JP2015198583A - マルハナバチ類等の送紛昆虫の巣箱内部の温度調節装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】マルハナバチ等の送紛昆虫と巣自体の効率的な温度調節装置による省電力化、バッテリーによる稼働等が可能な装置が求められた。さらに、巣箱内部の温度計測値に基づいた温度調整、異常事象を検知・通報、巣箱内部への害虫侵入、巣箱開口部の汚れに対処が必要と考えられた。
【解決手段】フィン(内部)8で加温あるいは冷却した断熱送気ダクト2内の空気を高静圧ファン4で加圧し、巣箱1内部に発生する空気の流れにより内部温度を調節する。巣箱1からの排気と断熱送気ダクト2からの漏気を断熱排気ダクト3で回収・再利用し、温度調節を行う。冷却時の結露水は、圧力保持、害虫侵入防止機能を有する吸水排水装置で排水する。
巣箱内部に温度センサーを設置し、温度表示・電源制御を、巣箱内部に別に設置した温度センサーで温度異常を検知し、通報する。送紛昆虫出入用の切欠部に紙製の挿入形出入口18を設置し、易交換性確保と害虫進入防止をはかる。
【選択図】図2

Description

本発明は、ダクト式換気を用いたマルハナバチ類等の送紛昆虫および巣自体の温度調節装置に関するものである。
近年、トマト、ナスなどの栽培における労力軽減を目的として、圃場のハウス内などにマルハナバチ等の送紛昆虫の巣箱を設置して、マルハナバチ等の送紛昆虫を作物に訪花させて受粉させることがおこなわれている。圃場内に設置した巣箱は遮光などの対策を講じるものの、外気温の影響を受けやすく、活動適温外ではマルハナバチ等の送紛昆虫の働きの悪化や巣内の幼虫、卵への悪影響が、加えて高温時には巣の溶解などによる巣の寿命短縮などの問題が発生するため、巣箱の温度管理が重要になってくる。
そのため、断熱材などで形成された恒温箱に巣箱を収容して電気的あるいは蓄熱材などで巣箱の温度を調整する装置(例えば、特許文献1参照。)や、巣箱外部に設置した電気的に温度を調節する装置から冷気を送風循環して巣箱の温度を調整する装置(例えば、特許文献2参照。)が開発され、実用化されているが、これらは100Vあるいは200Vの商用電源を用いた装置であるため、商用電源などが確保できない圃場では使用できない。
また、恒温箱内部の温度を調節する場合には温度調節の対象空間が大きくなること、巣箱内部を直接的に温度調整する方式ではないこと、巣箱外部に送風設備を設けた場合には巣箱本体に設けられた開口部や機器の接続部からの冷気漏出によるロスが発生することから、大きな温度調整能力が必要になる。そこで、ロスが少なく、省電力で効率的な温度調節装置を開発することにより、商用電源の場合は省電力化がはかれ、商用電源が無い圃場でもバッテリーなどを用いた継続的な温度調節が可能になると考えられた。
さらに、これらの装置は巣箱内部の温度を直接モニターしていないため、巣箱内部の温度が把握できない。また、機器の故障時などのトラブル時には、マルハナバチ等の送紛昆虫の行動などで巣箱内部の温度上昇を判断することになるため、農作業のかたわらで誰もがトラブルを容易に把握することが難しい状況である。
巣箱内には成虫のエネルギー源である蜜が入れられているが、それを目的にアリ等の害虫が巣箱内部に侵入した場合には巣に対して悪影響があるとされているため、アリなどの侵入防止対策が必要となる。
また、働き蜂が運んできた花粉により巣箱の出入口が汚れ、これが翌年以降のカビの発生原因になると考えられるため、容易に清潔にできる出入口構造も必要となる。
これらの課題に対して、ロスが少ない効率的な温度調節装置、巣箱内部の温度モニタリングと警報システム、挿入形の出入口を設置することで解決を図る。
特開2013−59303号公報 特開2004−236584号公報
解決しようとする課題は、効率的で省電力な温度調節装置の開発、巣箱内部の温度が直接把握できてトラブルの早期発見が容易で、アリ等の害虫の侵入やカビの発生が防止できるマルハナバチ類等の送紛昆虫用温度調節装置の開発である。
本発明は、ダクト式換気を用いた巣箱内への循環空気の圧送によりロスが少なく効率的で省電力な温度調節、巣箱内部の直接的な温度測定とそれに基づいた温度調整、異常事象の通報機能の付加、交換性と害虫侵入防止機能を有する出入口の設置により、課題を解決することを最も主要な特徴とする。
巣箱内部の冷却時は、巣箱に接続した断熱構造の送気ダクト内の冷却された空気を、高静圧ファンにより発生させた圧力差により巣箱内部に流入させることと、巣箱内部に発生する空気の流れによる気化熱により巣と生物を冷却する。巣箱内部の加温時は、巣箱に接続した断熱構造の送気ダクト内の加温された空気を、高静圧ファンにより発生させた圧力差により巣箱内部に流入させることにより巣と生物を加温する。
断熱排気ダクトを、巣箱に接するように配置した断熱送気ダクト以外の部分に対して巣箱全体を覆うように配置して、断熱送気ダクトと巣箱の接続部からの漏気や巣箱から排出される空気を、断熱排気ダクトで回収、再利用することで省電力な温度調節を行う。
省電力とすることで、バッテリー、太陽光発電パネル、充放電コントローラーにより、電源が無い圃場でも継続的な機能維持が可能な温度調節装置とする。
巣箱内部の温度をモニターして温度表示し、ペルチェ素子、放熱ファン、高静圧ファンなどの電源管理を行う温度制御システムを設置する。さらに、巣箱内部の温度が異常値を示した場合に警報を発令するアラームシステムを温度制御システムと独立した電源により設置する。
冷却時にダクト内に設置したフィンなどに発生する結露水は、ダクト内の圧力保持、害虫の侵入を防止するため、フェルトなどを用いた毛細管現象を利用した吸水排水装置により排水する。
巣箱の出入口に接する断熱排気ダクトの切欠部に、紙製の挿入形出入口を設置することで交換を容易にし、挿入形出入口の本装置から突出した端部の外側外周に粘着材を設置することでアリなどの害虫の進入を防止する。
冷却あるいは加温された空気を断熱送気ダクトにより巣箱内部に圧送して巣自体を直接的に温度調整するとともに、外気に比べて適温に温度調節された巣箱からの排気とダクト接続部からの漏気を断熱排気ダクトで回収して再利用することにより省電力し、長時間にわたるバッテリー等での駆動を可能とすることで商用電源が無い圃場などで利用ができ、商用電源を用いる場合でも消費電力の削減が可能になる。
また、巣箱内部温度のモニタリングと警報システムを用いることにより、機器の故障やバッテリーの過放電等のトラブルを専門的な知識が無くても容易に把握できる。挿入形出入口と吸水排水装置を用いることで、巣へのアリなどの害虫の進入防止やカビの発生防止をはかることで、巣の寿命を維持できる。
図1はマルハナバチ類等の送紛昆虫の巣箱内部の温度調節装置の外観を示す斜視図である。 図2はマルハナバチ類等の送紛昆虫の巣箱内部の温度調節装置のメンテナンス用外蓋をあけた状態を示す平面図である。 図3はマルハナバチ類等の送紛昆虫の巣箱内部の温度調節装置のA−A断面を示す断面図である。 図4はマルハナバチ類等の送紛昆虫の巣箱内部の温度調節装置のB−B断面を示す断面図である。 図5はマルハナバチ類等の送紛昆虫の巣箱内部の温度調節装置のC−C断面を示す断面図である。 図6はマルハナバチ類等の送紛昆虫の巣箱内部の温度調節装置の挿入形出入口を示す拡大図である。 図7はマルハナバチ類等の送紛昆虫用温度調節装置の配置図である。
巣箱1のスリット開口などに断熱送気ダクト2を設置し、断熱送気ダクト設置部以外の巣箱1の外周に断熱排気ダクト3を配置する。高静圧ファン4により加圧された断熱送気ダクト2内部の空気が、加圧されていない巣箱内部を通して断熱排気ダクトに流れることで、巣箱1の内部に空気の流れを発生させる。
巣箱1の内部を冷却する場合は、フィン(内部)8により冷却された断熱送気ダクト2の内部の空気が巣箱1の内部に流入することと、巣箱1内部の空気の流れによる気化熱の発生により、送紛昆虫の生体および巣自体を冷却する。
巣箱1の内部を加温する場合は、フィン(内部)8により加温された断熱送気ダクト2の内部の空気が巣箱1の内部に流入することで、送紛昆虫の生体および巣自体を加温する。
ダクト式換気の場合にはダクト接続部からの漏気の防止が重要であるが、断熱送気ダクト2と断熱排気ダクト3により巣箱1を囲うことにより、巣箱とダクトの接続部からの漏気は全て断熱排気ダクト3で回収され、高静圧ファン4を介して断熱送気ダクト2へと循環し、フィン(内部)8により再加温あるいは再冷却される。また、巣箱1を経て断熱排気ダクト3で回収される空気は、外気に比べてマルハナバチ類等の送紛昆虫に対する適温に近い温度の空気であり、これを再利用することにより、省電力な温度調節が可能となる。
断熱送気ダクト2と断熱排気ダクト3は、各々を単独で設置することも可能であるが、巣箱1全体を囲う形で設置された断熱送気ダクト2と断熱排気ダクト3の外壁に対して、発泡材などで形成された仕切板19により巣箱1の周囲の空間を区分することで、簡易な構造で断熱送気ダクト2と断熱排気ダクト3を配置することが可能となる。また、仕切板19により巣箱1と断熱送気ダクト2の密着性を確保するとともに、巣箱1の固定を行う。
フィン(内部)8は、ペルチェ素子5により加熱あるいは冷却される。ペルチェ素子5により発生する温度差を大きくするために、熱移動と放熱を促進するフィン(外部)6、放熱ファン7を接続する。
なお、加熱と冷却はペルチェ素子5への電源の極性を替えることで実現できる。また、断熱排気ダクト3の内部に保冷剤やカイロを入れたり、断熱送気ダクト内部に攪拌用のファンを設置することで、短時間での温度調整が可能になる。
冷却時には、フィン(内部)8に結露水が発生するため、断熱送気ダクト2の内部圧力を保持しながら、結露水を本装置21の外部に排水するため、フェルトなどを用いた毛細管現象を利用した吸水排水装置9を設置する。また、保冷剤を用いる場合には、吸水排水装置9とは別に、保冷剤の下側にフェルトなどを用いた吸水排水装置を設置することで排水する。
巣箱内部に設置した温度センサー12による温度測定値にもとづき、温度制御ユニット13で温度表示をし、高静圧ファン4、ペルチェ素子5、放熱ファン7などの機器を設定した温度での電源の制御を行う。
また、巣箱内部に温度センサー12とは別に設置した温度センサー15により温度を測定し、温度制御ユニット13とは別系統の電源で独立して動作して、巣箱1の内部が設定した温度を示すとLED点滅、サイレンなどにより異常を通報するアラームユニット17を併設する。
温度制御ユニット13とアラームユニット17は、個別に温度設定ができ、設定温度に達する手前で予告のためのLEDが表示することで、機器の動作状況がわかるようにする。
マルハナバチ類等の送紛昆虫の巣箱出入口22に接する断熱排気ダクト3の切欠部23には、紙製の挿入形出入口18を設置することで、花粉などで汚れた場合に交換が可能なようにする。
また、挿入形出入口18の外側の端部は、本装置21から突出する形状となっており、突出部の外側外周に粘着材24を設置することで、アリなどの害虫の進入を防止する。
図1にマルハナバチ類等の送紛昆虫用温度調節装置の斜視図を、平面図を図2に、図3、図4、図5にマルハナバチ類等の送紛昆虫用温度調節装置の断面図を示す。
本装置21は、巣箱1を断熱送気ダクト2と断熱排気ダクト3で取り囲む形で形成されるため、外観は図1斜視図のように発泡材などの断熱材で外周を覆われた矩形状となり、その内部に発泡材などで形成された仕切板19を挿入設置することで断熱送気ダクト2と断熱排気ダクト3が形成される。断熱排気ダクト3の上側には、メンテナンス用外蓋20が設置される。
本装置21をバッテリーにより駆動する場合の設置例を図5に示す。
本装置21の電源はバッテリー14により供給され、巣箱1の内部に設置した温度センサー12による温度測定値をもとに温度制御ユニット13により電源制御が行われる。
バッテリー14は、充放電コントローラー11を介して太陽光発電パネル10に接続することで、商用電源が利用できない圃場でもバッテリーの充電が可能になり、継続的な使用が可能になる。
また、巣箱1の内部には、上述の温度センサー12とは別の温度センサー15を設置し、アラームユニット17と接続する。アラームユニット17は、温度制御ユニット13とは別の独立したバッテリー16から電源を供給することで、本装置21の故障やバッテリーの過放電などのトラブル時においても、アラームによる警報が可能なシステムとなる。
1 巣箱
2 断熱送気ダクト
3 断熱排気ダクト
4 高静圧ファン
5 ペルチェ素子
6 フィン(外部)
7 放熱ファン
8 フィン(内部)
9 吸水排水装置
10 太陽光発電パネル
11 充放電コントローラー
12 温度センサー
13 温度制御ユニット
14 バッテリー
15 温度センサー
16 バッテリー
17 アラームユニット
18 挿入形出入口
19 仕切り板
20 メンテナンス用外蓋
21 本装置
22 巣箱出入口
23 切欠部
24 粘着材

Claims (6)

  1. マルハナバチ類等の送紛昆虫の巣箱に断熱構造の送排気ダクトを接続し、高静圧ファンにより発生させた圧力差により加熱あるいは冷却された空気を巣箱内部に流入させて温度調節し、巣箱内部に発生する空気の流れによる気化熱により巣と生物の冷却を補助するマルハナバチ類等の送紛昆虫の巣箱内部の温度調節装置。
  2. 巣箱を覆うように送排気ダクトを配置することで、巣箱からの排気と断熱送気ダクトと巣箱の接続部からの漏気を断熱排気ダクトで回収、再利用し、温度調節を行うマルハナバチ類等の送紛昆虫の巣箱内部の温度調節装置。
  3. 省電力で、バッテリー、太陽光発電パネル、充放電コントローラーとの組み合わせにより、電源が無い圃場でも継続的な機能維持が可能なマルハナバチ類等の送紛昆虫の巣箱内部の温度調節装置。
  4. 巣箱内部の温度をモニターし、温度表示、加温機器あるいは冷却機器の電源制御を行う温度制御システムと、巣箱内部の温度が異常値を示す場合に警報を発令するアラームシステムの2種類を独立した電源で併設するマルハナバチ類等の送紛昆虫の巣箱内部の温度調節装置。
  5. 冷却時にダクト内に設置したフィンなどに発生する結露水の排水と、ダクト内圧力保持、害虫侵入防止を両立するため、毛細管現象を利用した吸水排水装置により排水するマルハナバチ類等の送紛昆虫の巣箱内部の温度調節装置。
  6. マルハナバチ類等の送紛昆虫の巣箱出入口に接する断熱排気ダクトの切欠部に、紙製の挿入形出入口18を設置することで交換を可能とし、挿入形出入口の本装置から突出した端部の外側外周に粘着材を設置することでアリなどの害虫の進入を防止するマルハナバチ類等の送紛昆虫の巣箱内部の温度調節装置。
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