(57)【要約】【課題】燃料の消費を抑えて効果的に植物の光合成に必要な二酸化炭素を発生する園芸用燃焼器を提供すること。【解決手段】運転開始から連続運転時間を計時して、連続運転時間が所定時間を越えたときに運転を停止させるように構成した。つまり、植物の光合成が活発に行われる時間帯には燃焼器を運転して二酸化炭素を供給し、運転開始から所定時間が経過して光合成が緩慢になり呼吸作用が始まる時間帯以降は、二酸化炭素を多量に供給する必要がなくなるため燃焼器を停止させて無駄な燃料の消費をなくすことができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を燃焼して燃焼排ガスを発生させる燃焼部と、周囲の明るさを検知する照度センサと、前記照度センサの検知結果により日中・夜間の判定を行う判定手段と、ハウス内の温度を検知する温度センサと、前記判定手段および前記温度センサの検知結果に基づいて燃焼部を制御する制御部と、運転開始と同時に連続運転時間の計時を開始する計時手段とを備え、前記制御部は前記計時手段により計時される連続運転時間が所定時間を越えたときに運転を停止させる制御態様を有することを特徴とする園芸用燃焼器の制御装置。
【請求項２】
燃料を燃焼して燃焼排ガスを発生させる燃焼部と、周囲の明るさを検知する照度センサと、前記照度センサの検知結果により日中・夜間の判定を行う判定手段と、ハウス内の温度を検知する温度センサと、前記判定手段および前記温度センサの検知結果に基づいて燃焼部を制御する制御部と、運転開始と同時に連続運転時間の計時を開始し前記判定手段が夜間と判定すると同時に夜間継続時間の計時を開始する計時手段とを備え、前記制御部は判定手段が日中であると判断した場合は夜間継続時間が第１の所定時間を越えているときにのみ運転を開始させ、連続運転時間が第２の所定時間を越えたとき運転を停止させる制御態様を有することを特徴とする園芸用燃焼器の制御装置。
【請求項３】
前記制御部は少なくとも２以上の制御態様を有しており、制御態様は使用者によって選択可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の園芸用燃焼器の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、液体燃料を燃焼して燃焼排ガスを発生させる燃焼器に関して、特に園芸や農業に用いられる燃焼器の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
植物は、光合成によって根から吸い上げた水と葉から吸収した二酸化炭素から自ら炭水化物を合成して成長している。そして光合成の速度には光の強さや温度はもとより、二酸化炭素濃度も大きく関係しており、空気中の二酸化炭素の濃度を上げることで植物の光合成を活発にして成長を促進できることが知られている。
【０００３】
また、園芸や農業用の植物をハウスなどの空間で栽培する場合、日中は植物の光合成が盛んに行われるため空気中の二酸化炭素が植物に吸収されて、ハウス内の二酸化炭素濃度は著しく減少してしまう。しかし、夜間は植物が酸素と合成した炭水化物から二酸化炭素を排出する呼吸作用を行うため、ハウス内の二酸化炭素濃度が高くなる。つまり、ハウスのような空間では二酸化炭素濃度は時間帯によって大きく異なり、多くの二酸化炭素を必要とする日中に十分な二酸化炭素が供給ができなくなってしまう。そこで、空気中の二酸化炭素濃度を補うため、二酸化炭素を発生させる専用装置や、燃焼により排ガスを発生させる燃焼装置をハウス内に設置する方法が採られている。
【０００４】
従来の燃焼装置は２４時間タイマーを有しており、日の出・日の入りの時刻に合わせてタイマーを設定して自動運転を行わせていたが、日の出・日の入りの時刻は日によって異なるため、その都度タイマー時刻を調整しなければならないといった手間がかかるものであった（例えば特許文献１）。
【０００５】
そこで、この手間を解消するために照度センサを設けて、照度センサにより日の出・日の入りを検知して自動的に運転を行わせる燃焼装置がある（例えば特許文献２）。このような燃焼装置では照度センサにより所定の明るさが検知されたときと、所定の明るさ以下のときでは設定温度を変更して燃焼を制御するので、わざわざ日の出・日の入りの時間を設定しなくても、植物の光合成が盛んになる日中に十分な二酸化炭素を供給できるようになる。
【０００６】
【特許文献１】
実開平５−７６２５７号公報
【特許文献２】
特開平１０−２２７４４８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、植物の光合成は日中のどの時間帯でも同じように行われているわけではなく、実際に１日のうちで最も盛んに行われるのは午前９時３０分頃から午後１時までの３時間３０分ほどであると言われている。そして、それ以降では光合成作用は次第に緩慢になり、反対に呼吸作用が活発に行われるようになって、植物は光合成により生成した炭水化物を分解して二酸化炭素を放出する。
【０００８】
つまり、午後１時以降ではそれ以前と比べて二酸化炭素の供給量は少なくてよいにも関わらず、照度センサが所定の明るさを検知しているうちは燃焼装置が運転を行って燃料を消費していることになる。さらに、燃焼装置が運転することによりハウス内の温度も一定に保たれるが、植物の呼吸は温度が高いほど活発となるため、燃焼装置の運転を続けることで呼吸も活発に行われるようになり、植物は合成した炭水化物を分解してしまっていた。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためのもので、燃料の消費を抑えて効果的に植物の光合成に必要な二酸化炭素を発生する園芸用燃焼器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、燃料を燃焼して燃焼排ガスを発生させる燃焼部と、周囲の明るさを検知する照度センサと、前記照度センサの検知結果により日中・夜間の判定を行う判定手段と、ハウス内の温度を検知する温度センサと、前記判定手段および前記温度センサの検知結果に基づいて燃焼部を制御する制御部と、運転開始と同時に連続運転時間の計時を開始する計時手段とを備え、前記制御部は前記計時手段により計時される連続運転時間が所定時間を越えたときに運転を停止させる制御態様を有する園芸用燃焼器の制御装置である。
【００１１】
すなわち、請求項１の発明では、日中の光合成が活発に行われる時間帯には燃焼器を運転して二酸化炭素を供給し、運転開始から所定時間が経過して光合成が緩慢になり呼吸作用が始まる時間帯以降は、二酸化炭素を多量に供給する必要がなくなるため燃焼器の運転を行わないことで無駄な燃料の消費を抑えて効果的に二酸化炭素の供給を行う。
【００１２】
請求項２記載の発明は、燃料を燃焼して燃焼排ガスを発生させる燃焼部と、周囲の明るさを検知する照度センサと、前記照度センサの検知結果により日中・夜間の判定を行う判定手段と、ハウス内の温度を検知する温度センサと、前記判定手段および前記温度センサの検知結果に基づいて燃焼部を制御する制御部と、運転開始と同時に連続運転時間の計時を開始し前記判定手段が夜間と判定すると同時に夜間継続時間の計時を開始する計時手段とを備え、前記制御部は判定手段が日中であると判断した場合は夜間継続時間が第１の所定時間を越えているときにのみ運転を開始させ、連続運転時間が第２の所定時間を越えたとき運転を停止させる制御態様を有する園芸用燃焼器の制御装置である。
【００１３】
すなわち、請求項２の発明では、判定手段が夜間と判定してから次に日中と判定するまでを計時し、その継続時間が所定時間以上とならなければ照度センサが何かで覆われてしまい光を検出することが出来なかったためと判断し、運転を開始させないようにすることで、日中と夜間を正確に判断して誤った燃焼器の運転が起きないようにする。そして、日中の光合成が活発に行われる時間帯には燃焼器を運転して二酸化炭素を供給し、運転開始から所定時間が経過して光合成が緩慢になり呼吸作用が始まる時間帯以降は、二酸化炭素を多量に供給する必要がなくなるため燃焼器の運転を行わないことで無駄な燃料の消費を抑えて効果的に二酸化炭素の供給を行う。
【００１４】
請求項３記載の発明は、前請求項１または２に記載の園芸用燃焼器の制御装置において、制御部は少なくとも２以上の制御態様を有しており、制御態様は使用者によって選択可能とする。
【００１５】
すなわち、請求項３の発明では、複数の制御態様の中から最も適した態様を使用者が選択することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例の燃焼器を添付の図面をもとに説明する。
【００１７】
（実施例１）本発明の実施例１の燃焼器を図１から図５をもとに説明する。図１は燃焼器の外観図であって、本体１の内部には燃料を燃焼して燃焼排ガスを発生させる燃焼部２が設けられている。この燃焼部２は燃焼させる燃料によって種々の構造が適用されるが、本実施例では例として図２に示すように、液体燃料を加熱気化する気化器３と、気化器３により加熱気化された液体燃料を燃焼して燃焼ガスを発生させるバーナ４から構成されているものとして説明する。
【００１８】
そして、本体１の外部には、ハウス内の温度を検知する温度センサ５、各種操作ボタンを有するとともに室温や運転状態が表示される操作部６、周囲の明るさを検知する照度センサ７が設けられており、操作部５と照度センサ７を覆うようにして防水カバー８が本体１に着脱可能に設けられている。そして、本体１の前面には燃焼部２で発生した燃焼ガスを本体１外に排出するための吹出口９が設けられている。
【００１９】
防水カバー８は柔軟性を有する透明の樹脂シート材料から形成されており、防水カバー８を透明とすることで、防水カバー８を本体１に取り付けたままでも操作部６に表示される室温や運転状態を見ることができ、照度センサ７が検知する明るさにも影響を与えることはない。また、樹脂シート材料は柔軟性を有しているため、防水カバー８を付けたままの操作部６のボタン操作を可能とする。さらにこの防水カバー８は、化粧ネジ等の工具を用いなくても付け外しができるネジを差し込んで本体１と固定するようになっているので、風が吹いたり物がぶつかった際の衝撃などを受けても防水カバー８が外れる心配はなく、しかもネジは手で取り外しできるので、メンテナンスの際の防水カバー８の取り外しも簡単である。
【００２０】
そして、図３は燃焼器の内部構成図であって、照度センサ７が検知する周囲の明るさより日中・夜間を判定する判定手段１０、判定手段１０および温度センサ５の検知結果に基づき燃焼部２を制御する制御部１１、運転が開始されると同時に連続運転時間計の計時を行う計時手段１２が設けられている。
【００２１】
次に、このように構成された燃焼器の動作を図４のフローチャートを元に説明する。照度センサ７は周囲の明るさを検知しており、この照度センサ７からの信号により判定手段１０が日中であると判断すると（ステップ１）、燃焼器の運転が開始される（ステップ２）。すると、気化器３に内蔵されたヒータにより気化器３の加熱が開始される。そして、気化器３の温度が液体燃料を気化することが可能な温度になると、気化器３へ液体燃料が供給され、気化器３へ供給された液体燃料は加熱されて気化ガスとなり、バーナ４に向かって噴出する。このとき、気化ガスは空気と混合された混合ガスとなってバーナ４に供給され、そして、バーナ４に供給された混合ガスが点火されて燃焼を開始し、バーナ４の燃焼により発生した燃焼ガスは温風となって吹出口９から本体１外に排出される。
【００２２】
また、制御部１１は燃焼器の運転中は温度センサ５の検知する温度に基づき、図５のタイムチャートで示すように燃焼部２を制御している。温度センサ５は常時ハウス内の温度を検知していて、温度センサ５により検知される温度が設定温度＋α以下のときは制御部１１は燃焼部２に燃焼を継続させるよう指示する（燃焼モード）。そしてハウス内の温度が設定温度＋α以上になるとこれ以上の温度上昇を抑えるため、制御部１１は燃焼部２に燃焼を停止するよう指示する（待機モード）。そして待機モードになるとハウス内の温度が徐々に低下するので、ハウス内の温度が設定温度以下になると燃焼モードに切り替えて、ハウス内の温度を設定温度付近に維持している。
【００２３】
植物は二酸化炭素と水を吸収して光合成により自ら炭水化物を生成して成長する。燃焼ガスは植物の光合成に必要な二酸化炭素を多量に含んでおり、ハウス内の二酸化炭素濃度を上げることで植物の光合成を活発にして成長を促進するのである。
【００２４】
また、光が植物に与える作用は光の波長によって様々であるが、光合成作用が最も大きいのは橙〜赤色光（波長６００〜７００ｎｍ）で、その次に青〜青緑色光（波長４００〜５００ｎｍ）であると言われており、さらに赤色光および青色光に赤外線（波長７００ｎｍ以上）を加えると光合成が更に促進されるエマーソン効果が起こることが知られている。ただし、赤外線の中でも１０００ｎｍ以上の長波長側では熱作用しか持たない。そして、一般に午前中の太陽光は紫外線領域が多く、午後では赤外線領域が増してくるとされており、近紫外線が多く、近赤外線の増してくる午前９時３０から午後１時くらいまでが最も光合成作用が大きい時間帯であり、それ以降では熱作用となる赤外線が増すことで光合成が緩慢となり、反対に呼吸作用が活性化され始める。
【００２５】
つまり、日中でもある時間帯以降は光合成が緩慢となり、その代わりに呼吸作用が働くため二酸化炭素を多量に供給する必要はなく、さらに、呼吸作用は温度が高いほど活性化されて植物が炭水化物を消耗してしまうので、ハウス内の温度も低下させた方が炭水化物の消耗を抑えることとなる。
【００２６】
そこで、運転開始と同時に計時手段１２により連続運転時間の計時を開始し（ステップ３）、連続運転時間が所定時間を越えたかどうかを判定する（ステップ４）。そして、連続運転時間が所定値を越えた場合は、燃焼器の運転を停止させる（ステップ５）。この所定時間は、予め制御部１１に記憶させておいてもよいし、使用者によって自由に設定できるようにしても構わない。要は、日の出から光合成作用の大きい時間帯にかけて運転を行わせることができればよいのであって、光合成が緩慢になる時間帯には運転を停止させることで、無駄な燃料の消費を抑えて効果的な二酸化炭素の供給を行うようにする。
【００２７】
（実施例２）次に本発明の実施例２を図６および図７をもとに説明する。ただし、実施例１と同一の構成部品については同一符号を付与し、その詳細な説明を省略する。
【００２８】
実施例２では、計時手段１２は判定手段１０が日中と判定して燃焼器が運転を開始してからの連続運転時間を計時するともに、判定手段１０が夜間と判定してから次に判定手段１０が日中と判定するまでの時間を夜間継続時間として計時する。
【００２９】
図６は制御を示すフローチャートであって、照度センサ７は周囲の明るさを検知しており、この照度センサ７からの信号により判定手段１０が日中であると判断すると（ステップ１）、燃焼器の運転が開始され（ステップ２）、運転開始と同時に計時手段１２により連続運転時間の計時も開始される（ステップ３）。そして運転が開始されると制御部１１は温度センサ５が検知するハウス内の温度と設定温度から燃焼モードと待機モードの指示を繰り返して、ハウス内の温度を設定温度付近に維持する。そして、計時手段１２により計時される連続運転時間が所定時間を越えたかどうかを判定し（ステップ４）、所定時間を越えた場合は燃焼器の運転を停止させる（ステップ５）。
【００３０】
ところが、運転停止中に何らかの原因で照度センサ７が覆われてしまった場合、判定手段１０は夜間と判断してしまい、そして、照度センサ７を覆っていた被覆材を取り除いたときに照度センサ１０が所定以上の明るさを検知すると、判定手段１２は日中と判断し運転を開始することになる。このような誤動作を防ぐために運転停止後は以下のような制御を行う。
【００３１】
照度センサ７からの信号により判定手段１０が夜間であると判断すると（ステップ６）、計時手段１２により夜間継続時間の計時を開始する（ステップ７）。夜間継続時間は、判定手段１０が夜間と判定してから次に判定手段１０が日中と判定するまでの時間であって、判定手段１０が日中と判定したとき（ステップ８）夜間継続時間が所定時間以上であるかを判断し（ステップ９）、所定時間（例えば５時間）以上であれば、通常の運転を開始する。しかし、所定時間以下であるときは、何らかの理由により照度センサ７が覆われてしまったためと判断し、運転は開始しない。
【００３２】
上述の制御を図７のタイムチャートに（Ａ）照度センサが正常に動作した場合、（Ｂ）日中に照度センサ７が覆われてしまった場合として示す。まず、照度センサ７の検知結果より判定手段１０が日中と判定したときに運転を開始し、第２の所定時間運転が継続すると運転を停止する。そして運転停止中に照度センサ７の検知結果により判定手段１０が夜間と判断すると、その時点から夜間継続時間の計時を開始して、（Ａ）では次に日中と判定されたときに夜間継続時間が第１の所定時間以上であったので運転を開始している。一方（Ｂ）では、最初に判定手段１０が夜間と判定したときは、夜間継続時間が第１の所定時間以下のため運転を開始しない。そして次に判定手段１０が夜間と判定したときに、夜間継続時間が第１の所定時間以上となったため運転を開始する。
【００３３】
（実施例３）次に本発明の実施例３を図８を加えて説明する。ただし、実施例１と同一の構成部品については同一符号を付与し、その詳細な説明を省略する。
【００３４】
図８に示す操作部６は各種操作スイッチを有しており、最初に運転開始を指示する運転スイッチ１３、タイマにより予め設定した時間に運転を開始させる場合に操作するタイマースイッチ１４、運転開始から所定時間経過後に運転を停止させる場合に操作する運転選択スイッチ１５が設けられている。そして、これらのスイッチを操作することで次のような運転方法を選択することができる。
【００３５】
▲１▼照度センサによる運転
運転スイッチ１３のみを操作した場合は、日中と夜間では異なる設定温度を定めて、照度センサ７の検知結果により判定手段１０が日中・夜間を判定して運転が制御される。植物の光合成が行われる日中は二酸化炭素を供給し、夜間は日中よりも設定温度を低めにしてハウス内の温度低下を防止するために運転が行われる。
▲２▼タイマーによる運転
タイマースイッチ１４を操作すると、日中と夜間では異なる設定温度を定め、タイマーで設定した時刻に日中の設定温度での運転を開始し、照度センサ７の検知結果により夜間と判断されると夜間の設定温度での運転に切り替わる。タイマー時刻を日の出前に設定しておくことで、光合成が始まる前にハウス内の二酸化炭素濃度を上げておくことができる。
▲３▼照度センサと連続運転時間による運転
運転選択スイッチ１５を操作すると、照度センサ７の検知結果により判定手段１０が日中と判定すると運転を開始し、そして運転開始から所定時間経過すると運転を停止する。一般に、光合成が最も活発に行われるとされている午前９時３０分から午後１時頃までの間は二酸化炭素を供給し、それ以降は運転を行わないことで燃料の消費を抑えた効果的な二酸化炭素の供給が行われる。
▲４▼タイマーと連続運転時間による運転
タイマースイッチ１４と運転選択スイッチ１５の両方を操作すると、タイマーで設定した時刻に運転を開始して、運転開始から所定時間経過すると運転を停止する。光合成が始まる前にハウス内の二酸化炭素濃度を上げておき、さらに運転開始から所定時間経過後は運転を停止することで燃料の消費を抑えた運転が行われる。
【００３６】
これらの運転は一度運転方法を選択すると、他の運転方法が選択されるまで繰り返し行われる。なお、制御態様は上述の▲１▼から▲４▼に限るものではなく、使用される状況を考慮して他の態様を設けて構成しても構わない。
【００３７】
【発明の効果】
以上に説明したように請求項１の発明によれば、日中の光合成が活発に行われる時間帯には燃焼器を運転して二酸化炭素を供給し、運転開始から所定時間が経過して光合成が緩慢になり呼吸作用が始まる時間帯以降は、燃焼器の運転を行わないことで無駄な燃料の消費を抑えて効果的に二酸化炭素の供給を行うことができる。
【００３８】
また、請求項２の発明によれば、日中と夜間を正確に判断して誤った燃焼器の運転が起きないようにすることができるとともに、日中の光合成が活発に行われる時間帯には燃焼器を運転して二酸化炭素を供給し、運転開始から所定時間が経過して光合成が緩慢になり呼吸作用が始まる時間帯以降は、燃焼器の運転を行わないことで無駄な燃料の消費を抑えて効果的に二酸化炭素の供給を行うことができる。
【００３９】
また、請求項３の発明によれば、複数の制御態様の中から最も適した態様を選択可能としてさらに使い勝手の良い燃焼器となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の燃焼器の外観図である。
【図２】本発明の実施例の燃焼部の構造図である。
【図３】本発明の実施例の燃焼器の内部構造図である。
【図４】本発明の実施例１のフローチャートである。
【図５】本発明の実施例の運転中の制御を示すタイムチャートである。
【図６】本発明の実施例２のフローチャートである。
【図７】本発明の実施例２の制御を示すタイムチャートである。
【図８】本発明の実施例の操作部である。
【符号の説明】
２    燃焼部
７    照度センサ
１０  判定手段
５    温度センサ
１１  制御部
１２  計時手段
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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