JP2019071855A

JP2019071855A - エミッタおよび点滴灌漑用チューブ

Info

Publication number: JP2019071855A
Application number: JP2017201964A
Authority: JP
Inventors: 高橋　淳; Atsushi Takahashi; 淳高橋
Original assignee: Enplas Corp
Current assignee: Enplas Corp
Priority date: 2017-10-18
Filing date: 2017-10-18
Publication date: 2019-05-16
Also published as: WO2019078180A1

Abstract

【課題】サイフォン現象の発生を抑制できるとともに、チューブ内の灌漑用液体の圧力が低くても適切に灌漑用液体を吐出することができるエミッタを提供する。【解決手段】エミッタは、互いに表裏の関係にある第１面および第２面を有する。エミッタは、第１面に配置され、灌漑用液体を取り入れるための取水部と、第２面に配置され、灌漑用液体を吐出するための吐出部と、取水部および吐出部を繋ぎ、灌漑用液体を流通させるための流路と、流路の途中に配置され、吐出部側から取水部側への流体の逆流を抑制するための逆流抑制部と、を有する。逆流抑制部は、弁座と、チューブ内に陰圧が生じたときに弁座からさらに離れるダイヤフラム部と、一端がダイヤフラム部に固定された弁体と、を含み、ダイヤフラム部が弁座から離れる方向に移動するとき、弁座と弁体との隙間が狭くなる。【選択図】図５

Description

本発明は、エミッタおよび当該エミッタを有する点滴灌漑用チューブに関する。

植物の栽培方法の一つとして点滴灌漑法が知られている。点滴灌漑法とは、植物が植えられている土壌上または土壌中に点滴灌漑用チューブを配置し、点滴灌漑用チューブから土壌へ、水や液体肥料などの灌漑用液体を滴下する方法である。近年、点滴灌漑法は、灌漑用液体の消費量を最小限にすることが可能であるため、特に注目されている。

点滴灌漑用チューブは、通常、灌漑用液体が吐出される複数の貫通孔が形成されたチューブと、各貫通孔から灌漑用液体を吐出するための複数のエミッタ（「ドリッパ」とも言われる）を有する（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載のエミッタは、灌漑用液体を取り入れるための取水口を有する第１の部材と、灌漑用液体を排出するための排出口を有する第２の部材と、第１の部材および第２の部材の間に配置された膜部材とを有する。エミッタは、第１の部材、膜部材および第２の部材をこの順で重ね合わせることにより構成される。エミッタは、チューブの内壁面に接合される。特許文献１に記載のエミッタでは、灌漑用液体の圧力により膜部材が変形し、取水口が開くことによって、灌漑用液体が、当該エミッタ内に流入し、取水口と排出口との間の減圧流路を流れ、排出口から排出される。

特開２０１０−０４６０９４号公報

一般に、チューブ内への送液を停止した後も、チューブ内の灌漑用液体は、ある程度の時間継続してチューブ外に吐出される。点滴灌漑用チューブが高低差のある場所に配置されている場合、送液停止後、灌漑用液体は、高い位置から低い位置に流れ込む。そのため、高い位置におけるエミッタからの灌漑用液体の吐出量と比較して、低い位置におけるエミッタからの灌漑用液体の吐出量がより多くなる。したがって、高い位置におけるチューブ内が陰圧になりやすく、高い位置に配置されているエミッタの流路に、チューブ外から細かい土を含んだ空気や水などの流体が流れ込むことがある。このようなチューブ内の陰圧に起因する流体の逆流現象（以下、「サイフォン現象」ともいう）が生じると、エミッタ内が汚染されたり、目詰まりが生じたりすることがある。

一方で、特許文献１に記載のエミッタでは、送液の停止後、チューブ内の灌漑用液体の圧力が所定値未満となった場合、上記取水口が、上記膜部材によって閉塞される。このため、上記のようなサイフォン現象が生じ難い。しかしながら、特許文献１に記載のエミッタでは、チューブ内の圧力が低すぎる場合にも、上記取水口が上記膜部材により閉塞されるため、灌漑用液体を適切に吐出できないという問題がある。

本発明の目的は、サイフォン現象の発生を抑制できるとともに、チューブ内の灌漑用液体の圧力が低くても適切に灌漑用液体を吐出することができるエミッタおよび点滴灌漑用チューブを提供することである。

上記の課題を解決するため、本発明に係るエミッタは、互いに表裏の関係にある第１面および第２面を有し、灌漑用液体を流通させるチューブの内壁面、かつ前記チューブの内外を連通する吐出口に対応する位置に接合されたとき、前記チューブ内の前記灌漑用液体を前記吐出口から定量的に前記チューブ外に吐出するためのエミッタであって、前記第１面に配置され、前記灌漑用液体を取り入れるための取水部と、前記第２面に配置され、前記灌漑用液体を吐出するための吐出部と、前記取水部および前記吐出部を繋ぎ、前記灌漑用液体を流通させるための流路と、前記流路の途中に配置され、前記吐出部側から前記取水部側への流体の逆流を抑制するための逆流抑制部と、を有し、前記逆流抑制部は、弁座と、可撓性を有すると共に、前記第１面に前記弁座とは離間して配置され、前記チューブ内に陰圧が生じたときに前記弁座からさらに離れるダイヤフラム部と、前記弁座との間に隙間を有して配置され、かつ一端が前記ダイヤフラム部に固定された弁体と、を含み、前記ダイヤフラム部が前記弁座から離れる方向に移動するとき、前記弁座と前記弁体との隙間が狭くなる。

また、上記の課題を解決するため、本発明に係る点滴灌漑用チューブは、灌漑用液体を吐出するための吐出口を有するチューブと、前記チューブの内壁面の前記吐出口に対応する位置に接合されている、本発明に係るエミッタと、を有する。

本発明に係るエミッタおよび点滴灌漑用チューブによれば、サイフォン現象の発生を抑制できるとともに、チューブ内の灌漑用液体の圧力が低くても適切に灌漑用液体を吐出することができる。

図１Ａ、Ｂは、一実施の形態に係る点滴灌漑用チューブの構成を示す図である。図２Ａ、Ｂは、一実施の形態に係るエミッタの構成を示す図である。図３Ａ〜Ｃは、エミッタ本体の構成を示す図である。図４Ａ、Ｂは、第１のダイヤフラム部の構成を示す図であり、図４Ｃ、Ｄは、第２のダイヤフラム部の構成を示す図である。図５Ａ〜Ｃは、一実施の形態に係るエミッタの逆流抑制部の動作について説明するための概略断面図である。図６Ａ〜Ｃは、一実施の形態に係るエミッタの流量調整部の動作について説明するための概略断面図である。図７は、変形例に係るエミッタの第２のダイヤフラム部の構成を示す図である。

以下、点滴灌漑用チューブについて、具体的な実施の形態に基づき、詳しく説明する。ただし、点滴灌漑用チューブは、当該実施の形態に限定されない。

［点滴灌漑用チューブの構成］
図１Ａ、Ｂは、一実施の形態に係る点滴灌漑用チューブ１００の構成を示す図である。図１Ａは、本実施の形態に係る点滴灌漑用チューブ１００の軸に沿う方向の断面図であり、図１Ｂは、点滴灌漑用チューブ１００の軸に垂直な方向の断面図である。点滴灌漑用チューブ１００は、灌漑用液体を吐出するための吐出口１１２を有するチューブ１１０と、チューブ１１０の内壁面の吐出口１１２と対応する位置に接合されたエミッタ１２０と、を有する。

チューブ１１０は、灌漑用液体を流すための管である。チューブ１１０は、通常、樹脂製であり、チューブ１１０の材料は、例えば、直鎖状低密度ポリエチレンや高密度ポリエチレンなどのポリエチレンである。チューブ１１０の径方向の大きさおよびチューブ１１０の形状は、チューブ１１０の内部にエミッタ１２０を配置可能であればよい。

チューブ１１０の管壁には、チューブ１１０の軸方向において所定の間隔（例えば、２００ｍｍ〜５００ｍｍ）で灌漑用液体を吐出するための複数の吐出口１１２が形成されている。吐出口１１２の開口部の直径は、灌漑用液体を所望の流量で吐出可能であればよく、例えば、１．５ｍｍである。チューブ１１０の内壁面の吐出口１１２に対応する位置には、エミッタ１２０がそれぞれ接合されている。

図２Ａ、Ｂは、本実施の形態に係るエミッタ１２０の構成を示す図である。図２Ａは、エミッタ１２０の平面図であり、図２Ｂは、図２ＡのＡ−Ａ線における断面図である。なお、１のダイヤフラム部１７０および第２のダイヤフラム部１８０のハッチングは省略する。

エミッタ１２０は、互いに表裏の関係にある第１面１２０１および第２面１２０２を有する。本実施の形態では、第１面１２０１が、灌漑用液体側に配置される面、第２面１２０２がチューブ１１０と接して配置される面とする。

エミッタ１２０の大きさおよび形状は、所期の機能を発現可能な範囲において適宜に決めることができる。たとえば、エミッタ１２０の平面視形状は、四隅がＲ面取りされた略矩形状であり、エミッタ１２０の長辺方向の長さは、３５ｍｍであり、エミッタ１２０の短辺方向の長さは８ｍｍであり、エミッタ１２０の高さは２．５ｍｍである。

本実施の形態のエミッタ１２０は、図２Ａ、Ｂに示されるように、エミッタ本体１３０、第１のダイヤフラム部１７０および第２のダイヤフラム部１８０を有し、第１のダイヤフラム部１７０および第２のダイヤフラム部１８０は、エミッタ本体１３０に接合されている。

図３Ａ〜Ｃは、本実施の形態に係るエミッタ本体１３０の構成を示す図である。図３Ａは、エミッタ本体１３０の平面図であり、図３Ｂは、エミッタ本体１３０の底面図であり、図３Ｃは、図３ＡのＡ−Ａ線における断面図である。

エミッタ本体１３０は、樹脂材料で成形されている。当該樹脂材料の例には、直鎖状低密度ポリエチレンや高密度ポリエチレンなどのポリエチレン、ポリプロピレン、シリコーン、および、ゴム弾性を有する工業用材料が含まれる。当該ゴム弾性を有する工業用材料の例には、エラストマーおよびゴムが含まれる。

エミッタ本体１３０は、その平面視形状が略矩形状である。エミッタ本体１３０の第２面１２０２の形状は、チューブ１１０の内壁面に沿う凸の曲面である。エミッタ本体１３０の第１面１２０１および第２面１２０２には、凹部、溝、凸部および貫通孔が適宜に配置されている。

より詳しくは、エミッタ本体１３０の第１面１２０１には、第１の凹部１３１、第１の円柱部１３２、第２の凹部１３３、第２の円柱部１３４、第１の溝１３６、第２の溝１３７、第３の溝１３８および第４の溝１３９が形成されている。また、第１面１２０１から第２面１２０２にかけて、スリット１４０、第１の孔１４１、第２の孔１４２、第３の孔１４３、第４の孔１４４、および第５の孔１４５がさらに形成されている。一方、エミッタ本体１３０の第２面１２０２には、第５の溝１５０、第１の減圧流路部１５１、第６の溝１５２、第２の減圧流路部１５３、第３の減圧流路部１５４、第７の溝１５５および第３の凹部１５６がさらに形成されている。

第１の凹部１３１は、エミッタ本体１３０の第１面１２０１の中央部に開口している。第１の円柱部１３２は、第１の凹部１３１の底面の中央部に配置されている。第２の凹部１３３は、エミッタ本体１３０の第１面１２０１において、第１の凹部１３１よりもエミッタ本体１３０の長手方向における一方の外側に開口している。第２の円柱部１３４は、第２の凹部１３３の底面の中央部に配置されている。第１の凹部１３１および第２の凹部１３３の平面視形状は、いずれも円形状である。第１の円柱部１３２の上面には、第２の孔１４２が開口している。第２の円柱部１３４の上面には、第５の孔１４５が開口している。第１の溝１３６は、第２の円柱部１３４の上面に形成されており、第２の円柱部１３４の上面の周縁と第５の孔１４５とを連通している。

第１の凹部１３１の深さ（エミッタ本体１３０の第１面１２０１から第１の凹部１３１の底面までの距離）および第２の凹部１３３の深さ（エミッタ本体１３０の第１面１２０１から第２の凹部１３３の底面までの距離）は、互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。本実施の形態では、第１の凹部１３１および第２の凹部１３３の深さは、互いに同じである。

第１の円柱部１３２は、第１の凹部１３１の底面から突出しており、第２の円柱部１３４は、第２の凹部１３３の底面から突出している。第１の円柱部１３２の高さは、第１凹部１３１の深さ未満である。第２の円柱部１３４の高さは、第２の凹部１３３の深さ未満である。第１の円柱部１３２および第２の円柱部１３４の高さは、互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。本実施の形態では、第１の円柱部１３２のほうが、第２の円柱部１３４の高さより高い。第一の円柱部１３２の上面は、平面であり、第２の円柱部１３４の上面は、斜面（曲面）である。第１の円柱部１３２の上面の中央部に開口している第２の孔１４２の開口部の形状は、円形状であり、第２の円柱部１３４の上面の中央部に開口している第５の孔１４５の開口部の形状も、円形状である。つまり、本実施の形態では、第１の円柱部１３２の平面視形状および第２の円柱部１３４の平面視形状が、いずれも円環形状である。

第１の溝１３６は、第２の円柱部１３４の上面に形成されている。本実施の形態では、第１の溝１３６の数は、１つであり、その平面視形状は、直線形状である。第１の溝１３６は、第２の円柱部１３４の上面から一定の深さを有しており、当該上面に対して平行な底面を有している。

第１の孔１４１は、第１の凹部１３１の底面に開口している。第２の孔１４２は、第１の円柱部１３２の中央部に開口している。第３の孔１４３および第４の孔１４４は、第２の凹部１３３の底面に開口している。第５の孔１４５は、第２の円柱部１３４の中央部に開口している。第１の孔１４１、第２の孔１４２、第３の孔１４３、第４の孔１４４および第５の孔１４５の平面視形状は、いずれも円形である。

また、エミッタ本体１３０は、第２の溝１３７、第３の溝１３８および第４の溝１３９を含むフィルタ部１４７と、フィルタ部１４７に配置されたスリット１４０とを有する。フィルタ部１４７およびスリット１４０は、第１の凹部１３１よりも、エミッタ本体１３０の長手方向における他方の外側に配置されている。

フィルタ部１４７は、エミッタ本体１３０の第１面１２０１に形成された微細な凹凸である。フィルタ部１４７は、エミッタ本体１３０の長手方向における他端部の縁に沿うＵ字型の第２の溝１３７と、第２の溝１３７からその外側に延出して第２の溝１３７と外部とを連通する複数の第３の溝１３８と、第２の溝１３７からその内側に延出する複数の第４の溝１３９と、によって構成されている。第４の溝１３９は、主に、エミッタ本体１３０の短手方向に沿って独立して延在しており、第４の溝１３９の一部は互いに連通している。

スリット１４０は、エミッタ本体１３０の短手方向における一方の端部において、エミッタ本体１３０の長手方向に沿って開口している細長い貫通孔である。スリット１４０は、エミッタ本体１３０の第１面１２０１ではフィルタ部１４７における複数の第４の溝１３９の底に開口している。

また、エミッタ本体１３０の第２面１２０２には、第５の溝１５０が形成されている。第５の溝１５０は、エミッタ本体１３０の短手方向の一方の端部において、上記長手方向に沿って延在している。第１の減圧流路部１５１は、上記短手方向の一方の端部において、上記長手方向に沿って延在している。第１の減圧流路部１５１の一方の端部は、第５の溝１５０の一方の端部に連通している。第６の溝１５２は、エミッタ本体１３０の長手方向の他方の端部において、上記短手方向に沿って延在している。第６の溝１５２は、上記長手方向の内側部分において、第１の減圧流路部１５１の他方の端部と、第２の減圧流路部１５３の一方の端部と、第３の減圧流路部１５４の一方の端部とに連通している。第２の減圧流路部１５３は、上記短手方向における中心部において、上記長手方向に沿って延在している。第３の減圧流路部１５４は、上記短手方向における他方の端部において、上記長手方向に沿って延在している。第７の溝１５５は、エミッタ本体１３０の第２面１２０２の中心部において、上記長手方向に沿って延在している。第３の凹部１５６は、エミッタ本体１３０の第２面１２０２において、第５の溝１５０、第７の溝１５５および第３の減圧流路部１５４よりも、上記長手方向における外側に形成されている。

第１の減圧流路部１５１、第２の減圧流路部１５３および第３の減圧流路部１５４は、いずれも、その平面形状がジグザグ形状の溝である。当該ジグザグ形状は、例えば、当該減圧流路部の両側面から略三角柱形状の凸部が上記長手方向に沿って交互に配置されることによって形成される形状である。当該凸部は、例えば、エミッタ本体１３０を底面視したときに、当該凸部の突端が上記両側面間の中心軸を超えないように配置されている。

第５の溝１５０の底面には、スリット１４０が開口している。第２の減圧流路部１５３の他方の端部には、第１の孔１４１が開口している。第７の溝１５５の一方の端部には、第２の孔１４２が開口しており、第７の溝１５５の他方の端部には、第３の孔１４３が開口している。第３の減圧流路部１５４の他方の端部には、第４の孔１４４が開口している。第３の凹部１５６の底面の内側には、第５の孔１４５が開口している。

第３の凹部１５６は、エミッタ本体１３０の第２面１２０２の外側の一端部に亘って配置されている。第３の凹部１５６には、第２の凸部１５７、第３の凸部１５８、第４の凸部１５９および第５の凸部１６０が配置されている。

第２の凸部１５７は、上記短手方向に沿って延在しており、上記長手方向において第５の孔１４５と重なる位置に配置されている。第３の凸部１５８は、上記短手方向における第２の凸部１５７の延長線上の、第２の凸部１５７および第３の凹部１５６の側壁のいずれとも離間する位置に配置されている。第４の凸部１５９は、第３の凹部１５６の側壁から上記短手方向に沿って延在しており、上記長手方向において第３の凸部１５８と第３の凹部１５６の側壁との隙間と重なる位置に配置されている。第５の凸部１６０は、上記短手方向における第４の凸部１５９の延長線上に沿って延在しており、上記長手方向において第２の凸部１５７と第３の凸部１５８の側壁との隙間と重なる位置に配置されている。

図４Ａ、Ｂは、第１のダイヤフラム部１７０の構成を示す図であり、図４Ｃ、Ｄは、第２のダイヤフラム部１８０の構成を示す図である。図４Ａ、Ｂは、第１のダイヤフラム部１７０の構成を示す図であり、図４Ｃ、Ｄは、第２のダイヤフラム部１８０の構成を示す図である。図４Ａは、中心軸を通る第１のダイヤフラム部１７０の断面図であり、図４Ｂは、第１のダイヤフラム部１７０の底面図である。また、図４Ｃは、中心軸を通る第２のダイヤフラム部１８０の断面図であり、図４Ｄは、第２のダイヤフラム部１８０の底面図である。

第１のダイヤフラム部１７０および第２のダイヤフラム部１８０は樹脂製であり、可撓性を有する。当該樹脂材料の例には、直鎖状低密度ポリエチレンや高密度ポリエチレンなどのポリエチレン、ポリプロピレン、シリコーン、および、ゴム弾性を有する工業用材料が含まれる。当該ゴム弾性を有する工業用材料の例には、エラストマーおよびゴムが含まれる。第１のダイヤフラム部１７０の樹脂材料は、エミッタ本体１３０の樹脂材料と同じであってもよく、異なっていてもよい。また、第１のダイヤフラム部１７０の樹脂材料は、第２のダイヤフラム部１８０の樹脂材料と同じであってもよく、異なっていてもよい。

第１のダイヤフラム部１７０は、その平面視形状が円形状である第１の膜部１７１と、第１の膜部１７１の周縁部から、第１の膜部１７１の法線方向に延在する第１の周壁部１７３とを有している。なお、図２Ｂ、ならびに後述の図５Ａ〜Ｃ、および図６Ａ〜Ｃでは、第１の周壁部１７３の図示を省略する。第１の周壁部１７３は、第１の膜部１７１の外縁部より内側に配置されている。第１の膜部１７１の直径は、第１の凹部１３１の直径より大きく、第１の周壁部１７３の直径は、第１の凹部１３１の直径と同じである。第１の膜部１７１の、第１の周壁部１７３より外側の部分と、第１の周壁部１７３は、第１の凹部１３１の開口部の角部を挟み込むように、エミッタ本体１３０上に配置される。これにより、第１のダイヤフラム部１７０は、所望の位置に確実かつ容易に位置決めされる。なお、このとき、第１の膜部１７１と第１の円柱部１３２の上面とは、隙間をあけて配置される。

一方、第２のダイヤフラム部１８０は、その平面視形状が円形状である第２の膜部１８１と、第２の膜部１８１の法線方向に延在する第２の周壁部１８３とを有している。なお、図２Ｂ、ならびに後述の図５Ａ〜Ｃ、および図６Ａ〜Ｃでは、第２の周壁部１８３の図示を省略する。本実施の形態では、第２のダイヤフラム部１８０の第２の膜部１８１の中心に、弁体１８２の一端が固定されており、第２のダイヤフラム部１８０および弁体１８２は一体に形成されている。

第２のダイヤフラム部１８０の第２の周壁部１８３は、第２の膜部１８１の外縁部より内側に配置されている。第２の膜部１８１の直径は、第２の凹部１３３の直径より大きく、第２の周壁部１８３の外径は、第２の凹部１３３の直径と同じである。第２の膜部１８１の、第２の周壁部１８３より外側の部分と、第２の周壁部１８３は、第２の凹部１３３の開口部の角部を挟み込むように、エミッタ本体１３０上に配置される。これにより、第２のダイヤフラム部１８０は、所望の位置に確実かつ容易に位置決めされる。またこのとき、第２の膜部１８１と第２の円柱部１３４の上面とは、隙間をあけて配置される。

ここで、第２のダイヤフラム部１８０にその一端が固定されている弁体１８２は、第２の膜部（第２のダイヤフラム部１８０）が第２面１２０２と離れる方向に撓んだ際、弁座（第５の孔の壁面１４５ｗ）と接近し、流体の逆流を抑制する弁体本体１８２ｂと、第２の膜部１８１と弁体本体１８２ｂとをつなぐ弁体軸部１８２ａとから構成される。当該弁体１８２は、弁体本体１８２ｂが弁座（第５の孔の壁面１４５ｗ）のダイヤフラム部１８０側の端部、すなわち第５の孔１４５の第２の円柱部１３４側の開口より第２面１２０２側に位置するよう、位置決めされる。

本実施の形態における弁体本体１８２ｂの外形は、第２のダイヤフラム部１８０（第２の膜部１８１）に近づくにつれて、弁体本体１８２ｂの水平方向の断面における直径が小さくなるような略円錐台状である。また、弁体本体１８２ｂの最大径は、第２の膜部１８１が撓んでいない状態では、弁体本体１８２ｂと弁座（第５の孔１４５の壁面）との間に十分な隙間が形成され、第２の膜部が第２面１２０２から離れる方向に撓んだ際には、弁体本体１８２ｂと弁座（第５の孔１４５の壁面）との隙間が十分に狭くなる長さであればよい。弁体本体１８２ｂの先端部の径（最大径）は、例えば第５の孔１４５の最大径に対して９０％以上とすることができ、第５の孔１４５の最大径より大きくてもよい。一方、弁体本体１８２ｂの高さは特に制限されず、本実施の形態では、第５の孔１４５の高さ（第５の孔１４５における、第２の円柱部１３４側の開口から第３の凹部１５６側の開口までの距離）と同等としている。また、本実施の形態では、弁体本体１８２ｂの中心部が、略円錐台状の空洞となっており、弁体本体１８２ｂの外周壁の厚さは、略均一である。

弁体軸部１８２ａの形状は、ダイヤフラム部１８０の動作に伴う弁体本体１８２の移動を妨げない形状であればよく、本実施の形態では、弁体本体１８２ｂの水平方向の断面の最小径と略同一の直径を有する円柱状である。また、本実施の形態では、弁体軸部１８２ａの高さを、第２の膜部１８１と第２の円柱部１３４との距離と同等としている。

上述の構造を有するエミッタ１２０は、エミッタ本体１３０と、第１のダイヤフラム部１７０と、第２のダイヤフラム部１８０（弁体１８２を含む）とを、それぞれ作製し、これらを接合することで、作製することができる。例えば、第１のダイヤフラム部１７０の周壁部１７３をエミッタ本体１３０の第１の凹部１３１に嵌め込み、第２のダイヤフラム部１８０の周壁部１８３をエミッタ本体１３０の第２の凹部１３３に嵌め込むことで、エミッタ本体１３０、第１のダイヤフラム部１７０、および第２のダイヤフラム部１８０が一体化したエミッタ１２０が得られる。なお、本実施の形態では、第２のダイヤフラム部１８０の周壁部１８３を嵌め込むのと同時に、弁体１８２の弁体本体１８２ｂを、第５の孔１４５に挿入する。上述のように、弁体本体１８２ｂの中心部に空洞が設けられているため、第５の孔１４５の第２の円柱部１３４側の開口から弁体本体１８２ｂを挿入することが可能である。ただし、エミッタ１２０の作製方法は当該方法に制限されず、例えば弁体１８２と第２のダイヤフラム部１８０とをそれぞれ別に作製し、第５の孔１４５の第３の凹部１５６側開口から弁体１８２の弁体軸部１８２ａを挿入し、弁体１８２と第２のダイヤフラム部１８０とを一体化させてもよい。

なお、エミッタ本体１３０に嵌め込まれた第１のダイヤフラム部１７０および第２のダイヤフラム部１８０は、これらを構成する樹脂材料の溶着または融着、もしくは接着剤による接着によって接合される。

また前述のように、エミッタ１２０は、エミッタ本体１３０の第２面１２０２がチューブ１１０の内壁面に接合される。こうして、図１Ａ、Ｂに示されるような点滴灌漑用チューブ１００が作製される。吐出口１１２は、エミッタ１２０の接合前に予めチューブ１１０に形成されてもよく、エミッタ１２０の接合後に形成されてもよい。

［点滴灌漑用チューブの動作］
エミッタ１２０がチューブ１１０に接合された状態において、フィルタ部１４７、スリット１４０および第５の溝１５０が、チューブ１１０内を流動する灌漑用液体を取り込むための取水部２００となる。一方で、エミッタ１２０の第３の凹部１５６が、チューブ１１０の吐出口１１２と連通するように接合されて、灌漑溶液体を吐出するための吐出部５００となる。なお、エミッタ１２０において、取水部２００および吐出部５００は、エミッタ１２０内に設けられた溝や貫通孔等からなる流路によって繋がれている。さらに、流路の途中には、吐出部５００側から取水部２００側への流体の逆流を抑制するための逆流抑制部３００が配置されている。なお、逆流抑制部３００の配置位置は特に制限されず、流路の端、すなわち吐出部５００もしくは取水部２００と連通する領域に配置されていてもよく、流路の中央付近に配置されていてもよい。本実施の形態では、逆流抑制部３００が吐出部５００と連通する領域に配置されている。

ここで、本実施の形態のエミッタ１２０には、チューブ１１０内部の灌漑用液体の圧力に応じて、エミッタ１２０の吐出部５００から吐出される灌漑用液体の量を調整するための流量調整部（第１の流量調整部７００および第２の流量調整部８００）も設けられている。

このような点滴灌漑用チューブ１００における灌漑用液体の流れの概要を説明する。チューブ１１０内に供給された灌漑用液体は、フィルタ部１４７の溝（第２の溝１３７、第３の溝１３８および第４の溝１３９）およびスリット１４０を通って、第５の溝１５０に供給される。灌漑用液体は、例えば、水、液体肥料、農薬またはこれらのうちの二以上の混合液、とすることができる。灌漑用液体中の浮遊物は、フィルタ部１４７の溝に入り込むことができないため、上記浮遊物が除去された灌漑用液体が、スリット１４０を介して第５の溝１５０に供給される。

第５の溝１５０に供給された灌漑用液体は、第１の減圧流路部１５１を通って減圧されながら上記分岐流路に供給される。上記分岐流路に供給された灌漑用液体の一部は、第２の減圧流路（第６の溝１５２）を通ってさらに減圧されながら、後述の第１の流量調整部７００に供給される。次いで、連絡流路（第７の溝１５５）を介して後述の第２の流量調整部８００に供給される。また、上記分岐流路（第６の溝１５２）に供給された灌漑用液体の残りは、第３の減圧流路部１５４を通ってさらに減圧されながら第２の流量調整部８００に供給される。第２の流量調整部８００に供給された灌漑用液体は、チューブ１１０内の灌漑用液体の液圧に応じて調整された流量で吐出部５００に供給され、吐出口１１２から排出される。なお、本実施の形態では、第２の流量調整部８００が、上述の逆流抑制部３００も兼ねている。

以下、取水部２００、第１の減圧流路部１５１、第２の減圧流路部１５３、第１の流量調整部７００、第２の流量調整部８００および吐出部５００を含む流路を「第１の流路」という。また、取水部２００、第１の減圧流路部１５１、第３の減圧流路部１５４、第２の流量調整部８００および吐出部５００を含む流路を「第２の流路」ともいう。

（逆流抑制部）
逆流抑制部３００について詳しく説明する。本実施の形態のエミッタ１２０の逆流抑制部３００は、第５の孔１４５、第２のダイヤフラム部１８０、および弁体１８２から構成される。逆流抑制部３００は、吐出部５００（第３の凹部１５６）に連通している。一方で、第２の凹部１３３、第３の孔１４３、および第７の溝１５５を介して、後述の第１流量調整部に連通している。また、第２の凹部１３３および第４の孔１４４を介して流路（第３の減圧流路１５４）にも連通している。

本実施の形態の逆流抑制部３００では、弁体１８２の弁体本体１８２ｂが、第５の孔１４５内に配置されており、第５の孔１４５の壁面１４５ｗ（以下、単に「弁座１４５ｗ」とも称する）が弁座として機能する。なお、本明細書において、第５の孔の壁面１４５ｗとは、第５の孔１４５の周囲に位置する面であればよく、第３の凹部１５６側の開口から第２の円柱部１３４側の開口にかけて径が均一な円筒状の面であってもよく、第３の凹部１５６側の開口から第２の円柱部１３４側の開口に向かって径が小さくなるテーパ状の面であってもよい。本実施の形態では、弁座１４５ｗが、第３の凹部１５６側の開口から第２の円柱部１３４側の開口に向かって径が小さくなるテーパ状の面である。また、第２のダイヤフラム部１８０は、荷重を受けていない状態では、弁座１４５ｗとは離れて配置され、チューブ１１０内に陰圧が生じたときに、弁座１４５ｗから離れる方向に撓む。

また上述のように、弁体本体１８２ｂは、第２のダイヤフラム部１８０（第２の膜部１８１）が撓んでいない状態であるとき、弁体本体１８２ｂと弁座１４５ｗとの間に隙間を有するように配置されている。以下、逆流抑制部３００の動作を説明する。図５Ａ〜Ｃに、エミッタ１２０の逆流抑制部３００の部分概略断面図を示す。

チューブ１１０内に灌漑用液体が流動している場合、第２の膜部１８１は撓まない、もしくは第２面側に撓む（図５Ａには、第２の膜部１８１が撓んでいない状態を示す）。このとき、弁体本体１８２ｂと弁座１４５ｗとの間には、十分な隙間が生じており、当該隙間を通じて灌漑用液体が取水部２００側から吐出部５００側に向かって流動する。

一方で、灌漑用液体の供給が停止する等、エミッタ１２０近傍のチューブ１１０内に陰圧が発生すると、第２の膜部１８１は、図５Ｂに示すように、弁座１４５ｗから離れる方向に撓む。その結果、弁体本体１８２ｂおよび弁座１４５ｗの隙間が狭くなる。そして図５Ｃに示すように、第２の膜部１８１が弁座１４５ｗから離れる方向にさらに移動すると、弁体本体１８２ｂおよび弁座１４５ｗが当接、もしくは隙間が非常に狭くなる。その結果、吐出部５００側から取水部２００側への流体の逆流が抑制される。

そしてさらに、チューブ１１０内への灌漑用液体の供給が開始されたり、エミッタ１２０近傍のチューブ１１０内の陰圧が解消されると、図５Ａに示すように、第２の膜部１８１は平板状になったり、第２面側１２０２に撓んだりする。その結果、弁体本体１８２ｂおよび弁座１４５ｗの当接状態（もしくは隙間が非常に狭い状態）が解消されて、灌漑用液体が取水部２００側から吐出部５００側に向かって流動することが可能となる。

（流量調整部）
次に、第１の流量調整部７００および第２の流量調整部８００について説明する。本実施形態の第１の流量調整部７００は、第１の凹部１３１、第１の円柱部１３２、第１の孔１４１、第２の孔１４２、および第１のダイヤフラム部１７０から構成される。第１の流量調整部７００は、第１の孔１４１を介して第２の減圧流路部１５３に連通しており、第２の孔１４２、第７の溝１５５および第３の孔１４３を介して第２の流量調整部８００に連通している。第１の流量調整部７００では、第１の円柱部１３２の上面が、第１のダイヤフラム部１７０の第１の膜部１７１が着座する流量調整用第１弁座１３２ｓとして機能する。第１のダイヤフラム部１７０は、荷重を受けていない状態では、流量調整用第１弁座１３２ｓとは離れて配置され、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力を受けたときに流量調整用第１弁座１３２ｓに接近する。

また、第２の流量調整部８００は、第２の凹部１３３、第２の円柱部１３４、第３の孔１４３、第４の孔１４４、第５の孔１４５、第１の溝１３６、および第２のダイヤフラム部１８０から構成される。第２の流量調整部８００は、第４の孔１４４を介して第３の減圧流路部１５４に連通しており、第３の孔１４３、第７の溝１５５および第２の孔１４２を介して第１の流量調整部７００に連通している。一方、第５の孔１４５を介して後述の吐出部５００に連通している。第２の流量調整部８００では、第２の円柱部１３４の上面が、第２のダイヤフラム部１８０の第２の膜部１８１が着座する流量調整用第２弁座１３４ｓとして機能する。第２のダイヤフラム部１８０は、荷重を受けていない状態では、流量調整用第２弁座１３４ｓとは離れて配置され、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力を受けたときに第２の弁座１３４ｓに接近する。

図６Ａ〜Ｃは、第１の流量調整部７００および第２の流量調整部８００による灌漑用液体の流量（吐出）の制御について説明するための部分拡大断面図である。図６Ａは、エミッタ１２０の無圧条件下および極低圧条件下における第１の流量調整部７００および第２の流量調整部８００の様子を模式的に示す断面図であり、図６Ｂは、エミッタ１２０の低圧条件下における第１の流量調整部７００および第２の流量調整部８００の様子を模式的に示す断面図であり、図６Ｃは、エミッタ１２０の中高圧条件下における第１の流量調整部７００および第２の流量調整部８００の様子を模式的に示す断面図である。

（無圧条件下および極低圧条件下）
図６Ａに示すように、灌漑用液体の液圧が０ＭＰａである場合、灌漑用液体は、エミッタ１２０内を流れないことから、その内外で圧力差（差圧）は生じない。よって、第１のダイヤフラム部１７０および第２のダイヤフラム部１８０は、いずれも変形しない。

一方、灌漑用液体の液圧が極低圧（例えば０．００５ＭＰａ程度）である場合（極低圧条件下）、チューブ１１０内およびエミッタ１２０内には、灌漑用液体が流れる。このとき、第１の流量調整部７００では、チューブ１１０内、かつエミッタ１２０の外側の灌漑用液体の液圧（外液圧）と、第１の凹部１３１内の灌漑用液体の液圧（内液圧）との間に、多少の差が生じる。具体的には、第１の流量調整部７００における内液圧が、第１の減圧流路部１５１および第２の減圧流路部１５３における圧力損失によって外液圧より低くなる。また同様に、第２の流量調整部８００における内液圧が、第１の減圧流路部１５１、第３の減圧流路部１５４および第１の流量調整部７００における圧力損失によって外液圧よりも低くなる。

ただし、極低圧条件下では、上記差圧が十分に小さいため、第１のダイヤフラム部１７０および第２のダイヤフラム部１８０が、いずれも変形しない（図６Ａ参照）。したがって、取水部２００から取り入れられた灌漑用液体は、第１の流路および第２の流路の両方を通って、チューブ１１０の吐出口１１２から外部に吐出される。

（低圧条件下）
灌漑用液体の液圧が低圧（例えば０．０２ＭＰａ程度）である場合（低圧条件下）、第１のダイヤフラム部１７０は、上記差圧によって、図６Ｂに示されるように撓む。なお、第１のダイヤフラム部１７０が撓むと、第１のダイヤフラム部１７０と流量調整用第１弁座１３２ｓとの隙間が狭くなり、当該隙間を介して流れる灌漑用液体の流量が少なくなる。また同様に、第２の流量調整部８００の第２のダイヤフラム部１８０も、差圧によって撓み、図６Ｂに示されるように、第２のダイヤフラム部１８０と流量調整用第２弁座１３４ｓとの隙間が狭くなる。その結果、吐出口１１２から吐出される灌漑用液体の流量が極低圧条件下より少なくなる。

（中高圧条件下）
灌漑用液体の液圧が中高圧（例えば０．１ＭＰａ）である場合（中高圧条件下）では、第１のダイヤフラム部１７０は、上記差圧によって、図６Ｃに示されるように大きく撓む。第１のダイヤフラム部１７０が大きく撓むと、第１のダイヤフラム部１７０と流量調整用第１弁座１３２ｓとが接近し、第１の流路における灌漑用液体の流量が殆どなくなる。

一方で、第２のダイヤフラム部１８０も、図６Ｃに示されるように、上記外液圧と内液圧との差圧によって大きく撓み、２のダイヤフラム部１８０と流量調整用第２弁座１３４ｓとが当接する。ただし、第５の孔１４５は、第１の溝１３６を介して第２の円形凹部１３３と連通している。したがって、第１の溝１３６を介して、一定量の灌漑用液体が第５の孔１４５に流入し、灌漑用液体が吐出口１１２から排出される。このとき、吐出口１１２から吐出される灌漑用液体の流量は、低圧条件下よりさらに少なくなる。

［効果］
本実施の形態に係るエミッタ１２０は、逆流抑制部３００が、取水部２００と吐出部３００との間の流路の途中に設けられている。当該逆流抑制部３００では、チューブ１１０内に陰圧が発生すると、第２のダイヤフラム部１８０（弁座（１５４Ｗ））が第２面から離れる方向に移動する。また、このとき、第２のダイヤフラム部１８０に一端が固定された弁体１８２が、弁座１４５ｗと弁体１８２との隙間が狭くなるように移動する。したがって、吐出部３００側から取水部２００側への流体の逆流（サイフォン現象）が抑制される。そのため、本実施の形態に係るエミッタ１２０を有する点滴灌漑用チューブ１００によれば、高低差のある場所であっても、サイフォン現象に起因する流路の目詰まりの発生が抑制される。

一方で、チューブ１１０内を灌漑用液体が流動している場合には、第２のダイヤフラム部１８０が平板状になったり、第２のダイヤフラム部１８０が弁座１４５ｗに接近する。したがって、これらの状態では、弁座１４５ｗと弁体１８２との間に一定の隙間が生じ、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力が低くても灌漑用液体を適切に吐出することが可能となる。

［変形例］
なお、上述の実施の形態では、弁体１８２の弁体本体１８２ｂが略円錐台状である例を説明したが、弁体本体１８２ｂの形状は第２のダイヤフラム部１８０が弁座１４５ｗから離れる方向に移動するとき、弁座１４５ｗと弁体本体１８２ｂとの隙間が狭くなる形状であればよく、例えば図７（中心軸を通る第２のダイヤフラム部１８０の断面図）に示すように平板状であってもよく、多角柱状や球状等であってもよい。

また、上述の実施形態では、第２流量調整部８００の第２のダイヤフラム部１８０が逆流抑制部３００のダイヤフラム部を兼ねていたが、逆流抑制部３００および第２流量調整部８００は、別々に配置されていてもよい。また、上述の実施の形態では、２つの流量調整部（第１流量調整部７００および第２流量調整部８００）が配置されているエミッタを例に説明したが、これらは必ずしも無くてもよい。

また、フィルタ部１４７における第２の溝１３７、第３の溝１３８および第４の溝１３９の側壁をアンダーカット部とする、いわゆるウエッジワイヤー構造とすると、フィルタ部１４７での圧力損失を抑制するとともに目詰まりを抑制する観点からより一層効果的であり、好ましい。

本発明に係るエミッタによれば、高低差のある場所であっても、チューブ外の流体の流路への逆流に起因する目詰まりの発生を抑制しうる。したがって、点滴灌漑のさらなる発展が期待される。

１００点滴灌漑用チューブ
１１０チューブ
１１２吐出口
１２０エミッタ
１３０エミッタ本体
１３１第１の凹部
１３２第１の円柱部
１３２ｓ流量調整用第１弁座
１３３第２の凹部
１３４第２の円柱部
１３４ｓ流量調整用第２弁座
１３６第１の溝
１３７第２の溝
１３８第３の溝
１３９第４の溝
１４０スリット
１４１第１の孔
１４２第２の孔
１４３第３の孔
１４４第４の孔
１４５第５の孔
１４５ｗ第５の孔の壁面（弁座）
１４７フィルタ部
１５０第５の溝
１５１第１の減圧流路部
１５２第６の溝
１５３第２の減圧流路部
１５４第３の減圧流路部
１５５第７の溝
１５６第３の凹部
１５７第２の凸部
１５８第３の凸部
１５９第４の凸部
１６０第５の凸部
１７０第１のダイヤフラム部
１７１第１の膜部
１７２弁体
１７３第１の周壁部
１８０第２のダイヤフラム部
１８１第２の膜部
１８２弁体
１８２ａ弁体軸部
１８２ｂ弁体本体
１８３第２の周壁部
２００取水部
３００逆流抑制部
５００吐出部
７００第１流量調整部
８００第２流量調整部

Claims

互いに表裏の関係にある第１面および第２面を有し、
灌漑用液体を流通させるチューブの内壁面、かつ前記チューブの内外を連通する吐出口に対応する位置に接合されたとき、前記チューブ内の前記灌漑用液体を前記吐出口から定量的に前記チューブ外に吐出するためのエミッタであって、
前記第１面に配置され、前記灌漑用液体を取り入れるための取水部と、
前記第２面に配置され、前記灌漑用液体を吐出するための吐出部と、
前記取水部および前記吐出部を繋ぎ、前記灌漑用液体を流通させるための流路と、
前記流路の途中に配置され、前記吐出部側から前記取水部側への流体の逆流を抑制するための逆流抑制部と、
を有し、
前記逆流抑制部は、弁座と、可撓性を有すると共に、前記第１面に前記弁座とは離間して配置され、前記チューブ内に陰圧が生じたときに前記弁座からさらに離れるダイヤフラム部と、前記弁座との間に隙間を有して配置され、かつ一端が前記ダイヤフラム部に固定された弁体と、を含み、
前記ダイヤフラム部が前記弁座から離れる方向に移動するとき、前記弁座と前記弁体との隙間が狭くなる、
エミッタ。
前記弁体の少なくとも一部が、前記弁座の前記ダイヤフラム部側の端部より、前記第２面側にある、
請求項１に記載のエミッタ。
前記弁体の少なくとも一部が、前記ダイヤフラム部に近づくにつれて、径が小さくなる円錐台状である、
請求項１または２に記載のエミッタ。
前記ダイヤフラム部と前記弁体とが、一体である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のエミッタ。
灌漑用液体を吐出するための吐出口を有するチューブと、
前記チューブの内壁面の前記吐出口に対応する位置に接合されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のエミッタと、
を有する、点滴灌漑用チューブ。