特許 5712410 水位調節装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5712410

(24)【登録日】2015年3月20日

(45)【発行日】2015年5月7日

(54)【発明の名称】水位調節装置

(51)【国際特許分類】

   E02B 13/02 20060101AFI20150416BHJP

   A01G 25/00 20060101ALI20150416BHJP

   F16K 31/24 20060101ALI20150416BHJP

【ＦＩ】

   E02B13/02 B

   A01G25/00 501B

   A01G25/00 501E

   F16K31/24 B

【請求項の数】5

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-169986(P2013-169986)

(22)【出願日】2013年8月19日

(65)【公開番号】特開2015-38293(P2015-38293A)

(43)【公開日】2015年2月26日

【審査請求日】2014年7月28日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】314007795

【氏名又は名称】西日本圃場改良株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100127111

【弁理士】

【氏名又は名称】工藤 修一

(74)【代理人】

【識別番号】100067873

【弁理士】

【氏名又は名称】樺山 亨

(74)【代理人】

【識別番号】100090103

【弁理士】

【氏名又は名称】本多 章悟

(72)【発明者】

【氏名】▲柳▼ 武実

【審査官】 苗村 康造

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１６７１７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１１５０５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０９８６７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｂ １３／００〜１３／０２

Ａ０１Ｇ ２５／００

Ｆ１６Ｋ ３１／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

制御弁と該制御弁を制御する制御部とを備えてなる水位調節装置であって、
前記制御弁を内部に配設され、用水路から圃場に給水をなす連絡管路を有し、
前記制御弁は、前記連絡管路内に配設された弁座と、前記連絡管路の内部において該弁座の前記用水路側に位置し該弁座に対して移動する弁体と、該弁体を前記弁座に対して移動させるコントロールケーブルを支持した、前記弁座の前記用水路と逆側に位置し前記連絡管路の内面に固設されたケーブル支持部材とを含み、
前記制御部は、前記連絡管路を経た前記用水路の水を給水される、前記圃場の水位を計測する水位計測室と、該水位計測室に配設されたフロート部と、該フロート部に駆動される前記コントロールケーブルとを有し、
前記コントロールケーブルの先端は、前記連絡管路内に位置して前記弁体と接合されているとともに、前記コントロールケーブルの、前記水位計側室内に位置している部分には、上限水位に対応させて配設された上部接点部材と、下限水位に対応させて配設された下部接点部材とが配設され、
前記フロート部は、前記上部接点部材の下方、且つ、前記下部接点部材の上方に位置して該上部接点部材と該下部接点部材との間を上下に移動可能な弁体駆動部材を有し、
前記弁体駆動部材は、前記コントロールケーブルの径より大径のケーブル貫通孔を有しており、
前記貫通孔に、前記コントロールケーブルの、前記上部接点部材と前記下部接点部材との間の部分が貫通しており、
前記下部接点部材が前記弁体駆動部材により押し下げられることにより前記弁体が前記コントロールケーブルによって前記弁座から離されて前記制御弁が開とされ、
前記上部接点部材が前記弁体駆動部材により押し上げられることにより前記弁体が前記コントロールケーブルによって前記弁座に押し付けられて前記制御弁が閉とされてなる
ことを特徴とする水位調節装置。

【請求項2】

前記制御部の本管に地表給水管が配設されてなることを特徴とする請求項１記載の水位調節装置。

【請求項3】

前記連絡管路が、前記制御弁を有する制御管路部と、該制御管路部に並列的に配設されたバイパス部とを有することを特徴とする請求項１または２記載の水位調節装置。

【請求項4】

前記弁体が球体であり、前記弁座が該弁体の前記水位計側室側の部分を受ける半球面状であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の水位調節装置。

【請求項5】

前記コントロールケーブルが、インナー部とアウター部を有する押し引きコントロールケーブルであり、前記インナー部の先端が前記弁体と接合していることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載の水位調節装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は水位調節装置に関する。さらに詳しくは、電源設備のない圃場においても水位を一定範囲に保つことができる水位調節装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、圃場においては水位管理器を用いて水位を管理しながら灌漑がなされている。

【0003】

特許文献１には、水位管理器を用いた地下灌漑システムが提案されている。特許文献１に提案されている水位管理器は、送水管にガイドされながら上下するフロートを備え、このフロートの上下動に追従させて送水管の給水口が開閉されるようにされてなるものとされる。

【0004】

しかるに、圃場の一種である水田においては、水位は一定範囲での変動が許容されている。つまり、水田の水位が下限水位を下回れば水田に給水を行なうようにする一方、上限水位を超えれば給水を停止するようにすればよい。

【0005】

しかしながら、特許文献１の提案に係る水位管理器においては、フロートの上下動に追従させて送水管の給水口が開閉されるようにされているので、前述したような水位変動を一定範囲内で許容するような灌漑はなし得ない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１２−７４７１号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、電源設備のない圃場においても水位を一定範囲に保つことができる水位調節装置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】

【0008】

本発明の水位調節装置は、制御弁と該制御弁を制御する制御部とを備えてなる水位調節装置であって、前記制御弁を内部に配設され、用水路から圃場に給水をなす連絡管路を有し、前記制御弁は、前記連絡管路内に配設された弁座と、前記連絡管路の内部において該弁座の前記用水路側に位置し該弁座に対して移動する弁体と、該弁体を前記弁座に対して移動させるコントロールケーブルを支持した、前記弁座の前記用水路と逆側に位置し前記連絡管路の内面に固設されたケーブル支持部材とを含み、前記制御部は、前記連絡管路を経た前記用水路の水を給水される、前記圃場の水位を計測する水位計測室と、該水位計測室に配設されたフロート部と、該フロート部に駆動される前記コントロールケーブルとを有し、前記コントロールケーブルの先端は、前記連絡管路内に位置して前記弁体と接合されているとともに、前記コントロールケーブルの、前記水位計側室内に位置している部分には、上限水位に対応させて配設された上部接点部材と、下限水位に対応させて配設された下部接点部材とが配設され、前記フロート部は、前記上部接点部材の下方、且つ、前記下部接点部材の上方に位置して該上部接点部材と該下部接点部材との間を上下に移動可能な弁体駆動部材を有し、前記弁体駆動部材は、前記コントロールケーブルの径より大径のケーブル貫通孔を有しており、前記貫通孔に、前記コントロールケーブルの、前記上部接点部材と前記下部接点部材との間の部分が貫通しており、前記下部接点部材が前記弁体駆動部材により押し下げられることにより前記弁体が前記コントロールケーブルによって前記弁座から離されて前記制御弁が開とされ、前記上部接点部材が前記弁体駆動部材により押し上げられることにより前記弁体が前記コントロールケーブルによって前記弁座に押し付けられて前記制御弁が閉とされてなることを特徴とする。

【0009】

本発明の水位調節装置においては、前記制御部の本管に地表給水管が配設されてなるのが好ましい。

【0010】

また、本発明の水位調節装置においては、前記連絡管路が、前記制御弁を有する制御管路部と、該制御管路部に並列的に配設されたバイパス部とを有するのが好ましい。

【0011】

また、本発明の水位調節装置においては、前記弁体が球体であり、前記弁座が該弁体の前記水位計側室側の部分を受ける半球面状であるのが好ましい。
また、本発明の水位調節装置においては、前記コントロールケーブルが、インナー部とアウター部を有する押し引きコントロールケーブルであり、前記インナー部の先端が前記弁体と接合しているのが好ましい。

【発明の効果】

【0012】

本発明は前記の如く構成されているので、圃場の水位を下限水位と上限水位との間に保ちながら灌漑がなされるという優れた効果を奏する。

【0013】

また、本発明においては、フロート部により制御弁の開閉が制御されるので、電源のない圃場においても水位を下限水位と上限水位との間に保ちながら灌漑がなし得るという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施形態１に係る水位調節装置の概略図である。

【図2】本発明の実施形態２に係る水位調節装置の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、添付図面を参照しながら本発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではない。

【0016】

実施形態１
図１に、本発明の実施形態１に係る水位調節装置Ａを示す。

【0017】

水位調節装置Ａは、図１に示すように、制御弁１０と、制御弁１０を制御する制御部２０とを主要部として備えてなるものとされる。

【0018】

制御弁１０は、用水路から制御部２０の水位計測室２１への連絡管路３０に配設され、弁体１１と、弁座１２と、弁体１１を開閉する押し引きコントロールケーブル(以下、単にケーブルという)Ｃを支持するケーブル支持部材１３とを含むものとされる。ここで、連絡管路３０は、例えば合成樹脂製の管からなるものとされる。

【0019】

弁体１１は合成樹脂製からなるものとされ、その形状は制御性がよい点から球体とされるのが好ましい。弁体１１の背面中央にケーブルＣの先端部が適宜手段を介して固設されている。例えば、ネジ留めおよび接着剤による接着との併用により固設されている。

【0020】

弁座１２は合成樹脂製からなるものとされ、その形状は弁体１１の後半部を受ける半球面状とされた座１２ａを有する。弁座１２は、連絡管路３０の内面に、例えば接着剤により固設されている。

【0021】

ケーブル支持部材１３は、合成樹脂製支持板１３ａと、支持板１３ａの中央に貫通して配設された金属製のアウター係止部材１３ｂとを含むものとされる。支持板１３ａの外周面は連絡管路３０の内面に例えば接着剤により固設され、アウター係止部材１３ｂは支持板１３ａの中央に例えばネジ留めにより固設されている。

【0022】

制御部２０は、水位計測室２１を形成する本管２２と、本管２２内に配設されたフロート部２３と、フロート部２３の上下動により駆動される前述したケーブルＣ(インナーＣｉおよびアウターＣｏからなるものとされる。)とを含むものとされる。

【0023】

フロート部２３は、フロート本体２３ａと、フロート本体２３ａの適宜位置、例えば中央から垂設されたフロート軸２３ｂと、フロート軸２３ｂにレベル調整可能に装着された弁体駆動部材２４とを含むものとされる。

【0024】

フロート本体２３ａは、合成樹脂製とされた中空ボックス体とされる。また、フロート本体２３ａは、所定の浮力および所定の駆動力が得られるようそのサイズおよび重量が調整されている。なお、所望の駆動力、より具体的には押し下げ力を確保するため、フロート本体２３ａに錘が装着されてもよい。

【0025】

フロート軸２３ｂは金属製(例えば真鍮、アルミ合金など)とされ、フロート本体２３ａを貫通させて同本体２３ａに装着されている。フロート軸２３ｂをフロート本体２３ａを貫通させて装着するのは、フロート軸２３ｂを安定させてその垂直度を確保するためである。そのため、フロート軸２３ｂのフロート本体２３ａ上面貫通部には根巻部材２３ｃが配設されている。

【0026】

弁体駆動部材２４は角型状部材とされ、基端部にフロート軸２３ｂが貫通するフロート軸貫通孔(図示省略)が形成される一方、先端部にはケーブルＣ、より具体的にはインナーＣｉが貫通するケーブル貫通孔(図示省略)が形成されている。ケーブル貫通孔の孔径は、フロート本体２３ａの上下動に動作に影響を与えないよう、ケーブル径より大きなものに設定されている。

【0027】

また、弁体駆動部材２４の基端端面からフロート軸貫通孔に向けて雌ネジが貫通形成されている。雌ネジには、弁体駆動部材２４をフロート軸２３ｂに位置決め固定するための固定ボルト２４ａが螺合されている。

【0028】

ケーブルＣは、前述したようにインナーＣｉとアウターＣｏとを有する公知の押し引きコントロールケーブルとされ、インナーＣｉは後述する弁体駆動部材２４のケーブル貫通孔から上方に所定長さ突出させられるとともに、連絡管路３０の本管２２への開口３１から同連絡管路３０内に挿通されて先端部が、前述したように弁体１１と接合されている。開口３１の上方適宜位置にはケーブルＣの本管２２内に位置する部分を支持する支持部材２５が配設されている。支持部材２５の先端部の前記ケーブル貫通孔の対応する位置には、アウター係止部材２５ａが配設されてインナーＣｉの支持部材２５の上方に位置する部分が垂直となるようにされている。

【0029】

インナーＣｉの弁体駆動部材２４の上方適宜位置には上限水位に対応させて上部接点部材２６が配設され、同下方適宜位置には下限水位に対応させて下部接点部材２７が配設されている。ここで、上部接点部材２６は、水田などの圃場の水位が大雨などにより異常に上昇した場合に、弁体駆動部材２４がケーブルＣから外れるのを防止するストッパーとしての機能も有するものとされる。

【0030】

上部接点部材２６と下部接点部材２７とは同一構成とされ、中央部にインナーＣｉが貫通するインナー貫通孔が形成された厚肉円板とされる。厚肉円板をインナーＣｉの所望位置に固定するための固定ボルトＢと螺合する雌ネジが側面に貫通形成されている。

【0031】

次に、かかる構成とされた水位調節装置Ａによる水位調節について、水田の灌漑を例に取り説明する。

【0032】

日照りなどにより水田の水位が低下すると、水位計測室２１の水位が低下する。この水位の低下によりフロート本体２３ａが下降する。フロート本体２３ａの下降範囲が下部接点部材２７の上方に留まる場合は、水田の水位低下が許容範囲として水田への給水はなされない。

【0033】

水田の水位低下が許容範囲を超えた場合、弁体駆動部材２４がフロー本体２３ａに作用する重力により下部接点部材２７を押し下げ、それにより弁体１１が図中左方向に押されて制御弁１０が開となって水田への給水がなされる。

【0034】

給水がなされて水田の水位が許容範囲に復帰すると、弁体駆動部材２４による下部接点部材２７の押し下げが終了するが、用水路からの水圧のみでは制御弁１０は閉とはならず給水が継続される。給水が継続されて水位が上昇して上限水位に到達すると弁体駆動部材２４は上部接点部材２６に当接してフロー本体２３ａに作用する浮力により上部接点部材２６を押し上げる。それにより制御弁１０が閉となって水田への給水が終了する。

【0035】

このように、本実施形態によれば、水田のように一定範囲での水位変動が許容される圃場に対して適切な給水がなし得る。また、本実施形態の水位調節装置Ａは、駆動力にフロート本体２３ａに作用する浮力および重力を利用して制御弁１０開閉を制御しているので、電源のない圃場においても適切な灌漑がなし得る。

【0036】

実施形態２
図２に、本発明の実施形態２に係る水位調節装置Ａを示す。実施形態２は実施形態１を改変してなるものであって、用水路からの連絡管路３０を水位計測室２１を形成している本管２２の底部に接続するよう管路を形成するとともに、連絡管路３０に制御管路部４０と制御管路部４０に並列的に配設された制水弁５１を有するバイパス部５０とを形成してなるものとされる。

【0037】

ここで、連絡管路３０およびバイパス部５０のサイズは、迅速な初期給水や緊急時の給水がなし得るようそのサイズが調整されている。連絡管路３０およびバイパス５０のサイズは、例えば２インチとされる。一方、制御管路部４０のサイズは、通常の灌漑がなし得るようそのサイズが必要最小限に調整されている。制御管路部４０のサイズは、例えば１／２インチ〜１インチの範囲で適宜選定される。

【0038】

連絡管路３０は、図２に示すように、地上に配設された水平部３０Ｈと、水平部３０Ｈ先端部から垂直に地中に向けて配設された垂直部３０Ｖと、垂直部３０Ｖ先端つまり垂直部３０Ｖ下端から本管２２に向けて配設された地中連絡部３０Ｃとを含むものとされる。
制御管路部４０には、上流側から制御管路制水弁４１と、ストレーナ４２と、制御弁１０がこの順で配設されている。また、制御弁１０の下流側適宜位置から制御弁１０へのケーブルＣが引き込まれている。なお、図示はされていないが、ケーブルＣの貫通部にはガスケットが設けられて水密とされている。

【0039】

制御部２０は実施形態１の制御部２０とほぼ同様とされているが、連絡管路３０が底部で接続されているところから、本管２２の制御管路部４０に面した適宜位置にケーブル引き出し窓２８が設けられている。

【0040】

また、本管２２の地表部の適宜位置には地表給水管２２ａが配設されている。地表給水管２２ａは、制御管路部４０からの給水量と、地下灌漑により地中に吸収される水量とのバランスがくずれ、水位計測室２１の水位が異常に上昇するのを防いで地表に給水するよう機能するものとされる。

【0041】

次に、かかる構成とされた水位調節装置Ａによる灌漑について説明する。

【0042】

制御管路部４０の制御管路制水弁４１を閉とし、バイパス部５０の制水弁５１を開として水田などの圃場に給水を行う。水田などに所定の給水がなされた後、制水弁５１を閉とし、制御管路部４０の制御管路制水弁４１を開とし、以後、制御部２０の制御弁１０の制御により給水を行う。

【0043】

このように、本実施形態では、大量の給水が必要な初期には連絡管路３０および連絡管路３０の一部を構成しているバイパス部５０により給水をなすようにされているので、初期の給水が迅速になされ灌漑効率が向上するとともに、制御管路部４０のサイズを必要最小限の口径としているので制御性が向上するという実施形態１では得られない効果も得られる。

【0044】

以上、本発明を実施形態に基づいて説明してきたが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではなく、種々改変が可能である。

【0045】

例えば、本実施形態では制御弁１０の弁体１１は球形とされているが、円錐形とされてもよい。

【0046】

また、本管２２を上部と下部の分割体とし、上部と下部をフランジ留めとするようにされてもよい。

【0047】

また、本管２２に蓋が設けられるようにされてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0048】

本発明は圃場の灌漑システムに適用できる。

【符号の説明】

【0049】

Ａ 水位調節装置
Ｂ 固定ボルト
Ｃ 押し引きコントロールケーブル
Ｃｉ インナー
Ｃｏ アウター
１０ 制御弁
１１ 弁体
１２ 弁座
１２ａ 座
１３ ケーブル支持部材
１３ａ 支持板
１３ｂ アウター係止部材
２０ 制御部
２１ 水位計測室
２２ 本管
２２ａ 地表給水管
２３ フロート部
２３ａ フロート本体
２３ｂ フロート軸
２３ｃ 根巻部材
２４ 弁体駆動部材
２４ａ 固定ボルト
２５ 支持部材
２５ａ アウター係止部材
２６ 上部接点部材
２７ 下部接点部材
２８ ケーブル引き出し窓
３０ 連絡管路
３０Ｃ 地中連絡部
３０Ｈ 水平部
３０Ｖ 垂直部
３１ 開口
４０ 制御管路部
４１ 制御管路制水弁
４２ ストレーナ
５０ バイパス部
５１ 制水弁

【図1】

【図2】