JPH05219844A - 灌漑用液体の脈動送出用装置及び該装置を組込んだ灌漑システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 開回路式送出システムに適用可能で、液体源
からほとんどどのような距離でも均一な配水を達成でき
る灌漑用液体の自動脈動送出用装置を提供する。 【構成】 上流側２が一定圧力または実質的に一定圧力
の液体源に連結可能であり、下流側３が灌漑用液体を排
出させることができるように圧力変化に応じて開閉する
感圧式の２次バルブを備えた開回路の配水ネットワーク
に連結可能である。更に、灌漑システムでは、これらの
装置が、圧力変化に感応し、夫々、送出ノズルを備えた
複数のバルブを有する配水ネットワークに連結されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、灌漑用液体の脈動給水
用装置及びその装置を組み込んだ灌漑システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】英国特許第1,286,538 号、英国特許第1,
484,588 号、米国特許第3,698,195 号、米国特許第4,00
9,832 号は、農業に広く用いられ、供給源（液圧ポン
プ、加圧水回路等）に直接連結されたパイプとを有し、
地面に液体を散布するために小さな寸法のホースと２次
パイプが大体規則的な間隔で上記のパイプから延びてい
る、局所的な開回路式灌漑システムを開示する。

【０００３】これらの２次パイプ又はホースは、供給源
から最も遠い箇所でも、できるだけ均一に液体を分配す
るようにそれ自身色々に構成されている。それらの全て
が、液体を少しづつ（水滴で）出すために圧力解放手段
を有している。しかしながら、これらの開回路式システ
ムでは、地面の全ての点で均一な灌漑を達成することが
困難である。米国特許第4,176,791 号は、上流側が加圧
液体源に接続されたパイロットバルブを有する灌漑シス
テムを説明しており、このパイロットバルブから一連の
パイプ区間が延び、これらは噴霧ノズルを備えた２次バ
ルブによって直列に連結されている。

【０００４】この一連のパイプ区間は、バルブから始ま
り、バルブに戻り、閉リングを形成する。この灌漑シス
テムは、開回路式システムに比して、地面への配水の均
一性を改善してはいるが、二重パイプ、即ち、外方のパ
イプとパイロットバルブに戻るパイプ、の使用によって
複雑になっている。加えて、閉回路の中では、時がたつ
につれて回路内にたまり、バルブの正しい作動を妨害す
る空気を追い出すことが困難である。

【０００５】更に、本願出願人による米国特許第4,900,
189 号は、灌漑用液体の自動脈動送出装置を説明してい
る。この装置は、下流側が圧力変動を摺動部材に伝達す
るベンチュリ装置によって生じた圧力変動に感応するバ
ルブを備えた配水ネットワークに下流側が連結されてい
る。上記の装置は、一つが上記摺動部材と供給源の液体
供給オリフィスとの間に介在され、もう一つが上記摺動
部材と大気への放出オリフィスとの間に介在された、２
つの逆圧力膜の存在によって複雑になっている。この装
置で、液体が流出し地面を灌漑することができるよう
に、配水ネットワークに含まれるバルブを開閉すること
を可能にするのは、ピストンの機械的摺動及び膜の極端
な弾性である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】たとえシステムが理論
上は使い易いものであっても、実用上の有用性の欠如
は、システムが殆ど完全に放棄されていることを意味す
る。このような公知の技術の欠点を克服するために、本
願出願人は、開回路式送出システムに適用可能であり、
液体源からほとんどどのような距離でも均一な配水を達
成できる灌漑用液体の自動脈動送出用装置を見出した。

【０００７】

【課題を解決するための手段】それ故に、本発明は灌漑
用液体の自動脈動送出用装置を提供するものであり、こ
の装置は、上流側が一定圧力又は実質的に一定圧力の液
体源に接続され、下流側が感圧式の２次バルブを有する
開回路の配水ネットワークに連結され、この２次バルブ
は、ネットワークの充填段階中、圧力が供給圧力と同じ
又はほぼ同じであるときに閉じ、灌漑用液体の放出段階
中、圧力がこの値より低下するときに開くように構成さ
れ、このように、この圧力の低下の量に基づいて、摺動
部材が灌漑用液体供給オリフィスが開く位置と液体供給
オリフィスを閉じる位置との間を往復運動させられ、こ
れと同時またはこれに引き続いて、大気中への放出が行
われ、ネットワークからの灌漑用液体の放出及び送出サ
イクルの再開が行われる。

【０００８】本発明は、更に、配水ノズルを備えた複数
の感圧バルブを有する配水ネットワークに上記装置を連
結した灌漑システムを提供する。

【０００９】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明を説明す
る。図１に長手方向の断面図で示す上記装置において、
参照番号１は、図示していない適当な調整器によって実
質上一定圧力Ｐ０に維持された液体を供給するためのコ
ネクタ２と、噴霧ノズルに供給されるべき液体の出口用
のコネクタ３とを備えた支持ブロックを示し、４は螺子
５を備えた流量調整バルブ本体を示し、この螺子５は、
円錐形の端部を有し、更に、バルブへの液体のための入
口断面を調整するために円錐形の端部と同じように円錐
形の弁座と共に可変寸法の通路を構成している。６は、
噴霧ノズルからの噴射の間欠的な放出を制御するバルブ
に液体を供給するダクトを示し、７は正面ガスケット１
０を介して弁部材９のための弁座を形成するポート８を
内部に備えた中空の弁本体を示し、１１は弁部材上の環
状ガスケットを示し、この環状ガスケットは、ポート８
と同じ側の端部において本体７内のキャビティの部分と
共にチャンバＣ１を構成している。１２は液体がパイロ
ットバルブを出るコネクタを示し、１３は弁部材と与荷
重用調整螺子１４との間に介在させたスプリングを示
す。

【００１０】図１を参照すると、圧力Ｐ０でラインから
始まる灌漑用液体は、コネクタ２を通ってバルブ４に達
する。このバルブ４は、螺子によって灌漑用液体の流量
を調整する。弁部材９がスプリング１３によって閉鎖位
置に維持されている間、液体はコネクタ３を通ることに
よって、灌漑ラインに送り込まれる。上記ライン内の圧
力Ｐ１は、漸次上昇し、ついには、これが弁部材９に及
ぼす液体の推力がスプリングの与荷重に等しい設定値に
達する。弁部材のこの平衡状態において、ライン圧力Ｐ
１は供給圧力Ｐ０より依然として小さく、この結果、圧
力Ｐ１の更なる増加により弁部材を最初は徐々に開き、
チャンバＣ１内に圧力Ｐ１を生じさせる。上記圧力の効
果及び弁部材９上のスラスト断面の増大によって、弁部
材は液体入口ポート８から突然に遠ざかり、本装置から
最も近い２次灌漑バルブまでのラインの区間は（コネク
タ１２を通って液体が逃げるため）急速に大気圧に達す
る。液体の送出は、バルブ内の圧力がスプリングによっ
て与えられるものより大きなスラストを弁部材に及ぼす
ほどまで続く。この段階中、コネクタ１２及び２次バル
ブを通って送出される液体の量は、装置を弁部材の開放
圧力に戻すために再び供給されなくてはならない量と等
しい。

【００１１】螺子１４の調整は、弁部材がぱっと開く圧
力、それによって、射出の頻度、２次バルブを通る液体
の放出流量、ぱっと開く毎に放出される液体の質量を変
化させる。螺子５の調整は、本装置への液体の流量を調
整し、その結果、噴射の頻度だけを変化させる。それ
故、図１の装置は、新しい圧力の脈動サイクルを再び開
始する。

【００１２】コネクタ３の下流のネットワークも液体で
満たされているので、ネットワークの２次バルブによっ
て送出される体積は、送出毎に静止位置に戻されるネッ
トワークそれ自身の弾性膨張によって生じた体積と等し
いことは明らかである。本発明の第２の特徴は、灌漑用
液体の自動脈動送出用装置を有する灌漑システムに関す
る。このようなシステムでは、上記装置は、送出ノズル
を備えた複数の感圧式の２次バルブを有する送水ネット
ワークの一端に連結される。

【００１３】図２を参照すると、灌漑用液体の自動脈動
送出用装置は、全体がＤで示され、上記液体のための送
水ネットワークはＲで表される。このネットワークは、
連続したパイプ区間からなり、それぞれのパイプ区間は
この下流側に送出ノズルを装着した２次バルブを有して
いる。図２は、単純化のため、参照番号３６、３７、３
８で示される３本のパイプ区間とこれに関連する参照番
号３９、４０、４１で示されるバルブのみを示す。

【００１４】好ましい実施例では、ネットワークに連結
された２次バルブは、図３及び図４に示す形状を有す
る。特に、これらの図面において、バルブは入口チャネ
ル４３と、出口チャネル４４と、送出ノズル４５とを有
する本体４２とからなることがわかる。バルブの内側に
は、密封ディスク５１を有するピストン４６があり、こ
のディスク５１に弁部材４８が連結されている。弁部材
は、可撓性のプラスチック材料の２つのコラム４９、５
０から成り、ピストン４６が円筒状のガイド４７の中を
摺動するとき、弁部材は、チャネル４３、４４内の圧力
に応じて、送出ノズル４５の弁座５２を閉じたり、入口
チャネル４３を閉じたりする。充填段階中、ネットワー
クの圧力が液体源の圧力と等しい、又はこれに近い値に
達するまで、上記の脈動装置は送水ネットワークを満た
す。

【００１５】この点で、図２乃至図４を参照すると、充
填段階の間、液体は液体源の圧力の作用で脈動送水装置
Ｄ及びネットワークＲの区間３６を通って、２次バルブ
３９に達する。このバルブの中で、液体はピストン４６
を押し、ピストン４６それ自身は弁部材４８を弁座５２
に押付けて、これを閉じる。液体の供給圧力は、又、密
封ディスク５１を下げる。これは、弁部材４８のコラム
４９、５０を形成するプラスチック材料の可撓性によっ
て容易にされる。密封ディスク５１の降下で入口チャネ
ル４３と出口チャネル４４との間の通路を開き、その結
果、バルブ４０までのネットワークＲの区間３７を満た
す。この充填は、ネットワーク全体が満たされるまで続
く。ネットワークが完全に満たされると、液体の流れが
止まり、液体の供給圧力が弁部材９に働いて、これを上
昇させ、ついには、弁部材がコネクタ１２に達し、従っ
て、流出を大気に開き、その結果圧力が下がる。

【００１６】この圧力の低下は、先ず第一にネットワー
クＲの区間３６に伝達され、区間３７（供給源の圧力と
等しい又はこれとほぼ等しい圧力の）と区間３６（大気
圧又はほぼ大気圧の）との間の圧力差の作用により、バ
ルブ３９のピストン４６を上方に向かって弁座４７の中
へ移動させ、ピストン４６で弁部材４８を引き、これ故
に、弁部材４８は弁座５２を開放し、その結果、ノズル
４５から灌漑用液体を流出させる。この区間３７からの
液体の流出は、ネットワークの区間３７内の圧力が大気
圧にまたはほぼ大気圧に達するまで続く。この現象は、
最後のネットワークの区間まで、ネットワークＲの種々
の次々の区間について繰り返される。

【００１７】２次バルブが開いている時間は、１秒の何
分の一の単位で測定される。脈動装置Ｄによるネットワ
ークＲの再充填は、ネットワークの区間３６内の圧力が
大気圧又ほぼ大気圧まで下がった瞬間から始まる。ネッ
トワークの再充填の時間は、空にする時間より長く、灌
漑システムのサイズ、流体源からバルブ４、５を通る灌
漑流体の流量、および、螺子１４によってスプリング１
３に及ぼされる圧力に応じて数秒から数十秒まで変える
ことができる。

【００１８】ここのネットワーク区間が利用可能な圧力
によって、灌漑用液体を放出させることを可能にするエ
ネルギは、通常プラスチック構造のネットワークの弾性
によって提供される。弾性に乏しい（例えば鋼製の）ネ
ットワークの場合には、それぞれのネットワーク区間
は、各送水サイクルにおいて送水されるべき灌漑用液体
の量に基づいて選択された寸法形状の適当な弾性膨張チ
ャンバを備えてもよい。

【００１９】脈動装置Ｄの特定の形態及び装置の下流に
連結されたネットワークの形式に、主として無関係にす
る装置の自動運転の形式により、付随的な条件や土地の
特徴を基礎として単純で効果的な灌漑制御をもたらす。
図５は分岐した配水ネットワークの一例を示す。この場
合、脈動装置Ｄの下流には、２つの配水ネットワークの
分岐部、即ち、区間５３、５４、５５と上記区間の間に
介在されたバルブ５６、５７、５８とを備えた分岐部Ｒ
１と、区間５９、６０、６１と上記区間の間に介在され
たバルブ６２、６３、６４とを備えた分岐部Ｒ２とがあ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】灌漑用液体の自動脈動送水装置の１実施例の縦
断面図。

【図２】図１の装置を感圧式の２次バルブを備えた液体
配水ネットワークに連結した灌漑システムの縦断面図。

【図３】図２の灌漑システムの配水ネットワークに使用
できる２次バルブの特定の実施例の縦断面図。

【図４】図２の灌漑システムの配水ネットワークに使用
できる２次バルブの他の実施例の縦断面図。

【図５】灌漑システムの特定の実施例の縦断面図。

【図６】入口の液体調整バルブ４、５の他実施例として
使用される装置においてバルブの代わりに使用されるプ
ラグ１５の縦断面図。

【図７】入口の液体調整バルブ４、５の他実施例として
使用される装置においてコネクタ２の代わりに使用され
る特別のコネクタ１６の縦断面図。

【符号の説明】

１ 支持ブロック ２ コネクタ ３ コネクタ ４ 流量調整バルブ ５ 螺子 ６ ダクト ７ 本体 ９ 弁部材 11 ガスケット 12 コネクタ 13 スプリング 14 螺子

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上流側が一定圧力又実質的に一定圧力の
   液体源に接続可能であり、下流側が、ネットワークの充
   填段階中、圧力が供給圧力と等しい又はほぼ等しいとき
   に閉じ、灌漑用液体の排出段階中、圧力がこの値以下に
   下がるときに開くように構成された感圧式の２次バルブ
   を備えた配水ネットワークに接続可能である、灌漑用液
   体の自動脈動送出用装置において、 弁座を有する中空の本体のバルブと、 中間室Ｃ１と、 第１の面を灌漑用液体の供給圧力にさらすピストン式の
   摺動弁部材と、 液体の入口を調整するためのシステム４、５と、 上記弁部材を与荷重するためのシステム１３、１４と、 液体入口用コネクタ２と、 密封システム１１を有する弁部材９と、 バルブ本体の頂部に位置決めされ、大気への放出孔を有
   するコネクタと、 供給ダクトに連結されたポート８と、を備えたことを特
   徴とする灌漑用液体の自動脈動送出用の装置。
2. 【請求項２】 灌漑用液体の自動脈動送出用装置におい
   て、弁本体が、 弁本体の底に位置し、灌漑用液体入口ダクトと出口ダク
   トから形成され、これらの間に閉鎖可能なオリフィスを
   有した１次液体回路と、 ２次ネットワークのための供給コネクタと、 灌漑用水供給コネクタと、 主回路をパイロットバポート８に連結するダクト６と、 初めはこのダクトからポート８を通る液体によって、次
   いで、チャンバＣ１内の液体のスラストによって動作さ
   れ、放出孔を遮断し、主回路と連通するオリフィスを閉
   じる低い位置と、上記放出孔及び主回路とに連通してい
   るオリフィスを開く高い位置との間を移動する摺動部材
   （弁部材）とを有することを特徴とする請求項１に記載
   の灌漑用液体の自動脈動送出用装置。
3. 【請求項３】 液体入口用の調整バルブ４、５がプラグ
   １５と交換され、コネクタ２が特別のコネクタ１６に交
   換されていることを特徴とする請求項１及び請求項２に
   記載の灌漑用液体の自動脈動送出用装置。
4. 【請求項４】 請求項１及び請求項２に記載された自動
   脈動送出用装置を備えたことを特徴とする灌漑システム
   であって、 上流側が加圧された液体源に接続され、下流側が灌漑用
   液体の配水ネットワークに連結されており、該ネットワ
   ークが送出バルブを備えた複数の２次バルブを有してい
   ることを特徴とする灌漑システム。
5. 【請求項５】 配水ネットワークの２次バルブが、入口
   チャネルと、出口チャネルと、噴霧ノズルとを有する弁
   本体を備え、該弁本体が密封ディスクを介して弁部材に
   連結されたピストンを収容し、該弁部材が本質的に可撓
   性を有するプラスチック材料の２つの連結されたコラム
   からなることを特徴とする、請求項４に記載の灌漑シス
   テム。