JP2005040013A - Plant cultivation device and light source unit device for plant cultivation device - Google Patents
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Abstract
【課題】光源パネルユニットの消費電力をきめ細かく調整でき、この結果、植物栽培ステージ上で所望の光量子密度を容易に得ることができる植物栽培装置の提供。
【解決手段】ほぼ長方形の植物栽培ステージ1と、この植物栽培ステージ1に対峙して配置され、植物栽培ステージを照射する複数本の蛍光ランプ9aを備える光源パネルユニット9とを備え、この光源パネルユニット9の前記複数本の蛍光ランプ9aは、前記ほぼ長方形の植物栽培ステージ1の長辺に対してほぼ直交するように配置装着されている。
【選択図】 図1Provided is a plant cultivation apparatus that can finely adjust power consumption of a light source panel unit, and as a result, can easily obtain a desired photon density on a plant cultivation stage.
The light source panel includes a substantially rectangular plant cultivation stage and a light source panel unit that is arranged to face the plant cultivation stage and includes a plurality of fluorescent lamps that irradiate the plant cultivation stage. The plurality of fluorescent lamps 9 a of the unit 9 are arranged and mounted so as to be substantially orthogonal to the long side of the substantially rectangular plant cultivation stage 1.
[Selection] Figure 1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、植物栽培装置およびこれに使用される光源ユニット装置に関し、特に蛍光ランプのような人工光源を使用した植物栽培装置および光源ユニット装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
野菜類の生産、育苗、植物の観賞あるいは接ぎ木等において、省エネルギー化、無農薬化、生産性の向上、省スペース化等を目的として、人工光源を利用する植物栽培手段が広く採用されつつある。即ち、太陽光を利用する植物の自然栽培では、例えば日照量(たとえば日照不足)等の変動要因が大きく左右し、生育させた植物の品質にバラツキを生じ、あるいは生産量等に影響する。
【0003】
これに対して、人工光源を利用する植物栽培では、日照量等を任意に制御できるので、所要の生育環境を人工的に造ることができる。つまり、日照量乃至日照時間などの自然変動要因を大幅に低減・抑制できるので、一定の品質を確保することが可能になるだけでなく、寒冷地や不毛地域での植物栽培も行える。また、室内的な生育手法であるため、無農薬で、安全性の高い野菜類の生産・供給、観賞手段等の提供を行える。
【0004】
図13は、従来の植物栽培装置の基本的な構成を示す断面図である。図13において、ほぼ長方形の植物栽培ステージ1上には、それぞれ内部に培地2を含む複数個の培養容器3が載置されている。植物栽培ステージ1には、これ対向して配置され植物栽培ステージ1に光を照射する光源パネル(光源ユニット)4が天井棚5の下面に設けられている。ここで、植物栽培ステージ1は、一般的に、培養容器3の載置・回収の操作性等を考慮して奥行き40〜50cm程度に、また、設置スペースや操作性・強度等を考慮して間口(幅)を120cm程度に設定されている。一方、光源パネル4は、前記植物栽培ステージ1の形状にほぼ対応した天井棚5の下面にその長辺方向と平行に装着された蛍光ランプ6により構成されている。
【0005】
図14は従来の植物栽培装置のより具体的な構成を示す斜視図である。同図に示す如く、支柱7により水平に支持された天井棚5及び多段的に配置支持された植物栽培ステージ1の下面に、所要の光放射量、例えば植物栽培ステージ1面での最高光合成有効光量子束密度分布40μmol/msを得るために、長さ120mm、外径32mmの蛍光ランプ(40W)6を22.5cm間隔で2本装着して光源パネル4を形成している。ここで、植物栽培ステージ1面とこの面を照射する蛍光ランプ6との距離は、放射光の均一性確保や熱の影響低減のために、少なくとも30cm程度に設定される。なお、図示を省略してあるが、各光源パネル4を駆動するためのインバータ等の電源装置が、例えば天井棚(上棚板)5等に付設されている。
【0006】
さらに、蛍光ランプ6には放射光を効率よく利用するために、リフレクターが付設されている。また、植物栽培ステージ1面上に載置される植物培養容器3内の培地2は、栄養成分が含まれた寒天培地やロックウール支持体等で作られ、生育させる植物の根元部を挿入できる構成となっている。また、培養以外の植物育成では植物の支持に、所要の液肥や新鮮な空気を供給するため、例えば合成樹脂製の液肥収容槽を下側に設置した構成を採ることもある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記植物栽培装置によって、たとえば野菜類の生育乃至生産で採算を採るためには、高い栽培密度の確保、及び人工光源の利用効率のアップなどが不可欠である。つまり、野菜類等の人工的な生育・生産の採算化に当たっては、先ず、植物栽培ステージの多段的な設置による高栽培密度化乃至省スペース化が前提となり、これによって生産性の向上も図られる。
【0008】
一方、植物の育成期間の短縮、あるいは照射光量の有効利用による採算化では、照射間隔(植物栽培ステージと光源パネルとの間隔)を比較的小さく設定し、かつ均一な光照射を行えること、人工光源の発熱量が比較的少ないこと、より有効な人工光源の発光利用や省電力化等が望まれる。
【0009】
しかしながら、人工光源として、入力電力40W、長さ120cmの蛍光ランプを使用する場合は、所要光量に応じて蛍光ランプの本数を選択する必要がある。即ち、蛍光ランプ1本(40W)で光量が不足の時は2本(80W)、2本(80W)で光量が不足の時は3本(120W)のように設定する。この蛍光ランプの設定・装着の本数選択は、小刻みな光量の調整が困難であり、必要以上の電力で蛍光ランプを点灯する恐れを招来し、省電力という点で問題を提起する。
【0010】
また、光源(蛍光ランプ)の入力を大きくし、各植物栽培ステージに対する全体としての放射光量を確保した場合は、構造的な簡略化を図れるが、植物栽培ステージ面における光量子束密度分布のバラツキを発生する。つまり、光源の配置が局部的となり易いので、植物栽培ステージ面の温度、及び照射光量の均一性を確保することが困難で、植物栽培の品質低下あるいは生産性の低下を招来する。
【0011】
上記のように、従来の人工的な植物栽培装置の場合は、電力の浪費を招来し易く、省エネルギー面でコスト問題がある。さらに、蛍光ランプが放射する熱線の影響低減、あるいは均一な光照射面積確保のために、植物栽培ステージに対する間隔を比較的大きく設定することになり、植物栽培装置の高栽培密度化ないし省スペース化が阻害される。なお、光源が熱陰極蛍光ランプの場合に対し、冷陰極蛍光ランプの場合は、管径が小さく、ランプ寿命も長いこと、冷陰極であるため、点灯回路が簡略化する等の利点がある。
【0012】
本発明は、このような事情に対処してなされたもので、光源パネルユニットの消費電力をきめ細かく調整でき、この結果、植物栽培ステージ上で所望の光量子密度を容易に得ることができる植物栽培装置の提供を目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明の植物栽培装置は、ほぼ長方形の植物栽培ステージと、この植物栽培ステージに対向して配置され、植物栽培ステージを照射する複数本の蛍光ランプを備える光源パネルユニットとを備え、この光源パネルユニットの前記複数本の蛍光ランプは、前記ほぼ長方形の植物栽培ステージの長辺に対してほぼ直交するように配置されていることを特徴とする。
【0014】
また、本発明の植物栽培装置においては、光源パネルユニットの蛍光ランプが冷陰極蛍光ランプであることを特徴とする。
【0015】
さらに、本発明の植物栽培装置においては、前記光源パネルユニットの蛍光ランプは、外径が6mm以下であることを特徴とする。
【0016】
さらに、本発明の植物栽培装置においては、前記光源パネルユニットの蛍光ランプは、放射する光を前記植物栽培ステージ側に反射させるリフレクターを具備していることを特徴とする。
【0017】
さらに、本発明の植物栽培装置においては、前記リフレクターは、放物面状、半円面状あるいは台形面状の反射面を有し、その開口部の開口幅は10cm以下であることを特徴とする。
【0018】
本発明の植物栽培用光源ユニット装置は、ほぼ長方形の植物栽培ステージと、この植物栽培ステージに対向して配置され、植物栽培ステージを照射する複数本の蛍光ランプを備える光源パネルユニットと、この光源パネルユニットに駆動電力を供給する駆動電源装置とを備え、前記光源パネルユニットの前記複数本の蛍光ランプは、前記ほぼ長方形の植物栽培ステージの長辺に対してほぼ直交するように配置されていることを特徴とする。
【0019】
また、本発明の植物栽培用光源ユニット装置においては、前記光源パネルユニットの蛍光ランプが冷陰極蛍光ランプであることを特徴とする。
【0020】
さらに、本発明の植物栽培用光源ユニット装置においては、前記光源パネルの蛍光ランプは、外径が6mm以下であることを特徴とする。
【0021】
さらに、本発明の植物栽培用光源ユニット装置においては、前記光源パネルの蛍光ランプは、放射する光を前記植物栽培ステージ側に反射させるリフレクターを具備していることを特徴とする。
【0022】
さらに、本発明の植物栽培用光源ユニット装置においては、前記リフレクターは、放物面状、半円面状あるいは台形面状の反射面を有し、その開口部の開口幅は10cm以下であることを特徴とする。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面により詳細に説明する。
【0024】
図1は、本発明の実施例に係る植物栽培装置の概略構成を示す斜視図である。即ち、この植物栽培装置は、ほぼ長方形の4段の植物栽培ステージ1及び上棚板5が4本の支柱7により支持されている。これらの4段の植物栽培ステージ1及び上棚板5により、間口120cm、奥行き45cm、高さ40cmの空間部8が4個形成されている。上棚板5及び植物栽培ステージ1の下面には、それぞれ光源パネルユニット9が装着されている。なお、光源パネルユニット9には、図示は省略されているが、各光源パネルユニット9に給電するインバータを含む電源装置が上棚板5の上面に配置されている。
【0025】
ここで、光源パネルユニット9は光源として複数の蛍光ランプ9aを備えている。これらの蛍光ランプ9aは、例えば、入力15W、長さ45cmの熱陰極蛍光ランプであり、各光源パネルユニット9には24cm間隔で5本の熱陰極蛍光ランプが備えられている。これらの熱陰極蛍光ランプは、ほぼ長方形の上棚板5及び4段の植物栽培ステージ1の長辺に対してほぼ直交する方向に、平行配置されている。
【0026】
なお、上記の実施例の光源パネルユニット9において、熱陰極型の蛍光ランプ9aの装着間隔を24cmから20cmに変更して装着本数を5本からで6本に増設し、光源パネルユニット9の全消費電力を90Wとした場合、植物栽培ステージ1上の最大光量子束密度として45μmol/msが得られる。
【0027】
また、上記光源パネルユニット9の光源を構成する蛍光ランプ9aとして、熱陰極型の蛍光ランプの代わりに冷陰極型の蛍光ランプを用いることができる。この場合には、各蛍光ランプにリフレクターを備えることにより、ランプからの光を効率よく植物栽培ステージ1上に照射できるように構成されている。
【0028】
図2は冷陰極型の蛍光ランプを用いた光源パネルユニット9の要部構成を示す図で、同図(a)は側面図、同図(b)は図2(a)の直線A−A´に沿った断面図である。この光源パネルユニット9は、一対の樹脂製ホルダー9e、これらの樹脂製ホルダー9eによって両端側が支持された放物反射面型リフレクター9d、及び前記リフレクター9dの焦点に中心軸を位置合せ装着配置した蛍光ランプ9aで構成されている。
【0029】
図3は光源パネルユニット9の要部の構成を示す図で、同図(a)は光源パネルユニット9の要部斜視図、同図(b)、(c)は要部断面図である。同図(a)に示すように、上記光源パネル9には、上棚板5あるいは植物栽培ステージ1とほぼ同じ大きさのアルミ製フレーム9bが設けられている。これらのアルミ製フレーム9bはその断面が同図(b)に示すようにL字型に折り曲げられており、対向する長辺の一方には、所定の間隔をおいて嵌め込み溝9cが形成されている。この嵌め込み溝9cには、蛍光ランプ9aの一端に設けられた樹脂製ホルダー9eが嵌めこまれて固定されている。蛍光ランプ9aの他端に設けられた樹脂製ホルダー9eは、同図(b)に示されるように、アルミ製フレーム9bの対向する長辺の他方にネジ9fにより固定されている。
【0030】
なお、図3(c )は、アルミ製フレーム9bの対向する長辺のいずれの辺においても、同図(b)に示したものと同様な嵌め込み溝9cが形成されており、これらの嵌め込み溝9cに蛍光ランプ9a両端の樹脂製ホルダー9eが嵌めこまれて固定されている。
【0031】
図4は、上記本発明の実施例係る植物栽培用装置の植物栽培ステージ1上に、複数個の培養容器3を配置するとともに、光源パネルユニット9の配置状態を示す要部斜視図である。同図においては、図1乃至図3に示した各部の構成に対応する構成部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【0032】
このように構成された本発明の実施例係る植物栽培用装置によれば、上記光源パネルユニット9の光源を構成する蛍光ランプ9aとして、前述のように、熱陰極型の蛍光ランプを用い、24cm間隔で5本の熱陰極蛍光ランプにより、全消費電力が75Wのとき、植物栽培ステージ1上の最大光量子密度として37μmol/msが得られる。
【0033】
また、上記の実施例の光源パネルユニット9において、熱陰極型の蛍光ランプ9aの装着間隔を24cmから20cmに変更して装着本数を5本からで6本に増設し、光源パネルユニット9の全消費電力を90Wとした場合、植物栽培ステージ1上の最大光量子束密度として45μmol/msが得られる。
【0034】
また、上記光源パネルユニット9の光源を構成する蛍光ランプ9aとして、熱陰極型の蛍光ランプの代わりに冷陰極型の蛍光ランプを用いる場合には、例えば、入力6.5W、長さ45cm、外径3mmの蛍光ランプ8本を間隔を15cmで装着すると、全消費電力は1ユニット当たり52Wで植物栽培ステージ1上の最大光量子束密度として40μmol/msが得られる。
【0035】
なお、冷陰極型の蛍光ランプ9aの場合は、熱陰極蛍光ランプに比べて1本当たりに投入できる電力が小さく、1本当たりの放射光量も低減するため、熱陰極蛍光ランプを用いた場合と同一の光量を得るには本数を増加する必要がある。しかし、冷陰極型の蛍光ランプ9aの投入電力が小さいことは、発熱量も小さくなり、栽培植物に与える熱の影響が小さくなるため、光源の近接照射が可能となる。つまり、光源パネルユニット9による最大光量子束密度分布は、光源である蛍光ランプ9aとの距離の2乗に反比例するため、投入電力を低く抑えることができる。
【0036】
さらに、冷陰極型の蛍光ランプ9aを用いる場合、ランプの管径が従来の熱陰極型の蛍光ランプの外径32mmに対して3mmにできるため、光源部に占める高さも10cmから5cmにまで縮小できる。この結果、複数の植物栽培ステージ1間の間隔が小さくでき、その段数を図5に示すように、7段構成とすることも可能である。なお、同図においては、図1乃至図6に示された構成部分に対応する構成部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【0037】
以上説明した本発明の実施例によれば、光源パネルユニット9を構成する光源である複数本の蛍光ランプは、ほぼ長方形の天井棚5あるいは植物栽培ステージ1の長辺に対してほぼ直交するように並行に配列されているため、光源パネルユニット9に投入される消費電力を小刻みに調整することが可能であり、したがって、植物栽培ステージ1上に所望の光量子を容易に供給し得る植物栽培装置が得られる。すなわち、上記のように構成された本発明の光源パネルユニット9においては、光源となる複数本の蛍光ランプは、従来の光源パネルユニット9におけるように、天井棚5あるいは植物栽培ステージ1の長辺に対してほぼ並行に配列した場合に比較して、それぞれの蛍光ランプの長さが短く、その消費電力も小さい。このため、蛍光ランプの装着間隔及び本数を調整することにより、光源パネルユニット9の消費電力をきめ細かく調整でき、この結果、植物栽培ステージ1上で所望の光量子束密度を容易に得ることができる。
【0038】
図6は、光源パネルユニット9における使用蛍光ランプの本数と消費電力の関係を示すグラフである。同図において、横軸は蛍光ランプの本数、縦軸は消費電力(W)を示している。同図において、直線AおよびBは、蛍光ランプとしてそれぞれ、冷陰極型の蛍光ランプおよび熱陰極型の蛍光ランプを用いた本発明の実施例における使用蛍光ランプの本数と消費電力の関係を示している。また、直線Cは熱陰極型の蛍光ランプを用いた従来の光源パネルユニットにおける使用蛍光ランプの本数と消費電力の関係を対比して示すグラフである。同図から、本発明の光源パネルユニット9においては、従来の光源パネルに比較して、蛍光ランプの装着間隔及び本数を調整することにより、光源パネルユニット9の消費電力をきめ細かく調整できることが明らかである。
【0039】
図7は、図3に示した光源パネルユニット9の他の実施例を示す要部斜視図である。図3に示した冷陰極型の蛍光ランプ9aのアルミ製フレーム9bへの装着部の構成においては、冷陰極型の蛍光ランプ9aのアルミ製フレーム9bの長手方向の位置は固定であるが、この実施例では、その装着位置が変更できるように構成されている。すなわち、同図(a)に示すように、アルミ製フレーム9bの対向する一方の長辺部におけるL字型部には複数対のガイドブロック9hが所定の間隔でフレームに沿って移動可能に取り付けられている。各対のガイドブロック9hは、所定の間隙で隣接配置され、これらの間隙に蛍光ランプ9aのホルダー9e部が嵌め込まれ、これにより、蛍光ランプ9aがアルミ製フレーム9bに装着される。同図(b)は上記の装着状態を示す蛍光ランプ9aの軸方向に沿った断面図である。同図に示されるように、蛍光ランプ9aの他端に設けられたホルダー9e部は、ネジ9gによりアルミ製フレーム9bに固定されている。
【0040】
なお、同図(c)はアルミ製フレーム9bの対向する他方の長辺部にも同図(b)と同様な複数対のガイドブロック9hが移動可能に設けられた実施例を示す図で、蛍光ランプ9aの軸方向に沿った断面図である。
【0041】
図8は、植物栽培装置が大型化した場合、即ち、植物栽培ステージ1及び光源パネルユニット9の大型化に伴って、蛍光ランプ9aの長さが大きくなった場合の、光源パネルユニット9の実施例を示す斜視図である。同図に示すように、長方形のアルミ製フレーム9bの対向する短辺のほぼ中央部を相互に連結するランプユニット連結板9iが設けられている。このランプユニット連結板9iに蛍光ランプのホルダー9eをクリップ9jで固定する。図9は図8におけるクリップ9jでの固定に代えて、円形ノブ付きボルト9kでホルダー9eをランプユニット連結板9iに固定する他の実施例を示す要部斜視図である。
【0042】
図10は本発明の植物栽培装置に用いられる光源パネルユニット9の他の実施例を示す平面図である。この実施例においては、蛍光ランプ9aのアルミ製フレーム9bの対向する長辺への装着は、アルミ製フレーム9bの対向する長辺の両方にネジ9fにより固定されている。この固定手段は前述した図3 (b)に示される手段と同様である。なお、同図においては、図1乃至図3に示した各部の構成に対応する構成部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【0043】
図11は本発明の冷陰極型の蛍光ランプを用いた光源パネルユニット9の他の実施例を示す要部構成図で、同図(a)は側面図、同図(b)は図2(a)の直線A−A´に沿った断面図である。この光源パネルユニット9は、一対の樹脂製ホルダー9e、これらの樹脂製ホルダー9eによって両端側が支持された金属製の放物反射面型リフレクター9d´、及びこのリフレクター9d´の焦点に中心軸を位置合せ装着配置した蛍光ランプ9aで構成されている。ここで、一対の樹脂製ホルダー9eはそれぞれ金属製のネジ9f´によりアルミ製フレーム9bに固定されているが、このとき金属製のリフレクター9d´も金属製のネジ9f´により樹脂製ホルダー9eに固定される。このような構成により、金属製のリフレクター9d´は、金属製のネジ9f´を介してアルミ製フレーム9bに電気的に導通する。蛍光ランプ9aは、図示しないが、インバータからの高電圧の高周波電圧が供給されて点燈する。このため、蛍光ランプ9aの動作中、金属製のリフレクター9d´に電荷が蓄えられる。この蓄えられた電荷は高圧であり人が感電する恐れもあるため、グランドに逃がす必要がある。本発明の実施例では、アルミ製フレーム9bをグランドに接続することにより、金属製のリフレクター9d´に蓄えられた電荷は、金属製のネジ9f´およびアルミ製フレーム9bを介してグランドに流れるため、感電を防止することができる。
【0044】
図12は本発明の植物栽培装置の他の実施例を示す要部斜視図である。この実施例においては、下面に光源パネルユニット9を装着した植物栽培ステージ1は、植物栽培装置の側面の支柱7間に固定されたスライド機構10に挿抜自在に設けられる。図中図1または図2に示された構成部分と対応する構成部分には同一の符号を付して示し、詳細な説明は省略する。
【0045】
図13は図2に示した光源パネルユニット9の蛍光ランプ9aに使用されるリフレクター9eの他の実施例を示す横断面図である。この実施例では、リフレクター9eはその一部にスリット9lが形成され他反射傘型リフレクターである。スリット9lは植物栽培装置の内部空間での空気流路を形成し、培養植物に対する熱的な影響を低減しあるいは回避できる。
【0046】
さらに、上記構成においては、図示を省略してあるが各光源パネル9のインバータ装置は、一体的に上棚板5の上面に配置してある。また、植物栽培装置の両側面および背面の壁体は、必要に応じて透明性アクリル樹脂板等により形成し、前面は作業のために開放してもよい。また、植物栽培装置の前面も同様な透明性アクリル樹脂板等により開閉自在な扉により構成することもできる。
【0047】
本発明は、上記実施例に限定されるものでなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形を採ることができる。たとえば壁体を成す透光性材料の材質、光源の光波長選択、植物栽培ステージの多段型化の段数、液肥収容槽の省略・併用等、使用目的ないし使用態様に応じて、適宜選択設定することができる。つまり、光合成の促進と自然光による生育と同様な環境の形成も可能であり、草丈、葉の形状・寸法など適切な植物形態の形成もできる。
【0048】
【発明の効果】
本発明の植物栽培装置および光源パネルユニットによれば、光源パネルユニットの消費電力をきめ細かく調整でき、この結果、植物栽培ステージ上で所望の光量子密度を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る植物栽培装置の概略構成を示す斜視図。
【図2】図1の実施例に使用される光源パネルの要部構成を示す平面図。
【図3】図1の実施例に使用される光源パネルユニット9の要部の構成を示す図で、(a)は要部斜視図、(b)、(c)はそれぞれ要部断面図。
【図4】図1の実施例に係る植物栽培装置の使用態様を示す斜視図。
【図5】本発明の植物栽培装置の他の実施例を示す斜視図。
【図6】本発明の植物栽培装置における光源パネルユニットに使用される蛍光ランプの本数と消費電力との関係を従来例と対比して示すグラフ。
【図7】本発明の植物栽培装置における光源パネルユニットの他の実施例を示す図で、(a)は要部斜視図、(b)、(c)は要部断面図。
【図8】本発明の植物栽培装置における光源パネルユニットの他の実施例を示す斜視図。
【図9】図8に示す光源パネルユニットの要部構成を示す斜視図。
【図10】本発明の植物栽培装置における光源パネルユニットの他の実施例を示す平面図。
【図11】本発明の冷陰極型の蛍光ランプを用いた光源パネルユニット9の他の実施例を示す要部構成図で、同図(a)は側面図、同図(b)は図2(a)の直線A−A´に沿った断面図である。
【図12】本発明の植物栽培装置における光源パネルユニットの装着機構の他の実施例を示す要部斜視図。
【図13】本発明の植物栽培装置における光源パネルの他の実施例を示す要部断面図。
【図14】従来の植物栽培装置の概略構成を示す断面図。
【図15】従来の植物栽培装置の構成を示す斜視図。
【符号の説明】
1……植物栽培ステージ
2……培地
3……培養容器
4……光源パネルユニット
5……天井板(上棚板)
6a……蛍光ランプ(光源)
7……支柱
8……空間部
9……光源パネルユニット
9b……フレーム
9c……嵌め込み固定部
9d……リフレクター
9e……ホルダー
9f……ネジ
9g……ネジ
9h……ガイドブロック[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a plant cultivation device and a light source unit device used therein, and more particularly to a plant cultivation device and a light source unit device using an artificial light source such as a fluorescent lamp.
[0002]
[Prior art]
In the production of vegetables, seedlings, plant appreciation or grafting, plant cultivation means using an artificial light source are being widely adopted for the purpose of energy saving, pesticide-free, productivity improvement, space saving and the like. That is, in the natural cultivation of plants using sunlight, for example, fluctuation factors such as the amount of sunshine (for example, lack of sunshine) greatly affect the quality of grown plants, or affect the production amount.
[0003]
On the other hand, in plant cultivation using an artificial light source, the amount of sunlight and the like can be arbitrarily controlled, so that a required growth environment can be artificially created. That is, since natural fluctuation factors such as the amount of sunlight or the duration of sunlight can be greatly reduced and suppressed, it is possible not only to ensure a certain quality, but also plant cultivation in cold regions and barren regions. In addition, since it is an indoor growth technique, it can produce and supply highly safe vegetables and provide ornamental means without pesticides.
[0004]
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a basic configuration of a conventional plant cultivation apparatus. In FIG. 13, a plurality of
[0005]
FIG. 14 is a perspective view showing a more specific configuration of a conventional plant cultivation apparatus. As shown in the figure, on the bottom of the
[0006]
Further, a reflector is attached to the
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in order to make a profit by growing or producing vegetables, for example, it is indispensable to ensure a high cultivation density and increase the utilization efficiency of an artificial light source. In other words, in the profitability of artificial growth and production of vegetables and the like, first of all, it is premised on higher cultivation density or space saving by multi-stage installation of plant cultivation stages, thereby improving productivity. .
[0008]
On the other hand, for profitability by shortening the plant growth period or by effectively using the amount of irradiation light, the irradiation interval (the interval between the plant cultivation stage and the light source panel) can be set relatively small and uniform light irradiation can be performed. It is desired that the amount of heat generated by the light source is relatively small, and more effective use of light from an artificial light source and power saving are desired.
[0009]
However, when a fluorescent lamp with an input power of 40 W and a length of 120 cm is used as the artificial light source, it is necessary to select the number of fluorescent lamps according to the required light quantity. That is, when the amount of light is insufficient with one fluorescent lamp (40 W), two (80 W) are set, and when the amount of light is insufficient with two (80 W), the number is set to three (120 W). The selection of the number of fluorescent lamps to be set and mounted is difficult to adjust the light amount every minute, and there is a risk of lighting the fluorescent lamp with more power than necessary, which raises a problem in terms of power saving.
[0010]
In addition, when the input of the light source (fluorescent lamp) is increased and the amount of radiated light as a whole for each plant cultivation stage is secured, structural simplification can be achieved, but the variation of the photon flux density distribution on the plant cultivation stage surface is reduced. appear. That is, since the arrangement of the light sources tends to be localized, it is difficult to ensure the uniformity of the temperature of the plant cultivation stage surface and the amount of irradiation light, resulting in a decrease in plant cultivation quality or productivity.
[0011]
As described above, in the case of a conventional artificial plant cultivation device, power is easily wasted, and there is a cost problem in terms of energy saving. Furthermore, in order to reduce the influence of the heat rays emitted from the fluorescent lamp or to secure a uniform light irradiation area, the distance from the plant cultivation stage will be set relatively large, and the plant cultivation apparatus will have a higher cultivation density or space saving. Is inhibited. In contrast to the case where the light source is a hot cathode fluorescent lamp, the cold cathode fluorescent lamp has advantages such as a small tube diameter, a long lamp life, and a cold cathode, which simplifies the lighting circuit.
[0012]
The present invention has been made in response to such circumstances, and can finely adjust the power consumption of the light source panel unit, and as a result, a plant cultivation apparatus that can easily obtain a desired photon density on the plant cultivation stage. The purpose is to provide.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The plant cultivation apparatus of the present invention includes a substantially rectangular plant cultivation stage, and a light source panel unit that is arranged opposite to the plant cultivation stage and includes a plurality of fluorescent lamps that irradiate the plant cultivation stage. The plurality of fluorescent lamps of the unit are arranged so as to be substantially orthogonal to the long side of the substantially rectangular plant cultivation stage.
[0014]
In the plant cultivation apparatus of the present invention, the fluorescent lamp of the light source panel unit is a cold cathode fluorescent lamp.
[0015]
Furthermore, in the plant cultivation apparatus of the present invention, the fluorescent lamp of the light source panel unit has an outer diameter of 6 mm or less.
[0016]
Furthermore, in the plant cultivation apparatus of the present invention, the fluorescent lamp of the light source panel unit includes a reflector that reflects radiated light to the plant cultivation stage side.
[0017]
Furthermore, in the plant cultivation apparatus of the present invention, the reflector has a parabolic, semicircular or trapezoidal reflecting surface, and the opening width of the opening is 10 cm or less. To do.
[0018]
The light source unit device for plant cultivation according to the present invention includes a light source panel unit including a substantially rectangular plant cultivation stage, a plurality of fluorescent lamps arranged opposite to the plant cultivation stage and irradiating the plant cultivation stage, and the light source. And a plurality of fluorescent lamps of the light source panel unit are arranged so as to be substantially orthogonal to the long sides of the substantially rectangular plant cultivation stage. It is characterized by that.
[0019]
In the light source unit device for plant cultivation of the present invention, the fluorescent lamp of the light source panel unit is a cold cathode fluorescent lamp.
[0020]
Furthermore, in the light source unit device for plant cultivation of the present invention, the fluorescent lamp of the light source panel has an outer diameter of 6 mm or less.
[0021]
Furthermore, in the light source unit device for plant cultivation of the present invention, the fluorescent lamp of the light source panel includes a reflector that reflects emitted light to the plant cultivation stage side.
[0022]
Furthermore, in the light source unit device for plant cultivation of the present invention, the reflector has a parabolic, semicircular or trapezoidal reflecting surface, and the opening width of the opening is 10 cm or less. It is characterized by.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0024]
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a plant cultivation apparatus according to an embodiment of the present invention. That is, in this plant cultivation apparatus, the four rectangular plant cultivation stages 1 and the
[0025]
Here, the light
[0026]
In the light
[0027]
Further, as the
[0028]
2A and 2B are diagrams showing a configuration of a main part of the light
[0029]
3A and 3B are diagrams showing the configuration of the main part of the light
[0030]
In FIG. 3 (c),
[0031]
FIG. 4 is a perspective view of a main part showing the arrangement of the light
[0032]
According to the plant cultivation apparatus according to the embodiment of the present invention configured as described above, as described above, a hot cathode fluorescent lamp is used as the
[0033]
Further, in the light
[0034]
When a cold cathode fluorescent lamp is used instead of a hot cathode fluorescent lamp as the
[0035]
In the case of the cold
[0036]
Further, when the cold
[0037]
According to the embodiment of the present invention described above, the plurality of fluorescent lamps which are light sources constituting the light
[0038]
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the number of fluorescent lamps used in the light
[0039]
FIG. 7 is a perspective view showing a main part of another embodiment of the light
[0040]
In addition, the figure (c) is a figure which shows the Example by which several pairs of guide blocks 9h similar to the figure (b) were provided so that a movement was possible also in the other long side part which the
[0041]
FIG. 8 shows the implementation of the light
[0042]
FIG. 10 is a plan view showing another embodiment of the light
[0043]
11A and 11B are main part configuration diagrams showing another embodiment of the light
[0044]
FIG. 12 is a perspective view of a principal part showing another embodiment of the plant cultivation apparatus of the present invention. In this embodiment, the
[0045]
FIG. 13 is a cross-sectional view showing another embodiment of the
[0046]
Further, in the above configuration, although not shown, the inverter device of each
[0047]
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. For example, the material of the translucent material forming the wall, the selection of the light wavelength of the light source, the number of stages of the plant cultivation stage, the omission / combination of the liquid fertilizer storage tank, etc. be able to. In other words, it is possible to form an environment similar to promotion of photosynthesis and growth by natural light, and it is also possible to form an appropriate plant form such as plant height and leaf shape and dimensions.
[0048]
【The invention's effect】
According to the plant cultivation apparatus and the light source panel unit of the present invention, the power consumption of the light source panel unit can be finely adjusted, and as a result, a desired photon density can be easily obtained on the plant cultivation stage.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a plant cultivation apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing a main configuration of a light source panel used in the embodiment of FIG.
3A and 3B are diagrams showing a configuration of a main part of a light
4 is a perspective view showing a usage mode of the plant cultivation apparatus according to the embodiment of FIG. 1; FIG.
FIG. 5 is a perspective view showing another embodiment of the plant cultivation apparatus of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the number of fluorescent lamps used in the light source panel unit and the power consumption in the plant cultivation apparatus of the present invention in comparison with the conventional example.
FIGS. 7A and 7B are diagrams showing another embodiment of the light source panel unit in the plant cultivation apparatus according to the present invention, in which FIG. 7A is a perspective view of main parts, and FIGS.
FIG. 8 is a perspective view showing another embodiment of the light source panel unit in the plant cultivation apparatus of the present invention.
9 is a perspective view showing a configuration of a main part of the light source panel unit shown in FIG.
FIG. 10 is a plan view showing another embodiment of the light source panel unit in the plant cultivation apparatus of the present invention.
11A and 11B are main part configuration diagrams showing another embodiment of the light
FIG. 12 is a perspective view showing a main part of another embodiment of the light source panel unit mounting mechanism in the plant cultivation apparatus of the present invention.
FIG. 13 is a cross-sectional view of a main part showing another embodiment of the light source panel in the plant cultivation apparatus of the present invention.
FIG. 14 is a sectional view showing a schematic configuration of a conventional plant cultivation apparatus.
FIG. 15 is a perspective view showing a configuration of a conventional plant cultivation apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
6a …… Fluorescent lamp (light source)
7 …… Still 8 ……
Claims (10)
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JP2003200071A JP2005040013A (en) | 2003-07-22 | 2003-07-22 | Plant cultivation device and light source unit device for plant cultivation device |
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JP2003200071A Abandoned JP2005040013A (en) | 2003-07-22 | 2003-07-22 | Plant cultivation device and light source unit device for plant cultivation device |
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- 2003-07-22 JP JP2003200071A patent/JP2005040013A/en not_active Abandoned
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