特許 7288722 圃場群へ供給される水の圧力を制御するシステム及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-31

(45)【発行日】2023-06-08

(54)【発明の名称】圃場群へ供給される水の圧力を制御するシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   A01G 25/00 20060101AFI20230601BHJP

【ＦＩ】

A01G25/00 501E

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022209395

(22)【出願日】2022-12-27

【審査請求日】2022-12-27

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】522503517

【氏名又は名称】にいがた制御株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100139044

【弁理士】

【氏名又は名称】笹野 拓馬

(72)【発明者】

【氏名】小川 廣志

【審査官】中村 圭伸

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－２６２６７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１６６４０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第４３０８５０７（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特公平０３－０５８２４６（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】実開昭５０－１２８２４９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０２２－００２４８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１０５９３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１４１９７５０３（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ０１Ｇ ２５／００

Ｅ０２Ｂ １３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

傾斜地に広がる第１の圃場群、及び第１の圃場群よりも高い位置にある第２の圃場群へ供給される水の圧力を制御するシステムにおいて、
高所側の第２の圃場群から低所側の第１の圃場群まで順次給水できるように下傾しつつ延びている配水管を介して各圃場群と流体的に連通するファームポンドと、
上記ファームポンドの水を上記配水管内に通流させるように汲み上げる揚水ポンプ、及び制御装置を有する揚水機場と、
上記配水管内の第１の仕切弁を通過した後に第１の圃場群へ供給されるべき水の第１の圧力に関する情報を上記制御装置へ送信するように構成された第１の無線伝送装置と、
を備え、
第１の圧力の値が第１の設定範囲内にないときに、上記揚水機場に設けられた無線伝送装置、及び第１の無線伝送装置を介して、第１の仕切弁の開度を調節するべき指示が上記制御装置から送信され、第１の仕切弁の開度が調節されることにより第１の圧力の値が第１の設定範囲内に戻されるように構成されており、
上記制御装置は、上記配水管内の第１の仕切弁を通過する前に第２の圃場群へ供給されるべき水の第２の圧力に関する情報を使って、第１の圧力の値の変化に応じて変動し得る第２の圧力の値をほぼ一定に保つように上記揚水ポンプの駆動モータの回転速度をインバータ制御することを特徴とする、システム。

【請求項2】

上記配水管内の第１の仕切弁を過ぎた直後の位置に設けられた圧力伝送器を使って、第１の圧力に関する情報が測定されることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

傾斜地に広がる第１の圃場群、第１の圃場群よりも高い位置にある第２の圃場群、及び第２の圃場群よりも高い位置にある第３の圃場群の各圃場群へ供給される水の圧力を制御するシステムにおいて、
高所側の第３の圃場群から低所側の第１の圃場群まで順次給水できるように下傾しつつ延びている配水管を介して各圃場群と流体的に連通するファームポンドと、
上記ファームポンドの水を上記配水管内に通流させるように汲み上げる揚水ポンプ、及び制御装置を有する揚水機場と、
上記配水管内の第１の仕切弁を通過した後に第１の圃場群へ供給されるべき水の第１の圧力に関する情報を上記制御装置へ送信するように構成された第１の無線伝送装置と、
上記配水管内の第２の仕切弁を通過した後かつ第１の仕切弁を通過する前に第２の圃場群へ供給されるべき水の第２の圧力に関する情報を上記制御装置へ送信するように構成された第２の無線伝送装置と、
上記配水管内の第２の仕切弁を通過する前に第３の圃場群へ供給されるべき水の第３の圧力に関する情報を上記制御装置へ送信するように構成された第３の無線伝送装置と、
を備え、
第１の圧力の値が第１の設定範囲内にないときに、上記揚水機場に設けられた無線伝送装置、及び第１の無線伝送装置を介して、第１の仕切弁の開度を調節するべき指示が上記制御装置から送信され、第１の仕切弁の開度が調節されることにより第１の圧力の値が第１の設定範囲内に戻されるように構成されており、
第２の圧力の値が第２の設定範囲内にないときに、上記揚水機場に設けられた無線伝送装置、及び第２の無線伝送装置を介して、第２の仕切弁の開度を調節するべき指示が上記制御装置から送信され、第２の仕切弁の開度が調節されることにより第２の圧力の値が第２の設定範囲内に戻されるように構成されており、
上記制御装置は、第３の圧力に関する情報を使って、第１の圧力の値及び第２の圧力の値の変化に応じて変動し得る第３の圧力の値をほぼ一定に保つように上記揚水ポンプの駆動モータの回転速度をインバータ制御することを特徴とする、システム。

【請求項4】

上記配水管内の第１の仕切弁を過ぎた直後の位置に設けられた圧力伝送器を使って、第１の圧力に関する情報が測定され、
上記配水管内の第２の仕切弁を過ぎた直後の位置に設けられた圧力伝送器を使って、第２の圧力に関する情報が測定され、さらには、
第３の圃場群内の最も高い位置に設けられた圧力伝送器を使って、第３の圧力に関する情報が測定されることを特徴とする、請求項３に記載のシステム。

【請求項5】

第２の圧力の値が第２の設定範囲内にないときに、第２の仕切弁の開度が調節されることと併せて第１の仕切弁の開度が調節されることにより第２の圧力の値が第２の設定範囲内の値に戻されるように構成されていることを特徴とする、請求項３又は請求項４に記載のシステム。

【請求項6】

傾斜地に広がる第１の圃場群、及び第１の圃場群よりも高い位置にある第２の圃場群へ供給される水の圧力を制御する方法において、
高所側の第２の圃場群から低所側の第１の圃場群まで順次給水できるように下傾しつつ延びている配水管を介して各圃場群と流体的に連通するファームポンドに水を溜めるステップと、
上記ファームポンドの水を上記配水管内に通流させるように汲み上げる揚水ポンプ、及び制御装置を有する揚水機場を設置するステップと、
第１の無線伝送装置を使って、上記配水管内の第１の仕切弁を通過した後に第１の圃場へ供給されるべき水の第１の圧力に関する情報を上記制御装置へ送信するステップと、
第１の圧力の値が第１の設定範囲内にないときに、上記揚水機場に設けられた無線伝送装置、及び第１の無線伝送装置を介して、第１の仕切弁の開度を調節するべき指示が上記制御装置から送信され、第１の仕切弁の開度が調節されることにより第１の圧力の値が第１の設定範囲内の値に戻されるステップと、
上記制御装置が、上記配水管内の第１の仕切弁を通過する前に第２の圃場群へ供給されるべき水の第２の圧力に関する情報を使うことによって、第１の圧力の値の変化に応じて変動し得る第２の圧力の値をほぼ一定に保つように上記揚水ポンプの駆動モータの回転速度をインバータ制御するステップと、
を含む、方法。

【請求項7】

上記配水管内の第１の仕切弁を過ぎた直後の位置に設けられた圧力伝送器を使って、第１の圧力に関する情報を測定することを含む、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

傾斜地に広がる第１の圃場群、第１の圃場群よりも高い位置にある第２の圃場群、及び第２の圃場群よりも高い位置にある第３の圃場群の各圃場群へ供給される水の圧力を制御する方法において、
高所側の第３の圃場群から低所側の第１の圃場群まで順次給水できるように下傾しつつ延びている配水管を介して各圃場群と流体的に連通するファームポンドに水を溜めるステップと、
上記ファームポンドの水を上記配水管内に通流させるように汲み上げる揚水ポンプ、及び制御装置を有する揚水機場を設置するステップと、
第１の無線伝送装置を使って、上記配水管内の第１の仕切弁を通過した後に第１の圃場群へ供給されるべき水の第１の圧力に関する情報を上記制御装置へ送信するステップと、
第２の無線伝送装置を使って、上記配水管内の第２の仕切弁を通過した後かつ第１の仕切弁を通過する前に第２の圃場群へ供給されるべき水の第２の圧力に関する情報を上記制御装置へ送信するステップと、
第３の無線伝送装置を使って、上記配水管内の第２の仕切弁を通過する前に第３の圃場群へ供給されるべき水の第３の圧力に関する情報を上記制御装置へ送信するステップと、
第１の圧力の値が第１の設定範囲内にないときに、上記揚水機場に設けられた無線伝送装置、及び第１の無線伝送装置を介して、第１の仕切弁の開度を調節するべき指示が上記制御装置から送信され、第１の仕切弁の開度が調節されることにより第１の圧力の値が第１の設定範囲内の値に戻されるステップと、
第２の圧力の値が第２の設定範囲内にないときに、上記揚水機場に設けられた無線伝送装置、及び第２の無線伝送装置を介して、第２の仕切弁の開度を調節するべき指示が上記制御装置から送信され、第２の仕切弁の開度が調節されることにより第２の圧力の値が第２の設定範囲内の値に戻されるステップと、
上記制御装置が、第３の圧力に関する情報を使うことによって、第１の圧力の値及び第２の圧力の値の変化に応じて変動し得る第３の圧力の値をほぼ一定に保つように上記揚水ポンプの駆動モータの回転速度をインバータ制御するステップと、
を含む、方法。

【請求項9】

上記配水管内の第１の仕切弁を過ぎた直後の位置に設けられた圧力伝送器を使って、第１の圧力に関する情報を測定することと、
上記配水管内の第２の仕切弁を過ぎた直後の位置に設けられた圧力伝送器を使って、第２の圧力に関する情報を測定することと、
第３の圃場群内の最も高い位置に設けられた圧力伝送器を使って、第３の圧力に関する情報を測定することと、
をさらに含む、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

第２の圧力の値が第２の設定範囲内にないときに、第２の仕切弁の開度が調節されることにより第２の圧力の値が第２の設定範囲内の値に戻されるステップが、第２の仕切弁の開度が調節されることと併せて第１の仕切弁の開度が調節されることにより第２の圧力の値が第２の設定範囲内の値に戻されることをさらに含む、請求項８又は請求項９に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、傾斜地に広がる圃場へ農業用水を供給するシステム及び方法に関し、詳しくは、揚水機場から下り勾配の土地に広がる圃場へ供給される水の圧力を制御することにより、揚水ポンプの消費電力を抑えつつ給水することのできるシステム及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

傾斜地に広がる稲田やワサビ田などの圃場について、別々の高さにある個々の圃場に農業用水を供給することが必要とされている。稲田に関して言えば、種蒔きの後１か月ほど経過した時に、育苗箱で育てられた稲が田んぼへ移されるが、その準備として代掻き（田んぼの土を掻き混ぜて表面を平らにすること）が行われるときに、田んぼに水が引かれる。そのような繁忙期には複数の圃場で農業用水の需要が同時に高まるが、ファームポンド（農業用溜池）から一連の配水管（配水パイプ）を用いて各圃場へ給水するシステムにおいても、そのような需要に対処することが求められている。

【0003】

特許文献１は、給配水管理システム、圃場水管理装置及び灌漑用水管理装置に関し、圃場の水位を計測して、所定の設定水位までの要求水量を算出し、各圃場へ水を分配する揚水ポンプの運転台数及び運転時間を管理するシステムにおいて、所定の設定水位を超えることがないように圃場の給水栓の開閉を遠隔的に制御することについて開示している。しかし、このシステムにおいては、給水箇所のすべてに水位計測定装置、給水栓、及び制御装置を設置する必要があり、その設置費用は大きなものとなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第７００５６８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

図１に示されるように、揚水機場から下り勾配の土地に広がる複数の圃場群５１，５２へ一連の配水管を通して給水するシステム１においては、揚水機場４０に近くて高所側の圃場群５２よりも、揚水機場４０から遠くて低所側の圃場群５１の方が、水を吐出させ易い。その理由として、低所側の圃場群５１においては、配水管の上流における水の圧力に、低所側の圃場５１の給水栓までの配水管内の水の重さによる圧力が加算されるからである。よって、低所側の圃場５１で給水栓が開かれて水が吐出したときに、配水管の上流における水の圧力は低下するが、その低下する分を補って高所側の圃場群５２へ供給されるべき水の圧力をほぼ一定の大きさに保つためには、揚水ポンプ４６の駆動用モータの回転速度を上げる必要がある。しかし、モータの回転速度を上げ過ぎると、低所側の圃場群５１へ供給される水が出過ぎる状態となるので、今度は低所側の圃場５１の開いている給水栓の開度を絞る必要が生じる。その結果、給水栓を絞って吐出圧を低下させた仕事に相当する電力量が揚水ポンプ４６で無駄に消費されたことになる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一実施例においては、傾斜地に広がる第１の圃場群、及び第１の圃場群よりも高い位置にある第２の圃場群へ供給される水の圧力を制御するシステムにおいて、高所側の第２の圃場群から低所側の第１の圃場群まで順次給水できるように下傾しつつ延びている配水管を介して各圃場群と流体的に連通するファームポンドと、ファームポンドの水を配水管内に通流させるように汲み上げる揚水ポンプ、及び制御装置を有する揚水機場と、配水管内の第１の仕切弁を通過した後に第１の圃場群へ供給されるべき水の第１の圧力に関する情報を制御装置へ送信するように構成された第１の無線伝送装置と、を備え、制御装置は、配水管内の第１の仕切弁を通過する前に第２の圃場群へ供給されるべき水の第２の圧力に関する情報を使って、第１の圧力の値の変化に応じて変動し得る第２の圧力の値をほぼ一定に保つように揚水ポンプの駆動モータの回転速度をインバータ制御することを特徴とする、システムを提供する。

【0007】

さらには、第１の圧力の値が第１の設定範囲内にないときに、第１の仕切弁の開度が調節されることにより第１の圧力の値が第１の設定範囲内に戻されるように構成されていることを特徴とする。

【0008】

他の実施例においては、傾斜地に広がる第１の圃場群、第１の圃場群よりも高い位置にある第２の圃場群、及び第２の圃場群よりも高い位置にある第３の圃場群の各圃場群へ供給される水の圧力を制御するシステムにおいて、高所側の第３の圃場群から低所側の第１の圃場群まで順次給水できるように下傾しつつ延びている配水管を介して各圃場群と流体的に連通するファームポンドと、ファームポンドの水を配水管内に通流させるように汲み上げる揚水ポンプ、及び制御装置を有する揚水機場と、配水管内の第１の仕切弁を通過した後に第１の圃場群へ供給されるべき水の第１の圧力に関する情報を制御装置へ送信するように構成された第１の無線伝送装置と、配水管内の第２の仕切弁を通過した後かつ第１の仕切弁を通過する前に第２の圃場群へ供給されるべき水の第２の圧力に関する情報を制御装置へ送信するように構成された第２の無線伝送装置と、配水管内の第２の仕切弁を通過する前に第３の圃場群へ供給されるべき水の第３の圧力に関する情報を制御装置へ送信するように構成された第３の無線伝送装置と、を備え、制御装置は、第３の圧力に関する情報を使って、第１の圧力の値及び第２の圧力の値の変化に応じて変動し得る第３の圧力の値をほぼ一定に保つように揚水ポンプの駆動モータの回転速度をインバータ制御することを特徴とする、システムを提供する。

【0009】

さらには、第１の圧力の値が第１の設定範囲内にないときに、第１の仕切弁の開度が調節されることにより第１の圧力の値が第１の設定範囲内に戻されるように構成されていることを特徴とする。

【0010】

さらには、第２の圧力の値が第２の設定範囲内にないときに、第２の仕切弁の開度が調節されることにより第２の圧力の値が第２の設定範囲内に戻されるように構成されていることを特徴とする。

【0011】

また、傾斜地に広がる第１の圃場群、及び第１の圃場群よりも高い位置にある第２の圃場群へ供給される水の圧力を制御する方法において、高所側の第２の圃場群から低所側の第１の圃場群まで順次給水できるように下傾しつつ延びている配水管を介して各圃場群と流体的に連通するファームポンドに水を溜めるステップと、ファームポンドの水を配水管内に通流させるように汲み上げる揚水ポンプ、及び制御装置を有する揚水機場を設置するステップと、第１の無線伝送装置を使って、配水管内の第１の仕切弁を通過した後に第１の圃場群へ供給されるべき水の第１の圧力に関する情報を制御装置へ送信するステップと、制御装置が、第１の圧力に関する情報、及び配水管内の第１の仕切弁を通過する前に第２の圃場群へ供給されるべき水の第２の圧力に関する情報を使うことによって、第１の圧力の値の変化に応じて変動し得る第２の圧力の値をほぼ一定に保つように揚水ポンプの駆動モータの回転速度をインバータ制御するステップと、を含む方法を提示する。

【0012】

さらには、第１の圧力の値が第１の設定範囲内にないときに、第１の仕切弁の開度を調節することにより第１の圧力の値を第１の設定範囲内の値に戻すことを含む。

【0013】

さらに他の実施例においては、傾斜地に広がる第１の圃場群、第１の圃場群よりも高い位置にある第２の圃場群、及び第２の圃場群よりも高い位置にある第３の圃場群の各圃場群へ供給される水の圧力を制御する方法において、高所側の第３の圃場群から低所側の第１の圃場群まで順次給水できるように下傾しつつ延びている配水管を介して各圃場群と流体的に連通するファームポンドに水を溜めるステップと、ファームポンドの水を配水管内に通流させるように汲み上げる揚水ポンプ、及び制御装置を有する揚水機場を設置するステップと、第１の無線伝送装置を使って、配水管内の第１の仕切弁を通過した後に第１の圃場群へ供給されるべき水の第１の圧力に関する情報を制御装置へ送信するステップと、第２の無線伝送装置を使って、配水管内の第２の仕切弁を介して第２の圃場群へ供給されるべき水の第２の圧力に関する情報を制御装置へ送信するステップと、第３の無線伝送装置を使って、配水管内の第２の仕切弁を通過する前に第３の圃場群へ供給されるべき水の第３の圧力に関する情報を制御装置へ送信するステップと、制御装置が、第１の圧力に関する情報、第２の圧力に関する情報及び第３の圧力に関する情報を使うことによって、第１の圧力の値及び第２の圧力の値の変化に応じて変動し得る第３の圧力の値をほぼ一定に保つように揚水ポンプの駆動モータの回転速度をインバータ制御するステップと、を含む方法を提示する。

【0014】

さらには、第１の圧力の値が第１の設定範囲内にないときに、第１の仕切弁の開度を調節することにより第１の圧力の値を第１の設定範囲内の値に戻すことを含む。

【0015】

さらには、第２の圧力の値が第２の設定範囲内にないときに、第２の仕切弁の開度を調節することにより第２の圧力の値を第２の設定範囲内の値に戻すことを含む。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】揚水機場から下り勾配の土地に広がる第１の圃場群及び第２の圃場群を模式的に示す図（従来技術）。

【図2】揚水機場から下り勾配の土地に広がる第１の圃場群及び第２の圃場群に、本発明のシステムを適用した場合を示す図。

【図3】揚水機場から下り勾配の土地に広がる第１の圃場群、第２の圃場群及び第３の圃場群に、本発明のシステムを適用した場合を示す図。

【図4】図３に示したシステムの構成要素の関係を模式的に示す図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明のシステム及び方法について、添付の図面を参照しつつ以下に説明する。

【0018】

図２に示されるシステム１０は、揚水機場４０から下り勾配の土地に広がる第１の圃場群５１、及び第１の圃場群５１よりも高い位置にある第２の圃場群５２へ水を供給するシステムである。農業用水が溜められているファームポンド３０から揚水ポンプ４６で汲み上げられた水が、各圃場群５１，５２へ給水できるように下傾しつつ延びている配水管２０内を通流し、高所側の第２の圃場群５２から低所側の第１の圃場群５１まで順次給水され得るように構成されている。また、配水管２０の所定の位置に仕切弁７１が設けられており、この仕切弁７１を通過した後の水が、配水管２０から１つ又は複数の給水栓を介して第１の圃場群５１の各圃場へ供給され得る。その一方で、仕切弁７１を通過する前の水が、配水管２０から１つ又は複数の給水栓を介して第２の圃場群５２の各圃場へ供給される。ここに使用される仕切弁７１は、その弁の開度を全閉から全開まで無段階に調節することのできる電動バルブであるとよい。

【0019】

また、第１の圃場群５１内の所定の位置に設けられた圧力伝送器（圧力計を含み得る）６０を使って、配水管２０内の仕切弁７１を通過した後の水の第１の圧力に関する情報（水の流量や流速を含み得る）が測定され、無線伝送装置８０、及び揚水機場４０の無線伝送装置４８を介して、制御装置４４へ送られる。配水管内の所定の位置における水の圧力に関する情報から、各圃場群５１，５２へ供給され得る水の量などを知ることができる。一実施例においては、配水管２０内の仕切弁７１を過ぎた直後の位置に設けられた圧力伝送器６０を使って、水の第１の圧力に関する情報が測定される場合がある。

【0020】

制御装置４４は、その第１の圧力に関する情報と、配水管２０内の第１の仕切弁７１を通過する前に第２の圃場群へ供給されるべき水の第２の圧力に関する情報とを使って、配水管２０内へ流入させるべき水の量を算出し、水量を増やすべきときには揚水ポンプ４６の駆動モータの回転速度を上げることにより、或いは水量を減らすべきときには揚水ポンプ４６の駆動モータの回転速度を下げることにより、揚水機場４０から離れている第１の圃場群５１まで適切な圧力の水を供給することができる。一実施例において、システム１０の制御装置４４は、第１の圧力の値の変化に応じて変動し得る第２の圧力の値をほぼ一定に保つように上記揚水ポンプ４６の駆動モータの回転速度をインバータ制御（周波数制御）するように構成されている。これとともに、配水管２０内の仕切弁７１を通過した後の水の第１の圧力の値が第１の設定範囲内にないときに、仕切弁７１の開度が調節されることにより、第１の設定範囲内の値まで戻されるように構成されている。

【0021】

さらなる実施例において、制御装置４４はプログラマブル論理制御装置として構成されており、第１の圧力が第１の設定範囲内にない場合に、仕切弁７１の開度を調節するべき指示が、制御装置４４から無線伝送装置４８，８０を介して送信される場合がある。

【0022】

さらなる実施例においては、配水管２０内を通流する水の圧力に関する情報を送信する無線伝送装置８０に太陽光発電装置９０が取り付けられており、太陽光発電で生じた電気を利用して揚水機場４０の無線伝送装置４８とワイヤレス通信することができるように構成されている。無線伝送装置４８，８０は、消費電力の少ないＬｏＲａ無線通信方式を利用するものであるとよい。

【0023】

図３に示されるシステム１００は、揚水機場４００から下り勾配の土地に広がる第１の圃場群５１０、第１の圃場群５１０よりも高い位置にある第２の圃場群５２０、及び第２の圃場群５２０よりも高い位置にある第３の圃場群５３０へ水を供給するシステムである。農業用水が溜められているファームポンド３００から揚水ポンプ４６０で汲み上げられた水が、各圃場群５１０，５２０，５３０へ給水できるように下傾しつつ延びている配水管２００内を通流し、高所側の第３の圃場群５３０から低所側の第１の圃場群５１０まで順次給水され得るように構成されている。また、配水管２００の所定の位置に、第１の仕切弁７１０と第２の仕切弁７２０が設けられており、第１の仕切弁７１０を通過した後の水が、配水管２００から１つ又は複数の給水栓を介して第１の圃場群５１０の各圃場へ供給され得る。また、第２の仕切弁７２０を通過した後かつ第１の仕切弁７１０を通過する前の水が、配水管２００から１つ又は複数の給水栓を介して第２の圃場群５２０の各圃場へ供給され得る。さらに、配水管２００内の第２の仕切弁７２０を通過する前の水が、配水管２００から１つ又は複数の給水栓を介して第３の圃場群５３０の各圃場へ供給され得る。第１の仕切弁７１０と第２の仕切弁７２０の各々が、その弁の開度を全閉から全開まで無段階に調節することのできる電動バルブであるとよい。

【0024】

また、第１の圃場群５１０内の所定の位置に設けられた圧力伝送器６１０を使って、配水管２００内の第１の仕切弁７１０を通過した後の水の第１の圧力に関する情報（水の流量や流速を含み得る）が測定され、第１の無線伝送装置８１０、及び揚水機場４００の無線伝送装置４８０を介して、制御装置４４０へ送られる。一実施例においては、配水管２００内の第１の仕切弁７１０を過ぎた直後の位置に設けられた圧力伝送器６１０を使って、第１の圧力に関する情報が測定される場合がある。

【0025】

同様に、第２の圃場群５２０内の所定の位置に設けられた第２の圧力伝送器６２０を使って、配水管２００内の第２の仕切弁７２０を通過した後かつ第１の仕切弁７１０を通過する前の水の第２の圧力に関する情報が測定され、第２の無線伝送装置８２０、及び揚水機場４００の無線伝送装置４８０を介して、制御装置４４０へ送られる。一実施例においては、配水管２００内の第２の仕切弁７２０を過ぎた直後の位置に設けられた圧力伝送器６２０を使って、第２の圧力に関する情報が測定される場合がある。

【0026】

同様に、第３の圃場群５３０内の所定の位置に設けられた第３の圧力伝送器６３０を使って、配水管２００内の第２の仕切弁７２０を通過する前の水の第３の圧力に関する情報が測定され、第３の無線伝送装置８３０、及び揚水機場４００の無線伝送装置４８０を介して、制御装置４４０へ送られる。一実施例においては、第３の圃場群５３０内の最も高い位置に設けられた圧力伝送器６３０を使って、第３の圧力に関する情報が測定される場合がある。

【0027】

制御装置４４０は、第１の圧力に関する情報、第２の圧力に関する情報及び第３の圧力に関する情報を使って、配水管２００内へ流入させるべき水の量を算出し、水量を増やすべきときには揚水ポンプ４６０の駆動モータの回転速度を上げることにより、或いは水量を減らすべきときには揚水ポンプ４６０の駆動モータの回転速度を下げることにより、揚水機場４００から遠い位置にある圃場まで適切な圧力の水を供給することができる。

【0028】

このようなシステム１００において、配水管２００内の第１の仕切弁７１０を通過した後の水が、第１の圃場群のうちのいくつかの圃場へ給水栓を介して供給されると、仕切弁７１０を通過した後の水の第１の圧力の値が低下する。この第１の圧力の値は、第１の無線伝送装置８１０を介して制御装置４４０へ送信されている。そして、第１の圧力の値が第１の設定範囲内から外れたときには、第１の仕切弁７１０の開度が調節されることにより、第１の圧力の値が第１の設定範囲内の値に戻される。これとともに、配水管２００内の第２の仕切弁７２０を通過する前の水の第３の圧力が変動し得るが、システム１００の制御装置４４０は、第１の圧力の値の変化に応じて変動し得る第３の圧力の値をほぼ一定に保つように上記揚水ポンプ４６０の駆動モータの回転速度をインバータ制御するように構成されている。

【0029】

これに加えて或いは代替的に、配水管２００内の第２の仕切弁７２０を通過した後かつ第１の仕切弁７１０を通過する前の水が、第２の圃場群５２０のうちのいくつかの圃場へ給水栓を介して供給されると、第２の圧力の値が低下する。この第２の圧力に関する情報が、第２の圧力伝送器６２０から第２の無線伝送装置８２０を介して制御装置４４０へ送信されている。そして、第２の圧力の値が第２の設定範囲内から外れたときには、第２の仕切弁７２０の開度が調節される（場合によっては、第１の仕切弁７１０の開度も調節される）ことにより、第２の圧力の値が第２の設定範囲内の値に戻される。これとともに、第２の圃場群５２０よりも上流に位置する第３の圃場群５３０へ供給されるべき水の圧力が変動し得るが、制御装置４４０は、第２の圧力の値の変化に応じて変動し得る第３の圧力の値をほぼ一定に保つように上記揚水ポンプ４６０の駆動モータの回転速度をインバータ制御するように構成されている。

【0030】

一実施例において、制御装置４４０はプログラマブル論理制御装置として構成されており、第１の圧力が第１の設定範囲内にない場合に、第１の仕切弁７１０の開度を調節するべき指示が、制御装置４４０から無線伝送装置４８０，８１０を介して送信される場合がある。さらに、第２の圧力が第２の設定範囲内にない場合に、第２の仕切弁７２０の開度を調節するべき指示が、制御装置４４０から無線伝送装置４８０，無線伝送装置８２０を介して送信される場合もある。

【0031】

一実施例においては、配水管２００内を通流する水の圧力に関する情報を送信する無線伝送装置８１０，８２０，８３０のそれぞれに、太陽光発電装置９１０，９２０，９３０が取り付けられており、太陽光発電で生じた電気を利用して揚水機場４００の無線伝送装置４８０とワイヤレス通信することができるように構成されている。無線伝送装置４８０，８１０，８２０，８３０は、消費電力の少ないＬｏＲａ無線通信方式を利用するものであるとよい。

【0032】

図４は、図３に示したシステム１００の通信関係を模式的に示す図である。揚水機場４００の制御装置４４０と各圃場群５１０，５２０，５３０とが、それぞれの無線伝送装置４８０，８１０，８２０，８３０を介してワイヤレス通信するように構成されている。

【0033】

以上のように、本発明のシステム及び方法においては、１つ又は複数の仕切弁が配水管の所定の位置に設けられており、その仕切弁で仕切られた配水管内の所定の位置における水の圧力の値が、揚水機場の制御装置へ送られる。制御装置は、その値を使って、揚水機場の揚水ポンプの駆動モータの回転速度をインバータ制御する。これにより、揚水ポンプの駆動モータを過剰に回転させることが不要となり、ひいては本発明のシステム全体の消費電力が抑えられる。

【0034】

なお、本明細書における第１の圃場群、第２の圃場群、及び第３の圃場群について、本発明を簡潔に説明するために、１つ又は複数の圃場を便宜的にまとめて１つの群としている。本明細書において、２つの圃場群又は３つの圃場群に本発明のシステムを適用した場合について説明したが、傾斜地に広がる圃場を４つ以上の圃場群に分割した場合にも、本発明を応用することができると理解されよう。

【符号の説明】

【0035】

１…システム
１０…システム
２０…配水管
３０…ファームポンド
４０…揚水機場
４４…制御装置
４６…揚水ポンプ
４８…無線伝送装置
５１…第１の圃場群
５２…第２の圃場群
６０…圧力伝送器
７１…仕切弁
８０…無線伝送装置
９０…太陽光発電装置
１００…システム
２００…配水管
３００…ファームポンド
４００…揚水機場
４４０…制御装置
４６０…揚水ポンプ
４８０…無線伝送装置
５１０…第１の圃場群
５２０…第２の圃場群
５３０…第３の圃場群
６１０…第１の圧力伝送器
６２０…第２の圧力伝送器
６３０…第３の圧力伝送器
７１０…第１の仕切弁
７２０…第２の仕切弁
８１０…第１の無線伝送装置
８２０…第２の無線伝送装置
８３０…第３の無線伝送装置
９１０…第１の太陽光発電装置
９２０…第２の太陽光発電装置
９３０…第３の太陽光発電装置

【要約】

【目的】 傾斜地に広がる圃場へ給水するシステムの消費電力を抑える。
【解決手段】 システム１００が、傾斜地に広がる複数の圃場群に順次給水できるように延びている配水管２００内に水を通流させるように汲み上げる揚水ポンプ４６０、及び制御装置４４０を有する揚水機場４００と、配水管に設けられた第１の仕切弁７１０を通過した後の水の第１の圧力、第２の仕切弁７２０を通過した後かつ第１の仕切弁を通過する前の水の第２の圧力、及び第２の仕切弁を通過する前の水の第３の圧力に関する情報を制御装置へ送信するように構成された無線伝送装置８１０，８２０，８３０とを備え、制御装置は、第１の圧力の値及び第２の圧力の値の変化に応じて変動し得る第３の圧力の値をほぼ一定に保つように揚水ポンプの駆動モータの回転速度をインバータ制御する。
【選択図】 図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】