JP2014155472A - Carbon fiber heating sheet and crop cultivation house - Google Patents
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Abstract
Description
実施形態は、作物の栽培時等に必要な温度を適正に管理するカーボン繊維発熱シートおよび作物栽培ハウスに関する。 The embodiment relates to a carbon fiber heating sheet and a crop cultivation house that appropriately manage a temperature necessary for cultivation of a crop.
環境を損なわず熱効率が良くかつ温度ムラのない電力カーボンヒータを用いて、作物の育成あるいは道路の融雪や凍結防止をするシステムがある。しかしながら電力カーボンヒータは、実際の使用時には、固定部材を用いて必要箇所に複数の電力カーボンヒータを固定する操作を必要とする。 There is a system for growing crops or preventing snow melting and freezing on roads using an electric power carbon heater that does not damage the environment and has good thermal efficiency and temperature uniformity. However, the electric power carbon heater requires an operation of fixing a plurality of electric power carbon heaters at necessary locations using a fixing member in actual use.
この発明が解決しようとする課題は、各種の使用形態に適応可能でありながら、環境を損なうことがなく安全であり、エネルギーを節約出来るカーボン繊維発熱シート及び作物栽培ハウスを提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a carbon fiber heat generating sheet and a crop cultivation house that can be adapted to various types of use, are safe without damaging the environment, and can save energy.
上記課題を達成するために、実施形態のカーボン繊維発熱シートは、複数本のカーボン電線と、前記複数本のカーボン電線に接続する給電配線と、前記複数本のカーボン電線及び前記給電配線をラミネートする柔軟性を有するフィルムとを備える。 In order to achieve the above object, the carbon fiber heating sheet of the embodiment laminates a plurality of carbon wires, a power supply wiring connected to the plurality of carbon wires, the plurality of carbon wires and the power supply wiring. And a flexible film.
以下、実施形態について図1乃至図4を参照して説明する。図1は、作物栽培ハウスの一例であるビニールハウス10を示す。ビニールハウス10は、例えば、パイプ機材をビニールシートで覆ってなる。ビニールハウス10内は、例えば鉢植え11を栽培する第1のエリア[A]と、育苗箱12で苗を栽培する第2のエリア[B]を備える。ビニールハウス10内は、直接植物を植える直植えのエリアを供える等可能である。第1のエリア[A]および第2のエリア[B]は、地中17との間に、発泡スチロールあるいはエアキャップ等からなる断熱材18を備える。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. 1 shows a
ビニールハウス10は少なくとも一部にカーボン繊維発熱シートであるヒータ20を備える。例えば第1のエリア[A]では、ヒータ20は、鉢植え11の上部を覆う。例えば第2のエリア[B]では、ヒータ20を、育苗箱12の下に敷く。ヒータ20は、例えば直植えのエリアでは、地中17に埋設しても良い。
The
次にヒータ20について詳述する。ヒータ20は、図2乃至図4に示すように、例えば複数のカーボン電線21及びカーボン電線21を固定する絶縁性のワイヤ22を備える。カーボン電線21は、図3に示すようにカーボン繊維(Carbon Fiber)からなる芯線と21a、芯線21aを被覆するシリコン被膜21bを備える。カーボン電線21は、曲げ加工性に優れ断線を生じ難い。カーボン電線21の芯線21aは、単体のカーボン繊維であっても良いし、複数本のカーボン繊維を撚り合わせても良い。芯線21aは、複数本のカーボン繊維を撚り合わせることにより、単線のカーボン繊維に比べてより柔軟性に優れる。
Next, the
カーボン電線21は自己温度制御特性を備える。カーボン電線21の両側に電圧を掛けて電流を流すと、カーボン電線21は発熱する。カーボン電線21は、発熱により一定温度以上になると、抵抗値が増加して電流が流れ難くなり、特定の制御温度を保持する。カーボン電線21の自己温度制御特性による制御温度は、カーボン電線21の芯線21aの径、長さあるいは、カーボン電線21に印加する電圧値により任意に設定可能である。
The carbon
ワイヤ22は、例えば絶縁性に優れた糸状のものを撚り合せてなる。ワイヤ22は所定箇所で、複数の繊維の間にカーボン電線21を挟むことにより、複数のカーボン電線21を例えば等間隔に配置する。複数のカーボン電線21の間隔は等間隔でなくても良い。ワイヤ22上で、カーボン電線21を挟む箇所を任意に選択すれば、ワイヤ22は、カーボン電線21の間隔を容易に調整可能である。またワイヤ22の間隔及び使用本数も任意である。
The
ヒータ20はカーボン電線21に接続して、電源26による電力をカーボン電線21に供給する、給電配線である電源線23を備える。電源26は、例えば家庭用電源あるいはビニールハウス10等で一般に使用される重油ボイラ稼動用電源(100Vあるいは200Vのいずれでも可能である。)等を利用可能である。電源26は、太陽光発電による電源を利用することも可能である。電源線23は、カーボン電線21に例えば24Vの直流の低電圧を供給する。カーボン電線21に供給する電圧は交流電圧であっても良い。
The
ヒータ20は、カーボン電線21、ワイヤ22及び電源線23を、一体的にラミネート加工する例えば柔軟且つ透明なフィルム24を備える。フィルム24によるラミネート加工は、ベースフィルム24a上に、等間隔に配置したカーボン電線21、ワイヤ22、電源線23を配置して、カバーフィルム24bを上から貼り合わせる。ヒータ20は、ラミネート加工により、カーボン電線21、ワイヤ22及び電源線23をフィルム24内で固定する。
The
フィルム24の素材はラミネート加工可能であればプラスチック等任意である。ラミネート加工の方法は、熱による加工あるいは接着剤による加工等任意である。ヒータ20のサイズは任意である。例えばヒータ20を定型サイズに形成しても良いし、ヒータ20を矢印x方向に長いロール状に形成して、必要長さにカットして使用することも可能である。
The material of the
例えば自己温度制御特性による制御温度を40℃としたヒータ20を必要長さにカットして、トンネル状に形成する。トンネル状に形成したヒータ20で、ビニールハウス10内の第1のエリア[A]の鉢植え11の上部を覆う。例えばビニールハウス10内の温度が、鉢植え11の適正な育成温度より低下した場合に、電源26をオンしてカーボン電線21に通電する。カーボン電線21は、低電圧で、40℃の発熱温度を維持し、第1のエリア[A]内を適正な育成温度に保つ。
For example, the
ヒータ20は、透明なフィルム24内に細いカーボン電線21とワイヤ22をラミネートするのみであることから、ヒータ20内の鉢植え11に太陽光を十分取り入れて、鉢植え11の生育に有効に作用する。カーボン電線21は、通電による抵抗値から生じる熱(波長)がカーボン特有の遠赤外線を放射する。カーボン電線21が放射する遠赤外線は、鉢植え11の生育により有効に作用する。
Since the
カーボン電線21は、電源26をオンした際の突入電圧がタングステン或いは他の金属類と比較して極めて低いことから、カーボン電線21や電源線23等に大きな負荷が掛かることが無い。カーボン電線21や電源線23等の寿命を長く出来る。
Since the inrush voltage when the
例えば自己温度制御特性による制御温度を例えば40℃としたヒータ20を必要長さにカットして、ビニールハウス10内の第2のエリア[B]の育苗箱12の下に敷く。例えばビニールハウス10内の温度が、育苗箱12内の苗の適正な育成温度より低下した場合に、電源26をオンしてカーボン電線21に通電する。カーボン電線21は、40℃の発熱温度を維持し、第2のエリア[B]の育苗箱12を底部から暖める。
For example, the
実施形態によれば、カーボン電線21、ワイヤ22及び電源線23を、フィルム24で一体的にラミネート加工してヒータ20を形成する。温度調整装置を設けることなくユーザが所望する加熱温度を低電圧で得られ、安全性及びエネルギーの節約を得る。実施形態によれば所望サイズのヒータ20をビニールハウス10内の所望する領域に設置する。実施形態によれば、化石燃料を利用した重油ボイラや高出力ハロゲンランプ等を用いてビニールハウス10全体を暖める必要が無い。実施形態は、化石燃料によるCO2温暖化を避け、且つ必要とする領域のみを部分的に暖めることが出来、エネルギーの節約を得る。
According to the embodiment, the
実施形態によれば、ヒータ20サイズを容易に調整可能であり、ユーザの使い勝手を向上する。フィルム24が柔軟性を備えることから、ヒータ20は加工性に優れ、所望の形状を得られる。フィルム24が透明であることから、ヒータ20は透光性に優れ、鉢植え11の上部を覆っても、ヒータ20の内部に太陽光を取り入れることが出来、鉢植え11の生育に優れている。実施形態によれば、ビニールハウス10内の第1のエリア[A]と第2のエリア[B]とでヒータ20の使用形態を変えることが出来る。ヒータ20は、同じビニールハウス10内をエリア毎に別々に温度管理できる。
According to the embodiment, the size of the
以上説明した実施形態のカーボン繊維発熱シートは、例えば光を取り入れる必要が無ければ、透明性を備えていなくても良い。また育苗箱12の下に敷き、あるいは地中17に埋設する場合等では、カーボン電線をラミネートするフィルムは硬質であっても良い。また複数本のカーボン電線は、直線状でなくても良い。例えば図5に示す第1の変形例のように、ヒータ30は、フィルム24内でカーボン電線21を蛇行して配置しても良い。カーボン電線21を蛇行させることにより、カーボン電線21の長さを容易に調整することも可能となる。
The carbon fiber exothermic sheet of the embodiment described above may not have transparency if it is not necessary to take in light, for example. Moreover, when laying under the
またカーボン繊維発熱シートの給電配線の配置位置も任意である。例えば図6に示す第2の変形例のように、ヒータ40は、フィルム24内の片側に電源線23を配置しても良い。さらにカーボン繊維発熱シートは、例えばビニールハウスに直接貼り付ける等して使用することが可能であるし、あるいは水耕栽培等に使用しても良い。またカーボン繊維発熱シートを、融雪や凍結防止機器等に活用することも可能である。カーボン繊維発熱シートに用いるカーボン電線の自己温度制御特性による制御温度は限定されない。カーボン電線の径、長さあるいは、カーボン電線に印加する電圧値を調整して、カーボン電線の自己温度制御特性による制御温度をユーザが必要とする制御温度に設定することが可能である。
The arrangement position of the power supply wiring of the carbon fiber heating sheet is also arbitrary. For example, as in the second modification shown in FIG. 6, the
この発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことが出来る。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although the embodiment of the present invention has been described, this embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. The novel embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10…ビニールハウス
11…鉢植え
12…育苗箱
20…ヒータ
21…カーボン電線
21a…芯線
21b…シリコン被膜
22…ワイヤ
23…電源線
24…フィルム
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記複数本のカーボン電線に接続する給電配線と、
前記複数本のカーボン電線及び前記給電配線をラミネート加工するフィルムとを備えることを特徴とするカーボン繊維発熱シート。 Multiple carbon wires,
Power supply wiring connected to the plurality of carbon wires,
A carbon fiber heating sheet comprising: a plurality of carbon wires and a film for laminating the power supply wiring.
前記ハウスの少なくとも一部に配置して、前記作物を暖める請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のカーボン繊維発熱シートとを備えることを特徴とする作物栽培ハウス。 A house covering the crops,
A crop cultivation house comprising: the carbon fiber heating sheet according to any one of claims 1 to 4, which is disposed in at least a part of the house to warm the crop.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2013
- 2013-02-18 JP JP2013028960A patent/JP2014155472A/en active Pending
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