JP2008173096A - 定量給液器を使用した自動給液装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水耕栽培や屋上緑化に使用される多数の植栽容器などに液肥や液体薬品や水を供給する方法として、レベル計と電磁弁を個々の２段容器に使用した高価な自動給液装置や、配管を分岐して給液するとき給液源に近い容器には多く給液され、配管が長く遠い容器には少量しか給液出来ないタイマーで給液時間を制御する装置や、また湿度を検知して給液をする自動給液装置では湿度センサーに付着するカビや藻類により湿度の検知精度に誤差を生じ易く、センサーの修理や交換にも多大のコストが掛かる。
【解決手段】気体と約５０倍の粘度を持つ液体の性質を利用して体積で計量する定量給液器を多数設置配管して、定量給液器が満杯になって圧力が上昇したのを検知して電磁弁を閉じる電気信号を出す接点付き圧力計を利用した自動給液装置。
【選択図】図１

Description

多数の植栽容器を並べる野菜の水耕栽培、屋上緑化などにおいて、液肥、水を所定の量だけ精度良く給液するための定量給液器を使用して、自動給液装置１式で多数の植栽容器への給液量を制御可能とし、給液設備全体のコストを下げることの出来る自動給液装置に関する。

一般の水耕栽培において多用されている植栽容器の一つは上下２段式とし、下部室に液を溜め、液面センサーで液の不足を検知すると電磁弁が開いて一定時間だけ給液するシステムになっているが、植栽容器が２段になっているので高価なだけでなく、液面センサー外面に発生、繁殖するかびや藻類が液を吸い上げて誤動作する。また各植栽容器毎に液面センサーと電磁弁と制御回路が必要なので、水耕栽培施設全体の設備費はコスト高になってしまう（例えば、特許文献１参照。）。

家庭における植物に効果的に自動給水する装置を提供することを目的としたタイマーと電磁弁とを使用した自動給水装置が有るが多数の植木鉢を並べたときには、個々の植木鉢までの距離に応じた配管抵抗により給水量のバラつきが出てしまう（例えば、特許文献２参照。）。

実用新案公開平５−５３４５３ 公報 特許公開平７−９５８２８ 公報（代表図面）

多数の植栽容器を並べた水耕栽培や屋上緑化などの施設において、タイマーや電磁弁などで構成される高価なシステム１式当たりに多数の植栽容器を接続することにより給液設備のコストを下げ、水道などの給液源に近くても、配管抵抗で圧力の下がる給液源から遠い植栽容器にも所定の給液量を供給出来る自動給液装置を提供する。

給液配管より直接植栽容器に給液する場合には給液される量は配管内の圧力にほぼ比例するため、給液源からの配管の太さ、長さに応じた圧力降下により流量が変わり、給液時間が同じでも給液量に差が生じてしまう。この圧力の差による給液量の差を無くすため体積で液量を規定する定量給液器を使用して複数の植栽容器に所定の体積の液量を供給する。

給液源１からの給液が停止したときに、貯液室８から給液配管１３に液が逆流して貯液量が減少するのを防ぐため、給液配管１３と貯液室８の間に逆止弁７を構成する。

貯液室８から植栽容器５への給水のために隙間の通路１２Ａ及び小穴の通路１２Ｂを設けるが、この通路１２Ａ及び１２Ｂは配管内で発生する気体や貯液室８に侵入してきた空気は容易に通過排出できるが、粘度が空気に比べて約５０倍の液体は少しずつしか通過漏出できない形状、寸法にする。

貯液室８には移動可能な弁９を設け、この弁はスプリング１０で軽く押えられ、給液時には給液の圧力で弁９と共に押戻されるが、給液が停止した後はスプリング１０の力で弁９を押して貯液室８に内圧を掛け通路１２Ａ及び１２Ｂから植栽容器５に液を漏出供給する。

一般の水耕栽培や屋上緑化においては、給液は一日に１回乃至数回であり、一回の植栽容器への液の漏出供給に例えば１０分掛かっても問題は生じない。

図２に示す定量給液器は給液口６と逆止弁７と貯液室８と弁９とスプリング１０とで構成され、空気は容易に通過排出されるが、液体は少しずつしか漏出しない通路１２Ａを貯液室８と弁９との隙間により、また貯液室８の給液口側に小穴の通路１２Ｂを形成している。図３は弁９の移動量調節ボルト１１を構成に加えた定量給液器の例を示し、図４は移動量調節ボルト１１をＡ視した図である。

電磁弁２を開いて給液源１より給液配管１３を通して複数の定量給液器４に給液を始めると、液は配管内で発生した気泡と共に逆止弁７を通って貯液室８が満たされてくるが、給液配管１３からの気泡と貯液室８に有った空気は貯液室８と弁９の隙間などの通路１２Ａ及び１２Ｂから容易に排出されので、給液源１から遠い位置に有る定量給液器４から気泡や空気が排出されるまでの僅かな時間だけ、配管抵抗による圧力差分だけの僅かな液の漏出が生じるが貯液室８の容量に比較して無視出来る量である。

さらに貯液室８に給液を続けると弁９がスプリング１０を押しながら移動し、圧力の高い給液源に近い定量給液器から、給液源から遠い圧力の低い定量給液器まで、内部の弁９が移動端まで順次行き着くと配管内の圧力は上昇し、給液源の圧力と略同じになる。

その時の圧力を接点付き圧力計３で感知し、電気信号を出して電磁弁２を閉じて給液を止める。この時逆止弁７は自らを構成するスプリングで弁を閉じる。

貯液室内の液はスプリング１０により押される弁９が発生させる圧力により、隙間などの通路１２Ａ及び１２Ｂから徐々に漏出し、植栽容器５に給液する。

以上に説明した逆止弁７と、空気などの気体は通過し易いが水などの液体は通しにくい通路を設けた定量給液器４と、複数の定量給液器４が液で満たされた時の圧力上昇を検知して給液を止める接点付き圧力計と電気回路により構成された自動給液装置を使用して、複数の植栽容器５などに液を供給する。

請求項１、請求項２及び請求項３の発明による給液量が体積で決定される定量給液器４を使用することにより、給液源１に近い植栽容器５にも遠い植栽容器５にも、所定の液を供給できるので、２段構成の高価な植栽容器を安価な１段容器に置き換えることが可能となり、請求項４の発明による高価な電磁弁２や接点付き圧力計３と電気回路で構成される自動給液装置一式で多数の植栽容器５の給液量を制御出来るようになり、結果として水耕栽培や屋上緑化などに使用されている自動給液設備のコストを下げられる。

図２及び図３により説明する。逆止弁７は小型のものが市販されているので給液口６に組み込み、給液口６はプラスチックで射出成形し、貯液室８は細菌やカビ、藻類の生育を抑制する金属イオンを発生し加工もし易い真鍮などの銅系合金をプレス成形し、弁９は金属製の貯液室８とのカジリを防止するためプラスチック製にし、スプリング１０及び弁９の移動量調節ボルト１１は腐食しにくいステンレス製にする。

通路１２Ａを形成する貯液室８と弁９との隙間は空気などの気体は簡単に通過出来るが液体は粘度が高いので通過しにくい０．０２ミリから０．０４ミリにする。また貯液室８の給液口側には、０．０２ミリの穴を明けて通路１２Ｂを形成し、定量給液器４が立てて設置された時に上部に溜まる気泡や空気を排出する。

図５により説明する。給液時間を一日に１回以上数回設定出来る２４時間タイマーＴ１を使用し、電磁弁２を開く電気信号を手動で遮断出来る切替スイッチＳＳを組み込んで梅雨や台風などの自然雨により給水過多となった時は給水を停止出来、また乾燥時期や植物の成長に合わせて液を追加する時の為に臨時に給液するためのスイッチＰＢを組み込む。

電磁弁２は市販されている水用のステンレス製ものを使用するが、液に酸などの腐食性が有る場合にはその酸などに合った材質を選定する。

屋上緑化などには安価なブルドン管式圧力計に接点を組み込んだ接点付き圧力計を使用するが、水耕栽培を大規模に行い集中管理をする時はセンサーと圧力を電気信号に変える変換器のみ給液配管に接続して集中管理室に置いた接点付き圧力表示計の出力信号を利用する方が好ましい。

配管材の剛性が高く長い場合には、ウォーターハンマー現象により、定量給液器に液が行き渡っていないのに給液源の方に圧力が跳ね返ってくることがあるので、電磁弁を開いた後短時間での圧力上昇は無視できるようにタイマーＴ２を組み込み、多数の貯液室５がまだ十分に貯液されていないのに接点付き圧力計３が圧力を感知しても電磁弁２が閉じないように電気回路を組む。

給液源１に接続した電磁弁２と接点付き圧力計３の下流で配管を分岐し、複数の追加電磁弁とそれに接続された配管と定量給液器で構成される複数のセットを接続し、それらの追加電磁弁を順次開閉する電気回路を組み込むことにより、さらに複数倍の植栽容器に給液が出来る。

植栽容器５の大きさや植栽物により給液量を変える必要が有れば、定量給液器４の弁９の移動距離を調節するための移動量調節ボルト１１を調節することにより貯液量を変えられる定量給液器を使用する。

複数の定量給液器を使用した自動給液装置の全体図である。 定量給液器の断面図である。 移動量調節ボルトを有する定量給液器の断面図である。 図３におけるＡ視図である。 自動給液装置の制御回路図である。

符号の説明

１ 給液源
２ 電磁弁
３ 接点付き圧力計
４ 定量給液器
５ 植栽容器
６ 給液口
７ 逆止弁
８ 貯液室
９ 弁
１０ スプリング
１１ 移動量調節ボルト
１２Ａ 隙間の通路
１２Ｂ 小穴の通路
１３ 給液配管

Claims (4)

1. 給液口より逆止弁を通った液は、スプリングで軽く保持された弁を押しのけて貯液室に供給されるが、貯液室に残っていた空気は貯液室と弁との小さな隙間から容易に排出されるが、液体はほんの少量ずつしか漏出しないように隙間が設定され、給液口からの給液が停止されると、スプリングの押圧で弁が押されて徐々に隙間から漏出するが、逆止弁のために給液口側には漏出しないので、弁の外径と移動距離によって決められた容積だけの液体を漏出して、給液する構造の定量給液器。
2. 上記請求項１に記載された定量給液器において、貯液室及び弁の両方又はどちらかに空気は容易に排出されるが液体は徐々に漏出する小径の穴を明けた定量給液器。
3. 上記請求項１及び請求項２に記載された定量給液器において、弁の移動距離を調節して貯液量を変えられる定量給液器。
4. タイマー、液面センサーや湿度センサーの電気信号により開く電磁弁を有し、複数の定量給液器に液が行き渡って圧力が上昇した時にその圧力を検知して電気信号を出す接点付き圧力計を有し、その電気信号により電磁弁を閉じる電気回路を有する自動給液装置。

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