特許 6355342 農業用空気調和装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6355342

(24)【登録日】2018年6月22日

(45)【発行日】2018年7月11日

(54)【発明の名称】農業用空気調和装置

(51)【国際特許分類】

   F24F 11/74 20180101AFI20180702BHJP

   F24F 11/79 20180101ALI20180702BHJP

【ＦＩ】

   F24F11/74

   F24F11/79

【請求項の数】4

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2014-12879(P2014-12879)

(22)【出願日】2014年1月28日

(65)【公開番号】特開2015-140947(P2015-140947A)

(43)【公開日】2015年8月3日

【審査請求日】2016年12月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(73)【特許権者】

【識別番号】000104836

【氏名又は名称】クボタ空調株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】504027657

【氏名又は名称】株式会社イーズ

(74)【代理人】

【識別番号】110001298

【氏名又は名称】特許業務法人森本国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 耕平

(72)【発明者】

【氏名】篠原 正明

(72)【発明者】

【氏名】永江 公二

(72)【発明者】

【氏名】黒川 和哉

【審査官】 金丸 治之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０３５５０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３２２０６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３０５９９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−１４４２７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０６９５１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１０６６２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｆ １１／７４

Ｆ２４Ｆ １１／７９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

栽培用空間において植物の生育に適した温度環境の形成に要する必要供給熱量を定格供給熱量として出力するものであって、
定格供給熱量に見合う定格発熱量を出力する熱源部と、定格発熱量に見合う定格風量を出力する定格風量出力モードと撹拌用風量として定格風量以上の所定風量を出力する風量増加出力モードとに切り替え可能なファン装置と、熱源部を収めた筺体と、筺体に設けたファン装置取付部と、筺体とファン装置の間に介装し、軸心に対して所定角度に傾斜する開口部にファン装置を装着する短管状の風箱を備え、
風箱は、基端側の開口部から先端側の開口部までの長さの最も短い部位がファン装置の軸心方向の長さよりも短いことを特徴とする農業用空気調和装置。

【請求項2】

ファン装置を制御する制御装置を有し、制御装置は、熱源部が定格発熱量を出力する状態で、ファン装置の運転を定格風量出力モードと風量増加出力モードとに切り換えることを特徴とする請求項１に記載の農業用空気調和装置。

【請求項3】

ファン装置取付部に風箱を軸心回りの取付角度を変更可能に装着したことを特徴とする請求項１に記載の農業用空気調和装置。

【請求項4】

栽培用空間において植物の生育に適した温度環境の形成に要する必要供給熱量を定格供給熱量として出力するものであって、
定格供給熱量に見合う定格発熱量を出力する熱源部と、定格発熱量に見合う定格風量を出力する定格風量出力モードと撹拌用風量として定格風量以上の所定風量を出力する風量増加出力モードとに切り替え可能なファン装置と、熱源部を収めた筺体と、筺体に設けたファン装置取付部と、筺体とファン装置の間に介装し、軸心に対して任意の方向に曲げることが可能なフレキシブルな風箱を備え、ファン装置取付部に風箱の一端開口を装着し、風箱の他端開口にファン装置を装着したことを特徴とする農業用空気調和装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は農業用空気調和装置に関し、栽培用空間に必要供給熱量を均一に供給する技術に係るものである。

【背景技術】

【0002】

従来、農業用ビニールハウス等で野菜、果物、草花などを栽培する場合には、農業用ビニールハウスの内部の栽培用空間に植物の生育に適した温度環境を実現する必要がある。このため、暖房装置や冷房装置を設けて熱負荷に見合う熱量を供給している。この暖房装置や冷房装置の熱負荷に対する定格出力は空気の吐き出し温度と風量との積である供給熱量によって定まり、定格供給熱量に応じてファン装置の定格風量と、熱源の定格発熱量が定まっており、風量の変更は基本的に行わないものであった。

【0003】

また、一般的な空気調和装置では、室内の現在温度と設定目標温度とを比較し、温度差が大きい場合には、最大発熱量を出力する状態で、ファン装置を最大風量で運転するものがある。

【0004】

例えば、特許文献１に記載するものでは、熱交換された空気を室内に吹き出すための送風ファンを、通常の運転時の最も高い回転数よりもさらに高速回転させて、吹き出す風量を最大とするフルパワー運転を行っており、フルパワー運転をした後に、送風ファンの回転数を徐々に下げていき、通常の運転時の最も高い回転数よりも高い回転数を維持する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第４５７１５２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、大型の農業用ビニールハウスでは、その室内空間が広いために、熱量を運ぶ空気流が室内空間の隅々まで均一に行き渡らず、室内空間に熱量が偏在する箇所が発生し、目標温度に調整された領域以外に、目標温度よりも高い領域や目標温度よりも低い領域が混在し、その温度むらに起因して生育が過剰に促進される植物や生育が遅延する植物が発生するので、問題解消のために、室内の空気を撹拌し、循環させる循環ファンを別途に設ける必要があった。

【0007】

また、農業用ビニールハウスの室内空間に十分に熱量を行き渡らせるために、特許文献１のような、発熱量、風量ともに最大とするフルパワー運転を継続することは消費エネルギーの増加によるコスト増が問題となる。

【0008】

本発明は上記した課題を解決するものであり、消費エネルギーを抑制しつつ、栽培用空間に熱量を均一に行き渡らせることができる農業用空気調和装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、本発明の農業用空気調和装置は、栽培用空間において植物の生育に適した温度環境の形成に要する必要供給熱量を定格供給熱量として出力するものであって、定格供給熱量に見合う定格発熱量を出力する熱源部と、定格発熱量に見合う定格風量を出力する定格風量出力モードと撹拌用風量として定格風量以上の所定風量を出力する風量増加出力モードとに切り替え可能なファン装置と、熱源部を収めた筺体と、筺体に設けたファン装置取付部と、筺体とファン装置の間に介装し、軸心に対して所定角度に傾斜する開口部にファン装置を装着する短管状の風箱を備え、
風箱は、基端側の開口部から先端側の開口部まで最も短い部位がファン装置の軸心方向の長さよりも短いことを特徴とする。

【0010】

本発明の農業用空気調和装置において、ファン装置を制御する制御装置を有し、制御装置は、熱源部が定格発熱量を出力する状態で、ファン装置の運転を定格風量出力モードと風量増加出力モードとに切り換えることを特徴とする。

【0011】

本発明の農業用空気調和装置において、ファン装置取付部に風箱を軸心回りの取付角度を変更可能に装着したことを特徴とする。

【0012】

本発明の農業用空気調和装置は、栽培用空間において植物の生育に適した温度環境の形成に要する必要供給熱量を定格供給熱量として出力するものであって、定格供給熱量に見合う定格発熱量を出力する熱源部と、定格発熱量に見合う定格風量を出力する定格風量出力モードと撹拌用風量として定格風量以上の所定風量を出力する風量増加出力モードとに切り替え可能なファン装置と、熱源部を収めた筺体と、筺体に設けたファン装置取付部と、筺体とファン装置の間に介装し、軸心に対して任意の方向に曲げることが可能なフレキシブルな風箱を備え、ファン装置取付部に風箱の一端開口を装着し、風箱の他端開口にファン装置を装着したことを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

以上のように本発明の農業用空気調和装置は、栽培用空間に必要供給熱量を定格供給熱量として出力する。この定格供給熱量は、熱源部の定格発熱量に見合う吐き出し温度と、ファン装置の定格風量との積であり、熱源部が定格発熱量を出力する状態でファン装置を定格風量出力モードで運転することにより、栽培用空間に供給される。

【0014】

栽培用空間に温度むらが発生する場合、つまり農業用空気調和装置の近傍にある近領域の室内温度は設定目標温度より高い吐き出し温度に近くなり、農業用空気調和装置から遠方にある遠領域の室内温度が設定目標温度より低くなり、双方の領域の温度差が大きくかい離する場合には、ファン装置を風量増加出力モードに切り替えて運転する。

【0015】

ファン装置が送りだす風量が増加すると熱量を運ぶ空気流の風速が増加し、空気流の到達距離が定格風量出力モードで運転する場合よりも増加し、より遠方の遠領域に熱量を運ぶことが可能となり、かつ空気流の通過に伴って栽培用空間内の近領域の空気が巻き込まれ、栽培用空間内の空気が撹拌されて、栽培用空間内の各所に行き渡る熱量が均一化される。この結果、栽培用空間内の各所間での温度差が解消し、均一な温度の下で植物の生育を調整できる。

【0016】

風量増加出力モードの運転時には、熱源部が定格発熱量を出力する状態を維持するので、定格風量出力モードで運転する時に比べて空気の吐き出し温度が低下するが、風速の高まった空気流の撹拌作用を受けることで、消費エネルギーの増加を抑制しつつ、栽培用空間内に均一な温度環境を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施の形態における農業用空気調和装置を示す模式図

【図2】同空気調和装置を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図

【図3】同空気調和装置を示すブロック図

【図4】ハウス内の温度の変化を示すものであり、（ａ）は定格以上の風量時におけるＡ点とＢ点とにおける温度変化を示すグラフ図、（ｂ）は定格風量時におけるＡ点とＢ点とにおける温度変化を示すグラフ図、（ｃ）は風量の変化を示すグラフ図

【図5】（ａ）から（ｃ）はそれぞれ本発明の他の実施の形態における農業用空気調和装置を示す上面図

【図6】図４の（ｂ）の農業用空気調和装置を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は正面図

【図7】図４の（ｃ）の農業用空気調和装置を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１から図３において、農業用ハウス１は、例えば温室や農業用ビニールハウス等からなり、内部に野菜、果物、草花等を栽培するための栽培用空間２を形成している。本実施の形態では、冬季等において農業用ハウス１の栽培用空間２を暖房する場合について説明するが、本発明は冷房する場合においても適用可能である。

【0019】

農業用空気調和装置３は栽培用空間２において植物の生育に適した温度環境の形成に要する必要供給熱量を定格供給熱量として出力するものであって、室外機４と室内機５からなり、ここでは２台の室外機４と４台の室内機５を配置している。室外機４は熱交換コイル、コンプレッサーを内蔵しており、温熱の熱量を伴った熱媒体を室内機５に供給する。

【0020】

室内機５は熱源部をなす筺体５ａの内部に配置する熱交換コイル６と筺体５ａの全面に配置するファン装置７と筺体５ａの側部に配置する制御装置８を備えており、熱交換コイル６は農業用空気調和装置３の定格供給熱量に見合う定格発熱量を出力するものである。ファン装置７はファンおよびモータを有しており、熱交換コイル６の定格発熱量に見合う定格風量を出力する定格風量出力モードでの運転と、撹拌用風量として定格風量以上の所定風量を出力する風量増加出力モードでの運転とに切り換え可能である。

【0021】

制御装置８は、農業用ハウス１の各所に配置した温度センサー８ａで測定する室内温度に基づいて、熱交換コイル６が定格発熱量を出力する状態で、ファン装置７の運転を定格風量出力モードと風量増加出力モードとに切り換える。

【0022】

以下、上記した構成における作用を説明する。農業用空気調和装置３は、栽培用空間２を栽培植物にとって最適の温度環境とするための必要供給熱量を定格供給熱量として出力する。

【0023】

この定格供給熱量は、熱交換コイル６の定格発熱量に見合う吐き出し温度と、ファン装置７の定格風量との積であり、熱交換コイル６が定格発熱量を出力する状態でファン装置７を定格風量出力モードで運転することにより、栽培用空間に供給される。この様子は図１に示すようなものであり、各室内機５のファン装置７から送風する空気流９は農業用ハウス１の中央付近に到達していない。

【0024】

このときの栽培用空間２のＡ地点とＢ地点におけるハウス内の温度変化は図４（ｂ）に示すものである。例えば、設定目標温度が２０℃である場合にはファン装置７から送風する空気流の吐き出し温度は３０℃である。このように、ファン装置７から吐き出す空気流の吐き出し温度は設定目標温度よりも高いので、近領域にあるＡ地点では室内温度が設定目標温度に一致するか、設定目標温度より高い傾向となる。一方、ファン装置７から遠い遠領域にあるＢ地点では、例えば１５℃となり設定目標温度より低くなる。

【0025】

栽培用空間２の各所における温度差の発生は、栽培植物が等しく生育することを阻害するので、制御装置８は農業用ハウス１の各所に配置した温度センサーで測定する各所の室内温度が大きくかい離する場合には、ファン装置７を風量増加出力モードに切り替えて運転する。

【0026】

風量増加出力モードでは、図４（ｃ）に示すように、ファン装置７が撹拌用風量として定格風量以上、例えば５割増しの所定風量を出力する。
ファン装置７が送りだす風量の増加は空気流の風速の増加をもたらす。このため、熱交換コイル６から発生する熱量を運ぶ空気流の風速が増加し、空気流の到達距離が定格風量出力モードで運転する場合よりも増加し、より遠方の遠領域に熱量を運ぶことが可能となり、かつ空気流の通過に伴って栽培用空間２のファン装置７に近い近領域の空気が巻き込まれ、栽培用空間２の空気が撹拌されて、栽培用空間２の各所に行き渡る熱量が均一化される。この結果、栽培用空間２の各所間での温度差が解消し、均一な温度の下で植物の生育を調整できる。

【0027】

風量増加出力モードの運転時には、熱交換コイル６が定格発熱量を出力する状態を維持するので、定格風量出力モードで運転する時に比べて空気の吐き出し温度が例えば２６℃に低下する。しかし、風速の高まった空気流の撹拌作用を受けることで、図４（ａ）に示すように、ファン装置７の近領域にあるＡ地点とファン装置７から遠い遠領域にあるＢ地点での室内温度が設定目標温度に達する。したがって、熱交換コイル６の発熱量を増加させることなく、定格発熱量を出力する状態を維持して消費エネルギーの増加を抑制しつつ、栽培用空間２に均一な温度環境を実現できる。

【0028】

次に、本発明の他の実施の形態を説明する。以下に説明する農業用空気調和装置は、基本的に先の実施の形態で説明したものと同様であり、同部材については同符号を付してその説明を省略する。

【0029】

図５（ａ）に示すものは、室内機５の筺体５ａの前面部をなすファン装置取付部５ｂにファン装置７をヒンジ９で接合したものであり、片開き扉状にファン装置７を開閉可能に設けている。筺体５ａの内部には熱交換コイル６を洗浄するためのスプレー配管１０が設けられている。

【0030】

本構成によれば、スプレー配管１０から噴射する洗浄液によって熱交換コイル６を筺体５ａの内側から容易に行うことができ、ファン装置７の開放によってメンテナンスが容易である。

【0031】

図５（ｂ）、図６に示すものは、筺体５ａのファン装置取付部５ｂとファン装置７の間に風箱１１を介装したものである。風箱１１は、短管状をなして軸心に対して所定角度に傾斜する開口部１２を有し、軸心に対して直角な開口部をなす基端側にフランジ１３を有しており、フランジ１３をファン装置取付部５ｂにボルト１４で着脱可能に装着し、開口部１２にファン装置７を設けている。

【0032】

この構成によれば、ファン装置７から送り出す空気流は風箱１１の軸心に対して傾斜した方向に吹き出す。ボルト１４を取り外した状態でファン装置取付部５ｂに対する風箱１１の軸心回りの取付角度を変更することで、ファン装置７の向きを風箱１１の軸心回りの任意の方向に変更することができ、ファン装置７から送り出す空気流の方向を調整することが可能である。また、図６（ｃ）に示すように、フランジ１３に設けるボルト穴１３ａの形状を長穴とすることにより、ボルト１４を緩める状態において風箱１１の取付角度を変更することができる。

【0033】

図５（ｃ）、図７に示すものは、筺体５ａのファン装置取付部５ｂとファン装置７の間に伸縮変形自在な風箱２１を介装したものであり、ここでは風箱２１が蛇腹状の形態をなすが、任意方向へ曲げることができるフレキブルなものであれば蛇腹状に限定されることはない。

【0034】

ファン装置７の一側部はヒンジ２２でファン装置取付部５ｂに接合しており、ヒンジ２２の軸心回りでファン装置７が揺動可能である。ファン装置の他側部は多節リンク機構からなる角度調節部２３を介してファン装置取付部５ｂに接合しており、角度調節部２３は調節ねじ２４を締めたり緩めたりすることにより多節リンク機構が伸縮する。

【0035】

この構成によれば、角度調節部２３の伸長によりファン装置７の他側部を前方に押し出すと、風箱２１の変形を伴いつつファン装置７がヒンジ２２の軸心回りに揺動し、ファン装置７の向きをヒンジ２２の軸心回りの任意の方向に変更することができ、ファン装置７から送り出す空気流の方向を調整することが可能である。

【符号の説明】

【0036】

１ 農業用ハウス
２ 栽培用空間
３ 農業用空気調和装置
４ 室外機
５ 室内機
５ａ 筺体
５ｂ ファン装置取付部
６ 熱交換コイル
７ ファン装置
８ 制御装置
８ａ 温度センサー
９ ヒンジ
１０ スプレー配管
１１ 風箱
１２ 開口部
１３ フランジ
１３ａ ボルト穴
１４ ボルト
２１ 風箱
２２ ヒンジ
２３ 角度調節部
２４ 調節ねじ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】