JP4129658B2 - 流路切換弁を有する温度感知無動力自動弁 - Google Patents

Description

【発明の属する技術分野】
本発明は、環境温度を感知し自動的に弁を開閉し、自動散水、自動制水することにより、栽培作物を凍霜害から防止するための温度感知無動力自動弁に関する。
【従来の技術】
近年、特にお茶栽培等の農業分野においては、凍霜害を防止するため、霜が降りるとお茶の葉面に散水し、新芽を氷の幕で覆い、水の凝固潜熱を利用して凍霜害を防ぐ方法(散水氷結法)が普及している。
そのため本発明者はこの目的を達成するために、温度感知無動力自動弁を案出したのである（特開平２―２５３０７４号）。
この従来例の特許請求項２の構造を図８、９、１０に示す。
従来例の温度感知無動力自動弁Ｖは、給水本管に接続するための入水口１１と出水口１２を有する弁本体Ａには、接続継手６と連結管７ａにより三方弁４が接続され、また接続継手９２と連結管７ｃにより第２の三方弁９が接続され、更に連結管７ｃにより定温度作動弁５が接続された構成となっていた。
しかるに、図８の構成は、外気温度が定温度作動弁５の設定温度より高く、自動散水がセットされた状態で弁本体Ａは閉の状態にある。
次に図９の構成では外気温度が定温度作動弁５の設定温度より下がった状態を示したもので、該定温度作動弁５の子弁５１が開放し、第２室ｂの圧力が開放され、弁本体Ａは流通状態となり散水される。
次に外気温度が上昇してきて、該定温度作動弁５の設定温度より高温になった時は、図１０に示す如く、該定温度作動弁５は温度センサーにより、閉となるが第２室ｂの圧力は開放されたままなので、弁本体Ａは流通状態のままとなり、自動的に制水することができなかった。
そのため夜間に自動散水がなされ、その後、外気温度が上昇しても水は出っぱなしになるため、無駄な水が放出され、節水が強く望まれ、また、過度の散水は、植物に害を与えたりする問題点を有していた。
また、朝になって毎日、三方弁を手動で作動し、弁本体Ａを閉じ、再度自動散水のセットを行なわねばならなかった。
加えて、該定温度作動弁５や、その温度センサーが故障した時は、自動散水ができず凍霜害を防ぐことができないという欠点を有していた。
そのため、これらの現実面における欠点を排除することが、強く望まれていた。
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこれらの欠点を無くし、自動散水された後、外気温度が上昇した場合は自動的に散水を制止することにより、大幅な節水を計ると共に、毎朝、手動で再セットする必要が無い回路を構成すると共に、該定温度作動弁５や、その温度センサーが故障した時も自動散水、自動制水が可能となる回路を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、温度感知無動力自動弁Ｖにおいて、連結管７ａの中間と、流路切替弁の接続口１０１を連結し、更に、連結管７ｂの中間は、流路切替弁の接続口１０２に連結されている。
流路切替弁の弁本体１０５の中央には中央開口１０６が設けられており、該中央開口１０６の内部には、子弁１０７が摺動可能に、嵌挿されており、子弁１０７の上端は、温度センサー１０８に接続されており、外気温度の変化により、子弁１０７が摺動し、流路の切替がなされるように，構成されており、子弁１０７は、中央開口１０６内に密に嵌挿された大径部１０７ａと小径部１０７ｂとなっており、また子弁１０７は温度センサー１０８により大幅に引き上げられると、接続口１０２は放出口１０３と連通され、大気に開放状態となるように構成されている。
〔作用〕
外気温度が流路切替弁の設定温度Ｔ１以上の場合は、流路切換弁は、第１室ａの水圧を、第２室ｂに伝達し、通水は遮断されている。
更に、流路切替弁の設定温度Ｔ１より外気温度が低くなった場合は、流路切替弁の接続口と開放口はそれぞれ遮断されているため、第２室ｂの圧力は維持され、通水は遮断された状態となっている。
次に、定温度作動弁の設定温度Ｔ２より外気温度が下がった場合は、定温度作動弁が開き、第２室ｂの圧力は開放され、散水が自動的に行われる。
次に流路切替弁の開放温度Ｔ３より外気温度が低くなった場合は、流路切換弁は接続口１０２と、放出口１０３が連通され、大気に開放されるため、第２室ｂの圧力は開放されたままで、散水が続行される。
加えて、流路切替弁の開放温度Ｔ３より外気温度が低くなった状態で、定温度作動弁５または、その温度センサーが故障し開かなかった場合も、接続口１０２と、放出口１０３は連通されており、第２室ｂの圧力は開放され、散水が行われるよう構成されている。
次に、外気の温度が上昇してきて流路切替弁の設定温度Ｔ１より外気温度が高い状態になると、この時、流路切替弁は接続口１０１と接続口１０２を連通し、開閉自在弁２を押し下げ、散水は遮断するように構成されている。
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例につい図面を参照しながら説明する。
(実施例)
この実施例は図１に示すように、従来例の温度感知無動力自動弁Ｖの構造に対し、連結管７ａの中間には、連結管７ｄの一端が連結され、連結管７ｄの他の一端は、流路切替弁１００の接続口１０１に連結されている。
また、連結管７ｂの中間には、連結管７ｅの一端が連結され、連結管７ｅの他の一端は、流路切替弁１００の接続口１０２に連結されている。
また、放出口１０３には、放出管１０４が接続され大気に開放されている。
流路切替弁１００の弁本体１０５の中央には中央開口１０６が設けられており、接続口１０１、１０２と放出口１０３とが、連通されている。
該中央開口１０６の内部には、子弁１０７が摺動可能に、嵌挿されており、子弁１０７の上端は、温度センサー１０８に接続されており、外気温度の変化により、子弁１０７が中央開口１０６内を温度センサー１０８の押下げ、または、引上げにより摺動し、流路の切替がなされるように，構成されている。
また、子弁１０７は、その先端部と温度センサー１０８に接続される連結部は、中央開口１０６内に密に嵌挿された大径部１０７ａとなっており、その中間部は、接続口１０１と１０２が連通するための小径部１０７ｂとなっている。
また子弁１０７は温度センサー１０８により大幅に引き上げられると、図４に示す如く、大径部１０７ｂは上方に移動し、接続口１０２は放出口１０３と連通され、大気に開放状態となるようになっている。
なお、流路切換弁１００の温度センサー１０８と定温度作動弁の温度センサーは感温部と作動部により構成されているが、それらは温度変化に対し、一定した動きをする物であれば、何れでも良い。例えば、ガス体、サーモワックス、形状記憶合金等を用いることが出来る。
もちろん電池や、太陽電池、交流電力等の電気動力も用いることは出来るが、それらは制御が複雑で、保守に高度の技術が必要となるため、農地や山間等で用いることは困難であるため好ましいとは、言えない。
図１の状態は、外気温度が流路切替弁１００の設定温度Ｔ１以上の状態を示すもので、子弁１０７は温度センサーの押下げにより、小径部１０７ｂは、接続口１０１と接続口１０２を連通させ、また、先端の大径部１０７ａは中央開口１０６に、密に嵌挿され、接続口１０１、１０２は放出口１０３と遮断されている。
接続口１０１と接続口１０２が連通されることにより、第１室ａの水圧は連結管７ｄを介して、接続口１０１、１０２と伝達され、第２の三方弁９の第３連結口９ｃと第２連結口９ｂが連結され、更に第２連結口９ｂは第１の三方弁４の第３連結口４ｃと連通され、第１の三方弁４は第３連結口４ｃと第１連結口４ａとが連通するように、切り替えられていることにより開閉自在弁２は押し下げられ、通水は遮断されている。
この図１の状態は、昼間時散水を停止した状態を示すものである。
通常、流路切替弁１００の設定温度Ｔ１は、２．８℃〜３℃位に設定されることが良好である。
図２の状態は、流路切替弁１００の設定温度Ｔ１より外気温度が低くなった状態で、流路切替弁１００の子弁１０７は図１の状態より引上げられ、接続口１０１と接続口１０２と放出口１０３は先端の大径部１０７ａが中央開口１０６に、密に嵌挿されているため、それぞれ遮断されている。
従って、第２室ｂの圧力は維持され、開閉自在弁２は押下げられたままで、通水は遮断されたいわゆる「散水セット」の状態となっている。
次に図３の状態は、定温度作動弁５の設定温度Ｔ２より外気温度が下がった状態を示すもので、該定温度作動弁５の子弁５１が開放し、流路切替弁１００の子弁１０７は、図２とほぼ同一の状態で、接続口１０１と接続口１０２と放出口１０３は、それぞれ遮断されたままとなっている。
従って、第２室ｂの圧力は該定温度作動弁５を介して開放され、開閉自在弁２は押し上げられ、散水が自動的に行われる。
通常、定温度作動弁５の設定温度Ｔ２は流路切替弁１００の設定温度Ｔ１に対応して決定されるが、１．５℃〜２℃位が良好である。
次に図４の状態は、流路切替弁１００の開放温度Ｔ３より外気温度が低くなった状態で、流路切替弁１００の子弁１０７は、図３の状態より更に引上げられ、先端の大径部１０７ａが中央開口１０６より抜けるために、接続口１０２と、放出口１０３は連通され、大気に開放されるため、第２室ｂの圧力は開放されたままで、散水が続行され、いわゆる、『連続散水』の状態となる。
通常、開放温度Ｔ３は、流路切替弁１００の設定温度Ｔ１に対応し、流路切替弁１００の子弁先端部の大径部１０７ａの長さ寸法と、温度センサー１０８のストロークにより決定され、設定温度Ｔ１に対し、追従的に決定され、通常１℃〜１．８℃位の温度が良好である。
図５の状態は、流路切替弁１００の開放温度Ｔ３より外気温度が低くなった状態で、定温度作動弁５または、その温度センサーが故障し開かなかった状態を示すもので、その時も、流路切替弁１００の子弁１０７は図４の状態と同様で、先端の大径部１０７ａが中央開口１０６より抜けているため、接続口１０２と、放出口１０３は連通され、大気に放出されるため、第２室ｂの圧力は開放され、散水が行われる。
したがって、流路切替弁１００は定温度作動弁５またはその温度センサーの故障時の安全弁としての機能をも果たすことになる。
次に、外気の温度が上昇してきて流路切替弁１００の開放温度Ｔ３より外気温度が高くなった場合は、図３の状態に戻り、流路切替弁１００の子弁１０７は、接続口１０１と接続口１０２と放出口１０３は、それぞれ遮断した状態であるが、第２室ｂの圧力は定温度作動弁５を介して開放されたままであり、開閉自在弁２は押し上げられ、散水は、続行される。
更に外気の温度が上昇してきて、定温度作動弁５の設定温度Ｔ２より外気温度が上昇した場合は、図３の状態に対し、定温度作動弁５の子弁５１が閉じられ、流路切替弁１００の子弁１０７は同一の状態で、接続口１０１と接続口１０２と放出口１０３は、それぞれ遮断されたままとなっている。
その時、第２室ｂの圧力は開放されたままで、定温度作動弁５の子弁５１が閉じられても開閉自在弁２は押し上げられたままで、散水は続行されている。
更に外気の温度が上昇してきて、流路切替弁１００の設定温度Ｔ１より外気温度が高い状態になると、図１と全く同じ状態となる。
この時、流路切替弁１００の子弁１０７はその温度センサーにより引上げられて、接続口１０１と接続口１０２が連通されることにより、第１室ａの水圧は、第２室ｂに導かれて開閉自在弁２を押し下げ、散水は遮断される。
このように作動することにより従来例のように、自動散水後、水が出しっぱなしになる問題を回避でき、自動的に散水を遮断できるようにしたのである。
次に、図６の状態は、昼間等に、流路切替弁１００の設定温度Ｔ１より外気温度が高い状態で、手動で、三方弁４を切替えて、第１連結口４ａと、第２連結口４ｂとを連通し、第１室Ａの水圧を第２室Ｂに導いて、給水を完全に停止した状態を示す。
また、図７の状態は、昼間等に、流路切替弁１００の設定温度Ｔ１より外気温度が高い状態で、手動で、三方弁９を切替えて、第１連結口９ａと、第２連結口９ｂとを連通し、第２室Ｂの水圧を第３室Ｃに開放して、散水を行なった状態を示す。
【発明の効果】
以上、詳説したように、このように、構成することで、自動散水後も外気温度が流路切替弁１００の設定温度以上になると、自動的に散水が遮断されることになる。
このため、現実の実施結果により、無駄な散水が大幅に無くなり、夜間の散水量が最大で従来の２０分の１という好結果を得ておると共に、大幅な節水効果が得られている。
更に、定温度作動弁５、またはその温度センサーが故障した時もその安全弁としての機能を流路切替弁１００が果たすため、万一の不作動の不安が無くなり、その年の収穫が安定して得られる結果が出ている。
また、毎朝、手動で制水し、再度、散水セットする手間が省けるため、栽培従事者の省力化を計ることができ時間拘束、低コスト化に大幅に貢献することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】外気温度が流路切替弁の設定温度Ｔ１以上の状態の本発明装置の断面図。
【図２】外気温度が流路切替弁の設定温度Ｔ１より低くなった状態の本発明装置の断面図。
【図３】外気温度が定温度作動弁５の設定温度Ｔ２より下がった状態の本発明装置の断面図。
【図４】外気温度が流路切替弁の開放温度Ｔ３より低くなった状態の本発明装置の断面図。
【図５】外気温度が流路切替弁の開放温度Ｔ３より低く、定温度作動弁５または、その温度センサーが故障した状態の本発明装置の断面図。
【図６】外気温度が流路切替弁１００の設定温度Ｔ１より高い状態で、手動で、給水を停止した状態の本発明装置の断面図。
【図７】外気温度が流路切替弁１００の設定温度Ｔ１より高い状態で、手動で、散水を行なった状態の本発明装置の断面図。
【図８】外気温度が定温度作動弁５の設定温度より高い状態の従来例の装置の断面図。
【図９】外気温度が定温度作動弁５の設定温度より低い状態の従来例の装置の断面図。
【図１０】外気温度が定温度作動弁５の設定温度より高い状態戻った時に散水を続行している状態の従来例の装置の断面図。
【符号の説明】
Ｖ……温度感知無動力自動弁
Ａ……弁本体
４……三方弁
５……定温度作動弁
２……開閉自在弁
６、９２……接続継手
７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ……連結管
９……第２の三方弁
１００……流路切換弁
１０１、１０２……接続口
１０３……開放口
１０４……開放管
１０５……弁本体
１０６……中央開口
１０７……子弁
１０７ａ……子弁の大径部
１０７ｂ……子弁の小径部
１０８……流路切換弁の温度センサー

Claims (1)

1. 給水本管に接続するための入水口と出水口を有する弁本体Ａに対し、接続継手６と連結管７ａにより三方弁４が接続され、また接続継手９２と連結管７ｃにより第２の三方弁９が接続され、更に連結管７ｂにより定温度作動弁５が接続された構成となっている温度感知無動力自動弁Ｖにおいて、連結管７ａの中間には、連結管７ｄの一端が連結され、連結管７ｄの他の一端は、流路切替弁の接続口１０１に連結されており、更に、連結管７ｂの中間には、連結管７ｅの一端が連結され、連結管７ｅの他の一端は、流路切替弁の接続口１０２に連結されており、一方、放出口１０３には、放出管１０４が接続され大気に開放されており、流路切替弁の弁本体１０５の中央には中央開口１０６が設けられており、接続口１０１、１０２と放出口１０３とが、連通されており、該中央開口１０６の内部には、子弁１０７が摺動可能に、嵌挿されており、子弁１０７の上端は、温度センサー１０８に接続されており、外気温度の変化により、子弁１０７が中央開口１０６内を温度センサー１０８の押下げ、または、引上げの作動により摺動し、流路の切替がなされるように，構成されており、子弁１０７は、その先端部と温度センサー１０８に接続される連結部は、中央開口１０６内に密に嵌挿された大径部１０７ａとなっており、その中間部は、接続口１０１と１０２が連通するための小径部１０７ｂとなっており、また子弁１０７は温度センサー１０８により大幅に引き上げられると、接続口１０２は放出口１０３と連通され、大気に開放状態となるように構成されており、外気温度が流路切替弁の設定温度Ｔ１以上の場合は、小径部１０７ｂは、接続口１０１と接続口１０２を連通させ、第１室ａの水圧を、三方弁４と第２の三方弁９とを介して、第２室ｂに伝達し、開閉自在弁２を押し下げ、通水は遮断されており、更に、流路切替弁の設定温度Ｔ１より外気温度が低くなった場合は、子弁１０７は接続口１０１と接続口１０２と放出口１０３を、それぞれ遮断し、第２室ｂの圧力は維持され、通水は遮断された状態となっており、次に、定温度作動弁の設定温度Ｔ２より外気温度が下がった場合は、該定温度作動弁の子弁５１が開放し、第２室ｂの圧力は開放され、散水が自動的に行われる様になっており、次に流路切替弁の開放温度Ｔ３より外気温度が低くなった場合は、子弁１０７は、先端の大径部１０７ａが中央開口１０６より抜けるために、接続口１０２と、放出口１０３が連通され、大気に開放されるため、第２室ｂの圧力は開放されたままで、散水が続行され、加えて、流路切替弁の開放温度Ｔ３より外気温度が低くなった状態で、定温度作動弁５または、その温度センサーが故障し開かなかった場合も、接続口１０２と、放出口１０３は連通されており、第２室ｂの圧力は開放され、散水が行われ、流路切替弁はそれらの故障時の安全弁としての機能を果たし、次に、外気温度が上昇してきて、流路切替弁の開放温度Ｔ３より高くなった場合、および、更に定温度作動弁５の設定温度Ｔ２より上昇した場合は、第２室ｂの圧力は開放されたままで、散水は続行されており、更に外気温度が上昇してきて、流路切替弁の設定温度Ｔ１より高い状態になると、この時、流路切替弁の子弁１０７は接続口１０１と接続口１０２を連通されることにより、第１室ａの水圧は、第２室ｂに導かれて開閉自在弁２を押し下げ、散水が、遮断されることを特徴とする流路切換弁を有する温度感知無動力自動弁。

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