JP6655647B2 - 農薬供給機 - Google Patents

Description

本発明は、農薬供給機に関し、より詳しくは従来の大型農薬タンクを取り替えることで、農業現場で連続的に農薬を撹拌して供給することができる小型農薬供給機に関する。

本出願の資金提供(sponsorship)に係る事項は以下の通りである。
課題番号（国家管理番号）：８１７０２７−０３
政府支局（出捐機関）：韓国農林食品技術企画評価院
研究事業名（国家研究事業名）：技術事業化支援事業
研究課題名（国家研究課題名）：農薬レベル制御装置に基づく攪拌、フィルタシステムの開発及び事業化
寄与率：１００％
主管機関：Hondimoa
研究期間：２０１７年５月３１日から２０１９年１２月３１日

農作物に農薬を撒布するに際して、大規模平野地帯では機械化した作業を行うこともできるが、山岳や丘陵が多い我が国の地形の場合、農薬の自動撒布が難しい実情があり、特に果樹園又は傾斜した畑の場合には水槽形態の農薬タンクを用いて農薬を撒布することが一般的である。

多様な形態の農薬タンクに農薬と水が一定の割合で希釈されて収容され、外部動力によって農薬タンクの内部にある吸入フィルターを通過した農薬が吸入ホースを通じて外部に排出され、噴霧器などの装置を介して農作物に撒布される。しかし、既存の農薬タンクは多量の農薬を収容するために容積があまりにも大きく（例えば、１０００Ｌ又は２０００Ｌ程度）、移動時にトラックが必要であり、車両に積載するときにも大きな労力がかかり、特に保管のための多くの空間が必要であり、洗浄及び管理も困難である。

また、既存の農薬タンクは、大容量の水と農薬を撹拌するために、別個の撹拌器が必要であり、農薬タンクが大きいため、短時間に大容量の農薬を撹拌する際には効率が非常に低く、エネルギー消費も多いという問題点があった。特に、農薬タンクに使われる吸入式撹拌器は農薬との化学反応及び物理的摩擦などによって寿命が短くなり、定期的に入れ替えなければならないため、維持費用を増加させていた。

一方、大容量の農薬タンクは農作物に撒布する正確な農薬量を算定し難く、農薬撒布作業後に農薬が残る場合が多い。このような残留農薬はそのまま排出されて河川又は海を汚染させる原因となり得る。特に、正確な使用量の算定ができないことによって過量の農薬使用を誘発することになり、農作物に害を及ぼすなどの基準値を超える農薬が残留した農産物を生産する可能性が高くなるおそれがある。

従来から農薬タンクに係わる多くの技術が提示されている。例えば、特許文献１，２などは、大型農薬タンクに係わる技術であって、撹拌のための付加装置に関する改善方案を提案しているが、農薬タンクそのものの大きな容量のため撹拌効率は依然として良くなく、移動及び管理の側面で既存の欠点が存在する。一方、携帯可能な噴霧器に対しても多くの技術が提案されているが（特許文献３など）、連続的な農薬の混合、撹拌及び排出が可能であるとともに体積が削減され、定量で農薬を供給することができる装備は提案されていない。

大韓民国登録特許第１０−７７０３６８号公報 大韓民国公開特許第１０−２０１０−００７６３７９号公報 大韓民国登録実用新案第２０−０４４２７９０号公報

本発明は前述した技術的背景の下でなされたものであり、本発明の目的は、撹拌効率に優れ、連続的な農薬の混合及び撹拌が可能であり、正確な割合で希釈された農薬を排出して噴霧器に供給することができる農薬供給機を提供することである。

本発明の他の目的は、体積が削減され、移動及び管理が容易であり、定量で農薬を供給することができる農薬供給機を提供することである。

その他に、本発明のさらに他の目的及び技術的特徴は以下の詳細な説明でより具体的に提示される。

前記目的を達成するために、本発明は、外部給水部から水を受け、農薬を受け、水と農薬を混合する投入槽、前記投入槽の下方に配置され、投入槽から水と農薬の混合薬液を受けて均一に撹拌する撹拌槽、前記撹拌槽の下方に配置され、撹拌槽から撹拌された薬液を受けて保存するとともに、噴霧器に農薬を供給する排出槽、液体又は粉末状の農薬を前記投入槽に分配する投入器、外部給水部から前記投入槽に流入する水の流れを開閉する第１バルブ、前記撹拌槽から排出槽に流入する薬液の流れを開閉する第２バルブ、前記撹拌槽に内蔵され、撹拌槽内の薬液の量を感知する第１センサー、前記排出槽に内蔵され、排出槽内の薬液の量を感知する第２センサー、及び前記第１センサー及び第２センサーによって感知される薬液の量によって前記第１バルブ又は第２バルブの開閉動作を制御する一方、水と農薬との希釈割合を算定し、前記算定された希釈割合に基いて前記第１バルブを開放して水が前記投入槽に供給されるように制御するとともに、前記算定された希釈割合に基いて前記投入器によって農薬が前記投入槽に供給させるように制御する制御部を含む、農薬供給機を提供する。

本発明において、前記撹拌槽及び排出槽は上端にそれぞれ吸気孔が形成され、前記第１センサー及び第２センサーは棒状構造物であって、その下部にはディスク状チューブが一体に形成され、第１センサー及び第２センサーの棒状構造物はそれぞれ前記撹拌槽及び排出槽の吸気孔に挿入されてもよい。

また、本発明において、前記投入槽、撹拌槽及び排出槽のそれぞれの下面は薬液が排出される方向に下方に傾いており、前記撹拌槽及び排出槽の上面は薬液が供給される地点から前記第１センサー及び第２センサーが位置する方向に上方に傾いてもよい。

本発明によれば、大容量農薬タンクを取り替えることにより、重量が減少し、携帯性に優れて移動に便利であり、小型車両でも遠距離移動が可能な農薬供給機が提供される。

本発明の農薬供給機は、撹拌効率に優れ、農薬の適正使用が可能であり、撹拌に使われたエネルギーを噴射に用いることによって噴射効率を高め、エネルギー消費を減らすことができる。

特に、洗浄が簡単であり、吸入器又は撹拌器などが不要であり、タンク積載空間が不要となり、管理及び維持が容易である。

本発明の農薬供給機に係る農薬定量供給機の全体構造を示した模式図である。 農薬定量供給機の投入槽を示した模式図である。 農薬定量供給機の撹拌槽を示した模式図である。 農薬定量供給機の排出槽を示した模式図である。 本発明の農薬定量供給機を用いて薬液を供給する工程を示したフローチャートである。

本発明は、連続的な農薬の混合及び撹拌が可能であり、定量で農薬を供給することができる農薬供給機を提案する。

一般的な農薬タンクは、多量の農薬を収容するために体積が非常に大きく、よって車両への積載時に大きな労力が必要であり、保管や洗浄などの管理上の困難があるが、本発明の農薬供給機は、携帯が簡便であり、移動が自由であり、大型タンク又は大容量の農薬タンクを備えなくても一台で多くの場所で使用可能である。

特に、農薬の撹拌効率が良く、農薬の適正使用が可能であり、撹拌に必要な電気エネルギーを農薬噴射（撒布）に用いることによって噴射効率を高め、エネルギー消費量を減らすことができる。また、洗浄が簡単であり、不必要な吸入器や撹拌器などの付加装備を備える必要がなく、大容量タンクの設置のための空間が必要でなく、農場や倉庫の空間活用性も向上する。

図１を参照すると、本発明の農薬供給機に係る農薬定量供給機１００の全体構造を模式的に示している。図示のように、農薬定量供給機１００は、順次配置された投入槽２００、撹拌槽３００及び排出槽４００を含む。投入槽２００は外部給水部から水を受けるとともに農薬を受け、水と農薬を混合させる。撹拌槽３００は投入槽２００の下方に配置され、投入槽２００から水と農薬の混合薬液を受けて均一に撹拌する。排出槽４００は撹拌槽３００の下方に配置され、撹拌槽３００から撹拌された薬液を受けて保存するとともに噴霧器に農薬を供給する。

投入槽２００の排出口２０５は撹拌槽３００の上面に連結され、撹拌槽３００の排出口３０５は排出槽４００の上面に連結される。投入槽２００、撹拌槽３００及び排出槽４００は互いに垂直に配置されるが、重力によって薬液が自然に下方に流動することができれば、配置形態を変更してもよい。また、投入槽２００、撹拌槽３００及び排出槽４００は、移動性及び管理の便宜性のために、単一外装ケース１１０内に装入されて保管することもできる。投入槽２００は水と農薬を同時に受けて混合することができれば、容積は大きくなくとも構わず、撹拌槽３００及び排出槽４００より小さく形成されることが好ましい。撹拌槽３００は投入槽２００よりは大きく、排出槽４００より小さく形成されることができる。排出槽４００は投入槽２００及び撹拌槽３００より大きく形成されることが好ましく、少なくとも撹拌槽３００と同一又はそれより大きな容積を有するように形成される。

投入槽２００には、液体又は粉末状の農薬を投入槽２００に計測された量で分配する投入器５０１、５０２、５０３が配置される。投入槽２００は一つ以上の投入器を含み、複数の投入器を含む場合、互いに異なる農薬を一度に混合するときに有用である。また、投入槽２００は外部給水部から投入槽２００に流入する水の流れを開閉する第１バルブ２１０を含む。第１バルブ２１０は制御部（図示せず）の統制の下で外部から投入槽２００への水の供給をオン／オフする。

撹拌槽３００は、撹拌槽３００から排出槽４００に流入する薬液の流れを開閉する第２バルブ３１０を含む。第２バルブ３１０も制御部の統制の下で撹拌槽３００から排出槽４００への薬液の供給をオン／オフする。撹拌槽３００は撹拌槽３００内の薬液の量を感知する第１センサー３２０を内蔵する。排出槽４００は、排出槽４００内の薬液の量を感知する第２センサー４２０を内蔵し、排出槽４００の一側には薬液排出部４１０が連結される。

制御部（図示せず）は例えばコントロールパネルなどの制御回路から構成され、前記第１センサー３２０及び第２センサー４２０で感知される薬液の量によって前記第１バルブ２１０又は第２バルブ３１０の開閉動作を制御する。また、必要に応じて、制御部は前記投入器の農薬分配量を計測する、又は希釈割合を算定することによって、投入槽２００に農薬が投入されるようにすることができる。

前記投入槽２００、撹拌槽３００及び排出槽４００のそれぞれの下面は薬液が排出される方向に下方に傾いている。また、前記撹拌槽３００及び排出槽４００の上面は薬液が供給される箇所から前記第１センサー３２０及び第２センサー４２０が位置する方向に上方に傾いていることが好ましく、これについては後述する。

図２に基づいて投入槽２００の動作を説明する。農薬撒布作業のために所望量の農薬を準備するために水と農薬の希釈割合を算定し、投入器から当該農薬が分配されるように設定する。第１バルブ２１０を開放して給水管２０１を通じて投入槽２００に水を供給する。一度に供給される水の量は投入槽２００と撹拌槽３００の容量及び撹拌効率などを考慮して、例えば２０Ｌにすることができる。投入槽２００に供給される水は上水道又は管式井戸を用いることができる。

投入器から１種以上の農薬を所要量だけで投入する。例えば、供給される水が２０Ｌの場合、このような量の水に希釈させる容量だけ投入器から液体又は粉末状の農薬が投入されるようにする。投入器は複数台配置されることができ、この場合、多種の農薬を所要量だけ所望の割合で投入することができる。投入器の原理は、例えば自動販売機においてコーヒーの量と水の量が計測量だけ投入される原理と類似し、液体又は粉末状の農薬が投入される水の量に対して希釈される割合に合わせて決まり、該当量の農薬が投入器に分配される。このような投入によって農薬会社などで勧奨する量だけ使うことができるようになる。

農薬の分配は投入槽２００に水が供給される時点直後に開始し、水の供給が完了する前に農薬が全て投入されることが好ましい。このような動作によって、投入槽２００内に分配された農薬が全て水によって撹拌槽３００に送られる。使用量の水を供給した後には、制御部の統制の下で第１バルブ２１０を閉じて閉鎖状態となるようにする。

投入槽２００に供給される水と農薬が一緒に配合されながら次の撹拌槽３００に移送されることになる。投入槽２００の下面２０４は上面２０２とは異なる傾きを有する傾斜面に形成することにより、水と農薬が一緒に自然に混合されながら投入槽２００の排出口２０５に流れ、混合液が投入槽２００に残らなくなる。投入槽２００への農薬供給は、前述したように、水が供給される時点後の初期に行われ、農薬供給が完了した後にも水が連続的に供給されることによって投入槽２００の内部は農薬の残留なく自動で洗浄されるようにする。また、必要に応じて、撹拌槽３００又は排出槽４００の洗浄のために農薬投入なしに水のみ供給されるようにすることもできる。

図３は農薬定量供給機１００の撹拌槽３００での動作を示す。水と農薬が混合されるにつれて投入槽２００から撹拌槽３００に薬液が送られて撹拌槽３００の内部を次第に満たすようになる。撹拌槽３００は投入槽２００から供給される水の総量、例えば２０Ｌの水を充分に収容することができる容積に製作される。

撹拌槽３００内で水と農薬が渦流発生手段によって短時間内に均一に撹拌される。渦流発生手段はスクリュー又は噴霧器の撹拌ホースを使うこともできるが、本実施例ではポンプ３３０で撹拌槽３００内に渦流を発生させている。撹拌槽３００の内部の薬液がポンプに送られた後にさらに撹拌槽３００に流入する過程で強い流れが発生し、その結果、撹拌槽３００の内部で水と農薬が均一に撹拌され、相対的に少量の薬液が撹拌されるので、撹拌時間が非常に短く、全体としての撹拌効率を大きく向上させる。

撹拌槽３００の上面３０２には吸気孔３０６が形成されている。この吸気孔３０６は、撹拌槽３００内に薬液が次第に供給されるにつれて内部空気を外部に排出する役目をし、かつ排出槽４００に薬液が排出されるときに撹拌槽３００の内部が真空状態になることを防止する。第１センサー３２０は撹拌槽３００内の薬液の水位ｗｈを感知して、撹拌槽３００内に投入される水と農薬の量を制御するための情報を制御部に伝達する。第１センサー３２０の構造は棒状体と下部のディスク状チューブ３２２からなり、棒状体は前記吸気孔３０６に挿入され、ディスク状チューブは水に浮くことができる浮遊可能な素材から形成されることにより、撹拌槽３００内の薬液の水位によって第１センサー３２０は上下に移動することができる。

吸気孔３０６は第１センサー３２０の棒状体構造物の直径より大きく形成することで、第１センサー３２０の上下移動中にも撹拌槽３００内の空気が排出される、又は外部空気が撹拌槽３００に吸入されることができるようにしている。撹拌槽３００内の薬液の水位が高くなれば第１センサー３２０のディスク状チューブ３２２が吸気孔３０６を塞げて撹拌槽３００内の薬液が外部に溢れることを防止する。

薬液水位ｗｈによる第１センサー３２０の上下位置変化によって撹拌槽３００内の薬液量を感知することができ、十分な薬液が供給されない、又は撹拌された薬液が排出槽４００に供給されて薬液が不足すれば、制御部の統制の下で第１バルブ２１０を開放し、投入器によって水と農薬を投入槽２００にさらに供給して撹拌槽３００に薬液を満たすようにする。第２バルブ３１０は（第２センサー４２０によって）排出槽４００の薬液量についての信号の受信に応じてオン／オフすることにより、排出槽４００に薬液が供給されることを遮断又は解除する。

撹拌槽３００の下面３０４は傾きを有する傾斜面を形成することにより、自然に排出口３０５を通じて排出槽４００に薬液が流入でき、この過程で撹拌槽３００の内部の洗浄が可能になり、薬液が撹拌槽３００の下面３０４に残らなくなる。撹拌槽３００の上面３０２は投入槽２００の排出口２０５から撹拌槽３００の吸気孔３０６の方向に傾きを有する傾斜面が形成されている。このような撹拌槽３００の上面３０２は撹拌過程で発生する泡が容易に吸気孔３０６を通じて除去されるようにし、泡が投入槽２００の排出口２０５ではなく吸気孔３０６側に集まり、投入槽２００に泡が流入することにより、泡が投入器に逆流することを防止することができる（泡が粉末状の農薬を固めるようにすれば、定量投入が難しくなるという問題がある）。

また、撹拌槽３００の上面３０２の傾斜構造によって、撹拌槽３００の上部容積が上方に行くほど減少するから、薬液が撹拌槽３００に満たされながら傾斜面に沿って薬液水位の上昇速度が速くなり、よって第１センサー３２０の上下動きが速くなって水位変化に対する測定の正確性が増す。上面３０２が傾斜構造ではない場合には、撹拌槽３００内の薬液がうねる、又は撹拌槽３００が一時的に傾くときにも水位変化に対するノイズが発生するため、正確な水位変化を把握し難いことがあり得る。

既存の大型農薬タンクに装着される撹拌器は多量の薬液を撹拌しなければならず、短時間に大容量の農薬を撹拌する際には効率が大きく落ちるという問題点がある。一方、本発明の農薬供給機は、撹拌作業が易しく、撹拌に投入されるエネルギーが少なく、撹拌効率も優れる。また、既存の農薬タンクの利用時、撹拌に投入されるエネルギーが７０％であり、噴霧器で消費されるエネルギーは３０％程度に過ぎないから、野外での農薬撒布時に発電機を駆動するために大容量エンジンが必要であったが、本発明の農薬供給機は撹拌効率に優れているので、エンジンのＲＰＭを減らしてもよく、小型エンジンを使用してもよい。

また、大型農薬タンクに使用する吸入式撹拌器は農薬との化学反応及び物理的摩擦などのため寿命が短くて管理が難しく、交換作業を定期的に行わなければならない。一方、本発明の農薬供給機は吸入器及び撹拌器を別個に必要としないので、農薬タンクの管理及び維持費用の面で大きな改善効果がある。

特に、投入器によって、農薬製造会社が提供する農薬使用割合に合わせて均一な撹拌を行うことにより、農作物に局所的に高濃度の農薬が撒布されるおそれを防止して安全な農作物の生産に貢献することができる。

図４は農薬定量供給機の排出槽４００の動作を示す。排出槽４００は最大容積に形成され、例えば３０Ｌの容積を有するように形成できる。

撹拌槽３００から供給される薬液が排出槽４００に満たされるにつれて排出槽４００の内部水位が上昇し、排出槽４００から外部に（噴霧器に）薬液が供給されるにつれて排出槽４００の内部の薬液水位は再び低くなる。排出槽４００にも吸気孔４０６が形成されており、これに第２センサー４２０の棒状構造物が上下移動可能に挿入され、排出槽４００の内部に薬液を供給するときに排出槽４００内の空気を外部に排出するとともに、排出槽４００から薬液が外部に供給されるときに排出槽４００の内部が真空状態にならないように空気が流入する。第２センサー４２０のディスク状チューブ４２２も浮遊可能な素材から形成され、薬液水位の変化によって上下に移動する。

薬液水位の変化によって、第２センサー４２０は排出槽４００内の薬液の必要な情報を制御部に伝達し、その結果によって（投入槽２００への水と農薬の供給及び）撹拌槽３００での薬液の撹拌と排出槽４００への供給を制御するようになる。例えば、薬液の第１水位ｗｈ１が２０Ｌの場合、撹拌槽３００から連続して薬液を受け、十分な薬液が排出槽４００に満たされれば、第２バルブ３１０が閉鎖するようにする。また、排出槽４００から外部に薬液を供給することによって薬液の第２水位ｗｈ２が１０Ｌ程度に低くなれば、撹拌槽３００から薬液を受けるとともに、投入槽２００に水と農薬をさらに投入して、撹拌槽３００で持続的に薬液の撹拌が行われるようにする。

排出槽４００の下面４０４にもやはり傾きを有する傾斜面を形成することにより、自然に薬液が排出部４１０を通じて排出され、排出槽４００の下面４０４に残らなくなる。排出槽４００の上面４０２には、撹拌槽３００と同様に、傾きを有する傾斜面が形成されている。このような傾斜構造によって、排出槽４００内の薬液に含まれ得る泡を吸気孔４０６を通じて除去することができ、傾斜面に沿って薬液水位の上昇速度が速くなり、よって第２センサー４２０の上下動きが速くなって水位変化に対する測定の正確性が増す。排出槽４００の側面にはオーバーヒートホール４０５が形成されているので、噴霧作業の中断又は完了時、排出部４１０を通じて排出される薬液をオーバーヒートホース４４０を通じて排出槽４００に再び流入させることができる。

図５は本発明の農薬定量供給機を用いて薬液を供給する工程を示したフローチャートである。

農薬撒布のために農薬混合作業を先に行う。投入槽２００の第１バルブ２１０を開放して水を供給し、投入器から希釈割合に合わせて農薬を供給する。所望量の水と農薬が撹拌槽３００に供給されれば、第１バルブ２１０を閉じる。

撹拌槽３００で薬液が撹拌された後、排出槽４００に薬液を投入する。排出槽４００に十分な量が満たされるまで薬液が供給され、排出槽４００の薬液を排出部４１０を通じて噴霧器などに供給して農薬を撒布する。撒布を一時的に中断する、又は撒布作業が完了すれば、薬液を排出槽４００に回収する。

以上説明したように、本発明の農薬定量供給機は体積が小さいので車両による移動が簡便になり、全体サイズを最適化させれば、個人で運ぶことも可能である。また、所望の使用量のみを使うことになるので、農薬撒布後に残った農薬の廃棄が削減され、結果として農薬使用量が減少することになる。

以上、好適な実施例に基づいて本発明を例示的に説明したが、本発明はこのような特定の実施例に限定されるものではなく、本発明で提示した技術的思想、具体的には特許請求範囲に記載された範疇内で多様な形態に修正、変更、又は改善可能であろう。

１００ 農薬定量供給機（農薬供給機）
１１０ 外装ケース
２００ 投入槽
２０１ 給水管
２０２ 投入槽上面
２０４ 投入槽下面
２０５ 投入槽排出口
２１０ 第１バルブ
３００ 撹拌槽
３０２ 撹拌槽上面
３０４ 撹拌槽下面
３０５ 撹拌槽排出口
３０６ 吸気孔
３１０ 第２バルブ
３２０ 第１センサー
３２２ チューブ
３３０ ポンプ
４００ 排出槽
４０２ 排出槽上面
４０４ 排出槽下面
４０５ オーバーヒートホール
４０６ 吸気孔
４１０ 薬液排出部
４２０ 第２センサー
４２２ チューブ
４３０ 水平調節機
４４０ オーバーヒートホース
５０１、５０２、５０３ 投入器

Claims (3)

1. 外部給水部から水を受け、農薬を受け、水と農薬を混合する投入槽、
   前記投入槽の下方に配置され、投入槽から水と農薬の混合薬液を受けて均一に撹拌する撹拌槽、
   前記撹拌槽の下方に配置され、撹拌槽から撹拌された薬液を受けて保存するとともに、噴霧器に農薬を供給する排出槽、
   液体又は粉末状の農薬を前記投入槽に分配する投入器、
   外部給水部から前記投入槽に流入する水の流れを開閉する第１バルブ、
   前記撹拌槽から排出槽に流入する薬液の流れを開閉する第２バルブ、
   前記撹拌槽に内蔵され、撹拌槽内の薬液の量を感知する第１センサー、
   前記排出槽に内蔵され、排出槽内の薬液の量を感知する第２センサー、及び
   前記第１センサー及び第２センサーによって感知される薬液の量によって前記第１バルブ又は第２バルブの開閉動作を制御する一方、水と農薬との希釈割合を算定し、前記算定された希釈割合に基いて前記第１バルブを開放して水が前記投入槽に供給されるように制御するとともに、前記算定された希釈割合に基いて前記投入器によって農薬が前記投入槽に供給させるように制御する制御部を含む、農薬供給機。
2. 前記撹拌槽及び排出槽は上端にそれぞれ吸気孔が形成され、前記第１センサー及び第２センサーは棒状構造物であって、その下部にはディスク状チューブが一体に形成され、第１センサー及び第２センサーの棒状構造物はそれぞれ前記撹拌槽及び排出槽の吸気孔に挿入されていることを特徴とする、請求項１に記載の農薬供給機。
3. 前記投入槽、撹拌槽及び排出槽のそれぞれの下面は薬液が排出される方向に下方に傾いており、前記撹拌槽及び排出槽の上面は薬液が供給される地点から前記第１センサー及び第２センサーが位置する方向に上方に傾いていることを特徴とする、請求項１に記載の農薬供給機。