JP2008237135A - 地下灌漑システム - Google Patents

Abstract

【構成】給水管１２、および給水管１２から用水が供給され、かつ耕作地に敷設される敷設管を備える地下灌漑システムにおいて、耕作地の地下水位Ｗより上で給水管１２に空気孔４０および受孔４４を設け、受孔４４に吸気弁４２の突起４８を嵌めて、空気孔４０より上で吸気弁４２を固定し、吸気弁４２の弁部４６で空気孔４０を塞ぐ。
【効果】給水管１２が真空になると、気圧差で弁部４６がめくれ上がり、空気孔４０が開くことにより、空気孔４０を通じて外気が取り込まれるため、給水管１２のサイフォンを防止できる。
【選択図】図８

Description

この発明は、地下灌漑システムに関し、特にたとえば、敷設管で用水を供給し、または地下水を排出することにより、耕作地の地下水位を調整する、地下灌漑システムに関する。

従来の地下灌漑システムの一例が、特許文献１に開示されている。この特許文献１のフロートバルブでは、貯水タンクに給水管が接続され、給水管の先端にバルブ本体が装着されており、バルブ本体内の弁体と貯水タンク内に浮かぶフロートとが連動機構により接続されている。この連動機構により、貯水タンク内の水位変動に応じてフロートが上下動すると、上下動に連動して弁体が給水管を開閉している。
特許第３０２６４２１号公報［Ｆ１６Ｋ ３１／２４、Ｅ０３Ｂ １１／００、Ｆ１６Ｈ ２１／１０］

給水管に接続されるポンプを停止した際や、分岐された給水管の本体部を流れる水の流速が急激に大きくなった際に、給水管内が負圧になることがある。このような場合に、特許文献１の従来技術では、給水管の先端開口が貯水タンク内の用水に浸かっているため、負圧により給水管が貯水タンク内の用水を吸い上げてしまう。

それゆえに、この発明の主たる目的は、給水管のサイフォンを防止する、地下灌漑システムを提供することである。

請求項１の発明は、給水管、耕作地に敷設され、給水管から供給された用水を耕作地に給水する敷設管、および給水管内に外気を吸入してサイフォンを防止するサイフォン防止手段を備える、地下灌漑システムである。

請求項１の発明では、敷設管（１４：実施例において相当する部分を例示する参照符号。以下同じ。）が耕作地（１８）に敷設される。この敷設管に給水管（１２）から用水が供給され、用水は敷設管を通り耕作地に与えられる。このような地下灌漑システム（１０）において、たとえば、給水管内が負圧になった場合、サイフォン防止手段（４２、８８、９２、１１２、１２２）が給水管内に外気を吸入することにより、給水管内の気圧が上昇する。この結果、負圧によって給水管が用水や耕作地の地下水などを吸い上げようとする力が弱められて、給水管のサイフォンを防止できる。

請求項２の発明は、サイフォン防止手段は、耕作地の地下水位より上で給水管に設けられた空気孔を塞ぎ、かつ給水管内の負圧により空気孔を開く吸気弁を含む、請求項１記載の地下灌漑システムである。

請求項２の発明では、たとえば、敷設管に繋がる水槽などの中に給水管が挿入されている場合、水槽の水位が耕作地の地下水位と等しくなるが、耕作地の地下水位より上で給水管に空気孔（４０）が設けられれば、空気孔は水槽の水面より上方に位置するため、空気孔で給水管の内部と外気とが繋がる。このような空気孔に吸気弁（４２、９２、１１２、１２２）が取り付けられており、給水管内の負圧時に吸気弁は空気孔を開く。このため、給水管内に負圧が発生しても、吸気弁は空気孔を開くことにより、空気孔を通じて外気が給水管に吸い込まれるため、給水管のサイフォンを防止できる。

請求項３の発明は、給水管に設けられる水位管理器をさらに備え、水位管理器は、給水管をガイドとして耕作地の地下水位に連動するフロート、およびフロートに連結され、かつフロートが上昇すると給水管の給水口を閉じ、フロートが下降すると給水管の給水口を開く弁体を有し、吸気弁はフロートより上に配置される、請求項２記載の地下灌漑システムである。

請求項３の発明では、水位管理器（３６）が給水管に設けられ、たとえば、敷設管に繋がる水槽の中に収容される。この水槽の水位が地下水位にほぼ一致し、フロート（３８）が水槽の水面に浮かんで耕作地の地下水位に連動するため、水面に浮かぶフロートより上では大気に覆われる。よって、フロートより上に位置する吸気弁は大気中に配置されるため、水位管理器を備えた地下灌漑システムにおいても、給水管内が負圧になった際に吸気弁を通じて給水管に外気を吸入し、給水管のサイフォンを防止できる。

なお、フロートより上とは、フロートが浮いている時の地下水位より上を意味し、地下水位設計高さより上の位置を示す。

請求項４の発明は、吸気弁は、弾性材で形成され、給水管の内面に配置され、空気孔の上方に固定され、弾性変形により空気孔を開く、請求項２または３記載の地下灌漑システムである。

請求項４の発明では、吸気弁（４２、１１２）が弾性材で形成され、かつ給水管の内面で空気孔より上に固定されていると、負圧により吸気弁が弾性変形してめくれ上がり、空気孔が開くため、給水管のサイフォンを防止できる。また、吸気弁の形状がシンプルであり、かつ吸気弁の固定も容易であり、施工性および経済性に優れる。

請求項５の発明は、用水を供給する給水管に設けられる水位管理器であって、給水管をガイドとして耕作地の地下水位に連動するフロート、フロートに連結され、かつフロートが上昇すると給水管の給水口を閉じ、フロートが下降すると給水管の給水口を開く弁体、およびフロートより上に設けられ、かつ給水管内に外気を吸入してサイフォンを防止するサイフォン防止手段を備える、水位管理器である。

請求項５の発明では、たとえば、水位管理器が、敷設管に繋がる水槽の中に収容され、水槽の水位が地下水位にほぼ一致する。これにより、フロートが水槽の水面に浮かんで耕作地の地下水位に連動し、フロートより上の吸気弁が大気中にあるため、給水管内に負圧が発生すると、吸気弁を通じて給水管に外気を吸入し、給水管のサイフォンを防止できる。

なお、フロートより上とは、フロートが浮いている時の地下水位より上を意味し、地下水位設計高さより上の位置を示す。

この発明によれば、給水管に外気を吸入するサイフォン防止手段を設けることにより、給水管のサイフォンを防止できる。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

図１に示すこの発明の一実施例である地下灌漑システム１０は、図１〜図４に示すように、給水管１２、敷設管１４、排水路１６およびサイフォン防止手段を備え、敷設管１４で用水を耕作地１８に供給し、耕作地１８の地下水を排水路１６に排出することにより、耕作地１８の地下水位を調整するために用いられる。

給水管１２は用水を敷設管１４に送り供給する管路であって、本管２０およびそれから分岐する分岐管２２を有し、分岐管２２は、本体部２４および先端部２６を含む。本体部２４には、たとえば、複数の直管または可撓管を繋いだ管路、または１本の可撓管が用いられる。先端部２６は、直管であり、たとえばＳＵＳなどの金属、または塩化ビニル樹脂などの合成樹脂により形成される。先端部２６の一端部分は、本体部２４と接続されるための接続部分であって、他端は弁体２８を受ける弁座３０として用いられ、他端開口は水槽３２内に用水を供給する給水口３４として利用される。また、給水管１２にサイフォン防止手段および水位管理器３６が設けられる。

サイフォン防止手段は、給水管１２内が負圧になった際に給水管１２が用水などを吸い上げるサイフォンを防止する手段であって、フロート３８および耕作地１８の地下水位Ｗより上、つまり大気中で、かつ給水管１２に配置される。サイフォン防止手段の位置は、特に限定されず、給水管１２の水平に配管された部分および垂直に配管された部分のいずれでもよいし、また、本体部２４および先端部２６のいずれでもよいが、先端部２６、特に給水口３４にできるだけ近い部分がよい。これは、給水口３４に近い部分を早く大気開放すれば、給水口３４から逆流する水の浸入を防げるからである。また、サイフォン防止手段は、図５〜図８に示す空気孔４０および吸気弁４２を含む。

空気孔４０は、外気を給水管１２内に引き込むために給水管１２に開けられた孔であり、給水管１２の管壁を貫通する。たとえば、３つの貫通孔が軸方向に間隔を隔てて給水管１２に設けられ、この内の上の２つの貫通孔は吸気弁４２を固定するための受孔４４として用いられ、残る下の１つの貫通孔は空気孔４０として用いられる。

吸気弁４２は、通常時に空気孔４０を塞ぎ、かつ給水管１２内の負圧時に空気孔４０を開くものであって、給水管１２の内側に配置され、空気孔４０より上で固定されて、弾性材などで形成され、弁部４６および突起４８を含む。弁部４６は給水管１２の内面上に位置し、弁部４６は長方形状の平板で、たとえば２つの突起４８を含む。弁部４６の幅は空気孔４０の直径より大きく、弁部４６の長さは２つの受孔４４および空気孔４０を覆う長さに設定される。突起４８は受孔４４に嵌まって、吸気弁４２を給水管１２に固定するために用いられ、吸気弁４２の上部に配置される。突起４８の径は、受孔４４に嵌まり、かつ受孔４４から抜け出さない大きさに設定され、突起４８の長さは給水管１２の管壁の厚みと同じまたはほぼ同じに設定される。

これにより、上の２つの受孔４４に突起４８を挿入して吸気弁４２を給水管１２に固定すると、弁部４６の下部が垂直方向の下側に延びて、空気孔４０を塞ぐ。そして、弁部４６の下部は、給水管１２内の負圧時に気圧差などにより、弾性変形して空気孔４０を開く。

図２〜３および図９〜図１１に示すように、水位管理器３６は、水槽３２内に収容され、水槽３２内の水位に応じて用水の供給を調整するものであって、分岐管２２に設けられ、分岐管２２の周囲に配置される軸固定具５０およびフロート３８を有する。

水槽３２は、人工の水槽、配管および井戸などの竪穴、ならびにため池など、貯水部であって、たとえば、敷設管１４の立ち上げられた部分、つまり縦管部が水槽として用いられる。

軸固定具５０は、分岐管２２に装着され、端部が水槽３２の内面に沿って、分岐管２２が傾くことを防止するものであって、たとえば平板で形成される。軸固定具５０は、ポリ塩化ビニルなどの合成樹脂で形成され、図４に示す挿通孔５２を含む。挿通孔５２は、分岐管２２が挿通される孔であって、軸固定具５０の中央またはほぼ中央に配置される。そして、この挿通孔５２に通された分岐管２２に軸固定具５０がねじなどによって固定される。また、軸固定具５０の端部が水槽３２の内面に沿うように、端部は弧状などに形成され、軸固定具５０の長さは水槽３２の内径より少し小さく設定される。さらに、２つの軸固定具５０はそれぞれ分岐管２２の上部および下部に取り付けられ、これらは互いに直角に交わるように配置される。この上側軸固定具５０は長さ調整部５４を含む。長さ調整部５４は、軸固定具５０の長さを微調整するものであって、ボルトなどが用いられる。長さ調整部５４は、上側軸固定具５０の側面に向かって取り付けられ、長さ調整部５４を回転させて、軸固定具５０の側面から突出する長さを変えることにより、軸固定具５０の長さは調整される。

フロート３８は、給水口３４の上方に配置されて、水槽３２内の水面に浮かび、水槽３２内の水位変動に応じて上下動する浮標であり、塩化ビニル、ポリプロピレンまたはポリエチレンなどの合成樹脂を用いて、中空成形などにより形成される。この合成樹脂は適宜選択される。また、フロート３８は、たとえばリング状であって、その中心に貫通孔５６を含む。フロート３８が水槽３２の内面に接触することを防止するために、フロート３８の直径は水槽３２の内径より小さく設定される。フロート３８の高さはフロート３８の必要な浮力、つまり弁体が給水口３４を塞ぐ力に応じて設定される。

貫通孔５６は、分岐管２２、特に先端部２６が通る部分であり、フロート３８を軸方向に貫通する。貫通孔５６の直径は、分岐管２２に沿ってフロート３８が移動可能なように、分岐管２２の外径より少し大きく設定される。

また、フロート３８は、２つのフロートリンク部５８をさらに含む。フロートリンク部５８は、塩化ビニル、ポリプロピレンまたはポリエチレンなどの合成樹脂の板状体で形成される。２つのフロートリンク部５８は、それらの間に貫通孔５６を挟んで、フロート３８の下面に溶接などにより接合される。そして、このフロートリンク部５８にリンク機構６０が接合され、フロート３８はリンク機構６０を介して弁体２８と連結される。

図９〜図１１に示すように、弁体２８は、給水口３４の下方に配置されて、弁座３０に当接して、給水口３４を塞ぐものであり、フロート３８が上昇すると給水口３４を閉じ、かつフロート３８が下降すると給水口３４を開くことにより給水口３４から供給される用水の量を調整するために用いられる。この弁体２８は、当接部６３ａ、座部６３ｂ、角度調節部６４および弁体リンク部６２を有する。当接部６３ａは、円盤状であって、その表面に当接面６３ｃを含む。当接部６３ａは、当接面６３ｃが弁座３０に隙間なく接触するように、エチレンプロピレンゴムなどの弾性材、または合成樹脂などで形成される。当接面６３ｃは、弁座３０に当接し、給水口３４を塞ぐ平らな面であって、給水口３４に向かい合い、かつ弁座３０に対して平行に配置される。座部６３ｂは、当接部６３ａを支持する部分であり、塩化ビニル樹脂などの合成樹脂、またはＳＵＳなどの金属を用いて円盤状に形成され、当接部６３ａの裏面に当接部６３ａと重ねて配置される。当接部６３ａおよび座部６３ｂの直径は、弁座３０に当たる大きさであり、弁座３０の直径、つまり分岐管２２の先端の外径より大きく設定される。また、弁体２８は、角度調節部６４を介して弁体リンク部６２に接続される。

角度調節部６４は、当接部６３ａおよび座部６３ｂを支持すると共に、弾性変形などにより当接面６３ｃの角度を調節するものとして、座部６３ｂと弁体リンク部６２との間に配置され、当接部６３ａおよび座部６３ｂと共に弁体リンク部６２にボルトなどで固定される。角度調節部６４は、エチレンプロピレンゴムなどの弾性材、または合成樹脂などを用いて、円盤状または円筒形状に形成される。そして、角度調節部６４の直径は、当接部６３ａおよび座部６３ｂが傾くために、当接部６３ａおよび座部６３ｂの直径より小さく設定される。角度調節部６４の硬度は、小さ過ぎると、角度調節部６４が当接部６３ａおよび座部６３ｂを支持する力が弱くなり、当接面６３ｃが弁座３０に隙間なく当接することができなくなり、一方、大き過ぎると、角度調節部６４が変形しにくくなるため、弾性変形して当接面６３ｃの角度を適切に調節することができなくなることにより、支持力および弾性を考慮して適宜設定される。

弁体リンク部６２は、当接部６３ａ、座部６３ｂおよび角度調節部６４を支持しながら、これらをリンク機構６０に連結するものであり、ＳＵＳなどの金属または合成樹脂などを用いてＵ字状に形成される。弁体リンク部６２の両端はリンク機構６０に接続され、弁体リンク部６２の中央に当接部６３ａ、座部６３ｂおよび角度調節部６４が取り付けられる。

リンク機構６０は、フロート３８の動きを弁体２８に伝え、フロート３８の上下動と弁体２８が給水口３４を開閉する動きとを連動させるものであって、第１節６８、第２節７０および第３節７２を有する。リンク機構６０は、２本の第１アーム７４、２本の第２アーム７６および２本の第３アーム７８を含み、第１アーム７４、第２アーム７６および第３アーム７８は、それぞれＳＵＳなどの金属または合成樹脂などを用いて平棒などで形成される。第１アーム７４に第１節６８が設けられ、第２アーム７６に第２節７０が設けられ、第３アーム７８に第３節７２が設けられる。第１節６８と第２節７０との間の長さは、第２節７０と第３節７２との間の長さより長く設定される。また、２本の第１アーム７４はそれぞれの上端部でピン接合され、各第１節６８の下端部は第２アーム７６の上端部とピン接合され、２本の第２アーム７６は互いに交差して、各第２アーム７６の下端部は第３アーム７８の上端部とピン接合され、さらに、２本の第３アーム７８の下端部はピン接合される。これにより、２つの菱形部分が設けられ、上側の菱形部分は下側の菱形部分より大きく形成される。また、各接合部はピン接合されることにより、各アーム６８、７０、７２は回転可能に接合されるため、各菱形部分は変形可能であって、図９および図１１に示すように、各菱形部分の対角線の長さが伸縮する。

第１節６８はフロートリンク部５８を介してフロート３８がピン接合される、フロート３８との連結節である。第２節７０は弁体リンク部６２を介して当接部６３ａなどがピン接合される、弁体２８との連結節である。第３節７２は軸固定具５０と共に分岐管２２がピン接合される、分岐管２２との連結節である。

これにより、２つのリンク機構６０はそれぞれ分岐管２２および弁体２８などを間に挟んで配置され、フロート３８、分岐管２２および弁体２８に連結される。そして、図９に示すように、分岐管２２に沿ってフロート３８が下がれば、それに伴い弁体２８も下がり、弁体２８が給水口３４を開く。反対に、図１１に示すように、分岐管２２に沿ってフロート３８が上がれば、それに伴い弁体２８も上がり、弁体２８が給水口３４を閉じる。

また、図４および図１０に示すように、水位管理器３６は指挟み防止カバー８０を備え、指挟み防止カバー８０がリンク機構６０の前面に取り付けられる。指挟み防止カバー８０は、菱形部分の中に指が入り、リンク機構６０が伸縮した際に、指がリンク機構６０で挟まれることを防止するカバーである。指挟み防止カバー８０はエチレンプロピレンゴムなどで形成され、その大きさは、リンク機構６０、特に菱形部分を覆う大きさに設定される。

そして、水位管理器３６は、先端部２６に本体部２４を接続し、弁体２８が弁座３０に当接した状態でフロート３８が所定の水位設定値に位置するように設定してから、長さ調整部５４を調整して給水管１２を水槽３２に固定することにより、水槽３２の中に設置される。

図２に示す排水路１６は耕作地１８の過剰な地下水を排出するための水路であって、水位設定器８２に接続される。

水位設定器８２は、耕作地１８の地下水位Ｗを設定するものであり、外管部８４および内管部８６を備える。外管部８４は、垂直方向に配置され、その下端に底を有し、その上端は開口して、上端開口に蓋が開閉可能に装着される。上端開口は蓋を開けることにより、地下灌漑システム１０の点検口として用いられる。外管部８４の下流側側面に排水路１６が接続され、外管部８４の中に内管部８６が配置される。

内管部８６は、垂直方向に配置され、両端は開口し、下端開口は継手などを介して敷設管１４に接続される。内管部８６の高さは、その上端が耕作地１８の地下水位設定値Ｓに位置するように設定される。

敷設管１４は、給水管１２からの用水を耕作地１８に供給し、かつ耕作地１８の地下水を排出する有孔管などである。敷設管１４は、多数の細孔を含み、耕作地１８に敷設され、水槽３２と水位設定器８２との間に複数の敷設管１４が接続される。これにより、敷設管１４は、水槽３２の水位および水位設定器８２の水位を耕作地１８の地下水位Ｗに連動させる。

このような地下灌漑システム１０において、図２に示すように、耕作地１８の地下水位Ｗが地下水位設定値Ｓより低い場合、水槽３２の水位は地下水位Ｗと同じ高さになり、フロート３８は地下水位設定値Ｓより下がり、それに伴いリンク機構６０が縮んで弁体２８が下降して、給水口３４が開く。この給水口３４から用水が水槽３２に供給されて、用水は敷設管１４を通り、敷設管１４の多数の細孔から耕作地１８に供給される。

一方、図３に示すように、耕作地１８の地下水位Ｗが地下水位設定値Ｓと同じまたはそれより高い場合、水槽３２の水位が地下水位Ｗと連動して地下水位設定値Ｓと同じまたはそれより高くなり、それに伴ってフロート３８も地下水位設定値Ｓと同じまたはそれより上がる。フロート３８が上昇すると、リンク機構６０が伸びて弁体２８が上がり、弁体２８が弁座３０に当たって、給水口３４を塞ぎ、用水の供給が停止される。

また、耕作地１８の地下水位Ｗが地下水位設定値Ｓより高いと、耕作地１８の地下水は敷設管１４に流入し、敷設管１４を通って内管部８６へ流れ、内管部８６の上端開口から外管部８４へ溢れ出して、外管部８４から排水路１６を介して排水路７８へ排出される。

そして、地下灌漑システム１０において給水管１２内が負圧になった場合、給水管１２の中と外との気圧差で吸気弁４２の下部が弾性変形してめくれ上がり、空気孔４０が開くことにより、給水管１２内に外気を吸入し、給水管１２内の気圧が上昇する。この結果、負圧によって給水管１２が用水や耕作地１８の地下水などを吸い上げようとする力が弱められて、給水管１２のサイフォンが防止される。

しかも、気圧差だけでなく、負圧により給水管１２を水が逆流すれば、この逆流する水圧により吸気弁４２が弾性変形してめくれ上がり、空気孔４０が開いて、給水管１２のサイフォンが防止される。

また、敷設管１４に繋がる水槽３２では、水槽３２内の用水に泥や土などのごみが混ざっているが、サイフォンが防止されると、ごみが給水管１２に浸入することがなく、給水管１２に設けられる弁などの不具合が防止される。

特に、耕作地１８の地下水位およびフロート３８より上で分岐管２２に空気孔４０を設けると、水槽３２の水面より上方、つまり大気中に空気孔４０および吸気弁４２が配置される。このため、給水管１２内が負圧になった際に、吸気弁４２が空気孔４０を開けば、空気孔４０により分岐管２２の内部と外気とが繋がることで、確実に吸気弁４２を通じて分岐管２２に外気を吸入し、給水管１２のサイフォンを防止できる。

このような吸気弁４２の形状はシンプルであり、かつ突起４８を受孔４４に嵌めるだけで吸気弁４２を容易に固定できるため、施工性および経済性に優れる。

なお、サイフォン防止手段は、給水管１２内が負圧になった際に給水管１２が用水などを吸い上げることを防止する手段であれば、図５の吸気弁４２および空気孔４０に限定されず、従来の吸気弁などを用いることもできるし、吸気弁に代え従来の逆止弁を用いることもできる。

また、図１２に示す吸気管８８をサイフォン防止手段として用いることもできる。この吸気管８８は、先の曲がった細管であって、給水管１２より上に配置される。分岐管２２の管頂に空気孔４０が設けられ、そこに吸気管８８の基端が接続され、そこから吸気管８８は立ち上がる。この吸気管８８は給水管１２より上に配置され、給水管１２から上方に延びることにより、給水管１２を流れる用水が吸気管８８に流入し吸気管８８の先端開口から漏れ出さず、かつ給水管１２内が負圧になった場合は吸気管８８の先端開口および空気孔４０から給水管１２へ外気を取り入れるため、給水管１２のサイフォンを防止できる。なお、この吸気管８８の先が曲がっているが、曲がっていなくてもよい。

これと別のサイフォン防止手段として、図１３に示す吸気弁９２を用いることができる。この吸気弁９２は、蓋部９４および弁部９６を有し、蓋部９４は円筒形状の側面９８、側面９８の一端に設けられる上面１００、および他端に設けられる鍔１０２を含む。側面９８の内径は、給水管１２に設けられる空気孔４０の径より大きく設定される。上面１００は貫通孔１０４を含み、鍔１０２は側面９８の他端から径方向の外側に広がる。また、弁部９６は軸部１０６に接続され、空気孔４０の径より大きな円盤形状で形成され、軸方向に貫通する通気孔１０８を複数有する。軸部１０６は中空円筒形状であって、端部通気孔１１０ａおよび複数の側部通気孔１１０ｂを有する。この軸部１０６が貫通孔１０４に通されて、弁部９６が空気孔４０に向かい合うように配置される。このような吸気弁９２は、給水管１２の外面に鍔１０２を当ててボルトなどにより固定され、弁部９６が上面１００に当たると、弁部９６が側部通気孔１１０ｂを塞ぎ、一方、弁部９６が空気孔４０側にあると、端部通気孔１１０ａ、軸部１０６の中および側部通気孔１１０ｂが通じて、空気孔４０は開く。そして、給水管１２に用水が流れている場合、その用水の水圧により弁部９６は上面１００に押し付けられて、側部通気孔１１０ｂが閉じられ、一方、給水管１２内に負圧が発生すると、気圧差により弁部９６が空気孔４０側に移動し、空気孔４０を開いて、給水管１２が大気開放されてサイフォンが防止される。

また、図１４に示す吸気弁１１２をサイフォン防止手段に用いることもできる。この吸気弁１１２は弾性材で形成され、係止部１１４および弁部１１６を有し、この固定に固定具１１８が用いられる。係止部１１４は、受孔１２０の内面に沿う部分１１４ａと給水管１２の外面に沿う部分１１４ｂとを含み、弁部１１６は長方形状の板状体で形成され、給水管１２の内面上に配置される。固定具１１８は、吸気弁１１２を固定および空気孔４０の止水に用いられ、弾性材など変形可能であって止水性を有するもので形成され、頭部を含む。この吸気弁１１２を用いる場合、給水管１２にたとえば受孔１２０および空気孔４０を開け、給水管１２の外側から係止部１１４を受孔１２０に挿入し、受孔１２０の縁に掛けてから、給水管１２の外側から上の受孔１２０に固定具１１８を挿入して、吸気弁１１２を給水管１２に固定する。この状態で、弁部１１６は空気孔４０を覆って閉じる。一方、給水管１２内が負圧になると、図１５に示すように、気圧差や、給水管１２を逆流する水の水圧で弁部１１６がめくれ上がり、空気孔４０が開いて、サイフォンが防止される。

さらに、図１６に示す吸気弁１２２をサイフォン防止手段に用いることもできる。この吸気弁１２２は、短管１２４に取り付けられた弁部１２６およびヒンジ１２８を有する。短管１２４は、空気孔４０に通ずる通気孔１３０を含み、給水管１２に挿入されてボルトなどにより給水管１２に固定される。弁部１２６は、角柱を斜めに切断した形状に形成され、弁部１２６の底面に止水シート１３２が取り付けられる。弁部１２６の上にヒンジ１２８が配置され、このヒンジ１２８で弁部１２６の側面と短管１２４とが接続される。これにより、給水管１２において用水が下に向かって流れると、用水が弁部１２６の側面に当たって、水圧でヒンジ１２８が開くため、止水シート１３２が給水管１２の内面に当たり、弁部１２６が空気孔４０を塞ぐ。一方、給水管１２内の負圧により給水管１２に水が逆流すると、図１７に示すように、逆流水が斜面に当たり、水圧でヒンジ１２８が閉じることにより、弁部１２６が倒れて、空気孔４０が開き、サイフォンが防止される。

上記実施例で示した吸気弁は、耕作地へ給水する給水管のほかに、公園、歩道や中央分離帯などの緑地帯へ給水する給水管にも使用することができる。

図１８に示すこの発明の一実施例である水位管理器３６は、図１に示す水位管理器３６とほぼ同じであり、共通する部分については同じ番号を付して、その説明を省略する。

水位管理器３６は、用水を供給する給水管１２の分岐管２２に設けられ、フロート３８、弁体２８、およびサイフォン防止手段を備える。サイフォン防止手段は、図５〜図８に示した空気孔４０および吸気弁４２であって、フロート３８より上の先端部２６に設けられる。ただし、これらの位置はフロート３８より上の分岐管２２であれば特に限定されず、本体部２４に空気孔４０および吸気弁４２を設けることもできる。また、サイフォン防止手段は、吸気弁４２に限定されず、図１２〜図１７に示す吸気弁９２、１１２、１２２でもよく、またその他の形態のものであってもよい。

たとえば、この水位管理器３６が敷設管に繋がる水槽の中に収容されると、水槽の水位が地下水位にほぼ一致し、フロート３８が水槽の水面に浮かんで給水管１２をガイドとして耕作地の地下水位に連動する。これにより、フロート３８に連結された弁体２８はフロート３８が上昇すると給水管１２の給水口を閉じ、反対にフロート３８が下降すると給水管１２の給水口を開く。そして、フロート３８より上の空気孔４０および吸気弁４２は大気中に位置し、給水管１２内に負圧が発生すると、吸気弁４２を通じて給水管１２に外気を吸入し、給水管１２のサイフォンを防止する。

なお、上記全ての実施例において、フロート３８より上とは、フロート３８が浮いている時の地下水位より上を意味し、地下水位設計高さより上の位置を示す。

さらに、上で挙げた角度や寸法の具体的数値はいずれも単なる一例であり、必要に応じて適宜変更可能である。

また、水位管理器の実施例において指挟み防止カバー８０を用いたが、これを用いなくてもよい。

さらに、図２、図３、図９および図１１において、リンク機構６０などがわかりやすいように、便宜上指挟み防止カバー８０を表していない。

この発明の一実施例の地下灌漑システムを示す図解図である。 図１の地下灌漑システムにおいて耕作地の地下水位Ｗが地下水位設定値Ｓより低い状態を示す断面図である。 図１の地下灌漑システムにおいて耕作地の地下水位Ｗが地下水位設定値Ｓより高い状態を示す断面図である。 図１の地下灌漑システムの一部であって、給水管、水位管理器および敷設管を示す部分断面図である。 吸気弁の側面を示す平面図である。 吸気弁の正面を示す平面図である。 吸気弁の底面を示す平面図である。 給水管の受孔に突起を嵌めて吸気弁を給水管に固定し、弁部で空気孔を塞いだ状態を示す断面図である。 図１の水位管理器の正面を示す平面図である。 図１の水位管理器の側面を示す平面図である。 図１の水位管理器の正面を示す平面図である。 この発明の別の実施例の地下灌漑システムにおける給水管に吸気管を設けた状態を示す断面図である。 この発明のさらに別の実施例の地下灌漑システムにおける給水管に吸気弁を固定し、空気孔を開いた状態を示す断面図である。 この発明のさらに別の実施例の地下灌漑システムにおける給水管に吸気弁を固定し、弁部で空気孔を塞いだ状態を示す断面図である。 図１４の吸気弁において弁部がめくれ上がり、空気孔を開いた状態を示す断面図である。 この発明のさらに別の実施例の地下灌漑システムにおける給水管に吸気弁を固定し、弁部で空気孔を塞いだ状態を示す断面図である。 図１６の吸気弁において弁部が倒れて、空気孔を開けた状態を示す断面図である。 この発明の一実施例の水位管理器を示す平面図である。

符号の説明

１０…地下灌漑システム
１２…給水管
１４…敷設管
１８…耕作地
２８…弁体
３４…給水口
３６…水位管理器
３８…フロート
４０…空気孔
４２、９２、１１２、１２２…吸気弁
８８…吸気管

Claims (5)

1. 用水を供給する給水管、
   耕作地に敷設され、前記給水管から供給された用水を前記耕作地に給水する敷設管、および
   前記給水管内に外気を吸入してサイフォンを防止するサイフォン防止手段を備える、地下灌漑システム。
2. 前記サイフォン防止手段は、前記耕作地の地下水位より上で前記給水管に設けられた空気孔を塞ぎ、かつ前記給水管内の負圧により前記空気孔を開く吸気弁を含む、請求項１記載の地下灌漑システム。
3. 前記給水管に設けられる水位管理器をさらに備え、
   前記水位管理器は、前記給水管をガイドとして前記耕作地の地下水位に連動するフロート、および前記フロートに連結され、かつ前記フロートが上昇すると前記給水管の給水口を閉じ、前記フロートが下降すると前記給水管の給水口を開く弁体を有し、
   前記吸気弁は前記フロートより上に配置される、請求項２記載の地下灌漑システム。
4. 前記吸気弁は、弾性材で形成され、前記給水管の内面に配置され、前記空気孔の上方に固定され、弾性変形により前記空気孔を開く、請求項２または３記載の地下灌漑システム。
5. 用水を供給する給水管に設けられる水位管理器であって、
   前記給水管をガイドとして耕作地の地下水位に連動するフロート、
   前記フロートに連結され、かつ前記フロートが上昇すると前記給水管の給水口を閉じ、前記フロートが下降すると前記給水管の給水口を開く弁体、および
   前記フロートより上に設けられ、かつ前記給水管内に外気を吸入してサイフォンを防止するサイフォン防止手段を備える、水位管理器。

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