(57)【要約】【課題】  灌水に用いる貯留した水の腐敗や溶存酸素量の低下を防止して植栽に好適な水を灌水可能な灌水システム及び灌水方法を提供する。【解決手段】  植栽等に水１ａを供給する灌水を行なうための灌水システムＡであって、水１ａを貯留する貯水槽１と、この貯水槽１に接続され貯水槽１の水１ａに微細気泡を包含させる微細気泡発生装置２とを備え、貯水槽１に、貯水槽１の水１ａの水質を検知する水質センサー１３が設けられ、水質センサー１３の検知結果に基づき、微細気泡発生装置２とともに、微細気泡発生装置２に設けられた空気供給手段６とオゾン発生手段７と液肥供給手段８の少なくともいずれかを選択して稼動させる制御手段１２を設ける。【選択図】  図１
2006340625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を貯留する貯水槽から植栽等に水を供給する灌水システムであって、
前記貯水槽の水に微細気泡を包含させる微細気泡発生装置を備えたことを特徴とする灌水システム。
【請求項２】
請求項１記載の灌水システムにおいて、
前記微細気泡発生装置に、前記微細気泡を形成するための空気を供給する空気供給手段と前記微細気泡を形成するためのオゾンを供給するオゾン発生手段のいずれか一方もしくは双方が設けられていることを特徴とする灌水システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の灌水システムにおいて、
前記微細気泡発生装置に、前記貯水槽の水に液体肥料を供給するための液肥供給手段が設けられていることを特徴とする灌水システム。
【請求項４】
請求項３に記載の灌水システムにおいて、
前記貯水槽に、前記貯水槽の水の水質を検知する水質センサーが設けられ、該水質センサーの検知結果に基づき、前記微細気泡発生装置とともに前記空気供給手段と前記オゾン発生手段と前記液肥供給手段の少なくともいずれかを選択して稼動させる制御手段が設けられていることを特徴とする灌水システム。
【請求項５】
植栽等に水を供給して灌水を行なう方法であって、
前記水を貯留する貯水槽と、該貯水槽に接続され前記貯水槽の水に微細気泡を包含させる微細気泡発生装置とを備えた灌水システムを用い、前記微細気泡発生装置により前記貯水槽の水に前記微細気泡を包含させた後に前記植栽に灌水することを特徴とする灌水方法。
【請求項６】
請求項５に記載の灌水方法において、
前記貯水槽に貯留した前記水の水質を検知する水質センサーと、該水質センサーと前記空気供給手段と前記オゾン発生手段と前記液肥供給手段とに接続された制御手段とが設けられ、該制御手段が前記水質センサーの検知結果に基づき、前記空気供給手段と前記オゾン発生手段と前記液肥供給手段の少なくともいずれかを選択して稼動させることを特徴とする灌水方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植栽等に水を供給するための灌水システム及び灌水方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、都市部におけるヒートアイランド現象の緩和や大気中の炭酸ガスの吸収、アメニティ空間の創出などを目的として、建築物の屋上や壁面に植栽を施す屋上緑化や壁面緑化が行なわれている。しかしながら、屋上緑化や壁面緑化では、植栽を施すことによる建築物への荷重負担の観点から、植栽を生育させるための保水性と保肥性を付与した基盤材（緑化基盤材）の厚さが制限を受ける場合が多々ある。このような場合には、植栽を好適に生育するために灌水が必要とされ、貯留した雨水を灌水に使用するものや、施肥作業の軽減を目的として液体肥料（液肥）を添加した水を自動的に供給して灌水を行なうものなどの灌水システムが用いられている。
【０００３】
雨水を使用して灌水を行なう灌水システムには、例えば建築物の屋上に、底部に給水口を備えた複数の緑化コンテナが雨水を取込み可能に設けられ、これとともに各緑化コンテナと貯留タンクとの間を、分岐バルブを介して集水管、給水管、連結管等で接続したものが存在する（例えば、特許文献１参照）。この灌水システムでは、緑化コンテナ内に基盤材が充填されて植栽が施されており、降雨時にこの植栽に自然供給されて基盤材を透過した雨水を、給水口を介して貯留タンクに集水することが可能とされている。この集水した雨水は、例えば晴天時に緑化コンテナに供給し灌水に用いることができ、これにより、この灌水システムでは、植栽に自然供給された雨水を集水しておき再度灌水に利用することができるため、例えば水道水を灌水に用いる灌水システムと比較して、大幅に灌水に要する費用を低減することが可能とされている。
【特許文献１】特開２００３−１９９４４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の雨水を用いた灌水システムでは、集水し貯留した雨水が腐敗したり、雨水中の溶存酸素量が低下して嫌気雰囲気となる場合があるという問題があった。このような腐敗した雨水や嫌気状態の雨水を灌水に用いた場合には、植栽に例えば病害を発生させるなどの悪影響を及ぼす恐れがあった。
【０００５】
特に、上記の灌水システムでは、基盤材を透過した雨水を再利用することから、直接雨水を取り込むものと比較して、貯留した雨水中の微生物量が多くなるため、雨水の腐敗や溶存酸素量の低下がさらに生じやすくなる。また、貯留した雨水に液体肥料を添加して灌水と同時に施肥を行なえるようにした場合には、雨水に溶け込んだ栄養塩によって微生物のさらなる増殖を招き、雨水の腐敗や溶存酸素量の低下を促進させる恐れがあった。
【０００６】
本発明は、上記事情を鑑み、灌水に用いる貯留した水の腐敗や溶存酸素量の低下を防止して植栽等に好適な水を灌水可能な灌水システム及び灌水方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
【０００８】
本発明の灌水システムは、水を貯留する貯水槽から植栽等に水を供給する灌水システムであって、前記貯水槽の水に微細気泡を包含させる微細気泡発生装置を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の灌水システムにおいては、前記微細気泡発生装置に、前記微細気泡を形成するための空気を供給する空気供給手段と前記微細気泡を形成するためのオゾンを供給するオゾン発生手段のいずれか一方もしくは双方が設けられていることが望ましい。
【００１０】
さらに、本発明の灌水システムにおいては、前記微細気泡発生装置に、前記貯水槽の水に液体肥料を供給するための液肥供給手段が設けられていてもよい。
【００１１】
また、本発明の灌水システムにおいては、前記貯水槽に、前記貯水槽の水の水質を検知する水質センサーが設けられ、該水質センサーの検知結果に基づき、前記微細気泡発生装置とともに前記空気供給手段と前記オゾン発生手段と前記液肥供給手段の少なくともいずれかを選択して稼動させる制御手段が設けられていることがより望ましい。
【００１２】
本発明の灌水方法は、植栽等に水を供給して灌水を行なう方法であって、前記水を貯留する貯水槽と、該貯水槽に接続され前記貯水槽の水に微細気泡を包含させる微細気泡発生装置とを備えた灌水システムを用い、前記微細気泡発生装置により前記貯水槽の水に前記微細気泡を包含させた後に前記植栽に灌水することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の灌水方法においては、前記貯水槽に貯留した前記水の水質を検知する水質センサーと、該水質センサーと前記空気供給手段と前記オゾン発生手段と前記液肥供給手段とに接続された制御手段とが設けられ、該制御手段が前記水質センサーの検知結果に基づき、前記空気供給手段と前記オゾン発生手段と前記液肥供給手段の少なくともいずれかを選択して稼動させることが望ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の灌水システムによれば、貯水槽に貯留した水に微細気泡発生装置によって空気やオゾンの微細気泡を包含させることができる。これにより、微細気泡を空気とした場合には、貯水槽の水の溶存酸素量が少なくなることを防止することができ、この水を灌水に用いることで、溶存酸素量の少ない水と比較して植栽の生育を好適な状態で確保することができる。また、微細気泡をオゾンとした場合には、貯水槽中で水が腐敗を生じた際にこのオゾンの微細気泡を包含させることで水の殺菌を行なうことができるとともに、貯水槽中の水に予めオゾンの微細気泡を包含することで腐敗を防止することも可能である。さらに、オゾンの微細気泡を包含した水を灌水に使用することで、例えば緑化基盤材の殺菌を行なうことができるため、植栽の病害を防止でき衛生的な緑化が可能となる。
【００１５】
また、微細気泡発生装置に空気供給手段とオゾン発生手段のいずれか一方もしくは双方が設けられていることで、空気の微細気泡やオゾンの微細気泡を貯水槽の水に包含させることができ、上記の効果を得ることが可能とされる。これにより、貯水槽の水の腐敗や溶存酸素濃度の低下を防止することができるため、例えば灌水に雨水を利用しても好適な水質状態の水を灌水することが可能となる。
【００１６】
さらに、微細気泡発生装置に液肥供給手段が設けられていることによって、微細気泡発生装置を用いて液体肥料を水に添加することができる。これにより、水の腐敗や溶存酸素量の低下を防止しつつ施肥を行なうことができ、灌水システムのランニングコストを低減することが可能となる。
【００１７】
また、貯水槽に水質センサーを設け、且つこの水質センサーの検知結果に基づいて、微細気泡発生装置とともに空気供給手段とオゾン発生手段と液肥供給手段を選択的に稼動する制御手段が設けられていることによって、貯水槽の水が腐敗したり、溶存酸素量が低下したり、液肥濃度が低下している場合に、自動的に貯水槽の水を灌水に適した状態に調整することが可能となる。ちなみに、液体肥料濃度（液肥濃度）を調整できることで、肥料過多を招く恐れがなく植栽の生育阻害や生育環境の汚染を防止することが可能となる。
【００１８】
本発明の灌水方法によれば、貯水槽の水に微細気泡を包含させることができ、この水を植栽に灌水することができるため、貯水槽の水の腐敗や溶存酸素量の低下を防止でき、植栽に適した水質の水を常に灌水することが可能となる。
【００１９】
また、貯水槽の水の水質を水質センサーで検知し、この検知結果に基づいて空気供給手段とオゾン発生手段と液肥供給手段を選択的に稼動させることができるため、自動的に貯水槽の水を灌水に適した状態に調整することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図１から図３を参照し、本発明の一実施形態に係る灌水システム及び灌水方法について説明する。本実施形態は、例えば建築物の屋上緑化の植栽に水を供給して灌水を行なうものであり、特に微細気泡を包含させた水を灌水する灌水システム及び灌水方法に関するものである。
【００２１】
本実施形態の灌水システムＡは、図１に示すように、例えば雨水などの水を貯留する貯水槽１と、この貯水槽１に接続され貯水槽１の水１ａに微細気泡を包含させるための微細気泡発生装置２を主な構成要素としている。貯水槽１には、例えば建築物の屋上のスラブコンクリートの表面に防根シートを設置しその上に保水性と保肥性を備える基盤材（緑化基盤材）を設けて植栽された緑化領域Ｙに水１ａを供給するためのドリップチューブ３が接続されている。このドリップチューブ３は、緑化領域Ｙに配された部分に複数の孔が設けられ、ドリップチューブ３を流通する水１ａをそれぞれの孔から滴下しつつ下方に位置する植栽に水１ａを供給可能なものとされている。
【００２２】
また、この貯水槽１には微細気泡発生装置２が接続されており、この微細気泡発生装置２は、例えば特開２００３−２６５９３８号公報に開示されているものとされている。微細気泡発生装置２は、図２に示すように、貯水槽１から汲み上げた水１ａに微細気泡を混入して再び貯水槽１に戻す管路である循環経路４と、循環経路４上に設置された循環ポンプ５とを備えている。また、循環経路４の途中には、図１から図２に示すように、空気供給路６ａとオゾン供給路７ａと液肥供給路８ａとが一つの回路に収束されつつ接続されている。この空気供給路６ａには加圧空気を供給するための例えばコンプレッサーなどの空気供給手段６が、オゾン供給路７ａにはオゾンを加圧状態で供給するためのオゾン発生手段７が、また、液肥供給路８ａには液体肥料（液肥）を供給するための液肥供給手段８が、それぞれ図示せぬ逆止弁を介して接続されている。さらに、循環経路４の下流側には、空気供給手段６やオゾン発生手段７、液肥供給手段８からそれぞれ送られる空気やオゾン、液肥を水１ａに溶解する処理を行なうための気体溶解装置９が設置され、この気体溶解装置９と貯水槽１との間に減圧弁１０と吐出ノズル１１とが設けられている。
【００２３】
ここで、気体溶解装置９は、図３に示すように、円筒状のハウジング２０からなり、ハウジング２０内は上端部を除いて仕切板２１により第一撹拌混合路２２と第二撹拌混合路２３に平断面視で二分割されている。また、ハウジング２０の下部側面には仕切板２１を挟んで第一撹拌混合路２２側に流入口２４が、第二撹拌混合路２３側に流出口２５が設けられており、それぞれ図２に示した循環経路４に連結されている。また、ハウジング２０の頂部２０ａにはエア抜き弁２０ｂが取り付けられている。
【００２４】
空気供給手段６とオゾン発生手段７と液肥供給手段８とは、図１に示すように、空気とオゾンと液肥のそれぞれの水１ａへの供給を制御する制御手段１２に接続されている。また、この制御手段１２には、貯水槽１に貯留された水１ａの水質を検知する水質センサー１３が接続され、この水質センサー１３から送られる水質検知結果に基づき、空気供給手段６とオゾン発生手段７と液肥供給手段８を制御するものとされている。
【００２５】
ついで、上記の構成からなる灌水システムＡを用いて緑化領域Ｙの植栽に灌水を行なう方法について説明する。
【００２６】
はじめに、例えば降雨時の雨水などの水１ａを、例えば排水管から導水するなど適宜手段を用いて貯水槽１に貯留する。貯水槽１の水１ａは、水質センサー１３によって濁度や溶存酸素濃度（溶存酸素量）、オゾン濃度、電気伝導度、液肥濃度などが検知されるとともに、その検知結果が制御手段１２に送られる。制御手段１２は、送られた検知結果が例えば予め設定した濁度や溶存酸素濃度（溶存酸素量）、オゾン濃度、電気伝導度、液肥濃度などの基準値から外れた場合に、微細気泡発生装置２および空気供給手段６とオゾン発生手段７と液肥供給手段８とを選択的に稼動させる。ここで、制御手段１２は、例えば貯水槽１の水１ａの溶存酸素濃度が基準値を下回った場合には空気供給手段６を、濁度が基準値を超過して水の腐敗や微生物の増殖などの可能性がある場合にはオゾン発生手段７を、貯水槽１の水１ａの液体肥料濃度（液肥濃度）が基準値を下回った場合には液肥供給手段８を稼動させる。
【００２７】
まず、制御手段１２から動作指令を受けた微細気泡発生装置２は、循環ポンプ５を駆動して貯水槽１の水１ａを汲み上げ、空気供給手段６のコンプレッサーから圧送された空気、もしくはオゾン発生手段７から圧送されたオゾンと混合しつつ水１ａを気体溶解装置９に流入させる。空気もしくはオゾンが混入した水１ａは、流入口２４から流入して第一撹拌混合路２２を上昇し、ハウジング２０の頂部２０ａに衝突した後に第二撹拌混合路２３を下降して流出口２５から流出する。このとき、ハウジング２０内の圧力が例えば０．３ＭＰａ程度に加圧されていることで、水１ａが撹拌混合されるとともに、混入された空気もしくはオゾンが水中に溶解し吐出ノズル１１を通じて貯水槽１に吐き出される。貯水槽１に吐き出された水１ａは、吐出とともに常圧に減圧され、この減圧によって過飽和状態となった空気もしくはオゾンが水中で微細気泡として出現する。ここで、微細気泡は、その直径が数μｍから数十μｍのものとされ、貯水槽１中で水面に浮上するまでの時間が非常に長く（水中での滞留時間が長く）、ドリップチューブ３を介して植栽に供給されるまでの間に消泡することがないものとされる。
【００２８】
また、このとき、水質センサー１３で貯水槽１の水１ａの液肥濃度が基準値を下回り液肥供給手段８が、空気供給手段６やオゾン発生手段７のいずれかもしくは双方とともに制御手段１２からの動作指令を受けた場合には、微細気泡発生装置２に汲み上げられた水１ａに所定の液肥濃度となる適量の液肥と、空気とオゾンの少なくとも一方とを供給する。そして、前述のように、液肥が添加された水１ａが気体溶解装置９を通過し空気もしくはオゾンの微細気泡が生成されつつ貯水槽１に吐出される。上記のように操作されることにで、貯水槽１の水１ａに微細気泡が分散されて包含された状態とされる。また、この水１ａの液肥濃度が所定の濃度に調整される。
【００２９】
ついで、上記のように調整された貯水槽１の水１ａが、緑化領域Ｙに配されたドリップチューブ３に例えば図示せぬポンプなどを介して流通され、このドリップチューブ３の複数の孔から滴下しつつ植栽に供給される。このとき、水１ａに含まれる液肥が基盤材に浸透しつつ栄養分を供給し、且つ水１ａに包含されたオゾンの微細気泡が植栽や基盤材と接触しつつこの植栽や基盤材の殺菌を行なう。
【００３０】
したがって、上記の灌水システムＡ及び灌水方法においては、貯水槽１に微細気泡発生装置２を設けることによって、貯留した水１ａの溶存酸素濃度が低下した際には、空気の微細気泡を包含させることができ、水１ａの腐敗が生じる場合にはオゾンの微細気泡を包含させることができる。これにより、水１ａの腐敗や酸素不足を防止でき常に植栽の生育に適した状態に、水１ａを自動で調整することが可能となり、例えば灌水する水１ａに雨水を適用した場合においても好適な水質状態で灌水することが可能となる。
【００３１】
また、オゾンの微細気泡を包含した水１ａを灌水に使用することができることで、例えば基盤材や植栽の殺菌を行なうことができるため、例えば植栽の病害を灌水とともに防止することができ、衛生的で植栽の好適な生育を図った緑化を行うことが可能となる。
【００３２】
さらに、微細気泡発生装置２に液肥供給手段８が設けられていることによって、微細気泡発生装置２を用いて液肥を水１ａに添加することができ、水１ａの腐敗や溶存酸素濃度の低下を防止しつつ施肥をも行なうことができる。このため、別途植栽に施肥を行なう必要がなく、灌水システムＡのランニングコストを低減することが可能となる。
【００３３】
また、貯水槽１に水質センサー１３を設け、且つこの水質センサー１３の検知結果に基づいて、微細気泡発生装置２とともに空気供給手段６とオゾン発生手段７と液肥供給手段８の少なくともいずれかを選択して稼動する制御手段１２が設けられていることによって、貯水槽１の水１ａが腐敗したり、溶存酸素濃度が低下したり、液肥濃度が低下している場合に、自動的に貯水槽１の水１ａを灌水に適した状態に調整することが可能となる。また、このとき、水質センサー１３の検知結果をもとに、所定の液肥濃度となる適量の液肥を添加できるため、肥料過多を招く恐れがなく植栽の生育阻害や生育環境の汚染を防止することも可能となる。
【００３４】
以上、本発明に係る灌水システム及び灌水方法の実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記の実施形態では、微細気泡発生装置２が、貯水槽１の水１ａに空気またはオゾンもしくは空気とオゾン（以下、空気等とする）を混入し加圧と減圧によって微細気泡を発生させるものであるとして説明を行なったが、例えば混入した空気等を超音波で微細化するものや、水１ａと空気等とを混合しつつ激しく回転し二層旋回流を発生させて空気等をせん断するものや、空気等を混入した水１ａをマイクロフィルターに透過することで微細気泡を発生させるものであってもよいものである。
【００３５】
また、水質センサー１３と制御手段１２によって微細気泡発生装置２および空気供給手段６とオゾン発生手段７と液肥供給手段８が自動で、且つ選択的に稼動されるものとしたが、水質センサー１３や制御手段１２を設けず手動でそれぞれが可動されてもよく、また、空気供給手段６とオゾン発生手段７と液肥供給手段８は、全てが常設される必要はなくこのうちのいずれかが設けられて灌水システムＡが構成されてもよいものである。さらに、殺菌を目的として設けたオゾン発生手段７は、これと異なる殺菌剤供給手段に代替されてもよい。また、微細気泡発生装置２には、空気やオゾンと異なる気体を供給する気体供給手段が設けられても、微細気泡を発生させる以外の目的を有する装置が設けられてもよいものである。
【００３６】
さらに、本実施形態では、空気供給手段６とオゾン発生手段７と液肥供給手段８とが微細気泡発生装置２と個別に設けられているものとして説明を行なったが、微細気泡発生装置２の一構成要素として空気供給手段６とオゾン発生手段７と液肥供給手段８が設けられてもよいものである。
【００３７】
また、本実施形態は、建築物の屋上緑化の灌水システム及び灌水方法として説明を行なったが、例えば建築物の壁面に設けられた壁面緑化に適用されてもよいうえ、例えば水耕栽培施設など、貯水槽を設けて灌水を行なう建築物の緑化以外のものに適用されてもよいものである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態として示した灌水システムを示す図である。
【図２】本発明の灌水システムに設けられる微細気泡発生装置の一例を示す図である。
【図３】図２の微細気泡発生装置の気体溶解装置を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１      貯水槽
１ａ    水
２      微細気泡発生装置
３      ドリップチューブ
６      空気供給手段
７      オゾン供給手段
８      液肥供給手段
１２    制御手段
１３    水質センサー
Ａ      灌水システム
Ｙ      緑化領域
【図１】
2006340625.tif 000003
【図２】
2006340625.tif 000004
【図３】
2006340625.tif 000005