CN105075755B - 防霜防冻装置 - Google Patents

Abstract

以省能方式解决更有效地提升农作物附近温度的难题。在防霜防冻装置中，处于高位的风扇从高处向低处俯吹暖风，处于低位的风扇在大致水平的方向上吹送风。在圃场中设有具备加热器的结构。处于高位的风扇只在发生逆温层的高处的温度高于农作物附近温度的场合下运转，随后，在发生农作物附近温度进一步降低的场合下运转加热器。相反，在发生逆温层的高处的温度在农作物附近温度以下的场合，不使处于高位的风扇运转，运转加热器和/或处于低位的加热器，大致在水平方向上吹送暖风，实现防霜冻害。

Description

防霜防冻装置

技术领域

本发明涉及进行农作物的防霜防冻的防霜防冻装置。

背景技术

作为梨、苹果、桃、葡萄、枇杷等农作物的防霜防冻(霜冻害)对策，利用防霜风扇的送风法是简便的而被常用。但是，当前近年来的自然环境虽然在暖冬也根据局部区域或者日子是极其多样化的，现状就是变为低温状况的情况在增多。在暖冬农作物发育提前确实是有利的。但尤其在需要关注的场合中的现状是，在从发生晚霜的4月上旬至5月上旬与从农作物耐低温抵抗力急速下降的发芽期至幼果期等的时间重合以及在比往年最低气温时强的寒流袭来而气温降低情况下易发生晚霜灾害且在从4月下旬至5月中旬的雷雨后也发生冻害等局地微气象下，也发生农作物灾害，并且容易变成严重化状况。此外，例如也存在由地形带来的影响，在冷气积聚的洼地和周围被覆盖而迎风少的地点，与微气象无关地易发生灾害。

在利用防霜风扇的防霜防冻防止对策中的现状是，针对所述自然环境的变化和依据自然环境的农作物发育变化不能充分地应对，例如在气温变为零下3℃以下的场合下，考虑与暖气机组合使用或者与燃烧装置组合使用等，并在局部加以实施。

因此，下述手段当作目前作为解决对策的一个环节被充分讨论且局部实施的方法。存在着通过使固体燃料和在不可燃物中沾染上燃料而形成的物质燃烧来实现的手段，借助利用带燃烧器的暖气机等的燃烧装置的燃烧法的手段，或者利用在存在水和冰的情况下与气温无关地保持0℃的原理的洒水结冰法的手段等。

可是，上述手段虽有效，但也存在问题。例如在燃烧手段情况下存在由燃料费攀高引起的经济问题、有需要防止地球暖化的状况(期望减少燃烧量的状况)的问题。另外，在洒水结冰手段情况下，因当洒水不充分时会助长霜冻害而例如在1000平方米情况下需要保证4吨/小时的大量水和排水对策等是成问题的。

作为上述组合形式，存在实开昭50-17442号公报的防霜风扇与暖气机的组合，或者实开昭54-441号公报的风扇与燃烧装置的组合，或者特开平 9-121695号公报的防霜风扇与加热器的组合。此外，有特开平7-115855号公报的防霜风扇与热风机的组合。而且，作为防霜风扇的实际使用，在特开 2007-129978号公报中有利用多个传感器来有效使用防霜风扇以便最低程度地限制解冻后的农作物细胞破坏的发明。

现有技术文献

专利文献1：实开昭50-17442号公报

专利文献2：实开昭54-441号公报

专利文献3：特开平7-115855号公报

专利文献4：特开平9-121695号公报

专利文献5：特开2007-129978号公报

发明内容

发明要解决的问题

在上述的文献1、2和4中只是在组合构造的范畴内，例如没有公开基于不同发育程度的危险极限温度的适应于圃场的温度控制手段或者方法等。而且作为参考，图10和图11示出了表示不同果树的不同发育程度的危险极限温度的资料。

另外，在前述文献1、2和4中有用于温度控制的必要条件，例如与暖风送风开始时间、送风方向设定或加热器的准确控制等相关的说明据信是不充分的。

另外，在前述文献3和5中，与圃场周围地域状况、圃场冷风流动方向等圃场独特条件设定和防霜风扇的设置方向(柱高度、安装于柱上的风扇的数量等)和/或送风方向等物理条件设定相关的说明据信是不充分的。

鉴于上述情况，本发明：第一，提供一种可基于不同果树的不同发育程度的危险极限温度更有效地使农作物附近温度提高的防霜防冻装置；第二，提供一种具有以下系统的防霜防冻装置，该系统具备与开始暖风送风时和送风方向等的设定相关的程序，并且考虑在农作物的每个生长阶段或品种、环境等情况下危险极限温度是不同的且实现最佳运转状况；第三，提供一种具有以下系统的防霜防冻装置，该系统考虑在圃场温度条件和农作物的每个生长阶段或品种、环境等情况下危险极限温度是不同的且实现最佳运转状况；第四，农作物体温因在夜间自叶面散热而其表面温度比外界空气降低1℃至 1.5℃，因此，提供一种扩散空气、防止农作物叶面体温(农作物附近温度)降低且缩小与外界空气的温差并能保证生长环境的防霜防冻装置；第五，提供一种具有能期待风扇和加热器协作效果的系统的防霜防冻装置。

解决问题的手段

为了实现上述目的，本发明提供根据技术方案1-3的防霜防冻装置。

发明效果

技术方案1的发明是一种如此构成的防霜防冻装置，在立设于圃场的柱的前端部附近位置上配设有在圃场的一定范围内向下吹风的第一风扇，并且在该柱的第一风扇的下方数米的位置上配设有第二风扇，而且在不受来自第一风扇的风的影响的位置上至少在发生逆温层的高处设置有第一传感器，在不受第二风扇的风的影响的位置上设置有第二传感器，在栽培于圃场中的农作物的大致中心附近设置有第三传感器，在圃场中配置一台或多台加热器。所述防霜防冻装置的特征是它被构造成能实现至少具有以下操作的控制，在第一传感器的检测值和第二传感器的检测值之间的温度在第一传感器的温度高于第二传感器的温度的情况下运转第一风扇，在第一风扇运转之后，在第一设定温度以下的情况下且如果第三传感器的检测值在第二设定温度以下，则运转加热器和/或运转第二风扇，并且在第三传感器的检测值在第二设定温度以下且第一传感器的检测值和第二传感器的检测值之间的温度在第一传感器的温度也低于第二传感器的温度的情况下运转加热器和/或第二风扇，在加热器的运转和第二风扇的运转之后，在第三传感器的检测值超出第二设定温度的情况下，使加热器和第二风扇的运转停止。

由此一来，在第1技术方案中能利用风扇和加热器实现所述第一目的至第五目的。

在技术方案2的发明中如此构成如技术方案1所述的防霜防冻装置，在所述圃场中利用遮挡物隔断利用所述第二风扇和/或所述第一风扇输送的送风区，以阻碍来自栽培于圃场中的农作物的侧方的空气的流入流出以及没有来自所述加热器的热风的损失。

由此一来，在技术方案2中能通过组合使用辅助手段来可靠实现所述第一目的至第五目的。

在技术方案3的发明中如此构成如技术方案1所述的防霜防冻装置，在所述第一风扇和所述第二风扇两者或者其中任何一个上设有包围所述第一、第二风扇的保护部件。

由此一来，在技术方案3中保证了所述第一目的至第五目的、效果以及安全性。

附图说明

图1是示出在根据第一实施方式的柱是定尺寸情况下利用第一风扇和加热器的防霜防冻装置的结构的视图。

图2是示出在根据第二实施方式的柱是定尺寸情况下利用第一、第二风扇和加热器的防霜防冻装置的结构的视图。

图3(a)和图3(b)是风扇实施方式的放大模式图，图3(a)示出没有保护部件，图3(b) 示出带有保护部件。

图4是在根据第三实施方式的柱是伸缩式情况下处于伸长状态的防霜防冻装置的代替第一实施方式的第一风扇的假定结构的模式图。

图5是在根据第三实施方式的柱是伸缩式情况下处于收缩状态的防霜防冻装置的代替第二实施方式的第二风扇的假定结构的模式图。

图6是示出根据第一实施方式的防霜防冻装置的操作的流程图。

图7是示出根据第二实施方式的防霜防冻装置的操作的流程图。

图8是在根据第二实施方式的其它变型1的防霜防冻装置中在地面的上侧(第一风扇的下侧)张设防鸟防灾网的状态的模式图。

图9是在根据第二实施方式的其它变型2的防霜防冻装置中在圃场的预定区域(第一风扇的下侧)张设防鸟防灾网的状态的模式图。

图10是示出危险极限温度的第一例的视图。

图11是示出危险极限温度的第二例的视图。

发明实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式详加说明。

第一实施方式

图1是示出根据本发明的第一实施方式的防霜防冻装置1的结构的视图。防霜防冻装置1利用竖立于圃场A的多根柱101(立柱、伸缩立柱)、 102…(假定柱101，以下有多根的情况下单独说明)、设置于柱101的上部101a 的一台或多台第一风扇110a(高位风扇)、设置于柱101的下部101b或圃场A 中的适当地点的一台或多台加热器120和设置于柱101附近和上部101a的第一传感器130a(第一温度传感器)以及设置于下部101b的第二传感器 130b(第二温度传感器)、用于检测圃场A的农作物200附近的温度(农作物 200的叶面温度)的一台或多台第三传感器130c(第三温度传感器)构成。

第一温度传感器130a(H传感器)至少设置在不受来自第一风扇110a的风和/或自然风等影响的位置上，而且最好设置在不受加热器120的温度影响的位置上。另外，第二传感器130b(L传感器)设置在不受来自第一风扇110a 的风和/或加热器120的温度等影响的位置上，而且最好设置在不受自然风影响的位置上。例如，第二传感器130b(L传感器)与根据本申请人的专利文献 5的设置在易受霜冻害的位置上的L传感器截然不同。但原则上考虑在此的后述第三传感器的设置位置接近专利文献5的L传感器。

第一传感器130a、第二传感器130b以及第三传感器130c(后述)的设置位置由其目的和作用决定。例如，正确测定温度(气温)，通过可靠输送暖风(符合目的)来运转或停机第一风扇110a和第二风扇110b或加热器120，以及可靠实现防霜和/或防冻(霜冻害)。

第一风扇110a内设有马达和摇头/俯仰机构等。第一风扇110a通过来自未示出的控制器的指令被开关。

第一传感器130a检测发生逆温层X的高处的温度。而且，第二传感器 130b检测地面温度和/或其附近温度。另外，也可能有在如后所述的加热器 120运转时不检测地执行控制的情况。例如在没有进行在后述第一设定温度 B以上或不到第一设定温度B的判定的情况下，当受到自然风吹(气流变化) 影响时，第二传感器130b检测加热器120的暖风，无论第一风扇110a的送风是否在有效情况下都没有错误地停止暖风。

第一传感器130a的检测值和第二传感器130b的检测值之间的温差在第一传感器130a的检测值大于第二传感器130b的检测值情况下，能根据经验准则推断在空中的预定地点产生逆温层X。换言之，根据经验准则分别表明，在第一设定温度B以上的情况下在空中的预定地点有逆温层X，而在低于第一设定温度B的情况下没有逆温层X。

第三传感器130c检测圃场A的农作物200的叶面附近温度或农作物附近温度(气温，称为农作物200附近的温度)并与有无逆温层X无关地开/关该加热器120，例如在有逆温层X时外界空气的寒冷袭入也厉害且即使用第一风扇110a将逆温层X的暖空气第一送风对圃场A的供热量也不足且进而圃场A温度一直下降到危险极限温度的高危场合或者在无逆温层X时圃场A 的温度一直下降到危险极限温度的高危场合等中，也发挥有效作用。

上述第一设定温度B是与第一传感器130a的检测值比较并针对控制装置开始控制的温度，根据在第一设定温度B以上(包含或超过)或者不到第一设定温度B(不超过)，由控制器对控制装置执行开关指令，实现第一风扇 110a、第二风扇110b或加热器120的运转和停止。

第二设定温度C是与第三传感器130c的检测温度比较并对加热器120 发出开关指令的温度，根据在第二设定温度以上(包含或超过)或不到第二设定温度(不超过)，由控制器针对加热器120执行开关指令。

考虑以下状况来设定用于确定在第一设定温度B以上(包含或超过)或不到第一设定温度(不包含第一设定温度B)的基准。例如对树种和生长阶段的考虑一般在图10和图11中。以此为参考来说明时，在从开花到幼果期的场合下，根据经验准则存在当农作物200附近的温度变为不到零下1℃时(不包含-1℃)发生霜冻害的状况，此时发生灾害，故以此温度为基准，考虑预先提早应对和有逆温层X的场合，设定2℃。而且，后述的第二设定温度C的基准考虑抑制燃烧量，设定0℃。

在图6所示的第一实施方式中，

【1】判定在圃场A中第二传感器130b的检测值在第一设定温度B以下还是超过第一设定温度B(步骤1)。例如如果第二传感器130b的检测值在 2℃以下，则因为变成在第一设定温度B以下且存在霜冻害发生的危险，故变为“是”，接着进至步骤2。另一方面，如果第二传感器130b的检测值超过 2℃，则因为超过第一设定温度B，故变为“否”，没有霜冻害发生的危险，回到最初。

【2-是】在步骤2中，比较研究第二传感器130b的检测值与第一传感器130a的检测值。例如如果第一传感器130a的检测值超过第二传感器130b 的检测值，则变为“是”，认为存在温差并存在逆温层X，故随即进至步骤3。就是说，运转第一风扇110a(步骤3)。

【2-否】另外，当没有温差时，变为“否”，认为没有逆温层X，无需送入同温的或冷的空气，故不运转第一风扇110a，进至步骤3之前。

【3-是】接着，第三传感器130c检测农作物200附近的温度(步骤4)。在没有逆温层且不运转第一风扇110a的【2-否】场合下，不对圃场A供应热，随着圃场A周围的外界空气温度降低，第三传感器130c的检测值(温度) 在变低。另外，在【2-是】的、存在逆温层X(第一风扇110a运转)且利用第一风扇110a吹送暖空气的场合下，寒冷袭入变得厉害，借助第一风扇110a 送风的对圃场A的供热量不足，也存在圃场温度一直下降到危险极限温度的高危场合，在此场合下，第三传感器130c的检测值(温度)也在变低。因此，当在【2-否】和【2-是】之后都变为0℃时，因为必然需要加热器120运转而变为“是”，进行加热器120的运转(步骤5)。

【3-否】另一方面，如果第三传感器130c的检测值超过0℃，则因为超过第二设定温度C，故变为“否”，没有冻害发生的危险，进至更在前的后述步骤8之前。

【4-是】在步骤5的加热器120运转【3-是】之后，第三传感器130c检测农作物200附近的温度(步骤6)。当检测值超过0℃时(超过第二设定温度 C)，因为没有冻害危险而变为“是”，停止加热器120的运转(步骤7)。

【4-否】而如果检测值在0℃以下(在第二设定温度C以下)，则有冻害危险，故变为“否”，返回到步骤5之前(加热器120继续运转)。

【5-是】在加热器120停止(步骤7)后，确认第一风扇110a是否运转(步骤8)，在第一风扇110a运转场合下，在加热器120停止后也使第一风扇110a 运转，检测第二传感器130b的气温(步骤9)，在超过2℃之前(超过第一设定温度B之前)都继续运转，在超过2℃的情况下变为“是”，停止第一风扇110a 的运转(步骤10)。

【5-否】在步骤8中，在第一风扇110a不运转场合下为“否”，回到最初。

在说明前述内容即循环指令的意思时，在经过步骤2的“否”判定【2- 否】(第一风扇不运转)的步骤4的“否”判定【3-否】(加热器120不运转) 之后的场合中，步骤8变为“否”判定。虽然没有必要运转加热器120，但如果步骤1变为“是”判定的状态继续，则霜冻害的危险性仍然存在，故回到步骤1之前，接着，反复经过步骤1“是”和步骤2“否”，并确认第三传感器130c的温度没有变到第二设定温度C以下。这种反复过程中，圃场A周围的外界空气温度(外界气温)升高，返回步骤1，这种反复一直重复，直到第二传感器130b的温度超过第一设定温度B而完全没有霜冻害的危险。

第二实施方式

图2是示出根据本发明的第二实施方式的防霜防冻装置1的结构的视图。防霜防冻装置1利用竖立于圃场A的多根柱101、设置于柱101的上部 101a的一台或多台第一风扇101a(风扇)以及设置于柱101的中部101c的一台或多台第二风扇110b(中间处的风扇)和设置于柱101的下部101b或圃场A 中的适当地点的一台或多台加热器120、在柱101附近且设置于所述下部 101b的控制器和设置于上部101a和下部101b的第一传感器130a、第二传感器130b和用于检测圃场A的农作物200附近的温度的一台或多台第三传感器130c构成。

各结构的组成依据上述的第一实施例。此外，在第二实施方式中，第二风扇110b原则上水平设置，可以朝向水平方向摇头。

在如图7所示的第二实施方式中，步骤11至步骤14与上述第一实施方式的步骤1至步骤4相同。

在步骤14中，第三传感器130c检测农作物200附近的温度，当检测值在0℃以下时(在第二设定温度C以下)，一直下降到危险极限温度且发生冻害的危险性高，故变为“是”。接着，确认第一风扇110a是否在运转(步骤15)。例如，如果第一风扇运转，则变为“是”。这表明在之前的步骤12中处于“是”状态(有逆温层)，故在第一风扇的运转依旧继续的状态下进至步骤17。

相反，如果第一风扇不运转，则变为“否”。这表明在之前的步骤12中处于“否”状态(无逆温层)，故在第二风扇110b的运转状态(步骤16)下进至步骤17。通过第二风扇110b的运转，利用送风方向161(151)的风流动，在农作物200周围吹送的暖空气无法向上逸散(参见图2、图8和图9)。

另外，在步骤14中，在第三传感器的检测值超过0℃的情况下，变为“否”，虽然没有必要运转加热器，但如果在步骤11中还是“是”判定的状态，则仍然有霜冻害危险，故来到步骤21之前。

在经过步骤17之后，第三传感器130c检测(步骤18)农作物200附近的温度。当检测值超出0℃时(超出第二设定温度C)，圃场A温度下降到危险极限温度以下的危险性仍然高，故变为“否”，返回步骤17之前。

在加热器120的运转停止(步骤19)后，确认第一风扇110a是否在运转(步骤20)。当第一风扇不运转时，变为“否”，在表明第二风扇运转的情况下使第二风扇停止(步骤23)。随后返回最初。

相反，当第一风扇110a运转时，变为“是”，在加热器停止后也使第一风扇继续运转，检测第二传感器的气温(步骤21)，如果检测值超过2℃(第一设定温度B，没有霜冻害的危险)，则变为“是”，停止第一风扇110a的运转(步骤22)。而且，检测第二传感器的气温(步骤21)，如果检测值变为2℃以下，则变为“否”，返回到步骤12之前，反复使第一风扇继续运转或使加热器和第二风扇再运转(步骤12)以后的监视和动作。

图3(a)是第一风扇110a的放大侧视图，箭头表示向下吹送的状态。图3(b) 想实现在第一风扇110a或第二风扇110b及其它风扇的叶片等破损时的防飞散或对人体和物体的保护，设有保护部件114。图中的111表示转轴，112 表示叶片，图中的151和161表示送风方向。

第三实施方式

在图4和图5中，第一风扇110a(代替第二风扇110b)安装在伸缩柱101 的上部101a。例如，柱101可通过控制器的控制而伸缩。第一风扇110a随着柱101的伸缩在上下方向上移动。图4示出第一风扇110a处于高位的状态，图5示出风扇110a处于中部101c的状态。就是说，用代替的第一风扇 101a执行依据第二实施方式的操作，故实现设备节约和成本节约。

第二实施方式的其它变型1、2

图8和图9是示出根据本发明的第二实施方式的防霜防冻装置1的结构的其它变型1和2。

在图8的其它变型1的防霜防冻装置1中，设置于圃场A的果树棚B 是在圃场A中在第一风扇110a或第二风扇110b的下侧(上侧也行)张设防鸟防灾网C等保护材料的结构。能够期望获得与传统果树棚B相同的效果。在第二实施方式的其它变型1中，与上述第一实施方式相比，有效地防止暖空气自圃场A扩散、能够防止和抑制霜的产生、冷气侵袭圃场A等以及防冻害效果和节能。

另外，在图9的其它变型2的防霜防冻装置1中，在圃场A周边且最好在第一风扇110a和第二风扇110b的送风区(送风范围152、162)范围内设置保护材料的结构中，实现了防止暖空气自圃场A扩散并实现了有效的防霜防冻实施等。

图10示出出版物所引用的危险极限温度的第一例。而图11同样示出出版物所引用的危险极限温度的第二例。在本发明中作为有益资料来示出。

在本发明中，在不超出本发明的广义精神和范围的情况下可以实现各种实施方式和变型。上述实施方式只是为了说明本发明，而不是要限定本发明的范围。

另外，在技术方案中加入了就像第一风扇110a和第二风扇110b或者第一传感器130a至第三传感器130c等用于区分的附图标记，但不是限定台数。

附图标记列表

1防霜防冻装置；101柱；101a上部；101b下部；101c中部；110a第一风扇； 110b第二风扇；111转轴；112叶片；114保护部件；120加热器；130a第一传感器；130b第二传感器；130c第三传感器；151,161送风方向；152,162 送风范围；200农作物；A圃场；B果树棚；C防鸟防灾网；X逆温层。

Claims (3)

1.一种防霜防冻装置，它被构造成在立设于圃场的柱的前端部附近位置上配设有在圃场的一定范围内向下吹风的第一风扇，在该柱的第一风扇的下方数米的位置上配设有第二风扇，并且在不受来自第一风扇的风的影响的位置上至少在发生逆温层的高处设有第一传感器，在不受第二风扇的风的影响的位置上设有第二传感器，在栽培于圃场中的农作物的大致中心附近设有第三传感器，在圃场中配置一台或多台加热器，其特征是，所述防霜防冻装置被构造成能实现至少具有以下操作的控制，第一传感器的检测值和第二传感器的检测值之间的温度在第一传感器的温度高于第二传感器的温度的情况下运转第一风扇，在第一风扇运转后，在第二传感器的检测值在第一设定温度以下的情况下且如果第三传感器的检测值在第二设定温度以下，则运转加热器和/或运转第二风扇，并且在第三传感器的检测值在第二设定温度以下的情况下且第一传感器的检测值和第二传感器的检测值之间的温度在第一传感器的温度也低于第二传感器的温度的情况下运转加热器和/或第二风扇，在加热器运转和第二风扇运转之后，在第三传感器的检测值超出第二设定温度的情况下，使加热器和第二风扇运转停止。

2.根据权利要求1所述的防霜防冻装置，其中，所述防霜防冻装置被构造成，在所述圃场中利用遮挡物隔断利用所述第二风扇和/或所述第一风扇输送的送风区，以阻碍来自栽培于该圃场内的农作物的侧方的空气的流入流出以及没有来自所述加热器的热风的损失。

3.根据权利要求1所述的防霜防冻装置，其中，所述防霜防冻装置被构造成，在所述第一风扇和所述第二风扇两者或者其中任何一个上设有包围对应风扇的保护部件。