JP5841689B1 - 温室 - Google Patents

Abstract

【課題】イニシャルコスト及びランニングコストを抑えつつ、土壌及び室内等を暖め、かつ、室内への散水を行うことができる環境に優しい寒冷地にも対応できる温室を提供すること。【解決手段】換気口部を備える囲いにより室内が形成され、前記室内の土壌層に温度計および水分計を備える温室であって、前記室内の前記土壌層の下方および前記囲いの近傍に設けられた室外の排水路の下方に切込砕石層を設け、前記室外の高所水源から発生させた流水を利用した小水力発電による電気を電源として、前記温度計により測定された温度に基づいて、前記切込砕石層に埋設された加熱体を動作させ、前記土壌層および前記室内の空気並びに前記排水路を暖めるとともに、前記換気口部を開閉動作させ、前記室内の温度を調整し、前記高所水源から発生させた流水を所定の施設の屋内に設置された一次タンクに導水して一時的に貯水し、前記水分計により測定された含水率に基づいて、前記タンクのバルブを開閉動作させ、前記流水の水圧により、前記一次タンクから前記室内の上方空間に延びる導水体に導水し、前記導水体に設けられた小孔から高圧水として散水する温室。【選択図】図２

Description

本発明は、室外の高所水源から発生させた流水を利用して室内等の暖房及び散水等を行う温室に関する。

通年で青野菜等を栽培することができる温室（ビニールハウス等も含む。）は、所定の素材による透明な屋根や壁面等の囲いにより囲い内部の空間（以下、「室内」という場合がある。）が形成され、その室内を太陽光で暖める。

そして、寒い日や冬季に所定温度までの昇温を確保すべく、化石燃料としての重油や灯油等を燃焼させることで発生した温風を室内に送り込むことで暖房することも多い。

また、室内の暖房のために、室内の土壌層の下層に埋設された温水パイプやレンガをヒーター線で加熱して暖めることにより、その上層の土壌層を暖め、これにより室内の空気も所定温度まで昇温させる手法も知られている。

関連技術として、太陽光を取り入れる囲いの一部をソーラーパネルにし、当該ソーラーパネルからの電力により発熱する電気ヒーターを室内の土壌層（１〜１０ｍｍ程度の小さな粒の軽石等の多孔質のものだと、孔部分に空気や水が溜まり蓄熱効果が大きい。）に埋設した温室が開示されている（特許文献１参照）。

特開２０１０−２１３６３３号公報

しかしながら、室内の暖房のために、室内の土壌層の下方に埋設された温水パイプ中の温水やヒーター線で加熱されたレンガにより暖める場合、温水パイプに用いる水は最高でも１００℃までしか昇温しなく、また、レンガは放熱に時間を要し、特にレンガ内部の熱は取り出し難いという問題点があった。

そして、特許文献１に開示されている技術では、流水を利用して、小水力発電を行い室内等の暖房用の加熱電源としつつ、室内への散水用の加圧水とする温室を実現することは困難であった。また、寒冷地の温室の屋根に降った雪等が、室内の暖められた空気により融けて屋根に沿って流れ込む排水路の凍結防止やパイプの凍結防止等については考慮されていない。

本発明の目的は、イニシャルコスト及びランニングコストを抑えつつ、土壌及び室内等を暖め、かつ、室内への散水を行うことができる環境に優しい寒冷地にも対応できる温室を提供することにある。

本発明の温室は、換気口部を備え、室内を形成する囲いと、前記室内の土壌層中に埋設された温度計および水分計と、前記囲いの近傍に設けられた室外の排水路と、前記室内の前記土壌層の下方および前記室外の排水路の下方に設けられた切込砕石層と、前記切込砕石層に埋設された加熱体と、前記室内の上方空間に延びる導水体と、所定の施設の屋内に設置された一次タンクを備えた温室であって、
前記室外の高所水源から発生させた流水を利用した小水力発電による電気を電源として、前記温度計により測定された温度に基づいて前記加熱体を動作させ、前記土壌層および前記室内の空気並びに前記排水路を暖めるとともに、前記換気口部を開閉動作させ、前記室内の温度を調整し、
前記高所水源から発生させた流水を前記一次タンクに導水して一時的に貯水し、前記水分計により測定された含水率に基づいて前記タンクのバルブを開閉動作させ、前記流水の水圧により前記導水体に導水し、前記導水体に設けられた小孔から高圧水として散水する。

このように構成することにより、水源（取水地）と小水力発電用発電機や一次タンク・パイプ等の導水体の位置の高低差を利用して水圧を発生させて、一方の流水を切込砕石層の空気等を昇温するための加熱電源とする小水力発電に利用して、室内や排水路を暖めつつ、他方の流水を室内への散水用の加圧水として散水に利用する温室を実現する。
すなわち、ヒーター線等の加熱体の発熱により切込砕石層中の空気等が暖められることで上層の土壌層及び室内の空気が暖められ、同様に室外の排水路も暖められ凍結が防止される。
仮に、室内の温度が上昇し過ぎた場合であっても換気口部を開けて外気を取り込むことで温度を調整することができる。
また、流水の水圧を利用して導水することで、高圧水を得るための特別な機構を要せずに、パイプ等の導水体に設けられた小孔から高圧水を散水することができる。
さらに、一次タンクは所定の施設の屋内に設置され、凍結が防止される。
したがって、環境に優しい豊富な自然エネルギーを利用して有害物質を発生させることなくイニシャルコスト及びランニングコストを抑えてローコストで、室内や室内の土壌層等を適切な温度や含水率に常時保つことが可能となり、さらに寒冷地に対応することも実現される。

また、本発明の温室は、前記所定の施設の屋内に設置された二次タンクを有し、前記二次タンクの内部に液肥および薬液の少なくともいずれかを溜めておき、前記水源から発生させた流水を前記二次タンクの内部に備えられた伸縮自在の袋体に導水し、前記二次タンクのバルブを開閉動作させ、前記袋体への貯水に伴い前記袋体を伸展させる前記流水の水圧により、前記液肥および薬液の少なくともいずれかを前記二次タンクから前記導水体に導き、前記導水体に設けられた小孔から高圧の液体として散布することであってもよい。

このように構成することにより、流水を室内への液肥や薬液の散布用の加圧水として散布に利用する温室を実現することができる。
さらに、二次タンクは所定の施設の屋内に設置され、凍結が防止される。

本発明によれば、イニシャルコスト及びランニングコストを抑えつつ、土壌及び室内等を暖め、かつ、室内への散水を行うことができる環境に優しい温室を提供することができる。

本発明の実施の形態における温室の外観構造を示す斜視図である。 本発明の実施の形態における温室の構造を示す断面図である。 本発明の実施の形態における温室で流水を利用することを説明する図である。 本発明の実施の形態における温室の使用方法のフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態における温室の構成を図面を参照しつつ説明する。なお、以下では本実施の形態の温室１００の理解に必要な事項を中心に詳説するが、温室の構造には既知の技術が広く適用されてよい。

図１（図２も参照）に、本実施の形態の温室１００の外観構造を模式化して示す。
温室１００は、切り妻屋根の小屋組み構造であり、長手方向に５０ｍ、短手方向に７ｍ、高さ方向に２．５ｍのサイズである。サイズは適宜変更されてよく、特に長手方向は５０ｍ〜１００ｍ程度が好適である。
なお、温室１００の構造はドーム型等であってもよい。

温室１００の躯体は、垂直の外側支柱１、中間支柱２、傾斜勾配をなす屋根用支柱３、水平の棟用支柱４、これと平行な軒桁用支柱５やその他の支柱を基本骨材として構成されており、支柱同士は部位に応じた金属製の継ぎ手等により接続されている。
各支柱は、上記の温室１００のサイズを実現することができる所定の寸法の亜鉛メッキアングル（山形鋼）等である。なお、亜鉛メッキされた一般構造用の炭素鋼管等であってもよい。
外側支柱１等の１スパン（間隔）は約２ｍである。
強度補強のために、温室１００の長手方向における外側支柱１及び中間支柱２の２スパン毎に左右交互に斜めに１本の筋交いを使用している。同様に、中間支柱２と外側支柱１の間にも強度補強のために２スパン毎に斜めに１本の筋交い７を使用している。なお、強風や地震等を考慮して適宜筋交いを設けることであってよく、例えば、筋交いはクロスに２本組であってもよい。

温室１００の躯体の基礎として、逆Ｔ字型のプレキャストコンクリートブロック８が後述する第二の切込砕石層２６の上に設けられた不透水シート（遮水層）２７の上部に、土壌層２８の天端より２０ｃｍ程度の高さ寸法を残して土壌層２８中に埋設されるように、予め所定の姿勢状態で据え付けられている。プレキャストコンクリートブロック８の全体の高さ寸法は７０ｃｍである。上記の外側支柱１等の１スパン（２ｍ）の１／３程度の寸法であるとバランスが良い。
プレキャストコンクリートブロック８に先端部分に設けられた差込孔に対して躯体の外側支柱１や中間支柱２の基端部（脚部）を差し込んで、取り外し可能にボルト等で固定し、暴風等により抜けないように連結して支持させる。差込孔と基端部の間にセメントミルク等の付着剤を充てんしたり、抜止具を装着することであってもよい。
プレキャストコンクリートブロック８による基礎同士の間の土壌層２８中の空間は、土壌の流出を防止すべく、例えばコンクリート板などを当て板９として、後述する第二の切込砕石層２６の上に設けられた不透水シート（遮水層）２７の上部に配設する。

温室１００は、躯体の外表面に被覆体である透明な合成樹脂フィルム（例えば、ポリ塩化ビニルフィルム）のビニールシート１０を装着することにより形成されている。ビニールシートの厚み寸法は約１ｍｍである。
また、温室１００の水平天井に防寒用の断熱ビニールシート１１が天井部全面に展張されている。室内の暖められた空気が屋根から逃げることを防止する役割を果たしている。
また、温室１００の側面側のビニールシート１０には、室内の温度が上昇し過ぎることを回避するための換気口部としての換気窓１２が全体に亘って一連に設けられ、ビニールシート１０による被覆を室外側へ吊り上げたり・戻したりする操作により開閉することで室内の温度調節を行う。人力による開閉労力を軽減するため、被覆を機械的に室外側へ開く機構が設けられてもよい。なお、換気窓１２は個別の小窓として設けられていてもよい。

図２に、本実施の形態の温室１００の主として地下の断面構造を模式化して示す。

まず、掘削された地中のスペースに、最下層として敷砂利層２１が約１ｃｍ〜２ｃｍの厚み寸法に積んで充分に圧力を加え（転圧し）て均平に形成されている。

敷砂利層２１の上方に、コンクリートを流して均し、コンクリート層２２が約１ｃｍ〜２ｃｍの厚み寸法により形成されている。

コンクリート層２２の上方に、断熱シート（断熱層）２３が敷設されている。コンクリート層２２が存在するため容易に断熱シート２３を敷くことができ、熱が下層に逃げることを防止する役割を果たしている。

断熱シート２３の上方に、３０ｍｍ〜５０ｍｍ径程度の切込砕石を二段階に分けて敷き詰めて第一の切込砕石層２４及び第二の切込砕石層２６が形成されている（以下、総称して「切込砕石層」という場合がある。）。切込砕石層は、切込砕石同士の間の空隙率（空気層）が大きく、この空隙（空気）に熱を多く蓄えることができるため蓄熱効果が大きい。また、切込砕石層は、上層に対して短時間で蓄えた熱の大部分の熱伝達を行うことができる。
水は最高でも１００℃までしか昇温しないが、空気はそれ以上の温度まで昇温可能であり、高温の熱により効率良く上層を暖めることができる。
また、切込砕石層は従来用いられていたレンガと比較すると、レンガよりも早く暖まり、価格も１／３〜１／４程度の安価であり、積み重ねる手間が無く埋設も容易であるという利点を有している。

まず、断熱シート２３の上方に、一段階目として、第一の切込砕石層２４が、切込砕石を約１５ｃｍ〜２０ｃｍの厚み寸法に積んで充分に圧力を加え（転圧し）て均平に形成されている。

第一の切込砕石層２４の上方に、加熱体としてのヒーター線（電熱線）２５が熱効率を考慮してパターン配設されている。第一の切込砕石層２４は均平であるので配設は容易となっている。なお、ヒーター線２５は保護用のパイプ等の中を通すタイプのものであってもよい。
切込砕石層中に埋設されたヒーター線２５がコード等により後述する発電機６４（電源）に接続され、電熱による発熱を行う。そして切込砕石層中の空気が加熱され、熱を蓄えることとなる。発熱のための電源のオン／オフは、所定のスイッチ機構により手動で行ってもよいし、スイッチが自動的にオン／オフとなる機構を用いてもよい。サーモスタット等の公知の温度調整器（不図示）を設置し、例えば５０℃などに発熱温度を設定可能であっていてもよい。
ヒーター線２５は、一例として、平面視において１本のヒーター線から２０〜５０ｃｍ程度離して平行に敷設する。この配設パターンは発電の程度や埋設深さ、敷設場所の平均気温、栽培する農作物の種類等によって適宜定められてよい。なお、ヒーターは面状のものであってもよい。

ヒーター線２５の上方（ヒーター線２５が存在しない領域については切込砕石層２４の上方）に、二段階目として、さらに第二の切込砕石層２６が、切込砕石を約１５ｃｍ〜２０ｃｍの厚み寸法に積んで充分に圧力を加え（転圧し）て均平に形成されている。

第二の切込砕石層２６の上に、不透水シート（遮水層）２７が敷設されている。上層に対して適度な熱伝達を行いつつ、下層の切込砕石層などへの水分や泥などの流入を防止する役割を果たしている。

不透水シート２７の上方に、農作物の栽培用土壌を堆積して土壌層２８が約５０ｃｍの厚み寸法により形成されている。なお、土壌層２８の天端は、温室１００の囲いの外側の地盤（地面）の高さ水平（グランドレベル）よりも高いほうが好ましい。土壌層２８の厚み寸法は栽培する農作物等に応じて適宜変更することであってよい。
なお、温室１００の室内中央の通路２９として、土壌層２８の該当領域（幅１ｍ程度）には簡易舗装が施されている。

また、図２に示すように、土壌層２８中に、温度計３１及び水分計３２が埋設されている。
温度計３１及び水分計３２は、例えば、プレキャストコンクリートブロック８の近傍に配置する。なお、温度計３１及び水分計３２は、土壌層２８の全体の温度や含水率をより正確に把握するために、図２に示すように、複数箇所に設けられている。なお、温度計３１は、室内空間、土壌層２８などを含めて複数設けてもよい。
また、後述のコントロール室７２等の所定の施設の屋内に設置されたコントローラ４０は、温度計３１や水分計３２による、土壌層２８中などの温度や含水率の測定データを収集して、温度・含水率を調整・管理している。温度・含水率の調整は、所定の報知を実施して手動で行わせても、自動制御することであってもよい。温水分計などの共通した機器により温度・含水率のデータが測定されることであってもよい。
温度計３１により測定された温度が予め設定した閾値（例えば、２０℃を中心として前後３℃の範囲内）を下回ったときに、切込砕石層に埋設された加熱体としてのヒーター線２５を動作させ、土壌層２８及び室内の空気並びに排水路５０を暖めるとともに、換気口部としての換気窓１２の被覆の開閉動作をさせて室内の温度を調整する。土壌層２８は、農作物の根の部分が、最も生育しやすい温度である１５〜２５℃程度が好適である。
また、水分計３２により測定された含水率が予め設定した閾値（例えば、含水率７０％）を下回ったときに、後述の一次タンク７３のバルブ８１等を開閉操作して、二次パイプ７７の小孔７８から室内へ高圧水を散水する。

また、図２に示すように、温室１００の室外（囲いの両外側近傍）には排水路５０が地盤（地面）を掘削して設けられている。
排水路５０には、雨水はもちろん、温室１００の屋根部等に降った雪等が、室内の暖められた空気により即時に融けて屋根部に沿って流れ込むこととなる。
図２に示すように、排水路５０の設けられた地盤の下層にも、上述の切込砕石層等が延伸して配置されている。したがって、第一の切込砕石層２４、ヒーター線２５、第二の切込砕石層２６などの上記の作用等により、排水路５０が暖められるため、寒冷地の冬季であっても排水路５０へ流入した水の凍結防止が図られている。
なお、排水路５０の末端は、凍結しない深さにまで地中に埋設された所定の排水管に通じ、当該排水管を通して河川等へ放水される。

次に図３を参照して、本実施の形態の温室１００に関して、水源から発生させた一方の流水を、ヒーター線２５の加熱電源とする小水力発電に利用し、かつ、他方の流水を、室内への散水用の加圧水として利用する手法を説明する。

まず、小水力発電システム６０についてであるが、高所の水源２００（例えば、山を流れる小沢や伏流水である。）を凍結しない深さにまで地中に埋設された高圧パイプ６１で５ｍ〜１０ｍ程度の落差のある低所まで導水して流水を発生させ、温室１００の付近等のその低所に設置された小水力発電施設６２（水車６３・発電機６４・コントローラ６５等を含む）で、いわゆる小水力発電により発電する。
発生した電力を電源として利用してヒーター線２５に継ぎ（直結してもよい）、発熱させる。
なお、小水力発電システム６０は、発電した電気を蓄積しておくことができる蓄電池を備えていることがより好ましい。

また、伏流水はゴミや枯渇が少なく、さらに寒冷地でも凍らないため通年利用できるというメリットを有している。
小沢や伏流水に存在するゴミ等をネット等で取り除いて、小水力発電システム６０を構成する各機器のフィルターの目詰まりを防止することが望ましい。

次に、散水システム７０についてであるが、まず上記の水源２００を凍結しない深さにまで地中に埋設された所定の径の高圧パイプ７１で５ｍ〜１０ｍ程度の落差のある低所まで導水して流水を発生させ、温室１００の付近等のその低所に設置されたコントロール室７２等の所定の施設の屋内に設置された一次タンク７３に施設の屋内において地中から脱した高圧パイプ７１で導水して貯水する。一次タンク７３は、金属製であり、例えば、径３ｍ、高さ寸法３ｍの略円柱形状である。
一次タンク７３には導水体としての所定の径のメインパイプ（高圧パイプ）７６が直結されており、一旦、一次タンク７３が満タンになった後は、余剰の水は、バルブ８２の閉操作及びバルブ８３の開操作に従い、凍結しない深さにまで地中に埋設された所定の排水管を通して排水路５０へ導水される。
また、メインパイプ７６は、コントロール室７２の室内から室外へ延び、コントロール室７２の室外においては凍結しない深さにまで地中に埋設されており、さらに温室１００の所定の領域において地中から脱して上方に延び、温室１００の室内の上方空間（水源２００よりは低位置）に延在している。
また、メインパイプ７６から導水体としての所定の径の二次パイプ７７が複数分岐し、温室１００の室内の上方空間（水源２００よりは低位置）に延在している。二次パイプ７７には霧状等に水を散布するための多数の散水用の小孔７８が穿設されている。なお、二次パイプ７７の終端は閉塞している。小孔７８の目詰まり防止のために高圧水に含まれる微細なゴミを取り除くフィルター等が二次パイプ７７等に設置されていてもよい。
メインパイプ７６及び二次パイプ７７は、躯体を形成する梁用支柱６などに沿って配設され、ステンレス製の針金やワイヤ等の結束手段により梁用支柱６などに結束処理されている。さらに結束手段の外周面は、樹脂製粘着テープに代表される被覆テープにより被覆されていてもよい。

そして散水システム７０では、室内への散水を行う時点で、メインパイプ７６のバルブ（止水弁）８１の開閉操作（上記のコントローラ４０による電動制御でも手動でもよい。）及びバルブ８８の閉操作によりタンク７３に貯水された水をメインパイプ７６に流入させる。
また、メインパイプ７６から二次パイプ７７にバルブ８２の開操作、バルブ８３の閉操作及びバルブ８４の開閉操作により導水し、二次パイプ７７の多数の散水用の小孔７８から高圧水が放出される。

すなわち、水源２００とタンク７３の間の落差（位置エネルギー）により流水を発生させて導水し、二次パイプ７７に設けられた小孔から高圧水を散水する。一次タンク７３の中に貯められている水はもちろん、メインパイプ７６や二次パイプ７７中に存在する水も、常時、流水の圧力が付加されて高圧水となっている。

また、図３に示すように、温室１００の付近等の低所に設置されたコントロール室７２等の所定の施設の屋内に、肥料や農薬などの散布に利用するための二次タンク７４が設置され、分岐した高圧パイプ７１により導水可能となっている。施設の屋内において地中から脱した高圧パイプ７１の末端には、伸縮自在の不透水の素材からなる袋体８０が取り付けられている。二次タンク７４は、金属製であり、例えば、径１ｍ、高さ寸法１ｍの略円柱形状である。
二次タンク７４には導水体としての所定の径のメインパイプ（高圧パイプ）７９が直結されている。メインパイプ７９は、メインパイプ７６に途中から合流するように接続されている。
二次タンク７４には、開閉式の蓋部を備える径３０ｃｍ程度の開口部７５が設けられ、散布用の液体肥料や農薬などの液体の薬剤を投入することができる。
二次タンク７４に散布用の液体肥料や農薬などの液体の薬剤を所定量、必要に応じて加圧しながら投入した後に、上記の一次タンク７３と同様に、バルブ８５の閉操作、バルブ８６の開操作により分岐した高圧パイプ７１に導水すると、袋体８０に水が溜まることで袋体８０が水圧に応じて伸展して、予め溜められた液体肥料や農薬などの液体の薬剤を加圧することとなる。さらに、バルブ８７の開操作により予め溜められた液体肥料や農薬などの液体の薬剤をメインパイプ７９に流入させる。そして、メインパイプ７６から二次パイプ７７にバルブ８２の開操作、バルブ８３の閉操作及びバルブ８４の開閉操作により導水し、二次パイプ７７の多数の散水用の小孔７８から液体の肥料や農薬などが放出され散布されることとなる。
二次タンク７４から液体肥料や農薬などの液体の薬剤がすべて排出された後、バルブ８７及びバルブ８９を閉操作、バルブ８５を開操作して、二次タンク７４に散布用の液体肥料や農薬などの液体の薬剤を所定量、必要に応じて加圧しながら再度、投入すると、袋体８０に溜まった水はメインパイプ７１に押し戻されて流入して一次タンク７３に導水されるので、袋体８０は収縮することとなる。

次に、図４のフローチャートを参照して、本実施の形態における温室１００の使用方法の一例を詳細に説明する。
高所の水源２００として山の伏流水等を前提とし、この伏流水等を利用して高低差により流水を発生させて、一方の流水を小水力発電に利用し、他方の流水を一次タンク７３に貯水して加圧水として散水し、さらに二次タンク７４に溜めた液肥や薬液を散布する手法について詳説する。

まず、水源２００から高圧パイプ６１で５ｍ〜１０ｍ程度の落差のある、温室１００の付近に設置された小水力発電施設６２に導水する（ステップＳ１）。

小水力発電施設６２では、流水を利用して発電機６４を用いて、いわゆる小水力発電により発電する（ステップＳ２）。

コントロール室７２に設置されたコントローラ４０は、温度計３１により、土壌層２８中の温度の測定データを収集して、測定された温度が予め設定した第一の閾値（例えば、２０℃を中心として前後３℃の範囲内）を下回ったときに（ステップＳ３）、発電機６４にコード等により接続されているヒーター線２５の発熱のための所定の電源スイッチを自動的にオンにし、電熱により発熱を行う（ステップＳ４）。サーモスタットを設置し、例えば５０℃などに発熱温度が設定されている。

切込砕石層に埋設されたヒーター線２５の発熱により切込砕石層中の空気等が暖められる（ステップＳ５）切込砕石層は、切込砕石同士の間の空隙率（空気層）が大きく、この空隙（空気）に熱を多く蓄えることができ、１００℃以上の温度まで昇温させることが可能であるので、上層に対して短時間で蓄えた高温の熱の大部分を効率良く伝達することができる。

さらに、暖められた切込砕石層中の空気等により切込砕石層の上層の土壌層２８が暖められる（ステップＳ６）。

そして、暖められた土壌層２８により温室１００の室内の空気や室外の排水路５０が暖められる（ステップＳ７）。したがって寒冷地の冬季であっても排水路５０へ流入した水の凍結が防止される。

一方、コントローラ４０は、温度計３１により、土壌層２８中の温度の測定データを収集して、測定された温度が予め設定した第二の閾値（例えば、３０℃を中心として前後３℃の範囲内）を上回ったときに（ステップＳ８）、ヒーター線２５の発熱のための所定の電源スイッチを自動的にオフにし、発熱を停止する（ステップＳ９）。
また、コントローラ４０は、温度計３１により、土壌層２８中の温度の測定データを収集して、測定された温度が予め設定した第三の閾値（例えば、４０℃を中心として前後３℃の範囲内）を上回ったときに（ステップＳ１０）、換気窓１２のビニールシート１０による被覆を機械的に外側に吊り上げることで開いて、外気を室内に取り込むことで温度を低下させるように調整する（ステップＳ１１）。なお、温度計３１により測定される温度の低下によりビニールシート１０による被覆を戻して換気窓１２を閉じる。

次に、水源２００から高圧パイプ７１で５ｍ〜１０ｍ程度の落差のある低所であるコントロール室７２の屋内に設置された一次タンク７３に導水して貯水する（ステップＳ１２）。なお、余剰の水は、排水路５０へ導水される。

コントロール室７２に設置されたコントローラ４０は、水分計３２により、土壌層２８の含水率の測定データを収集して、水分計３２により測定された含水率が予め設定した第一の閾値（例えば、含水率７０％）を下回ったときに（ステップＳ１３）、一次タンク７３から温室１００の室内の上方空間に延在するメインパイプ７６へ導水するためにバルブ８１を開動作させ、さらに、メインパイプ７６から温室１００の室内の上方空間に延在する二次パイプ７７へ導水するためにバルブ８２、８４等を開動作させる（ステップＳ１４）。

そして、二次パイプ７７の多数の散水用の小孔７８から室内へ高圧水を霧状等に散布する（ステップＳ１５）。

一方、コントローラ４０は、水分計３２により、土壌層２８の含水率の測定データを収集して、測定された含水率が予め設定した第二の閾値（例えば、含水率８０％）を上回ったときに（ステップＳ１６）、バルブ８１、８２、８４等を閉動作させ、散水を停止する（ステップＳ１７）。

次に、水源２００から５ｍ〜１０ｍ程度の落差のある低所であるコントロール室７２の屋内に設置された二次タンク７４の内部に、開口部７５から散布用の液体肥料や農薬などの液体の薬剤を必要に応じて加圧しながら投入して溜める（ステップＳ１８）。

水源２００から、分岐した高圧パイプ７１にバルブ８５の閉操作、バルブ８６の開操作により導水すると、分岐した高圧パイプ７１の末端に取り付けられて、二次タンク７４の内部に在る伸縮自在の不透水の素材からなる袋体８０に水が溜まる（ステップＳ１９）。すると、流水の水圧に応じて袋体８０が伸展して、二次タンク７４に予め溜められている液体肥料や農薬などの液体の薬剤を加圧することとなる。

二次タンク７４から温室１００の室内の上方空間に延在するメインパイプ７９へ液体を導くためにバルブ８７等を開操作し、さらに、メインパイプ７６から温室１００の室内の上方空間に延在する二次パイプ７７へ導水するためにバルブ８２、８４、８８等を開操作する（ステップＳ２０）。

そして、二次パイプ７７の多数の散水用の小孔７８から室内へ高圧の液体としての液体肥料や農薬などの液体の薬剤を霧状等に散布する（ステップＳ２１）。

二次タンク７４から液体肥料や農薬などの液体の薬剤がすべて排出された後に、バルブ８７、８８、８２、８４等を開閉動作させ、散布を停止する（ステップＳ２２）。なお、袋体８０に溜まった水の排出は、バルブ８７及びバルブ８９を閉操作、バルブ８５を開操作して、二次タンク７４に散布用の液体肥料や農薬などの液体の薬剤を必要に応じて加圧しながら再度、投入すると、袋体８０に溜まった水はメインパイプ７１に押し戻されることにより実現される。

上記の本実施の形態によれば、水源（取水地）と小水力発電用発電機や一次タンク・パイプ等の導水体の位置の高低差を利用して流水を発生させて、一方の流水を切込砕石層の空気等を昇温するための加熱電源とする小水力発電に利用して、室内や排水路を暖めつつ、他方の流水を室内への散水用の加圧水として散水に利用することができる。さらに、流水を、温室の室内への液肥や薬液の散布用の加圧水として散布に利用することができる。
また、寒冷地対策として、ヒーター線の発熱により切込砕石層中の空気等が暖められることで上層の土壌層及び室内の空気が暖められ、同様に室外の排水路も暖められ凍結が防止される。さらに、一次・二次タンクは所定の施設の屋内に設置され、凍結が防止される。
環境に優しい豊富な自然エネルギーを利用して有害物質を発生させることなくイニシャルコスト及びランニングコストを抑えてローコストで、室内や室内の土壌層等を適切な温度や含水率に常時保つことが可能となり、さらに寒冷地に対応することも実現される。

その他、一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されてよい。

１ 外側支柱
２ 中間支柱
３ 屋根用支柱
４ 棟用支柱
５ 軒桁用支柱
７ 筋交い
８ プレキャストコンクリートブロック
９ 当て板
１０ ビニールシート
１１ 断熱ビニールシート
１２ 換気窓
２１ 敷砂利層
２２ コンクリート層
２３ 断熱シート
２４ 第一の切込砕石層
２５ ヒーター線
２６ 第二の切込砕石層
２７ 不透水シート
２８ 土壌層
２９ 通路
３１ 温度計
３２ 水分計
４０、６５ コントローラ
５０ 排水路
６０ 小水力発電システム
６１ 高圧パイプ
６２ 小水力発電施設
６３ 水車
６４ 発電機
７０ 散水システム
７１、７９ 高圧パイプ
７２ コントロール室
７３ 一次タンク
７４ 二次タンク
７５ 開口部
７６、７９ メインパイプ
７７ 二次パイプ
７８ 小孔
８０ 袋体
８１〜８９ バルブ
１００ 温室
２００ 水源

Claims (2)

1. 換気口部を備え、室内を形成する囲いと、前記室内の土壌層中に埋設された温度計および水分計と、前記囲いの近傍に設けられた室外の排水路と、前記室内の前記土壌層の下方および前記室外の排水路の下方に設けられた切込砕石層と、前記切込砕石層に埋設された加熱体と、前記室内の上方空間に延びる導水体と、所定の施設の屋内に設置された一次タンクを備えた温室であって、
   前記室外の高所水源から発生させた流水を利用した小水力発電による電気を電源として、前記温度計により測定された温度に基づいて前記加熱体を動作させ、前記土壌層および前記室内の空気並びに前記排水路を暖めるとともに、前記換気口部を開閉動作させ、前記室内の温度を調整し、
   前記高所水源から発生させた流水を前記一次タンクに導水して一時的に貯水し、前記水分計により測定された含水率に基づいて前記タンクのバルブを開閉動作させ、前記流水の水圧により前記導水体に導水し、前記導水体に設けられた小孔から高圧水として散水する
   温室。
2. 前記所定の施設の屋内に設置された二次タンクを有し、前記二次タンクの内部に液肥および薬液の少なくともいずれかを溜めておき、前記水源から発生させた流水を前記二次タンクの内部に備えられた伸縮自在の袋体に導水し、前記二次タンクのバルブを開閉動作させ、前記袋体への貯水に伴い前記袋体を伸展させる前記流水の水圧により、前記液肥および薬液の少なくともいずれかを前記二次タンクから前記導水体に導き、前記導水体に設けられた小孔から高圧の液体として散布する
   請求項１記載の温室。

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