(57)【要約】【課題】栽培植物への炭酸ガスの吸収効率を高めるとともに、効率よく炭酸ガスを吸収させるようにした炭酸ガス供給システムを提供する。【解決手段】  栽培施設内に列状に定植された栽培植物の葉群に沿って供給気体を供給し、かつ、供給位置を上下方向に変更可能とする供給位置変更手段１０６を備えた気体供給部と、供給気体の供給量及び供給位置を制御する供給制御部１０１と、栽培植物の葉群近傍の気流情報を検出する気流情報検出手段と、前記供給制御部を制御する集中制御部３０１とを備え、前記集中制御部３０１が、前記気流情報検出手段が検出した前記気流情報から下降気流と判断した場合は、所定の供給基準位置よりも上方側から供給気体を供給し、上昇気流と判断した場合は、所定の供給基準位置よりも下方側から供給気体を供給するように前記供給制御部を制御することにより、上記課題を解決する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
栽培施設内において列状に定植された栽培植物の葉群に沿って配された通気性を有する管状体から供給気体を栽培植物へ供給し、かつ、前記管状体による供給気体の供給位置を所定の供給基準位置から上下方向に変更可能とする供給位置変更手段を備えた気体供給部と、
前記気体供給部と接続され、前記気体供給部から供給される供給気体の供給量及び供給位置を制御する供給制御部と、栽培植物の葉群近傍における気流情報を検出する気流情報検出手段と、
前記気流情報検出手段が検出した気流情報に基づき供給気体の供給量及び供給位置を決定して、前記供給制御部を制御する集中制御部とを備え、
前記集中制御部が、前記気流情報検出手段が検出した前記気流情報を取得して、前記気流情報から下降気流の発生を判断した場合は、前記供給基準位置よりも上方側から供給気体を供給し、
前記気流情報検出手段が検出した前記気流情報から上昇気流の発生を判断した場合は、前記供給基準位置よりも下方側から供給気体を供給するように前記供給制御部を制御することを特徴とする炭酸ガス供給用システム。
【請求項２】
前記管状体は、その長手方向が、列状に定植された栽培植物の葉群に沿う略水平方向と一致する複数の気体供給パイプからなり、
前記供給位置変更手段は、前記気体供給手段と、前記複数の気体供給パイプとが、それぞれ、開閉制御可能な開閉弁を介して連結するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の炭酸ガス供給システム。
【請求項３】
前記複数の気体供給パイプは、少なくとも１つが前記供給基準位置に設けられており、かつ、前記供給基準位置の上方および下方に、それぞれ少なくとも１つずつ設けられ、
前記集中制御部は、取得した前記気流情報から上昇気流及び下降気流のいずれも生じていないと判断した場合、供給気体を、前記所定の供給基準位置に設けられた前記気体供給パイプから供給し、
上昇気流と判断した場合には、前記所定の供給基準位置の下方に設けられた前記気体供給パイプから供給用気体を供給し、
下昇気流と判断した場合には、前記所定の供給基準位置の上方に設けられた前記気体供給パイプから供給用気体を供給するように、前記供給制御部を制御することを特徴とする請求項２に記載の炭酸ガス供給システム。
【請求項４】
前記炭酸ガス供給システムは、さらに、栽培植物の葉群近傍における炭酸ガス濃度を検出する炭酸ガス濃度検出手段と、栽培植物の葉群近傍に空気を送風する送風手段とを備え、
前記集中制御部は、前記炭酸ガス濃度検出手段から炭酸ガス濃度の情報を取得し、取得した炭酸ガス濃度が所定の値以上である場合、炭酸ガスの供給を一定時間停止するように前記供給制御部を制御し、かつ、前記一定時間にわたって、空気を送風するよう前記送風手段を制御するように構成されたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の炭酸ガス供給システム。
【請求項５】
前記送風手段は、空気を送風する送風機構と、前記集中制御部から無線通信により前記送風機構の制御情報を取得可能とする通信部と、太陽光パネルと、前記太陽光パネルの発電により前記送風機構及び前記通信部に動作電源を供給する電源部とが一体化された送風ユニットによって構成されていることを特徴とする請求項４に記載の炭酸ガス供給システム。
【請求項６】
前記送風ユニットは、さらに、前記気体供給パイプと着脱自在な取付部を備え、前記取付部によって、前記気体供給パイプ上の所定位置に着脱自在に取り付けられていることを特徴とする請求項２または請求項５に記載の炭酸ガス供給システム。
【請求項７】
さらに、前記送風ユニットを、前記気体供給パイプ上に所定の間隔をおいて、複数備えていることを特徴とする請求項６に記載の炭酸ガス供給システム。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の炭酸ガス供給システムであって、
さらに、栽培施設内に、前記気体供給部及び前記供給制御部を備えた複数の炭酸ガス供給装置が設置され、前記気流情報取得手段は、前記気流情報と紐づいた位置情報を取得し、前記集中制御部は、取得した前記位置情報から一の前記炭酸ガス供給装置を特定し、取得した前記気流情報に基づいて、その特定した炭酸ガス供給装置の供給制御部を制御するように構成されていることを特徴とする炭酸ガス供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭酸ガス供給システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
野菜、果菜、花卉、果樹等の栽培植物は、日照、水分、温度、湿度等の環境条件が満たされた状態で、周囲の炭酸ガス濃度を所定の基準値よりも高くすると、光合成が活発になり、生育が促進されることが知られている。そこで、例えば、特許文献１、２のように、栽培施設内において、炭酸ガスを供給する気体供給パイプを、列状に定植された栽培植物の葉群に沿って敷設し、葉群近傍に炭酸ガスを供給することによって、炭酸ガスの吸収効率（炭酸ガスの供給量に対し、栽培植物に吸収される量の割合）を高めるとともに、葉群近傍の炭酸ガス濃度を所定の基準値以上に保つように供給量を制御することによって、栽培植物の生育を促進させるようにした炭酸ガス供給システムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１１９９１号公報
【特許文献２】特開２０１５−４３７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、一般的な栽培施設は、透光性を有する被覆材（ガラス、アクリル、塩化ビニール、ポリエチレン、ポリエステル等）を使用した密閉度の高い構造となっているため、日照等によって内部の空気が温められると、その空気は温度差による自然対流を起こし、これにより、上昇気流や下降気流が生じやすい構造となっている。その結果、葉群近傍に配設した気体供給パイプから炭酸ガスを供給しても、上昇気流や下降気流の発生によって、炭酸ガスを散布した位置である供給位置から、炭酸ガスが上下に流されることにより、葉群近傍の炭酸ガス濃度が低下し、炭酸ガスの吸収効率が悪化するという問題があった。
【０００５】
一方で、栽培植物は、炭酸ガスを取り込んで葉内の炭酸ガス濃度が所定以上となると、炭酸ガスの吸収効率が低下し、光合成が緩慢となる性質がある。この緩慢化状態を早期に解消するためには、栽培植物の転流を促すことで、葉内の炭酸ガス濃度を迅速に低下させることが肝要である。
【０００６】
しかしながら、従来の炭酸ガス供給システムは、この炭酸ガスの吸収効率が低下した状態においても、葉群近傍の炭酸ガス濃度を所定の基準値以上に保つように、炭酸ガスの供給量を制御する。その結果、吸収されなかった炭酸ガスが、栽培植物の葉の表面に滞留し、葉の周囲の酸素濃度を低下させることによって、栽培植物の呼吸を妨げる。栽培植物の呼吸が妨げられると、転流が阻害されて、葉内の炭酸ガス濃度が低下するまでに時間がかかる。その結果、従来の炭酸ガス供給システムによれば、栽培植物の光合成の緩慢化によって、光合成を好適に促進することができなかった。
【０００７】
したがって、本発明は、栽培植物の炭酸ガスの吸収効率を高めるとともに、栽培植物の光合成を好適に促進することができる炭酸ガス供給システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のかかる目的は、栽培施設内において列状に定植された栽培植物の葉群に沿って配された通気性を有する管状体から供給気体を栽培植物へ供給し、かつ、前記管状体による供給気体の供給位置を所定の供給基準位置から上下方向に変更可能とする供給位置変更手段を備えた気体供給部と、前記気体供給部と接続され、前記気体供給部から供給される供給気体の供給量及び供給位置を制御する供給制御部と、栽培植物の葉群近傍における気流情報を検出する気流情報検出手段と、前記気流情報検出手段が検出した気流情報に基づき供給気体の供給量及び供給位置を決定して、前記供給制御部を制御する集中制御部とを備え、前記集中制御部が、前記気流情報検出手段が検出した前記気流情報を取得して、前記気流情報から下降気流の発生を判断した場合は、前記供給基準位置よりも上方側から供給気体を供給し、前記気流情報検出手段が検出した前記気流情報から上昇気流の発生を判断した場合は、前記供給基準位置よりも下方側から供給気体を供給するように前記供給制御部を制御することを特徴とする炭酸ガス供給用システムによって達成される。
【０００９】
本発明の炭酸ガス供給システムによれば、上下方向の気流が発生した場合においても、集中制御部が、葉群近傍の気流の方向に応じて供給位置を上下に切換えるよう制御する。これにより、発生した気流の流れを利用して、供給気体を栽培植物の葉群近傍の所定の供給基準位置へ供給し、葉群近傍の炭酸ガス濃度の低下を防止する。その結果、供給気体の吸収効率を向上できる。
【００１０】
本発明の好ましい実施態様においては、前記管状体は、その長手方向が、列状に定植された栽培植物の葉群に沿う略水平方向と一致する複数の気体供給パイプからなり、前記供給位置変更手段は、前記気体供給手段と、前記複数の気体供給パイプとが、それぞれ、開閉制御可能な開閉弁を介して連結するように構成されたことを特徴とする。
【００１１】
本発明のこの好ましい実施態様によれば、気体供給手段と、前記複数の気体供給パイプとが、それぞれ、開閉制御可能な開閉弁を介して連結するよう構成されているため、開閉弁の制御によって供給気体の流路を迅速に切り換えることができる。これにより、気体供給手段は、気流の変化に迅速に対応できるように供給位置が切り換え可能となる。
【００１２】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記複数の気体供給パイプは、少なくとも１つが前記供給基準位置に設けられており、かつ、前記供給基準位置の上方および下方に、それぞれ少なくとも１つずつ設けられ、前記集中制御部は、取得した前記気流情報から上昇気流及び下降気流のいずれも生じていないと判断した場合、供給気体を、前記所定の供給基準位置に設けられた前記気体供給パイプから供給し、上昇気流と判断した場合には、前記所定の供給基準位置の下方に設けられた前記気体供給パイプから供給用気体を供給し、下昇気流と判断した場合には、前記所定の供給基準位置の上方に設けられた前記気体供給パイプから供給用気体を供給するように、前記供給制御部を制御することを特徴とする。
【００１３】
本発明のこの好ましい実施態様によれば、所定の供給基準位置と、その上下に配設した気体供給パイプによって、簡便かつ迅速に供給気体の供給先を切換えが可能となる。これにより、供給気体の効率的な供給を可能とし、吸収効率をさらに向上させることできる。
【００１４】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記炭酸ガス供給システムは、さらに、栽培植物の葉群近傍における炭酸ガス濃度を検出する炭酸ガス濃度検出手段と、栽培植物の葉群近傍に空気を送風する送風手段とを備え、前記集中制御部は、前記炭酸ガス濃度検出手段から炭酸ガス濃度の情報を取得し、取得した炭酸ガス濃度が所定の値以上である場合、炭酸ガスの供給を一定時間停止するように前記供給制御部を制御し、かつ、前記一定時間にわたって、空気を送風するよう前記送風手段を制御するように構成されたことを特徴とする。
【００１５】
本発明のこのさらに好ましい実施態様によれば、炭酸ガス供給システムは、栽培植物の葉群近傍の炭酸ガス濃度が所定の値以上となると、炭酸ガスの供給を一定時間停止し、送風手段によって栽培植物の葉群近傍に送風するように構成されていることにより、所定量の炭酸ガスを吸収して炭酸ガスの吸収効率が低下した栽培植物の葉の表面に滞留した炭酸ガスを送風により除去することできる。その結果、余剰となった炭酸ガスにより栽培植物の呼吸が妨げられ、転流が阻害されることを防止する。これによって、栽培植物の光合成の緩慢化を早期解消し、栽培植物の光合成を好適に促進することが可能になる。
【００１６】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記送風手段は、空気を送風する送風機構と、前記集中制御部から無線通信により前記送風機構の制御情報を取得可能とする通信部と、太陽光パネルと、前記太陽光パネルの発電により前記送風機構及び前記通信部に動作電源を供給する電源部とが一体化された送風ユニットによって構成されている。
【００１７】
本発明のこのさらに好ましい実施態様によれば、前記送風手段は、発電能力を有する太陽光パネルによって送風機構に動作電源を供給するため、送風手段にかかる装置の省エネ化が図られる。加えて、送風手段は、前記集中制御部から無線通信により前記送風機構の制御情報を取得可能とする通信部を備え、独立したユニットとして構成されているので、送風手段にかかる装置の配設がより簡便となり、炭酸ガス供給システムの利便性を向上させることができる。
【００１８】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記送風ユニットは、さらに、前記気体供給パイプと着脱自在な取付部を備え、前記取付部によって、前記気体供給パイプ上の所定位置に着脱自在に取り付けられている。
【００１９】
本発明のこのさらに好ましい実施態様によれば、前記送風ユニットは、気体供給パイプ上に着脱自在に取り付けられているため、装置の取付けや取り外し、位置の調整が容易となり、炭酸ガス供給システムの利便性をさらに高めることができる。
【００２０】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、炭酸ガス供給システムは、前記送風ユニットを、前記気体供給パイプ上に所定の間隔をおいて、複数備えている。
【００２１】
本発明のこのさらに好ましい実施態様によれば、気体供給パイプ上に所定の間隔をおいて複数の送風ユニットを設けているので、送風時の風力を高め、より迅速に葉群近傍から供給した炭酸ガスを除去することができる。また、列状に定植された栽培植物へ向け、より広範囲に送風が可能となる。
【００２２】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、さらに、栽培施設内に、前記気体供給部及び前記供給制御部を備えた複数の炭酸ガス供給装置が設置され、前記気流情報取得手段は、前記気流情報と紐づいた位置情報を取得し、前記集中制御部は、取得した前記位置情報から一の前記炭酸ガス供給装置を特定し、取得した前記気流情報に基づいて、その特定した炭酸ガス供給装置の供給制御部を制御するように構成されている。
【００２３】
本発明のこのさらに好ましい実施態様によれば、栽培施設の規模に応じて設置する炭酸ガス供給装置の数を変更することにより、炭酸ガス供給システムの規模の拡張及び変更を柔軟かつ容易に行うことができ、加えて、栽培施設内全体の炭酸ガス供給装置の制御を、集中制御部で一元管理することによって、炭酸ガス供給システムのコスト効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、栽培植物の炭酸ガスの吸収効率を高めるとともに、栽培植物の光合成を促進することができる炭酸ガス供給システムを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態にかかる炭酸ガス供給システムの構成を示す説明図である。
【図２】図２は、図１の炭酸ガス供給装置の構成を示す説明図である。
【図３】図３は、炭酸ガス供給システムに設けられた図１の送風ユニットの要部拡大図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態にかかる集中制御装置のハードウェア構成のブロック図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態にかかる炭酸ガス供給装置、送風ユニット及び集中制御装置の供給処理を示すフローチャートである。
【図６】図６は、図５の気体供給開始処理を示すフローチャートである。
【図７】図７は、図５の炭酸ガス供給位置変更処理を示すフローチャートである。
【図８】図８は、図５の炭酸ガス間欠供給処理（濃度条件）を示すフローチャートである。
【図９】図９は、図５の炭酸ガス間欠供給処理（時間条件）を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、図８及び図９の送風処理を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、本発明の他の実施の形態にかかる炭酸ガス供給装置の構成を示す説明図である。
【図１２】図１２は、本発明のさらなる他の実施の形態にかかる炭酸ガス供給装置の構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付図面に基づいて、本発明の好ましい実施態様につき、詳細に説明を加える。
【００２７】
図１は、本発明の好ましい実施態様にかかる炭酸ガス供給システム１の構成を示す説明図である。
本実施態様にかかる炭酸ガス供給システム１は、複数の炭酸ガス供給装置１００と、集中制御装置３００を備えている。各炭酸ガス供給装置１００は、ＷＡＮ（Wide Area Network）、専用通信網、ＶＰＮ（Virtual Private
Network）、インターネット等の通信網ＮＷによって、集中制御装置３００と、それぞれが通信可能に接続されている。これにより、通信網ＮＷを介して、集中制御装置３００が、複数の炭酸ガス供給装置１００を制御可能に構成されている。
【００２８】
各炭酸ガス供給装置１００は、供給制御部１０１と、通信部１０２と、流量調整部１０３と、気体供給手段である炭酸ガス供給手段１０４及び空気供給手段１０５と、供給位置変更手段１０６と、気体供給パイプ１０７とを備えている。供給制御部１０１は、ＣＰＵ、記憶装置、記録装置、プログラム（いずれも図示せず）等を有する電子制御機構である。供給制御部１０１は、通信部１０２と、流量調整部１０３と、供給位置変更手段１０６とを電気的に接続している。さらに、供給制御部１０１は、通信部１０２を通じて、集中制御装置３００からの制御情報を取得して、制御情報に基づいて、後述する流量調整部１０３及び供給位置変更手段１０６の制御を行うように構成されている。
【００２９】
図２は、図１の炭酸ガス供給装置１００の構成を示す説明図である。
炭酸ガス供給装置１００は、栽培施設４００内に配設され、栽培植物に炭酸ガスや空気などの気体を供給するように構成されている。炭酸ガス供給装置１００は、上下方向に高さを異ならせて配設した３本の気体供給パイプ１０７を備え、かつ、気体供給パイプ１０７を支持する複数の支柱１０８と、支柱１０８に気体供給パイプ１０７を載置するための複数のフック１０９とを備えている。
【００３０】
通信部１０２は、通信網ＮＷと接続する通信ポート（図示せず）を有している。供給制御部１０１は、通信部１０２が通信網ＮＷと接続されていることによって、通信網ＮＷと接続されている集中制御装置３００との通信が可能となっている。
【００３１】
流量調整部１０３は、電気信号で流量が制御可能な圧力調整器１１３付きの調節弁によって構成されている。流量調整部１０３は、炭酸ガス供給手段１０４及び空気供給手段１０５と供給位置変更手段１０６とを接続する三方弁によって構成されている。流量調整部１０３は、さらに、炭酸ガスを供給する炭酸ガス供給手段１０４と接続された流量調整弁１０３ａと、空気を供給する空気供給手段１０５と接続された流量調整弁１０３ｂとを有し、供給制御部１０１からの制御信号を取得することによって、それぞれの流量調整弁１０３ａ，１０３ｂの流量及び圧力を制御するように構成されている。これにより、流量調整部１０３は、供給位置変更手段１０６を介して、気体供給パイプ１０７への気体供給の開始及び停止や、供給する炭酸ガスの濃度調節を行うことができる。例えば、流量調整部１０３を、炭酸ガス供給手段１０４と接続された流量調整弁１０３ａを閉じ、炭酸ガスの供給を停止するように制御すれば、空気のみを供給することができる。
【００３２】
また、流量調整部１０３として、調節弁ではなく、より構造が単純な開閉弁を用いると、安価に構成でき、経済的である。しかし、開閉弁は、弁の開放度合いによる、気体の単位時間当たりの流量調整ができないため、単純な弁の開放や閉鎖によっては適切に炭酸ガスの濃度調節をすることが難しい。その場合、開閉弁の動作は、調節弁における開放動作の代わりに、所定の時間間隔で弁の開閉を繰り返すようにし、かつ、調節弁における閉鎖動作の代わりに、上記の開閉動作を停止したうえで弁を閉鎖するように変更するとよい。これによって、流量調整部１０３は、弁の開閉をする所定の時間間隔の調節により、気体の単位時間当たりの流量を調整することができるため、適切な炭酸ガスの濃度調節が可能になる。
【００３３】
なお、圧力調整器１１３は、炭酸ガスが気体供給パイプ１０７全体に、所定の濃度で効率よく行き渡るよう、炭酸ガスに圧力を加えるものである。圧力調整器１１３によって、炭酸ガスを供給する際、適切な圧力を加え、炭酸ガスの供給量を最適化し、余分な炭酸ガスの消費を抑える機能を有している。
【００３４】
炭酸ガス供給手段１０４は、栽培植物４０１に供給する炭酸ガスが入ったボンベ又はタンクによって構成されている。炭酸ガスを効率的よく局所的に供給するためには、炭酸ガス供給手段１０４として、高濃度の炭酸ガスの供給が可能な液化炭酸ガスボンベ又はタンクを用いることが特に好ましい。
【００３５】
空気供給手段１０５は、栽培植物４０１に供給する圧縮空気が入ったボンベ又はタンクによって構成されている。空気供給手段１０５を設けることによって、気体供給パイプ１０７内に供給される炭酸ガスを希釈することができ、栽培植物４０１に供給する炭酸ガスを所望の濃度に調節することが可能になる。また、空気供給手段１０５から空気のみを供給することによって、気体供給パイプ１０７の近傍に、酸素を供給し、栽培植物の呼吸を活性化して生育を促すことができる。例えば、悪天候や夜間等、日照量が落ちて光合成が行われていない間にも、気体供給パイプ１０７に空気を送り続けることにより、効率的な栽培植物の育成が可能となる。
【００３６】
さらに、流量調整部１０３に流量を検出する検出手段を設けて、かつ、炭酸ガス供給手段１０４及び空気供給手段１０５のボンベ又はタンクのバルブに開閉検知手段を設けて、バルブが開いている状態が検知されているにもかかわらず、流量調整部１０３に、二酸化炭素や空気が流れていないことが検出されると、供給制御部１０１が異常を検知して、アラーム情報を集中制御部３０１に報知する構成としてもよい。この場合、報知によりアラーム情報を取得した集中制御部３０１は、出力部３０４に警告を表示する。これにより、管理者が迅速にボンベ又はタンクが空になったことを知り、ボンベ又はタンクを迅速に交換できる。また、供給制御部１０１が、流量を検出する検出手段により、炭酸ガス供給手段１０４から供給された炭酸ガス又は空気供給手段１０５から供給された空気の積算流量を取得して、その情報を集中制御部３０１に送信する構成としてもよい。この場合、積算流量に関する情報を取得した集中制御部３０１は、この情報を出力部３０４に表示する。これにより、管理者は、ボンベ又はタンクが空になる時期を予測できるため、ボンベ又はタンクの交換が円滑にできる。
【００３７】
図２に示されるように、列状に定植された栽培植物４０１に沿って、支柱１０８が所定間隔で立設されている。支柱１０８は、その長さ方向に沿って、気体供給パイプ１０７を載置可能な複数のフック１０９を備えている。複数のフック１０９により、複数の気体供給パイプ１０７を、上下方向に高さが異なるよう支柱１０８に多段に載置することができる。
【００３８】
気体供給パイプ１０７は、パイプ全体から気体を外部に均一に供給することができるように、全周に亘り多数の微細孔が形成された通気性の管壁を有している。このような気体供給パイプ１０７としては、例えば、ポーラスパイプや潅水用パイプを用いることができる。
【００３９】
複数本の気体供給パイプ１０７はそれぞれ、所定間隔で立設されている支柱１０８に設けられた同じ高さのフック１０９に載置されており、各気体供給パイプ１０７同士が略平行となるように設けられている。さらに、気体供給パイプ１０７は、それぞれが、上下方向に、所定の供給基準位置および所定の供給基準位置から一定の距離を隔てて、設けられている。ここで、所定の供給基準位置とは、栽培植物４０１の葉が生い茂った繁茂部分の略中央位置となる高さを指し、炭酸ガスを、気体供給パイプ１０７から葉が生い茂った繁茂部分に、効率よく供給するための、基準となる位置である。なお、所定の供給基準位置は管理者が自由に設定できる。所定の供給基準位置は、栽培植物４０１の繁茂部分の中央近傍の高さとすることが望ましい。
【００４０】
図２においては、所定の供給基準位置と、その供給基準位置から上下方向にほぼ同じ距離を隔てた位置に配設した合計で３本の気体供給パイプ１０７が図示されている。このように、気体供給パイプ１０７の配設方法として、中段の気体供給パイプ１０７を所定の供給基準位置に配置し、上段の気体供給パイプ１０７は繁茂部分の上端近傍に、下段の気体供給パイプ１０７は栽培植物４０１の繁茂部分の下端近傍に配設することが望ましい。このように、複数の気体供給パイプ１０７を配置することにより、繁茂部分の上端近傍から下端までの範囲をカバーして、栽培植物４０１に好適に炭酸ガスを散布できる。
【００４１】
複数の気体供給パイプ１０７は、上下方向に高さを異ならせて配設されているから、後述する供給位置変更手段１０６によって、炭酸ガスを供給する気体供給パイプ１０７を選択的に切り換えることによって、炭酸ガスの供給位置を上下方向に変更することが可能な構成となっている。この構成において、集中制御部３００は、通常、所定の供給基準位置に配設された気体供給パイプ１０７から炭酸ガスを供給するよう、供給制御部１０１を介して供給位置変更手段１０６を制御する。そして、
栽培植物４０１の繁茂部分近傍で、上方または下方に気流が発生した場合に、その情報を取得して、気流の向きに応じて、炭酸ガス１０７を供給する気体供給パイプ１０７を、気流の向きと逆方向に上下に切り換えることによって、炭酸ガスが上下に流されても、気流の流れを利用して、栽培植物４０１の繁茂部分の炭酸ガスが向かうように炭酸ガスを散布することができる。
【００４２】
すなわち、下降気流が生じている場合には、上段の気体供給パイプ１０７から、上昇気流が生じている場合には、下段の気体供給パイプ１０７から、上昇気流も下降気流も生じていない場合には、中央の気体供給パイプ１０７から炭酸ガスを供給することにより、炭酸ガスを所望のように栽培植物４０１の繁茂部分に向けて供給することが可能になる。これにより、炭酸ガスの吸収効率を向上できる。
【００４３】
供給位置変更手段１０６は、供給制御部１０１によって弁体が開閉制御される切替弁１１２によって構成されている。供給位置変更手段１０６は、気体が流入する流入口１１０と、気体が排出される複数の排出口１１１を備え、流入口１１０が流量調整部１０３と接続され、複数の排出口１１１が、多段に載置された複数の気体供給パイプ１０７にそれぞれ接続されている。
【００４４】
図示されていないが、供給位置変更手段１０６内において、排出口１１１は、そのうちの一つが択一的又は選択的に流入口１１０と接続されている。そして、供給制御部１０１が排出口１１１の弁体を開閉制御することよって、流入口１１０と接続する排出口１１１が切り換えられるように構成され、これにより、供給位置変更手段１０６は、炭酸ガス供給手段１０４及び空気供給手段１０５から供給された供給気体を、複数接続された気体供給パイプ１０７へ選択的に供給可能に構成されている。なお、排出口１１１から分岐し、気体供給パイプ１０７の配管へと続く中間に電磁弁などの開閉バルブを設けて気体供給パイプ１０７からの気体供給を自在に調節する構成としてもよい。
【００４５】
図３は、図１の炭酸ガス供給システム１に設けられた送風ユニット２００の略正面図である。
送風ユニット２００は、集中制御装置３００からの指令によって駆動制御され、栽培植物４０１に空気を送風する小型の送風機構である。図３に示されるように、送風ユニット２００は、ユニット制御部２０１と、送風機２０２と、太陽光パネル２０３と、センサモジュール２０４を備えており、センサモジュール２０４は、通信部２０５と、識別子２０６と、炭酸ガス濃度センサ２０７と、風力センサ２０８を備えている。
【００４６】
送風ユニット２００は、各気体供給パイプ１０７と着脱自在な取付部２０９を備えている。送風ユニット２００は、この取付部２０９によって、気体供給パイプ１０７に着脱自在に取り付けられる。これにより、送風ユニット２００の配設や設置位置の変更を容易に行うことができる。なお、送風ユニット２００は、所定の供給基準位置に配設されている気体供給パイプ１０７にのみ取り付けるようにしてもよく、また、支柱１０８に取り付けるようにしてもよく、さらには、支柱１０８や栽培施設４００内の天井や配管から吊下げる構成としてもよい。いずれの場合も、送風ユニット２００は、栽培植物４０１の葉群近傍に省電力で送風可能となるように、栽培植物４０１の葉群の近傍に設けることが望ましい。
【００４７】
ユニット制御部２０１は、送風機２０２と、太陽光パネル２０３と、センサモジュール２０４と、通信部２０５とに電気的に接続している。ユニット制御部２０１は、ＣＰＵ、記憶装置、記録装置、プログラム（いずれも図示せず）等を有する電子制御機構であり、集中制御装置３００から、通信部２０５を通じて指令を取得し、送風機２０２の駆動制御を行うとともに、送風機２０２の駆動情報、太陽光パネル２０３の発電情報及びセンサモジュール２０４の検出情報等の各種情報を、通信部２０５から集中制御装置３００に送信するように構成されている。
【００４８】
送風機２０２は、送風用のファンを備えた、送風方向が変更可能な小型の送風装置である。送風用のファンは上下方向及び左右方向に回動可能な首振り機能を有しており、送風方向を立体的に変化させて空気を送風することができる。加えて、送風用のファンの羽を逆回転させることができ、通常の送風方向とは反対方向へ送風可能である。これにより、送風機２０２は、柔軟に送風方向を変更可能な構成となっている。
【００４９】
ここで、従来の、栽培施設内に配置される、大型、大風量、大消費電力の送風機に代えて、栽培施設内に分散配置した複数の小型の送風機２０２によって栽培植物４０１へ送風する構成によれば、列状に定植された栽培植物４０１の全体に行き渡る大風量の風を起こす必要がなく、栽培植物４０１の繁茂部分近傍へ局所的に送風が可能となるため、従来と比べ、送風機全体を省電力化できる。加えて、送風機近傍に定植さえた栽培植物４０１が大風量の送風にさらされてストレスを受け、その成長が妨げられる、又は、品質に劣化が生ずるといった事態を防止できる。さらに、複数の小型の送風機２０２を栽培施設内で分散配置して多点で送風する構成によれば、送風の場所及び方向の細かなコントロールが可能となるため、栽培施設内の温度、湿度、二酸化炭素濃度を均一化しやすい。これにより、栽培植物４０１全体の光合成の効率を高めることができる。
【００５０】
また、送風機２０２が栽培植物４０１の繁茂部分近傍に送風する理由は次の通りである。栽培植物４０１は、葉内と葉外の二酸化炭素濃度の濃度差によって、気孔から葉内に二酸化炭素を吸収する。しかし、葉内の炭酸ガス濃度が所定以上となると、気孔を閉じる性質があり、これにより、炭酸ガスの吸収速度が低下するため、そのまま炭酸ガスを供給し続けても、栽培植物４０１に効率よく炭酸ガスを吸収させることができない。このとき、葉の表面に薄い二酸化炭素の層（葉面境界層）ができ、栽培植物４０１の呼吸が妨げられて、転流が阻害されることにより葉内の二酸化炭素濃度が下がらず、光合成の速度が低下している。そのため、葉の気孔を再び開いて炭酸ガスを吸収するようにするためには、葉面境界層を除去し、栽培植物４０１の呼吸を促すことで転流を促進し、これにより葉内の二酸化炭素濃度を低下させ、再び気孔を開かせることが有効である。そのため、葉面境界層を送風によって、除去することが、栽培植物４０１の光合成を好適に促進する上で望ましい。
【００５１】
したがって、本実施態様においては、栽培植物４０１に所定量の炭酸ガスを吸収させた後、炭酸ガスの供給を一旦停止し、送風機２０２により空気を送風して、栽培植物４０１の繁茂部分近傍の炭酸ガスを除去するように構成されている。これにより、炭酸ガスを吸収して気孔を閉じ、光合成が緩慢化した栽培植物４０１の呼吸を促して転流を促進する。すると、葉内の炭酸ガス濃度が迅速に低下し、再び気孔を開いて光合成が活発化する。したがって、栽培植物４０１を、炭酸ガスを供給し続けた場合と比較して格段に早く、炭酸ガスを再び吸収可能な状態にすることができる。したがって、炭酸ガスを除去した後に、再び、気体供給パイプ１０７から炭酸ガスを栽培植物４０１に供給することによって、栽培植物４０１に効果的に炭酸ガスを吸収させ、栽培植物４０１の光合成効率を高めることができる。
【００５２】
送風用のファンの駆動及び停止は、ユニット制御部２０１によって制御され、送風用のファンを駆動することによって、栽培植物４０１の繁茂部分に空気が送風される。その結果、栽培植物４０１の繁茂部分近傍の炭酸ガスが除去され、炭酸ガス濃度を低下させることができる。送風機２０２は、例えば、２．５ｍ／ｓの風を送風する構成とし、炭酸ガスを除去する。
【００５３】
また、栽培植物４０１は、葉温が上がりすぎると光合成速度が低下するため、送風機２０２から空気を栽培植物４０１に送風することによって、炭酸ガスを除去するだけでなく、栽培植物４０１の葉温の過度な上昇を防ぐことができ、光合成をより促進することが可能になる。
【００５４】
太陽光パネル２０３は、蓄電装置２１０付きの太陽光発電装置であり、太陽光を受けて発生した電力をユニット制御部２０１、送風機２０２および、センサモジュール２０４に供給する。送風ユニット２００が太陽光パネル２０３を備えているため、送風ユニット２００を設置する際に、送風ユニット２００の稼働に必要な電源と接続するためのケーブル等を省略することができ、送風ユニット２００を、栽培施設４００内において、任意の位置に設置することができる。
【００５５】
さらに、太陽光パネル２０３が蓄電装置２１０を備えているため、発電可能な日照を得られない時間帯においても、送風ユニット２００の稼働電力を確保することができる。これにより、天候の変化による電力量の欠乏を補い、安定して、ユニット制御部２０１及びセンサモジュール２０４を稼働させることができる。
【００５６】
さらに、太陽光パネル２０３には、バッテリ等の他の電源を組み込んでもよく、これにより、一層、安定した電力供給が可能となる。また、送風ユニット２００は、太陽光パネル２０３の発電量を検出し、その発電量から日照度を計算することによってで、日照度の情報を取得可能に構成されている。すなわち、発電量と日照度の比例関係から、送風ユニット２００は、発電量に応じた日照度を算出するように構成されている。
【００５７】
センサモジュール２０４は、通信部２０５、識別子２０６、炭酸ガス濃度を測定する炭酸ガスセンサ２０７、風力を検出する風力センサ２０８を備えている。センサモジュール２０４は、集中制御装置３００からの指令に応じて、各種センサの検出情報を、通信部２０５を介して、集中制御装置３００へ送信する。各種センサの検出情報としては、例えば、炭酸ガスセンサ２０７で検出した炭酸ガス濃度の情報、風力センサ２０８で検出した風力の向きに関する情報、送風ユニット２００によって算出された日照度に関する情報などが含まれる。なお、各種センサの検出情報は、送風ユニット２００の記憶装置（図示せず）に一時記憶されるように構成されている。
【００５８】
通信部２０５は、無線通信を可能とする無線通信媒体（図示せず）を有しており、通信網ＮＷと接続する通信ポート（図示せず）を有している。通信部２０５の無線通信は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１規格の無線ＬＡＮの方式で行われる。通信の一部又は全部を、通信ケーブルを用いた有線接続とすることも可能であるが、送風ユニット２００との通信に関しては、送風ユニット２００の設置の自由度や利便性等の観点から、無線通信媒体を用いることが好ましい。通信部２０５が通信網ＮＷと接続することによって、通信網ＮＷと接続されている集中制御装置３００との情報の送受信が可能になる。
【００５９】
識別子２０６は、複数の送風ユニット２００の中から、１つの送風ユニット２００を認識するための識別情報を有する電子タグ等の識別機構である。識別情報は、集中制御装置３００が認識した１つの送風ユニット２００を制御するために用いられるものである。識別子２０６は、識別情報に位置情報を含むようにしてもよい。ここに、位置情報とは、栽培施設４００内における位置が座標として指定されるように数値化された情報である。例えば、識別子２０６として送風ユニット２００の識別番号と位置情報が記憶されたＲＦＩＤタグを用いて、所定の読み取り装置により、集中制御装置３００が送風ユニット２００のＲＦＩＤタグから、識別番号と位置情報を取得するように構成することができる。このようにすると、多数の送風ユニットを配設する場合に、ＲＦＩＤタグの書き換え機能により、送風ユニット２００の配設の際、位置情報の設定やその設定変更が容易となる。
【００６０】
炭酸ガス濃度センサ２０７は、炭酸ガス濃度を検出するセンサである。炭酸ガス濃度センサ２０７は、炭酸ガス濃度を検出すると、炭酸ガス濃度とその検出位置の情報を含む炭酸ガス濃度情報を生成する。集中制御部３０１は、炭酸ガス濃度センサ２０７から炭酸ガス濃度情報を取得可能に構成されている。
【００６１】
風力センサ２０８は、気流が上方に流れているか、下方に流れているかを検出するとともに、気流の風力を検出するセンサである。風力センサ２０８は、設置位置における気流の方向を検出可能とするため、センサ部分（図示せず）を上下の開いた円筒で囲い、上下方向以外の気流を遮断するように構成されている。
【００６２】
なお、センサモジュール２０４内に、稼働に必要な電源が組み込まれていてもよい。これによって、日照の少ない曇り等の天候においても、電力不足を防止して好適に、炭酸ガス濃度情報や風力情報が検出可能となる。
【００６３】
図４は、集中制御装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
集中制御装置３００は、栽培施設４００内の各種検出情報を取得して、炭酸ガス供給装置１００及び送風ユニット２００を制御する機能を有している。集中制御装置３００は、例えばパーソナルコンピュータ等（ノートパソコンやタブレット端末、スマートフォン及びその他の携帯電子端末等を含む）によって構成することができる。
【００６４】
集中制御装置３００は、集中制御部３０１を備えており、集中制御部３０１には、通信部３０２と、入力部３０３と、出力部３０４と、記憶部３０５と、記録部３０６と、計時手段３０７とが接続されている。
【００６５】
集中制御部３０１は、ＣＰＵ等の回路を用いて構成される。集中制御部３０１は、記録部３０６に記録されたデータベース３０９に格納されている制御プログラム３０８を実行し、炭酸ガス供給装置１００及び送風ユニット２００を制御するように構成されている。
【００６６】
通信部３０２は、通信網ＮＷと接続する通信ポートを有し、通信部３０２が通信網ＮＷと接続することによって、通信網ＮＷと接続されている炭酸ガス供給装置１００や送風ユニット２００との情報のやり取りが可能となる。
【００６７】
通信部３０２は、無線通信を可能とする無線通信媒体を有しており、無線通信は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１規格の無線ＬＡＮの方式で行われる。また、通信の一部又は全部を、通信ケーブルを用いた有線接続とすることもできるが、送風ユニット２００との通信に関しては、送風ユニット２００の設置の自由度や利便性等の観点から、無線通信媒体を用いることが好ましい。
【００６８】
入力部３０３は、管理者によって入力操作されるキーボードやマウス等のハードウェアによって構成されている。管理者は、入力部３０３を操作することによって、データベース３０９内の情報の閲覧や、集中制御部３０１の処理の実行開始又は終了の操作等を行うことができる。
【００６９】
出力部３０４は、集中制御部３０１等の演算処理の結果を出力するモニタ、プリンタ等によって構成されている。管理者は、出力部３０４によって集中制御装置３００から必要な情報を取得することができる。
【００７０】
記憶部３０５は、ＲＡＭ等によって構成される揮発性のメモリによって構成されている。記憶部３０５には、制御プログラム３０８の実行に際して必要な情報が一時的に記憶される。
【００７１】
記録部３０６は、ＨＤＤ等の磁気記録機構、又はＳＳＤやフラッシュメモリ等の半導体記録機構によって構成される不揮発性のメモリ機構である。記録部３０６には制御プログラム３０８とデータベース３０９が格納されている。
【００７２】
計時手段３０７は、現在時刻を計測する機構で、例えば、時間計測用ソフトウェアやＧＰＳ時計によって構成され、集中制御部３０１は、計時手段３０７から現在時刻の情報を取得可能に構成されている。
【００７３】
制御プログラム３０８は、集中制御部３０１が適切な炭酸ガス及び空気の供給を制御するためのプログラムである。集中制御部３０１は、制御プログラム３０８を実行し、炭酸ガス供給装置１００による炭酸ガス及び空気の供給や送風ユニット２００による炭酸ガスの除去などの栽培植物への炭酸ガス及び空気の供給に関する必要な処理を実行するように構成されている。
【００７４】
データベース３０９には、炭酸ガス供給装置１００及び送風ユニット２００の制御についての必要なデータが格納されている。例えば、炭酸ガス供給装置１００や送風ユニット２００から取得した各種検出情報、又は、制御プログラム３０８の実行履歴、入力部３０３からの入力情報などのデータが記憶されている。
【００７５】
図５から図１０は、本発明の好ましい実施態様にかかる炭酸ガス供給システム１における炭酸ガス及び空気の供給処理の一例を示すフローチャートである。
【００７６】
図１に示されるように、本発明の好ましい実施態様にかかる炭酸ガス供給システム１は、栽培施設４００内に複数の炭酸ガス供給装置１００が設置されており、集中制御装置３００が、通信網ＮＷを介して、各炭酸ガス供給装置１００と並行して通信を行い、制御するよう構成されている。
【００７７】
この構成においては、栽培施設４００内に、例えば、総数Ｎの炭酸ガス供給装置１００を設置した場合、あらかじめ各炭酸ガス供給装置１００に、制御番号として１〜Ｎの番号が割り当てられる。このように、全ての炭酸ガス供給装置１００に対し、一意の制御番号が割り当てられている。
【００７８】
図５から図１０に示されているフローチャートの一連の処理は、本実施態様にかかる炭酸ガス供給システムにおいて、制御番号ごとに、すなわち、炭酸ガス供給装置１００ごとに独立して行うように構成されている。そのため、図５から図１０のフローチャートの一連の処理において、炭酸ガス供給装置１００と集中制御装置３００との間で送受信される全ての情報は、その炭酸ガス供給装置１００に対応する制御番号を含んでいる。すなわち、各炭酸ガス供給装置１００の供給制御部１０１は、割り当てられた制御番号を保持し、集中制御装置３００へ、その制御番号が含まれた情報を送信し、集中制御装置３００の集中制御部３０１は、各供給制御部１０１に対し、その供給制御部１０１に割り当てられた制御番号と同一の番号が含まれた情報を、個別に送信する。
【００７９】
また、送風ユニット２００と集中制御装置３００との間で送受信される全ての情報には、送風ユニット２００が設置されている炭酸ガス供給装置１００に対応する制御番号が含まれている。具体的には、制御番号は、送風ユニット２００のユニット制御部２０１の記録装置に保持されている。そのため、集中制御部３０１は、炭酸ガス供給装置１００ごとに、その炭酸ガス供給装置１００に設置されている送風ユニット２００を制御することができる。
【００８０】
このように、各炭酸ガス供給装置１００に、制御番号が割り当てられているため、集中制御装置３００の集中制御部３０１が、複数の炭酸ガス供給装置１００を特定して通信することが可能となり、炭酸ガス供給装置１００ごとに制御できる。また、データベース３０９において、制御プログラム３０８や処理の記録を、制御番号を用いて、炭酸ガス供給装置１００ごとに管理できる。
【００８１】
そして、各炭酸ガス供給装置１００を一意の制御番号で管理するため、炭酸ガス及び空気の供給を制御する条件を、炭酸ガス供給装置１００ごとに設定することも可能である。このように設定すれば、例えば、炭酸ガス及び空気の適切な供給条件が異なる種々の栽培植物について、単一の栽培施設４００で一括して育成を行う場合に好適である。また、同一種の栽培植物について、異なる供給制御を行い、供給制御の方法を比較試験する場合にも好適である。
【００８２】
この場合、送風ユニット２００との通信において制御番号を含めるようにする。例えば、各送風ユニット２００において、その送風ユニット２００が設置されている炭酸ガス供給装置１００の制御番号を、ユニット制御部２０１の記録装置に保持させる、あるいは、識別子２０６の識別情報に登録する必要がある。
【００８３】
本発明の好ましい実施形態にかかる炭酸ガス供給装置１００においては、各気体供給パイプ１０７に複数の送風ユニット２００が設けられている（図２参照）。この場合には、集中制御部３０１は、各送風ユニット２００の各種センサに、各送風ユニット２００の設置位置を一地点とする、栽培施設４００内の複数地点での同時並行的に測定を行わせる。このように複数地点で同時に測定された情報は、集中制御部３０１において、各送風ユニット２００の位置情報と紐付けでデータベース３０９に記録することで、栽培施設４００内における分布情報が得られる。すなわち、測定された情報が日照度であれば日照度の分布が、炭酸ガス濃度であれば炭酸ガス濃度の分布が、気流であれば気流の分布が取得できる。これにより、例えば、栽培施設内における炭酸ガス濃度の分布を集中制御部３０１が取得し、炭酸ガス濃度の分布からの濃度の偏りを参照して、送風ユニット２００の駆動を制御し、炭酸ガスの濃度の高い方へ送風するようにして、栽培施設４００内の炭酸ガス濃度の均一化を図ることもできる。
【００８４】
さらに、各送風ユニット２００の位置情報は制御番号を含んでおり、集中制御部３０１は、各送風ユニット２００から取得した日照度、炭酸ガス濃度、又は気流の情報を、制御番号と紐づけてデータベース３０９に記録する。
【００８５】
一つの炭酸ガス供給装置１００において複数の送風ユニット２００を配設する場合、集中制御部３０１は、図５から図１０に示されているフローチャートの各種判定の際に、判定に用いる所定の数値と比較できるように、日照度、炭酸ガス濃度、又は気流の分布情報を取得後、判定処理の前に、その分布情報を単純な数値（スカラー値）に変換したものを算出する。例えば、所定の方法による代表値の選出や、空間平均をとるなどの統計処理によって、日照度、炭酸ガス濃度、又は気流の分布情報を単純な数値にする。これにより、一つの炭酸ガス供給装置１００に複数の送風ユニット２００を設置した場合であっても、これらの送風ユニット２００から取得される分布情報を、炭酸ガス供給装置１００につき一つの数値として取得できるため、図５から図１０に示されているフローチャートの一連の処理において、必要な判定を実行することができる。
【００８６】
図５は、本実施態様にかかる炭酸ガス供給システムにおける炭酸ガス及び空気の供給処理のメインフローを示すフローチャートである。このフローチャートに従って各処理が行われることにより、本実施態様にかかる炭酸ガス供給システム１によって、栽培施設４００内の栽培植物４０１への炭酸ガス及び空気の供給を行う。
【００８７】
本実施態様にかかる炭酸ガス供給システム１における炭酸ガス及び空気の供給処理は、集中制御装置３００において、管理者による入力部３０３からの開始の要求に応じ、集中制御部３０１が、制御プログラム３０８を実行することによって開始される。そして、メインフローの開始の情報は、集中制御部３０１により、データベース３０９に記録される。炭酸ガス及び空気の供給処理の開始の情報は開始時刻を含み、開始時刻は集中制御部３０１により、計時手段３０７を介して計測されるように構成されている。
【００８８】
以下、逐次的な説明は省くが、本実施態様において実行される全ての通信、制御、測定、判定等の処理の結果は、データベース３０９に記録される。すなわち、通信、制御、測定、判定等の処理が実行されると、その実行の結果が集中制御部３０１により、データベース３０９に記録される。なお、その記録には各処理の実行の時刻も含まれており、その時刻に関する情報は、集中制御部３０１が、計時手段３０７から取得する。
【００８９】
まず、集中制御部３０１が、制御プログラム３０８を実行し、気体供給開始処理を行う。気体供給開始処理は、気体供給を開始するための処理である。これにより、炭酸ガス供給システム１による炭酸ガス及び空気の供給が開始される（ステップＳ１０１）。気体供給開始処理の詳細については後述する。
【００９０】
気体供給開始処理（ステップＳ１０１）が終了すると、データベース３０９に記録されている流量調整弁１０３ａの開閉に関するデータの参照によって、供給気体が炭酸ガスを含有しているか否かが判定される（ステップＳ１０２）。
【００９１】
供給気体が炭酸ガスを含有していれば、ステップＳ１０３が開始され、供給気体が炭酸ガスを含有していなければ、ステップＳ１０５が開始される。
【００９２】
ステップＳ１０３では、炭酸ガス供給位置変更処理が行われる。炭酸ガス供給位置変更処理は、栽培植物４０１の炭酸ガス吸収効率を高めるため、所定条件下で炭酸ガスの供給位置を変更するための処理である。炭酸ガス供給位置変更処理の詳細については後述する。
【００９３】
炭酸ガス供給位置変更処理（ステップＳ１０３）が終了すると、炭酸ガス間欠供給処理が行われる（ステップＳ１０４）。炭酸ガス間欠供給処理は、光合成の促進のため、所定条件下で栽培植物４０１に送風するための処理である。炭酸ガス間欠供給処理の詳細については後述する。
【００９４】
炭酸ガス間欠供給処理（ステップＳ１０４）が終了すると、メインフローの最初に戻り、再び気体供給開始処理（ステップＳ１０１）が行われる。
【００９５】
ステップＳ１０５では、集中制御部３０１が、計時手段３０７から現在時刻を取得する。そして、現在時刻が、予め設定された、炭酸ガス及び空気の供給処理の終了時刻に達したか否かが判定される（ステップＳ１０５）。
【００９６】
ここで、炭酸ガス及び空気の供給処理の終了時刻とは、炭酸ガス及び空気の供給処理の稼働期間の終了時刻であり、管理者が任意に設定することができる。炭酸ガス及び空気の供給処理の終了時刻を定めることなく、炭酸ガス及び空気の供給処理の稼働期間が無制限となるよう設定することもできる。
【００９７】
ステップＳ１０５において、炭酸ガス及び空気の供給処理の終了時刻でない場合、又は、炭酸ガス及び空気の供給処理の終了時刻が無制限に設定されている場合、メインフローの最初の処理（ステップＳ１０１）に戻る。炭酸ガス及び空気の供給処理の終了時刻に達していれば、ステップＳ１０６が開始される。
【００９８】
ステップＳ１０６においては、空気供給停止処理が行われる。空気供給停止処理は、所定条件下で気体供給パイプ１０７から栽培植物４０１に空気の供給を行っている場合に、その供給を停止する処理である。
【００９９】
その後、集中制御部３０１による制御プログラム３０８の実行が終了し、炭酸ガス及び空気の供給処理の一連の処理が終了する。
【０１００】
図６は、気体供給開始処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
気体供給開始処理においては、まず、集中制御装置３００の集中制御部３０１がデータベース３０９に記録されている炭酸ガス供給条件に関するデータを参照することにより、選択されている炭酸ガス供給条件の確認が行われる（ステップＳ２０１）。
【０１０１】
ここで、炭酸ガス供給条件とは、炭酸ガスの供給を開始するための条件であり、あらかじめ管理者の選択によって炭酸ガス供給システム１に設定される。炭酸ガス供給条件としては、時刻条件、日照度条件などを挙げることができる。
【０１０２】
時刻条件とは、炭酸ガス供給条件の判定時において、その時刻があらかじめ設定された所定の時間帯に属しているかを判定するための条件である。所定の時間帯とは、晴天の際、栽培施設４００において、栽培植物４０１の光合成に適した日照が得られる時間帯など、管理者によって予め指定された時間帯をいう。
【０１０３】
また、日照度条件とは、炭酸ガス供給条件の判定時において測定された照度が所定の照度以上であるかを判定する条件である。所定の日照度とは、栽培植物４０１が光合成可能になる照度である。
【０１０４】
炭酸ガス供給条件が時刻条件の場合には、ステップＳ２０２において、集中制御部３０１が、計時手段３０７により現在時刻を取得し、現在時刻が、時刻条件において設定されている時刻の範囲内であるか否かが判定される。設定されている時刻の範囲内であれば、流量調整弁１０３ａが開放され（ステップＳ２０３）、範囲外であれば、流量調整弁１０３ｂが開放済みかどうかが判定される（ステップＳ２０４）。
【０１０５】
炭酸ガス供給条件が日照度条件の場合、ステップＳ２０２において、日照度情報を取得する処理が行われる。ここで、日照度情報は次のように取得される。まず、集中制御装置３００の集中制御部３０１から送風ユニット２００に対し、日照度情報を取得するように指令が送られる。この指令により、送風ユニット２００に、ユニット制御部２０１が、送風ユニット２００に設けられた太陽光パネル２０３の発電量を測定させる。測定した太陽光パネル２０３の発電量と日照度の比例関係から、発電量に応じた日照度が算出される。この算出された日照度は、送風ユニット２００の位置情報と組み合わされた日照度情報として、ユニット制御部２０１から集中制御部３０１に送られ、集中制御装置３００において、データベース３０９に記録される。
【０１０６】
続いて、集中制御装置３００の集中制御部３０１により、データベース３０９に記録されている日照度情報に関するデータが参照され、ステップＳ２０１において取得された日照度情報が集中制御部３０１に読み込まれ、所定の方法により数値化される。こうして、数値化された日照度情報が炭酸ガス供給条件を満たしているか否かが判定される（ステップＳ２０２）。具体的には、数値化された日照度情報に基づいて、栽培施設４００における日照度が、光合成可能となる照度であるか否かが判定される（ステップＳ２０２）。日照度が光合成可能な照度を超えていれば、流量調整弁１０３ａが開放され（ステップＳ２０３）、超えていなければ、流量調整弁１０３ｂが開放済みかどうかが判定される（ステップＳ２０４）。なお、光合成可能な照度は、管理者により予めデータベース３０９に登録されている。
【０１０７】
ステップＳ２０２において、ステップＳ２０１で取得された日照度が光合成可能となる照度であると判定された場合、集中制御装置３００の集中制御部３０１により、炭酸ガス供給装置１００に対し、流量調整弁１０３ａを開放するように指令が送られる（ステップＳ２０３）。この指令により、炭酸ガス供給装置１００の供給制御部１０１により、流量調整弁１０３ａが開放される。これにより、気体供給パイプ１０７に炭酸ガスの供給が開始され、栽培植物４０１が光合成をするのに必要な炭酸ガスを供給できるようになる。
【０１０８】
これに対して、日照度が光合成可能な照度を超えていない場合、又は、流量調整弁１０３ａが開放された場合、集中制御装置３００の集中制御部３０１により、データベース３０９に記録されている流量調整弁１０３ｂの開閉に関するデータが参照され、流量調整弁１０３ｂが開放済みか否か判定される（ステップＳ２０４）。流量調整弁１０３ｂが開放されていれば、気体供給開始処理は終了し、開放されていなければ、流量調整弁１０３ｂが開放される（ステップＳ２０５）。
【０１０９】
ステップＳ２０５では、集中制御装置３００の集中制御部３０１により、炭酸ガス供給装置１００に対し、流量調整弁１０３ｂを開放するように指令が送られる。この指令を受けると、炭酸ガス供給装置１００の供給制御部１０１により、流量調整弁１０３ｂが開放される。流量調整弁１０３ｂが開放された場合、これにより、炭酸ガスと空気が気体供給パイプ１０７に同時に流されるため、炭酸ガスを、空気と混合して希釈し、所定の濃度（例えば４００ｐｐｍ〜８００ｐｐｍ）として供給することができる。
【０１１０】
気体供給開始処理は、栽培植物４０１が光合成可能なタイミングで炭酸ガスが供給するように構成され、これにより効率的な炭酸ガスの供給が可能となる。これに加え、栽培植物４０１が光合成をすることができない時は、植物の呼吸に必要な空気を供給することにより、栽培植物４０１の成長を促進することができる。
【０１１１】
また、炭酸ガス供給条件が満たされており（ステップＳ２０２）、ステップＳ２０３をスキップした場合には、空気が気体供給パイプ１０７に流され、栽培植物４０１に、呼吸に必要な酸素を供給できるため、栽培植物４０１の育成を促進できる。その後、気体供給開始処理は終了しメインフローに戻る。
【０１１２】
図７は、炭酸ガス供給位置変更処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
炭酸ガス供給位置変更処理においては、まず、集中制御部３０１が、栽培施設４００における気流情報を取得するための処理が行われる（ステップＳ３０１）。
【０１１３】
気流情報は次のように取得される。まず、集中制御装置３００の集中制御部３０１から送風ユニット２００に対し、気流を測定するように指令が送られる。この指令により、送風ユニット２００のユニット制御部２０１が、送風ユニット２００に設けられた風力センサ２０８に対し、栽培施設４００における気流の上下方向の風向きと風力を測定させる。測定された気流の風向き及び風力は、気流情報として、送風ユニット２００の位置情報と組み合わされ、ユニット制御部２０１から集中制御部３０１に送られ、集中制御装置３００において、データベース３０９に記録される。
【０１１４】
続いて、集中制御装置３００の集中制御部３０１により、データベース３０９に記録されている気流情報が参照され、ステップＳ３０１で取得された気流情報が所定の方法により数値化され、上昇気流が発生しているかが判断される（ステップＳ３０２）。上昇気流は、所定の風力以上であって、かつ、上向きの風向であることを条件として判断する。
【０１１５】
上昇気流が発生している場合には、集中制御装置３００の集中制御部３０１から炭酸ガス供給装置１００に対し、炭酸ガスを供給する気体供給パイプ１０７の接続先を下段に変更するように指令が送られる（ステップＳ３０３）。この指令により、供給位置の変更が行われる。すなわち、供給制御部１０１が、供給位置変更手段１０６によって、上下方向多段に載置された気体供給パイプ１０７のうち、所定の供給基準位置より下段に位置するものを、炭酸ガス供給手段１０４と接続させる。これにより、気流を利用して、上昇気流の風上から、栽培植物４０１の繁茂部分への炭酸ガスの供給が可能となる。
【０１１６】
上昇気流が発生していなければ、集中制御装置３００の集中制御部３０１により、データベース３０９に記録されている気流情報が参照され、ステップＳ３０１で取得された気流情報から、下降気流が発生しているかが判定される（ステップＳ３０４）。下降気流は、例えば、所定の風力以上であって、下向きの風向であることを条件として判断する。
【０１１７】
下降気流が発生している場合には、集中制御装置３００の集中制御部３０１から炭酸ガス供給装置１００に対し、炭酸ガスを供給する気体供給パイプ１０７の接続先を上段に変更するように指令が送られる（ステップＳ３０５）。この指令により、気体供給位置の変更が行われる。すなわち、供給制御部１０１が、供給位置変更手段１０６を制御することによって、上下方向多段に載置された気体供給パイプ１０７のうち、所定の供給基準位置より上段に位置するものを、炭酸ガス供給手段１０４と接続させる。これにより、下降気流の風上から、栽培植物４０１の繁茂部分への適切な炭酸ガスの供給が可能となる。ステップＳ３０５が完了すると、炭酸ガス供給位置変更処理は終了する。
【０１１８】
このように炭酸ガスの供給位置を変えることによって、気流の風上から栽培植物４０１の繁茂部分に向かって炭酸ガスを供給することができる。そのため、栽培施設４００内に気流が生じていても、栽培植物４０１の繁茂部分へ適切に炭酸ガスを供給することが可能となる。その結果、栽培植物４０１の炭酸ガスの吸収効率を高めることができる。
【０１１９】
図８は、炭酸ガス間欠供給処理（濃度条件）のサブルーチンを示すフローチャートであり、図９は、炭酸ガス間欠供給処理（時間条件）のサブルーチンを示すフローチャートである。図１０は、図８及び図９に示されている送風処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【０１２０】
炭酸ガス間欠供給処理においては、栽培植物４０１に所定濃度の炭酸ガスが供給されるように、炭酸ガスの供給量が制御され、炭酸ガスの供給が間欠的に行われる。この炭酸ガス供給量の制御は、濃度条件により行われるものと、時間条件により行われるものがあり、どちらの条件を用いるかは、管理者によってあらかじめ選択される。
【０１２１】
炭酸ガス間欠供給処理において、濃度条件による炭酸ガス供給量の制御が選択されている場合、図８に示された炭酸ガス間欠供給処理（濃度条件）が行われる。
【０１２２】
図８に示された炭酸ガス間欠供給処理（濃度条件）は、炭酸ガスの濃度に応じた炭酸ガスの供給を行うための処理であり、具体的には、栽培植物４０１の葉群の近傍における炭酸ガス濃度が測定され、その測定値に応じて、所定の処理が行われる。
【０１２３】
炭酸ガス間欠供給処理（濃度条件）においては、まず栽培施設４００における炭酸ガス濃度情報が取得される（ステップＳ４０１）。
【０１２４】
炭酸ガス濃度情報は次のように取得される。
まず、集中制御装置３００の集中制御部３０１から、送風ユニット２００に対し、炭酸ガス濃度を測定するように指令が送られる。この指令により、送風ユニット２００のユニット制御部２０１が、炭酸ガス濃度センサ２０７に、その周囲の炭酸ガス濃度を測定させる。この炭酸ガス濃度は、送風ユニット２００の位置情報と組み合わされた炭酸ガス濃度情報として、ユニット制御部２０１から集中制御部３０１に送られ、集中制御装置３００において、データベース３０９に記録される。
【０１２５】
続いて、集中制御装置３００の集中制御部３０１により、データベース３０９に記録されている炭酸ガス濃度情報が参照され、ステップＳ４０１で測定された炭酸ガス濃度情報が所定の方法により数値化され、炭酸ガス濃度が所定濃度を超えているか判定される（ステップＳ４０２）。炭酸ガス濃度が所定濃度を超えていれば、流量調整弁１０３ａが閉鎖され（ステップＳ４０３）、超えていなければ、ステップＳ４０１に戻る。
【０１２６】
炭酸ガス濃度が所定濃度を超えている場合には、集中制御装置３００の集中制御部３０１から、炭酸ガス供給装置１００に対し、流量調整弁１０３ａを閉鎖するように指令が送られる（ステップＳ４０３）。この指令により、炭酸ガス供給装置１００の供給制御部１０１により、流量調整弁１０３ａが閉鎖される。その結果、気体供給パイプ１０７への炭酸ガスの供給が停止される。
【０１２７】
流量調整弁１０３ａが閉鎖され、ステップＳ４０３が完了すると、送風処理が行われる（ステップＳ４０４）。送風処理については後述する。送風処理が完了すると、炭酸ガス間欠供給処理（濃度条件）は終了する。
【０１２８】
図９は、炭酸ガス間欠供給処理（時間条件）のサブルーチンを示すフローチャートである。炭酸ガス間欠供給処理において、管理者によって、時間条件による炭酸ガス供給量の制御が選択されている場合、図９に示された炭酸ガス間欠供給処理（時間条件）が行われる。
【０１２９】
図９に示された炭酸ガス間欠供給処理（時間条件）は、所定の時間だけ炭酸ガスの供給をする処理であり、具体的には、計時手段３０７により炭酸ガスを供給する時間が測定され、所定時間が経過するまで、炭酸ガスが供給される。
【０１３０】
すなわち、炭酸ガス間欠供給処理（時間条件）においては、まず、集中制御装置３００において、所定時間が経過したか否かの判定が行われる（ステップＳ５０１）。
この判定は次のように行われる。まず、集中制御装置３００の集中制御部３０１により、計時手段３０７から現在時刻が取得され、データベース３０９に記録されている流量調整弁１０３ａの開閉に関するデータが参照されて、流量調整弁１０３ａの開放時刻が取得される。そして、集中制御部３０１により、取得された現在時刻と流量調整弁１０３ａの開放時刻との時間間隔が比較され、現在時刻において所定時間が経過したか否かが判定される。所定時間を経過していれば、流量調整弁１０３ａが閉鎖され（ステップＳ５０２）、所定時間を経過していなければ、再度ステップＳ５０１が行われ、所定時間が経過したか否かが判定される。
【０１３１】
所定時間を経過していれば、集中制御装置３００の集中制御部３０１から炭酸ガス供給装置１００に対し、流量調整弁１０３ａを閉鎖するように指令が送られる（ステップＳ５０２）。この指令により、炭酸ガス供給装置１００の供給制御部１０１により、流量調整弁１０３ａが閉鎖される。その結果、気体供給パイプ１０７への炭酸ガスの供給が停止される。ここで、所定時間の経過により、気体供給パイプ１０７への炭酸ガスの供給を停止するのは、栽培植物４０１が炭酸ガスを吸収して、光合成が緩慢化するためである。すなわち、所定時間とは、炭酸ガスの供給により栽培植物４０１の光合成が緩慢化するまでの時間である。
【０１３２】
流量調整弁１０３ａが閉鎖され、ステップＳ５０２が完了すると、図１０に示される送風処理が行われる（ステップＳ５０３）。送風処理が完了すると、炭酸ガス間欠供給処理（時間条件）は終了する。
【０１３３】
図１０は、図８及び図９に示されている送風処理のサブルーチンを示すフローチャートである。図１０に示された送風処理は、栽培植物４０１に空気を送風する処理であり、具体的には、送風機２０２によって、栽培植物４０１の繁茂部分に向けて、空気が送風されて、栽培植物４０１の繁茂部分近傍の炭酸ガスが除去される。
【０１３４】
栽培植物４０１は所定量の炭酸ガスが吸収すると、栽培植物４０１の炭酸ガスの吸収効率が低下し、光合成が緩慢となる。加えて、吸収されなかった炭酸ガスが、栽培植物の葉面境界層に滞留するため、葉の周囲の酸素濃度が低下する。その結果、栽培植物の呼吸を妨げ、光合成の速度をさらに低下する。そこで、本実施態様にかかる送風処理においては、所定時間炭酸ガスを供給した後に、栽培植物４０１の繁茂部分に空気を送風することによって、その近傍に滞留している炭酸ガスを除去して、炭酸ガス濃度を低下させ、栽培植物４０１の呼吸を促進させることで転流を促し、栽培植物４０１の葉内の炭酸ガス濃度を低下させる。これにより、早期に、栽培植物４０１が、再び炭酸ガスを効率よく吸収できる状態とする。このようにして、効率的な炭酸ガスの供給を可能とする。
【０１３５】
送風処理においては、まず、集中制御装置３００の集中制御部３０１から各送風ユニット２００に対し、送風を開始するように指令が送られる（ステップＳ６０１）。この指令により、各送風ユニット２００のユニット制御部２０１が、送風機２０２を駆動させ、栽培植物４０１への送風を開始させる。
【０１３６】
次いで、栽培施設４００における炭酸ガス濃度情報が取得される（ステップＳ６０２）。すなわち、集中制御装置３００の集中制御部３０１から各送風ユニット２００に対し、炭酸ガス濃度情報を取得するように指令が送られる。この指令により、各送風ユニット２００のユニット制御部２０１が、炭酸ガス濃度センサ２０７に対し、周囲の炭酸ガス濃度を測定させる。この炭酸ガス濃度は、各送風ユニット２００の位置情報と組み合わされた炭酸ガス濃度情報として、ユニット制御部２０１から集中制御部３０１に送られ、集中制御装置３００において、データベース３０９に記録される。
【０１３７】
そして、集中制御装置３００の集中制御部３０１により、データベース３０９に記録されている炭酸ガス濃度情報が参照され、ステップＳ６０２で測定された炭酸ガス濃度情報から、送風ユニット２００ごとに炭酸ガス濃度が所定濃度未満となったか否か、判定される（ステップＳ６０３）。送風ユニット２００ごとに、炭酸ガス濃度が所定濃度未満ならば、送風が停止され（ステップＳ６０４）、所定濃度以上ならば、ステップＳ６０２）に戻り、炭酸ガス濃度が測定される。
【０１３８】
各送風ユニット２００において、炭酸ガス濃度が所定濃度未満の場合には、集中制御装置３００の集中制御部３０１から、その送風ユニット２００に対し、送風を停止するように指令が送られる（ステップＳ６０４）。この指令により、その送風ユニット２００のユニット制御部２０１により、送風機２０２の駆動が停止され、栽培植物４０１への送風が停止される。
【０１３９】
全ての送風ユニット２００において、送風機２０２の駆動が停止し、ステップＳ６０４が完了すると、送風処理は終了する。
【０１４０】
図１１は、本発明の他の実施態様にかかる炭酸ガス供給装置１００の構成の略説明図である。図１１に示されるように、本実施態様にかる炭酸ガス供給装置１００においては、一つの支柱１０８に一本の気体供給パイプ１０７のみが載置され、各気体供給パイプ１０７が、支柱１０８に沿って、上下方向にスライド可能に構成されている。
【０１４１】
図１１に示されるように、１本の気体供給パイプ１０７は、支柱１０８の長さ方向に沿って上下に駆動制御可能なアクチュエータ１１９と連結されたフック１０９上に載置されている。ここに、アクチュエータ１１９は、供給制御部１０１の電気制御により支柱１０８の長さ方向に沿って上下にスライドするように構成され、アクチュエータ１１９とともに、フック１０９の位置が上下方向に変更可能に構成されている。
【０１４２】
なお、アクチュエータ１１９は供給制御部１０１と電気的に接続されているか、または、供給制御部１０１と通信可能な通信部を備えている。これにより、集中制御部３０１が、供給制御部１０１に指令を送ることで、アクチュエータ１１９を駆動し、フック１０９の位置を動かして気体供給パイプ１０７を上下方向にスライドさせ、供給位置を変更することができる。このとき、フック１０９の位置は、栽培植物４０１に沿って立設されたすべての支柱１０８において、高さが一致するよう制御される。
【０１４３】
本実施態様によれば、支柱１０８上に複数の気体供給パイプ１０７を載置する必要がなくなるだけでなく、気体供給パイプ１０７の高さをより細かく変更し、気体供給位置を所望のように決定することが可能となる。したがって、栽培施設４００内における上昇気流又は下降気流に対し、その風力に応じて、炭酸ガスの供給位置の変更することが可能となる。すなわち、集中制御装置３００の集中制御部３０１が、所定の供給基準位置からの炭酸ガスの供給位置の距離が、風力の大きいときには大きく、風力の小さいときには小さくなるように調整することによって、風力と比例するように所定の供給基準位置からの距離を決定して、供給位置を変更することができ、したがって、風力に応じて、最適な供給位置から炭酸ガスを供給することが可能となる。
【０１４４】
図１ないし図１０に示された実施態様においては、上昇気流が検出されたときには、集中制御装置３００の集中制御部３０１から炭酸ガス供給装置１００に対し、気体供給パイプ１０７の接続先を下段に変更するように指令が送られ（ステップＳ３０３）、一方、下降気流が検出されたときには、集中制御装置３００の集中制御部３０１から炭酸ガス供給装置１００に対し、気体供給パイプ１０７の接続先を上段に変更するように指令が送られる（ステップＳ３０５）ように構成されているが、本実施態様においては、上昇気流が検出されたときには、集中制御装置３００の集中制御部３０１から炭酸ガス供給装置１００に対し、気体供給パイプ１０７を下方向にスライドさせる旨の指令が送られ、一方、下降気流が検出されたときには、集中制御装置３００の集中制御部３０１から炭酸ガス供給装置１００に対し、気体供給パイプ１０７を上方向にスライドさせる旨の指令が送られる。
【０１４５】
図１２は、本発明の他の実施態様にかかる炭酸ガス供給装置１００の構成の略説明図である。図１２に示されるように、本実施態様においては、気体供給パイプ１０７が栽培植物４０１の根元にも配設されている。
【０１４６】
植物は根からも呼吸を行うため、図１２に示されるように、気体供給パイプ１０７のいずれか一本を栽培植物４０１の根元に配設すると、効果的に栽培植物４０１の呼吸を助けることができる。また、気体供給パイプ１０７を配設しているため、栽培植物４０１の根元近傍の地中にも空気を吹き込むことができ、したがって、地中の微生物を活性化させることが可能になるので、土中の養分を高めることができ、栽培植物４０１の生育をより促すことができる。
【０１４７】
さらに、気体供給パイプ１０７のいずれか一本を、栽培植物４０１の根元近傍の土中に埋設する構成としてもよい。これによって、地中のより深い位置で空気を吹き込み、地中のより深い位置にいる微生物を活性化できる。その結果、より広い範囲で土中の養分を高めることができ、栽培植物４０１の生育をさらに促すことができる。例えば、炭酸ガス供給システム１は、炭酸ガスの供給を行っていないときに、土中に埋設した気体供給パイプ１０７から空気を送風する構成としてもよい。
【０１４８】
さらに、本発明の他の実施態様にかかる炭酸ガス供給システムについて説明する。
図１ないし図１０に示された実施態様においては、集中制御装置３００と送風ユニット２００との間で通信される情報にあらかじめ制御番号を含めるようにしているが、本実施態様においては、以下のようにして、送風ユニット２００が特定される。
【０１４９】
本実施態様においては、栽培施設４００内の各送風ユニット２００は、単位時間ごとに気流を測定し、その都度、測定した気流を気流情報として集中制御装置３００へ送信し、集中制御装置３００の集中制御部３０１は、この気流情報を受信してデータベース３０９に記録する。このようにすることで、集中制御部３０１は、栽培施設４００において、定期的に各送風ユニット２００の位置情報を含む気流情報を取得でき、送風ユニット２００の設置位置における気流情報がモニタリング可能となる。なお、図７に示された前記実施態様においては、ステップＳ３０１の集中制御部３０１が、栽培施設４００における気流情報を取得するための処理が行われるが、本実施態様においては、ステップＳ３０１はスキップされる。
【０１５０】
また、データベース３０９には、予め、栽培施設４００内に設置された炭酸ガス供給装置１００の設置位置に関する情報が登録されている。設置位置に関する情報として、例えば、栽培施設４００内の平面区画を二次元直交座標系で表し、炭酸ガス供給装置１００の専有する区画を、座標範囲として数値化する。さらに、データベース３０９には、その座標範囲が、設置情報として、それぞれの炭酸ガス供給装置１００と対応した制御番号に紐付けられて登録されている。
【０１５１】
そして、図５から図１０に示されているフローチャートの日照度、炭酸ガス濃度又は気流を測定する処理において、集中制御装置３００の集中制御部３０１は、送風ユニット２００から位置情報を受け取ると、データベース３０９に記録されている炭酸ガス供給装置１００の設置位置に関する情報が参照され、取得した位置情報の座標がどの設置情報の座標範囲に含まれるかが判定される。そして、集中制御部３０１により、座標範囲と紐付けられている制御番号をもとに、送風ユニット２００との間で送受信される全ての情報について、制御番号が付与される。
【０１５２】
このようにして、集中制御部３０１は、各送風ユニット２００について、その位置情報から、どの炭酸ガス供給装置１００に属するかを特定することができる。
さらに、集中制御部３０１は、送風ユニット２００との通信において、特定した炭酸ガス供給装置１００の制御番号を指令情報に含めることで、特定した炭酸ガス供給装置１００について、その指令情報による１対１の制御が可能となる。
【０１５３】
このような構成とすることにより、栽培施設４００内において、集中制御装置３００が、設置された炭酸ガス供給装置１００をそれぞれ独立して制御することができ、炭酸ガス供給装置１００ごとに、栽培植物４０１への炭酸ガス及び空気の供給をすることができる。そのため、栽培施設４００の規模に応じて設置する炭酸ガス供給装置１００の数を変更することによって、炭酸ガス供給システム１の規模の拡張や変更を柔軟かつ容易に行うことができる。例えば、送風ユニット２００を追加設置する場合や、送風ユニット２００の設置場所を適宜入れ替える場合に好適である。また、栽培施設４００内全体の炭酸ガス供給装置の制御を、集中制御部で一元管理することで、炭酸ガス供給システム１のコスト効率の向上を図ることができる。
【０１５４】
本発明は、以上の実施態様に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。また、本明細書において、手段とは必ずしも物理的な手段を意味するものではなく、各手段の機能がソフトウェアによって実現されるものでもよく、さらには、一つの手段の機能が二以上の物理的手段により実現されるものであっても、また、二以上の手段の機能が一つの物理的手段により実現されるものであってもよい。
【０１５５】
たとえば、図２に示された前記実施態様においては、複数の送風ユニット２００を配置しているが、これらの送風ユニット２００を、規則的な並びになるように気体供給パイプ１０７に配置してもよい。すなわち、各炭酸ガス供給装置１００において、複数の送風ユニット２００が、気体供給パイプ１０７の各段に、上下方向及び長手方向に等間隔に並ぶように設置する構成とする。この場合には、栽培施設４００の各炭酸ガス供給装置１００の設置範囲において、炭酸ガス濃度分布を高さ方向に対して均等に測定可能となり、炭酸ガス濃度分布の変化や勾配から気流の動きを推定することで、風力センサ２０８を用いずとも気流の上下が検出可能となる。したがって、このような構成とすることにより風力センサ２０８の設置を省略して、風力センサ２０８の費用を節約することができる。
【０１５６】
また、図２においては、説明の便宜上、支柱１０８に上下に高さの異なる３本の気体供給パイプ１０７が載置された例が示されているが、支柱１０８のフック１０９に載置する気体供給パイプ１０７の本数は、栽培植物４０１の種類や形状等に応じて、任意に選択することができ、支柱１０８に３本より多くの気体供給パイプ１０７を載置すれば、より細かく炭酸ガスの供給位置を設定することが可能となり、栽培植物４０１の炭酸ガスの吸収効率をさらに向上させることができる。
【０１５７】
また、送風ユニット２００を、密に設置しすぎると、太陽光パネル２０３に適切な日照が当てられないおそれがあるが、そのような場合にはときは、送風ユニット２００の一部を、センサモジュール２０４のみの構成に置き換えることもでき、風浮力センサ２０７の数も少なくてすむから、構成をより簡易化でき、経済的である。
【０１５８】
また、図１ないし図１０に示された実施態様においては、複数の送風ユニット２００の送風方向を限定してはいないが、上段に配設された送風ユニット２００の送風方向に対して、中段下段に配設された送風ユニット２００の送風用のファンを逆回転とし、送風方向を逆にしてもよい。このようにすることで、同一方向に送風する場合と比べ、供給気体がそれぞれ逆方向に流されることにより、炭酸ガス濃度の偏りが防止され、撒布した供給気体の栽培設備内における濃度の均一化が図られる。その他、炭酸ガス供給装置１００を複数設置する場合、隣接する炭酸ガス供給装置１００同士の送風ユニット２００の送風方向を逆となるようにしてもよい。
【０１５９】
また、図９に示された炭酸ガス間欠供給処理（時間条件）においては、計時手段３０７により炭酸ガスを供給する時間が測定され、所定時間が経過したときに、所定の処理が行われるように構成されているが、流量調整弁１０３ａに流量計を設けることによって、図９のステップＳ５０１において、集中制御装置３００の集中制御部３０１が、流量計から、図６に示されているステップＳ２０３において流量調整弁１０３ａが開放された後、ステップＳ５０１に至るまでの間に供給された炭酸ガスの量を取得し、取得された炭酸ガス供給量が所定量以上か否かを判定し、所定量以上であれば、ステップＳ５０２が開始し、所定量未満であれば、再度ステップＳ５０１を実行するようにしてもよい。
【０１６０】
また、図１０に示された送風処理においては、送風機２０２による空気の送風によって、栽培植物４０１の繁茂部分近傍に滞留した炭酸ガスの除去をしているが、栽培植物４０１が背丈の小さいものであり、気体供給パイプ１０７がいずれも栽培植物４０１と密接するように配設されている構成の場合には、気体供給パイプ１０７から多量の空気を供給することで炭酸ガスの除去を行うようにしてもよい。
【０１６１】
すなわち、図１０のステップＳ６０１では、集中制御装置３００の集中制御部３０１から送風ユニット２００に対し、送風を開始する旨の指令が送られるように構成されているが、ステップＳ６０４においては、集中制御装置３００の集中制御部３０１から送風ユニット２００に対し、送風を停止する旨の指令が送られるように構成されているが、ステップＳ６０１に代えて、炭酸ガス供給装置１００に対し、多量の空気が供給されるよう流量調整弁１０３ｂを制御し、ステップＳ６０４に代えて、炭酸ガス供給装置１００に対し、空気の供給量を元に戻すよう流量調整弁１０３ｂを制御するようにしてもよい。このように構成することによって、送風機２０２を省略することができ、コストダウンが可能になる。
【０１６２】
また、図１２に示された実施態様においては、栽培植物４０１の根元に配設した気体供給パイプ１０７は、供給制御手段１０６に接続されているが、栽培植物４０１の根元に配設した気体供給パイプ１０７を、供給制御手段１０６とは接続せず、流量調整弁を介して、直接空気供給手段１０５と接続し恒常的に空気を供給するようにしてもよい。これによって、栽培植物４０１の光合成が行われにくい、夜間や天候の悪い日等でも、呼吸に必要な酸素を供給することで、成長を促進することができる。
【符号の説明】
【０１６３】
１        炭酸ガス供給システム
１００    炭酸ガス供給装置
１０１    供給制御部
１０２    通信部
１０３    流量調整部
１０３ａ  流量調整弁（炭酸ガス）
１０３ｂ  流量調整弁（空気）
１０４    炭酸ガス供給手段
１０５    空気供給手段
１０６    供給位置変更手段
１０７    気体供給パイプ
１０８    支柱
１０９    フック
１１０    流入口
１１１    排出口
１１２    切替弁
１１３    圧力調整器
１１９    アクチュエータ
２００    送風ユニット
２０１    ユニット制御部
２０２    送風機
２０３    太陽光パネル
２０４    センサモジュール
２０５    通信部
２０６    識別子
２０７    炭酸ガス濃度センサ
２０８    風力センサ
２０９    取付部
２１０    蓄電装置
３００    集中制御装置
３０１    集中制御部
３０２    通信部
３０３    入力部
３０４    出力部
３０５    記憶部
３０６    記録部
３０７    計時手段
３０８    制御プログラム
３０９    データベース
４００    栽培施設
４０１    栽培植物
ＮＷ      通信網
【図１】
2018014896.tif 000003
【図２】
2018014896.tif 000004
【図３】
2018014896.tif 000005
【図４】
2018014896.tif 000006
【図５】
2018014896.tif 000007
【図６】
2018014896.tif 000008
【図７】
2018014896.tif 000009
【図８】
2018014896.tif 000010
【図９】
2018014896.tif 000011
【図１０】
2018014896.tif 000012
【図１１】
2018014896.tif 000013
【図１２】
2018014896.tif 000014