JPS6362167B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 本発明は園芸施設（ガラス温室、ビニールハウ
ス等）内の冬季、また夏季、並びに各夜間及び昼
間の温、湿度即ち環境による変化に応じての冷暖
房における省エネルギー化方法とその施設に関す
るものである。

農作物は、天候の影響を受けやすく、その収量
の増減および品質の良否により価格の安定性にと
ぼしく、その改善のため、施設園芸による人工的
気象条件下の栽培方式で、これを安定化せしめる
努力がわが国では昭30年頃より開発され、全国的
に普及し、今日では、その実施面積において、世
界一と称せられている。

ところが、近年石油シヨツクで、その暖房源並
びに、関連資材の高騰によつて、その前途が危ぶ
まれていることと、日本の夏季高温時における施
設の利用面の点からして、省エネルギー化と、夏
季冷房による施設の有効利用が切実に望まれてい
るのが現状である。

〔従来の技術〕

しかして、その解決のためには、従来種々の提
案が出され、実施もされているが、それらの多く
のものは、単純すぎて利用価値が無かつたり、複
雑にすぎて経済効果上、利用価値がない等の欠点
を有し、農家が容易にしかも有効に利用し得るも
のが未だに実現されていない。例えば、特開昭52
―107941号公報のものは、本発明者も同様の考想
の下に行つていた温室内の上部温暖空気を地下に
埋設したパイプ（本発明者はこれらをドラム管を
横方向に連結したものを用い通常ドラム管方式と
称している）へ導きこれを蓄熱せしめたものを、
夜間寒冷時に温室内に排出せしめたのみのもので
あり、これ丈けでは日中の温暖時や夏季の酷暑期
においては使用出来ないものであるし、また特公
昭49―3333号のものは、単に温室外の温水路の温
水を寒冷時に温室内に導入して温度上昇を計つた
ものであり、これ又外気温の上下に応じて施設内
環境を調整するには、満足し得るものではなかつ
た。

本発明者等は、これらの難点を解決するため
種々研究開発を進め本発明に到達したものであ
る。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

温室又は、ビニールハウス等の施設、図面では
適宜の骨格材をもつて構成した施設外装フレーム
２には、ガラス又は、ビニールフイルム等１をも
つて被覆せしめてある。その内部適所（図面で
は、長手方向の中央に長手方向とは直角位置の両
側）に吸気口７，７の吸気口枠体７′，７′を設
け、ここに吸気フアン８を取付け、これより地下
約１ｍ〜1.5ｍに空気導管３を垂下せしめ、これ
よりほぼ水平に幹管４を設置し、この幹管より長
手方向両側に幹管４より細い支管５，５，５…を
適宜間隔に多数配設し、その両側において地上に
向つて排気管５′を各々設置し、施設内適所（実
施例の図面の場合は、長手方向の両側端部）に排
気口６を開口する。

まず、本発明の方法と施設の説明をするに当つ
て、施設内の上、下の温度及びその地下１ｍ〜
1.5ｍの温度並びに外温との関係についてその概
要を述べると、本出願人の本発明の試験農場であ
る千葉県松戸市紙敷の（財）日本園芸生産研究所
における昭和52年３月〜４月の温度状況をみると
日中［AM5〜PM6］ 外気温 −５℃〜18℃ 室温 上方 32℃〜38℃ 下方（地表上30〜50cmの処） 20℃〜25℃ 地温地下（１ｍ〜1.5ｍの処） 10℃〜12℃であり、 これを冬期使用方式として上方空気を地下へ吸
入循環させたところ、（３〜４時間）、地温は18℃
〜19℃となつた。そしてこの暖かい空気を施設内
に循環させた時と、循環させぬ時とを比較する
と、 循環させぬ時は上方35℃、下方20℃と差が約15
℃あるのに対し、 循環させた時上方30℃、下方25℃となつてその
差約５℃という成績を得ている。

また、これを夏期７〜８月（AM10〜PM3）に
おいてみると、 外気温 25℃〜42℃ 室温 上方 32℃〜40℃ 下方 25℃〜35℃ 地下１ｍ〜1.5ｍ 15℃〜25℃であり、 これを地温と室内下方との空気循環により室温
を20℃〜25℃の春の温度とすることができた。

よつて、このような室内上下の温度差と地下１
ｍ〜1.5ｍの地熱とを利用して、冬期における暖
房への有効利用や、夏期における温室の冷房に役
立たしめることはきわめて有意義なことであり、
またこれを自明の温度調整装置（例えばベローズ
利用や電気的諸装置の利用）の利用によつて温室
内上下の温度差並びに地中温との関連付けを行い
各所の吸気調節弁を有機的に結合せしめれば、本
発明の省エネルギー化は一層有効に働くものであ
る。

次に特許請求の範囲１及び２，３の具体的実施
例について述べれば、吸気口枠体７′，７′には、
冬期又は、夜間等寒冷時には、温室内上部の温か
い空気を吸入せしめるため、第１図，第２図，第
５図に示す実施例においては、施設外装フレーム
２，２（ビニール又はガラス等を張設する鉄骨材
等のフレーム）の内側で、その全体もしくは適宜
個所（実施例第５図ではほぼ中央部の一部）に設
けた上部空気案内用兼防寒被覆体用即ちガラス板
もしくは、ビニールフイルム１０に必要に応じて
不織布Ｆを設けるようにしたフレーム９，９，…
を構成せしめ、これに上部空気案内板又はフイル
ム１０と夜間や寒冷時には、不織布等の適宜の防
寒体Ｆを被覆せしめるものであり、この上部空気
案内板又はフイルム１０の下方に位置する吸気口
７，７には、吸気口枠体７′，７′を取付け、ここ
に吸気フアン８，８を装着する。またこの吸気口
７，７上方に位置する前記上部空気案内板又はフ
イルム１０の下端には上方空気取入口０及び下方
空気取入口０′を切替開閉する吸気調節弁１１を
軸９′にて枢着して取付ける。そして冬季又は夜
間等寒冷時には、吸気調節弁１１を第１図実線の
様にして、上部空気取入口を開き、且つ、下方空
気導入口０′を閉鎖して、温暖空気を空気導管３
に導入するようにし、これとは逆に、夏季酷暑時
や昼間温暖時には、吸気調節弁１１を第１図点線
のようにして上方空気取入口０を閉鎖し、且つ下
方空気取入口０′を開口せしめて、施設上方より
は比較的低温の下方の空気を空気導管３に導入す
るようにしたものである。

又この部分の別設計として、本願の特許請求の
範囲第３項の実施例を述べれば第３図，第４図，
第６図においては、吸気口枠体７′，７′に施設内
上部の温暖空気部に開口する適宜長さの接続管１
２，１２を第９図に於いては、空気導管３と接続
管１２とを接合部に於て螺合せしめてあり、接続
管１２，１２の長さの異なるものを幾種類かを造
つておけば温度調節に便である。又接続管１２の
上部に設けた上部空気吸入枠体１３にも吸気フア
ン８を取付けてあるので吸気力を増大させること
が出来る。

即ち冬季寒冷時や、夜間冷涼時には、本発明の
空気導管３に、接続管１２を螺合もしくは嵌合適
宜の手段によつて強固に取り付け、上部高温空気
を施設内地下に埋設した幹管４を経て、これに取
付けた多数の支管５，５，５に誘導蓄熱せしめ、
この温風を第６図にみるように、施設長手方向の
施設両側の排気口６より施設内に排出するととも
に、上記上方吸気フアン８により、栽培室内の上
方の吸気口枠体７′より再度施設内上部の温暖空
気と共に吸入循環せしめ、施設内温度の保持に役
立たせ得るし、夏季酷暑時や昼間温暖時には、吸
気筒の吸気導管３の上部接続管１２を取り外し、
下方の吸気口枠体７′より下方吸気口７に向つて、
上方よりは比較的冷涼な空気を施設内地中に導入
し、夏季地温の（施設内上方温度より低い）空気
に接触せしめて、その温度低下を促進せしめ、こ
の低下した空気を施設両側の排水口６，６より栽
培室内に排気循環せしめて、施設内温度の冷却に
役立たせるようにしたものである。

次に、各実施例には温室外になるべく近傍で次
棟の温室等の中間空地に、屋外プール１４，１４
等を適宜数（この数は、寒冷時に施設内を温暖に
するのに必要な蓄熱水を得る丈け入用である。）
設け、これにフレーム１５，１５を被覆し、ここ
にビニールフイルムや熱線透過度のよいフイルム
或は太陽熱利用の集熱温水器を設置して寒冷季に
於て極力太陽熱を蓄積せしめる。そして、この温
水は、施設内適所に供給し得る様に温冷水導管１
７，１７′を通じて適宜のポンプＰによつて施設
内適所（例えば、畦間に配設した温冷水パイプ２
４や地下温冷水パイプ２５あるいはマルチＭ畦間
谷間２３に）の配管に滞留せしめるか、又は流下
せしめるようにする。図面中Ｃは、温冷水管１７
に付設したコツクである。

また、これと併存して、温室１の近傍に井戸１
９を掘さくして、これに井戸枠２０中の井水導管
２１を取付け、適宜のポンプＰによつて地下水を
汲上げて夏季にはこの井戸の冷水を施設内適所の
配管等に供給して土温や施設内温度の低下に役立
たせるし、冬季曇天時に於てプール水が暖くなら
ない場合でしかも井戸水がこれより暖かい場合に
これを利用して暖房の一助にすることができるも
のである。なお図面（第７，第８図参照）中Ｈは
マルチＭに設けた穴であり、Ｓはこれに植付けた
作物を示すものである。

次に本発明の方法及び施設の施行について図面
にもとずきより詳細に説明すると、まず、第１
図，第２図，第５図に示した実施例では、冬季寒
冷時や、春秋季の夜間冷温時の昼間においては、
施設内上方の太陽熱等によつて、温かくなつてい
る空気を、施設内の空気案内板の下方で、施設ほ
ぼ中央両側に設けた吸気口７，７上方の吸気調節
弁１１を実線の位置に垂下せしめて、吸気口枠体
７′，７′に装着した吸気フアン８，８を廻転せし
めると施設上方の温かい空気は吸気口７，７より
空気導管３，３を通つて、施設内地下１ｍ〜1.5
ｍに埋設された幹管４を通り、施設長手方向に敷
設した多数の支管５，５，５…に分れて、施設間
両側の排気管５′，５′を通つて排気口６，６より
施設内適所に排出するが、この間地下１ｍ〜1.5
ｍ下方の地上部に比べて比較的温度変化の少ない
所に蓄熱せしめることができる。そして、冬期寒
冷時や春秋等の夜間冷温時の夜間にあつては、施
設内の空気を地下に埋設した管中を通過させて昇
温させ、施設内を暖房する。

また、これと同時に施設外に設けられた（通常
温室と温室の中間空所に、これと平行して設けら
れる）屋外プール１４，１４に適量の水を貯え、
このプール上方には保温枠１５，１５を設置し、
これにビニールフイルム、又はガラス１６を被覆
するが出来れば、光線透過度がよく、且つ、蓄熱
効果のあるフイルムやガラスを使用すればより効
果があるが、又これに公知の太陽熱利用集熱器を
用いればより有効な方法と、装置が提供できるも
のである。

このようにして得た温水を施設内畦間に配設し
たビニールチユーブ等の温冷水パイプ２４，２４
にポンプＰを使つて給送循環せしめ、また場合に
よつては、施設内適宜深さの土中に配設した地下
温冷水パイプ２５に前記室外プール１４，１４を
連結して温水を土中で循環せしめてもよいし又他
上温冷水パイプ２４と併用することも可能であ
る。

なお施設内土壌をビニールフイルム等のマルチ
フイルムＭで被覆し、その畦間に上記屋外プール
１４，１４の温水を導入して滞留せしめるか、ま
たは循環せしめてもよく、又これと上記地下温冷
水パイプ２５とを併用してもよい。

また、施設外適所（これも近傍がのぞましい
が）に井戸１９を掘りこれに井戸枠２０を嵌め、
井水導管２１を取付けポンプＰにより井水を汲み
上げ、曇天続きであつて太陽エネルギーの利用が
出来難く、且つ、外温や施設内温度よりも、井戸
水の方が温かい場合には、この井戸水をポンプＰ
によつて、上記温冷水パイプ２４や、地下温冷水
パイプ２５、（これら各単独または、併用）ある
いはマルチＭ谷部間に滞留せしめるか又は、流下
せしめて、施設内温度上昇に役立たせることもで
きるのであり、（第７図，第８図参照）これ等を
皆有機的に結合し、且つ、作動せしめればより有
効であり省力化出来得るものである。又厳寒季等
において、太陽熱や地下水温だけでは、温度が不
足する場合は、従来の加熱暖房機を併用して適宜
温度上昇せしめるものである。

次に本方法及び施設の夏季酷暑季や、春秋季の
昼間高温時の利用について述べると、施設内上部
空気案内板又はフイルム１０の下方で吸気口７の
上方にある吸気調節弁１１を第１図点線の位置に
上昇せしめ、上方空気取入口０を閉鎖すれば、下
方空気取入口０′より施設上方よりは比較的低温
の空気が吸気口７より空気導管３を介して土中に
埋設した幹管４に入り、これより土中に敷設した
多数の支管５，５，５…を通つて施設両端の排気
口６，６，６…より施設内に排出循環されるが、
この間施設内土中は、外気より低温であるので導
入された空気はその温度を下げられ、施設内の温
度の高温化を防止し得る。

又これと同時に前述した施設外に設けた井戸１
９よりポンプＰによつて冷水を汲み上げ施設内の
畦間に配設した温冷水パイプ２４や、地下温冷水
パイプ２５（これらを各単独または併用）又は畦
間マルチＭの谷間２３に上記冷水を滞留又は流下
せしめ、施設内温度の低下に役立たしめ、施設の
夏季有効利用を行い得るものである。

また施設内空気利用方法、施設の別設計として
は、種々考えられるが一例を示すと、前述した特
許請求の範囲第３項の実施例即ち第３図，第４
図，第６図，第９図に示すものは、土中への空気
導管３に適宜長さの接続管１２を嵌合又は螺合
（図面では両者を接続部１２′によつて螺合）せし
め、必要に応じその上部空気吸入枠体１３に吸気
フアン８を取付けて吸気加熱させることも出来
る。この場合の使用法は、冬季寒冷時や、春秋季
の夜間冷温時に於て、接続管１２を取付け吸入フ
アン８を廻転するとこれにより施設内上部の温か
い空気が空気導管３を通つて幹管４、多数の支管
５，５，５…を通つて施設両側の排気口６，６よ
り施設内に排出されるもので、その結果施設内土
中の温度利用と施設内暖房効果は、前実施例と全
く同様である。

また夏季酷暑時や春秋季の昼間温熱時には接続
管１２を外して、空気導管３のみによつて吸気フ
アン８を廻転せしめれば、施設内下方の比較的冷
涼な空気を空気導管３、幹管４、多数の支管５，
５，５…を通つて、施設内両側の排気口６，６よ
り冷涼な空気を排出せしめ、施設の高温化防止に
役立ち得るものであり、これらと井戸水の利用に
よる冷房については、暖房を冷房とする以外は同
様である。

なお後者の実施例即ち空気導管３に接続管１２
を接続する方法と施設においては接続管を成可く
高くする必要上施設両側からやや内側に吸気口
７，７を設けるためその外側に比較的広い未利用
空所が出来るので、これを利用して屋内プール２
６，２６を設置し、これを屋内プール吸水管２７
より吸上げて、屋外プール水と共に施設内プール
の温水を利用せしめたり栽培室内湿度維持に役立
たしめることが出来る効果がある。

〔発明の効果〕

本発明は、以上の様な方法とその施設により比
較的簡単な設備によつて、冬季や、夜間の寒冷時
に、昼間施設内上方の温められた空気を土中に吸
入せしめ、土中に蓄熱せしめるとともに、夜間に
はこの蓄積温暖空気を施設内に排出せしめて、暖
房を行うと共に施設外空地に設置した屋外プール
に太陽熱利用の温水を蓄え、これを室内に導入せ
しめて利用することにより従来多量に使用してい
た燃料を大巾に節約し、その経費と設備を節減出
来る外、同一設備を用いて施設外の地下水の利用
を可能とし、その暖冷房への利用によつて、暖房
への補助的効果を果すとともに、従来この種の地
下蒸熱空気利用の施設には、みられない、夏季高
温時における施設内温度の冷房化にもきわめて簡
単な機構の採用、即ち栽培室内の比較物冷涼な下
方の空気の導入と冬季の上方高温空気の導入口を
調節弁１１の切換によつて、下方の冷涼空気の地
下埋設幹管及び支管への導入により、夏季栽培室
内よりも冷涼な地下埋設管中に通気循環せしめる
このことにより前述の実験データーの通り栽培室
内の温度低下に役立たしめて、施設の、夏季酷暑
時の冷房にも役立たしめ、従来利用され得なかつ
た施設の有効利用が可能と成つたもので、省エネ
ルギーと、省力面において画期的な効果を奏する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法及び施設の全体横断説明
図、第２図は第１図に示す施設の平面図、第３図
は、吸気部分の異なる別実施例の全体横断説明
図、第４図は、第３図に示す施設の平面図、第５
図は第２図の―線における縦断側面図、第６
図は第４図の―線における縦断側面図、第７
図イは、本発明の施設内のマルチ畦間に温水又は
冷水の滞留もしくは流下せしめる場合の説明図、
同図ロは、同施設内の畦間に温水又は冷水パイプ
を配置した場合の説明図、第８図イは、第７図イ
の―線の横断説明図、同図ロは、施設内畦間
及び土中に温水又は冷水パイプを配置した場合の
説明図である。第９図は、第３図の吸気部分の説
明図。 １…ビニールフイルム又はガラス、２…施設外
装フレーム、３…空気導管、４…幹管、５…支
管、６…排気口、７…吸気口、７′…吸気口枠体、
８…吸気フアン、９…上部空気案内用兼防寒被覆
用フレーム、１０…上部空気案内板又はフイル
ム、Ｆ…不織布等の防寒体、１１…吸気調節弁、
１２…接続管、１４…屋外プール、１６…ビニー
ルフイルム又は太陽熱利用集熱器、１７…温冷水
管、１９…井戸、２２…畦、２３…畦の谷、２４
…温冷水パイプ、２５…地下温冷水パイプ、Ｐ…
ポンプ、Ｍ…マルチフイルム、０′…下方空気取
入口、０…上方空気取入口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 施設内に吸気調節弁により切換自在な上方空
   気取入口及び下方空気取入口を設け、季節や昼夜
   の温度変化に応じて、低温時には、上方の温かい
   空気を取り入れるようにし、高温時には、下方の
   比較的低温の空気を取り入れるようにして、これ
   ら取り入れた空気を施設内地下に埋設した管中を
   通じて、施設内に排出循環せしめるとともに施設
   外に設けたプール及び井戸のうち少くとも一方よ
   り、冬期や夜間寒冷時には温水を、夏期や昼間温
   暖時には冷水を、施設内畦間または、土中に配管
   手段をもつて滞留せしめるか、或いは、流下せし
   めることを特徴とする施設内環境の冷暖房におけ
   る省エネルギー化方法。 ２ 施設外装フレームにガラス等の被覆材を張設
   し、その内側に適宜の間隔をおいて、上部空気案
   内兼防寒被覆体構成用フレームを構成せしめ、こ
   れに上部空気案内兼防寒被覆体を設けるととも
   に、この内側被覆体の下方に栽培室内の空気と、
   その外装フレームとの間の上方温暖空気の取り入
   れ口とを切換自在とする吸気調節弁を設け、その
   下方に施設地下埋設幹管を設け、該幹管の横方向
   で、且つ、施設の長手方向に亘つて、多数の支管
   を取り付け、施設内空気の排出循環を行わせるよ
   うにし、一方施設外に設けたプールまたは井戸よ
   り適宜の配管手段によつて、水を施設表面もしく
   は施設内地中の一方かもしくは、双方に滞留また
   は、流下せしめるようにした施設内環境の冷暖房
   における省エネルギー化装置。 ３ 施設内適所に立設した空気導管の上方に接続
   管を取り外し自在に取り付けるとともに、両導管
   の適宜の位置に吸気フアンを取り付け、両導管の
   下方は、施設内土中に埋設した幹管に連結せし
   め、該幹管の横方向で、且つ、施設の長手方向に
   亘つて、多数の支管を取り付け、施設の両側に上
   記支管の排気口を設け、施設内空気の排出循環を
   行わせるようにし、一方、施設外に設けたプール
   または、井戸より適宜の配管手段によつて、水を
   施設表面もしくは、施設地中の一方か、もしく
   は、双方に滞留または、流下せしめるようにした
   施設内環境の冷暖房における省エネルギー化装
   置。