JPH11196670A - 植物育成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】マイクロ波ランプの発光バルブを傷付けるおそ
れがなく、寿命を長く維持することができ、また、コス
トアップを招くことなく、簡易な構成で容易に発熱バル
ブを直接的に冷却することができる植物育成装置を提供
する。 【解決手段】育成室１５の床板１３に、機械室１６で調
節された空気を導入する吹出孔１４を設ける一方、育成
室１５の天井部側に、人工光源としてマイクロ波ランプ
２０を配設し、機械室１６から育成室１５に導入された
循環空気の少なくとも一部により、マイクロ波ランプ２
０の発光バルブ２３等を直接冷却するように設定した。
マイクロ波ランプ２０のハウジング２１内は、吸気手段
４０により陰圧になっており、循環空気は、ハウジング
２１に連通する光反射笠２５を通って発光バルブ２３側
に集約される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人工光源としてマ
イクロ波ランプを配した育成室と、外部より取り入れた
空気の少なくとも温度を調節する空気調和装置を配した
機械室とに仕切られ、機械室で調節された空気を育成室
へ導入する植物育成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の植物育成装置で用いる人
工光源は、メタルハライドランプ等のＨＩＤランプ（高
強度放電灯）が一般的であったが、太陽光に近似した連
続スペクトルの可視光を得られることや、真夏の昼間の
ような高光強度が得られること、熱線が少ないこと等の
理由により、近年、マイクロ波ランプが人工光源として
注目されている。

【０００３】このようなマイクロ波ランプを用いた植物
育成装置としては、本出願人が先に出願した特開平６−
３４３３４７号公報に示すようなものがある。これは、
植物育成室の天井部位にマイクロ波ランプを配設し、該
マイクロ波ランプを含むランプユニット外壁に循環空気
を当てるようにして、ランプユニット全体の発熱を抑え
るように構成されている。

【０００４】ところが、ランプユニット外壁に送風した
だけでは、最も発熱する内部の発光バルブを十分に冷却
することは困難であった。そのため、空気調和装置やラ
ンプユニットとは別に、空気圧縮機、空気清浄器および
冷却空気吹出ノズル等から成る特別な冷却機構を別に設
けて、その冷却空気吹出ノズルから吹き出す圧縮空気に
よって前記発光バルブを冷却していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来の植物育成装置では、発光バルブに当てる
圧縮空気中に微細の塵や埃が少しでも混じるだけで、発
光バルブの表面に傷が付くおそれがあるため、ランプと
しての耐久性を保持するための対策が必要であった。ま
た、冷却空気吹出ノズルから圧縮空気が吹き出される際
の音が比較的大きく、このような異音を低く抑える対策
も望まれていた。

【０００６】また、冷却空気吹出ノズル等、多数の部品
を含む冷却機構を別途設けることが、コスト低減や省エ
ネルギー化の要請に反し、更に、冷却機構の一部に故障
が生じると、発光バルブの冷却効率が著しく減殺されて
しまうので、余計に保守・点検が不可欠となり面倒であ
った。

【０００７】ところで最近、発明者らの調査研究によれ
ば、発光バルブの表面積当たりのワット密度を従来より
低くしたマイクロ波ランプを用い、かつ育成室の床面積
当たりのマイクロ波ランプのワット数を適宜に選択した
場合は、マイクロ波ランプの発光バルブを適度に冷却す
るのに必要な冷却空気量と、植物育成室内に循環空気の
一部として外部から取り込む新鮮空気量とが、ほぼ近い
ことが判明している。

【０００８】本発明は、以上のような従来技術が有する
問題点に着目してなされたもので、発光バルブを傷付け
るおそれがなく、寿命を長く維持することができ、ま
た、コストアップを招くことなく、簡易な構成で容易に
発熱バルブを直接的に冷却することができる植物育成装
置を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に
存する。 ［１］人工光源としてマイクロ波ランプ（２０）を配し
た育成室（１５）と、外部より取り入れた空気の少なく
とも温度を調節する空気調和装置（３０）を配した機械
室（１６）とに仕切られ、機械室（１６）で調節された
空気を育成室（１５）へ導入する植物育成装置（１０）
において、前記マイクロ波ランプ（２０）は、マイクロ
波を出力するマグネトロン（２２）と、マイクロ波を受
けると発光する発光バルブ（２３）とを少なくとも含む
ユニットとして構成され、前記機械室（１６）から育成
室（１５）に導入された循環空気の少なくとも一部によ
り、前記マイクロ波ランプ（２０）の少なくとも発光バ
ルブ（２３）を直接冷却するように設定したことを特徴
とする植物育成装置（１０）。

【００１０】［２］前記育成室（１５）の底面部に、前
記機械室（１６）で調節された空気を導入する吹出口
（１４）を設ける一方、育成室（１５）の天井部側に、
前記マイクロ波ランプ（２０）を配設して、前記育成室
（１５）の底面部から上昇する循環空気の少なくとも一
部が、その循環経路の終端側にて、前記マイクロ波ラン
プ（２０）の少なくとも発光バルブ（２３）に直接当た
るように設定したことを特徴とする［１］記載の植物育
成装置（１０）。

【００１１】［３］前記マイクロ波ランプ（２０）は、
前記発光バルブ（２３）を囲むように拡径しつつ開口す
る光反射笠（２５）を備え、前記光反射笠（２５）の内
側を、前記循環空気の少なくとも一部の循環経路とした
ことを特徴とする［１］または［２］記載の植物育成装
置（１０）。

【００１２】［４］前記マイクロ波ランプ（２０）は、
前記光反射笠（２５）の基端が連通し、前記マグネトロ
ン（２２）を少なくとも収納するハウジング（２１）を
備え、前記ハウジング（２１）内に、前記光反射笠（２
５）の内側より循環空気の少なくとも一部をハウジング
（２１）内に吸引する吸気手段（４０）を設けたことを
特徴とする［１］，［２］または［３］記載の植物育成
装置（１０）。

【００１３】［５］前記マイクロ波ランプ（２０）のハ
ウジング（２１）に、該ハウジング（２１）内に吸引さ
れた循環空気の少なくとも一部を装置外部に排出する排
気通路（４１）を連通させたことを特徴とする［４］記
載の植物育成装置（１０）。

【００１４】次に前述した解決手段に基づく作用を説明
する。本発明に係る植物育成装置（１０）によれば、機
械室（１６）から育成室（１５）に導入された循環空気
の少なくとも一部により、マイクロ波ランプ（２０）の
少なくとも発光バルブ（２３）を直接冷却するから、マ
イクロ波ランプ（２０）のみを特別に冷却するための冷
却機構を省くことができる。

【００１５】機械室（１６）では、除塵フィルタを通し
て外部から取り込まれた空気の少なくとも温度が、空気
調和装置（３０）により調節され、この調節済みの空気
が育成室（１５）側へ吹き出される。かかる吹き出しに
起因する育成室（１５）内での循環空気の少なくとも一
部は、所定の循環経路を通った後に外部へ排出される
が、その途中で循環空気の少なくとも一部は、前記マイ
クロ波ランプ（２０）のうち最も熱を発生する発光バル
ブ（２３）を直接送風することになる。

【００１６】ここで発光バルブ（２３）を適度に冷却す
るのに必要な冷却空気量は、育成室（１５）内に循環空
気の少なくとも一部として外部から取り込む新鮮空気量
にほぼ近いことが判明しており、前述の如く特別な冷却
機構を別途設けることなく、発光バルブ（２３）の過度
の発熱を抑えることが可能となる。

【００１７】例えば、前記育成室（１５）の底面部に、
調節済みの空気を導入する吹出口（１４）を設け、育成
室（１５）の天井部側に、マイクロ波ランプ（２０）を
配設すれば、育成室（１５）の底面部から上昇する循環
空気の少なくとも一部が、その循環経路の終端側にて、
前記マイクロ波ランプ（２０）の発光バルブ（２３）等
に直接当たるようになる。

【００１８】この場合、発光バルブ（２３）より熱を奪
った循環空気の少なくとも一部は、自然対流によっても
上方へ向かうため、循環経路の流れの方向に沿うことに
なり、育成室（１５）内での空気の循環効率が損なわれ
たり、育成室（１５）内の植物に対し不要に熱せられた
空気が逆流することもない。

【００１９】また、前記マイクロ波ランプ（２０）が、
その発光バルブ（２３）を囲むように拡径しつつ開口す
る光反射笠（２５）を備える場合には、光反射笠（２
５）の内側を、前記循環空気の少なくとも一部の循環経
路とすれば、特別な構造を用いることなくランプ自体の
構成を利用して、循環空気の少なくとも一部を効率よく
発光バルブ（２３）側に集約させることが可能となる。

【００２０】また、前記マイクロ波ランプ（２０）が、
前記光反射笠（２５）の基端が連通し、前記マグネトロ
ン（２２）を少なくとも収納するハウジング（２１）を
備える場合には、前記ハウジング（２１）内に、前記光
反射笠（２５）の内側より循環空気をハウジング（２
１）内に吸引する吸気手段（４０）を設ければ、積極的
に循環空気の少なくとも一部を発光バルブ（２３）側に
集約させることができ、更に冷却効率を高めることがで
きる。ここで吸気手段（４０）としては、簡単な構成の
ファン等で足りる。

【００２１】更に、前記ハウジング（２１）に、該ハウ
ジング（２１）内に吸引された循環空気を装置外部に排
出する排気通路（４１）を連通させれば、発光バルブ
（２３）の冷却により暖められた空気を、再度機械室
（１６）にて余分にエネルギーを使って調節することな
く、効率よく装置外部へ排出することができる。ここで
排出された分に相当する量の新鮮空気が、新たに機械室
（１６）へ取り込まれることになる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき、本発明を代
表する一の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施
の形態に係る植物育成装置１０を示し、図２は植物育成
装置１０に装備する人工光源であるマイクロ波ランプ２
０を示している。図１に示すように、植物育成装置１０
は、その箱型本体１１の内部が仕切板１２と床板１３と
によって、育成室１５と機械室１６とに仕切られてい
る。

【００２３】育成室１５は植物の育成実験を行う空間で
あり、その底面部を成す床板１３には、機械室１６で温
湿度が調節された空気を導入する多数の吹出孔１４，１
４…が穿設されている。一方、育成室１５の天井部側に
は、人工光源としてのマイクロ波ランプ２０が配設され
ている。マイクロ波ランプ２０は、太陽光に近似した連
続スペクトルの可視光を発すると共に、日本における真
夏の昼間のような高光強度が得られ、かつ熱線が少ない
という特性を有している。

【００２４】機械室１６の壁には、外部から新鮮な空気
を取り込んだり、上部から循環空気の少なくとも一部を
取り込む空気取入口１７が開設されている。この空気取
入口１７には、空気中の塵や埃を除去する図示しないエ
アーフィルタが装着されている。機械室１６には、前記
空気取入口１７から取り入れた空気の温度や湿度を調節
して、一定方向に送る空気調和装置３０が配設されてい
る。

【００２５】空気調和装置３０は、具体的には送風機３
１、冷却コイル３２、電熱ヒータ３３、それに加湿ノズ
ル３４を組合せてなる。空気調和装置３０は図示しない
制御装置により稼働が制御される。空気調和装置３０に
より温湿度が調節された空気は、前記床板１３にある多
数の吹出孔１４を通じて育成室１５内に吹き出され、循
環空気となり育成室１５内を通り、循環空気の少なくと
も一部がマイクロ波ランプ２０へ向かって上昇するよう
に構成されている。

【００２６】植物育成装置１０では、このような循環空
気の少なくとも一部によって、マイクロ波ランプ２０の
主に発光バルブ２３を直接冷却するように設定されてい
る。本実施の形態では、マイクロ波ランプ２０が育成室
１５の天井部に配されるので、床板１３から上昇する循
環空気の少なくとも一部は、その循環経路の終端側に
て、マイクロ波ランプ２０の主に発光バルブ２３に直接
送風されて当たるようになっている。

【００２７】マイクロ波ランプ２０は、マイクロ波電子
管としてのマグネトロン２２と、マイクロ波を受けると
発光する発光バルブ２３等を有し、ユニットとして構成
されている。詳しくは図２に示すように、マグネトロン
２２や図示しないランプ駆動回路等はハウジング２１に
収納されており、マイクロ波ランプ２０の下面部外側に
発光バルブ２３は支持されている。

【００２８】マグネトロン２２は、図示しないランプ駆
動回路から直流高電圧が印加されると発振し、電子流を
速度変調した２．４５ＧＨｚのマイクロ波を出力するも
のである。発光バルブ２３は、石英ガラス製の球管内に
硫黄等の有極分子を封入して成り、マイクロ波を受ける
と、硫黄等の有極分子が加熱されてプラズマ状態にな
り、プラズマ発光するものである。

【００２９】発光バルブ２３は、円筒状のマイクロ波遮
蔽スクリーン２４で囲まれており、その外側には、発光
バルブ２３を囲むように拡径しつつ開口する光反射笠２
５が配設されている。光反射笠２５の基端はハウジング
２１内に連通しており、前記マグネトロン２２から出力
されたマイクロ波は、導波管２２ａを通って光反射笠２
５の基端から発光バルブ２３に伝送されるようになって
いる。

【００３０】マイクロ波遮蔽スクリーン２４は、マイク
ロ波が外部に漏れないように電磁遮蔽する機能を果たす
ものである。発光バルブ２３は、ほぼ点光源と見なせる
光源であり、光反射笠２５の焦点位置に配置され、ほぼ
平行な光または拡散光を植物に向けて照射するように配
置されている。

【００３１】前記光反射笠２５の内側は、育成室１５に
おける循環空気の少なくとも一部の循環経路となってい
る。また、ハウジング２１内には、光反射笠２５の内側
より循環空気をハウジング２１内に吸引するための吸気
手段４０が設けられている。吸気手段４０は、具体的に
は小型のファン等で構成すればよい。更に、ハウジング
２１には、管状の排気通路４１が連通するように接続さ
れている。排気通路４１は、光反射笠２５の内側を通っ
てハウジング２１内に吸引された循環空気を装置外部に
排出するものである。

【００３２】次に作用を説明する。図１において、空気
取入口１７から機械室１６内に取り込まれた空気は、空
気調和装置３０の冷却コイル３２や電熱ヒータ３３によ
り所望の温度に調節され、加湿ノズル３４により所望の
湿度に調節される。温湿度が調節された空気は、送風機
３１の稼動により、床板１３にある多数の吹出孔１４を
通って育成室１５内へ吹き出される。

【００３３】このような吹き出しに起因する育成室１５
内での循環空気は、床板１３よりそのまま上昇し、循環
空気の少なくとも一部はその循環経路の終端側で、天井
部側にあるマイクロ波ランプ２０の発光バルブ２３を直
接送風することになる。それにより、マイクロ波ランプ
２０の発光バルブ２３や、マイクロ波遮蔽スクリーン２
４等が循環気流で直接冷却されることになる。

【００３４】マイクロ波ランプ２０のハウジング２１内
は、吸気手段４０の稼動により陰圧になっており、循環
空気の少なくとも一部はより積極的に、光反射笠２５の
内側を通ってその基端に位置する発光バルブ２３側に効
率よく集約される。このように、ランプ自体の構成であ
る光反射笠２５をそのまま循環経路とし、更に光反射笠
２５が連通するハウジング２１を吸気手段４０で陰圧に
することにより、簡易な構成で冷却効率を高めることが
できる。

【００３５】発光バルブ２３より熱を奪った循環空気
は、自然対流によっても上方へ向かうため、循環経路の
流れの方向に沿うことになり、育成室１５内での空気の
循環効率が損なわれたり、育成室１５内の植物に対し不
要に熱せられた空気が逆流することもない。ハウジング
２１内に吸引された循環空気は、排気通路４１を通って
箱型本体１１の外部に排出される。従って、発光バルブ
２３等の冷却により暖められた空気が、再度機械室１６
にて余分にエネルギーを使って調節されることはない。

【００３６】排気通路４１から排出された分に相当する
量の新鮮空気は、新たに空気取入口１７から機械室１６
へ取り込まれるが、前記発光バルブ２３を適度に冷却す
るのに必要な冷却空気量は、育成室１５内に循環空気の
少なくとも一部として外部から取り込む新鮮空気量にほ
ぼ近いことが判明している。すなわち、特別な冷却機構
を別途設けることなく、発光バルブ２３の過度の発熱を
抑えることが可能となる。

【００３７】また、従来技術の如く、特別な冷却機構の
冷却空気吹出ノズルから圧縮空気を発光バルブ２３に吹
き付けることもないため、発光バルブ２３の表面が傷付
くおそれがなく、また、大きな異音が発生することもな
い。更に特別な冷却機構に関して、余計な保守・点検も
不要となる。

【００３８】なお、本発明に係る植物育成装置は、前述
した実施の形態に限定されるものではない。例えば、空
気調節手段３０は前述した構成に限定されるものではな
く、例えば加湿ノズル３４を除いて温度のみを調節でき
るように構成してもかまわない。

【００３９】

【発明の効果】本発明に係る植物育成装置によれば、機
械室から育成室に導入された循環空気の少なくとも一部
により、育成室に配したマイクロ波ランプの少なくとも
発光バルブを直接冷却するように設定したから、従来技
術の如く圧縮した冷却空気を特別な冷却機構を用いて発
光バルブに吹き付ける必要がなくなり、発光バルブを傷
付けるおそれがなく、寿命を長く維持することができ、
また、コストアップを招くことなく、簡易な構成で容易
に発熱バルブを直接的に冷却することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る植物育成装置の内
部構造を示す断面図である。

【図２】本発明の一実施の形態に係る植物育成装置に装
備するマイクロ波ランプを一部破断して示す正面図であ
る。

【符号の説明】

１０…植物育成装置 １１…箱型本体 １２…仕切板 １３…床板 １４…吹出孔 １５…育成室 １６…機械室 １７…空気取入口 ２０…マイクロ波ランプ ２１…ハウジング ２２…マグネトロン ２３…発光バルブ ２４…マイクロ波遮蔽スクリーン ２５…光反射笠 ３０…空気調和装置 ３１…送風機 ３２…冷却コイル ３３…電熱ヒータ ３４…加湿ノズル ４０…吸気手段 ４１…排気通路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】人工光源としてマイクロ波ランプを配した
   育成室と、外部より取り入れた空気の少なくとも温度を
   調節する空気調和装置を配した機械室とに仕切られ、機
   械室で調節された空気を育成室へ導入する植物育成装置
   において、 前記マイクロ波ランプは、マイクロ波を出力するマグネ
   トロンと、マイクロ波を受けると発光する発光バルブと
   を少なくとも含むユニットとして構成され、 前記機械室から育成室に導入された循環空気の少なくと
   も一部により、前記マイクロ波ランプの少なくとも発光
   バルブを直接冷却するように設定したことを特徴とする
   植物育成装置。
2. 【請求項２】前記育成室の底面部に、前記機械室で調節
   された空気を導入する吹出口を設ける一方、育成室の天
   井部側に、前記マイクロ波ランプを配設して、 前記育成室の底面部から上昇する循環空気の少なくとも
   一部が、その循環経路の終端側にて、前記マイクロ波ラ
   ンプの少なくとも発光バルブに直接当たるように設定し
   たことを特徴とする請求項１記載の植物育成装置。
3. 【請求項３】前記マイクロ波ランプは、前記発光バルブ
   を囲むように拡径しつつ開口する光反射笠を備え、 前記光反射笠の内側を、前記循環空気の少なくとも一部
   の循環経路としたことを特徴とする請求項１または２記
   載の植物育成装置。
4. 【請求項４】前記マイクロ波ランプは、前記光反射笠の
   基端が連通し、前記マグネトロンを少なくとも収納する
   ハウジングを備え、 前記ハウジング内に、前記光反射笠の内側より循環空気
   の少なくとも一部をハウジング内に吸引する吸気手段を
   設けたことを特徴とする請求項１，２または３記載の植
   物育成装置。
5. 【請求項５】前記マイクロ波ランプのハウジングに、該
   ハウジング内に吸引された循環空気を装置外部に排出す
   る排気通路を連通させたことを特徴とする請求項４記載
   の植物育成装置。