JP2014140329A - 温風暖房機利用の作物環境改善装置 - Google Patents

温風暖房機利用の作物環境改善装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 ハウスにおいて、温風暖房機、炭酸ガス発生機、及びヒートポンプを利用し、作物に最適な生育環境を図る装置を、本出願人が提案する、温風暖房機を中継基地として、ハウス内に、CO2供給と、冷暖気に空調された空気供給を図る。複合農業機械を有効利用する。本発明は、この文装置をさらに発展し、かつ温風暖房機の構造を有効利用する。温風暖房機の稼動時、又は停止時の何れにおいても、通路とファン、及び通路の排出口に設けられたダクトを有効利用し、効率的に、作物にCO2と、ミキシング空気を供給する。
【解決手段】 本発明は、ハウスに、温風暖房機、炭酸ガス発生機、ヒートポンプを設置し、炭酸ガス発生機、及びヒートポンプの各配管を、温風暖房機の吸込口に連繋し、各配管からのCO2、及び/又は、暖冷気を、温風暖房機に送風し、温風暖房機のファン、内部通路、排出口を利用し、排出口に設けたダクトにより、ハウス内に供給可能とする温風暖房機利用の作物環境改善装置。各機械を効率的に活用し、作物環境改善が図れる。
【選択図】 図1

Description

本発明は、例えば、温風暖房機の停止(未稼動)時において、例えば、受入ユニットと、温風暖房機のファンと通路、及び吸込口並びに排出口と、必要により、ハウス内ダクトを利用し、作物環境改善を図る、温風暖房機利用の作物環境改善装置に関する。
ハウスにおいて、温風暖房機、炭酸ガス発生機、及びヒートポンプ(複合農業機械とする)を利用し、作物に最適な生育環境を図る装置としては、本出願人が提案する特開2012−152176号公報の「建屋の空調機」が挙げられる(文献(1))。この発明は、温風暖房機を中継基地として、ハウス内に、CO2供給と、冷暖気に空調された空気(ミキシング空気)供給を図る構造である。従って、複合農業機械を有効利用する。本発明は、この文献(1)をさらに発展し、かつ温風暖房機の構造を有効利用する。例えば、温風暖房機の稼動時、又は停止時の何れにおいても、通路とファンを利用するとともに、通路の排出口に設けられたダクトを有効利用することで、効率的に、作物にCO2と、ミキシング空気を供給する。
また、その他の関連文献として、例えば、実開平7−42604号公報の「ハウス内におけるCO2供給兼暖房装置」が挙げられる(文献(2))。この考案は、煙突の排気ガスを、温風暖房機の吸込口に供給し、通路と排出口よりハウス内に供給する。従って、この考案は、煙突と温風暖房機の組合せである。また、特開昭62−166820号公報の「燃焼排気ガスのCO2を貯留する装置をつけた温風の空調機」が挙げられる(文献(3))。この発明は、人工照明用のエンジンと発電機を備えた空調機において、エンジンの排気ガスと熱交換を介して昇温するとともに、この燃焼ガスを貯留し、必要とする時に、温風発生機に送り、通路と排出口より、ハウスの作物に供給する。従って、この発明は、エンジンと発電機、並びに温風発生機の組合せである。
特開2012−152176号公報 実開平7−42604号公報 特開昭62−166820号公報
本発明は、従来技術(文献(1))の活用であって、複合農業機械として採用される温風暖房機の構造を有効利用する。例えば、温風暖房機の稼動時、又は停止時の何れにおいても、その通路とファンを利用(有効利用)するとともに、通路の排出口に設けられたダクトを利用(有効利用)することで、ハウス内の作物に、CO2と、ミキシング空気(CO2混合空気と、混合暖気、又は混合冷気)を、効率的、かつ確実に供給する。
請求項1〜7は、複合農業機械の温風暖房機の構造を有効利用する。例えば、温風暖房機の稼動時、又は停止時の何れにおいても、炭酸ガス発生機で生成されるCO2、及び/又は、ヒートポンプで生成される暖冷気(暖冷空気)を、温風暖房機の通路とファンを利用し、かつ通路の排出口に設けた、ハウス内に配備したダクトを利用することで、温風暖房機の稼動時、又は停止時の何れにおいても、ハウスの戻り空気(受入ユニットへの戻り空気)と、炭酸ガス発生機で生成されるCO2、及び/又は、ヒートポンプで生成される暖冷気を混合し、ハウス内の作物に、CO2混合空気、及び/又は、混合暖気、混合冷気を、効率的、かつ確実に供給する。
請求項1は、ハウスに、温風暖房機、及び炭酸ガス発生機、並びにヒートポンプを、それぞれ設置し、この炭酸ガス発生機、及びヒートポンプに、それぞれ設けた配管を、前記温風暖房機の吸込口に連繋し、この各配管からのCO2、及び/又は、暖冷気を、前記温風暖房機に送風し、この温風暖房機のファン、内部通路、並びに排出口を利用し、この排出口に設けたダクトにより、前記ハウス内に供給可能とする構成とした温風暖房機利用の作物環境改善装置である。
請求項2は、前記炭酸ガス発生機、及び前記ヒートポンプに、それぞれ設けた配管を、前記温風暖房機の吸込口に連繋する構造が、前記温風暖房機の四周側面隠蔽用の受入ユニットとする構成とした、請求項1に記載の温風暖房機利用の作物環境改善装置である。
請求項3は、前記温風暖房機の吸込口が、前記受入ユニットに開口する構成とした、請求項1に記載の温風暖房機利用の作物環境改善装置である。
請求項4は、前記炭酸ガス発生機、及び前記ヒートポンプの稼動と、前記温風暖房機の稼動を、個別稼動制御するか、連動稼動制御するか、を選択可能とする構成とした、請求項1に記載の温風暖房機利用の作物環境改善装置である。
請求項5は、前記温風暖房機の四周側面隠蔽用の受入ユニットに、前記炭酸ガス発生機、及び前記ヒートポンプに、それぞれ設けた配管を接続する構成とした、請求項2に記載の温風暖房機利用の作物環境改善装置である。
請求項6は、前記温風暖房機の四周側面隠蔽用の受入ユニットは、この四周側面に立設した四本の縦杆と、この縦杆に支持する四本の横杆、及びジョイント具、並びにカバーでなる構成とした、請求項2に記載の温風暖房機利用の作物環境改善装置である。
請求項7は、前記温風暖房機の四周側面隠蔽用の受入ユニットに、このユニットの天井を覆うカバーを設置する構成とした、請求項2に記載の温風暖房機利用の作物環境改善装置である。
請求項1の発明は、ハウスに、温風暖房機、及び炭酸ガス発生機、並びにヒートポンプを、それぞれ設置し、炭酸ガス発生機、ヒートポンプの配管を、温風暖房機の吸込口に連繋し、各配管からのCO2、及び/又は、暖冷気を、温風暖房機のファン、内部通路、並びに排出口と、排出口に設けたダクトにより、ハウス内に供給可能とする構成としたので、温風暖房機の稼動時、又は停止時の何れにおいても、ハウスの戻り空気と、炭酸ガス発生機で生成されるCO2、及び/又は、ヒートポンプで生成される暖冷気を混合し、ハウス内の作物に、CO2混合空気、及び/又は、混合暖気、混合冷気を、効率的、かつ確実に供給できる等の特徴がある。
請求項2の発明は、炭酸ガス発生機、及びヒートポンプの配管を、温風暖房機の吸込口に連繋する構造が、温風暖房機の四周側面隠蔽用の受入ユニットであり、現場で組付けできることと、従来の複合農業機械にも設置できる等の特徴がある。また、四周側面隠蔽用の受入ユニットであり、ファンへの負担軽減と、省電力化、並びにハウス内空気とのミキシング調整が可能となる等の特徴がある。
請求項3の発明は、温風暖房機の吸込口が、受入ユニットに開口し、CO2、及び/又は、暖冷気を、温風暖房機を介して、ハウスの作物、及び/又は、果実に提供できる等の特徴がある。
請求項4の発明は、炭酸ガス発生機、及びヒートポンプの稼動と、温風暖房機の稼動を、個別稼動制御するか、連動稼動制御するか、を選択可能とする構成であり、炭酸ガス発生機で生成されるCO2、及び/又は、ヒートポンプで生成される暖冷気を、適宜、選択できる特徴がある。
請求項5の発明は、温風暖房機の四周側面隠蔽用の受入ユニットに、炭酸ガス発生機、及びヒートポンプに、それぞれ設けた配管を接続する構成であり、現場で組付けできることと、従来の複合農業機械にも設置できる等の特徴がある。
請求項6の発明は、温風暖房機の四周側面隠蔽用の受入ユニットは、四周側面に立設した四本の縦杆と、縦杆に支持する四本の横杆、及びジョイント具、並びにカバーでなる構成であり、現場で組付けできることと、従来の複合農業機械にも設置できる等の特徴がある。
請求項7の発明は、温風暖房機の四周側面隠蔽用の受入ユニットに、ユニットの天井を覆うカバーを設置する構成であり、炭酸ガス発生機で生成されるCO2、及び/又は、ヒートポンプで生成される暖冷気を、有効利用できる特徴がある。
ハウス内に温風暖房機を、ハウス外に炭酸ガス発生機、及びヒートポンプを、それぞれ設置した一例を示す縮尺概念図 温風暖房機の一例を示す一部欠截の正面図 温風暖房機の一例を示す一部欠截の背面図 温風暖房機の一例を示す平面図 温風暖房機と炭酸ガス発生機の関係の一例を示す正面図 温風暖房機と炭酸ガス発生機の関係の一例を示す背面図 温風暖房機と炭酸ガス発生機の関係の一例を示す平面図 温風暖房機とヒートポンプの関係の一例を示す正面図 温風暖房機とヒートポンプの関係の一例を示す背面図 温風暖房機とヒートポンプの関係の一例を示す平面図 温風暖房機が稼動中において、炭酸ガス発生機、及びヒートポンプが連動稼動制御を示すフローチャートである 温風暖房機が稼動中において、炭酸ガス発生機の、個別稼動制御を示すフローチャートである 温風暖房機が稼動中において、ヒートポンプの、個別稼動制御を示すフローチャートである
本発明では、図1に示した一例の如く、ハウスA内に、温風暖房機Bを、炭酸ガス発生機C、及びヒートポンプDの室内機7(室外機「言葉のみ図示する」)を、それぞれ設置する。
図3−1〜図3−3に示した温風暖房機Bは、ハウスAの妻面A1内方近傍に設けられており、その暖房機本体1内に、重油を燃料とするバーナ100と、このバーナ100が設置される釜101、及び空気通路102(CO2混合空気、及び/又は、混合暖気、混合冷気、或いはハウスAの空気等の空気通路)と、上部に一個、又は複数の吸込口103(後述する受入ユニット2に開口する)、並びに通路102に繋がる、ハウスAに向かって開口する一個、又は複数の排出口104を有する。従って、後述する、炭酸ガス発生機C、及びヒートポンプDの室内機7に設けた第一・第二配管6、8を介して、受入ユニット2(ミキシングエリアE)に導入されたCO2、及び/又は、暖冷気は、ハウスAからの戻り空気等とミキシングされて、CO2混合空気、及び/又は、混合暖気、混合冷気、或いは、ストレートなハウスAの戻り空気となり、吸込口103から通路102に導入される。その後、CO2混合空気、及び/又は、混合暖気、混合冷気、或いはハウスAの戻り空気等は、排出口104よりダクトFに到る。また、炭酸ガス発生機Cでは、通路102において釜101との熱交換を介して、昇温された後、排出口104から、ダクト2に排気(給気)される使用状態もあり得る。また、図3−1の如く、炭酸ガス発生機Cと、第一配管6は、簡易形として、連結しない構造も可能であり、既設の炭酸ガス発生機Cを利用することも可能であり、重宝する(他のヒートポンプDも同じ)。
この受入ユニット2は、温風暖房機Bの四周側面B1隠蔽用であって、例えば、四周B1側面に立設した四本の縦杆200(縦枠)と、この縦杆200に支持する四本の横杆201(横枠)、又はジョイント具202で、枠組構成し、この枠組の周辺を隠蔽するビニール製のカバー203(遮蔽カバー等のカバー)でなり、現場組付けを主体とする。例えば、縦杆200を立設し、この縦杆200に横杆201をジョイント具202により、枠組みした後、その周辺にカバー203を取付けて構成する。尚、図示の如く、カバー203は、温風暖房機Bの上部、即ち、排出口104の上側で、バーナ100を塞がない構造とする(バーナ100を視認でき、かつ操作ができることを意図する)。この図示は一例であり、必要により、枠組みした後、その周辺と、天井の全部(ハウスA内空気導入用開口を設ける)、又はその一部にカバー203を取付ける構成も可能である。また、図示しないが、受入ユニット2は、予め、縦杆200と横杆201をジョイント具202で、一体化し、かつカバー203を取付けた構造、一体化した構造であって、かつ折畳形状等も可能である。この受入ユニット2(カバー203)には、接続用の開口3が複数個設けられたおり、例えば、開口3は、温風暖房機Bの吸込口103上方に位置する箇所とし、後述する、CO2混合空気、及び/又は、混合暖冷気を、温風暖房機Bの吸込口103に、確実に供給する。また、図示しないが、温風暖房機Bの上部を、カバー203で覆うことで、このCO2、及び/又は、暖冷気と、ハウスA内空気のミキシングの区画されたミキシングエリアEを確保するとともに、ハウスAの戻り空気と、CO2、及び/又は、暖冷気の混合の効率化、促進を図る。この例では、ミキシングエリアEの上下であって、カバー203と、温風暖房機Bの四周側面B1との間は、隙間B3が形成されている。この隙間B3は、ハウスAの空気を、ミキシングエリアEに取込み、受け入れたCO2、又は暖冷気とのミキシングを図る。また、この隙間B2を設けることで、後述するファン105に負担を掛けることなく、CO2混合空気、及び/又は、混合暖冷気として、温風暖房機Bに取込み、かつハウスAの複数本のダクトFに送込む構造である。また、このカバー203の天井を開放し、負担軽減を図る他の理由は、例えば、棚下栽培において、棚下にCO2混合空気、及び/又は、混合暖冷気を、ダクト送風しない方式(ダクトレス方式)に適することである。尚、図示しないが、カバー203は、空気の流れが可能なネット等の素材も採用できる。
図3−1〜図3−2に示した炭酸ガス発生装置Cは、ハウスAの妻面A1内方近傍に、かつ温風暖房機Bに併設するように設けられており、この炭酸ガス発生装置Cは、缶体5と、この缶体5に設けたバーナ501と、図示しない燃焼釜、ファン、吸込開口502、並びに吹出開口503等を有してあり、燃焼釜で生成されたCO2を、吸込開口502より吸込んだ外気とミキシング、及び/又は、冷却し、ファン(図示しない)を利用し、吹出開口503に到らしめる。この吹出開口503に、第一配管6の一方端を接続する。そして、この第一配管5の他方端は、受入ユニット2の開口3に接続する。従って、炭酸ガス発生装置Cで生成されたCO2は、第一配管6と開口3を経由し、ミキシングエリアEに供給される。このミキシングエリアEのCO2は、ハウスA内気とミキシングされ、CO2を含んだ混合空気(CO2混合空気)が生成される。CO2混合空気は、ファン105の吸引力で、吸込口103より温風暖房機B内に至る。この温風暖房機Bに導入されたCO2混合空気は、通路102を通過し、その排出口104に到った後、この排気口103に連設されている多数本のダクトFから、ハウスA内の作物に供給される。光合成に役立ち、かつ作物、及び/又は、果実の生長を促す利点がある。
図3−1〜図3−2に示したヒートポンプDの室内機7は、ハウスAの妻面A1内方近傍に、かつ温風暖房機Bに併設するように設けられており、図示しない室外機は、ハウスA外側に設けられる。この室内機7は、暖房サイクルと冷房サイクルを切換え、図示しない、熱交換器を介して、暖気、又は冷気を生成する。この室内機7に設けた吹出開口700に、第二配管8の一方端を接続する。そして、この第二配管8の他方端は、受入ユニット2の開口3に接続する。従って、室内機7で生成された冷気、又は温気は、第二配管8と開口3を経由し、ミキシングエリアEに供給される。このミキシングエリアEの冷気、又は温気は、ハウスA内気とミキシングされ、混合暖気、又は混合冷気が生成される。混合暖気、又は混合冷気は、ファン105の吸引力で、吸込口103より温風暖房機B内に至る。この温風暖房機Bに導入された混合暖気、又は混合冷気は、通路102を通過し、その排出口104に到った後、この排気口103に連設されている多数本のダクトFから、ハウスA内の作物に供給される。作物の雰囲気温度の生成に役立ち、かつ作物、及び/又は、果実の生長を促す利点がある。
図5−1の状況では、温風暖房機Bに装備したファン105を稼動し、炭酸ガス発生機Cで生成したCO2、及びヒートポンプDで変換した暖冷気を、ハウスAに供給する一例である。温風暖房機Bのファン105が稼動中において、炭酸ガス発生機CからのCO2、及びヒートポンプDからの暖冷気が、第一配管6と第二配管8を経由し、受入ユニット2のミキシングエリアEに到り、ミキシングエリアEに開口する吸込口103より通路102を経由し、その排出口104からダクトFに到るフローチャートを示している。スタート(ST−1)→ハウス内に設置したセンサ、又はタイマ等の手段(ST−2)で指令があり、温風暖房機Bのファン105がON(稼動中)で、炭酸ガス発生機CがONし、かつヒートポンプDがONした状態(ST−3a〜3c)では、CO2、及び暖冷気が、受入ユニット2のミキシングエリアE(ST−4)に到る。ミキシングエリアEにおいて、ハウスAの空気と混合し、CO2混合空気、及び混合暖気、又は混合冷気が生成される(ST−5)。CO2混合空気、及び混合暖気、又は混合冷気は、吸込口103→通路102→排出口104→ダクトFを経由して、ダクトFの孔(図示せず)より、CO2混合空気、及び混合暖気、又は混合冷気を、供給、及び暖冷房を図って、環境設定する(ST−6)。尚、センサ、又はタイマ等の手段(ST−2)で指令があり、温風暖房機Bのファン105がOFF(停止中)で、炭酸ガス発生機CがOFFし、かつヒートポンプDがOFFした状態(ST−3aa〜3cc)では、それぞれ終了である。
図5−2の状況では、温風暖房機Bに装備したファン105を稼動し、炭酸ガス発生機Cで生成したCO2を、ハウスAに供給する一例である。ヒートポンプDは、OFFの状態とする(ST−30cc)。温風暖房機Bのファン105が稼動中において、炭酸ガス発生機CからのCO2が、第一配管6を経由し、受入ユニット2のミキシングエリアEに到り、ミキシングエリアEに開口する吸込口103より通路102を経由し、その排出口104からダクトFに到るフローチャートを示している。スタート(ST−10)→ハウス内に設置したセンサ、又はタイマ等の手段(ST−20)で指令があり、温風暖房機Bのファン105がON(稼動中)で、炭酸ガス発生機CがONした状態(ST−30a、30b)では、CO2が、受入ユニット2のミキシングエリアE(ST−40)に到る。ミキシングエリアEにおいて、ハウスAの空気と混合し、CO2混合空気が生成される(ST−50)。CO2混合空気は、吸込口103→通路102→排出口104→ダクトFを経由して、ダクトFの孔(図示せず)より、CO2混合空気を供給し、環境設定する(ST−60)。尚、センサ、又はタイマ等の手段(ST−20)で指令があり、温風暖房機Bのファン105がOFF(停止中)で、炭酸ガス発生機CがOFFした状態(ST−30aa〜30cc)では、それぞれ終了である。
図5−3の状況では、温風暖房機Bに装備したファン105を稼動し、ヒートポンプDで生成した暖気、又は冷気を、ハウスAに供給する一例である。炭酸ガス発生機Cは、OFFの状態とする(ST−300bb)。温風暖房機Bのファン105が稼動中において、炭酸ガス発生機CからのCO2が、第二配管8を経由し、受入ユニット2のミキシングエリアEに到り、ミキシングエリアEに開口する吸込口103より通路102を経由し、その排出口104からダクトFに到るフローチャートを示している。スタート(ST−100)→ハウス内に設置したセンサ、又はタイマ等の手段(ST−200)で指令があり、温風暖房機Bのファン105がON(稼動中)で、ヒートポンプDがONした状態(ST−300a、300c)では、CO2が、受入ユニット2のミキシングエリアE(ST−40)に到る。ミキシングエリアEにおいて、ハウスAの空気と混合し、混合暖気、又は混合冷気が生成される(ST−500)。混合暖気、又は混合冷気は、吸込口103→通路102→排出口104→ダクトFを経由して、ダクトFの孔(図示せず)より、混合暖気、又は混合冷気を供給し、環境設定する(ST−600)。尚、センサ、又はタイマ等の手段(ST−200)で指令があり、温風暖房機Bのファン105がOFF(停止中)で、ヒートポンプDがOFFした状態(ST−300aa〜300cc)では、それぞれ終了である。ピートポンプDの稼動では、ハウスAの戻り空気(ミキシングエリアEにおける混合)の除湿を図ることも可能である。
A ハウス
A1 妻面
B 温風暖房機
B1 四周側面
C 炭酸ガス発生装置
D ヒートポンプ
E ミキシングエリア
F ダクト
1 本体
100 バーナ
101 釜
102 通路
103 吸込口
104 排出口
105 ファン
2 受入ユニット
200 縦杆
201 横杆
202 ジョイント具
203 カバー
3 開口
5 缶体
501 バーナ
502 吸込開口
503 吹出開口
6 第一配管
7 室内機
700 吹出開口
8 第二配管

Claims (7)

  1. ハウスに、温風暖房機、及び炭酸ガス発生機、並びにヒートポンプを、それぞれ設置し、この炭酸ガス発生機、及びヒートポンプに、それぞれ設けた配管を、前記温風暖房機の吸込口に連繋し、この各配管からのCO2、及び/又は、暖冷気を、前記温風暖房機に送風し、この温風暖房機のファン、内部通路、並びに排出口を利用し、この排出口に設けたダクトにより、前記ハウス内に供給可能とする構成とした温風暖房機利用の作物環境改善装置。
  2. 前記炭酸ガス発生機、及び前記ヒートポンプに、それぞれ設けた配管を、前記温風暖房機の吸込口に連繋する構造が、前記温風暖房機の四周側面隠蔽用の受入ユニットとする構成とした、請求項1に記載の温風暖房機利用の作物環境改善装置。
  3. 前記温風暖房機の吸込口が、前記受入ユニットに開口する構成とした、請求項1に記載の温風暖房機利用の作物環境改善装置。
  4. 前記炭酸ガス発生機、及び前記ヒートポンプの稼動と、前記温風暖房機の稼動を、個別稼動制御するか、連動稼動制御するか、を選択可能とする構成とした、請求項1に記載の温風暖房機利用の作物環境改善装置。
  5. 前記温風暖房機の四周側面隠蔽用の受入ユニットに、前記炭酸ガス発生機、及び前記ヒートポンプに、それぞれ設けた配管を接続する構成とした、請求項2に記載の温風暖房機利用の作物環境改善装置。
  6. 前記温風暖房機の四周側面隠蔽用の受入ユニットは、この四周側面に立設した四本の縦杆と、この縦杆に支持する四本の横杆、及びジョイント具、並びにカバーでなる構成とした、請求項2に記載の温風暖房機利用の作物環境改善装置。
  7. 前記温風暖房機の四周側面隠蔽用の受入ユニットに、このユニットの天井を覆うカバーを設置する構成とした、請求項2に記載の温風暖房機利用の作物環境改善装置。
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