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技術 光入射角度変更用ブラインド

出願人 ツジコー株式会社
発明者 辻昭久前田洋二田中明
出願日 2010年3月1日 (9年4ヶ月経過) 出願番号 2010-044304
公開日 2011年9月15日 (7年10ヶ月経過) 公開番号 2011-179225
状態 未査定
技術分野 ブラインド 特殊ウィング 非携帯用の照明装置またはそのシステム
主要キーワード 中段棚 下段棚 光量子量 人工光線 上段棚 断熱複層ガラス 用平面図 植物工場内
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2011年9月15日)のものです。
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図面 (13)

課題

太陽光併用型植物工場において、光合成に必要な光量子人工照明器具から得るだけではなく、電気資源を節約するために、自然の太陽光を利用できる場合には太陽光を使用し、夜間や天気が悪く太陽光を利用できない場合には照明器具を使用するという、所謂ハイブリッド型の太陽光併用型植物工場において、季節に依存して高度が変化する太陽光を有効に取り入れることを可能とする光入射角度変更用ブラインドの提供を目的とする。

解決手段

照明器具からの人工光線太陽光線とを併用して、植物の光合成により植物を生育させる太陽光併用型植物工場において、太陽光を取り入れる壁面ガラスの外側にスラット平坦な木製であって、スラットの上面に反射フィルムを貼り付けたブラインドを設置して、ブラインドの各スラットの角度を調整することにより有効に太陽光を該植物工場に取り入れ、植物の光合成に必要な光量子の量を適正化する。

概要

背景

近年、自然の地面ではなく、工場などの施設内で、植物を成育させる植物工場が現われている。この場合に、光合成に必要な光量子を、人工照明器具から得ている場合が多い。しかし、人工の照明器具を使用すると電気を使用し、限りある電気資源を消耗してしまうことになる。

そこで、自然の太陽光も利用できれば、電気資源を節約できるという観点から、自然の太陽光を利用できる場合には太陽光を使用し、夜間や天気が悪く太陽光を利用できない場合にのみ、人工の照明器具を使用するという、所謂ハイブリッド型太陽光併用型植物工場の開発が考えられる。

概要

太陽光併用型植物工場において、光合成に必要な光量子を人工の照明器具から得るだけではなく、電気資源を節約するために、自然の太陽光を利用できる場合には太陽光を使用し、夜間や天気が悪く太陽光を利用できない場合には照明器具を使用するという、所謂ハイブリッド型の太陽光併用型植物工場において、季節に依存して高度が変化する太陽光を有効に取り入れることを可能とする光入射角度変更用ブラインドの提供を目的とする。 照明器具からの人工光線太陽光線とを併用して、植物の光合成により植物を生育させる太陽光併用型植物工場において、太陽光を取り入れる壁面ガラスの外側にスラット平坦な木製であって、スラットの上面に反射フィルムを貼り付けたブラインドを設置して、ブラインドの各スラットの角度を調整することにより有効に太陽光を該植物工場に取り入れ、植物の光合成に必要な光量子の量を適正化する。

目的

光入射角度変更用ブラインドは、通常のブラインドのように光を遮るものではなく、入射してくる光線の角度を変更することを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

照明器具からの人工光線太陽光線とを併用して、植物の光合成により、植物を生育させる太陽光併用型植物工場において、前記太陽光併用型植物工場の壁面に設置された太陽光取り入れ窓を構成する透明板に入射する太陽光線の入射角を調整して前記透明板を透過して太陽光併用型植物工場の中に入射する太陽光線の量を調整するためのブラインドであって、前記ブラインドはブラインドのスラット平坦な木製であって、前記ブラインドを地面に対して、垂直にたらした場合に前記ブラインドの各スラットを地面と水平にしたときに、前記地面に平行であって地面と向き合わない側の面に反射フィルムを貼り付け、前記反射フィルムを貼り付けた前記ブラインドの各スラットの角度を調整することにより、前記ブラインドに入射し反射する太陽光線の角度を変化させることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド

請求項2

照明器具からの人工光線と太陽光線とを併用して、植物の光合成により、植物を生育させる太陽光併用型植物工場において、前記太陽光併用型植物工場の壁面に設置された太陽光取り入れ窓を構成する透明板に入射する太陽光線の入射角を調整して前記透明板を透過して太陽光併用型植物工場の中に入射する太陽光線の量を調整するためのブラインドであって、前記ブラインドは前記ブラインドのスラットは平坦な木製であって、前記ブラインドを地面に対して、垂直にたらした場合に前記ブラインドの各スラットをを水平にしたときに、前記地面に平行であって地面と向き合わない側と地面と向きあう側の両面に反射フィルムを貼り付けることにより、前記反射フィルムを貼り付けた前記ブラインドの各スラットの角度を調整することにより、前記ブラインドに入射する光線に対して、より多様な入射角の光線に対して対応することを可能とする光入射角度変更用ブラインド。

請求項3

請求項1または2に記載の光入射角度変更用ブラインドにおいて、前記光入射角度変更用ブラインドへ入射する光線は太陽光であり、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度(以下「特定太陽光仰角」ともいう)の変化に対応して調整し得ることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド。

請求項4

請求項1または2に記載の光入射角度変更用ブラインドにおいて、前記光入射角度変更用ブラインドへ入射する光線は太陽光であり、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度(以下「特定太陽光仰角」ともいう)の1/2とすることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド。

請求項5

請求項1乃至4のいずれかに記載の光入射角度変更用ブラインドと、前記特定太陽光仰角を測定する、特定太陽光仰角測定部と、前記特定太陽光仰角測定部が測定した特定太陽光仰角を入力データとして、前記ブラインドの各スラットの角度を調整して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度(以下「特定太陽光仰角」ともいう)の変化に対して調整するスラット角度調整部とを有して、前記特定太陽光仰角の変化に対して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を調整し得ることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド装置。

請求項6

請求項1乃至4のいずれかに記載の光入射角度変更用ブラインドと、前記特定太陽光仰角を測定する、特定太陽光仰角測定部と、特定太陽光仰角測定部が測定した特定太陽光仰角を入力データとして、前記ブラインドの各スラットの角度を調整して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度(以下「特定太陽光仰角」ともいう)の1/2とするスラット角度調整部とを有して、前記特定太陽光仰角の変化に対して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での前記特定太陽光仰角の1/2とすることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド装置。

請求項7

請求項1乃至4のいずれかに記載の光入射角度変更用ブラインドと、前記特定太陽光仰角を測定する、特定太陽光仰角測定部と、特定太陽光仰角測定部が測定した特定太陽光仰角を入力データとして、前記ブラインドの各スラットの角度を調整して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度(以下「特定太陽光仰角」ともいう)の変化に対して調整するスラット角度調整部と、前記太陽光併用型植物工場の所定の場所に設置された光量子量センサー部とを有して、前記特定太陽光仰角の変化に対して、光量子量が所定の量となるように、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を調整し得ることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド装置。

請求項8

照明器具からの人工光線と太陽光線とを併用して、植物の光合成により、植物を生育させる太陽光併用型植物工場において、前記太陽光併用型植物工場の壁面に設置された太陽光取り入れ窓を構成する透明板に入射する太陽光線の入射角を調整して前記透明板を透過して太陽光併用型植物工場の中に入射する太陽光線の量を調整するためのブラインドであって、前記ブラインドは前記ブラインドの各スラットは表面が平坦で軽量な金属製であって、前記ブラインドを地面に対して、垂直にたらした場合に前記ブラインドの各スラットを水平にしたときに前記ブラインドの各スラットの角度を調整することにより前記ブラインドに入射し反射する光線の角度を変化させることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド。

請求項9

照明器具からの人工光線と太陽光線とを併用して、植物の光合成により、植物を生育させる太陽光併用型植物工場において、前記太陽光併用型植物工場の壁面に設置された太陽光取り入れ窓を構成する透明板に入射する太陽光線の入射角を調整して前記透明板を透過して太陽光併用型植物工場の中に入射する太陽光線の量を調整するためのブラインドであって、前記ブラインドは前記ブラインドの各スラットは表面が平坦で軽量な樹脂製であって、前記ブラインドを地面に対して、垂直にたらした場合に前記ブラインドの各スラットを水平にしたときに前記ブラインドの各スラットの角度を調整することにより前記ブラインドに入射し反射する光線の角度を変化させることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド。

請求項10

請求項8または9に記載の光入射角度変更用ブラインドおいて、前記光入射角度変更用ブラインドへ入射する光線は太陽光であり、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度(以下「特定太陽光仰角」ともいう)の1/2とすることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド。

請求項11

請求項1乃至4のいずれかに記載する光入射角度変更用ブラインドにおいて、前記透明板はガラス板であることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド。

請求項12

請求項8または9に記載する光入射角度変更用ブラインドと、前記特定太陽光仰角を測定する、特定太陽光仰角測定部と、特定太陽光仰角測定部が測定した特定太陽光仰角を入力データとして、前記ブラインドの各スラットの角度を調整して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度(以下「特定太陽光仰角」ともいう)の変化に対応して調整するスラット角度調整部とを有して、前記特定太陽光仰角の変化に対して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を調整し得ることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド装置。

請求項13

請求項8または9に記載する光入射角度変更用ブラインドと、前記特定太陽光仰角を測定する、特定太陽光仰角測定部と、特定太陽光仰角測定部が測定した特定太陽光仰角を入力データとして、前記ブラインドの各スラットの角度を調整して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度(以下「特定太陽光仰角」ともいう)の1/2とするスラット角度調整部とを有して、前記特定太陽光仰角の変化に対して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での前記特定太陽光仰角の1/2とすることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド装置。

請求項14

請求項8または9に記載する光入射角度変更用ブラインドと、前記特定太陽光仰角を測定する、特定太陽光仰角測定部と、特定太陽光仰角測定部が測定した特定太陽光仰角を入力データとして、前記ブラインドの各スラットの角度を調整して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度(以下「特定太陽光仰角」ともいう)の変化に対応して調整するスラット角度調整部と、前記太陽光併用型植物工場の所定の場所に設置された光量子量センサー部とを有して、前記特定太陽光仰角の変化に対して、光量子量が所定の量となるように、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を調整し得ることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド装置。

請求項15

請求項12乃至14のいずれかに記載の光入射角度変更用ブラインド装置において、前記透明板はガラス板であることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド装置。

技術分野

0001

本発明は、植物を生育させるために必要な光を人工照明器具からの光と、太陽からの太陽光とを併用して用いる太陽光併用型植物工場において、太陽光を取り入れるための透明板への入射光の角度を調整することにより、透明板を透過する光量を調整する装置に関する。

背景技術

0002

近年、自然の地面ではなく、工場などの施設内で、植物を成育させる植物工場が現われている。この場合に、光合成に必要な光量子を、人工の照明器具から得ている場合が多い。しかし、人工の照明器具を使用すると電気を使用し、限りある電気資源を消耗してしまうことになる。

0003

そこで、自然の太陽光も利用できれば、電気資源を節約できるという観点から、自然の太陽光を利用できる場合には太陽光を使用し、夜間や天気が悪く太陽光を利用できない場合にのみ、人工の照明器具を使用するという、所謂ハイブリッド型の太陽光併用型植物工場の開発が考えられる。

先行技術

0004

特開2007−236235

発明が解決しようとする課題

0005

このような太陽光併用型植物工場においては、人工の照明器具からの光線の場合には、該照明器具と生育させようとする植物との位置関係を調整することにより効率的に、人工の照明器具からの光線を植物にあたえることができる。しかしながら、太陽光線の場合は人工の照明器具からの光線とは異なり、太陽の高度は季節と、時間により変化し、夏季は高度(この場合の「高度」とは、地球上の太陽光併用型植物工場が設置されている地点の接線と太陽光線とがなす角度である。図1の104に対応)が最高70度程度にもなるが、冬季には30度程度になってしまう。またこの高度は日の出から日の入りまでの時間帯によっても変化する。

0006

また、ガラス入射する光の入射角度によって反射率が変化し、一般的にフロート透明ガラスの場合、入射点法線に対して太陽光の入射角度が15度以上となると、太陽光が反射されてしまい、この入射角度が大きくなればなるほど反射される光が多くなる。
フロート透明ガラス(厚み、3mm)の場合、この入射角度が0から40度では光の透過率は約85%であるが、50度では約82%、60度で72%、70度では約63%となってしまう。太陽の高度は6月半ばには約75度にも達する。その結果、夏季には太陽光の取入れが十分ではなくなる。
したがって、太陽光併用型植物工場を構成する場合において、より有効に利用するためには、この点を考慮する必要がある。

0007

そこで本発明は、太陽光併用型植物工場に太陽光をより有効に入射させるための当該光入射角度変更用ブラインドによる、太陽光を効率的に入射させ得る光入射角度変更装置を実現することを課題としている。
また、本発明に係る光入射角度変更装置の用途としては、太陽光併用型植物工場において太陽光線を有効に取り入れる用途だけではなく、照明器具からの光線の方向を変化させることにより、室内の暗い箇所へ光を取り入れる場合にも使用できる。

課題を解決するための手段

0008

請求項1に記載された発明は、光入射角度変更用ブラインドにおいて、
照明器具からの人工光線と太陽光線とを併用して、植物の光合成により、植物を生育させる太陽光併用型植物工場において、前記太陽光併用型植物工場の壁面に設置された太陽光取り入れ窓を構成する透明板に入射する太陽光線の入射角を調整して前記透明板を透過して太陽光併用型植物工場の中に入射する太陽光線の量を調整するためのブラインドであって、
前記ブラインドはブラインドのスラット平坦な木製であって、
前記ブラインドを地面に対して、垂直にたらした場合に前記ブラインドの各スラットを地面と水平にしたときに、前記地面に平行であって地面と向き合わない側の面に反射フィルムを貼り付け、
前記反射フィルムを貼り付けた前記ブラインドの各スラットの角度を調整することにより、前記ブラインドに入射し反射する太陽光線の角度を変化させることを特徴とする。

0009

請求項2に記載された発明は、光入射角度変更用ブラインドにおいて、
照明器具からの人工光線と太陽光線とを併用して、植物の光合成により、植物を生育させる太陽光併用型植物工場において、前記太陽光併用型植物工場の壁面に設置された太陽光取り入れ窓を構成する透明板に入射する太陽光線の入射角を調整して前記透明板を透過して太陽光併用型植物工場の中に入射する太陽光線の量を調整するためのブラインドであって、
前記ブラインドは前記ブラインドのスラットは平坦な木製であって、
前記ブラインドを地面に対して、垂直にたらした場合に前記ブラインドの各スラットを
を水平にしたときに、前記地面に平行であって地面と向き合わない側と地面と向きあう側の両面に反射フィルムを貼り付けることにより、
前記反射フィルムを貼り付けた前記ブラインドの各スラットの角度を調整することにより、前記ブラインドに入射する光線に対して、より多様な入射角の光線に対して対応することを可能とすることを特徴とする。

0010

請求項3に記載された発明は、請求項1または2に記載の光入射角度変更用ブラインドに係り
請求項1または2に記載の光入射角度変更用ブラインドにおいて、前記光入射角度変更用ブラインドへ入射する光線は太陽光であり、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度(以下「特定太陽光仰角」ともいう)の変化に対応して調整し得ることを特徴とする。

0011

請求項4に記載された発明は、請求項1または2に記載の光入射角度変更用ブラインドに係り、
請求項1または2に記載の光入射角度変更用ブラインドにおいて、前記光入射角度変更用ブラインドへ入射する光線は太陽光であり、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度(特定太陽光仰角)の1/2とすることを特徴とする。

0012

請求項5に記載された発明は、光入射角度変更用ブラインド装置において、
請求項1乃至4のいずれかに記載の光入射角度変更用ブラインドと、
前記特定太陽光仰角を測定する、特定太陽光仰角測定部と、
前記特定太陽光仰角測定部が測定した特定太陽光仰角を入力データとして、前記ブラインドの各スラットの角度を調整して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度(特定太陽光仰角)の変化に対して調整するスラット角度調整部とを有して、
前記特定太陽光仰角の変化に対して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を調整し得ることを特徴とする。

0013

請求項6に記載された発明は、光入射角度変更用ブラインド装置において、
請求項1乃至4のいずれかに記載の光入射角度変更用ブラインドと、
前記特定太陽光仰角を測定する、特定太陽光仰角測定部と、
特定太陽光仰角測定部が測定した特定太陽光仰角を入力データとして、前記ブラインドの各スラットの角度を調整して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度(特定太陽光仰角)の1/2とするスラット角度調整部とを有して、
前記特定太陽光仰角の変化に対して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での前記特定太陽光仰角の1/2とすることを特徴とする。

0014

請求項7に記載された発明は、光入射角度変更用ブラインド装置において、
請求項1乃至4のいずれかに記載の光入射角度変更用ブラインドと、
前記特定太陽光仰角を測定する、特定太陽光仰角測定部と、
特定太陽光仰角測定部が測定した特定太陽光仰角を入力データとして、前記ブラインドの各スラットの角度を調整して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度(特定太陽光仰角)の変化に対して調整するスラット角度調整部と、
前記太陽光併用型植物工場の所定の場所に設置された光量子量センサー部とを有して、
前記特定太陽光仰角の変化に対して、光量子量が所定の量となるように、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を調整し得ることを特徴とする。

0015

請求項8に記載された発明は、光入射角度変更用ブラインドにおいて、
照明器具からの人工光線と太陽光線とを併用して、植物の光合成により、植物を生育させる太陽光併用型植物工場において、前記太陽光併用型植物工場の壁面に設置された太陽光取り入れ窓を構成する透明板に入射する太陽光線の入射角を調整して前記透明板を透過して太陽光併用型植物工場の中に入射する太陽光線の量を調整するためのブラインドであって、
前記ブラインドは前記ブラインドの各スラットは表面が平坦で軽量な金属製であって、
前記ブラインドを地面に対して、垂直にたらした場合に前記ブラインドの各スラットを水平にしたときに前記ブラインドの各スラットの角度を調整することにより
前記ブラインドに入射し反射する光線の角度を変化させることを特徴とする。

0016

請求項9に記載された発明は、光入射角度変更用ブラインドにおいて、
照明器具からの人工光線と太陽光線とを併用して、植物の光合成により、植物を生育させる太陽光併用型植物工場において、前記太陽光併用型植物工場の壁面に設置された太陽光取り入れ窓を構成する透明板に入射する太陽光線の入射角を調整して前記透明板を透過して太陽光併用型植物工場の中に入射する太陽光線の量を調整するためのブラインドであって、
前記ブラインドは前記ブラインドの各スラットは表面が平坦で軽量な樹脂製であって、
前記ブラインドを地面に対して、垂直にたらした場合に前記ブラインドの各スラットを水平にしたときに前記ブラインドの各スラットの角度を調整することにより
前記ブラインドに入射し反射する光線の角度を変化させることを特徴とする。

0017

請求項10に記載された発明は、請求項8または9に記載の光入射角度変更用ブラインドに係り、
前記光入射角度変更用ブラインドへ入射する光線は太陽光であり、
前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度(特定太陽光仰角)の1/2とすることを特徴とする。

0018

請求項11に記載された発明は、請求項1乃至4のいずれかに記載する光入射角度変更用ブラインドに係り、
前記透明板はガラス板であることを特徴とする。

0019

請求項12に記載された発明は、光入射角度変更用ブラインド装置において、
請求項8または9に記載する光入射角度変更用ブラインドと、
前記特定太陽光仰角を測定する、特定太陽光仰角測定部と、
特定太陽光仰角測定部が測定した特定太陽光仰角を入力データとして、前記ブラインドの各スラットの角度を調整して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度(特定太陽光仰角)の変化に対して調整するスラット角度調整部とを有して、
前記特定太陽光仰角の変化に対して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を調整し得ることを特徴とする。

0020

請求項13に記載された発明は、光入射角度変更用ブラインド装置において、
請求項8または9に記載する光入射角度変更用ブラインドと、
前記特定太陽光仰角を測定する、特定太陽光仰角測定部と、
特定太陽光仰角測定部が測定した特定太陽光仰角を入力データとして、前記ブラインドの各スラットの角度を調整して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度(特定太陽光仰角)の1/2とするスラット角度調整部とを有して、
前記特定太陽光仰角の変化に対して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での前記特定太陽光仰角の1/2とすることを特徴とする。

0021

請求項14に記載された発明は、光入射角度変更用ブラインド装置において、
請求項8または9に記載する光入射角度変更用ブラインドと、
前記特定太陽光仰角を測定する、特定太陽光仰角測定部と、
特定太陽光仰角測定部が測定した特定太陽光仰角を入力データとして、前記ブラインドの各スラットの角度を調整して、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度は、前記太陽光と太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線とのなす角度(特定太陽光仰角)の変化に対して調整するスラット角度調整部と、
前記太陽光併用型植物工場の所定の場所に設置された光量子量センサー部とを有して、
前記特定太陽光仰角の変化に対して、光量子量が所定の量となるように、前記ブラインドの各スラットと太陽光併用型植物工場が設置されている地点での水平線がなす角度を調整し得ることを特徴とする。

0022

請求項15に記載された発明は、請求項12乃至14のいずれかに記載の光入射角度変更用ブラインド装置に係り、
前記透明板はガラス板であることを特徴とする光入射角度変更用ブラインド装置。

発明の効果

0023

植物を生育させるために必要な光を人工の照明器具からの光と、太陽からの太陽光とを併用して用いる太陽光併用型植物工場において、光入射角度変更用ブラインドに直接入射する太陽光線や、太陽光線が地面や建物等に反射した間接光をも太陽光併用型植物工場に有効に取り入れるとともに、該ブラインドの隣り合うスラットの間で該ブラインドに入射した光線を反射させることにより、最終的に植物の方向に向かう光線の方向を調整することができ、より有効に太陽光線を活用でき照明器具に必要な電気資源の節約ができ、植物工場の効率の向上をはかることができる。

図面の簡単な説明

0024

本発明の実施の形態1に係る光入射角度変更用ブラインドの概略を説明するための説明用斜視図である。
太陽光併用型植物工場において、本発明に係る光入射角度変更用ブラインドがどのように機能するかの概略を説明するための説明図である。
厚み3mmのフロート透明ガラスに対する、入射角度ごとの光線の透過率を表すグラフである。
一定面積垂直面照射される放射エネルギーを、太陽高度の異なる場合について比べたグラフである。
太陽高度の時間変化と季節による変化の概略を示した、太陽の日周運動を説明するための説明図である。
垂直面に対する季節ごとの可視光線領域の透過率を表すグラフである。
箱の奥行にどれだけ太陽光が到達するかを測定した実験の模式図である。
反射板差異による光量子量の到達率を比較したグラフである。
光入射角変更用ブラインドで反射される太陽光を説明するための説明図である。
地面に対して水平に設置された光入射角度変更用ブラインドを表す説明図である。
光入射角度変更用ブラインドを、太陽光を取り入れる窓に対して斜めに吊るす配置を説明する説明図である。
太陽光併用型植物工場における植物の配列を上から見た説明用平面図である。

実施例

0025

(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明に係る光入射角度変更用ブラインドを、人工光と太陽光とを併用して植物を生育させる太陽光併用型植物工場に用いることを想定している。太陽光の光源である太陽は、時間とともに高度を変える。一日の中でも時間ごとに変わり、また季節単位でも変化している。この太陽高度の変化に対応して太陽光を工場内に取り入れなければならない。本実施の形態においては、高度の変化に対応した構造を想定している。

0026

以下、図面を参照しつつ、本発明に係る光入射角度変更用ブラインドを実施するための形態1について説明する。

0027

図1は、本発明に係る入射光の角度を調整する機能をもつ、光入射角度変更用ブラインドの概略を説明するための斜視図である。

0028

110は、入射光線を表す。本実施形態では、本発明に係る光入射角度変更用ブラインドを、太陽光併用型植物工場における太陽光取り入れ窓にしようすることを考えている。
そのため、入射光線110は太陽光線を想定している。

0029

120は、本発明に係る光入射角度変更用ブラインドであり、121,122,123,124,125は光入射角度変更用ブラインドを構成するスラットを表す。図1でスラットの枚数が5枚なのは、あくまで例示的なものであり、これに限らない。111は、光入射角度変更用ブラインド120のスラット表面で反射された光線を示す。

0030

115は地表に平行な直線であり、102は入射光線110と平行な直線である。したがって、104は入射してくる太陽光線の表す角度であり、太陽高度に一致する。105は、本発明に係る光入射角度変更用ブラインド120の各スラット121,122,123,124,125の角度を表している。本実施形態では、スラットの角度105は104の半分であることを想定している。

0031

そして130は、太陽光併用型植物工場における太陽光取り入れ窓といった透明板を表しており、地表に対して垂直な設置を考えている。

0032

本実施形態における上記の設定により、太陽光線のような平行光線110は、以下のような挙動をする。入射光線110は、本発明に係る入射光の角度を調整する機能をもつ光入射角度変更用ブラインド120によって一定角度で反射され、その角度が水平線115に対して平行となる。つまり、反射光線111は、透明板130に対して垂直に入射することになる。

0033

本実施形態では、この光入射角度変更用ブラインドを、人工の照明器具からの光と太陽からの太陽光とを併用して植物を生育させる太陽光併用型植物工場に用いることを想定している。

0034

近年、自然の地面ではなく、工場などの施設内で、人工の照明器具からの光を用いて植物を成育させる植物工場があらわれている。人工の照明器具を用いた植物工場には、植物を生育させる際に、気候地理関係といった外的要因の影響が少ないという利点がある。そのことから、自然の地面で生育させるよりも多様な植物の生育が期待される。例えば、本実施の形態においては該植物工場内水栽培による植物の栽培を行うことを考えている。工場内で上に植物を生育させることで、土地面積の小さい工場でも効率の良い生産ができる。

0035

そして、このような人工光を用いた植物工場において、図1のような窓を壁面に設置することにより、植物工場内に太陽光を取り入れることができる。このことにより、植物の光合成に対して人工光だけでなく太陽光を併用することが可能となり、人工照明器具の使用による電気資源の消耗が抑えられると考えられる。そのため、この太陽光を該工場内に効率よく取り入れ、植物の光合成に寄与する太陽光の量(光量子量)を効率よく確保することが望まれる。

0036

本実施の形態では、本発明に係る光入射角度変更用ブラインドに対して、この太陽光を該工場内に効率よく取り入れる機能を期待している。図2は、該太陽光併用型植物工場において、本発明に係る光入射角度変更用ブラインドがどのように機能するかの概略を示した図である。

0037

図2における191は、太陽光併用型植物工場全体を表す。本実施の形態では、該工場内191で水栽培による植物の生育を考えている。図2では植物を生育させる棚を3段に仮定している。161,162は上段棚160上で生育される植物であり、171は中段棚170上で生育される植物であり、181は下段棚180で生育される植物を示す。この植物を生育させる棚の形状、構造に関しては公知のものでよい。192は、該太陽光併用型植物工場における壁面である。壁面は公知の形状、構造のものでよい。壁面192には、植物の光合成を促す太陽光を取り入れるための窓が設置されている。142は、壁面192に取り付けられる樹脂サッシを示す。このサッシに関しても、太陽光を取り入れるための窓を壁面に設置することのできるものであれば、公知の形状、構造のものでよい。そして、この窓に対する入射光の角度を調整するために、本発明に係る光入射角度変更用ブラインド120の設置を考えている。

0038

太陽光101は、この窓から太陽光併用型植物工場内191に取り入れられ、この太陽光線110の入射角は、壁面192の法線115に対して104となる。ここで、図2における壁面192は地面に垂直と想定しており、入射角104は太陽の高度と一致する。そして、太陽光線110は光入射角度変更用ブラインド120に入射し、これにより太陽光併用型植物工場の中に入射する太陽光線の角度が調節される。

0039

103、110は太陽光線であり矢印は光線の方向を示し、ブラインド120で反射された太陽光線111は、透明板130に入射する。透明板130は太陽光を工場内に取り入れることを目的としており、公知のものでよい。例えば、断熱複層ガラスのようなものでもよい。そして、光線113は透明板130を透過して太陽光併用型植物工場内に入射することで、該植物工場内の植物に照射される。本実施の形態では、ブラインドの角度105を、壁面の法線に対して太陽光の入射角104の半分の角度になるように設定している。このことにより、130への入射光111は透明板130に対して垂直に入射する。
この入射角度が透明板130を透過するうえで最も良い角度である。そしてまた、照射光113は壁面の法線と平行になる。すなわち、照射光は地面と水平になって工場内に入ってくることとなる。

0040

人工の照明器具からの光である人工光と、自然の太陽光とを植物の生育に併用する太陽光併用型植物工場において、人工光線に関しては、効率的に植物に与え、光合成への寄与を高めることができる。人工の照明器具からの光線は、該照明器具と生育させようとする植物との位置関係を容易に調整することができるからである。しかし、自然の太陽光線の場合は、そのように単純には扱えない。というのも、太陽は人工光の光源である照明器具とは異なり、時間に依存して高度が変化する。そのため、太陽光線の方向は太陽の高度に依存した変化を起こす。この変化には、一日単位の変化と季節単位の変化とがあり、幾分複雑なものとなっている。

0041

この太陽光線の方向の変化により、自然の太陽光とを植物の生育に併用する太陽光併用型植物工場における太陽光の取り入れの効率も変化してしまう。

0042

まず、太陽光線を工場内に取り入れるのに用いられる、130のガラス等の透明板は、光線の入射角度によって透過率が大きく変化する。図3は、厚み3mmのフロート透明ガラスに対する、入射角度ごとの光線の透過率を表すグラフである。
横軸はフロート透明ガラス板の法線115に対する入射光の角度(度)であり、縦軸はその光線の透過率(%)である。図3より、光線の入射角度が0から40度の間では、光の透過率は85%以上確保されているのだが、50度では約82%に下がり、60度で約72%、70度になると約63%にまで減少してしまうことが読み取れる。

0043

また、該植物工場の太陽光取り入れ窓の設置された壁面のような、垂直面に照射される太陽光のエネルギー日射量)も、太陽光の高度により変化する。図4は、一定面積の垂直面に照射される放射エネルギーを、太陽高度の異なる場合について比べたものである。横軸は太陽光に含まれる光の波長(nm)であり、縦軸が各波長についての日射量(W/m2・nm)である。
太陽高度が30度の場合、50度の場合、70度の場合をそれぞれプロットしている。高度が高いと垂直面に到達する光線の密度は薄くなることから、日射量は高度が30度の場合は327W、50度の場合581W、70度の場合675Wとなる。

0044

このように、太陽光併用型植物工場に用いられる太陽光を取り入れるための透明板は角度に依存して透過率を下げ、透明板の設置される垂直面に到達する日射量も角度に依存して下がってしまうものである。しかし、透明板から取り入れたい太陽光線は、時間に依存して入射角度を変えてしまう。そのため、太陽光を併用して利用することを考える植物工場においては、太陽高度の変化に即して、太陽光併用型植物工場の内部に太陽光を取り入れる効率が悪くなり得るのである。

0045

したがって、この太陽高度の変化に対応して太陽光を工場内に取り入れることが、植物の光合成に寄与する光量子量を効率よく確保することにつながる。

0046

太陽高度の時間変化の概略を示した図が、図5である。太陽は、一日の中で日の出から南中、日の入りまで、連続的に高度を変える。日の出の時点で高度は、山などの障害物がない場合、0度であり、南中において最も高い高度となり、日の入りで再度0度となり沈んでいく。また、日の出、南中、日の入りというサイクルの中で、高度と共に太陽の方角も変化する。日の出の時点では高度が小さいと共に東の方に位置し、南中で真となり、日の入りで西へと沈む、という変化である。図5は太陽の日周運動に関して半球で示しているが、ここで太陽光併用型植物工場503は観測点であり、501は該植物工場の東側に設置された窓であり、また502は南側に設置された窓である。ただし、該窓を設置する方向は、周囲の建物の環境に依存するので、総合的に判断して、より効率の良い方向に設置すればよいと考えられる。

0047

なお、図5における521と522は太陽が東の方向から昇り、西の方向に沈む太陽の軌道を示す線512において、太陽が東の方向から昇り、西の方向に沈む方向を示す矢印である。
また、この矢印521と522は太陽の軌道を示す線511および513においても同様であるので、太陽の軌道を示す線511および513においては矢印は、省略している。

0048

また、太陽高度の変化には、このような一日の中の変化だけでなく、季節ごとの変化もある。太陽の方角に関しては、三月半ばである春分と九月半ばである秋分との時点(図5における512)で、日の出が真東、日の入りが真西となる。そして、これらの方角が、においては南にずれ、においてはにずれていく。これと共に、太陽の高度は、冬においては小さくなり、夏においては大きくなるという変化をする。12月半ばの冬至の時点(図5における511)がもっとも小さくなり、6月半ばの夏至の時点(図5における513)がもっとも大きくなるということである。

0049

図6は、垂直面に対する季節ごとの可視光線領域の透過率を表すグラフである。植物の光合成に寄与する可視光線の透過率を、3月、6月、9月、12月について比べている。3月、9月のものに対して6月のもの透過率が下がり、12月のものがあがることが読み取れる。

0050

これらの太陽光線の変化に対応して、太陽光併用型植物工場の内部に太陽光を取り入れることが光合成に必要な光量子量を、植物工場内に効率良く取り入れることにつながる。本実施形態は、高度の変化に対応した構造を想定している。太陽の高度は、6月半ばには略75度にも達する。そのため、透明板130の日射透過率は、60%を切ることとなる。つまり、太陽光のうち4割以上が太陽光併用型植物工場の内部に取り入れられないのである。

0051

このような非効率に対応して、光入射角度変更用ブラインド120により、太陽光線の透明板130への入射角を改善することができる。

0052

この光入射角度変更用ブラインドは、通常のブラインドとは異なるものである必要がある。光入射角度変更用ブラインドは、通常のブラインドのように光を遮るものではなく、入射してくる光線の角度を変更することを目的とするものである。そのため、通常のブラインドとはその構造も異なる。

0053

まず、この光入射角度変更用ブラインドは入射光線を反射させることを目的とするので、このブラインドを成すスラット部分は完全に平坦でなければならない。通常のブラインドは、スラット部分が丸みを帯びていたり、容易に変形できるものが多いのだが、この光の入射角度を変更する際に用いるブラインドに、そのようなもので代用することはできない。

0054

そして、光入射角度変更用ブラインドは、光の反射を調節するために、完全に平坦であり、なおかつ気候などによって歪むことのない耐性のあるものである必要がある。このことから、光入射角度変更用ブラインドは、使用する地域の気候などの外的要因に合わせて、スラット部分の素材を選べばよいと考えられる。
風雨に対する耐性や、外気温湿度に対する耐性などを考慮すべきである。本実施形態では、木製の平坦なスラットを考えている。

0055

さらに、スラット部分で光を反射させることが必要であるので、スラットの表面に反射シート張り付けるなどの工夫が必要となる。太陽光は空から降り注がれるので、水平面に対してスラットの上側の面(空側となる面)に反射シートを設置することが必要である。この反射シートには、反射率の良いものを選ぶべきである。また、この反射シートに関しても、気候などの外的要因に合わせた素材を選ぶ必要があると考えられる。

0056

本実施形態では、このブラインドの角度(図1における105)を、壁面の法線に対して太陽光の入射角(図1における104)の半分の角度になる設定を考えている。このような、角度の調整を実現する方法は、幾つかのものが考えられる。手動による調整でもよいが、本実施形態では機械による自動制御を想定している。

0057

このことにより、ブラインドに反射された光線は、透明板(図1における130)の法線と平行となって工場内に入射してくることになる。図3より、透明板の日射透過率は入射角が小さいほど良い。このことは、厚み3mmのフロート透明ガラスの場合でも断熱複層ガラスの場合でも同じく言える。本実施形態は、入射角が0度となる設定であるので、透明板の透過率による太陽光の減少を極力抑えたものであると言える。

0058

そして、このように光入射角度変更用ブラインドを用いて透明板に垂直に入射させる設定は、透明板の透過率とはまた異なった非効率も解消させる効果がある。

0059

太陽光を工場壁面に設置した窓から取り入れることを考えた場合、入射光線がどれだけ工場の室内奥側に到達するかは、入射角度によって異なる。窓の法線に対して大きな入射角度をもって光線が入射すれば、室内手前側にしか光は射さないこととなり、小さな入射角度をもって入射光線を取り入れられれば、それだけ室内奥側に光を照射することができるのである。そのため、本設定は、工場内の奥側の植物にも効率よく太陽光を照射させることのできる設定となっている。

0060

図7は、箱の奥行にどれだけ太陽光が到達するかを測定した実験の模式図である。図7において、703は箱であり、706は箱の奥行きであり、701は反射板であり、704と705は光量子量センサーである。太陽光の光量子量の到達率が、箱703の奥行706を変えるとどう変化するかを光量子量センサー704および705を用いて測定している。図2と比べて、反射板701を本発明に係る光入射角度変更用ブラインド120を構成するスラットに見立てており、また箱703の奥行を太陽光併用型植物工場内191の奥行に見立てている。

0061

この測定の結果が、図8である。図8は、反射板の差異による光量子量の到達率を比較したグラフである。横軸は、図7における箱の奥行706(cm)であり、縦軸は光量子量の到達率(%)である。二つのセンサーによる比から到達率を測定している。
これを、反射板がない場合、遮熱反射板を用いた場合、遮熱反射板の代わりにミラーを用いた場合について対比している。反射板がない場合、奥行が大きくなると極端に光量子量の到達率が下がるのに対して、遮熱反射板やミラーを用いた場合には奥行が大きくとも40%を超える光量子量が到達していることが読み取れる。また、図8は到達する光量子量の比であるが、遮熱反射板やミラーを用いた場合には反射板がない場合よりも入力の光量子量が大きくなる。その増加はおよそ50%であり、遮熱反射板やミラーを用いた場合の光量子量の増加は、より大きいものであるといえる。

0062

本実施の形態では、遮熱反射板の使用を考えている。
遮熱反射板の使用により、太陽光による輻射熱の影響が、植物工場内に至らないことを配慮しているからである。また、反射率の高さを考慮して、ミラーによる代用も考えている。光入射角度変更用ブラインドを構成するスラットにおける反射シートの代用は、植物工場の設置される気候や地理関係、工場内でどのような植物をどのような方法で生育させるかのような状況要因を考えて決定すればよい。

0063

また、透明板130(図1および図2における)は、地面と垂直であることを考えているので、植物工場内に入ってくる太陽の照射光は、地面と水平になっている。
本実施形態においては、植物工場内で棚状に植物を水栽培させることを想定しているので、このことによって、より良い植物の生育が期待される。図2における植物工場の植物のように、本実施形態では、数段ある棚の各段に植物を水栽培することを考えている。そのような棚状に配置された植物に対して、水平に太陽光線が浴びせられる設定となっているので、太陽光が非常に効率よく植物に照射されているのである。このことにより、土地面積の小さい植物工場でも十分に効率の良い生産が期待できる。

0064

(実施の形態2)
人工照明器具を用いた植物工場は、植物を生育させる際に気候や地理関係といった外的要因の影響が少ない。そのため、自然の地面で生育させるよりも多様な植物の生育が期待される。そして、人工光を用いた植物工場に太陽光を併用する場合、気候や地理関係、工場設備のような外的要因と、工場内でどのような植物をどのような方法で生育させるかという内的要因とを考え併せ、それに適した形での太陽光の取り入れを行うべきである。

0065

本発明に係る光入射角度変更用ブラインドは、植物の光合成に寄与する太陽光の光量子量を効率よく取り入れる構造を備えている。
しかし、植物工場の設置される気候や地理関係、工場内でどのような植物をどのような方法で生育させるかによっては、それに対応して光量子量を効率よく取り入れる構造を変える必要性も出てくるであろう。

0066

太陽は、時間に依存して高度が変化する。一日単位での変化は、日の出から南中、日の入りまでの、連続的な変化である。日の出の時点で高度は、山などの障害物がない場合、0度であり、南中において最も高い高度となり、日の入りで再度0度となり沈んでいく。
季節単位での変化は、冬においては高度が小さくなり、夏においては大きくなるというものである。12月半ばの冬至の時点もっとも小さくなり、6月半ばの夏至の時点がもっとも大きくなる。

0067

これらの太陽高度の変化に対応して光入射角度変更用ブラインドを用いることで、植物工場内に太陽光を効率よく取り入れることができる。
その際、植物工場の立地状況や植物工場内で生育させる植物等によっては、実施の形態1よりもさらに光量子量を必要とする場合が有り得る。そのような場合、光入射角変更用ブラインドの、スラットの表面に反射シートを張り付けるなどの構造を変えることが有効と考えられる。その構造として、光入射角変更用ブラインドにおける各スラットの、両面に反射シートを取り付けるというものがある。

0068

図9は、光入射角変更用ブラインドで反射される太陽光を表している。
ここで901および902は入射光線であり、911及び912はそれぞれブラインド(120)の各スラット(図1および2における121,122,123,124,125に対応)で反射された反射光線である。この図9では、光入射角変更用ブラインドの角度を実施の形態1と同様に窓の法線に対して太陽光の入射角の半分の角度としている。そのため、反射光は実施の形態1と同様に水平な光線となる。そして、光入射角変更用ブラインドにおける各スラットの、両面に反射シートを取り付けていれば、図9のように二度反射した光線も工場の中に取り入れることができるのである。

0069

また、植物工場を設置する気候や地理関係、工場設備や、植物の生育法によっては、光入射角変更用ブラインドの角度は、必ずしも窓の法線に対して太陽光の入射角の半分でなくてもよい。この場合、スラットの両面に反射シートを取り付けていれば、より多様な角度からの入射光線を取り入れられると考えられる。実施の形態1では、植物工場内で棚状に植物を水栽培させることを想定しており、数段ある棚の各段に配置された植物に対して、
効果的な太陽光の照射を得るために、光入射角変更用ブラインドの角度を太陽光の入射角の半分としていた。このような棚状の配置を考えない場合には、光入射角変更用ブラインドの角度を調整して最も良い光線の角度を適宜選べばよい。ここで、太陽光を工場壁面に設置した窓から取り入れることを考えた場合には、入射光線がどれだけ工場の室内奥側に到達するかは、入射角度に依存していた。大きな入射角度であれば、室内手前側にしか光は射さないこととなり、小さな入射角度であれば、それだけ室内奥側に光を照射することができる。このことから、光入射角変更用ブラインドの角度は工場の奥行に応じた調整が必要であると考えられる。

0070

(実施の形態3)
光入射角度変更用ブラインドは、通常のブラインドのように光を遮るものではなく、入射してくる光線の角度を変更することを目的とするものである。そのため、この光入射角度変更用ブラインドは入射光線を反射させねばならないので、このブラインドを成すスラット部分は完全に平坦であるべきである。この光の入射角度を変更する際に用いるブラインドは、スラット部分が丸みを帯びてしまったり、容易に変形できてしまうものであってはならない。このことから、光入射角度変更用ブラインドのスラットは、気候や地理関係といった外的要因の影響を考慮して、光の反射を調節するために、気候などによって歪まず完全に平坦であることを保持する耐性のあるものにする必要がある。つまり、光入射角度変更用ブラインドは、使用する地域の気候などの外的要因に合わせて、スラット部分の素材を選ぶべきである。

0071

実施の形態1においては、光入射角度変更用ブラインドのスラットは、木製の平坦なスラットを考えている。適度な湿気のあるような地域には、木製のスラットは適していると考えられる。しかし、乾燥の激しい地域では、木製のスラットは反りを起こす可能性がある。そのような場合には、他の材質の平坦なスラットに変更せねばならない。例えば、軽量な金属製の平坦スラットを用いることが考えられる。また、風雨の激しい地域では、木製のスラットは腐食を起こす可能性がある。軽量な金属製のスラットは、錆びてしまう可能性がある。そのような場合には、樹脂製の平坦なスラットを用いることも考えられる。

0072

(実施の形態4)
太陽は、時間に依存して幾分複雑な周期運動をする。この周期運動には、一日単位の変化と季節単位の変化とがあり、その中で変化するのは高度だけではない。太陽の一日単位の変化では、日の出、南中、日の入りというサイクルの中で、高度と共に太陽の方角も変化する。日の出の時点では高度が小さいと共に東の方に位置し、南中で真南となり、日の入りで西へと沈む、という変化である。また、太陽は、季節単位でも方角の変化をする。
太陽の方角は、三月半ばである春分と九月半ばである秋分との時点で、日の出が真東、日の入りが真西となる。そして、これら日の出、日の入りの方角が、冬においては南にずれ、夏においては北にずれていく。これに伴い、太陽の一日単位のサイクルも、冬において、もっとも南にずれ、夏においては北にずれるという変化をする。12月半ばの冬至の時点でもっとも南にずれ、6月半ばの夏至の時点でもっとも北にずれるというものである。

0073

これらの太陽光線の変化に対応して、太陽光併用型植物工場の内部に太陽光を取り入れることが、植物工場内における植物の光合成に効率良く寄与することにつながる。そして、光入射角度変更用ブラインドには、そのような機能が望まれる。
太陽の方角に対する調整を光入射角度変更用ブラインドで行うことにより、太陽光取り入れ窓に対する水平面の入射角度も調整し、より効率良く太陽光を植物工場内に取り入れることができるのである。このような、太陽の方角の変化に光入射角度変更用ブラインドを対応させるには、太陽光を取り入れる窓に対して、光入射角度変更用ブラインドを傾けるということが考えられる。太陽光を取り入れる窓に対して、光入射角度変更用ブラインドを傾けた構造にすることで、この傾斜角度によって太陽の方角の変化に対応することができる。例えば、実施の形態1における高度の場合と同様に、光入射角度変更用ブラインドの傾斜を、太陽光の水平面に関する入射角の半分に設定することで、水平面に関しても光線を窓に対して垂直に入射させることができる。このような構造は、植物工場の西側、東側の窓に対して有効であると考えられる。

0074

この太陽光を取り入れる窓に対して、光入射角度変更用ブラインドを傾けた構造を実現する方法も、幾通りか考えられる。一つには、光入射角度変更用ブラインドを、太陽光を取り入れる窓に対して斜めに取り付けるという設置である。
図10は、地面に対して水平に設置された光入射角度変更用ブラインドを表している。この図10縦方向を斜め方向に回転させた形で固定するのである。この場合、光入射角度変更用ブラインドは、鉛直方向に垂らされているわけではないので、斜め方向に維持する固定が必要である。

0075

この他にも、光入射角度変更用ブラインドを、太陽光を取り入れる窓に対して斜めに吊るすという設置が考えられる。その配置を表す図が図11である。
光入射角度変更用ブラインドを構成するスラットを吊るす、又はそれに代わる構造を、左右について調整することにより、スラットを水平から傾けることができる。この場合は、光入射角度変更用ブラインドは鉛直方向に垂らされていることとなる。そして、これらの傾斜角に関しても、手動や機械による自動の調整を行うことが有効であると考えられる。

0076

(実施の形態5)
太陽光の水平面における角度を調整することには、太陽光の透明板130への入射角を調整すること以外の効能もある。
図12は、植物工場における植物の配列を上から見た説明用平面図である。紙面左から太陽光を取り入れたとすると、左側の植物の影になることで、太陽光を取り入れるうえでの非効率が生じる。この場合には図12に示されるように、植物を互い違い配置するようにすることで、この非効率を解消することができると考えられる。
図12において、401乃至404は光入射角度変更用ブラインドによって方向を調整された太陽光の方向を示す矢印であり、421乃至424は同一の棚に配置された植物である。光入射角度変更用ブラインドによって方向を調整された太陽光401乃至404は、通常平行光線になるので、光入射角度変更腰部ラインドに近い植物の後の植物は影に入ってしまうが、このように配置すればより効率的に太陽光を利用できる。
また、図10に示されるブラインドは各スラットが地面と水平な横型のブラインドであるが、図10における縦横入れ替えた、各スラットが地面と垂直になる縦型のブラインドを利用することにより、太陽光の光線を図4の矢印431乃至434のように地面に対して水平方向に調整することもできる。なお、図12では植物の数は4個であるが、これは説明上例示的に取り出した数であり、これに限らない。

0077

(実施の形態6)
光入射角変更用ブラインドの角度の制御方法に関しては、場面に合わせて使い分けるべきである。機械による自動制御を用いる場合でも、幾つか方法がある。
一つには、植物工場内に光量子センサーを設置し、工場内へどれだけ太陽光が到達しているかを感知する方法が考えられる。図2において、光量子センサーを太陽光併用型植物工場191の内部に設置する。光量子センサーに照射される太陽光取り入れ窓130からの光が、太陽の高度変化に応じて変化する位置に設置することにより、植物工場の奥行に応じて太陽光線を照射させるという制御ができる。また、太陽の高度を測定する装置を太陽光取り入れ窓130に設置し、その入力データから調整する方法も考えられる。他にも、一日単位、季節単位の太陽の周期運動を書き込んだプログラムを用いて、自動制御させる方法もある。

0078

(実施の形態7)
また、本発明に係る光入射角度変更用ブラインドの用途は、太陽光線を取り入れる以外にもある。
照明器具からの人工光線の方向を変化させることにも、本発明に係る光入射角度変更用ブラインドを用いることができる。照明器具からの光線の方向を調整することにより、室内の暗い箇所へ光を取り入れることが可能である。人工光線は太陽光線と違って、光線が平行ではなく放射状であることが多いが、光入射角度変更用ブラインドの各スラットの角度をそれぞれ調整することにより、それらの角度に対応させることも考えられる。

0079

人工の照明器具を利用して、光合成により植物を生育させる植物工場において、自然のめぐみである太陽光を効率的に活用することが可能となり、農業産業に利用できる。

0080

101太陽光
102入射光線110と平行な直線
103太陽光線の方向
104入射角
105光入射角度変更用ブラインド120のスラットの角度
110 光入射角度変更用ブラインド120に入射する太陽光線
111 太陽光取り入れ窓の透明板130に入射する太陽光線
112 透明板130で反射される光線
113 透明板130を透過し室内に入射する光線
115地表に平行な直線
120 光入射角度変更用ブラインド
121 光入射角度変更用ブラインドのスラット
122 光入射角度変更用ブラインドのスラット
123 光入射角度変更用ブラインドのスラット
124 光入射角度変更用ブラインドのスラット
125 光入射角度変更用ブラインドのスラット
130 太陽光取り入れ窓である透明板
142 窓の樹脂サッシ
160 植物を育成するための上段棚
161 160上の植物
162 160上の植物
170 植物を育成するための中段棚
171 170上の植物
180 植物を育成するための下段棚
181 180上の植物
191太陽光併用型植物工場内
192ブラインドを設置する窓の壁面
401 光入射角度変更用ブラインドによって方向を調整された太陽光線
402 光入射角度変更用ブラインドによって方向を調整された太陽光線
403 光入射角度変更用ブラインドによって方向を調整された太陽光線
404 光入射角度変更用ブラインドによって方向を調整された太陽光線
421 同一の棚に配置された植物
422 同一の棚に配置された植物
423 同一の棚に配置された植物
424 同一の棚に配置された植物
431縦型ブラインドにより方向調整された太陽光の光線
432 縦型ブラインドにより方向調整された太陽光の光線
433 縦型ブラインドにより方向調整された太陽光の光線
434 縦型ブラインドにより方向調整された太陽光の光線
501植物工場の東側に設置された窓
502 植物工場の南側に設置された窓
503観測点である太陽光併用型植物工場
511 太陽の軌道を示す線
512 太陽の軌道を示す線
513 太陽の軌道を示す線
521 太陽が東の方向から昇り、西の方向に沈む方向を示す矢印
522 太陽が東の方向から昇り、西の方向に沈む方向を示す矢印
701反射板
703 箱
704光量子量センサー
705 光量子量センサー
706 箱の奥行
901 入射光線
902 入射光線
911 ブラインドで反射された反射光線
912 ブラインドで反射された反射光線

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