JP6837222B2 - Agricultural house - Google Patents
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Description
本発明は、農業用ハウスに関する。 The present invention relates to an agricultural greenhouse.
農作物等の植物体を育成する環境を制御するために、ビニールハウス又はパイプハウス等と呼ばれる小屋(ハウス本体)によって構成された農業用ハウスが用いられている。この種の農業用ハウスでは、太陽光の入射を可能にして外部環境を取り込みながらも、温度、湿度又は照度等の農業用ハウスの内部環境を管理することによって、植物体の育成に適した育成環境を構築している。 In order to control the environment for growing plants such as agricultural products, an agricultural house composed of a hut (house body) called a vinyl house or a pipe house is used. In this kind of greenhouse, while allowing sunlight to enter and taking in the external environment, by controlling the internal environment of the greenhouse such as temperature, humidity or illuminance, it is suitable for growing plants. We are building an environment.
例えば、従来、農業用ハウス内の温度を管理する技術として、ダクトを用いて農業用ハウス内に温風又は冷風を供給したり、温水又は冷水を通す配管を農業用ハウス内に敷設したりすることで、農業用ハウス内の温度を調節する方法が知られている。 For example, conventionally, as a technique for controlling the temperature in an agricultural greenhouse, a duct is used to supply hot or cold air to the agricultural greenhouse, or a pipe for passing hot or cold water is laid in the agricultural greenhouse. Therefore, a method of controlling the temperature in an agricultural greenhouse is known.
近年、温風又は冷風等を農業用ハウス内に供給するのではなく、農業用ハウス内でミストを噴霧することによって農業用ハウス内の温度を調節する技術が提案されている(例えば特許文献1)。 In recent years, a technique for adjusting the temperature in an agricultural greenhouse by spraying mist in the agricultural greenhouse has been proposed instead of supplying hot air or cold air into the agricultural greenhouse (for example, Patent Document 1). ).
しかしながら、農業用ハウス内でミストを噴霧すると、植物体にミストが付着する。この場合、付着したミストにより植物体が長時間濡れた状態になってしまうと、植物体が腐ったり病気になったりするおそれがある。 However, when mist is sprayed in an agricultural greenhouse, the mist adheres to the plant body. In this case, if the plant becomes wet for a long time due to the attached mist, the plant may rot or become ill.
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、ミストの付着による植物体への悪影響を抑制しつつミストの噴霧を行うことができる農業用ハウスを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an agricultural house capable of spraying mist while suppressing adverse effects on plants due to adhesion of mist. To do.
本発明に係る農業用ハウスの一態様は、植物体にミストを噴霧するミスト噴霧部を有する農業用ハウスであって、前記農業用ハウス内の特定箇所の温度を計測する測温体と、前記測温体で計測された温度から、前記ミスト噴霧部で噴霧されたミストによる前記特定箇所の濡れ状態を推定して、前記ミスト噴霧部の制御を行う制御部と、を備え、前記測温体は、測温する機能を有する測温部位が、前記測温部位以外の他の部位よりも高い位置となるように配置されている。 One aspect of the agricultural house according to the present invention is an agricultural house having a mist spraying portion for spraying mist on a plant, a resistance temperature meter for measuring the temperature of a specific portion in the agricultural house, and the above. The temperature measuring body is provided with a control unit that estimates the wet state of the specific portion by the mist sprayed by the mist spraying unit from the temperature measured by the resistance temperature measuring device and controls the mist spraying unit. Is arranged so that the temperature measuring portion having a temperature measuring function is located at a higher position than other portions other than the temperature measuring portion.
植物体にミストが噴霧される環境下において、ミストの付着による植物体への悪影響を抑制しつつミストの噴霧を行うことができる。 In an environment where the mist is sprayed on the plant body, the mist can be sprayed while suppressing the adverse effect on the plant body due to the adhesion of the mist.
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、並びに、工程(ステップ)及び工程の順序等は、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. In addition, all the embodiments described below show a specific example of the present invention. Therefore, the numerical values, the components, the arrangement positions and connection forms of the components, the steps (steps), the order of the steps, and the like shown in the following embodiments are examples and do not limit the present invention. .. Therefore, among the components in the following embodiments, the components not described in the independent claims indicating the highest level concept of the present invention will be described as arbitrary components.
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。なお、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。 Further, each figure is a schematic view and is not necessarily exactly illustrated. In each figure, substantially the same configuration is designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted or simplified.
(実施の形態)
実施の形態に係る農業用ハウス1について、図1〜図5を用いて説明する。図1は、実施の形態に係る農業用ハウス1の外観を模式的に示す斜視図である。図2及び図3は、同農業用ハウス1を模式的に示す概略水平断面図及び概略横断面図である。図4は、同農業用ハウス1内の部分拡大図である。図5は、同農業用ハウス1において、ミストを噴霧する様子を模式的に示す概略横断面図である。なお、図1では、植物体2を図示していない。(Embodiment)
The agricultural greenhouse 1 according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 5. FIG. 1 is a perspective view schematically showing the appearance of the agricultural greenhouse 1 according to the embodiment. 2 and 3 are a schematic horizontal sectional view and a schematic cross-sectional view schematically showing the agricultural greenhouse 1. FIG. 4 is a partially enlarged view of the agricultural greenhouse 1. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view schematically showing a state of spraying mist in the agricultural greenhouse 1. Note that FIG. 1 does not show the
図1〜図4に示すように、農業用ハウス1は、植物体2を育成するための植物育成用設備であり、植物体2を栽培する空間を囲むように構成された外郭として、ハウス本体10を有する。本実施の形態において、ハウス本体10は、閉鎖空間であり、通気口13等の開口を全て閉じれば密閉空間にすることができる。
As shown in FIGS. 1 to 4, the agricultural house 1 is a plant growing facility for growing a
図1に示すように、ハウス本体10は、フレーム11と、フレーム11に支持された被覆体12とを有する。ハウス本体10の上面視形状は、縦横比が大きい矩形状である。一例として、ハウス本体10の寸法は、上面視において、長手方向の長さが数十m程度(例えば50m)で、短手方向の長さが数m程度(例えば5m)である。また、ハウス本体10は、長手方向に交差する断面において上に凸となる形状に構成されている。
As shown in FIG. 1, the
フレーム11は、フレーム構造材である複数のパイプが組み合わされて構成されている。具体的には、フレーム11は、アーチ状の複数の第1パイプ11a(主フレーム)と、複数の第1パイプ11aを連結する複数の第2パイプ11b(連結フレーム)とを有する。第1パイプ11a及び第2パイプ11bは、金属製パイプであり、例えばアルミニウム材又は鋼材等によって構成されている。なお、第1パイプ11a及び第2パイプ11bは、金属製に限らず、樹脂製又は木製であってもよい。
The
被覆体12は、フレーム11の全体を覆うようにフレーム11に架設されている。被覆体12は、ガラス板又は合成樹脂フィルム等の透光性部材によって構成されている。なお、被覆体12は、透明ガラス又は透明樹脂フィルム等の透明部材によって構成されているとよい。
The covering
被覆体12の一部には、通気のための開口である通気口13、及び、人がハウス本体10に出入りするための開口である出入口14等の開口が設けられている。通気口13は、例えば、ハウス本体10の側壁又は天井等に設けられる。また、出入口14は、ハウス本体10の妻壁に設けられている。
A part of the covering
また、ハウス本体10には、通気口13を開閉するための窓15が設けられている。窓15は、通気口13を覆う閉位置と通気口13を開放する開位置との間で移動可能な構造を有する。具体的には、窓15は、透明なシートを軸に巻き付けた構造を有し、シートを軸に巻き付ける量に応じて通気口13の開度が調節可能となっている。つまり、窓15及び通気口13は、ハウス本体10の内外の空気の換気を行うための換気窓である。窓15は、シートの上端部がハウス本体10に取り付けられており、ハウス本体10にシートを取り付けた部位よりも軸が下に位置するように配置される。
Further, the
また、ハウス本体10には、ハウス本体10に入射する日射を調節するための遮光カーテン16も設けられている。遮光カーテン16は、ハウス本体10内に入射する外光(例えば太陽光)を減光させる位置と、ハウス本体10内に入射する外光を減光さない位置との間で移動可能となっている。
Further, the house
農業用ハウス1では、植物体2として農作物が栽培される。植物体2は、例えば、果菜類、葉菜類、根菜類、豆類、果物又は花卉等である。果菜類は、一例として、トマト、キュウリ、ナス等である。葉菜類は、例えば、ホウレンソウ、コマツナ、レタス、キャベツ、ハクサイ等である。根菜類は、例えば、ダイコン、ニンジン、ゴボウ、ジャガイモ、サツマイモ、レンコン、サトイモ等である。
In the agricultural greenhouse 1, agricultural products are cultivated as a
本実施の形態では、植物体2として果菜類、特にトマトを栽培する例について説明する。したがって、図2〜図4では、植物体2として、トマトの茎及び葉等が図示されている。
In this embodiment, an example of cultivating fruit vegetables, particularly tomatoes, as the
ハウス本体10に囲まれている地面には、植物体2を栽培するために周囲に対して土を盛り上げた複数(本実施の形態では2つ)の畝3が設けられている。また、隣り合う畝3の間は、ユーザの通り道及び作業スペースとなる通路4になっている。
On the ground surrounded by the house
複数の畝3の各々には、複数の植物体2が概ね等間隔に植えられる。植物体2の畝3への植え方としては、一条植え又は二条植えが挙げられるが、それ以外の植え方であってもよい。なお、1つのハウス本体10内の畝3には、1種類の植物体2が植えられるが、複数種類の植物体2が植えられていてもよい。
A plurality of
図2〜図4に示すように、農業用ハウス1は、ミスト噴霧部100と、パイプ200と、タンク300と、測温体400と、制御部500とを備える。ミスト噴霧部100、パイプ200、タンク300、測温体400及び制御部500は、ハウス本体10内に設置される。
As shown in FIGS. 2 to 4, the agricultural greenhouse 1 includes a
ミスト噴霧部100は、ミストをハウス本体10内に噴霧するミスト噴霧器である。具体的には、ミスト噴霧部100は、ミストを発生して外部に噴出するノズルである。一般的に、ミストには、一流体ミスト及び二流体ミストがあるが、本実施の形態では、ミスト噴霧部100からは一流体ミストが噴霧される。したがって、ミスト噴霧部100から噴霧されるミストの粒径は、例えば、50μm以上150μm以下である。また、ミスト噴霧部100から噴霧されるミストの噴霧圧力は、0.1MPa以上0.8MPa以下であるとよい。
The
ミスト噴霧部100は、ハウス本体10内に複数設置されている。複数のミスト噴霧部100の各々は、パイプ200に接続されており、各ミスト噴霧部100には、パイプ200を通して水が供給される。複数のミスト噴霧部100は、パイプ200を通して供給された水を微粒子化してミストを発生させ、発生させたミストを外部に噴出させる。図4に示すように、各ミスト噴霧部100は、発生させたミストを外部に噴出するための1つ以上の吹出口を有する。吹出口110から噴出するミストは、吹出口110から広がるように吹き出される。
A plurality of
各ミスト噴霧部100は、4つの吹出口110を有する。具体的に、各ミスト噴霧部100は、4つの枝管120を有している。4つの吹出口110は、4つの枝管120の先端部に設けられている。各ミスト噴霧部100において、4つの枝管120は、水平面内で90度間隔で配置されている。また、各枝管120における吹出口110は、水平方向を向いている。なお、吹出口110は、水平方向を向いている場合に限らず、鉛直上方又は鉛直下方に向いていてもよい。
Each
図5に示すように、本実施の形態において、ミスト噴霧部100は、植物体2にミストを噴霧する。つまり、ミスト噴霧部100は、単にハウス本体10内の空間にミストを導入するだけではなく、植物体2にミストを直接噴霧する。したがって、ミスト噴霧部100は、植物体2よりも高い位置でミストを発生させるように配置されているとよい。植物体2よりも高い位置で発生したミストは、重力によって落下し、一部は植物体2に到達する前に気化し、他の一部は植物体2に到達して対象物に接触する。
As shown in FIG. 5, in the present embodiment, the
本実施の形態において、ミスト噴霧部100は、植物体2の上方、つまり畝3の上方に配置されているが、通路4の上方に配置されていてもよい。一例として、植物体2を栽培する地面(畝3の上面)からミスト噴霧部100までの高さは、植物体2の種類の背丈に応じて定められるが、概ね50cm〜300cmである。
In the present embodiment, the
ミスト噴霧部100から噴霧するミストの粒子径は、例えば最頻値が10μm〜100μmである。ミストの粒子径の最頻値は、この範囲である必要はないが、粒子径の最頻値がこの範囲であると、ミスト噴霧部100から噴霧するミストは、長時間浮遊することなく、比較的短時間で落下することになる。そのため、ミストの全てが浮遊して空気中で蒸発するのではなく、ミストの一部は、植物体2に到達したり、地面(畝3又は通路4の上面)に到達したりする。
The particle size of the mist sprayed from the
このように構成されるミスト噴霧部100では、ミスト噴霧部100によってミストを噴霧することで、植物体2の温度を調整することができる。具体的には、ミスト噴霧部100から噴霧されたミストが植物体2に付着すると、植物体2からミストが蒸発する際に植物体2から気化熱が奪われる。この結果、植物体2が直接冷却される。つまり、植物体2の群落が冷却される。このように、ミスト噴霧部100は、ミストにより植物体2を冷却するミスト冷却装置として機能する。
In the
また、ミスト噴霧部100によってミストを噴霧することで、ハウス本体10内の温度及び湿度を調節することもできる。具体的には、気化熱作用によりノズルから噴霧されたミストが気化して周囲の空気から熱が奪われると、冷気が生み出される。これにより、ハウス本体10内の温度が下降する。また、ミストを発生させることで、ハウス本体10内の湿度も上昇することになる。このように、ミスト噴霧部100によってミストを噴霧することによって、ハウス本体10内の温度を下げたり湿度を上げたりすることができる。つまり、ミスト噴霧部100は、ミストによりハウス本体10内の空気の温度及び湿度を調節するミスト空調装置としても機能する。
Further, the temperature and humidity in the house
ただし、植物体2の表面が濡れて、ハウス本体10内の湿度が上昇すると、植物体2の蒸散作用が抑制される可能性がある。また、植物体2に接触するミストの量が過剰であったりハウス本体10内の湿度が過剰であったりすると、植物体2に病害又は生理障害(果実の裂皮等)が生じる可能性が高まる。したがって、植物体2に接触したミストが短時間で気化するように、ミストを間欠的に発生させるとよい。つまり、ミストの噴霧を行う時間(噴霧時間)とミストの噴霧を停止する時間(噴霧間隔)とを調節するとよい。
However, if the surface of the
なお、本実施の形態において、植物体2を成長させるための散水は、ミスト噴霧部100とは別の散水装置で行っている。
In the present embodiment, the watering for growing the
パイプ200は、タンク300からミスト噴霧部100に液体を供給する流路を構成している。本実施の形態では、ミスト噴霧部100には水が供給されるので、パイプ200は、水が通る通水管である。ミスト噴霧部100に供給される水は、例えば、雨水や河川水、井戸水等を原水とする水、又は水道水であるが、これに限るものではなく、植物体2に有用な薬剤を含む水(薬液)であってもよい。なお、以下では、ミスト噴霧部100に供給される水が薬剤を含むか否かにかかわらず水という。
The
パイプ200は、畝3の上方を畝3の長手方向に沿って直線状に通過するように配管されている。本実施の形態において、パイプ200は、ロの字状に配管されており、2本の畝3の各々の上方を通過する2本の主管200aと、2本の主管の端部同士を連結する連結管200bとを有する。主管200aには、複数個のミスト噴霧部100が等間隔で取り付けられている。なお、パイプ200の配管のレイアウトは、一筆書きのロの字状に限らず、タンク300側の連結管200b(ヘッダ)から各畝3に枝分かれして分岐するように構成されていてもよい。
The
また、タンク300からミスト噴霧部100に水を供給する流路には、ポンプ210とバルブ220とが設けられている。したがって、パイプ200は、ポンプ210に接続されている。
Further, a
ポンプ210は、例えば昇圧ポンプであり、タンク300に蓄えられた液体(本実施の形態では水)に水圧をかけてパイプ200に供給する。つまり、ポンプ210は、タンク300の水を加圧してパイプ200に供給する。これにより、加圧された水がパイプ200に供給されることになる。そして、パイプ200に取り付けられたミスト噴霧部100に、加圧された水が供給されると、ミスト噴霧部100からミストが噴霧される。なお、ポンプ210によって水の圧力を調整することで、ミスト噴霧部100から噴霧するミストの噴霧圧力を調整することができる。
The
また、バルブ220は、ポンプ210とパイプ200との間に配置されており、タンク300からミスト噴霧部100に供給する水の流量を調整する。具体的には、バルブ220の開度を調節することによって、ミスト噴霧部100に供給する水の流量を調整することができる。なお、バルブ220の開度を調整するのではなく、ポンプ210による水の圧力を調整することで、結果として、ミスト噴霧部100に供給する水の流量を調整することもできる。
Further, the
また、バルブ220の開度を調節するのではなく、ポンプ210によって水の圧力を調整することで、結果的に、ミスト噴霧部100に供給する水の流量を調整することもできる。
Further, by adjusting the pressure of water by the
なお、バルブ220に圧力制御弁を設けることにより、バルブ220によってミスト噴霧部100に供給する水の圧力を調整することができ、結果的に、バルブ220によってミストの噴霧圧力を調整することもできる。
By providing the pressure control valve in the
タンク300は、ミスト噴霧部100に供給される液体が蓄えられた容器である。本実施の形態では、タンク300には、水が蓄えられているので、タンク300は、水タンクである。なお、タンク300は、複数の容器によって構成されていてもよい。この場合、複数の容器には、薬液等の水以外の液体が蓄えられていてもよい。
The
測温体400は、測温する機能を有する測温部位として測温部410を有する。測温部410は、測温部410が接触する物体の温度を検知する温度センサである。測温体400は、例えば、熱電対及び/又はサーミスタ等によって構成された温度計である。本実施の形態において、測温体400は、少なくとも熱電対によって構成されている。具体的には、測温部410が熱電対によって構成されている。
The resistance
測温体400は、全体として長尺な棒形状である。本実施の形態において、測温部410は、測温体400の長手方向の一方の端部に設けられている。
The
このように構成される測温体400は、農業用ハウス1内の特定箇所の温度を計測する。具体的には、測温体400はハウス本体10内に設置されているので、測温体400は、ハウス本体10内の特定箇所の温度を計測する。
The
本実施の形態では、植物体2の葉を模擬した模擬部材600がハウス本体10内に設置されており、模擬部材600は、植物体2の群落付近に配置されている。したがって、ミスト噴霧部100から噴霧されたミストは、植物体2の葉と同様に、模擬部材600にも付着する。一例として、模擬部材600は、植物体2の群落付近に設置された棒状の構造物(例えばポール)に取り付けられている。なお、模擬部材600は、植物体2の茎等に直接取り付けられていてもよい。
In the present embodiment, a
また、測温体400の測温部410は、模擬部材600の表面に接触している。したがって、測温体400は、農業用ハウス1内の特定箇所の温度として、模擬部材600の表面の温度を計測している。つまり、測温体400で計測する特定箇所は、模擬部材600の表面である。
Further, the
本実施の形態において、測温体400は、模擬部材600に固定されている。測温体400の模擬部材600への固定方法としては、粘着テープによる貼り付け、接着剤による固着、又は、クリップで挟むことによる固定等の方法を挙げることができるが、これらの方法に限らない。いずれの場合も、測温体400の測温部410と模擬部材600との間の熱抵抗が少なくなるように、測温体400の測温部が模擬部材600に接触しているとよい。
In this embodiment, the
測温体400は、さらに、測温部410で検知した温度を外部に出力する温度出力部420を有する。温度出力部420は、測温体400の長手方向の他方の端部に設けられている。つまり、温度出力部420は、測温部410が設けられた端部は反対側の端部に設けられている。
The
測温体400は、無線又は有線により制御部500と接続されており、測温体400で計測された温度のデータは、制御部500に出力される。具体的には、測温部410で検知された温度のデータは、温度出力部420から制御部500に出力される。本実施の形態では、測温体400によって模擬部材600の表面の温度が随時計測されるので、制御部500には、模擬部材600の表面の温度のデータが随時出力される。つまり、模擬部材600の表面の温度が測温体400によってモニタリングされている。
The
測温体400によって計測された模擬部材600の表面の温度のデータは、メモリに記憶される。この場合、模擬部材600の表面の温度のデータは、測温体400及び制御部500に内蔵されたメモリに記憶されていてもよいし、農業用ハウス1が備えるその他のメモリに記憶されていてもよい。
The data of the surface temperature of the
このように構成される測温体400は、測温部410(測温部位)が測温部410以外の他の部位よりも高い位置となるように配置されている。具体的には、測温体400は、測温部410が温度出力部420よりも上方に位置するように配置されている。本実施の形態では、測温体400は、温度出力部420に対して測温部410が上に位置する状態で測温体400全体が地面に対して傾斜する姿勢で配置されている。一例として、測温体400は、水平軸に対して15度以上90度以下の角度で傾斜する姿勢で配置されている。
The
制御部500は、測温体400で計測された温度から、ミスト噴霧部100で噴霧されたミストによる特定箇所の濡れ状態を推定して、ミスト噴霧部100の制御を行う。本実施の形態において、制御部500は、測温体400の温度出力部420から送信される模擬部材600の表面の温度の時間変化に基づいて模擬部材600の表面の濡れ状態を推定し、この推定結果に基づいてミスト噴霧部100の制御を行う。
The
具体的には、制御部500は、模擬部材600の表面の濡れ状態の推定として、模擬部材600の表面の温度の時間変化に基づいて、ミスト噴霧部100から噴霧されたミストが模擬部材600の表面に付着していて模擬部材600の表面が濡れているか、あるいは、模擬部材600の表面に付着したミストが蒸発しているかの判断を行う。
Specifically, the
また、制御部500は、模擬部材600の表面の温度の時間変化に基づいて、直近にミストの噴霧を開始してから模擬部材600の表面に付着したミストが蒸発するまでの時間を算出する。つまり、模擬部材600の表面に付着した水分の蒸発速度を算出する。そして、制御部500は、ミストの噴霧を開始してからミストが蒸発するまでの時間に基づいて、ミストの噴霧を行う時間(噴霧時間)とミストの噴霧を停止する時間(噴霧間隔)とを決定する。決定されたミスト噴霧についての噴霧時間と噴霧間隔は、ミスト噴霧制御信号として出力される。これにより、ミスト噴霧部100によるミスト噴霧の開始及び停止を制御することができる。
Further, the
なお、制御部500は、例えば、プログラムに従って動作するプロセッサ又はこのようなプロセッサを備えるコンピュータ等によって構成される。
The
模擬部材600は、模擬しようとする植物体2の葉を疑似的に作り出した疑似葉である。したがって、模擬部材600は、模擬対象となる植物体2の葉を模擬するように、形状及び材料等を選択するとよい。
The
例えば、模擬部材600の形状としては、多角形状、円形状又は楕円形状等のフィルム又はシートが挙げられる。なお、模擬部材600の形状は、実際の植物体2の葉そのものの形状であってもよい。
For example, the shape of the
また、模擬部材600の材料としては、合成樹脂、セラミックス、金属、木質材、織布、不織布又は紙等が挙げられる。なお、模擬部材600が、合成樹脂のフィルムやシート、織布、不織布又は紙等である場合、模擬部材600に剛性を持たせるために骨組と組み合わせるとよい。
Examples of the material of the
模擬部材600が、木質材、織布、不織布又は紙等である場合、実際の植物体2はミストが表面に付着しても植物体2の内部に水分が浸み込まない(浸潤しない)性質を有するため、また、模擬部材600の内部に水分が浸み込む(浸潤する)と乾燥するまでの時間が長くなって植物体2の表面に付着したミストが乾燥したことを正確に検知することが難しくなるため、模擬部材600については、模擬部材600の内部に水分が浸み込まない(浸潤しない)ように、表面加工又は表面処理を行ったり、体積当たりの表面積を大きくしたりするとよい。
When the
この場合、模擬部材600の表面加工を行う方法には、模擬部材600の表面に多数の微小な凹凸を形成する方法等があり、また、模擬部材600の表面処理を行う方法には、模擬部材600の表面に水分の浸透を抑制する物質を塗布する方法等がある。また、模擬部材600の体積当たりの表面積を大きくする方法には、模擬部材600の厚み寸法を小さくする方法、模擬部材600に目の粗い織布を用いる方法、模擬部材600に複数の孔を備えた紙又は不織布を用いる方法等がある。体積当たりの表面積が大きければ水の蒸発速度が速くなるので、模擬部材600が水の浸潤しやすい材料であったとしても、水分の蒸発速度を植物体2の葉と同程度になるように調整することができる。
In this case, the method of performing the surface treatment of the
さらに、模擬部材600は、植物体2の葉の表面構造(表皮組織)を模擬した表面構造を有するとよい。この場合、模擬部材600の表面は、水の蒸発速度及び水の接触角が、模擬しようとする植物体2の葉と同程度であることが望ましい。また、模擬部材600の表面は、水滴が溜まるような窪みが存在しない程度の平滑性を有しているとよい。さらに、模擬部材600は、自重又は水滴の付着による変形が生じない程度の剛性を有しているとよい。また、模擬部材600は、繊維質構造によって構成されているとよい。
Further, the
次に、本実施の形態における農業用ハウス1の動作について、図2〜図4を参照して説明する。 Next, the operation of the agricultural greenhouse 1 in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 4.
農業用ハウス1では、測温体400によって農業用ハウス1内の特定箇所の温度を計測している。本実施の形態では、測温体400によって模擬部材600の表面の温度を計測している。測温体400による温度の計測は、常時連続的に行っていてもよいし、数秒毎又は数分毎に定期的に行ってもよい。測温体400によって計測された温度は、測温体400から制御部500にリアルタイムで出力される。
In the agricultural house 1, the temperature of a specific place in the agricultural house 1 is measured by the
ここで、ハウス本体10内の温度を調整したり植物体2を冷却したりするために、ミスト噴霧部100によってミストを噴霧すると、模擬部材600の表面には、植物体2の葉の表面と同様に、ミストが付着する。
Here, when mist is sprayed by the
このとき、ミストが付着して模擬部材600の表面が濡れている場合、模擬部材600の表面の温度は、ミストが蒸発する際の気化熱によって時間の経過とともに下降していくか、あるいはほぼ変化しない。一方、ミストが全て蒸発して模擬部材600の表面が乾燥している場合、模擬部材600の表面の温度は、時間の経過とともに上昇していく。
At this time, when the mist adheres and the surface of the
測温体400による温度の測定は信頼性が高いので、模擬部材600の温度を測温体400によって計測することで、計測した模擬部材600の温度の時間変化から、模擬部材600の表面が濡れているか、あるいは、模擬部材600の表面に付着したミストが蒸発したかの判断を行うことができる。つまり、模擬部材600の表面の濡れ状態を推定して評価することができる。
Since the temperature measurement by the resistance
具体的には、制御部500では、測温体400から出力されてくる温度データをもとに模擬部材600の表面の温度の時間変化を算出し、この温度の時間変化に基づいて、模擬部材600の表面が濡れているか、あるいは、模擬部材600の表面に付着したミストが蒸発しているかの判断が行われる。
Specifically, the
例えば、模擬部材600の表面の温度が下降している又はほぼ変化していない場合、制御部500は、模擬部材600の表面が濡れていると推定する。一方、模擬部材600の表面の温度が上昇している場合、制御部500は、模擬部材600の表面に付着したミストが蒸発して乾燥しつつあると推定し、模擬部材600の表面の温度が高い値を維持している場合には、制御部500は、模擬部材600の表面が乾燥していると推定する。
For example, when the temperature of the surface of the
さらに、制御部500では、模擬部材600の表面の温度の時間変化に基づいて、直近にミストの噴霧を開始してから模擬部材600の表面に付着したミストが蒸発するまでの時間が算出される。そして、ミストの噴霧を開始してからミストが蒸発するまでの時間に基づいて、制御部500により、ミストの噴霧を行う時間(噴霧時間)とミストの噴霧を停止する時間(噴霧間隔)とが決定され、決定されたミスト噴霧についての噴霧時間と噴霧間隔とに関するミスト噴霧制御信号が制御部500から出力される。
Further, the
制御部500からミスト噴霧制御信号が出力されると、ポンプ210及びバルブ220等が制御されて、ミスト噴霧制御信号に基づいて、タンク300からパイプ200に水が供給される。つまり、決定された噴霧時間及び噴霧間隔にしたがってタンク300からパイプ200に加圧された水が供給される。この場合、ポンプ210及びバルブ220等によって、水圧が0.1MPa〜0.8MPaの水がパイプ200に供給される。
When the mist spray control signal is output from the
これにより、決定された噴霧時間及び噴霧間隔に応じて、各ミスト噴霧部100からミストが噴霧する。つまり、パイプ200を通ってミスト噴霧部100に供給された水は、決定された噴霧時間及び噴霧間隔に応じて各ミスト噴霧部100からミストとなって噴出する。
As a result, mist is sprayed from each
次に、本実施の形態における農業用ハウス1の作用効果について、本発明に至った経緯も含めて説明する。 Next, the action and effect of the agricultural greenhouse 1 in the present embodiment will be described including the background to the present invention.
従来より、農業用ハウス内でミストを噴霧することによって農業用ハウス内の温度を調整する技術が提案されているが、農業用ハウス内でミストを噴霧すると、植物体にミストが付着する。この場合、付着したミストによって植物体が長時間濡れた状態になってしまうと、植物体が腐ったり病気になったりするおそれがある。 Conventionally, a technique for adjusting the temperature in an agricultural house by spraying mist in the agricultural house has been proposed, but when the mist is sprayed in the agricultural house, the mist adheres to the plant body. In this case, if the plant body becomes wet for a long time due to the attached mist, the plant body may rot or become sick.
特に、植物体が果菜類である場合に、果菜類の果実にミストが付着して果実の高湿度状態が長く続いてしまうと、果実に割れ等の不具合が発生して品質が劣化したり果実が病気になったりするおそれがある。 In particular, when the plant is a fruit vegetable, if mist adheres to the fruit of the fruit vegetable and the high humidity state of the fruit continues for a long time, problems such as cracking occur in the fruit and the quality deteriorates or the fruit May get sick.
このため、農業用ハウス内でミストを噴霧する場合には、植物体が長時間濡れた状態にならないようにする必要がある。 Therefore, when spraying mist in an agricultural greenhouse, it is necessary to prevent the plant from getting wet for a long time.
この場合、噴霧したミストが植物体に付着する前に空気中で蒸発するように、ミストの噴霧圧を上げたり二流体ミストを使用したりしてミストの粒子径を50μm未満に制御することが考えられる。しかしながら、粒子径が50μm以下の微粒子でミストを噴霧するには、コンプレッサが必要になったり、高圧噴霧に耐えられる強固な金属製ノズルが必要になったりする。 In this case, the particle size of the mist can be controlled to less than 50 μm by increasing the spray pressure of the mist or using a two-fluid mist so that the sprayed mist evaporates in the air before adhering to the plant body. Conceivable. However, in order to spray mist with fine particles having a particle size of 50 μm or less, a compressor is required or a strong metal nozzle capable of withstanding high-pressure spraying is required.
そこで、噴霧したミストが植物体の表面に付着した場合に、植物体の表面が濡れているかどうかを判断したり、付着したミストが蒸発しているかどうかを判断したりすることで、植物体が長時間濡れた状態とならないようにすることが考えられる。 Therefore, when the sprayed mist adheres to the surface of the plant, the plant can be determined by determining whether the surface of the plant is wet or whether the adhered mist is evaporated. It is conceivable to prevent it from getting wet for a long time.
この場合、濡れセンサを用いて、植物体の表面が濡れているかどうかを判断したり、付着したミストが蒸発しているかどうかを判断したりすることが考えられる。しかしながら、濡れセンサを農業用ハウス内で使用すると、農業ハウス内の育成環境下では土やほこりで濡れセンサの表面が汚れてしまい、長期にわたって正確な判断をすることができない。つまり、濡れセンサを用いて植物体の濡れ状態を判断するには、耐久性及び信頼性に課題がある。 In this case, it is conceivable to use a wetness sensor to determine whether the surface of the plant is wet or whether the attached mist is evaporated. However, when the wet sensor is used in an agricultural greenhouse, the surface of the wet sensor becomes dirty with soil and dust under the growing environment in the agricultural greenhouse, and it is not possible to make an accurate judgment for a long period of time. That is, there are problems in durability and reliability in determining the wet state of a plant using a wet sensor.
また、可視光カメラ又は赤外光カメラ等のカメラ(イメージセンサ)によって撮影した画像を用いて植物体の濡れ状態を判断することも考えられる。しかしながら、この場合、撮影した画像から植物体の表面の濡れ状態を判断するためのシステムを構築する必要があるため、システムを構成する設備が複雑で高価なものになってしまう。しかも、植物体を撮影するカメラに、噴霧したミストが付着するおそれがあるため、カメラの防水対策も必要になる。 It is also conceivable to determine the wet state of the plant using an image taken by a camera (image sensor) such as a visible light camera or an infrared light camera. However, in this case, since it is necessary to construct a system for determining the wet state of the surface of the plant from the captured image, the equipment constituting the system becomes complicated and expensive. Moreover, since the sprayed mist may adhere to the camera that photographs the plant body, it is necessary to take waterproof measures for the camera.
そこで、本実施の形態のように、測温体400を用いて農業用ハウス1内の特定箇所の温度を計測することで、ミスト噴霧部100からのミストの付着による植物体2の濡れ状態をモニタリングし、植物体2が長時間濡れた状態にならないようにすることが考えられる。
Therefore, as in the present embodiment, by measuring the temperature of a specific portion in the agricultural house 1 using the resistance
この場合、農業用ハウス1内の特定箇所として植物体2の葉そのものの表面の温度を計測することも考えられるが、植物体2の成長とともに植物体2の葉の位置及び大きさが変化するので、植物体2の濡れ状態を長時間モニタリングすることが容易ではない。そこで、本実施の形態では、植物体2を模擬した模擬部材600を用いて、農業用ハウス1内の特定箇所として模擬部材600の表面の温度を計測している。
In this case, it is conceivable to measure the surface temperature of the leaves of the
しかしながら、単に測温体400を用いただけでは、模擬部材600の温度を正確に計測することができない。具体的には、測温体400の測温部410の近くに粒子径の大きなミスト又は水滴が存在すると、模擬部材600の表面の温度を正しく計測することができない。
However, it is not possible to accurately measure the temperature of the
例えば、図6に示すように、測温部410が鉛直下方に向いている状態で測温体400を配置すると、ミスト噴霧部100により噴霧したミストが測温体400に付着し、ミスト同士が結合して粒子径の大きな水滴5となって測温体400の表面を伝って鉛直下方に移動する。このため、測温体400の最下端に位置する測温部410の近くに水滴5が存在することになる。
For example, as shown in FIG. 6, when the resistance
また、図7に示すように、測温部410がその他の部位よりも低い位置となるように測温体400を配置しても、ミスト噴霧部100により噴霧したミストが測温体400に付着し、ミスト同士が結合して粒子径の大きな水滴5となって測温体400の表面を伝って斜め下方に移動する。したがって、この場合も、測温体400の最下端に位置する測温部410の近くに水滴5が存在することになる。
Further, as shown in FIG. 7, even if the resistance
このように、測温体400の測温部410に水滴5が存在すると、模擬部材600の表面に付着したミストが蒸発していても、測温部410で検知する温度が低いままとなったり測温部410で検知する温度が変化しなかったりして、模擬部材600の表面が実際には乾燥しているにも関わらず、模擬部材600の表面が濡れていると誤判断されるおそれがある。
In this way, if the
しかも、ミスト同士が結合し粒子径の大きな水滴5になると、蒸発する時間が長くなる。つまり、水滴5が蒸発する時間は、ミストが蒸発する時間よりも長い。この結果、ミストの噴霧を開始してからミストが蒸発するまでの時間を正しく算出することができない。
Moreover, when the mists combine with each other to form
そこで、本実施の形態における農業用ハウス1では、図2に示すように、測温部410が測温部410以外よりも高い位置となるように測温体400を配置している。具体的には、測温部410が上方に向いて測温体400が傾斜した姿勢となるように測温体400を配置している。
Therefore, in the agricultural greenhouse 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 2, the
この構成により、図8に示すように、ミスト噴霧部100により噴霧したミストが測温体400に付着し、ミスト同士が結合して粒子径の大きな水滴5となって測温体400を伝って下方に移動したとしても、測温部410の近くには水滴5が存在しない。つまり、水滴5は、測温部410が存在する測温体400の先端部には移動せず、測温部410とは反対側の測温体400の根元(温度出力部420側)に移動する。
With this configuration, as shown in FIG. 8, the mist sprayed by the
これにより、模擬部材600の表面の温度を測温体400によって正確に計測することができる。したがって、測温体400で計測された温度から、ミスト噴霧部100で噴霧されたミストによる模擬部材600の濡れ状態を正確に推定することができる。具体的には、測温体400によって測定した模擬部材600の表面の温度の時間変化に基づいて、ミスト噴霧部100から噴霧されたミストにより模擬部材600の表面が濡れているか、あるいは、模擬部材600の表面に付着したミストが蒸発しているかの判断を正確に行うことができる。
Thereby, the temperature of the surface of the
しかも、測温体400によって測定した模擬部材600の表面の温度の時間変化をもとに、直近にミストの噴霧を開始してから模擬部材600の表面に付着したミストが蒸発するまでの時間を算出することもできる。これにより、ミストの噴霧を開始してからミストが蒸発するまでの時間に基づいて、ミストの噴霧を行う時間(噴霧時間)とミストの噴霧を停止する時間(噴霧間隔)とを決定することができる。
Moreover, based on the time change of the temperature of the surface of the
この結果、本実施の形態における農業用ハウス1のように、ミスト噴霧部100により植物体2にミストを噴霧して植物体2を直接冷却して効率的に群落温度を下げる場合であっても、模擬部材600の濡れ状態を正確に推定して、ミスト噴霧の噴霧時間と噴霧間隔とを決定することができる。この場合、噴霧時間及び噴霧間隔は、ミストの噴霧を開始してからミストが蒸発するまでの時間に応じて決定されるため、ミスト噴霧により模擬部材600の表面に付着したミストは、噴霧間隔の時間内で蒸発することになる。これにより、模擬部材600は植物体2を模擬しているので、ミスト噴霧により植物体2の表面に付着したミストについても噴霧間隔の時間内で蒸発していると推測することができる。
As a result, even in the case where the
したがって、次のミストの噴霧を開始する時点では、植物体2の表面に付着したミストは蒸発して植物体2の表面は乾燥しているため、植物体2の濡れた状態が長時間継続することを避けることができるので、果実に割れ等の不具合が発生して品質が劣化したり果実が病気になったりするリスクを低減することができる。
Therefore, at the time when the next spraying of the mist is started, the mist adhering to the surface of the
以上、本実施の形態に係る農業用ハウス1によれば、一流体ミストを用いて植物体2にミストを噴霧する場合であっても、植物体2の濡れ状態を長期にわたって正確に判断することができるので、ミスト噴霧についての適切な噴霧時間と適切な噴霧間隔とを決定することができる。これにより、植物体2の濡れた状態が長時間継続することによる悪影響を軽減することができる。このように、本実施の形態に係る農業用ハウス1では、ミストの付着による植物体2への悪影響を抑制しつつミストの噴霧を行うことができる。
As described above, according to the agricultural house 1 according to the present embodiment, even when the mist is sprayed on the
また、本実施の形態に係る農業用ハウス1において、測温体400は、水平軸に対して15度以上90度以下の角度で傾斜する姿勢で配置されている。つまり、傾斜角が15度以上となるように測温体400が傾斜して配置されている。
Further, in the agricultural greenhouse 1 according to the present embodiment, the
この構成により、ミスト噴霧部100により噴霧したミストが長尺状の測温体400に付着したとしても、測温体400に付着したミストは、ミスト同士が結合して粒子径の大きな水滴となって測温体400の表面を伝って斜め下方に容易に移動させることができる。これにより、測温体400に付着したミストが測温体400の測温部410から遠ざけて測温体400の近くに存在しないようにできるので、農業用ハウス1内の特定箇所(本実施の形態では模擬部材600の表面)の温度を正確に計測することができる。したがって、植物体2の濡れ状態をより正確に判断することができる。したがって、ミスト噴霧についての噴霧時間と噴霧間隔とをより適切に設定することができるので、ミスト噴霧によって植物体2の濡れた状態が長時間継続することによる悪影響を一層軽減することができる。
With this configuration, even if the mist sprayed by the
また、本実施の形態に係る農業用ハウス1では、測温体400で温度を計測する農業用ハウス1内の特定箇所は、模擬部材600の表面である。
Further, in the agricultural house 1 according to the present embodiment, the specific portion in the agricultural house 1 in which the temperature is measured by the
この構成により、模擬部材600の表面の温度を測温体400で計測し、模擬部材600の表面の温度から、模擬部材600の表面の濡れ状態を推定し、ミスト噴霧部100の制御を行うことができる。つまり、模擬部材600の表面の温度を測定することで、植物体2の葉の表面温度を疑似的に計測している。したがって、模擬部材600の表面の濡れ状態を推定することで、植物体2の葉の濡れ状態を推定することができる。この結果、植物体2の成長に伴って葉が大きくなったり葉の位置が変わったりしたとしても、同じ箇所で温度を計測し続けることができる。つまり、植物体2の成長に関わらず、定点ポイントで植物体2の葉の表面温度を疑似的に計測することができる。これにより、簡便な構成により植物体2の濡れ状態を正確に判断することができる。
With this configuration, the temperature of the surface of the
また、本実施の形態に係る農業用ハウス1では、測温体400は、熱電対によって構成されている。
Further, in the agricultural greenhouse 1 according to the present embodiment, the
これにより、簡便な構成の測温体400を用いて信頼性の高い温度測定を行うことができる。したがって、簡便な構成により植物体2の濡れ状態をより正確に判断することができる。
As a result, highly reliable temperature measurement can be performed using the
(変形例)
以上、本発明について実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。(Modification example)
Although the present invention has been described above based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments.
例えば、上記実施の形態において、測温体400で計測する特定箇所は、模擬部材600の表面であったが、これに限るものではない。具体的には、測温体400で計測する特定箇所は、植物体2の葉の表面であってもよい。つまり、測温体400は、植物体2の葉の表面そのものの温度を計測してもよい。この場合、植物体2の濡れ状態をより正確に判断することができる。ただし、上述のように、植物体2の成長とともに植物体2の葉の位置及び大きさが変化するので、植物体2が成長したとしても測温体400の測温部410が植物体2の葉の表面に接触し続けるように測温体400を配置するとよい。
For example, in the above embodiment, the specific location measured by the
また、上記実施の形態において、制御部500は、ハウス本体10内に設置されているが、これに限らない。例えば、制御部500は、ハウス本体10以外の場所に設置されていてもよい。この場合、農業用ハウス1は、ハウス本体10そのものを指すのではなく、ハウス本体10以外に設置された制御部500を含めて、農業用システムとして構築される。また、制御部500は、プロセッサ等ではなく、サーバであってもよい。
Further, in the above embodiment, the
また、上記実施の形態では、植物体2を土壌に植える土耕栽培について説明したが、土壌に防根透水シート等を敷いた隔離床で植物体2を栽培する場合にも本発明を適用してもよい。
Further, in the above embodiment, the soil cultivation in which the
その他に、上記実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、又は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上記の実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。 In addition, a form obtained by subjecting various modifications to the above-described embodiment, or by arbitrarily combining the components and functions of the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention. The realized form is also included in the present invention.
また、上記の説明において、制御部500は、回路であってもよい。これらの回路は、全体として1つの回路を構成してもよいし、それぞれ別々の回路でもよい。また、これらの回路は、それぞれ、汎用的な回路でもよいし、専用の回路でもよい。
Further, in the above description, the
また、制御部500の動作として説明した処理は、コンピュータが実行してもよい。例えば、コンピュータが、プロセッサ(CPU)、メモリ及び入出力回路等のハードウェア資源を用いてプログラムを実行することによって、上記の各処理を実行する。具体的には、プロセッサが処理対象のデータをメモリ又は入出力回路等から取得してデータを演算したり、演算結果をメモリ又は入出力回路等に出力したりすることによって、各処理を実行する。
Further, the processing described as the operation of the
また、上記の各処理を実行するためのプログラムが、コンピュータ読み取り可能なCD−ROM等の非一時的な記録媒体に記録されてもよい。この場合、コンピュータが、非一時的な記録媒体からプログラムを読み出して、プログラムを実行することにより、各処理を実行する。 Further, the program for executing each of the above processes may be recorded on a non-temporary recording medium such as a computer-readable CD-ROM. In this case, the computer executes each process by reading the program from the non-temporary recording medium and executing the program.
1 農業用ハウス
2 植物体
100 ミスト噴霧部
400 測温体
410 測温部
500 制御部
600 模擬部材1
Claims (5)
前記農業用ハウス内の特定箇所の温度を計測する測温体と、
前記測温体で計測された温度から、前記ミスト噴霧部で噴霧されたミストによる前記特定箇所の濡れ状態を推定して、前記ミスト噴霧部の制御を行う制御部と、を備え、
前記測温体は、測温する機能を有する測温部位が、前記測温部位以外の他の部位よりも高い位置となるように配置されている、
農業用ハウス。It is an agricultural house that has a mist spraying part that sprays mist on plants.
A resistance temperature detector that measures the temperature of a specific location in the agricultural greenhouse,
A control unit that controls the mist spraying unit by estimating the wet state of the specific portion by the mist sprayed by the mist spraying unit from the temperature measured by the resistance temperature detector.
The temperature measuring body is arranged so that the temperature measuring portion having a temperature measuring function is located at a higher position than other portions other than the temperature measuring portion.
Agricultural house.
請求項1記載の農業用ハウス。The resistance temperature detector is arranged in a posture of being inclined at an angle of 15 degrees or more and 90 degrees or less with respect to the horizontal axis.
The agricultural greenhouse according to claim 1.
前記特定箇所は、前記模擬部材の表面である、
請求項1又は2記載の農業用ハウス。Further provided with a simulated member simulating the leaves of the plant body,
The specific location is the surface of the simulated member.
The agricultural greenhouse according to claim 1 or 2.
請求項1又は2記載の農業用ハウス。The specific location is the surface of the leaf of the plant.
The agricultural greenhouse according to claim 1 or 2.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の農業用ハウス。The resistance temperature detector is composed of a thermocouple.
The agricultural greenhouse according to any one of claims 1 to 4.
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