JP3215064U - 湿度調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】湿度の変動を抑制する効果が高い湿度調整装置を提供する。【解決手段】湿度調整装置１は、農業施設内における湿度を調整する。湿度調整装置１は、容器３と、容器３に設けられた入口５及び出口７と、容器３内に設置された多孔質材料と、入口５、多孔質材料、及び出口７を順次通る空気流を生じさせるファン１３を含む送風ユニットと、を備える。多孔質材料として、シリカゲル１１が好ましく、Ｂ形シリカゲルが特に好ましい。湿度調整装置１は、多孔質材料に水を供給する給水ユニットをさらに備えている。【選択図】図１

Description

本開示は湿度調整装置に関する。

温室等の農業施設において、湿度が低すぎると、農作物の気孔が閉じ、ＣＯ_２を吸収しにくくなって光合成が阻害される。また、湿度が高すぎると、カビや病害の発生等の問題が生じる。そのため、農業施設内の湿度を制御する必要がある。特許文献１には、温室内の湿度を制御する方法が開示されている。

実公平０４−０４０４５０号公報

従来の方法では、湿度の変動を十分に抑制することは困難であった。本開示の一局面は、湿度の変動を抑制する効果が高い湿度調整装置を提供することを目的とする。

本開示の一態様は、農業施設内における湿度を調整する湿度調整装置であって、容器と、前記容器に設けられた入口及び出口と、前記容器内に設置された多孔質材料と、前記入口、前記多孔質材料、及び前記出口を順次通る空気流を生じさせる送風ユニットと、を備える湿度調整装置である。本開示の一態様である湿度調整装置は、農業施設内における湿度の変動を抑制する効果が高い。

湿度調整装置１の構成を表す断面図である。 湿度調整装置１の構成を表す断面図である。 第１の試験条件における試験結果を表すグラフである。 第２の試験条件における試験結果を表すグラフである。 第３の試験条件における試験結果を表すグラフである。 第４の試験条件における試験結果を表すグラフである。

本開示の実施形態を図面に基づき説明する。
＜第１実施形態＞
１．湿度調整装置１の構成
湿度調整装置１の構成を図１に基づき説明する。湿度調整装置１は、農業施設内に設置され、農業施設内における湿度を調整することを用途とする。農業施設として、例えば、温室、ビニールハウス、植物工場等が挙げられる。なお、本明細書において湿度とは、特に断らない限り、相対湿度を意味する。

湿度調整装置１は、容器３と、入口５と、出口７と、ネット９と、シリカゲル１１と、ファン１３と、を備える。シリカゲル１１は多孔質材料に対応する。ファン１３は送風ユニットに対応する。

容器３は、本体部１５と、第１ダクト１７と、第２ダクト１９と、を備える。本体部１５は、円筒形状を有する中空容器である。本体部１５の軸方向は上下方向である。本体部１５の底面２１には、円形の開口部２３が形成されている。開口部２３は本体部１５の内外を連通する。また、本体部１５の天板２２には、円形の開口部２４が形成されている。開口部２４は本体部１５の内外を連通する。本体部１５の内径は例えば６０ｃｍである。本体部１５の高さは例えば９０ｃｍである。

第１ダクト１７は、円筒状の部材である。第１ダクト１７の内径は本体部１５の内径より小さい。第１ダクト１７の軸方向は上下方向である。第１ダクト１７の上端２５付近は、開口部２３に差し込まれている。第１ダクト１７の外周面と開口部２３の内周面とは隙間無く当接している。第１ダクト１７のうち、上端２５を含む一部（以下では上方部２７とする）は底面２１よりも上方にあり、本体部１５の内部にある。第１ダクト１７のうち、上方部２７を除く部分は本体部１５の下方に位置する。第１ダクト１７の内径は例えば３０ｃｍである。
第２ダクト１９は、円筒状の部材である。第２ダクト１９の内径は本体部１５の内径より小さい。第２ダクト１９の軸方向は上下方向である。第２ダクト１９の下端２９付近は、開口部２４に差し込まれている。第２ダクト１９の外周面と開口部２４の内周面とは隙間無く当接している。第２ダクト１９のうち、下端２９付近以外の部分は、本体部１５の上方に位置する。第２ダクト１９の内径は例えば３０ｃｍである。

入口５は、第１ダクト１７における下側の開口部である。出口７は、第２ダクト１９における上側の開口部である。よって、入口５及び出口７は容器３に設けられている。容器３は、入口５、第１ダクト１７の内部、本体部１５の内部、第２ダクト１９の内部、及び出口７を順次通る空気の流路Ｆを備える。

ネット９は、本体部１５の内部に取り付けられている。ネット９は、本体部１５の内部空間を上下に２分割する。ネット９は上方部２７よりも上方に位置する。流路Ｆを流れる空気はネット９を通過することができる。ネット９の網目の大きさは、シリカゲル１１を保持できる大きさである。

シリカゲル１１は本体部１５の内部に設置されており、より詳しくは、ネット９の上に設置されている。シリカゲル１１はＢ形シリカゲルである。シリカゲル１１は粒状の形態を有する。シリカゲル１１は、ネット９の全体にわたって積層されている。シリカゲル１１の質量は例えば２０Ｋｇである。シリカゲル１１の容量は例えば４０Ｌである。シリカゲル１１の積層高さは例えば１５ｃｍである。

シリカゲル１１の細孔容積は、０．５０〜１．３０ｍｌ／ｇの範囲が好ましい。シリカゲル１１の比表面積は、２５０〜６００ｍ^２／ｇの範囲が好ましい。シリカゲル１１の細孔径は、５〜１５ｎｍの範囲が好ましい。Ｂ形又はＩＤ形シリカゲルはこれらの範囲に該当する物性を有する。シリカゲル１１の物性が上記の範囲にある場合、湿度の変動を抑制する効果が高い。シリカゲル１１の物性は、Ｂ形シリカゲルの物性と、ＩＤ形シリカゲルの物性との間であってもよい。加湿時のＲＨは、ＩＤ形の方が好ましい。
シリカゲル１１の細孔容積は、０．５０〜０．９０ｍｌ／ｇの範囲がより好ましい。シリカゲル１１の比表面積は、４００〜６００ｍ^２／ｇの範囲がより好ましい。シリカゲル１１の細孔径は、５〜９ｎｍの範囲がより好ましい。シリカゲル１１の物性が上記の範囲にある場合、湿度の変動を抑制する効果が一層高い。

ファン１３は、本体部１５の内部のうち、上方に取り付けられている。ファン１３は、シリカゲル１１よりも上方にあり、ファン１３とシリカゲル１１の表面との間には隙間が存在する。ファン１３は、流路Ｆに沿って流れる空気流を生じさせる。この空気流は、ネット９及びシリカゲル１１を通過する。第１ダクト１７及び第２ダクト１９における空気流の空塔速度は例えば０．５ｍ／ｓである。シリカゲル１１における空気流の空塔速度は例えば０．１２ｍ／ｓである。湿度調整装置１は、図示しない台座等を用いて、図１に示す向きで地上に設置することができる。

２．湿度調整装置１が奏する効果
（１Ａ）湿度調整装置１を農業施設内に設置し、ファン１３の電源をオンにする。すると、農業施設内の空気は、入口５から取り入れられ、流路Ｆに沿って容器３内を流れ、出口７から放出される。農業施設内の空気における湿度が高い場合、空気がシリカゲル１１を通るとき、空気中の水蒸気がシリカゲル１１に吸収される。その結果、空気は除湿される。出口７からは、入口５から取り入れた空気よりも湿度が低い空気が放出される。

また、農業施設内の空気における湿度が低い場合、空気がシリカゲル１１を通るとき、シリカゲル１１に保持されていた水蒸気が空気に放出される。その結果、空気が加湿される。出口７からは、入口５から取り入れた空気よりも湿度が高い空気が放出される。よって、湿度調整装置１は、上記の作用により、農業施設内における湿度の変動を抑制することができる。

その結果、湿度調整装置１は、農業施設内における湿度が過度に高くなることを抑制できるので、農業施設内におけるカビ、病害等の発生を抑制できる。また、湿度調整装置１は、農業施設内における湿度が過度に低くなることを抑制できるので、農作物の光合成を促進できる。

（１Ｂ）湿度調整装置１は、多孔質材料としてＢ形シリカゲルを備える。そのため、農業施設内における湿度の変動を一層抑制することができる。
（１Ｃ）湿度調整装置１は、上方部２７を備える。上方部２７を通り抜けた空気には、金網９とシリカゲル１１の粒子間隙とを通り抜ける為に背圧がかかる。背圧がかかった空気は、金網９の全面に広がって通る。シリカゲル１１の個々の粒子からの水蒸気吸放湿を、シリカゲル１１の粒子間隙を通り抜ける空気が除去する効果がある。その結果、空気とシリカゲル１１との間での水蒸気の交換を一層効率的に行うことができる。
＜第２実施形態＞
１．第１実施形態との相違点
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

第２実施形態では、図２に示すように、水供給配管３１を備える。水供給配管３１のうち、一方の端部を含む一部（以下では先端部３３とする）が、本体部１５の側面から、本体部１５の内部に差し込まれている。先端部３３は、シリカゲル１１の内部に位置する。先端部３３には、複数の供給口３５が形成されている。水供給配管３１は、先端部３３とは反対側において、水の供給源３７（例えば水道の蛇口等）に接続している。水供給配管３１は、水の供給源３７から流入した水を供給口３５から吐出し、シリカゲル１１に供給する。シリカゲル１１への水の供給は、継続的に行ってもよいし、間欠的に行ってもよい。水供給配管３１及び水の供給源３７は給水ユニットに対応する。過剰の水は、底面２１に設けられた穴２６より排出される。

２．湿度調整装置１が奏する効果
以上詳述した第２実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果（１Ａ）〜（１Ｃ）を奏し、さらに、以下の効果を奏する。

（２Ａ）湿度調整装置１は、水供給配管３１及び水の供給源３７により、シリカゲル１１に水を供給することができる。そのため、農業施設内の空気における湿度が低い場合、空気を加湿する効果が一層高い。その結果、農業施設内における湿度を調節できる。

３．湿度調整装置１が奏する効果を確かめるための試験
（３−１）試験方法
(i) 第１の試験条件：容積１３．６ｍ^３の部屋に湿度調整装置１を設置した。除湿運転のエアコンを用いて、湿度の低い環境を維持した。シリカゲル１１はＢ形シリカゲル（富士シリシア化学製）である。シリカゲル１１の体積は２０Ｌである。シリカゲル１１の高さは２６ｃｍである。シリカゲル１１の充填密度は０．５０ｇ／ｃｍ^３である。金網９からの高さが約５ｃｍの位置に水供給配管３１を設置した。シリカゲル１１の物性は以下のとおりである。

細孔容積：０．８ｍｌ／ｇ
比表面積：４５０ｍ^２／ｇ
細孔径：７．０ｎｍ
次に、湿度調整装置１を動作させた。シリカゲル１１における空塔速度は０．６ｍ／ｓであった。水供給配管３１からシリカゲル１１への水の供給量は、１５ｍｌ／ｍｉｎとした。継続的に入口５と、出口７の湿度を測定した。入口５における湿度は部屋における湿度を反映する。

(ii)第２の試験条件：第１の試験条件と基本的には同様の試験条件であるが、湿度調整装置１からシリカゲル１１を取り除いて試験を行った。本体部１５における空塔速度は２．２ｍ／ｓであった。また、水供給配管３１による水の供給は停止した。

(iii) 第３の試験条件：第１の試験条件と基本的には同様の試験条件であるが、エアコンは使用せず、ウォーターバスを設置し、加熱することで連続的に加湿した。また、水供給配管３１による水の供給は停止した。

(iv)第４の試験条件：第３の試験条件と基本的には同様の試験条件であるが、湿度調整装置１からシリカゲル１１を取り外して試験を行った。本体部１５における空塔速度は２．２ｍ／ｓであった。また、第３の試験条件と同様に、水供給配管３１からの水の供給は停止した。

（３−２）試験結果
第１の試験条件における試験結果を図３に示す。第２の試験条件における試験結果を図４に示す。第３の試験条件における試験結果を図５に示す。第４の試験条件における試験結果を図６に示す。図３〜図６における装置入口は入口５を意味する。装置出口は出口７を意味する。

湿度調整装置１にシリカゲル１１を取付け、動作させた第１の試験条件では、常時除湿の過酷な条件にも関わらず、光合成に支障のない湿度を確保できた。第３の試験条件では、常時加湿の過酷な条件にも関わらず、カビや病害等の発生しにくい湿度を確保できた。また、第１の試験条件及び第３の試験条件のいずれにおいても湿度の変動が抑制された。それに対して、湿度調整装置１からシリカゲル１１を取り外して動作させた第２の試験条件では、光合成に支障のない湿度を確保できなかった。第４の試験条件では、カビや病害等の発生しにくい湿度を確保できなかった。また、第２の試験条件及び第４の試験条件のいずれにおいても、湿度の変動が大きかった。
＜他の実施形態＞
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

（１）シリカゲル１１に代えて、他の多孔質材料を使用してもよい。他の多孔質材料として、例えば、段ボール等が挙げられる。
（２）シリカゲル１１は、Ｂ形シリカゲル以外のシリカゲルであってもよい。例えば、シリカゲル１１は、ＩＤ形シリカゲル等であってもよい。

ＩＤ形シリカゲルの細孔容積は、０．９〜１．３ｍｌ／ｇの範囲が好ましい。ＩＤ形シリカゲルの比表面積は、２５０〜３７０ｍ^２／ｇの範囲が好ましい。ＩＤ形シリカゲルの細孔径は、９〜１５ｎｍの範囲が好ましい。ＩＤ形シリカゲルの充填密度は、０．４０〜０．４８ｇ／ｍｌの範囲が好ましい。ＩＤ形シリカゲルの物性が上記の範囲にある場合、湿度の変動を抑制する効果が一層高い。

（３）ファン１３の位置は適宜選択できる。例えば、ファン１３の位置は、流路Ｆに関して、シリカゲル１１よりも上流側に位置してもよい。ファン１３は本体部１５に内蔵されていてもよいし、本体部１５の外側に取り付けられていても良い。
（４）ファン１３の種類は特に限定されず、公知のファンの中から適宜選択して使用することができる。

（５）上記各実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記各実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記各実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、実用新案登録請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

（６）上述した湿度調整装置の他、当該湿度調整装置を構成要素とするシステム、湿度調整方法等、種々の形態で本開示を実現することもできる。

１…湿度調整装置、３…容器、５…入口、７…出口、９…ネット、１１…シリカゲル、１３…ファン、１５…本体部、１７…第１ダクト、１９…第２ダクト、２１…底面、２２…天板、２３…開口部、２４…開口部、２５…上端、２７…上方部、２９…下端、３１…給水配管、３３…先端部、３５…供給口、３７…水の供給源

Claims (4)

1. 農業施設内における湿度を調整する湿度調整装置であって、
   容器と、
   前記容器に設けられた入口及び出口と、
   前記容器内に設置された多孔質材料と、
   前記入口、前記多孔質材料、及び前記出口を順次通る空気流を生じさせる送風ユニットと、
   を備える湿度調整装置。
2. 請求項１に記載の湿度調整装置であって、
   前記多孔質材料に水を供給する給水ユニットをさらに備える湿度調整装置。
3. 請求項１又は２に記載の湿度調整装置であって、
   前記多孔質材料はシリカゲルである湿度調整装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の湿度調整装置であって、
   前記多孔質材料はＢ形シリカゲルである湿度調整装置。