WO2004012497A1 - 植物の栽培・培養環境装置と栽培・培養方法、栽培・培養設備 - Google Patents

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WO2004012497A1
WO2004012497A1 PCT/JP2003/009913 JP0309913W WO2004012497A1 WO 2004012497 A1 WO2004012497 A1 WO 2004012497A1 JP 0309913 W JP0309913 W JP 0309913W WO 2004012497 A1 WO2004012497 A1 WO 2004012497A1
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air
cultivation
humidity
water
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PCT/JP2003/009913
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English (en)
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Yasuhisa Okuyama
Tsuyoshi Ohira
Original Assignee
Matsushita Ecology Systems Co., Ltd.
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • A01G9/246—Air-conditioning systems
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a cultivation / cultivation environment apparatus and a cultivation / cultivation method, a cultivation / cultivation facility for cultivating / cultivating plants that maintain the air environment in a cultivation room for cultivating / cultivating plants such as vegetables and mushrooms at a desired temperature and humidity without fluctuation.
  • the air environment affects plant morphogenesis and growth.
  • the air environment includes temperature, humidity, airflow, gas components in the air, and the state of particles floating in the air such as dust and bacteria.
  • a conventional plant cultivation / cultivation method and a cultivation / culture environment device are disclosed, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-324947. Hereinafter, the method and the apparatus will be described with reference to FIG.
  • Cultivation shelves 102 for placing plants are installed in the cultivation room 101.
  • a cooling machine 103 that lowers the room temperature in summer
  • a heater 104 that raises the room temperature in winter
  • a humidifier 105 that increases the humidity
  • a ventilation system 106 is installed. Plants emit or consume oxygen and carbon dioxide during the growth process, so the indoor gas concentration and components change. In order to maintain this gas component, the ventilation device 106 draws indoor air from the indoor suction portion 107 and discharges it to the outside through the outdoor exhaust port 108. At the same time, outdoor air is taken in from the outdoor air intake port 109 and blown out from the indoor air outlet 110. The equipment that adjusts the air environment is also operated in order to match the outdoor air taken in this way with the indoor air environment. In addition, indoor lighting 1 1 1 is provided in the ceiling.
  • the carohumidifier 105 is operated to compensate for the decrease in relative humidity.
  • General air conditioners such as a cooler 103 and a heater 104 are controlled so as to detect temperature and provide a temperature range to perform 0 N / ⁇ FF. That is, the device is turned off when the detected temperature is lower than the set temperature by, for example, 2 ° C. during cooling, and the operation is restarted when the temperature becomes higher by 2 ° C. than the set temperature. For this reason, the temperature fluctuates as the operation of the equipment stops. Even with this temperature range, the relative humidity fluctuates, and the humidifier 105 also detects the humidity with a humidity sensor and performs ONZOFF control with a certain humidity range, so the range of fluctuation further increases.
  • the temperature and humidity of the air taken in from outside the room are generally different from the environmental conditions of the indoor air, and thus become disturbance factors in controlling the temperature and humidity.
  • the temperature and humidity since the temperature and humidity always fluctuate when the equipment that adjusts the air environment is operated, it is required to suppress the fluctuation range of the temperature and humidity.
  • the requirement for a high humidity environment of 90% or more is for the purpose of suppressing drying and transpiration of plants, and the higher the humidity, the smaller the allowable range of fluctuation.
  • An apparatus for cultivating and cultivating plants according to the present invention has an intake section for taking in outdoor air and a high-humidity air generation section.
  • the high-humidity air generator is The humidification process is performed on the air sucked from inside the cultivation room and the air after the treatment is blown out into the cultivation room.
  • FIG. 1 is a plan view of a cultivation room showing a system cleaning of a plant cultivation / culture environment apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 ⁇ Cross-sectional view of a high-humidity air generating section of a plant cultivation / cultivation environment device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the high-humidity air generating section of FIG. 2A.
  • FIG. 3 is an elevation view showing a system configuration of a plant cultivation / cultivation environment device according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a water temperature setting sound, a humidity control unit, a ventilation amount change unit, and a carbon dioxide concentration control unit of a plant cultivation / culture environment device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an elevational view of a duct arrangement showing a configuration of a plant cultivation / culture environment device according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a system diagram showing a conventional plant cultivation and culture environment device. Best mode for carrying out the invention
  • FIG. 1 is a plan view of a cultivation room showing a system configuration of a plant cultivation / culture environment device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the cultivation room 81 has an entrance 1.
  • the intake duct 2 penetrates the wall of the cultivation room 81, and the tip is opened as the outside air intake port 3. Therefore, outside air is sucked into the cultivation room 81 as shown by the suction streamline 4.
  • the intake duct 2 and the outside air intake 3 constitute the intake section.
  • an exhaust duct 5 penetrates the wall of the cultivation room 81 as an exhaust part for exhausting the air inside the cultivation room 81 outside the room, and the tip is opened as an exhaust port 6. 9913
  • the air in the cultivation room 81 is discharged to the outside as the exhaust gas flow 7.
  • an opening (not shown) in the gap of the door of the entrance 1 or the wall surface can be used as an exhaust portion for discharging the air in the cultivation room 81 outside the room.
  • An indoor return duct (hereinafter, duct) 8 is installed in the cultivation room 81 to circulate indoor air.
  • the duct 8 is provided with a plurality of suction ports 9 to even out the air circulation in the cultivation room 81.
  • the duct 8 and the suction port 9 constitute a suction part.
  • Duct 8 is connected to a return junction (hereinafter, junction) 10, and intake duct 2 is connected to junction 10 via an intake air amount adjustment valve (hereinafter, valve) 11.
  • the merging section 10 is provided with a caro-thermal humidifying section that heats and humidifies the outside air that has reached P.
  • a steam spray nozzle 13 provided in a steam pipe 12 from a steam poiler (not shown) is provided after the valve 11.
  • an indoor supply (hereinafter referred to as “duct”) 14 is installed for the purpose of air circulation, and the air circulation in the cultivation room 81 is evenly distributed in the duct 14.
  • Air outlet 1 5 force S is installed as appropriate.
  • the duct 14 and the outlet 15 constitute an outlet.
  • Duct 14 is connected to supply branch ⁇ [5 (hereinafter, branch) 16.
  • An exhaust duct 5 is connected to the branch section 16 via a displacement control valve (hereinafter, a valve) 17.
  • the valves 11 and 17 constitute an intake air amount adjusting unit and an exhaust air amount adjusting unit, respectively.
  • the return duct 18 connects the merging section 10 and the high-humidity air generation section (generation section) 19 with a built-in blower section, and the supply duct 20 connects the generation section 19 and the branch section 1 to each other. 6 and are connected.
  • the air in the cultivation room 81 is mixed with the outside air sucked from the intake duct 2 at the junction 10 so that the generation unit 19 does not cause dew condensation in a state close to water vapor saturation. Humidified.
  • the steam spray nozzle 13 heats and humidifies the outside air before mixing the outside air, so that the circulating air is kept at a high humidity regardless of the amount of intake air. After that, the air is blown out evenly as shown by the blow stream line 21 and circulated through the cultivation room 81 by the suction stream line 22. This reduces the outside air 03 009913
  • the inside of the cultivation room 81 is maintained in an almost saturated high humidity environment.
  • the amount of outside air introduced is regulated by the valve 11 and the amount of air exhausted from the cultivation room 81 is regulated by the valve 17. Therefore, the cultivation room 81 can be maintained at a positive pressure regardless of the amount of intake air, and no outside air enters the cultivation room 81 except from the suction duct 2.
  • the provision of the valve 11 and the valve 17 minimizes the intake of outside air that causes temperature and humidity fluctuations.
  • the exhaust duct 5 is connected to the branch portion 16, but may be installed independently so as to conduct the cultivation room 81 and the outside air. Further, in the present embodiment, a description has been given assuming that the steam spray nozzle 13 is provided to heat and humidify air after inhaling outside air. Here, a heating section such as a steam coil, a hot water coil, or a heat exchanger may be used instead of the steam spray nozzle 13, and the same effect can be obtained. (Embodiment 2)
  • FIGS. 2A and 2B show the configuration of a high-humidity air generator (hereinafter, generator) 19.
  • the generating unit 19 includes a blower 23, a spraying unit 24, a gas-liquid separating unit (hereinafter, a separating unit) 25, a water tank 26, and a water temperature adjusting unit 27 including an air heater.
  • Cultivation ⁇ The overall configuration of the culture environment device is the same as in Fig. 1.
  • the spray ⁇ 15 24 sprays water pumped from the water tank 26 and breaks it into fine water droplets.
  • the spray section 24 has an injection tower 28, an injection pipe 30 and a pump 31.
  • the injection pipe 30 is provided in the injection tower 28 and has a number of nozzles 29 for injecting water.
  • the injection pipe 30 is connected to a water tank 26 via a pump 31.
  • the injection tower 28 is composed of an inner and outer double cylinder, the outer cylinder 32 is connected to the blower 23, and the inner cylinder 33 is connected to the cyclone tower 34.
  • the blower 23 sucks air from the indoor return duct 8 and blows it into the injection tower 28, forming a swirling flow of air in the injection tower 28, and sends this to the cyclone tower 34. .
  • the blow duct 35 connected to the blower 23 communicates with the upper part of the outer cylinder 32 of the injection tower 28. 09913
  • the 6 cyclone tower 34 forms a separation section 25, and the spray ⁇ 24 receives fine water droplets generated by the splitting of water droplets together with the swirling flow of air. Gas-liquid separation is performed by centrifugal force generated by the swirling of air. That is, the cyclone tower 34 separates most of the large water droplets out of the fine water droplets, and is less than l ⁇ m, preferably less than 0.
  • the air containing a large amount of ultra-fine water droplets with a diameter of 0.1 m or less is discharged to the outside of the generator 19.
  • the connecting duct 36 connects the cyclone tower 34 with the inner cylinder 33 of the injection tower 28.
  • the inner cylinder 33 has a header 37 extending vertically in the outer cylinder 32 of the injection tower 28.
  • the injection pipe 30 is provided concentrically on the header 37 so as to stand up above the header 37, and a number of nozzles 29 are installed facing the inner surface of the outer cylinder 32.
  • the lower end opening position of the inner cylinder 33 is set to a height at which water droplets injected from the nozzle 29 do not directly enter.
  • the water tank 26 is a tank for filling the water to be sent to the injection pipe 30.
  • the water tank 26 is provided with an overflow port (not shown). Water is constantly supplied from a water supply port (not shown), and a constant water level is maintained by draining water from the overflow port. Have been.
  • surplus water supplied into the injection tower 28 and generated in the injection tower 28 and water separated in the cyclone tower 34 are collected.
  • the water tank 26 and the bottom of the cyclone tower 34 are connected by a drain 38, and also connected to the lower part 15 of the injection tower 28 by a communication pipe 39.
  • the water filled in the water tank 26 circulates inside the machine, and a part of the circulated water flows into the injection tower 28 and is stored in a lower part thereof.
  • the upper part of the injection tower 28 becomes the upper air passage 1540 through which the air flows, and "a certain area of the part F is filled with the circulating water to become the water passage part 41.
  • the tower 28 is divided into an air duct 40 and a water duct 41.
  • the water in the water tank 26 is pumped out by the pump 31 and is jetted from each nozzle 29 of the injection pipe 30, collides with the inner surface of the outer cylinder 32 and breaks into fine water droplets. Then, it comes into contact with the descending air flow while swirling in the outer cylinder 32 and is stirred. Most of the water droplets ejected from the nozzle 29 pass through the inner surface of the outer cylinder 32 as it is, fall into the water channel part 41, return to the water tank 26, and are used for circulation.
  • the fine water droplets generated in the spray section 24 are swirled by the air, inverted on the water surface of the water channel section 41, flow into the inner cylinder 33, and further sent into the separation section 25. While descending while swirling in the cyclone tower 34, the fine water droplets in the swirling air and the fine dust contained in the air are centrifugally separated by the centrifugal force generated by the swirling. The water droplets are returned along with the dust along the inner wall of the cyclone tower 34 to the inside of the water tank 26, and the high-humidity air is inverted and rises from the air inlet 43 of the cyclone tower 34 to the outside of the generator 19. It is discharged to
  • the generator 19 can bring the indoor air and the outside air into a high humidity state of 100% humidity. If the water temperature is adjusted, the outlet temperature can be adjusted by the difference in temperature between the water temperature and the intake air temperature. When heating is required together with humidification, the air, once heated, is cooled by the surrounding air and becomes supersaturated. For example, if the desired temperature is 15 ° C and the humidity is 100%, raise the water temperature to about 17 ° C and spray it at a temperature of 17 ° C and a humidity of 100%. And is supersaturated.
  • the generating section 19 causes the discharged air to contain ultrafine water droplets of 1 m or less, preferably 0.5 m or less, more preferably 0.5 mm or less.
  • Water droplets of this size in supersaturated air are unlikely to cause water droplets, puddles or condensation on the floor or on the surface of the cultivation. This is because water droplets of several meters to several ten meters generated by ultrasonic humidifiers and nozzle sprays fc it. Water droplets of such a size are easily diffused into the air and are unlikely to settle down naturally. It is presumed that even if adhered, it easily penetrates inside. The generation unit 19 is almost supersaturated water, which is hard to cause water droplets, water droplets, or condensation. T JP2003 / 009913
  • Vapor air can be discharged.
  • fluctuations in humidity can be suppressed even in a state close to saturated humidity, and supersaturated moisture in the air can be reduced.
  • FIG. 3 is an elevational view of Fig. 1.
  • a cultivation room 81 for cultivating and cultivating plants is provided with a high-humidity air generation unit (hereinafter, generation unit) 19.
  • the cultivation room 81 is provided with an indoor supply 14 for the purpose of air circulation, and an outlet 15 is provided below the floor near the floor.
  • the cultivation room 81 is provided with an indoor return duct (hereinafter, “duct”) 8 for the purpose of air circulation, and a suction port 9 is provided above and near the ceiling.
  • the air conditioner 44 is installed near the ceiling of the cultivation room, and sucks the room air as a suction streamline 45 and adjusts the temperature and humidity to blow it out as a blowout streamline 46.
  • a cultivation target 47 is placed on a cultivation shelf 82.
  • a temperature sensor 48 as a room temperature detecting unit for detecting the temperature in the cultivation room and a humidity sensor 49 as a humidity detecting unit for detecting the atmospheric humidity of the cultivation and cultivation target in the cultivation room include a cultivation shelf 8 2 It is provided in.
  • the air blown out from the air conditioner 44 as the blow stream line 46 reaches the area of the suction stream line 22 reaching the suction port 9 provided in the duct 8, and the generator 19 It is led to. For this reason, the ratio of the air blown out from the air conditioner 44 reaching the cultivation target 47 is reduced, and the ratio of the temperature and humidity fluctuating by the blown air is reduced, so that the high humidity is maintained.
  • the air is guided to the generator 19 after pre-treatment of humidity control or temperature / humidity control is performed by the air conditioner 44.
  • the generator 19 can cope with a large fluctuation in temperature and humidity, that is, a large fluctuation in temperature and humidity load.
  • the air circulating in the cultivation room 1 flows from the outlet 15 to the inlet 9 through the cultivation target 47 placed on the cultivation shelf 82.
  • the mouth 9 is located downstream of the cultivation target 47 in the airflow in the cultivation room 81.
  • the air whose temperature and humidity fluctuates due to the cultivation and the like and whose humidity decreases is immediately attracted to the suction port 9 side, discharged from the cultivation room 81, and subjected to circulation humidity treatment.
  • an outlet 15 for blowing out substantially supersaturated high-humidity air is provided below the cultivation target 47, and an air circulation inlet 9 is provided above the cultivation target 47.
  • the cultivation when the cultivation is heated by the self-heating of the cultivation or infrared rays, the temperature of the surrounding atmosphere rises and an ascending air current is generated, and the cultivation is sucked through the air circulation inlet 9 to be circulated. That is, the heat generated in the cultivation room is quickly discharged from the cultivation room, and high humidity is maintained.
  • Fig. 4 shows the configuration of the water temperature setting section in the high-temperature air generation section (hereinafter, generation section) 19.
  • the temperature sensor 48 for detecting the temperature in the cultivation room and the water temperature sensor 50 provided in the water tank output a temperature signal to the microcomputer 52 via the temperature detection circuit 51, respectively.
  • a switch 53 for inputting and setting a temperature value is connected to the microcomputer 52 via a temperature input circuit 54.
  • a program for driving the water temperature controller 27 is set by the overnight output circuit 55 until the temperature reaches the set temperature value.
  • Fig. 4 shows the configuration of the humidity controller.
  • a humidity sensor 49 for detecting the humidity in the cultivation room 81 outputs a humidity signal to the microcomputer 52 via a humidity detection circuit 56.
  • a switch 57 for inputting and setting a humidity value is connected to the microcomputer 52 via a humidity input circuit 58.
  • the microcomputer 52 is set with a program for controlling the operating rotation speed of the pump 31 by a pump rotation speed control circuit 59 so that the humidity becomes the set humidity.
  • the pump is operated at the maximum rotation speed and humidified with 100% saturated air to approach the set value.
  • the detected humidity exceeds the set value, the rotation speed is reduced, the amount of spray water is reduced, the humidification amount is reduced, and the detected humidity changes.
  • the generator 19 can blow out substantially supersaturated air which is hard to atomize at the time of blowing out compared to room temperature.
  • water droplets of liim or less preferably 0.5 ⁇ m or less, and more preferably 0.1 m or less easily penetrate into the interior, so they capture water in plants and evaporate by respiration of plants. Supplement the water that is scattered.
  • the humidity conditions for maintaining the water content of the plant can be reduced. Cultivation ⁇ It can be cultured. For cultivated crops that required a humidity of 100% in the conventional air environment, the appropriate evapotranspiration is 100% in order to maintain the water content of plants.
  • the microcomputer 52 is connected to a rotation speed control circuit 60 of the blower 23.
  • the microcomputer 52 is set with a so-called 1 / f fluctuation control program that causes a change in the amount of air blow to generate a wind speed fluctuation close to a natural wind. By giving the same fluctuation as the natural wind, the transpiration of the water droplets exposed at high wind speed is promoted.
  • this fluctuation control may be configured by a circuit provided separately from the microcomputer itself, as shown in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-129389.
  • FIG. 4 shows the configuration of the carbon dioxide (C_ ⁇ 2) concentration adjusting unit.
  • Indoor return duct 8 in carbon dioxide provided in (C 0 2) concentration sensor 61 through the C_ ⁇ 2 concentration detection circuit 6 2, and outputs to the microcontroller 5 2 C_ ⁇ 2 concentration as a signal.
  • the microcomputer 52 is set in advance.
  • the Upon detection of C_ ⁇ 2 concentration of more value electric valve drive circuit 6 3 drives the motor 6 4 directly connected to the intake amount regulator valve 1 1 via a set of program to open the intake amount adjustment valve 1 1 I have.
  • This program also controls the motor 64 to be driven to close the intake amount adjusting valve 11 1 when a value equal to or less than a preset value is detected. If the concentration of carbon dioxide drops in this way, the intake air volume is reduced. As a result, load fluctuations due to inhalation of outside air can be suppressed, fluctuations in humidity can be suppressed, and high humidity can be maintained.
  • the microcomputer 52 detects the water temperature and the room temperature, and energizes the water temperature controller 27 to turn on the water temperature controller 20. Raise water temperature until ° C.
  • the high-humidity air generator 19 blows out almost supersaturated air which is hard to atomize when blown out.
  • the microcomputer 52 performs control to reduce the rotation speed of the pump 31 because the set humidity is lower than the detected humidity.
  • microcomputer control is used as the control specification of the water temperature setting unit and the humidity control unit.
  • a sequencer control instead of the microcomputer control, a differential temperature sensor, or the like may be used.
  • water is used as the water temperature controller 27, steam heating or the like may be used.
  • the humidity generated by the high-humidity air generator 19 was adjusted by controlling the pump rotation speed, but the amount of spray water may be adjusted by another method such as a flow control valve.
  • the microcomputer 5 2 water temperature setting unit, a humidity adjusting unit, the blast volume changing portion, but also serves in C_ ⁇ 2 concentration adjusting unit may be provided separately. (Embodiment 5)
  • FIG. 5 is an elevational view of a duct arrangement showing a configuration of a plant cultivation / culture environment device according to a fifth embodiment of the present invention.
  • An indoor supply duct (hereinafter, duct) 14 is connected to the outlet side of the high-humidity air generator 19.
  • the duct 14 is provided with an outlet 15 as appropriate so that the circulation in the cultivation room 81 is even.
  • Duct 14 is routed down near the floor and is provided with a gradient 01 to allow water to flow.
  • a drainage hole 66 is provided as a drainage part at the lowest point at the tip of the duct 14, and is connected to a drainage pipe 68 through a drainage tube 67.
  • the indoor return duct (hereinafter “duct”) 8 is also installed with a slope of 0 2 so that water can flow, and at the lowest point at the tip there is a drainage hole 66 as a drainage section, and a drainage tube. It is connected to drainage pit 68 through 67.
  • the air blown out from the high humidity air generator 19 may cause dew condensation in the duct 14 due to the temperature difference between the duct wall surface temperature and the duct 14.
  • the condensed water droplets are guided to the tip of the duct 14 by the duct gradient 1 and drained from the drain hole 66, so that dew water does not accumulate in the duct.
  • duct 8 even if dew forms within duct 8, water drops are drained from drain hole 66.
  • the outside air taken in from the intake duct is supplied to the room after being humidified, the outside air is supplied at a humidity of 100%. Therefore, the humidity fluctuation in the cultivation room is small. In addition, it is possible to prevent generation of water droplets, puddles, or condensation to such an extent that growth of the cultivation target is not hindered.
  • This system is not only suitable for high humidity environments but also for the penetration of ultra-fine water droplets. Therefore, it may be used in a 90% or less humidity environment. For example, even a plant with a lower limit of 60% can be cultivated in a 50% environment. In addition, it is possible to eliminate unevenness in indoor temperature due to the circulating air flow and to achieve the effect of keeping fine water droplets from penetrating plants.

Abstract

本発明による植物の栽培・培養装置は、屋外空気を取り入れる吸気部と高湿度空気発生部とを有する。高湿度空気発生部は、吸気部と栽培室内とから吸い込んだ空気を加湿処理し、処理後の空気を栽培室内に吹出する。これにより植物の成育を阻害しない程度に水滴の発生、水溜りあるいは結露を起こすことなく、栽培室内を略飽和高湿度環境に維持する。

Description

明細書
植物の栽培 · 培養環境装置と栽培 · 培養方法、
栽培 · 培養設備 技術分野
本発明は、 野菜や茸など植物の栽培 · 培養を行う栽培室内の空気 環境を所望の温度と湿度に変動なく維持する植物の栽培 · 培養環境 装置と栽培 · 培養方法、 栽培 · 培養設備に関する。 背景技術
一般に水や養分や光に加え、 空気環境は、 植物の形態形成や成長 に影響を与える。 空気環境とは、 温度、 湿度、 気流、 空気中のガス 成分、 塵ゃ菌など空気中に浮遊するパーティ クルの状態等を含む。 従来の、 植物の栽培 · 培養方法と栽培 · 培養環境装置は、 例えば特 開 2 0 0 0 — 3 2 4 9 4 7号公報に開示されている。 以下、 その方 法と装置について図 6 を参照しながら説明する。
栽培室 1 0 1 の室内には植物を置く 栽培棚 1 0 2が設置されてい る。 また空気環境を調整する機器として、 夏季に室温を下げる冷房 機 1 0 3、 冬季に室温を上げる暖房機 1 0 4、 湿度を上げる加湿器 1 0 5が設置されている。 また、 換気装置 1 0 6が設置されている。 植物は生育過程で酸素や二酸化炭素を排出または消費するので室内 のガス濃度、 成分が変わる。 このガス成分を維持するため、 換気装 置 1 0 6は、 室内の空気を室内側吸込部 1 0 7から吸込み、 室外側 排気口 1 0 8 を経て屋外に排出する。 同時に室外側吸気口 1 0 9か ら屋外空気を取り込んで室内側吹出部 1 1 0から吹出す。 このよう に取り込んだ屋外空気を室内空気環境状態にあわせるためにも空気 環境を調整する機器は運転される。 さ らに、 室内照明灯 1 1 1 が天 井に設けられている。
このような従来の方法と装置では、 冷房機 1 0 3 を運転すると空 気を冷却する過程で空気中の湿度分が除去される。 また暖房のため に空気を加熱すると相対湿度が低下する。 そのため、 カロ湿器 1 0 5 を運転して相対湿度の減少分を補っている。 冷房機 1 0 3、 暖房機 1 0 4など一般的な空調機は、 温度を検知し温度幅をもたせて 0 N /〇 F Fするよう制御される。 即ち冷房時には設定温度より検出し た温度が例えば 2 °C下回ると機器を〇 F Fにし、 設定温度よ り も 2 °C高くなると運転を再開する。 このため、 温度は機器の運転停止 にあわせて変動する。 この温度幅でも相対湿度は変動するうえに、 加湿器 1 0 5 もやはり湿度センサで湿度を検知し、 ある湿度幅を持 たせて O N Z O F F制御されるので、 さ らに変動幅は大きくなる。
また、 室外から取り入れた空気の温度と湿度は、 室内空気の環境 状態とは一般的に異なるので、 温度や湿度を制御する うえでの外乱 要因となる。 このように、 空気環境を調整する機器を運転すると必 ず温度と湿度が変動するため、 温度と湿度の変動幅をおさえること が要求されている。 特に 9 0 %以上の高湿度環境を要望するのは、 植物の乾きや蒸散を抑えるという目的のためであり、 高湿度である ほど変動幅の許容範囲はすくない。
さ らに、 相対湿度を 9 0 %以上の高湿度に制御する場合、 先の温 度と湿度の変動幅が大きいため空気中の水分が多い過飽和状態とな り易く、 栽培室壁面だけでなく栽培物表面にも結露する。 また加湿 器としての噴霧ノズルや超音波加湿器から発生する水滴径は目視で きるほど大きい。 すなわち、 これらの加湿器は 1 0 0 %以上の過飽 和状態で水滴を噴霧しているので、 水滴の大半は床や植物上に滴下 して水溜りを作る。 一度溜まった水分は高湿度条件のために蒸発し にく く、 この結露、 水溜り等の残留水で雑菌が繁殖し、 栽培物の成 長阻害や品質が劣化する。 そのため、 高湿度でも水滴や水溜りが発 生しないことが要求されている。 発明の開示
本発明による植物の栽培 · 培養装置は、 屋外空気を取り入れる吸 気部と高湿度空気発生部とを有する。 高湿度空気発生部は、 吸気部 と栽培室内 とから吸い込んだ空気を加湿処理し、 処理後の空気を栽 培室内に吹出する。 図面の簡単な説明
図 1は本発明の実施の形態 1 による植物の栽培 · 培養環境装置の システム清成を示す栽培室の平面図である。
図 2 Α ^:本発明の実施の形態 2 による植物の栽培 · 培養環境装置 の高湿度空気発生部の横断面図である。
図 2 ま図 2 Aの高湿度空気発生部の縦断面図である。
図 3は本発明の実施の形態 3 による植物の栽培 · 培養環境装置の システム構成を示す立面図である。
図 4は本発明の実施の形態 4による植物の栽培 · 培養環境装置の 水温設定音 、 湿度調節部、 送風量変化部、 二酸化炭素濃度調整部の 構成を示すブロック図である。
図 5は本発明の実施の形態 5 による植物の栽培 · 培養環境装置の 構成を示すダク ト配置の立面図である。
図 6は従来の植物の栽培 ·培養環境装置を示すシステム図である。 発明を実施するための ¾良の形態
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 なお、 同様の構成をなすものは同じ符号を付し、詳細な説明は省く。
(実施の形態 1 )
図 1は本発明の実施の形態 1 による植物の栽培 · 培養環境装置の システム構成を示す栽培室の平面図である。 植物を栽培 · 培養する 栽培室 8 1 には出入口 1 が設けられている。 また吸気ダク ト 2が栽 培室 8 1 の壁を貫通しており、 先端が外気吸気口 3 として開放され ている。 このため外気は、 吸込流線 4のように栽培室 8 1 に吸気さ れる。 吸気ダク ト 2 と外気吸気口 3は吸気部を構成している。 また、 栽培室 8 1 内の空気を室外に排出する排気部として排気ダク ト 5が 栽培室 8 1 の壁を貫通しており、 先端が排気口 6 として開放されて 9913
4 いる。 このため栽培室 8 1 内の空気は、 排気流綠 7のように屋外へ 排出さ れる。 なお、 栽培室 8 1の空気を室外に排出する排気部とし ては、 出入口 1 の扉の隙間や壁面にある開口部 （図省略） を使用す ること も可能である。
栽培室 8 1 には室内リターンダク ト （以下、 ダク ト） 8が設置さ れ、 室内の空気を循環させる。 ダク ト 8 には吸込口 9が複数設けら れ、 栽培室 8 1 内の空気循環を均等にする。 ダク ト 8 と吸込口 9 と が、 吸込部を構成している。 ダク ト 8 はリターン合流部 （以下、 合 流部） 1 0 に接続され、 合流部 1 0 には、 吸気ダク ト 2が吸気量調 整弁 （以下、 弁） 1 1 を介して接続されている。 また合流部 1 0 に は、 P及気した外気を加熱加湿するカロ熱加湿部が設けられている。 具 体的には、 蒸気ポイラ一 （図示せず） からの蒸気配管 1 2 に設けら れた蒸気噴霧ノズル 1 3が弁 1 1 の後に設けられている。 また、 栽 培室 8 1 には空気循環を目的として室内サプライダク ト （以下、 ダ クト） 1 4が設置してあり、 ダク 卜 1 4には栽培室 8 1内の空気循 環が均等になるように吹出口 1 5 力 S適宜取付けてある。 ダク ト 1 4 と吹出口 1 5 とが、 吹出部を構成している。 ダク ト 1 4はサプライ 分岐咅 [5 (以下、 分岐部） 1 6 に接続されている。 分岐部 1 6 には排 気ダク ト 5が排気量調整弁 （以下、 弁） 1 7 を介して接続されてい る。 弁 1 1 、 1 7 は、 それぞれ吸気量調節部、 排気量調節部を構成 してレ る。 リターンダク ト 1 8は、 合流部 1 0 と、 送風部を内蔵す る高湿度空気発生部 （発生部） 1 9 とを接続し、 サプライダク ト 2 0は、 発生部 1 9 と分岐部 1 6と を接続している。
上記構成において、 栽培室 8 1 の空気は合流部 1 0で吸気ダク ト 2から吸い込まれた外気とミキシングされてから発生部 1 9 によつ て水蒸気飽和に近い状態で結露を起こさないように加湿される。 外 気温度が低いときには、 外気をミ キシングするまえに蒸気噴霧ノズ ル 1 3 が外気を加熱加湿するので、 循環空気は吸気量の多少に関わ らず高湿に保たれる。 その後、 吹出流線 2 1 のように均等に吹出し、 吸込流線 2 2 により栽培室 8 1を循環する。 これにより、 外気が低 03 009913
5 く 湿度が少ないときでも発生部 1 9の性能が維持されるので、 栽培 室 8 1内がほぼ飽和高湿度環境に維持される。 また、 外気導入量は 弁 1 1で鯛整され、 栽培室 8 1から排気する空気量は弁 1 7 で調整 される。 このため、 吸気量の多少に関わらず栽培室 8 1はプラス圧 に保つこ とができ、 吸込ダク ト 2以外から栽培室 8 1 に外気が入る こ とは無い。 また、 弁 1 1 と弁 1 7 とを設けていることによ り、 温 湿度の変動要因となる外気の取り入れ量を最小限に抑える。
なお、 本実施の形態では、 排気ダク ト 5 を分岐部 1 6に接続した が、 栽培室 8 1 と外気とを導通させるように独立して設置しても構 わない。 また、 本実施の形態では、 蒸気噴霧ノズル 1 3を設けて、 外気を吸気したあとで加熱加湿するとして説明している。 ここで蒸 気噴霧ノ ズル 1 3にかえて蒸気コイルや温水コイル、 ヒ一夕等の加 熱部を用 いてもよく、 同様の効果が得られる。 (実施の形態 2 )
図 2 A、 2 Bは、 高湿度空気発生部 （以下、 発生部） 1 9 の構成 を示している。 発生部 1 9 は、 送風機 2 3 と、 噴霧部 2 4 と、 気液 分離部 （以下、 分離部） 2 5 と、 水槽 2 6 と、 ヒ一夕からなる水温 調節部 2 7 とを有する。 栽培 · 培養環境装置全体の構成は図 1 と同 様である。
噴霧咅 15 2 4は、 水槽 2 6内から汲み上げられた水を噴射して微細 水滴に分裂させる。 噴霧部 2 4は噴射塔 2 8 と噴射管 3 0 とポンプ 3 1 とを有する。 噴射管 3 0は噴射塔 2 8 内に配管され、 水を噴射 する多数のノズル 2 9 を有する。 噴射管 3 0 は、 ポンプ 3 1 を介し て水槽 2 6 に接続されている。 噴射塔 2 8は、 内外二重筒か らなり、 外筒 3 2 は送風機 2 3に接続され、 内筒 3 3 はサイクロン塔 3 4 に 接続されている。 送風機 2 3は、 室内リターンダク ト 8か ら空気を 吸引して噴射塔 2 8内に吹込み、 噴射塔 2 8 内で空気の旋回流を形 成し、 これをサイクロン塔 3 4に送風する。 送風機 2 3に接続され た送風ダク ト 3 5 は、噴射塔 2 8の外筒 3 2 の上部に連通している。 09913
6 サイク ロン塔 3 4は、 分離部 2 5 を形成していて、 噴霧咅 2 4が 水滴の分裂によって発生させた微細水滴を空気の旋回流と共に受入 れる。そ して空気の旋回によって生ずる遠心力作用で気液分離する。 すなわちサイクロン塔 3 4は、 微細水滴の内、 大きな水滴の大半を 分離し、 l ^ m以下、 望ましくは 0 . 以下、 更に望ましくは
0 . 1 m以下の直径の超微細水滴を多量に含む空気を発生部 1 9 の外部に排出する。
連接ダク ト 3 6は、 サイクロン塔 3 4 と噴射塔 2 8の内筒 3 3 と を接続している。 内筒 3 3は、 噴射塔 2 8 の外筒 3 2の中； 、部分に 上下に配管され、 周方向に張り出したヘッダ 3 7 を有する。 噴射管 3 0は、 ヘッダ 3 7 の上方に起立させてヘッダ 3 7 に同心状に装備 され、多数のノズル 2 9 を外筒 3 2 の内面に向けて設置されている。 なお、 内筒 3 3 の下端開口位置は、 ノズル 2 9より噴射される水滴 が直接入らない高さに設定されている。
水槽 2 6 は、 噴射管 3 0 に送水する水を充填するタンクである。 水槽 2 6 には、 オーバ一フロ一口 （図示せず） が設けられており、 給水口 （図示せず） より常時給水されて、 オーバ一フロー 口から排 水されることで一定の水位が保されている。 水槽 2 6には、 噴射塔 2 8内 ίこ供給され噴射塔 2 8 に生じた余剰の水と、 サイク ロン塔 3 4で分離した水とが回収される。 水槽 2 6 と、 サイ クロン塔 3 4の 底とは、 ドレン抜き 3 8で接続され、 また噴射塔 2 8の下若 15とも連 通管 3 9で接続されている。
このため、 水槽 2 6内に充填された水は、 機内を循環し、 その循 環水の一部は噴射塔 2 8内に流入してその下部に溜められる。 この 結果、 噴射塔 2 8の上部は、 空気を流動させる上方の風路若 15 4 0 と なり、 "F部の一定範囲は、 循環水に満たされて水路部 4 1 となる。 すなわち、 噴射塔 2 8は、 風路部 4 0 と水路部 4 1 とに区画されて いる。
以下、 発生部 1 9の動作を説明する。 送風機 2 3 によつ て吸込ま れた空気は、 噴射塔 2 8の吸込口 4 2より外筒 3 2 の内面 に沿って T JP2003/009913
7 旋回しつつ下降する。 一方、 水槽 2 6内の水は、 ポンプ 3 1 によつ て汲み出され、 噴射管 3 0 の各ノズル 2 9 より噴射され、 外筒 3 2 の内面に衝突して微細水滴に分裂する。 そして外筒 3 2内を旋回し つつ下降する空気流と接触し撹拌される。 ノズル 2 9より噴出され た大部分の水滴は、 そのまま外筒 3 2内面を伝わって水路部 4 1内 に落下し、 水槽 2 6内に戻されて循環使用される。
噴霧部 2 4に発生した微細水滴は空気の旋回流にのり、 水路部 4 1 の水面で反転して内筒 3 3 内に流入し、 さ らに分離部 2 5 内に送 り込まれる。 サイクロン塔 3 4内を旋回しつつ下降する間に、 旋回 によ り生じた遠心力作用で、 旋回空気中の微細水滴と空気中に含ま れる微細な塵は遠心分離される。 水滴は塵とともにサイク ロン塔 3 4の内壁を伝って水槽 2 6 内に戻され、 高湿度な空気は、 反転上昇 してサイク ロン塔 3 4の送気口 4 3から発生部 1 9 の外部に排出さ れる。
上記構成において、 発生部 1 9は、 室内の空気と外気とを湿度 1 0 0 %の高湿度状態にすることができる。 また水温を調整すれば、 水温と吸込空気温度との、?显度差により、 吹出温度を調整することが できる。 加湿とともに加熱を必要とする場合、 一旦温度の上がった 空気は周囲の空気で冷却されて過飽和状態となる。 例えば所望温度 が 1 5 °Cで湿度 1 0 0 % とする場合は水温を 1 7 °C程度にあげて噴 霧すれば 1 7 °Cで湿度 1 0 0 %の状態で吹出し、 周囲の空気で冷却 されて過飽和状態となる。 しかし発生部 1 9 は排出する空気に、 1 m以下、 望ましくは 0 . 5 m以下、 更に望ましくは 0 . Ι ΠΙ 以下の超微細水滴を含ませる。 過飽和空気中の、 このような大きさ の水滴は、 床や栽培物の表面に水滴の発生、 水溜りあるいは結露を 起こしにく い。 これは、 超音波加湿器やノズル噴霧で発生する数 m〜数 1 0 mの水滴 fc itベて、 このような大きさの水滴は空気中 に拡散しやすく、 自然沈下しにくいことと、 水滴が付着した場合で も内部に浸透しやすい めと推定される。発生部 1 9 はこのように、 水滴の滴下や水滴の発生、 あるいは結露が起こりにくい略過飽和水 T JP2003/009913
8 蒸気状態の空気を排出することができる。 このように本実施の形態 では水温を調整することにより、 飽和湿度に近い状態でも湿度の変 動をおさえることができ、 また空気中の過飽和の水分を少なくする ことができる。
(実施の形態 3 )
図 3は、 図 1 の立面図であり、 植物を栽培 · 培養する栽培室 8 1 には、 高湿度空気発生部 （以下、 発生部） 1 9が設置されている。 栽培室 8 1 には空気循環を目的とする室内サプライダク ト 1 4が設 けられ、 床付近の下方に吹出口 1 5が取付けられている。 また栽培 室 8 1 には、 空気循環を目的とする室内リターンダク ト （以下、 ダ ク ト） 8が設けられ、 上方の、 天井付近には吸込口 9が取付けられ ている。 空気調和機 4 4は栽培室天井付近に据え付けられ、 室内空 気を吸込流線 4 5のように吸込み、 温湿度を調整して吹出流線 4 6 のように吹出している。 また、 栽培室 8 1 には、 栽培棚 8 2 に栽培 対象物 4 7が置かれている。 さらに栽培室内の温度を検出する室温 検出部としての温度センサ 4 8 と、 栽培室内の、 栽培 ·培養対象物 の雰囲気湿度を検出する湿度検出部としての湿度センサ 4 9 とが栽 培棚 8 2 に設けられている。
上記構成において、 空気調和機 4 4より吹出流線 4 6のように吹 出した空気はダク ト 8 に設けられた吸込口 9 に至る吸込流線 2 2の 域に到達し、 発生部 1 9へと導かれる。 このため、 空気調和機 4 4 から吹出した空気が栽培対象物 4 7に到達する割合が少なくなり、 この吹出した空気で温湿度が変動する割合が少なくなるので高湿度 が維持される。 また、 空気は、 空気調和機 4 4で湿度調節または温 湿度調節の前処理を行ってから、 発生部 1 9へ導かれる。 この空気 調和機 4 4の前処理により、 発生部 1 9は温湿度の大幅な変動、 す なわち大幅な温湿度負荷変動に対応できる。
また、 栽培室 1 を循環する空気は、 吹出口 1 5から栽培棚 8 2に 置かれた栽培対象物 4 7 を経て吸込口 9 に至る。 このよう に、 吸込 口 9が栽培室 8 1 内の気流の、 栽培対象物 4 7 の下流側になってい る。 このため、 栽培物等により温湿度が変動し湿度が低下した空気 は速やかに吸込口 9側に誘引され、 栽培室 8 1 内から排出、 循環湿 度処理される。 また、 略過飽和高湿度空気を吹出す吹出口 1 5が、 栽培対象物 4 7 の下方に設けられ、 空気循環の吸込口 9が栽培対象 物 4 7 の上方に設けられる。 このため、 栽培物の自己発熱や赤外線 により栽培物が加熱された場合、 周囲雰囲気の温度が上がって上昇 気流が起こり空気循環の吸込口 9から吸込まれて循環処理される。 すなわち、 栽培室内で発生した熱が速やかに栽培室内から排出され 高湿度が維持される。
(実施の形態 4 )
図 4は、 高温度空気発生部 （以下、 発生部） 1 9 における水温設 定部の構成を示 している。 栽培室内の温度を検出する温度センサ 4 8 と、 水槽に設けられた水温センサ 5 0 とは、 それぞれ温度検出回 路 5 1 を介して、 マイコン 5 2 に温度信号を出力する。 また、 マイ コン 5 2 には、 温度値を入力設定するスィ ツチ 5 3が温度入力回路 5 4を介してつながっている。 マイコン 5 2は設定温度値になるま でヒ一夕出力回路 5 5 によ り水温調節部 2 7 を駆動するプログラム を設定されている。
また、 図 4は湿度調節部の構成を示している。 栽培室 8 1内の湿 度を検出する湿度センサ 4 9は湿度検出回路 5 6 を介して、 マイコ ン 5 2 に湿度信号を出力する。 また、 マイコン 5 2 には、 湿度値を 入力設定するスィ ッチ 5 7が湿度入力回路 5 8 を介してつながって いる。 マイコン 5 2は設定湿度になるようにポンプ回転数制御回路 5 9によ りポン プ 3 1 の運転回転数を制御するプログラムを設定さ れている。 この プログラムは、 例えば、 検出湿度が設定値より低い 場合は最大の回転数でポンプを動かし、 1 0 0 %の飽和空気で加湿 して設定値に近づける。 そして検出湿度が設定値を超えると回転数 を落とし、 噴霧水量を下げて加湿量を落とすとともに検出湿度の変 遷を検出してフィ 一 トバックするように構成することが好ましい。 このよう に最適回転数を選定することにより、 最適加湿を行うこと ができる。 以上のように、 送風される空気の湿度を調整するするこ とで、 発生部 1 9 は室温との比較して吹出した時点で霧化しにくい 略過飽和空気を吹出すことができる。
また、 l ii m以下、 望ましくは 0 . 5 ^ m以下、 更に望ましくは 0 . 1 m以下の水滴は内部に浸透しやすいので、 植物体に対して 水分を捕給し、 植物の呼吸により蒸発散していく水分を補う。 この 浸透する水分量を考慮し、 湿度値を入力設定するスィッチ 5 7から 入力する設定値を下げてマイコン 5 2 に入力して運転すれば、 植物 の保有水分を保っための湿度条件を下げて栽培 · 培養する ことがで きる。 従来の空気環境で湿度 1 0 0 %を必要としていた栽培物は、 植物の保有水分を保っため蒸発散量が適切となるのが湿度 1 0 0 % という ことである。 一方、 1 m以下、 望ましくは 0 . 5 m以下、 更に望ましくは 0 . 1 m以下の超微細水滴を含む空気中では、 超 微細水滴による植物への浸透 '吸収力が高まる。 このため、 1 0 0 % より少ない湿度雰囲気であっても、 植物からの水分の蒸散と水分補 給が平衡になると推定される。
さらに、 図 4 tま送風量変化部の構成を示している。 マイ コン 5 2 には送風機 2 3 の回転数制御回路 6 0がつながっている。 マイコン 5 2は、 送風量を変化させて自然の風に近い風速変動を生じさせる いわゆる 1 / f ゆらぎの制御プログラムを設定されている。 このよ うに自然の風と同様のゆらぎを与えることで、 風速が早いときに糸 露した水滴の蒸散を促進する。 なお、 このゆらぎ制御は、 例えば特 開平 6 — 1 2 9 3 8 9 に示すようにマイコン自体とは別に設けた回 路で構成してもよい。
さらに、 図 4 は二酸化炭素 （ C〇 2 ) 濃度調整部の構成を示して いる。 室内リターンダク ト 8 内に設けられた二酸化炭素 （ C 0 2 ) 濃度センサ 6 1 は、 C〇 2濃度検出回路 6 2 を介して、 C〇 2濃度を 信号としてマイ コン 5 2 に出力する。 マイコン 5 2 は、 予め設定さ れた値以上の C〇 2濃度を検出すると電動弁駆動回路 6 3 を介して 吸気量調整弁 1 1 に直結されたモータ 6 4を駆動させ吸気量調整弁 1 1 を開けるプログラムを設定されている。このプログラムはまた、 予め設定された値以下の値を検出するとモ一タ 6 4を駆動させて吸 気量調整弁 1 1 を閉じるよう制御する。 このようにして二酸化炭素 濃度が下がれば吸気量を落とす。 それによ り、 外気の吸入による負 荷変動をおさえて、 湿度変動を抑えることができて高湿度を維持で さる。
上記構成において、 例えば室温が 1 8 °Cであり水温を室温に比べ て 2 °C高め に設定すると、 マイコン 5 2が水温と室温とを検出し、 水温調節部 2 7 に通電して 2 0 °Cになるまで水温を上昇させる。 こ のように室温と比較して水温を高めに調節することにより、 高湿度 空気発生部 1 9 は、 吹出した時点で霧化しにくい略過飽和空気を吹 出す。 例え 検出湿度が 9 5 %であり、 湿度を 9 0 %に設定すれば、 検出湿度に対して設定湿度が低いため、 マイコン 5 2がポンプ 3 1 の回転数を落とす制御を行う。 ポンプ 3 1 の回転数が低下すると噴 射水量が低下し微細水滴の発生量が減少して加湿量が減少するので 検出湿度を設定湿度に近づける制御が行われる。 さ らに、 l Z f ゆ らぎの強弱のリズムにより一定風速より も微細水滴が結露しにく ぐ なる。 さら に、 室内 C 0 2濃度が高くなると、 マイコン 5 2はモー 夕 6 4によ り吸気量調整弁 1 1 を開いて C〇 2濃度を低減させる。
なお、 本実施の形態では、 水温設定部と湿度調節部の制御仕様と してマイコ ン制御を用いたが、 マイコン制御にかえてシーケンサー 制御や差温センサ等を用いてもよい。 さらに、 水温調節部 2 7 とし てヒ一夕を用いたが、 蒸気加熱等を用いてもよい。 また、 高湿度空 気発生部 1 9が発生する湿度を、 ポンプ回転数を制御することによ り調節したが、 流量調整弁等の他の方法で噴霧水量を調整してもよ い。 また、 マイコン 5 2 は水温設定部、 湿度調節部、 送風量変化部、 C〇 2濃度調整部で兼用しているが、 別々に設けてもよい。 (実施の形態 5 )
図 5は本発明の実施の形態 5 による植物の栽培 · 培養環境装置の 構成を示すダク ト配置の立面図である。 高湿度空気発生部 1 9の吹 出側には、 室内サプライダク ト （以下、 ダク ト） 1 4が接続されて いる。 ダク ト 1 4には栽培室 8 1 内の循環が均等になるように吹出 口 1 5が適宜取付けられている。 ダク ト 1 4は床付近の下方に引き まわされるとともに、 水が流れるよう勾配 0 1を設けられている。 ダク ト 1 4の先端部で最も下がった所には排水部と して水抜き穴 6 6が設けられ、 排水チューブ 6 7 を経て排水ピッ 卜 6 8 に配管され ている。 室内リターンダク ト （以下、 ダク ト） 8 もまた水が流れる よう勾配 0 2 をつけて設置されてあり、 先端部の最も下がった所に は排水部として水抜き穴 6 6があり、 排水チューブ 6 7を経て排水 ピッ ト 6 8 に配管されている。
高湿度空気発生部 1 9から吹出した空気は、 ダク ト 1 4のダク ト 壁面温度との温度差によりダク ト 1 4内に結露を起こす場合がある。 上記構成においては、 その結露水滴がダク ト勾配 1 によってダク ト 1 4先端部に導かれ、 水抜き穴 6 6から排水されるので、 ダク ト 内に結露水が溜まることが無くなる。 また、 ダク 卜 8 についても同 様に、ダク ト 8内で結露しても水滴は水抜き穴 6 6 から排水される。 このため、 結露水滴が栽培室 8 1 内に滞留するこ となく、 また吹出 口 1 5から水滴の滴下や飛散がないので、 栽培物に水滴が付着する ことによる雑菌の繁殖や生育阻害がなくなる。 産業上の利用可能性
本発明によれば吸気ダク トから取り入れた外気を加湿処理してか ら室内に供給されるので、外気が湿度 1 0 0 %の状態で供給される。 そのため、 栽培室内の湿度変動がすくない。 また栽培対象物の成育 を阻害しない程度に水滴の発生、 水溜りあるいは結露を起こさない ようにすることができる。
なお、 本システムは高湿度環境だけでなく超微細水滴の浸透性に より、 9 0 %以下の湿度環境で使ってもよく、 たとえば 6 0 %が下 限の植物物でも 5 0 %環境で栽培することができる。 また、 循環気 流での室内温度ムラの解消や微細水滴の植物への浸透保水の効果ち 得られる。

Claims

請求の範囲
1 . 植物を栽培 · 培養する栽培室内を高湿度環境に維持する植物 の栽培 · 培養環境装置であって、
外気を吸気するための吸気部と、
前記吸気部からの外気と前記栽培室内からの空気とをともに 加湿処理する高湿度空気発生部と、 を備えた、
2 . 吸気した外気を加熱カロ湿する加熱加湿部と、 をさ らに備えた、 請求項 1記載の環境装置。
3 . 前記高湿度空気発生咅 に導入する前に前記加熱加湿部が吸気 した外気を加熱加湿する、
請求項 2記載の環境装置。
4 . 前記吸気口からの吸気量を調整する吸気量調節部と、
前記栽培室内の空気を室外に排出する排気部と、
前記排気部からの排気量を調整する排気量調節部と、 をさ ら に備えた、
請求項 1記載の環境装置。
5 . 前記栽培室内の空気を吸込む吸込口を設けた室内リターンダ ク 卜と、
前記高湿度空気発生 ¾5が加湿処理した空気を前記栽培室内へ 吹出す吹出口を設けた室内サプライダク トと、 をさらに備え、
前記室内リターンダク トと室内サプライダク トとにより、 前 記前記栽培室内の空気を循環させる、
請求項 1記載の環境装置。
6 . 前記高湿度空気発生部は水を噴霧し水滴化する噴霧部と、 前記噴霧部により発生する水滴から微細水滴を分離する分離 部と、 を有する、
請求項 1記載の環境装置。
7 . 前記分離部が分離する微細水滴の直径は 1 以下である、 請求項 6記載の環境装置。
8 . 前記高湿度空気発生部は水を噴霧し水滴化する噴霧部と、 前記噴霧部により噴霧する水の水温を調節する水温調節部と を有する、
請求項 1記載の環境装置。
9 . 前記栽培室内からの空気を前記高湿度空気発生部に導く前に 少なく とも湿度を前処理する空気調和機と、 をさらに備えた、
請求項 1記載の環境装置。
1 0 . 前記栽培室内の気流の、 栽培対象物の下流側に 前記栽培室 内の空気を吸込む吸込部と、 をさらに備えた、
請求項 1記載の環境装置。
1 1 . 前記栽培室内の栽培対象物の下方に前記高湿度空気発生部が 加湿処理した空気を吹出す吹出部と、
前記栽培室内の栽培対象物の上方に前記栽培室内の空気を吸 込む吸込部と、 をさらに備えた、
請求項 1記載の環境装置。
1 2 .前記高湿度空気発生部は水を噴霧し水滴化する噴霧部を有し、 前記栽培室内の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサにより検出された温度より も前記噴霧部が噴 霧する水の水温を高めに設定する水温設定部と、 をさ らに備えた、 請求項 1記載の環境装置。
1 3 . 前記栽培室内の湿度を検出する湿度センサと、
前記湿度センサにより検出された湿度に連動し、 前記高湿度 空気発生部から吹出される空気の湿度を調整する湿度調節部と、 を さら に備えた、
請求項 1記載の環境装置。
1 4 . 前記吸気口からの外気と前記栽培室内の空気を前記高湿度空 気発生部に導く送風機と、
前記送風機の回転数を変化させ、 循環する風速にゆらぎを与 える送風量変化部と、 をさらに備えた、
請求項 1記載の環境装置。
1 5 . 前記栽培室内の二酸化炭素濃度を検出する二酸化炭素濃度セ ンサ と、
前記二酸化炭素濃度センサにより検出された前記栽培室内の 二酸化炭素濃度と連動して外気の吸気量を調節する吸気量調節部と を備えた、
請求項 1記載の環境装置。
1 6 . 前記高湿度空気発生部が加湿処理した空気を吹出す吹出口を 設け、 勾配をつけて設置されるとともに勾配の下がった一端に排水 部を有するダク トと、 をさらに備えた、
請求項 1記載の環境装置。
1 7 . 植物を栽培 · 培養する栽培室内を高湿度環境に維持する植物 の栽培 · 培養方法であって、
A ) 外気を吸気するステップと、 B ) 前記栽培室内の空気を吸気するステップと、
C ) 前記吸気口からの外気と前記栽培室内からの空気とをと もに加湿処理するステップと、 を備えた、
栽培 · 培養方法。
1 8 . 前記 Cステップにおいて、 水を噴霧して微細水滴を発生させ て、 前記栽培室内を所定の湿度に調整する とともに、
前記微細水滴が栽培対象物に浸透する水分量を差し引いて前 記栽培室内の湿度を設定するステップと、 をさ らに備えた、
請求項 1 7記載の栽培 · 培養方法。
1 9 . 内部を高湿度環境に維持し植物を栽培 · 培養する栽培設備で あって、
栽培対象物 ¾載置する栽培室と、
外気を吸気するための吸気部と、
前記吸気部からの外気と前記栽培室内からの空気とを ともに加湿処理する高湿度空気発生部と、 を有する環境装置 と、 を備えた、
栽培 · 培養設備。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101950183A (zh) * 2010-08-04 2011-01-19 李文生 一种杏鲍菇工厂化栽培中二氧化碳的自动控制装置
CN101995077A (zh) * 2010-09-06 2011-03-30 阜阳市德益农业科技有限公司 一种杏鲍菇工厂化栽培中空气湿度自动控制装置
WO2019162559A1 (en) * 2018-02-23 2019-08-29 Netled Oy Air distributing device for plant cultivation

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101103676B (zh) * 2006-07-12 2010-08-18 涂改临 真姬菇工厂化栽培方法及所采用的菇房系统
JP4957349B2 (ja) * 2007-04-19 2012-06-20 Ｍｋｖドリーム株式会社 植物育成ユニットおよびそれを用いた多段式植物育成装置
CN101668416B (zh) 2007-04-27 2012-06-27 株式会社Elm 发芽及培育装置以及植物栽培用器具
WO2012060282A1 (ja) * 2010-11-02 2012-05-10 シャープ株式会社 植物工場の温度管理システム、植物工場、温度管理方法、温度管理プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体
JP6331248B2 (ja) * 2012-01-16 2018-05-30 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 植物育成装置
CN102705937B (zh) * 2012-06-07 2014-11-05 镇江新梦溪能源科技有限公司 太阳能蒸汽喷射式换气系统
JP5871025B2 (ja) * 2014-04-28 2016-03-01 新菱冷熱工業株式会社 省エネルギー型植物栽培システム
KR101580132B1 (ko) * 2015-04-15 2015-12-28 김성헌 저온형 버섯재배용 공조시스템
CN105145181B (zh) * 2015-09-07 2018-01-19 广东新光源电子科技有限公司 一种基于家居环境栽种的植物生长系统
US20190261587A1 (en) * 2016-07-29 2019-08-29 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Hydroponic cultivation apparatus and hydroponic cultivation method
CA3047260A1 (en) * 2016-12-14 2018-06-21 Mankaew MUANCHART Air movement control and air source device for cultivation
WO2018164645A2 (en) * 2017-03-08 2018-09-13 Muanchart Mankaew Air control method and apparatus for cultivation
KR200493876Y1 (ko) * 2017-06-19 2021-06-21 김창중 천정 녹화 시스템
US20200275620A1 (en) * 2017-10-04 2020-09-03 Mankaew MUANCHART A plant cultivation system using humidifier
CN107726421B (zh) * 2017-11-07 2023-07-04 江苏久禾生物科技发展有限公司 一种蒸汽式出菇房供热系统及其应用方法
JP6744647B2 (ja) * 2017-12-07 2020-08-19 プランツラボラトリー株式会社 植物栽培用ハウス
CN111919674A (zh) * 2020-09-09 2020-11-13 岳西县思远生态农业有限公司 一种食用菌栽培用加湿装置及其使用方法
CN112655644B (zh) * 2020-12-16 2023-07-21 安徽省农业科学院水产研究所 一种鱼菜共生系统的温控装置
CN114916375A (zh) * 2022-04-28 2022-08-19 大理荣漾核桃机械制造有限公司 一种食用菌培育加工系统及方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS49311Y1 (ja) * 1969-07-14 1974-01-07
JPH0576249A (ja) * 1991-09-20 1993-03-30 Yamatake Honeywell Co Ltd 加温器コントローラ
JPH10295198A (ja) * 1997-04-28 1998-11-10 Asahi Kogyosha:Kk 活着促進装置
JPH11266720A (ja) * 1998-03-24 1999-10-05 Koito Ind Ltd 植物育成装置
JP2967062B2 (ja) * 1997-03-14 1999-10-25 泰 寺澤 きのこの人工栽培方法及びきのこの栽培環境の自動制御装置
JP2000060303A (ja) * 1998-08-19 2000-02-29 Yanmar Agricult Equip Co Ltd 接ぎ木苗養生装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56106529A (en) * 1980-01-31 1981-08-24 Riijienshii Inbuesutomentsu Lt Propagator for cultivating plant and method using same
JPS576249A (en) * 1980-06-14 1982-01-13 Kazuyoshi Oshita Ventilator
FR2582472B1 (fr) * 1985-05-28 1990-03-23 Tessore Rene Procede de traitement de l'atmosphere regnant dans les serres et enceintes pour cultures sous abri, et installation pour la mise en oeuvre de ce procede
JP2541892B2 (ja) * 1992-08-04 1996-10-09 米原 隆 植物栽培法及びその装置
JPH10309136A (ja) * 1997-05-12 1998-11-24 Fukuoka Marumoto Kk 高設栽培装置
JP4027523B2 (ja) * 1998-12-11 2007-12-26 ザ・ハーツ・マウンテン・コーポレイション 柔らかい生皮製品及び方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS49311Y1 (ja) * 1969-07-14 1974-01-07
JPH0576249A (ja) * 1991-09-20 1993-03-30 Yamatake Honeywell Co Ltd 加温器コントローラ
JP2967062B2 (ja) * 1997-03-14 1999-10-25 泰 寺澤 きのこの人工栽培方法及びきのこの栽培環境の自動制御装置
JPH10295198A (ja) * 1997-04-28 1998-11-10 Asahi Kogyosha:Kk 活着促進装置
JPH11266720A (ja) * 1998-03-24 1999-10-05 Koito Ind Ltd 植物育成装置
JP2000060303A (ja) * 1998-08-19 2000-02-29 Yanmar Agricult Equip Co Ltd 接ぎ木苗養生装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101950183A (zh) * 2010-08-04 2011-01-19 李文生 一种杏鲍菇工厂化栽培中二氧化碳的自动控制装置
CN101995077A (zh) * 2010-09-06 2011-03-30 阜阳市德益农业科技有限公司 一种杏鲍菇工厂化栽培中空气湿度自动控制装置
WO2019162559A1 (en) * 2018-02-23 2019-08-29 Netled Oy Air distributing device for plant cultivation

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Publication number Publication date
KR20050030973A (ko) 2005-03-31
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