JP5396664B2 - 液体散布装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体散布装置に関する。

液体散布装置として、特許文献１に記載されているように、散布液タンクと、該散布液タンク内の液体を吐出するポンプと、該ポンプにより吐出される液体を散布側と前記散布液タンクへの戻し側とに切換えるための手動式の三方コックを備えたものが知られている。

また、特許文献２や特許文献３には、液体散布装置の配管系に流量センサを設け、該流量センサによる検知結果を制御装置に入力して散布作業の管理に役立てることが記載されている。

特開２００５−１９９２１４号公報 特開平８−２０６５５７号公報 特開２００４−３１３０８６号公報

ところで、特許文献２に記載されている流量センサは、ポンプにより吐出される液体を散布側と散布液タンクへの戻し側とに切換えるための三方コックと、ノズルとの間に配設されている。また、特許文献３の流量センサは、００３０段落に記載されているように、現在時点の瞬間流量や、装置の運転が開始されてから現在までの積算流量を把握するために用いられるから、特許文献１に記載のもののような手動式のコックを備えたものに適用する場合、特許文献２のものと同様に、実際の散布時の流量のみを検知できる位置、すなわち、前記三方コックとノズルとの間に配設することになる。

本発明は、このような従来慣用の技術の適用とは異なる液体散布装置であって、瞬間流量や積算流量の把握は勿論、それに加えて他の種々の効果も得られる液体散布装置を提案しようとするものである。

本発明に係る液体散布装置は、散布液タンクと、該散布液タンク内の液体を吐出するポンプと、該ポンプにより吐出される液体を散布側と前記散布液タンクへの戻し側とに切換えるための手動式のコックを備える液体散布装置であって、前記ポンプと前記コックの間に流量センサが配設され、前記コックが前記散布側へ切り換えられているか否かを検知する検知手段と、前記流量センサによる検知結果と前記検知手段による検知結果を受けて所定の演算を行う制御手段を備えることを特徴とする（請求項１）。

本発明によれば、前記コックを散布側に切り換えると液体が散布され、前記コックを戻し側に切り換えると、液体散布が停止されて、前記ポンプによって吐出される液体が前記散布液タンクへと戻される。前記流量センサは、前記ポンプと前記コックの間に配設されているので、実際の散布時のみならず戻し時（散布停止時）にも前記流量センサにより流量が検知されるが、前記コックが散布側へ切り換えられているか否かが前記検知手段で検知されるので、この検知結果と前記流量センサによる検知結果とを前記制御手段に入力することで、実際の散布時のみの瞬間流量や積算流量、及び前記散布液タンクの液体残量等を把握することができる。

また、本発明によれば、前記ポンプの稼動中であれば、散布時であろうと戻し時（散布停止時）であろうと常に前記流量センサが流量を検知し続けるので、その検知結果を前記制御手段に入力することで、前記ポンプの稼動時間が容易に把握できるほか、該ポンプに不具合が生じた場合にはそれを迅速に把握することもできる。

さらに、本発明では、前記流量センサが前記ポンプと前記コックの間に配設されるので、配管レイアウト上の制約等で従来のように三方コックの散布側の下流位置に流量センサを配設することができない場合にも対応できる利点がある。
前記検知手段の好ましい具体例としては、前記散布側に配設される圧力センサを挙げることができる（請求項２）。この場合、該圧力センサが、特許第３９８２８２７号公報に記載されている散布幅を知るための第二のセンサとしての機能や、散布条件に応じた適正散布圧をモニターする機能も兼備できて、好適である。

前記検知手段の一層好ましい具体例として、前記コックの切換操作部材の操作により開閉するリミットスイッチを挙げることができる（請求項３）。この実施の形態の利点は、特に、部分散布用コックを有する液体散布装置の場合に顕著となる。

例えば、前記コックを戻し側へと切換え操作するより前に、誤って、それまで開いていた全ての部分散布用コックを閉操作して散布を停止させると、前記コックより下流の散布側の配管内に残圧が発生して、前記圧力センサによる散布終了の判定が不可能になってしまう。これに対し、前記リミットスイッチを備えていれば、該リミットスイッチにより確実に散布停止を検知できる。

前記所定の演算の好適な具体例としては、前記散布液タンクの残液量算出のための演算を挙げることができる（請求項４）。このようにすれば、前記散布液タンクの残液量を把握するためにこれまで必要とされてきた液位計が省略できる利点がある。また、従来、前記液位計として、フロート式、光学式、磁気感知式、静電式、圧力式等の液位計が使用されており、これらの液位計のいずれを採用しても、前記散布液タンクの振動や傾斜による誤差が避けられなかったところ、本実施の形態によれば、そのような誤差が発生する余地がなく、好適である。

本発明の第一の実施の形態に係る液体散布装置の配管系及び制御系を示す系統図である。 本発明の第二の実施の形態に係る液体散布装置の配管系及び制御系を示す系統図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の一形態について説明する。

ここでは、本発明の実施の一形態に係る液体散布装置として、農作業用のブームスプレーヤを例示して説明する。該ブームスプレーヤは、図示しない農用トラクタや乗用管理機等の走行機体に搭載される。そして、多数のノズルを有するブームを前記走行機体の左右方向に展張し、前記走行機体によって圃場内を移動しながら防除液や液肥等を散布する。本発明は、ブームスプレーヤのほか、前記特許文献２に示されているようなスピードスプレーヤに適用することもできる。該スピードスプレーヤは、果樹園等の樹木の間を走行しながら液体散布を行う散布車である。

図１及び図２に示すブームスプレーヤ１は、散布液タンク２と、該散布液タンク２内の液体を吐出するポンプ３と、該ポンプ３により吐出される液体を散布側Ａと前記散布液タンク３への戻し側Ｂとに切換えるための手動式のコック（メインコック）４を備える。さらに、前記ブームスプレーヤ１は、前記ポンプ３と前記メインコック４の間に配設される流量センサ５と、前記メインコック４が散布側Ａへ切り換えられているか否かを検知する検知手段６，７と、前記流量センサ５による検知結果と前記検知手段６，７による検知結果を受けて所定の制御を行う制御手段８を備える。

前記検知手段としては、前記散布側Ａの配管上に配設される圧力センサ６や、前記メインコック４の切換操作部材の操作により開閉するリミットスイッチ７を用いることができる。図１は、前記検知手段として圧力センサ６を用いた例であり、図２は、前記検知手段としてリミットスイッチ７を用いた例である。その他の部分については、図１と図２の実施の形態は同一である。

まず、図１と図２に共通の構成について説明する。
図１及び図２において、前記ポンプ３は、その吸入口３ａが吸入管路９によって前記散布液タンク２に連通されるとともに、その吐出口３ｂが、吐出管路１０を介して液体分配器１１に連通されている。該液体分配器１１からは、ブームの分割数（図１，２の例では、左ブーム１２ａ、中央ブーム１２ｂ、右ブーム１２ｃの三本）に対応した複数本の送液管路１３ａ，１３ｂ，１３ｃが延び出しており、該各送液管路１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、各ブーム１２ａ，１２ｂ，１２ｃに沿って配設される多数の散布ノズルＮに連通している。前記各送液管路１３ａ，１３ｂ，１３ｃ上には、前記ブーム毎に散布の制御ができるように、手動式の部分散布用コック１４ａ，１４ｂ，１４ｃが配設されている。

前記ポンプ３から前記液体分配器１１へと至る前記吐出管路１０上には、上流側から順に、電動式等の調圧弁１５と、前記流量センサ５と、前記メインコック４と、圧力センサ１６が配設されている。

前記調圧弁１５は、余水管路１７によって前記散布液タンク２に連通している。前記調圧弁１５は、散布圧が設定調圧値を超えようとしたときに開となり、前記余水管路１７を通して前記散布液タンク２へと液体の一部を戻すことにより、前記散布ノズルＮの背圧を一定に制御する。前記調圧弁１５の調圧値は、散布時における前記ブームスプレーヤ１の移動速度の変化にかかわらず常に均一散布が達成されるように、前記制御手段８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。前記ブームスプレーヤ１には、散布作業時における前記走行機体の走行速度を検知するための車速センサ２１が配設され、この車速センサ１７の検知結果は、前記圧力センサ１６の検知結果とともに前記制御手段８に継続的に入力されて、前記調圧値の制御に用いられる。

前記流量センサ５は、前記調圧弁１５と前記メインコック４の間で液体流量を連続的に検知する。その検知結果は、その時点における瞬間流量として、前記走行機体の運転席の表示パネル１８に表示される。図示例では、該表示パネル１８が前記制御手段８と一体に構成されている。

前記メインコック４は三方コックであり、戻し管路１９によって前記散布液タンク３にも連通している。したがって、前記メインコック４を散布側Ａに切り換えると、前記ポンプ３で吐出される液体が前記液体分配器１１に向けて圧送され、前記メインコック４を戻し側Ｂに切り換えると、前記ポンプ３で吐出される液体の全量が前記散布液タンク２へと戻される。

前記圧力センサ１６は、前記散布ノズルＮの背圧を検知する。この検知結果も、前記制御手段８に入力され、前記表示パネル１８に表示される。前記圧力センサ１６は、特許第３９８２８２７号公報に記載されている散布幅を知るための第二のセンサに相当し、散布条件に応じた適正散布圧をモニターする機能も兼備している。

図１及び図２では、前記流量センサ５が前記ポンプ３と前記メインコック４の間に配設されている。このため、前記ポンプ３の稼動中であれば、散布時であろうと戻し時（散布停止時）であろうと、常に前記流量センサ５が流量を検知し続ける。この検知結果は前記制御手段８に入力される。これにより、前記ポンプ３の稼動時間が容易に把握できるほか、該ポンプ３に不具合が生じた場合にはそれを迅速に把握することができる。前記ポンプ３の稼動時間や、前記ポンプ３に不具合が生じた場合の警報等は、前記表示パネル１８に表示させることができる。

また、図１及び図２の例では、前記流量センサ５が前記ポンプ３と前記メインコック４の間に配設されるので、配管レイアウト上の制約等で前記メインコック４の散布側Ａの下流位置に流量センサを配設することができない場合にも対応できる利点がある。

一方、図１及び図２の例では、前記ポンプ３の稼動中であれば、実際の散布時だけでなく戻し時（散布停止時）にも常に前記流量センサ５が流量を検知し続けるので、該流量センサ５の検知結果をそのまま利用してしまうと、作業開始時点から現在時点までの合計散布量の把握ができないことになる。

そこで、図１及び図２の実施の形態では、前記メインコック４が散布側Ａへ切り換えられているか否かを検知する前記検知手段６，７を設け、前記流量センサ５による検知結果と前記検知手段６，７による検知結果の双方を前記制御手段８に入力し、該制御手段８において所定の演算を行わせるようにしている。

該所定の演算の具体例として、合計散布量の演算やタンク残量の演算を挙げることができる。すなわち、前記検知手段６，７の流路判定機能によって前記メインコック４が散布側Ａへ切り換えられていることが判明している時にのみ、前記流量センサ５の検知結果を利用して、前記制御手段８において合計散布量を演算し、それ以外の時における前記流量センサ５の検知結果は、合計散布量の演算には使用しないこととする。これにより、合計散布量の正確な把握が可能となる。さらに、前記散布液タンク２の残液量算出のための演算、すなわち、前記散布液タンク２内の当初の液量（所与とする）から前記合計散布量を差し引く演算を前記制御手段８で行うことにより、タンク残量の把握も可能となる。なお、演算された合計散布量やタンク残量は、前記表示パネル１８に表示する。

前記のようにしてタンク残量を算出すれば、タンク残量を把握するために従来必要とされてきた液位計が省略できることになる。また、従来、前記液位計として、フロート式、光学式、磁気感知式、静電式、圧力式等の液位計が使用されており、これらの液位計のいずれを採用しても、前記散布液タンク２の振動や傾斜による誤差が避けられなかったところ、本実施の形態によれば、そのような誤差が発生する余地がなく、好適である。

前記所定の演算の他の具体例として、前記ポンプ３の無圧累積作動時間や作業圧力毎の累積作動時間の演算、これらの演算結果を利用して行う、前記ポンプ３の消耗部品の交換時期予測演算や寿命予測演算等を挙げることもできる。

次に、前記検知手段６，７の具体例について説明する。

まず、図１の例では、前記散布側Ａに配設される前記圧力センサ１６に前記流路判定機能を付加して流路判定機能付圧力センサ６としている。すなわち、実際の散布作業時には、前記流路判定機能付圧力センサ６によって所定値以上の散布圧が検知されるが、前記メインコック４を戻し側Ｂに切換操作して散布が停止されると、前記流路判定機能付圧力センサ６による検出値が急激に低下する。そこで、該流路判定機能付圧力センサ６の検知結果を前記制御手段８に連続的に入力し、前記流路判定機能付圧力センサ６が所定値以上の圧力を検知しているかどうかを、前記制御手段８において、前記所定の演算を行うか否かの指標とする。そして、前記流路判定機能付圧力センサ６が所定値以上の圧力を検知している時にのみ、前記制御手段８において前記所定の演算を行うようにする。

なお、図２の例でも前記圧力センサ１６が使用されるが、これは、前に説明した諸々の機能を果たさせるためのものであり、前記検知手段６として用いるためのものではない。

図２の例では、前記検知手段として、前記メインコック４の切換操作部材の操作により開閉するリミットスイッチ７を用いる。具体的には、例えば、前記メインコック４の切換操作レバー２０の近傍にリミットスイッチ７を配設する。前記切換操作レバー２０を散布時位置へと操作することにより、該切換操作レバー２０が前記リミットスイッチ７のスイッチレバー等に接触してこれを駆動する。これにより、前記リミットスイッチがＯＮとなり、その信号が前記制御手段８に入力されるようにする。前記切換操作レバー２０を前記散布時位置から他の位置へと操作すると、前記リミットスイッチ７がＯＦＦとなる。前記リミットスイッチ７がＯＮであることの信号が前記制御手段８に入力されている時にのみ、該制御手段８において、前記所定の演算を行うようにする。

ところで、図１及び図２に示すように、前記各ブーム１２ａ，１２ｂ，１２ｃに対応して前記部分散布用コック１４ａ，１４ｂ，１４ｃが設けられている場合には、図１の例では、次の点に注意を要する。

例えば、図１において、三つの部分散布用コック１４ａ，１４ｂ，１４ｃの内、左ブーム用コック１４ａと中央ブーム用コック１４ｂを閉じて、残りの一つの右ブーム１２ｃからのみの部分散布を行っているとする。ここで、稼動中の前記右ブーム１２ｃからの散布を停止する場合、直ちに前記メインコック４を戻し側Ｂへと切換え操作すれば問題はない。しかし、前記メインコック４を戻し側Ｂへと切換え操作するより前に、それまで開いていた前記部分散布用コック１４ｃを閉操作して散布を停止させると、全ての部分散布用コックが閉状態となるので、前記メインコック４より下流の散布側Ａの配管内に残圧が発生してしまう。この残圧は、前記圧力センサ１６（６）で検知され前記制御手段８に入力されるから、前記残圧が前記所定値を超えている場合には、散布が停止されているにもかかわらず、前記制御手段８において合計散布量等の演算が行われてしまうことになる。よって、図１の例の場合、部分散布を停止する際には必ず前記メインコック４の操作を優先させるように注意する必要がある。

なお、図２の例は、このような注意が要らない点で有利である。また、図２の例は、安価なリミットスイッチを追加するだけでよいので、コスト上のメリットもある。

１ 液体散布装置
２ 散布液タンク
３ ポンプ
４ 手動式切換コック
６ 検知手段（圧力センサ）
７ 検知手段（リミットスイッチ）
８ 制御手段
２０ 切換操作部材（切換操作レバー）
Ａ 散布側
Ｂ 戻し側

Claims (4)

1. 散布液タンク（２）と、該散布液タンク（２）内の液体を吐出するポンプ（３）と、該ポンプ（３）により吐出される液体を散布側（Ａ）と前記散布液タンク（２）への戻し側（Ｂ）とに切換えるための手動式のコック（４）を備える液体散布装置（１）であって、前記ポンプ（３）と前記コック（４）の間に流量センサ（５）が配設され、前記コック（４）が前記散布側（Ａ）へ切り換えられているか否かを検知する検知手段（６，７）と、前記流量センサ（５）による検知結果と前記検知手段（６，７）による検知結果を受けて所定の演算を行う制御手段（８）を備えている、液体散布装置。
2. 前記検知手段が、前記散布側（Ａ）に配設された圧力センサ（６）である、請求項１に記載の液体散布装置。
3. 前記検知手段が、前記コック（４）の切換操作部材（２０）の操作により開閉するリミットスイッチ（７）である、請求項１に記載の液体散布装置。
4. 前記所定の演算が、前記散布液タンク（２）の残液量算出のための演算である、請求項１，２又は３に記載の液体散布装置。

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