(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
植生に溶液を適用するための分散設備を構成するための装置であって、前記装置は、
液体を液滴の形態で分散させるための少なくとも１つのノズルであって、前記少なくとも１つのノズルは、前記液体に磁界を印加するための少なくとも１つの磁石を備え、前記少なくとも１つの磁石は前記少なくとも１つのノズルの管材料部分を形成し、それにより、前記管材料部分が前記少なくとも１つのノズル内に管状の導管を画定し、前記ノズル内の少なくとも１つの磁石の極性配向は、前記ノズル内に北または南のどちらかの極配向効果を発生させて前記液滴を分離させる、ノズルと、
前記液滴に磁界を印加するための複数のさらなる磁石であって、前記少なくとも１つの磁石および前記複数のさらなる磁石のそれぞれは少なくとも０．９テスラの残留磁気を有する、さらなる磁石と、
を備え、
前記複数のさらなる磁石は、電界強度を変化させるように前記分散設備上に移動可能に取り付け可能であり、
前記液体は少なくとも水を含む、装置。
【請求項２】
前記液滴は、１０ミクロン乃至５０ミクロンの範囲内にある、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つのノズルは逆転可能なノズルを備え、それにより、前記ノズルは、前記少なくとも１つの磁石を前記ノズルから除去すること無く縦方向および極性の配向において逆転させることができ、前記ノズルは、少なくとも１．２５テスラの残留磁気を呈する少なくとも１つの棒状または円形の磁石をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つのノズルは、少なくとも灌漑放出器および噴霧器、ブーム噴霧器、バックパック噴霧器、飛行機取り付け型噴霧器、航空機噴霧器、マイクロスプリンクラー、およびフォガー、ならびに低流量滴下または浸出放出器用の液体噴霧アプリケータを含む全ての種類の液体噴霧アプリケータに嵌合するように構成されたコネクタを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記さらなる磁石は、前記さらなる磁石が前記液体噴霧アプリケータ上に取り付けられるときに、前記少なくとも１つのノズルに隣接して位置決め可能である、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記植生に衝突する乱気流を創出するように前記少なくとも１つのノズルの噴霧角度の再位置決めを可能にする回転可能なコネクタをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの磁石および前記複数のさらなる磁石はネオジム希土類磁石であり、少なくとも１．２５テスラの残留磁気を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの磁石および前記複数のさらなる磁石は、セラミックまたはプラスチックまたは他の材料を含む複合磁石であり、少なくとも１．２５テスラの残留磁気を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
植生に溶液を適用するためのシステムであって、前記システムは、
液体を液滴の形態で適用するための少なくとも１つの放出器と、
前記液体に磁界を印加するための少なくとも１つの磁石を備える少なくとも１つの逆転可能なノズルであって、前記少なくとも１つの逆転可能なノズルは、前記少なくとも１つの磁石を前記ノズルから除去すること無く縦方向および極性の配向において逆転され、前記ノズル内に北または南のどちらかの極配向効果を発生させて前記液滴を分離させることができる、ノズルと、
前記少なくとも１つの放出器からの液滴の出口点に近接して配置された磁界を印加するための少なくとも１つのさらなる磁石であって、前記少なくとも１つの磁石および前記少なくとも１つのさらなる磁石のそれぞれは少なくとも０．９テスラの残留磁気を呈する、さらなる磁石と、
を備え、
前記液体は少なくとも水を含み、
前記液滴が、前記少なくとも１つの放出器から分散されて前記植生に衝突する、システム。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの磁石は、前記少なくとも１つの逆転可能なノズルの管材料部分を形成し、それにより、前記管材料部分が前記少なくとも１つの逆転可能なノズル内に管状の導管を画定する、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記システムは、液体を液滴の形態で分散させるための複数の放出器をさらに備え、前記複数の放出器のそれぞれは、少なくとも０．９テスラの残留磁気を有する少なくとも１つの磁石を含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの磁石および前記少なくとも１つのさらなる磁石はネオジム希土類磁石であり、少なくとも１．２５テスラの残留磁気を有する、請求項９に記載のシステム。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの磁石および前記少なくとも１つのさらなる磁石は、セラミックまたはプラスチックまたは他の材料を含む複合磁石であり、少なくとも１．２５テスラの残留磁気を有する、請求項９に記載のシステム。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの逆転可能なノズルは、１０ミクロン乃至３０ミクロンの範囲内にある液滴を発生させるようなサイズにされる、請求項９に記載のシステム。
【請求項１５】
前記植生に衝突する乱気流を創出するように前記少なくとも１つの逆転可能なノズルの噴霧角度の再位置決めを可能にする回転可能なコネクタをさらに備える、請求項９に記載のシステム。
【請求項１６】
植生に溶液を適用するための分散設備を構成するための装置であって、前記装置は、
１０ミクロン乃至５０ミクロンの範囲内のサイズにされる液滴を発生させるようなサイズにされた複数のノズルであって、前記ノズルのうち少なくとも１つは逆転可能なノズルであり、それにより、前記ノズルは、方向的配向に応じて前記ノズル内に北または南のどちらかの極配向効果を発生させるために、少なくとも１つの磁石を前記ノズルから除去すること無く縦方向および極性の配向において逆転させることができ、前記逆転可能なノズルは、前記ノズルのうち少なくとも１つの管材料部分を形成する少なくとも１つの磁石を備え、それにより、前記管材料部分が前記ノズルのうち少なくとも１つの中に管状の導管を画定する、ノズルと、
前記液滴に磁界を印加するための複数のさらなる磁石であって、前記少なくとも１つの磁石および前記複数のさらなる磁石のそれぞれは少なくとも０．９テスラの残留磁気を有する、さらなる磁石と、
を備え、
前記ノズルは、南の極配向効果を発生させるように配向されるときに、前記植生における成長および乾燥耐性の増加を促進し、
前記ノズルは、北の極配向効果を発生させるように配向されるときに、前記植生における病害抵抗性を促進し、
前記液体は少なくとも水を含む、装置。
【請求項１７】
前記ノズルのうち少なくとも１つはトリクルノズルである、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記装置は低流量灌漑システム用に構成され、前記装置は前記液体を移送するための導管を備え、前記複数のさらなる磁石は液体流れ経路に沿って前記導管に沿って内部または外部に周期的に配置される、請求項１６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植生に液体を適用するためのシステムおよび方法に関し、より詳細には、液体をノズルまたは放出器を通じて圧力下において用いるシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
灌漑農作物は、グローバルな食糧生産の確保のための重要な要素である。世界的に、灌漑農作物から生産される食糧は、全世界の生産量の約４０％を占める。必要な灌漑レベルを保持するためには、川、湖、貯水池および地下水から大量の水を取水する必要がある。これら全てに起因して、農作物灌漑は、世界中の取水量の約７０％を占める。地上水へのアクセスが制限されており、豊富な帯水層が利用可能である場所ではどこであれ、地下水から灌漑水の主な源を得ることができる。ＳｃｉｅｎｃｅＤａｉｌｙ（２０１０年９月２３日）によれば、ここ数十年間で、数十億人分の水源となる膨大な地下貯蔵水を世界中の人間が揚水する速度は２倍を超え、水の枯渇が近づいている。地下水抽出速度が長期間広範囲にわたって再供給速度を超えた場合、再生不能な地下水が枯渇し、その結果、地下水位が低下する。
【０００３】
ＧＲＡＣＥ（Ｇｒａｖｉｔｙ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ  Ａｎｄ  Ｃｌｉｍａｔｅ  Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ）衛星観測による地域研究によれば、再生不能な地下水資源が大量にインド北東、パキスタン北西およびカリフォルニアセントラルバレーにおいて抽出されており、そのうち大部分は灌漑に用いられている（Ｎａｔｕｒｅ、Ｖｏｌ．４６０、ｐｐ．９９９−１００２）。さらなる研究によれば、米国ハイプレーンズ（オガララ）帯水層における灌漑に起因した地下水資源の枯渇も報告されている（Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．  ３８，Ｌ０３４０３）。同様に、地下水資源の抽出が維持不可能なレベルで中東、アフリカ、オーストラリアおよび中国において継続されている（Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．  ３７，Ｌ２０４０２）。
【０００４】
公開された研究によれば、灌漑水溶液を磁界へ露出させると、農作物に好影響が発生し、その結果利用可能な水資源の利用効率が上がることが広く報告されている（例えば、灌漑を磁化水で行った場合、ひよこ豆の成長、化学成分および生産量が向上する）（Ｃｉｃｅｒ  ａｒｉｅｔｉｎｕｍＬ）、Ｍａｈｍｏｕｄ  Ｈｏｚａｙｎｌ＊およびＡｍｉｒａ  Ｍｏｈａｍｅｄ  Ｓａｅｅｄ  Ａｂｄｕｌ  Ｑａｄｏｓ；Ａｇｒｏｎｏｍｙ  Ｄｅｐｔ．，Ａｇｒｉｃ．およびＢｉｏｌ．Ｄｉｖ．、Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｃｅｎｔｒｅ、Ｅｌ−Ｂｏｈｏｔｈ  Ｓｔ．、１２６２２Ｄｏｋｋｉ、Ｃａｉｒｏ、Ｅｇｙｐｔ）。噴霧設備は、農作物に水溶液を送達するために灌漑システムに広範に用いられている。研究によれば、本発明と同一発明者による米国特許第６，２７６，６１７号（「Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ  ｌｉｑｕｉｄ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｎｏｚｚｌｅ，ｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄ」）に教示のように、十分な強度の磁界を噴霧ノズルにできるだけ近接した状態かつ液体経路と直接接触した状態で適用した場合、より良好な結果が得られることが判明している。本明細書中、同出願全体を参考のため援用する。出願人磁気部品を灌漑設備において最大限に活用するために、広範囲の使用噴霧設備を再構成するための装置が必要とされている。
【０００５】
本出願人は、流体（特に水ベース溶液）の磁気的処理に関する以下の米国特許を認識している。
【０００６】
Ｖｅｒｍｅｉｒｅｎの米国特許第２，６５２，９２５号において、処理対象液体のための磁界および通過を生成する処理デバイスが開示されている。
【０００７】
Ｍｅｎｏｌｄの米国特許第４，２６５、７５４号において、水導管内の水流の近辺に磁界を生成することにより淡水を処理する装置が開示されている。
【０００８】
Ｚｉｍｍｅｒｍａｎの米国特許第４，２６５，７５５号において、導管内の磁気水処理デバイスが開示されている。このデバイスの場合、ユニット全体の最終的な機能能力への悪影響無く組み立てを容易に行うことが可能である。
【０００９】
Ｓｃｈｉｅｓｓｅｒの米国特許第４，２６５，７５６号において、プラスチック材料の濾過に用いられる篩のための変更デバイスが開示されている。処理中の材料の移動を妨害すること無く、これらの篩をこのデバイスによって変更することができる
【００１０】
Ｋｕｌｉｓｈの米国特許第４，６０５，４９６号において、スケール除去および脱灰のために、液体上に磁界を集中させることにより液体の磁気的処理を行うためのデバイスが開示されている。
【００１１】
Ｗｅｉｓｅｎｂａｒｇｅｒの米国特許第４，７１１，２７１号において、沈殿物の付着を低減するための磁気流体調節装置が開示されている。
【００１２】
Ｇｌａｓｓの米国特許第６，０５６，８７２号において開示されている流体の磁気的処理のためのデバイスの場合、異なる磁界強度を有しかつ流体が内部を流れるパイプまたは他の流体導管の周囲に配置された複数の磁石を用いている。
【００１３】
Ｂａｒｎｅｓの米国特許第６，６４１，７２５号において開示されている流体の磁気的処理のための装置の場合、可撓性磁石を用いて流体上に磁界を集中させる。
【００１４】
Ｅ．Ｐ．  Ｋｌｙｎｅｖ，Ｄｅｖｉｃｅ  ｆｏｒ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｔｒｅａｔｍｅｎｔ  ｏｆ  ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ  ｗａｔｅｒ，ＳＵ  ｐａｔ．＃  １２１７７８８  （ＵＳＳＲ），Ｍａｒｃｈ  １５，１９８６  ［Ｃ．Ａ．：１０４（２６）２３０２ｌ９ｙ］
【００１５】
大学の諸研究センターで世界的に行われている多くの研究により、水ベース溶液の磁気的処理を農作物に適用した場合、特に生産量の点において好影響が得られることが判明している。本出願人は、以下の公開文献に、研究結果および方法が公開されていることを認識している。
【００１６】
ＥＦＦＥＣＴ  ＯＦ  ＭＡＧＮＥＴＩＺＥＤ  ＷＡＴＥＲ  ＯＮ  ＥＳＴＥＲＡＳＥ  ＩＳＯＺＹＭＥＳ  ＩＮ  ＴＨＥ  ＬＥＡＶＥＳ  ＯＦ  ＴＯＭＴＯ  ＰＬＡＮＴ；Ｊｉｎ  Ｋｕｎｚｈｅｎ；Ｗａｎ  Ｇｕａｎｇｈｕｉ  ａｎｄ  Ｏｉｕ  Ｊｉａｎａｏ（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｂｉｏｌｏｇｙ，Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ  ７１００６９）
【００１７】
ＲＥＳＥＡＲＣＨ  ＯＮ  ＴＨＥ  ＥＦＦＥＣＴ  ＯＦ  ＤＩＦＦＥＲＥＮＣＥ  ＵＰＯＮ  ＧＥＲＭＩＮＡＴＩＯＮ  ＡＮＤ  ＧＲＯＷＴＨ  ＯＦ  ＷＨＥＡＴ  ＷＩＴＨ  ＤＩＦＦＥＲＥＮＴ  ＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥ  ＩＮ  ＴＨＥ  ＴＲＥＡＴＭＥＮＴ  ＯＦ  ＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＦＩＥＬＤＳ；Ｘｉ  Ｇａｎｇ；Ｙａｎｇ  Ｙｕｎｊｉｎｇ；Ｘｕｅ  Ｓｏｎｇ  （Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ  Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｇｌｉｎｇ  Ｓｈａａｎｘｉ，７１２１００２）（Ｓｈａａｎｘｉ  Ａｃａｄｅｍｙ  ｏｆ  Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｙａｎｇｌｉｎｇ，Ｓｈａａｎｘｉ，７１２１００）
【００１８】
ＢＩＯＬＯＧＩＣＡＬ  ＥＦＦＥＣＴ  ＯＮ  ＴＨＥ  ＧＥＲＭＩＮＡＴＩＯＮ  ＡＮＤ  ＧＲＯＷＴＨ  ＯＦ  ＭＵＮＧ  ＢＥＡＮ  ＳＥＥＤＳ  ＵＮＤＥＲ  ＬＯＷ  ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ  ＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＦＩＥＬＤ；ＺＨＵ  Ｊｉａｎ，ＬＩＵ  Ｘｉｎ，ＺＨＯＮＧ  Ｊｉｋａｎｇ，ＨＵ  Ｚｈｅｎｇｈａｉ  （１  Ｓｃｈｏｏｌ  ｏｆ  Ｌｉｆｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｏｎｇｊｉ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ  ２０００９２，Ｃｈｉｎａ；２  Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｓｃｈｏｏｌ，Ｔｏｎｇｊｉ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ，２０００９２，Ｃｈｉｎａ；３  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｂｏｔａｎｙ，Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ  ａｎ  ７１００６９，Ｃｈｉｎａ）
【００１９】
ＥＦＦＥＣＴ  ＯＦ  ＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＦＩＥＬＤ  ＯＮ  ＷＨＥＡＴ  ＡＮＤ  ＲＩＣＥ  ＣＲＯＷＴＨ；Ｙｉ  Ｙａｎｌｉ；Ｌｉｕ  Ｘｉａｏｙｉ；Ｗｕ  Ｌｉｙａｎ  Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｓｏｉｌ  Ｓｉｅｎｃｅ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ  Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
【００２０】
ＥＦＦＥＣＴＳ  ＯＦ  ＴＨＥ  ＤＩＦＦＥＲＥＮＴ  ＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＦＩＥＬＤ  ＴＲＥＡＴＭＥＮＴＳ  ＯＮ  ＴＨＥ  ＰＨＹＳＩＯＬＯＧＹ  ＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＳＴＩＣ  ＯＦ  ＳＥＶＥＲＡＬ  ＰＬＡＮＴＳ；ＦＡＮ  Ｌｉｎｇ−ｊｕａｎｌ，ＬＩ  Ｙａｎ−ｒｕｌ，ＹＡＮＧ  Ｌｉ−ｌｉ２，ＺＨＯＵ  Ｘｉａｏ−  ｍｅｉｌ（ｌ．  Ｓｃｈｏｏｌ  ｏｆ  Ｌｉｆｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｘｉ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  Ｔａｉｙｕａｎ  ０３０００６，Ｃｈｉｎａ；２．Ａｒｉｄ  Ｆａｒｍｉｎｇ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｃｅｎｔｅｒ，Ｓｈａｎｘｉ  Ａｃａｄｅｍｙ  ｏｆ  Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｔａｉｙｕａｎ  ０３００３１，Ｃｈｉｎａ）
【００２１】
ＴＨＥ  ＩＮＩＴＩＡＬ  ＳＴＵＤＹ  ＯＮ  ＴＨＥ  ＩＮＦＬＵＥＮＣＥ  ＯＦ  ＭＡＧＮＥＴＩＺＥＤ  ＷＡＴＥＲ  ＴＯ  ＶＥＧＥＴＡＢＬＥ  ＳＥＥＤ  ＧＥＲＭＩＮＡＴＩＮＧ；Ｇａｏ  Ｈｅｐｉｎｇ，Ｚｏｕ  Ｌｉｐｉｎｇ，Ｘｉａ  Ｌｉａｏｙｕａｎ  （Ｐｅｐａｒｔｍｅｎｔ  ｏｆ  Ａｇｒｏｎｏｍｙ，Ｘｉａｏｇａｎ  Ｕｎｅｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｕｂｅｉ  ４３２０００）
【００２２】
ＥＦＦＥＣＴ  ＯＦ  ＥＸＴＥＲＮＡＬ  ＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＦＩＥＬＤ  ＯＮ  ＰＥＲＯＸＩＤＡＳＥ  ＳＹＮＴＨＥＳＩＳ  ＡＮＤ  ＩＴＳ  ＡＣＴＩＶＡＴＩＯＮ  ＤＵＲＩＮＧ  ＧＥＲＭＩＮＡＴＩＯＮ  ＩＮ  ＷＨＥＡＴ；ＸＩ  Ｇａｎｇ；ＦＵ  Ｚｈｉ−Ｄｏｎｇ  Ｎｏｒｔｈｕｐｅｓｔｅｒｎ  Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｇｌｉｎｇ，Ｓｈａａｎｉｘｉ  ７１２１００
【００２３】
ＥＦＦＥＣＴＳ  ＯＦ  ＥＬＥＣＴＲＯ−ＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＦＩＥＬＤ  ＯＮ  ＴＨＥ  ＰＨＹＳＩＯＬＯＧＩＣＡＬ  ＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＳＴＩＣＳ  ＯＦ  ＣＨＬＯＲＥＬＬＡ  ＶＵＬＧＡＲＩＳ  ＡＮＤ  ＭＥＣＨＡＮＩＳＭＳ  ＡＮＡＬＹＳＩＳ；ＷＡＮＧ  Ｈａｉ−ｙｉｎｇｌ，ＺＥＮＧ  Ｘｉａｏ−ｂｏ２，ＧＵＯ  Ｓｉ−  ｙｕａｎ３（ｌ．  Ｃｏｌｌｅｇｅ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｌｉｆｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｓｏｕｔｈ−Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｆｏｒ  Ｎａｔｉｏｎａｌｉｔｉｅｓ，Ｗｕｈａｎ  ４３００７４，Ｃｈｉｎａ；２．  Ｃｏｌｌｅｇｅ  ｏｆ  Ｐｈａｒｍａｃｙ，Ｗｕｈａｎ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ  ４３００７２，Ｃｈｉｎａ；
３．  Ｃｏｌｌｅｇｅ  ｏｆ  Ｆｏｏｄ  ＆  Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｏｕｔｈ  Ｃｈｉｎａ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ  ５１０６４０，Ｃｈｉｎａ）
【００２４】
ＴＨＥ  ＥＦＦＥＣＴ  ＯＦ  ＭＡＧＮＥＴＩＺＥＤ  ＷＡＴＥＲ  ＯＮ  ＳＥＥＤ  ＧＥＲＭＩＮＡＴＩＯＮ  ＡＮＤ  ＰＨＹＳＩＯＬＯＧＩＣ  ＮＯＲＭ  ＯＦ  ＢＡＬＳＡＭ  ＰＥＲＡ；ＸＩＡＯ  Ｗａｎｇ，ＷＡＮＧ  Ｙｕ−ｌｉｎｇ，ＧＵＡＮ  Ｚｈｉ−ｑｉｏｎｇＤｅｐａｎｔｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｂｉｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ  Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ  ５１０３１０
【００２５】
ＥＦＦＥＣＴＳ  ＯＦ  ＳＯＩＬ  ＭＡＧＮＥＴＩＺＡＴＩＯＮ  ＯＮ  ＤＥＦＥＮＳＩＶＥ  ＥＮＺＹＭＥＳ  ＩＮ  ＲＡＰＥ  ＰＬＡＮＴＳ；ＧＵ  Ｊｉｇｕａｎｇ，ＺＨＯＵ  Ｏｉｘｉｎｇ  （Ｋｅｙ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  ｏｆ  Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓ，Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｄ  Ｅｃｏｌｏｇｙ，Ｃｈｉｎｅｓｅ  Ａｃａｄｅｍｙ  ｏｆ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ  １１００１６）．
【００２６】
ＥＦＦＥＣＴＳ  ＯＦ  ＳＯＩＬ  ＭＡＧＮＥＴＩＺＡＴＩＯＮ  ＯＮ  ＤＲＯＵＧＨＴ−ＲＥＳＩＳＴＩＢＩＬＩＴＹ  ＯＦ  ＲＡＰＥ  （ＢＲＡＳＳＩＣＡ  ＣＡＭＰＥＳＴＲＩＳ）  ＡＮＤ  ＴＨＥＩＲ  ＭＥＣＨＡＮＩＳＭＳ；ＧＵ  Ｊｉｇｕａｎｇ，ＺＨＯＵ  Ｏｉｘｉｎｇ  （Ｋｅｙ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  ｏｆ  Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓ，Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｅｃｏｌｏｇｙ，Ｃｈｉｎｅｓｅ  Ａｃａｄｅｍｙ  ｏｆ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ  １１００１６）．
【００２７】
ＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＴＲＥＡＴＭＥＮＴ  ＯＦ  ＩＲＲＩＧＡＴＩＯＮ  ＷＡＴＥＲ：  ＩＴＳ  ＥＦＦＥＣＴＳ  ＯＮ  ＶＥＧＥＴＡＢＬＥ  ＣＲＯＰ  ＹＩＥＬＤ  ＡＮＤ  ＷＡＴＥＲ  ＰＲＯＤＵＣＴＩＶＩＴＹ；Ｂａｓａｎｔ  Ｌ．  Ｍａｈｅｓｈｗａｒｉ，Ｈａｒｓｈａｒｎ  Ｓｉｎｇｈ  Ｇｒｅｗａｌ，Ｓｃｈｏｏｌ  ｏｆ  Ｎａｔｕｒａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，ＣＲＣ  ｆｏｒ  Ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ  Ｆｕｔｕｒｅｓ，Ｂｕｉｌｄｉｎｇ  Ｈ３  −  Ｈａｗｋｅｓｂｕｒｙ  Ｃａｍｐｕｓ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｗｅｓｔｅｒｎ  Ｓｙｄｎｅｙ，Ｌｏｃｋｅｄ  Ｂａｇ  １７９７，Ｐｅｎｒｉｔｈ  Ｓｏｕｔｈ  ＤＣ  ＮＳＷ  １７９７，Ａｕｓｔｒａｌｉａ．
【００２８】
ＥＦＦＥＣＴＳ  ＯＦ  ＭＡＧＮＥＴＩＺＥＤ  ＷＡＴＥＲ  ＯＮ  ＴＨＥ  ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＩＯＮ  ＰＡＴＴＥＲＮ  ＯＦ  ＳＯＩＬ  ＷＡＴＥＲ  ＷＩＴＨ  ＲＥＳＰＥＣＴ  ＴＯ  ＴＩＭＥ  ＩＮ  ＴＲＩＣＫＬＥ  ＩＲＲＩＧＡＴＩＯＮ；Ｍ．  Ｋｈｏｓｈｒａｖｅｓｈ，Ｂ．Ｍｏｓｔａｆａｚａｄｅｈ−Ｆａｒｄ，Ｓ．Ｆ．Ｍｏｕｓａｖｉ  ＆  Ａ．Ｒ．Ｋｉａｎｉ，Ｗａｔｅｒ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｃｏｌｌｅｇｅ  ｏｆ  Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，Ｉｓｆａｈａｎ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉｓｆａｈａｎ  ８４１５６−８３１１１，Ｉｒａｎ，ａｎｄ  Ｇｏｒｇａｎ  Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ  ａｎｄ  Ｎａｔｕｒａｌ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｃｅｎｔｅｒ，Ｇｏｒｇａｎ  ４１９９６−１３４７５，Ｉｒａｎ．
【００２９】
ＰＨＹＳＩＯ−ＡＮＡＴＯＭＩＣＡＬ  ＲＥＳＰＯＮＳＥＳ  ＯＦ  ＤＲＯＵＧＨＴ  ＳＴＲＥＳＳＥＤ  ＴＯＭＡＴＯ  ＰＬＡＮＴＳ  ＴＯ  ＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＦＩＥＬＤ；Ａｂｄｅｌ−Ｆａｔｔａｈ  Ｈａｓｓａｎ  Ｓｅｌｉｍ，Ｍｏｈａｍｅｄ  Ｆａｔｈｉ  Ｅｌ−Ｎａｄｙ；Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ  ｏｆ  Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ  Ｂｏｔａｎｙ，Ｆａｃｕｌｔｙ  ｏｆ  Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，Ｍｅｎｕｆｉｙａ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｅｇｙｐｔ，Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ  ｏｆ  Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ  Ｂｏｔａｎｙ，Ｆａｃｕｌｔｙ  ｏｆ  Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，Ｋａｆｒｅｌｓｈｅｉｋｈ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｅｇｙｐｔ．
【００３０】
ＥＦＦＥＣＴ  ＯＦ  ＴＩＬＬＡＧＥ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＵＳＥ  ＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＷＡＴＥＲ  ＯＮ  ＧＲＥＥＮＨＯＵＳＥ  ＣＵＲＣＵＭＢＥＲ  ＹＩＥＬＤ  ＩＮ  ＮＯＲＴＨ  ＯＦ  ＫＨＵＺＥＳＴＡＮ，ＩＲＡＮ；Ｅｌｈａｍ  Ｔａｙａｒｉ  ａｎｄ  Ａｍｉｎ  Ｒｅｚａ  ｊａｍｓｈｉｄｉ；Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ  ｏｆ  Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ，Ｉｓｌａｍｉｃ  Ａｚａｄ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｏｕｓｈｔａｒ  Ｂｒａｎｃｈ，Ｓｈｏｕｓｈｔａｒ，ｌｒａｎ  ａｎｄ  Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ  ｏｆ  Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ，Ｉｓｌａｍｉｃ  Ａｚａｄ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｏｕｓｈｔａｒ  Ｂｒａｎｃｈ  ，Ｓｈｏｕｓｈｔａｒ，ｌｒａｎ．
【００３１】
Ｍａｇｎｅｔｉｚｅｒ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．  （Ｐｉｐｅｒｓｖｉｌｌｅ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ）  ｏｆｆｅｒｓ  ａ  ｃｌａｍｐ−ｏｎ  ｐｒｏｄｕｃｔ  ｃａｌｌｅｄ  “Ｃｒｏｐ  Ｂｏｏｓｔｅｒ”  ｄｉｒｅｃｔｅｄ  ｔｏ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｔｒｅａｔｍｅｎｔ  ｏｆ  ｗａｔｅｒ  ｉｎ  ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍｓ．  Ａｐｐｌｉｃａｎｔ  ｉｓ  ａｗａｒｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ  ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ  ｗｏｒｋ  ｒｅｐｏｒｔｉｎｇ  ｓｔｕｄｙ  ｒｅｓｕｌｔｓ  ｒｅｌａｔｅｄ  ｔｏ  ｕｓｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  “Ｃｒｏｐ  Ｂｏｏｓｔｅｒ”  ｐｒｏｄｕｃｔ：  ＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＴＲＥＡＴＭＥＮＴ  ＯＦ  ＷＡＴＥＲ  ＡＮＤ  ＩＴＳ  ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ  ＴＯ  ＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＥ；Ｓｔｕｄｙ  ｂｙ  Ｄｒ．  Ｉｓｒａｅｌ  Ｊ．  Ｌｉｎ  ａｎｄ  Ｊａｃｏｂ  Ｙｏｔｖａｔ，Ｉｓｒａｅｌ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｉｓｒａｅｌ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．
【発明の概要】
【００３２】
広範な態様において、本発明は、溶液を、少なくとも噴霧、滴下および浸出の形態で植生に適用する分散設備を構成するための装置、方法およびシステムに関する。
【００３３】
１つの広範な態様において、植生に溶液を適用するシステムが提供される。このシステムは、液体を液滴の形態で適用する少なくとも１つの放出器と、液滴の出口点に近接して配置された磁界を少なくとも１つの放出器から印加するための少なくとも１つの磁石とを備える。少なくとも１つの磁石は、少なくとも０．９の残留磁気を有し、電界強度および極性配向を変化させるように移動可能に取り付け可能であってよい。この溶液は少なくとも水を含み、磁化液滴を少なくとも１つの放出器から分散させ、植生に衝突させる。
【００３４】
別の広範な態様において、装置は、液体を液滴の形態で分散させるための複数のノズルまたは放出器と、液滴に磁界を印加するための複数の磁石とを備える。これらのノズルは、任意のサイズ（好適には１５０ミクロン未満）の液滴を生成するように構成され得る。多数の用途において、１０ミクロン〜５０ミクロンの範囲の液滴が好適であり、生成され得る。複数の磁石中の各磁石は、少なくとも０．９であり、好適には少なくとも１．２５の残留磁気を有し、用途条件および目的に適合するように電界強度および極性配向を変化させるように、噴霧設備上に移動可能に取り付け可能であってよい。これらの磁石は好適には、分散設備からの液体出口点に近接して位置決め可能である。これらのノズルは、噴霧時に植生に衝突する液滴からなる乱気流および噴霧雲を生成するように位置決め可能である。溶液は、少なくとも水を含む。
【００３５】
本発明の別の態様において、液滴は複数の磁石の磁界により磁化され、極性配向により、液滴を相互反発により分離させる実質的にＮまたはＳの単極効果のうち１つが得られる。
【００３６】
本発明の別の態様において、磁石は耐食性磁石であり、ノズルは、棒状または円形の磁石をさらに備え、磁石の残留磁気は好適には少なくとも．９であり、好適には少なくとも１．２５である。
【００３７】
本発明の別の態様において、ノズルおよび磁石は、全ての種類の液体噴霧、滴下、または浸出アプリケータ（例えば、少なくとも灌漑放出器および噴霧器、ブーム噴霧器、バックパック噴霧器、飛行機取り付け型噴霧器、航空機噴霧器、滴下灌漑、マイクロスプリンクラーおよびフォガー）に適応可能である。
【００３８】
本発明の別の態様において、磁石は、液体噴霧アプリケータ上に取り付けられた場合、ノズルに実質的に隣接して位置決め可能である。
【００３９】
本発明の別の態様において、複数のノズルは、植生に衝突する乱気流を発生させるためにノズルの噴霧角度の再位置決めを可能にする回転点コネクタにより、噴霧器へ取り付け可能である。
【００４０】
本発明の別の態様において、磁化液滴は、集合双極子効果により噴霧型植生に適した雲状に形成され、液滴は、植生中の微小生息域に浸透し、噴霧ドリフトを制限し、溶液中に化学物質が含まれる場合、葉枯れを低減させる。
【００４１】
本発明の別の態様において、磁石はネオジム希土類磁石であり、好適には少なくとも．９および好適には少なくとも１．２５の残留磁気を有する。
【００４２】
本発明の別の態様において、磁石は、セラミックなどの複合磁石であり、好適には少なくとも．９および好適には少なくとも１．２５の残留磁気を有する。
【００４３】
本発明の別の態様において、装置は、液体を液滴の形態で分散させるための単一のノズルと、液滴に磁界を印加するための少なくとも１つの磁石とを備える。
【００４４】
本発明は、植生に溶液を適用する分散設備を構成する方法を提供する。本方法は、液体を分散させるための少なくとも複数のノズルと、溶液に磁界を印加するための複数の磁石とを備える再構成部品を提供する。これらのノズルにより、任意のサイズおよび好適には１５０ミクロン未満の液滴が生成され得る。多数の用途において、生成された液滴は好適には、１０ミクロン〜５０ミクロンの範囲にあってよい。複数の磁石中の各磁石は、少なくとも０．９および好適には少なくとも１．２５の残留磁気を有し、用途条件および目的に合わせて電界強度および極性配向を変化させるように、排出設備上に移動可能に取り付け可能であってよい。これらの磁石は好適には、分散設備からの液体出口点に近接して位置決め可能である。これらのノズルは、噴霧時に植生に衝突する乱気流を生成するように位置決め可能である。噴霧されるべき溶液は、少なくとも水を含む。
【００４５】
方法の別の態様において、構成部品が液体分散設備上に取り付けられ、当該部品は、少なくとも磁石およびノズルを備える。
【００４６】
方法の別の態様において、液滴は複数の磁石の磁界によって磁化され、極性配向により、液滴を相互反発により分離させる実質的にＮまたはＳの単極効果のうち１つが得られる。
【００４７】
方法の別の態様において、磁石は耐食性磁石であり、好適には少なくとも．９および好適には少なくとも１．２５の残留磁気を有する。
【００４８】
方法の別の態様において、ノズルおよび磁石は、全ての種類の液体噴霧、滴下および浸出アプリケータに適応可能である。
【００４９】
方法の別の態様において、液体アプリケータは、灌漑放出器および噴霧器、ブーム噴霧器、バックパック噴霧器、飛行機取り付け型噴霧器、航空機噴霧器、滴下灌漑、マイクロスプリンクラーおよびフォガーを備える。
【００５０】
方法の別の態様において、複数のノズルは、噴霧型植生に衝突する乱気流を発生させるようにノズルの噴霧角度の再位置決めを可能にする回転点コネクタにより、噴霧器へ取り付け可能である。
【００５１】
方法の別の態様において、磁化液滴は、植生中の微小生息域に浸透し、噴霧ドリフトを制限し、溶液中に化学物質が含まれる場合に葉枯れを低減させるようなサイズにされる。
【００５２】
方法の別の態様において、磁石はネオジム希土類磁石であり、好適には少なくとも．９および好適には少なくとも１．２５の残留磁気を有する。
【００５３】
方法の別の態様において、磁石は、セラミックおよび他の任意の磁化可能な材料などの複合磁石であり、好適には少なくとも．９および好適には少なくとも１．２５の残留磁気を有する。
【００５４】
本発明は、植生に溶液を適用する分散設備を構成するためのシステムを提供する。本システムは、任意のサイズおよび好適には１５０ミクロン未満の液滴を発生させるようなサイズにされた（用途によっては好適には１０ミクロン〜５０ミクロンの範囲のサイズにされた）複数のノズルを備えてよい。本システムは、溶液に磁界を印加するためのネオジムまたは複合セラミック磁石のうち１つを備える複数の磁石を備える。複数の磁石のうち各磁石は、少なくとも．９の残留磁気および好適には１．２５超の残留磁気を有する。これら複数の磁石は、用途条件および目的に適合するように電界強度および極性配向を変化させるように、分散設備上に移動可能に取り付け可能である。これらの液滴は、複数の磁石の磁界によって磁化される。これらの磁石は好適には、分散設備からの液体出口点に近接して位置決め可能である。これらの複数のノズルは、植生に衝突する乱気流を発生させるようにノズルの噴霧角度の再位置決めを可能にさせるための回転点コネクタにより、分散設備へ取り付け可能である。溶液は、少なくとも水からなる。
【００５５】
本発明の１つの態様は、噴霧型植生（すなわち、微小生息域）中のより狭い空間に浸透する小液滴を生成および磁化するための磁石および磁気ノズルを灌漑設備において用いたシステムを提供する。多くの大学の研究により、噴霧をより小さな液滴で行った場合、多くの利益が得られることが判明している。灌漑設備を本発明の好適な実施形態により再構成することにより、磁化溶液が植生の電磁界により強く誘引されるため、細かい液滴の適用時に発生し得る噴霧ドリフトの解消が支援される。ドリフトを低減させることにより、噴霧溶液の無駄が低減する。磁気効果が継続することにより、噴霧型植生のより有効な利用も可能になる。本発明においては細かい液滴を磁化するが、本発明を用いて、粗大な液滴を（噴霧、滴下または浸出の形態であれ）測定可能な利益と共に生成および磁化することも可能である。しかし、微細な磁化液滴および乱流移送モードを発生させるために本発明が用いられた場合、最良の結果が達成される。
【００５６】
植物への誘引および付着を増加させ、水使用量を低下させ、成長を向上させ、乾燥耐性を向上させ、農作物の病害抵抗性を支援するために、磁気による影響が噴霧溶液に与えられる。磁気による影響は、灌漑設備のライン、フィルターおよびノズルの目詰まり（ラインの汚染）を防止するのにも有用であることが判明している。この技術の有効性は、高レベルの残留磁気を示す材料（すなわち、磁場除去後の材料磁気流束密度に等しい磁化を保持する材料の能力）を含有する磁石の使用と、ノズルからの溶液の出口点への磁気による影響の近接と、同様の極と共に相互に対向する棒磁石を構成するかまたはいくつかのドーナッツ／管磁石を端部上の極と共に同一方向に接続するかまたは１つの長尺磁石を端部上の極と接続することによる実質的に生成された単極効果の使用とにより、最大化される。単極効果の利点を以下に挙げる。
ａ．成長および乾燥耐性の増加のためのＳ極性（地球の北極に誘引される磁石でＮと記された端）
ｂ．病害抵抗性のためのＮ極性（地球の南極へ誘引される、磁石でＳと記された端）。
【００５７】
各端部上に所望の結果に応じて逆転可能なように同一筋が設けられているかまたは反対の極性を有する２つの異なるノズルを備えた多方向ノズルを用いて、実質的な単極効果を得ることができる。実質的に生成された単極効果が、磁石の灌漑溶液に対する近接性によって向上する。関連分野において、他において、磁気による影響の多大な損失の原因となる肉厚のパイプの外側に磁石が配置される。本発明において、磁石をパイプ／管材料内にまたはノズルの一部として配置すると、磁気による影響が増加する。このような配置により、液体流れから最小限の距離を維持しつつ、外部環境および内部を通過する液体に起因する腐食からも磁石が保護される。
【００５８】
別の態様において、本発明は、滴下または浸出灌漑に適合し得る。これは、水を根元まで滴下または浸出できるように内部に穴を設けたパイプを地上または地下に設けるだけで可能である。栽培者によっては、源において磁石を用いて、穴部の目詰まりの防止を支援する。本発明において、磁石は、液体の出口点に近接して配置される。そのため、磁石をパイプに沿って周期的に配置することにより、集合磁気による影響、露出時間およびターゲット植生への近接性が増加する。磁石を用いたトリクルノズルを穴部とインライン取り付けすることにより、パイプからトリクルノズルを通じて地中へと移動する滴下または浸出水において、磁気による影響が発生し得る。
【００５９】
本発明は、以下の達成に関連する。
１．従来の分散設備に比べて施用量が少量であるため、水および噴霧化学物質の使用が低下する。
２．従来の噴霧に比べて液滴誘引および付着が増加するため、噴霧ドリフトが低下する。
３．浸透性または非浸透性の化学物質の付着の向上のためのより小さな液滴サイズ（例えば、農薬および殺菌剤などの利用）と、肥料のための化学物質吸収の向上の向上とにより、成長および生産量の増加に繋がる。
４．農作物生産量を増加させる磁化溶液の適用。
５．小液滴を噴霧することによる葉枯れの低減と、それによる植物生産量の増加。
６．病害抵抗性を増加させる磁化溶液の適用。
【００６０】
本発明による農業、商用および住居用の灌漑投与に用いられる分散設備の構成は、上記および他の目的を達成する。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の装置を用いて旋回灌漑およびトラック灌漑システムの再構成する様態を示す非限定的な図である。
【図２】ゴルフコース、芝土農場、芝生、園芸場および商業ビル用の一般的なレインバード型のスプリンクラー、固定型スプリンクラー、可動スプリンクラー、およびポップアップスプリンクラーにおいて本発明の装置を用いる様態を示す非限定的な図である。
【図３】噴霧ノズルにおいて本発明の装置を用いる様態を示す非限定的な図である。
【図４】本発明の装置により南の単極効果または北の単極効果が実質的に得られる様態示す非限定的な図である。
【図５】可搬式噴霧設備において本発明の装置を用いる様態を示す非限定的な図である。
【図６】本発明の装置が滴下または浸出灌漑に適合可能である様子を示す非限定的な図である。
【発明を実施するための形態】
【００６２】
簡潔に説明すると、図１は、本発明の装置を用いて旋回灌漑およびトラック灌漑システムを再構成する様子を示す非限定的な図である。旋回灌漑およびトラック灌漑システムは、旋回システムが円形状に移動しかつトラックシステムが直線状に移動する点を除いて、同じ機能を行う。トラック灌漑システムは、トラック灌漑システムに追随する供給ラインホースを必要とする。本発明のノズルが灌漑噴霧のための複数の出口点において取り付けられている様子が図示されている。これらのノズルには、噴霧角度を変化させて噴霧動作時に乱気流を発生させるためのノズル回転を可能にする回転可能なコネクタが取り付けられる。
【００６３】
図２は、少なくとも１つのノズルを備える典型的な「レインバード」型のスプリンクラーにおいて本発明の装置が用いられ得る様子を示す非限定的な図である。このスプリンクラーは、トラック／ガイドライン上においてロール状にしても、あるいは農業農作物に合わせて固定してもよい。加えて、本発明の装置は、非限定的にゴルフコース、芝土農場、芝生、園芸場および商業ビルのための固定型スプリンクラー、可動スプリンクラーおよびポップアップスプリンクラーと共に用いられ得る。
【００６４】
図３は、噴霧ノズルにおいて本発明の装置が用いられ得る様子を示す非限定的な図である。磁気による影響を増加させる磁石がノズルの一部としてパイプ／管材料内に配置されている様子が図示されている。このような配置により、液体流れから最小限の距離を維持しつつ、外部環境および内部を通過する液体に起因する腐食からも磁石が保護される。
【００６５】
図４は、本発明の装置により実質的にＳ単極効果またはＮ単極効果が得られる様子を示す非限定的な図である。Ｓ極性により、植生において成長、生産量および乾燥耐性が増加する（磁石上において、北として端部がマークされている）。Ｎ極性により、植生における病害抵抗性が増加する（磁石上において、南として端部がマークされている）。
【００６６】
図５は、可搬式噴霧設備において本発明の装置が用いられ得る非限定的な図を示す。トラック、列車および飛行機上に取り付けられた噴霧設備が図示されている。同一以上の農作物生産量の達成に必要な溶液量の低減における本発明の有効性により、必要になり得る用途数が低下する。用途数が低下すると、車両燃料使用の形態における大幅なエネルギー節約および二酸化炭素排出量の低減に繋がり得るだけでなく、地下水のポンピングおよび農業において典型滴に用いられる石油化学物質の生成のためのエネルギーも低減する。エネルギー使用および二酸化炭素排出量が低下すれば、炭素クレジットを受ける機会も得られ得る。
【００６７】
図６は、本発明の装置が滴下または浸出灌漑に適合する様態を示す非限定的な図である。この構成は、地上または地下に配置された液体のためのパイプまたは他の導管であってよく、パイプまたは導管は、水を植生の根へ滴下または浸出させるために内部に少なくとも穴部を備える。
【００６８】
以下、詳細に説明する。ここで図１を参照すると、本発明の装置を用いて旋回灌漑およびトラック灌漑システム１１を再構成する様態を示す本発明１０の一実施形態の非限定的な模式図が示されている。旋回灌漑およびトラック灌漑システムは、機能的に類似する部品を備え、旋回システムが円形状に移動し、トラックシステムが直線状に移動する点以外は、本質的に同じ機能を行う。トラック灌漑システムに対し、供給ラインホースを追随させることが必要である。本発明１０のノズル１２が灌漑噴霧液体用の複数の出口点１３において取り付けられた様子が図示されている。ノズル１２は、噴霧動作時に乱気流を発生させるために噴霧角度を変化させることを可能にする回転可能なコネクタ１４により取り付けられる。ノズル１２は、主にＮ極性またはＳ極性を液体流れに内的に露出させるように構成された１つまたは複数の磁石を備えてよい。
【００６９】
本発明の一実施形態において、装置は、液体を液滴の形態で分散させるための複数のノズル１２と、液滴に磁界を印加するための複数の磁石（図３参照）とを備える。さらなる磁石１５が、ノズル１２に近接して液体経路に沿って取り付けられ得る。さらなる磁石１５により、噴霧されるべき溶液への磁気による影響が大きくなる。ノズル１２は、任意のサイズおよび好適には１５０ミクロン未満の液滴を発生させるように、構成され得る。多くの用途において、１０ミクロン〜５０ミクロンの範囲の液滴が好適であり、発生させられ得る。複数の磁石内の各磁石１２は、少なくとも０．９および好適には少なくとも１．２５の残留磁気を有し、用途条件および目的に合わせて液体出口点に対する電界強度および極性配向を変化させるように、噴霧設備上へ移動可能に取り付け可能である。ノズル１２は、噴霧時に植生に衝突する液滴からなる乱気流および噴霧雲を発生させるように位置決め可能である。溶液は、少なくとも水を含む。
【００７０】
ここで図２を参照すると、少なくとも１つのノズルを備える典型的な「レインバード」型のスプリンクラー２０内に本発明の装置が用いられ得る様態を示す本発明の一実施形態の非限定的な模式図が示されている。このスプリンクラーは、トラック／ガイドライン上において丸めても、あるいは農業農作物に合わせて固定してもよい。本発明は、高効率マイクロスプリンクラーおよびポップアップスプリンクラー１６用のノズル内に磁石を備えるように適合され得る。ノズル１２および磁石１５は、全ての種類の液体噴霧アプリケータ（例えば、少なくとも灌漑放出器および噴霧器、ブーム噴霧器、バックパック噴霧器、飛行機取り付け型噴霧器、航空機噴霧器、滴下灌漑、マイクロスプリンクラーおよびフォガー）に適応可能である。本発明の別の態様において、磁石１５は、液体噴霧アプリケータ上に取り付けられたときにノズルに実質的に隣接するように、位置決め可能である。
【００７１】
また、本発明のノズル１２および磁石１５は、少なくともゴルフコース、芝土農場、芝生、園芸場および商業ビル用の固定型スプリンクラー、可動スプリンクラーおよびポップアップスプリンクラーを再構成するために用いられ得る。
【００７２】
ここで図３参照すると、本発明の装置１０を噴霧ノズル３０内に用いた様態を示す、本発明の一実施形態の非限定的模式図が示されている。噴霧液体における磁気による影響を増加させる磁石３１が、ノズル３０の一部としてパイプ／管材料３２内に配置される。このような配置により、液体流れから最小限の距離を維持しつつ、外部環境および内部を通過する液体に起因する腐食からも磁石が保護される。
【００７３】
本発明の別の態様において、噴霧ノズル３０内において用いられる複数の磁石の磁界３１により液滴が磁化され、磁石３１の極性配向により、噴霧中の液滴を相互反発によって分離させるＮまたはＳの単極効果のうち１つが実質的に発生する。本発明の別の態様において、磁化液滴は集合双極子効果によって噴霧雲（図１の１６参照）として形成され、噴霧型植生に誘引されて、液滴は、植生中の微小生息域に浸透し、噴霧ドリフトを制限し、溶液中に化学物質が含まれる場合に葉枯れを低下させる。液滴が双極子効果または主に単極効果を有するかに関わらず、雲は、液滴を共に保持する双極子性を常に有する。単極効果とは、双方の極（双極子）が常に存在する場合に液滴が他方の極よりも強い１つの極効果を有することを意味する。この単極効果に起因して雲内の液滴が相互反発するが、全体的に双極子性を備えた雲により、液滴は雲内に保持される。
【００７４】
本発明の別の態様において、磁石３１および１５は耐食性磁石であり、ノズル３０は棒状または円形の磁石をさらに備え、磁石３１および１５は、少なくとも．９の残留磁気および好適には少なくとも１．２５の残留磁気を有する。磁石３１および１５は、ネオジム希土類磁石または複合磁石（例えば、セラミック、プラスチックまたは他の任意の適切な材料）であってよく、少なくとも．９の残留磁気および好適には少なくとも１．２５の残留磁気を有する。
【００７５】
ここで図４を参照すると、実質的にＳ単極効果ノズル４０またはＮ単極効果ノズル４１が得られるように本発明の装置１０が磁石４３と共に構成され得る様態を示す本発明の一実施形態の非限定的な模式図が示されている。実質的にＳ極性の効果４０により、植生における成長および乾燥耐性の増加が促進される（磁石でＮと記された端）。実質的にＮ極性の効果４１により、植生における病害抵抗性の増加が促進される（磁石でＳと記された端）。本発明１０の複数の磁石は、特定の用途条件および目的に合わせて電界強度および極性配向の変化を発生させるように、一定範囲の噴霧設備上に移動可能に取り付け可能および位置決め可能である。ラジアル磁石４６を非限定的に備える他の種類の磁石および磁石構成が利用可能である。ラジアル磁石は、内径上の一極により極めて強い。しかし、典型的な管、ドーナッツおよび棒磁石よりもコストが高い。加えて、ノズルは、磁石が逆転可能でありかつノズルがＮ極性またはＳ極性のために構成され得るように、筋付き端部と共に構築され得る。
【００７６】
格納容器４２、高残留磁気磁石４３、噴霧オリフィス４４および少なくとも１つの回転可能なコネクタ４５を備える本発明のノズルは、噴霧時に植生に衝突する液滴からなる乱気流および噴霧雲を発生させるように位置決め可能である。これらの液滴は、流体が反発磁力または主に一極に晒されたときにのみ発生し得る（１つの極が他方の極よりも強い）単極効果に起因する相互反発を経験する。この単極効果により、特に小さな（１０ミクロン〜５０ミクロンの）液滴により噴霧溶液をより一貫して網羅できるようにするための（相互反発に起因する）液滴の分離が得られる。これらの小さな（１０ミクロン〜５０ミクロンの）液滴は、植生に誘引され、植生へより付着し、ターゲット植生に対して磁気生物効果を有する。しかし、同時に、噴霧雲はＮ極性およびＳ極性をどちらとも有するため、液滴を共に霧中に保持することが支援される。明確に述べると、雲は、磁気の双極子性に起因して共に保持されるが、雲内の液滴は、より高い極影響に起因して相互に反発する。各磁石４３は、少なくとも０．９の残留磁気を有し、好適には１．２５超の残留磁気を有してよい。
【００７７】
ここで図５を参照すると、本発明の装置１０が可搬式噴霧設備５０内において用いられ得る様態を示す本発明の一実施形態の非限定的な模式図が図示される。トラック５１、列車５２および飛行機５３上に取り付けられる噴霧設備が、鉄道敷設用地またはモノレール桁５４を用いた灌漑と共に図示されている。同一量以上の農作物生産量の達成に必要な溶液量を低減するための本発明１０の有効性により、必要となり得る溶液適用回数が減る。適用回数の低減により、車両燃料使用の低減だけでなく、地下水のポンピングおよび農業に通常に用いられる石油化学物質の生成に必要なエネルギーも低減するため、大幅なエネルギー節約およびカーボンフットプリント低減が可能になる。エネルギー使用の低減および二酸化炭素排出量の低減により、炭素クレジットを受ける機会が得られ得る。
【００７８】
可搬式噴霧設備５０および農業灌漑システム（図１の１１参照）は、植生に溶液を適用するための分散設備５０を再構成するように本発明１０を用いて再構成され得る。本発明１０は、任意のサイズおよび好適には１５０ミクロン未満の液滴を発生させるようなサイズの複数のノズルを提供し得る。いくつかの構成は好適には、１０ミクロン〜３０ミクロンの液滴を発生させ得る。噴霧溶液に磁界を印加するための、ネオジム、複合セラミック／プラスチック磁石または他の磁石材料のうち１つを含有する任意の数の磁石が備えられてよい。複数のノズルのうち各ノズルは、少なくとも１つの磁石（図４の４３参照）を備えてよい。複数の磁石のうち各磁石は、少なくとも０．９の残留磁気および好適には１．２５超の残留磁気を有してよい。複数の磁石は、好適には特定の用途条件および目的に合わせて電界強度を変化させかつ極性配向を変化させるように液体出口点に近接した状態で、噴霧設備５０上に移動可能に取り付け可能である。本発明１０を用いて、溶液を少なくとも水からなる液滴として適用することができ、これらの液滴は、複数の磁石の磁界によって磁化される。複数のノズルは、ターゲット植生に衝突する乱気流を発生させるようにノズルの噴霧角度の再位置決めを可能にする回転点コネクタ５５により、分散設備５０へ取り付け可能である。
【００７９】
ここで図６を参照すると、本発明の装置１０が滴下または浸出灌漑を含む低流量灌漑システムに適合し得る様態を示す本発明１０の一実施形態の非限定的な模式図が示されている。この構成において、液体移送のための半硬質でもありかつ可撓性でもある導管を備えるパイプ６１または他の導管６１が、地上または地下に配置され得る。ここで、パイプ６１または導管６１は、磁石６２および少なくとも穴部６３を植生の根元への水の滴下または浸出を可能にする出口点として備える。滴下テープなどの他の浸出可能な導管６１は、液体流れ経路の内部または外部に周期的に配置された複数の磁石６２内も備えてよい。滴下および浸出灌漑の例を挙げると、地上または地下のパイプ配管および他の導管があり、その場合、果樹園または林中の木々の下に出口が周期的に間隔を空けて配置されることにより、根元領域への滴下または浸出が可能になる。磁石６２は、パイプ６１または他の導管６１から液体が出てくる場所である点６３に近接して実質的に配置される。滴下および浸出灌漑には水耕も含まれ、その場合、磁気による影響を受ける滴下、噴霧またはミストが、根が露出した状態で温室内に吊り下げられた植物に適用される。その結果、根を含む植物全体に磁界による影響を与えることができる。
【００８０】
本発明において、磁石６２は、液体の出口点６３にほぼ近接して配置されるが、磁石の数およびその配置は、液体流れの量および組成、システム構成および特定の用途の要求に応じて異なり得る。流れ拡張器６５が穴部６３に取り付けられ得る。小型磁気トリクルノズル６４は、パイプ６１または他の導管６１に沿って設けても、あるいは流れ拡張器６５の端部に配置してもよく、ここで、液体をノズル６４を通じて滴下、浸出、または噴霧し、磁気による影響を液体に付与することができる。流れ拡張器６５は、ノズル６４へ取り付けられ得る。磁石６２をパイプ６１または導管６１に沿って周期的に配置することにより、集合磁気による影響、露出時間およびターゲット植生への近接性が増加する。各磁石６２および各トリクルノズル６４は、少なくとも０．９の残留磁気および好適には１．２５超の残留磁気を有してよい。トリクルノズル６４は、マイクロスプリンクラーおよびフォガーなどの任意の種類の低流量放出器をさらに備えてよい。トリクルノズル６４は、パイプ６１または他の導管６１の長さに沿って構成されたボタンドリッパーも備えてよい。トリクルノズル６４は、液体出口点を提供しかつ液体流れを提供する半硬質または可撓性の管内に挿入されたドリッパーを備えてよい。低流量滴下放出器の１つの非限定的例を挙げると、．５または１ＧＰＨの圧力補償バーブドドリッパーがあり、７〜４５ＰＳＩの圧力の範囲で．５または１ＧＰＨを流動させる。
【００８１】
当業者であれば、さらなる実施形態および構成が企図される（例えば、ノズル上の磁石または複数の磁石を他の方向に配置するかまたはラインの他の部分に沿って配置すること）ことを理解する。製造コストに起因して、現行の灌漑システム管の外部に取り付ける廉価な方法として、シュリンクラップの利用がある。別の方法として、機械的クランプまたは接着テープの使用がある。しかし、取り付けられた磁石を出口点にできるだけ近接して配置し、所望の効果に合わせて構成する必要が未だ有る。
【００８２】
永久（例えば、希土類元素）磁石を用いた場合に期待される磁界強度よりもおそらくは高い磁界強度を増加させるための電磁石の使用が予測される。しかし、電磁気技術の不利点として、比較的高価であり、若干複雑であり、また大幅なメンテナンスが必要な点がある。しかし、将来は、より高い磁界を発生させるための他の手段が導入される可能性があり、このような技術の使用が予測される。例を挙げると、より高い磁界を保持し、現在用いられているものよりもより長期間にわたって保持する特定の種類のセラミックなどの複合材料が挙げられる。
【００８３】
上記の説明において、簡潔さ、明瞭さおよび理解のために特定の文言を使用したが、これらの文言は、本明細書の説明のために用いたものであり、広範な解釈を意図したものであるため、従来技術の要求を超えて不必要な限定を暗示するものではない。さらに、本明細書中に例示および記載する装置の実施形態は例示的なものであり、本発明は構造の詳細自体に限定されない。
【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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