JP4850364B2 - 育苗用底面自動灌水装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、育苗の際に、種苗に底面から灌水するための育苗用底面自動灌水装置に係り、特に、灌水後の排水を自動的に行える育苗用底面自動灌水装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
葉菜類、果菜類、煙草類などの植物の種子の発芽率や育苗率などの成育評価を行うにあたり、高い信頼性と再現性が確保できる環境制御システムの構築が計画され、そのために温湿度の制御と共に人工光による育苗装置が開発されている。
【0003】
この育苗装置においては、生育する種苗を育苗トレイに植え、その育苗トレイに定期的に水の補給を行うようにしている。
【0004】
この育苗トレイへの水の補給は、散水方式では、植物への給水にムラが生じるため、育苗トレイを収容している棚全体に給水して育苗トレイの底面から灌水させて、液面が所定のレベルに達した後、その水を排水する、いわゆる底面灌水方式が採用されている。この底面灌水は、例えば3日に1回の割で行い、育苗トレイの各植物の根の全体に水が行き渡るように、液面のレベルを調整し、その後、その水を自然流下により排水するようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この底面灌水を自動で行おうとすると、液面のレベル制御に関しては支障はないが、排水制御に電磁弁等の開閉制御で行うとすると、排水中には、土が混ざるため、これが電磁弁内に入り込んで詰まり、故障の原因となるため、長期の自動制御は困難となる問題がある。
【0006】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、底面灌水を行うにあたって、液面が所定レベルに達したときに自動的に排水できると共に、排水の際に土による詰まりの問題がない育苗用底面自動灌水装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、育苗トレイを多数載置する育苗棚槽と、その育苗棚槽に定期的に底面灌水すべく給水する給水手段と、育苗棚槽内の水を導入し、育苗棚槽内の液面が所定レベルに達したときに、その育苗棚槽内の水を排水する自動灌水装置とを備え、自動灌水装置が、育苗棚槽内の水を導入するレベル制御ボックスと、そのレベル制御ボックス内に設けられ、レベル制御ボックス内の水位が所定に達したときにそのレベル制御ボックス内の水を排水するサイホン管と、上記レベル制御ボックスを上下高さ調整自在に支持すると共に上記サイホン管からの排水を受ける排水槽とを備えた育苗用底面自動灌水装置である。
【0008】
請求項2の発明は、育苗棚槽は、育苗トレイを載置する多孔板で形成された載置棚が育苗棚槽の底面より高い位置に設けられる請求項1記載の育苗用底面自動灌水装置である。
【0010】
請求項3の発明は、排水槽には、育苗棚槽内の水をレベル制御ボックスに流す流水手段が設けられる請求項1記載の育苗用底面自動灌水装置である。
【0011】
請求項4の発明は、流水手段は、レベル制御ボックス内のサイホン管が詰まったときに育苗棚槽内の水を排水槽に流すオーバーフロー手段を備えた請求項3記載の育苗用底面自動灌水装置である。
【0012】
請求項5の発明は、サイホン管は、断面M字状に形成されたM字管体と、そのM字管体内に位置して断面U字状に形成されたU字管で形成され、M字管体の一側がレベル制御ボックス内に開口する導入口とレベル制御ボックスの底面の穴に接続される排水孔を有する請求項1記載の育苗用底面自動灌水装置である。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【0014】
先ず、図1、図2により、本発明の育苗用底面自動灌水装置が適用される育苗装置の全体構成を説明する。
【0015】
図1は育苗装置の平面図を、図2は正面図を、図3は図1のA−A線断面図を示したものである。
【0016】
図1,図2に示すように、育苗装置は、育苗トレイTを多数載置する育苗棚槽10,と、その育苗棚槽10に、定期的に底面灌水すべく給水する給水手段11と、育苗棚槽10,10間に配置され、育苗棚槽10内の水を導入し、育苗棚槽10内の液面が所定レベルに達したときに、その育苗棚槽10内の水を排水する自動灌水装置12と、育苗棚槽10と自動灌水装置12を支持する支持脚13から構成される。
【0017】
育苗棚槽10は、底板14と側板15とで箱形状に形成され、その底板14の中央にパンチメタル等の多孔板で形成された育苗トレイTの載置棚16が上下高さ調整自在に設けられる。
【0018】
給水手段11は、水道管などの給水ライン17とその給水ライン17に接続された電磁弁等の制御弁18とから構成される。
【0019】
自動灌水装置12は、図2,図3に示すように、排水槽20と、その排水槽20内に、上下位置調整自在に設けらるレベル制御ボックス21,21と、そのレベル制御ボックス21,21の底面に設けられ、レベル制御ボックス21内の水位が所定に達したときに排水槽20に排水するサイホン管22と、レベル制御ボックス21の上下位置調整を許容しつつ育苗棚槽10内の水をレベル制御ボックス21に流す流水手段23と、レベル制御ボックス21内のサイホン管22が詰まったときにレベル制御ボックス21内の水を排水槽20に流すための隙間sからなるオーバーフロー手段24とを備えている。
【0020】
流水手段23は、育苗棚槽10に接続され排水槽20を貫通してレベル制御ボックス21内に延びる給水管25と、レベル制御ボックス21に設けられた給水管25を貫通するための長穴26と、給水管25が貫通する排水槽20とレベル制御ボックス21間をシールするシール材27と、給水管25の先端に螺合され、シール材27を締め付けるためのリングナット28からなっている。
【0021】
給水管25は、育苗棚槽10の底板14よりやや高い位置に取り付けられ、載置棚16より高いレベルの水を、レベル制御ボックス21に流すと共に、載置棚16より低いレベルの水は、育苗棚槽10内に溜まるようその取付高さが設定されている。また載置棚16は、育苗棚槽10にステー29にて高さ調整可能に支持される。
【0022】
図3,図4に示すようにレベル制御ボックス21は、排水槽20に設けた支持バー31に設けた蝶ネジ30によって懸吊され、流水手段23の給水管25の先端に螺合したリングナットを緩めた状態で、蝶ネジ30を回すことで、その高さを調整(数cm)できるようになっている。
【0023】
なお、レベル制御ボックス21,21は、左右の育苗棚槽10の給水管25,25が作業性の関係から手前に配置され、かつ排水槽20の幅を大きくできないことから、前後に並べて配置されるため、奥側のレベル制御ボックス21は、給水管25と離れるために導入路21aが形成されている。
【0024】
図4に示すように、排水槽20には、その排水槽20内の水を排水管32が接続される。
【0025】
レベル制御ボックス21は、底面が、育苗棚槽10の底板14より十分低い位置になるようにされ、その底面に取り付けるサイホン管22は、その導入口35が、レベル制御ボックス21の底面よりやや高い位置に開口し、他方の排水孔37は、レベル制御ボックス21の底面に開口するように設けられ、上部がレベル制御ボックス21の上面近くになるようにされる。このサイホン管22は、通常の逆J字状のサイホン管で形成してもよいが、レベル制御と排水をより確実にするためには、公衆トイレ等の給水装置に使用されるサイホン管を使用する。
【0026】
このサイホン管22は、レベル制御ボックス21内の水が満水になったときに、サイホン管22を通して、レベル制御ボックス21内の水をサイホン作用にて一気に排水槽20に流すもので、本発明においては、このサイホン管22をレベル制御ボックス21の液のレベル制御と排水制御に使用している。
【0027】
このサイホン管22を図5により詳しく説明する。
【0028】
サイホン管22は、全体に断面M字状に形成されたM字管体33とそのM字管体33内に位置して断面U字状に形成されたU字管34で形成され、M字管体33の一側がレベル制御ボックス21内に開口する導入口35が形成され、他側が、レベル制御ボックス20の底面に形成した穴36に接続される排水孔37が形成される。
【0029】
M字管体33は、中央にU字管34の水溜部38に臨んだ仕切り壁39を有し、その仕切り壁39にて入口側圧力室40と出口側圧力室41とが形成される。
【0030】
また、M字管体33には、導入口35から入口側圧力室40に臨んでサイホン停止補助管42が設けられると共に、一方が入口側圧力室40の上部に開口し、そこから下方に臨み、仕切り壁39の下端を通って上部に折り返されると共にU字管34の上部の壁より出口側圧力室41に臨んで下部に折り返され、かつ下端が排水孔37に臨んだ補助サイホン管43が設けられる。またこの補助サイホン管43の仕切り壁39の下端で折り返された位置には孔44が設けられる。
【0031】
次に、このサイホン管22による排水の作動原理を図6〜図8により説明する。
【0032】
先ず、図6〜図8(a)までは、サイホン管22内が空で始めて注水したときの状態を、図8(b)〜図8(f)が2回目以降の通常の動作を示している。
【0033】
図6(a)は、レベル制御ボックス21、サイホン管22内に水が入っていない空の状態を示し、図6(b)に示すように、流水手段23からの水wがレベル制御ボックス21内に溜まってくるとサイホン管22の空気が排水孔37から排出され、水wが導入口35まで達するとサイホン管22内の入口側圧力室40と出口側圧力室41が閉じられる。図6(c)に示すように、水wが、U字管34の上端まで溜まると、図6(d)に示すように、U字管34内に水wが溜まり、その水wから仕切り壁39により入口側圧力室40が出口側圧力室41から遮断されて完全に閉じられた状態となる。
【0034】
図7(a)に示すようにレベル制御ボックス21内の水位が高くなると、入口側圧力室40の空気が圧縮され、仕切り壁39で仕切られた入口側の水位に対して出口側の水位が高くなる。さらにレベル制御ボックス21内の水位が図7(b)に示すように高くなると、U字管34の入口側の水が、補助サイホン管43の孔44を通って出口側圧力室41に溢れ出始める。その後、更に水位が高くなると、入口側圧力室40の圧力が高くなり、図7(c)に示すように補助サイホン管43がサイホン作用を起こし、入口側圧力室40内の空気は補助サイホン管43を通って水と共に出口側圧力室41の排水孔37に排出される。
【0035】
図7(d)に示すように、入口側圧力室40の空気が抜けて水で満たされると、サイホン管22自体がサイホン作用を起こし、図7(e)に示すように出口側圧力室41も満水状態となり、レベル制御ボックス21内の水wが、サイホン管22を介して継続的に排水される。このサイホン管22による流出量は、レベル制御ボックス21への注水量より多いので、水位は、図7(f)に示すように、次第に降下し、図7(g)に示すように、水位がサイホン管22の導入口35近くまで下がると、サイホン停止補助管42から空気が吸い込まれて、入口側圧力室40に空気が流れサイホン作用が弱まる。さらに、水位が、導入口35まで下がると、導入口35からも多量に空気を吸引するとサイホン作用が完全に停止する。
【0036】
サイホン作用が完全に停止されると図7(g)に示した入口側圧力室40内の空気と水とは分離して、その水位はレベル制御ボックス21の水位と同じとなり、またU字管34内の空気と水も分離して、図8(a)のようにU字管34内に水が溜まって1回目の作動が完結する。
【0037】
2回目以降の作動は、図8(b)〜(f)に示す状態から、図7(d)〜図8(a)の状態となって、これを繰り返すようになる。
【0038】
すなわち、図8(a)で、1回目の作動が完結した状態で、図8(b)に示すように入口圧力室40の空気は外界と遮断されるが、1回目の図6(d)の状態より入口圧力室40に封入される空気が多い。この状態で、レベル制御ボックス21内に水が注水され、図8(c)に示すように入口圧力室40の空気が圧縮され、U字管34の出入口の水位が違ってきて、U字管34の出口側の余剰の水が排水孔37に漏水する。レベル制御ボックス21の水位の上昇と共に入口圧力室40の圧力が上昇し、図8(d)に示すように入口圧力室40の空気は、気泡となって押し出され、入口圧力室40内の水位が上昇していく。図8(e)は、入口圧力室40の気泡が押し出され、水位がU字管34の上端まで上がった状態を示している。図8(f)は、水位が図7(c)と同じサイホン起動状態に達しているが、1回目の起動と違って入口圧力室40の空気量が多く圧力が高いため、補助サイホン管43からの漏水がなく、図7(d)のように入口圧力室40が水で満たされ、図7(e)、図7(f)のようにサイホン管22によるサイホン作用が生じて、図7(g)、図7(h)を経て、図8(a)のように排水が完結し、図8(b)に示す状態に戻り、以後はこれを繰り返すようになる。
【0039】
このようにサイホン管22は、レベル制御ボックス21内の水位が所定レベルに達すると、そのレベル制御ボックス21内の水を一気に排水することができる。この際、サイホン管22は、陶磁器等で形成された中空管であり、可動部分がないため、泥水を排水しても泥水で詰まるようなことがない。
【0040】
このサイホン管22は、上述したように通常の逆J字管で構成してもよいが、水位が、所定レベルに達したときに、導入口35まで水位を一気に下げるには、図示のサイホン管22が適している。
【0041】
次に、本発明の底面灌水を説明する。
【0042】
育苗棚槽10の載置棚13に育苗する苗を植えたトレイTを多数並べ、その状態で、給水手段11により、例えば3日に1回の割りで、育苗棚槽10に給水を行う。この給水により、育苗棚槽10の水面が上昇し、育苗トレイTにはその底面から灌水が行われる。この際、育苗棚槽10の水は、流水手段23の給水管25から自動灌水装置12のレベル制御ボックス21に流れる。
【0043】
図3に示すように、育苗棚槽10とレベル制御ボックス21の水位が、育苗トレイTに灌水するに十分なレベルに達したときに、図6〜8で説明したようにサイホン管22のサイホン作用により、レベル制御ボックス21内の水が排水槽20に排水され、育苗棚槽10の水も流水手段23によりレベル制御ボックス21に流れ込み、育苗棚槽10内の水面が載置棚16より十分低い位置になるまで排水される。これにより、育苗トレイTは、通気性がよくなる。
【0044】
この際、レベル制御ボックス21の高さを、蝶ネジ30をまわして調節することで、排水時のレベルを調整でき、育苗トレイTに合わせた最適な底面灌水が行える。
【0045】
給水手段11は、育苗棚槽10の水が所定レベルに達し、自動灌水装置12で排水されたときに、これをセンサ等で検出して電磁弁18を閉じるようにしても、或いは、給水量は予め判っていれば、一定時間開とした後、閉じるようにしてもよい。この場合、レベル制御は、サイホン管22が行うため、電磁弁18は、育苗棚槽10の水が排水された後に、閉じるようにすればよい。
【0046】
底面灌水の際、育苗トレイT内の土の一部は、排水と共に流れるが、流水手段23の給水管25が、育苗棚槽10の底板14より十分高い位置にあるため、土の大部分は、育苗棚槽10の底板14上に溜まって、レベル制御ボックス21側に流れることを防止できる。
【0047】
またレベル制御ボックス21内の排水は、サイホン管22を通して排水することで、排水に土が含まれていても、サイホン管22内に詰まることなく排水が良好に行われる。
【0048】
さらに、サイホン管22が詰まることがあってもオーバーフロー手段24にて、水は、排水槽20とレベル制御ボックス21間の隙間sより、排水槽20にオーバーフローして流れるため、育苗棚槽10内で水が溢れることを防止できる。
【0049】
この育苗用底面自動灌水装置は、温室や、環境制御された室内に配置することで、自動で定期的に底面灌水することが可能となる。
【0050】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、底面灌水を行うにあたって、液面が所定レベルに達したときに自動的に排水できると共に土による詰まりがなく自動排水することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示す平面図である。
【図2】図1の正面図である。
【図3】図1のA−A線断面図である。
【図4】図3の右側面図である。
【図5】本発明におけるサイホン管の詳細を示す断面図である。
【図6】本発明におけるサイホン管の作動を説明する図である。
【図7】本発明におけるサイホン管の作動を説明する図である。
【図8】本発明におけるサイホン管の作動を説明する図である。
【符号の説明】
10 育苗棚槽
12 自動灌水装置
21 レベル制御ボックス
22 サイホン管
T 育苗トレイ
Claims (5)
- 育苗トレイを多数載置する育苗棚槽と、その育苗棚槽に定期的に底面灌水すべく給水する給水手段と、育苗棚槽内の水を導入し、育苗棚槽内の液面が所定レベルに達したときに、その育苗棚槽内の水を排水する自動灌水装置とを備え、自動灌水装置が、育苗棚槽内の水を導入するレベル制御ボックスと、そのレベル制御ボックス内に設けられ、レベル制御ボックス内の水位が所定に達したときにそのレベル制御ボックス内の水を排水するサイホン管と、上記レベル制御ボックスを上下高さ調整自在に支持すると共に上記サイホン管からの排水を受ける排水槽とを備えたことを特徴とする育苗用底面自動灌水装置。
- 育苗棚槽は、育苗トレイを載置する多孔板で形成された載置棚が育苗棚槽の底面より高い位置に設けられる請求項1記載の育苗用底面自動灌水装置。
- 排水槽には、育苗棚槽内の水をレベル制御ボックスに流す流水手段が設けられる請求項1記載の育苗用底面自動灌水装置。
- 流水手段は、レベル制御ボックス内のサイホン管が詰まったときに育苗棚槽内の水を排水槽に流すオーバーフロー手段を備えた請求項3記載の育苗用底面自動灌水装置。
- サイホン管は、断面M字状に形成されたM字管体と、そのM字管体内に位置して断面U字状に形成されたU字管で形成され、M字管体の一側がレベル制御ボックス内に開口する導入口とレベル制御ボックスの底面の穴に接続される排水孔を有する請求項1記載の育苗用底面自動灌水装置。
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