| 【発明の名称】 |
温室・ハウスにおける炭酸ガスの供給方法と供給装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】山本 惣一
【氏名】松田 和一郎
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| 【要約】 |
【課題】ボイラーのバーナーで燃焼させたガス燃料の燃焼排ガスを利用して、温室内の作物に対し、その作物の生育に不可欠な炭酸ガスを、不足する事態を生ぜしめることなく、生育に適する濃度で送給し得るようにする。
【解決手段】温室・ハウス内に炭酸ガス濃度を検出する炭酸ガスセンサを配設するとともに、その炭酸ガスセンサにより、作動がオン・オフ制御される換気扇を温室・ハウスの一面に設けて、その換気扇を、ボイラーのバーナーがオフとなって、室内の炭酸ガス濃度が低下してきたときに、炭酸ガスセンサの制御によりオン作動させて、室内に外気と大気中の炭酸ガスを導入させるとともに室温を降下させて、ボイラーのバーナーのオン作動への切換え制御を早めるようにする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ガス燃料を燃焼させるバーナーを組込んだ給湯式の暖房装置のボイラーを、給湯配管を介し温室・ハウスの室内に設置せる熱交換器に接続し、そのボイラーのバーナーの作動を、室内に配設せる温度センサによりオン・オフ制御して、室内の温度を所定の温度範囲内に保持せしめながら、そのボイラーのバーナーの燃焼排ガスを大気に放出する煙突から、吸引ファンにより吸引する燃焼排ガスの一部を、新鮮な外気により稀釈して、一酸化炭素濃度を低減させるとともに炭酸ガスを植物の生育に適切な温度とし、この稀釈した燃焼排ガスを温室・ハウス内に導入する温室・ハウスにおける炭酸ガスの供給方法において、温室・ハウス内に炭酸ガス濃度を検出する炭酸ガスセンサを配設するとともに、その炭酸ガスセンサにより、作動がオン・オフ制御される換気扇を温室・ハウスの一面に設けて、その換気扇を、ボイラーのバーナーがオフとなって、室内の炭酸ガス濃度が低下してきたときに、炭酸ガスセンサの制御によりオン作動させて、室内に外気と大気中の炭酸ガスを導入させるとともに室温を降下させて、ボイラーのバーナーのオン作動への切換え制御を早めるようにすることを特徴とする温室・ハウスにおける炭酸ガスの供給方法。
【請求項２】 ガス燃料を燃焼させるバーナーを組込んだ給湯式の暖房装置のボイラーと温室・ハウス内に配設せる熱交換器とを給湯配管により接続し、温室・ハウス内には、室温を検出してその検出する室温によりボイラーのバーナーの作動をオン・オフ制御する温度センサを設け、かつ、室内の炭酸ガス濃度を検出する炭酸ガスセンサを配設し、その炭酸ガスセンサが検出する炭酸ガス濃度により作動がオン・オフ制御される換気扇を、温室・ハウスの一面に装設せしめてなる温室・ハウスにおける炭酸ガスの供給装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、ボイラーにより沸かした湯を給湯配管により循環させて温室等を暖房する暖房施設におけるボイラーの燃焼排ガスを利用して、温室・ハウス内で栽培する作物に対し炭酸ガスを供給する温室における炭酸ガス供給方法と供給装置についての改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】温室・ハウスでの作物の栽培は、通常、外部に対し、締め切った室内において作物を生育させることから、室内の空気中における作物の生育に必要な炭酸ガスの濃度の影響を受ける。
【０００３】この炭酸ガスは、大気中に通常３２０ｐｐｍ程度の量で存在するが、これ以上存在することで、作物の生育をよくする効果が現れ、６００ｐｐｍ程度が適当で、それ以上でも支障がないものである。
【０００４】そこで、温室内で栽培する作物に対し炭酸ガスを送給する手段が開発されている。
【０００５】これには、まず、高圧に圧縮した炭酸ガスを封入せるボンベを温室内に設置し、そのボンベの口からレギュレータを介し一定量ずつ炭酸ガスを温室内に放出させて、温室内で栽培している作物に供給する手段がある。
【０００６】また、灯油・重油あるいはプロパンガスを燃焼させる燃焼バーナーを、炭酸ガスの生成装置として温室内に設置し、これで灯油・重油あるいはプロパンガスを燃焼させて、それの燃焼し終えた排ガスを炭酸ガス源として温室内に放出し、炭酸ガスを温室内で栽培する作物に供給する炭酸ガスの供給手段がある。
【０００７】また、ガス燃料を燃焼させるバーナーを組込んだボイラーにより沸かした湯を配管により温室内に循環させて温室内を暖房する暖房施設の、ボイラーの燃焼ガスを利用して、温室内の栽培作物に対し炭酸ガスを供給する手段があり、さらに、この燃焼排ガスを利用する手段は、それを大気で稀釈することで、作物生育に適切な６００ｐｐｍ程度にして、温室内に送給する手段も開発されてきている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】温室内の栽培作物に対して炭酸ガスを供給するための従前の温室における炭酸ガス供給手段は、炭酸ガスを封入したボンベを温室内に設置してそれから炭酸ガスを放出させる従前手段の前者にあっては、設備も施工も簡単だが、ボンベ内に封入する炭酸ガスＣＯ２ がkg当たり９０円で、通常５０kg入りのボンベを用いて、１ha規模の温室に設備すると、年間で５００万円位の炭酸ガス代を要することになってランニングコストが嵩む問題がある。
【０００９】燃焼バーナーを温室内に設置し、それで灯油・重油あるいはプロパンガスを燃焼させて、その排ガスを炭酸ガス源として温室内に放出する従前手段の後者にあっては、炭酸ガスと同時に多量の水蒸気が生成されることで、温室内に設置した燃焼バーナーのまわりが酸欠状態で高湿度になることから、不完全燃焼を起し易く、これにより事故が多い問題がある。特に、重油を燃焼させた排ガスにはイオウ酸化物ＳＯＸや窒素酸化物ＮＯＸが多く混入し、環境を汚染し、人体や植物に悪影響を及ぼす問題もある。
【００１０】また、ガス燃料を燃焼させるバーナーを用いた暖房施設のボイラーの燃焼排ガスを利用する手段にあっては、燃料ガスにプロパンガスを燃焼させる場合でいえば、理論的には、Ｃ３Ｈ８＋５０２→３ＣＯ２＋４Ｈ２Ｏとなることから、完全燃焼させるようにすれば、炭酸ガスと水蒸気しか発生しないわけであるが、実際には、１００ｐｐｍ程度の一酸化炭素ＣＯが排ガス中に混入している。この一酸化炭素は５ｐｐｍ以上になると植物に害を与えるようになる問題がある。
【００１１】また、ガス燃料のボイラーのバーナーの排ガスを、大気により稀釈して炭酸ガス濃度を作物生育に適する６００ｐｐｍ程度に調整して温室内に送給するように開発されている手段は、この大気による稀釈により、同時に、排ガス中の一酸化炭素の割合を、作物の生育に支障を生ぜしめない５ｐｐｍ以下にするようにしている手段であり、これにより、温室での作物栽培が、一酸化炭素の障害がない状態で、炭酸ガスを供給することによる効果が得られるようになる筈であるが、実際には、温室・ハウスを締め切った状態で、作物を栽培するようになる寒冷期に、炭酸ガスの不足により生育障害を生ぜしめるようになる問題がある。
【００１２】これは、寒冷期には、温室・ハウスを外部に対し締め切った状態として、そのハウス内の室温を、室温を検出する温度センサにより、温水ボイラーの作動をオン・オフ制御することで一定の温度範囲に保持せしめることから、ボイラーのバーナーが作動しているときは、ＣＯ２濃度が足りるが、ボイラーのバーナーがオフとなっているときにＣＯ２が不足するようになり、室内の炭酸ガスの濃度が通常の外気の炭酸ガス濃度の３２０ｐｐｍよりも低くなってきて、作物の生育に障害を生ぜしめるようになることによる【００１３】本発明は、従来手段に生じている上述の問題を解消せしめるためになされたものであって、ボイラーのバーナーで燃焼させたガス燃料の燃焼排ガスを利用して、温室内の作物に対し、その作物の生育に不可欠な炭酸ガスを、不足する事態を生ぜしめることなく、生育に適する濃度で送給し得るようにする新たな手段を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】そして、本発明においては上述の目的を達成するための手段として、ガス燃料を燃焼させるバーナーを組込んだ給湯式の暖房装置のボイラーを、給湯配管を介し温室・ハウスの室内に設置せる熱交換器に接続し、そのボイラーのバーナーの作動を、室内に配設せる温度センサによりオン・オフ制御して、室内の温度を所定の温度範囲内に保持せしめながら、そのボイラーのバーナーの燃焼排ガスを大気に放出する煙突から、吸引ファンにより吸引する燃焼排ガスの一部を、新鮮な外気により稀釈して、一酸化炭素濃度を低減させるとともに炭酸ガスを植物の生育に適切な温度とし、この稀釈した燃焼排ガスを温室・ハウス内に導入する温室・ハウスにおける炭酸ガスの供給方法において、温室・ハウス内に炭酸ガス濃度を検出する炭酸ガスセンサを配設するとともに、その炭酸ガスセンサにより、作動がオン・オフ制御される換気扇を温室・ハウスの一面に設けて、その換気扇を、ボイラーのバーナーがオフとなって、室内の炭酸ガス濃度が低下してきたときに、炭酸ガスセンサの制御によりオン作動させて、室内に外気と大気中の炭酸ガスを導入させるとともに室温を降下させて、ボイラーのバーナーのオン作動への切換え制御を早めるようにすることを特徴とする温室・ハウスにおける炭酸ガスの供給方法を提起し、また、さらに、ガス燃料を燃焼させるバーナーを組込んだ給湯式の暖房装置のボイラーと温室・ハウス内に配設せる熱交換器とを給湯配管により接続し、温室・ハウス内には、室温を検出してその検出する室温によりボイラーのバーナーの作動をオン・オフ制御する温度センサを設け、かつ、室内の炭酸ガス濃度を検出する炭酸ガスセンサを配設し、その炭酸ガスセンサが検出する炭酸ガス濃度により作動がオン・オフ制御される換気扇を、温室・ハウスの一面に装設せしめてなる温室・ハウスにおける炭酸ガスの供給装置を提起するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明による温室・ハウスにおける炭酸ガスの供給手段は、温室またはハウスそれ自体については、従前のものと同様に構築してよい。
【００１６】この温室・ハウスの室内の温度を所定の温度範囲に保持させるための暖房手段は、給湯式の暖房施設のボイラーにより沸かした湯を、給湯配管により温室・ハウス内に配設しておく熱交換器に導いて循環させることで行なうが、その給湯用のボイラーには、それのバーナーに、ガス燃料を燃焼させる形態のものを用いる。
【００１７】そのボイラーのバーナーの作動は、温室・ハウス内に、室温を検出する温度センサを設けて、それの検出作動により、制御部に設定しておく設定温度においてオン・オフ作動するように制御し、これにより、室内の温度を、例えば、２０℃〜２５℃の如く所望の温度は範囲に保持せしめるようにする。
【００１８】そして、このボイラーのバーナーの燃焼ガスを大気に排出せしめる煙突には、それの途中に分岐点の基端側を接続して、それの先端側を吸引ファンの吸気口に接続し、分岐点の途中には、それの基端側から開度が調節自在のダンパーと絞りと大気に開放する空気取入管とを設けておいて、吸引ファンの作動により、煙突に排出される燃焼排ガスの一部を引き出して、それを空気取入管から取込む大気により百培〜数百倍に稀釈して吸引ファンの吐風口から吐出するようにし、この吐風口から吐出する稀釈した燃焼排ガスを温室・ハウスの室内に導入して、炭酸ガスを供給するようにする。
【００１９】そしてまた、温室・ハウス内には、そこの炭酸ガス濃度を検出する炭酸ガスセンサを配設し、かつ、温室・ハウスの周壁の一面には、換気扇を装設しておいて、それの駆動モータの作動を、前述の炭酸ガスセンサにより、検出値が所定の値より低下してきたときにオンに作動し、所定の値となったときにオフとなるようにオン・オフ制御させる。
【００２０】そして、これにより、室温が所定の設定値に保持されていることで、ボイラーのバーナーの作動がオフとなっている状態において、温室内の作物の活動により室内の炭酸ガスが消費されてその炭酸ガスの濃度が大気中の炭酸ガス濃度以下に低下してくると、炭酸ガスセンサの検出作動により換気扇がオン作動して外気を温室内に吹き込んで、大気中の炭酸ガスを室内に送給し、同時に、室内に吹き込む外気により室温を降下させて、バーナーがオン作動する時期を早め、そのオン作動により排ガスから取り出す炭酸ガスを送給していくようにする。
【００２１】
【実施例】次に実施例を図面に従い説明する。図１は本発明手段の実施に用いる温室・ハウスにおける炭酸ガスの供給装置の一部破断して展開した説明図で、同図において、１はボイラー、２は温室を示す。
【００２２】ボイラー１はガス燃料を燃焼させるバーナーを組込んだ温水ボイラーであり、１０はそのバーナーの燃焼排ガスを大気に放出する煙突である。
【００２３】３はボイラー１により沸かした湯を、温室２内に配設せる熱交換器２０に循環させる給湯配管で、ポンプＰにより湯を送り出す給湯側配管３０と戻り側配管３１とからなる。
【００２４】前記ボイラー１のバーナーの作動は、温室２内に配設しておく温度センサＳ１により検出される室温が、制御部４に設定する所望の温度となることで、オン・オフするよう制御され、これにより、温室２内の室温を所望の温度範囲に保持するようにしてある。
【００２５】５は前記煙突１０の途中に基端側を接続した分岐管で、それの先端側には、モーターＭ１により作動する吸引ファン６の吸気口６ａが接続し、その吸引ファン６の吐風口６ｂは、送気管６０を介して前記温室２内に連通させてある。
【００２６】５０は分岐管５の基端側に設けたダンパーであり、それの開度はモーターＭ２の作動により所望に制御され、また、前述の送気管６０の途中に設けたＣＯ検出センサＳ２により検出されるＣＯ濃度が３ｐｐｍ以下のときに全開となるようにしてある。
【００２７】５１は、分岐管５の前記ダンパー５０より先端側に寄る部位に設けた絞り、５２はその絞り５１よりさらに先端側に寄る部位において分岐管５に基端側を接続した空気取入管で先端側は大気に開放させてある。
【００２８】吸引ファン６を作動させて煙突１０から燃焼排ガスの一部を分岐管５に引き出すときの上述のダンパー５０および絞り５１ならびに空気取入管５２の作動は、煙突１０から引き出す燃焼排ガスの量を、空気取入管５２から取込む外気の量の１５０〜２００分の１に絞り、これにより、その排ガスを外気により１５０〜２００倍に稀釈して、通常、２９０℃程度の温度で、ＣＯ２＝１０．７％（１０７０００ｐｐｍ）、ＣＯ＝１００ｐｐｍの排ガスを、温度３０℃ ＣＯ２＝６００ｐｐｍ、ＣＯ＝０．４ｐｐｍ程度の条件の導入空気として、温室２内に送給していくようにしてある。
【００２９】７は温室２の周壁の一面で、前述の熱交換器２０と対面する側に装設せる換気扇で、モーターＭ３の駆動により外気を温室２内に吹き込むよう作動し、それの外気の吸気側には前記モーターＭ３の作動時に開放するダンパー状のシャッタ７０が設けてある。また、この換気扇７のモーターＭ３の作動は、温室２内に配設する炭酸ガス検出センサＳ３が、室内の炭酸ガス濃度が大気中の炭酸ガス濃度より低い値を検出したときに、オンに作動し、炭酸ガス濃度が６００ｐｐｍ程度になってきたときにオフとなるように制御させてある。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように本発明による温室ハウスにおける炭酸ガスの供給手段は、温室・ハウスを締め切って暖房を行なう寒冷期において、日中の日照による室温の上昇で、ボイラーのバーナーの作動がオフとなって、それの燃焼排ガスの一部を引き出して行なう温室内の栽培作物に対する炭酸ガスの供給が停止し、作物が炭酸ガスに不足を来すようになったときに、温室・ハウスに設けた換気扇が作動して、外気を温室内に吹き込んで外気中の炭酸ガスを温室内に補給しながら温室内の室温を降下させて、ボイラーのバーナーの作動を早めるようになるので、栽培作物が炭酸ガスの不足により生育障害を生ぜしめることなく、暖房用のボイラーのバーナーの排ガスを利用して炭酸ガスを供給し得るようになる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１４４８９８
【氏名又は名称】株式会社山本製作所
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| 【出願日】 |
平成１２年４月１１日（２０００．４．１１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６５０５３
【弁理士】
【氏名又は名称】新関 和郎
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２９２６４０（Ｐ２００１−２９２６４０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１０月２３日（２００１．１０．２３） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１０８９２４（Ｐ２０００−１０８９２４） |
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