JP2021013312A - Emitter and drip irrigation tube - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to an emitter and a drip irrigation tube having the emitter.
以前から、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。 The drip irrigation method has long been known as one of the plant cultivation methods. The drip irrigation method is a method in which a drip irrigation tube is placed on the soil in which a plant is planted, and an irrigation liquid such as water or liquid fertilizer is dropped from the drip irrigation tube to the soil. In recent years, the drip irrigation method has attracted particular attention because it can minimize the consumption of irrigation liquid.
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」ともいう)とを有する。また、エミッタの種類としては、チューブの内壁面に接合して使用されるエミッタ(例えば、特許文献1参照)と、チューブに外側から突き刺して使用されるエミッタとが知られている。 A drip irrigation tube usually includes a tube having a plurality of through holes for discharging the irrigation liquid and a plurality of emitters (also referred to as "drippers") for discharging the irrigation liquid from each through hole. Have. Further, as types of emitters, an emitter used by joining to the inner wall surface of a tube (see, for example, Patent Document 1) and an emitter used by piercing the tube from the outside are known.
特許文献1には、チューブの内壁面に接合されるエミッタが記載されている。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部材と、第1部材および第2部材の間に配置された膜部材とを有する。第1部材の内側には、取水口を取り囲むように配置された弁座部が形成され、減圧流路を構成する減圧溝が開口している。膜部材には、減圧溝の下流端に対応する位置に貫通孔が形成されている。 Patent Document 1 describes an emitter bonded to the inner wall surface of the tube. The emitter described in Patent Document 1 includes a first member having an intake port for taking in an irrigation liquid, a second member having a discharge port for discharging the irrigation liquid, and the first member and the second member. It has a membrane member arranged between them. A valve seat portion arranged so as to surround the water intake port is formed inside the first member, and a pressure reducing groove forming a pressure reducing flow path is opened. A through hole is formed in the membrane member at a position corresponding to the downstream end of the pressure reducing groove.
第1部材、膜部材および第2部材を積層することで、減圧流路が形成されるとともに、膜部材が弁座部に接触して取水口を閉塞する。また、取水口から排出口まで、灌漑用液体が流れる流路が形成される。 By laminating the first member, the membrane member and the second member, a decompression flow path is formed, and the membrane member comes into contact with the valve seat portion to close the water intake. In addition, a flow path through which the irrigation liquid flows is formed from the intake port to the discharge port.
特許文献1に記載のエミッタでは、チューブ内の灌漑用液体の圧力が所定の圧力以上となった場合に、取水口を閉塞している膜部材が灌漑用液体によって押し込まれて、灌漑用液体がエミッタ内に流入するようになっている。エミッタ内に流入した灌漑用液体は、減圧流路により減圧されて定量的に排出口から排出される。 In the emitter described in Patent Document 1, when the pressure of the irrigation liquid in the tube becomes equal to or higher than a predetermined pressure, the membrane member blocking the intake port is pushed by the irrigation liquid to release the irrigation liquid. It is designed to flow into the emitter. The irrigation liquid that has flowed into the emitter is decompressed by the decompression flow path and quantitatively discharged from the discharge port.
しかしながら、特許文献1に記載のエミッタを使用した点滴灌漑用チューブでは、チューブ内の灌漑用液体の圧力が所定の圧力以上にならないと、灌漑用液体がエミッタ内に流入しないため、チューブ内における灌漑用液体の圧力が極めて低い場合に機能しない。このため、灌漑用液体をチューブに送るための送液ポンプ近傍のエミッタは適切に機能するが、送液ポンプから離れた位置に配置されたエミッタは適切に機能しない。したがって、灌水する位置によって、供給される灌漑用液体の流量が変化してしまうとともに、灌水可能距離が制限されてしまうという問題があった。 However, in the drip irrigation tube using the emitter described in Patent Document 1, the irrigation liquid does not flow into the emitter unless the pressure of the irrigation liquid in the tube exceeds a predetermined pressure, so that the irrigation in the tube is performed. Does not work when the pressure of the irrigation liquid is extremely low. For this reason, the emitter near the liquid feed pump for sending the irrigation liquid to the tube works well, but the emitter located away from the liquid feed pump does not work well. Therefore, there is a problem that the flow rate of the supplied irrigation liquid changes depending on the irrigation position and the irrigation possible distance is limited.
そこで、本発明の目的は、灌漑用液体の圧力が高圧の場合だけでなく、低圧の場合であっても灌漑用液体を定量的に吐出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。 Therefore, an object of the present invention is to provide an emitter and a drip irrigation tube capable of quantitatively discharging the irrigation liquid not only when the pressure of the irrigation liquid is high pressure but also when the pressure is low pressure.
本発明に係るエミッタは、灌漑用液体を流通させるチューブの内壁面における、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て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の外に吐出するためのエミッタであって、前記灌漑用液体を取り入れるための取水部と、前記取水部から取り入れられた前記灌漑用液体の圧力を減少させるための減圧流路と、前記減圧流路に連通し、前記チューブ内の前記灌漑用液体の圧力に応じて前記灌漑用液体の流量を減少させる流量減少部と、前記流量減少部で流量を減少させられた前記灌漑用液体を吐出するための吐出部と、を有し、前記流量減少部は、前記チューブ内の前記灌漑用液体により圧力を受けるダイヤフラムと、前記ダイヤフラムに面して非接触に配置され、前記チューブ内の前記灌漑用液体の圧力を受けた前記ダイヤフラムが密着するように構成されている弁座と、前記弁座に開口し、前記吐出部に連通する吐出用貫通孔と、前記弁座に形成され、前記弁座の外周部と前記吐出用貫通孔とを連通する連通溝と、を含み、以下の式(1)を満たす、エミッタ。
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た、本発明に係るエミッタと、を有する。 The drip irrigation tube according to the present invention includes a tube having a discharge port for discharging an irrigation liquid, and an emitter according to the present invention joined at a position corresponding to the discharge port on the inner wall surface of the tube. Has.
本発明に係るエミッタおよび点滴灌漑用チューブは、チューブ内の灌漑用液体の圧力が高圧の場合だけでなく、チューブ内の灌漑用液体の圧力が低圧の場合であっても灌漑用液体を定量的に吐出できる。また、本発明に係るエミッタおよび点滴灌漑用チューブは、定量灌水を長距離に亘り行うこともできる。 The emitter and drip irrigation tube according to the present invention quantitatively produce irrigation liquid not only when the pressure of the irrigation liquid in the tube is high, but also when the pressure of the irrigation liquid in the tube is low. Can be discharged to. In addition, the emitter and drip irrigation tube according to the present invention can also perform quantitative irrigation over a long distance.
以下、本発明における実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[実施の形態1]
(点滴灌漑用チューブおよびエミッタの構成)
図1A、Bは、本発明の実施の形態1に係る点滴灌漑用チューブ100の断面図である。図1Aは、灌漑用液体の流れる方向に直交する方向における点滴灌漑用チューブ100の断面図であり、図1Bは、灌漑用液体の流れる方向における点滴灌漑用チューブ100の断面図である。
[Embodiment 1]
(Composition of drip irrigation tube and emitter)
1A and 1B are cross-sectional views of a
図1A、Bに示されるように、点滴灌漑用チューブ100は、チューブ110およびエミッタ120を有する。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
チューブ110は、灌漑用液体を流すための管である。灌漑用液体の例には、水、液体肥料、農薬およびこれらの混合液が含まれる。チューブ110において、灌漑用液体を流す方向については、特に限定されない。また、チューブ110の材料は、特に限定されない。本実施の形態では、チューブ110の材料は、ポリエチレンである。
The
チューブ110の管壁には、チューブ110の軸方向(灌漑用液体の流れる方向)において所定の間隔(例えば、200mm以上500mm以下)で灌漑用液体を吐出するための複数の吐出口111が形成されている。吐出口111の開口部の直径は、灌漑用液体を吐出できれば特に限定されない。本実施の形態では、吐出口111の開口部の直径は、1.5mmである。内壁面112の吐出口111に対応する位置には、エミッタ120がそれぞれ接合される。チューブ110の軸方向に垂直な断面形状および断面積は、チューブ110の内部にエミッタ120を液漏れなく配置できれば特に限定されない。
On the tube wall of the
点滴灌漑用チューブ100は、エミッタ120の裏面128を内壁面112に接合することによって作製される。チューブ110とエミッタ120との接合方法は、特に限定されない。チューブ110とエミッタ120との接合方法の例には、チューブ110またはエミッタ120を構成する材料の溶着、接着剤による接着が含まれる。吐出口111は、チューブ110およびエミッタ120を接合した後に形成されてもよいし、接合前に形成されてもよい。
The
図2A〜D、図3A、Bは、エミッタ120の構成を示す図である。図2A〜Dは、フィルム124をエミッタ本体122に配置した後のエミッタ120の構成を示す図であり、図3A、Bは、フィルム124をエミッタ本体122に配置する前のエミッタ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に示されるA−A線の断面図であり、図2Cは、左側面図であり、図2Dは、図2Aに示されるB−B線の断面図である。図3Aは、エミッタ120の平面図であり、図3Bは、底面図である。
2A to 2D and 3A and 3B are diagrams showing the configuration of the
エミッタ120は、吐出口111を覆うようにチューブ110の内壁面112に接合されている(図1A、B参照)。エミッタ120の形状は、吐出口111を覆い、液漏れなく内壁面112に密着できれば特に限定されない。本実施の形態では、チューブ110の軸方向に垂直なエミッタ120の断面における、内壁面112に接合する裏面128の形状は、内壁面112に沿うように、内壁面112に向かって凸の略円弧形状である(図1A参照)。エミッタ120の平面視形状は、図2Aに示されるように、四隅がR面取りされた略矩形状である。エミッタ120の大きさは、特に限定されず、吐出口111から吐出される灌漑用液体の所望の量に基づいて、適宜決定されればよい。例えば、エミッタ120の長軸方向の長さは19mmであり、短軸方向の長さは8mmであり、高さは2.7mmである。
The
本実施の形態において、エミッタ120は、例えば、樹脂、エラストマーおよびゴムが含まれるが含まれる材料で形成されている。樹脂の例には、ポリエチレンおよびシリコーンが含まれる。エミッタ120は可撓性を有していてもよく、エミッタ120の可撓性は、弾性を有する材料の使用によって調整できる。エミッタ120の可撓性の調整方法の例には、弾性を有する樹脂の選択、硬質の樹脂材料に対する弾性を有する樹脂の混合比の調整が含まれる。エミッタ120の材料の硬度を示す指標としては、JIS K6253−3(2012年)において規定されているデュロメータ硬さが含まれる。本実施の形態では、エミッタ120の材料の硬さは、デュロメータ硬さで表すと、A40程度である。なお、デュロメータ硬さは、測定に使用するデュロメータの種類によって、タイプA、タイプD、およびタイプEなどがある。例えば、タイプDデュロメータを使用して硬さ40を示した場合、デュロメータ硬さD40となる。そして、デュロメータ硬さは、各タイプにおける数値が同じ場合、タイプDが最も硬く、タイプA、タイプEの順に柔らかくなる。
In this embodiment, the
図1A、B、図2A〜Dおよび図3A、Bに示されるように、エミッタ120は、チューブ110の内壁面112に接合されるエミッタ本体122と、エミッタ本体122に接合されたフィルム124とを有する。本実施の形態では、エミッタ本体122およびフィルム124は、ヒンジ部126を介して一体的に形成されている。
As shown in FIGS. 1A, B, 2A to D, and 3A, B, the
エミッタ120は、取水部131と、第1接続流路142となる第1接続溝132と、減圧流路143となる減圧溝133と、第2接続流路144となる第2接続溝134と、流量減少部135と、吐出部136とを有する。取水部131および流量減少部135は、エミッタ120の表面127側に配置されている。また、第1接続流路142、減圧流路143、第2接続流路144および吐出部136は、エミッタ120の裏面128側に配置されている。
The
チューブ110およびエミッタ120が接合されることにより、第1接続溝132は第1接続流路142となり、減圧溝133は減圧流路143となり、第2接続溝134は第2接続流路144となる。これにより、取水部131、第1接続流路142、減圧流路143、第2接続流路144、流量減少部135および吐出部136から構成され、取水部131および吐出部136を繋ぐ流路が形成される。
By joining the
取水部131は、エミッタ120の表面127の一部の領域に配置されている(図2Aおよび図3A参照)。取水部131が配置されていない表面127の一部の領域には、流量減少部135(フィルム124)が配置されている。取水部131は、取水側スクリーン部151および複数の取水用貫通孔152を有する。
The
取水側スクリーン部151は、エミッタ120に取り入れられる灌漑用液体中の浮遊物が取水用凹部153内に侵入することを防止する。取水側スクリーン部151は、チューブ110内に対して開口しており、取水用凹部153および凸条154を有する。
The water intake
取水用凹部153は、エミッタ120の表面127において、フィルム124が接合されていない領域に形成されている1つの凹部である。取水用凹部153の深さは特に限定されず、エミッタ120の大きさによって適宜設定される。取水用凹部153の底面上には凸条154が形成されている。また、取水用凹部153の底面には取水用貫通孔152が形成されている。
The
凸条154は、取水用凹部153の底面上に配置されている。凸条154の配置および数は、取水用凹部153の開口部側から灌漑用液体を取り入れつつ、灌漑用液体中の浮遊物の侵入を防止できれば特に限定されない。本実施の形態では、凸条154は、エミッタ120の短軸方向に沿って配置され、エミッタ120の長軸方向に沿って配列されている。凸条154は、エミッタ本体122の表面127から取水用凹部153の底面に向かうにつれて幅が小さくなるように形成されていてもよいし、エミッタ本体122の表面127から取水用凹部153の底面まで同じ幅でもよい。隣接する凸条154間の距離は、前述の機能を発揮できれば特に限定されず、適宜設定される。
The
取水用貫通孔152は、取水用凹部153の底面に形成されている。取水用貫通孔152の形状および数は、取水用凹部153の内部に取り込まれた灌漑用液体をエミッタ本体122内に取り込むことができれば特に限定されない。取水用貫通孔152は、隣接する凸条154の間の取水用凹部153の底面に形成された貫通孔でもよいし、取水用凹部153の底面の長軸方向に沿って形成された長孔でもよい。本実施の形態では、取水用貫通孔152は、隣接する凸条154の間の取水用凹部153の底面に形成された貫通孔である。
The water intake through
チューブ110内を流れてきた灌漑用液体は、取水側スクリーン部151によって浮遊物が取水用凹部153内への侵入が防止されつつ、エミッタ本体122内に取り込まれる。
The irrigation liquid that has flowed through the
第1接続溝132(第1接続流路142)は、取水用貫通孔152(取水部131)と、減圧溝133(減圧流路143)とを接続する。第1接続溝132は、エミッタ120の裏面128に外縁部に沿って略U字状に形成されている。第1接続溝132(第1接続流路142)の上流端は取水用貫通孔152(取水部131)に接続されており、下流端は減圧溝133(減圧流路143)に接続されている。チューブ110およびエミッタ120が接合されることにより、第1接続溝132とチューブ110の内壁面112とにより、第1接続流路142が形成される。取水部131から取り込まれた灌漑用液体は、第1接続流路142を通って、減圧流路143に流れる。
The first connection groove 132 (first connection flow path 142) connects the water intake through hole 152 (water intake portion 131) and the decompression groove 133 (decompression flow path 143). The
減圧溝133(減圧流路143)は、流量減少部135より上流側の流路に配置されており、第1接続溝132(第1接続流路142)と第2接続溝134(第2接続流路144)とを接続する。減圧溝133(減圧流路143)は、取水部131から取り入れられた灌漑用液体の圧力を減圧させて、流量減少部135に向けて導く。減圧溝133は、裏面128に長軸方向に沿って形成されている。減圧溝133(減圧流路143)の上流端は第1接続溝132(第1接続流路142)に接続されており、下流端は第2接続溝134(第2接続流路144)に接続されている。減圧溝133の形状は、前述の機能を発揮できれば特に限定されない。本実施の形態では、減圧溝133の平面視形状は、ジグザグ形状である。減圧溝133は、内側面から突出する略三角柱形状の凸部が灌漑用液体の流れる方向に沿って交互に配置されている。凸部は、平面視したときに、先端が減圧溝133の中心軸を超えないように配置されている。チューブ110およびエミッタ120が接合されることにより、減圧溝133とチューブ110の内壁面112により、減圧流路143が形成される。取水部131から取り込まれた灌漑用液体は、減圧流路143により減圧されて第2接続流路144に導かれる。
The decompression groove 133 (decompression flow path 143) is arranged in the flow path on the upstream side of the flow
第2接続溝134(第2接続流路144)は、減圧溝133(減圧流路143)と、流量減少部135とを接続する。第2接続溝134(第2接続流路144)の上流端は減圧溝133(減圧流路143)に接続されており、下流端は流量減少部135に接続されている。チューブ110およびエミッタ120が接合されることにより、第2接続溝134とチューブ110の内壁面112とにより、第2接続流路141が形成される。減圧流路143を通った灌漑用液体は、第2接続流路144を通って、流量減少部135に流れる。
The second connection groove 134 (second connection flow path 144) connects the pressure reducing groove 133 (pressure reducing flow path 143) and the flow
流量減少部135は、流路内において第2接続流路144(第2接続溝134)と吐出部136との間に配置されており、かつエミッタ120の表面127側に配置されている。流量減少部135は、チューブ110内の灌漑用液体の圧力に応じて灌漑用液体の流量を減少させつつ、灌漑用液体を吐出部136に送る。流量減少部135の構成は、前述の機能を発揮できれば特に限定されない。本実施の形態では、流量減少部135は、流量減少用凹部171と、弁座172と、連通溝173と、吐出部136に連通した吐出用貫通孔174と、フィルム124の一部であるダイヤフラム175とを有する。流量減少用凹部171には、減圧溝133(減圧流路143)に連通した流量減少用貫通孔161と、吐出部136に連通した吐出用貫通孔174とが開口している。
The flow
流量減少用凹部171の平面視形状は、略円形状である。流量減少用凹部171の底面には、減圧溝133(減圧流路143)に連通した流量減少用貫通孔161と、吐出部136に連通した吐出用貫通孔174と、弁座172とが配置されている。流量減少用凹部171の深さは、特に限定されず、適宜設定される。
The plan view shape of the flow
吐出用貫通孔174は、流量減少用凹部171の底面の中央部分に配置されており、吐出部136に連通している。弁座172は、吐出用貫通孔174を取り囲むように流量減少用凹部171の底面に配置されている。弁座172は、チューブ110を流れる灌漑用液体の圧力が所定の圧力以上の場合に、ダイヤフラム175が密着できるように形成されている。弁座172にダイヤフラム175が接触することによって、流量減少用凹部171から吐出部136に流れ込む灌漑用液体の流量を減少させる。弁座172の形状は、前述の機能を発揮できれば特に限定されない。本実施の形態では、弁座172の形状は、円環状の凸部である。弁座172のダイヤフラム175が密着可能な領域の一部には、流量減少用凹部171の内部と吐出用貫通孔174を連通する連通溝173が形成されている。減圧溝133に連通した流量減少用貫通孔161は、流量減少用凹部171の底面において、弁座172が配置されていない領域に形成されている。
The discharge through
ダイヤフラム175は、フィルム124の一部である。ダイヤフラム175は、流量減少用凹部171の内部とチューブ110の内部とを仕切るように配置されている。ダイヤフラム175の厚さは、例えば0.35〜1.25mm程度である。ダイヤフラム175は、チューブ110内の灌漑用液体の圧力に応じて、弁座172に接近するように変形する。具体的には、ダイヤフラム175は、灌漑用液体の圧力が高くなるにつれて、弁座172に向かって変形し、やがて弁座172に接触する。ダイヤフラム175が弁座172に密着している場合であっても、ダイヤフラム175は、流量減少用貫通孔161、吐出用貫通孔174および連通溝173を閉塞しないため、流量減少用貫通孔161から送られてきた灌漑用液体は、連通溝173および吐出用貫通孔174を通って、吐出部136に送られる。
The
吐出部136は、エミッタ120の裏面128側に配置されている。吐出部136は、吐出用貫通孔174からの灌漑用液体をチューブ110の吐出口111に送る。吐出部136の構成は、前述の機能を発揮できれば特に限定されない。本実施の形態では、吐出部136は、吐出用貫通孔174に連通した凹部である。吐出部136は、エミッタ120の裏面128側に配置されている。本実施の形態では、吐出部136の平面視形状は、略矩形である。
The
ヒンジ部126は、エミッタ本体122の表面127の一部に接続されている。本実施の形態では、ヒンジ部126の厚さは、フィルム124と同じ厚さであり、エミッタ本体122およびフィルム124と一体的に成形されている。なお、ヒンジ部126は、エミッタ本体122とフィルム124とを接合した後に切断してもよい。
The
上述したエミッタ120は、以下の式(1)を満たす。より具体的には、以下の式(1)を満たすように、ダイヤフラム175の厚み、ダイヤフラム175(フィルム124)の硬さ、ダイヤフラム175の直径、およびダイヤフラム175と弁座172との間の距離のうちの少なくとも1つが調整されている。式(1)を満たすことの効果については、別途詳細に説明する。
(ダイヤフラムの動作)
ここで、チューブ110内の灌漑用液体の圧力に応じたダイヤフラム175の動作について説明する。
(Operation of diaphragm)
Here, the operation of the
チューブ110内に灌漑用液体が送液される前は、ダイヤフラム175に灌漑用液体の圧力が加わらないため、ダイヤフラム175は変形していない(図1を参照)。
Before the irrigation liquid is sent into the
チューブ110内に灌漑用液体が送液され始めると、チューブ110内の灌漑用液体の圧力が上昇し始め、ダイヤフラム175が変形し始める。このとき、灌漑用液体の圧力の上昇に伴い、吐出口111から吐出される灌漑用液体の流量も増加する。灌漑用液体の圧力が比較的低い場合は、ダイヤフラム175の変形は比較的小さく、ダイヤフラム175は、弁座172に接触しない。
When the irrigation liquid begins to be sent into the
灌漑用液体の圧力がさらに上昇すると、ダイヤフラム175の変形量が増大し、ダイヤフラム175が弁座172と密着する。ただし、ダイヤフラム175が弁座172に密着している場合であっても、連通溝173は閉塞されない。そのため、第2接続流路144から流量減少用凹部171に流れてきた灌漑用液体は、連通溝173を流れて吐出用貫通孔174から吐出部136へ吐出される。よって、ダイヤフラム175が弁座172に密着している場合であっても、一定量以上の灌漑用液体が吐出部136へ吐出される。
When the pressure of the irrigation liquid further increases, the amount of deformation of the
このように、吐出口111から吐出される灌漑用液体の吐出量は、チューブ110内の灌漑用液体の圧力が上昇することによって増加し、所定の圧力に到達すると、それ以上圧力が高くなった場合でも、吐出量は大きくは変化しない。本実施の形態に係るエミッタ120では、上記式(1)を満たすようにすることで、吐出量の補正が開始される圧力(補正開始圧力)を低くしている。式(1)を満たすことの効果については、別途詳細に説明する。
As described above, the discharge amount of the irrigation liquid discharged from the
(式(1)について)
次に、上記した式(1)について説明する。上述したように、エミッタは、以下の式(1)を満たす。なお、エミッタとしては、実施の形態1に係るエミッタ120が含まれる。
(About formula (1))
Next, the above equation (1) will be described. As described above, the emitter satisfies the following equation (1). The emitter includes the
ここで、エミッタにおける補正開始圧力が変化する要因として、(A)ダイヤフラムの厚み(t:mm)、(B)ダイヤフラムの直径(R:mm)、(C)ダイヤフラムの硬さ、(D)ダイヤフラムと台座との間の最短距離(以下「ダイヤフラム−台座間距離」ともいう)(mm)が考えられる。そこで、本実施の形態のエミッタは、上記式(1)を満たすように、上記(A)〜(D)が設定されている。上記式(1)を満たせば、補正開始圧力を低くできる。 Here, as factors that change the correction start pressure in the emitter, (A) the thickness of the diaphragm (t: mm), (B) the diameter of the diaphragm (R: mm), (C) the hardness of the diaphragm, and (D) the diaphragm. The shortest distance between the pedestal and the pedestal (hereinafter also referred to as "diaphragm-pedestal distance") (mm) can be considered. Therefore, the emitters of the present embodiment are set to have the above formulas (A) to (D) so as to satisfy the above formula (1). If the above equation (1) is satisfied, the correction start pressure can be lowered.
ここで、y(変形値)の求め方について説明する。yは、以下の方法で求められる。
(1)ダイヤフラムに印加した圧力と、ダイヤフラムの撓み量との関係を示す近似1次関数を求める。近似1次関数の求め方は、特に限定されない。なお、近似1次関数の切片は、「0」である。
(2)近似1次関数の傾きを求める。この近似一次関数の傾きを変形値(y)とする。
Here, how to obtain y (transformation value) will be described. y is obtained by the following method.
(1) Obtain an approximate linear function showing the relationship between the pressure applied to the diaphragm and the amount of deflection of the diaphragm. The method of obtaining the approximate linear function is not particularly limited. The intercept of the approximate linear function is "0".
(2) Find the slope of the approximate linear function. Let the slope of this approximate linear function be the deformation value (y).
そして、ダイヤフラム−弁座間距離(x)と変形値(y)と、が式(1)を満たすように、エミッタが設計される。 Then, the emitter is designed so that the distance between the diaphragm and the valve seat (x) and the deformation value (y) satisfy the equation (1).
以下に具体的なシミュレーション結果を示す。まず、上記(A)〜(D)の各要素のうち、少なくとも1つの要素の値を変化させた16種類のエミッタをそれぞれ準備した。16種類のエミッタの上記(A)〜(D)のパラメーターを表1に示す。 The specific simulation results are shown below. First, 16 types of emitters in which the values of at least one of the elements (A) to (D) were changed were prepared. Table 1 shows the parameters (A) to (D) of the 16 types of emitters.
図4Aは、上記(B)、(C)、(D)を一定とし、(A)ダイヤフラムの厚み(t:mm)を変化させた場合における、ダイヤフラムへの圧力と、ダイヤフラムの撓み量との関係を示すグラフである。図4Bは、上記(A)、(C)、(D)を一定とし、(B)ダイヤフラムの直径(R:mm)を変化させた場合における、ダイヤフラムへの圧力と、ダイヤフラムの撓み量との関係を示すグラフである。図4A、Bの横軸はダイヤフラムにかかる灌漑用液体の圧力(MPa)であり、縦軸はダイヤフラムの撓み量(mm)である。図4Aの黒丸シンボルは、t=0.35mmの実施例(1−1)のエミッタの結果を示しており、図4Aの白丸シンボルは、t=0.5mmの実施例(2−1)のエミッタの結果を示しており、図4Aの黒四角シンボルは、t=0.7mmの実施例(3−2)のエミッタの結果を示しており、図4Aの白四角シンボルは、t=0.95mmの実施例(4−2)のエミッタの結果を示しており、図4Aの黒菱形シンボルは、t=1.25mmの実施例(5−1)のエミッタの結果を示している。図4Bの白丸シンボルは、R=6mmの実施例(2−1)のエミッタの結果を示しており、図4Bの白菱形シンボルは、R=5mmの実施例(6−1)のエミッタの結果を示しており、図4Bの黒三角シンボルは、R=4mmの実施例(6−2)のエミッタの結果を示している。なお、比較として、(A)ダイヤフラムの厚み(t:mm)および(D)ダイヤフラム−弁座間距離を変化させた実施例(5−1)のエミッタも図4Aに示している。 FIG. 4A shows the pressure on the diaphragm and the amount of deflection of the diaphragm when (A) the thickness (t: mm) of the diaphragm is changed while keeping the above (B), (C), and (D) constant. It is a graph which shows the relationship. FIG. 4B shows the pressure on the diaphragm and the amount of deflection of the diaphragm when the diameters (R: mm) of the diaphragm (R: mm) are changed while keeping the above (A), (C), and (D) constant. It is a graph which shows the relationship. The horizontal axis of FIGS. 4A and 4B is the pressure (MPa) of the irrigation liquid applied to the diaphragm, and the vertical axis is the amount of deflection (mm) of the diaphragm. The black circle symbol of FIG. 4A shows the result of the emitter of Example (1-1) of t = 0.35 mm, and the white circle symbol of FIG. 4A shows the result of Example (2-1) of t = 0.5 mm. The black square symbol of FIG. 4A shows the result of the emitter, the white square symbol of FIG. 4A shows the result of the emitter of Example (3-2) of t = 0.7 mm, and the white square symbol of FIG. 4A shows t = 0. The result of the emitter of Example (4-2) of 95 mm is shown, and the black diamond symbol of FIG. 4A shows the result of the emitter of Example (5-1) of t = 1.25 mm. The white circle symbol in FIG. 4B shows the result of the emitter of Example (2-1) of R = 6 mm, and the white diamond symbol of FIG. 4B shows the result of the emitter of Example (6-1) of R = 5 mm. The black triangle symbol in FIG. 4B shows the result of the emitter of Example (6-2) with R = 4 mm. For comparison, the emitter of Example (5-1) in which (A) the thickness of the diaphragm (t: mm) and (D) the distance between the diaphragm and the valve seat is changed is also shown in FIG. 4A.
図4A、Bに示されるように、各エミッタにおいて、ダイヤフラムに印加される圧力が高くなるほど、ダイヤフラムの撓み量が増えることが分かる。また、図4Aに示されるように、ダイヤフラムの厚みが厚くなるほど、同じ圧力を印加したときのダイヤフラムの撓み量が小さくなることが分かる。また、図4Bに示されるように、ダイヤフラムの直径が小さくなるほど、同じ圧力を印加したときのダイヤフラムの撓み量が小さくなることが分かる。 As shown in FIGS. 4A and 4B, it can be seen that the higher the pressure applied to the diaphragm at each emitter, the greater the amount of deflection of the diaphragm. Further, as shown in FIG. 4A, it can be seen that the thicker the diaphragm, the smaller the amount of deflection of the diaphragm when the same pressure is applied. Further, as shown in FIG. 4B, it can be seen that the smaller the diameter of the diaphragm, the smaller the amount of deflection of the diaphragm when the same pressure is applied.
図5Aは、上記(A)、(B)、(D)を一定とし、(C)ダイヤフラムの硬さを変化させた場合における、ダイヤフラムへの圧力と、ダイヤフラムの撓み量との関係を示すグラフである。図5Bは、(B)ダイヤフラムの直径(R:mm)以外を変更した比較例(10)のエミッタの結果を示している。図5A、Bの横軸は灌漑用液体の圧力(MPa)であり、縦軸はダイヤフラムの撓み量(mm)である。図5Aの白丸シンボルは、ダイヤフラムの硬さがA40の実施例(2−1)のエミッタの結果を示しており、図5Aの白三角シンボルは、ダイヤフラムの硬さがA60の実施例(7−1)のエミッタの結果を示しており、図5Aの黒逆三角シンボルは、ダイヤフラムの硬さがA67の実施例(7−2)のエミッタの結果を示しており、図5Aの白丸Xシンボルは、ダイヤフラムの硬さがD47の比較例(9)のエミッタの結果を示している。図5BのXシンボルは、比較例(10)のエミッタの結果を示している。 FIG. 5A is a graph showing the relationship between the pressure on the diaphragm and the amount of deflection of the diaphragm when the hardness of the diaphragm is changed while the above (A), (B), and (D) are constant. Is. FIG. 5B shows the result of the emitter of Comparative Example (10) in which the diameter (R: mm) other than that of (B) diaphragm was changed. The horizontal axis of FIGS. 5A and 5B is the pressure (MPa) of the irrigation liquid, and the vertical axis is the amount of deflection (mm) of the diaphragm. The white circle symbol in FIG. 5A shows the result of the emitter of the embodiment (2-1) having a diaphragm hardness of A40, and the white triangle symbol of FIG. 5A shows the result of the emitter having a diaphragm hardness of A60 (7-). The result of the emitter of 1) is shown, the black inverted triangular symbol of FIG. 5A shows the result of the emitter of the embodiment (7-2) in which the hardness of the diaphragm is A67, and the white circle X symbol of FIG. 5A is shown. , The hardness of the diaphragm shows the result of the emitter of the comparative example (9) of D47. The X symbol in FIG. 5B shows the result of the emitter of Comparative Example (10).
図5A、Bに示されるように、各エミッタにおいて、灌漑用液体の圧力が高くなるほど、ダイヤフラムの撓み量が増えることが分かる。また、図5Aに示されるように、ダイヤフラムの硬さが硬くなるほど、ダイヤフラムの撓み量が小さくなることが分かる。 As shown in FIGS. 5A and 5B, it can be seen that the amount of deflection of the diaphragm increases as the pressure of the irrigation liquid increases at each emitter. Further, as shown in FIG. 5A, it can be seen that the harder the diaphragm, the smaller the amount of deflection of the diaphragm.
各エミッタのダイヤフラム−弁座間の最短距離と、図4A、B、図5A、Bのようにして求めた変形値(y)と、補正開始圧力と、を表2に示す。実施例(1−1)〜(8−1)のエミッタは、上記式(1)を満たしており、比較例(9)、(10)のエミッタは、上記式(1)を満たしていない。 Table 2 shows the shortest distance between the diaphragm and the valve seat of each emitter, the deformation value (y) obtained as shown in FIGS. 4A, B, 5A, and B, and the correction start pressure. The emitters of Examples (1-1) to (8-1) satisfy the above formula (1), and the emitters of Comparative Examples (9) and (10) do not satisfy the above formula (1).
図6は、ダイヤフラム−弁座間の距離と、変形値(y)との関係を示しており、表1の結果をプロットしたグラフである。図6の横軸はダイヤフラム−弁座間距離(mm)を示しており、縦軸は変形値(y:mm/mPa)を示している。図6に示される曲線は、上記式(1)を示している。 FIG. 6 shows the relationship between the distance between the diaphragm and the valve seat and the deformation value (y), and is a graph plotting the results of Table 1. The horizontal axis of FIG. 6 shows the distance between the diaphragm and the valve seat (mm), and the vertical axis shows the deformation value (y: mm / mPa). The curve shown in FIG. 6 shows the above equation (1).
図6および表2に示されるように、ダイヤフラム−弁座間距離と、変形値(y)との関係が式(1)を満たす場合には、補正開始圧力が0.3bar以下となることが分かる。一方、ダイヤフラム−弁座間の距離と、変形値(y)との関係が式(1)を満たさない場合には、補正開始圧力が0.4bar以上となり、灌漑用液体の圧力が低圧のときには、灌漑用液体の吐出量を制御できないことが分かる。 As shown in FIG. 6 and Table 2, when the relationship between the diaphragm-valve seat distance and the deformation value (y) satisfies the equation (1), it can be seen that the correction start pressure is 0.3 bar or less. .. On the other hand, when the relationship between the distance between the diaphragm and the valve seat and the deformation value (y) does not satisfy the equation (1), the correction start pressure is 0.4 bar or more, and when the pressure of the irrigation liquid is low, It can be seen that the discharge rate of the irrigation liquid cannot be controlled.
(効果)
このような構成により、チューブ110内の灌漑用液体の圧力に関わらず、吐出用貫通孔174から吐出される灌漑用液体の量を一定量以上確保できる。すなわち、本実施の形態に係る点滴灌漑用チューブ100は、灌漑用液体の圧力が低圧および高圧のいずれの場合であっても、一定量以上の灌漑用液体をチューブ110外に吐出できる。
(effect)
With such a configuration, the amount of the irrigation liquid discharged from the discharge through
(変形例)
実施の形態1の変形例に係る点滴灌漑用チューブは、エミッタ220の構成のみが実施の形態1に係る点滴灌漑用チューブ100と異なる。そこで、実施の形態1に係る点滴灌漑用チューブ100と同様の構成については、同じ符号を付して、その説明を省略する。
(Modification example)
The drip irrigation tube according to the modified example of the first embodiment differs from the
(エミッタの構成)
図7A〜Dは、実施の形態1の変形例に係るエミッタ220の構成を示す図である。図7Aは、エミッタ220の平面図であり、図7Bは、図7Aに示されるA−A線の断面図であり、図7Cは、左側面図であり、図7Dは、図7Aに示されるB−B線の断面図である。
(Emitter configuration)
7A to 7D are diagrams showing the configuration of the
図7A〜Dに示されるように、エミッタ220は、エミッタ本体222と、フィルム124とを有する。エミッタ本体222およびフィルム124は、ヒンジ部126を介して一体的に形成されている。
As shown in FIGS. 7A to 7D, the
エミッタ本体222の表面127には、フィルム124が配置されるフィルム用凹部276が形成されている。フィルム用凹部276は、エミッタ本体222の短軸方向の両側面にわたって形成されている。フィルム用凹部276の深さは、特に限定されない。本実施の形態では、フィルム用凹部276の深さは、フィルム124の厚さと同じである。これにより、チューブ110内における灌漑用液体の流れに対する抵抗を低くできる。
A
エミッタ220は、フィルム124をヒンジ部126を軸に回動させ、エミッタ本体222の表面に接合することで形成される。このとき、フィルム124の外面と、エミッタ本体122の表面127とが同一平面上に位置するようにエミッタ本体222とフィルム124が接合される。
The
本実施の形態に係るエミッタ220においても上記式(1)を満たす。
The
(効果)
以上のように、本実施の形態に係るエミッタ220も実施の形態1と同様の効果に加え、チューブ110内における灌漑用液体の流れに対する抵抗を低くできる。
(effect)
As described above, the
[実施の形態2]
実施の形態2に係る点滴灌漑用チューブは、エミッタ320の構成のみが実施の形態1に係る点滴灌漑用チューブ100と異なる。そこで、実施の形態1に係る点滴灌漑用チューブ100と同様の構成については、同じ符号を付して、その説明を省略する。
[Embodiment 2]
The drip irrigation tube according to the second embodiment differs from the
(エミッタの構成)
図8A〜Cは、実施の形態2に係るエミッタ320の構成を示す図である。図8Aは、エミッタ320の平面図であり、図8Bは、エミッタ本体222の平面図であり、図8Cは、フィルム124の平面図である。
(Emitter configuration)
8A to 8C are diagrams showing the configuration of the
図8A〜Cに示されるように、エミッタ320は、エミッタ本体222と、フィルム124とを有する。エミッタ本体222およびフィルム124は、別体に形成されている。エミッタ220は、フィルム124を、エミッタ本体222の表面127に接合することで形成される。
As shown in FIGS. 8A-C, the
また、本実施の形態においても、エミッタ本体222にフィルム用凹部が形成されていてもよい(図示省略)。 Further, also in the present embodiment, a film recess may be formed in the emitter body 222 (not shown).
本実施の形態に係るエミッタ320においても上記式(1)を満たす。
The
(効果)
以上のように、本実施の形態に係るエミッタ320も実施の形態1と同様の効果を有する。
(effect)
As described above, the
[実施の形態3]
実施の形態3に係る点滴灌漑用チューブは、エミッタ420の構成のみが実施の形態1に係る点滴灌漑用チューブ100と異なる。そこで、実施の形態1に係る点滴灌漑用チューブ100と同様の構成については、同じ符号を付して、その説明を省略する。
[Embodiment 3]
The drip irrigation tube according to the third embodiment differs from the
(エミッタの構成)
図9A〜Dは、実施の形態3に係るエミッタ420の構成を示す図である。図9Aは、エミッタ420の平面図であり、図9Bは、図9Aに示されるA−A線の断面図であり、図9Cは、側面図であり、図9Dは、図9Aに示されるB−B線の断面図である。
(Emitter configuration)
9A to 9D are diagrams showing the configuration of the
図9A〜Dに示されるように、エミッタ420は、エミッタ本体422と、フィルム124とを有する。エミッタ本体422およびフィルム124は、別体に形成されている。エミッタ本体422の表面127には、フィルム124が配置されるフィルム用凹部476が形成されている。フィルム用凹部476は、エミッタ本体422の中央部分に形成された凹部である。フィルム用凹部476の深さは、特に限定されない。本実施の形態では、フィルム用凹部476の深さは、フィルム124の厚さと同じである。これにより、チューブ110内における灌漑用液体の流れに対する抵抗を低くできる。エミッタ420は、フィルム124を、エミッタ本体422の表面127に接合することで形成される。
As shown in FIGS. 9A to 9D, the
本実施の形態に係るエミッタ420においても上記式(1)を満たす。
The
(効果)
以上のように、本実施の形態に係るエミッタ420も実施の形態1と同様の効果に加え、チューブ110内における灌漑用液体の流れに対する抵抗を低くできる。
(effect)
As described above, the
[実施の形態4]
実施の形態4に係る点滴灌漑用チューブは、エミッタ520の構成のみが実施の形態1に係る点滴灌漑用チューブ100と異なる。そこで、実施の形態1に係る点滴灌漑用チューブ100と同様の構成については、同じ符号を付して、その説明を省略する。
[Embodiment 4]
The drip irrigation tube according to the fourth embodiment differs from the
(エミッタの構成)
図10A〜Dは、実施の形態4に係るエミッタ520の構成を示す図である。図10Aは、エミッタ520の平面図であり、図10Bは、図10Aに示されるA−A線の断面図であり、図10Cは、側面図であり、図10Dは、図10Aに示されるB−B線の断面図である。
(Emitter configuration)
10A to 10D are diagrams showing the configuration of the
図10A〜Dに示されるように、エミッタ520は、エミッタ本体522と、エミッタ本体522に収容される台座部531とを有する。台座部531は、エミッタ520がチューブ110に接合される前に、吐出口111と対向する裏面128側から、エミッタ本体522の収容部532に収容される。エミッタ本体522および台座部531は、一体として成形されてもよいし、別体として成形されてもよい。本実施の形態では、エミッタ本体522および台座部531は、ヒンジ部を介して接続された状態で成形される。そして、エミッタ本体522とヒンジ部との境界を切断し、収容部532に台座部531が収容される。
As shown in FIGS. 10A to 10D, the
エミッタ本体522は、取水部131と、第1接続流路142となる第1接続溝132と、減圧流路143となる減圧溝133と、第2接続流路144となる第2接続溝134と、ダイヤフラム575を含む流量減少部535とを有する。エミッタ本体522の収容部532に台座部531が収容されることによって、流量減少部535および吐出部136が形成される。
The
収容部532は、エミッタ本体522の裏面128に開口しており、台座部531を収容する。収容部532の形状は、台座部531を収容できれば特に限定されない。本実施の形態では、収容部532の内側面の形状は、台座部531の外周面の形状と同じである。
The
台座部531は、流量減少部535のダイヤフラム575以外の構成要素を含む。台座部531は、流量減少用凹部171と、弁座172と、連通溝173と、吐出用貫通孔174と、を有する。
The
ダイヤフラム575は、エミッタ本体522の他の構成と一体に成形されているため、可撓性を有する。ダイヤフラム575は、エミッタ520がチューブ110の内壁面112に接合された状態において、チューブ110内の灌漑用液体の圧力によって弁座172へ向かって変形する。
The
本実施の形態に係るエミッタ520においても上記式(1)を満たす。
The
(効果)
以上のように、本実施の形態に係るエミッタ520も実施の形態1と同様の効果を有する。
(effect)
As described above, the
本発明によれば、流出する液体の流量を調整できるエミッタを、製造コストを抑えて提供できる。したがって、点滴灌漑や耐久試験等の、長期の滴下を要する技術分野への上記エミッタの普及および当該技術分野のさらなる発展が期待される。 According to the present invention, it is possible to provide an emitter capable of adjusting the flow rate of the flowing liquid while suppressing the manufacturing cost. Therefore, it is expected that the above-mentioned emitter will be widely used in technical fields that require long-term dripping, such as drip irrigation and durability tests, and further development in the technical fields will be expected.
100 点滴灌漑用チューブ
110 チューブ
111 吐出口
112 内壁面
120、220、320、420、520 エミッタ
122、222、422、522 エミッタ本体
124 フィルム
126 ヒンジ部
127 表面
128 裏面
131 取水部
132 第1接続溝
133 減圧溝
134 第2接続溝
135、535 流量減少部
136 吐出部
142 第1接続流路
143 減圧流路
144 第2接続流路
151 取水側スクリーン部
152 取水用貫通孔
153 取水用凹部
154 凸条
161 流量減少用貫通孔
171 流量減少用凹部
172 弁座
173 連通溝
174 吐出用貫通孔
175、575 ダイヤフラム
276、476 フィルム用凹部
531 台座部
532 収容部
100
Claims (4)
前記灌漑用液体を取り入れるための取水部と、
前記取水部から取り入れられた前記灌漑用液体の圧力を減少させるための減圧流路と、
前記減圧流路に連通し、前記チューブ内の前記灌漑用液体の圧力に応じて前記灌漑用液体の流量を減少させる流量減少部と、
前記流量減少部で流量を減少させられた前記灌漑用液体を吐出するための吐出部と、
を有し、
前記流量減少部は、
前記チューブ内の前記灌漑用液体により圧力を受けるダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムに面して非接触に配置され、前記チューブ内の前記灌漑用液体の圧力を受けた前記ダイヤフラムが密着するように構成されている弁座と、
前記弁座に開口し、前記吐出部に連通する吐出用貫通孔と、
前記弁座に形成され、前記弁座の外周部と前記吐出用貫通孔とを連通する連通溝と、
を含み、
以下の式(1)を満たす、
エミッタ。
The intake part for taking in the irrigation liquid and
A decompression flow path for reducing the pressure of the irrigation liquid taken in from the water intake, and
A flow rate reducing portion that communicates with the decompression flow path and reduces the flow rate of the irrigation liquid according to the pressure of the irrigation liquid in the tube.
A discharge unit for discharging the irrigation liquid whose flow rate has been reduced by the flow rate reduction unit,
Have,
The flow rate reducing part
A diaphragm that is pressured by the irrigation liquid in the tube,
A valve seat that is arranged in a non-contact manner facing the diaphragm and is configured so that the diaphragm under the pressure of the irrigation liquid in the tube is in close contact with the valve seat.
A discharge through hole that opens in the valve seat and communicates with the discharge portion,
A communication groove formed in the valve seat and communicating the outer peripheral portion of the valve seat and the discharge through hole,
Including
Satisfy the following equation (1),
Emitter.
前記ダイヤフラムと、
前記取水部、前記減圧流路、前記弁座、前記吐出用貫通孔、前記連通溝および前記吐出部を含むエミッタ本体と、
を有し、
前記ダイヤフラムは、前記弁座と対向するように、前記エミッタ本体に接合されている、
請求項1に記載のエミッタ。 The emitter is
With the diaphragm
An emitter body including the water intake portion, the decompression flow path, the valve seat, the discharge through hole, the communication groove, and the discharge portion.
Have,
The diaphragm is joined to the emitter body so as to face the valve seat.
The emitter according to claim 1.
前記弁座、前記吐出用貫通孔および前記連通溝を含む台座部と、
前記取水部と、前記減圧流路と、前記ダイヤフラムと、前記台座部を収容する収容部と、前記吐出部とを含むエミッタ本体と、
を有し、
前記ダイヤフラムは、前記収容部に面するように配置されている、
請求項1に記載のエミッタ。 The emitter is
A pedestal portion including the valve seat, the discharge through hole, and the communication groove,
An emitter main body including the water intake portion, the decompression flow path, the diaphragm, the accommodating portion accommodating the pedestal portion, and the discharging portion.
Have,
The diaphragm is arranged so as to face the accommodating portion.
The emitter according to claim 1.
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た、請求項1〜3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。 A tube with a discharge port for discharging irrigation liquid,
The emitter according to any one of claims 1 to 3, which is joined at a position corresponding to the discharge port on the inner wall surface of the tube.
Drip irrigation tube.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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