JPH10290634A - 農作物栽培装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】所定流量と温度の温水を安定して灌水等し農作
物の健全な生育を図り得ると共に、装置自体を小型かつ
安価に形成し得る農作物栽培装置を提供する。 【解決手段】バーナによって冷水を所定温度の温水にす
る熱交換器と、熱交換器に冷水を導入する冷水導入路
と、熱交換器からの温水を農地に灌水したり地中暖房パ
イプ内に供給し得る温水供給路と、冷水導入路の冷水を
直接温水供給路に供給し得るバイパス流路とを具備し、
バイパス流路の流量によって温水供給路の温水が所定の
流量と温度になるように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば温水を農地
に灌水したり、あるいは温水を地中暖房パイプに供給し
て地温を高める等して農作物を栽培する農作物栽培装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば農作物を栽培する農地に灌
水する場合、一般的には地温より低い水を使用している
が、低温季においてこのような低温水を灌水すると、地
温を低下させるばかりか農作物の根の活性化をも低下さ
せ、農作物の生育に悪影響をもたらすという不都合があ
る。そこで、このような不具合を解決するために、例え
ば特開平８−１４０５０５号公報に開示されているよう
な農作物栽培装置が提案されている。

【０００３】この農作物栽培装置は、ミキサの入力側に
原水ポンプと温水製造用供給パイプが接続され、出力側
に供給パイプが接続されると共に、供給パイプに設けら
れた温度センサと流量センサの出力により、温水製造用
供給パイプに設けられたボイラ、ポンプ、比例制御弁等
をコントローラで制御し、灌水用の分岐パイプから温水
を灌水するように構成したものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この農
作物栽培装置にあっては、ボイラで製造される温水の温
度は、例えば５０°Ｃと一定であり、この温水と原水と
をミキサで混合させて所望の温水を得るように構成され
ているため、供給パイプ内の温水の流量、すなわち灌水
用の分岐パイプから灌水される温水の流量が変化し易
く、一定した流量で灌水を行うことが困難であるという
問題点があった。

【０００５】また、ボイラ、ポンプ、比例制御弁等のコ
ントローラによる制御が複雑化すると共に、大型のボイ
ラーが必要になる等、装置自体が大型かつ高価になり易
いという問題点があった。

【０００６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、請求項１記載の発明の目的は、所定流量と温度
の温水を安定して灌水し農作物の健全な生育を図り得る
と共に、装置自体を小型かつ安価に形成し得る農作物栽
培装置を提供し、また、請求項２記載の発明は、所定流
量と温度の温水を地中暖房パイプ内に安定して供給し、
地温を所定温度に安定維持し農作物の健全な生育を図り
得ると共に、装置自体を小型かつ安価に形成し得る農作
物栽培装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成すべ
く、請求項１記載の発明は、バーナによって冷水を所定
温度の温水にする熱交換器と、熱交換器に冷水を導入す
る冷水導入路と、熱交換器からの温水を農地に灌水し得
る温水供給路と、冷水導入路の冷水を直接温水供給路に
供給するバイパス流路とを具備し、バイパス流路の流量
によって農地に供給される温水の流量と温度が調整され
得る如く構成したことを特徴とする。

【０００８】このように構成することにより、冷水導入
路から導入された冷水の一部は、熱交換器に供給され
て、バーナの燃焼エネルギーでその温度が比較的高温の
所定温度まで昇温されて温水にされる。この温水は温水
供給路に供給され、バイパス流路から直接温水供給路に
供給される冷水と混合されて、その温度が所定温度まで
下がり、例えば地温に対して５°Ｃ高い温水となる。

【０００９】そして、この温水を灌水パイプから農地に
灌水することにより、地温を高めることができて農作物
の根が活性化され、農作物の健全な生育を図ることがで
きる。この灌水される温水の流量は、バイパス流路の流
量によって広範囲に調整され、冷水導入路から連続的に
供給されてくる冷水の量と同一の流量を農地に安定して
灌水できる。また、熱効率の良いバーナの燃焼エネルギ
ーによって温水が得られると共に、配管経路中に設置す
るだけで良く、装置自体が小型かつ安価に形成される。

【００１０】また、請求項２記載の発明は、バーナによ
って冷水を所定温度の温水にする熱交換器と、熱交換器
に冷水を導入する冷水導入路と、熱交換器からの温水を
地中暖房パイプ内に供給し得る温水供給路と、冷水導入
路の冷水を直接温水供給路に供給するバイパス流路とを
具備し、バイパス流路の流量によって地中暖房パイプに
供給される温水の流量と温度が調整され地温を所定温度
に維持し得る如く構成されていることを特徴とする。

【００１１】このように構成することにより、温水供給
路には請求項１記載の発明と同様に製造された温水が流
れ、この温水は農地内に埋設されている地中暖房パイプ
に安定した流量と温度で供給される。これにより、地温
が所定温度に維持される等、農作物の健全な生育を図る
ことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係
わる農作物栽培装置を灌水用に使用した場合の一実施例
を示す概略構成図である。なお、図１においては、実線
が配管系統の接続を示し、点線が電気系統の接続を示し
ている。

【００１３】図１において、農作物栽培装置１は、例え
ばガスバーナ３の燃焼エネルギーによって冷水を温水に
変える熱交換器２を有している。この熱交換器２は、例
えば７００００Ｋｃａｌ／ｈの発熱量を有し、ＬＰガス
によって燃焼するガスバーナ３と一体化されている。熱
交換器２は瞬間型のものが使用され、ガスバーナ３はそ
の最大燃料消費量が例えば５．８２Ｋｇ／ｈに設定され
ている。

【００１４】また、ガスバーナ３のガス導入路４には、
バルブ５、電磁弁６及び燃焼制御弁７が直列的に接続さ
れると共に、電磁弁６にはバーナ燃焼制御部８が接続さ
れている。このバーナ燃焼制御部８は、ガスバーナ３の
ＬＰガスに自動点火するための高電圧発生回路９（点火
トランス等）が設けられると共に、ガスバーナ３の炎を
検出する炎検出器１０等が接続されている。

【００１５】熱交換器２の入口２ａには冷水導入パイプ
１１（冷水導入路）が接続され、出口２ｂには温水供給
パイプ１２（温水供給路）が接続されている。冷水導入
パイプ１１の上流側にはバルブ１４が接続され、下流側
である熱交換器２側には冷水の流れを検出する例えばフ
ロート式の水流スイッチ１５が接続されている。この水
流スイッチ１５は上記バーナ燃焼制御部８に接続されて
おり、この水流スイッチ１５の信号によって、バーナ燃
焼制御部８を介してガスバーナ３の自動点火・消化が行
われると共にガスバーナ３の空焚きが防止される。

【００１６】一方、温水供給パイプ１２の下流側にはバ
ルブ１６が接続され、このバルブ１６の上流側にはサー
ミスタ等からなる温度センサ１７が接続されている。温
度センサ１７は温度指示部１８に接続され、この温度指
示部１８はガス導入路４の燃焼制御弁７に接続されてい
る。なお、温度指示部１８には、温度センサ１７で検出
した温度を例えばデジタル表示する温度指示計１９が設
けられると共に、灌水パイプ２８から灌水される温水の
温度を設定する温度設定器２０等が設けられている。

【００１７】そして、冷水導入パイプ１１の水流スイッ
チ１５の上流側と、温水供給パイプ１２の温度センサ１
７の上流側間には、バルブ２４を有するバイパスパイプ
２３（バイパス流路）が接続されている。このバイパス
パイプ２３の流量をバルブ２４で調節することにより、
後述する如く温水供給パイプ１２から灌水される温水の
流量及び温度が調整される。

【００１８】なお、農作物栽培装置１の筐体２５の、上
記ガス導入路４のバルブ５には外部ガス配管２６が接続
され、冷水導入パイプ１１のバルブ１４には冷水用外部
配管２７が接続され、また温水供給パイプ１２のバルブ
１６には灌水パイプ２８が接続されている。

【００１９】次に、上記農作物栽培装置１の使用方法の
一例について説明する。先ず、各バルブ５、１４、１６
に外部ガス配管２６、冷水用外部配管２７、灌水パイプ
２８を接続し、バルブ２４を適量開いてバイパスパイプ
２３の流量を設定すると共に、温度指示部１８の温度設
定器２０を所望の温度に設定する。なお、熱交換器２内
のパイプが細いことから、バイパスパイプ２３の流量が
温水供給パイプ１２から灌水される温水の流量に直接大
きく影響するため、灌水する温水の流量が所望の流量と
なるようにバルブ２４の開閉度を予め設定する。

【００２０】各種設定が終了したら、バルブ５、１４、
１６を手動操作によって開き、ガスバーナ３にＬＰガス
を供給すると共に、熱交換供器２の入口２ａからその内
部に冷水を供給する。この冷水としては、例えば水道、
河川の水、井戸水等が使用され、その温度は夏季の場合
１２°Ｃ〜１５°Ｃ程度になっている。

【００２１】冷水導入パイプ１１に冷水が供給される
と、水流スイッチ１５が冷水の供給を検出して、例えば
オン信号をバーナ燃焼制御部８に出力する。バーナ燃焼
制御部８は、水流スイッチ１５からオン信号が入力され
ると、電磁弁６に信号を出力して電磁弁６を開く。この
電磁弁６の開により、ＬＰガスがガスバーナ３に供給さ
れると共に、バーナ燃焼制御部８の高電圧発生回路９か
ら点火信号が出力されて、高電圧放電による火花が発生
し、ＬＰガスに点火してガスバーナ３が燃焼する。

【００２２】ガスバーナ３が燃焼すると、その燃焼エネ
ルギーによって、熱交換器２内のパイプを流れている冷
水が熱交換されて温水となり、熱交換器２の出口２ｂか
ら温水供給パイプ１２に排出される。この温水は、温度
センサ１７の上流側で、バイパスパイプ２３を介して冷
水導入パイプ１１から直接供給されている冷水と混合し
て温度が下げられる。この混合された温水の温度が温度
センサ１７で検出され、その温度信号が温度指示部１８
に入力されて温度指示計１９に表示されると共に、温度
信号が燃焼制御弁７に入力される。

【００２３】燃焼制御弁７は、温度指示部１８からの信
号により、ＬＰガスのガスバーナ３へのガスの供給量を
調節し、例えば温度センサ１７の温度（検出温度）が温
度設定器２０で設定した温度（設定温度）以下の場合
は、燃焼量を増やすようにガス量を増加させ、検出温度
が設定温度を越えた場合は、燃焼量を減少させるべくガ
ス量を減少させる。これにより、灌水パイプ２８から農
地に灌水される温水の温度が、温度設定器２０で設定さ
れた温度に維持され、その流量は、バイパスパイプ２３
で設定された流量と熱交換器２内を流れる流量との合
計、すなわち、冷水導入パイプ１１から導入された流量
と同一となる。

【００２４】なお、灌水する温水の温度は、外気に対し
て−３°Ｃ程度が好ましいが、季節（夏、冬等）、農地
の状況（ハウス内、さら地等）、栽培する農作物等に応
じて適宜に設定される。そして、このように温度制御さ
れた温水が、灌水パイプ２８を介して農地に灌水され
る。

【００２５】この灌水を停止する場合は、例えばバルブ
１４（もしくはバルブ１６）を閉じることにより冷水供
給パイプ１１内に冷水が流れなくなり、これを水流スイ
ッチ１５が検出してオフとなる。この水流スイッチ１５
のオフにより、バーナ燃焼制御部８から電磁弁６に信号
が出力されて電磁弁６が閉じると共に、ガスバーナ３へ
ＬＰガスの供給が直ちに遮断され、ガスバーナ３の燃焼
が停止する。

【００２６】このように、上記実施例の農作物栽培装置
１にあっては、冷水導入パイプ１１と温水供給パイプ１
２間にバイパスパイプ２３を設けているため、バイパス
パイプ２３で設定した流量に対応した流量の温水（冷水
導入パイプ１１から導入される流量）を、その流量を変
化させずに温水供給パイプ１２から灌水パイプ２８に供
給することができて、灌水パイプ２８から農地に灌水さ
れる温水の流量を常に一定に保つことができる。

【００２７】また、灌水パイプ２８から灌水される温水
の流量をバイパスパイプ２３のバルブ２４の調節により
広範囲に調整することができるため、農作物にとって最
適な流量で最適な温度の温水を安定して灌水することが
できる。これらにより、地温を高めることができて農作
物の根が活化し、農作物の健全な生育を図ることが可能
になる。

【００２８】また、冷水をガスバーナ３の燃焼量によっ
て温水に変換するため、熱交換器２内の温水の温度を瞬
時に高めることができる等、熱効率が良好となって、従
来のボイラに比較して、その外形形状を小型にすること
ができ、装置１自体の小型化が図れると共に、ＬＰガス
の消費量も最大燃焼で５．８２Ｋｇ／ｈと少なくてラン
ニングコストの低減が図れる等、装置１自体を安価に構
成することが可能になる。

【００２９】さらに、温度指示部１８の温度設定器２０
で温度を設定し、各バルブ５、１４、１６、２４を開く
だけで所望流量及び温度の温水が灌水パイプ２８から灌
水されるため、複雑な操作をする必要がなくなり、使用
時の操作が簡単となる。また、水流スイッチ１５によっ
て空焚き防止が図れたり、バーナ燃焼制御部８の炎検出
器１０等によって炎の立ち消えを検出し得る等、安全性
の高い農作物栽培装置１を得ることが可能になる。

【００３０】図２は、本発明に係わる農作物栽培装置を
地中暖房用に使用した場合の一実施例を示す概略構成図
である。なお、上記実施例と同一個所には同一符号を付
し、その詳細な説明は省略する。この実施例の農作物栽
培装置３１は、上記バルブ１４を連結パイプを介して切
換器３３の出力側に接続し、この切換器３３の一方の入
力側を連結パイプ３２を介して、地中暖房パイプ３４の
一端側３４ａに接続する。また、地中暖房パイプ３４の
他端側３４ｂに、連結パイプ３５を介してバルブ１６を
接続する。切換器３３の他方の入力側には、冷水用外部
配管２７が接続されている。

【００３１】さらに、地中暖房パイプ３４が埋設されて
いる農地の適宜位置の地中内に地温センサ３６を埋設
し、この地温センサ３６を例えば地温指示部３７に接続
する。地温指示部３７には、上記温度指示部１８と同
様、温度指示計３８と温度設定器３９が設けられてお
り、地温センサ３６で検出された温度と設定温度とを比
較して、燃焼制御弁７を制御する。

【００３２】なお、地中暖房パイプ３４内に供給される
温水の温度は、上記実施例と同様に、温度指示部１８に
よって制御される。この実施例においては、地温指示部
３７を温度指示部１８と別体に設けたが、地温指示部３
７を温度指示部１８内に一体化し、温水と地温の両温度
を関連付けて燃焼制御弁７を制御するようにしても良
い。

【００３３】この実施例によれば、切換器３３を、当初
は冷水用外部配管２７側に手動もしくは自動で切り換え
て地中暖房パイプ３４内に温水を満たし、その後、切換
器３３を地中暖房パイプ３４側に切り換えると共に、例
えば地中暖房パイプ３４の一端側３４ａに設けた循環ポ
ンプ４０を作動させる。これにより、温水を地中暖房パ
イプ３４と、冷水導入パイプ１１、熱交換器２、バイパ
スパイプ２３、温水供給パイプ１２等との間で循環させ
ることができ、安定した流量と温度の温水を地中暖房パ
イプ３４内に供給することができる。

【００３４】その結果、地温を農作物の栽培に最適な温
度に維持することができ、健全な農作物の生育を行うこ
とが可能になる。また、上記実施例と同様、装置３１自
体の小型化を図ることができると共に装置３１自体を安
価に構成することが可能になる。

【００３５】なお、上記実施例においては、各バルブ
５、１４、１６を手動で開閉操作するようにしたが、本
発明はこれに限定されるものでもなく、例えば操作盤
（図示せず）の操作によって、各バルブ５、１４、１６
を自動的に開閉させるようにしても良く、また、バイパ
スパイプ２３のバルブ２４も、冷水導入パイプ１１の流
量や、温水（地温）の温度によって、その開閉度を自動
的に調節するようにしても良い。

【００３６】また、上記実施例においては、バーナとし
てガスバーナ３を使用した場合について説明したが、例
えば重油、軽油、灯油等のオイルバーナを使用しても良
く、その燃焼量の制御もオン・オフ制御等適宜の制御方
法を採用することができる。さらに、上記実施例におい
ては、バイパスパイプ２３を１本設ける場合について説
明したが、例えばバイパスパイプを複数本設けるように
しても良く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適
宜変更可能であることは言うまでもない。

【００３７】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の発
明によれば、灌水パイプから所定の流量及び温度の温水
を安定して農地に灌水することができ、農作物の健全な
生育が図れると共に、装置自体を小型かつ安価に構成す
ることができる。

【００３８】また、請求項２記載の発明によれば、地中
暖房パイプ内に所定の流量及び温度の温水を安定して供
給することができ、地中温度を安定維持し得て農作物の
健全な生育が図れると共に、装置自体を小型かつ安価に
構成することができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる農作物栽培装置の一実施例を示
す概略構成図

【図２】本発明に係わる農作物栽培装置の他の実施例を
示す概略構成図

【符号の説明】

１、３１・・・農作物栽培装置 ２・・・・・・熱交換器 ３・・・・・・ガスバーナ ４・・・・・・ガス導入路 ５・・・・・・バルブ ６・・・・・・電磁弁 ７・・・・・・燃焼制御弁 ８・・・・・・バーナ燃焼制御部 １１・・・・・冷水導入パイプ １２・・・・・温水供給パイプ １４・・・・・バルブ １５・・・・・水流スイッチ １６・・・・・バルブ １７・・・・・温度センサ １８・・・・・温度指示部 ２０・・・・・温度設定器 ２３・・・・・バイパスパイプ ２４・・・・・バルブ ３２・・・・・切換器 ３６・・・・・地温センサ ３７・・・・・温度指示部 ３９・・・・・温度設定器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バーナによって冷水を所定温度の温水にす
   る熱交換器と、該熱交換器に冷水を導入する冷水導入路
   と、前記熱交換器からの温水を農地に灌水し得る温水供
   給路と、前記冷水導入路の冷水を直接温水供給路に供給
   するバイパス流路とを具備し、前記バイパス流路の流量
   によって農地に供給される温水の流量と温度が調整され
   得る如く構成したことを特徴とする農作物栽培装置。
2. 【請求項２】バーナによって冷水を所定温度の温水にす
   る熱交換器と、該熱交換器に冷水を導入する冷水導入路
   と、前記熱交換器からの温水を地中暖房パイプ内に供給
   し得る温水供給路と、前記冷水導入路の冷水を直接温水
   供給路に供給するバイパス流路とを具備し、前記バイパ
   ス流路の流量によって地中暖房パイプに供給される温水
   の流量と温度が調整され地温を所定温度に維持し得る如
   く構成したことを特徴とする農作物栽培装置。