JP2025112593A - Tree irrigation pipes and tree irrigation systems - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、樹木を灌水するための管である樹木灌水管、及びこの樹木灌水管を用いた樹木灌水システムに関する。 The present invention relates to a tree irrigation pipe, which is a pipe for irrigating trees, and a tree irrigation system that uses this tree irrigation pipe.
樹木の苗木は、植え付け直後や夏の高温で乾燥する時期には、土が乾かないように灌水することが重要である。一般に、植物の根は、土の中で枝葉の広がりと同じ程度に広がっていると考えられ、根の先からより多くの水を吸収するため、水は株元だけでなく、枝葉の広がりの下までたっぷりと与える必要がある。このとき注意しなくてはいけないのが灌水の方法である。土の表面が濡れる程度の灌水では、表面近くの土が水を吸収してしまい根まで水が行き届かないため、根まで十分水が届くように時間をかけてたっぷりと灌水することが求められる。 Irrigating tree seedlings immediately after planting and during the hot, dry summer months is important to prevent the soil from drying out. Generally, plant roots are thought to spread out in the soil to the same extent as the branches and leaves, and as they absorb more water from the tips of the roots, it is necessary to water generously not only at the base of the plant but also below the spreading branches and leaves. One thing to be careful about here is the method of irrigation. If the soil is only watered to the point where it is wet, the soil near the surface will absorb the water and it will not reach the roots, so it is necessary to irrigate generously over a long period of time so that enough water reaches the roots.
灌水は、単に土に水を含ませ、植物の根に水を供給するためだけの目的で行うのではない。灌水することで、古い水と空気を押し出し、新しい水、新しい空気を土のなかに供給するという役割も担っている。苗木の灌水を行うに際しては、上述した点についても注意を払う必要がある。このような点に着目して、様々な樹木灌水装置が提案されている。 Irrigation is not simply carried out to soak the soil and supply water to the roots of plants. It also serves the purpose of pushing out old water and air and supplying new water and air to the soil. When irrigating seedlings, it is important to pay attention to the points mentioned above. With these points in mind, various tree irrigation devices have been proposed.
特許文献1では、樹木の周囲に埋設される灌水用容器が提案されている。この灌水用容器は、上端に開閉可能な給水用開口を備えるとともに、周壁に上下複数の小孔(5)を形成している。 Patent Document 1 proposes an irrigation container that is buried around trees. This irrigation container has an openable water supply opening at the top, and multiple small holes (5) formed on the top and bottom of the peripheral wall.
特許文献2では、道路等における植栽域に隣接した縁石内を水路として形成しておき、縁石のうち植栽域に面する側に水路と連通するよう形成した透水部から植栽域に灌水する植栽域への灌水方法及び所定長さのブロック状縁石の単数又は複数単位に空間を形成し、この空間を水路として形成し、縁石には水路に通ずる給水口と、植栽域に面する側にて水路と連通した透水部とを設けた灌水機能付縁石が提案されている。 Patent Document 2 proposes a method of irrigating a planting area on a road or the like, in which the inside of a curb adjacent to a planting area is formed as a waterway, and water is irrigated to the planting area from a permeable section formed on the side of the curb facing the planting area that communicates with the waterway. It also proposes a curb with irrigation functions, in which a space is formed between one or more block-shaped curbstones of a predetermined length, this space is formed as a waterway, and the curbstone is provided with a water supply port that connects to the waterway and a permeable section that communicates with the waterway on the side facing the planting area.
特許文献3では、ブドウの樹木への灌水を行う灌水部と、制御部と、ブドウの樹木への日射量を検出する日射量検出手段とを備え、制御部が、検出された日射量に基づいてブドウの樹木への灌水量を制御する灌水装置が提案されている。この灌水装置は、ブドウの樹木の樹幹内の含水量を検出する含水量検出手段を設けており、制御部が日射量及び含水量に応じて灌水量を制御する。 Patent Document 3 proposes an irrigation device that includes an irrigation unit that irrigates grapevines, a control unit, and a solar radiation detection means that detects the amount of solar radiation on the grapevines, with the control unit controlling the amount of water irrigated to the grapevines based on the detected amount of solar radiation. This irrigation device is equipped with a water content detection means that detects the water content within the trunks of the grapevines, and the control unit controls the amount of water irrigation in accordance with the amount of solar radiation and water content.
しかしながら、特許文献1、2で提案される灌水用の構造部材は、地中に埋設されることを前提としているため、地中に水を供給する部分、具体的には、孔あるいは透水部が目詰まりを起こして、灌水機能が低下する問題がある。さらに目詰まりを起こした部分の取り替えは多大な労力を要する。 However, because the irrigation structural components proposed in Patent Documents 1 and 2 are designed to be buried underground, there is a problem in that the parts that supply water underground - specifically, the holes or permeable parts - can become clogged, reducing irrigation functionality. Furthermore, replacing clogged parts requires a great deal of effort.
特許文献3で提案されている灌水装置は、ブドウの樹木一部を傷つけることでの樹木の含水量を計測することから、樹木の生育に何らかの影響を及ぼすおそれがあるという問題がある。また、用途はブドウの樹木に限定される。 The irrigation device proposed in Patent Document 3 measures the water content of grapevines by damaging part of the vine, which has the problem of potentially having some effect on the growth of the vines. Furthermore, its use is limited to grapevines.
本発明は、これらの問題点に着目してなされたものであり、目詰まりを起こしづらく、かつメンテナンスが容易な樹木灌水管を提供するものである。さらに、この灌水管を利用して汎用性のある樹木灌水システムを提供するものである。 The present invention was developed to address these problems and provides a tree irrigation pipe that is less likely to clog and is easy to maintain. Furthermore, it provides a versatile tree irrigation system that utilizes this irrigation pipe.
上記課題を解決するための発明は、地面上に設置される樹木灌水管であって、両端部に接続管を接続するための接続部が設けられる通水管と、一端が通水管の内部に位置し、他端が通水管から外部空間に向かって突出して設けられる灌水部と、を備え、灌水部は、毛細管現象、及びサイフォンの原理の作用によって通水管に存する水を、外部空間に排出できることを特徴とする。 The invention to solve the above problem is a tree irrigation pipe that is installed on the ground and includes a water pipe with connectors at both ends for connecting connecting pipes, and an irrigation section with one end located inside the water pipe and the other end protruding from the water pipe toward the outside space. The irrigation section is characterized by being able to discharge water present in the water pipe into the outside space by the action of capillary action and the siphon principle.
この構成によれば、通水部は両端部に接続管を接続するための接続部が設けられていることから、仮に何らかの原因で灌水機能に支障をきたしたとしても、樹木灌水システムにおいては、灌水機能に支障をきたした樹木灌水管のみを簡単かつ迅速に取り替えることができて取替え作業を省力化できる。また、地上に設置されるので、取り替えの際に地面を掘削する作業を要さない。また、灌水部は毛細管現象、及びサイフォンの原理の作用によって前記通水管に存する水を、外部空間に排出するので、継続的に一定量の水を地面に供給できる。これにより、地面での深い部分まで水を供給できるとともに、表土の流出を防止できる。 With this configuration, the water-carrying section has connectors at both ends for connecting connecting pipes. Therefore, even if the irrigation function is impaired for some reason, the tree irrigation system allows for simple and quick replacement of only the tree irrigation pipe that is causing the irrigation function to be impaired, reducing the labor required for replacement. Furthermore, because it is installed above ground, there is no need to excavate the ground during replacement. Furthermore, the irrigation section uses capillary action and the siphon principle to discharge water contained in the water-carrying pipe into the external space, allowing for a constant supply of water to the ground continuously. This allows water to be supplied deep into the ground and prevents topsoil from eroding.
好ましくは、灌水部は、対向して設けられる第1面と、第2面とを有する灌水シートであり、第1面は、このシートの一端と他端の双方に接続する複数の凹部が列状に配列されており、凹部は、通水管に存する水を外部に排出できることを特徴とする。 Preferably, the irrigation section is an irrigation sheet having a first surface and a second surface arranged opposite each other, the first surface having a plurality of recesses arranged in a row connected to both one end and the other end of the sheet, and the recesses are characterized in that they can discharge water present in the water pipe to the outside.
この構成によれば、灌水部は、対向して設けられる第1面と、第2面とを有する面的な広がりをもった灌水シートであるので、広い範囲にわたる灌水が可能となる。また、第1面は、このシートの一端と他端の双方に接続する複数の凹部が列状に配列されており、凹部は、通水管に存する水を外部に排出できるので、シートの前面に渡り均一の灌水することが可能となる。 With this configuration, the irrigation section is a surface-wide irrigation sheet with opposing first and second surfaces, allowing for irrigation over a wide area. The first surface also has a row of multiple recesses connected to both ends of the sheet. These recesses allow water in the water pipes to be discharged to the outside, enabling uniform irrigation across the entire surface of the sheet.
好ましくは、凹部は、第2面から第1面の方向に向かって開口する開口部と、開口部に連通する流水部とを有し、通水管に存する水は、毛細管現象の作用により開口部を経由して流水部に取り込まれるとともに、サイフォンの原理の作用により流水部を経由して外部空間に流出し、開口部が地面に接触する部分で地面に排出できることを特徴とする。 Preferably, the recess has an opening that opens from the second surface toward the first surface and a water flow section that communicates with the opening, and water present in the water pipe is taken into the water flow section through the opening due to capillary action, flows out into the external space via the water flow section due to the siphon principle, and can be discharged onto the ground at the part of the opening that comes into contact with the ground.
この構成によれば、開口部の形状、流水部の形状、開口部が地面に接する部分の面積などを適宜選択することで、灌水流量を調節することができる。 With this configuration, the irrigation flow rate can be adjusted by appropriately selecting the shape of the opening, the shape of the flow section, the area of the opening that comes into contact with the ground, etc.
好ましくは、第2面は、第1面を覆う平坦面であることを特徴とする。 Preferably, the second surface is a flat surface that covers the first surface.
この構成によれば、第2面は、第1面を覆う平坦面であるので、第2面からの水の蒸発を抑制できる。これにより、効率的な灌水が可能となる。 With this configuration, the second surface is a flat surface that covers the first surface, which can suppress evaporation of water from the second surface. This allows for efficient irrigation.
上記課題を解決するための他の態様の発明は、樹木灌水システムであって、複数個の上述した樹木灌水管と、樹木灌水管同士を接続する接続管と、を有する複合管路と、複合管路に接続して、複合管路に通水できる通水装置と、を備えることを特徴とする樹木灌水システム。 Another aspect of the invention for solving the above problem is a tree irrigation system comprising a composite pipeline having a plurality of the above-mentioned tree irrigation pipes and connecting pipes that connect the tree irrigation pipes to each other, and a water supply device that can be connected to the composite pipeline and supply water to the composite pipeline.
この構成によれば、樹木灌水システムは、複数個の上述した樹木灌水管と、樹木灌水管同士を接続する接続管と、を有する複合管路とを備えるので、例えば接続管を可撓管とすることで、複合管路の形状を自由に設定できる。これにより、灌水対象となる樹木の種類、大きさに応じて適切な配管が可能となる。 With this configuration, the tree irrigation system includes a composite pipeline with multiple tree irrigation pipes as described above and connecting pipes that connect the tree irrigation pipes together. Therefore, by using flexible connecting pipes, for example, the shape of the composite pipeline can be freely set. This allows for appropriate piping depending on the type and size of the trees to be irrigated.
好ましくは、通水装置は、複合管路へ水を供給するための供給タンクと、供給タンクから供給される水を制御する制御部と、を有し、制御部は、地中の含水量を測定するセンサと、コントローラと、を有し、コントローラは、センサで測定された測定値が、第1閾値を下回るとき複合管路への通水を指令し、センサで測定された測定値が、第2閾値を上回るとき複合管路への通水の停止を指令することを特徴とする。 Preferably, the water flow device includes a supply tank for supplying water to the combined pipeline and a control unit for controlling the water supplied from the supply tank, the control unit including a sensor for measuring the water content in the ground and a controller, and the controller instructs the flow of water to the combined pipeline when the measured value measured by the sensor falls below a first threshold value, and instructs the stop of the flow of water to the combined pipeline when the measured value measured by the sensor exceeds a second threshold value.
この構成によれば、通水装置は、複合管路へ水を供給するための供給タンクと、供給タンクから供給される水を制御する制御部と、を有し、制御部は、地中の含水率を測定するセンサと、コントローラと、を有し、コントローラは、センサで測定された測定値が、第1閾値を下回るとき複合管路への通水を指令し、センサで測定された測定値が、第2閾値を上回るとき複合管路への通水の停止を指令するので、地中の含水量を一定範囲に保持することができる。 With this configuration, the water flow device has a supply tank for supplying water to the combined pipeline and a control unit that controls the water supplied from the supply tank. The control unit has a sensor that measures the moisture content of the ground and a controller. The controller commands water to flow through the combined pipeline when the measurement value measured by the sensor falls below a first threshold, and commands water to stop flowing through the combined pipeline when the measurement value measured by the sensor exceeds a second threshold, thereby maintaining the moisture content of the ground within a certain range.
好ましくは、通水装置は、複合管路から通水された水を貯留する貯留タンクを有することを特徴とする。 Preferably, the water passage device has a storage tank for storing water passed through the composite pipe.
この構成によれば、複合管路から通水された水を貯留する貯留タンクを有するので、複合管路への円滑な通水が可能となる。 This configuration includes a storage tank that stores water passed through the combined pipeline, allowing water to flow smoothly into the combined pipeline.
以下、図1~3を参照して本発明の樹木灌水管2、及び樹木灌水管2を用いた樹木灌水システム1の実施形態を詳述する。 Below, an embodiment of the tree irrigation pipe 2 and the tree irrigation system 1 using the tree irrigation pipe 2 of the present invention will be described in detail with reference to Figures 1 to 3.
図1(a)、(b)に示す通り、樹木灌水システム1は、複合管路110、及び複合管路110に通水するための通水装置150を備えている。複合管路110は、樹木灌水管2と接続管30が交互に直列接合する管路である。樹木灌水管2と接続管30の接合は、樹木灌水管2の両端部に設けられる接続部12を介して着脱可能に接続されている。例えば、複数個のうちの樹木灌水管2の1個が目詰まりを起こし灌水できない状態なったときでも、複合管路110の全てを取り換えることは要さず、目詰まりを起こした樹木灌水管2のみを取り換えることができる構造となっている。また、複合管路110の一端はバルブ155を介して供給タンク151に接続しており、他端は貯留タンク152に接続している。 1(a) and (b), the tree irrigation system 1 comprises a composite pipeline 110 and a water supply device 150 for supplying water to the composite pipeline 110. The composite pipeline 110 is a pipeline in which tree irrigation pipes 2 and connecting pipes 30 are alternately connected in series. The tree irrigation pipes 2 and connecting pipes 30 are detachably connected via connectors 12 provided at both ends of the tree irrigation pipe 2. For example, even if one of the multiple tree irrigation pipes 2 becomes clogged and irrigation becomes impossible, the composite pipeline 110 does not need to be replaced in its entirety; only the clogged tree irrigation pipe 2 can be replaced. Furthermore, one end of the composite pipeline 110 is connected to a supply tank 151 via a valve 155, and the other end is connected to a storage tank 152.
複合管路110は、樹木100を囲むようにコ字型に配置されている。具体的には、樹木灌水管2については、樹木100の両側面に配置されており、接続管30については、樹木100の両側面に配置される樹木灌水管2同士を接続している。 The composite pipe 110 is arranged in a U-shape to surround the tree 100. Specifically, the tree irrigation pipes 2 are arranged on both sides of the tree 100, and the connecting pipes 30 connect the tree irrigation pipes 2 arranged on both sides of the tree 100.
本実施形態では、灌水する樹木100として、榊の苗木やブルーベリーの苗木を例示しているが、これに限るものではない。榊の苗木は、日陰でも育成が可能なことから、太陽光発電パネルの直下に植え付けてもよい。これにより、土地の有効利用が図れる。 In this embodiment, sakaki seedlings and blueberry seedlings are used as examples of trees 100 to be irrigated, but this is not limited to these. Sakaki seedlings can be grown in the shade, so they may be planted directly under solar panels. This allows for more efficient use of land.
通水装置150は、複合管路110に水を供給する供給タンク151、複合管路110への通水を制御する制御部130などを有している。供給タンク151は、地下水をポンプ155Aで汲み上げて貯留している。また、供給タンク151に貯留される水の水位は、図1(b)に示すフロータ156によって、所定の高さに保たれている。 The water supply device 150 includes a supply tank 151 that supplies water to the combined pipeline 110, and a control unit 130 that controls the flow of water to the combined pipeline 110. The supply tank 151 pumps up groundwater using a pump 155A and stores it. The water level stored in the supply tank 151 is maintained at a predetermined height by a floater 156 shown in Figure 1(b).
供給タンク151に貯留される水は、バルブ155の開閉によって複合管路110への供給が制御される。バルブ155が開放されると、供給タンク151に貯留される水は複合管路110にいきわたり、貯留タンク152に貯留される。複合管路110内で生じるエネルギー損失によって、貯留タンク152に貯留される水の水位は、供給タンク151に貯留される水の水位よりも若干低くなるが、供給タンク151に貯留される水位を所定範囲に保つことで、複合管路110内の水圧を一定範囲で維持できる。 The supply of water stored in supply tank 151 to combined pipeline 110 is controlled by opening and closing valve 155. When valve 155 is opened, the water stored in supply tank 151 flows through combined pipeline 110 and is stored in storage tank 152. Due to energy losses that occur within combined pipeline 110, the water level stored in storage tank 152 is slightly lower than the water level stored in supply tank 151, but by maintaining the water level stored in supply tank 151 within a specified range, the water pressure within combined pipeline 110 can be maintained within a constant range.
なお、複合管路110に充填される水の水圧差を小さくするために、貯留タンク152の水位を供給タンク151の水位と同じとすることが好ましい。この場合、貯留タンク152に水を供給する装置を導入することで解決できる。すなわち、貯留タンク152に、地下水をくみ上げるポンプとフロータを取り付ければよい。この場合は、複合管路110の中央部での圧力水頭が他の部分に比べて最も低くなる。 In order to reduce the water pressure difference between the water filling the combined pipeline 110, it is preferable to make the water level in the storage tank 152 the same as the water level in the supply tank 151. In this case, this can be solved by introducing a device to supply water to the storage tank 152. That is, a pump and floater for drawing groundwater can be attached to the storage tank 152. In this case, the pressure head at the center of the combined pipeline 110 will be the lowest compared to other parts.
バルブ155の開閉は制御部130で制御される。制御部130は、センサ131、及びコントローラ132を有している。センサ131は地中の含水量WCを測定する土壌水分計である。センサ131を設置する地中深さは、樹木100の苗木が根を張る深さとすることが好ましい。例えば、榊の苗木の場合、地面101から40cm~50cmの深さの位置に設置することが好ましい。なお、本実施形態では設置するセンサ131の数は1個としているが、これに限るものではなく、複数個設置してもよい。 The opening and closing of the valve 155 is controlled by the control unit 130. The control unit 130 has a sensor 131 and a controller 132. The sensor 131 is a soil moisture meter that measures the water content WC in the ground. The sensor 131 is preferably installed deep underground at a depth at which the roots of the tree 100 seedlings will spread. For example, in the case of sakaki seedlings, it is preferable to install the sensor 131 at a depth of 40 cm to 50 cm from the ground surface 101. Note that while one sensor 131 is installed in this embodiment, this is not limited to this and multiple sensors may be installed.
コントローラ132は、センサ131で計測された地中102の含水量WC(図5参照)の値に基づいて、バルブ155の開閉を指令するためのものである。 The controller 132 commands the opening and closing of the valve 155 based on the value of the water content WC (see Figure 5) of the underground 102 measured by the sensor 131.
図2(a)、(b)に示す通り、樹木灌水管2は、通水管11、及び灌水シート20(灌水部)で構成されている。通水管11は、複合管路110が通水されているとき、満水状態となっている(図2(a)参照)。また、通水管11は、地面101からの高さを高くするために、支持台15の上に置かれている。支持台15の上に置かれた通水管11は、所定間隔で配置される固定バンド17で外周が取り囲まれており、固定バンド17の両端部は、地中102に打ち込んだ固定杭16によって支持台15と一体化されている。これにより、通水管11の移動は抑制され、通水によって通水管11が不意に外力などを受けた場合でも通水管11の位置が動くことはない。支持台15の高さ、及び固定バンド17を取り付ける間隔については、灌水の速度や供給タンク151内に貯留される水の水位などを勘案して、適宜に設定すればよい。 As shown in Figures 2(a) and (b), the tree irrigation pipe 2 is composed of a water pipe 11 and an irrigation sheet 20 (irrigation section). The water pipe 11 is filled with water when water is flowing through the composite pipe 110 (see Figure 2(a)). The water pipe 11 is placed on a support base 15 to increase its height above the ground 101. The water pipe 11 placed on the support base 15 is surrounded on its outer periphery by fixing bands 17 placed at predetermined intervals, and both ends of the fixing bands 17 are integrated with the support base 15 by fixing piles 16 driven into the ground 102. This prevents the water pipe 11 from moving, preventing it from moving even if it is subjected to an unexpected external force due to water flow. The height of the support base 15 and the intervals at which the fixing bands 17 are attached can be set appropriately, taking into account the irrigation rate and the water level stored in the supply tank 151.
接続管30については、通水管11とほぼ同じ構造で、通水管11と同様な支持台15を介して地面101に支持されていることから、説明は省略する。 The connecting pipe 30 has almost the same structure as the water pipe 11 and is supported on the ground 101 via a support base 15 similar to that of the water pipe 11, so a detailed description will be omitted.
灌水シート20の一端部は通水管11の内部の底面部に位置し、通水管11に設けられるスリット13を経由して外部空間105に突出して、他端部が地面101に接している。地面101と接触する面は凹部25が設けられる第1面21である。スリット13の位置は、通水管11の中心よりも高い位置とすることが好ましい。これにより、灌水シート20と、通水管11の中に存する水Wとの接触面積を大きくできる。さらに、スリット13の位置での水圧を相対的に小さくできることから、スリット13と灌水シート20の隙間からの水漏れの影響を抑制できる。 One end of the irrigation sheet 20 is located on the bottom surface inside the water passage pipe 11 and protrudes into the external space 105 via a slit 13 provided in the water passage pipe 11, with the other end contacting the ground 101. The surface that comes into contact with the ground 101 is the first surface 21 where the recess 25 is provided. The slit 13 is preferably positioned higher than the center of the water passage pipe 11. This increases the contact area between the irrigation sheet 20 and the water W present in the water passage pipe 11. Furthermore, because the water pressure at the position of the slit 13 can be relatively reduced, the impact of water leakage from the gap between the slit 13 and the irrigation sheet 20 can be suppressed.
灌水シート20は左右対称に設けられているがこれに限るものではない。左右のいずれか一方に設ける構成としてもよい。また、灌水シート20は、通水管11の片側に2枚、合計4枚の灌水シート20が設けられている(図1(a)参照)が、これに限るものではない。片側に1枚設の灌水シート20を設けてもよいし、3枚以上設けてもよい。 The irrigation sheets 20 are provided symmetrically, but this is not limited to this. They may be provided on either the left or right side. Two irrigation sheets 20 are provided on each side of the water pipe 11, for a total of four irrigation sheets 20 (see Figure 1(a)), but this is not limited to this. One irrigation sheet 20 may be provided on each side, or three or more may be provided.
図3に示す通り、灌水シート20は、対向して設けられる第1面21と、第2面22を有している。第1面21には、複数の凹部25が図示左右方向L1、R1の間隔を密にした隣接状態で、列状となって平行配列されている。凹部25は灌水シート20の一端から他端までの全長Lxに渡って延びている。 As shown in Figure 3, the watering sheet 20 has a first surface 21 and a second surface 22 that face each other. The first surface 21 has a plurality of recesses 25 arranged in parallel rows, closely spaced apart in the left-right directions L1 and R1. The recesses 25 extend the entire length Lx of the watering sheet 20 from one end to the other.
凹部25は、図示下部の開口部24と図示上部の流水部23で構成されている。開口部24は第2面22から第1面21の方向に向かって開口する空間を画定している。流水部23は、開口部24に連通しており、開口部24より幅の広い空間を画定している。流水部23の形状は、断面視で円形であるが、これに限るものではなく、例えば断面視でオープンループの楕円形状や逆三角形状などに種々変更可能である。また、開口部24の形状は、断面視で細い隙間形状であるが、これに限るものではない。 The recess 25 is composed of an opening 24 at the bottom as shown and a water flow section 23 at the top as shown. The opening 24 defines a space that opens from the second surface 22 toward the first surface 21. The water flow section 23 is connected to the opening 24 and defines a space that is wider than the opening 24. The shape of the water flow section 23 is circular in cross section, but is not limited to this and can be variously modified, for example, into an open-loop oval or an inverted triangle in cross section. Furthermore, the shape of the opening 24 is a narrow gap in cross section, but is not limited to this.
通水管11内の水は、毛細管現象の作用によって開口部24に吸い上げられて、流水部23に集積される。流水部23に集積された水は、流水部23を水路として、サイフォンの原理の作用によって外部空間105に流出する。 Water in the water pipe 11 is sucked up into the opening 24 by capillary action and collected in the flow section 23. The water collected in the flow section 23 flows out into the external space 105 using the flow section 23 as a waterway due to the siphon principle.
従って、開口部24、及び流水部23の形状は、毛細管現象の作用、及びサイフォンの作用が機能する範囲で適宜に定めればよい。 Therefore, the shapes of the opening 24 and the flow section 23 can be determined appropriately within the range in which capillary action and siphon action function.
第2面22は、平坦面であり、地面101と同方向の面となる状態で通水管11に取り付けられている。すなわち、凹部25の他端部は、第2面22に覆われた状態で、地面101に接している(図2(a)参照)。これにより、灌水シート20から吸い上げられた水が、外部空間105に流出する過程での水の蒸発を抑制できる。 The second surface 22 is a flat surface and is attached to the water pipe 11 so that it faces the ground 101. That is, the other end of the recess 25 is covered by the second surface 22 and is in contact with the ground 101 (see Figure 2(a)). This prevents water from evaporating as it is sucked up from the watering sheet 20 and flows out into the external space 105.
本実施形態では灌水シート20の材質として、可撓性を具備する可撓性のシートを例示しているが、これに限るものではない。硬質性のシートを用いてもよいし、可撓性シートと硬質性シートを張り合わせた複合シートを用いてもよい。可撓性シートと硬質性シートを張り合わせた複合シートを用いる場合、第1面21を軟質性シートとして、第2面22を硬質性シートとすることが好ましい。また、耐候性を具備した素材であることが好ましい。 In this embodiment, a flexible sheet is exemplified as the material for the watering sheet 20, but this is not limited to this. A rigid sheet may be used, or a composite sheet made by laminating a flexible sheet and a rigid sheet may be used. When using a composite sheet made by laminating a flexible sheet and a rigid sheet, it is preferable that the first surface 21 be a soft sheet and the second surface 22 be a rigid sheet. It is also preferable that the material be weather resistant.
樹木灌水システム1の処理動作について説明する。 The processing operation of the tree irrigation system 1 is explained below.
バルブ155の開閉動作は、制御部130によって制御される。制御部130は、センサ131及びコントローラ132を有している。センサ131は地中102の含水量WCを測定する。コントローラ132は、センサ131で測定された測定値に基づいて、バルブ155を動作するかどうかを決定して、バルブ155に指令する。 The opening and closing operation of valve 155 is controlled by control unit 130. Control unit 130 has sensor 131 and controller 132. Sensor 131 measures the water content WC of the ground 102. Based on the measurement value measured by sensor 131, controller 132 determines whether to operate valve 155 and issues a command to valve 155.
図4は、制御部130の構成を表している。コントローラ132は、CPU、RAM、ROM、およびI/Oインターフェイス(いずれも図示略)などからなるマイクロコンピュータで構成されている。コントローラ132には、センサ131が接続されており、それらの測定信号が逐次入力される。コントローラ132の出力側にはバルブ155が接続されている。 Figure 4 shows the configuration of the control unit 130. The controller 132 is composed of a microcomputer including a CPU, RAM, ROM, and I/O interface (all not shown). The sensor 131 is connected to the controller 132, and its measurement signals are input sequentially. A valve 155 is connected to the output side of the controller 132.
図5は、本実施形態における制御を説明するフローチャートである。本処理はコントローラ132において、継続して繰り返して実行される。 Figure 5 is a flowchart explaining the control in this embodiment. This process is continuously and repeatedly executed by the controller 132.
本処理では、ステップ1(「S1」と図示する。以下同じ。)において、センサ131で地中102の含水量WCを測定する。測定された含水量WCが第1閾値TR1を下回るかどうか判定する。 In this process, in step 1 (illustrated as "S1"; the same applies below), the sensor 131 measures the moisture content WC of the ground 102. It is determined whether the measured moisture content WC is below the first threshold value TR1.
センサ131で測定された地中102の含水量WCの測定値が第1閾値TR1を下回るとコントローラ132が判定されたときステップ2に進む。判定結果がNOのときは測定を継続する。 When the controller 132 determines that the measured value of the water content WC of the underground 102 measured by the sensor 131 falls below the first threshold value TR1, it proceeds to step 2. If the determination result is NO, it continues measuring.
ステップ2では、バルブ155は開放された状態となり、供給タンク151から複合管路110に水が供給される。さらに、複合管路110に送水された水は、複合管路110内に存する空気を排出しながら、貯留タンク152に送られる。 In step 2, valve 155 is opened, and water is supplied from supply tank 151 to combined pipeline 110. Furthermore, the water delivered to combined pipeline 110 is sent to storage tank 152 while expelling any air present within combined pipeline 110.
他方で、供給タンク151の水位は低下する。供給タンク151の水位はフロータ156によって確認される構成となっていることから、フロータ156が一定高さを下回るとき、ポンプ155Aが動作して、供給タンク151に給水する。また、フロータ156の高さが所定高さを超えるときポンプ155Aの動作は停止する。これにより、供給タンク151の高さを所定範囲にコントロールできる。 On the other hand, the water level in the supply tank 151 drops. The water level in the supply tank 151 is checked by the floater 156, so when the floater 156 falls below a certain height, the pump 155A operates to supply water to the supply tank 151. Furthermore, when the height of the floater 156 exceeds a predetermined height, the operation of the pump 155A stops. This allows the height of the supply tank 151 to be controlled within a predetermined range.
灌水シート20を介して地面101への水の供給が継続して行われることで、地中102の含水量WCは増加する。 As water is continuously supplied to the ground 101 through the irrigation sheet 20, the water content WC of the ground 102 increases.
供給タンク151の水位と、貯留タンク152の水位はほぼ同じ高さとなる。厳密にいえば、貯留タンク152の水位は、複合管路110部分の損失水頭に相当する範囲で供給タンク151の水位より低くなる。この高低差を解消するために、第2タンク152に供給タンク151と同様のフロータ、ポンプ等の設備を導入することが好ましい。この場合は、複合管路110の中央部での圧力水頭が他の部分に比べて最も低くなるが、本実施形態の構成に比べて、圧力水頭の差はほぼ半分となる。 The water level in the supply tank 151 and the water level in the storage tank 152 are approximately the same height. Strictly speaking, the water level in the storage tank 152 will be lower than the water level in the supply tank 151 within a range equivalent to the head loss in the combined pipeline 110 section. To eliminate this difference in height, it is preferable to install equipment such as a floater and pump similar to that in the supply tank 151 in the second tank 152. In this case, the pressure head in the center of the combined pipeline 110 will be lowest compared to other sections, but the difference in pressure head will be approximately half that of the configuration of this embodiment.
ステップ3において、センサ131で地中102の含水量WCを測定する。測定された含水量WCが第2閾値TR2を上回るかどうか判定する。 In step 3, the sensor 131 measures the water content WC of the ground 102. It is determined whether the measured water content WC exceeds the second threshold value TR2.
センサ131で測定された地中102の含水量WCの測定値が第2閾値TR2を上回るとコントローラ132が判定されたときステップ4に進む。判定結果がNOのときは測定を継続する。なお、第2閾値TR2は、第1閾値TR1よりも大きな値として設定されている。 When the controller 132 determines that the measured value of the water content WC of the underground 102 measured by the sensor 131 exceeds the second threshold value TR2, the process proceeds to step 4. If the determination result is NO, the measurement continues. Note that the second threshold value TR2 is set to a value greater than the first threshold value TR1.
ステップ4では、バルブ155は閉鎖された状態となり、供給タンク151から複合管路110に水が供給されなくなる。この状態が一定時間継続すると、複合管路110の中の水位、及び貯留タンク152の水位が次第に下がり、図4に示す通り、複合管路110、及び貯留タンク152にほとんど水がない状態となる。この状態になると、複合管路110からの外部空間105への水の供給は停止される。この状態が続くことで、地中102の含水量WCは徐々に低下する。 In step 4, valve 155 is closed, and water is no longer supplied from supply tank 151 to combined pipeline 110. If this state continues for a certain period of time, the water level in combined pipeline 110 and storage tank 152 will gradually drop, and as shown in Figure 4, there will be almost no water in combined pipeline 110 and storage tank 152. When this state occurs, the supply of water from combined pipeline 110 to external space 105 will stop. As this state continues, the water content WC of the ground 102 will gradually decrease.
本実施形態は例示であり、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で改変できるのは勿論である。例えば、図6に示す変形例の通り、複合管路110の構成として、接続管30と接続管30の間に通水管11を架け渡してもよい。また、複数の複合管路、複数の供給タンク151、複数の貯留タンク152を組み合わせて、複合管路をネットワーク化してもよい。 This embodiment is merely an example, and modifications can of course be made without departing from the technical spirit of the present invention. For example, as shown in the modified example in Figure 6, the composite pipeline 110 may be configured such that a water pipe 11 spans between connecting pipes 30. Furthermore, multiple composite pipelines, multiple supply tanks 151, and multiple storage tanks 152 may be combined to form a network of composite pipelines.
本発明に係る樹木灌水システム1は、太陽光パネル直下で育成する苗木の灌水を容易に行えることに加えて、灌水の省人化を図ることができることから産業上の利用可能性は大である。 The tree irrigation system 1 of the present invention not only makes it easy to irrigate seedlings grown directly under solar panels, but also reduces the labor required for irrigation, making it highly applicable industrially.
1 :樹木灌水システム
2 :樹木灌水管
11 :通水管
12 :接続部
20 :灌水シート(灌水部)
21 :第1面
22 :第2面
23 :流水部
24 :開口部
25 :凹部
30 :接続管
101 :地面
102 :地中
105 :外部空間
130 :制御部
131 :センサ
132 :コントローラ
150 :通水装置
151 :供給タンク
152 :貯留タンク
TR1 :第1閾値
TR2 :第2閾値
W :水
WC :含水量
1: Tree irrigation system 2: Tree irrigation pipe 11: Water pipe 12: Connection part 20: Irrigation sheet (irrigation part)
21: First surface 22: Second surface 23: Water flow section 24: Opening 25: Recess 30: Connecting pipe 101: Ground 102: Underground 105: External space 130: Control section 131: Sensor 132: Controller 150: Water flow device 151: Supply tank 152: Storage tank TR1: First threshold TR2: Second threshold W: Water WC: Water content
Claims (7)
両端部に接続管を接続するための接続部が設けられる通水管と、
一端が前記通水管の内部に位置し、他端が前記通水管から外部空間に向かって突出して設けられる灌水部と、を備え、
前記灌水部は、毛細管現象、及びサイフォンの原理の作用によって前記通水管に存する水を、外部空間に排出できることを特徴とする樹木灌水管。 A tree irrigation pipe for installation above ground,
a water pipe having connection portions at both ends for connecting connection pipes;
a watering section having one end located inside the water pipe and the other end protruding from the water pipe toward an external space,
The tree irrigation pipe is characterized in that the irrigation section can discharge water present in the water pipe to an external space by the action of capillary action and the principle of a siphon.
前記第1面は、前記一端と前記他端の双方に接続する複数の凹部が列状に配列されており、前記凹部は、前記通水管に存する水を外部に排出できることを特徴とする請求項1に記載の樹木灌水管。 The watering section is a sheet having a first surface and a second surface that are opposed to each other,
The tree irrigation pipe described in claim 1, characterized in that the first surface has a plurality of recesses arranged in a row connected to both the one end and the other end, and the recesses allow water present in the water pipe to be discharged to the outside.
前記通水管に存する水は、毛細管現象の作用により前記開口部を経由して前記流水部に取り込まれるとともに、サイフォンの原理の作用により前記流水部を経由して外部空間に流出し、前記開口部が地面に接触する部分で地面に排出できることを特徴とする請求項2に記載の樹木灌水管。 The recess has an opening that opens from the second surface toward the first surface and a flowing water portion that communicates with the opening,
The water in the water pipe is taken into the flow section through the opening by capillary action, and flows out into the external space through the flow section by the action of the siphon principle, and can be discharged to the ground at the part where the opening comes into contact with the ground.
前記複合管路に接続して、前記複合管路に通水できる通水装置と、を備えることを特徴とする樹木灌水システム。 A composite pipe line having a plurality of tree irrigation pipes according to claims 1 to 4 and a connecting pipe that connects the tree irrigation pipes to each other;
A tree irrigation system comprising: a water supply device that is connected to the composite pipe and can supply water to the composite pipe.
前記制御部は、地中の含水量を測定するセンサと、コントローラと、を有し、
前記コントローラは、前記センサで測定された測定値が、第1閾値を下回るとき前記複合管路への通水を指令し、前記センサで測定された測定値が、第2閾値を上回るとき前記複合管路への通水の停止を指令することを特徴とする請求項5に記載の樹木灌水システム。 the water supply device includes a supply tank for supplying water to the composite pipeline, and a control unit for controlling the water supplied from the supply tank;
The control unit includes a sensor that measures the water content of the ground and a controller,
6. The tree irrigation system according to claim 5, wherein the controller commands water to be passed through the combined pipe when the measurement value measured by the sensor is below a first threshold value, and commands water to be stopped from being passed through the combined pipe when the measurement value measured by the sensor is above a second threshold value.
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