JP4325510B2

JP4325510B2 - 薬液の放散装置

Info

Publication number: JP4325510B2
Application number: JP2004239091A
Authority: JP
Inventors: 幸弘花岡; 清志伊藤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-08-19
Filing date: 2004-08-19
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2024-08-19
Also published as: JP2006055048A

Description

本発明は、薬液を、効率良く霧化して放散可能な薬液の放散装置に関するものである。

農場などにおいては、殺虫剤を用いる代わりに、昆虫性フェロモンなどの誘引剤を空気中に放散して、害虫に交信かく乱を引き起こして産卵数を減少させることにより害虫の発生を減少させる害虫駆除方法が知られている。例えば、圃場施設に所定間隔で多数の昆虫性フェロモンディスペンサを設置して、昆虫性フェロモンを自然放散させるものが知られている。昆虫性フェロモンディスペンサとしては、プラスチック製のチューブに性フェロモンを封入したものが知られており、これを育成植物の枝やビニールハウスの骨組に掛けて、性フェロモンをチューブを介して空気中に自然放散させるようにしている（特許文献１）。しかし、このディスペンサでは、昆虫が交尾をしない日中も昆虫性フェロモンが継続放散され、気温の高い日中の方が放散量も多いので、薬液の無駄な放散が多い。また、性フェロモンのうち二重結合をもつものは紫外線劣化や酸化を起こしやすいので、安定剤を混合する必要があり、その分コスト高になっている。さらには、近隣の果樹園などの影響で想定しなかった害虫が存在する場合に、そのような想定外の害虫に即応できない。

そこで、ヒータやファンなどによって揮発性の薬液を強制的に放散させる薬液放散装置を利用すること（特許文献２、３、４）、遠隔制御によるスプレー式の薬液放散装置を利用すること（特許文献５）、あるいは、インクジェットプリンタに用いられるインクジェッドヘッドと同様な液滴吐出ヘッドを用いて薬液を放散すること（特許文献６）等が考えられる。
特開平８−３２２４４７号公報実開昭５８−１１０２８８号公報実用新案登録第３０２１１１９号公報特開平９−７４９６９号公報米国特許第６１８２９０４号公報米国特許第６３３９８９７号公報

このような強制式あるいはオンデマンド式の薬液放散装置は、一般に、圃場施設などに立てた支柱に取り付けられ、必要な時間帯に合わせて、薬液を蒸発皿やメッシュ状素材などの薬液放散部材の表面に滴下あるいは吐出して、薬液を外部に放散させている。

しかしながら、昆虫性フェロモン薬液の放散量は極めて微量でよく、しかも拡散性・展開性に乏しい。このため、蒸発皿やメッシュ状素材の表面に滴下あるいは吐出された微量の薬液の液滴は、それらの表面において、滴下あるいは吐出された状態のままで揮発して空気中に放散していく。点状のままでは空気との接触面積が少ないので、放散効率が極めて悪い。また、風が強い場合などには、蒸発皿やメッシュ状素材の表面に滴下した薬液が風によって飛ばされて地上にそのまま落ちてしまうことがある。この場合には、散布領域の全体に薬液を放散することができない。

本発明の課題は、このような点に鑑みて、昆虫性フェロモン薬液を速やかに霧化して、効率良く対象領域に放散させることのできる昆虫性フェロモン薬液の放散装置を提案することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の薬液の放散装置は、薬液を霧化して外部に放散する薬液噴霧器と、この薬液噴霧器に前記薬液を供給する薬液供給部と、前記薬液を霧化するために用いる圧縮ガスを前記薬液噴霧器に供給する圧縮ガス供給部とを有し、前記薬液噴霧器は、底付きの噴霧器容器と、前記圧縮ガス供給部に接続され、前記噴霧器容器の底を貫通する状態に取り付けられた圧縮ガス噴射ノズルと、前記圧縮ガス噴射ノズルから噴射されるガス流がノズル先端を横切るように配置され、前記ガス流により前記噴霧器容器の底面に溜まった薬液を前記ノズル先端に吸い上げ霧化する薬液霧化ノズルと、前記霧化された薬液を外部に放散するために前記噴霧器容器に形成した放散口と、前記噴霧器容器の内周面、および／または、前記放散口に形成されている捕捉手段と、前記薬液供給部から供給される前記薬液を前記噴霧器容器内に導入するために当該噴霧器容器に形成した薬液供給口とを備えることを特徴としている。

薬液霧化ノズルの先端を横切るようにガス流が流れると、当該薬液霧化ノズルの先端側が負圧状態となり、薬液が先端側に吸い上げられ、ガス流によって霧化され、当該ガス流によって放散される。特に、飽和蒸気圧の低い薬液がガス流によって霧化されるので、薬液を効率良く対象領域に放散することができる。また、蒸発皿のように熱を加えて蒸散させる場合に比べて、霧化のための消費エネルギを抑制することができ、また、薬液が加熱されないので薬効が変化することもない。

ここで、薬液霧化ノズルの先端から発生した霧化薬液の粒径が大きい場合には空気中に浮遊せずに落下しやすい。対象領域全体の広範囲に薬液を放散するためには、空気中に浮遊可能な細かな粒径の霧化薬液を外部に放出することが望ましい。このために、前記捕捉手段は、前記薬液霧化ノズルの先端から発生した霧化薬液から、粒径が所定以上のものが外部に放散されないように捕捉することが望ましい。

前記捕捉手段としては、前記薬液霧化ノズルの先端から発生した霧化薬液が通過し、前記ガス流の方向に対して傾斜した方向に延びている筒状部の内周面を用いることができる。大きな粒径の薬液は筒状部の内周面に当たり、そこに付着して回収される。よって、細かな粒径の霧化薬液のみを外部に放出することができる。筒状部内周面の代わりに、前記薬液霧化ノズルの先端から発生した霧化薬液が通過するメッシュ部材を用いることもできる。メッシュ部材のメッシュを適切な大きなとしておけば、大きな粒径の霧化薬液がここで捕捉され、細かな粒径の霧化薬液のみを外部に放出できる。
前記捕捉手段により捕捉された薬液は、前記捕捉手段から前記噴霧器容器の内周面に沿って底部に戻ることを特徴とする。

前記薬液噴霧器としては、底付きの噴霧器容器と、この噴霧器容器の底を貫通する状態に取り付けられた前記圧縮ガス噴射ノズルと、前記噴霧器容器の内部に配置され、当該噴霧器容器の底面に溜まった薬液を前記ノズル先端に吸い上げ可能な前記薬液霧化ノズルと、前記霧化薬液を外部に放散するために前記噴霧器容器に形成した放散口と、前記噴霧器容器の内周面、および／または、前記放散口に形成されている前記捕捉手段と、前記薬液供給部から供給される前記薬液を前記噴霧器容器内に導入するために当該噴霧器容器に形成した薬液供給口とを備えた構成のものを用いることができる。

また、前記薬液供給部としては、薬液カートリッジの装着部と、この装着部に装着された前記薬液カートリッジから薬液を吸引して前記噴霧器に吐出する薬液ポンプとを備えた構成のものを用いることができる。薬液カートリッジを気密性のものとし、薬液ポンプを介して実質的に気密状態の下で、薬液を噴霧器に供給すれば、特に、空気や水分などによって薬効が変化し易い薬液を、長期に亘って良好な状態で放散することができる。また、前記薬液として昆虫性フェロモンを使用することができる。

本発明の薬液の放散装置は、圧縮ガス流を用いて、特に蒸発しにくい薬液を強制的に霧化して外部に放出するようにしている。したがって、効率良く対象領域全体に亘って薬液を放散することができる。また、蒸発皿などを用いて薬液を加熱して気化する場合に比べて、消費エネルギを抑制でき、加熱による薬効の変化も発生しないという利点もある。さらに、粒径の大きな霧化薬液の捕捉手段を設けた場合には、空気中に浮遊可能な細かな粒径の霧化薬液のみを放出できるので、広範囲に亘って均一に薬液を放散できる。

以下に、図面を参照して、本発明を適用した昆虫性フェロモン薬液の放散装置の一例を説明する。

（全体構成）
図１は本例の昆虫性フェロモン薬液の放散装置（以下、単に「放散装置」と呼ぶ。）を示す斜視図であり、図２はその一部を分解した状態で示す部分分解斜視図であり、図３はその噴霧器を示す縦断面図である。これらの図を参照して説明すると、放散装置１は、薬液噴霧器２と、この薬液噴霧器２に昆虫性フェロモン薬液を供給する薬液供給部３と、昆虫性フェロモン薬液を霧化するための圧縮空気を薬液噴霧器２に供給する空気ポンプ５（圧縮ガス供給部）を有している。薬液供給部３からは、薬液供給チューブ６を介して、薬液噴霧器２に薬液が供給され、空気ポンプ５からは、圧縮空気供給チューブ７を介して、薬液噴霧器２の圧縮空気が供給される。

図３から分かるように、薬液噴霧器２は円筒状の噴霧器容器１１を備えており、この噴霧器容器１１は、底の付いた垂直円筒部１２と、この垂直円筒部１２の上端に先細りのテーパ部１３を介して連続している小径の屈曲円筒部１４とを備えている。屈曲円筒部１４は、その下端部分においてほぼ４５度湾曲しており、上端には、先細りのテーパ部１５を介して円筒状の薬液放出口１６が形成されている。屈曲円筒部１４とテーパ部１５の間には仕切り壁１７が形成されており、ここには、双方を連通している複数個の連通孔１８が形成されている。

垂直円筒部１２の底部１９の中心には、同軸状態で、圧縮空気噴射ノズル２１が貫通した状態で一体形成されている。圧縮空気噴射ノズル２１は同一径の垂直円筒部分２１ａと、この先端に形成された先細りのノズル先端部分２１ｂとを備え、当該ノズル先端部分２１ｂの先端開口が圧縮空気噴射口２１ｃとされている。また、円筒部分２１ａの後端開口部２１ｄは、圧縮空気供給チューブ７を介して、空気ポンプ５の吐出口に連通している。

垂直円筒部１２の内部において、圧縮空気噴射ノズル２１の円筒部分２１ａの側方には、水平連結リブ２３を介して、薬液霧化ノズル２４が一体形成されている。薬液霧化ノズル２４は水平連結リブ２３に連結されている円筒部分２４ａを備え、この円筒部分２４ａの先端側の部分は、圧縮空気噴射ノズル２１の側に向けてほぼ４５度の角度なるように湾曲した湾曲部分２４ｂとなっている。この湾曲部分２４ｂの先端が先細りのノズル先端部分２４ｃとされ、当該ノズル先端部分２４ｃの先端開口が霧化薬液の噴霧口２４ｄとされている。この噴霧口２４ｄは、圧縮空気噴射ノズル２１の圧縮空気噴射口２１ｃのほぼ真上に位置している。また、薬液霧化ノズル２４の円筒部分２４ａの後端開口２４ｅは、噴霧器容器１１の垂直円筒部１２における底部１９の近傍の高さ位置にある。

垂直円筒部１２の外周壁２０には、昆虫性フェロモン薬液を内部に導入するための薬液供給管２５が水平に貫通した状態で一体形成されている。この薬液供給管２５は、薬液供給チューブ６を介して、薬液供給部３に連通している。

ここで、圧縮空気噴射ノズル２１のノズル径（圧縮空気噴射口２１ｃの内径）は、薬液霧化ノズル２４のノズル径（噴霧口２４ｄの内径）よりも大きな寸法となるように設定されている。

次に、この構成の噴霧器２に昆虫性フェロモン薬液を供給する薬液供給部３は、空気ポンプ４の上面に水平に配置された扁平な直方体形状をしたカートリッジ装着部３０と、この上面に取り付けた薬液ポンプ４０とを備えている。カートリッジ装着部３０の後端開口部３２からは、水平方向に着脱可能な状態で、扁平な直方体形状をした薬液カートリッジ３３が装着される。薬液カートリッジ３３は、図２に示すように、直方体形状のプラスチック製のケース３４と、この中に収納されている薬液封入袋３５とを備えている。薬液封入袋３５は、気密性のある可撓性素材、例えばアルミニウム蒸着フィルムから形成されており、この中に、昆虫性フェロモン薬液が気密状態で封入されている。薬液封入袋３５の前縁の中央部分にはプラスチック製の円筒状の薬液取り出し口３６が取り付けられており、この薬液取り出し口３６はゴムパッキン（図示せず）で封鎖されている。カートリッジ装着部３１の前端壁３７の中央部分には薬液供給針３８が取り付けられている。カートリッジ装着部３１に薬液カートリッジ３３が装着されると、その薬液取り出し口３６に、薬液供給針３８の後半部分が差し込まれた状態になる。薬液供給針３８の前端壁３７の中央部には薬液供給チューブ３９の前端３９ａが接続されており、この内部に、薬液供給針３８の前半部分が差し込まれた状態となっている。

図４は薬液ポンプ４０を示す正面図およびｂ−ｂ線の位置で切断した場合の断面図である。この図も参照して説明すると、本例の薬液ポンプ４０の基本構成は一般的なチューブポンプと同様であり、金属製のシャーシ４１の表面に積層したプラスチック製のケース４２の裏面に半円形内周側面４３が形成されており、この半円形内周側面４３に沿って可撓製のチューブ４４が配置されている。チューブ４４は耐薬品性に優れたフッ素系ゴム、例えばＶＡＩＴＯＮ（商品名）から形成することができる。このチューブ４４は、内周側面４３の中心回りに公転運動するローラ４５によって内周側面４３の側に押し潰され、その押し潰し位置が円周方向に移動することにより、チューブ４４内の薬液がローラ４５の公転方向に押し出されるようになっている。ローラ４５の公転運動は、シャーシ４１に取り付けた駆動モータ５０によって行われる。

チューブ４４は、ケース４２の裏面側において、半円形内周側面４３に沿ってＵ字状に配置されており、その一方の端が、ケース４２に取り付けた薬液吸引口４０ａに接続され、他方の端が、同じくケース４２に取り付けた薬液吐出口４０ｂに接続されている。薬液吐出口４０ｂの内部には、薬液が吐出側から逆流することを阻止するための逆止弁４８が内蔵されている。本例の逆止弁４８はダックビルバルブを用いており、例えばフロロシリコンゴムから形成されている。薬液吐出口４０ｂには薬液供給チューブ６の後端が接続されている。薬液吸引口４０ａには、薬液供給チューブ３９の後端３９ｂが接続されている。

この構成の薬液ポンプ４０では、ローラ４５がチューブ４４から外れた回転角度位置に待機している。制御ユニット（図示せず）によって駆動モータ５０が駆動されると、ローラ４５が矢印で示すように、薬液吸引口４０ａから薬液吐出口４０ｂに向けて回転し、所定の回転角度範囲ではチューブ４４を押し潰しながら公転する。この結果、チューブ４４内の薬液が薬液吐出口４０ｂに向けて押し出され、ここに内蔵されている逆止弁４８を通って吐出する。駆動モータ５０を止めるタイミングは、ローラ４５がチューブ４４から外れた回転角度位置とされ、チューブ４４が押し潰されたまま次の駆動まで待機するという状態を回避している。

非駆動状態においては、チューブ４４からローラ４５が外れた回転角度位置に保持される。チューブ４４が押し潰されたまま長時間放置されると、内部に残っている薬液が原因となって、チューブが押し潰された状態のまま貼り付いてしまい、円形断面に復帰できないおそれがあるが、このような貼り付きが回避される。また、チューブ４４が押し潰されていない状態において、薬液吐出口４０ｂに作用する背圧が薬液供給口４０ａに作用する背圧よりも高くなると、チューブ４４に残っている薬液が逆流するおそれがある。しかし、薬液吐出口４０ｂに逆止弁４８が内蔵されているので、このような圧力状態が発生しても、薬液が逆流することがない。よって、チューブ４４内から薬液が無くなり、次の薬液吐出動作の初期状態において薬液が吐出されない空吐出状態の発生を確実に防止できる。この結果、常に、所定量の薬液を吐出することが可能になる。このことは、昆虫性フェロモンなどにように放散量が微小量である薬液を放散する場合に極めて有効である。

なお、薬液ポンプ４０としてはチューブポンプ以外のポンプを用いることも可能である。例えば、歯車ポンプやピストンポンプを用いることができる。

（薬液放散動作）
図３を参照して、本例の放散装置１の薬液放散動作を説明する。不図示のタイマ機能を備えた制御ユニットによって、予め定まった時刻になると、薬液ポンプ４０を所定時間駆動し、しかる後に、空気ポンプ５を所定時間駆動する。

薬液ポンプ４０が所定時間駆動されると、薬液カートリッジ３３内の薬液が薬液供給チューブ３９を介して吸引され、薬液ポンプ４０の吐出口４０ｂから薬液供給チューブ６を介して薬液噴霧器２内に供給される。薬液噴霧器２内に供給された薬液８は、図３（ａ）に示すように、その噴霧器容器１１の底に溜まる。底近傍には薬液霧化ノズル２４の後端開口部２４ｅが位置しているので、毛細管力によって薬液は、その先端の噴霧口２４ｄまで吸い上げられる。

所定量の薬液が供給された後は薬液ポンプ４０が停止し、代わって、空気ポンプ５が駆動する。空気ポンプ５が駆動すると、圧縮空気供給チューブ７を介して、圧縮空気が薬液噴霧器２の圧縮空気噴射ノズル２１に供給される。この結果、図３（ｂ）に示すように、圧縮空気噴射ノズル２１の先端の圧縮空気噴射口２１ｃから圧縮空気が吹き出される。吹き出された圧縮空気９は、前方に位置している薬液霧化ノズル２４の先端の噴霧口２４ｄを包含する状態で、当該噴霧口２４ｄを横切って流れる。この結果、噴霧口２４ｄの部分が負圧状態になり、ここから吸い出された薬液が圧縮空気の空気流によって霧化され、当該空気流に乗って屈曲円筒部１４の側に放出される。

ノズル２４の噴霧口２４ｄから発生した霧化薬液８ａの放出方向の前方には、屈曲円筒部１４の内周面１４ａが位置している。したがって、霧化薬液は当該内周面１４ａに向けて放出され、当該内周面１４ａに当る。霧化薬液８ａのうち、粒径の大きな薬液８ｂは内周面１４ａに当ると、そこに付着して捕捉される。また、屈曲円筒部１４の先端側の仕切り壁１７に形成されている連通孔１８（メッシュトラップ）を通過する際にも粒径の大きな霧化薬液８ｂが捕捉される。よって、屈曲円筒部１４の先端の薬液放出口１６からは粒径が小さく空気中に浮遊可能な霧化薬液８ｃが大気中に放出される。連通孔１８の部分および内周面１４ａに捕捉された薬液は内周面１４ａに沿って流下して、その底部１９に戻る。このようにして、薬液放出口１６から薬液が大気中に噴霧される。

以上説明したように、本例の放散装置１では、圧縮空気によって飽和水蒸気圧の低い薬液を霧化して大気中に放出している。また、霧化薬液に含まれている粒径の大きな薬液を屈曲円筒部内周面１４ａ、および仕切り壁１７の連通孔１８において捕捉し、細かな霧化薬液のみを薬液放出口１６から大気中に放散している。したがって、粘度の高い薬液を非常に微細な霧、例えば直径が１〜１０μｍ程度の細かな霧として大気中に放散できる。また、蒸発しにくい薬液を微細な霧にして表面積を大きくすることにより、その蒸発を早めることができる。換言すると、大きな粒径の霧が薬液噴霧器容器内に捕捉されるので、蒸発しにくい大きな粒径の霧が外部に放散されることを防止できる。

さらに、薬液カートリッジ３４は気密性のものであり、ここから吸引された薬液は気密性の高いチューブポンプ式の薬液ポンプ４０によって薬液噴霧器２に供給される。したがって、薬液が空気や湿気に触れて薬効が劣化するおそれが少ない。また、放散に必要な薬液のみを、薬液ポンプ４０によって薬液噴霧器２に補充しているので、貯留されている薬液が酸化等して劣化することがない。よって、長期に亘って、薬効変化のない昆虫性フェロモン薬液を放散することができる。

さらにまた、圧縮空気噴射ノズルから噴射される圧縮空気の圧力を調整することにより、薬液の霧化量を自由に制御できる。すなわち、少量ずつ霧化する場合には低い圧力の圧縮空気を供給すればよく、短時間で大量の霧化薬液を放出する場合には高圧力の圧縮空気を供給すればよい。

なお、本例では、霧化薬液に含まれている粒径の大きな薬液を屈曲円筒部内周面１４ａと、メッシュトラップである連通孔１８の双方によって捕捉している。一方の捕捉手段のみを用いてもよい。また、メッシュトラップとして、所定の目の粗さを備えたメッシュ部材を用いてもよい。この場合、メッシュ部材を薬液噴霧器２の薬液放出口１６に直接に取り付けてもよい。

本発明を適用した放散装置の外観斜視図である。図１の放散装置を一部分解した状態で示す部分分解斜視図である。図１の薬液噴霧器の縦断面図である。図１の薬液ポンプを示す正面図および断面図である。

符号の説明

１放散装置、２薬液噴霧器、３薬液供給部、５空気ポンプ、６薬液供給チューブ、７圧縮空気供給チューブ、１１容器、１２垂直円筒部、１４屈曲円筒部、１４ａ内周面、１６薬液放出口、１８連通孔（メッシュトラップ）、１９底部、２１圧縮空気噴射ノズル、２４薬液霧化ノズル、２５薬液供給管、３０カートリッジ装着部、３３薬液カートリッジ、４０薬液ポンプ

Claims

薬液を霧化して外部に放散する薬液噴霧器と、
前記薬液噴霧器に前記薬液を供給する薬液供給部と、
前記薬液を霧化するために用いる圧縮ガスを前記薬液噴霧器に供給する圧縮ガス供給部とを有し、
前記薬液噴霧器は、
底付きの噴霧器容器と、
前記圧縮ガス供給部に接続され、前記噴霧器容器の底を貫通する状態に取り付けられた圧縮ガス噴射ノズルと、
前記圧縮ガス噴射ノズルから噴射されるガス流がノズル先端を横切るように配置され、前記ガス流により前記噴霧器容器の底面に溜まった薬液を前記ノズル先端に吸い上げ霧化する薬液霧化ノズルと、
前記霧化された薬液を外部に放散するために前記噴霧器容器に形成した放散口と、
前記噴霧器容器の内周面、および／または、前記放散口に形成されている捕捉手段と、
前記薬液供給部から供給される前記薬液を前記噴霧器容器内に導入するために当該噴霧器容器に形成した薬液供給口とを備えることを特徴とする薬液の放散装置。
請求項１において、
前記捕捉手段は、前記薬液霧化ノズルの先端から発生した霧化薬液から、粒径が所定以上のものが外部に放散されないように捕捉することを特徴とする薬液の放散装置。
請求項２において、
前記捕捉手段は、
前記薬液霧化ノズルの先端から発生した霧化薬液が通過し、前記ガス流の方向に対して傾斜した方向に延びている筒状部の内周面、および／または、
前記薬液霧化ノズルの先端から発生した霧化薬液が通過する所定孔径のメッシュ部材であることを特徴とする薬液の放散装置。
請求項１ないし３のうちのいずれかの項において、
前記捕捉手段により捕捉された薬液は、前記捕捉手段から前記噴霧器容器の内周面に沿って底部に戻ることを特徴とする薬液の放散装置。
請求項１ないし４のうちのいずれかの項において、
前記薬液供給部は、薬液カートリッジの装着部と、この装着部に装着された前記薬液カートリッジから薬液を吸引して前記噴霧器に吐出する薬液ポンプとを備えていることを特徴とする薬液の放散装置。
請求項１ないし５のうちのいずれかの項において、
前記薬液は昆虫性フェロモンであることを特徴とする薬液の放散装置。