(57)【要約】【課題】  ハウス天井部に滞留している高温空気と下部の低温空気とを、混合撹拌して上下対流と循環をさせて温度差を平均化し、暖房費を削減する空調用対流循環促進装置。【解決手段】  送風機４を備えた導入管１の二股分岐部１０から立ち下げられたそれぞれの下端をハウス後方に屈曲して吸引口８を設け、導入管１の後端部をより大きな径の混合管２の高温空気吸引口５から挿入し、空隙部に斜設した複数枚の旋回板７で導入管１と混合管２とを接続する。  混合管２の後端部をより大きな径の第二混合管２ａの二次吸引口５ａから挿入し、同様に空隙部に斜設した複数枚の旋回板７ａで第一混合管２と第二混合管２ａとを接続し、第二混合管２ａに接続された吐出管３の二股分岐部１０ａから立ち下げられたそれぞれの下端を、ハウス前方に屈曲して吹出口９を設ける。【選択図】  図１
2018189331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
適宜な位置に送風機を備えた導入管と、接続順に径がより大きくなる複数個の混合管と、吐出管とから構成され、建物長手方向手前側の天井部に装置された、前記導入管前端部の二股分岐部から立ち下げたそれぞれの下端を建物後方に屈曲して吸込口を設け、前記導入管の後端部を、より大きな径の混合管先端部に形設された複数枚の羽根を有する高温空気吸引口から適宜な深さまで挿入し、該挿入空隙部に軸方向に沿って斜設した複数枚の旋回板で、前記導入管と前記混合管とを接続するとともに、該混合管の後端部を、より大きな径の第二混合管先端部に前記高温空気吸引口と相似形状に形設された二次吸引口から適宜な深さまで挿入し、該挿入空隙部に軸方向に沿って斜設した複数枚の旋回板で前記混合管と前記第二混合管とを接続し、該第二混合管に接続された吐出管の二股分岐部から立ち下げたそれぞれの下端を、建物前方に屈曲して吹出口を設けたことを特徴とする空調用対流循環促進装置。
【請求項２】
前記空調用対流循環促進装置において、高温空気吸引口及び二次吸引口の形状を略ラッパ状に形設し、導入管と混合管及び、該混合管と第二混合管とのそれぞれの挿入空隙部に、軸方向に沿って設けられた縦長の複数枚の平板で、前記導入管と前記混合管及び、該混合管と前記第二混合管とを接続してなる、請求項１記載の空調用対流循環促進装置。
【請求項３】
前記空調用対流循環促進装置において、導入管及び吐出管の二股分岐部を略Ｔ字状継手に替え、該略Ｔ字状継手のそれぞれの下端に前記二股分岐部を形設せしめ、前記略Ｔ字状継手のそれぞれの末端解放口と下端口とを開閉する可動式の切替弁を設けるとともに、前記吐出管の略Ｔ字状継手の末端解放口と、その延長線上の建物壁面に設けた開閉式のガラリとを接続したことを特徴とする、請求項１乃至請求項２に記載の空調用対流循環促進装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主にビニールハウスや簡易建築物の温度差を解消する空調用対流循環促進装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、異常気象や環境汚染の悪化等からビニールハウスや農業の工場化が進み、露地もの野菜や果物、及び花卉栽培等の農作物の通年管理栽培法が多く採用されるようになった。
資金力が豊富な企業の進出による大規模な農業用栽培ハウスでは、頑健な鉄骨造りでガラスを多用するなど、透過性や断熱効果にも重点を置いた本格的な建築物が多く見受けられる。
しかしながら、従来の小規模農家のビニールハウスでは、小径パイプを使用した骨組みに農業用ビニールフィルムを覆っただけの簡易ハウスが多く、これらは断熱や保温性に乏しく、冬期間におけるビニールハウス内の温度維持管理費は昼夜を問わず膨大なものであり、中小の野菜農家や花卉栽培農家の経営を圧迫していた。
【０００３】
そのために、冬期間には農作物の生産を一時休止している小規模農家も多く、また寒冷地で冬期間も生産している農家では、例えば、ハウスの出入り口付近に温風暖房機等を設置して、要所に吹き出し孔を設けた簡易ダクトをハウス長手面の両側下部に這わせ、吹き出し孔から温風を吹き出して対処している。
【０００４】
しかしながら、この方法ではハウス下部からの冷気の侵入もあり、温風（高温空気）はすぐに上昇して天井部に滞留するなど効率の悪いものであった。
また、広いハウス内では常に温度差層域が形成されるために上下の空気移動はほとんど起きることがなく、このハウス天井部に一度滞留した高温空気はその状態を維持したまま、夜間の外気温との激しい温度差で急速に熱交換されて無駄に放熱されていた。
つまり、気密性の高い一般の居室と違って、断熱性や保温性に乏しく面積の広いビニールハウスでは温風暖房による局所的な輻射熱方式では効果が薄く、本来の使用目的には適さないものであった。
【０００５】
昨今では通年栽培に向けての環境整備や、狭いハウスの有効利用や人出不足を解消する目的からも、従来の温風暖房方式に替わるものとして水耕栽培やヒートパイプ埋設方式で地中を暖める等の様々な栽培法がなされている。
基本的には、作物の根元の土壌自体を暖め、さらに連作に向けての土壌殺菌にも応用できるヒートパイプ方式が優れているが、高額な初期設備投資が普及へのネックとなっている。
また、作物の品質向上や生育調整のための農業用ハウスの空調装置としては、特開平０５−３０８８５９号公報が知られている。（特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開０５−３０８８５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１はハウス内の冷却機能や除湿が主たる目的であり、屋内外の空調ユニットや送風機、また蒸発器等の大掛かりな空調装置一式を必要とするために設備投資が高額になり、冬期間の暖房費の削減を目的とする中小規模農家には適さないものであった。
これらの中小規模農家においては、従来からの灯油や重油を使用した温風暖房機等による現状システムの中での、冬期間の暖房費を削減する方法が求められていた。
【０００８】
その対処法として多くのハウス農家では、天井部に滞留している高温空気をハウス全体に拡散させる目的で、ハウス長手方向の天井に単体の送風機を水平に１〜２個設置しているが、この方法では送風機周辺の高温空気を部分的に混合・撹拌するだけで上下の対流や循環作用は生じず、ハウス全体を暖める効果としては効率の悪いものであった。
【０００９】
また、ビニールハウス内の温度は外気温度よりも日照時間が大きく作用することが知られており、冬期間でも短時間の日照でハウス内の温度は急激に上昇し、日中の暖房費節減に大きく貢献しているが、逆に夏場にはハウス内の温度が高温になりすぎて生産物に悪影響を及ぼすことから、ハウス両側面のビニールを巻き上げる等、温度管理のために適宜換気をする必要があった。
本発明は、冬期間における太陽熱エネルギーや暖房機による温風がハウス天井部に集約され、常時滞留している高温空気を利用することで上記課題の解決を図ろうとするものである。
【００１０】
つまり本願発明は、ハウス下部の低温空気と天井部の高温空気とを、一台の送風機でダクトを介して混合しながらハウス全体の空気を大きく上下対流と循環をさせ、その連続性を以て温度差を平均化することで燃料費を削減するとともに、夏場のハウス天井部に集約されて滞留する高温空気の排出にも対応できる、空調用対流循環促進装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
適宜な位置に送風機を備えた導入管前端部の、二股分岐部から立ち下げたそれぞれの下端を建物後方に屈曲して吸込口を設け、該導入管の後端部を、より大きな径の混合管先端部に形設された複数枚の羽根を有する高温空気吸引口から適宜な位置まで挿入し、該挿入空隙部に軸方向に沿って斜設した複数枚の旋回板で、前記導入管と前記混合管とを接続する。
前記混合管の後端部を、より大きな径の第二混合管先端部に前記高温空気吸引口と相似形状に形設された二次吸引口から適宜な位置まで挿入し、該挿入空隙部に軸方向に沿って斜設した複数枚の旋回板で前記混合管と前記第二混合管とを接続させ、該第二混合管に接続された吐出管の二股分岐部から立ち下げたそれぞれの下端を建物前方に屈曲して吹出口を設ける。
【００１２】
第２の解決手段は、高温空気吸引口及び二次吸引口の形状を略ラッパ状に形設するとともに、導入管と混合管及び該混合管と第二混合管との、それぞれの挿入空隙部に軸方向に沿って設けられた縦長の複数枚の平板で、前記導入管と前記混合管及び、該混合管と前記第二混合管とを接続する。
【００１３】
第３の解決手段は、導入管及び吐出管の二股分岐部を略Ｔ字状継手に替え、該略Ｔ字状のそれぞれの下端に前記二股分岐部分を形設せしめ、前記略Ｔ字状継手のそれぞれの末端解放口と下端口とを開閉する可動式の切替弁を設ける。
前記吐出管の略Ｔ字状継手の末端解放口と、その延長線上の建物壁面に設けた開閉式ガラリとを接続する。  
【発明の効果】
【００１４】
既存の暖房システムを替えることなく設備投資を抑え、一台の送風機でハウス下部の低温空気を吸引し、その吐出圧でハウス天井部に滞留している異なる位置の高温空気を複数回にわたって吸引後、複数の混合管内で混合撹拌して温度を均一にする。
複数回にわたり段階的に増大する風量に比例して風速は低減するので、最終的にハウス両サイドの吹出口からは緩やかな暖気流が吹出し、この連続性によりハウス内全体の空気に上下対流と循環が生じ、ハウス内の空気を大きく流動させて温度差の平均化を図る。
【００１５】
冬期間には、日中の太陽熱エネルギーにより天井部に滞留した高温空気と、ハウス下部の低温空気との上下対流と循環の連続性によりハウス全体の温度が上がり、温風暖房機の燃焼回数の低減や使用開始時間を遅らせることができ、結果的に燃料費の削減につながる。
また、温度差の平均化でハウス内の温度と外気温との差も縮小するので放熱ロスも少なくなり、特に夜間における天井部の高温空気と外気温との激しい差による放熱ロスは、従来に比較して大幅に減少し、温度の平均化により結露対策にも好影響を与える。
【００１６】
前述したように日照時間による太陽熱エネルギーは膨大なもので多大な恩恵もあるが、逆に夏場にはハウス内が高温になりすぎて生産物に悪影響を及ぼしているのも事実である。
本発明は、この夏場の高温空気排熱用の換気用空調装置としても使え、動力を必要とするのは送風機一台のみなのでランニングコストも軽微で済み、単純構造なので故障も少なく維持管理も容易である。
【００１７】
また、ハウス内の空気が澱んだ状態では生産物の病気に対する抵抗力が減衰するといわれ、自然界のように適度な風が必要とされるが、あまり風力が強すぎると悪影響を及ぼすことが多い。
本発明は、エゼクターとベルヌーイの定理等の自然の法則を活用しており、周囲の高温空気を複数回吸引して各混合管内での旋回流を以て混合撹拌するが、風量が増大するたびに風速は低減され、最終的に吹出口からは生産物に害を及ぼさない緩やかな暖気流となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施例のビニールハウスにおける機構説明図
【図２】本発明の図１記載のＳ部分の拡大断面図
【図３】図１記載のＳ部分における変形態様の拡大断面図
【図４】一実施例の導入管側略Ｔ字形状継手の一部切欠き図
【図５】一実施例の吐出管側略Ｔ字形状継手の一部切欠き図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明は、主にビニールハウスや簡易建築物の長手方向天井部に装置される空調用対流循環促進装置であって、導入管と、先端部に高温空気吸引口を有し、接続順に段階的に径がより大きくなる複数個の混合管と、吐出管とから構成されている。
前記導入管下部の二股分岐部の両下端にはハウス後方に屈曲した吸込口を設け、前記吐出管下部の二股分岐部の両下端にはハウス前方に屈曲した吹出口が設けられている。
【００２０】
ビニールハウスＡ内の手前側天井部に装置された導入管１は、適宜な位置に送風機４を備えており、該導入管１前端部の二股分岐部１０から立ち下げたそれぞれの下端は、ハウスＡ後方に屈曲されて先端には吸込口８が設けられている。
前記導入管１の後端部を、より大きな径の混合管２先端部に設けられた、切り込みにより拡径された複数枚の羽根６を有する高温空気吸引口５から適宜な位置まで挿入し、該挿入空隙部に軸方向に沿って斜設した複数枚の旋回板７で、前記導入管１と前記混合管２とを接続する。
前記混合管２の後端部を、より大きな径の第二混合管２ａの先端部に、前記高温空気吸引口５と相似形状に形設された二次吸引口５ａから適宜な位置まで挿入し、該挿入空隙部に軸方向に沿って斜設した複数枚の旋回板７ａで、前記混合管２と前記第二混合管２ａとを接続する。
前記第二混合管２ａに接続された吐出管３後端部の、二股分岐部１０ａから立ち下げたそれぞれの下端は、ハウスＡ前方に屈曲されて先端には吹出口９が設けられている。
【実施例】
【００２１】
現状の暖房システムにおいては、面積の広いビニールハウスＡ下部に集積する密度の大きな低温空気中に、温風暖房器で加温された密度の小さな温風を吹き出しても対流による空気移動効果は薄く、輻射熱によって空気を暖める効果も局所的であった。
さらに、温風暖房器からの温風（高温空気）や膨大な太陽熱エネルギーによる高温空気も、ハウスＡ下部からの冷気の侵入等で直ぐに上昇して天井部に滞留するので、広いハウス内では常に温度差層域が形成されることになる。
【００２２】
本実施例では、それらの問題解決のための装置構成において、現場作業での効率化を図る目的で内部構造を一体化した継手部品とし、嵌合用ソケット継手や直管とに区分けした。
導入管１及び吐出管３の略Ｔ字形状継手１１、１１ａは内部構造を含む部品として一体製作し、導入管１及び吐出管３における、管径違いの挿入部分の構成・接続構造も一体化した部品として製造することで在庫化を可能にした。
また、それらの部品や接続する嵌合用ソケット継手を採用したことにより、現場での組み立て作業は直管の長さ調整のみとなり作業時間の短縮となった。  
【００２３】
実施例を基に、各図を参照にして以下に作用及び動作を説明する。
図１は、本発明の一実施例のビニールハウスにおける機構説明図である。
ビニールハウスＡ長手方向天井部の導入管１前端部の二股分岐部１０から立ち下げられ、ハウスＡ後方に屈曲された両下端の吸入口８からは、導入管１の送風機４を介してハウスＡ下部の密度の大きい低温空気を機械的に吸引する。
つぎに、より大きな径の混合管２内に挿入された導入管１からの吐出圧により、高温空気吸引口５からエゼクターで周囲の密度の小さい高温空気を吸引する際に、挿入空隙部に軸方向に沿って斜設した複数枚の旋回板７により混合管２内に旋回流を形成し、径（風量）が増大した分だけ風速は低減する。
つぎに、より大きな径の第二混合管２ａ内に挿入された混合管２からの吐出圧により、二次吸引口５ａからエゼクターで周囲の高温空気を吸引する際に、挿入空隙部に軸方向に沿って斜設した複数枚の旋回板７ａにより混合管２ａ内に旋回流を形成して上記と同様の作用・効果をもたらし、同じく風量が増大した分だけ風速はさらに低減する。
第二混合管２ａに接続された吐出管３後端部の二股分岐部１０ａから立ち下げられ、ハウスＡ前方に屈曲された両下端の吹出口９からは緩やかな温風が吹きだされることになる。
上記の連続性により、ハウスＡ全体の空気に上下対流と循環が生じ、大きく流動することでハウスＡ内の温度差が平均化され、放熱ロスが減少して冬期間の暖房費の削減につながる。
【００２４】
つまり、従来は活用し切れていなかったハウス天井部の高温空気を、送風機一台を以て単順に上下対流と循環を行うだけではなく、下部の低温空気と天井部の異なる位置の複数個所の高温空気をエゼクターで吸引後、混合管内で完全に混合された空気を循環させて温度差の平均化を図り、ハウス内全体の温度を上げることで燃料費を削減する空調用対流循環促進装置である。
なお、本装置は使用するビニールハウスや建築物の大きさや形状によって、混合管を適宜に増減させたり、または奥行の長い建物では天井部に本装置を直列に二台配置したり、横幅が広い建物には並列して用いたり、自由な組み合わせにも対応できる。
【００２５】
図２は、本発明の図１記載のＳ部の拡大断面図である。 ＳとＳａとは相似形状である
混合管２の高温空気吸引口５及び第二混合管２ａの二次吸引口５ａは、切り込みによって拡径された複数枚の羽根６、６ａを有し、周囲の高温空気を吸引しやすく形設されている。
また、適宜な深さまで挿入された導入管１及び混合管２は、それぞれの空隙部に軸方向に沿って複数枚の旋回板７、７ａを斜設して次の管と固定されている。  
尚、変形態様として、複数枚の羽根６、６ａの形状に旋回板７、７ａと同方向の捻りを加えて直進性を高めても良い。
【００２６】
図３は、図１記載のＳ部分における変形態様の拡大断面図である。
混合管２の高温空気吸引口５及び第二混合管２ａの二次吸引口５ａの形状は、切り込みのない略ラッパ状に形設されており、適宜な深さまで挿入された導入管１及び混合管２はそれぞれの空隙部に、軸方向に沿って設けられた縦長の複数枚の平板７、７ａで次の管と固定されているが、これらは製作時の加工性とコストの削減を優先したものである。
【００２７】
図４は、一実施例の導入管側略Ｔ字状継手の一部切欠き図である。
図は冬期間の使用状態を表わしており、略Ｔ字状継手１１の可動式切換弁１２のハンドル操作で末端解放口を閉じ、下端口を開けることで二股分岐部１０から立ち下げられた両下端の吸入口８から、ハウスＡ内下部の低温空気を混合管２内に供給することができる。  
夏期間には逆のハンドル操作で下端口を閉じ、ハウスＡ内への循環回路を遮断することで、末端解放口から天井部の高温空気を取り込み吐出圧によるエゼクターで、高温空気吸引口５と二次吸引口５ａから周囲の高温空気を巻き込み混合管２、及び第二混合管２ａに送り込むことができる。
【００２８】
図５は、一実施例の吐出管側略Ｔ字状継手の一部切欠き図である。
図は夏季間の使用状態を表わしており、略Ｔ字状継手１１ａの可動式切換弁１２ａのハンドル操作で下端口を閉じてハウスＡ内への循環回路を遮断し、略Ｔ字形状継手１１ａの末端解放口とハウス外壁の開閉式ガラリ１３とを開放することで、天井部分の高温空気のみを複数回にわたり吸引して屋外に放出する。  なお、その際にはハウスＡ内への給気を考慮する。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
主にビニールハウス農家や簡易建築物の冬期間の暖房費を節減することが目的である。
既存の暖房設備を使用することで初期投資額を抑え、ハウス天井部分に常に滞留して無駄に放熱されていた高温空気と、ハウス下部の低温空気とを送風機一台で吸引・混合撹拌し、ハウス内の空気全体を大きく上下対流と循環をさせて燃料費を大幅に削減することで、通年栽培を促すとともに、夏場のハウス内の高温対策にも利用できる省エネ型の発明である。
【符号の説明】
【００３０】
１        導入管
２        混合管
２ａ      第二混合管
３        吐出管
４        送風機
５        高温空気吸引口
５ａ       二次吸引口
６、６ａ  羽根
７、７ａ   旋回板
８          吸込口
９          吹出口
１０、１０ａ  二股分岐部
１１、１１ａ  略Ｔ字形状継手
１２，１２ａ  切換弁
１３          開閉式ガラリ
Ａ          ビニールハウス
【図１】
2018189331.tif 000003
【図２】
2018189331.tif 000004
【図３】
2018189331.tif 000005
【図４】
2018189331.tif 000006
【図５】
2018189331.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成29年9月8日(2017.9.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
適宜な位置に送風機を備えた導入管と、接続順に径がより大きくなる複数個の混合管と、吐出管とから構成され、建物長手方向手前側の天井部に装置された、前記導入管前端部の二股分岐部から立ち下げたそれぞれの下端を建物後方に屈曲して吸込口を設け、前記導入管の後端部を、より大きな径の前記混合管先端部に形設された複数枚の羽根を有する高温空気吸引口から適宜な深さまで挿入し、該挿入空隙部に軸方向に沿って斜設した複数枚の旋回板で前記導入管と前記混合管とを接続するとともに、前記混合管の後端部を、より大きな径の第二混合管先端部に前記高温空気吸引口と相似形状に形設された二次吸引口から適宜な深さまで挿入し、該挿入空隙部に軸方向に沿って斜設した複数枚の旋回板で前記混合管と前記第二混合管とを接続し、前記第二混合管に接続された前記吐出管の前記二股分岐部から立ち下げたそれぞれの下端を、建物前方に屈曲して吹出口を設けたことを特徴とする空調用対流循環促進装置。
【請求項２】
送風機を備えた導入管と、接続順に径がより大きくなる複数個の混合管と、吐出管とから構成され、前記導入管前端部の二股分岐部から立ち下げたそれぞれの下端を建物後方に屈曲して吸込口を設け、前記導入管の後端部を、より大きな径の前記混合管先端部に略ラッパ状に形設された高温空気吸引口から適宜な深さまで挿入し、該挿入空隙部に軸方向に沿って設けられた縦長の複数枚の平板で、前記導入管と前記混合管とを接続するとともに、前記混合管の後端部を、より大きな径の第二混合管先端部に前記高温空気吸引口と相似形状に形設された二次吸引口から適宜な深さまで挿入し、該挿入空隙部に軸方向に沿って設けられた縦長の複数枚の平板で、前記混合管と前記第二混合管とを接続し、前記第二混合管に接続された前記吐出管の二股分岐部から立ち下げたそれぞれの下端を、建物前方に屈曲して吹出口を設けたことを特徴とする空調用対流循環促進装置。
【請求項３】
前記導入管及び前記吐出管の前記二股分岐部を略Ｔ字状継手に替え、前記略Ｔ字状継手のそれぞれの下端に前記二股分岐部を形設せしめ、前記略Ｔ字状継手のそれぞれの末端解放口と下端口とを開閉する可動式の切替弁を設けるとともに、前記吐出管の前記略Ｔ字状継手の前記末端解放口と、その延長線上の建物壁面に設けた開閉式のガラリとを接続したことを特徴とする、請求項１乃至請求項２に記載の空調用対流循環促進装置。