JP5039240B1 - 太陽熱利用の植物栽培用補助器 - Google Patents

Abstract

【課題】 設置作業、撤去作業の手間隙やコストを軽減化、低減化でき、また電気料金等のランニングコストを一掃でき、更には冬季に地温が極端に低下することを防止できるだけではなく、夏季は逆に地温が上昇するのを抑えることができるようにする。
【解決手段】 植物１の栽培箇所２に地面に対して縦向きに設置するパネル状の太陽熱利用の植物栽培用補助器である。栽培箇所２の土に接する熱伝導面部３と、この熱伝導面部３に重ね合わして密着させる板状の蓄熱材４と、この蓄熱材４の熱伝導面部３の側を除いた外周面を断熱する断熱部５とを重ね合わして形成する。蓄熱材４を断熱部５に着脱自在に設ける。断熱部５の下部に土への押し込み部８を形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、太陽熱利用の植物栽培用補助器に関し、更に詳しくは太陽熱を利用し、冬の寒さ、夏の暑さから野菜等の植物の根を保護できるよう形成した太陽熱利用の植物栽培用補助器に関するものである。

従来、この種の器具としては、例えば特許文献１に記載されているものがある。
この従来品は、植物の根付近に、潜熱を蓄積する潜熱蓄熱部を設けることを特徴としている。

また従来、特許文献２、３に記載されているように、土壌温度を上昇させるための加熱装置も知られている。特許文献２に記載の加熱装置は、土壌の底部に埋設するマット状の温熱盤である。この温熱盤は、電熱ヒータと、この電熱ヒータを取り囲むように充填された蓄熱体とで形成されている。

また特許文献３に記載の従来品は、電気抵抗で発熱する面状発熱部材と、この部材の背面側を覆う断熱部材と、面状発熱部材の熱を土に伝える伝熱部材とを三層状に積層し、パネル化しているものである。

ところで、例えば野菜には、寒さに強い種類と、暑さに強い種類がある。この場合、寒さに強い野菜でも、根域温度が０℃近くに低下すると、根の活動が低下し、場合によっては枯れてしまうことがある。また例えば枝豆や茄子等の暑さに強い野菜でも、根域温度が３０℃以上になると、根の活動が弱まり、水の吸収や養分の吸収が極端に低下し、育ち難くなる。

従って、この種の野菜の栽培補助装置は、冬季や寒冷地において、地温（土壌温度）が極端に低下することを防止でき、夏季は逆に地温の高温化を防止できるよう形成されているのが望ましい。

而して、野菜等の作物を栽培する場合は、作物の種類によって連作を嫌い、別の場所に栽培する必要がある。また作物を栽培する畑は、人工的に野菜を育てる施設等を除くと、電源が近くにないのが通例である。

従って、野菜等の栽培を補助するこの種の装置は、器具の設置作業や撤去作業を簡単、迅速にでき、また電源や電気配線等の工事を伴うことなく形成されているのが望ましい。
またこの種の装置は、家庭菜園のような小規模な畑でも手軽に使用できるよう、簡単な構造で低廉化でき、しかもランニングコストがかからないよう形成されているのが望ましい。

しかるに、特許文献１、２に記載の従来品は、植物の根付近の地中に、潜熱蓄熱部や温熱盤を埋設する必要があった。
従って、これらの従来品によると、器具の埋設作業（設置作業）や撤去作業に多大な手間暇やコストがかかる、という問題点があった。

また特許文献１の従来品は、潜熱蓄熱部の下方に配管を設け、この配管に温水、或いは冷水を流し、余剰熱を潜熱蓄熱部で蓄える構造のため、設備が大掛かりでコストが増加するのを避けられなかった。
従って、この従来品は、家庭菜園等の小規模な畑で、手軽に導入できるものではなかった。

また特許文献２、３に記載の発明は、電気エネルギーを利用するものである。
従って、これらの従来品は、電源や電気のコントロール装置等が必要になり、設置作業や撤去作業に多大な手間暇やコストがかかり、電気料金等の運転コストがかかる、という問題点があった。

また特許文献３に記載の従来品は、電気エネルギーで面状発熱部材を発熱させ、この熱で地温を上昇させるものである。
従って、この従来品は、冬季や寒冷地で使用できるのに止まり、これによっては、夏季に地温の上昇を抑えることができない、という問題点があった。

特開平９−２７５８１７号公報 特開２０１１−２２３９３８号公報 特開２０１０−１１８３２号公報

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑み、提案されたものである。
従って本発明の解決しようとする技術的課題は、設置作業、撤去作業の手間隙やコストを軽減化、低減化でき、また電気エネルギーによることなく実現できるようにして、電気料金等のランニングコストを一掃でき、更には冬季に地温が極端に低下することを防止できるだけではなく、夏季は逆に地温が上昇するのを抑えることができるよう形成した太陽熱利用の植物栽培用補助器を提供することにある。

本発明は、上記の課題を解決するため、次のような技術的手段を採る。
即ち本発明は、図１等に示されるように、植物１の栽培箇所２に地面に対して縦向きに設置するパネル状の太陽熱利用の植物栽培用補助器であって、上記の栽培箇所２の土に接する熱伝導面部３と、この熱伝導面部３に重ね合わされて密着される板状の蓄熱材４と、この蓄熱材４の熱伝導面部３の側を除いた外周面を断熱する断熱部５とが重ね合わされて形成され、上記の蓄熱材４が断熱部５に着脱自在に設けられ、断熱部５の下部に土への押し込み部８が形成されていることを特徴とする（請求項１）。

本発明の場合、熱伝導面部３は、熱伝導率や熱拡散率の良い、銅やアルミニウム等の金属材で、例えば平面状に形成される。但し、銅の場合は、耐食加工を施す必要があるため、通常、アルミニウムによるのが良い。なお、熱伝導面部３は、面状であれば、硬質状には限定されず、柔軟質に形成されているのでも良い。

また本発明の場合、蓄熱材４としては、例えばパラフィンを主成分とし、それを有機高分子と複合化してなる市販品がある。蓄熱材４の蓄熱温度は、成分の調節で設定される。蓄熱温度の低い蓄熱材４は冬季に、高いものは夏季に使用する。

断熱部５は、例えば発泡スチロール、ガラス繊維、コルク、空気層等で形成される。また押し込み部８は、例えば石突き状に形成したり、断熱部５の下部の全体を硬質状に形成したり、下部の、例えば全体を下方に先細り状に形成することで実現される。

而して、本発明の場合、熱伝導面部３は、蓄熱材４の板面より大きく形成されて蓄熱材４の板面の周りから食み出されているのが好ましい（請求項２）。
なぜならこれによると、蓄熱材４の蓄熱面積、放熱面積を大きくでき、蓄熱材４の蓄熱、放熱作用をバランス良く達成できるからである。

また本発明は、断熱部５が、空気層５ａと、この空気層５ａを備えた熱伝導率の低い透光性の合成樹脂材５ｂとで形成されているのが好ましい（請求項３）。
なぜならこれによると、蓄熱材４が蓄えた熱を、空気層５ａと合成樹脂材５ｂとの協働作用で断熱でき、外部への放熱を確実に防止できるからである。

またこの場合は、合成樹脂材５ｂが透光性のため、本発明品で、例えば畝床の側壁を形作ると、太陽光が空気層５ａと合成樹脂材５ｂとを介して入射し、太陽熱を、直接、蓄熱材４に蓄えることができるからである。
従って、この場合は、太陽熱エネルギーの小さくなる冬季に、畝床からの蓄熱を補うことができるから、これによれば、特に、冬季の地温上昇に寄与できる。
なお、ここで、熱伝導率の低い合成樹脂材５ｂとしては、例えばアクリル樹脂等がある。また、ここで透光性とは、光を通す、ということを意味する。従って、合成樹脂材５ｂは、透明には限られない。

また本発明は、土への押し込み部８が、下方に向かって先細りの石突き状に形成されているのが好ましい（請求項４）。
なぜならこれによると、設置時に小さな力で本発明品を土に押し込むことができ、土との抵抗が小さい分、楽に設置でき、高さ調節等を簡単にできるからである。

本発明は、このように熱伝導面部と板状の蓄熱材と断熱部とが重ね合わされて形成され、上記の蓄熱材が断熱部に着脱自在に設けられ、断熱部の下部に土への押し込み部が形成されているものである。

従って、本発明は、植物の栽培箇所に地面に対して本発明品を立て置きすることで設置でき、土中に器具を埋設したり配管する必要がないから、これによれば設置作業や撤去作業を、簡単、迅速、低コストでできる。
また本発明は、構造が簡単で、太陽熱エネルギーを利用するものであり、電気エネルギーを必要としないから、これによれば、導入コストを低廉化できるだけではなく、電気料金等のランニングコストを一掃できる。

また本発明は、冬季と夏季で、また作物に応じて蓄熱温度の異なる蓄熱材を選定し、蓄熱材を交換して使い分けることができる。
従って、これによれば、冬季に極端に地温が低下することを防止できるだけではなく、夏季は逆に地温の上昇を抑えることができ、冬季、夏季を問わず、また作物の種類に応じて、植物の生育や成長に好適な土壌環境を作り出すことができる。

本発明の補助器の好適な一実施形態を示し、Ａは設置状態時の斜視図、ＢはＡのＢ−Ｂ線における要部断面図である。 同上補助器の一部を切欠した分解斜視図である。 同上補助器の一部を切欠した斜視図である。 同上補助器の設置状態時の要部拡大断面図である。

以下、本発明の好適な一実施形態を、添付図面に従って説明する。
本発明は、図１等に示されるように、植物１の栽培箇所２に縦向きに設置するパネル状の太陽熱利用の植物栽培用補助器である。

本発明は、上記の栽培箇所２の土に接する熱伝導面部３と、この熱伝導面部３に重ね合わされて密着される、例えば方形の板状の蓄熱材４と、この蓄熱材４の熱伝導面部３の側を除いた外周面を断熱する断熱部５とが重ね合わされて形成されている。

上記の熱伝導面部３は、この実施形態ではアルミニウムで方形の平板状に形成されている。またこの熱伝導面部３は、蓄熱材４の板面より大きく形成されて蓄熱材４の板面の周りから食み出されている。

蓄熱材４は、パラフィンを主成分とし、それを有機高分子と複合化してなる市販品が使用されている（この実施形態では、三菱電線工業株式会社製の潜熱蓄熱材ＭＨＳ（登録商標）を使用）。そして、この実施形態では、冬季に地温の極端な低下を防止できるよう、同社製の蓄熱温度が５℃の蓄熱材４が使用されている。

蓄熱材４は、この実施形態では図２に示されるように、バンド状の固定部材６で熱伝導面部３に、取り付け、取り外しが可能になるよう設けられている。また蓄熱材４は、断熱部５に着脱自在に設けられている。具体的には、熱伝導面部３の四隅が、断熱部５に螺子止め可能に形成されている。

断熱部５は、この実施形態では空気層５ａと、熱伝導率の低い合成樹脂材５ｂとで形成されている。この合成樹脂材５ｂは、この実施形態では透明のアクリル樹脂であり、片面に蓄熱材４の収納部７が方形の凹段差状に形成されている。

また本発明は、断熱部５の下部に土への押し込み部８が形成されている。この押し込み部８は、この実施形態では下方に向かって先細りの石突き状に形成され、断熱部５の下部に複数設けられている。

またこの実施形態の本発明品は、図２等に示されるように、断熱部５の上枠の中央位置に、取っ手９が設けられている。この取っ手９は、本発明品を設置した後、マルチフィルム１０の敷設に支障を来たさないよう、上枠の長手方向に沿った軸部材１１を中心に苗床側に倒すことができるよう形成されている。

次に、本発明品の冬季における使用例及び作用を説明する。

先ず作業者は、図１等に示されるように、植物１の栽培箇所２の周りに本発明品を地面に対して垂直に立て、矩形の枠状に本発明品を設置する。この場合、作業者は、地面から本発明品の上部が、例えば本発明品の高さの１／３程度の長さだけ露出するよう設置する。なお、本発明品を持ち運ぶときは、取っ手９を利用するのが良い。

そして作業者は、本発明品で矩形に形作られた栽培箇所２に土を入れ、畝床を作る。なお、この作業は、先に土を盛り上げて栽培箇所２としての畝床を作ってから、その周囲の地面に本発明品を押し込んで行うのでも良い。

次に、作業者は、図１、図４に示されるように、本発明品を外装するよう栽培箇所２に、例えば透明のマルチフィルム１０を敷設する。この場合、透明マルチフィルムは、太陽光を通すため、地温上昇効果を黒色マルチフィルム等より高く得られるものである。

而して、この実施形態では、蓄熱温度が５℃の蓄熱材４が使用されている。従って、日中の太陽光で地温が上昇し、５℃を越えると、熱伝導面部３を介して太陽熱が蓄熱材４に蓄えられる。またこの実施形態の本発明は、断熱部５が光を通すから、入射する太陽光の太陽熱エネルギーを蓄熱材４が直接受け、蓄熱温度が５℃を超えた分の太陽熱が蓄熱材４に蓄えられる。

すると蓄熱材４が、この実施形態の場合は密封袋内で軟化し、地温が夜間などに低下すると、蓄熱した熱を放出し、軟化状態から固体状態に変化する。本発明は、この際の蓄熱材４の放熱を、地温の上昇に利用するものである。なお、この場合、蓄熱材４の放熱は、断熱部５により外部へは防止される。
従って、本発明によれば、冬の日中の太陽熱を蓄熱材４で蓄え、夜間や朝方、これを畝床に放熱することにより、夜間や朝方、地温が急激に低下することを防止できる。

次に、本発明品を夏季に使用する場合について説明する。

先ず、作業者は、熱伝導面部３から冬季用の蓄熱材４を取り外し、夏季用の蓄熱材４（例えば蓄熱温度が２５℃のもの）を取り付け直す。
次に、作業者は、直射日光を遮断し、外部からの太陽光の入射を防止するため、畝床全体に黒マルチシートを被せる。

而して、夏場において、日中、太陽熱エネルギーで地温が２５℃を越すと、超えた分の熱が蓄熱材４で吸収される。そして、夕方から夜間にかけて地温が２５℃より低くなると、外部への放熱は断熱部５により防止され、蓄熱材４から熱伝導面部３を介して畝床に放熱される。

本発明は、このように夏の直射日光で地温が上昇しても、蓄熱温度を越えた分の熱を蓄熱材４が吸収するから、日中の地温の上昇を抑えることができ、また夜間は地温の低下を防止できる。
その結果、本発明によれば、夏場、植物１の根が過度の温度変化を受けることを防止できる。

１ 植物
２ 栽培箇所
３ 熱伝導面部
４ 蓄熱材
５ 断熱部
８ 押し込み部

Claims (4)

1. 植物の栽培箇所に地面に対して縦向きに設置するパネル状の太陽熱利用の植物栽培用補助器であって、上記の栽培箇所の土に接する熱伝導面部と、この熱伝導面部に重ね合わされて密着される板状の蓄熱材と、この蓄熱材の熱伝導面部の側を除いた外周面を断熱する断熱部とが重ね合わされて形成され、上記の蓄熱材が断熱部に着脱自在に設けられ、断熱部の下部に土への押し込み部が形成されていることを特徴とする太陽熱利用の植物栽培用補助器。
2. 請求項１記載の太陽熱利用の植物栽培用補助器であって、熱伝導面部が、蓄熱材の板面より大きく形成されて蓄熱材の板面の周りから食み出されていることを特徴とする太陽熱利用の植物栽培用補助器。
3. 請求項１又は２記載の太陽熱利用の植物栽培用補助器であって、断熱部が、空気層と、この空気層を備えた熱伝導率の低い透光性の合成樹脂材とで形成されていることを特徴とする太陽熱利用の植物栽培用補助器。
4. 請求項１乃至３の何れかに記載の太陽熱利用の植物栽培用補助器であって、土壌への押し込み部が、下方に向かって先細りの石突き状に形成されていることを特徴とする太陽熱利用の植物栽培用補助器。

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