JP5309087B2 - 茸栽培用装置及び茸栽培方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば椎茸等の茸の栽培に用いる茸栽培用装置及び茸栽培方法に関するものである。

近年、例えば椎茸等の茸を栽培する際に、茸の菌糸が培養されたほだ木（茸栽培体）に電気刺激を加えることで、茸の育成を促進できることが注目されている。このような茸の栽培に用いられる構成を提案するものとして、例えば下記の特許文献１，２等が挙げられる。すなわち、従来構成では、高電圧発生器に接続された高電圧印加用の電極をほだ木に突き刺した状態で、電極にインパルス状の高電圧を印加することで、ほだ木に電気刺激を加えている。

特開平８−７０６９６号公報 特公平３−７１８４２号公報

上記のような従来構成では、高電圧発生器に接続された電極をほだ木に突き刺した状態で高電圧を印加するので、１つのほだ木に電気刺激を加えた後に他のほだ木に電気刺激を加える場合に、電気刺激を加えたほだ木から電極を引抜くとともに、次のほだ木に電極を改めて突き刺す必要がある。すなわち、従来構成では、電気刺激を加えるほだ木毎に電極を刺しなおす作業が必要となり、作業者の負担が増大している。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電気刺激を加える茸栽培体毎に電極を刺しなおす作業を不要にでき、作業者の負担を低減できる茸栽培用装置及び茸栽培方法を提供することである。

本発明に係る茸栽培用装置は、高電圧を発生する高電圧発生部と、前記高電圧発生部に接続され、茸栽培体から離間された状態で前記高電圧発生部から高電圧が印加されることで前記茸栽培体との間に火花放電を発生させて、前記火花放電により前記茸栽培体に電気刺激を加える球状の放電極とを備えることを特徴とする。

また、本発明に係る茸栽培方法は、高電圧発生部に接続された球状の放電極を茸栽培体から離間させた状態で、高電圧発生部から放電極に高電圧を印加することで前記放電極と前記茸栽培体との間に火花放電を発生させて、前記火花放電により茸栽培体に電気刺激を加えることを特徴とする。

本発明の茸栽培用装置及び茸栽培方法によれば、放電極が茸栽培体から離間された状態で高電圧発生部から放電極に高電圧が印加されることで、放電極からの火花放電により茸栽培体に電気刺激が加えられるようになっているので、電気刺激を加える茸栽培体毎に電極を刺しなおす作業を不要にでき、作業者の負担を低減できる。また、茸栽培体に電気刺激が正常に加えられたことを目視及び音によって確認できる。

本発明の実施の形態１による茸栽培用装置を示す構成図である。 図１の高電圧発生器の構成を示すブロック図である。 図２の高電圧発生器の放電等価回路を示す回路図である。 図２の限流器の動作を示す説明図である。 図１の茸栽培用装置による放電動作を示す説明図である。 本発明の実施の形態２による茸栽培用装置を示す構成図である。 図６の電極基体及びコントローラの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態３による茸栽培用装置を示す構成図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による茸栽培用装置を示す構成図である。図において、茸栽培用装置は、例えば椎茸等の茸の菌糸が培養されたほだ木１（茸栽培体）に電気刺激を加えることで、茸の育成を促進するためのものである。なお、本実施の形態では、茸の栽培にほだ木１を用いる例を説明するが、例えばおがくずが固められた菌床等を茸の栽培に用いてもよい。すなわち、茸栽培体は、ほだ木１に限定されず、例えば菌床等でもよい。

図に示すように、茸栽培用装置には、高電圧発生器１０（高電圧発生部）、放電極２０、同軸ケーブル３０、及び電極基体４０が設けられている。高電圧発生器１０は、アース５０に接続されており、後述の回路構成（図２参照）により高電圧を発生するものである。なお、高電圧発生器１０としては、作業者による持ち運びが可能なように小型なもの採用されている。放電極２０は、同軸ケーブル３０及び電極基体４０を介して高電圧発生器１０に接続されている。この放電極２０は、球状に形成されており、高電圧が印加された場合に近接する物体との間に火花放電２１を発生させるものである。すなわち、放電極２０は、ほだ木１から離間された状態で高電圧発生器１０から高電圧が印加されることで、火花放電２１により茸栽培体に電気刺激を加えることができるものである。

同軸ケーブル３０は、高電圧発生器１０及び電極基体４０のケーブルコネクタ１１，４１に対して着脱自在に設けられており、必要に応じて取り替えることが可能とされている。ここで、火花放電２１によりほだ木１に加えられる電気刺激のエネルギーＥ［Ｊ］は、同軸ケーブル３０の静電容量をＣ［Ｆ］とし、放電極２０に印加される高電圧の電圧値をＶ［Ｖ］とすれば、ＣＶ^２／２と表すことができる。周知のように、同軸ケーブル３０は、長さに応じた静電容量を有している。すなわち、現在の同軸ケーブル３０を、異なる長さを有する他の同軸ケーブル３０に取り替えることで、ほだ木１に加えられる電気刺激のエネルギーＥを変更及び調節できる。

電極基体４０は、ピストル形状に形成されたものであり、先端に放電極２０が一体に設けられたものである。作業者によって把持される電極基体４０の把持部４２は、放電極２０とは電気的に絶縁された導電体で形成されており、同軸ケーブル３０及び高電圧発生器１０を介してアース５０に接続されている。把持部４２がアース５０に接続されるのは、作業者の帯電を回避するためである。

電極基体４０は、作業者によって操作されるトリガスイッチ４３（図２参照）を有している。トリガスイッチ４３は、作業者によって操作された際に高電圧発生器１０に対して高電圧印加指令４４を入力するものである。高電圧発生器１０は、高電圧印加指令４４の入力を検出した場合に放電極２０に高電圧を印加する。すなわち、作業者は、手元にある電極基体４０のトリガスイッチ４３を操作することで、ほだ木１に電気刺激を加えるか否かを制御できる。

次に、図２は、図１の高電圧発生器１０の構成を示すブロック図であり、図３は、図２の高電圧発生器１０の放電等価回路を示す回路図であり、図４は、図２の限流器１８の動作を示す説明図である。図２において、高電圧発生器１０には、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２、電池１３、電源切換スイッチ１４、発振回路１５、コッククロフト・ウォルトン回路１６、高電圧保護抵抗１７、限流器１８、及び放電条件設定スイッチ１９が設けられている。

ＡＣ／ＤＣ変換回路１２は、商用電源からの交流電圧を例えば２４Ｖ等の直流電圧に変換するものである。電池１３は、両端電圧が例えば２４Ｖ等の化学電池である。電源切換スイッチ１４は、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２及び電池１３の一方を発振回路１５の入力端に選択的に接続するものである。すなわち、本実施の形態の高電圧発生器１０は、商用電源のコンセントが無い屋外での使用にも対応している。発振回路１５は、外部（トリガスイッチ４３）からの高電圧印加指令４４の入力を検出した際に、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２又は電池１３からの直流電圧を用いて、例えば２０ＫＨｚ，２４Ｖ等の交流電圧を発振するものである。なお、この実施の形態では、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２、電池１３、電源切換スイッチ１４、及び発振回路１５によって発振部が構成されている。

コッククロフト・ウォルトン回路１６は、周知のように複数のコンデンサと複数の整流素子（ダイオード）とを含む昇圧回路であり、発振回路１５からの交流電圧をもとに例えば１００ＫＶ程度の直流の高電圧を生成するものである。コッククロフト・ウォルトン回路１６からの高電圧は、例えば１００ＭΩ程度の抵抗値を有する高電圧保護抵抗１７を介して放電極２０に印加される。なお、この実施の形態では、コッククロフト・ウォルトン回路１６によって昇圧部が構成されている。

限流器１８は、発振回路１５とコッククロフト・ウォルトン回路１６とに接続されており、図３の等価回路で示されるコッククロフト・ウォルトン回路１６の出力電流値Ｉｃを監視するものである。この限流器１８は、監視している出力電流値が例えば３０〜１００μＡ程度の予め設定された限流動作電流値を超えた場合に、限流指令１８ａを発振回路１５に入力する。発振回路１５は、限流器１８からの限流指令１８ａの入力を検出した場合に、発振する交流電圧の電圧値Ｖｄを図４に示すように抑えて、出力エネルギーを制限する。このように、出力電流値が限流動作電流値を超えた場合に、出力エネルギーを制限するのは、万が一、放電極２０が人体に触れた場合への対策である。

放電条件設定スイッチ１９は、作業者によって操作されるスイッチであり、ほだ木１に電気刺激を加える放電処理時間を設定するためのスイッチである。作業者は、ほだ木１の原木の種類や大きさに応じて放電条件設定スイッチ１９を操作することで、放電処理時間を適宜変更できる。

次に、図５は、図１の茸栽培用装置による放電動作を示す説明図である。図に示すように、トリガスイッチ４３からパルス状の高電圧印加指令４４が発振回路１５に入力されると、発振回路１５からの交流電圧の発振が開始される。このとき、同軸ケーブル３０の電位Ｖｃは、茸栽培用装置全体の静電容量Ｃ及び抵抗値Ｒによって決定される時定数に従って上昇する。その後、電位Ｖｃが所定の電位Ｖｓに達すると、放電極２０からほだ木１に火花放電２１が発生される。高電圧発生器１０は、高電圧印加指令４４の入力を検出した場合に、放電条件設定スイッチ１９によって設定された放電処理時間Ｔｓの間、放電極２０に高電圧を印加する。すなわち、放電条件設定スイッチ１９によって設定された放電処理時間Ｔｓの間に、同軸ケーブル３０の電位Ｖｃが所定の電位Ｖｓに達する数だけ、火花放電２１が繰り返し発生される。

次に、茸栽培方法について説明する。まず、予めほだ木１の浸水処理を行っておき、例えば１５時間程度の所定時間が経過した後に、図１に示すようにほだ木１を地面の上に立てる。次に、放電極２０をほだ木１から離間させた状態で、高電圧発生器１０から放電極２０に高電圧を印加することで、放電極２０からの火花放電２１によりほだ木１に電気刺激を加える。このように、火花放電２１によりほだ木１に電気刺激を加えるようにすることで、高電圧発生器に接続された電極をほだ木に突き刺した状態で高電圧を印加する従来構成と比べて、電気刺激を加えるほだ木１毎に電極を刺しなおす作業を不要にでき、作業者の負担を低減できる。

なお、ほだ木１の外表面と放電極２０との間に火花放電２１を発生させてもよいし、ほだ木１に例えば釘等の栽培体側電極１ａを打ち込んでおき、栽培体側電極１ａと放電極２０との間に火花放電２１を発生させてもよい。栽培体側電極１ａを打ち込む場合でも、ほだ木１毎に栽培体側電極１ａを刺しなおす必要はなく、従来構成に比べて作業者の負担を低減できる。

次に、作用について説明する。本出願人は、上述の茸栽培用装置及び茸栽培方法の適用条件、すなわち茸の栽培の仕方、浸水処理の後から高電圧処理（放電処理）までの時間、同軸ケーブル３０の長さ、印加電圧の高さ、及び高電圧処理の時間を適宜変更して、茸（椎茸）の収穫量の増加率を調べた。その結果、下記の表１に示す適用条件を採用した場合に、高電圧処理を施さないものと比較して、約１．５〜２．０倍の増加率が得られることを確認できた。すなわち、火花放電２１による高電圧処理を行うことで、茸の収穫量を増やすことができることを確認できた。

このような茸栽培用装置及び茸栽培方法では、放電極２０がほだ木１から離間された状態で高電圧発生器１０から放電極２０に高電圧が印加されることで、放電極２０からの火花放電２１によりほだ木１に電気刺激が加えられるようになっているので、電気刺激を加えるほだ木１毎に電極を刺しなおす作業を不要にでき、作業者の負担を低減できる。
また、高電圧発生器に接続された電極をほだ木１に突き刺した状態で高電圧を印加する従来構成では、ほだ木１に電気刺激が正常に加えられたか否かが分りにくいという問題もあるが、本実施の形態の茸栽培用装置及び茸栽培方法では、火花放電２１が発生した際に光及び音が発生するので、ほだ木１に電気刺激が正常に加えられたことを目視及び音によって確認できる。これにより、作業者に安心感を与えることができるとともに、望まれる電気刺激をより確実にほだ木１に加えることができる。

また、放電極２０は、高電圧発生器１０に対して高電圧印加指令４４を入力するためのトリガスイッチ４３を有する電極基体４０に一体に設けられているので、作業者は手元にある電極基体４０のトリガスイッチ４３を操作することで、ほだ木１に電気刺激を加えることができ、作業者の利便性を向上できる。

さらに、電極基体４０の把持部４２は、放電極２０とは電気的に絶縁された導電体で形成されるとともに、アース５０に接続されているので、作業者の帯電を回避できる。

さらにまた、高電圧発生器１０は、外部からの高電圧印加指令４４の入力を検出した場合に、設定された放電処理時間Ｔｓの間、放電極２０に高電圧を印加するので、複数本のほだ木１に電気刺激を加える場合でも、各ほだ木１に同程度の電気刺激を加えることができ、ほだ木１に加える電気刺激のバラツキを低減できる。

また、放電極２０は、取替え可能な同軸ケーブル３０を介して高電圧発生器１０に接続されているので、同軸ケーブル３０を取り替えることでほだ木１に加えられる電気刺激のエネルギーＥを変更及び調節できる。これにより、高電圧発生器１０の内部の静電容量を変更するための機能を不必要とすることができ、コストを低減できる。

実施の形態２．
次に、図６は、本発明の実施の形態２による茸栽培用装置を示す構成図であり、図７は図６の電極基体６０及びコントローラ８０の構成を示すブロック図である。なお、実施の形態１の構成と同一又は同等の構成については、同一の符号を付して説明する。実施の形態１の構成は、コッククロフト・ウォルトン回路１６によって構成される昇圧部が、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２、電池１３、電源切換スイッチ１４、及び発振回路１５によって構成される発振部とともに高電圧発生器１０に内蔵される構成であったが、この実施の形態２の構成では、図６及び図７に示すように、コッククロフト・ウォルトン回路１６によって構成される昇圧部は、放電極２０とともに電極基体６０に一体に設けられている。

電極基体６０には、低電圧ケーブル７０を介してコントローラ８０が接続されている。コントローラ８０は、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２、電池１３、電源切換スイッチ１４、及び発振回路１５によって構成される発振部と、限流器１８と、放電条件設定スイッチ１９とを内蔵するものである。すなわち、このコントローラ８０は、実施の形態１の高電圧発生器１０からコッククロフト・ウォルトン回路１６及び高電圧保護抵抗１７が除かれた構成とされている。

また、電極基体６０には、放電極２０及びコッククロフト・ウォルトン回路１６に接続されるコンデンサ６１が着脱自在に取付けられている。すなわち、実施の形態１では、同軸ケーブル３０を取り替えることで、ほだ木１に加えられる電気刺激のエネルギーＥを変更及び調節できるようにしていたが、この実施の形態２では、コンデンサ６１を取り替えることで、ほだ木１に加えられる電気刺激のエネルギーＥを変更及び調節できるようにしている。電極基体６０には、必要とされる電気刺激のエネルギーＥの変更幅及び調節幅によっては複数のコンデンサ６１が取付けられる。その他の構成は、実施の形態１と同様である。

このような茸栽培用装置では、放電極２０及びコッククロフト・ウォルトン回路１６に接続されるコンデンサ６１が電極基体６０に着脱自在に取付けられているので、同軸ケーブル３０を取り替えることで電気刺激のエネルギーＥを変更及び調節する構成に比べて、電気刺激のエネルギーＥの変更幅及び調節幅を大きくできる。

実施の形態３．
次に、図８は、本発明の実施の形態３による茸栽培用装置を示す構成図である。なお、実施の形態１の構成と同一又は同等の構成については、同一の符号を付して説明する。図８に示すように、実施の形態３の茸栽培用装置には、高電圧発生器１０及び放電極２０に加えて、搬送装置１００、支持体１１０、近接センサ１２０、及び制御手段１３０がさらに設けられている。

搬送装置１００は、茸栽培体であるほだ木１を搬送するものであり、無端状のアースベルト１０１と、このアースベルト１０１を循環駆動させる駆動モータ１０２と、これらアースベルト１０１及び駆動モータ１０２を支持する支持台１０３とを含んでいる。

支持体１１０は、搬送装置１００によって搬送されるほだ木１に対向するように放電極２０を支持するものであり、支持体本体１１１と可動片１１２とを含んでいる。支持体本体１１１は、図示しない固定物又は地面に支持されるものである。可動片１１２は、アースベルト１０１の搬送面１０１ａに対して近づく方向及び離れる方向に進退できるように、支持体本体１１１に取付けられている。放電極２０は、可動片１１２の先端部（下端部）に取付けられている。

接近センサ１２０は、放電極２０の下方にほだ木１が位置していることを検出するセンサである。制御手段１３０は、高電圧発生器１０、駆動モータ１０２、及び接近センサ１２０に接続されており、接近センサ１２０からの検出信号１２０ａに基づいて高電圧発生器１０及び駆動モータ１０２の動作を制御するものである。なお、この実施の形態では、制御手段１３０は、高電圧発生器１０と別体に設けられているように説明しているが、制御手段は、高電圧発生器に内蔵されていてもよい。

次に、本発明の実施の形態３の茸栽培用装置の動作について説明する。まず、搬送装置１００によって搬送されるほだ木１の大きさに応じて、作業者の操作により可動片１１２が進退されて、放電極２０とほだ木１との離間距離が調節される。その次に、搬送装置１００によるほだ木１の搬送が開始されるととともに、ほだ木１が放電極２０の下方に位置したことが接近センサ１２０によって検出された場合に、接近センサ１２０から制御手段１３０に検出信号１２０ａが入力される。このとき、制御手段１３０から駆動モータ１０２に停止指令１３０ａが入力されてほだ木１の搬送が停止される。また、接近センサ１２０から制御手段１３０に検出信号１２０ａが入力されると、制御手段１３０から高電圧発生器１０に高電圧印加指令１３０ｂが入力され、高電圧発生器１０から放電極２０に高電圧が印加されて、放電極２０からの火花放電２１によりほだ木１に電気刺激が加えられる。

このような茸栽培用装置では、放電極２０は、搬送装置１００で搬送されるほだ木１との間に火花放電２１を発生させるので、自動化により作業者の負担をさらに低減できる。すなわち、実施の形態１の構成に比べて、並べて配置されたほだ木１の前にそれぞれ移動して各ほだ木１に個別に電気刺激を加える必要を無くすことができ、作業者の負担をさらに低減できる。

１ ほだ木（茸栽培体）
１０ 高電圧発生器
２０ 放電極
２１ 火花放電
３０ 同軸ケーブル
４０ 電極基体
４２ 把持部
４３ トリガスイッチ
４４ 高電圧印加指令
５０ アース
１００ 搬送装置
１１０ 支持体

Claims (8)

1. 高電圧を発生する高電圧発生部と、
   前記高電圧発生部に接続され、茸栽培体から離間された状態で前記高電圧発生部から高電圧が印加されることで前記茸栽培体との間に火花放電を発生させて、前記火花放電により前記茸栽培体に電気刺激を加える球状の放電極と
   を備えることを特徴とする茸栽培用装置。
2. 前記放電極は、前記高電圧発生部に対して高電圧印加指令を入力するためのトリガスイッチを有する電極基体に一体に設けられていることを特徴とする請求項１記載の茸栽培用装置。
3. 前記電極基体には、作業者によって把持される把持部が設けられており、
   前記把持部は、前記放電極とは電気的に絶縁された導電体で形成されるとともに、アースに接続されていることを特徴とする請求項２記載の茸栽培用装置。
4. 前記高電圧発生部は、外部からの高電圧印加指令の入力を検出した場合に、設定された放電処理時間の間、前記放電極に高電圧を印加することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の茸栽培用装置。
5. 前記放電極は、取替え可能な同軸ケーブルを介して前記高電圧発生部に接続されていることを特徴とする請求項１記載の茸栽培用装置。
6. 前記高電圧発生部には、交流電圧を出力する発振部と、前記発振部からの交流電圧をもとに高電圧を発生する昇圧部とが含まれており、
   前記放電極及び前記昇圧部は、電極基体に一体に設けられており、
   前記電極基体には、前記放電極及び前記昇圧部に接続されるコンデンサが着脱自在に取付けられていることを特徴とする請求項１記載の茸栽培用装置。
7. 前記茸栽培体を搬送する搬送装置と、
   前記搬送装置によって搬送される前記茸栽培体に対向するように前記放電極を支持する支持体と
   を備え、
   前記放電極は、前記搬送装置で搬送される前記茸栽培体との間に火花放電を発生させることを特徴とする請求項１記載の茸栽培用装置。
8. 高電圧発生部に接続された球状の放電極を茸栽培体から離間させた状態で、前記高電圧発生部から前記放電極に高電圧を印加することで前記放電極と前記茸栽培体との間に火花放電を発生させて、前記火花放電により前記茸栽培体に電気刺激を加えることを特徴とする茸栽培方法。

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