JP2018169139A - 熱交換器用フィルタ装置とそれを用いた鶏舎の換気システム - Google Patents

Abstract

【課題】鶏舎等のように塵埃の多い場所で、熱交換器を用いた換気システムを構築する際には、熱交換器内の風路が詰まってしまう。【解決手段】内部と外部を仕切る壁の外側の外気と内側の内気の間で熱交換を行う熱交換器用フィルタ装置であって、フィルタと、前記フィルタに接続するフィルタ側接続口と前記熱交換器の内気吸引口に接続する熱交換器側接続口を有する吸引チャンバと、前記フィルタの塵埃を除去する塵埃除去手段と、前記フィルタを覆うことができる飛散防止カバーを有する熱交換器用フィルタ装置を熱交換器に装着させることで、熱交換器の目詰まりが軽減され、洗浄若しくは交換の間隔を長くすることができる。【選択図】図２

Description

本発明はブロイラーを飼育する鶏舎等に用いる熱交換器のフィルタ装置に関するものである。

ブロイラーは、特に日齢の浅い時期の環境状態が最終的な成長の大きさを左右する。したがって、鶏舎内の温度といった環境を飼育日数に応じて細かく管理する必要がある。例えば、鶏舎外の温度がその時の日齢のブロイラーにとって必要とされる温度より低い場合は、ガスブルーダー等の暖房機によって、鶏舎内の温度を所定の温度に維持しなければならない。

一方、外気温度が低い寒冷期においても、鶏舎内の空気質を改善するために、日齢に応じた最低風量で換気を行う必要がある。なお、ここで空気質とは、空気中の酸素濃度、二酸化炭素濃度、一酸化炭素濃度、アンモニア濃度、粉塵濃度といった、空気中の各成分の濃度をいう。

鶏舎の換気には、鶏舎の構造に応じた、自然換気と強制換気がある。本発明の対象とする鶏舎はウィンドレス鶏舎で、従来から、換気扇を使用した強制換気が行われている。従来のウィンドレス鶏舎の換気は、エアインレットから外気を導入し、換気扇により舎内の空気を排出していた。したがって、鶏舎内の温度管理および換気管理は、暖房機の運転・停止と、換気扇の運転・停止によって行われていた。以下では、ウィンドレス鶏舎を鶏舎と略して説明する。

つまり、寒冷期の外気温度が低い場合であっても、換気のために外気を鶏舎内に導入する。しかし、冷たい外気の導入によって鶏舎内の温度は急激に低下する。そこで、換気量を減らすことが行われる。これは、鶏舎内の空気質を劣化させる原因となる。

一方、冷たい外気を導入しても鶏舎内の温度が低下しないようにするためには、ブルーダーの設置数を増やさなければならない。これは、初期投資やガス等の燃料費が高額になり、好ましくない。

また、妻壁に設けられた換気扇で排気すると、鶏舎の長手方向に換気風が生じる。このような換気風は風上と風下で温度や空気質に差が生じやすい。また鶏舎の長手方向の中心側と壁側では風速に差が生じる。

このような課題を解決する方法として、熱交換器を使用した畜舎の換気装置が提案されている（特許文献１）。特許文献１では、熱交換器１台を畜舎に設置し、外気を取り入れる際に、畜舎内の空気と熱交換させる。熱交換により昇温した外気（舎内温度より低い温度）は、畜舎の上部に布設された給気ダクトによって下方に向けて吹き出させる。

また近年では、飼育日数に応じた最低風量のうち、最大風量を満足する大型の熱交換器１台を使用し、取り込まれた外気は畜舎内の空気と熱交換され、畜舎壁面から舎内に吹き出し、循環扇によって舎内を循環させる方法も知られている。

実公昭６１−００４１６６号公報

特許文献１の方法は、給気ダクトを用いているので、必要とされる風量以上にダクトの圧力損失を考慮したファン駆動力が必要となる。また、特許文献１の方法を鶏舎に適用すると、給気ダクトにより下方に向けての熱交換により昇温はしているものの、まだ冷たい外気を吹き出すため、換羽していないブロイラーの雛にも舎内温度より低い温度の風が直接当たる。これは、雛の成育に悪影響を及ぼす。特に１４日齢までの雛に冷風を当てると、成長した際の体重が減る。

また、上記に説明した大型の熱交換器を用いる場合では、換気量が小さい場合には、給排気の風量を下げて運転するため、吹き出し風量が低下し、循環扇を用いても均一な温熱環境を得ることはできない。さらに、給排気が一か所になるため、舎内で飼育ゾーンをビニールカーテン等で仕切ることができず、省エネルギーの観点から好ましくない。

そこで、小型の熱交換器を多数配置することが考えられる。ところで、鶏舎内は粉塵量が非常に多い。これは羽、敷料（主におがくず）、餌といった浮遊粉塵主要物質が原因であり、鶏舎として不可避の物質である。一方、小型の熱交換器内の熱交換素子の風路は狭く、粉塵が詰まり易い構造となっている。したがって、小型の熱交換器をこのような粉塵量の多い環境に設置するには、内気吸引口にフィルタ装置を配置する必要がある。

しかし、フィルタがすぐに目詰まりしてしまっては、交換頻度が高くなり逆に手間がかかる。したがって、目詰まりしにくく、仮に目詰まりしても、簡単に復旧できるフィルタ装置が必要となる。また、このような課題は鶏舎に限ったことではなく、粉塵の多い環境で使用される、小型で風路の狭い熱交換器一般について言えることであり、たとえば、風路の狭い熱交換器を内蔵する暖房機についても言えることである。

本発明は上記の課題に鑑みて想到されたものであり、複数の熱交換器を側壁に分散して配置することで、給気にダクトを使用せず、また吹き出し風がブロイラーの雛の育成に悪影響を及ぼさず、さらに舎内の必要なゾーンに効率的に均一な温熱環境を提供することができるブロイラーの鶏舎に好適に利用される熱交換器用フィルタ装置を提供するものである。

より具体的に本発明に係る熱交換器用フィルタ装置は、
内部と外部を仕切る壁の外側の外気と内側の内気の間で熱交換を行う熱交換器用フィルタ装置であって、
フィルタと、
前記フィルタに接続するフィルタ側接続口と前記熱交換器の内気吸引口に接続する熱交換器側接続口を有する吸引チャンバと、
前記フィルタの塵埃を除去する塵埃除去手段と、
前記フィルタを覆うことができる飛散防止カバーを有することを特徴とする。

鶏舎に小型の熱交換器を多数配置する場合には、熱交換器の内気吸引口からの風路の塵埃による詰まりが問題となるため、熱交換器にはフィルタ装置が必要になる。本発明に係るフィルタ装置は、フィルタの除塵が容易にでき、フィルタを何度も再生して使用することができる。さらに、フィルタを露出していることにより、吸込み空気のフィルタ上流側での圧力損失をなくし、定期的な洗浄時の脱着作業も容易となる。また、フィルタは円筒型フィルタを用いるため、全周囲から空気を吸引する。したがって、小さな設置面積で濾過面積が最大にできるという効果を奏する。

また、本発明に係るフィルタ装置を備えた熱交換器を配置した鶏舎では、鶏舎に分散配置された熱交換器を日齢に基づいて決定される管理温度と外気温の差で動作の有無を制御する換気システムを構築できるので、省エネルギーであり、且つブロイラーの成長に合わせた鶏舎内の環境調節が可能となる。結果、効率的なブロイラーの成長を可能とする。

鶏舎の透視斜視図と平面図を示す図である。 熱交換器の構成を示す図である。 フィルタ装置の外観を示す図である。 フィルタ装置の断面図を示す図である。 フィルタ装置の他の実施形態（５０ｂ）を示す図である。 フィルタ装置の他の実施形態（５０ｃ）を示す図である。 制御装置の構成を示す図である。 制御装置の処理のフローである。 温度管理を行った場合の鶏舎内の温度変化を示すグラフである。 熱交換器を動作させる処理の詳細なフローである。 飼育ゾーンごとに換気をする場合の例を示す図である。

以下に本発明に係る熱交換器用フィルタ装置について図を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、鶏舎の換気システムに利用する場合について説明を行うが、本発明に係る熱交換器用フィルタ装置は、鶏舎用としてだけに限定されるものではない。また、以下の説明は本発明に係る熱交換器用フィルタ装置の一実施形態を例示するものであり、本発明の構成は以下の説明に限定されるものではない。以下の実施形態は本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて改変することができる。

まず、図１に鶏舎１について簡単に説明しておく。図１は鶏舎１の透視斜視図（図１（ａ））および平面図（図１（ｂ））を示す。フィルタ装置を有する熱交換器を用いた換気システムの制御装置が導入される鶏舎１は、形状に特に限定されるものではない。しかし望ましい形態としては、長方形の床面２と、長辺に沿って設けられた側壁３ａ、３ｂと、短辺に沿って設けられた妻壁４ａ、４ｂと、屋根５を有する鶏舎が望ましい。

側壁３ａ、３ｂは鶏舎１の内側を内側壁３ａｉ、３ｂｉといい、鶏舎１の外側を外側壁３ａｏ、３ｂｏとする。図１（ｂ）では、内側壁３ａｉと外側壁３ａｏだけを示した。また、床面２は複数の飼育ゾーンＢｚに分割することができる。通常は鶏舎内で日齢に応じて飼育するエリアを拡張していくため、複数の飼育ゾーンＢｚに分割することができる方が好ましい。図１（ｂ）では４つの飼育ゾーンＢｚがある場合を示している。なお、床面２には敷料（おがくず等）が敷き詰められている。

鶏舎１内には、床面２の中心線２ａに沿って、暖房機１０（「ブルーダー」とも呼ぶ。）が設置されている。暖房機１０は、床面２に直置きされていてもよいし、天井から一定の高さに懸架されていてもよい。各暖房機１０の間隔１０ａはおおよそ等しい。暖房機１０は鶏舎１内の温度を一定に保つために置かれ、床面２の任意の位置での温度が一定になるようにするのが望ましいからである。

したがって、側壁３ａ、３ｂ間の距離３Ｌは、ちょうど中央に暖房機１０が置かれたときに、壁際まで暖房機１０の効き目が届く程度の距離にするのが望ましい。

少なくとも一方の妻壁４ａには、換気扇１２が設けられていてもよい。他方の妻壁４ｂは、同じく換気扇１２若しくは網戸のような通気可能であって開閉可能な扉１３が設けられている。対向する側壁３ａ、３ｂには、熱交換器１４がそれぞれ対向して設けられている。図１（ｂ）では、側壁３ａ、３ｂにそれぞれ１６台ずつの熱交換器１４が配置されている。

図２に熱交換器１４の簡単な構成を示す。なお、以下の説明では側壁３ａ側であるとして説明を行うが、側壁３ｂ側も同様である。熱交換器１４は、熱交換素子１４ａと、鶏舎１内の空気を鶏舎１外に排出する排気系の風路１４ｏと、鶏舎１外の空気を鶏舎１内に取り込む給気系の風路１４ｉで構成される。

熱交換素子１４ａは、排気系の風路１４ｏと給気系の風路１４ｉを近接させ排気系の空気の熱量を給気系の空気に与える（顕熱交換）、若しくは、排気系の湿度も給気系の空気に与えてもよい（全熱交換）。すなわち、熱交換器１４は内部と外部を区切る仕切り壁の外側の外気と仕切り壁の内側の内気の間で熱交換を行う。

熱交換器１４は、熱交換素子１４ａとして、顕熱交換素子と全熱交換素子を共に内蔵しており、外部からの指示によって切り替えることができるものが最も望ましい。なお、顕熱交換素子で運転する場合を顕熱運転とよび、全熱交換素子で運転する場合を全熱運転と呼ぶ。

熱交換器１４の排気系は、鶏舎１内の空気を取り込む内気吸引口１４ｏｉが、内側壁３ａｉの下方に設けられている。また、排気系の空気の出口である内気排出口１４ｏｏは、熱交換器１４の下部に設けられている。

また、排気系の風路１４ｏの途中には、ファン１４ｏｆが設けられており、鶏舎１内から鶏舎１外へと空気の流れを生み出す。排気系において、空気は、内気吸引口１４ｏｉから排気系の風路１４ｏを通じて熱交換素子１４ａに至り、熱交換素子１４ａから内気排出口１４ｏｏに送り出され、鶏舎１外に排出される。なお、熱交換素子１４ａの中には、熱交換素子１４ａの内部で排気系の風路１４ｏと給気系の風路１４ｉが交差（クロス）するものもある。その場合、内気排出口１４ｏｏは熱交換器１４の上部に、内気排出口１４ｏｏは熱交換器１４の下部に設けられる。

熱交換器１４の給気系は、鶏舎１の外の空気を取り込む外気吸引口１４ｉｉが熱交換器１４上部に設けられている。また、外気の放出口である外気吹出口１４ｉｏは内側壁３ａｉの上方に設けられている。給気系の風路１４ｉにもファン１４ｉｆが設けられており、鶏舎１外から鶏舎１内に向かって空気の流れを生み出す。給気系において、空気は、外気吸引口１４ｉｉから熱交換素子１４ａに至り、そこから鶏舎１内の外気吹出口１４ｉｏに送り出され、鶏舎１内に放出される。

熱交換器１４の内気吸引口１４ｏｉは、鶏舎１の床面２から所定の高さに設定してある。また、内気吸引口１４ｏｉには、本発明に係るフィルタ装置５０が取り付けられる。内気吸引口１４ｏｉの床面２からの高さは、フィルタ装置５０のフィルタ５２の床面２からの高さが少なくとも幼齢のヒナの背丈よりも高い位置になるように配置される。内気が吸引される際に発生する風がヒナに当たらないようにするためである。

図３（ａ）にフィルタ装置５０（５０ａ）の拡大した斜視図を示す。フィルタ装置５０は、フィルタ５２と、吸引チャンバ５４と、塵埃除去手段５６と、飛散防止カバー５８を含む。

フィルタ５２は、プリーツ加工（ひだを付けた）の円筒型フィルタを用いるのが好適である。全周囲からの空気を吸引することができ、小さな設置面積で濾過面積が最大にできるからである。なお、断面が多角形形状のフィルタを排除するものではない。素材は、水洗、消毒が可能なポリエステル等の樹脂製であるのが望ましい。フィルタ５２は上側フィルタプレート５２ａ、下側フィルタプレート５２ｂで形状を固定され（図３（ｃ）参照）、上側フィルタプレート５２ａにより吸引チャンバ５４と接続される。

吸引チャンバ５４は、熱交換器１４の内気吸引口１４ｏｉ（図２参照）と接続する熱交換器側接続口５４ａと、フィルタ５２に接続するフィルタ側接続口５４ｂ（図４も参照）を有する。

図３（ｂ）および図３（ｃ）には、フィルタ装置５０の側面図を示す。吸引チャンバ５４の熱交換器側接続口５４ａは、内気吸引口１４ｏｉ（図２参照）の内壁に嵌入するように形成されている。また、熱交換器側接続口５４ａが形成されている側にネジ孔５４ｃ付きフランジ５４ｆを形成しておき、内気吸引口１４ｏｉが形成されている鶏舎１の側壁３ａに吸引チャンバ５４を締結固定してもよい。もちろん、内気吸引口１４ｏｉと吸引チャンバ５４が気密に連結できれば、その他の方法であってもよい。

吸引チャンバ５４のフィルタ側接続口５４ｂは、吸引チャンバ５４の下面に設けられている。フィルタ５２は吸引チャンバ５４に吊下げ状態で固定される。図４には、図３（ｂ）のＡ−Ａ断面を示す。フィルタ側接続口５４ｂには、周囲にギアが施された輪ギア５６ａがフィルタ側接続口５４ｂの中心を枢軸として回転可能に配置されている。フィルタ５２の上側フィルタプレート５２ａは、この輪ギア５６ａに嵌合して固定されている。もちろん、この状態でフィルタ５２は吸引チャンバ５４のフィルタ側接続口５４ｂに連結されていると言ってよい。

図３に戻って、フィルタ装置５０には、飛散防止カバー５８が設けられている。これは、フィルタ５２の塵埃を落とす際に、フィルタ５２からの塵埃が周囲に飛び散るのを防止するためである。なお、飛散防止カバー５８は、フィルタ５２を覆うように構成されていればよい。つまり、フィルタ５２の四方に飛散防止カバー５８が全く存在しないケースと、フィルタ５２の少なくとも３方が覆われる状態を切り替えられるように形成されるのがよい。

図３ではフィルタ装置５０の側面に回転自在に枢支され、フィルタ５２の正面と左右の側面を覆うプラスチック製カバーが飛散防止カバー５８として例示されている。この飛散防止カバー５８は、通常は枢支軸を回転中心として、吸引チャンバ５４の上方に跳ね上げた状態になっている（図３（ｃ）参照）。フィルタ５２から塵埃を除去する際には、飛散防止カバー５８は図３（ｂ）の状態に下げられる。この下げられた状態で、飛散防止カバー５８の下端は少なくとも敷料近傍まで達している。

なお、飛散防止カバー５８はこのような形態に限定されるものではなく、吸引チャンバ５４の周囲にロール状に巻き上げたプラスチックカーテンを載置しておき、使用する際には、それを下げることで、フィルタ５２の少なくとも壁側以外の３方向を覆うようにしてもよい。

塵埃除去手段５６は特に限定されるものではなく、飛散防止カバー５８でフィルタ５２を覆った状態でフィルタ５２の塵埃を除去できるものであればよい。特に、機械的振動を利用してフィルタ５２から塵埃を叩き落すものが望ましい。その他パルスジェットを用いた空気を用いて塵埃を吹き飛ばす方法でもよい。フィルタ５２から除去した塵埃は特に収集する必要はなく、放置しておいてもよいので、塵埃収集のために複雑な方法を採用する必要はないからである。もちろん、塵埃収集のための機構を排除するものではない。

ここでは塵埃除去手段５６として、フィルタ５２を回転させながら突起に当てることで機械的振動をフィルタ５２に与え、塵埃を叩き落す方法を示す。

図３を参照して、飛散防止カバー５８の内側には、フィルタ５２を覆う位置に配置したとき（図３（ｂ）参照）に、フィルタ５２に当接する突起５６ｄが設けられている。また、図４を参照して、フィルタ５２が嵌合固定された輪ギア５６ａには、輪ギア５６ａと直角に掛合し合った、縦ギア５６ｂが配置されている。その縦ギア５６ｂの枢軸５６ｃは、吸引チャンバ５４の前面に現れている。

したがって、飛散防止カバー５８をフィルタ５２を覆う位置に配置すると、突起５６ｄがフィルタ５２に当接する。そして吸引チャンバ５４の前面に覗いている縦ギア５６ｂの枢軸５６ｃをハンドドリル等で回転させると、フィルタ５２は、突起５６ｄに当接したまま回転するので、フィルタ５２に振動が与えられ、塵埃は叩き落される。

また、この時飛散防止カバー５８がフィルタ５２の周囲を囲んでいるので叩き落された塵埃は飛散することなく、吸引チャンバ５４の下方に落下する。なお、フィルタ５２の塵埃除去のタイミングは各フィルタ５２を目視で確認して行うこともできるし、後述するように、熱交換器１４内のファン１４ｏｆの前後の風路内の圧力の差を監視しておき、使用者に通知する方法であってもよい。

図５には、フィルタ装置５０の他の実施形態（フィルタ装置５０ｂ）を示す。フィルタ装置５０ｂでは、熱交換器側接続口５４ａが２か所設けてある。ブロイラーの群れの位置によるフィルタ５２の付着粉塵量にバラツキが出る場合がある。そのような場合は、各熱交換器１４の風量がバラつき、換気量が少なくなるエリアがでる。そこで、吸引チャンバ５４を複数の熱交換器１４に接続することにより、各熱交換器１４の風量を均一化することができる。

したがって、図５では、２つの熱交換器１４と接続できるように熱交換器側接続口５４ａを２つ設けたが、３つ以上の熱交換器１４と接続できるようにしてもよい。

図６には、フィルタ装置５０の他の実施形態（フィルタ装置５０ｃ）を示す。フィルタ装置５０ｃではフィルタ５２を鶏舎１の内側壁３ａｉから離して載置する。吸引チャンバ５４は、枠台６４に下方を固定される。枠台６４は、Ｌアングルの枠材のみで組んだ棚状で、再生時の塵埃が敷料上に落ちるように構成されるのが望ましい。吸引チャンバ５４の下部には、フィルタ５２が設けられている。したがって、飛散防止カバー５８および塵埃除去手段５６もフィルタ装置５０ａおよびフィルタ装置５０ｂと同様に設けられている。

熱交換器側接続口５４ａには、ダクト６６の一端が接続され、他端が熱交換器１４の内気吸引口１４ｏｉに接続される。このようにすることで、熱交換器１４の内気吸引口１４ｏｉが実質的に延長されることとなる。ダクト６６は可撓性を有するフレキシブルダクトが好ましく、フィルタ装置５０の配置を変えることができる。

以下にこのようなフィルタ装置５０を用いた換気システムを例示する。再び図１（ｂ）を参照して、熱交換器１４は鶏舎１の側壁３ａ、３ｂそれぞれに複数個設けられるのが望ましい。１つの熱交換器１４でカバーできる範囲はそれほど広くなく、多くの熱交換器１４があれば、鶏舎１内を均一の環境に設定しやすいからである。

なお、妻壁４ａ、４ｂには換気扇１２が設けられている。また換気扇１２は、妻壁４ａ、４ｂではなく、側壁３ａ、３ｂに設けられていてもよい。妻壁４ａ、４ｂ間の距離４Ｌが長い場合は、妻壁４ａ、４ｂに配置した換気扇１２だけでは鶏舎１内を換気するために、大きなパワーの換気扇１２を回す必要がある。したがって、そのような場合は、妻壁４ａ、４ｂに大型の換気扇１２を設けるより、側壁３ａ、３ｂに小型の換気扇１２を複数個設ける方が、省エネルギーの観点から望ましい。また、前述の扉１３も側壁３ａまたは側壁３ｂに設けても構わない。

一方、妻壁４ａ、４ｂ間の距離４Ｌがそれほど長くない場合は、妻壁４ａ、４ｂに換気扇１２を設けることで、初期投資を節約できるという効果がある。

鶏舎１には、さらにいくつかのセンサが設けられている。まず鶏舎１外部に外気温度計１６ａおよび外気湿度計１６ｂが備えられている。また鶏舎１内には、舎内温度計１８ａと舎内湿度計１８ｂと、二酸化炭素、一酸化炭素、アンモニア、粉塵量を測定することのできる環境計測計２０が備えられている。

環境計測計２０は、ここでは１つのものとして説明するが、二酸化炭素計２０ａ、一酸化炭素計２０ｂ、アンモニア計２０ｃ、粉塵計２０ｄとそれぞれ別の測定器があってもよい。なお、図１では、これらの符号は記載しておらず、環境計測計２０として１つのものとして記載する。また、環境計測計２０から得られる計測値を環境指数Ｅｖと呼ぶ。したがって、環境計測計２０は環境指数測定装置と呼んでも良い。

また鶏舎１にはカメラ２２が備えられていてもよい。鶏舎１の床面２は、複数の飼育ゾーンＢｚに分割されている。そして、カメラ２２は少なくとも全ての飼育ゾーンＢｚにブロイラーがいるかいないかを判別できる程度の台数が配置される。

また、鶏舎１には制御装置３０が備えられる。制御装置３０は、外気や舎内の温度や湿度に基づき換気量や熱交換器１４の動作を決める。図７に制御装置３０の構成を示す。制御装置３０は、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ Ｕｎｉｔ）とメモリ３０ｍおよび制御プログラムで動作する。また、制御装置３０には、外部から指示を与えるための入力装置３１と鶏舎１内の状態を表示することのできる表示装置３２が接続されている。

制御装置３０には、外気温度計１６ａ、外気湿度計１６ｂ、舎内温度計１８ａ、舎内湿度計１８ｂ、環境計測計２０、入力装置３１および熱交換器１４からの信号が入力される。また、制御装置３０は、暖房機１０、換気扇１２、各熱交換器１４、表示装置３２と接続されている。そして、これらの機器に対して指示信号を出力することができる。なお、暖房機１０、換気扇１２、各熱交換器１４については、複数個ある場合は、個々の機器に対して信号の受信および指示をすることができる。

また、制御装置３０内には、タイマ３０Ｔと、管理温度決定部３０Ａ、管理換気量決定部３０Ｂ、飼育ゾーン判定部３０Ｃ、熱交換器制御部３０Ｄ、日齢決定部３０Ｅ、外気温度検出部３０Ｆ、フィルタ検知部３０Ｇが設けられている。これらは制御装置３０内に専用回路を設けておくのもよいが、制御プログラムとしてソフト的に実現できるものでよい。

以上の構成を有する鶏舎１の換気システムの制御装置３０についてフローを示しながら動作を説明する。図８は制御装置３０の換気システムの制御フローの一部である。制御装置３０はここに示す以上の制御を行ってもよい。

処理がスタート（ステップＳ１００）すると、初期設定が行われる（ステップＳ１０２）。初期設定としては、日齢に対する管理温度Ｔｃ、管理湿度Ｈｃ、ΔＴ１、ΔＴ２、最低換気量Ａｅ、環境指数Ｅｖによる補正値Ａｄの値、飼育ゾーンＢｚの指定などが入力される。なお、補正値Ａｄとは後述するが、熱交換器１４の稼動台数を決定する際に考慮する値である。これらの値は、ブロイラーの日齢に応じて変更される。したがって、日齢に応じた値を求めるための式や日齢毎の各変数のテーブルを予め初期設定の際に入力しておく。

その後ブロイラーの雛を受け入れたら（ステップＳ１０４のＹ分岐）管理が開始される。なお、初期設定で説明した飼育ゾーンＢｚはこの時点で入力してもよい。制御装置３０は、内部のタイマ３０Ｔをスタートさせる（ステップＳ１０６）。若しくは受入日の日時を記録する。以後現在の日齢は、タイマ３０Ｔの値若しくは、受入日からの経過時間によって、日齢決定部３０Ｅによって求められる。つまり、日齢決定部３０Ｅは要求があった際に、現在の日齢Ｒｄを返す。なお、ここで管理日齢Ｍｄには受け入れた日の日齢（この段階では「現在の日齢Ｒｄ」）を記録する。

次に管理日齢Ｍｄに基づいて管理温度Ｔｃ、管理湿度Ｈｃ、ΔＴ１、ΔＴ２、最低換気量Ａｅなどの管理パラメータＭｐを決定する（ステップＳ１０８）。ΔＴ１およびΔＴ２は、後述するが、温度管理の猶予分である。管理温度Ｔｃ、管理湿度Ｈｃ、ΔＴ１およびΔＴ２は、管理温度決定部３０Ａにおいて、管理日齢Ｍｄに基づいて決定される。最低換気量Ａｅと環境指数Ｅｖに基づく補正値Ａｄは、管理換気量決定部３０Ｂで管理日齢Ｍｄに基づいて決定される。以後、このルーチンを通過すれば、その時の管理日齢Ｍｄに応じた管理パラメータＭｐに更新される。

次に外気温度計１６ａによって外気温度検出部３０Ｆが得た外気温度Ｔｏと管理日齢Ｍｄに基づいて決定される管理温度ＴｃからΔＴ１℃を引いた温度を比較する（ステップＳ１１０）。そして、外気温度Ｔｏが低ければ（ステップＳ１１０のＹ分岐）、熱交換器１４を始動させる（ステップＳ１１２）。つまり、管理温度ＴｃよりΔＴ１℃以上に外気温度Ｔｏが下がったら、舎内より十分冷たい空気を取り込むことになるので、熱交換器１４を始動させ、熱量の維持に努める。なお、熱交換器１４を始動させる場合は、換気扇１２の運転を停止する（ステップＳ１１２）。また、すでに熱交換器１４が動作している場合は、なにもせず処理をステップＳ１１８に移す。

一方、外気温度Ｔｏが管理温度ＴｃからΔＴ１℃を引いた温度より高い場合（ステップＳ１１０のＮ分岐）は、管理温度ＴｃにΔＴ２℃を加えた値と外気温度Ｔｏを比較する（ステップＳ１１４）。そして管理温度ＴｃにΔＴ２℃を加えた温度よりも外気温度Ｔｏが高い場合（ステップＳ１１４のＹ分岐）は、熱交換器１４を停止させ、換気扇１２を始動させる（ステップＳ１１６）。

この場合は、外部から舎内より冷たい空気を取り込むことはないので、熱交換器１４を停止させる。すでに熱交換器１４が停止している場合は、なにもせず処理を次のフローに移す。このステップの判定がＮｏの場合は、何もせずに処理をステップＳ１１８に移す。なお、ステップＳ１１０とステップＳ１１４では、不等号記号に互いの値が等しい場合を含めていないが含めるようにしてもよい。つまり、両ステップにおいての不等号は「＜」若しくは「≦」のいずれであってもよい。

次に管理パラメータＭｐの変更が必要か否かを判断する（ステップＳ１１８）。この判断は、日齢が進んだか否かで判断する。換気システムは日齢に応じた動作を行うからである。具体的には、管理日齢Ｍｄと日齢決定部３０Ｅが算出する現在の日齢Ｒｄが異なっていれば（ステップＳ１１８のＮ分岐）、管理パラメータＭｐの変更が必要と判断する。

変更が必要と判断したら、管理日齢Ｍｄをインクリメント（ステップＳ１２０）し、ステップＳ１０８に処理を移す。管理パラメータＭｐの変更が必要でない場合（ステップＳ１１８のＹ分岐）は、終了判定（ステップＳ１２２）を行う。終了判定は、現在の日齢Ｒｄが出荷予定日齢ＲＥになっているか否かで判定してよい。

終了する場合（ステップＳ１２２のＹ分岐）は、終了処理を行い（ステップＳ１２４）停止する（ステップＳ１２６）。また、終了しない場合（ステップＳ１２２のＮ分岐）は、処理をステップＳ１１０に移す。

図９に上記のフローで制御される熱交換器１４の動作イメージを示す。まず、図９（ａ）を参照する。図９（ａ）は一日の内での熱交換器１４の動作を示すものである。横軸は時刻であり、縦軸は温度である。一日の内でも夜中から夜明けにかけて外気温度Ｔｏは下がる。また、日が昇ると外気温度Ｔｏは上昇し、昼過ぎから夕方にかけてまた外気温度Ｔｏは低下する。この様子を示したのが外気温度Ｔｏの曲線である。

このような外気温度Ｔｏの変化に対してこの時の日齢によって決まる管理温度Ｔｃが図９（ａ）のように決まっているとする。基本的に熱交換器１４は、管理温度Ｔｃより外気温度Ｔｏが低ければ動作させ、外気温度Ｔｏが管理温度Ｔｃより高くなれば動作を停止させる。そして、本発明の制御装置３０は、外気温度Ｔｏが管理温度ＴｃよりΔＴ１℃以上低くなれば動作を開始する。図９（ａ）では、「ＳＴＡＲＴ１４」の点が熱交換器１４の動作開始点となる。

また、外気温度Ｔｏが管理温度ＴｃよりΔＴ２℃以上高くなれば動作を停止する。図９（ａ）では、「ＳＴＯＰ１４」の点が熱交換器１４の動作停止点となる。このような管理を行うことで、一日の内でも寒い時間帯はブロイラーに十分熱量を与え、なおかつ熱交換器１４の無駄な運転／停止のハンチングを抑制することが可能になる。

図９（ｂ）は、時間軸をより長くした場合の説明図である。横軸は飼育日数であり、縦軸は温度である。管理温度Ｔｃはブロイラーの日齢に基づいて決定され、日齢が進めば管理温度Ｔｃは下がる。例えば、７日齢までの雛の管理温度は３０℃程度必要であるが、３５日齢を過ぎ、換羽した成鳥の管理温度は１６〜１８℃でよい。

図９（ｂ）では、管理温度Ｔｃが飼育日数（日齢）とともに下がっているのがわかる。一方、外気温度Ｔｏは図９（ｂ）のように低い温度から高い温度へ向かっているとする。もちろん、外気温度Ｔｏは、鶏舎１が立てられている場所の季節によって変わる。

ここでも熱交換器１４は外気温度Ｔｏが管理温度ＴｃよりΔＴ１℃以上低くなれば動作させられ、管理温度ＴｃよりΔＴ２℃以上高くなれば動作を停止させられる。図９（ｂ）では、飼育日数Ｗ以降は、熱交換器１４は使用する必要のない時期に入ったことを示している。もちろん、図９（ａ）のように一日の内での寒暖に応じて動作は開始および停止が繰り返される。したがって、昼間の外気温度Ｔｏが舎内温度よりも十分に高い季節であっても、夜明け前の気温が管理温度ＴｃよりΔＴ１℃以上低くなれば、熱交換器１４は動作する。

また、図９（ｂ）に示すように、ΔＴ１は、ブロイラーの日齢にしたがって大きな値に設定され、ΔＴ２は、ブロイラーの日齢にしたがって小さな値に設定されている。ブロイラーは日齢にしたがって体重が増加し、それに伴いブロイラー自体の熱発生量も大きくなる。ΔＴ１はこのブロイラー自体の熱発生量による舎内温度の上昇見合い分として設定している。ΔＴ２は熱交換器１４の運転／停止のハンチングを抑制するために設ける値であり、不感帯となる幅（ΔＴ１＋ΔＴ２）は日齢に関係なく一定の値となるようにするため、ΔＴ２は、ブロイラーの日齢にしたがって小さな値に設定される。これにより、熱交換器１４の無駄な運転を抑制でき、燃料費削減の省エネが効率的に行える。

図１０は、図８のフローの熱交換器１４が動作する（ステップＳ１１２）をさらに詳細にしたフローである。熱交換器１４を動作させるに際して、まず最低換気量Ａｅを決定する（ステップＳ２０１）。最低換気量Ａｅは、管理日齢Ｍｄに基づいて管理換気量決定部３０Ｂが決定する。ブロイラーは日齢に応じて必要な酸素量がほぼ把握されているからである。

また、最低換気量Ａｅを決定するのに、環境指数Ｅｖを考慮してもよい。季節やその時の敷料の状態によって、粉塵が立ちやすくなっていたり、掃除の不手際で空気中のアンモニア量が増えたりする場合も考えられるからである。このように環境指数Ｅｖが高くなると、日齢から算出される最低換気量Ａｅ以上の換気を行う必要がある。図では、最低換気量Ａｅが管理日齢Ｍｄと環境指数Ｅｖによって決定される補正値Ａｄに基づいていて決定されることを「Ａｅ＝Ｆ（Ｍｄ、Ａｄ）」と記載した。

環境指数Ｅｖによる補正値Ａｄをどのように決定するかは、ブロイラーの種類やその他の要因によって決定されるものである。環境指数Ｅｖと補正値Ａｄの関係は初期設定（ステップＳ１０２）（図８参照）の時点で入力されるのが望ましい。

次にフィルタ装置５０のフィルタ５２の目詰まりを検査する（ステップＳ２０２）。フィルタ５２の目詰まりは、制御装置３０のフィルタ検知部３０Ｇによって行われる。熱交換器１４の内のファン１４ｏｆの前後の差圧に関する情報を各熱交換器１４から受け取り、差圧が一定以上の場合は、フィルタ５２の目詰まりが発生していると判断（ステップＳ２０２のＹ分岐）、表示装置３２にその旨にメッセージを表示する（ステップＳ２０３）。

特にフィルタ５２の塵埃除去の作業は熱交換器１４を停止して行うのが好ましい。したがって、塵埃除去の作業は、熱交換器１４を始動させる前のこの段階で行うのが望ましい。差圧が規定値以内であればフィルタ５２の目詰まりは生じていないと判断し（ステップＳ２０２のＮ分岐）、処理のフローを次に移す。なお、目詰まりの発生の判断は差圧以外の情報を用いてもよい。

次に飼育ゾーンＢｚの指定の有無を確認する（ステップＳ２０４）。飼育ゾーンＢｚの指定がある場合（ステップＳ２０４のＹ分岐）は、処理をステップＳ２５０に移す。

飼育ゾーンＢｚの指定がなければ（ステップＳ２０４のＮ分岐）熱交換器１４の中で使用される熱交換器１４（使用器）と、連続運転か間欠運転かを選択する運転パターンＰ１４が求められる（ステップＳ２０６）。これも予めテーブル等で制御装置３０に与えられているものとする。または、数式によって求められるようにしてもよい。なお、最低換気量Ａｅが、使用する熱交換器１４の最低換気量能力より小さい場合に、運転パターンＰ１４は間欠運転となり、その他の場合は連続運転である。この処理は管理換気量決定部３０Ｂが行ってよい。

使用する熱交換器１４と運転パターンＰ１４が決まったら、該当する熱交換器１４に指示を出す。この指示は、熱交換器制御部３０Ｄが行ってよい。指示を受けた熱交換器１４（該当器）は始動する（ステップＳ２０８）。処理のフローは、図８のステップＳ１１８に移る。このようにして、熱交換器１４は運転される。

飼育ゾーンＢｚの指定があった場合（ステップＳ２０４のＹ分岐）の処理について説明する。飼育ゾーンＢｚの指定があるということは、鶏舎１の床面２を複数の区画に分けてあり、一部の飼育ゾーンＢｚだけが使用されている場合である。飼育ゾーンＢｚの指定は、入雛日および飼育ゾーンＢｚが変更されたときにその旨を制御装置３０に入力することで、制御装置３０に通知されることになる。図８のフローではステップＳ１０２の初期設定若しくはステップＳ１０６のタイマスタートの部分で行うことができる。

制御装置３０は、指定された飼育ゾーンＢｚに関連する熱交換器１４を動作させる。なお、鶏舎１内にカメラ２２が設定されている場合は、飼育ゾーンＢｚを使用する旨の指示があれば、制御装置３０はカメラ２２の映像を見て現在使用されている飼育ゾーンＢｚを検出する。図１０ではカメラ２２を使う場合のフローを示す。飼育ゾーンＢｚの具体的な場所が指示されている場合は、ステップＳ２５４まで飛べばよい。

具体的には、時間をずらして飼育ゾーンＢｚの画像を写し（ステップＳ２５０）これらを比較することで、どの飼育ゾーンＢｚが使用されているかを判断することができる（ステップＳ２５２）。もちろん、これ以外の画像解析によって、飼育ゾーンＢｚの判別を行い、検出を完了する。このような処理は、飼育ゾーン判定部３０Ｃが行うことができる。

飼育ゾーンＢｚが決定したら、使用される熱交換器１４と運転パターンＰ１４を決定する（ステップＳ２５４）。その後、該当する熱交換器１４に指示する（ステップＳ２５６）。

図１１（ａ）は、飼育ゾーンＢｚに分けられた鶏舎１の床面２を示す。今飼育ゾーンＢｚは４つある場合で、左から３つめのゾーンが使用されているものとする。制御装置３０は、予めこのゾーンの指示を受けているか、若しくはカメラ２２の画像解析を通じてこのゾーンで飼育が行われていることを知る。

そして、第３ゾーンをカバーできる４組８台の熱交換器１４に運転指示を行う。このようにして、飼育ゾーンＢｚだけの換気を行い、鶏舎１全体の換気を行わないので、不必要な電力消費が抑えられる。なお、最低換気量Ａｅが４組８台の熱交換器１４の最低換気量より低い場合は、各熱交換器１４を順に運転することで、飼育ゾーンＢｚ内の換気の均一性を担保する。

例えば、図１１（ａ）では、８台の熱交換器１４に対して、１から８までの符号をつけた。そして、この符号の順に熱交換器１４を運転させ、１台が運転している際には他の熱交換器１４を停止させる等である。もちろん、該当する全ての熱交換器１４について、間欠運転をおこなってもよい。

このように熱交換器１４を間欠に運転させることで、飼育ゾーンＢｚ内の換気を均一に行うことができ、熱交換器１４の内気吸引口１４ｏｉのフィルタ５２や熱交換素子１４ａの汚れ度合を各熱交換器１４毎に一定にすることができる。

また、図１１（ｂ）には、図６で示したフィルタ装置５０ｃを用いた例を示す。飼育ソーンＢｚだけを使用する場合であっても、隣接する熱交換器１４にフィルタ装置５０ｃを設けることで、側壁３ａ、３ｂ側だけでなく、中央部分でも換気が行えるようになる。ここでは隣接する熱交換器１４を９から１２までの番号を付けて示した。それぞれの熱交換器１４からフィルタ装置５０ｃまでの間はダクト６６で連通されている。

以上のように本発明に係るフィルタ装置５０を有する熱交換器１４を用いた鶏舎１の換気システムの制御装置３０は、鶏舎１内の飼育日数に応じた温度管理および換気管理が出来ると共に、不必要な電力消費が抑制され、省エネ運転をすることができる。

本発明に係る鶏舎に設置する熱交換器用フィルタ装置は、ブロイラーを飼育する鶏舎等粉塵の多い畜舎に好適に利用することができる。さらに、風路の狭い熱交換器を内蔵する暖房機にも好適に利用することができる。

１ 鶏舎
２ 床面
Ｂｚ 飼育ゾーン
３ａ、３ｂ 側壁
３ａｉ、３ｂｉ 内側壁
３ａｏ、３ｂｏ 外側壁
３Ｌ 側壁３ａ、３ｂ間の距離
４ａ、４ｂ 妻壁
４Ｌ 妻壁４ａ、４ｂ間の距離
５ 屋根
２ａ 床面２の中心線
１０ 暖房機（ブルーダー）
１０ａ 各暖房機１０の間隔
１２ 換気扇
１３ 扉
１４ 熱交換器
１４ａ 熱交換素子
１４ｏ 排気系の風路
１４ｉ 給気系の風路
１４ｏｉ 内気吸引口
１４ｏｏ 内気排出口
１４ｏｆ ファン
１４ｉｉ 外気吸引口
１４ｉｏ 外気吹出口
１４ｉｆ ファン
Ｐ１４ 熱交換器１４の運転パターン
１６ａ 外気温度計
１６ｂ 外気湿度計
１８ａ 舎内温度計
１８ｂ 舎内湿度計
２０ 環境計測計
（二酸化炭素計２０ａ、一酸化炭素計２０ｂ、アンモニア計２０ｃ、粉塵計２０ｄ）
Ｅｖ 環境指数
２２ カメラ
３０ 制御装置
３０ｍ メモリ
３０Ｔ タイマ
３０Ａ 管理温度決定部
３０Ｂ 管理換気量決定部
３０Ｃ 飼育ゾーン判定部
３０Ｄ 熱交換器制御部
３０Ｅ 日齢決定部
３０Ｆ 外気温度検出部
３０Ｇ フィルタ検知部
３１ 入力装置
３２ 表示装置
５０ フィルタ装置
５２ フィルタ
５２ａ 上側フィルタプレート
５２ｂ 下側フィルタプレート
５４ 吸引チャンバ
５４ａ 熱交換器側接続口
５４ｂ フィルタ側接続口
５４ｆ ネジ孔５４ｃ付きフランジ
５６ 塵埃除去手段
５６ｄ 突起
５６ａ 輪ギア
５６ｂ 縦ギア
５６ｃ 枢軸
５８ 飛散防止カバー
６４ 枠台
６６ ダクト
Ｔｃ 管理温度
Ｈｃ 管理湿度
ΔＴ１、ΔＴ２
Ａｅ 最低換気量
Ａｄ 環境指数Ｅｖによる補正値
Ｍｐ 管理パラメータ
Ｔｏ 外気温度
Ｍｄ 管理日齢
Ｒｄ 現在の日齢
ＲＥ 出荷予定日齢

Claims (6)

1. 内部と外部を仕切る壁の外側の外気と内側の内気の間で熱交換を行う熱交換器用フィルタ装置であって、
   フィルタと、
   前記フィルタに接続するフィルタ側接続口と前記熱交換器の内気吸引口に接続する熱交換器側接続口を有する吸引チャンバと、
   前記フィルタの塵埃を除去する塵埃除去手段と、
   前記フィルタを覆うことができる飛散防止カバーを有する熱交換器用フィルタ装置。
2. 前記フィルタは、円筒型フィルタである請求項１に記載された熱交換器用フィルタ装置。
3. 前記吸引チャンバには、複数の前記熱交換器と接続できる複数の前記熱交換器側接続口が設けられている請求項１または２に記載された熱交換器用フィルタ装置。
4. 前記フィルタを載置する枠材をさらに有し、前記フィルタ側接続口と前記フィルタを気密に連結するダクトを有する請求項１乃至３の何れか１の請求項に記載された熱交換器用フィルタ装置。
5. 前記熱交換器が鶏舎に使われる請求項１乃至４の何れか１の請求項に記載された熱交換器用フィルタ装置。
6. 請求項５に記載された熱交換器用フィルタ装置と、
   熱交換器と、
   ブロイラーの日齢に基づいて管理温度を決定する管理温度決定部と、
   前記鶏舎の外気温度を検知する外気温度検出部と、
   前記熱交換器の動作を制御する熱交換器制御部を有し、
   前記外気温度が前記管理温度よりΔＴ１℃低くなったら前記熱交換器を動作させ、
   前記外気温度が前記管理温度よりΔＴ２℃高くなったら前記熱交換器を停止させる鶏舎の換気システム。