(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電圧発生部と、前記高電圧発生部をコントロールする高電圧コントローラと、前記高電圧発生部の出力端が接続された高電圧パルス印加部を有する高電圧印加装置であって、
前記高電圧発生部には、正極の高電圧発生装置と、負極の高電圧発生装置とが並列に接続されており、
前記正極の高電圧発生装置と前記負極の高電圧発生装置のそれぞれに対応して正極側の高電圧パルス印加部と負極側の高電圧パルス印加部が備えられており、
各高電圧パルス印加部は、対応する高電圧発生部の出力端が接続される放電側電極と、前記放電側電極と放電ギャップを介して対向した接地側電極と、前記接地側電極と導通され被印加体に印加する印加側電極とを備え、保護筒内に前記高電圧パルス印加部の大部分が収容され、前記印加側電極のみが露出しており、
前記高電圧コントローラは、前記正極の高電圧発生装置と、前記負極の高電圧発生装置とに択一的に制御信号を送ることを特徴とする高電圧印加装置。
【請求項２】
請求項１に記載した高電圧印加装置において、
前記正極側の高電圧パルス印加部と前記負極側の高電圧パルス印加部との間が短絡されていることを特徴とする高電圧印加装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載した高電圧印加装置において、
高電圧コントローラは、プログラム可能な制御手段を備えることを特徴とする高電圧印加装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載した高電圧印加装置において、
手持ち部を備え、高電圧パルス印加部は、前記手持ち部に一体に設けられていることを特徴とする高電圧印加装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、農業用に高電圧の電気的刺激を与えるのに適した高電圧印加装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ほだ木に雷が落ちるときのこが異常発生することが知られていたが、最近になって発芽直前のほだ木に高電圧の電気的刺激を与えると、きのこの発生を促進する効果があることまで判明した。
そこで、原木であるほだ木に人工的に高電圧の電気的刺激を与えようとする試みがなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−９８３２２号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】高木浩一、猪原哲著「パルスパワー技術の農業・食品分野への応用」電気学会論文誌Vol.129  No.7 2009  社団法人電気学会  p.439-445
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年では、年間を通じて安定的に供給できる等から、原木栽培に代えて菌床栽培も盛んになってきているが、菌床栽培では、菌床に菌を植え付けたものを絶縁性の瓶等の容器や袋に入れて、ビニールハウス内で栽培する。
而して、非特許文献１に従って５０ｋＶ程度の高電圧をパルスで印加しようとして、原木栽培の場合と同じように菌床栽培でもパルス高電圧の電気的刺激を与えようとしても、上記したように、菌床を絶縁性のものに入れられているため、直ぐに電荷が飽和してしまい、必要なだけの電気的刺激を与えることはできない。
【０００６】
本発明は上記従来の問題点に着目して為されたものであり、菌床栽培にも対応でき、必要なだけの電気的刺激を与えられる高電圧印加装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、請求項１の発明は、高電圧発生部と、前記高電圧発生部をコントロールする高電圧コントローラと、前記高電圧発生部の出力端が接続された高電圧パルス印加部を有する高電圧印加装置であって、前記高電圧発生部には、正極の高電圧発生装置と、負極の高電圧発生装置とが並列に接続されており、前記正極の高電圧発生装置と前記負極の高電圧発生装置のそれぞれに対応して正極側の高電圧パルス印加部と負極側の高電圧パルス印加部が備えられており、各高電圧パルス印加部は、対応する高電圧発生部の出力端が接続される放電側電極と、前記放電側電極と放電ギャップを介して対向した接地側電極と、前記接地側電極と導通され被印加体に印加する印加側電極とを備え、保護筒内に前記高電圧パルス印加部の大部分が収容され、前記印加側電極のみが露出しており、前記高電圧コントローラは、前記正極の高電圧発生装置と、前記負極の高電圧発生装置とに択一的に制御信号を送ることを特徴とする高電圧印加装置である。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載した高電圧印加装置において、前記正極側の高電圧パルス印加部と前記負極側の高電圧パルス印加部との間が短絡されていることを特徴とする高電圧印加装置である。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載した高電圧印加装置において、高電圧コントローラは、プログラム可能な制御手段を備えることを特徴とする高電圧印加装置である。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１から３のいずれかに記載した高電圧印加装置において、手持ち部を備え、高電圧パルス印加部は、前記手持ち部に一体に設けられていることを特徴とする高電圧印加装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の高電圧印加装置によれば、菌床栽培にも対応でき、必要なだけの電気的刺激を与えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る高電圧印加装置の全体の構成図である。
【図２】図１の高電圧印加装置の電気的配線図である。
【図３】図２の高電圧発生部の詳細な電気的配線図である。
【図４】図１の高電圧印加装置の使用方法の説明図である。
【図５】図１の高電圧印加装置の印加パターンの図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る高電圧印加装置の電気的配線図である。
【図７】図６の高電圧印加装置の使用方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の第１の実施の形態に係る高電圧印加装置１を、図面にしたがって説明する。
図１に示すように、高電圧印加装置１は、高電圧発生部３、高電圧コントローラ３３、高電圧パルス印加部４１とから主になっており、装置本体内に高電圧発生部３と高電圧コントローラ３３が格納されている。高電圧パルス印加部４１には手持ち部４３が一体に取り付けられて手動による印加作業が可能となっている。
図２に示すように、高電圧発生部３は低電圧ケーブルＸを介して高電圧コントローラ３３と接続され、高電圧ケーブルＹを介して高電圧パルス印加部４１と接続されている。
【００１６】
高電圧発生部３は、図１に示すように、設置型ハウジング５で構成され、内部が収容空間となっている。その内部空間に、ユニット化された正極方向に帯電させる正極の高電圧発生装置７と、被印加体（Ｏ）を負極方向に帯電させる負極の高電圧発生装置７’と、調整用のコンデンサ８とがそれぞれ出し入れ自在に収容されている。
【００１７】
図３に示すのは、正極の高電圧発生装置７であり、入力側には複数の端子９（９ａ〜９ｇ）を有するメタルコネクタ１０が備えられている。その右側には昇圧変圧器１１が配置されており、昇圧変圧器１１の右側にはコッククロフトウォルトン回路１３が配置されている。コッククロフトウォルトン回路１３は複数のコンデンサ１５と複数のダイオード１７とから成っている。コッククロフトウォルトン回路１３の右側には出力用抵抗１９が配置されており、出力用抵抗１９の右側には出力端２１が配置されている。昇圧変圧器１１、コッククロフトウォルトン回路１３の下側にはブリーダ抵抗２３、２５、保護抵抗２７が配置されている。符号２９は温度センサを示し、この温度センサ２９は昇圧変圧器１１の近傍に配置されている。
【００１８】
昇圧変圧器１１の一次側コイルは端子９ａ、９ｂ、９ｃを介して高電圧コントローラ３３に接続されている。昇圧変圧器１１の二次側コイルはコッククロフトウォルトン回路１３に接続されている。コッククロフトウォルトン回路１３の高電圧側（図２において右側）には出力用抵抗１９の一端が接続されており、この出力用抵抗１９の他端は出力端２１に接続されている。
また、コッククロフトウォルトン回路１３の高電圧側にはブリーダ抵抗２３の一端が接続されており、ブリーダ抵抗２３の他端にはブリーダ抵抗２５の一端が接続されている。ブリーダ抵抗２５の他端は端子９ｆを介して高電圧コントローラ３３に接続されており、高電圧コントローラ３３内で接地されている。
【００１９】
ブリーダ抵抗２３とブリーダ抵抗２５との接続点は端子９ｅを介して高電圧コントローラ３３に接続されている。
昇圧変圧器１１の二次側コイルの一端は端子９ｄを介して高電圧コントローラ３３に接続されている。保護抵抗２７の一端は端子９ｄに接続され、他端は端子９ｆに接続されている。
また、温度センサ２９の一端は端子９ｇを介して高電圧コントローラ３３に接続されており、他端はメタルコネクタ１０を介して高電圧コントローラ３３内で接地されている。
【００２０】
負極の高電圧発生装置７’は、ダイオード１７の方向が逆になっていることを除いては、正極の高電圧発生装置７と同じ構成を有している。
また、正極の高電圧発生装置７と負極の高電圧発生装置７’のそれぞれの出力用抵抗１９、１９はそれぞれの出力端２１と接続点２２との間に介装されており、対極側への逆流が緩和されている。
【００２１】
高電圧コントローラ３３には、ＣＰＵ３５の他に、高電圧パルスの印加方法、即ち、電圧、時間、印加タイミングを規定したプログラムが記憶されたメモリ３７と、直流電源の電源ラインに介挿されるトランジスタ３９が備えられている。
高電圧コントローラ３３は、制御手段としての機能を担っており、上記構成要素のプログラムに従った制御・監視により、入力電圧・電流値、出力電圧・電流値、温度異常を監視しながら、所望の高電圧の安定した発生を可能としている。プログラムは固定でなく、オンボード上での書き換えが可能となっている。
この高電圧印加装置１によれば、高電圧コントローラ３３が、正極の高電圧発生装置７と、負極の高電圧発生装置７’とに交互に制御信号を送ってそれぞれの装置を択一的に動作できる。
【００２２】
高電圧パルス印加部４１は、図２に示すように、長棒状を為しており、左方から保護筒としての機能を担う手持ち部４３、保護カバー４５、および放電ギャップカバー４７がそれぞれ連結されて一体になっている。
手持ち部４３は導電材、例えば金属材で構成されており、アース線４４が接続されている。保護カバー４５は絶縁体、例えばPVC、PE、PP、POM、PETP、PFA、PTFEなどで構成されている。放電ギャップカバー４７は透明乃至半透明で、上記した絶縁体や、１０６〜１０１０Ω程度の抵抗値を有する半導電体、例えば、PVC、PETP、PMMA、PCなどで構成される。
【００２３】
高電圧ケーブルＹは放電ギャップカバー４７側まで延びており、その先端側に球状の放電側電極４９が裸出している。
この放電側電極４９に放電ギャップを介して球状の接地側電極５１が対向している。棒状の連結部５３を挟んでこの接地側電極５１の反対側には印加側電極５５が裸出している。
したがって、屋外で作業しても、周囲の環境にかかわらず、継続して安定的に、且つ安全に高電圧パルスが出せるようになっている。
【００２４】
高電圧印加装置１は、上記した構成を備えており、図４に示すように、印加側電極５５を菌床に接触させて、電気的刺激を与える。
菌床は絶縁性容器等に収められているので、電気的刺激を与えると電荷が逃げずに滞留する。
【００２５】
高電圧パルスの印加は、図５に示すように色々なパターンが考えられる。
例１は、正極の高電圧発生装置７と、負極の高電圧発生装置７’を交互に同値まで動作させてパルス電圧を発生した例である。正極側から負極側、またはその反対に負極側から正極側へと帯電方向を交互に代えているので、正極の高電圧発生装置７または負極の高電圧発生装置７’のいずれか一方のみを動作させた場合の２倍の強さの電気的刺激を与えることができる。
例２は、正極の高電圧発生装置７と負極の高電圧発生装置７’をそれぞれ複数回動作させてから交替させた例である。必要な電気的刺激が比較的弱い場合には、このように複数回同極側で電気的刺激を与えた後に、反転させてもよい。例１より、電気的刺激は弱くなるが、正極の高電圧発生装置７と負極の高電圧発生装置７’の間の逆流のリスクは格段に減る。
例３は、正極側の値を負極側の値より高くした例である。
【００２６】
栽培物や培地材の種類、形状、大きさ、湿気等の周囲環境などで、菌床に必要な電気的刺激や電荷の飽和し易さが異なる。従って、上記のことを考慮した上で、高電圧パルスの印加パターンを決め、プログラミングすることになる。
例１が標準的なパターンであるが、負極側がより飽和し易い場合には、例３のパターンが好ましく、正極側がより飽和し易い場合には、例３の逆パターンが好ましい。
【００２７】
本発明の第２の実施の形態に係る高電圧印加装置６１を、図６にしたがって説明する。
高電圧印加装置６１は、第１の実施の形態に係る高電圧印加装置１と同じ構成部分を備えており、同じ構成部分は同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
この高電圧印加装置６１では、正極の高電圧発生装置７には正極側の高電圧パルス印加部４１が接続され、負極の高電圧発生装置７’には負極側の高電圧パルス印加部４１’が接続されている。負極側の高電圧パルス印加部４１’は、正極側の高電圧パルス印加部４１と同じ構成となっている。
【００２８】
正極側、負極側のいずれも高電圧発生装置７、７’にも、逆流緩和抵抗器である出力用抵抗１９に相当するものは備えられていない。
その代わりに、正極側の高電圧パルス印加部４１の連結部５３と、負極側の高電圧パルス印加部４１’の連結部５３との間が短絡部６３によって短絡されており、放電側電極４９と接地側電極５１との間のギャップを利用して対極への逆流を阻止している。
ギャップ長さは調整可能になっており、電圧の大きさに応じて変更することで逆流を安定的に防止することができる。但し、被印加体（Ｏ）に電荷飽和点以上の電荷を与えようとすると、対極への逆流が起こるので、電気的刺激を与える作業に際しては、印加レベルを被印加体（Ｏ）に電荷飽和点未満に抑えることが好ましい。また、同様の理由で、正極側と負極側の印加レベルと略同じに揃えると共に、ギャップ長も略同じに揃えることが好ましい。
【００２９】
この高電圧印加装置６１を使用すると、図７に示すように、駆動させた側の高電圧パルス印加部４１（または４１’）の先端の印加側電極５５からは菌床に向けて電荷が供給されていくと共に、残りの電荷は短絡部６３を介して他方側の駆動させた側の高電圧パルス印加部４１’（または４１）の連結部５３に向かい、そこに留まり、逆流が阻止される。
【００３０】
以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的構成は、この実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても発明に含まれる。
例えば、上記の実施の形態では、高電圧発生回路としてコッククロフトウォルトン回路１３が利用されている。小型で、比較的容易に、しかも安価に入手できるようになっているからである。しかしながら、これに限らず、静電発電機、ウィムスハースト発電機、ヴァンデグラーフ発電機、圧電トランス高電圧発生装置などを利用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明の高電圧印加装置は、正極の高電圧発生回路と、負極の高電圧発生回路を併用することで、コッククロフトウォルトン回路を利用して装置を小型化しても、必要な強さの電気的刺激を与えることができ、取扱い易くなっている。
【符号の説明】
【００３２】
１…高電圧印加装置（第１の実施の形態）
３…高電圧発生部                        ５…設置型ハウジング
７…正極の高電圧発生装置                ７’…負極の高電圧発生装置
８…調整用コンデンサ                    ９…入力側端子
１０…メタルコネクタ                    １１…昇圧変圧器
１３…コッククロフトウォルトン回路      １５…コンデンサ
１７…ダイオード                        １９…出力用抵抗
２１…出力端                            ２２…接続点
２３、２５…ブリーダ抵抗
２７…保護抵抗                          ２９…温度センサ
３３…高電圧コントローラ                ３５…ＣＰＵ
３７…メモリ                            ３９…トランジスタ
４１…高電圧パルス印加部                ４３…手持ち部
４４…アース線                          ４５…保護カバー
４７…放電ギャップカバー                ４９…放電側電極
５１…接地側電極                        ５３…連結部
５５…印加側電極
６１…高電圧印加装置（第２の実施の形態）
４１’…高電圧パルス印加部              ６３…短絡部
Ｘ…低電圧ケーブル    Ｙ…高電圧ケーブル
Ｏ…被印加体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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