(57)【要約】【課題】特に他の設備等を必要とせず、植栽に必要な水分を適量ずつ連続的に植生基材に配水でき、高効率且つ低コストで自動灌水を行うことのできる灌水システムを提供する。【解決手段】植物Ｐが植栽された土壌Ｓに灌水するための灌水システムＩが、水を貯留する給水槽１と、土壌Ｓに配水する配水部３と、給水部１から配水部３へと導水する導水部２とを備え、給水槽１、導水部２及び配水部３の各々に高分子吸水材を装入し、給水槽の水を導水部２を通じて配水部へと導水するように構成とした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
植生基材に灌水するための灌水システムであって、
水を貯留する給水部と、前記植生基材に配水する配水部と、前記給水部と前記配水部とを連結する導水部とが備えられ、
前記給水部、導水部及び配水部の各々には高分子吸水材が装入され、前記給水部の水を前記導水部を通じて前記配水部へと導水することを特徴とする灌水システム。
【請求項２】
前記給水部には、不透水性の容器と、該容器内に装入された高分子吸水材及び浸透性繊維材とが設けられていることをことを特徴とする請求項１に記載の灌水システム。
【請求項３】
前記導水部には、不透水性の管体と、該管体内に装入された高分子吸水材及び浸透性繊維材とが設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の灌水システム。
【請求項４】
前記浸透性繊維材は、前記管体の軸線に沿って延在する芯線部とされ、前記高分子吸収材は、前記芯線部と前記管体との間に介在する芯線被覆部とされていることを特徴とする請求項３に記載の灌水システム。
【請求項５】
前記配水部は、高分子吸収材と浸透性繊維材とにより構成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の灌水システム。
【請求項６】
前記配水部は、シート状に成形された一対の前記浸透性繊維材同士の間に前記高分子吸収材が狭持された配水用シートを用いて、長尺管状に成形された構成の配水管とされていることを特徴とする請求項５に記載の灌水システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば緑化工法において、土壌等の植生基材に灌水するために用いる灌水システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建築物屋上等の緑化工法において用いられる灌水システムとしては、例えば引用文献１に記載されているような灌水チューブ式や、水を散布するスプリンクラー式等が、一般的に知られている。灌水チューブ式においては、土壌等の植生基材中に導水用のチューブやシート等を埋設しておき、給水側から植生基材中への配水量を適宜制御することで、自動灌水を行い得るような構成となっている。またスプリンクラー式においては、植物に散水するスプリンクラーの散水量を適宜制御することで、自動灌水を行い得るようになっている。
【０００３】
また、特許文献２には、ポーラス素材からなる中空管体に高吸水性高分子樹脂繊維を充填し、緑化用土壌の保水・排水を行う装置について記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−３３１１２号公報
【特許文献２】
特開平１０−７５６６９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載されているような灌水チューブ式において自動灌水を行う場合には、給水設備側で配水量を調整し、強制的に配水することで灌水を行っていた。そのため、植生基材中への配水量が過剰となる等という問題があり、植生基材中の保水量を常時適量に維持することが困難であった。また、ポンプ、水位センサー、制御用自動弁、コントローラその他の電気的設備を、給水設備側に設ける必要があり、設備が大がかりとなって、設備コストや運転コストの高騰を招いていた。更に、長期使用によってチューブ等に目詰まりが発生することが多く、定期的なメンテナンスが必要であり、メンテナンスコストの高騰化を招いていた。
また、一方のスプリンクラー式においては、散水することによって水の蒸発散が多くなり、効果的に節水を図ることが困難で、そのため運転コストを低廉化することが困難であった。
【０００６】
更に、特許文献２に記載の保・排水装置においては、排水設備に連通させて雨水等の余剰水を排水する機能と、保水した水を緑化用土壌に供給する機能とを有しているが、給水装置や導水装置等について何ら明記されておらず、常時灌水できるシステムが構成されていない。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、特に他の設備等を必要とせず、植栽に必要な水分を適量ずつ連続的に植生基材に配水でき、高効率且つ低コストで自動灌水を行うことのできる灌水システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、植生基材に灌水するための灌水システムであって、水を貯留する給水部と、前記植生基材に配水する配水部と、前記給水部と前記配水部とを連結する導水部とが備えられ、前記給水部、導水部及び配水部の各々には高分子吸水材が装入され、前記給水部の水を前記導水部を通じて前記配水部へと導水することを特徴とする。
【０００９】
このように、給水部、導水部及び配水部の各々に高分子吸水材を装入する構成としているので、高分子吸収材の有する高い保水力及び連続吸水能力によって、水の蒸発散を抑制することができるとともに、保水された水分を配水部へと徐々に移送させて導水していくことができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の灌水システムであって、前記給水部には、不透水性の容器と、該容器内に装入された高分子吸水材及び浸透性繊維材とが設けられていることをことを特徴とする。
【００１１】
このように、給水部の容器内に高分子吸水材と浸透性繊維材とを設ける構成としているので、給水部に、高分子吸収材による高い保水力及び連続吸水能力に加えて、この浸透性繊維材の毛管現象による浸透能力を利用した、高い導水能力を付与することができ、水分をより迅速且つ的確に導水部へと移送させていくことができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の灌水システムであって、前記導水部には、不透水性の管体と、該管体内に装入された高分子吸水材及び浸透性繊維材とが設けられていることを特徴とする。
【００１３】
このように、導水部の管体内に高分子吸水材と浸透性繊維材とを設ける構成としているので、導水部に、高い保水力及び連続吸水能力を付与するとともに、高い導水能力をも付与することができ、給水部内に保水された水分を迅速且つ的確に配水部へと導水することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の灌水システムであって、前記浸透性繊維材は、前記管体の軸線に沿って延在する芯線部とされ、前記高分子吸収材は、前記芯線部と前記管体との間に介在する芯線被覆部とされていることを特徴とする。
【００１５】
このように、浸透性繊維によって芯線部を構成するとともに、高分子吸収材によって芯線被覆部を構成するようにしているので、芯線被覆部に保水された水分を、芯線部によって迅速且つ的確に導水していくことができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の灌水システムであって、前記配水部は、高分子吸収材と浸透性繊維材とにより構成されていることを特徴とする。
【００１７】
このように、高分子吸収材と浸透性繊維材とによって配水部を構成するようにしているので、配水部内に保水された水分を、ほぼ均等に植生基材中に配水していくことができる。また、従来のチューブ等のように、目詰まりが発生するおそれを無くすことができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の灌水システムであって、前記配水部は、シート状に成形された一対の前記浸透性繊維材同士の間に前記高分子吸収材が狭持された配水用シートを用いて、長尺管状に成形された構成の配水管とされていることを特徴とする。
【００１９】
このように、配水部を、浸透性繊維材と高分子吸収材とからなる配水用シートを用いて配水管とするようにしているので、その製造を容易に行えるとともに、配水管の大きさの変更等を容易に行うことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る灌水システムの実施の形態について、図１乃至図６を用いて説明する。
図１に示すように、この灌水システムＩは、芝などといった植物Ｐが植栽されている土壌（植生基材）Ｓに灌水するためのシステムであって、水を貯留する給水槽（給水部）１と、土壌（植生基材）Ｓに配水する配水部３と、給水槽１と配水部３とを連結して導水する導水部２と、が備えられている。
【００２１】
これら給水槽１、導水部２及び配水部３の各々には、後述するように、高分子吸水材が装入されており、高分子吸水材の有する高い保水力及び連続吸水能力、あるいは浸透性繊維材の有する浸透能力を利用して、水の蒸発散を抑制することができるとともに、土壌Ｓ中に水を順次配水していくことができる。土壌Ｓが乾燥して土壌Ｓ中の保水量が不足したら、配水部３に保水された水分のうちの不足分が土壌Ｓ中へと流れ込む。次に、配水部３内の保水量が不足するので、給水槽１からの水分が導水部２を通じて配水部３へと徐々に移送されてきて、配水部３の保水量が所定に維持される。
【００２２】
給水槽１には、導水部２に送水する水を一時的に貯留しておくものであって、図２（ａ）に示すように、不透水性の材料からなる容器１１と、この容器１１内に装入された高分子吸水材１２とが設けられている。高分子吸水材１２は、例えばポリアクリル酸塩のように、高い保水力及び連続吸水能力を有するゲル状のポリマー（高分子）材料である。すなわち、容器１１内に注入された水は、この高分子吸水材１２に吸水・保水された状態で貯留されており、水分を徐々に導水部２へと導水することができるようになっている。
【００２３】
なお、図２（ｂ）に示すように、高分子吸水材１２とともに浸透性繊維材１３を容器１１内に装入するようにすれば、より好ましい。この浸透性繊維材１３は、例えばパルプ不織布のように、毛管現象によって水を浸透させていく性質を有する繊維材料である。このように、高分子吸水材１２と浸透性繊維材１３とを容器１１内にて混在させていることで、容器１１内に注入されて高分子吸水材１２によって保水された水分を、浸透性繊維材１３による浸透能力を利用して、より迅速且つ的確に導水部２へと導水していくことができる。すなわち浸透性繊維材１３を用いることで、給水槽１に、高い保水力及び連続吸水能力に加えて、高い導水能力を付与することができる。
なお、高分子吸水材１２と浸透性繊維材１３との割合は、灌水に必要とされる水分量や導水速度等に応じて、適宜定められるものである。
【００２４】
導水部２には、図３（ａ）に示すように、不透水性の材料からなる断面略円形状の管体２１ａと、この管体２１ａ内に装入された高分子吸水材と浸透性繊維材とが設けられている。高分子吸水材及び浸透性繊維材は、給水槽１に設けられている高分子吸水材１２及び浸透性繊維材１３と略同一のものである。
【００２５】
図３（ａ）に示した例においては、浸透性繊維材と高分子吸水材とを同軸状に配置している。すなわち、浸透性繊維材は、管体２１ａの軸線に沿って延在する芯線部２２ａを形成し、高分子吸水材は、芯線部２２ａと管体２１ａとの間に介在して芯線部２２ａを被覆する、芯線被覆部２３ａを形成している。このように同軸ケーブルの如き配置としているので、給水槽１からの水分は、芯線被覆部２３ａに一旦保水される。そしてこの保水された水分は、芯線部２２ａの毛管現象による浸透能力を利用して、配水部３へと順次的確に導水されていく。このため、給水槽１における位置水頭（図示省略）が配水部３の位置よりも低い場合、つまり導水部２に上り勾配が存在する場合であっても、芯線部２２ａにより導水していくことができるので、ポンプや自動弁等といった他の設備を特に必要としないで、迅速且つ的確に配水部３へと導水していくことができる。
【００２６】
なお、図４に示すように、給水槽１におけると同様、浸透性繊維材（符号２２ｂ）と高分子吸水材（符号２３ｂ）とを適宜割合にて混在させて、管体（符号２１ｂ）内に装入するようにしてもよい。この例においては、管体２１ｂの断面形状を略矩形状としているが、上記管体２１ａ同様に略円形状としてもよく、その形状は適宜変更が可能である。
【００２７】
配水部３は、長尺管状をなす配水管３１により構成されており、土壌Ｓ中に蛇行して埋設されている。この配水管３１は、図５に示すように、高分子吸収材３２と浸透性繊維材３３とにより構成されている。なお、これら高分子吸水材３２及び浸透性繊維材３３は、給水槽１に設けられている高分子吸水材１２及び浸透性繊維材１３と略同一のものである。配水管３１の正断面形状は、図５（ｂ）に示すような略矩形状でもよく、また同図（ｃ）に示すような略円形状でもよく、その形状は適宜変更が可能である。
【００２８】
図５（ｂ）に示したような断面円形状の配水管３１は、図６（ａ）に示すような配水シート３１ｓを用いて製造するようにすれば、より好ましい。この配水シート３１ｓは、浸透性繊維材３３をシート状に成形してなる一対のシート部材３３ｓ，３３ｓ間に、高分子吸水材３２を狭持して一体に成形し、浸透性繊維材と高分子吸収材とをサンドイッチ構造としたものである。
【００２９】
このような構成の配水シート３１ｓを予め製造しておいて、配水管３１とする際には、図６（ｂ）に示すように、この配水シート３１ｓを単数枚又は複数枚をロール状に巻回して長尺管状に成形し、配水管（符号３１Ｒ）とする。このようにすれば、施工現場にて配水管３１Ｒを製造することも容易にでき、施工性を向上させることができるとともに、配水シート３１ｓの巻数を変化させれば配水管３１Ｒの径を任意に設定できるので、配水部３の設計変更等を容易に行うことができる。
なお、配水シート３１ｓをロール状としないで、複数層に積み重ねて使用するようにしてもよい。
【００３０】
本実施形態に係る灌水システムＩにおいては、給水槽１、導水部２及び配水部３の各々に高分子吸水材を設けているので、高分子吸水材の有する高い保水力及び連続吸水能力を利用して、水の蒸発散を抑制することができるとともに、土壌Ｓ中に水を順次配水していくことができる。土壌Ｓが乾燥して土壌Ｓ中の保水量が不足したら、配水部３に保水された水分のうちの不足分が土壌Ｓ中へと流れ込む。次に、配水部３内の保水量が不足するので、給水槽１からの水分が導水部２を通じて配水部３へと徐々に移送されてきて、配水部３の保水量が所定に維持されるようになる。すなわち、土壌Ｓに必要なだけの水分量が順次補充されるようにして、給水槽１からの水分が導水部２、配水部３、土壌Ｓへと徐々に移送されていき、土壌Ｓ中に順次配水されていく。そのため、強制的に灌水を行う場合とは異なり、土壌Ｓ中の保水量を常時適量に維持することができ、好適に自動灌水を行うことができる。また、土壌Ｓ中の保水量が常時適量に維持されるため、排水設備等を特に設ける必要がなくなる。
【００３１】
また、給水槽１に、不透水性の容器１１と、この容器１１内に装入された高分子吸水材１２とともに浸透性繊維材１３を設ける構成としている。そのため、高分子吸収材１２の有する高い保水力及び連続吸水能力によって、水の蒸発散を抑制することができ、効果的に節水を行うことが可能となって運転コストの低廉化を図り、経済的に灌水を行うことができる。また、高分子吸水材１２によって保水された水分を、導水部２へと徐々に移送させていくことができるので、ポンプや自動弁等といった他の設備等を不要として、自動灌水を高効率且つ低コストで的確に行うことができる。加えて、浸透性繊維材１３の毛管現象による浸透能力を利用した、高い導水能力を付与することができるので、給水槽１内に保水された水分を迅速且つ的確に配水部３へと導水することができる。そのため、土壌Ｓが急激に乾燥した場合でも、的確に対応することができる。
【００３２】
更に、浸透性繊維材を、管体２１ａの軸線に沿って延在する芯線部２２ａとし、高分子吸収材を、芯線部２２ａと管体２１ａとの間に介在する芯線被覆部２３ａとしているので、芯線被覆部２３ａに保水された水分を、芯線部２２ａの毛管現象によって迅速且つ的確に導水していくことができる。これにより、給水槽１内の位置水頭が配水部３よりも低位置にある場合であっても、ポンプや自動弁等といった他の設備等を特に必要としないで、配水部３へと的確に導水していくことができ、設置条件に関わらず低コストで的確に自動灌水を行うことができる。
【００３３】
更に、高分子吸収材３２と浸透性繊維材３３とからなる配水管３１によって配水部３を構成するようにしているので、配水部３内に保水された水分を、ほぼ均等に土壌Ｓ中に配水していくことができる。そのため、土壌Ｓ中における水分の偏りをほぼ皆無として、植物Ｐをその植栽場所に関わらず的確に育成していくことができる。
また、従来のチューブ等のように目詰まりが発生するおそれを無くすことができ、メンテナンスを不要として、低コスト化を図ることができる。
【００３４】
更に、配水部３を、シート材３３ｓと高分子吸収材３２とからなる配水用シート３１ｓを用いた配水管３１Ｒによって、配水部３を構成するようにしているので、その製造を容易に行うことができ、施工性を向上させることができ、施工コストの低廉化を図ることができる。また、配水シート３１ｓの巻数によって配水管３１Ｒの径を任意に設定することができるので、配水部３の設計変更等を容易に行うことができ、土質や植栽の変更等にも柔軟に対応することができる。
【００３５】
なお上記実施形態においては、配水部の構成として、一本の長尺管状の配水管を土壌中に蛇行させて埋設するようにしているが、土壌中に万遍なく配水できるような構成であれば、他の構成でもよい。例えば、多数の管体を格子状や枝分かれ状に組み合わせて埋設してもよいし、また平板のシート状として、土壌中のほぼ全域にわたって埋設するようにしてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る灌水システムにおいては、上記の如き構成を採用しているので、特に他の設備等を必要とせず、植栽に必要な水分を適量ずつ連続的に植生基材に配水でき、高効率且つ低コストで自動灌水を行うことのできる灌水システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る灌水システムの概略構成を示す図であって、（ａ）は側断面図、（ｂ）は平面図である。
【図２】図１における給水槽を例示する図であって、（ａ）は第１の例を、（ｂ）は第２の例を各々示す概略斜視図である。
【図３】図１における導水部の第１の例を示す図であって、（ａ）は側断面図、（ｂ）は正断面図である。
【図４】図１における導水部の第２の例を示す図であって、（ａ）は側断面図、（ｂ）は正断面図である。
【図５】図１における配水部を例示する図であって、（ａ）は側断面図、（ｂ）、（ｃ）は正断面図である。
【図６】（ａ）は配水シートを示す側断面図、（ｂ）は配水シートを巻回して配水管とした状態を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
Ｉ  灌水システム
１  給水槽（給水部）
１１  容器
１２  高分子吸水材
１３  浸透性繊維材
２  導水部
２１  管体
２２ａ  芯線部（浸透性繊維材）
２３ａ  芯線被覆部（高分子吸水材）
２２ｂ  浸透性繊維材
２３ｂ  高分子吸水材
３  配水部
３１，３１Ｒ  配水管
３１ｓ  配水シート
３２  高分子吸水材
３３  浸透性繊維材
３３ｓ  シート部材（浸透性繊維材）
Ｓ  土壌（植生基材）
Ｐ  植物
【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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