(57)【要約】【課題】植物に悪影響を及ぼすことなく、安価な構成で培地周辺の温度の均一化を図ること。【解決手段】一方向に長い栽培領域（Ａ）が設けられた植物栽培施設（１０）の換気構造であって、栽培領域に沿って施設上部に形成されたダクト（２１）と、給気口（１５）を通じてダクト内に外気を取り込む送風機（２６）とを備え、ダクトの底面（２３）には無数の開口（２４）が形成される構成にした。この構成により、給気口からダクト内に外気が取り込まれて、ダクトの底面の無数の開口を通じて栽培領域に向かうダウンフロー（Ｆ１）が発生する。栽培領域に低風速のダウンフローが均一に供給されて、温度のバラツキや過度な水分蒸散を抑えて栽培領域が適正に空調される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
栽培領域の上方に給気口及び排気口が設けられた植物栽培施設の換気構造であって、
前記栽培領域に沿って施設上部に形成されたダクトと、
前記給気口を通じて前記ダクト内に外気を取り込む送風機とを備え、
前記ダクトの底面には無数の開口が形成されていることを特徴とする換気構造。
【請求項２】
前記ダクトの側方には、前記栽培領域から施設上面の排気口に空気を導く流路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の換気構造。
【請求項３】
前記給気口が前記ダクトの両端側の施設側面に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の換気構造。
【請求項４】
前記給気口から前記排気口に向かう空気の流れを作り出すように、前記送風機が前記無数の開口よりも前記給気口側に設けられていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の換気構造。
【請求項５】
前記ダクトの一面が施設側面又は施設上面と一体に形成され、
前記給気口が前記ダクトと一体の施設側面又は施設上面に前記栽培領域に沿って形成されていることを特徴とする請求項２に記載の換気構造。
【請求項６】
前記給気口から前記排気口に向かう空気の流れを作り出すように、前記送風機が前記無数の開口よりも前記排気口側に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の換気構造。
【請求項７】
前記施設上面には一対の天窓が設けられており、
一方の天窓の窓穴が前記給気口として機能し、他方の天窓の窓穴が前記排気口として機能することを特徴とする請求項６に記載の換気構造。
【請求項８】
前記ダクトが透光性を有し、
前記ダクトの上面には遮光部材が開閉可能に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の換気構造。
【請求項９】
前記ダクトの底面における前記無数の開口の開口率が１％以上、５０％以下であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の換気構造。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の換気構造を備えたことを特徴とする植物栽培施設。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、施設内に外気を取り込んで空調する換気構造、植物栽培施設に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に植物栽培施設は、施設内の熱気を入れ換えるために、積極的に外気を取り込むことで空調している。例えば、植物栽培施設の換気構造として、施設上部に複数の送風機を配設して、給気口から取り込んだ外気を培地に沿って奥行方向に流し、暖まった空気を排気口から排出するものが提案されている。また、他の植物栽培施設の換気構造として、施設内を屋根側の上部室と培地側の下部室に仕切り、送風機によって下部室から上部室に向かう空気の流れを作ることで、上部室で暖まった空気が培地側に流入しないようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１９８０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、施設上部に配置した複数の送風機から成る換気構造や、特許文献１に記載の換気構造では、培地周辺の温度の均一化が十分に図られておらず、培地周辺の温度にバラツキが生じていた。また、送風機を増設することで温度の均一化を図ることが可能だが、気流の風速が過大になって培地の植物の水分蒸散等に悪影響を及ぼすと共に、設備コストが増大するという問題があった。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、植物に悪影響を及ぼすことなく、安価な構成で培地周辺の温度の均一化を図ることができる換気構造、植物栽培施設を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の換気構造は、栽培領域の上方に給気口及び排気口が設けられた植物栽培施設の換気構造であって、前記栽培領域に沿って施設上部に形成されたダクトと、前記給気口を通じて前記ダクト内に外気を取り込む送風機とを備え、前記ダクトの底面には無数の開口が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、給気口からダクト内に外気が取り込まれて、ダクトの底面の無数の開口を通じて栽培領域に向かうダウンフローが発生する。これにより、栽培領域に低風速のダウンフローが均一に供給されて、温度のバラツキや過度な水分蒸散を抑えて栽培領域を適正に空調することができる。また、簡易な構成で栽培領域を良好に空調できるため、設備コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施の形態の換気構造を備えた植物栽培施設の斜視図である。
【図２】比較例の植物栽培施設の給気及び排気を示す模式図である。
【図３】図１に示す植物栽培施設のＹＺ平面及びＸＺ平面に沿う断面模式図である。
【図４】ダクト内における送風方向とダウンフローとの関係を示す図である。
【図５】第２の実施の形態の換気構造を備えた植物栽培施設の斜視図である。
【図６】図５に示す植物栽培施設のＹＺ平面に沿う断面模式図である。
【図７】第３の実施の形態の換気構造を備えた植物栽培施設の斜視図である。
【図８】図７に示す植物栽培施設のＹＺ平面に沿う断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、第１の実施の形態の換気構造を備えた植物栽培施設について説明する。図１は、第１の実施の形態の換気構造を備えた植物栽培施設の斜視図である。図２は、比較例の植物栽培施設の給気及び排気を示す模式図である。
【００１０】
図１に示すように、植物栽培施設１０は、フレームに透光性の被覆材を取り付けて温室を形成している。植物栽培施設１０の内側には一方向（Ｘ方向）に長い栽培領域Ａが設けられており、栽培領域Ａには複数列（本実施の形態では３列）の栽培ベッド１７が設置されている。栽培ベッド１７は、床面１３（図３参照）よりも高い位置に設けられているため、日射加熱による温度上昇が抑えられると共に高設栽培によって栽培作業の負担が軽減されている。また、植物栽培施設１０の屋根（施設上面）１１は三角形状に形成されており、屋根１１には頂部を支点に開閉可能な一対の天窓１４が設置されている。
【００１１】
ところで、図２に示す一般的な植物栽培施設７０では、一対の天窓７１を開放することによって、施設内の熱気が入れ換えられるが、給気及び排気が天窓７１から成り行きで行われている。このため、空調に必要な給気が確保できず、日照加熱の冷却が部分的に不十分で温度のバラツキが生じる。図２に示す例では給気側では日射加熱が冷却されるが、排気側では日射加熱が十分に冷却されず、温度のバラツキによって植物の育成に差が生じる。温度の均一化するために施設内の空気を強い気流で循環させることも考えられるが、風速が大きくなって植物の水分蒸散が過度に進んでしまう。
【００１２】
そこで、図１に示す本実施の形態の換気構造は、栽培領域Ａに沿って施設上部にダクト２１を形成し、送風機２６によってダクト２１内に取り込まれた外気をダクト２１の底面の無数の開口から栽培領域Ａにダウンフローとして供給している。これにより、栽培領域Ａが一方向に長く形成されていても、栽培領域Ａの全体に低風速の外気を均一に供給して温度のバラツキを小さくすると共に植物の蒸散速度を抑えることができる。また、送風機２６の送風に加えて煙突効果を利用することで、天窓１４の開放によって施設内の暖まった空気を排気して施設内の換気を促している。
【００１３】
以下、図３及び図４を参照して、第１の実施の形態の換気構造について説明する。図３は、図１に示す植物栽培施設の断面模式図である。なお、図３Ａは図１に示す植物栽培施設のＹＺ平面に沿う断面模式図、図３Ｂは図１に示す植物栽培施設のＸＺ平面に沿う断面模式図をそれぞれ示している。図４は、ダクト内における送風方向とダウンフローとの関係を示す図である。
【００１４】
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、植物栽培施設１０の施設上部には栽培領域Ａに沿ってダクト２１が延びており、植物栽培施設１０の長手方向の両側壁（施設側面）１２にダクト２１が両持ちで支持されている。ダクト２１は透光性材料によって断面視三角形状に形成され、ダクト２１の一対の斜面２２は屋根１１に沿って傾斜し、ダクト２１の底面２３は栽培領域Ａに対向している。ダクト２１の両端は両側壁１２の給気口１５を通じて外部に連通し、両側壁１２には各給気口１５を通じてダクト２１内に外気を取り込む送風機２６が設置されている。なお、詳細は後述するが、送風機２６は、ダクト２１の底面２３に向けて吹き降ろすように僅かに傾けられている。
【００１５】
ダクト２１の底面２３には無数の開口２４が形成されており、ダクト２１内に取り込まれた外気は無数の開口２４を通過することでダウンフローＦ１として栽培領域Ａに供給される。このとき、送風機２６で取り込まれた外気はダクト２１内に広がることで風速が抑えられ、ダクト２１の底面２３の無数の開口２４を通過することで栽培領域Ａに均一なダウンフローＦ１が吹き当てられる。ダクト２１が施設上部に設けられているため、床面１３とは異なり日射加熱の影響を強く受けることがなく、ダクト２１内を流れる外気の急激な温度上昇を抑えて、栽培領域Ａ全体に略一定の温度のダウンフローＦ１を生じさせることができる。
【００１６】
また、ダクト２１の側方、すなわち一対の斜面２２と屋根１１に隙間２８が空けられており、隙間２８によって栽培領域Ａの空気を一対の天窓１４に導く流路が形成されている。一対の天窓１４の窓穴は排気口１６として機能しており、天窓１４の開放によって排気口１６から暖まった空気が排気される。これにより、栽培領域Ａを空調したダウンフローＦ１が床面１３の日射加熱を受けることで上昇気流Ｆ２になり、ダクト２１の側方の隙間２８を通って排気口１６から排気される。送風機２６の送風に加えて煙突効果による換気誘導によって、施設内の空気が排気口１６まで導かれるため、送風機２６の送風量を減らして消費電力を抑えることができる。
【００１７】
さらに、ダクト２１の一対の斜面２２には、日射（外光）を遮光する遮光部材２７が開閉可能に設けられている。また、ダクト２１の底面２３が栽培領域Ａをカバー可能な大きさに形成されているため、一対の斜面２２に沿って遮光部材２７を閉じることで栽培領域Ａへの日射を十分に抑えることができる。施設内の温度上昇を抑える際には遮光部材２７を閉めることで、床面１３への日射加熱を抑えることができ、さらに遮光部材２７の放熱によって煙突効果が高められて、給気風量を増加させて栽培領域Ａの空調を促進することができる。
【００１８】
このように構成された植物栽培施設１０の換気構造では、一対の送風機２６が駆動することで、ダクト２１の両端側の給気口１５から外気が取り込まれる。送風機２６の送風方向がダクト２１の底面２３に対して斜めに交差しており、送風機２６からダクト２１の底面２３に向けて外気が吹き降ろされる。送風機２６からの気流は、底面２３に沿ってダクト２１内を進みながら、少しずつ無数の開口２４に取り込まれている。このため、送風機２６の送風方向がダクト２１の底面２３と平行な構成と比較して、ダクト２１の底面２３全体でダウンフローＦ１を生じさせることができる。
【００１９】
より詳細には、図４Ａに示すように、送風機２６の送風方向がダクト２１の底面２３に平行な場合、送風機２６の近くでは底面２３の無数の開口２４に気流が入り込まず、送風機２６から離れるのに伴って底面２３の無数の開口２４に気流が入り込み易くなっている。このため、送風機２６から十分に離れた箇所では無数の開口２４に気流が入り込んでダウンフローＦ１が生じるが、送風機２６から近い箇所では送風によるエジェクタ効果で無数の開口２４を通じて栽培領域Ａ側からダクト２１内に空気が引き込まれる。このため、ダウンフローＦ１が均一に供給されないため温度等のバラツキが生じる。
【００２０】
一方で、図４Ｂに示すように、送風機２６の送風方向がダクト２１の底面２３に交差する場合、送風機２６による吹き降ろしによって送風機２６からの距離に関わらず、底面２３の無数の開口２４に気流が入り込んでダウンフローＦ１が生じる。送風機２６から近い箇所でも無数の開口２４に気流が入り込むため、送風によるエジェクタ効果が生じることがなく、無数の開口２４を通じて栽培領域Ａ側から空気が引き込まれることがない。このように、送風機２６からの気流がダクト２１の底面２３に沿って進みながらダウンフローＦ１を生じさせるため、ダウンフローＦ１が均一に供給されて温度等のバラツキが抑えられる。
【００２１】
なお、図４Ｃに示すように、ダクト２１の底面２３で送風機２６から離れるのにしたがって、開口率が低くなるように無数の開口２４が形成されてもよい。無数の開口２４に気流が入り込み難い送風機２６の近い箇所では開口率を高くし、無数の開口２４に気流が入り込み易い送風機２６から遠い箇所では開口率を低くすることで、ダクト２１の長手方向でダウンフローＦ１の風量が均一化される。これにより、ダクト２１の底面２３全体から一様な風量でダウンフローＦ１が生じるため、ダウンフローＦ１がより均一に供給されて温度等のバラツキが抑えられる。
【００２２】
また、上記したように、ダクト２１が日射加熱を受け難い施設上部に設けられているため、ダクト２１内で外気の急激な温度上昇が抑えられている。よって、ダクト２１内を流れる外気の温度上昇が抑えられているため、栽培領域Ａに対して略一定の温度でダウンフローＦ１を生じさせることができる。ダウンフローＦ１が栽培領域Ａの栽培ベッド１７付近を冷却して床面１３まで降りると、床面１３の日射加熱によって暖められて上昇気流Ｆ２が発生する（図３参照）。上昇気流Ｆ２は煙突効果によって植物栽培施設１０の側壁１９に沿って上昇し、ダクト２１と屋根１１の隙間２８を通じて排気口１６から排気される。
【００２３】
このように、ダクト２１からのダウンフローＦ１によって栽培領域Ａに外気が入り込み、栽培領域Ａの空気が煙突効果で排出されることで施設内の空調が促進される。また、ダクト２１の一対の斜面２２の遮光部材２７が閉められると、床面１３への日射加熱が抑えられると共に遮光部材２７の放熱によって煙突効果が高められる。よって、日射による栽培領域Ａの温度上昇を抑えつつ、給気風量を増加させて施設内の空調がより促進される。また、煙突効果の換気誘導を利用することで、送風機２６の送風量を減らして消費電力を抑えることができる。
【００２４】
以上のように、第１の実施の形態の換気構造では、給気口１５からダクト２１内に外気が取り込まれて、ダクト２１の底面２３の無数の開口２４を通じて栽培領域Ａに向かうダウンフローＦ１が発生する。これにより、栽培領域Ａに低風速のダウンフローＦ１が均一に供給されて、温度のバラツキや過度な水分蒸散を抑えて栽培領域Ａを適正に空調することができる。また、簡易な構成で栽培領域Ａを良好に空調できるため、設備コストを抑えることができる。
【００２５】
次に、図５及び図６を参照して、第２の実施の形態の換気構造を備えた植物栽培施設について説明する。図５は、第２の実施の形態の換気構造を備えた植物栽培施設の斜視図である。図６は、図５に示す植物栽培施設のＹＺ平面に沿う断面模式図である。なお、第２の実施の形態の換気構造は、植物栽培施設の長手方向に沿って屋根の斜面に給気口が形成されている点で第１の実施の形態の換気構造と相違している。したがって、主に相違点について詳細に説明する。
【００２６】
図５及び図６に示すように、第２の実施の形態の植物栽培施設３０の施設上部には、透光性材料によって断面視三角形状のダクト４１が設けられている。ダクト４１の一方の斜面４２ａは屋根（施設上面）３１と一体に形成されており、ダクト４１の他方の斜面４２ｂは屋根３１の内側に形成されている。屋根３１と一体の一方の斜面４２ａには開閉窓３７が設置されており、開閉窓３７の窓穴が給気口３５として機能している。給気口３５は栽培領域Ａに沿って形成されているため、給気口３５の面積が十分に確保されて、給気口３５での圧力損失を抑えて送風機４６の消費電力を低減することができる。
【００２７】
ダクト４１の底面４３は栽培領域Ａに対向しており、栽培領域Ａをカバー可能な大きさを有している。ダクト４１の底面４３には無数の開口４４が形成されており、ダクト４１内に取り込まれた外気は無数の開口４４を通過することでダウンフローＦ１として栽培領域Ａに供給される。ダクト４１の他方の斜面４２ｂと底面４３の頂点部分には、ダウンフローＦ１を栽培領域Ａにガイドする仕切板４５が設けられている。仕切板４５は透光性材料によって栽培領域Ａに沿って形成されており、仕切板４５によってダクト４１と屋根３１の隙間（流路）４８に直接向かうショートカットが防止されている。
【００２８】
また、ダウンフローＦ１の通り路の隣には、仕切板４５を挟んでダクト４１と屋根３１の隙間４８に連なる上昇気流Ｆ２の通り路が形成されている。上昇気流Ｆ２の通り路の途中には、仕切板４５の長手方向に沿って複数の送風機４６が等間隔に設置されている。各送風機４６がダクト４１と屋根３１の隙間４８に向けて吹き上げることで、給気口３５からダクト４１内に外気が取り込まれて、ダクト４１内の外気が無数の開口４４を通過することでダウンフローＦ１となって栽培領域Ａに供給される。このとき、送風機４６によって無数の開口４４の下流側で空気が引き込まれるため、無数の開口４４に対する気流の動圧が小さくなって、より低風速で均一なダウンフローＦ１が作り出される。
【００２９】
また、栽培領域Ａを空調したダウンフローＦ１が床面３３の日射加熱を受けることで上昇気流Ｆ２になり、ダクト４１の側方の隙間４８を通じて天窓３４の排気口３６から排気される。送風機４６の送風に加えて煙突効果による換気誘導によって、施設内で暖まった空気が排気口３６まで導かれるため、各送風機４６の送風量を減らして消費電力を抑えることができる。また、ダクト４１の他方の斜面４２ｂには、日射を遮光する遮光部材４７が開閉可能に設けられている。遮光部材４７によって床面３３の日射加熱を抑えることができ、さらに遮光部材４７の放熱によって煙突効果を高めることが可能になっている。
【００３０】
以上のように、第２の実施の形態の換気構造でも、第１の実施の形態と同様に、温度のバラツキや過度な水分蒸散を抑えて栽培領域Ａを適正に空調することができる。また、ダクト４１内への空気の引き込みよってダウンフローＦ１が生じるため、無数の開口に対する気流の動圧が小さくなり、より低風速の外気を栽培領域Ａに均一に供給することができる。
【００３１】
次に、図７及び図８を参照して、第３の実施の形態の換気構造を備えた植物栽培施設について説明する。図７は、第３の実施の形態の換気構造を備えた植物栽培施設の斜視図である。図８は、図７に示す植物栽培施設のＹＺ平面に沿う断面模式図である。なお、第３の実施の形態の換気構造は、一方の天窓の窓穴を給気口とし他方の天窓の窓穴を排気口とした点で第１、第２の実施の形態の換気構造と相違している。したがって、主に相違点について詳細に説明する。
【００３２】
図７及び図８に示すように、第３の実施の形態の植物栽培施設５０の施設上部には、透光性材料によって断面視三角形状のダクト６１が設けられている。ダクト６１の一方の斜面６２ａは屋根（施設上面）５１の一方の斜面全体と一体に形成されており、ダクト６１の他方の斜面６２ｂは屋根５１の内側に形成されている。屋根５１には頂部を支点に開閉可能な一対の天窓５４ａ、５４ｂが設置されており、一方の天窓５４ａの窓穴が給気口５５として機能し、他方の天窓５４ｂの窓穴が排気口５６として機能している。給気口５５及び排気口５６は栽培領域Ａに沿って形成されているため、給気口５５及び排気口５６の面積が十分に確保されて、給気口５５及び排気口５６での圧力損失を抑えて送風機６６の消費電力を低減することができる。
【００３３】
なお、第３の実施の形態の換気構造は、上記の給気口５５及び排気口５６以外の構造は第２の実施の形態と略同様である。すなわち、ダクト６１の底面６３には無数の開口６４が形成されており、ダクト６１の他方の斜面６２ｂと底面６３の頂点部分に透光性材料によって形成された仕切板６５が設けられている。また、上昇気流Ｆ２の通り路の途中には、仕切板６５の長手方向に沿って複数の送風機４６が等間隔に設置されている。送風機６６がダクト６１と屋根５１の隙間（流路）６８に向けて吹き上げることで、天窓５４ａの給気口５５からダクト６１内に外気が取り込まれて、ダクト６１内の外気が無数の開口６４を通過することでダウンフローＦ１となって栽培領域Ａに供給される。
【００３４】
また、栽培領域Ａを空調したダウンフローＦ１が床面５３の日射加熱を受けることで上昇気流Ｆ２になり、ダクト６１の側方の隙間６８を通じて天窓５４ｂの排気口５６から排気される。送風機６６の送風に加えて煙突効果による換気誘導によって、施設内で暖まった空気が排気口５６まで導かれるため、各送風機６６の送風量を減らして消費電力を抑えることができる。また、ダクト６１の他方の斜面６２ｂには、日射を遮光する遮光部材６７が開閉可能に設けられている。遮光部材６７によって床面５３の日射加熱を抑えることができ、さらに遮光部材６７の放熱によって煙突効果を高めることが可能になっている。
【００３５】
以上のように、第３の実施の形態の換気構造でも、第１、第２の実施の形態と同様に、温度のバラツキや過度な水分蒸散を抑えて栽培領域Ａを適正に空調することができる。また、ダクト６１内への空気の引き込みよってダウンフローＦ１が生じるため、無数の開口に対する気流の動圧が小さくなり、より低風速の外気を栽培領域Ａに均一に供給することができる。さらに、天窓５４ａ、５４ｂを給気口５５、排気口５６として利用することで、装置構成を簡略化することができる。
【００３６】
ここで、第１−第３の実施の形態の植物栽培施設について、ダクトの底面における無数の開口の開口率を変えながら熱流体解析を実施したところ、無数の開口の開口率が１％以上、５０％以下で施設内を良好に空調できることがわかった。開口率が１％を下回ると、気流が開口を通過し難くなると共に通過時のエネルギーロスが大きくなり、開口率が５０％を超えると、ダクトの長手方向でダウンフローの風量にバラツキが生じた。このように、無数の開口の開口率が１％以上、５０％以下であれば、施設の形状に関わらず、無数の開口が気流の通過の妨げにならず、施設内を良好に空調することができる。
【００３７】
なお、上記した第１−第３の実施の形態では、ダクトが透光性材料で断面視三角形状に形成される構成にしたが、この構成に限定されない。ダクトは栽培領域に沿って施設上部に設けられ、ダクトの底面に無数の開口が形成されていれば、材質や断面形状は限定されない。例えば、ダクトは遮光性材料で形成されてもよいし、ダクトは断面視矩形状に形成されてもよい。
【００３８】
また、上記した第１−第３の実施の形態では、植物栽培施設に換気構造を適用した構成について説明したが、植物栽培施設は植物を栽培可能な施設であれば特に限定されない。例えば、高度な環境制御が必要な植物工場に本実施の形態の換気構造を適用してもよいし、植物工場ほどの高度な環境制御が不要な施設園芸用の施設に本実施の形態の換気構造を適用してもよい。また、植物工場としては、完全人工光型植物工場、太陽光利用型植物工場、太陽光・人工光併用型植物工場のいずれの施設でもよい。
【００３９】
また、上記した第１−第３の実施の形態では、植物栽培施設の施設上面が三角形状の屋根で構成されたが、この構成に限定されない。植物栽培施設の施設上面は、アーチ状の屋根で構成されてもよいし、フラットな屋根で構成されてもよい。
【００４０】
また、上記した第１−第３の実施の形態では、ダクトの上面に遮光部材が開閉可能に設けられる構成にしたが、この構成に限定されない。ダクトの上面には遮光部材が設けられていなくてもよい。
【００４１】
また、上記した第１の実施の形態では、第２、第３の実施の形態と同様にダクトに仕切板が設けられていてもよい。この場合、ダクトの底面と一対の斜面の頂点に一対の仕切板が設けられて、一対の仕切板によってダクトの底面から栽培領域までダウンフローが両側からガイドされる。
【００４２】
また、上記した第１の実施の形態では、一対の送風機によって給気口からダクト内に外気を取り込む構成にしたが、この構成に限定されない。例えば、単一の送風機によって給気口からダクト内に外気を取り込んでもよい。
【００４３】
また、上記した第１の実施の形態では、植物栽培施設の側壁に送風機が設置される構成にしたが、この構成に限定されない。送風機は、給気口から排気口に向かう空気の流れを作り出すように、ダクトの無数の開口よりも給気口側に設置されていればよい。
【００４４】
また、上記した第１の実施の形態では、送風機がダクトの底面に向けて吹き降ろすように僅かに傾けられる構成にしたが、この構成に限定されない。送風機の送風方向がダクトの底面に対して斜めに交差していればよく、例えば、送風機が傾けられる代わりにダクトの底面が僅かに傾けられてもよい。
【００４５】
また、上記した第２、３の実施の形態では、複数の送風機が上昇気流の通り路に設置される構成にしたが、この構成に限定されない。送風機は、給気口から排気口に向かう空気の流れを作り出すように、ダクトの無数の開口よりも排気口側に設置されていればよい。
【００４６】
また、上記した第２、３の実施の形態では、ダクトの斜面が施設上面である屋根と一体に形成される構成にしたが、この構成に限定されない。ダクトの一面が施設側面又は施設上面と一体に形成されていればよく、例えば、断面視矩形状のダクトの側面が施設側面と一体に形成されてもよい。
【００４７】
また、上記した第１−第３の実施の形態では、栽培領域の栽培ベッドに培地が設けられたが、この構成に限定されない。栽培領域の地面に培地が設けられていてもよい。
【００４８】
また、本発明の実施の形態及び変形例を説明したが、本発明の他の実施の形態として、上記実施の形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。
【００４９】
また、本発明の実施の形態は上記の実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらに、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。
【００５０】
また、本発明の実施の形態では、本発明を植物栽培施設の換気構造に適用した構成について説明したが、ダウンフローによって空調される他の施設に適用することも可能である。
【００５１】
下記に、上記の実施の形態における特徴点を整理する。
上記実施の形態に記載の換気構造は、栽培領域の上方に給気口及び排気口が設けられた植物栽培施設の換気構造であって、前記栽培領域に沿って施設上部に形成されたダクトと、前記給気口を通じて前記ダクト内に外気を取り込む送風機とを備え、前記ダクトの底面には無数の開口が形成されていることを特徴とする。
【００５２】
この構成によれば、給気口からダクト内に外気が取り込まれて、ダクトの底面の無数の開口を通じて栽培領域に向かうダウンフローが発生する。これにより、栽培領域に低風速のダウンフローが均一に供給されて、温度のバラツキや過度な水分蒸散を抑えて栽培領域を適正に空調することができる。また、簡易な構成で栽培領域を良好に空調できるため、設備コストを抑えることができる。
【００５３】
上記実施の形態に記載の換気構造は、前記ダクトの側方には、前記栽培領域から施設上面の排気口に空気を導く流路が形成されている。この構成によれば、栽培領域に均一に供給された外気は床面の熱を吸収して上昇気流になって、煙突効果によってダクトの側方を通じて施設上面の排気口から排気される。煙突効果による換気誘導によって送風機の消費電力を抑えることができる。
【００５４】
上記実施の形態に記載の換気構造は、前記給気口が前記ダクトの両端側の施設側面に形成されている。この構成によれば、簡易な構成で給気口からダクト内に外気を取り込むことができる。
【００５５】
上記実施の形態に記載の換気構造は、前記給気口から前記排気口に向かう空気の流れを作り出すように、前記送風機が前記無数の開口よりも前記給気口側に設けられている。この構成によれば、送風機によって無数の開口から栽培領域に外気を押し出してダウンフローを発生させることができる。
【００５６】
上記実施の形態に記載の換気構造は、前記ダクトの一面が施設側面又は施設上面と一体に形成され、前記給気口が前記ダクトと一体の施設側面又は施設上面に前記栽培領域に沿って形成されている。この構成によれば、栽培領域に沿って給気口を形成することで、給気口の面積が十分に確保されて、給気口での圧力損失を抑えて送風機の消費電力を低減することができる。
【００５７】
上記実施の形態に記載の換気構造は、前記給気口から前記排気口に向かう空気の流れを作り出すように、前記送風機が前記無数の開口よりも前記排気口側に設けられている。この構成によれば、送風機によって無数の開口から栽培領域に外気を引き込んでダウンフローを発生させることができる。また、無数の開口に対する気流の動圧が小さくなるため、より低風速の外気を栽培領域に均一に供給することができる。
【００５８】
上記実施の形態に記載の換気構造は、前記施設上面には一対の天窓が設けられており、一方の天窓の窓穴が前記給気口として機能し、他方の天窓の窓穴が前記排気口として機能する。この構成によれば、施設上面の天窓の窓穴を給気口及び排気口として使用することができる。
【００５９】
上記実施の形態に記載の換気構造は、前記ダクトが透光性を有し、前記ダクトの上面には遮光部材が開閉可能に設けられている。この構成によれば、日射による施設内の温度上昇を抑える際に遮光部材を閉めることで床面の日射加熱を抑えることができる。また、遮光部材の放熱によって煙突効果が高められ、給気風量を増加させて栽培領域の空調を促進することができる。
【００６０】
上記実施の形態に記載の換気構造は、前記ダクトの底面における前記無数の開口の開口率が１％以上、５０％以下である。この構成によれば、無数の開口を通過する際の外気のエネルギーロスを抑えること共に、植物の生育にバラツキが生じない程度に均一に外気を供給することができる。
【００６１】
上記実施の形態に記載の植物栽培施設は、上記の換気構造を備えたことを特徴とする。この構成によれば、栽培領域の温度の均一化を図ると共に過度な水分蒸散を抑えて植物を良好に育成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
以上説明したように、本発明は、植物に悪影響を及ぼすことなく、安価な構成で培地周辺の温度の均一化を図ることができるという効果を有し、特に、植物工場や施設園芸で用いられる換気構造、植物栽培施設に有用である。
【符号の説明】
【００６３】
１０、３０、５０  植物栽培施設
１１、３１、５１  屋根（施設上面）
１２  両側壁（施設側面）
１４、３４、５４  天窓
１５、３５、５５  給気口
１６、３６、５６  排気口
２１、４１、６１  ダクト
２２、４２、６２  斜面
２３、４３、６３  底面
２４、４４、６４  無数の開口
２６、４６、６６  送風機
２７、４７、６７  遮光部材
２８、４８、６８  隙間（流路）
４５、６５  仕切板
Ａ  栽培領域
Ｆ１  ダウンフロー
Ｆ２  上昇気流
【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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【図８】
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