JP4704241B2 - 植物育成装置 - Google Patents
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Description
(1)蛍光灯105の使用本数が多いことで照明用の電力消費が嵩み、植物育成装置100のランニングコストの上昇を招来する、
(2)蛍光灯105の使用本数が多く、これら蛍光灯104からの発熱によって周辺雰囲気の温度が高くなり植物108の生育環境に悪影響を及ぼすことが懸念され、これを回避するために行なわれる閉鎖空間107内の空調に伴う費用が高くつき、延いては植物育成装置100のランニングコストの上昇を招来する、
(3)蛍光灯104からの発熱によって、植物育成装置100内において上下方向の温度差が大きくなり、温度の高い上段側の育成箱等103に植えられた植物108と、温度の低い下段側の育成箱等103に植えられた植物108の間で生育度合いが異なり、均一性の低下とか、育成植物の品質低下及び歩留まりの低下を招来する、
(4)直状の蛍光灯104を用いることから、所謂「線照明」となり、照度斑が大きく、同一の育成箱等103においても植えられた位置によって植物108の生育度合いが異なり、育成される植物の均一性の低下、品質低下及び歩留まりが低下することが懸念され、またこれを改善するために、反射笠106を用いているが、これによっても照度斑の改善には限界があり、好ましい結果を得にくい、
(5)蛍光灯の発熱や放射熱及び光の均一性の観点から、離間照明とし、各棚101間の間隔を広くとらざるを得ないため、所定高さ範囲内に配置可能な棚101の段数が少なくなり、空間の有効利用度が低く、延いては植物育成装置100のイニシャルコスト及びランニングコストの上昇を招来するとともに、植物育成装置100としての生産性が低くなる、
等の問題があった。
A:第1の実施形態
図1には、本願発明の第1の実施形態に係る植物育成装置1を示している。この植物育成装置1は、次述する育成棚3に本願発明に係る照明装置4を所定数取り付けるとともに、該育成棚3を、閉鎖空間を構成する育成庫2内に収納配置して構成される。
上記育成棚3は、矩形の四隅にそれぞれ立設された4本の支柱31〜34を立方枠状に一体化して構成されるものであって、一方の面側に位置する第1支柱31と2支柱32の中間位置には第5支柱35が、また、他方の面側に位置する第3支柱33と第4支柱34の中間位置には第6支柱36が、それぞれ配置されている。さらに、一方側の第1支柱31と他方側の第3支柱33の中間位置には第7支柱37が、一方側の第2支柱32と他方側の第4支柱34の中間位置には第8支柱38が、それぞれ配置されている。
上記照明装置4は、図2〜図4にそれぞれ示すように、上記育成棚3の上記スペースS1〜S4の平面形状に対応するような矩形の平面形状をもつ扁平構造体であって、次述する蛍光灯45と反射板41及び透過拡散材42を備えている。
上述のように構成された上記照明装置4は、上記育成棚3の各スペースS1〜S4に、それぞれ上下方向に所定の間隔をもって取付けられる。この実施形態では、後述するように、上記照明装置4が間接照明方式で、且つ蛍光灯45からの照射熱を庫外放散させる、等の構成であることを考慮して、各段の間隔を従来構造のもの(図9参照)よりも小さくして、8段構成としている。即ち、図1に示すように上記各スペースS1〜S4にそれぞれ、最下段に棚板6を設けるとともに、該棚板6の上側に所定間隔で上記照明装置4を8段に組付けている。
上述のように、この実施形態の植物育成装置1では、上記育成棚3の上記各支柱31〜34を空気ダクトとして利用するとともに、専用の上記各ダクト39,40を備えて空気循環系を構成している。ここで、これらの部材を用いた冷却風循環系と育成用空気循環系についてそれぞれ説明する。
冷却風循環系は、図1に示すように、上記育成棚3の上記第1支柱31と第3支柱33
を庫外に連通させる空気導入路71と、上記第2支柱32と第4支柱34を庫外に連通させる空気導出路73を備える。そして、上記空気導入路71には、庫外空気を吸入して上記第1、第3支柱31、32に供給するファン61が備えられるとともに、上記ファン61の上流側には第1ダンパー63が備えられる。さらに、上記第1ダンパー63とファン61の間から分岐して上記育成庫2の庫内に開口する分岐路72には、第2ダンパー64が備えられている。
この制御は、庫内冷房時(即ち、育成庫2の庫内を庫内目標温度「25℃」で冷房している時)において、庫外空気によって蛍光灯45の周囲を冷却できる温度条件下においては、該蛍光灯45を庫外空気で冷却して該蛍光灯45の高い照射効率を確保するため、及び熱を庫外へ排出するための制御である。
この制御は、庫内暖房の必要時において、上記照明装置4の蛍光灯周辺の冷却によって昇温した高温空気を庫内暖房に利用することで、上記蛍光灯45の照射効率の適正維持と、上記空調機84の暖房負荷を無くし、或いは軽減させるための制御である。
育成用空気循環系は、図1に示すように、上記育成棚3の左右一対の上記ダクト39、40を用いて行なわれるものであって、これら各ダクト39、40を庫内外の空気源に連通させる空気導入路75にはファン62が備えられている。そして、この空気導入路75から上記各ダクト39、40に空気(この実施形態では、炭酸ガスが1000〜3000ppm程度混入された混合空気を用いる)を供給すると、この空気は、図2、図4及び図7に示すように、該各ダクト39,40から、これに設けた上記各通孔24及び上記照明装置4側の上記通孔23を通って、該照明装置4の上記通孔22から上記空隙部54に流入し、該空隙部54の下端に設けられた上記空気吹出口55から下方へ向けて吹出され、下段側の照明装置4の上面上に載置された各育成箱等5側に順次流れ、該各育成箱等5の周辺温度の均一化が促進される。また、この吹出し空気に含まれた炭酸ガスが上記育成箱等5に植生された植物に光合成能を高めるように効果的に且つ万遍に接触されることで該植物の光合成が促進される。これらの相乗効果として、上記育成箱等5に植生された植物の生育が促進されるとともにその生育度合いが均一化され、植物の生産性が高められることになる。
ここで、上述の空気循環系等の説明を踏まえた上で、上記植物育成装置1を実際に使用して植物の育成を行なう場合について説明する。
B:第2の実施形態
図9には、本願発明の第2の実施形態に係る植物育成装置1を示している。この植物育成装置1は、上記第1の実施形態に係る植物育成装置1と基本構成を同じにするものであって、これと異なる点は、上記育成箱等5の構成である。即ち、上記第1の実施形態に係る植物育成装置1においては、上記照明装置4の上面を構成する天板材46を、育成箱等5を載置するための棚板として利用するものとし、該天板材46上に、比較的小さな奥行きの長いトレイ状に形成された育成箱等5を所定個数(第1の実施形態では三個)ずつ載置するように構成していたのに対して、この実施形態では図9に示すように、上記育成箱等5を、上記育成棚3の上記各スペースS1〜S4の平面形体に対応するような大きさをもつトレイ状に形成し、且つ該育成箱等5を上記照明装置4の上記天板材46上に、上記育成棚3の奥行き方向へ出し入れ可能な引出状に構成し、必要に応じて、上記育成箱等5を上記天板材46側から手前側へ引き出したり、奥側へ押し入れたりすることができるようにしている。そして、この育成箱等5上に、植物を植生した苗ポット90を所定個数載置するようにしている。
C:第3の実施形態
図10には、本願発明の第3の実施形態に係る植物育成装置1を示している。この植物育成装置1は、上記第1の実施形態に係る植物育成装置1の展開例として位置付けられるものであって、上記育成棚3は、手前側で横に並ぶ4個のスペースS1〜S4と、奥側で横に並ぶ4個のスペースS5〜S8の合計8個のスペースを多段に配置するとともに、これら各スペースS1〜S8のそれぞれに対応するように上記照明装置4を配置して構成される。
2 ・・育成庫
3 ・・育成棚
4 ・・照明装置
5 ・・育成箱等
6 ・・棚板
21 ・・通孔
22 ・・通孔
23 ・・通孔
24 ・・通孔
31 ・・第1支柱
32 ・・第2支柱
33 ・・第3支柱
34 ・・第4支柱
35 ・・第5支柱
36 ・・第6支柱
37 ・・第7支柱
38 ・・第8支柱
39 ・・ダクト
40 ・・ダクト
41 ・・反射板
42 ・・透過拡散材
43 ・・仕切板
44 ・・反射笠
45 ・・蛍光灯(光源)
46 ・・天板材
47 ・・カバー体
48 ・・補強材
49 ・・奥壁材
50 ・・隔壁材
51 ・・中空室
52 ・・空隙部(冷却風通路)
53 ・・上側中空室
54 ・・空隙部
55 ・・空気吹出口
61 ・・ファン
62 ・・ファン
63 ・・第1ダンパー
64 ・・第2ダンパー
65 ・・第3ダンパー
66 ・・第4ダンパー
71 ・・空気導入路
72 ・・分岐路
73 ・・空気導出路
74 ・・分岐路
75 ・・空気導入路
81 ・・第1温度センサ
82 ・・第2温度センサ
83 ・・第3温度センサ
84 ・・空調機
90 ・・苗ポット
91 ・・水耕ベッド
92 ・・植生穴
93 ・・養液
A1 ・・空気流
A2 ・・空気流
Claims (8)
- 植物育成用の光を照射する光源(45)と該光源(45)の照射方向前方側に配置され該光源(45)からの照射光を反射させる反射板(41)と上記反射板(41)に対向するように配置され上記光源(45)からの照射光及び上記反射板(41)からの反射光を下方へ向けて透過拡散させる透過拡散材(42)とを備えた間接照射方式の照明装置であって且つ上記光源(45)が透光性の仕切材(43)によって上記反射板(41)及び透過拡散材(42)側から隔離されるとともに該仕切板(43)に対して上記光源(45)寄り部位が該光源(45)を冷却するための冷却風通路(52)とされている照明装置(4)を上下方向に多段の棚部を設けた育成棚(3)に配置して該照明装置(4)の上面側に植物育成用の育成箱等(5)を載置可能とする一方、上記育成箱等(5)側に向けて植物生育促進用の空気を供給するように構成されてなる植物育成装置であって、上記冷却風通路(52)に光源冷却用の空気を送給する冷却風循環系と、上記育成箱等(5)側に向けて植物生育促進用の空気を供給する育成用空気循環系とを備えており、且つそれらの冷却風循環系と育成用空気循環系に対してそれぞれ個別に空気の流通制御が行われるようにされていることを特徴とする植物育成装置。
- 請求項1において、
上記育成棚(3)が複数本の中空の支柱(31〜40)によって上記照明装置(4)を多段に支持する構造とされているとともに上記中空の支柱(31〜40)が上記冷却風循環系又は育成用空気循環系を構成するダクトとして使用されていることを特徴とする植物育成装置。 - 請求項1又は2において、
上記育成用空気循環系に植物の光合成用の炭酸ガス混入空気が供給されることを特徴とする植物育成装置。 - 請求項1,2又は3のいずれか1項において、
上記各照明装置(4)とその下方側に載置された上記育成箱等(5)との間隔が変更調整可能とされていることを特徴とする植物育成装置。 - 請求項1,2,3又は4のいずれか1項において、
上記各照明装置(4)上に載置される上記育成箱等(5)が上記照明装置(4)に対して手前側へ引出し可能且つ奥方向へ押し込み可能とされていることを特徴とする植物育成装置。 - 請求項1ないし5のいずれか1項において、
上記育成箱等(5)が水耕栽培容器として使用されることを特徴とする植物育成装置。 - 請求項1ないし6のいずれか1項において、
上記照明装置(4)が備えられた上記育成棚(3)が、空調された閉鎖空間を構成する育成庫(2)内に配置されていることを特徴とする植物育成装置。 - 請求項7において、
上記照明装置(4)の上記冷却風通路(52)に対して上記育成庫(2)の庫外空気と庫内空気を選択的に導入可能とする一方上記冷却風通路(52)内の空気を上記育成庫(2)の庫外と庫内へ選択的に排出可能とするとともに、上記冷却風通路(52)に対する空気の上記庫外又は庫内からの導入及び上記庫外又は庫内への排出の選択を上記育成庫(2)の庫外温度と庫内温度と上記冷却風通路からの排出空気温度に基づいて制御することを特徴とする植物育成装置。
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