JP2012019781A - 農業用ハウス暖房装置 - Google Patents

Abstract

【課題】有機物の発酵熱を利用した農業用ハウス暖房装置において、槽内で発生する発酵熱をより効率よく利用できるようにして、比較的小規模の装置でも十分な暖房能力が得られる農業用ハウス暖房装置を提供する。
【解決手段】農業用ハウス暖房装置は、農業用ハウスに被発酵物の発酵熱で加温された熱媒体を供給し、熱交換によって農業用ハウス(9)内の暖房を行うものであって、被発酵物を発酵させる発酵槽(1)と、熱媒体を循環させる熱媒体循環装置(2)とを備えている。熱媒体循環装置(2)は、発酵槽(1)内に配管され、被発酵物の内部で熱媒体を介した熱交換を行う熱交換用配管(20)と、発酵槽(1)で熱交換を行った熱媒体を農業用ハウス(9)内に供給して熱交換を行い、農業用ハウス(9)内と発酵槽(1)との間で循環させる循環用配管(25)と、熱交換用配管(20)と循環用配管(25)内部で熱媒体を流動させる送風機(26)を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、農業用ハウス暖房装置に関するものである。更に詳しくは、有機物の発酵熱を利用した農業用ハウス暖房装置において、槽内で発生する発酵熱をより効率よく利用できるようにして、比較的小規模の装置でも十分な暖房能力が得られるようにしたものに関する。

天候の影響を受けにくく、各種野菜や花卉（かき）等の作物を安定的に生産することができる農業用施設として、ビニルハウス等の農業用ハウスが広く普及している。多くの農業用ハウスは、特に冬等の寒い時期におけるハウス内の温度を作物の生育に適した温度に保つための各種暖房装置を備えている。

従来の暖房装置は、例えば重油等の燃料を燃焼させて発生した温風をハウス内に導入するもの、或いは温水ボイラーでつくった温水をハウス内に循環させるもの等が一般的である。しかしながら、前記いずれの場合も膨大な量の燃料を消費するため、有害な排気ガスによる環境に対する負荷がきわめて大きいばかりでなく、栽培農家の経済的な負担も大きかった。

そこで、前記した暖房装置のような環境負荷を低減できると共に、栽培農家の経済的な負担も低減できるものとして、例えば特許文献１に開示された「有機性廃棄物処理システム」がある。
この有機性廃棄物処理システムは、有機廃棄物を破砕し混合圧縮する破砕混合部と、破砕混合物を投入し加圧状態で混練発酵させる発酵堆肥化槽と、発酵堆肥化槽の上部に水平移動可能に据え付けられた架台と、架台に垂下して設けられ投入された破砕混合物を加圧攪拌するスクリュー羽根を備えた攪拌装置を設けている。

そして、発酵堆肥化槽の側壁にステンレス製配管を施して冷却水を流通させ、発酵時に発生する熱により冷却水を加熱し、この温水を一旦温水貯蔵タンクに貯留した後、野菜、花卉、果樹等の栽培ハウスに循環させて暖房を行うことにより、各種有機性廃棄物を受け入れて高品質な発酵堆肥を作ると共に、発酵熱を利用して無農薬野菜などを作ることができるというものである。

特開２００６−１１１４７９号公報

特許文献１に記載の有機性廃棄物処理システムは、通常は廃棄されてしまう発酵熱を栽培ハウスの暖房に利用できるので十分に有用ではあるが、次のような課題もあった。
すなわち、有機性廃棄物処理システムは、発酵堆肥化槽に攪拌装置を備えているため、攪拌作業の邪魔にならないように、或いは破砕混合物の搬入や、できた堆肥の取り出しがしやすいように、各コンクリート隔壁側面にブロック壁を介してステンレス配管を施すようにしている。そして、このステンレス配管に水を流して、槽内で破砕混合物が高温発酵する際に生じる熱を水に取り込み、温水にするようになっている。

しかし、この構造では、槽内の破砕混合物で発生する発酵熱をブロック壁の表面が接する部分でしか取り込むことができないために、槽内で発生する発酵熱のうち、ごく一部しか利用することができない。したがって、発酵熱を栽培ハウス内の暖房に利用するという点においては、きわめて効率が悪く、ある一定の暖房能力を得るためには、相当に大きな規模の設備が必要になる。

（本発明の目的）
本発明は、有機物の発酵熱を利用した農業用ハウス暖房装置において、槽内で発生する発酵熱をより効率よく利用できるようにして、比較的小規模の装置でも十分な暖房能力が得られる農業用ハウス暖房装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、前記のように槽内で発生する発酵熱をより効率よく利用できるようにしながら、なおかつ発酵槽内でつくられた堆肥の取り出しがしやすいようにした農業用ハウス暖房装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明が講じた手段は次のとおりである。

（１）本発明は、
農業用ハウスに発酵熱で加温された熱媒体を供給し、農業用ハウス内の暖房を行う農業用ハウス暖房装置であって、
発酵槽と、
熱媒体を循環させる熱媒体循環装置と、
を備えており、
前記熱媒体循環装置は、
前記発酵槽内に配管され、熱交換を行う熱交換用配管と、
前記発酵槽で熱交換を行った熱媒体を農業用ハウス内に供給し、農業用ハウス内と発酵槽との間で循環させる循環用配管と、
前記熱媒体を流動させる送流手段と、
を備えている、
農業用ハウス暖房装置である。

（２）本発明は、
熱交換用配管が発酵槽内の被発酵物中に配管される所要数の直管部を有しており、各直管部が発酵槽内の被発酵物又は堆肥から直管部の軸線方向へ抜き取ることができるようにしてある、
前記（１）の発明に係る農業用ハウス暖房装置である。

（３）本発明は、
発酵槽は発酵室を有し、熱交換用配管は蛇管構造で直管部と各直管部を接続する接続管部からなり、接続管部は発酵室の外部に設けられ、接続管部を直管部から取り外すことにより、各直管部を発酵室内の被発酵物又は堆肥から直管部の軸線方向へ抜き取ることができるようにしてある、
前記（１）の発明に係る農業用ハウス暖房装置である。

（４）本発明は、
発酵室が底板の上側に設けられ、接続管部が底板の下側に設けられている、
前記（３）の農業用ハウス暖房装置である。

（５）本発明は、
発酵槽内の被発酵物中に空気を供給する給気管を有する給気手段を備えている、
前記（１）、（２）、（３）又は（４）の農業用ハウス暖房装置である。

（６）本発明は、
発酵槽が分解及び組み立て自在である、
前記（１）、（２）、（３）、（４）又は（５）の農業用ハウス暖房装置である。

（７）本発明は、
発酵槽は壁部と底板を有し、壁部と底板には断熱層が設けられている、
前記（１）、（２）、（３）、（４）、（５）又は（６）の農業用ハウス暖房装置である。

（８）本発明は、
前記（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）又は（７）の農業用ハウス暖房装置と、
作物を栽培する農業用ハウスと、
を備えている、
農業用ハウス装置である。

（９）本発明は、
前記（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）又は（７）の農業用ハウス暖房装置を使用し、発酵槽で発酵させる被発酵物として、竹材を破砕しチップ化した竹破砕物及び草を破砕しチップ化した草破砕物を含む被発酵物を使用し、農業用ハウスに加温した熱媒体を供給する、
農業用ハウスを暖房する方法である。

（１０）本発明は、
前記（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）又は（７）の農業用ハウス暖房装置を使用し、発酵槽で発酵させる被発酵物として、木材を破砕しチップ化した木破砕物及び草を破砕しチップ化した草破砕物を含む被発酵物を使用し、農業用ハウスに加温した熱媒体を供給する、
農業用ハウスを暖房する方法である。

本明細書及び特許請求の範囲にいう「送流手段」の用語は、例えば送風機、ブロワ、ポンプ等を含む意味で使用している。
また、熱媒体としては、例えば空気等の気体又は水等の液体が使用されるが、これらに限定されるものではない。熱媒体として空気等の気体が使用される場合は、送流手段として、例えば送風機やブロワが使用され、熱媒体として水等の液体が使用される場合は、例えばポンプが使用される。

（作用）
本発明に係る農業用ハウス暖房装置の作用を説明する。なお、ここでは、説明で使用する各構成要件に、後述する実施の形態において各部に付与した符号を対応させて付与するが、この符号は、特許請求の範囲の各請求項に記載した符号と同様に、あくまで内容の理解を容易にするためであって、各構成要件の意味を上記各部に限定するものではない。

農業用ハウス暖房装置は、熱媒体循環装置(2)の配管内で熱媒体を循環させる。併せて、発酵槽(1)において、例えば竹材を破砕しチップ化した竹破砕物や木材を破砕しチップ化した木破砕物及び草を破砕しチップ化した草破砕物を含む被発酵物を発酵させ、さらに給気手段(3)により発酵槽(1)内に空気を送り、発酵を促進して発酵熱を生じさせる。

そして、発酵槽(1)内に設けられた熱交換用配管(20)で熱交換をすることにより、配管内を循環する空気等の熱媒体に発酵熱を取り込み、熱媒体を加温する。なお、熱交換用配管(20)は発酵槽(1)内に配管されており、発酵熱を発生している被発酵物の内部で熱交換を行うので、熱交換は前記従来のものより効率的に行われる。

熱交換用配管(20)において加温された熱媒体は、循環用配管(20)を通って農業用ハウス(9)へ送られて、農業用ハウス(9)内の空気又は栽培用の土壌等を加温し、暖房が行われる。なお、農業用ハウス(9)内に温度センサを設けて、その検出値をもとに、熱媒体を循環させる送流手段(26)をＯＮ／ＯＦＦしたり、熱媒体の流量を調節して、農業用ハウス(9)内の温度を調節することもできる。

また、熱交換用配管(20)が発酵槽(1)内の被発酵物中に配管される所要数の直管部(221)を有しており、各直管部(221)は、発酵槽(1)内の被発酵物又は堆肥から直管部(221)の軸線方向へ抜き取ることができるようにしてある農業用ハウス暖房装置は、被発酵物が堆肥化したときに、発酵槽(1)内の被発酵物又は堆肥(7)から各直管部(221)を抜き取ることにより、それらが邪魔になることがないので、例えば油圧ショベル系掘削機等、効率よく作業ができる作業機を使用して、堆肥をまとめて効率よく取り出すことができる。

発酵槽(1)が分解及び組み立て自在である農業用ハウス暖房装置は、発酵槽(1)を構成する壁板等の構成部品を分解して運搬ができるので、装置の移設が比較的容易にできる。また、発酵槽(1)は様々な大きさや形状の構成部品を用意することで、組み立てる際の自由度を高めることができる。これにより、設置箇所の広さや形状等の各条件に合わせて発酵槽(1)の大きさや形態を変えることができ、例えば農業用ハウスの規模（大きさや面積）に合った好適な暖房能力を有する装置を設置することができる。

前記各農業用ハウス暖房装置(A)を使用し、発酵槽(1)で発酵させる被発酵物として、竹材又は木材を破砕しチップ化した破砕物及び草を破砕しチップ化した草破砕物を含む被発酵物を使用し、農業用ハウスに加温した熱媒体を供給する、農業用ハウスを暖房する方法によれば、竹材又は木材或いは草等の有機廃棄物を有効に活用することができる。特に、農業人口の減少や農業従事者の高齢化により農家が手入れをしなくなった竹林が繁殖して生態系を壊してしまい、伐採しても用途が限られていて処分が困難であるという、いわゆる「竹害」が各地で問題になっているが、竹材をこの方法で大量に利用できるようになれば、竹害の有効な対策となることが期待できる。

本発明は、有機物の発酵熱を利用した農業用ハウス暖房装置において、熱交換用配管が発酵槽内に配管されており、発酵熱を発生している被発酵物の内部で熱交換を行うので、従来のものに比較して槽内で発生する発酵熱をより効率よく利用できる。したがって、比較的小規模の装置でも十分な暖房能力が得られる農業用ハウス暖房装置を提供することができる。

また、熱交換用配管が発酵槽内の被発酵物中に配管される所要数の直管部を有しており、各直管部は、発酵槽内の被発酵物又は堆肥から直管部の軸線方向へ抜き取ることができるようにしてあるものは、各直管部を抜き取ることにより、それらが邪魔にならないので、発酵槽内でつくられた堆肥の取り出し作業を油圧ショベル系掘削機等の作業機を使用して効率よく行うことができる。

本発明に係る農業用ハウス暖房装置の第１実施の形態を示す断面説明図。 図１の農業用ハウス暖房装置を構成する発酵槽の蓋を外した状態の平面視説明図。 図１の農業用ハウス暖房装置を構成する発酵槽の容器を透視した分解斜視説明図。 循環パイプの発酵槽の底部における取付構造を示す一部断面説明図。 発酵槽に使用する給気パイプと循環パイプを一体に吊り上げて取り外している状態を示す断面説明図。 本発明に係る農業用ハウス暖房装置の第２実施の形態を示す断面説明図。 図６の農業用ハウス暖房装置を構成する発酵槽の蓋を外した状態の平面視説明図。

〔実施の形態１〕

本発明を図面に示した実施の形態に基づき詳細に説明する。
図１乃至図５を参照する。
農業用ハウス暖房装置Ａは、図１に示す農業用ハウス９に被発酵物の発酵熱で加温された熱媒体を供給し、熱交換によって農業用ハウス９内の暖房を行うものである。農業用ハウス暖房装置Ａと農業用ハウス９により農業用ハウス装置Ｈ１が構成されている。

農業用ハウス暖房装置Ａは、被発酵物を発酵させる発酵槽１と、熱媒体を循環させる熱媒体循環装置２と、発酵槽１内の被発酵物中に空気を供給する給気装置３とを備えている。
なお、図１では発酵槽１内の被発酵物７も図示している。また、本実施の形態では、熱媒体として空気を使用しているが、水を使用することもできる。その場合は、農業用ハウス９内での熱供給は吹き出しではなく配管等を利用した熱交換により行われる。

発酵槽１は、コンクリート製で正面側と背面側が開放されるよう向かい合わせに設置された壁部材で構成された基台１６を有している。基台１６の上部には、正方形状の底板１３が固定されており、その正面側を除く三辺の縁部には、長方形の板状の背壁１０、側壁１１、１２が立設されている。背壁１０、側壁１１、１２及び底板１３は、表面に防錆メッキを施した鉄板の外面側に断熱塗料を塗布又は吹き付けるか或いは断熱材を張設した構造である。基材として鉄板を使用していることにより、後述するように油圧ショベル系掘削機を使用して発酵室１４（後述）から堆肥を取り出す際にショベルが接触しても容易には壊れない十分な強度を有する。底板１３において側壁１１、１２寄りの二箇所には、排液管１３１が鉛直方向に垂下して設けられている。

そして、背壁１０の対向側（正面側）には、観音開き構造の正面扉１５（図２、図３参照）が設けられている。正面扉１５の各板も前記背壁１０、側壁１１、１２と同様の構造である。前記底板１３、背壁１０、側壁１１、１２及び正面扉１５は、それぞれボルトやヒンジ等の連結具で一体化されており、分解、組み立てが自在にでき、必要に応じて壁の数を調節する等して発酵槽１の大きさや形状を変えることもできる。また、基台１６については、発酵槽１を設置する箇所で適宜固定的につくってもよいし、分解、組み立てが自在な構造とすることもできる。

底板１３より下側の基台１６で囲まれた部分は、作業者が入ることができる作業空間部１６０となっている。底板１３より上方の背壁１０、側壁１１、１２及び正面扉１５で囲まれた空間部は、被発酵物を収容し発酵させる発酵室１４となっている。また、背壁１０、側壁１１、１２及び正面扉１５の上部には、合成樹脂製の被覆シート１７（図１に図示：図３では省略）が被せられ、これにより発酵室１４の上部が塞がれている。

熱媒体循環装置２は、前記発酵槽１内の被発酵物の内部で熱媒体を介した熱交換を行う熱交換用配管２０を有している。熱交換用配管２０は、管体が水平方向へ上下に蛇行する、いわゆる蛇管構造であり、その下部側が前記底板１３に固定されている。熱交換用配管２０の下端部は、底板１３の下側の作業空間部１６０に突出しており、作業空間部１６０に突出している部分より上部側の大部分は、底板１３の上方の発酵室１４内に収まっている。

熱交換用配管２０について、さらに詳しく説明する。
なお、熱交換用配管２０の構成は以下の構成に限定されるものではなく、例えば発酵槽１の形態又は容量等が変わる場合は、それに合わせて、後述するＵ字管２２等の数や長さを適宜変えることにより対応することができる。また、Ｕ字管２２等の数や長さを調節すれば、農業用ハウス９へ送られる空気の温度を調節することもできる。

熱交換用配管２０は、発酵室１４の上部に正面扉１５から背壁１０に向けて一定間隔で平行に配設され、溝形鋼（チャンネル）で形成されたフレーム２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ（以下、フレーム２１〜２１ｅと表記する場合がある）を備えている。フレーム２１〜２１ｅは、断面コ字状に形成されており、開放側を下に向けて長さ方向の両端側が、側壁１１、１２の内面に固定されている支持部材１８、１８ａに載置されている。

フレーム２１〜２１ｅには、それぞれ三本のＵ字管２２が、フレーム２１〜２１ｅの長さ方向に所要の間隔で逆Ｕ字となるように固定されている。各Ｕ字管２２は、フレーム２１〜２１ｅに二本の所要長さの直管部２２１を鉛直方向に貫通させ、上部側の曲管部２２０をフレーム２１〜２１ｅから上方へ突出させるようにして固定されている。さらに、フレーム２１〜２１ｅの長さ方向の両端側には、所要長さの直管２３、２３ａが上端側を一部突出するように固定して鉛直方向に設けられている。

正面扉１５側から視て一方側（図２で右側）の各直管２３は、並設しているフレーム２１、２１ａの各直管２３の上端部同士が着脱自在な曲管２３０で通気ができるように接続されており、フレーム２１ｂ、２１ｃの各直管２３の上端部同士及びフレーム２１ｄ、２１ｅの各直管２３の上端部同士も同様に着脱自在な曲管２３０で通気ができるように接続されている。また、正面扉１５側から視て他方側（図２で左側）の各直管２３ａは、フレーム２１ａ、２１ｂの各直管２３ａの上端部同士及びフレーム２１ｃ、２１ｄの各直管２３ａの上端部同士が着脱自在な曲管２３０で通気ができるように接続されている。

なお、前記曲管２３０による各直管２３の上端部での接続構造及び各直管２３ａの上端部での接続構造は、後述する底板１３の下側での各Ｕ字管２２の各直管部２２１及び各直管２３、２３ａの接続構造と同様であり、ここでは説明を省略する。
そして、最も正面扉１５寄りのフレーム２１の直管２３の上端部には、着脱自在な送気管２３１が接続されており、最も背壁１０寄りのフレーム２１ｅの直管２３の上端部には、着脱自在な排気管２３２が接続されている。送気管２３１と排気管２３２は側壁１１を貫通し、外部へ導出されている。

また、フレーム２１〜２１ｅにおいて、各Ｕ字管２２の間及び長さ方向両端側の各Ｕ字管２２と各直管２３、２３ａの間には、前記給気装置３を構成する所要長さの給気管３０が上端側が一部突出するように固定して鉛直方向に設けられている。給気管３０には、全長に渡り多数の通気孔３００が設けられている。さらに、フレーム２１〜２１ｅにおいて、長さ方向両端側の各Ｕ字管２２と各給気管３０の間には、吊り上げ用のワイヤやフックを掛ける掛け具２４が固定されている。

前記各Ｕ字管２２の直管部２２１及び各直管２３、２３ａは、その下端部が底板１３に設けられている後述する挿通管１３０を貫通し、さらに下方側へ一部が突出する長さに設定されている。また、各給気管３０は、その下端部が底板１３に届いてほぼ接触する長さに設定されている。そして、フレーム２１〜２１ｅに対応する各Ｕ字管２２の各直管部２２１及び各直管２３、２３ａの下端部は、底板１３の下面側において着脱自在な接続管部である曲管２２２により通気自在に接続されている。この接続構造を以下詳細に説明する。

図４を主に参照する。図４は、隣り合うＵ字管２２の直管部２２１同士の接続構造を説明するものであるが、一方側の直管２３とＵ字管２２の直管部２２１又は他方の直管２３ａとＵ字管２２の直管部２２１の接続構造も同様である。
底板１３において、フレーム２１〜２１ｅのそれぞれの前記各Ｕ字管２２の直管部２２１及び各直管２３、２３ａに対応する箇所には、円筒形で所要長さの挿通管１３０が底板１３を貫通して設けられている。挿通管１３０は、底板１３の下面側に突出し、上面側には突出していない。

直管部２２１の下端部の外周面には雄ネジ部２２３が設けられている。雄ネジ部２２３は、フレーム２１〜２１ｅが支持部材１８、１８ａに掛けられて直管部２２１の挿入位置が決まった状態において、挿通管１３０の下端から全体が突出するようになっている。

異なるＵ字管２２の隣り合う直管部２２１は、前記したように曲管２２２で接続されている。曲管２２２の両端側の各直管部（符号省略）の先端には、パッキン２２５が装着されている。また、各直管部の下端寄りの外周面には、Ｃリング等のストッパー２２６が装着されており、このストッパー２２６でスライド量が制限され、各直管部から外れないようにしてあるナット具２２７が嵌装されている。

そして、図４に示すように、曲管２２２の両側のナット具２２７を各直管部２２１の雄ネジ部２２３に螺合し、パッキン２２５を直管部２２１下端部の口縁に密着させるように締め付けることにより、異なるＵ字管２２の隣り合う直管部２２１を密封状態で連通させることができる。
この構造によれば、後述する循環用配管２５から前記送気管２３１に入った空気等の熱媒体は、前記全部のフレーム２１〜２１ｅのそれぞれに固定されているＵ字管２２、曲管２３０、２２２及び直管２３、２３ａを順に通り、排気管２３２から循環用配管２５に戻り循環する。

なお、曲管２２２は、ナット具２２７を緩めれば各直管部２２１から取り外しが自在であり、曲管２２２を取り外すことにより、底板１３から各Ｕ字管２２を上方へ抜き取ることができる。
また、熱媒体循環装置２は、前記熱交換用配管２０の送気管２３１と排気管２３２に接続されている循環用配管２５を備えている。循環用配管２５の経路中には送流手段である送風機２６を備えており、循環用配管２５は、熱媒体を農業用ハウス９内と発酵槽１内の熱交換用配管２０との間で循環させることができる。循環用配管２５等の外気に接する配管は、熱損失を軽減するため、断熱塗料や発泡プラスチック等の断熱材（図示省略）で被覆されている。

循環用配管２５において、送気管２３１につながる配管の先端部には吸込口２５０が設けられ、吸込口２５０は農業用ハウス９内の幅方向中央に位置させてある。また、排気管２３２につながる配管の先端側は二つに分岐し、それぞれの先端部には吹出口２５１、２５２が設けられ、吹出口２５１、２５２は、農業用ハウス９内の幅方向両側に位置させてある。

フレーム２１〜２１ｅにおいて、各Ｕ字管２２の間及び長さ方向両端側の各Ｕ字管２２と各直管２３、２３ａの間に固定されている各給気管３０の上端部には、一端側が送風機２６の排気側に接続されているホース状の給気配管３１の他端側が接続されている。給気配管３１は、前記各給気管３０と共に給気装置３を構成する。給気配管３１は、側壁１１を貫通して発酵室１４内に導入されている（図１参照）。

各給気管３０に供給される空気は、本実施の形態では循環用配管２５で流通する空気の一部を利用するようになっている。なお、給気管３０に空気を送るための専用の送風機を備えることもできる。

（作用）
図１乃至図５を参照して農業用ハウス暖房装置Ａの作用を説明する。なお、本発明に係る農業用ハウス９を暖房する方法についても併せて説明する。
まず、農業用ハウス暖房装置Ａを農業用ハウス９の近くに設置するにあたっては、発酵槽１が分解、組み立てが自在な構造であるので、分解した状態で運搬ができる。したがって、設置する箇所での装置の設置が比較的容易にできる。

また、発酵槽１は組み立てる際の自由度が高く、設置箇所の広さ、形状或いは地面の傾斜等の各条件に合わせて形態を変えることができるので、各条件に柔軟に対応して設置することができる。さらに、農業用ハウス暖房装置Ａを設置した後で、農業用ハウス暖房装置Ａを移設する必要が生じた場合でも、移設が比較的容易にできる。

農業用ハウス暖房装置Ａを運転するにあたっては、まず、発酵槽１の発酵室１４内に竹材を破砕した竹破砕物及び草を破砕した草破砕物を含む被発酵物を入れ、発酵を促進すると共に発酵期間を長くするため十分な糖蜜液（例えばサトウキビの絞り滓を原料とした培養糖蜜液を適当に稀釈したもの）をかける。なお、例えば東北地方以北の竹林の少ない地域においては、竹破砕物の代わりに間伐材等を利用した木破砕物を使用することもでき、竹破砕物と木破砕物を適宜割合で混合することもできる。

竹破砕物と草破砕物は、例えば適当な厚さで層状に交互に重ねて収容するようにしてもよいが、発酵を均等化するには、十分に攪拌混合するのがより好ましい。また、被発酵物は生の状態で入れるのが好ましいが、例えば別の場所で少し発酵させておいたものを利用することもできる。さらに、鶏糞や米ぬか等の発酵促進作用を有する有機廃棄物を適宜混合することもできる。なお、本実施の形態では、前記被発酵物は図１に示すように、発酵室１４の容量の八割程度入れられているが、被発酵物が堆肥化することにより量が減ることを加味して容量いっぱいまで入れることもできる。

前記のように発酵室１４内に被発酵物を収容することによって、熱媒体循環装置２の熱交換用配管２０の各直管部２２１と給気装置３の各給気管３０が被発酵物に埋まる。そして、送風機２６を作動させて、各給気管３０から被発酵物の内部に空気を供給する。このような状態を継続することにより、発酵室１４内の被発酵物は徐々に発酵が進み、発酵熱が発生する。

なお、発酵室１４内での被発酵物の発酵によって水分が出ることがあるが、水分は底板１３の各排液管１３１から外部へ排出される。この水分の排出をより確実に行うために、底板１３に多数の通水小孔を貫通して設けることもできる。

発酵熱の発生により被発酵物の温度が十分な温度（例えば、６０〜７５℃程度）に上がってきたところで、熱交換用配管２０と循環用配管２５内で熱媒体である空気が十分な流通量で循環するように送風機２６の出力を調節して運転する。発酵槽１内に設けられた熱交換用配管２０で熱交換をすることにより、配管内を循環する空気に発酵熱を取り込み、空気を加温する。なお、熱交換用配管２０の各直管部２２１は発酵槽１の発酵室１４内に配管されており、発酵熱を発生している被発酵物の内部で熱交換を行うので、発酵槽１内で発生する発酵熱をより効率よく利用できる。

熱交換用配管２０において加温された空気は、循環用配管２５を通って農業用ハウス９へ送られ、吹出口２５１、２５２から農業用ハウス９内へ吹き出す。また、農業用ハウス９内の空気は、吸込口２５０から吸い込まれ、熱交換用配管２０へ送られる。このように、循環用配管２５は農業用ハウス９を経路の一部として熱媒体である空気を循環させるようになっている。

吹出口２５１、２５２から農業用ハウス９内に吹き出される空気の温度は、配管経路での熱損失等により、通常は３０℃〜３５℃程度になっているが、断熱手段等を利用してさらに高い温度にすることもできる。これにより、農業用ハウス９内の空気が加温され、暖房が行われる。なお、農業用ハウス９内で栽培する作物によっては、循環用配管２５を農業用ハウス９内の栽培用の土壌に埋設することにより、土壌を加温することもできる。

農業用ハウス暖房装置Ａにおいて、前記被発酵物の発酵は、被発酵物の量や外気の温度、湿度等により異なるが、大体において一年間以上持続させることができる。なお、発酵期間を延ばすために糖蜜液等を適宜追加することもある。したがって、冬期において農業用ハウス９を適当な温度で暖房する装置として十分に有用であると共に、暖房が必要な期間が１０月乃至翌年４月までの七ヶ月間とすると、被発酵物である竹チップや木チップをつくり、入替え作業を行うための期間として、五ヶ月間をとることが可能になり、十分なつなぎの期間の確保ができる。

そして、被発酵物が堆肥になると発酵が弱まり、発酵熱の発生も少なくなるので、発酵槽１内の堆肥を新しい被発酵物と入れ替える必要がある。
その際は、まず、作業者が底板１３の下側の作業空間部１６０に入り、作業空間部１６０側に突出している全部の曲管２２２を取り外す。発酵槽１の上部側においては、被覆シート１７を外し、各給気管３０から給気配管３１を取り外し、各曲管２３０を各直管２３から取り外し、そして送気管２３１と排気管２３２を直管２３から取り外す。さらに送気管２３１と排気管２３２については、側壁１１からも取り外すようにする。

次に、車両系クレーン（ユニック車）やクレーン車等のアーム（図示省略）に取り付けた吊り上げワイヤ８をフレーム２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅの掛け具２４に掛け、図５に示すように、フレーム２１〜２１ｅを順に吊り上げて、各Ｕ字管２２の各直管部２２１及び各給気管３０を堆肥７の中から抜き取る。なお、給気管３０と熱交換用配管２０の各直管部２２１がフレーム２１〜２１ｅと共にユニットとして一体に形成されているので、これらを堆肥７から同時に抜き取ることができ、抜き取り作業がより簡単で作業効率が良好である。

このようにして、堆肥７の中に堆肥７を取り出すときの邪魔になるものがない状態にして、正面扉１５を開けて、例えば油圧ショベル系掘削機等、効率よく作業ができる作業機を使用することにより、堆肥７をまとめて効率よく取り出すことができる。そして、得られた堆肥７は、前記のように竹や木又は草等の自然の有機物を主原料としており、有機物の種類が明らかでない堆肥とは違って作物に悪い影響を与える心配がなく安全であり、きわめて有用で効果の高い堆肥となる。
堆肥７を発酵室１４から全部取り出した後は、前記と大体において逆の手順で発酵槽１に熱交換用配管２０と給気管３０を取り付け、熱媒体循環装置２と給気装置３をもとの状態に戻し、発酵室１４内に新たに被発酵物を収容して前記と同様に運転を行う。

図６及び図７を参照する。
農業用ハウス装置Ｈ２を構成する農業用ハウス暖房装置Ｂは、熱媒体循環装置２ａ及び給気装置３ａの構造が前記農業用ハウス暖房装置Ａの熱媒体循環装置２及び給気装置３とは異なっている。なお、図６に示す農業用ハウス暖房装置Ｂの使用形態においては、被発酵物７０は、当初は発酵槽１内のほぼ上限近くまで達する量が収容されており、発酵が進み堆肥化すると、約七割程度まで量が減縮する。

農業用ハウス暖房装置Ｂの熱媒体循環装置２ａは、前記発酵槽１内の被発酵物の内部で熱媒体を介した熱交換を行う熱交換用配管２０ａを有している。熱交換用配管２０ａは、管体が水平方向へ上下に蛇行する、いわゆる蛇管構造であり、その下部側が底板１３に固定されている。熱交換用配管２０ａの下端部は、底板１３の下側の作業空間部１６０に突出しており、作業空間部１６０に突出している部分より上部側の大部分は、底板１３の上方の発酵室１４内に収まっている。

熱交換用配管２０ａについて、さらに詳しく説明する。
なお、熱交換用配管２０ａの構成は以下の構成に限定されるものではなく、例えば発酵槽１の形態又は容量等が変わる場合は、それに合わせて、後述するＵ字管２２ａ等の数や長さを適宜変えることにより対応することができる。また、Ｕ字管２２ａ等の数や長さを調節すれば、農業用ハウス９へ送られる空気の温度を調節することもできる。

熱交換用配管２０ａは、発酵室１４の上部に正面扉１５から背壁１０に向けて一定間隔で平行に配設されており溝形鋼（チャンネル）で形成されたフレーム２１ｆ、２１ｇ、２１ｈ、２１ｉ、２１ｊ、２１ｋ（以下、フレーム２１ｆ〜２１ｋと表記する場合がある）を備えている。フレーム２１ｆ〜２１ｋは、断面コ字状に形成されており、開放側を下に向けて長さ方向の両端側が側壁１１、１２の内面に固定されている支持部材１８、１８ａに載置されている。

フレーム２１ｆ〜２１ｋには、それぞれ四本のＵ字管２２ａが、フレーム２１ｆ〜２１ｋの長さ方向に所要の間隔で逆Ｕ字となるように固定されている。各Ｕ字管２２ａは、フレーム２１ｆ〜２１ｋに二本の所要長さの直管部２２１を鉛直方向に貫通させ、上部側の曲管部２２０をフレーム２１ｆ〜２１ｋから上方へ突出させるようにして固定されている。

正面扉１５側から視て一方側（図６、図７で右端）の各直管部２２１は、並設しているフレーム２１ｆ、２１ｇと、フレーム２１ｈ、２１ｉ、フレーム２１ｊ、２１ｋのそれぞれの下端部同士が着脱自在な曲管２２４によって通気ができるように接続されている。
また、正面扉１５側から視て他方側（図６、図７で左端）の各直管部２２１は、並設しているフレーム２１ｇ、２１ｈと、フレーム２１ｉ、２１ｊのそれぞれの下端部同士がそれぞれ着脱自在な曲管２２４によって通気ができるように接続されている。

同じく図６、図７で左端の各直管部２２１において、最も正面扉１５寄りのフレーム２１ｋの直管部２２１の下端部には、送気管２３１ａが接続されており、最も背壁１０に近いフレーム２１ｆの直管部２２１の下端部には、排気管２３２ａが接続されている。送気管２３１ａ及び排気管２３２ａは、底板１３より下の高さにおいて背壁１０を超えて導出されており、前記農業用ハウス暖房装置Ａと同様に循環用配管２５に接続されている。

また、一本置きの各フレーム２１ｇ、２１ｉ、２１ｋにおいて、各Ｕ字管２２ａの間の三箇所には、給気装置３ａを構成する所要長さの給気管３０ａが上端部を固定して鉛直方向に設けられている。各給気管３０ａの下端側は、底板１３の挿通管１３０を貫通させてあり、後述するように下端部には給気配管３１ａが接続されている。各給気管３０ａには、下端から約２／３の高さまでの範囲で多数の通気孔３００が設けられている。さらに、フレーム２１ｆ〜２１ｋにおいて、長さ方向両端側の各Ｕ字管２２ａと各給気管３０ａの間には、吊り上げ用のワイヤやフックを掛ける掛け具２４が固定されている。

前記各Ｕ字管２２ａの直管部２２１は、その下端部が底板１３に設けられている後述する挿通管１３０を貫通し、さらに下方側へ一部が突出する長さに設定されている。そして、フレーム２１ｆ〜２１ｋに対応する各Ｕ字管２２ａの各直管部２２１の下端部は、底板１３の下面側において着脱自在な接続管部である曲管２２２、２２４により通気自在に接続されている。この接続構造は、前記農業用ハウス暖房装置Ａと同様（図４参照）であるので、構造の詳細については説明を省略する。

また、フレーム２１ｆ〜２１ｋにおいて、各Ｕ字管２２ａの間に固定されている各給気管３０ａの下端部には、一端側が送風機２６の排気側に接続されているホース状の給気配管３１ａの分岐した三本の配管の先端部が接続されている。給気配管３１ａは、前記各給気管３０ａと共に給気装置３ａを構成する。

この構造によれば、循環用配管２５から前記送気管２３１ａに入った空気等の熱媒体は、前記各フレーム２１ｆ〜２１ｋのそれぞれに固定されているＵ字管２２ａ、曲管２２４、２２２を順に通り、排気管２３２ａから循環用配管２５に戻り循環する。
曲管２２２、２２４は、ナット具２２７を緩めれば各直管部２２１から取り外しが自在であり、給気配管３１ａは同様に給気管３０ａから取り外しが自在である。

そして、発酵槽１内の堆肥を新しい被発酵物と入れ替える際は、作業者が底板１３の下側の作業空間部１６０に入り、作業空間部１６０側に突出している各曲管２２２、２２４及び各給気管３０ａから給気配管３１ａを取り外す。発酵槽１の上部側においては、被覆シート１７を外すだけでよい。

次に、前記農業用ハウス暖房装置Ａの場合と同様に、車両系クレーン等のアームに取り付けた吊り上げワイヤをフレーム２１ｆ〜２１ｋの掛け具２４に掛け、フレーム２１ｆ〜２１ｋを順に吊り上げて、各Ｕ字管２２ａの各直管部２２１及び各給気管３０ａを堆肥の中から抜き取る。このようにして、堆肥の中に堆肥を取り出すときの邪魔になるものがない状態にして、正面扉１５を開けて、油圧ショベル系掘削機等の作業機を使用して堆肥をまとめて取り出すことができる。

このように、農業用ハウス暖房装置Ｂは、前記農業用ハウス暖房装置Ａとは相違して、各曲管２３０を各直管２３から取り外し、送気管２３１と排気管２３２を直管２３から取り外し、さらに送気管２３１と排気管２３２を側壁１１から取り外すような余分な手間をかけることなく、より簡単にかつ迅速に、底板１３から各Ｕ字管２２ａ及び各給気管３０ａを上方へ抜き取ることができる。

なお、農業用ハウス暖房装置Ａ及び農業用ハウス暖房装置Ｂは、発酵槽１の部分を鉄道コンテナ、海上コンテナ、航空貨物用コンテナ或いはトラック荷室等の既存の金属製の箱体を利用して製造することもできる。このように、あらかじめ箱体に形成されている各種コンテナ等を利用することにより、農業用ハウス暖房装置を短期間で、しかも安価に製造及び設置することができる。

本明細書で使用している用語と表現は、あくまでも説明上のものであって、なんら限定的なものではなく、本明細書に記述された特徴およびその一部と等価の用語や表現を除外する意図はない。また、本発明の技術思想の範囲内で、種々の変形が可能であるということは言うまでもない。

Ｈ１ 農業用ハウス装置
Ａ 農業用ハウス暖房装置
１ 発酵槽
１０ 背壁
１１、１２ 側壁
１３ 底板
１３０ 挿通管
１３１ 排液管
１４ 発酵室
１５ 正面扉
１６ 基台
１６０ 作業空間部
１７ 被覆シート
１８、１８ａ 支持部材
２ 熱媒体循環装置
２０ 熱交換用配管
２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ フレーム
２２ Ｕ字管
２２０ 曲管部
２２１ 直管部
２２２ 曲管
２２３ 雄ネジ部
２２５ パッキン
２２６ ストッパー
２２７ ナット具
２３、２３ａ 直管
２３０ 曲管
２３１ 送気管
２３２ 排気管
２４ 掛け具
２５ 循環用配管
２５０ 吸込口
２５１、２５２ 吹出口
２６ 送風機
３ 給気装置
３００ 通気孔
３０ 給気管
３１ 給気配管
３２ 給気管
Ｈ２ 農業用ハウス装置
Ｂ 農業用ハウス暖房装置
２ａ 熱媒体循環装置
２０ａ 熱交換用配管
２１ｆ、２１ｇ、２１ｈ、２１ｉ、２１ｊ、２１ｋ フレーム
２２ａ Ｕ字管
２２４ 曲管
２３１ａ 送気管
２３２ａ 排気管
３ａ 給気装置
３０ａ 給気管
３１ａ 給気配管
７ 堆肥
７０ 被発酵物
８ 吊り上げワイヤ
９ 農業用ハウス

Claims (10)

1. 農業用ハウス(9)に発酵熱で加温された熱媒体を供給し、農業用ハウス(9)内の暖房を行う農業用ハウス暖房装置であって、
   発酵槽(1)と、
   熱媒体を循環させる熱媒体循環装置(2)と、
   を備えており、
   前記熱媒体循環装置(2)は、
   前記発酵槽(1)内に配管され、熱交換を行う熱交換用配管(20)と、
   前記発酵槽(1)で熱交換を行った熱媒体を農業用ハウス(9)内に供給し、農業用ハウス(9)内と発酵槽(1)との間で循環させる循環用配管(25)と、
   前記熱媒体を流動させる送流手段(26)と、
   を備えている、
   農業用ハウス暖房装置。
2. 熱交換用配管(20)が発酵槽(1)内の被発酵物中に配管される所要数の直管部(221)を有しており、各直管部(221)が発酵槽(1)内の被発酵物又は堆肥(7)から直管部(221)の軸線方向へ抜き取ることができるようにしてある、
   請求項１記載の農業用ハウス暖房装置。
3. 発酵槽(1)は発酵室(14)を有し、熱交換用配管(20)は蛇管構造で直管部(221)と各直管部(221)を接続する接続管部(222)からなり、接続管部(222)は発酵室(14)の外部に設けられ、接続管部(222)を直管部(221)から取り外すことにより、各直管部(221)を発酵室(14)内の被発酵物又は堆肥(7)から直管部(221)の軸線方向へ抜き取ることができるようにしてある、
   請求項１記載の農業用ハウス暖房装置。
4. 発酵室(14)が底板(13)の上側に設けられ、接続管部(222)が底板(13)の下側に設けられている、
   請求項３記載の農業用ハウス暖房装置。
5. 発酵槽(1)内の被発酵物中に空気を供給する給気管(30)を有する給気手段(3)を備えている、
   請求項１、２、３又は４記載の農業用ハウス暖房装置。
6. 発酵槽(1)が分解及び組み立て自在である、
   請求項１、２、３、４又は５記載の農業用ハウス暖房装置。
7. 発酵槽(1)は壁部(10,11,12,15)と底板(13)を有し、壁部(10,11,12,15)と底板(13)には断熱層が設けられている、
   請求項１、２、３、４、５又は６記載の農業用ハウス暖房装置。
8. 請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の農業用ハウス暖房装置(A)と、
   作物を栽培する農業用ハウス(9)と、
   を備えている、
   農業用ハウス装置。
9. 請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の農業用ハウス暖房装置(A)を使用し、発酵槽(1)で発酵させる被発酵物として、竹材を破砕しチップ化した竹破砕物及び草を破砕しチップ化した草破砕物を含む被発酵物を使用し、農業用ハウス(9)に加温した熱媒体を供給する、
   農業用ハウスを暖房する方法。
10. 請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の農業用ハウス暖房装置(A)を使用し、発酵槽(1)で発酵させる被発酵物として、木材を破砕しチップ化した木破砕物及び草を破砕しチップ化した草破砕物を含む被発酵物を使用し、農業用ハウス(9)に加温した熱媒体を供給する、
    農業用ハウスを暖房する方法。

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