(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室と煙管部を備える熱交換部と、燃料を燃焼室内で燃焼させるバーナと、熱交換部での熱交換によりハウス内に温風を供給するための送風機と、バーナおよび送風機の各運転を制御する制御部を備える施設園芸用温風暖房機において、
熱交換部を冷却するにあたり、バーナの燃焼時間を計測し、計測されたバーナの燃焼時間に応じて予め設定された暖房負荷条件を判定し、暖房負荷条件に応じて予め設定された複数の冷却時間から、判定された暖房負荷条件に従い一の冷却時間を選択し、選択された一の冷却時間に従い送風機を運転することを特徴とする、
施設園芸用温風暖房機。
【請求項２】
制御部が、暖房負荷条件に応じてバーナの燃焼停止後の送風機による熱交換部の冷却時間を予め複数設定する冷却時間設定手段と、バーナのオン信号とオフ信号からバーナの燃焼時間を計測する燃焼時間計測手段と、燃焼時間計測手段により計測された燃焼時間により暖房負荷条件を判定する負荷条件判定手段と、負荷条件判定手段により判定された暖房負荷条件に応じて前記複数の冷却時間のいずれか一を選択する冷却時間選択手段と、冷却時間選択手段により選択された一の冷却時間に従い送風機を運転する運転制御手段を備えることを特徴とする請求項１記載の施設園芸用温風暖房機。
【請求項３】
暖房負荷条件に対応して予め複数設定されたバーナの燃焼時間と、暖房負荷条件に対応して予め複数設定された冷却時間の各データを格納するデータ格納手段を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の施設園芸用温風暖房機。
【請求項４】
燃焼室と煙管部を備える熱交換部と、燃料を燃焼室内で燃焼させるバーナと、熱交換部での熱交換によりハウス内に温風を供給するための送風機を備える施設園芸用温風暖房機において、
熱交換部を冷却するにあたり、バーナの燃焼時間を計測し、計測されたバーナの燃焼時間に応じて予め設定された暖房負荷条件を判定し、暖房負荷条件に応じて予め設定された複数の冷却時間から、判定された暖房負荷条件に従い一の冷却時間を選択し、選択された一の冷却時間に従い送風機を運転することを特徴とする、
施設園芸用温風暖房機の冷却制御方法。
【請求項５】
前記冷却時間を送風機の送風時間に一致させることを特徴とする、請求項４記載の施設園芸用温風暖房機の冷却制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、施設園芸ハウス内を温風で暖房する温風暖房機において、送風機による熱交換部（炉体）の冷却運転の最適化を可能とする温風暖房機とその冷却制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、この種の温風暖房機では、ハウス内に設置された温度センサに基づき、バーナをオン・オフすることにより、ハウス内温度を設定温度（管理温度）に維持する仕組みになっている。すなわち、暖房オンの指令または室内温度が設定温度より低いとバーナの燃焼が開始され、熱交換部での熱交換によりハウス内に温風が吹き出され、ハウス内が加温される。設定温度でもってバーナの定常運転（バーナの燃焼と送風機による熱交換の温度バランスが平衡状態にある運転）が維持されるが、室内温度が設定温度を超えると、直ちにバーナの燃焼が停止されると共に、送風機からは熱交換部を冷却するために一定時間（通常約５〜６分間）送風が継続する。このような運転を繰り返すことにより、ハウス内の温度が設定温度に維持される仕組みになっている。
【０００３】
そして、熱交換部をなす炉体（円筒状の燃焼室と煙管部の組み合わせからなる）の冷却時間は、ハウスの加温負荷の最大値（例えば冬季や夜間）を基準にタイマー制御で設定されているので、次のような問題点が発生していた。
【０００４】
ハウスの加温負荷が小さい場合（例えば負荷の少ない小型のハウスで使用する場合や秋口や春先など比較的負荷が少なくて済む場合）、バーナ運転開始後、炉体の加熱が十分になされる前に、ハウス内温度が設定温度を超えて冷却運転に移行し、負荷が大きい場合と同一時間だけ冷却運転することになり、ダクトからハウス内に送風される温度がハウス内温度近くまで低下し（体感的には冷風と感じる）、ダクトの送風口に近い作物に生育遅れなどの障害が生じたり、これを避けるため送風口の配置に特別な工夫を必要とすることがあった。
【０００５】
これに対し、炉体の冷却時間を短くすると、加温負荷が大きくなった場合、送風温度が高めを推移し、炉体の温度が下がらずに残熱が生じて炉体の熱歪みが残り、缶体割れや残熱による機器損傷などの不具合が生じるおそれがある。
【０００６】
一方、本出願人は先に、送風口に温度センサを設けて、送風機の送風温度が設定温度よりも低い場合に送風機の送風運転を直ちに停止し、熱交換部の冷却運転を停止するようにした施設園芸用温風暖房機について提案した（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４３４４４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記提案の温風暖房機は、ハウス内温度センサとは別に各送風口（左右または上下）に設けた複数の温度センサを利用しているので、コスト低減を図る上で改善する余地がある。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、簡易な制御方法により、ハウスの暖房負荷の大きさに合わせて、熱交換部の冷却運転を最適制御でき、あわせてコスト低減を図れる、施設園芸用温風暖房機とその冷却制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係る施設園芸用温風暖房機は、燃焼室と煙管部を備える熱交換部と、燃料を燃焼室内で燃焼させるバーナと、熱交換部での熱交換によりハウス内に温風を供給するための送風機と、バーナおよび送風機の各運転を制御する制御部を備える施設園芸用温風暖房機において、
熱交換部を冷却するにあたり、バーナの燃焼時間を計測し、計測されたバーナの燃焼時間に応じて予め設定された暖房負荷条件を判定し、暖房負荷条件に応じて予め設定された複数の冷却時間から、判定された暖房負荷条件に従い一の冷却時間を選択し、選択された一の冷却時間に従い送風機を運転することを最も主要な特徴とする。
【００１１】
本発明に係る施設園芸用温風暖房機は、前記制御部が、暖房負荷条件に応じてバーナの燃焼停止後の送風機による熱交換部の冷却時間を予め複数設定する冷却時間設定手段と、バーナのオン信号とオフ信号からバーナの燃焼時間を計測する燃焼時間計測手段と、燃焼時間計測手段により計測された燃焼時間により暖房負荷条件を判定する負荷条件判定手段と、負荷条件判定手段により判定された暖房負荷条件に応じて前記複数の冷却時間のいずれか一を選択する冷却時間選択手段と、冷却時間選択手段により選択された一の冷却時間に従い送風機を運転する運転制御手段を備えることを第２の特徴とする。
【００１２】
本発明に係る施設園芸用温風暖房機は、暖房負荷条件に対応して予め複数設定されたバーナの燃焼時間と、暖房負荷条件に対応して予め複数設定された冷却時間の各データを格納するデータ格納手段を備えることを第３の特徴とする。
【００１３】
本発明に係る施設園芸用温風暖房機の冷却制御方法は、燃焼室と煙管部を備える熱交換部と、燃料を燃焼室内で燃焼させるバーナと、熱交換部での熱交換によりハウス内に温風を供給するための送風機を備える施設園芸用温風暖房機において、
熱交換部を冷却するにあたり、バーナの燃焼時間を計測し、計測されたバーナの燃焼時間に応じて予め設定された暖房負荷条件を判定し、暖房負荷条件に応じて予め設定された複数の冷却時間から、判定された暖房負荷条件に従い一の冷却時間を選択し、選択された一の冷却時間に従い送風機を運転することを最も主要な特徴とする。
【００１４】
本発明に係る施設園芸用温風暖房機の冷却制御方法は、前記冷却時間を送風機の送風時間に一致させることを第２の特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明に係る施設園芸用温風暖房機によると、バーナの燃焼時間を元にして、ハウスの暖房負荷の大きさに応じて最適な冷却時間に切り替え制御し、これにより送風機による熱交換部の冷却運転を最適制御することができる。また、これによって、過度な冷却によるダクトの吹き出し口付近の作物の生育障害の防止と、過小な冷却時間による熱交換部の缶体への熱歪みや機器損傷等の防止を図ることができるという優れた効果を奏する。
【００１６】
さらに、吹き出し口付近の送風温度計測用のセンサを廃止でき、コストの低減化を図れるという優れた効果を奏する。
【００１７】
また、本発明に係る施設園芸用温風暖房機の冷却制御方法によると、バーナのオン信号とオフ信号からバーナの燃焼時間を計測し、これを元にして、ハウスの暖房負荷の大きさに応じて、送風機による熱交換部の冷却運転を最適化でき、これにより、作物の生育障害等の防止を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る施設園芸用温風暖房機を示す断面図、
【図２】制御盤における制御部の構成例を示す図、
【図３】制御部のデータ格納部に格納された各種データを示す図、
【図４】図１に示す温風暖房機の冷却運転制御を示すフロー図、
【図５】（Ａ）は高負荷運転におけるバーナのオン・オフ制御と炉体表面温度の関係図、（Ｂ）は低負荷運転におけるバーナのオン・オフ制御と炉体表面温度の関係図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明を実施するための一実施形態を図１ないし図５を参照して説明する。図１において、１００は施設園芸用温風暖房機である。
【００２０】
施設園芸用温風暖房機１００は、図１に示すように、ケーシング１０１内に円筒状の燃焼室１１１と煙管部１１２を組み合わせた熱交換部（炉体）１１０が配置され、煙管部１１２からは煙室１１３を介して煙突１１４が延びている。燃焼室１１１にはバーナ１２０のノズル部１２１が配置されている。ケーシング１０１の上面には複数の送風機１３０、１３０が配置され、ケーシング１０１の側面には制御盤１４０が配置されている。
【００２１】
かかる施設園芸用温風暖房機１００は、バーナ１２０のノズル部１２１から燃焼室１１１内に噴霧した燃料を点火装置により着火して燃焼させ、高温の排気ガスＧは煙管部１１２および煙室１１３を通して煙突１１４から排気し、その間、各送風機１３０を運転してハウス内空気を取り込み、熱交換部１１０において熱交換し、生成した温風Ｋをケーシング１０１下部の吐出口１０２から図示しないダクトを介してハウス内に吐出させるようになっている。
【００２２】
そして、バーナ１２０の燃焼運転開始後、ハウス内温度が上昇し、設定温度を超えると（動作幅１℃）、ハウス内温度の温度センサ（図示せず）からの検出温度信号により、制御盤１４０の制御部からバーナ１２０にオフ信号が出力され、バーナ１２０の燃焼が停止し、ハウス内温度が下降して、設定温度に達すると、温度センサからの検出温度信号により、制御盤１４０の制御部１４１からバーナ１２０にオン信号が出力され、バーナ１２０が再び燃焼する。このように、制御部からのオン信号とオフ信号によりバーナ１２０の燃焼と停止が繰り返され、ハウス内温度が設定温度に維持されるようになっている（図５参照）。ここで、バーナ１２０の燃焼と停止は、具体的には燃料通路に設けられた電磁弁を制御部１４１からのオン信号・オフ信号により開閉操作することにより行われる。
【００２３】
図２に制御盤１４０の制御部１４１の構成例を示す。同制御部１４１には、プログラム格納部１４２、データ格納部１４３、燃焼時間計測部１４４、負荷条件判定部１４５、冷却時間選択部１４６および運転制御部１４７が含まれている。
【００２４】
プログラム格納部１４２には、図４のフローチャートに従う冷却運転制御を行うプログラムが格納されている。データ格納部１４３には、図３に示すように、暖房負荷条件（高負荷運転・中負荷運転・低負荷運転・負荷なし）と、暖房負荷条件に対応して予め複数設定されたバーナ１２０の燃焼時間と、暖房負荷条件に対応して予め複数設定された冷却時間の各データの組み合わせが格納されている。燃焼時間計測部１４４は、バーナ１２０の実際の燃焼時間を計測するもので、具体的には燃料通路に設けられた電磁弁の開閉（オン・オフ）時間を計測し、同開閉時間を燃焼時間とする。
【００２５】
図５（Ａ）（Ｂ）から分かるように、低負荷運転（図５（Ｂ））の場合、高負荷運転（図５（Ａ））の場合に比べて、バーナオン後の加熱および加温によるハウス内温度の設定温度への到達時間が早く、したがって、バーナ１２０の燃焼時間が短く、バーナオフ後の熱交換部（炉体）の冷却時間も燃焼時間に比例してその分短く済む（なお、図５（Ｂ）の炉体表面温度の変化を示すグラフにおいて、点線は従来（タイマー）の場合の炉体表面温度の変化を示している）。
【００２６】
上に述べた事実関係から、制御部１４１では、暖房負荷条件（高負荷運転・中負荷運転・低負荷運転・負荷なし）に対応して、バーナ１２０の燃焼時間を予め複数（２０分以上・１５〜２０分未満・１〜１５分未満・１分未満）設定すると共に、冷却時間を予め複数（５分間・４分間・３分間・０分間）設定しておき、測定された実際のバーナ１２０の燃焼時間から、暖房負荷条件を判定することとし、判定された負荷条件に基づき、複数の冷却時間から最適な冷却時間を選択し、これにより、送風機１３０による熱交換部１２０の冷却運転を最適制御するようになっている。
【００２７】
負荷条件判定部１４５は、測定されたバーナ１２０の燃焼時間に基づき、暖房負荷条件（高負荷運転・中負荷運転・低負荷運転・負荷無し）を判定する。冷却時間選択部１４６は、負荷条件判定部１４５で判定された暖房負荷条件に従い、データ格納部１４３に格納された複数の冷却時間から最適となる一の冷却時間を選択する。
【００２８】
運転制御部１４７は、図示しないハウス内の温度センサから送信された温度信号によりバーナ１２０にオン・オフの制御信号を出力し、バーナ１２０をオン・オフ運転制御する（電磁弁を開閉操作する）と共に、冷却時間選択部１４６により選択された一の冷却時間に従い、送風機１３０、１３０を冷却運転制御する。
【００２９】
以上のように構成された温風暖房機１００において、熱交換部１１０を冷却運転する制御方法について、図３のフローチャートに従い、以下に説明する。
【００３０】
暖房オンの指令に従い、温風暖房機１００のバーナ１２０および各送風機１３０が起動して運転制御が開始される。そして、ハウス内の温度センサからの温度信号に基づき、ハウス内温度が設定温度を維持するべく、制御部１４１の運転制御部１４５からの制御信号により、燃料通路に設けられた電磁弁が開閉（オン・オフ）操作され、これによりバーナ１２０がオン・オフ制御される。
【００３１】
このとき、電磁弁のオン・オフ信号に従い、燃焼時間計測部１４４において、バーナ１２０の燃焼時間が計測される。また、電磁弁のオフ信号に従い、運転制御部１４７からの制御信号により、バーナ１２０が停止されるとともに、送風機１３０、１３０の冷却運転制御が開始される。
【００３２】
制御部１４１では、測定された燃焼時間に基づき、負荷条件判定部１４５が、高負荷運転（燃焼時間２０分以上）、中負荷運転（同１５〜２０分未満）、低負荷運転（同１〜１５分未満）、負荷無し（同１分未満）のいずれかに該当するかを判定し、冷却時間選択部１４６が、判定された暖房負荷条件に対応する最適な冷却時間をデータ格納部１４３から選択する。
【００３３】
高負荷運転（燃焼時間２０分以上）と判定された場合（例えば冬季）、バーナ１２０の停止後、運転制御部１４７からの制御信号により、再び各送風機１３０の送風運転が開始され、最も長時間（５分間）送風運転され、その後各送風機１３０が停止され、これにより冷却運転制御が停止される。
【００３４】
中負荷運転（１５〜２０分未満）と判定された場合（例えば冬季の昼間）、同様に、バーナ１２０の停止後、運転制御部１４７からの制御信号により、再び各送風機１３０の送風運転が開始され、中時間時間（４分間）送風運転され、その後各送風機１３０が停止され、これにより冷却運転制御が停止される。
【００３５】
低負荷運転（燃焼時間１〜１５分未満）と判定された場合（例えば春先や秋口）、同様に、バーナ１２０の停止後、運転制御部１４７からの制御信号により、再び各送風機１３０の送風運転が開始され、短い時間（３分間）送風運転され、その後各送風機１３０が停止され、これにより冷却運転制御が停止される。
【００３６】
負荷無し（燃焼時間１分未満）と判定された場合（例えば試運転、点検）、バーナ１２０の停止後、運転制御部１４７からの制御信号により、各送風機１３０の送風運転は直ちに停止され、これにより冷却運転制御が停止される。
【００３７】
ハウス内の温度センサに基づき、再びバーナ１２０の運転（燃焼）が開始されると、電磁弁のオン・オフ信号に従い、バーナ１２０の燃焼時間が計測され、各送風機１３０の冷却運転制御が開始される。
【００３８】
本実施形態の温風暖房機１００によると、バーナ１２０のオン・オフ信号による燃焼時間を測定し、これによってハウスの暖房負荷の大きさに応じて最適な冷却時間を選択して切り替え、これにより送風機１３０による熱交換部１１０の冷却運転を最適制御化することができる。
【００３９】
また、同温風暖房機１００によると、上に述べた冷却制御方法の実行によって、過度な冷却によるダクトの吹き出し口付近の作物の生育障害の防止と、過小な冷却時間による熱交換部の缶体への熱歪みや機器損傷等の防止を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明に係る施設園芸用温風暖房機は、送風機による熱交換部の冷却運転を制御する温風暖房機として幅広く利用できる。
【符号の説明】
【００４１】
１００  施設園芸用温風暖房機
１０１  ケーシング
１０２  吐出口
１１０  熱交換部
１１１  燃焼室
１１２  煙管部
１１３  煙室
１１４  煙突
１２０  バーナ
１２１  ノズル部
１３０  送風機
１４０  制御盤
１４１  制御部
１４２  プログラム格納部
１４３  データ格納部
１４４  燃焼時間計測部（燃焼時間計測手段）
１４５  負荷条件判定部（負荷条件判定手段）
１４６  冷却時間選択部（冷却時間選択手段）
１４７  運転制御部（運転制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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