JP2003061546A - 自動混合装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 混合ムラのない混合液を適宜生成するように
する。 【解決手段】 本発明は、薬液１３を供給する薬液供給
装置２と、水１４を供給する水供給装置３と、薬液１３
と水１４を混合し希釈薬液１５を生成する混合槽４と、
混合槽４の液量を検知する混合槽液量センサー５と、生
成された希釈薬液１５を送出する送出ポンプ６と、送出
された希釈薬液１５を貯留し希釈薬液１５を散布する散
布作業機１０に供給するための供給槽７と、供給槽７の
液量を検知する供給槽液量センサー８と、混合槽４の液
量が所定量以下になったことを混合槽液量センサー５が
検知すると薬液供給装置２と水供給装置３にそれぞれ所
定量の薬液１３と水１４を供給させることにより混合槽
４で希釈薬液１５を生成させ、供給槽７の液量が所定量
以下になったことを供給槽液量センサー８が検知すると
送出ポンプ６により混合槽４に生成された希釈薬液１５
を供給槽７に送出させる制御装置とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２以上の原液を混
合してなる混合液を生成し、該混合液を使用する作業機
に連続的に供給する自動混合装置及び方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】２以上の原液を混合してなる混合液を生
成する従来の自動混合装置として、ベンチュリー効果を
利用して第一の原液を第二の原液に混入することによ
り、連続的に混合液を生成するように構成された自動混
合装置を例示する。この装置は、例えば、農業用の液肥
を水に混入することにより、液肥を約５００倍程度に希
釈する用途に利用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の自動
混合装置はベンチュリー効果を利用しているため、特に
希釈率が高い場合に混合ムラが生じることがある。この
ため、例えば１０００〜２０００倍に希釈される農薬の
ように希釈率が高いものには不向きであった。

【０００４】そこで、従来農薬の希釈は手作業で行われ
ている。この希釈作業では、作業を繰り返す手間を省く
ために、通常５００リットル以上の大型水槽に満たした
水に所定量の農薬が一度に投入されることにより、大量
の希釈農薬が一度に生成される。しかしながら、希釈農
薬を生成した後に、天候が変わったり急用ができたりし
て、散布作業を中止せざるを得なくなることがある。農
薬には、雑菌や光が入ったりすると分解され、効果の持
続性がなく、作り置きができないものが多い。このよう
な農薬からなる希釈農薬は散布作業が中止されると、廃
棄処分しなければならないが、この希釈農薬の廃棄に
は、手間と費用とが掛かるという問題がある。また、希
釈農薬の使用量を事前に正確に予測することは難しく、
散布作業後に水槽内に多量の希釈農薬が残ることがあ
り、その廃棄も煩わしい問題となっている。

【０００５】本発明の目的は、上記課題を解決し、混合
ムラのない混合液を適宜生成することができる自動混合
装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の自動混合装置は、原液を供給するための２
以上の原液供給装置と、該原液を混合し混合液を生成す
る混合槽と、該混合槽の液量を検知する混合槽液量セン
サーと、該生成された混合液を送出する送出ポンプと、
該送出された混合液を貯留し該混合液を使用する作業機
に供給するための供給槽と、該供給槽の液量を検知する
供給槽液量センサーと、前記混合槽の液量が所定量以下
になったことを前記混合槽液量センサーが検知すると前
記各原液供給装置にそれぞれ所定量の原液を供給させる
ことにより前記混合槽で混合液を生成させ、前記供給槽
の液量が所定量以下になったことを前記供給槽液量セン
サーが検知すると前記送出ポンプにより前記混合槽に生
成された該混合液を前記供給槽に送出させる制御装置と
を備えている。

【０００７】また、本発明の自動混合方法は、原液を供
給するための２以上の原液供給装置と、該原液を混合し
混合液を生成する混合槽と、該混合槽の液量を検知する
混合槽液量センサーと、該生成された混合液を送出する
送出ポンプと、該送出された混合液を貯留し該混合液を
使用する作業機に供給するための供給槽と、該供給槽の
液量を検知する供給槽液量センサーとを使用する自動混
合方法であって、前記混合槽の液量が所定量以下になっ
たことを前記混合槽液量センサーが検知すると前記各原
液供給装置にそれぞれ所定量の原液を供給させることに
より前記混合槽で混合液を生成させる段階と、前記供給
槽の液量が所定量以下になったことを前記供給槽液量セ
ンサーが検知すると前記送出ポンプにより前記混合槽に
生成された該混合液を前記供給槽に送出させる段階とを
含んでいる。

【０００８】このように混合槽において各原液をそれぞ
れ所定量混合することにより、各原液を所定の混合比率
で正確に混合することができるようにしている。また、
生成された混合液を供給槽に送出し、該供給槽から作業
機に供給するように構成することにより、混合途中の混
合液が作業機に供給されることを防止している。また、
前記混合槽の液量が所定量以下になったときに該混合槽
で混合液を生成させ、前記供給槽の液量が所定量以下に
なったときに該混合槽に生成された該混合液を該供給槽
に送出させるように構成することにより、作業機による
該供給槽内の混合液の消費に応じて自動的に混合液を生
成するように構成している。

【０００９】以上において、前記原液としては、特に限
定されないが、混合液の原料となる液をいい、例えば、
農薬等の薬剤、液肥、水等が挙げられる。

【００１０】前記混合槽には、特に限定されないが、混
合液を撹拌するための撹拌手段を設けることもできる。
また、前記混合槽には、原液のほかに粉体供給装置によ
り粉体を供給するように構成することもできる。

【００１１】前記原液供給装置及び前記送出ポンプとし
ては、特に限定されないが、前記混合槽でのある量の混
合液の生成と、該ある量の混合液の供給槽への送出とに
かかる時間が、該ある量の混合液を前記作業機が消費す
る時間よりも短くなるような性能を備えたものとするこ
とが好ましい。こうすると、前記作業機を中断すること
なく連続的に作動させることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１〜図５は本発明を具体化した
一実施形態例を示している。以下、本発明を自動薬液混
合装置に具体化した実施形態について、同装置を使用し
て実施する自動薬液混合方法とともに、図面を参照して
説明する。図１及び図２に示すように、本発明の自動薬
液混合装置１は、第一の原液としての薬液１３を供給す
るための薬液供給装置２と、第二の原液としての水１４
を供給するための水供給装置３と、該薬液１３及び水１
４を混合し混合液としての希釈薬液１５を生成する混合
槽４と、該混合槽４の液量を検知する混合槽液量センサ
ー５と、該生成された希釈薬液１５を送出する送出ポン
プ６と、該送出された希釈薬液１５を貯留し該希釈薬液
１５を散布する散布作業機１０に供給するための供給槽
７と、該供給槽７の液量を検知する供給槽液量センサー
８と、これらの各装置等を制御する制御装置９とを備え
ている。本自動薬液混合装置１では、薬液１３を水１４
で５００〜２０００倍に希釈してなる希釈薬液１５を生
成することができるようになっている。

【００１３】薬液供給装置２は、薬液１３を入れる薬液
タンク２０と、該薬液タンク２０内の薬液１３を混合槽
４に供給するための薬液ポンプ２１とを備えている。薬
液ポンプ２１は微量（本例では、少なくとも５ミリリッ
トル単位の量）の薬液１３を取り出すことができるよう
になっている。

【００１４】水供給装置３は、水１４を入れる給水槽２
３と、該給水槽２３内の水１４を混合槽４に供給するた
めの給水ポンプ２４とを備えている。給水ポンプ２４
は、その吐き出し流量が散布作業機１０の吐き出し流量
の少なくとも２倍のものが採用されている。

【００１５】混合槽４は、本例では１２リットルの容量
に構成されており、槽内の上部を２区分に仕切る隔壁２
６を備えている。隔壁２６で仕切られた一方の区分には
薬液ポンプ２１及び給水ポンプ２４の吐出管が配設さ
れ、他方の区分には混合槽液量センサー５が配設されて
いる。この隔壁２６により、給水ポンプ２４及び薬液ポ
ンプ２１から吐出される水１４及び薬液１３による液面
の上下動が混合槽液量センサー５側に伝わったり、この
吐出される水１４及び薬液１３の飛沫が混合槽液量セン
サー５に付着したりすることによって、混合槽液量セン
サー５がが誤動作することを防止するようにしている。
なお、本例では給水ポンプ２４から吐出される水１４の
勢いにより、混合槽４内が撹拌されるようになってお
り、混合槽４内を撹拌する手段を備えていないが、該手
段を適宜設けることもできる。

【００１６】混合槽液量センサー５としては、本例では
混合槽４の上側から槽内に向けて下方に延設された３つ
の平行な電極Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３を含む電極センサーを採
用している。電極Ｅ１は混合槽４の略底面付近まで、電
極Ｅ２は混合槽４の上限の液面（本例では１２リットル
入った場合の液面に設定。）まで、電極Ｅ３は混合槽４
の下限の液面（本例では２リットル入った場合の液面に
設定。）まで、それぞれ延設されている。そして、電極
Ｅ１，Ｅ２間及びＥ１，Ｅ３間が希釈薬液１５を介して
導通しているかどうかを検査することにより、液面がそ
れぞれ上限及び下限に達しているかどうかを検知するこ
とができるようになっている。

【００１７】送出ポンプ６は、本例では給水ポンプ２４
と同様に、その吐き出し流量が散布作業機１０の吐き出
し流量の少なくとも２倍のものが採用されている。

【００１８】供給槽７は、混合槽４で生成された希釈薬
液１５を貯留するので混合槽４よりも大きい容量（本例
では２０リットル。）に構成されている。

【００１９】供給槽液量センサーとしては、本例では電
極センサーを採用しており、混合槽液量センサーの電極
Ｅ１，Ｅ３と同様に構成された電極Ｅ４，Ｅ５を備えて
いる。そして、電極Ｅ４，Ｅ５間の導通の有無を検査す
ることにより、供給槽の液面が下限（本例では２リット
ル入った場合の液面に設定。）に達しているかどうかを
検知することができるようになっている。

【００２０】制御装置９には、図２に示すように混合槽
液量センサー５、供給槽液量センサー８、薬液ポンプ２
１、給水ポンプ２４、及び送出ポンプ６が接続されてい
る。この制御装置９は、本例では周知のマイクロプロセ
ッサ（図示略）を使用して構成されており、後述する薬
液混合処理（ステップＳ５０）や、送出ポンプ制御処理
（ステップＳ７０）が実行されるようになっている。ま
た、この制御装置９は操作パネル３０を備えている。操
作パネル３０には、希釈薬液１５を自動的に生成すると
きの薬液１３の混合倍率を５００倍、７００培、１００
０倍及び２０００倍の４段階に切り替えるための混合倍
率切替スイッチ３１と、押下されている間薬液ポンプ２
１を作動させるための薬液ポンプ手動操作ボタン３２
と、押下されている間送出ポンプ６を作動させるための
送出ポンプ手動操作ボタン３３と、希釈薬液１５を自動
的に生成させるための自動起動ボタン３４と、該自動的
な生成を停止させるための停止ボタン３５とが設けられ
ている。

【００２１】次に、制御装置９で実行される各処理につ
いて説明する。図３に示すように、薬液混合処理（ステ
ップＳ５０）では、まず、混合槽液面センサー５により
混合槽４の液面が下限より低下していることを検知し
（ステップＳ５１）、送出ポンプ６が停止中となる（ス
テップＳ５２）という条件が満足されるまで待って、ス
テップＳ５３以降の処理に進むようになっている。

【００２２】前記条件が満足されると、本例では、給水
ポンプ２４を制御するステップＳ５３〜Ｓ５５の処理
と、薬液ポンプ２１を制御するステップＳ５６〜Ｓ５８
の処理とが、並列的に実行されるように構成されている
（例えば、直列的に実行されるように構成することもで
きる。）。給水ポンプ２４を制御する処理では、給水ポ
ンプ２４を起動し（ステップＳ５３）、混合槽液面セン
サー５により混合槽４の液面が上限を越えたことを検知
するまで待ち（ステップＳ５４）、給水ポンプ２４を停
止する（ステップＳ５５）。また、薬液ポンプ２１を制
御する処理では、薬液ポンプ２１を起動し（ステップＳ
５６）、混合倍率切替スイッチの設定に応じた薬液１３
を供給するのにかかる時間（薬液定量セット時間）が経
過するまで待ち（ステップＳ５７）、薬液ポンプ２１を
停止する（ステップＳ５８）。そして、給水ポンプ２４
及び薬液ポンプ２１が停止すると（ステップＳ５９）、
ステップＳ５１に戻るようになっている。なお、薬液定
量セット時間は、給水ポンプ２４により混合槽４内に所
定量の水１４を供給する時間よりも十分短い時間となっ
ており、所定量の薬液１３が混合槽４内に供給され終わ
ってからしばらくは混合槽４内に水１４が供給され、該
水１４の勢いで薬液１３が水１４に十分に混合されるよ
うになっている。

【００２３】このように薬液混合処理（ステップＳ５
０）は、混合槽４の液量が所定量以下になったことを混
合槽液量センサー５が検知すると薬液供給装置２及び水
供給装置３にそれぞれ所定量の薬液１３及び水１４を供
給させることにより混合槽４で希釈薬液１５を生成させ
るように構成されている。

【００２４】図４に示すように、送出ポンプ制御処理
（ステップＳ７０）では、まず、供給槽液面センサー８
により供給槽７の液面が下限より低下していることを検
知し（ステップＳ７１）、混合槽液面センサー５により
混合槽４の液面が上限を越えたことを検知し（ステップ
Ｓ７２）、給水ポンプ２４が停止中となる（ステップＳ
７３）という条件が満足されるまで待って、ステップＳ
７４以降の処理に進む。

【００２５】前記条件（ステップＳ７１〜Ｓ７３）が満
足されると、送出ポンプ６を起動し（ステップＳ７
４）、混合槽液面センサー５により混合槽４の液面が下
限より低下していることを検知するまで待ち（ステップ
Ｓ７５）、送出ポンプ６を停止し（ステップＳ７６）、
ステップＳ７１に戻るようになっている。

【００２６】このように送出ポンプ制御処理（ステップ
Ｓ７０）は、供給槽７の液量が所定量以下になったこと
を供給槽液量センサー８が検知すると送出ポンプ６によ
り混合槽４に生成された希釈薬液１５を供給槽７に送出
させるように構成されている。

【００２７】次に本自動薬液混合装置１の一連の動作例
について、図５を参照しながら説明する。なお、自動薬
液混合装置１の動作前は、混合槽４及び供給槽７の中が
空になっているものとする。

【００２８】まず、自動起動ボタン３４が押下される
と、薬液混合処理（ステップＳ５０）及び送出ポンプ制
御処理（ステップＳ７０）が並列に実行される。このと
き混合槽４の液面が下限よりも低下しており、送出ポン
プ６が運転中でないので、薬液混合処理（ステップＳ５
０）のステップＳ５３〜Ｓ５９が実行され、混合槽４に
希釈薬液１５が生成される。一方、送出ポンプ制御処理
（ステップＳ７０）は、混合槽４の液面が上限を超えて
いないのでステップＳ７２より先には進まない。

【００２９】混合槽４に希釈薬液１５が生成されると、
供給槽７の液面が下限よりも低下しており、給水ポンプ
２４が停止しているので、送出ポンプ制御処理（ステッ
プＳ７０）のステップＳ７４〜Ｓ７６が実行され、混合
槽４内の希釈薬液１５が供給槽７に送出される。一方、
薬液混合処理（ステップＳ５０）は、送出ポンプ６の運
転中にステップＳ５２より先には進まない。

【００３０】混合槽４の希釈薬液１５が供給槽７に送出
されると、混合槽４の液面が下限より低下するので、前
記と同様に薬液混合処理（ステップＳ５０）のステップ
Ｓ５３〜Ｓ５９が実行され、混合槽４に希釈薬液１５が
生成される。このときの状態を図５（ａ）に示す。

【００３１】さて、散布作業機１０が起動され、図５
（ｂ）に示すように散布作業機１０により供給槽７内の
希釈薬液１５が消費され、その液面が供給槽７の下限よ
りも低下すると、前記と同様に送出ポンプ制御処理（ス
テップＳ７０）のステップＳ７４〜Ｓ７６が実行され、
混合槽４内の希釈薬液１５が供給槽７に送出される。す
ると、図５（ｃ）に示すように混合槽４の液面が下限よ
り低下するので、前記と同様に薬液混合処理（ステップ
Ｓ５０）のステップＳ５３〜Ｓ５９が実行され、混合槽
４に希釈薬液１５が生成され、図５（ａ）と略同様の状
態に戻る。このように、散布作業機１０による希釈薬液
１５の消費に応じて自動的に混合槽４で薬液１３が生成
され、供給槽７に送出されるようになっている。

【００３２】以上のように構成された本発明の自動薬液
混合装置１と、同装置を使用して実施する自動薬液混合
方法とによれば、混合槽４において薬液１３及び水１４
をそれぞれ所定量混合することにより、薬液１３及び水
１４を所定の混合比率で正確に混合することができる。
また、生成された希釈薬液１５を供給槽７に送出し、該
供給槽７から散布作業機１０に供給するように構成され
ているので、混合途中の希釈薬液が散布作業機１０に供
給されることがない。

【００３３】また、混合槽４の液量が所定量以下になっ
たときに該混合槽４で希釈薬液１５を生成させ、供給槽
７の液量が所定量以下になったときに該混合槽４に生成
された希釈薬液１５を該供給槽７に送出させるように構
成しているので、散布作業機１０による供給槽７内の希
釈薬液１５の消費に応じて自動的に希釈薬液１５を生成
することができる。

【００３４】また、本発明では、希釈薬液１５の成分の
少なくとも９９．８％（混合倍率５００倍の場合）を占
める水１４を混合槽４に供給する水供給装置３の給水ポ
ンプ２４の吐き出し流量と、混合槽４で生成された希釈
薬液１５を供給槽７へ送出する送出ポンプ６の吐き出し
流量とが、それぞれ散布作業機１０の吐き出し流量の少
なくとも２倍になるように構成している。つまり、混合
槽４でのある量の希釈薬液１５の生成と、該ある量の希
釈薬液１５の供給槽７への送出とにかかる時間が、該あ
る量の希釈薬液を散布作業機１０が消費する時間よりも
短くなるような性能を備えた給水ポンプ２４及び送出ポ
ンプ６を採用しているので、散布作業機１０を中断する
ことなく連続的に作動させることができる。

【００３５】なお、本発明は前記実施形態に限定される
ものではなく、例えば以下のように、発明の趣旨から逸
脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。 （１）制御装置９における前記マイクロプロセッサによ
り実現された諸機能の全部又は一部をマイクロプロセッ
サを含まないハードウェア回路に置き換えること。 （２）２種類以上の薬液を水で希釈するように構成する
こと。

【００３６】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１の発明に
係る自動混合装置、及び請求項２の発明に係る自動混合
方法によれば、混合ムラのない混合液を適宜生成するこ
とができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係る自動混合装置の構成
図である。

【図２】 同自動混合装置の制御系統の構成図である。

【図３】 同自動混合装置の薬液混合処理の流れを示す
フローチャートである。

【図４】 同自動混合装置の混合ポンプ制御処理の流れ
を示すフローチャートである。

【図５】 同自動混合装置の動作例を示す図である。

【符号の説明】

１ 自動薬液混合装置 ２ 薬液供給装置 ３ 水供給装置 ４ 混合槽 ５ 混合槽液量センサー ６ 送出ポンプ ７ 供給槽 ８ 供給槽液量センサー ９ 制御装置 １０ 散布作業機 １３ 薬液 １４ 水 １５ 希釈薬液 ２０ 薬液タンク ２１ 薬液ポンプ ２３ 給水槽 ２４ 給水ポンプ Ｓ５０ 送出ポンプ制御処理 Ｓ７０ 薬液混合処理

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原液を供給するための２以上の原液供給
   装置と、 該原液を混合し混合液を生成する混合槽と、 該混合槽の液量を検知する混合槽液量センサーと、 該生成された混合液を送出する送出ポンプと、 該送出された混合液を貯留し該混合液を使用する作業機
   に供給するための供給槽と、 該供給槽の液量を検知する供給槽液量センサーと、 前記混合槽の液量が所定量以下になったことを前記混合
   槽液量センサーが検知すると前記各原液供給装置にそれ
   ぞれ所定量の原液を供給させることにより前記混合槽で
   混合液を生成させ、前記供給槽の液量が所定量以下にな
   ったことを前記供給槽液量センサーが検知すると前記送
   出ポンプにより前記混合槽に生成された該混合液を前記
   供給槽に送出させる制御装置とを備えた自動混合装置。
2. 【請求項２】 原液を供給するための２以上の原液供給
   装置と、 該原液を混合し混合液を生成する混合槽と、 該混合槽の液量を検知する混合槽液量センサーと、 該生成された混合液を送出する送出ポンプと、 該送出された混合液を貯留し該混合液を使用する作業機
   に供給するための供給槽と、 該供給槽の液量を検知する供給槽液量センサーとを使用
   する自動混合方法であって、 前記混合槽の液量が所定量以下になったことを前記混合
   槽液量センサーが検知すると前記各原液供給装置にそれ
   ぞれ所定量の原液を供給させることにより前記混合槽で
   混合液を生成させる段階と、 前記供給槽の液量が所定量以下になったことを前記供給
   槽液量センサーが検知すると前記送出ポンプにより前記
   混合槽に生成された該混合液を前記供給槽に送出させる
   段階とを含む自動混合方法。