JP4497429B1

JP4497429B1 - 水田用の自動給水装置

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Publication number: JP4497429B1
Application number: JP2009273291A
Authority: JP
Inventors: 喜広千田
Original assignee: 喜広千田
Priority date: 2009-12-01
Filing date: 2009-12-01
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2029-12-01
Also published as: JP2011115056A

Abstract

【課題】農作業においては天候や植物の生育状況に応じて、耕作者が毎日毎時の見回りにより、用水路に設けられたバルブ等を開閉することにより給水を行い、水田の水位調整を行なっていたが手間の掛かる作業であった。このような煩わしさを排除し作業の省力化を図るべく、水田の水位調整を自動的に行なうための自動給水装置を提供するものである。
【解決手段】一端に用水路より取水のための開口部を設け、他端には水田へ用水を給水するための開口部を設け、該開口部に昇降自在なゲートを設けた函体よりなる取水室と、該取水室の前方に水車を設置、または取水室の上方に風車を立設し、該水車または風車の回転により蓄積したエネルギーによりゲートを昇降させるための手段を設けた自動給水器と、水田の水位を検出するための水位検出器を水田内に設置し、該水位検出器からの信号によりゲートを昇降させ、水田の水位を自動的に調整できることを特徴としたもの。
【選択図】図１

Description

水田の水位を自動的に適正に保つための、水田用自動給水装置に関するものである。

農作業においては天候や植物の生育状況に応じて、耕作者が毎日毎時の見回りにより、用水路に設けたバルブ等を開閉することにより給水を行い、水田の水位調整を行なっていたが手間の掛かる作業であった。そのため従来からこのような煩わしさを排除し作業の省力化を図るべく、水田の水位調整を行なうための種々の自動給水装置が開示されている。

従来の自動給水装置として特許文献１では、ダイヤフラム弁からなる自動給水栓と、ボールタップ弁からなるパイロット弁とを組み合わせ、水位が低下してボールタップ弁が開くと自動給水栓が開弁して用水を供給し、設定水位になってボールタップ弁が閉じると自動給水栓も閉弁して用水の供給を停止するよう形成したものであり、設定水位を常に維持するよう弁の開閉動作を頻繁に行なう。また該自動給水装置は弁の駆動源として圧力水（用水路は閉水路）が必要であり、また装置構造が複雑なため用水中に塵芥、枯れ草等の障害物があると動作不良となる。

また特許文献２では、用水路（開水路）に水田に通ずる流通口を設けたピット設け、このピットの中に設けた溝に流通口を設けた仕切壁を嵌合し、該流通口を開閉する弁体とフロートを備えたアームを弥次郎衛状に構成したものを前記仕切壁に揺動自在に取付け、弁体は用水路側に、フロートを備えたアームは水田側に配置したものであり、これも前記特許文献１同様に設定水位を常に維持するよう弁の開閉動作を頻繁に行なう、また水田の水位の変動幅は大きくないため弁開度幅も大きくとることはできず、水田の水位の上昇に伴い弁の開度が小さくなり、用水中の塵芥、枯れ草等の障害物が弁等に挟み込みまたは引っ掛かりやすくなり動作不良となる。

更に特許文献３ではダイヤフラム弁からなる自動給水主弁と電磁弁を組み合わせ、水田の水位の低下または上昇を電極により検出する水位計の信号で電磁弁が動作し、それにより自動給水主弁が用水路（閉水路）の用水圧力を利して、水位が下限で開弁し、上限で閉弁となることにより水位の自動調整を行なう。

更にまた特許文献４では開水路に流速によってフレキシブル駆動軸を備えたスクリュウを回転させ、該回転を歯車機構により取水弁開閉機構と除塵機構を作動させる。該取水弁開閉機構に水田の水位検出器の信号（リンクの動き）を伝達し、取水弁の開閉を行い水位の自動調節を行い、また除塵機構により開水路の用水中に混在する塵芥を系外に排除する。

特許文献１及び、特許文献３では圧力水を駆動源とした給水弁であるため、圧力水を得るための閉水路（パイプライン等）が必要であるが、一般的には殆んど閉水路の整備がされておらず、使用可能箇所が極めて少なく限定される。

また特許文献１及び、特許文献２では設定水位は基準設定値のみであるため、設定水位を常に維持するよう、弁の開閉動作が頻繁に行なわれるため弁の損傷の恐れが大きい。また常に給水状態になるため水田の水温の上昇が図りづらく、水稲の生育の促進が望めない。

更に特許文献１及び、特許文献３は装置の構造が複雑であり、また特許文献２では弁開度が小さくなるに従い用水中の塵芥、枯れ草等の障害物により弁または装置に挟み込み、詰まり、または引っ掛りが起き動作不良となる。このため用水中の障害物の除去が必要であり、障害物の混入の多い開水路での使用は困難である。

更にまた特許文献４では、用水中の塵芥の除去装置を装備しており、取水弁に障害物が詰まりまたは引っ掛かる等の動作不良は防止できるが、用水中の障害物は塵芥等微細な物とは限らず枯れ草、ビニール袋等多種多様なものが存在しており、これら障害物を除去するための除塵機構を作動させるためには、大きな出力を有するスクリュウが必要であり、そのためには開水路は高水位で且高流量である必要である。しかし開水路の水量は一定でなく常に変動しており、常に高水位で且高流量を得ることは困難である。また除塵機構の塵芥除去網も塵芥等微細な障害物により目詰まりを起こし、開水路の流通阻害を引き起こす。

特開平０２−０４７４１５号公報特開平０８−１７２９４３号公報特開平０８−１６３９３５号公報特開平０５−１３２９１９号公報

本自動給水装置は給水装置の駆動源として電力を必要とせず（但し、制御用として電力を必要とするものもある）、また用水の水圧も利用しないため用水路は開水路で良く、構造も簡単であることにより、用水路中の障害物等による動作不良が無く、また常に水田の水位を一定に保つ連続制御ではなく、上下限間で水位を調整する２位置制御であるため給水停止期間を設けることができ、水田水の温度上昇が図られ水稲の生育が良好となる。更に自動的に給水動作を行い、耕作者を手間の掛かる煩わしい作業から解放し、作業の省力化を図ろうとするものである。

前記目的を達成するために、後部に用水路より取水のための開口部を設け、前部には水田へ用水を給水するための開口部を設ける。該前部の開口部に昇降自在なゲートを設けた函体よりなる取水室と、該取水室のゲートの前方に水車を設置、または取水室の上方に風車を立設し、該水車または風車の出力を歯車機構よりなる減速機の入力とし、該減速機の出力は入力クラッチ機構を介してウエィトホイールの入力とし、該ウエィトホイールにはロープを巻装し、ロープ下端にウエィトを吊設する。該ウエイトホイールの出力は出力クラッチ機構を介してゲートホイールの入力とし、該ゲートホイールにロープを巻装しロープ下端にゲートを吊設したゲートを昇降させる手段を有する自動給水器と、水田の水位を検出するための水位検出器を水田内に設置し、該水位検出器の信号によりゲートを昇降させる手段を通じゲートを昇降させ、且その状態を維持または解除する機構を設置して、水田の水位を自動的に調整できることを特徴としたもの。

または後部に用水路より取水のための開口部を設け、前部には水田へ用水を給水するための開口部を設ける。該前部の開口部に昇降自在なゲートを設けた函体よりなる取水室と、該取水室のゲートの前方に水車を設置、または取水室の上方に風車を立設し、該水車または風車の出力を歯車機構よりなる減速機の入力とし、該減速機の出力は入力クラッチ機構を介してゼンマイ機構の入力とし、該ゼンマイ機構の出力は出力クラッチ機構を介しゲートホイールの入力とする。該ゲートホイールにロープを巻装しロープ下端にゲートを吊設したゲートを昇降させる手段を有する自動給水器と、水田の水位を検出するための水位検出器を水田内に設置し、該水位検出器の信号によりゲートを昇降させる手段を通じゲートを昇降させ、且その状態を維持または解除する機構を設置して、水田の水位を自動的に調整できることを特徴としたもの。

給水操作のための駆動源を電力とする給水装置では、広大な圃田地区においては電力会社からの電力の供給を容易に得ることは困難であり、電力源としてバッテリーを用いる場合は大容量なものが必要である。また給水操作のための駆動源に圧力水を利用する給水装置では、用水路としてパイプライン等の閉水路が必要であり、一般的には殆んど閉水路の整備がされておらず、使用範囲が極めて少なく限定される。

しかし本発明の水田用自動給水装置によれば、給水操作のための駆動源を水車または風車の回転により蓄積されたエネルギーとすることにより、容易に大きな駆動力を得ることができる。また給水装置（ゲート）の開度を速やかに「全閉」または「全開」とすることにより、給水時には用水路中の障害物も大量の用水諸共水田内へ給水することができるため、用水路中の障害物が給水装置（ゲート）に引っ掛かり、または噛み込み等による動作不良を起こすことがない。更に給水装置（ゲート）の開閉制御機構は狭隘な配管または複雑な構造の弁機構等でないため、用水路中の障害物の詰まり等による動作不良がなく、確実に動作が行なえる。

第１実施形態の自動給水装置を示す斜視図である。第２実施形態の自動給水装置を示す斜視図である。第３実施形態の自動給水装置を示す斜視図である。第４実施形態の自動給水装置を示す斜視図である。第５実施形態の自動給水装置を示す斜視図である。第６実施形態の自動給水装置を示す斜視図である。第１実施形態の自動給水装置を示す簡易断面図である。第１実施形態の自動給水装置の動作説明図である。自動排水装置を示す簡易断面図である。自動排水装置の動作説明図である。自動給排水装置の設置図である。第２実施形態の自動給水装置のロック機構の動作を示す部分詳細図である。ウエィトリミットスイッチの動作を示す部分詳細図である。第１実施形態の自動給水装置の制御回路図である。

本発明の実施の形態を、図面を参照にして詳述する。尚自動給水器の図面おいてゲート側を前部または前方、用水路側を後部または後方とし、更に前部より視て右側を右部または右側、左側を左部または左側とする。

自動給水装置は自動給水器、水位検出器、及び水位検出器よりの制御信号を自動給水器に伝達する水位伝達手段より構成する。水田水とは給水器より水田へ給水され貯えられた用水である。

図１、図７、図８により第１実施形態の自動給水装置を詳述する。自動給水器１は、後部に用水路より取水のための開口部からなる取水部４を有し、前部には水田へ給水のための開口部からなる給水部３を有する函体からなる取水室１０において、前記給水のための開口部には左右それぞれに凹状の溝１２、１２を設置し、更に左右それぞれの上方へも凹状の溝１２、１２を延設し、また開口部の下部にも凹状の溝１２を設置する。該溝１２内には昇降自在に板状のゲート１１を挿設する。該ゲート１１の前方に水車（開放周流型）５を設置し、該水車５の回転が自動給水器１の左部架台に設置の減速機７の入力となり、該減速機７により減速された出力が入力クラッチ機構８を介してウエィトホイール２１を回転する。該ウエィトホイール２１には周囲にワイヤー２２を巻装し、ワイヤー２２の下端にウエィト２０を吊設し、前記水車５の回転により徐々にウエィト２０が巻上げられていく。前記ウエィトホイール２１の側面にはウエィトホイール保持片２５を突設し、巻上げ完了時にウエィトホイール保持片２５とウエィトホイール保持開放器２８が係止状態となりウエィト２０が吊設状態で保持される。

該ウエィトホイール保持開放器２８が自動制御ボックス７０からの信号によりソレノイドコイルに通電されると、プランジャーが吸引されプランジャー先端部が後退し、前記ウエィトホイール保持片２５の係止を解除する。尚ウエィトホイール保持開放器２８はソレノイドコイルの無通電時には、スプリングの反発力によりプランジャー先端部が伸長しウエィトホイール保持片２５と係合しウエィトホイール２１を係止する機能を有する。

水位検出器２に設置の下限水位リミットスイッチ４６の信号により、前記ウエィトホイール保持片２５とウエィトホイール保持開放器２８との係止状態が解除されると、ウエィト２０の落下によりウエイトホイール２１はウエィト２０の巻上げ時と逆方向に回転することにより、出力クラッチ機構９を介してゲートホイール１４も連動しゲート１１を吊設しているワイヤー１５が巻上げられていく。該ゲートホイール１４の側面にはウエィトホイール２１と同様にゲートホイール保持片１６を突設し、ゲート１１の巻上げ完了時にゲートホイール保持片１６とゲートホイール保持開放器１９が係止状態となりゲート１１が全開状態で保持される。

ウエィトホイール保持開放器２８及びゲートホイール保持開放器１９は同構造であり、また断面が略扇状のウエィトホイール保持片２５及びゲートホイール保持片１６をウエィトホイール２１及びゲートホイール１４の側面に凸設する。該ウエイトホイール保持片２５はウエイト２０の巻上げ時において徐々にウエィトホイール保持開放器２８を押動するよう取付け、巻上げ完了時にウエイトホイール保持片２５はウエィトホイール保持開放器２８により係止される。またゲートホイール保持片１６もゲート１１の巻上げ時に徐々にゲートホイール保持開放器１９を押動するよう取り付け、巻上げ完了時にゲートホイール保持片１６はゲートホイール保持開放器１９により係止される。

入力クラッチ機構８の動作はウエィトガイド杆２３に設置のウエィト片（上限、下限）２６、２７の押動によりウエィトリミットスイッチ（上限、下限）５１、５２が作動する。上限ウエィトリミットスイッチ５１の動作信号により入力クラッチ機構８は切断状態になり、下限ウエィトリミットスイッチ５２の動作信号で入力クラッチ機構は接続状態となる。また出力クラッチ機構９の動作はゲート吊杆１３に設置のゲート片（上限、下限）１７、１８の押動によりゲートリミットスイッチ（上限、下限）５５、５６が作動すると、上限ゲートリミットスイッチ５５の動作信号により出力クラッチ機構９は切断状態になり、下限ゲートリミットスイッチ５６の動作信号で出力クラッチ機構９は接続状態になる。尚入力クラッチ機構８及び出力クラッチ機構９は、一旦作動すると次のウエィトリミットスイッチ（上限、下限）５１、５２またはゲートリミットスイッチ（上限、下限）５５、５６の信号が入力されるまでその状態を維持する機能を有するものであり、更にウエィトリミットスイッチ（上限、下限）５１、５２及びゲートリミットスイッチ（上限、下限）５５、５６はウエィト片（上限、下限）２６、２７またはゲート片（上限、下限）１７、１８に押動され通過後に保持されることにより、各リミットスイッチの信号は押動時の極短時間の出力となる（図１３を参照）。

自動給水器１の取水部４を用水路の開口部へ強固に密着させ、且水平に設置するために棒状の設置杭６１、６１、６１、６１を長さが自在に調整できるよう、自動給水器１の外側に設置する。

また水位検出器２は下部に水田の水位を検出するための多数の孔が穿設された函体よりなる水位フロート室４０に、水位検出のための水位フロート４１が浮動自在に内設されている。該水位フロート４１の上部中央より上方に棒状の水位フロート杆４２を立設し、該水位フロート杆４２を水位フロート室４０の上方の架台に穿孔されたガイド孔に貫装し、該水位フロート杆４２には水田の水位を任意に設定するための水位設定片（上限、下限）４３、４４を設置する。また水位検出器２には前記自動給水器１と同様に水田へ強固に、且水平に設置するための棒状の設置杭６１、６１、６１、６１を長さが自在に調整できるよう、水位フロート室４０の外側に設置する。

水位伝達手段は水田の水位の変動により水位フロート４１が上昇または下降することにより、水位フロート杆４２に設置の水位設定片（上限、下限）４３、４４の押動により、水位フロート室４０の上方の架台に設置の水位リミットスイッチ（上限、下限）４５、４６を動作させ、該水位リミットスイッチ（上限、下限）４５、４６よりの接点信号は水位検出器２から自動給水器１間に配設されたケーブル７１により自動給水器１に設置の自動制御ボックス７０に送信される。

前記自動制御ボックス７０には図１３で示すように、制御電源用のバッテリー、電磁リレー及び配線等より構成した制御回路有し、該自動制御ボックス７０には水位検出器２よりの水位リミットスイッチ（上限、下限）４５、４６、からの入力信号と、この信号によりゲート１１の昇降を制御するためのゲートホイール保持開放器１９及びウエィトホイール保持開放器２８への出力信号と、ウエィトリミットスイッチ（上限、下限）５１、５２及びゲートリミットスイッチ（上限、下限）５５、５６からの入力信号と、この信号により入力クラッチ８及び出力クラッチ９を動作させる出力信号である。消費電力は制御回路図（図１３）でも分かるようにリレーを動作させるための微少電力であり、ゲート１１の上昇の駆動源として使用しないため、電力の消耗は極めて少ない。尚図１３の制御回路は一例を示したものに過ぎず、同様な動作を行う制御回路であれば特に限定されるものではない。

図７は第１実施形態の自動給水装置を示す簡易断面図である。また図８は第１実施形態の自動給水装置の動作を示す動作説明図（符号は図７を参照）である。図７、図８を参照に第１実施形態の自動給水装置の動作について説明する。尚自動給水器１は水田の取水部４において用水路１０２に密着させ設置し、水位検出器２は水田内の任意な箇所に設置する。

図８（ａ）は水田が湛水時の自動給水装置の状態を示す。即ち水位フロート４１は水位リミットスイッチ（上限、下限）４５、４６を動作させない中間位置にあり、ゲート１１は閉状態で、ウエィト２０はウエィトホイール保持片２５がウエィトホイール保持開放器２８により係止されウエィトホイール２１に巻上げられた吊設状態である。また入力クラッチ機構８は切断状態であり、出力クラッチ機構９は接続状態である。

水田水１００が蒸発または地下への浸透等により徐々に水位が減少し下限値に達すると、水位フロート４１も下降し下限水位設定片４４が下限リミットスイッチ４６を動作させ、該下限水位リミットスイッチ４６の信号によりウエィトホイール保持開放器２８のソレノイドコイルが励磁されプランジャーが吸引され、ウエィトホイール保持片２５はウエィトホイール保持開放器２８との係止状態が解除され、ウエィトホイール２１にワイヤー２２により吊設されていたウエィト２０が自重により落下する。該ウエィト２０の落下により出力クラッチ機構９を介してゲートホイール１４も回転し、ゲートホイール１４にワイヤー１５により吊設されているゲート１１は巻上げられ所定の位置まで上昇し、ゲートホイール保持片１６はゲートホイール保持開放器１９に係止状態となりゲート１１を開状態で保持し、水田へ用水の給水を開始し水車５が回転する。尚ゲートホイール１４とウエィトホイール２１へのワイヤー１５、２２の巻き方は、一方が巻上げられると他方は巻き戻す、相反する巻き方とする。（図８（ｂ）を参照）。

ウエイト２０の落下によりウエィトガイド杆２３に設置の下限ウエィト片２７に押動され、下限ウエィトリミットスイッチ５２が動作する。該下限ウエィトリミットスイッチ５２の信号により入力クラッチ機構８が切断状態より接続状態に切り替わる。またゲート１１が上昇するとゲート吊杆１３に設置の上限ゲート片１７に押動され、上限ゲートリミットスイッチ５５が動作する。該上限ゲートリミットスイッチ５５の信号により出力クラッチ機構９は、接続状態より切断状態に切り替わる（図８（ｃ）を参照）。

給水により水車５が回転し、減速機７で減速された水車５の回転力は入力クラッチ機構８を介してウエィトホイール２１を回転させる。該ウエィトホイール２１の回転によりワイヤー２２が徐々に巻上げられ、ウエィト２０が所定の位置まで上昇すると、ウエィトホイール保持片２５はウエィトホイール保持開放器２８に係止され、ウエィト２０が吊設状態で保持される。暫時経過後ウエィトガイド杆２３に設置の上限ウエィト片２６に押動され上限ウエィトリミットスイッチ５１が動作し、該上限ウエィトリミットスイッチ５１の信号により入力クラッチ機構８は接続状態より切断状態に切り替わり水車５は空転状態となる。尚出力クラッチ機構９は切断状態で維持されている（図８（ｄ）を参照）。

更に給水が進み水田の水位が上限値に達すると、上限水位リミットスイッチ４５の信号により、ゲートホイール保持開放器１９のソレノイドコイルが励磁されプランジャーが吸引されと、ゲートホイール保持片１６がゲートホイール保持開放器１９との係止状態を解除され、ゲートホイール１４にワイヤー１５により開状態で吊設されていたゲート１１が自重により落下し、ゲート１１は閉となり給水は停止し、水車５の回転が停止する（図８（ｅ）を参照）。

またゲート吊杆１３に設置の下限ゲート片１８により下限ゲートリミットスイッチ５６が動作し出力クラッチ機構９が切断状態より接続状態に切り替わる（図８（ｆ）を参照）。

上記のように水田の水位は、上限水位より減水し下限水位に到達すると自動的に給水され、上限水位に達すると給水が停止となる。以上の動作を繰り返し水田の水管理が自動的に行なわれ、水稲の生育に良好な水田の水位に保つことができる。また水車は開放周流型に限らず、プロペラ型等前記機能を奏する水車であれば特に限定されるものではない。

図２に第２実施形態の自動給水装置を示す。前記第１実施形態の自動給水装置との相異点は水位伝達手段として水位リミットスイッチによる電気信号に替え、水位リミットレバー（上限、下限）４７、４８が水位設定片（上限、下限）４３、４４により動作し、それを線条体７２、７２により、ゲートホイール保持開放器１９またはウエィトホイール保持開放器２８に伝達する機械的伝達手段としたことである（図１２を参照、（ａ）はゲートホイール保持片１６がゲートホイール保持開放器１９に係止された状態を示し、（ｂ）は上限水位リミットレバー４７の動作によりゲートホイール保持片１６がゲートホイール保持開放器１９の係止が解除された状態を示す）。

前記のように、第２実施形態の自動給水装置の特徴は全く電気を使用しないためバッテリーの消耗による不動作の心配がない。

図３に第３実施形態の自動給水装置を示す。第１実施形態の自動給水装置との相異点は、水位伝達手段としてケーブルを使用せず無線信号により行なうものであり、水位検出器２及び自動給水器１にはバッテリーの電源により動作する水位発信機７４および水位受信機７３を設置したものである。

前記のように、第３実施形態の自動給水装置は、水位伝達手段としてのケーブルまたは線条体の敷設の必要がなく、水位検出器２を水田の任意の箇所に設置可能であり、また随時設置箇所の移動が容易におこなえる。

図４に第４実施形態の自動給水装置を示す。第１実施形態の自動給水装置との相異点は、第１実施形態の自動給水装置ではゲートを巻上げる駆動力はウエィトを上昇させ位置エネルギーを高め、該ウエィトを落下させることによる落下エネルギーによることとしたが、本実施例ではゼンマイバネ機構３０のバネを蓄勢し、該ゼンマイバネ機構３０のバネの放勢するエネルギーにより、ゲート１１を巻上げる駆動力とするものである。

該ゼンマイバネ機構３０及び入力クラッチ機構８はゼンマイバネ機構制御器３１により制御されている。該ゼンマイバネ機構制御器３１は下限水位リミットスイッチ４６の信号により、ゼンマイバネ機構３０のバネを放勢し出力クラッチ機構９を介してゲート１１を巻上げる。また放勢後のゼンマイバネ機構３０のバネを蓄勢するために入力クラッチ機構８を接続状態とし水車５の回転力をゼンマイバネ機構３０に伝達する。更にゼンマイバネ機構３０のバネの蓄勢完了時に入力クラッチ機構８を切断状態に切替える。

図５に第５実施形態の自動給水装置を示す。第１実施形態の自動給水装置との相異点は、ゲートの前方に水車を設けず、自動給水器１の上方に風車（垂直軸風車、本実施例ではサボニウス型風車）６を設置し、該風車６の回転が歯車機構７５において垂直軸回転を水平軸回転に変換し、減速機７の入力とすることである。また風車はサボニウス型に限らず、パドル型またはクロスフロー型等垂直軸風車、更にプロペラ型等水平軸風車でも良く上記機能を奏するものであれば特に限定されるものではない。

図６に第６実施形態の自動給水装置を示す。第５実施形態の自動給水装置との相異点は、ゲートを巻上げる駆動力は第４実施例同様にゼンマイバネ機構３０のバネを蓄勢し、該ゼンマイバネ機構３０のバネの放勢するエネルギーによるものとする。

水車及び風車によりゲートを巻上げの駆動力を得る実施例では、用水路の水位と水田の水位との落差が少なくても動作することができる。

以上記載した自動給水装置の一部の構造を変更することにより、自動排水装置とすることができる。本自動排水装置と第１実施形態の自動給水装置との相異点は、前記第１実施形態の自動給水装置では上限水位リミットスイッチ４５の信号によりゲートホイール保持開放器１９が動作し、下限水位リミットスイッチ４６の信号によりウエィトホイール保持開放器２８が動作するが、自動排水装置では上限水位リミットスイッチ４５の信号によりウエィトホイール保持開放器２８が動作し、下限水位リミットスイッチ４６の信号によりゲートホイール保持開放器１９が動作することである（図９を参照）。

上記自動排水装置と第１実施形態の自動給水装置との相異点について記載したが、以下に第１実施形態の自動給水装置の構造を変更した自動排水装置の動作について記載する。図１０は自動排水装置の動作を示す動作説明図（符号は図９参照）である。尚自動排水器１１０は水田の排水部と排水路１０３の間に設置し、水位検出器２は水田内に設置する。

図１０（ａ）は水田からの排水は停止状態であり、給水装置等により水田へ給水中の自動排水装置の状態を示す。即ち水位フロート４１は水位リミットスイッチ（上限、下限）４５、４６を動作させない中間位置にある。ゲート１１は閉状態でウエィト２０はウエィトホイール保持片２５がウエィトホイール保持開放器２８により係止されウエィトホイール２１に巻上げられた吊設状態である。また入力クラッチ機構８は切断状態であり、出力クラッチ機構９は接続状態である。

次に水田への給水が進み、水田の水位が上限値に達すると水位フロート４１も上昇し上限水位設定片４３が上限水位リミットスイッチ４５を動作させ、該上限水位リミットスイッチ４５の信号によりウエィトホイール保持開放器２８のソレノイドコイルが励磁されプランジャーは吸引され、ウエィトホイール保持片２５はウエィトホイール保持開放器２８との係止状態が解除され、ウエィトホイール２１にワイヤー２２により吊設されていたウエィト２０が自重により落下する。該ウエィト２０の落下により出力クラッチ機構９を介してゲートホイール１４も回転し、ゲートホイール１４にワイヤー１５により吊設されているゲート１１は巻上げられ所定の位置まで上昇し、ゲートホイール保持片１６はゲートホイール保持開放器１９に係止状態となりゲート１１を開状態で保持し、水田水１００が排水路１０３へ排水を開始し水車５が回転する。（図１０（ｂ）を参照）。

ウエィト２０が落下するとウエィトガイド杆２３に設置の下限ウエィト片２７に押動され、下限ウエィトリミットスイッチ５２が動作する。該下限ウエィトリミットスイッチ５２の信号により入力クラッチ機構８が切断状態より接続状態に切り替る。またゲート１１が上昇するとゲート吊杆１３に設置の上限ゲート片１６に押動され、上限ゲートリミットスイッチ５５が動作する。該上限ゲートリミットスイッチ５５の信号により出力クラッチ機構９は、接続状態より切断状態に切り替る（図１０（ｃ）を参照）。

排水により水車５が回転し、減速機７で減速された水車５の回転力は入力クラッチ機構８を介してウエィトホイール２１を回転させる。該ウエィトホイール２１の回転により、ワイヤー２２が徐々に巻上げられ、ウエィト２０が所定の位置まで上昇すると、ウエィトホイール保持片２５はウエィトホイール保持開放器２８に係止され、ウエィト２０が吊設状態で保持される。暫時経過後ウエィトガイド杆２３に設置の上限ウエィト片２６に押動され上限ウエィトリミットスイッチ５１が動作し、該上限ウエィトリミットスイッチ５１の信号により入力クラッチ機構８は接続状態より切断状態と切り替わり水車５は空転状態となる。尚出力クラッチ機構９は切断状態で維持されている（図１０（ｄ）を参照）。

更に排水が進み水田の水位が下限値に達すると、下限水位リミットスイッチ４６の信号により、ゲートホイール保持開放器１９のソレノイドコイルが励磁されプランジャーが吸引されると、ゲートホイール保持片１６がゲートホイール保持開放器１９との係止状態を解除され、ゲートホイール１４にワイヤー１５により開状態で吊設されていたゲート１１が自重により落下し、ゲート１１は閉となり排水は停止し、水車５の回転が停止する（図１０（ｅ）を参照）。

またゲート吊杆１３に設置の下限ゲート片１８により下限ゲートリミットスイッチ５６が動作し出力クラッチ機構９が切断状態より接続状態に切り替わる（図１０（ｆ）を参照）。

上記のように水田の水位は自動排水装置により上限水位に達すると、自動的に排水され、下限水位に達すると排水を停止する。以上の動作を繰り返し水田の水管理（排水に関する）が自動的に行なわれる。

尚第２実施形態より第６実施形態の自動給水装置についても、第１実施形態の自動給水装置と同様な構造の変更により自動排水装置となるものである。但し第２実施形態の自動給水装置については伝達手段をリミットスイッチ及びケーブルをリミットレバー及び線条体に置き換える。

また自動給水装置と自動排水装置を組み合わせることにより、自動給排水装置として使用することができる。該自動給排水装置は自動給水器１、自動排水器１１０及び水位検出器２より構成し、構造及び動作については前記自動給水装置及び前記自動排水装置と同様であり、水位検出器２は自動給水器１及び自動排水器１１０それぞれに設置せず兼用とする。

図１１に自動給排水装置の設置図を示す。次に自動給排水装置の動作について説明する。自動給水器１のゲートが閉、及び自動排水機１１０のゲートも閉で水田水１００の水位が下限状態において、（１）前記状態を一定時間経過後（タイマーによる時限設定、またはタイムスイッチによる時刻設定による）に、自動給水器１のゲートを開とし用水路１０２より給水を開始する。（２）水田水１００の水位が上昇し水位検出器２が水位上限を検知すると、自動給水器１のゲートを閉とし給水が停止される。（３）この状態を一定時間経過後（タイマーによる時限設定、またはタイムスイッチによる時刻設定による）に、自動排水器１１０のゲートを開とし排水路１０３へ排水を開始する。（４）水田水１００の水位が下降し水位検出器２が水位下限を検知すると、自動排水器１１０のゲートを閉とし排水が停止される。以上の動作を自動制御ボックスの制御回路により繰返し行なうことにより、水稲の生育に有益な間断灌漑を自動的に行なうことができる。

尚ゲートの昇降操作を行うために制御回路が必要な自動給水装置、自動排水装置、または自動給排水装置においては、各装置に適した制御回路を設けるものとする。

自動給水装置及び自動排水装置のそれぞれ単独での使用による水管理、または自動給排水装置としての使用による水管理も行なえ、水稲の生育時期に合った水田の良好な水管理が自動的に行なえる。即ち生育初期の水稲の活着促進のため水温の上昇を図る浅水管理、生育中期の間断灌漑、生育後期の水稲の糖熟度促進のため湛水状態を維持する水管理等が自動的に行なえる。また自動的に給水の開始及び停止ができることにより、作業の省力化が図られ、用水の無効放流の防止により水資源の有効利用も図ることができ、且肥料等の流出防止もできる。

１自動給水器
２水位検出器
３給水部
４取水部
５水車
６風車
７減速機
８入力クラッチ機構
９出力クラッチ機構
１０取水室
１１ゲート
１４ゲートホイール
２０ウエィト
２１ウエィトホイール
３０ゼンマイバネ機構
４０水位フロート室
４１水位フロート
７０自動制御ボックス
７１ケーブル
７２線条体
１００水田水
１０２用水路
１０３排水路
１１０自動排水器

Claims

後部に用水路より取水のための開口部を設け、前部には水田へ用水を給水するための開口部を設け、該前部の開口部に昇降自在なゲートを設けた函体よりなる取水室と、該取水室のゲートの前方に水車を設置、または取水室の上方に風車を立設し、該水車または風車の出力を歯車機構よりなる減速機の入力とし、該減速機の出力は入力クラッチ機構を介してウエィトホイールの入力とし、該ウエィトホイールにはロープを巻装し、ロープ下端にウエィトを吊設し、該ウエイトホイールの出力は出力クラッチ機構を介してゲートホイールの入力とし、該ゲートホイールにロープを巻装しロープ下端にゲートを吊設したゲートを昇降させる手段を有する自動給水器と、水田の水位を検出するための水位検出器を水田内に設置し、該水位検出器の信号によりゲートを昇降させる手段を通じゲートを昇降させ、且その状態を維持または解除する機構を設置して、水田の水位を自動的に調整できることを特徴とした水田用自動給水装置。
後部に用水路より取水のための開口部を設け、前部には水田へ用水を給水するための開口部を設け、該前部の開口部に昇降自在なゲートを設けた函体よりなる取水室と、該取水室のゲートの前方に水車を設置、または取水室の上方に風車を立設し、該水車または風車の出力を歯車機構よりなる減速機の入力とし、該減速機の出力は入力クラッチ機構を介してゼンマイ機構の入力とし、該ゼンマイ機構の出力は出力クラッチ機構を介しゲートホイールの入力とし、該ゲートホイールにロープを巻装しロープ下端にゲートを吊設したゲートを昇降させる手段を有する自動給水器と、水田の水位を検出するための水位検出器を水田内に設置し、該水位検出器の信号によりゲートを昇降させる手段を通じゲートを昇降させ、且その状態を維持または解除する機構を設置して、水田の水位を自動的に調整できることを特徴とした水田用自動給水装置。