(57)【要約】      （修正有）【課題】省エネルギーで安価な自動液体補給器付き複数段液体貯留装置を提供する。【解決手段】密閉できる液体注入口１９と上部に通気口１５を持つ密閉液体タンクと、そのタンク底部に開口した流出管２５と、溢流管３５ａ，３５ｂが接続された溢流口３６ａ，３６ｂを持ちタンクより低く設置された複数の液体の貯留容器３０ａ，３０ｂと、上記通気口に接続され、他端が貯留容器の数に分岐した通気管１４を用いて、最上段の貯留容器には分岐した通気管の一開口を、その貯留容器の溢流口よりも下に配置するとともに、その分岐通気管開口３３ａ，３３ｂよりもさらに下に流出管出口２４を配置し、また最上段貯留容器のすぐ下の次段貯留容器には、最上段貯留容器の溢流管出口３７ａを入れるとともに、分岐通気管の他の一開口をその貯留容器の溢流口よりも下に配置し、以降、順に低い位置の貯留容器に、そのすぐ上の貯留容器の溢流管出口と、分岐通気管の一開口を、次段貯留容器と同様に配置する。【選択図】図１
0003162422.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
密閉できる液体注入口と上部に通気口を持つ密閉液体タンクと、そのタンク底部に開口した流出管と、溢流管が接続された溢流口を持ちタンクより低く設置された複数の液体の貯留容器と、上記通気口に接続され、他端が貯留容器の数に分岐した通気管を用いて、最上段の貯留容器には分岐した通気管の一開口を、その貯留容器の溢流口よりも下に配置するとともに、その分岐通気管開口よりもさらに下に流出管出口を配置し、また最上段貯留容器のすぐ下の次段貯留容器には、最上段貯留容器の溢流管出口を入れるとともに、分岐通気管の他の一開口をその貯留容器の溢流口よりも下に配置し、以降、順に低い位置の貯留容器に、そのすぐ上の貯留容器の溢流管出口と、分岐通気管の一開口を、次段貯留容器と同様に配置してあることを特徴とする複数段液体貯留装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は省エネルギーで安価な自動液体補給器付き複数段液体貯留装置に関するものである。 
【背景技術】
【０００２】
従来、自動的に液体が補給あるいは供給される複数段の液体貯留装置は、先行技術文献にあげたように種々知られている。これらをみると、液体を補給あるいは供給するトリガーとしては、タイマーを使った時間経過によるトリガー、水位センサーやフロート弁による液位低下の検知、あるいはトリガーではなく循環ポンプを常時動作させる方法などがある。また補給方法には、最上段に供給してオーバーフローさせて順次下段に流す方法、各水槽等にそれぞれ設置した電磁弁やフロート弁の開閉により供給する方法などがある。
【０００３】
これらを低コスト、省エネルギー、節水という条件で考察すると、各水槽にフロート弁や電磁弁をつける方法、常時ポンプを動作させる方法、そして最下段の水槽もオーバーフローさせる方法は好ましくなく、上記の条件をすべて満足している装置は実現していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１―０９５３７５公報
【特許文献２】特開平１１−２４３７８０公報
【特許文献３】特開２００７−１６６９１１公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
本考案は、省エネルギーで安価な自動液体補給器付き複数段液体貯留装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
密閉できる液体注入口と上部に通気口を持つ密閉液体タンクと、そのタンク底部に開口した流出管と、溢流管が接続された溢流口を持ちタンクより低く設置された複数の液体の貯留容器と、上記通気口に接続され、他端が貯留容器の数に分岐した通気管を用いて、最上段の貯留容器には分岐した通気管の一開口を、その貯留容器の溢流口よりも下に配置するとともに、その分岐通気管開口よりもさらに下に流出管出口を配置し、また最上段貯留容器のすぐ下の次段貯留容器には、最上段貯留容器の溢流管出口を入れるとともに、分岐通気管の他の一開口をその貯留容器の溢流口よりも下に配置し、以降、順に低い位置の貯留容器に、そのすぐ上の貯留容器の溢流管出口と、分岐通気管の一開口を、次段貯留容器と同様に配置して、自動液体補給器付き複数段液体貯留装置を構成する。
【考案の効果】
【０００７】
本考案にあっては次に列挙する効果が得られる。
（１）構造が簡単で、導入コストが非常に低い。
（２）液体の補給・供給に、外部エネルギーを全く必要としない。
（３）水密・気密が保たれていれば安定に動作し、メンテナンスフリーである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は本考案の実施例１を示す断面図である。
【図２】図２は本考案の実施例２を示す断面図である。
【図３】図３は本考案の実施例３を示す断面図である。
【図４】図４は本考案の実施例４を示す断面図である。
【図５】図５は本考案の実施例５を示す断面図である。
【図６】図６は本考案の実施例６を示す断面図である。
【図７】図７は本考案の実施例７を示す断面図である。
【考案を実施するための形態】
【０００９】
以下、本考案の実施の形態を図に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は本考案「自動液体補給器付き複数段液体貯留装置」の実施例１で、ここでは液体の貯留容器二段の場合の断面図を示している。その構成は次のとおりである。先ず、上部に気密を保てる蓋のついた液体注入口１９と、通気口１５を持ち、下部に流出管２５のついた気密・水密な液体タンク１０を用意する。次に液体タンク１０よりも低い位置に、溢流管３５が接続された溢流口３６を持つ二段の貯留容器３０ａ、３０ｂを配置する。流出管２５には、サイホン管２１を接続し、サイホン管２１の頂部は液体タンク１０の上面より少し低く設定する。
【００１１】
通気口１５には通気管１４を接続し、その他端は貯留容器の数に分岐、即ちこの場合は二分岐する。最上段の貯留容器３０ａには、分岐通気管開口３３ａを溢流口３６ａよりも下に設置するとともに、その分岐通気管開口３３ａよりもさらに下にサイホン管出口２４を設置し、また、最上段貯留容器３０ａのすぐ下の次段貯留容器３０ｂには、上段貯留容器３０ａの溢流管出口３７ａを入れるとともに、分岐通気管開口３３ｂを溢流口３６ｂよりも下に設置する。このように設置することで「自動液体補給器付き複数段液体貯留装置」が構成される。なお、最下段の溢流口および溢流管は、その下に貯留容器を増設する計画が無ければ不要である。
【００１２】
装置の設置が終わり、初めて使う時は装置全体に液体を供給する。まず液体注入口１９から液体タンク１０に液体を注入する。液体タンク液面１２がサイホン管２１の頂部を越えた時、注入される液体の流量が多ければ、越えた液体はサイホン管２１内の空気を押し流しサイホン条件が成立する。
次にサイホン管出口から液体が流出した時点で液体注入口１９の蓋を閉じる。液体の注入を止めても分岐通気管開口３３ａ、３３ｂが開いており、液体タンク空間１３に空気が流入するので、サイホン機能により液体タンク１０の液体は流出し続ける。
【００１３】
流出した液体により上段貯留容器液面３１ａが分岐通気管開口３３ａを塞いでも、まだ次段貯留容器３０ｂには液体が全くないので分岐通気管開口３３ｂは開いており液体の流出は継続する。上段貯留容器液面３１ａが溢流口３６ａを超えると次段貯留容器３０ｂにも液体が流入する。そして次段貯留容器３０ｂの液面３１ｂが分岐通気管開口３３ｂを塞ぐと、液体タンク空間１３への空気の流入は止まるが、液体タンク液面１２は上段貯留容器液面３１ａより高いので、その高さ相当の圧力によって液体はまだ流出する。
【００１４】
すると液体タンク空間１３内の圧力は大気圧より低くなり、分岐通気管３２ａ、３２ｂには液体が吸い上げられる。その吸い上げられた液体の液面、即ち、分岐通気管内液面３４と貯留容器液面３１の高低差に相当する圧力が、液体タンク空間１３の圧力と大気圧の差に等しくなると液体の流出は停止する。その時、上段貯留容器３０ａの分岐通気管内液面３４ａと液体タンク液面１２は同じ高さとなる。
【００１５】
以上で初めて使う時の液体供給が終わるが、供給完了時の貯留容器液面は、分岐通気管開口より高い位置になるので、貯留容器の溢流口３６は、この供給完了時の液位より少し上に設けなければならない。この供給完了時の液位は次のようにして求めることができる。
【００１６】
分岐通気管３２への液体の吸い上げ直前と直後を比べると、次のことが成り立っている。
（１）貯留容器３０に増えた液体と分岐通気管３２内に吸い込まれた液体の合計量は、液体タンク液体１１の減少量に等しい。
（２）吸い上げ直後の液体タンク空間１３と、通気管１４および分岐通気管３２の空間の合計体積は、吸い上げ直前の空間体積に、液体タンク液体１１の減少体積を加え、分岐通気管３２に吸い上げられた液体の体積を引いた値になる。
（３）分岐通気管３２に吸い上げられた水の高さは、大気圧と液体タンク空間１３の圧力差に相当する。
以上の３事象を式で表し解くことにより、供給完了時の液面が分岐通気管開口３３の位置からどの位上昇するかを計算できる。
【００１７】
例えば、複数の貯留容器３０の液面面積の合計が液体タンク１０の液面面積の２倍、上段貯留容器３０ａの分岐通気管開口３３ａの位置から液体タンク１０の上限液位までの高さが５０ｃｍの場合の液位上昇値は最大３ｍｍ程度である。この液位上昇値は、複数の貯留容器３０の合計液面面積が広くなれば小さくなり、上段貯留容器の分岐通気管開口３３ａの位置から液体タンク１０の上限液位までの高さが高くなれば大きくなる。
【００１８】
自動補給は以下のように行われる。先ず、上段貯留容器３０ａの液体が少なくなった場合であるが、上段貯留容器液面３１ａが低くなり分岐通気管開口３３ａが空気中に露出すると、分岐通気管３２ａ内の液体は流れ落ち、液体タンク空間１３に空気が流れ込み、液体タンク１０から液体が流出する。流出した液体で上段貯留容器液面３１ａが上昇して分岐通気管開口３３ａが塞がれると、前述したように液体タンク空間１３が大気圧より陰圧になって液体流出が止まるまで補給されることになる。
【００１９】
次に上段貯留容器以外の容器（ここでは次段貯留容器３０ｂ）の液体が少なくなった場合を説明する。分岐通気管開口３３ｂが空気中に露出すると、液体タンク空間１３に空気が流れ込むのでタンクから液体が流出する。上段貯留容器液面３１ａが上昇し、上段貯留容器溢流口３６ａから液体が溢れ出て次段貯留容器３０ｂに流れ込む。これにより次段貯留容器液面３１ｂが上昇し、分岐通気管開口３３ｂを塞ぐと前述と同じく液体流出が止まるまで補給される。
【００２０】
上記の補給が繰り返されると液体タンク液体１１が減り、その液面１２が流出管入口２３まで下がった時点で、サイホン管２１に空気が流れ込み流出が止まる。そこで液体注入口１９を開いて液体タンク１０に液体を注入しなければならないが、その注入の間、液体タンク液面１２がサイホン管２１の頂部を超えるまでは液体が流出しないのが、この構成の利点である。
【００２１】
このように本考案においては、貯留容器３０のどれか一つでも、その液面３１が分岐通気管開口３３より低くなれば、液体タンク空間１３に空気が流れ込んで液体１１が流出し、溢流管３５で直列に配置された貯留容器３０に順次流れ込み、空気中に露出した分岐通気管開口３３を塞ぎ、液体タンク空間１３が大気圧より陰圧になって流出が止まるという閉回路型の自動制御機能が形成されている。この機能に外部エネルギーは不要である。
【実施例２】
【００２２】
実施例１におけるサイホン管２１は無くても自動補給機能は動作する。それが図２に示した実施例２である。ただ、液体注入口１９を開いて液体タンク１０に液体を注ぐ時に液体が流出するので、それを止めるための流出管バルブ２６が必要になる。流出管バルブ２６を閉じて液体タンク１０に液体を注ぎ、満杯になったところで流出管バルブ２６を閉じれば、あとは実施例１と同じ機能を果たす。
【実施例３】
【００２３】
図３に示す実施例３は、実施例１の変形で、液体注入口１９がない液体タンク１０を用いた場合の構成を示す断面図である。この場合は、サイホン管分岐部２０のあるサイホン管２１を使い、その分岐部２０に開閉バルブ１７を介して注入管１８を接続し水道などにつなぐ。
【００２４】
液体タンク１０に液体が無い状態で開閉バルブ１７を開くと、液体はサイホン揚水管２２を流れ下って液体タンク１０に流入する。液体タンク液面１２がサイホン管分岐部２０と同じ高さになると、分岐部２０から流入した液体はサイホン管２１の頂部の方にも流れる。注入管からの液体の流量が多ければサイホン管２１内の空気は押し流される。液体がサイホン管出口２４から流れ出てきた時点で開閉バルブ１７を閉じる。液体注入は停止するが、サイホン機能が働いているので液体タンク１０から液体が流出する。あとは実施例１に記述したように機能する。
【実施例４】
【００２５】
図４は、上部に２個の開口部があるが、流出管は無い液体タンク１０を用いた実施例４の断面図である。この実施例４は次のように構成している。即ち、開口部のひとつに、分岐部２０のあるサイホン管２１のサイホン揚水管２２を差し込み、その入口２３が液体タンク１０の底部に開口するように取り付ける。分岐部２０に開閉バルブ１７を介して注入管１８を取り付け水道などに接続する。残り一つの開口部１５にフロート弁１６を介して通気管１４を取り付ける。フロート弁１６はサイホン管２１の頂部よりやや低い位置に設置する。開口部はすべて気密・水密処理を行う。そのほかの構成要素の配置・接続は実施例１と同じである。
【００２６】
この構成で開閉バルブ１７を開くと、液体はサイホン管２１のサイホン揚水管２２を流れ下って液体タンク１０に注入される。液体タンク１０が満杯になると、液体は通気口１５、およびサイホン管２１の中で上に向かい、フロート弁１６が閉じる。その後はサイホン管２１にのみ流れて頂部を超えてサイホン管出口２４から流れ出す。注入管からの液体の流量が多ければサイホン管２１のサイホン条件が成り立つ。そこで開閉バルブ１７を閉じるが、サイホン管からの液体流出は止まらない。フロート弁１６は開閉バルブ１７を閉じた直後に開き、通気口１５から空気は流れ込むので液体流出は続く。そのあとは実施例１と同じ経過をたどる。
【００２７】
なお、この構成におけるフロート弁１６は次のような場合は不要である。即ち、通気管１４の最高部がサイホン管２１の頂部よりも高く、かつ、液体が通気管１４に流れ込んでも、液体の注入が停止すると、その流れ込んだ液体が通気管から流出し通気管を塞がないこと。このような場合、フロート弁は無くても良い。
【実施例５】
【００２８】
図５は液体タンク１０内の液体が空になった場合に、水道などの液体源から自動的に液体タンク１０に液体を注入するように構成した実施例５を示す断面図である。ここでは実施例４の構成の開閉バルブ１７を注入管電磁弁１７に替え、フロートスイッチ２９を内蔵したセンサー容器２８などからなる破線２７で囲んだ液位検知部を追加し、フロートスイッチ２９のフロートが下がると注入管電磁弁１７が開くように制御回路を接続してある。この破線２７で囲んだ部分とサイホン管２１は、本考案の出願人が、別途、実用新案登録出願した「流出系接続型液位検知装置」を構成している。
【００２９】
この構成の装置を初めて使う時、制御回路の電源を入れると、フロートスイッチ２９のフロートは下がっているので注入管電磁弁１７が開き、注入管１８から液体が流れ込む。液体がセンサー容器２８にまで流れ込むと、フロートが浮き注入管電磁弁１７が閉じて液体注入が停止する。これ以降の貯留容器への自動補給の仕組みは実施例１などで説明したとおりである。
【００３０】
液体タンク液体１１が空になった時の自動液体注入は次のように行われる。液体タンク液面１２がサイホン管入口２３より下がると、サイホン管２１内の液体が流れ落ち、センサー容器２８内の液体も流出し、フロートスイッチ２９のフロートも下がる。これにより注入管電磁弁１７が開き、注入管１８から液体が液体タンク１０に流れ込むことになる。
【実施例６】
【００３１】
今までの実施例は貯留容器二段の場合であったが、実施例１を三段にした実施例６の断面図を図６に示す。ただし、液体タンク部分は省略してある。このように段数を増やすのは容易である。
【実施例７】
【００３２】
図７は、二段に配置された多数の鉢植え植物に底面潅水するために、本考案の複数段（ここでは二段）液体貯留装置を使った実施例７を示す概略の断面図である。貯留容器３０ａ、３０ｂの底部に接続したパイプ４０ａ、４０ｂを水平に伸ばし、植物４４の大きさに応じた適当な間隔で必要な本数の潅水パイプ４１ａ、４１ｂを立ち上げる。植物４４を植えた鉢４３の底から吸水布４２を垂らし、その布を潅水パイプ４１の中に浸す。
【００３３】
植物４４が水を吸い上げて貯留容器３０ａや３０ｂの液面が下がり分岐通気管開口３３ａや３３ｂが空気中に露出すると、液体タンク１０から水や養液などが貯留容器３０ａや３０ｂに補給される。実施例５で示した液体タンク１０への液体自動注入機能を使えば多数の鉢植え植物への潅水作業が大幅に省力化される。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
低コスト、省エネルギーであるうえに、構造が簡単で故障の恐れがほぼ無いので、ベランダや店舗店頭に多数の鉢植え植物を多段配置する場合の潅水等に気軽に導入し安心して使える。また、規模の大きい栽培事業においても有効に利用できる。
【符号の説明】
【００３５】
１０  液体タンク
１１  液体タンク内の液体
１２  液体タンク内の液面
１３  液体タンク空間
１４  通気管
１５  通気口
１６  フロート弁
１７  開閉バルブ、注入管電磁弁
１８  注入管
１９  液体注入口
２０  サイホン管分岐部
２１  サイホン管
２２  サイホン揚水管
２３  サイホン管入口、流出管入口
２４  サイホン管出口、流出管出口
２５  流出管
２６  流出管バルブ
２７  流出系接続型液位検知装置検知部
２８  センサー容器
２９  フロートスイッチ
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ  貯留容器
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ  貯留容器液面
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ  分岐通気管
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ  分岐通気管開口
３４ａ、３４ｂ、３４ｃ  分岐通気管内液面
３５ａ、３５ｂ、３５ｃ  溢流管
３６ａ、３６ｂ、３６ｃ  溢流口
３７ａ、３７ｂ、３７ｃ  溢流管出口
４０ａ、４０ｂ  パイプ
４１ａ、４１ｂ  潅水パイプ
４２  吸水布
４３  鉢
４４  植物
【図１】
0003162422.tif 000003
【図２】
0003162422.tif 000004
【図３】
0003162422.tif 000005
【図４】
0003162422.tif 000006
【図５】
0003162422.tif 000007
【図６】
0003162422.tif 000008
【図７】
0003162422.tif 000009