(57)【要約】【課題】循環ファンにより栽培室内の空気を循環に流させることによって、栽培室内の局部的な温度差を低減することが可能な植物栽培箱を提供する。【解決手段】植物栽培箱は、箱体と、温度制御モジュールと、循環ファンとを含む。箱体内には、栽培室が形成される。温度制御モジュールは、圧電チップと、熱交換アッセンブリとを備え、圧電チップは、第１側面と、第１側面と反対側の第２側面とを有し、第１側面は、栽培室外に位置し、第２側面は、栽培室内に位置し、熱交換アッセンブリは、第２側面に貼り付けられる。循環ファンは、熱交換アッセンブリに付設され、空気を吸い込むための吸気側と、空気を吹き出すための送風側とを有し、吸気側及び送風側は、栽培室内に位置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物栽培箱であって、
箱体と、温度制御モジュールと、循環ファンとを含み、
前記箱体内には、栽培室が形成され、
前記温度制御モジュールは圧電チップと熱交換アッセンブリとを備え、前記圧電チップは第１側面と前記第１側面と反対側の第２側面とを有し、前記第１側面は前記栽培室外に位置し、前記第２側面は前記栽培室内に位置し、前記熱交換アッセンブリは前記第２側面に配置され、
前記循環ファンは前記熱交換アッセンブリに付設され空気を吸い込むための吸気側と空気を吹き出すための送風側とを有し、前記吸気側及び前記送風側は前記栽培室内に位置することを特徴とする植物栽培箱。
【請求項２】
前記栽培室には循環流路が形成され、前記循環流路は一対の通流口を有し、前記熱交換アッセンブリは前記循環流路内に位置し、前記循環ファンは一対の前記通流口のうち一方の通流口に配置されることを特徴とする請求項１に記載の植物栽培箱。
【請求項３】
一対の前記通流口のうち他方の通流口にはもう１つの循環ファンが設けられ、一対の前記循環ファンは互いに風向が逆になるように配置されることを特徴とする請求項２に記載の植物栽培箱。
【請求項４】
前記温度制御モジュールは一対設けられ、前記温度制御モジュールに対応する前記循環ファンは一対設けられ、一対の前記循環ファンは風向が逆になるように配置されることを特徴とする請求項１に記載の植物栽培箱。
【請求項５】
前記栽培室内には循環流路が形成され、前記循環流路は一対の前記循環ファンに対応する一対の通流口を有し、各前記温度制御モジュールの各前記熱交換アッセンブリは前記循環流路内に位置し、各前記温度制御モジュールの各前記循環ファンは対応する各前記通流口に配置されることを特徴とする請求項４に記載の植物栽培箱。
【請求項６】
前記圧電チップの前記第１側面と前記第２側面とに接続される制御ユニットをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の植物栽培箱。
【請求項７】
前記制御ユニットは、前記循環ファンに電気的に接続されることを特徴とする請求項６に記載の植物栽培箱。
【請求項８】
前記栽培室内に配置され、前記制御ユニットに電気的に接続される温度検知素子をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の植物栽培箱。
【請求項９】
前記熱交換アッセンブリは前記圧電チップに貼り付けられた導熱ブロックを含み、前記導熱ブロック上には互いに並列された複数のフィンが形成され、前記循環ファンは前記導熱ブロック上の前記複数のフィンに気流を流させることを特徴とする請求項１に記載の植物栽培箱。
【請求項１０】
前記第１側面には放熱アッセンブリが配置され、前記放熱アッセンブリはヒートパイプと放熱ファンとを含み、前記ヒートパイプの一端には前記圧電チップが貼り付けられ他端には複数のフィンが設けられ、前記放熱ファンは前記複数のフィンに対応して配置され前記ヒートパイプ上の前記複数のフィンに気流を流させることを特徴とする請求項１に記載の植物栽培箱。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物栽培箱に関し、特に、気流を循環させることが可能な植物栽培箱に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、野菜の水耕栽培方法の大半は、載置プレートで植物種子を載置し、水分を供給するために、載置プレートを水皿の中に置く方法である。載置プレートには、植物種子を収容するための複数の収容溝が設けられ、かつ収容溝には、植物種子が水皿から水分を吸収するための孔が開口する。載置プレート及び水皿は、栽培箱に置かれて空気温湿度の調節が行われる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般の栽培箱は、ファン及びペルティエチップによって温度調節や温度制御が行われる。しかし、このような栽培箱は、冷空気を栽培箱内に送り込むことはできるが、冷空気を効果的に栽培箱内の隅々まで行き渡らせることができないため、栽培箱に局部的な温度差が生じる。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、気流を循環させることが可能な植物栽培箱を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するため、本発明の一実施形態に係る植物栽培箱は、箱体と、温度制御モジュールと、循環ファンとを含む。箱体内には、栽培室が形成される。温度制御モジュールは、圧電チップと、熱交換アッセンブリとを備え、圧電チップは、第１側面と、第１側面と反対側の第２側面とを有し、第１側面は、栽培室外に位置し、第２側面は、栽培室内に位置し、熱交換アッセンブリは、第２側面に配置される。循環ファンは、熱交換アッセンブリに付設され、空気を吸い込むための吸気側と、空気を吹き出すための送風側とを有し、吸気側及び送風側は、栽培室内に位置する。
【０００６】
本発明の一実施形態において、栽培室には、循環流路が形成されてもよい。循環流路は、一対の通流口を有し、熱交換アッセンブリは、循環流路内に位置し、循環ファンは、一対の通流口のうち一方の通流口に配置される。他方の通流口には、もう１つの循環ファンが設けられてもよく、各循環ファンは風向が逆になるように配置される。
【０００７】
本発明の一実施形態において、温度制御モジュールは一対設けられてもよく、温度制御モジュールに対応する循環ファンは一対設けられてもよい。一対の循環ファンは、風向が逆になるように配置される。栽培室内には、循環流路が形成されてもよい。循環流路は、一対の循環ファンに対応する一対の通流口を有し、熱交換アッセンブリは、循環流路内に位置し、各循環ファンは、対応する各通流口に配置される。
【０００８】
本発明の一実施形態に係る植物栽培箱は、圧電チップの前記第１と第２側面とに接続される制御ユニットをさらに含んでもよい。制御ユニットは、循環ファンに電気的に接続される。植物栽培箱は、栽培室内に配置され、制御ユニットに電気的に接続される温度検知素子をさらに含んでもよい。
【０００９】
本発明の一実施形態において、熱交換アッセンブリは、圧電チップに貼り付けられた導熱ブロックを含んでもよい。導熱ブロック上に互いに並列された複数のフィンが形成され、循環ファンは、複数のフィンに対応して配置され、導熱ブロック上の複数のフィンに気流を流させる。放熱アッセンブリは、ヒートパイプと放熱ファンとを含んでもよい。ヒートパイプの一端には、圧電チップが貼り付けられ、他端には、複数のフィンが設けられ、放熱ファンは、複数のフィンに対応して配置され、ヒートパイプ上の複数のフィンに気流を流させる。
【発明の効果】
【００１０】
上述のように、本発明の植物栽培箱は、循環ファンにより、栽培室内の空気を、循環に流させて、熱交換アッセンブリと熱交換を行わせることによって、栽培室内の局部的な温度差を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る植物栽培箱の概略を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る植物栽培箱の稼動状態を示す概略図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る植物栽培箱の稼動状態を示す概略図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る植物栽培箱の稼動状態を示す概略図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係る植物栽培箱の稼動状態を示す概略図である。
【図６】本発明の第５実施形態に係る植物栽培箱の稼動状態を示す概略図である。
【図７】本発明の第６実施形態に係る植物栽培箱の稼動状態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１及び図２を参照する。本発明の第１実施形態に係る植物栽培箱は、箱体１００と、温度制御モジュール２００と、循環ファン３１０と、制御ユニット４００と、少なくとも１つの温度検知素子５００とを含んでいる。
【００１３】
本実施形態において、箱体内１００には、植物を栽培するための栽培室１１０が形成され、箱体１００の少なくとも一部は、環境光が栽培室１１０に入射するように、透過性を有し、栽培室１１０には、人工光源（例えば、発光ダイオード）が配置されてもよい。
【００１４】
温度制御モジュール２００は少なくとも１つの圧電チップ（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ  ｃｈｉｐ）２１０と、熱交換アッセンブリ２３０とを含み、需要に応じて圧電チップ２１０の数量を変更し、又は放熱アッセンブリ２２０を追加配置してもよい。本実施形態において、温度制御モジュール２００の効果を高めるために、温度制御モジュール２００は、一対の圧電チップ２１０と、放熱アッセンブリ２２０とを含み、各圧電チップ２１０は、シート状に形成され、背向配置した第１側面２１１と第２側面２１２とを有する。第１側面２１１は、栽培室１１０外に位置し、第２側面２１２は、栽培室１１０内に位置する。放熱アッセンブリ２２０は、栽培室１１０外に位置し、ヒートパイプ２２１と放熱ファン２２２とを含む。ヒートパイプ２２１の一端は、各圧電チップ２１０の第１側面２１１に貼り付け、他端には、複数のフィン２２３が設けられる。また、放熱ファン２２２は、複数のフィン２２３対応して配置され、複数のフィン２２３に気流を流させるように構成されている。熱交換アッセンブリ２３０は、栽培室１１０内に位置し、伝熱ブロック２３１を含む。本実施形態において、伝熱ブロック２３１は、フラット状に形成されていることが好ましい。伝熱ブロック２３１の一面は、各圧電チップ２１０の第２側面２１２に貼り付け、伝熱ブロック２３１の他面には、互いに並列された複数のフィン２３２が形成されている。
【００１５】
循環ファン３１０は、熱交換アッセンブリ２３０に付設され、空気を吸い込むための吸気側３１１と、空気を吹き出すための送風側３１２とを有する。吸気側３１１及び送風側３１２は、栽培室内に位置する。循環ファン３１０は、吸気側３１１が複数のフィン２３２に対応して配置され、栽培室１１０内の空気を、複数のフィン２３２に流させて、熱交換アッセンブリ２３０と熱交換を行わせるように構成されている。循環ファン３１０の風向（送風側３１２が複数のフィン２３２に対応して配置される）に応じて、気流の循環方向が逆方向になってもよいが、これに限定されない。
【００１６】
制御ユニット４００は、箱体１００内に配置され、圧電チップ２１０の第１側面２１１と第２側面２１２とに接続され、第１側面２１１と第２側面２１２との間に電位差を与えることにより、第１側面２１１と第２側面２１２との間に温度差が生じる。これにより、熱エネルギーを第１側面２１１及び第２側面２１２のうち比較的低温の一側から比較的高温の他側に伝達させることができる。制御ユニット４００により第１側面２１１と第２側面２１２との電位差値を変更することによって、熱伝達率を調整することが可能である。また、制御ユニット４００により電位差の方向を変更すると、熱伝達の方向も変更する。これにより、栽培室１１０内の空気を冷却するだけでなく、栽培室１１０内の空気を加熱することもできる。このように、圧電チップ２１０は、栽培室１１０内と外部環境との熱交換通路として構成され、制御ユニット４００により、熱交換率及び熱伝達の方向を変更することができる。制御ユニット４００は、循環ファン３１０に電気的に接続されてもよい。こうすると、循環ファン３１０の回転数を制御することで、栽培室１１０内の空気と熱交換アッセンブリ２３０との間の熱交換率を変更することができる。
【００１７】
本実施形態において、栽培室１１０内には、栽培室１１０内の空気温度を測定するための温度検知素子５００が配置されてもよく、栽培室１１０内の複数の位置に複数の温度検知素子５００が配置されてもよい。栽培室１１０外にも、環境温度を測定するための温度検知素子５００が配置されることが好ましい。各温度検知素子５００は、制御ユニット４００に電気的に接続され、測定した温度データを制御ユニット４００に送信し、制御ユニット４００は、その温度データに基づき、圧電チップ２１０に与える電圧差、及び循環ファン３１０の回転数を調整する。
【００１８】
図３を参照する。本発明の第２実施形態に係る植物栽培箱は、箱体１００と、温度制御モジュール２００と、循環ファン３１０と、制御ユニット４００と、少なくとも１つの温度検知素子５００とを含んでいる。上記第１実施形態の構造とほとんど同じであるため、ここで、同じ構造について説明を省略する。本実施形態と第１実施形態との相違点は、栽培室１１０内には、栽培室１１０内の空気を循環に流させるように案内する循環流路１２０が形成されている。循環流路１２０は、一対の通流口１２１，１２２を有し、熱交換アッセンブリ２３０は、循環流路１２０内に位置し、循環ファン３１０は、通流口１２１に配置され、吸気側３１１が循環流路１２０内に向かい、送風側３１２が循環流路１２０外に向かうように構成されている。循環ファン３１０により栽培室１１０内の空気を流させ、空気が通流口１２２を介して循環流路１２０に流入し、熱交換アッセンブリ２３０と熱交換を行い、通流口１２１を介して循環流路１２０から流出する。循環流路１２０は、気流を分離する機能を有し、熱交換が行われない気流と熱交換が行われた気流との混合することで、栽培室１１０内の空気と熱交換アッセンブリ２３０との熱交換率の低減を防ぐことができる。
【００１９】
図４を参照する。本発明の第３実施形態に係る植物栽培箱は、箱体１００と、温度制御モジュール２００と、一対の循環ファン３１０，３２０と、制御ユニット４００と、少なくとも１つの温度検知素子５００とを含んでいる。上記第２実施形態の構造とほとんど同じであるため、ここで、同じ構造について説明を省略する。本実施形態と第２実施形態との相違点は、もう１つの循環ファン３２０は、通流口１２２に配置され、同様に、空気を吸い込むための吸気側３２１と、空気を吹き出すための送風側３２２とを有し、吸気側３２１及び送風側３２２は、栽培室内に位置する。循環ファン３２０の吸気側３２１は、循環流路１２０外に向かい、循環ファン３２０の送風側３２２は、循環流路１２０外に向かうように構成されている。一対の循環ファン３１０，３２０は、互いの風向が逆になるように配置され、それぞれ、栽培室１１０内の空気を循環流路１２０に流入、及び循環流路１２０内で熱交換アッセンブリ２３０と熱交換した空気を栽培室１１０に流入するように用いられる。
【００２０】
図５を参照する。本発明の第４実施形態に係る植物栽培箱は、箱体１００と、一対の温度制御モジュール２００と、一対の循環ファン３１０，３２０と、制御ユニット４００と、少なくとも１つの温度検知素子５００とを含んでいる。上記第１実施形態の構造とほとんど同じであるため、ここで、同じ構造について説明を省略する。本実施形態と第１実施形態との相違点は、温度制御モジュール２００は一対であり、各温度制御モジュール２００には、１つの圧電チップ２１０が配置されるだけで、第１実施形態と同じような熱交換率を達成することが可能である。また、一対の温度制御モジュール２００に対応して配置された一対の循環ファン３１０，３２０が配置されている。一対の循環ファン３１０，３２０は、それぞれ、空気を吸い込むための吸気側３１１，３２１と、空気を吹き出すための送風側３１２，３２２とを有している。循環ファン３１０の吸気側３１１は、対応する熱交換アッセンブリ２３０に向かって配置され、もう１つの循環ファン３２０の送風側３２２は、対応する熱交換アッセンブリ２３０に向かって配置されている。この一対の循環ファン３１０，３２０は、互いの風向が逆になるように配置されている。栽培室１１０内に一対の互いが逆になる圧力源が配置されることにより、栽培室１１０内の空気をこの一対の圧力源（循環ファン３１０，３２０）間で循環して流させ、気流を各熱交換アッセンブリ２３０に順に通流するとともに、各熱交換アッセンブリ２３０と熱交換を行う。
【００２１】
図６を参照する。本発明の第５実施形態に係る植物栽培箱は、箱体１００と、一対の温度制御モジュール２００と、一対の循環ファン３１０，３２０と、制御ユニット４００と、少なくとも１つの温度検知素子５００とを含んでいる。上記第４実施形態の構造とほとんど同じであるため、ここで、同じ構造について説明を省略する。本実施形態と第４実施形態との相違点は、栽培室１１０内には、循環流路１２０が形成されている。循環流路１２０は、一対の循環ファン３１０，３２０に対応する一対の通流口１２１，１２２を有し、一対の熱交換アッセンブリ２３０は、循環流路１２０内に位置し、循環ファン３１０，３２０は、それぞれ、対応する通流口１２１，１２２に配置されている。循環ファン３１０，３２０により栽培室１１０内の空気を流させ、空気が通流口１２２を介して循環流路１２０に流入し、熱交換アッセンブリ２３０と熱交換を行い、通流口１２１を介して循環流路１２０から流出する。循環流路１２０は、気流を分離する機能を有し、熱交換が行われない気流と熱交換が行われた気流との混合することで、栽培室１１０内の空気と熱交換アッセンブリ２３０との熱交換率の低減を防ぐことができる。本実施形態の循環ファン３１０，３２０は、実施形態４と比べ、逆になるように配置されているため、本実施形態において、栽培室１１０内の空気の循環方向が本実施形態４と逆になる。実際に、栽培室１１０の循環ニーズに応じて、異なる循環方向に変更してもよい。
【００２２】
図７を参照する。本発明の第６実施形態に係る植物栽培箱は、箱体１００と、一対の温度制御モジュール２００と、一対の循環ファン３１０，３２０と、制御ユニット４００と、少なくとも１つの温度検知素子５００とを含んでいる。上記第５実施形態の構造とほとんど同じであるため、ここで、同じ構造について説明を省略する。本実施形態と第５実施形態との相違点は、循環ファン３１０は、横方向に吸気、軸方向に送風の軸流ファンであり、遠心流路及び軸流式羽根を備える。もう１つの循環ファン３２０は、軸方向に吸気、横方向に送風の遠心ファンである。循環ファン３１０，３２０は、それぞれ、対応する熱交換アッセンブリ２３０側に配置されている。軸流ファンである循環ファン３１０の吸気側３１１は、対応する熱交換アッセンブリ２３０のフィン２３２の延長方向に合わせて配置され、遠心ファンである循環ファン３２０の送風側３２２は、対応する熱交換アッセンブリ２３０のフィン２３２の延長方向に合わせて配置さている。
【００２３】
本発明の植物栽培箱は、循環ファン３１０，３２０により、栽培室１１０内の空気を、循環に流させて、熱交換アッセンブリ２３０と熱交換を行わせることによって、栽培室１１０内の恒温状態を保つとともに、栽培室１１０内の局部的な温度差を低減することができる。
【００２４】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明にあっては種々の変形が可能であって、かかる変形は、特許請求の範囲内に包含される変形である限り本発明の技術的範囲に包含されることに留意すべきである。
【符号の説明】
【００２５】
１００  箱体
１１０  栽培室
１２０  循環流路
１２１，１２２  通流口
２００  温度制御モジュール
２１０  圧電チップ
２１１  第１側面
２１２  第２側面
２２０  放熱アッセンブリ
２２１  ヒートパイプ
２２２  放熱ファン
２２３  フィン
２３０  熱交換アッセンブリ
２３１  伝熱ブロック
２３２  フィン
３１０，３２０  循環ファン
４００  制御ユニット
５００  温度検知素子
【図１】
2016123403.tif 000003
【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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