(57)【要約】潅漑システムは、電気的に設定可能なスプレーパターンをもつ散水栓、湿度センサ、コントローラを具備する。湿度センサから入力信号に基づいて、コントローラは散水栓の設定可能なスプレーパターンを動的に設定し、給水を必要とする領域には、より多くの水を撒き、余分な水を必要としない領域には、より少ない水を撒く。潅漑システムは更に、火災センサを含むことができる。火災センサからの入力に基づいて、コントローラはスプリンクラを作動させる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
設定可能なスプレーパターンを有する散水栓と、
前記散水栓によって給水されるゾーンに設けられた複数の湿度センサであって、前記ゾーンの湿分データを収集するように構成した湿度センサと、
前記湿分データを得て、該湿分データに基づいて前記散水栓のスプレーパターンを設定するように構成したコントローラを備えた散水装置。
【請求項２】
前記散水栓がアクチュエータを更に備え、該アクチュエータを制御することによって前記スプレーパターンが制御される、請求項１に記載の散水装置。
【請求項３】
スプリンクラがアクチュエータを更に備え、該アクチュエータの状態が前記散水栓の回転速度を決定する、請求項１に記載の散水装置。
【請求項４】
前記コントローラが前記アクチュエータの状態を決定する、請求項２に記載の散水装置。
【請求項５】
前記散水栓が回転する、請求項１に記載の散水装置。
【請求項６】
前記散水栓が静止している、請求項１に記載の散水装置。
【請求項７】
１つ以上の火災センサを更に備える、請求項１に記載の散水装置。
【請求項８】
前記コントローラが前記湿分データを無線伝送リンクによって取得する、請求項１に記載の散水装置。
【請求項９】
前記コントローラが前記湿度センサと電気的に接続された、請求項１に記載の散水装置。
【請求項１０】
前記コントローラがゾーン・コントローラを備え、該ゾーン・コントローラが前記湿分データを受信して、該湿分データを中央制御装置に提供するように構成された、請求項１に記載の散水装置。
【請求項１１】
前記コントローラが前記散水栓に設けられた、請求項１に記載の散水装置。
【請求項１２】
前記コントローラが、複数の散水栓を制御するゾーン・コントローラを備える、請求項１に記載の散水装置。
【請求項１３】
散水栓と関連したパターン領域の湿分データを収集する手段と、
前記湿分データに基づいて前記散水栓と関連する設定可能なスプレーパターンを自動的に設定する手段を備えた散水装置。
【請求項１４】
コンピュータと、
設定可能なスプレーパターンを備え、
前記コンピュータがスプリンクラと関連した湿分データを得て、該湿分データに基づいて前記設定可能なスプレーパターンを自動的に設定するスプリンクラ。
【請求項１５】
散水栓と関連した複数の湿度センサから湿分データを得てから、
前記湿分データに基づいて、前記散水栓と関連する設定可能なスプレーパターンを自動的に設定する、給水方法。
【請求項１６】
散水栓と関連した湿度センサから湿分データを得る手段と、
前記湿分データに基づいて、前記散水栓と関連する設定可能なスプレーパターンを動的に設定する手段を備えたスプリンクラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、ランドスケープ散水装置（スプリンクラ・システム）に関し、特に、コンピュータ設定可能なスプレーパターンを有するランドスケープ散水システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
過去において、自動給水装置、例えばスプリンクラを設けることは、植物に適度の湿分を与えて該植物が繁るようにするための周知慣行であった。住宅所有者や、ゴルフコース、遊園地及び農場等の商業施設業者は、自動給水システムを使用する。
【０００３】
従来のシステムは、タイマ・コントローラを使用し、これは給水システムに組み込んだソレノイドバルブを作動させて、使用者が任意に設定した時間になると、給水弁がソレノイドを介して通電されることで、散水装置又は他の潅漑装置への給水が行われる。しかしながら、グラウンドや植物の培地に豪雨等が降った後で、充分に水を含んでいるにも関わらず、スプリンクラ・システムは給水する。
【０００４】
例えば、潅漑を要する領域又はゾーンは、保水力が小さく水はけの良い砂質土を含む。また別のゾーンは、深層砂質土、粘土、沈泥の混合物を含むことができ、水はけが悪く、長期間の保水力をもつ。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
潅漑機器が、対象領域に亘って必要な平均値に等しい率で、一律に水を供給する場合に、使用者は、あるゾーンでは水が少なすぎ、別のゾーンでは水が多すぎるというジレンマに直面する。実際、使用者は通常、最も水が不足している土壌に必要な率でもって、全域の潅漑を行うため、あるゾーンでは水を浪費することになり、この追加された水は不要である。水のコストが増えると、使用者には不必要な出費がかかる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態において、潅漑システムは、電気的に設定可能なスプレーパターンを有する散水栓（スプリンクラ・ヘッド）、湿度センサ、及びコントローラを含む。湿度センサから入力信号に基づいて、コントローラは散水栓のスプレーパターンを動的に設定し、給水を必要とする領域には更に水を撒き、余分な水を必要としない領域には、より少ない水を撒く。
【０００７】
別の実施形態において、潅漑システムは更に、火災センサを含む。火災センサからの入力に基づいて、コントローラはスプリンクラを作動させる。
【０００８】
一実施形態において、回転式散水栓は、少なくとも１つのソレノイドを含み、これには第１の状態及び第２の状態がある。スプリンクラが撒く水量は、弧に沿って回転する際の当該スプリンクラの回転速度に依存する。一実施形態において、前記弧が円形である。一実施形態では、散水栓は、ソレノイドが第１の状態にある場合に、比較的ゆっくりと回転し、ソレノイドが第２の状態にある場合に、比較的速く回転する。散水栓が、よりゆっくり回転する場合に、遅く回転する弧で散水栓をとり囲んでいる地面は、速く回転する弧で散水栓をとり囲んでいる地面に比して、より多くの水量を受ける。一実施形態において、第１の状態が作動状態であり、第２の状態が不動作状態である。別の実施形態において、第１の状態が不動作状態であり、第２の状態が作動状態である。
【０００９】
一実施形態では、静止式散水栓が、第１の状態及び第２の状態を有する１つ以上のソレノイドと、１つ以上のソレノイドに関連した出水口を含む。ソレノイドが第１の状態のときに、出水口が開いて水を流すことができる。ソレノイドが第２の状態のときに、出水口が閉じて水の流れを阻止する。一実施形態において、第１の状態が作動状態であり、第２の状態が不動作状態である。別の実施形態では、第１の状態が不動作状態であり、第２の状態が作動状態である。
【００１０】
本発明を要約するために、本発明の特定の態様、利点、そして新規な特徴を、ここに記載した。必ずしも、このような利点全てが、本発明の特定の実施形態に従って達成できる訳ではないことを理解すべきである。よって、本発明は、ここで教示され又は示唆される他の利点を俟たずに本明細書で教示される、一の利点若しくは一群の利点を達成し又は最大限に発揮する方法において実施し、又は実行することができる。
【００１１】
本発明の各種特徴を実現する一般的な構成形態について、図面を参照しながら以下に説明する。図面及びその関連説明は、本発明の実施形態を説明するために提示され、本発明の範囲を限定するものではない。図面全体に亘って、参照番号は、参照する構成要素の間の対応関係を示すために再利用する。また、各参照番号における最初の桁は、構成要素が最初に現れる図番を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、マルチゾーン散水装置１００の一実施形態について、典型的な適用例としてのゴルフコースを示す。別の典型的な適用例には、遊園地、家の芝地、テーマパーク、墓地、農場、苗床、及び自動給水システムによって水を植物に撒く他の任意の状況設定を含むが、これらに限定されない。図１は複数のスプリンクラ１０２を示し、各々が電子的に設定可能なスプレーパターン１０４を有する。
【００１３】
図２は、マルチゾーン散水装置１００の一実施形態を概略的に示す図である。散水装置１００は、スプリンクラ１０２、湿度センサ２００、給水弁２０２、給水部２０４及び中央制御システム２０６を含む。
【００１４】
典型的な装置構成において、一連の給水弁２０２は各々、給水部２０４に繋がっている。各給水弁２０２は一連のスプリンクラ１０２に接続され、各スプリンクラ１０２は設定可能なスプレーパターン１０４を有する。給水弁２０２のスイッチ又はソレノイドが作動すると、給水部２０４からの水が給水弁２０２を通って流れる。スプリンクラ１０２のスプレーパターン１０４に応じて、該スプリンクラ１０２は、スプリンクラ１０２をとり囲んでいる、幾つかの領域、又は全ての領域に給水し、あるいは如何なる領域にも給水しない。一実施形態では、散水装置１００が散水ゾーンに配置される。
【００１５】
一実施形態において、給水には、肥料、雑草防除液、又は使用者が散水装置１００と関連した領域に与えたい、他の可溶性化合物を入れることができる。
【００１６】
他の装置構成において、マルチゾーン散水装置１００は少なくとも１つの給水制御弁２０２と、設定可能なスプレーパターン１０４をもつ１つ以上のスプリンクラ１０２を含む。
【００１７】
湿度センサ２００は、土壌の水分を検出するために、土壌に埋設される。一実施形態において、湿度センサ２００は、各スプリンクラ１０２の周辺で円形又は半円形状の配置をとる。湿度センサ２００は、土壌の含水量を示すデータを中央制御システム２０６に送信する。一実施形態では、湿度センサ２００が、無線周波数（ＲＦ）リンク又は他の無線伝送方式によってデータを中央制御システムに送信する。
【００１８】
別の実施形態では、湿度センサ２００がスプリンクラ１０２に対して電気的に繋がっており、該スプリンクラ１０２は無線伝送方式によって中央制御システム２０６と通信する。湿度センサ２００は湿分データを集め、電気的接続を通じて、湿分データをスプリンクラ１０２に送信する。スプリンクラ１０２は、中央制御システム２０６に対し、無線伝送方式（例えばＲＦリンク）によって湿分データを送信する。
【００１９】
別の実施形態において、湿度センサ２００はスプリンクラ１０２に対して電気的に繋がっており、該スプリンクラ１０２は中央制御システム２０６に対して電気的に接続される。湿度センサ２００は湿分データを集め、電気的接続を通じて、湿分データをスプリンクラ１０２に送信する。スプリンクラ１０２は、電気的接続を通じて湿分データを中央制御システム２０６に送信する。
【００２０】
別の実施形態では、マルチゾーン散水装置１００がゾーン・コントローラ２１０を更に含む。このゾーン・コントローラ２１０によって制御されるゾーンに位置した湿度センサ２００は、湿分データをゾーン・コントローラ２１０に送信する。ゾーン・コントローラ２１０は、湿分データを中央制御システム２０６に送信する。
【００２１】
一実施形態において、湿度センサ１０２は、ゾーン・コントローラ２１０に対し、無線伝送システム（例えばＲＦリンク）によって、湿分データを送信する。別の実施形態において、湿度センサ２００は、ゾーン・コントローラ２１０と電気的に繋がっている。各湿度センサ２００は、ゾーン・コントローラ２１０に対して個別的に配線するか、又は、湿度センサ２００のグループを、連続的なパターン、すなわち、ディジーチェーン式に配線して、チェーンの最後の湿度センサ２００を電気的にゾーン・コントローラ２１０と繋ぐことができる。湿度センサ２００は、電気的接続を通じて、湿分データをゾーン・コントローラ２１０に送信する。
【００２２】
一実施形態において、ゾーン・コントローラ２１０は、無線伝送方式（例えばＲＦリンク）によって中央制御システム２０６と通信し、この中央制御システムに対し、無線伝送方式によって湿分データを送信する。別の実施形態では、ゾーン・コントローラ２１０が中央制御システム２０６と電気的に接続され、湿分データを、電気的接続を通じて中央制御システム２０６に送信する。
【００２３】
湿分データに基づいて、中央制御システム２０６は、各ゾーンにどの程度の量の水を撒くべきかを決める。中央制御システム２０６は給水制御弁２０２を作動させ、給水部２０４からの水が給水制御弁２０２を流れるようにする。更に、湿分データに基づいて、中央制御システム２０６は、スプリンクラ１０２の電気的に設定可能なスプレーパターン１０４を設定する。
【００２４】
中央制御システム２０６は、１つ以上のコンピュータを含む。該コンピュータは、例えば、プロセッサ、プログラム論理部、又はデータ及び命令を表す他の基板構成を含み、本願明細書に記載した通りに動作する。他の実施態様において、プロセッサには、制御回路、処理回路、複数の処理装置、汎用シングルチップ又はマルチチップのマイクロプロセッサ、デジタル信号処理装置、組込型マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ等が挙げられる。
【００２５】
中央制御システム２０６は、スプリンクラ１０２の位置、水を撒く範囲又は各スプリンクラ２００の最大スプレーパターン、各ゾーン・コントローラ２１０によって制御される散水ゾーン等に関する情報を含む。
【００２６】
中央制御システム２０６は、湿分データを処理して、どの領域が水分を必要とするのかを決定する。中央制御システム２０６はスプリンクラ１０２のスプレーパターン１０４を設定する指令を送信して、水分を必要としている領域に水を撒き、水分を必要とない領域には給水しない。
【００２７】
一実施形態では、上記のように中央制御システム２０６が、無線伝送方式により又は電気的接続を通じて、指令をゾーン・コントローラ２１０に送信する。そして上記の通り、ゾーン・コントローラ２１０は、無線伝送方式により又は電気的接続を通じて指令をスプリンクラ２００に送信する。
【００２８】
別の実施形態において、上記のように中央制御システム２０６は、無線伝送方式により又は電気的接続を通じて、スプリンクラ１０２に指令を直接送信する。
【００２９】
別の実施形態では、マルチゾーン散水装置１００が、火災センサ２０８を更に含む。火災センサ２０８は、例えば、煙探知器、赤外線探知機、紫外線（ＵＶ）検出器、赤外線カメラ、温度センサ等である。火災センサ２０８は、中央制御システム２０６に対して火災データを直接送信するか、又は、上記のように、無線伝送方式により若しくは電気的接続を通じて、ゾーン・コントローラ２１０を介して火災データを中央制御システム２０６に送信する。この火災データに基づいて、上記のように中央制御システム２０６は、スプリンクラ１０２のスプレーパターン１０４を設定する指令を送信し、水分を必要とする領域への給水が行われる。
【００３０】
図３は、散水装置３００の概略図である。この散水装置３００は、設定可能なスプレーパターン１０４をもつスプリンクラ１０２と、湿度センサ２００を含む。スプリンクラ１０２は散水栓３０２を含み、それは少なくとも１つのコンピュータ３０４を含む。
【００３１】
コンピュータ３０４は、例えば、プロセッサ、プログラム論理部、又はデータ及び命令を表す他の基板構成を含み、本願明細書に記載した通りに動作する。他の実施態様において、プロセッサには、制御回路、処理回路、複数の処理装置、汎用シングルチップ又はマルチチップのマイクロプロセッサ、デジタル信号処理装置、組込型マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ等が挙げられる。
【００３２】
給水制御弁２０２が作動すると、散水栓３０２は水を受ける。コンピュータ３０４は、制御中枢部、例えば中央制御システム２０６から、制御データ及び電源供給を受ける。別の実施形態において、コンピュータ３０４は、制御中枢部から電源供給だけを受ける。
【００３３】
少なくとも１つの湿度センサ２００が散水栓３０２に関連して該散水栓と電気的に接続される。一実施形態では、複数の湿度センサ２００が、散水栓３００の周囲で円形状パターンを形成する。
【００３４】
湿度センサ２００は湿分データをコンピュータ３０４に送信する。一実施形態において、コンピュータ３０４は湿分データを中央制御システム２０６に送信し、中央制御システム２０６からスプレーパターン１０４を設定する指示を受信する。別の実施形態では、コンピュータ３０４が湿分データを受信し、湿分データを処理して適正なスプレーパターン１０４を決定し、湿分データに基づいてスプレーパターン１０４を設定する。
【００３５】
図３は、部分的に重複しているスプレーパターン１０４を例示する。別の実施形態では、スプレーパターン１０４は重複しない。更に別の実施態様では、スプレーパターン１０４が重複しており、散水装置３００の領域には、少なくとも１つのスプリンクラ１０２によって散水が行われる。
【００３６】
図４は、回転式スプリンクラ４００の一実施形態を概略的に示す図である。回転式スプリンクラ４００は、水がスプリンクラ４００を通って流れる際に、３６０°の円又は３６０°未満の円弧をもって回転する。円弧の各部分における回転速度によって、スプリンクラ４００を囲んでいる領域に撒く水量が決定される。スプリンクラがゆっくり回転すると、スプリンクラ４００は、より多くの水を撒く。またスプリンクラ４００が速く回転すれば、より少ない水を撒く。
【００３７】
スプリンクラ４００は、散水栓４０２を含む。この散水栓４０２は、アクチュエータ４０４、位置情報４０６、及びデータインターフェース部４０８を含む。データインターフェース部４０８を介して受け取る位置情報４０６は、アクチュエータ４０４の作動を制御する。アクチュエータ４０４は、散水栓４０２の回転速度を制御する。スプリンクラ４００は通常、ゴルフコースや、回転式スプリンクラを用いた他の産業上の適用例で使用される。
【００３８】
一実施形態において、アクチュエータ４０４が開状態とされ又は作動しているときに、散水栓４０２が高速に回転する。別の実施形態では、アクチュエータ４０４が閉状態とされ又は不動作のときに、散水栓４０２がゆっくり回転する。
【００３９】
給水部２０４は、作動した給水弁２０２を通して、スプリンクラ４００に給水する。湿度センサ２００は中央制御システム２０６に対し、湿分データ４１０を直接送信するか、又は、無線伝送方式若しくは電気的接続を通じて、あるいは無線伝送システムと電気的接続との組み合せによって、スプリンクラ４００を通して湿分データ４１０を中央制御システム２０６に送信する。
【００４０】
湿分データ４１０に基づいて、中央制御システム２０６は、データインターフェース部４０８を通した位置情報４０６を、無線伝送システム又は電気的接続を経てスプリンクラ４００に送信し、あるいは無線伝送システムと電気的接続の組み合せによってスプリンクラ４００に位置情報４０６を送信する。この位置情報を使用して、スプリンクラ４００はアクチュエータ４０４を開閉動作させて、散水栓４０２が回転する速度を制御する。
【００４１】
別の実施形態において、スプリンクラ４００は、コンピュータ３０４を使用して、湿分データ４１０に基づいて位置情報４０６を判定する。コンピュータ３０４からの位置情報を使用して、スプリンクラ４００はアクチュエータ４０４を開閉動作させて、散水栓４０２の回転速度を制御する。
【００４２】
図５は、アクチュエータ４０４を備えたスプリンクラ４００の一実施形態を概略的に示す図である。アクチュエータ４０４は、例えば、ソレノイド、ステッピングモータ、スイッチ、リレー、弁等とすることができる。
【００４３】
図６は、非回転式スプリンクラ６００の一実施形態を概略的に示す図である。スプリンクラ６００は散水栓６０２を含む。散水栓６０２は、作動状態と不動作状態を有する、少なくとも１つのソレノイド６０４を含む。各ソレノイド６０４は、ソレノイド６０４と関連したポート６０６を制御する。一実施形態において、ソレノイド６０４及びそれらに関連するポート６０６が、散水栓６０２の周辺部でリング（輪）を形成する。例えば、８つのソレノイドは、スプリンクラ６００の周辺で円形パターンにおける８つのゾーンを制御するために用いることができる。スプリンクラ６００は通常、住宅用途、あるいは、回転しないスプリンクラを使った別の適用例で使用される。
【００４４】
給水部２０４は、作動した給水弁２０２を通して、スプリンクラ６００に給水する。ポート６０６が開くと、水が当該ポート６０６を通って流れる。
【００４５】
一実施形態において、ソレノイド６０４が作動すると、ポート６０６が開く。別の実施形態では、ソレノイド６０４が作動すると、ポート６０６が閉じる。別の実施形態において、ソレノイド６０４が不動作となると、ポート６０６が閉じる。更に他の実施形態において、ソレノイド６０４が不動作となると、ポート６０６が開く。
【００４６】
湿分データ４１０に基づいて、中央制御システム２０６はスプリンクラ６００に状態情報を送り、ソレノイド６０４の状態を制御する。ソレノイド６０４はポート６０６を開き、これは状態情報によって決まる。スプリンクラ６００は、開いたポート６０６と関連する領域に給水する。
【００４７】
別の実施形態において、スプリンクラ６００は、コンピュータ３０４を使用して、湿分データ４１０に基づきソレノイド６０４の状態を制御する。スプリンクラ６００はソレノイド６０４を作動させてポート６０６を開き、開いた当該ポート６０６と関連する領域に給水する。
【００４８】
本発明の特定の実施形態を記載してきたが、これらの実施形態は例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。実際、本願明細書に記載した新規な方法及び装置は、様々な他の形態で具現化でき、更には、本願明細書に記載した方法及び装置の形態において、各種の省略、置換及び変更を、本発明の思想から逸脱することなく行える。添付請求項及びその均等物は、本発明の範囲及び趣旨に含まれる上記形態や変形例を網羅するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】マルチゾーン散水装置（システム）を示す図である。
【図２】マルチゾーン散水装置の概略図である。
【図３】関連した湿度センサを有する、調整可能なパターンの散水栓を示す図である。
【図４】回転数を制御可能な回転式スプリンクラのブロック図である。
【図５】回転速度を制御するアクチュエータを有する、回転式スプリンクラを示す図である。
【図６】調整可能なスプレーパターンを有する非回転式散水栓の概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
2008546521.tif 000009
2008546521.tif 000010
2008546521.tif 000011