JP2010022264A - 散水システム - Google Patents

Abstract

【課題】 季節に応じた散水制御を容易にかつ確実に行うことができ、効率のよい散水を行うことのできる散水システムを提供する。
【解決手段】 あらかじめ季節毎に設定した散水プログラムを記録するメモリ１０と、現在の日時情報を自動的に取得する電波時計受信部１５と、電波時計受信部１５により取得された現在の日時に基づく現在の季節に応じてメモリ１０の散水プログラムを選択し、この散水プログラムに基づいて系統配管４に配置されたバルブ６の開閉制御を行う制御回路８と、を備えたコントローラ７を備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は散水システムに係り、特に、季節に応じた適正な散水制御を効率よく行うことを可能とした散水システムに関する。

一般に、野菜などの植物に対して自動的に散水を行う散水システムが多く用いられている。

このような散水システムとしては、例えば、植物に対する散水間隔を各植物と関連付けて記憶させておき、この散水間隔に基づいてポンプのモータを駆動制御して各植物の種類に応じた散水を行う技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、その他の技術として、季節毎の散水時間や散水量、気温や湿度に応じた散水量、植物毎に応じた散水量のデータがあらかじめ記憶され、天気情報に基づいて必要なデータを取出して散水制御する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。

特開平０６−０７０６５３号公報 特開平１０−１６５０１７号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載の発明においては、植物に対応する散水間隔に基づいて散水制御を行うものであるが、１回ごとの散水時間や散水量など散水に必要な制御を行うことができず、しかも、季節に応じた適正な散水を行うことができないという問題を有している。

また、前記特許文献２に記載の発明においては、天気情報に基づいてあらかじめ記憶された細かい散水データを取出して散水制御するものあるため、逐次散水データを変えながら制御を行う必要があり、制御に負担がかかり、高性能の制御回路が必要であるという問題を有している。

さらに、日射量が極めて多い夏季や空気が乾燥する冬季などにおいては、散水すべき場所の土の表面が乾燥してしまうことがあるが、このような場合に散水を行っても土に水分が効率よく吸収されず、土の表面を流れて水の無駄が生じることがあるという問題を有している。

本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、季節に応じた散水制御を容易にかつ確実に行うことができ、効率のよい散水を行うことのできる散水システムを提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、所定の散水エリアに水を供給するための系統配管と、
これら各系統配管の中途部に配置されたバルブと、
あらかじめ季節毎に設定した散水プログラムを記録するメモリと、現在の日時情報を自動的に取得する電波時計受信部と、前記電波時計受信部により取得された現在の日時に基づく現在の季節に応じて前記メモリの散水プログラムを選択し、この散水プログラムに基づいて前記バルブの開閉制御を行う制御回路と、を備えたコントローラと、
を備えていることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１において、前記制御回路は、初めに少ない水量で散水し、一定時間経過後に土の水の吸収がよくなった状態で全流量で散水する低水量制御を行うものであることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２において、前記所定の散水エリアは、水が流れる傾斜面または壁面に設けられた複数系統の散水エリアであり、前記制御回路は、上方の散水エリアに水を供給する前記系統配管による散水時間より下方の散水エリアに水を供給する前記系統配管による散水時間を短くして散水を行うとともに、前記各散水時間の間に散水休止時間を設定するものであることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、電波時計受信部による日時情報に基づいて現在の日時情報を取得し、この日時情報に基づいてメモリの季節毎の散水プログラムを選択して、散水制御を行うようにしているので、季節に応じた散水制御を容易にかつ確実に行うことができる。

請求項２に係る発明によれば、制御回路により、初めに少ない水量で散水し、一定時間経過後に土の水の吸収がよくなった状態で全流量で散水する低水量制御を行うようにしているので、散水する場所の土の表面が乾燥しているような場合でも、効率よく散水することができ、水の無駄をなくすことが可能となる。

請求項３に係る発明によれば、制御回路により、上方の散水エリアに水を供給する前記系統配管による散水時間より下方の散水エリアに水を供給する前記系統配管による散水時間を短くして散水を行うとともに、前記各散水時間の間に散水休止時間を設定するようにしているので、上方における散水エリアの散水による水が下方の散水エリアに流れ、下方の散水エリアにも水を供給するすることができるので、下方における散水量を低減させることができ、効率のよい散水を行うことが可能となる。

以下、本発明に係る散水システムの実施形態を図面を参照して説明する。

図１は本発明に係る散水システムの第１実施形態を示したものであり、散水システム１は、所定量の水を貯留するタンク２を備えており、タンク２には、所定の散水エリアに水を供給するための配管３が接続されている。この配管３は、途中で分岐されて所定の散水エリアに応じて複数の系統配管４に分岐されるように構成されている。配管３のタンク２の近傍には、タンク２の内部の水を配管３に送給するためのポンプ５が設けられており、各系統配管４の分岐部分の近傍には、電動アクチュエータにより開閉動作されるバルブ６がそれぞれ設けられている。

また、散水システム１は、コントローラ７を備えており、このコントローラ７には、ポンプ５の駆動制御および各系統配管４に設置された各バルブ６の開閉制御を行うように構成されている。

図２はコントローラ７の構成を示す制御ブロック図であり、コントローラ７は、制御回路８を備えている。制御回路８には、各種制御を行うＣＰＵ９が設けられており、制御回路８には、不揮発性のメモリ１０が設けられている。このメモリ１０には、図３に示すように、散水を行うための散水プログラムを格納する散水プログラム領域１１と、季節に応じてプログラムを切り換える日付データを格納するプログラム切換日データ領域１２と、散水を行わない期間データを格納する散水キャンセル期間データ領域１３とがそれぞれ形成されている。

散水プログラムは、本実施形態においては、春用プログラム、夏用プログラム、秋用プログラムおよび冬用プログラムがそれぞれ複数（本実施形態においては、８つ）設定されている。本実施形態においては、１年を四季に分割し、例えば、春用プログラムを４月〜６月、夏用プログラムを７月〜９月、秋用プログラムを１０月〜１２月、冬用プログラムを１月〜３月の季節毎にプログラムを設定するようになっている。

各季節毎のプログラムには、散水日、散水開始時刻、各系統配管４毎の散水時間がそれぞれ設定されるものである。散水日は、日時を指定するのではなく、例えば、「毎日」、「１日おき」、「２日おき」、「３日おき」というように散水間隔で指定する。また、散水開始時刻および各系統配管４の散水時間は、各系統配管４から散水を行う植物の種類、散水場所の環境などに応じて、適宜設定するものである。

例えば、図４に示すように、春用プログラムには、プログラム１からプログラム８までの８つのプログラムが設定されており、プログラム１では、散水日が毎日で、ＡＭ１０：００から１系統に２０分間、２系統に１０分間〜ｎ系統に５分間散水するといったプログラムが設定されている。また、夏用プログラムのプログラム１では、散水日が毎日で、ＡＭ８：００から１系統に３０分間、２系統に１０分間〜ｎ系統に５分間散水するといったプログラムが設定されるようになっている。これら各プログラムは、
後述する入力操作キーにより、使用者の任意に設定することが可能となっている。

なお、季節の分け方としては、前述の春夏秋冬の四季に限定されるものではなく、例えば、冬季に散水の必要がない場合には、春用プログラムを４〜５月、初夏用プログラムを６〜７月中旬、真夏用プログラムを７月中旬〜９月上旬、秋用プログラムが９月下旬〜１０月というような季節分けを行うようにしてもよい。また、１年を春・夏用と秋・冬用の２分割にしてもよいし、春用、夏用、秋用の３分割にしてもよいし、さらに、細かく５分割以上に設定するようにしてもよい。

また、コントローラ７には、例えば、３２．７８８ｋＨｚの時計用クロック周波数を発生する外部クロック発生部１４および現在の日時情報を受信する電波時計受信部１５が設けられている。制御回路８には、カレンダー管理部１６が設けられており、このカレンダー管理部１６は、外部クロック発生部１４で発生される時計用クロック周波数に基づいて日時管理をするとともに、電波時計受信部１５から定期的に受信される現在の日時情報を受信して日時管理の修正を行い、常に、適正な日付および時刻の管理を行うとともに、季節毎の各プログラムを切り換えるプログラムの切換日も管理するように構成されている。なお、本実施形態においては、外部クロック発生部１４によりクロック周波数を発生するようにしているが、ＣＰＵ９に内蔵されたクロックによりクロック周波数を発生させるようにしてもよい。また、本実施形態においては、電波時計を用いて日時情報を取得するようにしているが、その他、例えば、ＧＰＳを利用して日時情報を取得するようにしてもよい。

また、コントローラ７には、コントローラ７の起動指示あるいはキャンセル指示を行うための外部入力スイッチ１７および散水日や散水時刻などのプログラム設定操作やメモリ１０に格納された各プログラムの選択操作などを行うための入力操作キー１８が設けられている。

さらに、コントローラ７には、現在時刻や現在実行されているプログラムの設定状態などの必要な情報を表示するための液晶表示装置１９および各種動作状態などを表示するためのＬＥＤ表示装置２０が設けられている。また、コントローラ７には、バルブ６の動作信号を出力するためのバルブ出力部２１およびポンプ５の動作信号を出力するための外部スイッチ出力部２２が設けられており、さらに、コントローラ７には、図示しない拡張ユニットを接続するための拡張ユニット部２３が設けられている。

コントローラ７には、外部入力スイッチ１７および入力操作キー１８からの所定の入力情報をＣＰＵ９に送るとともに、ＣＰＵ９からの所定の出力情報を液晶表示装置１９、ＬＥＤ表示装置２０、バルブ出力部２１、外部スイッチ出力部２２および拡張ユニット部２３に送る入出力コントローラ２４が設けられている。

さらに、コントローラ７には、外部電源からの電源が供給される電源入力部２５および太陽電池やバッテリなどの補助電源からの電源が入力される補助電源用回路２６がそれぞれ設けられるとともに、これら電源入力部２５および補助電源用回路２６から送られる電源を制御してコントローラ７の各部に送る電源制御部２７が設けられている。

そして、本実施形態においては、ＣＰＵ９により、カレンダー管理部１６による現在の日時情報に基づいて、入力操作キー１８によりあらかじめ選択されたプログラムで設定された日時に対応して入出力コントローラ２４を介してポンプ５および各系統のバルブ６の開閉動作制御を行うように構成されている。このとき、本実施形態においては、ＣＰＵ９は、バルブ６の開閉動作制御を行う際に、まず最初にバルブ６を全開動作させた後、例えば、２０％の開度に閉動作させ、これにより最初の一定時間は散水量を低減させ、一定時間経過後、再び、バルブ６を全開動作制御する低水量制御を行うように構成されている。この低水量制御を行う場合のバルブ６の開度および散水時間は、土の表面乾燥状態に応じて適宜設定することが可能である。

このような低水量制御を行うことにしたのは、例えば、散水する場所の土が乾燥している場合に、いきなりバルブ６を全開にして散水すると、水が土の表面を流れて土に吸収されないことがあるため、最初に散水量を低減させて散水して、乾燥した土の表面をある程度湿らせることにより、その後、バルブ６を全開にして散水した場合に、効率よく水を土に吸収させることができるためである。なお、このような低水量制御については、例えば、梅雨時期のように湿度が高く、土の表面の乾燥があまり生じない季節には行わないようにしてもよい。この場合には、例えば、メモリ１０に格納されている季節毎のプログラムに、低水量制御の有無についても設定できるようにすればよい。

また、最初にバルブ６を全開にするようにしたのは、各系統配管４にタンク２からの水が供給されていない場合があるので、最初にバルブ６を全開にして各系統配管４の全域にわたってタンク２からの水を行き渡らせるためである。

次に、本実施形態の作用について図５に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、カレンダー管理部１６により、外部クロック発生部１４で発生される時計用クロック周波数に基づいて日時管理をするとともに、電波時計受信部１５から定期的に受信される現在の日時情報を受信して日時管理の修正を行っておく。

次に、カレンダー管理部１６により、日時情報に基づいて今日の日付を確認し（ＳＴ１）、カレンダー管理部１６からプログラムの切換日を読み出し（ＳＴ２）、今日がプログラムの切換日と一致しているか否かを判断する（ＳＴ３）。今日がプログラムの切換日と一致していない場合は（ＳＴ３：Ｎｏ）、ＣＰＵ９により、外部入力スイッチ１７による系統別キャンセル指示を読み出し、キャンセル指示がされていない散水する系統を決定する（ＳＴ５）。そして、ＣＰＵ９により、選択されているプログラムで設定された時刻に対応して入出力コントローラ２４を介してポンプ５および各系統のバルブ６の開閉動作制御を行い、最初に低水量制御による散水を行った後、バルブ６を全開とした散水を行う（ＳＴ６）。

一方、切換日と一致している場合は（ＳＴ３：Ｙｅｓ）、今日の日付に対応するプログラムをメモリ１０から選択して取出す（ＳＴ４）。そして、ＣＰＵ９により、散水する系統を決定し（ＳＴ５）、新たに選択されたプログラムに基づいてポンプ５および各系統のバルブ６の開閉動作制御を行い、最初に低水量制御による散水を行った後、バルブ６を全開とした散水を行う（ＳＴ６）。

したがって、本実施形態においては、電波時計受信部１５による日時情報に基づいてカレンダー管理部１６により現在の日時情報を管理し、この日時情報に基づいてメモリ１０の季節毎のプログラムを選択して、散水制御を行うようにしているので、季節に応じた散水制御を容易にかつ確実に行うことができる。

また、散水の開始時に、最初の一定時間は散水量を低減させ、一定時間経過後、バルブ６を全開して散水を行う低水量制御を行うようにしているので、散水する場所の土の表面が乾燥しているような場合でも、効率よく散水することができ、水の無駄をなくすことが可能となる。

図６は本発明の第２実施形態を示したものであり、本実施形態においては、例えば、ビルの壁面などに植物を植える壁面緑化に適用する散水システムの例を示している。

本実施形態においては、ビル３０の壁面に、上方から系統１散水エリア３１ａ、系統２散水エリア３１ｂ、系統３散水エリア３１ｃが順次設けられている。系統１散水エリア３１ａの上方には、系統１散水エリア３１ａに散水するための系統１配管３２ａが配置されており、系統１配管３２ａには、系統１配管３２ａへの水の供給量を制御する系統１バルブ３３ａが設けられている。系統２散水エリア３１ｂの上方には、系統２散水エリア３１ｂに散水するための系統２配管３２ｂ配置されており、系統２配管３２ｂには、系統２配管３２ｂへの水の供給量を制御する系統２バルブ３３ｂが設けられている。系統３散水エリア３１ｃの上方には、系統３散水エリア３１ｃに散水するための系統３配管３２ｃが配置されており、系統３配管３２ｃには、系統３配管３２ｃへの水の供給量を制御する系統３バルブ３３ｃが設けられている。

このようなシステムにおいては、系統１散水エリア３１ａに散水すると、その水が下方の系統２散水エリア３１ｂおよび系統３散水エリア３１ｃに流れていくことになるので、系統２散水エリア３１ｂでは、系統１散水エリア３１ａより少ない散水量で足りることになり、系統３散水エリア３１ｃでは、さらに少ない散水量で足りることになる。

そのため、本実施形態においては、図７示すように、例えば、系統１散水エリア３１ａでの散水時間Ｔ１を２０分とした場合、系統２散水エリア３１ｂでは、散水時間Ｔ２を１５分、系統３散水エリア３１ｃでは、散水時間Ｔ３を１０分と設定し、下方の散水エリア３１に行くにしたがって、散水時間を短く設定するように構成されている。さらに、各散水エリア３１における散水の間には、例えば、１０分間の散水休止時間ｔ１，ｔ２を設けるように構成されている。これにより、上方の散水エリア３１で散水された水が下方に流れる時間を確保することが可能となり、下方の散水エリア３１における散水量を少なくしても、確実に下方の散水エリア３１における散水量を確保することができるものである。なお、各散水エリア３１における散水時間および散水休止時間は、任意に設定することが可能である。

すなわち、上方における散水エリア３１ａの散水時間Ｔ１、あるいはこの散水時間Ｔ１と下方における散水エリア３１ｂの散水を開始するまでの散水休止時間ｔ１との合計時間（Ｔ１＋ｔ１）を上方における散水エリア３１ａの散水が流下して、下方の散水エリア３１ｂにおける「初めに少ない水量で散水する」状態、すなわち実質的な低水量制御状態とするのに必要な時間に設定することにより、下方における散水時間Ｔ２の散水を効率よく土に吸収させることが可能となる。

したがって、本実施形態においては、系統１散水エリア３１ａにおける散水を行い、散水が終了した後、散水休止時間が経過してから系統２散水エリア３１ｂの散水を行うものであるため、上方における散水エリア３１の散水による水が下方の散水エリア３１に流れ、下方の散水エリア３１にも水を供給するすることができるので、下方における散水量を低減させることができ、効率のよい散水を行うことが可能となる。

また、このような壁面緑化に適用する場合、図８に示すように、ビル３０の壁面の上方の散水エリアを系統１散水エリア３１ａから系統ｎ散水エリア３１ｄまでの複数の散水エリアに分け（グループ１）、その下方の散水エリアを系統ｎ＋１散水エリア３１ｅから系統ｍ散水エリア３１ｆまでの複数の散水エリアに分け（グループ２）、さらに、その下方の散水エリアを系統ｍ＋１散水エリア３１ｇから系統ｐ散水エリア３１ｈまでの複数の散水エリアに分ける（グループ３）ことにより、壁面の細かい散水制御を行うことも可能である。

このように散水エリア３１が多数設けられた場合に、各散水エリア３１の散水時間を使用者がすべて手作業で設定することとすると、散水時間の設定作業に手間がかかってしまうことが考えられるが、本実施形態においては、使用者が最上方の散水時間を変更すると、自動的にそれ以降の散水時間デフォルト設定値を変更できるように構成されている。

図９はこのような散水時間の設定手順を示すフローチャートである。
まず、全系統の散水時間デフォルト値を０に設定し（ＳＴ１０）、全系統数ｐを読み込んだ後（ＳＴ１１）、系統１散水エリア３１ａ（グループ１）の散水時間から設定する（ＳＴ１２）。ここで、図中「系統ｓ」はプログラム上の変数であり、任意の系統を示している。

次に、系統１散水エリア３１ａの散水時間を設定し（ＳＴ１３）、この設定した散水時間が変更された場合は（ＳＴ１４）、系統１以降の散水時間デフォルト値を系統１と同じ散水時間に設定する（ＳＴ１５）。すなわち、例えば、系統１散水エリア３１ａの散水時間を２０分に設定した場合には、系統２散水エリア３１ｂから系統ｐ散水エリア３１ｈまでの散水時間をすべて２０分に設定する。

次に、次のグループの散水エリアの設定に移り（ＳＴ１６）、全系統の設定が終了していない場合は（ＳＴ１７：Ｎｏ）、系統ｎ＋１散水エリア３１ｅ（グループ２）の設定を行う（ＳＴ１３）。例えば、系統ｎ＋１散水エリア３１ｅの散水時間を１５分に設定した場合には、ｎ＋１散水エリア３１ｅから系統ｐ散水エリア３１ｈまでの散水時間をすべて１５分に設定する。

さらに、次の系統ｍ＋１散水エリア３１ｇ（グループ３）の設定を行い（ＳＴ１３）、例えば、系統ｍ＋１散水エリア３１ｇの散水時間を１０分に設定した場合には、系統ｍ＋１散水エリア３１ｇから系統ｐ散水エリア３１ｈまでの散水時間をすべて１０分に設定する。そして、すべての系統の設定が終了したら（ＳＴ１７：Ｙｅｓ）、設定作業は終了する。

このように、本実施形態においては、最初のグループの散水エリア３１の散水時間を設定することにより、それ以降の散水エリア３１の散水時間を自動的に設定し、さらに、次のグループの散水エリア３１の散水時間を設定することにより、それ以降の散水エリア３１の散水時間の設定を行うようにしているので、次のグループの散水エリア３１の散水時間の設定を容易に行うことが可能となり、散水時間の設定作業の効率化を図ることができる。すなわち、最初のグループの散水エリア３１の散水時間を設定することにより、以降のグループの散水時間も自動的に設定され、次のグループの散水エリア３１の散水時間は、最初のグループの散水時間との差分だけ変更すればよく、例えば、最初のグループの散水時間が２０分で、次のグループの散水時間が１５分の場合、「５分」分の変更作業で散水時間の設定が可能となる。コントローラの操作入力キーがアップダウン式の入力キーであった場合、「１５分」分の操作と「５分」分の操作とでは、労力が著しく低減することとなり、散水時間の設定作業を効率よく行うことができるものである。

なお、本実施形態においては、本発明に係る散水システムをビル３０の壁面緑化に適用した場合について説明したが、例えば、傾斜地など上方の散水エリア３１から下方の散水エリア３１に水が流れるような場所であれば、いずれの場所にも適用が可能である。

また、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能である。

本発明に係る散水システムの実施形態を示す概略構成図である。 本発明に係る散水システムのコントローラの実施形態を示すブロック図である。 本発明に係る散水システムにおけるメモリの記憶領域の実施形態を示す概念図である。 本発明に係る散水システムにおけるプログラムの実施形態を示す説明図である。 本発明に係る散水システムの動作を示すフローチャートである。 本発明に係る散水システムの第２実施形態を示す概略構成図である。 本発明に係る散水システムの散水制御を示す説明図である。 本発明に係る散水システムの第２実施形態の変形例を示す概略構成図である。 本発明に係る散水システムにおける散水時間設定手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 散水システム
２ タンク
３ 配管
４ 系統配管
５ ポンプ
６ バルブ
７ コントローラ
８ 制御回路
９ ＣＰＵ
１０ メモリ
１４ 外部クロック発生部
１５ 電波時計受信部
１６ カレンダー管理部
１７ 外部入力スイッチ
１８ 入力操作キー
１９ 液晶表示装置
２０ ＬＥＤ表示装置
２１ バルブ出力部
２２ 外部スイッチ出力部
２３ 拡張ユニット部
２４ 入出力コントローラ
２５ 電源入力部
２６ 補助電源用回路
２７ 電源制御部
３０ ビル
３１ 散水エリア
３２ 系統配管
３３ 系統バルブ

Claims (3)

1. 所定の散水エリアに水を供給するための系統配管と、
   これら各系統配管の中途部に配置されたバルブと、
   あらかじめ季節毎に設定した散水プログラムを記録するメモリと、現在の日時情報を自動的に取得する電波時計受信部と、前記電波時計受信部により取得された現在の日時に基づく現在の季節に応じて前記メモリの散水プログラムを選択し、この散水プログラムに基づいて前記バルブの開閉制御を行う制御回路と、を備えたコントローラと、
   を備えていることを特徴とする散水システム。
2. 前記制御回路は、初めに少ない水量で散水し、一定時間経過後に土の水の吸収がよくなった状態で全流量で散水する低水量制御を行うものであることを特徴とする請求項１に記載の散水システム。
3. 前記所定の散水エリアは、水が流れる傾斜面または壁面に設けられた複数系統の散水エリアであり、
   前記制御回路は、上方の散水エリアに水を供給する前記系統配管による散水時間より下方の散水エリアに水を供給する前記系統配管による散水時間を短くして散水を行うとともに、前記各散水時間の間に散水休止時間を設定するものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の散水システム。

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