JP2014121290A - 炭酸ガス発生装置の吹出口機構 - Google Patents

Abstract

【課題】 光合成が盛んな日中に、ＣＯ２を高濃度に保つためＣＯ２濃度センサーによる炭酸ガス濃度管理・施用がある。即ち、燃焼時聞を短くし、かつ燃焼回数を増す方法である。この方法は、着火時における炭酸ガス発生装置の二次燃焼板が、未燃ガスを再燃焼させる熱量を持っていない故、ＣＯが発生する。量自体は少ないが、着火回数が増すことで、ＣＯの排出量が増し、問題となっている。
【解決手段】 炭酸ガス発生装置の吹出口を、ハウス内外方向に開閉する構造とし、
開閉を吹出口に設けた開閉弁で制御し、かつ開閉弁を、作動機構及び駆動手段による弁構成か、形状記憶合金、アクチュエータによる弁構成か、人的手段による弁構成としたことを特徴とする炭酸ガス発生装置の吹出口機構である。炭酸ガス発生装置の着火、停止を適宜切替えても、ＣＯによる弊害解消に役立つ。
【選択図】 図１

Description

本発明は、炭酸ガス発生装置の吹出口機構に関する。

周知の如く、二酸化炭素（ＣＯ２）は、農作物の生育（光合成）に不可欠である。殊に、冬季のハウス栽培において、ハウス内温度を下げないようハウスを密閉するので、ＣＯ２が不足する（農作物自身の光合成により）。また、ＣＯ２を増やすと生育が促進、収量が上がり、また、品質も向上することは、知られている。このＣＯ２濃度は、大気中では、概ね３００ｐｐｍであるが、作物が必要とする濃度は、１５００〜２０００ｐｐｍとなっている。但し、作物により、濃度は異なる（適量値は異なる）。

以上のような観点から、ハウスへのＣＯ２供給方法は、例えば、日の出の２時間程前から、炭酸ガス発生装置を燃焼させ、日の出頃は燃焼を停止する制御である。しかし、光合成が盛んな日中の時間帯に、ＣＯ２を高濃度に保つための手段として、ＣＯ２濃度センサーによる炭酸ガス濃度管理・施用が行なわれている。例えば、燃焼時聞を短くし、かつ燃焼回数を、こまめに増す方法である。この方法による問題点は、着火時における炭酸ガス発生装置の二次燃焼板が、未燃ガスを再燃焼させるために必要な熱量を持っていないため（着火から概ね３分後には十分な熱量を持つ）、一酸化炭素（ＣＯ）が発生する。また、この炭酸ガス発生装置の燃焼停止の瞬間にもＣＯが発生する。その量自体は少ないために、以前なら作物の生長障害や、人体に対する障害（人的障害）は生じなかった。しかし、着火や燃焼停止回数が増すことで、ＣＯの排出量が増し、問題となっている。

そこで、このＣＯを、ハウス外に排出し、逆に必要とするＣＯ２を、ハウス内に供給する装置が要求される。

この目的を達成できる炭酸ガス発生装置に関して、先行文献があるか否かを検討すると、例えば、特開２００４−１３５６３９号公報と、実開平６−１３４３８号公報、或いは実開昭５１−１０６７４７号公報に記載の炭酸ガス発生装置がある。しかしながら、これらの文献は、ＣＯ２を、ハウス内に供給することに留まる構造であって、本発明が、意図するＣＯを、ハウス外に排出し、逆に必要とするＣＯ２を、ハウス内に供給する装置とは云えない。

特開２００４−１３５６３９号公報 実開平６−１３４３８号公報 実開昭５１−１０６７４７号公報

上記に鑑み、本発明は、作物の成長や品質向上に必要なＣＯ２を、燃料の燃焼により発生し、作物に供給すること、また、ＣＯ２を濃度センサーで検知するか、又はタイマー等を利用し、必要に応じて、燃焼動作（燃料をポンプによってバーナーへ送り、バーナーにて缶体内へ噴霧するとともに着火・燃焼させることで、ＣＯ２を発生させる）し、このＣＯ２を、送風機によってハウス内の空気と混合することで、ＣＯ２の温度を下げ、かつ加速された状態でハウス内に供給する。また、燃焼中（殊に着火時）においては不完全燃焼によるＣＯの発生を抑制するため、燃焼室内に二次燃焼板を設け、二次燃焼板を高温に保持して、未燃焼ガス、及び／又は、ＣＯを再度燃焼させる。そして、燃焼動作の終了時には、ポンプが停止して燃焼が終了後に、バーナーブロワにて燃焼室内のガスを十分に排出するとともに、送風機にて十分に燃焼室を冷却し、全ての動作を終了する。着火時に発生するＣＯを、ハウス外に排出し、全ての問題発生（作物の生長障害や、人的障害等）を無くし得る炭酸ガス発生装置の吹出口機構とする。（また、副次的には、燃焼動作の終了時に発生するＣＯを、ハウス外に排出する。）

本発明は、上記の特徴を発揮するために、下記の請求項１−６を提案する。

請求項１は、炭酸ガス発生装置の吹出口を、ハウス内方向と、ハウス外方向に開閉する構造とし、
この開閉を吹出口に設けた開閉弁で制御するとともに、この開閉弁を、作動機構及び駆動手段による弁構成か、又は形状記憶合金、アクチュエータによる弁構成か、更には人的手段による弁構成としたことを特徴とする炭酸ガス発生装置の吹出口機構である。

請求項２は、請求項１に記載の炭酸ガス発生装置の吹出口機構であって、
前記作動機構及び駆動手段による弁構成は、前記吹出口のチャンバーに設けた軸と、この軸に設けた仕切板と、前記軸を動かす機構で構成したことを特徴とする炭酸ガス発生装置の吹出口機構である。

請求項３は、請求項１に記載の炭酸ガス発生装置の吹出口機構であって、
前記作動機構及び駆動手段による弁構成は、前記吹出口のチャンバーに設けた軸と、この軸に設けた対のリンクと、この対のリンクの自由端にそれぞれ設けた各ダンパーと、前記軸を動かす機構で構成したことを特徴とする炭酸ガス発生装置の吹出口機構である。

請求項４は、請求項１に記載の炭酸ガス発生装置の吹出口機構であって、
前記形状記憶合金、アクチュエータによる弁構成は、前記吹出口のチャンバーに設けた軸と、この軸に設けた仕切板、ダンパーと、前記軸を回転する形状記憶合金、アクチュエータで構成したことを特徴とする炭酸ガス発生装置の吹出口機構である。

請求項５は、請求項１に記載の炭酸ガス発生装置の吹出口機構であって、
前記作動機構及び駆動手段による弁構成は、前記吹出口のチャンバーに設けた軸と、この軸に設けた仕切板、ダンパーと、前記軸を動かす機構で構成したことを特徴とする炭酸ガス発生装置の吹出口機構である。

請求項６は、請求項３に記載の炭酸ガス発生装置の吹出口機構であって、
前記リンクは、前記軸に設けた第一リンクと、この第一リンクの自由端に設けた第二・第三リンクと、この第二・第三リンクに設けた前記ダンパーとで構成したことを特徴とする炭酸ガス発生装置の吹出口機構である。

請求項１の発明は、炭酸ガス発生装置の吹出口を、開閉弁を介して、ハウス内方向と、ハウス外方向に開閉する構造であるので、作物の成長や品質向上に必要なＣＯ２を、燃料の燃焼により発生し、作物に供給できること、また、ＣＯ２を濃度センサーで検知するか、又はタイマー等を利用し、必要に応じて、燃焼動作し、ＣＯ２を、送風機によってハウス内の空気と混合し、ＣＯ２の温度を下げ、かつ加速された状態でハウス内に供給できる。また、燃焼中においては不完全燃焼によるＣＯの発生を抑制するため、燃焼室内に二次燃焼板を設け、二次燃焼板を高温に保持して、ＣＯを再度燃焼する。燃焼動作の終了時には、ポンプが停止して燃焼が終了後に、バーナーブロワにて燃焼室内のガスを十分に排出するとともに、送風機にて十分に燃焼室を冷却し、全ての動作を終了する。着火時に発生するＣＯを、ハウス外に排出し、全ての問題発生（作物の生長障害や、人的障害等）を無くし得る炭酸ガス発生装置の吹出口機構とする。

請求項２の発明は、作動機構及び駆動手段による弁構成を、吹出口のチャンバーに設けた軸と、軸に設けた仕切板と、軸を動かす機構で構成したので、指令で、開閉弁を確実に開閉動作でき、かつＣＯ２を、ハウス内に、また、ＣＯを、ハウス外に排出できる。

請求項３の発明は、作動機構及び駆動手段による弁構成を、吹出口のチャンバーに設けた軸と、軸に設けた対のリンクと、対のリンクの自由端に設けた各ダンパーと、軸を動かす機構で構成したので、指令で、開閉弁を確実に開閉動作でき、かつＣＯ２を、ハウス内に、また、ＣＯを、ハウス外に排出できる。

請求項４の発明は、形状記憶合金、アクチュエータによる弁構成を、吹出口のチャンバーに設けた軸と、軸に設けた仕切板、ダンパーと、軸を回転する形状記憶合金、アクチュエータで構成したので、開閉弁を確実に、自動的に開閉動作でき、かつＣＯ２を、ハウス内に、また、ＣＯを、ハウス外に排出できる。

請求項５の発明は、作動機構及び駆動手段による弁構成を、吹出口のチャンバーに設けた軸と、軸に設けた仕切板、ダンパーと、軸を動かす機構で構成したので、指令で、開閉弁を確実に開閉動作でき、かつＣＯ２を、ハウス内に、また、ＣＯを、ハウス外に排出できる。

請求項６の発明は、リンクは、軸に設けた第一リンクと、第一リンクの自由端に設けた第二・第三リンクと、第二・第三リンクに設けたダンパーとで構成したので、指令で、開閉弁を確実に開閉動作でき、かつＣＯ２を、ハウス内に、また、ＣＯを、ハウス外に排出できる。

吹出口機構を備えた炭酸ガス発生装置の一部欠截の全体側面図 吹出口機構を備えた炭酸ガス発生装置の全体正面図 第一案の開閉弁となる仕切板であって、燃焼時の状態を示した平面模式図 第一案の開閉弁となる仕切板であって、着火直前／燃焼停止時の状態を示した平面模式図 図３−２の端面図 図３−１等に示した仕切板の斜視図 第二案の開閉弁となる対のダンパーであって、燃焼時の状態を示した平面模式図 第二案の開閉弁となる対のダンパーであって、着火直前／燃焼停止時の状態を示した平面模式図 第三案の開閉弁となるフード形式のダンパーであって、燃焼時の状態を示した平面模式図 第三案の開閉弁となるダンパーであって、着火直前／燃焼停止時の状態を示した平面模式図 図５−１等に示したダンパーの斜視図 開閉弁の仕組み（構造）が、第四案であって、形状記憶合金かアクチュエータで作動するダンパーであって、燃焼時の状態を示した側面模式図 開閉弁の仕組みが、第五案であって、スプリングで作動するダンパーであって、燃焼時の状態を示した側面模式図

図１、図２は炭酸ガス発生装置であり、この炭酸ガス発生装置を説明すると、長方形状の外装１の中心には、間隔Ａ１を設けて燃焼室となる缶体１００が設けられている。この缶体１００の側面（図１において、左方向）には、バーナー１０１の噴射口が設けられる。また、この缶体１００の上部には、上方（図１において、向かって上方向）に向かった燃焼ガスの排出管１０２（拡散用傘付き）が設けられる。この缶体１００の下部には（図１において、向かって下方向）、送風機１０３が設けられている。図中１０４は燃料を送るポンプ、１０５は缶体１００の下部壁板に、複数個設けた空気取入れ孔を設け、この缶体１００にハウス内（外）の空気を取入れる。図中１０６は制御装置を示す。この制御装置１０６は、バーナー１０１、送風機１０３、又はポンプ１０４等のコントロールをする。

この炭酸ガス発生装置の上部（排出管１０２の上方）に箱形の吹出口２が設けられており、この吹出口２の下部の吸込開口２ａ（吸込開口管体）を、外装１の上方開口１ａに差入れ、この上方開口１ａと連繋するとともに、排出管１０２に連通し、また、吹出開口２ｂの一方２ｂ１（ハウス内方向）は、ハウスＸに向かって開口するとともに、また、他方２ｂ２（ハウス外方向）はハウス外に開口するホース３に連通する。この吹出口２には、吹出開口２ｂの一方２ｂ１と他方２ｂ２を、交互に開閉する開閉弁が設けられる。この開閉弁には、各構造が採用できるので、以下、好ましい一例を順次説明する。

開閉弁（又は仕組み）は、例えば、図３−１〜図３−３に示した第一案と、図４−１、図４−２に示した第二案、並びに図５−１、図５−２に示した第三案と、又は図６に示した第四案と、図７に示した第五案等がある。この開閉弁の制御は、人による操作も可能である。

第一案は、半截箱形の仕切板５であり、この仕切板５を、吹出口２のケーシング２００の中心に支持した軸６に枢着する。仕切板５の、例えば、下部（図３−３において、向かって下方）に第一吸込開口５ａを設け、この第一吸込開口５ａは、吹出口２の吸込開口２ａを介して、外装１の上部開口１ａ（排出管１０２）に連通する。また、仕切板５の前面（図３−３において、向かって左方）に第一吹出開口５ｂを設け、この第一吹出開口５ｂは、吹出開口２ｂに連通する。また、仕切板５の上部（図３−３において、向かって上方）と、背面（図３−３において、向かって右方）に壁板を設けて弁体５ｃを構成する。この弁体５ｃで吹出開口２ｂを開閉する。即ち、この弁体５ｃの回転方向により、吹出開口２ｂの一方２ｂ１と他方２ｂ２を、交互に開閉する構造であり、所謂、吹出開口２ｂの他方２ｂ２を開放し（一方２ｂ１は閉塞）、炭酸ガス発生装置の着火時と、燃焼停止の瞬間に発生するＣＯを、ホース３を介して、ハウス外に排出する。また、吹出開口２ｂの一方２ｂ１を開放し（他方２ｂ２は閉塞）、その炭酸ガス発生装置の燃焼時において、生成されたＣＯ２を、ハウス内に供給する。前記一方２ｂ１の閉塞は、ＣＯのハウス内への誤った送風を無くす（停止動作である）。また、前記他方２ｂ２の閉塞は、ＣＯ２のハウス外への誤った送風を無くす（停止動作である）。尚、軸６は、モータ７等の駆動手段、後述する、アクチュエータ、又はスプリング人的手段（軸を回転する機構）で回転（動く）する。このモータ７は自動・手動制御で行い、また、遠隔操作等も可能である。

第二案は、対のダンパー８、９であり、このダンパー８、９を、吹出口２のケーシング２００の中心に支持した軸６に軸止した、後述するリンク機構に設ける。このリンク機構は、軸６に枢着した第一リンク１０と、この第一リンク１０の両端に枢支した対の第二・第三リンク１１、１２と、この第二・第三リンク１１、１２に設けた軸１１ａ、１２ａで構成する。尚、この軸１１ａ、１２ａは、ケーシング２００に支持される。図示の如く、ダンパー８、９の基端は、第二・第三リンク１１、１２の先端（軸１１ａ、１２ａが設けられた側）に枢着される。従って、第一リンク１０が回転することで、第二・第三リンク１１、１２が、それぞれ軸１１ａ、１２ａを基点として、図４−１に示した、ダンパー８が、略９０°の矢視方向（Ｘ１）に可動した際には、図示の如く、ダンパー８が、吹出開口２ｂの他方２ｂ２を閉塞するとともに、ダンパー９が、吹出開口２ｂの一方２ｂ１を開放した状態で、ＣＯ２をハウス内に供給する（炭酸ガス発生装置の燃焼時を示している）。また、図４−２に示した、ダンパー９が、略９０°の矢視方向（Ｘ２）に可動した際には、図示の如く、ダンパー９が、吹出開口２ｂの一方２ｂ１を閉塞するとともに、ダンパー８が、吹出開口２ｂの他方２ｂ２を開放した状態で、ＣＯは、ホース３を介してハウス外に排出する（炭酸ガス発生装置の着火時と、燃焼停止時を示している）。このダンパー８、９の可動により、吹出開口２ｂの一方２ｂ１と他方２ｂ２を、交互に開閉する構造であり、この開閉により、ＣＯ２の供給と停止を、また、ＣＯの排出と停止を図る。図中１３はケーシング２００の他方２ｂ２の内方に設けた立設板で、タンパー８が閉塞時に当たり、吹出開口２ｂを閉塞する。その他は、前述の例に準ずる。

第三案は、インレットシャツタ―方式のダンパー１５であり、このダンパー１５は、フード１５０と、このフード１５０と相似形の底板１５１で構成する。このダンパー１５の回転基点は、軸６に固定する。従って、軸６が回転することで、ダンパー１５は、図５−１と図５−２において、左右方向に可動する。図５−１においては、左方向に可動し、吹出開口２ｂの他方２ｂ２を閉塞し、吹出開口２ｂの一方２ｂ１を開口した状態で、ＣＯ２をハウス内に供給する（炭酸ガス発生装置の燃焼時を示している）。また、図５−２においては、右方向に可動し、吹出開口２ｂの一方２ｂ１を閉塞し、吹出開口２ｂの他方２ｂ２を開口した状態で、ＣＯは、ホース３を介してハウス外に排出する（炭酸ガス発生装置の着火時と、燃焼停止時を示している）。このダンパー１５の可動により、吹出開口２ｂの一方２ｂ１と他方２ｂ２を、交互に開閉する構造であり、この開閉により、ＣＯ２の供給と停止を、また、ＣＯの排出と停止を図る。その他は、前述の例に準ずる。

第四案は、第一案〜第三案で提示したモータ７に替り、形状記憶合金、アクチュエータ等の自動可動・復帰手段１６により制御する構造を示している。尚、仕切板５、ダンパー８、９、１５の構造は同じとする。

第五案は、第一案〜第三案で提示したモータ７に替り、スプリング等の自動可動・復帰手段１７により制御する構造を示している。尚、仕切板５、ダンパー８、９、１５の構造は同じとする。

この外装１を流れる空気Ｃ、燃焼ガスＤ、並びにＣＯとＣＯ２等の流れを説明すると、バーナー１０１をＯＮすると、その火炎Ｂが缶体１００に噴射され、この缶体１００内において燃焼ガスＤが生成される燃焼時においては、缶体１００内に、空気取入れ孔１０５より吸込まれたハウス内の空気Ｘは、送風機１０３により隙間Ａ１に到った後、排出管１０２より排出された燃焼ガスＤと混合、かつ降温されてＣＯ２となり、このＣＯ２は、加速された状態で、吸込開口２ａより、吹出口２に到る。このようにして、吹出口２に到ると、吹出開口２ｂの一方２ｂ１より、ハウス内に供給する。この燃焼中においては不完全燃焼によるＣＯの発生を抑制するため、燃焼室内に、図示しない、高温に保持された二次燃焼板を設けて、この未燃ガスを再度燃焼させる。燃焼動作の終了時には、ポンプ１０４が停止して燃焼が終わったあとに、バーナー１０１をＯＦＦし、図示しない、バーナーブロワを利用して、燃焼室内のガスを十分に排出するとともに、送風機１０３で缶体１００等（燃焼室）を冷却してから、全ての動作が終了する。

また、炭酸ガス発生装置の着火時においては、缶体１００内、及び／又は、二次燃焼板が十分に温まっていないことから、ＣＯが発生する。このＣＯは、前述と同様に、加速された状態で、吸込開口２ａより、吹出口２に到る。このようにして、吹出口２に到ると、吹出開口２ｂの他方２ｂ２より、ホース３を経由してハウス外に排出される。

前述した各構造は、本発明の好ましい一例の説明である。従って、本発明は上述した各実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨の範囲において構成の一部を変更する構造とか、同じ特徴と効果を達成できる構造、等は、本発明の範疇である。

１ 外装
１ａ 上方開口
１００ 缶体
１０１ バーナー
１０２ 排出管
１０３ 送風機
１０４ ポンプ
１０５ 空気取入れ孔
１０６ 制御装置
２ 吹出口
２ａ 吸込開口
２ｂ 吹出開口
２ｂ１ 一方
２ｂ２ 他方
３ ホース
５ 仕切板
５ａ 第一吸込開口
５ｂ 第一吹出開口
５ｃ 弁体
６ 軸
７ モータ
８ ダンパー
９ ダンパー
１０ 第一リンク
１１ 第二リンク
１１ａ 軸
１２ 第三リンク
１２ａ 軸
１３ 立設板
１５ ダンパー
１５０ フード
１５１ 底板
１６ 自動可動・復帰手段
１７ 自動可動・復帰手段
Ａ１ 間隔
Ｂ 火炎
Ｃ 空気
Ｄ 燃焼ガス
Ｘ１ 矢視方向
Ｘ２ 矢視方向

Claims (6)

1. 炭酸ガス発生装置の吹出口を、ハウス内方向と、ハウス外方向に開閉する構造とし、
   この開閉を吹出口に設けた開閉弁で制御するとともに、この開閉弁を、作動機構及び駆動手段による弁構成か、又は形状記憶合金、アクチュエータによる弁構成か、更には人的手段による弁構成としたことを特徴とする炭酸ガス発生装置の吹出口機構。
2. 請求項１に記載の炭酸ガス発生装置の吹出口機構であって、
   前記作動機構及び駆動手段による弁構成は、前記吹出口のチャンバーに設けた軸と、この軸に設けた仕切板と、前記軸を動かす機構で構成したことを特徴とする炭酸ガス発生装置の吹出口機構。
3. 請求項１に記載の炭酸ガス発生装置の吹出口機構であって、
   前記作動機構及び駆動手段による弁構成は、前記吹出口のチャンバーに設けた軸と、この軸に設けた対のリンクと、この対のリンクの自由端にそれぞれ設けた各ダンパーと、前記軸を動かす機構で構成したことを特徴とする炭酸ガス発生装置の吹出口機構。
4. 請求項１に記載の炭酸ガス発生装置の吹出口機構であって、
   前記形状記憶合金、アクチュエータによる弁構成は、前記吹出口のチャンバーに設けた軸と、この軸に設けた仕切板、ダンパーと、前記軸を回転する形状記憶合金、アクチュエータで構成したことを特徴とする炭酸ガス発生装置の吹出口機構。
5. 請求項１に記載の炭酸ガス発生装置の吹出口機構であって、
   前記作動機構及び駆動手段による弁構成は、前記吹出口のチャンバーに設けた軸と、この軸に設けた仕切板、ダンパーと、前記軸を動かす機構で構成したことを特徴とする炭酸ガス発生装置の吹出口機構。
6. 請求項３に記載の炭酸ガス発生装置の吹出口機構であって、
   前記リンクは、前記軸に設けた第一リンクと、この第一リンクの自由端に設けた第二・第三リンクと、この第二・第三リンクに設けた前記ダンパーとで構成したことを特徴とする炭酸ガス発生装置の吹出口機構。