JPH05304845A - ソーラ温水器付き地下灌漑装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 温水を用いて地下灌漑をするとともに、当該
灌漑水を循環させて水の再利用を図る。 【構成】 ソーラ温水器１、温水タンク２、貯水タンク
３を設け、これら温水タンク２からの温水と貯水タンク
３からの水とを混合し、所定の温度に調整する混合装置
５及び制御手段４を設ける。この温水を土壌中に供給す
る給水ポンプ５、給水管６を設ける。給水管６の途中に
給水装置８を設ける。給水装置８及び土壌を囲む保水壁
７を設け、この保水壁７に灌漑水の水位を一定に保つた
めの排水口７１を設ける。排水口７１からの灌漑水を溜
める排水タンク１１を設ける。排水タンク１１内の灌漑
水を貯水タンク３に戻すためのリサイクルポンプ１０及
びリターンパイプ１２を設ける。 【効果】 温水による地下暖房により、植物の育成を制
御することができる。灌漑水の再利用による水の有効利
用ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、栽培植物の根の部分に
土壌中から給水する地下灌漑装置に関するものであり、
特に、ソーラ温水器により暖められた温水を供給する方
式の地下灌漑装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の農作物や草花に対する灌漑方法と
しては、スプリンクラ等を用いた栽培植物の上面から散
水する方式のものが主力であった。しかしながら、この
栽培植物の上面から散水する方式のものは、上記散水さ
れた水のうちの極く一部のものが栽培植物の根の部分で
吸収されるに過ぎず、大半のものは蒸発により失われて
しまう。また、上記栽培土壌表面からの蒸発による損失
の問題点を解消するための手段としては、特開昭５４-
６０１３７号公報記載のような土壌中に埋設された透水
管より栽培植物の根の部分に給水を行うという方式のも
のが、すでに案出され公知となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このものは、図５、図
６に示す如く、栽培土壌１００中に埋設された送水パイ
プ５００及び当該送水パイプ５００の適当な位置に設け
られた透水管３００等からなるものである。ところで、
この透水管３００から土壌１００中に給水される水分の
うちの一部は、上記栽培植物２００の根から吸収される
が、大部分は土壌表面から蒸発するか、あるいは周りの
土壌へ拡散するか等により散逸されてしまう。従って、
灌漑水の有効利用という点に関しては不十分である。ま
た、当該地下灌漑方式では、上記透水管３００を栽培植
物２００の根の部分に近付け過ぎると当該透水管３００
からの給水によって、上記栽培植物２００の根の周りの
土壌が流されてしまい、当該根が正常に張ることができ
ないという問題点が生ずる。

【０００４】また、当該地下灌漑方式では、上記透水管
３００からの給水量の調整を誤った場合、少なすぎると
栽培植物２００が枯れ、多すぎると根腐れが生ずるとい
う不都合が起こる。更には、上記スプリンクラ方式、地
下灌漑方式共に、無機肥料を与え過ぎると、栽培植物２
００にて消費されなかった肥料は上記土壌中に蓄積され
て、これが表面層に析出して来て塩害を起こすという問
題点がある。これらの諸問題点を解決するとともに、上
記栽培土壌を暖めて栽培植物の育成を自然環境の如何に
関わらず制御することができるような地下灌漑装置を提
供しようとするのが本発明の目的（課題）である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては次のような手段を講ずることとし
た。すなわち、地下に埋設された給水装置等により、植
物の根の部分に土壌中から給水する方式の地下灌漑装置
において、太陽熱利用によるソーラ温水器を有し、一
方、植物に給水するための水を貯える貯水タンクを有
し、当該貯水タンクの水と上記ソーラ温水器からの温水
とを混合し、これらを所定の温度に調整する制御手段を
有し、当該所定の温度に調整された温水を既に地下に埋
設されている給水装置に供給するための給水ポンプ及び
給水管を有し、上記給水装置及び当該給水装置等が埋設
される土壌の周りを液密状態に囲むとともに、当該給水
装置から上記土壌中に給水される上記温水の水位が、一
定の値に保たれるように制御する排水口を設けてなる保
水壁を有し、当該排水口から排出される余剰の温水（灌
漑水）を上記貯水タンクに戻すためのリサイクルポンプ
及びリターンパイプを有する構成を採ることとした。

【０００６】

【作用】上記構成を採ることにより、本発明において
は、図１に示す如く、ソーラ温水器１にて温められた温
水は温水タンク２に蓄積され、一方、貯水タンク３には
灌漑用の水が貯えられる。これらの水及び温水を混合装
置１６に導き、制御手段４の作動に基づいて所定の温度
になるように混ぜ合わせる。この所定の温度に調整され
た温水を給水ポンプ５にて給水管６に導き、更には、土
壌中に埋設された給水装置８に供給する。給水装置８に
供給された温水は、ここから土壌中に給水される。とこ
ろで、植物９が栽培されている土壌は、図２に示す如
く、３層状になっている。すなわち、上記給水装置８の
埋設される部分は、比較的径の大きな砕石等が敷き詰め
られた砕石層１５を形成し、その上部は径の小さな砂等
が敷き詰められた砂層を形成し、更にその上部、すなわ
ち植物の植付けられる部分は、腐食土等が敷き詰められ
た腐食土層を形成している。このような土壌構造からな
る土壌中に給水された温水は、上記各層間をいわゆる毛
細管現象に基づいて少しずつ上昇し、植物９の根のとこ
ろまで到達し、そこで当該植物９に吸収される。

【０００７】一方、上記植物９に吸収される温水（灌漑
水）以外の温水は、上記給水装置８の周りに滞留するこ
ととなるが、当該給水装置８等が埋設されている土壌
は、その周りが保水壁７にて囲まれているとともに、当
該保水壁７には排水口７１が設けられていることより、
当該排水口７１を経由して、余剰の灌漑水は排水タンク
１１に排出される。そして、この排水タンク１１に排出
された余剰の灌漑水はリサイクルポンプ１０にて送り出
され、リターンパイプ１２を経て上記貯水タンク３に戻
されることとなる。このように、本発明においては、一
度灌漑用に使用された灌漑水は排水タンク１１に溜めら
れ、リサイクルポンプ１０及びリターンパイプ１２等に
よって元に戻され、再利用されることとなる。

【０００８】

【実施例】本発明の実施例について、図１ないし図４を
基に説明する。本実施例の構成は、図１に示す如く、太
陽熱利用のソーラ温水器１と、当該ソーラ温水器１によ
って生成された温水を蓄積しておく温水タンク２と、地
下水あるいは雨水等を貯えておく貯水タンク３と、上記
温水タンク２内の温水と上記貯水タンク３内の水とを混
合する混合装置１６と、当該混合装置１６内で混合され
る温水の温度調整を行なう制御手段４と、上記所定の温
度に調整された温水を土壌中へ送り出す給水ポンプ５
と、当該給水ポンプ５からの温水を土壌中に給水する給
水管６及び給水装置８と、当該給水装置８及び当該給水
装置８が埋設される土壌の周りを液密状態に囲む保水壁
７と、上記給水装置８より給水された温水（灌漑水）で
あって余剰の灌漑水を溜めておく排水タンク１１と、当
該排水タンク１１内の排水を上記貯水タンク３に戻すた
めのリサイクルポンプ１０及びリターンパイプ１２とか
らなることを基本とするものである。

【０００９】これら基本構成において、更に上記温水器
１は、２重式真空ガラスパイプ等によって形成される熱
交換方式のものであり、また、上記温水タンク２は、こ
れら熱交換器等によって蓄熱された熱水（温水）を蓄積
しておく構成からなるものである。また、この温水タン
ク２と上記混合装置１６との間は、温水管１７によって
連結されている構成からなるものである。更に、上記給
水装置８が埋設される土壌は、図２に示す如く、基本的
には３層からなるものである。すなわち、最下層の上記
給水装置８が埋設される部分は、比較的径の大きな砂利
等からなる砕石層１５を形成し、その上部は小粒な砂等
からなる砂層１４を形成し、更にその上部は腐食土等か
らなる腐食土層１３を形成する構成からなるものであ
る。

【００１０】また、上記給水装置８及びこれらが埋設さ
れる上記土壌の周りには、上記給水装置８から給水され
た温水が無限に拡散することのないよう液密性のプラス
チックシート等からなる保水壁７が設けられているが、
この保水壁７には、図１に示す如く、上記給水装置８よ
り給水された温水の水位が一定の値Ｈに保たれるように
するための排水口７１が設けられている。そして、この
排水口７１に連続して当該排水口７１より排出された余
剰の温水（灌漑水）を溜めておく排水タンク１１が設け
られている構成となっている。なお、上記給水装置８が
埋設される土壌中には、当該土壌中の温度、湿度、更に
は温水の水位等を検出するためのセンサ１８が設けられ
ており、当該センサ１８にて検出された温度、湿度、水
位等の諸データが上記制御手段４にフィードバックされ
る構成となっている。

【００１１】次に、本実施例に採用されている上記給水
装置８の詳細構成について説明する。本給水装置８は、
図３、図４に示す如く、給水管６の一部に設けられた円
筒状の形態を有するものである。すなわち、図３に示す
如く、給水管６の一部にソケット状のキャップ８６をネ
ジ止めすることによって設け、当該ネジ止めされたキャ
ップ８６を両側に設け、その間にベローズチューブ８８
を設け、その外側に網目状スクリーン８５、８７、８９
を３層にわたって設け、これら網目状スクリーンのうち
の最外層部に設けられた網目状スクリーン８５の端部
を、締付バンド８１を用いて上記キャップ８６の端部に
設けられた円周溝８６１に、係合させるように締付ける
ようにした構成からなるものである。なお、上記給水装
置８を形成する各部品は、本実施例においては、土壌中
での耐腐食性等を考慮して樹脂にて作成されるのを基本
とする。

【００１２】また、上記給水装置８内に設けられるベロ
ーズチューブ８８には、その谷部に放射状に複数の小孔
８４が設けられており、この小孔８４を経由して上記給
水管６より供給された温水は土壌中に給水されることと
なる。このような給水装置８を、上記給水管６の一部で
あって土壌中に埋設された部分に、適当数設けることに
よって地下灌漑装置が形成される。

【００１３】上記構成を有する本実施例の作動態様につ
いて説明する。図１においてソーラ温水器１にて温めら
れ、温水タンク２に蓄積された温水は、温水管１７を経
て混合装置１６に導かれる。ここで、貯水タンク３に貯
えられた水と適当量混ぜ合わされ、かつ、制御手段４に
て所定の温度に調整された温水は、給水ポンプ５にて給
水管６を経由して給水装置８に供給される。ここで、当
該温水は、図３、図４に示す如く、ベローズチューブ８
８の小孔８４より流出し、また、当該ベローズチューブ
８８の谷部と網目状スクリーン８７との間に設けられた
隙間８３を経て、更には網目状スクリーン８７、８９、
８５のメッシュ部を透過して土壌中へと給水される。こ
の土壌中に給水された温水は、図２に示す如く、上記土
壌中の砕石層１５に滞留する。その後、当該温水は毛細
管現象により砂層１４、腐食土層１３へと浸透し、植物
９の根より吸収される。

【００１４】一方、上記植物９に吸収された温水以外の
温水は、上記砕石層１５の周りに滞留することとなる
が、当該土壌の周りに設けられている保水壁７には、図
１に示す如く、排水口７１が設けられている構成となっ
ているため、当該排水口７１より余剰の温水は上記排水
タンク１１側へ排出され、当該温水の水位は、図１に示
すＨの値を超えず一定の値に保持される。その結果、こ
の一定の水位に保たれた滞留温水の作用により、土壌は
一定の温度に保温されることとなり、植物９の育成等を
制御することが可能となる。また、植物９の根の部分に
は余分な水分は供給されず、根腐れ等の不都合からも免
れ得る。

【００１５】なお、上記給水装置８は、図３、図４に示
す如く、ベローズチューブ８８の外側に３層の網目状ス
クリーン８７、８９、８５が設けられた構成からなるも
のであり、土砂等による目詰まりが防止されるととも
に、また、温水の流動する小孔８４の設けられている谷
部と上記網目状スクリーン８７との間には、適当な隙間
８３が設けられている構成となっているので、この空間
が空気溜りとなるため、温水の土壌中への流出（給水）
が効率良く行なわれることとなる。このようにして給水
された温水のうち余剰のもの、あるいは大量の降雨等に
より土壌中に浸透した雨水等は、上記排水口７１より排
水タンク１１に排出され、その後リサイクルポンプ１０
及びリターンパイプ１２を介して、貯水タンク３に戻さ
れ、灌漑水の再利用が行なわれることとなる。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、植物の根の部分に土壌
中から給水する方式の地下灌漑装置を、太陽熱利用のソ
ーラ温水器と、上記植物の根の部分に給水する水を貯え
ておく貯水タンクと、当該貯水タンクの水と上記ソーラ
温水器からの温水とを混合し、所定の温度に調整する混
合装置及び制御手段と、当該制御手段等により調整され
た温水を地下に送り出すための給水ポンプ及び給水管
と、当該給水管の途中であって上記土壌中に埋設された
給水装置と、当該給水装置及び当該給水装置の周りの土
壌を液密状態に囲む保水壁と、当該保水壁に設けられた
排水口から排出される余剰の灌漑水を溜めておく排水タ
ンクと、当該排水タンク内に溜められた余剰の灌漑水を
上記貯水タンクに戻すためのリサイクルポンプ及びリタ
ーンパイプ等からなる構成としたので、植物が根を張る
土壌中を所定の温度に制御することができ、これによっ
て栽培植物の育成をコントロールすることができるとと
もに、上記植物の根の部分より吸収された水分以外の灌
漑水を回収して再利用することが可能となった。

【００１７】また、本発明にかかる土壌は、３層状から
なるものであるとともに、当該土壌の周りを囲む保水壁
には排水口が設けられており、これによって灌漑水の水
位は一定に保たれる構成となっているので、植物の根に
は毛細管現象に基づく一定量の水分が常時補給されるこ
ととなり、植物の育成に最適の状態での水分の補給が可
能となった。また、本発明は、植物の栽培される土壌の
上方が自然空間に開放されている構成となっているの
で、自然降雨等により土壌が洗われることとなり、土壌
中に蓄積された塩分等は、最下層の砕石層に滞留する灌
漑水中に溶かされ、更にここから排水タンクに排出さ
れ、ここで中和されることとなるため、いわゆる土壌表
面層における塩害の発生等を防止することができるよう
になった。更には、本発明における給水装置は、ベロー
ズチューブを基礎として、その外側に多層状の網目状ス
クリーンを設けてなる構成を採ることとしたので、使用
中に上記給水装置が目詰まり等を起こすこともなく、常
に一定量の給水を行なうことが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全体構成を示すスケルトン構造図であ
る。

【図２】本発明にかかる給水装置と当該給水装置の埋設
される土壌との関係を示す部分断面図である。

【図３】本発明にかかる給水装置の構造を示す縦断面図
である。

【図４】本発明にかかる給水装置の構造を示す横断面図
であって、図３のＡＡ断面図である。

【図５】従来例における給水装置（透水管）の土壌中へ
の配置状態を示す図である。

【図６】従来例における栽培植物の根と給水装置（透水
管）との位置関係を示す図である。

【符号の説明】

１ ソーラ温水器 ２ 温水タンク ３ 貯水タンク ４ 制御手段 ５ 給水ポンプ ６ 給水管 ７ 保水壁 ８ 給水装置 ９ 植物 １０ リサイクルポンプ １１ 排水タンク １２ リターンパイプ １３ 腐食土層 １４ 砂層 １５ 砕石層 １６ 混合装置 １７ 温水管 １８ センサ ７１ 排水口 ８１ バンド ８２ 隙間 ８３ 隙間 ８４ 小孔 ８５ 網目状スクリーン ８６ キャップ ８７ 網目状スクリーン ８８ ベローズチューブ ８９ 網目状スクリーン ８６１ 円周溝

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地下に埋設された給水装置等により、植
   物の根の部分に土壌中から給水する方式の地下灌漑装置
   において、太陽熱利用によるソーラ温水器を有し、一
   方、植物に給水するための水を貯える貯水タンクを有
   し、当該貯水タンクの水と上記ソーラ温水器からの温水
   とを混合し、これらを所定の温度に調整する制御手段を
   有し、当該所定の温度に調整された温水を既に地下に埋
   設されている給水装置に供給するための給水ポンプ及び
   給水管を有し、上記給水装置及び当該給水装置等が埋設
   される土壌の周りを液密状態に囲むとともに、当該給水
   装置から上記土壌中に給水される上記温水の水位が一定
   の値に保たれるように制御する排水口を設けてなる保水
   壁を有し、当該排水口から排出される余剰の温水（灌漑
   水）を上記貯水タンクに戻すためのリサイクルポンプ及
   びリターンパイプを有する構成からなることを特徴とす
   るソーラ温水器付き地下灌漑装置。
2. 【請求項２】 温水を給水ポンプから地下に導くための
   給水管の一部であってその地下埋設部分に、谷部に複数
   の小孔を有するベローズチューブと当該ベローズチュー
   ブの外側に複数層にわたって設けられた網目状スクリー
   ンとからなる給水装置を、適宜複数箇所にわたって配置
   してなる請求項１記載のソーラ温水器付き地下灌漑装
   置。