(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
農地を区画してなる複数の撒布ブロックにそれぞれ敷設された複数の撒布用配管と、これらの撒布用配管に送液ポンプからの液体を供給する送液用配管と、前記複数の撒布用配管内の液体を貯液槽に回収する回収用配管と、前記複数の撒布用配管のそれぞれと前記送液用配管及び回収用配管との間に介装された圧力作動式の複数の三方弁と、一端が前記複数の三方弁の導圧口にそれぞれ接続され他端が切換弁を介して前記送液用配管に接続された複数の信号管とを備え、前記切換弁は複数の信号管を送液用配管と選択的に連通させるように流路を切り換えるとともに、前記三方弁は送液用配管から切換弁及び信号管を通じて導圧口に導かれる液体の圧力によって、撒布用配管と送液用配管とが連通する状態と、撒布用配管と回収用配管とが連通する状態とに切り換わるように構成されていることを特徴とする農業用液体撒布装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば農薬液や液肥などの液体を農地に撒布するための農業用液体撒布装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の農業用液体撒布装置は図５のようなものであった。すなわち、同図において、１ａ〜１ｇは、農地を適宜の面積ごとに区画して形成された撒布ブロックを示している。これらの撒布ブロック１ａ〜１ｇ内には適宜に枝分かれした撒布用配管２ａ〜２ｇがそれぞれ敷設され、各撒布用配管２ａ〜２ｇには、図中に小さな白丸で示したように、相互に適宜の間隔をおいて配置された複数のスプリンクラー３が接続されている。
【０００３】
また、図中、４は散布すべき農薬液や液肥などの液体を貯留する貯液槽、５は貯液槽４に接続された送液ポンプ、６ａ〜６ｇは送液ポンプ５と撒布用配管２ａ〜２ｇとをそれぞれ接続して設けられた送液用配管、７は送液用配管６ａ〜６ｇの送液ポンプ５近傍にそれぞれ設けられた撒布用開閉弁、８は送液用配管６ａ〜６ｇからそれぞれ分岐して貯液槽４に至る回収管、９は各回収管８の途中にそれぞれ設けられた回収用開閉弁である。なお、各撒布用配管２ａ〜２ｇには、それぞれの送液用配管６ａ〜６ｇとの接続箇所から離れるほど高くなるような傾斜がつけられている。また、貯液槽４及び送液ポンプ５は農地内の最も低い所に設けられ、各送液用配管６ａ〜６ｇには、貯液槽４及び送液ポンプ５から離れるほど高くなるような傾斜がつけられている。
【０００４】
この液体撒布装置を用いて液体を撒布ブロック１ａ〜１ｇの順に撒布する場合には、送液ポンプ５を運転して送液用配管６ａの撒布用開閉弁７を開き、撒布用配管２ａのスプリンクラー３から撒布ブロック１ａに液体を撒布する。そして、撒布ブロック１ａに所定量の液体を撒布し終われば開いていた撒布用開閉弁７を閉じ、同時に送液用配管６ｂの撒布用開閉弁７を開いて、撒布ブロック１ｂへの液体散布へと移行する。また、撒布ブロック１ｂに撒布しつつ、送液用配管６ａから分岐している回収管８の回収用開閉弁９を開き、撒布用配管２ａ及び送液用配管６ａの内部に残留している液体を、重力により回収管８を通じて貯液槽４へと自然流下させて回収する。
【０００５】
このようにして、撒布ブロック１ｃ〜１ｇにも順次液体を散布するとともに、既に散布を終えた撒布ブロックの撒布用配管及び送液用配管から順次液体を回収してゆく。そして、最後に撒布用配管１ｇ及び送液用配管６ｇから液体を回収して一連の撒布作業を完了する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の液体撒布装置には以下のような問題点があった。すなわち、撒布ブロック１ａ〜１ｇ内に敷設されている撒布用配管２ａ〜２ｇは、各配管がそれほど長くないため比較的小口径にできるのに対し、送液ポンプ５と各撒布ブロック１ａ〜１ｇとの間に敷設されている送液用配管６ａ〜６ｇは、農地全体の広さにもよるが長い場合で１本あたり数百メートルにもなり、この長い配管内での流体摩擦による圧力損失を少なくするために、例えば５０mmというような大口径にする必要がある。このような送液用配管が撒布ブロックの数と同じ本数だけ並設されていたために、従来は大口径のパイプを多量に使用することになって、液体撒布装置を設置する際の資材費及び工事費が高くつくという問題が生じていた。
【０００７】
また、撒布するブロックを例えば撒布ブロック１ａから撒布ブロック１ｂへ切り換える前には撒布用開閉弁７よりも先の送液用配管６ｂと撒布用配管２ｂとの内部は空であり、切り換え後に撒布用開閉弁７を通過した液体が送液用配管６ｂの先端に到達し、撒布用配管２ｂを通じて各スプリンクラー３から撒布され始めるまでには、かなりの時間がかかる。このように、撒布するブロックを切り換えるたびに生じる待ち時間のために、撒布作業の効率が低くなるという問題もあった。
【０００８】
本発明は以上のような問題点に鑑みてなされたものであって、大口径パイプの使用量を少なくして資材費及び工事費を節減できるとともに、撒布するブロックを切り換える際の待ち時間を短縮して撒布作業の効率を向上させることが可能な農業用液体撒布装置の提供を目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明に係る農業用液体撒布装置は、農地を区画してなる複数の撒布ブロックにそれぞれ敷設された複数の撒布用配管と、これらの撒布用配管に送液ポンプからの液体を供給する送液用配管と、前記複数の撒布用配管内の液体を貯液槽に回収する回収用配管と、前記複数の撒布用配管のそれぞれと前記送液用配管及び回収用配管との間に介装された圧力作動式の複数の三方弁と、一端が前記複数の三方弁の導圧口にそれぞれ接続され他端が切換弁を介して前記送液用配管に接続された複数の信号管とを備え、前記切換弁は複数の信号管を送液用配管と選択的に連通させるように流路を切り換えるとともに、前記三方弁は送液用配管から切換弁及び信号管を通じて導圧口に導かれる液体の圧力によって、撒布用配管と送液用配管とが連通する状態と、撒布用配管と回収用配管とが連通する状態とに切り換わるように構成されているものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る農業用液体撒布装置を図１〜図３に基づいて説明する。図１に示すように、農地を区画してなる各撒布ブロック１ａ〜１ｇにそれぞれ敷設された撒布用配管２ａ〜２ｇと、各撒布用配管２ａ〜２ｇに接続されたスプリンクラー３と、貯液槽４及び送液ポンプ５とは前記従来例と同様である。
【００１１】
図１の１０は一端が送液ポンプ５に接続された送液用配管である。送液用配管１０は途中で送液用配管１０ａと送液用配管１０ｂとに分岐し、両送液用配管１０ａ，１０ｂの末端には、気体は通過させるが液体は通過させない空気逃がし弁１１がそれぞれ設けられている。１２は一端が貯液槽４内に開口した回収用配管である。回収用配管１２も途中で回収用配管１２ａと回収用配管１２ｂとに分岐し、回収用配管１２ａは送液用配管１０ａに並設され、回収用配管１２ｂは送液用配管１０ｂに並設されている。
【００１２】
撒布用配管２ａ〜２ｄのそれぞれと、送液用配管１０ａ及び回収用配管１２ａとの間には、圧力作動式の三方弁１３が介装されている。また、撒布用配管２ｅ〜２ｇのそれぞれと、送液用配管１０ｂ及び回収用配管１２ｂとの間にも、同様の三方弁１３が介装されている。
【００１３】
各三方弁１３は図２に示したように構成されている。すなわち、上端が開口した略円筒状のケーシング１４には、底面に送液用配管接続口１５が、周面に撒布用配管接続口１６及び回収用配管接続口１７が、それぞれ形成されている。ケーシング１４内には、下から順に第１弁座１８，スペーサ１９，第２弁座２０，スペーサ２１，シリンダ２２が配備されるとともに、これらの構成部品はシリンダ２２に蓋体２３を載せたのちにケーシング１４に螺合したユニオンキャップ２４を締め付けることにより下向きに押圧されて固定されている。
【００１４】
第１弁座１８及び第２弁座２０は環状に形成されている。また、スペーサ１９及びスペーサ２１は円筒状に形成されるとともに、スペーサ１９にはその内部空間と撒布用配管接続口１６とを連通する切欠部１９ａが、スペーサ２１にはその内部空間と回収用配管接続口１７とを連通する切欠部２１ａが、それぞれ形成されている。
【００１５】
シリンダ２２内のピストン室２５にはピストン２６が上下に摺動自在に設けられるとともに、第１弁座１８と第２弁座２０との間には弁棒２７を介してピストン２６と一体に形成された弁体２８が設けられている。弁体２８は、下方に向かって縮径する第１円錐面２９（第１弁座１８に対応）と、下方に向かって拡径する第２円錐面３０（第２弁座２０に対応）とを有している。
【００１６】
蓋体２３にはピストン室２５と連通する導圧口３１が形成されるとともに、この導圧口３１の上方には逆Ｌ字状の導圧管３２が一体に形成されている。また、ピストン２６の上面には弁体２８の内方まで下向きに延びるバネ挿入穴３３が形成されるとともに、下端がバネ挿入穴３３の底面に当接し、上端が導圧管３２の内壁面に当接する圧縮型のコイルバネ３４が設けられて、ピストン２６及び弁体２８を下向きに付勢している。
【００１７】
なお、ピストン室２５内の圧力を受けるピストン２６上面の有効面積は、送液用配管接続口１５からの圧力を受ける弁体２８下面の有効面積よりも大きく設定されている。送液用配管接続口１５には送液用配管１０ａ（または１０ｂ）が、撒布用配管接続口１６には撒布用配管２ａ（または２ｂ〜２ｇの何れか）が、回収用配管接続口１７には回収用配管１２ａ（または１２ｂ）が、それぞれ接続されるとともに、導圧管３２には信号管３６の一端が接続されている。
【００１８】
また、弁体２８の底部には送液用配管接続口１５とバネ挿入穴３３とを連通する極めて直径の小さい連通孔３５が形成されており、液体が信号管３６を経てピストン室２５内に充満する際に、信号管３６及びピストン室２５内の空気を連通孔３５を通じて送液用配管１０ａまたは１０ｂ内に押し出すことができるようになっている。
【００１９】
図１の３７は接続管３８を介して送液用配管１０に接続された切換弁である。この切換弁３７は図３のように構成されている。すなわち、偏平な円筒状のケーシング３９の周壁に流入口４０が１つ形成され、ケーシング３９の底壁には周方向に等間隔に配された７つの流出口４１（そのうち２つのみを図示）が形成されている。流入口４０には接続管３８が接続され、各流出口４１には各三方弁１３からの信号管３６の他端がそれぞれ接続されている。
【００２０】
ケーシング３９内には流路切換部材４２が設けられている。流路切換部材４２は、ケーシング３９中央の上面壁と底面壁との間に枢支された軸部４２ａと、この軸部４２ａから半径方向に延び、先端部分で１つの流出口４１の上端開口を略密封状に覆うように形成されたアーム部４２ｂとから構成されている。そして、軸部４２ａから上方に延設されたハンドル４３を回すと、アーム部４２ｂの先端部分の下面をケーシング３９底面に摺動させながら、流路切換部材４２が垂直軸心回りに回動するようになっている。また、軸部４２ａの下端はケーシング３９の底面壁から下方へ突出するとともに、この突出した軸部４２ａの下端面とアーム部４２ｂ先端部分の下面とを連通する連通路４２ｃが流路切換部材４２の内部に形成されている。
【００２１】
したがって、ハンドル４３を操作して、アーム部４２ｂの先端部分で、任意に選択された何れか１つの流出口４１の上端開口を覆うようにすると、その１つの流出口４１に接続された信号管３６のみが送液用配管１０と遮断され、それ以外の６つの流出口４１にそれぞれ接続された信号管３６は接続管３８を介して送液用配管１０と連通されるようになっている。また、この際に送液用配管１０と遮断された信号管３６は、流出口４１及び連通路４２ｃを介して大気と連通するようになっている。なお、図３に示したように、軸部４２ａの突出部分にホース４５を接続し、このホース４５の他端側（不図示）を貯液槽４内に開口させておけば、液体が信号管３６を逆流した場合にも、これを貯液槽４内に回収できる。
【００２２】
図１の４６は送液用配管１０の基部に設けられた三方弁である。この三方弁４６には他端が貯液槽４内に開口した接続管４７が接続されていて、送液ポンプ５と送液用配管１０とを連通する状態と、送液用配管１０と接続管４７とを連通する状態とに切り換え可能になっている。
【００２３】
次いで、動作を説明する。送液ポンプ５を運転すると、貯液槽４内の液体は送液ポンプ５から送液用配管１０内に吐出され、空気逃がし弁１１から配管内の空気を押し出しつつ、送液用配管１０，１０ａ，１０ｂ内の全体に充満する。また、これと同時に送液ポンプ５からの液体の一部は送液用配管１０から接続管３８に分岐し、切換弁３７において送液用配管１０と連通している各信号管３６に流入し、これらの信号管３６に接続されている三方弁１３のピストン室２５内にそれぞれ充満する。
【００２４】
よって、前記各三方弁１３においては、弁体２８下面とピストン２６上面とに単位面積当たりでは等しい圧力がかかるが、前記したようにピストン室２５内の圧力を受けるピストン２６上面の有効面積は送液用配管接続口１５からの圧力を受ける弁体２８下面の有効面積よりも大きいので、ピストン２６上面にかかる全圧力は弁体２８下面にかかる全圧力よりも大きくなり、これにコイルバネ３４の付勢力も加わるため、ピストン２６及び弁体２８は下向きに押圧され、弁体２８の第１円錐面２９が第１弁座１８に押し付けられる。この作動状態では、送液用配管接続口１５と撒布用配管接続口１６とが遮断され、撒布用配管接続口１６と回収用配管接続口１７とが連通される。
【００２５】
これに対し、信号管３６が切換弁３７において送液用配管１０と連通せずに、連通路４２ｃを介して大気と連通している場合には、この信号管３６に接続されている三方弁１３のピストン室２５内の圧力が大気圧と等しくなるので、送液用配管接続口１５からの液体の圧力により、図２に一点鎖線で示したように弁体２８及びピストン２６がコイルバネ３４の付勢力に抗して押し上げられ、弁体２８の第２円錐面３０が第２弁座２０に押し付けられる。この作動状態では、撒布用配管接続口１６と回収用配管接続口１７とが遮断され、送液用配管接続口１５と撒布用配管接続口１６とが連通される。
【００２６】
したがって、この液体撒布装置を用いて液体を撒布ブロック１ａ〜１ｇの順に撒布する場合には、先ず、切換弁３７の流路切換部材４２を、撒布用配管２ａに接続された三方弁１３へ延びる信号管３６が送液用配管１０と遮断され、他の６本の信号管３６が送液用配管１０と連通する位置にセットして、送液ポンプ５を運転すると、撒布用配管２ａに接続された三方弁１３のみ送液用配管接続口１５と撒布用配管接続口１６とが連通する状態となって、撒布用配管２ａに接続されたスプリンクラー３から撒布ブロック１ａに液体が撒布される。
【００２７】
そして、撒布ブロック１ａに所定量の液体を撒布し終われば、切換弁３７のハンドル４３を操作して、撒布用配管２ｂに接続された三方弁１３へ延びる信号管３６が送液用配管１０と遮断され、他の６本の信号管３６が送液用配管１０と連通する位置に流路切換部材４２を回動させる。すると、撒布用配管２ｂに接続された三方弁１３は撒布用配管接続口１６と送液用配管接続口１５とが連通する状態に切り換わり、撒布用配管２ｂに接続されたスプリンクラー３から撒布ブロック１ｂへ液体の撒布が開始される。また、これと同時に、撒布用配管２ａに接続された三方弁１３は撒布用配管接続口１６と回収用配管接続口１７とが連通する状態に切り換わり、撒布用配管２ａ内の残液は三方弁１３を経て回収用配管１２ａに流入し、重力により回収用配管１２ａ，１２内を自然流下して貯液槽４内へ回収される。
【００２８】
以下、同様に撒布ブロック１ｃ〜１ｇにも順次液体を散布するとともに、既に散布を終えた撒布ブロックの撒布用配管から順次液体を回収してゆく。そして、撒布ブロック１ｇへの撒布が終わると、撒布用配管２ｇ内の残液を回収するとともに、三方弁４６を送液用配管１０と接続管４７とが連通する状態に切り換えて、送液用配管１０，１０ａ，１０ｂ内の残液も貯液槽４に回収し、一連の撒布作業を完了する。
【００２９】
以上のような液体撒布装置にあっては、信号圧力を三方弁１３に伝える信号管３６については流体摩擦がほとんど問題にならないため口径１０mm前後の細いものでよく、また、回収用配管１２，１２ａ，１２ｂも比較的小口径でよい。そして、大口径にしなければならない送液用配管１０，１０ａ，１０ｂは各撒布ブロック１ａ〜１ｇに共通である。したがって、撒布ブロックと同数の送液用配管が必要だった従来に比べて大口径パイプの使用量を少なくでき、液体撒布装置を設置する際の資材費及び工事費を大幅に節減することができる。また、農地が広くて、送液ポンプ５から最も端の撒布ブロックまでの距離が遠いような場合に、送液用配管をより一層口径の大きいものにして圧力損失を少なくすることも容易である。
【００３０】
また、送液ポンプ５の運転中は、送液用配管１０，１０ａ，１０ｂ内が送液ポンプ５からの液体で満たされているので、撒布するブロックを切り換える際、従来のような液体が各送液用配管の先端に到達するまでの待ち時間が無くなり、切換弁３７の操作後速やかに別の撒布ブロックへの撒布が開始される。したがって、撒布するブロックを切り換えるたびに長時間撒布が中断されるようなことがなく、撒布作業の効率を大幅に向上できる。
【００３１】
また、撒布用配管２ａ〜２ｇ及び送液用配管１０，１０ａ，１０ｂ内の残液を貯液槽４に回収できるので農薬や液肥などを無駄にすることがなく、かつ、２種類以上の液体を続けて撒布する場合には異種の液体が相互に混ざり合うことを極力防止できる。
【００３２】
因みに、三方弁１３に代えて、各撒布用配管と送液用配管との間に電磁開閉弁をそれぞれ介装するとともに、各撒布用配管と回収用配管との間に撒布用配管内の圧力が所定圧力以下まで下がった時に開く自動開閉弁をそれぞれ介装することも考えられるが、この場合は１つの撒布ブロックへの撒布が終了してから自動開閉弁が開いて残液回収が開始されるまでに時間がかかり、その間に撒布用配管内の残液がスプリンクラーから漏れ出したり、残液中の薬剤が沈澱して撒布用配管が詰まったりする危険が生じる。これに対し、三方弁１３によれば、撒布用配管２ａ〜２ｇと送液用配管１０ａ，１０ｂとが遮断されると同時に撒布用配管２ａ〜２ｇと回収用配管１２ａ，１２ｂとが連通されるので、１つの撒布ブロックへの撒布終了後、直ちに残液回収を開始できる。したがって、残液回収開始までに撒布用配管内の残液が漏れ出したり、薬剤が沈澱して撒布用配管が詰まったりすることがない。
【００３３】
また、電動弁や電磁弁を用いた場合は電気を引けない山間の農地には設置できず、しかも、制御盤から各電動弁または電磁弁への配線に落雷したり、感電事故を起こしたりする危険が生じる。さらに、一般に電動弁や電磁弁は、農薬液や液肥を流して使用すると故障が多発して安定性に欠けるという問題もある。これに対し、本発明では送液用配管内の液体の圧力で作動する三方弁１３を用いているので、三方弁を作動させるための専用の動力源が不要であり、送液ポンプ５にエンジン式のポンプを用いれば電気が引かれていない農地でも使用でき、落雷や感電事故の危険性もない。また、圧力作動式の三方弁１３は農薬液や液肥を流して使用した場合にも故障が少なく安定性に優れている。
【００３４】
なお、本発明の実施形態が以上の説明に限定されないことは言うまでもない。例えば、前記では切換弁３７を送液ポンプ５の近傍に設けたが、切換弁３７は送液用配管に沿ったところならどこにでも設けられるので、例えば送液ポンプ５の近傍から農地の全体が見通せないような場合には、見通しの良い別の場所に設けてもよい。また、切換弁３７は１個に限られず、例えば図４に示したように送液用配管１０ａに接続された切換弁３７ａと送液用配管１０ｂに接続された切換弁３７ｂとを設け、切換弁３７ａで撒布ブロック１ａ〜１ｄを、切換弁３７ｂで撒布ブロック１ｅ〜１ｇを、それぞれ切り換えるように構成してもよい。
【００３５】
また、前記では撒布ブロックの１つずつに撒布するようにしたが、適宜に選択された複数の撒布ブロックに同時に撒布するようにしてもよい。
また、前記では残液を重力で自然流下させて回収したが、農地が平坦で自然流下による回収が困難な場合には、回収用のポンプを設けてもよい。
また、前記では撒布用配管にスプリンクラー３を設けたが、スプリンクラー３の代わりに噴霧ノズルを撒布用配管に接続し、この噴霧ノズルから液体を撒布してもよい。
さらに、前記では撒布すべき液体を貯留する貯液槽４に残液を回収したが、撒布用の貯液槽４とは別に回収用の貯液槽を設け、この回収用の貯液槽に残液を回収することも考えられる。
さらにまた、三方弁１３の構造も前記したものに限定されず、例えばピストン及び弁体を比重の大きい金属などで形成し、その自重で下向きに付勢されるようにして、コイルバネ３４を省略することも考えられる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る農業用液体撒布装置によれば、撒布ブロックと同数の送液用配管を並設していた従来に比べて大口径パイプの使用量を減らすことができ、液体撒布装置を設置する際の資材費及び工事費を大幅に節減できる。また、送液ポンプの運転中は送液用配管内が送液ポンプからの液体で満たされているので、撒布するブロックを切り換える際、従来のように液体が各送液用配管の先端に達するまで待つ必要がなく、切換弁を操作すると速やかに別の撒布ブロックへの撒布が開始される。したがって、撒布するブロックを切り換えるたびに長時間撒布が中断されることがなく、撒布作業の効率を大幅に向上できる。しかも、三方弁を用いているので、１つの撒布ブロックへの撒布終了と同時に残液回収を開始でき、撒布終了から残液回収開始までの間に撒布用配管内の残液が漏れ出したり残液中の薬剤が沈澱して撒布用配管が詰まったりすることがない。さらに、三方弁を送液用配管内の液体の圧力で作動させているので、三方弁を作動させるための専用の動力源が不要である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る農業用液体撒布装置の概略構成図である。
【図２】三方弁の側断面図である。
【図３】切換弁の概略側断面図である。
【図４】本発明の別の実施形態に係る農業用液体撒布装置の概略構成図である。
【図５】従来の農業用液体撒布装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ    撒布ブロック
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ    撒布用配管
４    貯液槽
５    送液ポンプ
１０，１０ａ，１０ｂ    送液用配管
１２，１２ａ，１２ｂ    回収用配管
１３    三方弁
３１    導圧口
３６    信号管
３７，３７ａ，３７ｂ    切換弁
【図１】
0003796316.tif 000002
【図２】
0003796316.tif 000003
【図３】
0003796316.tif 000004
【図４】
0003796316.tif 000005
【図５】
0003796316.tif 000006