JP6861088B2 - 簡易式農業ハウス暖房システム - Google Patents

Description

本発明は、農業ハウス内などの暖房に使用する簡易式農業ハウス暖房システムに関する。

従来から、メロンやトマトなどの作物が所謂ビニールハウスと称せられる農業ハウスの中で栽培されている。また近時は、農業ハウス内に水耕栽培用の設備が設置され、かかる設備を使っての栽培も行われている。このようなハウス栽培では、例えばメロンの場合なら農業ハウス内の温度が夜間でも１６℃以下にならないようにメロンに適した温度に保つ必要があるなど、農業ハウス内を暖房器具を使って各種作物に適した温度に加温しこれを保つ必要がある。
これまでの農業ハウスの夜間暖房では、重油やガスなどの燃料を燃焼させて温風を発生させる暖房器具を使って、農業ハウス内全体を温めている（特許文献１、２参照）。
ところが、このような燃料を燃やす暖房器具は燃費、暖房効率が悪く、冬のような寒冷期には燃料にかかるコストが増大し、栽培農家の経済的な負担が大きいものとなっていた。そこで、近年は、重油などの燃料に代えて、ヒートポンプを用いた暖房装置（特許文献１参照）や有機物の発酵熱を利用した農業用ハウス暖房装置（特許文献２参照）など各種の暖房装置が提案されている。

特開２００９−２６８４２７号公報 特開２０１２− １９７８１号公報

しかしながら、特許文献１、２などの暖房装置は、重油などの燃料を使用しないことで燃料に要する費用が生じないものの、暖房装置それ自体が簡便で低廉なものではないために、栽培農家の負担が大幅に軽減されたものとはまだまだ言い難い。

本発明は、このような従来の問題を解決するものであり、例えば、メロンやトマトなどを栽培する農業ハウスなどの特に寒冷期の夜間暖房に最適で、コストパフォーマンスに優れた簡易式農業ハウス暖房システムを提供すること、を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、
農業ハウス内に設置され、農業ハウス内の栽培設備で栽培される作物を当該作物に適した温度に加温・保温する簡易式農業ハウス暖房システムであって、
前記栽培設備に隣接設置され、水を貯留するタンクと、
前記タンク内に投入配置され、水を加熱する投げ込み型ヒーターと、
前記タンクに接続されて上方に向けて延ばされ、前記タンク内で水の加熱により発生する蒸気を通すダクトと、
前記タンク内で水の加熱により生成される温水を吸引し供給するポンプと、
一端が前記ポンプの吸引口に接続され他端が前記タンクに接続される吸引側のホース、及び一端が前記ポンプの吐出口に接続され他端側が前記栽培設備で栽培される作物に接触可能に近接して配管され、他端を前記タンクに接続される供給側のホースを有し、前記タンク内で生成された温水を作物の近傍で循環させるホースと、
前記栽培設備の周囲を少なくとも前記投げ込み型ヒーターを含むタンク、前記ダクト、前記ホースと共に包囲して、農業ハウス内に前記栽培設備専用の小さい保温空間を画成する保温カーテンと、
を備え、
前記保温カーテン内で前記タンクに入れた水の中に投げ込み型ヒーターを投入して加熱し、前記ダクトに蒸気を通して前記ダクトから発生する熱により前記保温カーテン内の保温空間を加温・保温し、前記ポンプにより前記タンクと前記ホースとの間で温水を循環して前記ホースから発生する熱を前記栽培設備の作物に伝達する、
ことを要旨とする。
また、この簡易式農業ハウス暖房システムは、次の（１）、（２）の構成を備えることが好ましい。
（１）農業ハウス内の栽培設備の上方所定の高さに開閉可能に張設され、農業ハウス内の空間を仕切り前記栽培設備を上から覆う仕切りカーテンを備える。
（２）農業ハウス内で栽培設備の周囲に立ち上げられる複数の支柱により前記栽培設備の上方に支持され、作物のツル及びホースを這わせ配置するための栽培棚を備える。
さらに、この簡易式農業ハウス暖房システムは、次の（イ）−（ホ）のように具体化されることが好ましい。
（イ）タンクはドラム缶が採用される。
（ロ）ダクトは亜鉛鋼板又はステンレス鋼板からなるスパイラルダクト又はフレキシブルダクトが採用される。
（ハ）ポンプはマグネットポンプが採用される。
（ニ）ホースは使用温度範囲−５℃〜６０℃の合成樹脂製のホースが採用される。
（ホ）保温カーテンは内側に遮光カーテン、外側に断熱カーテンを配置した２重のカーテンをなす。

本発明の簡易式農業ハウス暖房システムによれば、保温カーテン内でタンクに入れた水の中に投げ込み型ヒーターを投入して加熱し、ダクトに蒸気を通してダクトから発生する熱により保温カーテン内の保温空間を加温・保温し、ポンプによりタンクとホースとの間で温水を循環してホースから発生する熱を栽培設備の作物に伝達するようにしたので、このシステムを、タンクにドラム缶、ダクトに亜鉛鋼板又はステンレス鋼板からなるスパイラルダクト又はフレキシブルダクト、ポンプにマグネットポンプ、ホースに使用温度範囲−５℃〜６０℃の合成樹脂製のホース、保温カーテンは内側に遮光カーテン、外側に断熱カーテンを配置した２重のカーテンなどの簡便な機器機材で実現することができ、暖房効果は十分であり、例えば、メロンやトマトなどを栽培する農業ハウスなどの特に寒冷期の夜間暖房に最適で、優れたコストパフォーマンスを発揮することができる、という本発明独自の格別な効果を奏する。

一般的な農業ハウスの一例を示す図 同農業ハウスの内部の構成を示す図 本発明の一実施の形態による簡易式農業ハウス暖房システムの構成を示す図 同システムの構成を示す図

次に、この発明を実施するための形態について図を用いて説明する。
図１、図２に農業ハウスを示し、図３、図４に簡易式農業ハウス暖房システムを示している。
図１、図２に示すように、農業ハウスＨは、屋根、外壁の各骨組みが鋼製のパイプで構成され、屋根、外壁を合成樹脂製のフィルムで被覆する所謂ビニールハウスであり、正面のフィルムは出入り口として開閉可能に、左右両側面のフィルムは巻き上げ可能になっている。
また、この農業ハウスＨでは、図２に示すように、作物の栽培設備Ｅとして、水耕栽培槽（以下、水耕栽培槽Ｅという。）が設置される。この水耕栽培槽Ｅは、町田式水耕栽培槽と称せられ、特許第５３５７９５４号公報に開示されているように、栽培槽本体ｅ１と、栽培槽本体ｅ１に載置される上蓋ｅ２とからなり、栽培槽本体ｅ１の略中心部に液肥を供給する給水部、栽培槽本体ｅ１の周囲壁に隣接して液肥を排水する複数の排水部がそれぞれ設けられ、上蓋ｅ２の略中心領域に少なくとも１つの培地が配置されて、水耕栽培槽Ｅ内で液肥をゆらぎを伴った放射状の水流にして流すようになっている。このような栽培槽Ｅが複数台農業ハウスＨ内に農業ハウスＨの幅方向中央の床に所定の間隔で一列に並べて設置される。なお、これらの水耕栽培槽Ｅではメロンを栽培する。
このような農業ハウスＨにおいて、図３、図４に示すように、簡易式農業ハウス暖房システムＳは、農業ハウス内Ｈに設置され、農業ハウスＨ内の各水耕栽培槽Ｅで栽培される作物（メロン）を当該作物に適した温度に加温・保温しようとするもので、図３、図４に示すように、農業ハウスＨ内に張設される仕切りカーテン１、農業ハウスＨ内に各水耕栽培槽Ｅ毎に装備される栽培棚２、タンク３、投げ込み型ヒーター４、ダクト５、ポンプ６、ホース７、保温カーテン８などにより構成される。

仕切りカーテン１は、図１、図３に示すように、農業ハウスＨ内の水耕栽培槽Ｅの上方所定の高さに開閉可能に張設され、農業ハウスＨ内の空間を仕切り、水耕栽培槽Ｅを上から覆うようになっている。
この場合、仕切りカーテン１は、農業ハウスＨ内の各保温カーテン８で画成される各保温空間８０の上方所定の高さで農業ハウスＨの正面部と背面部との間にワイヤー１０を介して張着される中央の遮光シート１１と、中央の遮光シート１１から農業ハウスＨの左右両側面に向けて下方斜めに張着される複数の左右一対の棚ワイヤー１２の各下端部に折り畳まれた状態から各棚ワイヤー１２の各上端部に向けて展開可能に配置されるアコーディオン式の左右一対の遮光カーテン１３と、左右の各遮光カーテン１３の上端部に連結され、各遮光カーテン１３を展開駆動する複数の駆動ワイヤー１４と、ここでは図示を省略するが、各駆動ワイヤー１４を巻き取り可能なドラム、ドラムを回転駆動する駆動軸、駆動軸を回動操作するための操作部などにより構成される。なお、左右の各遮光カーテン１３は農業ハウスＨの正面部及び背面部の内側の正面側、背面側を覆う長さを有している（図１参照）。

栽培棚２は、図３に示すように、各水耕栽培槽Ｅの周囲に立ち上げられる複数の支柱２１により各水耕栽培槽Ｅの上方に支持され、ホース７及び作物のツルなどを這わせ配置するためのものである。
この場合、各栽培棚２は、各水耕栽培槽Ｅの左右両側に沿って支柱２１として複数のパイプ材が立設され、これらのパイプ材の上部間に梁２２としてパイプ材が前後左右方向に架設され、これら梁２２としてのパイプ材間に複数のワイヤー２３が格子状に張架されて構成される。

タンク３は、図４に示すように、各水耕栽培槽Ｅに隣接設置され、水を貯留するためのものである。
この場合、各タンク３に１８０リットルの水を貯留可能なドラム缶（以下、ドラム缶３という。）が採用され、各水耕栽培槽Ｅ１つに付き、ドラム缶３が１つ各水耕栽培槽Ｅに隣接して設置される。また、この場合、各ドラム缶３は上面が開口されており、各ドラム缶３の上面開口はゴム板３１で閉塞される。なお、ゴム板３１の一部にはドラム缶３の開口に連通する所定の径の穴が形成される。これらのドラム缶３には水道の水がホースなどにより注入される。

投げ込み型ヒーター４は、図４に示すように、各ドラム缶３内に投入配置されて、水を加熱するためのものである。
この場合、各投げ込み型ヒーター４は、略Ｕ字形をなす発熱部４１と、発熱部４１の上部を取り付けられ、内部に温度調節用の回路などを有し、外部に温度調節つまみを有する温度調節部４２と、温度調節部４２から延び発熱部４１と並列に配置される温度センサー４３と、温度調節部４２から延ばされる電源コード４４とを備え、発熱部４１を温度センサー４４とともにドラム缶３内に入れた水の中に投入し水の中に略垂直に立てて置き、発熱部４１を通電することにより、水を所定の温度まで加熱するようになっている。

ダクト５は、図４に示すように、各ドラム缶３に接続されて上方に向けて延ばされ、各ドラム缶３内で水の加熱により発生する蒸気を通すためのものである。
この場合、各ダクト５は亜鉛鋼板又はステンレス鋼板からなるスパイラルダクト又はフレキシブルダクトが採用される。また、この場合、各ダクト５は各ドラム缶３の上面にゴム板３１を介してゴム板３１の穴の上に設置される。

ポンプ６は、図４に示すように、ホース７１、７２を接続され、各ドラム缶３内で水の加熱により生成される温水を吸引し供給するためのものである。
この場合、各ポンプ６にマグネットポンプ（以下、マグネットポンプ６という。）が採用される。各マグネットポンプ６は、ポンプ部への回転力の伝達を、筒状の磁気を帯びた回転子（駆動マグネット）と筒状の磁石を樹脂で包み込んだ羽根車（従動マグネット）を重ね合わせ、同期回転させることによって行うマグネット駆動式になっている。

ホース７は、図４に示すように、一端がマグネットポンプ６の吸引口６１に接続され他端がドラム缶３に接続される吸引側のホース７１、及び一端がマグネットポンプ６の吐出口６２に接続され他端側を水耕栽培槽Ｅで栽培される作物に接触可能に近接して配管されて（図３参照）、他端をドラム缶３に接続される供給側のホース７２を有し、ドラム缶３内で生成された温水を作物の近傍で循環させるためのものである。
この場合、吸引側、供給側の各ホース７１、７２に使用温度範囲−５℃〜６０℃の合成樹脂製のホースが採用される。

保温カーテン８は、図３に示すように、各水耕栽培槽Ｅの周囲を少なくとも投げ込み型ヒーター４を含むドラム缶３、ダクト５、ホース７と共に包囲して、農業ハウスＨ内に水耕栽培槽Ｅ専用の小さい保温空間８０を画成するためのものである。
この場合、各保温カーテン８は内側に遮光カーテン、外側に断熱カーテンを配置した２重のカーテンになっている。
また、この場合、遮光カーテン、断熱カーテンはそれぞれ、各水耕栽培槽Ｅ上方の栽培棚２の梁２２として設けられたパイプ材をカーテンレールとして用い、これらのパイプ材にカーテンクリップを介して吊り下げられる。

この農業ハウス暖房システムＳはかかる構成を備え、各水耕栽培槽Ｅ毎に、保温カーテン８内でドラム缶３に入れた水の中に投げ込み型ヒーター４を投入して加熱し、ダクト５に蒸気を通してダクト５から発生する熱により保温カーテン８内の保温空間８０を加温・保温し、マグネットポンプ６によりドラム缶３と吸引側、供給側の各ホース７１、７２との間で温水を循環して供給側のホース７２から発生する熱（温水の熱）を水耕栽培槽Ｅの作物に伝達するようになっている。

図３、図４を用いてこの農業ハウス暖房システムＳの使用方法について説明する。
図３、図４に示すように、農業ハウスＨ内での準備に当たり、まず、仕切りカーテン１を折り畳んだ状態にして（図２参照）上部空間を開放し、各水耕栽培槽Ｅの各保温カーテン８を開いておく。この状態から、各ドラム缶３のゴム板３１を取り外して、各ドラム缶３の中に水道の水を注入する。水の注入が終わったら、各ドラム缶３の水の中に投げ込み型ヒーター４を投入し垂直に立てる。次いで、各ドラム缶３の近傍にマグネットポンプ６を設置する。続いて、吸引側のホース７１の一端をマグネットポンプ６の吸入口６１に接続し他端をドラム缶３の水の中に投入し、供給側のホース７２の一端をマグネットポンプ６の供給口６２に接続し他端側を栽培棚２の上に這わせ配置し（図３参照）、他端はドラム缶３の水の中に投入する。併せて、各水耕栽培槽Ｅの作物の成育により延びた作物（メロン）のツルを栽培棚２の上に這わせ配置して栽培棚２上に配管した供給側のホース７２に絡ませる。次いで、各ドラム缶３の上面開口上にゴム板３１を置いて蓋をし、ゴム板３１の穴の上にダクト５を設置する。次いで、水耕栽培槽Ｅ毎に各保温カーテン８を閉め、続いて、農業ハウスＨ内の仕切りカーテンを閉める。そして、各ドラム缶３内の各投げ込み型ヒーター４を通電し、各ドラム缶３の中の水を加熱して温水を生成する。水が所定の温度に達したら、各ドラム缶３の中で発生する水蒸気を各ドラム缶３上部の各ダクト５に通して各ダクト５から発生する熱で各保温カーテン８で画成された保温空間８０の空気を暖房（加温・保温）する。さらに、各マグネットポンプ６を駆動し、各ドラム缶３内の温水を吸引側、供給側の各ホース７１、７２に循環させて、供給側のホース７２から発生する熱（温水の熱）を各水耕栽培槽Ｅの作物（植物やその枝葉、つるなど）に直接伝達し暖房（加温・保温）する。このような温水式の暖房設備により各水耕栽培槽Ｅの作物をこの作物に適した温度に加温し、当該温度に保温する。

以上説明したように、このシステムＳでは、農業ハウスＨ内の各水耕栽培槽Ｅ毎に、各保温カーテン８内で各ドラム缶３に入れた水の中に投げ込み型ヒーター４を投入して水を加熱し、各ダクト５に蒸気を通して各ダクト５から発生する熱により各保温カーテン８内の保温空間８０を加温・保温し、各マグネットポンプ６により各ドラム缶３と吸引側、供給側の各ホース７１、７２との間で温水を循環して供給側のホース７２から発生する熱を水耕栽培槽Ｅの作物に直接伝達するようにしたので、このシステムＳを、既述のとおり、タンク３にドラム缶、ダクト５に亜鉛鋼板又はステンレス鋼板からなるスパイラルダクト又はフレキシブルダクト、ポンプ６にマグネットポンプ、ホース７に使用温度範囲−５℃〜６０℃の合成樹脂製のホース、保温カーテン８に内側に遮光カーテン、外側に断熱カーテンを配置した２重のカーテンなど簡便な機器機材で実現することができ、暖房効果は十分で、例えば、メロンやトマトなどを栽培する農業ハウスＨなどの特に寒冷期の夜間暖房に最適であり、優れたコストパフォーマンスを発揮することができる。

また、このシステムＳでは、各水耕栽培槽Ｅの上方所定の高さに仕切りカーテン１を開閉可能に張設し、この仕切りカーテン１により農業ハウスＨ内の空間を（所定の高さで）仕切り、各水耕栽培槽Ｅを上から覆っているので、農業ハウスＨ内を小空間化して、このシステムＳの暖房効率をより高めることができる。
さらに、このシステムＳでは、水耕栽培槽Ｅの上方にホース７及び作物のツルなどを這わせ配置するための栽培棚２を備えたので、ホース７を通る温水の温度で作物のツルなどを効果的に加温・保温することができる。

Ｈ 農業ハウス
Ｅ 栽培設備（水耕栽培槽）
Ｓ 簡易式農業ハウス暖房システム
１ 仕切りカーテン
１０ ワイヤー
１１ 中央の遮光シート
１２ 棚ワイヤー
１３ 遮光カーテン
１４ 駆動ワイヤー
２ 栽培棚
２１ 支柱
２２ 梁
２３ ワイヤー
３ タンク（ドラム缶）
３１ ゴム板
４ 投げ込み型ヒーター
４１ 発熱部
４２ 温度調節部
４３ 温度センサー
５ ダクト
６ ポンプ（マグネットポンプ）
６１ 吸引口
６２ 吐出口
７ ホース
７１ 吸引側のホース
７２ 供給側のホース
８ 保温カーテン
８０ 保温空間

Claims (3)

1. 農業ハウス内に設置され、農業ハウス内の栽培設備で栽培される作物を当該作物に適した温度に加温・保温する簡易式農業ハウス暖房システムであって、
   前記栽培設備に隣接設置され、水を貯留するタンクと、
   前記タンク内に投入配置され、水を加熱する投げ込み型ヒーターと、
   前記タンクに接続されて上方に向けて延ばされ、前記タンク内で水の加熱により発生する蒸気を通すダクトと、
   前記タンク内で水の加熱により生成される温水を吸引し供給するポンプと、
   一端が前記ポンプの吸引口に接続され他端が前記タンクに接続される吸引側のホース、及び一端が前記ポンプの吐出口に接続され他端側が前記栽培設備で栽培される作物に接触可能に近接して配管され、他端を前記タンクに接続される供給側のホースを有し、前記タンク内で生成された温水を作物の近傍で循環させるホースと、
   前記栽培設備の周囲を少なくとも前記投げ込み型ヒーターを含むタンク、前記ダクト、前記ホースと共に包囲して、農業ハウス内に前記栽培設備専用の小さい保温空間を画成する保温カーテンと、
   を備え、
   前記保温カーテン内で前記タンクに入れた水の中に投げ込み型ヒーターを投入して加熱し、前記ダクトに蒸気を通して前記ダクトから発生する熱により前記保温カーテン内の保温空間を加温・保温し、前記ポンプにより前記タンクと前記ホースとの間で温水を循環して前記ホースから発生する熱を前記栽培設備の作物に伝達する、
   ことを特徴とする簡易式農業ハウス暖房システム。
2. 農業ハウス内の栽培設備の上方所定の高さに開閉可能に張設され、農業ハウス内の空間を仕切り前記栽培設備を上から覆う仕切りカーテンを備える請求項１に記載の簡易式農業ハウス暖房システム。
3. 農業ハウス内で栽培設備の周囲に立ち上げられる複数の支柱により前記栽培設備の上方に支持され、作物のツル及びホースを這わせ配置するための栽培棚を備える請求項１又は２に記載の簡易式農業ハウス暖房システム。

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