JP3082813B2 - 自動給水装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、田畑等を潅漑するため
の自動給水装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、田畑への自動給水には、自動潅漑
装置が使用されている。それらの一例が、特公昭５７−
６１３７７号公報及び実公昭５８−４７０６７号公報に
開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の自動潅漑装置には次のような欠点がある。 １）流体中のごみ・異物のために作動不良を起こしやす
い。潅漑用水が河川等からひき込まれたものであるた
め、用水中に種々の異物が含まれている。例えば、汚
泥、木の葉や雑草、動物の死骸、小石等である。これら
の異物が自動給水装置の弁座部に咬み込むと、流体の閉
止が不可能になり、自動潅漑がなされなくなる。また、
特に問題なのは汚泥である。汚泥は、自動給水装置内の
導水管及び該導水管入口のフィルターエレメント等に蓄
積して固化し、アクチュエーター部への流体圧力の伝達
を妨げる。結果的に、自動給水装置は作動せず自動潅漑
がなされない。事実、このような作動不良が最も多い。 ２）水位センサーの構造が複雑であり、装置として大型
化していると同時にコスト的にも高価になっている。従
来の水位センサーは、二つのフロートを設けることによ
って上限水位及び下限水位の任意設定が可能になってい
る。

【０００４】本発明は上記従来技術の問題点を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、 １．流体中の異物、特に汚泥等が自動給水装置内の導水
管及びフィルターエレメントに固着しても、これを強制
的に逆洗し、即座に機能を回復できる。 ２．水位センサーの構造が極めて簡単で装置としてコン
パクトであり、しかも上限・下限水位設定が簡単に行え
る。 以上１〜２の特徴を有した低コストの自動給水装置を提
供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明によれば次のような構成の自動給水装置が提供
される。入口流路と該入口流路の開口部に対向位置しか
つダイヤフラムまたはピストンに保持された弁体と、該
ダイヤフラムまたはピストンを保持すると共に該ダイヤ
フラムまたはピストンの上部に一次圧室を形成するボン
ネットと、前記開口部よりも上流側に位置する入口流路
に一端を開口し、他端を前記一次圧室に開口する導水管
と、該導水管の途中に介在し弁開放時には該導水管を大
気に開放し一方弁閉鎖時には該開放を遮断する大気開放
弁と、被制御水の水位変動に連動し該被制御水の上限水
位において前記大気開放弁を閉塞しまた下限水位におい
て前記大気開放弁を開放する水位センサーとを具備し、
かつ、前記導水管の入口流路側開口部より逆流水を放出
させることができる位置にピストン型逆洗装置を設けた
ことを特徴とする自動給水装置。

【０００６】本発明の好適な実施態様においては、水位
センサーは制御弁を作動させるよう上下動するフロート
と、フロートが遊嵌されているフロートガイドと、フロ
ートガイドの前記フロートよりも上方及び下方位置に移
動及び固定自在にそれぞれ設けたフロートストッパーと
から構成されている。

【０００７】

【作用】上記構成の本発明の自動給水装置は次のように
作用する。入口流路に達した流体は弁本体開口部、弁室
及び出口流路を経て外部に流出する。この時流体の一部
は導水管を流れ、この際大気開放弁が閉じていれば流体
は一次圧室に達し、この一次圧室内の流体圧力の作用で
弁体が開口部を閉じ、自動給水は止む。

【０００８】大気開放弁は水位センサーにより制御さ
れ、水位センサーが給水された場所の水位の上限を検知
すれば大気開放弁を閉じるので、流体は前記のように一
次圧室に流入しこの流体圧力により弁が開口部を閉じ給
水は止む。一方、水位センサーが水位の下限を検知すれ
ば大気開放弁を開き、流体は大気開放弁から外部に流出
し、一次圧室には流入しない。そのため弁体が開口部を
開き、給水が開始される。

【０００９】また、定期的にピストン型逆洗装置を上下
に作動させることにより、流体を逆流させ導水管、大気
開放弁等の内部に蓄積された汚泥等の異物を除去するこ
とができる。

【００１０】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説
明するが、本発明が本実施例に限定されないことはいう
までもない。

【００１１】図１は、本発明の実施例を示す縦断面図で
ある。図において、１はアングル弁型本体であり、内部
に設けられた隔壁２により区画された入口流路３と出口
流路４とを有し、かつ前記両流路の間に位置し該入口流
路３と連通するように配された弁室５を有している。ま
た、隔壁２には入口流路３と弁室５とを連通する開口部
６が設けられると共に、弁室５側の開口部６周りの隔壁
２には上方に向かって突き出した円錐台状の弁座７が設
けられている。さらに、出口流路４にはＬ字形継手８が
ストッパー９を介して、出口流路４周りに設けられたお
ねじ部１０に袋ナット１１を螺着させることによって、
回転自在に装着されている。本実施例では、本体１の構
造はアングル弁型に形成されているが、従来の自動給水
装置のように弁座７の周りに放射状に給水するタイプに
構成しても構わず、特に限定されるものではない。

【００１２】１２は弁体であり、開口部６に対向位置
し、上部をダイヤフラム１３に保持さた弁軸１４の下端
部にナット等によって固定され、前記弁室５内を上下動
可能に配されている。

【００１３】１５はボンネットであり、弁室５の上部に
位置し弁軸１４を保持しているサポート１６を介してダ
イヤフラム１３を本体１上部のフランジ部１７に挟持固
定しており、中央部には前記弁軸１４を摺動自在に保持
しているストロークリミッター１８が貫通して螺着さ
れ、また前記ダイヤフラム１３との間に一次圧室１９を
形成している。

【００１４】２０はピストン型逆洗装置であり、ボンネ
ット１５の上面に一体的に形成されたシリンダー２１内
に、ピストン２２が摺動自在に嵌挿され、該ピストン２
２は外部からの動力により上下動が可能なように、一端
にハンドル２３が装着されたピストン軸２４に連結さ
れ、該ピストン軸２４はシリンダー２１上部に螺着され
たキャップ２５によって保持されている構造からなって
いる。さらに、シリンダー２１内空間２６は、連通孔２
７及び２８によって、ボンネット１５内部に設けられた
前記一次圧室１９及び後記導水管３６と連通するように
構成されている。また、シリンダー２１上部にはシリン
ダー内空間２６に空気だまりが生じないよにエアー抜き
バルブ２９が設けられている。

【００１５】なお、このピストン型逆洗装置２０は、後
記導水管３６の入口流路３側開口部より逆流水を流出さ
せることができる位置であればどこに設けても良く、本
実施例の位置に限定されるものではない。

【００１６】３０は前記開口部６よりも上流側の入口流
路３に設けられたフィルターエレメントであり、内部に
後記導水管３６と入口流路３とを連通する連通孔３１を
有したアダプター３２、該アダプター３２に嵌挿固定さ
れたコイル間の間隙を通して流体の濾過を行うスプリン
グ３３及び該スプリング３３の上流側開放部を閉塞する
キャップ３４からなり、該アダプター３２を介してキャ
ップナット３５により本体１に固定されている。

【００１７】３６は導水管であり、一端は前記アダプタ
ー３２に設けられた連通孔３１に連結されて、入口流路
３に開口し、他端は前記ボンネット１５に設けられた連
通孔２８に連結されている。また、該導水管３６の途中
には後記大気開放弁４３が連結されている。

【００１８】なお、本実施例においてはフィルターエレ
メント３０を介して導水管３６の一端が入口流路３に開
口するよう構成されているが、被制御流体がごみ・異物
等を含まない場合にはフィルターエレメント３０を設け
る必要がなく、該導水管３６の一端を直接該入口流路３
に開口するように設けても構わない。

【００１９】３７はフロートガイド３８に遊嵌されてい
るフロート３９、該フロート３９の上下に位置するフロ
ートガイド３８に固定されているフロートストッパー４
０及び４１、およびアーム４２を介してフロートガイド
３８と連結されている制御弁（本実施例では制御弁とし
て大気開放弁を使用しているので、以下大気開放弁と記
す）４３を主構成部としてなる水位センサーである。

【００２０】フロート３９は比重が水よりも小なる材料
にて円柱状に形成されており、水位の上下動に応じてフ
ロートガイド３８に沿って上下する。フロートガイド３
８には、フロート３９の上限位置を規定するフロートス
トッパー４０及び下限位置を規定するフロートストッパ
ー４１が蝶ねじ４４，４５により、移動及び固定自在に
装着されている。該フロートストッパー４０，４１の間
隔を狭くすると、水位の不感帯幅が小となる。すなわ
ち、水位センサーは水位の上下動に即座に追従して作動
することになる。一方、該間隔を広くすると、上記不感
帯幅が大となり、微小な水位変動には追従せず大きな水
位変動にのみ追従する。

【００２１】次に、大気開放弁４３は、入口ポート４
６、出口ポート４７及び大気開放ポート４８を有し、該
入口ポート４６は、前記アダプター３２に設けられた連
通孔３１に連結された導水管３６と連結されている。ま
た、出口ポート４７は、前記ボンネット１５に設けられ
た連通孔２８と連結された導水管３６と連結されてい
る。該大気開放ポート４８は弁４９によって開閉される
よう構成されており、該弁４９が開状態の場合には前記
導水管３６を通過する流体を大気に開放するようになっ
ている。

【００２２】前記フロートガイド３８の上端にその一端
が軸５０を介して連結されているアーム４２は、前記大
気開放弁４３を保持固定しているケース５１に支点軸５
２によって周方向に回動自在に保持されており、他端に
は重り５３が装着されている。また、支点軸５２と重り
５３との間には前記弁４９の弁軸５４が支持されてい
る。

【００２３】５５はスプリングであり、一端は前記軸５
０に係合されており、他端は前記弁軸５４が支持されて
いる位置よりも重り５３側に位置するケース５１の外側
面に設けられた軸５６と係合している。

【００２４】なお、前記ケース５１は水位センサー３７
を内包し、かつその下端部が、例えば田畑に埋設して固
定されているセンサーケース（図示せず）に固定されて
いる。

【００２５】また、上記実施例では、弁体１２はダイヤ
フラム１３に連結された構造となっているが、これに限
られず、弁体１２をピストンに連結し、ピストンを収容
するシリンダーに一次圧室を形成する構造としてもよ
い。

【００２６】上記の構成からなる本実施例の自動給水装
置の作動は次のとおりである。図１は、自動給水装置が
開の状態を示している（図中実線部）。

【００２７】図において、入口流路３に達した流体は、
開口部６、弁室５、出口流路４を通過して継手８から外
部に流出する。

【００２８】一方、入口流路３に達した流体の一部はフ
ィルターエレメント３０のスプリング３３の微小な間隙
を通過して濾過されたアダプター３２の流路３１より導
水管３６内を流れ、大気開放弁４３の入口ポート４６か
ら該弁４３内を流れ入口ポート４７から導水管３６、ボ
ンネット１５に設けられた連通孔２８を経てシリンダー
２１の内部空間２６に達し、さらに連通孔２７から一次
圧室１９に達する（ただし、大気開放弁４３内の弁４９
が閉状態の場合）。

【００２９】ところが、図からも明らかなように、該弁
４９は開状態となっているので、該大気開放弁４３内を
流れる流体は大気開放ポート４８から外部へと放出され
る。したがって、一次圧室１９内の圧力Ｐ₁ ′は極端に
減少し開口部６の上流側の圧力Ｐ₁ よりも小となり、弁
体１２は圧力Ｐ₁ の作用によって上方へと押し上げら
れ、自動給水装置は開状態となる。

【００３０】逆に、大気開放弁４３内の弁４９が閉状態
となり大気開放ポート４８を閉塞すると、圧力Ｐ₁ は直
接一次圧室１９に作用するので、Ｐ₁ ′＝Ｐ₁ となる。
ダイヤフラム１３の有効受圧面積は、弁体１２の受圧面
積よりも遥かに大きいので、弁体１２は下方に移動し弁
座７に押圧され、自動給水装置は閉状態となる（図中点
線部）。

【００３１】次に、フィルターエレメント３０及びピス
トン型逆洗装置２０の作用を説明する。

【００３２】前記したとおり、フィルターエレメント３
０のスプリング３３はコイル間の微小な間隙に流体を通
過させることによって、流体中のごみ・異物等を除去す
る作用をする。

【００３３】しかしながら、微細な汚泥等はこの間隙を
通過して導水管３６、大気開放弁４３内部、連通孔２７
及び２８内に侵入し蓄積される。長期間に及ぶ自動給水
装置の休転や閉止状態等が続くと、この蓄積した汚泥等
が固化し、前記導水管等内の流体の円滑なる供給を阻止
することになる。

【００３４】さらに、比較的大きな異物等は前記スプリ
ング３３の外周面に付着するので、長期にわたる異物等
の蓄積により濾過面積が減少し、前記した導水管３６等
内への流体の供給が阻止される。このように、該流体の
供給が阻止されれば、自動給水栓は作動不良状態とな
り、結果的に田畑等への自動給水は行われない。

【００３５】これを防ぐために、定期的にピストン型逆
洗装置２０のハンドル２３を人力等により上下に作動さ
せることで、シリンダー２１の内部空間２６の流体を強
制的に入口流路３へと逆流させることで前記した導水管
３６等内の汚泥等を確実に除去することができる。さら
に、フィルターエレメント３０のスプリング３３の外周
部に付着した異物等も、この逆流水によって同時に取り
除くことが可能である（主として、弁４９が閉状態の場
合）。

【００３６】なお、この作用を効果的にするために、シ
リンダー２１の内部空間２６にはエアーだまり等がない
方が良いことはいうまでもない。したがって、運転開始
時及び定期的にエアー抜きバルブ２９を緩めることによ
って内部のエアーを完全に抜き取る必要がある。

【００３７】次に、水位センサー３７の作動について説
明する。図において、実線にて示されている部分（水位
Ａ）はしだいに水位が上昇しつつある状態を示してい
る。水位が上昇してＢに達するとフロート３９は上部の
ストッパー４０に当接し、さらに浮力による作用でフロ
ートガイド３８を上方へ押し上げるので、該フロートガ
イド３８に連結されているアーム４２は支点軸５２を中
心にして左回りに回動し、それにともない弁軸５４と弁
４９を下方に移動させ大気開放ポート４８を閉塞する。
したがって、自動給水装置は閉状態となり給水が停止し
水位はＢの状態でその上昇を止められる。この時、フロ
ート３９はフロートガイド３８に遊嵌されているので、
上部ストッパー４０に達するまではフロートガイド３８
になんら作用を及ぼさない。したがって、水位の上昇過
程にあっては強風等の作用による瞬間的な水位の変動が
生じても水位センサー自体はなんら感知せず、いわゆる
ハンチング現象等の発生を阻止できる。

【００３８】逆に、水位がＢの状態から下降を始めＣの
状態に達すると、フロート３９は下方のストッパー４１
に当接し、さらにフロート３９及びフロートガイド３８
の荷重の作用を受けて下方へと移動させられるので、ア
ーム４２は右方向に回動する。それにともないアーム４
２に連動する弁体４９は上方へ移動し、大気開放ポート
４８は開状態となる。したがって、前記説明で明らかな
ように自動給水装置は開状態となって、水位Ｃはその下
降を止められ再び上限水位Ｂに向かって上昇を開始す
る。

【００３９】アーム４２の回動が行われる際、アーム４
２の支点軸５２を中心とした軸５０の回転半径はスプリ
ング５５の係合する軸５６を中心とした軸５０の回転半
径よりも小さく、またその回転の軌跡は軸５６を中心と
する回転の軌跡の外側に来るよう構成されているから、
スプリング５５はフロートガイド３８の最上位または最
低位において伸びが最小となり、その中間で最長とな
る。したがって、フロートガイド３８がこの中間を過ぎ
るとスプリング５５の作用によりアーム４２は強制的に
最上位へと回動させられ、逆にフロートガイド３８がこ
の中間よりも少しでも下方に来ると、同様にスプリング
５５の作用により強制的に最下位に回動させられる。し
たがって、フロートガイド３８は常に上限位置かまたは
下限位置にあることになり、その中間に位置することは
ないので、自動給水装置の作動はより確実なものとな
る。

【００４０】また、重り５３はフロートガイド３８、ス
トッパー４０及び４１、フロート３９の総重量とのバラ
ンスを調整し、前記したフロートガイド３８の上下動に
連動する弁４９の開閉動作をより確実にするよう作用す
る。

【００４１】次に、上限水位Ｂを上昇させるかまたは下
降させたい場合には、上部ストッパー４０の蝶ねじ４４
を緩めて、該ストッパー４０を上方へ移動させるか、ま
たは下方へ移動させて、該蝶ねじ４４を締めて固定させ
ることで任意に設定できる。

【００４２】また、下限水位Ｃの設定を変化させる場合
には、同様に下部ストッパー４１の蝶ねじ４５を緩め
て、該ストッパー４１を上方または下方に移動させ固定
することで任意に設定できる。

【００４３】さらに、ストッパー４０及び４１の間隔を
さらに大とすることで上限水位Ｂと下限水位Ｃの間隔を
大とすることができる。すなわち、いわゆる自動間断潅
漑において給水間隔を長くすることができる。

【００４４】また、逆にストッパー４０及び４１の間隔
を小とすることによって、上限水位と下限水位の間隔を
小とすることができ、自動間断潅漑の給水間隔を短くす
ることが可能である。

【００４５】このようにして、水位の検出及び水位変動
に応じた自動給水が行われる。なお、給水量を大または
小にしたい場合にはストロークリミッター１８を上方ま
たは下方に回動固定させることにより弁体１２の全開位
置を上下に変化させることで行われる。

【００４６】また、本体１の出口流路に取りつけられた
Ｌ字形継手は回転自在なので給水条件に応じてどの方向
にも給水可能であるし、また先端に種々のアダプター等
を取りつけることでさまざまな用途に応じた分水等が可
能である。

【００４７】さらに、導水管３６等に切替弁を配設する
ことで、本自動給水装置に自動運転モード及び手動開・
閉モード等の切替機能を持たせることができる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したごとき構造を有する本発明
の自動給水装置を使用することにより、以下の効果が得
られる。

【００４９】１．田畑等への自動給水が長期にわたり安
定して行われる。 ２．ピストン型逆洗装置の作用により、汚泥や異物等の
付着・固化に伴う作動不良が生じない。 ３．自動間断潅漑が簡単な操作にて実施でき、給水間隔
の設定も任意に行える。 ４．水位センサーの構造がシンプルなので、極めて低コ
ストにて製作できると共に、自動給水装置としてコンパ
クトに構成できる。したがって、水田等に取りつける際
にスペースをとらず、耕耘機等に衝突されて破損する等
のトラブルがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動給水装置の一実施例を示す要部の
縦断面図である。

【符号の説明】

１…アングル弁型弁本体 ３…入口流路 ４…出口流路 ５…弁室 １２…弁体 １３…ダイヤフラム １５…ボンネット １９…一次圧室 ２０…ピストン型逆洗装置 ３０…フィルターエレメント ３３…スプリング ３６…導水管 ３７…水位センサー ３８…フロートガイド ３９…フロート ４０…フロートストッパー ４３…大気開放弁（制御弁） ４９…弁

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入口流路と該入口流路の開口部に対向位
   置し、かつダイヤフラムまたはピストンに保持された弁
   体と、該ダイヤフラムまたはピストンを保持すると共に
   該ダイヤフラムまたはピストンの上部に一次圧室を形成
   するボンネットと、前記開口部よりも上流側に位置する
   入口流路に一端を開口し他端を前記一次圧室に開口する
   導水管と、該導水管の途中に介在し弁開放時には該導水
   管を大気に開放し一方弁閉鎖時には該開放を遮断する大
   気開放弁と、被制御水の水位変動に連動し該被制御水の
   上限水位において前記大気開放弁を閉塞しまた下限水位
   において前記大気開放弁を開放する水位センサーとを具
   備し、さらに前記導水管の入口流路側開口部より逆流水
   を流出させることができる位置にピストン型逆洗装置を
   設けたことを特徴とする自動給水装置。
2. 【請求項２】 弁本体をアングルバルブ型に形成し、そ
   の出口流路端部に継手を回転自在に装着したことを特徴
   とする請求項１記載の自動給水装置。
3. 【請求項３】 導水管の入口流路側開口部に、コイル間
   の間隙を通して流体の濾過を行うスプリングと、該スプ
   リングの上流側開放部を閉塞するキャップとからなるフ
   ィルターエレメントを装着したことを特徴とする請求項
   １または２に記載の自動給水装置。
4. 【請求項４】 水位センサーがフロートと、フロートが
   遊嵌されているフロートガイドと、フロートガイドの前
   記フロートよりも上方及び下方位置に移動及び固定自在
   にそれぞれ設けたフロートストッパーとから構成されて
   いることを特徴とする請求項１記載の自動給水装置。