JP2018121601A - 給水器 - Google Patents

Abstract

【課題】植木鉢やプランター等での育成においては、水や分散剤液を安定的に且つ実感と目視確認で給水し、更に天候の変化等に応じて給水の開始や停止や時間当たりの給水量を適宜コントロールして、鉢やプランター内の土に水等を適切に行き渡らせる給水器が求められている。【解決手段】下に口を持ち、上方が密封の逆水槽部と、前記逆水槽部の前記口に気密接続する保持部と、保持部に気密接続する通洞部と、前記通洞部に気密接続し上方に外気口を持つ調整池部と、前記調整池部に設けられた排水孔部で構成され、前記排水孔部の排水口の床高は前記逆水槽部の口の下縁の高さ及び前記通洞部の天井の最も低い部分の天井高以下であることを特徴とする給水器を提供する。調整池内の水位を所定高に保ち、排水口にかかる水圧をコントロールして給水速度を制御し、併せて給水の開始・停止を行えるようにする。【選択図】図１

Description

本発明は、植木鉢やプランター等に自動で水や水和剤液等（以下、これらを「水等」という。）を供給する供給器（以下、「給水器」という。）に関する。

一般的に、植木鉢やプランター等に植えられた植物に水等を給する場合は、鉢の上方開口部にジョーロや水差し器で上から水等をかけて行っている。
マンションのベランダ等コンクリートの床の上で花や野菜を育てている例が多くなった。葉面からの蒸散量の多い植物では、風の強い日、空気が乾燥している日、初夏から秋にかけての猛暑の期間等は毎日ジョーロ等で灌水しなければ植物は刈れてしまう。そこで、急いで潅水すると、鉢内の土に水等が充分行き渡らずに、大半の水が鉢内の一つのルートを通って底から出てしまうことがある。
ゆっくりと時間をかけて滴下給水し、鉢やプランター内の土に水等を十分に行き渡らせ、植物に時間をかけて水等を十分に吸わせるために湿潤な状態を一定時間維持する給水器が求められている。

従来、植木鉢等に給水器等から水等を少しずつ供給する（以下、「給水」という。）方法としては、吸水材等の毛細管現象を生じさせる材料を導水管として用いて、鉢底等に貯めてある水等を鉢の下方・側方に供給する方法、植木鉢の上方に水槽を配置し毛細管現象を持つ素材を介して水等を滴下させる方法、またそのような素材を水を入れた水槽に突っ込み、水等を吸い出して給水する方法等が提案されている。また、直接潅水する方法としてタイマーを用いて所定時刻に水道水等を灌水する方法、水等を入れた容器の底の小径の孔から鉢の開口部に落水、滴下させる方法等、種々の方法が提案されている。

特開平１０−５２１８４号公報 特開２０００−１６６４０５号公報 特開平９−９４０３４号公報 特開２００７−６７１２号公報 特開平８−３７９６３号公報 特開平８−３７９６１号公報 実登３０３２５５２ 特開２０１０−３５４５６号公報

これらの方法にはそれぞれ課題がある。水やりの実感が持てない、給水の状況を目視で確認できない、簡便でないなどである。
また、給水の速さは一定で安定していることも必要である。

吸水材等の毛細管材を用い、毛細管現象を利用して水を給水する方式に関しては、１．水等の入った容器の高さが鉢より極端に低いと毛細管材内を水が移動できない。２．鉢内の土の土粒子が粗大である、あるいは団粒構造等で密度がない場合は、給水された水等が鉢内で全体に行き渡らないことが起こる。木の葉や腐葉土等で構成されている土では、給水された水等が鉢内の土の全体に行き渡らない。３．根を連続的に長時間水に浸してしまい、気づかないうちに枯らしてしまうことがある。夏の猛暑の季節は鉢内の水温が高くなるので十分気を付けなければならないことである。４．水和剤等の分散状の薬剤液では含まれている固形内容物が毛細管材内を移動できないことが多い、特に重力に逆らう方向には移動できない。

そして、特許文献８にあるような、水槽から直接給水する方式に関しては、水槽内の水面が高いときは、その水面と滴下口（特許文献８では「細筒」の下端）との高低差すなわち水深による水圧が滴下口に大きくかかるため、滴下口からの時間当たりの滴下量が非常に多く、滴下した水等は鉢底から逸水して水が無駄になってしまうことがある。
一方、時間が経って水槽内の水面が低くなり、滴下口にかかる水圧が小さくなると時間当たりの滴下量が極端に少なくなるという問題がある。水槽が満タンの時から無くなるまで一定の時間当たり滴下量で滴下することが望ましい。

ゆっくりと少量ずつ、且つ一定の滴下量で滴下等して給水する給水器を提案する。また、水和剤液等の固形物が分散的に混ぜられている液剤を給することができる給水器を提案する。

少量ずつゆっくりと給水するためには、給水口にかかる水圧を小さくして給水口からの時間当たり滴下量を小さくする必要がある。また、それを一定に保つためには給水口にかかる水圧は変動しないことが望ましい。併せて、実感と目視で水やりができるのが望ましい。

上記課題を解決することを目して、本発明は以下の構成を提示する。図１で図示のように、
鉛直下方に開かれた口（Ｈ）を持ち、上方が密封の水槽部（以下「逆水槽部１」という。）と、
前記逆水槽部１の前記口（Ｈ）に気密に接続された保持部５と、
前記保持部５に気密に接続された通洞部２と、
前記通洞部２に気密に接続され上方に外気口（Ｂ）を持つ調整池部３と、
前記調整池部３に設けられた排水孔部４で構成され、
前記保持部５の床（Ｓ）の高さは前記逆水槽部１の口（Ｈ）の下縁（Ｇ）より下であり、
且つ、前記通洞部２の床（Ｆ）の最も高い部分より逆水槽部１側において、前記逆水槽部１の口（Ｈ）の下縁（Ｇ）の高さ及び前記通洞部２の天井（Ｃ）の最も低い部分の天井高は前記通洞部２の床（Ｆ）の最も高い部分の床高より高く、
且つ、前記排水孔部４の排水口（Ｄ）の床高は前記逆水槽部１の口（Ｈ）の下縁（Ｇ）の高さ及び前記通洞部２の天井（Ｃ）の最も低い部分の天井高以下、
であることを特徴とする給水器を掲示する。

逆水槽部１に水等を満たしてしばらく経つと、逆水槽部１は容器としては口（Ｈ）が下にあり逆さまであり、逆水槽部１の口（Ｈ）が保持部５の水等の中に浸かっているため、逆水槽部１の中の水等には負圧が生じ、逆水槽部１が容器としてその負圧相当の変形をした後は下の口（Ｈ）から出ることができない。

しかし、調整池部３には上方に外気口（Ｂ）があり、排水孔部４に設けられた排水口（Ｄ）からは自然に落下排水されるので、外気口（Ｂ）から空気が入り調整池部３内の水面が低下する。調整池部３内の水面（Ｌ）が通洞部２の天井（Ｃ）以下の高さになると空気が通洞部２に侵入し、調整池部３内の水面（Ｌ）位が通洞部２の最も低い天井の部分の天井高より低く、且つ逆水槽部１の口（Ｈ）の下縁（Ｇ）の高さより低くなると空気は逆水槽部１内に入る。

次に逆水槽内に侵入した空気量と略同量の水等が口（Ｈ）、通洞部２を通って調整池部３に移動し、その結果、調整池部３内の水面（Ｌ）水位は上昇して、空気が逆水槽部１内に侵入を開始した直前の高さに復元される。この空気の侵入と水の移動を繰り返しながら、調整池の水面（Ｌ）水位を一定に維持しつつ排水を続けることになる。

空気が逆水槽部１に侵入して逆水槽部１から水等が移動した直後の調整池部３内水面（Ｌ）水位と空気が侵入を開始する直前の調整池部３内の水面（Ｌ）水位との高低差は僅かであるので、両時点の排水速度は略変わらず、排水速度は一定で安定している。

そこで、調整池部３の排水口（Ｄ）の床の高さと、逆水槽部１の口（Ｈ）の下縁（Ｇ）の高さや前記通洞部２の天井（Ｃ）の最も低い部分の天井高との高低差を小さく設定すれば、排水口（Ｄ）の床の高さと調整池部３内の水面（Ｌ）水位との差も小さくなり、その結果排水口（Ｄ）にかかる水圧は小さくなり排水速度も小さくなる。

上方からの空気の侵入が自由な壁厚が略０.３ミリメートルの水槽容器の下部の壁に上方略４５度の方向に直径略０.５ミリメートルの孔を刳り、満水の後に自然に中の水が滴下する量を測定したところ、水面が滴下孔口から９４ミリメートル上にあるときは水の滴下速度は毎分略６.６立方ミリメートル、同じく水位が４８ミリメートル上にあるときでは滴下速度は毎分略３.５立方ミリメートルであったが、水位が下がり２１ミリメートル上にあるときでは滴下速度は毎分略１.３立方ミリメートル、同じく水位が１９ミリメートル上にあるときでは滴下速度は毎分略１.０立方ミリメートルであった。水位が下がると急激に滴下速度が小さくなる。

この実験の条件下では、５００立方ミリメートルの水は、水面が排水口から略１９ミリメートル上にあることを維持するように設定することが出来れば、約８.３時間滴下を継続することになる。

時間をかけて滴下潅水すれば確実にプランター内の土に行き渡る。鉢内の土の状態や気象条件等を勘案し、所定の量を逆水槽部に入れておけば、水等は時間をかけて全体に行き渡り、そのまま放置しても、自動的に逆水槽の水等がなくなるまで給水は行われる。

条件にもよるが、夏の猛暑が続く季節でも一般的な植物では、一つの目安として、朝に１９ミリメートル上に水位が保たれるようにセットされた給水器の逆水槽に５００立方ミリメートルの水等を入れておけば、次に水等を入れるのは３日後位でよいと思われる。また、その間鉢の温度は給水された水等の蒸発で熱が奪われて上がらない。

逆水槽内に入った空気の気泡は上昇する。その時逆水槽内の水等を攪拌してくれる。水和剤液等の分散状の液は均質になる効果がある。
併せて、この給水器は毛細管材を導水管として使っていないので、固形物が分散的に混ぜられている水和剤液等を給する給水器としても使えるものである。

本品の構成を表す端面図。 ネジ機構を備えた保持部をもつ給水器の端面図。 可撓性のある通洞部を備えている給水器の端面図。 排水孔に排水管を延長した給水器の端面図。 排水孔口に吸水材を付設した給水器の端面図。 保持部を蓋として利用する給水器の端面図。保持部の一部を調整池部の壁体として共用している。

乾燥する日が続きそうなときは給水を開始させ、雨の日や天候が急変したときには給水を中断することができる給水器も求められる。
鉢内の土の状況はもちろん、個々の植物の蒸散量等の生育特性、設置場所の特徴、気象条件、給水する液剤の物理的性質、その日前後の天候等を総合的に判断して、設置者が適宜に給水速度を決める必要がある。これまで、簡易な給水器において、時間当たりの給水量すなわち給水速度を設置者が制御できる提案が無い。

根腐れを起こしやすい植物には所定の速さで給水して、一定時間後には給水を停止（以下、「オフ」という。）して、その後は鉢内が軽く乾くのを待つ。逆水槽に水を入れたら空になるまで給水し続けなければならないものではない。これまで、簡便な給水器では設置者が適宜給水を開始（以下、「オン」という。）、オフの操作ができる提案がない。

ネジ機構による気密接続で逆水槽部１を保持するためのネジ機構を備えた保持部５とすることを提案する。図２に図示のように、この保持部５はネジ溝（８）を備えており、円筒状の口を持つ逆水槽部１を回しながらそのネジ溝（８）を利用してネジ込むことで逆水槽部１の口（Ｈ）の下縁（Ｇ）の高さと排水口（Ｄ）の床の高さとの高低差を調節することを可能にする。逆水槽部１の口（Ｈ）の下縁（Ｇ）が通洞部断面の天井（Ｃ）と高さで比して下であれば、回す回転角度で前記両者の高低差が変わり水圧に関わる。逆水槽部１を回してねじ込んで下げれば排水速度は小さくなり、更に回して排水口（Ｄ）の床の高さより下げれば給水が止まる。更にねじ込めば、図６のように口（Ｈ）の下縁（Ｇ）が、保持部５の床（Ｓ）に当たりその床の部分が蓋となって逆水槽内の水等は閉じ込められ、この給水器を蓋替わりとして利用することができる。
逆回転に回して一定高以上に緩め上げればオンになり、更に緩め上げれば排水速度が大きくなる。これは、ネジ機構に代えて滑り面どうしによる気密の嵌合機構等での上下動作でも排水速度等に関しての効果の点で同じである。

逆水槽部１の口（Ｈ）の下縁（Ｇ）の高さが通洞部２の天井（Ｃ）の最も低い部分の天井高より高い場合は、通洞部２の天井（Ｃ）の最も低い部分の天井高を図３のように自由に調節することが出来れば排水速度を変更することができる。
具体的には、通洞部２の天井高を天井高調節手段９で下げて排水口（Ｄ）の床の高さに近づけて両者の高低差を小さくすれば排水速度は小さくなる。排水口（Ｄ）の床の高さより低くなればオフになる。
通洞部２の床高を床高調節手段１０で、前記通洞部２の床（Ｆ）の最も高い部分より逆水槽部１側における天井（Ｃ）の最も低い部分の天井高より上げればオフになる。
これらの制御は設置者が滴下の状況を目視しながら随時操作できるものであり、結果として給水の速度やオン・オフを容易に随時変更できる構造である。併せて、微妙な調節で水やりができる。

また、排水孔部４の設置位置は調整池の底以外の部分がよい。水等に混入した異物や規格以上の大きい分散粒子等が粒子の自重で沈下しても排水孔の流入口を塞ぐことがないようにするためである。

また、排水孔の設置角度は図２のように水平以上の上向きで、調整池内の水等が噴き上がるように排出されるようにするのもよい。水等に混入した異物や規格以上の大きい分散粒子等が排水孔付近の排出流に巻き込まれず重力方向の底に落下し、その結果排水孔の流入口を塞ぐことがないようにすることができる。

前記排水孔部４の先端に排水管７を接合すれば、その排水管７の先端が排水口（Ｄ）となる。その排水口（Ｄ）の床の高さを自由に制御すれば、更に給水速度や給水のオン・オフの調整に自由度が増す。
例えば図４のように排水管７の先にある排水口（Ｄ）の床高を排水口高調節手段１１で持ち上げれば排水量は少なくなり、更に上げれば逆水槽部１の口（Ｈ）の下縁（Ｇ）の高さや通洞部２の最も低い天井部分の天井高より上になって給水をオフにすることが出来る。反対に、下げれば排水量は大きくなる。調整池内の水位は常に一定なので微妙な調節が可能である。

一方、排水孔の断面を極小さくすると、上述の排水量の少ない設定では、水等の粘性や水等や調整池部壁体材料等が持つ表面張力等の電気的作用が、水位差による水圧に勝り、水等が排水口から出られないことがある。先述の実験では水面が１５ミリメートルより低くなると排水口から水が出てこなかった。

その対策としては、図５のように、排水口（Ｄ）の外側出口に吸水布等の毛細管現象を持つ吸水材１３を付設し、この吸水材１３の持つ吸引力を補助的に借りて調整池部３内から水等を引き出させるとよい。

水圧による押し出しと毛細管作用による吸出しの２の力で排水速度は２倍以上速くなる効果がある。
また、反対に水位差が大きく水圧が高いときは吸水材１３が排出に対する抵抗体ともなり、排水量の調節にも使える。

排水口からの排水速度に関しては、本発明の基本的構成による水圧制御を利用する方法以外に付加的手段として、水等や空気の流れに対する抵抗で調節することが出来る。例えば排水孔の内径を変更する、排水孔の削孔角度を変更する、排水孔長を変更する、排水孔内や通洞部内に水等の流下や空気の侵入に抵抗を加えるものを設置する、調整池部の外気口を極微小にしたりマスクするなどして空気の侵入速度を調節するなどの方法があり、前記給水器の使用目的や給水する液の物理的特徴、使用条件に合わせて適宜組み合わせて変更することができる。

保持部５、通洞部２、調整池部３、排水孔部４又は逆水槽部１は水・空気の流れに関して連続しており一体化することが可能である。また、図２に図示のように、逆水槽部１又は保持部５又は通洞部２又は調整池部３又は排水孔部４の下や側面に、鉢の土１２等に鉛直に挿すことができる棒状片等の自立用部材６や押し込み用のハンドル１４を接合等すれば、容易に略鉛直にこの給水器を鉢やプランター等にセットできる。

前記逆水槽部１に水等を満たすためには、前記逆水槽部１は前期保持部５に着脱自由とする必要がある。前記逆水槽部１と前期保持部５の接合部分をネジ機構や嵌合機構等にしておくことを提案する。市販の各種容器を逆水槽部として取り付けてこの給水器を使用することも出来る。

この給水器は乳剤液、フロアブル剤液を給するときにも使える。この給水器は魚を飼う水槽や池や水稲用水田等に少しずつ時間をかけて殺虫・殺菌剤液等を混入するとき等にも使用できる。

なお、逆水槽部１に関しては、上方に蓋があってもよい。逆水槽部１と保持部５との接続部分からの微少の空気侵入とも合わせて、調整池部３の排水口（Ｄ）から排水される水等の量以上の空気侵入がなければ本発明が目的とする効果に問題はない。

１逆水槽部
２通洞部
３調整池部
４排水孔部
５保持部
６自立用部材
７排水管
８ネジ機構
９天井高調節手段
１０床高調節手段
１１排水口高調節手段
１２土
１３吸水材
１４ハンドル

Claims (8)

1. 鉛直下方に開かれた口を持ち、上方が密封の逆水槽部と、
   前記逆水槽部の前記口に気密に接続された保持部と、
   前記保持部に気密に接続された通洞部と、
   前記通洞部に気密に接続され上方に外気口を持つ調整池部と、
   前記調整池部に設けられた排水孔部で構成され、
   前記保持部の床の高さは前記逆水槽部の口の下縁より下であり、
   且つ、前記通洞部の床の最も高い部分より逆水槽部側において、前記逆水槽部の口の下縁の高さ及び前記通洞部の天井の最も低い部分の天井高は前記通洞部の床の最も高い部分の床高より高く、
   且つ、前記排水孔部の排水口の床高は前記逆水槽部の口の下縁の高さ及び前記通洞部の天井の最も低い部分の天井高以下、
   であることを特徴とする給水器。
2. 鉛直下方に開かれた口を持つ上方が密封の逆水槽の口が着脱自在に気密接続される保持部と、
   前記保持部に気密に接続された通洞部と、
   前記通洞部に気密に接続され上方に外気口を持つ調整池部と、
   前記調整池部に設けられた排水孔部で構成され、
   前記保持部の床は前記上方が密封の逆水槽の口の下であり、
   且つ、前記通洞部の床の最も高い部分より逆水槽部側において、前記逆水槽部の口の下縁の高さ及び前記通洞部の天井の最も低い部分の天井高は前記通洞部の床の最も高い部分の床高より高く、
   且つ、前記排水孔部の排水口の床高は前記逆水槽部の口の下縁の高さ及び前記通洞部の天井の最も低い部分の天井高以下、
   であることを特徴とする給水器。
3. 前記保持部が気密のネジ機構を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の給水器。
4. 前記排水孔部の排水孔の設置角度が水平以上の上向きであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の給水器。
5. 前記排水孔部の排水孔口の先端に排水管が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の給水器。
6. 前記排水孔部の排水口の出口に吸水材が付設されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の給水器。
7. 前記逆水槽部又は前記保持部又は前記通洞部又は前記調整池部の下又は側面に自立用部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の給水器。
8. 前記保持部又は前記通洞部又は前記調整池部の下又は側面に自立用部材が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の給水器。
   
   
   
   
   
   
   

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