JPS593164B2 - 流体圧を利用した農業用水制御方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は広大な農地に潅水を行う給水管路においてそれ
の末端部のスプリンクラ−等に取付ける給水弁の操作を
流体圧力信号により行わせるようにした農業用水制御方
式に関するものである。

従来の農業用水制御方式は、スプリンクラ−等の上記給
水弁の操作をそれの開閉電磁弁に電気的信号を送って遠
隔制御することにより、各末端圃場への給水を制御する
ようにした手段が一般的に採られている。

しかし、広大な地域に電気配線を張りめぐらすために、
配電線路が複雑化し高価となるのみならず、多湿な土中
における断線、漏電事故、あるいは誘導雷などによる故
障が跡を絶たず、保守上の難点を有していた。

また、このような電気的制御方式においては、電力損失
と電線資材を低減させる必要から、いきおい上記電磁弁
のコイル容量が圧縮され、小容量のコイルで大流量弁の
開閉と水撃の防止とを計るべ《、給水弁には給水すべき
流体の差圧を利用し、細いブリード孔を設けた内部パイ
ロット弁構造のものを用いることを余儀な《され、これ
がゴミ・農薬の滞積を招き、屡々給水弁の作動不良を惹
き起こす原因となっていた。

本発明は、上述の点に鑑み、給水弁を電気的に直接操作
することをせずに、給水配管とは別途に設けた信号配管
の流体圧を変動させることにより、給水弁の開閉機構を
操作するようにして、上述の欠点を解消しようとするも
のである。

以下、図示実施例について本発明を詳細に説明すると、
本発明の原理図を示す第１図および第２。

３図において、１は給水管路２の末端部に配設した給水
弁（多数の給水弁のうちの一つを例示している）、３は
信号加圧流体の発生源Ｐから上記各給水弁１の開閉機構
４に接続させるよう給水管路２に並設した信号流体圧管
路（以下信号管路と称する）で、信号加圧流体は逆止弁
５、この信号管路における圧力変動吸収用のサージタン
ク６、および集中切替弁７を経て上記開閉機構４に供給
される。

この開閉機構４は実施例においては、第４図に示すよう
に、ばね偏倚されたピストンを内蔵せるシリンダ装置と
して構成されている。

すなわち、第４図において、８は上記給水弁１の弁本体
に底部端壁を取付けたシリンダ、９はこのシリンダ内に
嵌装したピストンで、上記信号管路３に連なる連通孔１
０の開口する圧力室１１と上記端蓋の開口１２に通じる
大気室１３とにシリンダ内部を区画している。

１４はシリンダ底部端壁を摺動自在に貫通させた下端に
上記給水弁１の弁体１５を枢支したピストン杆で、ピス
トン９とともにその背面に張架せる戻しばね１６によっ
て下方に付勢され、弁体１５を図示閉位置に保持してい
る。

な？、１７はピストン９の移動限度を規制するストロー
ク調節棒である。

したがって、後述するように集中切替弁７により上記連
通孔１０に信号加圧流体が供給されれば、ピストン９は
戻しばね１６に抗して移動し、ス）ｏ−り調節棒１７で
規制される開度まで弁体１５を開放させることができ、
また信号加圧流体が集中切替弁７により消勢されれば、
戻しばね１６によって元の閉止位置に弁体１５を復帰さ
せることができる。

そして、第１図に示すように、上記連通孔１０に通ずる
信号管路３、および開口１２に連なる排出路には、シリ
ンダ１３かもの排出流のみを絞る一方同校り弁１８．１
９が設けられており、これにより弁体１５の開閉作動時
間を遅らせて管路内に生ずる水槌作用を防止できるよう
にしている。

然して、第１図において、２０は上記集中切替弁７を切
替え制御する流体圧作動機構２１に対して上記信号管路
３の信号加圧流体を給排切替える電磁弁で、上記流体圧
作動機構２１は図示実施例では、戻しばね２２によりピ
ストン２３を非作動位置に弾圧させたシリンダ装置とし
て構成され、ピストン杆２４の突出延長端に設けた爪２
５を、集中切替弁７から突出する回転弁体２６下端の型
車２７に係合させている。

したがって、電磁弁２０が付勢されれば、信号加圧流体
は流体圧作動機構２１の図示シリンダ右室に供給され、
戻しばね２２に抗してピストン２３がピストン杆２４と
ともに左行し、爪２５により型車２７を介し回転弁体２
６を１ノツチ送るように作動する。

なお、この型車２７はラッチ機構等により逆転を防止さ
れているので、上記電磁弁２０を消勢後に再度これを付
勢するようにすれば、後述の如く遂次回転弁体２６を切
替え制御して多数の給水弁開閉機構４に順次信号加圧流
体を給送することができる。

次に、集中切替弁７は上記回転弁体２６と、これを回動
可能に収容支持している弁本体２８とにより構成され、
次のような具体的構造を有する。

すなわち、２９は上記信号管路３の供給側に接続して弁
本体２８の一側上方に設けた入口ＪＬ３０はこの入口孔
に通ずるよう回転弁体２６の外周に形成した環状溝、３
１はこの環状溝に連なって回転弁体２６に設けたＪ字形
連通孔で、その開口端は回転弁体２６の環状膨出部３２
に形成した上部隆起面３３（第３図）に設けられている
。

３４は上記環状膨出部３２を囲んで弁本体２８に形成し
た圧力流体の戻り室、３５はこの戻り室を大気に連通さ
せた排出孔、ＤＯｙ ＤＩ ＞・・・・・・、Ｄｎは上
記Ｊ字形連通孔３１の開口端と同一半径位置において、
第２図に示す如（、放射状に弁本体２８に穿設した逆り
字状の分配孔で、そのうち分配孔り。

は外端部のない盲孔として構成され、その他の分配孔Ｄ
１．・・・・・・、Ｄｎはｎ個の給水弁開閉機構４にそ
れぞれ連通されている。

したがって、信号配管３の信号加圧流体は、取入孔２９
、環状溝３０、Ｊ字形連通孔３１を介し、型車２７の１
ノツチ毎の弁体回転送りに伴い、各分配孔Ｄ１ 、・・
−・・・、Ｄｎへと順次切替え供給され、各開閉機構４
を付勢させることになる。

そして、回転弁体２６の次の回転送りにより切替え消勢
された開閉機構４からの排出流は、それに連通ずる分配
孔が戻り室３４に解放されるため排出孔３５から流出さ
れるに至る。

上記構成を有するため、本発明の農業用水制御方式によ
れば、次のような作動を行わせることができる。

先ず、停止状態における信号加圧流体は逆止弁５を通過
してサージタンク６に蓄積され、さらに集中切替弁７の
入口孔２９、環状溝３０、Ｊ字形連通孔３１を経由して
外端のない分配孔り。

に加圧している。

この状態で所要の潅水プログラムに基づ（指令に従って
電気信号が発信されると、電磁弁２０の電磁コイルが付
勢さ、れて弁切替えが行われ、信号加圧流体が流体圧作
動機構２１に供給される。

これにより、ピストン２３は戻しばね２２に抗して左行
し、爪２５を介して型車２７とともに回転弁体２６を１
ノツチ、すなわち一分配孔角度だけ回転させ、分配孔り
。

から分配孔Ｄ１へ弁切替作動を行う。

ここで、集中切替弁７０回転弁体２６は、盲孔分配孔り
。

で遮断されていた信号加圧流体を、分配孔Ｄ１を経てそ
れに対応する給水弁１の開閉機構４に通じさせる。

したがって、一方向絞り弁１８を流通した信号加圧流体
は開閉機構４のピストン９を戻しばね１６に抗して移動
させ、ストローク調整棒１７に規制された開度だけ弁体
１５を開放するが、このとき戻しばね１６が張設されて
いる大気室１３の排出流は一方同校り弁１９で絞られる
ため、上記弁体１５の開放動作は給水管路２内に急激な
圧力変動を生起させないよう予定された緩速度で行われ
ることとなり、水撃防止に役立たせることができる。

しかも、上記構造の如き給水弁１を用いているため、こ
れには従来の電磁式内部パイロット給水弁のような細い
ブリード孔が存在せず、弁部にゴミ、農菜等の滞積を招
いて作動不良等の故障を生じさせる惧れかないものであ
る。

この給水弁開動作後、集中切替弁７の動作時間に充分な
余裕をとってから、プログラムに従い電磁弁２０が消勢
され、これが復帰して流体圧作動機構２１内の信号加圧
流体を大気開放するため、戻しばね２２によりピストン
２３は右行して爪２５を型車２７との係合から釈放する
。

ところが、前述のように型車２７は逆転防止装置により
その位置に保たれるから、集中切替弁７は流体圧作動機
構２１の復帰動作とは無関係に現状を維持し、潅水プロ
グラムに従い次の切替指令まで、集中切替弁７の分配孔
Ｄ１ に対応する該当給水弁１の開動作を持続し潅水を
継続する。

次に、予め設定された潅水プログラムに従い集中切替弁
Ｉの分配孔Ｄ１に対応する給水弁１を閉じ、分配孔Ｄ２
に対応する給水弁の開指令が出されると、そのプログラ
ム指令に基づ（電気信号により電磁弁２０が再度付勢さ
れて弁切替がなされ、流体圧作動機構２１が作動して爪
２５により型車２７を所定角度送り、集中切替弁７は分
配孔Ｄ１からＤ２へと流通経路が切替えられる。

これにより、上記分配孔Ｄ１ に対応する給水弁１の開
閉機構４内に送られていた加圧流体は、戻しばね１６に
よるピストン９の復帰作動によって、一方向絞り弁１８
の細隙で絞られながら、集中切替弁７の分配孔Ｄ１を通
り、弁本体２８内の戻り室３４に一旦放出されたのち、
排出孔３５から大気中に排出される。

このように、一方向絞り弁１８により排出流体の放出速
度が規制されるため、閉弁作動時にも給水配管２内の水
撃発生を防止することができる。

一方、切替えられた分配孔Ｄ２に対応する次の給水弁１
は、前述せる分配孔Ｄ１ の開動作と同様に、一方向
絞り弁１９により規制される開弁速度により開放され、
また前述同様に電磁弁２０の消勢および流体圧作動機構
２１の復帰動作がなされて、次の潅水プログラム指令に
対する待機姿勢に入り、かつ分配孔Ｄ２に対応する給水
弁１の開動作が持続され、該給水弁１の有する区画にお
いて潅水が継続される。

以下同様にして設定されたプログラムに従い順次分配孔
を切替えてそれに対応する給水弁の切替作動と潅水とを
行い、分配孔Ｄｎからり。

に切替えて１サイクルの潅水作業が終了する。

なお、上記信号加圧流体としては空気、水等を利用でき
るが、また集中切替弁７はたとえば空気用三方向弁を並
置して順次切替えるような機構によってこれを代替する
ことができる。

第５図は本発明を実施した潅水具体例を例示するもので
あって、制御室３６、中継器３７、および制御弁３８の
配置態様を示している。

上記制御室３６は、前述の電磁弁２０や図示しない潅水
プログラム制御盤等の電気的諸装置、並びに信号加圧流
体発生源ｐを収納するもので、この制御室３６には避雷
保護が施されている。

また上記中継器３７は前述の集中切換弁７とそれの流体
圧作動装置２１、および必要に応じてサージタンク６と
から構成され、上記制御室３６がある位置に１台、およ
びこの制御室３６を中心としてこれから２３０ｍ離れた
等間隔位置に６台の合計７台が設置されている。

さらに上記制御弁３８は前述の給水弁１およびそれの開
閉機構４と一方同校り弁１８．１９とから構成され、そ
れぞれの中継弁３７のある位置およびこれを中心として
８０ｍ離れた等間隔位置に合計９台がそれぞれ設置され
ている。

そして、各制御弁３８は、それぞれ半径４０ｍのスプリ
ンクラ−配置面積３９内にあるスプリンクラ−に流体を
供給できるようになっている。

この方式によると半径３２０メ一トル制御面積３２ヘク
タールの地域に対して潅水が可能である。

また、点線４０内は中央から距離が遠い飛び地の一制御
例で、応答時間が問題となるような距離にあるところは
、送り信号用電磁弁２０を飛び地４００近くに配置して
制御しうろことを示している。

次に、第６図は畑濯制御方式の他の実施例を示すもので
あって、上記中継器内に給水弁と残液処理非制御用の２
台の集中切替弁を内蔵し、潅水および液肥、農薬散布後
の圃場管内残液の処理も併せて行い多目的畑濯に利用で
きるように考慮されている。

以上述べたように、本発明によれば潅水制御方式中にあ
られれる電気的部品および装置を著しく省略しうるため
、これら電気的諸装置、たとえば電磁弁２０、信号加圧
流体発生源ｐ、図示しない潅水プログラム制御盤等を一
括して避雷保護を施した制御室中に閉じ込め、広大な潅
水地域には電気配線の一部もしくは全部を気体もしくは
液体配管に代替させることにより、誘導雷過渡現象、電
線路の絶縁低下などを除去することができ、したがって
末端冠水による電気的障害もなく、装置機器類の誤動作
や故障を未然に防止すると共に、保守点検を容易ならし
めることができる。

また、集中切替弁７とそれらの流体圧作動装置２１、お
よび必要に応じサージタンク６等を纒め中継器として上
記！＋１（１室から数百メートル離れた位置に、さらに
これから百数十メートルの位置に給水弁１およびその開
閉機構４と一方同校り弁１８，１９とを一組にし制御弁
としてそれぞれ散在させることにより、広大な地域の潅
水制御を可能ならしめうる。

また、本発明によれば、信号流体圧管路を電磁弁を介し
て流体圧作動機構に接続しているため、切替弁の１駆動
源を別途に設置する要もなく、さらに給水弁開閉機構に
その作動を遅延させる一方同校り弁を設けたことにより
給水管路におけろ水撃発生を阻止しうる効果がある。

特に、本発明においては、従来の電磁式給水弁の如き細
いブリート孔を給水弁に持たせる必要がないから、給水
弁部にゴミ、農菜等の滞積を生じさせず、動作不良や故
障の惧れかない。

【図面の簡単な説明】

図はいずれも本発明の実施例を示すものであって、第１
図は流体圧を利用した農業用水制御方式を示す系統図、
第２図および第３図は第１図の■−■線および■−■線
に沿う断面図、第４図は給水弁およびその開閉機構を示
す縦断面図、第５図および第６図はそれぞれ本発明方式
を利用した潅水方式の展開図である。 １・・・・・・給水弁、２・・・・・・給水管路、計・
・・・・信号流体圧管路、４・・−・・・開閉機構、７
・・・・・・集中切替弁、１８．１９・・・・・・一方
向絞り弁、２１・・・・・・流体圧作動機構。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 農地に敷設され複数の給水弁を有する給水管路と、
   この給水管路に並設した信号流体圧管路とを備え、この
   信号流体圧管路には上記各給水弁の開閉機構へそれらの
   作動用信号加圧流体を順次切替えて分配する集中切替弁
   と、上記信号加圧流体の断続的導入により上記切替弁を
   順次切替え作動させる流体圧作動機構とを設けたことを
   特徴とする流体圧を利用した農業用水制御方式。 ２ 信号流体圧管路を電磁弁を介して流体圧作動機構に
   接続し、各給水弁の開閉機構にはその開閉作動を遅延さ
   せる一方同校り弁を管路中に介在させたことを特徴とす
   る特許 記載の流体圧を利用した農業用水制御方式。