(57)【要約】      （修正有）【課題】作物に給水される灌水用水の温度を簡易かつ低コストで所望の温度に温調、例えば約２０℃前後に維持して、作物に灌水する灌水装置および灌水装置を備える栽培ハウスを提供する。【解決手段】作物に水を自動で給水する灌水装置１であって、灌水用水２ａを貯溜するタンク２と、灌水用水を散水するノズル３ｂが形成されたホース３と、タンク内の灌水用水中を加熱しながら熱媒体４ｅを循環させる循環ライン４と、循環ライン中を循環する熱媒体を一時貯溜するバッファータンク５と、熱媒体を循環ラインにおいて加熱するガス給湯器４ｆと、灌水用水を所定の温度にコントロールする第一制御装置６と、熱媒体を所定の温度にコントロールする第二制御装置７と、からなることを特徴とする。【選択図】図１
0003185013.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
作物に水を自動で給水する灌水装置であって、
灌水用水を貯溜するタンクと、
一端は前記灌水用水内に位置し他端には第一ポンプの作用によって前記作物に前記灌水用水を散水するノズルが形成されたホースと、
前記タンク内の灌水用水中に浸漬し前記灌水用水を加熱する熱交換部を備え内部には第二ポンプによって熱媒体を循環させる循環ラインと、
前記循環ライン中を循環する熱媒体を一時貯溜し、前記循環ラインの先端部が貯溜された熱媒体中に浸かり、前記循環ラインの末端部から循環した熱媒体が戻されるバッファータンクと、
前記熱媒体を循環ラインにおいて加熱するガス給湯器と、
前記灌水用水の温度を測定する第一温度センサの第一温度シグナルを基に前記第二ポンプのオンオフを決定する第一オンオフ信号生成し、前記第一オンオフ信号によって前記第二ポンプの駆動を制御し、前記灌水用水を所定の温度にコントロールする第一制御装置と、
前記熱媒体の温度を測定する第二温度センサの第二温度シグナルを基に前記ガス給湯器のオンオフを決定する第二オンオフ信号を生成し、前記第二オンオフ信号によって前記ガス給湯器の点火、消火を制御し、前記熱媒体を所定の温度にコントロールする第二制御装置と、
からなることを特徴とする灌水装置。
【請求項２】
前記タンクの灌水用水に肥料を所定濃度になるよう自動注入する液肥注入ラインを備えることを特徴とする請求項１に記載の灌水装置。
【請求項３】
内部で作物を栽培するハウスと、請求項１又は請求項２に記載の灌水装置と、前記灌水装置のガス給湯器の排ガスを前記ハウスに送る二酸化炭素移送ラインと、からなることを特徴とする灌水装置を備える栽培ハウス。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、ハウス内の作物に水を自動で与える灌水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハウス内で栽培される作物に自動で給水を行う灌水装置として、従来から図３に示す灌水装置が用いられている。
【０００３】
従来の灌水装置３０は、ハウス１０で栽培される作物１１に水（灌水用水２ａ）を自動で給水する灌水装置であって、タンク２と、ホース３と、原水ライン８と、肥料注入ライン９と、リターン配管１２と、からなり、ハウス１０内の作物１１に自動給水する装置である。
【０００４】
タンク２は、作物１１に給水される灌水用水２ａを一時貯溜する。例えば、２０００Ｌの樹脂製タンクが使用でき、市場に一般に流通している。
【０００５】
ホース３は、一端はタンク２内の灌水用水２ａ内に位置し、他端には第一ポンプ３ａの作用によって作物１１に灌水用水２ａを散水するノズル３ｂが形成されている。第一ポンプ３ａは、タンク２内の灌水用水２ａ内の水中ポンプでも、水中ポンプでなくホース３に介在させた他のポンプであってもよい。散水は、シャワー、滴下など従来から行われる散水形態が採用できる。
【０００６】
第一ポンプ３ａの駆動制御としては、所定時刻に所定時間だけオンさせるタイマー制御、或いは作物１１の鉢１１ａの培養土、土壌の水分量を水分センサで測定し、乾燥度合いに応じて駆動制御する手段などが例示できる。
【０００７】
原水ライン８は、原水、例えば、井戸水、水道水、河川湖沼水などを貯溜タンク２に送るラインで、原水を貯溜するタンク２に流す配管と、原水を送液するポンプ８ａからなる。
【０００８】
タンク２の灌水用水２ａの水位は、例えば、タンク２内の灌水用水２ａの水位をレベルセンサ等で測定し、所定の低位置まで水位が低下したら、ポンプ８ａをオンして原水をタンク内に補給し、或いは電磁弁等を開き加圧水を流し原水をタンク２内に補給する。同様に、タンク２内の灌水用水２ａの水位が所定の高さまで到達したら、ポンプ８ａをオフして原水の補給を止め、或いは電磁弁等を閉じ加圧水の流れを止める。このようにして、灌水用水２ａは所定量が保持される。
【０００９】
また、タンク２内には、肥料を灌水用水２ａに注入する場合には、撹拌装置２ｂが備えられ、灌水用水２ａを均一に保つ。
【００１０】
肥料注入ライン９は、灌水用水２ａに液肥などの肥料を自動注入するラインで、ここでは、原水ライン８に接続する配管と、肥料を原水ライン８に送液するポンプ９ａとからなる。肥料注入ライン９は、原水ライン８に接続させることなく、直接タンク２に肥料を注入してもよい。
【００１１】
ポンプ９ａの駆動は、タンク２内に設置した濃度センサなどによりオンオフ制御しても、原水流量を流量計で測定し、所定濃度になるよう肥料を比例注入するよう駆動制御してもよい。その他、従来から肥料濃度を一定値にする自動制御手段を採用することができる。
【００１２】
ハウス１０は、ビニールハウス、建屋など、例えば温度、湿度、照度、日長などの外部環境と、遮断、部分的遮断された屋内栽培環境を設定できる栽培場所である。
【００１３】
ハウス１０には、作物１１が根を張る、培養土、土壌、苗床を詰めた鉢１１ａを載置する栽培棚１０ａ、その他栽培用の照明、温度・湿度、濃度管理装置などを含む。栽培棚１０ａは有底で、灌水用水２ａを散水して鉢１１ａから外れ、溢れ、漏れた灌水用水２ａである余剰水１０ｂを受け止める。余剰水１０ｂは、リターン配管１２を通り、自然流下でタンク２に戻る。  
【００１４】
作物１１は、野菜、観賞植物、果物など、土壌、培養土で栽培される植物である。例えば、トマト、イチゴ、パプリカ、ピーマンなどが例示できる。
【００１５】
しかしながら、灌水される水温は、原水（井戸水、水道水）の水温に依存する。井戸水であれば、概ね一年を通じて１０−１５℃といわれる。しかしその温度域の灌水では、多くの作物１１の生育にとって好条件ではない。灌水温度が低いと作物の生育がよくない。多くの作物１１の生育環境としては２０℃−２５℃程度が好ましい。そこで、灌水温度を自動で、２０℃前後に調整し、作物に給水する灌水装置が望まれている。
【００１６】
他方、特許文献１の灌水装置も公開されている。特許文献１に開示のＬＥＤランプの発熱を冷却し、その冷却水を植物に灌水するというものである。しかしながら、設備投資が極めて高額で、容易に実施することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２０１２−１５１０７８号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【００１８】
そこで、本考案は、作物に給水される灌水用水の温度を簡易かつ低コストで所望の温度に温調、例えば約２０℃前後に維持して、作物に灌水する灌水装置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】
【００１９】
本考案は、上記の課題を解決するために、
（１）
作物に水を自動で給水する灌水装置であって、
灌水用水を貯溜するタンクと、
一端は前記灌水用水内に位置し他端には第一ポンプの作用によって前記作物に前記灌水用水を散水するノズルが形成されたホースと、
前記タンク内の灌水用水中に浸漬し前記灌水用水を加熱する熱交換部を備え内部には第二ポンプによって熱媒体を循環させる循環ラインと、
前記循環ライン中を循環する熱媒体を一時貯溜し、前記循環ラインの先端部が貯溜された熱媒体中に浸かり、前記循環ラインの末端部から循環した熱媒体が戻されるバッファータンクと、
前記熱媒体を循環ラインにおいて加熱するガス給湯器と、
前記灌水用水の温度を測定する第一温度センサの第一温度シグナルを基に前記第二ポンプのオンオフを決定する第一オンオフ信号生成し、前記第一オンオフ信号によって前記第二ポンプの駆動を制御し、前記灌水用水を所定の温度にコントロールする第一制御装置と、
前記熱媒体の温度を測定する第二温度センサの第二温度シグナルを基に前記ガス給湯器のオンオフを決定する第二オンオフ信号を生成し、前記第二オンオフ信号によって前記ガス給湯器の点火、消火を制御し、前記熱媒体を所定の温度にコントロールする第二制御装置と、
からなることを特徴とする灌水装置の構成とした。
（２）
前記タンクの灌水用水に肥料を所定濃度になるよう自動注入する液肥注入ラインを備えることを特徴とする（１）に記載の灌水装置の構成とした。
（３）
内部で作物を栽培するハウスと、（１）又は（２）に記載の灌水装置と、前記灌水装置のガス給湯器の排ガスを前記ハウスに送る二酸化炭素移送ラインと、からなることを特徴とする灌水装置を備える栽培ハウスの構成とした。
【考案の効果】
【００２０】
本考案である灌水装置は、上記構成であるので、次の効果を発揮する。第１に、灌水用水を所望の温度に自動温調して、作物に給水することができるので、作物の生育が早い。２０℃−２５℃などに限らす、栽培作物の指摘温度に容易に灌水用水を温調し、給水することができる。しかも、従来の灌水装置３０、栽培装置をそのまま使用できるので、極めて経済的に導入することができる。
【００２１】
さらに、灌水用水の加熱手段が、ガス給湯器であるので、加熱効率がよく、ランニングコストが極めて低く抑えられる。加えて、ガス給湯器の排ガスをハウス内に導入することで、ハウス内の二酸化炭素濃度を高めることができ、作物の生育が一層よくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本考案である灌水装置及び灌水装置を備える栽培ハウスの模式図である。
【図２】ガス給湯器の温度制御の説明図である。
【図３】従来の灌水装置の模式図である。
【考案を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付の図面を参照し、本考案の実施の形態の一例について詳細に説明する。なお、本考案は下記実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００２４】
図１に示すように、本考案である灌水装置１は、作物に水を自動で給水する灌水装置であって、灌水用水を貯溜するタンク２と、ホース３と、循環ライン４と、バッファータンク５と、ガス給湯器４ｆと、第一制御装置６と、第二制御装置７と、リターン配管１２と、二酸化炭素移送ライン４ｇと、からなる。さらに、従来同様の原水ライン８、肥料注入ライン９を備える。また、リターン配管１２、ハウス１０、作物１１も従来と同様であるので、ここでの説明は省略する。灌水用水２ａを作物１１に自動給水技術については、従来から慣用されている制御を採用することができる。
【００２５】
タンク２は、作物１１に給水される灌水用水２ａを一時貯溜する。例えば、２０００Ｌの樹脂製タンクが使用でき、市場に一般に流通している。
【００２６】
ホース３は、一端はタンク２内の灌水用水２ａ内に位置し、他端には第一ポンプ３ａの作用によって作物１１に灌水用水２ａを散水するノズル３ｂが形成されている。散水は、シャワー、滴下など従来から行われる散水形態が採用できる。
【００２７】
循環ライン４は、タンク２内の灌水用水２ａの中に浸漬し灌水用水２ａを加熱する熱交換部４ａを備え、内部には第二ポンプ４ｄによって熱媒体４ｅが循環する。第二ポンプ４ｄは、ここでは、バッファータンク５から熱媒体４ｅをガス給湯器４ｆに送る配管に配置したが、この位置に限定するものではなく、バッファータンク５内の熱媒体４ｅ中に位置する水中ポンプであってもよい。
【００２８】
熱交換部４ａは、タンク２内の底部で、蛇行した熱伝導性が高い管などが好ましい。管を蛇行させることで、熱交換効率が高まる。
【００２９】
バッファータンク５は、循環ライン４中を循環する熱媒体４ｅを一時貯溜する容器で、熱媒体４ｅには循環ライン４の先端部４ｂが浸かり、循環ライン４の末端部４ｃから循環した熱媒体４ｅが戻される。タンク２の容積が２０００Ｌであれば、バッファータンク５の容積は５０Ｌもあればよい。
【００３０】
熱媒体４ｅとしては、水などの液体が例示でき、それらに防腐剤などを添加するとよい。また、水道水を熱媒体４ｅとすると、蒸発してスケールが蓄積されるため、時々、交換するとよい。また、スケール抑制剤などを添加するとよい。
【００３１】
ガス給湯器４ｆは、熱媒体４ｅを循環ライン４中で加熱する。家庭用のガスを燃焼して加熱する一般に流通しているガス給湯器を一部改良して採用することができる。ガス給湯器４ｆの水道水が導入される給水口にバッファータンク５側の循環ライン４（配管）を接続し、排出側に熱交換部４ａ側の循環ライン４（配管）を接続する。
【００３２】
図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、従来のガス給湯器４ｆの循環ライン４に位置する既存の水流センサ４ｍと給湯器回路４ｎを接続３本のリード線の１本に、第二制御装置７の第二オンオフ信号７ｃを伝達するリード線７ｅと接続するリレー４ｐを介在させる。リレー４ｐ内には接点４ｑが、第二制御装置７内には接点７ｆが存在する。リード線７ｅのリレー４ｐ側はコイル７ｇになっている。また、リード線７ｅは接点７ｆを通り、リレー４ｐのコイル７ｇを通り、コイル電源７ｈ（例えば、ＡＣ１００Ｖ等）に接続される。
【００３３】
なお、既存のガス給湯器は、リレー４ｐがなく、水流センサ４ｍと給湯器回路４ｎは３本のリード線で接続されている。水流の有・無を感知し、水流があるときは点火、水流がないときは消火状態を制御している。
【００３４】
図２（Ｃ）に示すように、例えば、バッファータンク５の熱媒体４ｅの温度が、２５℃を下回ったら、図２（Ｂ）における第二制御装置７の接点７ｆが閉じて、リード線７ｅとコイル電源７ｈが接続される。その結果、リード線７ｅのコイル７ｇが作動して、リレー４ｐの接点７ｑが閉じて既存の水流センサ４ｍが既存の動作をする。即ち、水流を感知して、ガス給湯器４ｆを点火する。
【００３５】
他方、バッファータンク５の熱媒体４ｅの温度が、３５℃以上に到達したら、第二制御装置７の接点７ｆが開き、リード線７ｅとコイル電源７ｈの接続が遮断される。その結果、リード線７ｅのコイル７ｇが作動せず、リレー４ｐが開き、既存の水流センサ４ｍが作動しなくなる。すると、仮に循環ライン４に水流があっても、ガス給湯器４ｆは、点火せず、消火状態でバッファータンク５の熱媒体４ｅが循環する。
【００３６】
ガス給湯器４ｆを通過した熱媒体４ｅは、例えば４０℃に加温される。加熱する温度は、タンク２容量、灌水用水２ａの目的温度に応じて、適宜選択すればよい。通常、市販のガス給湯器４ｆには、ツマミ、デジタルなどで排出時の設定温度が変更できる。ガス給湯器４ｆによる熱媒体４ｅの加熱、熱交換部４ａによる灌水用水２ａの加熱は、電気式ヒーターによる灌水用水２ａの加熱より熱交換効率がよく、ランニングコストを低く抑えられる。また、ガス給湯器４ｆで発生した排ガスには二酸化炭素が多く含まれ、後述のように、排ガスをハウス１０に移送することで、ハウス１０内の二酸化炭素濃度を高めることができ、作物１１の生育を旺盛にする。
【００３７】
第一制御装置６は、タンク２内の灌水用水２ａの温度を測定する第一温度センサ６ａから送られてくる第一温度シグナル６ｂを基に第二ポンプ４ｄのオンオフを決定する第一オンオフ信号６ｃ生成し、第一オンオフ信号６ｃによって第二ポンプ４ｄの駆動を制御し、灌水用水２ａを所定の温度にコントロールする。
【００３８】
例えば、タンク２内の灌水用水２ａを２０℃に管理する場合には、例えば、灌水用水２ａの温度が１９℃に低下したら第二ポンプ４ｄを駆動させ、灌水用水２ａの温度が２０℃に到達したら第二ポンプ４ｄの運転を停止する第一オンオフ信号６ｃを第一制御装置６が生成し、第二ポンプ４ｄに送信し、制御すればよい。
【００３９】
このとき、熱媒体４ｅの温度が、低いとタンク２内の灌水用水２ａの温度を上げることができないため、後述のように、バッファータンク５内の熱媒体４ｅもガス給湯器４ｆで加熱される。
【００４０】
第二制御装置７は、バッファータンク５内の熱媒体４ｅの温度を測定する第二温度センサ７ａから送られてくる第二温度シグナル７ｂを基にガス給湯器４ｆのオンオフを決定する第二オンオフ信号７ｃを生成し、第二オンオフ信号７ｃによってガス給湯器４ｆの点火、消火を制御し、熱媒体４ｅを所定の温度にコントロールする。
【００４１】
例えば、タンク２内の灌水用水２ａを２０℃に管理する場合には、例えば、バッファータンク５内の熱媒体４ｅの温度が２５℃に低下したらガス給湯器４ｆを点火し、バッファータンク５内の熱媒体４ｅの温度が３５℃に到達したらガス給湯器４ｆを消火する第二オンオフ信号７ｃを第二制御装置７が生成し、ガス給湯器４ｆに送信し、制御すればよい。
【００４２】
二酸化炭素移送ライン４ｇは、ガス給湯器４ｆの排ガスを、内部で作物１１を栽培するハウス１０に流す配管であり、ハウス１０内の二酸化炭素濃度を高めることができ、作物１１の生育を旺盛にする。
【００４３】
ハウス１０内の二酸化炭素濃度をＣＯ２センサなどで測定し、ＣＯ２濃度に応じて、ＣＯ２濃度が高ければ、二酸化炭素移送ライン４ｇの弁４ｈ、例えば三方弁の開閉をコントロールして、ガス給湯器４ｆの排ガスをハウス１０に導入せず排気ライン４ｉから排気するとともに、開閉窓、ダンパーなどを開閉制御する。他方、ハウス１０内のＣＯ２濃度が低ければ、二酸化炭素移送ライン４ｇの弁４ｈの開閉をコントロールして、ガス給湯器４ｆの排ガスをハウス１０に導入する。
【００４４】
二酸化炭素移送ライン４ｇの弁４ｈとハウス１０の間にファン４ｋを設け、弁４ｈの動作に同期して、ファン４ｋの駆動を制御することで、排ガスを強制的にハウス１０に導入するとよい。
【００４５】
灌水装置１とハウス１０を繋ぐ二酸化炭素移送ライン４ｇとで、本考案の灌水装置を備える栽培ハウス２０を構成する。このような灌水装置を備える栽培ハウス２０であれば、温調された灌水用水２ａの散布と、二酸化炭素濃度を高めた環境とで、エネルギー効率の高い、簡易かつ低コストで、ランニングコストの低い、作物１１の室内栽培を可能にする。
【符号の説明】
【００４６】
１      灌水装置
２      タンク
２ａ    灌水用水
２ｂ    撹拌装置
３      ホース
３ａ    第一ポンプ
３ｂ    ノズル
４      循環ライン
４ａ    熱交換部
４ｂ    先端部
４ｃ    末端部
４ｄ    第二ポンプ
４ｅ    熱媒体
４ｆ    ガス給湯器
４ｇ    二酸化炭素移送ライン
４ｈ    弁
４ｉ    排気ライン
４ｋ    ファン
４ｍ    水流センサ
４ｎ    給湯器回路
４ｐ    リレー
４ｑ    接点
５      バッファータンク
６      第一制御装置
６ａ    第一温度センサ
６ｂ    第一温度シグナル
６ｃ    第一オンオフ信号
７      第二制御装置
７ａ    第二温度センサ
７ｂ    第二温度シグナル
７ｃ    第二オンオフ信号
７ｅ    リード線
７ｆ    接点
７ｇ    コイル
７ｈ    コイル電源
８      原水ライン
８ａ    ポンプ
９      肥料注入ライン
９ａ    ポンプ
１０    ハウス
１０ａ  栽培棚
１０ｂ  余剰水
１１    作物
１１ａ  鉢
１２    リターン配管
２０    灌水装置を備える栽培ハウス
３０    従来の灌水装置
【図１】
0003185013.tif 000003
【図２】
0003185013.tif 000004
【図３】
0003185013.tif 000005