JP6160869B2 - 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

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効率的で省電力な温度調節を行い、課題を解決することを特徴とする。

本発明の効果は、効率的な温度調節方式の採用による省電力化により、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となることである。

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 (3)

1. 断熱排気ダクトの内部に巣箱を据置き、断熱排気ダクトと巣箱の間に挿入した高静圧ファ ンを装備する仕切板で分離された断熱送気ダクトの内部空間にフィン（内部）を配置し、 ペルチェ素子、フィン（外部）、放熱ファンを断熱排気ダクト、断熱送気ダクトの外部に 配置した、上記巣箱をのぞく部品により構成される
   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. 前記の温度調節装置の断熱送気ダクトと断熱排気ダクトの排水口からの漏気を防止する吸 水排水装置を装備することを特徴とする請求項１に記載の
   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. 前記の温度調節装置の断熱排気ダクトとその内部に据置かれた巣箱の隙間を閉塞する挿入 型出入口を装備することを特徴とする請求項１に記載の
   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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