WO2014042286A1

WO2014042286A1 - 自動底面灌水装置

Info

Publication number: WO2014042286A1
Application number: PCT/JP2013/075389
Authority: WO
Inventors: 名古屋　勉
Original assignee: Nagoya Tsutomu
Priority date: 2012-09-12
Filing date: 2013-09-12
Publication date: 2014-03-20
Also published as: JP2014054238A

Abstract

　容器の壁面及び底面を一体的二重構造にすることによって、一部の非密閉部分を除く密閉空間を形成し、その密閉空間を貯水タンクとし、貯水タンクに囲まれた容器内の下方部空間を留水部とし、上端すなわち注水口が外部に開口しつつ、貯水タンクの上部近傍に位置し、下端すなわち出水口が貯水タンク内最下面近傍に開口する給水ダクトを具備し、貯水タンクと給水ダクト外周との接触部を密閉構造にし、上端が貯水タンク内の上部空間に開放され、下端が前記貯水タンク内最下面近傍に開口する通気ダクトを具備し、貯水タンクと通気ダクト外周との接触部を密閉構造にし、留水部底面から貯水タンク内に貫通する少なくても一カ所以上の通水口を設け、その通水口に、通水性、吸水性樹脂からなる通水具を密着させて装着したことによって、留水部の水位を貯水タンクの水が殆ど尽きるまで、ほぼ一定に維持することが可能となる。そのことによって、留水部内に設置された底面に排水口（＝吸水口）を持つ植木鉢内の植物を健康的に育成すると同時に、ただ貯水タンクに注水するだけの簡単な操作で長期間の底面灌水を実現することができる。

Description

自動底面灌水装置

　この発明は、気密貯水器を有する自動底面灌水装置に関するものである。

　装置の主たる部分である容器の壁面及び底面を二重構造にし、それによって作られた空間を必要部分を除き密閉構造にし、貯水タンクとする。容器そのものは溜水部になっており、常に一定水位の水が保たれている。そこに、底面に排水口（＝給水口）を持つタイプの植木鉢を設置する。その結果、植木鉢の植物が容器内の水を吸い上げ消費する。それによって消費された分だけの水が、自動的に貯水タンクから補給され、容器内の水位が一定に保たれる機能を持つ自動底面灌水装置、或いは自動底面灌水鉢は、既にいろいろの形で商品化されている。これら装置の最大の利点は、水やりが長期間不要であることと、健康な植物の生育に効果的であることである。

　従来、この種の装置に共通する要素は、容器の壁面及び底面を二重構造にした貯水タンクと、その貯水タンク下部に設けられ、容器内の溜水部に通じる開閉装置付出水口と、貯水器上部に設けられた開閉装置付給水口とである。

　これら装置の操作順序は、まず前記出水口を閉ざし、次に前記給水口を開き、給水口から貯水タンクに注水する。注水が終了すれば給水口を閉ざし、次に出水口を開く。その結果、貯水タンクの水は容器の溜水部に流れ出し、留水部の水位が上昇し、出水口が水面下になったときに貯水器からの出水が停止し、一定の水位が維持される。それは、貯水タンク内上部空間の空気圧が大気圧以下になったからである。

　次に、溜水部に設置された植木鉢の植物が水を消費し、その結果出水口が外気に晒されるまで水位が低下し、出水口が外気に晒されたとき、再び貯水タンクからの出水が始まり、出水口が水面下になるまで出水が続く。この繰り返しにより、貯水タンク内の水がなくなるまで、容器内の溜水部の定水位が維持される。これが自動底面灌水装置に共通する考え方である。

　前述の装置に共通する大きな問題点がある。それは開閉装置を操作しなければ水を補給することが出来ないということである。順序が決められた開閉操作を伴うということは、誰にとっても気を遣う作業であり、この種の装置の普及にとって、最大の課題であり解決が望まれていた。

　その課題の解決として次の提案がなされている（特願２００８−１２５２６８）。容器の壁面及び底面を二重構造にし、二重構造の内部空間を貯水タンクにする。貯水タンクに囲まれた容器の内部空間下方部は留水部となり、そこに、吸水口をもつ植木鉢を設置する。留水部の底面に貯水タンクに繋がる通水口を設ける。通水口に、その上面が容器上面まで達するパイプ状の給水具を着脱自在に設け、その上部は常時開口している。通水口と給水具は着脱自在であっても装着時には密閉的に結合させている。給水具最上部は注水口となり、注水された水はそこから通水口を経由して貯水タンクに給水される。従ってこの時、通水口は給水器から貯水タンクへの通水口の役割を果たしている。給水器に注水をすることによって、給水器と貯水タンクは同じレベルで水位が上昇していく。それは、貯水タンクにエアダクトが具備されているためである。そのエアダクトは上端部を貯水タンク内の上部空間に通じるように、その他端は留水部の底面近傍に位置するように貯水タンクに密閉的に装着されている。このエアダクトによって、貯水タンクの内部空間上部と留水部の底面近傍に通じる「空気の道」が構成され、その結果貯水タンクの内部空間上部の空気圧が大気圧と同じになっているからである。以上のような構造にすることによって、貯水タンクがほぼ満タンになった時、着脱自在の給水器を取り外すことによって、貯水タンクと留水部との間に通水口を通じて「水の道」が作られ、貯水タンクの水が留水部に流出される。やがて留水部の水位がエアダクトの他端部より上位になり、その結果貯水タンク内上部空間と外気とが遮断され、貯水タンクから留水部への水の流出が停止する。そのときの水位を定水位とする。従って、定水位はエアダクトの他端部の高さ位置によって決まる。

　次に、植物が水を消費すると留水部の水位が下がり、エアダクトの他端部が外気にさらされる。その結果、貯水タンク内上部空間と外気との道が通じ、貯水タンク内の水面に大気圧が作用する。そして、再び貯水タンクの水が流出し始める。以上の経過が反復されることによって、貯水タンクの水が無くなるまで、留水部のほぼ定水位が維持されるのである。しかしこのシステムにおいても、まだ給水時に給水具の取り外しをする手動作業が必要である。

　本発明は、貯水タンクを有する自動底面灌水装置において、貯水タンクへの水の補給時に必要であった準備作業を全て無くし、煩わしい操作手順を考えることなしに水の補給をすることが出来る自動底面灌水装置を提供することにある。

　自動底面灌水装置の壁面及び底面を二重構造にし、二重構造の内部空間を貯水タンクとし、貯水タンク内底面近傍から貯水タンク上面を貫く給水ダクトが貯水タンク上面に気密接合されている。その給水ダクトから貯水タンクに給水する。貯水タンクに囲まれた内部空間を留水部とする。留水部は、底面に排水溝（＝吸水口）が設けられた植木鉢を配置する場所である。次に、貯水タンクに通気ダクトを具備する。その通気ダクトの上端は貯水タンク内上部空間に通じるように配置し、その下端は留水部下方部に位置させる。その目的は、外気（大気）と貯水タンク内上部空間との間に通気ダクトによる「空気の道」を作ることにある。以上のような構造にすることによって、給水ダクトから貯水タンク内に水を注入すれば、貯水タンク内水面上の空気が通気ダクトを通じて排出され大気圧と同じになるために、給水ダクトと貯水タンク内に同じ水位の水を貯めることが出来る。次に、留水部と貯水タンクとを通じさせる一カ所以上の通水口を設ける。その通水口には通水性、吸水性樹脂からなる通水具が装着されている。給水時にはこの装着した通水具の通水性、吸水性樹脂が水を保持することで水の流出を遅らせる栓の役割を果たし、同時に留水部に貯水タンクの水を供給する役割を持つ。次に、貯水タンクから通水具を通じて留水部に水が供給され、水位が上昇した結果、通気ダクト下端を塞いだ時、即ち貯水タンクの上部空間と外気とが遮断された時点で、貯水タンクから留水部への水の流出が停止する。さらに、植物が水を消費すると留水部の水位が下がり、その結果通気ダクト下端が外気に晒され、貯水器上部空間と外気が通じることによって、貯水タンク内に大気圧が作用し、再び水が貯水タンクから流出し始める。以上の経過が反復されることによって、貯水タンクの水が無くなるまで、留水部内の水位がほぼ一定に保たれ、植物の健康な生育を図ることができる。

　本発明の効果は、底面灌水装置における煩わしい手作業が全く不要になったことにある。使い勝手の良さは、幅広い年齢層が対象となる商品にとって大変重要なポイントとなる。また注水口を閉めることなく常時開口型にしたことによって、給水ダクトの取り付け場所、給水口の大きさ、形状が自由に選択できるようになった。さらに、開閉装置が不要になったことで屋根のない場所に本装置を設置すれば、雨水の注入が可能となり利用範囲が広くなった。それは複数の鉢に同時に補給することが出来ることにも繋がり、屋上緑化などで並べた鉢に同時補給が可能となった。そして出水口の開閉装置が不要になったことにより出水口を留水部に複数カ所設けることが可能となった。その結果、大型の鉢（プランター）の隅々まで同時に一定の湿順を得ることを容易にした。

　製品構成要素が、少なくなったことによって、部品点数が減り、成型方法はブロー成型・インジェクション成型、ＦＲＰ成型品と、そして操作部品が不要になったことで陶器の成形品も可能となった。構造が単純化されたことにより、コストダウン及びメンテナンスフリーとなり維持管理の容易さも実現される。そして鉢の外観に影響のあった操作部品がなくなり、デザイン的にも簡素なものになった。

本発明の実施例の平面図側面断面図（図１における断面Ａ−Ａ）異なる実施例の平面図側面断面図（図３における断面Ｂ−Ｂ）請求項２を説明する側面断面図

　発明を実施するための最良の形態について、図に基づいて説明する。

　図１は、本発明の実施例の平面図である。図２はその側面断面図（図１における断面Ａ−Ａ）である。

　二重構造の貯水タンク（２）に囲まれた容器（１）内の空間は、溜水部（３）となっており、そこに常に水をほぼ一定水位にすることが本装置の目的である。溜水部（３）に排水口（＝吸水口）を持つ植木鉢１０を設置する。植木鉢１０は一点鎖線で表示している。

　溜水部（３）の底面には、容器底部（１−２）を貫通する一ヶ所以上の通水口（５）が設けら
れている。その通水口には通水具（６）が密着的に装着されている。通水具には通水性、吸水性樹脂を使用している。

　給水ダクト（３）は、貯水タンク（２）内に設置されている。その上端である注水口（３−１）は、貯水タンクの上面に密着している。下端の出水口（３−２）は、貯水タンク内最下面（２−１）近傍に開口している。

　上端（４−１）が、貯水タンク（２）内の上部空間（２−２）に位置し、下端（４−２）が留水部底面（１−２）上方近傍に、容器（１）と溜水部（１−３）を繋ぐように、配置、密着された通気ダクト（４）が、貯水タンク内の上部空間（２−２）と大気とをつなぐ「空気の道」を作っている。

　最初、注水口（３−１）から貯水タンク（２）に注水する。貯水タンク（２）がほぼ満水状態になれば注水を止める。同時進行で通水具（６）を通じて留水部に貯水タンクの水が滲み出る形で注入され、溜水部（３）の水位を上げていく。その水位が通気ダクトの下端（４−２）を完全に塞ぐ高さになったとき、図２における上の方の２点鎖線で示した定水位１１になり、通水具（６）から溜水部（１−３）への水の移動は止まる。貯水タンクの水面より上の貯水タンク上部空間（２−２）の空気圧が大気圧以下になるからである。

　溜水部（１−３）の水は、植木鉢１０内の植物が消費していく。その結果、溜水部（１−３）内の水位が低下していく。

　そして、通気ダクトの下端（４−２）が大気に晒される状態になったとき（水位が図２における下の方の３点鎖線の位置になったとき）、「空気の道」が開通し、貯水タンク内の上部空間（２−２）に大気圧が作用するようになる。そして、再び通水具（６）を通じて留水部に貯水タンクの水が滲み出る状態になる。そして、溜水部（１−３）内の水位が上昇し、定水位に達したとき、「空気の道」が閉ざされ、再び通水具（６）を通じての水の移動は停止する。この繰り返しにより、貯水タンク（２）内の水が殆どなくなるまで、ほぼ定水位が維持され、植物の成長にとって良い環境が維持されることになる。

　図３は異なる実施例の平面図で、図４はその側面断面図（図３における断面Ｂ−Ｂ）である。いずれの場合も、容器（１）の壁面（１−１）及び底面（１−２）を二重構造にし、その内部密閉空間部を貯水タンク（２）とする。給水ダクト（３）及び通気ダクト（４）の構造、取付の仕方、取付場所が、図１、図２及び図３、図４で異なる。貯水タンクの中に設けるか、貯水タンクの外に設けるかの違いがあるが、機能的には同じである。両方を貯水タンクの外に設けるか、両方を貯水タンクの中に設けるか、一方を外に、一方は中にというように、いろいろの組み合わせが可能である。いずれの場合も貯水タンクとの接合部は密閉構造にしなければならない。

　図５は、請求項２を説明する図である。図２、図４と同じように側面断面図で表している。留水部に通水具に接触するように、通水性，吸水性のある樹脂や不織布などを敷く。これらが水を運ぶことで灌水する。その長所は、装置が勾配のある場所に置かれたときでも高低差を乗り越えてまんべんなく灌水できることにある。この場合の、植木鉢は排水口
＝吸水口）を持つ底部が直接樹脂や不織布に接する形状であることが必要である。

　環境問題が深刻化し人々の植物に対する愛着は深まっている。そのニーズに応える底面灌水方式のプランターが普及するための重要な条件の一つは、水補給時の面倒な事前操作を無くすことであった。本発明によって、ただ水を注水するだけでその他の作業は何もなく、誰でも取り扱える自動灌水機能付プランターを、低コストで提供することが可能となった。しかも、操作部品がなくなり、構造がシンプルであることによって、外観デザインもシンプルでセンスの良いものにすることも可能となった。さらに、注水口が常にオープンであることによって、屋外に装置を設置している場合など雨水を利用することもできる。本発明は、家庭での園芸や野菜作り、オフィスの緑化に大きく貢献するであろう。

　１　　　　容器
　１−１　　容器壁面
　１−２　　容器底面
　１−３　　留水部
　２　　　　貯水タンク
　２−１　　貯水タンク内最下面
　２−２　　貯水タンク上部空間
　３　　　　給水ダクト
　３−１　　注水口
　３−２　　出水口
　４　　　　通気ダクト
　４−１　　通気ダクトの上端
　４−２　　通気ダクトの下端
　５　　　　通水口
　６　　　　通水具
　７　　　　不織布・吸水樹脂
　１０　　　植木鉢
　１１　　　定水位

Claims

　植木鉢に対する自動底面灌水装置であって、
　容器（１）の壁面（１−１）及び底面（１−２）を一体的二重構造にすることによって、一部の非密閉部分を除く密閉空間を形成し、その密閉空間を貯水タンク（２）とし、貯水タンクに囲まれた容器内の下方部空間を留水部（１−３）とし、
　上端すなわち注水口（３−１）が外部に開口しつつ、前記貯水タンクの上部近傍に位置し、下端すなわち出水口（３−２）が貯水タンク内最下面（２−１）近傍に開口する給水ダクト（３）を具備し、貯水タンクと給水ダクト外周との接触部を密閉構造にし、
　上端（４−１）が貯水タンク内の上部空間（２−２）に開放され、下端（４−２）が留水部（１−３）内下方部近傍に開口する通気ダクト（４）を具備し、貯水タンクと通気ダクト外周との接触部を密閉構造にし、
　留水部底面（１−２）から貯水タンク内に貫通する少なくても一カ所以上の通水口（５）を設け、その通水口に、通水性、吸水性樹脂からなる通水具（６）を密着させて装着した、
ことを特徴とする植木鉢の自動底面灌水装置。
　留水部（１−３）下面に吸水性、通水性の有る不織布や樹脂等を敷き詰めている、
ことを特徴とする請求項１の植木鉢の自動底面灌水装置。