| 【発明の名称】 |
園芸用注水器（かん水装置） |
| 【発明者】 |
【氏名】田中 敏
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| 【要約】 |
【課題】園芸用注水器（かん水装置）で、一日一回一定量の散水する。
【解決手段】密封容器の上部壁９より筒状体を垂下させ、これを排気筒Ｄとする。排気筒下端より上部の空間を空気を溜める空気室Ｃ、下端より下部の空間を滴下水を溜める定量槽Ｅとし、上部壁上部に設けた貯水タンクＡの水を滴下槽Ｂを通して定量槽Ｅに滴下させ、定量槽の液面が排気筒下端に達した時、空気室を水封し、注水器外周温度の上昇値が所定値を越えた時空気室の空気の膨張により、サイフォン部Ｆを動作させ、定量槽Ｅの水を一度に吐き出すようにした園芸用注水器（かん水装置）。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 凹状容器の上端を上部壁で密封した容器で、上部壁より容器内に垂下する筒状体を設け、これを排気筒とする。排気筒下端より上部中空部を空気を溜める空気室とし、下部中空部を水を一定量溜める定量槽とする。また容器には容器内部と外部を連絡するサイフォン部を設ける。容器上部壁上面に凹部を設け、これを滴下槽とする。滴下槽内に貯水タンクになるボトル状容器を倒立状態にし、ネック部を滴下槽内に挿入・固定できるようにする。また滴下槽底壁には滴下口を設け滴下槽の水が定量槽に滴下できるようにする。前記構成で定量槽内の液面が排気筒下端に上昇した時点で空気室中空部が水封状態になるようにし、容器外周部の温度上昇による空気室内空気の体積膨張により定量槽液面を加圧により押し下げ、空気の体積膨張分の水をサイフォン部内に押し上げ、容器外周部の温度上昇値が所定値以上になった時、サイフォン現象により定量槽の水を一度に外部に流出できるようにした園芸用注水器（かん水装置 ）。
【請求項２】 貯水タンク，貯水滴下槽，空気室，定量槽およびサイフォン部より構成され、貯水タンクはボトル状容器でネック部上端に容器口を持ち、これを逆転させた倒立状態で使用する。倒立状態の貯水タンク容器口下端部には滴下槽があり、滴下槽は凹状容器で滴下槽内に貯水タンクネック部を挿入固定できるようにし、また滴下槽底壁には上下に貫通した毛管状の細孔を設け、これを滴下口とする。滴下槽外周壁に近接した鍔状板を設け、鍔状板内周端および外周端から垂下する筒状体を設け前者を内筒、後者を外筒とし、鍔状板下端部に下端が開口なドーナツ状の中空部を構成し、これを空気室とする。空気室下端部に凹状容器の定量槽を設け、定量槽外周壁と前記空気室外筒とが嵌合できるようにする。定量槽底壁には上下に貫通する筒状体を設け、上端部筒状体は定量槽と空気室とを嵌合状態にしたとき空気室鍔状板下端面に設けた垂下筒内に挿入状態になり、また下端部筒状体は定量槽底壁より下方まで垂下させ両筒状体の嵌合によりサイフォン部を構成する。サイフォン部下端部には所要時形状任意な樋を設け、また定量槽底壁下端部に適宜固定部を設けた園芸用注水器（かん水装置）。
【請求項３】 倒立状態の貯水タンクを注水器本体に脱着する際、滴下槽が貯水タンクネック部から脱落しない嵌合構造にした請求項２記載の注水器（かん水装置）。
【請求項４】サイフォン部頂点より定量槽外流出口に通じる筒状体内径を８ｍｍ以下あるいは形状任意な断面形状を持つ筒状体の場合には内断面積を５０平方ｍｍ以下にした筒状体を用いてサイフォン部を構成した請求項１，２の注水器（かん水装置）。
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【発明の詳細な説明】【発明の属する技術分野】本発明は園芸用注水器あるいはかん水装置（以後、注水器と言う。）に関する。
【従来の技術】ポンプ、タイマーなど電気を応用した注水器は数多く紹介されているが植木鉢などを対象とした簡易で一定周期毎に散水できる注水器の紹介は皆無と言ってよい。
【発明が解決しようとする課題】本発明はポンプ，タイマーなどの電気装置は一切使用せず一日の温度変化を検出し、温度上昇が一定値以上に達したときの空気膨張を利用して散水をするものである。
【課題を解決するための手段】即、本発明は貯水タンク，貯水滴下槽，空気室，定量槽およびサイフォン部より構成された注水器で、貯水タンクはボトル状容器でネック部上端に容器口を持ち、これを逆転させた倒立状態で使用する。容器口下端部には滴下槽があり、滴下槽は凹状容器で滴下槽内に貯水タンクネック部を挿入固定できるようにし、また滴下槽底壁には上下に貫通した毛管状の細孔を設け、これを滴下口とする。滴下槽外周壁に近接した鍔状板を設け、鍔状板内周端および外周端から筒状体を垂下させ前者を内筒、後者を外筒とし鍔状板下端に下端部が開口となったドーナツ状の中空部を構成し、これを空気室とする。空気室下端部に凹状容器の定量槽を設け、定量槽外周壁と前記空気室外筒とが密接嵌合できるようにする。定量槽底壁には上下に貫通する筒状体を設け、定量槽と空気室とを嵌合状態にしたとき前記筒状体上端部は空気室鍔状板下端面に設けた垂下筒内に挿入状態になり、また前記筒状体下端は定量槽底壁より下方まで垂下させ、両筒状体の嵌合によりサイフォン部を構成する。サイフォン部下端部には所要時散水用の形状任意な樋を設け、定量槽底壁下端部に固定部を適宜設けた注水器により本題を解決しようとするものである。
【発明実施の形態】請求項１は本発明にかかる基本原理を記載したもので原理に関する詳細は原理説明で詳述する。請求項２は請求項１にもとずき本発明を具体化したもので、図１〜８にその具体的な一実施例を示し、これらの図に従って本発明を詳述する。尚、図９は図１を模式化した原理説明用の図例である。図１は本発明請求項２に係る注水器を具体化した一例の裁断側面図を示す。図２は図１の正面図で、固定部Ｇについては固定用水平板１８を設けた図例になっている。図３〜５は図１の各部の分解図で、図３は滴下槽Ｂの断面図、図４は空気室Ｃの断面図、図５は定量槽Ｅの断面図になっている。また図６は図１の貯水タンクＡを取り外した状態でのＢＢ面、図７は図１のＣＣ断面、図８は図１のＤＤ断面を示す。図１の裁断側面図および図３〜５の分解図に示すように本発明注水器の主な構成部は貯水タンクＡ，滴下槽Ｂ，空気室Ｃ，排気筒Ｄ，定量槽Ｅおよびサイフォン部Ｆより成り、サイフォン部Ｆの下端部には所要時に樋１７を設け、また定量槽Ｅの底壁１４の下端部に注水器の固定部Ｇを設けている。貯水タンクＡはボトル形状の容器で、容器上端部にネック部１を持ち、ネック部１上端に注水口となる容器口２を持つ容器で、飲料水などの容器として使用されているペットボトル等を廃品利用しようとするもので、または本注水器のために専用に成型したボトル状容器でもよい。貯水タンクＡは注水時に容器口２を上向きにして注水し、使用時には貯水タンクＡを逆転させた倒立状態にして注水器にセットして使用する。水を充填した後、貯水タンクＡを正置状態から逆転させ倒置状態にすると容器口２から当然水が流出する。これを流出させることなく逆転させるため注水完了後、容器口２にキャップ状に構成した滴下槽Ｂを逆にして被せたうえで貯水タンクＡを逆転すれば容器口２から水を飛散させることなく滴下槽Ｂが貯水タンクＡに一体になった状態で滴下槽Ｂを注水器の滴下槽装着口１０ａに装着することができる。滴下槽Ｂは図３の分解図に示すようにはキャップ状の凹状容器で滴下槽Ｂの底壁３の外周部に外周壁４を設け、この滴下槽Ｂ内に貯水タンクＡのネック部１を挿入することにより貯水タンクＡが倒立状態に固定できるようにしている。倒立状態の貯水タンクＡのネック部１の滴下槽Ｂ内での挿入状態は容器口２下端と滴下槽Ｂの底壁３上面およびネック部１の外周面と滴下槽Ｂの外周壁４の内壁面との間に所定の間隔を設け固定できるようにしている。これにより滴下槽Ｂ内の液面が滴下槽Ｂの下端に設けた定量槽Ｅへの滴下により液面が低下した時、貯水タンクＡ内の水が容器口２で空気と置換して落下できるようにし、容器口２の下端に定液面が構成できるようにしている。倒立状態での貯水タンクＡの固定法は任意でよいが図１，３，６，７に示すように滴下槽Ｂの底壁３の上面に貯水タンクＡの固定部７として十字状の固定板７ａを設けネック部１の内壁面と嵌合させ、下端部にはストッパー７ｂを設け容器口２下端と底壁３上面との間に一定の間隔が構成できるようにしている。貯水タンクＡを注水器から取り外す時ネック部１に滴下槽Ｂが一体となって取り出せるように固定板７ａの垂直な稜線をテーパ状に構成し、固定板７ａ稜線とネック部１内壁面とが強固な嵌合状態になるようにしている。これにより貯水タンクＡ内に残留水が残っている場合に貯水タンクＡを無意識に抜き取ってもネック部１に滴下槽Ｂが一緒になって取り出せるようにしているため容器口２から水が飛散することはない。貯水タンクＡへの注水完了後、貯水タンクＡの容器口２に滴下槽Ｂを逆にして被せ、滴下槽Ｂとネック部１とが一体になるようにしておけば貯水タンクＡを逆転させる際、滴下槽Ｂを手で押さえなくても滴下槽Ｂがネック部１から脱落するこはなく、片手で貯水タンクＡと滴下槽Ｂを注水器の上部壁９の中央部に設けた滴下槽装着口１０ａに滴下槽Ｂを容易に装着できるようになる。倒立状態での貯水タンクＡの固定法には種々あって、滴下槽Ｂ外周壁４の内壁面に垂直な複数本のリブ７ｃを設け、このリブ７ｃの稜線とネック部１の外壁面と接合させ構成してもよい。貯水タンクＡが大型になる場合には少しの隙間があっても貯水タンクＡが傾くため、この方法も併用するとさらに安定した固定ができ、またネック部１と滴下槽Ｂの嵌合による一体化も確実になる。以上の滴下槽Ｂと貯水タンクＡとの嵌合については請求項３に係る部分であって、貯水タンクＡを脱着する際、滴下槽Ｂが離脱しない構造であれば任意の構成でよい。貯水タンクＡも１．５リッターのペットボトルになると貯水タンクＡの高さも２５ｃｍを越え、また重量も１．５Ｋｇになるため滴下槽外周壁４の上端の一点鎖線部の固定筒４ａを設け、さらに固定板１２を併用すると貯水タンクＡは安定する。滴下槽Ｂの底壁３には滴下槽Ｂ内の水を滴下槽Ｂの下端部に設けた定量槽Ｅに水を滴下する滴下口５を設けている。滴下口５から滴下する水の流量は極微量で、約５〜２４時間の長時間をかけて定量槽Ｅが満水状態になるようにしている。このような訳で滴下口５の構造は滴下口５からの滴下速度を十分絞るため滴下槽Ｂ底壁３の下端に垂下筒５ａを設け、垂下筒５ａ内に毛管部６を構成している。この毛管部を通して流れ出た小さな水滴は一定周期毎に滴下できるようにしている。毛管部６の構成は図１に示すように滴下口５の垂下筒５ａ内にフェルトなどの繊維体を押し込んで構成している。滴下槽Ｂ内の水はこの繊維体の毛管を通して水が滴下するため滴下速度が遅くても目詰りすることはなく、安定した滴下速度が得られる。また、滴下速度を調節する場合には滴下口５の垂下筒５ａの長さを約５〜２０ｍｍ設け、垂下筒５ａ内に押し込む繊維体の量で滴下速度を調節することができる。垂下筒５ａ内に繊維体を押し込む量をを多くすれば毛管部の長さは長くなり、毛管部６を通過する水の抵抗は大きくなって滴下速度は遅くなる。また繊維体の量を減らせば毛管部の長さは短くなって滴下速度は速くなる。この他、毛管部６の構成は滴下口５の垂下筒５ａ内に別途設けたピン（棒状体）を挿入し、垂下筒５ａの内壁面とピンの外壁面との接合面に毛管部６を構成してもよい。この構成では目詰りを起こす場合があるためピン外壁面あるいは垂下筒５ａの内壁面に凹状の浅い筋を設け、この筋を伝って水が滴下できるようにすればよい。実験結果では前者の繊維体を応用した毛管部６の方が安定した滴下速度が得られた。毛管部６の構成はどのような構成であってもよく、滴下口５から間隔的に水滴が滴下できるようにし、前記したおおまかな時間帯に定量槽Ｅを満水状態にできる構造であればどのような構成であってもよい。滴下槽底壁３の下端外周より垂下する筒状の液面調整筒８を設けている。これは滴下水で溜まった水が定量槽Ｅ内を上昇し、空気室Ｃ下端を水封後排気筒Ｄ内に侵入し、排気筒Ｄを上昇し止水する位置を調整するものである。液面調整筒８を設けない場合には排気筒Ｄ内の液面は滴下槽Ｂ内の液面（約容器口２下端）に等しくなる位置まで上昇し止水する。この排気筒Ｄ内の止水液面を下方に調整する場合には液面調整筒８を設け、滴下口５下端より下方に垂下させると排気筒Ｄ内の止水液面位は液面調整筒８を滴下口５下端より下方に垂下させた長さ分だけ下方に移動した位置に止水する。よって液面調整筒８の垂下長を所定の長さに設定すると排気筒Ｄ内の止水液面もこの長さに比例した値、下方位置に設定できる。図１，３では滴下口５下端と液面調整筒８下端が同じ位置になっているため排気筒Ｄ内を上昇して止水する液面は滴下槽Ｂ内液面と等しくなる。液面調整筒８は滴下槽Ｂを注水時外部に取り出した時、滴下口５の垂下筒５ａを保護する。また、同時に倒立状態の貯水タンクＡを滴下槽Ｂと一体であれば床面に立てるこもでき便利になる。液面調整筒８の壁部に垂直なスリットを設けると液面調整筒８内に残留する空気がなくなり、この部分にも滴下水が溜められるため定量槽Ｅの容積が大きくなるが、前述のように排気筒Ｄ内の液面調整はできない。排気筒Ｄ内の止水位置の調整を必要としない図１，３の場合にはスリットを設ければよい。滴下槽Ｂの外周壁４外壁面に近接状態に設けた形状任意な鍔状の上部壁９があり、上部壁９の内周端から筒状体を滴下槽Ｂの外周壁４に沿って所定位置まで下げ、これを内筒１０とする。また内筒１０の内側開口部が滴下槽装着口１０ａになる。上部壁９の外周端からも同様に筒状体を垂下させ、これを外筒１１とし、上部壁９下端部に下端が開口なドーナツ状の空間を構成する。図１および図４の分解図に示すようにこれを空気室Ｃとする。図１では内筒１０の内壁面と滴下槽外周壁４の外壁面間の隙間が排気筒Ｄになる部分で、内筒１０下端部が定量槽Ｅとなる部分であり、また内筒１０の下端が排気筒Ｄの下端位置にもなる。滴下槽Ｂの外周壁４と空気室Ｃの内筒１０内壁面との近接した隙間を前記した排気筒Ｄにする場合、この隙間が密接状態になると表面張力で強い水膜が張り、定量槽Ｅと空気室Ｃの空間が外部に対して水封状態になると定量槽Ｅへの水の滴下が停止し、後述するサイフォン現象も起こらなくなる。よってこの隙間の一部を図７のように内筒１０の壁面の一部に垂直な凹状溝を設け隙間を広くするか、あるいは滴下槽外周壁４の外壁面に垂直な凹状溝を設けることにより隙間を広くし水膜が張らないようにし、この部分を排気筒Ｄにするのがよい。また前記した隙間が水封状態になるような密な嵌合状態では滴下槽Ｂの脱着が困難になる場合があり、このような場合には両筒状体接合面に１〜２ｍｍ程度の隙間を設け、滴下槽Ｂの脱着を容易にする。この場合、内筒１０内壁面と滴下槽外周壁４との間隙が排気筒Ｄにもなり、図７のように内筒１０の内壁面に凹状溝を設け排気筒Ｄとして特別に構成する必要はない。しかしこの場合滴下槽Ｂの固定は前記した隙間により不安定になるため内筒１０内壁面あるいは滴下槽外周壁４の外壁面に複数本の垂直リブを設けると滴下槽Ｂの脱着も容易になり、またガタつきのない安定した固定ができる。あるいは図９の模式図のように上部壁９から筒状体を内筒１０下端位置まで垂下させ、これを排気筒Ｄにしてもよい。ただし、排気筒Ｄの内断面積を大きくするとサイフォン現象を動作させるための温度上昇値を大きく見込む必要がある。外筒１１と定量槽Ｅの外周壁１５とは嵌合状態になり、この嵌合が密封状態にできる時は外筒１１の下端位置は任意でよいが、経年により嵌合部に気密不良が発生する可能性がある場合には外筒１１の下端を内筒１０の下端位置まで垂下させるのがよい。このようにすれば前記嵌合部に気密不良が起こっても動作に影響を与えない。定量槽Ｅは図１および図５の分解図に示すように凹状容器であって、滴下槽Ｂから滴下した水滴を一定量溜める容器で、この容積と貯水タンクＡの容積によって散水量と散水回数が決まる。例えば一週間毎日一回散水させる場合には定量槽Ｅの容積を貯水タンクＡの容積の１／７にすればよい。散水回数が増加するに従って一回の散水量が減るため、植木の種類によって予め定量槽Ｅの容積を決める必要がある。サイフォン部Ｆの構成には種々の方法がある。図１では定量槽底壁１４を上下に貫通する筒状体を設け、これを内筒１６とする。内筒１６の上端は空気室Ｃの中空部内にあって容器口２の下端位置より若干上方まで伸ばし、下端は底壁１４より約５ｍｍ以上垂下させる。また空気室Ｃの上部壁９下端面より垂下する筒状体を設け、これを外筒１３とする。空気室Ｃと定量槽Ｅとを嵌合状態にした時、外筒１３の下端は定量槽Ｅの底壁１４の上面近くまで垂下させ、前記した内筒１６の上端部が外筒１３内に挿入状態になつようにし、内筒１６と外筒１３との嵌合によりサイフォン部Ｆを構成する。ここで内筒１６の上端がサイフォン部Ｆの頂点になり、内筒１６の下端が流出口になる。ここでサイフォン部Ｆの頂点と流出口間の筒状体、つまり内筒１６の内径が８ｍｍ以下あるいは形状任意な筒状体にした場合には筒状体の内断面積が５０平方ｍｍ以下に設定しないと一度に水を流出させるサイフォン現象が起こらなくなる。これは請求項４記載にかかる部分である。外筒１３内壁面と内筒１６外壁面間の筒状部は表面張力による水膜が張らない程度の間隙を設ける。前記間隙、つまり筒状部の空間が狭いと筒内に水膜による水が残り、定量槽Ｅが滴下水で満水状態になる前にサイフォン現象が起こる場合がある。このため前記した間隙部内で水と空気が置換して落下できるようにし、定量槽Ｅの水が流出した後に外筒１３下端とサイフォン部Ｆの頂点間の筒状部に水が残らないようにする。図１でサイフォン部Ｆの外筒１３は空気室Ｃの上部壁９から垂下させているが、金型構成が難しい場合には外筒１３を別途成型し、内筒１６の上端部被せてもよい。またサイフォン部Ｆは内筒１６と外筒１３を連続した筒状体を逆Ｕ字状に折り曲げ構成してもよい。サイフォン部Ｆを構成する逆Ｕ字状の筒状体の定量槽Ｅ内側下端は定量槽Ｅの底壁上面あり、外側下端は底壁１４より若干下方に垂下させ、サイフォン部頂点は容器口２の下端位置より若干上方に設定したものであればよい。樋１７はサイフォン部Ｆの内筒１６の下端流出口から落下した水を所定の位置に散水できるようにするため設けたもので、樋１７の構造は任意でよい。図１，５では定量槽Ｅの底壁１４の下端部に樋１７を一体成型し、ヒンジ部１７ａで折り曲げて構成した例となっている。図２は図１の正面図になっているが図１の樋１７を省略し、固定部Ｇの固定棒に固定用水平板１８を装着し、これを樋１７として併用した例になっている。樋１７は本発明では付随的なものであるため所要時に適宜形状を決めればよい。貯水タンクＡに市販されているペットボトルを廃品利用する場合、容積が５００ｃｃあるいは１．５リッターと大きく、貯水タンクＡの自重が５００ｇあるいは１．５Ｋｇと重くなるため固定には十分な安定さが要求される。。軽量のペットボトル５００ｃｃの容器については定量槽Ｅの底壁１４の下端面に設けた固定棒を十分長くして土壌に突き刺させばよい。固定棒が単なる棒状の場合には注水器が傾く可能性があるため、固定棒を一本で構成する場合には十字板状にすると前後左右の傾きに対し安定する。あるいは図１，２のように固定棒を板状にし、２枚で構成すると安定する。または図９の模式図の固定例のように植木鉢外周壁の上端に注水器の全重量を載せ、前後左右の固定は固定棒に任せた固定法は小型の注水器の取り付けに便利になる。しかし貯水タンクＡの容積が１．５リッターになると自重が１．５Ｋｇになり、前記したような方法で、特に屋外で使用する場合、風が吹くと注水器が傾斜あるいは倒れたりするため図２のように固定棒を複数本にし、流出口の下端位置より若干下方位置に十分広い面積を持った固定用水平板１８を設け、この固定用水平板１８下端面が図２の例のように土壌の上面に食い込む程度にさし込み注水器全重量が土壌に架かるようにし、前後左右の傾きは複数本の固定棒で支えるようにすればよい。
（原理説明）図９は図１を原理説明用に模式化したもので、本図に従って詳述する。請求項１記載の密封容器は請求項２の具体例で詳述した凹状容器の定量槽Ｅの上端を上部壁９で密封した中空な容器に相当し、上部壁９から容器内所定位置に垂下する垂下筒を設け、これが排気筒Ｄになっている。この排気筒Ｄの下端より上部の容器内中空部が空気を溜める空気室Ｃで、また下部の容器内中空部が滴下水を溜める定量槽Ｅになり、前記両中空部は排気筒Ｄを通して外部に通じる。上部壁９の下端面には定量槽Ｅの底壁１４上面近くまで垂下する筒状体を設け、これが外筒１３となる。また定量槽Ｅの底壁１４には上下に貫通する筒状体を設け、これが内筒１６となる。内筒１６の上端部は外筒１３内に挿入状態になり、かつ内筒１６の上端は排気筒Ｄの下端より上方の位置にあって、倒立状態の貯水タンクＡの容器口２下端位置（ａ点）より若干上方まで直立させている。また内筒１６の下端は定量槽Ｅの底壁１４より５ｍｍ以上垂下させ、外筒１３と内筒１６の両筒状体の嵌合によりサイフォン部Ｆを構成している。内筒１６の下端部の垂下寸法を５ｍｍ以下でもサイフォン現象は起こるが定量槽Ｅ内の水が流出後、定量槽Ｅ内に残留する水が増える。また内筒１６下端の垂下部の寸法は許せる範囲で長くするほどサイフォン現象は確実に動作する。上部壁９上面の一部に凹状の窪みを設け、これを滴下槽Ｂとしている。滴下槽Ｂ内には倒立状態のボトル状の貯水タンクＡのネック部１が挿入・固定された図になっている。同図で容器口２下端と滴下槽Ｂの底壁３上面およびネック部１外周面と滴下槽Ｂの外周壁４の内壁面との間に所定の間隙を設け、貯水タンクＡ内の水と空気が容器口２で置換して落下できるようにしている。容器口２から水が落下する際滴下槽Ｂ内の液面は変動するが、滴下槽Ｂ内には容器口２下端（ａ点）を基準にした定液面が構成される。滴下槽Ｂの底壁３には上下に貫通した垂下筒を設け、これを滴下口５としている。滴下口５の垂下筒５ａ内に繊維体を詰め込み毛管部６を構成している。この構成により滴下槽Ｂに溜まった水が垂下筒５ａ内の毛管部６を通して水滴として定量槽Ｅ内に滴下できるようにしている。滴下槽Ｂ内液面はほぼ定液面になっているため滴下口５より水を滴下させる水頭差（ａ点と滴下口５の下端との高低差）もほぼ一定になり、毛管部６の構造が決まれば滴下口５からの滴下速度もほぼ一定になる。滴下口５より滴下する水滴は５〜２４時間の長時間かかって定量槽Ｅが満水状態になるようにしている。定量槽Ｅの液面が滴下水により上昇し、排気筒Ｄの下端に達するすると定量槽Ｅは満水状態になり、同時に空気室Ｃの下端を水封状にし、所定の温度上昇があれば空気室Ｃの空気の膨張によりいつでもサイフォン現象により定量槽Ｅの水を外部に流出できる状態になる。本注水器の原理は一定の温度上昇をとらえてサイフォン現象により散水できるようにしている。一日の温度変化が一様なサイン・カーブ状に変化する場所では毛管部６を特に毛管状にする必要はなく、細孔状にして定量槽Ｅが滴下水で数分程度の短時間で満水状態になるように設定してもよい。しかし注水器の使用場所を限定するのは難しく、屋外で使用する場合など直射日光が雲間から間欠的に注水器に当たると外気温はさほど変化しないにも拘わらず注水器の表面温度は１０度以上の上下変化をする。このような場合定量槽Ｅが満水状態であればそのたびごとに散水する原理になっているため、貯水タンクＡの水は短期間で流出することになり、長期にわたり貯水タンクＡの水を分配して散水できなくなり、本来の機能を果たさなくなる。前記した現象を防止するため滴下速度をできるだけ絞って滴下速度が前記した時間範囲になるようにする。散水は普通の場合温度が上昇する午前から昼前になり、散水後５時間経てばたいていの場合外気温度は降下する時間帯になり、外気温が下降状態では定量槽Ｅが満水状態になっていても空気室Ｃの空気が縮小し、サイフォン部Ｆの外筒１６と内筒１３の液面を下げた状態にするためサイフォン現象は起こらず翌朝の温度上昇時まで満水状態で待機する。また定量槽Ｅが満水状態でない時、温度上昇による空気室Ｃの空気の体積膨張分は排気筒Ｄを通して外部に逃げるため、定量槽Ｅの液面を押し下げることがないためサイフォン現象は起こらない。あるいは雨降りの日などように外気温の温度変化が小さく、最高温度と最低温度の差が所定値を越えないない場合には空気室Ｃの空気の膨張による定量槽Ｅの液面を加圧による押し下げ力が小さいため、この結果内筒１６と外筒１３の液面がサイフォン部Ｆの頂点まで押し上げることができないためサイフォン現象は起こらず、一切散水することはない。このような理由で散水後５時間たてば余程の外部変化、例えば暖房を入れるなどの要因がない限り外部温度は下降状態に入る。よって滴下速度を５時間以上、２４時間以内に設定すれば一日に一回散水し、２回散水することはない。しかし前記した滴下速度は厳密なものでなく２〜２４時間程度の範囲で定量槽Ｅを満水状態になるようにしても特別な気象変化、たとえば夕立の後の夕日に照らされ注水器の表面温度が上昇し、時たま一日に２回散水することはある。この程度のことを無視すれば滴下速度が大幅に狂っても注水器の動作に支障がないことが実験結果で判っている。次に、滴下水により定量槽Ｅを上昇した液面は空気室Ｃを水封状態にし排気筒Ｄ内に侵入する。この時点で排気筒Ｄ内液面とａ点との間に水頭差が依然残るため液面は排気筒Ｄ内をさらに上昇し、ａ点の位置に等しくなるまで上昇する。またサイフォン部Ｆの内筒１６と外筒１３間の液面も排気筒Ｄ内液面と連通管になっているため両液面は均衡を保ちながら止水液面になるａ点まで上昇する。この場合、内筒１６の上端位置がａ点位置より低いと排気筒Ｄ内液面が止水液面、つまりａ点に上昇する前に内筒１６と外筒１３間を上昇しいていた水は内筒１６の上端から内筒１６内に侵入し、サイホン現象により定量槽Ｅの水を一度に流出させる。このような訳で内筒１６の上端位置がａ点位置より低いと排気筒Ｄ内の液面が止水・待機状態になるａ点に達する前にサイフォン現象を繰り返して短期間のうちに貯水タンクＡの水を流出させ空にする。よって内筒１６の上端は図９に示すように止水液面ａ点より若干上方の位置に設定する必要がある。図９に示すように排気筒Ｄ内液面がａ点位置まで上昇すると止水状態で待機する。この状態で空気室Ｃの体積を例えば１００ｃｃとし、一日に通常起る温度上昇を６度と仮定する。この場合温度上昇による空気室Ｃの空気の体積膨張はボイルの法則により約２％、２ｃｃなる。空気室Ｃの空気が膨張すると空気室Ｃは水封状態になっているため、逃げ場を失った膨張分の空気は定量槽Ｅの液面上面を押し下げ、押し下げられた余分な水は排気筒Ｄ内液面および内筒１６と外筒１３間の液面を押し上げる。排気筒Ｄの内径を１０ｍｍとしサイフォン部Ｆの内筒１６の外形を６ｍｍ、外筒１３の内径を１０ｍｍとすると２ｃｃの体積膨張によって両筒内を上昇する液面は約１．５ｃｍとなる。よって内筒１６の上端位置をａ点より１ｃｍ程度上方に設定すると約６度の温度上昇があれば上昇した液面は内筒１６内に侵入し、サイホン現象の働きによって定量槽Ｅの水を一度に吐き出し、散水を開始する。ここでサイフォン部Ｆの構成で重要なことは内筒１６外壁面と外筒１３内壁面の間隙を上昇する液面の速度は非常に遅く、液面が内筒１６の上端に達し、内筒１６内を降下しようとする際、前述したように内筒１６の内径が８ｍｍ以上になると内筒１６内に侵入した水は内壁面の一部を這うようにして落下する。このため内筒１６内が水で充満されることはなく、筒内の大部分が中空部として残るため筒内に水の重力による位置エネルギーが働かずサイホン現象は起こらない。内筒１６上端から内筒１６内に侵入した水で筒内を液密にし、水の重力による位置エネルギーを得、サイフォン現象を起こさせるためるには内筒１６の内径は８ｍｍ以下にする必要がある。また形状任意な筒状体にする場合には５０平方ｍｍ以下の内断面積にする必要がある。前記した値は筒内の表面状態により若干変わる。内筒１６の内径を細くすると筒内に表面張力により水膜が張りやすくなり、筒内が水で充填されやすくなるが、内径が３ｍｍ以下のように細くなりすぎると表面張力が強くなりすぎ底壁１４下端の内筒１６の垂下長を長くしないとサイフォン現象が起こりにくくなる。よって内筒１６の内径は４〜５ｍｍが最適で、底壁１４下端面からの内筒１６の垂下寸法は１０ｍｍ程度に設定すればサイフォン現象は確実に起こるようになる。また前記した数値も内筒１６の下端および上端形状、例えばアール（Ｒ）の取り方によっても変わる。排気筒Ｄ内の止水・待機液面（ａ点）を低く設定できれば内筒１６の高さも低く設定できる。この場合滴下槽Ｂの下端部に液面調整筒８を設け、液面調整筒８の下端位置を図９の破線部に示すように滴下口５の下端よりＨ下方まで垂下させると、液面調整筒８内に空気が溜まり水頭圧がＨだけかからなくなるため排気筒Ｄ内の液面はａ点よりＨ下方で止水・待機状態になる。この結果内筒１６の高さをＨだけ低くすることもでき、注水器の背の高さも低く設計できる。排気筒Ｄの内断面積は狭くてもよいが、排気筒Ｄの内径を２〜３ｍｍのように小さくすると表面張力による水膜が強くなりすぎ簡単に破れなくなるためサイフォン現象が起こらなくなる。また、図４の形状の排気筒Ｄでも内筒１０の内壁面に構成した凹部の深さは２ｍｍ程度にし、幅は２０ｍｍ程度にするとサイホン現象を阻止するような強い水膜は張らない。前述した表面張力に関する値は材質、形状、材質の表面状態により相違するため微妙な値は実験で決めるのがよい。この他、サイフォン部Ｆの頂点、つまり図９では内筒１６の上端位置を倒立状態の貯水タンクＡの容器口２下端位置ａ点より若干上方に設定しているが、これをａ点より下方の位置に設定すると定量槽Ｅ内の液面が止水・待機位置ａ点に達する前にサイフォン部Ｆの液面は内筒１６の上端を越え内筒１６内に侵入し、サイフォン現象の働きにより定量槽Ｅの水を外部に流出させる。これは前述した通りであるが大型の注水器では定量槽Ｅの容積を大きく設定でき、定量槽Ｅの容積が１５０〜２００ｃｃを越える場合には定量槽Ｅを満水状態にするのに滴下速度をある程度度速くできる。滴下速度が速くなるに従って時間当たりの滴下量も安定するようになり、また滴下速度の調節も滴下口５の垂下筒５ａ内の毛管部６の繊維体の挿入量の調整により容易になり、誤差はあるものの大まかに一定周期毎散水できる注水器を構成することができる。この構成であれば外部の温度上昇にたよることなく散水できるため屋内専用で日が全く当たらない場所などでは有効になる。前記した注水器を構成する場合、排気筒Ｄおよび空気室Ｃの中空部は不要になり、上部壁９に貫通した小孔を設ければこれが排気筒Ｄの役割をし、設置場所に関係なく大まかな一定周期毎に散水できる注水器を構成できる。実験結果では１．５リッターのペット・ボトルの水を３〜４日で流出させる場合には本構成でも容易にできるが、これを１〜２週間かけ水を分配させる場合には請求項１，２の方法が正確になる。
【発明の効果】１．一日一回一定量の散水ができる。雨の日、曇った温度変化の少ない日など散水の不要な時には散水しない。
２．ペットボトルなどの廃品が利用できる。
３．構造が簡単・安価で故障する部分ない。
４．貯水タンクへの注水が容易で、貯水タンク脱着時に溢液することがない。
５．あらゆる植木の散水に対応できる。
６．サイフォン部の頂点位置を下げることにより、周囲温度に関係なく約一定周毎に散水できる構造の簡単な注水器ができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９４１７３６６９
【氏名又は名称】田中 敏
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）２月２６日 |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２３９４２４ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）９月７日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−６２０８４ |
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