JP4974003B2 - 潅水施肥装置の濾過装置洗浄方法 - Google Patents

Description

本発明は、作物栽培での潅水施肥栽培に活用する潅水施肥装置の濾過装置洗浄方法に関するものである。

作物栽培での潅水施肥栽培に活用する潅水施肥装置は、農業用水としての水源を一般に河川、溜池、井戸等を単独又は併用する。この際、水源からの汚泥などを濾過装置により濾過除去して、作物栽培での潅水施肥栽培を安定維持する必要がある。
潅水施肥装置は、取水源に連通する送水パイプに、潅水ポンプまたは電磁弁を介設し、この下流に原水の異物を除去する濾過装置を介設し、その下流に肥料を混入する肥料ポンプ付肥料混入部を介設しその下流に栽培圃場に設置した複数の点滴チューブを分岐接続しものである。
この潅水施肥装置における濾過装置は原水の異物を除去するものであるが、この濾過装置について従来公知例を次に紹介する。
特開２００６−３２０３１７号公報（以下、特許文献１という）には、撒液システムに採用される濾過装置についての記載がある。
この例の濾過装置は、井戸や河川から汲み上げられた農業用水が流入する入水室を有し、この上端側に単繊維からなる経糸と緯糸とを編み込んだ布を袋状に縫製した濾過装置が装着された構成となって、入水室の上端側の開口に被さっている濾過装置の農業用水中に含まれている砂や泥等の異物による目詰まりが起こりにくい撒液システムで、上部に排気・排水のできるバルブを有した内部のデイスクの表面を汚濁水を通さない布で覆った濾過装置の利用に関する記述がある。

特開平９−２５２６７０号公報（以下、特許文献２いう）には、限られた液圧・撒液量しか利用できない状況でも、その撒液量を均一化させ、上部から細かい雨状の水等の液体の撒液を行い、これにより、作物の栽培中撒液むらを生じることなく、撒液を均一に行うことができる撒液用チューブを提供する記述がある。

特開２０００−１７６３１９号公報（以下、特許文献３という）には、より広い領域への散水を可能とし、かつ散水高さを余り必要とせずに潅水用チューブ近傍位置に適正な潅水強度を確保し得る散水孔を有する潅水用チューブ及び潅水用チューブの製造方法を提供する記述がある。

特許文献１に、特許文献２、特許文献３に開示されているような撒液用チューブは、小孔を設けたものである。また、スプリンクラーなどのような撒液体についても、液を散布するための小孔が設けられた構成となったものが多い。そのため、撒液用チューブ等の撒液体に供給される液体中に砂や泥等の異物が混じっていると、これらの異物が撒液用の小孔に詰まってしまい、うまく撒液できなくなってしまう。従って、撒液用チューブに供給される液体は、砂や泥といったような撒液用の小孔を閉塞するような異物が混じっていないことが望ましいとする記述がある。

しかし、潅水のために掘削された井戸や河川から汲み上げた水は、多くの場合砂や泥等の異物が混じっている。そのため、従来の撒液システムでは、液体を圧送するためのポンプと撒液用チューブ等の撒液体との間に砂等の異物を捕捉可能な濾過装置を備えた濾過装置を配している。

従来技術において採用されている濾過装置の多くは、撒液用チューブのような撒液体の小孔を閉塞する程度の微細な砂等を液体から除去するために、多数の繊維を束ねて形成されたマルチフィラメントと称されるものを織り込んだ濾過装置を採用している。そのため、従来の撒液システムでは、液体中に含まれる砂等の異物による撒液体の小孔の閉塞が起こりにくく、農地に好適に撒液できる。
特開２００６−３２０３１７ 特開平９−２５２６７０ 特開２０００−１７６３１９

しかしながら、特許文献１の撒液システムに採用される濾過装置は、取水源からの給水が停止し、水圧がなくなった状態で濾過装置排水弁を手動で開閉し、汚濁物を排出するものであり、濾過装置の洗浄が簡略化できる等の利点があるものの、汚濁物が含まれる水を多量に利用する場合には、濾過装置内部を開け、適時に内部の洗浄が必要である。多量の水を使用する面積が大きい圃場の散水では、洗浄の頻度が多くなる。
本発明は、作物栽培での潅水施肥栽培に祭し、取水源の汚濁物質を濾過装置で除去するにあたり、濾過装置のドレーン排出パイプの排水弁と取水源の潅水ポンプまたは電磁弁及び栽培圃場に設置した点滴チューブの電磁弁を制御して、濾過装置を自動洗浄することによって、点滴チューブなどにおける目詰まりを長期に防止して、水圧の安定した潅水と、潅水えの施肥を適切に行わしめる潅水施肥装置を提供するものである

本発明は、上記の課題を解決したものでありその特徴とする技術条件は図１及び図２に記載のように次の通りである。
「取水源に連通する送水パイプに、潅水ポンプ（２）または原水電磁弁（４）を介設し、この下流に原水の異物を除去する濾過装置（５）を介設し、その下流に栽培圃場（１０ａ〜１０ｄ）に設置した複数の点滴チューブ（９ａ〜９ｄ）を分岐接続し、前記濾過装置（５）は入水パイプと出水パイプを接続しこれらパイプ間の通水路に濾過体を設置し、濾過体と入水パイプ間に連通するドレン排出パイプ（１９）を設置しドレン排出パイプ（１９）にドレン電磁弁（２０）を介設し、前記各点滴チューブ（９ａ〜９ｄ）の上流にチューブ電磁弁（７ａ〜７ｄ）を設置した潅水施肥装置において、
前記ドレン排出パイプ（１９）とその排水口（２５）は濾過装置の下部に垂直に接続すると共に排水口（２５）は大気開口し、前記ドレン電磁弁（２０）はダイアフラム式ねじ込み形電磁弁としドレン排出パイプ（１９）と排水口（２５）との間に水平に取り付けておき、濾過装置の上部に空気抜き孔（２１）を設けこれに空気抜きバルブ（２２）接続し、空気抜きバルブ（２２）に中空のパイプ（２４）を接続し、中空のパイプ（２４）を地上部まで誘導し、その一端をＵ字型に持ち上げ水封管（２３）を作り、濾過装置（５）の洗浄は、空気抜きバルブ（２２）を開にし、取水源の潅水ポンプ（２）を停止又は原水電磁弁（４）を閉とし、点滴チューブ（９ａ〜９ｄ）の上流のチューブ電磁弁（７ａ〜７ｄ）を閉とし、濾過装置（５）のドレン排出パイプ（１９）のドレン電磁弁（２０）を開として濾過装置（５）内の水圧を大気圧にし、排水口（２５）とドレン排出パイプ（１９）の開状態のドレン電磁弁（２０）から外気を間断的に濾過装置（５）内に取り込んで濾過装置（５）内を水圧変動させながら濾過装置（５）及びドレン排出パイプ（１９）並びにドレン電磁弁（２０）内の汚濁物を洗浄して排水口（２５）から排出することを特徴とする潅水施肥装置の潅水施肥の前後における濾過装置の洗浄方法。

本発明の前提とする前記構成の潅水施装置において、濾過装置内の汚濁物排出洗浄を含む一連の制御と作用効果の一例を次に紹介する。
潅水施肥開始時には、取水源の潅水ポンプを始動又は原水電磁弁を開にし、濾過装置のドレン排出パイプのドレン電磁弁を開にし、点滴チューブ上流のチューブ電磁弁を閉とし、取水源からの水圧によって、濾過装置のドレーン排出パイプ及びドレン電磁弁内の汚濁物を濾過装置のドレン排出パイプ及びドレン電磁弁内を設定した時間内に洗い流す。
次に、濾過装置のドレン排出パイプのドレン電磁弁を閉とし、取水源の潅水ポンプを始動又は原水電磁弁を開とし、点滴チューブ上流のチューブ電磁弁を開とし潅水施肥を行う。
潅水施肥終了後は、取水源の潅水ポンプを停止又は原水電磁弁を閉とし、点滴チューブ上流のチューブ電磁弁を閉とし、濾過装置のドレン排出パイプのドレン電磁弁を開として濾過装置内の汚濁物排出洗浄を行う。つまりこの各電磁弁の操作で濾過装置内の水圧が大気圧になり、ドレン排出パイプの開状態のドレン電磁弁から外気が間断的に取り込まれながら滞留水が自流排出されて濾過装置内が水圧変動を繰り返す。この水圧変動の反動ピストン作用で濾過装置内の汚濁物が滞留水と共に自流で外に排出される。これで濾過装置を長期間解体すること無く洗浄することが出来、解体メンテナンスの頻度を著しく低減することができる。
このように本発明は、汚濁物を含み、水質が比較的不良な畑地潅漑用のダム等の取水原から供給された水を用い、自動洗浄システムとして利用すると、濾過装置の目詰まりによって、濾過装置後に設置し計測できる水圧計の水圧の表示は、当初設定した値1.5kg/cm2以下に低下することがなく、潅水施肥に障害となる目詰まりは見られず、約２週間解体メンテナンスが不要であり、濾過装置のメンテナンスを省略できる効果は大である。
尚、粘土を含む汚濁水が供給される場合は、濾過装置内部に粘土が付着し、洗浄が不十分となることもあるため、場合によっては、濾過装置内の手動洗浄が必要となることもある。

本発明を実施するための最良の形態は次に示す実施１により詳細に説明するが、以下に本発明の技術条件の定義や意義などについて説明する。
本発明において、濾過装置５とは、図２に示すように、濾過装置５本体内において、入水パイプ５ｉｎと出水パイプ５ｏｕｔ間の通水路に濾過体を設置し、濾過体と入水パイプ５ｉｎ間に連通するドレン排出パイプ１９を設置し、ドレン排出パイプ１９にドレン電磁弁２０を介設したものを言う。

図１により、本発明の装置を点滴施肥潅水栽培としての果菜類栽培システムに適用した例を図１に紹介する。
図１において、本例の潅水施肥装置は、原水が蓄えられた井戸又は貯水槽１等の取水源に連通する送水パイプ１８に、潅水ポンプ２または原水電磁弁４を介設し、この下流に原水の異物を除去する濾過装置５を介設し、その下流に肥料を混入する肥料ポンプ１２a,１２b付肥料混入部６を介設し、その下流に栽培圃場１０に設置した複数の点滴チューブ９を分岐接続し、各点滴チューブの上流にチューブ電磁弁７ａ〜７ｄを介して、この複数の点滴チューブ９から、果菜類の栽培圃場１０に水及び／又は肥料を給液する。一方、前記濾過装置のドレン排出パイプ１７にドレーン電磁弁２０を設置して濾過装置５の洗浄を可能にし、更に前記潅水ポンプ２、肥料ポンプ１２a,１２bと、前記原水電磁弁４、ドレーン電磁弁２０、チューブ電磁弁７ａ〜７ｄ、を制御する潅水施肥制御盤13を設けたものである。

潅水施肥制御装置による潅水施肥実施の場合は、潅水施肥制御盤１３が働いて、潅水ポンプ起動装置14が作動し、原水の電磁弁４または潅水ポンプ２および圃場に潅水を行うチューブ電磁弁７ａ〜７ｄを制御し潅水する。必要ならば肥料タンク１１ａ、１１ｂの肥料を肥料ポンプ１２ａ、１２ｂで吸い上げ、所定量の肥料を肥料混入部６において原水に混入する。
図２に示す濾過装置５おいて、通常は、空気抜き孔２１に接続した空気抜きバルブ２２、それに接続した中空のパイプ２４を地上部まで誘導し、その一端をＵ字型に持ち上げ水封管２３を作り、潅水施肥開始時に空気抜きバルブ２２より排出された少量の水がＵ字型の水封管２３から排出されるように空気抜きバルブ２２を常に少量開口させておく。これにより、潅水施肥開始時に、濾過装置５の内部に空気が溜まることを防ぐと共に洗浄の際濾過装置５内に微量の空気混入水を吸引させて装置内を高水圧解除して洗浄効果をより良好なものとする。

濾過装置５のドレン排出パイプ１９のドレーン電磁弁２０は、口径が小さいものでは、水平に設置すると、ドレーン電磁弁２０より、空気が入りにくく、洗浄がうまく行われないため、下方からの空気が入りやすいようにドレン排出パイプ１９に垂直に取り付ける必要がある。口径が大きいものでは、水平に設置しても、空気の取り込みがおきるため、洗浄がうまくいく。
また、動作に一定の圧力を要するドレーン電磁弁では、水圧がゼロの状態では作動せず、濾過装置５内の汚濁水の排水ができない。水圧がゼロで作動する、ダイアフラム式ねじ込み形電磁弁が有効である。

潅水施肥制御盤１３は、前記潅水の開始前に、使用する原水中の汚濁物を除去し潅水に供するための濾過装置５の洗浄を、排水部に取り付けたドレーン電磁弁２０を開け、チューブ電磁弁７ａ〜７ｄを閉止し原水電磁弁４または潅水ポンプ２を開けて潅漑水を給水し、濾過装置５とドレーン電磁弁２０の内部を洗浄しながら任意に設定される時間排水する。
次に電子式のドレーン電磁弁２０を閉じ、原水電磁弁４または潅水ポンプ２および系統電磁弁のチューブ電磁弁７ａ〜７ｄを開け圃場に潅水を行う。
この潅水終了後に、原水電磁弁４を閉止しまたは潅水ポンプ２を停止してチューブ電磁弁７ａ〜７ｄを閉じ、同時に濾過装置５のドレーン電磁弁２０を開けることにより、前記反動ピストン作用で濾過装置５内の汚濁物が滞留水と共に自流で外に排出される。これで濾過装置５を長期間解体すること無く洗浄する。これらの洗浄の際、空気抜きバルブ２２は微量開口しているのでここから濾過装置５内に微量の空気混入水が吸引され装置内圧力を下げ円滑な洗浄排水を行う。

前述の如く、汚濁物を含み、水質が比較的不良な畑地潅漑用のダム等の取水原から供給された水を用いた潅水施肥装置の自動洗浄システムとして本発明を利用すると、濾過装置の目詰まりによって、濾過装置後に設置し計測できる水圧計の水圧の表示は、当初設定した値1.5kg/cm2以下に低下することがなく、潅水施肥に障害となる目詰まりは見られず、約２週間解体メンテナンスが不要であり、濾過装置のメンテナンスを省略できる効果は大である。このため本発明は野菜園、果実園、茶園等の潅水施肥に有効に活用され農産業にに寄与するところ多大なものがある。

本発明の潅水施肥装置の洗浄方法の実施例の全体説明図である。 図１に示す潅水施肥装置例の濾過装置５部の詳細図である。

符号の説明

１ 井戸又は貯水槽
２ 潅水ポンプ
３ 水圧を有する取水源
４ 原水電磁弁
５ 濾過装置
６ 肥料混入部
７ａ〜７ｄ チューブ電磁弁
８ａ、８ｂ 水分計
９a〜９d 点滴チューブ
１０a〜１０d 栽培圃場
１１ａ、１１ｂ 肥料タンク
１２ａ、１２ｂ 肥料ポンプ
１３ 潅水施肥制御盤
１４ 潅水ポンプ起動装置
１８ 送水パイプ
１９ ドレーン排出パイプ
２０ ドレーン電磁弁
２１ 空気抜き孔
２２ 空気抜きバルブ
２３ 水封管
２４ 中空パイプ
２５ 排水口

Claims (1)

1. 取水源に連通する送水パイプに、潅水ポンプ（２）または原水電磁弁（４）を介設し、この下流に原水の異物を除去する濾過装置（５）を介設し、その下流に栽培圃場（１０ａ〜１０ｄ）に設置した複数の点滴チューブ（９ａ〜９ｄ）を分岐接続し、前記濾過装置（５）は入水パイプと出水パイプを接続しこれらパイプ間の通水路に濾過体を設置し、濾過体と入水パイプ間に連通するドレン排出パイプ（１９）を設置しドレン排出パイプ（１９）にドレン電磁弁（２０）を介設し、前記各点滴チューブ（９ａ〜９ｄ）の上流にチューブ電磁弁（７ａ〜７ｄ）を設置した潅水施肥装置において、
   前記ドレン排出パイプ（１９）とその排水口（２５）は濾過装置の下部に垂直に接続すると共に排水口（２５）は大気開口し、前記ドレン電磁弁（２０）はダイアフラム式ねじ込み形電磁弁としドレン排出パイプ（１９）と排水口（２５）との間に水平に取り付けておき、濾過装置の上部に空気抜き孔（２１）を設けこれに空気抜きバルブ（２２）接続し、空気抜きバルブ（２２）に中空のパイプ（２４）を接続し、中空のパイプ（２４）を地上部まで誘導し、その一端をＵ字型に持ち上げ水封管（２３）を作り、濾過装置（５）の洗浄は、空気抜きバルブ（２２）を開にし、取水源の潅水ポンプ（２）を停止又は原水電磁弁（４）を閉とし、点滴チューブ（９ａ〜９ｄ）の上流のチューブ電磁弁（７ａ〜７ｄ）を閉とし、濾過装置（５）のドレン排出パイプ（１９）のドレン電磁弁（２０）を開として濾過装置（５）内の水圧を大気圧にし、排水口（２５）とドレン排出パイプ（１９）の開状態のドレン電磁弁（２０）から外気を間断的に濾過装置（５）内に取り込んで濾過装置（５）内を水圧変動させながら濾過装置（５）及びドレン排出パイプ（１９）並びにドレン電磁弁（２０）内の汚濁物を洗浄して排水口（２５）から排出することを特徴とする潅水施肥装置の潅水施肥の前後における濾過装置の洗浄方法。

Images