WO2014162848A1 - 植物育成用空気放射装置 - Google Patents

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勝則 ▲高▼島
雅史 吉田
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不二精工株式会社
不二商事株式会社
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    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
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    • Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/14—Measures for saving energy, e.g. in green houses

Definitions

  • the present invention relates to an air radiating device used for growing plants.
  • Patent Document 1 air in which temperature, humidity and carbon dioxide are adjusted is supplied from an air inlet provided on the side wall of the cultivation room, and the supplied air is installed on the side wall.
  • the air blower circulates between adjacent mountain panels provided with plants at a predetermined wind speed. This promotes the absorption of moisture and nutrients from the roots by promoting transpiration, prevents chip burn (edge rot) and leaf wilting caused by calcium deficiency, and adjusts the concentration of carbon dioxide to control photosynthesis. Promotes plant growth.
  • a blower fan or a blower fan as an air conditioning facility is provided on the side wall of the cultivation room, and air is circulated throughout the cultivation room by the blower fan provided on the side wall.
  • Cultivated plants near the blower fan may be directly damaged by the strong wind from the blower fan.
  • Cultivated plants located far from the blower fan are blocked by the other cultivated plants and air circulation is smooth.
  • carbon dioxide required for photosynthesis is insufficient compared to other cultivated plants, and transpiration is not promoted, which may cause chip burn.
  • the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and provides a plant-growing air radiation device that radiates an air flow evenly to a plurality of plants grown in a plant cultivation facility.
  • the structural feature of the invention according to claim 1 is that air current is radiated to the young leaves growing on the top of each stem in the plant body in which one stem grows. A plurality of air radiating portions.
  • the structural feature of the invention according to claim 2 is that the air is adjusted to have a high carbon dioxide concentration and high humidity, and is supplied from the air supply source to each of the air radiating portions through each pipe. It is an air emission apparatus for plant cultivation of description.
  • the air radiating section includes a fan for generating an air flow and radiating air and a motor for driving the fan. Device.
  • the structural feature of the invention according to claim 4 is that the air radiating unit is provided with a light-emitting device that irradiates light to the plant. It is a radiation device.
  • each light emitting device has a stem growth suppression light source that emits a stem growth suppression light having a high blue component that suppresses the growth of a plant stem.
  • a leaf-growth-promoting light source for irradiating a leaf-growth-promoting light having a high red component that promotes leaf-growth is disposed around the stem-growth-suppressing light source.
  • the structural feature of the invention according to claim 6 further includes an air radiating unit supporting device that supports each air radiating unit and supports the air radiating unit at an arbitrary position facing the plant body, and the air radiating unit supporting device includes: A support bar extending in a lateral direction above the plant body, wherein the support bar has a flow path through which air supplied from the air supply source flows, and air flowing through the flow path is supplied to the plant body.
  • the plant according to claim 2 further comprising: an air radiating port as the air radiating portion that radiates toward the light emitting device, and a light emitting device that is disposed around the air radiating port of the support bar and irradiates light to the plant body.
  • Air radiation device for breeding is
  • the air flow is radiated to the young leaves growing on the top of each stem in the plant body in which one stem grows by the plurality of air radiating portions.
  • the transpiration action from the leaf part is promoted, and the uptake of moisture and fertilizer from the roots of the plant body is promoted.
  • air adjusted to have a high carbon dioxide concentration and high humidity is supplied from an air supply source to each air radiating section through each pipe. Therefore, carbon dioxide necessary for plant photosynthesis is efficiently supplied to the plant body, and at the same time, high humidity-controlled air is radiated to prevent the leaves of the plant body from being dried, allowing efficient photosynthesis, Growth can be promoted.
  • each radiating section includes a fan that creates an air flow and radiates air and a motor that drives the fan. Therefore, a simple and low-cost facility can be provided without providing the air radiating unit with piping for supplying air or a large-scale supply facility.
  • emission part is provided with the light-emitting device which irradiates light to a plant body. Therefore, since the light emitting device does not block the air emission from the air radiating unit, the air can be efficiently radiated from the position where the light emitting device irradiates light on the leaves and stems of the plant body. Since the air emitting unit and the light emitting device are combined into one device, a compact device can be obtained.
  • each light-emitting device arrange
  • a leaf growth promoting light source that irradiates leaf growth promoting light having a high red component that promotes leaf growth is disposed around the suppression light source. Therefore, the growth of the stem part of the plant body can be suppressed and the growth of the leaf part can be promoted. Thereby, the commercial value of the plant body which uses the leaf part for food can be improved.
  • a support bar serves as the flow path which supplies air, and air is radiated
  • the light source device is arrange
  • Example 1 A first embodiment of a plant-growing air radiation device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
  • leaf lettuce 2 was used as a plant body to grow.
  • the air radiating device 4 for plant cultivation is provided in the cultivation room 1 and supports an air radiating unit 6 in which the light emitting device 5 is combined, an air radiating unit 6, and an arbitrary position of the leaf lettuce 2.
  • the air radiating unit support device 8 that faces the air radiating unit 6, the air pump 10 as an air supply source that supplies air to the air radiating unit 6, the power supply unit 12 that supplies electricity to the light emitting device 5, and the air volume supplied by the air pump 10
  • a control device 14 for controlling the type of LED of the light emitting device 5 and the light intensity.
  • the air radiating unit 6 includes a disk-shaped substrate 16 and a casing unit 18 that holds the substrate 16 at its lower end, and an opening of the air pipe 20 that communicates with the air pump 10. Portions (radiation ports) 22 are provided in the vicinity of the center of the substrate 16 at a predetermined interval.
  • a bullet-shaped blue LED (light emitting diode) 5b is arranged at the center of the lower surface of the substrate 16.
  • a plurality of red LEDs 5r and white LEDs 5w are arranged on the periphery of the lower surface of the substrate so as to surround the opening.
  • the blue LED 5b has a peak wavelength of 470 NM
  • the red LED 5r has a peak wavelength of 660 NM.
  • the white LED 5w was obtained by applying a yellow phosphor to the blue LED 5b.
  • the air pump 10 is provided with an unillustrated air inlet and is provided with a carbon dioxide storage tank 24.
  • the carbon dioxide storage tank 24 can mix air with carbon dioxide to form air containing any concentration of carbon dioxide.
  • the humidity of the air in which the concentration of carbon dioxide is adjusted by the humidifying device 36 having a humidifier (not shown) and the humidity sensor 38 is adjusted to be high, for example, 70 to 80%.
  • the adjusted air is supplied to the air radiating unit 6 through the air pipe (corresponding to the pipe) 20 by the air pump 10.
  • the power supply unit 12 supplies power so that only a specific color LED (light emitting device) 5 can be irradiated, or the intensity of light emitted from the LED 5 can be changed.
  • the blue LED 5b constitutes a stem growth suppression light source
  • the red LED 5r and the white LED 5w constitute a leaf growth promotion light source.
  • the controller 14 can adjust the concentration of carbon dioxide contained in the air by injecting carbon dioxide from the carbon dioxide storage tank 24 into the air pipe 20 when air is sent from the air pump 10 to the air pipe 20. Yes.
  • a carbon dioxide concentration detection sensor 26 that detects the concentration of carbon dioxide is provided in the middle of the air pipe 20, and the amount of carbon dioxide injected is adjusted by a detection signal from the carbon dioxide concentration detection sensor 26. Further, the control device 14 adjusts the amount of humidification of the humidifier of the humidifier 36 based on the detection value of the humidity sensor 38.
  • control device 14 includes, for example, a dimming circuit (not shown), and controls the power supply unit 12 by the dimming circuit according to the growth status of the leaf lettuce 2, and the blue LED 5 b and the red LED 5 r that are the light emitting devices 5.
  • the light emitted from the white LED 5w is controlled (for example, turning on / off, the intensity of the emitted light, etc.).
  • the intensity of the irradiated light is irradiated in the range of, for example, 50 to 500 ⁇ mol m ⁇ 2 s ⁇ 1 as the photosynthetic effective photon flux density (PPFD).
  • the air radiating unit support device 8 includes a support bar 28 that supports the air radiating unit 6 and the light emitting device 5, a support column 30 that includes a ball screw mechanism (not shown) and supports the support bar 28 so as to move up and down. And a drive device (electric motor) 32 for moving the support bar 28 up and down by driving the ball screw mechanism, and depending on the growth status of the leaf lettuce 2, the air radiating unit at an arbitrary position facing the leaf lettuce 2 to be grown 6 and the light emitting device 5 are movably supported.
  • the irradiation time is, for example, 16 hours per day, and the irradiation light intensity is, for example, 100 ⁇ mol m ⁇ 2 s ⁇ 1 .
  • a new leaf 2b (young leaf) extends from the stem 2a.
  • the red LED 5r is irradiated on the leaf 2b
  • the air radiating unit 6 changes the air flow. Radiate toward each young leaf (leaf 2b) coming out in At this time, air whose carbon dioxide concentration is increased to 1000 ppm, for example, is emitted. Thereby, the growth of the leaf 2b is promoted by promoting photosynthesis.
  • the photosynthesis is not performed while the leaf portion 2b is not irradiated with the red LED 5r, normal air in which the concentration of carbon dioxide is not increased is emitted.
  • the blue LED 5b is irradiated to the stem 2a, and the red LED 5r and the white LED 5w are irradiated to the leaf 2b.
  • the irradiation time is, for example, 24 hours per day, and the intensity of the irradiated light is, for example, 100 ⁇ mol m ⁇ 2 s ⁇ 1 .
  • an air flow is radiated from the air radiating portion 6 toward the leaf portion 2b.
  • air whose carbon dioxide concentration is increased to, for example, 1500 ppm is emitted. Thereby, the growth of the leaf 2b is promoted by promoting photosynthesis.
  • the irradiation of the blue LED 5b and the red LED 5r is stopped, and only the white LED 5w is irradiated.
  • the irradiation time is, for example, 24 hours per day, and the intensity of the irradiated light is, for example, 150 ⁇ mol m ⁇ 2 s ⁇ 1 .
  • air whose carbon dioxide concentration is increased to 2000 ppm, for example is radiated from the opening 22.
  • the air flow is not obstructed by another solid leaf lettuce 2, and the leaf of each leaf lettuce 2 Air can be circulated evenly around the portion 2b.
  • This air flow radiation promotes the transpiration from the leaf 2b, and the leaf lettuce 2 enhances the action of absorbing moisture and nutrients from the root, thus preventing chip burn due to lack of calcium, and the stem 2a and leaf 2b. Can prevent wilting.
  • the leaf lettuce 2 grown by irradiating the LED and emitting airflow as described above grows in a state of being healthy and well-distributed, so the leaf portion 2b grows densely and the color is dark.
  • the stem portion 2a is prevented from extending short. Thereby, the leaf part 2b provided for edibles increases and a commercial value can be improved.
  • the light emitting device 5 is an LED, which uses less power and saves energy, and has a long durability life as a light source, so that the running cost can be reduced.
  • the LED it is easy to control the wavelength of light, and monochromatic light can be produced.
  • the light emitting device 5 includes a blue LED 5b that irradiates the stem 2a of the leaf lettuce 2 with a stem growth suppression light having a high blue component that suppresses the growth of the stem 2a, and the leaf portion of the leaf lettuce 2. Since the red LED 5r that irradiates the leaf growth promoting light with a high red component that promotes the growth of the leaf portion 2b is provided in the portion facing 2b, the growth of the stem portion 2a is suppressed at the top of the stem portion 2a. The light from the blue LED 5b can be irradiated, and the leaf 2b can be irradiated with the light from the red LED 5r that promotes the leaf growth.
  • each of the stalk portions 2a in the leaf lettuce 2 in which one stalk portion 2a is grown by the plurality of air radiating portions 6 is used.
  • An air flow is radiated to the young leaves (leaves) 2b that grow on the top.
  • the transpiration action from the leaf 2b is promoted, and the moisture and fertilizer from the roots of the leaf lettuce 2 are sucked up.
  • the air radiating part 6 is installed in the immediate vicinity of the young leaf 2b of the leaf lettuce 2, the air volume emitted by the air radiating part 6 may be small, and the leaf part 2b is touched by the strong wind to prevent leaf scratches. be able to.
  • air adjusted to have a high carbon dioxide concentration is supplied from the air supply source 10 to the air radiating units 6 through the air pipes 20. Therefore, carbon dioxide necessary for the photosynthesis of leaf lettuce 2 is efficiently supplied to leaf lettuce 2, and at the same time, air that has been subjected to high humidity adjustment is radiated to prevent drying of leaf 2b of leaf lettuce 2. The growth of 2 can be promoted.
  • Each air radiating unit 6 includes a fan 48 that generates an air flow and radiates air, and a motor 52 that drives the fan 48. Therefore, a simple and low-cost facility can be obtained without providing a pipe for sending air or a large-scale supply facility.
  • Each air radiation unit 6 is provided with a light emitting device (LED) 5 that irradiates light to the leaf lettuce 2. Therefore, since the LED 5 does not block the air emission from the air radiating unit 6, the air can be efficiently radiated from the position where the LED 5 irradiates the leaf 2 b and the stem 2 a of the leaf lettuce 2. Since the air radiating unit 6 and the LED 5 are combined into one device, a compact device can be obtained.
  • LED light emitting device
  • the LED 5 has a blue LED 5b that radiates stem growth suppression light having a high blue component that suppresses the growth of the plant stem 2a at the center, and the red color that promotes the growth of the leaf 2b around the blue LED 5b.
  • Red LED 5r which irradiates the leaf growth promotion light with a high component is arranged. Therefore, the growth of the stem 2a of the leaf lettuce 2 can be suppressed and the growth of the leaf 2b can be promoted. Thereby, the commercial value of leaf lettuce 2 which uses leaf part 2b for food can be improved.
  • Example 2 a second embodiment of the air radiating device for plant cultivation according to the present invention will be described with reference to FIG.
  • the air radiated from the air radiating unit 46 is not supplied from the air supply source, but the fan in which the air in the cultivation room 1 is built in the air radiating unit 46.
  • emits to a plant body by 48 is different from 1st Embodiment.
  • a motor 52 having the same rotation axis on the axis of the cylindrical casing portion 50 and a fan 48 having a rotation shaft coupled to the motor 52 are provided.
  • a plurality of air inlets 54 are provided in the top plate of the casing unit 50, and air in the cultivation room 1 is sucked from the air inlets 54.
  • the sucked air is radiated from each air radiation port 56 by a fan 48 driven by a motor 52.
  • the strength of the fan 48 is controlled by the control device.
  • Other configurations such as the light-emitting device 5 are the same as those of the first embodiment, and thus the same reference numerals are attached and description thereof is omitted.
  • each air radiating section 46 includes a fan 48 that creates an air flow and radiates air, and a motor 52 that drives the fan 48. Therefore, a simple and low-cost facility can be obtained without providing a pipe for sending air or a large-scale supply facility. Since the air radiating portion 46 can radiate an air flow from the vicinity of the leaf lettuce 2, there is no need to increase the air volume, and the leaf portions 2b are prevented from being damaged due to contact between adjacent leaf portions 2b. can do. Since the transpiration action from the leaf portion 2b is promoted to suck up moisture and nutrients from the roots, it is possible to prevent the leaf portion 2b from wilting and chip burn.
  • the support bar 70 of the air radiating unit supporting device 8 is an aluminum pipe, for example, and the pipe 72 is a flow passage 72 through which air supplied from the air pump 10 flows.
  • the air radiating port 66 as an air radiating portion is provided at the lower end of the outer periphery of the pipe, for example, where the support bar 70 faces the plant body, and is supported around the air radiating port 66.
  • the light source device 68 is provided via a disk-shaped holding plate 74 that is directly assembled to the bar 70.
  • the holding plate 74 is directly attached by, for example, a bolt screw or the like, or is assembled to the support bar 70 by a belt-like bracket (not shown) surrounding the outer periphery of the support bar 70.
  • a belt-like bracket (not shown) surrounding the outer periphery of the support bar 70.
  • six air radiating ports 66 opening downward are arranged at each corner of the hexagonal shape, and the blue LED 5b is located at the center of the six air radiating ports 66.
  • a socket portion not shown
  • the red LED 5r and the white LED 5w are alternately arranged at each corner of the hexagonal shape formed on the outer side of the six air radiation ports 66 with the blue LED 5b as the center through the socket portion. It is arranged in.
  • Each of these LEDs 5b, 5r, and 5w constitutes a light source device 68, and power is supplied from the power supply unit 12 as in the first embodiment.
  • the air radiated from the air radiating port 66 can cool the heat generated when the LEDs 5b, 5r, 5w of the light source device 68 emit light.
  • the support bar 70 also serves as the flow passage 72 for supplying air and air is radiated to the plant body from the air radiating port 66 provided in the support bar 70, the plant radiating device 64 is a compact and low-cost air radiating device for plant growth. can do.
  • the air radiating device for plant growth is a composite device in which the air radiating unit and the light emitting device are integrated.
  • the present invention is not limited to this.
  • the air radiating unit and the light emitting device are separated. It may be of the body.
  • the air radiating unit and the light emitting device are arranged on the disk-shaped substrate (holding plate), the present invention is not limited to this, and for example, it may be arranged on a rectangular substrate.
  • the LED 5 is used as the light emitter of the light emitting device, the present invention is not limited to this, and may be, for example, an organic EL.
  • Organic EL uses less power and can reduce power costs, and since it generates less heat as a light source, it can prevent leaf damage from heat.
  • leaf lettuce 2 was used as a plant body, it is not limited to this.
  • a blue LED is used as a stem growth suppression light source and a red LED is used as a leaf growth promotion light source
  • the present invention is not limited to this, and another color LED may be used depending on the type of plant.
  • a blue LED is a stem growth suppression light source in leaf lettuce, but a stem growth promotion light source for eggplants.
  • This can be used for particularly efficiently growing a portion of the whole plant to be grown that is desired to grow.
  • 2 ... plant body (leaf lettuce), 2a ... stem part, 2b ... leaf part, 4 ... air radiation device for plant growth, 5 ... light emitting device (LED), 5b ... stem part growth suppression light source (blue LED), 5r ... Leaf growth promoting light source (red LED), 6 ... air radiating unit, 10 ... air supply source (air pump), 20 ... pipe (air pipe), 44 ... air radiating device for plant growth, 46 ... air radiating unit, 48 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Fan, 52 ... Motor, 64 ... Plant-growing air emission device, 66 ... Air emission part (air emission port), 68 ... Light source device.
  • LED light emitting device
  • red LED red LED
  • 6 ... air radiating unit
  • 10 ... air supply source (air pump), 20 ... pipe (air pipe), 44 ... air radiating device for plant growth, 46 ... air radiating unit, 48 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Fan, 52 ... Motor, 64 ... Plant

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Abstract

　植物栽培設備における栽培される複数の植物に均等に空気流を放射する植物育成用空気放射装置を提供する。　１個の茎部が生長する植物体における夫々の茎部の頂部に生える若葉に、空気流をそれぞれ放射する複数の空気放射部を備える。複数の空気放射部により、１個の茎部が生長する植物体における夫々の茎部の頂部に生える若葉に、空気流がそれぞれ放射される。このように、各植物体の茎部の頂部に生える若葉に空気流を放射することで、葉部からの蒸散作用を促進し、植物体の根からの水分および肥料の吸い上げを促進させる。これによって、葉部のしおれを防止するとともに、カルシュウム不足によるチップバーンを防止することができる。空気放射部は、植物体の若葉のすぐそばに設置されるので、空気放射部が放射する風量が小さくてよく、強い風により葉部同士が触れ合って生じる葉傷を防止することができる。

Description

植物育成用空気放射装置
　本発明は、植物の育成に使用する空気放射装置に関する。
　従来、植物栽培施設において空調設備と人工照明設備とを用いて栽培環境を調整することにより植物を栽培する植物工場の設備が知られている。
　従来の技術としての特許文献１によると、栽培室の側壁に設けられた空気の吹込口より温度、湿度および二酸化炭素が調整された空気が供給され、供給された該空気を側壁に設置された送風ファンにより所定の風速で植物が設けられた隣接する山形パネルの間を流通させている。これによって、蒸散作用を促進することで根から水分や養分の吸い上げを促し、カルシウム不足により生じるチップバーン（縁腐れ）及び葉のしおれを防止し、二酸化炭素の濃度を調整することで、光合成を促進し植物の生長を促進している。
特開２００２－１４２５８５号公報
　しかし、特許文献１の植物栽培設備において、空調設備としての吹込口や送風ファンが栽培室の側壁に設けられ、該側壁に設けられた送風ファンにより栽培室全体に空気を循環させるため、送風ファンを大風量の強力なものにしている。そのため、送風ファンに近い位置に配された栽培植物と、送風ファンから遠い位置に配された栽培植物では空気流が当たる条件に差が生じる。送風ファンに近い位置の栽培植物は送風ファンからの強風で直接ダメージを受ける可能性があり、送風ファンから遠い位置の栽培植物は、他の栽培植物に風を遮られて、空気の循環が円滑に行われず光合成に必要な二酸化炭素が他の栽培植物より不足するとともに、蒸散作用の促進が行なわれないためチップバーンが生じるおそれがあった。
　本発明は係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、植物栽培設備における栽培される複数の植物に均等に空気流を放射する植物育成用空気放射装置を提供するものである。
　上述した課題を解決するために、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、１個の茎部が生長する植物体における夫々の前記茎部の頂部に生える若葉に、空気流をそれぞれ放射する複数の空気放射部を備えることである。
　請求項２に係る発明の構成上の特徴は、前記空気は、二酸化炭素濃度および湿度が高く調整されたものであり、空気供給源から各パイプにより前記各空気放射部に供給される請求項１記載の植物育成用空気放射装置である。
　請求項３に係る発明の構成上の特徴は、前記各空気放射部は、空気流を作り出し空気を放射するファンと該ファンを駆動させるモータとを内蔵する請求項１記載の植物育成用空気放射装置である。
　請求項４に係る発明の構成上の特徴は、前記各空気放射部は、植物に光を照射する発光装置が設けられている請求項１乃至３のいずれか１項に記載の植物育成用空気放射装置である。
　請求項５に係る発明の構成上の特徴は、前記各発光装置は、中央に植物の茎部の生長を抑制する青色成分の高い茎部生長抑制光を照射する茎部生長抑制光源が配置され、該茎部生長抑制光源の周りに葉部の生長を促進する赤色成分の高い葉部生長促進光を照射する葉部生長促進光源が配置されている請求項４に記載の植物育成用空気放射装置である。
　請求項６に係る発明の構成上の特徴は、前記各空気放射部を支持して植物体に対向する任意の位置で支持する空気放射部支持装置をさらに有し、前記空気放射部支持装置は、植物体の上方で横方向に延在する支持バーを備え、前記支持バーには、前記空気供給源より供給される空気が流通する流通路と、該流通路に流通した空気を植物体に向かって放射する前記空気放射部としての空気放射口と、該支持バーの前記空気放射口の周囲に配され植物体に光を照射する発光装置と、が設けられている請求項２記載の植物育成用空気放射装置。
　請求項１に係る発明によると、複数の空気放射部により、１個の茎部が生長する植物体における夫々の前記茎部の頂部に生える若葉に、空気流がそれぞれ放射される。このように、各植物体の茎部の頂部に生える若葉に空気流を放射することで、葉部からの蒸散作用を促進し、植物体の根からの水分および肥料の吸い上げを促進させる。これによって、葉部のしおれを防止するとともに、カルシュウム不足によるチップバーンを防止することができる。空気放射部は、植物体の若葉のすぐそばに設置されるので、空気放射部が放射する風量が小さくてよく、強い風により葉部同士が触れ合って生じる葉傷を防止することができる。
　請求項２に係る発明によると、二酸化炭素濃度および湿度が高く調整された空気が、空気供給源から各パイプにより各空気放射部に供給される。そのため、植物体の光合成に必要な二酸化炭素を効率よく植物体に供給し、同時に高く湿度調整された空気を放射することにより植物体の葉の乾燥を防ぎ、効率よく光合成をさせ、植物体の生長を促進することができる。
　請求項３に係る発明によると、各放射部は、空気流を作り出し空気を放射するファンと該ファンを駆動させるモータとを内蔵する。そのため、空気放射部を空気を送る配管や大規模な供給設備を設けることなく、簡素で低コストの設備とすることができる。
　請求項４に係る発明によると、各空気放射部は、植物体に光を照射する発光装置が設けられている。そのため、発光装置が空気放射部からの空気の放射を遮ることがないので、植物体の葉部や茎部に発光装置が光を照射する位置から効率よく空気を放射することができる。空気放射部と発光装置とをまとめてひとつの装置とするので、コンパクトな装置とすることができる。
　請求項５に係る発明によると、各発光装置は、中央に植物の茎部の生長を抑制する青色成分の高い茎部生長抑制光を照射する茎部生長抑制光源が配置され、該茎部生長抑制光源の周りに葉部の生長を促進する赤色成分の高い葉部生長促進光を照射する葉部生長促進光源が配置されている。そのため、植物体の茎部の生長を抑制し、葉部の生長を促進させることができる。これによって、葉部を食用に供する植物体の商品的価値を向上させることができる。
　請求項６に係る発明によると、支持バーが空気を供給する流通路を兼ね、支持バーに設けられた空気放射口から植物体に空気が放射されるので、コンパクトで低い製造コストの植物育成用空気放射装置とすることができる。そして、光源装置が空気放射口の周囲に配置されているので、空気放射口による空気の植物体への放射と同時に光源装置の発光の際の熱の冷却を行うことができる。
本発明に係る植物育成用空気放射装置の全体概要を示す図である。 空気放射部及び発光装置の下面図である。 空気放射部及び発光装置を断面で示す側面図である。 植物体に対する空気放射部の空気の放射状態及び発光装置の照射状態を示す図である。 第２実施形態における植物育成用放射装置を示す図である。 第３実施形態における植物育成用放射装置の一部を断面で示す正面図である。 第３実施形態における植物育成用放射装置を示す下面図である。
　　(実施例１)
　本発明に係る植物育成用空気放射装置の第1の実施形態について図面を参照して以下に説明する。
　本実施形態では、育成する植物体として、リーフレタス２を使用した。植物育成用空気放射装置４は、図１に示すように、栽培室１に設けられ、発光装置５が複合された空気放射部６、空気放射部６を支持してリーフレタス２の任意の位置に対向させる空気放射部支持装置８、空気放射部６に空気を供給する空気供給源としての空気ポンプ１０、発光装置５に電気を供給する電力供給部１２、空気ポンプ１０の供給する空気の風量の大きさを制御するとともに、発光装置５のＬＥＤの種類や光の強さを制御する制御装置１４を備えている。
　空気放射部６は、図２および図３に示すように、円盤状の基板１６と、該基板１６を下端部で保持するケーシング部１８とを備え、空気ポンプ１０に連通する空気パイプ２０の開口部（放射口）２２が基板１６の中央付近に互いに所定間隔をあけて設けられている。基板１６の下面の中央部には砲弾形の青色ＬＥＤ（発光ダイオード）５ｂが配置されている。基板の下面の周辺部には赤色ＬＥＤ５ｒと白色ＬＥＤ５ｗとが開口部を囲むように複数配置されている。青色ＬＥＤ５ｂは、４７０ＮＭを、赤色ＬＥＤ５ｒは６６０ＮＭを、夫々ピーク波長とするものである。白色ＬＥＤ５ｗは、青色ＬＥＤ５ｂに黄色の蛍光体を塗布したものとした。
　空気ポンプ１０は、図略の空気吸入口を備え、二酸化炭素貯留タンク２４が併設されている。二酸化炭素貯留タンク２４によって、空気に二酸化炭素を混合させて任意濃度の二酸化炭素を含む空気を組成することができる。また、加湿器（図略）及び湿度センサ３８を備えた加湿装置３６によって、二酸化炭素の濃度が調整された空気の湿度を高く、例えば７０～８０％に調整し、二酸化炭素の濃度及び湿度が調整された空気を、空気ポンプ１０により空気パイプ（パイプに対応する）２０を介して空気放射部６に供給する。
　電力供給部１２は、特定の色のＬＥＤ（発光装置）５のみを照射したり、放射するＬＥＤ５の光の強さを変化させて照射したりすることが可能に電力を供給する。青色ＬＥＤ５ｂにより茎部生長抑制光源が構成され、赤色ＬＥＤ５ｒ及び白色ＬＥＤ５ｗにより葉部生長促進光源が構成される。
　制御装置１４は、空気を空気ポンプ１０から空気パイプ２０に送る際に二酸化炭素貯留タンク２４から空気パイプ２０に二酸化炭素を注入して、空気に含まれる二酸化炭素の濃度を調整できるようになっている。空気パイプ２０の途中には二酸化炭素の濃度を検出する二酸化炭素濃度検知センサ２６が設けられ、この二酸化炭素濃度検知センサ２６からの検出信号により注入する二酸化炭素の量を調整する。また、制御装置１４は、湿度センサ３８の検出値に基づいて加湿装置３６の加湿器に加湿させる量を調整する。また、制御装置１４は、例えば調光回路（図略）を備え、リーフレタス２の生育状況に応じて、調光回路により電力供給部１２を制御して発光装置５である青色ＬＥＤ５ｂ、赤色ＬＥＤ５ｒおよび白色ＬＥＤ５ｗから照射される光の制御（例えば点灯、消灯、照射する光の強さなど）をおこなう。照射する光の強さは、光合成有効光量子束密度（ＰＰＦＤ）として、例えば５０～５００μmol m-2ｓ-1の範囲で照射する。
　空気放射部支持装置８は、空気放射部６及び発光装置５を支持する支持バー２８と、ボールねじ機構（図略）を内在して支持バー２８を上下動可能に支持する支持支柱３０と、ボールねじ機構を駆動させて支持バー２８を上下に移動させる駆動装置（電機モータ）３２とを備え、リーフレタス２の生育状況に応じ、育成するリーフレタス２に対向する任意の位置に空気放射部６及び発光装置５を移動可能に支持するようになっている。
　次に、上記のように構成された植物育成用空気放射装置４の作動について、図に基づいて以下に説明する。
　まず、リーフレタス２の種蒔を行い、水遣りをする。そして、種蒔より双葉が発芽し、茎部２ａと葉部２ｂとが区別ができるようになった種まきより３～１０日目の時期に、例えば、成長点のある茎部２ａの頂部には植物育成用空気放射装置４の発光装置５の青色ＬＥＤ５ｂのみを、葉部２ｂには赤色ＬＥＤ５ｒを照射する。リーフレタス２においては１個の茎部２ａの周りに複数の葉部２ｂが生長する。照射時間は例えば一日あたり１６時間とし、照射する光の強さは、例えば１００μmol m-2ｓ-1を照射する。双葉の時期がすぎた後、茎部２ａより新たな葉部２ｂ（若葉）が伸びてくるが、葉部２ｂに赤色ＬＥＤ５ｒが照射されている間に、空気放射部６より空気流をこの新たに出てくる夫々の若葉（葉部２ｂ）に向けて放射する。この際に、二酸化炭素の濃度を例えば１０００ｐｐｍに高めた空気を放射する。これによって、光合成を促進させることで、葉部２ｂの生長を促す。また、葉部２ｂに赤色ＬＥＤ５ｒが照射されていない間は、光合成が行われないので、二酸化炭素の濃度を高めていない通常の空気を放射する。
　１０～２０日目には、例えば、青色ＬＥＤ５ｂを茎部２ａに、赤色ＬＥＤ５ｒおよび白色ＬＥＤ５ｗを葉部２ｂに照射する。照射時間は例えば一日あたり２４時間とし、照射する光の強さは、例えば１００μmol m-2ｓ-1を照射する。葉部２ｂに赤色ＬＥＤ５ｒおよび白色ＬＥＤ５ｗが照射されている間に、空気放射部６より空気流を葉部２ｂに向けて放射する。この際に、二酸化炭素の濃度を例えば１５００ｐｐｍに高めた空気を放射する。これによって、光合成を促進させることで、葉部２ｂの生長を促す。
　２０～３０日目において、例えば、青色ＬＥＤ５ｂおよび赤色ＬＥＤ５ｒの照射を止めて、白色ＬＥＤ５ｗのみを照射する。照射時間は例えば一日あたり２４時間とし、照射する光の強さは、例えば１５０μmol m-2ｓ-1を照射する。この際に、二酸化炭素の濃度を例えば２０００ｐｐｍに高めた空気を開口部２２より放射する。同時に高く湿度調整された空気を放射することによりリーフレタス（植物体）２の葉部２ｂの乾燥を防ぐことができる。これによって、光合成を促進させることで、葉部２ｂの生長を促す。
　このようにリーフレタス２の葉部２ｂの近くの位置から空気流を葉部２ｂに放射することで、他の固体のリーフレタス２により空気流が妨げられることがなく、各リーフレタス２の葉部２ｂの周りに均等に空気を巡らせることができる。この空気流の放射によって葉部２ｂからの蒸散作用を促進し、リーフレタス２が根から水分や養分を吸収する作用を高めるので、カルシュウム不足によるチップバーンを防止し、茎部２ａや葉部２ｂのしおれを防止することができる。
　上記のようにＬＥＤを照射し、空気流を放射することで育成したリーフレタス２は、健康で養分が良く行き渡った状態で生長するので、葉部２ｂが密生して色が濃く、葉部２ｂが大きく広がり、茎部２ａは短く伸長するのが抑制される。これにより、食用に供される葉部２ｂが多くなって商品価値を向上させることができる。
　また、発光装置５は、ＬＥＤであり、使用される電力が少なく省エネルギーが図れ、光源としての耐久寿命も長いので、ランニングコストの低減を図ることができる。また、ＬＥＤでは、光の波長の制御が容易で単色光を作り出すことができる。
　また、発光装置５は、リーフレタス２の茎部２ａに対向する部分に、茎部２ａの生長を抑制する青色成分の高い茎部生長抑制光を照射する青色ＬＥＤ５ｂと、リーフレタス２の葉部２ｂに対向する部分に、葉部２ｂの生長を促す赤色成分の高い葉部生長促進光を照射する赤色ＬＥＤ５ｒと、を備えているので、茎部２ａの頂部に、茎部２ａの生長を抑制する青色ＬＥＤ５ｂからの光を照射することができ、葉部２ｂには葉部生長を促す赤色ＬＥＤ５ｒからの光を照射することができる。
　上記の説明で明らかなように、本実施形態における植物育成用空気放射装置４によると、複数の空気放射部６により、１個の茎部２ａが生長するリーフレタス２における夫々の茎部２ａの頂部に生える若葉（葉部）２ｂに、空気流がそれぞれ放射される。このように、各リーフレタス２の茎部２ａの頂部に生える若葉２ｂに空気流を放射することで、葉部２ｂからの蒸散作用を促進し、リーフレタス２の根からの水分および肥料の吸い上げを促進させる。これによって、葉部２ｂのしおれを防止するとともに、カルシュウム不足によるチップバーンを防止することができる。空気放射部６は、リーフレタス２の若葉２ｂのすぐそばに設置されるので、空気放射部６が放射する風量が小さくてよく、強い風により葉部２ｂ同士が触れ合って生じる葉傷を防止することができる。
　また、二酸化炭素濃度が高く調整された空気が、空気供給源１０から各空気パイプ２０により各空気放射部６に供給される。そのため、リーフレタス２の光合成に必要な二酸化炭素を効率よくリーフレタス２に供給して、同時に高く湿度調整された空気を放射することによりリーフレタス２の葉部２ｂの乾燥を防いで、リーフレタス２の生長を促進することができる。
　また、各空気放射部６は、空気流を作り出し空気を放射するファン４８と該ファン４８を駆動させるモータ５２とを内蔵する。そのため、空気を送る配管や大規模な供給設備を設けることなく、簡素で低コストの設備とすることができる。
　また、各空気放射部６は、リーフレタス２に光を照射する発光装置（ＬＥＤ）５が設けられている。そのため、ＬＥＤ５が空気放射部６からの空気の放射を遮ることがないので、リーフレタス２の葉部２ｂや茎部２ａにＬＥＤ５が光を照射する位置から効率よく空気を放射することができる。空気放射部６とＬＥＤ５とをまとめてひとつの装置とするので、コンパクトな装置とすることができる。
　また、ＬＥＤ５は、中央に植物の茎部２ａの生長を抑制する青色成分の高い茎部生長抑制光を照射する青色ＬＥＤ５ｂが配置され、該青色ＬＥＤ５ｂの周りに葉部２ｂの生長を促進する赤色成分の高い葉部生長促進光を照射する赤色ＬＥＤ５ｒが配置されている。そのため、リーフレタス２の茎部２ａの生長を抑制し、葉部２ｂの生長を促進させることができる。これによって、葉部２ｂを食用に供するリーフレタス２の商品的価値を向上させることができる。
　（実施例２）　
　次に本発明に係る植物育成用空気放射装置の第２の実施形態について図５を参照して説明する。
　本実施形態の植物育成用空気放射装置４４では、空気放射部４６で放射する空気が、空気供給源から供給されるのではなく、栽培室１内の空気を空気放射部４６に内蔵されたファン４８により植物体に放射するようになっている点において、第１の実施形態と相違する。具体的には、円筒状のケーシング部５０の軸線上に回転軸線が同一なモータ５２とモータ５２に回転軸が連結されたファン４８とを備えている。ケーシング部５０の天板には複数の吸気口５４が設けられ、吸気口５４から栽培室１内の空気を吸い込むようになっている。吸い込んだ空気をモータ５２で駆動するファン４８で各空気放射口５６から放射する。ファン４８の強弱が制御装置により制御される。発光装置５など他の構成は第１の実施形態と同様であるので、同じ符号を添付して説明を省略する。
　本実施形態の植物育成用空気放射装置４４によると、各空気放射部４６は、空気流を作り出し空気を放射するファン４８と該ファン４８を駆動させるモータ５２とを内蔵する。そのため、空気を送る配管や大規模な供給設備を設けることなく、簡素で低コストの設備とすることができる。空気放射部４６は、リーフレタス２の近くから空気流を放射することができるので、大風量とする必要がなく、隣接する葉部２ｂ間が接触して葉部２ｂ同士が損傷するのを防止することができる。葉部２ｂからの蒸散作用を促進して根からの水分や養分の吸い上げを促すので、葉部２ｂのしおれやチップバーンを防止することができる。
　（実施例３）
　次に本発明に係る植物育成用空気放射装置の第３の実施形態について図６および図７を参照して説明する。
　本実施形態の植物育成用空気放射装置６４では、空気放射部支持装置８の支持バー７０が、例えばアルミニュウム製のパイプであり、該パイプは空気ポンプ１０から供給される空気が流通する流通路７２を構成すること、その支持バー７０が植物体に対向する例えばパイプの外周下端部に、空気放射部としての空気放射口６６が設けられていること、また、空気放射口６６の周囲には支持バー７０に直接組付けられた円板状の保持板７４を介して光源装置６８が設けられている点において、第１実施形態と相違する。その他の構成については、同様であるので、同じ符号を添付して説明を省略する。
　詳しくは、上記保持板７４は、例えばボルトねじ等によって直付けされるか、支持バー７０の外周を囲む帯状のブラケット（図略）によって、支持バー７０に組み付けられている。保持板７４及び支持バー７０の外周壁には下方に向かって開口する６箇所の空気放射口６６が六角形状の各角位置に配設され、６箇所の空気放射口６６の中央には青色ＬＥＤ５ｂが保持板７４に設けられたソケット部（図略）を介した配置されている。保持板７４において、青色ＬＥＤ５ｂを中心にして、６箇所の前記空気放射口６６のさらに外側に形成される六角形状の各角位置には、ソケット部を介して赤色ＬＥＤ５ｒと白色ＬＥＤ５ｗとが、交互に配されている。これらの各ＬＥＤ５ｂ，５ｒ，５ｗは光源装置６８を構成し、第１実施形態と同様に電力供給部１２から電力が供給される。
　本実施形態の植物育成用空気放射装置６４によると、空気放射口６６により放射される空気によって、光源装置６８の各ＬＥＤ５ｂ，５ｒ，５ｗが発光の際に生ずる熱の冷却を行うことができる。支持バー７０が空気を供給する流通路７２を兼ね、支持バー７０に設けられた空気放射口６６から植物体に空気が放射されるので、コンパクトで低製造コストの植物育成用空気放射装置６４とすることができる。
　なお、本実施形態において、植物育成用空気放射装置を、空気放射部と発光装置とが一体となった複合装置としたが、これに限定されず、例えば、空気放射部と発光装置とが別体のものでもよい。
　また、空気放射部や発光装置が円板状の基板（保持板）に配置されているものとしたが、これに限定されず、例えば矩形状の基板に配置されたものでもよい。
　発光装置の発光体としてＬＥＤ５を使用したが、これに限定されず、例えば有機ＥＬでもよい。有機ＥＬは使用電力が少なく電力費用を軽減でき、光源としての発熱が少ないため、熱による葉部の損傷を防ぐことができる。
　また、植物体としてリーフレタス２を使用したが、これに限定されず、例えば小松菜、チンゲン菜、ほうれん草などでもよい。
　また、茎部生長抑制光源として青色ＬＥＤを用い、葉部生長促進光源として赤色ＬＥＤとしたが、これに限定されず、植物の種類によって選択して別の色のＬＥＤを使用してもよい。例えば、青色ＬＥＤは、リーフレタスにおいては茎部生長抑制光源となるが、なすに対しては茎部生長促進光源となる。
　斯様に、上記した実施の形態で述べた具体的構成は、本発明の一例を示したものにすぎず、本発明はそのような具体的構成に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の態様を採り得るものである。
　育成する植物全体のうちの成長が望まれる部分を、特に効率よく育成する場合に利用できる。
　２…植物体（リーフレタス）、２ａ…茎部、２ｂ…葉部、４…植物育成用空気放射装置、５…発光装置（ＬＥＤ）、５ｂ…茎部生長抑制光源（青色ＬＥＤ）、５ｒ…葉部生長促進光源（赤色ＬＥＤ）、６…空気放射部、１０…空気供給源（空気ポンプ）、２０…パイプ（空気パイプ）、４４…植物育成用空気放射装置、４６…空気放射部、４８…ファン、５２…モータ、６４…植物育成用空気放射装置、６６…空気放射部（空気放射口）、６８…光源装置。

Claims (6)

  1. 　１個の茎部が生長する植物体における夫々の前記茎部の頂部に生える若葉に、空気流をそれぞれ放射する複数の空気放射部を備える植物育成用空気放射装置。
  2. 　前記空気は、二酸化炭素濃度および湿度が高く調整されたものであり、
    　空気供給源から各パイプにより前記各空気放射部に供給される請求項１記載の植物育成用空気放射装置。
  3. 　前記各空気放射部は、空気流を作り出し空気を放射するファンと該ファンを駆動させるモータとを内蔵する請求項１記載の植物育成用空気放射装置。
  4. 　前記各空気放射部は、植物体に光を照射する発光装置が設けられている請求項１乃至３のいずれか１項に記載の植物育成用空気放射装置。
  5. 　前記各発光装置は、中央に植物体の茎部の生長を抑制する青色成分の高い茎部生長抑制光を照射する茎部生長抑制光源が配置され、該茎部生長抑制光源の周りに葉部の生長を促進する赤色成分の高い葉部生長促進光を照射する葉部生長促進光源が配置されている請求項４に記載の植物育成用空気放射装置。
  6. 　前記各空気放射部を支持して植物体に対向する任意の位置で支持する空気放射部支持装置をさらに有し、
    　前記空気放射部支持装置は、植物体の上方で横方向に延在する支持バーを備え、
    　前記支持バーには、前記空気供給源より供給される空気が流通する流通路と、
    　該流通路に流通した空気を植物体に向かって放射する前記空気放射部としての空気放射口と、
    　該支持バーの前記空気放射口の周囲に配され植物体に光を照射する発光装置と、が設けられている請求項２記載の植物育成用空気放射装置。
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