(57)【要約】【課題】  寒冷地における散水活動において、凍結事故を防止することができ安心して使用できる散水栓を提供する。【解決手段】  本発明は、給水管を介して供給される水を散水可能な散水栓であって、供給され散水に供されるまでの間の水の凍結を防止するために設置される水温センサ１３で検出された温度が凍結温度以下のときには、制御手段１１は、水抜き栓２５により下流側への給水を停止すると共に下流側の残留水を外部に排出する水抜き動作を行うと共に電磁弁２１を開とする動作の制御を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水管を介して供給される水を散水可能な散水栓であって、
前記供給され散水に供されるまでの間の水の凍結を防止するために設置される温度センサと、
給水管の管路の開閉を行い下流側への給水を規制する電磁弁と、
下流側への給水を停止すると共に下流側の残留水を外部に排出する水抜き動作を行う水抜き栓と、
前記温度センサで検出された温度が所定の温度以下のときには、前記水抜き栓による水抜き動作と共に前記電磁弁を開とする動作を行う制御を行う制御手段と
を備えることを特徴とする散水栓。
【請求項２】
給水管を介して供給される水を散水可能な散水栓であって、
少なくとも散水を行う範囲を撮像可能に設けられる撮像手段と、
この撮像手段で撮像された画像情報を予め設定された場所へ送信すると共に通信を受信する通信手段と、
給水管の管路の開閉を行い下流側への給水を規制する電磁弁と、
前記受信した通信に応じて前記電磁弁を制御して給水管の開閉を行う制御手段と
を備えることを特徴とする散水栓。
【請求項３】
前記散水栓は、さらに湿度センサを備え、
湿度が所定値以上の場合には制御手段は電磁弁を制御して散水を規制することを特徴とする請求項１または２記載の散水栓。
【請求項４】
前記湿度センサは、当該散水栓の筐体の外部の地中に埋設されることを特徴とする請求項３記載の散水栓。
【請求項５】
前記散水栓はさらに赤外線センサと照明手段とを備え、
前記赤外線センサによって検出される赤外線が閾値を越えたときには前記照明手段を点灯させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の散水栓。
【請求項６】
前記散水栓はさらに通信手段を備え、
外部からの通信に応じて前記制御手段が前記電磁弁の開閉を制御することを特徴とする請求項１または３乃至５のいずれかに記載の散水栓。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、寒冷地においても安心して使用できる散水栓に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガーデニングでおこなう散水活動は、作業者個人がその都度おこなったり、市販のタイマ付き潅水装置を散水栓などに取り付け、予め設定した時刻、散水時間により自動的に行うようになっている。
【０００３】
また最近では、特許文献１に示すような、旅行などで自宅を留守にしていても携帯電話などから操作できる散水システムや、また特許文献２のような、土壌の乾き具合や周囲温度に応じて適切且つ無駄のない散水を行なうことが可能な散水装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００６−６１２６号
【特許文献２】特開平１１−２４３７９６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の散水システムや装置では、寒冷地において必要不可欠である凍結防止対策が施されていないため、春頃の雪解け時期や１１月頃の秋から冬に向かう時期には突然の寒波に見舞われ水道凍結や装置破損の心配がある。
【０００５】
本発明は寒冷地における散水活動において、凍結事故を防止することができ安心して使用できる散水栓を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１は、給水管を介して供給される水を散水可能な散水栓であって、前記供給され散水に供されるまでの間の水の凍結を防止するために設置される温度センサと、給水管の管路の開閉を行い下流側への給水を規制する電磁弁と、下流側への給水を停止すると共に下流側の残留水を外部に排出する水抜き動作を行う水抜き栓と、前記温度センサで検出された温度が所定の温度以下のときには、前記水抜き栓による水抜き動作と共に前記電磁弁を開とする動作を行う制御を行う制御手段とを備えることを要旨とする。
【０００７】
請求項１によれば、給水管を介して供給され散水に供されるまでの間の水の凍結を防止するために設置される温度センサで検出された温度が所定の温度以下のときには、制御手段は、水抜き栓により下流側への給水を停止すると共に下流側の残留水を外部に排出する水抜き動作を行い、さらに電磁弁２１を開とすることにより下流側の残留水の外部への排出が可能となる。
【０００８】
請求項２は、給水管を介して供給される水を散水可能な散水栓であって、少なくとも散水を行う範囲を撮像可能に設けられる撮像手段と、この撮像手段で撮像された画像情報を予め設定された場所へ送信すると共に通信を受信する通信手段と、給水管の管路の開閉を行い下流側への給水を規制する電磁弁と、前記受信した通信に応じて前記電磁弁を制御して給水管の開閉を行う制御手段とを備えることを要旨とする。
【０００９】
請求項２によれば、通信手段によって、撮像手段で撮像された画像情報を予め設定された場所へ送信すると共に通信を受信し、撮像画像の内容に応じた給水管の管路の開閉を行うことが可能となる。
【００１０】
請求項３は、前記請求項１または２記載の散水栓であって、さらに湿度センサを備え、湿度が所定値以上の場合には制御手段は電磁弁を制御して散水を規制することを要旨とする。
【００１１】
請求項３によれば、湿度センサを備えることで、降雨等により湿度が所定値以上となったときには電磁弁を制御して散水を規制することが可能となる。
【００１２】
請求項４は、前記請求項３記載の湿度センサは、当該散水栓の筐体の外部の地中に埋設されることを要旨とする。
【００１３】
請求項４によれば、湿度センサが散水栓の筐体の外部の地中に埋設されることから、より正確な降雨等による湿度を検出することが可能となる。
【００１４】
請求項５は、前記請求項１乃至４のいずれかに記載の散水栓であって、さらに赤外線センサと照明手段とを備え、前記赤外線センサによって検出される赤外線が閾値を越えたときには前記照明手段を点灯させることを要旨とする。
【００１５】
請求項５によれば、赤外線センサによって検出される赤外線が閾値を越えたときには前記照明手段を点灯させることが可能となる。
【００１６】
請求項６は、前記請求項１または３乃至５のいずれかに記載の散水栓であって、さらに通信手段を備え、外部からの通信に応じて前記制御手段が前記電磁弁の開閉を制御することを要旨とする。
【００１７】
請求項６によれば、外部からの通信に応じて前記制御手段が前記電磁弁の開閉を制御する遠隔操作を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、寒冷地において、散水栓を使用して散水を行う際に、特に作業者が作業の度に散水する場所に行かないでも安心して散水を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２０】
まず、図１を参照して、本発明に係る不凍散水栓（以下、単に散水栓１という）の概略の構成について説明する。散水栓１の筐体１０は円柱または角柱等の柱状であり、太さは８０〜１５０ｍｍ、地上高は５００〜１０００ｍｍ程度である。また地中に埋設させている深さは、凍結深度（真冬でも０℃以下とならない地表からの深さ）によって異なり、札幌界隈で５００〜６００ｍｍ、札幌以北で最大１５００ｍｍ程度である。この深度以下で散水栓１は水道メータ３、水道管３１を介して水道本管と接続される。
【００２１】
また散水栓１はＣＰＵ、メモリ、各種インタフェース等からなる制御部１１を有し、この制御部１１に、温度センサとしての水温センサ１３、湿度センサ１５、撮像手段としてのカメラ１７、通信部１９、電磁弁２１及び水抜き機構駆動用モータ２３が接続される。また、制御部１１は初期設定若しくは設定変更用に複数のスイッチ類とデイスプレイを備えても良く、あるいは、これらスイッチ類（例えばキーボード）とデイスプレイ、例えばノートパソコンを、適宜、必要に応じて外部から接続可能なようにコネクタを備え、このコネクタにて接続したノートパソコンで各種設定を行い得るように構成しても良い。
【００２２】
また湿度センサ１５以外の制御部１１、水温センサ１３、カメラ１７、通信部１９、電磁弁２１及び水抜き機構駆動用モータ２３は、散水栓１の筐体１０内部に納められ、その下部は封止蓋２７により着脱自在に封止される。また、この封止蓋２７は封止状態を保持しつつ、散水栓１の内部と散水栓１の外部に設けられる湿度センサ１５、水抜き機構２５とを接続する。
【００２３】
水温センサ１３は、温度により抵抗値の変化するサーミスターが用いられ、内部水道管３３内の水道水の水温を測定し、その測定温度を制御部１１に出力する。水温センサ１３の設置位置は、内部水道管３３の内部もしくは外周壁面に密着して設けられる。湿度センサ１５は、乾湿材がセラミック焼結体で構成されるセラミック湿度センサや、高分子膜の誘電率変化から雰囲気の相対湿度を測定する高分子膜湿度センサが用いられ、散水栓１外部の任意の位置（でかつ地表近くの地中に埋設される。この埋設位置としては、湿度センサ１５が降雨（降雪）センサとしての機能を有することから、湿度センサ１５の上方に建物の庇等が無く、降雨を確実に検出できる位置で、かつ散水栓１の散水領域内であり、かつ潅水に寄与しない水が直接掛からない場所が好ましい。
【００２４】
また、これら水温センサ１３と湿度センサ１５の測定・出力タイミングは、センサ側で自律的に、連続的にあるいは所定時間毎に断続的に測定して測定値を出力するものであるが、制御部１１からの制御信号に基づいて測定して出力するものであっても、あるいは制御信号に基づいてセンサ側に蓄積された測定値を出力するものであっても良い。
【００２５】
カメラ１７は、通常のＣＣＤカメラが用いられ、カメラ１７の対物レンズの前面には透光性を有し、かつカメラの存在が外部から意識されない程度に着色されたアクリル樹脂製の保護カバーが設けられる。また広範囲を観察するために画角の広い広角レンズを用いるが、さらに広い範囲をより詳細に観察するには水平方向に撮像範囲を移動できるリモートパン・チルト機能を付与しても良い。このリモートパン・チルト機能を利用する場合には、後述する通信部１９による遠隔操作が効果的である。また撮像対象としては、庭や菜園の植物の状態の他、降雨、降雪状態、不審者等の人物の有無が想定される。
【００２６】
通信部１９は、任意の通信手段を適宜用いることが可能であり、通常の有線回線であっても良く、あるいは携帯電話との連携を可能としたものであっても良い。
【００２７】
電磁弁２１は、制御部１１の制御信号により内部水道管３３の開閉を行う。また水抜き機構駆動用モータ２３は、制御部１１の制御信号により駆動し、水抜き機構２５を作動させる。水抜き機構２５はいわゆる不凍給水栓（不凍水抜き栓）であり、水抜き時には水抜き機構駆動用モータ２３により、水抜き機構２５内のピストンを例えば上昇させることにより水道管３１（上流側）から内部水道管３３（下流側）への給水を止め、さらに内部水道管３３および吐水管３５内の水を地中に排水するものである（水抜き動作）。この排水時には電磁弁２１が開、いわゆる開成状態となるように水抜き機構駆動用モータ２３の駆動とタイミングを計って制御される。
【００２８】
なお、図中、制御部１１、水抜き機構駆動用モータ２３等へ電力を供給する電力ケーブルは図示していない。また人感知センサ（例えば赤外線センサ）と連動して点灯する照明装置を内蔵してもよく、これにより夜間の作業性を高めると共にカメラ１７による撮像が可能となる。
【００２９】
次に、図２乃至図５に示すフローチャートを参照して本実施の形態における散水栓の動作をその使用手順に従って説明する。
【００３０】
まず初期設定をステップＳ１で水温センサ１３の温度設定を、ステップＳ３で湿度センサ１５の湿度範囲設定を行う。具体的には、散水栓１の制御部１１に接続されるディスプレイとスイッチ、ボタンで「自動潅水」、「自動水抜き」に必要な設定値を入力する。例えば、水温１℃以下になったときには設定範囲外として検知するように水温センサ１３の条件設定を行い、湿度３０％以下になったときには設定範囲外として検知するように湿度センサ１５の条件設定を行う。
【００３１】
この初期設定の後に環境監視状態となる。この環境監視状態は、ステップＳ５の水温センサ監視状態と、ステップＳ７の湿度センサ監視状態と、ステップＳ９のカメラ監視状態により構成される。なお、これら各監視状態は時系列的に行われるものであっても良く、また並行して同時に行われるものであっても良い。
【００３２】
以下、各監視状態を詳細に説明する。まず最初にステップＳ５の水温センサ監視状態について図３と図４を参照して説明する。
【００３３】
この水温センサ１３での監視は、常時行われ、これにより水抜きのタイミングが調整される。つまり、ステップＳ１１で水温センサ１３から制御部１１へ測定信号が出力され、ステップＳ１３において制御部１１は水温センサ１３の測定値が設定範囲内か、否かについての判定が継続して行われる。ステップＳ１３で水温センサ１３で検出される水温が低く設定範囲以下、つまり水温が低く、凍結の心配があるときには、ステップＳ１５に進み「水抜き状態」か、否かを確認する。 「水抜き状態」のときにはステップＳ１１に戻り、「水抜き状態」では無いときには「水抜き制御」を行う。
【００３４】
次に、「水抜き制御」について説明する。
【００３５】
まず、ステップＳ１７において、 制御部１１から水抜き機構駆動用モータ２３に対して「水抜き」設定動作信号が出力され、これにより水抜き機構駆動用モータ２３が駆動し、水抜き機構が水抜き状態に移行する（ステップＳ１９）。
【００３６】
具体的には、水抜き機構駆動用モータ２３が駆動すると、水抜き機構駆動用モータ２３と連結されている水抜き機構部２５のピストンもスライド（移動）し、散水栓１に接続される水道管３１からの水を止めると共に散水栓内部の水を地中に排水する通路が確保される。
【００３７】
水抜き機構駆動用モータ２３は、水抜き機構駆動用モータ２３の駆動により下降する移動部材（スピンドル）が予め固設された停止部材（支持体）に当接したときに発生する水抜き機構駆動用モータ２３の過電流を検知して（ステップＳ２１）、水抜き機構駆動用モータ２３の駆動を停止し、モータ停止状態通知信号を制御部１１に出力する（ステップＳ２３）。この動作については、例えば特開２００１−４０５６号「バルブの駆動装置」に詳しい。この停止に際しては上記の過電流の検出によるものの他、リミットスイッチやタイマによる検出信号によるものであっても良い。
【００３８】
続いてステップＳ２５で制御部１１から電磁弁２１へ開栓制御信号が出力され、ステップＳ２７で電磁弁２１は「開栓」動作を所定の設定時間が経過するまで継続する（ステップＳ２９）。つまり水抜きをする際には、散水栓内部に空気を導入しないと水が排水されないことから、そのため電磁弁２１を所定の設定時間「開栓」する。この開栓時間は水抜き機構部２５より下流部分の内部水道管３３、吐水管３５内の水を排水するのに十分な時間であって、通常は１分程度であ
る。この所定の設定時間の経過後に電磁弁２１を閉栓する（ステップＳ３１）。このとき「水抜き状態」が継続される。
【００３９】
一方、ステップＳ１３において、水温センサ１３で検出される水温が十分に高く設定範囲内のときには、ステップＳ４１に進み「水抜き状態」か、否か判別される。「水抜き状態」では無いときにはステップＳ１１に戻り、「水抜き状態」のときにはステップＳ４３に進み、 制御部１１は水抜き機構駆動用モータ２３へ「水抜き」解除動作信号を出力する。続いて、ステップＳ４５で水抜き機構駆動用モータ２３の駆動により水抜き機構が「水抜き」解除状態に移行する。
【００４０】
水抜き機構駆動用モータ２３の駆動による検知信号を受信したときには（ステップＳ４７）、ステップＳ４９に進み、水抜き機構駆動用モータ２３の駆動を停止し、モータ停止状態通知信号を制御部１１に出力し、環境監視状態（ステップＳ５、ステップＳ７、ステップＳ９）に戻る。
【００４１】
次に、ステップＳ７の湿度センサ監視状態について図５を参照して説明する。
【００４２】
ここでは水温センサ１３が水温が十分に高く（設定範囲内）、かつ、地中に設置した湿度センサ１５が設定範囲内で土壌が十分に湿っているときには、散水作業は行わず、湿度センサ１５が設定範囲外で土壌が乾いているときには、散水作業を行う制御を行う。
【００４３】
まず、ステップＳ５１で 湿度センサ１５から制御部１１へ測定信号が出力される。ステップＳ５３で湿度センサ１５の測定値は設定範囲内か、否かが判定され、湿度センサ１５の測定値が設定範囲外であると判定されたときには、ステップＳ５５に進み、制御部１１から電磁弁２１へ「開栓」制御信号が出力され、電磁弁２１は「開栓」動作を行う（ステップＳ５７）。これにより電磁弁２１が開栓状態になり、吐水口から散水が開始される（ステップＳ５９）。
【００４４】
一方、ステップＳ５３において、湿度センサ１５の測定値は設定範囲内と判定されたときには、ステップＳ６１に進み、電磁弁２１が「開栓」状態か、否かが確認される。ここで「開栓」状態であるときにはステップＳ６３で制御部１１から電磁弁２１へ「閉栓」制御信号が出力され、電磁弁２１は閉栓され（ステップＳ６５）、吐水口から散水が停止され（ステップＳ６７）、環境監視状態（ステップＳ５、ステップＳ７、ステップＳ９）に戻る。
【００４５】
次にステップＳ９のカメラ監視状態について説明する。
【００４６】
ここでは通信部１９は携帯電話による通信を通信手段として用い、撮像手段としてのカメラ１７として小型ＣＣＤカメラを用いる。またカメラ１７はリモートパン・チルト機能を遠隔操作することが可能である。
【００４７】
まず、携帯電話から通信部１９に対して通信を行う。この通信内容は、湿度センサ１５、水温センサ１３の測定値に拘わらず、意図的に「散水作業」、「水抜き作業（又は水が使えるようにする（給水）作業）」及び「撮像作業」を遠隔操作するための制御信号となる。
【００４８】
例えば、「撮像作業」の場合には、菜園や庭園の植物の状態を映像で確認して散水作業を遠隔操作したり、撮像画像でたとえば降雪状態を確認したときに、水抜き作業等の各作業を遠隔操作するか、否かの判断材料として用いる。
【００４９】
また、カメラ１７の前面には透光性を有し、かつ着色されたアクリル樹脂製の保護カバーが設けられることから、カメラを意識させることが無く、それでいて不審者の侵入を未然に防ぎ、かつ菜園の作物の盗難を未然に防ぐといった抑止効果を奏する。
【００５０】
なお、以上の説明においては、カメラの画像の送信を携帯電話の機能を利用する場合を説明したが、いわゆるｗｅｂカメラ等であっても良いことは言うまでもないことである。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の散水栓の構成を示す図である。
【図２】本発明の散水栓における動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明の散水栓における動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の散水栓における動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の散水栓における動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
１…散水栓
３…水道メータ
１０…筐体
１１…制御部
１３…水温センサ
１５…湿度センサ
１７…カメラ
１９…通信部
２１…電磁弁
２３…モータ
２５…水抜き機構部
２７…封止蓋
３１…水道管
３３…内部水道管
３５…吐水管
３５ａ…吐水口
【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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