JP2010046094A - エミッターユニット - Google Patents

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Abstract

【課題】点滴潅漑システムに使用するエミッターユニットを提供する。
【解決手段】本発明によるエミッターユニットは、導管の内側表面に一体的に接合されるようになっているエミッターユニットであって、ハウジングと；導管の内部に露出するように前記ハウジングの外側表面に形成され、かつ前記導管の内部と連通するよう構成されたハウジング入り口と連通した、部分的に覆われた細長い流入チャンネルと；導管出口と連通するよう構成されたハウジング出口と；前記ハウジング出口と連通した流路出口と；前記流入チャンネルの長さ方向に沿って形成されたフィルターバッフルの列と；を具備してなる。
【選択図】図１

Description

本発明は点滴潅漑システム (drip irrigation system) に使用するための改良された潅漑エミッターユニット (irrigation emitter units)に関する。本発明は、エミッターユニットが導管における出口開口に隣接した導管の内側表面に間隔を置いて一体的に接合さており、その結果導管を通る潅漑流が個々のエミッターユニットから出口を介して点滴速度潅漑排出 (drip rate irrigation output) をもたらす、このようなシステムに特に適用可能である。
このような点滴潅漑システム及び特にそれと共に使用するためのエミッターユニットは或る期間知られていた。それらは、細長い流れ制限流路のエミッターであって、該細長い流れ制限流路を通って水が導管から進んで実質的に無圧の滴 (pressureless drip)として導管出口から現れるようにしたエミッターを設けることを含む。
この流れ制限流路の構造及び設置は２つの主要な区分、即ち、ａ）流路がエミッターハウジング内に完全に規定されている場合、及び ｂ）流路がエミッターハウジングとハウジングが接合されている導管の表面との間に規定されている場合、に分けられる。
本発明は特にこれらの分野の第１のもの、即ち、流路がハウジング内に規定されているものに関する。更に、本発明は、好ましくは、エミッターからの排出速度 (output rate) がエミッターユニットへの潅漑供給流の圧力の変動に実質的に無関係であることを確実にするように設計された流れ制御手段、例えば差圧制御手段を備えたこのようなエミッターユニットに関する。
このような点滴潅漑システム、特にそれと共に使用するための潅漑エミッターユニットは本出願人の先願の特許文献１に開示されている。特許文献１は、二重の機能を果たすように、即ち、一方では導管の潅漑流圧にさらされて差圧制御を実行する働きをしそして他方ではボデー部材に形成された流れ制限溝に関して流れ制限流路を規定するように、ボデー部材内に取り外し可能に保持されている弾性的に柔軟性の膜 (resiliently flexible membrane) を備えたエミッターユニットを開示している。
米国特許第４２１０２８７号明細書 米国特許第５３２４３７１号明細書
ハウジング内にエミッターユニットを囲うための以前の提案もあった。これらの提案はハウジングの構成要素の可能な組み立てに関して生じる問題に関して十分な解決策を含まなかった。
本発明の主題のエミッターユニットの場合における如く、相対的に長い細長いエミッターユニットが必要とされ、そして特に導管へのその容易な接合を促進するように容器が相対的に可撓性のプラスチック材料（例えばポリエチレン）から形成される場合に、導管へのその接合の前に容器の構成部片 (constituent pieces) を一緒に保持するための手段を設けなければならない場合に特に問題が明らかに生じる。
それ故、本発明の目的は前記した要求が実質的に達成される点滴潅漑システムにおける使用のための新しい且つ改良された潅漑エミッターユニットを提供することである。
本発明に従えば、導管の内側表面に一体的に接合されるようになっているエミッターユニットであって、ハウジングと、導管の内部に露出するように前記ハウジングの外側表面に形成され、かつ前記導管の内部と連通するよう構成されたハウジング入り口と連通した、部分的に覆われた細長い流入チャンネルと、導管出口と連通するよう構成されたハウジング出口と、前記ハウジング出口と連通した流路出口と、前記流入チャンネルの長さ方向に沿って形成されたフィルターバッフルの列と、を具備してなるエミッターユニットが提供される。
ハウジングの構成部材のリムの長さに沿って配置された相互係合手段の相互の圧力嵌合 (pressure fitting) は、これらの部材を一緒に組み立てた後これらの部材の相互の有効な保持を確実にしそして導管へのハウジングの接合の前にそれらがばらばらになるのを有効に防止する。これは、一方ではエミッターユニットを組み立て後保存しそしてその結果として接合操作中機械的取り扱いに付さなければならないこと、及び他方では囲われた膜を或る程度の弾性的圧力 (resilient pressure) 下にハウジング内に保持しなければならないことを考えると特に重要である。
本発明に従うしっかりした箱状構造の相対的に細長いエミッターユニットを提供することが可能であるため、或る更なる追加の利点を達成することが可能であり、中でも、(i) 膜又は追加の膜によりそれぞれ分離された複数の重ねられた相互接続流れ制限流路の設置、(ii) 有効な逆止め弁構造のエミッターユニットへの組込み、及び (iii) 延びたろ過構造 (extended filtering arrangement) の設置、ということを挙げることができる。
好ましくは、エミッターユニットは差圧制御手段を備えており、この場合に流路の幅と比較して実質的に広がった寸法を有する凹部がハウジングに形成されており、凹部出口が該凹部の底部に形成されており、該凹部のリムは該凹部出口の面積より実質的に大きい面積を有しており、該膜の第１表面は流体流入圧にさらされるようになっており、該膜の第２の反対の表面は該リムに並置されており、そして該流入圧力下に該リムに対して押圧されるようになっており、そして該凹部と共に出口制御室を規定するように、この構成は該流体流入圧が該出口制御室の流体圧を所定の量越えると、該膜が該凹部出口に向けて曲がって該凹部出口と共に制限された流出路を規定するような構成である。
かくして、好ましくは、ハウジングの構成部材の相対的に簡単な成形中に、出口制御室凹部と共に適当な流れ制限性の細長い溝が形成され、これらの溝及び凹部は間置された膜と一緒になって流れ制限流路及び出口制御室を規定する。
箱状ハウジングの設置によって、ハウジングに本発明の１つの観点に従って好ましくはハウジングの構成部材の１つの１つ又は両方の細長い縁に隣接して位置した１つ以上の細長い流入チャンネルを設けることが可能である。これらのチャンネルはハウジング入り口と連通しておりそして導管の内側にさらされる。
ハウジングの構成部材の１つ又はもう１つの成形中にも形成されるこれらのチャンネルは部分的に覆われており、かくしてチャンネルへの相対的に制限されたろ過型入り口を設けることを容易にし、同時に相対的に広範な寸法のチャンネルの設置を可能とする。
チャンネルはその長さに沿って位置したフィルターバッフルの列を備えている。このようにして、潅漑流はろ過手段を備えた１つ以上の延びた開いた流入チャンネルに沿ってエミッターユニットへと進み、このようにして流入チャンネル自体は相対的に広範な寸法であることができ、それによりやはり閉塞の危険を制限する。
本発明に従うエミッターユニットの１つの態様の部品分解斜視図である。 図１に示された図に対して反対向きに示された本発明に従うエミッターユニットの部品分解斜視図である。 本発明に従う組み立てられたエミッターユニットの斜視図である。 部分的に切り欠かれて示された本発明に従うエミッターユニットの斜視図（図３に示された図に対して反対向の）である。 操作の初期段階における本発明に従うエミッターユニットを組み込んだ点滴潅漑システムの長手方向断面図である。 操作のその後の段階における本発明に従うエミッターユニットを組み込んだ点滴潅漑システムの長手方向断面図である。 線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿って取られた図５に示された点滴潅漑システムの断面図である。
本発明のよりよい理解のため及び本発明が如何に実施されうるかを示すために、添付図面を参照する。
図面に見られるとおり、本発明に従うエミッターユニットは本質的に丸みのある端部を有する箱状の長方形形状である細長いハウジング１（図３参照）を具備する。ハウジング１は、対応する形状の細長い受け入れ部材２、対応する形状の細長いカバー部材３及び対応する形状の細長い弾性的に柔軟性の膜４により構成される。
図面の図１及び図２に見られるとおり、受け入れ部材２は本質的に、実質的に平面状底部壁６及び周側壁７から成る。
周側壁７は、直線をなす細長い側部リブ部分８ａの対及び曲がった端部リム部分８ｂの対で形成されている。
各細長い側部リム部分８ａには、交互するハトの尾形の形状の凹み (dovetailed shaped recesses) ９ａ及び突起９の列が形成されている。突起９ｂはそれ自体凹みを有しており、それにより突起９ｂの規定壁に弾性的柔軟性を付与する。
受け入れ部材２の底部壁６の内側表面には細長い溝１１が形成されており、この細長い溝１１は入り口端部１１ａ（相対的に広がった幅の）から、流れ制限性の実質的に三角形のバッフル１２の反対向きの組の対で既知の方式で形成されている流れ制限部分１１ｃを経由して仮の端部 (interim terminal portion) １１ｂに延びている。
周ウエルリム (peripheral well rim) １６を有する勾配の付いている壁部分１４により規定された入り口ウエル１３が入り口部分１１ａに形成されている。このリム１６は、図５及び図６に明らかに見られるとおり、底部壁６の内側表面からバッフル１２を越えて延びている。
図面の図２、図４及び図７をここで参照すると、受け入れ部材２の底部壁の外側表面には、それぞれその細長い縁に隣接して、一対の細長い流入チャンネル１７ａ及び１７ｂが形成されており、該流入チャンネル１７ａ及び１７ｂはその長さに沿って配置されたフィルターバッフル１８ａ及び１８ｂのそれぞれの列を有する。受け入れ部材２の底部壁６には横断方向に向いたカップリングチャンネル１９が形成されており、カップリングチャンネル１９は細長い流入チャンネル１７ａと１７ｂとの間の連通を達成する働きをする。カップリングチャンネル１９は中心開口１９ａを介してウエル１３と連通している。かくして、細長い流入チャンネル１７ａ及び１７ｂはすべてカップリングチャンネル１９を介して中心開口１９ａへと流れだし、従ってエミッターユニットへの唯一の流入源を構成する。横断方向に向けられた狭い成形スロット２１は受け入れ部材２の底部壁６の上部表面に形成されておりそしてその長さに沿ってカップリングチャンネル１９と連通している。
特に図面の図４及び図７に見にれるとおり、細長い流入チャンネル１７ａ及び１７ｂ（受け入れ部材２の成形中に形成される）は部分カバー１７ｃを伴って形成されている。このようにして、チャンネル１７ａ及び１７ｂへの相対的に制限されたろ過型入り口 (filtering type inlet) を設けることが容易にされ、同時に相対的に広範囲の寸法のチャンネル１７ａ及び１７ｂを設けることを可能とする。
カバー部材３は、細長い直線状側部リム部分２２ａ及び曲がった端部リム部分２２ｂを持って形成されている。
各細長い側部リム部分２２ａの長さに沿って、ハトの尾形断面形状の交互する突起２３ａ及び凹み２３ｂが形成されている。各凹み２３ｂはその基部から突き出た半円筒形スタッド２３ｃを形成されている。
突起２３ａ及び凹み２３ｂは形状及び寸法において凹み９ａ及び突起９ｂと対応しており、その結果突起２３ａ、９ｂは凹み２３ｂ、９ａ内に圧力嵌合され、そしてしっかりと保持されることができる。
凹み９ａの規定壁の両側に凹み付き突起９ｂを設けることは、凹み９ａに突起２３ａを挿入する際のこれらの壁の相対的柔軟性を可能とする。スタッド２３ｃは突起９ｂに形成された凹みに有効に嵌合する。
カバー部材３の内側表面には、形状及び寸法において溝１１と対応する細長い溝２４が形成されている。この場合に、溝は、サイズ及び寸法において受け入れ部材２に形成された入り口部分１１ａと対応する凹部２４ａを構成する広がった寸法の下流端部を持って形成されている。溝２４は更に、受け入れ部材２に形成された溝の仮の端部１１ｂと形状及び寸法において対応する仮の入り口部分 (interim inlet portion) ２４ｂを持って形成されている。最後に、溝２４は、受け入れ部材２に形成された流れ制限溝部分１１ｃと形状及び寸法が対応している細長い流れ制限部分２４ｃを具備し、そしてその流れ制限溝部分と同様に、流れ制限バッフル２５を持って形成されている。凹部２４ａの底部には、カバー部材３を通って延びている凹部出口２６が形成されている。狭い盲溝２７が凹部２４ａの底部壁に形成されており、そして凹部出口２６と連通している。
細長い弾性的に柔軟性の膜４は大きさ及び寸法が受け入れ部材２の内側表面と対応しており、そして連通開口２８を持って形成されており、連通開口２８は、図面の図５、６及び７に明らかに見られるとおり、組み立てられたエミッターユニットにおいて、溝１１の仮の端部１１ｂとカバー部材３における溝２４の仮の端部２４ｂとの間に配置されるように設計されている。
エミッターユニット１の組立は、膜４を受け入れ部材２に挿入し、そしてカバー部材３を受け入れ部材２に圧力篏合させ、それにより突起２３ａ及び９ｂが凹み９ａ及び２３ｂ内にしっかりと且つ摩擦的に嵌合されそして保持されることにより行われる。
図面の図６に見られるとおり、組み立てられたとき、膜４は周ウエルリム１６に対して偏倚的に押圧され、それにより出口２６からエミッターへの入り口１９、１９ａへの戻り流又は漏洩に対してエミッターユニットを有効にシールする。このようにして、エミッターは有効な逆止め弁構造を持って形成されている。入り口１９、１９ａを介してエミッターへの水の流れを可能とするように弁を開くことは、流入圧がウエルリム１６から離れるように膜４を変位させるのに十分なときにのみ可能である。
かくして組み立てられたエミッターユニット１はこの後保存され、その後、例えば本出願人の特許文献２に説明及び例示された方法に従ってその押出期間中導管に挿入及び接合させることができる。
受け入れ部材２内にカバー部材３を固定するのに使用される手段は、それにより、突起２３ａ、９ｂの広がった表面は凹み９ａ、２３ｂが押圧摩擦接触されることを確実にし、保存中、挿入及び接合プロセス中のユニットの解体を極めて起こりそうもないようにする。
説明したばかりの好ましい態様では、各突起相互係合手段２３ａ、９ｂはその最も狭いところで部材３、２のリム部分２２ａ、８ａに隣接しており、それから各突起相互係合手段はそれぞれ他の部材２、３のリム部分８ａ、２２ａに向けて延びており且つ広がっており、一方各凹み相互係合手段９ａ、２３ｂはその最も広いところで部材２、３のリム部分８ａ、２２ａに隣接しており、それにおいて各凹み相互係合手段は他の部材３、２のリム部分２２ａ、８ａに向けて形成されそして狭くなっている。この構造によりそして突起及び凹みの両方共部材２及び３の長手方向軸線に直角に延びているという事実により、該部材は長手方向軸線に対して横断方向の起こり得る分離力に対抗して有効に固定される。更に、一方では突起の広がった表面及び他方では凹みは、お互いに対する部材２、３の外向きの変位に対抗して凹み内の突起の有効な摩擦保持を確実にする。
例示されそして説明された特定の例において突起２３ａ及び凹み９ａは本質的に形状がハトの尾形であるものとして示されているが、他の本質的に均等な形状を使用することもできる。かくして、例えば、Ω形状の突起及び凹みを使用することができる。
更に、或る場合には、相互係合突起及び凹みの単一の対によって及び本質的に平行壁の構造のこのような突起及び凹みによって十分な保持が保証されうる。
図面の図５、６及び７に見られるとおり、エミッターユニット１は、正確に受け入れ部材２及びカバー部材３の相互係合式リム部分８及び２２において導管２９の内側表面に接合され、そしてこの接合作用は部材２及び３を相互に恒久的に固定しそしてお互いへの及び導管３０へのそれらのシール取り付けを保証する。
ここで、説明されそして例示されたばかりのエミッターユニット１を組み込む点滴潅漑システムの操作様式の説明のための図面の図４、５、６及び７を参照されたい。
導管３０を通って流れる潅漑水は、ろ過流入チャンネル１７ａ及び１７ｂ及び成形スロット２１を通りそしてカップリングチャンネル１９及び中心開口１９ａを介してウエル１３に進む。流入水の圧力は、膜４を周ウエルリム１６（図４及び図６に見られるとおり）上のその偏倚したシール位置から変位させ、膜４と流れ制限溝１１ｃとの間に規定された流れ制限流路を通って仮の端部溝部分１１ｂへの図６に示された矢印の方向の水の流れを可能とする。次いで水は連通開口２８を経由して入り口溝部分２４ｂへと進み、膜４と溝部分２４ｃとの間に規定された細長い流れ制限流路を通って凹部２４ａへと進む。
水が、無圧滴として現れるように流れ制限流路における長い流速制限を受けて、凹部２４ａから凹部出口２６に現れる。
凹部２４ａのリムに支えられている膜４は、凹部２４ａと共に有効な出口制御室を規定し、膜４の１つの表面は入り口流れ圧力にさらされ、そして膜４の反対の表面は出口制御室の流れ圧力にさらされる。
かくして、膜４の該第１表面に及ぼされた流体流入圧が出口制御室の流体圧を所定の量越えると、膜４は凹部出口と共に制限された流出路を規定するように、凹部出口２６に向けて曲がることによる差圧制御が行われる。潅漑エミッターユニットに適用されるこのような差圧制御は、以前に、例えば‘２８７特許に記載されている。
本発明に従うエミッターユニットでは、箱状のハウジングの使用は二重層の、従って特に細長い流れ制限流路の設置を可能とすることが理解されるであろう。このような長い流れ制限流路は、従来の構造のエミッターユニットで使用できる幅寸法よりも有意に大きい幅寸法を有し、そしてこれはもちろん小砂等による流路の閉塞の危険を最小にするのに相当重要である。
しかしながら、本発明は単一の流れ制限層のみを有するエミッターユニットに同等に適用可能であることが認められるであろう。同様に、本発明は、該又は各流れ制限層が１つより多くの流れ制限流路を有するエミッターユニットに同等に適用可能である。
本発明を差圧制御を達成するように膜の使用に関して特定的に説明してきたが、本発明は異なる形態の流れ制御を使用するエミッターユニットであって、膜が内部ハウジング壁と共に流れ制限流路を規定しそしてそれと相互作用もして有効な流れ制御を与えるように働くエミッターユニットに同等に適用可能であることは理解されるであろう。
更に、本発明の適用は押出プロセス期間中に押し出された導管へのエミッターユニットの接合に関して特定的に説明されたが、本発明は、導管ストリップブランクの内側表面に本発明に従うエミッターユニットを接合し、該導管ストリップブランクはその後その長手方向縁において溶接されて導管を形成することにも同等に適用可能である。
更に、ろ過流入チャンネルの設置のための受け入れ部材２の相対的に頑丈な壁の利用は、ここでも従来のエミッターユニットの流入路より幅が相対的に大きい流入路の使用を可能とし、ここでも閉塞の危険を最小にする。
特定的に説明されそして例示されたエミッターユニットにおける如く、逆止め弁構造が設けられる場合にはこれは特に重要である。このような構造では、エミッターユニットへの単一の制限された入り口１９、１９ａのみが利用可能であり、このような制限された入り口は十分なろ過手段を収容できない。それ故このような手段は本発明に従うエミッターユニットの構造によって可能とされるろ過流入チャンネルによって与えられる。
１ ハウジング
２ 受け入れ部材
３ カバー部材
４ 膜
６ 底部壁
７ 周側壁
１１ 溝
１３ ウエル
１６ 周ウエルリム
１７ａ 流入チャンネル
１７ｂ 流入チャンネル
１８ａ， １８ｂ フィルターバッフル
１９ａ 中心開口（ハウジング入り口）
２６ 凹部出口（ハウジング出口）

Claims (2)

  1. 導管の内側表面に一体的に接合されるようになっているエミッターユニットであって、
    ハウジングと、
    導管の内部に露出するように前記ハウジングの外側表面に形成され、かつ前記導管の内部と連通するよう構成されたハウジング入り口と連通した、部分的に覆われた細長い流入チャンネルと、
    導管出口と連通するよう構成されたハウジング出口と、
    前記ハウジング出口と連通した流路出口と、
    前記流入チャンネルの長さ方向に沿って形成されたフィルターバッフルの列と、
    を具備してなるエミッターユニット。
  2. 請求項１記載のエミッターユニットにおいて、前記流入チャンネルが、前記外側表面の間隔を置いた位置に複数形成されており、かつ、該外側表面にはそれら流通チャンネルと横断する方向に向けられた連通チャンネルが形成され、該連通チャンネルに前記ハウジング入り口が形成されており、前記流入チャンネルへの水の流れが該ハウジング入り口に流れ出るエミッターユニット。
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