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特許7418071水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群、およびそれを用いた人工栽培装置
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-01-11
(45)【発行日】2024-01-19
(54)【発明の名称】水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群、およびそれを用いた人工栽培装置
(51)【国際特許分類】
F21V 29/56 20150101AFI20240112BHJP
F21K 9/00 20160101ALI20240112BHJP
F21K 9/275 20160101ALI20240112BHJP
F21S 2/00 20160101ALI20240112BHJP
F21V 15/01 20060101ALI20240112BHJP
F21V 23/00 20150101ALI20240112BHJP
F21Y 115/10 20160101ALN20240112BHJP
【ＦＩ】
F21V29/56
F21K9/00 100
F21K9/275
F21S2/00 231
F21S2/00 377
F21V15/01 330
F21V23/00 140
F21Y115:10
【請求項の数】
18
(21)【出願番号】P 2023552199
(86)(22)【出願日】2023-01-17
(86)【国際出願番号】 JP2023001161
【審査請求日】2023-08-28
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】506160215
【氏名又は名称】マイクロコーテック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100134669
【弁理士】
【氏名又は名称】永井 道彰
(72)【発明者】
【氏名】内藤 壮介
【審査官】當間 庸裕
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１２－１５１０７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】韓国公開特許第１０－２０１６－００８０７９５（ＫＲ，Ａ）
【文献】韓国公開特許第１０－２０１５－００６１９２５（ＫＲ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０７４２０８５９（ＣＮ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０６２７７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－２８９５０４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２１Ｖ ２９／５６
Ｆ２１Ｋ ９／２７５
Ｆ２１Ｋ ９／００
Ｆ２１Ｓ ２／００
Ｆ２１Ｖ １５／０１
Ｆ２１Ｖ ２３／００
Ｆ２１Ｙ １１５／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の口金と、第２の口金と、前記第１の口金および前記第２の口金の間にわたされた直管部材と、前記直管部材内に収められている電子基板と、前記電子基板に多数のＬＥＤチップを配設したＬＥＤライン光源と、前記第１の口金を介して供給された水冷水を前記第２の口金まで受け渡す渡り水冷水導水管と、前記渡り水冷水導水管を流れる前記水冷水により前記ＬＥＤライン光源で発生する熱を水冷するＬＥＤ水冷機構を備えた直管型ＬＥＤ照明具と、前記直管型ＬＥＤ照明具の前記渡り水冷水導水管と、隣接する他の前記直管型ＬＥＤ照明具の前記渡り水冷水導水管同士との間を漏水させずに通水可能に接続する通水接続構造を備え、
前記渡り水冷水導水管を流れる前記水冷水が複数本の前記直管型ＬＥＤ照明具の間を通水させることにより水冷する水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群。
【請求項2】
前記第１の口金に設けられた前記渡り水冷水導水管と連通した第１の開口部と、前記第２の口金に設けられた前記渡り水冷水導水管と連通した第２の開口部を備え、前記通水接続構造が、前記第１の開口部と隣接する前記第２の開口部同士を直結する構造、または、前記第１の開口部と隣接する前記第２の開口部との間を通水可能に接続する接続体を用いた構造である請求項１に記載の水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群。
【請求項3】
前記第１の口金を介して供給された電力を前記第２の口金まで受け渡す渡り電圧供給線と、前記渡り電圧供給線から前記ＬＥＤライン光源への電力供給を行うＬＥＤ電圧制御回路を備えた構成であり、前記直管型ＬＥＤ照明具の前記第１の口金と、隣接する他の前記直管型ＬＥＤ照明具の前記第２の口金同士が相互に機械的に接続でき、かつ、電気的にも前記渡り電圧供給線を介して通電可能に接続できる通電接続構造を備えたことを特徴とする請求項１に記載の水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群。
【請求項4】
前記第１の口金を介して供給された電力を前記第２の口金まで受け渡す渡り電圧供給線と、前記渡り電圧供給線から前記ＬＥＤライン光源への電力供給を行うＬＥＤ電圧制御回路を備えた構成であり、前記接続体が、前記直管型ＬＥＤ照明具の前記第１の口金と、隣接する他の前記直管型ＬＥＤ照明具の前記第２の口金を機械的に接続でき、かつ、電気的にも前記渡り電圧供給線を介して通電可能に接続できる通電接続構造を備えたものであることを特徴とする請求項２に記載の水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群。
【請求項5】
複数本の前記直管型ＬＥＤ照明具が、前記通水接続構造および前記通電接続構造により、直列に接続可能であることを特徴とする請求項３に記載の水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群。
【請求項6】
複数本の前記直管型ＬＥＤ照明具が、前記通水接続構造および前記通電接続構造により、直列に接続可能であることを特徴とする請求項４に記載の水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群。
【請求項7】
複数本の前記直管型ＬＥＤ照明具が、前記通水接続構造および前記通電接続構造により、並列に接続可能であることを特徴とする請求項４に記載の水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群。
【請求項8】
複数本の前記直管型ＬＥＤ照明具が、前記通水接続構造および前記通電接続構造により、直列に接続されたセットを複数セット並列に接続する直並列に接続可能であることを特徴とする請求項４に記載の水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群。
【請求項9】
複数本の前記直管型ＬＥＤ照明具が、前記通水接続構造および前記通電接続構造により、並列に接続されたセットを複数セット直列に接続する並直列に接続可能であることを特徴とする請求項４に記載の水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群。
【請求項10】
前記第１の口金と前記第２の口金同士の前記通電接続構造が、一方が金属製の差し込みピン、他方が金属製のピンホールであり、両者の嵌合により前記通電接続構造にかかる箇所において通電可能に電気的接点が形成され、通電可能に接続されることを特徴とする請求項５に記載の水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群。
【請求項11】
前記接続体を介した前記第１の口金と前記第２の口金同士の前記通電接続構造が、前記第１の口金と前記第２の口金同士の形状が同じであり、前記接続体の前記通電接続構造または前記第１の口金の前記通電接続構造一方が金属製の差し込みピン、他方が金属製のピンホールであり、両者の嵌合により前記通電接続構造にかかる箇所において通電可能に電気的接点が形成され、通電可能に接続されることを特徴とする請求項６に記載の水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群。
【請求項12】
前記第１の口金と前記第２の口金同士の前記通水接続構造が、一方が差し込み口、他方が前記差し込み口を受け入れる径を持つ受け入れ口であり、両者の嵌合により前記通水接続構造にかかる箇所において通水可能に通水路が形成され、通水可能に接続されることを特徴とする請求項１に記載の水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群。
【請求項13】
前記接続体を介した前記第１の口金と前記第２の口金同士の前記通水接続構造が、前記第１の口金と前記第２の口金同士の形状が同じであり、前記接続体の通水接続構造と前記第１の口金および前記第２の口金との通水接続構造が、一方が差し込み口、他方が前記差し込み口を受け入れる径を持つ受け入れ口であり、両者の嵌合により前記通水接続構造にかかる箇所において通水可能に通水路が形成され、通水可能に接続されることを特徴とする請求項２に記載の水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群。
【請求項14】
人工栽培する植物を収納する人工栽培植物棚と、前記人工栽培植物棚に対向するように請求項１から１３のいずれかに記載の前記水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群を配列せしめた水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群と、
前記水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群の前記渡り電圧供給線に対して電流を供給する電源供給装置と、
前記水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群の前記渡り水冷水導水管に対して前記水冷水を供給する水供給装置を用いた人工栽培装置。
【請求項15】
前記電源供給装置がスイッチング回路またはサイリスタ―回路によって供給する前記電流の電流量を制御する電流制御機構を備え、人工栽培する前記植物に応じて電流量を可変調整できることを特徴とする請求項１４に記載の水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群を用いた人工栽培装置。
【請求項16】
前記水供給装置が水温調整機能付きバルブ機構を備え、人工栽培する前記植物に応じて渡り水冷水導水管へ供給する水の水温を可変調整できることを特徴とする請求項１４に記載の水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群を用いた人工栽培装置。
【請求項17】
前記水供給装置が循環している前記水冷水の熱を熱交換により吸熱して外部へ熱供給できる熱交換機構を備え、前記水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群の各々の直管型ＬＥＤ照明具から前記水冷水により回収した熱を前記熱交換機構から前記人工栽培植物棚へ熱供給して再利用し、前記人工栽培植物棚の温度を制御することを特徴とする請求項１４に記載の水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群を用いた人工栽培装置。
【請求項18】
前記人工栽培植物棚および前記人工栽培植物棚に対向する前記水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群のセットがドーム状の筐体に囲まれ、前記ドーム状の筐体の内壁面が高反射材でコーティングされていることを特徴とする請求項１４に記載の水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群を用いた人工栽培装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群、およびそれを用いた人工栽培装置に関する。特に、冷却に水冷方式を用いた複数の直管型ＬＥＤ照明具を組み上げた直管型ＬＥＤ照明具群、さらにそれらの直管型ＬＥＤ照明具群を配設した人工栽培装置に関する。人工栽培される植物は特に限定されない。
【背景技術】
【0002】
近年、外界の自然光を用いた従来の伝統農法ではなく、屋内で人工照明を利用して植物を育成する植物の人工栽培技術が注目を浴びている。人口栽培では植物種に応じて、青色、赤色、遠赤色など適した波長の光を照射することによって植物の開花を制御したり成長を促進したりすることが可能となってきている。
人工照明の光源としては、近年、高出力のＬＥＤ素子（発光ダイオード素子）の開発が進み、従来の白色電球による照明や、蛍光灯による照明に代え、いわゆるＬＥＤ照明具が利用され始めている。特に、白色ＬＥＤ素子は、多数の波長の光を発光するできるため、植物の人工栽培装置用の人工照明として適したものであり、また、ＬＥＤ素子が持つ小型・省電力・長寿命という特性も相まって普及に弾みがついている。また、ＬＥＤ素子は発光する光の波長が比較的そろっており、発熱量が比較的少ないことから、ＬＥＤ素子を多数配列した人工照明装置を人工栽培用の照明器具として使用するが提案されている
人工照明の光源としては、近年、高出力のＬＥＤ素子（発光ダイオード素子）の開発が進み、従来の白色電球による照明や、蛍光灯による照明に代え、いわゆるＬＥＤ照明具が利用され始めている。特に、白色ＬＥＤ素子は、多数の波長の光を発光するできるため、植物の人工栽培装置用の人工照明として適したものであり、また、ＬＥＤ素子が持つ小型・省電力・長寿命という特性も相まって普及に弾みがついている。また、ＬＥＤ素子は発光する光の波長が比較的そろっており、発熱量が比較的少ないことから、ＬＥＤ素子を多数配列した人工照明装置を人工栽培用の照明器具として使用するが提案されている
【0003】
従来技術において、ＬＥＤ素子を多数並べたＬＥＤ照明装置を用いた人工栽培装置として提案されたものがある。
特許文献１（特開２０１３－１７３９７号公報）に開示された植物栽培装置は、図１２に示すように、栽培槽２を載せる載置棚４を有する栽培ラック３と、載置棚４の上方に間隔をおいて配置された直管型ＬＥＤ照明具５とを備えている。栽培ラック３の構造は、多数の垂直支柱８を並べ、垂直支柱８を横同士でつなぐ横部材９でつないで１面の垂直枠７を組み、左右一対の垂直枠７Ａ７Ｂ同士を橋梁するように連結部材１８で橋梁することで栽培ラック３を形成している。この垂直枠７の垂直支柱８の側面に出っ張りとなる多数の支持部６を突出させ、この支持部６に直管型ＬＥＤ照明具５を取り付けるものである。同公報の００２８段にあるように、直管型ＬＥＤ照明具５は、支持部６の受け部３２に対してねじ止め、リベット止めなどにより垂直支柱８に固定されることが開示されている。
特許文献１（特開２０１３－１７３９７号公報）に開示された植物栽培装置は、図１２に示すように、栽培槽２を載せる載置棚４を有する栽培ラック３と、載置棚４の上方に間隔をおいて配置された直管型ＬＥＤ照明具５とを備えている。栽培ラック３の構造は、多数の垂直支柱８を並べ、垂直支柱８を横同士でつなぐ横部材９でつないで１面の垂直枠７を組み、左右一対の垂直枠７Ａ７Ｂ同士を橋梁するように連結部材１８で橋梁することで栽培ラック３を形成している。この垂直枠７の垂直支柱８の側面に出っ張りとなる多数の支持部６を突出させ、この支持部６に直管型ＬＥＤ照明具５を取り付けるものである。同公報の００２８段にあるように、直管型ＬＥＤ照明具５は、支持部６の受け部３２に対してねじ止め、リベット止めなどにより垂直支柱８に固定されることが開示されている。
【0004】
また、特許文献２（特開２０１５－００６１６５号公報）に開示された植物栽培装置は、図１３に示すように、栽培ラックに直管型ＬＥＤ照明具５が配置されており、直管型ＬＥＤ照明具５は、額縁状の枠１５と、枠１５に着脱自在に取り付けられた複数のＬＥＤ灯具１６と、ＬＥＤ灯具１６の上方に位置するように枠１５に着脱自在に取り付けられ、かつ反射面が下方を向いた板状反射部材１７を備えている。
直管型ＬＥＤ灯具１６は、左右両端部が、水平枠１５の左右両枠部材１８の灯具受け部２１の切り欠き２３内に嵌め入れられ、水平枠１５に着脱自在に取り付けられた押さえ部材２５によって固定されている。そして、ＬＥＤ灯具１６の左右両端部が、弾性部材２９を介して押さえ部材２５により上方からネジ留めされることによって、ＬＥＤ灯具１６が固定されている。
直管型ＬＥＤ灯具１６は、左右両端部が、水平枠１５の左右両枠部材１８の灯具受け部２１の切り欠き２３内に嵌め入れられ、水平枠１５に着脱自在に取り付けられた押さえ部材２５によって固定されている。そして、ＬＥＤ灯具１６の左右両端部が、弾性部材２９を介して押さえ部材２５により上方からネジ留めされることによって、ＬＥＤ灯具１６が固定されている。
【0005】
このように、特許文献１、特許文献２ともに、栽培ラックという構造物が組まれ、その栽培ラックに対して、直管型ＬＥＤ照明具の端部を所定の位置に載置したあとねじ止め、リベット止めなどにより固定することにより、所定位置へ配設し、安定した状態を作り上げている。
【0006】
【文献】特開２０１３－０１７３９７号公報
【文献】特開２０１５－００６１６５号公報
【文献】特開２００８－３００１５８号公報
【文献】特開２０１０－２５１１１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
従来の直管型ＬＥＤ照明装置における問題点の１つは、直管型ＬＥＤ照明装置で発生する熱の冷却対策である。特に、人工栽培装置のユニットにおいて配設される直管型ＬＥＤ照明具の本数は多量であり、大規模な植物工場などであれば、その人工栽培装置のユニットが多数設置されている。また、害虫の侵入や天候の変化の影響を除去するため、人工栽培装置のユニットの設置は屋内であり外界からは遮断されている。そのため、直管型ＬＥＤ照明装置の熱対策は重要である。特に、夏場は放熱が難しく、冷房装置を用いた冷却は電気コストが高くなるという問題が生じる。この問題は、将来、植物工場における人工栽培装置の普及には大きな足かせになってしまうと懸念されている。
また、従来の直管型ＬＥＤ照明装置における問題点の１つは、１本１本の直管型ＬＥＤ照明具の栽培ラックに対する配設作業の負荷にある。
上記したように、人工栽培装置のユニットにおいて配設される直管型ＬＥＤ照明具の本数が多量であり、大規模な植物工場などであれば、その人工栽培装置のユニットを多数設置する必要があるため、人工栽培装置ユニットの設置費用、植物工場の建設コストが高くなるという問題が生じる。この問題も、将来、植物工場における人工栽培装置の普及には大きな足かせになってしまうと懸念されている。
また、従来の直管型ＬＥＤ照明装置における問題点の１つは、１本１本の直管型ＬＥＤ照明具の栽培ラックに対する配設作業の負荷にある。
上記したように、人工栽培装置のユニットにおいて配設される直管型ＬＥＤ照明具の本数が多量であり、大規模な植物工場などであれば、その人工栽培装置のユニットを多数設置する必要があるため、人工栽培装置ユニットの設置費用、植物工場の建設コストが高くなるという問題が生じる。この問題も、将来、植物工場における人工栽培装置の普及には大きな足かせになってしまうと懸念されている。
【0008】
特許文献１に開示された植物栽培装置の熱対策としては、特別な対策は開示されていない。直管型ＬＥＤ照明具５の電子基板や直管を介した放熱によるいわゆる熱伝導と空気放冷（空冷）であり、水冷のように効率的な熱対策が施されていない。
次に、特許文献１に開示された植物栽培装置の配設作業の負荷軽減対策としても、特別な対策は開示されていない。図１２に示すように、垂直枠７の垂直支柱８の側面に多数設けた支持部６に直管型ＬＥＤ照明具を取り付ける必要があるところ、同公報の００２８段にあるように、直管型ＬＥＤ照明具５は支持部６の受け部３２に対してねじ止め、リベット止めなどにより垂直支柱８に固定される必要があり、１本１本の直管型ＬＥＤ照明具５について相当な作業員の取り付け作業を必要とし、極めて多数本の直管型ＬＥＤ照明具５を複雑に取り付けてゆく作業は、取り付け期間、取り付けコストとも膨大になってしまう。
次に、特許文献１に開示された植物栽培装置の配設作業の負荷軽減対策としても、特別な対策は開示されていない。図１２に示すように、垂直枠７の垂直支柱８の側面に多数設けた支持部６に直管型ＬＥＤ照明具を取り付ける必要があるところ、同公報の００２８段にあるように、直管型ＬＥＤ照明具５は支持部６の受け部３２に対してねじ止め、リベット止めなどにより垂直支柱８に固定される必要があり、１本１本の直管型ＬＥＤ照明具５について相当な作業員の取り付け作業を必要とし、極めて多数本の直管型ＬＥＤ照明具５を複雑に取り付けてゆく作業は、取り付け期間、取り付けコストとも膨大になってしまう。
【0009】
特許文献２に開示された植物栽培装置の熱対策としては、特別な対策は開示されていない。栽培ラックに直管型ＬＥＤ灯具１６の電子基板や直管を介した放熱によるいわゆる熱伝導と空気放冷（空冷）であり、水冷のように効率的な熱対策が施されていない。
次に、特許文献２に開示された植物栽培装置の配設作業の負荷軽減対策としても、特別な対策は開示されていない。図１３に示すように、栽培ラックに直管型ＬＥＤ灯具１６の配置にあたり、直管型ＬＥＤ灯具１６の左右両端部を水平枠１５の左右両枠部材１８の灯具受け部２１の切り欠き２３内に嵌め入れ、さらに、ＬＥＤ灯具１６の左右両端部を、弾性部材２９を介して押さえ部材２５により上方からネジ留めされることによって直管型ＬＥＤ灯具１６を固定する必要があり、やはり、１本１本の直管型ＬＥＤ灯具１６について相当な作業員の取り付け作業を必要とし、極めて多数本の直管型ＬＥＤ灯具１６を複雑に取り付けてゆく作業は、取り付け期間、取り付けコストとも膨大になってしまう。
次に、特許文献２に開示された植物栽培装置の配設作業の負荷軽減対策としても、特別な対策は開示されていない。図１３に示すように、栽培ラックに直管型ＬＥＤ灯具１６の配置にあたり、直管型ＬＥＤ灯具１６の左右両端部を水平枠１５の左右両枠部材１８の灯具受け部２１の切り欠き２３内に嵌め入れ、さらに、ＬＥＤ灯具１６の左右両端部を、弾性部材２９を介して押さえ部材２５により上方からネジ留めされることによって直管型ＬＥＤ灯具１６を固定する必要があり、やはり、１本１本の直管型ＬＥＤ灯具１６について相当な作業員の取り付け作業を必要とし、極めて多数本の直管型ＬＥＤ灯具１６を複雑に取り付けてゆく作業は、取り付け期間、取り付けコストとも膨大になってしまう。
【0010】
なお、従来技術において、一般の機械類で一部採用されている熱対策としては水冷式の熱対策が知られている。従来技術において、直管型ＬＥＤ照明具においても水冷式の熱対策が施されたものが知られている。
例えば、特許文献３（特開２００８－３００１５８号公報）に示すものは、冷却液を通過させる薄型のジャケットを用いて冷却するＬＥＤ等の半導体光源が開示されている。図１４に示すように、光源基板１１の導体層１３に多数のＬＥＤ１２を搭載し、ＬＥＤ１２の発熱を冷却ジャケット１５に伝えることで放熱する。
例えば、特許文献４（特開２０１０－２５１１１４号公報）には、水冷式ＬＥＤ照明装置が開示されている。図１５に示すように、ハウジング２と、ＬＥＤを光源とする光源ユニット３と、水冷ジャケット２０、ラジエータ２１、循環ポンプ２３及びファン２２を備えた水冷ユニット５と、光源ユニット３を点灯制御する制御回路ユニット４を備えた水冷式ＬＥＤ照明装置１が開示されている。
例えば、特許文献３（特開２００８－３００１５８号公報）に示すものは、冷却液を通過させる薄型のジャケットを用いて冷却するＬＥＤ等の半導体光源が開示されている。図１４に示すように、光源基板１１の導体層１３に多数のＬＥＤ１２を搭載し、ＬＥＤ１２の発熱を冷却ジャケット１５に伝えることで放熱する。
例えば、特許文献４（特開２０１０－２５１１１４号公報）には、水冷式ＬＥＤ照明装置が開示されている。図１５に示すように、ハウジング２と、ＬＥＤを光源とする光源ユニット３と、水冷ジャケット２０、ラジエータ２１、循環ポンプ２３及びファン２２を備えた水冷ユニット５と、光源ユニット３を点灯制御する制御回路ユニット４を備えた水冷式ＬＥＤ照明装置１が開示されている。
【0011】
しかし、上記の特許文献３や特許文献４に開示された水冷式の水冷式のＬＥＤ照明装置は、すべて装置単体の筐体内において水冷する冷却装置を搭載したものである。水冷の冷却装置に用いる水は、装置単体の筐体内において繰り返し循環することを前提とするものである。装置単体の筐体外にある部分は循環に必要なポンプ装置をＬＥＤ照明装置内に収めることが難しいため循環路の一部のみを外部に引き出しているに過ぎない。
仮に、上記の特許文献３や特許文献４に開示された水冷式の水冷式のＬＥＤ照明装置は装置単体で水冷式の冷却装置が完成しており、たとえ複数のＬＥＤ照明装置を用いるとしても、上記の特許文献３や特許文献４に開示されたものは独立した水冷機構を各々に搭載した状態で単純に並べるだけで水冷による冷却が前提となっている。
仮に、上記の特許文献３や特許文献４に開示された水冷式の水冷式のＬＥＤ照明装置は装置単体で水冷式の冷却装置が完成しており、たとえ複数のＬＥＤ照明装置を用いるとしても、上記の特許文献３や特許文献４に開示されたものは独立した水冷機構を各々に搭載した状態で単純に並べるだけで水冷による冷却が前提となっている。
【0012】
ここで、上記の特許文献３や特許文献４に開示された水冷式のＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤ自体が熱で劣化しない程度の冷却で良いことが前提とされて稼働しており、設置箇所の環境の温度を下げるという目的は示唆されておらず、問題点としても挙げられていない。そのため、水は装置単体の筐体内に循環式のパイプ内に閉じ込めたままで良いものとなっている。特に、ＬＥＤをはじめとする電子機器類はショートの懸念から水を忌避することが常識とされており、水冷式を採用するとしても装置単体の筐体内で密閉した状態で循環させることが重視されている。
【0013】
特に、外界とは遮断した屋内でＬＥＤ照明具を大量かつ密に並べて用いる人工栽培装置であれば、単純に特許文献３や特許文献４に開示された水冷式のＬＥＤ照明装置を大量かつ密に並べて用いると、密閉された循環路での単純な水の循環のみでは、徐々に熱が蓄積されてゆき、人工栽培装置を設置した屋内全体での放熱効率が不十分となって、環境温度が上がってしまい、栽培している植物の生育環境には適さない状態に陥りかねない。また、特許文献３や特許文献４に開示された水冷式のＬＥＤ照明装置を大量かつ密に並べて用いると、大量かつ密にポンプ装置なども必要となり、ポンプ稼働の熱も加わる。
また、特許文献３や特許文献４に開示された水冷式のＬＥＤ照明装置を大量かつ密に並べて用いると、大量かつ密にポンプ装置なども必要となりコストが高くなってしまう上に、電気コストも高くなってしまう。
また、特許文献３や特許文献４に開示された水冷式のＬＥＤ照明装置を大量かつ密に並べて用いると、大量かつ密にポンプ装置なども必要となりコストが高くなってしまう上に、電気コストも高くなってしまう。
【0014】
上記問題点に鑑み、本発明は、従来のようにラックなどの構造物に、直管型ＬＥＤ照明具を大量かつ密に並べて用いつつも、効率的かつ低コストで水冷式の冷却を可能とする水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群、およびそれを用いた人工栽培装置を提供することを目的とする。
さらに、１本１本の直管型ＬＥＤ照明具を手作業でネジ止めなどをする組立作業、設置作業を低減し、人工栽培植物棚に対して簡単に直管型ＬＥＤ照明具を配設することができる水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群、およびそれを用いた人工栽培装置を提供することを目的とする。
さらに、１本１本の直管型ＬＥＤ照明具を手作業でネジ止めなどをする組立作業、設置作業を低減し、人工栽培植物棚に対して簡単に直管型ＬＥＤ照明具を配設することができる水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群、およびそれを用いた人工栽培装置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】
【0015】
上記目的を達成するため、本発明の水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群は、第１の口金と、第２の口金と、前記第１の口金および前記第２の口金の間にわたされた直管部材と、前記直管部材内に収められている電子基板と、前記電子基板に多数のＬＥＤチップを配設したＬＥＤライン光源と、前記第１の口金を介して供給された水冷水を前記第２の口金まで受け渡す渡り水冷水導水管と、前記渡り水冷水導水管を流れる前記水冷水により前記ＬＥＤライン光源で発生する熱を水冷するＬＥＤ水冷機構を備えた直管型ＬＥＤ照明具と、前記直管型ＬＥＤ照明具の前記渡り水冷水導水管と、隣接する他の前記直管型ＬＥＤ照明具の前記渡り水冷水導水管同士との間を漏水させずに通水可能に接続する通水接続構造を備え、前記渡り水冷水導水管を流れる前記水冷水が複数本の前記直管ＬＥＤ照明具の間を通水させることにより水冷するものである。
【0016】
上記した直管型ＬＥＤ照明具内に形成されている「渡り水冷水導水管」と「ＬＥＤ水冷機構」と、直管型ＬＥＤ照明具同士の間に形成されている「通水接続構造」の組み合わせにより、複数本の直管型ＬＥＤ照明具で構成された直管型ＬＥＤ照明具群の中を、水冷用途の水が効率的に通水され、ＬＥＤライン光源で発生した熱を、各々の直管型ＬＥＤ照明具の外へ、さらに、直管型ＬＥＤ照明具群の系外に運んで熱対策を行うことができる。
なお、夏場であれば、直管型ＬＥＤ照明具群の系外に運び出した熱は屋外に設置した熱交換器を介して屋外に放出することも可能であり、また、冬場であれば、直管型ＬＥＤ照明具群の系外に運び出した熱は屋内に設置した熱交換器を介して屋内の暖房用途に用いることも可能である。
なお、夏場であれば、直管型ＬＥＤ照明具群の系外に運び出した熱は屋外に設置した熱交換器を介して屋外に放出することも可能であり、また、冬場であれば、直管型ＬＥＤ照明具群の系外に運び出した熱は屋内に設置した熱交換器を介して屋内の暖房用途に用いることも可能である。
【0017】
ここで、上記の第１の口金と第２の口金同士の通水接続構造としては、前記第１の口金に設けられた前記渡り水冷水導水管と連通した第１の開口部と、前記第２の口金に設けられた前記渡り水冷水導水管と連通した第２の開口部を備え、前記通水接続構造が、前記第１の開口部と隣接する前記第２の開口部同士を直結する構造、または、前記第１の開口部と隣接する前記第２の開口部との間を通水可能に接続する接続体を用いた構造とすることができる。
直結構造としては、一方が差し込み口、他方が差し込み口を受け入れる径を持つ受け入れ口とする構造がある。両者の嵌合により通水接続にかかる箇所において通水可能に通水路が形成され、通水可能に接続される。
また、介在する部材を用いる構造としては、第１の開口部と隣接する前記第２の開口部との間を通水可能に接続する接続体を用いた構造がある。
上記構成により、簡単な構造で、各々の直管型ＬＥＤ照明具の中を渡る「渡り水冷水導水管」が利用でき、さらに、「通水接続構造」を介して複数本の直管型ＬＥＤ照明具の「渡り水冷水導水管」を連続させることができる。
直結構造としては、一方が差し込み口、他方が差し込み口を受け入れる径を持つ受け入れ口とする構造がある。両者の嵌合により通水接続にかかる箇所において通水可能に通水路が形成され、通水可能に接続される。
また、介在する部材を用いる構造としては、第１の開口部と隣接する前記第２の開口部との間を通水可能に接続する接続体を用いた構造がある。
上記構成により、簡単な構造で、各々の直管型ＬＥＤ照明具の中を渡る「渡り水冷水導水管」が利用でき、さらに、「通水接続構造」を介して複数本の直管型ＬＥＤ照明具の「渡り水冷水導水管」を連続させることができる。
【0018】
また、電気供給についても工夫することができる。上記構成の水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群において、さらに、第１の口金を介して供給された電力を第２の口金まで受け渡す渡り電圧供給線と、渡り電圧供給線からＬＥＤライン光源への電力供給を行うＬＥＤ電圧制御回路を備えた構成とし、直管型ＬＥＤ照明具の第１の口金と、隣接する他の直管型ＬＥＤ照明具の第２の口金同士が相互に機械的に接続でき、かつ、電気的にも渡り電圧供給線を介して通電可能に接続できる通電接続構造を備えた工夫を施したものとする工夫がある。
なお、上記の接続体を用いる構造の場合は、接続体が、前記直管型ＬＥＤ照明具の前記第１の口金と、隣接する他の前記直管型ＬＥＤ照明具の前記第２の口金を機械的に接続でき、かつ、電気的にも前記渡り電圧供給線を介して通電可能に接続できる通電接続構造を備えたものであれば良い。
なお、上記の接続体を用いる構造の場合は、接続体が、前記直管型ＬＥＤ照明具の前記第１の口金と、隣接する他の前記直管型ＬＥＤ照明具の前記第２の口金を機械的に接続でき、かつ、電気的にも前記渡り電圧供給線を介して通電可能に接続できる通電接続構造を備えたものであれば良い。
【0019】
上記構成により、直管型ＬＥＤ照明具内に形成されている「渡り電圧供給線」と「ＬＥＤ電圧制御回路」と、直管型ＬＥＤ照明具同士の間に形成されている「通電接続構造」の組み合わせにより、複数本の直管型ＬＥＤ照明具で構成された直管型ＬＥＤ照明具群の中を、ＬＥＤライン光源への電力が効率的に供給され、さらに、直管型ＬＥＤ照明具群内の各々の直管型ＬＥＤ照明具にも効率的に電力供給を行うことができる。
【0020】
ここで、第１の口金と第２の口金同士の通電接続構造としては、隣接し合う直管型ＬＥＤ照明具同士を直結する構造の場合は、一方が金属製の差し込みピン、他方が金属製のピンホールとする構造がある。両者の嵌合により通電接続にかかる箇所において通電可能に電気的接点が形成され、通電可能に接続される構造で良い。
さらに簡易的な第１の口金と第２の口金同士の通電接続構造としては、それぞれから電気配線を設け、両者間を電気的に接続するという構造でも良い。
また、第１の口金と第２の口金同士の通電接続構造として、接続体を介在させて隣接し合う直管型ＬＥＤ照明具同士を接続する構造の場合は、前記第１の口金と前記第２の口金同士の形状が同じで良く、前記接続体の前記通電接続構造または前記第１の口金および第２の口金の前記通電接続構造の一方が金属製の差し込みピン、他方が金属製のピンホールであり、両者の嵌合により前記通電接続にかかる箇所において通電可能に電気的接点が形成され、通電可能に接続する構造で良い。
さらに簡易的な第１の口金と第２の口金同士の通電接続構造としては、それぞれから電気配線を設け、両者間を電気的に接続するという構造でも良い。
また、第１の口金と第２の口金同士の通電接続構造として、接続体を介在させて隣接し合う直管型ＬＥＤ照明具同士を接続する構造の場合は、前記第１の口金と前記第２の口金同士の形状が同じで良く、前記接続体の前記通電接続構造または前記第１の口金および第２の口金の前記通電接続構造の一方が金属製の差し込みピン、他方が金属製のピンホールであり、両者の嵌合により前記通電接続にかかる箇所において通電可能に電気的接点が形成され、通電可能に接続する構造で良い。
【0021】
ここで、第１の口金と第２の口金同士の通水接続構造としては、隣接し合う直管型ＬＥＤ照明具同士を直結する構造の場合は、一方が差し込み口、他方が前記差し込み口を受け入れる径を持つ受け入れ口であり、両者の嵌合により前記通水接続にかかる箇所において通水可能に通水路が形成され、通水可能に接続される構造がある。
また、第１の口金と第２の口金同士の通水接続構造として接続体を介在させて隣接し合う直管型ＬＥＤ照明具同士を接続する構造の場合は、前記第１の口金と前記第２の口金同士の形状が同じで良く、接続体の通水接続構造または第１の口金および第２の口金の通水接続構造の一方が、一方が差し込み口、他方が前記差し込み口を受け入れる径を持つ受け入れ口であり、両者の嵌合により前記通水接続にかかる箇所において通水可能に通水路が形成され、通水可能に接続されるもので良い。
上記構成により、簡単な構造で、各々の直管型ＬＥＤ照明具の中を渡る「渡り電圧供給線」が利用でき、さらに、「通電接続構造」を介して複数本の直管型ＬＥＤ照明具の「渡り電圧供給線」を連続させることができる。
また、第１の口金と第２の口金同士の通水接続構造として接続体を介在させて隣接し合う直管型ＬＥＤ照明具同士を接続する構造の場合は、前記第１の口金と前記第２の口金同士の形状が同じで良く、接続体の通水接続構造または第１の口金および第２の口金の通水接続構造の一方が、一方が差し込み口、他方が前記差し込み口を受け入れる径を持つ受け入れ口であり、両者の嵌合により前記通水接続にかかる箇所において通水可能に通水路が形成され、通水可能に接続されるもので良い。
上記構成により、簡単な構造で、各々の直管型ＬＥＤ照明具の中を渡る「渡り電圧供給線」が利用でき、さらに、「通電接続構造」を介して複数本の直管型ＬＥＤ照明具の「渡り電圧供給線」を連続させることができる。
【0022】
直管型ＬＥＤ照明具同士の間を接続する接続体を用いた構造の場合、この接続体が、複数の直管型ＬＥＤ照明具同士を多様な配列に組み上げて直管型ＬＥＤ照明具群を構成しやすくなる。
つまり、接続体を用いた構成とすれば、直管型ＬＥＤ照明具同士を直結する方式に比べて、一種の空間的なバッファとして働くので、後述するように多様な接続路を形成しやすくなり、直列、並列、直並列、並直列などの多様な配列がしやすくなる。
このように本発明の水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群における直管型ＬＥＤ照明具の配列は、上記した通水接続構造および通電接続構造によって多様なものが可能である。
例えば、複数本の前記直管型ＬＥＤ照明具を直列に接続する構成があり得る。
さらに、複数本の前記直管型ＬＥＤ照明具を並列に接続する構成があり得る。
さらに、複数本の前記直管型ＬＥＤ照明具を直並列（直列に接続されたセットを複数セット並列に接続する配列）に接続する構成が可能である。
さらに、複数本の前記直管型ＬＥＤ照明具を並直列（並列に接続されたセットを複数セット直列に接続する配列）に接続する構成が可能である。
つまり、接続体を用いた構成とすれば、直管型ＬＥＤ照明具同士を直結する方式に比べて、一種の空間的なバッファとして働くので、後述するように多様な接続路を形成しやすくなり、直列、並列、直並列、並直列などの多様な配列がしやすくなる。
このように本発明の水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群における直管型ＬＥＤ照明具の配列は、上記した通水接続構造および通電接続構造によって多様なものが可能である。
例えば、複数本の前記直管型ＬＥＤ照明具を直列に接続する構成があり得る。
さらに、複数本の前記直管型ＬＥＤ照明具を並列に接続する構成があり得る。
さらに、複数本の前記直管型ＬＥＤ照明具を直並列（直列に接続されたセットを複数セット並列に接続する配列）に接続する構成が可能である。
さらに、複数本の前記直管型ＬＥＤ照明具を並直列（並列に接続されたセットを複数セット直列に接続する配列）に接続する構成が可能である。
【0023】
次に、本発明にかかる水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群を用いた人工栽培装置は、人工栽培する植物を収納する人工栽培植物棚と、前記人工栽培植物棚に対向するように請求項１から１１のいずれかに記載の前記水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群を配列せしめた水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群と、前記水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群の前記渡り電圧供給線に対して電流を供給する電源供給装置と、前記水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群の前記渡り水冷水導水管に対して前記水冷水を供給する水供給装置を用いた人工栽培装置である。
【0024】
上記構成において、電源供給装置がスイッチング回路またはサイリスタ―回路によって供給する前記電流の電流量を制御する電流制御機構を備え、人工栽培する前記植物に応じて電流量を可変調整できることが好ましい。
上記構成により、栽培品種に合わせて電流制御機構により供給する電流量を制御することが容易となり、栽培品種の植物に対してＬＥＤからの最適照度を得ることができる。
また、上記構成において、水供給装置が水温調整機能付きバルブ機構を備え、人工栽培する前記植物に応じて渡り水冷水導水管へ供給する水温を可変調整できることが好ましい。
また、循環している水冷水の熱を熱交換により吸熱して外部へ熱供給できる熱交換機構を備え、水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群の各々の直管型ＬＥＤ照明具から水冷水により吸熱した熱を熱交換機構から人工栽培植物棚へ熱供給し、人工栽培植物棚の温度を可変調整できることも好ましい。
上記構成により、栽培品種に合わせて水温調整機能付きバブル機構により渡り水冷水導水管へ供給する冷却水の水温を調整し、熱交換機構により人工栽培植物棚へ熱供給量を調整し、ＬＥＤライン光源で発生する熱を吸熱量と、人工栽培植物棚への給熱量を考慮しつつ、人工栽培植物棚内の環境温度を栽培品種に合わせて調整することができ、最適環境温度を得ることができる。
電流制御機構によるＬＥＤ照明具からの照度調整、水温調整機能付きバブル機構による冷却水の水温調整、熱交換機構による人工栽培植物棚へ熱供給量の調整を通じて、人工栽培植物棚内の環境照度、環境温度を栽培品種の植物に適合させれば容易に均一な栽培環境を整えることができる。また、ＬＥＤ照明具からの排熱を利用して人工栽培植物棚内の環境温度を調整するので、熱供給に必要となる電力量を抑制することができる。
上記構成により、栽培品種に合わせて電流制御機構により供給する電流量を制御することが容易となり、栽培品種の植物に対してＬＥＤからの最適照度を得ることができる。
また、上記構成において、水供給装置が水温調整機能付きバルブ機構を備え、人工栽培する前記植物に応じて渡り水冷水導水管へ供給する水温を可変調整できることが好ましい。
また、循環している水冷水の熱を熱交換により吸熱して外部へ熱供給できる熱交換機構を備え、水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群の各々の直管型ＬＥＤ照明具から水冷水により吸熱した熱を熱交換機構から人工栽培植物棚へ熱供給し、人工栽培植物棚の温度を可変調整できることも好ましい。
上記構成により、栽培品種に合わせて水温調整機能付きバブル機構により渡り水冷水導水管へ供給する冷却水の水温を調整し、熱交換機構により人工栽培植物棚へ熱供給量を調整し、ＬＥＤライン光源で発生する熱を吸熱量と、人工栽培植物棚への給熱量を考慮しつつ、人工栽培植物棚内の環境温度を栽培品種に合わせて調整することができ、最適環境温度を得ることができる。
電流制御機構によるＬＥＤ照明具からの照度調整、水温調整機能付きバブル機構による冷却水の水温調整、熱交換機構による人工栽培植物棚へ熱供給量の調整を通じて、人工栽培植物棚内の環境照度、環境温度を栽培品種の植物に適合させれば容易に均一な栽培環境を整えることができる。また、ＬＥＤ照明具からの排熱を利用して人工栽培植物棚内の環境温度を調整するので、熱供給に必要となる電力量を抑制することができる。
【0025】
なお、本発明にかかる水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群を用いた人工栽培装置は、人工栽培植物棚と対向する水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群のセットを水平方向に縦横に多数のセットを並べたものもあれば、人工栽培植物棚と対向する水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群のセットを垂直方向に多段に並べた多段構成となっているものも可能である。
上記構成により、建屋の空間の有効利用ができ、床面積あたりの人工栽培植物棚の設置面積を増大させることが可能となる。また、人工栽培装置では人工照明を用いるので垂直方向にも多段構成が可能となる。
なお、人工栽培植物棚と水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群のセットがドーム状の筐体に囲まれており、ドーム状の筐体の内壁面が高反射材でコーティングされている構造も好ましい。
上記構成により、ドーム状の筐体によって、直管型ＬＥＤ照明具群で照射された照射光の光量が効率よく人工栽培植物棚で育成されている植物に照射することができ、植物育成効率が大きく維持できる。
上記構成により、建屋の空間の有効利用ができ、床面積あたりの人工栽培植物棚の設置面積を増大させることが可能となる。また、人工栽培装置では人工照明を用いるので垂直方向にも多段構成が可能となる。
なお、人工栽培植物棚と水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群のセットがドーム状の筐体に囲まれており、ドーム状の筐体の内壁面が高反射材でコーティングされている構造も好ましい。
上記構成により、ドーム状の筐体によって、直管型ＬＥＤ照明具群で照射された照射光の光量が効率よく人工栽培植物棚で育成されている植物に照射することができ、植物育成効率が大きく維持できる。
【0026】
次に、渡り電圧供給回路を介した複数本への直管型ＬＥＤ照明具への電圧供給について述べる。本発明は、先行する直管型ＬＥＤ照明具の後尾にある第２の口金に対して、後続の直管型ＬＥＤ照明具の先頭にある第１の口金を差し込んで順々に接続してゆくものである。本発明では、直管型ＬＥＤ照明具の内部に渡り電圧供給線を通しておくことにより、外部の電圧供給線－（第１段の直管型ＬＥＤ照明具の第１の口金－渡り電圧供給線－第２の口金）－（次段の直管型ＬＥＤ照明具の第１の口金－渡り電圧供給線－第２の口金）－・・・というように一気通貫の電圧供給路を確保せしめ、各々の直管型ＬＥＤ照明具の内部において、当該渡り電圧供給線からＬＥＤ電圧制御回路を介して並列に電圧を引き込み、各々のＬＥＤライン光源に供給する。つまり、外部の電圧供給線から２００Ｖの供給を受けると、機械的には直列に接続されている各々の直管型ＬＥＤ照明具内部のＬＥＤライン光源に２００Ｖが印加され、各々の素子には３Ｖ程度の電圧が供給される。
【0027】
ここで外部から渡り電圧供給線に供給される電力、ＬＥＤ電圧制御回路を介してＬＥＤライン光源に供給される電力について述べる。これら電源は、本発明では特に限定はされず多様な電源が適用できる。定電圧源、定電流源でも良い。一般には定電圧源の回路構成は簡単な場合が多い。定電圧源とする場合、外部から商用電源をトランスで所定電圧（例えば２００Ｖ）に変圧したものを供給するものでも良い。なお、スイッチング電源を適用して均質な電圧を得るものでも良いが回路構成が複雑になる。本発明は人工栽培装置であるので、小さな電圧の変動などは問題にならないケースが多く、商用電源のトランス調整程度で十分な場合も多い。また、本発明者が先行して出願しているＰＣＴ／ＪＰ２０１８／０１３２０６号のような電圧源でも適用可能である。
【0028】
次に、渡り水冷水導水管と、ＬＥＤ水冷機構を介した複数本への直管型ＬＥＤ照明具の通水およびＬＥＤライン光源の水冷について述べる。例えば、ＬＥＤ水冷機構がＬＥＤライン光源を搭載した電子基板の裏面に配置されている。つまり、ＬＥＤライン光源ユニットの電子基板がＬＥＤ水冷機構に密着している。ＬＥＤライン光源ユニットや制御回路が効率的にＬＥＤ水冷機構により冷却される。ＬＥＤ水冷機構の一部素材として、例えば、絶縁性と熱伝導率の高いシリコン等の熱伝導シートを備え、ＬＥＤライン光源ユニットや制御回路で発生した熱が効率よく渡り冷却水導水管に排熱される構成でも良い。
【発明の効果】
【0029】
本発明の水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群およびそれを用いた人工栽培装置によれば、直管型ＬＥＤ照明具内に形成されている「渡り水冷水導水管」と「ＬＥＤ水冷機構」と、直管型ＬＥＤ照明具同士の間に形成されている「通水接続構造」の組み合わせにより、複数本の直管型ＬＥＤ照明具で構成された直管型ＬＥＤ照明具群の中を、水冷用途の水が効率的に通水され、ＬＥＤライン光源で発生した熱を、各々の直管型ＬＥＤ照明具の外へ、さらに、直管型ＬＥＤ照明具群の系外に運んで熱対策を行うことができる。
また、 本発明の水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群およびそれを用いた人工栽培装置によれば、直管型ＬＥＤ照明具内に形成されている「渡り電圧供給線」と「ＬＥＤ電圧制御回路」と、直管型ＬＥＤ照明具同士の間に形成されている「通電接続構造」の組み合わせにより、複数本の直管型ＬＥＤ照明具で構成された直管型ＬＥＤ照明具群の中を、ＬＥＤライン光源への電力が効率的に供給され、さらに、直管型ＬＥＤ照明具群内の各々の直管型ＬＥＤ照明具にも効率的に電力供給を行うことができる。
また、ＬＥＤ照明具からの排熱を利用して人工栽培植物棚内の環境温度を調整するので、熱供給に必要となる電力量を抑制することができる。
また、 本発明の水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群およびそれを用いた人工栽培装置によれば、直管型ＬＥＤ照明具内に形成されている「渡り電圧供給線」と「ＬＥＤ電圧制御回路」と、直管型ＬＥＤ照明具同士の間に形成されている「通電接続構造」の組み合わせにより、複数本の直管型ＬＥＤ照明具で構成された直管型ＬＥＤ照明具群の中を、ＬＥＤライン光源への電力が効率的に供給され、さらに、直管型ＬＥＤ照明具群内の各々の直管型ＬＥＤ照明具にも効率的に電力供給を行うことができる。
また、ＬＥＤ照明具からの排熱を利用して人工栽培植物棚内の環境温度を調整するので、熱供給に必要となる電力量を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】実施例１にかかる直管型ＬＥＤ照明具１００の構成（その１）を簡単に示した図である。
【図2】実施例１にかかる直管型ＬＥＤ照明具１００の第１の口金１２０と第２の口金１３０の構造例とその直結接続の様子を簡単に示す図である。
【図3】実施例１にかかる直管型ＬＥＤ照明具１００の支持例を簡単に示した図である。
【図4】実施例１にかかる直管型ＬＥＤ照明具１００を長さ方向に多数本直列に接続し、渡り水冷水導水管を用いた水冷、渡り電圧供給線を用いた電圧供給を簡単に示す図である。
【図5】実施例２にかかる直管型ＬＥＤ照明具１００ａの構成（その２）を簡単に示した図である。
【図6】実施例２にかかる直管型ＬＥＤ照明具１００ａの第１の口金１２０ａと第２の口金１３０ａの構造例と接続体１９０ａを介した接続の様子を簡単に示す図である。
【図7】実施例２にかかる直管型ＬＥＤ照明具１００ａの支持例を簡単に示した図である。
【図8】接続体１９０ａの幾つかの構成パターンを示す図である。
【図9】実施例２にかかる直管型ＬＥＤ照明具１００ａを接続体１９０により長さ方向に多数本に接続し、渡り水冷水導水管を用いた水冷、渡り電圧供給線を用いた電圧供給を簡単に示す図である。
【図10】実施例３にかかる人工栽培装置２００の人工栽培植物棚２１０、直管型ＬＥＤ照明具１００ａ、ガイドレール２３０、ＬＥＤ支持体２４０の配置関係を示す図である。
【図11】人工栽培植物棚２１０および直管型ＬＥＤ照明具群のセットをドーム状の囲い筐体２７０によって囲んだ構成例を簡単に示した図である。
【図12】従来の特許文献１（特開２０１３－１７３９７号公報）に開示された植物栽培装置を示す図である。
【図13】従来の特許文献２（特開２０１５－００６１６５号公報）に開示された植物栽培装置を示す図である。
【図14】従来の特許文献３（特開２００８－３００１５８号公報）に開示された水冷式ＬＥＤ照明装置を示す図である。
【図15】従来の特許文献４（特開２０１０－２５１１１４号公報）に開示された水冷式ＬＥＤ照明装置を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0031】
以下、図面を参照しつつ、本発明の水冷式の直管型ＬＥＤ照明具、本発明の水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群およびそれを用いた人工栽培装置の実施例を説明する。本発明の範囲は以下の実施例に示した具体的な用途、形状、個数などには限定されないことは言うまでもない。
実施例１として、直管型ＬＥＤ照明具および直管型ＬＥＤ照明具群の構成例を示す。特に、直管型ＬＥＤ照明具の口金同士を直結するタイプのものを示す。
実施例２として、直管型ＬＥＤ照明具および直管型ＬＥＤ照明具群の他の構成例を示す。特に、直管型ＬＥＤ照明具の口金同士の間に介在する接続体を介して接続するものを示す。
実施例３として、直管型ＬＥＤ照明具群を適用した人工栽培装置の構成例を示す。特に、直管型ＬＥＤ照明具同士の間を接続する接続体を用いて直管型ＬＥＤ照明具同士を接続するタイプのものを示す。
実施例１として、直管型ＬＥＤ照明具および直管型ＬＥＤ照明具群の構成例を示す。特に、直管型ＬＥＤ照明具の口金同士を直結するタイプのものを示す。
実施例２として、直管型ＬＥＤ照明具および直管型ＬＥＤ照明具群の他の構成例を示す。特に、直管型ＬＥＤ照明具の口金同士の間に介在する接続体を介して接続するものを示す。
実施例３として、直管型ＬＥＤ照明具群を適用した人工栽培装置の構成例を示す。特に、直管型ＬＥＤ照明具同士の間を接続する接続体を用いて直管型ＬＥＤ照明具同士を接続するタイプのものを示す。
【実施例1】
【0032】
実施例１にかかる本発明の直管型ＬＥＤ照明具１００の例を示す。
図１は、直管型ＬＥＤ照明具１００の構成を簡単に示した図である。ＬＥＤ電圧制御回路など一部の構成の図示は省略している。
図１は、直管型ＬＥＤ照明具１００の構成を簡単に示した図である。ＬＥＤ電圧制御回路など一部の構成の図示は省略している。
【0033】
図１に示すように、本発明の直管型ＬＥＤ照明具１００は、直管部材１１０、第１の口金１２０、第２の口金１３０、電子基板１４０、ＬＥＤライン光源１５０、渡り電圧供給線１６０、渡り水冷水導水管１７０、ＬＥＤ水冷機構１８０（図１には図示せず）を備えた構成となっている。
図１（ａ）は、直管型ＬＥＤ照明具１００の底面側、つまり、ＬＥＤライン光源１５０の照射面を正面に見た図（ＬＥＤ照明具１００の照射面を見た図）である。
図１（ｂ）は、直管型ＬＥＤ照明具１００の内部構造が分かりやすいように、長さ方向に沿って見た図である。内部構造を透過して簡単に図示している。なお、図１（ｂ）の右側には右側面図（第１の口金１２０を見た図）を併せて図示している。
図１（ｃ）は、直管型ＬＥＤ照明具１００の上面側の内部構造が分かりやすいように、長さ方向に沿って見た図である。内部構造を透過して簡単に図示している。つまり、電子基板１４０の上側にある部材である渡り電圧供給線１６０と渡り水冷水導水管１７０を上面から見えるように直管部材１１０の上面側の管材を透過して見た図となっている。
図１（ａ）は、直管型ＬＥＤ照明具１００の底面側、つまり、ＬＥＤライン光源１５０の照射面を正面に見た図（ＬＥＤ照明具１００の照射面を見た図）である。
図１（ｂ）は、直管型ＬＥＤ照明具１００の内部構造が分かりやすいように、長さ方向に沿って見た図である。内部構造を透過して簡単に図示している。なお、図１（ｂ）の右側には右側面図（第１の口金１２０を見た図）を併せて図示している。
図１（ｃ）は、直管型ＬＥＤ照明具１００の上面側の内部構造が分かりやすいように、長さ方向に沿って見た図である。内部構造を透過して簡単に図示している。つまり、電子基板１４０の上側にある部材である渡り電圧供給線１６０と渡り水冷水導水管１７０を上面から見えるように直管部材１１０の上面側の管材を透過して見た図となっている。
【0034】
なお、本発明にかかる直管型ＬＥＤ照明具１００の支持手段は限定されないが、従来方式のように１本１本の直管型ＬＥＤ照明具１００を独立した蛍光灯のかさのソケットに入れ、各々独立に稼働させるものではなく、多数本の直管型ＬＥＤ照明具１００を直管型ＬＥＤ照明具群として大規模に組み上げ、それら多数本の直管型ＬＥＤ照明具１００にある渡り水冷水導水管を通水接続構造により相互につなぎ合わせて通水可能に接続する。また、それらの渡り電圧供給管を通電接続構造によりつなぎ合わせて通電可能に接続する。直管型ＬＥＤ照明具群として大規模に組み上げた際に支持する手段は、特に限定されず、後述する図３のように多様な支持手段があり得る。
【0035】
以下、順に構成部材を説明する。
直管部材１１０は、従来の蛍光照明灯に代替するパイプ状の部材であり、第１の口金１２０および第２の口金１３０の間にわたされた直管部材である。少なくとも照明面が、透光性のある透明プラスチックやガラスなどの透光性パイプ材であって円筒形となっているか、または、部材のない開放面となっており円筒形の一部が開放された形状となっている。
直管部材１１０の素材は、透明または半透明のポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂等の透明樹脂素材などであり、内部空間を備え、円筒パイプ状、または、照射面が開放された円筒パイプの一部が開放された形状に形成されている。両端には第１の口金１２０および第２の口金１３０が設けられている。この構成例では、右端に第１の口金１２０、左端に第２の口金１３０が設けられている方向で図示されている。
直管型ＬＥＤ照明具１００の軸方向の長さは、既存の蛍光灯と同じ長さでも良い。
直管部材１１０は、従来の蛍光照明灯に代替するパイプ状の部材であり、第１の口金１２０および第２の口金１３０の間にわたされた直管部材である。少なくとも照明面が、透光性のある透明プラスチックやガラスなどの透光性パイプ材であって円筒形となっているか、または、部材のない開放面となっており円筒形の一部が開放された形状となっている。
直管部材１１０の素材は、透明または半透明のポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂等の透明樹脂素材などであり、内部空間を備え、円筒パイプ状、または、照射面が開放された円筒パイプの一部が開放された形状に形成されている。両端には第１の口金１２０および第２の口金１３０が設けられている。この構成例では、右端に第１の口金１２０、左端に第２の口金１３０が設けられている方向で図示されている。
直管型ＬＥＤ照明具１００の軸方向の長さは、既存の蛍光灯と同じ長さでも良い。
【0036】
第１の口金１２０および第２の口金１３０は、直管部材１１０の両端部に設けられた部材である。ここでは、右端に第１の口金１２０、左端に第２の口金１３０が設けられている。
第１の口金１２０と第２の口金１３０は、相互に機械的に接続できるインターフェイスを持っており、第１の口金１２０と第２の口金１３０の接続により、相互の渡り水冷水導水管１７０間で通水可能に接続される通水接続構造１７１、および、相互の渡り電圧供給線１６０間で電気的に通電可能に接続される通電接続構造１６１を備えている。
第１の口金１２０と第２の口金１３０は、相互に機械的に接続できるインターフェイスを持っており、第１の口金１２０と第２の口金１３０の接続により、相互の渡り水冷水導水管１７０間で通水可能に接続される通水接続構造１７１、および、相互の渡り電圧供給線１６０間で電気的に通電可能に接続される通電接続構造１６１を備えている。
【0037】
図２は、第１の口金１２０と第２の口金１３０の構造例を簡単に示す図である。
図２（ａ）には、左側に第１の口金１２０の端面を正面から見た正面図、中央に斜視図、右側に第１の口金１２０を長さ方向に沿って内部構造を透過して図示した図である。図２（ｂ）は、左側に第２の口金１３０の端面を正面から見た正面図、中央に斜視図、右側に第２の口金１３０を長さ方向に沿って内部構造を透過して図示した図である。
図２（ｃ）から図２（ｄ）は、第１の口金１２０を長さ方向に沿って見た状態と第２の口金１３０を長さ方向に沿って見た状態において、両者を嵌合させる様子を図示したものである。
図２（ａ）には、左側に第１の口金１２０の端面を正面から見た正面図、中央に斜視図、右側に第１の口金１２０を長さ方向に沿って内部構造を透過して図示した図である。図２（ｂ）は、左側に第２の口金１３０の端面を正面から見た正面図、中央に斜視図、右側に第２の口金１３０を長さ方向に沿って内部構造を透過して図示した図である。
図２（ｃ）から図２（ｄ）は、第１の口金１２０を長さ方向に沿って見た状態と第２の口金１３０を長さ方向に沿って見た状態において、両者を嵌合させる様子を図示したものである。
【0038】
図２（ａ）に示した例では、第１の口金１２０には電気的接続子として金属製の差し込みピン１２１が設けられ、水冷水の通水路の開口として差し込み口１２２が設けられている。両者とも端面からやや前方に突出している。いわゆるオスの接続構造となっている。
図２（ｂ）に示した例では、第２の口金１３０には電気的接続子として金属製のピンホール１３１が設けられ、水冷水の通水路として受け入れ口１３２が設けられている。両者とも端面から内側方向に孔を形成している。いわゆるメスの接続構造となっている。
図２（ｂ）に示した例では、第２の口金１３０には電気的接続子として金属製のピンホール１３１が設けられ、水冷水の通水路として受け入れ口１３２が設けられている。両者とも端面から内側方向に孔を形成している。いわゆるメスの接続構造となっている。
【0039】
差し込みピン１２１とピンホール１３１の両者が嵌合するサイズと形状（径、深さ）になっており、さらに、差し込み口１２２と受け入れ口１３２の両者が嵌合するサイズと形状（径）になっており、両者が直結して接続可能となっている。
なお、第１の口金１２０の２本の差し込みピン１２１、第２の口金１３０の２つのピンホール１３１は従来の蛍光灯の口金の差し込みピンと従来の口金の金属製のピンホールと同様のサイズや形状でも良い。
なお、これらの第１の口金１２０と第２の口金１３０の接続端子は逆の関係であっても良く、第１の口金にピンホールと受け入れ口が設けられ、第２の口金１３０に差し込みピンと差し込み口が設けられ、両者が嵌合するサイズと形状のものでも良い。以下の説明では図２や図４のものとして説明する。
なお、第１の口金１２０と第２の口金１３０に加え、さらにその外周側に防水カバーを設けておくことも可能である。人工栽培装置２００の環境には水分や湿気も多いため、外側にカバーを設けることにより防水性を高めることができる。
なお、第１の口金１２０の２本の差し込みピン１２１、第２の口金１３０の２つのピンホール１３１は従来の蛍光灯の口金の差し込みピンと従来の口金の金属製のピンホールと同様のサイズや形状でも良い。
なお、これらの第１の口金１２０と第２の口金１３０の接続端子は逆の関係であっても良く、第１の口金にピンホールと受け入れ口が設けられ、第２の口金１３０に差し込みピンと差し込み口が設けられ、両者が嵌合するサイズと形状のものでも良い。以下の説明では図２や図４のものとして説明する。
なお、第１の口金１２０と第２の口金１３０に加え、さらにその外周側に防水カバーを設けておくことも可能である。人工栽培装置２００の環境には水分や湿気も多いため、外側にカバーを設けることにより防水性を高めることができる。
【0040】
図２（ｃ）から図２（ｄ）に示すように、第１の口金１２０と第２の口金１３０同士は嵌合することで、機械的にも接続されて通水接続構造１７１が形成されている。また、電気的にも接続されて通電接続構造１６１が形成される。
第１の口金１２０の端面には、渡り電圧供給線１６０の端子である差し込みピン１２１、渡り水冷水導水管１７０のパイプ口である差し込み口１２２がある。
また、第２の口金１３０の端面には、渡り電圧供給線１６０の端子であるピンホール１３１、渡り水冷水導水管１７０のパイプ口である受け入れ口１３２がある。
ここで、ピンホール１３１の内面側も金属製の素材であることが好ましい。図２（ｄ）に示すように、差し込みピン１２１とピンホール１３１がその深さに渡り金属的設定を形成できるからである。
また、ここで、受け入れ口１３２の外径と受け入れ口１３２の内径が対応し合うものであることが好ましい。図２（ｄ）に示すように、差し込み口１３１と受け入れ口１３２がその深さに渡り嵌合し合う導水路を形成できるからである。
第１の口金１２０の端面には、渡り電圧供給線１６０の端子である差し込みピン１２１、渡り水冷水導水管１７０のパイプ口である差し込み口１２２がある。
また、第２の口金１３０の端面には、渡り電圧供給線１６０の端子であるピンホール１３１、渡り水冷水導水管１７０のパイプ口である受け入れ口１３２がある。
ここで、ピンホール１３１の内面側も金属製の素材であることが好ましい。図２（ｄ）に示すように、差し込みピン１２１とピンホール１３１がその深さに渡り金属的設定を形成できるからである。
また、ここで、受け入れ口１３２の外径と受け入れ口１３２の内径が対応し合うものであることが好ましい。図２（ｄ）に示すように、差し込み口１３１と受け入れ口１３２がその深さに渡り嵌合し合う導水路を形成できるからである。
【0041】
なお、図２の例では、第１の口金と第２の口金同士を直接当接させつつ機械的にも接続可能な構造としたが、通電可能な接続としては、実際には電気的な接続さえ確保されれば良いので、簡易的な第１の口金１２０と第２の口金１３０同士の通電接続構造としては、それぞれの口金の端子から電気配線が引き出されて、電気的に接続することにより、両者間を接続するという簡易的な構造でも良い。この場合であれば、かならずしも差し込みピン１２１とピンホール１３１の嵌合し合う構造である必要はなく、第１の口金１２０と第２の口金１３０も同形状で両方とも電気接続端子があれば良く、電気接続端子を配線を接続して電気的に接続すれば良い。
【0042】
次に、渡り水冷水導水管１７０は、後述するように、第１の口金１２０から第２の口金１３０まで水冷水を受け渡すように直管部材１１０の内部を貫通しており、その開口がそれぞれ第１の口金１２０の差し込み口１２２、第２の口金１３０の受け入れ口１３２として端面に通水可能な口が設けられている。例えば両者が樹脂製の素材やゴム製の素材で良く、差し込み口１２２と受け入れ口１３２は多少の弾力性のあるものであれば、両者が嵌合でき、かつ、嵌合に密接して内部を通過する水を漏らすことがない。
【0043】
なお、図２の例では、第１の口金と第２の口金同士を直接当接させつつ機械的にも接続可能な構造とし、通水接続構造を説明したが、実際には通水さえ確保されれば良いので、簡易的な第１の口金１２０と第２の口金１３０同士の通水接続構造としては、両方の形状が同形状で良く、それぞれの口金に設けた通水接続構造の開口からホース状の水配管が引き出され、それらを通水可能に接続するという簡易的な構造でも良い。
【0044】
次に電子基板１４０について述べる。
電子基板１４０は、ＬＥＤライン光源１５０およびＬＥＤ電圧制御回路が実装される基板である。この例では、電子基板１４０は帯状で長尺に形成され、直管部材１１０の全長にわたって設けられている。電子基板１４０は直管部材１１０の内面上部あたりに設けられている。
電子基板１４０の背面にはＬＥＤ水冷機構１８０（図１、図２には図示せず）が設けられており、ＬＥＤライン光源１５０およびＬＥＤ電圧制御回路で発生する熱が効率的に渡り冷却水導水管を流れる水冷水で冷却されるものとなっている。
電子基板１４０は、ＬＥＤライン光源１５０およびＬＥＤ電圧制御回路が実装される基板である。この例では、電子基板１４０は帯状で長尺に形成され、直管部材１１０の全長にわたって設けられている。電子基板１４０は直管部材１１０の内面上部あたりに設けられている。
電子基板１４０の背面にはＬＥＤ水冷機構１８０（図１、図２には図示せず）が設けられており、ＬＥＤライン光源１５０およびＬＥＤ電圧制御回路で発生する熱が効率的に渡り冷却水導水管を流れる水冷水で冷却されるものとなっている。
【0045】
ＬＥＤライン光源１５０は、直管部材１１０内の電子基板１４０に沿って多数のＬＥＤチップがライン状に並べて実装された多数のＬＥＤ（白色発光ダイオード）素子である。この構成例では、ＬＥＤライン光源１５０は直管部材１１０の正面（表面）側に３０個のＬＥＤ１０が正面に光を照射するように実装されている。したがって、ＬＥＤライン光源１５０の正面側（表面側）が光照射面となる。
ＬＥＤ素子は、表面に白色ＬＥＤ素子の発光面、裏面に電極面が設けられたチップである。この例ではＬＥＤ素子は表面実装型（ＳＭＤ型）ＬＥＤ素子とする。視覚的には真白色に見える光を発光するものとする。
このＬＥＤ素子が直線状に並べられ、ＬＥＤライン光源１５０が形成されている。例えば、３０個のＬＥＤ３０が正面に光を照射するように実装される。
ＬＥＤ電圧制御回路の詳しい説明は省略するが、外部から供給される電圧を受け、ＬＥＤライン光源１５０に必要な電力を供給するように制御するものである。
ＬＥＤ素子は、表面に白色ＬＥＤ素子の発光面、裏面に電極面が設けられたチップである。この例ではＬＥＤ素子は表面実装型（ＳＭＤ型）ＬＥＤ素子とする。視覚的には真白色に見える光を発光するものとする。
このＬＥＤ素子が直線状に並べられ、ＬＥＤライン光源１５０が形成されている。例えば、３０個のＬＥＤ３０が正面に光を照射するように実装される。
ＬＥＤ電圧制御回路の詳しい説明は省略するが、外部から供給される電圧を受け、ＬＥＤライン光源１５０に必要な電力を供給するように制御するものである。
【0046】
渡り電圧供給線１６０は、両端にある第１の口金１２０と第２の口金１３０と通電する金属製の帯である。この例では電子基板１４０の裏面側に軸方向に一気通貫に金属製の帯が設けられており、スルーホールを介して電子基板１４０の表面側のＬＥＤライン光源１５０に電力を供給できる構造となっている。渡り電圧供給線１６０の端子は、第１の口金１２０の差し込みピン１２１、第２の口金１３０の金属製のピンホール１３１として設けられている。第１の口金１２０の差し込みピン１２１、第２の口金１３０の金属製のピンホール１３１の連結により電気的にも通電する通電接続構造１６１が形成される。
これらの渡り電圧供給線１６０と通電接続構造１６１により、複数の直管型ＬＥＤ照明具１００を接続して大規模な直管型ＬＥＤ照明具群を構成すれば、大規模な直管型ＬＥＤ照明具群を構成しているすべての各々の直管型ＬＥＤ照明具１００に対して通電できるものとなる。
これらの渡り電圧供給線１６０と通電接続構造１６１により、複数の直管型ＬＥＤ照明具１００を接続して大規模な直管型ＬＥＤ照明具群を構成すれば、大規模な直管型ＬＥＤ照明具群を構成しているすべての各々の直管型ＬＥＤ照明具１００に対して通電できるものとなる。
【0047】
渡り水冷水導水管１７０は、第１の口金１２０を介して供給された水冷水を第２の口金１３０まで受け渡すパイプ状の通水路である。つまり、渡り水冷水導水管１７０は、パイプ状の構造であり、外周方向には冷却水が漏水することがない構造を確保しつつ、長さ方向には冷却水を通水可能に流し通すものであり、第１の口金１２０から第２の口金１３０まで水冷水を受け渡すように直管部材１１０の内部を貫通している構造となっている。長さ方向において通水可能に流し通すための開口がそれぞれ第１の口金１２０の差し込み口１２２、第２の口金１３０の受け入れ口１３２として設けられ、長さ方向に隣接する直管型ＬＥＤ照明具１００に冷却水を通水可能に流し通す構造となっている。
【0048】
例えば、渡り水冷水導水管１７０の素材としては樹脂製の素材やゴム製の素材で良く、差し込み口１２２と受け入れ口１３２は多少の弾力性のあるものであれば、両者が嵌合でき、かつ、嵌合に密接して内部を通過する水を漏らすことがない。また後述するように接続体を用いる場合も、差し込み口１２２ａおよび差し込み口１３２ａの外径と、接続体１９０ａの受け入れ口１９２ａの内径が対応し合うものであり、両者とも樹脂製の素材やゴム製の素材であることが好ましい。
【0049】
ＬＥＤ水冷機構１８０は、渡り水冷水導水管を流れる水冷水によりＬＥＤライン光源で発生する熱を水冷する水冷機構である。図１、図２には構成は図示していない。図４においては渡り水冷水導水管１７０と電子基板１４０の背面との間に介在するように設けられており、電子基板１４０から熱を吸い上げて渡り水冷水導水管１７０内の水冷水に伝導するものとなっている。
ＬＥＤ水冷機構１８０は、熱伝導性の極めて高い素材で構成されている。例えば、絶縁性と熱伝導率の高いシリコン等の熱伝導シートや銅箔のような金属製素材を備えたものである。ＬＥＤライン光源１５０ユニットや制御回路で発生した熱が効率よく渡り冷却水導水管１７０に熱伝導されて渡り水冷水導水管１７０により熱が回収される。
ＬＥＤライン光源ユニット１５０の電子基板１４０は電子素子であるので、直接水冷水に当てることは好ましくない。もちろん渡り水冷水導水管１７０はパイプ状の構造であり外周には冷却水が漏水することがない構造となっているが、熱はＬＥＤ水冷機構１８０を介した熱伝導により伝導する構造であり、電気的な障害を生じることなく熱を伝導できる。
ＬＥＤ水冷機構１８０は、熱伝導性の極めて高い素材で構成されている。例えば、絶縁性と熱伝導率の高いシリコン等の熱伝導シートや銅箔のような金属製素材を備えたものである。ＬＥＤライン光源１５０ユニットや制御回路で発生した熱が効率よく渡り冷却水導水管１７０に熱伝導されて渡り水冷水導水管１７０により熱が回収される。
ＬＥＤライン光源ユニット１５０の電子基板１４０は電子素子であるので、直接水冷水に当てることは好ましくない。もちろん渡り水冷水導水管１７０はパイプ状の構造であり外周には冷却水が漏水することがない構造となっているが、熱はＬＥＤ水冷機構１８０を介した熱伝導により伝導する構造であり、電気的な障害を生じることなく熱を伝導できる。
【0050】
次に、多数の直管型ＬＥＤ照明具１００を接続して行き、直管型ＬＥＤ照明具群を組み上げることについて説明する。
図２（ｄ）に示すように、先行する直管型ＬＥＤ照明具１００の第２の口金１３０に対して後続の直管型ＬＥＤ照明具１００の第１の口金１２０を接続することにより、その接続箇所に通電接続構造１６１と通水接続構造１７１が形成される。つまり、先行する直管型ＬＥＤ照明具１００の渡り水冷水導水管１７０～通水接続構造１７１～直管型ＬＥＤ照明具１００－２の渡り水冷水導水管１７０の経路の一気通貫の通水路が形成されている。
また、同様に、先行する直管型ＬＥＤ照明具１００の渡り電圧供給線１６０～通電接続構造１６１～後続の直管型ＬＥＤ照明具１００の渡り電圧供給線１６０の経路の一気通貫の通電路も形成されている。
図２（ｄ）に示すように、先行する直管型ＬＥＤ照明具１００の第２の口金１３０に対して後続の直管型ＬＥＤ照明具１００の第１の口金１２０を接続することにより、その接続箇所に通電接続構造１６１と通水接続構造１７１が形成される。つまり、先行する直管型ＬＥＤ照明具１００の渡り水冷水導水管１７０～通水接続構造１７１～直管型ＬＥＤ照明具１００－２の渡り水冷水導水管１７０の経路の一気通貫の通水路が形成されている。
また、同様に、先行する直管型ＬＥＤ照明具１００の渡り電圧供給線１６０～通電接続構造１６１～後続の直管型ＬＥＤ照明具１００の渡り電圧供給線１６０の経路の一気通貫の通電路も形成されている。
【0051】
図３は、直管型ＬＥＤ照明具１００を直管型ＬＥＤ照明具群として組み上げてゆく際の各々の直管型ＬＥＤ照明具１００の支持する様子をごく簡単に示す図である。
図３は、直管型ＬＥＤ照明具１００同士を連結してゆく場合の各々の直管型ＬＥＤ照明具１００の支持構造を示す図である。
図３（ａ）の例は、直管型ＬＥＤ照明具群を組み上げる場所において、ワイヤーを支持体２４２（２４２－１）として張りめぐらせ、そのワイヤーである支持体２４２－１に対して、紐状の吊下体２４１（２４１－１）を用いて吊下して支持する図となっている。
このように、各々の直管型ＬＥＤ照明具１００を、ワイヤーである支持体２４２－１に対して、吊下体２４１－１により吊下させつつ、第１の口金１２０と第２の口金１３０同士を連結しつつ、順々に送って行く。
図３は、直管型ＬＥＤ照明具１００同士を連結してゆく場合の各々の直管型ＬＥＤ照明具１００の支持構造を示す図である。
図３（ａ）の例は、直管型ＬＥＤ照明具群を組み上げる場所において、ワイヤーを支持体２４２（２４２－１）として張りめぐらせ、そのワイヤーである支持体２４２－１に対して、紐状の吊下体２４１（２４１－１）を用いて吊下して支持する図となっている。
このように、各々の直管型ＬＥＤ照明具１００を、ワイヤーである支持体２４２－１に対して、吊下体２４１－１により吊下させつつ、第１の口金１２０と第２の口金１３０同士を連結しつつ、順々に送って行く。
【0052】
図３（ｂ）の例は、直管型ＬＥＤ照明具群を組み上げる場所において、ガイド体を支持体２４２（２４２－２）として設けておき、そのガイド体である支持体２４２－２に対して、回転体を有するランナー２４１（２４１－２）を用いて走行可能に支持する図となっている。
このように、各々の直管型ＬＥＤ照明具１００を、ガイド体である支持体２４２－２に対して、ランナー２４１－２により係止させつつ、第１の口金１２０と第２の口金１３０同士を連結しつつ、順々に送って行く。
このように、各々の直管型ＬＥＤ照明具１００を、ガイド体である支持体２４２－２に対して、ランナー２４１－２により係止させつつ、第１の口金１２０と第２の口金１３０同士を連結しつつ、順々に送って行く。
【0053】
図３（ｃ）の例は、直管型ＬＥＤ照明具群を組み上げる場所において、ガイド体を支持体２４２（２４２－３）として設けておき、そのガイド体である支持体２４２－３に対して、摺動子を有するスライダー２４１（２４１－３）を用いて摺動可能に支持する図となっている。
このように、各々の直管型ＬＥＤ照明具１００を、ガイド体である支持体２４２－３に対して、スライダー２４１－３により係止させつつ、第１の口金１２０と第２の口金１３０同士を連結しつつ、順々に送って行く。
このように、直管型ＬＥＤ照明具１００を長さ方向に連続してゆくことができる。つまり、直管型ＬＥＤ照明具１００を直結する接続を長さ方向に多段に増やしてゆき、多数本を直列に接続させることが可能である。
このように、各々の直管型ＬＥＤ照明具１００を、ガイド体である支持体２４２－３に対して、スライダー２４１－３により係止させつつ、第１の口金１２０と第２の口金１３０同士を連結しつつ、順々に送って行く。
このように、直管型ＬＥＤ照明具１００を長さ方向に連続してゆくことができる。つまり、直管型ＬＥＤ照明具１００を直結する接続を長さ方向に多段に増やしてゆき、多数本を直列に接続させることが可能である。
【0054】
図４は、長さ方向に多数本の直管型ＬＥＤ照明具１００を接続した様子を簡単に示す図である。図４（ａ）では詳しい内部の構造は図示していないが、その内部において図２（ｄ）に示したような一気通貫の通電路および一気通貫の通水路が形成されている。
図４（ｂ）は長さ方向に多数本の直管型ＬＥＤ照明具１００を直列に接続した多段構成の構成における各々の直管型ＬＥＤ照明具１００のライン光源１５０に対する電圧供給と、ライン光源１５０で発生した熱の水冷による冷却を示した図である。各々の直管型ＬＥＤ照明具１００のライン光源１５０が渡り電圧供給線１６０から梯子型の回路構成で電圧供給を受け、渡り水冷水導水管１７０により通水されている水冷水によりＬＥＤ水冷機構１８０を介して水冷が可能となっている。
図４（ｂ）は長さ方向に多数本の直管型ＬＥＤ照明具１００を直列に接続した多段構成の構成における各々の直管型ＬＥＤ照明具１００のライン光源１５０に対する電圧供給と、ライン光源１５０で発生した熱の水冷による冷却を示した図である。各々の直管型ＬＥＤ照明具１００のライン光源１５０が渡り電圧供給線１６０から梯子型の回路構成で電圧供給を受け、渡り水冷水導水管１７０により通水されている水冷水によりＬＥＤ水冷機構１８０を介して水冷が可能となっている。
【0055】
これらの渡り水冷水導水管１７０と通水接続構造１７１により、複数の直管型ＬＥＤ照明具１００を接続して大規模な直管型ＬＥＤ照明具群を構成すれば、大規模な直管型ＬＥＤ照明具群を構成しているすべての各々の直管型ＬＥＤ照明具１００に対して冷却水を通水でき、各々のＬＥＤ水冷機構１８０を介して水冷でき、大規模な直管型ＬＥＤ照明具群の系外に排熱できるものとなる。
【実施例2】
【0056】
実施例２にかかる直管型ＬＥＤ照明具１００ａおよびそれを多数組み上げた直管型ＬＥＤ照明具群の構成例を示す。実施例２の構成例は、特に、直管型ＬＥＤ照明具１００ａの口金同士の間に介在する接続体１９０ａを介して接続するものとなっている。
【0057】
実施例２の構成例にかかる直管型ＬＥＤ照明具１００ａは、実施例１と同様、直管部材１１０ａ、第１の口金１２０ａ、第２の口金１３０ａ、電子基板１４０ａ、ＬＥＤライン光源１５０ａ、渡り電圧供給線１６０ａ、渡り水冷水導水管１７０ａ、ＬＥＤ水冷機構１８０ａを備えた構成となっているが、さらに、直管型ＬＥＤ照明具１００ａの口金同士の間に介在する接続体１９０ａが供給されている。
図５は、実施例２にかかる直管型ＬＥＤ照明具１００ａの構成を簡単に示した図である。
図５ではＬＥＤ電圧制御回路など一部の構成の図示は省略している。直管型ＬＥＤ照明具１００ａの内部構造が分かりやすいように、長さ方向に沿って断面をとった縦断面と、長さ方向に直交する方向に断面をとった横断面において簡単に示されている。
図５は、実施例２にかかる直管型ＬＥＤ照明具１００ａの構成を簡単に示した図である。
図５ではＬＥＤ電圧制御回路など一部の構成の図示は省略している。直管型ＬＥＤ照明具１００ａの内部構造が分かりやすいように、長さ方向に沿って断面をとった縦断面と、長さ方向に直交する方向に断面をとった横断面において簡単に示されている。
【0058】
図５に示した実施例２の構成例と、図１に示した実施例１の構成例との比較において、第１の口金１２０ａ、第２の口金１３０ａの構成や形状が、第１の口金１２０、第２の口金１３０のものと異なったものとなっている。なお、他の直管部材１１０ａ、電子基板１４０ａ、ＬＥＤライン光源１５０ａ、渡り電圧供給線１６０ａ、渡り水冷水導水管１７０ａ、ＬＥＤ水冷機構１８０ａは同様であり、ここでは説明を省略する。
図５に示した構成例において、外観構成として表れる直管部材１１０ａ、第１の口金１２０ａ、第２の口金１３０ａは、いずれも一般の通常のＬＥＤ直管型照明具と外観上は同様に見えるものとなっている。
図５に示した構成例において、外観構成として表れる直管部材１１０ａ、第１の口金１２０ａ、第２の口金１３０ａは、いずれも一般の通常のＬＥＤ直管型照明具と外観上は同様に見えるものとなっている。
【0059】
実施例２と実施例１との口金に関する違いについて述べる。
実施例１に示した第１の口金１２０、第２の口金１３０は、両者が直結して嵌合し合うため、一方が金属製の差し込みピン１２１と差し込み口１２２、他方が金属製のピンホール１３１と受け入れ口１３２であり、両者がいわゆる凹凸の関係で相互の形状が同一ではなかった。
しかし、この実施例２の例では、第１の口金１２０ａ、第２の口金１３０ａはそれぞれ接続体１９０ａに対して接続するため、第１の口金１２０ａ、第２の口金１３０ａともに形状が同一で良い。この例では、第１の口金１２０ａは金属製の差し込みピン１２１ａと差し込み口１２２ａ、第２の口金１３０ａも金属製の差し込みピン１３１ａと差し込み口１３２ａとなっており、両者はまったく同じ形状となっている。このように実施例２にかかる直管型ＬＥＤ照明具１００ａは両端の口金とも差し込みピンや差し込み口で良いので、電気的接点についてはいわゆる従来型の直管型ＬＥＤ照明具の口金と共通した同様のもので良いという利点が得られる。もっとも、従来型の直管型ＬＥＤ照明具の口金には、水冷式の渡り水冷水導水管１７０の開口である差し込み口１２２ａ、１３２ａは存在しないので、従来型の直管型ＬＥＤ照明具の口金と同一というものではない。
実施例１に示した第１の口金１２０、第２の口金１３０は、両者が直結して嵌合し合うため、一方が金属製の差し込みピン１２１と差し込み口１２２、他方が金属製のピンホール１３１と受け入れ口１３２であり、両者がいわゆる凹凸の関係で相互の形状が同一ではなかった。
しかし、この実施例２の例では、第１の口金１２０ａ、第２の口金１３０ａはそれぞれ接続体１９０ａに対して接続するため、第１の口金１２０ａ、第２の口金１３０ａともに形状が同一で良い。この例では、第１の口金１２０ａは金属製の差し込みピン１２１ａと差し込み口１２２ａ、第２の口金１３０ａも金属製の差し込みピン１３１ａと差し込み口１３２ａとなっており、両者はまったく同じ形状となっている。このように実施例２にかかる直管型ＬＥＤ照明具１００ａは両端の口金とも差し込みピンや差し込み口で良いので、電気的接点についてはいわゆる従来型の直管型ＬＥＤ照明具の口金と共通した同様のもので良いという利点が得られる。もっとも、従来型の直管型ＬＥＤ照明具の口金には、水冷式の渡り水冷水導水管１７０の開口である差し込み口１２２ａ、１３２ａは存在しないので、従来型の直管型ＬＥＤ照明具の口金と同一というものではない。
【0060】
図６は、第１の口金１２０ａと第２の口金１３０ａの構造例を簡単に示す図である。
図６（ａ）には、左側に第１の口金１２０ａの端面を正面から見た正面図、中央に斜視図、右側に第１の口金１２０ａを長さ方向に沿って内部構造を透過して図示した図である。図６（ｂ）は、左側に接続体１９０ａの端面を正面から見た正面図、中央に斜視図、右側に接続体１９０ａを長さ方向に沿って内部構造を透過して図示した図である。図６（ｃ）は、左側に第２の口金１３０ａの端面を正面から見た正面図、中央に斜視図、右側に第２の口金１３０ａを長さ方向に沿って内部構造を透過して図示した図である。
図６（ｄ）から図６（ｅ）は、接続体１９０ａを介して、第１の口金１２０ａと第２の口金１３０ａを嵌合させる様子を側面から図示したものである。
図６（ａ）には、左側に第１の口金１２０ａの端面を正面から見た正面図、中央に斜視図、右側に第１の口金１２０ａを長さ方向に沿って内部構造を透過して図示した図である。図６（ｂ）は、左側に接続体１９０ａの端面を正面から見た正面図、中央に斜視図、右側に接続体１９０ａを長さ方向に沿って内部構造を透過して図示した図である。図６（ｃ）は、左側に第２の口金１３０ａの端面を正面から見た正面図、中央に斜視図、右側に第２の口金１３０ａを長さ方向に沿って内部構造を透過して図示した図である。
図６（ｄ）から図６（ｅ）は、接続体１９０ａを介して、第１の口金１２０ａと第２の口金１３０ａを嵌合させる様子を側面から図示したものである。
【0061】
図６（ａ）と図６（ｃ）を見ると、第１の口金１２０ａと第２の口金１３０ａは同一形状をしており、電気的接続子として同形状の金属製の差し込みピン１２１ａ、差し込みピン１３１ａが設けられ、水冷水の通水路の開口として同形状の差し込み口１２２ａと差し込み口１３２ａが設けられている。両者とも端面からやや前方に突出している。いわゆるオスの接続構造となっている。
図６（ｂ）に示した例では、接続体１９０ａには電気的接続子として金属製のピンホール１９１ａが設けられ、水冷水の通水路として受け入れ口１９２ａが設けられている。端面から内側方向に孔を形成している。いわゆるメスの接続構造となっている。
図６（ｂ）に示した例では、接続体１９０ａには電気的接続子として金属製のピンホール１９１ａが設けられ、水冷水の通水路として受け入れ口１９２ａが設けられている。端面から内側方向に孔を形成している。いわゆるメスの接続構造となっている。
【0062】
差し込みピン１２１ａ、差し込みピン１３１ａと、ピンホール１９１ａの両者が嵌合するサイズと形状（径、深さ）になっており、さらに、差し込み口１２２ａ、差し込み口１３２ａと、受け入れ口１９２ａの両者が嵌合するサイズと形状（径）になっており、両者が直結して接続可能となっている。
なお、これらの第１の口金１２０ａと第２の口金１３０ａと、接続体１９０ａとの接続端子は逆の関係であっても良く、第１の口金１２０ａおよび第２の口金１３０ａ側にピンホールと受け入れ口が設けられ、接続体１９０ａに差し込みピンと差し込み口が設けられ、両者が嵌合するサイズと形状のものでも良い。
なお、第１の口金１２０と第２の口金１３０に加え、さらにその外周側に防水カバーを設けておくことも可能である。人工栽培装置２００の環境には水分や湿気も多いため、外側にカバーを設けることにより防水性を高めることができる。
図６（ｄ）から図６（ｅ）に示すように、機械的にも接続されて通水接続構造１７１ａが形成されている。また、電気的にも接続されて通電接続構造１６１ａが形成される。
なお、これらの第１の口金１２０ａと第２の口金１３０ａと、接続体１９０ａとの接続端子は逆の関係であっても良く、第１の口金１２０ａおよび第２の口金１３０ａ側にピンホールと受け入れ口が設けられ、接続体１９０ａに差し込みピンと差し込み口が設けられ、両者が嵌合するサイズと形状のものでも良い。
なお、第１の口金１２０と第２の口金１３０に加え、さらにその外周側に防水カバーを設けておくことも可能である。人工栽培装置２００の環境には水分や湿気も多いため、外側にカバーを設けることにより防水性を高めることができる。
図６（ｄ）から図６（ｅ）に示すように、機械的にも接続されて通水接続構造１７１ａが形成されている。また、電気的にも接続されて通電接続構造１６１ａが形成される。
【0063】
図７は、接続体１９０ａを用いて直管型ＬＥＤ照明具１００ａの間を連結してゆく場合の各々の直管型ＬＥＤ照明具１００ａの支持構造を示す図である。例として直列接続の場合について図示しているが、並列構成の場合でも可能である。
図７（ａ）の例は、図３（ａ）と同様、直管型ＬＥＤ照明具群を組み上げる場所において、ワイヤーを支持体２４２ａ（２４２ａ－１）として張りめぐらせ、そのワイヤーである支持体２４２ａ－１に対して、紐状の吊下体２４１ａ（２４１ａ－１）を用いて吊下して支持する図となっている。図６の例では、接続体１９０ａを用いて連結するが、紐状の吊下体２４１ａ－１をこの接続体１９０ａに接続する例となっている。
このように、各々の直管型ＬＥＤ照明具１００ａを、ワイヤーである支持体２４２ａ－１に対して、吊下体２４１ａ－１により接続体１９０ａを吊下させつつ、第１の口金１２０と第２の口金１３０同士を連結しつつ、順々に送って行く。
図７（ａ）の例は、図３（ａ）と同様、直管型ＬＥＤ照明具群を組み上げる場所において、ワイヤーを支持体２４２ａ（２４２ａ－１）として張りめぐらせ、そのワイヤーである支持体２４２ａ－１に対して、紐状の吊下体２４１ａ（２４１ａ－１）を用いて吊下して支持する図となっている。図６の例では、接続体１９０ａを用いて連結するが、紐状の吊下体２４１ａ－１をこの接続体１９０ａに接続する例となっている。
このように、各々の直管型ＬＥＤ照明具１００ａを、ワイヤーである支持体２４２ａ－１に対して、吊下体２４１ａ－１により接続体１９０ａを吊下させつつ、第１の口金１２０と第２の口金１３０同士を連結しつつ、順々に送って行く。
【0064】
図７（ｂ）の例は、直管型ＬＥＤ照明具群を組み上げる場所において、ガイド体を支持体２４２ａ（２４２ａ－２）として設けておき、そのガイド体である支持体２４２ａ－２に対して、接続体１９０ａの上部に設けられた回転体を有するランナー２４１ａ（２４１ａ－２）を用いて走行可能に支持する図となっている。
このように、各々の直管型ＬＥＤ照明具１００ａを、ガイド体である支持体２４２ａ－２に対して、接続体１９０ａの上部に設けられたランナー２４１ａ－２により係止させつつ、第１の口金１２０と第２の口金１３０同士を連結しつつ、順々に送って行く。
このように、各々の直管型ＬＥＤ照明具１００ａを、ガイド体である支持体２４２ａ－２に対して、接続体１９０ａの上部に設けられたランナー２４１ａ－２により係止させつつ、第１の口金１２０と第２の口金１３０同士を連結しつつ、順々に送って行く。
【0065】
図７（ｃ）の例は、直管型ＬＥＤ照明具群を組み上げる場所において、ガイド体を支持体２４２ａ（２４２ａ－３）として設けておき、そのガイド体である支持体２４２ａ－３に対して、接続体１９０ａの上部に設けられた摺動子を有するスライダー２４１ａ（２４１ａ－３）を用いて摺動可能に支持する図となっている。
このように、各々の直管型ＬＥＤ照明具１００ａを、ガイド体である支持体２４２ａ－３に対して、接続体１９０ａの上部に設けられたスライダー２４１ａ－３により係止させつつ、第１の口金１２０と第２の口金１３０同士を連結しつつ、順々に送って行く。
このように、各々の直管型ＬＥＤ照明具１００ａを、ガイド体である支持体２４２ａ－３に対して、接続体１９０ａの上部に設けられたスライダー２４１ａ－３により係止させつつ、第１の口金１２０と第２の口金１３０同士を連結しつつ、順々に送って行く。
【0066】
接続体１９０ａとしては幾つかの構成パターンがあり得る。
図８（ａ）は、直列接続に用いられる接続体１９０ａの例である。
図８（ａ）は、接続体１９０ａを水平方向の横断面となっている。つまり、上面から見た場合の内部の渡り水冷水導水管１７０ａの通水路が分かりやすいように図示している。
この図８（ａ）の接続体１９０ａの構成は、図６に示した接続体１９０ａの構成と同様であり、前段と後段の２つの直管型ＬＥＤ照明具１００ａの間に介在し、それらを直列に接続するタイプの接続体１９０ａである。つまり、前後の直管型ＬＥＤ照明具１００ａの間に介在し、両者を直列に接続するものである。
図８（ａ）は、直列接続に用いられる接続体１９０ａの例である。
図８（ａ）は、接続体１９０ａを水平方向の横断面となっている。つまり、上面から見た場合の内部の渡り水冷水導水管１７０ａの通水路が分かりやすいように図示している。
この図８（ａ）の接続体１９０ａの構成は、図６に示した接続体１９０ａの構成と同様であり、前段と後段の２つの直管型ＬＥＤ照明具１００ａの間に介在し、それらを直列に接続するタイプの接続体１９０ａである。つまり、前後の直管型ＬＥＤ照明具１００ａの間に介在し、両者を直列に接続するものである。
【0067】
図８（ｂ）は、並列接続に用いられる接続体１９０ａの例である。図８（ｂ）は水平方向の横断面となっている。つまり、上面から見た場合の内部の渡り水冷水導水管１７０ａの通水路が分かりやすいように図示している。
この図８（ｂ）の接続体１９０ａの構成は、各並列において通水路を共有しており、並列接続された各々の直管型ＬＥＤ照明具１００ａの間において水冷水を共有している。
図８（ｂ）の例では、３本の並列しか図示されていないが、並列化する本数は限定されず、２本から数十本でも良い。
この図８（ｂ）の接続体１９０ａの構成は、各並列において通水路を共有しており、並列接続された各々の直管型ＬＥＤ照明具１００ａの間において水冷水を共有している。
図８（ｂ）の例では、３本の並列しか図示されていないが、並列化する本数は限定されず、２本から数十本でも良い。
【0068】
図８（ｃ）は、上下方向に多段接続に用いられる接続体１９０ａの例である。図８（ｃ）は上下方向の縦断面となっている。つまり、横から見た場合の内部の渡り水冷水導水管１７０ａの通水路が上下に通水している様子を分かりやすいように図示している。
図８（ｃ）の接続体１９０ａは上下方向に橋渡しするものであり、下段と上段の間で通水路を共有でき、一種の縦方向を並列につなぐものであり、各段において各々の直管型ＬＥＤ照明具１００ａの間において水冷水を共有している。
図８（ｃ）の接続体１９０ａは上下方向に橋渡しするものであり、下段と上段の間で通水路を共有でき、一種の縦方向を並列につなぐものであり、各段において各々の直管型ＬＥＤ照明具１００ａの間において水冷水を共有している。
【0069】
この図８（ａ）の接続体１９０ａと、図８（ｂ）の接続体１９０ａとを組み合わせて行けば多様な２次元状の直管型ＬＥＤ照明具群を形成することができる。つまり、複数本の前記直管型ＬＥＤ照明具を直並列（直列に接続されたセットを複数セット並列に接続する配列）に接続する構成が可能である。さらに、複数本の前記直管型ＬＥＤ照明具を並直列（並列に接続されたセットを複数セット直列に接続する配列）に接続する構成が可能である。
また、図８（ａ）の接続体１９０ａと、図８（ｂ）の接続体１９０ａと、図８（ｃ）の接続体１９０ａを組み合わせて行けば、多様な３次元状の直管型ＬＥＤ照明具群を形成することができる。
また、図８（ａ）の接続体１９０ａと、図８（ｂ）の接続体１９０ａと、図８（ｃ）の接続体１９０ａを組み合わせて行けば、多様な３次元状の直管型ＬＥＤ照明具群を形成することができる。
【0070】
なお、上記の図８（ａ）の構成例では、通水接続構造を中心に図示して説明したが、通電接続構造も内部での配線を直列に設ければ良い。
また、上記の図８（ｂ）および図８（ｃ）の構成例では、通水接続構造を中心に図示して説明したが、通電接続構造も内部での配線を並列化すれば良い。
また、上記の図８（ｂ）および図８（ｃ）の構成例では、通水接続構造を中心に図示して説明したが、通電接続構造も内部での配線を並列化すれば良い。
【0071】
次に、直管型ＬＥＤ照明具１００ａの渡り水冷水導水管１７０ａにより通水されている水冷水によりＬＥＤ水冷機構１８０ａを介して水冷が可能となっている点について説明する。
図９は、長さ方向に多数本の直管型ＬＥＤ照明具１００ａを接続した様子を簡単に示す図である。図９（ａ）では詳しい内部の構造は図示していないが、その内部において図６（ｅ）に示したような一気通貫の通電路および一気通貫の通水路が形成されている。
図９（ｂ）は長さ方向に多数本の直管型ＬＥＤ照明具１００ａを直列に接続した多段構成の構成における各々の直管型ＬＥＤ照明具１００ａのライン光源１５０ａに対する電圧供給と、ライン光源１５０ａで発生した熱の水冷による冷却を示した図である。各々の直管型ＬＥＤ照明具１００ａのライン光源１５０ａが渡り電圧供給線１６０ａから梯子型の回路構成で電圧供給を受け、渡り水冷水導水管１７０ａにより通水されている水冷水によりＬＥＤ水冷機構１８０ａを介して水冷が可能となっている。
図９は、長さ方向に多数本の直管型ＬＥＤ照明具１００ａを接続した様子を簡単に示す図である。図９（ａ）では詳しい内部の構造は図示していないが、その内部において図６（ｅ）に示したような一気通貫の通電路および一気通貫の通水路が形成されている。
図９（ｂ）は長さ方向に多数本の直管型ＬＥＤ照明具１００ａを直列に接続した多段構成の構成における各々の直管型ＬＥＤ照明具１００ａのライン光源１５０ａに対する電圧供給と、ライン光源１５０ａで発生した熱の水冷による冷却を示した図である。各々の直管型ＬＥＤ照明具１００ａのライン光源１５０ａが渡り電圧供給線１６０ａから梯子型の回路構成で電圧供給を受け、渡り水冷水導水管１７０ａにより通水されている水冷水によりＬＥＤ水冷機構１８０ａを介して水冷が可能となっている。
【0072】
これらの渡り水冷水導水管１７０ａと通水接続構造１７１ａにより、複数の直管型ＬＥＤ照明具１００ａを接続して大規模な直管型ＬＥＤ照明具群を構成すれば、大規模な直管型ＬＥＤ照明具群を構成しているすべての各々の直管型ＬＥＤ照明具１００ａに対して冷却水を通水でき、各々のＬＥＤ水冷機構１８０ａを介して水冷でき、大規模な直管型ＬＥＤ照明具群の系外に排熱できるものとなる。
【実施例3】
【0073】
実施例３にかかる本発明の人工栽培装置２００の例を示す。
本実施例３の構成例にかかる人工栽培装置２００は、人工栽培植物棚２１０、直管型ＬＥＤ照明具１００ａ（１００でも良い）、ガイドレール２３０、ＬＥＤ支持体２４０、電源供給装置２５０（図示せず）、水供給装置２６０（図示せず）を備えた構成となっている。
なお、ＬＥＤ支持体２４０については実施例１，実施例２において説明した３本の直管型ＬＥＤ照明具１００ａが並列で配列された例として示されているが、限定されず、１本ずつ独立したものを多数列配列したものや、３本以上並列に配列したものもあり得る。
本実施例３の構成例にかかる人工栽培装置２００は、人工栽培植物棚２１０、直管型ＬＥＤ照明具１００ａ（１００でも良い）、ガイドレール２３０、ＬＥＤ支持体２４０、電源供給装置２５０（図示せず）、水供給装置２６０（図示せず）を備えた構成となっている。
なお、ＬＥＤ支持体２４０については実施例１，実施例２において説明した３本の直管型ＬＥＤ照明具１００ａが並列で配列された例として示されているが、限定されず、１本ずつ独立したものを多数列配列したものや、３本以上並列に配列したものもあり得る。
【0074】
図１０は人工栽培装置２００、特に、人工栽培植物棚２１０、直管型ＬＥＤ照明具１００ａ（１００でも良い）、ガイドレール２３０、ＬＥＤ支持体２４０の配置関係を示す図である。図１０（ａ）は平面図、図１０（ｂ）は正面図、図１０（ｃ）側面図を示している。なお、直管型ＬＥＤ照明具１００ａ（１００でも良い）、ガイドレール２３０、ＬＥＤ支持体２４０の細かい構造については図示していない。また、電源供給装置２５０、水供給装置２６０については図示していない。
この例では、直管型ＬＥＤ照明具は実施例２で示した直管型ＬＥＤ照明具１００ａを用いた例とする。つまり、接続体１９０ａを伴っている構成である。
この例では、直管型ＬＥＤ照明具は実施例２で示した直管型ＬＥＤ照明具１００ａを用いた例とする。つまり、接続体１９０ａを伴っている構成である。
【0075】
人工栽培植物棚２１０は、人工栽培する植物を収納する棚である。この構成例では、フレーム部分（縦フレーム２１１、横フレーム２１２、水平板フレーム２１３）と容器部分２１４がある。棚の構造、形状、大きさ、長さ、幅などは特に限定されず、図１２のものは一例に過ぎない。この構成例では、一例として５段構成となっている。この例では人工栽培植物棚２１０として１つのラックのみ示されているが、大規模な人工栽培システムであれば、人工栽培植物棚２１０が多数並べられたものとなる。
人工栽培植物棚２１０の基本構造は、縦方向の縦フレーム２１１と横方向の横フレーム２１２により縦横のスケルトン構造が組まれ、各段に水平板フレーム２１３が設けられている。多段に容器部分２１４を並べて支持できる構造であれば人工栽培植物棚２１０の構造として採用することができる。ここでは詳しい説明や図示などは省略する。
なお、この例では、水平板フレーム２１３は、容器部分２１４を支持する役割と、後述するように、直管型ＬＥＤ照明具１００ａ、ガイドレール２３０、ＬＥＤ支持体２４０を支持する役割を果たすものとなっている。両者の役割を兼用せず、別々に構造物を設けることでも良い。
人工栽培植物棚２１０の基本構造は、縦方向の縦フレーム２１１と横方向の横フレーム２１２により縦横のスケルトン構造が組まれ、各段に水平板フレーム２１３が設けられている。多段に容器部分２１４を並べて支持できる構造であれば人工栽培植物棚２１０の構造として採用することができる。ここでは詳しい説明や図示などは省略する。
なお、この例では、水平板フレーム２１３は、容器部分２１４を支持する役割と、後述するように、直管型ＬＥＤ照明具１００ａ、ガイドレール２３０、ＬＥＤ支持体２４０を支持する役割を果たすものとなっている。両者の役割を兼用せず、別々に構造物を設けることでも良い。
【0076】
人工栽培植物棚２１０および直管型ＬＥＤ照明具１００の直管型ＬＥＤ照明具群のセットを囲むドーム状の囲い筐体２７０で覆う構成も好ましい。
図１１は、人工栽培植物棚２１０および直管型ＬＥＤ照明具１００の直管型ＬＥＤ照明具群のセットをドーム状の囲い筐体２７０によって囲み、植物の育成環境の整えた状態を分かりやすく示した図である。
図１１に示すように、人工栽培植物棚２１０および直管型ＬＥＤ照明具１００の直管型ＬＥＤ照明具群のセットがドーム状の囲い筐体２７０で覆われている。このドーム状の囲い筐体２７０の内壁面は高反射材でコーティングされているものとする。ドーム状の筐体２７０の内壁面が高反射材でコーティングされている構成であれば、ドーム状の筐体２７０によって、直管型ＬＥＤ照明具群で照射された照射光の光量が効率よく人工栽培植物棚２１０で育成されている植物に照射することができ、植物育成効率が大きく維持できる。
図１１は、人工栽培植物棚２１０および直管型ＬＥＤ照明具１００の直管型ＬＥＤ照明具群のセットをドーム状の囲い筐体２７０によって囲み、植物の育成環境の整えた状態を分かりやすく示した図である。
図１１に示すように、人工栽培植物棚２１０および直管型ＬＥＤ照明具１００の直管型ＬＥＤ照明具群のセットがドーム状の囲い筐体２７０で覆われている。このドーム状の囲い筐体２７０の内壁面は高反射材でコーティングされているものとする。ドーム状の筐体２７０の内壁面が高反射材でコーティングされている構成であれば、ドーム状の筐体２７０によって、直管型ＬＥＤ照明具群で照射された照射光の光量が効率よく人工栽培植物棚２１０で育成されている植物に照射することができ、植物育成効率が大きく維持できる。
【0077】
直管型ＬＥＤ照明具１００ａは、実施例２の直管型ＬＥＤ照明具１００ａであり、ここでの詳しい説明は省略する。なお、この実施例３では、直管型ＬＥＤ照明具１００ａの接続体１９０ａとＬＥＤ支持体２４０ａが一体化している例となっている。
なお、直管型ＬＥＤ照明具群として複数の直管型ＬＥＤ照明具１００ａを大規模に組み上げると、電気的な導電経路としては、渡り電圧供給線１６０と通電接続構造１６１との連続によって、各々の直管型ＬＥＤ照明具１００ａを貫くように、通電構造が形成される。また、冷却水の導水路としては、渡り水冷水導水管１７０ａと通水接続構造１７１ａとの連続によって、各々の直管型ＬＥＤ照明具１００ａを貫くように、通水構造が形成される。
なお、直管型ＬＥＤ照明具群として複数の直管型ＬＥＤ照明具１００ａを大規模に組み上げると、電気的な導電経路としては、渡り電圧供給線１６０と通電接続構造１６１との連続によって、各々の直管型ＬＥＤ照明具１００ａを貫くように、通電構造が形成される。また、冷却水の導水路としては、渡り水冷水導水管１７０ａと通水接続構造１７１ａとの連続によって、各々の直管型ＬＥＤ照明具１００ａを貫くように、通水構造が形成される。
【0078】
次に、ＬＥＤ支持体２４０ａとしては、図３、図７で示したように、ワイヤーと吊下体、ガイドレールとランナー、ガイドレールとスライダーなど多様な構造があり得る。
上記の配設作業は、多様な接続体１９０ａを用いることにより、直列、並列、直並列、並直列のいずれかまたはそれらの組み合わせを用いれば、直管型ＬＥＤ照明具１００ａと接続体１９０ａとの接続を繰り返して行くことにより、２次元の一段構成、３次元の多段構成の多様な直管型ＬＥＤ照明具群を組み上げて行くことができる。
上記の配設作業は、多様な接続体１９０ａを用いることにより、直列、並列、直並列、並直列のいずれかまたはそれらの組み合わせを用いれば、直管型ＬＥＤ照明具１００ａと接続体１９０ａとの接続を繰り返して行くことにより、２次元の一段構成、３次元の多段構成の多様な直管型ＬＥＤ照明具群を組み上げて行くことができる。
【0079】
次に、電源供給装置２５０は、水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群の渡り電圧供給線に対して電流を供給する電源供給装置である。ここで、電源供給装置２５０がスイッチング回路またはサイリスタ―回路によって供給する電流の電流量を制御する電流制御機構を備えた構成とすることもできる。
電源供給装置２５０の電流制御機構によって電流量を可変調整できることとなり、栽培品種に合わせて供給する電流量を制御することが容易となり、栽培品種の植物に対してＬＥＤライン光源１５０からの最適照度を得ることができる。例えば、葉物野菜でも大きな日照量を好む植物種もあれば、比較的少ない日照量の方を好む植物種もあるが、植物種に応じてＬＥＤライン光源１５０からの照度を調整できることは好ましい。
電源供給装置２５０の電流制御機構によって電流量を可変調整できることとなり、栽培品種に合わせて供給する電流量を制御することが容易となり、栽培品種の植物に対してＬＥＤライン光源１５０からの最適照度を得ることができる。例えば、葉物野菜でも大きな日照量を好む植物種もあれば、比較的少ない日照量の方を好む植物種もあるが、植物種に応じてＬＥＤライン光源１５０からの照度を調整できることは好ましい。
【0080】
次に、水供給装置２６０は、水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群の渡り水冷水導水管に対して水冷水を供給する水供給装置である。ここで、水供給装置２６０が水温調整機能付きバルブ機構を備えた構成とすることもできる。水供給装置２６０の水温調整機能付きバブル機構によって渡り水冷水導水管へ供給する冷却水の水温を調整することができる。
また、水供給装置２６０が、循環している水冷水の熱を熱交換により吸熱して外部へ熱供給できる熱交換機構を備えた構成とすることもできる。つまり、水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群の各々の直管型ＬＥＤ照明具から水冷水により吸熱した熱を熱交換機構から人工栽培植物棚へ熱供給し、人工栽培植物棚の温度を可変調整することが可能となる。
熱交換機構を介して、渡り水冷水導水管の冷却水とＬＥＤ照明具との間の熱の授受、さらに、熱交換機構を介した人工栽培植物棚内との熱の授受が可能となる。つまり、ＬＥＤライン光源１５０で発生する熱を吸熱する吸熱分と、人工栽培植物棚へ供給する供給熱分があるが、両者の授受を考慮しつつ、人工栽培植物棚内の環境温度を栽培品種に合わせて調整することができ、熱供給に必要となる電力量を抑制しつつ、最適環境温度を得ることができる。特に、図１１に示すように、人工栽培植物棚２１０がドーム状の囲い筐体２７０で覆われていれば環境温度の最適調整が容易となる。
また、水供給装置２６０が、循環している水冷水の熱を熱交換により吸熱して外部へ熱供給できる熱交換機構を備えた構成とすることもできる。つまり、水冷式の直管型ＬＥＤ照明具群の各々の直管型ＬＥＤ照明具から水冷水により吸熱した熱を熱交換機構から人工栽培植物棚へ熱供給し、人工栽培植物棚の温度を可変調整することが可能となる。
熱交換機構を介して、渡り水冷水導水管の冷却水とＬＥＤ照明具との間の熱の授受、さらに、熱交換機構を介した人工栽培植物棚内との熱の授受が可能となる。つまり、ＬＥＤライン光源１５０で発生する熱を吸熱する吸熱分と、人工栽培植物棚へ供給する供給熱分があるが、両者の授受を考慮しつつ、人工栽培植物棚内の環境温度を栽培品種に合わせて調整することができ、熱供給に必要となる電力量を抑制しつつ、最適環境温度を得ることができる。特に、図１１に示すように、人工栽培植物棚２１０がドーム状の囲い筐体２７０で覆われていれば環境温度の最適調整が容易となる。
【0081】
このように、電源供給装置２５０によるＬＥＤからの照度調整、水供給装置２６０の水温調整機能付きバブル機構による冷却水の水温調整を通じて、人工栽培植物棚２１０内の環境照度、環境温度を栽培品種の植物に適合させれば容易に均一な栽培環境を整えることができる。
【0082】
本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々の変更が可能であることは理解されるであろう。
以上、本発明の好ましい実施形態を図示して説明してきたが、本発明は、直管型ＬＥＤ照明具、直管型ＬＥＤ照明具群、多様な植物種の植物工場に適用できる人工栽培装置として広く適用することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態を図示して説明してきたが、本発明は、直管型ＬＥＤ照明具、直管型ＬＥＤ照明具群、多様な植物種の植物工場に適用できる人工栽培装置として広く適用することができる。
【符号の説明】
【0083】
１００，１００ａ 直管型ＬＥＤ照明具
１１０，１１０ａ 直管部材
１２０，１２０ａ 第１の口金
１２１，１２１ａ 差し込みピン１２１
１２２，１２２ａ 差し込み口
１３０，１３０ａ 第２の口金
１３１，１３１ａ ピンホール
１３２，１３２ａ 受け入れ口
１４０，１４０ａ 電子基板
１５０，１５０ａ ＬＥＤライン光源
１６０，１６０ａ 渡り電圧供給線
１６１，１６１ａ 通電接続構造
１７０，１７０ａ 渡り水冷水導水管
１７１，１７１ａ 通水接続構造
１８０，１８０ａ ＬＥＤ水冷機構
１９０ａ 接続体
２００ 人工栽培装置
２１０ 人工栽培植物棚
２３０ ガイドレール
２４０ ＬＥＤ支持体
１１０，１１０ａ 直管部材
１２０，１２０ａ 第１の口金
１２１，１２１ａ 差し込みピン１２１
１２２，１２２ａ 差し込み口
１３０，１３０ａ 第２の口金
１３１，１３１ａ ピンホール
１３２，１３２ａ 受け入れ口
１４０，１４０ａ 電子基板
１５０，１５０ａ ＬＥＤライン光源
１６０，１６０ａ 渡り電圧供給線
１６１，１６１ａ 通電接続構造
１７０，１７０ａ 渡り水冷水導水管
１７１，１７１ａ 通水接続構造
１８０，１８０ａ ＬＥＤ水冷機構
１９０ａ 接続体
２００ 人工栽培装置
２１０ 人工栽培植物棚
２３０ ガイドレール
２４０ ＬＥＤ支持体
【要約】
人工栽培装置（２００）は、人工栽培する植物を収納する人工栽培植物棚（２１０）と、複数本の直管型ＬＥＤ照明具（１００）と、人工栽培植物棚に対向するように直管型ＬＥＤ照明具（１００）を支持するＬＥＤ支持体（２４０）と、直管型ＬＥＤ照明具（１００）を支持している支持体を移動可能に支持するガイドレール（２３０）を備えている。人工栽培植物棚（２１０）に対する直管型ＬＥＤ照明具（１００）の配設作業において、ＬＥＤ支持体（２４０）およびＬＥＤ支持体（２４０）を介して支持された直管型ＬＥＤ照明具（１００）を、ガイドレール（２３０）に沿って移動させることにより、各々の直管型ＬＥＤ照明具（１００）をガイドレール（２３０）内の各々の所定位置まで移動させて配設できる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】