JP2007195424A

JP2007195424A - Ｃｏ２施用電気温風機

Info

Publication number: JP2007195424A
Application number: JP2006015645A
Authority: JP
Inventors: Takashi Fujisawa; 隆志藤澤
Original assignee: BARITEKKU NIIGATA KK
Current assignee: BARITEKKU NIIGATA KK
Priority date: 2006-01-24
Filing date: 2006-01-24
Publication date: 2007-08-09

Abstract

【課題】地球温暖化防止の一助になるよう、又、夜間の電気利用促進、加えて工業生産による液化ＣＯ_２を農業用に利用する等の３点をうまく活用したＣＯ_２施用電気温風機を提供するものである。
【解決手段】ＣＯ_２施用電気温風機１は、電気ヒータ制御部13に接続された電気ヒータ２、送風装置３及び二酸化炭素ガス通路４を備えた温風機本体５と、二酸化炭素ガス通路４に接続した貯蔵容器６とからなり、二酸化炭素ガス通路４は温風機本体５の軸芯Ｘ方向が配置され、電気ヒータ制御部13には、ヒータ制御装置、電力制御手段、過熱防止手段及び漏電防止手段が備えられ、電力制御手段15は電力供給手段18へと接続されている。二酸化炭素ガス通路４に設けられた二酸化炭素制御部20は、開閉弁23と、タイマー手段25と二酸化炭素濃度検出手段26を備えた二酸化炭素ガス制御装置24とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、温室において、必要に応じて暖房を行いつつ、植物の育成を促進するための炭酸ガスの供給（ＣＯ_２施用）を行う装置に関する。

まず、農業におけるビニールハウス（温室）の暖房は、化石燃料を主体とした燃焼機が大半であり、煙突から排出される排気ガスに多量のＣＯ_２が含まれ、地球温暖化防止の観点から望ましくない環境となっている。

また、近年電気ヒータの熱源も種類が多く（シーズ線、面状・帯状ヒータ、ニクロム・カーボンヒータ等）かつ電力会社も夜間の利用促進を図り、ロスの少ない利用を求めている。（農業用ビニールハウスの暖房は、その利用の大半が夜間…（夜温管理）に集中している点が特徴とも言える。）そして、ＣＯ_２施用は農業においては、光合成促進目的から必要な技術である。

前記ＣＯ_２施用の方法としては、一つ目に灯油・プロパンガスといった化石燃料を燃焼させ、その排気ガスを利用する方法があり（特許文献１）、燃焼熱によりＣＯ_２が加熱された状態で放出されるので、ハウス内の拡散が早いことから多く利用されている。２つ目に工場にて製造する液化ＣＯ_２ガスを利用しハウスに適量放出する方法があるが（特許文献２）、あまり多く利用されていない。
特公昭４７−１８６０５号公報実開昭５１−３５５４５号公報

しかし、前述の１つ目の方法の特許文献１では長年使用において、特に灯油などの液体燃料を燃焼させる装置は燃焼部のメンテナンスをしっかり行わないと燃焼バランスがくずれ、ＣＯ_２以外の微小不純物も一緒に放出してしまう恐れがある。

また、２つ目の方法における特許文献２おいても、不純物の無いＣＯ_２を利用できる利点があるが、ボンベより液化しているＣＯ_２を気化器にてガス化して放出する為、ガスそのものに熱が無く、ハウス内への拡散が難しい。よってチューブ等をハウス内に広く配置し、そのチューブに小さな穴を明けて少量放出する方法をとるため、あまり多く利用されていないという課題を有していた。

解決しようとする問題点は、地球温暖化防止の一助になるよう、又、夜間の電気利用促進、加えて工業生産による液化ＣＯ_２を農業用に利用する等の３点をうまく活用したＣＯ_２施用電気温風機を提供するものである。

請求項１の発明は、電気ヒータを備えた送風路と、液化二酸化炭素を貯蔵する貯蔵容器と、１次側を前記貯蔵容器に接続し２次側に設けた放出部を前記送風路に設けると共に途中が前記電気ヒータと熱交換可能な二酸化炭素ガス通路と、を備えたことである。

請求項２の発明は、前記電気ヒータには、前記電気ヒータへ深夜電力を利用し電力を供給する電力供給手段と、前記電力供給手段に供給される電力供給を自動的にオン・オフ制御する電力制御手段と、を備えたことである。

請求項３の発明は、前記二酸化炭素ガス通路に、前記二酸化炭素ガス通路を開閉する開閉弁と、前記開閉弁をタイマー手段又は二酸化炭素濃度検出手段により自動制御する制御装置とを備えたことである。

請求項１の発明によれば、二酸化炭素ガスを電気ヒータにより加熱することで、簡便な構造で二酸化炭素ガスを温室内に均一に拡散させることができる。また、熱源が電気ヒータによるものなので、化石燃料を燃焼させ熱源を得るものと比べ、排ガスが発生せず地球温暖化防止の一助になるとともに、安価な深夜電力の利用が可能であるため、コストの低減を図ることができる。工業生産による液化二酸化炭素を農業用に利用することで、温室への二酸化炭素ガスの供給を効率的でさらに安定的なものとすることができる。

請求項２によれば、電気ヒータを深夜電力供給時間帯に作動させることで、夜間の温室内の温度が低下する時間帯に温室内を加温し、温室内での植物の育成を安定させることができる。

請求項３によれば、二酸化炭素ガスの供給を制御する手段を設けたことで、温室内への二酸化炭素ガスの供給を効率的で安定的なものとするとともに、温室内の二酸化炭素ガスの濃度を育成する植物に対し最適な濃度に保つことで、植物の光合成を促進させ、植物の成長を促進させる。

本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照して説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。

図１乃至４は実施例１を示しており、本発明におけるＣＯ_２施用電気温風機１は、内部に電気ヒータ２、送風装置３及び二酸化炭素ガス通路４を備えた温風機本体５と、前記二酸化炭素ガス通路４に接続された貯蔵容器６とから構成している。

前記温風機本体５は、一端が閉鎖され他端には縮径し形成された開口部７を有する矩形断面の筒状体であり、温風機本体５の閉鎖された一端側には、送風装置３たるモータ８駆動のファン９が配置され、温風機本体５の閉鎖された一端には温風機本体５の外部から内部へと吸気可能に形成された吸気部10が設けられている。

そして温風機本体５における軸芯Ｘ方向には金属製の細い管材からなる二酸化炭素ガス通路４が配置されており、その二酸化炭素ガス通路４の一端を開口して形成された放出部11は温風器本体５の開口部７に向けられ、他端は、温風機本体５の内部から外部へと延び、外部の貯蔵容器６に接続されている。

また、温風機本体５内部の側壁12には、それぞれ電気ヒータ２が備えられており、電気ヒータ２は温風機本体５外部に設けられた電気ヒータ制御部13に接続されている。

電気ヒータ２は温風機本体５の軸芯Ｘ方向にコイル状に巻き回されたシーズ線ヒータからなるが、本発明の電気ヒータ２の変形実施例として図４に示すように二酸化炭素ガス通路４を軸芯としシーズ線ヒータを巻き回したものや、シーズ線ヒータに変わるものとして、面状・帯状ヒータ、ニクロム線ヒータ、カーボン繊維ヒータを用いたものでも構わないものとする。

前記電気ヒータ制御部13には、ヒータ制御装置14、電力制御手段15、過熱防止手段16（図示せず）及び漏電防止手段17（図示せず）が備えられており、温風機本体５内部に設けられた電気ヒータ２は温風機本体５外部のヒータ制御装置14に接続し、ヒータ制御装置14は電力制御手段15に接続し、電力制御手段15は電力供給手段18たる深夜電力供給源へと接続されている。

前記深夜電力供給源18とは、深夜には安価な深夜電力が優先的に供給されており、昼間の電力料金に比較し、夜間の電力料金が安価になる時間帯別電気料金が設定される場合には、そのような時間帯別電力源であってもよい。

貯蔵容器６は、内部に液化二酸化炭素Ｃ１を貯蔵し、貯蔵容器６から温風機本体５内部へと延びる二酸化炭素ガス通路４には、二酸化炭素ガス通路４の上流側から気化器19そして二酸化炭素制御部20の順に設けられている。

前記気化器19は、フロー式の流量計21を備えるとともに、二酸化炭素ガス通路４内の流量が調節可能な流量調節ネジ22が備えられている。

前記二酸化炭素制御部20には、二酸化炭素制御部20内部における二酸化炭素ガス通路４に設けられた開閉弁23と、開閉弁23に接続された二酸化炭素ガス制御装置24が備えられ、二酸化炭素ガス制御装置24には、タイマー手段25が接続されているとともに、温室Ｈ内部に設けられた二酸化炭素濃度検出手段26が接続されている。

以上の構成について作用を述べると、
本発明のＣＯ_２施用電気温風機１は、貯蔵容器に貯蔵された液化二酸化炭素Ｃ１を、気化器に通過させ、気体の二酸化炭素ガスＣ２とし二酸化炭素ガス通路を通過させる。その時の二酸化炭素の流量Ｃ２は、気化器19に備えられた流量調節ネジ22により調整可能で、その流量についても、気化器19に備えられた流量計21により確認可能である。

気化器19により液相から気相へと相変化した二酸化炭素ガスＣ２は、二酸化炭素制御部20を通過し、温風機本体５内部へと入るが、温風機本体５内部へと通される二酸化炭素ガスＣ２の流量は、二酸化炭素ガス通路４を開閉する開閉弁23を制御する二酸化炭素ガス制御装置24により決定される。

図３に示すように、タイマー手段25には二酸化炭素ガス制御装置24が２３時から７時即ち消費電力の少ない時間帯（深夜割引料金の時間帯）に通電するようオン時間（２３時以降）とオフ時間（７時以前）とが設定されており、前記時間帯において、温室Ｈ内部に設けられた二酸化炭素ガス濃度検出手段26が検出する値が１０００ｐｐｍ前後になるよう二酸化炭素ガス制御装置24により開閉弁23の開閉が制御され、温風機本体５内部に通される二酸化炭素ガスＣ２の流量が調節される。

温風機本体５内部の二酸化炭素ガス通路４へと通された二酸化炭素ガスＣ２は、温風機本体５内部に設けられた電気ヒータ２により温風機本体５内部の空気が温められ、その温められた空気Ａと温風機本体５内部にある二酸化炭素ガス通路４とが熱交換を行うことで、二酸化炭素ガス通路４内部を通る二酸化炭素ガスＣ２は加熱される。ここでの電気ヒータ２も二酸化炭素ガス制御装置24と同様に電力制御手段15により２３時から７時即ち消費電力の少ない時間帯（深夜割引料金の時間帯）にヒータ制御装置14が作動するようオン時間（２３時以降）とオフ時間（７時以前）とが設定されており、これにより前記時間帯にヒータ制御装置14に接続された電気ヒータ２が通電・発熱し、前記時間帯に二酸化炭素ガス通路４内を通る二酸化炭素ガスＣ２は、電気ヒータ２により加熱されることとなる。

その後、温められた空気Ａと二酸化炭素ガス通路４の放出部11から放出された加熱後の二酸化炭素ガスＣ２とは、送風装置３により発生する温風機本体５内部の吸気部10から開口部７へ向かう軸芯Ｘ方向の送風路たる強制対流27によって、温風機本体５の開口部７から温室Ｈ内部へと送られる。

そして、温室Ｈ内へと送り出された二酸化炭素ガスＣ２は、電気ヒータ２による加熱によって運動エネルギが増加し、温室Ｈ内の隅々まで均一に拡散し、温室Ｈ内の二酸化炭素ガスＣ２の濃度は均等になる。

また、温室Ｈ内の二酸化炭素ガス濃度については、温室Ｈ内に設けられた二酸化炭素ガス濃度検出手段26により検出され、二酸化炭素ガスＣ２の濃度が二酸化炭素ガス制御装置24に信号として送られ、温室Ｈ内の二酸化炭素ガス濃度が１０００ｐｐｍ前後になるよう二酸化炭素ガス制御装置24により開閉弁23の開閉操作が行われる。

そして、温室Ｈ内の温度については、電気ヒータ２により温められた空気Ａが、温室Ｈ内に送られることにより、前記時間帯における室内の温度は外気に比べ高い温度に維持されており、二酸化炭素ガスＣ２の拡散の補助となっている。

また、二酸化炭素ガスが所定の濃度（１０００ｐｐｍ）まで、高められた温室Ｈにおいては、二酸化炭素ガスＣ２の供給を止め、電気ヒータと送風装置とを作動させることで、温室Ｈの暖房装置として、本発明のＣＯ_２施用電気温風機は使用可能である。

さらに、温室Ｈ内部の温度が高い場合（例えば、日中など）には、電気ヒータ２は作動させず、送風装置３と二酸化炭素制御部20のみの作動で、温室Ｈ内に二酸化炭素ガスＣ２を放出することも可能である。

そして、今後工場プラントにより排出される排ガスを固体ＣＯ_２（ドライアイス）や液化ＣＯ_２（ドライアイスの前工程となる）にするシステムが確立され、本発明のＣＯ_２施用電気温風器１と組み合わせることで、さらなる地球温暖化防止の一助となりうる。

また、電気ヒータ２の電源については、単相１００Ｖ、単相２００Ｖ又は三相２００Ｖの何れについても使用可能である。

以上のように、前記実施例では請求項１に対応して、電気ヒータ２を備えた送風路27と、液化二酸化炭素Ｃ１を貯蔵する貯蔵容器６と、１次側を前記貯蔵容器６に接続し２次側に設けた放出部11を前記送風路27に設けると共に途中が前記電気ヒータ２と熱交換可能な二酸化炭素ガス通路４と、を備えたことにより、二酸化炭素ガスＣ２を電気ヒータ２により加熱することで、簡便な構造で二酸化炭素ガスＣ２を温室Ｈ内に均一に拡散させることができる。また、熱源が電気ヒータ２によるものなので、化石燃料を燃焼させ熱源を得るものと比べ、排ガスが発生せず地球温暖化防止の一助になるとともに、安価な深夜電力の利用が可能であるため、コストの低減を図ることができる。工業生産による液化二酸化炭素Ｃ１を農業用に利用することで、温室Ｈへの二酸化炭素ガスＣ２の供給を効率的でさらに安定的なものとすることができる。

また、前記実施例では請求項２に対応して、前記電気ヒータ２には、前記電気ヒータ２へ深夜電力を利用し電力を供給する電力供給手段18と、前記電力供給手段18に供給される電力供給を自動的にオン・オフ制御する電力制御手段15と、を備えたことにより、電気ヒータ２を深夜電力供給時間帯に作動させることで、夜間の温室Ｈ内の温度が低下する時間帯に温室Ｈ内を加温し、温室Ｈ内での植物の育成を安定させることができる。

さらに、前記実施例では請求項３に対応して、前記二酸化炭素ガス通路４に、前記二酸化炭素ガス通路４を開閉する開閉弁23と、前記開閉弁23をタイマー手段25又は二酸化炭素濃度検出手段26により自動制御する制御装置24とを備えたことにより、二酸化炭素ガスＣ２の供給を制御する手段を設けたことで、温室Ｈ内への二酸化炭素ガスＣ２の供給を効率的で安定的なものとするとともに、温室Ｈ内の二酸化炭素ガスＣ２の濃度を育成する植物に対し最適な濃度に保つことで、植物の光合成を促進させ、植物の成長を促進させる。

尚、本実施例は、強制対流により二酸化炭素ガスを送り出す機構のものであるが、送風機の吸気側に二酸化炭素ガス通路の放出部を向け、送風機により二酸化炭素ガスを吸引し、温室Ｈに送り出す機構のものでも構わないものとする。

本発明の実施例１におけるＣＯ_２施用電気温風機全体を示す説明概略図である。本発明の実施例１における温風機本体を示す斜視図である。本発明の実施例１におけるＣＯ_２施用電気温風機の作動状況を示すタイムスケジュールおよび温室内における二酸化炭素ガス濃度のグラフである。本発明の実施例１における電気ヒータの変形例を示す斜視図である。

符号の説明

１ＣＯ_２施用電気温風機
２電気ヒータ
４二酸化炭素ガス通路
６貯蔵容器
Ｃ１液化二酸化炭素
11 放出部
15 電力制御手段
18 電力供給手段
23 開閉弁
24 制御装置
25 タイマー手段
26 二酸化炭素濃度検出手段
27 送風路

Claims

電気ヒータを備えた送風路と、
液化二酸化炭素を貯蔵する貯蔵容器と、
１次側を前記貯蔵容器に接続し２次側に設けた放出部を前記送風路に設けると共に途中が前記電気ヒータと熱交換可能な二酸化炭素ガス通路と、
を備えたことを特徴とするＣＯ_２施用電気温風機。
前記電気ヒータには、前記電気ヒータへ深夜電力を利用し電力を供給する電力供給手段と、
前記電力供給手段に供給される電力供給を自動的にオン・オフ制御する電力制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のＣＯ_２施用電気温風機。
前記二酸化炭素ガス通路に、前記二酸化炭素ガス通路を開閉する開閉弁と、前記開閉弁をタイマー手段又は二酸化炭素濃度検出手段により自動制御する制御装置とを
備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のＣＯ_２施用電気温風機。