JP5408760B1 - 太陽熱利用の土壌消毒器 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単、安価な構造で、また運転コストがかからない状態で土壌の消毒を可能にし、家庭菜園等の小規模で野菜等を栽培する人が利用し易いよう形成した太陽熱利用の土壌消毒器を提供する。
【解決手段】 土壌１を入れる容器２と、この容器２に太陽光を反射して太陽光の熱エネルギーで容器２内の土壌１を加熱殺菌する反射板３とを備える。容器２を、透光状に形成する。反射板３を、容器２の北側に向いた面に対応して立てられる主反射板３ａと、容器２の設置面に敷かれる補助反射板３ｂとで形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、太陽熱利用の土壌消毒器に関し、更に詳しくは太陽熱を利用し、土壌を、殺菌、消毒処理できるよう形成した太陽熱利用の土壌消毒器に関するものである。

従来、この種の消毒器としては、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、ハウス内の土壌にパイプを埋設し、パイプ中に温水等を通して、太陽熱と地中暖房との併用により土壌の温度を上昇させて土壌の熱消毒を行なう構成である。

また従来、土壌や砂の取込装置と、取り込んだ土壌を、ガスバーナーで加熱滅菌する加熱滅菌装置を備えた装置が知られている（特許文献２参照）。
更に従来、太陽光を利用して、水に溶け込んでいる有害化学物質や有機物を分解し、ウイルスなどを殺菌する装置としては、特許文献３に記載の装置がある。

ところで、例えば家庭菜園やベランダ等で野菜等を栽培する人にとっては、費用負担を軽減したいことから、土壌に含まれる病害菌等を、簡単、低コストで処理したい要望がある。

しかるに、特許文献１に記載の従来品は、ハウス設備、埋設パイプ、パイプに通す温水の供給装置等を伴うものであった。また特許文献２の従来品も、装置が大型化し、しかもガス燃料を必要とした。

従って、これらの従来品の場合は、装置が高く付き、また燃料代がかかり、運転コストがかかるのを避けられなかった。それ故、これらの従来品は、大規模農場でしか利用できず、家庭菜園等で作物を栽培する人にとっては利用することができなかった。

また特許文献３の従来品は、水を薄い液膜として流すようにして太陽光の紫外線で光触媒を励起し、水中の汚染物質等を紫外線で分解処理するものである。

而して、野菜等の栽培土壌には、雑菌のほか、害虫の卵や幼虫、或いは雑草の種子等が含まれている、という特性がある。
従って、特許文献３の従来品は、この種の物質を含む土壌の消毒には利用することができなかった。

特開２０００−１８４８２８号公報 特開平９−１７３４２２号公報 特開２００６−６８８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、簡単、安価な構造で、また運転コストがかからない状態で土壌の消毒を可能にし、家庭菜園等の小規模で野菜等を栽培する場合に利用できるよう形成した太陽熱利用の土壌消毒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、図２等に示されるように、土壌１を入れる容器２と、この容器２に太陽光を反射して太陽光の熱エネルギーで容器２内の土壌１を加熱殺菌する反射板３とを備え、上記の容器２が、透光状に形成され、上記の反射板３が、容器２の北側に向いた面に対応して立てられる主反射板３ａと、容器２の設置面に敷かれる補助反射板３ｂとで形成され、また土壌１を仕切って収納し、仕切り空間に収納された土壌１に太陽光の熱エネルギーを伝熱する熱伝導性の良い格子状枠材４が、上記の容器２内に設けられていることを特徴とする（請求項１）。

ここで、土壌１とは、土や砂のほか、堆肥も含まれる。本発明の場合、容器２の形状や大きさ、材質は、適宜選定されるので良い。反射板３としては、例えば反射フィルム等の反射膜が表面に貼られた板材、アルミ箔等の金属箔で表面が加工された板材、鏡面仕上げされたステンレス等の金属板、或いは鏡がある。

また本発明は、図２等に示されるように、容器２が直方体状に形成され、主反射板３ａが、容器２の西側に向いた面に太陽光を反射させる延長部分３ａ２を備えて形成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、午前中の東側からの太陽光を容器２に反射でき、受光量を増大できるからである。

また本発明は、図１、図９に示されるように、容器２の底板５が、容器２を持ち上げると土壌１の重みで下方に開く観音開き式に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、容器２を逆さにしたり、ショベル等で土壌１を掻き出さなくても、容器２を持ち上げるだけで土壌１を楽に回収できるからである。
なお、この本発明の場合、底板５は、容器２の下面から離されて設けられる場合には限られず、底板５が、容器２の下面とほぼ同じ高さに設けられているのでも良い。

本発明は、このように土壌を入れる容器と、この容器の後側や前側等から太陽光を容器に反射する主反射板と補助反射板とを備え、容器が透光状に形成されている。

従って、本発明は、電気エネルギーや化石燃料を必要とすることなく、無限で無尽蔵の太陽熱エネルギーを利用して、運転コストをかけることなく、土壌に含まれる病害菌や害虫の卵等を加熱除去できる。
また本発明は、構造が簡素で、部品数も少ないから、価格を低廉化できる。
従って、これによると、家庭菜園等のように小規模で野菜等を栽培する人が手軽に利用することができる。

また本発明は、土壌を仕切って収納し、仕切り空間に収納された土壌に太陽光の熱エネルギーを伝熱する熱伝導性の良い格子状枠材が、容器内に設けられている。
従って、本発明によると、格子状枠材で容器内温度を迅速に高温化でき、容器内の中心部の土壌にも熱を伝導でき、殺菌等を効率良く、迅速にできる。

本発明の消毒器の好適な一実施形態を示す要部断面図である。 同上消毒器の斜視図である。 容器の側面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線から見た断面図である。 図２のＶ−Ｖ線から見た断面図である。 図４のＶＩ−ＶＩ線から見た拡大断面図である。 同上消毒器の平面図である。 同上消毒器の側面図である。 同上消毒器の使用状態を説明するための要部断面図である。

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、図２等に示されるように、土壌１を入れる容器２と、この容器２に太陽光を反射して太陽光の熱エネルギーで容器２内の土壌１を加熱殺菌する反射板３とを備えて形成されている。

容器２は、この実施形態では直方体状に形成され、断熱用の空気層２ａを周壁２ｂに備えて透明のアクリル樹脂材で、透光状に形成されている。空気層２ａは、周壁２ｂの全体に形成され、図６等に示されるように、中仕切２ｃを介して内側と外側の二層に形成されている。また周壁２ｂは、補強と空気の流動の防止を兼ねた仕切板２ｄを備えて形成されている。従って、この実施形態の容器２は、空気層２ａによって放熱が抑えられ断熱されるから、容器２内の温度を、効率良く、且つ迅速に高めることができる。

また容器２は、図３、図４等に示されるように、太陽光の熱エネルギーを土壌１に満遍なく伝導できるよう、格子状枠材４を備えて形成されている。この格子状枠材４は、黒色に着色されたアルミ板で、外枠４ａと、この外枠４ａの長手方向に沿って渡されて外枠４ａを二分割する中央仕切板４ｂと、外枠４ａの短手方向に沿って渡されて外枠４ａ内を等間隔に仕切る短幅状仕切板４ｃとで形成されている。

容器２の底板５は、容器２を持ち上げると土壌１の重みで下方に開くよう、観音開き式に形成されている。底板５は、バネ付き蝶番６で容器２内に、上下回動可能に、且つ下方に回動して容器２の下面を開放後は上方に回動して復帰動作可能に形成されている。そして、この底板５は、容器２を設置したとき、後述する補助反射板３ｂの突起状の支持部３ｂ１で支持可能に形成されている。

また容器２は、この実施形態では蓋７を備えて形成されている。蓋７は、上面に取っ手８が設けられている。この取っ手８は、高温化を防止するため、熱伝導率の低い材質で形成されている。また蓋７は、ロック装置９で容器２にロック可能に形成されている。

また蓋７は、図５に示されるように、空気層７ａを全体に備え、透明のアクリル樹脂材で透光状に形成されている。空気層７ａは、この実施形態では断熱効果を高く得られるよう、上下に仕切られ、二層状に形成されている。

また蓋７は、図５に示されるように、容器２内に面する下面に、黒色の吸熱板７ｂが設けられている。この吸熱板７ｂは、入射する太陽光で加熱される。吸熱板７ｂの放熱は、空気層７ａによって蓋７の外側へは防止され、容器２内に行なわれる。吸熱板７ｂは、容器２内に放熱し易くなるよう、放熱フィンが垂下状に形成されているのでも良い。

また蓋７は、容器２内に面する下面に、容器２内の温度が雑菌等を死滅する温度（例えば６０℃）に達すると変色するセンサ１０を備えて形成されている。このセンサ１０は、サーモクロミズムを利用するものであり、周知のチェンジカラー塗料が塗布されたり、或いはチェンジカラー塗料が塗布されたプレートで形成されている。

この場合、チェンジカラー塗料は、紫外線に弱いため、センサ１０の上側に紫外線防止フィルター（図示せず）が設けられているのでも良い。また蓋７は、このセンサ１０に対応する上面位置に、センサ１０を外から視認するための温度確認窓１１が設けられている。この温度確認窓１１は、この実施形態ではごみ等の侵入を防止すると共に、センサ１０を拡大表示できるようレンズ１１ａを備えて形成されている。

また上記の反射板３は、図１、図２等に示されるように、容器２の北側に向いた面に対応して立てられる主反射板３ａと、容器２の設置面に敷かれる補助反射板３ｂとで形成されている。主反射板３ａ、補助反射板３ｂとも、容器２内の温度上昇に寄与できるよう、この実施形態では赤外線などを特に反射する特殊フィルムが表面に貼り付けられた板材で形成されている。

主反射板３ａは、起立固定用のベース部３ａ１と、容器２の西側に向いた側面に太陽光を反射させるための延長部分３ａ２を備えて形成されている。ベース部３ａ１は、主反射板３ａの下面が鉤形に屈曲されることにより形成されている。またこのベース部３ａ１は、補助反射板３ｂの下側に重ね合わされ、補助反射板３ｂの上に容器２が置かれることによリ、主反射板３ａを、容器２の自重で起立固定できるよう形成されている。

補助反射板３ｂの下面の一部は、ベース部３ａ１と重ね合わされる箇所３ｂ２が凹段差状に形成されている。この箇所３ｂ２の厚みは、補助反射板３ｂの厚みと同一に選定されている。これにより、補助反射板３ｂとベース部３ａ１は、面一状に接地可能に形成されている。

延長部分３ａ２は、主反射板３ａの垂直面状の本体部分に対し、鉤形に屈曲され、容器２の西側に向いた側面の横幅のほぼ中央付近まで突き出されている。この延長部分３ａ２は、午前中の東側からの太陽光を、容器２の側面に反射させる。また午後から夕方にかけては、西側からの太陽光を、延長部分３ａ２が遮蔽していない容器２の側面の残りの半面部分に直射させるよう機能する。これにより、この実施形態の本発明では、容器２の受光量をアップできるものである。

補助反射板３ｂは、発泡スチロール等の断熱材３ｂ３を備えて形成されている。この断熱材３ｂ３により、地面への放熱が抑えられ、太陽熱エネルギーを容器２内の土壌１の加熱作用に専ら利用できるものである。なお、補助反射板３ｂは、容器２の荷重が加わる位置に、補強材３ｂ４が設けられている。

次に、本発明品の使用例及び作用を説明する。

先ず、使用者は、図１、図２等に示されるように、所定位置に主反射板３ａを立て、ベース部３ａ１の上に補助反射板３ｂを敷き、その上に容器２を置く。主反射板３ａは、容器２の自重で起立状に固定される。

容器２と、主反射板３ａとは、所定間隔Ｄ（図８参照）だけ離され、主反射板３ａは反射面を南向きにして配置される。容器２と主反射板３ａとの間隔Ｄは、本発明品を使用する時期（季節）の日射角や、主反射板３ａの高さ、容器２の大きさ等により、使用者は受光量が最大になるよう適宜調節する。

而して、太陽光は、図１、図８に矢示されるように、日中、主反射板３ａと補助反射板３ｂで反射され、容器２に照射される。またこの実施形態では、主反射板３ａの延長部分３ａ２で、午前中の東側からの太陽光が、容器２の西側の面に反射される。そのため、これによると、容器２の受光量が増大する。

太陽光は、容器２の周壁２ｂと蓋７を介して容器２内に入射し、容器２と蓋７の空気層２ａ、７ａにより、外部への放熱が防止される。そして、本発明は、入射する太陽光の熱エネルギーで、容器２内の土壌１が加熱され、殺菌、消毒される。

而して、この実施形態の本発明品は、容器２内の黒色の格子状枠材４が、入射する太陽光の熱エネルギーを吸熱し、この格子状枠材４の各面から土壌１に伝熱される。この場合、格子状枠材４の外枠４ａの内面に接する土壌１と、外枠４ａから離れた格子状枠材４の中央付近の土壌１は、格子状枠材４の中央仕切板４ｂや短幅状仕切板４ｃによって、ほぼ同じ割合、速度で、効率良く迅速に加熱される。

本発明の場合、土壌１の加熱殺菌処理は、通常、２日の日程で行なわれる。初日（１日目）は、土壌１の潜熱と容器２の断熱効果で予備加熱にあてられる。そして、翌日（２日目）に、容器２内温度を、土壌１に含まれる病害菌、虫の卵や幼虫等が熱で死滅する温度（通常、６０℃以上）まで高め、この種の物質を加熱除去するものである。

この場合、この実施形態の本発明品は、容器２内において、土壌１の上側のスペースだけではなく、底板５の下側にも、スペースが形成されている。従って、本発明は、これらのスペースが土壌１を挟んで断熱する。そして土壌１は、上記の通り、熱伝導性の良い格子状枠材４の熱を受け、加熱される。それ故、この本発明によれば、土壌１を、効率良く、且つ迅速に消毒できる。

而して、本発明は、土壌１の温度が上昇し、設定値（例えば６０℃）に達すると、センサ１０の色が、それまでの白色から赤色に変化する。使用者は、２日目に温度確認窓１１から覗いて、容器２内の温度が雑菌等の死滅温度に達しているか否か確認する。

そして、センサ１０の色が赤色に変化していたら、使用者は、取っ手８を持って容器２を持ち上げる。すると、底板５が、図９に示されるように、土壌１の重みで下方に回動し、土壌１が補助反射板３ｂの上に落下し、堆積する。従って、使用者は、この堆積している土壌１を回収し、例えばプランター等に入れて使用する。

本発明は、このように、直射光と共に、反射光を、容器２に、その周囲から加え、容器２内の土壌１を、太陽光の熱エネルギーで加熱して殺菌処理するものである。
従って、本発明の場合は、電気やガス等の熱源を必要としないから、運転コストをかけることなく、また電源設備等がない場所でも土壌１を消毒できる。

１ 土壌
２ 容器
２ａ 空気層
２ｂ 周壁
３ 反射板
３ａ 主反射板
３ｂ 補助反射板
４ 格子状枠材

Claims (3)

1. 土壌を入れる容器と、この容器に太陽光を反射して太陽光の熱エネルギーで容器内の土壌を加熱殺菌する反射板とを備え、上記の容器が、透光状に形成され、上記の反射板が、容器の北側に向いた面に対応して立てられる主反射板と、容器の設置面に敷かれる補助反射板とで形成され、また土壌を仕切って収納し、仕切り空間に収納された土壌に太陽光の熱エネルギーを伝熱する熱伝導性の良い格子状枠材が、上記の容器内に設けられていることを特徴とする太陽熱利用の土壌消毒器。
2. 請求項１記載の太陽熱利用の土壌消毒器であって、容器が直方体状に形成され、主反射板が、容器の西側に向いた面に太陽光を反射させる延長部分を備えて形成されていることを特徴とする太陽熱利用の土壌消毒器。
3. 請求項１又は２記載の太陽熱利用の土壌消毒器であって、容器の底板が、容器を持ち上げると土壌の重みで下方に開く観音開き式に形成されていることを特徴とする太陽熱利用の土壌消毒器。

Images