JP2013505708A - 濾過灌漑方法、濾過灌漑装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

濾過灌漑方法、濾過灌漑デバイス及びその製造方法であり、濾過灌漑デバイスは水移送チャンバ(１)を含み、そこには一つ以上の多孔質フィルタ膜(２)が配置されている。各々の膜(２)に対応する一つ以上の流れ制限体(３)は、水移送チャンバ(１)の壁に取り付けられる。流れ制限体の総浸透能は、前述のフィルタ膜のそれよりも小さい。本発明は、デバイスの閉塞を効果的に回避できる。
【選択図】図４

Description

本発明はプラントを灌漑するマイクロ灌漑技術に関し、特に、浸透灌漑方法、浸透灌漑装置及びそれを製造する方法に関する。

現在における点滴灌漑及び浸透灌漑において、最も重要な問題は、潅注器の水流出孔の閉塞である。閉塞を防ぐための一般的な方法は、灌漑パイプラインの給水器端部において、水処理を実行することである。しかしながら、これは器機に相当に大きな投資を必要とする上に、パイプライン全体が何らかの不適切な水処理に起因して廃棄されることもある。

点滴灌漑水流出孔の直径は、通常は０．５ｍｍと１ｍｍとの間であり、浸透灌漑水流出孔の直径は主に数十ミクロンから１００ミクロンを超えるものまである。研究によれば、閉塞は、上記の孔直径の範囲内で、直径が異なる様々な不純物に起因することが判明しており、粒子の直径は数十ミクロンから１ミクロン未満に亘る。慎重な調査は、これらの水流出孔の閉塞過程は以下の通りであることを示す。圧力下の軸方向における管流の水は、若干の水が水流出孔を通じて半径方向に流れ出て、即ち灌漑水になる。小径若しくは殆ど小さな径を有して水で運び込まれる粒子は、水流出孔の径を閉止して、ブリッジを形成し、水流出孔を経る水流による即効性及び流れに起因して流出通路を閉塞する。従って、より小さな孔がブリッジの近傍に存在する限りは、これらの孔が他の粒子又はより小さな粒子ブリッジにより更に塞がれて、徐々に閉塞される。

この理由から、現在の点滴灌漑と浸透灌漑における水流出孔の閉塞の問題を解決若しくは改善する浸透灌漑装置を提供することが必要である。

発明の概要

本発明の目的は、浸透灌漑方法、浸透灌漑装置及びそれを製造する方法を提供することであり、これは水流を充分に利用することにより閉塞物を自動的に洗浄して浸透灌漑装置の閉塞を改善若しくは防止し、浸透灌漑装置の耐用期間を延長して、使用コストを低減することができる。

管内の水の度重なる試験及び研究の後、発明者は浸透灌漑水流出孔の径が充分に小さく、且つ水流出率が充分に低いときは、不純物が流出通路を閉塞することは難しいことを見いだした。その代わりに、不純物が流出孔の表面に僅かに付着していれば、管内の水流に平行に発生した剪断力によって容易に洗浄することができる。耐閉塞及び水節減型浸透灌漑装置は、そのような特性を充分に利用することによって製造することができる。浸透灌漑装置を採用している全ての灌漑システムは、単に灌漑パイプライン内の水流を使用することにより、如何なる水処置装置も必要とすることなく、自動洗浄を完全に実行することができ、長期の使用に亘って閉塞されない。

上記の原理に基づいて、本発明は浸透灌漑装置を提供し、これは、
水出口及び水吸入口を有する水通過チャンバであって、そこでは、水が水吸入口と水出口との間で流れるときに、水通過チャンバの軸方向に沿った水流が形成される水通過チャンバと、;
水通過チャンバ内に置かれた一つ以上の多孔質フィルタ膜であって、濾過区画と共に、一つ以上の多孔質フィルタ膜によって濾過される水を収容するように形成され、；一つ以上の多孔質フィルタ膜の位置は、軸方向水流が水通過チャンバを出るときに水流の少なくとも一部が多孔質フィルタ膜の表面に沿って流れて、その表面を洗浄するように設定された多孔質フィルタ膜と、；
各々が多孔質フィルタ膜に対応して水通過チャンバの側壁に配置された一つ以上の流れ制限体とを備え、この一つ以上の流れ制限体の各々は、一つ以上の流れ制限オリフィスと、一つ以上の多孔質フィルタ膜の濾過区画に連通する入口と、水通過チャンバの外側の出口とを有し、一つ以上の流れ制限体の水についての総浸透能は、一つ以上の多孔質フィルタ膜のそれよりも小さい。

本発明の好ましい例では、流れ制限体の制限オリフィスの最大孔径は、多孔質フィルタ膜のそれよりも大きい。

本発明の選択的な実施形態では、一つ以上の多孔質フィルタ膜の数は一つであり、且つ一つ以上の流れ制限体は対応する多孔質フィルタ膜に配置されている。

本発明の他の選択的な実施形態では、一つ以上の多孔質フィルタ膜の数は一つよりも多く、且つ一つ以上の流れ制限体は多孔質フィルタ膜の各々に対応して配置されている。

本発明の選択的な実施例においては、多孔質フィルタ膜は水通過チャンバの内壁の一部を覆い、且つ多孔質フィルタ膜の縁は水通過チャンバの内壁に密接に係合することにより、多孔質フィルタ膜とそれに覆われた水通過チャンバの内壁との間に濾過区画を形成する。

本発明の他の選択的な実施例においては、多孔質フィルタ膜は水通過チャンバの内壁の全周を覆い、且つ多孔質フィルタ膜の縁は水通過チャンバの内壁に密接に係合することにより、多孔質フィルタ膜とそれに覆われた水通過チャンバの内壁との間に濾過区画を形成する。

本発明の更に他の選択的な実施例においては、多孔質フィルタ膜は袋型であり、濾過区画は多孔質フィルタ膜の一つの袋内に形成される。この実施形態の例では、水通過チャンバの側壁は、流れ制限体と係合するように開口に配置され、流れ制限体はこの開口へ挿入され、流れ制限体のハウジングは開口の縁に密接に係合し、袋型多孔質フィルタの袋口は流れ制限体の入口に密接に係合することにより、流れ制限体の入口は濾過区画と連通する。本実施形態の好ましい例では、多孔質フィルタ膜は平坦な袋形状であり、この平坦な袋型多孔質フィルタは水通過チャンバと面一に設定される。

本発明の更に他の選択的な実施例においては、多孔質フィルタ膜と流れ制限体は、同一の多孔性材料で一体的に形成される。この実施形態では、多孔性材料は、多孔性セラミックとしてもよい。

本発明においては、水通過チャンバの側壁は流れ制限体と係合するように開口に配置されており、流れ制限体の入口は開口と密接に係合することにより、流れ制限体を水通過チャンバの側壁に配置するか；或いは流れ制限体を開口に直接に装着して、流れ制限体を管状水通過チャンバの側壁に配置する。

本発明の選択的な実施形態においては、水通過チャンバは、特に管状形状に形成してもよい。

本発明の選択的な実施形態においては、水通過チャンバは送水管又はその部分、或いは送水管内に被包された管状支持体によって構成され、水が送水管内を流れるときは、一部が送水管の軸方向に流れて、多孔質フィルタ膜の表面付近を通過して、その表面を洗浄する一方、一部が多孔質フィルタ膜により濾過されて、濾過区画を通じて流れ制限体へ入ると共に、流れ制限体の出口から流出して、灌漑水を形成する。

本発明の選択的な実施例においては、多孔質フィルタ膜の数は一つ以上であり、各々の多孔質フィルタ膜は管状支持体材に配置されており、この配置された複数の管状支持体材が多孔質フィルタ膜と共に、それぞれ送水管の軸方向をなして、送水管内に被包されることにより、多孔質フィルタ膜が送水管内に行き渡る。

本発明において、送水管には、弁を配置するか、或いは、定期的に作動するマイクロ・ポンプを取り付けることにより、管内の水を動かして多孔質フィルタ膜の表面上不純物を除去するようにしてもよい。

本発明においては、多孔質フィルタ膜の水についての総浸透能は、対応する一つ以上の流れ制限体のそれの５倍以上であろう。

本発明においては、制限オリフィスの最大孔径は、多孔質フィルタ膜のそれの５倍以上としてもよい。

本発明は更に、上述の浸透灌漑装置を用いる浸透灌漑方法も与え、ここでは、一つ以上の多孔質フィルタ膜が水通過チャンバに組み込むと共に、多孔質フィルタ膜によって濾過される水を収容するように濾過区画を形成し、;多孔質フィルタ膜の各々の位置に対応する水通過チャンバの側壁には、各々が一つ以上の制限オリフィスと、多孔質フィルタ膜の濾過区画に連通する入口及び水通過チャンバの外側の出口とを有する一つ以上の流れ制限体を配置し、一つ以上の流れ制限体の水についての総浸透能は一つ以上の多孔質フィルタ膜のそれよりも小さくし、;水通過チャンバ内の水を規則的な時間に軸方向に流すことにより、多孔質フィルタ膜の表面に沿って流れる軸方向水流がその表面を洗浄するようにされている。

本発明は更に、上述の浸透灌漑装置を製造する方法を与え、この方法は、：
Ａ.一つ以上の流れ制限体及び一つ以上の多孔質フィルタ膜を設け、流れ制限体の各々は一つ以上の制限オリフィスを有し、且つ一つ以上の流れ制限体の水についての総浸透能は、一つ以上の多孔質フィルタ膜のそれよりも小さくされ、;
Ｂ．第１と第２の縦方向縁を有するプラスチック・シート上に多孔質フィルタ膜及び流れ制限体を対応させて配置すると共に、多孔質フィルタ膜はプラスチック・シートの内側に位置させ、且つ流れ制限体はプラスチック・シートの外側に位置させ、；多孔質フィルタ膜で濾過された水を収容する濾過区画を、多孔質フィルタ膜が位置している側に形成し、；流れ制限体の入口を濾過区画と連通させ、;及び
Ｃ．プラスチック・シートの第１及び第２の縦方向縁を互いに係合させて、管状形状を形成することを含む。

本発明は更に、上述の浸透灌漑装置を製造する方法を与え、この方法は、
Ａ.一つ以上の流れ制限体、一つ以上の多孔質フィルタ膜、管状支持体からなる水通過チャンバを設け、流れ制限体の各々は一つ以上の制限オリフィスを有し、且つ一つ以上の流れ制限体の水についての総浸透能は、一つ以上の多孔質フィルタ膜のそれよりも小さくされ、;
Ｂ．多孔質フィルタ膜及び流れ制限体を対応させて管状支持体上に配置すると共に、多孔質フィルタ膜は管状支持体の管内に位置させ、；多孔質フィルタ膜で濾過された水を収容する濾過区画を形成し、；流れ制限体を多孔質フィルタ膜に対応して管状支持体の側壁に装着し、流れ制限体の入口を多孔質フィルタ膜の濾過区画と連通させ、;及び
Ｃ．送水管の吐出成型の間に、多孔質フィルタ膜及び流れ制限体を有する管状支持体を成型機ヘッドへ入れて、送水管が成型機ヘッドにより吐出された後に、管状支持体が送水管内に被包されるようにし、；及び
Ｄ．送水管の側壁における流れ制限体の出口に対応する位置において切断をなして、流れ制限体の出口を露呈させることを含む。

本発明の浸透灌漑装置及び浸透灌漑方法が採用されるとき、一つ以上の流れ制限体の水についての総浸透能は、一つ以上の多孔質フィルタ膜のそれよりも小さいので、一つ以上の流れ制限体の全水流出は一つ以上の多孔質フィルタ膜のそれより小さく、それは一つ以上の多孔質フィルタ膜を透過する水量を減らす。したがって、多孔質フィルタ膜の水浸透率は低減され、多孔質フィルタ膜上に水で運び込まれる不純物の衝突速度は減少するため、不純物は極く僅かに多孔質フィルタ膜の表面に付着する。更に、多孔質フィルタ膜が水通過チャンバ内に配置されると、多孔質フィルタ膜の表面は水通過チャンバ内の軸方向水流で洗い流すことができるので、多孔質フィルタ膜の表面に沿って流れている水流によって、極く僅かに多孔質フィルタ膜の表面に付着している不純物は流され、それは多孔質フィルタ膜の閉塞を改善若しくは回避し、浸透灌漑装置の閉塞を効果的に改善する。更に、流れ制限体の制限オリフィスの最大孔径が多孔質フィルタ膜のそれよりも好ましくは大きいので、水が制限オリフィスによって多孔質フィルタ膜流れによって濾過されたとき、制限オリフィスは遮断されない。従って、本発明の浸透灌漑機構は使用中に遮断されるのは非常に困難であり、従来技術の浸透灌漑機構を採用する場合に比較して、このような浸透灌漑装置を用いた浸透灌漑システムの耐用年数は遙かに長くなり、これは使用コストを相当に低減する。

本発明の浸透灌漑機構の製造の間、多孔質フィルタ膜及び流れ制限体は最初はプラスチック・シートに直接に係合させてもよく、プラスチック・シートの二つの縦方向縁は（溶着又は接着により）互いに係合させることにより、プラスチック・シートを管状形状に形成し、これは管状浸透灌漑装置の連続製造を容易にする。

本発明又は従来技術の実施形態において技術的な解決を更に明確に記述するために、実施形態又は従来技術の説明のために必要とされる図面は、以下のように簡単に紹介される。以下の図面が単に本発明の幾つかの実施形態であることは明らかであり、当業者は、これらの図面に基づいて、創造的な試みをなすことなく、他の図面を得ることができる。更にまた、これらの図面は単なる例示であって、図面中の様々な部品の縮尺を制限するものではない。

図１は、本発明の実施形態１の構造図である。

図１Ａは、本発明の実施形態１の他の構造図である。

図２は本発明の図１の断面図である。

図３は１つの多孔質フィルタ膜が複数の流れ制限体に対応する本発明の実施形態１の構造図である。

図４は複数の多孔質フィルタ膜が水通過チャンバ内に配置されている本発明の実施形態１の構造図である。

図５は全ての多孔質フィルタ膜が水通過チャンバにおける軸方向に配置されている本発明の実施形態１の構造図である。

図６は本発明の実施形態１の製造工程の概略図である。

図７は水通過チャンバが管状支持体である本発明の実施形態１の構造図である。

図８は図７に図示される浸透灌漑装置が送水管又はその部分へ取り付けられる本発明の実施形態１の概略図である。

図９は本発明の実施形態２の構造図である。

図１０は本発明の図９の断面図である。

図１１は複数の多孔質フィルタ膜が水通過チャンバに配置されている本発明の実施形態２の構造図である。

図１２は全ての多孔質フィルタ膜が水通過チャンバの軸方向に配置されている本発明の実施形態２の構造図である。

図１３は本発明の実施形態２の製造プロセスの概略図である。

図１４は本発明の実施形態３の構造図である。

図１４Ａは本発明の実施形態３の更に他の構造図である。

図１４Ｂは本発明の実施形態３の更に他の構造図である。

図１５は本発明の図１４の断面図である。

図１６は一つの多孔質フィルタ膜が複数の流れ制限体に対応している本発明の実施形態３の構造図である。

図１７は複数の多孔質フィルタ膜が水通過チャンバに配置されている本発明の実施形態３の構造図である。

図１８は浸透灌漑装置が送水管又はその部分へ取り付けられた水通過チャンバとして管状支持体を用いる本発明の実施形態３の概略図である。

図１９は本発明の実施形態３の取り付け構造の概略図である。

図２０は本発明の実施形態３の製造プロセスの概略図である。

図２１は本発明の実施形態４の製造プロセスの概略図である。

図２２は一つの多孔質フィルタ膜が複数の流れ制限体に対応している本発明の実施形態４の構造図である。

図２３は複数の多孔質フィルタ膜が水通過チャンバに配置されている本発明の実施形態４の構造図である。

図２４は浸透灌漑装置が送水管又はその部分へ取り付けられた水通過チャンバとして管状支持体を用いる本発明の実施形態４の概略図である。

図２５は本発明の実施形態４の製造プロセスの概略図である。 好適実施形態の詳細な説明

本発明の他の特徴、利点及び実施形態は以下の説明、図面、特許請求の範囲に図示若しくは説明されている。更に、上述の概要及び以下の説明は、単なる例示であって、本発明の目的を限定するのではなく、更なる説明を与えることを意図していることに留意されたい。

多数の試験を通じて、発明者は、管内の水流が水流出通路を閉塞する不純物粒子を突破できるか否かは、水流出通路における不純物の粘着力に依存することを見いだした。一方、水流出通路における不純物の粘着力は、不純物が径方向水流により水流出孔へ運ばれるときに、水流出孔を閉塞する不純物の粒子の大きさ及び「衝突速度」によって直接に影響される。即ち、「衝突速度」がより速いほど、水流出路を閉塞する不純物の位置がより深く、粘着力はより大きく、不純物は軸方向の平行な水流によって突き破るのは容易ではない。一方、水流出路を閉塞する不純物の位置が浅いならば、粘着力は小さく、不純物は横方向の水流によって容易に突き破れる。不純物の大きさが、不純物が水中に沈着する間の不純物の「衝突速度」を決定するので、粒子の大きさと沈着速度との間の関係は、一例として沈殿物粒子をとることにより、以下のように説明される。粒径１ｍｍの粗砂は１ｍ／ｓで水に沈み、粒径０．１ｍｍの細砂は８ｍｍ／ｓで沈み、粒径１０ミクロンの細土は０．１５４ｍｍ／ｓで沈み、及び粒径１ミクロンの微細粘土は０．００１５４ｍｍ／ｓで沈む。粘土粒子の比重は粗い堆積物のそれと同じであり、沈着速度における大きな差異はブラウン運動に起因している。水中の不純物の粒径がより小さいほど、ブラウン運動はより強い。このように、ブラウン運動の影響下では、小さな不純物は、水流出孔に小さな粘着力を有している。そのような不純物は、極く僅かな水振動によってさえ、かなりの距離に亘って駆逐させられるので、管中の水流によって容易に取り除くことができる。

一方、多孔質フィルタ膜さえ、不純物の小さい粒子がブラウン運動の影響を被ることに起因して、容易に閉塞されることはなく、閉塞可能性は、孔を浸透する水が高い水放流量を有するときに相当に増大し、これは、水流に運ばれる小さな粒子の流量も増大するためである。

上述の影響要因に基づいて、本発明は、浸透灌漑装置を提供する。図１乃至２５に図示されるように、本発明の浸透灌漑装置は、水通過チャンバ１と、一つ以上の多孔質フィルタ膜２と、一つ以上の流れ制限体３とを含む。ここで、水通過チャンバ１は、水入口１１と水出口１２とを有し、水が水入口１１と水出口１２との間で流れるとき、水通過チャンバ１の軸方向に沿う水流が水通過チャンバ１内に形成される。一つ以上の多孔質フィルタ膜２が水通過チャンバ１内に配置され、多孔質フィルタ膜２により濾過された水を収容する濾過区画２０を形成する。多孔質フィルタ膜２の位置は、水通過チャンバ１内に軸方向の水流が存在するときに、その水流の少なくとも一部が多孔質フィルタ膜２の表面に沿って流れて、その表面を洗い流すように設定される。流れ制限体３の各々は、多孔質フィルタ膜２に対応して水通過チャンバ１の側壁に配置されている。流れ制限体３の各々は、一つ以上の制限オリフィスと、多孔質フィルタ膜２の濾過区画２０に連通する入口及び水通過チャンバ１の外側の出口とを有し、一つ以上の流れ制限体３の水についての総浸透能は一つ以上の多孔質フィルタ膜２のそれより小さい。

本発明は、上述の浸透灌漑装置に基づく浸透灌漑方法を更に提供する。ここでは、一つ以上の多孔質フィルタ膜２が水通過チャンバ１内に組み込まれて、多孔質フィルタ膜２によって濾過される水を収容する濾過区画２０を形成する。一つ以上の流れ制限体３は、多孔質フィルタ膜２の各々の位置に対応して、水通過チャンバ１の側壁には配置される。流れ制限体３の各々は、一つ以上の制限オリフィスと、多孔質フィルタ膜２の濾過区画２０に連通する入口及び水通過チャンバ１の外側の出口とを有し、一つ以上の流れ制限体３の水についての総浸透能は一つ以上の多孔質フィルタ膜２のそれより小さい。水通過チャンバ１の水は、規則的な時間に軸方向に流れさせられて、軸方向の水流が多孔質フィルタ膜２の表面に沿って流れて、その表面を洗い流すようにされる。

このように、浸透灌漑がなされるとき、水は先ず水通過チャンバ１内で多孔質フィルタ膜２によって濾過されて濾過区画２０に入り、次いで濾過区画２０によって濾過された水は流れ制限体３を通じて流出する。本発明においては、一つ以上の流れ制限体３の水についての総浸透能は一つ以上の多孔質フィルタ膜２のそれよりも小さくなるように設計されているので、一つ以上の流れ制限体３の総水流出量は一つ以上の多孔質フィルタ膜２のそれよりも少なく、これは多孔質フィルタ膜２を透過する水量を低減させる。従って、多孔質フィルタ膜２の水浸透率が低減し、多孔質フィルタ膜２に水流で運び込まれる不純物の衝突速度が低下するので、多孔質フィルタ膜２の表面に付着する不純物は極く僅かである。更に、多孔質フィルタ膜２が水通過チャンバ１に配置されているので、多孔質フィルタ膜２の表面は水通過チャンバ１内の軸方向の水流で洗い流すことができるで、多孔質フィルタ膜２の表面に付着した極く僅かな不純物は、多孔質フィルタ膜２の表面に沿って流れる水流によって洗い流され、このことは、多孔質フィルタ膜２の閉塞を改善若しくは回避して、浸透灌漑装置全体の閉塞問題を改善する。

本発明では、流れ制限体３の制限オリフィスの最大孔径は、好ましくは多孔質フィルタ膜２の最大孔径（これについては、最大孔径を測定する方法についての中国国家標準規格ＧＢ／Ｔ １９６７-１９９６を参照することができる）よりも大きく設定されている。このように、制御は水浸透径及び水浸透率の観点でなしてもよい。流れ制限体３の制限オリフィスの最大孔径が多孔質フィルタ膜２のそれよりも大きいので、多孔質フィルタ膜２によって濾過された水は、制限オリフィスの中を流れる際に閉塞を引き起こさない。

本発明においては、最大孔径は、以下のように規定し得る。即ち、多孔性物質が液体によって湿らされた後に、気体を一端に通過させて、最初の気泡を反対側端に生じさせることを可能とするために必要な圧力の強さに対応する孔径である。本発明における様々な孔径の定義は、多孔性物質の孔径を測定する従来の方法に関して得るようにしてもよく、その詳細については本明細書では言及しない。

図３に図示されるように、複数の流れ制限体３は多孔質フィルタ膜２の各々に対応する水流出側に配置してもよく、流れ制限体３の各々は少なくとも一つの制限オリフィスを有する。これら流れ制限体３の総水流出量は、一つ又は複数の多孔質フィルタ膜２のそれよりも少ない。即ち、各々の流れ制限体３の総水浸出量は、対応する一つ又は複数の多孔質フィルタ膜２のそれよりも少ないので、これらの制限オリフィスを通過しない限り、全ての多孔質フィルタ膜２によって濾過された水は浸透灌漑装置から流れ出ることはない。

上述のように、流れ制限体３における制限オリフィスの最大孔径は多孔質フィルタ膜２のそれより大きいので、多孔質フィルタ膜２によって濾過された水は、制限オリフィスを通過するときに閉塞を引き起こさない。これらの制限オリフィスは、必要性に応じて特定の部分において多孔質フィルタ膜２を透過している水量を減らして、多孔質フィルタ膜２の水浸透率を低減させるように機能する。即ち、多孔質フィルタ膜２へ水流で運び込まれる不純物の衝突速度が低減するので、多孔質フィルタ膜２の孔に付着する不純物は極く僅かであり、水流によって容易に洗い流すことができる。このような浸透灌漑装置は、広範囲の水供給圧力に適しており、特定の水供給圧力下の多孔質フィルタ膜２の水流出は、制限オリフィスの適宜な個数及び適宜な孔径を選択することにより調整できるであろう。このように水は、水が浸透する特定の領域の多孔質フィルタ膜２において充分に低い浸透率を有するので、多孔質フィルタ膜２の表面が低い流量の水流により洗浄される下では閉塞されないことを確実にする。

好ましくは、本発明は、浸透灌漑のための水流出通路として、最大孔径が２０μｍ（より好ましくは１０μm）を越えない多孔質膜フィルタ２を用いて、多孔質膜フィルタ２の孔に適合する強いブラウン運動特性を有する不純物粒子を選択する。その結果、多孔質フィルタ膜２の孔を閉塞可能な不純物粒子は、多孔質フィルタ膜２の孔に容易に付着することはなく、多孔質フィルタ膜２の表面に沿って流れる水によって洗い流すことができる。より小さな不純物の粒径は、多孔質フィルタ膜２の孔よりも遙かに小さいので、閉塞を引き起こすことなく、これらの孔を容易に通過することができる。大きな不純物が膜孔を閉塞しないので、粘着力は相当に低減し、不純物は容易に洗い流される。より大きな不純物粒子においてさえも、多くの孔があるので、それらの不純物は、多孔質フィルタ膜２の表面に留まったとしても、多孔質フィルタ膜２の孔を閉塞することはない。

従って、本発明は、多孔質フィルタ膜２の孔径を定めることにより、潜在的閉塞物としての強いブラウン運動特性を有する不純物を除外する。一方、多孔質フィルタ膜２に浸透する水の流量は、流れ制限体３により制限されて、閉塞物の「衝突速度」を低減する。ブラウン運動の影響下では、閉塞物は多孔質フィルタ膜２の表面で浮遊することができるのみであり、多孔質フィルタ膜２の表面上の水流によって容易に運び去られ、多孔質フィルタ膜２は何らかの粒子によって閉塞されることは殆ど無い。同時に、流れ制限体３の孔径は多孔質フィルタ膜２のそれより大きいので、流れ制限体３も閉塞されることはない。従って、本発明の浸透灌漑装置は閉塞されにくく、この浸透灌漑装置を用いた全灌漑システムの耐用寿命は相当に長くなる。

本発明の浸透灌漑装置における水通過チャンバ１は、管状形状に形成してもよい。図１、図４及び図５に図示されるように、水通過チャンバ１は送水管１０若しくはその部分により構成してもよく、或いは、図６及び図７に図示されるように送水管に入れられた管状支持体としてもよい。このように、水が送水管内を流れるとき、その一部は送水管の軸方向に流れて、多孔質フィルタ膜２の表面を通過して、その表面を洗浄し、一方、一部は多孔質フィルタ膜２により濾過されて、濾過区画２０を通じて流れ制限体３へ入って、流れ制限体３の出口から流出して、灌漑水を形成する。

本発明の浸透灌漑装置が使用されるとき、水通過チャンバ１内の水が規則的な時間に軸方向に流れるようにして、水通過チャンバ１内の多孔質フィルタ膜２の表面の不純物を定期的に除去するようにしてもよい。水通過チャンバ１内の水流の流れは、様々な方式で実施してもよい。例えば、送水管の一端に弁又はマイクロ・ポンプを設けて、若干の水が弁の開放によって排出されるとき又は水がマイクロ・ポンプの他端により圧送されるときに管全体の水が流れて、水通過チャンバ１における軸方向水流を形成するようにする。水通過チャンバ１における水流のそのような軸方向流は多孔質フィルタ膜２を効果的に洗浄し得るため、その上に留まる不純物は移動させられて、多孔質フィルタ膜２の孔を閉塞することができないので、全灌漑システムの長時間且つ安定した作動が保証される。或いは、送水管が環状（円形、楕円、矩形等）構造であるとき、マイクロ・ポンプを管に搭載して、管内の水を定期的に移動させて、多孔質フィルタ膜２上の不純物を連続的に除去するようにしてもよい。このように、膜は妨げられないことが保証され、流れ制限体３は閉塞されることがないので、全灌漑システムは長期間に亘って安定して作動することができる。

本発明において、流れ制限体２の制限オリフィスは、様々な方式で形成し得る。例えば、毛細管の機能がある多孔性媒体又は毛細管束を流れ制限体２内に配置して、複数の制限オリフィスを形成してもよい。勿論、制限オリフィスは当業者には公知の他の方式で形成してもよく、本明細書に記載されたものに限定されない。

実際の操作の間、制限オリフィスの平均又は最小の孔径が多孔質フィルタ膜の最大孔径より大きい方式を採用してもよく、これは流れ制限体の閉塞を防ぐためにより望ましい（平均及び最小限の孔径を測定する方法については、中国国家規格ＧＢ／Ｔ １９６７-１９９６を参照することができる）。

好ましくは、制限オリフィス３の最大孔径は、多孔質フィルタ膜２のそれの５倍以上に選択される。或いは、更に好ましくは、制限オリフィス３の最大孔径は、多孔質フィルタ膜２のそれの１０倍以上に選択される。制限オリフィスと多孔質フィルタ膜２との孔径の限定的な関係は、制限オリフィスが容易に閉塞してしまうという問題を解決する。

流れ制限体３と多孔質フィルタ膜２との水浸透能の違いがより大きいほど、多孔質フィルタ膜２の水浸出率はより遅くなり、不純物の「衝突速度」がより小さいほど、多孔質フィルタ膜２耐用寿命が長くなる。このように、超長寿命の浸透灌漑装置を製造するためには、多孔質フィルタ膜２の孔径が決定された後、以下の二つの観点の作業がなされる。即ち、一方では、制限オリフィスの個数又は制限オリフィスの孔径を（多孔質フィルタ膜のそれ以上）に減少することにより、プラントに必要な水量が満たされるという状態において可能な限り、流れ制限体３の水流出を減少させる。他方では、多孔質フィルタ膜２の水侵出能は、浸出領域を増大することにより、可能な限り強化する。このように、浸透灌漑装置は、水を使用して長期間に亘って稼働するように製造することができる。

本発明の浸透灌漑装置の実施形態は、以下に図面を参照して説明するように、浸透灌漑装置及びその製造方法について更に説明する。全ての図面は単に例示であって、同じ縮尺で描かれているわけではないことに留意されたい。図において、同様な参照符号は、同一若しくは類似の構成要素を示すために用いられている。
実施形態１

図１〜８は、本発明の実施形態１による浸透灌漑装置の構造図を示す。図１に図示されるように、本実施形態による浸透灌漑装置は、水通過チャンバ１と、多孔質フィルタ膜２と、流れ制限体３とを含む。水通過チャンバ１は、水入口１１及び水出口１２を有する。多孔質フィルタ膜２は、水通過チャンバ１の内壁の全周を覆う。多孔質フィルタ膜２の両端の縁は、水通過チャンバ１の内壁に密接に係合させて、水を通さないようにして、多孔質フィルタ膜２とそれによって覆われる水通過チャンバ１の内壁との間に濾過区画２０を形成し得る。流れ制限体３は、多孔質フィルタ膜２に対応して水通過チャンバ１の側壁に配置されている。各々の流れ制限体３は一つ以上の制限オリフィスと、水通過チャンバ１の濾過区画２０に連通する入口と、水通過チャンバ１の外側の出口とを有する。流れ制限体３の水についての総浸出能は、多孔質フィルタ膜２のそれよりも低い。

従って、図１乃至８に図示されるように、多孔質フィルタ膜２が水通過チャンバ１の内壁の全周を覆うので、プラントのための浸透灌漑がなされるとき、水通過チャンバ１の水は多孔質フィルタ膜２によって濾過されて、多孔質フィルタ膜２と水通過チャンバ１の内壁との間の濾過区画２０へ入って、流れ制限体３の制限オリフィスを通じて流出して、プラントを灌漑するために灌漑水を形成する。流れ制限体３の水についての総侵出能が多孔質フィルタ膜２のそれよりも小さい、即ち流れ制限体３の総水流出量が多孔質フィルタ膜２のそれよりも小さいので、多孔質フィルタ膜２へ浸透する水は非常に遅く流れる。浸透灌漑装置が暫く使われた後、水中の不純物は多孔質フィルタ膜２に僅かに付着するのみである。その場合、水通過チャンバ１内の水を軸方向に流れさせることにより、水通過チャンバ１を通過する軸方向の水流が多孔質フィルタ膜２の表面に沿って流れて、多孔質フィルタ膜２上の不純物を洗い流して、多孔質フィルタ膜２が閉塞することを効果的に防止する。

この実施形態では、流れ制限体３の制限オリフィスの最大孔径は、多孔質フィルタ膜２のそれよりも大きいことが好ましい。従って、流れ制限体３の制限オリフィスの最大孔径が多孔質フィルタ膜２のそれよりも大きいので、流れ制限体３の制限オリフィスは浸透灌漑の間に閉塞されることはない。

本実施形態では、多孔質フィルタ膜２は溶接又は圧縮接続により水通過チャンバ１の内壁に直接に配置し得るので、水流は多孔質フィルタ膜２上を流れて、洗浄効果が最適になる。

図１及び３に図示されるように、流れ制限体３は一つ以上の制限オリフィスから成るようにしてもよい。流れ制限体３は、多孔質フィルタ膜２によって覆われる範囲の管壁に直接に開放してもよく、或いは、制限オリフィスは、流れ制限体３を適宜に延伸させることによって、浸透灌漑装置の外側に延伸させてもよい。図１に図示されるように、本実施形態においては、水通過チャンバ１の側壁は、流れ制限体３と係合する開口と共に配置してもよい。流れ制限体３を開口に直接に装着して、流れ制限体３を管状水通過チャンバ１の側壁に配置するようにしてもよい。水通過チャンバ１の開口における流れ制限体３の装着は、特に以下のようにしてもよい。即ち、流れ制限体３を多孔性セラミックから製造して、開口に挿入して、その外壁を開口の縁と密接に係合させるか、或いは、流れ制限体３を幾つかの親水性ファイバーから製造して、開口内に直接に配置して、且つそれらの端部を外側へ延出させて、流れ制限体３及び開口についての装着構造を形成する。図１Ａに図示されるように、流れ制限体３の入口は、開口と密接に係合させて、流れ制限体３を水通過チャンバ１の側壁に配置するようにしてもよい。

図１及び図２に図示されるように、本実施形態においては、各々の多孔質フィルタ膜２は一つの流れ制限体３に対応して配置してもよく、或いは、図３及び図５に図示されるように、各々の多孔質フィルタ膜２を二つ以上の流れ制限体３に対応させて、灌漑水を異なる灌漑場所へ分配させる。同じ圧力と時間の下で、多孔質フィルタ膜２の水流出量が計測されて、多孔質フィルタ膜２によって覆われる範囲の一つ以上の流れ制限体３の水流出量が計測され、一つ以上の流れ制限体３の総水浸出量が多孔質フィルタ膜２のそれよりも少なくなり、即ち、一つ以上の流れ制限体３の水について総浸出能は多孔質フィルタ膜２のそれよりも小さい。このように、流れ制限体３は多孔質フィルタ膜２の水浸出率を制限して、多孔質フィルタ膜２上の水中で不純物の「衝突速度」を低減させる。従って、多孔質フィルタ膜２の表面の上の不純物は水流によって容易に除去されるので、これは多孔質フィルタ膜の耐用寿命を相当に引き延ばす。

本実施形態では、図１、図４、図５、及び図８に図示されるように、水通過チャンバ１は、送水管１０又はその部分によって構成してもよい。図４に図示されるように、複数の多孔質フィルタ膜２を送水管１０又はその部分の軸方向に配置してもよい。或いは、図５に図示されるように、多孔質フィルタ膜２の全体を延伸させて、送水管１０又はその部分の軸方向に配置して、複数の流れ制限体３をこの多孔質フィルタ膜２に対応して配置して、異なる場所でプラントを灌漑する。

図７及び図８に図示されるように、水通過チャンバ１は送水管１０に入れられた管状支持体材としてもよい。管状支持体材から成るそのような水通過チャンバ１を有する浸透灌漑装置は、以下の工程により製造し得る。即ち、
Ａ．一つ以上の流れ制限体３と、一つ以上の多孔質フィルタ膜２と、管状支持体材からなる水通過チャンバ１とを設け、各々の流れ制限体３は一つ以上の制限オリフィスを有し、一つ以上の流れ制限体３の水についての総浸透能は、一つ以上の多孔質フィルタ膜のそれよりも小さくする。
Ｂ．多孔質フィルタ膜２及び流れ制限体３を対応させて管状支持体上に配置し、多孔質フィルタ部材２は管状支持体の管内に位置し；、多孔質フィルタ膜２により濾過された水を収容する濾過区画２０が形成され、；流れ制限体は、多孔質フィルタ膜２に対応して管状支持体の側壁に装着され、;流れ制限体３の入口は、多孔質フィルタ膜２の濾過区画３０に連通し、;
Ｃ．送水管１０の吐出成型の間、多孔質フィルタ膜２を有する管状支持体及び流れ制限体３を造型機ヘッド内へ置いて、送水管１０が造型機ヘッドにより吐出された後は、管状支持体は送水管１０内に被包され、;及び
Ｄ．送水管１０の側壁上の流れ制限体３の出口に対応する場所に切り欠きを形成して、流れ制限体３の出口を露呈させて、図８に図示される浸透灌漑装置を形成する。

従って、水が送水管内を流れるとき、その一部は送水管の軸方向へ流れて、多孔質フィルタ膜２の表面を流れて、多孔質フィルタ膜２で濾過された一部は、濾過区画２０を通じて制限体３に入り、流れ制限体３の出口から流出して、灌漑水を形成する。

灌漑要請に応じて、送水管１０又はその部分は灌漑システムの主送水管としてもよく、或いは複数の分岐を主送水管へ接続してもよく、また本明細書に記載されたものには限定されない。

水通過チャンバ１内の水流の流れは、様々な方式で実施してもよい。例えば、送水管の一端に弁又はマイクロ・ポンプを設け、若干の水が弁の開放によって排出されるとき、要請に応じて、マイクロ・ポンプの他端により水が圧送されるとき、管全体における水が流れて、水通過チャンバ１内の軸方向の水流を形成する。短い水通過チャンバ１若しくは送水管については、押圧可能なピストンを水入口１１の位置に配置してもよい。多孔質フィルタ膜２を清浄にする必要があるとき、ピストンを押して、水通過チャンバ１若しくは送水管内の水を流して、多孔質フィルタ膜２の表面を洗い流す。

このような浸透灌漑装置の製造期間中、狭細なチューブ内に多孔質フィルタ膜２及び流れ制限体３を装着することは不都合であり、従来の製造方法による実施には、多くの不都合がある。本発明の浸透灌漑装置は、図７及び図８に図示された方式（ここでは、多孔質フィルタ膜２を有する管状支持体及び流れ制限体３が最初に形成されてから送水管内へ置かれる）に加えて、以下の方法を用いて製造してもよい。即ち、
Ａ．一つ以上の制限オリフィスを有する流れ制限体３を造型し、;
Ｂ．図６に図示されるように、一つ以上の流れ制限体３を、第１及び第２の縦縁１３１，１３２を有するプラスチック・シート１３に係合させ、;
Ｃ．多孔質フィルタ膜２を設けて、一つ以上の流れ制限体３の水についての総浸透能を多孔質フィルタ膜２のそれよりも小さくし、;
Ｄ．一つ以上の多孔質フィルタ膜２を、流れ制限体３に対応するプラスチック・シート１３の内壁を少なくとも覆うように作成して、図６に図示するように、多孔質フィルタ膜２と、それにより覆われた内壁との間に濾過区画を形成し、；及び
Ｅ．プラスチック・シート１０の第１の縦縁をプラスチック・シート１０の第２の縦縁に係合させて、図６に図示されるように、管状形状を形成する。

工程Ｃ及びＤは工程Ａ及びＢに先だって実行してもよく、即ち、多孔質フィルタ膜２を先ずプラスチック・シート１３に接続し、次いで流れ制限体３をプラスチック・シート１３に係合させてもよいのであって、本願に制限をなすものではない。更に、工程Ａでは、流れ制限体３は独立した製品としてもよく、或いは、プラスチック・シート１０の開口における多孔質媒体若しくは毛細チューブを造型することにより直接に形成してもよく、これに制限されるものではない。

このように、本実施形態において、多孔質フィルタ膜２及び流れ制限体３は、その製造において先ずプラスチック・シート１３に直接に係合させてもよく、次いで、プラスチック・シートの第１及び第２の縦縁を（熱溶解又は接着により）互いに係合させて、このプラスチック・シート１３を管状空間に形成して、管状浸透灌漑装置の連続製造を促進するようにしてもよい。

実施形態２

図９乃至図１３は、本発明の実施形態２の構造図を示す。この実施形態の基本的な構造は実施形態１のそれと実質的に同じであり、ここでは同一部分の説明は省略し、その相違点は多孔質フィルタ膜２を配置する方法である。本実施形態では、多孔質フィルタ膜２の水についての総浸透能が流れ制限体３のそれよりも大きくなるようにされており、多孔質フィルタ膜２は単に送水管１の内壁の円周の一部に配置してもよく、即ち、それは流れ制限体３に対応する水通過チャンバ１の内周壁の一部を覆うのみである。更に、多孔質フィルタ膜３の縁を送水管の内部に密接に係合させて、防水にして、多孔質フィルタ膜２とそれにより覆われた送水管の内壁との間に隔離された濾過区画２０を形成する。水は、それが多孔質フィルタ膜２を通じて濾過区画２０に入り、流れ制限体を流出するまでは、灌漑水になることができない。送水管中の水流は、多孔質フィルタ膜２の表面を通るときに、不純物を除去するように機能する。

本実施形態では、図９に図示されるように、各々の多孔質フィルタ膜２は流れ制限体３に対応して配置してもよい。或いは、図１１及び図１２に図示されるように、各々の多孔質フィルタ膜２は、二つ以上の流れ制限体３に対応させて、灌漑水を異なる灌漑場所に分配してもよい。

本実施形態では、図９、図１１及び図１２に図示されるように、水通過チャンバ１は送水管１０若しくはその部分によって構成し得る。図１１に図示されるように、複数の多孔質フィルタ膜２を送水管１０若しくはその部分の軸方向に配置してもよい。或いは、図１２に図示されるように、全部の多孔質フィルタ膜２を送水管１０若しくはその部分の軸方向に延在して配置すると共に、複数の流れ制限体３を多孔質フィルタ膜２に対応させて配置して、異なる場所でプラントを灌漑する。灌漑の要請に応じて、送水管１０若しくはその部分を灌漑システムにおける主要な送水管、或いは主要な送水管に接続された複数の分岐管としてもよく、これに限定されるものではない。

本実施形態では、実施形態１における図７及び図８の図示と同様に、水通過チャンバ１は、送水管１０（図示せず）に被包された管状支持体としてもよい。その製造方法については、実施形態１におけるそれと同様であるから、ここでは省略する。

本実施形態では、水通過チャンバ１における水流の流れも様々な方式で実施し得る。例えば、送水管の一端に弁又はマイクロ・ポンプを設け、弁の開放により若干の水が排出されるとき、又は要請に応じてマイクロ・ポンプの他端により水が圧送されるときに、管全体の水が流れて、水通過チャンバ１内に軸方向の水流を形成する。短い水通過チャンバ１又は送水管については、押圧可能なピストンを水入口１１の位置に配置してもよい。多孔質フィルタ膜２を清浄にする必要があるときは、ピストンを押して、水通過チャンバ１又は送水管内の水を流して、多孔質フィルタ膜２の表面を洗い流すようにする。

このような浸透灌漑装置の製造期間中に、狭細なチューブ内に多孔質フィルタ膜２及び流れ制限体３を装着することは不都合であり、従来の製造方法の実施には多くの不都合がある。実施形態１と同様に、図７及び図８に示された方式（ここでは、多孔質フィルタ膜２を有する管状支持体及び流れ制限体３が最初に形成されてから送水管内へ置かれる）に加えて、以下の方法を採用し得る。：即ち、図１３に図示されるように、先ず、多孔質フィルタ膜２及び流れ制限体３を第１及び第２の縦端１３１及び１３２を有するプラスチック・シート１３に配置し、次いで、プラスチック・シート１３の第１及び第２の縦縁を（熱溶解又は接着により）互いに係合させて、このプラスチック・シート１３を管状空間に形成して、管状浸透灌漑装置の連続製造を促進するようにしてもよい。

本実施形態は、実施形態１のそれと実質的に同じ構造を有しており、実施形態１の技術的な効果も達成できるので、それについては、ここでは省略する。

実施形態３

図１４乃至図１９は、本発明の実施形態３の構造図を示す。この実施形態の基本的な構造及び原理は実施形態１のそれと実質的に同一であるので、同一部分の説明は、ここでは省略する。図１４乃至図１９に図示するように、この実施形態は、多孔質フィルタ膜２が袋型であり、且つ濾過区画２０が多孔質フィルタ膜２の袋内に形成されているという点で、実施形態１とは異なっている。浸透灌漑期間中、水は、それが袋型の多孔質フィルタ膜２を通じて袋へ（即ち、濾過区画２０へ）入るまで、灌漑水になることができず、流れ制限体３を通じて管状浸透灌漑装置から流出する。

実施形態１の効果に加えて、袋型多孔質フィルタ膜２が使用されるので、閉塞はより起こりにくくなる。第一に、平坦な多孔質フィルタ膜と比較して、袋型の多孔質フィルタ膜２が狭い空間における膜領域を増加させることができるので、不純物の粘着力を低減させて、膜の寿命を延ばす。第二に、一旦に水が管内を流れるならば、圧力が多孔質フィルタ膜２の袋の領域の一部で発生し、;そのような圧力は袋内の水へ移されて、袋の内側から外側へ向かう液体圧力を引き起こし、;或る程度の水が袋の内側から膜の孔を通じて外側へ流れて、特定の逆流効果を生じて、膜寿命を長くする。

図１４Ａ及び１４Ｂに図示されるように、この実施形態においては、多孔質フィルタ膜２及び流れ制限体３は、実施形態１のそれと類似の方式で、水通過チャンバ１に配置してもよい。多孔質フィルタ膜２の袋口縁は水通過チャンバ１の内壁と密接に係合し、流れ制限体３と係合するための開口は、多孔質フィルタ膜２の袋口に対応して水通過チャンバ１の側壁上の位置に配置されており、図１４Ａに図示されるように、流れ制限体３の入口は、水通過チャンバ１の側壁における開口と直接且つ密接に係合してもよく、或いは、図１４Ｂに図示されるように、流れ制限体３は開口に装着されて、その外壁が開口縁と係合する。図１４に図示されるように、この実施形態においては、多孔質フィルタ膜２の袋口は先ず流れ制限体３の入口縁に固定的且つ密接に係合してもよく、これにより、流れ制限体３の入口は濾過区画２０に連通し、;次いで、膜袋を有する流れ制限体３を内側から外側へ差し込むことによって固定して、水通過チャンバ１の開口で封止する。この装着方式は単純で都合がよく、ここでは流れ制限体３に逆円錐形状を持たせて、水通過チャンバ１の開口において栓をするのに便宜を図ってもよい。更に、図１９に図示されるように、流れ制限体３の上部は首を有してもよい。装着の間、膜袋の袋口を水通過チャンバ１の開口に固定的且つ密接に係合し、次いで流れ制限体３を水通過チャンバ１の外側から開口へ挿入し、流れ制限体３の首を開口において締め付けて固定して、最後に封止する。好ましくは、水通過チャンバ１の開口は、装着に便利であり、且つ封止効果を確実にするために、良好な弾性の材料（例えば、ラバー）からなる。

この実施形態では、多孔質フィルタ膜２は好ましくは平坦な袋型形状であり、平坦な袋形状の多孔質フィルタ膜２が水通過チャンバ１と面一に設定されており、これは多孔質フィルタ膜２の領域を効果的に増大することができるので、管内の水流に過度に大きな抵抗を引き起こすことはない。

この実施形態では、図１４に図示されるように、各々の多孔質フィルタ膜２に流れ制限体３を設けてもよく、;或いは、図１６に図示されるように、各々の多孔質フィルタ膜２が二つ以上の流れ制限体３に対応して、灌漑水を異なる灌漑場所へ分配する。

この実施形態では、図１４、１７及び１８に図示されるように、水通過チャンバ１は、送水管１０若しくはその部分によって構成してもよい。図１７及び図１８に図示されるように、複数の多孔質フィルタ膜２は送水管１０若しくはその部分の軸方向に沿って配列してもよい。灌漑要請に応じて、送水管１０若しくはその部分は、灌漑システムにおける主要な送水管としてもよく、或いは主要な送水管に接続された複数の分岐としてもよく、ここにおけるものには限定されない。

この実施形態では、水通過チャンバ１は、図１８に図示されるように、また実施形態１の図７及び図８に図示されたものと同様に、送水管１０に被包された管状支持体としてもよい。その製造方法は実施形態１のそれと同様であるので、ここでは省略する。

この実施形態では、水通過チャンバ１内の水流の流れは、様々な方式で実施し得る。例えば、送水管の一端に弁又はマイクロ・ポンプを設けて、若干の水が弁の開放によって排出されるときに、或いは、要請によりマイクロ・ポンプの他端により水が圧送されるときに、管全体の水が流れて、水通過チャンバ１内に軸方向の水流を形成する。短い水通過チャンバ１又は送水管のためには、押圧可能なピストンを水入口１１の位置へ配置してもよい。多孔質フィルタ膜２を洗浄する必要があるときは、ピストンを押して、水通過チャンバ１又は送水管内の水を流して、多孔質フィルタ膜２の表面を洗い流す。

このような浸透灌漑装置の製造期間中、狭細なチューブ内に多孔質フィルタ膜２及び流れ制限体３を装着することは不都合であり、従来の製造方法の実施には多くの不都合がある。実施形態１と同様に、図７及び図８に示される方式（ここでは多孔質フィルタ膜２及び流れ制限体３を有する管状支持体が先ず形成されて、次いで送水管内に置かれる）に加えて、以下の方法を採用してもよい。即ち、図２０に図示されるように、多孔質フィルタ膜２及び流れ制限体３を、第１及び第２の縦縁１３１及び１３２を有するプラスチック・シート１３に先ず配置し、次いでプラスチック・シート１３の第１及び第２の縦縁１３１及び１３２を（熱溶解又は接着により）互いに係合させて、このプラスチック・シート１３を管状形状に形成して、管状浸透灌漑装置の連続製造を促進するようにしてもよい。

この実施形態は実施形態１と実質的に同じ構造を有するので、実施形態１の技術的効果も達成でき、それについては、ここでは省略する。

実施形態４

図２１乃至図２５は、本発明の実施形態４の構造図を示す。この実施形態の基本的な構造及び原理は先述の実施形態と実質的に同じであるので、同一部分の説明は、ここでは省略する。 図２１乃至図２５に示されるように、この実施形態は、先述の実施形態とは以下のように異なる。即ち、先述の実施形態１乃至３においては、多孔質フィルタ膜２及び流れ制限体３は一体的に形成されていないので、異なる材料から形成してもよく、例えば、多孔質フィルタ膜２がナイロン膜からなり、且つ流れ制限体３は親水性繊維又は多孔性材料からなり、;一方、本実施形態では、多孔質フィルタ膜２及び流れ制限体３が同一の多孔性材料（例えば、多孔性セラミック）により一体的に形成され、即ち、流れ制限体３の上部部分が大きな領域の多孔質フィルタ膜２となり、多孔質フィルタ膜２自体が、水通過チャンバ１から隔絶された濾過区画２０を形成すると共に、多孔質フィルタ膜２の底部が突出して、流れ制限体３を一体的に形成する。更に、多孔質フィルタ膜２の厚さと面積は、濾過の要求に応じて設定してもよい。

この実施形態では、多孔質フィルタ膜２の水についての総浸出能は、多孔質フィルタ膜２の水侵出表面を一つ以上の流れ制限体３の全水流出領域よりも大きくなるように設定することにより、一つ以上の流れ制限体３のそれよりも大きくして、多孔質フィルタ膜を浸透する水の流量を制限してもよい。

多孔質フィルタ膜２及び流れ制限体３の一体的な構造は、水通過チャンバ１の外側に小さな水流出領域を有し、一方、水通過チャンバ１の内側には、遙かに大きな容積及び全く大きな表面を有する。このように、外側における水出口は水流を制限するように実際に機能し、内側の大きな表面上の水浸透率は非常に遅い。不純物の「衝突速度」は対応してより遅く、これは不純物を洗浄するために非常に有益である。一体的な材料からなる多孔質フィルタ膜２及び流れ制限体３は、製造及び取り付けが容易であり、コストを削減する。

この実施形態では、開口は水通過チャンバ１に予め配置してもよく、且つ流れ制限体３の水出口は開口を通じて内側から外側へ挿入して、次いで固定して封止してもよい。代替的に、流れ制限体３は、そのハウジングにより水通過チャンバ１の側壁にねじ込んでもよい。

図２５に図示されるように、浸透灌漑装置を製造する方法は実施形態１のそれよりも容易である。これは、多孔質フィルタ膜２及び流れ制限体３を同一の材料（例えば、多孔性セラミック）で一体的に形成するように造型し、次いで、これらをプラスチック・シートに係合させることを必要とするのみである。他の部分については、実施形態１を参照することができる。

この実施形態では、図２４に示されるように、水通過チャンバ１は送水管１０に被包された管状支持体としてもよい。その製造方法については実施形態１のそれと同様にしてもよいので、ここでは省略する。

複数の実施形態が本発明を開示するが、これらは本発明を制限する意図はない。均等なアセンブリの何らかの置き換えが本発明の概念及び目的から逸脱することなく当業者によってなされ、或いは、本発明の特許保護範囲によってなされる任意の均等な変形及び変更が本特許出願によって包含される。

Claims (25)

1. 浸透灌漑装置であって、
   水出口及び水入口を有する水通過チャンバであり、その水入口と水出口との間を水が流れるときに、この水通過チャンバの軸方向に沿った水流が形成される水通過チャンバと、
   前記水通過チャンバ内に配置された一つ以上の多孔質フィルタ膜であり、この一つ以上の多孔質フィルタ膜により濾過された水を収容する濾過区画を形成し、この一つ以上の多孔質フィルタ膜の位置は、軸方向の水流が前記水通過チャンバ内に存在するときに、その水流の少なくとも一部が前記多孔質フィルタ膜の表面に沿って流れて前記表面を洗い流すように設定されている多孔質フィルタ膜と、
   一つ以上の流れ制限体とを備え、その一つ以上の流れ制限体の各々は前記多孔質フィルタ膜に対応して水通過チャンバの側壁に配置され、前記一つ以上の流れ制限体の各々は、一つ以上の制限オリフィスと、前記一つ以上の多孔質フィルタ膜の濾過区画に連通する入口と、前記水通過チャンバの外側の出口とを有し、前記一つ以上の流れ制限体の水についての総侵出能は前記一つ以上の多孔質フィルタ膜のそれよりも小さくされている浸透灌漑装置。
2. 請求項１に記載の浸透灌漑装置において、前記一つ以上の多孔質フィルタ膜の個数が一つであり、且つ一つ以上の流れ制限体が前記多孔質フィルタ膜に対応して配置されている浸透灌漑装置。
3. 請求項１に記載の浸透灌漑装置において、前記一つ以上の多孔質フィルタ膜の個数が一つよりも多く、且つ一つ以上の流れ制限体が前記多孔質フィルタ膜の各々に対応して配置されている浸透灌漑装置。
4. 請求項１に記載の浸透灌漑装置において、前記多孔質フィルタ膜が前記水通過チャンバの内壁の一部を覆い、且つ前記多孔質フィルタ膜の縁が前記水通過チャンバの前記内壁と密接に係合して、前記多孔質フィルタ膜と、それにより覆われた前記水通過チャンバの前記内壁との間に濾過区画を形成する浸透灌漑装置。
5. 請求項１に記載の浸透灌漑装置において、前記多孔質フィルタ膜が前記水通過チャンバの内壁の全周を覆い、且つ前記多孔質フィルタ膜の縁が前記水通過チャンバの前記内壁と密接に係合して、前記多孔質フィルタ膜と、それにより覆われた前記水通過チャンバの前記内壁との間に濾過区画を形成する浸透灌漑装置。
6. 請求項１に記載の浸透灌漑装置において、前記多孔質フィルタ膜は袋型であると共に、前記濾過区画は前記多孔質フィルタ膜の袋内に形成される浸透灌漑装置。
7. 請求項６に記載の浸透灌漑装置において、前記水通過チャンバの前記側壁が、前記流れ制限体と係合するための開口に配置され、前記流れ制限体は前記開口へ挿入され、前記流れ制限体のハウジングは前記開口の縁に密接に係合し、前記袋型多孔質フィルタ膜の袋口は前記流れ制限体の前記入口と密接に係合することにより、前記流れ制限体の前記入口は前記濾過区画に連通する浸透灌漑装置。
8. 請求項６に記載の浸透灌漑装置において、前記多孔質フィルタ膜は平坦な袋型であり、且つこの平坦な袋型多孔質フィルタ膜は、前記水通過チャンバと面一に設定される浸透灌漑装置。
9. 請求項１に記載の浸透灌漑装置において、前記水通過チャンバの前記側壁が、前記流れ制限体と係合するための開口に配置され、前記流れ制限体の前記入口は前記開口と密接に係合して、前記流れ制限体を前記水通過チャンバの前記側壁へ配置する浸透灌漑装置。
10. 請求項１に記載の浸透灌漑装置において、前記水通過チャンバの前記側壁が、前記流れ制限体と係合するための開口に配置され、前記流れ制限体は前記開口に直接に装着されて、前記流れ制限体を前記水通過チャンバの前記側壁へ配置する浸透灌漑装置。
11. 請求項１に記載の浸透灌漑装置において、前記水通過チャンバが管状形状に形成されている浸透灌漑装置。
12. 請求項１に記載の浸透灌漑装置において、前記水通過チャンバは送水管又はその部分、或いは前記送水管に被包された管状支持体によって構成されており、水が送水管内を流れるときは、その一部が前記送水管の軸方向に流れて、且つ前記多孔質フィルタ膜の表面付近を通過して、その表面を洗い流し、一方、一部が前記多孔質フィルタ膜によって濾過されて、前記濾過区画を通じて前記流れ制限体へ入り、この流れ制限体の前記出口から流出して、灌漑水を形成する浸透灌漑装置。
13. 請求項１２に記載の浸透灌漑装置において、前記多孔質フィルタ膜の個数が一つよりも多く、その多孔質フィルタ膜の各々が、一つの管状支持体に配置され、且つ複数の多孔質フィルタ膜と共に配置された複数の管状支持体が、それぞれ前記送水管の軸方向で前記送水管内に被包されることにより、前記複数の多孔質フィルタ膜が前記送水管内に分布する浸透灌漑装置。
14. 請求項１２に記載の浸透灌漑装置において、前記送水管は弁と共に配置されるか、或いは定期的に作動するマイクロ・ポンプが装着されることにより、前記送水管内の水を移動させて、前記多孔質フィルタ膜の表面の不純物を除去する浸透灌漑装置。
15. 請求項１に記載の浸透灌漑装置において、前記多孔質フィルタ膜の水についての総水侵出能は、対応する一つ以上の流れ制限体のそれの５倍以上である浸透灌漑装置。
16. 請求項１に記載の浸透灌漑装置において、前記流れ制限体の前記制限オリフィスの最大孔径は、前記多孔質フィルタ膜のそれよりも大きい浸透灌漑装置。
17. 請求項１６に記載の浸透灌漑装置において、前記流れ制限体の前記制限オリフィスの最大孔径は、前記多孔質フィルタ膜のそれの５倍以上である浸透灌漑装置。
18. 浸透灌漑装置であって、
    水出口及び水入口を有する水通過チャンバであり、水が前記水入口と前記水出口との間で流れるときに、この水通過チャンバの軸方向に沿った水流が形成される水通過チャンバと、
    前記水通過チャンバ内に配置された一つ以上の多孔質フィルタ膜であり、この一つ以上の多孔質フィルタ膜によって濾過される水を収容するための濾過区画を形成し、この一つ以上の多孔質フィルタ膜の位置は、前記水通過チャンバ内に軸方向の水流が存在するときに、水流の少なくとも一部が前記多孔質フィルタ膜の表面に沿って流れて、その表面を洗い流すように配置されている多孔質フィルタ膜と、
    一つ以上の流れ制限体とを備え、その流れ制限体の各々は前記多孔質フィルタ膜に対応して、前記水通過チャンバの側壁に配置され、この一つ以上の流れ制限体の各々は、一つ以上の制限オリフィスと、前記一つ以上の多孔質フィルタ膜の濾過区画に連通する入口と、前記水通過チャンバの外側の出口とを有し、前記一つ以上の流れ制限体の水についての総浸出能は、前記一つ以上の多孔質フィルタ膜のそれよりも小さく、且つ前記多孔質フィルタ膜と前記流れ制限体とは、同じ多孔性材料で一体的に形成される浸透灌漑装置。
19. 請求項１８に記載の浸透灌漑装置において、前記多孔性材料は多孔性セラミックである浸透灌漑装置。
20. 請求項１乃至１８の何れか一項に記載の浸透灌漑装置を用いる浸透灌漑方法であって、一つ以上の多孔質フィルタ膜を一つの水通過チャンバ内に組み込み、前記多孔質フィルタ膜により濾過された水を収容するように濾過区画を形成し、各々の多孔質フィルタ膜の位置に対応する前記水通過チャンバの側壁に一つ以上の流れ制限体を配置し、この流れ制限体の各々には、一つ以上の制限オリフィスと、前記多孔質フィルタ膜の前記濾過区画に連通する入口と、前記水通過チャンバの外側の出口とを持たせ、前記一つ以上の流れ制限体の水についての総浸出能は、前記一つ以上の多孔質フィルタ膜のそれよりも小さくし、前記水通過チャンバ内の水を定期的に軸方向へ流れるようにすることにより、軸方向水流が前記多孔質フィルタ膜の表面に沿って流れて、この表面を洗い流す方法。
21. 請求項２０に記載の浸透灌漑方法であって、前記流れ制限体の前記制限オリフィスの最大孔径は、前記多孔質フィルタ膜のそれよりも大きい浸透灌漑方法。
22. 請求項１乃至１８の何れか一項に記載の浸透灌漑装置を製造する方法であって、
    Ａ．一つ以上の流れ制限体及び一つ以上の多孔質フィルタ膜を設け、その流れ制限体の各々は一つ以上の制限オリフィスを有し、且つ一つ以上の流れ制限体の水についての総浸透能は、一つ以上の多孔質フィルタ膜のそれよりも小さくし、
    Ｂ．第１と第２の縦方向縁を有するプラスチック・シート上に多孔質フィルタ膜及び流れ制限体を対応させて配置すると共に、多孔質フィルタ膜はプラスチック・シートの内側に位置させ、且つ流れ制限体はプラスチック・シートの外側に位置させ、多孔質フィルタ膜で濾過された水を収容する濾過区画を、多孔質フィルタ膜が位置している側に形成し、流れ制限体の入口を濾過区画と連通させ、及び
    Ｃ．プラスチック・シートの第１及び第２の縦方向縁を互いに係合させて、管状形状を形成することを含む方法。
23. 請求項２２記載の浸透灌漑装置製造方法であって、段階Ａにおいて、前記流れ制限体の最大孔径を前記多孔質フィルタ膜のそれよりも大きくする方法。
24. 請求項１乃至１８の何れか一項に記載の浸透灌漑装置を製造する方法であって、
    Ａ.一つ以上の流れ制限体と、一つ以上の多孔質フィルタ膜と、管状支持体からなる水通過チャンバとを設け、流れ制限体の各々は一つ以上の制限オリフィスを有し、且つ前記一つ以上の流れ制限体の水についての総浸透能は、前記一つ以上の多孔質フィルタ膜のそれよりも小さくされ、;
    Ｂ．前記多孔質フィルタ膜及び前記流れ制限体を対応させて前記管状支持体上に配置すると共に、前記多孔質フィルタ膜は前記管状支持体の管内に位置させ、前記多孔質フィルタ膜で濾過された水を収容する濾過区画を形成し、前記流れ制限体を前記多孔質フィルタ膜に対応して前記管状支持体の側壁に装着し、前記流れ制限体の入口を前記多孔質フィルタ膜の前記濾過区画と連通させ、
    Ｃ．送水管の吐出成型の間に、前記多孔質フィルタ膜及び前記流れ制限体を有する前記管状支持体を成型機ヘッドへ入れて、前記送水管が前記成型機ヘッドにより吐出された後に、前記管状支持体が前記送水管内に被包されるようにし、
    Ｄ．前記送水管の側壁における前記流れ制限体の前記出口に対応する位置において切断をなして、前記流れ制限体の前記出口を露呈させることを含む方法。
25. 請求項２４記載の浸透灌漑装置製造方法であって、段階Ａにおいて、前記流れ制限体の最大孔径を前記多孔質フィルタ膜のそれよりも大きくする方法。

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