(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物由来有機物質およびパラフィンワックス類を含む上層部と緩燃焼性可燃性物質を含む下層部から成る固形燃料であって、上層部／下層部の重量比が７０／３０〜９５／５であり、該上層部の上部に、点火部としてのろうそくであって、該固形燃料の燃焼開始までの時間を調整するためのろうそくが載置されていることを特徴とする上記固形燃料。
【請求項２】
下層部が無煙炭および木炭粉を含む請求項１に記載の固形燃料。
【請求項３】
ろうそくが底部に２本の芯を有するものである請求項１または２に記載の固形燃料。
【請求項４】
安定燃焼用受台の上に、植物由来有機物質およびパラフィンワックス類を含む上層部と緩燃焼性可燃性物質を含む下層部から成る固形燃料を設けてなる加温装置であって、上層部／下層部の重量比が７０／３０〜９５／５であり、該上層部の上部に、点火部としてのろうそくであって、該固形燃料の燃焼開始までの時間を調整するためのろうそくが載置されていることを特徴とする上記加温装置。
【請求項５】
下層部が無煙炭および木炭粉を含む請求項４に記載の加温装置。
【請求項６】
ろうそくが底部に２本の芯を有するものである請求項４または５に記載の加温装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ハウス用固形燃料およびそれを含む加温装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、春季、秋季および冬季の明け方等のような低温時において結霜を防ぐのに十分な量の発熱量を有し、また栽培植物の品質向上のために好適な量の炭酸ガスを発生するハウス用固形燃料およびそれを含む加温装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、暖房装置がない無加温ハウスにおける明け方等の低温時の緊急用暖房としては、ろうそく、煉炭、小型ポット式ストーブ等が用いられてきた。
しかしながら、ろうそくは発熱量が約１８０キロカロリー／時間程度と少量のため、普通の大きさのハウスで使用する場合には、点火数を数十本とする必要があった。そのため配置および点火に手間がかかり、温度低下を十分かつ簡便に阻止することは困難であった。
一方、煉炭は、燃焼中に植物にとって有害な亜硫酸ガス、一酸化炭素等を高濃度で発生するために、著しい生育障害や着果、結実不良を起こし収穫量が減少するという問題があった。
【０００３】
また、ポット式ストーブは、一台当たりの費用が高額のため、初期の設備投資に多額の費用を要するものであった。また、燃焼量が安定しないという欠点を有するために不完全燃焼による多量のススが発生し、それがビニールに付着し光の透過性の低下をもたらすという障害があった。また、広い保管場所を必要とするという問題もあった。さらに燃料として灯油を使用した場合には、植物にとって有害なエチレンやアセトアルデヒドが生成するという問題もあった。
防霜用の固形燃料としては、例えば、熱溶融性高発熱量物質、植物性有機物質粉粒体および難燃剤を含むもの（特開平２−１４２８９３）等が知られている。しかしながら、これは燃焼時間が２時間前後と比較的短く、ハウスの明け方における結霜等を防止するためには燃料の交換等の観点から使用性に問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、発熱量に優れ、かつ植物の品質向上に適した炭酸ガスを発生し、反対に植物にとって有毒な一酸化炭素等の発生が少ない固形燃料を提供することである。本発明のもう一つの目的は、固形燃料の成分を上層部と下層部で異なるものを使用することにより、燃焼時間を長く維持することができるような固形燃料を提供することである。本発明のもう一つの目的は、本体が燃焼を開始するまでの時間を調節することができるように点火部としてのろうそくを備えた固形燃料を提供することである。本発明のさらにもう一つの目的は、安定した燃焼を継続することができるような構造を有する加温装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、植物由来有機物質およびパラフィンワックス類を含む上層部と緩燃焼性可燃性物質を含む下層部から成る固形燃料を提供する。さらに、本発明は、安定燃焼用受台の上に、植物由来有機物質およびパラフィンワックス類を含む上層部と緩燃焼性可燃性物質を含む下層部から成る固形燃料を設けてなる加温装置を提供する。
以下に本発明による固形燃料およびそれを含む加温装置を詳細に説明する。
【０００６】
本発明による固形燃料は上層部と下層部から成る。固形燃料上層部は植物由来有機物質とパラフィンワックス類を含む。ここでいう植物由来有機物質には木粉、木炭、石炭等が含まれ、燃えやすいものであれば種類は特には限定されず、２種類以上のものを混合して使用してもよい。これらの中では、木粉が特に好ましい。また、ここで使用されるパラフィンワックス類には、パラフィン、ワックス等のような高分子炭化水素または高級アルコールと脂肪酸のエステル等が含まれる。また、これらのパラフィンワックス類は常温で固体であることが好ましいことから融点が約５０℃以上のものが好ましい。植物由来有機物質とパラフィンワックス類の混合の比率は適宜調節されるが、混合物の成形性、燃焼性等の観点から植物由来有機物質／パラフィンワックス類の重量比が３０／７０〜５０／５０くらいになるように混合して使用することが好ましい。
【０００７】
固形燃料下層部は、燃焼の最終段階で一気に燃え尽きてしまうのを極力防ぐことを目的とするものである。この目的のために、固形燃料下層部は、上層部とは異なりパラフィンワックス類を含まないことを特徴としている。下層部の混合成分としては、一般に可燃性物質であればよいが、上記の観点から、ゆっくり燃焼し燃焼時間が長いものが好ましい。このような観点から、例えば、無煙炭あるいは木炭粉を適宜混合したものを使用することができる。この際、無煙炭の含有量を高くしすぎると、固形燃料上層部から下層部への火の移りが悪くなるので注意を要する。即ち、固形燃料下層部は、上層部からの火の移りは良好ではあるが、それ自体はゆっくり燃焼するような材料を使用することが好ましい。なお、固形燃料下層部は上記のような成分に加えて、ソーダ灰、バインダーのような添加物を含んでいてもよい。ここでソーダ灰は、下層部の着火温度を低下させるという作用を有し、上層部から下層部への燃焼の移りを早めるという観点から添加してもよいものである。
【０００８】
固形燃料上層部と下層部の重量比は適宜調節することができるが、一般的には上層部／下層部の重量比率が７０／３０〜９５／５くらいになるように調節される。下層部の割合が少なすぎると下層部の強度が弱くなり上層部と下層部が剥がれ易くなり、また上層部は発熱量等の観点から一定量以上が必要だからである。
本発明の固形燃料の作製方法は特には限定されない。例えば、上層部用の混合物と下層部用の混合物を別個に作製し、上層部用混合物を所望の大きさの成形機に装入して圧縮成形し、次いでその上に下層部用混合物を装入し圧縮成形すればよい。
【０００９】
下層部の成形の際には、中央部に凸型の突起を有する押型を使用して、固形燃料下層部に凹部を設けることが好ましい。燃焼の進行は、固形燃料の中央部より周辺部の方は速いことを考慮したものであり、また燃焼を悪化させる下層部分は極力少ない方が好ましいからである。
固形燃料は、燃焼の際における空気の通りをよくするための空洞を有していてもよい。空洞の大きさ、数は限定されないが、固形燃料の大きさ等に応じて適宜選択すればよく、一般的には１〜１０本程度である。しかし、空洞は本発明に必須なものではなく、無論なくても構わない。
さらに上記のように作製した固体燃料の成形体を８５〜１００ｇ／ｍ２  のクラフト紙で包んで使用する。この固形燃料周囲の巻紙の厚さにより燃焼速度を調節することができる。
【００１０】
以下に、本発明による固形燃料を含む加温装置の説明をする。
上記のように作製した固形燃料はそのままでも使用できるが、安定した燃焼を継続させるために、安定燃焼用受台の上に載せて使用してもよい。ここで使用する安定燃焼用受台の目的は、燃焼のための安定した環境を作ること、固形燃料が溶融して飛散するのを防止すること等である。構造は固形燃料下層部の凹部が安定燃焼用受台の中央に設けてある凸部と適合するようにする。また、燃焼により発生する灰は全て安定燃焼用受台の中に落ちる構造を有することが好ましい。なお地面から燃焼部である固形燃料までの高さは、一般的には２〜５ｃｍ程度にするとよい。
上記のような固形燃料およびそれを含む加温装置はそのまま点火して使用してもよいが、固形燃料の点火開始までの時間を調節するために、固形燃料上層部の上にろうそくを載せて使用することができる。点火開始までの時間はろうそくの長さを調節することによって調節する。ろうそくは固形燃料への着火を容易にするために、底部において芯を二本にし、またろうそくの底にクラフト紙、ダンボール紙等を置くことが好ましい。さらに、ろうそくの形が崩れて燃焼が不完全になるのを防止するために、ろうそくの周りにアルミ粉をコーティングしてもよく、あるいは、例えばポリプロピレン又はセロファンのフィルムをろうそくの周りに巻いてもよい。
【００１１】
【実施例】
以下の実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、これは本発明の範囲を限定するものではない。なお、以下の実施例で作製し、使用した加温装置は図１に示されるものである。
（１）固形燃料の作製
固形燃料上層部および下層部としてそれぞれ以下の組成を有する混合物Ａおよび混合物Ｂを作製した。なお、混合物Ｂには、さらに粘結剤として１．８ｇのカルボキシルメチルセルロースを添加した。
【００１２】
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【００１３】
なお、混合物Ａに使用する石油ワックスとしては融点７０℃のものを、またポリエチレン合成ワックスとしては融点１００℃のものを使用した。
次いで、混合物Ａを圧縮成形機に装入して適当な圧力をかけ、その後混合物Ｂをその上に装入して中央部に凸部（高さ２０ｍｍ、直径５０〜７０ｍｍ）を有する押型により適当な圧力をかけることによって、直径１１６ｍｍ、高さ１２０ｍｍで下層部（使用する際には圧縮成形したものを逆さにして使用する）に凹部を有する固形燃料を作製した。
次いで燃焼の際の空気の通りをよくするために、作製した固形燃料の中心から半径２５ｍｍの辺りに、直径１０ｍｍ程度の空洞を対称になるように４本設けた。さらにこの成形体を１００ｇ／ｍ２  のクラフト紙で包みこんで使用した。
【００１４】
（２）加温装置の組み立て
前記のように作製した固形燃料を、固形燃料を載せるための中央部の凸部とその周りの灰受け部から成る安定燃焼用受台の上に載せた。
さらに固形燃料の燃焼開始までの時間を調整するためのろうそくを固形燃料の上に載せることによって、図１に示されるような加温装置を組み立てた。ろうそくは、上記したように、その底部において芯が二本になっており、底にクラフト紙を設け、周囲にアルミ粉をコーティングしたものを使用した。
（３）ハウスにおける使用試験
次に、本発明の加温装置の効果を検証するために行われた試験結果について説明する。試験は、横７．２ｍ×縦９ｍで、高さが側面部において２．５ｍで中央部において４ｍであるようなハウス内において、上記の加温装置を２個使用して行った。なお、この使用試験においてはろうそくは使用しなかった。点火後の燃焼時間は３時間３０分であった。点火後３０分ごとに、ハウス内温度、外気温、並びにハウス内の炭酸ガス濃度、一酸化炭素濃度、エチレン濃度およびアセトアルデヒド濃度を測定した。結果を以下の表１および表２に示す。
【００１５】
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【００１６】
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表１および表２の結果から、本発明による固形燃料を含む加温装置を使用すると、外気との気温差を最大で９．２℃まで保つことができ、また炭酸ガス濃度を植物の育成に良好な濃度に維持することができる一方、有害なガスの発生は少ないということが分かる。
【００１７】
（４）発熱量の経時的変化
さらに、別の試験で、燃焼時間を５時間３０分とし、点火後３０分ごとの固形燃料の燃焼量を測定することにより求めた発熱量の経時的な変化を以下の表３に示す。
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表３の結果から分かるように、本発明の固形燃料は、点火後３〜４時間目の発熱量が高くなることが分かる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の固形燃料は高発熱量を有するために、少数を使用するだけでハウス内の温度を外気より高く維持することが可能である。また、本発明の固形燃料は、栽培植物の育成に好適な炭酸ガスを生成する一方、一酸化炭素、エチレンおよびホルムアルデヒド等のような有害物質を生成しないかまたは生成しても非常に少量のため、栽培植物に悪影響を与えることが少ない。
さらに、本発明の固形燃料は、点火後３〜４時間後に発熱量が高くなるために、明け方の結霜の防止に効果的である。即ち、前日の２１〜２２時頃にろうそくに着火しておけば、数時間後に固形燃料に着火し、その着火後３〜４時間後、即ち本発明の固形燃料は、明け方の一番温度が下がる時間帯に発熱量が最大になるように設計されている。
また、本発明の固形燃料と安定燃焼用受台を含む加温装置は、安定した燃焼を継続的に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による加温装置の模式図
【符号の説明】
１  時間調整のためのろうそく
２  固形燃料上層部
３  固形燃料下層部
４  空気の通りをよくするための空洞
５  安定燃焼用受台
【図１】
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