トップ :: A 生活必需品 :: A01 農業;林業;畜産;狩猟;捕獲;漁業

【発明の名称】 凍霜害防止装置
【発明者】 【氏名】大橋 正道

【要約】 【課題】撒水氷結法による凍霜害を防止する方法では、凍霜害を受ける恐れのある低温状態において撒水を継続し、強制的に農作物の表面に氷を形成する必要があるが、凍霜害防止装置の電源の遮断、電源電圧の低下あるいは圃場の温度を測定する温度センサの不具合などから撒水が停止される恐れがあり、その結果撒水が停止し、農作物が凍霜害の被害を受けるという問題がある。

【解決手段】撒水開始温度設定手段と、撒水停止温度設定手段と、圃場温度を測定する温度センサと、撒水動作を制御する制御回路とを備える凍霜害防止装置に、装置の異常を検出する異常検出手段を設けて、異常検出手段が異常を検出した場合に撒水動作となるように構成した。これにより、圃場への撒水が絶えることなく継続し、農作物の凍霜害の被害を防ぐことができる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
散水開始温度設定手段と、散水停止温度設定手段と、圃場温度を測定する温度センサと、散水動作を制御する制御手段と、装置の異常を検出する異常検出手段とを備える凍霜害防止装置であって、前記制御手段は前記異常検出手段が異常を検出した場合に散水動作となるように制御することを特徴とする凍霜害防止装置。
【請求項2】
圃場への散水の開始および停止は、前記制御手段がラッチ型電磁弁にパルス信号を送ることにより行うことを特徴とする請求項1に記載の凍霜害防止装置。
【請求項3】
前記制御手段は、前記異常検出手段が異常を検出した時に、前記ラッチ型電磁弁が散水を停止している状態では、前記制御回路からラッチ型電磁弁にパルス信号を送って散水動作に切り替え、前記ラッチ型電磁弁が散水を行っている状態では、その状態を維持するように制御することを特徴とする請求項2に記載の凍霜害防止装置。
【請求項4】
前記異常検出手段は、電源電圧が低下した場合に異常と判定することを特徴とする請求項1に記載の凍霜害防止装置。
【請求項5】
前記異常検出手段は、圃場の温度を計測する温度センサの異常を検出することを特徴とする請求項1に記載の凍霜害防止装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、圃場の温度が低下した場合に農作物の表面に撒水を行い、農作物の表面に氷を強制的に付着させることにより農作物が異常低温による被害を受けるのを回避する撒水氷結法を実施するための凍霜害防止装置に関する。
【背景技術】
【0002】
果樹・茶などの凍霜害を受けやすい農作物に対して、防霜ファンを用いて圃場上空の大気を攪拌することで圃場の温度が急激に低下するのを防ぐ方法が従来から知られているが、気温が4°C以下の温度になると、農作物の表面に霜が付き、防霜効果が期待できない。
【0003】
また、圃場の上空を煙で覆うことにより圃場の温度が低下するのを防ぐことで凍霜害を防ぐ方法もあるが、煙を圃場の上に均一に保持することが難しく、また風があれば煙は飛散してしまいその効果が期待できない。
【0004】
上記の問題点を解決するために、圃場の気温が低下してきたならば農作物の表面に撒水し、この撒水した水が凝固する際に発生する潜熱によって、農作物の葉などの表面の温度を0°C付近に保持して、凍霜害を防止する方法(撒水氷結法)が注目されている。
【0005】
撒水氷結法は、スプリンクラーなどの撒水手段を用いて圃場全体に撒水し、農作物の表面に半ば強制的に氷を生成させるために、大量の水を必要とする。従って、水資源の問題を考慮するならば、出来る限り使用する水量を抑えることが望ましい。
【0006】
そこで本発明人は、特開2002−125482号公報に示すように撒水開始と撒水停止を圃場の温度センサの情報に基づき自動的に行うことで使用水量を最小限に抑える方法を提案している。即ち、圃場の温度が所定の温度まで低下した時点で撒水を開始し、圃場の温度が所定の温度まで上昇した時点で撒水を停止することにより、使用水量を制限するものである。
【0007】
上述の凍霜害防止装置は、圃場に商用電源が敷設してある場合には、商用電源を用い、敷設されていない場合には、乾電池などのバッテリー電源が使われる。いずれを用いるにしても、電源の遮断や電源の電圧が低下するなど不具合が発生することがあり、凍霜害防止のための撒水が行われている際にこれらの電源異常が発生すると凍霜害防止装置は停止し、その結果撒水が停止することになる。そのために撒水氷結法による効果が発揮できずに、圃場の農作物が凍霜害の被害を受けてしまうという問題がある。
【0008】
また、圃場に設置されている温度センサの温度情報により撒水の開始および停止を制御しているので、温度センサの異常あるいは温度センサの配線の断線などの異常が発生すると撒水が停止され、圃場の農作物が凍霜害の被害を蒙るという問題がある。
【0009】
【特許文献1】 特開2002−125482号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
撒水氷結法による凍霜害防止方法では、凍霜害を受ける恐れのある低温状態において撒水を継続し、強制的に農作物の表面に氷を形成する必要があるが、凍霜害防止装置の電源の遮断、電源電圧の低下あるいは圃場の温度を測定する温度センサの不具合などから撒水が停止してしまう恐れがあり、その結果撒水氷結法による効果が発揮できずに農作物が凍霜害の被害を受けるという問題がある。
【0011】
本発明は上記問題点を鑑み、電源の不具合あるいは温度センサの不具合があっても撒水を継続させる機能を備えた凍霜害防止装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記目的を達成するために、本発明の第1の解決手段の凍霜害防止装置は、撒水開始温度設定手段と、撒水停止温度設定手段と、圃場温度を測定する温度センサと、撒水動作を制御する制御手段と、装置の異常を検出する異常検出手段とを備える凍霜害防止装置であって、前記制御手段は前記異常検出手段が異常を検出した場合に撒水動作となるように制御することを特徴とする。
【0013】
上記の第1の解決手段によれば、凍霜害防止装置に電源の遮断、電源電圧の低下、温度センサの断線などの異常が発生した場合には、その際の装置の状態に関わりなく撒水動作が継続するように制御することで圃場への撒水が継続して行われ、農作物への凍霜害の被害を防ぐことができる。
【0014】
本発明の第2の解決手段は、第1の解決手段の凍霜害防止装置であって、圃場への撒水の開始および停止は、前記制御手段がラッチ型電磁弁にパルス信号を送ることにより行うことを特徴としており、制御手段がラッチ型電磁弁にパルス信号を送ることにより、電磁弁の開閉動作を制御することができる。
【0015】
本発明の第3の解決手段は、第2の解決手段の凍霜害防止装置であって、前記制御手段は、前記異常検出手段が異常を検出した時に、前記ラッチ型電磁弁が撒水を停止している状態では、前記制御手段からラッチ型電磁弁にパルス信号を送って撒水動作に切り替え、前記ラッチ型電磁弁が撒水を行っている状態では、その状態を維持するように制御することを特徴としており、ラッチ型電磁弁が撒水を停止している場合には、制御手段がパルス信号を送って電磁弁を撒水するように切換える。一方、ラッチ型電磁弁が撒水動作の状態にある場合には、そのままの状態を維持することにより、圃場への撒水が確保される。
【0016】
本発明の第4の解決手段は、第1の解決手段の凍霜害防止装置であって、前記異常検出手段は、電源電圧が低下した場合に異常と判定することを特徴とする。
【0017】
本発明の第5の解決手段は、第1の解決手段の凍霜害防止装置であって、前記異常検出手段は、圃場の温度を計測する温度センサの異常を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【0018】
上述したように凍霜害防止装置の電源の遮断、電源電圧の低下あるいは圃場の温度を測定する温度センサの断線などの異常のために撒水が停止され、その結果圃場の農作物が凍霜害の被害を受ける恐れがある。そこで、本発明の凍霜害防止装置は、異常を検出する異常検出手段を備えており、この異常検出手段が異常を検出した場合には、その際の撒水動作に関わりなく撒水動作が継続するように制御する。このことにより、凍霜害防止装置に異常が発生した場合であっても圃場への撒水が継続されて、農作物への凍霜害の被害を防止することができる。
【0019】
また、連続撒水動作か間欠撒水動作の動作種別に関わりなく、異常検出手段が異常を検出した際には、圃場への撒水が継続するように制御手段を構成することで、どの動作モードであっても農作物への凍霜害の被害を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【実施例】
【0020】
図をもって本発明の方法および装置について詳細に説明する。図1は本発明の凍霜害防止装置の実施例における使用機器の構成を示す構成図であり、図2は凍霜害防止装置の実施例の構成および制御の流れを示す制御ブロック図である。言うまでもなく、本発明の凍霜害防止装置は本実施例の構成に限るものではない。
【0021】
図1に示すように本発明の凍霜害防止装置1には、温度センサ2および撒水の開閉を行う電磁弁3が接続される。温度センサ2は、果樹や茶などの農作物が植えられた圃場に設置され、農作物の表面付近の温度を測定するのに適切に設けられる。本実施例では、サーミスタを温度センサとして使用しているが、これに限るものではなく、環境に強く、安定した出力の得られるものであればいずれでもよい。
【0022】
電磁弁3は凍霜害防止装置1の出力制御信号により開閉されることによって、水源5から供給される水が撒水器4に至る流れを制御するものであり、撒水を行うか撒水を停止するかの切換を行う。本実施例では、凍霜害防止装置1が異常を感知した場合に撒水動作を維持するためにラッチ型電磁弁を使用する。ラッチ型電磁弁はパルス信号が入力されるごとに開閉が切り替わるタイプの電磁弁であり、新たな制御パルス信号が入力されない限りその時の動作状態を維持するので、開状態あるいは閉状態が持続する。また、電源がオフになった場合であってもその時点の状態が維持される。
【0023】
凍霜害防止装置1は図2に示すように、撒水動作温度判定部11、撒水動作制御部16、電磁弁制御部19により主要部が構成される。凍霜害防止装置1は商用電源および乾電池等のバッテリーのいずれで駆動してもよい。圃場に商用電源を敷設できる場合には商用電源を使用する方が安定的に供給されるが、圃場に商用電源を敷設するのが困難な場合が多く、その場合には乾電池等のバッテリーで駆動するように凍霜害防止装置1を構成する。
【0024】
撒水動作温度判定部11、撒水動作制御部16、電磁弁制御部19が本実施例の凍霜害防止装置の制御手段を構成しており、この制御手段は電気制御回路で構成してもよいし、ソフトウエアを用いたコンピューター制御による構成としてもよい。
【0025】
撒水動作温度判定部11には、撒水を開始する温度を設定する撒水開始温度設定手段12と、撒水を停止させる温度を設定する撒水停止温度設定手段13と、連続撒水温度設定手段14と、間欠撒水温度設定手段15が接続されており、さらに圃場に設置された温度センサ2が接続され、圃場の気温の情報が入力されている。
【0026】
温度センサ2で検出された圃場の温度信号が撒水開始温度設定手段12によって設定される撒水開始温度と一致した場合に撒水開始温度信号が撒水動作制御部16に出力される。一方、温度センサ2で検出された圃場の温度信号が撒水停止温度と一致した場合は、撒水停止温度信号が撒水動作制御部16に出力される。
【0027】
また、温度センサ2で検出された圃場の温度信号が連続撒水温度設定手段14によって設定されている連続撒水温度と一致した場合、連続撒水動作を指示する信号が撒水動作制御部16に出力される。一方、温度センサ2で検出された圃場の温度信号が間欠撒水温度設定手段15で設定されている間欠撒水温度と一致した場合は、間欠動作を指示する信号が撒水動作制御部16に出力される。
【0028】
撒水開始温度設定手段12、撒水停止温度設定手段13、連続撒水温度設定手段14および間欠撒水温度設定手段15はボリュームあるいはデジタル設定手段などの温度が設定できる手段を使用しており、その日の気候等を考慮して農作物を凍霜害から守るのに最適な温度に設定することができる。
【0029】
撒水動作制御部16には連続/間欠選択スイッチ17、間欠時間設定手段18が接続されており、これらの設定手段によって設定される動作モードを設定し、その動作モードに従って電磁弁制御部19に動作制御信号を出力する。
【0030】
連続/間欠選択スイッチ17は、連続的に撒水を行う連続撒水動作と間欠時間設定手段18によって設定される時間間隔で間欠的に撒水を行う間欠撒水動作の2つの撒水動作モードを切り替える手段である。間欠時間設定手段18では、間欠動作が一定間隔で行われる動作モードや温度が上昇するに従って次第に撒水動作間隔が長くなる動作モードなどの設定を行うことが可能である。
【0031】
電磁弁制御部19には自動/手動切換スイッチ20および異常検出部21が接続されている。自動/手動切換スイッチ20の設定が手動の場合には、撒水動作制御部16から出力される動作制御信号に関係なく手動で撒水の開始および停止を行うことができる。自動/手動切換スイッチ20が自動に設定されている場合には、異常検出部21によって異常が検出された場合を除いて、撒水動作制御部16から出力される動作制御信号によって電磁弁3が開閉され、撒水器4への給水がなされて、圃場に撒水される。
【0032】
異常検出部21は、装置内の電源部および温度センサ2より送られてくる信号情報の異常の有無を検出する制御部である。装置内の電源部は、常に電源電圧の情報を異常検出部21に送っており、異常検出部21は電源電圧の低下や電源が遮断された場合などの異常を検出する。また温度センサ2の信号情報についても、信号が無い場合や、信号レベルが低い場合あるいは信号が通常示す場合と大きく異なる場合などを異常として検出する。
【0033】
次に、本実施例の凍霜害防止装置の動作について説明する。ここでは自動/手動スイッチ20は自動モードに設定されているものとする。
【0034】
圃場の気温が次第に低下し、温度センサ2で検出された温度情報信号が撒水開始温度設定手段12によって予め設定された撒水開始温度と一致したことを撒水動作温度判定部11が検出すると、撒水開始温度信号が撒水動作制御部16に出力される。撒水動作制御部16は電磁弁3を開く動作制御信号を電磁弁制御部19に出力すると、パルス信号がラッチ型の電磁弁3に送られ、電磁弁3が開いて撒水器4から圃場への撒水が開始される。撒水開始温度は約2°Cに設定されていることが一般的である。
【0035】
連続/間欠選択スイッチ17が連続撒水動作に設定されていれば、撤水は連続的に行われる。即ち、電磁弁制御部19は電磁弁3に撒水開始のためのパルス信号を送ると、撒水停止信号が電磁弁制御部19に入力されるまで、電磁弁3はそのまま撒水動作を継続する。
【0036】
一方、連続/間欠選択スイッチ17が間欠撒水動作に設定されている場合には、間欠時間設定手段18により設定されている撒水および撒水停止の時間間隔に従って、撒水動作が行われる。即ち撒水開始時にパルス信号が電磁弁3に送られると、電磁弁3は閉状態から開状態に移行し、撒水が行われる。所定の撒水時間が経過すると電磁弁3にパルス信号が出力されて電磁弁3が切り替わり撒水が停止される。所定の撒水停止時間の後にパルス信号が電磁弁3に出力され、再び撒水が開始される。このように間欠時間設定手段18により設定された時間間隔に従って電磁弁3が開閉され、撒水が間欠的に行われる。
【0037】
連続撒水温度設定手段14は、圃場の温度が異常に低くなった場合に、圃場への撒水量を確保するために用いられる手段である。連続間欠スイッチが間欠に設定されていると撒水動作は間欠的に撒水が行われる。しかし圃場の温度が異常に低くなった場合には、間欠撒水動作では圃場の作物への給水量が足りずに凍霜害の被害を受ける恐れがある。これを防ぐために、連続撒水温度設定手段14で設定されている温度まで圃場の温度が低下した場合は、間欠撒水動作を連続撒水動作に切換えることにより圃場への給水量を確保する。圃場の温度が間欠撒水温度設定手段15により設定されている温度まで上昇した場合、連続撒水動作を間欠撒水動作に戻すことにより、使用水量の節約を図る。
【0038】
異常検出部21において、常に装置内の電源部および温度センサ2より送られてくる信号情報に異常がないか監視している。図示しない電源部の電源電圧が低下して所定値以下になった場合、異常検出部21は電磁弁制御部19に異常信号を送る。異常信号を確認した電磁弁制御部19は、電磁弁3が撒水動作を停止している場合にはパルス信号を電磁弁3に送り、電磁弁3を撒水動作に切換える。もし、電磁弁3が撒水動作である場合には、そのままにしておくことにより撒水動作を維持する。
【0039】
一方温度センサ2の信号が異常を示す場合がある。例えば、温度センサ信号が検出されない場合や温度センサ信号レベルの低下あるいは通常ではあり得ない温度を示すなどの異常が起きることがある。その際には、上述の電源電圧の異常の場合と同様に異常検出部21は電磁弁制御部19に異常信号を送る。異常信号を確認した電磁弁制御部19は、電磁弁3が撒水動作を停止している場合にはパルス信号を電磁弁3に送り、電磁弁3を撒水動作に切換え、電磁弁3が撒水動作である場合には、その状態を維持することで電磁弁3が撒水動作となるように制御する。
【0040】
電磁弁3はラッチ型電磁弁であるので、新たなパルス信号が入力しない限りその時点での状態を保持している。即ち異常が発生した時点で撒水動作となるように制御されれば、それ以降は凍霜害防止装置の状態に関わらず電磁弁3の状態は変わることがなく、撒水動作が保持されて圃場への撒水が継続される。
【0041】
上述したように、異常検出部21が電源電圧の低下あるいは停電などの電源の異常あるいは、圃場の温度を検出する温度センサの不具合あるいは異常を検出した場合には、電磁弁3が撒水動作となるように制御することにより、水源5から供給される水が撒水器4へ供給される。その結果、圃場へ農作物への撒水が維持され、撒水氷結法による農作物の凍霜害からの被害を防ぐことができる。
【0042】
本実施例では異常検出部21の検出する異常信号として電源電圧および温度センサ情報を上げているが、これに限るものではなく、正常か異常か判断できる要件であればその他のものでも異常検出の対象とすることが可能である。例えば、制御装置に自己診断機能を備えさせて、制御装置の異常時に異常信号を電磁弁制御部に異常信号を送るように構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【0043】
圃場の温度が低下した場合に農作物の表面に撒水を行い、農作物の表面に氷を強制的に付着させることにより農作物が異常低温の影響を回避する撒水氷結法を用いた凍霜害防止装置において、従来の装置は電源電圧の低下あるいは圃場に設置された温度センサの不具合などの異常が発生すると装置はその作動を停止する結果、圃場への撒水が行われなくなり、圃場の農作物が凍霜害の被害を受けるという問題がある。
【0044】
本発明の凍霜害防止装置は、電源電圧の低下あるいは圃場に設置された温度センサの不具合などの異常が発生した場合に装置の状態に関わりなく圃場への撒水を継続するように制御することを特徴とするものであり、如何なる場合であっても圃場への撒水が確保されるために、農作物への凍霜害の被害を防ぐことにより、経済的損失を防ぐことへの寄与が大なるものである。
【図面の簡単な説明】
【0045】
【図1】 本発明の凍霜害防止装置の接続態様を示す説明図である。
【図2】 本実施例の凍霜害防止装置の制御ブロック図である。
【符号の説明】
【0046】
1 凍霜害防止装置
2 温度センサ
3 電磁弁
4 撒水器
5 水源
11 撒水動作温度判定部
12 撒水開始温度設定手段
13 撒水停止温度設定手段
14 連続散水温度設定手段
15 間欠散水温度設定手段
16 撒水動作制御部
17 連続/間欠選択スイッチ
18 間欠時間設定手段
19 電磁弁制御部
20 自動/手動切換スイッチ
21 異常検出部
【出願人】 【識別番号】500535828
【氏名又は名称】東海園イリゲーション株式会社
【出願日】 平成18年12月26日(2006.12.26)
【代理人】
【公開番号】 特開2008−161162(P2008−161162A)
【公開日】 平成20年7月17日(2008.7.17)
【出願番号】 特願2006−357411(P2006−357411)