JP3982827B2 - 液体散布装置 - Google Patents

Description

本発明は、散布幅と移動速度のいずれが変化しても単位面積当たりの目標散布量通りの散布が可能とされている液体散布装置に関するものである。

例えば、前記の如き液体散布装置の一例としての農用ブームスプレーヤは、その進行方向左右外方へブームを展張して、進行しながら、該ブームの長さ方向に沿って所定間隔をおいて配設された多数の散布ノズルから、地面の作物へ向けて、防除剤や肥料等の散布液の広幅散布を行う。

前記の如きブームスプレーヤにおいては、圃場の外周形状等に応じて散布幅を変更できることが望ましい。

このため、前記ブームとして、いわゆるスライドブームと呼ばれる伸縮式のブームを採用したり、あるいは、その長さ方向の途中の一又は二箇所で折り畳むことができる折り畳み式のブームを採用したりしている。そして、前記伸縮式ブームの場合には、複数に分割されたブームの相対収縮によりそれぞれのブームに配設されたノズルの位置が互いに重なり合っても、散布は重なり合わないように、前記各ノズルにコックを付設し、これらのコックが前記ブームの伸縮に連動して自動的に開いたり閉じたりするようになっている。同様に、前記折り畳み式ブームの場合には、散布を止めて折り畳まれる等したブームのノズル群への前記散布液の供給を制御するためのコックが設けられている。

しかし、前記伸縮式ブームにおいても、前記折り畳み式ブームにおいても、その伸縮や折り畳み等によって、実際に前記散布液を吐出するノズルの数が変化するので、何らの措置も講じないと、散布幅の変更によって、個々のノズルからの液体吐出量が変化してしまい、地面に対する単位面積当たりの散布量が不均一となってしまう。

そこで、実際に散布液を吐出しているノズルの数と移動速度のいずれが変化しても単位面積当たりの目標散布量通りの散布を可能にせしめた散布装置として、例えば、下記特許文献に記載のものが提案されている。
特許第３４４５０９０号公報 特開平１−１３０７５３号公報 特開２００２−１１８０号公報

しかしながら、前記いずれの提案においても、目標散布量を実現するための演算過程に、速度、圧力、流量、ノズル口径のデータを利用するものであり、実作業上重要な要素である散布幅が考慮されておらず、制御精度、使い勝手等に不都合があった。

本発明は前記の如き事情に鑑みてなされたもので、目標散布量を確実に実現し得るとともに、散布についての各種データの中でも有用な散布幅データが利用できる、液体散布装置を提案しようとするものである。

前記課題を解決するため、本発明に係る液体散布装置は、散布幅と移動速度のいずれが変化しても単位面積当たりの目標散布量通りの散布が可能とされている液体散布装置であって、実際に散布される散布液の流量を検知する第一のセンサとしての散布流量センサ、同一の散布ノズルを有する伸縮式ブームの伸縮操作により変化する散布幅を知るために必要な要素を検知する第二のセンサとしての前記散布流量センサの下流側に設けた散布圧力センサと、液体散布装置移動速度センサと、これらのセンサの検知結果に基づく前記散布幅と移動速度と目標散布量との乗算により該目標散布量を実現するに必要な単位時間当たりの液体流量を演算するとともに該液体流量が実現されるように制御する制御装置と、を備えたものである。

前記液体散布装置においては、前記第二センサとしての前記散布量センサの下流側に設けた散布圧力センサの検知結果に基づいて、前記制御装置において、前記散布幅が確定される。そして、該確定された散布幅と前記移動速度センサの検知結果としての移動速度と前記単位面積当たりの目標散布量との乗算により、前記制御装置において、前記目標散布量を実現するに必要な単位時間当たりの液体流量が演算され、その演算結果が実現されるように制御される。その結果、散布幅と移動速度のいずれが変化しても、目標散布量通りの散布が可能となる。本発明においては、前記制御装置において、散布幅の確定が可能であるので、均一散布が確実に行えるとともに、散布データの中でも有用な実散布幅や実反当散布量の常時表示等にも適する等の利点がある。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、本発明を説明する一実施の形態に係る液体散布装置の、制御回路を含む配管図である。前記液体散布装置は、図示しない農用トラクタ等の走行機体に搭載されて、圃場内を走行しながら防除液や液肥等を散布する農用ブームスプレーヤであり、中でも特に、いわゆるスライドブームと呼ばれる伸縮式ブームを備えたブームスプレーヤに関するものである。

図１の液体散布装置であるブームスプレーヤ１において、高圧プランジャ式等の液体圧送用のポンプ２は、その吸入口３が、散布液Ｌを貯留するタンク４に連通されるとともに、その吐出口５が、吐出管路６を介して、液体分配筐７に連通されている。該液体分配筐７からは、ブームの分割数に対応した複数本（本実施の形態では二本）のホース等よりなる送液管路８，８が延び出していて、該二本の送液管路８，８は、それぞれ、その長さ方向に沿って多数の散布ノズルｎを有するノズル管９，９へと連通している。該各ノズル管９，９は、その長さ方向に沿ってそれ自体周知の構成により相対伸縮自在に結合せしめられた一対のブーム１０，１０’のそれぞれの下面に沿って取着されている。

前記各散布ノズルｎは、互いに同一仕様のものであり、いずれの散布ノズルｎからも、互いに同一量の散布液Ｌが吐出されるようになっている。すなわち、前記各散布ノズルｎは、その噴口の形状及び大きさ（吐出孔径）が互いに同一で、その内部に挿入された中子等の噴霧形態制御部材も、互いに同一のものとされている。

前記ブームスプレーヤ１によれば、前記一対のブーム１０，１０’を、前記走行機体の進行方向に対して左右方向外方へ向けて長く伸ばして、圃場内を走行しながら、前記多数の散布ノズルｎによって広幅の液体散布を行うことができる。しかも、必要に応じて前記一対のブーム１０，１０’を伸縮操作してブーム全長（散布幅Ｗ）を変更することにより、圃場の外周形状変化等に適宜に対応しながら散布を行うことができる。

前記ブームスプレーヤ１においては、例えば、前記一対のブーム１０，１０’の内の一方の固定ブーム１０側の前記各散布ノズルｎに図示しないコックをそれぞれ付設し、これらのコックが、前記他方の移動ブーム１０’の相対伸縮に応じて自動的に開閉操作されるようにせしめて、前記移動ブーム１０’の収縮により前記散布ノズルｎの位置が前記両ブーム１０，１０’で重なり合っても、液体吐出は重なり合わないようにされている。すなわち、本実施の形態では、前記一対のブーム１０，１０’が相対伸縮することによって、実際に前記散布液Ｌを吐出する散布ノズル（稼働ノズル）ｎの数Ｋが変化し、散布幅Ｗが変化することになる。

前記ブームスプレーヤ1においては、前記散布幅Ｗと移動速度Ｖのいずれが変化しても、単位面積当たりの目標散布量ｑ通りの散布が可能とされている。すなわち、前記ブームスプレーヤ１は、第一のセンサとしての散布流量センサ１１と、同一の散布ノズルｎを有する伸縮式ブーム１０，１０´の伸縮操作により変化する散布幅Ｗ（前記ブーム１０，１０´全体としての伸長幅）を知るために必要な要素を検知する第二のセンサ１２としての前記散布流量センサ１１の下流側に設けた散布圧力センサ１２ｃと、液体散布装置移動速度センサ１３と、これらのセンサ１１，１２ｃ，１３の検知結果に基づく前記散布幅Ｗと移動速度Ｖと目標散布量ｑとの乗算により該目標散布量ｑを実現するのに必要な単位時間当たりの液体流量Ｑを演算するとともに該演算結果が実現されるように前記散布液Ｌの散布を制御する制御装置１４と、を備えている。

前記散布流量センサ１１は、前記吐出管路６に介装されている。前記散布流量センサ１１は、前記ポンプ２により前記液体分配筺７へと所定圧力値で圧送される散布液Ｌの流量、すなわち、前記稼動ノズルｎから実際に散布される散布液Ｌの流量を検知する。

前記同一の散布ノズルｎを有する伸縮式ブーム１０，１０´の伸縮操作により変化する散布幅を知るために必要な要素を検知する第二のセンサ１２は、それ自体が、例えば、前記移動ブーム１０´の伸び出し量を計測して散布幅Ｗを直接検知するものであっても良いし、前記散布流量センサ１１から得られる情報との組み合わせにより、前記制御装置１４を構成するマイクロコンピュータを含む演算部１４ａにおいて前記散布幅Ｗを演算可能な情報を提供する、適宜の他のセンサであっても良い。しかし、本発明では、前記散布流量センサ１１の下流側で前記吐出管路６内の圧力を検知する散布圧力センサ１２ｃが、前記第二のセンサ１２として用いられる。この場合には、前記散布圧力センサ１２ｃと前記散布流量センサ１１が散布幅検知手段としての役割を果たすことになる。

前記移動速度センサ１３は、液体散布装置（ブームスプレーヤ１）を構成する前記散布ノズルｎの地面に対する移動速度（前記走行機体の走行速度）を検知するセンサである。前記移動速度センサ１３は、前記走行機体の車軸の回転速度を検知するものでも良いし、該車軸の回転速度と比例関係にある、他の回転要素の速度を検知するものであっても良い。

また、前記ブームスプレーヤ１は、前記吐出管路６における前記散布流量センサ１１の上流側に、前記タンク４へと連通する余水管路１５を備えていて、該余水管路１５には、前記制御装置１４を構成する自動調節手段として、電動式等の調量弁１４ｂが介装されている。該調量弁１４ｂの調量値は、前記制御装置１４を構成するマイクロコンピュータによって自動制御される。

前記構成において、前記散布流量センサ１１、前記散布圧力センサ１２ｃ及び前記液体散布装置移動速度センサ１３からの信号は、前記制御装置１４の前記演算部１４ａへ送られる。該演算部１４ａでは、前記センサ１１，１２ｃ，１３からの情報信号に基づいて、前記目標散布量ｑを実現するに必要な単位時間当たりの液体流量Ｑが次の計算式を利用して、連続的に演算される。

計算式：単位面積当たりの目標散布量を実現するのに必要な単位時間当たりの液体流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）＝散布幅Ｗ（ｍ）×単位面積当たりの目標散布量ｑ（Ｌ／１０ａ）×移動速度Ｖ（ｋｍ／ｈ）×１／６０
そして、前記制御装置１４のマイクロコンピュータは、前記演算結果に基づき目標散布量が実現されるように、例えば、前記調量弁１４ｂの調量値を連続的に自動制御する。その結果、前記余水管路１５を介して前記ポンプ２から前記タンク４へと戻される余水の量が変化するので、前記液体分配筐７へと送られる散布液Ｌの流量、すなわち、前記各稼働ノズルｎからの実散布量も、自動的に調節される。よって、前記散布幅Ｗと移動速度Ｖのいずれが変化しても、単位面積当たりの目標散布量ｑ通りの散布が可能となる。前記吐出管路６における散布液流量は、前記制御装置１４へと連続的に出力されているので、計算通りの均一量散布が行われているか否かが、常に前記制御装置１４でチェックされ、信頼性が向上する。

ところで、前記計算式を利用する場合、前記単位面積当たりの目標散布量ｑは、散布される薬液の種類や、栽培作物の種類等に応じて予め設定され、前記移動速度Ｖは、前記液体散布装置移動速度センサ１３からの情報によって具体的な数値が定まるので、あとは、前記散布幅Ｗの具体的な数値が確定されれば良い。該散布幅Ｗは、互いに一定の相関関係を有する二以上の要素の組み合わせ演算により算出することも可能である。

すなわち、本発明では、前記稼動ノズル数Ｋの様々な値に対して、前記散布圧力センサ１２ｃで検出される散布圧力と、前記散布流量センサ１１で検出される散布流量と、の間には、一定の相関関係（流量値は、圧力値の平方根に比例する。）がある。このため、前記散布流量センサ１１で検出される散布流量値と、前記散布圧力センサ１２ｃで検出される散布圧力値と、の組み合わせから、前記制御装置１４の前記演算部１４ａにおいて、稼動ノズルｎの個数Ｋを割り出すことができる。したがって、前記演算部１４ａでは、得られた稼動ノズル数Ｋと、予め入力されたノズル間距離と、の乗算により、散布幅Ｗを演算することができる。散布幅Ｗが算出されれば、前記演算部１４ａで前記計算式により、単位面積当たりの目標散布量ｑを実現するのに必要な単位時間当たりの液体流量Ｑが演算可能であるので、この液体流量Ｑが実現されるように、前記制御装置１４で自動制御すればよい。

本発明の一実施の形態に係る液体散布装置の、制御回路を含む配管図である。

符号の説明

１ 液体散布装置
１１ 第一のセンサ（散布流量センサ）
１２ 第二のセンサ
１２ｃ 散布圧力センサ
１３ 液体散布装置移動速度センサ
１４ 制御装置
１４ａ 制御装置（マイクロコンピュータを含む演算部）
１４ｂ 制御装置（調量弁）
Ｌ 散布液
Ｑ 単位面積当たりの目標散布量を実現するのに必要な単位時間当たりの液体流量
ｑ 単位面積当たりの目標散布量
Ｗ 散布幅
Ｖ 移動速度

Claims (1)

1. 散布幅（Ｗ）と移動速度（Ｖ）のいずれが変化しても単位面積当たりの目標散布量（ｑ）通りの散布が可能とされている液体散布装置（１）であって、実際に散布される散布液（Ｌ）の流量を検知する第一のセンサとしての散布流量センサ（１１）と、同一の散布ノズルを有する伸縮式ブームの伸縮操作により変化する散布幅を知るために必要な要素を検知する第二のセンサとしての前記散布流量センサ（１１）の下流側に設けた散布圧力センサ（１２ｃ）と、液体散布装置移動速度センサ（１３）と、これらのセンサ（１１，１２ｃ，１３）の検知結果に基づく前記散布幅（Ｗ）と移動速度（Ｖ）と目標散布量（ｑ）との乗算により該目標散布量（ｑ）を実現するに必要な単位時間当たりの液体流量（Ｑ）を演算するとともに該液体流量（Ｑ）が実現されるように制御する制御装置（１４，１４ａ，１４ｂ）と、を備えている、液体散布装置。

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