JP6744647B2 - 植物栽培用ハウス - Google Patents

Description

本発明は、植物栽培室内で植物を栽培する植物栽培用ハウスに関する。

従来より、野菜などの植物を栽培するための植物栽培用ハウスが種々提供されている。例えば特許文献１には、空調装置を備えた栽培室が記載されている。この栽培室には、天井部側に照明装置が配備され、床部側に栽培棚が配置されている。空調装置は、第１の排気装置と、第２の排気装置と、混合装置と、吹出し装置とを備えている。

第１の排気装置は、栽培室内の天井部側に存在する空気を栽培室外に排気する。第２の排気装置は、栽培室内の床部側に存在する空気を栽培室外に排気する。混合装置は、第２の排気装置によって排気された空気を冷却して除湿した空気とし、この空気を第１の排気装置によって排気された空気と混合する。吹出し装置は、混合装置によって混合された空気を栽培室内の栽培棚の辺りに吹出す。

第１の排気装置によって排気された空気は、天井部側に配備された照明装置によって高温になっている。この高温の空気と第２の排気装置によって排気されて除湿された空気とが混合され、吹出し装置によって栽培室内に吹出される。したがって、吹出し装置から吹出される空気は、照明装置の排熱が利用されることで所定の高温とされる。この栽培室は、空調装置を備えることで、省エネルギーを図ることができる。

特開２０１１−２２３８９２号公報

特許文献１に記載された栽培室は、栽培室内の空気を循環させている。栽培室内の植物は、二酸化炭素を吸収し、酸素を放出する。したがって、栽培室内の空気が循環しているだけでは、植物の生育に必要な二酸化炭素が不足する。さらに、栽培室内に吹出される空気が所定の高温とされても、栽培室が例えば骨組みをビニルシートで覆っただけのようなビニルハウスであると、栽培室外の温度の影響を受ける。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、植物栽培室内が外気の温度の影響を受けにくい植物栽培室内に二酸化炭素を供給することができるようにした植物栽培用ハウスを提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る植物栽培用ハウスは、壁及び屋根の少なくともいずれか一方が遮熱体によって構築されている植物栽培室と、前記植物栽培室外から植物栽培室内に二酸化炭素を含む外気を供給する二酸化炭素供給手段と、を備えている。

前記本発明に係る植物栽培用ハウスにおいて、前記植物栽培室は、前記遮熱体によって前記壁及び屋根が構築される。
前記本発明に係る植物栽培用ハウスにおいて、前記植物栽培室は、既設の壁基材及び屋根基材に前記遮熱体が付設されて壁及び屋根が構築される。

前記本発明に係る植物栽培用ハウスにおいて、前記遮熱体は、前記植物栽培室の床も構築していることが好ましい。
前記本発明に係る植物栽培用ハウスにおいて、前記二酸化炭素供給手段は、前記植物栽培室内を正圧とするように外気を前記植物栽培室内に供給する。
前記本発明に係る植物栽培用ハウスにおいて、前記遮熱体は、シート状基材にアルミニウム箔を積層した積層シートであることが好ましい。
前記本発明に係る植物栽培用ハウスにおいて、前記植物栽培室内を空調する空調設備を備えていることが好ましい。

本発明によれば、植物栽培室内が外気の温度の影響を受けにくい植物栽培室内に二酸化炭素を供給することができるようにした植物栽培用ハウスを提供することができる。

本発明に係る植物栽培用ハウスの一実施形態を示す概略斜視図である。 本発明に係る植物栽培用ハウスの一実施形態を示す概略断面正面図である。 本発明に係る植物栽培用ハウスを構成している遮熱体の一実施形態を示す拡大断面図である。 本発明に係る植物栽培用ハウスを構成している遮熱体の他実施形態を示す分解斜視図である。

本発明に係る植物栽培用ハウスの一実施形態について図１乃至図３を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る植物栽培用ハウスの一実施形態を示す概略斜視図である。図２は、本発明に係る植物栽培用ハウスの一実施形態を示す概略断面正面図である。図３は、本発明に係る植物栽培用ハウスを構成している遮熱体の一実施形態を示す拡大断面図である。図１及び図２に示すように、植物栽培用ハウス１は、植物栽培室１０と二酸化炭素供給手段２０とを備えている。

植物栽培室１０は、壁１１及び屋根１２、床１３によって囲まれている。図示した植物栽培室１０の壁１１は、切妻側壁１１ａと平側壁１１ｂとを有している。切妻側壁１１ａ又は平側壁１１ｂには、図示しない扉付きの出入口が設けられている。図示した植物栽培室１０の屋根１２は、切妻であるが、どのような様式であってもよい。このような壁１１や屋根１２、床１３は、遮熱体１５によって構築される。遮熱体１５は、地面上に設置された骨組み１４に取り付けられる。

骨組み１４は、金属（例えばステンレス鋼）製の骨格材によって組み立てられる。骨格材は、パイプであっても棒材であってもよい。骨組み１４は、複数本の柱や梁など（採番せず）によって構成され、地面に設置されている。隣り合った柱と柱とに架け渡された遮熱体１５によって壁１１が形成される。隣り合った梁と梁とに架け渡された遮熱体１５によって屋根１２が形成される。床１３は、地面上に直置きされた遮熱体１５又は地面上に設置された床支持具（束）（図示せず）上の床板（図示せず）に敷かれる遮熱体１５によって形成される。

遮熱体１５は、図３に示すような積層シート１５０によって構成されている。積層シート１５０は、シート状素材１５１を心材とし、シート状素材１５１の両面に金属箔１５２をコーティングした積層体である。シート状素材１５１としては、ガラスクロスや布状素材などが使用される。金属箔１５２としては、アルミニウム箔やスチール箔などが使用される。アルミニウム箔をシート状素材１５１にコーティングした積層シート１５０は、アルミニウムをシート状素材１５１に蒸着した積層シート１５０よりも断熱性が優れている。積層シート１５０は、金属箔１５２に電食防止剤がコーティングされることで、耐水性、防水性、防錆性などを有するようにされている。

一方の平側壁１１ｂには、給気穴１６が形成されている。他方の平側壁１１ｂには、排気穴１７が形成されている。図２に示した給気穴１６及び排気穴１７は、それぞれ１か所に形成されているが、複数か所に形成されてもよい。図示しないが、給気穴１６及び排気穴１７は、切妻側壁１１ａに形成されてもよい。二酸化炭素の比重が１．５であることから、植物栽培室１０内に供給された二酸化炭素が排気されにくいように、屋根１２寄りの壁１１に形成されることが好ましい。排気穴１７は、開口量を調整できるようなシャッタを備えていることが好ましい。

給気穴１６には、二酸化炭素供給手段２０が接続される。二酸化炭素供給手段２０は、植物栽培室１０外から植物栽培室１０内に二酸化炭素を含む外気を供給する。すなわち、二酸化炭素供給手段２０は、二酸化炭素以外に窒素や酸素などを含む空気を植物栽培室１０内に供給する。二酸化炭素供給手段２０は、外気中の虫や病原菌などが植物栽培室１０内に進入しないようにするためのフィルタ（図示せず）を備えている。

二酸化炭素供給手段２０は、植物栽培室１０外から植物栽培室１０内に供給する空気によって植物栽培室１０内の温度や湿度が変わらないようにするための空調機能を有している。この空調機能を有する二酸化炭素供給手段２０は、例えば、冷却されたり加熱されたりする流体を密封する流体槽と、この流体槽を貫通し、空気が流れるパイプと、パイプ内の空気に対して加湿したり除湿したりする調湿手段とを備えている。パイプは、外気を流入し、植物栽培室１０内に排出する。

夏季においては、流体槽内の流体が冷却される。パイプ内に流入した空気は、パイプを介して流体槽内の流体を通過することで冷却され、調湿手段によって調湿されて植物栽培室１０内に排出される。したがって、植物栽培室１０内は、外気が供給されることによって昇温せず、湿度も変化しない。冬季においては、流体槽内の流体が加熱される。パイプ内に流入した空気は、パイプを介して流体槽内の流体を通過することで加熱され、調湿手段によって調湿される。したがって、植物栽培室１０内は、外気が供給されることによって降温せず、湿度も変化しない。

他方の平側壁１１ｂに排気穴１７が形成されていることから、植物栽培室１０内に空気が充満することなく、外気を植物栽培室１０内に供給することができる。給気穴１６と排気穴１７とが向き合った壁１１に形成されることで、一方向の気流が生じる。

植物栽培室１０内から排出される空気が植物栽培室１０内に供給される空気よりも若干少なく、植物栽培室１０内が正圧（植物栽培室１０外が１気圧であれば、植物栽培室１０内は１気圧より大きい気圧）となるような大きさに排気穴１７が設けられている。これにより、壁１１や屋根１２に隙間があっても、その隙間から虫や病原菌などが植物栽培室１０内に進入しないようにすることができる。

植物栽培用ハウス１は、植物栽培室１０内の温度や湿度を調整する空調設備３０を備えている。空調設備３０は、室内機（採番せず）と室外機（図示せず）をとを有している。室内機は、壁１１（図面では切妻側壁１１ａであるが、平側壁１１ｂでもよい。）の室内面に固定される。図面では、奥側の切妻側壁１１ａに２台の空調設備３０が図示されているが、手前側の切妻側壁１１ａに設置されてもよい。空調設備３０は、植物栽培用ハウス１の外側に設置され、図示しないダクトなどによって植物栽培室１０内の温度や湿度を調整してもよい。いずれにしても、空調設備３０は、植物栽培室１０内の空気を循環させる。

この空調設備３０で設定される植物栽培室１０内の温度及び湿度と、二酸化炭素供給手段２０で調整されて植物栽培室１０内に供給される空気の温度及び湿度は、関連付けられる。例えば、空調設備３０で設定した温度及び湿度と同じ温度となるように二酸化炭素供給手段２０の温度及び湿度が設定される。逆に二酸化炭素供給手段２０で設定した温度及び湿度と同じ温度及び湿度となるように空調設備３０が設定されてもよい。あるいは、植物栽培室１０に置かれる植物が複数種類である場合において、給気穴１６の付近と空調設備３０の付近に異なる種類の植物を置き、それぞれの植物に適した温度や湿度の雰囲気となるように、二酸化炭素供給手段２０と空調設部３０とから異なる温度や湿度の空気が出されるようにしてもよい。

植物栽培室１０内には、野菜などの植物２を並べる棚４０が納置されている。棚４０は、床１３上に設置される。図示した棚４０は、複数列に並べられているが、１列であってもよい。図示した各列の棚４０は、複数段に重ねられているが、１段であってもよい。床１３は、地面の温度が植物栽培室１０内に影響しないように遮熱体１５によって構築されている。図示しないが、植物栽培室１０の天井（採番せず）付近などには、照明装置が備えている。

ここで、植物栽培用ハウス１の使用態様について説明する。植物栽培室１０内の棚４０上に並べられた野菜などの植物２は、空調設備３０によって生育に最適な温度や湿度の雰囲気下に置かれている。この植物２は、照明装置によって最適な光量で最適な時間、光が照射される。

しかも、植物栽培室１０の壁１１や屋根１２が積層シート１５０によって構成された遮熱体１５によって構築されていることから、植物栽培室１０外の熱気や冷気を遮断し、植物栽培室１０外が高温であっても低温であっても、植物栽培室１０内は所期の温度雰囲気とされている。さらに、積層シート１５０は、単なるシートでなく、積層したものであることで、遮熱体１５によって構築された壁１１や屋根１２は、冬季において結露しないようにすることができる。

このような雰囲気中の植物栽培室１０内に二酸化炭素供給手段２０から二酸化炭素を含む空気が供給される。二酸化炭素は、給気穴１６から排気穴１７に流れる気流と、空調設備３０からの気流とによって、植物栽培室１０内にくまなく行きわたる。二酸化炭素供給手段２０が空調機能を備えることによって、植物栽培室１０内は、外気の影響を受けることなく、所期の温度や湿度を維持する。

植物栽培室１０内の植物２は、二酸化炭素を吸収して酸素を放出して生育する。植物栽培室１０内に二酸化炭素が供給されることにより、植物栽培室１０は、二酸化炭素不足とならない。したがって、植物栽培室１０内の植物２は、二酸化炭素を十分に吸収して生育する。

植物２から排出された酸素を含む空気は、排気穴１７から植物栽培室１０外へ排気される。また、植物栽培室１０内は正圧にされていることから、排気穴１７から植物栽培室１０内に虫や病原菌などが進入しない。

このようにこの植物栽培用ハウス１は、遮熱体１５によって所期の温度や湿度の雰囲気とされた植物栽培室１０内に置かれた植物２を、二酸化炭素供給手段２０によって植物栽培室１０外から植物栽培室１０内に供給された二酸化炭素によって生育することができる。

以上、本発明の植物栽培用ハウス１について説明したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の課題を解決できる範囲での変更や改良は、本発明に含まれる。

例えば、遮熱体１５は、積層シート１５０でなく、図４に示すような遮熱パネル１６０によって構成してもよい。図４は、遮熱体１５の他の実施形態を示す分解斜視図である。

この遮熱体１５は、遮熱パネル１６０であって、間隔を空けて対向した一対のシート１６１，１６１と、一対のシート１６１，１６１の間に設けられた閉鎖空間１６２とを備えたものである。閉鎖空間１６２は、ハニカム構造体１６３によって設けられる。この閉鎖空間１６２内には、例えば空気が流動しないように封入される。一対のシート１６１，１６１としては、アルミニウム箔やスチール箔が使用される。このような遮熱パネル１６０は、閉鎖空間１６２によって断熱性を発揮し、植物栽培室１０内を所期の温度の雰囲気とすることができる。

植物栽培室１０は、壁１１や屋根１２を遮熱体１５によって構築することなく、既設のビニルハウスや各種の小屋の壁基材や屋根基材に積層シート１５０や遮熱パネルを貼り付けてもよい。この植物栽培室１０の壁１１や屋根１２は、遮熱体１５を壁基材や屋根基材に付設したものとなる。また、この植物栽培用ハウス１は、設置する環境によって、床１３が遮熱体１５によって構築されない、あるいはそもそも床１３を備えないようにしてもよい。さらに、壁１１及び屋根１２の両方を遮熱体１５によって構築しないで、一方のみ遮熱体１５によって構築してもよい。

二酸化炭素供給手段２０は、二酸化炭素を含む空気を植物栽培室１０外から植物栽培室１０内に供給するようにしたが、任意の濃度に調整された二酸化炭素のみを植物栽培室１０内に供給するようにしてもよい。この場合は、二酸化炭素及び酸素の濃度の安全性が検証されてから植物栽培室１０内に入室する。

排気穴１７は、壁１１に設けたものとしたが、壁１１にそもそも隙間が生じていたり、出入口の扉と壁１１との間に隙間が生じたりしている場合にあっては、この隙間が排気穴１７となるため、別途、排気穴１７を設けなくてもよい。

以上まとめると、本発明が適用される植物栽培用ハウス１は、壁１１及び屋根１２の少なくともいずれか一方が遮熱体１５によって構築されている植物栽培室１０と、前記植物栽培室１０外から植物栽培室１０内に二酸化炭素を含む外気を供給する二酸化炭素供給手段２０と、を備えている。

この植物栽培用ハウス１によれば、植物栽培室１０の壁１１及び屋根１２の少なくとも一方が遮熱体１５によって構築されることによって、植物栽培室１０内の温度や湿度が植物栽培室１０外の温度や湿度の影響を受けないようにすることができ、このような植物栽培室１０外から植物栽培室１０内に二酸化炭素を含む外気を供給することで、植物栽培室１０内に二酸化炭素が不足しないようにして、植物栽培室１０内に置かれた植物２の生育を促すことができる。

本発明が適用される植物栽培用ハウス１の一態様として、前記植物栽培室１０は、前記遮熱体１５によって前記壁１１及び屋根１２が構築される。この植物栽培用ハウスによれば、新たに植物栽培室１０は、遮熱体１５によって壁及び屋根の少なくともいずれか一方を構築することができる。

本発明が適用される植物栽培用ハウス１の他態様として、既設の壁基材及び屋根基材に前記遮熱体１５が付設されて壁１１及び屋根１２が構築される。この植物栽培用ハウスによれば、既設のビニルハウスや各種の小屋の壁基材や屋根基材に遮熱体１５を付設することで、植物栽培室１０を構築することができる。

本発明が適用される植物栽培用ハウス１の前記態様において、前記遮熱体１５は、前記植物栽培室１０の床１３も構築している。この植物栽培用ハウス１によれば、床１３も遮熱体１５によって構築されていることにより、地面の温度が植物栽培室１０内に影響しにくいようにすることができる。

本発明が適用される植物栽培用ハウス１の異なる他態様として、前記二酸化炭素供給手段は、前記植物栽培室内を正圧とするように外気を前記植物栽培室内に供給する。この植物栽培用ハウス１によれば、植物栽培室内の気圧が植物栽培室外の気圧よりも高くなることで、植物栽培室の隙間などから植物栽培室内に虫や病原菌などが進入しないようにすることができる。

本発明が適用される植物栽培用ハウス１の他態様として、前記遮熱体１５は、シート状基材にアルミニウム箔を積層した積層シート１５０である。この植物栽培用ハウス１によれば、遮熱体１５がアルミニウム箔をシート材に積層した積層シート１５０としたことにより、廉価でありながら高い遮熱性を有する遮熱体１５によって壁１１や屋根１２を構築することができる。

本発明が適用される植物栽培用ハウス１の異なる他態様として、前記植物栽培室１０内を空調する空調設備３０を備えている。この植物栽培用ハウス１によれば、植物栽培室１０内の植物２にとって生育に最適な温度や湿度の雰囲気とし、植物２の生育を促すことができる。

１・・・植物栽培用ハウス
２・・・植物
１０・・・植物栽培室
１１・・・壁
１２・・・屋根
１３・・・床
１５・・・遮熱体
１５１・・・シート状素材
１５２・・・金属箔（アルミニウム箔）
２０・・・二酸化炭素供給手段
３０・・・空調設備

Claims (12)

1. 壁及び屋根の少なくともいずれか一方が遮熱体によって構築されている植物栽培室と、
   前記植物栽培室外から植物栽培室内に二酸化炭素を含む外気を供給する二酸化炭素供給手段と、
   前記植物栽培室内を空調するための空調設備と
   を備え、
   前記二酸化炭素供給手段は、前記外気を加熱または冷却する手段を備えており、
   前記空調設備において設定される前記植物栽培室内の温度は、前記二酸化炭素供給手段によって供給される前記外気の温度と関連付けられる、植物栽培用ハウス。
2. 前記二酸化炭素供給手段は、前記空気を加湿または除湿する調湿手段をさらに備える、請求項１に記載の植物栽培用ハウス。
3. 前記空気を加熱または冷却する手段は、流体を密封する流体槽と、この流体槽を貫通し、空気が流れるパイプとを備える、請求項１または２に記載の植物栽培用ハウス。
4. 前記調湿手段は、前記パイプ内の空気に対して加湿したり除湿したりするように構成されている、請求項３に記載の植物栽培用ハウス。
5. 前記二酸化炭素供給手段は、前記植物栽培用ハウスの給気穴に接続されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の植物栽培用ハウス。
6. 前記空調設備は、室内機と室外機とを備え、前記室内機は前記植物栽培用ハウス内に固定されている、請求項１乃至５に記載の植物栽培用ハウス。
7. 前記空調設備において設定される前記植物栽培室内の湿度は、前記二酸化炭素供給手段によって供給される前記外気の湿度と関連付けられる、請求項１乃至６に記載の植物栽培用ハウス。
8. 前記二酸化炭素供給手段は、前記植物栽培室内を正圧とするように前記外気を前記植物栽培室内に供給する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の植物栽培用ハウス。
9. 前記正圧が、前記植物栽培室から排出される空気が前記植物栽培室内に供給される外気よりも少なくなるような大きさの排気穴によって達成される、請求項８に記載の植物栽培用ハウス。
10. 前記遮熱体は、間隔を空けて対向した一対のシートと、前記一対のシートの間に設けられた閉鎖空間とを備え、前記閉鎖空間内には、空気が流動しないように封入されており、前記一対のシートは、それぞれアルミニウム箔を備える、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の植物栽培用ハウス。
11. 請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の植物栽培用ハウスの前記植物栽培室内で植物を栽培する工程を包含する、植物栽培方法。
12. 請求項１１に記載の植物栽培方法であって、前記植物栽培用ハウスは空調設備を含み、前記植物栽培方法は、前記二酸化炭素供給手段の給気穴の付近と前記空調設備の付近に異なる種類の植物を置き、それぞれの植物に適した温度および／または湿度の雰囲気となるように、前記二酸化炭素供給手段と前記空調設備とから異なる温度や湿度の空気が出されるように設定することを含む、植物栽培方法。

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