JPS6251932A

JPS6251932A - 植物育成用人口照明方法

Info

Publication number: JPS6251932A
Application number: JP19167785A
Authority: JP
Inventors: 晴夫古久保; 芦田　義孝; 高須　啓次
Original assignee: Japan Storage Battery Co Ltd
Current assignee: Japan Storage Battery Co Ltd
Priority date: 1985-08-29
Filing date: 1985-08-29
Publication date: 1987-03-06
Anticipated expiration: 2009-03-23
Also published as: JPH0620396B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は高圧ナトリウムランプを人工光源として用いた
植物育成用人工照明方法に関するものである。

従来の技術最近、土にレタス、サラダ菜の野菜類の生産を目的とし
た植物工場が徐々に実現してきている。

植物は一般に６５０　ｎ１Ｔｌ付近の光に光合成の最大
感度を有しており、また３００〜４９５　ｎｆｆ１の光
に主に葉の着色、形状等の形態形成に感度を有している
。そこで人工光源として６５０　ｎｍ付近の分光エネル
ギー量が多い、通常６６０ワットの゛高圧ナトリウムラ
ンプが光合成用に、３００〜４９５　ｎｌｌに分光エネ
ルギー量が多い、通常２５０ワツトの水銀灯あるいはメ
タルハライドランプが形態形成用に用いられている。

これらの放電灯は植物の成長に対し最適な分光エネルギ
ー分布となるように、各々ランプ負荷、照明器具の配置
を決定し、設置される。一般的には、ランプの種類、大
きさに応じた別個の照明器具を用い、植物に対してほぼ
均一な照度分布となるように混光照明されている。また
工場内の栽培室は植物の成長に適した約２０℃のｖ温と
なるように空調されている。

発明が解決しようとする問題点従来性なわれている混光照明による人工照明方法は、別
個の放電灯、照明器具および安定器を用いているため、
初期設備費、維持管理費が高くつく、またランプの種類
に応じて光束維持率、ノ１命中の分光エネルギー分布の
変化率および寿命時間に差があり、常に照度および分光
エルギー分布を均一に保つことは困難であり、植物の個
体間の成長速度および色、形状にバラツキを生じ、品質
を管理する上で問題であった。また特に植物工場におけ
るランニングコストのうちで照明用電力費が占める割合
が非常に高いため、製品コストを高め、工場システムに
よる栽培を広く促進さす上で大ぎな支障となっていた。

問題点を解決するための手段本発明は、植物育成用人工照明方法として半サイクル毎
に光出力が高低を繰り返すように交流点灯した高圧す１
〜リウムランプを人工光源として使用するものである。

また好ましくは、点灯時の３００〜７２０　ｎｍの波長
間の分光エネルギーの総和に対し、３００〜４９５　ｎ
ｍの波長間の分光エネルギー吊の比を６．０％以上、２
０％以下とし、またランプ点灯時の半サイクル毎の光出
力ピーク比が高と比べて低が高の６０％以内とするもの
である。

作　　用従来の通常の一般的な方法と比べて本発明による方法で
は、人間の目には大きなチラッキを感じ不快感を持つが
、植物に対してはその成長速度をほとんど低下させるこ
とはない。つまり半サイクル毎にランプ負荷の高低を繰
り返すように高圧ナトリウムランプを点灯させることに
より、植物の光合成の代謝特性に合せて明・照明を作り
出し、効率的に植物を成長させ、また大幅な省電力を図
る他に、短波長域の分光エネルギーの増加を利用して形
態形成用としての機能を持たせることができる。

実施例以下、本発明の詳細を図示の実施例を参照して説明する
。

第１図は３６０ワツトの高圧ナトリウムランプの発光管
の縦断面図である。発光管１は内径８ｎｕｎ、長さ１１
５ｍ１ｌｌの透光性アルミナからなる外囲器２と、その
両端には電極３．３′を溶接により取付けたニオブから
なる電気導入体４．４′がガラスツルグーの封着体５．
５′により気密に封着された形状となっている。発光管
１内にはナトリウム、水銀および始動用希ガスが封入（
図示せず）されている。

第２図はランプ点灯回路の概略構成図である。

発光管１をガラス外球６内にマウントした３６０ワツト
の高圧ナトリウムランプ７は安定器８を介して２００Ｖ
の商用電源１３に接続されている。安定器８はチョーク
コイル９．１０、整流素子１１およびスイッチ１２から
構成されている。このように構成された回路において、
先ず２００Ｖの商用電源１３が印加されるとチョークコ
イル９およびスイッチ１２を介して高圧ナトリウムラン
プ７に電位がかかり、高圧ナトリウムランプ７が始動す
る。スイッチ１２は始動時は閏となっており、これは始
動時、ランプ電圧が低い状態でチョークコイル９に直流
分の過電流が流れるのを防止するために設けられている
。次に高圧ナトリウムランプ７が始動し、約２分の安定
時間後、スイッチ１２を間とすることにより、交流電位
の一方の電位においては整流素子１１、高圧ナトリウム
ランプ７およびチョークコイル９からなる回路が形成さ
れ（以下、正方向という）、他方の逆電位の場合はチョ
ークコイル９、高圧ナトリウムランプ７およびチョーク
コイル１０の回路が形成される（以下、逆方向という）
。このことはつまり、交流のサイクルの方向に応じて安
定器８内のチョークコイルのインピーダンスが変わり、
半サイクル毎にランプ負荷、光出力の高低が切りかわる
。このような方式で高圧ナトリウムランプ７を点灯させ
ることにより、１個のチョークコイルのみで点灯させる
従来の方式と異なり、分光エネルギー分布に変化を生じ
る。王の時の光出力の変化例を第３図に示す。これは同
一ランプによるもので、実線は従来方式、つまりスイッ
チ１２が閉の峙て、破線は本発明方式、つまりスイッチ
１２が間の時のものである。正方向での光出力のピーク
Ｉ　ａは従来方式に比べて若干低下する。これは本発明
による方式では発光管負荷が低下すること、および分光
エネルギー分布が変化することに起因している。また逆
方向での光出力のビーク＋Ｂ　ｂはチョークコイル１０
のインピーダンスを変えることによって、ランプ出力を
調整し、任意に変化さＶることができる。表１に封入量
の全量が蒸発覆るようにした不飽和蒸気圧形タイプの高
圧ナトリウムランプを用い、チョークコイル１０のイン
ピーダンスを変化させた場合の試験結果を示す。

試験Ｎ０１１は従来方式による整流永子１１Ｊ３よびチ
ョークコイル１０を設けない場合で、ランプ１力６６０
Ｗで点灯されている。試験ＮＯ，２〜６は徐々にチョー
クコイル１０のインピーダンスが増加されることにより
、ランプ電力および光出力ピーク比ｂ／ａが低下する。

また直流分が増加でることにより発光管内はナトリウム
、水銀蒸気が分離し、水銀の発光が見られるようになる
。その結果、３００〜４９５　ｎｍの波長間の分光エネ
ルギー量が増加する。これは試験Ｎ０８３以降に顕著に
現われてくる。

しかしながらチョークコイル１０のインピーダンスを高
め過ぎると発光管のアーク放電の維持ができなくなり、
試験ＮＯ，６，７をさかいにして立ち消えを生じるよう
になる。

以上の結果を鑑みて正方向の光ピーク埴ａを従来のラン
プ電力６６０Ｗと同一にし、かつランプ電力がほぼ３６
０ワツトに設定した高圧ナトリウムランプについて、発
光管内に封入するナトリウム、水銀の比率を変え、その
分光エネルギー分布と野菜の成長との関係を調べた。そ
の結果を表２に示す。本結果は野菜としてサラダ菜を用
いたものである。

表２から、従来方式のランプ電力６６０Ｗの高圧ナトリ
ウムランプのみで照明した場合は、ｔｔｉ＋１７１の重
量は大きくなり易いものの、含水率が高く、かつ葉が黄
緑色でヤ）わらかすざ、商品価（直が乏しい。

これは試験Ｎ０１１についても同様の傾向である。

試験Ｎ　Ｏ，２から５まです１〜リウム■を少なくし、
水銀蒸気圧を高めていくと、野菜の重量は徐々に小さく
なっていくものの、緑色が濃くなり、含水率が少なく、
締まった露路栽培と同等の品質のものが１！′７られる
。この効果は３００−７２０　ｎｍの波長間の分光エネ
ルギーの総和に対する３００〜４９５　ｎｍの短波長域
の分光エネルギーの比が６．０％以上で穎苫に現われて
くる。最適条件としては試験Ｎ０１３の分光エネルギー
分ｔ５が７．２％程度にしたちのが、一番野菜の出来が
優れている。しかし試験Ｎ０．５のように分光エネルギ
ー比が２０％になると野菜の重量の低下が太き、／　ｆ
ｌつ堅くなってくるため、分光エネルギー比が２０％を
越えると商品［ｉ　＋ｔｎがなくなり、また省電力効果
も低下する。よって３００〜７２０　ｒ＋ｍの波長間の
分光エネルギーの総和に対する３００〜４９５　ｎｍの
波長間の分光エネルギー量の比は６．０％以上、２０％
以下にする必要がある。また表１から３００〜４９５　
ｎｍの短波長域の分光エネルギー比を増し、且つ大きな
省電力効果を引き出すためには、ｂ／ａは６０％以下と
する必要がある。

このように本発明による方法では、従来方法の６６０ワ
ツトの高圧ナトリウムランプと　２５０ワツトの水銀灯
あるいはメタルハライドランプとの混光照明方式と比べ
、高圧ナトリウムランプのみの照明で良く、植物の重量
低下分を考慮しても大幅な照明用電力の節減と、形態形
成用の設備を不要とすることができる。また本発明によ
る点灯方法では正方向に流れる電流は従来方法とほぼ同
一であり、逆方向では正方向以下の電流が流れる。よっ
て発光管の電極等に与える悪影響はなく、ランプの寿命
ははとｌυど問題がない。その他、逆方向にも電流が流
れているため、ｔＩｉ電が維持し易く、また半波整流点
灯方式あるいはフラッシュランプのようなパルス点灯方
式のように瞬時に再点灯させるための例えば高電圧パル
ス発生装費およびこれらに適した特殊な光源を必要とせ
ず、簡単な点灯回路で信頼性の高い照明方式が実施でき
る。

以上の実施例では、野菜としてサラダ菜について説明し
たが、レタス類についてら試諭を行ない、同様の結果を
冑た。また発光管内にナトリウム、水銀および始動用希
ガスを封入した高圧ナトリウムランプについて説明した
が、他にインジウム等の短波長域の発光金属を封入した
高圧ナトリウムランプでも可能である。

発明の効果以上詳述したように本発明では、比較的簡単な点灯方式
と高圧ナトリウムランプの組み合せにより、照明用電力
費および設備費の大幅な低減と植物の品質の安定化が得
られる。その他、ランプ電力の低下により、ランプ、安
定器からの熱放出を少なくでき、栽培室内の空調費の節
減、あるいはランプ、安定器および照明器具のコンパク
ト化が図れる。また本発明方法に用いるランプ点灯方法
は一般照明の点灯方法と比べ、ランプ寿命笠に与える悪
影響がほとんどなく、よって一般照明用のランプそのま
ま、あるいは若丁の仕様変更°で使用できる等の利点も
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法に用いる高圧ナトリウムランプの発
光管の断面図、第２図は本発明方法に用いるランプ点灯
回路の一例を示す回路図、第３図は本発明方法による光
出力を従来方法と比較して表わした特性図である。１・・・発光管、７・・・高圧ナトリウムランプ、８・
・・安定器、９．１０・・・チョークコイル、１１・・
・整流素子、１２・・・スイッチ、１３・・・商用電源
性　１　図ス１フテ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）半サイクル毎に光出力の高低を繰り返すように交
流点灯した高圧ナトリウムランプを人工光源として使用
することを特徴とする植物育成用人工照明方法。
（２）点灯時の分光エネルギー分布が、３００〜７２０
ｎｍの波長間の分光エネルギーの総和に対し、３００〜
４９５ｎｍの波長間の分光エネルギー量の比が６．０％
以上、２０％以下となるようにした高圧ナトリウムラン
プを使用することを特徴とする特許請求の範囲第（１）
項記載の植物育成用人工照明方法。
（３）半サイクル毎に繰り返される光出力の高をａ、低
をｂとした場合、ａに対するｂの比が６０％以下になる
ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
又は第（２）項記載の植物育成用人工照明方法。