(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記縦管の内周面には、前記縦管の上下方向に沿ってスライド用案内溝が形成されているとともに、前記弁体の外周面には、前記スライド用案内溝に嵌め入れて上下方向にスライド可能となるスライド用突起部が形成されている、請求項2に記載の収納式水位調整型水閘。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、上記特許文献1に記載された発明では、水位調整の際に開放スリットに大きな水圧がかかるため、前記回転ハンドルを回転させるには水圧に対抗する程度の強い腕力が必要であり、高齢者や女性等の作業者にとって簡単な作業とはいえなかった。
【0006】
一方、従来の一般的な水閘においては、止水筒の開閉操作部が塩化ビニル等の素材によって形成されており、T字管の外部に露出して配置されるため、風雨や雪、紫外線に晒されることから経年変化によって劣化し易い環境にある。したがって、耐候性の高い素材に変更して耐久性を向上させたいというニーズがある一方、安価な塩化ビニル等の素材を使用したいというニーズもある。
【0007】
さらに、従来の水閘は、T字管の上部が畦から突出しているため、歩行の邪魔になったり、草刈り作業等の邪魔になる場合があった。
【0008】
本発明は、このようなニーズを解決するためになされたものであって、簡単に水位の調整作業を行えるとともに、耐久性を高め、かつ他の作業の邪魔にならないように畦の下に完全に埋設して利便性を向上させる収納式水位調整型水閘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】
【0009】
本発明に係る収納式水位調整型水閘は、暗渠排水管に接続される横管とこの横管から上方向に立ち上げられる縦管とを連通させてなるT字管と、前記縦管内に収納される大きさの略円筒状に形成されているとともに、軸線方向に沿って異なる高さ位置に複数の排水孔が形成されており、その下端部に前記横管内の排水を遮断する弁体が設けられているとともにその上部に前記弁体を開閉操作する開閉操作部が設けられている止水筒と、前記縦管内に収納されて前記止水筒の外周面に沿って上下にスライド可能に形成されているとともに、上部に設けられたスライド操作部を操作することにより前記止水筒に対するスライド位置に応じて異なる高さ位置の前記排水孔を開放する水位調整スライド体とを備えており、前記T字管の前記縦管には、前記止水筒の前記開閉操作部および前記水位調整スライド体の前記スライド操作部がすべて収納されているとともに、前記縦管の上部には、前記開閉操作部および前記スライド操作部を操作するために開口可能な開閉蓋が設けられている。
【0010】
また、本発明の一態様として、前記T字管の横管内には、略円筒状に形成された弁座が嵌入されているとともに、前記止水筒の前記弁体が前記弁座の端面に沿って上下方向にスライド可能に設けられており、前記止水筒は、前記開閉操作部の操作により最上位置まで上昇された場合、前記弁体の下端部が前記弁座の上端部から外れないように構成されていてもよい。
【0011】
さらに、本発明の一態様として、前記横管の下面には、平面視で前記縦管の下流側の内周面に沿って半円弧状に形成された弁座溝が開口されているとともに、前記止水筒の下端部の前記弁体が、前記縦管の内径と同一外径を有する円筒形状に形成され、かつその下端部が前記弁座溝に沿って嵌入可能な傾斜開口面を有していてもよい。
【0012】
さらにまた、本発明の一態様として、前記縦管の内周面には、前記縦管の上下方向に沿ってスライド用案内溝が形成されているとともに、前記弁体の外周面には、前記スライド用案内溝に嵌め入れて上下方向にスライド可能となるスライド用突起部が形成されていてもよい。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、簡単に水位の調整作業を行うことができるとともに、耐久性を高め、かつ他の作業の邪魔にならないように畦の下に完全に埋設して利便性を向上させることができる。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明に係る収納式水位調整型水閘の一実施形態について図面を用いて説明する。本第一実施形態の収納式水位調整型水閘1Aは、
図1〜4に示すように、主として、略T字形状を逆さに配したT字管2と、このT字管2内を流れる排水を止水可能な止水筒3と、この止水筒3の外周面に対して上下にスライド可能な水位調整スライド体4とを有している。以下、各構成について詳細に説明する。
【0016】
T字管2は、水田や圃場の地下に埋設された暗渠排水管23に接続されるものであり、
図1に示すように、略水平方向に配置される横管21と、この横管21の中央から上方向に立ち上げられる縦管22とを有しており、逆さの略T字形状をなすように連通されている。本第一実施形態において、横管21の上流側の一端(
図1の右側)には暗渠側に通じる暗渠排水管23が接続されており、下流側の他端(
図1の左側)には排水路へ通じる排水管24が接続されている。
【0017】
T字管2の縦管22内には、止水筒3および水位調整スライド体4が上端部まで完全に収納されており、その長手方向の途中位置には、土や異物の混入を防止する内蓋25が設けられている。具体的には、
図2に示すように、内蓋25には、止水筒3の上端部に設けられている開閉操作部34の軸部35が挿通される軸挿通孔251が形成されており、また、水位調整スライド体4のスライド操作部42が挿通される調整操作棒挿通孔252が形成されている。そして、内蓋25の上方に突出されている前記開閉操作部34および前記スライド操作部42は、上下方向にスライド操作されるようになっている。
【0018】
また、前記縦管22の上端部には、開閉自在な開閉蓋26が設けられている。この開閉蓋26は、前記縦管22内に収納されている止水筒3の開閉操作部34や水位調整スライド体4のスライド操作部42を紫外線や風雨、風雪などから保護しつつ、操作が必要な場合には開口して上方から操作できるようにするための蓋である。なお、開閉蓋26は塩化ビニル等の合成樹脂によって形成されているが、使用される素材は特に限定されるものではなく、使用状況に応じて適宜選択してよい。
【0019】
つぎに止水筒3について説明する。止水筒3は、T字管2を流れる排水を制御するバルブの役割を果たすものである。具体的には、止水筒3は、
図3に示すように、縦管22内に収納される大きさの略円筒状に形成されているとともに、軸線方向に沿って異なる高さ位置に複数の排水孔31が開口されている。
【0020】
また、止水筒3の下端部は、
図1および
図3に示すように、エルボ継手管36が取り付けられて下流側に90度屈曲されており、下流側に向けて円形状の開口部32が開口されている。また、前記開口部32の周縁には、横管21内の排水を遮断するリング状の弁体33Aが設けられている。また、本第一実施形態では、
図1に示すように、横管21の内径と同一外径を有する略円筒状に形成された弁座27が嵌入されている。
【0021】
また、前記弁座27の端面から前記弁体33Aの厚さ分だけ上流側の位置には、前記横管21の内周面の下半分に沿って略半輪状に形成されたガイド部材28が設けられている。このガイド部材28は、前記弁座27の端面との間において前記弁体33Aを案内して上下方向にスライドさせるように構成されている。
【0022】
前記弁体33Aの下端部は、前記止水筒3を最下位置に下降させた状態において、前記弁座27と前記ガイド部材28との間に嵌め入れられ、前記弁座27の端面に当接して水密状態を保持するようになっている。一方、前記止水筒3を最上位置まで上昇させた場合、前記弁体33Aの下端部は前記弁座27の上端部から外れないように形成されている。これらの構成により、前記止水筒3は、上部を前記内蓋25の軸挿通孔251によって保持されているとともに、下部を前記弁座27に当接させて支持されているため、前記弁体33Aにかかる水圧に耐えうるようになっている。
【0023】
また、止水筒3の上端部には、
図1および
図3に示すように、止水筒3を上下動させることにより弁体33Aを開閉するための開閉操作部34が設けられている。この開閉操作部34は、内蓋25の軸挿通孔251に挿通されている。また、開閉操作部34の軸部35には、内蓋25に固定するための固定部材27が設けられており、前記開閉操作部34の軸部35を上昇位置で固定し、止水筒3の弁体33Aを開放状態で保持するようになっている。
【0024】
つぎに水位調整スライド体4について説明する。水位調整スライド体4は、止水筒3から排水する際の排水高さを制御して水位を調整するものである。具体的には、水位調整スライド体4は、
図1および
図4に示すように、横断面形状が半円よりも大きな優弧状に形成されている長尺状のスライド部41と、このスライド部41を上下方向にスライド操作を行うためのスライド操作部42とを有している。
【0025】
前記スライド部41は、縦管22内に収容されている止水筒3の外周面を覆うようにして設けられ、その外周面に沿って上下にスライド可能に取り付けられている。また、スライド部41は、
図1および
図4に示すように、止水筒3に開口されたすべての排水孔31を覆うことができる長さであって、下方にスライドしてすべての排水孔31が開放される長さに形成されている。したがって、水位調整スライド体4は、止水筒3に対する上下位置に応じて所望の高さの排水孔31を開閉することができるようになっており、水位調整できる。
【0026】
スライド操作部42は、
図1および
図4に示すように、スライド部41の外周側面に固定されており、前記内蓋25の調整操作棒挿通孔252に挿通されている。この構成により、スライド操作部42は前記内蓋25よりも上方側に突出されており、前記内蓋25の上方にて前記スライド部41を上下にスライド操作するようになっている。
【0027】
つぎに、本第一実施形態の収納式水位調整型水閘1Aにおける各構成の作用について説明する。
【0028】
本第一実施形態の収納式水位調整型水閘1Aは、
図5に示すように、T字管2の上端面までが畦Aの下に隠れるように埋設されている。そして、水田の田面水位や圃場の地下水位を調整する場合、T字管2の上端部に設けられている開閉蓋26を開けて、開閉操作部34を上下に動かして止水筒3を上下にスライドさせて水位を調整する。例えば、止水筒3を下降させた場合、弁体33Aをガイド部材28によって案内させつつ横管21内の弁座27に当接させる。これにより、弁体33Aが暗渠排水管23からの排水を止水する。そして、
図5(a)に示すように、水位調整スライド体4のスライド部41がすべての排水孔31を塞いでいる場合、堰き止められた排水は、縦管22の空間内に流れ込み、大気圧によって水田や圃場の水位と同じ高さまで押し上げられる。
【0029】
つぎに、スライド操作部42を操作してスライド部41を止水筒3に対して上下にスライドさせ、所望の高さ位置にある排水孔31を開放する。例えば、
図5(b)に示すように、スライド操作部42を操作してスライド部41を下方へ押し下げて上から2つまでの排水孔31を開放した場合、縦管22の空間内に充填されていた排水が、止水筒3の内部へ越流し、止水筒3の開口部32から吐出され、横管21の下流側へと排水される。したがって、水田や圃場の水位は、開放された排水孔31の高さに対応する位置まで下がる。
【0030】
このように本第一実施形態では、単に水位調整スライド体4を上下にスライドさせるだけで水位調整できるため、水位の調節作業が簡単であり、腕力の弱い高齢者や女性等であっても速やかに水位調整することができる。したがって、1つの収納式水位調整型水閘1Aで制御できる排水量が増大されて大きな減水深が確保されるため、水田や圃場の水位を気候や気温の変化等に応じて素早く調整できる結果、作物の収量や質を向上させることができる。また、排水量を増大させることで収納式水位調整型水閘1Aの設置数を減らせるため、大規模な水田や圃場における管理作業が簡易化する。
【0031】
また、本第一実施形態では、開閉操作部34やスライド操作部42が縦管22内に納められており開閉蓋26によって塞がれているため、紫外線や風雨、風雪に晒されずに経年変化や損傷を抑制することができ、耐候性および耐久性が向上する。また、T字管2が畦Aに埋設されているため、畦Aを歩行する際や畦Aの草刈り作業等を行う際にも邪魔にならない。
【0032】
一方、開閉操作部34を上方に引き上げて止水筒3を上方に移動させた場合、弁体33Aは、弁座27の端面に沿って上方にスライドする。このとき、弁体33Aは、弁座27の端面とガイド部材28との間において前記ガイド部材28に案内されながら真っ直ぐ上昇される。よって、内蓋25の軸挿通孔251や調整操作棒挿通孔252との間においても摩擦が小さく、スムーズに上下動させられる。
【0033】
また、止水筒3を最上位置まで移動しても前記弁体33Aの下端部が前記弁座27の上端部から外れないため、前記止水筒3は、上部が前記内蓋25の軸挿通孔251によって支持されるとともに、下部が前記弁座27によって支持される。よって、止水筒3は真っ直ぐな状態を保つことができるため、軸挿通孔251に荷重が集中することがなく、前記弁体33Aにかかる水圧にも耐えられるようになっている。
【0034】
以上のような本第一実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
1.腕力の弱い高齢者や女性等であっても水田や圃場の水位を迅速かつ簡単に調節することができる。
2.開閉操作部34等の主要な構造が縦管22内に収納されているため紫外線や風雨、風雪から保護し、耐候性、耐久性を向上させることができる。
3.T字管2の上端面まで畦Aに埋設されているため、歩行や草刈り作業等の邪魔にならず、利便性を向上することができる。
【0035】
つぎに、本発明に係る収納式水位調整型水閘の第二実施形態について
図6〜
図11を用いて説明する。なお、本第二実施形態の収納式水位調整型水閘1Bのうち、上述した第一実施形態の構成と同等または相当する構成については、再度の説明を省略する。
【0036】
本第二実施形態の収納式水位調整型水閘1Bの主な特徴は、第一実施形態の構成のうち、弁座27を横管21の下面の弁座溝29と縦管22の内周面とで構成したことにより、弁体33Bを引き上げた際の横管21の開口面積を広くした点にある。以下、本特徴に基づく構成について説明する。
【0037】
本第二実施形態における弁座27は、縦管22の内周面と前記横管21の下面に形成された弁座溝29とから構成される。
【0038】
弁座溝29は、
図6に示すように、横管21の下面に設けられた凹状の溝であり、
図7に示すように、平面視で横管21の下流側(
図6の左側)の内周面に沿って半円弧状に開口されている。これにより、前記弁座溝29は、
図8に示すように、側面視において斜めに傾斜した状態となる。本第二実施形態における弁座溝29は、工作機械等により横管21の下面を貫通するように半円弧状に穿孔し、形成された半円弧状の孔の外側を板材5によって覆うことで形成されている。
【0039】
また、縦管22の内周面には、弁体33Bが前記縦管22に沿って上下方向のスライドを案内するスライド用案内溝30が形成されている。本第二実施形態におけるスライド用案内溝30は、
図7に示すように、断面が一対の半円凹状の溝から構成されている。
【0040】
本第二実施形態における弁体33Bは、
図9に示すように、エルボ継手管36の開口部32に取り付けられている。当該弁体33Bは、縦管22と水密状態を確保するため前記縦管22の内径と同一外径の円筒形状に形成されている。また、弁体33Bの下端部は、前記弁座溝29に沿って嵌入可能な傾斜開口面38を有しており、この傾斜開口面38が前記弁座溝29に嵌め入れられることにより上流側からの排水を止水するとともに、止水した水を縦管22の空間内へ流れ込ませることができるようになっている。
【0041】
また、弁体33Bの外周面には、弁体33Bの上下方向へのスライド操作のときに周方向へ回転して位置がずれるのを防止するために、縦管22の内周面に設けられたスライド用案内溝30に嵌め入れられるスライド用突起37が設けられている。本第二実施形態におけるスライド用突起37は、スライド用案内溝30に嵌め入れられた際の水密状態を確保するため、前記スライド用案内溝30と合致する半円凸状に形成されている。
【0042】
つぎに、本第二実施形態の収納式水位調整型水閘1Bにおける各構成の作用について説明する。
【0043】
図10に示すように、止水筒3を最下位置に下降させた場合、弁体33Bは、弁座溝29と縦管22の内周面と同径に形成されているため、弁座溝29および縦管22と水密状態となる。よって、弁体33Bは横管21の排水の流れを遮断する。このとき、本第二実施形態では、横管21の下面の弁座溝29と縦管22の内周面が弁座27となる。
【0044】
また、傾斜開口面38は、斜め状に形成されていることから、上流側が開口されている。よって、弁体33Bによって遮断した排水は、弁体33B内を通り縦管22へと流れ込む。そして、スライド操作部42を操作して所望の高さ位置にある排水孔31を開放することで、適宜、前記排水孔31から開口部32を介して下流側の排水管24へと排水される。よって、縦管22内の水位が調節されるとともに、水田や圃場の水位が調節される。
【0045】
また、弁体33Bは、外周面に設けられたスライド用突起37によって縦管22の内周面に設けられたスライド用案内溝30に沿って真っ直ぐ上下方向にスライドする。そのため、弁体33Bは、止水筒3の上部の開閉操作部34によって開閉操作しても
周方向へ回転して位置がずれることなく上下方向にスライドし、傾斜開口面38を弁座溝29に確実に嵌め入れることができる。
【0046】
また、弁体33Bと弁座溝29および縦管22面とが常に面で接触しており、止水筒3が受ける水圧は接触面にて支持される。よって、水圧による力が前記接触面や軸挿通孔251に分散し、弁体33Bおよび止水筒3の破損を防止する。
【0047】
つぎに、
図11に示すように、止水筒3を最上位置に上昇させた場合、横管21は内径全体が開口された状態となる。そのため、前記開口面積は、第一実施形態のように、横管21に嵌入される略円筒状の弁座27を用いた場合よりも大きくなり、横管21からの排水がより速やかに行われる。
【0048】
以上のような本第二実施形態によれば、第一実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、縦管22の内周面および弁座溝29を弁座27とし利用することができる。また、弁体33Bと縦管22の内周面および弁座溝29とを面接触させることで、弁体33Bおよび止水筒3の水圧に対する耐力を向上させることができる。さらに、止水筒3を上昇させた場合の排水をスムーズにすることで、水田や圃場の水位を素早く下げることができる。
【0049】
なお、本発明に係る収納式水位調整型水閘は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。
【0050】
例えば、図示しないが、横管21の上流側等に、縦管22と略平行に立ち上げられたフロート管を連通させ、このフロート管内に、浮遊性を有するフロートが配置されてなる水位計測手段を設けてもよい。この水位計測手段を設けることにより、水田や圃場の水位までフロート管の内部に流れ込んだ排水によって、フロートが縦管22内の水位に応じて上下動するため、水位を計測することができ、より正確に水位調整することができる。
【0051】
また、図示しないが、収納式水位調整型水閘1に、縦管22内の水位を測定する水位測定手段、所定の作物に適した水位データを記憶する記憶手段、止水筒3に対して水位調整スライド体4を上下駆動する上下駆動手段、各構成手段を制御する制御手段等の水位調整作業を自動化できる構成を追加してもよい。