(57)【要約】【課題】  人手や電力が無くとも給水源があれば、一定時間間隔で一定水量を繰り返し供給できる自動灌水装置。【解決手段】  注水部からの出水量で、貯水槽の一定水位に上昇するまでの時間間隔が調節でき、上昇した水の浮力で浮揚したフロート１３の作用で、ホースの湾曲部を水中に押し下げることにより即座にサイホンを起動させ、水位が低下すると再び同じパターンを繰り返すことを特徴とする自動灌水・給水装置。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯水槽内のホースの下端部から湾曲部まで、水位を上昇させるまでの所要時間を注水部のバルブで調節でき、上昇した水で浮揚するフロートの作用で、ホースを水中に押し込み、即座にサイホンを起動させる装置。
【請求項２】
貯水槽の水がホースの下端以下に減少するとサイホンは自動的に停止するが、注水が続くかぎり再び水位は上昇し、同じ時間間隔でサイホンが起動し、同じ水量が流出するというパターンを繰り返す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、自然力を利用して灌水・給水をする装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  樹木や草花の育成、ビニールハウスや温室内の園芸作物の栽培などにも欠かせないのが、毎日の灌水である。狭庭で少数の花木を、あるいはガーデニングに親しむ人も同様である。
灌水は一日も欠かせないから、宿泊を伴う旅行などの場合は、隣人に依頼したり、躊躇するなどのプレッシャーが避けられなかった。市販の灌水装置は高価で、且つ、電力が不可欠である。盆栽や庭先の植物を楽しむ高齢者向きの、安価で使いやすく、水道の蛇口があれば電源がなくとも、一定時間間隔で一定量の水が給・排水できる自動灌水装置があれば、灌水作業の負担軽減や省エネにも役立つであろう、という着想から本発明に発展した。【０００３】  従来、簡単に液体を移動させる手段として、大気圧を利用するサイホンがある。図１は貯水槽内に湾曲したホースを軟固定してサイホンを期待する状態を示した。サイホンは気圧差により高圧部から低圧部へ液体を移動させる手段である。図１の蛇口４からの注水量が多く、急速に水位が上昇してＢを越えると、水はホースを満たして、５を経て一気に次々に流下する。ホースを満たして流下する水が、ホース内の空気を追放することにより、気圧差が生じてサイホンが起動する。しかし、注水量が乏しく水位の上昇が緩慢な場合は、水位がＢに達してもホースに流入する水量や水勢では、ホース内を満たせず、したがってサイホン誘発に不可欠な気圧差が生じないので、給水や灌水の役目は果たせない。一時的または不定期にサイホンを誘発させる場合なら、上述のように注水量を増し水位を急速に上昇させてもよいが、本発明では灌水間隔が１０時間以上もある長いインターバルに対応させるために時間の測定に注水量を活用した。長時間をかけてホースの湾曲部まで水位を高めるには、４からの注水量を乏しく制限することになる。すると、上記のとおりホースに流入する水量も乏しく、水がホース内を満たすことができず、したがって空気追放が不十分で気圧差が生じずサイホンは起動しない。そこで、サイホンを誘発する条件にさからって注水量が乏しくとも、電力や人力を借りずに、ほぼ一定時間間隔でサイホンが起動して灌水や給水をする装置の開発に執着した。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  盆栽や草花、あるいは家庭菜園から、ビニールハウスや温室、農場などの大規模な作物栽培、さらに酪農や飼育の分野でも、給水・灌水は欠かせない。毎朝、毎夕のこの作業は、かなりの負担である。人手にかわって毎日ほぼ一定の時刻に、一定量の水が自動的に供給できる装置がのぞまれる。このような装置は高額となるだけでなく、電源がない場所では機能しない。電力も人力も必要とせず、十分に機能する安価な装置の開発が、この分野にかかわる人達の「労働力の軽減」につながる。本発明が解決しようとする課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  大型の貯水槽の中に図１のごとく湾曲したホースを軟固定し、注水源のバルブ３を全開すれば貯水槽の水位は刻々と上昇し、Ｂの高さを越えると水はホース内に進入し、次々に供給される水量はホース内を満たしつつ内部の空気を追放して流下する。その結果サイホンが生じ、ホース内を滔々と水が流動し続ける。しかし、栽培作物や庭の花木への灌水のように朝と夕のごとく時刻や回数のニーズに応えるには、上記のような雑な手順のほかに、例えばタイマーや自動水量計の設置が不可欠で、これらの計測器用の電源も必要である。前記の機器を備えるには高額な費用がかかるので、園芸や栽培を趣味にもつ人達には敬遠される。タイマーも自動水量計も電源が無くとも、さらに少量の注水量ながら定時刻にサイホンが起動して、一定量の灌水や給水を遂行する図４以下の装置が、課題解決の主役である。【０００６】  タイマーに代わって、灌水から灌水までの長いインターバルに対応する手段として、まず、図１のＡ点まで水を満たしておき、Ａ点から約１２時間後に水位がＢ点に達するように、バルブ３を絞って少ない注水量に調節しておく。約１２時間後に水位がようやくＢに達しても、注水量が乏しいのでホースに水が進入しても、水はホース内を満たせず、したがってサイホンの起動に不可欠な気圧差が生じないから、灌水や給水の役に立たない。そこで、水量や水勢が乏しい条件下でもサイホンを起動させる手段を探求した。図４はその結果の概要を示した。図４のフロート１３は極めて軽量な材料で形成する。１３が上昇した水と接すると、その浮力で浮揚する。すると直結した軸棒の末端の曲面板２２が下降し、その下部に控えているホースの湾曲部を水面下に押し込むから、ホース内を満たして一挙に水が押し入るから、たちまちサイホンが起動し、水は滔々とホースを経て灌水や給水の目的を果たす。バルブ３の調節次第でインターバルの長短に合わせることができ、また、不可能とされた水量不足の条件下でもサイホンを起動させることに成功した。なお、電力が不要なので電源がない場所でも使用できる利点もある。
【発明の効果】
【０００７】  最初は注水部のバルブ３を調節して、望ましい時間に規定水位に達するように、注水量を決めねばならないが、その後は人手も電力も必要とせず、ほぼ一定の時間間隔で、一定量の灌水や給水を繰りかえすので省力・省エネ効果がある。サイホンが起動して貯水槽の水位が、ホースの末端以下になるとサイホンは自動停止する。つまり、灌水量は図１のＢ−Ａ間のホースの長さで、簡単に調節することも可能であり、図４の２８はその対応策で伸縮可能なホースである。サイホンが停止しても蛇口４からは、依然注水が続くので一定のインターバルの後、再び水位が回復してサイホンが起動する。したがって、家族旅行で留守になっても安心である。特に朝夕の庭木などへの灌水作業を日課とする高齢者の労力削減に役立つ。多量の水を必要とする場所では、複数の貯水槽をホースで連結する。構造が簡単で軽量小型なので、移動や取り付けも容易であり、また、電源に拘束されない利点もある。なお、魚類の養殖や酪農の分野でも活用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】  以下、本発明の実施の形態を図面によって説明する。本発明は（１）注水量の調節により灌水・給水の時間間隔の調整、（２）水位の上昇にともなってフロート１３が浮揚すると、これと連結した軸棒の先端がてこの原理で下降して、軟固定されている下のホースを水中に押し込み、強制的にサイホンを誘発する。（３）貯水槽内のホースの長さで灌水・給水の水量を加減することができる。この三点の機能によって、前述の効果を提供するものである。特に（２）が要点である。図１は水位や水量の変化にともなう通常時のサイホンの状態を、本発明と対比するための断面図である。図２は水の進入量が少ない場合のホースの断面図で、内部に空気が残存しているので気圧差は生じない。図３は進入水量や水勢が豊かで、ホース内を満たしている状態を示した断面図で、空気は残存できず、したがって気圧差が生じてサイホンが誘発される。【０００９】  前述したように、本発明では灌水や給水までの長いインターバルをとるために、注水量を制限し貯水槽の水位上昇を緩慢にした。緩慢ながらも上昇した水がフロート１３に到達した状態を示したのが図６である。フロート１３の下部の高さは、ホースの湾曲部の下部より数ｃｍほど下方に位置させる。水位がＢの近くまで上昇すると、水の浮力によってフロート１３は次第に浮揚しはじめる。すると、てこの原理で軸棒の右方は図７のごとく下降して、先端部の曲面板２２が下方に控えているホースの湾曲部を水中へ押し下げる。支点１９から曲面板２２までの長さは、支点１９からフロート１３までの長さの２〜３倍にしておくので、フロート１３が浮揚する高さの２〜３倍だけ余分に下降するので効率的である。かくて、水中に押し込まれたホースには、周囲の水が一挙に進入しホース内の空気を追放して流下しつづけるので、たちまち気圧差が生じてサイホンが起動し、滔々と水が流動して灌水や給水を継続する。なお、フロート１３に水が達しない場合は、その下部に取りつけた鎖１２や錘１１によって引き下げられ、釘１５で停止する。また、平板１０に軸棒１７を取り付けた支点１９には、着脱しやすいように蝶ネジを用いた。【００１０】  軸棒上にやや傾斜して騎乗している転倒体２０は、ネジ２１によって半固定されていて軸棒の傾斜角度が増すと、右方に倒伏して曲面板２２が下のホースを押し下げる力に加勢する。転倒体２０はなるべく円筒状の金属体が望ましい。【００１１】  いったんサイホンが起動すると曲面板２２に関係なく、水はホース内を滔々と流動し、貯水槽の水位は次第に下降する。同時にフロート１３も下降して元の位置に戻る。この過程で軸棒１７も仰角を取り戻すので転倒体２０も重心が移動して、図８のように元の状態にもどる。さらに水位が下降して図４の伸縮体２８の末端以下になると、ホースには空気が進入し自動的にサイホンは停止する。サイホンが起動してから停止するまでの流出量を図１を借りて説明すればＡ−Ｂ間を満たしていた水量と言える。【００１２】  水位の低下でサイホンが停止しても依然として蛇口４からの注水が続くので、一定の時間が経過すれば再び同じパターンでサイホンが起動して、灌水や給水が繰り返される。
【実施例】
【００１３】
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７を直結し、その先端に曲面体２２を取り付ける。以下、この構造を可動部と呼ぶ。可動部を保持するため支点１９を金属棒で貫通し、金属棒を平板１０に確実に固定する。なおフロート１３に錘１１を吊すことによって可動部が左方に傾斜するので、その重さがかかったストッッパー１５を釘１４で受け止める。また一方のホース２４は可撓性に富み、内径は１、２〜１、５ｃｍ前後が望ましい。巻き線２３はホースの弾性補助用である。ホース固定帯２５、２６は平板１０にホース２４を密着させるが、２９はホースが逸脱しない程度に緩く取り付ける。【００１４】  前述したがフロート１３を取り付ける場合は、その下面がホースの湾曲下部より数ｃｍほど下がる高さとし、水が上昇してホースの湾曲部に進入する水位に達すると、上昇した水によって浮揚したフロート１３の力が、可動部の先端の曲面体２２を押し下げる。このとき転倒体２０も傾斜して加勢し、ホースの湾曲部を強制的に水中に沈降させると、図７のような状態になる。外部から電力や器械や装置などの助けを受けずに、常態では起動しないはずのサイホンを実現しようとする簡単な手段である。ホースの湾曲部を沈降させると、当然、水は一気にホース内を満たして流下するので、内部の空気は追放され気圧差が生じ、たちまちサイホンが起動する。かくて連結したホースへ送水され、灌水や給水に応需できる。また、必要水量が貯水槽から供給されて水位が図４の２８以下になると、確実に自動的にサイホンは停止する。しかし、蛇口４からは依然として注水が続くので、ふたたび水位が回復し同じパターンが繰りかえされる。
【産業上の利用可能性】
【００１５】  灌水や給水が不可欠な花卉、園芸、や作物栽培分野のほか、養殖、飼育の業種でも人力や電力を必要とせず、且つ、一定の時間間隔で定量の水量が自動的に供給できるので利用可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】  本発明と対比するための常態におけるサイホンの断面図である。
【図２】  水量が乏しくホース内に空気が残存し、サイホンが起動しない状態の断面図である。
【図３】  ホース内を豊かな水量が満たし、サイホンが起動した状態の断面図。
【図４】  本発明の構成を示した側面図である。
【図５】  本発明を貯水槽内に懸架した状態の斜視図。
【図６】  フロートが水の浮力で浮揚しはじめた状態の側面図。
【図７】  浮揚したフロートの作用で、ホースが水中に押し下げられた状態の側面図。
【図８】  水位が下がり可動部が元に戻った状態の側面図。
【図９】  転倒体の斜視図。
【符号の説明】
【００１７】１      貯水槽
３      バルブ
１０    平板
１１    錘
１３    フロート
１９    蝶ネジ（支点）
２０    転倒体
２２    曲面体
２８    伸縮体
３０    水槽底
３１    ホース挿入部
３２    延長ホース
３３    灌水口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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