(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を容れる容器と、該容器内の前記水の水面よりも上方に配置される素焼き管と、該素焼き管の外面から蒸発する前記水を補給するように前記容器内の水を前記素焼き管の内部に導く補給手段とを有する蒸発計。
【請求項２】
前記補給手段は、上端を前記素焼き管に接続し内部を前記水で満たした補給管と、該補給管の下端を密閉する栓と、該栓を貫通し下端を容器内の前記水の中に浸漬した細管とからなる、請求項１記載の蒸発計。
【請求項３】
前記補給手段は、上端を前記素焼き管に接続し内部を前記水で満たした補給管と、該補給管の内部から前記容器の内部への前記水の移動は規制し容器の内部から補給管の内部への水の移動は許容する弁とからなる、請求項１記載の蒸発計。
【請求項４】
前記蒸発計は、前記容器の口を密閉する容器栓と、前記容器内の水面の上部空間と外気とを連通する通気管とを更に有し、
前記補給管と通気管は、共に前記容器栓を貫通するように設けられた、請求項２又は３記載の蒸発計。
【請求項５】
前記容器栓の外方に突出した前記通気管は、フック形状に形成された、請求項４記載の蒸発計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は蒸発計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
森林の光合成による２酸化炭素の吸収量や、酸素の発生量は、日射量と水の消費量に比例する。したがって森林の蒸発量を計測すれば、森林の光合成量を知ることができる。それ故、森林の植生別蒸発量を計測することは、森林資源の保護活用のために決定的な役割を果す。
またアフリカなどでは、砂漠化の拡大が懸念されているが、これを防止するためには、先ず乾燥地の蒸発量の実体を把握することが重要である。
このように大気の蒸発量を測定することは、地球環境の保護と地球資源の活用のために著しく重要であるが、蒸発量を測定する蒸発計として従来より知られているものは、気象庁の規定によるタライ式のものしかなかった。このタライ式蒸発計は、口径１２０ｃｍ、深さ２５ｃｍのタライに水を満たし、その水位の下降量を蒸発量とするものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の蒸発計は、口径１２０ｃｍものタライを用いるものであるから、高価であるほか、森林、砂漠などの計測地への搬送が困難であり、しかも十分な管理を行い難いという問題点がある。また、降雨があったときにはタライの水位は上昇するから、常に雨量計と組み合わせて設置し、降雨による水位の上昇分を差し引かなければならないという問題点もある。更に、特に森林に設置する場合には、落ち葉などのゴミがタライの中に落ちて水面を覆うから、正確な計測を行うためには、常にゴミの清掃を行わなければならず、保守作業が大変であるという問題点もある。
したがって本発明は、構造簡単にして降雨などの影響を受け難く、また保守作業も少ない蒸発計を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、すなわち、水を容れる容器と、該容器内の前記水の水面よりも上方に配置される素焼き管と、該素焼き管の外面から蒸発する前記水を補給するように前記容器内の水を前記素焼き管の内部に導く補給手段とを有する蒸発計である。
その際、前記補給手段としては、上端を前記素焼き管に接続し内部を前記水で満たした補給管と、該補給管の下端を密閉する栓と、該栓を貫通し下端を容器内の前記水の中に浸漬した細管とからなる構成とすることもできるし、上端を前記素焼き管に接続し内部を前記水で満たした補給管と、該補給管の内部から前記容器の内部への前記水の移動は規制し容器の内部から補給管の内部への水の移動は許容する弁とからなる構成とすることもできる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面によって説明する。図１は本発明による蒸発計の第１実施例を示す。ポリエチレン製の容器４には水６が容れられており、容器４の口はゴム製の容器栓３によって密閉されている。容器栓３には、合成樹脂（例えば硬質塩化ビニル）製の補給管７が貫通しており、補給管７の上端には、断面逆Ｕ字状に形成された素焼き管１が接着剤によって固定されている。補給管７の下端には栓８が装着されており、栓８には細管５が貫通しており、細管５の下端は容器４内の水６の中に浸漬されている。また、容器栓３には、容器４内の水面の上部空間と外気とを連通する通気管２も貫通しており、容器栓４の外方に突出した部分の通気管２は、フック２ａの形状に形成されている。
【０００６】
本実施例は以上のように形成されており、以下にこの蒸発計の使用方法を説明する。先ず容器４に水６を容れる。次いで容器栓３と、これに固定された補給管７、補給管７に固定された素焼き管１、及び通気管２を一体として倒立させて、補給管７と素焼き管１の内部に水６を容れる。次いで、細管５の先端を水中に漬けて、例えば人間の口にて吸い込んで細管５内に水を満たす。次いで、細管５を取付けた栓８によって補給管７の口を塞ぐ。しかる後に、容器栓３、補給管７、素焼き管１、通気管２、栓８及び細管５を一体として正立させて、容器４の口を容器栓３によって密閉する。
【０００７】
その後、この蒸発計を計測地に設置する。その際、通気管２の先端はフック２ａに形成されているから、蒸発計を枝などに吊す際に便利が良い。
計測地に蒸発計が設置されると、素焼き管１の表面から水が蒸発し、素焼き管１の管壁内の水は減少しようとするが、水は素焼き管１の管壁を濡らそうとするから、容器４の内部の水６が細管５を通じて素焼き管１の内部に補給される。すなわち、細管５の下端が容器４内の水６の中に浸漬されている限り、素焼き管１の内部には常に水６が補給される。
【０００８】
したがって、例えば毎日定時に容器４内の水６の減少量を測定することにより、その１日の間の蒸発量を知ることができる。具体的な計測方法としては、例えば容器４を、少なくとも部分的に透明又は半透明に形成して、その部分に目盛りを刻み、この刻みによって前日からの減少量を測定し、容器４内の水量が相当に減少したときには水を補給する、という方法を採用することができる。
また水量の測定に代えて、蒸発計全体の重量を測定することもできる。その際、重量センサーを介してフック２ａを吊せば、重量センサーからの信号を遠隔地に送ることにより、水を補給するとき以外は特段の管理が不要となる。
【０００９】
以上のように本実施例によれば、構造が著しく簡単な蒸発計を得ることができる。また素焼き管１の管壁は常に水で濡れているから、降雨があっても水が逆流して容器４内の水量が増加することはなく、またゴミ等も付着しにくい。したがって降雨などの影響を受け難く、また保守作業も少ない蒸発計を得ることができる。
【００１０】
なお、補給管７の下端に栓８を取り付けないときには、素焼き管１を正立させるときに、素焼き管１内の水が落ちてしまう。すなわち補給管７に取付けた栓８は、素焼き管１を正立させるときに、素焼き管１内の水が落ちないようにする役割を果している。但し、補給管７に栓８を取り付けずに、水中にて作業を行って素焼き管１を正立させることとすれば、素焼き管１の中に水を保有しつつ、素焼き管１を正立させることができるが、実際の作業を考えると、容器４内の水中にて素焼き管１を正立させることは困難である。
【００１１】
さて、素焼き管１の内部に水を保有した状態で、素焼き管１を正立させると、素焼き管１は容器内の水位よりも上方に位置しているから、素焼き管１の内部は、水面からの高さに応じて、水頭差で１０〜数１０ｃｍ程度の負圧になる。したがってこのとき、素焼き管１の内部に水を保有した状態が維持されるか、あるいは素焼き管１外の大気が素焼き管１を通過してその内部に侵入するかの、いずれかが生じる。そしてひとたび後者が生じると、素焼き管１内の水は急激に落ちる。
【００１２】
前者が生じるか後者が生じるかは、水頭差と素焼き管１の粗密の程度とに依存するが、水頭差が数１０ｃｍ程度で、且つ、水が適度に表面に滲み出て蒸発管として用いるに適当な密度の素焼き管１を用いると、ほぼ両者がバランスした状態となる。このとき、実際に水が保有されるのか、あるいは水が急激に落ちるかは、水の移動が制限されているか否かに依存する。すなわち、水の移動が制限されているときには、前者が生じて素焼き管１の内部に水を保有した状態が維持され、水の移動が制限されていないときには、後者が生じて素焼き管１内の水は落ちる。
【００１３】
したがって、もしも細管５を取付けた栓８によって補給管７の口を塞がない構成にすると、水は補給管７の内外を自由に移動することができるから、素焼き管１の内部に水を保有した状態で素焼き管１を正立させたとしても、素焼き管１外の大気が素焼き管１の内部に侵入して、素焼き管１内の水は落ちてしまう。
しかるに本実施例では、補給管７の内外を細管５によって連通しており、この細管５を水が下降しようとすると、著しい摩擦力を生じる。それ故、素焼き管１内の水は落ちることができず、素焼き管１の内部に水を保有した状態が維持される。
実際には、素焼き管１の表面からは水が蒸発するが、水の蒸発による減少の速度は著しく低速である。それ故、素焼き管１の内部への水が吸い上げが、準静的に行われ、すなわち細管５を水が上昇する際の摩擦力は、吸い上げの際の障害とはならない。
【００１４】
以上のように、補給管７の口を塞ぐ栓８と、栓８を貫通する細管８とは、第１に、素焼き管１を正立させる際に、素焼き管１内の水が落ちないようにする機能を果たしている。第２に、素焼き管１を正立させた後に、素焼き管１外の大気が素焼き管１の内部に侵入することを防止する機能を果たしている。第３に、素焼き管１の表面から水が蒸発したときに、これを準静的に補給する機能を果たしている。
【００１５】
なお、本実施例では容器４の口を容器栓３によって密閉している。したがってもしも通気管２がないときには、容器４内の水位が低下するに従い、容器４内の上部空間の圧力が負圧になり、素焼き管１への水の補給が困難となる。それ故、容器４内の上部空間を常に大気圧に保つために、通気管２を設けている。換言すれば、容器４の口を容器栓３によって密閉しない構成とすることもでき、そのときには通気管２を設ける必要はない。
【００１６】
また、本実施例では補給管７を用いているが、この補給管７を削除した構成とすることもできる。すなわち素焼き管１を直接容器栓３に固定し、素焼き管１を固定した部分の容器栓３を貫通するように、細管５を装着することもできる。この構成によっても、素焼き管１の内部に水６を補給することができるが、素焼き管１の内部に最初に水６を満たす作業が若干面倒になるので、本実施例のように補給管７を用い、その下端を、細管５が貫通した栓８で塞ぐことが好ましい。
【００１７】
次に図２は第２実施例の要部を示す。この実施例では、栓８を貫通して内管９が設けられており、内管９の下端は容器４内の水６の中に浸漬されている。内管９の内部には上下にＯリング１０，１２が装着されており、両Ｏリング１０，１２の間にボール１１が装着されている。下側のＯリング１０は弁座の役割を果し、ボール１１は弁の役割を果し、上側のＯリング１２は、ボール１１の脱落を防止するものである。
既述のごとく、素焼き管１外の大気が素焼き管１の内部に侵入した場合に生じる下降流は急激であり、素焼き管１の外面から蒸発する水分を補給するための上昇流は準静的である。前記第１実施例では、前者が急激であり、後者が準静的であることに着目して、前者を阻止し、後者を許容するように細管５を用いていた。これに対してこの第２実施例では、前者が下降流であり、後者が上昇流であることに着目して、前者を阻止し、後者を許容するように弁を用いたものである。
【００１８】
なお、第１実施例の細管５は、下降流を完全に阻止するものではなく、その流速を規制するものであった。したがって第２実施例のボール１１も、下降流を完全に阻止できる必要はなく、一定程度規制できれば足りる。
他方、準静的に行われる上昇流については、これを妨げないようにする必要がある。すなわち、素焼き管１の内面と容器内の水６との差圧はごくわずかであるから、ボール１１を押し上げるためにその差圧が消費されてしまうと、素焼き管１の内部に水６を補給できなくなる。したがってボール１１としては、ごく軽いもの、すなわち比重が１よりも僅かに重い程度のものが好ましい。
【００１９】
次に図３は第３実施例の要部を示す。この実施例でも、栓８を貫通して内管９が設けられている。内管９の内部には上下に脱脂綿１３，１５が装着されており、両脱脂綿１３，１５の間に水銀１４が装着されている。下側の脱脂綿１３は弁座の役割を果し、水銀１４は弁の役割を果し、上側の脱脂綿１５は、水銀１４の脱落を防止するものである。
この第３実施例の作用・効果は、上記第２実施例の場合とほぼ同じであるが、上下の脱脂綿１３，１５は、流速を規制する作用も行っている。また、上昇流は、水銀１４を変形させることによって行われる。
【００２０】
なお、第２実施例及び第３実施例の構成についても、補給管７を削除することができる。すなわち、素焼き管１を直接容器栓３に固定し、素焼き管１を固定した部分の容器栓３を貫通するように、内管９を装着し、内管９の内部にＯリングとボールとを装着し、あるいは内管９の内部に脱脂綿と水銀とを装着することもできる。但し、素焼き管１の内部に最初に水６を満たす作業が若干面倒になる。
【００２１】
次に図４は、第１実施例の細管を用いた蒸発計と、第３実施例の水銀を用いた蒸発計とを、従来のタライ型蒸発計と比較した結果を示す。同図に示すように、従来のタライ型蒸発計と本発明による蒸発計との間には、ほぼ完全な相関関係があることが分かる。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように本発明により、特に商用電源のない森林や砂漠などの人里離れた地域にても、無人で長期間観測することができ、したがって土壌別、植生別の蒸発量を比較観測することができる蒸発計が提供された。
また本発明による蒸発計によれば、１個の蒸発計が安価なので、多くの場所で計測が可能となり、現地に簡単に運べ、置いたり、枝に吊ったりするだけで蒸発量を測ることができるという利点がある。また、蒸発する水面をむき出しにしないため、降雨による影響が少なく、しかもゴミ等がたまらないので、清掃の必要がないという優れた効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す断面図である。
【図２】第２実施例の要部を示す断面図である。
【図３】第３実施例の要部を示す断面図である。
【図４】本発明と従来技術との比較を示す図である。
【符号の説明】
１…素焼き管                    ２…通気管
２ａ…フック                    ３…容器栓
４…容器                        ５…細管
６…水                          ７…補給管
８…栓                          ９…内管
１０，１２…Ｏリング            １１…ボール
１３，１５…脱脂綿              １４…水銀
【図１】
0003644623.tif 000002
【図２】
0003644623.tif 000003
【図３】
0003644623.tif 000004
【図４】
0003644623.tif 000005