JP2004357649A

JP2004357649A - Greenhouse

Info

Publication number: JP2004357649A
Application number: JP2003163267A
Authority: JP
Inventors: Ikukazu Noto; 生万能登; Noboru Sugawara; 登菅原; Katsuhiro Kiyono; 勝博清野; Minoru Ueda; 実上田
Original assignee: HOKKAIDO FUJI DENKI KK; Narasaki Seisakusyo Co Ltd
Current assignee: HOKKAIDO FUJI DENKI KK; Narasaki Seisakusyo Co Ltd
Priority date: 2003-06-09
Filing date: 2003-06-09
Publication date: 2004-12-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a greenhouse capable of controlling the temperature of a warm room according to the altitude of the sun, enabling efficient natural lighting and effectively utilizing the warm room to a maximum extent. <P>SOLUTION: This greenhouse is provided with side walls 2 surrounding the outer circumference and a roof plate 3 composed of a light-transmission plate placed at the upper part of the side wall 2 and has the warm room 5 in the greenhouse. The greenhouse is further provided with a reflection plate 7 rotatably supported with a horizontal shaft 6 at the back of the roof plate 3, a driving means 9 to rotate the reflection plate 7 and a controlling device 11 to control the driving means 9 to vary the angle of the reflection plate 7 relatively to the sunlight according to the change of the altitude of the sun. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透光性の屋根から太陽光を保温室に取り入れて栽培植物等を生育させるための温室に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の温室として、透光性の屋根を有する立方体状の保温室の天板に水平軸周りに回動自在な開閉蓋を設け、この開閉蓋の裏面に回動反射板を設け、この回動反射板に対向する固定反射板を天板より上方に取付け、この固定反射板と所定角度に開いた回動反射板との双方により保温室内に太陽光線を導入する反射光通路を形成させるようにした温室が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特公平４−３０２５２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の温室では、天板で仕切られている部分では太陽光線が通過できず、太陽光線を最大限取り入れたとしても、開閉蓋のある開口部分からだけであり、その分採光量が少なくなり、保温効率が低下するばかりでなく、仕切板を保温室の中間に設けているため、保温室が狭くなるという問題がある。
【０００５】
本発明は、従来の技術が属する上述のような問題点に鑑みてなされたもので、保温室の温度調整が可能であって、効率よく採光できるとともに保温室を最大限有効に利用できる温室を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、上記課題は、次のようにして解決される。
（１）外周を囲む側壁と、この側壁の上部に設けられた透光板からなる屋根板とにより構成された構造体の内部に保温室が形成された温室において、前記屋根板の下方に水平方向の軸を介して回動自在に支持された反射板と、前記反射板を所定角度回動させる駆動手段と、前記反射板の太陽光線に対する角度を、太陽の高度に追従させて変化させるべく前記駆動手段を制御する制御装置とを備えるものとする。
【０００７】
（２）上記（１）項において、反射板の反射面を、乱反射面とする。
【０００８】
（３）上記（１）または（２）項において、反射板の裏面を、断熱材で被覆する。
【０００９】
（４）外周を囲む側壁と、この側壁の上部に設けられた透光板からなる屋根板とにより構成された構造体の内部に保温室が形成された温室において、前記屋根板の下方に水平方向の軸を介して回動自在に支持された断熱板と、前記断熱板を所定角度回動させる駆動手段と、前記断熱板の太陽光線に対する角度を、太陽の高度に追従させて変化させるべく前記駆動手段を制御する制御装置とを備えるものとする。
【００１０】
（５）上記（１）〜（４）項のいずれかにおいて、側壁を、断熱材で被覆する。
【００１１】
（６）上記（１）〜（５）項のいずれかにおいて、側壁により囲まれた床部を、畜熱機能を有する材料により形成する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施形態である温室を、図１および図２を参照しながら説明する。
【００１３】
図１に示すように、本実施の形態の温室（１）は、アルミ枠体とアクリルプレートからなる側壁（２）と、この側壁（２）上に設けられ、正面（図１）から見て山形をなす、透光板からなる屋根板（３）とにより構造体（４）が構成され、この構造体（４）の内部に保温室（５）が形成されている。
【００１４】
側壁（２）により囲まれた保温室（５）の床部（１６）は、公知の畜熱機能を有する床板（１４）と、発砲スチロール等の断熱材（１５）とからなっている。
この保温室（５）は、図２に示すように、正面（図１参照）が短、側面が長の断面長方形の形状である。側壁（２）の内面は断熱材（１７）で被覆されている。
【００１５】
上記保温室（５）の上方には、複数枚、図示の例では４枚の短冊形状の反射板（７）が軸（６）を介して回転自在に支持されている。この反射板（７）は、反射率のよい金属板またはガラス板で形成するか、あるいは所望の材質の板にアルミホイル等を貼り付けた構造のものでもよい。太陽光線を効果的に分散するため、反射板（７）の反射面を凹凸等により乱反射面とすることが好ましい。
【００１６】
回転軸（６）は、側壁（２）の上端部、あるいは屋根板（３）の両端部に設けられたフレーム（３ａ）等に支持され、屋根板（３）の裏側に配置されている。この回転軸（６）にプーリ（８）が設けられ、駆動モータ（９）からべルトまたはチェーン等の動力伝達手段（１８）により動力が伝達されるようになっている。なお、屋根板（３）を駆動する手段は、油圧または空圧シリンダでもよく、モータには限定されない。
【００１７】
駆動モータ（９）は、導線（１０）を介してマイクロコンピュータ等の制御装置（１１）に接続され、この制御装置（１１）により反射板（７）が太陽の高度の関数に追従して動くように制御するようになっている。
【００１８】
図３は、季節の違いによる太陽光線の傾き（いずれも正午）を、温室（１）の構造体（４）とともに示している（反射板（７）は省略）。同図に示すように、夏季正午の太陽光線Ｌ１（実線で示す）は水平線に対して７４°、春秋正午の太陽光線Ｌ２（一点鎖線で示す）は水平線に対して５０°、冬季正午の太陽光線Ｌ３（点線で示す）は水平線に対して２７°の角度で入射してくる。すなわち、季節により太陽光線の入射角度が異なり、このままであると、夏季、春秋、冬季の順で保温室（５）内の温度が低くなる。さらに、１日に着目すると、入射角度は、朝方が小さく、正午が一番大きく、夕方小さくなるため、朝夕で保温室（５）内の温度が低くなる。
【００１９】
そこで、本発明では、反射板（７）を利用して、太陽の高度の変化にかかわらず太陽光線を保温室（５）に均一に取り込めるようにしたものである。
【００２０】
具体的には、制御装置（１１）は、太陽光線の高度の関数、例えば上記のような入射角度と、この入射角度に対して保温室への採光量を均一に取り込み可能な反射板（７）の角度の関係を記憶している。これにより、入射角度の変化に対して駆動モータ（９）を制御して、常に同じ光量が保温室（５）に取り込めるように反射板（７）の角度を設定するようになっている。このような制御は、季節ごとに行ってよいし、１日単位で行ってもよい。
なお、上記制御装置（１１）としては、天体望遠鏡の赤道儀に採用されている、天体の日周運動の通りに天体望遠鏡を運動させる周知の装置を用いてもよい。
【００２１】
図４は、太陽光線の高度の変化に対する反射板（７）の角度の設定例を示しており、（ａ）は冬季正午、（ｂ）は春秋正午、（ｃ）は夏季正午の例で、反射板（７）の水平線に対する角度が、冬季ではより多く太陽光線を取り込む下向き角度であり、春秋では冬季正午より少なめに太陽光線を取り込む角度であり、夏季では一番少なめに太陽光線を取り込む角度である。なお、夏季で温度が上がり過ぎる場合は、反射板（７）を屋根板（３）と平行位置に回動させて反射面を上向きにし、太陽光線を保温室（５）に入れないようにすることもできる。
【００２２】
また、反射板（７）を屋根板（３）と平行位置に回動させた場合、反射板（７）で屋根板（３）を完全に遮蔽し、保温室（５）の熱を逃がさないようにすることも可能である（特に夜間の場合）。
【００２３】
図５は、本発明の第２の実施の形態を示している。
本実施の形態では、保温室（５）の上部付近に設けられた横枠（１２）に複数枚（図示の例では４枚）の断熱板（１３）が回転軸（６）を介して支持されている。
【００２４】
この第２の実施の形態では、太陽光線の高度に応じて、太陽光線を反射させる代わりに遮蔽するようにしたものである。すなわち、上記反射板（７）とは逆に、夏季では一番多く太陽光線が断熱板（１３）で遮蔽され（太陽光線がより少なく床部（１６）に到達する）、春秋では夏季より少なめに太陽光線が遮蔽され、冬季では一番少なく太陽光線が遮蔽される（より多く床部（１６）に到達する）角度とする。
【００２５】
なお、図１等に示す第１の実施の形態において、反射板（７）の裏面を、断熱材で被覆することにより、反射板（７）に第２の実施の形態における断熱板（１３）と同様の機能を持たせたり、または、図５に示す第２の実施の形態における断熱板（１３）の表面に反射材を設けて、断熱板（１３）に第１の実施の形態における反射板（７）と同様の機能を持たせたりすることもできる。
【００２６】
【発明の効果】
（Ａ）請求項１記載の発明によると、屋根板の裏側に、太陽の高度に追従して角度が変化する反射板を設けたので、季節あるいは１日の時間の経過による太陽高度の変化にかかわらず、保温室への採光量を一定に調整して保温室の温度を均一に保つことが可能となるとともに、寒い季節では屋根板を前面開放し採光効率を高めることができる。また、反射板は屋根板の裏側の空きスぺースを利用して配置するため、保温室の邪魔になることがない。
【００２７】
（Ｂ）請求項２記載の発明によると、反射板の反射面が乱反射面とされているので、太陽光線を効果的に分散することができる。
【００２８】
（Ｃ）請求項３記載の発明によると、反射板の裏面を、断熱材で被覆することにより、寒冷時の夜間等に、反射板を閉じて保温室の保温機能を高めることができる。
【００２９】
（Ｄ）請求項４記載の発明によると、屋根板の裏側に、太陽の高度に追従して角度が変化する断熱板を設けたので、季節あるいは１日の時間の経過による太陽高度の変化にかかわらず、保温室への採光量を一定に調整して保温室の温度を均一に保つことが可能となるとともに、寒冷時の夜間等に断熱板を閉じて、保温効果を高めることができる。また、断熱板は屋根板の裏側の空きスぺースを利用して配置するため、保温室の邪魔になることがない。
【００３０】
（Ｅ）請求項５記載の発明によると、側壁を断熱材で被覆したので、保温効果が向上する。
【００３１】
（Ｆ）請求項６記載の発明によると、床部を、畜熱機能を有する材料により形成したことにより、保温室の保温効果をさらに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の温室の第１の実施形態の正面図である。
【図２】第１の実施形態の平面図である。
【図３】太陽光線の季節による高度の差異を示す説明図である。
【図４】太陽光線の高度の差異に応じた反射板の角度の変化を示す説明図である。
【図５】本発明の温室の第２の実施形態の正面図である。
【符号の説明】
（１）温室
（２）側壁
（３）屋根板
（３ａ）フレーム
（４）構造体
（５）保温室
（６）軸
（７）反射板
（８）プーリ
（９）駆動モータ
（１０）導線
（１１）制御装置
（１２）横枠
（１３）断熱板
（１４）床板
（１５）断熱材
（１６）床部
（１７）断熱材
（１８）動力伝達手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a greenhouse for growing cultivated plants and the like by taking sunlight into a warm room from a translucent roof.
[0002]
[Prior art]
As a conventional greenhouse of this type, a top plate of a cubic heat-insulating room having a translucent roof is provided with an opening / closing lid that is rotatable around a horizontal axis, and a rotating reflection plate is provided on the back surface of this opening / closing lid, A fixed reflecting plate facing the rotating reflecting plate is mounted above the top plate, and both the fixed reflecting plate and the rotating reflecting plate opened at a predetermined angle form a reflected light path for introducing sunlight into the thermal insulation room. There is disclosed a greenhouse for causing the greenhouse (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 4-30252
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above greenhouse, sunlight cannot pass through the part partitioned by the top plate, and even if the maximum amount of sunlight is taken in, it is only through the opening with the opening / closing lid, and the amount of collected light is small. As a result, not only does the heat insulation efficiency decrease, but also because the partition plate is provided in the middle of the heat insulation room, the heat insulation room becomes narrow.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems to which the related art belongs, and it is possible to adjust the temperature of a heat insulation room, and to provide a greenhouse capable of efficiently lighting and using a heat insulation room as effectively as possible. It is intended to provide.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, the above-mentioned problem is solved as follows.
(1) In a greenhouse in which a heat insulating room is formed inside a structure composed of a side wall surrounding the outer periphery and a roof panel made of a light-transmitting plate provided on the upper side of the side wall, the greenhouse is horizontal below the roof panel. A reflecting plate rotatably supported via a directional axis, driving means for rotating the reflecting plate by a predetermined angle, and changing an angle of the reflecting plate with respect to sun rays by following the altitude of the sun. And a control device for controlling the driving means.
[0007]
(2) In the above item (1), the reflection surface of the reflection plate is a diffuse reflection surface.
[0008]
(3) In the above item (1) or (2), the back surface of the reflection plate is covered with a heat insulating material.
[0009]
(4) In a greenhouse in which a heat insulating room is formed inside a structure constituted by a side wall surrounding the outer periphery and a roof plate made of a light-transmitting plate provided on the upper side of the side wall, the greenhouse is horizontal below the roof plate. A heat insulating plate rotatably supported via a directional axis, driving means for rotating the heat insulating plate by a predetermined angle, and changing an angle of the heat insulating plate with respect to sun rays by following the altitude of the sun. And a control device for controlling the driving means.
[0010]
(5) In any one of the above items (1) to (4), the side wall is covered with a heat insulating material.
[0011]
(6) In any one of the above items (1) to (5), the floor surrounded by the side wall is formed of a material having a heat storage function.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a greenhouse according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0013]
As shown in FIG. 1, the greenhouse (1) of the present embodiment is provided on a side wall (2) made of an aluminum frame and an acrylic plate, and provided on the side wall (2), and viewed from the front (FIG. 1). A structure (4) is constituted by a roof plate (3) made of a light-transmitting plate in the shape of a mountain, and a heat insulation room (5) is formed inside the structure (4).
[0014]
The floor (16) of the heat insulation room (5) surrounded by the side wall (2) is composed of a floor plate (14) having a known heat storage function and a heat insulating material (15) such as styrene foam.
As shown in FIG. 2, the heat retaining room (5) has a rectangular front section (see FIG. 1) and a short side face and a long side face. The inner surface of the side wall (2) is covered with a heat insulating material (17).
[0015]
Above the heat retaining chamber (5), a plurality of, in the illustrated example, four, strip-shaped reflectors (7) are rotatably supported via a shaft (6). The reflection plate (7) may be formed of a metal plate or a glass plate having a high reflectance, or may have a structure in which aluminum foil or the like is attached to a plate of a desired material. In order to effectively disperse the sun's rays, it is preferable that the reflecting surface of the reflecting plate (7) is a diffusely reflecting surface due to unevenness or the like.
[0016]
The rotating shaft (6) is supported by frames (3a) provided at the upper end of the side wall (2) or at both ends of the roof plate (3), and is arranged behind the roof plate (3). A pulley (8) is provided on the rotating shaft (6), and power is transmitted from a drive motor (9) by power transmission means (18) such as a belt or a chain. The means for driving the shingle (3) may be a hydraulic or pneumatic cylinder, and is not limited to a motor.
[0017]
The drive motor (9) is connected to a control device (11) such as a microcomputer via a lead (10), and the control device (11) causes the reflector (7) to move according to a function of the altitude of the sun. Control.
[0018]
FIG. 3 shows the inclination of the sunlight rays (noon) due to the difference in seasons, together with the structure (4) of the greenhouse (1) (the reflector (7) is omitted). As shown in the figure, the sun ray L1 (shown by a solid line) at noon in summer is 74 ° with respect to the horizon, the sun ray L2 (shown by a dashed line) at noon in spring and autumn is 50 ° with respect to the horizon, and the sun at noon in winter. Light ray L3 (shown by a dotted line) is incident at an angle of 27 ° with respect to the horizontal line. In other words, the incident angle of the sunlight varies depending on the season, and if the incident angle is kept as it is, the temperature in the heat insulation room (5) decreases in the order of summer, spring and autumn, and winter. Furthermore, focusing on one day, the incident angle is small in the morning, the largest at noon, and small in the evening, so that the temperature in the warm room (5) decreases in the morning and evening.
[0019]
In view of the above, in the present invention, the reflection plate (7) is used so that the sunlight can be uniformly taken into the heat insulation room (5) regardless of the change in the altitude of the sun.
[0020]
Specifically, the control device (11) is a reflector (7) that can uniformly take in a function of the altitude of sunlight, for example, the incident angle as described above, and the amount of light collected into the heat insulation room with respect to the incident angle. ) Is stored. Thus, the angle of the reflection plate (7) is set such that the drive motor (9) is controlled with respect to the change in the incident angle so that the same amount of light can always be taken into the heat insulation room (5). Such control may be performed on a seasonal basis or on a daily basis.
In addition, as the control device (11), a well-known device that moves the astronomical telescope according to the diurnal motion of the astronomical object, which is employed in the equatorial mount of the astronomical telescope, may be used.
[0021]
FIG. 4 shows an example of setting the angle of the reflector (7) with respect to a change in the altitude of sunlight, (a) at noon in winter, (b) at noon in spring and autumn, and (c) in noon in summer. The angle of the reflector (7) with respect to the horizon is a downward angle for taking in more sunlight in winter, an angle for taking in sunlight less than noon in winter in spring and autumn, and an angle for taking in the least sunlight in summer. It is. If the temperature rises too much in summer, the reflecting plate (7) is turned to a position parallel to the roof plate (3) so that the reflecting surface faces upward, so that sunlight does not enter the warming room (5). You can also.
[0022]
When the reflector (7) is rotated to a position parallel to the roof plate (3), the roof plate (3) is completely shielded by the reflector (7), and the heat of the heat insulation room (5) is not released. It is also possible to do so (especially at night).
[0023]
FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention.
In the present embodiment, a plurality of (four in the illustrated example) heat insulating plates (13) are supported on a horizontal frame (12) provided near the upper part of the heat insulation room (5) via a rotating shaft (6). Have been.
[0024]
In the second embodiment, the sunlight is shielded instead of reflected according to the altitude of the sunlight. That is, contrary to the above-mentioned reflector (7), in the summer, the sun rays are shielded most by the heat insulating plate (13) (the sun rays reach the floor (16) less), and in the spring and fall, they are less than in the summer. In this case, the angle is set so that the sun rays are shielded in the winter and the sun rays are shielded least in winter (more reaching the floor (16)).
[0025]
In the first embodiment shown in FIG. 1 and the like, the back surface of the reflector (7) is covered with a heat insulating material, so that the reflector (7) is provided with the heat insulating plate (13) in the second embodiment. 5 or a reflective material is provided on the surface of the heat insulating plate (13) in the second embodiment shown in FIG. 5 so that the heat insulating plate (13) has a reflection function in the first embodiment. A function similar to that of the plate (7) can be provided.
[0026]
【The invention's effect】
(A) According to the first aspect of the present invention, since the reflecting plate whose angle changes according to the altitude of the sun is provided on the back side of the roof plate, the solar altitude changes with the passage of season or day. Regardless, it is possible to keep the temperature of the heat insulation room uniform by adjusting the amount of light to the heat insulation room to be constant, and to improve the daylighting efficiency by opening the front of the roof panel in the cold season. In addition, since the reflection plate is disposed by using the empty space on the back side of the roof plate, it does not interfere with the heat insulation room.
[0027]
(B) According to the second aspect of the present invention, since the reflection surface of the reflection plate is an irregular reflection surface, the sunlight can be effectively dispersed.
[0028]
(C) According to the third aspect of the present invention, by covering the back surface of the reflector with a heat insulating material, the reflector can be closed at night in cold weather or the like, and the heat retaining function of the heat retaining room can be enhanced.
[0029]
(D) According to the invention described in claim 4, since the heat insulating plate whose angle changes according to the altitude of the sun is provided on the back side of the roof plate, the solar altitude changes with the passage of the season or the day. Regardless, it is possible to adjust the amount of light collected into the heat insulation room to keep the temperature in the heat insulation room uniform, and to enhance the heat insulation effect by closing the heat insulating plate at night in cold weather. In addition, since the heat insulating plate is disposed by using an empty space on the back side of the roof plate, it does not interfere with the heat insulation room.
[0030]
(E) According to the fifth aspect of the invention, since the side wall is covered with the heat insulating material, the heat retaining effect is improved.
[0031]
(F) According to the invention as set forth in claim 6, since the floor is formed of a material having a heat storage function, the heat retaining effect of the heat retaining room can be further enhanced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a first embodiment of a greenhouse of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the first embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a difference in altitude according to the season of sun rays.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a change in the angle of a reflector according to a difference in altitude of sunlight.
FIG. 5 is a front view of a second embodiment of the greenhouse of the present invention.
[Explanation of symbols]
(1) Greenhouse (2) Side wall (3) Roof (3a) Frame (4) Structure (5) Heat insulation room (6) Shaft (7) Reflector (8) Pulley (9) Drive motor (10) Conductor ( 11) control device (12) horizontal frame (13) heat insulating plate (14) floor plate (15) heat insulating material (16) floor (17) heat insulating material (18) power transmission means

Claims

In a greenhouse in which a heat insulating room is formed inside a structure constituted by a side wall surrounding the outer periphery and a roof plate made of a light-transmitting plate provided on the upper side of the side wall,
A reflecting plate rotatably supported via a horizontal axis below the roof plate, driving means for rotating the reflecting plate by a predetermined angle, and an angle of the reflecting plate with respect to sunlight, the altitude of the sun A control device for controlling the driving means so as to change the greenhouse so as to follow the greenhouse.

The greenhouse according to claim 1, wherein the reflection surface of the reflection plate is a diffuse reflection surface.

3. The greenhouse according to claim 1, wherein a back surface of the reflection plate is covered with a heat insulating material.

In a greenhouse in which a heat insulating room is formed inside a structure constituted by a side wall surrounding the outer periphery and a roof plate made of a light-transmitting plate provided on the upper side of the side wall,
An insulating plate rotatably supported via a horizontal axis below the roof plate, driving means for rotating the insulating plate by a predetermined angle, and an angle of the heat insulating plate with respect to sunlight, the altitude of the sun A control device for controlling the driving means so as to change the greenhouse so as to follow the greenhouse.

The greenhouse according to any one of claims 1 to 4, wherein the side wall is covered with a heat insulating material.

The greenhouse according to any one of claims 1 to 5, wherein the floor surrounded by the side wall is formed of a material having a heat storage function.