KR102164859B1 - 이산화탄소 시용 장치 - Google Patents

이산화탄소 시용 장치 Download PDF

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후타바 인더스트리얼 컴패니 리미티드
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Abstract

이산화탄소 시용 장치는, 흡착 탱크와, 공급 제어부와, 농도 검출부를 구비한다. 공급 제어부는, 흡착 탱크의 흡착재에 흡착된 이산화탄소를 농업용 하우스 내로 공급한다. 또한, 농도 검출부는, 흡착 탱크로부터 농업용 하우스 내로 공급되는 이산화탄소의 농도를 측정 또는 추정한다. 그리고, 공급 제어부는, 흡착 탱크로부터 이산화탄소를 공급하고 있을 때, 농도 검출부에 의해 측정 또는 추정된 이산화탄소의 농도가 A역치를 하회하면, 보조 시용 장치로부터 농업용 하우스 내로 이산화탄소를 공급한다.

Description

이산화탄소 시용 장치{CARBON DIOXIDE APPLICATION DEVICE}
본 개시는, 이산화탄소 시용 장치에 관한 것이다.
원예식물의 수율 및 품질을 향상시키기 위해서, 이산화탄소를 농업용 하우스 내로 시용하는 이산화탄소 시용 장치가 공지되어 있다. 한편, 농업용 하우스에는, 야간의 기온 저하를 방지하기 위한 가온기가 설치된다. 가온기는, 중유나 등유 등을 연소시켜 온풍을 농업용 하우스에 공급한다.
일본 특허 공개 제2 015-142531호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 야간에 가온기로부터 발생하는 연소 배기 가스 중의 이산화탄소를 흡착재에 의해 저류하고, 저류된 이산화탄소를, 주간에 농업용 하우스 내로 공급하는 이산화탄소 시용 장치가 고안되어 있다.
그러나, 예를 들어 가온기의 야간 가동률이 주간은 경우 등에는, 이산화탄소 시용 장치의 흡착재에 충분한 양의 이산화탄소가 저류되지 않는다. 이에 따라, 주간에 농업용 하우스 내로 이산화탄소를 충분히 공급하는 것이 곤란해진다.
본 개시의 일 국면은, 농업용 하우스 내로 적절하게 이산화탄소를 공급하는 것이 바람직하다.
본 개시의 일 형태는, 연소 배기 가스에 포함되는 이산화탄소를 농업용 하우스 내로 공급하도록 구성된 주 시용 장치로서의 이산화탄소 시용 장치이다. 이산화탄소 시용 장치는, 흡착 탱크와, 기기와, 공급 제어부와, 농도 검출부를 구비한다. 흡착 탱크는, 연소 배기 가스 중의 이산화탄소를 흡착하도록 구성된 흡착재가 내부에 배치되어 있다. 또한, 기기는, 이산화탄소 공급 유로에 설치되고, 이산화탄소 공급 유로에 있어서의 기체를 유하시키도록 구성되어 있다. 또한, 공급 제어부는, 이산화탄소 공급 유로를 통하여, 기기에 의해, 흡착 탱크의 흡착재에 흡착된 이산화탄소를 농업용 하우스 내로 공급하도록 구성되어 있다. 또한, 농도 검출부는, 흡착 탱크로부터 농업용 하우스 내로 공급되는 이산화탄소의 농도를 측정 또는 추정하도록 구성되어 있다. 그리고, 공급 제어부는, 흡착 탱크로부터 농업용 하우스 내로 이산화탄소를 공급하고 있을 때, 농도 검출부에 의해 측정 또는 추정된 이산화탄소의 농도가 미리 정해진 역치를 하회하면, 이산화탄소 공급 유로를 통하여, 기기에 의해, 보조 시용 장치로부터 농업용 하우스 내로 이산화탄소를 공급하도록 구성되어 있다.
이와 같은 구성에 따르면, 흡착 탱크에 저류된 이산화탄소의 잔량이 감소하여, 흡착 탱크로부터 농업용 하우스 내로 충분한 양의 이산화탄소를 공급할 수 없게 되었을 경우에는, 보조 시용 장치로부터 농업용 하우스 내로 이산화탄소가 공급된다. 이에 따라, 흡착 탱크에 충분한 양의 이산화탄소가 저류되어 있지 않아도, 충분한 양의 이산화탄소를 농업용 하우스 내로 공급할 수 있다.
따라서, 농업용 하우스 내로 적절하게 이산화탄소를 공급할 수 있다.
또한, 농도 검출부는, 보조 시용 장치로부터 농업용 하우스 내로 공급되는 이산화탄소의 농도를 측정 또는 추정하도록 구성되어 있어도 좋다. 그리고, 공급 제어부는, 보조 시용 장치로부터 농업용 하우스 내로 이산화탄소를 공급하고 있을 때, 농도 검출부에 의해 측정 또는 추정된 보조 시용 장치로부터 공급되는 이산화탄소의 농도가, 상술한 역치와는 다르게 정해진 역치를 상회하면, 보조 시용 장치로부터의 이산화탄소의 공급을 정지시키도록 구성되어 있어도 좋다.
이와 같은 구성에 따르면, 보조 시용 장치로부터 농업용 하우스 내로 이산화탄소를 공급한 결과, 농업용 하우스 내가 적당한 이산화탄소의 농도로 되면, 보조 시용 장치로부터의 이산화탄소의 공급이 정지된다. 이에 따라, 보조 시용 장치의 과도한 운전을 억제하고, 농업용 하우스 내의 이산화탄소를 적절한 농도로 유지하는 것이 가능해진다.
또한, 농도 검출부는, 이산화탄소 공급 유로에 있어서의 이산화탄소의 농도에 기초하여, 농업용 하우스 내로 공급되는 이산화탄소의 농도를 측정 또는 추정해도 좋다.
또한, 농도 검출부는, 농업용 하우스 내에 있어서의 이산화탄소의 농도에 기초하여, 농업용 하우스 내로 공급되는 이산화탄소의 농도를 측정 또는 추정해도 좋다.
이와 같은 구성에 따르면, 농업용 하우스 내로 공급되는 이산화탄소의 농도를, 양호하게 측정 또는 추정할 수 있다.
또한, 농도 검출부는, 농업용 하우스 내의 이산화탄소의 농도를 측정 또는 추정하도록 구성되어 있어도 좋다. 또한, 공급 제어부는, 농업용 하우스 내로 이산화탄소를 공급하고 있을 때, 농도 검출부에 의해 측정 또는 추정된 농업용 하우스 내의 이산화탄소의 농도가, 상술한 역치와는 다르게 정해진 역치를 상회하면, 농업용 하우스 내로의 이산화탄소의 공급을 정지시키도록 구성되어 있어도 좋다.
이와 같은 구성에 따르면, 농업용 하우스 내로 적절한 양의 이산화탄소를 공급할 수 있다. 또한, 공급 제어부는, 농업용 하우스 내로의 이산화탄소의 공급을 정지시킨 후, 농도 검출부에 의해 측정 또는 추정된 농업용 하우스 내의 이산화탄소의 농도가, 상술한 다르게 정해진 역치를 하회하면, 이산화탄소 공급 유로를 통하여, 기기에 의해, 흡착 탱크로부터 농업용 하우스 내로 이산화탄소를 공급하도록 구성되어 있어도 좋다.
이와 같은 구성에 따르면, 농업용 하우스 내로 적절한 양의 이산화탄소를 공급할 수 있다.
또한, 보조 시용 장치는, 연료를 연소시킴으로써, 이산화탄소를 발생시키면서, 농업용 하우스 내를 가온하는 장치로서 구성되어 있어도 좋다.
이와 같은 구성에 따르면, 에너지의 유효 활용이 가능해진다.
또한, 보조 시용 장치는, 연료를 연소시킴으로써 이산화탄소를 발생시키는 장치로서 구성되어 있어도 좋다. 그리고, 공급 제어부는, 이산화탄소 공급 유로를 통하여, 기기에 의해, 보조 시용 장치에서의 연소에 의해 발생한 연소 배기 가스를 흡착 탱크로 유하시켜, 연소 배기 가스에 포함되는 이산화탄소를 흡착제에 흡착시키도록 구성되어 있어도 좋다.
이와 같은 구성에 따르면, 보조 시용 장치에서 발생한 연소 배기 가스에 포함되는 이산화탄소를, 유효하게 활용할 수 있다.
또한, 보조 시용 장치는, 이산화탄소를 저장하는 봄베로서 구성되어 있어도 좋다. 그리고, 공급 제어부는, 보조 시용 장치로부터 방출된 이산화탄소를 공기로 희석한 것을, 농업용 하우스 내로 공급하도록 구성되어 있어도 좋다.
이와 같은 구성에 따르면, 농업용 하우스 내로 국소적으로 이산화탄소가 공급되는 것을 억제하거나, 적절한 농도의 이산화탄소를 농업용 하우스 내로 공급하는 것이 가능해진다.
이하, 본 개시가 적용된 실시 형태에 대해서, 도면을 사용하여 설명한다.
도 1은, 본 실시 형태에 있어서의 이산화탄소 시용 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 2는, CO2 공급 처리 흐름도이다.
도 3은, 농업용 하우스 내의 이산화탄소의 농도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 4는, 이산화탄소 시용 장치의 유로 내에 있어서의 이산화탄소의 농도 변화를 나타내는 그래프이다.
본 개시의 실시 형태는, 하기 실시 형태에 한정되지 않으며, 본 개시의 기술적 범위에 속하는 한 다양한 형태를 취할 수 있다.
[1. 구성]
도 1에 도시하는 이산화탄소 시용 장치(1)는, 연소 배기 가스에 포함되는 이산화탄소를 농업용 하우스(100) 내로 공급하기 위한 주 시용 장치로서의 구성을 갖는다. 이산화탄소 시용 장치(1)는, 농업용 하우스(100)의 내부 또는 외부에 배치된다. 이산화탄소 시용 장치(1)는, 연소장치(2)와, 제1 액체 저류 탱크(3)와, 제2 액체 저류 탱크(4)와, 블로워(5)와, 흡착 탱크(6)와, 제어부(7)와, 정화부(8)와, 보조 시용 장치(9)를 구비한다.
또한, 이산화탄소 시용 장치(1)는, 연소 배기 가스를 유하시키는 동시에, 농업용 하우스(100) 내를 향하여 이산화탄소를 유하시키는 유로를 구비한다. 구체적으로는, 이산화탄소 시용 장치(1)는, 배기 가스 유로(10)와, 제1 도입 유로(11)와, 냉각 공기 유로(12)와, 제2 도입 유로(13)와, 시용 공기 유로(14)와, 하우스 내 유로(15)와, 보조 유로(16)와, 하우스 외 유로(17)와, 제1 내지 제3 탱크 유로(18 내지 20)를 구비한다. 또한, 이산화탄소 시용 장치(1)는, 유로를 개폐시키는 복수의 개폐 밸브(12A, 14A, 15A, 15B, 16A, 17A, 17B)를 구비한다.
<연소장치>
연소장치(2)는, 주로 야간에 중유나 등유 등의 연료를 연소시켜, 농업용 하우스(100) 내의 공기를 따뜻하게 한다. 연소 배기 가스는, 굴뚝인 배기 가스 유로(10)를 통하여 배출된다.
<제1 및 제2 액체 저류 탱크>
제1 및 제2 액체 저류 탱크(3, 4)는, 내부에 액체를 저류하고 있고, 연소장치(2)로부터 발생한 연소 배기 가스의 일부를 상기 액체에 의해 냉각 및 정화한다.
연소장치(2)에서 발생한 연소 배기 가스는, 제1 도입 유로(11)를 통하여 제1 액체 저류 탱크(3)로 유입되고, 제1 액체 저류 탱크(3)를 통과한 연소 배기 가스는, 제2 도입 유로(13)를 통하여 제2 액체 저류 탱크(4)로 유입된다. 그리고, 제2 액체 저류 탱크(4)를 통과한 연소 배기 가스는, 하우스 내 유로(15)로 유입된다.
제1 및 제2 액체 저류 탱크(3, 4)는, 각각, 당해 탱크로 유입된 연소 배기 가스가, 당해 탱크 내부의 액체 속을 통과하도록 구성되어 있다. 제1 및 제2 액체 저류 탱크(3, 4)에서는, 액체와의 열교환에 의해 연소 배기 가스가 냉각되는 동시에, 액체에 포함되는 화합물에 의해, 연소 배기 가스가 함유하는 성분의 일부가 제거된다. 즉, 이산화탄소 시용 장치(1)는, 제1 및 제2 액체 저류 탱크(3, 4)에 의해, 연소 배기 가스를 2단계로 냉각 및 정화한다.
또한, 제1 및 제2 액체 저류 탱크(3, 4)에 저류되는 액체로서는, 연소 배기 가스 중에 포함되는 황화물 및／또는 질화물 등의 유해 물질을 제거할 수 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 황화물 및／또는 질화물과 반응하는 화합물의 수용액이, 적합하다.
또한, 제1 액체 저류 탱크(3)에는, 저류된 액체를 냉각하기 위한 냉각 공기 유로(12)가 접속되어 있다. 냉각 공기 유로(12)는, 냉각 공기를 액체 속에 공급함으로써, 액체를 냉각한다. 냉각 공기 유로(12)는, 개폐 밸브(12A)를 갖는다. 냉각 공기를 액체 속에 공급할 때에 개폐 밸브(12A)가 개방되고, 기타의 경우에는, 개폐 밸브(12A)는 폐쇄된다.
<블로워>
블로워(5)는, 하우스 내 유로(15)에 설치되어, 하우스 내 유로(15)에 있어서의 기체를 유하시키는 기기이다. 블로워(5)는, 유로를 통하여, 연소 배기 가스를 흡착 탱크(6)로 공급하는 동시에, 흡착 탱크(6) 또는 보조 시용 장치(9)로부터 농업용 하우스(100) 내로 이산화탄소를 공급한다. 또한, 하우스 내 유로(15)의 일단부는, 농업용 하우스(100) 내에 배치된다. 또한, 하우스 내 유로(15)로부터 하우스 외 유로(17)가 분기되어 있고, 하우스 외 유로(17)의 일단부는, 농업용 하우스(100) 외부에 배치된다.
블로워(5)의 운전에 의해, 하우스 내 유로(15)에 있어서의 연소 배기 가스 등의 기체는, 농업용 하우스(100) 및 하우스 외 유로(17)를 향하여 압송된다. 이후, 블로워(5)에 의해 압송되는 기체가 향하는 측을, 하류측으로 기재한다. 또한, 하류측의 반대측을 상류측으로 기재한다.
<흡착 탱크>
흡착 탱크(6)는, 연소 배기 가스 중의 이산화탄소를 흡착하는 흡착재가 내부에 배치되어 있다. 흡착재로서는, 예를 들어 활성탄 또는 제올라이트 등의 다공질 재료 등을 사용할 수 있다. 흡착 탱크(6)는, 하우스 외 유로(17)로부터 분기된 제1 탱크 유로(18)에 접속되어 있다. 또한, 흡착 탱크(6)는, 제2 탱크 유로(19)을 통하여 정화부(8)에 접속되어 있다.
후술하는 이산화탄소의 흡착 공정에서는, 연소 배기 가스가 흡착 탱크(6)를 통과할 때에 상기 연소 배기 가스 중의 이산화탄소가, 흡착재에 의해 흡착된다. 한편, 후술하는 이산화탄소의 시용 공정에서는, 시용 공기가 흡착 탱크(6) 내를 통과함으로써, 흡착재로부터 이산화탄소가 탈리된다. 탈리된 이산화탄소는, 농업용 하우스(100) 내로 시용된다.
<정화부>
정화부(8)는, 식물의 육성에 악영향을 미치는 유해 물질(예를 들어, 황 산화물, 질소산화물 등)을, 연소 배기 가스로부터 제거한다. 구체적으로는, 예를 들어 정화부(8)는, 입상활성탄을 포함하는 필터 등을 갖고 있어도 좋다. 그리고, 정화부(8)는, 당해 정화부(8)를 통과하는 연소 배기 가스에 포함되는 유해 물질을 입상활성탄에 흡착시킴으로써, 유해 물질을 제거해도 좋다. 또한, 정화부(8)는, 하우스 내 유로(15)에 있어서의 하우스 외 유로(17)와의 분기점보다도 하류측에서 분기된 제3 탱크 유로(20)에 접속되어 있다.
<보조 시용 장치>
보조 시용 장치(9)는, 이산화탄소의 시용 공정에 있어서, 흡착 탱크(6)로부터 이산화탄소를 충분히 공급할 수 없게 되었을 경우에, 농업용 하우스(100) 내로 이산화탄소를 공급한다. 또한, 농업용 하우스(100) 내로의 이산화탄소의 시용 등에 종래로부터 사용되고 있는 장치를, 보조 시용 장치(9)로서 사용함으로써 이산화탄소 시용 장치(1)를 구성해도 좋다.
보조 시용 장치(9)는, 예를 들어 등유 등의 연료를 연소시킴으로써 이산화탄소를 발생시키는 연소장치로서 구성되어 있어도 좋다. 또한, 보조 시용 장치(9)는, 예를 들어 고압의 이산화탄소를 저장하는 이산화탄소 봄베로서 구성되어 있어도 좋다. 보조 시용 장치(9)로부터 공급되는 이산화탄소는, 보조 유로(16)를 경유하여 하우스 내 유로(15)에 있어서의 블로워(5)의 상류측으로 유입된다.
<복수의 개폐 밸브>
냉각 공기 유로(12), 시용 공기 유로(14) 및 보조 유로(16)에는, 각각, 개폐 밸브(12A, 14A, 16A)가 설치되어 있다. 또한, 시용 공기 유로(14)라 함은, 하우스 내 유로(15)에 있어서의 블로워(5)의 상류측에서 분기된 유로이며, 그 일단부는, 농업용 하우스(100) 외부에 배치된다.
또한, 하우스 내 유로(15)에는, 제1 , 제2 개폐 밸브(15A, 15B)가 설치되어 있다. 제1 개폐 밸브(15A)는, 제3 탱크 유로(20)의 분기점 상류측이며, 하우스 외 유로(17)의 분기점 하류측에 위치한다. 또한, 제2 개폐 밸브(15B)는, 제3 탱크 유로(20)의 분기점 하류측에 위치한다.
또한, 하우스 외 유로(17)에는, 제1 , 제2 개폐 밸브(17A, 17B)가 설치되어 있다. 제1 개폐 밸브(17A)는, 제1 탱크 유로(18)의 분기점 상류측에 위치하고, 제2 개폐 밸브(17B)는, 상기 분기점의 하류측에 위치한다.
<제어부>
제어부(7)는, 이산화탄소 시용 장치(1)를 제어하는 장치이다. 제어부(7)는, 예를 들어 컴퓨터 등으로 구성되어도 좋다. 구체적으로는, 제어부(7)는, 블로워(5)의 운전 및 정지와, 유로에 설치된 각 개폐 밸브의 개폐 등을 제어한다. 또한, 제어부(7)에는, 유로 내 농도 센서(15C)와 하우스 내 농도 센서(100A)로부터의 측정 신호가 입력된다.
유로 내 농도 센서(15C)는, 흡착 탱크(6)로부터 공급되는 이산화탄소의 농도를 유로 내에서 측정하기 위한 농도 센서이다. 유로 내 농도 센서(15C)는, 일례로서, 하우스 내 유로(15)에 있어서의 제2 개폐 밸브(15B)의 하류측에 설치된다. 한편, 하우스 내 농도 센서(100A)는, 농업용 하우스(100) 내의 이산화탄소 농도를 측정하기 위한 농도 센서이다. 하우스 내 농도 센서(100A)는, 농업용 하우스(100) 내에 설치된다.
[2. 처리]
이산화탄소 시용 장치(1)는, 연소 배기 가스로부터 이산화탄소를 회수하는 흡착 공정과, 농업용 하우스(100) 내로 이산화탄소를 공급하는 시용 공정을 실현하기 위한 처리를 행한다.
<흡착 공정>
흡착 공정은, 주로 야간에 연소장치(2)에서의 연소 중에 블로워(5)를 운전함으로써 실행된다. 또한, 연소장치(2)의 연소는, 제어부(7)에 의해 개시되어도 좋다. 흡착 공정에서는, 냉각 공기 유로(12)의 개폐 밸브(12A), 시용 공기 유로(14)의 개폐 밸브(14A), 보조 유로(16)의 개폐 밸브(16A), 하우스 내 유로(15)의 제2 개폐 밸브(15B) 및 하우스 외 유로(17)의 제1 개폐 밸브(17A)가 폐쇄되고, 하우스 내 유로(15)의 제1 개폐 밸브(15A) 및 하우스 외 유로(17)의 제2 개폐 밸브(17B)가 개방된다.
이에 따라, 연소장치(2)에서 발생한 연소 배기 가스는, 블로워(5)의 운전에 의해, 정화부(8) 및 흡착 탱크(6)를 순차 통과하고, 농업용 하우스(100) 외부로 유출된다. 연소 배기 가스가 정화부(8)를 통과할 때에는, 상기 연소 배기 가스로부터 유해 물질이 제거된다. 또한, 연소 배기 가스가 흡착 탱크(6)를 통과할 때에는, 상기 연소 배기 가스에 포함되는 이산화탄소가 흡착재에 흡착된다.
<시용 공정>
시용 공정은, 주간에 농업용 하우스(100) 내로 이산화탄소를 공급하기 위하여 실행된다. 시용 공정에는, 메인 모드와, 서브 모드와, 정지 모드가 설치되어 있다. 메인 모드에서는, 흡착 탱크(6)로부터 이산화탄소가 공급되고, 서브 모드에서는, 보조 시용 장치(9)로부터 이산화탄소가 공급된다. 메인 및 서브 모드는, 블로워(5)를 운전함으로써 실행된다. 또한, 정지 모드에서는, 블로워(5)가 정지되고, 농업용 하우스(100) 내로의 이산화탄소의 공급이 정지된다.
메인 모드에서는, 냉각 공기 유로(12)의 개폐 밸브(12A), 보조 유로(16)의 개폐 밸브(16A), 하우스 내 유로(15)의 제1 개폐 밸브(15A) 및 하우스 외 유로(17)의 제2 개폐 밸브(17B)가 폐쇄되고, 시용 공기 유로(14)의 개폐 밸브(14A), 하우스 내 유로(15)의 제2 개폐 밸브(15B) 및 하우스 외 유로(17)의 제1 개폐 밸브(17A)가 개방된다.
이에 따라, 블로워(5)의 운전에 의해, 시용 공기 유로(14)로부터 시용 공기가 유입되어, 농업용 하우스(100) 내로 압송된다. 구체적으로는, 시용 공기는, 흡착 탱크(6) 및 정화부(8)를 순차 통과하여, 농업용 하우스(100) 내로 유입된다. 시용 공기가 흡착 탱크(6)를 통과할 때, 흡착재에 흡착되어 있는 이산화탄소가 유출되고, 유출된 이산화탄소는, 시용 공기와 함께 농업용 하우스(100) 내로 유입된다.
한편, 예를 들어 보조 시용 장치(9)가 연소장치로서 구성되어 있는 경우에는, 제어부(7)는, 예를 들어 서브 모드로의 이행 시 또는 이행 전에, 보조 시용 장치(9)의 연소를 개시시킨다. 또한, 서브 모드에서는, 냉각 공기 유로(12)의 개폐 밸브(12A), 시용 공기 유로(14)의 개폐 밸브(14A) 및 하우스 외 유로(17)의 제1 및 제2 개폐 밸브(17A, 17B)가 폐쇄되고, 보조 유로(16)의 개폐 밸브(16A) 및 하우스 내 유로(15)의 제1 및 제2 개폐 밸브(15A, 15B)가 개방된다.
이에 따라, 블로워(5)의 운전에 의해, 보조 시용 장치(9)로부터 공급된 이산화탄소가, 농업용 하우스(100) 내로 압송된다. 구체적으로는, 상기 이산화탄소는, 보조 유로(16) 및 하우스 내 유로(15)를 순차 통과하여, 농업용 하우스(100) 내로 유입된다.
또한, 예를 들어 보조 시용 장치(9)가 이산화탄소 봄베로서 구성되어 있는 경우에는, 제어부(7)는, 서브 모드로의 이행 시에 이산화탄소 봄베의 밸브를 개방한다. 또한, 이때, 냉각 공기 유로(12)의 개폐 밸브(12A) 및 하우스 외 유로(17)의 제1 및 제2 개폐 밸브(17A, 17B)가 폐쇄되고, 시용 공기 유로(14)의 개폐 밸브(14A), 보조 유로(16)의 개폐 밸브(16A) 및 하우스 내 유로(15)의 제1 및 제2 개폐 밸브(15A, 15B)가 개방된다.
이에 따라, 블로워(5)의 운전에 의해, 시용 공기 유로(14)로부터 유입된 시용 공기와, 보조 시용 장치(9)로부터 공급된 이산화탄소가, 농업용 하우스(100) 내로 압송된다. 구체적으로는, 상기 이산화탄소는, 시용 공기에 의해 적당한 농도로 희석되고, 하우스 내 유로(15)를 통과하여 농업용 하우스(100) 내로 유입된다. 이에 의해, 농업용 하우스(100) 내로 국소적으로 이산화탄소가 공급되는 것을 억제할 수 있는 동시에, 적절한 농도의 이산화탄소를 농업용 하우스(100) 내로 공급할 수 있다.
<CO2 공급 처리>
제어부(7)는, 시용 공정에 있어서 도 2의 CO2 공급 처리를 정기적으로 개시한다. 이에 의해, 상술한 각 모드의 처리가 실현된다. 또한, 공급 처리에서는 메인 모드 플래그가 사용되지만, 메인 모드 플래그는, 이산화탄소 시용 장치(1)의 리셋 시에 0으로 설정된다.
S200에서는, 하우스 내 농도 센서(100A)로부터의 측정 신호에 기초하여, 농업용 하우스(100) 내의 이산화탄소 농도(이후, 하우스 내 농도)가 측정 또는 추정된다. 또한, 메인 모드 중에 있어서는, 하우스 내 농도는, 흡착 탱크(6)로부터 농업용 하우스(100) 내로 공급되는 이산화탄소의 농도에 상당할 수 있다. 또한, 서브 모드 중에 있어서는, 하우스 내 농도는, 보조 시용 장치(9)로부터 농업용 하우스(100) 내로 공급되는 이산화탄소의 농도에 상당할 수 있다. 또한, 하우스 내 농도 센서(100A) 대신에, 유로 내 농도 센서(15C)로부터의 측정 신호에 기초하여, 하우스 내 농도가 측정 또는 추정되어도 좋다. 그리고, 하우스 내 농도가 제1 역치(일례로서, 500ppm) 이하인 경우에는(S200: "예"), S205로 이행한다. 한편, 그렇지 않을 경우에는(S200: "아니오"), S240으로 이행한다.
S205에서는, 메인 모드 플래그가 1인지의 여부가 판정된다. 그리고, 긍정 판정의 경우에는(S205: "예"), S220으로 이행하고, 부정 판정의 경우에는(S205: "아니오"), S210으로 이행한다.
S210에서는, 메인 모드가 개시된다. 즉, 흡착 탱크(6)로부터 농업용 하우스(100) 내로의 이산화탄소의 공급이 개시된다. 그리고, 이어지는 S215에서는, 메인 모드 플래그에 1이 설정되고, 그 후, 본 처리는 종료된다.
S220에서는, 메인 모드 개시 후, t초(예를 들어, 10초)가 경과하였는지 여부가 판정된다. 그리고, 긍정 판정의 경우에는(S220: "예"), S225로 이행하고, 부정 판정의 경우에는(S220: "아니오"), S235로 이행한다.
한편, S225에서는, 유로 내 농도 센서(15C)로부터의 측정 신호에 기초하여, 하우스 내 유로(15)의 제2 개폐 밸브(15B)의 하류측에 있어서의 이산화탄소의 농도(이후, 유로 내 농도)가 측정된다. 유로 내 농도에 의해, 흡착 탱크(6)로부터 농업용 하우스(100) 내로 공급되는 이산화탄소의 농도(이후, 공급 농도)가 측정 또는 추정된다. 또한, 유로 내 농도 센서(15C) 대신에, 하우스 내 농도 센서(100A)로부터의 측정 신호에 기초하여, 공급 농도가 측정 또는 추정되어도 좋다. 그리고, 측정 또는 추정된 공급 농도가, 미리 정해진 역치를 하회하는지의 여부가 판정된다. 구체적으로는, 유로 내 농도가 제2 역치(일례로서, 1.0%) 이하인 경우에는(S225: "예"), S230으로 이행한다. 또한, 유로 내 농도가 제2 역치인 경우, 하우스 내 농도는, 일례로서, 300ppm 이하로 될 수 있다. 한편, 유로 내 농도가 제2 역치보다도 큰 경우에는(S225: "아니오"), S235로 이행한다.
여기서, 제2 역치는, 제1 역치보다도 낮은 값으로 된다. 또한, 유로 내 농도가 아니라, 하우스 내 농도에 기초하여, 흡착 탱크(6)로부터의 공급 농도를 측정 또는 추정하는 것도 생각된다. 그러나, 공급 농도의 변화가 유로 내 농도에 반영될 때까지에 비해, 공급 농도의 저하가 하우스 내 농도에 반영될 때까지에는, 보다 큰 지연이 존재한다. 보다 신속하게 공급 농도를 측정 또는 추정하기 위하여, 유로 내 농도에 기초하여 공급 농도가 측정 또는 추정된다.
S230에서는, 서브 모드가 개시된다. 즉, 보조 시용 장치(9)로부터 농업용 하우스(100) 내로의 이산화탄소의 공급이 개시된다. 그리고, 본 처리를 종료한다. 또한, 보조 시용 장치(9)가 연소장치로서 구성되어 있는 경우, 서브 모드 이행 시에, 보조 시용 장치(9)의 연소 개시 후, 소정의 지연 기간(일례로서 30초)이 경과한 후에, 블로워(5)의 운전이 개시되어도 좋다. 또한, 이 지연 기간에는, 시용 공기 유로(14)의 개폐 밸브(14A)가 개방되어 있어도 좋다. 이에 의해, 보조 시용 장치(9)의 연소 개시 시에 발생하는 일산화탄소가 대기 중으로 방출되어, 상기 일산화탄소가 농업용 하우스(100) 내로 유입되는 것을 억제할 수 있다.
한편, S235에서는, 메인 모드가 계속되고, 본 처리는 종료된다.
이에 대하여, 하우스 내 농도가 제1 역치보다도 큰 경우에 이행하는 S240에서는, 정지 모드가 개시된다. 즉, 흡착 탱크(6) 및 보조 시용 장치(9)로부터의 이산화탄소의 공급이 정지된다. 구체적으로는, 블로워(5)가 정지된다. 또한, 예를 들어 보조 시용 장치(9)가 연소장치로서 구성되어 있는 경우, 보조 시용 장치(9)의 연소가 정지되어도 좋다. 또한, 예를 들어 보조 시용 장치(9)가 이산화탄소 봄베로서 구성되어 있는 경우, 이산화탄소 봄베의 밸브가 폐쇄된다. 또한 이때, 유로의 복수의 개폐 밸브(12A, 14A, 15A, 15B, 16A, 17A, 17B)가 모두 폐쇄되어도 좋다. 그리고, 이어지는 S245에서 메인 모드 플래그에 0이 설정되고, 본 처리는 종료된다.
시용 공정에서는, CO2 공급 처리에 의해, 도 3의 그래프로 나타내는 바와 같이 하우스 내 농도가 변동된다. 즉, 농업용 하우스(100) 내로 이산화탄소가 공급되지 않는 정지 모드 중에 하우스 내 농도가 감소하고, 시각(T0)에 하우스 내 농도가 제1 역치 이하로 되면, CO2 공급 처리의 S200에서 긍정 판정이 이루어진다. 그리고, 이어지는 S205에서, 메인 모드 플래그의 값이 판정된다.
정지 모드 시에 최초로 하우스 내 농도가 제1 역치 이하로 된 경우, 메인 모드 플래그는 0이다. 이에 따라, S210에서 메인 모드가 개시되어, 흡착 탱크(6)로부터 농업용 하우스(100) 내로 이산화탄소가 공급된다. 그리고, 이어지는 S215에서 메인 모드 플래그에 1이 설정된다.
또한, 메인 모드 플래그가 1인 경우에, S200에서 하우스 내 농도가 제1 역치 이하로 판정되면, 이어지는 S205에서 긍정 판정이 이루어진다. 이에 의해, S220으로 이행하고, 메인 모드 이행 후, t초가 경과하였는지 여부가 판정된다. S220에서 부정 판정이 이루어진 경우, 메인 모드가 계속되는 동시에, 메인 모드 플래그의 값은 1로 유지된다. 한편, S220에서 긍정 판정이 이루어진 경우, S225로 이행하고, 유로 내 농도가 제2 역치 이하인지 여부가 판정된다. S225에서 부정 판정이 이루어진 경우, 메인 모드가 계속되는 동시에, 메인 모드 플래그의 값은 1로 유지된다. 한편, S225에서 긍정 판정이 이루어진 경우, 메인 모드로부터 서브 모드로 이행한다. 또한, 이때도, 메인 모드 플래그의 값은 1로 유지된다.
또한, 정지 모드, 메인 모드 및 서브 모드인 경우, 하우스 내 농도가 제1 역치를 초과할 때는, S240에서 정지 모드가 개시된다. 그리고, S245에서 메인 모드 플래그가 0으로 설정된다.
또한, 도 3에 있어서의 T0, T2, T4 및 T6은, 하우스 내 농도가 제1 역치를 초과한 상태로부터, 하우스 내 농도가 제1 역치 이하인 상태로 변화한 타이밍을 나타낸다. 이 타이밍에서, 메인 모드가 개시된다. 반대로, T1, T3 및 T5는, 하우스 내 농도가 제1 역치 이하인 상태로부터, 하우스 내 농도가 제1 역치를 초과한 상태로 변화한 타이밍을 나타낸다. 이 타이밍에서, 정지 모드가 개시된다.
또한, 도 3에 있어서의 제2 역치라는 기재는, 유로 내 농도가 제2 역치로 되었을 때의 하우스 내 농도의 목표를 나타낸다. 또한, 도 4에 있어서의 제1 역치라는 기재는, 하우스 내 농도가 제1 역치로 되었을 때의 유로 내 농도의 목표를 나타낸다.
또한 그 후, 정지 모드 중에 하우스 내 농도가 감소하여, 시각(T6)에서 S200에서 긍정 판정이 이루어진 것으로 한다. 그리고, S210에서 메인 모드가 개시된 후, t초가 경과한 후에 시각(T7)이 된 것으로 한다. 이때, 도 4에 도시한 바와 같이 유로 내 농도가 제2 역치 이하로 되고, S225에서 긍정 판정이 이루어진다. 즉, 흡착 탱크(6)에 저류된 이산화탄소의 잔량이 적어져, 흡착 탱크(6)로부터 충분한 양의 이산화탄소가 공급되지 않게 된다. 이때, CO2 공급 처리의 S230이 실행되고, 서브 모드로 이행한다. 즉, 보조 시용 장치(9)로부터 농업용 하우스(100) 내로 이산화탄소가 공급된다. 그 후, 하우스 내 농도가 상승하여, 시각(T8)에 있어서 S200에서 하우스 내 농도가 제1 역치를 초과한다고 판정되면, CO2 공급 처리의 S240이 실행되고, 정지 모드로 이행한다.
또한, 보조 시용 장치(9)가 연소장치로서 구성되어 있는 경우, 보조 시용 장치(9)에서 농업용 하우스(100) 내를 가온해도 좋다. 이에 의해, 에너지의 유효 활용이 가능해진다. 또한 이때, 이산화탄소 시용 장치(1)는, 보조 시용 장치(9)로부터 발생한 이산화탄소를 회수해도 좋다. 구체적으로는, 제어부(7)는, 냉각 공기 유로(12)의 개폐 밸브(12A)와, 시용 공기 유로(14)의 개폐 밸브(14A)와, 하우스 내 유로(15)의 제2 개폐 밸브(15B)와, 하우스 외 유로(17)의 제1 개폐 밸브(17A)를 폐쇄하는 동시에, 보조 유로(16)의 개폐 밸브(16A)와, 하우스 내 유로(15)의 제1 개폐 밸브(15A)와, 하우스 외 유로(17)의 제2 개폐 밸브(17B)를 개방해도 좋다. 이에 의해, 블로워(5)를 운전시키면, 보조 시용 장치(9)로부터 공급되는 이산화탄소는, 정화부(8) 및 흡착 탱크(6)로 순차 압송된다. 이에 따라, 상기 이산화탄소가 흡착 탱크(6)의 흡착재에 흡착된다.
또한, 보조 시용 장치(9)로부터 농업용 하우스(100) 내로 이산화탄소를 공급하면서, 상기 이산화탄소를 회수해도 좋다. 즉, 제어부(7)는, 냉각 공기 유로(12)의 개폐 밸브(12A)와, 시용 공기 유로(14)의 개폐 밸브(14A)와, 하우스 내 유로(15)의 제1 개폐 밸브(15A)와, 하우스 외 유로(17)의 제2 개폐 밸브(17B)를 폐쇄하는 동시에, 보조 유로(16)의 개폐 밸브(16A)와, 하우스 내 유로(15)의 제2 개폐 밸브(15B)와, 하우스 외 유로(17)의 제1 개폐 밸브(17A)를 개방해도 좋다.
이에 의해, 블로워(5)를 운전시키면, 보조 시용 장치(9)로부터 공급되는 이산화탄소는, 흡착 탱크(6) 및 정화부(8)를 순차 통과한 후, 농업용 하우스(100) 내로 유입된다. 이에 따라, 흡착 탱크(6)의 흡착재에 이산화탄소를 흡착시킬 수 있다. 그리고, 상기 흡착재에 흡착된 이산화탄소가 최대 용량에 도달되어 있는 경우에는, 이산화탄소는 흡착 탱크(6)를 통과하여, 농업용 하우스(100) 내로 유입된다. 따라서, 보조 시용 장치(9)로부터 농업용 하우스(100) 내로 이산화탄소를 공급하면서, 상기 이산화탄소를 회수할 수 있다.
[3. 효과]
(1) 상기 실시 형태에 따르면, 흡착 탱크(6)에 저류된 이산화탄소의 잔량이 감소하여, 흡착 탱크(6)로부터 농업용 하우스(100) 내로 충분한 양의 이산화탄소를 공급할 수 없게 되었을 경우에는, 보조 시용 장치(9)로부터 농업용 하우스(100) 내로 이산화탄소가 공급된다. 이에 따라, 흡착 탱크(6)에 충분한 양의 이산화탄소가 저류되어 있지 않아도, 충분한 양의 이산화탄소를 농업용 하우스(100) 내로 공급할 수 있다.
또한, 흡착 탱크(6) 및 보조 시용 장치(9)로부터의 이산화탄소의 공급은, 블로워(5)를 사용하여 행해진다. 이에 따라, 농업용 하우스(100) 내로 국소적으로 이산화탄소가 공급되는 것을 억제할 수 있다.
따라서, 농업용 하우스(100) 내로 적절하게 이산화탄소를 공급할 수 있다.
(2)또한, 보조 시용 장치(9)로부터 농업용 하우스(100) 내로 이산화탄소를 공급한 결과, 농업용 하우스(100) 내가 적당한 이산화탄소 농도로 되면, 보조 시용 장치(9)로부터의 이산화탄소의 공급이 정지된다. 이에 따라, 보조 시용 장치(9)의 과도한 운전을 억제하고, 농업용 하우스(100) 내의 이산화탄소를 적절한 농도로 유지하는 것이 가능해진다.
[4. 다른 실시 형태]
(1) 상기 실시 형태에서는, 유로 내 농도 센서(15C)는, 하우스 내 유로(15)에 있어서의 제2 개폐 밸브(15B)의 하류측에 설치된다. 그러나, 유로 내 농도 센서(15C)는, 유로 내에 있어서의 다른 위치에 설치되어도 좋다. 구체적으로는, 유로 내 농도 센서(15C)는, 예를 들어 하우스 내 유로(15)에 있어서의 제3 탱크 유로(20)와의 분기점 부근, 제3 탱크 유로(20), 또는, 제2 탱크 유로(19) 등에 설치되어도 좋다.
(2) 상기 실시 형태에 있어서의 하나의 구성 요소가 갖는 기능을 복수의 구성 요소에 분담시키거나, 복수의 구성 요소가 갖는 기능을 하나의 구성 요소에 발휘시키거나 해도 좋다. 또한, 상기 실시 형태의 구성의 일부를, 과제를 해결 가능한 한, 생략해도 좋다. 또한, 특허 청구 범위에 기재된 문언으로부터 특정되는 기술 사상에 포함되는 모든 형태가 본 개시의 실시 형태이다.
[5. 특허 청구 범위와의 대응]
상기 실시 형태에 있어서의 제어부(7) 및 복수의 개폐 밸브(12A, 14A, 15A, 15B, 16A, 17A, 17B)가, 공급 제어부의 일례에 상당한다. 또한, 이산화탄소 시용 장치(1)에 있어서의 적어도 하우스 내 유로(15)를 포함하는 유로가, 이산화탄소 공급 유로의 일례에 상당한다. 또한, CO2 공급 처리의 S200, S225이 농도 검출부의 일례에 상당한다. 또한, 제1 역치가 B역치 및 C역치의 일례에 상당하고, 제2 역치가 A역치의 일례에 상당한다.

Claims (9)

  1. 연소 배기 가스에 포함되는 이산화탄소를 농업용 하우스 내로 공급하도록 구성된 주 시용 장치로서의 이산화탄소 시용 장치이며,
    상기 연소 배기 가스 중의 이산화탄소를 흡착하도록 구성된 흡착재가 내부에 배치된 흡착 탱크와,
    이산화탄소 공급 유로에 설치되고, 상기 이산화탄소 공급 유로에 있어서의 기체를 유하시키도록 구성된 블로워와,
    상기 이산화탄소 공급 유로를 통하여, 상기 블로워에 의해, 상기 흡착 탱크의 상기 흡착재에 흡착된 이산화탄소를 상기 농업용 하우스 내로 공급하도록 구성된 공급 제어부와,
    상기 농업용 하우스 내의 이산화탄소의 농도인 제1농도와 상기 흡착 탱크로부터 상기 농업용 하우스 내로 공급되는 이산화탄소의 농도인 제2농도를 측정 또는 추정하도록 구성된 농도 검출부를 구비하고,
    상기 공급 제어부는, 연료를 연소시킴으로써, 이산화탄소를 발생시키면서, 상기 농업용 하우스 내를 가온하도록 구성되며, 상기 블로워에 의해, 보조 시용 장치로부터 상기 농업용 하우스 내로 이산화탄소를 공급하도록 구성되고,
    상기 공급 제어부는, 상기 흡착 탱크로부터 상기 농업용 하우스 내로 이산화탄소의 공급이 개시되고 사전 설정된 시간이 경과된 후, 상기 제2농도가 미리 정해진 A역치를 하회하고, 상기 보조 시용 장치에서 연소가 시작된 이후 지정된 시간 지연 후, 상기 이산화탄소 공급 유로를 통해 그리고 상기 블로워에 의해 상기 보조 시용 장치로부터 농업용 하우스의 내부로 이산화탄소를 공급하도록 더 구성되고, 그리고
    상기 공급 제어부는, 이산화탄소가 상기 보조 시용 장치로부터 상기 농업용 하우스 내로 공급되고 있을 때, 상기 제1농도가 상기 A역치보다 큰 B역치를 상회하면, 상기 보조 시용 장치로부터의 이산화탄소의 공급을 정지시키도록 더 구성되어 있는, 이산화탄소 시용 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제2농도는 상기 흡착 탱크와 상기 농업용 하우스를 연결하는 유로에서의 이산화탄소의 농도인, 이산화탄소 시용 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    이산화탄소가 상기 흡착 탱크로부터 상기 농업용 하우스 내로 공급되고 있을 때, 상기 공급 제어부는, 상기 제1농도가 상기 B역치를 상회하면 상기 흡착 탱크로부터 상기 농업용 하우스 내로의 이산화탄소의 공급을 정지시키도록 구성되어 있는, 이산화탄소 시용 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 공급 제어부는, 상기 농업용 하우스 내로의 이산화탄소의 공급을 정지시킨 후, 상기 제1농도가 상기 B역치를 하회하면, 상기 이산화탄소 공급 유로를 통하여, 상기 블로워에 의해, 상기 흡착 탱크로부터 상기 농업용 하우스 내로 이산화탄소를 공급하도록 구성되어 있는, 이산화탄소 시용 장치.
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