(57)【要約】【課題】施設園芸用温室暖房システムにおいて、環境破壊を防ぐと共に安価に施設園芸用温室を暖房するようにする。【解決手段】施設園芸用温室を暖房する施設園芸用温室暖房システム１において、木質燃料を燻炭化して一酸化炭素ガスを発生させるガス発生装置２と、このガス発生装置２により発生した一酸化炭素ガスを用いて施設園芸用温室を暖房する暖房手段（６，７）とを備える構成とする。【選択図】図１
2008104382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
施設園芸用温室を暖房する施設園芸用温室暖房システムにおいて、
木質燃料を燻炭化して一酸化炭素ガスを発生させるガス発生装置と、
該ガス発生装置により発生した一酸化炭素ガスを用いて前記施設園芸用温室を暖房する暖房手段と
を備えることを特徴とする施設園芸用温室暖房システム。
【請求項２】
前記暖房手段は、前記ガス発生装置により発生した一酸化炭素ガスを基に発電する発電機と、該発電機により発電された電力によって稼働すると共に木質燃料を用いて前記施設園芸用温室を暖房する暖房装置とを含むことを特徴とする請求項１記載の施設園芸用温室暖房システム。
【請求項３】
前記発電機は、水冷式ガスエンジン発電機であり、
該水冷式ガスエンジン発電機のエンジン冷却水、及び、前記水冷式ガスエンジン発電機の排気ガスと熱交換した温水、の少なくとも一方を通すことにより前記施設園芸用温室を暖房する温水パイプを更に備えることを特徴とする請求項２記載の施設園芸用温室暖房システム。
【請求項４】
前記温水パイプは、前記施設園芸用温室内の地中に配設されていることを特徴とする請求項３記載の施設園芸用温室暖房システム。
【請求項５】
前記暖房手段は、前記ガス発生装置により発生した一酸化炭素ガスを燃焼させて前記施設園芸用温室を暖房するガス燃焼装置を含むことを特徴とする請求項１記載の施設園芸用温室暖房システム。
【請求項６】
前記ガス発生装置に前記木質燃料を供給するための燃料供給路と、
前記燃料供給路を閉鎖して該燃料供給路と前記ガス発生装置との気体の往来を抑える位置、及び、前記燃料供給路を開放して前記木質燃料を前記ガス発生装置に供給させる位置に移動可能な第１シャッタ及び第２シャッタと、
該第１シャッタ及び第２シャッタの少なくとも一方が常に閉鎖するように該第１シャッタ及び第２シャッタをそれぞれ独立して駆動させる駆動手段と
を更に備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項記載の施設園芸用温室暖房システム。
【請求項７】
前記ガス発生装置は、上側炉と該上側炉に連設され該上側炉よりも小径の下側炉とを含み、
前記上側炉は、前記木質燃料が供給される木質燃料供給口と、前記一酸化炭素ガスを排出するガス排出口とを有し、
前記下側炉は、火格子と、燃焼空気を供給する燃焼空気供給部とを有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項記載の施設園芸用温室暖房システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビニルハウス、ガラス温室等の施設園芸用温室を暖房する施設園芸用温室暖房システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、施設園芸用温室を暖房し、所望の温度環境で農作物を生産する施設園芸が行われている。この施設園芸を行うに際しては、面積１０ａ毎に例えば１０万ｋｃａｌ程度の膨大な熱量が必要となる。
【０００３】
上記の暖房装置の燃料としては灯油、ガソリン等の化石燃料が用いられている。また、暖房装置を稼働させるために電力が必要となる場合もある。ここで、電力供給のために固体廃棄物を燃焼させてガス化し、このガスを基に発電する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２９８７８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、施設園芸用温室暖房システムにおいて、上記特許文献１のように固体廃棄物を用いて発電することにより暖房装置を稼働させることが考えられるが、上述のように、施設園芸用温室を暖房するには、膨大の熱量が必要となる。そのため、暖房装置に用いる化石燃料を得るために、コストが増大し、生産者に大きな負担となっていた。また、廃棄物は燃焼させる際に有毒ガスを発生させるため、環境破壊を促進させていた。
【０００５】
なお、近年の化石燃料の枯渇化は著しいものがあり、化石燃料の減少が社会問題となっている。また、暖房装置は燃料を燃焼させる必要があるため、それに伴って二酸化炭素を発生させ、ひいては地球温暖化の進行を早めることになる。地球温暖化は、海面の上昇、生態系の破壊等の種々の弊害をもたらすため、化石燃料の減少と共に早急な対応が必要となっている。
【０００６】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、環境破壊を防ぐと共に安価に施設園芸用温室を暖房することができる施設園芸用温室暖房システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の施設園芸用温室暖房システムは、施設園芸用温室を暖房する施設園芸用温室暖房システムにおいて、木質燃料を燻炭化して一酸化炭素ガスを発生させるガス発生装置と、このガス発生装置により発生した一酸化炭素ガスを用いて上記施設園芸用温室を暖房する暖房手段とを備える構成とする。
【０００８】
また、上記暖房手段は、上記ガス発生装置により発生した一酸化炭素ガスを基に発電する発電機と、この発電機により発電された電力によって稼働すると共に木質燃料を用いて上記施設園芸用温室を暖房する暖房装置とを含む構成とするとよい。
【０００９】
更に、上記発電機は、水冷式ガスエンジン発電機であり、この水冷式ガスエンジン発電機のエンジン冷却水、及び、上記水冷式ガスエンジン発電機の排気ガスと熱交換した温水、の少なくとも一方を通すことにより上記施設園芸用温室を暖房する温水パイプを更に備える構成とするとよい。
【００１０】
更にまた、上記温水パイプは、上記施設園芸用温室内の地中に配設されている構成とするとよい。
【００１１】
また、上記暖房手段は、上記ガス発生装置により発生した一酸化炭素ガスを燃焼させて上記施設園芸用温室を暖房するガス燃焼装置を含む構成とするとよい。
【００１２】
また、上記ガス発生装置に上記木質燃料を供給するための燃料供給路と、上記燃料供給路を閉鎖してこの燃料供給路と上記ガス発生装置との気体の往来を抑える位置、及び、上記燃料供給路を開放して上記木質燃料を上記ガス発生装置に供給させる位置に移動可能な第１シャッタ及び第２シャッタと、この第１シャッタ及び第２シャッタの少なくとも一方が常に閉鎖するようにこの第１シャッタ及び第２シャッタをそれぞれ独立して駆動させる駆動手段とを更に備える構成とするとよい。
【００１３】
また、上記ガス発生装置は、上側炉とこの上側炉に連設されこの上側炉よりも小径の下側炉とを含み、上記上側炉は、上記木質燃料が供給される木質燃料供給口と、上記一酸化炭素ガスを排出するガス排出口とを有し、上記下側炉は、火格子と、燃焼空気を供給する燃焼空気供給部とを有する構成とするとよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、木質燃料を燻炭化して一酸化炭素ガスを発生させ、例えば、この一酸化炭素ガスを基に発電機により電力を得て木質燃料を燃焼させることにより、或いは上記の一酸化炭素ガスを燃焼させることにより、施設園芸用温室を暖房している。そのため、化石燃料の枯渇化を抑えることができる。また、二酸化炭素を吸う木質燃料を燃焼させても二酸化炭素の増加に直結せず、地球温暖化の進行をも抑えることができる。更には、高価な化石燃料を要さず、間伐材等の安価な木質燃料を用いることにより、コストの増大をも抑えることができる。よって、本発明によれば、環境破壊を防ぐと共に安価に施設園芸用温室を暖房することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態に係る施設園芸用温室暖房システムについて、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施の形態に係る施設園芸用温室暖房システムの全体構成を示す概略図である。
同図において、施設園芸用温室暖房システム１は、ガス発生装置２、燃料貯蔵庫３、ガス冷却機４、ガス清浄機５、発電機としての水冷式ガスエンジン発電機６、暖房装置７等を備え、図示しない施設園芸用温室に配設されている。なお、本実施の形態における暖房手段は、水冷式ガスエンジン発電機６及び暖房装置７から構成されている。
【００１７】
ガス発生装置２は、詳しくは後述するが、燃料貯蔵庫３に貯蔵され燃料自動供給装置８によって供給される間伐材等の木質燃料（矢印ｆ１）を燻炭化して一酸化炭素ガスを発生させている。
【００１８】
ガス冷却機４は、ガス発生装置２により発生しガス発生装置２のガス排出管２ａを介して供給される一酸化炭素ガス（矢印ｇ１）を冷却している。ガス冷却機４には、図示しない熱交換部が配設されており、この熱交換部において、温水パイプ９ａ，９ｂを通る水（矢印ｗ１，ｗ２）と熱交換している。これら温水パイプ９ａ，９ｂは、施設園芸用温室を暖房するべく、例えば施設園芸用温室内の地中に配設されている。
【００１９】
なお、ガス冷却機４における冷却の強弱は、一酸化炭素ガスが後述する水冷式ガスエンジン発電機６に、その許容温度以下で到達することができるように、水冷式ガスエンジン発電機６との距離、冷却ガス供給路１０及び清浄ガス供給路１１の特性等を考慮して適宜決定されればよい。
【００２０】
ガス清浄機５には、塵埃除去のための図示しないフィルターが設けられている。ガス冷却機４において冷却され冷却ガス供給路１０を介して供給される一酸化炭素ガス（矢印ｇ２）は、上記のフィルターを通ることにより、灰等が除去される。
【００２１】
水冷式ガスエンジン発電機６は、ガス清浄機５により灰等が除去され清浄ガス供給路１１を介して供給される一酸化炭素ガス（矢印ｇ３）を基に発電している。この電力は、後述する暖房装置７への給電以外に、施設園芸用温室の照明その他の機器への給電に使用することができ、電力を余分に発電することができる場合には、電力会社等に売ることも可能である。
【００２２】
水冷式ガスエンジン発電機６には、図示しないエンジン冷却部及び排気部が配設されている。エンジン冷却部においてエンジンを冷却するエンジン冷却水（矢印ｗ３，ｗ４）は、例えば施設園芸用温室内の地中に配設される温水パイプ１２ａ，１２ｂを通って施設園芸用温室を暖房している。また、排気部においては、排出される排気ガスにより温水（矢印ｗ５，ｗ６）が温められ、この温水（矢印ｗ５，ｗ６）が例えば施設園芸用温室内の地中に配設される温水パイプ１３ａ，１３ｂを通って施設園芸用温室を暖房している。
【００２３】
水冷式ガスエンジン発電機６において発電された電力（矢印ｅ）は、電線１４を介して暖房装置７を稼働させている。この暖房装置７は、燃料貯蔵庫３から燃料自動供給装置１５を介して供給される木質燃料（矢印ｆ２）を燃焼させ、この燃焼によって得られた熱により温風噴出し口７ａ，７ｂから温風（矢印ａ，ａ）を噴出し、施設園芸用温室を暖房している。
【００２４】
なお、ガス冷却機４は、ガス発生装置２で発生する一酸化炭素ガスがガスエンジン冷却機６に到達するまでに自然冷却等される場合には設ける必要はない。また、ガス清浄機５も、冷却ガス供給路１０等にフィルターを配置する場合には設ける必要はない。
【００２５】
図２Ａ及び図２Ｂは、それぞれ上記施設園芸用暖房システムのガス発生装置の内部構成を示す正面図及び平面図である。
図２Ａ及び図２Ｂに示すように、ガス発生装置２は、上側炉２ｂとこの上側炉２ｂに連設され上側炉２ｂよりも小径の下側炉２ｃとを含み、ここでは略円筒形状に構成されている。上側炉２ｂ及び下側炉２ｃには、これら上側炉２ｂと下側炉２ｃとの連通を妨げないように図示しない連通孔が円形に穿設された板状部材２ｄ，２ｅがそれぞれの接続端に配設されている。これら板状部材２ｄ，２ｅは、複数箇所においてボルト２ｆ，２ｇにより固定されている。
【００２６】
上側炉２ｂは、木質燃料が供給される木質燃料供給口２ｈ、上記のガス排出管２ａに開口して一酸化炭素ガスを排出するガス排出口２ｉ等を有している。また、下側炉２ｃは、
火格子２ｊ、燃焼空気を供給する燃焼空気供給部としての風量可変ファン２ｋ、着火兼灰取出し口２ｌ等を有している。
【００２７】
上側炉２ｂ（木質燃料供給口２ｈ）と上述の燃料自動供給装置８との間には、燃料供給炉１６が設けられている。この燃料供給路１６内には、第１シャッタ１７及び第２シャッタ１８が内蔵されている。これら第１シャッタ１７及び第２シャッタ１８は、燃料供給路１６を閉鎖して燃料供給路１６（燃料自動供給装置８）とガス発生装置２との気体の往来を抑える位置Ｐ１と、燃料供給路１６を開放して木質燃料をガス発生装置２に供給させる位置Ｐ２とに移動可能となっている。
【００２８】
また、第１シャッタ１７及び第２シャッタ１８には、これら第１シャッタ１７及び第２シャッタ１８の少なくとも一方が常に閉鎖するように第１シャッタ１７及び第２シャッタ１８をそれぞれ独立して駆動させる図示しない駆動手段が接続されている。この駆動手段は、例えば、所望量の一酸化炭素ガスを考慮して決定される時間毎に第１シャッタ１７及び第２シャッタ１８を駆動させるとよい。
【００２９】
下側炉２ｃの風量可変ファン２ｋは、下側炉２ｃの内側壁面２ｍに開口した複数の空気噴出し口２ｎに連設された風路２ｏを介して、下側炉２ｃ内に空気を噴出している。着火兼灰取出し口２ｌは、火格子２ｊ上に貯められる木質燃料に着火するべく例えば火の付いた布等を火格子２ｊの下方に入れるため、及び、燃焼した木質燃料の灰を取出すために開口している。
【００３０】
ここで、ガス発生装置２において一酸化炭素ガスを発生させるためには、木質燃料を上側炉２ｂに達するまでに溜めておき、木質燃料を燻炭化させるようにするとよい。このようにすることで、木質燃料は、一酸化炭素ガス、水素、水蒸気、灰等になる。
【００３１】
これにより生じる水素は、一酸化炭素ガスと共に、水冷式ガスエンジン発電機６に送っても問題ない。また、灰は、着火兼灰取出し口２ｌから取出せばよい。そして、水蒸気は、例えば上述のガス冷却機４或いは上記の冷却ガス供給路１０に水抜き弁を設けて排出するとよい。
【００３２】
なお、下側炉２ｃは耐熱性の観点から煉瓦等を用いて構成するとよく、上側炉２ｂは、一酸化炭素ガスを良好に発生させることのできる６００℃程度の耐熱性を有する部材により構成するとよい。また、図２においては、ガス発生装置２の上部に形成される蓋の図示を省略しているが、蓋を形成することでガス発生装置２内の清掃等を容易に行うことができる。
【００３３】
以上説明した本実施の形態では、木質燃料を燻炭化して一酸化炭素ガス（矢印ｇ１〜ｇ３）を発生させ、この一酸化炭素ガス（矢印ｇ１〜ｇ３）を基に水冷式ガスエンジン発電機６により発電し、これにより生じる電力（矢印ｅ）を用いて暖房装置７を稼働させて木質燃料を燃焼させることにより、施設園芸用温室を暖房している。そのため、化石燃料の枯渇化を抑えることができる。また、二酸化炭素を吸う木質燃料を燃焼させても二酸化炭素の増加に直結せず、地球温暖化の進行をも抑えることができる。更には、高価な化石燃料を要さず、間伐材等の安価な木質燃料を用いることにより、コストの増大をも抑えることができる。よって、本実施の形態によれば、環境破壊を防ぐと共に安価に施設園芸用温室を暖房することができる。
【００３４】
また、本実施の形態では、施設園芸用温室暖房システム１は、発電機として水冷式ガスエンジン発電機６を採用し、この水冷式ガスエンジン発電機６のエンジン冷却部におけるエンジン冷却水（矢印ｗ３，ｗ４）、及び、水冷式ガスエンジン発電機６の排気部における排気ガスと熱交換した温水（矢印ｗ５，ｗ６）、の少なくとも一方（本実施の形態では両方）を通すことにより施設園芸用温室を暖房する温水パイプ１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂを備えている。したがって、熱損失を抑え、有効に施設園芸用温室を暖房することができる。
【００３５】
また、本実施の形態では、ガス冷却機４は、その熱交換部において、熱交換する水（矢印ｗ１，ｗ２）を通すことにより施設園芸用温室を暖房する温水パイプ９ａ，９ｂを有している。したがって、温水パイプ９ａ，９ｂが上記温水パイプ１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂと同様に、熱損失を抑え、有効に施設園芸用温室を暖房することができる。
【００３６】
更に、本実施の形態では、温水パイプ９ａ，９ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂを施設園芸用温室内の地中に配設している。そのため、農作物を加温するのに最適な根圏において有効に農作物を加温することができ、施設園芸用温室の暖房量を抑えることができる。したがって、少ない熱量で有効に施設園芸用温室を暖房することができる。
【００３７】
また、本実施の形態では、施設園芸用温室暖房システム１は、燃料供給路１６を閉鎖してこの燃料供給路１６（燃料自動供給装置８）とガス発生装置２との気体の往来を抑える位置Ｐ１、及び、燃料供給路１６を開放して木質燃料をガス発生装置２に供給させる位置Ｐ２に移動可能な第１シャッタ１７及び第２シャッタ１８と、これら第１シャッタ１７及び第２シャッタ１８の少なくとも一方が常に閉鎖するように第１シャッタ１７及び第２シャッタ１８をそれぞれ独立して駆動させる図示しない駆動手段とを備えている。そのため、ガス発生装置２において発生する一酸化炭素ガス等が燃料供給路１６ひいては燃料自動供給装置８に逆流するのを、及び、燃料自動供給装置８側からガス発生装置２に酸素が流れて一酸化炭素ガスの発生を阻害するのを、防止することができると共に、所定量の木質燃料をガス発生装置２に供給することができる。したがって、良好な条件で一酸化炭素ガスを発生させることができ、有効に施設園芸用温室を暖房することができる。
【００３８】
また、本実施の形態では、ガス発生装置２は、木質燃料が供給される木質燃料供給口２ｈ、及び一酸化炭素ガスを排出するガス排出口２ｉを有する上側炉２ｂと、火格子２ｊ、
及び燃焼空気を供給する風量可変ファン２ｋを有すると共に上側炉２ｂに連設され上側炉２ｂよりも小径である下側炉２ｃとを含んで構成されている。したがって、ガス発生装置２は、良好な条件で一酸化炭素ガスを発生させることができ、有効に施設園芸用温室を暖房することができる。
【００３９】
図３は、本発明の他の実施の形態に係る施設園芸用温室暖房システムの全体構成を示す概略図である。同図に示す施設園芸用温室暖房システム２１は、図１に示す水冷式ガスエンジン発電機６（発電機）を有しておらず、一酸化炭素ガス自体を燃焼させる点で主に上述の施設園芸用温室暖房システム１と相違するのみであるため、詳細な説明は省略する。
【００４０】
同図において、施設園芸用温室暖房システム２１は、ガス発生装置２２、燃料貯蔵庫２３、ガス清浄機２５、暖房手段としてのガス燃焼装置２７等を備え、図示しない施設園芸用温室に配設されている。
【００４１】
ガス発生装置２２は、上記実施の形態に係るガス発生装置２と同様に、燃料貯蔵庫２３に貯蔵され燃料自動供給装置２８によって供給される間伐材等の木質燃料（矢印ｆ）を燻炭化して一酸化炭素ガス（矢印ｇ１´）を発生させている。
【００４２】
ガス清浄機２５には、塵埃除去のための図示しないフィルターが設けられている。ガス発生装置２２において発生しガス排出管２２ａを介して供給される上記の一酸化炭素ガス（矢印ｇ１´）は、上記のフィルターを通ることにより、灰等が除去される。なお、ガス清浄機２５は、ガス排出管２２ａ等にフィルターを配置することにより、設置を省略することも可能である。
【００４３】
ガス燃焼装置２７は、ガス清浄機２５により灰等が除去され清浄ガス供給路３１を介して供給される一酸化炭素ガス（矢印ｇ２´）を燃焼させ、この燃焼によって得られた熱により温風噴出し口２７ａ，２７ｂから温風（矢印ａ´，ａ´）を噴出し、施設園芸用温室を暖房している。
【００４４】
以上説明した本実施の形態では、木質燃料を燻炭化して一酸化炭素ガス（矢印ｇ１´〜ｇ２´）を発生させ、この一酸化炭素ガス（矢印ｇ１´〜ｇ２´）を燃焼させることにより、施設園芸用温室を暖房している。そのため、化石燃料の枯渇化を抑えることができる。また、二酸化炭素を吸う木質燃料を燃焼させても二酸化炭素の増加に直結せず、地球温暖化の進行をも抑えることができる。更には、高価な化石燃料を要さず、間伐材等の安価な木質燃料を用いることにより、コストの増大をも抑えることができる。よって、本実施の形態によれば、上記実施の形態と同様に、環境破壊を防ぐと共に安価に施設園芸用温室を暖房することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施の形態に係る施設園芸用温室暖房システムの全体構成を示す概略図である。
【図２Ａ】上記施設園芸用暖房システムのガス発生装置の内部構成を示す正面図である。
【図２Ｂ】上記施設園芸用暖房システムのガス発生装置の内部構成を示す平面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態に係る施設園芸用温室暖房システムの全体構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４６】
１      施設園芸用温室暖房システム
２      ガス発生装置
２ａ      ガス排出管
２ｂ      上側炉
２ｃ      下側炉
２ｄ，２ｅ      板状部材
２ｆ，２ｇ      ボルト
２ｈ      木質燃料供給口
２ｉ      ガス排出口
２ｊ      火格子
２ｋ      風量可変ファン
２ｌ      着火兼灰取出し口
２ｍ      内側壁面
２ｎ      空気噴出し口
２ｏ      風路
３      燃料貯蔵庫
４      ガス冷却機
５      ガス清浄機
６      水冷式ガスエンジン発電機
７      暖房装置
７ａ，７ｂ      温風噴出し口
８      燃料自動供給装置
９ａ，９ｂ      温水パイプ
１０      冷却ガス供給路
１１      清浄ガス供給路
１２ａ，１２ｂ      温水パイプ
１３ａ，１３ｂ      温水パイプ
１４      電線
１５      燃料自動供給装置
１６      燃料供給炉
１７      第１シャッタ
１８      第２シャッタ
２１      施設園芸用温室暖房システム
２２      ガス発生装置
２２ａ      ガス排出管
２３      燃料貯蔵庫
２５      ガス清浄機
２７      ガス燃焼装置
２７ａ，２７ｂ      温風噴出し口
３１      清浄ガス供給路
【図１】
2008104382.tif 000003
【図２Ａ】
2008104382.tif 000004
【図２Ｂ】
2008104382.tif 000005
【図３】
2008104382.tif 000006