JPH0440829A - 植物裁培装置 - Google Patents
植物裁培装置Info
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- JPH0440829A JPH0440829A JP2147603A JP14760390A JPH0440829A JP H0440829 A JPH0440829 A JP H0440829A JP 2147603 A JP2147603 A JP 2147603A JP 14760390 A JP14760390 A JP 14760390A JP H0440829 A JPH0440829 A JP H0440829A
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Classifications
-
- 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
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/25—Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor
Landscapes
- Cultivation Of Plants (AREA)
- Greenhouses (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、Ｎ物栽培装置に関し、人工光源として高圧金
属蒸発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。
属蒸発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置（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・ＣＯ□？ａ度・風量・光景・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。
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・ＣＯ□？ａ度・風量・光景・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ワツトになる程発光効率が良くな
る為、通常は７００Ｗ〜１ｋＷ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１．５〜２ｎ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
為、栽培パネル上方はぼ全面に蛍光灯が取り付けられて
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
響は受けにくい為、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
間の有効利用をはかることが一般的に行われている。
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ワツトになる程発光効率が良くな
る為、通常は７００Ｗ〜１ｋＷ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１．５〜２ｎ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
為、栽培パネル上方はぼ全面に蛍光灯が取り付けられて
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
響は受けにくい為、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
間の有効利用をはかることが一般的に行われている。
発明が解決しようとする課題
人工光源を用いた従来の植物栽培装置において人工光源
は栽培空間と同一の空間にあり、植物の生長に必要な例
えば１５〜２０ＫＩｘの照度を得るために栽培面１ ｍ
２当り約２００Ｗのランプ電力を要している０人工光
源から放出されるエネルギーの内、植物の光合成に利用
されるエネルギーはわずかでありそのほとんどは最終的
に熱に変わる。よって、栽培室内を植物の栽培に適した
一定の温度に調節するために大容量の空調機にて空調す
る必要があり初期設備と維持電力費の負担が大きいとい
う問題があった。また、高圧金属蒸気放電灯を用いた植
物栽培装置においては、エネルギー利用効率は高いもの
の植物に対する光源からの熱による悪影響を防ぐため高
圧金属蒸気放電灯と栽培パネル面との間を比較的距離を
とる必要があり、このことから栽培空間が大きくなり植
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。
は栽培空間と同一の空間にあり、植物の生長に必要な例
えば１５〜２０ＫＩｘの照度を得るために栽培面１ ｍ
２当り約２００Ｗのランプ電力を要している０人工光
源から放出されるエネルギーの内、植物の光合成に利用
されるエネルギーはわずかでありそのほとんどは最終的
に熱に変わる。よって、栽培室内を植物の栽培に適した
一定の温度に調節するために大容量の空調機にて空調す
る必要があり初期設備と維持電力費の負担が大きいとい
う問題があった。また、高圧金属蒸気放電灯を用いた植
物栽培装置においては、エネルギー利用効率は高いもの
の植物に対する光源からの熱による悪影響を防ぐため高
圧金属蒸気放電灯と栽培パネル面との間を比較的距離を
とる必要があり、このことから栽培空間が大きくなり植
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。
課題を解決するための手段
本発明は、人工光源として高圧金属蒸気放電灯を用い、
この高圧金属蒸気放電灯の外球部に水冷筒をかぶせ水冷
筒内に冷却水を流すようにした植物栽培装置において、
高圧金属蒸気放電灯のランプ電力（Ｗ＞と冷却水の流量
（１）が０．２〜２ ｎｌ／ｎ１ｎ−Ｗの範囲にあり、
かつ冷却水の温度または水量を調節することにより水冷
筒の外表面か結露する温度以上になるようにしたもので
ある。
この高圧金属蒸気放電灯の外球部に水冷筒をかぶせ水冷
筒内に冷却水を流すようにした植物栽培装置において、
高圧金属蒸気放電灯のランプ電力（Ｗ＞と冷却水の流量
（１）が０．２〜２ ｎｌ／ｎ１ｎ−Ｗの範囲にあり、
かつ冷却水の温度または水量を調節することにより水冷
筒の外表面か結露する温度以上になるようにしたもので
ある。
作用
本発明にかかる植物栽培装置は高圧金属蒸気放電灯をも
ちいているが、蛍光灯と比べ光源が小さくかつ外球の単
位表面積当りの熱負荷が大きいため外球部に水冷筒をか
ぶせこの間に冷却水を流す方法により容易に光源からの
熱を除去することができる。この冷却水の流量は光源の
点灯電力当り０．２〜２１／ １ｉｎ−Ｗの範囲とする
ことにより排熱く熱交換）効果に優れ、冷却水の供給１
回収。
ちいているが、蛍光灯と比べ光源が小さくかつ外球の単
位表面積当りの熱負荷が大きいため外球部に水冷筒をか
ぶせこの間に冷却水を流す方法により容易に光源からの
熱を除去することができる。この冷却水の流量は光源の
点灯電力当り０．２〜２１／ １ｉｎ−Ｗの範囲とする
ことにより排熱く熱交換）効果に優れ、冷却水の供給１
回収。
循環費用からみても経済的に行うことができる。
さらに水冷筒の外表面の温度を冷却水の水量、あるいは
冷却水の一部を循環させ水温をあげる等の方法で結露す
る温度以上に調節する事により結露による栽培室内の湿
度低下、不安定化による植物の生長異常を防ぎ、かつ水
冷筒に結露した水滴による光の散乱、吸収による悪影響
及び水滴の滴下による植物の葉面の変質をなくすことが
可能となる。
冷却水の一部を循環させ水温をあげる等の方法で結露す
る温度以上に調節する事により結露による栽培室内の湿
度低下、不安定化による植物の生長異常を防ぎ、かつ水
冷筒に結露した水滴による光の散乱、吸収による悪影響
及び水滴の滴下による植物の葉面の変質をなくすことが
可能となる。
また高圧金属蒸気放電灯からの熱が大幅に除去されるた
め、高圧金属蒸気放電灯と栽培パネル間の距離を短くす
ることができ省スペースと設備費の削減を図ることがで
きる。そのほか、光源として高圧金属蒸気放電灯を用い
ているため植物の生長に必要な照度を得ることが容易な
他、高効率・高出力特性及び優れた寿命特性を有してい
ることから光源の設置灯数を少なくできる。
め、高圧金属蒸気放電灯と栽培パネル間の距離を短くす
ることができ省スペースと設備費の削減を図ることがで
きる。そのほか、光源として高圧金属蒸気放電灯を用い
ているため植物の生長に必要な照度を得ることが容易な
他、高効率・高出力特性及び優れた寿命特性を有してい
ることから光源の設置灯数を少なくできる。
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植物栽培装置を用いた栽培室の
概略断面図である。植物栽培装置１は２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グか
らなる高圧金属蒸気放電灯２がランプ取り付は器具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
られている。高圧金属蒸気放電灯２の外球部には透明ガ
ラス製の水冷筒５が取り付けられており、外球部と水冷
筒５の間には水冷筒５の上部枝管から冷却水が流され、
この冷却水はホースを介して１ライン４灯に直列に接続
されている。
概略断面図である。植物栽培装置１は２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グか
らなる高圧金属蒸気放電灯２がランプ取り付は器具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
られている。高圧金属蒸気放電灯２の外球部には透明ガ
ラス製の水冷筒５が取り付けられており、外球部と水冷
筒５の間には水冷筒５の上部枝管から冷却水が流され、
この冷却水はホースを介して１ライン４灯に直列に接続
されている。
各段の天井面には光反射率か９０％の発砲スチロールの
薄板が張り付けられ、人工光源からの放射光を栽培パネ
ル４に定植されたサラダ菜、レタス等の野菜６に効率よ
く反射させている。植物栽培装置の１段当りの高さは約
１ｍ、１段当りの天井面と栽培パネル４上面との距離は
約０．６１で栽培パネル４上面での平均照度は約２２ｋ
ｌｘとなっている。
薄板が張り付けられ、人工光源からの放射光を栽培パネ
ル４に定植されたサラダ菜、レタス等の野菜６に効率よ
く反射させている。植物栽培装置の１段当りの高さは約
１ｍ、１段当りの天井面と栽培パネル４上面との距離は
約０．６１で栽培パネル４上面での平均照度は約２２ｋ
ｌｘとなっている。
植物を経済的に生長させるための光条件としては、人工
光源の光成分の他に使用する人工光源の種類が大きな要
因となる。植物栽培空間の利用効率を高めるため、天井
面と栽培パネル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の上面との距離も短く
なる。この状態での照射方法の一つとして７０Ｗあるい
は１００Ｗ程度の小型、低ワツトランプを多数用いる方
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備費の上昇と発
光効率低下による照明電力費が増え、栽培する植物の生
産原価を高める為、好ましい方法ではない、よって蛍光
灯と比べ極力発光効率の高い少なくとも２００Ｗ以上の
高いワットの高圧金属蒸気放電灯を用いた方が好ましく
、本実緒例では４５０Ｗの高圧ナトリウムランプを用い
ている。
光源の光成分の他に使用する人工光源の種類が大きな要
因となる。植物栽培空間の利用効率を高めるため、天井
面と栽培パネル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の上面との距離も短く
なる。この状態での照射方法の一つとして７０Ｗあるい
は１００Ｗ程度の小型、低ワツトランプを多数用いる方
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備費の上昇と発
光効率低下による照明電力費が増え、栽培する植物の生
産原価を高める為、好ましい方法ではない、よって蛍光
灯と比べ極力発光効率の高い少なくとも２００Ｗ以上の
高いワットの高圧金属蒸気放電灯を用いた方が好ましく
、本実緒例では４５０Ｗの高圧ナトリウムランプを用い
ている。
第２図は第１図の高圧金属蒸気放電灯２．水冷筒５等の
概略拡大図である。直管形のガラス外球７の外径は５Ｃ
１１で発光管８の長さに対するガラス外球の外表単位面
積当りのランプ電力負荷は、約２．２ Ｗ／Ｊである。
概略拡大図である。直管形のガラス外球７の外径は５Ｃ
１１で発光管８の長さに対するガラス外球の外表単位面
積当りのランプ電力負荷は、約２．２ Ｗ／Ｊである。
この値が小さいほどランプおよび水冷筒が大きくなり場
所を要する他、排熱効果が低下し、かつ光の吸収も増加
するため外球の材質等を考慮して高めの値としランプ及
び水冷筒をコンパクト化する必要がある。冷却水９は水
冷ｆｉ５の上方に設けられた側管１０から流入し、熱交
換された冷却水９は対流により上部に移動し側管１０′
から流出する。
所を要する他、排熱効果が低下し、かつ光の吸収も増加
するため外球の材質等を考慮して高めの値としランプ及
び水冷筒をコンパクト化する必要がある。冷却水９は水
冷ｆｉ５の上方に設けられた側管１０から流入し、熱交
換された冷却水９は対流により上部に移動し側管１０′
から流出する。
高圧金属蒸気放電灯２から発生する熱は水冷筒５に流さ
れる冷却水によってその半分以上が除去される。通常、
高圧金属蒸気放電灯２の外球表面温度は２００℃以上で
あるが本発明にかかる方法の一例では水冷筒５の外表面
温度は約３０℃となり、高圧金属蒸気放電灯２と植物と
の間が数Ｃ−迄接近しても葉ヤゲ等の問題は発生しない
、効果的、効率的に水冷するためには水冷Ｆ！５５の冷
却水の流量はランプ電力（Ｗ）当り ０．２〜２ ｍｌ
／ ｍ１ｎ−Ｗ好ましくは１１１／ ｌ１ｉｎ−Ｗ程度
にする必要がある。
れる冷却水によってその半分以上が除去される。通常、
高圧金属蒸気放電灯２の外球表面温度は２００℃以上で
あるが本発明にかかる方法の一例では水冷筒５の外表面
温度は約３０℃となり、高圧金属蒸気放電灯２と植物と
の間が数Ｃ−迄接近しても葉ヤゲ等の問題は発生しない
、効果的、効率的に水冷するためには水冷Ｆ！５５の冷
却水の流量はランプ電力（Ｗ）当り ０．２〜２ ｍｌ
／ ｍ１ｎ−Ｗ好ましくは１１１／ ｌ１ｉｎ−Ｗ程度
にする必要がある。
０．２ Ｉｌｌ／ ｌ１ｉｎ−Ｗ以下であると高圧金属
蒸気放電灯２の排熱効果が低下し、また冷却水および水
冷筒５の温度が上昇しこれ自体から熱放射するため植物
に対する熱の影響を十分に防ぐことができない。逆に冷
却水が多すぎると冷却水の供給、循環に要するポンプ・
タンク等の大容量となり初期設備費、電力費および水道
代等の維持費が高くつき高圧金属蒸気放電灯を水冷する
効果が少なくなる。
蒸気放電灯２の排熱効果が低下し、また冷却水および水
冷筒５の温度が上昇しこれ自体から熱放射するため植物
に対する熱の影響を十分に防ぐことができない。逆に冷
却水が多すぎると冷却水の供給、循環に要するポンプ・
タンク等の大容量となり初期設備費、電力費および水道
代等の維持費が高くつき高圧金属蒸気放電灯を水冷する
効果が少なくなる。
また、大気温等と比べ冷却水の温度差が少なくなり冷却
水自体の除熱、あるいは熱の回収、利用をする場合効率
が悪く、これらの点から最大流量は２ｎｌ／ ｎ１ｎ−
Ｗ以下とする必要がある。
水自体の除熱、あるいは熱の回収、利用をする場合効率
が悪く、これらの点から最大流量は２ｎｌ／ ｎ１ｎ−
Ｗ以下とする必要がある。
栽培室内の湿度は例えば室温２２℃で植物の生育に好適
な７０〜９０％の範囲に制御しているが冷却水の温度が
低くかつ流量が比較的多い時に水冷１！ｊ５の外表面に
結露する場合がある。結露の防止方法として水冷筒５の
外表面に断熱（結露防止）フィルムをコートする、また
は表面温度を結露する温度以上とする方法等があるが、
本発明では冷却水の供給温度を検出し自動的に水冷Ｆｊ
５への冷却水の水量の一部の循環させるという簡単な方
法を用いており、断熱フィルムの場合における光透過率
の低下、断熱性能の経時変化等の問題もなく確実に結露
を防止できる。
な７０〜９０％の範囲に制御しているが冷却水の温度が
低くかつ流量が比較的多い時に水冷１！ｊ５の外表面に
結露する場合がある。結露の防止方法として水冷筒５の
外表面に断熱（結露防止）フィルムをコートする、また
は表面温度を結露する温度以上とする方法等があるが、
本発明では冷却水の供給温度を検出し自動的に水冷Ｆｊ
５への冷却水の水量の一部の循環させるという簡単な方
法を用いており、断熱フィルムの場合における光透過率
の低下、断熱性能の経時変化等の問題もなく確実に結露
を防止できる。
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
工光源からの熱を容易に経済的な方法でほとんど除去で
きるため、空調に要する初期設備費、維持電力費を大幅
に軽減できる。
工光源からの熱を容易に経済的な方法でほとんど除去で
きるため、空調に要する初期設備費、維持電力費を大幅
に軽減できる。
また、高圧金属蒸気放電灯と植物との間を短くすること
ができるので、例えは多段式栽培装置において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る
ことができ植物の栽培能力に対する、特に建屋に関する
初期設備費、あるいは空調に要する電力費を更に低減で
きる等の利点を有している。
ができるので、例えは多段式栽培装置において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る
ことができ植物の栽培能力に対する、特に建屋に関する
初期設備費、あるいは空調に要する電力費を更に低減で
きる等の利点を有している。
そのほか、人工光源として高圧金属蒸気放電灯を用いて
いることから植物の生長に必要な照度を得る事が容易な
他、高効率・高出力特性および優れた寿命特性を有して
いることがら人工光源の設置灯数を少なくすることがで
きる。
いることから植物の生長に必要な照度を得る事が容易な
他、高効率・高出力特性および優れた寿命特性を有して
いることがら人工光源の設置灯数を少なくすることがで
きる。
このように本発明により、空調費、初期設備費及び照明
費等運転費の軽減を図ることができ、完全制御型植物栽
培装置を広く普及させる上でその効果は大きい。
費等運転費の軽減を図ることができ、完全制御型植物栽
培装置を広く普及させる上でその効果は大きい。
第１図は本発明にかかる植物栽培装置を用いた栽培室の
概略断面図、第２図は第１図の高圧金属蒸気放電灯、水
冷筒等の概略拡大図である。 １・・・植物栽培装置、 ２・・・高圧金属蒸気放電灯
３・・・ランプ取り付は器具、 ４・・・栽培パネル５
・・・水冷筒、 ６・・・野菜
概略断面図、第２図は第１図の高圧金属蒸気放電灯、水
冷筒等の概略拡大図である。 １・・・植物栽培装置、 ２・・・高圧金属蒸気放電灯
３・・・ランプ取り付は器具、 ４・・・栽培パネル５
・・・水冷筒、 ６・・・野菜
Claims (1)
- 人工光源として高圧金属蒸気放電灯を用い、この高圧金
属蒸気放電灯の外球部に水冷筒をかぶせ外球部と水冷筒
間内に冷却水を流すようにした植物栽培装置において、
高圧金属蒸気放電灯のランプ電力と冷却水の流量が０．
２〜２ｍｌ／ｍｉｎ・Ｗの範囲にあり、かつ冷却水の温
度または水量を調節することにより水冷筒の外表面が結
露する温度以上になるようにしたことを特徴とする植物
栽培装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2147603A JPH0440829A (ja) | 1990-06-05 | 1990-06-05 | 植物裁培装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2147603A JPH0440829A (ja) | 1990-06-05 | 1990-06-05 | 植物裁培装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0440829A true JPH0440829A (ja) | 1992-02-12 |
Family
ID=15434065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2147603A Pending JPH0440829A (ja) | 1990-06-05 | 1990-06-05 | 植物裁培装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0440829A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102301930A (zh) * | 2011-06-29 | 2012-01-04 | 浙江求是人工环境有限公司 | 人工气候室的顶置光照装置 |
| CN110169331A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-08-27 | 上海景铭建设发展有限公司 | 一种提高植被绿化成活率的养护方法 |
| JP2021527406A (ja) * | 2018-06-11 | 2021-10-14 | ブルー スカイズ １９８９ ベーフェーＢｌｕｅ Ｓｋｉｅｓ １９８９ Ｂ．Ｖ． | 作物を栽培する方法及び装置 |
-
1990
- 1990-06-05 JP JP2147603A patent/JPH0440829A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102301930A (zh) * | 2011-06-29 | 2012-01-04 | 浙江求是人工环境有限公司 | 人工气候室的顶置光照装置 |
| JP2021527406A (ja) * | 2018-06-11 | 2021-10-14 | ブルー スカイズ １９８９ ベーフェーＢｌｕｅ Ｓｋｉｅｓ １９８９ Ｂ．Ｖ． | 作物を栽培する方法及び装置 |
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