JP5095348B2 - 植物栽培の照明装置 - Google Patents
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-
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Description
本発明は、植物栽培の照明装置に関し、特に、栽培物の種類や成長等に合わせて照明灯の最適なピッチを選択し、栽培物の種類や成長等に応じた照明を行えるようにした植物栽培の照明装置に関するものである。
近年、植物工場においては、天然土壌を利用せずに植物を生育させる水耕栽培が行われている。
水耕栽培は、水耕栽培で起こる土壌病害虫の防除、連作障害の回避、耕耘及び除草作業の省略が可能であるという利点を有する。
このような水耕栽培においては、地上部の管理と地下部の管理が重要であり、例えば、地上部では、光や温度、湿度、空気の流れの管理が行われるとともに、地下部では、栄養素濃度や溶存酸素濃度、電気伝導度、培養液温の管理が行われている。
水耕栽培は、水耕栽培で起こる土壌病害虫の防除、連作障害の回避、耕耘及び除草作業の省略が可能であるという利点を有する。
このような水耕栽培においては、地上部の管理と地下部の管理が重要であり、例えば、地上部では、光や温度、湿度、空気の流れの管理が行われるとともに、地下部では、栄養素濃度や溶存酸素濃度、電気伝導度、培養液温の管理が行われている。
一方、完全に遮光され、外気の入らない閉鎖された栽培室内で多段に積み上げられた植物栽培環境下では、蛍光灯等による照明を行っているが、閉鎖された栽培室内で人工照明だけに頼る多段式完全人工光型の植物栽培環境下では、人工光を効率よく使わないと照明による電力料金が栽培野菜のコストアップをもたらすことになる。
しかしながら、従来の植物栽培の照明装置では、蛍光灯を天板に固定していることから、照明の度合いが常に一定となり、栽培物の種類や成長等に合わせた適正な照明が行えず、また、熱抜き孔を平板状の天板にスリット状に設けていたため、この熱抜き孔から光が漏れ人工光を無駄に消費するという問題を有している。
本発明は、上記従来の植物栽培の照明装置が有する問題点に鑑み、栽培物の種類や成長等に合わせて照明灯の最適なピッチを選択し、栽培物の種類や成長等に応じた照明を行えるとともに、さらには、熱抜き孔からの光の漏れを少なくすることができる植物栽培の照明装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の植物栽培の照明装置は、栽培床の上に照明灯を設置する植物栽培の照明装置において、照明灯を支持する複数の支持部材と、該支持部材を横に並列した状態で並び方向に移動可能に支持する略水平のガイドレールとを備え、さらに、支持部材の両端と係合する略水平のガイドレールを有し、支持部材を横に並列した状態で並び方向に移動可能に支持する枠体を備え、かつ、照明灯を支持部材の下に所定間隔をあけて配設し、支持部材にその下面から一側方に張り出す下部天板反射板を設けるとともに、支持部材の上部に他の側方に張り出す上部天板反射板を設けたことを特徴とする。
この場合において、近似放物線を断面とする断面略Ｕ字状の曲面反射板を、その放物面の焦点に照明灯を配置して該照明灯を中心に回動可能に設けることができる。
また、複数の支持部材の両端と係合し、該支持部材を縦に移動可能に支持する縦ガイドレールを、前記ガイドレールの端部から下方に連続して延設することができる。
本発明の植物栽培の照明装置によれば、栽培床の上に照明灯を設置する植物栽培の照明装置において、照明灯を支持する複数の支持部材と、該支持部材を横に並列した状態で並び方向に移動可能に支持する略水平のガイドレールとを備えることから、支持部材をガイドレールに沿って移動させることにより照明灯のピッチを任意に変更することができ、これにより、栽培物の種類や成長等に合わせて照明灯の最適なピッチを選択し、栽培物の種類や成長等に応じた照明を行うことができる。
また、ガイドレールを設置した後に照明灯の数量やピッチを変更できることから、照明装置の設置を簡便に行うことができる。
また、ガイドレールを設置した後に照明灯の数量やピッチを変更できることから、照明装置の設置を簡便に行うことができる。
そして、支持部材の両端と係合する略水平のガイドレールを有し、支持部材を横に並列した状態で並び方向に移動可能に支持する枠体を備えることにより、ガイドレールを枠体で一体化して、照明装置の設置を簡便に行うことができる。
さらに、照明灯を支持部材の下に所定間隔をあけて配設し、支持部材にその下面から一側方に張り出す下部天板反射板を設けるとともに、支持部材の上部に他の側方に張り出す上部天板反射板を設けることにより、相じゃくり状となる上下の天板反射板間に熱抜き孔を形成して反射効率を上げ、熱抜き孔からの光の漏れを少なくすることができる。
また、近似放物線を断面とする断面略Ｕ字状の曲面反射板を、その放物面の焦点に照明灯を配置して該照明灯を中心に回動可能に設けることにより、特定箇所に反射光を集中して照度を上げたり、反射光を天井面へ発散させて間接光にしたりすることが可能となる。
その結果、光飽和点の高い栽培物から低い栽培物まで同一の照明装置で対応できるほか、栽培面の照度分布を任意に調整できる機能は、同一栽培面で光飽和点の異なる栽培物の栽培が可能となる。
その結果、光飽和点の高い栽培物から低い栽培物まで同一の照明装置で対応できるほか、栽培面の照度分布を任意に調整できる機能は、同一栽培面で光飽和点の異なる栽培物の栽培が可能となる。
また、複数の支持部材の両端と係合し、該支持部材を縦に移動可能に支持する縦ガイドレールを、前記ガイドレールの端部から下方に連続して延設することにより、栽培物の側方からも栽培物の種類や成長等に合わせて照明灯の最適なピッチを選択し、栽培物の種類や成長等に応じた照明を行うことができる。
以下、本発明の植物栽培の照明装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１〜図３に、本発明の植物栽培の照明装置の第１実施例を示す。
まず、栽培装置全体としては、植栽パネルを浮かべる水槽からなる栽培床１を、架台２に上下多段に設置し、各栽培床１の上方に、本実施例の植物栽培の照明装置を設置するようにしている。
植物栽培の照明装置は、照明灯３を支持する複数の支持部材４と、該支持部材４の両端と係合する略水平のガイドレール５１を有し、支持部材４を横に並列した状態で並び方向に移動可能に支持する枠体５とを備えている。
植物栽培の照明装置は、照明灯３を支持する複数の支持部材４と、該支持部材４の両端と係合する略水平のガイドレール５１を有し、支持部材４を横に並列した状態で並び方向に移動可能に支持する枠体５とを備えている。
照明灯３は、直管の蛍光灯からなり、ソケット３１を介して支持部材４の下に所定間隔をあけて取り付けられている。
照明灯３には、図３（ｂ）に示すように、近似放物線を断面とする断面略Ｕ字状の曲面反射板６が、その放物面の焦点に照明灯３を配置して該照明灯３を中心に回動可能に設けられている。
この曲面反射板６の上部には、照明灯３により加熱された空気を外部に導出するスリット状の放熱部６１が設けられており、放熱部６１から空気が抜けることによる対流を利用して、栽培物から発生した酸素を除去しながら周囲から二酸化炭素を含む空気を供給し、光合成を促進するとともに栽培物周囲の温度を一定に保つようにしている。
なお、照明灯３は、強い光を好む栽培物から弱い光を好む栽培物まで対応するために、インバータにより高周波点灯を行い、調光機能が付与されている。
また、栽培物の光合成、呼吸、転流を最適化するために、明期（ランプＯＮ）と暗期（ランプＯＦＦ）とを設け、タイマーにより制御するようにしている。
また、照明灯３には、直管の蛍光灯のほか、各種形状の蛍光灯や発光ダイオード等の各種の発光体を用いることができる。
照明灯３には、図３（ｂ）に示すように、近似放物線を断面とする断面略Ｕ字状の曲面反射板６が、その放物面の焦点に照明灯３を配置して該照明灯３を中心に回動可能に設けられている。
この曲面反射板６の上部には、照明灯３により加熱された空気を外部に導出するスリット状の放熱部６１が設けられており、放熱部６１から空気が抜けることによる対流を利用して、栽培物から発生した酸素を除去しながら周囲から二酸化炭素を含む空気を供給し、光合成を促進するとともに栽培物周囲の温度を一定に保つようにしている。
なお、照明灯３は、強い光を好む栽培物から弱い光を好む栽培物まで対応するために、インバータにより高周波点灯を行い、調光機能が付与されている。
また、栽培物の光合成、呼吸、転流を最適化するために、明期（ランプＯＮ）と暗期（ランプＯＦＦ）とを設け、タイマーにより制御するようにしている。
また、照明灯３には、直管の蛍光灯のほか、各種形状の蛍光灯や発光ダイオード等の各種の発光体を用いることができる。
支持部材４は、両端に長手方向に突出する円柱状の突部４１を有し、後述するガイドレール５１の溝５２にこの突部４１を摺動可能に嵌挿している。
また、支持部材４は、図３（ａ）に示すように、その下面から一側方に張り出す下部天板反射板４２を設けるとともに、支持部材４の上部に他の側方に張り出す上部天板反射板４３を設けており、相じゃくり状となる上下の天板反射板間に熱抜き孔４４を形成して反射効率を上げ、熱抜き孔４４からの光の漏れを少なくしている。
なお、支持部材４の熱抜き孔４４は、熱抜き孔４４から空気が抜けることによる対流を利用して、栽培物から発生した酸素を除去しながら周囲から二酸化炭素を含む空気を供給し、光合成を促進するとともに栽培物周囲の温度を一定に保つことができる。
また、支持部材４は、図３（ａ）に示すように、その下面から一側方に張り出す下部天板反射板４２を設けるとともに、支持部材４の上部に他の側方に張り出す上部天板反射板４３を設けており、相じゃくり状となる上下の天板反射板間に熱抜き孔４４を形成して反射効率を上げ、熱抜き孔４４からの光の漏れを少なくしている。
なお、支持部材４の熱抜き孔４４は、熱抜き孔４４から空気が抜けることによる対流を利用して、栽培物から発生した酸素を除去しながら周囲から二酸化炭素を含む空気を供給し、光合成を促進するとともに栽培物周囲の温度を一定に保つことができる。
枠体５は、対向する位置に配設した１対のガイドレール５１を、アングル材等の２本の桟５３で長方形の枠状に連結固定したものからなる。
ガイドレール５１はチャネル状をなし、内側に形成した溝５２に、支持部材４の突部４１を摺動可能に嵌挿している。
なお、支持部材４は、ガイドレール５１に対し、図示省略する係止部材により任意の位置で固定することができる。
また、枠体５は、チェーン等の吊り紐７により架台２に高さ調節可能に吊り下げられており、これにより、栽培物の成長に応じて照明装置の高さを任意に調整し、栽培物と照明装置の距離を一定に保つこともできる。
高さ調節機構は、架台２に回動可能に支持せしめた水平杆７１に吊り紐７を取り付け、この水平杆７１をハンドル７２にて回転させることにより、吊り紐７を巻き取ったり巻き出したりすることにより行う。
ガイドレール５１はチャネル状をなし、内側に形成した溝５２に、支持部材４の突部４１を摺動可能に嵌挿している。
なお、支持部材４は、ガイドレール５１に対し、図示省略する係止部材により任意の位置で固定することができる。
また、枠体５は、チェーン等の吊り紐７により架台２に高さ調節可能に吊り下げられており、これにより、栽培物の成長に応じて照明装置の高さを任意に調整し、栽培物と照明装置の距離を一定に保つこともできる。
高さ調節機構は、架台２に回動可能に支持せしめた水平杆７１に吊り紐７を取り付け、この水平杆７１をハンドル７２にて回転させることにより、吊り紐７を巻き取ったり巻き出したりすることにより行う。
また、高さ調節機構は、図５（ａ）に示すように、吊り紐７をチェーンで構成し、このチェーンのリングを架台２に手で掛け替えるようにしたり、あるいは、手動ハンドルやモータ（図示省略）で巻き上げることにより枠体５やガイドレール５１を昇降させることもできる。
また、高さ調節機構は、図５（ｂ）に示すように、枠体５やガイドレール５１と架台２との間にボールネジ７３を設け、このボールネジ７３をモータ７４や手動で駆動することにより、枠体５やガイドレール５１を昇降させることもできる。
また、高さ調節機構は、図５（ｂ）に示すように、枠体５やガイドレール５１と架台２との間にボールネジ７３を設け、このボールネジ７３をモータ７４や手動で駆動することにより、枠体５やガイドレール５１を昇降させることもできる。
一方、図５（ｃ）に示すように、ガイドレール５１を支持部材４の上に設置することもできる。
この場合、支持部材４の左右の上部に大径の頭部を有する係合突起４６を突設し、各係合突起４６が摺動可能に係合するように、ガイドレール５１を溝５２が下向きになるように設置する。
ガイドレール５１は、図５（ｃ）では独立して平行に配設されているが、桟（図示省略）で連結して枠体を形成したりすることもできる。
この場合、支持部材４の左右の上部に大径の頭部を有する係合突起４６を突設し、各係合突起４６が摺動可能に係合するように、ガイドレール５１を溝５２が下向きになるように設置する。
ガイドレール５１は、図５（ｃ）では独立して平行に配設されているが、桟（図示省略）で連結して枠体を形成したりすることもできる。
図４に、本発明の植物栽培の照明装置の第２実施例を示す。
この植物栽培の照明装置は、栽培床１の上に照明灯３を設置するものであり、照明灯３を支持する複数の支持部材４と、該支持部材４の両端と係合する略水平のガイドレール５１を有し、支持部材４を横に並列した状態で並び方向に移動可能に支持する枠体５とを備えている。
そして、この植物栽培の照明装置は、複数の支持部材４の両端と係合し、かつ該支持部材４を縦に移動可能に支持する縦ガイドレール５４を、前記ガイドレール５１の端部から下方に連続して延設している。
この植物栽培の照明装置は、栽培床１の上に照明灯３を設置するものであり、照明灯３を支持する複数の支持部材４と、該支持部材４の両端と係合する略水平のガイドレール５１を有し、支持部材４を横に並列した状態で並び方向に移動可能に支持する枠体５とを備えている。
そして、この植物栽培の照明装置は、複数の支持部材４の両端と係合し、かつ該支持部材４を縦に移動可能に支持する縦ガイドレール５４を、前記ガイドレール５１の端部から下方に連続して延設している。
縦ガイドレール５４は、前記水平のガイドレール５１と同じチャネル状の部材からなり、支持部材４が縦ガイドレール５４と水平のガイドレール５１とに相互に移動できるように溝５２を連続して形成している。
また、支持部材４は、相互に突き合わせることにより天板や側壁を形成する天板反射板４５を上部に備えている。
支持部材４は、縦ガイドレール５４に対し、図示省略する係止部材により任意の位置で固定することができる。
なお、照明装置のその他の構成については、第１実施例と同様であるため、その説明を省略する。
また、支持部材４は、相互に突き合わせることにより天板や側壁を形成する天板反射板４５を上部に備えている。
支持部材４は、縦ガイドレール５４に対し、図示省略する係止部材により任意の位置で固定することができる。
なお、照明装置のその他の構成については、第１実施例と同様であるため、その説明を省略する。
かくして、本第１、第２各実施例の植物栽培の照明装置は、栽培床１の上に照明灯３を設置する植物栽培の照明装置において、照明灯３を支持する複数の支持部材４と、該支持部材４を横に並列した状態で並び方向に移動可能に支持する略水平のガイドレール５１とを備えることから、支持部材４をガイドレール５１に沿って移動させることにより照明灯３のピッチを任意に変更することができ、これにより、栽培物の種類や成長等に合わせて照明灯３の最適なピッチを選択し、栽培物の種類や成長等に応じた照明を行うことができる。
また、ガイドレール５１を設置した後に照明灯３の数量やピッチを変更できることから、照明装置の設置を簡便に行うことができる。
また、ガイドレール５１を設置した後に照明灯３の数量やピッチを変更できることから、照明装置の設置を簡便に行うことができる。
この場合、支持部材４の両端と係合する略水平のガイドレール５１を有し、支持部材４を横に並列した状態で並び方向に移動可能に支持する枠体５を備えることにより、ガイドレール５１を枠体５で一体化して、照明装置の設置を簡便に行うことができる。
また、照明灯３を支持部材４の下に所定間隔をあけて配設し、支持部材４にその下面から一側方に張り出す下部天板反射板４２を設けるとともに、支持部材４の上部に他の側方に張り出す上部天板反射板４３を設けることにより、相じゃくり状となる上下の天板反射板間に熱抜き孔４４を形成して反射効率を上げ、熱抜き孔４４からの光の漏れを少なくすることができる。
また、近似放物線を断面とする断面略Ｕ字状の曲面反射板６を、その放物面の焦点に照明灯３を配置して該照明灯３を中心に回動可能に設けることにより、特定箇所に反射光を集中して照度を上げたり、反射光を天井面へ発散させて間接光にしたりすることが可能となる。
その結果、光飽和点の高い栽培物から低い栽培物まで同一の照明装置で対応できるほか、栽培面の照度分布を任意に調整できる機能は、同一栽培面で光飽和点の異なる栽培物の栽培が可能となる。
その結果、光飽和点の高い栽培物から低い栽培物まで同一の照明装置で対応できるほか、栽培面の照度分布を任意に調整できる機能は、同一栽培面で光飽和点の異なる栽培物の栽培が可能となる。
また、複数の支持部材４の両端と係合し、該支持部材４を縦に移動可能に支持する縦ガイドレール５４を、前記ガイドレール５１の端部から下方に連続して延設することにより、栽培物の側方からも栽培物の種類や成長等に合わせて最適な照明灯３のピッチを選択し、栽培物の種類や成長等に応じた照明を行うことができる。
以上、本発明の植物栽培の照明装置について、植栽パネルを浮かべる水槽からなる栽培床１を用いる水耕栽培の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、水耕栽培以外の植物工場等の照明装置に用いる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。
本発明の植物栽培の照明装置は、栽培物の種類や成長等に合わせて照明灯の最適なピッチを選択し、栽培物の種類や成長等に応じた照明を行えるという特性を有していることから、野菜やその他の植物の栽培を行う植物工場の用途に広く好適に用いることができる。
１ 栽培床
２ 架台
３ 照明灯
３１ ソケット
４ 支持部材
４１ 突部
４２ 下部天板反射板
４３ 上部天板反射板
４４ 熱抜き孔
４５ 天板反射板
４６ 係合突起
５ 枠体
５１ ガイドレール
５２ 溝
５３ 桟
５４ 縦ガイドレール
６ 曲面反射板
６１ 放熱部
７ 吊り紐
７１ 水平杆
７２ ハンドル
７３ ボールネジ
７４ モータ
２ 架台
３ 照明灯
３１ ソケット
４ 支持部材
４１ 突部
４２ 下部天板反射板
４３ 上部天板反射板
４４ 熱抜き孔
４５ 天板反射板
４６ 係合突起
５ 枠体
５１ ガイドレール
５２ 溝
５３ 桟
５４ 縦ガイドレール
６ 曲面反射板
６１ 放熱部
７ 吊り紐
７１ 水平杆
７２ ハンドル
７３ ボールネジ
７４ モータ
Claims (3)
- 栽培床の上に照明灯を設置する植物栽培の照明装置において、照明灯を支持する複数の支持部材と、該支持部材を横に並列した状態で並び方向に移動可能に支持する略水平のガイドレールとを備え、さらに、支持部材の両端と係合する略水平のガイドレールを有し、支持部材を横に並列した状態で並び方向に移動可能に支持する枠体を備え、かつ、照明灯を支持部材の下に所定間隔をあけて配設し、支持部材にその下面から一側方に張り出す下部天板反射板を設けるとともに、支持部材の上部に他の側方に張り出す上部天板反射板を設けたことを特徴とする植物栽培の照明装置。
- 近似放物線を断面とする断面略Ｕ字状の曲面反射板を、その放物面の焦点に照明灯を配置して該照明灯を中心に回動可能に設けたことを特徴とする請求項１記載の植物栽培の照明装置。
- 複数の支持部材の両端と係合し、該支持部材を縦に移動可能に支持する縦ガイドレールを、前記ガイドレールの端部から下方に連続して延設したことを特徴とする請求項１又は２記載の植物栽培の照明装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007282680A JP5095348B2 (ja) | 2007-10-31 | 2007-10-31 | 植物栽培の照明装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007282680A JP5095348B2 (ja) | 2007-10-31 | 2007-10-31 | 植物栽培の照明装置 |
Publications (2)
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