JP2018161079A

JP2018161079A - 畜舎

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Publication number: JP2018161079A
Application number: JP2017059809A
Authority: JP
Inventors: 裕馬下田; Yuma Shimoda; 納村　和美; Kazumi Nomura; 和美納村; 清水　巧治; Koji Shimizu; 巧治清水
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-03-24
Filing date: 2017-03-24
Publication date: 2018-10-18
Anticipated expiration: 2037-03-24
Also published as: JP6865376B2

Abstract

【課題】牛の第１胃は発熱量が高いため、牛は寒さには比較的強いものの、夏季の暑い時期には、ストレスが高くなり、搾乳量が減少する。牛にとって快適な牛舎の提供が夏季の搾乳量の減少を抑制する。【解決手段】長方形の床面と、前記床面の長辺側に設けられた一対の側壁と、前記床面の短辺側に設けられた一対の端壁と、前記側壁と前記端壁との上方に配置された屋根を有し、前記一対の側壁の第１側壁には、前記端壁の長さ以上に渡って、隣接する送風機のファンの直径以下の間隔で排出方向にプル側送風機が並設され、前記一対の側壁の第２側壁には、側壁の高さ方向に移動可能に配置されたプッシュ側送風機が配設され、前記プッシュ側送風機の間には、貫通孔が設けられていることを特徴とする畜舎。【選択図】図１

Description

本発明は、牛舎を初め、鶏舎や豚舎に利用することのできる畜舎に関するものであり、畜舎内の換気をプッシュプル換気で行う畜舎に係るものである。

酪農では、暑い夏季になると雌牛の受胎率が低下し、また出産後の雌牛も暑熱ストレスが起因し、搾乳量が減少する問題があった。この問題に対しては、牛の生活する牛舎の環境を快適なものにするという観点でいくつかの提案がされている。

特許文献１には、長方形の床面を有する畜舎の長辺側の一方の側壁にプル側送風機を並設し、他方の側壁にプッシュ側送風機を並設し、プッシュ側送風機の間には貫通孔が設けられる畜舎が開示されている。

しかしながら、プッシュ側若しくはプル側の送風機を移動可能に設置する点についての開示は特許文献１にはない。

畜舎において、送風機を移動可能に設置する点については、例えば特許文献２に例示されている。特許文献２では、Ｌ字状のフレームに扇風機を固定し、それを畜舎の梁に掛止するように構成したものである。扇風機は梁上の掛止位置を変えることで、梁に沿って移動可能にすることができる。

なお、暑熱対策を、牛側に立脚した見方から、乳牛の体感温度を暑熱対策の尺度とする見方がある。しかし、体感温度とは、単に気温だけではなく、同じ気温であっても、風や湿度の影響で気温の感じ方が異なるということを表すものである。

そこで、不快指数（温湿度指数）（ＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＨｕｍｉｄｉｔｙＩｎｄｅｘ：以後「ＴＨＩ」と呼ぶ。）というものが提案されている（非特許文献１）。ＴＨＩは（１）式のように定義されている。

なお、ここでＴは気温（℃）であり、Ｈは相対湿度（％）である。

特開２０１５−０６２４０４号公報実公昭６１−０２８９８２号公報

暑熱ストレスを察知して乳量・受胎率低下を防ぐ温湿度指数（ＴＨＩ）を用いた暑熱対策ＪＦＣ日本政策金融公庫農林水産事業技術の窓Ｎｏ．１９１０Ｈ２５．４．２５ＵＲＬ（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｊｆｃ．ｇｏ．ｊｐ／ｎ／ｆｉｎａｎｃｅ／ｋｅｉｅｉ／ｐｄｆ／１９１０．ｐｄｆ）

特許文献１は、畜舎内に均一な風の流れを発生させることができる点で優れていた。しかし、畜舎内が常に収容可能頭数で満たされているわけではない。例えば、出荷と入れ替えの時期には、畜舎に空きのスペースができる。そのような空間にも、均一な風の流れを作るのは、経費の無駄になるという課題があった。すなわち、畜舎の一部だけで、均一な風の流れを発生させる要求が生じた。

また、牛は反芻を含む休息時間を１２時間程度とるが、その間は、横臥姿勢でいる場合が多く、したがって、体は地面に近い位置にある。そのような場合は、畜舎の高さ方向全体に渡って、均一な風の流れは必要なく、地面に近い位置で均一な風の流れがあればよい。一方、摂餌の際は、立ち姿勢をとるので、足元よりも高い位置に均一な風の流れがあればよい。

また、気温が十分に低い場合は、プッシュ側の送風機の近傍は牛が忌避する傾向があり、そのような個体は、搾乳量も減少することがあった。これはおそらくコールドストレスによるものと考えられた。

このように、特許文献１に係る畜舎においては、部分的な使用および、牛の姿勢に応じた運転と言う観点からは十分なものとはいえなかった。

本発明はこのような状況に鑑み、プッシュ・プル型送風を行う畜舎において、より細かい運転が可能になる畜舎を提供する。

上記の課題を解決するために、本発明では、畜舎全体に一様流とも言える均一な空気の流れを作ることができるプッシュプル換気を行う。また、温度と湿度だけを考慮したＴＨＩ制御ではなく、空気の流れも考慮したＴＨＩ制御に基づいて畜舎に流れる均一な空気の流れの強さを制御する。これにより、畜舎内の牛の体感温度を下げることができ、搾乳量の低減を抑制することができる。

より具体的には、本発明に係る畜舎は、
長方形の床面と、
前記床面の長辺側に設けられた一対の側壁と、
前記床面の短辺側に設けられた一対の端壁と、
前記側壁と前記端壁との上方に配置された屋根を有し、
前記一対の側壁の第１側壁には、前記端壁の長さ以上に渡って、隣接する送風機のファンの直径以下の間隔で排出方向にプル側送風機が並設され、
前記一対の側壁の第２側壁には、側壁の高さ方向に移動可能に配置されたプッシュ側送風機が配設され、前記プッシュ側送風機の間には、貫通孔が設けられていることを特徴とする。

本発明の畜舎は、長方形の対向する長辺部分に設けられた側壁間でプッシュプル換気を行うので、一様流とも言える均一な空気の流れを生じさせることができる。また、プッシュ側送風機は、高さ方向に移動可能に配置されているので、牛の姿勢や、温度湿度といった環境指数（例えばＴＨＩ指数）に応じて均一な風の流れを作る高さを変更することができる。

また、プッシュ側送風機が畜舎の側壁に沿って移動可能に配置されていれば、畜舎の一部だけを使用し、使用しない部分のファンは停止させておくことができる。

また、プッシュ側の送風機の配置間隔は、プル側送風機の配置間隔より長くてよい。したがって、プッシュ側送風機の数は、プル側送風機の数より少なく、初期の設備負担が少なくてよい。

また、このように部分的な使用であっても、畜舎内に十分均一な風の流れを作ることができ、畜舎内のアンモニアや二酸化炭素の蓄積を解消することができる。さらに、均一な空気の流れは、サシバエ等の害虫が畜舎内にとどまることを抑制する。これによりサシバエが牛を刺すことが軽減され、牛へのストレスも軽減されるため搾乳量の減少を抑えることができる。また、畜舎を閉鎖型とするので、鳥などの害獣の侵入を防止できる。

これらの効果によって、実際に夏季においても受胎率を向上させ、また夏季に落ち込むと言われる搾乳量も、減少させることを抑制し維持させることができている。

本発明に係る畜舎（牛舎）の外観斜視図である。牛舎の短辺側の端壁を表す図である。牛舎の長辺側の側壁（プル側側壁）およびその拡大図である。牛舎に用いる送風機の一例を示す図である。牛舎の長辺側の側壁（プッシュ側側壁）およびその拡大図である。プッシュ側送風機の配置を例示する図である。プッシュ側送風機の配置の変化例を示す図である。制御系の接続関係を示す図である。メインフローを示すフロー図である。外部要求処理のフローを示す図である。デマンド制御およびパラメータ設定のフローを示す図である。手動モード動作のフローを示す図である。各種センサ処理のフローを示す図である。ＴＨＩを求めるフローを示す図である。ＴＨＩ制御モードのフローを示す図である。細霧冷却ポンプ運転モードのフローを示す図である。給餌モードのフローを示す図である。最低換気モードのフローを示す図である。

以下に本発明に係る畜舎について図面を参照しながら説明を行う。なお、以下の説明は本発明に係る畜舎の一実施形態の説明であり、これに限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、以下の実施形態は変更することができる。なお、以下の説明においては、畜舎を牛舎として説明を行う。しかし、本発明の畜舎は特に牛舎に限定されるものはなく、鶏舎、豚舎にも適用することができる。

図１に本発明に係る畜舎（牛舎）１の斜視図を示す。また、図２には、牛舎１の短辺方向の側面図を示す。また、図３には、牛舎１において、後述するプル側送風機が設けられた側面（以後「プル側側壁」と呼ぶ。）の図とその一部拡大図を示す。また、図５には、牛舎１において、後述するプッシュ側送風機が設けられた側面（以後「プッシュ側側壁」と呼ぶ。）の図とその一部拡大図を示す。

図１を参照する。牛舎１は、長方形の床面１０と、床面１０の短辺側に設けられた端壁１２ａ、１２ｂ（いずれか若しくは両方を「端壁１２」とも呼ぶ。）と、床面１０の長辺側に設けられたプル側側壁１４ａとプッシュ側側壁１４ｂ（両方をまとめて「側壁１４」とも呼ぶ。）と、屋根１６によって形成される。

床面１０は、長方形の形状をしている。ただし、正方形を排除するものではない。牛舎を建設する土地の都合により、多少のゆがみはあってもよい。ここで「ゆがみ」とは、各辺が完全な直線でない若しくは、各辺をなす角度が９０度からずれるという状況を含む。しかし、牛舎１は、舎内に均一な空気の流れを発生させることで、牛にとっての快適性を確保するものであるので、均一な空気の流れを阻害するほど、ゆがんでしまうのは好ましくない。

床面１０の仕上がりは特に限定されるものではなく、多少の盛り土がされていてもよい。ただし、盛り土も、後述する均一な空気の流れを阻害するほど、凸凹ができるものは好ましくない。

側壁１４は、長方形の床面１０の対向する長辺に設けられる。一方の側壁がプル側側壁１４ａであり、他方の側壁がプッシュ側側壁１４ｂとなる。それぞれの側壁１４には、後述する送風機と貫通孔が設けられる。

図２を参照して、端壁１２ａと１２ｂは、長方形の床面１０の対向する短辺に設けられる。ここには、開閉扉１３ａ、１３ｂが設けられる。開閉扉１３ａ、１３ｂは、牛舎１への牛の出入りや、作業車両若しくは作業者の出入りのために利用される。通常、この開閉扉１３ａ、１３ｂは、閉じておくのが望ましい。端壁１２ａ、１２ｂに開口部があると、牛舎１内に発生させる均一な空気の流れを乱す原因になるからである。

再び、図１を参照して、屋根１６は、牛舎１内の均一な空気の流れを作る空間を形成する一部であるので、空気の流れを阻害しない程度の天井の平坦さを有するのが望ましい。屋根１６が直接天井となる場合は、屋根１６はフラットに近い方が望ましい。形状は、特に限定されるものではなく、切妻屋根、寄棟屋根など自由に利用してよい。切妻屋根で、屋根１６の傾斜が１寸勾配（５．７度）のものが好適に利用することができる。なお、寒冷地では積雪防止及び屋根１６の強度の観点から、２寸勾配（１１．４度）であってもよい。また、勾配がこれ以上あっても、牛舎１内にバッフルと呼ばれる導風幕を張ることで、天井を形成することなく、空気の流れを均一にすることができる。

図３（ａ）には、プル側側壁１４ａの正面図を示し、図３（ｂ）には、一部拡大図を示す。プル側側壁１４ａには、貫通孔１４ａｈが形成されている。貫通孔１４ａｈは、側壁一杯に広がる１つの貫通孔であってもよいし、複数の貫通孔が設けられていても良い。この貫通孔１４ａｈには、後述する送風機２０ａが設置される。また、貫通孔１４ａｈは、側壁１４ａ若しくは壁部材（側壁を形成するボード状の材料）を形成してから穿設してもよいし、凹状の切り込みが形成された壁部材を組み合わせて設けられた側壁１４ａの孔であってもよい。

プル側側壁１４ａに設けられる貫通孔１４ａｈには、送風機２０ａが、設置される。プル側側壁１４ａに配置された送風機２０ａは、牛舎１内部から外部に向けて空気を流す送風機である。これをプル側送風機２０ａと呼んでもよい。送風機２０ａの配置は、隣接する送風機２０ａ同士が等間隔になるように配置するのが望ましい。また、隣接する送風機２０ａ同士の間隔は、使用するファンの直径以内の距離であるのが望ましい。

均一な空気の流れを作るためには、隣接する送風機２０ａ同士の間隔が開きすぎていては、空気が流れない空間ができてしまうからである。ただし、後述するように、上記の条件を満たしていなくとも、均一な空気の流れを作ることができる態様を排除しない。

図４には、１台の送風機２０の例を示す。図４（ａ）は側面視、図４（ｂ）は平面視である。送風機２０は１１２０ｍｍ×１１２０ｍｍの大きさであり、幅２０ｗおよび高さ２０ｈとも同じ寸法である。ファンの直径２０ｄは、１０００ｍｍの大きさを有する。送風機２０の前面２０ｆと後面２０ｒには、ワイヤで形成された羽根ガードが設けられている。空気は前面２０ｆから入り、後面２０ｒから吹き出される。図４で例示した送風機２０は、吸込側と吹出側が決まっているタイプの送風機２０を示したが、ファンの回転方向によってどちらの面も吸込側にできるタイプの送風機であればより好ましい。

再度図３（ａ）を参照して、送風機２０ａは、プル側側壁１４ａの全面に配置している。図３では、プル側側壁１４ａに縦に接近して設けられた貫通孔１４ａｈ１、１４ａｈ２が設けられており、それぞれの貫通孔１４ａｈ１、１４ａｈ２に、送風機２０ａが設置されている様子を示す。つまり、縦方向に２段に送風機２０ａを配置した構成である。

横方向を見ると、それぞれの貫通孔１４ａｈ１、１４ａｈ２の間隔には、狭い部分１５ａと広い部分１５ｂがある。広い部分１５ｂは、側壁１４ａ（１４ｂ）の柱等を設ける箇所である。狭い部分１５ａおよび広い部分１５ｂともに、送風機２０ａのファンの直径２０ｄより狭い間隔で設置されているのが望ましい。なお、ここで、隣接する送風機２０ａの間隔とは、隣接する送風機２０ａのファンの先端同士が最も短くなる距離を言う。

また、側壁１４ａの両端でも、端１４ａｔ１、１４ａｔ２から最初の送風機２０ａまでの距離は、送風機２０ａのファンの直径２０ｄよりも短い間隔で配置されている。ただし、側壁１４ａの端から端まで牛舎１として使用した場合であり、牛舎１に付帯設備用の空間を追設している場合は、端１４ａｔ１、１４ａｔ２から最初の送風機２０ａまでの距離は、ファンの直径２０ｄより長くてもよい。

また、送風機２０ａを縦方向に重ねる場合も、各送風機２０ａ間の距離はファンの直径２０ｄよりも短い間隔で配置されている。なお、送風機２０ａは、１段だけで配置してもよい。床面１０から牛の頭の高さまでに均一な空気の流れができればよいので、ファンの直径が２ｍ程度の送風機なら１段でよいからである。また、送風機２０ａは、３段以上の配置にすることを排除しない。

図５（ａ）、（ｂ）にはプッシュ側側壁１４ｂの全面を示し、図５（ｃ）には、一部拡大図を示す。プッシュ側側壁１４ｂには、貫通孔１４ｂｈ２が形成され、送風機２０ｂが配置される。送風機２０ｂは、プル側側壁１４ａとは異なり、プッシュ側側壁１４ｂに対して部分的に配置される。ただし、プル側側壁１４ａに配置した送風機２０ａの両端の送風機２０ａに対応する部分には、送風機２０ｂｔ１と送風機２０ｂｔ２が配置される。

特許文献１に示されているように、プル側側壁１４ａに配置された送風機２０ａの両端の送風機２０ａに対応する位置にプッシュ側の送風機２０ｂを配置することで牛舎１内には、均一な風の流れを作ることができるからである。

したがって、送風機２０ｂは送風機２０ａの両端の位置に対応する位置に配置する２機と、この２機の間をほぼ等間隔に配置できる数だけ配置する。したがって、送風機２０ｂは、プッシュ側側壁１４ｂに、２機以上、好ましくは３機以上を配置するのが望ましい。もちろん、最大数は、プル側側壁１４ａに配置した送風機２０ａと同数である。しかし、送風機２０ａの数より少なくても、牛舎１内に均一な風の流れを発生させることができる。

なお、プッシュ側側壁１４ｂに配置される送風機２０ｂは、外部から牛舎１内部に向けて空気を流す送風機である。これをプッシュ側送風機２０ｂと呼んでもよい。

送風機２０ｂは、少なくともファンの直径２０ｄ以上の距離を上下に移動可能に配置される。図５（ｃ）では、送風機２０ｂが縦方向に２機分配置できるだけの貫通孔１４ｂｈ２が形成され、そこに１機の送風機２０ｂが配置されている様子を示す。送風機２０ｂは、上方からつり上げ若しくは下方から押し上げる機構によって、この貫通孔１４ｂｈ２に沿って、プッシュ側側壁１４ｂの高さ方向に移動可能に設けられている。

プッシュ側送風機２０ｂが下側にある場合を下位置にあるといい、上側にある場合を上位置にあるという。なお、上位置と下位置の中間の位置にあることを排除しない。

すなわち、プッシュ側送風機２０ｂは、１つの設置個所に１台だけ設置される。また、プッシュ側送風機２０ｂの上側若しくは下側には、開口が形成される。図５（ｃ）では、実線で示すように現在送風機２０ｂは下位置に配置され、点線で示すように、上位置に持ち上がることもできる。また、図５（ａ）は全てのプッシュ側送風機２０ｂが上位置に配置され、図５（ｂ）は全てのプッシュ側送風機２０ｂが下位置に配置されている様子を示す。

また、送風機２０ｂは、プッシュ側側壁１４ｂに沿って移動可能に配置されていてもよい。牛舎１を部分的に用いる場合には、牛舎１内の使用する領域だけに、送風機２０ｂを配置し、その領域をカバーできるプル側送風機２０ａと共に使用することで、牛舎１の部分的な領域だけに均一な風を発生させることができる。

なお、送風機２０ｂは、プッシュ側側壁１４ｂに沿って移動可能に配置されても、送風機２０ｂ間には、ファンの直径２０ｄ以上の隙間１４ｂｈ１（貫通孔）が空くように配置される。

図６には、牛舎１の平面図を示す。プッシュ側送風機２０ｂの配置の例を示す。プル側送風機２０ａの中で両端のプル側送風機２０ａｔ１、プル側送風機２０ａｔ２に対応する位置にプッシュ側送風機２０ｂｔ１、プッシュ側送風機２０ｂｔ２が配置されている。その他のプッシュ側送風機２０ｂは、ファンの直径２０ｄ以上の距離を空けて配置されている。

なお、プル側１４ｐｕｌｌの送風機２０ａが設置されている幅１９は、牛を居住させる空間の側壁１４ａ、１４ｂ方向の長さである。この幅１９が、牛舎１の幅（端壁１２ａ、１２ｂの長さ）１２ｗより長ければ、側壁１４ａ、１４ｂの長さ１４ｗより短くてもよい。すなわち、送風機２０ｂは、側壁１４ｂの全面にファンの直径以下の間隔で配置していなくてもよい。牛舎１の中で牛が居住する部分に均一な空気の流れを発生させればよいからである。

図７には、牛舎１を部分的に利用する場合の配置について示す。ここでは、使用される領域をカバーするように、運転するプル側送風機２０ａｃが決められる。図７では稼働状態のプル側送風機２０ａｃを斜線で示した。

一方、プッシュ側送風機２０ｂは、運転するプル側送風機２０ａｃの両端の送風機２０ａｃｔ１と、送風機２０ａｃｔ２に対応する位置に２機（送風機２０ｂ３と送風機２０ｂ４）が配置される。また、これらの領域を区切るように、端壁１２と平行な導風手段１２ｃ１，１２ｃ２が配置されてもよい。具体的には、カーテンが好適に利用できる。

図８は、牛舎１を端壁１２に平行な面で切った断面の模式図である。この図を用いて牛舎１の送風機２０ａ、２０ｂおよびその他の手段の処理フローについて説明する。牛舎１内に設けられた温度センサ２２、湿度センサ２４、風速センサ２６、二酸化炭素センサ２８、アンモニアセンサ３０は、制御器５０と接続されている。制御器５０は、全ての送風機２０ａ、２０ｂと接続されている。また、プッシュ側送風機２０ｂを上下させる昇降モータ４０とも接続されている。

これらのセンサ類は、牛舎１の奥行方向（側壁１４に沿った方向）に向かって、所定間隔で複数個配置されていてもよい。牛舎１は長方形をしているので、１つのセンサの値で牛舎１内の全ての位置をカバーすることはできないからである。

制御器５０は、温度センサ２２からの信号Ｓｔ、湿度センサ２４からの信号Ｓｈ、風速センサ２６からの信号Ｓｗ、二酸化炭素センサ２８からの信号Ｓｃ、アンモニアセンサ３０からの信号Ｓａを受信する。また、制御器５０はタイマ５６を有し、現在の時刻や、ある時刻からの経過時間を知ることができる。

これらの受信する信号は、１種類のセンサに複数個の信号の入力があり得る。同種のセンサは複数個配置することを予定しているからである。この場合、制御器５０は、同一種類のセンサからの複数の入力に対して、その平均値で全体を制御するようにしてもよい。また、分散を求めておいて、分散値の大きな測定値がある場合は、個々のセンサの位置を考慮して制御を行ってもよい。

制御器５０は、送風機２０ａ、２０ｂに対しては、インバータの周波数（高い程出力が高い）を指示する指示信号Ｃ２０ａ、Ｃ２０ｂを送信する。なお、指示信号Ｃ２０ａとＣ２０ｂは、側壁１４ａ、１４ｂの全面に配置した送風機２０ａ、２０ｂの全てを一様に制御してもよいし、特定の送風機を個別に制御してもよい。

また、制御器５０は、プッシュ側送風機２０ｂの昇降モータ４０に指示信号Ｃ４０を送信する。この指示信号Ｃ４０によって、昇降モータ４０は、プッシュ側送風機２０ｂに連結されたチェーン４０ａを巻き取り若しくは繰り出し、プッシュ側送風機２０ｂを、上位置若しくは下位置に配置する。なお、特定のプッシュ側送風機２０ｂだけを昇降させるようにしてもよい。牛舎１の一部だけを換気する場合もあるからである。また、プッシュ側送風機２０ｂの昇降方法は特に限定されるものではなく、制御器５０は、少なくともプッシュ側送風機２０ｂを昇降させるための指示信号Ｃ４０を出力すれば、プッシュ側送風機２０ｂの昇降を制御したと言える。

本発明の牛舎１では、牛舎１内に、均一な空気の流れを作ることを目的とするので、プル側側壁１４ａおよびプッシュ側側壁１４ｂに並列に配置した送風機２０ａ、２０ｂの一部を間欠的に駆動させる若しくは、部分的に風速の強弱をつけることで、均一な空気の流れを作れる場合があれば、そのような制御を排除するものではない。

また、制御器５０は、細霧冷却ポンプ３２とも接続されている。細霧冷却ポンプ３２には、吹き出しノズル３４が連通されている。細霧冷却ポンプ３２が作動すると、吹き出しノズル３４から細霧３３が噴出する。制御器５０は細霧冷却ポンプ３２に対しては、指示信号Ｃｐを送信することで、細霧冷却ポンプ３２の運転を制御することができる。

また、制御器５０は、送風機２０ａ、２０ｂに給電する給電線に設けられた、切断スイッチ３６とも接続されている。制御器５０は指示信号Ｃｄを送信することで、給電を切断することができる。また、送風機２０ａ、２０ｂにインバータの周波数を指示する指示信号Ｃ２０ａ、Ｃ２０ｂを送信して、送風量を抑制して消費電力を制御することもできる。これらは、後述するデマンド要求があった場合に使用される。

また、制御器５０は、入出力装置５２と接続されている。入出力装置５２は、表示画面５２ｄと、キーボード等の入力手段５２ｋを有する。主として作業者が用いて制御器５０に指示を行う若しくは、現在の牛舎１の状態を確認するために各ステータスを表示させる場合に利用される。制御器５０は入出力装置５２との間で、信号Ｓｄを送信して、データ等を受け渡し、指示信号Ｃｃを受け取り、作業者の指示に従う。

なお、入出力装置５２は、警告灯５４等のアラームが搭載されていてもよい。アラームは警告灯５４以外の警告ブザー等であってもよい。

＜制御フロー＞
図９には、制御器５０による牛舎１内の換気のメインフローを示す。図９で示した制御器５０の処理フローは、必ず終了判定（ステップＳ１０２）に戻る。つまり、制御器５０は、各種の処理を繰り返し行う。なお、それぞれの処理の詳細は、メインフローの説明後に行う。

制御器５０が処理を開始すると（ステップＳ１００）、終了判定を行う（ステップＳ１０２）。終了判定は、制御器５０のコンソールから作業者によって指示される場合以外であっても、緊急に停止する必要がある場合は、割り込みによってこのフローに戻っても良い。終了する場合（ステップＳ１０２のＹ分岐）は、制御を終了する（ステップＳ１５０）。なお、ステップＳ１５０には、送風機２０ａ、２０ｂへの給電を停止するなどの最終処理を含めても良い。

制御を継続する場合（ステップＳ１０２のＮ分岐）は、次に外部要求処理を行う（ステップＳ１０４）。外部要求処理とは、作業者が制御器５０のコンソールから直接制御を行う場合や、他の機器から要求されるデマンド要求がある。デマンド要求とは、牛舎１の処理を含めて、使用電力が契約電力を超えそうな場合に、他の制御器機（外部）から本牛舎１での送風機２０の使用の停止又はインバータによる抑制を要求される場合である。

これらの処理が発生した場合は、再度終了判定（ステップＳ１０２）に戻り、これらの処理が終了するのを待つ。また、外部要求（デマンド要求）がされていない場合は、この処理は単に通過されるだけである。

次に制御器５０は、各種センサによる処理（ステップＳ１０６）を行う。各種センサによる処理（「各種センサ処理」ともいう。）とは、アンモニアセンサ３０、二酸化炭素センサ２８によってモニタされている牛舎１内の諸物質の濃度が所定以上になった場合の処理である。このような状態を検出したら、制御器５０は、現在の送風機２０ａ、２０ｂの運転状況に係らず、ファンを最高回転数にし、牛舎１内の換気を行う。これらの処理も緊急性が高いので、発生した場合は、終了判定（ステップＳ１０２）まで戻り、これらの状況が解消されるまで、この処理を継続する。

次に、制御器５０は、ＴＨＩを算出する（ステップＳ１１０）。ＴＨＩは、上記で説明したように（１）式に基づいて算出される。また、制御器５０はメモリ内に予めテーブルを保持しておき、そのテーブルを参照することでＴＨＩを求めてもよい。

次に算出されたＴＨＩの値がＶｔｈより大きいか否かを判断する（ステップＳ１１４）。ここでＶｔｈは、現在の環境で牛がストレスを感じる値である。Ｖｔｈは６９〜７１の範囲であり、通常７０である。なお、Ｖｔｈの値自体は、予め決めておく。ＴＨＩの値がＶｔｈ（７０）より大きいということは、現在の環境で、牛はストレスを感じていることを意味している。従って、ＴＨＩがＶｔｈよりも大きい場合（ステップＳ１１４のＹ分岐）は、プッシュ側送風機２０ｂを下側に配置し（ステップＳ１１５）、ＴＨＩ制御モード（ステップＳ１２２）に処理を移す。ＴＨＩ制御モード（ステップＳ１２２）では、ファンを最大回転数で回転させ、さらに必要な場合は、他の冷却手段も併用する。

ＴＨＩの値がＶｔｈを超えていない場合（ステップＳ１１４のＮ分岐）は、プッシュ側送風機２０ｂを上側に配置し（ステップＳ１１６）、さらに温度が１５℃より低いか否かを判断する（ステップＳ１１７）。１５℃より温度が高い場合（ステップＳ１１７のＹ分岐）は、給餌モードの処理を行う（ステップＳ１１８）。ここでは、給餌のための一定時間が経過したら、プッシュ側送風機２０ｂを下側に配置し、横臥姿勢の牛に風を送る。また、温度を目安として、ファンの回転数を最大回転数と最低回転数の間で、変化させてもよい。

温度が１５℃より低い場合（ステップＳ１１７のＮ分岐）は、牛にとっては快適な環境温度になるので、換気だけを目的として送風機２０ａ、２０ｂを運転する最低換気モードに移行する（ステップＳ１２０）。この場合は、牛舎１内の牛の頭数によって予測できる二酸化炭素の排出量分を換気できるように送風機２０ａ、２０ｂの運転を行う。この時は、換気だけを行うので、プッシュ側送風機２０ｂは上側に配置したままである。

以上の処理が終わったら、制御器５０は、再び終了判定（ステップＳ１０２）まで戻り、同じ処理を繰り返す。制御器５０は、外部要求処理（ステップＳ１０４）や各種センサ処理（ステップＳ１０６）が行われない限り、数分に一度は、補正ＴＨＩの算出（ステップＳ１１０）を行う。つまり、その程度の間隔で常に送風機２０ａ、２０ｂの運転は見直されており、ほぼ、リアルタイムで牛舎１内の環境を牛が快適に過ごせるように制御することができる。

＜外部要求処理＞
図１０に外部要求処理（ステップＳ１０４）の詳細を示す。外部要求処理（ステップＳ１０４）に入ったら、デマンド要求がされているか否かを判断する（ステップＳ１４２）。デマンド要求がされている場合（ステップＳ１４２のＹ分岐）は、デマンド制御（ステップＳ１４２０）を行う。なお、デマンド制御（ステップＳ１４２０）を行ったら、終了処理（ステップＳ１０２）へ戻る（ステップＳ１４２１）。この処理によって、ステップＳ１４２において、デマンド要求がされなくなるまで、デマンド制御（ステップＳ１４２０）が繰り返される。

デマンド要求がされていない場合（ステップＳ１４２のＮ分岐）は、アラーム解除操作（ステップＳ１４３）を行う。デマンド制御（ステップＳ１４２０）中でアラームを行うので、それを解除するためである。

次に制御器５０は、パラメータ設定が要求されているか否かを判断する（ステップＳ１４４）。パラメータ設定が要求されている場合（ステップＳ１４４のＹ分岐）は、パラメータ設定（ステップＳ１４４０）を行う。なお、パラメータ設定（ステップＳ１４４０）を行ったら、終了処理（ステップＳ１０２）へ戻る（ステップＳ１４４１）。この処理によって、ステップＳ１４４において、パラメータ設定がされなくなるまで、パラメータ設定（ステップＳ１４４０）が繰り返される。なお、パラメータ設定を終了するのは、作業者がコンソールから行うようにしてよい。

次に制御器５０は、手動操作が要求されているか否かを判断する（ステップＳ１４６）。手動操作が要求されている場合（ステップＳ１４６のＹ分岐）は、手動モード動作（ステップＳ１４６０）を行う。なお、手動モード動作（ステップＳ１４６０）を行ったら、終了処理（ステップＳ１０２）へ戻る（ステップＳ１４６１）。この処理によって、ステップＳ１４６において、手動操作がされなくなるまで、手動モード動作（ステップＳ１４６０）が繰り返される。なお、手動操作を解除するのは、制御器５０のコンソールから行うようにしてよい。より具体的な例としては、制御盤上のセレクトスイッチなどを操作して手動操作を解除するなどである。

＜外部要求処理＞／＜デマンド制御＞
図１１（ａ）にデマンド制御（ステップＳ１４２０）のフローを示す。デマンド制御が開始されたら、電源回路をオフにするまたはインバータによる抑制を行う（ステップＳ１４２２）。外部からの要求に応えるためである。次にアラームを行う（ステップＳ１４２４）。アラームは、音および警告灯５４の点灯、表示画面５２ｄへの表示若しくは、担当者の個人端末への無線による通知であってもよい。アラームを行ったらステップＳ１４２０の元の処理に戻り、終了判定（ステップＳ１０２）に戻る（ステップＳ１４２６）。

＜外部要求処理＞／＜パラメータ設定＞
図１１（ｂ）にパラメータ設定（ステップＳ１４４０）のフローを示す。パラメータ設定は、制御器５０のコンソールから要求および指示が行われる。パラメータ設定の処理に入ったら、各種のパラメータを手動で入力する（ステップＳ１４４２）。パラメータには、温度制御の上限温度、下限温度、制御周波数幅、ＴＨＩモード移行の値Ｖｔｈ等のパラメータを設定する。

＜外部要求処理＞／＜手動モード動作＞
図１２に手動モード動作（ステップＳ１４６０）のフローを示す。手動モード動作も制御器５０のコンソールから指示するようにしてよい。手動モード動作が開始されると、まず現在の設定パラメータが制御器５０の表示画面５２ｄに表示される（ステップＳ１４６２）。作業者は、その表示を参照しながら、それぞれのパラメータを変更する（ステップＳ１４６４）。入力が終了したら、制御器５０は指定されたパラメータに基づいて、インバータに起動、周波数変更若しくは停止指令を送る（ステップＳ１４６６）。この処理によって、送風機の動作を強制的に指示することができる。終了したら、手動モード動作（ステップＳ１４６０）まで戻る（ステップＳ１４６８）。

＜各種センサ処理＞
図１３に各種センサ処理（ステップＳ１０６）のフローを示す。各種センサ処理が開始されたら、まずアンモニア濃度（「ＮＨ_３」と記した）が所定の濃度（ＴＨａ）より高いか否かを判断する（ステップＳ１０６０）。所定の濃度（ＴＨａ）より高い場合（ステップＳ１０６０のＹ分岐）は、ファンを最大回転にし、アンモニア濃度アラームを行う（ステップＳ１０６８）。アンモニア濃度アラームとは、牛舎１内のアンモニア濃度が所定の濃度以上になっていることを知らせるための警告である。アラームは、音および警告灯５４の点灯、表示画面５２ｄへの表示若しくは、担当者の個人端末への無線による通知であってもよい。アラームを行ったら終了判定（ステップＳ１０２）に戻る（ステップＳ１０７０）。

ステップＳ１０６０において、アンモニア濃度が所定の濃度より高くなければ（ステップＳ１０６０のＮ分岐）、二酸化炭素濃度（「ＣＯ_２」と記した）が所定の濃度（ＴＨｂ）より高いか否かを判断する（ステップＳ１０６２）。所定の濃度（ＴＨｂ）より高い場合（ステップＳ１０６２のＹ分岐）は、ファンを最大回転にし、二酸化炭素濃度アラームを行う（ステップＳ１０７２）。二酸化炭素濃度アラームとは、牛舎１内の二酸化炭素濃度が所定の濃度以上になっていることを知らせるための警告である。アラームは、音および警告灯５４の点灯、表示画面５２ｄへの表示若しくは、担当者の個人端末への無線による通知であってもよい。アラームを行ったら終了判定（ステップＳ１０２）に戻る（ステップＳ１０７４）。

ステップＳ１０６２において、二酸化炭素濃度が所定の濃度より高くなければ（ステップＳ１０６２のＮ分岐）、アラーム解除を行い（ステップＳ１０６４）、各種センサ処理（ステップＳ１０６）に戻る（ステップＳ１０６６）。

＜ＴＨＩ計算＞
図１４にＴＨＩ計算（ステップＳ１１０）の処理フローを示す。ＴＨＩ計算が開始されたら、制御器５０は、温度センサ２２、湿度センサ２４、風速センサ２６より温度、相対湿度、風速の各値を取得する（ステップＳ１１００）。そして、（１）式に代入し、ＴＨＩを求める（ステップＳ１１０２）。そしてＴＨＩ計算（ステップＳ１１０）に戻る（ステップＳ１１０４）。

＜ＴＨＩ制御モード＞
図１５にＴＨＩ制御モード（ステップＳ１２２）の処理フローを示す。ＴＨＩ制御モードが開始されたら、まず送風機２０ａ、２０ｂを最大回転数で運転する（ステップＳ１２２０）。そして次に相対湿度ＲＨの値が８０％より高いか否かを判断する（ステップＳ１２２２）。相対湿度ＲＨが８０％より低い場合（ステップＳ１２２２のＮ分岐）は、細霧冷却ポンプ３２運転モード（ステップＳ１３０）を行い、ＴＨＩ制御モード（ステップＳ１２２）へ戻る（ステップＳ１２２８）。

一方、相対湿度が８０％より高い場合（ステップＳ１２２２のＹ分岐）は、細霧冷却ポンプ３２を停止し（ステップＳ１２２４）、１分間そのまま待機する（ステップＳ１２２６）。相対湿度が８０％以上の場合は細霧３３を発生させても、冷却効果がないためである。そして、ＴＨＩ制御モード（ステップＳ１２２）に戻る（ステップＳ１２２８）。なお、細霧冷却ポンプ３２を設置していない場合は細霧冷却ポンプ３２の運転工程（ステップＳ１３０）をスキップしてよい。

＜ＴＨＩ制御モード＞／＜細霧冷却ポンプ運転モード＞
図１６に細霧冷却ポンプ３２運転モード（ステップＳ１３０）の処理フローを示す。細霧冷却ポンプ３２運転モードが開始されたら、細霧冷却ポンプ３２を運転する（ステップＳ１３００）。細霧冷却ポンプ３２が稼働すると、牛舎１内に配置した吹き出しノズル３４から細霧３３が噴出する。

そして、運転タイマーをセットする（ステップＳ１３０２）。初期値は例えば１分に設定されている。これで、細霧３３の噴出は、運転タイマーが所定の時間（１分）経過するまで継続される。そして１分経過後に細霧冷却ポンプ３２は停止する（ステップＳ１３０４）。次に、休止タイマーがセットされる（ステップＳ１３０６）。初期値は例えば２分である。

制御器５０は、休止タイマーが所定の時間（２分）経過するまで現在の状況を維持（待機）する。その後、細霧冷却ポンプ３２運転モード（ステップＳ１３０）に戻る（ステップＳ１３０８）。この処理により、１分間連続した細霧３３の吹き出しが行われ、２分停止するという動作が継続される。

＜給餌モード＞
図１７に給餌モード（ステップＳ１１８）の処理フローを示す。給餌モードが開始されたら、制御器５０は、給餌時刻ＴｆからΔＴ経過したか否かを判断する（ステップＳ１１８２）。給餌時刻ＴｆおよびΔＴは、タイマ５６で計測する。給餌時刻Ｔｆは予め決められている。牛は、摂餌後横臥姿勢で休息しながら反芻を行う。したがって、牛舎１内の牛は、低い姿勢のままでいることが多い。そこで、給餌後一定時間（ΔＴ）経過したら、プッシュ側送風機２０ｂを下位置に下ろし、低い位置で均一な風を送る。ここでΔＴは例えば３時間程度の時間である。

したがって、給餌後ΔＴ経過している場合（ステップＳ１１８２のＹ分岐）は、プッシュ側送風機２０ｂを下方に下げる（ステップＳ１１８４）。経過していない場合（ステップＳ１１８２のＮ分岐）は、何もせず、処理を次のフローに移す。給餌の間は、牛は立位の姿勢なので、プッシュ側送風機２０ｂは上位置に配置しておいてよい。しかし、プッシュ側送風機２０ｂは、メインのステップＳ１１６で上位置に配置されているからである。

次に制御器５０は、インバータ出力値Ｆを以下の（２）式によって算出する（ステップＳ１１８６）。

なお、Ｆはインバータ出力（周波数）であり、Ｔｍｉｎは最低設定温度（℃）であり、Ｔｍａｘは最高設定温度（℃）であり、ＦｍｉｎはＴｍｉｎの時の周波数（出力）であり、ＦｍａｘはＴｍａｘの時の周波数（出力）である。またＴは、その時の温度（℃）である。

（２）式を見ると、最高設定温度と最低設定温度に対して、ＦｍａｘとＦｍｉｎの間の出力を１次関数で比例配分している。すなわち、温度Ｔが上昇すれば、それにしたがって、インバータの出力も比例して高くなる。また、温度が低くなっても、必ず、Ｆｍｉｎだけの出力でファンを回転させていることがわかる。

（２）式によって、現在の温度に応じたインバータ出力を求めたら、その値をインバータ出力値としてセットする（ステップＳ１１８８）。これは、インバータの運転指示のための準備である。そして、インバータに運転指示を出す（ステップＳ１１９０）。これによって、インバータは所定の回転数でファンをまわす。最後に給餌モード（ステップＳ１１８）に戻る（ステップＳ１１９２）。

＜最低換気モード＞
図１８に最低換気モード（ステップＳ１２０）の処理フローを示す。最低換気モードが開始されたら、必要換気量（Ｑｍｉｎ）を算出する（ステップＳ１２００）。なお、必要換気量は１分あたりの体積で表される。これは、牛舎１内に収容されている牛の頭数と、１頭あたりに必要な換気量を乗算することで求められる。１頭当たりに必要な換気量は公知の量であってよい。

次に必要換気量（Ｑｍｉｎ）が、インバータの最低出力時における換気量（Ｑｆｍｉｎ）より少ないか否かを判定する（ステップＳ１２０２）。少なくない場合（ステップＳ１２０２のＮ分岐）は、インバータの出力を上げて換気量を増やすことで必要換気量を賄えるということである。したがって、インバータ周波数を必要換気量が（Ｑｍｉｎ）になるように設定し、送風機に運転指示を出す（ステップＳ１２０４）。そして、最低換気モード（ステップＳ１２０）に戻る（ステップＳ１２０６）。

インバータの最低出力時における換気量（Ｑｆｍｉｎ）が必要換気量（Ｑｍｉｎ）より大きい場合（ステップＳ１２０２のＹ分岐）は、これ以上インバータの出力を弱められないので、間欠運転を行う。

まず、間欠運転時間ＳＴを（３）式に基づいて求める（ステップＳ１２０８）。

そして、インバータは最低周波数として送風機を運転させる（ステップＳ１２１０）。そして、間欠運転休止時間をセットする（ステップＳ１２１２）。この間欠運転休止時間は例えば初期値として５分である。

そして、送風機２０ａ、２０ｂを所定の時間（５分）停止する（ステップＳ１２１４）。そして、最低換気モード（ステップＳ１２０）に戻る（ステップＳ１２１６）。なお、ここでは、間欠運転する例を示したが、間引き運転してもよい。なお、間引き運転とは、設置された送風機のいくつかを完全に停止することをいう。

ステップＳ１２０８からステップＳ１２１６の処理を説明する。（３）式は、送風機が１分間で供給できる換気量と、牛舎１内の牛が１分間に必要な換気量の差が分母とされている。つまり、分数の部分については、必要換気量（Ｑｍｉｎ）分が全く新気に置換される時間を求めている。したがって、（３）式で求められる間欠運転時間ＳＴは、５分間で不足した換気量を全くの新気に置換することのできる時間である。したがって、停止時間の５分を変更する際は、（３）式の「５」も同じ数値に変更する必要がある。

本発明は乳牛を飼育する牛舎だけでなく、肉牛、鶏、豚といった家畜の畜舎全般に好適に利用することができる。

１牛舎
１０床面
１２端壁
１２ａ、１２ｂ端壁
１２ｃ１、１２ｃ２導風手段
１２ｗ端壁の長さ
１３ａ、１３ｂ開閉扉
１４側壁
１４ａ、１４ｂ側壁
１４ａｈ、１４ｂｈ、１４ａｈ１、１４ａｈ２、１４ａｈ３貫通孔
１４ａｔ１、１４ａｔ２（側壁の）端
１４ｗ側壁の長さ
１４ｐｕｓｈプッシュ側
１４ｐｕｌｌプル側
１５ａ、１５ｂ（貫通孔の）間隔
１６屋根
１９（ｐｕｌｌ側送風機が並設された）幅
２０送風機
２０ａプル側送風機
２０ｂプッシュ側送風機
２０ｆ（送風機の）前面
２０ｒ（送風機の）後面
２０ｄファンの直径
２０ｗ（送風機の）幅
２０ｈ（送風機の）高さ
２２温度センサ
２４湿度センサ
２６風速センサ
２８二酸化炭素センサ
３０アンモニアセンサ
３２細霧冷却ポンプ
３３細霧
３４吹き出しノズル
３６切断スイッチ
４０昇降モータ
４０ａチェーン
５０制御器
５２入出力装置
５２ｄ表示画面
５２ｋ入力手段
５４警告灯
５６タイマ

Claims

長方形の床面と、
前記床面の長辺側に設けられた一対の側壁と、
前記床面の短辺側に設けられた一対の端壁と、
前記側壁と前記端壁との上方に配置された屋根を有し、
前記一対の側壁の第１側壁には、前記端壁の長さ以上に渡って、隣接する送風機のファンの直径以下の間隔で排出方向にプル側送風機が並設され、
前記一対の側壁の第２側壁には、側壁の高さ方向に移動可能に配置されたプッシュ側送風機が配設され、前記プッシュ側送風機の間には、貫通孔が設けられている畜舎。
前記プッシュ側送風機は、前記側壁方向に移動可能に配置されている請求項１に記載された畜舎。
温度センサと、湿度センサとを有し、
前記温度センサと、前記湿度センサからの観測値から（１）式で求められるＴＨＩの値に基づいて、前記プッシュ側送風機の高さ方向の位置を制御する制御器を有する請求項１または２のいずれかの請求項に記載された畜舎。
ここで、Ｔは温度（℃）でありＨは相対湿度（％）を表す。
前記プッシュ側送風機は、給餌時刻から一定時間後に下位置に配置される請求項１乃至３のいずれか１の請求項に記載された畜舎。
前記端壁と平行に設けられた導風手段を有する請求項１乃至４のいずれか１の請求項に記載された畜舎。