説明

ダクト及び温室暖房装置

【課題】ダクト及び温室暖房装置において、ダクトの長さ方向における放熱量を均一化させる。
【解決手段】加熱された熱媒体(矢印H)の流路を形成するダクト1において、熱媒体(矢印H)が供給される内側ダクト2と、この内側ダクト2が内部に配置された外側ダクト3と、を備え、内側ダクト2には、熱媒体(矢印H)を外側ダクト3側に流出させる内側流出孔2aが形成され、内側流出孔2aから流出する熱媒体(矢印H)の流出量は、内側ダクト2のうち熱媒体(矢印H)が供給される付け根側(R1)から先端側(R3)にいくほど多くなっている構成とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、加熱された温風、温水等の熱媒体の流路を形成するダクト、及び、このダクトを備える温室暖房装置に関し、更に詳しくは、ダクトの長さ方向における放熱量を均一化させることができるダクト及び温室暖房装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、農作物等の植物を栽培するために、暖房装置を配置した温室が広く用いられている。また、温室を均等に暖房するべく、暖房装置から供給される熱媒体を、ダクトを介して温室に供給する手法が用いられている。
【0003】
ここで、温室内の温度を均一化させるために、先端側に熱媒体の放出口を開口せしめた内側ダクトと、この内側ダクトを挿入収容し内側ダクトの外周との間に熱媒体を供給方向と逆方向に流通させる空間を形成する外側ダクトと、を備えるダクトが知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
ところで、近年、植物の栽培においていわゆる根圏(植物の根の近傍)が注目されており(例えば、非特許文献1)、根圏を加熱することで温室の暖房に要する費用を削減する試みがなされている。
【特許文献1】特開平8−280269号公報
【非特許文献1】古在豊樹、外2名、「最新施設園芸学」、初版、株式会社朝倉書店、2006年1月、p.114−118
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上述のように、特許文献1記載のダクトは、内側ダクト外周と外側ダクト内周との間の空間における熱媒体の流通する方向が、内側ダクトにおける熱媒体の供給方向と逆方向となっている。
【0006】
しかしながら、温室に配置されるダクトの長さは数メートルあるいは数十メートルに達するのが一般的であり、このような長さのダクトにおいて内部で熱媒体の流れ方向を反対にしても、熱媒体の供給側の方が先端側よりもダクトの放熱量が多くなるのが通常である。
【0007】
なお、内側ダクトに熱伝導率の低い材料を用いて放熱量を均一化させることも考えられるが、ダクトの長さによって最適な熱伝導率を有する材料を選択しなければならない。このように、ダクトの長さ方向において放熱量を均一化させるのは困難であった。
【0008】
放熱量がダクトの長さ方向において不均一になると、温室を均一に暖房することができず、ひいては植物の生育をも不均一なものにしてしまう。なお、ダクトを畝と畝との間に配置して根圏を加熱するような場合、気流等によって自然と温度が均一化する温室空間とは異なり、地中では温度の不均一さが解消されにくいため、温室空間を加熱する場合に比較して、植物の生育の不均一さは特に顕著に発生する。
【0009】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、ダクトの長さ方向における放熱量を均一化させることができるダクト及び温室暖房装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記課題を解決するために、本発明のダクトは、加熱された熱媒体の流路を形成するダクトにおいて、上記熱媒体が供給される内側ダクトと、この内側ダクトが内部に配置された外側ダクトと、を備え、上記内側ダクトには、上記熱媒体を上記外側ダクト側に流出させる内側流出孔が形成され、上記内側流出孔から流出する熱媒体の流出量は、上記内側ダクトのうち上記熱媒体が供給される付け根側から先端側にいくほど多くなっている構成とする。
【0011】
上記構成によれば、熱媒体の温度が低下する先端側において内側ダクトからの流出量が増えるため、熱媒体の温度が高い付け根側と熱媒体の温度が低下する先端側との外側ダクトからの放熱量の不均一さが解消される。
【0012】
また、上記内側流出孔は、上記内側ダクトの長さ方向に亘って連続的に形成され、上記内側流出孔が上記内側ダクトの長さ方向において形成される間隔は、上記付け根側から上記先端側にいくほど小さくなっている構成とするとよい。
上記構成によれば、簡素な構成で、内側流出孔から流出する熱媒体の流出量を、内側ダクトのうち熱媒体が供給される付け根側から先端側にいくほど多くすることができる。
【0013】
更には、上記内側ダクトは、上記付け根側に位置する付け根側領域、上記先端側に位置する先端側領域、及び、上記付け根側領域と上記先端側領域との間に位置する中間領域とを含み、上記内側流出孔が上記内側ダクトの長さ方向において形成される間隔は、上記付け根側領域よりも上記中間領域が小さく、且つ、この中間領域よりも上記先端側領域が小さい構成とするとよい。
上記構成によれば、より簡素な構成で、内側流出孔から流出する熱媒体の流出量を、内側ダクトのうち熱媒体が供給される付け根側から先端側にいくほど多くすることができる。
【0014】
また、上記内側流出孔は、上記内側ダクトの長さ方向に亘って連続的に形成され、上記内側流出孔の開口面積は、上記付け根側から上記先端側にいくほど大きくなっている構成とするとよい。
上記構成によれば、簡素な構成で、内側流出孔から流出する熱媒体の流出量を、内側ダクトのうち熱媒体が供給される付け根側から先端側にいくほど多くすることができる。
【0015】
また、上記内側流出孔は、上記熱媒体を水平方向よりも下方に流出させる構成とするとよい。
上記構成によれば、外側ダクトの下部に熱媒体が流出することになり、外側ダクトの下部からの熱媒体の流出や伝熱により、例えば、畝と畝との間にダクトを配置して根圏を加熱するような場合において、根圏が有効に加熱される。
【0016】
また、上記外側ダクトには、上記熱媒体を水平方向よりも下方に流出させる外側流出孔が形成されている構成とするとよい。
上記構成によれば、外側ダクトの下部からの熱媒体の流出や伝熱により、例えば、畝と畝との間にダクトを配置して根圏を加熱するような場合において、根圏が有効に加熱される。
【0017】
上記課題を解決するために、本発明の温室暖房装置は、上記いずれかの構成のダクトと、このダクトが接続され、上記熱媒体を加熱する加熱部と、を備える構成とする。
上記構成によれば、熱媒体の温度が低下する先端側において内側ダクトからの流出量が増えるため、熱媒体の温度が高い付け根側と熱媒体の温度が低下する先端側との外側ダク
トからの放熱量の不均一さが解消される。
【発明の効果】
【0018】
本発明では、熱媒体の流出量を、内側ダクトのうち熱媒体が供給される付け根側から先端側にいくほど多くなるようにしている。これにより、熱媒体の温度が低下する先端側において内側ダクトからの流出量が増えるため、熱媒体の温度が高い付け根側と熱媒体の温度が低下する先端側との外側ダクトからの放熱量の不均一さが解消される。よって、本発明によれば、ダクトの長さ方向における放熱量を均一化させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
以下、本発明の実施の形態に係るダクト及び温室暖房装置について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の一実施の形態に係るダクト1を備える温室暖房装置4を示す概略断面図である。
図2は、上記ダクト1を示す横断面図である。
【0020】
ダクト1は、熱媒体としての温風(矢印H)が供給される内側ダクト2と、この内側ダクト2が内部に配置された外側ダクト3とを備え、後述する加熱部5において加熱された温風(矢印H)の流路を形成している。また、ダクト1は、内側ダクト2の小径部2bが温風(矢印H)を加熱する加熱部5に直接又は間接的に接続されており、加熱部5と共に温室暖房装置4を構成している。
【0021】
なお、加熱部5は、例えば、暖房機或いは暖房機に設けられた熱交換器等であるものとする。また、温室暖房装置4は、ダクト1及び加熱部5に加え、制御装置、発電機、燃料貯蔵部等を備える装置であってもよい。
【0022】
内側ダクト2には、長さ方向に亘って内側流出孔2aが連続的に形成されている。内側流出孔2aは、温風(矢印H)を、外側ダクト3側に且つ鉛直方向下方に流出させている。なお、内側流出孔2aから温風(矢印H)を有効に流出させるためには、図示しない送風機等によって温風(矢印H)の送風量を多くするとよい。また、内側流出孔2aから流出しない温風(矢印H)は、内側ダクト2の先端から温室に供給するようにすればよい。
【0023】
ここで、図2に示すように、畝6と畝6との間にダクト1を配置している場合、内側流出孔2aが温風(矢印H)を流出させる方向は、水平方向よりも下方であることが望ましい。詳しくは後述するが、外側ダクト3の下部から、根圏を有効に加熱することができるためである。
【0024】
内側流出孔2aが内側ダクト2の長さ方向において形成される間隔は、温風(矢印H)が供給される付け根側としての付け根側領域R1から、先端側としての先端側領域R3にいくほど小さくなっている。
【0025】
具体的には、付け根側領域R1における内側流出孔2aが形成される間隔L1は、中間領域R2における間隔L2よりも大きく、この中間領域R2における間隔L2は、先端側領域R3における間隔L3よりも大きくなっている。これにより、内側流出孔2aから流出する温風(矢印H)の流出量は、付け根側領域R1から先端側領域R3にいくほど多くなっている。
【0026】
なお、本実施の形態では、内側ダクト2を3つの領域R1,R2,R3に分けて内側流出孔2aの間隔L1,L2,L3を調整しているが、領域の数は2つであっても4つ以上であってもよい。
また、内側流出孔2aが形成される間隔L1,L2,L3を、領域毎でなく内側流出孔2a毎に小さくすることも可能である。
【0027】
外側ダクト3には、温風(矢印H)を水平方向よりも下方(斜め下方)に流出させる外側流出孔3aが左右一対に形成されている。なお、図2に示すように畝6と畝6との間にダクト1を配置している場合、外側流出孔3aから温風(矢印H)を流出させる方向は、畝6の傾斜面6aに直交する方向とすることで、畝6に対して有効に温風(矢印H)を流出させて図示しない植物の根圏を加熱することができる。
【0028】
また、温風(矢印H)を畝6に直接当てたくない場合には、畝6の傾斜面6aに直交する方向よりも下方に温風(矢印H)を流出させるようにするとよい。更には、外側ダクト3を畝6に接触させて配置する場合、外側ダクト3の材質は畝6に対し有効に伝熱させることができるものを選択するとよい。
【0029】
また、熱媒体としては温水を用いることもできる。その場合には、内側流出孔2a及び外側流出孔3aからの流出量が温風よりも増えるため、内側流出孔2a及び外側流出孔3aの径を小さくするとよい。また、熱媒体として温水を用いる場合、内側ダクト2及び外側ダクト3の径も、温風を用いる場合に比較して小径のものを用いれば十分であることが多い。
【0030】
以上説明した本実施の形態では、温風(矢印H)の流出量を、内側ダクト2のうち温風(矢印H)が供給される付け根側領域R1から先端側領域R3にいくほど多くなるようにしている。これにより、温風(矢印H)の温度が低下する先端側領域R3において内側ダクト2からの流出量が増えるため、温風(矢印H)の温度が高い付け根側と温風(矢印H)の温度が低下する先端側との外側ダクト3からの放熱量の不均一さが解消される。よって、本実施の形態によれば、ダクト1の長さ方向における放熱量を均一化させることができる。
【0031】
また、本実施の形態では、内側流出孔2aは内側ダクト2の長さ方向に亘って連続的に形成され、内側流出孔2aが内側ダクト2の長さ方向において形成される間隔L1,L2,L3は、付け根側領域R1(間隔L1)から先端側領域R3(間隔L3)にいくほど小さくなるようにしている。そのため、簡素な構成で、内側流出孔2aから流出する温風(矢印H)の流出量を、付け根側領域R1から先端側領域R3にいくほど多くすることができる。
【0032】
また、本実施の形態では、内側流出孔2aは、温風(矢印H)を水平方向よりも下方に流出させるようにしている。そのため、外側ダクト3の下部に温風(矢印H)が流出することになり、外側ダクト3の下部からの温風(矢印H)の流出や伝熱により、例えば、図2に示すように畝6と畝6との間にダクト1を配置して根圏を加熱するような場合において、根圏を有効に加熱することができる。
【0033】
また、本実施の形態では、外側ダクト3には、温風(矢印H)を水平方向よりも下方に流出させる外側流出孔3aを形成している。そのため、外側ダクト3の下部からの温風(矢印H)の流出や伝熱により、例えば、図2に示すように畝6と畝6との間にダクト1を配置して根圏を加熱するような場合において、根圏を有効に加熱することができる。
【0034】
図3は、本発明の他の実施の形態に係るダクト11を備える温室暖房装置14を示す概略断面図である。
図4は、図3のIV−IV断面図である。
【0035】
本実施の形態では、温風(矢印H)の流出量を付け根側領域R1から先端側領域R3にいくほど多くするために、図4(内側ダクト12を下方から見た図)に示すように、内側流出孔12aの開口面積A1,A2,A3を、付け根側領域R1から先端側領域R3にいくほど大きくしている。この点を除いたダクト11及び温室暖房装置14の構成は、上記実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【0036】
ダクト11は、熱媒体としての温風(矢印H)が供給される内側ダクト12と、この内側ダクト12が内部に配置された外側ダクト13とを備え、加熱部15において加熱された温風(矢印H)の流路を形成している。また、ダクト11は、内側ダクト12の小径部12bが温風(矢印H)を加熱する加熱部15に直接又は間接的に接続されており、加熱部15と共に温室暖房装置14を構成している。
【0037】
内側ダクト12には、長さ方向に亘って内側流出孔12aが一定間隔で連続的に形成されている。内側流出孔12aは、温風(矢印H)を、外側ダクト13側に且つ鉛直方向下方に流出させている。
【0038】
内側流出孔12aの開口面積A1,A2,A3は、図4に示すように、付け根側領域R1から先端側領域R3にいくほど大きくなっている。
具体的には、付け根側領域R1における内側流出孔12aの開口面積A1は、中間領域R2における開口面積A2よりも小さく、中間領域R2における開口面積A2は、先端側領域R3における開口面積A3よりも小さくなっている。これにより、内側流出孔12aから流出する温風(矢印H)の流出量は、付け根側領域R1から先端側領域R3にいくほど多くなっている。
【0039】
なお、本実施の形態においても、内側ダクト12を3つの領域R1,R2,R3に分けて内側流出孔12aの開口面積A1,A2,A3を調整しているが、領域の数は2つであっても4つ以上であってもよい。
また、内側流出孔12aの開口面積A1,A2,A3を、領域毎ではなく内側流出孔12a毎に大きくすることも可能である。
【0040】
更には、付け根側領域R1から先端側領域R3にいくほど内側流出孔12aの数を周方向に増やすことでも、内側流出孔12aの開口面積A1,A2,A3を付け根側領域R1から先端側領域R3にいくほど大きくすることは可能である。
【0041】
外側ダクト13には、上記実施の形態と同様に、温風(矢印H)を水平方向よりも下方(斜め下方)に流出させる外側流出孔13aが左右一対に形成されている。
なお、本実施の形態においても、熱媒体として温水を用いることができる。その場合には、内側流出孔12a及び外側流出孔13aからの流出量が温風よりも増えるため、内側流出孔12a及び外側流出孔13aの径を小さくするとよい。また、熱媒体として温水を用いる場合、内側ダクト12及び外側ダクト13の径も、温風を用いる場合に比較して小径のものを用いれば十分であることが多い。
【0042】
以上説明した本実施の形態においても、温風(矢印H)の流出量を、内側ダクト12のうち温風(矢印H)が供給される付け根側領域R1から先端側領域R3にいくほど多くなるようにしている。これにより、温風(矢印H)の温度が低下する先端側領域R3において内側ダクト12からの流出量が増えるため、温風(矢印H)の温度が高い付け根側と温風(矢印H)の温度が低下する先端側との外側ダクト13からの放熱量の不均一さが解消される。よって、本実施の形態によっても、ダクト11の長さ方向における放熱量を均一化させることができる。
【0043】
また、本実施の形態では、内側流出孔12aは内側ダクト12の長さ方向に亘って連続的に形成され、内側流出孔12aの開口面積A1,A2,A3は、付け根側領域R1(開口面積A1)から先端側領域R3(開口面積A3)にいくほど大きくなるようにしている。そのため、簡素な構成で、内側流出孔12aから流出する温風(矢印H)の流出量を、付け根側領域R1から先端側領域R3にいくほど多くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0044】
【図1】本発明の一実施の形態に係るダクトを備える温室暖房装置を示す概略断面図である。
【図2】本発明の一実施の形態に係るダクトを示す横断面図である。
【図3】本発明の他の実施の形態に係るダクトを備える温室暖房装置を示す概略断面図である。
【図4】図3のIV−IV断面図である。
【符号の説明】
【0045】
1 ダクト
2 内側ダクト
2a 内側流出孔
2b 小径部
3 外側ダクト
3a 外側流出孔
4 温室暖房装置
5 加熱部
6 畝
11 ダクト
12 内側ダクト
12a 内側流出孔
12b 小径部
13 外側ダクト
13a 外側流出孔
14 温室暖房装置
15 加熱部
H 温風
R1 付け根側領域
R2 中間領域
R3 先端側領域
L1,L2,L3 内側流出孔2aが形成される間隔
A1,A2,A3 内側流出孔12aの開口面積

【特許請求の範囲】
【請求項1】
加熱された熱媒体の流路を形成するダクトにおいて、
前記熱媒体が供給される内側ダクトと、
該内側ダクトが内部に配置された外側ダクトと、
を備え、
前記内側ダクトには、前記熱媒体を前記外側ダクト側に流出させる内側流出孔が形成され、
前記内側流出孔から流出する熱媒体の流出量は、前記内側ダクトのうち前記熱媒体が供給される付け根側から先端側にいくほど多くなっている、
ことを特徴とするダクト。
【請求項2】
前記内側流出孔は、前記内側ダクトの長さ方向に亘って連続的に形成され、
前記内側流出孔が前記内側ダクトの長さ方向において形成される間隔は、前記付け根側から前記先端側にいくほど小さくなっている、
ことを特徴とする請求項1記載のダクト。
【請求項3】
前記内側ダクトは、前記付け根側に位置する付け根側領域、前記先端側に位置する先端側領域、及び、前記付け根側領域と前記先端側領域との間に位置する中間領域とを含み、
前記内側流出孔が前記内側ダクトの長さ方向において形成される間隔は、前記付け根側領域よりも前記中間領域が小さく、且つ、該中間領域よりも前記先端側領域が小さい、
ことを特徴とする請求項2記載のダクト。
【請求項4】
前記内側流出孔は、前記内側ダクトの長さ方向に亘って連続的に形成され、
前記内側流出孔の開口面積は、前記付け根側から前記先端側にいくほど大きくなっている、
ことを特徴とする請求項1記載のダクト。
【請求項5】
前記内側流出孔は、前記熱媒体を水平方向よりも下方に流出させることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項記載のダクト。
【請求項6】
前記外側ダクトには、前記熱媒体を水平方向よりも下方に流出させる外側流出孔が形成されていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項記載のダクト。
【請求項7】
請求項1から請求項6のいずれか1項記載のダクトと、
該ダクトが接続され、前記熱媒体を加熱する加熱部と、
を備えることを特徴とする温室暖房装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2008−304111(P2008−304111A)
【公開日】平成20年12月18日(2008.12.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−150888(P2007−150888)
【出願日】平成19年6月6日(2007.6.6)
【出願人】(000111292)ネポン株式会社 (24)
【Fターム(参考)】