農業用ハウス暖房装置

【課題】有機物の発酵熱を利用した農業用ハウス暖房装置において、槽内で発生する発酵熱をより効率よく利用できるようにして、比較的小規模の装置でも十分な暖房能力が得られる農業用ハウス暖房装置を提供する。
【解決手段】農業用ハウス暖房装置は、農業用ハウスに被発酵物の発酵熱で加温された熱媒体を供給し、熱交換によって農業用ハウス(9)内の暖房を行うものであって、被発酵物を発酵させる発酵槽(1)と、熱媒体を循環させる熱媒体循環装置(2)とを備えている。熱媒体循環装置(2)は、発酵槽(1)内に配管され、被発酵物の内部で熱媒体を介した熱交換を行う熱交換用配管(20)と、発酵槽(1)で熱交換を行った熱媒体を農業用ハウス(9)内に供給して熱交換を行い、農業用ハウス(9)内と発酵槽(1)との間で循環させる循環用配管(25)と、熱交換用配管(20)と循環用配管(25)内部で熱媒体を流動させる送風機(26)を備えている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、農業用ハウス暖房装置に関するものである。更に詳しくは、有機物の発酵熱を利用した農業用ハウス暖房装置において、槽内で発生する発酵熱をより効率よく利用できるようにして、比較的小規模の装置でも十分な暖房能力が得られるようにしたものに関する。
【背景技術】
【0002】
天候の影響を受けにくく、各種野菜や花卉(かき)等の作物を安定的に生産することができる農業用施設として、ビニルハウス等の農業用ハウスが広く普及している。多くの農業用ハウスは、特に冬等の寒い時期におけるハウス内の温度を作物の生育に適した温度に保つための各種暖房装置を備えている。
【0003】
従来の暖房装置は、例えば重油等の燃料を燃焼させて発生した温風をハウス内に導入するもの、或いは温水ボイラーでつくった温水をハウス内に循環させるもの等が一般的である。しかしながら、前記いずれの場合も膨大な量の燃料を消費するため、有害な排気ガスによる環境に対する負荷がきわめて大きいばかりでなく、栽培農家の経済的な負担も大きかった。
【0004】
そこで、前記した暖房装置のような環境負荷を低減できると共に、栽培農家の経済的な負担も低減できるものとして、例えば特許文献1に開示された「有機性廃棄物処理システム」がある。
この有機性廃棄物処理システムは、有機廃棄物を破砕し混合圧縮する破砕混合部と、破砕混合物を投入し加圧状態で混練発酵させる発酵堆肥化槽と、発酵堆肥化槽の上部に水平移動可能に据え付けられた架台と、架台に垂下して設けられ投入された破砕混合物を加圧攪拌するスクリュー羽根を備えた攪拌装置を設けている。
【0005】
そして、発酵堆肥化槽の側壁にステンレス製配管を施して冷却水を流通させ、発酵時に発生する熱により冷却水を加熱し、この温水を一旦温水貯蔵タンクに貯留した後、野菜、花卉、果樹等の栽培ハウスに循環させて暖房を行うことにより、各種有機性廃棄物を受け入れて高品質な発酵堆肥を作ると共に、発酵熱を利用して無農薬野菜などを作ることができるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2006−111479号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献1に記載の有機性廃棄物処理システムは、通常は廃棄されてしまう発酵熱を栽培ハウスの暖房に利用できるので十分に有用ではあるが、次のような課題もあった。
すなわち、有機性廃棄物処理システムは、発酵堆肥化槽に攪拌装置を備えているため、攪拌作業の邪魔にならないように、或いは破砕混合物の搬入や、できた堆肥の取り出しがしやすいように、各コンクリート隔壁側面にブロック壁を介してステンレス配管を施すようにしている。そして、このステンレス配管に水を流して、槽内で破砕混合物が高温発酵する際に生じる熱を水に取り込み、温水にするようになっている。
【0008】
しかし、この構造では、槽内の破砕混合物で発生する発酵熱をブロック壁の表面が接する部分でしか取り込むことができないために、槽内で発生する発酵熱のうち、ごく一部しか利用することができない。したがって、発酵熱を栽培ハウス内の暖房に利用するという点においては、きわめて効率が悪く、ある一定の暖房能力を得るためには、相当に大きな規模の設備が必要になる。
【0009】
(本発明の目的)
本発明は、有機物の発酵熱を利用した農業用ハウス暖房装置において、槽内で発生する発酵熱をより効率よく利用できるようにして、比較的小規模の装置でも十分な暖房能力が得られる農業用ハウス暖房装置を提供することを目的とする。
【0010】
また、本発明は、前記のように槽内で発生する発酵熱をより効率よく利用できるようにしながら、なおかつ発酵槽内でつくられた堆肥の取り出しがしやすいようにした農業用ハウス暖房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】
【0011】
上記課題を解決するために本発明が講じた手段は次のとおりである。
【0012】
(1)本発明は、
農業用ハウスに発酵熱で加温された熱媒体を供給し、農業用ハウス内の暖房を行う農業用ハウス暖房装置であって、
発酵槽と、
熱媒体を循環させる熱媒体循環装置と、
を備えており、
前記熱媒体循環装置は、
前記発酵槽内に配管され、熱交換を行う熱交換用配管と、
前記発酵槽で熱交換を行った熱媒体を農業用ハウス内に供給し、農業用ハウス内と発酵槽との間で循環させる循環用配管と、
前記熱媒体を流動させる送流手段と、
を備えている、
農業用ハウス暖房装置である。
【0013】
(2)本発明は、
熱交換用配管が発酵槽内の被発酵物中に配管される所要数の直管部を有しており、各直管部が発酵槽内の被発酵物又は堆肥から直管部の軸線方向へ抜き取ることができるようにしてある、
前記(1)の発明に係る農業用ハウス暖房装置である。
【0014】
(3)本発明は、
発酵槽は発酵室を有し、熱交換用配管は蛇管構造で直管部と各直管部を接続する接続管部からなり、接続管部は発酵室の外部に設けられ、接続管部を直管部から取り外すことにより、各直管部を発酵室内の被発酵物又は堆肥から直管部の軸線方向へ抜き取ることができるようにしてある、
前記(1)の発明に係る農業用ハウス暖房装置である。
【0015】
(4)本発明は、
発酵室が底板の上側に設けられ、接続管部が底板の下側に設けられている、
前記(3)の農業用ハウス暖房装置である。
【0016】
(5)本発明は、
発酵槽内の被発酵物中に空気を供給する給気管を有する給気手段を備えている、
前記(1)、(2)、(3)又は(4)の農業用ハウス暖房装置である。
【0017】
(6)本発明は、
発酵槽が分解及び組み立て自在である、
前記(1)、(2)、(3)、(4)又は(5)の農業用ハウス暖房装置である。
【0018】
(7)本発明は、
発酵槽は壁部と底板を有し、壁部と底板には断熱層が設けられている、
前記(1)、(2)、(3)、(4)、(5)又は(6)の農業用ハウス暖房装置である。
【0019】
(8)本発明は、
前記(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)又は(7)の農業用ハウス暖房装置と、
作物を栽培する農業用ハウスと、
を備えている、
農業用ハウス装置である。
【0020】
(9)本発明は、
前記(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)又は(7)の農業用ハウス暖房装置を使用し、発酵槽で発酵させる被発酵物として、竹材を破砕しチップ化した竹破砕物及び草を破砕しチップ化した草破砕物を含む被発酵物を使用し、農業用ハウスに加温した熱媒体を供給する、
農業用ハウスを暖房する方法である。
【0021】
(10)本発明は、
前記(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)又は(7)の農業用ハウス暖房装置を使用し、発酵槽で発酵させる被発酵物として、木材を破砕しチップ化した木破砕物及び草を破砕しチップ化した草破砕物を含む被発酵物を使用し、農業用ハウスに加温した熱媒体を供給する、
農業用ハウスを暖房する方法である。
【0022】
本明細書及び特許請求の範囲にいう「送流手段」の用語は、例えば送風機、ブロワ、ポンプ等を含む意味で使用している。
また、熱媒体としては、例えば空気等の気体又は水等の液体が使用されるが、これらに限定されるものではない。熱媒体として空気等の気体が使用される場合は、送流手段として、例えば送風機やブロワが使用され、熱媒体として水等の液体が使用される場合は、例えばポンプが使用される。
【0023】
(作用)
本発明に係る農業用ハウス暖房装置の作用を説明する。なお、ここでは、説明で使用する各構成要件に、後述する実施の形態において各部に付与した符号を対応させて付与するが、この符号は、特許請求の範囲の各請求項に記載した符号と同様に、あくまで内容の理解を容易にするためであって、各構成要件の意味を上記各部に限定するものではない。
【0024】
農業用ハウス暖房装置は、熱媒体循環装置(2)の配管内で熱媒体を循環させる。併せて、発酵槽(1)において、例えば竹材を破砕しチップ化した竹破砕物や木材を破砕しチップ化した木破砕物及び草を破砕しチップ化した草破砕物を含む被発酵物を発酵させ、さらに給気手段(3)により発酵槽(1)内に空気を送り、発酵を促進して発酵熱を生じさせる。
【0025】
そして、発酵槽(1)内に設けられた熱交換用配管(20)で熱交換をすることにより、配管内を循環する空気等の熱媒体に発酵熱を取り込み、熱媒体を加温する。なお、熱交換用配管(20)は発酵槽(1)内に配管されており、発酵熱を発生している被発酵物の内部で熱交換を行うので、熱交換は前記従来のものより効率的に行われる。
【0026】
熱交換用配管(20)において加温された熱媒体は、循環用配管(20)を通って農業用ハウス(9)へ送られて、農業用ハウス(9)内の空気又は栽培用の土壌等を加温し、暖房が行われる。なお、農業用ハウス(9)内に温度センサを設けて、その検出値をもとに、熱媒体を循環させる送流手段(26)をON/OFFしたり、熱媒体の流量を調節して、農業用ハウス(9)内の温度を調節することもできる。
【0027】
また、熱交換用配管(20)が発酵槽(1)内の被発酵物中に配管される所要数の直管部(221)を有しており、各直管部(221)は、発酵槽(1)内の被発酵物又は堆肥から直管部(221)の軸線方向へ抜き取ることができるようにしてある農業用ハウス暖房装置は、被発酵物が堆肥化したときに、発酵槽(1)内の被発酵物又は堆肥(7)から各直管部(221)を抜き取ることにより、それらが邪魔になることがないので、例えば油圧ショベル系掘削機等、効率よく作業ができる作業機を使用して、堆肥をまとめて効率よく取り出すことができる。
【0028】
発酵槽(1)が分解及び組み立て自在である農業用ハウス暖房装置は、発酵槽(1)を構成する壁板等の構成部品を分解して運搬ができるので、装置の移設が比較的容易にできる。また、発酵槽(1)は様々な大きさや形状の構成部品を用意することで、組み立てる際の自由度を高めることができる。これにより、設置箇所の広さや形状等の各条件に合わせて発酵槽(1)の大きさや形態を変えることができ、例えば農業用ハウスの規模(大きさや面積)に合った好適な暖房能力を有する装置を設置することができる。
【0029】
前記各農業用ハウス暖房装置(A)を使用し、発酵槽(1)で発酵させる被発酵物として、竹材又は木材を破砕しチップ化した破砕物及び草を破砕しチップ化した草破砕物を含む被発酵物を使用し、農業用ハウスに加温した熱媒体を供給する、農業用ハウスを暖房する方法によれば、竹材又は木材或いは草等の有機廃棄物を有効に活用することができる。特に、農業人口の減少や農業従事者の高齢化により農家が手入れをしなくなった竹林が繁殖して生態系を壊してしまい、伐採しても用途が限られていて処分が困難であるという、いわゆる「竹害」が各地で問題になっているが、竹材をこの方法で大量に利用できるようになれば、竹害の有効な対策となることが期待できる。
【発明の効果】
【0030】
本発明は、有機物の発酵熱を利用した農業用ハウス暖房装置において、熱交換用配管が発酵槽内に配管されており、発酵熱を発生している被発酵物の内部で熱交換を行うので、従来のものに比較して槽内で発生する発酵熱をより効率よく利用できる。したがって、比較的小規模の装置でも十分な暖房能力が得られる農業用ハウス暖房装置を提供することができる。
【0031】
また、熱交換用配管が発酵槽内の被発酵物中に配管される所要数の直管部を有しており、各直管部は、発酵槽内の被発酵物又は堆肥から直管部の軸線方向へ抜き取ることができるようにしてあるものは、各直管部を抜き取ることにより、それらが邪魔にならないので、発酵槽内でつくられた堆肥の取り出し作業を油圧ショベル系掘削機等の作業機を使用して効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】本発明に係る農業用ハウス暖房装置の第1実施の形態を示す断面説明図。
【図2】図1の農業用ハウス暖房装置を構成する発酵槽の蓋を外した状態の平面視説明図。
【図3】図1の農業用ハウス暖房装置を構成する発酵槽の容器を透視した分解斜視説明図。
【図4】循環パイプの発酵槽の底部における取付構造を示す一部断面説明図。
【図5】発酵槽に使用する給気パイプと循環パイプを一体に吊り上げて取り外している状態を示す断面説明図。
【図6】本発明に係る農業用ハウス暖房装置の第2実施の形態を示す断面説明図。
【図7】図6の農業用ハウス暖房装置を構成する発酵槽の蓋を外した状態の平面視説明図。
【発明を実施するための形態】
【0033】
〔実施の形態1〕
【0034】
本発明を図面に示した実施の形態に基づき詳細に説明する。
図1乃至図5を参照する。
農業用ハウス暖房装置Aは、図1に示す農業用ハウス9に被発酵物の発酵熱で加温された熱媒体を供給し、熱交換によって農業用ハウス9内の暖房を行うものである。農業用ハウス暖房装置Aと農業用ハウス9により農業用ハウス装置H1が構成されている。
【0035】
農業用ハウス暖房装置Aは、被発酵物を発酵させる発酵槽1と、熱媒体を循環させる熱媒体循環装置2と、発酵槽1内の被発酵物中に空気を供給する給気装置3とを備えている。
なお、図1では発酵槽1内の被発酵物7も図示している。また、本実施の形態では、熱媒体として空気を使用しているが、水を使用することもできる。その場合は、農業用ハウス9内での熱供給は吹き出しではなく配管等を利用した熱交換により行われる。
【0036】
発酵槽1は、コンクリート製で正面側と背面側が開放されるよう向かい合わせに設置された壁部材で構成された基台16を有している。基台16の上部には、正方形状の底板13が固定されており、その正面側を除く三辺の縁部には、長方形の板状の背壁10、側壁11、12が立設されている。背壁10、側壁11、12及び底板13は、表面に防錆メッキを施した鉄板の外面側に断熱塗料を塗布又は吹き付けるか或いは断熱材を張設した構造である。基材として鉄板を使用していることにより、後述するように油圧ショベル系掘削機を使用して発酵室14(後述)から堆肥を取り出す際にショベルが接触しても容易には壊れない十分な強度を有する。底板13において側壁11、12寄りの二箇所には、排液管131が鉛直方向に垂下して設けられている。
【0037】
そして、背壁10の対向側(正面側)には、観音開き構造の正面扉15(図2、図3参照)が設けられている。正面扉15の各板も前記背壁10、側壁11、12と同様の構造である。前記底板13、背壁10、側壁11、12及び正面扉15は、それぞれボルトやヒンジ等の連結具で一体化されており、分解、組み立てが自在にでき、必要に応じて壁の数を調節する等して発酵槽1の大きさや形状を変えることもできる。また、基台16については、発酵槽1を設置する箇所で適宜固定的につくってもよいし、分解、組み立てが自在な構造とすることもできる。
【0038】
底板13より下側の基台16で囲まれた部分は、作業者が入ることができる作業空間部160となっている。底板13より上方の背壁10、側壁11、12及び正面扉15で囲まれた空間部は、被発酵物を収容し発酵させる発酵室14となっている。また、背壁10、側壁11、12及び正面扉15の上部には、合成樹脂製の被覆シート17(図1に図示:図3では省略)が被せられ、これにより発酵室14の上部が塞がれている。
【0039】
熱媒体循環装置2は、前記発酵槽1内の被発酵物の内部で熱媒体を介した熱交換を行う熱交換用配管20を有している。熱交換用配管20は、管体が水平方向へ上下に蛇行する、いわゆる蛇管構造であり、その下部側が前記底板13に固定されている。熱交換用配管20の下端部は、底板13の下側の作業空間部160に突出しており、作業空間部160に突出している部分より上部側の大部分は、底板13の上方の発酵室14内に収まっている。
【0040】
熱交換用配管20について、さらに詳しく説明する。
なお、熱交換用配管20の構成は以下の構成に限定されるものではなく、例えば発酵槽1の形態又は容量等が変わる場合は、それに合わせて、後述するU字管22等の数や長さを適宜変えることにより対応することができる。また、U字管22等の数や長さを調節すれば、農業用ハウス9へ送られる空気の温度を調節することもできる。
【0041】
熱交換用配管20は、発酵室14の上部に正面扉15から背壁10に向けて一定間隔で平行に配設され、溝形鋼(チャンネル)で形成されたフレーム21、21a、21b、21c、21d、21e(以下、フレーム21〜21eと表記する場合がある)を備えている。フレーム21〜21eは、断面コ字状に形成されており、開放側を下に向けて長さ方向の両端側が、側壁11、12の内面に固定されている支持部材18、18aに載置されている。
【0042】
フレーム21〜21eには、それぞれ三本のU字管22が、フレーム21〜21eの長さ方向に所要の間隔で逆U字となるように固定されている。各U字管22は、フレーム21〜21eに二本の所要長さの直管部221を鉛直方向に貫通させ、上部側の曲管部220をフレーム21〜21eから上方へ突出させるようにして固定されている。さらに、フレーム21〜21eの長さ方向の両端側には、所要長さの直管23、23aが上端側を一部突出するように固定して鉛直方向に設けられている。
【0043】
正面扉15側から視て一方側(図2で右側)の各直管23は、並設しているフレーム21、21aの各直管23の上端部同士が着脱自在な曲管230で通気ができるように接続されており、フレーム21b、21cの各直管23の上端部同士及びフレーム21d、21eの各直管23の上端部同士も同様に着脱自在な曲管230で通気ができるように接続されている。また、正面扉15側から視て他方側(図2で左側)の各直管23aは、フレーム21a、21bの各直管23aの上端部同士及びフレーム21c、21dの各直管23aの上端部同士が着脱自在な曲管230で通気ができるように接続されている。
【0044】
なお、前記曲管230による各直管23の上端部での接続構造及び各直管23aの上端部での接続構造は、後述する底板13の下側での各U字管22の各直管部221及び各直管23、23aの接続構造と同様であり、ここでは説明を省略する。
そして、最も正面扉15寄りのフレーム21の直管23の上端部には、着脱自在な送気管231が接続されており、最も背壁10寄りのフレーム21eの直管23の上端部には、着脱自在な排気管232が接続されている。送気管231と排気管232は側壁11を貫通し、外部へ導出されている。
【0045】
また、フレーム21〜21eにおいて、各U字管22の間及び長さ方向両端側の各U字管22と各直管23、23aの間には、前記給気装置3を構成する所要長さの給気管30が上端側が一部突出するように固定して鉛直方向に設けられている。給気管30には、全長に渡り多数の通気孔300が設けられている。さらに、フレーム21〜21eにおいて、長さ方向両端側の各U字管22と各給気管30の間には、吊り上げ用のワイヤやフックを掛ける掛け具24が固定されている。
【0046】
前記各U字管22の直管部221及び各直管23、23aは、その下端部が底板13に設けられている後述する挿通管130を貫通し、さらに下方側へ一部が突出する長さに設定されている。また、各給気管30は、その下端部が底板13に届いてほぼ接触する長さに設定されている。そして、フレーム21〜21eに対応する各U字管22の各直管部221及び各直管23、23aの下端部は、底板13の下面側において着脱自在な接続管部である曲管222により通気自在に接続されている。この接続構造を以下詳細に説明する。
【0047】
図4を主に参照する。図4は、隣り合うU字管22の直管部221同士の接続構造を説明するものであるが、一方側の直管23とU字管22の直管部221又は他方の直管23aとU字管22の直管部221の接続構造も同様である。
底板13において、フレーム21〜21eのそれぞれの前記各U字管22の直管部221及び各直管23、23aに対応する箇所には、円筒形で所要長さの挿通管130が底板13を貫通して設けられている。挿通管130は、底板13の下面側に突出し、上面側には突出していない。
【0048】
直管部221の下端部の外周面には雄ネジ部223が設けられている。雄ネジ部223は、フレーム21〜21eが支持部材18、18aに掛けられて直管部221の挿入位置が決まった状態において、挿通管130の下端から全体が突出するようになっている。
【0049】
異なるU字管22の隣り合う直管部221は、前記したように曲管222で接続されている。曲管222の両端側の各直管部(符号省略)の先端には、パッキン225が装着されている。また、各直管部の下端寄りの外周面には、Cリング等のストッパー226が装着されており、このストッパー226でスライド量が制限され、各直管部から外れないようにしてあるナット具227が嵌装されている。
【0050】
そして、図4に示すように、曲管222の両側のナット具227を各直管部221の雄ネジ部223に螺合し、パッキン225を直管部221下端部の口縁に密着させるように締め付けることにより、異なるU字管22の隣り合う直管部221を密封状態で連通させることができる。
この構造によれば、後述する循環用配管25から前記送気管231に入った空気等の熱媒体は、前記全部のフレーム21〜21eのそれぞれに固定されているU字管22、曲管230、222及び直管23、23aを順に通り、排気管232から循環用配管25に戻り循環する。
【0051】
なお、曲管222は、ナット具227を緩めれば各直管部221から取り外しが自在であり、曲管222を取り外すことにより、底板13から各U字管22を上方へ抜き取ることができる。
また、熱媒体循環装置2は、前記熱交換用配管20の送気管231と排気管232に接続されている循環用配管25を備えている。循環用配管25の経路中には送流手段である送風機26を備えており、循環用配管25は、熱媒体を農業用ハウス9内と発酵槽1内の熱交換用配管20との間で循環させることができる。循環用配管25等の外気に接する配管は、熱損失を軽減するため、断熱塗料や発泡プラスチック等の断熱材(図示省略)で被覆されている。
【0052】
循環用配管25において、送気管231につながる配管の先端部には吸込口250が設けられ、吸込口250は農業用ハウス9内の幅方向中央に位置させてある。また、排気管232につながる配管の先端側は二つに分岐し、それぞれの先端部には吹出口251、252が設けられ、吹出口251、252は、農業用ハウス9内の幅方向両側に位置させてある。
【0053】
フレーム21〜21eにおいて、各U字管22の間及び長さ方向両端側の各U字管22と各直管23、23aの間に固定されている各給気管30の上端部には、一端側が送風機26の排気側に接続されているホース状の給気配管31の他端側が接続されている。給気配管31は、前記各給気管30と共に給気装置3を構成する。給気配管31は、側壁11を貫通して発酵室14内に導入されている(図1参照)。
【0054】
各給気管30に供給される空気は、本実施の形態では循環用配管25で流通する空気の一部を利用するようになっている。なお、給気管30に空気を送るための専用の送風機を備えることもできる。
【0055】
(作用)
図1乃至図5を参照して農業用ハウス暖房装置Aの作用を説明する。なお、本発明に係る農業用ハウス9を暖房する方法についても併せて説明する。
まず、農業用ハウス暖房装置Aを農業用ハウス9の近くに設置するにあたっては、発酵槽1が分解、組み立てが自在な構造であるので、分解した状態で運搬ができる。したがって、設置する箇所での装置の設置が比較的容易にできる。
【0056】
また、発酵槽1は組み立てる際の自由度が高く、設置箇所の広さ、形状或いは地面の傾斜等の各条件に合わせて形態を変えることができるので、各条件に柔軟に対応して設置することができる。さらに、農業用ハウス暖房装置Aを設置した後で、農業用ハウス暖房装置Aを移設する必要が生じた場合でも、移設が比較的容易にできる。
【0057】
農業用ハウス暖房装置Aを運転するにあたっては、まず、発酵槽1の発酵室14内に竹材を破砕した竹破砕物及び草を破砕した草破砕物を含む被発酵物を入れ、発酵を促進すると共に発酵期間を長くするため十分な糖蜜液(例えばサトウキビの絞り滓を原料とした培養糖蜜液を適当に稀釈したもの)をかける。なお、例えば東北地方以北の竹林の少ない地域においては、竹破砕物の代わりに間伐材等を利用した木破砕物を使用することもでき、竹破砕物と木破砕物を適宜割合で混合することもできる。
【0058】
竹破砕物と草破砕物は、例えば適当な厚さで層状に交互に重ねて収容するようにしてもよいが、発酵を均等化するには、十分に攪拌混合するのがより好ましい。また、被発酵物は生の状態で入れるのが好ましいが、例えば別の場所で少し発酵させておいたものを利用することもできる。さらに、鶏糞や米ぬか等の発酵促進作用を有する有機廃棄物を適宜混合することもできる。なお、本実施の形態では、前記被発酵物は図1に示すように、発酵室14の容量の八割程度入れられているが、被発酵物が堆肥化することにより量が減ることを加味して容量いっぱいまで入れることもできる。
【0059】
前記のように発酵室14内に被発酵物を収容することによって、熱媒体循環装置2の熱交換用配管20の各直管部221と給気装置3の各給気管30が被発酵物に埋まる。そして、送風機26を作動させて、各給気管30から被発酵物の内部に空気を供給する。このような状態を継続することにより、発酵室14内の被発酵物は徐々に発酵が進み、発酵熱が発生する。
【0060】
なお、発酵室14内での被発酵物の発酵によって水分が出ることがあるが、水分は底板13の各排液管131から外部へ排出される。この水分の排出をより確実に行うために、底板13に多数の通水小孔を貫通して設けることもできる。
【0061】
発酵熱の発生により被発酵物の温度が十分な温度(例えば、60〜75℃程度)に上がってきたところで、熱交換用配管20と循環用配管25内で熱媒体である空気が十分な流通量で循環するように送風機26の出力を調節して運転する。発酵槽1内に設けられた熱交換用配管20で熱交換をすることにより、配管内を循環する空気に発酵熱を取り込み、空気を加温する。なお、熱交換用配管20の各直管部221は発酵槽1の発酵室14内に配管されており、発酵熱を発生している被発酵物の内部で熱交換を行うので、発酵槽1内で発生する発酵熱をより効率よく利用できる。
【0062】
熱交換用配管20において加温された空気は、循環用配管25を通って農業用ハウス9へ送られ、吹出口251、252から農業用ハウス9内へ吹き出す。また、農業用ハウス9内の空気は、吸込口250から吸い込まれ、熱交換用配管20へ送られる。このように、循環用配管25は農業用ハウス9を経路の一部として熱媒体である空気を循環させるようになっている。
【0063】
吹出口251、252から農業用ハウス9内に吹き出される空気の温度は、配管経路での熱損失等により、通常は30℃〜35℃程度になっているが、断熱手段等を利用してさらに高い温度にすることもできる。これにより、農業用ハウス9内の空気が加温され、暖房が行われる。なお、農業用ハウス9内で栽培する作物によっては、循環用配管25を農業用ハウス9内の栽培用の土壌に埋設することにより、土壌を加温することもできる。
【0064】
農業用ハウス暖房装置Aにおいて、前記被発酵物の発酵は、被発酵物の量や外気の温度、湿度等により異なるが、大体において一年間以上持続させることができる。なお、発酵期間を延ばすために糖蜜液等を適宜追加することもある。したがって、冬期において農業用ハウス9を適当な温度で暖房する装置として十分に有用であると共に、暖房が必要な期間が10月乃至翌年4月までの七ヶ月間とすると、被発酵物である竹チップや木チップをつくり、入替え作業を行うための期間として、五ヶ月間をとることが可能になり、十分なつなぎの期間の確保ができる。
【0065】
そして、被発酵物が堆肥になると発酵が弱まり、発酵熱の発生も少なくなるので、発酵槽1内の堆肥を新しい被発酵物と入れ替える必要がある。
その際は、まず、作業者が底板13の下側の作業空間部160に入り、作業空間部160側に突出している全部の曲管222を取り外す。発酵槽1の上部側においては、被覆シート17を外し、各給気管30から給気配管31を取り外し、各曲管230を各直管23から取り外し、そして送気管231と排気管232を直管23から取り外す。さらに送気管231と排気管232については、側壁11からも取り外すようにする。
【0066】
次に、車両系クレーン(ユニック車)やクレーン車等のアーム(図示省略)に取り付けた吊り上げワイヤ8をフレーム21、21a、21b、21c、21d、21eの掛け具24に掛け、図5に示すように、フレーム21〜21eを順に吊り上げて、各U字管22の各直管部221及び各給気管30を堆肥7の中から抜き取る。なお、給気管30と熱交換用配管20の各直管部221がフレーム21〜21eと共にユニットとして一体に形成されているので、これらを堆肥7から同時に抜き取ることができ、抜き取り作業がより簡単で作業効率が良好である。
【0067】
このようにして、堆肥7の中に堆肥7を取り出すときの邪魔になるものがない状態にして、正面扉15を開けて、例えば油圧ショベル系掘削機等、効率よく作業ができる作業機を使用することにより、堆肥7をまとめて効率よく取り出すことができる。そして、得られた堆肥7は、前記のように竹や木又は草等の自然の有機物を主原料としており、有機物の種類が明らかでない堆肥とは違って作物に悪い影響を与える心配がなく安全であり、きわめて有用で効果の高い堆肥となる。
堆肥7を発酵室14から全部取り出した後は、前記と大体において逆の手順で発酵槽1に熱交換用配管20と給気管30を取り付け、熱媒体循環装置2と給気装置3をもとの状態に戻し、発酵室14内に新たに被発酵物を収容して前記と同様に運転を行う。
【0068】
図6及び図7を参照する。
農業用ハウス装置H2を構成する農業用ハウス暖房装置Bは、熱媒体循環装置2a及び給気装置3aの構造が前記農業用ハウス暖房装置Aの熱媒体循環装置2及び給気装置3とは異なっている。なお、図6に示す農業用ハウス暖房装置Bの使用形態においては、被発酵物70は、当初は発酵槽1内のほぼ上限近くまで達する量が収容されており、発酵が進み堆肥化すると、約七割程度まで量が減縮する。
【0069】
農業用ハウス暖房装置Bの熱媒体循環装置2aは、前記発酵槽1内の被発酵物の内部で熱媒体を介した熱交換を行う熱交換用配管20aを有している。熱交換用配管20aは、管体が水平方向へ上下に蛇行する、いわゆる蛇管構造であり、その下部側が底板13に固定されている。熱交換用配管20aの下端部は、底板13の下側の作業空間部160に突出しており、作業空間部160に突出している部分より上部側の大部分は、底板13の上方の発酵室14内に収まっている。
【0070】
熱交換用配管20aについて、さらに詳しく説明する。
なお、熱交換用配管20aの構成は以下の構成に限定されるものではなく、例えば発酵槽1の形態又は容量等が変わる場合は、それに合わせて、後述するU字管22a等の数や長さを適宜変えることにより対応することができる。また、U字管22a等の数や長さを調節すれば、農業用ハウス9へ送られる空気の温度を調節することもできる。
【0071】
熱交換用配管20aは、発酵室14の上部に正面扉15から背壁10に向けて一定間隔で平行に配設されており溝形鋼(チャンネル)で形成されたフレーム21f、21g、21h、21i、21j、21k(以下、フレーム21f〜21kと表記する場合がある)を備えている。フレーム21f〜21kは、断面コ字状に形成されており、開放側を下に向けて長さ方向の両端側が側壁11、12の内面に固定されている支持部材18、18aに載置されている。
【0072】
フレーム21f〜21kには、それぞれ四本のU字管22aが、フレーム21f〜21kの長さ方向に所要の間隔で逆U字となるように固定されている。各U字管22aは、フレーム21f〜21kに二本の所要長さの直管部221を鉛直方向に貫通させ、上部側の曲管部220をフレーム21f〜21kから上方へ突出させるようにして固定されている。
【0073】
正面扉15側から視て一方側(図6、図7で右端)の各直管部221は、並設しているフレーム21f、21gと、フレーム21h、21i、フレーム21j、21kのそれぞれの下端部同士が着脱自在な曲管224によって通気ができるように接続されている。
また、正面扉15側から視て他方側(図6、図7で左端)の各直管部221は、並設しているフレーム21g、21hと、フレーム21i、21jのそれぞれの下端部同士がそれぞれ着脱自在な曲管224によって通気ができるように接続されている。
【0074】
同じく図6、図7で左端の各直管部221において、最も正面扉15寄りのフレーム21kの直管部221の下端部には、送気管231aが接続されており、最も背壁10に近いフレーム21fの直管部221の下端部には、排気管232aが接続されている。送気管231a及び排気管232aは、底板13より下の高さにおいて背壁10を超えて導出されており、前記農業用ハウス暖房装置Aと同様に循環用配管25に接続されている。
【0075】
また、一本置きの各フレーム21g、21i、21kにおいて、各U字管22aの間の三箇所には、給気装置3aを構成する所要長さの給気管30aが上端部を固定して鉛直方向に設けられている。各給気管30aの下端側は、底板13の挿通管130を貫通させてあり、後述するように下端部には給気配管31aが接続されている。各給気管30aには、下端から約2/3の高さまでの範囲で多数の通気孔300が設けられている。さらに、フレーム21f〜21kにおいて、長さ方向両端側の各U字管22aと各給気管30aの間には、吊り上げ用のワイヤやフックを掛ける掛け具24が固定されている。
【0076】
前記各U字管22aの直管部221は、その下端部が底板13に設けられている後述する挿通管130を貫通し、さらに下方側へ一部が突出する長さに設定されている。そして、フレーム21f〜21kに対応する各U字管22aの各直管部221の下端部は、底板13の下面側において着脱自在な接続管部である曲管222、224により通気自在に接続されている。この接続構造は、前記農業用ハウス暖房装置Aと同様(図4参照)であるので、構造の詳細については説明を省略する。
【0077】
また、フレーム21f〜21kにおいて、各U字管22aの間に固定されている各給気管30aの下端部には、一端側が送風機26の排気側に接続されているホース状の給気配管31aの分岐した三本の配管の先端部が接続されている。給気配管31aは、前記各給気管30aと共に給気装置3aを構成する。
【0078】
この構造によれば、循環用配管25から前記送気管231aに入った空気等の熱媒体は、前記各フレーム21f〜21kのそれぞれに固定されているU字管22a、曲管224、222を順に通り、排気管232aから循環用配管25に戻り循環する。
曲管222、224は、ナット具227を緩めれば各直管部221から取り外しが自在であり、給気配管31aは同様に給気管30aから取り外しが自在である。
【0079】
そして、発酵槽1内の堆肥を新しい被発酵物と入れ替える際は、作業者が底板13の下側の作業空間部160に入り、作業空間部160側に突出している各曲管222、224及び各給気管30aから給気配管31aを取り外す。発酵槽1の上部側においては、被覆シート17を外すだけでよい。
【0080】
次に、前記農業用ハウス暖房装置Aの場合と同様に、車両系クレーン等のアームに取り付けた吊り上げワイヤをフレーム21f〜21kの掛け具24に掛け、フレーム21f〜21kを順に吊り上げて、各U字管22aの各直管部221及び各給気管30aを堆肥の中から抜き取る。このようにして、堆肥の中に堆肥を取り出すときの邪魔になるものがない状態にして、正面扉15を開けて、油圧ショベル系掘削機等の作業機を使用して堆肥をまとめて取り出すことができる。
【0081】
このように、農業用ハウス暖房装置Bは、前記農業用ハウス暖房装置Aとは相違して、各曲管230を各直管23から取り外し、送気管231と排気管232を直管23から取り外し、さらに送気管231と排気管232を側壁11から取り外すような余分な手間をかけることなく、より簡単にかつ迅速に、底板13から各U字管22a及び各給気管30aを上方へ抜き取ることができる。
【0082】
なお、農業用ハウス暖房装置A及び農業用ハウス暖房装置Bは、発酵槽1の部分を鉄道コンテナ、海上コンテナ、航空貨物用コンテナ或いはトラック荷室等の既存の金属製の箱体を利用して製造することもできる。このように、あらかじめ箱体に形成されている各種コンテナ等を利用することにより、農業用ハウス暖房装置を短期間で、しかも安価に製造及び設置することができる。
【0083】
本明細書で使用している用語と表現は、あくまでも説明上のものであって、なんら限定的なものではなく、本明細書に記述された特徴およびその一部と等価の用語や表現を除外する意図はない。また、本発明の技術思想の範囲内で、種々の変形が可能であるということは言うまでもない。
【符号の説明】
【0084】
H1 農業用ハウス装置
A 農業用ハウス暖房装置
1 発酵槽
10 背壁
11、12 側壁
13 底板
130 挿通管
131 排液管
14 発酵室
15 正面扉
16 基台
160 作業空間部
17 被覆シート
18、18a 支持部材
2 熱媒体循環装置
20 熱交換用配管
21、21a、21b、21c、21d、21e フレーム
22 U字管
220 曲管部
221 直管部
222 曲管
223 雄ネジ部
225 パッキン
226 ストッパー
227 ナット具
23、23a 直管
230 曲管
231 送気管
232 排気管
24 掛け具
25 循環用配管
250 吸込口
251、252 吹出口
26 送風機
3 給気装置
300 通気孔
30 給気管
31 給気配管
32 給気管
H2 農業用ハウス装置
B 農業用ハウス暖房装置
2a 熱媒体循環装置
20a 熱交換用配管
21f、21g、21h、21i、21j、21k フレーム
22a U字管
224 曲管
231a 送気管
232a 排気管
3a 給気装置
30a 給気管
31a 給気配管
7 堆肥
70 被発酵物
8 吊り上げワイヤ
9 農業用ハウス

【特許請求の範囲】
【請求項1】
農業用ハウス(9)に発酵熱で加温された熱媒体を供給し、農業用ハウス(9)内の暖房を行う農業用ハウス暖房装置であって、
発酵槽(1)と、
熱媒体を循環させる熱媒体循環装置(2)と、
を備えており、
前記熱媒体循環装置(2)は、
前記発酵槽(1)内に配管され、熱交換を行う熱交換用配管(20)と、
前記発酵槽(1)で熱交換を行った熱媒体を農業用ハウス(9)内に供給し、農業用ハウス(9)内と発酵槽(1)との間で循環させる循環用配管(25)と、
前記熱媒体を流動させる送流手段(26)と、
を備えている、
農業用ハウス暖房装置。
【請求項2】
熱交換用配管(20)が発酵槽(1)内の被発酵物中に配管される所要数の直管部(221)を有しており、各直管部(221)が発酵槽(1)内の被発酵物又は堆肥(7)から直管部(221)の軸線方向へ抜き取ることができるようにしてある、
請求項1記載の農業用ハウス暖房装置。
【請求項3】
発酵槽(1)は発酵室(14)を有し、熱交換用配管(20)は蛇管構造で直管部(221)と各直管部(221)を接続する接続管部(222)からなり、接続管部(222)は発酵室(14)の外部に設けられ、接続管部(222)を直管部(221)から取り外すことにより、各直管部(221)を発酵室(14)内の被発酵物又は堆肥(7)から直管部(221)の軸線方向へ抜き取ることができるようにしてある、
請求項1記載の農業用ハウス暖房装置。
【請求項4】
発酵室(14)が底板(13)の上側に設けられ、接続管部(222)が底板(13)の下側に設けられている、
請求項3記載の農業用ハウス暖房装置。
【請求項5】
発酵槽(1)内の被発酵物中に空気を供給する給気管(30)を有する給気手段(3)を備えている、
請求項1、2、3又は4記載の農業用ハウス暖房装置。
【請求項6】
発酵槽(1)が分解及び組み立て自在である、
請求項1、2、3、4又は5記載の農業用ハウス暖房装置。
【請求項7】
発酵槽(1)は壁部(10,11,12,15)と底板(13)を有し、壁部(10,11,12,15)と底板(13)には断熱層が設けられている、
請求項1、2、3、4、5又は6記載の農業用ハウス暖房装置。
【請求項8】
請求項1、2、3、4、5、6又は7記載の農業用ハウス暖房装置(A)と、
作物を栽培する農業用ハウス(9)と、
を備えている、
農業用ハウス装置。
【請求項9】
請求項1、2、3、4、5、6又は7記載の農業用ハウス暖房装置(A)を使用し、発酵槽(1)で発酵させる被発酵物として、竹材を破砕しチップ化した竹破砕物及び草を破砕しチップ化した草破砕物を含む被発酵物を使用し、農業用ハウス(9)に加温した熱媒体を供給する、
農業用ハウスを暖房する方法。
【請求項10】
請求項1、2、3、4、5、6又は7記載の農業用ハウス暖房装置(A)を使用し、発酵槽(1)で発酵させる被発酵物として、木材を破砕しチップ化した木破砕物及び草を破砕しチップ化した草破砕物を含む被発酵物を使用し、農業用ハウス(9)に加温した熱媒体を供給する、
農業用ハウスを暖房する方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2012−19781(P2012−19781A)
【公開日】平成24年2月2日(2012.2.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−185394(P2010−185394)
【出願日】平成22年8月20日(2010.8.20)
【出願人】(507304122)
【Fターム(参考)】