(57)【要約】【課題】一種類の噴霧装置で含水量が異なる複数種類の霧を発生させ、目標とする飽差に早く到達するようハウス内の飽差を制御する装置および方法を提供する。【解決手段】ハウス内の飽差制御装置１は、栽培ハウス内に設置されるものであり、噴霧装置２と、測定機３と、制御装置４を備えている。噴霧装置２は、噴霧器本体２１と、液体供給管２２と、流量調整弁２３と、コンプレッサー２４と、気体供給管２５とを有している。噴霧器本体２１は、略弾丸型の本体部２１０と、本体部２１０側面に形成された気体導入部２１１と、本体部２１０長手方向に貫通した細孔であるベンチュリ部２１２と、本体部２１０先端に設けられた噴霧部２１３と、本体部２１０基端に設けられた液体導入部２１４とを有する。【選択図】図１
2015216885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウス内に設置されており、一定量の空気が送り込まれる空気導入部と、該空気導入部に連なるベンチュリ部と、該ベンチュリ部と連なる噴霧部とを含む本体部と、同ベンチュリ部に送液口を有し、該送液口に送る液体の流量を調整する流量調整弁を含む液体供給管とを有する噴霧装置と、
前記ハウス内の飽和水蒸気量と絶対湿度の差を測定する手段と、
前記噴霧装置の流量調整弁を作動させて送液量を制御する制御装置とを備え、
飽差が高い場合は、前記噴霧装置に送る液量を多くする制御をし、飽差が目標値に近づけば、前記噴霧装置に送る液量を少なくする制御をする
ハウス内の飽差制御装置。
【請求項２】
ハウス内に設置されており、一定量の空気が送り込まれる空気導入部と、該空気導入部に連なるベンチュリ部と、該ベンチュリ部と連なる噴霧部とを含む本体部と、同ベンチュリ部に送液口を有し、該送液口に送る液体の流量を調整する流量調整弁を含む液体供給管とを有する噴霧装置と、
前記ハウス内の飽和水蒸気量と絶対湿度の差を測定する手段と、
前記噴霧装置の流量調整弁を作動させて送液量を制御する制御装置を備えており、
飽差が高い場合は、前記噴霧装置に送る液量を多くする制御をし、飽差が目標値に近づけば、前記噴霧装置に送る液量を少なくする制御をする
ハウス内の飽差制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハウス栽培におけるハウス内の飽差制御装置およびハウス内の飽差制御方法に関するものである。更に詳しくは、一種類の噴霧装置で含水量が異なる複数種類の霧を発生させ、ハウス内の飽差を目標とする飽差に早く到達するようにしたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
植物は、光合成を行いながら生長する。この光合成には、光と水およびＣＯ２（二酸化炭素）が必要である。ＣＯ２は、葉の裏側の気孔から植物内に取り込まれる。
植物は湿度が高くなるほど気孔が開き、乾燥すなわち湿度が低くなれば閉じる。したがって、湿度を適切に管理して気孔を開くことが光合成の促進、ひいては植物の生育にとって重要である。
【０００３】
湿度の管理は、飽和水蒸気量と絶対湿度の差である飽差を測定することによって行われる。植物の生長にとって最適の飽差は３〜６ｇ／ｍ３といわれており、飽差が６以上だと水分欠乏の危険を感知して気孔を閉じて蒸散はされなくなり、ＣＯ２の取り込みができなくなる。
【０００４】
逆に、飽差が３以下だと空気は湿り過ぎとなり、植物体内と植物体周辺の空気との間に水蒸気圧差がなくなり、気孔は開いていても蒸散速度は低下し、炭酸ガスの吸収も減少し、ひいては植物の光合成速度が低下する。また、糸状菌の発生を助長し病害に犯されるリスクが増大する。
【０００５】
ところで、トマトなどの野菜は、多くがハウス内で栽培されているが、晴天日におけるハウス内は乾燥状態にあり、飽差が高い状態にある。
前記のようにハウス内の乾燥が進み湿度が低くなると気孔が閉じ、ＣＯ２の取り込みができなくなり、光合成が停止する状態が発生する。光合成が停止すると植物の生育が止まるため、収穫量が低下する。
【０００６】
例えば、トマトの場合は、空気中の水蒸気の量は３〜６ｇ／ｍ３の場合が良いといわれている。３ｇ／ｍ３以下の場合は病気の発生を助長し、６ｇ／ｍ３を超えると気孔が締まってＣＯ２の取り込みができなくなる。
【０００７】
つまり、光合成を促進して野菜の収穫量を上げるためには、飽差の制御が必要となる。飽差の制御は、ハウス内に霧を発生することによって行われる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】ルーラル電子図書館  飽差  ＜http://lib.ruralnet.or.jp/genno/yougo/gy087.html＞
【非特許文献２】植物工場における細霧発生による水蒸気飽差制御システムの構築  ＜http://beam.kisarazu.ac.jp/~asano/publish_data/si2013.pdf＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ハウス内の飽差の制御に当たっては、飽差が高い場合は、大きい粒径の霧を発生する噴霧ノズルを使用して、目標とする飽差に短時間で到達するようにする。飽差が前記目標値に近い場合に噴霧ノズルを使用すると、霧は蒸発しきれずに植物の葉に付着して、病気の発生原因となる。
【００１０】
したがって、飽差の高低によって噴霧ノズルを使い分けるのが好ましいが、ハウス内に複数種類のノズルを設置するためには多くの噴霧ノズルやそれに伴う配管等の設備投資が必要であり、コストが嵩むばかりか、それらの管理に手間がかかる。
【００１１】
このような課題を解決すべく、本発明者は、一種類のノズルで複数種類の霧を発生させ、目標とする飽差に早く到達するノズルの開発に取り組み、本発明を完成するに到った。
【００１２】
本発明は、以上の点を鑑みて創案されたものであり、一種類の噴霧装置で含水量が異なる複数種類の霧を発生させ、目標とする飽差に早く到達するようハウス内の飽差を制御する装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するために、本発明のハウス内の飽差制御装置は、ハウス内に設置されており、一定量の空気が送り込まれる空気導入部と、当該空気導入部に連なるベンチュリ部と、当該ベンチュリ部と連なる噴霧部と、を備える本体部と、前記ベンチュリ部に送液口を有し、当該送液口に送る液体の流量を調整する流量調整弁を備えた液体供給管と、を有する噴霧装置と、前記ハウス内の飽和水蒸気量と絶対湿度の差を測定する手段と、前記噴霧装置の流量調整弁を作動させて送液量を制御する制御装置を備え、飽差が高い場合は、前記噴霧装置に送る液量を多くする制御をし、飽差が目標値に近づけば、前記噴霧装置に送る液量を少なくする制御をするものである。
【００１４】
ここで、ハウス内の飽差制御装置が上記の噴霧装置、ハウス内の飽和水蒸気量と絶対湿度の差を測定する手段、および、送液量の制御装置を備えることにより、飽差が高い場合は、噴霧装置に送る液量を多くする制御をし、飽差が目標値に近づけば、噴霧装置に送る液量を少なくする制御を行うことが可能となる。
【００１５】
また、制御装置が噴霧装置に送る液量を多くする制御を行った際には、空気導入部から送り込まれる空気が一定量であるため、噴霧装置からは粒径の大きな霧状の液体が噴霧される。一方、制御装置が噴霧装置に送る液量を少なくする制御を行った際には、空気導入部から送り込まれる空気が一定量であるため、噴霧装置からは粒径の小さな霧状の液体が噴霧される。
【００１６】
加えて、ハウス内の飽和水蒸気量と絶対湿度の差を測定する手段と、送液量の制御装置とが協働することにより、飽差が目標値に近づくと、噴霧される液体は、噴霧装置に送る液量を少なくする流量調整が行われて粒径が小さい細霧となり、植物体が濡れないような細かな制御が可能となる。
【００１７】
上記の目的を達成するために、本発明のハウス内の飽差制御方法は、ハウス内に設置されており、一定量の空気が送り込まれる空気導入部と、該空気導入部に連なるベンチュリ部と、該ベンチュリ部と連なる噴霧部とを含む本体部と、同ベンチュリ部に送液口を有し、該送液口に送る液体の流量を調整する流量調整弁を含む液体供給管とを有する噴霧装置と、前記ハウス内の飽和水蒸気量と絶対湿度の差を測定する手段と、前記噴霧装置の流量調整弁を作動させて送液量を制御する制御装置を備えており、飽差が高い場合は、前記噴霧装置に送る液量を多くする制御をし、飽差が目標値に近づけば、前記噴霧装置に送る液量を少なくする制御をする。
【００１８】
ここで、ハウス内の飽差制御装置が上記の噴霧装置、ハウス内の飽和水蒸気量と絶対湿度の差を測定する手段、および、送液量の制御装置を用いることにより、飽差が高い場合は、噴霧装置に送る液量を多くする制御をし、飽差が目標値に近づけば、噴霧装置に送る液量を少なくする制御方法が可能となる。
【００１９】
また、制御装置が噴霧装置に送る液量を多くする制御を行った際には、空気導入部から送り込まれる空気が一定量であるため、噴霧装置からは粒径の大きな霧状の液体が噴霧される。一方、制御装置が噴霧装置に送る液量を少なくする制御を行った際には、空気導入部から送り込まれる空気が一定量であるため、噴霧装置からは粒径の小さな霧状の液体が噴霧される。
【００２０】
加えて、ハウス内の飽和水蒸気量と絶対湿度の差を測定する手段と、送液量の制御装置とが協働し、飽差が目標値に近づくと、噴霧される液体は、噴霧装置に送る液量を少なくする流量調整が行われて粒径が小さい細霧となることにより、植物体が濡れないような細かな制御が可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のハウス内の飽差制御装置によれば、一種類の噴霧装置で含水量が異なる複数種類の霧を発生させ、ハウス内の飽差を目標とする飽差に早く到達する制御を可能とし、この結果、植物の光合成が活発に行われる時間帯を最大にすることで収穫量を上げることができる。
また、本発明のハウス内の飽差制御方法によれば、一種類の噴霧装置で含水量が異なる複数種類の霧を発生させ、ハウス内の飽差を目標とする飽差に早く到達する制御を可能とし、この結果、植物の光合成が活発に行われる時間帯を最大にすることで収穫量を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のハウス内の飽差制御装置の全体構成を示す説明図である。
【図２】図１に示すハウス内の飽差制御装置の噴霧ノズルの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１および図２を参照して、本発明の実施の形態を更に詳細に説明する。なお、各図における符号は、煩雑さを軽減し理解を容易にする範囲内で付している。
【００２４】
図１に示すハウス内の飽差制御装置１は、栽培ハウス内に設置されるものであり、噴霧装置２と、測定機３と、制御装置４を備えている。
【００２５】
噴霧装置２は、噴霧器本体２１と、液体供給管２２と、流量調整弁２３と、コンプレッサー２４と、気体供給管２５とを有している。
【００２６】
なお、本実施の形態において、流通する液体は水（水道水、地下水または雨水等の貯留水を含む）であるが、これら水道水等に栄養素等の他の成分を配合したものであってもよい。また、本実施の形態において、流通する気体はコンプレッサーにより取り込まれた通常の空気であるが、例えば、植物の生長を促すべく、特定の気体の配合比を高めたもの（例えば、二酸化炭素濃度を高めたもの）であってもよい。
【００２７】
図２を参照する。
噴霧器本体２１は、略弾丸型の本体部２１０と、本体部２１０側面に形成された気体導入部２１１と、本体部２１０長手方向に貫通した細孔であるベンチュリ部２１２と、本体部２１０先端に設けられた噴霧部２１３と、本体部２１０基端に設けられた液体導入部２１４とを有する。
【００２８】
なお、本実施の形態において、噴霧器本体は略弾丸型であるが、これに限定するものではなく、この形状は適宜変更しうるものである。また、本実施の形態において、気体導入部が本体部側面に形成され、液体導入部が本体部基端に設けられているが、これに限定するものではなく、例えば、気体導入部と液体導入部の位置が逆であってもよく、適宜設計変更しうる。
【００２９】
空気導入部２１１は、本体部２１０側面からベンチュリ部２１２へ繋がった孔であり、外部から本体部２１０内へ一定量の空気を送り込むことができる。
【００３０】
噴霧部２１３は、本体部２１０およびベンチュリ部２１２先端の開口部分であり、ここからベンチュリ効果により霧状となった液体がハウス内へ噴射される。
【００３１】
液体導入部２１４は、本体部２１０およびベンチュリ部２１２基端の開口部分であり、ここからベンチュリ部２１２内へ液体が供給される。なお、液体導入部２１４は、本明細書に記載したベンチュリ部への「送液口」と同等物である。
【００３２】
液体供給管２２は、一端側が液体導入部２１４に接続され、他端側が水道管等の液体供給管に接続されている。また、液体供給管２２は流路の途中に流量調整弁２３を有しており、同流量調整弁２３により噴霧器本体２１への送液量が調整される。
【００３３】
なお、本実施の形態においては、液体供給管は二股に分岐し、分岐先の端部の各々が噴霧器本体に接続されているが、これに限定するものではなく、噴霧器本体の数に対応して３以上に分岐してもよいし、分岐が無い（即ち、１本の液体供給管には１つの噴霧器本体しか接続しない）態様であってもよい。
【００３４】
コンプレッサー２４は、少なくとも０．５〜１メガパスカル／ｃｍ２の圧縮空気の供給能力を有している。なお、本実施の形態においては、コンプレッサーはロータリーコンプレッサーを採用しているが、他の構造のコンプレッサーであってもよい。
【００３５】
気体供給管２５は、一端側が液体導入部２１４に接続され、他端側がコンプレッサー２４に接続されている。なお、本実施の形態においては、気体供給管は二股に分岐し、分岐先の端部の各々が噴霧器本体に接続されているが、これに限定するものではなく、噴霧器本体の数に対応して３以上に分岐してもよいし、分岐が無い（即ち、１本の液体供給管には１つの噴霧器本体しか接続しない）態様であってもよい。
【００３６】
測定機３は、ハウス内の飽和水蒸気量および絶対湿度の差を測定する機能を有するものであり、有線または無線により制御装置４と接続されている。なお、測定機３は、本明細書に記載した「ハウス内の飽和水蒸気量と絶対湿度の差を測定する手段」と同等物である。
【００３７】
制御装置４は、噴霧装置１の流量調整弁２３を作動させて送液量を制御するものである。なお、本実施の形態では、流量調整弁としてラックアンドピニオン式のものを採用しているが、これに限定するものではなく、スコッチアンドヨーク式のもの等の他の公知部材を除外するものではない。
【００３８】
ハウス内の飽差制御装置１の作用効果について説明する。
ハウス内の飽差制御装置１は、噴霧装置２、測定器３、および、制御装置４を備えることにより、飽差が高い場合は、噴霧装置２で流通する液量（以下「水Ｗ」と称する）を多くする制御をし、飽差が目標値に近づけば、噴霧装置２で流通する水Ｗの量を少なくする制御を行うことが可能となる。
【００３９】
なお、測定装置では測定していないが、発明者の目測によれば、噴霧器本体に送り込まれる空気量が一定の場合、噴霧器本体に送る液量を多くすることによって発生した霧の粒径は大きくなり、噴霧装置に送る液量を少なくすることによって発生した霧の粒径は小さくなることが認められた。したがって、飽差が目標値に近づけば、噴霧装置に送る液量を少なくする流量調整を行い、霧の粒径が小さい細霧となって植物体が濡れないような細かな制御が可能となる。
【００４０】
測定機３は、ハウス内の飽和水蒸気量および絶対湿度の差を測定し、その測定データを制御装置４へ送信する。なお、本実施の形態では、測定データが測定機から制御装置へ送信されるが、これに限定するものではなく、例えば、測定データが測定機からコンピュータに送信され、同コンピュータが解析および制御信号を作成し、同コンピュータから制御信号を制御装置へ送信して制御する態様のものであってもよい。この場合、１つコンピュータで１つのハウス内にある複数の測定機からの情報を得て、適当な制御信号を作成送信したり、１つコンピュータで複数のハウスを集中管理したり、コンピュータの通信機能を利用して外部端末からの情報の閲覧、生育管理等を行うこともできる。
【００４１】
測定機３からの測定データを受けて、制御装置４は、受信データを解析し、ハウス内の飽差を目標とする飽差に早く到達させるべく流量調整弁２３の制御を行う。
【００４２】
制御装置４が噴霧装置２で流通する水Ｗの量を多くする制御を行った際には、気体導入部２１１から送り込まれる気体（以下「空気Ａ」と称する）が一定量であるため、水Ｗは噴霧器本体２１の噴霧部２１３から粒径の大きな霧Ｍとして噴霧される。
【００４３】
一方、制御装置４が噴霧装置２で流通する水Ｗの量を少なくする制御を行った際には、気体導入部２１１から送り込まれる空気Ａが一定量であるため、
水Ｗは噴霧器本体２１の噴霧部２１３から粒径の小さな霧Ｍとして噴霧される。
【００４４】
加えて、測定器３と制御装置４が協働することにより、飽差が目標値に近づくと、噴霧装置２で流通する水Ｗの量を少なくする流量調整が行われて粒径が小さな霧Ｍとなり、植物体が濡れないような細かな制御が可能となる。
【００４５】
このように、ハウス内の飽差制御装置１によれば、一種類の噴霧装置で含水量が異なる複数種類の霧を発生させ、ハウス内の飽差を目標とする飽差に早く到達する制御を可能とし、この結果、植物の光合成が活発に行われる時間帯を最大にすることで収穫量を上げることができる。同様に、このようなハウス内の飽差制御方法によれば、一種類の噴霧装置で含水量が異なる複数種類の霧を発生させ、ハウス内の飽差を目標とする飽差に早く到達する制御を可能とし、この結果、植物の光合成が活発に行われる時間帯を最大にすることで収穫量を上げることができる。
【００４６】
本明細書および特許請求の範囲で使用している用語と表現は、あくまでも説明上のものであって、なんら限定的なものではなく、本明細書および特許請求の範囲に記述された特徴およびその一部と等価の用語や表現を除外する意図はない。また、本発明の技術思想の範囲内で、種々の変形態様が可能であるということは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４７】
１    ハウス内の飽差制御装置
２    噴霧装置
２１    噴霧器本体
２１０    本体部
２１１    空気導入部
２１２    ベンチュリ部
２１３    噴霧部
２１４    液体導入部
２２    液体供給管
２３    流量調整弁
２４    コンプレッサー
２５    気体供給管
３    測定機
４    制御装置
Ａ    空気
Ｍ    霧
Ｗ    水
【図１】
2015216885.tif 000003
【図２】
2015216885.tif 000004