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【発明の名称】 自動給水栓
【発明者】 【氏名】小野寺 恒雄

【氏名】藤森 新作
【要約】 【課題】通常は圃場内の水位を自動的に一定に保つとともに、必要に応じて手動で大量の用水を供給することができ、しかも、従来の手動の給水栓が設けられた給水装置への適用も容易で、さらに、遠方からでも給水状態を確認可能な自動給水栓を提供する。

【解決手段】開弁時に必要最大給水量の全量を供給可能で、かつ、弁開度を調節することによって給水量の調節が可能な主給水弁１４と、必要最大給水量の１／２以下の水量を供給可能で、かつ、給水先の水面高さに連動して開閉する弁体を有するフロート式自動給水弁１５とを備えている。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圃場に給水するための自動給水栓であって、弁全開時に必要最大給水量の全量を供給可能で、かつ、弁開度を調節することによって給水量の調節が可能な主給水弁と、必要最大給水量の１／２以下の水量を供給可能で、かつ、給水先の水面高さに連動して開閉する弁体を有するフロート式自動給水弁とを備えていることを特徴とする自動給水栓。
【請求項２】
前記主給水弁と前記フロート式自動給水弁とが別体に形成されて接続されていることを特徴とする請求項１記載の自動給水栓。
【請求項３】
前記フロート式自動給水弁は、前記弁体を開閉作動させるフロートから鉛直方向上方に向かって設けた指示棒を備えており、該指示棒の上部には給水先の水位を表示する水位表示部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の自動給水栓。
【請求項４】
圃場に給水するための自動給水栓であって、代掻き時に必要となる用水量を供給可能な主給水弁と、通常時の管理用水量を供給可能なフロート式自動給水弁とを備えていることを特徴とする自動給水栓。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動給水栓に関し、詳しくは、給水ラインから供給される用水を圃場の水位に応じて自動的に給水・止水を繰り返して圃場を所定水位に保つための自動給水栓に関する。
【背景技術】
【０００２】
給水パイプから供給される用水を圃場に供給する給水装置として、給水パイプラインに接続して鉛直方向に立上がった給水パイプの上端開口部に弁座を設けるとともに、この弁座を開閉する弁体を給水パイプの軸線方向に移動可能に設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、圃場の水位を一定に保つための自動給水栓として、水位を検知するフロートの上下動によって小口径のパイロット弁を開閉し、このパイロット弁の開閉によって大口径の主弁体を開閉させる液位調整弁等が用いられている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００２−３５４９４８号公報
【特許文献２】実用新案登録第２５１７０７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載されたような給水装置は手動で弁体を開閉するものであり、排水側の堰板の高さを調節して圃場の水位を一定水位に保つため、用水が無駄に消費されるという問題があった。さらに、給水状態を確認するためには給水装置の直近まで近寄らなければならず、少人数で営農を行っている場合には大きな負担となっていた。
【０００５】
また、特許文献２に記載されたような液位調整弁は、機構が複雑であり、作動させるために２ｍ以上の水頭を必要とし、低水圧のパイプラインでは正常に作動しないことがあった。さらに、小口径のパイロット弁に用水中のゴミ等が詰まるのを防止するために目の細かいスクリーンを設けなければならず、その点検が面倒であり、しかも、給水圧に応じた細かな調整が必要で、圃場への給水には適用が困難であった。
【０００６】
そこで本発明は、通常は圃場内の水位を自動的に一定に保つとともに、必要に応じて手動で大量の用水を供給することができ、しかも、従来の手動の給水栓が設けられた給水装置への適用も容易で、さらに、遠方からでも給水状態を確認可能な自動給水栓を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の自動給水栓は、圃場に給水するための自動給水栓であって、弁全開時に必要最大給水量の全量を供給可能で、かつ、弁開度を調節することによって給水量の調節が可能な主給水弁と、必要最大給水量の１／２以下の水量を供給可能で、かつ、給水先の水面高さに連動して開閉する弁体を有するフロート式自動給水弁とを備えていることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明の自動給水栓は、前記主給水弁と前記フロート式自動給水弁とが別体に形成されて接続されていることを特徴とし、さらに、前記フロート式自動給水弁は、前記弁体を開閉作動させるフロートから鉛直方向上方に向かって設けた指示棒を備えており、該指示棒の上部には給水先の水位を表示する水位表示部が設けられていることを特徴としている。
【０００９】
さらに、本発明の自動給水栓は、圃場に給水するための自動給水栓であって、代掻き時に必要となる用水量を供給可能な主給水弁と、通常時の管理用水量を供給可能なフロート式自動給水弁とを備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の自動給水栓によれば、圃場の水位が下がったときにはフロート式自動給水弁が開いて少量の用水を自動的に供給して圃場の水位を一定に保つことができ、主給水弁を手動で開くことによって大量の用水を圃場に供給することができる。主給水弁とフロート式自動給水弁とを別体に形成して接続するようにしておくことにより、主給水弁に対するフロート式自動給水弁の位置を任意に設定できる。さらに、フロートに指示棒を介して水位表示部を設けておくことにより、遠方からでも給水状態を確認できる。また、主給水弁の供給可能用水量を代掻き時に対応させ、フロート式自動給水弁の供給可能用水量を通常の水管理量に対応させておくことにより、必要最小限の用水量で水管理を行うことができる。さらに、圃場の状況によっては、主給水弁とフロート式自動給水弁とを独立した状態で設置することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明の自動給水栓の第１形態例を示す縦断面図である。この自動給水栓１１は、農道等に沿って埋設された給水パイプライン（図示せず）に接続して鉛直方向に立ち上がった給水パイプ１２の上端に装着するための受口状の接続部１３ａを有する弁本体１３と、該弁本体１３の上部に連設した主給水弁１４と、該主給水弁１４の下方から側方に分岐して設けられたフロート式自動給水弁１５とを一体的に形成している。
【００１２】
主給水弁１４は、軸線を鉛直方向に向けて開口した開口部１６の周縁上面に環状の主弁座１７を設け、この主弁座１７を開口部１６の軸線方向に移動する主弁体１８によって開閉するように形成されている。主弁体１８は、弁本体１３の外周部分から上方に突設した支持部材１９の上端に螺合する弁軸２０の下端に取付けられており、弁軸２０の上端に設けられたハンドル２１を回すことにより弁軸２０を介して主弁体１８を上下動させるように形成されている。この主給水弁１４は、ハンドル２１を操作して主弁体１８を全開状態にしたときに、給水パイプ１２から圃場に供給できる必要最大給水量の全量を供給可能な状態、例えば、代掻き時に必要な１日に１５ｃｍ程度の用水量を供給可能で、弁開度を中間で適当に調整することにより、給水パイプ１２から圃場に供給する用水量を調整することができるように形成されている。
【００１３】
フロート式自動給水弁１５は、弁本体１３の上部側方から分岐して下方に向かって屈曲し、軸線を鉛直方向に向けて開口した開口端下面に環状の副弁座２２を設け、この副弁座２２をフロート２３の上下動に伴って上下動する副弁体２４により開閉するように形成されている。フロート２３は、弁本体１３の外面に基端が設けられた平行リンク２５と、該平行リンク２５の先端に設けられた保持筒２６と、該保持筒２６内に上下動可能に挿入されたガイド軸２７と、該ガイド軸２７の下端に設けられた前記フロート２３と、保持筒２６に対してガイド軸２７を固定するための固定ネジ２８とで形成されており、前記平行リンク２５の中間位置に副弁体２４を上端に有する弁棒２９が設けられている。
【００１４】
このフロート式自動給水弁１５は、給水先である圃場内の水面高さ（水位ＷＬ）の変動に連動して上下動するフロート２３の動きがガイド軸２７、保持筒２６、平行リンク２５、弁棒２９を介して副弁体２４に伝達され、水位が低下してフロート２３が下降するのに伴って副弁体２４が下降すると副弁座２２が開き、給水パイプ１２からの用水を圃場に供給する。フロート式自動給水弁１５の弁座部分における開口面積は、前記必要最大給水量の１／２以下の水量を供給可能な大きさに設定されており、例えば、通常時の管理用水量として１日に２ｃｍ程度の用水量を供給可能な大きさに設定されており、フロート式自動給水弁１５の全開時でも必要以上の用水の流れが圃場内に発生しないようにしている。また、設置場所の水位条件に応じて固定ネジ２８を緩めることにより保持筒２６に対するガイド軸２７の上下位置関係を調整できるので、低水位、高水位等のそれぞれにおける調整も容易であり、水管理も確実に行うことができる。
【００１５】
このように形成した自動給水栓１１は、代掻きなどで大量の用水を圃場に供給する必要があるときには、給水パイプラインへの用水の供給とともに主弁体１８を全開状態にする。これにより、給水パイプ１２を上昇した用水は、主給水弁１４とフロート式自動給水弁１５の両方から圃場に供給される状態になるので、圃場内を短時間で所定水位にすることができる。
【００１６】
また、通常時には、主弁体１８を全閉状態にしてフロート式自動給水弁１５から給水を行うことにより、圃場内の水位変動によるフロート２３の上下動に伴って副弁体２４が副弁座２２を開閉し、自動的に給水・止水を繰り返して圃場内を所定水位に保つ。これにより、用水の消費量を抑えることができ、肥料や農薬が圃場から流出することを防止できる。さらに、この状態で主弁体１８を適度に開くことにより、主給水弁１４から適当な量の用水を連続して圃場に供給することができ、圃場内の用水が高温状態になることなどを防止できる。
【００１７】
さらに、この自動給水栓１１は、弁本体１３の接続部１３ａを給水パイプ１２の上端に装着するだけで設置することができるので、手動の給水栓が既に設けられている圃場においても、既存の手動給水栓を給水パイプ１２から取り外し、必要に応じて適宜な継手を介して自動給水栓１１を装着するだけで圃場の水位を自動的に管理することが可能となる。
【００１８】
また、フロート式自動給水弁１５は、その口径が前述の液位調整弁等のパイロット弁の口径に比べてはるかに大きいので、用水中のゴミによって作動不良を生じるおそれがない。しかも、給水パイプラインの水圧が低い場合でも確実に作動し、水位調整もガイド軸２７を上下させるだけの簡単な操作で容易に行うことができる。
【００１９】
なお、自動給水栓１１は、給水パイプラインに接続した給水パイプ１２の上端に直接装着するものだけでなく、既存の給水ライン（オープン水路、埋設パイプライン）に設けられている給水枡に適当な配管を介して接続することもできる。また、主弁体１８は、所定の給水量を満足できれば、仕切弁構造等の任意の弁構造を採用することができ、弁本体１３の側方や下方に開口させることも可能である。
【００２０】
図２は本発明の自動給水栓の第２形態例を示す縦断面図である。なお、以下の説明において、前記第１形態例で示した自動給水栓における構成要素と同一の構成要素には、それぞれ同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００２１】
本形態例に示す自動給水栓は、主給水弁１４の弁本体３１とフロート式自動給水弁１５の弁本体部３２とを別体に形成し、両者を接続パイプ３３により接続している。また、前記同様の平行リンク２５の基端は、弁本体部３２の側面に取り付けられている。
【００２２】
このように形成した自動給水栓は、接続パイプ３３を適当に選択することにより、主給水弁１４に対するフロート式自動給水弁１５の位置を、水平方向だけでなく上下方向においても任意に設定することが可能であり、各圃場における給水ラインの設置状況に応じて主給水弁１４とフロート式自動給水弁１５とを最適な位置に設置することが可能となる。また、主給水弁１４の開閉操作やフロート式自動給水弁１５の調整操作を簡単に行える位置に両者をそれぞれ配置することも可能である。なお、接続パイプ３３には、通常のパイプの他、屈曲可能な可撓性のパイプも使用可能である。
【００２３】
図３は本発明の自動給水栓の第３形態例を示す縦断面図である。本形態例は、遠方からでも圃場内の水位を確認できるようにした例を示している。
【００２４】
本形態例に示す自動給水栓は、フロート２３から鉛直方向に上方に向かって設けた指示棒４１を平行リンク２５の先端に設けた保持筒２６に上下方向に移動可能に挿通し、該指示棒４１の上端部に、給水先である圃場内の水位を表示する水位表示部４２を設けるとともに、指示棒４１の下部に水位設定用の調整駒４３を固定ネジ４４によって位置調整可能に設けている。また、指示棒４１は、二重管構造のテレスコピック機構を採用し、下部管４１ａに対して上部管４１ｂを伸縮させ、固定ネジ４１ｃで固定することができるように形成しており、フロート２３から、すなわち、水面からの水位表示部４２の高さを調整できるようにしている。
【００２５】
このように形成した自動給水栓は、圃場内が所定水位に上昇したときには、フロート２３の上昇により調整駒４３が保持筒２６の下端に当接して保持筒２６を押し上げ、平行リンク２５を介して副弁体２４を副弁座２２に圧接させて閉弁状態とする。通常の水位変動においては、前記各形態例に示した自動給水栓と同様に、フロート２３の上下動に伴って副弁体２４が副弁座２２を開閉し、自動的に給水・止水を繰り返して圃場を所定水位に保つ。
【００２６】
水位表示部４２は、この水位表示部４２の高さ位置を、例えば、圃場内の水位が所定水位のときには主給水弁１４の上端よりも上方に位置するように設定しておくことにより、遠方から水位表示部４２の位置が主給水弁１４の上端よりも上方にあることを見るだけで自動給水栓からの給水が正常に行われていることを確認できる。そして、圃場の水位が異常に低下したときには、フロート２３の下降に伴って水位表示部４２が主給水弁１４より下方に下降するので、圃場の水位が異常に低下したことを遠方からでも容易に発見することができる。したがって、自動給水栓の直近まで近寄らなくても、自動給水栓からの給水状態を容易に確認することができ、少人数での営農においても、異常事態の発生を簡単かつ確実に知ることができ、その対応も迅速に行うことができる。
【００２７】
図４及び図５は本発明の自動給水栓の第４形態例を示すもので、図４は要部の縦断面図、図５は横断面図である。
【００２８】
本形態例は、フロート式自動給水弁１５を圃場に鉛直方向に立設した円筒状の給水枡５１内に収納するとともに、給水パイプ１２の水圧や、圃場への給水量等の条件に応じてフロート２３に対する副弁座２２及び副弁体２４の位置を調節できるようにした例を示している。
【００２９】
このフロート式自動給水弁１５は、フロート２３を上下動可能に支持するとともに副弁体２４を上下動させる平行リンク２５と、下端に副弁座２２を有するパイプ２２ａとを、給水枡５１内に挿入して位置決め可能な固定部材５２に一体的に組み付けている。
【００３０】
固定部材５２は、給水枡５１の内径に対応した直径を有し、軸方向の切欠部５３を有する円筒体５４と、該円筒体５４の内側に設けられたパイプ支持部材５５と、平行リンク２５の基部を回動可能に支持するリンク取付部５６とを一体に形成したものであって、切欠部５３を両側から押さえて狭めることにより円筒体５４を縮径させた状態で給水枡５１の内部に挿入され、切欠部５３の部分に設けた締付部５７をネジ５８等で拡張することによって給水枡５１内の所定高さ位置に固定される。
【００３１】
前記平行リンク２５には、前記弁棒２９を取り付けるための弁棒取付孔５９が３箇所に設けられており、パイプ支持部材５５にも、パイプ２２ａを取り付けるためのパイプ取付孔６０が３組設けられている。すなわち、平行リンク２５への弁棒２９の取付位置を調節できるように形成するとともに、パイプ２２ａの取付位置を、副弁体２４で副弁座２２を確実に開閉できる位置に調節できるようにしている。
【００３２】
このように、弁棒２９の取付位置を変更可能に形成しておくことにより、平行リンク２５において、基端からフロート２３までの距離に対し、基端から弁棒２９までの距離を変更できるので、フロート２３の上下移動量に対する副弁体２４の上下移動量を調節できるとともに、副弁座２２に対する副弁体２４の閉止力を調節することができる。
【００３３】
例えば、給水パイプ１２の水圧が同じ場合、弁棒２９を平行リンク２５の基端側に取り付けたときに比べて、弁棒２９を平行リンク２５の先端側に取り付けたときには、フロート２３の上下動に伴う副弁体２４の移動量が大きくなり、水面高さが低下したときに大量の用水を圃場に供給できることになる。
【００３４】
一方、給水パイプ１２の水圧が高いときには、弁棒２９を平行リンク２５の基端側に取り付けることにより、フロート２３から副弁体２４に作用する閉弁方向の力を強くできるので、水圧が高くても副弁体２４によって副弁座２２を確実に閉じることができる。
【００３５】
なお、平行リンク２５に対するフロート２３の取付位置を調整可能にしておくこともできる。また、給水枡は、下部に圃場に連通する開口を有するものであってもよく、下部が地下給水パイプに連通したものであってもよく、角形の給水枡にも適用できる。さらに、水位等の条件によっては、フロート２３を平行リンク２５よりも上方に位置させて副弁座２２及び副弁体２４を水中に配置することも可能である。
【００３６】
また、圃場の状況によっては、前記各形態例に示した主給水弁１４と、フロート式自動給水弁１５とを、別の給水パイプによってそれぞれ独立した状態で給水パイプラインに接続することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の自動給水栓の第１形態例を示す縦断面図である。
【図２】本発明の自動給水栓の第２形態例を示す縦断面図である。
【図３】本発明の自動給水栓の第３形態例を示す縦断面図である。
【図４】本発明の自動給水栓の第４形態例を示す要部の縦断面図である。
【図５】同じく本発明の自動給水栓の第４形態例を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１１…自動給水栓、１２…給水パイプ、１３…弁本体、１３ａ…接続部、１４…主給水弁、１５…フロート式自動給水弁、１６…開口部、１７…主弁座、１８…主弁体、１９…支持部材、２０…弁軸、２１…ハンドル、２２…副弁座、２３…フロート、２４…副弁体、２５…平行リンク、２６…保持筒、２７…ガイド軸、２８…固定ネジ、２９…弁棒、３１…弁本体、３２…弁本体部、３３…接続パイプ、４１…指示棒、４１ａ…下部管、４１ｂ…上部管、４１ｃ…固定ネジ、４２…水位表示部、４３…調整駒、４４…固定ネジ、５１…給水枡、５２…固定部材、５３…切欠部、５４…円筒体、５５…パイプ支持部材、５６…リンク取付部、５７…締付部、５８…ネジ、５９…弁棒取付孔、６０…パイプ取付孔、ＷＬ…水位
【出願人】 【識別番号】５０１２０３３４４
【氏名又は名称】独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構
【識別番号】５９６０２９０８５
【氏名又は名称】株式会社パディ研究所
【出願日】 平成１７年５月１２日（２００５．５．１２）
【代理人】 【識別番号】１００１２８３５８
【弁理士】
【氏名又は名称】木戸 良彦
【公開番号】 特開２００６−３１４２４９（Ｐ２００６−３１４２４９Ａ）
【公開日】 平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【出願番号】 特願２００５−１３９９７２（Ｐ２００５−１３９９７２）