JP2008304111A - ダクト及び温室暖房装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダクト及び温室暖房装置において、ダクトの長さ方向における放熱量を均一化させる。
【解決手段】加熱された熱媒体（矢印Ｈ）の流路を形成するダクト１において、熱媒体（矢印Ｈ）が供給される内側ダクト２と、この内側ダクト２が内部に配置された外側ダクト３と、を備え、内側ダクト２には、熱媒体（矢印Ｈ）を外側ダクト３側に流出させる内側流出孔２ａが形成され、内側流出孔２ａから流出する熱媒体（矢印Ｈ）の流出量は、内側ダクト２のうち熱媒体（矢印Ｈ）が供給される付け根側（Ｒ１）から先端側（Ｒ３）にいくほど多くなっている構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、加熱された温風、温水等の熱媒体の流路を形成するダクト、及び、このダクトを備える温室暖房装置に関し、更に詳しくは、ダクトの長さ方向における放熱量を均一化させることができるダクト及び温室暖房装置に関する。

従来、農作物等の植物を栽培するために、暖房装置を配置した温室が広く用いられている。また、温室を均等に暖房するべく、暖房装置から供給される熱媒体を、ダクトを介して温室に供給する手法が用いられている。

ここで、温室内の温度を均一化させるために、先端側に熱媒体の放出口を開口せしめた内側ダクトと、この内側ダクトを挿入収容し内側ダクトの外周との間に熱媒体を供給方向と逆方向に流通させる空間を形成する外側ダクトと、を備えるダクトが知られている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、近年、植物の栽培においていわゆる根圏（植物の根の近傍）が注目されており（例えば、非特許文献１）、根圏を加熱することで温室の暖房に要する費用を削減する試みがなされている。
特開平８−２８０２６９号公報 古在豊樹、外２名、「最新施設園芸学」、初版、株式会社朝倉書店、２００６年１月、ｐ．１１４−１１８

上述のように、特許文献１記載のダクトは、内側ダクト外周と外側ダクト内周との間の空間における熱媒体の流通する方向が、内側ダクトにおける熱媒体の供給方向と逆方向となっている。

しかしながら、温室に配置されるダクトの長さは数メートルあるいは数十メートルに達するのが一般的であり、このような長さのダクトにおいて内部で熱媒体の流れ方向を反対にしても、熱媒体の供給側の方が先端側よりもダクトの放熱量が多くなるのが通常である。

なお、内側ダクトに熱伝導率の低い材料を用いて放熱量を均一化させることも考えられるが、ダクトの長さによって最適な熱伝導率を有する材料を選択しなければならない。このように、ダクトの長さ方向において放熱量を均一化させるのは困難であった。

放熱量がダクトの長さ方向において不均一になると、温室を均一に暖房することができず、ひいては植物の生育をも不均一なものにしてしまう。なお、ダクトを畝と畝との間に配置して根圏を加熱するような場合、気流等によって自然と温度が均一化する温室空間とは異なり、地中では温度の不均一さが解消されにくいため、温室空間を加熱する場合に比較して、植物の生育の不均一さは特に顕著に発生する。

本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、ダクトの長さ方向における放熱量を均一化させることができるダクト及び温室暖房装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明のダクトは、加熱された熱媒体の流路を形成するダクトにおいて、上記熱媒体が供給される内側ダクトと、この内側ダクトが内部に配置された外側ダクトと、を備え、上記内側ダクトには、上記熱媒体を上記外側ダクト側に流出させる内側流出孔が形成され、上記内側流出孔から流出する熱媒体の流出量は、上記内側ダクトのうち上記熱媒体が供給される付け根側から先端側にいくほど多くなっている構成とする。

上記構成によれば、熱媒体の温度が低下する先端側において内側ダクトからの流出量が増えるため、熱媒体の温度が高い付け根側と熱媒体の温度が低下する先端側との外側ダクトからの放熱量の不均一さが解消される。

また、上記内側流出孔は、上記内側ダクトの長さ方向に亘って連続的に形成され、上記内側流出孔が上記内側ダクトの長さ方向において形成される間隔は、上記付け根側から上記先端側にいくほど小さくなっている構成とするとよい。
上記構成によれば、簡素な構成で、内側流出孔から流出する熱媒体の流出量を、内側ダクトのうち熱媒体が供給される付け根側から先端側にいくほど多くすることができる。

更には、上記内側ダクトは、上記付け根側に位置する付け根側領域、上記先端側に位置する先端側領域、及び、上記付け根側領域と上記先端側領域との間に位置する中間領域とを含み、上記内側流出孔が上記内側ダクトの長さ方向において形成される間隔は、上記付け根側領域よりも上記中間領域が小さく、且つ、この中間領域よりも上記先端側領域が小さい構成とするとよい。
上記構成によれば、より簡素な構成で、内側流出孔から流出する熱媒体の流出量を、内側ダクトのうち熱媒体が供給される付け根側から先端側にいくほど多くすることができる。

また、上記内側流出孔は、上記内側ダクトの長さ方向に亘って連続的に形成され、上記内側流出孔の開口面積は、上記付け根側から上記先端側にいくほど大きくなっている構成とするとよい。
上記構成によれば、簡素な構成で、内側流出孔から流出する熱媒体の流出量を、内側ダクトのうち熱媒体が供給される付け根側から先端側にいくほど多くすることができる。

また、上記内側流出孔は、上記熱媒体を水平方向よりも下方に流出させる構成とするとよい。
上記構成によれば、外側ダクトの下部に熱媒体が流出することになり、外側ダクトの下部からの熱媒体の流出や伝熱により、例えば、畝と畝との間にダクトを配置して根圏を加熱するような場合において、根圏が有効に加熱される。

また、上記外側ダクトには、上記熱媒体を水平方向よりも下方に流出させる外側流出孔が形成されている構成とするとよい。
上記構成によれば、外側ダクトの下部からの熱媒体の流出や伝熱により、例えば、畝と畝との間にダクトを配置して根圏を加熱するような場合において、根圏が有効に加熱される。

上記課題を解決するために、本発明の温室暖房装置は、上記いずれかの構成のダクトと、このダクトが接続され、上記熱媒体を加熱する加熱部と、を備える構成とする。
上記構成によれば、熱媒体の温度が低下する先端側において内側ダクトからの流出量が増えるため、熱媒体の温度が高い付け根側と熱媒体の温度が低下する先端側との外側ダク
トからの放熱量の不均一さが解消される。

本発明では、熱媒体の流出量を、内側ダクトのうち熱媒体が供給される付け根側から先端側にいくほど多くなるようにしている。これにより、熱媒体の温度が低下する先端側において内側ダクトからの流出量が増えるため、熱媒体の温度が高い付け根側と熱媒体の温度が低下する先端側との外側ダクトからの放熱量の不均一さが解消される。よって、本発明によれば、ダクトの長さ方向における放熱量を均一化させることができる。

以下、本発明の実施の形態に係るダクト及び温室暖房装置について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係るダクト１を備える温室暖房装置４を示す概略断面図である。
図２は、上記ダクト１を示す横断面図である。

ダクト１は、熱媒体としての温風（矢印Ｈ）が供給される内側ダクト２と、この内側ダクト２が内部に配置された外側ダクト３とを備え、後述する加熱部５において加熱された温風（矢印Ｈ）の流路を形成している。また、ダクト１は、内側ダクト２の小径部２ｂが温風（矢印Ｈ）を加熱する加熱部５に直接又は間接的に接続されており、加熱部５と共に温室暖房装置４を構成している。

なお、加熱部５は、例えば、暖房機或いは暖房機に設けられた熱交換器等であるものとする。また、温室暖房装置４は、ダクト１及び加熱部５に加え、制御装置、発電機、燃料貯蔵部等を備える装置であってもよい。

内側ダクト２には、長さ方向に亘って内側流出孔２ａが連続的に形成されている。内側流出孔２ａは、温風（矢印Ｈ）を、外側ダクト３側に且つ鉛直方向下方に流出させている。なお、内側流出孔２ａから温風（矢印Ｈ）を有効に流出させるためには、図示しない送風機等によって温風（矢印Ｈ）の送風量を多くするとよい。また、内側流出孔２ａから流出しない温風（矢印Ｈ）は、内側ダクト２の先端から温室に供給するようにすればよい。

ここで、図２に示すように、畝６と畝６との間にダクト１を配置している場合、内側流出孔２ａが温風（矢印Ｈ）を流出させる方向は、水平方向よりも下方であることが望ましい。詳しくは後述するが、外側ダクト３の下部から、根圏を有効に加熱することができるためである。

内側流出孔２ａが内側ダクト２の長さ方向において形成される間隔は、温風（矢印Ｈ）が供給される付け根側としての付け根側領域Ｒ１から、先端側としての先端側領域Ｒ３にいくほど小さくなっている。

具体的には、付け根側領域Ｒ１における内側流出孔２ａが形成される間隔Ｌ１は、中間領域Ｒ２における間隔Ｌ２よりも大きく、この中間領域Ｒ２における間隔Ｌ２は、先端側領域Ｒ３における間隔Ｌ３よりも大きくなっている。これにより、内側流出孔２ａから流出する温風（矢印Ｈ）の流出量は、付け根側領域Ｒ１から先端側領域Ｒ３にいくほど多くなっている。

なお、本実施の形態では、内側ダクト２を３つの領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３に分けて内側流出孔２ａの間隔Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を調整しているが、領域の数は２つであっても４つ以上であってもよい。
また、内側流出孔２ａが形成される間隔Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を、領域毎でなく内側流出孔２ａ毎に小さくすることも可能である。

外側ダクト３には、温風（矢印Ｈ）を水平方向よりも下方（斜め下方）に流出させる外側流出孔３ａが左右一対に形成されている。なお、図２に示すように畝６と畝６との間にダクト１を配置している場合、外側流出孔３ａから温風（矢印Ｈ）を流出させる方向は、畝６の傾斜面６ａに直交する方向とすることで、畝６に対して有効に温風（矢印Ｈ）を流出させて図示しない植物の根圏を加熱することができる。

また、温風（矢印Ｈ）を畝６に直接当てたくない場合には、畝６の傾斜面６ａに直交する方向よりも下方に温風（矢印Ｈ）を流出させるようにするとよい。更には、外側ダクト３を畝６に接触させて配置する場合、外側ダクト３の材質は畝６に対し有効に伝熱させることができるものを選択するとよい。

また、熱媒体としては温水を用いることもできる。その場合には、内側流出孔２ａ及び外側流出孔３ａからの流出量が温風よりも増えるため、内側流出孔２ａ及び外側流出孔３ａの径を小さくするとよい。また、熱媒体として温水を用いる場合、内側ダクト２及び外側ダクト３の径も、温風を用いる場合に比較して小径のものを用いれば十分であることが多い。

以上説明した本実施の形態では、温風（矢印Ｈ）の流出量を、内側ダクト２のうち温風（矢印Ｈ）が供給される付け根側領域Ｒ１から先端側領域Ｒ３にいくほど多くなるようにしている。これにより、温風（矢印Ｈ）の温度が低下する先端側領域Ｒ３において内側ダクト２からの流出量が増えるため、温風（矢印Ｈ）の温度が高い付け根側と温風（矢印Ｈ）の温度が低下する先端側との外側ダクト３からの放熱量の不均一さが解消される。よって、本実施の形態によれば、ダクト１の長さ方向における放熱量を均一化させることができる。

また、本実施の形態では、内側流出孔２ａは内側ダクト２の長さ方向に亘って連続的に形成され、内側流出孔２ａが内側ダクト２の長さ方向において形成される間隔Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は、付け根側領域Ｒ１（間隔Ｌ１）から先端側領域Ｒ３（間隔Ｌ３）にいくほど小さくなるようにしている。そのため、簡素な構成で、内側流出孔２ａから流出する温風（矢印Ｈ）の流出量を、付け根側領域Ｒ１から先端側領域Ｒ３にいくほど多くすることができる。

また、本実施の形態では、内側流出孔２ａは、温風（矢印Ｈ）を水平方向よりも下方に流出させるようにしている。そのため、外側ダクト３の下部に温風（矢印Ｈ）が流出することになり、外側ダクト３の下部からの温風（矢印Ｈ）の流出や伝熱により、例えば、図２に示すように畝６と畝６との間にダクト１を配置して根圏を加熱するような場合において、根圏を有効に加熱することができる。

また、本実施の形態では、外側ダクト３には、温風（矢印Ｈ）を水平方向よりも下方に流出させる外側流出孔３ａを形成している。そのため、外側ダクト３の下部からの温風（矢印Ｈ）の流出や伝熱により、例えば、図２に示すように畝６と畝６との間にダクト１を配置して根圏を加熱するような場合において、根圏を有効に加熱することができる。

図３は、本発明の他の実施の形態に係るダクト１１を備える温室暖房装置１４を示す概略断面図である。
図４は、図３のIV−IV断面図である。

本実施の形態では、温風（矢印Ｈ）の流出量を付け根側領域Ｒ１から先端側領域Ｒ３にいくほど多くするために、図４（内側ダクト１２を下方から見た図）に示すように、内側流出孔１２ａの開口面積Ａ１，Ａ２，Ａ３を、付け根側領域Ｒ１から先端側領域Ｒ３にいくほど大きくしている。この点を除いたダクト１１及び温室暖房装置１４の構成は、上記実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。

ダクト１１は、熱媒体としての温風（矢印Ｈ）が供給される内側ダクト１２と、この内側ダクト１２が内部に配置された外側ダクト１３とを備え、加熱部１５において加熱された温風（矢印Ｈ）の流路を形成している。また、ダクト１１は、内側ダクト１２の小径部１２ｂが温風（矢印Ｈ）を加熱する加熱部１５に直接又は間接的に接続されており、加熱部１５と共に温室暖房装置１４を構成している。

内側ダクト１２には、長さ方向に亘って内側流出孔１２ａが一定間隔で連続的に形成されている。内側流出孔１２ａは、温風（矢印Ｈ）を、外側ダクト１３側に且つ鉛直方向下方に流出させている。

内側流出孔１２ａの開口面積Ａ１，Ａ２，Ａ３は、図４に示すように、付け根側領域Ｒ１から先端側領域Ｒ３にいくほど大きくなっている。
具体的には、付け根側領域Ｒ１における内側流出孔１２ａの開口面積Ａ１は、中間領域Ｒ２における開口面積Ａ２よりも小さく、中間領域Ｒ２における開口面積Ａ２は、先端側領域Ｒ３における開口面積Ａ３よりも小さくなっている。これにより、内側流出孔１２ａから流出する温風（矢印Ｈ）の流出量は、付け根側領域Ｒ１から先端側領域Ｒ３にいくほど多くなっている。

なお、本実施の形態においても、内側ダクト１２を３つの領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３に分けて内側流出孔１２ａの開口面積Ａ１，Ａ２，Ａ３を調整しているが、領域の数は２つであっても４つ以上であってもよい。
また、内側流出孔１２ａの開口面積Ａ１，Ａ２，Ａ３を、領域毎ではなく内側流出孔１２ａ毎に大きくすることも可能である。

更には、付け根側領域Ｒ１から先端側領域Ｒ３にいくほど内側流出孔１２ａの数を周方向に増やすことでも、内側流出孔１２ａの開口面積Ａ１，Ａ２，Ａ３を付け根側領域Ｒ１から先端側領域Ｒ３にいくほど大きくすることは可能である。

外側ダクト１３には、上記実施の形態と同様に、温風（矢印Ｈ）を水平方向よりも下方（斜め下方）に流出させる外側流出孔１３ａが左右一対に形成されている。
なお、本実施の形態においても、熱媒体として温水を用いることができる。その場合には、内側流出孔１２ａ及び外側流出孔１３ａからの流出量が温風よりも増えるため、内側流出孔１２ａ及び外側流出孔１３ａの径を小さくするとよい。また、熱媒体として温水を用いる場合、内側ダクト１２及び外側ダクト１３の径も、温風を用いる場合に比較して小径のものを用いれば十分であることが多い。

以上説明した本実施の形態においても、温風（矢印Ｈ）の流出量を、内側ダクト１２のうち温風（矢印Ｈ）が供給される付け根側領域Ｒ１から先端側領域Ｒ３にいくほど多くなるようにしている。これにより、温風（矢印Ｈ）の温度が低下する先端側領域Ｒ３において内側ダクト１２からの流出量が増えるため、温風（矢印Ｈ）の温度が高い付け根側と温風（矢印Ｈ）の温度が低下する先端側との外側ダクト１３からの放熱量の不均一さが解消される。よって、本実施の形態によっても、ダクト１１の長さ方向における放熱量を均一化させることができる。

また、本実施の形態では、内側流出孔１２ａは内側ダクト１２の長さ方向に亘って連続的に形成され、内側流出孔１２ａの開口面積Ａ１，Ａ２，Ａ３は、付け根側領域Ｒ１（開口面積Ａ１）から先端側領域Ｒ３（開口面積Ａ３）にいくほど大きくなるようにしている。そのため、簡素な構成で、内側流出孔１２ａから流出する温風（矢印Ｈ）の流出量を、付け根側領域Ｒ１から先端側領域Ｒ３にいくほど多くすることができる。

本発明の一実施の形態に係るダクトを備える温室暖房装置を示す概略断面図である。 本発明の一実施の形態に係るダクトを示す横断面図である。 本発明の他の実施の形態に係るダクトを備える温室暖房装置を示す概略断面図である。 図３のIV−IV断面図である。

符号の説明

１ ダクト
２ 内側ダクト
２ａ 内側流出孔
２ｂ 小径部
３ 外側ダクト
３ａ 外側流出孔
４ 温室暖房装置
５ 加熱部
６ 畝
１１ ダクト
１２ 内側ダクト
１２ａ 内側流出孔
１２ｂ 小径部
１３ 外側ダクト
１３ａ 外側流出孔
１４ 温室暖房装置
１５ 加熱部
Ｈ 温風
Ｒ１ 付け根側領域
Ｒ２ 中間領域
Ｒ３ 先端側領域
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ 内側流出孔２ａが形成される間隔
Ａ１，Ａ２，Ａ３ 内側流出孔１２ａの開口面積

Claims (7)

1. 加熱された熱媒体の流路を形成するダクトにおいて、
   前記熱媒体が供給される内側ダクトと、
   該内側ダクトが内部に配置された外側ダクトと、
   を備え、
   前記内側ダクトには、前記熱媒体を前記外側ダクト側に流出させる内側流出孔が形成され、
   前記内側流出孔から流出する熱媒体の流出量は、前記内側ダクトのうち前記熱媒体が供給される付け根側から先端側にいくほど多くなっている、
   ことを特徴とするダクト。
2. 前記内側流出孔は、前記内側ダクトの長さ方向に亘って連続的に形成され、
   前記内側流出孔が前記内側ダクトの長さ方向において形成される間隔は、前記付け根側から前記先端側にいくほど小さくなっている、
   ことを特徴とする請求項１記載のダクト。
3. 前記内側ダクトは、前記付け根側に位置する付け根側領域、前記先端側に位置する先端側領域、及び、前記付け根側領域と前記先端側領域との間に位置する中間領域とを含み、
   前記内側流出孔が前記内側ダクトの長さ方向において形成される間隔は、前記付け根側領域よりも前記中間領域が小さく、且つ、該中間領域よりも前記先端側領域が小さい、
   ことを特徴とする請求項２記載のダクト。
4. 前記内側流出孔は、前記内側ダクトの長さ方向に亘って連続的に形成され、
   前記内側流出孔の開口面積は、前記付け根側から前記先端側にいくほど大きくなっている、
   ことを特徴とする請求項１記載のダクト。
5. 前記内側流出孔は、前記熱媒体を水平方向よりも下方に流出させることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項記載のダクト。
6. 前記外側ダクトには、前記熱媒体を水平方向よりも下方に流出させる外側流出孔が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項記載のダクト。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項記載のダクトと、
   該ダクトが接続され、前記熱媒体を加熱する加熱部と、
   を備えることを特徴とする温室暖房装置。

Images