(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-11-17
(45)【発行日】2022-11-28
(54)【発明の名称】CO2供給装置
(51)【国際特許分類】
A01G 7/02 20060101AFI20221118BHJP
【FI】
A01G7/02
(21)【出願番号】P 2019011913
(22)【出願日】2019-01-28
【審査請求日】2021-12-02
(73)【特許権者】
【識別番号】000004709
【氏名又は名称】株式会社ノーリツ
(73)【特許権者】
【識別番号】390010814
【氏名又は名称】株式会社誠和
(74)【代理人】
【識別番号】100111383
【氏名又は名称】芝野 正雅
(74)【代理人】
【識別番号】100170922
【氏名又は名称】大橋 誠
(72)【発明者】
【氏名】図子 良広
(72)【発明者】
【氏名】中本 達也
(72)【発明者】
【氏名】渡辺 公博
(72)【発明者】
【氏名】松沼 保夫
【審査官】吉原 健太
(56)【参考文献】
【文献】特開2000-312532(JP,A)
【文献】実開平05-090147(JP,U)
【文献】特開2012-052955(JP,A)
【文献】特開昭59-183631(JP,A)
【文献】実開平07-042604(JP,U)
【文献】特開2010-124802(JP,A)
【文献】韓国登録特許第10-0814606(KR,B1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
A01G 2/00 - 2/38
A01G 5/00 - 7/06
A01G 9/14 - 9/28
A01G 17/00 - 17/02
A01G 17/18
A01G 20/00 - 22/67
A01G 24/00 - 24/60
F23N 1/02 - 5/24
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
栽培室内にCO
2を供給するCO
2供給装置において、
燃焼によりCO
2を含む燃焼ガスを発生させる燃焼器と、
発生した燃焼ガスが、前記栽培室内に供給されるために流れる第1流路と、
前記第1流路に接続され、当該第1流路の流路面積よりも小さな流路面積を有し、前記第1流路内を流れる燃焼ガスの一部が、前記第1流路から分かれて流れる管と、
前記管よりも燃焼ガスの流れ方向の下流側において、前記管を流れてきた燃焼ガスのCO濃度を検出する濃度検出部と、
前記管よりも燃焼ガスの流れ方向の下流側において前記管に接続され、前記管の流路面積よりも大きな流路面積を有する第2流路と、を備え、
前記第2流路は、燃焼ガスの流れ方向が変化するように構成されており、
前記濃度検出部は、前記管を流れてきた後に前記第2流路を流れた燃焼ガスのCO濃度を検出する、
ことを特徴とするCO
2供給装置。
【請求項2】
請求項1に記載のCO
2供給装置において、
前記第2流路は、前記CO
2
供給装置の外部へ燃焼ガスを排出させる排出口を有し、
前記濃度検出部は、前記第2流路の外であって前記排出口の近傍に位置する、
ことを特徴とするCO
2供給装置。
【請求項3】
栽培室内にCO
2
を供給するCO
2
供給装置において、
燃焼によりCO
2
を含む燃焼ガスを発生させる燃焼器と、
発生した燃焼ガスが、前記栽培室内に供給されるために流れる第1流路と、
前記第1流路に接続され、当該第1流路の流路面積よりも小さな流路面積を有し、前記第1流路内を流れる燃焼ガスの一部が、前記第1流路から分かれて流れる管と、
前記管よりも燃焼ガスの流れ方向の下流側において、前記管を流れてきた燃焼ガスのCO濃度を検出する濃度検出部と、
前記管よりも燃焼ガスの流れ方向の下流側において前記管に接続され、前記管の流路面積よりも大きな流路面積を有する第2流路と、を備え、
前記第2流路は、前記CO
2
供給装置の外部へ燃焼ガスを排出させる排出口を有し、
前記濃度検出部は、前記第2流路の外であって前記排出口の近傍に位置し、前記管を流れてきた後に前記第2流路を流れた燃焼ガスのCO濃度を検出する、
ことを特徴とするCO
2供給装置。
【請求項4】
請求項
1ないし3の何れか一項に記載のCO
2供給装置において、
前記第1流路には、前記栽培室内へ燃焼ガスが放出される前記第1流路の下流側に燃焼ガスを送出させるファンが配置され、
前記管は、前記第1流路における前記ファンよりも下流側に接続される、
ことを特徴とするCO
2供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、温室、ビニールハウス等の栽培室内にCO2を供給するCO2供給装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、温室、ビニールハウス等の栽培室内で栽培される植物(農作物)の生育を促進させるために、燃焼器の燃焼により発生したCO2を含む燃焼ガスを、栽培室内に供給するようにしたCO2供給装置が知られている。
【0003】
CO2供給装置では、何らかの原因により燃焼器で燃焼不良(不完全燃焼)が生じた場合に、この状態が続いてしまうと、栽培室内に黒煙が供給され、植物に煤が付着してしまう虞がある。燃焼不良が生じるとCOが発生するため、燃焼ガス中のCO濃度が高くなる。そこで、燃焼ガス中のCO濃度を検出することにより、燃焼器の燃焼不良を検出することができる。
【0004】
燃焼ガスが流れるダクト内にCO濃度を検出するためのCO濃度センサが配置されたCO2供給装置の一例が、たとえば、特許文献1に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
燃焼器で発生した燃焼ガスは非常に高温である。そこで、CO2供給装置では、栽培室内の植物に高温のCO2が供給されないように、燃焼ガスに対して、外部の空気を混合させるなどの冷却が行われる。しかしながら、このような冷却が行われたとしても、ダクト内を流れる燃焼ガスは、外部の温度と比べると、依然として温度が高い状態になりやすい。よって、ダクト内にCO濃度センサが配された場合には、燃焼ガスの熱の影響、たとえば、CO濃度センサの耐久性が懸念される。
【0007】
なお、特許文献1に記載のCO2供給装置は、外部の空気が混合されることにより外部の温度と近い温度となった燃焼ガスが、ダクト内に配されたCO濃度センサに接触するよう構成されている。しかしながら、このような場合、どうしても外部の空気の混合量が多くなるため、燃焼ガスに含まれるCO2が大きく希釈され、栽培室の規模等によっては、栽培室内の植物にCO2を適正に供給することが困難となる虞がある。
【0008】
そこで、本発明は、栽培室内に供給されるために流路内を流れる燃焼ガスのCO濃度を、その燃焼ガスの熱の影響を受けにくい状態で検出可能なCO2供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の第1の態様は、栽培室内にCO2を供給するCO2供給装置に関する。本態様に係るCO2供給装置は、燃焼によりCO2を含む燃焼ガスを発生させる燃焼器と、発生した燃焼ガスが、前記栽培室内に供給されるために流れる第1流路と、前記第1流路に接続され、当該第1流路の流路面積よりも小さな流路面積を有し、前記第1流路内を流れる燃焼ガスの一部が、前記第1流路から分かれて流れる管と、前記管よりも燃焼ガスの流れ方向の下流側において、前記管を流れてきた燃焼ガスのCO濃度を検出する濃度検出部と、前記管よりも燃焼ガスの流れ方向の下流側において前記管に接続され、前記管の流路面積よりも大きな流路面積を有する第2流路と、を備える。前記第2流路は、燃焼ガスの流れ方向が変化するように構成されており、前記濃度検出部は、前記管を流れてきた後に前記第2流路を流れた燃焼ガスのCO濃度を検出する。
【0010】
上記の構成によれば、管を流れる燃焼ガスは、第1流路を流れる燃焼ガスよりも少量となるため、管を流れている間に冷却されやすく、このように冷却された燃焼ガスを濃度検出部に接触させることができる。よって、第1流路を流れる燃焼ガスのCO濃度を、その燃焼ガスの熱の影響を受けにくい状態で濃度検出部により検出できる。
【0012】
上記の構成によれば、第2流路の流路面積が管の流路面積よりも大きいため、管を流れてきた燃焼ガスは、第2流路へ流入したときにその流速が落とされる。これにより、第2流路を流れてきた燃焼ガスが濃度検出部に接触しやすくなるので、燃焼ガスのCO濃度を濃度検出部により精度良く検出することが可能となる。
【0014】
上記の構成によれば、燃焼ガスの流速を一層落とすことができ、燃焼ガスが濃度検出部に一層接触しやすくなる。
【0015】
また、第2流路が備えられる構成とされた場合、前記第2流路は、前記CO2供給装置の外部へ燃焼ガスを排出させる排出口を有するような構成とされ得る。この場合、前記濃度検出部は、前記第2流路の外であって前記排出口の近傍に位置する。
【0016】
上記の構成によれば、第1流路を流れる燃焼ガスのCO濃度だけでなく、CO2供給装置の周囲のCO濃度を、濃度検出部により検出することが可能となる。
【0017】
本発明の第2の態様は、栽培室内にCO
2
を供給するCO
2
供給装置に関する。本態様に係るCO
2
供給装置は、燃焼によりCO
2
を含む燃焼ガスを発生させる燃焼器と、発生した燃焼ガスが、前記栽培室内に供給されるために流れる第1流路と、前記第1流路に接続され、当該第1流路の流路面積よりも小さな流路面積を有し、前記第1流路内を流れる燃焼ガスの一部が、前記第1流路から分かれて流れる管と、前記管よりも燃焼ガスの流れ方向の下流側において、前記管を流れてきた燃焼ガスのCO濃度を検出する濃度検出部と、前記管よりも燃焼ガスの流れ方向の下流側において前記管に接続され、前記管の流路面積よりも大きな流路面積を有する第2流路と、を備える。前記第2流路は、前記CO
2
供給装置の外部へ燃焼ガスを排出させる排出口を有し、前記濃度検出部は、前記第2流路の外であって前記排出口の近傍に位置し、前記管を流れてきた後に前記第2流路を流れた燃焼ガスのCO濃度を検出する。
上記の構成によれば、管を流れる燃焼ガスは、第1流路を流れる燃焼ガスよりも少量となるため、管を流れている間に冷却されやすく、このように冷却された燃焼ガスを濃度検出部に接触させることができる。よって、第1流路を流れる燃焼ガスのCO濃度を、その燃焼ガスの熱の影響を受けにくい状態で濃度検出部により検出できる。
また、第2流路の流路面積が管の流路面積よりも大きいため、管を流れてきた燃焼ガスは、第2流路へ流入したときにその流速が落とされる。これにより、第2流路を流れてきた燃焼ガスが濃度検出部に接触しやすくなるので、燃焼ガスのCO濃度を濃度検出部により精度良く検出することが可能となる。
さらに、第1流路を流れる燃焼ガスのCO濃度だけでなく、CO
2
供給装置の周囲のCO濃度を、濃度検出部により検出することが可能となる。
第1または第2の態様に係るCO2供給装置において、前記第1流路には、前記栽培室内へ燃焼ガスが放出される前記第1流路の下流側に燃焼ガスを送出させるファンが配置され得る。この場合、前記管は、前記第1流路における前記ファンよりも下流側に接続される。
【0018】
上記の構成によれば、燃焼ガスが第1流路を通じて栽培室内に供給されやすくなる。しかも、管は、第1流路におけるファンよりも下流側に接続されているので、燃焼ガスを管に良好に送り込むことができる。
【発明の効果】
【0019】
以上のとおり、本発明によれば、栽培室内に供給されるために流路内を流れる燃焼ガスのCO濃度を、その燃焼ガスの熱の影響を受けにくい状態で検出可能なCO2供給装置を提供できる。
【0020】
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【
図1】
図1は、実施の形態に係る、CO
2供給装置が設置された栽培室を模式的に示す図である。
【
図2】
図2は、実施の形態に係る、CO
2供給装置の構成を示す概略図である。
【
図3】
図3は、実施の形態に係る、CO
2供給装置の構成を示すブロック図である。
【
図4】
図4(a)ないし(c)は、それぞれ、実施の形態に係る、CO警報器の正面図、側面図および底面図である。
【
図5】
図5(a)ないし(c)は、それぞれ、実施の形態に係る、検出ボックスの正面図、側面図および底面図であり、
図5(d)は、
図5(a)のA-A´断面図である。
【
図6】
図6(a)ないし(c)は、それぞれ、実施の形態に係る、CO警報器およびサンプリング管が取り付けられた状態の検出ボックスの正面図、側面断面図および底面図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0023】
本実施の形態において、サンプリング管63が、特許請求の範囲に記載の「管」に対応する。また、ガス流路300aが、特許請求の範囲に記載の「第1流路」に対応する。さらに、CO濃度センサ614が、特許請求の範囲(請求項4を除く)に記載の「濃度検出部」に対応し、CO濃度センサ615が、特許請求の範囲に記載の「濃度検出部」に対応する。さらに、ガス流路626が、特許請求の範囲に記載の「第2流路」に対応する。
【0024】
ただし、上記記載は、あくまで、特許請求の範囲の構成と実施形態の構成とを対応付けることを目的とするものであって、上記対応付けによって特許請求の範囲に記載の発明が実施形態の構成に何ら限定されるものではない。
【0025】
図1は、CO
2供給装置1が設置された栽培室2を模式的に示す図である。
【0026】
CO
2供給装置1は、温室、ビニールハウス等の栽培室2に設置され、栽培室2内で育成される農作物等の植物にCO
2(二酸化炭素)を供給し、植物の光合成を促進させる。CO
2供給装置1は、燃焼式の熱源機10と、空冷式の放熱機20と、ダクトユニット30とを備える。熱源機10は栽培室2内に設置され、放熱機20は栽培室2の外、即ち屋外に設置される。ダクトユニット30は、熱源機10に接続され、植物の近傍へと延びる。ダクトユニット30により、植物の近くにCO
2が導かれる。なお、
図1の例では、栽培室2は、植物が栽培される部屋と熱源機10が設置される部屋とに区切られていない。しかしながら、栽培室2は、上記2つの部屋に区切られていてもよい。この場合、熱源機10が設置された部屋から植物が栽培される部屋へとダクトユニット30が延びることになる。
【0027】
図2は、CO
2供給装置1の構成を示す概略図である。
【0028】
熱源機10は、ほぼ方形の箱型形状を有する筐体100を備える。筐体100内には缶体101が配置され、この缶体101内に燃焼器102と熱交換器103が収容される。燃焼器102には、供給管104が接続される。供給管104は、缶体101および筐体100の外に出て、燃料、たとえば灯油が貯留された燃料タンク(図示せず)に繋がる。供給管104には、供給ポンプ105が設けられる。また、燃焼器102には、気化ヒータ106とイグナイタ107が設けられる。
【0029】
熱交換器103は、燃焼器102の後段(下方)に設けられる。熱交換器103には、往き管108と戻り管109が接続される。往き管108と戻り管109は、缶体101および筐体100の外に出て放熱機20側へと延びる。戻り管109には、循環ポンプ110が設けられる。
【0030】
缶体101には、その上端の給気口101aに燃焼ファン111が連結される。燃焼ファン111は、たとえば、遠心ファンであり、ケーシング112と、ケーシング112内に配置されるファン113と、ファン113を回転させるモータ114とを含む。ケーシング112には、外部に繋がる給気ダクト115が接続される。給気ダクト115の給気口115aは、筐体100の天面100aから突出する。なお、燃焼ファン111は、燃焼器102とユニット化されて缶体101内に配置されてもよい。
【0031】
缶体101には、その下端の排気口101bに排気ダクト116が連結される。排気ダクト116は、筐体100内の下部で折り返された後に上方へと延び、その排気口116aが筐体100の天面100aから突出する。
【0032】
筐体100の天面100aには、ほぼ方形の箱型形状を有するダクトフード117が被せられ、天面100aから突出する給気口115aと排気口116aがダクトフード117により覆われる。ダクトフード117には、4つの側面に、ダクトフード117内に空気を取り込むための開口部118がそれぞれ設けられる。開口部118を通じてダクトフード117内に取り込まれた空気は、排気口116aから排出された燃焼ガスの冷却と、燃焼器102による燃焼ガスの生成とに用いられる。各開口部118には、網目を有するカバー部材119が設けられる。カバー部材119により、開口部118を通じてダクトフード117内に流入する空気から埃等を除去でき、また、開口部118を通じたダクトフード117内への虫等の侵入を防止できる。
【0033】
ダクトユニット30は、供給ダクト310と、供給ファン320とを含む。供給ダクト310は、第1ダクト311と第2ダクト312とで構成され、これらダクト311、312の間に供給ファン320が設けられる。第1ダクト311は、一端がダクトフード117の天面に設けられた出口117aに接続され、他端が供給ファン320に接続される。第2ダクト312は、一端が供給ファン320に接続される。第2ダクト312には、他端側の栽培室2内の植物に対応する位置に、複数の放出口313が形成される。
【0034】
供給ファン320は、たとえば、遠心ファンであり、ケーシング321と、ケーシング321内に配されたファン322と、ファン322を回転させるモータ323とを含む。ケーシング321は吸込口321aと吐出口321bを有し、吸込口321aが第1ダクト311に接続され、吐出口321bが第2ダクト312に接続される。モータ323には、当該モータ323に過電流が流れたことを検出する過電流センサ324が設けられる。供給ファン320では、モータ323に過電流が流れると、モータ323が停止してファン322が停止する。
【0035】
なお、第1ダクト311とケーシング321と第2ダクト312とにより、燃焼ガスが栽培室2内に供給されるために流れるガス流路300aが構成され、このガス流路300aの途中(ケーシング321)に、放出口313が設けられたガス流路300aの下流側へ燃焼ガスを送出するファン322が配置されることになる。
【0036】
放熱機20は、筐体200内に、熱交換器201と、熱交換器201を冷却するための冷却ファン202を備える。熱交換器201には、熱源機10側から延びる往き管108と戻り管109が接続される。冷却ファン202は、たとえば、軸流ファンであり、ケーシング203と、ケーシング203内に配置されるファン204と、ファン204を回転させるモータ205とを含む。
【0037】
熱源機10および放熱機20は、それぞれに対応して栽培室2の床面に設けられた一対の架台41、42に設置される。
【0038】
CO2供給装置1は、熱源機10、放熱機20およびダクトユニット30に加えて、中継制御盤50と、CO検出ユニット60と、CO2濃度センサ70と、を備える。
【0039】
中継制御盤50は、制御部(後述する)等により構成される制御盤本体51と、制御盤本体51が収容される制御ボックス52とを含む。制御ボックス52は、たとえば樹脂製であり、前面に扉52aを有する。扉52aが開かれると、制御ボックス52の内部にアクセスが可能となる。
【0040】
CO検出ユニット60は、CO警報器61と、検出ボックス62と、サンプリング管63とを含む。検出ボックス62は、サンプリング管63を介して供給ファン320のケーシング321における吐出口321bの近傍に接続される。供給ダクト310を流れる燃焼ガスの一部が、サンプリングガスとして、サンプリング管63を通じて検出ボックス62内に導入される。CO警報器61は、検出ボックス62に取り付けられる。CO警報器61は、CO濃度センサ(後述する)を有し、検出ボックス62内に導入されたサンプリングガス中のCO(一酸化炭素)の濃度をCO濃度センサにより検出する。CO警報器61は、検出されたCO濃度が許容値を超える場合に警報信号を出力する。
【0041】
CO2濃度センサ70は、栽培室2内において、供給ダクト310の放出口313と離れた位置に設けられ、栽培室2内、特に、植物の周囲のCO2濃度を検出する。
【0042】
熱源機10の筐体100の外側面には、設置具80が設けられる。中継制御盤50と、CO警報器61が取り付けられた検出ボックス62は、設置具80に固定されることにより、熱源機10の近傍に設置される。
【0043】
図3は、CO
2供給装置1の構成を示すブロック図である。
【0044】
熱源機10は、
図2の構成の他、制御部151と、燃焼ファン駆動部152と、供給ポンプ駆動部153と、ヒータ駆動部154と、イグナイタ駆動部155と、循環ポンプ駆動部156とを備える。
【0045】
制御部151は、たとえば、マイクロコンピュータであり、燃焼ファン駆動部152、供給ポンプ駆動部153、ヒータ駆動部154、イグナイタ駆動部155、循環ポンプ駆動部156等を制御する。
【0046】
燃焼ファン駆動部152は、制御部151からの制御信号に従って、燃焼ファン111(モータ114)を駆動する。供給ポンプ駆動部153は、制御部151からの制御信号に従って、供給ポンプ105を駆動する。ヒータ駆動部154は、制御部151からの制御信号に従って、気化ヒータ106を駆動する。イグナイタ駆動部155は、制御部151からの制御信号に従って、イグナイタ107を駆動する。循環ポンプ駆動部156は、制御部151からの制御信号に従って、循環ポンプ110を駆動する。
【0047】
放熱機20は、
図2の構成の他、制御部251と、ファン駆動部252と、回転数センサ253とを備える。
【0048】
制御部251は、たとえば、マイクロコンピュータである。制御部251には、回転数センサ253が検出した冷却ファン202の回転数に基づく回転数信号が入力される。制御部251は、ファン駆動部252等を制御する。
【0049】
ファン駆動部252は、制御部251からの制御信号に従って、冷却ファン202(モータ205)を駆動する。たとえば、ファン駆動部252は、回転数センサ253で検出された回転数に基づいてモータ205に供給する電流を調整する。
【0050】
中継制御盤50は、制御部501と、操作部502と、供給ファン駆動部503とを備える。制御部501、操作部502および供給ファン駆動部503は、制御盤本体51に含まれる。
【0051】
制御部501は、たとえば、マイクロコンピュータであり、供給ファン駆動部503等を制御する。操作部502は、CO2供給運転を開始させるための開始ボタン、CO2供給運転を停止させるための停止ボタン等の操作ボタンを含み、操作された操作ボタンに応じた操作信号を制御部501に出力する。供給ファン駆動部503は、制御部501からの制御信号に従って、供給ファン320(モータ323)を駆動する。
【0052】
制御部501は、信号線等を介して、供給ファン320の過電流センサ324、CO警報器61、CO2濃度センサ70等と接続される。供給ファン320のモータ323に過電流が流れてモータ323が異常停止すると、過電流センサ324から検出信号が制御部501へ出力される。また、制御部501には、CO警報器61から警報信号が入力され、CO2濃度センサ70からCO2濃度に応じた検出信号が入力される。さらに、制御部501は、信号線等を介して、熱源機10の制御部151および放熱機20の制御部251と通信可能に接続される。
【0053】
CO2供給装置1は、CO2供給運転を行う。以下、CO2供給運転について説明する。
【0054】
中継制御盤50において、操作部502による運転開始の操作が行われると、制御部501から熱源機10の制御部151と放熱機20の制御部251へ運転を指示する運転信号が出力される。
【0055】
熱源機10では、制御部151は、運転信号を受けて、燃焼ファン111を動作させる。これにより、給気ダクト115を通じて取り込まれた空気が、缶体101内の燃焼器102に供給される。また、制御部151は、供給ポンプ105、気化ヒータ106およびイグナイタ107を動作させる。これにより、燃焼器102に燃料タンクから供給管104を通じて燃料が供給され、供給された燃料が気化ヒータ106により気化される。イグナイタ107により点火が行われ、燃焼器102が燃焼する。燃焼器102の燃焼により、CO2を含む高温の燃焼ガスが発生する。
【0056】
燃焼ガスは、缶体101内を下方へ流れ、熱交換器103を通過する。制御部151は、循環ポンプ110を動作させる。これにより、熱交換器103と、往き管108と、放熱機20側の熱交換器201と、戻り管109との間で水が循環する。熱交換器103を通過する燃焼ガスと熱交換器103内を流れる水との間で熱交換が行われ、燃焼ガスが冷却される。熱交換器103での燃焼ガスの冷却は一次冷却となる。一次冷却された燃焼ガスは、排気ダクト116内を流れて、排気口116aからダクトフード117内へ排出される。
【0057】
CO2供給運転が開始されたとき、中継制御盤50の制御部501は、供給ファン320を動作させる。ダクトフード117内へ排出された燃焼ガスが、供給ダクト310内に取り込まれる。このとき、ダクトフード117の開口部118から外部の空気が取り込まれ、取り込まれた空気と燃焼ガスとが混ざり合う。これにより、燃焼ガスが冷却される。ダクトフード117での燃焼ガスの冷却は二次冷却となる。二次冷却されて供給ダクト310内に流入した燃焼ガスは、供給ダクト310内を通り、放出口313から植物の周囲に放出される。これにより、燃焼ガスに含まれるCO2が植物に供給される。
【0058】
なお、栽培室2には、複数の畝が設けられ、各畝に植物が植えられ得る。よって、各畝の植物にCO2が行き渡るよう、供給ダクト310は、第2ダクト312の部分において複数のダクトに分岐し、分岐したダクトが各畝に配置されるとよい。この場合、分岐したダクトに放出口313が形成される。
【0059】
放熱機20では、燃焼ガスとの熱交換で温まり往き管108を流れてきた水が熱交換器201へ流入する。制御部251は、運転信号を受けると、冷却ファン202を動作させる。これにより、冷却風が熱交換器201に送られる。熱交換器201内を流れる水と冷却風との間で熱交換が行われ、水が冷却される。冷却された水は、戻り管109を通って熱源機10へと戻る。
【0060】
このように、CO2供給装置1では、熱源機10内で冷却(一次冷却および二次冷却)された燃焼ガス、即ちCO2が栽培室2内に放出されるため、栽培室2内が高温になりにくい。
【0061】
CO2供給運転中、CO2濃度センサ70により検出されたCO2濃度が所定濃度、たとえば、植物の育成に適する濃度を超えると、中継制御盤50の制御部501から熱源機10の制御部151と放熱機20の制御部251へ運転停止を指示する運転停止信号が出力される。熱源機10では、制御部151が燃焼ファン111と燃焼器102の動作を停止させ、放熱機20では、制御部251が冷却ファン202を停止させる。これにより、CO2供給運転が停止する。その後、CO2濃度センサ70により検出されたCO2濃度が所定濃度を下回ると、中継制御盤50の制御部501から再び運転信号が出力され、熱源機10および放熱機20において、CO2供給運転が再開される。
【0062】
CO2供給運転中に供給ファン320が過電流により停止し、過電流センサ324から検出信号が入力された場合、中継制御盤50の制御部501は、運転停止信号を出力する。また、燃焼器102の燃焼不良によりCOが発生し、燃焼ガスに多くのCOが含まれるようになった場合、供給ダクト310から検出ボックス62に送られるサンプリングガス中のCO濃度が高くなり、CO警報器61において許容値を超えるCO濃度が検出される。これにより、CO警報器61から警報信号が入力されると、制御部501は、運転停止信号を出力する。これらの場合にも、熱源機10および放熱機20において、CO2供給運転が停止する。これらの場合は、CO2供給運転が中止されるので、供給ファン320や燃焼器102の異常が解消された後は、再び操作部502による操作が行われて、CO2供給運転が再開されることになる。
【0063】
次に、CO検出ユニット60の構成について、詳細に説明する。前述のとおり、CO検出ユニット60は、CO警報器61と、検出ボックス62と、サンプリング管63とにより構成される。
【0064】
図4(a)ないし(c)は、それぞれ、CO警報器61の正面図、側面図および底面図である。
【0065】
図4(a)ないし(c)を参照し、CO警報器61は、前後方向に扁平な方形箱状の筐体610を備える。筐体610の天面には、後端部の中央に、上方に突出するフランジ部611が設けられる。フランジ部611には、取付孔611aが形成される。
【0066】
筐体610の前面には、右側の上部と中央部とに、それぞれ、上検出口612と下検出口613とが設けられる。上検出口612および下検出口613は、左右方向に並ぶ複数のスリット孔612a、613aにより構成される。筐体610の内部には、上検出口612および下検出口613の後方に、それぞれ、CO濃度センサ614、615が配される。
【0067】
さらに、筐体610の前面には、下検出口613よりも下側に、運転の開始操作および停止操作を行うための運転ボタン616と、LED等からなる警報ランプ617と、多数の孔からなる音出力口618とが設けられる。筐体610の内部には、音出力口618の後方に、スピーカ619が配される。
【0068】
図5(a)ないし(c)は、それぞれ、検出ボックス62の正面図、側面図および底面図であり、
図5(d)は、
図5(a)のA-A´断面図である。
【0069】
図5(a)ないし(d)を参照し、検出ボックス62は、たとえば金属製であり、第1ボックス621と、第2ボックス622とにより構成される。第1ボックス621は、上下方向に長く前後方向に扁平な直方体形状を有し、左右の側面が天面および底面よりも前方へ張り出すとともに前面が開口する。第1ボックス621の左右の内側の寸法は、CO警報器61の筐体610の左右の寸法と同じにされる。第1ボックス621の底面には、中央部にサンプリング管63が挿入される孔623が形成される。また、第1ボックス621の天面には、前端部の中央から垂れ下がるように、取付タブ624が設けられる。取付タブ624には取付孔624aが形成される。
【0070】
第2ボックス622は、左右方向に長い直方体形状を有し、後面および底面が開口する。第2ボックス622の前後の寸法は、第1ボックス621の前後の寸法より大きくされ、第2ボックス622の上下の寸法は、第1ボックス621の上下の寸法より小さくされる。また、第2ボックス622の左右の内側の寸法は、第1ボックス621の左右の外側の寸法と同じにされる。第2ボックス622の底面には、前端部に遮蔽部625が設けられる。遮蔽部625は、左右方向において、第2ボックス622の左側面から右側面に向かって底面の3分の2程度まで延びる。遮蔽部625の後縁側の形状は、CO警報器61の筐体610の前面側の形状に対応している。第2ボックス622は、第1ボックス621の上部に結合され、ネジ止め等の固定方法により第1ボックス621に固定される。
【0071】
検出ボックス62は、側方から見たときにほぼ逆L字状を有する。検出ボックス62は、前方から見たときに、第2ボックス622の前面よりも下側の部分が開口し、下方から見たときに、第1ボックス621の底面よりも前側の部分が遮蔽部625の部分を除いて開口する。
【0072】
図2を参照し、サンプリング管63は、たとえば、樹脂製のチューブである。サンプリング管63の一端は、ガス流路300aにおけるファン322よりも下流側であるケーシング321の吐出口321bの近傍に接続される。サンプリング管63の他端は、検出ボックス62に接続される。サンプリング管63の流路面積は、ガス流路300aの流路面積よりも大幅に小さくされる。
【0073】
図6(a)ないし(c)は、それぞれ、CO警報器61およびサンプリング管63が取り付けられた状態の検出ボックス62の正面図、側面断面図および底面図である。なお、
図6(b)では、検出ボックス62が、
図5(d)と同じ位置で切断されている。
【0074】
図6(a)ないし(c)を参照し、CO警報器61は、その上部と後部が検出ボックス62内に収容されるように、検出ボックス62に取り付けられる。このとき、CO警報器61は、第2ボックス622が第1ボックス621に結合される前に、そのフランジ部611が取付タブ624にネジ640で固定されることにより、第1ボックス621に取り付けられる。その後、第2ボックス622が第1ボックス621に結合される。さらに、サンプリング管63が、第1ボックス621の孔623に下方から挿入されるようにして、検出ボックス62に接続される。
【0075】
図6(a)および(c)に示すように、検出ボックス62は、第2ボックス622の前面よりも下側の部分の開口と、第1ボックス621の底面よりも前側の部分の開口とが、CO警報器61によって閉塞される。これにより、
図6(b)に示すように、検出ボックス62の内部には、サンプリング管63から検出ボックス62内に導入されたサンプリングガス(燃焼ガス)が流れるガス流路626が形成される。ガス流路626は、サンプリング管63が接続された検出ボックス62の底面側から上方へと延び、検出ボックス62の上部で屈曲して前方へと延び、さらに、検出ボックス62の前部で屈曲して下方へと延びる。即ち、ガス流路626は、サンプリングガスの流れ方向が2回変化するような構成とされている。また、ガス流路626の流路面積は、サンプリング管63の流路面積よりも大幅に大きくなっている。
【0076】
図6(c)に示すように、遮蔽部625の右側には、CO警報器61と第2ボックス622の前面との間に、サンプリングガスを排出するためのガス流路626の排出口627が形成される。
【0077】
図6(a)に示すように、CO警報器61が検出ボックス62に取り付けられた状態において、上検出口612とCO濃度センサ614は、ほぼガス流路626内に位置し、下検出口613とCO濃度センサ615は、ガス流路626の外であって排出口627の近傍に位置する。さらに、CO警報器61の運転ボタン616と、警報ランプ617と、音出力口618は、検出ボックス62の外部に露出する。なお、上検出口612および下検出口613の開口方向は、それぞれ、ガス流路626を流れる燃焼ガスおよび排出口627から排出された燃焼ガスの流れ方向と直交する方向となる。
【0078】
CO2供給運転が行われるときには、運転ボタン616により開始操作がなされ、CO警報器61が作動した状態にされる。運転ボタン616は、検出ボックス62の外部に露出しているため、ボタン操作が容易に行える。
【0079】
CO2供給運転中、熱源機10での燃焼器102の燃焼により発生し、その後に冷却された燃焼ガスが、ダクトユニット30のガス流路300aを放出口313へ向かって流れる。このとき、冷却はされているものの、ガス流路300aを流れる燃焼ガスの温度は、ダクトユニット30の外、即ち栽培室2内の温度よりも高い温度となっている。
【0080】
図2に示すように、ガス流路300aを流れる燃焼ガスの一部は、サンプリング管63の接続部分においてガス流路300aから分かれ、サンプリングガスとして、サンプリング管63を流れる。サンプリング管63は、ガス流路300aにおけるファン322よりも下流側に接続されているため、サンプリングガスをサンプリング管63に良好に送り込むことができる。
【0081】
サンプリング管63を流れるサンプリングガスは、サンプリング管63の壁を介した外部の空気との熱交換により冷却される。サンプリング管63の流路面積は、ガス流路300aの流路面積よりも小さいため、サンプリング管63を流れるサンプリングガスは、ガス流路300aを流れる燃焼ガスに比べて少量となる。このため、サンプリングガスは、サンプリング管63を流れている間に良く冷却され、外部の空気の温度に近くなりやすい。
【0082】
図6(a)および(b)には、サンプリングガスの流れが矢印で示されている。
【0083】
図6(b)に示すように、サンプリング管63を流れるサンプリングガスは、検出ボックス62へと至り、検出ボックス62のガス流路626に放出される。ガス流路626の流路面積は、サンプリング管63の流路面積より大きくされている。このため、ガス流路626に放出されたサンプリングガスは、流速を落とし、排出口627へ向けてゆっくりと流れる。また、サンプリングガスは、排出口627へと至るまでに2回流れ方向を変えられる。これにより、サンプリングガスの流速がさらに落とされる。さらに、サンプリングガスは、検出ボックス62の壁を介した外部の空気との熱交換により、ガス流路626を流れる間にも冷却される。
【0084】
図6(a)に示すように、ガス流路626を流れたサンプリングガスは、排出口627から排出される直前で、その一部が上検出口612を通ってCO濃度センサ614に接触する。また、サンプリングガスは、排出口627から排出された直後に、その一部が下検出口613を通ってCO濃度センサ615に接触する。2つのCO濃度センサ614、615は、サンプリングガスのCO濃度を検出する。
【0085】
ここで、サンプリングガスは、サンプリング管63およびガス流路626を流れる間に十分に冷却される。よって、CO濃度センサ614、615には、外部の温度に近い温度のサンプリングガスが接触することになる。また、サンプリングガスは、ガス流路626を流れることにより、流速が十分に落とされる。このため、サンプリングガスは、CO濃度センサ614、615の位置をゆっくりと通過することになり、CO濃度センサ614、615に接触しやすくなる。
【0086】
熱源機10において、燃焼器102の燃焼不良が生じると、COが発生して燃焼ガスのCO濃度が高くなる。これにより、サンプリングガスのCO濃度が高くなる。CO濃度センサ614、615によって、許容値を超えるCO濃度が検出されると、CO警報器61から中継制御盤50へ警報信号が出力される。前述のとおり、熱源機10および放熱機20において、CO2供給運転が停止される。
【0087】
また、CO警報器61では、警報ランプ617が点灯し、スピーカ619から音出力口618を通じて警報音が出力される。このとき、警報ランプ617および音出力口618は、ガス流路626の外に露出しているため、点灯した警報ランプ617および警報音が、周囲の人に認識されやすい。
【0088】
ここで、供給ファン320の不具合などが生じ、ダクトユニット30のガス流路300aを燃焼ガスが正常に流れない状態となっている場合に、燃焼不良が発生したとき、燃焼ガスがサンプリング管63に流れにくくなり、検出ボックス62にサンプリングガスが届かなくなり得る。この場合、サンプリングガスのCO濃度をCO濃度センサ614、615によって検出することは困難となり得る。
【0089】
一方で、ダクトフード117内に排出された燃焼ガスがダクトユニット30に取り込まれにくくなると、燃焼ガスの一部が、ダクトフード117の開口部118を通じて外部に漏れ出しやすくなる。こうなると、熱源機10、即ち、CO2供給装置1の周囲のCO濃度が上昇し得る。
【0090】
CO警報器61では、下検出口613およびCO濃度センサ615が、ガス流路626の外に位置しているため、CO濃度センサ615により、熱源機10の周囲のCO濃度も検出できる。よって、上記の状況により、熱源機10の周囲のCO濃度が上昇した場合も、CO濃度センサ615により、許容値を超えるCO濃度が検出され、CO警報器61から警報信号が出力される。また、警報ランプ617の点灯および警報音の出力が行われる。
【0091】
<実施の形態の効果>
本実施の形態によれば、以下の効果が奏され得る。
【0092】
燃焼ガスが流れるガス流路300aに、当該ガス流路300aよりも流路面積が小さなサンプリング管63が接続され、ガス流路300aから分かれてサンプリング管63を流れた燃焼ガス(サンプリングガス)のCO濃度が、サンプリング管63よりも下流側において、CO濃度センサ614、615により検出される。サンプリング管63を流れる燃焼ガスは、ガス流路300aを流れる燃焼ガスよりも少量となるため、サンプリング管63を流れている間に冷却されやすく、このように冷却された燃焼ガスをCO濃度センサ614、615に接触させることができる。よって、ガス流路300aを流れる燃焼ガスのCO濃度を、その燃焼ガスの熱の影響を受けにくい状態でCO濃度センサ614、615により検出できる。
【0093】
また、検出ボックス62の内部には、サンプリング管63の流路面積よりも大きな流路面積を有するガス流路626が形成される。そして、このガス流路626にサンプリング管63に接続され、サンプリング管63を流れてきた後にガス流路626を流れた燃焼ガス(サンプリングガス)のCO濃度がCO濃度センサ614、615により検出される。サンプリング管63を流れてきた燃焼ガスは、ガス流路626へ流入したときにその流速が落とされ、ガス流路626をゆっくりと流れてCO濃度センサ614、615に接触する。これにより、燃焼ガスがCO濃度センサ614、615に接触しやすくなるので、燃焼ガスのCO濃度をCO濃度センサ614、615により精度良く検出することが可能となる。
【0094】
さらに、ガス流路626は、燃焼ガスの流れ方向が変化するように構成されているので、燃焼ガスの流速を一層落とすことができ、燃焼ガスがCO濃度センサ614、615に一層接触しやすくなる。
【0095】
さらに、検出ボックス62のガス流路626が、熱源機10、即ちCO2供給装置1の外部へ燃焼ガスを排出させる排出口627を有し、CO濃度センサ615が、ガス流路626の外であって排出口627の近傍に位置する。これにより、ダクトユニット30のガス流路300aを流れる燃焼ガスのCO濃度だけでなく、熱源機10の周囲のCO濃度を、CO濃度センサ615により検出することが可能となる。
【0096】
さらに、ダクトユニット30のガス流路300aにはファン322が配置され、ファン322の送風力により燃焼ガスがガス流路300aの下流側へ送出される。これにより、燃焼ガスがガス流路300aを通じて栽培室2内に供給されやすくなる。そして、この場合に、サンプリング管63は、ガス流路300aにおけるファン322よりも下流側に接続されているので、燃焼ガス(サンプリングガス)をサンプリング管63に良好に送り込むことができる。
【0097】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態によって何ら制限されるものではなく、また、本発明の実施の形態も、上記以外に種々の変更が可能である。
【0098】
たとえば、上記実施の形態では、CO警報器61に、検出ボックス62のガス流路626の内部に位置するCO濃度センサ614と、ガス流路626の外部に位置するCO濃度センサ615とが設けられた。しかしながら、CO警報器61にCO濃度センサ615のみが設けられ、CO濃度センサ614が設けられない構成が採られてもよい。また、熱源機10の周囲のCO濃度をCO警報器61により検出しなくてよい場合には、CO警報器61に、CO濃度センサ614のみが設けられ、CO濃度センサ615が設けられない構成が採られてもよい。
【0099】
また、上記実施の形態では、検出ボックス62のガス流路626が、2回折れ曲がることにより、燃焼ガス(サンプリングガス)の流れ方向が2回変化するような構成とされた。しかしながら、ガス流路626は、燃焼ガスの流れ方向が1回または3回以上変化するような構成とされてもよい。あるいは、ガス流路626は、直線的な流路とされることにより、燃焼ガスの流れ方向が変化しないような構成とされてもよい。
【0100】
さらに、上記実施の形態では、CO警報器61が取り付けられる検出ボックス62にガス流路626が形成され、サンプリング管63を流れてきた後にガス流路626を流れた燃焼ガス(サンプリングガス)のCO濃度がCO濃度センサ614、615により検出された。しかしながら、ガス流路626が設けられず、サンプリング管63から出た燃焼ガスが、直接、CO濃度センサ614、615に接触し、そのCO濃度がCO濃度センサ614、615により検出されるようにされてもよい。
【0101】
さらに、上記実施の形態では、CO濃度センサ614、615が、CO警報器61に備えられた。しかしながら、CO濃度センサ614、615が、CO警報器61に備えられず、直接、検出ボックス62に取り付けられるようにされてもよい。この場合、CO濃度センサ614、615が、中継制御盤50の制御部501に接続され、CO濃度に応じた検出信号が制御部501に出力される。制御部501は、CO濃度センサ614、615が許容値を超えるCO濃度を検出すると、熱源機10の制御部151および放熱機20の制御部251へ運転停止信号を出力する。
【0102】
さらに、上記実施の形態では、供給ファン駆動部503が、中継制御盤50に設けられた。しかしながら、供給ファン駆動部503が、中継制御盤50ではなく、熱源機10に設けられてもよい。この場合、CO2供給運転において、熱源機10の制御部151が供給ファン320を回転させる。
【0103】
さらに、上記実施の形態では、CO警報器61およびCO2濃度センサ70が中継制御盤50の制御部501に接続された。しかしながら、CO警報器61およびCO2濃度センサ70が、熱源機10の制御部151に接続されてもよい。
【0104】
さらに、上記実施の形態では、燃焼器102の燃料が灯油等の液体燃料であったが、プロパンガスなどの気体燃料であってもよい。
【0105】
さらに、上記実施の形態では、2つの熱交換器103、201の間で循環する液体として水が用いられた。しかしながら、水以外の液体、たとえば、不凍液が用いられてもよい。
【0106】
この他、本発明の実施形態は、特許請求の範囲に記載の範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【0107】
1 CO2供給装置
2 栽培室
63 サンプリング管(管)
102 燃焼器
300a ガス流路(第1流路)
322 ファン
614 CO濃度センサ(濃度検出部)
615 CO濃度センサ(濃度検出部)
626 ガス流路(第2流路)
627 排出口