(57)【要約】【課題】農業用のハウス内を過湿な状態とすることなく、炭酸ガス濃度を高くする。【解決手段】炭酸ガスの供給装置とこれを備える農業用のハウスは、炭酸ガスをファインバブルの気泡の状態で添加して気泡水３１とするバブル添加器２と、ハウス３０内に分散して配置されてハウス３０内に気泡水３１を噴射する複数のノズル１２と、ノズル１２に気泡水３１を加圧して供給する供給ポンプ１１と、加圧ポンプの排出側に複数のノズル１２を連結して、気泡水３１をノズル１２に供給する配管１３とを有する噴霧装置とを備えており、噴霧装置１０は、バブル添加器２で得られる気泡水３１を、供給ポンプ１１で加圧して複数のノズル１２から農業用のハウス３０内に噴射してハウス３０内に気泡水３１を介して炭酸ガスを均一に供給する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
農業用のハウスに噴射される噴霧水に炭酸ガスを添加する添加器と、
前記添加器で得られる噴霧水を農業用のハウス内に噴霧する噴霧装置とを備える炭酸ガスの供給装置であって、
前記添加器が、炭酸ガスをファインバブルの気泡の状態で噴霧水に添加して気泡水とするバブル添加器で、
前記噴霧装置は、
農業用のハウス内に分散して配置されてハウス内に前記気泡水を噴射する複数のノズルと、
前記ノズルに気泡水を加圧して供給する供給ポンプと、
前記加圧ポンプの排出側に複数のノズルを連結してなる配管とを備え、
前記噴霧装置が、前記気泡水を前記供給ポンプで加圧して複数のノズルから農業用のハウス内に噴射してハウス内に気泡水を介して炭酸ガスを供給することを特徴とする炭酸ガスの供給装置。
【請求項２】
前記バブル添加器が、平均粒径を１０μｍ以下とする炭酸ガスの微細な気泡を気泡水に添加することを特徴とする請求項１に記載する炭酸ガスの供給装置。
【請求項３】
前記バブル添加器が、炭酸ガスのウルトラファインバブルを気泡水に添加することを特徴とする請求項２に記載する炭酸ガスの供給装置。
【請求項４】
前記バブル添加器が、気泡水を蓄える水タンクと、
前記水タンク内の気泡水を循環して循環路にファインバブルの炭酸ガスを添加する添加器本体とを備え、
前記噴霧装置が、前記水タンク内の気泡水をハウス内に噴射するようにしてなることを特徴とする請求項１に記載する炭酸ガスの供給装置。
【請求項５】
前記供給ポンプが、気泡水をノズルに供給してハウス内に噴射する噴射タイミングと、気泡水の噴射を停止する休止タイミングとを交互に繰り返して、気泡水を農業用のハウスに噴射することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載する炭酸ガスの供給装置。
【請求項６】
前記バブル添加器が、炭酸ガスを加圧状態で供給するガス供給源と、
前記ガス供給源から供給される炭酸ガスをファインバブルの気泡の状態で気泡水に混合するミキサーと、
前記ガス供給源と前記ミキサーとの間に連結してなる気泡制御弁と、
前記ガス供給源と前記配管との間に連結してなるガス弁とを有し、
前記ガス弁の閉弁状態で、前記気泡制御弁が開弁されて、炭酸ガスがファインバブルの気泡の状態で気泡水に添加され、
前記気泡制御弁の閉弁状態で、前記ガス弁が開弁されて、前記ノズルから炭酸ガスが噴射されるようにしてなることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載する炭酸ガスの供給装置。
【請求項７】
ハウス内の湿度を検出する湿度センサと、
前記湿度センサの検出湿度で前記供給ポンプの運転を制御するコントロール部とを備えることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載する炭酸ガスの供給装置。
【請求項８】
前記噴霧装置が、前記ハウス内の上部に配置してなる散水ノズルと、
前記ハウス内にあって、前記散水ノズルよりも畝に接近して配置してなる給水ノズルと、
前記散水ノズルに前記水タンクの気泡水を供給する散水配管と、
前記給水ノズルに気泡水を供給する給水配管と、
前記散水配管を前記供給ポンプに連結してなる第１の開閉弁と、
前記給水配管を前記供給ポンプに連結してなる第２の開閉弁とを備え、
前記第１の開閉弁と前記第２の開閉弁とを開閉して、前記散水ノズルと前記給水ノズルから気泡水を噴射するようにしてなる請求項１ないし６のいずれかに記載する炭酸ガスの供給装置。
【請求項９】
ハウスに炭酸ガスを供給する炭酸ガスの供給装置を備える農業用のハウスであって、
前記供給装置が、
農業用のハウスに噴射される水に炭酸ガスを添加して気泡水とする添加器と、
前記添加器で得られる気泡水を農業用のハウス内に噴射する噴霧装置とを備え、
前記添加器が、炭酸ガスをファインバブルの気泡の状態で添加して気泡水とするバブル添加器で、
前記噴霧装置は、
農業用のハウス内に分散して配置されてハウス内に気泡水を噴射する複数のノズルと、
前記ノズルに気泡水を加圧して供給する供給ポンプと、
前記加圧ポンプの排出側に複数のノズルを連結してなる配管とを備え、
前記噴霧装置が、前記バブル添加器で得られる炭酸ガスをファインバブルの気泡の状態で添加してなる気泡水を、前記供給ポンプで加圧して複数のノズルから農業用のハウス内に噴射してハウス内に気泡水を介して炭酸ガスを供給することを特徴とする農業用のハウス。
【請求項１０】
前記バブル添加器が、平均粒径を１０μｍ以下とする炭酸ガスの微細な気泡を気泡水に添加することを特徴とする請求項９に記載する農業用のハウス。
【請求項１１】
前記バブル添加器が、炭酸ガスのウルトラファインバブルを気泡水に添加することを特徴とする請求項１０に記載する農業用のハウス。
【請求項１２】
前記バブル添加器が、気泡水を蓄える水タンクと、
前記水タンク内の気泡水を循環して循環路にファインバブルの炭酸ガスを添加する添加器本体とを備え、
前記噴霧装置が、前記水タンク内の気泡水をハウス内に噴射するようにしてなることを特徴とする請求項９ないし１１のいずれかに記載する農業用のハウス。
【請求項１３】
前記供給ポンプが、気泡水をノズルに供給してハウス内に噴射する噴射タイミングと、気泡水の噴射を停止する休止タイミングとを交互に繰り返して、気泡水を農業用のハウスに噴射することを特徴とする請求項９ないし１２のいずれかに記載する記載する農業用のハウス。
【請求項１４】
前記バブル添加器が、炭酸ガスを加圧状態で供給するガス供給源と、
前記ガス供給源から供給される炭酸ガスをファインバブルの気泡の状態で気泡水に混合するミキサーと、
前記ガス供給源と前記ミキサーとの間に連結してなる気泡制御弁と、
前記ガス供給源と前記配管との間に連結してなるガス弁とを有し、
前記ガス弁の閉弁状態で、前記気泡制御弁が開弁されて、炭酸ガスが前記気泡水に添加され、
前記気泡制御弁の閉弁状態で、前記ガス弁が開弁されて、前記ノズルから炭酸ガスが噴射されるようにしてなることを特徴とする請求項９ないし１３いずれかに記載する農業用のハウス。
【請求項１５】
ハウス内の湿度を検出する湿度センサと、
前記湿度センサの検出湿度で前記供給ポンプの運転を制御するコントロール部とを備えることを特徴とする請求項９ないし１４のいずれかに記載する農業用のハウス。
炭酸ガスの供給装置。
【請求項１６】
前記噴霧装置が、前記ハウス内の上部に配置してなる散水ノズルと、
前記ハウス内にあって、前記散水ノズルよりも畝に接近して配置してなる給水ノズルと、
前記散水ノズルに前記水タンクの気泡水を供給する散水配管と、
前記給水ノズルに気泡水を供給する給水配管と、
前記散水配管を前記供給ポンプに連結してなる第１の開閉弁と、
前記給水配管を前記供給ポンプに連結してなる第２の開閉弁とを備え、
前記第１の開閉弁と前記第２の開閉弁とを開閉して、前記散水ノズルと前記給水ノズルから気泡水を噴射するようにしてなる請求項９ないし１５いずれかに記載する農業用のハウス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は農業用のハウスに炭酸ガスを供給する装置と、炭酸ガスの供給装置を備える農業用のハウスに関する。
【背景技術】
【０００２】
農業用のハウスは、炭酸ガスを添加して炭酸ガス濃度を高くすることで、閉鎖されたハウス内で栽培する植物の生育を向上できる。このことを実現するために、ハウス内に炭酸ガスを供給する装置が開発されている。（特許文献１参照）
この装置は、給水配管に介装されたインラインミキサーに炭酸ガスと水を供給して炭酸水を製造し、この炭酸水をハウス内に噴霧して植物に炭酸ガスを供給する。この装置は、水に炭酸ガスを溶解して炭酸水を製造する。水に炭酸ガスを溶解させるために、溶解槽内の水中に、高圧容器から供給される炭酸ガスをバブリングしている。バブリングされた炭酸ガスは、水に溶解された炭酸水となる。この装置は、炭酸ガスを溶解させた炭酸水を散水して、ハウスに炭酸ガスを供給している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１９９９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
炭酸ガスを溶解させた炭酸水を散水して炭酸ガスを供給できるが、この方式ではハウス内の炭酸ガス濃度を高くできない欠点がある。それは、炭酸水に含まれる炭酸ガス濃度が飽和状態に制限されるからである。農業用のハウスは、炭酸水の散水量を多くして、ハウス内の炭酸ガス濃度を高くできない。炭酸水の散水量が湿度で制限されるからである。農業用のハウス内は、植物の生育に最適な湿度に保持しながら、炭酸ガスを供給する必要がある。
【０００５】
本発明は以上の弊害を防止することを目的として開発されたもので、本発明の大切な目的は、ハウス内を過湿な状態とすることなく、炭酸ガス濃度を高くして植物を最適な栽培環境にできる炭酸ガスの添加装置と、農業用のハウスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の炭酸ガスの供給装置は、農業用のハウスに噴射する水に炭酸ガスを添加して気泡水３１とする添加器と、添加器で得られる気泡水３１を農業用のハウス３０内に噴射する噴霧装置１０とを備える。添加器は炭酸ガスをファインバブルの気泡の状態で添加して気泡水３１とするバブル添加器２である。噴霧装置１０は、農業用のハウス３０内に分散して配置されてハウス３０内に気泡水３１を噴射する複数のノズル１２と、ノズル１２に気泡水３１を加圧して供給する供給ポンプ１１と、加圧ポンプの排出側に複数のノズル１２を連結して、気泡水３１をノズル１２に供給する配管１３とを備える。噴霧装置１０は、バブル添加器２で得られる気泡水３１を、供給ポンプ１１で加圧して複数のノズル１２から農業用のハウス３０内に噴射してハウス３０内に気泡水３１を介して炭酸ガスを供給する。
【０００７】
本発明は、炭酸ガスの供給装置を以下に限定するものではないが、以下の構成とすることができる。
本発明のある態様にかかる炭酸ガスの供給装置は、バブル添加器２が、平均粒径を１０μｍ以下とする炭酸ガスの微細な気泡を気泡水３１に添加することができ、さらに、バブル添加器２は、炭酸ガスのウルトラファインバブルを気泡水３１に添加することができる。以上の炭酸ガスの供給装置は、気泡水の炭酸ガス濃度を高い状態で、安定的に維持することができる。それは、炭酸ガスを平均粒径１０μｍ以下のマイクロバブルやウルトラファインバブルの極めて微細な気泡の状態で、気泡水に添加するからである。マイクロバブルやウルトラファインバブルの気泡の状態で添加された炭酸ガスは、極めて微細なマイクロバブルやウルトラファインバブルの気泡の状態で長時間、気泡水内に留まり続ける。これにより、気泡水の炭酸ガス濃度が低下することなく、高い状態のまま維持することができる。
【０００８】
本発明のある態様にかかる炭酸ガスの供給装置は、バブル添加器２が、気泡水３１を蓄える水タンク６と、水タンク６内の気泡水３１を循環して循環路にファインバブルの炭酸ガスを添加する添加器本体３とを備える構造として、噴霧装置１０でもって、水タンク６内の気泡水３１をハウス３０内に噴射することができる。以上の炭酸ガスの供給装置は、気泡水の炭酸ガス濃度をより高くすることができる。それは、気泡水を水タンク内で循環することにより、ファインバブルの気泡の状態の炭酸ガスが、添加器本体を介して繰り返し添加されるからである。さらに、水タンク内の気泡水の炭酸ガス濃度を均一にすることもできる。気泡水を循環させて、その循環路にファインバブルの気泡の状態の炭酸ガスを添加するからである。これらにより、炭酸ガスの濃度が極めて高く、かつ、均一な状態の気泡水をハウス内に噴射することができる。
【０００９】
本発明のある態様にかかる炭酸ガスの供給装置は、供給ポンプ１１が気泡水３１をノズル１２に供給してハウス３０内に噴射する噴射タイミングと、気泡水３１の噴射を停止する休止タイミングとを交互に繰り返して、気泡水３１を農業用のハウス３０に噴射することができる。以上の炭酸ガスの供給装置は、農業用のハウス内の湿度と炭酸ガス濃度を一定にコントロールすることができる。それは、噴射タイミングと休止タイミングとを交互に繰り返すことにより、ハウス内に気泡水が噴射される時間をコントロールすることができるからである。ハウス内の炭酸ガス濃度を高くするために気泡水を噴射し続けると、ハウス内の湿度が上昇し、植物の栽培環境には好ましくない。気泡水を噴射する時間がコントロールできることにより、ハウス内の炭酸ガス濃度と湿度が、最適な状態で維持できるようになる。
【００１０】
本発明のある態様にかかる炭酸ガスの供給装置は、バブル添加器２に、炭酸ガスを加圧状態で供給するガス供給源７と、ガス供給源７から供給される炭酸ガスをファインバブルの気泡の状態で気泡水３１に混合するミキサー５と、ガス供給源７とミキサー５との間に連結してなる気泡制御弁８と、ガス供給源７と配管１３との間に連結してなるガス弁９とを設け、ガス弁９の閉弁状態で、気泡制御弁８を開弁して、炭酸ガスをファインバブルの気泡の状態で気泡水３１に添加し、気泡制御弁８の閉弁状態で、ガス弁９を開弁されて、ノズル１２から炭酸ガスを噴射することができる。以上の炭酸ガスの供給装置は、ハウス内に炭酸ガスを直接噴射することができる。それは、ガス供給源とミキサーとの間に連結される気泡制御弁と、ガス供給源と配管との間に連結されるガス弁とを設けることにより、気泡制御弁とガス弁を調整することで、ガス供給源から配管を介して、ハウス内に直接炭酸ガスを噴射できるからである。これにより、ハウス内の湿度が高い状態においては、気泡水を噴霧することなく炭酸ガスを供給することができるので、ハウス内の湿度と炭酸ガス濃度を、植物の生育に最適な状態に保持できる。
【００１１】
本発明のある態様にかかる炭酸ガスの供給装置は、ハウス３０内の湿度を検出する湿度センサ２１と、湿度センサ２１の検出湿度で供給ポンプ１１の運転を制御するコントロール部２０とを備える構造とすることができる。以上の炭酸ガスの供給装置は、ハウス内の湿度を理想的にコントロールすることができる。それは、ハウス内に設けられた湿度センサの検出湿度で、ノズルに気泡水を供給する供給ポンプの運転を制御するからである。
【００１２】
本発明のある態様にかかる炭酸ガスの供給装置は、噴霧装置１０が、ハウス３０内の上部に配置している散水ノズル１２Ａと、ハウス３０内にあって、散水ノズル１２Ａよりも畝３３に接近して配置している給水ノズル１２Ｂと、散水ノズル１２Ａに水タンク６の気泡水３１を供給する散水配管１３Ａと、給水ノズル１２Ｂに気泡水３１を供給する給水配管１３Ｂと、散水配管１３Ａを供給ポンプ１１に連結してなる第１の開閉弁１４Ａと、給水配管１３Ｂを供給ポンプ１１に連結してなる第２の開閉弁１４Ｂとを備える構造として、第１の開閉弁１４Ａと第２の開閉弁１４Ｂとを開閉して、散水ノズル１２Ａと給水ノズル１２Ｂから気泡水３１を噴射することができる。以上の炭酸ガスの供給装置は、ハウス内の炭酸ガス濃度を、偏りなく均一にすることができる。それは、ハウス内の上部に位置する散水ノズルと、植物を植えている畝に接近して配置されている給水ノズルとのそれぞれから、気泡水が噴射されるからである。また、給水ノズルから気泡水が噴射されることにより、植物に近い空間の炭酸ガス濃度が上昇するので、より効率的に植物が炭酸ガスを吸収することもできる。
【００１３】
本発明の農業用のハウスは、ハウス内に炭酸ガスを供給する炭酸ガスの供給装置を備える。炭酸ガスの供給装置１は、農業用のハウス３０に噴射される水に炭酸ガスを添加して気泡水３１とする添加器と、添加器で得られる気泡水３１を農業用のハウス３０内に噴射する噴霧装置１０とを備える。添加器は、炭酸ガスをファインバブルの気泡の状態で添加して気泡水３１とするバブル添加器２で、噴霧装置１０は、農業用のハウス３０内に分散して配置されてハウス３０内に気泡水３１を噴射する複数のノズル１２と、ノズル１２に気泡水３１を加圧して供給する供給ポンプ１１と、加圧ポンプの排出側に複数のノズル１２を連結してなる配管１３とを備える。噴霧装置１０は、バブル添加器２で得られる気泡水３１を、供給ポンプ１１で加圧して複数のノズル１２から農業用のハウス３０内に噴射してハウス３０内に気泡水３１を介して炭酸ガスを供給する。
【００１４】
本発明は、農業用のハウスも以下に限定するものではないが、以下の構成とすることができる。
本発明の本発明のある態様にかかる農業用のハウスは、平均粒径を１０μｍ以下とする炭酸ガスの微細な気泡をバブル添加器２で気泡水３１に添加することができ、さらに、バブル添加器２は、炭酸ガスのウルトラファインバブルを気泡水３１に添加することができる。
【００１５】
本発明のある態様にかかる農業用のハウスは、バブル添加器２を、気泡水３１を蓄える水タンク６と、水タンク６内の気泡水３１を循環して循環路にファインバブルの炭酸ガスを添加する添加器本体３とを備える構造として、水タンク６内の気泡水３１を噴霧装置１０でハウス３０内に噴射することができる。
【００１６】
本発明のある態様にかかる農業用のハウスは、供給ポンプ１１が、気泡水３１をノズル１２に供給してハウス３０内に噴射する噴射タイミングと、気泡水３１の噴射を停止する休止タイミングとを交互に繰り返して、気泡水３１を農業用のハウス３０に噴射することができる。
【００１７】
本発明のある態様にかかる農業用のハウスは、バブル添加器２を、炭酸ガスを加圧状態で供給するガス供給源７と、ガス供給源７から供給される炭酸ガスをファインバブルの気泡の状態で気泡水３１に混合するミキサー５と、ガス供給源７とミキサー５との間に連結してなる気泡制御弁８と、ガス供給源７と配管１３との間に連結してなるガス弁９とで構成し、ガス弁９の閉弁状態においては、気泡制御弁８を開弁して炭酸ガスを気泡水３１に添加し、気泡制御弁８の閉弁状態で、ガス弁９を開弁して、ノズル１２から炭酸ガスを噴射することができる。
【００１８】
本発明のある態様にかかる農業用のハウスは、ハウス３０内の湿度を検出する湿度センサ２１で検出し、湿度センサ２１の検出湿度で供給ポンプ１１の運転をコントロール部２０で制御することができる。
【００１９】
本発明のある態様にかかる農業用のハウスは、噴霧装置１０を、ハウス３０内の上部に配置してなる散水ノズル１２Ａと、ハウス３０内にあって、散水ノズル１２Ａよりも畝３３に接近して配置してなる給水ノズル１２Ｂと、散水ノズル１２Ａに水タンク６の気泡水３１を供給する散水配管１３Ａと、給水ノズル１２Ｂに気泡水３１を供給する給水配管１３Ｂと、散水配管１３Ａを供給ポンプ１１に連結してなる第１の開閉弁１４Ａと、給水配管１３Ｂを供給ポンプ１１に連結してなる第２の開閉弁１４Ｂとを備える構造とし、第１の開閉弁１４Ａと第２の開閉弁１４Ｂとを開閉して、散水ノズル１２Ａと給水ノズル１２Ｂから気泡水３１を噴射することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、ハウス内を過湿な状態とすることなく、炭酸ガス濃度を高くして植物を最適な栽培環境にできる特徴がある。それは、本発明が、炭酸ガスを水に溶解して炭酸水としてハウス内に噴射するのではなく、炭酸ガスをファインバブルの状態で水に添加して気泡水とし、この気泡水をハウス内に噴射して炭酸ガスを供給するからである。炭酸ガスを水に溶解する炭酸水は、炭酸ガスを飽和状態以上に溶解できず、炭酸ガス濃度が溶解度で制限される。本発明は、炭酸ガスを水に溶解して炭酸ガスを添加するのではなく、炭酸ガスを微細なファインバブルの気泡として物理的に添加するので、炭酸ガス濃度が溶解度の制限を制限を受けない。したがって、気泡水の炭酸ガス濃度を極めて高くできる。このため、ファインバブルが添加された気泡水をハウス内に噴射して、ハウス内の湿度上昇を少なくしながら、炭酸ガス濃度を高くできる特徴がある。さらに、本発明は、微細な気泡であるファインバブルの状態で炭酸ガスを水中に添加して気泡水としているが、気泡水のファインバブルは、負に帯電して互いに反発するので、水中で均一に分散し、また、大きく凝集することもなく微細なファインバブルの状態に保たれる。微細な気泡であるファインバブルの炭酸ガスが添加された気泡水は、ハウス内に微細な水滴の状態で噴射されてハウス内に拡散される。拡散された微細な水滴は、気化して炭酸ガスをハウス内に放出する。このため、農業用のハウスは、炭酸ガスを内部に供給して炭酸ガス濃度を高くできる。
【００２１】
ハウス内に炭酸ガスをガスの状態で噴射する従来の方法は、炭酸ガスをハウス内に均一に分散させるのは極めて難しいが、炭酸ガスをガス状で噴射するので、簡単にハウス内に供給できる。したがって、現実には、ハウス内に炭酸ガスをガス状で噴射してファンなどで空気を拡散している。ただ、この方法では、ハウス内の炭酸ガス濃度を均一にすることができず、植物を均一に効率よく生育できない弊害がある。
【００２２】
本発明は、微細なファインバブルの炭酸ガスを含む気泡水を、ノズルでハウス内に噴射して炭酸ガスを拡散するので、ファインバブルの炭酸ガスは、微細な水滴を介してハウス内に均一に拡散される。ハウス内に噴射された微細な水滴が、ノズルから高速に噴射されて大きな運動のエネルギーでハウス内に拡散されるからである。さらに、炭酸ガスを微細なファインバブルの状態で含む気泡水は、炭酸ガス濃度を飽和状態よりも高くできるので、少量の気泡水をハウス内に噴射して、炭酸ガス濃度を高くできる特長がある。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施例にかかる炭酸ガスの供給装置と農業用のハウスの概略構成図である。
【図２】図１に示す炭酸ガスの供給装置と農業用のハウスの断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が制限されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一もしくは同等の部分又は部材を示す。さらに以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体例を示すものであって、本発明を以下に限定するものではない。また、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また、一の実施の形態、実施例において説明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。また、図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張していることがある。
【００２５】
本発明の炭酸ガスの供給装置は、ハウス内に噴射される噴霧水に、炭酸ガスをファインバブルの気泡の状態で添加して気泡水とし、この気泡水をハウス内に噴射して、噴射された気泡水を介してハウス内に炭酸ガスを供給する。さらに、炭酸ガスの供給装置を植物などを栽培するハウスに配置して、農業用のハウスを構成している。
【００２６】
炭酸ガスの供給装置は、ハウス内に噴射する噴霧水に炭酸ガスを添加する添加器と、添加器で得られる噴霧水をハウス内に噴霧する噴霧装置とを備える。図１に示す炭酸ガスの供給装置１は、添加器が、炭酸ガスをファインバブルの気泡の状態でハウス３０内に噴射される噴霧水に添加して気泡水３１とするバブル添加器２である。ただし、この図は、気泡水に炭酸ガスが添加されたことを判りやすくするために、気泡を大きく示しているが、ウルトラファインバブルのように微細な気泡を添加した気泡水は透明となる。気泡水３１を噴射する噴霧装置１０は、ハウス３０内に気泡水３１を噴射する複数のノズル１２と、このノズル１２に気泡水３１を供給する供給ポンプ１１と、供給ポンプ１１の排出側と複数のノズル１２とを連結する配管１３とを備えている。
【００２７】
図のバブル添加器２は、加圧状態で炭酸ガスを供給するガス供給源７と、気泡水３１を蓄える水タンク６と、水タンク６内の気泡水３１にファインバブルの気泡の炭酸ガスを添加する添加器本体３とを備えている。図１に示すバブル添加器２は、ガス供給源７から加圧状態で供給される炭酸ガスを、ファインバブルの気泡の状態で水タンク６内に貯留された噴霧水に添加して気泡水３１とする。さらに、ガス供給源７と添加器本体３との間には、気泡制御弁８が連結されている。
【００２８】
水タンク６は、気泡水３１を所定量蓄えることができる容積を有するタンクである。図１に示す水タンク６は、原水と炭酸ガスが供給されて、水タンク６内において噴霧水を気泡水３１とする。原水は、地下水が使用できる。地下水である原水は、水タンク６に連結された地下水を吸い上げるポンプを介して、水タンク６内に供給される。ただし、原水は地下水に限定されるものではなく、水道水などを直接水タンク６内に供給することもできる。この場合は、ポンプを省略してもよい。
【００２９】
また、水タンク６は、炭酸ガスをファインバブルの気泡の状態にして、水タンク６内の貯留水に添加する添加器本体３を設けている。添加器本体３は、気泡制御弁８を介してガス供給源７と連結しており、このガス供給源７から炭酸ガスが供給される。添加器本体３により、水タンク６内の原水は、炭酸ガスがファインバブルの気泡の状態で添加されて気泡水３１となり、水タンク６の内部に気泡水３１が蓄えられる。
【００３０】
水タンク６内に設けられた添加器本体３は、水タンク６内の気泡水３１を循環する循環ポンプ４と、その循環路に炭酸ガスをファインバブルの気泡の状態で混合するミキサー５とを備える。図１に示す添加器本体３は、循環ポンプ４の排出側にミキサー５が連結され、ミキサー５は気泡制御弁８を介してガス供給源７と連結されている。この添加器本体３は、循環ポンプ４で気泡水３１をミキサー５に圧送する。圧送された気泡水３１が、ミキサー５内部で渦状の流れを発生させ、この渦状の流れに炭酸ガスが供給されることにより、せん断力によって炭酸ガスが細分化され、ファインバブルの気泡の状態となる。そして、ミキサー５内部でファインバブルの気泡の状態の炭酸ガスが混合された気泡水３１が水タンク６内に吐出され、水タンク６内の気泡水３１に混合される。さらに、循環ポンプ４により気泡水３１を水タンク６内で循環させることで、ミキサー５を介してファインバブルの気泡の状態の炭酸ガスが繰り返し気泡水３１に添加される。これにより、気泡水３１内の気泡の密度が高くなり、炭酸ガス濃度の高い気泡水３１となる。
【００３１】
さらに、図示しないが、添加器本体は、ミキサー５の吐出側に加圧容器と、加圧容器の吐出口にノズル１２とを備えることもできる。ミキサー５から吐出された気泡水３１が加圧容器に流入し、加圧容器内で炭酸ガスが加圧溶解される。加圧溶解された気泡水３１は、ノズル１２から吐出されて減圧されることにより、混合された炭酸ガスが極めて小さな粒径の気泡の状態に微細化される。この構造によると、炭酸ガスをウルトラファインバブルの気泡の状態で気泡水３１にためることができる。
【００３２】
以上の添加器本体３は、炭酸ガスをマイクロバブルやウルトラファインバブルと呼ばれるファインバブルの気泡の状態で添加して気泡水３１とする。マイクロバブルは粒径が１〜１００μｍ、ウルトラファインバブルは１μｍ未満である。図１に示す添加器本体３は、これらのファインバブルを生成するものを使用する。特に、平均粒径１０μｍ以下のマイクロバブルや、ウルトラファインバブルを生成するものが好ましい。
【００３３】
マイクロバブルやウルトラファインバブルと呼ばれるファインバブルには、様々な優れた特性がある。極めて微細な気泡のファインバブルは、負に帯電して気泡同士が互いに反発して凝集せず、しかも体積が非常に小さくて浮力が小さいので、水中での気泡の上昇速度が極めて遅く、長時間水中に留まることができる。特にウルトラファインバブルは、数週間から数ヶ月程度、水中に滞在することができる。ファインバブルの水中での上昇速度は、ストークスの式で表されるように粒径の二乗に比例する。例えば、１０μｍの粒径のファインバブルは、水中を１分間に約３ｍｍ上昇する。したがって、１μｍの粒径のファインバブルでは、１分間にわずか０．０３ｍｍ程度の上昇となる。このため、炭酸ガスをファインバブルの状態で添加している気泡水３１は、気泡濃度、即ち炭酸ガス濃度が長時間低下しない。また、気泡水３１を循環させて、循環水にファインバブルを添加する装置は、繰り返しファインバブルを添加して、飽和状態をはるかに超える炭酸ガスを気泡水に添加できるので、炭酸ガス濃度を著しく高くできる。したがって、気泡はファインバブルの状態を保持したまま気泡水３１に均一に分散される。これらの特性から、炭酸ガスをファインバブルの状態で添加した気泡水３１は、極めて微細な炭酸ガスの気泡を、非常に高密度な状態のまま長期的に安定して維持することができる。
【００３４】
本発明の炭酸ガスの供給装置は、マイクロバブルやウルトラファインバブルの生成方法に特に限定はなく、キャビテーション方式やベンチュリー方式、超音波方式など、現在使用される種々の方法や、今後開発される全ての方法を採用することができる。
【００３５】
以上のようにして得られる気泡水３１は、水タンク６内に蓄えられる。水タンク６内に蓄えられた気泡水３１は、循環ポンプ４によって水タンク６内で循環され、この循環路に設けた添加器本体３によって炭酸ガスがファインバブルの気泡の状態で添加される。これにより、高濃度で均一な状態の気泡水３１が水タンク６内に蓄えられる。また、気泡水３１を蓄える水タンク６は密閉構造とすることなく、簡単な構造のタンクを使用できる。それは、気泡水３１が、炭酸ガスをファインバブルの気泡の状態のまま水中で保持することができるからである。
【００３６】
水タンク６内に蓄えられた気泡水３１は、噴霧装置１０を介してハウス３０内に噴射される。図１に示す噴霧装置１０は、水タンク６内に蓄えられた気泡水３１をハウス３０内のノズル１２に供給する供給ポンプ１１と、供給ポンプ１１から供給される気泡水３１をハウス３０内に噴射する複数のノズル１２と、ノズル１２と供給ポンプ１１とを連結している配管１３とを備えている。図１に示す供給ポンプ１１は、水タンク６内に設けられ、水タンク６内の気泡水３１を加圧する状態でノズル１２に供給する。ただし、供給ポンプ１１は、水タンク６の外部に配置してもよい。また、気泡水３１を蓄えるタンクと、ファインバブルを気泡水３１に添加するタンクとを別にしてもよい。この場合は、気泡水３１を蓄えるタンクに供給ポンプを配置する。
【００３７】
また、図１に示す供給ポンプ１１は、コントロール部２０に運転を制御されている。コントロール部２０は、気泡制御弁８の開閉及び循環ポンプ４、供給ポンプ１１の運転を制御する制御回路（図示せず）を備えている。さらにコントロール部２０は、タイマ（図示せず）を備えており、一定の時間毎に気泡水３１をノズル１２に供給してハウス３０内に噴射する噴射タイミングと、気泡水３１の噴射を停止する休止タイミングとを繰り返させて、ハウス３０内に噴射される気泡水３１の量をコントロールしている。それぞれのタイミングは、栽培される植物１２の種類やハウス３０の場所など、ハウス３０内で栽培される植物１２の栽培条件に最適な時間で設定することができる。
【００３８】
図の炭酸ガスの供給装置１は、ハウス３０内の湿度を検出する湿度センサ２１を備えており、湿度センサ２１が検出した湿度によりコントロール部２０が供給ポンプ１１の運転を制御している。図１に示す湿度センサ２１は、ハウス３０内に複数設けられており、ハウス３０内の湿度を検出する。湿度センサ２１が検出した湿度が設定された湿度よりも高い場合、コントロール部２０は供給ポンプ１１の運転を停止して気泡水３１の噴射を停止する。また、検出された湿度が設定された湿度よりも低い場合、コントロール部２０は供給ポンプ１１の運転を始動して気泡水３１の噴射を開始する。これにより、ハウス３０内が過湿な状態となるのを防止しながら、効果的に気泡水３１を噴射できる。ただし、供給ポンプ１１の運転の制御は以上の構成に限定されるものではない。例えば、ハウス３０内に温度センサを設けて、検出した温度により供給ポンプ１１の運転を制御することもできるし、コントロール部２０に手動スイッチを設けて、手動で供給ポンプ１１を運転することもできる。
【００３９】
さらに、炭酸ガスの供給装置１は、気泡水３１を介さずにハウス３０内にノズルを介して炭酸ガスを供給することもできる。図１に示す炭酸ガスの供給装置１は、ガス供給源７と添加器本体３のミキサー５との間に気泡制御弁８を設けているが、さらに、ガス供給源７とノズル１２を連結している配管１３との間にガス弁９を設けている。このガス弁９は、コントロール部２０で開閉を制御する。ただし、ガス弁９は、手動で開閉することもできる。以上の構成の炭酸ガスの供給装置は、供給ポンプ１１の運転を停止した状態で気泡制御弁８を閉じてガス弁９を開けると、ガス供給源７から加圧状態で供給される炭酸ガスが、ノズル１２を介して直接ハウス３０内に噴射される。これにより、ハウス３０内の湿度に制限されることなく、ハウス３０内に直接炭酸ガスを供給してハウス３０内の炭酸ガス濃度を高くすることができる。とくに、噴霧装置１０のノズル１２は、散水や給水の為にハウス３０内に分散して配置されているので、ノズル１２から直接炭酸ガスを噴射することで、炭酸ガスを効率よくハウス３０内に均一に供給できる。
【００４０】
図１及び図２に示す噴霧装置１０は、散水ノズル１２Ａと給水ノズル１２Ｂとを備えている。散水ノズル１２Ａは、ハウス３０内の上部に複数配置されており、気泡水３１をミスト状に噴射できるノズルが使用できる。また、給水ノズル１２Ｂは、植物３２が植えられている畝３３の上方で、かつ畝３３に沿って複数配置されており、栽培される植物３２に水分補給するためのノズルが使用できる。
【００４１】
図１及び図２に示す散水ノズル１２Ａは、気泡水３１が供給される散水配管１３Ａに連結している。散水配管１３Ａは、第１の開閉弁１４Ａを介して供給ポンプ１１に連結されており、水タンク６内の気泡水３１が散水ノズル１２Ａに供給される。また、第１の開閉弁１４Ａと散水ノズル１２Ａとを連結している散水配管１３Ａには、ガス弁９である第１のガス弁９Ａを連結している。散水ノズル１２Ａは、供給された気泡水３１をミスト状にしてハウス３０内に噴射するミスト噴射タイプのノズルが適している。ミスト状に噴射することで気泡水３１が気化しやすくなり、気化熱によりハウス３０内の温度を下げる共に、効率的に炭酸ガスが供給される。また、散水ノズル１２Ａをハウス３０内の上部に設けることにより、気泡水３１が散水ノズル１２Ａを介してハウス３０の上部から広範囲に、かつ均一に噴射される。噴射された気泡水３１は、微細な水滴の状態で拡散され、この水滴を介して炭酸ガスがハウス３０内に拡散される。
【００４２】
また、図に示す給水ノズル１２Ｂは、気泡水３１が供給される給水配管１３Ｂに連結されており、さらに第２の開閉弁１４Ｂを介して供給ポンプ１１に連結されて、水タンク６内の気泡水３１が供給される。ただし、給水ノズル１２Ｂを使用せず、灌水チューブなどを使用することもできる。図１に示す給水配管１３Ｂは、分かりやすくするためにハウス３０内に位置する部分を破線で表示している。畝３３に接近して配置された給水ノズル１２Ｂは、図２に示すように、植物１２に、より近い位置で気泡水３１を噴射できるので、効率的に植物１２が炭酸ガスを吸収することができる。また、第２の開閉弁１４Ｂと給水ノズル１２Ｂを連結している給水配管１３Ｂには、散水配管１３Ａと同様に第２のガス弁９Ｂが連結されている。第１の開閉弁１４Ａ及び第２の開閉弁１４Ｂと、第１のガス弁９Ａ及び第２のガス弁９Ｂは、それぞれコントロール部２０によりその開閉が制御されるが、必ずしもその限りではない。手動で開閉することもできる。さらに、図示しないが、給水配管１３Ｂ中で養液を添加して、養液が添加された気泡水を植物１２に補給することもできる。
【００４３】
以上の構成の炭酸ガスの供給装置１は、ハウス３０内に気泡水３１を噴射しながら、同時に炭酸ガスを直接噴射することができる。図の炭酸ガスの供給装置１は、第１の開閉弁１４Ａを閉じた状態で第１のガス弁９Ａを開け、さらに、第２のガス弁９Ｂを閉じた状態で第２の開閉弁１４Ｂを開けると、散水ノズル１２Ａからは炭酸ガスが噴射され、給水ノズル１２Ｂからは気泡水３１が噴射される。また、第２の開閉弁１４Ｂを閉じた状態で第２のガス弁９Ｂを開け、さらに、第１のガス弁９Ａを閉じた状態で第１の開閉弁１４Ａを開けると、給水ノズル１２Ｂから炭酸ガスが、散水ノズル１２Ａから気泡水３１が噴射される。特に、給水ノズル１２Ｂから炭酸ガスが、散水ノズル１２Ａから気泡水３１が噴射される状態は、栽培される植物１２の近くで炭酸ガスが直接噴射され、かつハウス３０内の上部からも気泡水３１が噴射されるので、ハウス３０内の炭酸ガス濃度や湿度を最適な状態に維持しやすい。
【００４４】
また、炭酸ガスの供給装置は、ハウス３０内にミストを噴霧して冷却する散水装置や、植物３２に水分補給をする給水装置を利用して、気泡水３１をハウス３０内に噴射して炭酸ガスを供給することができる。したがって、本発明の炭酸ガスの供給装置は農業用のハウス内に設置される散水装置や給水装置を併用することで、簡単かつ低コストに設置できる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、ハウス内の炭酸ガス濃度を高くし、とくに広い農業用のハウス内を均一な炭酸ガス濃度として、全ての植物をむらなく高効率に生育できるハウスとして使用される。
【符号の説明】
【００４６】
１…炭酸ガスの供給装置
２…バブル添加器
３…添加器本体
４…循環ポンプ
５…ミキサー
６…水タンク
７…ガス供給源
８…気泡制御弁
９…ガス弁
９Ａ…第１のガス弁
９Ｂ…第２のガス弁
１０…噴霧装置
１１…供給ポンプ
１２…ノズル
１２Ａ…散水ノズル
１２Ｂ…給水ノズル
１３…配管
１３Ａ…散水配管
１３Ｂ…給水配管
１４Ａ…第１の開閉弁
１４Ｂ…第２の開閉弁
２０…コントロール部
２１…湿度センサ
３０…ハウス
３１…気泡水
３２…植物
３３…畝
【図１】
2020010660.tif 000003
【図２】
2020010660.tif 000004