JPH03232434A - 多段式植物栽培装置 - Google Patents
多段式植物栽培装置Info
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- JPH03232434A JPH03232434A JP2028097A JP2809790A JPH03232434A JP H03232434 A JPH03232434 A JP H03232434A JP 2028097 A JP2028097 A JP 2028097A JP 2809790 A JP2809790 A JP 2809790A JP H03232434 A JPH03232434 A JP H03232434A
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Classifications
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
- Y02P60/20—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions in agriculture, e.g. CO2
- Y02P60/21—Dinitrogen oxide [N2O], e.g. using aquaponics, hydroponics or efficiency measures
Landscapes
- Cultivation Of Plants (AREA)
- Hydroponics (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は植物栽培装置に関するものであり、人工光源と
して高圧金属蒸気放電灯を用いた栽培効率が高い完全制
御型植物栽培装置を提供しようとするものである。
して高圧金属蒸気放電灯を用いた栽培効率が高い完全制
御型植物栽培装置を提供しようとするものである。
従来の技術
完全制御型植物栽培装！（以下、栽培装置という）とは
、自然（太陽）光を遮断し、人工光だけを用いて、植物
に最適な気温・００２′ａ度・風量・光量・養液温度・
養液組成等の環境条件を調節して、植物の栽培を工場生
産的におこなうものである。
、自然（太陽）光を遮断し、人工光だけを用いて、植物
に最適な気温・００２′ａ度・風量・光量・養液温度・
養液組成等の環境条件を調節して、植物の栽培を工場生
産的におこなうものである。
従来の栽培装置では、人工光源を用いた植物の育成には
高圧ナトリウムランプ、メタルハライドランプ等の高圧
金属蒸気放電灯や蛍光灯が用いられている。一般的に高
圧金属蒸気放電灯は高フットになるほど発光効率が良く
なる為、通常は７００Ｗ〜１に−の高ワツトランプを用
い、栽培パネル上面とランプとの距離を約１．５〜２ｍ
とし、反射傘を用いることにより栽培パネル面の照度分
布の均一性を高めている。
高圧ナトリウムランプ、メタルハライドランプ等の高圧
金属蒸気放電灯や蛍光灯が用いられている。一般的に高
圧金属蒸気放電灯は高フットになるほど発光効率が良く
なる為、通常は７００Ｗ〜１に−の高ワツトランプを用
い、栽培パネル上面とランプとの距離を約１．５〜２ｍ
とし、反射傘を用いることにより栽培パネル面の照度分
布の均一性を高めている。
また、蛍光灯を用いた場合では、高圧金属蒸気放電灯を
用いた場合と異なり光源の単位表面積当りの光出力が大
幅に少なく、かつ発光効率が低いため、栽培パネル上方
はぼ全面に蛍光灯が取り付けられ（いる、栽培パネルと
蛍光灯の距離は、蛍光灯からの熱が光出力と同様分散さ
れており、植物と近づけても熱の悪影響は受けにくいた
め、植物に近接させる方法がとられている。よって栽培
パネルと人工光源を多段に設け、栽培空間の有効利用を
図ることが一般的に行なわれている。
用いた場合と異なり光源の単位表面積当りの光出力が大
幅に少なく、かつ発光効率が低いため、栽培パネル上方
はぼ全面に蛍光灯が取り付けられ（いる、栽培パネルと
蛍光灯の距離は、蛍光灯からの熱が光出力と同様分散さ
れており、植物と近づけても熱の悪影響は受けにくいた
め、植物に近接させる方法がとられている。よって栽培
パネルと人工光源を多段に設け、栽培空間の有効利用を
図ることが一般的に行なわれている。
発明が解決しようとする課題
人工光源として高圧金属蒸気放電灯を用いた従来の栽培
装置においては、高ワツトのランプを用いているため、
人工光源のエネルギー利用効率は高いが、人工光源と栽
培パネル面との距離が長くなり、この大きな空間が生じ
ることにより多段で栽培できず建屋の床面積当りの植物
栽培効率が悪い、空調費、栽培装置の建築費等が高くつ
くという問題点があった。
装置においては、高ワツトのランプを用いているため、
人工光源のエネルギー利用効率は高いが、人工光源と栽
培パネル面との距離が長くなり、この大きな空間が生じ
ることにより多段で栽培できず建屋の床面積当りの植物
栽培効率が悪い、空調費、栽培装置の建築費等が高くつ
くという問題点があった。
また、人工光源として蛍光灯を用いた場合においては、
栽培空間の利用効率は高いものの蛍光灯の発光効率が低
く植物の成長に必要な照度か得にくい他、光束維持率等
の寿命特性が悪い等の問題を有していた。
栽培空間の利用効率は高いものの蛍光灯の発光効率が低
く植物の成長に必要な照度か得にくい他、光束維持率等
の寿命特性が悪い等の問題を有していた。
課題を解決するための手段
本発明は、１段当りの高さを１．５ｍ以下とした多段式
植物栽培装置において、高圧金属蒸気放電灯を栽培パネ
ル上面に対して垂直下向は点灯、かつ栽培ベッド下面（
天井面）の光反射率を７０％以上とし、更に最上段を除
いてランプ取り付け器具が上段の栽培ベッドの下面（天
井面）より上にあるようにしたものである。
植物栽培装置において、高圧金属蒸気放電灯を栽培パネ
ル上面に対して垂直下向は点灯、かつ栽培ベッド下面（
天井面）の光反射率を７０％以上とし、更に最上段を除
いてランプ取り付け器具が上段の栽培ベッドの下面（天
井面）より上にあるようにしたものである。
作用
本発明にかかる１段当りの高さを１３５ｍ以下とした多
投式植物栽培装置において、高圧金属蒸気放電灯を栽培
パネル上面に対して垂直下向は点灯、かつ養液栽培ベッ
ド（天井面）の光反射率を７０％以上とすることにより
反射傘などの配光を制御するための照明器具を用いるこ
となしに簡単な方法でランプから放射される光を均一に
かつ直射光成分が多く効率的に栽培パネル上面に照射さ
せることができる。
投式植物栽培装置において、高圧金属蒸気放電灯を栽培
パネル上面に対して垂直下向は点灯、かつ養液栽培ベッ
ド（天井面）の光反射率を７０％以上とすることにより
反射傘などの配光を制御するための照明器具を用いるこ
となしに簡単な方法でランプから放射される光を均一に
かつ直射光成分が多く効率的に栽培パネル上面に照射さ
せることができる。
更に、最上段を除いてランプ取り付け器具を上段の養液
栽培ベッドの下面（天井面）より上にすること輪より、
高圧金属蒸気放電灯から放射された光を効率よく栽培パ
ネル上面に照射できる。さらにランプ取り付け器具に要
する植物栽培装置の高さをその分低くできる。
栽培ベッドの下面（天井面）より上にすること輪より、
高圧金属蒸気放電灯から放射された光を効率よく栽培パ
ネル上面に照射できる。さらにランプ取り付け器具に要
する植物栽培装置の高さをその分低くできる。
また、人工光源として高圧金属蒸気放電灯を用いている
ため、植物の成長に必要な照度を充分に得ることが可能
な他、高効率・高出力特性および優れた寿命特性を有し
ていることからランプ設置灯数を少なくすることができ
、照明に対する設置費の削減が図れる。
ため、植物の成長に必要な照度を充分に得ることが可能
な他、高効率・高出力特性および優れた寿命特性を有し
ていることからランプ設置灯数を少なくすることができ
、照明に対する設置費の削減が図れる。
実施例
以下、本発明を好適な実施例を用いて説明する。
第１図は本発明にかかる栽培装置１ユニツトの概略断面
図、第２図は第１図に示した栽培装置１ユニツトの概略
側面図である。栽培ユニット１は３段からなっており、
各段天井部には４５０Ｗの高圧ナトリウムランプからな
る高圧金属蒸気放電灯２がランプ取り付け器具３を介し
て栽培パネル４の上面に対し垂直下向けに取り付けられ
ており最上段を除いてランプ取り付け器具３は上段の栽
培ベッド５，５′の隙間に設けられている。この栽培ベ
ッド５，５′の下面（天井面）には光反射率が約９０％
の発泡スチロールの薄板が張り付けられている。また、
栽培パネル４にはサラダ菜、レタスなどの野菜６が定植
されており、その下部の栽培ベッド５，５′には植物の
生長に必要な養液が循環している。栽培ユニット１の高
さは約３ｍ、１段当りの高さ約０．８ｍ、幅は約１．５
ｍ、長さは約６ｍで上段の栽培ベッド５．５′の下面（
天井）と栽培パネル４上面との距離は約０．６ ｍで栽
培パネル５上面での平均照度は約２０に１ｘとなってい
る。
図、第２図は第１図に示した栽培装置１ユニツトの概略
側面図である。栽培ユニット１は３段からなっており、
各段天井部には４５０Ｗの高圧ナトリウムランプからな
る高圧金属蒸気放電灯２がランプ取り付け器具３を介し
て栽培パネル４の上面に対し垂直下向けに取り付けられ
ており最上段を除いてランプ取り付け器具３は上段の栽
培ベッド５，５′の隙間に設けられている。この栽培ベ
ッド５，５′の下面（天井面）には光反射率が約９０％
の発泡スチロールの薄板が張り付けられている。また、
栽培パネル４にはサラダ菜、レタスなどの野菜６が定植
されており、その下部の栽培ベッド５，５′には植物の
生長に必要な養液が循環している。栽培ユニット１の高
さは約３ｍ、１段当りの高さ約０．８ｍ、幅は約１．５
ｍ、長さは約６ｍで上段の栽培ベッド５．５′の下面（
天井）と栽培パネル４上面との距離は約０．６ ｍで栽
培パネル５上面での平均照度は約２０に１ｘとなってい
る。
植物を経済的に、かつ均一に成長させるための光条件と
しては、人工光源の光成分のほかに栽培パネル面の照度
の均一性が大きな要因となる。各段の栽培ベッド５．５
’（天井）と栽培パネル４の上面との距離を短くすると
当然高圧金属蒸気放電灯２と栽培パネル４の上面との距
離も雉くなる。
しては、人工光源の光成分のほかに栽培パネル面の照度
の均一性が大きな要因となる。各段の栽培ベッド５．５
’（天井）と栽培パネル４の上面との距離を短くすると
当然高圧金属蒸気放電灯２と栽培パネル４の上面との距
離も雉くなる。
この状態で照度の均一性を高める方法の一つとして低ワ
ツトランプを多数用いて光を分散させる方法があるが、
この方法では人工光源として蛍光灯を用いる方法と同様
、設置灯数の増加による設置費の上昇と発光効率低下に
よる照明電力費が増え、栽培する植物の生産原価を高め
るため、好ましい方法ではない。よって極力発光効率の
高い高ワツトの高圧金属蒸気放電灯を用いる必要がある
。
ツトランプを多数用いて光を分散させる方法があるが、
この方法では人工光源として蛍光灯を用いる方法と同様
、設置灯数の増加による設置費の上昇と発光効率低下に
よる照明電力費が増え、栽培する植物の生産原価を高め
るため、好ましい方法ではない。よって極力発光効率の
高い高ワツトの高圧金属蒸気放電灯を用いる必要がある
。
高ワツトの高圧金属蒸気放電灯を用いて照度の均一性を
高める一般的な方法の一つとして栽培ベッド上面に対し
て高圧金属蒸気放電灯を平行にし、かつアルミ反射板を
用いた特殊な広角形照明器具と組み合わせて点灯する方
法があるが、この方法では高圧金属蒸気放電灯から放出
された光の多くをアルミ反射板で配光制御するためアル
ミ板の反射率の関係から広角形照明器具から放出される
光は高圧金属蒸気放電灯から放出される光の約７０％も
しくはそれ以下に減少する。よって、この方法は光の利
用効率が悪く、また特殊な広角形照明器具を必要とする
など経済的な方法ではない。
高める一般的な方法の一つとして栽培ベッド上面に対し
て高圧金属蒸気放電灯を平行にし、かつアルミ反射板を
用いた特殊な広角形照明器具と組み合わせて点灯する方
法があるが、この方法では高圧金属蒸気放電灯から放出
された光の多くをアルミ反射板で配光制御するためアル
ミ板の反射率の関係から広角形照明器具から放出される
光は高圧金属蒸気放電灯から放出される光の約７０％も
しくはそれ以下に減少する。よって、この方法は光の利
用効率が悪く、また特殊な広角形照明器具を必要とする
など経済的な方法ではない。
そこで本実施例では高圧金属蒸気放電灯２を栽培パネル
４上面に対して垂直下向は点灯、かつ栽培ベッド５．５
′の下面（天井面）の光反射率を７０％以上とすること
により照明器具を用いることなしに栽培パネル４上面の
照度の均一性と光の利用効率を高めている。この方法で
は、高圧金属蒸気放電灯２から放出された直射光の多く
が直接に栽培パネル４の上面に入射することから反射に
よる光の損失を大幅に減少でき、さらに栽培ベッド５．
５′の下面（天井面）の光反射率を高くし、且つランプ
取り付け器具３が栽培ベッド５，５゛の下面（天井面）
より上にあることから高圧金属蒸気放電灯２と栽培ベッ
ド５．５′の下面（天井面）との距離を短くでき、高圧
金属蒸気放電灯２から放出された光を効率よく下方の栽
培パネル４の上面へ照射させることができる。ここで栽
培ベッド５．５′の下面（天井面）の光反射率が７０％
未満であると著しく光の利用効率が低下しかつ栽培パネ
ル４の上面の照度の均一性が悪くなる。また、ランプ取
り付け器具３を栽培ベヅド５，５′の下面（天井面）よ
り上にすることにより、ランプ取り付け器具３を直接栽
培ベッド５．５′の下面（天井面）に取り付ける方法と
比べて最上段を除いて少なくとも取り付け器具３の寸法
分は１段当りの高さを低くできる。
４上面に対して垂直下向は点灯、かつ栽培ベッド５．５
′の下面（天井面）の光反射率を７０％以上とすること
により照明器具を用いることなしに栽培パネル４上面の
照度の均一性と光の利用効率を高めている。この方法で
は、高圧金属蒸気放電灯２から放出された直射光の多く
が直接に栽培パネル４の上面に入射することから反射に
よる光の損失を大幅に減少でき、さらに栽培ベッド５．
５′の下面（天井面）の光反射率を高くし、且つランプ
取り付け器具３が栽培ベッド５，５゛の下面（天井面）
より上にあることから高圧金属蒸気放電灯２と栽培ベッ
ド５．５′の下面（天井面）との距離を短くでき、高圧
金属蒸気放電灯２から放出された光を効率よく下方の栽
培パネル４の上面へ照射させることができる。ここで栽
培ベッド５．５′の下面（天井面）の光反射率が７０％
未満であると著しく光の利用効率が低下しかつ栽培パネ
ル４の上面の照度の均一性が悪くなる。また、ランプ取
り付け器具３を栽培ベヅド５，５′の下面（天井面）よ
り上にすることにより、ランプ取り付け器具３を直接栽
培ベッド５．５′の下面（天井面）に取り付ける方法と
比べて最上段を除いて少なくとも取り付け器具３の寸法
分は１段当りの高さを低くできる。
栽培装置１ユニツトの１段当りの高さは栽培空間の利用
効率の点からは極力短いことが好ましく、少なくとも２
段以上の多段式にするために１段当りの高さは作業性、
効果等を考慮すると１．５ｍ以下にする必要があり、本
実施例では１段当りの高さを約０．８ｍまで低くし、３
段重ねとしている。
効率の点からは極力短いことが好ましく、少なくとも２
段以上の多段式にするために１段当りの高さは作業性、
効果等を考慮すると１．５ｍ以下にする必要があり、本
実施例では１段当りの高さを約０．８ｍまで低くし、３
段重ねとしている。
これにより状来の高圧金属蒸気放電灯を用いた栽培装置
と比べ設置面積比で約３倍の栽培効率となる。
と比べ設置面積比で約３倍の栽培効率となる。
高圧金属蒸気放電灯２の１灯当りの栽培ベッド４の上面
への照射面積は１ｍ２未満であると設置灯数が増え、か
つ、当然、ながら栽培パネル４の上面の必要照度を得る
ためのワット数（ランプの大きさ）も小さく、発光効率
も低下することから経済的でない、逆に１灯当りの照射
面積が３ ｍ ２を越すと設置灯数は減るものの、パネ
ル上面の照度分布のバラツキが大きくなり、植物の最適
照度からズレな箇所ができ、やはり好ましくない。
への照射面積は１ｍ２未満であると設置灯数が増え、か
つ、当然、ながら栽培パネル４の上面の必要照度を得る
ためのワット数（ランプの大きさ）も小さく、発光効率
も低下することから経済的でない、逆に１灯当りの照射
面積が３ ｍ ２を越すと設置灯数は減るものの、パネ
ル上面の照度分布のバラツキが大きくなり、植物の最適
照度からズレな箇所ができ、やはり好ましくない。
よって本実施例では４５０Ｗの高圧ナトリウムランプ１
灯当りの照射面積は約２．３ｍ２となっている。また、
本発明による栽培装置において高圧金属蒸気放電灯２の
外球部を２１１管にし水冷する、あるいは外球に熱線反
射膜を設ける等の方法を適用することにより、高圧金属
蒸気放電灯２からの熱を除去し植物に対する熱の影響を
軽減できるため、更に１段当りの高さを低くすることも
可能である。
灯当りの照射面積は約２．３ｍ２となっている。また、
本発明による栽培装置において高圧金属蒸気放電灯２の
外球部を２１１管にし水冷する、あるいは外球に熱線反
射膜を設ける等の方法を適用することにより、高圧金属
蒸気放電灯２からの熱を除去し植物に対する熱の影響を
軽減できるため、更に１段当りの高さを低くすることも
可能である。
発明の効果
以上詳述したように、本発明にかかる植物栽培装置は、
人工光源として高圧金属蒸気放電灯を用い、かつ簡単な
方法で光の利用効率を高めているため植物栽培に要する
電力費を大幅に低減することができる。更に多段式栽培
装置の１段当りの高さを低くでき一層植物栽培の空間利
用効率を高められる。
人工光源として高圧金属蒸気放電灯を用い、かつ簡単な
方法で光の利用効率を高めているため植物栽培に要する
電力費を大幅に低減することができる。更に多段式栽培
装置の１段当りの高さを低くでき一層植物栽培の空間利
用効率を高められる。
よって、植物の栽培能力に対する、特に建物に関する初
期設備費、あるいは空調に要する電力費を低減できる等
の利点を有している。
期設備費、あるいは空調に要する電力費を低減できる等
の利点を有している。
また、コンパクト化により栽培装置のユニット化がしや
すくなり、装置の製造、移動７組立てが容易で設置場所
の制限が少ない等多くの利点を有している。
すくなり、装置の製造、移動７組立てが容易で設置場所
の制限が少ない等多くの利点を有している。
このように本発明により、初期設備費、および照明（光
照射）、空調に要する電力費等、運転費の軽減がはられ
るから完全制御型植物栽培装置を広く背反させる上でそ
の効果は大きい。
照射）、空調に要する電力費等、運転費の軽減がはられ
るから完全制御型植物栽培装置を広く背反させる上でそ
の効果は大きい。
第１図は本発明に係る植物栽培装置の１ユニツトの概略
断面図、第２図は第１図に示した植物栽培装置の１ユニ
ツトの概略断面図である。 １・・・栽培ユニット、 ２・・・高圧金属蒸気放電灯
。 ３・・・ラング取り付け器具、 ４・・・栽培パネル。 ５．５′・・・栽培ベッド、 ６・・・野菜斉 因
断面図、第２図は第１図に示した植物栽培装置の１ユニ
ツトの概略断面図である。 １・・・栽培ユニット、 ２・・・高圧金属蒸気放電灯
。 ３・・・ラング取り付け器具、 ４・・・栽培パネル。 ５．５′・・・栽培ベッド、 ６・・・野菜斉 因
Claims (1)
- １段当りの高さを１．５ｍ以下とした多段式植物栽培装
置において、高圧金属蒸気放電灯を栽培パネル上面に対
して垂直下向け点灯、かつ養液栽培ベッド下面の光反射
率を７０％以上とし、更に最上段を除いてランプ取り付
け器具が上段の栽培ベッドの下面より上にあることを特
徴とする多段式植物栽培装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2028097A JPH03232434A (ja) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | 多段式植物栽培装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2028097A JPH03232434A (ja) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | 多段式植物栽培装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03232434A true JPH03232434A (ja) | 1991-10-16 |
Family
ID=12239290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2028097A Pending JPH03232434A (ja) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | 多段式植物栽培装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03232434A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2516515A (en) * | 2013-12-04 | 2015-01-28 | Intelligent Growth Solutions Ltd | Automated arrangement to grow plants under lighting in a vertical tower |
| US11185025B2 (en) | 2018-07-19 | 2021-11-30 | Fujisawa Kenki Co., Ltd. | Cultivation method, cultivation equipment, and cultivation apparatus |
| US11974529B2 (en) | 2020-07-27 | 2024-05-07 | Fujisawa Kenki Co., Ltd. | Cultivation equipment |
-
1990
- 1990-02-07 JP JP2028097A patent/JPH03232434A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2516515A (en) * | 2013-12-04 | 2015-01-28 | Intelligent Growth Solutions Ltd | Automated arrangement to grow plants under lighting in a vertical tower |
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