JP2022099441A

JP2022099441A - 送風管ユニット

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Publication number: JP2022099441A
Application number: JP2020213206A
Authority: JP
Inventors: 佳之挽野; Yoshiyuki Hikino; 幸成堀之内; Yukinari Horinouchi; 重剛世取山; Shigetaka Setoriyama; 徹郎山田; Tetsuo Yamada
Original assignee: YUMETSUKUSU KK; Gunma Prefecture
Current assignee: YUMETSUKUSU KK; Gunma Prefecture
Priority date: 2020-12-23
Filing date: 2020-12-23
Publication date: 2022-07-05
Anticipated expiration: 2040-12-23
Also published as: JP7076083B1

Abstract

【課題】簡単な構成で送風管本体の長手方向に複数設けられた風の吹出開口から均一に風を吹き出せる構造の送風管ユニットを提供する。【解決手段】長手方向に中空で、外周面の一部に間隔を開けて複数の吹出開口１１ａを備える直管状の送風管１１と、送風管１１の一方の端部１１ｂにダクト１３を介して接続される送風ファン１２と、送風管１１の他方の端部１１ｄに設けられたキャップ１４と、送風管内部の長手方向の一部を、長手方向と平行に少なくとも２つ以上の空間に仕切るセパレータ１６と、該セパレータ１６の送風ファン１１と対向する側の端部１６ｄに設けられた整風板１８とを備えた送風管ユニット１０。【選択図】図３

Description

本願発明は、特に植物工場のような多段式栽培棚において、温度／湿度を制御する空気流を循環させるために使用する送風管ユニットに関する。

従来、植物工場のような多段式栽培棚では、植物からの水分の蒸散により湿気や熱がこもる。湿度が高くなり過ぎると蒸散が進まなくなり、水の吸い上げ量が減り生育阻害が起こることになる。このため、こもった湿気や熱を拡散して棚の内部を均一な温度／湿度に保つため、各棚の全ての植物に均一に適切な風を送り、空気流を発生させ、こもる湿気や熱を拡散させ均質な生育を行う必要があった。さらに、特にレタスなどの葉菜類では温度／湿度の制御が不十分であると、カルシュウム不足により葉の先端部が褐色に変色する所謂チップバーンが発生することがあった。また、花芽分化などのタイミングが揃わず生育が一定にならないため、栽培管理や収穫タイミングが異なってしまう問題が発生することもあった。そのため、植物に対して温度／湿度を制御する空気流を循環させ、常に一様な空気流や二酸化炭素を供給する提案がなされている。

例えば、特許文献１では、１又は複数の開口が設けられた複数の排出部を有する管本体を備えた送風管において、複数の排出部が管本体の長手方向に間隔をあけて配設され、排出部の開口の総面積を調整可能な開口総面積調整手段を備えている送風管が提案されている。開口の総面積を調整可能としたことで、複数の排出部に設けられた１又は複数の開口の総面積を調整して、複数の排出部において容易に排出される風の量が均一になるように調整することができるようにしたものである。

また、特許文献２では、送風装置は、給気装置と、圧力調整室と、送風管とを備え、植物栽培棚の各段毎の送風管を圧力調整室に直接連結し圧力損失が発生しない構成とした。送風管を通じて植物に向けて空気を送ることで、圧力調整室から離れるにつれて風が減衰するようなこともなく、棚の全ての植物に均一に適切な風を送り、均質な生育を行うことができるようにしたものである。

特開２０１４－１７６３３６号公報特開２０２０－００００３０号公報

しかしながら、特許文献１の送風管は、複数の排出部に設けられた１又は複数の開口の総面積を調整して、複数の排出部において容易に排出される風の量が均一にすることは一つ一つスライド蓋等を変化させて開口面積を調整しなくてはならない。1本の送風管だけならば比較的簡単に調整可能だが、植物工場のように多数の送風管の風速を調整することは非常に煩雑でまた難しく、送風管自体もスライド蓋を配管に付ける必要があり非常に構造が複雑になる欠点があった。

また、特許文献２の送風装置では、圧力調整室内の圧力は、風が弱い場合には、給気装置の出力を上げて圧力調整室の圧力を高め、反対に風が強すぎる場合には、給気装置の出力を下げて圧力調整室の圧力を下げることとなるが、各棚の全ての植物が均一に生育していない場合には風速を個別に変更できない問題があった。

さらに、圧力調整室は植物工場の各棚の高さに合わせて設置されており、棚の段数を増やす場合には簡単に変更できない問題があった。また、送風管の長手方向に長さを増やす場合にも簡単に区域を増やすことができないという拡張性に劣る問題もあった。

本願発明は、上記問題点に鑑みその目的は、簡単な構成で送風管本体の長手方向に複数設けられた風の吹出開口から均一に風を吹き出せる構造の送風管ユニットを提供することを目的とする。

本願発明に係る手段１は、長手方向に中空で、外周面の一部に間隔を開けて複数の開口を備える直管状の送風管と、送風管の一端に、ダクトを介して接続される送風ファンと、送風管の他端に設けられたキャップと、送風管内部の長手方向の一部を、長手方向と平行に少なくとも２つ以上の空間に仕切るセパレータと、該セパレータの送風ファンと対向する側の端部に設けられた整風板と、を具備した送風管ユニットである。

送風管を、セパレータにより送風管内部の長手方向の一部を、長手方向と平行に少なくとも２つ以上の空間に仕切り、セパレータの端部に整風板を設け、送風ファン近傍の空間と、送風ファンから離れた空間に分離し、各空間の風圧を揃えることで、送風ファン近傍の吹出開口から吹き出す風速と、送風ファンから離れた吹出開口から吹き出す風速とを略均一にすることができる。

本願発明によれば、非常に簡単な構成で送風管本体の長手方向に複数設けられた吹出開口から均一に風を吹き出せる構造の送風管ユニットを提供することができる。

（課題を解決するための他の手段）
本願発明に係る手段２は、セパレータに設けた整風板を可動可能とし、送風管内の風の流れを調整するようにしたことである。本願発明の手段２によれば、整風板により送風管内の風の流れや風速を調整することで、送風ファン近傍の送風管内の圧力と、長手方向に離れたキャップ近傍の送風管内の圧力を略同一に調整することになり、送風管本体の長手方向に複数設けられた吹出開口から均一に風を吹き出すことができる。

本願発明に係る手段３は、整風板がセパレータの端部にて回転可動としたことである。本願発明の手段３によれば、風速調整は整風板を回転させて傾斜角度を変更するだけであり、送風管内の風の流れや風速を簡単に調整し、送風管本体の長手方向に複数設けられた吹出開口から均一に風を吹き出すことができる。

本願発明に係る手段４は、整風板が送風管の長手方向に伸縮可動するようにしたことである。本願発明の手段４によれば、整風板を伸縮可動することで、送風管内の各空間が賄う吹出開口の数量（開口断面積）を変化させることで、送風管本体の長手方向に複数設けられた吹出開口から均一に風を吹き出すことができる。

本願発明に係る手段５は、セパレータを、送風管内部の長手方向に平行に３つ以上の空間に仕切るとともに、セパレータの端部に設けられた複数の整風板を可動可能としたことである。本願発明の手段５によれば、セパレータを送風管内部の長手方向に平行に３つ以上の空間に仕切ることと、セパレータの端部に設けられた複数の整風板を可動可能として送風管内の風の流れや風速を調整することで、更に長い送風管に対しても送風ファン近傍の送風管内の圧力と、長手方向に離れたキャップ近傍の送風管内の圧力を略同一に調整することができ、送風管本体の長手方向に複数設けられた吹出開口から均一に風を吹き出すことができる。

本願発明に係る手段６は、送風管が中空円筒としたことである。本願発明の手段６によれば、中空円形断面の場合には送風管本体の長手方向に複数設けられた吹出開口から一層均一に風を吹き出すことができる。さらに、中空円筒としたことで、一般的なポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂などの樹脂パイプの他、鉄やアルミニウムなどの金属材料を使用することができる。また、ＬＥＤ直管灯に使用する円筒直管が使用でき、簡単に送風管ユニットを作製でき、さらに取付金具も流用でき簡単に取り付けることができる。

本願発明の実施形態の送風管ユニットを植物栽培棚に適用した例の模式斜視図である。本願発明の第1の実施態様における送風管ユニットの斜視図である。図２の分解斜視図である。図３の部分断面斜視図である。本願発明の第1の実施態様におけるセパレータ組立体部分の分解斜視図であり、（ａ）は一方端部、（ｂ）は他方端部である。本願発明の第1の実施態様におけるセパレータ組立体の送風管への取付を示す正面図である。本願発明の第1の実施態様における送風管内の風の流れを表す模式図である。本願発明の第２の実施態様における整風板取付け部分の分解斜視図である。図８において、整風板取付け部分の斜め下方から見た分解斜視図である。本願発明の第２の実施態様の変形例におけるセパレータ組立体の部分斜視図である。図１０において、整風板を長手方向に引き出した状態の部分斜視図である。本願発明の第３の実施態様における送風管ユニットの部分斜視図である。図１２におけるセパレータの部分斜視図である。本願発明の第３の実施態様におけるセパレータ組立体を反対方向から見た部分斜視図である。図１４において、整風板を長手方向に引き出した状態の部分斜視図である。本願発明の第１の実施態様の変形例におけるセパレータ組立体の部分斜視図であり、送風ファン近傍の端面部分から見た図である。図１６のセパレータ組立体を反対方向の端面部分から見た部分斜視図である。本願発明の第１の実施態様の他の変形例におけるセパレータ組立体の部分斜視図であり、送風ファン近傍の端面部分から見た図である。図１８のセパレータ組立体を反対方向の端面部分から見た部分斜視図である。本願発明の実施例１と比較例の１００ｍｍ位置での吹出開口の平均風速を示す図である。本願発明の実施例１と比較例の２５０ｍｍ位置での吹出開口の平均風速を示す図である。本願発明の実施例１と比較例の２５０ｍｍ位置での吹出開口の平均風速のバラツキを示す図である。本願発明の実施例２においてセパレータの位置の変化における２５０ｍｍ位置での吹出開口の平均風速を示す図である。

本願発明に係る実施の形態の構成について、図２から図６に基づいて詳細に説明する。本願発明の第1の実施態様における送風管ユニット１０の全体図を図２に示す。送風管１１は図３および図６に示すように合成樹脂製などの中空パイプで、中空円筒形をしており、その長手方向に沿って外周に吹出開口１１ａが略等間隔に複数設けられている。

送風管１１の一端には弾性を有する熱可塑性エラストマーやゴム等で作製されたダクト１３を介して直流の送風ファン１２（軸流ファン）が設けられ、送風管１１内部に外部の空気を送り込む構造となっている。送風管１１の一方の端部１１ｂは送風ファン１２と対向し、他方の端部１１ｄは終端になっており、終端にはキャップ１４が設けられ空気が漏れない構造となっており、送風ファン１２により送られた空気は吹出開口１１ａを通して外部に流出する。（図３参照）

送風管ユニット１０は、送風管１１の長手方向に対して送風管１１の長手方向の一部の空間を上下に仕切るように管の途中までセパレータ組立体１５が挿入されている（図３、図４、図６参照）。セパレータ組立体１５の構成は、図５に示すように異形断面を有するアルミニウム合金製の押出材などのセパレータ１６に対し、一方の端部１６ａにはストッパ１７がネジ１９にてネジ溝１６ｅに固定されている。また、他端の端部１６ｄには送風管１１の内径と隙間Ｙ（図６参照）を形成して近似した形状の本体部１８ａを有する整風板１８が、ベース部１８ｂの側面がセパレータ１６の内側の案内溝１６ｂに案内され位置決めされ、ネジ１９にてネジ溝１６ｅに固定されている。

セパレータ組立体１５の送風管１１への取り付けは、送風管１１の内側に設けられた２本の案内リブ１１ｃに対して、セパレータ１６の両側の案内溝１６ｃが係合して案内することで位置が決まる構造である（図４参照）。この結果、図６に示すように送風管１１はセパレータ１６の底面１６ｆ（図５参照）により長手方向の途中、すなわち整風板１８の位置まで上下に空間Ａ部と空間Ｂ部に仕切られることとなる。

一方、送風管ユニット１０の組み立ては、ストッパ１７の面が送風管１１の端部１１ｂ及び案内リブ１１ｃ端部と、図６の４カ所のＸ部で当接するまでセパレータ組立体１５を送風管１１内に押し込み、ダクト１３の送風管突当リブ１３ｂで挟み込んで固定する。また、送風ファン１２は外周がダクト１３の内壁に抱え込まれ、端部１２ａをダクト１３の突当壁１３ａに突き当てて固定される（図２、図４参照）。

送風ファン１２により送風管１１内に送り込まれた風の流れについて図７を用いて説明する。送風ファン１２からの風Ｐの内、空間Ａ部に分流された風Ｑは送風管１１内を流れ、その内圧に従って空間Ａ部の吹出開口１１ａから外部に流出するとともに、整風板１８で反射して戻る風Ｓ及び一部は隙間Ｙをすり抜けて送風管１１内を更に進む風Ｔに分かれる。

一方、空間Ｂ部に分流された風Ｒはセパレータ１６の底面１６ｆに案内されて外部に漏れることなく送風管１１内を先に進んでいき、空間Ｃ部にて風Ｔと合流して風Ｕとなる。この風Ｕによる内圧に従って空間Ｃ部の吹出開口１１ａから外部に流出するとともに、キャップ１４で反射して戻る風Ｖになる。すなわち、空間Ａ部の内圧と空間Ｃ部の内圧が略均一になれば、吹出開口１１ａから外部に流出する風速も略均一になる。本説明では、吹出開口１１ａは送風管１１の外周面に1列で複数個設けた例で説明しているが、吹出開口１１ａは例えば２列であっても放射状に複数列あっても構わない。また、送風管１１は中空円筒管として説明したが、中空四角形断面や中空多角形断面、中空楕円形断面等であっても構わない。

本願発明の第1の実施態様の変形例における、セパレータ組立体５５と送風管５１（想像線表示）の関係を示す送風ファン近傍の端面部分の一部分斜視図を図１６に、その反対方向の端面部分の部分斜視図を図１７示す。セパレータ５６は、図５のセパレータ１６に対して底面１６ｆの略中央部で十字状に交差するような形状のリブが設けられたもので、水平な分割リブ５６ｐ、５６ｒから送風管５１の内面に接するまで十字状リブが起立し、それぞれ分割リブ５６ｑ、５６ｓが設けられている。

分割リブ５６ｑと分割リブ５６ｓはセパレータ５６の端部５６ｄで一体となって縦壁リブ５６ｔを形成し、そのまま長手方向にキャップ１４まで伸延している（図示省略）。また、縦壁リブ５６ｔは端部５６ｄにおいて分割リブ５６ｓと切り離れるようにスリット溝５６ｕが設けられ、そのスリット溝５６ｕに半円形をした整風板５８が差し込まれネジ１９にてセパレータ５６の端部５６ｄに固定されている。また、整風板５８の外周と送風管５１の内面は、図６と同様に間隙Ｙが形成されている。

この結果、送風管５１は送風ファン１２近傍の風の入り口は４つの空間ＡＡ，ＢＢ、ＣＣ、ＤＤに仕切られ、さらに端部５６ｄからキャップ１４までは空間ＡＡ部と空間ＢＢ部が一体となった体積の空間ＥＥ部と、空間ＣＣ部と空間ＤＤ部が一体となった体積の空間ＦＦ部に仕切られる。すなわち、第１の実施態様における空間構造が縦壁リブ５６ｔにより背中合わせに２つ設けられた構造となっている。

一方、送風管５１は、空間ＡＡ部と空間ＥＥ部に対してその外周に長手方向に沿って略等間隔に複数の吹出開口５１ａａが設けられ、空間ＡＡ部と空間ＥＥ部に流入した空気が吹出開口５１ａａを通して外部に流出する。また同様に、空間ＤＤ部と空間ＦＦ部に対してその外周に長手方向に沿って略等間隔に複数の吹出開口５１ａｂが設けられ、空間ＤＤ部と空間ＦＦ部に流入した空気が吹出開口５１ａｂを通して外部に流出する。

２列の吹出開口５１ａａ、５１ａｂは、送風管５１の円の中心から放射状に角度を持って設けられ、第1の実施態様の場合の様に直下ではなく、例えば３０度、６０度、９０度などの角度で、送風の目的に合わせて設けられている。また、本変形例では２列で説明するが、何列でも構わない。なお、第1の実施態様でも、吹出開口１１ａは、送風管１１の円の中心から放射状に角度を持って２列以上設けることはできるが、本変形例のような形態にすれば、独立の空間により２列設けたことなり、吹出開口５１ａａと吹出開口５１ａｂの列毎に送風速度を変更することも可能となる。

本願発明の第1の実施態様の他の変形例におけるセパレータ組立体６５と送風管６１（想像線表示）の関係を示す送風ファン近傍の端面部分の一部分斜視図を図１８に、その反対方向の端面部分の部分斜視図を図１９示す。セパレータ６６は、略中空円筒状の胴部６６ｗから放射状（図１８では十字方向）に分割リブ６６ｐ、６６ｑ、６６ｒ、６６ｓが伸びて、先端が送風管６１の内面に接している。なお、分割リブ６６ｐと６６ｒの先端部は、第1の実施態様と同様に送風管６１内面に取り付けられる構造を有しており、セパレータ６６の一方の端部６６ａには２個のストッパ６７がネジ１９にて取り付けられている。

セパレータ６６の他方の端部６６ｄには、中間に胴部６６ｗの胴部内面６６ｘと同一の孔形状を有するリング円盤状の整風板６８がネジ１９にて端部６６ｄに固定されている。なお、整風板６８の外周と送風管６１の内面は図６と同様に間隙Ｙが設けられている。

この結果、送風管６１は送風ファン１２近傍の風の入り口は４つの空間ＨＨ、ＪＪ、ＫＫ、ＬＬに仕切られ、胴部６６ｗの胴部内面６６ｘで形成される中央部の空間ＭＭ部がセパレータ６６の端部６６ｄまで延び、さらに整風板６８からキャップ１４までは空間ＮＮ部が形成されている。

一方、送風管６１は、その外周に放射状に複数の吹出開口６１ａが略等間隔に何列も設けられ、空間ＨＨ、ＪＪ、ＫＫ、ＬＬに流入した空気が吹出開口６１ａを通して外部に放射状に流出する。また、空間ＭＭ部を通して送られた空気は空間ＮＮ部で空間ＨＨ、ＪＪ、ＫＫ、ＬＬから間隙Ｙを通過して流入した空気と合流し、その先の吹出開口６１ａを通して外部に放射状に流出する。このような形態とすることで、風を均一に放射状に流出させる様な用途の送風管ユニットが実現できる。

図１は、本願発明の実施の形態の送風管ユニットを植物工場に適用した植物栽培棚の例を示すもので、植物栽培棚１は上下２段で２連結棚の場合を示している。植物栽培棚１は天板２と上下２枚の仕切板３に対して、アングル４で連結して棚を構成している。仕切板３上には、例えば水耕栽培等の栽培トレー５が各２個づつ載せられ、栽培トレー５内には複数のレタス等の葉菜類６が栽培されている。各葉菜類６の上部には各栽培トレー５に対応して栽培用のＬＥＤ照明ユニット９と略同形状の送風管ユニット１０が並列に吹出開口１１ａが葉菜類６に向かって風を吹き付ける方向（略下方向）に天板２の下面及び中段の仕切板３の下面に設けられている。図１の場合では２段で２連結棚であり、ＬＥＤ照明ユニット９と送風管ユニット１０が各４本ずつ設けられている。なお、ＬＥＤ照明ユニット９と送風管ユニット１０には図示せぬが別途給電されている。

上記の構成の場合は、栽培トレー５に対してＬＥＤ照明ユニット９と送風管ユニット１０が一つのユニットとなっており、植物工場内に植物栽培棚１を増設する場合には簡単に連結するだけで、非常に拡張性のあるユニットで増設できる大きな利点がある。また、植物栽培棚１を上方に段数を増やすような増設も、栽培トレー５に対しＬＥＤ照明ユニット９と送風管ユニット１０の小単位のユニットで簡単に増設することができるため、大がかりな工事が不要であり非常に拡張性がある。さらに、ＬＥＤ照明ユニット９と送風管ユニット１０が一つのユニットとなっているため、天板２や中段の仕切板３の下面に設けられたこのユニット単位で上下方向に移動可能に構成すれば、葉菜類６の生長に伴って上方に移動可能になり、常にこのユニットと葉菜類６との間隔を一定に保つことができ、最適な空気流を循環させることが可能となる。

以上、本願発明の第1の実施態様における送風管ユニット１０について説明してきたが、第1の実施態様においては、整風板１８の位置により空間Ａ部の内圧と空間Ｃ部の内圧を略均一にし、吹出開口１１ａから外部に流出する風速を略均一にしているが、送風ファン１２の送風量に従い、最適な整風板１８の位置は決まる。なお、各変形例も同様である。

しかしながら、各棚の全ての植物が均一に生育していない場合や、生育の状況及び光合成の促進のために二酸化炭素を送風する場合には、吹出開口１１ａから外部に流出す風速を個別に変更する必要がある。例えば、直流印加電圧を変更して送風ファン１２の送風量を変更することで、吹出開口１１ａから外部に流出する風速を変更しようとした場合は、内圧のバランスが崩れて風速が略均一にならない場合もある。一般に、レタスなど葉菜類の場合は、蒸散で発生した水蒸気を拡散させる空気流を発生させるためには、栽培面近傍で０．３ｍ／ｓｅｃ～１．５ｍ／ｓｅｃ程度の微風速が好ましいとされている。なお、１．５ｍ／ｓｅｃ以上の風速の場合は、強い気流が連続的にあたると生育不良や葉擦れ等が生じる恐れがある。以下、吹出開口１１ａから外部に流出す風速を個別に変更する手段を説明する。

本願発明の第２の実施態様におけるセパレータ組立体２５の一部分斜視図を図８に、その裏面斜視図を図９示す。第２の実施態様は第１の実施態様におけるセパレータ組立体１５において整風板を回転可動としたものである。セパレータ組立体２５はセパレータ１６の端部１６ｄに整風板２８が設けられピン２３を軸に回転可動できる構造となっている。

まず、整風板取付ベース２７の両側には２カ所の回転支点部２７ａが設けられ、中央部には整風板２８のピン保持部２８ｃが嵌合しており、回転支点部２７ａとピン保持部２８ｃがピン２３により同一軸で保持されている。ピン２３はピン保持部２８ｃとは一体で回動するように固着保持されて、回転支点部２７ａとは回転摺動可能となっている。整風板２８は本体部２８ａが整風板取付ベース２７にピン２３で組み立てられ、整風板取付ベース２７の横幅を案内溝１６ｂに沿って押し込み底面からネジ１９によりセパレータ１６に取り付けられている。

ピン２３には一端に四角状突起部２３ａが設けられ、送風管２１の外部から四角状突起部２３ａと同形状の四角状凹部２２ａを有する調整ノブ２２により送風管２１の調整ノブ用開口２１ｄを通して係合している。すなわち、調整ノブ２２を図８中で矢印Ｈ方向に回転させると、係合するピン２３も一緒に回転支点部２７ａを中心に回転し、整風板２８が図８中で矢印Ｊ方向に回転する。なお、整風板２８の位置の保持は図示せぬ手段で保持しても良いし、調整ノブ２２の一部と調整ノブ用開口２１ｄとを摩擦嵌合させて保持しても良い。

本願発明の第２の実施態様によれば、整風板２８を回動可能としたことで調整ノブ２２により外部から回動させ、図７における隙間Ｙ部分の間隙が調整可能となり、整風板２８の回転調整により空間Ａ部の内力と空間Ｃ部の内力を略均一に調整することができ、各吹出開口２１ａから流出する風速を一層均一に調整することができる。

本願発明の第２の実施態様の変形例におけるセパレータ組立体３５の一部分斜視図を図１０、図１１に示す。第２の実施態様の変形例は整風板３８を送風管３１の長手方向に移動させて位置を調整したことである。整風板３８は本体部３８ａと整風板底面３８ｄ、整風板底面３８ｄから起立した両側の整風板壁３８ｆで構成され、上方と一端が解放された箱状の形になっている。また、整風板３８の組み立ては整風板壁３８ｆの上端面をセパレータ３６の案内溝３６ｆと係合させて端部３６ｄ側から長手方向に押し込み、さらに、送風管３１の長円形のノブ案内溝３１ｂを通してスライドノブ３３が片側の整風板壁３８ｆにねじ込まれている。

整風板３８の位置の調整は、スライドノブ３３を若干緩めて整風板３８を図１０中の矢印Ｋ方向に移動させる。整風板３８を長手方向に移動させることにより図１０、図１１の空間Ａ部の体積及び空間Ｃ部の体積が変化し、空間Ａ部の内力と空間Ｃ部の内力をほぼ均一に調整することができ、各吹出開口３１ａから流出する風速を一層均一に調整することができる。調整を終了する場合は、調整済み位置において再度スライドノブ３３を締め付けることにより、セパレータ３６を送風管３１の内面に押し付けて固定する。なお、このとき空間Ａ部及び空間Ｃ部は受け持つ吹出開口３１ａの数（開口総面積）が変化することになる。なお、ノブ案内溝３１ｂからの空気の漏れを防ぐために、図示せぬ弾性体のゴムや熱可塑性エラストマーなどのシートに切り込みスリットを設けたシール補助部材等でノブ案内溝３１ｂが覆われ、切り込みスリット部を通してスライドノブ３３を操作する。

本願発明の第３の実施態様における送風管ユニット４０の一部分斜視図を図１２に、セパレータ４６の単体の部分斜視図を図１３に示す。送風管ユニット４０のセパレータ組立体４５はセパレータ４６とストッパ４７で送風管４１の端部４１ｂに位置決めされている。該セパレータ４６はアルミニウム合金製の押出材で上面壁４６ｊ、下面壁４６ｋ、両側の側壁４６ｍで囲まれた空間Ｅ部を形成している。また、送風管４１に組み立てた後は、送風管４１の内壁と上面壁４６ｊとで空間Ｄ部を、送風管４１の内壁と下面壁４６ｋとで空間Ｆ部を形成し、送風管４１内の一部の領域を空間Ｄ部、空間Ｅ部、空間Ｆ部と水平方向に３分割している。

セパレータ４６の他端方向は、図１４、図１５に示す様に第１の整風板当接面４６ｄと第２の整風板当接面４６ｈが長手方向にずれて段違いに設けられており、上面壁４６ｊには第１の整風板案内溝４６ｆに案内されて第１の整風板４８が第１の整風板当接面４６ｄ側から挿入され、下面壁４６ｋには第２の整風板案内溝４６ｇに案内されて第２の整風板４９が第２の整風板当接面４６ｈ側から挿入されている。また、第１の整風板４８は本体部４８ａ、第1の整風板底面４８ｄ、第1の整風板側壁４８ｆで囲まれて構成され、上方と一端が解放された箱状の形で空間Ｄ部内に収まっている。一方、第２の整風板４９は本体部４９ａ、第２の整風板底面４９ｄ、第２の整風板側壁４９ｇで囲まれて構成され、上方と一端が解放された箱状の形で空間Ｅ部内に収まっている。

図１４において、第１の整風板４８、第２の整風板４９をそれぞれ矢印Ｍ方向、矢印Ｎ方向に引き出すことにより、空間Ｄ部、空間Ｅ部、残りの空間Ｇ部（図示せず）の体積を調整して空間Ｄ部の内圧と空間Ｅ部の内圧及び空間Ｇ部の内圧をほぼ均一にすることができ、各吹出開口４１ａ（図示せず）から流出する風速を一層均一に調整することができる。図１５は第１の整風板４８及び第２の整風板４９を引き出して調整した状態を示している。このように、送風管４１を長手方向に３か所に分割して調整すれば、送風管ユニット４０が長さ方向に長くなったとしても調整が可能であり、拡張性が増す効果がある。なお、各整風板の移動／固定は図示せぬが図１０と同一の手段でもよい。

以上、第1の実施態様から第３の実施態様まで、各吹出開口から流出する風速を略均一にする送風管ユニットに関して説明してきたが、本願発明によれば、各吹出開口から流出する風速を略均一にできるばかりでなく、各植物栽培棚の全ての植物が均一に生育していない場合には、送風管ユニット毎に風速を個別に変更して最適な空気流を発生させて、植物の生育を見ながら最適な成育管理ができる。

さらに、第２の実施態様や第３の実施態様の様に各空間の内圧を個別に調整する手段を有する実施態様の場合は、非常に簡単に各吹出開口から流出する風速を略均一に調整ができる。また、同一の送風管ユニット内においても、各吹出開口から流出する風速を調整して均一でなく長手方向に変化させることもできる利点がある。
上述の実施態様を採った結果、植物工場で植物栽培棚を増設する場合など、送風管ユニットレベルの小さな植物栽培棚単位で簡単に増設が可能であり、非常に拡張性に富んだ植物栽培棚を実現できる。以降、実際の実施例について説明する。

本願発明の実施例に使用した送風管ユニット、測定器具／装置の詳細を以下に示す。
（送風管ユニット）
・送風管は内径２８ｍｍ、外径３０ｍｍ、長さ１２００ｍｍのアクリル樹脂製円筒管。
・送風管の吹出開口は、送風ファン側から１００ｍｍの位置から直径φ３ｍｍで５０ｍｍ間隔に２２個の通気孔を１列に配置。
・送風ファンは、Ｐｒｏｔｅｃｈｎｉｃ社（永立電機有限公司）製軸流ファン
型式ＭＧＡ３８１２ＹＢ－０２８ＤＣ９Ｖで駆動。
（熱式風速計）
・熱式風速計はＢＥＮＥＴＥＣＨ社製、型式：ＧＭ８９０３。
（測定）
・測定ポイント：吹出開口直下の吹出開口から１００ｍｍと２５０ｍｍ離れた位置の２箇所での風速測定。
・風速測定は測定時間２０秒間の風速を計測し平均風速を算出した。

（実施例１）
実施例１に使用した送風管ユニットは、セパレータ組立体のセパレータ厚さが１ｍｍで、長さが端部から５２０ｍｍの位置まで（長手方向略中央部まで）送風管内の空間を略均一に上下に仕切ったものを使用した。なお、比較例はセパレータ組立体が無い送風管ユニットとした。

実施例１と比較例の各吹出開口に対して直下で送風管外周から１００ｍｍ離れた位置の平均風速を図２０に、２５０ｍｍ離れた位置での平均風速を図２１に、２５０ｍｍ離れた位置での平均風速のバラツキを図２２に示す。前述したように、一般に、レタスなど葉菜類の場合は、蒸散で発生した水蒸気を拡散させる空気流を発生させるためには、栽培面近傍で０．３ｍ／ｓｅｃ～１．５ｍ／ｓｅｃ程度の微風速が好ましいとされている。また、植物栽培棚における葉菜類の生長を考えると、葉菜類と送風管ユニットは２５０ｍｍ～３００ｍｍ程度離して設置することが好適である。実施例１の平均風速の結果を見ると、送風管外周から１００ｍｍ離れた位置では平均風速が２～３倍強く（図２０参照）、２５０ｍｍ離れた位置が好適位置となっている。（図２１参照）

本願の実施例１と比較例を比較すると、各吹出開口位置におけるバラツキの差は従来の比較例に比べて明らかに実施例１が少なくなっている。（図２２参照）このことからも、本実施例１で適用したセパレータ組立体により平均風速を均一化する効果が表れている。

（実施例２）
本願発明の第２の実施態様の送風管ユニットを実施例２として用意した。第２の実施態様はセパレータ組立体の位置が送風管の長手方向に移動し、位置の調整ができる構造であるが、実施例２では疑似的にセパレータ組立体の位置が端部から５２０ｍｍの位置を中心に両側に２６０ｍｍ移動した位置で吹出開口の平均風速を測定した。なお、測定は吹出開口直下で送風管外周から２５０ｍｍ離れた位置のみとした。その結果を図２３に示す。

実施例２において、セパレータ組立体位置が５２０ｍｍのものは、前述の実施例１と同じものである。セパレータ組立体位置が２６０ｍｍの場合は、若干盛り返しているが中央部の落ち込みが発生し、セパレータ組立体位置が７８０ｍｍの場合は、端部（＃２２近傍）の落ち込みがかなり大きいことがわかる。すなわち、セパレータ組立体位置が５２０ｍｍのものは平均風速が平均化されてフラットになり、全体にわたって均一化している。このことは、セパレータ組立体位置を送風管の長手方向に調整することにより、端部と中央部を略同一風速に調整することで、全体的にバラツキをなくすことができることを表している。実際本構成では、セパレータ組立体位置が５２０ｍｍのものが最もバランスが良かった。なお、実施例２ではセパレータ組立体位置を送風管の長手方向に調整する場合を例に示したが、整風板を回転させて調整してもよいことは勿論である。

また、本実施例では実験結果を示さないが、第３の実施態様のように、送風管を水平方向に複数に区切って、さらに各整風板の位置を長手方向に調整すると、一層バラツキがなくなり平均風速のバランスが良くなることが期待できる。

以上、本願発明の実施の形態や実施例に基づいて詳細に説明してきたが、実施の形態はこれに限定されるものでなく、本願発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成をとり得ることは勿論である。

本願発明は、植物工場における植物栽培の場合に空気流を発生させ温度／湿度の管理を行い最適な生育管理に好適に用いられるが、植物栽培に限らず送風ファン付の空気を送る送風管ユニットは、コンパクトで狭い空間に敷設し、局所での空気循環装置として利用できる。また、送風管ユニットの端部に二酸化炭素発生装置を接続し、二酸化炭素を高濃度で制御することにより光合成を効率的に向上させる生育管理や、オゾン発生装置を接続しオゾンによる消臭装置や、熱風発生装置を接続し印刷物や食品などの熱風乾燥装置としても利用可能である。さらに、紫外線ＬＥＤ照明装置と送風管を同時に用いることで、感染対策のための殺菌装置にも利用できる。
また、空気を送るだけでなく水を送る散水装置や、ハウス栽培等の灌水、液体肥料の追肥、薬剤散布等にも利用可能である。

１：植物栽培棚
２：天板
３：仕切板
４：アングル
５：栽培トレー
６：植物（葉菜類）
９：照明ユニット
１０、４０：送風管ユニット
１１、２１、３１、４１、５１、６１：送風管
１１ａ、２１ａ、３１ａ、５１ａａ、５１ａｂ、６１ａ：吹出開口
１１ｂ、４１ｂ：端部
１１ｃ：案内リブ
１１ｄ：端部
１２：送風ファン
１３：ダクト
１４：キャップ
１５、２５、３５、４５、５５、６５：セパレータ組立体
１６、３６、４６、５６、６６：セパレータ
１７、４７、６７：ストッパ
１８、２８、３８、５８、６８：整風板
１９：ネジ
２２：調整ノブ
２３：ピン
２７：整風板取付ベース
３３：スライドノブ
４８：第1の整風板
４９：第２の整風板

本願発明に係る手段１は、長手方向に中空で、外周面の一部に間隔を開けて複数の開口を備える直管状の送風管と、該送風管の中心軸と同軸上で送風管の一端にダクトを介して接続される送風ファンと、送風管の他端に設けられたキャップと、送風ファン近傍で、送風管内部の長手方向の一部を送風管の内壁との間で長手方向に沿って平行に少なくとも２つ以上の空間に仕切るセパレータと、該セパレータの送風ファンと対向する側の端部に設けられた整風板とを具備した送風管ユニットであり、前述の２つ以上の空間のうち、少なくとも１つの空間が、複数の開口を備える送風管の内壁とセパレータと整風板とで囲われた第１の空間で、さらに、他の少なくとも１つの空間が第１の空間と送風管の入り口から長手方向に並列に併設され、複数の開口を備える送風管の内壁とキャップとで囲われた第２の空間に連接するようにした送風管ユニットである。

上述の結果、セパレータにより送風管内部の長手方向の一部を長手方向に沿って平行に少なくとも２つ以上の空間に仕切り、セパレータの端部に整風板を設け、送風ファン近傍の空間と送風ファンから離れた空間に分離し各空間の風圧を揃えることで、送風ファン近傍の吹出開口から吹き出す風速と送風ファンから離れた吹出開口から吹き出す風速とを略均一にすることができる。

本願発明に係る手段５は、送風管内部の長手方向を複数の開口を備える送風管の内壁とセパレータと複数の整風板とで、長手方向に対して直交するように送風ファン側から順に３つ以上の空間に仕切るとともに、セパレータの端部に設けられた複数の整風板を可動可能としたことである。本願発明の手段５によれば、送風ファン側から順に３つ以上の空間に仕切ることと、セパレータの端部に設けられた複数の整風板を可動可能として送風管内の風の流れや風速を調整することで、複数設けられた吹出開口から均一に風を吹き出すことができる。また、更に長い送風管に対しても長手方向に対して直交するように仕切る空間を増やすことで、送風ファン近傍の送風管内の圧力と、長手方向に離れたキャップ近傍の送風管内の圧力を略同一に調整することができ、送風管本体の長手方向に複数設けられた吹出開口から均一に風を吹き出すことができる。

セパレータ４６の他端方向は、図１４、図１５に示す様に第１の整風板当接面４６ｄと第２の整風板当接面４６ｈが長手方向にずれて段違いに設けられており、上面壁４６ｊには第１の整風板案内溝４６ｆに案内されて第１の整風板４８が第１の整風板当接面４６ｄ側から挿入され、下面壁４６ｋには第２の整風板案内溝４６ｇに案内されて第２の整風板４９が第２の整風板当接面４６ｈ側から挿入されている。また、第１の整風板４８は本体部４８ａ、第1の整風板底面４８ｄ、第1の整風板側壁４８ｆで囲まれて構成され、上方と一端が解放された箱状の形で空間Ｄ部内に収まっている。一方、第２の整風板４９は本体部４９ａ、第２の整風板底面４９ｄ、第２の整風板側壁４９ｇで囲まれて構成され、上方と一端が解放された箱状の形で第１の整風板４８の本体部４８ａ、第２の整風板４９の本体部４９ａ、下面壁４６ｋ及び両側の側壁４６ｍ（図１３参照）で構成する空間Ｈ部内に収まっている。

図１４において、第１の整風板４８、第２の整風板４９をそれぞれ矢印Ｍ方向、矢印Ｎ方向に引き出すことにより、空間Ｄ部、空間Ｈ部、及び空間Ｆ部と連接し吹出開口４１ａ（図示せず）を有する送風管４１とキャップ１４で囲われた空間Ｇ部（図１４、図１５参照）の3つの空間の体積を調整して空間Ｄ部の内圧と空間Ｈ部の内圧及び空間Ｇ部の内圧をほぼ均一にすることができ、各吹出開口４１ａ（図示せず）から流出する風速を一層均一に調整することができる。図１５は第１の整風板４８及び第２の整風板４９を引き出して調整した状態を示している。このように、送風管４１を長手方向に３か所に分割して調整すれば、送風管ユニット４０が長さ方向に長くなったとしても調整が可能であり、拡張性が増す効果がある。なお、各整風板の移動／固定は図示せぬが図１０と同一の手段でもよい。

Claims

長手方向に中空で、外周面の一部に間隔を開けて複数の開口を備える直管状の送風管と、
前記送風管の一端に、ダクトを介して接続される送風ファンと、
前記送風管の他端に設けられたキャップと、
前記送風管内部の長手方向の一部を、該長手方向と平行に少なくとも２つ以上の空間に仕切るセパレータと、
該セパレータの前記送風ファンと対向する側の端部に設けられた整風板、
とを具備する送風管ユニット。
前記整風板を可動可能としたことを特徴とする請求項１に記載の送風管ユニット。
前記整風板が、前記セパレータの端部にて回転可動することを特徴とする請求項１、請求項２に記載の送風管ユニット。
前記整風板が、前記送風管の長手方向に伸縮可動することを特徴とする請求項１、請求項２に記載の送風管ユニット。
前記セパレータを、前記送風管内部の長手方向に平行に３つ以上の空間に仕切るとともに、前記セパレータの端部に設けられた複数の前記整風板を可動可能としたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の送風管ユニット。
前記送風管が中空円筒であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の送風管ユニット。