特許 5750354 潜熱蓄熱材を用いた恒温カバー

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5750354

(24)【登録日】2015年5月22日

(45)【発行日】2015年7月22日

(54)【発明の名称】潜熱蓄熱材を用いた恒温カバー

(51)【国際特許分類】

   A01K 67/033 20060101AFI20150702BHJP

   A01K 47/00 20060101ALI20150702BHJP

【ＦＩ】

   A01K67/033 502

   A01K47/00

【請求項の数】6

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2011-222867(P2011-222867)

(22)【出願日】2011年10月7日

(65)【公開番号】特開2013-81412(P2013-81412A)

(43)【公開日】2013年5月9日

【審査請求日】2014年6月24日

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２３年度、農林水産省、新たな農林水産省を推進する実用技術開発事業委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】505094984

【氏名又は名称】株式会社アグリ総研

(74)【代理人】

【識別番号】110000545

【氏名又は名称】特許業務法人大貫小竹国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】手塚 俊行

(72)【発明者】

【氏名】田中 栄嗣

【審査官】 上田 泰

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−２１００６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第４９８３１３９（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００３−００００８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３２３１３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１６９３０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−０２５８５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−２４５０８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ０１Ｋ ６７／０３３

Ａ０１Ｋ ４７／００ − ５１／００

Ａ４７Ｊ ３９／００ − ３９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

送粉昆虫の巣箱や飼育箱の温度制御を行なう恒温カバーにおいて、前記恒温カバーは、複数の平板部分で構成され、この平板部分を前記巣箱や飼育箱の２面又は３面に添って設けられ、平板部分は、外側に外側断熱材、中間に融点が常温の潜熱蓄熱材、内側に内側断熱材の三層とより成り、前記外側断熱材は、外気温の影響を受けにくい十分な断熱能力を有すると共に、前記内側断熱材は外側断熱材に比して十分でない断熱能力を有することを特徴とする潜熱蓄熱材を用いた恒温カバー。

【請求項2】

前記潜熱蓄熱材は、１８℃から３４℃間に融点のある物質が採用されたことを特徴とする請求項１記載の潜熱蓄熱材を用いた恒温カバー。

【請求項3】

前記平板部は、前記外側断熱材と前記内側断熱材との間に前記潜熱蓄熱材を入れる収納部を備えたことを特徴とする請求項１記載の潜熱蓄熱材を用いた恒温カバー。

【請求項4】

前記潜熱蓄熱材は、アルミバック内に封入されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の潜熱蓄熱材を用いた恒温カバー。

【請求項5】

前記平板部分にあって、紐を取付けたことを特徴とする請求項１記載の潜熱蓄熱材を用いた恒温カバー。

【請求項6】

前記潜熱蓄熱材は、０℃以下に融点のある物質が採用されたことを特徴とする請求項１記載の潜熱蓄熱材を用いた恒温カバー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、送粉昆虫の巣箱や飼育箱の温度をコントロールするために用いられる、巣箱や飼育箱を覆う潜熱蓄熱材を用いた恒温カバーに関するものである。

【背景技術】

【0002】

ミツバチ・マルハナバチなどの送粉昆虫を年間を通して効率よく利用するためには、巣箱の温度管理を行なう必要がある。そのため、既存の技術として、夏場では日よけ、冬場では毛布等をかけるなどの方法がとられてきたが、効果があまりみられなかった。

【0003】

またペルチェ素子を用いた温度制御ボックス（本出願人が提出し登録されている。）が実用化されており、例えば特許文献１に示される通り、巣箱が例えば２５℃から３０℃の範囲内の快適な温度条件が保たれ、このため、高温下での送風行動が見られなくなるし、また低温下での筋肉をふるわせて行なう発熱行動が見られなくなり、不必要なエネルギーの消費が抑制され、延命となると共に、外部の温度が５℃から３７℃まで受粉活動を拡大している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第３８４９０９４号公報

【0005】

しかしながら、特許文献１に開示される恒温箱にあっては、商用電源が必要とするため、電源設備のない場所では、使用することができなかった。近年外気温の上昇から、送粉昆虫の活動環境が悪化して、活動が抑制される傾向にあった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

そこで、この発明は電源設備のない場所でも、使用ができる、送風昆虫の巣箱のみならず、飼育箱の温度をコントロールし、昆虫等の活動環境を維持することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明に係る潜熱蓄熱材を用いた恒温カバーは、送粉昆虫の巣箱や飼育箱の温度制御を行なう恒温カバーにおいて、前記恒温カバーは、複数の平板部分で構成され、この平板部分を前記巣箱や飼育箱の２面又は３面に添って設けられ、平板部分は、外側に外側断熱材、中間に融点が常温の潜熱蓄熱材、内側に内側断熱材の三層とより成り、前記外側断熱材は、外気温の影響を受けにくい十分な断熱能力を有すると共に、前記内側断熱材は外側断熱材に比して十分でない断熱能力を有することにある（請求項１）。

【0008】

これらの構成から、十分な断熱能力を有する外側断熱材、融点が１８℃から３４℃程の常温にある潜熱蓄熱材、不十分な断熱能力しか有さない内側断熱材の三層で構成された平板部分により巣箱、飼育箱を覆ったり囲んだりする恒温カバーを用いたことから、潜熱蓄熱材の熱は外側断熱材により外気に放散されることはほとんどなく、内側断熱材で調整された状態で巣箱や飼育箱に伝わることになる。

【0009】

冬期では、日中に熱で溶けることで蓄熱し、寒い夜間に固まることで放熱して巣箱や飼育箱を冷やさないようにし、夏期では、夜間に熱を放出して固まり、日中に溶けることで、巣箱や飼育箱の温度上昇を抑え、これにより、年間を通じて巣箱や飼育箱の温度を最適に近い状態に保ち、温度ダメージを抑えることが可能となった。

【0010】

前記外側及び内側の断熱材としてウレタンが採用されているが、これに限定されるものでなく、特に内側断熱材として紙を素材とするものでも良い。また前記平板部分は３つを用いて一方へ長い例が記載されているが、４つでも良いし、その場合には、平板部分の短い片側に連結しても良い。さらに、２つの平板部分でも良く、その場合には、巣箱の側面に添って巣箱を囲むように設けられる。

【0011】

前記常温の潜熱蓄熱材として、１８℃から３４℃間に融点のある物質が採用されているが（請求項２）、複数のノルマルパラフィンから選択することもできるし、また塩類から選択することもできる。

【0012】

前記平板部分は、前記外側断熱材と前記内側断熱材との間に前記潜熱蓄熱材を入れる収納部を備えているから（請求項３）、潜熱蓄熱材が収納部に入れられることで、両断熱材間に簡単に配することができ、また、融点を異にする潜熱蓄熱材の交換にも便利である。

【0013】

前記潜熱蓄熱材は、アルミバック内に封入されているため（請求項４）、前記収納部に収めることも容易となる。また平板部分にあって、紐を取付けていることにあり（請求項５）、紐により巣箱や飼育箱に恒温カバーを確実に覆ったり、囲むことができる。

【0014】

前記潜熱蓄熱材は、夏期にあって、極端な高温の期間、例えば、融点（１８℃〜３４℃）より高い温度が継続されるような時には、常温の潜熱蓄熱材では温度上昇を抑えることができないため、例えば０℃以下に融点のある物質を採用し（請求項６）、夜間に冷凍庫等で凍結させ、これを日中に用いることで、ほぼ一日中巣箱や飼育箱の温度上昇を抑えることができる。

【発明の効果】

【0015】

以上のように、この発明によれば、巣箱や飼育箱を覆ったり、囲む恒温カバーは、三層より成っており、潜熱蓄熱材の熱は外側断熱材により外気に放散されずに、内側断熱材により調整された状態で巣箱や飼育箱に伝えられ、快適な生活環境を与えることができる（請求項１）。

【0016】

冬期にあっては、日中に外気温で潜熱蓄熱材が溶けることで蓄熱し、寒い夜間に固まることで放熱し巣箱や飼育箱を冷やさないようにし、夏期にあっては、夜間に熱を放出して固まり、日中に溶けることで、巣箱や飼育箱の温度上昇を抑え、これにより、年間を通じて巣箱や飼育箱の温度を最適に近い状態に保つことができる（請求項1）。

【0017】

前記外側断熱材と内側断熱材との間に潜熱蓄熱材を入れる収納部を備えており、両断熱材間に容易に配することができ、また融点を異にする潜熱蓄熱材の交換にも容易となる（請求項３）。

【0018】

前記潜熱蓄熱材は、アルミバック内に封入されているために、そのアルミバックを前記収納部へすべり込ませれば良く、収納も容易となる（請求項４）。また、紐を持っているので、紐にて恒温カバーが、巣箱や飼育箱を覆い保持することができる（請求項５）。

【0019】

前記常温の潜熱蓄熱材は、夏期にあっては、極端な恒温の時に、温度上昇を抑えることができないため、例えば融点が０℃以下にある潜熱蓄熱材を採用し、夜間に冷凍庫等で凍結させ、これを日中に用いて、ほぼ一日中巣箱や飼育箱の温度上昇を抑えることができる（請求項６）。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】巣箱に恒温カバーを覆った状態の斜視図である。

【図2】恒温カバーを広げた上体の正面側から見た斜視図である。

【図3】恒温カバーを広げた上体の背面側から見た斜視図である。

【図4】平板部分の拡大断面図である。

【図5】アルミバックの斜視図である。

【図6】ミツバチにあって、冬期の恒温カバーの利用時の特性線図である。

【図7】マルハナバチにあって、夏期・夜温が比較的低い時の恒温カバーの利用時の特性線図である。

【図8】マルハナバチにあって、夏期・外気温が極端に恒温時の慣温カバーの利用時の特性線図である。

【図9】この発明の他の実施例で、分離した平板部分の斜視図である。

【図10】巣箱を２つの平板部分より成る恒温カバーにより囲んだ状態の斜視図である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0021】

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

【実施例1】

【0022】

図１において、本願発明の潜熱蓄熱材を用いた恒温カバー１（以下恒温カバー１という。）が、マルハナバチ類等の送粉昆虫の巣箱２を覆った斜視図が示され、図２、図３において、恒温カバー１を広げた正面側及び裏面側からの斜視図が示されている。恒温カバー１は、３つの平板部分３ａ、３ｂ、３ｃより成っていて、各平板部分３ａ、３ｂ、３ｃの短手方向寸法は２７ｃｍ程、長手方向寸法は４６ｃｍ程、厚みは３ｃｍ程である。

【0023】

この恒温カバー１の平板部分３ａ、３ｂ、３ｃは、外皮となる布５で覆われ、この布５が３つの平板部分３ａ、３ｂ、３ｃを連結する連結部分６も構成している。この連結部分６は縫い合わせられて、下記する平板部分３ａ、３ｂ、３ｃを構成する断熱材９、１０の位置を固定している。

【0024】

平板部分３ａ、３ｂ、３ｃは、図４の断面図にも示されているように、外皮となる布５で囲まれ、外側（巣箱２に被せた際に外気と当る部分）となる部分に外側断熱材９が設けられている。外側断熱材９はウレタンが採用されている。この外側断熱材９は外気温の影響を受けにくい厚さを持っている。

【0025】

また、平板部分３ａ、３ｂ、３ｃの内側（巣箱２に被せた際に巣箱側となる部分）となる部分に内側断熱材１０が設けられている。この内側断熱材１０もウレタンが採用されているが、前記外側断熱材９よりも薄く、不十分な断熱能力しか有しておらず、この内側断熱材１０で調整された状態で熱が巣箱２に伝わるようになっている。

【0026】

それから、平板部分３ａ、３ｂ、３ｃは、前記外側断熱材９と前記内側断熱材１０との間に潜熱蓄熱材１２が配されている。この潜熱蓄熱材１２は、前記断熱材９、１０と同様に縫い付けられて設けても良いが、交換性等を考えて、両断熱材９と１０との間に備えた収納部１４内に収納されている。この収納部１４の開口１５は、連結部分６側に面している。

【0027】

上述した恒温カバー１は、３つの平板部分３ａ、３ｂ、３ｃより成っているが、４つの平板部分としても良い。しかし、１面または２面を開放しておくことが重要で、潜熱蓄熱材１２が外気温により影響を受け易くするためである。

【0028】

潜熱蓄熱材１２は、相変換素子（PCM:Phase Change Matereial）より成り、その相変換素子（PCM）とは、物質が適当な条件（温度）変化に伴って、ある相から別の相に変化する現象を相転移あるいは相変化（phase change）と称し、相変化が行なわれる素材を言うもので、一次相転移（融解、蒸発等）に伴って物質が放熱あるいは吸熱する熱量（潜熱）を持っている。この潜熱蓄熱材として、この実施例では常温（１８℃〜３４℃）に融点のある物質が用いられ、例えば複数のノルマルパラフィンから選択したり、また塩類から選択している。潜熱蓄熱材１２の融点は、何度に定めるかは、吸熱と放熱がバランスされている温度とすることが、継続する温度管理上にあって重要であり、この実施例では、ミツバチ、マルハナバチでは２８℃を融点としている。

【0029】

上記のような潜熱蓄熱材１２は、使用の利便性から図５に示すようにアルミバック１６内に封入されている。この例では、収納部１４に２個のアルミバック１６が収納されている。１個のアルミバック１６の重さは、８７０ｇ程である。

【0030】

１８は紐であり、前記平板部分３ａ、３ｂ、３ｃにあって短手方向端部に取付られ、先端に面ファスナー１９が設けられており、恒温カバー１を巣箱２に被せた際に、その位置を保つ固定用に利用されるものである。

【0031】

上述の構成において、巣箱２に恒温カバー１を用いるには、まず、恒温カバー１の収納部１４内に、選択された潜熱蓄熱材１２入りのアルミバック１６を入れる。それから巣箱２の上から被せる。この実施例では３面（上面２ｂ、左側面２ａ、右側面２ｃ）が覆われる、前後の２面が開口している。そして、紐１８で固定する。

【0032】

潜熱蓄熱材１２は、例えば融点が２８℃の物質が選択されると、巣箱２付近の温度が２８℃より上ると、相変化素材である潜熱蓄熱材１２が熱を吸収し融解し、温度を融点付近に保つ。また温度が融点を下回ると、潜熱蓄熱材１２が保持した熱を放出し凝固し、温度を融点付近に保つ働きをしている。

【0033】

潜熱蓄熱材１２の熱は、外側断熱材９により外気に放散されることなく、内側断熱材１０で調整（調温）された状態で巣箱２に伝わることとなり、冬場では、日中に熱で溶けることで蓄熱し、寒い夜間に固まることで放熱し、巣箱２を冷やさないようにしている。このような状態を図６に一日の特性を線図として表している。

【0034】

対象とするハチをミツバチとし、融点を２８℃とし、冬期の２０１１年１月１７日に一日の温度特性を調べたところ、外気温（二点鎖線で示す）が−３．５℃から３３．８℃の時に、本願発明の特性（実線で示す）が示され、恒温カバー１が無い特性（破線で示す）よりも温度変化が少なく、平均で３３．０℃となっている。したがって、ミツバチにおいては、冬期（１１月〜２月）にあっても、ミツバチの活性を高めることができた。

【0035】

夏場では、夜間に熱を放出して固まり、日中に溶けることで巣箱２の温度上昇を抑えている。このような状況を図７に一日の特性を線図として表している。対象とするハチをマルハナバチとし、融点を２８℃とし、夏期の２０１１年６月２８日に一日の温度特性を調べたところ、外気温（二点鎖線で示す）が、夜温において比較的低い２１．０℃から３８．５℃の時に、本願発明の特性（実線で示す）が示され、恒温カバー１が無い特性（破線で示す）よりも温度変化が少なく、平均で３６．０℃となっている。なお、対象とするハチをマルハナバチとしたので、巣箱２の内に綿が入り、温度は綿の下において測定された。

【0036】

また、同一のマルハナバチを対象に、融点を２８℃とし、夏期の２０１１年７月１５日に一日の温度特性を調べたところ、この日は外気温が極端に高温であったので、常温融点２８℃の潜熱蓄熱材では巣内の温度上昇を抑えることができないことが判明した。図８に示される通り、外気温（二点鎖線で示す）が２４．９℃から３７．８℃に至り、午前１０時には３６℃ともなり、巣内の温度（実線で示す）が３４℃を越えることになり、マルハナバチの活動の限界に至っていた。

【0037】

そこで、融点が０℃の潜熱蓄熱材１２を午前１０時に交換された。その結果、巣内の温度（実線で示す）は午前１２時では２８℃まで降下され、その後２４時までは３０℃前後の温度に保たれていた。即ち、最適に近い環境が保たれたことになった。このようにすれば、７月から９月の高温期にも巣内の温度を最適に近い状態に保つことが可能となったが、この融点の低い潜熱蓄熱材１２は毎日交換する必要がある。

【0038】

このように、マルハナバチにあっては、融点が常温（１８℃から３４℃）の潜熱蓄熱材の採用した恒温カバー１を用いることで、１０月から６月の期間に巣内の温度を最適に近い状態に保つことができた。７月から９月の期間については最適でないものの、ある程度の高温ダメージを防ぐことができた。また、融点を０℃の潜熱蓄熱材１２を巣内の温度が３４℃を越える時間に常温の潜熱蓄熱材１２と交換すれば、巣内の温度を適温に保つことができた。

【0039】

この発明は、送粉昆虫以外にも、天敵昆虫やネズミやウサギ、その他動物類の箱状の飼育容器の温度管理にも適している。

【実施例2】

【0040】

図１０において、この発明の他の実施例が示されている。図９では恒温カバー１は、それを構成する平板部分３ａ、３ｃが互に連結されていず分離され、そして図１０では平板部分３ａ、３ｂが巣箱２の左右側面２ａ、２ｃに添って巣箱２を囲むように設けられている。この平板部分３ａ、３ｃは、実施例１と同様に外側に外側断熱材、中間に融点が常温の潜熱蓄熱材、内側に内側断熱材の三層構造で、各平板部分は紐１８によって、巣箱２の左右側面から離れないように維持されている。この実施例２においても、前記実施例１と同様な作用効果が得られ、巣箱や飼育箱に潜熱蓄熱材の熱が伝えられ、送粉昆虫等に快適な生活環境を与えることができる。尚、実施例２の平板部分３ａ、３ｃにあって、実施例１と同一部分は同一の符号を付して説明を省略した。

【符号の説明】

【0041】

１ 恒温カバー
２ 巣箱
３ａ、３ｂ、３ｃ 平板部分
５ 布
６ 連結部分
９ 外側断熱材
１０ 内側断熱材
１２ 潜熱蓄熱材
１４ 収納部
１６ アルミバック
１８ 紐

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】