| 【発明の名称】 |
局所送風によるストール上牛体の暑熱環境緩和法 |
| 【発明者】 |
【氏名】早坂 貴代史
【氏名】増淵 敏彦
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| 【要約】 |
【課題】フリーストール牛舎のストール前方端部の上方位置に送風管を配設し、ストール周辺の暑熱環境を感知する温度認識装置により送風量を周波数制御してストール周辺の暑熱環境を緩和する。
【解決手段】■．フリーストール１牛舎内に並列されるストール１の前方端部の上方位置に、風量を調節可能にした送風装置６が接続された中空送風管３を配設し、該送風管３の下方部に、ストール１側に風を送り出す複数の送風口４を開口し、ストール１周辺の温度に応じて前記送風装置６を制御してストール１周辺の暑熱環境を緩和する。■．フリーストール１牛舎内に、該ストール１周辺の暑熱環境を感知する温度認識装置を配設し、この温度認識装置により送風装置６を周波数制御してストール１周辺の暑熱環境を緩和する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 フリーストール牛舎内に並列されるストールの前方端部の上方位置に、風量が調節可能の送風装置が接続された中空送風管を配設し、該送風管の下方部に、ストール側に風を送り出す複数の送風口を開口し、ストール周辺の温度に応じて前記送風装置を制御して牛舎内の暑熱環境を緩和するようにしたことを特徴とする局所送風によるストール上牛体の暑熱環境緩和法。
【請求項２】 フリーストールの近傍に、該ストール周辺の暑熱環境を感知する温度認識装置を配設し、この温度認識装置により送風装置を周波数制御してストール周辺の暑熱環境を緩和することを特徴とする請求項１記載の局所送風によるストール上牛体の暑熱環境緩和法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フリーストール牛舎のストール前方端部上方位置に送風管を配設し、ストール側への送風量を制御して牛舎内の暑熱環境を緩和するようにした局所送風によるストール上牛体の暑熱環境緩和法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、規模拡大と省力を目指して、ウシのフリーストール（以下、ＦＳと略す）飼養が増えている。ＦＳとは、牛群を舎内で放し飼いにして、各個体が通路を自由に移動して採食、飲水などができるほか、その中に設置されているストール（牛床ベッド）で横臥休息することができる飼養法である。本発明は、このような構造をもつ牛舎での利用を主たる目的とする。
【０００３】畜舎内におけるウシへの暑熱対策として、冷房設備、屋根などの断熱、大型扇風機、ビニールダクト（あるいはスポットクーラ）による送風、牛体への散水、細霧システム、などが提唱され、飼養条件により利用されている。これらの手段は、密閉型構造のつなぎ飼い牛舎での利用を主たる目的としており、ウシが自由に行動できる，開放型（側壁のない）構造のＦＳ牛舎では必ずしも適当でない。冷房設備は、設備費や使用経費が高い問題があり、また、開放型ＦＳ牛舎での使用は不可である。【０００４】大型扇風機の利用は、斜めあるいは水平上方から床面に向けて送風が行われ、屋根に断熱材を使用していない牛舎では、舎内天井付近の温かい空気が送風されることになり、体感温度の低減効果が減少する。つなぎ飼い牛舎で床面に設置して横方向から送風する場合は、風上の牛体自体が防風効果を示すことが問題となる。【０００５】ＦＳ牛舎では、大型扇風機は天井から懸垂（架）されて使用され、送風による暑熱対策の他に、牛舎での強制換気、通路上の糞尿の乾燥促進、肢蹄病対策のための泥ねい化防止などの機能を併せ持つ。そのため、通路上方空間のみに設置するとウシはストールよりも涼しい通路で佇立あるいは横臥休息する可能性が増す。このことは、通路上の牛体による送風遮蔽による通路表面の乾燥促進の低下、さらには排泄糞尿のある通路での佇立時間の増加による肢蹄病の可能性の増加が推察される。
【０００６】一方、ストールに大型扇風機による適正な送風が行われないと、ストール上の敷き料の種類（オガクズなど）によっては、空気中に飛散して浮遊粉塵が増加し、空気汚染の懸念がある。また、大型扇風機の使用は、ストールによって送風量が異なるために、ウシは送風量の多い好適なストールを選択するようになり、ストールの均一かつ効率的な利用が図れない可能性がある。
【０００７】ビニールダクト（あるいはスポットクーラー）による送風方式は、つなぎ飼い牛舎を対象に開発された方式で、ダクトの吹き出し口を介して、佇立時の牛体の肩上部から送風するが、ウシが横臥して吹き出し口から遠くなると効果が低下する。ＦＳ牛舎に使用する場合は、自由に行動するウシによるビニールダクトの損傷を防止するために、設置位置を高くしなければならず、大風量の送風機を使用することになり、設備費が高くなる。また、スポットクーラーによる冷送風は、施設費が高いことが問題である。牛体への散水は、舎内での床面が濡れるので不適当である。また、細霧システムは、開放式構造のＦＳ牛舎では適当でない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】夏季暑熱環境下のＦＳ牛舎の乳牛は、■．ストールでの横臥時間が低下し、佇立時間が増加する、■．ストールに横臥せずに、ウシの移動、排泄場所である通路に横臥するウシの割合が増加する、■．暑熱ストレスによって、乳牛においては乳生産などが低下する、等の問題が認められる。
【０００９】上記■．の原因として、ウシは体温を一定に維持する機能を有しているため、暑熱環境下では横臥よりも佇立して体表面積を増加させて蒸散、対流による放熱量を増加させる行動をとる傾向にある。この事実は、佇立による消費エネルギーの増加や横臥不足によるストレスの増加をもたらすことになる。■．の通路横臥牛は、通路にある糞尿が蒸発する際、蒸発潜熱が奪われるため、通路床面の温度が低下することが知られており、できるだけ涼しい場所での横臥休息を求め、ストールよりも通路を選定するウシが出現し、牛体や乳房が糞尿で汚れ、乳房炎発症や乳頭洗浄に時間がかかる傾向がある。また、通路表面はコンクリートで硬く、糞尿で濡れていれば、横臥時間の低下、床ずれや起臥動作時の肢蹄の故障などが生じ、搾乳室移動に時間がかかる原因となり、ウシの廃用につながりやすい。ＦＳ牛舎では、通路のみに大型扇風機を設置すると通路横臥牛を増やす原因になりうる。
【００１０】■．に関連して、ホルスタイン種泌乳牛の高温側の臨界温度は２４〜２５℃といわれ、これ以上では、体温上昇、採食量や乳生産量の顕著な低下が認められている。これらの問題を解決するには、ストール内の暑熱環境である微気象を改善し、ストールヘの横臥欲求を高め、通路横臥を防止するとともに、ウシの暑熱ストレスを軽減し、乳生産の低下を防止する必要がある。具体的には、乳牛のストール上の横臥位置への局所送風法の検討が必要である。本発明は、上記の問題点を解消するためになされたもので、局所送風によるストール上牛体の暑熱環境緩和法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するために本発明は、牛舎内の暑熱環境の程度に応じて局所送風し、牛体周辺の暑熱環境を改善する自動制御機構を開発し、以下の手段を有することを特徴としている。
【００１２】Ａ．フリーストール牛舎内に並列されるストールの前方端部の上方位置に、風量が調節可能の送風装置が接続された中空送風管を配設し、該送風管の下方部に、ストール側に風を送り出す複数の送風口を開口し、ストール周辺の温度に応じて前記送風装置を制御して牛舎内の暑熱環境を緩和するようにした。
Ｂ．フリーストールの近傍に、該ストール周辺の暑熱環境を感知する温度認識装置を配設し、この温度認識装置により送風装置を周波数制御してストール周辺の暑熱環境を緩和する。
【００１３】
【作用】上記の手段により本発明の局所送風によるストール上牛体の暑熱環境緩和法は、以下の作用を行う。
イ）送風口からの送風は、横臥中のウシの頭部、頸部に直接あたり、後部の体表面へ流れる。
ロ）暑熱時の通路横臥するウシを減らす可能性が期待できる。ハ）乳生産量の低下を抑える（表１参照）。
ニ）送風時には牛体表面に寄生するハエ類の数が減少する（表１参照）。
ホ）ストールヘの送風を常時実施すると、乳牛の１日の横臥時間が明らかに長くなり、ストール環境が暑熱時の乳牛に好まれる。また、採食時間が増加する一方、通路での佇立・移動時間が減少する（表２参照）。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明による局所送風によるストール上牛体の暑熱環境緩和法の実施の形態を、図面及び表に基づいて詳細に説明する。図１〜５において、符号１はウシ（乳牛）Ｃを飼養する牛舎内に設けられたＦＳで、通路２に面して通路面から２０〜２５ｃｍ高に並列されている。この並列されたＦＳ１の床前方端部上方の位置に、硬質中空パイプ（ダクト）３を、１００〜１３０ｃｍの高さで牛体Ｃの横臥方向と直交するように固設している。この中空パイプ３の下方部（厳密には斜め下方部）に、ストール（牛体Ｃ）側に風を送り出す複数の送風口４を等間隔に開口している。その際、局所送風の送風口４の風向きが、熱放散の高いといわれる牛体Ｃの肩部、頸部周辺に直接当たるように配置し、ストールに横臥あるいはストールを利用しているウシＣに送風する。
【００１５】中空パイプ３の始端部には、温度センサを有するインバータ５を備える電動送風機６の送風管が接続され、中空パイプ３の終端はキャップにより閉鎖されている。電動送風機６の送風量は、温度センサで牛舎内（特にＦＳ１の周辺）の温度をモニタリングを行い、インバータ５により電動送風機６の回転数を周波数制御して自動制御する。そして、温度センサによりストール周辺の温度を検知し、その検知温度に応じて電動送風機６の回転数を自動制御して牛舎内、特にＦＳ１内の暑熱環境を緩和する。
【００１６】
【実施例】ＦＳ１に送風を行う硬質中空パイプ３は、鉄管等を用いて加工し、通常のストールに設置してあるネックレール７に替えて設置する。ネックレール７は、ウシが立ち上がった時、ストールから後ずさりさせること（これにより排糞尿がストールに落ちにくくなる）と、ストール内であまり前方に行き過ぎないように制御するパイプからなる横棒で、ス卜ール後端からおよそ１７０ｃｍ、ストール面高さ１００〜１３０ｃｍに設置され、トレーニングレールともいう。この既存のネックレール７を利用する場合は、図５に示すように、中空パイプ３を硬質塩化ビニール管等を使用して、取付け金具８でネックレール７に固定する。電動送風機６等は、ウシＣから保護されるように設置する。
【００１７】８床のＦＳ１を設けた牛舎に飼養するホルスタイン種泌乳牛７頭を用い、ＦＳ１床の前端の上方１１０ｃｍに設置した中空パイプ３による２４時間連続の局所送風（電動送風機６の回転数は常時一定）の有無が、暑熱時のウシの行動などに及ぼす影響を１９９９年７〜８月に検討した。中空パイプ３としての硬質塩化ビニール送風管(７５ｍｍ径）がネックレール７に取り付け金具８で固定され、ストールに横臥あるいは利用（佇立，前肢掛け）するウシＣに送風される。中空パイプ３の長軸方向におよそ７ｃｍ間隔に１ｃｍ直径の送風口４（１２０ｃｍ幅の１ストールに１２〜１３個）が開けられている。風速は送風口４付近で１０〜１１ｍ／秒、送風口４から６０ｃｍ付近（牛体Ｃ横臥時肩部付近）で１．５〜１．７ｍ／秒、床面付近で０．２〜０．３ｍ／秒である。
【００１８】２４時間連続局所送風は、７／１５〜２８を送風期、７／２９〜８／４を無送風期とした。調査期間は梅雨明け（７／２３）を挟み、局所送風２期と無送風１期の各３日間の環境条件、体温、呼吸数、採食、乳生産、行動などの調査を行った。その結果を表１及び表２に示す。
【００１９】３期の環境条件とウシの乳量等を表１に示す。送風期は、梅雨明け前後に、気温、温湿度指数が上がり、呼吸数、直腸温が有意に上昇したが、ウシの採食量（乾物摂取量）、乳量、体重に差はみられなかった。梅雨明け後の送風期と無送風期との間には、気温、温湿度指数、直腸温に差はなかったが、呼吸数が有意に上昇し、乳量、体重が有意に低下した。横臥中のウシに対するハエの寄生数は、無送風区で増加した。
【００２０】
【表１】
【００２１】３期の１日の行動時間、行動回数、歩行距離を表２に示す。ストールでの横臥時間、同総利用時間（ストール横臥＋同佇立＋同前肢掛け）は、送風期でも高温になると有意に低下し、無送風期にはさらに有意に低下した。また、無送風期は送風期に比べ、採食時間が低下傾向、通路での佇立・移動時間が有意に長くなった。【００２２】
【表２】
【００２３】ウシの熱的中性域（適温域）の気温は４〜２０℃、呼吸数は２０〜３５回／分で、直腸温はおよそ３８．５℃である。表１の呼吸数、直腸温は、１４：３０〜１５：００と１日の中で最も高い時間帯で測定されたので、１日の平均では低下することを考慮するにせよ、３期はいずれも熱的中性域の数値よりも高く、暑熱温域での結果と判断される。また、熱的中性域で調査されたこのストールでの牛群１日あたりの平均横臥時間は６６０分であることが明らかにされており、３期の各横臥時間はそれよりも低下している事実は、行動に対する暑熱の影響がみられる。
【００２４】局所送風がないと、乳量、体重、横臥時間等の低下が明らかであったが、梅雨明け前後の局所送風期の比較から、送風しても、高温になると、横臥時間の低下が見られる。これは、本調査期の舎外気温が例年に比べ１．５℃程度高く、猛暑であった事実があるにせよ、横臥時のみの局所送風の他に、大型扇風機などの併用が有効と考えられた。
【００２５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明による局所送風によるストール上牛体の暑熱環境緩和法は、請求項１及び２の手段を有することにより、以下の作用効果を奏することができる。
【００２６】ａ）暑熱時の乳牛のＦＳでの横臥休息時間が増加し、暑熱ストレスが緩和されて乳生産性の改善効果が期待できる。ｂ）暑熱時の通路横臥牛を減らすことができる。ｃ）どのストールでもほぼ均一の送風環境が形成され、ウシの好適なストールの選択行動が少なくなり、効率的なストールの利用が期待できる。ｄ）通路上でのウシの滞在時間の低下により、泥ねい化に起因する肢蹄病の発症を減らすことができる。ｅ）本発明の送風装置に大型扇風機を併用すれば、さらなる暑熱緩和効果の増大が期待できる。
ｆ）本発明の送風装置に冷温風発生装置を組み合わせることにより、温熱環境のより精緻な制御が可能となる。
ｇ）本発明は、ＦＳ牛舎の基本構造の一部変更により設置できる。
ｈ）本発明は、既設のＦＳ牛舎への設置も可能である。ｉ）本発明による中空パイプの送風口の面積が比較的小さいので、小風量の送風機を効果的に利用できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５０１２０３３４４
【氏名又は名称】独立行政法人 農業技術研究機構
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| 【出願日】 |
平成１３年１月３１日（２００１．１．３１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６３５６５
【弁理士】
【氏名又は名称】小橋 信淳
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| 【公開番号】 |
特開２００２−２２３６５２（Ｐ２００２−２２３６５２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年８月１３日（２００２．８．１３） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−２３６６１（Ｐ２００１−２３６６１） |
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