(57)【要約】【課題】乾燥地の植物に、動力・維持管理等の手間をかけず、塩害がない水を供給できる簡便な装置を提供する。【解決手段】内部に作動液が封入された管状体（ヒートサイフォン型給水器）の一部を大気中に、残りの部分を地中に埋めることにより、夜間は地中の温度より低いことを利用して地中の管状体表面の温度を露点以下に下げることにより、地中の水蒸気を結露させて植物に水を供給する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動液を管状空間の一部に封入した管状体の一部分を大気中に露出させ、残りを地中に埋め込んだ状態で作動するサイフォン型給水器
【請求項２】
請求項１における管状体の地中部分の一部が断熱材で覆われている状態で乾燥地で使われるサイフォン型給水器
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、農業分野の乾燥地におけるヒートサイフォンを使った給水器に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来の乾燥地における植物への給水方法は、水源地から水を汲み出して、タンク入れこれを散水したり、配管を使って定期的に供給する方法が採られてきた。
しかし、水源地の近いところは開発済みだったり、近年の気候変動により、水源地が失われることもあったり、人口等の増加により水源地から遠い乾燥地も農業、大地保全等種々の目的で給水し植物を栽培する必要性が増してきている。【０００３】  このような問題に対し、大気中の水蒸気を結露させて水を供給する方法が提案されている。例えば、冷媒サイクルの冷媒を圧縮機により圧縮し解放することで、露点以下に大気を冷却し、結露させる方法が提案されている。（特許文献１参照）  さらに、一日の温度変化を利用し、弁の開閉により、大気中の水蒸気を結露させる提案もなされている。（特許文献２参照）
【先行技術文献】
【特許文献１】  特表２００５−５１８４８８号公報
【特許文献２】  特開２００９−５６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  以上述べた旧来の給水方法では、運搬に手間がかかり、特に水源地から遠距離の場合は  移動負担が増大する。さらに、これらの水は僅かながら塩分を含んでおり、乾燥地においては、蒸発量が降雨量を上回ることから、塩分が地表に蓄積される  いわゆる塩害が発生しやすくなる。  そして前述従来の特許で提案された方法では、塩害の発生はないが、装置に多額の費用が発生したり、動力を必要としたり、複雑な装置の維持管理に手間が必要となり、一般的普及の妨げとなっている。【０００５】  本発明は上記課題に鑑み、動力が不要で単純な構造であり、維持管理がほとんど不要な装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】  本発明者は、地中に存在する水蒸気を結露させ植物に供給できないか検討した結果、一般的に地中の温度は、夜間の温度より高いこと、ヒートサイフォンが、低い位置に存在する熱を効率的に  高い位置する媒体に伝えるが、逆方向には伝えにくいこと。つまり、一方向熱伝達特性があることの２点を利用することで目的を達成できることを見出した。つまり、夜間に地中の熱を大気に放出し地中を冷却することにより、地中の周囲より温度を下げることができること利用して、地中の水蒸気を結露させ水を供給できることを見出して本発明に至ったものである。
【発明の効果】
【０００６】  この発明によれば、密閉管状空間に作動液を入れただけの構造体の一部を地中に埋め込むことだけで本発明の目的を達成することができる。つまり、夜間に大気温度が冷えて、地中の温度のほうが高くなった時に  地中の熱を大気に放出し、地中の管表面の温度を管周辺の温度より下げることにより、地中に存在する水蒸気が  結露して水を地中に供給できる。つまり、人工的な動力を使わず、置いておくだけで、腐食等がなければ、半永久的に使える装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】この発明の第１の実施の形態によるヒートサイフォン型給水器を地中に埋め込んだ状態の断面図である。
【図２】この発明の第２の実施の形態によるヒートサイフォン型給水器を地中に埋め込んだ状態の断面図であり地表から地中の途中まで断熱材を装着している。
【発明を実施するための形態】
【０００８】  本発明に係るヒートサイフォン型給水器について詳細に説明する。
【０００９】  本発明でいうヒートサイフォンとは、管を立てた状態で使われ、筒状の閉鎖空間を持ちその内部に作動液を封入してある管状体である。一般的に知られているヒートパイプを立てて使うのが簡便である。下部にある作動液が周囲の熱を吸収して蒸発し、上部にある冷却部で放熱して凝縮し液体になって重力で落下することにより温度差がなくなるまで効率的に熱を上部に伝達する。一方、下部が冷えていて、上部が熱くても、上部に作動液がないことで、上部から下部への熱伝達は管材質の熱伝導に限定される。従って上部から下部への熱伝導率に対し下部から上部への熱伝導率は一般的に１００倍以上になる。
【実施例】
【００１０】実施例１：図１の実施形態１による地中温度低下効果および結露検出
緑工業株式会社製  マイクロフラットヒートパイプアレイを入手した。このヒートパイプは、直径３ｍｍの細いアルミ管を束ねて厚み３ｍｍ幅２６ｍｍ長さ１４００ｍｍの板状にしたものだった。このヒートパイプを立てて下部を  ２０ｃｍ深さの温度が９０℃のお湯に漬けて最上部の温度を５分後に測定したら、８８℃を示した。次いで、上部をお湯がこぼれないようにして２０ｃｍの長さを９０℃のお湯に漬けた。そして５分後に最下部の温度を測定したら、室温とほぼ同じ２３℃であった。上部方向と下部方向の熱伝導率は１００倍以上違うことを確認できた。そして、このヒートパイプを  ６ｍ×１０ｍの屋根がある土間の中央に深さ１ｍの穴を掘り、ヒートパイプの上部を４０ｃｍを大気にさらした状態で埋めた。なお、温度測定および結露の検出のため温度センサーおよび、結露センサーを最下部から１０ｃｍのところに取り付けて３日後、７日後に測定を行った。測定結果を表１にまとめた。【００１１】実施例２：実施例１におけるヒートパイプの上から４０ｃｍの部分から下に８５ｃｍまでスチレン樹脂発泡体（スタイロフォーム：ダウ加工製押出発泡体）  厚み２５ｍｍ×１８２０ｍｍ×９１０ｍｍの板から  幅８０ｍｍ×８５０ｍｍに切出した板：２枚で挟んでヒートパイプの地表から８５ｃｍの深さまでヒートパイプと土の間を断熱した。  そして実施例１と同じように、センサーを取り付けて測定を行った。測定結果を表１にまとめた。【００１２】比較例：  比較として、作動液であるアセトンをこのヒートパイプの端部を切断して完全に抜き出し、このパイプを実施例１と同じようにして  熱伝導率の違いを調べた。
当然のことながら、上部も熱くならずほぼ室温であり、上部方向と、下部方向の熱伝導率に差がないことを確認した。
そして、このパイプを実施例１と同じようにして土に埋め込んで温度・結露を検出してみた。  測定結果を  表１にまとめた。【００１３】
【表１】
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＊地中温度は、パイプ埋め込み地点から１ｍ離れた場所の８５ｃｍ深さにおける温度実施例２のほうが、温度差が大きいのは、地中８５〜１００ｃｍ地点の熱を集中して大気に放出できるからであり、結露させ易いと考えている。断熱材がないと、地中１００ｃｍ〜地表まで全体を冷却する必要があり、集中的・効果的に冷やしきれていないと考えられる。
【産業上の利用可能性】  本発明は乾燥地域特に、海岸近く、もしくは塩濃度の高い水源地がある地域に特に有効である。そして、水蒸気が有効に供給されない場合、太陽熱でこれらの塩水を加熱して水蒸気を効果的に発生させ、土中に導くことで結露量を飛躍的に増やすことが考えられる。
【図１】
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【図２】
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