JP7196524B2

JP7196524B2 - Ｃｏ２供給装置

Info

Publication number: JP7196524B2
Application number: JP2018194929A
Authority: JP
Inventors: 勝廣安; 彰木戸脇; 啓貴山路; 和則長谷川; 達彦好田
Original assignee: Noritz Corp
Current assignee: Noritz Corp
Priority date: 2018-10-16
Filing date: 2018-10-16
Publication date: 2022-12-27
Anticipated expiration: 2038-10-16
Also published as: JP2020061957A

Description

本発明は、温室、ビニールハウス等の栽培室内にＣＯ_２を供給するＣＯ_２供給装置に関する。

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ＣＯ_２を含む燃焼ガスを、栽培室内に供給するようにしたＣＯ_２供給装置が知られている。たとえば、このようなＣＯ_２供給装置の一例が、特許文献１に記載されている。

特開２００４－３４４１５４号公報

上記のＣＯ_２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。

そこで、本発明は、栽培室内で煤の発生が起こりにくいＣＯ_２供給装置を提供することを目的とする。

本発明の第１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、液体の燃料を加熱して気化させる気化部と、前記気化部の周囲に配置された複数の炎孔と、気化した燃料と燃焼用空気とが混合された混合気が前記炎孔へと流れる流路とを有し、前記炎孔からの混合気の噴出により前記炎孔に炎を形成させる燃焼部と、前記気化部および前記燃焼部に燃焼用空気を供給する空気供給部と、前記燃焼部での燃焼により発生したＣＯ_２を含む燃焼ガスを前記栽培室内に供給するためのガス供給部と、前記気化部の温度を検出する気化部温度センサおよび前記燃焼部の温度を検出する燃焼部温度センサのうち、少なくとも一方の温度センサと、前記燃焼部および前記空気供給部を制御する制御部と、を備える。ここで、前記制御部は、前記少なくとも一方の温度センサによる検出温度が第１規定温度を超えたことに基づいて、前記燃焼部での燃焼を停止させ、前記少なくとも一方の温度センサによる検出温度が前記第１規定温度よりも低い第２規定温度を超えたことに基づいて、燃焼用空気の供給量が増加するように前記空気供給部を制御する。

空気供給部による燃焼用空気の供給量が減少することにより燃焼不良が生じやすくなる状況下では、気化部および燃焼部の温度が上昇しやすくなる。

上記の構成によれば、気化部の温度を検出する気化部温度センサおよび燃焼部の温度を検出する燃焼部温度センサのうち、少なくとも一方の温度センサが備えられ、その温度センサの検出温度が第１規定温度を超えたことに基づいて、燃焼部での燃焼が停止される。よって、燃焼不良のまま燃焼部での燃焼が継続されることを防止でき、栽培室内での煤の発生を起こりにくくすることができる。

上記の構成によれば、燃焼用空気の供給量が減少してくることにより、少なくとも一方の温度センサによる検出温度が第２規定温度を超えると、燃焼用空気の供給量が増加するよう空気供給部が動作する、これにより、燃焼用空気の不足が解消されるので、燃焼不良の発生を未然に防止することが可能となる。

本態様に係るＣＯ_２供給装置において、前記気化部温度センサおよび前記燃焼部温度センサを備えるような構成が採られ得る。この場合、前記制御部は、前記気化部温度センサによる検出温度が第１気化部規定温度を超えるか前記燃焼部温度センサによる検出温度が第１燃焼部規定温度を超える場合に、前記燃焼部での燃焼を停止させる。

上記の構成によれば、気化部と燃焼部の双方の温度について、これら温度がそれぞれ第１気化部規定温度および第１燃焼部規定温度を超えたかの監視が行われるので、燃焼不良が生じ得る状態となったときに燃焼部での燃焼が停止される精度を高めることができる。よって、燃焼不良のまま燃焼部での燃焼が継続されることを防止する効果が高まる。

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、液体の燃料を加熱して気化させる気化部と、前記気化部の周囲に配置された複数の炎孔と、気化した燃料と燃焼用空気とが混合された混合気が前記炎孔へと流れる流路とを有し、前記炎孔からの混合気の噴出により前記炎孔に炎を形成させる燃焼部と、前記気化部および前記燃焼部に燃焼用空気を供給する空気供給部と、前記燃焼部での燃焼により発生したＣＯ _２を含む燃焼ガスを前記栽培室内に供給するためのガス供給部と、前記気化部の温度を検出する気化部温度センサと、前記燃焼部の温度を検出する燃焼部温度センサと、前記燃焼部および前記空気供給部を制御する制御部と、を備える。前記制御部は、前記気化部温度センサによる検出温度が第１気化部規定温度を超えるか前記燃焼部温度センサによる検出温度が第１燃焼部規定温度を超える場合に、前記燃焼部での燃焼を停止させ、前記気化部温度センサによる検出温度が前記第１気化部規定温度より低い第２気化部規定温度を超えるか前記燃焼部温度センサによる検出温度が前記第１燃焼部規定温度より低い第２燃焼部規定温度を超える場合に、燃焼用空気の供給量が増加するように前記空気供給部を制御する。

上記の構成によれば、気化部と燃焼部の双方の温度について、これら温度がそれぞれ第１気化部規定温度および第１燃焼部規定温度を超えたかの監視が行われるので、燃焼不良が生じ得る状態となったときに燃焼部での燃焼が停止される精度を高めることができる。よって、燃焼不良のまま燃焼部での燃焼が継続されることを防止する効果が高まる。
さらに、気化部と燃焼部の双方の温度について、これら温度がそれぞれ第２気化部規定温度および第２燃焼部規定温度を超えたかの監視が行われるので、燃焼用空気の供給量が減少したときにその供給量が増加される精度を高めることができる。よって、燃焼不良の発生を未然に防止する効果が高まる。

第１の態様に係るＣＯ_２供給装置において、報知部をさらに備えるような構成が採られ得る。この場合、前記制御部は、前記少なくとも一方の温度センサによる検出温度が前記第１規定温度を超えたことに基づいて、前記報知部に異常報知を行わせる。
第２の態様に係るＣＯ _２供給装置において、報知部をさらに備えるような構成が採られ得る。この場合、前記制御部は、前記気化部温度センサによる検出温度が第１気化部規定温度を超えるか前記燃焼部温度センサによる検出温度が第１燃焼部規定温度を超えるかしたことに基づいて、前記報知部に異常報知を行わせる。

上記の構成によれば、ユーザは、異常の発生によって燃焼部での燃焼が停止したことを把握できる。

以上のとおり、本発明によれば、栽培室内で煤の発生が起こりにくいＣＯ_２供給装置を提供することができる。

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は、実施の形態に係る、ＣＯ_２供給装置の構成を示す図である。図３（ａ）は、実施の形態に係る、中央位置で切断された燃焼装置の縦断面図である。図３（ｂ）は、実施の形態に係る、流通孔の位置で切断された燃焼器の縦断面図である。図４は、実施の形態に係る、燃焼装置を下方向から見た図である。図５は、実施の形態に係る、熱源機の構成を示すブロック図である。図６は、実施の形態に係る、熱源機側でのＣＯ_２供給運転に係る制御処理を示すフローチャートである。図７は、実施の形態に係る、燃焼不良の状態が継続することを防止するための制御処理を示すフローチャートである。

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。

本実施の形態において、ダクトユニット１２が、特許請求の範囲に記載の「ガス供給部」に対応する。また、燃焼ファン４２０が、特許請求の範囲に記載の「空気供給部」に対応する。さらに、気化器４４０が、特許請求の範囲に記載の「気化部」に対応する。さらに、燃焼器４５０が、特許請求の範囲に記載の「燃焼部」に対応する。さらに、気化器温度センサ５２０が、特許請求の範囲に記載の「気化部温度センサ」に対応する。さらに、燃焼器温度センサ５３０が、特許請求の範囲に記載の「燃焼部温度センサ」に対応する。さらに、操作表示部６０３が、特許請求の範囲に記載の「報知部」に対応する。さらに、気化器異常温度が、特許請求の範囲に記載の「第１規定温度」および「第１気化部規定温度」に対応する。さらに、燃焼器異常温度が、特許請求の範囲に記載の「第１規定温度」および「第１燃焼部規定温度」に対応する。さらに、気化器上限温度が、特許請求の範囲に記載の「第２規定温度」および「第２気化部規定温度」に対応する。さらに、燃焼器上限温度が、特許請求の範囲に記載の「第２規定温度」および「第２燃焼部規定温度」に対応する。

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。

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。

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。熱源機１０は、植物の近傍へと延びる供給ダクト２１２を有し、この供給ダクト２１２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供給ダクト２１２が延びることになる。

図２は、ＣＯ_２供給装置１の構成を示す図である。

熱源機１０は、熱源機本体１１と、ダクトユニット１２とを含む。

熱源機本体１１には、筐体１００内に缶体１０１が配置される。缶体１０１内には、燃焼装置１０２と熱交換器１０３が収容される。燃焼装置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、液体の燃料、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。燃焼装置１０２は、燃焼ファンと燃焼器とが一体化された構成を有する。

熱交換器１０３は、燃焼装置１０２の後段（下方）に設けられる。熱交換器１０３には、往き管１０６と戻り管１０７が接続される。往き管１０６と戻り管１０７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１０７には、循環ポンプ１０８が設けられる。

缶体１０１には、その上端の給気口１０１ａに、外部に繋がる給気ダクト１０９が接続される。給気ダクト１０９には、給気フィルタ（図示しない）を設けることができる。また、缶体１０１には、その下端の排気口１０１ｂに排気ダクト１１０が連結される。排気ダクト１１０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１１０ａが筐体１００の上面から突出する。

ダクトユニット１２は、ダクトフード２１１と供給ダクト２１２を含む。ダクトフード２１１は、熱源機本体１１の筐体１００の上部に被せられる。ダクトフード２１１の上端部に供給ダクト２１２が連結される。供給ダクト２１２は、その途中部位に供給ファン２１３を備える。供給ファン２１３は、ファン２１４と、ファン２１４を回転させる供給ファンモータ２１５とを含む。また、供給ダクト２１２には、栽培室２内の植物に対応する位置に複数の放出口２１６が形成される。供給ダクト２１２の放出口２１６と離れた位置には、植物の周囲のＣＯ_２濃度を検出するためのＣＯ_２濃度センサ２１７が配置される。

放熱機２０は、筐体３００内に、熱交換器３０１と、熱交換器３０１を冷却するための冷却ファン３０２を備える。熱交換器３０１には、熱源機１０側から延びる往き管１０６と戻り管１０７が接続される。冷却ファン３０２は、ケーシング３０３と、ケーシング３０３内に配置されるファン３０４と、ファン３０４を回転させる冷却ファンモータ３０５とを含む。

ＣＯ_２供給装置１は、ＣＯ_２供給運転を行う。ＣＯ_２供給運転では、熱源機１０において、燃焼装置１０２が動作する。即ち、燃焼装置１０２では、燃焼ファンの動作により給気ダクト１０９を通じて外部から燃焼用空気が取り込まれ、燃料タンクから供給管１０４を通じて供給された燃料により燃焼器が燃焼する。これにより、ＣＯ_２を含む高温の燃焼ガスが発生する。

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。循環ポンプ１０８が動作し、熱交換器１０３と、往き管１０６と、放熱機２０側の熱交換器３０１と、戻り管１０７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。冷却された燃焼ガスは、排気ダクト１１０内を流れて、排気口１１０ａからダクトフード２１１内へ排出される。

ダクトフード２１１内へ排出された燃焼ガスは、供給ダクト２１２に流入し、放出口２１６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ＣＯ_２が植物に供給される。この際、供給ダクト２１２で供給ファン２１３が動作するため、ダクトフード２１１内に排出された燃焼ガスが供給ダクト２１２内に取り込まれやすくなり、放出口２１６から放出されやすくなる。

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ＣＯ_２が行き渡るよう、供給ダクト２１２は、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、供給ファン２１３は、供給ダクト２１２における分岐位置よりも上流側（ダクトフード２１１側）に設けられ、分岐したダクトに放出口２１６が形成される。

放熱機２０では、燃焼ガスとの熱交換で温まり往き管１０６を流れてきた水が熱交換器３０１へ流入する。冷却ファン３０２が動作し、冷却風が熱交換器３０１に送られる。熱交換器３０１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１０７を通って熱源機１０へと戻る。

このように、ＣＯ_２供給装置１では、熱源機１０内で冷却された燃焼ガス、即ち、ＣＯ_２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。

次に、熱源機１０に設けられた燃焼装置１０２の詳細な構成について説明する。

図３（ａ）は、中央位置で切断された燃焼装置１０２の縦断面図である。図３（ｂ）は、流通孔４６７の位置で切断された燃焼器４５０の縦断面図である。図４は、燃焼装置１０２を下方向から見た図である。

燃焼装置１０２は、箱体４１０と、燃焼ファン４２０と、ダンパ装置４３０と、気化器４４０と、燃焼器４５０とを含む。燃焼ファン４２０は、燃焼空気を、一次空気として気化器４４０へ供給し、二次空気として燃焼器４５０へ供給する。ダンパ装置４３０は、気化器４４０へ供給される一次空気と、燃焼器４５０へ供給される二次空気の比率を調整する。気化器４４０は、液体の燃料を加熱して気化させる。気化器４４０では、気化した燃料と一次空気とが混合されて混合気となる。燃焼器４５０は、複数（多数）の炎孔４８２を有し、各炎孔４８２からの混合気の噴出により炎孔４８２に炎を形成させる。燃焼器４５０に供給された二次空気が、燃焼器４５０での燃焼に利用される。

燃焼装置１０２は、図４（ａ）のような、燃焼ファン４２０が上側となり燃焼器４５０が下側となる向きで缶体１０１に設置される。燃焼器４５０からは下向きに炎が形成される。また、燃焼装置１０２は、上下方向から見たときに、ほぼ長方形状を有する。以下、便宜上、燃焼装置１０２は、燃焼ファン４２０側が上側であり、短手方向が前後方向であり、長手方向が左右方向であるとして説明する。

箱体４１０は、ほぼ直方体形状を有し、下面が開口する。

燃焼ファン４２０は、遠心ファンであり、ケーシング４２１と、ファン４２２と、燃焼ファンモータ４２３とを含む。ケーシング４２１は、箱体４１０の天面に配置される。箱体４１０の天面は、ケーシング４２１の底面として共用される。ケーシング４２１には、天面の中央部に吸込口４２４が形成され、底面の外周部に吐出口４２５が形成される。ファン４２２は、ケーシング４２１内に配置される。燃焼ファンモータ４２３は、箱体４１０内において、天面の中央部に取り付けられる。燃焼ファンモータ４２３の第１モータ軸４２６が、箱体４１０の天面を貫通してファン４２２に接続される。燃焼ファンモータ４２３は、ファン４２２を回転させる。

ダンパ装置４３０は、固定板４３１と、可動板４３２と、ダンパモータ４３３と、駆動レバー４３４とを含む。固定板４３１は、箱体４１０の平面形状と同じ長方形状に形成され、燃焼ファンモータ４２３の下方位置において、箱体４１０の内側全体を塞ぐ。固定板４３１の中央領域には、放射状に延びる複数の細長い孔が、一次空気を通す第１流通孔４３５として形成される。また、固定板４３１の外側領域には、複数の円形の孔が、二次空気を通す第２流通孔４３６として形成される。可動板４３２は、円盤状を有し、固定板４３１の中央領域に重ねられる。可動板４３２は、固定板４３１の中央に設けられたボス部４３１ａにより回動自在に支持される。可動板４３２には、固定板４３１の第１流通孔４３５に対応する複数の流通孔４３７が放射状に形成される。ダンパモータ４３３は、箱体４１０の外側に取り付けられ、そのモータ軸４３３ａが、箱体４１０の内部に臨む。駆動レバー４３４は、その基端部がモータ軸４３３ａに連結され、その先端部のヘッド部４３４ａが、可動板４３２から立ち上がる一対の押圧片４３１ｂ（図３（ａ）では一方のみが図示されている）の間に入り込む。ダンパモータ４３３の正逆回転により駆動レバー４３４のヘッド部４３４ａが左右に揺れると、両側の押圧片４３１ｂが押されて、可動板４３２が左右方向に回動する。可動板４３２が回動すると、流通孔４３７の位置が移動して流通孔４３７と第１流通孔４３５との重なり量、即ち、第１流通孔４３５の開口量が変化する。これにより、第１流通孔４３５を通る一次空気の量が変化し、これに伴って、第２流通孔４３６を通る二次空気の量も変化するため、結果として、気化器４４０へ供給される一次空気と、燃焼器４５０へ供給される二次空気の比率が変化する。

燃焼器４５０は、箱体４１０内において、ダンパ装置４３０の下方に配置される。燃焼器４５０は、炎孔ベース４６０と、カバー部材４７０と、炎孔部材４８０とを含む。

炎孔ベース４６０は、アルミダイカスト等の金属材料により形成され、上下に薄い長方形の箱状を有し、上面が開口する。炎孔ベース４６０の底面には、外周縁に全周に亘って、底面を取り囲む周壁４６１が形成される。炎孔ベース４６０の中央部には、ほぼ円筒状を有する一次空気の取込口部４６２が、炎孔ベース４６０の底面よりも下方に突出するように形成される。炎孔ベース４６０の底面には、取込口部４６２の周囲に円環状の流入口４６３が形成される。流入口４６３の縁部と取込口部４６２は、複数のリブ４６２ａにより連結される。炎孔ベース４６０の内部には、左右方向に延びる複数の溝部が、混合気の流路４６４として、前後方向に並ぶように形成される。各流路４６４は、流入口４６３に繋がる。炎孔ベース４６０の底面には、流路４６４に、細長い流出口４６５が形成される。流出口４６５は、流路４６４の長さに応じた長さを有する。

図３（ｂ）に示すように、前後に隣接する２つの流路４６４の間には、島状の壁部４６６が形成される。隣接する２つの流路４６４は、壁部４６６がない部分において前後方向に連通する。各壁部４６６の内部には、長円形を有する複数の二次空気の流通孔４６７が形成される。

カバー部材４７０は、金属材料により、箱体４１０の平面形状と同じ長方形状に形成される。カバー部材４７０は、炎孔ベース４６０の上面を覆うとともに、ダンパ装置４３０の下方位置において、箱体４１０の内側全体を塞ぐ。カバー部材４７０には、中央部に、炎孔ベース４６０の取込口部４６２と整合する円形の接続口４７１が形成される。接続口４７１には、接続管４９０の下端が接続される。接続管４９０の上端は、ダンパ装置４３０の固定板４３１に、第１流通孔４３５を覆うように接続される。また、カバー部材４７０には、炎孔ベース４６０の流通孔４６７と整合する流入孔４７２が形成される。さらに、カバー部材４７０には、炎孔ベース４６０よりも外側の領域に、全周に亘って複数の円形の流通孔４７３が形成される。

炎孔部材４８０は、金属材料により形成され、長方形の板状を有し、炎孔ベース４６０の底面に装着される。炎孔部材４８０には、炎孔ベース４６０の流出口４６５に対応する位置に、流出口４６５を覆う炎孔部４８１が設けられる。各炎孔部４８１には、複数の炎孔４８２が形成される。複数の炎孔４８２は、炎孔部４８１の短手方向（前後方向）に互い違いとなるように炎孔部４８１の長手方向（左右方向）に並ぶ（図４参照）。また、炎孔部材４８０には、炎孔ベース４６０の流通孔４６７に対応する位置に、流通孔４６７の長手方向（左右方向）に並ぶように複数の流出孔４８３が形成される。

気化器４４０は、気化器本体４４１と、気化ヒータ４４２と、拡散羽根４４３とを含む。気化器本体４４１は、アルミダイカスト等の金属材料により形成され、有底の円筒状を有する。気化ヒータ４４２は、ほぼ環状に形成され、気化器本体４４１の底部に埋め込まれる。拡散羽根４４３は、気化器本体４４１内に配置される。燃焼ファンモータ４２３の第２モータ軸４２７が、ダンパ装置４３０の固定板４３１を貫通して下方へ延び、拡散羽根４４３に接続される。燃焼ファンモータ４２３は、拡散羽根４４３を回転させるモータとしての機能も有する。気化器４４０、即ち、気化器本体４４１は、取込口部４６２および流入口４６３を下方から覆うように、炎孔ベース４６０の底面に装着される。燃焼器４５０は、気化器４４０の周囲に複数の炎孔４８２が配置されることになる。供給管１０４に繋がる燃料パイプ５００が、接続管４９０を貫通し、接続管４９０内および取込口部４６２内を通って拡散羽根４４３の内部へと延びる。

燃焼装置１０２には、燃焼器４５０に点火するためのイグナイタ５１０が設けられる。イグナイタ５１０は、点火トランス５１１と、電極棒５１２とを含み、電極棒５１２の先端が、燃焼器４５０の一部の炎孔４８２に近接する。また、燃焼装置１０２には、気化器温度センサ５２０および燃焼器温度センサ５３０が設けられる。気化器温度センサ５２０は、気化器本体４４１に接触し、気化器本体４４１、即ち気化器４４０の温度を検出する。燃焼器温度センサ５３０は、炎孔ベース４６０に接触し、炎孔ベース４６０、即ち燃焼器４５０の温度を検出する。

図５は、熱源機１０の構成を示すブロック図である。

熱源機１０は、図２ないし図４で説明した構成の他、制御部６０１と、記憶部６０２と、操作表示部６０３と、燃焼ファン駆動部６０４と、ダンパ駆動部６０５と、供給ポンプ駆動部６０６と、ヒータ駆動部６０７と、イグナイタ駆動部６０８と、循環ポンプ駆動部６０９と、供給ファン駆動部６１０とを備える。

制御部６０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算回路を備える。制御部６０１には、気化器温度センサ５２０および燃焼器温度センサ５３０で検出された温度に基づく温度信号が入力され、ＣＯ_２濃度センサ２１７で検出されたＣＯ_２濃度に基づく濃度信号が入力される。制御部６０１は、記憶部６０２に記憶されたプログラムに従って、操作表示部６０３、燃焼ファン駆動部６０４、ダンパ駆動部６０５、供給ポンプ駆動部６０６、ヒータ駆動部６０７、イグナイタ駆動部６０８、循環ポンプ駆動部６０９、供給ファン駆動部６１０を制御する。記憶部６０２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）やハードディスク等の記憶媒体を備え、制御部６０１の制御プログラムを記憶し、また、制御部６０１の制御処理の際にワーク領域として利用される。

操作表示部６０３は、各種情報を表示する液晶パネル等の表示部と、操作入力を受け付ける操作ボタン等の操作部を備える。操作入力には、ＣＯ_２供給運転の開始操作、終了操作などが含まれる。なお、操作表示部６０３は、タッチパネルであってもよい。

燃焼ファン駆動部６０４は、制御部６０１からの制御信号に従って、燃焼ファンモータ４２３を駆動する。供給ポンプ駆動部６０６は、制御部６０１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６０７は、制御部６０１からの制御信号に従って、気化ヒータ４４２を駆動する。イグナイタ駆動部６０８は、制御部６０１からの制御信号に従って、イグナイタ５１０を駆動する。循環ポンプ駆動部６０９は、制御部６０１からの制御信号に従って、循環ポンプ１０８を駆動する。供給ファン駆動部６１０は、制御部６０１からの制御信号に従って、供給ファンモータ２１５を駆動する。

図６は、熱源機１０側でのＣＯ_２供給運転に係る制御処理を示すフローチャートである。

操作表示部６０３での運転開始操作によりＣＯ_２供給運転が開始される。

図６を参照して、制御部６０１は、気化ヒータ４４２を作動させる（Ｓ１０１）。これにより、気化器本体４４１が加熱される。制御部６０１は、気化器温度センサ５２０により検出された温度（以下、「気化器温度」という）が燃焼開始温度に到達したか否かを判定する（Ｓ１０２）。燃焼開始温度は、気化器４４０により燃料を適正に気化できる温度（たとえば、２５０℃程度）であり、予め実験等により定められる。気化器温度が燃焼開始温度に到達すると（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、制御部６０１は、燃焼ファンモータ４２３および供給ポンプ１０５を作動させる（Ｓ１０３）。

ケーシング４２１内でファン４２２が回転し、吸込口４２４から吸い込まれた空気が、燃焼用空気として吐出口４２５から箱体４１０内に吐き出される。燃焼用空気の一部が、一次空気として、第１流通孔４３５、接続管４９０および取込口部４６２を通って気化器本体４４１内に流入する。気化器本体４４１内では、拡散羽根４４３が回転するとともに、回転する拡散羽根４４３内に燃料パイプ５００から液体の燃料が供給される。燃料は、拡散羽根４４３で細かく砕かれつつ拡散され、気化器本体４４１の内壁面に付着し、内壁面で加熱されて気化する。気化した燃料は、一次空気と混合されて混合気となる。混合気は、流入口４６３から各流路４６４に流入し、各流路４６４内を流れて各流出口４６５から流出し、各炎孔４８２から噴出する。また、箱体４１０内に取り込まれた燃焼用空気の残りは、二次空気として、第２流通孔４３６を介して下方へ排出される。そして、二次空気の一部は、燃焼器４５０の流入孔４７２、流通孔４６７を通り、流出孔４８３から放出される。また、残りの二次空気は、流通孔４７３を介して燃焼器４５０の外側へ放出される。

制御部６０１は、イグナイタ５１０を作動させる（Ｓ１０４）。各炎孔４８２から噴出する燃料に着火し、各炎孔４８２に下向きに炎が形成される。こうして、流出孔４８３から放出された二次空気を利用し、燃焼器４５０が燃焼する。

次に、制御部６０１は、循環ポンプ１０８および供給ファンモータ２１５を作動させる（Ｓ１０５）。上述の通り、燃焼器４５０の燃焼により発生したＣＯ_２を含む燃焼ガスが熱交換器１０３で冷却された後に供給ダクト２１２から栽培室２内に放出され、栽培室２内の植物にＣＯ_２が供給される。放熱機２０側では、冷却ファン３０２が動作し、冷却された循環水が熱交換器１０３へ戻される。

なお、燃焼器４５０では気化器４４０の周囲に複数の炎孔４８２が配置されており、燃焼器４５０が燃焼すると、各炎孔４８２からの炎の熱（燃焼熱）で気化器４４０が加熱される。よって、気化ヒータ４４２で加熱しなくても気化器４４０（気化器本体４４１）が気化に適正な温度を維持できるようになると、気化ヒータ４４２が停止する。

ＣＯ_２供給運転中、制御部６０１は、操作表示部６０３で運転終了操作が行われたか否かを監視する（Ｓ１０６）。そして、運転終了操作がなされれば（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、制御部６０１は、燃焼ファンモータ４２３、供給ポンプ１０５、循環ポンプ１０８および供給ファンモータ２１５を停止させる（Ｓ１０７）。これにより、ＣＯ_２供給運転が終了する。

さて、ＣＯ_２供給運転中に、何らかの原因により燃焼装置１０２（燃焼器４５０）で燃焼不良（不完全燃焼）が生じ得ることが想定される。このような燃焼不良の状態が続いた場合には、栽培室２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。そこで、本実施の形態では、ＣＯ_２供給運転が行われている間、燃焼不良の状態が継続することを防止するための制御処理が行われる。

図７は、燃焼不良の状態が継続することを防止するための制御処理を示すフローチャートである。

図７を参照して、ＣＯ_２供給運転中、制御部６０１は、気化器温度センサ５２０により検出された気化器温度が気化器異常温度を超えたか否か、および、燃焼器温度センサ５３０により検出された温度（以下、「燃焼器温度」という）が燃焼器異常温度を超えたか否かを監視する（Ｓ２０１、Ｓ２０２）。燃焼不良は、燃焼ファン４２０による燃焼用空気の供給量が減少して、燃焼器４５０への二次空気の供給量が減少すると発生し得る。二次空気が、流通孔４６７を通過するとき、燃焼器４５０には二次空気による冷却効果がもたらされる。よって、二次空気の不足により燃焼不良が発生する状況下では、二次空気による冷却効果も低下するので、燃焼器４５０（炎孔ベース４６０）の温度が上昇する。また、二次空気の不足した状態で燃焼器４５０が燃焼する場合には、正常な場合と比べて、各炎孔４８２で形成される炎が長くなる状態となり、長く延びた炎によって気化器４４０が加熱されやすくなる。よって、気化器４４０（気化器本体４４１）の温度が上昇する。燃焼不良が発生し得ると予想される気化器４４０（気化器本体４４１）の温度および燃焼器４５０（炎孔ベース４６０）の温度が、実験等により求められ、それぞれ、気化器異常温度および燃焼器異常温度に設定される。たとえば、気化器異常温度および燃焼器異常温度は、４００℃程度の温度に設定される。

気化器温度が気化器異常温度より高い状態が所定時間（たとえば、３秒程度）継続すると、制御部６０１は、気化器温度が気化器異常温度を超えたと判定する。また、燃焼器温度が燃焼器異常温度より高い状態が所定時間（たとえば、３秒程度）継続すると、制御部６０１は、燃焼器温度が燃焼器異常温度を超えたと判定する。

制御部６０１は、気化器温度が気化器異常温度を超えたと判定するか（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、燃焼器温度が燃焼器異常温度を超えたと判定すると（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、燃焼ファンモータ４２３、供給ポンプ１０５、循環ポンプ１０８および供給ファンモータ２１５を停止させる（Ｓ２０３）。これにより、燃焼器４５０での燃焼が停止するとともに、ＣＯ_２供給運転が停止する。その後、制御部６０１は、異常報知を行う（Ｓ２０４）。たとえば、制御部６０１は、操作表示部６０３にエラーコードを表示させる。制御部６０１は、スピーカ（図示せず）からアラート音を出力させてもよい。

一方、制御部６０１は、気化器温度が気化器異常温度を超えておらず、燃焼器温度も燃焼器異常温度を超えていないとき（Ｓ２０１：ＮＯ→Ｓ２０２：ＮＯ）、気化器温度が気化器上限温度を超えたか否か、および、燃焼器温度が燃焼器上限温度を超えたか否かを監視する（Ｓ２０５、Ｓ２０６）。気化器上限温度は、気化器異常温度よりも低く燃焼開始温度よりも高い温度に設定され得る。また、燃焼器上限温度は、燃焼器異常温度よりも低い温度に設定され得る。たとえば、気化器上限温度および燃焼器上限温度は、３００℃程度の温度に設定され得る。気化器温度が気化器上限温度を超えた場合、あるいは、燃焼器温度が燃焼器上限温度を超えた場合、燃焼用空気、即ち二次空気の供給量が減少してきており、このままでは燃焼不良が生じやすいと見做すことができる。

気化器温度が気化器上限温度より高い状態が所定時間（たとえば、３秒程度）継続すると、制御部６０１は、気化器温度が気化器上限温度を超えたと判定する。また、燃焼器温度が燃焼器上限温度より高い状態が所定時間（たとえば、３秒程度）継続すると、制御部６０１は、燃焼器温度が燃焼器上限温度を超えたと判定する。気化器温度が気化器上限温度を超えたと判定するか（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、燃焼器温度が燃焼器上限温度を超えたと判定すると（Ｓ２０６：ＹＥＳ）、制御部６０１は、燃焼ファンモータ４２３の回転数を増加させる（Ｓ２０７）。たとえば、制御部６０１は、一度に所定の割合（たとえば、１０％）だけ、燃焼ファンモータ４２３の回転数を増加させる。これにより、燃焼ファン４２０による燃焼用空気の供給量が増加して、燃焼器４５０への二次空気の供給量が増加する。これにより、燃焼器４５０の燃焼不良が未然に防止され得る。

なお、燃焼ファンモータ４２３の回転数が上限の回転数に達した場合は、それ以上の回転数の増加は行われない。よって、燃焼ファンモータ４２３が上限の回転数にある状態において燃焼用空気の不足が生じた場合は、気化器温度が気化器異常温度を超えた状態となるか、燃焼器温度が燃焼器異常温度を超えた状態となることとなる。

＜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。

燃焼ファン４２０による燃焼用空気（二次空気）の供給量が減少することにより燃焼不良が生じやすくなる状況下では、気化器４４０が燃焼器４５０の炎で加熱されやすくなり、燃焼器４５０が燃焼用空気で冷却されにくくなるので、気化器４４０および燃焼器４５０の温度が上昇しやすくなる。本実施の形態のＣＯ_２供給装置１では、気化器４４０の温度を検出する気化器温度センサ５２０と燃焼器４５０の温度を検出する燃焼器温度センサ５３０とが設けられ、気化器４４０の温度が、燃焼不良が生じ得ると予想される気化器異常温度を超えるか、燃焼器４５０の温度が、燃焼不良が生じ得ると予想される燃焼器異常温度を超えると、燃焼器４５０での燃焼が停止される。よって、燃焼不良のままＣＯ_２供給運転が継続されることを防止でき、栽培室２内での煤の発生を起こりにくくすることができる。

特に、本実施の形態のＣＯ_２供給装置１では、気化器４４０と燃焼器４５０の双方の温度について、これら温度がそれぞれ気化器異常温度および燃焼器異常温度を超えたかの監視が行われるので、燃焼不良が生じ得る状態となったときに燃焼器４５０での燃焼が停止される精度を高めることができる。よって、燃焼不良のままＣＯ_２供給運転が継続されることを防止する効果が高まる。

また、本実施の形態のＣＯ_２供給装置１では、気化器４４０の温度が、気化器異常温度よりも低い気化器上限温度を超えるか、燃焼器４５０の温度が、燃焼器異常温度よりも低い燃焼器上限温度を超えると、燃焼ファンモータ４２３の回転数が増加されて燃焼ファン４２０による燃焼用空気の供給量が増加される。これにより、燃焼用空気（二次空気）の不足が解消されるので、燃焼不良の発生を未然に防止することが可能となる。

特に、本実施の形態のＣＯ_２供給装置１では、気化器４４０と燃焼器４５０の双方の温度について、これら温度がそれぞれ気化器上限温度および燃焼器上限温度を超えたかの監視が行われるので、燃焼用空気の供給量が減少したときにその供給量が増加される精度を高めることができる。よって、燃焼不良の発生を未然に防止する効果が高まる。

さらに、本実施の形態のＣＯ_２供給装置１では、気化器４４０の温度が気化器異常温度を超えるか、燃焼器４５０の温度が燃焼器異常温度を超えるかすることにより燃焼器４５０での燃焼が停止されると、異常報知が行われるので、ユーザは、異常の発生によってＣＯ_２供給運転が停止したことを把握できる。

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。

たとえば、上記実施の形態では、ＣＯ_２供給装置１に、気化器４４０の温度を検出する気化器温度センサ５２０と燃焼器４５０の温度を検出する燃焼器温度センサ５３０の双方が設けられ、気化器４４０の温度が気化器異常温度を超えるか、燃焼器４５０の温度が燃焼器異常温度を超えると、燃焼器４５０での燃焼が停止された。さらに、気化器４４０の温度が気化器上限温度を超えるか、燃焼器４５０の温度が燃焼器上限温度を超えると、燃焼用空気の供給量が増加された。しかしながら、ＣＯ_２供給装置１に気化器温度センサ５２０のみが設けられ、気化器４４０の温度が気化器異常温度を超えると、燃焼器４５０での燃焼が停止されるようにされ、気化器４４０の温度が気化器上限温度を超えると、燃焼用空気の供給量が増加されるようにしてもよい。さらに、ＣＯ_２供給装置１に燃焼器温度センサ５３０のみが設けられ、燃焼器４５０の温度が燃焼器異常温度を超えると、燃焼器４５０での燃焼が停止され、燃焼器４５０の温度が燃焼器上限温度を超えると、燃焼用空気の供給量が増加されるようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、缶体１０１には、上端に燃焼用空気が給気される給気口１０１ａが設けられるとともに、下端に燃焼ガスが排気される排気口１０１ｂが設けられ、上側に燃焼装置１０２が配置されるとともに、下側に熱交換器１０３が配置された。このため、燃焼器４５０は、下側に向けて炎が形成される構成とされた。しかしながら、缶体１０１には、下端に燃焼用空気が給気される給気口１０１ａが設けられるとともに、上端に燃焼ガスが排気される排気口１０１ｂが設けられ、下側に燃焼装置１０２が配置されるとともに、上側に熱交換器１０３が配置されてもよい。この場合、燃焼器４５０は、上側に向けて炎が形成される構成とされる。

さらに、上記実施の形態において、栽培室２内、特に、ＣＯ_２供給装置１の周囲に、ＣＯ（一酸化炭素）の濃度を検出するＣＯ濃度センサが配置され、ＣＯ濃度センサによる検出濃度が所定の濃度を超えると、制御部６０１が燃焼器４５０での燃焼を停止させてＣＯ_２供給運転を停止させるようにしてもよい。

さらに、上記実施の形態では、供給ダクト２１２に供給ファン２１３が設けられた。しかしながら、供給ダクト２１２による供給経路が短く燃焼ガスが円滑に流れる場合などには、供給ファン２１３が設けられなくてもよい。

さらに、上記実施の形態では、２つの熱交換器１０３、３０１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。

さらに、上記実施の形態では、供給ファン駆動部６１０が、熱源機１０に設けられた。しかしながら、供給ファン駆動部６１０が、熱源機１０ではなく、熱源機１０の制御部６０１と通信可能に接続されたコントローラ（図示せず）に設けられてもよい。この場合、制御部６０１によりＣＯ_２供給運転が実行されるときに、コントローラが供給ファン駆動部６１０により供給ファン２１３を回転させる。

さらに、上記実施の形態では、ＣＯ_２濃度センサ２１７が熱源機１０の制御部６０１に接続された。しかしながら、ＣＯ_２濃度センサ２１７が、制御部６０１ではなく、制御部６０１と通信可能に接続されたコントローラ（図示せず）に接続されてもよい。この場合、コントローラは、ＣＯ_２濃度センサ２１７による検出濃度に基づいて、制御部６０１にＣＯ_２供給運転の開始信号や停止信号を出力する。なお、供給ファン駆動部６１０がコントローラ（図示せず）に設けられている場合、コントローラは、開始信号および停止信号の出力と併せて、供給ファン２１３を回転および停止させる。

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。

１ＣＯ_２供給装置
２栽培室
１２ダクトユニット（供給部）
１０２燃焼装置
４２０燃焼ファン（空気供給部）
４４０気化器（気化部）
４５０燃焼器（燃焼部）
４６４流路
４８２炎孔
５２０気化器温度センサ（気化部温度センサ）
５３０燃焼器温度センサ（燃焼部温度センサ）
６０１制御部
６０３操作表示部（報知部）

Claims

栽培室内にＣＯ_２を供給するＣＯ_２供給装置において、
液体の燃料を加熱して気化させる気化部と、
前記気化部の周囲に配置された複数の炎孔と、気化した燃料と燃焼用空気とが混合された混合気が前記炎孔へと流れる流路とを有し、前記炎孔からの混合気の噴出により前記炎孔に炎を形成させる燃焼部と、
前記気化部および前記燃焼部に燃焼用空気を供給する空気供給部と、
前記燃焼部での燃焼により発生したＣＯ_２を含む燃焼ガスを前記栽培室内に供給するためのガス供給部と、
前記気化部の温度を検出する気化部温度センサおよび前記燃焼部の温度を検出する燃焼部温度センサのうち、少なくとも一方の温度センサと、
前記燃焼部および前記空気供給部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記少なくとも一方の温度センサによる検出温度が第１規定温度を超えたことに基づいて、前記燃焼部での燃焼を停止させ、
前記少なくとも一方の温度センサによる検出温度が前記第１規定温度よりも低い第２規定温度を超えたことに基づいて、燃焼用空気の供給量が増加するように前記空気供給部を制御する、
ことを特徴とするＣＯ_２供給装置。
請求項１に記載のＣＯ_２供給装置において、
前記気化部温度センサおよび前記燃焼部温度センサを備え、
前記制御部は、前記気化部温度センサによる検出温度が第１気化部規定温度を超えるか前記燃焼部温度センサによる検出温度が第１燃焼部規定温度を超える場合に、前記燃焼部での燃焼を停止させる、
ことを特徴とするＣＯ_２供給装置。
栽培室内にＣＯ _２を供給するＣＯ _２供給装置において、
液体の燃料を加熱して気化させる気化部と、
前記気化部の周囲に配置された複数の炎孔と、気化した燃料と燃焼用空気とが混合された混合気が前記炎孔へと流れる流路とを有し、前記炎孔からの混合気の噴出により前記炎孔に炎を形成させる燃焼部と、
前記気化部および前記燃焼部に燃焼用空気を供給する空気供給部と、
前記燃焼部での燃焼により発生したＣＯ _２を含む燃焼ガスを前記栽培室内に供給するためのガス供給部と、
前記気化部の温度を検出する気化部温度センサと、
前記燃焼部の温度を検出する燃焼部温度センサと、
前記燃焼部および前記空気供給部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記気化部温度センサによる検出温度が第１気化部規定温度を超えるか前記燃焼部温度センサによる検出温度が第１燃焼部規定温度を超える場合に、前記燃焼部での燃焼を停止させ、
前記気化部温度センサによる検出温度が前記第１気化部規定温度より低い第２気化部規定温度を超えるか前記燃焼部温度センサによる検出温度が前記第１燃焼部規定温度より低い第２燃焼部規定温度を超える場合に、燃焼用空気の供給量が増加するように前記空気供給部を制御する、
ことを特徴とするＣＯ_２供給装置。
請求項１または２に記載のＣＯ_２供給装置において、
報知部をさらに備え、
前記制御部は、前記少なくとも一方の温度センサによる検出温度が前記第１規定温度を超えたことに基づいて、前記報知部に異常報知を行わせる、
ことを特徴とするＣＯ_２供給装置。
請求項３に記載のＣＯ_２供給装置において、
報知部をさらに備え、
前記制御部は、前記気化部温度センサによる検出温度が第１気化部規定温度を超えるか前記燃焼部温度センサによる検出温度が第１燃焼部規定温度を超えるかしたことに基づいて、前記報知部に異常報知を行わせる、
ことを特徴とするＣＯ_２供給装置。