(57)【要約】【課題】  低温時においても施設内を安全で確実且安価に加温でき、育成農作物の促成化と高生産収率に栽培育成可能な農業用施設の加温方法及び加温施設を提供する。【解決手段】  農作物を外気より遮断し育成可能に立設される施設体内の育成される農作物の農地表面に、湿潤発熱シート体を敷設せしめ且施設体内の温度センサーで給水ポンプを駆動若しくは停止させ、湿潤発熱シート体の全面に散水管より水を散水若しくは噴霧させて湿潤発熱の促進若しくは中断させて施設体内を所要温度に保持させる温度制御機構とを有することを特徴とする農業用施設の加温方法及び加温施設。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
農作物を外気より遮断し育成可能に立設される施設体内の、育成される果樹や蔬菜若しくは花卉等の農地表面に、湿潤発熱繊維素材を用いてその内部に保温空隙部が形成されてなる湿潤発熱シート体を敷設せしめたうえ、施設体内の温度センサーにより給水ポンプを駆動或いは停止させ、湿潤発熱シート体の全面に散水管より水を散水若しくは噴霧させて湿潤発熱を促進させ、或いは散水若しくは噴霧を停止させて湿潤発熱を中断させ、以って施設体内を所要温度に保持させる温度制御機構とからなる農業用施設の加温方法。
【請求項２】
果樹、蔬菜若しくは花卉の育成が可能なよう該農作物を包被しえるよう鉄骨材、鉄パイプ材で連結組立される枠材に、透光性合成樹脂フィルムや合成樹脂板若しくはガラス板が展張固定された施設体と、該施設体内で育成される農作物の農地表面に、適宜形状及び大きさで且湿潤発熱性繊維素材を織成、編成若しくは不織布となした素地を少なくとも二層以上に積層させて保温空隙部が形成された湿潤発熱シート体、及びこの湿潤発熱シート体全体に水を散水若しくは噴霧しえるようオリフィスが設けられ、且給水ポンプと連結されて配位される散水管と、施設体内の温度を温度センサーにより感知して給水ポンプの駆動及び停止をなす温度制御機構とからなる農業用加温施設。
【請求項３】
湿潤発熱シート体が芯材と包被材とからなり、芯材が湿潤発熱繊維素材で形成されたウェブよりなり且包被材が透気透水素地からなる請求項２記載の農業用加温施設。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は果樹や蔬菜若しくは花卉等農作物の育成に際し、低温時においても施設内を安全で確実に且安価な維持費用で加温を施すことにより、促成化と高生産収率を以って育成可能な農業用施設の加温方法及び加温施設に関する。
【背景技術】
【０００２】  果樹を初め蔬菜や花卉等の農作物の栽培は、元来自然条件の下でなされてきたものであるが、自然条件下における栽培は冬期における極度の低温に伴う農地凍結や、降雪若しくは降霜並びに降雹或いは強風及び病害虫による食害等により栽培不能や育成不良等が招来されその生産収率が著しく変動し農業経営が極めて不安定な状態におかれる。【０００３】  これがためこれら自然条件による不安定な農業経営を改善する手段として、農作物を外気より遮断し育成しえるよう、これら農作物を包被しえる温室やハウス或いはトンネル等の施設を立設させて育成する所謂施設栽培が積極的に採用されるに至っている。【０００４】  ところで農作物は果樹の如く発芽−開花−結実−収穫の育成経過を辿るもの、果菜類ののように育苗−成長−開花−結実−収穫の育成経過によるもの、或いは蔬菜類の如き育苗−成長−収穫の育成経過によるものでも、品種毎の収穫期は略同一時季に集中する。
してみると農業経営上重要となる生産出荷価格は、生産量と需要量とにより決定されるため、可能な限り促成化を図り早期出荷による高価格の生産出荷が望まれるところとなる。【０００５】  かかる要請に対処する方法として果樹類特にはサクランボやぶどう等においては、これら果樹を包被するよう立設された施設内に重油温風機を設置して冬期低温時に加温を図ることが採用されつつあるが、該重油温風機は極めて高価なため初期投資が莫大であるばかりか、加温のための燃費も多大で而も施設内の如き閉鎖系での重油温風機の使用は、多量の炭酸ガスとともに亜硫酸ガスや燃焼微粒子が排出され、作業環境の悪化はもとより育成農作物への付着危険も指摘されており、更には重油燃焼に伴うダイオキシンの発生と且その付着や蓄積も危惧されることから早急に代替技術の開発が求められている。【０００６】  他方蔬菜や花卉の加温方法としては、栽培農地の地中に絶縁発熱ヒーターを埋設設置し、加電により地温を加温させて促成化を図ることが採用されてなるものの、絶縁発熱ヒーター自体が高価なうえその埋設設置には大がかりな工事と且莫大な費用が強いられるばかりか、該絶縁発熱ヒーターは発熱効率が悪く所要温度への加温には莫大な電力を消費するとともに、一旦絶縁不良等が発生した場合の補修にも多大な費用が強いられ、而も実用使用期間もせいぜい３乃至５ヶ月程度であるから極めて非経済的なものとされている。【０００７】  発明者はかかる実情に鑑み研究を重ねた結果、自然エネルギーたる太陽光を効率的に集光し且加熱管体内の加温媒体を高温度に加温のうえ施設体内の農作物育成の農地表面に、該加温媒体を流通循環させて放熱する放熱マット体を敷設させて、以って安全で安価に施設内の加温を可能とする農業施設の加温装置を発明し、既にその内容については特願２００３−３５８４８３号において開示するとともに、数多の農業施設において実用化試験を遂行中である。【０００８】  而しながら該先願発明を広範囲に亘る地域での農業施設において実用試験を重ねた結果、特に農業用加温施設は甲信越、東北及び北海道に至る冬期厳寒な地域や降雪地域での要請が極めて多く、反面これら地域は厳寒期には降雪や曇天等により極度に日照が少なく、従って仮令太陽光を効率良く集光しえる先願発明においても加温媒体を十分な高温度にまで加温できず、施設内を所要温度に加温出来ぬ問題が内在することが判明するに至った。【０００９】  そこで発明者等は太陽光エネルギーにより加温媒体の加温とその循環放熱による施設の加温を図る技術思想に代え常時活用しえる水の吸水若しくは吸湿に伴う湿潤状態で発熱し且乾燥に伴う発熱の減失が繰返し可能な湿潤発熱繊維素材に着目し、該湿潤発熱繊維素材を用いてその発熱を十分に保温しえる構造となした湿潤発熱シート体となしたうえ施設体内の農作物が栽培される農地表面に敷設せしめ、所要の施設体内温度となるよう散水若しくは噴霧させることにより施設体内の加温が可能なることに想到し本発明に至った。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  本発明は低温時でも施設体内を安全で確実且安価に加温でき、育成農作物の促成化と高生産収率で育成可能な、農業用施設の加温方法及び加温施設を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】  上述の課題を解決するために本発明が用いた技術的手段は、果樹や蔬菜或いは花卉等の農作物を外気より遮断し育成可能なよう立設される施設体内の育成される農作物の農地表面に、水の吸水若しくは吸湿により発熱する湿潤発熱繊維素材を用いてその内部に発熱エネルギーを蓄熱保温しえるよう保温空隙部が形成された湿潤発熱シート体を敷設し、且施設体内の温度センサーにより給水ポンプを駆動或いは停止させて、この敷設された湿潤発熱シート体全面に水を散水若しくは噴霧させて湿潤発熱を促進し、或いは散水若しくは噴霧を停止させて湿潤発熱を中断させる温度制御機構により、施設体内を所要温度に保持させる農業用施設の加温方法に存するものである。【００１２】  更には農作物を包被しえるよう鉄骨材や鉄パイプ材で連結組立される枠材に、透光性を有する合成樹脂フィルムや合成樹脂板若しくはガラス板が展張固定されて、施設体とこの施設体内で育成される農作物の農地表面に敷設され、適宜の形状及び大きさで且湿潤発熱繊維素材を織成若しくは編成或いは不織布となした湿潤発熱素地を、少なくとも二層以上に積層させて保温空隙部が形成された湿潤発熱シート体、若しくは湿潤発熱繊維素材で多数の保温空隙部が形成されるウェブを形成し、且このウェブを透気透水性素地からなる包被材で包被形成された湿潤発熱シート体と、この湿潤発熱シート体全体に水を散水若しくは噴霧しえるようオリフィスが設けられ、且給水ポンプと連結されて配位されてなる散水管と、施設体内を所要温度に保持するために施設体内の温度を感知して給水ポンプの駆動及び停止をなす温度センサーよりなる温度制御機構とからなる農業用加温施設に存する。
【発明の効果】
【００１３】  本発明は上述の如く果樹や蔬菜或いは花卉等の農作物を包被し、透光性を有する合成樹脂フィルムや合成樹脂板材若しくはガラス板材により展張固定され立設させた施設体により外気と遮断された施設体内で育成されるとともに、この育成される農作物の農地表面には適宜の形状及び大きさで、且吸水若しくは吸湿により発熱する湿潤発熱繊維素材を織成若しくは編成し或いは不織布となした湿潤発熱素地を少なくとも二層以上に積層させた湿潤発熱シート体、或いは湿潤発熱繊維素材でウェブを形成したうえ該ウェブを透気透水性素地により包被形成された湿潤発熱シート体が敷設され、而もこの湿潤発熱シート体全体に亘って水が散水若しくは噴霧されるようオリフィスが設けられ、且給水ポンプと連結された散水管が配位されたうえ、施設体内の温度を感知して給水ポンプを駆動若しくは停止しえるよう温度センサーを有する温度制御機構が設けられている。【００１４】  これがため育成すべき農作物の育成時期と外気温の変化等により予め適正施設体内温度を設定しておくことにより、昼間日照時には太陽光の自在な透過照射と且施設体内が加温されて育成が促進され、且夜間や降雪時等における降温に伴い温度センサーが作動し給水ポンプの駆動により湿潤発熱シート体に散水若しくは噴霧がなされ、湿潤発熱シート体が発熱し施設体内の加温がなされ、且設定温度にまで加温されることにより温度センサーが作動し給水ポンプが停止されるとともに、散水や噴霧も中断されて発熱が減失され所要の設定温度に施設体内温度が保持されることとなる。【００１５】  加えて本発明は湿潤発熱作用を保持する湿潤発熱シート体に水を散水若しくは噴霧させ発熱する熱エネルギーで加温を図るものであるから、加温に係る維持コストが極めて安価であり且汚染物質や有害ガスの発生も無く極めて清浄な育成環境で育成がなしえ、而も湿潤発熱シート体には発熱した熱エネルギーを蓄熱保温しえる保温空隙部が多数形成されてなるため発熱した熱エネルギーが逸散されず保持される。【００１６】  更に湿潤発熱シート体は農地表面に敷設使用されるため、施設体内の最も低温となる農地表面から加温がなされるとともに、加温された空気が施設体内を逐次上昇して施設体内を加温するため、施設体内が温度較差がなく加温されることとなる。而も本発明湿潤発熱シート体は敷設や撤去が容易になしえるため、施設体内の除草作業等が簡便になしえる等、極めて多くの特長を有する農業用施設の加温方法及び加温施設である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】  農作物を外気より遮断して育成可能に立設形成される施設体内の、育成される農作物の農地表面に湿潤発熱繊維素材を用いて織成、編成若しくは不織布となした湿潤発熱素地を少なくとも二層以上に積層させ、若しくは湿潤発熱繊維素材でウェブを作成したううえ、該ウェブを透気透水素地で包被して多数の保温空隙部が形成された湿潤発熱シート体を敷設せしめ、且この湿潤発熱シート体の全体に水を散水若しくは噴霧しえるようオリフィスが設けられ、而も給水ポンプと連結された散水管が配位され、更に施設体内の温度を感知のうえ給水ポンプの駆動若しくは係止により、湿潤発熱シート体を発熱させ若しくは発熱を減失させて所要温度に加温させる温度センサーとからなる温度制御機構とにより構成される、農業用施設の加温方法及び加温施設。
【実施例１】
【００１８】  以下に本発明実施例を加温施設の図に基づき詳細に説明すれば、図１はサクランボ育成用加温施設の使用態様図であって、施設体１は図２に示す如く果樹においては樹丈が高く且枝振りも広いため、外気を遮断するための施設体１も極めて大型となることから、使用する枠材１Ａとしては強靭で軽量なものが望まれるため通常においては鉄パイプが使用されるもので、サクランボの育成加温施設においては所要の間隔を以って支柱１０Ａを桁パイプ１１Ａと適宜の交差連結具１２Ａで相互に固定連結を図ったうえ、更に所要の曲率に変形されてなるアーチパイプ１３Ａを所要の間隔を以って峰パイプ１４Ａ及び上部桁パイプ１５Ａとそれぞれ交差連結具１２Ａを以って連結固定させることで立設される。【００１９】  そしてこの立設された枠材１Ａの外面には透光性を有する合成樹脂フィルムや合成樹脂板若しくはガラス板からなる遮断材１Ｂが展張固定されて施設体１が形成されるものであるが、サクランボ育成用加温施設の如き大型な施設体１における遮断材１Ｂとしては、ポリエチレンやポリプロピレンフィルム或いはエチレン−酢酸ビニル共重合フィルム等からなり、且その厚さが略０．０８乃至０．８ｍｍ程度のものが通常使用される。更にかかる場合の交差連結具１２Ａは極めて多種のものが使用に供されているが、一般的にはクロスジョイントやカチックス或いはパイプジョイントと称呼されるものが利用できる。【００２０】  加えて寒冷地における実用使用に際しては、加温させた熱エネルギーの外部逃散を防止することが得策であるため、該遮断材１Ｂを施設体１の内側面にも展張固定させることが有利となる。
当然のことながら蔬菜や花卉育成用の如く施設体１が小型のものでは、長期使用の面から枠材１Ａとして鉄骨材やアルミ骨材を用い、且遮断材１Ｂとしても合成樹脂板やガラス板材等を用いた恒久的施設体１となすものが増加しつつある。【００２１】  図３は本発明に用いる湿潤発熱シート体２の説明図であって、本発明においては冬期における厳寒地や降雪地等においても果樹や蔬菜或いは花卉等を外気と遮断した施設体１内において、育成の促成化と高生産収率を図るために加温を図り、且加温エネルギーを特段に付加することなく極めて簡便で安価に、而も加温に際して汚染物質や有害ガス等環境汚染物質の発生や排出等の無い加温を実現するうえから、吸水や吸湿による湿潤発熱作用を活用するものであり、且この湿潤発熱作用により施設体１内の加温を図るうえから湿潤発熱シート体２を形成のうえ施設体１内の農地表面に敷設せしめるとともに、該湿潤発熱シート体２に水を散水し若しくは噴霧し湿潤発熱させて加温させる技術思想を採用している。【００２２】  これがためには湿潤発熱シート体２の形成に際して湿潤発熱繊維素材２Ａを用いるもので、該湿潤発熱繊維素材２Ａを織成し若しくは編成し或いは不織布となし一旦湿潤発熱素地２Ｂとなしたうえ該湿潤発熱素地２Ｂを適宜の形状及び大きさに裁断のうえ、少なくとも二層以上に積層し縫合２Ｃさせて、その内部に湿潤発熱された熱エネルギーが容易に逸散されることなく蓄熱保温しえるように保湿空隙部２０が形成させてなるものである。【００２３】  かかる場合において湿潤発熱繊維素材２Ａは吸水若しくは吸湿発熱作用が発揮されるものが選択されるもので、具体的にはアクリルニトリル合成繊維のニトリル結合部にヒドラジンを架橋結合させ、且残余部分に水酸基やカルボキシル基或いはアミド基等からなる官能基を結合させたものや、セルロース繊維や蛋白繊維に官能基としてアミン基やヒドロキシル基、カルボキシル基等を含有させたもの或いはポリアクリル酸ナトリウム塩を主成分とするポリマーを紡糸したもの等が挙げられる。
この湿潤発熱繊維素材２Ａの湿潤発熱量は架橋させるヒドラジン量並びに官能基量によっても異なるが略２０乃至３０％重量割合の吸水吸湿時においては略３００乃至７００ジュール／ｇ程度が目途となる。【００２４】  加えて該湿潤発熱繊維素材２Ａを用いて湿潤発熱素地２Ｂとなす場合に、形成する湿潤発熱シート体２には多数の保温空隙部２０が形成されることが望ましいことから、該湿潤発熱繊維素材２Ａとしては細繊度のマルチ糸条やステープル糸条が好都合である。
そして織成による場合には生産性と且安価な織物を提供するうえから平織物が有利であり、且編成による場合にはラッセル編成による編物が有利であるが、軽量で強靭且安価なうえからは不織布によるものが最適である。【００２５】  図４はウェブ３Ａよりなる湿潤発熱シート体３の断面説明図であって、かかる湿潤発熱シート体３は湿潤発熱した熱エネルギーを成可く蓄熱保温させるうえから多数の保温空隙部２０が形成されるよう湿潤発熱繊維素材２Ａを用いて予めウェブ３Ａを形成し、而してこのウェブ３Ａを透気透水素地からなる包被材３Ｂで包被させてなるもので、該湿潤発熱シート体３が大型に形成される場合には、ウェブ３Ａと包被材３Ｂとの離反を防止するうえから所要の間隔毎にキルティング３Ｃを施すことが好適である。【００２６】  かくして形成された湿潤発熱シート体２若しくはウェブ３Ａよりなる湿潤発熱シート体３は施設体１内の農作物が育成される農地表面４に敷設されるものであるが、該湿潤発熱シート体２若しくはウェブ３Ａよりなる湿潤発熱シート体３を発熱させて施設体１内の加温を図るうえからは、この敷設された湿潤発熱シート体２若しくはウェブ３Ａよりなる湿潤発熱シート体３の全体に亘って水を散水させ若しくは噴霧させて湿潤発熱させる必要がある。【００２７】  これがためには図５に示すように敷設される湿潤発熱シート体２若しくはウェブ３Ａからなる湿潤発熱シート体３の全体に亘って水を散水若しくは噴霧しえるようにオリフィス５Ａが所要間隔毎に設けられてなる散水管５が配位されてなるもので、該散水管５の配位は敷設される湿潤発熱シート体２やウェブ３Ａからなる湿潤発熱シート体３に沿って、農地表面４に這わせて配位させても、或いは適宜の上方位置に懸下配位させても良い。【００２８】  そして散水管５からの水の散水量若しくは噴霧量の多少により湿潤発熱シート体２若しくはウェブ３Ａよりなる湿潤発熱シート体３の発熱量が調整され所要の温度の加温が図られるもので、湿潤発熱繊維素材２Ａの成分組成と且吸水吸湿量を略２０乃至３０％重量割合となるよう制御させるうえから、図６に示すように施設体１内の所望加温温度を感知するために、適宜位置に配置された温度センサー５Ｂからのシグナルにより給水ポンプ５Ｃを駆動若しくは停止させ、オリフィス５Ａからの水の散水若しくは噴霧量をコントロールする温度制御機構５０が設けられ、且散水管５の端縁が該給水ポンプ５Ｃと連結されている。
更に給水ポンプ５Ｃの給水量を十分に確保するため井戸水や水道水を一旦貯留させる貯水槽５Ｄを設けておくことが好都合である。
【産業上の利用可能性】
【００２９】  本発明は施設体内における果樹や蔬菜或いは花卉等を安全で確実に且安価に加温して促成化と高生産収率を以って栽培育成できるばかりか、播種育苗の促成化と高生産収率での育種育苗も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】  サクランボ育成用加温施設の使用態様図である。
【図２】  施設体の説明図である。
【図３】  湿潤発熱シート体の説明図である。
【図４】  ウェブからなる湿潤発熱シート体の断面説明図である。
【図５】  散水管の説明図である。
【図６】  温度制御機構の説明図である。
【符号の説明】
【００３１】  １    施設体
１Ａ  枠材
１Ｂ  遮断材
１０Ａ  支柱
１１Ａ  桁パイプ
１２Ａ  交差連結具
１３Ａ  アーチパイプ
１４Ａ  峰パイプ
１５Ａ  上桁パイプ
２    湿潤発熱シート体
２Ａ  湿潤発熱繊維素材
２Ｂ  湿潤発熱素地
２Ｃ  縫合
２０    保温空隙部
３    ウェブからなる湿潤発熱シート体
３Ａ  ウェブ
３Ｂ  包被材
３Ｃ  キルティング
４    農地表面
５    散水管
５Ａ  オリフィス
５Ｂ  温度センサー
５Ｃ  給水ポンプ
５Ｄ  貯水槽
５０    温度制御機構
【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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