JP6230357B2

JP6230357B2 - 植物栽培装置

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Publication number: JP6230357B2
Application number: JP2013206509A
Authority: JP
Inventors: 茂利成願; 弘至緒方; 良一竹内; 博則荒; 廣志鈴木
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Showa Denko KK
Priority date: 2013-10-01
Filing date: 2013-10-01
Publication date: 2017-11-15
Anticipated expiration: 2033-10-01
Also published as: JP2015072734A; CN204244828U

Description

この発明は、ＬＥＤ照明装置を光源として使用し、かつ植物工場、野菜工場、育苗装置などで用いられる植物栽培装置に関する。

この明細書および特許請求の範囲において、図１の上下、左右を上下、左右といい、図２の左側を前、これと反対側を後というものとする。

植物栽培装置として、複数の支柱、および支柱を利用して設けられかつ植物が植えられた土耕コンテナを載せる複数の棚を有する栽培ラックと、棚の上方に位置するように栽培ラックに固定された照明装置とを備えており、照明装置が直管型の蛍光灯を有し、蛍光灯の上方に、反射面を下方に向けた水平反射板が配置された植物栽培装置が知られている（特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１記載の植物栽培装置によれば、蛍光灯から発せられる熱が、土耕コンテナに植えられた植物の成育に悪影響を及ぼすという問題がある。

また、植物栽培装置において、ランニングコストを低減するために、ＬＥＤ灯具を用いた照明装置を有するものも知られているが、特許文献１記載の植物栽培装置において、蛍光灯の代わりにＬＥＤ灯具を用いた場合にも、ＬＥＤ灯具から発せられる熱が、植物の成育に悪影響を及ぼすという問題がある。

特許第５２１８７７７号公報

この発明の目的は、上記問題を解決し、照明装置から発せられる熱が、栽培すべき植物に悪影響を及ぼすことを抑制しうる植物栽培装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。

1)複数の支柱、および支柱を利用して設けられかつ植物が植えられた栽培槽を載せる載置部を有する栽培ラックと、載置部の上方に間隔をおいて栽培ラックに配置された照明装置とを備えている植物栽培装置であって、
照明装置が、額縁状の枠と、枠に着脱自在に取り付けられた複数のＬＥＤ灯具と、ＬＥＤ灯具の上方に位置するように枠に着脱自在に取り付けられ、かつ反射面が下方を向いた反射部材とを備えており、反射部材に、ＬＥＤ灯具に内蔵された電源から発せられる熱を逃がす複数の貫通部が形成され、照明装置のＬＥＤ灯具が、両端部に電源が内蔵された直管型であり、ＬＥＤ灯具が長手方向を左右方向に向けた状態で前後方向に間隔をおいて枠に取り付けられ、反射部材の貫通部が、各ＬＥＤ灯具と対応する部分に形成され、かつ平面から見て各ＬＥＤ灯具の両電源のそれぞれ少なくとも一部を含む左右方向に長い１つの長穴からなり、貫通部となる長穴の両側縁部に、それぞれ貫通部となる長穴の幅方向中心側に突出した突出片が長手方向に間隔をおいて複数設けられ、貫通部となる長穴の幅をＷｍｍ、長穴の両側縁部の突出片の先端間の距離をＬｍｍ、ＬＥＤ灯具の直径をＤｍｍとした場合、Ｗ≧Ｄ＞Ｌという関係を満たしている植物栽培装置。

2)照明装置が、載置部に対する照明装置の高さ位置を変更しうるように栽培ラックに取り付けられている上記1)記載の植物栽培装置。

上記1)および2)の植物栽培装置によれば、照明装置が、額縁状の枠と、枠に着脱自在に取り付けられた複数のＬＥＤ灯具と、ＬＥＤ灯具の上方に位置するように枠に着脱自在に取り付けられ、かつ反射面が下方を向いた反射部材とを備えており、反射部材に、ＬＥＤ灯具から発せられる熱を逃がす複数の貫通部が形成されているので、照明装置のＬＥＤ灯具から発せられる熱が、貫通部を通して反射部材の上方に逃げるので、当該熱が、栽培すべき植物に悪影響を及ぼすことを抑制することが可能になる。

また、照明装置が、額縁状の枠と、枠に着脱自在に取り付けられた複数のＬＥＤ灯具と、ＬＥＤ灯具の上方に位置するように枠に着脱自在に取り付けられ、かつ反射面が下方を向いた反射部材とを備えているので、照明装置のＬＥＤ灯具から発せられた光を、直接植物に照射するだけではなく、反射部材の反射面により反射して植物に照射することができる。したがって、載置部に載せられた栽培槽に植えられた植物の生育に必要な光量子束密度を確保するために必要最少数のＬＥＤ灯具を使用した上で、載置部に載せられた栽培槽に植えられた全植物に発せられる光量子束密度を均一化することが可能になり、設備コストおよび消費電力コストを低減することができる。しかも、ＬＥＤ灯具に対する反射部材の位置が一定となるから、照明装置の載置部に対する照明装置の高さ位置を変更した場合にも、植物の育成状況に応じて、必要な光量子束密度を確保することができる。

上記1)の植物栽培装置によれば、ＬＥＤ灯具に内蔵された電源から発せられる熱を効果的に逃がすことができる。すなわち、ＬＥＤ灯具の場合、内蔵された電源から多量の熱が発せられるが、この場合であっても、電源から発せられる熱を効果的に逃がし、当該熱が、栽培すべき植物に悪影響を及ぼすことを抑制することが可能になる。

上記1)の植物栽培装置によれば、反射部材として板状のものを用いた場合であっても、ＬＥＤ灯具により反射部材が下方から支えられることになるので、反射部材の自重による下方へのたわみを抑制することができる。

上記2)の植物栽培装置によれば、植物の育成状況に応じて、照明装置の載置部に対する高さを最適なものに変更することができる。

この発明の植物栽培装置を示す正面図である。図１の植物栽培装置の栽培槽を省略した右側面図である。図１の栽培槽を省略したＡ−Ａ線断面図である。図３のＢ−Ｂ線拡大断面図である。図１の植物栽培装置に用いられる照明装置を示す一部切り欠き平面図である。図１の要部拡大図である。図６のＣ−Ｃ線断面図である。図１のＤ−Ｄ線拡大断面図である。図８の要部拡大図である。図９のＥ−Ｅ線断面図である。図１の植物栽培装置に用いられる照明装置の変形例を示す一部切り欠き平面図である。図１１の要部拡大図である。図１２のＦ−Ｆ線拡大断面図である。図１の植物栽培装置に用いられる照明装置の他の変形例を示す一部切り欠き平面図である。図１４の要部拡大図である。図１５のＧ−Ｇ線拡大断面図である。

以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。この実施形態は、この発明による植物栽培装置を植物の水耕栽培に適用したものである。

図１〜図３はこの発明の植物栽培装置の全体構成を示し、図４〜図９はその要部の構成を示す。

以下の説明において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。

さらに、全図面を通じて同一物および同一部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。

図１〜図３において、植物栽培装置(1)は、水耕栽培用の栽培槽(2)を載せる複数の載置部(4)が上下方向に間隔をおいて設けられた栽培ラック(3)と、各載置部(4)の上方に間隔をおいて栽培ラック(3)に配置された照明装置(5)とを備えており、照明装置(5)が、載置部(4)に対する照明装置(5)の高さ位置を変更しうるように栽培ラック(3)に取り付けられている。

この実施形態においては、栽培ラック(3)の前側部分および後側部分にそれぞれ複数の載置部(4)および照明装置(5)が左右方向に並んで設けられている。

図示は省略したが、栽培槽(2)の上側は、たとえば白色のカバーにより覆われ、植物は、根がカバーの下側に広がるとともに茎がカバーに形成された貫通穴を通してカバーの上方に伸びるように、栽培槽(2)に植えられる。そして、栽培槽(2)におけるカバーよりも下方の部分に、水分や栄養分を含む養液が供給され、この養液が循環利用される。

栽培ラック(3)は、前後方向に間隔をおいて配置されたアルミニウム押出形材製の２本の垂直状の支柱(7)からなる支柱対(6)を、左右方向に間隔をおいて少なくとも２対、ここでは４対備えている。すなわち、栽培ラック(3)の左右両端部に、それぞれ３本の支柱(7)が前後方向に間隔をおいて設けられており、前端の支柱(7)と前後方向中間の支柱(7)によって前側支柱対(6)が形成され、後端の支柱(7)と前後方向中間の支柱(7)によって後側支柱対(6)が形成され、その結果左右方向に間隔をおいて設けられた２つの支柱対(6)からなる組が、前後に並んで２組設けられている。前後方向中間の支柱(7)は、前後の支柱対(6)に共有されている。

栽培ラック(3)の左右方向に間隔をおいて隣り合う前側支柱対(6)の前端の支柱(7)どうしの間、および後側支柱対(6)の後端の支柱(7)どうしの間に、それぞれ左右方向にのびる複数のアルミニウム押出形材製第１横桟(8)が上下方向に間隔をおいて配置されるとともに、第１横桟(8)の両端が支柱(7)に固定されている。また、左右方向に間隔をおいて隣り合う前側支柱対(6)の後端の支柱(7)どうしの間（後側支柱対(6)の前端の支柱(7)どうしの間）に、それぞれ左右方向にのびる複数のアルミニウム押出形材製角筒状第２横桟(10)が上下方向に間隔をおいて配置されるとともに、第２横桟(10)の両端が支柱(7)に固定されている。さらに、各支柱対(6)を形成する前後両支柱(7)どうしの間に、前後方向にのびる複数のアルミニウム押出形材製第３横桟(9)が上下方向に間隔をおいて配置されるとともに、第３横桟(9)の前後両端部が支柱(7)に固定されている。第１横桟(8)、第２横桟(10)および第３横桟(9)は同一高さに位置している。

上端の横桟(8)(9)(10)を除いた同一高さ位置にある第１横桟(8)、第２横桟(10)および第３横桟(9)のうちのいずれかを利用して載置部(4)が形成されている。たとえば、前後方向に隣り合う第１横桟(8)と第２横桟(10)との間に、前後方向にのびる複数のアルミニウム押出形材製受け部材(11)が左右方向に間隔をおいて配置されている。栽培槽(2)は、前後両載置部(4)上にそれぞれ載せられている。

栽培ラック(3)は仮想直方体内に収まるような形状、すなわち前後両側面の左右両端の４本の支柱(7)、前後両側面の上下両端の全第１横桟(8)が稜となる仮想直方体内に収まる形状であり、当該仮想直方体の４つの側面のうちの前側面および後側面に、栽培ラック(3)内側を向く反射面を有し、かつ前側面および後側面の幅方向に移動しうる複数枚の反射板(12)が引戸状に設けられている。なお、この実施形態においては、栽培ラック(3)の前側部分および後側部分にそれぞれ複数の載置部(4)および照明装置(5)が左右方向に並んで設けられており、前記仮想直方体の前側面および後側面が、栽培作業を行う作業者が向き合う側面である。ここでは、上下方向に隣り合う第１横桟(8)間に、４枚の反射板(12)が引戸状に設けられている。反射板(12)は、第１横桟(8)に沿って左右方向に移動するようになっている。

図４に示すように、第１横桟(8)は、下方に開口したチャンネル状のアルミニウム押出形材からなり、第１横桟(8)の上水平壁(8a)の下面における栽培ラック(3)内側端部に、反射板(12)の上端部が摺動自在に嵌め入れられるガイド溝(13)が形成されている。ガイド溝(13)の幅は、複数枚、ここでは２枚の反射板(12)を嵌め入れることができる幅となっている。ガイド溝(13)は、上水平壁(8a)に下方突出状に一体に設けられた溝形成壁(13a)と、第１横桟(8)の栽培ラック(3)内側の垂直壁(8b)との間に形成されている。また、第１横桟(8)の上水平壁(8a)の上面における栽培ラック(3)内側端部に、反射板(12)の下端部が摺動自在に嵌め入れられるガイド溝(14)が形成されている。ガイド溝(14)は、上水平壁(8a)に前後方向に間隔をおいて上方突出状に一体に設けられた２つの溝形成壁(14a)間に形成されている。両ガイド溝(13)(14)の前後方向の位置は同じであり、両ガイド溝(13)(14)にそれぞれ４枚の反射板(12)の上下両端部が、２枚の反射板(12)が前後方向の同一位置に来るように嵌め入れられている。すなわち、４枚の反射板(12)のうちの２枚が、左右方向に相互に異なる位置で、かつ前後方向に互いに同一位置に来るようにガイド溝(13)(14)内に嵌め入れられ、他の２枚が、左右方向に相互に異なる位置で、かつ前記他の２枚と前後方向に異なる位置に来るとともに、前後方向に互いに同一位置に来るようにガイド溝(13)(14)内に嵌め入れられている。

反射板(12)としては、たとえばポリカーボネート、ポリエチレン、ポリ塩化ビフェニール、ＡＢＳ、アクリルなどの合成樹脂を用いて形成された微細発泡シートや、表面に樹脂がコーティングされた鋼板や、表面に金属が蒸着された合成樹脂板が用いられる。具体例を挙げると、帝人社製「Panlite」、古河電工社製「Mcpet」、リバース社製「ディフューレ」などが用いられる。

図５〜図１０に示すように、照明装置(5)は、額縁状の水平枠(18)と、長手方向を左右方向に向けた状態で、前後方向に間隔をおいて水平枠(18)に着脱自在に取り付けられた複数の直管状ＬＥＤ灯具(19)と、ＬＥＤ灯具(19)の上方に位置するように水平枠(18)に着脱自在に取り付けられかつ反射面が下方を向いた板状の反射部材(21)とを備えている。

水平枠(18)は、長手方向を前後方向に向けたアルミニウム押出形材製左右両枠部材(22)と、長手方向を左右方向に向けた状態で左右両枠部材(22)の前後両端部間に配置され、かつ左右両端部が左右両枠部材(22)に固定された横断面略Ｌ字状のアルミニウム押出形材製前後両枠部材(23)とよりなる。

左右両枠部材(22)は、垂直状の灯具支持部(24)と、灯具支持部(24)の下端に一体に設けられて水平枠(18)外側に張り出した被受け部(25)とからなる。灯具支持部(24)には、上端から下方にのびる複数の切り欠き(26)が前後方向に間隔をおいて形成されている。灯具支持部(24)は、受けレール(17)の水平部(17b)の照明装置(5)内側への突出端よりも水平枠(18)内側に位置している。

直管状ＬＥＤ灯具(19)は、外面に複数の放熱フィン(35a)が設けられたアルミニウム製の横断面円弧状の放熱体(35)と、透光性を有する材料からなるとともに、放熱体(35)の下方を覆いかつ放熱体(35)とともに円筒を形成する横断面円弧状のカバー(36)とよりなる。ＬＥＤ灯具(19)には、赤色ＬＥＤチップが実装された複数の赤色ＬＥＤパッケージ（図示略）と、青色ＬＥＤチップが実装された複数の青色ＬＥＤパッケージ（図示略）と、各ＬＥＤパッケージ用の２つのスイッチング電源(37)とが内蔵されている。各スイッチング電源(37)は、ＬＥＤ灯具(19)の左右両端寄りの部分に配置されている。たとえば、各スイッチング電源(37)の平面から見た寸法は、左右方向の長さが２００ｍｍ、前後方向の幅が２０ｍｍである。

ＬＥＤ灯具(19)は、左右両端部が、水平枠(18)の左右両枠部材(22)の灯具支持部(24)に形成された切り欠き(26)内に嵌め入れられ、水平枠(18)に着脱自在に取り付けられたアルミニウム押出形材製押さえ部材(27)によって固定されている。押さえ部材(27)は長手方向を前後方向に向けた水平帯板状であり、前後両端部が、水平枠(18)の前後両枠部材(23)の上端における上端水平部(23a)の左右両端部にねじ(28)によって固定されている。押さえ部材(27)には、水平枠(18)内方に開口した反射部材嵌入溝(29)が形成されている。そして、ＬＥＤ灯具(19)の左右両端部が、弾性部材(31)を介して押さえ部材(27)により上方から押さえられることによって、ＬＥＤ灯具(19)が固定されている。水平枠(18)の左右両枠部材(22)の灯具支持部(24)よりも水平枠(18)外側の部分において、ＬＥＤ灯具(19)の両端部に設けられかつスイッチング電源(37)に通じる通電用ピン(19a)に、給電用配線(32)に取り付けられたコネクタ(33)が接続されている。

反射部材(21)は、左右両側縁部が押さえ部材(27)の反射部材嵌入溝(29)内に嵌め入れられるとともに、押さえ部材(27)の反射部材嵌入溝(29)の上壁部、および反射部材(21)を貫通したねじ(34)を、押さえ部材(27)の反射部材嵌入溝(29)の下壁部に設けられたねじ穴（図示略）にねじ嵌めることによって、押さえ部材(27)に着脱自在に固定されている。したがって、反射部材(21)は、ＬＥＤ灯具(19)とは別個に水平枠(18)に対して着脱自在となっている。

反射部材(21)の左右両側部分における各ＬＥＤ灯具(19)と対応する部分には、ＬＥＤ灯具(19)に内蔵されたスイッチング電源(37)から発せられる熱を逃がす貫通部(38)が、各ＬＥＤ灯具(19)の両スイッチング電源(37)と対応する位置に形成されている。反射部材(21)の貫通部(38)は左右方向に長い長穴からなり、平面から見てＬＥＤ灯具(19)に内蔵されたスイッチング電源(37)の少なくとも一部、たとえばスイッチング電源(37)全体を含むように形成されている。

ここで、反射部材(21)の反射面の面積に対する全貫通部(38)の合計面積の比率は、０．００２〜０．３であることが好ましく、０．０１〜０．１であることが望ましい。前記比率が低すぎると、ＬＥＤ灯具(19)に内蔵されたスイッチング電源(37)から発せられる熱を効率良く逃がす効果が十分ではなくなり、前記比率が高すぎると、ＬＥＤ灯具(19)から発せられた光を反射部材(21)の反射面により反射して植物に照射することによる効果、すなわち植物の生育に必要な光量子束密度を確保するために必要最少数のＬＥＤ灯具(19)を使用した上で、載置部(4)に載せられた栽培槽(2)に植えられた全植物に発せられる光量子束密度を均一化するという効果が十分得られない。

照明装置(5)は、下端の第１横桟(8)および第２横桟(10)を除いた他の第１横桟(8)および第２横桟(10)に左右方向に間隔をおいて固定された複数のアルミニウム押出形材製吊持部材(15)、ならびに左右方向に間隔をおいて隣り合う前後２組の支柱対(6)の前後両支柱(7)の左右方向内側面に、上下方向に間隔をおいて設けられた複数のアルミニウム押出形材製受けレール(17)によって前後方向に移動自在に支持されている。

吊持部材(15)は垂直角筒状であり、上下方向の長さは、上下方向に隣り合う載置部(4)間の間隔よりも短くなっている。第１横桟(8)の栽培ラック(3)内側を向いた面には、上部が第１横桟(8)に固定されるとともに下部が第１横桟(8)よりも下方に突出したアルミニウム製プレート(16)が配置されており、プレート(16)の下部に、吊持部材(15)の上端寄りの部分が固定されている。また、詳細な図示は省略したが、第２横桟(10)の前後両側面に、上部が第２横桟(10)に固定されるとともに下部が第２桟(10)よりも下方に突出したアルミニウム製プレート(16)が配置されており、両プレート(16)の下部間に吊持部材(15)の上端寄りの部分が固定されている。上下方向に隣り合う第１横桟(8)および第２横桟(10)の吊持部材(15)は、左右方向の同一位置に固定されている。

受けレール(17)は、垂直部(17a)、および垂直部(17a)の上端近傍に一体に設けられかつ垂直部(17a)から照明装置(5)側に突出した水平部(17b)よりなる。各支柱対(6)の前後両支柱(7)に設けられた各受けレール(17)は、長手方向を前後方向に向けた状態で栽培ラック(3)の左右両端に位置する前後２組の支柱対(6)の３本の支柱(7)に跨って配置されて、垂直部(17a)が支柱(7)に固定されている。吊持部材(15)の左右両側面に設けられた各受けレール(17)は、長手方向を前後方向に向けた状態で前後方向に間隔をおいて設けられた３つの吊持部材(15)に跨って配置されて、吊持部材(15)に固定されている。そして、受けレール(17)の水平部(17b)上に、照明装置(5)の水平枠(18)の左右両枠部材(22)の被受け部(25)が、前後方向に摺動自在に載せられている。なお、左右両枠部材(22)の灯具支持部(24)は、受けレール(17)の水平部(17b)の照明装置(5)内側への突出端よりも水平枠(18)内側に位置している。

照明装置(5)の水平枠(18)の左右両枠部材(22)の被受け部(25)は、栽培槽(2)に植えられた植物の種類や植物の成育状況に応じて、各載置部(4)の上方に設けられたいずれかの高さ位置の受けレール(17)の水平部(17b)に載せられる。そして、載置部(4)に載せられた栽培槽(2)の植物に対する照明装置(5)の高さ位置が変更されることによって、植物の種類や植物の成育状況に応じて、植物に照射する光強度を調節することが可能になる。

上記実施形態においては、植物栽培装置(1)は、植物の水耕栽培に適用されているが、これに限定されるものではなく、植物の土耕栽培にも適用されることもある。この場合、植物は、載置部(4)に載せられた栽培槽内に入れられた土に植えられる。また、上記実施形態においては、ＬＥＤ灯具(19)はスイッチング電源(37)を備えているが、これに限定されるものではない。

次に、この発明の実施形態１の植物栽培装置(1)の効果を実証するために行った実験例について、比較実験例とともに説明する。
実験例１〜５および比較実験例１〜３
実験例１
１２本の骨材を組み合わせて、長さ（左右方向の寸法）１３５０ｍｍ、奥行き（前後方向の寸法）８５０ｍｍ、高さ４００ｍｍの直方体状の骨組みを、稜線に骨材が位置するようにつくり、これを実験装置とした。

また、長さ：１１９８ｍｍ、直径：２６ｍｍの直管型ＬＥＤ灯具(19)（ユニオン電子工業社製、ＵＬ０００１＃０１−０Ｒ）を４本用意した。当該ＬＥＤ灯具(19)内には、１つの赤色ＬＥＤチップ（昭和電工社製、ＨＲＰ−３５０Ｆ）が実装された１８０個の赤色ＬＥＤパッケージと、１つの青色ＬＥＤチップ（昭和電工社製、ＧＡ２ＰＴ４５０Ｇ）が実装された６０個の青色ＬＥＤパッケージとが配置されている。また、ＬＥＤ灯具(19)に内蔵された各スイッチング電源(37)の平面から見たＬＥＤ灯具(19)の長手方向（左右方向）の長さは２００ｍｍ、ＬＥＤ灯具(19)の長手方向と直交する水平方向（前後方向）の幅は２０ｍｍである。

ついで、前記実験装置の頂部のみに、反射面が下方を向くように、前記実験装置の長手方向の長さ：１１１０ｍｍ、奥行き方向の幅：８２０ｍｍの板状反射部材(21)を配置するとともに、反射部材(21)の下方に、４本のＬＥＤ灯具(19)を、長手方向を左右方向に向けるとともに前後方向に間隔をおいて配置した。反射部材(21)の左右両側部分における各ＬＥＤ灯具(19)と対応する部分には、ＬＥＤ灯具(19)に内蔵されたスイッチング電源(37)から発せられる熱を逃がす貫通部(38)が、各ＬＥＤ灯具(19)のスイッチング電源(37)と対応する位置に形成されている。反射部材(21)の貫通部(38)は、左右方向の長さ：２００ｍｍ、前後方向の幅：２４ｍｍの長穴からなり、平面から見てＬＥＤ灯具に内蔵されたスイッチング電源(37)の全体を含むように形成されている。また、反射部材(21)の下面と各ＬＥＤ灯具(19)との上下方向の間隔は３７ｍｍである。

そして、室温：２５℃で、ＬＥＤ灯具(19)に通電して点灯させ、平面から見て反射部材(21)の中心部であって、かつＬＥＤ灯具(19)よりも１０ｍｍ下方の高さ位置の温度を測定し、一定に達した際の温度を求めた。
比較実験例１
反射部材に貫通部を形成しなかったことを除いては、実験例１と同様な条件で、ＬＥＤ灯具に通電して点灯させ、平面から見て反射部材の中心部であって、かつＬＥＤ灯具よりも１０ｍｍ下方の高さ位置の温度を測定し、一定に達した際の温度を求めた。
実験例２
実験例１と同様な実験装置の頂部および底部に、それぞれ前記実験装置の長手方向の長さ：１１１０ｍｍ、奥行き方向の幅：８２０ｍｍの板状反射部材を配置した。実験装置の頂部に配置した反射部材は、実験例１で用いた反射部材(21)と同じものであって反射面を下方に向けており、同じく底部に配置した反射部材は、貫通部が形成されていないことを除いては、頂部の反射部材と同じものであって反射面を上方に向けている。その他は、実験例１と同様な条件で、ＬＥＤ灯具(19)に通電して点灯させ、平面から見て頂部の反射部材の中心部であって、かつＬＥＤ灯具(19)よりも１０ｍｍ下方の高さ位置の温度を測定し、一定に達した際の温度を求めた。
比較実験例２
実験装置の頂部に配置した反射部材に貫通部を形成しなかったことを除いては、実験例２と同様な条件で、ＬＥＤ灯具(19)に通電して点灯させ、平面から見て頂部の反射部材の中心部であって、かつＬＥＤ灯具(19)よりも１０ｍｍ下方の高さ位置の温度を測定し、一定に達した際の温度を求めた。
実験例３
実験例１と同様な実験装置の頂部および底部に、それぞれ前記実験装置の長手方向の長さ：１１１０ｍｍ、奥行き方向の幅：８２０ｍｍの板状反射部材を配置した。また、前記実験装置の残る４つの側面のうち前後両側面に、それぞれ左右方向の長さ：１１１０ｍｍ、高さ４００ｍｍの板状反射部材を、反射面が実験装置の内方（前側反射部材においては後方、後側反射部材においては前方）を向くように配置するとともに、同じく左右両側面に、それぞれ前後方向の幅：８５０ｍｍ、高さ４００ｍｍの板状反射部材を、反射面が実験装置の内方（左側反射部材においては右方、右側反射部材においては左方）を向くように配置した。実験装置の頂部に配置した反射部材には、実験例１で用いた反射部材(21)と同様に、貫通部(38)が形成されている。残りの５枚の反射部材には貫通部は形成されていない。

その他は、実験例１と同様な条件で、ＬＥＤ灯具(19)に通電して点灯させ、平面から見て頂部の反射部材の中心部であって、かつＬＥＤ灯具(19)よりも１０ｍｍ下方の高さ位置の温度を測定し、一定に達した際の温度を求めた。
実験例４
実験装置の頂部に配置される反射部材(21)に形成された貫通部(38)が、左右方向の長さ：３００ｍｍ、前後方向の幅：２４ｍｍの長穴からなり、平面から見てＬＥＤ灯具に内蔵されたスイッチング電源(37)の全体を含むように形成されていることを除いては、実験例３と同様な条件で、ＬＥＤ灯具(19)に通電して点灯させ、平面から見て頂部の反射部材(21)の中心部であって、かつＬＥＤ灯具(19)よりも１０ｍｍ下方の高さ位置の温度を測定し、一定に達した際の温度を求めた。なお、貫通部(38)の左右方向外端は、実験例３における頂部に配置される反射部材(21)の貫通部の左右方向外端と同一位置にある。
実験例５
実験装置の頂部に配置される反射部材(21)に形成された貫通部(38)が、左右方向の長さ：４００ｍｍ、前後方向の幅：２４ｍｍの長穴からなり、平面から見てＬＥＤ灯具(19)に内蔵されたスイッチング電源(37)の全体を含むように形成されていることを除いては、実験例３と同様な条件で、ＬＥＤ灯具(19)に通電して点灯させ、平面から見て頂部の反射部材(21)の中心部であって、かつＬＥＤ灯具(19)よりも１０ｍｍ下方の高さ位置の温度を測定し、一定に達した際の温度を求めた。なお、貫通部(38)の左右方向外端は、実験例３における頂部に配置される反射部材(21)の貫通部の左右方向外端と同一位置にある。
比較実験例３
実験装置の頂部に配置した反射部材に貫通部を形成しなかったことを除いては、実験例３と同様な方法で、ＬＥＤ灯具(19)に通電して点灯させ、頂部の反射部材の中心部であって、かつＬＥＤ灯具(19)よりも１０ｍｍ下方の高さ位置の温度を測定し、一定に達した際の温度を求めた。

実験例１〜５および比較実験例１〜３の結果を表１に示す。また、表１には、実験例１〜５における実験装置の頂部に配置された反射部材(21)の反射面の面積に対する全貫通部(38)の合計面積の比率も示す。

表１に示す結果から、実験装置の頂部に配置される反射部材(21)に貫通部(38)を形成した場合には、貫通部(38)を形成しなかった場合に比べてＬＥＤ灯具の直下の温度上昇の度合いが小さいことが明らかである。その結果、実施形態１の栽培装置においては、照明装置から発せられる熱が、栽培すべき植物に悪影響を及ぼすことを抑制しうることが分かる。

図１１〜図１６は、照明装置に用いられる反射部材の変形例を示す。

図１１〜図１３に示す反射部材(40)の場合、反射部材(40)の各ＬＥＤ灯具(19)と対応する部分には、ＬＥＤ灯具(19)に内蔵されたスイッチング電源(37)から発せられる熱を逃がす１つの貫通部(41)が形成されている。反射部材(40)の貫通部(41)は、平面から見て各ＬＥＤ灯具(19)の両スイッチング電源(37)のそれぞれ少なくとも一部、ここでは両スイッチング電源(37)のそれぞれ全体を含む左右方向に長い長穴からなる。すなわち、貫通部(41)となる長穴は、左端部が左側スイッチング電源(37)の左端部と同一位置またはこれよりも左側に位置し、同じく右端部が右側スイッチング電源(37)の右端部と同一位置またはこれよりも右側に位置している。

貫通部(41)となる長穴の前後両側縁部に、それぞれ貫通部(41)となる長穴の幅方向中心側に突出した突出片(42)が長手方向に間隔をおいて複数設けられ、貫通部(41)となる長穴の幅をＷｍｍ、長穴の両側縁部の突出片(42)の先端間の距離をＬｍｍ、ＬＥＤ灯具の直径をＤｍｍとした場合、Ｗ≧Ｄ＞Ｌという関係を満たしていることが好ましい。長穴の前後両側縁部の突出片(42)は、左右方向の同一位置に設けられている。突出片(42)の先端部は、ＬＥＤ灯具(19)に当接しており、反射部材(40)がＬＥＤ灯具(19)により下方から支えられている。

図１４〜図１６に示す反射部材(45)の場合、反射部材(45)の各ＬＥＤ灯具(19)と対応する部分には、下方に凹み、かつ平面から見て各ＬＥＤ灯具(19)の両スイッチング電源(37)のそれぞれ少なくとも一部、ここでは両スイッチング電源(37)のそれぞれ全体を含む左右方向に長い１つの凹部(46)が形成されている。すなわち、凹部(46)は、左端部が左側スイッチング電源(37)の左端部と同一位置またはこれよりも左側に位置し、同じく右端部が右側スイッチング電源(37)の右端部と同一位置またはこれよりも右側に位置している。凹部(46)の底壁(46a)および側壁(46b)に、複数の円形穴からなる貫通部(47)が点在するように形成されている。凹部(46)の底壁(46a)は、ＬＥＤ灯具(19)に接しており、反射部材(45)がＬＥＤ灯具(19)により下方から支えられている。

この発明による植物栽培装置は、照明装置を人工光源とする植物工場、野菜工場、育苗装置などにおいて好適に用いられる

(1)：植物栽培装置
(2)：栽培槽
(3)：栽培ラック
(4)：載置部
(5)：照明装置
(7)：支柱
(18)：水平枠
(19)：ＬＥＤ灯具
(21)(40)(45)：反射部材
(37)：スイッチング電源
(38)(41)(47)：貫通部
(42)：突出片
(46)：凹部

Claims

複数の支柱、および支柱を利用して設けられかつ植物が植えられた栽培槽を載せる載置部を有する栽培ラックと、載置部の上方に間隔をおいて栽培ラックに配置された照明装置とを備えている植物栽培装置であって、
照明装置が、額縁状の枠と、枠に着脱自在に取り付けられた複数のＬＥＤ灯具と、ＬＥＤ灯具の上方に位置するように枠に着脱自在に取り付けられ、かつ反射面が下方を向いた反射部材とを備えており、反射部材に、ＬＥＤ灯具に内蔵された電源から発せられる熱を逃がす複数の貫通部が形成され、照明装置のＬＥＤ灯具が、両端部に電源が内蔵された直管型であり、ＬＥＤ灯具が長手方向を左右方向に向けた状態で前後方向に間隔をおいて枠に取り付けられ、反射部材の貫通部が、各ＬＥＤ灯具と対応する部分に形成され、かつ平面から見て各ＬＥＤ灯具の両電源のそれぞれ少なくとも一部を含む左右方向に長い１つの長穴からなり、貫通部となる長穴の両側縁部に、それぞれ貫通部となる長穴の幅方向中心側に突出した突出片が長手方向に間隔をおいて複数設けられ、貫通部となる長穴の幅をＷｍｍ、長穴の両側縁部の突出片の先端間の距離をＬｍｍ、ＬＥＤ灯具の直径をＤｍｍとした場合、Ｗ≧Ｄ＞Ｌという関係を満たしている植物栽培装置。
照明装置が、載置部に対する照明装置の高さ位置を変更しうるように栽培ラックに取り付けられている請求項１記載の植物栽培装置。