JP2020000136A - 空気清浄緑化装置および空気清浄緑化装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】運転時における設置環境の温度と風量とから植栽基盤の乾燥状態（含水率）を推定し、係る推定結果に基づいて植栽基盤に灌水を行う空気清浄緑化装置および空気清浄緑化装置の制御方法を提供する。【解決手段】植栽基盤を収納した植栽ユニットと、通風装置と、灌水装置と、植栽ユニット上端から垂直方向の複数の深度の植栽基盤における含水率と時間との関係式を記憶しておく第一記憶手段と、灌水量と浸透深度との関係式を記憶しておく第二記憶手段と、灌水装置の制御手段を備え、定時灌水制御は、予め設定した時刻に所定量の灌水を行うとともに、任意の深度（Ｙ）の植栽基盤における時刻から任意の含水率に達するまでの時間（Ｔ）を、第一記憶手段の関係式を用いて演算するものであり、臨時灌水制御は、任意の深度（Ｙ）の植栽基盤にまで浸透する灌水の量を、第二記憶手段の関係式を用いて演算して、時刻から時間（Ｔ）が経過した時刻に灌水を行う。【選択図】図８
Description
本発明は、空気清浄緑化装置および空気清浄緑化装置の制御方法に関するものである。
詳しくは、空気清浄緑化装置の運転時における設置環境の温度と風量とから植栽基盤の乾燥状態（含水率）を推定し、係る推定結果に基づいて植栽基盤に灌水を行う空気清浄緑化装置および空気清浄緑化装置の制御方法に関するものである。
詳しくは、空気清浄緑化装置の運転時における設置環境の温度と風量とから植栽基盤の乾燥状態（含水率）を推定し、係る推定結果に基づいて植栽基盤に灌水を行う空気清浄緑化装置および空気清浄緑化装置の制御方法に関するものである。
従前から、室内や屋外に設置されることによって、設置環境の緑化とともに空気清浄を行う空気清浄緑化装置が各種開発されている。
ここで、このような空気清浄緑化装置には、植栽を維持するための灌水装置（設備）が設けられ定期的に植栽に灌水を行う構造となっているが、植栽を適切な状態で維持するためには、灌水の量が多すぎても少なすぎても良くなく、また灌水の時期も適切なものとする必要がある。
特に、図１に示すような縦置きタイプの空気清浄緑化装置においては、植栽基盤の上下方向において水勾配が生じることによって植栽基盤の上部が乾燥し易くなる。従って、縦置きタイプの空気清浄緑化装置においては、植栽基盤上部への灌水を、他のタイプの空気清浄緑化装置に比べてより適切に行わなければならないことになる。具体的には、灌水の量が多すぎると、植栽基盤の上部へは十分な量の灌水が行われていても植栽基盤の中部や下部にとっては過剰な灌水となってしまい、その結果、植栽基盤の中部や下部の植栽の根腐れや、排水量が多くなることによる灌水の効率低下が発生しまうことになる。また、反対に灌水の量が少なすぎると、植栽基盤上部の植栽（場合によっては植栽基盤中部や下部の植栽も）が枯死してしまうことになる。
そこで、空気清浄緑化装置の分野を始めとする植物栽培の分野において、灌水の量および時期を制御するための技術が各種開発されている（特許文献１〜３）。
具体的には、特許文献１、２に記載されている発明は、湿度センサを用いて測定した湿度（飽差を含む）に着目して灌水制御を行う技術である（特許文献１の［請求項７］、［００１５］、［００３８］および特許文献２の［請求項１］、［請求項２］、［００４９］、［００５０］を参照）。特許文献３に記載されている発明は、赤外線センサを用いて測定した土壌の表面温度と気温との温度差に着目して灌水制御を行う技術である（特許文献３の［請求項１］、［０００６］、［００２４］、［００８７］を参照）。
しかしながら、特許文献１〜３に記載されている灌水技術は、全て、制御を行うためにセンサを用いて基礎とするデータを実測する必要があることから、センサの設置場所が不適切な場合には適切な制御が困難となってしまうという課題がある。また、測定されたデータはあくまでもセンサが設置された特定の場所（ポイント）における数値であることから、制御の精度を向上させるためには複数のセンサを設置する必要があり、設備が複雑化し、コストも高くなってしまうという課題もある。また、センサを設置するためには植栽ユニットなどに孔を開ける必要があることから、係る孔から灌水が漏れることによる水密性の低下や空気が漏れることによる気密性や清浄性の低下が発生してしまうという課題もある。なお、係る課題は複数のセンサを設置した際に特に顕著なものとなる。さらに、センサの寿命もあることから、メンテナンス作業が必要となってしまうという課題もある。
今般、本願発明者らは鋭意検討を行った結果、空気清浄緑化装置の設置環境の温度から植栽基盤の乾燥状態を推定する手法を構築することができるという知見を得た。具体的には、運転時における風量と設置環境の温度から植栽基盤の乾燥状態（含水率）を推定することができ、係る推定結果に基づいて植栽基盤に灌水を行うことができるという知見を得るに至った。
そして係る手法を用いれば、特許文献１〜３に記載されている灌水技術のように、センサを用いる必要がなく、特に、図１に示すような縦置きタイプの空気清浄緑化装置（水勾配が生じ易い空気清浄緑化装置）において問題となる、乾燥し易い植栽基盤の上部における枯死現象の発生を防止することができるという知見を得るに至った。
そして係る手法を用いれば、特許文献１〜３に記載されている灌水技術のように、センサを用いる必要がなく、特に、図１に示すような縦置きタイプの空気清浄緑化装置（水勾配が生じ易い空気清浄緑化装置）において問題となる、乾燥し易い植栽基盤の上部における枯死現象の発生を防止することができるという知見を得るに至った。
また、係る手法は、植栽基盤の特定の部位（任意の深度の植栽）における乾燥状態（含水率）も推定することが可能となるというものであった。従って、係る手法を用いれば、植栽基盤の特定の部位（任意の深度の植栽）を目標（ターゲット）とした灌水制御を行うことができるという知見を得るに至った。
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであって、空気清浄緑化装置の運転時における設置環境の温度と風量とから植栽基盤の乾燥状態（含水率）を推定し、係る推定結果に基づいて植栽基盤に灌水を行う空気清浄緑化装置および空気清浄緑化装置の制御方法の提供を目的とするものである。
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る空気清浄緑化装置は、植栽を前面に上下方向に配置する植栽基盤を収納した植栽ユニットと、植栽ユニットに通風を行う通風装置と、植栽ユニットに灌水を行う灌水装置と、植栽ユニット上端から垂直方向の複数の深度の植栽基盤における含水率と時間との関係式を記憶しておく第一記憶手段と、植栽基盤における灌水量と浸透深度との関係式を記憶しておく第二記憶手段と、灌水装置を制御する制御手段を備える空気清浄緑化装置であって、制御手段は、定時灌水制御と臨時灌水制御を備え、定時灌水制御は、予め設定した時刻に所定量の灌水を行うとともに、任意の深度（Ｙ）の植栽基盤における時刻から任意の含水率に達するまでの時間（Ｔ）を、第一記憶手段の関係式を用いて演算するものであり、臨時灌水制御は、任意の深度（Ｙ）の植栽基盤にまで浸透する灌水の量を、第二記憶手段の関係式を用いて演算して、時刻から時間（Ｔ）が経過した時刻に灌水を行うものであることを特徴とする。
本発明の請求項２に係る空気清浄緑化装置は、第一記憶手段の関係式が以下の式１であり、第二記憶手段の関係式が多項式近似式であることを特徴とする。
式１：任意の深度（Ｙ）の植栽基盤における、定時灌水制御の作動時刻から任意の含水率に達するまでに要する時間（Ｔ）
（Ｋ１：以下の手順によって算出した温度係数（Ｋ）の内、定時灌水制御作動時の設置環境の温度における温度係数。
（１）植栽ユニット上端から垂直方向の任意の深度（Ｙ）の植栽基盤に関する、任意の風量（ａ）における任意の２点の温度（ｔ１、ｔ２）での含水率の経時変化について、線形近似を行い、算出した各線形近似式の傾きの値の絶対値（ｋ１、ｋ２）を算出。
（２）温度（ｔ１、ｔ２）と傾きの値（ｋ１、ｋ２）との関係について、線形近似を行い、導出した線形近似式から算出される各温度における値を温度係数（Ｋ）とする。）
式１：任意の深度（Ｙ）の植栽基盤における、定時灌水制御の作動時刻から任意の含水率に達するまでに要する時間（Ｔ）
（Ｋ１：以下の手順によって算出した温度係数（Ｋ）の内、定時灌水制御作動時の設置環境の温度における温度係数。
（１）植栽ユニット上端から垂直方向の任意の深度（Ｙ）の植栽基盤に関する、任意の風量（ａ）における任意の２点の温度（ｔ１、ｔ２）での含水率の経時変化について、線形近似を行い、算出した各線形近似式の傾きの値の絶対値（ｋ１、ｋ２）を算出。
（２）温度（ｔ１、ｔ２）と傾きの値（ｋ１、ｋ２）との関係について、線形近似を行い、導出した線形近似式から算出される各温度における値を温度係数（Ｋ）とする。）
本発明の請求項３に係る空気清浄緑化装置は、定時灌水制御が、さらに、次回の定時灌水制御が作動するまでの間に時間（Ｔ）が経過する回数（Ｎ、Ｎは整数）を算出するものであり、臨時灌水制御が、回数（Ｎ）が２以上である場合には、時間（Ｔ）が経過した時刻ごとに灌水装置の運転をＮ回行うものであることを特徴とする。
本発明の請求項４に係る空気清浄緑化装置は、時間（Ｔ）が経過した時刻が次回の定時灌水制御の作動時刻まで所定の時間以下となる場合には、制御手段が、臨時灌水制御の作動を中止するものであることを特徴とする。
本発明の請求項５に係る空気清浄緑化装置は、臨時灌水制御作動時における設置環境の温度と、定時灌水制御作動時における設置環境の温度との差が所定の値以上である場合には、制御手段が、任意の深度（Ｙ）の植栽基盤における臨時灌水制御の作動時刻から任意の含水率に達するまでの時間（Ｔ１）を、式２を用いて演算して、時間（Ｔ１）が経過した時刻に再度臨時灌水制御の作動を行うものであることを特徴とする。
式２：任意の深度（Ｙ）の植栽基盤における、臨時灌水制御の作動時刻から任意の含水率に達するまでに要する時間（Ｔ１）
（Ｋ２：以下の手順によって算出した温度係数（Ｋ）の内、臨時灌水制御作動時の設置環境の温度における温度係数。
（１）前記植栽ユニット上端から垂直方向の任意の深度（Ｙ）の植栽基盤に関する、任意の風量（ａ）における任意の２点の温度（ｔ１、ｔ２）での含水率の経時変化について、線形近似を行い、算出した各線形近似式の傾きの値の絶対値（ｋ１、ｋ２）を算出。
（２）温度（ｔ１、ｔ２）と傾きの値（ｋ１、ｋ２）との関係について、線形近似を行い、導出した線形近似式から算出される各温度における値を温度係数（Ｋ）とする。）
式２：任意の深度（Ｙ）の植栽基盤における、臨時灌水制御の作動時刻から任意の含水率に達するまでに要する時間（Ｔ１）
（Ｋ２：以下の手順によって算出した温度係数（Ｋ）の内、臨時灌水制御作動時の設置環境の温度における温度係数。
（１）前記植栽ユニット上端から垂直方向の任意の深度（Ｙ）の植栽基盤に関する、任意の風量（ａ）における任意の２点の温度（ｔ１、ｔ２）での含水率の経時変化について、線形近似を行い、算出した各線形近似式の傾きの値の絶対値（ｋ１、ｋ２）を算出。
（２）温度（ｔ１、ｔ２）と傾きの値（ｋ１、ｋ２）との関係について、線形近似を行い、導出した線形近似式から算出される各温度における値を温度係数（Ｋ）とする。）
本発明の請求項６に係る空気清浄緑化装置は、定時灌水制御が、設置環境の温度が一日の内で最も高い時間帯に作動するものであることを特徴とする。
本発明の請求項７に係る空気清浄緑化装置は、灌水装置が、植栽ユニットの上方から灌水を行うものであることを特徴とする。
本発明の請求項８に係る空気清浄緑化装置の制御方法は、植栽を前面に上下方向に配置する植栽基盤を収納した植栽ユニットと、植栽ユニットに通風を行う通風装置と、植栽ユニットに灌水を行う灌水装置と、植栽ユニット上端から垂直方向の複数の深度の植栽基盤における含水率と時間との関係式を記憶しておく第一記憶手段と、植栽基盤における灌水量と浸透深度との関係式を記憶しておく第二記憶手段と、灌水装置を制御する制御手段を備える空気清浄緑化装置の制御方法であって、制御手段は、定時灌水制御と臨時灌水制御を備え、定時灌水制御は、予め設定した時刻に所定量の灌水を行うとともに、任意の深度（Ｙ）の植栽基盤における時刻から任意の含水率に達するまでの時間（Ｔ）を、第一記憶手段の関係式を用いて演算するものであり、臨時灌水制御は、任意の深度（Ｙ）の植栽基盤にまで浸透する灌水の量を、第二記憶手段の関係式を用いて演算して、時刻から時間（Ｔ）が経過した時刻に灌水を行うものであることを特徴とする。
本発明の請求項９に係る空気清浄緑化装置の制御方法は、第一記憶手段の関係式が以下の式１であり、第二記憶手段の関係式が多項式近似式であることを特徴とする。
式１：任意の深度（Ｙ）の植栽基盤における、定時灌水制御の作動時刻から任意の含水率に達するまでに要する時間（Ｔ）
（Ｋ１：以下の手順によって算出した温度係数（Ｋ）の内、定時灌水制御作動時の設置環境の温度における温度係数。
（１）植栽ユニット上端から垂直方向の任意の深度（Ｙ）の植栽基盤に関する、任意の風量（ａ）における任意の２点の温度（ｔ１、ｔ２）での含水率の経時変化について、線形近似を行い、算出した各線形近似式の傾きの値の絶対値（ｋ１、ｋ２）を算出。
（２）温度（ｔ１、ｔ２）と傾きの値（ｋ１、ｋ２）との関係について、線形近似を行い、導出した線形近似式から算出される各温度における値を温度係数（Ｋ）とする。）
式１：任意の深度（Ｙ）の植栽基盤における、定時灌水制御の作動時刻から任意の含水率に達するまでに要する時間（Ｔ）
（Ｋ１：以下の手順によって算出した温度係数（Ｋ）の内、定時灌水制御作動時の設置環境の温度における温度係数。
（１）植栽ユニット上端から垂直方向の任意の深度（Ｙ）の植栽基盤に関する、任意の風量（ａ）における任意の２点の温度（ｔ１、ｔ２）での含水率の経時変化について、線形近似を行い、算出した各線形近似式の傾きの値の絶対値（ｋ１、ｋ２）を算出。
（２）温度（ｔ１、ｔ２）と傾きの値（ｋ１、ｋ２）との関係について、線形近似を行い、導出した線形近似式から算出される各温度における値を温度係数（Ｋ）とする。）
本発明の請求項１０に係る空気清浄緑化装置の制御方法は、定時灌水制御が、さらに、次回の定時灌水制御が作動するまでの間に時間（Ｔ）が経過する回数（Ｎ、Ｎは整数）を算出するものであり、臨時灌水制御が、回数（Ｎ）が２以上である場合には、時間（Ｔ）が経過した時刻ごとに灌水装置の運転をＮ回行うものであることを特徴とする。
本発明の請求項１１に係る空気清浄緑化装置の制御方法は、時間（Ｔ）が経過した時刻が次回の定時灌水制御の作動時刻まで所定の時間以下となる場合には、制御手段が、臨時灌水制御の作動を中止するものであることを特徴とする。
本発明の請求項１２に係る空気清浄緑化装置の制御方法は、臨時灌水制御作動時における設置環境の温度と、定時灌水制御作動時における設置環境の温度との差が所定の値以上である場合には、制御手段が、任意の深度（Ｙ）の植栽基盤における臨時灌水制御の作動時刻から任意の含水率に達するまでの時間（Ｔ１）を、式２を用いて演算して、時間（Ｔ１）が経過した時刻に再度臨時灌水制御の作動を行うものであることを特徴とする。
式２：任意の深度（Ｙ）の植栽基盤における、臨時灌水制御の作動時刻から任意の含水率に達するまでに要する時間（Ｔ１）
（Ｋ２：以下の手順によって算出した温度係数（Ｋ）の内、臨時灌水制御作動時の設置環境の温度における温度係数。
（１）前記植栽ユニット上端から垂直方向の任意の深度（Ｙ）の植栽基盤に関する、任意の風量（ａ）における任意の２点の温度（ｔ１、ｔ２）での含水率の経時変化について、線形近似を行い、算出した各線形近似式の傾きの値の絶対値（ｋ１、ｋ２）を算出。
（２）温度（ｔ１、ｔ２）と傾きの値（ｋ１、ｋ２）との関係について、線形近似を行い、導出した線形近似式から算出される各温度における値を温度係数（Ｋ）とする。）
式２：任意の深度（Ｙ）の植栽基盤における、臨時灌水制御の作動時刻から任意の含水率に達するまでに要する時間（Ｔ１）
（Ｋ２：以下の手順によって算出した温度係数（Ｋ）の内、臨時灌水制御作動時の設置環境の温度における温度係数。
（１）前記植栽ユニット上端から垂直方向の任意の深度（Ｙ）の植栽基盤に関する、任意の風量（ａ）における任意の２点の温度（ｔ１、ｔ２）での含水率の経時変化について、線形近似を行い、算出した各線形近似式の傾きの値の絶対値（ｋ１、ｋ２）を算出。
（２）温度（ｔ１、ｔ２）と傾きの値（ｋ１、ｋ２）との関係について、線形近似を行い、導出した線形近似式から算出される各温度における値を温度係数（Ｋ）とする。）
本発明の請求項１３に係る空気清浄緑化装置の制御方法は、定時灌水制御が、設置環境の温度が一日の内で最も高い時間帯に作動するものであることを特徴とする。
本発明に係る空気清浄緑化装置および空気清浄緑化装置の制御方法によれば、設置環境の温度から植栽基盤の乾燥状態を推定することができるので、従前の灌水制御のようなセンサを用いる必要がなく、設備を簡素化でき、メンテナンス作業も省力化することができる。また、センサを用いる際に発生する水密性や気密性や清浄性の低下という問題も考慮する必要がなくなることになる。
また、設置環境の温度を考慮して植栽基盤の乾燥状態を推定することができるので、従前の灌水技術に比べて、植栽の枯死を効果的に防止することができる。なお、係る効果は、図１に示すような縦置きタイプの空気清浄緑化装置（水勾配が生じ易い空気清浄緑化装置）において特に顕著なものとなる。
また、設置環境の温度を考慮して植栽基盤の乾燥状態を推定することができるので、従前の灌水技術に比べて、植栽の枯死を効果的に防止することができる。なお、係る効果は、図１に示すような縦置きタイプの空気清浄緑化装置（水勾配が生じ易い空気清浄緑化装置）において特に顕著なものとなる。
さらに、本発明に係る空気清浄緑化装置および空気清浄緑化装置の制御方法によれば、植栽基盤の様々な部位における乾燥状態（含水率）を推定することも可能となる。従って、植栽基盤の特定の部位（任意の深度の植栽基盤）に対する灌水制御を行うことができることになる。また、植栽基盤の特定の部位（任意の深度の植栽基盤）に対して過不足なく灌水を行うことができると、排水する灌水の量を削減することができることから効率的な灌水制御を行うことができ、排水処理も省力化することができる。加えて、水道費や排水処理費などのコストも削減することができる。
本発明の請求項２、９に係る空気清浄緑化装置および空気清浄緑化装置の制御方法によれば、特定の関係式を用いて植栽基盤の乾燥状態を推定するので、植栽基盤の乾燥状態をより正確に推定することができる。また、風量による補正も行うことから、運転時の状況に則した灌水制御を行うことができる。
本発明の請求項３、１０に係る空気清浄緑化装置および空気清浄緑化装置の制御方法によれば、定時灌水制御が、次回の定時灌水制御までの臨時灌水制御の回数を算出するものであることから、植栽の枯死をより効果的に防止することができる。
本発明の請求項４、１１に係る空気清浄緑化装置および空気清浄緑化装置の制御方法によれば、定時灌水制御によって決定される臨時灌水制御の作動時刻が次回の定時灌水制御の作動時刻の間際である場合には臨時灌水制御の作動を中止するものであることから、植栽の根腐れを防止することができる。また、無駄な排水を抑制し、効率的な灌水制御を行うことができる。
本発明の請求項５、１２に係る空気清浄緑化装置および空気清浄緑化装置の制御方法によれば、定時灌水制御によって演算、決定された時刻に臨時灌水制御が作動する際、制御手段が、定時灌水制御作動時の設置環境の温度（演算時における設置環境の温度）と臨時灌水制御作動時における設置環境の温度との温度差を確認する。そして、係る温度差が所定の値以上である場合には、制御手段が、植栽基盤の乾燥が予想以上に進む状況、すなわち定時灌水制御によって演算した時間（Ｔ）よりも早く任意の含水率に達してしまう状況であったり、反対に植栽基盤の乾燥が予想以上に遅い状況、すなわち定時灌水制御によって演算した時間（Ｔ）よりも遅く任意の含水率に達する状況であったりすると判断し、臨時灌水制御の作動時刻から任意の含水率に達するまでの時間（Ｔ１）を、再演算することとなる。
従って、植栽基盤の乾燥状態（含水率）をより正確に推定することができ、植栽の枯死をより効果的に防止することができる。
従って、植栽基盤の乾燥状態（含水率）をより正確に推定することができ、植栽の枯死をより効果的に防止することができる。
本発明の請求項６、１３に係る空気清浄緑化装置および空気清浄緑化装置の制御方法によれば、制御手段が、設置環境の温度が一日の内で最も高い時間帯、すなわち一日の内で植栽基盤の乾燥が最も予想される時間帯に定時灌水制御の作動を行うものであることから、季節や設置環境の状況に影響されることなく植栽の枯死を効果的に防止することができる。
なお、係る制御については、毎日係る時間帯に行ってもよいし、２日間隔や３日間隔など間隔をおいて、制御を行う日の係る時間帯に行うものでも良い。
なお、係る制御については、毎日係る時間帯に行ってもよいし、２日間隔や３日間隔など間隔をおいて、制御を行う日の係る時間帯に行うものでも良い。
本発明の請求項７に係る空気清浄緑化装置によれば、灌水装置を植栽ユニットの上方から灌水を行うように構成しているので、植栽基盤の特定の部位（任意の深度の植栽基盤）に対して効率よく灌水を行うことができる。なお、係る効果は、図１に示すような縦置きタイプの空気清浄緑化装置（水勾配が生じ易い空気清浄緑化装置）において特に顕著なものとなる。
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に述べる実施形態は本発明を具体化した一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものでない。図１は本発明に係る空気清浄緑化装置の一の実施形態を示す断面模式図である。
（基本構造）
まず、本発明に係る空気清浄緑化装置の構成を図１に基づいて説明する。
本発明に係る空気清浄緑化装置１は、植栽基盤２を収納した植栽ユニット３と、植栽ユニット３に通風を行う通風装置４と、植栽ユニット３に灌水を行う灌水装置５と、植栽基盤２の含水率と時間との関係式を記憶しておく第一記憶手段（図示せず）と、植栽ユニット３における灌水量と浸透深度との関係式を記憶しておく第二記憶手段（図示せず）と、灌水装置５を制御する制御手段６を主要部品として構成されている。
まず、本発明に係る空気清浄緑化装置の構成を図１に基づいて説明する。
本発明に係る空気清浄緑化装置１は、植栽基盤２を収納した植栽ユニット３と、植栽ユニット３に通風を行う通風装置４と、植栽ユニット３に灌水を行う灌水装置５と、植栽基盤２の含水率と時間との関係式を記憶しておく第一記憶手段（図示せず）と、植栽ユニット３における灌水量と浸透深度との関係式を記憶しておく第二記憶手段（図示せず）と、灌水装置５を制御する制御手段６を主要部品として構成されている。
ここで、図１に示す空気清浄緑化装置１においては、第一記憶手段と第二記憶手段を空気清浄緑化装置１の制御手段６内に格納する構造としているが、これに限定されるものではなく、制御手段６、第一記憶手段、第二記憶手段をそれぞれ別々にして空気清浄緑化装置１内に格納する構造とすることもできる。さらに、制御手段６、第一記憶手段、第二記憶手段を、空気清浄緑化装置１に格納することなく、インターネットなどの回線を用いて提供することによって空気清浄緑化装置１の制御を遠隔操作することもできる。
次に、各構成要件について説明する。
（植栽ユニット、植栽基盤）
本発明に用いられる植栽ユニット３は、植栽基盤２を収納するものためのものであり、後記するタンク７に接続した灌水を行うためのホース８が設置された構造となっている。なお、図１に示す空気清浄緑化装置１においては、植栽ユニット３が上下方向に３つ設置されている構造となっている。
本発明に用いられる植栽基盤２は、植物を植える土台となるものであり、また灌水を保持することによって植えられた植栽を育成する基盤となるものである。また、植栽とともに設置環境の空気清浄を行うためのものである。
本発明に用いられる植栽ユニット３は、植栽基盤２を収納するものためのものであり、後記するタンク７に接続した灌水を行うためのホース８が設置された構造となっている。なお、図１に示す空気清浄緑化装置１においては、植栽ユニット３が上下方向に３つ設置されている構造となっている。
本発明に用いられる植栽基盤２は、植物を植える土台となるものであり、また灌水を保持することによって植えられた植栽を育成する基盤となるものである。また、植栽とともに設置環境の空気清浄を行うためのものである。
本発明に用いられる植栽基盤２の形状としては特に限定されるものではなく、各種の形状のものを採用することができる。そしてその中でも、図１に示すような、植栽を前面に上下方向に配置する形態の植栽基盤２を採用した場合には、後記するように本発明の効果をより顕著に発現させることができることになる。
植栽基盤２の材質としても特に限定されるものではなく、フェルトなどの各種の多孔質素材や各種の土壌などを使用することができる。
植栽基盤２の材質としても特に限定されるものではなく、フェルトなどの各種の多孔質素材や各種の土壌などを使用することができる。
（通風装置）
本発明に用いられる通風装置４は、設置環境の空気を植栽ユニット３に供給して植栽基盤２を通過させるためのものである。具体的には、ファンの回転数などを変更することによって、設置環境の汚染状況に応じて植栽ユニット３に供給する空気の風量を多段階または自在に設定することが可能な構造となっているものである。
なお、図１に示す空気清浄緑化装置１においては、通風装置４が植栽ユニット３の背面と空気清浄緑化装置１内の下部に設置されている構造となっている。そして、通風装置４によって空気清浄緑化装置１内の空気を排出することによって、設置環境の空気を植栽ユニット３の正面から植栽ユニット３内に取り込んで植栽基盤２に通過させて空気の清浄を行った後、植栽ユニット３の背面から排出し、その後装置外に排出させることによって、設置環境の空気の清浄を行う構造となっている。
本発明に用いられる通風装置４は、設置環境の空気を植栽ユニット３に供給して植栽基盤２を通過させるためのものである。具体的には、ファンの回転数などを変更することによって、設置環境の汚染状況に応じて植栽ユニット３に供給する空気の風量を多段階または自在に設定することが可能な構造となっているものである。
なお、図１に示す空気清浄緑化装置１においては、通風装置４が植栽ユニット３の背面と空気清浄緑化装置１内の下部に設置されている構造となっている。そして、通風装置４によって空気清浄緑化装置１内の空気を排出することによって、設置環境の空気を植栽ユニット３の正面から植栽ユニット３内に取り込んで植栽基盤２に通過させて空気の清浄を行った後、植栽ユニット３の背面から排出し、その後装置外に排出させることによって、設置環境の空気の清浄を行う構造となっている。
なお、本発明に用いられる通風装置４の設置位置や植栽ユニット３への空気の供給方法などについては、設置環境の空気を植栽基盤２に通過させることができるものであれば特に限定されるものではなく、各種の形態を採用することができる。例えば、図１とは逆に、通風装置４によって設置環境の空気を空気清浄緑化装置１の下部から装置内に取り込んで植栽ユニット３の背面から植栽ユニット３内に供給し、植栽基盤２を通過させて空気の清浄を行った後、植栽ユニット３の正面から装置外に排出することによって、設置環境の空気の清浄を行う構造とすることもできる。
（灌水装置）
本発明に用いられる灌水装置５は、植栽基盤２に灌水を供給するものであり、水や養液を貯蔵するためのタンク７、タンク７と植栽ユニット３を繋ぐホース８、ポンプ９を主要部品として構成されている。
なお、図１に示す空気清浄緑化装置１においては、植栽を前面に上下方向に配置する形態の植栽基盤２を採用していることから、ホース８の出口を植栽ユニット３の上部に設置して、重力を利用して植栽ユニット３の上方から下方に向かって灌水を行う構造となっている。このような構造を採用すれば、植栽基盤２の中でも上部が中央部や下部よりも早く乾燥する、すなわち灌水の制御を行わなければならない対象が限定されることになることから好適である。そして、後記するように本発明の効果をより顕著に発現させることができることになることから好適である。
本発明に用いられる灌水装置５は、植栽基盤２に灌水を供給するものであり、水や養液を貯蔵するためのタンク７、タンク７と植栽ユニット３を繋ぐホース８、ポンプ９を主要部品として構成されている。
なお、図１に示す空気清浄緑化装置１においては、植栽を前面に上下方向に配置する形態の植栽基盤２を採用していることから、ホース８の出口を植栽ユニット３の上部に設置して、重力を利用して植栽ユニット３の上方から下方に向かって灌水を行う構造となっている。このような構造を採用すれば、植栽基盤２の中でも上部が中央部や下部よりも早く乾燥する、すなわち灌水の制御を行わなければならない対象が限定されることになることから好適である。そして、後記するように本発明の効果をより顕著に発現させることができることになることから好適である。
（第一記憶手段）
本発明に用いられる第一記憶手段は、植栽ユニット３上端から垂直方向の複数の深度の植栽基盤２における含水率と時間との関係式を記憶しておくものである。
ここで本発明者らは、今般鋭意検討を行った結果、空気清浄緑化装置が通常の使い方で用いられる場合、すなわち植栽ユニット３に供給される空気の風量が、ある一定の風量で維持された状態で運転される場合においては、植栽基盤２の材質や植栽ユニット３における植栽基盤２の充填度合などが装置のバリエーションに応じて変化したとしても、植栽基盤２の含水率は植栽基盤２に供給される空気の温度すなわち設置環境の温度と比例関係にあるという知見を得た。
そして、使用する植栽基盤２について、任意の風量における任意の２点の温度での含水率の経時変化のみを事前に測定しておけば、係る測定結果から空気清浄緑化装置が通常使用される温度の範囲内であれば、使用時の設置環境の温度下における植栽基盤２の含水率の変化を推定することが可能であるという知見を得た。
本発明に用いられる第一記憶手段は、植栽ユニット３上端から垂直方向の複数の深度の植栽基盤２における含水率と時間との関係式を記憶しておくものである。
ここで本発明者らは、今般鋭意検討を行った結果、空気清浄緑化装置が通常の使い方で用いられる場合、すなわち植栽ユニット３に供給される空気の風量が、ある一定の風量で維持された状態で運転される場合においては、植栽基盤２の材質や植栽ユニット３における植栽基盤２の充填度合などが装置のバリエーションに応じて変化したとしても、植栽基盤２の含水率は植栽基盤２に供給される空気の温度すなわち設置環境の温度と比例関係にあるという知見を得た。
そして、使用する植栽基盤２について、任意の風量における任意の２点の温度での含水率の経時変化のみを事前に測定しておけば、係る測定結果から空気清浄緑化装置が通常使用される温度の範囲内であれば、使用時の設置環境の温度下における植栽基盤２の含水率の変化を推定することが可能であるという知見を得た。
具体的には、以下の式１を用いれば、任意の深度（Ｙ）の植栽基盤２における、定時灌水制御の作動時刻から任意の含水率に達するまでに要する時間（Ｔ）を推定することができる。
式１：任意の深度（Ｙ）の植栽基盤２における、定時灌水制御の作動時刻から任意の含水率に達するまでに要する時間（Ｔ）
（Ｋ１：以下の手順によって算出した温度係数（Ｋ）の内、定時灌水制御作動時の設置環境の温度における温度係数。
（１）植栽ユニット３上端から垂直方向の任意の深度（Ｙ）の植栽基盤２に関する、任意の風量（ａ）における任意の２点の温度（ｔ１、ｔ２）での含水率の経時変化について、線形近似を行い、算出した各線形近似式の傾きの値の絶対値（ｋ１、ｋ２）を算出。
（２）温度（ｔ１、ｔ２）と傾きの値（ｋ１、ｋ２）との関係について、線形近似を行い、導出した線形近似式から算出される各温度における値を温度係数（Ｋ）とする。）
式１：任意の深度（Ｙ）の植栽基盤２における、定時灌水制御の作動時刻から任意の含水率に達するまでに要する時間（Ｔ）
（Ｋ１：以下の手順によって算出した温度係数（Ｋ）の内、定時灌水制御作動時の設置環境の温度における温度係数。
（１）植栽ユニット３上端から垂直方向の任意の深度（Ｙ）の植栽基盤２に関する、任意の風量（ａ）における任意の２点の温度（ｔ１、ｔ２）での含水率の経時変化について、線形近似を行い、算出した各線形近似式の傾きの値の絶対値（ｋ１、ｋ２）を算出。
（２）温度（ｔ１、ｔ２）と傾きの値（ｋ１、ｋ２）との関係について、線形近似を行い、導出した線形近似式から算出される各温度における値を温度係数（Ｋ）とする。）
次に、図１の空気清浄緑化装置１の形態を例にして、上記式１を説明する。
まず、使用する土壌（植栽基盤２）を、幅１０４ｍｍ×奥行７０ｍｍ×高さ３６４ｍｍの植栽ボックスに収納して植栽ユニット３とする。なお、図１の植栽ユニット３においては、植物を植えることができるように上下方向に３つのポットを設けている構造となっている。
まず、使用する土壌（植栽基盤２）を、幅１０４ｍｍ×奥行７０ｍｍ×高さ３６４ｍｍの植栽ボックスに収納して植栽ユニット３とする。なお、図１の植栽ユニット３においては、植物を植えることができるように上下方向に３つのポットを設けている構造となっている。
次に、含水率の経時変化を測定したい部分、図１で言えば植物が植えられる各ポットの位置（上ポット１０：植栽ユニット３上端から垂直方向に５２ｍｍの位置（Ａ）、中ポット１１：植栽ユニット３上端から垂直方向に１８２ｍｍの位置（Ｂ）、下ポット１２：植栽ユニット３上端から垂直方向に３１２ｍｍの位置（Ｃ））に含水率センサを設置する。ここで、含水率センサを設置した位置が上記式１における任意の深度（Ｙ）となる。なお、含水率センサについては、植物の根元付近に設置（挿入）することが好ましい。
また、含水率センサについては、任意の２点の温度での含水率の経時変化の測定が終了した後に回収してもよい。なお、このような含水率センサとしては、Ｄｅｌｔａ−Ｔ Ｄｅｖｉｃｅｓ(英国)社製の土壌水分計ＳＭ１５０Ｔなどを挙げることができる。
また、含水率センサについては、任意の２点の温度での含水率の経時変化の測定が終了した後に回収してもよい。なお、このような含水率センサとしては、Ｄｅｌｔａ−Ｔ Ｄｅｖｉｃｅｓ(英国)社製の土壌水分計ＳＭ１５０Ｔなどを挙げることができる。
次に、上方から十分な灌水を行った後、風量を強設定（６６ｍ３／ｈ）で運転を開始し、運転開始からの任意時間の含水率を測定してグラフにプロットする（図２）。なお、係る風量（６６ｍ３／ｈ）が上記式１における任意の風量（ａ）となり、運転時の設置環境の温度（１７℃）が上記式１における任意の温度（ｔ１）となる。
次に、図２においてプロットした各点について、最小二乗法による線形近似を行い、算出した線形近似式の傾きの値を求める。そして、係る傾きの値の絶対値が上記任意の温度（ｔ１）における傾きの値（ｋ１）となる（上ポット１０のｋ１：０．０１９１、中ポット１１のｋ１：０．０１０４、下ポット１２のｋ１：０．０１９）。
次に、設置環境の温度を変更（ここでは３４℃（＝任意の温度（ｔ２））に変更）して、段落［００４７］と同様の操作を行ってグラフにプロットを行い（図３）、図３においてプロットした各点について、最小二乗法による線形近似を行い、算出した線形近似式の傾きの値を求める。そして、係る傾きの値の絶対値が上記任意の温度（ｔ２）における傾きの値（ｋ２）となる（上ポット１０のｋ２：０．０５７８、中ポット１１のｋ２：０．０２５８、下ポット１２のｋ２：０．０３５７）。
次に、各ポットにおける、温度（ｔ１）の時の傾きの値の絶対値（ｋ１）と、温度（ｔ２）の時の傾きの値の絶対値（ｋ２）についてグラフにプロットする（図４〜図６）。
次に、図４〜図６においてプロットした各点について、最小二乗法による線形近似を行い、線形近似式を導出する。
そして、導出した線形近似式に基づいて、各ポットにおける使用時の温度における温度係数（Ｋ）を算出することになる。例えば、上ポット１０の位置においては、図４に示すとおり、導出した線形近似式がＹ＝０．００２２７６４７０５８８２３５２９Ｘ−０．０１９６であることから、使用時の温度（Ｘ）が２５℃である場合（例えば、後記する定時灌水制御作動時の温度が２５℃である場合）の温度係数（Ｋ１）は０．０３７３１１７６４７０５８８２３となる。
つまり、温度係数（Ｋ）は、使用時の温度における含水率の減衰度合（量）となるのである。
つまり、温度係数（Ｋ）は、使用時の温度における含水率の減衰度合（量）となるのである。
次に、使用する植栽基盤２について、灌水が必要となる任意の含水率（例えば、植物が枯れ始める含水率（しおれ点となる含水率）など）を予め把握しておく。
そうすると、運転開始時などの初期含水率と任意の含水率との差を使用時の温度の温度係数（Ｋ）で割ることによって、使用時の温度下（定時灌水制御作動時の温度下）における任意の含水率に達するまでの時間（Ｔ）が演算できることになる。なお、空気清浄緑化装置においては、通常植栽基盤２に十分な灌水を行った上で運転を開始することが多いと思われることから、使用する植栽基盤２の飽和含水率を初期含水率としてもよい。
そうすると、運転開始時などの初期含水率と任意の含水率との差を使用時の温度の温度係数（Ｋ）で割ることによって、使用時の温度下（定時灌水制御作動時の温度下）における任意の含水率に達するまでの時間（Ｔ）が演算できることになる。なお、空気清浄緑化装置においては、通常植栽基盤２に十分な灌水を行った上で運転を開始することが多いと思われることから、使用する植栽基盤２の飽和含水率を初期含水率としてもよい。
次に、上記によって演算された時間（Ｔ）は、任意の風量（ａ）の下で導出した線形近似式で算出した温度係数（Ｋ）を用いていることから、あくまでも任意の風量（ａ）の下で成立するものとなる。
ここで、使用時の風量（定時灌水制御作動時の風量）は、線形近似式を導出した際の任意の風量（ａ）とは異なる風量となっている場合がある。例えば、線形近似式を導出した際の風量（ａ）が「強」設定時の風量（６０ｍ３／ｈ）であり、使用時の風量が「弱」設定時の風量（２０ｍ３／ｈ）であったとすると、風量は１／３になっていることになる。つまり、使用時の風量では植栽基盤２の乾燥が遅くなっているにも関わらず、初期含水率と任意の含水率との差を使用時の温度の温度係数（Ｋ）で割っただけの結果を、使用時の温度下（定時灌水制御作動時の温度下）における任意の含水率に達するまでの時間と判断してしまうと、実際の乾燥よりも大幅に早く灌水を行わなければならないという誤った結論を導き出してしまうことになるのである。
従って、初期含水率と任意の含水率との差を使用時の温度の温度係数（Ｋ）で割った結果について、風量に関する補正を行わなければならないことになる。
ここで、使用時の風量（定時灌水制御作動時の風量）は、線形近似式を導出した際の任意の風量（ａ）とは異なる風量となっている場合がある。例えば、線形近似式を導出した際の風量（ａ）が「強」設定時の風量（６０ｍ３／ｈ）であり、使用時の風量が「弱」設定時の風量（２０ｍ３／ｈ）であったとすると、風量は１／３になっていることになる。つまり、使用時の風量では植栽基盤２の乾燥が遅くなっているにも関わらず、初期含水率と任意の含水率との差を使用時の温度の温度係数（Ｋ）で割っただけの結果を、使用時の温度下（定時灌水制御作動時の温度下）における任意の含水率に達するまでの時間と判断してしまうと、実際の乾燥よりも大幅に早く灌水を行わなければならないという誤った結論を導き出してしまうことになるのである。
従って、初期含水率と任意の含水率との差を使用時の温度の温度係数（Ｋ）で割った結果について、風量に関する補正を行わなければならないことになる。
ここで本発明者らは、段落［００４３］に記載したとおり、植栽基盤２の含水率が設置環境の温度と比例関係にあるという知見に加えて、植栽基盤２の含水率が風量との間においても比例関係が成立するという知見を得た。つまり、初期含水率と任意の含水率との差を使用時の温度の温度係数（Ｋ）で割った結果に、線形近似式を導出した際の風量（ａ）を使用時の風量（Ａ）で割ったもの（補正係数）を掛ければ、使用時の風量に応じた任意の含水率に達するまでの時間が演算できるという知見を得た。上記の例で謂えば、初期含水率と任意の含水率との差を使用時の温度の温度係数（Ｋ）で割ったものに、線形近似式を導出した際の風量（ａ、６０ｍ３／ｈ）を使用時の風量（２０ｍ３／ｈ）で割った補正係数３を掛ければよいことになる。
なお、上記した式１を導くための一連の作業（特に、段落［００４６］〜［００５２］に記載の線形近似式を導出する作業）については、人間が行って第一記憶手段（ＣＰＵなど）に記憶することもできるが、これらの一連の作業をコンピュータや人工知能に行わせることもできる。
具体的には、含水率の変化を把握したい任意の深度（Ｙ）に含水率センサを設置（挿入）しておけば、その後はコンピュータや人工知能が自ら、任意の風量（ａ）を設定して任意の２点の温度での事前運転を行って含水率の経時変化に関する線形近似式を導出し、第一記憶手段に記憶することになる。従って、人間が行う作業は、含水率の変化を把握したい任意の深度（Ｙ）に含水率センサを設置（挿入）する作業のみとなる。
また、任意の風量（ａ）についても、コンピュータや人工知能が設置環境の温度に応じて最適な風量を設定すれば、人間が行うよりも短時間の事前運転で精度の高い線形近似式を導出できることになる。
具体的には、含水率の変化を把握したい任意の深度（Ｙ）に含水率センサを設置（挿入）しておけば、その後はコンピュータや人工知能が自ら、任意の風量（ａ）を設定して任意の２点の温度での事前運転を行って含水率の経時変化に関する線形近似式を導出し、第一記憶手段に記憶することになる。従って、人間が行う作業は、含水率の変化を把握したい任意の深度（Ｙ）に含水率センサを設置（挿入）する作業のみとなる。
また、任意の風量（ａ）についても、コンピュータや人工知能が設置環境の温度に応じて最適な風量を設定すれば、人間が行うよりも短時間の事前運転で精度の高い線形近似式を導出できることになる。
（第二記憶手段）
本発明に用いられる第二記憶手段は、任意の深度（Ｙ）の植栽基盤２にまで浸透する灌水量に関する関係式（植栽基盤２における灌水量と浸透深度との関係式）を記憶しておくものである。
ここで本発明者らは、今般鋭意検討を行った結果、植栽基盤２の材質や植栽ユニット３における植栽基盤２の充填度合などが装置のバリエーションに応じて変化したとしても、灌水量と浸透深度との間には相関関係（関係式）が成立するという知見を得た。そして、使用する植栽基盤２について、灌水量と浸透する距離（深度）を事前に測定しておけば、任意の深度（Ｙ）の植栽基盤２にまで浸透する灌水の量を演算することが可能であるという知見を得た。
本発明に用いられる第二記憶手段は、任意の深度（Ｙ）の植栽基盤２にまで浸透する灌水量に関する関係式（植栽基盤２における灌水量と浸透深度との関係式）を記憶しておくものである。
ここで本発明者らは、今般鋭意検討を行った結果、植栽基盤２の材質や植栽ユニット３における植栽基盤２の充填度合などが装置のバリエーションに応じて変化したとしても、灌水量と浸透深度との間には相関関係（関係式）が成立するという知見を得た。そして、使用する植栽基盤２について、灌水量と浸透する距離（深度）を事前に測定しておけば、任意の深度（Ｙ）の植栽基盤２にまで浸透する灌水の量を演算することが可能であるという知見を得た。
具体的に、図１の空気清浄緑化装置１の形態を例にして説明する。
まず、使用する植栽基盤２について植栽ユニット３の上方から灌水を行う。
次に、灌水が浸透した距離（深度）を測定する。なおこの際、予め決めておいた量の灌水を行って一定の時間が経過した際の距離（深度）を測定してもよいし、灌水装置５に水量計を設けておけば、灌水を供給しながら灌水が浸透した距離（深度）を測定することもできる。
次に、灌水量と浸透する距離（深度）との関係をグラフにプロットする（図７）。
まず、使用する植栽基盤２について植栽ユニット３の上方から灌水を行う。
次に、灌水が浸透した距離（深度）を測定する。なおこの際、予め決めておいた量の灌水を行って一定の時間が経過した際の距離（深度）を測定してもよいし、灌水装置５に水量計を設けておけば、灌水を供給しながら灌水が浸透した距離（深度）を測定することもできる。
次に、灌水量と浸透する距離（深度）との関係をグラフにプロットする（図７）。
次に、図７においてプロットした各点について、最小二乗法による近似を行い、近似式を導出する。なお、図７の場合においては多項式近似式が最も相関係数が高くなったが、これに限定されるものではなく、線形近似や指数近似など相関係数の高い近似式を導出すればよいことになる。
そして、導出した近似式に基づいて、任意の深度（Ｙ）の植栽基盤２にまで浸透する灌水の量を演算することになる。例えば、図１に示す植栽ユニット３においては、図７に示すとおり、導出した多項式近似式がＹ＝０．０００３７９８６９４０９５６６００１Ｘ２＋０．０６５３１２３４６１３５７３３９Ｘであることから、上ポット１０の位置においてはＹが５２ｍｍとなり、係る距離（深度）まで浸透するのに必要な灌水の量（Ｘ）は２９４ｍｌということになる。
なお、上記した近似式を導くための一連の作業についても、人間が行って第二記憶手段（ＣＰＵなど）に記憶することができるが、式１を導くときと同様にこれらの一連の作業をコンピュータや人工知能に行わせることもできる。
具体的には、灌水装置５に水量計を設置しておけば、その後はコンピュータや人工知能が最初に（式１を導くよりも作業よりも前に）、自ら、灌水装置５を作動させて灌水量と浸透する距離（深度）との近似式を導出し、第二記憶手段に記憶することになる。従って、人間が行う作業自体を省略できることになる。
具体的には、灌水装置５に水量計を設置しておけば、その後はコンピュータや人工知能が最初に（式１を導くよりも作業よりも前に）、自ら、灌水装置５を作動させて灌水量と浸透する距離（深度）との近似式を導出し、第二記憶手段に記憶することになる。従って、人間が行う作業自体を省略できることになる。
（制御手段、定時灌水制御、臨時灌水制御）
本発明に用いられる制御手段６は、定時灌水制御と臨時灌水制御を備えるものである。
定時灌水制御は、予め設定した時刻に灌水装置５を作動させて所定量の灌水を行う制御である。なお、設定する時刻および灌水の量については、設置環境に応じて適宜設定されるものであるが、設置環境の温度が一日の内で最も高い時間帯に行えば効率の良い灌水を行うことができるので好適である。例えば、設置環境の温度が一日の内で最も高い時間帯に行うのであれば１３時〜１５時とすることなどが考えられる。
また、定時灌水制御においては、式１を用いて作動時に任意の含水率に達するまでの時間（Ｔ）を演算する。
本発明に用いられる制御手段６は、定時灌水制御と臨時灌水制御を備えるものである。
定時灌水制御は、予め設定した時刻に灌水装置５を作動させて所定量の灌水を行う制御である。なお、設定する時刻および灌水の量については、設置環境に応じて適宜設定されるものであるが、設置環境の温度が一日の内で最も高い時間帯に行えば効率の良い灌水を行うことができるので好適である。例えば、設置環境の温度が一日の内で最も高い時間帯に行うのであれば１３時〜１５時とすることなどが考えられる。
また、定時灌水制御においては、式１を用いて作動時に任意の含水率に達するまでの時間（Ｔ）を演算する。
臨時灌水制御は、定時灌水制御と定時灌水制御の間に行う制御であり、定時灌水制御だけでは灌水が不十分である場合（定時灌水制御だけでは植栽基盤２の乾燥が進んでしまう場合）に行う制御である。具体的には、定時灌水制御の作動時に演算した時間（Ｔ）が経過した時刻に行われる制御であり、任意の深度（Ｙ）の植栽基盤２にまで浸透する量の灌水を行う制御である。
なお、臨時灌水制御は、定時灌水制御と定時灌水制御の間に原則として１回実施すればよいが、必要に応じて複数回行うものであってもよい。
また、このような制御をするために、定時灌水制御の作動時に臨時灌水制御が必要か否かの判断を行うようにしてもよい。そして、定時灌水制御の作動時において臨時灌水制御が必要であると判断した場合には、臨時灌水制御の回数（Ｎ、Ｎは整数）についても算出するものとすればよいことになる。
また、このような制御をするために、定時灌水制御の作動時に臨時灌水制御が必要か否かの判断を行うようにしてもよい。そして、定時灌水制御の作動時において臨時灌水制御が必要であると判断した場合には、臨時灌水制御の回数（Ｎ、Ｎは整数）についても算出するものとすればよいことになる。
さらに、臨時灌水制御の作動時の設置環境の温度が定時灌水制御の作動時から大きく変動している場合には、定時灌水制御の作動時に演算した時間（Ｔ）に灌水を行っても灌水が不足する可能性がある。
従って、定時灌水制御作動時における設置環境の温度との差が所定の値以上である場合には、一旦、臨時灌水制御を行った上で、さらに制御手段６が、任意の深度（Ｙ）の植栽基盤２における灌水制御の作動時刻から任意の含水率に達するまでの時間（Ｔ１）を演算し、追加の臨時灌水制御を行うようにすることもできる。例えば、所定の温度差の値を１０℃とすれば、植栽基盤の乾燥が予想以上に進む状況である場合には植栽基盤２の乾燥を有効に防止することができるし、反対に植栽基盤の乾燥が予想以上に遅い状況である場合には無駄な灌水を行うことを防止することができるので好適である。
従って、定時灌水制御作動時における設置環境の温度との差が所定の値以上である場合には、一旦、臨時灌水制御を行った上で、さらに制御手段６が、任意の深度（Ｙ）の植栽基盤２における灌水制御の作動時刻から任意の含水率に達するまでの時間（Ｔ１）を演算し、追加の臨時灌水制御を行うようにすることもできる。例えば、所定の温度差の値を１０℃とすれば、植栽基盤の乾燥が予想以上に進む状況である場合には植栽基盤２の乾燥を有効に防止することができるし、反対に植栽基盤の乾燥が予想以上に遅い状況である場合には無駄な灌水を行うことを防止することができるので好適である。
一方、臨時灌水制御は、定時灌水制御だけでは灌水が不十分である場合に行う制御であることから、定時灌水制御のみで十分である場合には行わなくてもよいことになる。具体的には、定時灌水制御の作動時に演算した時間（Ｔ）が経過した時刻と次回の定時灌水制御が作動する時刻との間が短い場合には、時間（Ｔ）が経過した時刻に臨時灌水制御を行ってしまうと、過剰な灌水となってしまい根腐れを起こしてしまう恐れがある。従って、時間（Ｔ）が経過した時刻が次回の定時灌水制御の作動時刻まで所定の時間以下となる場合には、臨時灌水制御を中止する制御を行うこともできる。例えば、所定の時間を２時間とすれば、根腐れの発生を有効に防止することができるので好適である。
次に、上記のように構成された空気清浄緑化装置１の動作および作用を、図８〜１０に基づいて説明する。
（基本制御）
まず、基本制御のフローについて図８に基づいて説明する。
まず、図８に示すとおり、空気清浄緑化装置１のスイッチをＯＮにして通風装置４の運転を開始する。そして、設置環境の温度を入力し、強運転・中運転・弱運転などの中から通風装置４の風量を設定する。なお、必要に応じて、図８に示すように、「任意の深度（Ｙ）」、「定時灌水制御を行う時刻」、「定時灌水制御作動時の灌水量（所定量）」を設定するようにしても良い。また、設置環境の温度については温度センサを設けておき、自動的に検知するようにしてもよい。
まず、基本制御のフローについて図８に基づいて説明する。
まず、図８に示すとおり、空気清浄緑化装置１のスイッチをＯＮにして通風装置４の運転を開始する。そして、設置環境の温度を入力し、強運転・中運転・弱運転などの中から通風装置４の風量を設定する。なお、必要に応じて、図８に示すように、「任意の深度（Ｙ）」、「定時灌水制御を行う時刻」、「定時灌水制御作動時の灌水量（所定量）」を設定するようにしても良い。また、設置環境の温度については温度センサを設けておき、自動的に検知するようにしてもよい。
次に、ステップ１（Ｓ１）において、制御手段６に予め設定しておいた時刻が来たか否かを判断する。そして、予め設定した時刻が来た場合には、定時灌水制御を行うことになる。具体的には、灌水装置５を作動させるとともに、時間（Ｔ）の演算を行うことになる。
一方、予め設定した時刻が来ていない場合には、再度、Ａのステップ１（Ｓ１）に戻り、予め設定しておいた時刻が来たか否かを判断することになる。
一方、予め設定した時刻が来ていない場合には、再度、Ａのステップ１（Ｓ１）に戻り、予め設定しておいた時刻が来たか否かを判断することになる。
次に、灌水装置５を作動させた場合には、ステップ２（Ｓ２）において、所定量の灌水を行ったか否かを判断する。そして所定量の灌水を行った場合には、灌水装置５を停止することによって定時灌水制御を終了し、再度、Ａのステップ１（Ｓ１）に戻ることになる。
次に、ステップ３（Ｓ３）において、時間（Ｔ）が経過した時刻が来たか否かを判断する。そして、係る時刻が来た場合には、任意の深度（Ｙ）の植栽基盤２にまで浸透する灌水の量を演算し、臨時灌水制御を行うことになる。具体的には、灌水装置５を作動させ、演算した量の灌水を行うことになる。
一方、予め設定した時刻が来ていない場合には、再度、ステップ３（Ｓ３）に戻り、時間（Ｔ）が経過した時刻が来たか否かを判断することになる。
一方、予め設定した時刻が来ていない場合には、再度、ステップ３（Ｓ３）に戻り、時間（Ｔ）が経過した時刻が来たか否かを判断することになる。
次に、灌水装置５を作動させた場合には、ステップ４（Ｓ４）において、演算した量の灌水を行ったか否かを判断する。そして演算した量の灌水を行った場合には、灌水装置５を停止することによって臨時灌水制御を終了し、再度、Ａのステップ１（Ｓ１）に戻ることになる。
従って、本発明に係る空気清浄緑化装置および空気清浄緑化装置の制御方法によれば、設置環境の温度から植栽基盤の乾燥状態を推定することができ、従前の灌水制御のようなセンサを用いる必要がなく、設備を簡素化でき、メンテナンス作業も省力化することができる。
また、設置環境の温度を考慮して植栽基盤の乾燥状態を推定することができるので、従前の灌水技術に比べて、植栽の枯死を効果的に防止することができることになる。
さらに、植栽基盤の様々な部位における乾燥状態（含水率）を推定することも可能となることから、植栽基盤の特定の部位（任意の深度の植栽基盤）に対してピンポイントで灌水制御を行うことができることになる。また、植栽基盤の特定の部位（任意の深度の植栽基盤）に対して過不足なく灌水を行うことができると、排水する灌水量を削減することができることから効率的な灌水制御を行うことができることになる。加えて、水道費も削減することができることになる。
また、設置環境の温度を考慮して植栽基盤の乾燥状態を推定することができるので、従前の灌水技術に比べて、植栽の枯死を効果的に防止することができることになる。
さらに、植栽基盤の様々な部位における乾燥状態（含水率）を推定することも可能となることから、植栽基盤の特定の部位（任意の深度の植栽基盤）に対してピンポイントで灌水制御を行うことができることになる。また、植栽基盤の特定の部位（任意の深度の植栽基盤）に対して過不足なく灌水を行うことができると、排水する灌水量を削減することができることから効率的な灌水制御を行うことができることになる。加えて、水道費も削減することができることになる。
なお、図８においては、定時灌水制御の作動と並行して臨時灌水制御の作動を行うフローとなっているが、これに限定されるものではなく、定時灌水制御が終了した後に、臨時灌水制御の作動を開始する（図８においては定時灌水制御の「灌水装置の停止」の処理が終了した後に、「時間（Ｔ）の演算」の処理を行う）ようにしても良い。
（追加制御）
次に、上記の基本制御に追加制御が加わったフローを図９、１０に基づいて説明する。なお、定時灌水制御のフローは基本制御と同じである。
次に、上記の基本制御に追加制御が加わったフローを図９、１０に基づいて説明する。なお、定時灌水制御のフローは基本制御と同じである。
まず、ステップ５（Ｓ５）において、時間（Ｔ）が経過した時刻が次回の定時灌水制御の作動時刻まで所定の時間以下となっているか否かを判断する。そして、所定の時間以下である場合には灌水装置５を作動させずにＡのステップ１（Ｓ１）に戻ることになる。
一方、所定の時間以下でない場合には、臨時灌水制御の回数（Ｎ、Ｎは整数）の算出を行う。なお、回数（Ｎ）の算出については、例えば次回の定時灌水制御までの時間（定時灌水制御と定時灌水制御のインターバルの時間）を時間（Ｔ）で除することで算出することができる。
次に、ステップ６（Ｓ６）において、回数（Ｎ）が２以上であるか否かを判断する。そして、回数（Ｎ）が２以上である場合には後記するＢのフローをＮ回行い、回数（Ｎ）が２以上でない場合（Ｎが１である場合）には後記するＢのフローを１回行うことになる。
次に、ステップ６（Ｓ６）において、回数（Ｎ）が２以上であるか否かを判断する。そして、回数（Ｎ）が２以上である場合には後記するＢのフローをＮ回行い、回数（Ｎ）が２以上でない場合（Ｎが１である場合）には後記するＢのフローを１回行うことになる。
次に、ステップ６（Ｓ６）において、回数（Ｎ）が２以上であるか否かを判断した後、ステップ３（Ｓ３）において、時間（Ｔ）が経過した時刻が来たか否かを判断する。
次に、図１０に示すとおり、係る時刻が来た場合には、ステップ７（Ｓ７）において、臨時灌水制御作動時における設置環境の温度と、定時灌水制御作動時における設置環境の温度との差が所定の値以上となっているか否かを判断する。そして、温度差が所定の値以上となっている場合には、段落［００７１］、［００７２］の動作を行うとともに、次回の臨時灌水制御までの時間（Ｔ１）の演算を行うことになる。
次に、ステップ９（Ｓ９）において、時間（Ｔ１）が経過した時刻が来たか否かを判断する。そして、係る時刻が来た場合には、任意の深度（Ｙ）の植栽基盤２にまで浸透する灌水の量を演算し、臨時灌水制御を行うことになる。具体的には、灌水装置５を作動させ、演算した量の灌水を行うことになる。
一方、予め設定した時刻が来ていない場合には、再度、ステップ９（Ｓ９）に戻り、時間（Ｔ１）が経過した時刻が来たか否かを判断することになる。
一方、予め設定した時刻が来ていない場合には、再度、ステップ９（Ｓ９）に戻り、時間（Ｔ１）が経過した時刻が来たか否かを判断することになる。
次に、灌水装置５を作動させた場合には、ステップ４（Ｓ４）において、演算した量の灌水を行ったか否かを判断する。そして演算した量の灌水を行った場合には、灌水装置５を停止することによって臨時灌水制御を終了し、再度、Ａのステップ１（Ｓ１）に戻ることになる。
一方、ステップ７（Ｓ７）において、温度差が所定の値以上となっていない場合には、段落［００７１］、［００７２］の動作のみを行うことになる。
従って、図９、１０に示す追加の制御が加わった制御によれば、植栽の枯死や根腐れをより効果的に防止することができ、無駄な排水を抑制し、効率的な灌水制御を行うことができることになる。また、植栽基盤の乾燥状態（含水率）をより正確に推定することができることになる。
なお、図９、１０においても、段落［００７４］と同様に、定時灌水制御の動作が終了した後に、臨時灌水制御の作動を開始するようにしても良い。
さらに、時間（Ｔ１）が経過した時刻が来た際に、臨時灌水制御作動時における設置環境の温度と、前回の臨時灌水制御作動時における設置環境の温度（時間（Ｔ）が経過した時刻の設置環境の温度）との差が所定の値以上となっているか否かを判断し、温度差が所定の値以上となっている場合には、段落［００７１］、［００７２］の動作を行うとともに、時間（Ｔ２）の演算を行うようにしても良い。また、係る制御を繰り返して、時間（Ｔ２）、時間（Ｔ３）、時間（Ｔ４）・・・時間（Ｔｎ）を演算するようにしても良い。
本発明の空気清浄緑化装置および空気清浄緑化装置の制御方法は、主に屋内の空気清浄および緑化に用いることができる。
１ 空気清浄緑化装置
２ 植栽基盤
３ 植栽ユニット
４ 通風装置
５ 灌水装置
６ 制御手段
７ タンク
８ ホース
９ ポンプ
１０ 上ポット
１１ 中ポット
１２ 下ポット
２ 植栽基盤
３ 植栽ユニット
４ 通風装置
５ 灌水装置
６ 制御手段
７ タンク
８ ホース
９ ポンプ
１０ 上ポット
１１ 中ポット
１２ 下ポット
Claims (13)
- 植栽を前面に上下方向に配置する植栽基盤を収納した植栽ユニットと、
前記植栽ユニットに通風を行う通風装置と、
前記植栽ユニットに灌水を行う灌水装置と、
前記植栽ユニット上端から垂直方向の複数の深度の植栽基盤における含水率と時間との関係式を記憶しておく第一記憶手段と、
前記植栽基盤における灌水量と浸透深度との関係式を記憶しておく第二記憶手段と、
前記灌水装置を制御する制御手段を備える空気清浄緑化装置であって、
前記制御手段は、
定時灌水制御と臨時灌水制御を備え、
前記定時灌水制御は、予め設定した時刻に所定量の灌水を行うとともに、
任意の深度（Ｙ）の植栽基盤における前記時刻から任意の含水率に達するまでの時間（Ｔ）を、前記第一記憶手段の関係式を用いて演算するものであり、
前記臨時灌水制御は、
前記任意の深度（Ｙ）の植栽基盤にまで浸透する灌水の量を、前記第二記憶手段の関係式を用いて演算して、
前記時刻から前記時間（Ｔ）が経過した時刻に前記量の灌水を行うものであることを特徴とする空気清浄緑化装置。
- 前記第一記憶手段の関係式が以下の式１であり、
前記第二記憶手段の関係式が多項式近似式であることを特徴とする請求項１に記載の空気清浄緑化装置。
式１：任意の深度（Ｙ）の植栽基盤における、定時灌水制御の作動時刻から任意の含水率に達するまでに要する時間（Ｔ）
（Ｋ１：以下の手順によって算出した温度係数（Ｋ）の内、定時灌水制御作動時の設置環境の温度における温度係数。
（１）前記植栽ユニット上端から垂直方向の任意の深度（Ｙ）の植栽基盤に関する、任意の風量（ａ）における任意の２点の温度（ｔ１、ｔ２）での含水率の経時変化について、線形近似を行い、算出した各線形近似式の傾きの値の絶対値（ｋ１、ｋ２）を算出。
（２）温度（ｔ１、ｔ２）と傾きの値（ｋ１、ｋ２）との関係について、線形近似を行い、導出した線形近似式から算出される各温度における値を温度係数（Ｋ）とする。）
- 前記定時灌水制御が、
さらに、次回の定時灌水制御が作動するまでの間に前記時間（Ｔ）が経過する回数（Ｎ、Ｎは整数）を算出するものであり、
前記臨時灌水制御が、
前記回数（Ｎ）が２以上である場合には、前記時間（Ｔ）が経過した時刻ごとに前記灌水装置の運転をＮ回行うものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気清浄緑化装置。
- 前記時間（Ｔ）が経過した時刻が次回の定時灌水制御の作動時刻まで所定の時間以下となる場合には、
前記制御手段が、
前記臨時灌水制御の作動を中止するものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気清浄緑化装置。
- 前記臨時灌水制御作動時における設置環境の温度と、前記定時灌水制御作動時における設置環境の温度との差が所定の値以上である場合には、
前記制御手段が、
任意の深度（Ｙ）の植栽基盤における前記臨時灌水制御の作動時刻から任意の含水率に達するまでの時間（Ｔ１）を、式２を用いて演算して、
前記時間（Ｔ１）が経過した時刻に再度臨時灌水制御の作動を行うものであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の空気清浄緑化装置。
式２：任意の深度（Ｙ）の植栽基盤における、臨時灌水制御の作動時刻から任意の含水率に達するまでに要する時間（Ｔ１）
（Ｋ２：以下の手順によって算出した温度係数（Ｋ）の内、臨時灌水制御作動時の設置環境の温度における温度係数。
（１）前記植栽ユニット上端から垂直方向の任意の深度（Ｙ）の植栽基盤に関する、任意の風量（ａ）における任意の２点の温度（ｔ１、ｔ２）での含水率の経時変化について、線形近似を行い、算出した各線形近似式の傾きの値の絶対値（ｋ１、ｋ２）を算出。
（２）温度（ｔ１、ｔ２）と傾きの値（ｋ１、ｋ２）との関係について、線形近似を行い、導出した線形近似式から算出される各温度における値を温度係数（Ｋ）とする。）
- 前記定時灌水制御が、
設置環境の温度が一日の内で最も高い時間帯に作動するものであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の空気清浄緑化装置。
- 前記灌水装置が、
前記植栽ユニットの上方から灌水を行うものであることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の空気清浄緑化装置。
- 植栽を前面に上下方向に配置する植栽基盤を収納した植栽ユニットと、
前記植栽ユニットに通風を行う通風装置と、
前記植栽ユニットに灌水を行う灌水装置と、
前記植栽ユニット上端から垂直方向の複数の深度の植栽基盤における含水率と時間との関係式を記憶しておく第一記憶手段と、
前記植栽基盤における灌水量と浸透深度との関係式を記憶しておく第二記憶手段と、
前記灌水装置を制御する制御手段を備える空気清浄緑化装置の制御方法であって、
前記制御手段は、
定時灌水制御と臨時灌水制御を備え、
前記定時灌水制御は、予め設定した時刻に所定量の灌水を行うとともに、
任意の深度（Ｙ）の植栽基盤における前記時刻から任意の含水率に達するまでの時間（Ｔ）を、前記第一記憶手段の関係式を用いて演算するものであり、
前記臨時灌水制御は、
前記任意の深度（Ｙ）の植栽基盤にまで浸透する灌水の量を、前記第二記憶手段の関係式を用いて演算して、
前記時刻から前記時間（Ｔ）が経過した時刻に前記量の灌水を行うものであることを特徴とする空気清浄緑化装置の制御方法。
- 前記第一記憶手段の関係式が以下の式１であり、
前記第二記憶手段の関係式が多項式近似式であることを特徴とする請求項８に記載の空気清浄緑化装置の制御方法。
式１：任意の深度（Ｙ）の植栽基盤における、定時灌水制御の作動時刻から任意の含水率に達するまでに要する時間（Ｔ）
（Ｋ１：以下の手順によって算出した温度係数（Ｋ）の内、定時灌水制御作動時の設置環境の温度における温度係数。
（１）前記植栽ユニット上端から垂直方向の任意の深度（Ｙ）の植栽基盤に関する、任意の風量（ａ）における任意の２点の温度（ｔ１、ｔ２）での含水率の経時変化について、線形近似を行い、算出した各線形近似式の傾きの値の絶対値（ｋ１、ｋ２）を算出。
（２）温度（ｔ１、ｔ２）と傾きの値（ｋ１、ｋ２）との関係について、線形近似を行い、導出した線形近似式から算出される各温度における値を温度係数（Ｋ）とする。）
- 前記定時灌水制御が、
さらに、次回の定時灌水制御が作動するまでの間に前記時間（Ｔ）が経過する回数（Ｎ、Ｎは整数）を算出するものであり、
前記臨時灌水制御が、
前記回数（Ｎ）が２以上である場合には、前記時間（Ｔ）が経過した時刻ごとに前記灌水装置の運転をＮ回行うものであることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の空気清浄緑化装置の制御方法。
- 前記時間（Ｔ）が経過した時刻が次回の定時灌水制御の作動時刻まで所定の時間以下となる場合には、
前記制御手段が、
前記臨時灌水制御の作動を中止するものであることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の空気清浄緑化装置の制御方法。
- 前記臨時灌水制御作動時における設置環境の温度と、前記定時灌水制御作動時における設置環境の温度との差が所定の値以上である場合には、
前記制御手段が、
任意の深度（Ｙ）の植栽基盤における前記臨時灌水制御の作動時刻から任意の含水率に達するまでの時間（Ｔ１）を、式２を用いて演算して、
前記時間（Ｔ１）が経過した時刻に再度臨時灌水制御の作動を行うものであることを特徴とする請求項８から請求項１１のいずれか一項に記載の空気清浄緑化装置の制御方法。
式２：任意の深度（Ｙ）の植栽基盤における、臨時灌水制御の作動時刻から任意の含水率に達するまでに要する時間（Ｔ１）
（Ｋ２：以下の手順によって算出した温度係数（Ｋ）の内、臨時灌水制御作動時の設置環境の温度における温度係数。
（１）前記植栽ユニット上端から垂直方向の任意の深度（Ｙ）の植栽基盤に関する、任意の風量（ａ）における任意の２点の温度（ｔ１、ｔ２）での含水率の経時変化について、線形近似を行い、算出した各線形近似式の傾きの値の絶対値（ｋ１、ｋ２）を算出。
（２）温度（ｔ１、ｔ２）と傾きの値（ｋ１、ｋ２）との関係について、線形近似を行い、導出した線形近似式から算出される各温度における値を温度係数（Ｋ）とする。）
- 前記定時灌水制御が、
設置環境の温度が一日の内で最も高い時間帯に作動するものであることを特徴とする請求項８から請求項１２のいずれか一項に記載の空気清浄緑化装置の制御方法。
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