JP5722488B1 - 排水装置及び栽培装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水位上昇を抑制する水位上昇抑制手段と水位調整用の管体とを個別に位置決めする必要がない排水装置を提供する。【解決手段】流体が供給される容器７２に設けられ、流体を排出して容器７２内の水位上昇を抑制する水位上昇抑制手段４２と、水位上昇抑制手段４２と一体的に設けられ、流入口４４Ａが容器内に位置し、流入口から上方に延出した最上部４４Ｂが水位上昇抑制手段４２の排出口４２Ａより下方にあり、流出口が流入口４４Ａより下方かつ容器７２外に位置する管体４４と、を備える。【選択図】図７

Description

本発明は、排水装置及び栽培装置に関する。

植物栽培等において、プランター等の容器内への給排水を自動で行う装置が知られている。例えば、特許文献１には、ポンプによって給水を行い、水位が一定以上になるとサイフォン管によって自動的に排水を行う装置が開示されている。

特開平８−７０７１７号公報

特許文献１に記載されている給排水装置には、水位上昇を抑制する水位調整用パイプ（オーバーフロー管）が、サイフォン管とともに設けられている。給水量を適量に調節するためには、水位調整用パイプ（オーバーフロー管）とサイフォン管との位置関係が重要となるが、鉢置パン（容器）の底部にそれぞれが別々に取り付けられているため、位置決めが難しい。

また、水位調整用パイプ（オーバーフロー管）とサイフォン管とを１個の止水ゴムに取り付けて位置関係を調整した後に、鉢置パン（容器）の底部へ止水ゴムを取り付ける方法もある。しかし、止水ゴムが経年劣化するため、止水ゴムを交換する毎に水位調整用パイプ（オーバーフロー管）とサイフォン管との位置決めをする必要がある。

本発明は上記事実を考慮し、水位上昇を抑制するオーバーフロー管と水位調整用のサイフォン管とを個別に位置決めする必要がない排水装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の栽培装置は、流体が供給されるプランターと、前記プランターに設けられ、流体を排出して前記プランター内の水位上昇を抑制するオーバーフロー管と、前記オーバーフロー管内に設けられ、流入口が前記プランター内かつ前記オーバーフロー管外に位置し、前記流入口から上方に延出した最上部が前記オーバーフロー管の排出口より下方にあり、流出口が前記流入口より下方かつ前記プランター外に位置するサイフォン管と、を備える排水装置と、前記オーバーフロー管又は前記サイフォン管から排水される水や養液等の流体を一定時間貯留するための貯留槽と、前記貯留槽から前記プランター内へ流体を供給する供給手段と、を備える。

上記構成によれば、オーバーフロー管でプランター内の水位の上昇を抑制することができ、サイフォン管によってプランター内の水位を一定水位以下に調整することができる。ここで、水位調整用のサイフォン管がオーバーフロー管内に設けられているため、個別に位置決めする必要がない。また、それぞれを別々に設ける場合に比べて、省スペースとすることができる。
また、貯留槽や供給手段を設けることにより、植物等の栽培対象物に対して適切に水や養液を供給できる栽培装置とすることができる。

請求項２に記載の栽培装置は、前記オーバーフロー管は前記プランターの底部を貫通し、前記サイフォン管は前記オーバーフロー管へ挿入され、前記オーバーフロー管の前記排出口に形成された凹部に嵌合されている。

上記構成によれば、オーバーフロー管に形成された凹部にサイフォン管を嵌合することによって、サイフォン管とオーバーフロー管とを一体的に設けることができ、両方を同時に位置決めすることができる。

上記構成によれば、サイフォン管とオーバーフロー管とを一体成形によって形成するため、成形段階で位置決めすることができる。

請求項４に記載の栽培装置は、前記サイフォン管に接続され、前記サイフォン管の前記流出口の上下位置を可変とする排水流速調整装置を備えている。

上記構成によれば、排水流速調整装置によってサイフォン管の流出口の上下位置を変えることができるため、サイフォン管の位置決め後であっても排水の流速を調整することができる。

請求項５に記載の栽培装置は、前記オーバーフロー管の外周面には止水部材が嵌合される溝が形成されており、前記オーバーフロー管は止水部材を介して前記プランターの底部に設けられたホルダに取り付けられている。

上記構成によれば、オーバーフロー管、及びオーバーフロー管内に設けられたサイフォン管を、止水部材を介してプランターの底部に設けられたホルダに取り付ける。したがって、オーバーフロー管及びサイフォン管を、容易かつ確実にプランター底部に固定して位置決めすることができる。

本発明によれば、水位上昇を抑制するオーバーフロー管と水位調整用のサイフォン管とを個別に位置決めする必要がない排水装置を提供することができる。

（Ａ）は実施形態１に係る排水装置を示す部分断面図であり、（Ｂ）はその部分斜視図である。 実施形態２に係る排水装置を示す部分断面図である。 （Ａ）は実施形態３に係る排水装置を示す部分断面図であり、（Ｂ）はその部分斜視図である。 （Ａ）は実施形態４に係る排水装置を示す斜視図であり、（Ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。 （Ａ）は実施形態５に係る排水装置を示す側面断面図であり、（Ｂ）はそのＢ−Ｂ断面図である。 実施形態６に係る排水装置を示す断面図である。 実施形態４の排水装置を備えた栽培装置の全体図である。

以下、本発明に係る排水装置の一例について図面を参照して詳細に説明する。

（実施形態１）
図１に示すように、実施形態１の排水装置１０は、水位上昇抑制手段としての排出口１２と、ポリ塩化ビニル等の樹脂から成る逆Ｕ字型の管体１４とから構成されている。

排出口１２は、容器１６の側面に形成された貫通孔である。容器１６に供給された水や養液等の流体は、排出口１２から容器１６外へ排出されるため、容器１６内の水位の上昇が抑制され、容器１６の上端から流体が溢れることがない。

管体１４は、流入口１４Ａから最上部（逆Ｕ字型の頂点）１４Ｂへと上方に延出し、最上部１４Ｂから流入口１４Ａより下方に位置する流出口１４Ｃへと延出する、サイフォン現象を生じさせるサイフォン管である。サイフォン管１４は、排出口１２内を貫通しており、流入口１４Ａが容器１６内に、流出口１４Ｃが容器１６外に配置されている。なお、サイフォン管１４は、排出口１２の内周面に形成された凹部１２Ａに固定されて位置決めされている。

容器１６に供給される流体の水位がサイフォン管１４の最上部１４Ｂの高さまで到達すると、サイフォンの原理により、容器１６内の流体がサイフォン管１４を通って容器１６外へ排出される。容器１６内への流体の供給を停止すると、その後、容器１６内の流体は、水位がサイフォン管１４の流入口１４Ａの高さになるまで自動的に排出され続ける。

（実施形態２）
実施形態２では、図２に示すように、排水装置２０は、ポリ塩化ビニル等の樹脂から成るオーバーフロー管（水位上昇抑制手段の一例）２２と、サイフォン管（管体の一例）２４とから構成されている。

オーバーフロー管２２は中空状の円管又は多角形管であり、サイフォン管２４は、実施形態１と同様の逆Ｕ字型の中空管である。サイフォン管２４は、最上部２４Ａがオーバーフロー管２２の排出口２２Ａより下方に位置するよう位置決めされており、オーバーフロー管２２に接着又は溶接されて固定されている。また、オーバーフロー管２２とサイフォン管２４は、容器１６の底部に形成された貫通孔１６Ａに嵌合されている。

（実施形態３）
実施形態３では、図３に示すように、排水装置３０は、オーバーフロー管（水位上昇抑制手段）３２と、実施形態１、２と同様の形状のサイフォン管（管体）３４とから構成されている。

オーバーフロー管３２は容器１６側面に沿って配置されており、容器１６と一体成形されている。また、容器１６側面にオーバーフロー管３２の排出口３２Ａが形成されている。

一方、サイフォン管３４は、オーバーフロー管３２内に挿入されており、排出口３２Ａの内周面に形成された凹部３２Ｂに固定されて位置決めされている。また、サイフォン管３４の流入口３４Ａは、オーバーフロー管３２の排出口３２Ａから容器１６内へ突出するよう配置されている。

実施形態１〜３の排水装置１０、２０、３０によると、管体であるサイフォン管１４、２４、３４が、水位上昇抑制手段である排出口１２やオーバーフロー管２２、３２に固定されて位置決めされている。したがって、容器１６内に排水装置１０、２０、３０を配置する際に、管体１４、２４、３４と水位上昇抑制手段１２、２２、３２とを個別に位置決めする必要がなく、また、それぞれを別々に設ける場合に比べて、省スペースが可能となる。

（実施形態４）
実施形態４では、図４に示すように、排水装置４０は、オーバーフロー管（水位上昇抑制手段）４２と、実施形態１〜３と同様の形状のサイフォン管（管体）４４とから構成されている。

オーバーフロー管４２は中空状の円管であり、排出口４２Ａの周縁部分には、一部が切り欠かれることにより凹部４３が形成されている。凹部４３の深さ（高さ）寸法はサイフォン管４４の直径と略同じか直径より大きく、凹部上端の幅寸法はサイフォン管４４の直径より若干小さくされている。また、凹部４３の下端形状はサイフォン管４４の曲率と同じ曲率とされている。さらに、オーバーフロー管４２の下端部分の外周面には、Ｏリング等の止水部材４６が嵌合される溝４８が形成されている。

サイフォン管４４は、オーバーフロー管４２に一体的に固定されている。具体的には、サイフォン管はオーバーフロー管４２内に挿入され、最上部４４Ｂがオーバーフロー管４２の凹部４３に圧入嵌合されることにより、オーバーフロー管４２に固定されている。このとき、サイフォン管４４の流入口４４Ａは、オーバーフロー管４２外へ突出するよう配置されている。

実施形態４の排水装置４０によると、サイフォン管４４をオーバーフロー管４２の凹部４３に圧入嵌合させることで、サイフォン管４４とオーバーフロー管４２とを一体的に固定することができる。したがって、接着剤等を用いることなく、容易かつ確実にサイフォン管４４とオーバーフロー管４２とを位置決めすることができる。また、サイフォン管がオーバーフロー管４２内に挿入されているため、省スペースが可能となる。

（実施形態５）
実施形態５では、図５に示すように、排水装置５０は、一体成形によって形成された、オーバーフロー管（水位上昇抑制手段）５２とサイフォン管（管体）５４とから構成されている。

オーバーフロー管５２は中空状の四角柱形状であり、オーバーフロー管５２の内部には、内部空間をオーバーフロー管５２の軸方向に２つに分ける第１仕切り壁５６が形成されている。一方の空間は上端及び下端が開口してオーバーフロー管５２の流路となっており、また、他方の空間はサイフォン管５４の流路となっている。つまり、オーバーフロー管５２内にサイフォン管５４が設けられている。

サイフォン管５４には、流路の一部が第２仕切り壁５８によって軸方向に仕切られることにより、逆Ｕ字型の流路が形成されている。また、流路の一端のオーバーフロー管５２の側面には、サイフォン管５４の流入口５４Ａが形成されており、流路の他端には流出口５４Ｂが形成されている。

排水装置５０は、容器１６側面の内周面に沿って配置され、容器１６の底部に形成された貫通孔１６Ａに嵌合されている。このとき、サイフォン管５４の流入口５４Ａは容器１６内に、流出口５４Ｂは容器１６外に位置している。なお、排水装置５０は容器１６と一体成形されていてもよい。また、排水装置５０は直方体形状でなく、円柱形状等であってもよい。

実施形態５の排水装置５０によると、オーバーフロー管５２の内部空間を第１仕切り壁５６で２つに仕切ることによって、一方の空間をサイフォン管５４の流路とすることができる。したがって、オーバーフロー管５２とサイフォン管５４とを容易に一体成形することができる。

（実施形態６）
実施形態６では、図６に示すように、排水装置６０は、一体成形によって形成された、オーバーフロー管（水位上昇抑制手段）６２とサイフォン管（管体）６４とから構成されている。

オーバーフロー管６２は、ポリ塩化ビニル等の樹脂から成る中空状の円管であり、下端部分の外周面には、Ｏリング等の止水部材４６が嵌合される溝６２Ａが形成されている。サイフォン管６４は逆Ｕ字型の中空管であり、オーバーフロー管６２内に配置され、流入口６４Ａがオーバーフロー管６２の側面からオーバーフロー管６２外へ突出されている。

また、サイフォン管６４の流出口６４Ｂの周縁部分には、サイフォン管６４の軸方向に沿ってスプライン溝が複数形成されている。スプライン溝には、サイフォン管６４より一回り外径の大きい排水流速調整管（排水流速調整装置の一例）６６が、上下にスライド可能に取り付けられている。

サイフォンの原理では、サイフォン管６４内を流れる流体の流速は、流入口６４Ａと流出口６４Ｂの高さ位置の差（水頭差）によって変化する。つまり、水頭差が小さいと流速は遅くなり、水頭差が大きいと流速が速くなる。したがって、排水流速調整管６６を上下にスライド移動させて、流出口６４Ｂの高さ位置を変化させることで、サイフォン管６４内を流れる流体の流速を調整することができる。

なお、サイフォン管６４の流出口６４Ｂの周縁部分に雄ねじを形成し、排水流速調整管６６の内周面に雌ねじを形成して、サイフォン管６４に排水流速調整管６６を螺合させることにより、排水流速調整管６６を上下にスライド可能に取り付けてもよい。

実施形態６の排水装置６０によると、オーバーフロー管６２とサイフォン管６４とを一体成形により形成するため、容器１６内に排水装置６０を配置する際に、オーバーフロー管６２とサイフォン管６４とを個別に位置決めする必要がない。また、排水流速調整管６６によってサイフォン管６４内を流れる流体の流速を調整することができるため、容器１６内に排水装置６０を配置した後に流体の単位時間当りの排出量を調整することができる。

次に、本発明に係る排水装置を配置した栽培装置の一例について図７を参照して詳細に説明する。なお、図７では、栽培装置７０に実施形態４の排水装置４０を配置した例を示したが、栽培装置７０には、実施形態１〜６のいずれの排水装置１０、２０、３０、４０、５０、６０が配置されてもよい。

図７に示すように、栽培装置７０は、上記容器１６としてのプランター７２と、流体を貯留する貯留槽７４と、貯留槽７４からプランター７２へ流体を供給する供給手段７６と、排水装置４０と、流体排出管７８と、を備えている。

プランター７２は、天面が開口した箱状の容器である。プランター７２内には、底上げされた栽培床８０が形成されており、栽培床８０には複数の植物８２が植えられている。

貯留槽７４は、天面が開口した又は閉鎖した箱状の容器である。貯留槽７４は、プランター７２の下方に配置されており、プランター７２へ供給する水や養液等の流体、及びプランター７２から排水装置４０を通して排出された流体を貯留している。

供給手段７６は、流体供給管８４、ポンプ８６、制御部８８、及び外部から水や養液等の流体を供給する外部供給手段９０とから構成されている。

流体供給管８４は、貯留槽７４からプランター７２へ流体を供給する中空管であり、プランター７２の底面に形成された貫通孔７２Ａに、上端が接続されている。また、下端は貯留槽７４内に配置されたポンプ８６に接続されている。ポンプ８６は、貯留槽７４内の流体を上方に位置するプランター７２内へと汲み上げるためのもので、制御部８８によって制御されている。

外部供給手段９０は、外部からプランター７２内へ流体を供給するためのものであり、制御部８８によって制御されている。なお、外部供給手段９０はプランター７２内ではなく貯留槽７４内へ流体を供給するものであってもよい。また、外部供給手段９０を設けずに、任意の手段によってプランター７２内又は貯留槽７４内へ流体を供給してもよい。

流体排出管７８は、上端部に雌ねじが形成された中空管であり、排水装置４０から排水された流体を貯留槽７４内へ流入させるためのものである。流体排出管７８の上端部には、下端部に雄ねじが形成されたホルダ９２が螺合されており、流体排出管７８はホルダ９２を介して排水装置４０及びプランター７２と接続されている。

ホルダ９２は上端部にフランジ９２Ａが形成された中空管である。ホルダ９２は、プランター７２の底面に形成された貫通孔７２Ｂに嵌合されており、Ｏリング９４を介してフランジ９２Ａがプランター７２の底面に係止されている。また、ホルダ９２の内周面には、Ｏリング等の止水部材４６を介して排水装置４０が嵌合されている。

排水装置４０とホルダ９２とが止水部材４６を介して接続されているため、排水装置４０とホルダ９２との間隙から流体が漏れることがなく、排水装置４０を容易かつ確実にホルダ９２に接続することができる。

次に、栽培装置７０による流体の循環手順について説明する。まず、外部供給手段９０又は任意の手段により貯留槽７４内へ水や養液等の流体を供給する。そして、制御部８８によってポンプ８６を作動させ、流体供給管８４を通して貯留槽７４内の流体をプランター７２内へ供給する。

プランター７２内の流体の水位が排水装置４０のサイフォン管４４の最上部４４Ｂの高さに到達すると、サイフォンの原理によりプランター７２内の流体がサイフォン管４４を通ってプランター７２外へ排出され始める。なお、プランター７２内への流体の供給量はサイフォン管４４からの排出量よりも多いため、プランター７２内の水位は上昇を続ける。

その後、プランター７２内の水位がオーバーフロー管４２の排出口４２Ａの高さに到達すると、流体はオーバーフロー管４２を通ってプランター７２外へ排出される。したがって、プランター７２内の水位の上昇は抑制され、プランター７２の上端から流体が溢れることはない。

制御部８８は図示しないタイマーを備えており、一定時間が経過すると、ポンプ８６を停止させてプランター７２内への流体の供給を停止させる。流体の供給が停止されると、プランター７２内の流体はサイフォン管４４を通してプランター７２外へ排出され、水位はサイフォン管４４の流入口４４Ａの高さまで下がる。プランター７２外へ排出された流体は、流体排出管７８を通して貯留槽７４内へ流入される。

以上の手順により、水や養液等の流体がプランター７２内と貯留槽７４内とを循環し、自動的にプランター７２内の植物８２に水や養液等を供給することができる。

なお、プランター７２内の水位を監視するセンサを設け、制御部８８によって、水位がサイフォン管４４の流入口４４Ａの高さまで下がった時点でポンプ８６を作動させ、水位がオーバーフロー管４２の排出口４２Ａの高さに到達したらポンプ８６を停止させるよう制御を行うようにしてもよい。

本発明の栽培装置７０では、排水装置４０としてオーバーフロー管４２と、サイフォン管４４とを用いているため、オーバーフロー管４２によって最高水位の上昇を抑制しつつ、サイフォン管４４によって水位を流入口４４Ａの高さまで下げることができる。したがって、プランター７２内の植物８２の根に十分に水や養液等を供給した後、植物８２の根の高さより低い位置まで水位を下げることにより、植物の根腐れを防ぐことができる。

（他の実施形態）
なお、本発明について実施形態の一例を説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において他の種々の実施形態が可能となる。

たとえば、実施形態１〜６のサイフォン管１４、２４、３４、４４、５４、６４は逆Ｕ字型の管体であったが、サイフォンとして機能すればよいことから、逆Ｖ字型等の管体であってもよい。

また、栽培装置７０では、プランター７２の下方に貯留槽７４を配置していたが、同様の別のプランターをプランター７２と貯留槽７４との間に配置し、プランター７２から排出された流体が別のプランターへ供給され、その後、別のプランターから貯留槽７４へ排出される構造とされていてもよい。

１０、２０、３０、４０、５０、６０ 排水装置
１２ 排出口（水位上昇抑制手段の一例）
１２Ａ 凹部
１４、２４、３４、４４、５４、６４ サイフォン管（管体の一例）
１４Ａ 、３４Ａ、４４Ａ、５４Ａ、６４Ａ 流入口
１４Ｂ、２４Ａ、４４Ｂ 最上部
１４Ｃ、５４Ｂ、６４Ｂ 流出口
１６ 容器
２２、３２、４２、５２、６２ オーバーフロー管（水位上昇抑制手段の一例）
２２Ａ 、３２Ａ、４２Ａ 排出口
４６ 止水部材
４８、６２Ａ 溝
６６ 排水流速調整管（排水流速調整装置の一例）
７０ 栽培装置
７２ プランター（容器の一例）
７４ 貯留槽
７６ 供給手段
９２ ホルダ

Claims (5)

1. 流体が供給されるプランターと、
   前記プランターに設けられ、流体を排出して前記プランター内の水位上昇を抑制するオーバーフロー管と、前記オーバーフロー管内に設けられ、流入口が前記プランター内かつ前記オーバーフロー管外に位置し、前記流入口から上方に延出した最上部が前記オーバーフロー管の排出口より下方にあり、流出口が前記流入口より下方かつ前記プランター外に位置するサイフォン管と、を備える排水装置と、
   前記オーバーフロー管又は前記サイフォン管から排水される水や養液等の流体を一定時間貯留するための貯留槽と、
   前記貯留槽から前記プランター内へ流体を供給する供給手段と、
   を備える栽培装置。
2. 前記オーバーフロー管は前記プランターの底部を貫通し、前記サイフォン管は前記オーバーフロー管へ挿入され、前記オーバーフロー管の前記排出口に形成された凹部に嵌合されている、請求項１に記載の栽培装置。
3. 前記サイフォン管は前記オーバーフロー管と一体成形されている、請求項１に記載の栽培装置。
4. 前記サイフォン管に接続され、前記サイフォン管の前記流出口の上下位置を可変とする排水流速調整装置を備えている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の栽培装置。
5. 前記オーバーフロー管の外周面には止水部材が嵌合される溝が形成されており、前記オーバーフロー管は止水部材を介して前記プランターの底部に設けられたホルダに取り付けられている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の栽培装置。

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