(57)【要約】【課題】  火力を自動調節しながら長時間連続的に木炭を燃焼させることができ、また、温室内を暖めるとともに、燃焼ガスを温室内に放出して、植物の光合成に必要な二酸化炭素を供給する木炭燃焼装置の提供を目的とする。【解決手段】  木炭１０が収められる燃料容器２と、燃焼室４と、燃焼室４に木炭１０を供給する木炭供給手段３と、燃焼室４に供給される空気量を調節する空気弁４２３と、温室１００の内の温度及び／又は燃焼室４内の温度にもとづいて、木炭供給手段３及び／又は空気弁４２３を制御する制御手段６とを具備し、温室１００内に、燃焼ガスを供給する構成としてある。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木炭が収められる燃料容器と、
木灰処理手段，空気供給口，火格子，及び，排気口を有し、前記木炭を燃焼させる燃焼室と、
前記燃料容器に収められた木炭を、前記燃焼室に供給する木炭供給手段と、
前記空気供給口から前記燃焼室に供給される空気量を調節する空気供給量調整手段と、
被加熱空間の温度と前記燃焼室内の温度の少なくとも一方の温度にもとづいて、前記木炭供給手段及び／又は前記空気供給量調整手段を制御する制御手段と
を具備したことを特徴とする木炭燃焼装置。
【請求項２】
前記被加熱空間に、燃焼ガスを供給することを特徴とする請求項１記載の木炭燃焼装置。
【請求項３】
前記火格子を振動させる加振手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の木炭燃焼装置。
【請求項４】
前記排気口に、送風機能を有する燃焼ガス供給管を連結したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の木炭燃焼装置。
【請求項５】
前記被加熱空間の二酸化炭素濃度を検出するセンサを備え、測定された二酸化炭素濃度にもとづいて、前記制御手段が、前記木炭供給手段及び／又は前記空気供給量調整手段を制御することを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の木炭燃焼装置。
【請求項６】
前記被加熱空間が、植物栽培用の温室の内部空間であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の木炭燃焼装置。
【請求項７】
前記燃焼ガス供給管が地面上又は地面近傍の地中に敷設され、かつ、前記燃焼ガス供給管に、前記温室の内部空間に開口する複数の供給孔が穿設されたことを特徴とする請求項６に記載の木炭燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火力を自動調節しながら長時間連続的に木炭を燃焼させる木炭燃焼装置に関し、特に、野菜，果物，草花などの農作物を栽培する温室内に設置され、木炭を燃焼させて温室内を暖めるとともに、燃焼ガスを温室内に放出して、植物の光合成に必要な二酸化炭素を供給する木炭燃焼装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
農作物の栽培において、収穫時期を早める目的や冷害を回避する目的で、ビニールハウスなどの温室が使用されている。この温室は、地域やその目的に応じて、様々な態様で使用されており、たとえば、温室内に暖房手段がなく密閉されたビニールによって保温するもの，温室内に暖房手段を備えており、夜間などに限定して強制暖房するもの，又は，暖房手段により常時強制暖房するものなどがある。
【０００３】
従来、上記暖房手段として、一般的に、重油等を燃焼させる専用の暖房装置が使用されてきた。この暖房装置は、温室の内部に設置される場合、一般的に、オンオフ制御により温度制御が行われる。また、煙突等を介して燃焼ガスを温室の外部に排出している。この理由は、重油等の燃焼ガスは、硫黄酸化物等を含んでいるため、温室内に放出すると温室内の空気を汚染し、硫黄酸化物が農作物等に付着してしまうからである。
【０００４】
ところで、産業用廃棄物の中には、大量の木材が含まれており、これらの木材を有効利用する一つの方法として、木材を木炭として再生し、再生された木炭を有効利用する方法が検討されている。この利用方法の一つに、木炭を暖房用燃料として使用する方法がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、木炭は、重油や灯油などの液体燃料と比べて、火力（熱量）を自動調節しながら長時間連続的に燃焼（発熱）させることが困難であるといった問題があった。すなわち、農作物を栽培するためのビニールハウス（温室）の暖房装置として、木炭燃焼装置を使用するには、火力を自動調節しながら長時間連続的に燃焼することができる木炭燃焼装置を開発する必要があった。
【０００６】
また、重油等の石油燃料を燃焼させる暖房装置は、燃焼ガスが硫黄酸化物等を含んでいることから、燃焼ガスを温室の外部へ放出しており、放出される熱量の分だけ、エネルギー効率が低下していた。すなわち、温室の外部に放出される燃焼ガスは、外部の気温より高温のまま放出されるので、その分の熱量が損失となり、エネルギー効率を向上させるにも限界が生じていた。
さらに、温室の内部は、ほぼ密閉空間であり、かつ、栽培している植物の光合成によって、二酸化炭素が酸素に変換される。このため、温室内部の二酸化炭素の比率が低下し、植物の成長が妨げられることとなる。そこで、植物の成長を促進するように、専用のガスボンベから二酸化炭素を温室内部に供給しなければならないといった問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するために提案されたものであり、火力を自動調節しながら長時間連続的に木炭を燃焼させることができ、また、農作物栽培用の温室内に設置され、木炭を燃焼させて温室内を暖めるとともに、燃焼ガスを温室内に放出して、植物の光合成に必要な二酸化炭素を供給することを可能とする木炭燃焼装置の提供を目的とする。
なお、特許電子図書館にて、木炭ａｎｄ燃焼装置をキーワードとして検索したが、本発明の先行技術となる文献は見つからなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の木炭燃焼装置は、木炭が収められる燃料容器と、木灰処理手段，空気供給口，火格子，及び，排気口を有し、前記木炭を燃焼させる燃焼室と、前記燃料容器に収められた木炭を、前記燃焼室に供給する木炭供給手段と、前記空気供給口から前記燃焼室に供給される空気量を調節する空気供給量調整手段と、被加熱空間の温度と前記燃焼室内の温度の少なくとも一方の温度にもとづいて、前記木炭供給手段及び／又は前記空気供給量調整手段を制御する制御手段とを具備した構成としてある。
このようにすると、木炭を自動的に供給することができるので、木炭を連続的に燃焼させることができる。また、火力を自動調節することができるので、被加熱空間の温度制御を行うことができる。
【０００９】
また、本発明の木炭燃焼装置は、前記被加熱空間に、燃焼ガスを供給する構成としてある。
このようにすると、被加熱空間に二酸化炭素を供給することができ、加熱と二酸化炭素の供給を一緒に行うことができる。また、燃焼ガスの熱エネルギーを有効に利用することができるので、エネルギー効率を向上させることができる。
【００１０】
また、本発明の木炭燃焼装置は、前記火格子を振動させる加振手段を備えた構成としてある。
このようにすると、火格子上の木灰を自動的に振るい落とすことができ、燃焼状態を良好に維持することができる。
【００１１】
また、本発明の木炭燃焼装置は、前記排気口に、送風機能を有する燃焼ガス供給管を連結した構成としてある。
このようにすると、送風手段を作動させることにより燃焼ガスを強制的に排出でき、また、燃焼室に空気が吸い込まれるので、木炭を良好に燃焼させることができる。さらに、燃焼ガスに外気を混入させて排出することにより、低温（たとえば、約１０〜３０℃）の混合燃焼ガスを供給し、低温暖房を行うことができる。
【００１２】
また、本発明の木炭燃焼装置は、前記被加熱空間の二酸化炭素濃度を検出するセンサを備え、測定された二酸化炭素濃度にもとづいて、前記制御手段が、前記木炭供給手段及び／又は前記空気供給量調整手段を制御する構成としてある。
このようにすると、被加熱空間において、二酸化炭素濃度を調節することができ、農作物の育成に最適な二酸化濃度を実現することができる。
【００１３】
また、本発明の木炭燃焼装置は、前記被加熱空間が、植物栽培用の温室の内部空間である。
このようにすると、温室内を暖めるとともに、燃焼ガスである二酸化炭素を温室に供給することができるので、たとえば、ガスボンベから二酸化炭素を供給しなくてもすみ、作業性を向上させることができる。また、植物が、燃焼ガスである二酸化炭素を吸収し酸素を排出するので、二酸化炭素の排出量を低減でき、地球温暖化を抑制することができる。
【００１４】
また、本発明の木炭燃焼装置は、前記燃焼ガス供給管が地面上又は地面近傍の地中に敷設され、かつ、前記燃焼ガス供給管に、前記温室の内部空間に開口する複数の供給孔が穿設された構成としてある。
このようにすると、地面を効果的に加熱することができ、また、燃焼ガスである二酸化炭素をほぼ均一に散布することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明の木炭燃焼装置によれば、火力を自動調節しながら長時間連続的に木炭を燃焼させることができる。また、農作物栽培用の温室内に設置され、木炭を燃焼させて温室内を暖めるとともに、燃焼ガスを温室内に放出して、植物の光合成に必要な二酸化炭素を供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
［第一実施形態］
図１は、本発明の第一実施形態に係る木炭燃焼装置の概略断面図を示している。
また、図２は、本発明の第一実施形態に係る木炭燃焼装置の概略正面図を示している。
図１，２において、木炭燃焼装置１は、燃料容器２と、木炭供給手段３と、燃焼室４と、燃焼ガス供給管５と、制御手段６とからなっている。
また、燃料として使用する木炭１０は、ほぼ立方体状としてあり、通常、一辺の長さを約２０〜７０ｍｍとしてある。このように、ほぼ立方体状とすることにより、容易に加工することができるとともに、取扱いが容易となる。好ましくは、一辺の長さを約３０〜５０ｍｍとするとよく、このようにすると、燃焼のコントロールを行いやすくなる。なお、燃料とする木炭は、上記木炭１０に限定されるものではなく、たとえば、非立方体状の形状でもよく、また、粉状の木炭を混合させたものでもよい。
【００１７】
（燃料容器）
燃料容器２は、ほぼ直方体状の金属製の容器であり、上面に相当する部分が木炭１０の投入口２１として開放され、かつ、下面に相当する一部分が木炭１０の落下口（図示せず）として開放されている。この落下口は、四枚の傾斜板２３によって囲まれており、このようにすることにより、上方の木炭１０を、重力の作用により落下口に自然に落下させることができる。
【００１８】
また、本実施形態の燃料容器２の容積は、約３２０リットルとしてあり、ほぼ満杯となるまで木炭１０を投入すると、たとえば、一時間当り約１２リットルの木炭１０を消費する場合には、途中で補給しなくても約２６時間連続運転することができる。
なお、本実施形態では、燃料容器２を木炭燃焼装置１に固定する構成としてあるが、この構成に限定されるものではなく、たとえば、図示してないが、着脱式の燃料容器を設けてもよい。このようにすると、この燃料容器に木炭１０を封入して保管や搬送などを行うことができ、木炭１０の粉末（微小片などを含む）が飛散するのを防止することができる。
【００１９】
（木炭供給手段）
木炭供給手段３は、スクリューコンベア３０と、このスクリューコンベア３０を回転させるモータ３１とからなっている。
スクリューコンベア３０は、中央部が燃焼室４に位置するように、斜め上方に傾けられた状態で設けられている。また、スクリューコンベア３０は、下方端部に、燃料容器２の落下口と連通された開口部（図示せず）が形成され、かつ、燃焼室４のほぼ中央部に投下口３５が設けられている。このようにすると、スクリューコンベア３０は、燃料容器２からの木炭１０を搬送して投下口３５から落下させることができる。
なお、投下口３５の上部に燃焼室内温度計８４が設けられており、燃焼室４のほぼ中央部の温度を測定することができる。
【００２０】
また、スクリューコンベア３０の両端は、燃焼室４の外部に位置するので、図示してないが、スクリューを両端支持するベアリングを燃焼室４の外部に設けることができ、燃焼室４の熱による悪影響を低減することができる。
なお、木炭１０を搬送する手段は、スクリューコンベア３０に限定されるものではなく、たとえば、ベルトコンベアなどを用いることができる。
モータ３１は、一般的に、制御手段６によってオンオフ制御されており、一回の回転時間が長いほど、多量の木炭１０を燃焼室４に供給することができ、また、頻繁に回転させるほど、木炭１０の供給回数が増えることとなる。なお、モータ３１を連続運転してもよく、かかる場合には、速度制御することにより、木炭１０の供給量を調整することができる。
【００２１】
（燃焼室）
燃焼室４は、直方体状の金属製の箱であり、下部に木灰１１を収容する木灰容器４１を備えている。ここで、木灰容器４１は、燃料容器２に満杯に収められた木炭１０が全て木灰１１になった際、この全ての木灰１１を収容可能な容量を有する構成とするとよい。このようにすると、燃料容器２に木炭１０を供給するタイミングで、木灰容器４１に収容された木灰１１を取り除くことができ、燃焼装置１の管理を容易に行うことができる。なお、本実施形態では、木灰１１を処理する手段として、木灰容器４１を設けた構成としてあるが、これに限定されるものではなく、たとえば、図示してないが、ベルトコンベアで、木灰１１を外部に排出する構成としてもよい。
【００２２】
燃焼室４は、正面の下部両側に、空気供給口４２を設けている。また、各空気供給口４２には、空気供給量調整手段として、空気弁４２３と、この空気弁４２３を駆動させるモータ４２４が設けられており、燃焼室４に供給される空気量を調整することができる。
【００２３】
燃焼室４は、空気供給口４２の上方に、パンチングメタルからなる平板状の火格子４３を備えている。このようにすると、下方の空気供給口４２から供給される空気が、下から上に向かって流れるので、木炭１０を下から順に燃焼させることができる。
ここで、好ましくは、固定された火格子４３の上に、偏心軸（図示せず）を有する振動用モータ４３２と回転自在に連結された火格子４３０を、移動自在に設けるとよい。このようにすると、振動用モータ４３２を回転させるとことにより、上方の火格子４３０を強制振動させることができ、火格子４３上の木灰１１を効率よく落下させることができ、木炭１０の燃焼状態を良好に維持することができる。なお、振動付与手段は、上記振動用モータ４３２に限定されるものではなく、たとえば、オンオフ制御される電磁ソレノイド（図示せず）を用いてもよい。
【００２４】
燃焼室４は、火格子４３の上方の正面に、窓４４を備えている。この窓４４は、耐熱ガラスからなり、本実施形態では、水平方向へ移動自在に取り付けてある。このようにすると、窓４４を開けて、たとえば、着火剤（図示せず）を火格子４３上に載置し、この着火剤の上に木炭１０を供給し、木炭１０を着火させることができる。
なお、本実施形態では、手動により木炭１０を着火させる構成としてあるが、この構成に限定されるものではなく、たとえば、自動着火手段を設ける構成としてもよい。自動着火手段としては、市販されているコンロ用のガスボンベなどを利用することにより、簡易な着火手段とすることができる。
また、燃焼室４は、上部に排気口４５が形成されており、木炭１０の燃焼ガスが、燃焼室４から排気される。
【００２５】
（燃焼ガス供給管）
燃焼ガス供給管５は、排気口（本実施形態では、燃焼ガス供給口として機能する。）４５と連通するように設けてある。この燃焼ガス供給管５は、排気口４５から上方向に形成された上向き配管５２と、上向き配管５２から左右方向に分岐された分岐管５３と、分岐管５３から下方に形成された下向き配管５４とを備えている。
また、上向き配管５２に送風機５１を備えており、この送風機５１を作動させて、外気吸込口５１１から吸い込んだ外気とともに燃焼ガスを供給することにより、ガス温度を調節することができる。すなわち、燃焼ガスに外気を混入させて供給することにより、低温（たとえば、約１０〜３０℃）の混合燃焼ガスを供給し、低温暖房を行うことができる。さらに、外気とともに燃焼ガスが強制的に供給されるので、燃焼室４に空気供給口４２から空気が吸い込まれ、木炭１０を良好に燃焼させることができる。
なお、本実施形態では、上向き配管５２に送風機５１を備えた構成としてあるが、この構成に限定されるものではなく、たとえば、図示してないが、各下向き配管５４に速度制御機能付き送風機を設けてもよい。
【００２６】
（木炭燃焼装置の設置状態）
図３は、本発明の第一実施形態にかかる木炭燃焼装置の設置状態を説明するための概略図を示している。
同図において、木炭燃焼装置１は、野菜１０１を栽培する温室１００の内部に設置してあり、燃焼ガスを温室１００の内部空間１０２に供給する。このようにすると、温室１００の内部空間１０２に二酸化炭素を供給することができ、加熱と二酸化炭素の供給を一緒に行うことができる。また、燃焼ガスの熱エネルギーを、温室１００の外部に棄てることなく有効に利用することができるので、エネルギー効率を向上させることができる。
【００２７】
また、木炭燃焼装置１は、温室１００の内部空間１０２に、外部温度計８０と、二酸化炭素濃度計８１とを備え、測定された外部温度や二酸化炭素濃度にもとづいて、制御手段６が、木炭供給手段３や空気弁４２３を制御する構成としてある。このようにすると、内部空間１０２において、外部温度や二酸化炭素濃度を調節することができ、野菜１０１の育成に最適な環境を実現することができる。
なお、図示してないが、内部空間１０２に、酸素濃度計及び一酸化炭素濃度計と、酸素濃度又は一酸化炭素濃度が所定の値に達すると警報を発するパテライトを設けるとよい。このようにすると、内部空間１０２において、酸欠や一酸化炭素中毒による事故を有効に防止でき、温室１００内で、安全に農作業を行うことができる。
【００２８】
（敷設配管）
敷設配管５５は、複数の供給孔５５１が設けられた配管（燃焼ガス供給管）であり、下向き配管５４と接続されるとともに、地面１１０近傍の地中に敷設してあり、温室１００の内部空間１０２に開口する複数の供給孔５５１を有している。このようにすると、地面１１０を効果的に加熱することができ、また、燃焼ガスである二酸化炭素を温室１００の内部空間１０２に供給することができる。また、木炭燃焼装置１は、内部空間１０２を暖めるとともに、燃焼ガスである二酸化炭素を温室１００内に供給することができるので、たとえば、ガスボンベから二酸化炭素を供給しなくてもすみ、作業性を向上させることができる。また、野菜１０１が、燃焼ガスである二酸化炭素を吸収し酸素を排出するので、二酸化炭素の排出量を低減でき、地球温暖化を抑制することができる。
【００２９】
なお、温室１００内に二酸化炭素を均一に供給するため、配管５５の末端になる程、供給孔５５１の間隔を狭くしたり、供給孔５５１の径を大きくしたりすることも可能である。
また、温室１００内の全域をカバーするように、敷設配管５５を蛇行するように敷設するとよく、このようにすると、温室１００内の全域を、ほぼ同じ温度かつほぼ同じに二酸化炭素濃度に管理することができる。
【００３０】
（制御手段）
制御手段６は、一般的に、シーケンサやコンピュータが使用され、図４に示すように、燃焼室内温度計８４，外部温度計８０，及び，二酸化炭素濃度計８１と接続されており、燃焼室内温度測定信号，外部温度測定信号，及び，二酸化炭素濃度測定信号を入力する。また、制御手段６は、振動用モータ４３２，モータ３１，４２４，及び，送風機５１と接続されており、各制御信号を出力しそれらを制御する。なお、これらの測定信号のうち、いずれか一つの測定信号にもとづいて、制御手段６が制御を行う構成としてもよい。
【００３１】
次に、上記構成の木炭燃焼装置１の使用方法及び動作について説明する。
まず、使用者は、燃料容器２に木炭１０を供給し、続いて、木灰容器４１内に木灰１１が残っていないことを確認する。
次に、窓４４から火種を火格子４３上に載置する。通常、この火種は、火をつけた着火剤を火格子４３上に載せ、その上に少量の木炭を供給することにより容易に準備することができる。
次に、制御手段６に、温室１００内部の設定温度などを入力し、自動運転スイッチ（図示せず）をオンする。
【００３２】
自動運転状態の木炭燃焼装置１は、入力した外部温度測定信号から外部温度を求め、この外部温度と設定温度を比較して、外部温度が設定温度より低いとき、加熱モードの運転状態に入る。
加熱モードにおける木炭燃焼装置１は、まず、所定量の木炭１０を燃焼室４に供給する。すなわち、モータ３１を所定時間回転させることにより、所定量の木炭１０を燃焼室４に供給する。
次に、木炭燃焼装置１は、モータ４２４を作動させ、空気弁４２３を開くとともに、送風機５１を作動させ、より多くの空気を燃焼室４に供給し最大火力となるように、木炭１０を燃焼させる。
【００３３】
木炭１０の燃焼ガスは、燃焼ガス供給管５を経由して敷設配管５５の供給孔５５１を通り、から、地面１１０を暖めながら供給孔５５１から内部空間１０２に開放される。このようにすると、温室１００の内部空間１０２を地面からも暖めるので、上部だけが暖かく下部（野菜１０１付近）が冷たいといった不具合を防止でき、熱を効果的に利用することができる。また、敷設配管５５によって、内部空間１０２をほぼ均一に暖房することができる。さらに、燃焼ガスは、野菜１０１の光合成に必要な二酸化炭素からなるので、たとえば、ガスボンベから二酸化炭素を供給するといった作業を行わなくてもすむといったエコロジー的に好ましい効果を奏する。
【００３４】
制御手段６は、燃焼室内温度をモニターしており、先に供給した木炭１０が正常に燃焼していることを確認する。この確認は、燃焼室４内の温度上昇を検知することによって行われ、仮に、火が消えているときは、警報手段（図示せず）を作動させるともに、次回の木炭１０の供給を停止する。また、制御手段６は、外部温度や外部の二酸化炭素濃度などをモニターしており、外部温度や外部の二酸化炭素濃度が所定の範囲に収まるように、空気供給量や木炭１０の量を制御して、木炭１０の燃焼状態を調節する。
【００３５】
また、制御手段６は、先に供給した量の木炭１０が燃焼を完了するまでの時間（推定燃焼完了時間）を、予め入力されているデータから求め、求めた推定燃焼時間の約７割の時間が経過し、かつ、燃焼室４の温度が低下傾向にあるとき、新たな木炭１０を前回と同様に燃焼室４に供給する。このような条件を設けることにより、木炭１０が過量に供給されることを防止し、安全に木炭燃焼装置１を運転することができる。また、火種となる木炭１０が燃え尽きてしまうのを防止することができる。
【００３６】
木炭１０の追加供給条件を満たした木炭燃焼装置１は、まず、振動用モータ４３２を所定時間（通常、数秒間）回転させて、火格子４３０を強制振動させる。これにより、木灰１１を木灰容器４１に効率よく振るい落とすことができる。
なお、火格子４３０を振動させるタイミングは、上記タイミングに限定されるものではなく、たとえば、推定燃焼完了時間の約２０％に時間が経過するごとに振動させてもよく、このようにすると、木炭１０をより効率よく燃焼させることができる。
【００３７】
木炭燃焼装置１は、上記燃焼を繰り返し、温室１００の内部空間１０２の温度が設定温度に達すると、空気弁４２３をほぼ閉じたり、送風機５１を停止又は低速運転として、燃焼室４への空気供給量を調節して、火力を弱めて運転する。そして、外部温度が設定温度より下回ると、燃焼室４への空気供給量を増加させて、火力を強めて運転する。これにより、木炭燃焼装置１は、極めてなだらかな温度制御を行うことができる。
また、木炭燃焼装置１は、温室１００の内部空間１０２の二酸化炭素濃度が所定の濃度に達すると、空気弁４２３をほぼ閉じたり、送風機５１を停止又は低速運転として、燃焼室４への空気供給量を調節して、燃焼ガス（二酸化炭素）の供給を抑制する。これにより、木炭燃焼装置１は、内部空間１０２の二酸化炭素濃度が高くなりすぎるのを防止することができる。
また、木炭燃焼装置１は、火力を調節しながら木炭１０を燃焼させ、推定燃焼時間の約７割の時間が経過し、かつ、燃焼室４の温度が低下傾向にあるとき、新たな木炭１０を前回と同様に燃焼室４に供給する。
【００３８】
また、木炭燃焼装置１は、外部温度が設定温度より高いとき、たとえば、夜間には暖房が必要であるが、昼間は暖房する必要がないような場合、火種維持モードの運転状態に入る。
火種維持モードの運転状態において、木炭燃焼装置１は、送風機５１を停止し、空気弁４２３をほぼ閉じて、燃焼室４への空気供給量を絞り、かつ、少量の木炭１０を木炭供給手段３から供給する。このようにすると、火格子４３上に火種となる木炭１０を保持することができ、夜間に、使用者が火種を準備しなくても、連続運転することができる。
【００３９】
上述したように、本実施形態の木炭燃焼装置１によれば、火力を自動調節しながら長時間連続的に木炭１０を燃焼させることができ、また、温室１００の内部空間１０２を暖めるとともに、燃焼ガスを内部空間１０２に放出して、野菜１０１の光合成に必要な二酸化炭素を供給することができる。
さらに、木炭燃焼装置１は、温室１００の内部空間１０２の二酸化炭素濃度を制御することができるので、野菜１０１の育成に好適な二酸化炭素濃度を自動的に実現することができるとともに、二酸化炭素濃度が高くなりすぎて、酸欠状態になるといった不具合を回避することができる。  
【００４０】
［第二実施形態］
図５は、本発明の第二実施形態に係る木炭燃焼装置の概略断面図を示している。
また、図６は、本発明の第二実施形態に係る木炭燃焼装置の概略正面図を示している。
図５，６において、木炭燃焼装置１ａは、燃料容器２ａと、木炭供給手段３ａと、燃焼室４ａと、燃焼ガス供給管５と、制御手段６ａとからなっている。
なお、木炭燃焼装置１と同様の構成部分については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００４１】
（燃料容器）
燃料容器２ａは、ほぼ直方体状の金属製の容器であり、上面に相当する部分が木炭１０の投入口２１として開放され、かつ、下面に相当する一部分が木炭１０の落下口２２として開放されている。この落下口２２は、四枚の傾斜板２３によって囲まれており、このようにすることにより、上方の木炭１０を、重力の作用により落下口２２に自然に落下させることができる。
【００４２】
（木炭供給手段）
木炭供給手段３ａは、スクリューコンベア３０ａと、このスクリューコンベア３０ａを回転させるモータ３１ａと、滑り板３２と、遮蔽板３３とからなっている。
スクリューコンベア３０ａは、ほぼ水平方向に設けられ、燃料容器２の落下口２２から落下してくる木炭１０を、燃焼室４ａ側に搬送する。また、スクリューコンベア３０ａは、図示してないが、モータ３１ａ側に設けられたタンデムのボールベアリングによって片持ち支持されている。
【００４３】
滑り板３２は、スクリューコンベア３０ａから搬出された木炭１０を燃焼室４ａのほぼ中央部に滑り落とすための金属板である。すなわち、滑り板３２を設けることにより、燃焼中の木炭１０とスクリューコンベア３０ａとを離すことができる。
【００４４】
また、滑り板３２は、木炭１０が滑り板３２上に止まることができない程度に傾斜している。これにより、スクリューコンベア３０ａから滑り板３２上に送り出された木炭１０は、必ず燃焼室４ａに滑り落ちる、また、スクリューコンベア３０ａから一部がはみ出しているが、スクリューコンベア３０ａに載っている木炭１０は、その状態を維持する。したがって、スクリューコンベア３０ａの端面から所定の距離（約３５ｍｍ以上）だけ燃焼室４ａ側の位置に、遮蔽板３３を設けることにより、下降してきた遮蔽板３３が、木炭１０を挟み込んでしまい、下降できなくなるといった不具合を防止することができる。
【００４５】
遮蔽板３３は、燃焼室４ａに木炭１０を供給するために設けられた供給口４９を遮蔽する金属製の平板である。この遮蔽板３３は、スライドシャフト３３１と連結されており、このスライドシャフト３３１が、ボールねじ３３２によって昇降されることにより、昇降することができる。このようにすると、スクリューコンベア３０が木炭１０を送り出す前に、遮蔽板３３を上昇させ、木炭１０の供給が終了した後に、遮蔽板３３を降下させることができる。
なお、遮蔽板３３は、上記支持構造に限定されるものではなく、たとえば、図示してないが、上部にヒンジを設けて、下部が燃焼室４ａの内側に回動する構造としてもよい。
【００４６】
（燃焼室）
燃焼室４ａは、木灰容器４１と火格子４３ａの間の両側面に、それぞれ三つの空気供給口４２を設けている。また、各空気供給口４２には、図６に示すように、電磁ソレノイド４２２によって、昇降する閉止板４２１が設けられている。この閉止板４２１が上昇すると、空気供給口４２が塞がれるので、燃焼室４に外部から空気が供給されなくなる。また、各電磁ソレノイド４２２は、制御手段６によってそれぞれ制御されるので、六つの空気供給口４２を段階的に開くことができ、空気供給量調整手段として機能する。
【００４７】
燃焼室４ａは、空気供給口４２の上方に、パンチングメタルからなる火格子４３ａを備えている。
ここで、好ましくは、火格子４３ａの中央部にすり鉢状の凹部４３１を形成するとよい。このようにすると、新たに供給される木炭１０が少量の場合であっても、この木炭１０と燃焼中の木炭１０をすり鉢状の凹部４３１に集めることができるので、新たに供給された木炭１０に確実に着火させることができる。
【００４８】
（制御手段）
制御手段６ａは、図７に示すように、電磁ソレノイド４２２，振動用モータ４３２，モータ３１，３３３，及び，送風機５１と接続されており、各制御信号を出力しそれらを制御する。
なお、その他の構成は、上記木炭燃焼装置１とほぼ同様としてある。
【００４９】
次に、上記構成の木炭燃焼装置１ａの使用方法及び動作について説明する。
なお、木炭燃焼装置１と同様の使用法及び動作については、その詳細な説明を省略する。
まず、使用者は、木炭１０の供給及び木灰１１の処理を行ない、次に、窓４４から火種を火格子４３ａ上に載置する。
次に、制御手段６ａに、温室１００内部の設定温度などを入力し、自動運転スイッチ（図示せず）をオンする。
【００５０】
自動運転状態の木炭燃焼装置１ａは、入力した外部温度測定信号から外部温度を求め、この外部温度と設定温度を比較して、外部温度が設定温度より低いとき、加熱モードの運転状態に入る。
加熱モードにおける木炭燃焼装置１ａは、まず、所定量の木炭１０を燃焼室４ａに供給する。すなわち、遮蔽板３３を上昇させ、次に、モータ３１ａを所定時間回転させることにより、所定用の木炭１０を燃焼室４ａに供給した後、遮蔽板３３を降下させる。
次に、木炭燃焼装置１ａは、電磁ソレノイド４２２を作動させ、全ての空気供給口４２を開くとともに、送風機５１を作動させ、より多くの空気を燃焼室４ａに供給し最大火力となるように、木炭１０を燃焼させる。
【００５１】
また、制御手段６ａは、先に供給した量の木炭１０が燃焼を完了するまでの時間（推定燃焼完了時間）を、予め入力されているデータから求め、求めた推定燃焼時間の約７割の時間が経過し、かつ、燃焼室４ａの温度が低下傾向にあるとき、新たな木炭１０を前回と同様に燃焼室４ａに供給する。このような条件を設けることにより、木炭１０が過量に供給されることを防止し、安全に木炭燃焼装置１ａを運転することができる。また、火種となる木炭１０が燃え尽きてしまうのを防止することができる。
【００５２】
木炭１０の追加供給条件を満たした木炭燃焼装置１ａは、まず、振動用モータ４３２を回転させて、火格子４３ａを強制振動させる。これにより、木灰１１を木灰容器４１に効率よく振るい落とすことができ、また、火種となる木炭１０を火格子４３ａのすり鉢状の凹部４３１に集めることができるので、たとえば、少量の木炭１０を供給した場合でも、この木炭１０に着火させることができる。
【００５３】
また、木炭燃焼装置１ａは、外部温度が設定温度より高いとき、たとえば、夜間には暖房が必要であるが、昼間は暖房する必要がないような場合、火種維持モードの運転状態に入る。
火種維持モードの運転状態において、木炭燃焼装置１ａは、送風機５１を停止し、一つの電磁ソレノイド４２２をオンするか、あるいは、全ての電磁ソレノイド４２２をオフとして、燃焼室４ａへの空気供給量を絞り、かつ、少量の木炭１０を木炭供給手段３ａから供給する。このようにすると、火格子４３ａ上に火種となる木炭１０を保持することができ、夜間に、使用者が火種を準備しなくても、連続運転することができる。
【００５４】
このように、本実施形態の木炭燃焼装置１ａによっても、火力を自動調節しながら長時間連続的に木炭１０を燃焼させることができ、また、温室１００の内部空間１０２を暖めるとともに、燃焼ガスを内部空間１０２に放出して、野菜１０１の光合成に必要な二酸化炭素を供給することができる。
【００５５】
以上、本発明の木炭燃焼装置について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明に係る木炭燃焼装置１，１ａは、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、木炭燃焼装置１，１ａは、倉庫や家畜小屋などの建築物の暖房装置として使用することができ、かかる場合には、燃焼ガスを建築物の外部に排気する構成としてもよい。すなわち、木炭１０を燃料とする簡易な暖房装置として使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
以上説明したように、本発明の木炭燃焼装置は、一般的な暖房装置や二酸化炭素供給機能つき暖房装置として使用すると好ましい。しかし、このような使用形態に限定されるものではなく、たとえば、乾燥装置などの熱を使用する装置に、広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第一実施形態に係る木炭燃焼装置の概略断面図を示している。
【図２】本発明の第一実施形態に係る木炭燃焼装置の概略正面図を示している。
【図３】本発明の第一実施形態にかかる木炭燃焼装置の設置状態を説明するための概略図を示している。
【図４】本発明の第一実施形態にかかる木炭燃焼装置の、制御手段の接続状態を説明するための概略ブロック図を示している。
【図５】本発明の第二実施形態に係る木炭燃焼装置の概略断面図を示している。
【図６】本発明の第二実施形態に係る木炭燃焼装置の概略正面図を示している。
【図７】本発明の第二実施形態にかかる木炭燃焼装置の、制御手段の接続状態を説明するための概略ブロック図を示している。
【符号の説明】
【００５８】
１，１ａ  木炭燃焼装置
２，２ａ  燃料容器
３，３ａ  木炭供給手段
４，４ａ  燃焼室
５  燃焼ガス供給管
６，６ａ  制御手段
１０  木炭
１１  木灰
２１  投入口
２２  落下口
２３  傾斜板
３０，３０ａ  スクリューコンベア
３１，３１ａ  モータ
３２  滑り板
３３  遮蔽板
３５  投下口
４１  木灰容器
４２，４２ａ  空気供給口
４３，４３ａ  火格子
４４  窓
４５  排気口
５１  送風機
５２  上向き配管
５３  分岐管
５４  下向き配管
５５  敷設配管
８０  外部温度計
８１  二酸化炭素濃度計
８４  燃焼室内温度計
１００  温室
１０１  野菜
１０２  内部空間
１１０  地面
３３１  スライドシャフト
３３２  ボールねじ
３３３  モータ
４２１  閉止板
４２２  電磁ソレノイド
４２３  空気弁
４２４  モータ
４３０  火格子
４３１  凹部
４３２  振動用モータ
５１１  外気吸込口
５５１  供給孔
【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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