JPS61108314A - 散水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 「産業上の利用分野」 本発明は散水装装置に関する。

「従来の技術」 散水装装置は田畑、牧草への散水、融雪、温度調節、湿
度調節等に用いられている。

融雪については地下水等からの水をポンプ装置で道路下
の配管に送り込み配管に設けたノズルから地上に地下水
を噴出する融雪装置がその有効性を認められ広く使用さ
れている。

従来は、降雪が始まると、地下水汲み上げポンプを手動
で運転し、降雪が終ったとき同様に手動で停止していた
。夜間は降雪が止んでも。

朝まで連続運転をすることさえ行なわれていた。

また、降雪検知器を備え、降雪を自動的に検知し、ポン
プ°の運転・停止を自動化したものもあるが、運転中に
は常ｌこポンプの吐出量はあらかじめ想定される最大降
雪時に必要とする量が汲み上げられていた。

田畑、牧草への散水、温度調節については従来より、気
象条件を判断して手動でポンプを始動し、散水量を見計
らって手動でポンプを停止している。

「発明が解決しようとする問題点」 そのため融雪装置に関しては融雪に必要とする量以上に
過剰な地下水が汲み上げられていた。

しかしながら最近では、過剰汲み上げに起因する井戸の
体度な水位低下、枯渇、塩水化現象あるいは地盤沈下が
問題となってきている。従って地下水を有効利用するた
め節水ｉと対する必要性が増している。

田畑、牧草への散水では常に気象条件を把握し、且つ散
水をするため人がついていなければならないし、温度調
節についても同様である。

本発明は気象条件の把握を自動化すると共に自動的に気
象条件に応じて最小限で適度の散水を行ない得る散水装
装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

「問題点を解決するための手段」 本発明はポンプ装置により散水用の配管に送水して該配
管のノズルから散水する散水装装置において、ポンプの
吐出量の制御手段と、気象の検知手段と、気象の検知手
段の出力信号に応じてポンプの吐出量の制御手段を制御
する制御装置を備えた散水装装置である。

「作用」 気象の検知手段により気象条件を検出し、その出力信号
によりポンプの吐出量の制御手段を制御し、気象条件に
適した最小水量の散水を行なう。

「実施例」 以下図面により本発明の詳細な説明をする。

この実施例は融雪目的の散水装装置、即ち融雪装置に関
するものである。ｊＩ／図はフローシートで示す全体図
である。深井戸ｌには深井戸用ポンプａが水面Ｊ下に浸
水しており、その吐出管亭には吐出量を調節する電動弁
１０と、それにつづいて圧力を検出する圧力検出器３を
備えている。吐出管ダは路面下に配された散水配管６に
連結されている。散水配管６には地上に送られた地下水
が吐出し、積雪を融かすように多数のノズルクを備えて
いる。

降雪検知器としてスノ−コンテｔは融雪を行なおうとす
る地域内の代表的な降雪位置に設置せられるもので内部
にヒータを備え、融雪した雪融水が底部にたまり、降雪
量に応じて雪融水の水位が変化するようになって初り、
該冒融水の水位変化を電気抵抗として電極を備えるもの
であって該電極は出力部のスノーコンテに配線せられて
おり、スノーコンデは電流値を電圧値に変換して出力す
るようになっている。

スノーコンテの出力信号（Ｄ＜１！　０−ｗｔｏ　Ｖ　
）は信号制御装置ｌ／に入力される。信号制御装置ｌ／
は降雪強度に応じたスノーコン９の出力信号（ｏ−ｉｏ
ｖ）を吐出圧力調節器ｌコへ増幅器１３を駆動できるよ
うに（／−５Ｖ）に比例変換するは力）にスノーコンデ
カ１らの出力信号の二乗に比例するように（／−５Ｖ）
の信号を出力し。

或はスノーコンテからの出力信号の平方根に比例するよ
うに（／〜ｊＶ）の信号を出力することができるように
なっているほか後述する機能を備えるようにすることも
できるものである。

吐出圧力調整器ｌコは信号制御装置１１、の信号と共に
圧力検出器Ｓの信号を入力し、信号制御装置ｌ／からの
目標出力信号（制御目標値）に応じた吐出量となるよう
に電動弁１０の開度を指示する信号を演算する。装置で
その出力信号は増幅器／３へ入力され増幅器１３は吐出
圧力ｍ整器／、２からの信号に応じた電力を出力して電
動弁／θの開度の制御を行うようになっている。

開閉器−一は深井戸用ポンプコの電動機へ電力供給を行
うもので信号制御装置１１、の出力信号をＨ能動とＬ能
動（立下り）として入力し。

Ｈ態動信号により接点を閉じて深井戸用ポンプコを駆動
し、Ｌ能動信号により接点を開くものである。

第２図は横軸に原点０から右方ヘスノーセンサＳの示す
降雪強度、（＃／ｍ”　／ｈｒ　）をとると共に原点か
ら左方へ電動弁ＩＯの開度をとり。

縦軸に原点から上方にスノーコンテの出力（Ｑ〜／（：
ｌＶ）、Ｍ点から下方に散水量をとり、スノーセンサＩ
とスノーコンテからなる降雪強度の検知手段の出力特性
線ｚ４ｔ、、散水特性線ｉｓ。

／４．／７．電動弁１０の流量伸性曲線／Ｋを示しであ
る。

第２図をも併せて第１図の作用を説明すれば次のと怠り
である。

スノーセンサＫ　ｉＣ降雪強度が第２図ａに示す降雪が
あると、降雪強度の検知手段の出力・特性線ｌダ上の点
すから横軸に平行な線が縦軸を切る点Ｃの値をスノーコ
ンテは出力し、信号制御装置ｌｌは点Ｃからの横軸に平
行な線が例えば散水特性線１５を切る点ｄから垂直に下
って横軸を切る点ｅの電動弁１０の開度を与える制御目
標値の信号を吐出圧力調整器ｌコに出力する。

深井戸ｌの水量が標準水位にあるときには吐出圧力は制
御目標どおり出力されており、吐出圧力調整器ｌコは信
号制御装置／／の制御目標値と圧力検出器３の出力とは
相当するので上記点ｅ＃こ相当する開度に電動弁１０は
制御されている。吐出圧力検出器３は吐出圧力の信号を
吐出圧力調整器７．２に送るが吐出圧力調整器／コは信
号制御装置ｌ／の制御目標値の出力に相当するので電動
弁１０の開度を補正をしない動作をし、Ｐ工演算して増
幅器／Ｊに出力し、増幅器１３は電動弁１０を前述した
信号制御装置１１、の制御目標値の出力信号に従った電
力を出力する。この関係は第２図の点・よりの垂線が電
動弁１０の流量特性曲線ｉｔｒを切る点ｆからの水平線
が、縦軸を切る点ｇで示される。

深井戸ｌの水面Ｊの水位が標準水位と異なり。

深井戸の水面３の水位が高いと深井戸用ポンプコの同一
回転速度に対して吐出圧力検出器ｊは標準水位にあると
きよりも高い圧力信号を出力し、−逆に深井戸の水面Ｊ
の水位が低いときは深井戸用ポンプコの同一回転速度に
対して吐出圧力検出器Ｓは標準水位にあるときよりも低
い圧力信号を出力する。か−る吐出圧力検出器Ｊの圧力
信号は吐出圧力調整器ｌコにおいて、信号制御装置／　
’／の出□力信号のみにより制御されている場合の深井
戸／が標準水位にある状態の吐出圧力の値と信号制御装
置ｌ／の制御目標値の出力信号の値及び制御目標値に相
当する吐出圧力の値が記憶されており、実際に検出され
た吐出圧力と記憶されている標準水位に怠ける該吐出圧
力が比較され、信号制御装置ｌ／からの出力信号に見合
う深井戸ｌの標準水位における吐出圧力が生ずるように
吐出圧力調整器ｌコは増幅器／、７への入力信号を調整
するものである。

従って深井戸用ポンプａは降雪強度に対応して常に一定
の吐出圧力で出力されて深井戸ｌの水位にか−わらず一
定流量の散水がノズル７より行われる。

散水特性曲線ｔＳは標準的な外気温例えば散水期間の平
均気温を用いる場合である。気温が上下すると同じ降雪
強度であっても、融雪に必敷 要な賂千水量は変動する。そこで図示されないが散水地
域に温度検出器を備え、温度検出器の信号を自動もしく
は手動で吐出圧力調整器１２に入力し、気温の高低に従
って散水量を増減するように、気温を層別して散水特性
曲線／６（散水量を減少）、散水特性曲線／７（散水量
を増加）に切換える。散水特性曲線１６は例えば最大値
は一定として降雪強度がＯから最大までの値の平方根に
比例する信号制御装置／／の出力信号を得るものである
。散水特性曲線１７は例えば最大値は一定として降雪強
度がＯから最大までの値の二乗番と比例する信号制御装
置１１、の出力信号を得るもめである。

このような外界の条件は例えば気温により調節するほか
自動車の通行台数により散水量を減少することができる
ものであり、自動車が通過したことを検知する手段（例
えば自動車により遮光される透光形の光電スイッチ或は
超音波発振器を備えて自動車の反射波をとらえる等）を
備えて単位時間当りの自動車の通過台数に対応する散水
特性曲線を設けるようにしてもよい。

かくすることにより外界の条件に応じた最小の散水量で
融雪が可能となる。

雪が降り始めるとき路面が低温度となって降雪がしばら
くの間み・ぞれ状に残るのを避けるには大量に散水して
路面の温度上昇を計るのが有効である。か＼る装置とし
ては第１図に示すようにスノーコンタの出力信号を入力
する最大値目標値調節部１９を備え、該調節部１９をタ
イマとしてスノーコンテから最初の出力信号が入力され
ると該調節部／りは信号制御装置１１、を制御して予め
定められた一定時間信号制御装置ｌ／から最大の制御目
標値の出力信号（ｊＶ）を出力し、電動弁１０の弁開度
を最大にして一定時間運転する。したがって路面が温度
上昇するのでそれより後の融雪は容易となる。

降雪が止んでも路面が凍結することがある。

そこで降雪強度がＯとなっても電動弁ＩＯを最小流量の
目標値で吐出できるように運転する必要のため、スノー
コン９の出力信号がＯになった立下りの信号を受けて動
作する最小値目標値調節部コ／を備え、該調節部コ／は
電動弁１０を予め定められた最小開度に制御する制御目
標信号（／Ｖ）を出力するように信号制御装置１１、を
予め定められた一定時間もしくは次回降雪があるまで制
御する。

尚、最大値目標値調節部／９．最小値目標値調節部−／
は信号制御装置／／内にあるものとしてもよい。

信号制御装置ｉｉは次の機能を有するものとしてもよい
。即ち、自動車の通行台数が多い場所１時間とか気温が
充分高い状態での降雪時とかは前述した外部条件の検出
手段の信号により降雪強度に応じたスノーコン９の出力
信号のレベルがあらかじめ設定された値以上のときには
動作して出力を始め、該レベルが予め定められた値以下
のときは出力しないようにする。かくする゛ことにより
散水しなくても雪が融ける状態において散水する地下水
の浪費を防止できる。

更に又、降ったり止んだりの断続間隔の短い降雪時にお
ける深井戸用ポンプコのインチングを防止できる。

このような予め定められた降雪強度以上において信号制
御装置ｉｔはあらかじめ定められた時間内あらかじめ設
定された一定値を制御目標値として出力し、その後は降
雪強度に応じて運転する機能を備えることができる。又
、降雪強度があらかじめ設定された値以上のとき信号制
御装置１／の出力信号を、あらかじめ定められ　　　・
た時間内、あらかじめ設定された一定値を制御目標値と
して信号制御装置／／より信号を出力して深井戸用ポン
プコをタイマにて運転し、残雪が融解した後肢信号制御
装置／／よりの着号出力をなくする。

実施例は融雪装置としての散水装装置をのべたが田畑、
牧草地の散水装装置とすることも気象条件を降雪ではな
く光、熱湿度としてとらえることにより、自動的に散水
を行うことができる。

植物の成育は光量とその強度に依存する処であるから、
太陽光の光エネルギーの大きさを測定し得る光センサを
備え、上記融雪装置におけるスノーセンサに代えて同様
の制御を行うことができる。

同様に植物の成育が気温ｌこ依存する処であるから、温
度検出器を散水対象植物群のある近くで散水の影響を受
けない処に設けて、上記融雪装置におけるスノーセンサ
に代えて同様の制御を行うことができる。

更に又同様に植物によっては湿度がその成育ｉと大きな
影響のあるものがあり、当該植物群の近傍に湿度センサ
を備えて、上記融雪装置に怠けるスノーセンサに代えて
同様の制御を行うことができる。この湿度センサによる
散水制御は農業に限らず、例えば運動場等のほこりを防
止するためにも有効であり、このような場合は地表面に
湿度センサを設ける。

上述した温度検出器を設けて植物成育に必要な水分供給
を計るほか、散水装装置は当該散水地に温度検出器を備
え、散水による温度調節を行うこともできる。

上述した光センサ、湿度センサを備える場合においては
併せて温度検出器を備えて光センサもしくは湿度センサ
の信号と温度の信号により吐出圧力調整器を制御するよ
うにしてもよい。

実施例に説明した散水特性線／！、／４．／りは例示の
ものであり、一般的には関数発生器として適尚な関数変
換により電動弁開度信号を得るものである。

実施例は散水流量の制御方法として流量制御弁をポンプ
吐出配管に備えたが、ポンプを可変速ポンプとしてイン
バータ制御により制御しても流量制御はできるものであ
り、この場合は吐−重圧力調整器ｌλの出力はインバー
タに出力される。このようにすると節水のみならず省エ
ネルギーの効果も大きい。

〔発明の効果〕

本発明は気象の検知手段の出力信号に応じてポンプ装置
の吐出量を制御する制御装置を設けたから、気象条件に
応じて散水するので大幅な地下水取水量の節約ができる
。

本発明では散水配管中の圧力を検出して気象条件に応じ
たポンプ吐出量を保持するようにしたから地下水位が変
動しても散水量が変らない。

本発明では実施態様に示すように気象を表わす複数の条
件を入れるようにした制御装置を備えたから１例えば井
戸、雪量、交通量その他に合わせ１選択、調節範囲が広
く ａ）最大流量を調節可能 ｂ）　最小流量を調節可能 Ｃ）流量変化を３段階に選択可能 ｄ）始動時、大流量で゛運転可能 ｅ）停止後一定流量で運転可能 である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のフローシート、第２図は第１
図における各部の性能の関係を示す線図である。 ／・・深井戸　コ拳・深井戸用ポンプ　３・・水面　亭
・・吐出管　よ・Ｏ圧力検出器　６・拳散水配管　７・
・ノズル　Ｓ・−スノーセンサ　タ・・スノーコン　／
Ｉ・・信号制御装　を置　／コ・・吐出圧力調節器　１
３・・増幅器／Ｉｔ　・・降雪強度の検知手段の出力特
性線ｉｓ　・・散水特性線　１６・・散水特性線／り・
・散水特性線　１１、・・電動弁の流量特性曲線　／９
・・最大値目標値調節部　ニド・最小値目標値調節部　
２−・・開閉器。 特許出願人　　株式会社荏原製作所 株式会社荏原電産

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ポンプ装置により散水用の配管に送水して該配管の
   ノズルから散水する散水装置において、ポンプの吐出量
   の制御手段と、気象の検知手段と、気象の検知手段の出
   力信号に応じてポンプの吐出量の制御手段を制御する制
   御装置を備えた散水装置。 ２、ポンプ吐出圧力検出手段と、気象の検知手段の出力
   信号を受けて気象状態に応じた信号を制御目標値として
   出力する信号制御装置と、信号制御装置の制御目標値と
   吐出圧力検出手段の検出した圧力信号を入力して信号制
   御装置の出力した制御目標値に照応する散水への供給圧
   力を得るようにポンプの吐出量の制御手段の動作の量を
   演算しポンプの吐出量の制御手段へ出力する演算装置と
   からなる気象の検知手段の出力信号に応じてポンプの吐
   出量の制御手段を制御する制御装置を備えた特許請求の
   範囲第１項記載の散水装置。 ３、気象の検知手段の検知した信号を入力変数とする関
   数発生器を内容とし、該関数発生器の出力信号を制御目
   標値として出力する信号制御装置を備えた特許請求の範
   囲第２項記載の散水装置。 ４、ポンプの吐出量の制御の手段がポンプの回転数制御
   手段である特許請求の範囲第１項乃至第３項記載のうち
   の何れか１つの散水装置。 ５、ポンプの吐出量の制御の手段がポンプの吐出配管に
   設けた電動弁である特許請求の範囲第１項乃至第３項記
   載のうちの何れか１つの散水装置。 ６、気象の検知手段が降雪強度の検知手段である特許請
   求の範囲第１項乃至第５項の内の何れか１つの散水装置
   。 ７、降雪強度に比例する信号、降雪強度の二乗に比例す
   る信号及び降雪強度の平方根に比例する信号を制御目標
   値として出力する信号制御装置を備えた特許請求の範囲
   第６項記載の散水装置。 ８、制御目標値が外部の積雪に及ぼす外気温度等の条件
   を検出する手段の検出信号により自動的に選択される信
   号制御装置を備えた特許請求の範囲第６項記載の散水装
   置。 ９、降雪強度に応じた出力信号が最大値のときの制御目
   標値を降雪強度検知手段の出力信号が出始めた時に予め
   定められた時間出力する最大値目標値出力部を有する信
   号制御装置を備えた特許請求の範囲第６項記載の散水装
   置。 １０、降雪強度に応じた出力信号が最小値のときの制御
   目標値を降雪強度検知手段の出力信号が止んだ時に予め
   定められた時間出力する最小値目標値出力部を有する信
   号制御装置を備えた特許請求の範囲第６項記載の散水装
   置。 １１、降雪強度の検知手段の出力信号のレベルがあらか
   じめ設定された値以上のとき制御目標値を出力し、該レ
   ベルがあらかじめ設定された値以下のときに制御目標値
   の出力を停止する信号制御装置を備えた特許請求の範囲
   第６項記載の散水装置。 １２、信号を出力する始めにあらかじめ定められた時間
   内、あらかじめ設定された値を制御目標値として出力し
   、その後は降雪強度の検知手段の出力信号に応じて制御
   目標値を出力する信号制御装置を備えた特許請求の範囲
   第６項記載の散水装置。 １３、降雪強度の検知手段の出力信号のレベルがあらか
   じめ設定された値以下になつたときにあらかじめ定めら
   れた時間内、あらかじめ設定された制御目標値を出力し
   、その後に出力を停止する信号制御装置を備えた特許請
   求の範囲第６項記載の散水装置。 １４、気象の検知手段が太陽光の光エネルギーの大小を
   検知する光センサである特許請求の範囲第１項乃至第５
   項記載の内の何れか１つの散水装置。 １５、気象の検知手段が温度検出器である特許請求の範
   囲第１項乃至第５項記載の内の何れか１つの散水装装置
   。 １６、気象の検知手段が湿度検出器である特許請求の範
   囲第１項乃至第５項記載の内の何れか１つの散水装置。 １７、気象の検知手段が降雪強度の検知手段、光センサ
   、湿度検出器の何れか１つと温度検出器を併用したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第５項の内の何
   れか１つの散水装置。