JP2024145043A - Plant growing device and plant growing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、人工光により植物を育成する植物育成装置および植物育成方法に関する。 The present invention relates to a plant growing device and a plant growing method that grow plants using artificial light.
近年、世界的に人口増の傾向にあり、2050年までに世界人口は90億人に達すると予測されている。そのため、将来は食料不足の問題の懸念がある。
このような食料不足への対応の一つとして、農作物を増産し、一年中安定に収穫できるようにすることが期待されている。特に、動物性たんぱく質の代替としての植物性たんぱく質の確保は重要な課題である。
In recent years, the world population has been increasing, and it is predicted that the world population will reach 9 billion by 2050. Therefore, there are concerns about food shortages in the future.
One way to deal with such food shortages is to increase agricultural production and ensure stable harvests throughout the year. In particular, securing plant-based proteins as an alternative to animal proteins is an important issue.
農作物の増産および安定収穫を実現するための方策として、施設園芸農業や植物工場が検討されてきている。更に植物工場においては、従来の農業のように広大な土地が確保できなくても比較的狭い空間で農作物を安定量生産することが可能な、垂直農業の採用も検討されている。
植物工場においては、人工光源から農作物に照射される光合成のための光の強度や、植物育成空間における温度、湿度、二酸化炭素(CO2)濃度、風速といった環境条件、植物成長のための肥料成分といった各パラメータを制御することが可能である。そのため、農作物の周年生産を行うことができ、農作物の生産性を飛躍的に高めることが可能である。
例えば特許文献1は、太陽光を用いずにLED光などの人工光を照射して植物を栽培する閉鎖型植物工場を開示する。
As a measure to increase agricultural production and achieve stable harvests, greenhouse horticulture and plant factories are being considered. Furthermore, in plant factories, the adoption of vertical farming, which allows stable production of agricultural products in a relatively small space even if it is not possible to secure a large amount of land as in conventional agriculture, is also being considered.
In a plant factory, it is possible to control various parameters such as the intensity of light for photosynthesis irradiated from an artificial light source to the crops, environmental conditions such as temperature, humidity, carbon dioxide ( CO2 ) concentration, and wind speed in the plant growth space, and fertilizer components for plant growth, etc. Therefore, crops can be produced year-round, and the productivity of crops can be dramatically increased.
For example, Patent Document 1 discloses a closed plant factory that cultivates plants by irradiating them with artificial light such as LED light without using sunlight.
しかしながら、上記特許文献1に記載の閉鎖型植物工場では、植物体を生育させるための植物栽培容器棚と植物体に光を照射する照明棚とが配設された部屋全体の温度、湿度、CO2濃度を制御している。そのため、LED等の光源の徐熱をしながら、植物にとって適した環境となるように部屋の空調を制御する必要があり、空調制御に係るランニングコストがかかる。
また、一般的に植物工場では、栽培ラックの棚間に水平方向に空気を流し、気流循環を行っているが、植物の側方から供給された空気は、空気の流れる方向に沿って配置された光源の熱を取り込みながら流れるため、下流に行くほど空気の温度は高くなってしまう。そのため、上流側と下流側とで温度勾配ができてしまい、植物体ごとに成長に差が出てしまう。上記の温度勾配は、光源からの放熱量が多いほど顕著となる。
However, in the closed-type plant factory described in the above Patent Document 1, the temperature, humidity, and CO2 concentration of the entire room in which the plant cultivation container shelves for growing plants and the lighting shelves for irradiating the plants with light are arranged are controlled. Therefore, it is necessary to control the air conditioning of the room to provide an environment suitable for the plants while removing heat from the light sources such as LEDs, and running costs are incurred for the air conditioning control.
In addition, in general, in plant factories, air is circulated by flowing horizontally between the shelves of the cultivation racks, but the air supplied from the side of the plants absorbs heat from the light source arranged along the air flow direction, so the air temperature becomes higher the further downstream it goes. This creates a temperature gradient between the upstream and downstream sides, resulting in differences in growth for each plant. The more heat is dissipated from the light source, the more pronounced the temperature gradient becomes.
そこで、本発明は、植物が栽培される栽培空間への光源の放熱量を低減させることができる植物育成装置および植物育成方法を提供することを課題としている。 Therefore, the objective of the present invention is to provide a plant growing device and a plant growing method that can reduce the amount of heat dissipated from a light source into the cultivation space in which the plants are grown.
上記課題を解決するために、本発明に係る植物育成装置の一態様は、人工光により植物を育成する植物育成装置であって、発光素子と、前記発光素子が配置された支持基板と、を有し、前記植物に前記人工光を照射する人工光源と、前記植物に供給する液肥を収容する収容容器を有する液肥収容部と、前記支持基板と前記収容容器に収容された前記液肥とに接触し、前記人工光源の熱を前記液肥に放熱する放熱部と、を備える。
これにより、液肥を利用して光源の熱を放熱することができる。そのため、光源から植物の栽培空間への放熱量を低減させることができ、光源の熱が植物の栽培空間へ与える影響をより適切に低減させることができる。
In order to solve the above problems, one aspect of the plant growing device of the present invention is a plant growing device that grows a plant using artificial light, and is equipped with an artificial light source having a light-emitting element and a support substrate on which the light-emitting element is arranged, which irradiates the plant with the artificial light, a liquid fertilizer storage unit having a storage container for storing liquid fertilizer to be supplied to the plant, and a heat dissipation unit that is in contact with the support substrate and the liquid fertilizer stored in the storage container and dissipates heat from the artificial light source to the liquid fertilizer.
This allows the heat of the light source to be dissipated by using liquid fertilizer, thereby reducing the amount of heat dissipated from the light source to the plant cultivation space, and more appropriately reducing the impact of the heat of the light source on the plant cultivation space.
また、上記の植物育成装置において、前記放熱部は、前記支持基板の端部であり、前記液肥に浸漬されていてよい。
この場合、光源からの熱を、直接、液肥に逃がすことができる。
In the above-mentioned plant growing device, the heat dissipation portion may be an end portion of the support substrate and may be immersed in the liquid fertilizer.
In this case, heat from the light source can be dissipated directly into the liquid fertilizer.
さらに、上記の植物育成装置において、前記放熱部は、前記支持基板の一部が接触された前記収容容器であってよい。
この場合、光源からの熱を、液肥の収容容器を介して液肥に逃がすことができる。また、支持基板を液肥に浸漬させなくてもよいため、支持基板が液肥によって腐食されたりショートされたりするおそれもない。
Furthermore, in the above-mentioned plant growing device, the heat dissipation section may be the container with which a part of the support substrate is in contact.
In this case, heat from the light source can be dissipated into the liquid fertilizer through the liquid fertilizer container. Also, since the support substrate does not need to be immersed in the liquid fertilizer, there is no risk of the support substrate being corroded or short-circuited by the liquid fertilizer.
また、上記の植物育成装置において、前記収容容器は、金属により構成されていてよい。
この場合、光源からの熱を、液肥の収容容器が効率的に液肥に伝達することができる。
In the above plant growing device, the storage container may be made of metal.
In this case, the container for storing the liquid fertilizer can efficiently transfer heat from the light source to the liquid fertilizer.
また、上記の植物育成装置において、前記放熱部は、前記収容容器内に配置され、前記支持基板の少なくとも一部と前記液肥とに接触する放熱板であってよい。
この場合、例えば収容容器が熱伝導率の低い材料から構成される場合であっても、光源からの熱を、放熱板を介して液肥に逃がすことができる。また、支持基板を液肥に浸漬させなくてもよいため、支持基板が液肥によって腐食されたりショートされたりするおそれもない。
In addition, in the above-mentioned plant growing device, the heat dissipation section may be a heat dissipation plate that is disposed within the storage container and is in contact with at least a part of the support substrate and the liquid fertilizer.
In this case, even if the container is made of a material with low thermal conductivity, the heat from the light source can be dissipated to the liquid fertilizer through the heat sink. Also, since the support substrate does not need to be immersed in the liquid fertilizer, there is no risk of the support substrate being corroded or short-circuited by the liquid fertilizer.
さらに、上記の植物育成装置は、前記液肥収容部により収容されている前記液肥を冷却する冷却部をさらに備えてよい。
この場合、光源からの熱を吸収した液肥を適切に冷却することができ、液肥の温度上昇を抑えることができる。
Furthermore, the plant growing device may further include a cooling section that cools the liquid fertilizer contained in the liquid fertilizer containing section.
In this case, the liquid fertilizer that has absorbed the heat from the light source can be appropriately cooled, and an increase in the temperature of the liquid fertilizer can be suppressed.
また、上記の植物育成装置は、前記植物の上方および下方のうち一方に設けられ、前記植物が栽培される栽培空間に空気を供給する給気口と、前記植物の上方および下方のうち他方に設けられ、前記栽培空間内の空気を排出する排気口と、を備えてよい。
この場合、栽培空間において上下方向(植物の成長方向)に空気を流すことができる。植物が密集していたり背丈が高かったりする場合、水平方向には空気が流れにくく、上流側と下流側とで植物の成長に差が出てしまうおそれがあるが、空気の流れの方向を上下方向にすることで、栽培空間内に均一に空気の流れを作ることができ、植物体ごとの成長に差を抑制することができる。
In addition, the above-mentioned plant cultivation device may be provided with an air intake port provided above or below the plant, supplying air to the cultivation space in which the plant is cultivated, and an exhaust port provided above or below the plant, exhausting air from within the cultivation space.
In this case, air can be made to flow vertically (in the direction of plant growth) in the cultivation space. If the plants are densely packed or tall, it is difficult for air to flow horizontally, which can lead to differences in plant growth between the upstream and downstream sides. However, by making the air flow vertical, it is possible to create a uniform air flow within the cultivation space and reduce differences in growth between individual plants.
また、上記の植物育成装置において、前記給気口は、前記植物の下方に設けられ、前記排気口は、前記植物の上方に設けられてよい。
この場合、栽培空間内に下から上に向かう方向の空気を流すことができるので、植物の上方へ上昇したあたたかい空気を拡散させることなく排気することができる。
In the above plant growing device, the air intake port may be provided below the plant, and the air exhaust port may be provided above the plant.
In this case, air can be made to flow from the bottom up within the cultivation space, so that the warm air that rises above the plants can be exhausted without diffusing.
さらに、上記の植物育成装置は、空気を送風し、前記栽培空間に空気の流れを形成する送風部をさらに備えてよい。上記の植物育成装置において、前記送風部は、ファンを備えてよい。
この場合、栽培空間内に積極的に空気を流すことができる。
The plant growing device may further include a blower unit configured to blow air and form an air flow in the cultivation space. In the plant growing device, the blower unit may include a fan.
In this case, air can be actively circulated within the cultivation space.
また、上記の植物育成装置において、前記送風部は、前記栽培空間の温度、湿度、風量およびCO2濃度の少なくとも1つを制御する空調制御部を備えてよい。
この場合、栽培空間内を植物にとって適した環境に調整することができる。
In the above-mentioned plant growing device, the air blowing section may include an air conditioning control section that controls at least one of a temperature, a humidity, an air volume, and a CO2 concentration in the cultivation space.
In this case, the cultivation space can be adjusted to an environment suitable for the plants.
さらに、上記の植物育成装置において、前記人工光源は、前記植物の成長方向に対して側方から前記人工光を照射するように配置されてよい。
この場合、植物の側方から光を照射することができ、植物の上部のみならず植物の下部に位置する葉に対しても適切な光量の光を照射することができる。そのため、効率良く植物を育成することができる。
Furthermore, in the above plant growing device, the artificial light source may be arranged so as to irradiate the artificial light laterally with respect to a growth direction of the plant.
In this case, light can be irradiated from the side of the plant, and an appropriate amount of light can be irradiated not only to the upper part of the plant but also to the leaves located at the lower part of the plant, thereby enabling the plant to grow efficiently.
また、上記の植物育成装置において、前記人工光源の発光面における上下方向の長さは、前記発光面における前記上下方向に直交する方向の長さよりも短くてよい。
この場合、光源の発光面の短辺方向に空気を流すことができる。そのため、発光面の長辺方向である水平方向に空気を流す場合と比較して、給気口側と排気口側とで大きな温度勾配ができてしまうことを抑制することができる。
In the above plant growing device, a length in a vertical direction of a light emitting surface of the artificial light source may be shorter than a length in a direction perpendicular to the vertical direction of the light emitting surface.
In this case, the air can be made to flow in the direction of the short side of the light-emitting surface of the light source, which makes it possible to prevent a large temperature gradient from occurring between the air intake port side and the air exhaust port side, compared to when the air is made to flow horizontally, which is the direction of the long side of the light-emitting surface.
さらに、上記の植物育成装置は、前記植物の下方に配置され、前記植物に供給する液肥を収容する複数の液肥収容部をさらに備え、前記複数の液肥収容部は、特定方向に配列された前記植物に対して列ごとに前記液肥を供給するように、それぞれ離間して配置されており、隣接する前記液肥収容部の間に前記給気口および前記排気口のいずれか一方が設けられてよい。
このように、植物に対して列ごとに液肥を供給するように液肥収容部を複数に分割して配置するので、植物の下方に適切に給気口または排気口を設けることができる。したがって、植物の下方から適切に空気を供給または排気することができる。
Furthermore, the above-mentioned plant cultivation device further includes a plurality of liquid fertilizer storage sections arranged below the plants and storing liquid fertilizer to be supplied to the plants, and the plurality of liquid fertilizer storage sections are arranged at a distance from each other so as to supply the liquid fertilizer to the plants arranged in a specific direction on a row-by-row basis, and either the air intake port or the exhaust port may be provided between adjacent liquid fertilizer storage sections.
In this way, the liquid fertilizer storage section is divided into a plurality of sections so that liquid fertilizer is supplied to the plants for each row, and therefore, an air inlet or an exhaust outlet can be appropriately provided below the plants, so that air can be appropriately supplied or exhausted from below the plants.
さらにまた、上記の植物育成装置は、前記液肥収容部に収容された液肥の温度を検出するセンサと、前記センサによる検出値に基づいて、前記液肥収容部に収容された液肥の温度を制御する液肥制御部と、をさらに備えてよい。
この場合、植物の育成に適した温度の液肥を植物に供給することができる。また、植物の栽培空間と液肥空間とが分離されているため、液肥に特化した温度制御を行うことができる。
Furthermore, the above-mentioned plant cultivation device may further include a sensor for detecting the temperature of the liquid fertilizer stored in the liquid fertilizer storage section, and a liquid fertilizer control section for controlling the temperature of the liquid fertilizer stored in the liquid fertilizer storage section based on the detection value by the sensor.
In this case, liquid fertilizer can be supplied to the plants at a temperature suitable for plant growth. In addition, since the plant cultivation space and the liquid fertilizer space are separated, temperature control specialized for the liquid fertilizer can be performed.
また、上記の植物育成装置は、前記植物を取り囲む閉鎖空間を形成する筐体をさらに備え、前記筐体は、前記人工光に対して光透過性を有し、前記人工光源は、前記筐体外に配置され、前記筐体を介して前記人工光を前記植物に照射してよい。
この場合、筐体によって植物の栽培空間と光源の放熱空間とを分離することができ、植物の栽培空間が光源からの熱の影響を受けにくい構成とすることができる。したがって、栽培空間を植物にとって適した環境にする場合に、光源の徐熱をしながら空調制御するなどの必要がなく、植物に特化した環境制御が可能となる。したがって、コストを抑えつつ、効率的に植物を育成することができる。
In addition, the above-mentioned plant cultivation device may further include a housing that forms a closed space surrounding the plant, the housing being optically transparent to the artificial light, and the artificial light source being disposed outside the housing and irradiating the artificial light to the plant through the housing.
In this case, the plant cultivation space and the heat dissipation space of the light source can be separated by the housing, and the plant cultivation space can be configured to be less susceptible to the effects of heat from the light source. Therefore, when creating an environment suitable for plants in the cultivation space, there is no need to control the air conditioning while removing heat from the light source, and environmental control specialized for plants is possible. Therefore, plants can be grown efficiently while keeping costs down.
さらに、上記の植物育成装置において、前記筐体は、特定方向に配列された前記植物を列ごとに取り囲んでよい。
この場合、列ごとに植物の栽培空間の環境制御を行うことができる。また、各列の間に光源を設置することも可能となるため、植物の光合成効率を適切に向上させることができる。
Furthermore, in the above plant growing device, the housing may surround the plants arranged in a specific direction in rows.
In this case, the environment of the plant cultivation space can be controlled for each row. Also, it is possible to install a light source between each row, so that the photosynthetic efficiency of the plants can be appropriately improved.
また、本発明に係る植物育成方法の一態様は、人工光により植物を育成する植物育成方法であって、人工光源から前記植物に前記人工光を照射する工程と、前記人工光源が有する発光素子が配置された支持基板と、前記植物に供給する液肥とに放熱部を接触させて、前記人工光源の熱を前記液肥に放熱させる工程と、を含む。
これにより、液肥を利用して光源の熱を放熱することができる。そのため、光源からの空間への放熱量を低減させることができ、光源からの熱が植物の栽培空間へ与える影響をより適切に低減させることができる。
Moreover, one aspect of the plant cultivation method according to the present invention is a plant cultivation method for cultivating a plant using artificial light, comprising the steps of irradiating the plant with artificial light from an artificial light source, and bringing a heat dissipation unit into contact with a support substrate on which light-emitting elements of the artificial light source are arranged and with liquid fertilizer to be supplied to the plant, thereby dissipating heat from the artificial light source to the liquid fertilizer.
This allows the heat of the light source to be dissipated by using liquid fertilizer, thereby reducing the amount of heat dissipated from the light source into the space, and more appropriately reducing the impact of the heat from the light source on the plant cultivation space.
本発明では、植物が栽培される栽培空間への光源の放熱量を低減させることができる。 The present invention can reduce the amount of heat dissipated from the light source into the cultivation space in which the plants are grown.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態では、人工光により植物を育成する植物育成装置について説明する。本実施形態における植物育成装置は、例えば植物工場内に配置される。
ここで、上記植物は、例えば豆類(未成熟/種実)などの農作物とすることができる。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In this embodiment, a plant growing device that grows plants using artificial light will be described. The plant growing device in this embodiment is disposed in, for example, a plant factory.
Here, the plant may be, for example, an agricultural crop such as a legume (immature/seed).
図1は、本実施形態における植物育成装置100の概略構成例を示す模式図である。
植物育成装置100は、例えば植物工場内に配置される。
植物工場内には、不図示の栽培ラックが配置される。当該栽培ラックは、植物200を栽培する栽培空間40を形成する棚である。なお、栽培空間40は、開放空間であってもよいし、閉鎖空間であってもよい。
植物200は、栽培パネル50によって支持されている。栽培パネル50は、植物200を保持する板状部材である。栽培パネル50には、植物200を植栽するための1つ以上の貫通孔が設けられている。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the schematic configuration of a
The
A cultivation rack (not shown) is arranged in the plant factory. The cultivation rack is a shelf that forms a
The
栽培パネル50の上側は、植物200の茎が伸び、葉が広がるように伸長するための空間であって、植物200の葉や茎の大部分が露出する地上部空間210である。一方、栽培パネル50の下側は、液肥収容部31、植物200の茎の下部および根(主根、側根など)が配置され、根に養液(液肥)32が供給される地下部空間220である。
液肥収容部31は、植物200に供給する液肥32を収容する収容容器であり、液肥32が供給および排出可能に構成されている。液肥収容部31への液肥32の供給および排出は、液肥収容部31に接続された液肥制御部30により行われる。
The upper side of the
The liquid
本実施形態における植物育成装置100は、植物200の地上部空間210において、栽培空間40内の植物200に対して、植物200の側方から人工光を照射する。
具体的には、植物育成装置100は、植物200の光合成等に利用される人工光を放射する光源(人工光源)10を備える。光源10は、植物200の成長方向(図1のZ方向)に対して直交する方向(図1ではY方向)において植物200を挟んで対向配置されており、植物200の地上部空間210において、植物200の成長方向に対して両側方から人工光を照射する。
The
Specifically, the
本実施形態において、栽培空間40は、光源10と液肥収容部31と栽培パネル50とが配置された空間と、地上部空間210において植物200が占有し得る空間と、を含む。
なお、植物200が配置される栽培ラックは、固定式であっても可動式であってもよい。栽培ラックが可動式である場合、光源10は、固定されていてもよいし、栽培ラックとともに移動する構成であってもよい。また、植物200は、上下方向(Z方向)に多段に配置されてもよい。
さらに、植物育成装置100は、植物200の上方に配置された光源(人工光源)を備えてもよい。この場合、植物200の上方からも人工光が照射されうる。
In this embodiment, the
The cultivation rack on which the
Furthermore, the
〔人工光源〕
光源10は、その発光面が栽培空間40の側方領域(図1ではX-Z平面と平行な面)に対向するように配置され、植物200の側方から人工光を照射する。
植物は、成長につれ上下方向に伸長する。光源を植物の上方に設置し、植物の上方から光を照射した場合、光は、まず植物の最上部にある葉に到達する。しかしながら、最上部の葉の内側や当該葉の下側(植物の下部)には、光は到達しづらい。すなわち、光が確実に照射される植物の上部に位置する葉に比べ、当該光照射される葉と重なり合った葉や、当該光照射される葉の下側に配置される葉に到達する光の光量は低下する。そのため、とりわけ背丈の高い植物の場合、内側の葉(茎に近い側の葉)や植物の下側の葉における光合成が行われにくいという問題が生じうる。
[Artificial light source]
The
As a plant grows, it expands vertically. When a light source is placed above a plant and light is irradiated from above the plant, the light first reaches the topmost leaf of the plant. However, the light is less likely to reach the inside of the topmost leaf or the lower side of the leaf (lower part of the plant). In other words, the amount of light that reaches the leaves overlapping the irradiated leaf or the leaves located below the irradiated leaf is lower than the leaves located at the top of the plant where the light is reliably irradiated. Therefore, in the case of a particularly tall plant, a problem may occur in that photosynthesis is less likely to occur in the inner leaves (leaves closer to the stem) or the lower leaves of the plant.
本実施形態のように、植物200の成長方向(Z方向)に対して側方から人工光を照射する構成とすることで、植物200の上部のみならず植物200の下部に位置する葉に対しても適切な光量の光を照射することができる。
In this embodiment, by irradiating the
光源10は、例えば図2Aに示すように、平板状の支持体(支持基板)11上に複数の発光素子であるLED12が配置された面発光源であってよい。LED12は、主として光が放出されるLEDチップ12aと、不図示の給電装置から供給される電力をLEDチップ12aに給電するためのLED基板12bと、を備える。
これら複数のLED12は、図2Bに図2AにおけるA方向矢視図を示すように、支持基板11上に格子状に配置することができる。支持基板11は、例えばアクリル板やアルミニウム板などであってよい。
2A, the
As shown in Fig. 2B, which is a view taken in the direction of the arrow A in Fig. 2A, the
光源10においては、LEDチップ12aから光が放出され、LED基板12bからはLEDチップ12aへの電力供給に伴い熱が放熱される。すなわち、光が放出される発光方向13と放熱方向14とは、互いに反対方向となる。
複数のLED12は、互いに波長が異なる光を放出するものであってもよい。また、植物200の育成段階に応じて、適宜異なる波長の光を照射するようにしてもよい。
In the
The
なお、光源10の構成は、図2Aおよび図2Bに示す構成に限定されない。
例えば図3に示すように、支持基板11におけるLED12が配置される面とは反対側の面に、ヒートシンク等の放熱部材15を配置してもよい。
The configuration of the
For example, as shown in FIG. 3, a
また、LED12を支持する支持体は、上記のような平板状に限定されるものではなく、支持体表面が曲面部を有していてもよい。例えば図4に示すように、光源10は、波板状の支持基板11a上に複数のLED12が配置された構成であってもよい。
図4に示すように、波板状の支持基板11aの場合、平板状の支持基板11と比較してLED設置面の表面積が増加するので、LED12をより多く設置することが可能となる。また、LED12からの熱が放熱される面の表面積も増加するので、LED12の数が増加しても、効率良く放熱することが可能となる。
In addition, the support for supporting the
4, in the case of the
また、光源10は、円筒形の発光面を有するランプ光源を複数並列に並べた構成であってもよい。
The
光源10の発光面の大きさおよび形状は、光の被照射面となる栽培空間40の側方領域の大きさおよび形状と同等であってよい。この場合、光源10は、栽培空間40の側方領域の全面に均一または略均一に人工光を照射することができる。
なお、図1に示す植物育成装置100においては、光源10を、植物200を挟んでY方向に対向配置しているが、光源10は、植物200に対して一方の側のみに配置してもよい。
The size and shape of the light-emitting surface of the
In the
〔空調システム〕
本実施形態における植物育成装置100は、空気を送風し、栽培空間40内に空気の流れを形成する送風部としての空調システムを備えることができる。
空調システムは、図1に示すように、空調制御部20と、給気配管21と、排気配管22と、を備える。給気配管21および排気配管22は、後述する給気口41および排気口42にそれぞれ接続されている。
空調制御部20は、栽培空間40を、植物200の育成に適した状態に調整する。具体的には、空調制御部20は、栽培空間40内の温度、湿度、風量および二酸化炭素(CO2)濃度が植物200の育成に適した状態となるように調整された空気を送出する。
[Air conditioning system]
The
1, the air conditioning system includes an air
The air
空調制御部20によって送り出された空気は、給気配管21を通って植物200の下方に設けられた給気口41から栽培空間40内に供給される。給気口41から供給された空気は、栽培空間40内を下から上へ向かって流れて、植物200の上方に設けられた排気口42から排気され、排気配管22を通って空調制御部20に戻される。このように、空調システムは、栽培空間40内に空気を流し、気流循環を行っている。
栽培空間40内には、栽培空間40内の温度、湿度、風量および二酸化炭素(CO2)濃度をそれぞれ検出する不図示のセンサが設けられていてよい。この場合、空調制御部20は、当該センサの検出値に基づいて、栽培空間40内の温度、湿度、風量および二酸化炭素(CO2)濃度が所定の状態となるように給気配管21に送出する空気の温度、湿度、風量および二酸化炭素(CO2)濃度を調整することができる。
The air sent out by the air
The
ここで、給気口41および排気口42は、X方向に所定の長さ(例えば栽培空間40と同等の長さ)を有する開口であってよい。もしくは、給気口41および排気口42は、X方向に所定の間隔で離隔して形成された複数の開口であってよい。このような構成により、例えば図5に示すように、栽培空間40においてX方向に配列された複数株(ここでは6株)の植物200が栽培されており、栽培空間40がX方向に長い空間である場合でも、栽培空間40内に均一に空気を流すことができる。
なお、給気口41および排気口42の形状、大きさ、数および形成位置は、適宜設定することが可能である。
Here, the
The shape, size, number and formation positions of the
また、図5に示すように、空調システムは、給気ファン23および排気ファン24を備えてよい。給気ファン23は、例えば給気配管21と栽培空間40を形成する栽培ラックとの接続口に設けることができる。また排気ファン24は、例えば排気配管22と栽培空間40を形成する栽培ラックとの接続口に設けることができる。この場合、栽培空間40内に積極的に空気を流すことができる。
なお、給気ファン23および排気ファン24の設置位置は、図5に示す位置に限定されない。給気ファン23および排気ファン24は、栽培空間40内に所望の空気の流れを形成できる位置に設置されていればよく、例えば栽培空間40内に設置されていてもよい。また、空調システムは、給気ファン23および排気ファン24のいずれか一方のみを備える構成であってもよい。
5, the air conditioning system may include an
The installation positions of the
従来、図6に示すように、植物200の光合成等に利用される光を放出する光源110は、植物200が育成される植物工場内空間における植物200の上方に配置され、植物200の上方から光を照射していた。また、植物200の下方には液肥収容部131が配置され、植物200に液肥が供給される。
光源110は、X方向のみならずY方向に配列された複数の植物200へ光を照射するために、比較的大きな形状を有し、植物200の栽培空間において上下方向に空気を流せる構成にはなっていない。そのため、従来、図6の矢印で示すように、植物200の成長方向に対して側方から空気を流すことで、栽培空間内の環境制御を行っていた。
Conventionally, as shown in Fig. 6, a
The
しかしながら、植物200が背丈の高くなる植物である場合、植物200が成長するにつれて空気が流れにくくなり、排気口付近の環境を適切に制御できなくなり得る。また、図6に示すように、栽培空間内に光源110が配置されている場合、供給された空気は、光源110の熱を取り込みながら流れるため、とりわけ栽培空間がX方向に長い空間である場合には、給気口側と排気口側とで大きな温度勾配ができてしまう。
排気口付近の温度を最適な温度とするために、栽培空間に供給する空気の温度を下げたり風量を上げたりすることも考えられるが、その場合、今度は給気口付近の環境が、植物200にとって適した環境にならないという問題が生じ得る。
However, if the
In order to optimize the temperature near the exhaust port, it is possible to lower the temperature of the air supplied to the cultivation space or increase the air volume, but in that case, the problem may arise that the environment near the air intake port is not suitable for the
植物200の成長には適した風量があり、風量によって光合成効率が変わり得る。例えば、空気が動いていない状態では、植物200の葉の表面に存在するCO2濃度が低い空気の層(葉面境界層)が厚くなり、光合成効率が低下してしまう。葉の表面に風を当てることで、葉の表面の葉面境界層を破壊する(無くす)ことができ、光合成効率を向上させることができる。ただし、風量が大きすぎても、植物200にストレスがかかり、光合成効率が低下してしまう。
植物200の光合成効率を上げるためには、植物200にとって適した風量で、均一な空気の流れを作ることが重要である。
There is an appropriate wind volume for the growth of the
In order to increase the photosynthetic efficiency of the
そして、上記の問題は、図7Aおよび図7Bに示すように、植物200を挟んでY方向に対向配置された光源110から植物200に光を照射する側方照射の場合でも、植物200の成長方向に対して側方から空気を流す場合には同様に生じ得る。なお、図7Aは側方照射の場合の栽培空間の上面図、図7Bは側方照射の場合の側面図である。
したがって、上記従来の植物200の成長方向に対して側方から空気を流す空調制御では、給気口側の植物200と排気口側の植物200とで成長の差が出やすい。
The above problem may occur similarly in the case of lateral illumination in which light is irradiated onto the
Therefore, in the conventional air conditioning control described above in which air is blown from the side relative to the growth direction of the
そこで、本実施形態では、植物200の成長方向(上下方向)に空気を流す空調制御を行う。
そのために、植物200の下方に配置される液肥収容部31を複数に分割し、複数の液肥収容部31によって、特定方向(X方向)に配列された植物200に対して、列ごとに液肥32を供給する構成とする。そして、隣接する液肥収容部31の間に給気口41を設ける。これにより、栽培空間40に下方から空気を供給することが可能となる。
Therefore, in this embodiment, air conditioning control is performed to flow air in the growth direction (up and down direction) of the
For this purpose, the liquid
また、光源10を植物200の側方に配置し、植物200の上方に排気口42を設ける。これにより、栽培空間40の下方から供給された空気を、上方から適切に排気することができる。
このように、植物200の栽培空間40における空気の流れを下方から上方へ向かう方向とすることで、栽培空間40内において背丈の高い植物200が密集栽培されている場合であっても、均一な空気の流れを形成することができる。そのため、植物200にとって適した風量を維持しながら、栽培空間の温度を均一化することができる。その結果、株単位での植物間の成長の差を抑制することができる。
In addition, the
In this way, by making the air flow in the
また、本実施形態のように、栽培空間40がX方向に長い空間であり、光源10の発光面が栽培空間40の側方領域の大きさおよび形状に対応した大きさおよび形状を有する場合、光源10の発光面における上下方向(Z方向)の長さは、当該発光面における上下方向に直交する方向(X方向)の長さよりも短い。つまり、植物200の栽培空間40における空気の流れを下方から上方へ向かう方向とすることは、光源10の発光面の短辺方向に空気を流すことになる。
本実施形態では、光源10は栽培空間40内に配置されており、栽培空間40は光源10の放熱空間と分離されていない。そのため、栽培空間40に供給された空気は光源10からの熱を取り込みながら流れる。上記のように光源10の発光面の短辺方向に空気を流すようにすることで、給気口41側と排気口42側とで大きな温度勾配ができてしまうことを抑制することができる。
Furthermore, in the present embodiment, when the
In this embodiment, the
また、あたたかい空気は上昇するため、栽培空間40における空気の流れを下方から上方へ向かう方向とすることで、栽培空間40内のあたたかい空気を拡散させることなく排気することができる。
In addition, since warm air rises, by directing the air flow in the
〔液肥収容部〕
図1に戻って、液肥収容部31は、液肥配管33によって液肥制御部30に接続されており、液肥制御部30によって、液肥収容部31への液肥32の供給および排出が制御される。
そして、本実施形態における植物育成装置100は、光源10の熱を積極的に放熱する機構を備える。具体的には、植物育成装置100は、液肥32を利用して光源10の熱を放熱する放熱部を備える。液肥32を利用して光源10の熱を放熱することで、光源10からの空間への放熱量を低減させることができる。そのため、光源10からの熱が植物200の栽培空間へ与える影響をより適切に低減させることができる。
[Liquid fertilizer storage section]
Returning to FIG. 1 , the liquid
The
放熱部は、光源10の支持基板11と液肥収容部31に収容された液肥32とに接触している部材である。例えば、放熱部は、図1に示すように、液肥32に浸漬された光源10の支持基板11の端部とすることができる。図1に示すように、支持基板11の端部を液肥32に浸漬することで、光源10の熱を、直接、液肥32に逃がすことができる。なお、この図1では、液肥収容部31内において、支持基板11が液肥収容部31にも接触しているが、支持基板11は、少なくとも液肥32に接触していればよい。
また、液肥制御部30は、液肥タンク内の液肥32の温度を下げるための冷却部30aを備えてよい。この冷却部30aは、例えばチラー方式の水槽用クーラーなどであってよい。これにより、光源10からの熱を吸収した液肥32を適切に冷却することができ、液肥32の温度上昇を抑えることができる。
The heat dissipation section is a member that is in contact with the
The liquid
また、放熱部は、例えば、光源10の支持基板11の一部が接触された液肥収容部(収容容器)31であってよい。この場合、図8に示すように、支持基板11は、液肥32に浸漬されない状態で液肥収容部31に接触されてよい。このような構成により、光源10の熱を、液肥収容部31を介して液肥32に逃がすことができる。また、支持基板11を液肥32に浸漬させなくてもよいため、支持基板11が液肥32によって腐食されたりショートされたりするおそれもない。
ここで、液肥収容部31は、例えば金属などの熱伝導率の高い材料により構成されてよい。その場合、より効率良く光源10の熱を液肥32に放熱させることができる。上記金属としては、例えばアルミニウムなどを用いることができる。
Furthermore, the heat dissipation section may be, for example, a liquid fertilizer storage section (storage container) 31 with which a part of the
Here, the liquid
また、放熱部は、例えば図9に示すように、液肥収容部31内に配置され、支持基板11の少なくとも一部と液肥32とに接触する放熱板35であってよい。この場合、支持基板11は、液肥32に浸漬されない状態で放熱板35に接触されてよい。ここで、放熱板35は、例えば金属などの熱伝導率の高い材料により構成することが好ましい。
このような構成により、液肥収容部31が熱伝導率の高い金属により構成されていない場合であっても、光源10の熱を液肥32に放熱させることが可能である。また、支持基板11を液肥32に浸漬させないため、支持基板11が液肥32によって腐食されたりショートされたりするおそれもない。
9, the heat dissipation section may be a
With this configuration, even if the liquid
このように、放熱部により光源10の熱を液肥32へ逃がすことで、放熱空間への光源10の放熱量を低減させることができる。既存の液肥循環を光源10の放熱に利用することができるので、新たに水冷システム等の設置が不要である。そのため、装置の大型化を抑制することができるともに、コストの削減を実現することができる。
In this way, by dissipating the heat of the
図10は、液肥収容部31の構成例を示す図である。
栽培ラック300は、水平配置される支持枠301と、支持枠301に支持される複数の支持板302と、を備える。複数の支持板302は、それぞれY方向に伸び、X方向に所定間隔に離間して並列配置される。なお、栽培ラック300の形状は、上記に限定されるものではない。
FIG. 10 is a diagram showing an example of the configuration of the liquid
The
複数の液肥収容部31は、栽培ラック300の支持板302上においてX方向に伸び、Y方向に所定間隔に離間して配置される。
液肥収容部31上には、植物を支持する栽培パネル50が配置される。この図10では、X方向に延在する1つの液肥収容部31上に、3つの栽培パネル50を配置した例を示している。この場合、栽培パネル50間には、植物を植栽するための貫通孔が設けられていない隙間用パネル51を配置してよい。
なお、図10では図示を省略しているが、栽培パネル50は、すべての液肥収容部31上に配置してよい。
The liquid
Although not shown in Figure 10, the
複数の液肥収容部31は、X方向における一端側と他端側とでそれぞれ連結されており、複数の液肥収容部31への液肥32の供給および複数の液肥収容部31からの液肥32の排出を一括で行うことが可能であってよい。この場合、複数の液肥収容部31のX方向両端において複数の液肥収容部31を連結する連結部に、それぞれ液肥配管33が接続される。
また、本実施形態における植物栽培装置100は、液肥収容部31に収容された液肥32の温度を検出するセンサ31aを備えてよい。そして、液肥制御部30は、センサ31aによる検出値に基づいて、液肥収容部31に収容された液肥32の温度を植物に適した温度に制御してよい。
なお、センサ31aの取付位置は特に限定されない。また、図10に示す例では、複数の液肥収容部31を並列に接続する場合について説明したが、液肥配管33の接続方法は特に限定されない。
The liquid
Furthermore, the
In addition, the mounting position of the
隣接する液肥収容部31の間には、それぞれ光源10が配置される。このとき、図10に示すように、X方向において、複数(ここでは3つ)の光源10を所定間隔に離間して配置してもよい。ただし、光源10の配置は上記に限定されない。例えば、光源10は、X方向における液肥収容部31の一端から他端まで隙間なく配置されてよい。
A
図11は、植物200を上下に多段に配置した場合の配置例である。
植物栽培室500には、床501から天井502に亘ってビニールカーテンなどの仕切り材210が設置されており、当該仕切り材210によって、植物栽培室500は給気空間511と排気空間512とに区画されている。
給気空間511は、空調制御部20によって調整された空気を栽培空間40に供給するための空間であり、図1に示す給気配管21に対応する。排気空間512は、栽培空間40から排気された空気を空調制御部20に戻すための空間であり、図1の排気配管22に対応する。
FIG. 11 shows an example of an arrangement in which plants 200 are arranged vertically in multiple tiers.
In the
The
給気空間511の空気は、例えば、栽培ラック300の支持枠301に設置された給気ファン23によって栽培空間40に供給される。栽培空間40に供給された空気は、栽培ラック300の支持板302の隙間から、液肥収容部31間の隙間を通って光源10の間を上方向に流れ、例えば、栽培ラック300の支持枠301に設定された排気ファン24によって排気空間512へ排気される。
ここで、栽培ラック300には、上下の栽培空間40を区画する風制御板25が設けられていてよい。風制御板25を設置することで、下段の栽培空間40から排気された空気(あたたかい空気)が、上段の栽培空間40に供給されないようにすることができる。
The air in the
Here, the
以上説明したように、本実施形態における植物育成装置100は、植物に前記人工光を照射する光源10を備える。光源10は、発光素子であるLED12が配置された支持基板11を有する。また、植物育成装置100は、植物200に供給する液肥32を収容する収容容器を有する液肥収容部31と、支持基板11と収容容器とに接触し、光源10の熱を液肥32に放熱する放熱部と、を備える。
つまり、本実施形態における植物育成方法は、光源10から植物200に人工光を照射する工程と、光源10が有する支持基板11と、植物200に供給する液肥32とに放熱部を接触させて、光源10の熱を液肥32に放熱させる工程と、を含む。
As described above, the
In other words, the plant cultivation method in this embodiment includes a step of irradiating artificial light from a
このように、本実施形態における植物育成装置100は、液肥32を利用して光源10の熱を放熱する。そのため、光源10からの空間への放熱量を低減させることができ、光源10からの熱が植物200の栽培空間40へ与える影響をより適切に低減させることができる。
In this way, the
ここで、上記放熱部は、液肥32に浸漬された支持基板11の端部であってよい。この場合、光源10からの熱を、直接、液肥に逃がすことができる。
また、上記放熱部は、支持基板11の一部が接触された、例えば金属からなる収容容器であってもよい。この場合、光源10からの熱を、液肥32の収容容器を介して液肥に逃がすことができる。
さらに、上記放熱部は、収容容器内に配置され、支持基板11の少なくとも一部と液肥32とに接触する放熱板35であってもよい。この場合、例えば液肥32の収容容器が熱伝導率の低い材料から構成される場合であっても、光源10からの熱を、放熱板35を介して液肥32に逃がすことができる。
Here, the heat dissipation portion may be an end portion of the
The heat dissipation section may be, for example, a container made of metal that is in contact with a part of the
Furthermore, the heat dissipation part may be a
また、植物育成装置100は、液肥収容部31により収容されている液肥32を冷却する冷却部30aをさらに備えてよい。この場合、光源10からの熱を吸収した液肥32を適切に冷却することができ、液肥32の温度上昇を抑えることができる。
The
以上のように、本実施形態における植物育成装置100では、光源10の熱を液肥32へ逃がすことで、栽培空間内における光源10からの放熱量を低減させることができる。したがって、栽培空間の空調制御に係るコストを削減することができる。また、栽培空間内の環境を均一化することが容易となるため、植物体ごとの成長に差を抑制することができる。
As described above, in the
(変形例)
上記実施形態においては、光源10を栽培空間40の側方に配置し、植物200の側方から光を照射する側方照射を行う場合について説明したが、光源10を栽培空間40の上方に配置して、植物200の上方から光を照射する上方照射を行ってもよい。
この場合、植物200を挟んで上下方向に光源10と液肥収容部31とが配置されるため、植物200を上下多段に複数配置すると、上段の液肥収容部31と下段の光源10とが上下方向に隣接して配置されることになる。
この場合には、下段の光源10の熱を上段の液肥収容部31に収容された液肥32を利用して放熱してよい。つまり、下段の光源10の支持基板11を屈曲させて上方に伸ばし、上段の液肥収容部31に収容された液肥32に浸漬させたり、下段の光源10の支持基板11と上段の液肥収容部31とを直接または放熱板を介して接触させたりしてもよい。
また、上方照射の場合、上方に配置した光源10を複数に分割して配置するなどにより、植物200の上方に排気口42を設けることができるので、栽培空間40内に上下方向の空気の流れを形成することも可能である。
(Modification)
In the above embodiment, the
In this case, the
In this case, the heat from the lower
In addition, in the case of upward illumination, an
さらに、上記実施形態においては、植物200の下方に給気口41を設け、植物200の上方に排気口42を設けることで、栽培空間40内の空気の流れる方向を下から上に設定する場合について説明した。しかしながら、空気の流れる方向は特に限定されない。例えば、植物200の上方に給気口41を設け、植物200の下方に排気口42を設け、栽培空間40内の空気の流れる方向を上から下に設定してもよい。
Furthermore, in the above embodiment, a case has been described in which the air flow direction in the
また、上記実施形態においては、植物育成装置100は、図12に示すように、植物200を取り囲む閉鎖空間を形成する筐体40Aを備えてよい。この場合、筐体40A内の閉鎖空間を栽培空間40とすることができる。
筐体40Aは、植物200の地上部空間210において、植物200を取り囲み、閉鎖空間を形成する。なお、筐体40Aの形状および大きさは特に限定されない。また、筐体40A内で栽培される植物200の株の数も特に限定されない。
光源10は、筐体40A外において、その発光面が筐体40Aの側面(図1ではX-Z平面と平行な面)に対向するように配置され、植物200の側方から人工光を照射する。
筐体40Aは、光源10から放射される人工光に対して光透過性を有する部材により構成されている。例えば筐体40Aは、人工光を透過するガラス部材、アクリル部材やPET部材等の透明樹脂部材などから構成することができる。
このような構成により、光源10から放射された人工光は、筐体40Aを透過して植物200の両側方から照射される。
In the above embodiment, the
The
The
The
With this configuration, the artificial light emitted from the
この場合、給気口41および排気口42は、筐体40Aに設けられてよい。給気口41は筐体40Aにおける下部に設けられ、排気口42は筐体40Aにおける上部に設けられてよい。具体的には、給気口41は筐体40Aの底面に設けられ、排気口42は筐体40Aの上面に設けられてよい。この場合、給気口41から供給された空気は、筐体40A内を下から上へ向かって流れて排気される。
In this case, the
ここで、筐体40Aは、特定方向(X方向)に配置された植物200を列ごとに取り囲むことができる。また、複数の液肥収容部31は、筐体40A外において、複数存在する筐体40Aにそれぞれ対応して配置することができる。そして、筐体40Aの底面の一部に液肥収容部31を対向配置させ、筐体40Aの底面の残りの領域に給気口41を形成する。これにより、複数の液肥収容部31のうち、隣接する液肥収容部31の間に給気口41を設けることができ、植物200の栽培空間40に下方から空気を供給することが可能となる。
Here, the
このように、筐体40Aによって植物200の栽培空間40と光源10の放熱空間とを分離してもよい。これにより、植物200の栽培空間40が光源10からの熱の影響をより受けにくい構成とすることができる。したがって、空調制御部20は、より植物200に特化した空調制御が可能となる。
また、液肥収容部31を筐体40Aの外部に配置し、植物200の栽培空間40と液肥空間とを分離することもできる。そのため、液肥制御部30は、植物200の栽培空間40の温度の影響を受けることなく、独立して液肥32の温度制御を行うことができる。さらに、植物200の栽培空間40と液肥空間とを分離することで、液肥32による栽培空間40の湿度への影響を回避することができる。そのため、空調制御部20は、植物200に特化した空調制御が可能となる。
In this manner, the
Also, the liquid
なお、図1に示す例では、複数の液肥収容部31を並列に接続する場合について説明したが、例えば図13に模式的に示すように、複数の液肥収容部31は、液肥制御部30に接続された液肥配管33と、液肥収容部31同士を接続する接続配管34とによって、直列に接続されていてもよい。この場合にも、適切に液肥32を循環させることができる。
また、図13に示すように、給気配管21および排気配管22は、一端が空調制御部20に接続され、他端が複数の筐体40にそれぞれ接続された構成であってよい。このような構成により、空調制御部20から送出された空気は、給気配管21を通って各筐体40内に供給され、各筐体40の内部を通った空気は、排気配管22を通って空調制御部20に戻される。
なお、給気配管21、排気配管22および液肥配管33の接続方法は、図13に示す方法に限定されない。
In the example shown in Fig. 1, a case where a plurality of liquid
13, the
The method of connecting the
また、上記実施形態においては、植物育成装置100が空調制御部20を備える場合について説明したが、空調制御部20は備えていなくてもよい。この場合、植物育成装置100は、栽培空間40に必要な空気を流すことができるファンを備えていればよい。
さらに、上記実施形態においては、植物育成装置100が液肥制御部30を備える場合について説明したが、液肥32の温度制御が不要な場合には、液肥制御部30は備えていなくてもよい。この場合、植物育成装置100は、液肥収容部31に液肥32を補充可能な機構を備えていればよい。
In the above embodiment, the
Furthermore, in the above embodiment, the
さらに、上記実施形態においては、育成対象の植物200が大豆などの豆類である場合について説明したが、植物200は豆類に限定されるものではなく、人工光により育成可能な植物であればよい。
Furthermore, in the above embodiment, the
本発明に係る植物育成装置によれば、農作物の増産および安定収穫を実現することができる。このことは、国連が主導する持続可能な開発目標(SDGs)の目標2「飢餓を終わらせ、食料安全保障及び栄養の改善を実現し、持続可能な農業を促進する」に対応し、また、ターゲット2.1「2030年までに、飢餓を撲滅し、全ての人々、特に貧困層及び幼児を含む脆弱な立場にある人々が一年中安全かつ栄養のある食料を十分得られるようにする」に大きく貢献するものである。
The plant cultivation device according to the present invention can increase agricultural production and achieve stable harvests. This corresponds to
10…人工光源、11…支持基板、12…LED、20…空調制御部、21…給気配管、22…排気配管、23…給気ファン、24…排気ファン、30…液肥制御部、31…液肥収容部、32…液肥、33…液肥配管、34…接続配管、35…放熱板、40…栽培空間、40A…筐体、41…給気口、42…排気口、50…栽培パネル、100…植物育成装置、200…植物、300…栽培ラック 10...artificial light source, 11...support substrate, 12...LED, 20...air conditioning control unit, 21...air supply pipe, 22...exhaust pipe, 23...air supply fan, 24...exhaust fan, 30...liquid fertilizer control unit, 31...liquid fertilizer storage unit, 32...liquid fertilizer, 33...liquid fertilizer pipe, 34...connection pipe, 35...heat sink, 40...cultivation space, 40A...casing, 41...air supply port, 42...exhaust port, 50...cultivation panel, 100...plant cultivation device, 200...plant, 300...cultivation rack
Claims (18)
発光素子と、前記発光素子が配置された支持基板と、を有し、前記植物に前記人工光を照射する人工光源と、
前記植物に供給する液肥を収容する収容容器を有する液肥収容部と、
前記支持基板と前記収容容器に収容された前記液肥とに接触し、前記人工光源の熱を前記液肥に放熱する放熱部と、
を備えることを特徴とする植物育成装置。 A plant growing device for growing plants using artificial light,
an artificial light source having a light-emitting element and a support substrate on which the light-emitting element is arranged, the artificial light irradiating the plant with the artificial light;
A liquid fertilizer storage unit having a storage container for storing liquid fertilizer to be supplied to the plant;
A heat dissipation section that contacts the support substrate and the liquid fertilizer contained in the storage container and dissipates heat from the artificial light source to the liquid fertilizer;
A plant growing device comprising:
前記植物の上方および下方のうち他方に設けられ、前記栽培空間内の空気を排出する排気口と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の植物育成装置。 an air supply port provided above or below the plant to supply air to a cultivation space in which the plant is cultivated;
An exhaust port provided above or below the plant and configured to exhaust air from within the cultivation space;
The plant growing device according to claim 1, further comprising:
前記排気口は、前記植物の上方に設けられている
ことを特徴とする請求項7に記載の植物育成装置。 The air intake is provided below the plant,
The plant growing device according to claim 7 , wherein the exhaust port is provided above the plant.
前記複数の液肥収容部は、特定方向に配列された前記植物に対して列ごとに前記液肥を供給するように、それぞれ離間して配置されており、
隣接する前記液肥収容部の間に前記給気口および前記排気口のいずれか一方が設けられている
ことを特徴とする請求項7に記載の植物育成装置。 The liquid fertilizer storage unit further includes a plurality of liquid fertilizer storage units arranged below the plants and configured to store liquid fertilizer to be supplied to the plants.
The plurality of liquid fertilizer storage units are arranged at intervals so as to supply the liquid fertilizer to the plants arranged in a specific direction for each row,
The plant growing device according to claim 7 , wherein either the air supply port or the exhaust port is provided between adjacent liquid fertilizer storage units.
前記センサによる検出値に基づいて、前記液肥収容部に収容された液肥の温度を制御する液肥制御部と、をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の植物育成装置。 A sensor for detecting the temperature of the liquid fertilizer stored in the liquid fertilizer storage section;
The plant growing device according to claim 1, further comprising a liquid fertilizer control unit that controls a temperature of the liquid fertilizer stored in the liquid fertilizer storage unit based on a detection value by the sensor.
前記筐体は、前記人工光に対して光透過性を有し、
前記人工光源は、前記筐体外に配置され、前記筐体を介して前記人工光を前記植物に照射する
ことを特徴とする請求項1に記載の植物育成装置。 Further comprising a housing forming a closed space surrounding the plant;
The housing is light-transmissive to the artificial light,
The plant growing device according to claim 1 , wherein the artificial light source is disposed outside the housing and irradiates the plant with the artificial light through the housing.
人工光源から前記植物に前記人工光を照射する工程と、
前記人工光源が有する発光素子が配置された支持基板と、前記植物に供給する液肥とに放熱部を接触させて、前記人工光源の熱を前記液肥に放熱させる工程と、
を含むことを特徴とする植物育成方法。 A method for growing plants using artificial light, comprising:
irradiating the plant with artificial light from an artificial light source;
A step of contacting a heat dissipation unit with a support substrate on which a light emitting element of the artificial light source is arranged and liquid fertilizer to be supplied to the plant, thereby dissipating heat from the artificial light source to the liquid fertilizer;
A plant cultivation method comprising the steps of:
Priority Applications (1)
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JP2023057273A JP2024145043A (en) | 2023-03-31 | 2023-03-31 | Plant growing device and plant growing method |
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- 2023-03-31 JP JP2023057273A patent/JP2024145043A/en active Pending
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