JP2007000761A - 農薬噴霧装置及び噴霧装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 噴霧ノズルの交換を行うことなく、噴霧粒子の粒径を適正範囲に保ったままで、噴霧量を広い範囲で自在に制御することができる農薬噴霧装置を提供する。
【解決手段】 農薬Ｌを間欠的に噴霧可能な噴霧ノズル１２と、噴射圧一定の下で間欠噴霧のデューティー比（ｔ／Ｔ）を制御することにより前記噴霧ノズル１２からの噴霧量を制御可能にせしめる制御手段３０と、を備えている。したがって、一間欠噴霧周期Ｔに対する噴霧実行時間ｔの割合を増やせば、噴霧量が増大し、一間欠噴霧周期Ｔに対する噴霧実行時間ｔの割合を減らせば、噴霧量が減少する。噴霧量の変化にかかわらず噴射圧は一定であるから、噴霧量を少なくしても、噴霧粒子Ｓの粒径が適正範囲を外れて大きくなり過ぎてしまったり、噴霧到達距離が極端に短くなってしまったりする等の問題は生じない。
【選択図】 図２

Description

本発明は、農薬噴霧装置及び噴霧装置に関する。

農薬噴霧装置の噴霧量の制御は、噴霧ノズルの口径を一定とした場合、ポンプの作動速度を変化させたり、ポンプの調圧弁を操作したりして、前記噴霧ノズルの噴射圧を変化せしめて行うのが一般的である（特許文献１参照）。
特許第３５２４３０８号公報

しかしながら、前記従来の噴霧量の制御方法では、噴霧量を減少させるために噴射圧を下げていくと、不可避的に噴霧粒子の粒径が大きくなり、且つ、噴射圧の不足によって噴霧粒子の到達距離が短くなってしまう。そして、噴射圧が適正値を大きく下回ると、噴霧粒子の肥大化により、農薬が作物に均一に付着しなかったり、一部の作物に残留農薬が多くなったり、土壌汚染の原因となったりする等の問題が生じてしまうので、その場合には、噴霧ノズルを口径の小さいものに変更する等の煩雑な作業を行わざるを得なかった。

本発明は、前記の如き事情に鑑みてなされたもので、噴霧ノズルの交換を行うことなく、噴霧粒子の粒径を適正範囲に保ったままで、噴霧量を広い範囲で自在に制御することができる、農薬噴霧装置及び噴霧装置を提供しようとするものである。

前記課題を解決するため、本発明に係る農薬噴霧装置は、農薬を間欠的に噴霧可能な噴霧ノズルと、噴射圧一定の下で間欠噴霧のデューティー比を制御することにより前記噴霧ノズルからの噴霧量を制御可能にせしめる制御手段と、を備えたものである（請求項１）。

前記農薬噴霧装置によれば、前記噴霧ノズルからの農薬噴霧量の制御が、適正値の一定噴射圧の下で、間欠噴霧のデューティー比、すなわち、噴霧実行時間とそれに続く噴霧休止時間とからなる一間欠噴霧周期に対する前記噴霧実行時間の割合を、前記制御手段で制御することによって行われる。具体的には、前記制御手段により、一間欠噴霧周期に対する噴霧実行時間の割合を増やせば、噴霧量が増大し、一間欠噴霧周期に対する噴霧実行時間の割合を減らせば、噴霧量が減少する。噴霧量の変化にかかわらず噴射圧は一定であるから、噴霧量を少なくしても、噴霧粒子の粒径が適正範囲を外れて大きくなり過ぎてしまったり、噴霧到達距離が極端に短くなってしまったりする等の問題は生じない。

好適な実施の一形態として、前記噴霧ノズルからの噴霧粒子に電荷を付与する静電付与電極を備えたものとすることもできる（請求項２）。この場合、該静電付与電極によって噴霧粒子に電荷が付与されるので、それとは逆極性の電荷を帯びた作物への前記噴霧粒子の付着性が良好となる。よって、農薬散布効果が向上するとともに、過剰な噴霧を可及的に排除することができ、作物及び土壌等への薬害が防止される等の利点がある。

好適な実施の一形態として、前記制御手段により、前記間欠噴霧のデューティー比に対応するように前記静電付与電極への間欠電力供給のデューティー比も自動的に制御されるようにすることもできる（請求項３）。このようにすれば、間欠噴霧周期における噴霧休止中に前記静電付与電極へ不必要な電力が供給されることがなくなるので、電力が節約され、且つ、農薬噴霧作業の安全性も高まり、好適である。

一方、本発明に係る噴霧装置は、噴霧液を間欠的に噴霧可能な噴霧ノズルと、噴射圧一定の下で間欠噴霧のデューティー比を制御することにより前記噴霧ノズルからの噴霧量を制御可能にせしめる制御手段と、前記噴霧ノズルからの噴霧粒子に電荷を付与する静電付与電極と、を備えたものである（請求項４）。

前記噴霧装置において、前記噴霧ノズルからの噴霧粒子には、前記静電付与電極によって電荷が付与される。このため、前記噴霧粒子に付与された電荷とは逆極性の電荷を帯びた対象物への前記噴霧粒子の付着性が良好となる。

前記噴霧装置によれば、前記噴霧ノズルからの噴霧量の制御が、噴射圧一定の下で、間欠噴霧のデューティー比を前記制御手段で制御することによって行われる。よって、間欠噴霧のデューティー比を小さくすることで噴霧量を少なくしても、噴霧粒子の粒径が適正範囲を外れて大きくなり過ぎてしまったり、噴霧距離が極端に短くなってしまったりする等の問題は生じない。

前記噴霧装置の好適な実施の一形態として、前記制御手段により、前記間欠噴霧のデューティー比に対応するように前記静電付与電極への間欠電力供給のデューティー比も自動的に制御されるようにすることもできる（請求項５）。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な一実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る噴霧装置の全体図、図２は、図１の噴霧装置の噴霧ノズル部の拡大断面図、図３は、図１の噴霧装置の間欠噴霧のためのパルス波形図、図４は、図１の噴霧装置による間欠噴霧（パルス噴霧）の噴霧結果を連続噴霧の場合と対比して示すグラフである。

図１の噴霧装置は、本発明の一実施の形態としての、農用の背負い式動力噴霧機１である。本発明は、図１のものには限定されず、大型の農用ブームスプレーヤ等を含む噴霧装置一般について適用可能であることは、言うまでもない。

前記噴霧機１は、左右一対の背負いバンド９，９によって背負って携帯し得る噴霧機本体２０と、ホース２を介して前記噴霧機本体２０と接続された手持式の噴霧竿３と、を備えている。

前記噴霧機本体２０は、防除剤（農薬）等の噴霧液Ｌを収容する噴霧液タンク４と、該噴霧液タンク４内の前記噴霧液Ｌを前記噴霧竿３へ向けて圧送するポンプ５と、該ポンプ５を駆動する原動機としての小型空冷二サイクル内燃エンジン６と、を備えている。

本実施の形態では、上部に開閉可能なキャップ７を有する前記噴霧液タンク４が、前記噴霧機本体２０を構成する背負架台８と一体に形成されていて、該背負架台８の前面には、背負っての携帯に便利なように、前記左右一対の背負いバンド９，９が取着されている。前記背負架台８は、その下部に、該背負架台８を背負った作業者の後方へと延び出した接地台部１０を備えていて、該接地台部１０と前記噴霧液タンク４との間に、前記ポンプ５、前記内燃エンジン６および該内燃エンジン６の燃料タンク１１等が支持されている。

一方、前記噴霧竿３は、前端部３ｆ側に、前記ポンプ５から吐出される前記噴霧液Ｌを噴霧するための噴霧ノズル１２を有するとともに、後端部３ｒ側に取っ手（握り）１３を備えている。具体的には、前記噴霧竿３は、耐薬品性の良好な軽量な金属材料からなる細長い竿管１４と、該竿管１４の前記後端部３ｒに接続された中空状の前記取っ手１３と、前記竿管１４の前記前端部３ｆに取着された前記噴霧ノズル１２と、を備えている。本実施の形態では、前記噴霧ノズル１２を一つだけ図示しているが、これには限定されず、例えば、前記竿管１４の長さ方向に沿って前記噴霧ノズル１２を複数設けることもできる。

前記取っ手１３の中空状の内部は、前記ホース２を介して、前記ポンプ５の吐出口５ａに連通している。また、前記取っ手１３の近くには、噴霧制御操作部材としてのコックレバー１５が配設されている。該コックレバー１５を回動操作することにより、前記竿管１４の前記後端部３ｒ内に配設された開閉弁１６が開閉操作される。該開閉弁１６が開かれることにより、前記竿管１４の内部と前記取っ手１３の内部とが互いに連通する。

図２に示すように、前記噴霧ノズル１２は、噴霧を自動的に制御し得るように、電磁弁２２を内蔵したものとされている。すなわち、前記竿管１４の内部と連通する前記噴霧ノズル１２の直管状のノズル管２３内には、先端部１２ａの噴霧孔２４を開閉する弁体２９を一体的に有する可動鉄心２６が同心的に収容されている。前記電磁弁２２を構成する前記可動鉄心２６は、前記弁体２９が前記噴霧孔２４を閉じる方向へと、弁ばねとしての圧縮コイルばね２７によって常時付勢されている。前記ノズル管２３には、前記可動鉄心２６を包囲するように電磁コイル（ソレノイド）２８が支持されている。そして、該電磁コイル２８に通電されることにより、その通電中のみ、前記弁ばね２７の付勢力に抗して前記可動鉄心２６が後退せしめられ、前記噴霧孔２４が開かれる。よって、図１の前記コックレバー１５が開かれた状態で、前記電磁コイル２８への通電中にのみ、前記噴霧ノズル１２から前記噴霧液Ｌが噴霧粒子Ｓとなって拡散しながら吐出される。

なお、前記電磁弁２２を作動せしめる電力の電源としては、図１に示すように、前記内燃エンジン６の発電装置であるそれ自体周知のマグネト式点火装置２１を利用することができる。他の実施の形態として、前記ポンプ５が、充電式バッテリーを電源とする電動モーターで駆動される場合には、前記バッテリーを、前記電磁コイル２８へ供給される電力の電源として用いることができる。

前記電磁弁２２への電力供給の制御は、図１に示すように、前記コックレバー１５の近傍に配設された操作部材としての押しボタン式の手動スイッチ２５のＯＮ−ＯＦＦ切換操作によって行うことができ、さらに、図２に示すように、該手動スイッチ２５がＯＮとされた場合において、前記電磁コイル２８への通電は、マイクロコンピュータを含む制御手段３０からの１５〜３０Ｈｚ程度のパルス信号によって、自動的且つ間欠的にＯＮ−ＯＦＦ制御される。よって、作業者が、前記コックレバー１５の操作で前記開閉弁１６を開き、且つ、前記手動スイッチ２５を指で押してＯＮにすると、前記噴霧ノズル１２から前記噴霧液Ｌが、規則的なサイクルで間欠的に噴霧（パルス噴霧）されることになる。

前記噴霧ノズル１２から所定時間内に噴霧される噴霧の量（単位時間当たりの平均噴霧量）は、図３に示すように、前記電磁弁２２を間欠駆動させるためのパルス波形のデューティー比（一サイクル時間Ｔに対するオン時間ｔの割合：ｔ／Ｔ）を変化させることで、調整制御することができる。すなわち、前記制御手段３０によって前記パルス波形のデューティー比（ｔ／Ｔ）を変化させ、該デューティー比（ｔ／Ｔ）に基づいて、図２に示す前記電磁弁２２の駆動用電気回路上の常開（ＯＦＦ）式の自動接点３１を開閉せしめることによって、前記噴霧ノズル１２の間欠噴霧のデューティー比（ｔ／Ｔ）、すなわち、噴霧実行時間ｔとそれに続く噴霧休止時間（Ｔ−ｔ）とからなる一間欠噴霧周期Ｔに対する前記噴霧実行時間ｔの割合を制御することができる。具体的には、図３（ａ）のように、前記パルス波形のデューティー比（ｔ／Ｔ）を大きくすれば、前記噴霧ノズル１２からの単位時間当たりの平均噴霧量が増大し、図３（ｂ）及び（ｃ）のように、前記パルス波形のデューティー比（ｔ／Ｔ）を小さくするにつれて、前記噴霧ノズル１２からの単位時間当たりの平均噴霧量が減少する。

前記パルス波形のデューティー比（ｔ／Ｔ）の調整制御は、例えば、図１に示すように、前記手動スイッチ２５の近傍に配設された操作部材としてのボリューム式噴霧調整つまみ３２の回動操作で行うことができる。

なお、前記噴霧ノズル１２の噴霧圧は、間欠噴霧のデューティー比（ｔ／Ｔ）の変化にかかわらず、適正な噴霧粒径が得られる値で常に一定である。

図２に示すように、前記噴霧ノズル１２には、該噴霧ノズル１２からの噴霧粒子Ｓに１０ｋＶ程度の電荷Ｅを付与するための静電付与電極３３が取着されている。このため、逆極性の電荷を帯びた作物への前記噴霧粒子（農薬粒子）Ｓの付着性がより良好となる。

本実施の形態では、前記静電付与電極３３は、帯電し難いプラスチック等の材料で形成された円筒状の電極ホルダ３４内に内周面が露出するように同心的に埋め込まれた黄銅リングで形成されている。前記電極ホルダ３４は、前記噴霧ノズル１２の前記先端部１２ａに、ねじ結合等の適宜の方法で同心的に取着されている。前記噴霧ノズル１２から噴射される噴霧粒子Ｓに前記静電付与電極３３から確実に電荷Ｅが付与されるように、前記電極ホルダ３４は、前記噴霧ノズル１２の軸線方向に沿って前後に位置調整可能とせしめるのが望ましい。前記静電付与電極３３には、前記マグネト式点火装置２１の点火用電力として使用されない半波電力等を電源として、静電付与に必要な電力が供給される。

前記静電付与電極３３への電力供給も、前記手動スイッチ２５がＯＮにされた時の前記噴霧ノズル１２からの間欠噴霧に対応させて、間欠的に行うのが好ましい。このようにすれば、間欠噴霧周期における噴霧休止中に前記静電付与電極３３へ不必要な電力が供給されることがなく、電力が節約され、且つ、農薬噴霧作業の安全性も高まるからである。また、電荷Ｅが付与されないままの状態で噴霧を行ってしまうことが防止され、常に作物への付着性の良い噴霧を行うことができる利点もある。

具体的には、前記制御手段３０により、前記間欠噴霧のデューティー比（ｔ／Ｔ）に対応して、前記静電付与電極３３への間欠電力供給のデューティー比（ｔ／Ｔ）も自動的に制御されるようにすれば良い。この場合、図２に示すように、前記電磁弁２２の駆動用電気回路に前記静電付与電極３３を介装し、前記制御手段３０による前記自動接点３１の開閉制御により、前記噴霧ノズル１２からの間欠噴霧と、前記静電付与電極３３への間欠電力供給とが、同一のパターンで同期して行われるようにすることができる。

前記噴霧機１によれば、前記噴霧調整つまみ３２の操作により、前記噴霧ノズル１２による間欠噴霧のデューティー比（ｔ／Ｔ）を大きくすることで、前記噴霧ノズル１２による単位時間当たりの平均噴霧量を増大せしめることができ、逆に、前記噴霧ノズル１２による間欠噴霧のデューティー比（ｔ／Ｔ）を小さくすることで、前記噴霧ノズル１２による単位時間当たりの平均噴霧量を減少せしめることができる。噴霧量の変化にかかわらず前記噴霧ノズル１２の噴射圧は一定であるから、単位時間当たりの平均噴霧量を少なくしても、噴霧粒子Ｓの粒径が適正範囲を外れて大きくなり過ぎてしまったり、噴霧距離が極端に短くなってしまったりする等の問題は生じない。

図４のグラフは、本実施の形態に係る前記噴霧機１によるパルス噴霧（間欠噴霧）の噴霧量比率を様々に変化させたときの、該噴霧量比率と噴霧粒子Ｓの到達距離比率との組み合わせを示している。対比のために、従来の噴霧機で連続噴霧を行った場合の噴霧結果も、併せて示されている。

図４において、横軸の噴霧量比率は、本実施の形態に係る前記噴霧機１によるパルス噴霧の場合には、「パルス噴霧のデューティー比を１とした時の最大噴霧量」に対する、「パルス噴霧のデューティー比を１より小さくした時の実噴霧量」の割合を示し、従来の噴霧機による連続噴霧の場合には、「噴霧圧を最大とした時の最大噴霧量」に対する、「噴霧圧を最大値より小さくした時の実噴霧量」の割合を示している。また、縦軸の噴霧距離比率は、本実施の形態に係る前記噴霧機１によるパルス噴霧の場合には、「パルス噴霧のデューティー比を１とした時の噴霧粒子の最大到達距離」に対する、「パルス噴霧のデューティー比を１より小さくした時の噴霧粒子の実到達距離」の割合を示し、従来の連続噴霧の場合には、「噴霧圧を最大とした時の噴霧粒子の最大到達距離」に対する、「噴霧圧を最大値より小さくした時の噴霧粒子の実到達距離」の割合を示している。

図４に示すように、従来の噴霧機による連続噴霧の場合には、噴霧量比率が０．５程度まで下がると、農薬噴霧に適さない程度にまで噴霧粒子Ｓが過大となってしまった。これに対し、本実施の形態に係る前記噴霧機１によるパルス噴霧の場合には、噴霧量比率が０．５程度では噴霧粒子の粒径にほとんど変化は見られず、噴霧量比率が０．２より小さくなってはじめて、噴霧粒子が過大となって散布にまったく適さなくなる現象が生じた。よって、従来の連続噴霧の場合には、最大噴霧量の５０数％程度までしか噴霧量を絞ることができないのに対し、本実施の形態のパルス噴霧の場合には、最大噴霧量の２０％程度まで噴霧量を絞っても、噴霧作業に支障はない。

また、図４より、噴霧量比率がどのような値をとる場合でも、従来の連続噴霧より、本発明のパルス噴霧の方が、噴霧到達距離比率が大きいことが分かる。すなわち、本発明のパルス噴霧の方が、単位時間当たりの平均噴霧量を低減方向へと調整した場合に、噴霧到達距離の減少割合が小さく、したがって、農薬噴霧効率が良い。これは、パルス噴霧の場合、そのデューティー比を小さくすることで噴霧量を減らしても、前記噴霧ノズル１２の噴射圧は不変であるから、噴霧粒子Ｓも大きさにも、また、該噴霧粒子Ｓの初速度にも、大きな変化は生じないからである。

以上のように、本実施の形態に係る前記噴霧機１によれば、従来の連続噴霧より、適正に散布できる噴霧量の可変範囲が大幅に広くなり、且つ、噴霧量の微調整も可能となるので、農薬の種類や作物の種類に応じて、噴霧量を常に最適なレベルに調整して使用することができる。また、噴霧量を常に適切に調整することで、過剰な噴霧を抑止できるので、農薬の無駄もなく、作物にも土壌にも悪影響を及ぼす心配がない。さらに、前記静電付与電極３３を備えたことにより、対象物としての作物への、噴霧粒子Ｓの付着性が一層良好となり、好適である。

本発明の一実施の形態に係る噴霧装置の全体図である。 図１の噴霧装置の噴霧ノズル部の拡大断面図である。 図１の噴霧装置の間欠噴霧のためのパルス波形図の一例である。 図１の噴霧装置による間欠噴霧（パルス噴霧）の噴霧結果を示すグラフである。

符号の説明

１２ 噴霧ノズル
３０ 制御手段
３３ 静電付与電極
Ｅ 電荷
Ｌ 農薬（噴霧液）
ｔ／Ｔ （間欠噴霧及びパルス波形の）デューティー比
Ｓ 噴霧粒子

Claims (5)

1. 農薬（Ｌ）を間欠的に噴霧可能な噴霧ノズル（１２）と、噴射圧一定の下で間欠噴霧のデューティー比（ｔ／Ｔ）を制御することにより前記噴霧ノズル（１２）からの噴霧量を制御可能にせしめる制御手段（３０）と、を備えている、農薬噴霧装置。
2. 前記噴霧ノズル（１２）からの噴霧粒子（Ｓ）に電荷（Ｅ）を付与する静電付与電極（３３）を備えている、請求項１に記載の農薬噴霧装置。
3. 前記制御手段（３０）により、前記間欠噴霧のデューティー比（ｔ／Ｔ）に対応するように前記静電付与電極（３３）への間欠電力供給のデューティー比（ｔ／Ｔ）も自動的に制御される、請求項１又は２に記載の農薬噴霧装置。
4. 噴霧液（Ｌ）を間欠的に噴霧可能な噴霧ノズル（１２）と、噴射圧一定の下で間欠噴霧のデューティー比（ｔ／Ｔ）を制御することにより前記噴霧ノズル（１２）からの噴霧量を制御可能にせしめる制御手段（３０）と、前記噴霧ノズル（１２）からの噴霧粒子（Ｓ）に電荷（Ｅ）を付与する静電付与電極（３３）と、を備えている、噴霧装置。
5. 前記制御手段（３３）により、前記間欠噴霧のデューティー比（ｔ／Ｔ）に対応するように前記静電付与電極（３３）への間欠電力供給のデューティー比（ｔ／Ｔ）も自動的に制御される、請求項４に記載の噴霧装置。

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