JP5227724B2

JP5227724B2 - 緑化装置

Info

Publication number: JP5227724B2
Application number: JP2008256545A
Authority: JP
Inventors: 重晴野澤
Original assignee: 協和株式会社
Priority date: 2008-10-01
Filing date: 2008-10-01
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2028-10-01
Also published as: JP2010081900A

Description

本発明は、建造物の屋上や側壁の緑化装置に関し、特に蔓性植物の栽培による緑化装置に関する。

屋上緑化をはじめとする建造物緑化には、昼間の建造物表面からの対流顕熱を抑制すると同時に断熱効果があるため、建造物の最上階の室内温度の低減に寄与し、冷房の使用を抑制することができる。従来は、このような建造物緑化を実現する装置としては、土壌を屋上に敷設する形態が主流であった。また、当該屋上の耐荷重の問題から、軽量化土壌を利用したり、全体としての重量が軽くなるような工夫がなされていた（例えば、特許文献１参照）。

特許第３２８５２０１号公報

しかし、緑化施設を導入するにあたり、土壌を主とする各種設備が屋上部分へ掛かる荷重を考慮しなければならないことに加え、頻繁な水遣りの手間、排水の管理や、根が屋上面に入り込んでしまう点など、付随する問題点も少なくなく、簡単に設置することができるものではなかった。さらに、均一な対流顕熱の抑制効果及び断熱効果を得るために屋上や側壁全体を緑化するにはコスト面での負担が大きく、緑化を実現する上での障壁となっていた。

本発明は、上記課題を解決する為になされたものであり、建造物の屋上や側壁に設置され、液肥を循環させることにより植物を栽培する緑化装置の提供にある。特に、液肥を貯留した管の垂直上方の周壁に、蔓性植物を植栽し、簡単な構造で、当該管内の液肥を循環させることを可能とすることにより、軽量、小型、安価な緑化装置を提供できる。さらに、液肥中の溶存酸素を十分な量確保する機能を備えることで、植栽された植物を偏りなく成長させ、緑化装置が設置された屋上等を満遍なく緑化できる効果を有する。

請求項１に記載の発明は、両端面が閉口し、内部の所定の高さまで液肥が貯留され、且つ、垂直上方の周壁には蔓性植物を植栽するための複数の孔が形成された水平方向に所定の長さ延在する栽培管と、前記栽培管の内部に設置され、前記栽培管の前記両端面付近まで延在した液肥搬送管と、前記液肥搬送管の一端部に接続され、前記液肥を前記液肥搬送管の他端部に向けて圧送するための圧送ポンプとを備え、前記栽培管の底面上であって、前記栽培管に形成された前記複数の孔の内、前記一端部側の孔と前記圧送ポンプとの間の位置に多孔質構造体が設置され、該多孔質構造体に外部ポンプが接続され、外部ポンプから送られた酸素含有気体が前記多孔質構造体から液肥中に供給されることを特徴とする。

酸素含有気体とは酸素を組成の全部または一部に含有する気体であり、空気を用いることが最も望ましいが、空気よりも酸素濃度を高めた混合気体を用いてもよい。

多孔質構造体は表面に微細な空孔が形成されており、外部ポンプからエアチューブを介して酸素含有気体が送り込まれ、該空孔から液肥中に酸素含有気体を放出するために用いられる。多孔質構造体は樹脂、セラミック、コルク、木材により構成されていることが望ましい。

請求項２に記載の発明は、前記多孔質構造体上に鉛直上方向に遮断壁が設置され、
前記遮断壁には通水孔が形成され、前記多孔質構造体から気泡が連続的に放出され、前記気泡の少なくとも一部が前記遮断壁の壁面に接しながら上昇し、前記通水孔を覆うように気泡が通過することを特徴とする。

遮断壁に形成された通水孔は直径３０〜６０ｍｍの円形貫通孔が１若しくは数個形成されていることが好ましいが、通水孔の形状は前記円形貫通孔と同程度の面積を有する孔であれば円形に限定されない。また、幅１０〜２０ｍｍ程度のスリット状の通水孔が１若しくは数本形成されていてもよい。

多孔質構造体から気泡が連続的に放出され、前記気泡の少なくとも一部が前記遮断壁の壁面に沿って上昇するように放出されるためには、例えば、多孔質構造体の側面または上面に微細な細孔を形成し、該細孔から放出された気泡が放出直後に上方へ上昇するように外部ポンプの強さを調節する方法がある。このような方法により、多孔質構造体から放出直後に上方へ上昇した気泡は遮断壁と接触し、接触後も表面張力の作用により継続的に遮断壁と接しながら水面まで上昇することができる。

請求項３に記載の発明は、前記多孔質構造体から供給される気泡の直径が０．５ｍｍ〜２ｍｍであることを特徴とする。気泡の直径が０．５ｍｍよりも小さいと気泡の上昇速度が遅くなりすぎ、根の遮断壁の通水孔への進入を遮断する力が十分得られない。気泡の直径が２ｍｍよりも大きい場合は、遮断壁から離れて分散して上昇する気泡が多くなり、通水孔の前面を通過する気泡の密度が十分得られない。

本発明は、上記の構成としたことにより、以下の効果を奏する。

液肥を貯留した栽培管の垂直上方の周壁に形成された複数の孔に蔓性植物を植栽し、且つ、前記栽培管と栽培管内に設置した液肥搬送管との間において、液肥を循環させることが可能であるため、軽量、小型、安価な緑化装置を提供することができる。

また、栽培管の底面上であって、栽培管に形成された複数の孔の内、一端部側の孔と圧送ポンプとの間の位置に多孔質構造体が設置され、外部ポンプから送られてきた酸素含有気体が該多孔質構造体から液肥中に放出されることによって、液肥中の溶存酸素濃度を増加させることができる。これにより、一端部側に植栽された蔓性植物の酸素不足を防ぐことができ、植栽された植物を偏りなく成長させ、屋上等を満遍なく緑化できる緑化装置を実現できる。

さらに、多孔質構造体上に通水孔を設けた遮断壁を設置することによって、圧送ポンプ周囲まで蔓性植物の根が延出することを物理的に防止できる。これにより、溶存酸素の増加によって成長が促進された蔓性植物の根が、栽培管中の圧送ポンプの吸水口を塞いでしまうことにより液肥の循環が阻害されることを防ぐことができ、蔓性植物を長期にわたって偏りなく成長させることができる。

ここで、多孔質構造体から放出された気泡は表面張力によって遮断壁と接しながら上昇し、かつ遮断壁の通水孔を覆うように通過するため、蔓性植物の根が通水孔へ進入することを効果的に防止できる。

気泡を、表面張力により遮断壁と接しながら上昇させることによって、多孔質構造体から放出された気泡の上昇経路を、気泡が遮断壁と接触せずに分散しながら上昇する場合よりも遮断壁表面付近に集中させることができる。そうすると遮断壁表面付近及び通水孔の開口端付近における気泡の密度を増大させることができ、当該遮断壁表面付近に集中して上昇する気泡によって通水孔に蔓性植物の根が進入することを効果的に防止することができる。

また、空気泡の直径を０．５ｍｍ〜２ｍｍとすることで、空気泡が通水孔への根の進入を遮断できる浮力を十分に保つことができる。

以下、本発明に係る緑化装置の一実施形態について、図面に基づいて説明する。

図１は、本発明に係る一実施形態の緑化装置の上面図である。図２は、図１に示すＩ−Ｉ断面図である。図３は、図１に示すＩＩ−ＩＩ断面図であり、生長した蔓性植物を併せて図示している。図４は遮断壁１２周辺部の斜視図である。

図１〜図３において、１は緑化装置である。以下、緑化装置１の構成について、詳細に説明する。

２は栽培管であり、両端面が閉口した筒状の管である。なお、本実施の形態では、栽培管は、図３に示す通り、断面が円形となっているが、これに限らず、矩形でもよく、その形状は限定されない。また、例えば、栽培管が断面矩形の場合、少なくともその一側面（周壁）は、蓋として機能する別部材とし、液肥搬送管を内部に設置した後に、当該一側面（周壁）を接合させる構成でも良い。

栽培管２は、長手方向の縦断面が凹字状に形成（図２参照）され、一端部および他端部にはそれぞれ、所定の長さ垂直上方に延出した開口部２ａ、２ｂが形成されている。また、長手方向の中央部の垂直上方の周壁には、蔓性植物を植栽するための孔２ｃが形成されている。なお、蔓性植物としては、サツマイモ、ヒョウタン、ヘチマ、キュウリ、カボチャ、ニガウリなどが好ましい。
その中でも、サツマイモは伸張が早く、葉に厚みがあるので、強風、強日照、乾燥に強い。さらに、サツマイモは葉面積指数も高い（葉同士が上下複数層に重なり合う）ので、日差しを遮断することによる断熱効果が高く、単位面積あたりの蒸発散量も多くなるので、夏の時期においては高い冷却効果を得ることができることから、屋上緑化に用いる蔓性植物としてより好ましい。

３は栽培管２の内部に所定の高さまで貯留された液肥である。液肥３の貯留量（液面高さ）は、フロート４により制御されており、フロート４の浮き沈みに応じ、液肥タンク５から圧送ポンプ６を介し、適宜、栽培管２に液肥３が補充される。すなわち、栽培管２に貯留された液肥３は、蔓性植物に吸収される分、その貯留量が減少するが、本実施形態では、フロート４、液肥タンク５、液肥補充ポンプ６により、貯留量が一定になるように制御している。なお、手動で液肥３を補充しても良いが、フロート４、液肥タンク５、液肥補充ポンプ６を設けることにより、液肥の適正量を確保できるようにすることがより好ましい。

７は液肥搬送管であり、その一部が液肥３に浸水するように、栽培管２の内部に設置されている。液肥搬送管７は、液肥３に浸水している圧送ポンプ８に接続され、液肥３の液面より垂直上方に延在した上向管部７ａ、当該上向管部７ａと接続され、液肥３の液面より垂直上方にて水平方向に延在した横向管部７ｂ、液肥３に浸水した状態、すなわち、栽培管２の底部付近において、水平方向に延在した横向延在管部７ｄと横向管部７ｂを接続するための排水管部７ｃ、横向延在管部７ｄの圧送ポンプ８設置位置と対向する側の端部から液肥３の液面より垂直上方に延在した排水管部７ｅから形成されている。

すなわち、液肥３は、栽培管２の一端面付近から、当該栽培管２の内部に設置された圧送ポンプ８により吸入されることにより、液肥搬送管７（上向管部７ａ、横向管部７ｂ、下向管部７ｃ、横向延在管部７ｄ、排水管部７ｅ）の内部を流れ、栽培管２の他端面付近にて、液肥３の液面に向け、垂直下向きに放出され、さらに、栽培管２の内部を圧送ポンプ８の設置方向に向け流れることにより、循環している。なお、図２に示す矢印Ａは、このような液肥３の循環を示している。

９ａは横向管部７ｂに設けられたバルブであり、圧送ポンプ８により、横向管部７ｂにおける矢印Ｂ方向に流れる液肥の流量を制御するものである。矢印Ｂ方向に流れる液肥３は、液肥３の液面に向け、垂直下向きに放出される。

９ｂは排水管部７ｅに設けられたバルブであり、圧送ポンプ８により、横向管部７ｂにおける矢印Ａ方向から、下向管部７ｃ、横向延在管部７ｄ、排水管部７ｅへと流れる液肥の流量を制御するものである。したがって、バルブ９ｂを調整することにより、矢印Ａ方向に流れる液肥３の流量、すなわち、循環する液肥３の流量を制御することができる。

以上を纏めると、バルブ９ａ及び９ｂを調整することにより、圧送ポンプ８から汲み上げられた液肥３の一部は上向管部７ａから横向管部７ｂを通る矢印Ａ方向に、残りは管部上向７ａから横向管部７ｂを通る矢印Ｂ方向に流れることになる。

１０は多孔質構造体であり、栽培管２の底面上に設置されており、外部ポンプ１１から配管を通して酸素含有気体が送られ、多孔質構造体１０の表面に形成されている多数の微細な細孔から栽培管２の内部を循環する液肥３中に気泡Ｃを放出する。また、本実施例では横向延在管部７ｄは多孔質構造体１０の上に配置されている。

多孔質構造体１０の上面から鉛直上方向に設置されているのは遮断壁１２であり、該遮断壁１２には液肥３の流路となる通水孔１２ａが互いに鉛直方向に並ぶように２個形成されている。また、遮断壁１２には横向延在管部７ｄが栽培管２の長手方向に配置できるように貫通穴１２ｂが設けられている。貫通穴１２ｂは横向延在管部７ｄとの間に隙間ができないように形成されていることが好ましい。貫通穴１２ｂと横向延在管部７ｄとの間から根が延出することを防止するためである。

また、図４に示すように、通水孔１２ａは横向延在管部７ｄの直上よりも栽培管２の幅方向に移動した位置に配置されていることが好ましい。このように配置することにより、多孔質構造体１０から放出された気泡Ｃが横向延在管部７ｄに進路を阻害されることなく通水孔１２ａの上流側開口部を覆うように通過させることができる。ただし、横向延在管部７ｄが多孔質構造体１０よりも下に配置された場合には、通水孔１２ａは横向延在管部７ｄの直上に配置されていてもかまわないことは言うまでもない。

以下、上述した構成の緑化装置１の動作について説明する。

まず、栽培管２に、液肥タンク５から液肥補充ポンプ６により、開口部２ａから液肥３を供給し、所望の高さまで貯留する。

次に、孔２ｃに蔓性植物を植栽する。なお、蔓性植物の根は、孔２ｃから栽培管２の内部に延出し、液肥３にその一部が浸水した状態とする。また、本実施形態では、根の生長の妨げとならないように、液肥搬送管７を栽培管２の底部に設置しており、根が生長するための空間を確保している。

一般に、蔓性植物は、その根を液肥に浸水させた状態に植栽する場合、液肥を循環させた方が、その生長が促進されることが知られている。また、液肥に取り込まれた酸素が多いほど、その生長が促進されることが知られている。

したがって、本実施形態では、上述した通り、液肥３を栽培管２と液肥搬送管７との間で循環させると共に、当該循環過程において、横向管部７ｂ及び排水管部７ｅから液肥３の液面に向け、垂直下向きに液肥３を放出（すなわち、曝気）することにより、液肥３に酸素を取り込む工夫をしている。

また、蔓性植物の根が生長していくにつれ、栽培管２の両端面方向に向けて、根が延出していくことになるが、本実施形態では、多孔質構造体１０から放出される気泡Ｃおよび遮断壁１２により、根の延出を防止している。これにより、圧送ポンプ８の吸い込み口に根がつまることを防止できる。

以上に説明した緑化装置１は、建造物の屋上や地表側壁に設置され、当該屋上や側壁を緑化するために利用される。このような緑化装置１は、液肥３を貯留するひとつの槽（栽培管２）のみを有し、当該槽（栽培管２）に蔓性植物を植栽するとともに、当該槽内において、液肥３を循環させることにより、蔓性植物の生長を促進するものである。

したがって、非常に小型、軽量となり、設置が容易である。また、地表側壁に設置する場合には、長手方向に連ねて設置することにより、幅広の地表側壁においても有効に緑化することができる。

以上の通り、本実施形態の緑化装置１について、適宜、奏する効果も含め説明したが、以下、緑化装置１の奏する主な効果について、纏めて説明する。

液肥３を貯留した栽培管２の垂直上方の周壁に形成された孔２ｃに、蔓性植物を植栽し、且つ、栽培管２の内部に設置した液肥搬送管７との間において、液肥３を循環させることが可能であるため、例えば、２つの槽を接続し、互いの槽の間にて液肥を循環させる必要がなく、軽量、小型、安価な緑化装置を提供することができる。

栽培管２及び液肥搬送管７の間を液肥３が循環する過程において、液肥搬送管７から液肥３が液面に向けて放出される際に曝気されるため、酸素（空気）を含んだ液肥３の循環が可能となり、蔓性植物の生長を促進できる。

さらに、外部ポンプ１１を通じて多孔質構造体１０から放出される空気泡Ｃは栽培管２の下流における液肥３中の溶存酸素濃度を効率的に上昇させることができる。その結果、蔓性植物が十分成長した時にも、栽培管２の下流側に植栽された蔓性植物への酸素供給量が不足することを防止でき、孔２ｃに植栽された蔓性植物を偏りなく成長させることが可能となり、緑化装置１が設置された屋上等を満遍なく緑化できる。

遮蔽板１２は蔓性植物の成長と共に延出する根が圧送ポンプ８の周りに到達することを物理的に遮断する一方、液肥３の流路は遮蔽版１２に形成された通水孔１２ａによって確保される。

また、遮蔽板１２の下にある多孔質構造体１０から放出される気泡Ｃが遮蔽板に接しながら上昇し、通水孔１２ａを覆うように通過することにより、蔓性植物の根が前記通水孔１２ａに進入することを効果的に防止できる緑化装置１を実現できる。

栽培管２の両端部には、垂直上方に開口部２ａ、２ｂが形成されているため、当該開口部２ａ、２ｂから、栽培管２の内部にポンプ８を設置したり、当該ポンプ８のメンテナンスをしたりすることが可能となり、利便性が向上する。

また、バルブ９ｂを調整することにより、栽培管２と液肥搬送管７との間を循環する液肥３の流量を制御できるため、蔓性植物の生長に適した環境を実現できる。

本発明に係る一実施形態の緑化装置の上面図である。図１に示すＩ−Ｉ断面図である。図１に示すＩＩ−ＩＩ断面図である。遮断壁周辺部分の斜視図である。

符号の説明

１緑化装置
２栽培管
２ａ、２ｂ開口部
２ｃ孔
３液肥
７液肥搬送管
８圧送ポンプ
１０多孔質構造体
１１外部ポンプ
１２遮断壁
１２ａ通水孔

Claims

両端面が閉口し、内部の所定の高さまで液肥が貯留され、且つ、垂直上方の周壁には蔓性植物を植栽するための複数の孔が形成された水平方向に所定の長さ延在する栽培管と、
前記栽培管の内部に設置され、前記栽培管の前記両端面付近まで延在した液肥搬送管と、
前記液肥搬送管の一端部に接続され、前記液肥を前記液肥搬送管の他端部に向けて圧送するための圧送ポンプとを備え、
前記栽培管の底面上であって、前記栽培管に形成された前記複数の孔の内、前記一端部側の孔と前記圧送ポンプとの間の位置に多孔質構造体が設置され、
該多孔質構造体に外部ポンプが接続され、
外部ポンプから送られた酸素含有気体が前記多孔質構造体から液肥中に供給される
ことを特徴とする緑化装置。
前記多孔質構造体上に鉛直上方向に遮断壁が設置され、
前記遮断壁には通水孔が形成され、
前記多孔質構造体から気泡が連続的に放出され、
前記気泡の少なくとも一部が前記遮断壁の壁面に接しながら上昇し、前記通水孔を覆うように気泡が通過する
ことを特徴とする請求項１に記載の緑化装置。
前記多孔質構造体から供給される気泡の直径が０．５ｍｍ〜２ｍｍである
ことを特徴とする請求項１から請求項２のいずれかに記載の緑化装置。