JPS6387916A - Illuminator for growing plant - Google Patents

Illuminator for growing plant

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Publication number
JPS6387916A
JPS6387916A JP61233043A JP23304386A JPS6387916A JP S6387916 A JPS6387916 A JP S6387916A JP 61233043 A JP61233043 A JP 61233043A JP 23304386 A JP23304386 A JP 23304386A JP S6387916 A JPS6387916 A JP S6387916A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
discharge
discharge lamp
inverter
lighting device
lamp
Prior art date
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Pending
Application number
JP61233043A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
山崎 広義
安西 良矩
山ノ下 眞理
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP61233043A priority Critical patent/JPS6387916A/en
Publication of JPS6387916A publication Critical patent/JPS6387916A/en
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  • Greenhouses (AREA)
  • Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Cultivation Of Plants (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。
(57) [Abstract] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、植物の生育に必要な光を供給する植物生育
用照明装置に関するものであり、より詳しくは、光源の
放電灯を高周波で点灯し、かつ周期的に点滅を行なわせ
ることにより、植物の光合成を効率良く行なわせること
ができる植物生育用照明装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] This invention relates to a lighting device for plant growth that supplies light necessary for plant growth, and more specifically, it relates to a lighting device for lighting a discharge lamp as a light source at a high frequency. The present invention relates to a lighting device for growing plants that allows plants to carry out photosynthesis efficiently by flashing the lighting device periodically.

〔従来の技術] 第4図は例えば特願昭58−232422号に示された
従来の植物生育用照明装置における放電灯の出力波形図
である。
[Prior Art] FIG. 4 is an output waveform diagram of a discharge lamp in a conventional plant growth lighting device disclosed in, for example, Japanese Patent Application No. 58-232422.

一般に、人工環境で植物(主に農作物)を生育させる施
設では、生長に必要な光を照射する装置が必要であるが
、植物の光合成における明反応(光化学反応)と暗反応
(熱化学反応)とに着目し、照射光を高速で点滅する装
置に関するものとしては、この特願昭58−23242
2号等により提案がなされている。この従来装置は、直
流電源と、放電灯、及びこの放電灯を高周波で点灯する
為のインバータ、さらに、放電灯を点滅制御する明暗制
御装置からなり、放電灯を高速で点滅するものである。
Generally, facilities that grow plants (mainly agricultural products) in an artificial environment require a device that irradiates the light necessary for growth, but the light reaction (photochemical reaction) and dark reaction (thermochemical reaction) in plant photosynthesis is required. This patent application No. 58-23242 relates to a device that blinks irradiated light at high speed.
Proposals have been made by No. 2 and others. This conventional device consists of a DC power supply, a discharge lamp, an inverter for lighting the discharge lamp at a high frequency, and a brightness control device for controlling the discharge lamp to blink at high speed.

また、特公昭58−43880号や特開昭57−180
897号等は、放電灯を高周波で点灯し調光する目的で
、交流電源の出力電圧位相の中央付近でインバータに電
力を供給する技術を開示しているが、植物体への照射光
については特願昭58−232422号に詳細に記され
ているので。
Also, Japanese Patent Publication No. 58-43880 and Japanese Patent Publication No. 57-180
No. 897, etc., discloses a technology to supply power to an inverter near the center of the output voltage phase of an AC power supply for the purpose of lighting and dimming a discharge lamp at high frequency, but regarding light irradiated to plants. This is detailed in Japanese Patent Application No. 58-232422.

以下、これについて説明する。This will be explained below.

第4図(イ)は、この従来装置の放電灯に流れる電流を
示゛す波形図であり、第4図(ロ)は放電灯の発光出力
波形の概要を示す図である。そして。
FIG. 4(a) is a waveform diagram showing the current flowing through the discharge lamp of this conventional device, and FIG. 4(b) is a diagram showing an outline of the light emission output waveform of the discharge lamp. and.

この発光出力波形を、ホトダイオードの様な高速応答の
センサーを用いて調べると第4図(ハ)の様になってい
ることが判明した。
When this light emission output waveform was examined using a high-speed response sensor such as a photodiode, it was found that it was as shown in FIG. 4 (c).

即ち、放電灯の発光開始時Aではピーク出力が生じ、放
電灯への電力供給停止時Bから、発光出力は、なだらか
に減衰する。Aでのピーク出力は放電灯の再点弧に起因
し、Bでの減衰は、放電灯に使用される蛍光体の残光に
よるものであった。
That is, a peak output occurs at time A when the discharge lamp starts emitting light, and from time B when power supply to the discharge lamp stops, the light emission output gradually attenuates. The peak output at A was due to restriking of the discharge lamp, and the decay at B was due to afterglow of the phosphor used in the discharge lamp.

ここでBの直前での発光出力を100%とし、この値が
10%に低下するまでの時間を立下がり時間を千とする
Here, the light emission output just before B is 100%, and the fall time is defined as the time taken until this value drops to 10%.

すると、種々の立下がり時間tやの放電灯で植物を栽培
した場合、植物の生長に関し少なからず相違が生じるこ
とが発明者らの調査により判明した。
The inventors' investigation has revealed that when plants are grown using discharge lamps with various fall times t, there are considerable differences in the growth of the plants.

これは、第4図(ニ)に示す様に同じ発光効率の蛍光体
であれば、1.が短い程、Bの直前での発光出力が大き
いこと、及び光合成の明暗反応のメカニズムに起因する
ことが考えられる。
As shown in FIG. 4(d), if the phosphors have the same luminous efficiency, 1. It is thought that this is due to the fact that the shorter the value, the greater the luminous output immediately before B, and the mechanism of the light-dark reaction of photosynthesis.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

従来の植物生育用照明装置は以上のように構成されてい
るので、放電灯として蛍光灯を使用する場合に、その蛍
光体の残光時間による立下がり特性が適切に設定されて
おらず、高速点滅による省電力化を図ろうとする場合に
、植物の光合成を充分に促進することができなくなる場
合が生じるという問題点があった。
Conventional lighting equipment for plant growth is configured as described above, so when using fluorescent lamps as discharge lamps, the fall characteristics due to the afterglow time of the phosphor are not properly set, resulting in high-speed lighting. When attempting to save power by blinking, there is a problem in that photosynthesis of plants may not be sufficiently promoted.

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、放電灯を高速で点滅することにより、省電
力化を図ろうとする場合に、植物の光合成の効率の低下
を防ぐことができる植物生育用照明装置を得ることを目
的とする。
This invention was made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to prevent a decrease in the efficiency of photosynthesis of plants when trying to save power by blinking a discharge lamp at high speed. The purpose of the present invention is to obtain a lighting device for plant growth that can provide a lighting system for growing plants.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明に係る植物生育用照明装置は、放電灯の放電開
始時点及び放電停止時点を自由に設定できる位相制御手
段を設け、放電停止を行なう際の立下がり時間と放電休
止期間との比が0.2以下になるようにしたものである
The lighting device for plant growth according to the present invention is provided with a phase control means that can freely set the discharge start time and discharge stop time of the discharge lamp, and the ratio between the fall time and the discharge rest period when stopping the discharge is 0. .2 or less.

〔作用〕[Effect]

この発明における放電灯は1位相制御により省電力運転
がなされるが、放電停止の際の立下がり時間と放電休止
期間との比が0.2以下となっているので、植物の光合
成との関係上吊も効率良く省電力を図ることができる。
The discharge lamp of this invention achieves power-saving operation by one-phase control, but since the ratio of the fall time when the discharge is stopped to the discharge rest period is 0.2 or less, the relationship with the photosynthesis of plants is Uplifting can also efficiently save power.

〔発用哨実施例〕[Example of sentry sentry]

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図に於て、1は交流電源、2は全波整流を行なう整流回
路、3はインバータであり、ここでは自励発振を行なう
プッシュプル形トランジスタインバータで構成されてい
る。4は放電灯、41は蛍光体、5は位相制御手段とし
ての点滅回路であり、スイッチ51及びこれを開閉制御
する制御回路52から構成されている。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1st
In the figure, 1 is an AC power supply, 2 is a rectifier circuit that performs full-wave rectification, and 3 is an inverter, which is constructed of a push-pull type transistor inverter that performs self-oscillation. 4 is a discharge lamp, 41 is a phosphor, and 5 is a blinking circuit as a phase control means, which is composed of a switch 51 and a control circuit 52 for controlling opening and closing thereof.

点滅回路5は、放電灯に、交流電源1もしくはインバー
タ3の最大出力電圧に対応する極大値が含まれる様な期
間電力を供給する様にスイッチ51を開閉する。
The blinking circuit 5 opens and closes the switch 51 so as to supply power to the discharge lamp for a period that includes a local maximum value corresponding to the maximum output voltage of the AC power source 1 or the inverter 3.

点滅回路5が動作すると、放電灯4には第2図(イ)に
示すII流回路2の出力電圧に対し、第2図(ロ)の様
に放電灯電流が流れ、第2図(ハ)の様な発光出力を生
じる。
When the blinking circuit 5 operates, a discharge lamp current flows through the discharge lamp 4 as shown in FIG. 2 (b) with respect to the output voltage of the II flow circuit 2 shown in FIG. ) produces a luminous output like this.

なお、第2図(ハ)の点Cは極大値を示している。Note that point C in FIG. 2(c) indicates the maximum value.

ここで1.は、残光による立下がり時間であり、T1は
繰り返し周期、T2は放電の休止期間、】00XT、/
T1=には点灯期間比である。そして、放電灯4への電
力供給停止直前の発光出力A2が、交流電源の出力電圧
位相の中央付近での発光出力A1に対しA2≧A1/2
となるように、植物への照射を行なうこととする。放電
灯4へ供給する電力を一定とし、Tよ、T2を下記の如
くに設定し、植物体としてサラダ菜を用いて照射し、そ
の生体重量を測定した結果を下記の表1に示す。
Here 1. is the fall time due to afterglow, T1 is the repetition period, T2 is the pause period of discharge, ]00XT, /
T1= is the lighting period ratio. Then, the light emission output A2 immediately before the power supply to the discharge lamp 4 is stopped is A2≧A1/2 with respect to the light emission output A1 near the center of the output voltage phase of the AC power source.
The plants will be irradiated so that The electric power supplied to the discharge lamp 4 was kept constant, T and T2 were set as shown below, and salad greens were used as plants for irradiation, and the living body weight of the plants was measured. The results are shown in Table 1 below.

表1 条件: T1==10ms  T、=5msこの
ように、白色蛍光ランプを用いた場合の生体重量を1と
すれば、明らかに光合成の効率が向上している。
Table 1 Conditions: T1 = = 10 ms T, = 5 ms As described above, if the weight of the living body is 1 when a white fluorescent lamp is used, the efficiency of photosynthesis is clearly improved.

また、インバータ3への入力直流電圧を、リップルの少
ない平滑した直流とし1周期T1と休止期間T2を変え
、放電灯の種類を変えて実験した結果を示すと、第3図
の様になった。この第3図の結果から一般にt +/ 
Tx < 0 、2の特性を有する放電灯が適している
ことがわかる。
In addition, when the input DC voltage to the inverter 3 is a smooth DC voltage with little ripple, and the one period T1 and rest period T2 are changed, and the types of discharge lamps are changed, the results of the experiment are shown in Figure 3. . From the results shown in Figure 3, it can be generally concluded that t +/
It can be seen that a discharge lamp having the characteristics of Tx < 0, 2 is suitable.

ここで、通常の白色蛍光ランプの主要蛍光体はアンチモ
ン・マンガン付活ハロ燐酸カルシウム蛍光体である。
Here, the main phosphor of a normal white fluorescent lamp is an antimony-manganese-activated calcium halophosphate phosphor.

これに対し、表1におけるランプ1の主要蛍光体は、ユ
ーロピウム付活酸化イツトリウム、テルビウム付活ケイ
酸イツトリウムおよびユーロピウム付活ストロンチウム
クロロホスヘート等を主成分とする蛍光体であり、ラン
プ3の主要蛍光体は。
On the other hand, the main phosphor of lamp 1 in Table 1 is a phosphor whose main components are europium-activated yttrium oxide, terbium-activated yttrium silicate, europium-activated strontium chlorophosphate, etc. The phosphor.

ユーロピウム付活ホウ燐酸ストロンチウム、スズ付活燐
酸ストロンチウム・マグネシウム等を主成分とする蛍光
体である。なお、ランプ2は、ランプ1.3のそれぞれ
の主成分に対し、中間的性質を有するものを主成分とし
ている。この様に適宜残光時間の異なる蛍光体を用いる
ことにより、所要の立下がり時間1.が得られる。
It is a phosphor whose main ingredients include europium-activated strontium borophosphate and tin-activated strontium/magnesium phosphate. Incidentally, the main component of the lamp 2 is one having properties intermediate to those of the main components of the lamps 1 and 3. By using phosphors with different afterglow times as described above, the required fall time can be adjusted to 1. is obtained.

以上の説明では、放電灯の光色は白色系であったが、蛍
光体として単体のものを使用した単色の放電灯、あるい
は蛍光体で母な(N e * A r等の希ガスによる
発光を利用することもできる。
In the above explanation, the light color of the discharge lamp was white, but it is also possible to use a monochromatic discharge lamp using a single phosphor, or a phosphor that emits light from a rare gas such as Ne*Ar. You can also use

また、蛍光体を用いたものでは、休止期間T2が短かく
なると、t 4 / T 2を一定に維持するために蛍
光体の残光時間の非常に短かいものが要求され困難さを
増すので、T2は2ms以上が一般には望ましい、ただ
し、単色の放電灯の場合は、T2が1璽S程度まで十分
な特性のものを得ることができる。
In addition, in the case of a device using a phosphor, if the rest period T2 becomes short, the phosphor must have a very short afterglow time in order to maintain t4/T2 constant, which increases the difficulty. , T2 is generally desirable to be 2 ms or more. However, in the case of a monochromatic discharge lamp, sufficient characteristics can be obtained up to T2 of about 1 S.

なお、上記実施例では、交流電源1の電圧の所定位相期
間、放電灯4を点灯させる構成としていたが、交流電源
1側、或はインバータ3の入力側に点滅回路5を設ける
ことにより、インバータ3の動作期間を制御したり、イ
ンバータ3のスイッチングトランジスタの駆動を制御す
ることとしてもよい、そして点滅回路5は一台で複数の
インバータ、或は放電灯を点灯制御することができる。
In the above embodiment, the discharge lamp 4 is turned on during a predetermined phase period of the voltage of the AC power supply 1, but by providing the blinking circuit 5 on the AC power supply 1 side or the input side of the inverter 3, the inverter In addition, one blinking circuit 5 can control the lighting of a plurality of inverters or discharge lamps.

また、この点滅回路5は、交流電源に同期せずインバー
タの入力直流電圧を平滑した電圧を用いて。
Moreover, this blinking circuit 5 uses a voltage that is not synchronized with the AC power supply and is obtained by smoothing the input DC voltage of the inverter.

適当な周期T1で動作させてもよい。It may be operated at an appropriate period T1.

さらに、1台のインバータで2灯以上の放電灯を点灯し
たり、2灯以上の偶数の放電灯を半分に分け、交流電源
の1サイクルにそれぞれが1回づつ点灯する様に、各放
電灯を、交流電源の各半サイクル毎に交互に点灯させる
こともできる。
Furthermore, it is possible to light two or more discharge lamps with one inverter, or divide an even number of discharge lamps of two or more into halves so that each discharge lamp is lit once per cycle of the AC power supply. can be turned on alternately during each half cycle of the AC power supply.

なお、インバータの構成については、放電々流の制限手
段は実施例に示したものに限定されるわけではなく、放
電灯を所定の周期で点滅し、高周波点灯できるものであ
ればよい。
Regarding the configuration of the inverter, the means for restricting the discharge flow is not limited to that shown in the embodiments, and any means that can blink the discharge lamp at a predetermined period and perform high-frequency lighting may be used.

放電灯についても、必要に応じて電極の予熱を行なえば
よく、予熱を行なう手段は特に限定されるわけではなく
、点滅回路についても実施例に限定されるものではない
Regarding the discharge lamp, the electrodes may be preheated as necessary, and the means for preheating is not particularly limited, and the blinking circuit is not limited to the embodiments.

そして、インバータへの入力直流電圧として交流電源を
整流した脈流の直流を使用する場合であっても、インバ
ータの入力側に、電源の高周波インピーダンスを低下さ
せる為の小容量コンデンサなどを必要に応じて接続して
もよい。
Even if a pulsating DC voltage obtained by rectifying an AC power supply is used as the input DC voltage to the inverter, a small capacity capacitor or the like should be installed on the input side of the inverter to reduce the high frequency impedance of the power supply. You can also connect it by

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明によれば、放電灯の位相制御手
段を設け、放電灯の放電停止動作の立下がり時間と放電
休止期間との比が0.2以下になるように構成したので
、放電灯の省電力運転を行なう場合に、植物の光合成の
効率を最大限に向上させることができるという効果があ
る。
As described above, according to the present invention, the discharge lamp phase control means is provided so that the ratio of the falling time of the discharge stop operation of the discharge lamp to the discharge pause period is 0.2 or less. When performing power-saving operation of a discharge lamp, there is an effect that the efficiency of photosynthesis of plants can be improved to the maximum.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、この発明の一実施例による植物生育用照明装
置を示す回路構成図、第2図及び第3図は第1図の装置
の動作を説明するための特性図、第4図は従来の植物生
育用照明装置の動作を説明するための特性図である。 1は交流電源、2は整流回路、3はインバータ、4は放
電灯、5は点滅回路(位相制御手段)である。 なお1図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 特許出願人  三菱電機株式会社 −呻 0.10.20.3   0.5          
 1.0→ tf/Tz
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a lighting device for plant growth according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are characteristic diagrams for explaining the operation of the device in FIG. 1, and FIG. FIG. 2 is a characteristic diagram for explaining the operation of a conventional lighting device for plant growth. 1 is an AC power supply, 2 is a rectifier circuit, 3 is an inverter, 4 is a discharge lamp, and 5 is a blinking circuit (phase control means). In addition, in FIG. 1, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts. Patent Applicant Mitsubishi Electric Corporation - 0.10.20.3 0.5
1.0 → tf/Tz

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)インバータを介して放電灯の点灯を行なう植物生
育用照明装置において、前記放電灯の放電出力に関する
単位サイクル当りの放電開始時点及び放電停止時点を設
定する位相制御手段を設け、しかも前記放電灯の放電停
止動作の立下がり時間と放電休止期間との比を0.2以
下に設定したことを特徴とする植物生育用照明装置。
(1) A lighting device for plant growth in which a discharge lamp is lit via an inverter, further comprising a phase control means for setting a discharge start time and a discharge stop time per unit cycle regarding the discharge output of the discharge lamp; A lighting device for growing plants, characterized in that the ratio between the falling time of the discharge stop operation of the electric lamp and the discharge pause period is set to 0.2 or less.
(2)前記放電灯の放電出力は、前記放電開始時点から
放電停止時点までの放電期間中に、前記インバータの最
大出力値に対応する極大値を含むことを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の植物生育照明装置。
(2) The discharge output of the discharge lamp includes a local maximum value corresponding to the maximum output value of the inverter during the discharge period from the discharge start time to the discharge stop time. The plant growth lighting device described in Section 1.
JP61233043A 1986-09-30 1986-09-30 Illuminator for growing plant Pending JPS6387916A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007252211A (en) * 2006-03-20 2007-10-04 Nara Prefecture Apparatus and method for inhibiting blooming of long-day blooming plant

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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