JP2010099040A - スプリンクラー用ゴミ除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スプリンクラーの接続配管内部に溜まるゴミを容易に外部に除去することができ、スプリンクラーの維持管理を容易とするスプリンクラー用ゴミ除去装置を提供する。
【解決手段】スプリンクラー３０に接続される給水管の立ち上がり部１３に設けられる筒状の本体部２１と、スプリンクラー３０のノズル部３１の吐出口３１ａよりも上流側に設けられるフィルタ部材２７とを有し、本体部２１の内部に上下に貫通する給水通路２４を設け、給水通路２４の途中に、球状弁体２５を収納配置した弁室２６を設け、給水管からの上向きの水圧の付加により球状弁体２５が浮上して給水通路２４を開通し、同水圧の除去により球状弁体２５が沈降して弁室２６の入口２６ａを閉鎖し、本体部２１の側部に、弁室２６から外部に貫通する水抜き口２８を設け、給水通路２４の給水状態において、本体部２１の内部の水圧を受けた球状弁体２５により、水抜き口２８の入口を閉鎖する。
【選択図】図３

Description

本発明は、スプリンクラーの接続配管内部に溜まるゴミを自動的に外部に除去でき、スプリンクラーの維持管理作業を容易とする、スプリンクラー用ゴミ除去装置に関するものである。

圃場の代表的な潅水設備として、従来より、スプリンクラー設備が知られている（特許文献１等参照）。このスプリンクラー設備は、一例として、貯水池と圃場との間を地下配管で結び、圃場内には地下配管からライン管を地上に配管し、ライン管の途中に立ち上がり管（ライザー管）を接続し、各立ち上がり管の上端にスプリンクラーを設けたもので、貯水池の水をポンプで地下配管、ライン管を通して圧送し、各立ち上がり管上端のスプリンクラーの散水ノズルから、圃場内へ散水するようになっている。また、各スプリンクラーは、下からの水圧により一定角度の範囲を回転し、圃場内にまんべんなく均等に散水するようになっているものが多い。

茶園では、春先の新芽が出る時期、霜の被害を避けるために、防霜設備として、従来より防霜ファンおよびスプリンクラーの散水による防霜方法（散水氷結法）が利用されている。後者の防霜方法は、霜が降りて地面の放射冷却により、新芽の葉温が−２°以下に低下すると、新芽が霜害を受けて枯れてしまうため、葉温が略２℃になったら、自動又は手動によりスプリンクラーを作動させて散水し、茶葉に付着した水分が凍って潜熱を放出し、これにより新芽が約０℃に保たれ、これにより凍霜害が防止される。
実開平５−６３２５２号公報

貯水池に溜まったゴミは、配管の入口あるいは途中に設けられたストレーナーで大部分が除去されるが、除去されなかった小さいゴミや塵が配管を通り、スプリンクラー内部に溜まり、ノズルの目詰まりを起こす場合がある。このため、従来では、目詰まりが起こる都度、スプリンクラーを外して中のゴミを除去する必要があった。スプリンクラーが詰まると散水に支障を来たし、新芽が霜害を受けて枯れる問題につながる。このため、上に述べたように、その都度スプリンクラーの内部を清掃する必要があるが、茶園や果樹園等では、園内に多数のスプリンクラーが設置されているため、農家にとっては、それらの清掃作業の負担が極めて大きい。また、スプリンクラーの手前にゴミ除去用の高性能フィルターを取り付ける例もあるが、その維持管理・交換に要する費用が高くつくという問題があった。

さらに、スプリンクラー設備は、上に述べた灌漑や防霜目的以外にも、薬剤散布や葉面洗浄など多目的に使用されており、上記のゴミ除去の問題の解決が叫ばれていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、スプリンクラーの接続配管内部に溜まるゴミを自動的に外部に除去することができ、スプリンクラーの維持管理を容易にするスプリンクラー用ゴミ除去装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る請求項１記載のスプリンクラー用ゴミ除去装置は、スプリンクラーに接続される給水管の立ち上がり部に設けられる筒状の本体部と、スプリンクラーのノズル部の吐出口よりも上流側に設けられるフィルタ部材とを有し、当該本体部の内部に上下に貫通する給水通路を設け、当該給水通路の途中に、球状弁体を収納配置した弁室を設け、給水管からの上向きの水圧の付加により弁室内の球状弁体が浮上して給水通路を開通し、同水圧の除去により球状弁体が沈降して弁室の入口を閉鎖し、前記本体部の側部に、弁室から外部に貫通する水抜き口を設け、前記給水通路の給水状態において、本体部の内部の水圧を受けた球状弁体により、前記水抜き口の入口を閉鎖することを特徴とする。

請求項１記載のスプリンクラー用ゴミ除去装置によると、貯水池等からポンプにより給水管から立ち上がり部を経てスプリンクラーへ向けて圧送される水が、立ち上がり部に設けられたゴミ除去装置の本体部の給水通路を上向きに通過する際、弁室に収納配置された球状の弁体が、下からの水圧により浮上して給水通路を開通する。同時に、開通初期の段階で、浮上した弁体が、弁室から外部に開口する水抜き口に吸込まれる水の負圧により水抜き口２８側へ吸引され、同時に本体部の内部の水圧を受けて水抜き口の入口を閉鎖する。球状弁体により水抜き口の入口が閉鎖された状態で、給水通路内の全ての水はスプリンクラー内部の給水通路へ圧送され、スプリンクラーの散水ノズルの吐出口から外部へ吐出され、散水される。その間、ストレーナー等で除去されなかった小さいゴミや塵等は、圧送される水と一緒にスプリンクラーへ向かうが、スプリンクラーのノズル部の吐出口よりも上流側に設けられたフィルタ部材により、本体部の内部からフィルタ部材の手前にかけて、徐々に蓄積される。

散水を停止するためにポンプが停止されると、給水管内を水が圧送されなくなり、給水時に弁室内で水圧により水抜き口を閉鎖していた球状弁体が重力により沈降し、弁室の入口を閉鎖すると同時に、弁室から外部に貫通する水抜き口の入口が開口し、スプリンクラー内部および弁室に溜まる水が水抜き口を通して外部に自動的に排出される。と同時に、本体部の内部からフィルタ部材の手前にかけて蓄積されたゴミ等も、水の排出に追従して水抜き口から外部に自動的に排出される。

これにより、ポンプが停止されると、スプリンクラーを取り外すことなく、本体部内に設けられたフィルタ部材の手前に蓄積されたゴミ等を外部に自動的に排出することができ、スプリンクラーの維持管理が極めて容易となる。また、これにより、スプリンクラーがゴミで目詰まりして散水不可となり、茶園等の新芽が霜害により枯れてしまうといった問題を防ぐことができる。

本体部は、スプリンクラーに接続される給水管の立ち上がり部に設ければよく、例えば、スプリンクラー直下のライザー管の上端に設ける他、ポンプから続く給水管の元栓付近に垂直な立ち上がり部を設け、当該立ち上がり部に設けるようにしても良い。

本発明に係る請求項２記載のスプリンクラー用ゴミ除去装置は、前記球状弁体の外径が、前記弁室の入口径および前記水抜き口の入口径のそれぞれよりも大きいことを特徴とする。

本発明に係る請求項３記載のスプリンクラー用ゴミ除去装置は、前記水抜き口の入口径が、前記ノズル部の吐出口の口径よりも大きいことを特徴とする。

本発明に係る請求項４記載のスプリンクラー用ゴミ除去装置は、前記フィルタ部材を、本体部の弁室と、当該弁室に連通する前記スプリンクラー内部の給水通路との間に設けることを特徴とする。

以上説明したように、本発明に係るスプリンクラー用ゴミ除去装置は、給水時は、本体部の内部の給水通路を常時開通して灌漑機能や防霜機能を十分に発揮し、給水停止時は、スプリンクラー内部に溜まる水を本体部の側部に設けた水抜き口から外部に自動的に排出すると同時に、本体部の内部からスプリンクラーのノズル部の吐出口の上流側に設けたフィルタ部材の間に溜まるゴミや塵を水の排出に追従して外部に自動的に排出することができ、これによって、スプリンクラーを取り外すことなく、スプリンクラーの接続配管内部のゴミを排除することができ、スプリンクラーの維持管理を極めて容易かつ簡便にするという優れた効果を奏する。

また、本発明に係るスプリンクラー用ゴミ除去装置は、構造が非常に簡単であり、耐久性に優れると共に、製作コストも安いという優れた効果を奏する。

本発明を実施するための第１の実施形態を、茶園を例にして、図１ないし図７を参照して説明する。図１および図２において、符号１０はスプリンクラーシステムを示す。

スプリンクラーシステム１０は、貯水池１と茶園（圃場）２との間が地下配管１１で結ばれ、茶園２の地表面には、地下配管１１に接続された複数本（図示例の場合４本）のライン管１２が、茶の木Ｔが植えられた畝２Ａの上に平行に延びており、各ライン管１２の途中には一定間隔で立ち上がり管（ライザー管）１３が設けられている。各立ち上がり管１３の上端には、本発明に係るスプリンクラー用ゴミ除去装置（以下、単に「ゴミ除去装置」という）２０を介してスプリンクラー３０が設けられている。各スプリンクラー３０の散水ノズル３１からは、貯水池１からポンプ１４により圧送された水が吐出され、茶園２内の所定範囲内に散水されるようになっている。

図３は、立ち上がり管１３、ゴミ除去装置２０、スプリンクラー３０の各部材の接続状態の断面図を示している。ゴミ除去装置２０は、筒状の本体部２１を有し、本体部２１の下端部には、立ち上がり管１３の上端開口部１３ａに着脱可能に接続される下側接続部２２が設けられている。下側接続部２２の外周には雌ねじ部２２ａが設けられ、立ち上がり管１３の上端開口部１３ａの内面に設けられた雄ねじ部１３ｂに螺合されるようになっている。また、本体部２１の上端部には、スプリンクラー３０の下端部３６と着脱可能に接続される上側接続部２３が設けられている。上側接続部２３の上端開口部２３ａの内周には雄ねじ部２３ｂが設けられ、スプリンクラー３０の下端部３６の外周に設けられた雌ねじ部３６ａに螺合されるようになっている。

図３および図４に示すように、本体部２１の内部には、上下に貫通し、立ち上がり管１３の管内の給水通路１５に連通する給水通路２４が設けられている。給水通路２４の途中には、球状弁体２５を収納配置した弁室２６が設けられている。弁室２６の内径Ｄ_１は、給水通路２４の、弁室２６よりも下側に位置する下側通路２４ａの内径Ｄ_２よりも大きい。

弁室２６内に収納される球状弁体２５は、給水時に下からの水圧の付加により弁室２６内を浮上して給水通路２４を開通し、給水停止時には沈降して弁室２６の入口２６ａを閉鎖する開閉弁としての役目を果たすもので、球状弁体２５の外径Ｄ_３は、弁室２６の入口径、すなわち、下側通路２４ａの内径Ｄ_２よりも大きく、弁室２６の内径Ｄ_１よりも小さい。

さらに、本体部２１の、上側接続部２３の内周下部には、地下配管１１、ライン管１２、立ち上がり管１３の管内をスプリンクラー３０側へ水と一緒に流れてくるゴミや塵を捕捉するための、メッシュ状のフィルタ部材２７が取り付けられている。

そして、本体部２１の側部には、弁室２６から外部に貫通する水抜き口２８が設けられている。この水抜き口２８の内径Ｄ_４は、スプリンクラー３０における散水ノズル３１の先端吐出口３１ａの口径よりも数倍（図示例の場合、３倍以上）大きい。また、水抜き口２８の内径Ｄ_４は、球状弁体２５の外径Ｄ_３よりも小さく、給水時には、給水通路２４の給水状態において、本体部２１の内部の水圧を受けた球状弁体２５により、入口が閉鎖され、かつ漏水も防止されている。さらに、水抜き口２８の、弁室２６側の入口の周縁部には、テーパー（例えば４５度）が設けられ、閉鎖時に球状弁体２５と密着し、閉鎖性を向上させるようになっている。

なお、弁室２６の下面２６ｂは、給水通路２４の下側通路２４ａに向けて下向きに傾斜する斜面となっており、給水停止時に、球状弁体２５との密着性を高め、給水通路２４の閉鎖性を向上させる作用を奏する。

スプリンクラー３０は、散水ノズル３１を備えるスプリンクラー本体３２と、スプリンクラー本体３２に回転自在に取り付けられた拡散ブレード３３と、スプリンクラー本体３２に取り付けられた付勢スプリング３４とから構成され、スプリンクラー本体３２の内部には、下端に開口し散水ノズル３１の先端吐出口３１ａに連通する給水通路３５が形成されている。

かかるスプリンクラー３０は、スプリンクラー本体３２の下端部３６がゴミ除去装置２０の本体部２１の上側接続部２３内に接続された状態で、ゴミ除去装置２０の給水通路２４から圧送される水が給水通路３５を通り、先端吐出口３１ａから噴出して、前方の拡散ブレード３３を水圧によって付勢スプリング３４に抗して一方向に回動させ、付勢スプリング３４の復元力によって拡散ブレード３３を復元させ、スプリンクラー本体３２を打撃し、スプリンクラー本体３２を周方向に一定の角度範囲で回転させることができるようになっている。なお、図示しないストッパーにより、スプリンクラー本体３２の回転角度を一定範囲に規制できるようになっている。なお、図示例のスプリンクラー３０は、一例であって、多種多様のスプリンクラーが適用できることは言うまでもない。

次に、以上のスプリンクラーシステム１０およびゴミ除去装置２０の作用について、図４ないし図７を参照して、以下に説明する。

図１に示すポンプ１４の作動により、貯水池１から地下配管１１、各ライン管１２を圧送された水が、各立ち上がり管１３の給水通路１５からゴミ除去装置２０の給水通路２４に上向きに圧送されると、図４に示すように、給水通路２４の途中の、弁室２６の入口２６ａを閉鎖していた球状弁体２５が、上向きの水圧により、図５に示すように、浮上して給水通路２４を開通する。同時に、浮上した球状弁体２５が、弁室２６から水抜き口２８に吸込まれる水の負圧により水抜き口２８側へ吸引され、図６に示すように、本体部２１内の水圧により、弁室２６から外部に貫通する水抜き口２８の入口を閉鎖する。これにより、立ち上がり管１３の給水通路１５を上向きに圧送される水は、ゴミ除去装置２０の給水通路２４、スプリンクラー３０内部の給水通路３５を通り、散水ノズル３１の先端吐出口３１ａからそれぞれ吐出される。各スプリンクラー３０は、図１に示すように、給水中、拡散ブレード３３と付勢スプリング３４の作用により、一定の角度範囲で回転しながら、茶園２内を散水する。

ポンプ１４の作動は、例えば、葉温度を検出する地表付近の温度センサー（図示せず）で制御し、春先の時期、葉温度が２℃に下がったら温度センサーからの信号により、ポンプ１４を自動的に作動させ、一定時間散水を行う。

一定時間散水が行われ、自動的にポンプ１４が停止し、或いは手動によるバルブ等の閉鎖により、貯水池１からの水の圧送が停止されると、ゴミ除去装置２０内の給水通路２４内では、下からの水圧が除去されるので、水抜き口２８の入口を閉鎖していた球状弁体２５が、図７に示すように重量により沈降して、弁室２６の入口２６ａを閉鎖する。これにより給水通路２４が閉鎖される。同時に、水抜き口２８の入口が開口し、スプリンクラー３０内部の給水通路３５およびゴミ除去装置２０内の弁室２６に残る水が水抜き口２８を通り、外部に排水される。そして、ゴミ除去装置２０内の弁室２６およびフィルタ部材２７の下部に蓄積されたゴミ等Ｇは、下側接続配管２２へ逆行して配管内に溜まることなく、水の排出に追従して水抜き口２８から外部に自動的に排出される。

本実施形態のゴミ除去装置２０によると、散水開始後、貯水池１から水と一緒に小さいゴミや塵埃が給水管内をスプリンクラー３０へ向け流れても、弁室２６からフィルタ部材２７の下部に蓄積されたゴミ等が、散水停止の度に、水抜き口２８から水と一緒に外部に自動的に排出されるから、スプリンクラーの接続配管内に溜まるゴミ等を除去する作業が不要で、従来のように、ゴミの除去のためにスプリンクラー３０をわざわざ取り外す作業が不要となる。

また、ゴミが本体部２１の弁室２６内に留まったとしても、給水と停止を繰り返すことにより、水の排出と同時に弁室内２６に溜まったゴミも排出される。これにより、スプリンクラー３０の維持管理が半永久的に容易となる。また、スプリンクラーが目詰まりして散水不可となることもない。

本発明に係るスプリンクラー用ゴミ除去装置は、あらゆる用途のスプリンクラー、例えば灌漑用、防霜用、薬剤散布用、葉面洗浄用などのスプリンクラー用のゴミ除去装置として利用可能である。

本発明のスプリンクラー用ゴミ除去装置を用いたスプリンクラーシステムの概要を示す側面図、 図１に示すスプリンクラーシステムの平面図、 本発明のスプリンクラー用ゴミ除去装置の断面図、 本発明のスプリンクラー用ゴミ除去装置の作用を示す説明図で、球状弁体により給水通路が球状弁体により閉鎖された状態を示す図、 本発明のスプリンクラー用ゴミ除去装置の作用を示す説明図で、球状弁体の浮上により給水通路が開通された状態を示す図、 本発明のスプリンクラー用ゴミ除去装置の作用を示す説明図で、球状弁体の浮上により水抜き口の入口が閉鎖された状態を示す図、 本発明のスプリンクラー用ゴミ除去装置の作用を示す説明図で、球状弁体の沈降により給水通路が閉鎖された状態を示す図である。

符号の説明

１ 貯水池
２ 茶園（圃場）
２Ａ 畝
１０ スプリンクラーシステム
１１ 地下配管
１２ ライン管
１３ 立ち上がり管（立ち上がり部）
１３ａ，２３ａ 上端開口部
１３ｂ，２３ｂ 雄ねじ部
１４ ポンプ
１５，２４，３５ 給水通路
２２ａ，３６ａ 雌ねじ部
２０ ゴミ除去装置
２１ 本体部
２２ 下側接続部
２３ 上側接続部
２４ａ 下側通路
２５ 球状弁体
２６ 弁室
２６ａ 弁室の入口
２７ メッシュ状のフィルタ部材
２８ 水抜き口
３０ スプリンクラー
３１ 散水ノズル
３１ａ 先端吐出口
３２ スプリンクラー本体
３３ 拡散ブレード
３４ 付勢スプリング
３６ 下端部
３７ ストッパー
Ｄ_１ 弁室の内径
Ｄ_２ 下側通路の内径
Ｄ_３ 球状弁体の外径
Ｄ_４ 水抜き口の内径
Ｔ 茶の木

Claims (4)

1. スプリンクラーに接続される給水管の立ち上がり部に設けられる筒状の本体部と、スプリンクラーのノズル部の吐出口よりも上流側に設けられるフィルタ部材とを有し、前記本体部の内部に上下に貫通する給水通路が設けられ、当該給水通路の途中に、球状弁体が収納配置された弁室が設けられ、給水管からの上向きの水圧の付加により弁室内の球状弁体が浮上して給水通路が開通され、同水圧の除去により球状弁体が沈降して弁室の入口が閉鎖され、前記本体部の側部に、弁室から外部に貫通する水抜き口が設けられ、前記給水通路の給水状態において、本体部の内部の水圧を受けた球状弁体により、前記水抜き口の入口が閉鎖されることを特徴とするスプリンクラー用ゴミ除去装置。
2. 前記球状弁体の外径は、前記弁室の入口径および前記水抜き口の入口径のそれぞれよりも大きいことを特徴とする、請求項１記載のスプリンクラー用ゴミ除去装置。
3. 前記水抜き口の入口径は、前記ノズル部の吐出口の口径よりも大きいことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のスプリンクラー用ゴミ除去装置。
4. 前記フィルタ部材は、本体部の弁室と、当該弁室に連通する前記スプリンクラー内部の給水通路との間に設けられることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のスプリンクラー用ゴミ除去装置。
   

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