JPH10227448A

JPH10227448A - 燃焼器の制御装置

Info

Publication number: JPH10227448A
Application number: JP9028622A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Murakami; 村上　　茂; Kuniaki Uchida; 國明内田; Hiromi Ota; 碩美大田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-02-13
Filing date: 1997-02-13
Publication date: 1998-08-25

Abstract

(57)【要約】【課題】栽培用植物に効率よく光合成を行わせ、植物
の成長を促進させるため、太陽光の明るさを直接検知し
て燃焼器の運転制御を行うことで、天候や季節による日
照時間の変化に対応する必要がなく、太陽光のエネルギ
ーにマッチしたＣＯ₂を供給すると共に夜間などにおい
てハウス内温度が低下することを防止するハウス用燃焼
器の制御装置を提供する。【解決手段】液体燃料を気化し、室内空気と混合して
燃焼させ、その燃焼排ガスを室内に排出する燃焼器２に
おいて、太陽光の明るさを検知して出力する照度検知装
置４を備え、検知照度が予め設定した所定の明るさにな
ると温度設定を設定値１に設定して、燃焼器２を作動さ
せ、所定の明るさ以下になると温度設定を設定値１より
低い設定値２に設定し、燃焼器２の動作を継続させる構
成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は植物の栽培用温室
（以下「ハウス」という）にＣＯ₂を供給するための燃
焼器の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】植物は一般的に根から肥料と水分を吸収
し、葉からＣ０₂を取り込んで太陽光のエネルギーによ
り炭水化物を合成して成長する。よって、ＣＯ₂濃度を
増して植物を栽培すると成長が促進されることは古くか
ら知られている。

【０００３】ＣＯ₂は大気中で約３５０ppm存在すると言
われているが、植物の栽培用のハウスのような閉鎖環境
ではＣＯ₂濃度は大きく変化し、図４に示すように夜間
は徐々に上昇し、夜明け前には１０００〜２０００ppm
になる。しかし、日が高くなる午前８〜９時には急激に
減少し、外気濃度より低くなる。特に、外気温が低く、
ハウス内を閉め切った状態においてはハウス内のＣＯ₂
濃度は外気の１／２以下になり、１／３程度になる日も
めずらしくない状態である。少し、換気している状態に
おいてもハウス内のＣＯ₂濃度は外気の２／３程度が普
通である。

【０００４】また、植物の成長には適度の温度を確保す
る必要があり、冬季の厳寒時のように外気温が極端に低
下すると、ハウス内温度も植物の成長に必要な温度を確
保することができなくなり成長が著しく悪化したり、死
滅してしまうという場合も発生する。

【０００５】このため従来は、専用の炭酸ガス発生装置
や各種燃焼器を用いて、ハウス内のＣＯ₂濃度を上昇さ
せると共に温度も上昇させる方法が採られていた。ま
た、その取扱いは手動で運転、停止の操作を行うものが
ほとんどであり、自動的に運転制御を行うシステムのも
のは極めて少なく、自動運転を行う場合も２４時間タイ
マーなどを用いて所定の運転パターンで時間制御するシ
ステムのものがほとんどであった。また、冬季において
はハウス内温度を確保するため一日中、燃焼器を用いて
所定の温度設定になるよう加温するというものであっ
た。

【０００６】そのため、光合成の条件である太陽光つま
り天候の要素を加味した運転制御がなされておらず、効
率のよいＣＯ₂コントローラ用とはいい難いものであっ
た。また、冬季においては一日中、燃焼器を用いるため
燃費が極端に悪化するものであった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の炭酸ガス発生装置や各種燃焼器は、その運転
制御を手動で操作するものであったため、その運転の入
・切操作に多くの手間を費やすとともに入・切の時刻も
天候つまり太陽光の状態に応じて操作するということが
困難であった。

【０００８】また、２４時間タイマーなどを用いて運転
制御を自動的に行うものにおいては少なくとも一定期間
内は、予め設定した時刻で運転の開始、停止を行うた
め、季節により変化する日の出、日の入り時刻つまり、
日照時間の変化に対応して効率よく燃焼器の運転を制御
することができないものであった。

【０００９】さらに、冬季においてはハウス内温度を確
保するため、予め設定した温度で、一日中、燃焼を行わ
せるため燃費が極端に悪化すると共に、夜間の光合成が
作用しない期間もＣＯ₂を供給し続けるため、ＣＯ₂過多
気味となり植物の成長に弊害となる場合もあった。

【００１０】このように日照時間に対応したＣＯ₂の供
給と適切な加温制御がなされないと、効率的な光合成が
働かず、植物の成長もＣＯ₂濃度を増した割には促進さ
れないという結果になる。つまり、従来のものは光合成
の条件である太陽光の要素を加味した運転制御と厳寒時
における適切な加温制御がなされておらず、効率のよい
ＣＯ₂コントローラ用とはいい難いものであった。

【００１１】本発明はこのような従来の課題を解決する
もので、栽培用温室植物に効率よく光合成を行わせ、成
長を促進させるため太陽光による明るさを直接検知し
て、燃焼器の運転を制御することで天候や季節による日
照時間の変化にいちいち対応する必要がなく、太陽光の
エネルギーとマッチングしたＣＯ₂を供給すると共に、
冬季の夜間のハウス内の温度を植物成長に最小限必要な
状態で確保する燃焼器の制御装置を提供することを課題
とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため燃料を室内空気と混合して燃焼させ、その燃
焼排ガスを室内に排出する燃焼器と、雰囲気の明るさを
検知して出力をＯＮ−ＯＦＦする照度検知装置を備え、
予め設定した第１設定の明るさになると前記燃焼器を燃
焼モードとして予め設定した温度で運転し、予め設定し
た第２設定の明るさになると燃焼器の前記室内の温度設
定を前記燃焼モード時より低くした待機モードとし燃焼
頻度を軽減するような構成とした制御装置を設けてお
り、燃焼モード時は必要な量のＣＯ₂を供給するよう燃
焼を継続させ、待機モード時は植物の成長に必要な最小
限のハウス内温度を確保するような制御を行わせている
ため、光合成の働きを効率よく活発に行わせると共に、
冬季におけるハウス内温度の確保を経済的に行わせるこ
とができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、燃料を室内空気と混合して燃焼させ、その燃焼排ガ
スを室内に排出する燃焼器と、雰囲気の明るさを検知し
て出力をＯＮ−ＯＦＦする照度検知装置を備え、予め設
定した第１設定の明るさになると前記燃焼器を燃焼モー
ドとし、また予め設定した第２設定の明るさになると前
記燃焼器を待機モードとする構成とした燃焼装置におい
て、前記燃焼モード時と待機モード時の前記室内の温度
設定を変更する構成としたものである。

【００１４】そして、太陽光の明るさを直接検知して、
ハウス内のＣＯ₂濃度が低下する日中に燃焼器を燃焼モ
ードとし、温度設定を高めにして燃焼時間を長くするこ
とで必要なＣＯ₂の供給を行い、光合成の働きを活発に
行わせることができ、植物の成長を飛躍的に促進するこ
とができる。さらに、人工的に照明などを用いて栽培す
る場合においても、前記と同様の効果を得ることができ
自動運転が可能となる。

【００１５】また、太陽光がなくＣＯ₂の供給が不必要
な夜間などはハウス内温度を植物の成長に必要な最低限
に確保するための待機モードとし、室内の温度設定を低
めにして燃焼時間を短くすることで不必要な燃料の消費
を抑えることができる。

【００１６】また、本発明の請求項２記載の発明は、燃
料を室内空気と混合して燃焼させ、その燃焼排ガスを室
内に排出する燃焼器と、２４時間設定可能なタイマーを
備え、予め設定した第１設定時刻になると前記燃焼器を
燃焼モードとし、また予め設定した第２設定時刻になる
と燃焼器を待機モードとする構成とした燃焼装置におい
て、前記燃焼モード時と待機モード時の前記室内の温度
設定を変更する構成としたものである。

【００１７】そして、２４時間タイマーで夜間などのＣ
Ｏ₂供給が不必要な時間帯は燃焼器の運転を強制的に待
機モードとするため、ハウス内の照明の明るさで燃焼器
が勝手に燃焼モードになるのを防止することができ、Ｃ
Ｏ₂の過剰供給や燃焼器の無駄な運転による燃料の消費
を防止し、かつ簡単な構成でＣＯ₂の供給とハウス内温
度の確保を経済的に行うことができる。

【００１８】また本発明の請求項３記載の発明は、２４
時間タイマーと照度検知装置を組み合わせ、前記２４時
間タイマーで燃焼禁止時間の設定を行い、燃焼禁止時間
以外の時間内で照度検知装置にて雰囲気の明るさに応じ
て燃焼器の制御を行うようにしたものにおいて、燃焼禁
止時間以外の時間内で照度検知装置がＯＮする燃焼モー
ド時と燃焼禁止時間および照度検知装置がＯＦＦしてい
る待機モード時の室内の温度設定レベルを変更するよう
な構成としている。

【００１９】そして、２４時間タイマーで夜間などＣＯ
₂供給の不必要な時間帯に照明などの明るさにより燃焼
器が勝手に燃焼モードになるのを防止し、照度検知装置
で季節などで変化する太陽光の入射状況に対応したＣＯ
₂の供給を行うことで、効率的なＣＯ₂供給と経済的なハ
ウス内温度の確保を行わせることができる。

【００２０】以下本発明の実施例について図面に基づい
て説明する。（実施例１）図１（ａ）は本発明の実施例１の液体燃料
を用いた燃焼器の燃焼器制御装置の構成図であり、
（ｂ）は同燃焼器制御装置の動作を示すフローチャート
である。図１（ａ）において１は燃料タンクで、油配管
により燃焼器２に燃料を供給している。３は吹き出し口
で、燃焼器２で燃焼した燃焼排ガスをハウス内に放出
し、燃焼排ガス中のＣＯ₂を供給する。一般的に気化式
燃焼器は、燃焼排ガス中のＣＯ₂濃度は２０，０００ppm
〜３０，０００ppm程度であり、ハウス内に放出するこ
とにより希釈されるが、ハウスの大きさによりＣＯ₂濃
度は異なるため、燃焼量の大きさなどにより調整する必
要がある。４は照度検知装置で、太陽光の明るさを検知
して燃焼器２の温度設定の変更を行う。

【００２１】以上のように構成されており、以下作用、
効果を説明する。図１（ｂ）のフローチャートにおいて
スタートの後、ステップ１で照度検知装置４により照度
を読み込み、ステップ２で、予め設定してある照度値と
比較する。読み込まれた照度値が設定値より明るい場合
はステップ３で、燃焼器２の温度設定を設定値１に設定
し、ハウス内温度と比較して設定値１＞温度の場合、運
転を開始する。設定値１＜温度の関係の場合は運転を停
止状態として設定値１＞温度の関係になるまで待機す
る。運転開始後もステップ１に戻って常に照度を読み込
みステップ２で判定を行う。日の入りに伴い太陽光の入
射がなくなり、周囲の照度が設定値より暗くなるとステ
ップ１で読み込まれた照度値が設定値より小さくなるの
でステップ２で判定され、ステップ６で燃焼器２の温度
設定を設定値２に変更し、ハウス内温度と比較して設定
値２＞温度の場合、運転を開始する。設定値２＜温度の
関係の場合は運転を停止状態として設定値２＞温度の関
係になるまで待機する。運転開始後もステップ１に戻っ
て常に照度を読み込みステップ２で判定を行う。

【００２２】以後、同様な制御プロセスを繰り返し続行
する。なお、図示していないが、燃焼器２の運転を温度
サーモなどで燃焼を停止させるような制御を行わず燃焼
量を増減して燃焼を継続するような燃焼制御を行わせて
もよい。このように植物の光合成と最も相関性の高い太
陽光の明るさを直接検知して燃焼器の運転を制御するこ
とにより、太陽光と同期してＣＯ₂の供給を効率よく活
発に行わせ、成長の促進ができる。また、季節による日
照時間や天候を気にすることなく自動運転ができる。さ
らに、設定値２を植物の成長に影響が出ない程度の低い
温度に設定することにより燃焼時間、頻度の軽減を行わ
せることができ、無駄な燃料の消費を防止することがで
きる。

【００２３】（実施例２）図２（ａ）は本発明の実施例
２の液体燃料を用いた燃焼器の燃焼器制御装置の構成図
である。図２（ｂ）は同燃焼器制御装置の動作を示すフ
ローチャートである。

【００２４】実施例２は図２に示すように実施例１の構
成における照度検知装置４の代わりに２４時間タイマー
５を用いて時間制御を行わせるように構成したものであ
る。その作用は、スタート後ステップ１で２４時間タイ
マー５の出力がオンになっているかどうか確認し、オン
状態の場合はステップ２で燃焼器２の温度設定を設定値
１に設定し、ハウス内温度と比較して設定値１＞温度の
場合はステップ３で運転を開始する。設定値１＜温度の
関係の場合はステップ４で運転を停止状態として設定値
１＞温度の関係になるまで待機する。運転開始後もステ
ップ１に戻って常に２４時間タイマー５の出力状態を読
み込みステップ２で判定を行う。

【００２５】２４時間タイマー５の出力がオフ状態の場
合はステップ５で燃焼器２の温度設定を設定値２に設定
し、ハウス内温度と比較して設定値２＞温度の場合はス
テップ７で運転を開始する。設定値２＜温度の関係の場
合はステップ８で運転を停止状態として、設定値２＞温
度の関係になるまで待機する。運転開始後もステップ１
に戻って、常に２４時間タイマー５の出力を読み込みス
テップ２で判定を行う。以後、同様な制御プロセスを繰
り返し続行する。このように構成が簡単な２４時間タイ
マーを用いて強制的に運転制御を行わせるような方法に
おいても、実施例１とほぼ同等の効果を得ることができ
る。

【００２６】（実施例３）図３（ａ）は、本発明の実施
例３の液体燃料を用いた燃焼器の燃焼器制御装置の構成
図である。図３（ｂ）は同燃焼器制御装置の動作を示す
フローチャートである。実施例３は、図３に示すように
実施例１と実施例２のタイマー照度検出装置を組み合わ
せて構成したものである。

【００２７】その作用は、スタート後ステップ１で２４
時間タイマー５の出力がオンになっているかどうか確認
し、オン状態の場合はステップ２で照度検知装置４によ
り照度の読み込みを行う。読み込まれた照度値が設定値
より明るい場合はステップ４で燃焼器２の温度設定を設
定値１に設定し、ハウス内温度と比較して設定値１＞温
度の場合はステップ５で運転を開始する。設定値１＜温
度の関係の場合はステップ６で運転を停止状態として設
定値１＞温度の関係になるまで待機する。

【００２８】運転開始後もステップ１に戻って常に２４
時間タイマー５の出力状態を読み込みステップ２で判定
を行う。日の入りに伴い太陽光の入射がなくなり、周囲
の照度が設定値より暗くなるとステップ２で読み込まれ
た照度値が設定値より小さくなるのでステップ３で判定
され、ステップ７で燃焼器２の温度設定を設定値２に変
更し、ステップ８でハウス内温度と比較して設定値２＞
温度の場合はステップ９で運転を開始する。設定値２＜
温度の関係の場合はステップ１０で運転を停止状態とし
て設定値２＞温度の関係になるまで待機する。運転開始
後もステップ１に戻って常に２４時間タイマー５の出力
とステップ２で照度の読み込みを行う。

【００２９】また、２４時間タイマー５がオフ状態にな
ると、ステップ７に移り燃焼器２の温度設定を設定値２
に設定して、上記と同様の動作を行う。以後、同様な制
御プロセスを繰り返し続行する。このように２４時間タ
イマーと照度検知装置の組み合わせで燃焼器の運転制御
を行うことにより、夜間などＣＯ₂の供給が不必要な時
間帯に何らかの明かりにより照度検知装置が所定の明る
さ以上の照度を検出しても、燃焼器は低い温度設定の状
態で運転を行うためＣＯ₂の過剰供給や無駄な燃料の消
費がなくなり、経済的で効率の良いＣＯ₂コントローラ
用と厳寒期におけるハウス内温度の低下を防止すること
ができる。

【００３０】また、本発明の実施例は液体燃料の燃焼器
について説明したが、ガスを用いた燃焼器であってもよ
く、その他ＣＯ₂を排出する燃焼器であればどのような
方式のものであっても同様な効果を得ることができる。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１記載の発明によれば、照度検知装置を用いて直接太陽
光の明るさを検知して燃焼器の温度設定を変更すること
で、天候や季節による日照時間の変化にいちいち対応す
る必要がなく、自動的に太陽光のエネルギーと同期して
ＣＯ₂を供給することができるので、栽培用植物に効率
の良い光合成を行わせ、植物の成長を促進することがで
き、太陽光が入射しない夜間などハウス内温度が低下す
るときは温度設定を低くした状態で燃焼器の運転を行う
ため、無駄な燃料の消費を抑えた状態でハウス内温度を
維持し、植物が冷害などの影響を受けることがなくな
る。

【００３２】また、請求項２記載の発明によれば、２４
時間タイマーを用いて時間制御を行う場合においても、
２４時間タイマーがオフしている時のハウス内温度の低
下を無駄な燃料の消費を抑え、防止することができる。

【００３３】また、請求項３記載の発明によれば、２４
時間タイマーと照度検知装置の組み合わせで燃焼器の運
転制御を行うことにより、夜間などＣＯ₂の供給が不必
要な時間帯に何らかの明かりにより照度検知装置が所定
の明るさ以上の照度を検出しても、燃焼器は低い温度設
定の状態で運転を行うためＣＯ₂の過剰供給や無駄な燃
料の消費がなくなり、経済的で効率の良いＣＯ₂コント
ローラ用と厳寒期におけるハウス内温度の低下を防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の実施例１の液体燃料を用いた燃
焼器の燃焼器制御装置の構成図（ｂ）同燃焼器制御装置の動作を示すフローチャート

【図２】（ａ）本発明の実施例２の液体燃料を用いた燃
焼器の燃焼器制御装置の構成図（ｂ）同燃焼器制御装置の動作を示すフローチャート

【図３】（ａ）本発明の実施例３の液体燃料を用いた燃
焼器の燃焼器制御装置の構成図（ｂ）同燃焼器制御装置の動作を示すフローチャート

【図４】ハウス内のＣＯ₂と１日時間との関係を示す図

【符号の説明】

２燃焼器４照度検知装置５２４時間タイマー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料を室内空気と混合して燃焼させ、その
燃焼排ガスを室内に排出する燃焼器と、雰囲気の明るさ
を検知して出力をＯＮ−ＯＦＦする照度検知装置を備
え、予め設定した第１設定の明るさになると前記燃焼器
を燃焼モードとし、また予め設定した第２設定の明るさ
になると前記燃焼器を待機モードとする構成とした燃焼
装置において、前記燃焼モード時と待機モード時の前記
室内の温度設定を変更する燃焼器の制御装置。
【請求項２】燃料を室内空気と混合して燃焼させ、その
燃焼排ガスを室内に排出する燃焼器と、２４時間設定可
能なタイマーを備え、予め設定した第１設定時刻になる
と前記燃焼器を燃焼モードとし、また予め設定した第２
設定時刻になると燃焼器を待機モードとする構成とした
燃焼装置において、前記燃焼モード時と待機モード時の
前記室内の温度設定を変更する燃焼器の制御装置。
【請求項３】液体燃料を室内空気と混合して燃焼させ、
その燃焼排ガスを室内に排出する燃焼器と、雰囲気の明
るさを検知して出力をＯＮ−ＯＦＦする照度検知装置
と、２４時間設定可能なタイマーを備え、前記２４時間
タイマーで燃焼待機時間の設定を行い、燃焼待機時間以
外の時間内で照度検知装置にて、予め設定した第１設定
の明るさになると前記燃焼器を燃焼モードとし、予め設
定した第２設定の明るさになると燃焼器を待機モードと
する構成とした燃焼装置において、前記燃焼モード時と
待機モード時と２４時間タイマーで設定した燃焼待機時
間内の前記室内の温度設定を変更する燃焼器の制御装
置。