JPH02298740A

JPH02298740A - 閉鎖系空間用植物棟における空調方法並びに空調装置

Info

Publication number: JPH02298740A
Application number: JP1119777A
Authority: JP
Inventors: Naoaki Izumitani; 泉谷　直昭; Isao Nomura; 野村　功; Masanori Kawazoe; 政宣川添; Noboru Kobayashi; 昇小林; Tadashi Ogura; 小倉　正; Ryuzaburo Yajima; 龍三郎矢嶋
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1989-05-11
Filing date: 1989-05-11
Publication date: 1990-12-11
Anticipated expiration: 2010-11-08
Also published as: JPH07104015B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本願発明は、月面基地等の閉鎖系空間に設置した植物棟
での小麦、稲などの植物栽培時における空調方法並びに
空調装置に関するものである。

（従来の技術）月面基地等の閉鎖系空間の生命維持システムには、小麦
等の植物の栽培が必要不可欠であり、このため近年植物
線での栽培方法が各国で研究されている。

ところで、月面基地等の宇宙において植物棟で植物を栽
培するには、約８００００Ｌｘ程度の非常に高度の照明
が必要であり、この照明による発熱量も非常に大きく、
従って植物の正常な生育を図るには該植物棟の冷房が必
要となる。

この場合の冷房方法として従来考えられているのは、地
上に於ける冷房時と同じように、冷風を植物棟の天井側
から吹出すというのが一般的である。

（発明が解決しようとする課題）ところがこの場合、照明による発熱量が非常に大きいた
めこれに対応して空調装置の冷房負荷量も大きく、必然
的に空調装置からの冷風循環量が大きくならざるを得な
い。この結果、大風量の冷風が上方から植物に吹きかけ
られることとなり、該植物が倒れたり枝折れしたりして
その正常な生育が阻害されることになる。

そこで、本願発明は、大風量の冷風循環量であっても植
物の正常な生育が期待できるような閉鎖系空間用植物線
における空調方法並びに空調装置を提案せんとするもの
である。

また、植物の結実には授粉が不可欠の条件となるが、本
願発明において対象とする閉鎖系空間内においては、地
球上では自然に行なわれるこれら授粉についても何等か
の対策を必要とする。

（課題を解決するための手段）本願発明ではかかる課題を解決するための具体的手段と
して、（１）　　請求項！記載の発明では、閉鎖系空間用植物
線における空調方法として、第１図及び第２図に例示す
るように、閉鎖系空間に設置された植物株Ｉ内の床部材
４の上方側に植物３０，３０．・・・を栽培する栽培床
３２を、下方側に通風路５をそれぞれ設ける一方、空調
機２０からの冷風を上記通風路５を通して上記床部材４
に設けた吹出口１０から上記栽培床３２側に吹出すよう
にしたことを特徴とし、（２）請求項２記載の発明では、第１図に例示するよう
に、請求項１記載の発明において、冷風の一部を必要に
応じて上記植物３０，３１．・・・の側方から吹出すこ
とができるようにしたことを特徴とし、（３）請求項３記載の発明では、第２図に例示するよう
に、請求項１記載の発明に於いて、栽培床３２の上方側
に水分噴霧装置１３を設けて該水分噴霧装置Ｉ３から上
記植物３０，３０．・・・側に向けて水分噴霧を行うよ
うにしたことを特徴とし、（４）請求項４記載の発明で
は、閉鎖系空間用植物線における空調装置として、閉鎖
系空間に設置された植物棟１内の床部材４の上方側に植
物３０゜３０、・・・を栽培する栽培床３２を、下方側
に空調機２０からの冷風を導く通風路５をそれぞれ設け
るとともに、上記床部材４に上記通風路５を通して供給
される冷風を上記栽培床３２側に向けて吹出す吹出口Ｉ
Ｏを形成したことを特徴としている。

（作用）本顆各発明では、かかる構成とすることによりそれぞれ
次のような作用が得られる。

（１）　　請求項１記載の発明では、冷風が床部材４側
から上方に向けて吹出され植物３０，３０．・・・の立
植方向に流れるため、該植物３０，３０．・・・の冷風
風力による倒れが防止され、しかも該冷風が気孔のたく
さん集っている葉裏に吹きつけられるところから、該植
物３０，３０．・・・の代謝機能が向上しその生育が促
進されることになる。

（２）請求項２記載の発明では、上記（りの作用に加え
て、必要に応じて冷風が植物３０，３０．・・・の側方
から吹出されてこれによって花粉が運ばれるため該植物
３０．３０．・・・の授粉作用が促進されることになる
。

（３）請求項３記載の発明では、上記（１）の作用に加
えて、水分噴霧により植物３０，３０．・・・の異常乾
燥が防止されるとともに、噴霧された水分の凝縮時の潜
熱により室温の上昇が抑制されることから空調装置２０
自身も顕熱比を下げた運転が可能となり蒸発温度及び風
量を低下させることができる。

（４）請求項４記載の発明では、床部材４に設けた吹出
口！　０．１０．・・・からその上方側にある栽培床３
２側に向けて冷風を吹き出すという簡単な構造でありな
がら、植物の生育を阻害することなく植物棟内を効率良
く冷房することができる。

（発明の効果）したがって、本願各発明ではそれぞれ次のような効果が
得られる。

（１）　　請求項１記載の発明では、閉鎖系空間におけ
る植物線１での冷房であり冷風循環量が多量であるにも
かかわらず、該冷風が該植物線ｌの床部材４側から上方
に向って吹出されるため、該冷風の吹きつけによる植物
３０，３０．・・・の倒れ等がほとんどなく、その正常
な生育が期待できるという効果が得られる。

（２）請求項２紀載の発明では、上記（１）の効果に加
えて、植物の授粉時期にその側方から冷風を吹出してそ
れによって花粉を運ばせることにより、該授粉作用を促
進して植物の結実率のアップを図れるという効果が得ら
れる。

（３）請求項３記載の発明では、上記（１）の効果に加
えて、植物の異常乾燥の防止及び冷風風量の低下により
該植物３０，３０．・・・の生育が促進されるとともに
、低顕熱比での運転により空調装置２０の小形化が図れ
るという効果が得られる。

（４）請求項４記載の発明では、閉鎖系空間用植物線に
おいて最適な空調装置をより簡単で且つ安価に提供でき
るという効果が得られる。

（実施例）以下、第１図ないし第４図を参照して本願発明の詳細な
説明する。

第１実施例第１図には、請求項１．２及び４記載の発明の実施例に
かかる空調方法並びに空調装置を適用して空調を行うよ
うにした月面基地用植物線１が示されている。この植物
線１は、いわゆる月面基地における植物工場となるもの
であり、その運搬の都合上から円筒形とされた外殻部材
２の上方位置と下方位置にそれぞれ天井部材３と床部材
４とを設けることにより、該天井部材３と床部材４との
間に略矩形断面を有する栽培室１３を形成している。

この栽培室１３の長手方向両端位置には、それぞれ蒸発
器２１、圧縮器２２、ファン２３等を内臓した空調機２
０．２０が配置されている。尚、この空調機２０は、放
射放熱タイプの空調機であって、植物線１の外部には宇
宙空間において放射放熱を行う放射熱交換器２４が設け
られている。

そして、上記各空調機２０．２０のファン２３は、主送
風管６を介して、上記外殻部材２の下面側と上記床部材
４の間の空間部１２により形成される通風路５にその両
側から連通されている。また、上記主送風管６はその通
路途中から縦送風管７を分岐させこれを上記床部材４を
貫通して上記栽培室Ｉ３の上下方向中間部まで延出させ
ている。

この、縦送風管７の上部のしかも栽培室内側に臨む位置
には、送風孔１１が形成されている。　さらに、上記主
送風管６と縦送風管７との分岐部には、上記縦送風管７
を開閉する′ｓｌダンパー８と上記主送風管６を開閉す
る第２ダンパー９とが設けられている。

一方、上記床部材４の上記通風路５に臨む位置には、多
数の吹出口１０，１０．・・・が列状に形成されている
。そして、これら各吹出口１０，１０、・・・を避けた
位置に、土壌を載置して栽培床２９が形成され、さらに
この栽培床２９には、小麦等の植物３０，３０．・・・
が栽培されている。

次に、この植物線ｌにおける空調作用を説明する。

左右両端の各空調機２０．２０のファン２３．２３から
の冷風は、主送風管６を通ってそれぞれ通風路５側に送
られる。そして、通常は、第１ダンパー８が閉じられ第
２ダンパー９が開かれているため、該冷風はその全量が
該主送風管６から通風路５内に流入し、床部材４の各吹
出口１０，１０゜・・・から栽培室１３側に吹出され、
該栽培室！３内をその下部から上部に向けて流通せしめ
られる。そして、栽培室１３内を冷房した後の暖まった
空気は、該栽培室ｉ３の上部から上記各空調機２０．２
０の蒸発器２１を通って冷却された後、再び通風路５を
通って栽培室１３側に送り出される。

このように冷風を床部材４側から吹出させると、該冷風
が植物３０，３０．・・・に対してその立植方向に沿っ
てその下方から上方に流れるため、該各植物３０．３０
．・・・は、該冷風の風量が多くてもその風圧によって
倒されたすせず、そればかりか、逆に該風圧によって立
植え状態で支持されることになる。従って、地上に比し
て重力が小さく植物の生育による伸長方向が一定しにく
い月面基地にあっても、該植物３０，３０．・・・をほ
ぼ床部材４に対して垂直方向に生育させることができ、
その生育を促進させ収穫量の増加を図ることができる。

一方、植物３０，３０．・・・の授粉時期には、上記第
１ダンパー８を開き、且つ第２ダンパー９の開度を減少
させて上記縦送風管７の送風孔１１から冷風を吹出すこ
とにより、植物３０，３０．・・・の花粉を該冷風流に
乗せて栽培室１３内を横方向に飛散させ、その授粉作用
を促進させることが可能となる。従って、地上のように
大気の流れのない植物線ｌ内においても植物３０，３０
．・・・を確実に結実させることが可能で、収穫量の増
加を図ることができる。

第２実施例第２図には、請求項１．３及び４記載の発明の実施例に
かかる空調方法並びに空調装置により空調を行うように
した植物線ｌが示されている。この植物線１は、外殻部
材２の下面側に床部材４を設け、該床部材４と該外殻部
材２の下面との間に形成される空間部１２を通風路５と
する一方、該床部材４の上面側を栽培室１３としている
。またこの床部材４には、吹出口１０，１０．・・・が
形成されており、上記通風路５と栽培室１３とはこの吹
出口＋　０．１０．・・・を介して相互ｊこ連通ｌ−し
められている。　一方、この床部材４の一端側、即ち栽
培室１３の一端側には、蒸発器２１、ファン２３、放射
熱交換器２４等を備えた空調機２０が配置されている。

そして、この空調機２０のファン２３は上記通風路５に
臨ましめられている。

さらに、上記栽培室１３の上部位置には、後述する水分
噴霧装置１４が設けられている。該水分噴霧装置１４は
、上記栽培室１３の上部に配置した送水管２７に多数の
噴霧器用ノズル２８．２８゜・・・を取り付けて構成さ
れている。そして、この送水管２７の上流端は上記空調
機２０内のドレーン受け２５に接続されており、該ドレ
ーン受け２５および水タンク３３に溜まった水をドレー
ンポンプ２６により上記各ノズル２８．２８．・・・に
供給し、該各ノズル２８．２８、・・・から栽培室！３
内に噴霧するようになっている。

一方、上記栽培室１３の上記床部材４の近傍位置には、
植物線ｌの長手方向に延びる栽培容器３！が設けられて
いる。そして、この栽培容器３Ｉには土壌あるいは水に
浸漬された給水性部材よりなる栽培床３２が設けられ、
さらにこの栽培床３２には、小麦等の植物３０，３０．
・・・が植えられている。

つぎに、この植物線ｌにおける空調作用を説明すると、
このものでは空調機２０からの冷風を通風路５を介して
床部材４の各吹出口１０，１０．・・・から栽培室１３
内に吹出すとともに、上記各ノズル２８，２８．・・・
から水分噴霧を行う。

このようにすることにより、先ず、冷風の下吹出しによ
り植物３０．３０．・・・の倒れが防止され且つ葉裏へ
の吹つけにより植物３０，３０．・・・の生育が促進さ
れることは上記第１実施例の場合と同様である。

さらに、この実施例の場合には、栽培室１３内に水分噴
霧が行なわれて該栽培室１３内の湿度が上昇することに
より、植物３０，３０．・・・の異常乾燥が防止される
。また、冷房に伴う水分の凝縮潜熱により室温上昇を防
ぐことができ、上記異常乾燥防止効果と相まって、植物
３０，３０．・・・の生育に寄与できることになる。

また、空調機２０は、室温がそのもの低いところから顕
熱比を下げた運転、即ち、蒸発温度を下げた運転をでき
るところから、蒸発器２！と放射熱交換器２４を小形化
できることになる。

尚、この実施例のように水分噴霧と冷房とを同時に行う
ようにしたシステムと水分噴霧を行なわないシステムと
の所要冷却能力の相異を第３図および第４図の湿り空気
線図を参照して説明する。

第３図は、８００００Ｌｘの照明による顕熱負荷に対し
て水分噴霧による潜熱変換を行った場合の線図で、また
第４図は水分噴霧しない場合の線図である。

ここで、空気温度の変化を両者とも３５℃から２５℃と
すると、（１）　　処理空気ＩＫｇ当たりのエンタルピ差の比ｈ
Ｒは、　ｈＲ＝　（１９，３−１５，２）／（１９Ｊ−
１６，８）＝　１゜となる。

（２）また、この時の顕熱比　Ｓ　ＨＦは、第４図の場
合には　５ＨＦ＝１第３図の場合ニｆ、ｔ　　Ｓ　ＨＦ　＝　（（３５−２
５）Ｘｏ、２４）／（１９゜３−１５．２）＝　０．５
９となる。

（３）従って、この空調機２０において植物線ｌを循環
させる風量は同一冷却能力に対して約０゜６１倍（＝　
ｌ／１　、６４）　　となる。

また、同時にファン２３の送風動力も約０，６１倍に減
少する。

さらに、空調機２０の寸法は約０５７８倍（＝ｒ０．６
１）となる。

これらのことから、空調機２０の小形化が図れ、冷風風
量を少なくして植物３０，３０．・・・の生長に悪影響
を与えないようにすることか可能となる。

尚、この実施例ではドレーンポンプ２６をドレーン回収
用と水分噴霧用とに兼用し、栽培容器３！への水の補給
をノズル２８．２Ｂ、・・・からの噴霧水分によって行
うようにしているが、他の実施例では例えば、ドレーン
ポンプと噴霧用ポンプとを別に設け、該ドレーンポンプ
によって回収される水を栽培容器３１に戻すとともに、
該栽培容器３１に溜まった水を噴霧用ポンプでノズル２
８゜２８、・・・側に供給するようにしてもよい。また
、この第２実施例のものにも実施例第１実施例のように
、空調機２０からの冷風の一部を栽培室１３内に横方向
から吹出すようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明の請求項１．２および４記載の発明の
実施例にかかる空調システム図、第２図は請求項１．３
および４記載の発明の実施例にかかる空調システム図、
第３図及び第４図は湿り空気線図である。ｌ・・・・植物線２・・・・外殻部材３・・・・天井部材４・・・・床部材５・・・・通風路６・・・・主送風管７・・・・縦送風管８．９・・ダンパー１Ｇ・・・吹出口１１・・・送風路【２・・・空間部１３・・・栽培室１４・・・水分噴霧装置２０・・・空調機３０・・・植物３２・・・栽培床

Claims

【特許請求の範囲】１、閉鎖系空間に設置された植物棟（１）内の床部材（
４）の上方側に植物（３０）、（３０）、・・・を栽培
する栽培床（３２）を、下方側に通風路（５）をそれぞ
れ設ける一方、空調機（２０）からの冷風を上記通風路
（５）を通して上記床部材（４）に設けた吹出口（１０
）から上記栽培床（３２）側に吹出すようにしたことを
特徴とする閉鎖系空間用植物棟における空調方法。２、冷風の一部を必要に応じて上記植物（３０）、（３
０）、・・・の側方から吹出すことができるようにした
ことを特徴とする請求項１記載の閉鎖系空間用植物棟に
おける空調方法。３、栽培床（３２）の上方側に水分噴霧装置（１３）を
設けて該水分噴霧装置（１３）から上記植物（３０）、
（３０）、・・・側に向けて水分噴霧を行うようにした
ことを特徴とする請求項１記載の閉鎖系空間用植物棟に
おける空調方法。４、閉鎖系空間に設置された植物棟（１）内の床部材（
４）の上方側に植物（３０）、（３０）、・・・を栽培
する栽培床（３２）が、下方側に空調機（２０）からの
冷風を導く通風路（５）がそれぞれ設けられるとともに
、上記床部材（４）には上記通風路（５）を通して供給
される冷風を上記栽培床（３２）側に向けて吹出す吹出
口（１０）が形成されていることを特徴とする閉鎖系空
間用植物棟における空調装置。