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1. CN107249304 - Emitter and drip irrigation tube

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发射器和滴灌用输送管


技术领域
本发明涉及发射器和具有该发射器的滴灌用输送管。
背景技术
以往,作为植物的栽培方法之一,已知有滴灌法。滴灌法是如下的方法:在栽培植物的土壤上配置滴灌用输送管,从滴灌用输送管向土壤滴下水或液体肥料等灌溉用液体。滴灌法能够使该液体的消耗量最小,近年来尤其受关注。
滴灌用输送管通常包括:输送管,其形成有排出滴灌用液体的多个通孔;以及多个发射器(也称为“滴头”),其用于从各通孔排出灌溉用液体。另外,作为发射器的种类,已知有接合于输送管的内壁面而使用的发射器(例如,参照专利文献1)和从外侧扎入输送管而使用的发射器。
专利文献1中记载有接合于输送管的内壁面的发射器。专利文献1记载的发射器包括:第一部件,具有用于引入灌溉用液体的取水口;第二部件,具有用于排出灌溉用液体的排出口;以及膜部件,配置于第一部件与第二部件之间。在第一部件的内侧形成有以包围取水口的方式配置的阀座部和成为减压流路的一部分的减压槽。膜部件在与减压槽的下游端对应的位置形成有通孔。
通过对第一部件、膜部件、以及第二部件进行层压,形成减压流路,并且膜部件与阀座部接触而将取水口闭塞。另外,从取水口至排出口形成供灌溉用液体流动的流路。
在专利文献1记载的发射器中,在输送管内的灌溉用液体的压力成为规定的压力以上的情况下,闭塞取水口的膜部件被灌溉用液体推入,灌溉用液体流入发射器内。流入发射器内的灌溉用液体被减压流路减压而定量地从排出口排出。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-046094号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是,在使用了专利文献1记载的发射器的滴灌用输送管中,若输送管内的灌溉用液体的压力不达到规定的压力以上,则灌溉用液体不流入发射器内,因此,在输送管内的灌溉用液体的压力极低的情况下不发挥功能。另外,虽然用于将灌溉用液体输送至输送管内的送液泵附近的发射器适当地发挥功能,但是配置在远离送液泵的位置的发射器不适当地发挥功能。因此,存在被供给的灌溉用液体的流量因灌水的位置而发生变化、并且可灌水距离被限制的问题。
因此,本发明的目的在于提供不仅在灌溉用液体的压力为高压的情况下,即使在低压的情况下也能够将灌溉用液体定量地排出的发射器和滴灌用输送管。
解决问题的方案
为了解决上述的技术问题,本发明的发射器接合于使灌溉用液体流通的输送管的内壁面的、与使所述输送管内外连通的排出口对应的位置,用于将所述输送管内的所述灌溉用液体定量地从所述排出口排出至所述输送管外,所述发射器包括:取水部,其用于引入所述灌溉用液体;排出部,其与所述排出口相对配置,用于排出所述灌溉用液体;第一流路,其连接所述取水部与所述排出部,使所述灌溉用液体流通;第二流路,其连接所述取水部与所述排出部,使所述灌溉用液体流通;流量减少部,其配置在所述第一流路上,根据所述输送管内的所述灌溉用液体的压力,使所述灌溉用液体的流量减少;流路开闭部,其配置在所述第二流路上,根据所述输送管内的所述灌溉用液体的压力,开放和闭塞所述第二流路;减压流路,其配置在所述流量减少部的上游侧的所述第一流路上,使从所述取水部引入的所述灌溉用液体的压力减压,并将所述灌溉用液体导入所述流量减少部;以及旁通流路,其配置在所述流路开闭部的上游侧的所述第二流路上,在将从所述取水部引入的所述灌溉用液体的压力维持为比所述减压流路中流动的所述灌溉用液体的压力高的压力的状态下,将所述灌溉用液体导入所述流路开闭部,在所述输送管中流动的所述灌溉用液体的压力小于第一压力的情况下,从所述取水部引入的所述灌溉用液体通过所述减压流路和所述旁通流路导入所述排出部,在所述输送管中流动的所述灌溉用液体的压力为所述第一压力以上的情况下,所述流路开闭部将所述第二流路闭塞,从所述取水部引入的所述灌溉用液体通过所述减压流路导入所述排出部。
另外,为了解决上述的技术问题,本发明的滴灌用输送管包括:输送管,其具有用于将灌溉用液体排出的排出口;以及接合于所述输送管的内壁面的、与所述排出口相对应的位置的、本发明的发射器。
发明效果
本发明的发射器和滴灌用输送管不仅在灌溉用液体的压力为高压的情况下,而且即使在灌溉用液体的压力为低压的情况下也能够将灌溉用液体定量地排出。另外,本发明的发射器和滴灌用输送管能够长距离地进行定量灌水。
附图说明
图1A、图1B是实施方式1的滴灌用输送管的剖面图。
图2A、图2B是实施方式1的发射器的立体图。
图3A、图3B是表示实施方式1的发射器的结构的图。
图4A~图4C是表示实施方式1的发射器的结构的图。
图5A~图5C是表示实施方式1的发射器的结构的图。
图6A~图6C是用于说明实施方式1的发射器的动作的示意图。
图7是表示使用了实施方式1的滴灌用输送管的情况下的、输送管内的灌溉用液体的压力与从排出口滴下的灌溉用液体的流量之间的关系的一例的曲线图。
图8A、图8B是表示实施方式1的变形例的发射器的结构的图。
图9A、图9B是表示实施方式2的发射器的结构的图。
图10A、图10B是表示实施方式3的发射器的结构的图。
图11A、图11B是实施方式4的发射器的立体图。
图12A、图12B是表示实施方式4的发射器的结构的图。
图13A~图13C是表示实施方式4的发射器的结构的图。
图14A、图14B是实施方式4的发射器的局部放大剖面图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
[实施方式1]
(滴灌用输送管和发射器的结构)
图1A是沿着本发明的实施方式1的滴灌用输送管100的轴的方向上的剖面图,图1B是与滴灌用输送管100的轴垂直的方向上的剖面图。
如图1所示,滴灌用输送管100包括输送管110和发射器120。
输送管110是供灌溉用液体流动的管。不特别地限定输送管110的材料。在本实施方式中,输送管110的材料是聚乙烯。在输送管110的管壁上以规定的间隔(例如200~500mm)在输送管110的轴向上形成有用于排出灌溉用液体的多个排出口112。对于排出口112的开口部的直径,只要能够排出灌溉用液体,不特别地进行限定。在本实施方式中,排出口112的开口部的直径是1.5mm。发射器120分别接合在与输送管110的内壁面的排出口112对应的位置上。对于与输送管110的轴向垂直的剖面形状和剖面积,只要能够将发射器120配置在输送管110的内部,不特别地进行限定。
滴灌用输送管100是通过将发射器120的背面138接合于输送管110的内壁面而制成的。不特别地限定输送管110与发射器120的接合方法。作为输送管110与发射器120的接合方法的例子,包括构成发射器120或输送管110的树脂材料的熔接、或利用粘接剂进行的粘接等。另外,排出口112通常在将输送管110与发射器120接合之后形成,但是也可以形成于接合前。
图2A是从正面139侧观察发射器120的立体图,图2B是从背面138侧观察发射器120的立体图。图3A是将发射器主体122与薄膜124接合前的发射器120的俯视图,图3B是将发射器主体122与薄膜124接合前的发射器120的仰视图。图4A是发射器120的侧视图,图4B是图3A所示的A-A线的剖面图,图4C是图3A所示的B-B线的剖面图。图5A是发射器120的主视图,图5B是图3A所示的C-C线的发射器主体122的剖面图,图5C是图3B所示的E-E线的发射器主体122的剖面图。
如图1~图5所示,发射器120以覆盖排出口112的方式接合于输送管110的内壁面。对于发射器120的形状,只要能够密接于输送管110的内壁面并覆盖排出口112,不特别地进行限定。在本实施方式中,与输送管110的轴向垂直的发射器120的剖面中的、接合于输送管110的内壁面的背面138的形状为,以沿着输送管110的内壁面的方式朝向输送管110的内壁面呈凸状的大致圆弧形。发射器120的平面形状为四角进行了R倒角的大致矩形。不特别地限定发射器120的大小。在本实施方式中,发射器120的长边方向的长度是25mm,短边方向的长度是8mm,高度是2.5mm。
发射器120包括接合于输送管110的内壁面的发射器主体122和接合于发射器主体122的薄膜124。发射器主体122和薄膜124通过铰链部126一体成型(参照图3A、图3B)。
发射器主体122和薄膜124都由具有挠性的一种材料成型。作为发射器主体122和薄膜124的材料的例子,包括树脂和橡胶。作为树脂的例子,包括聚乙烯树脂和硅树脂。能够通过具有弹性的树脂材料的使用来调整发射器主体122和薄膜124的挠性。作为发射器主体122和薄膜124的挠性的调整方法的例子,包括具有弹性的树脂的选择、具有弹性的树脂材料相对于硬质的树脂材料的混合比的调整等。发射器主体122和薄膜124的一体成型品例如可以通过射出成型来制造。
发射器120包括取水部131、成为连接流路141的连接槽132、成为减压流路142的减压槽133、成为旁通流路144的旁路槽134、流量减少部135、流路开闭部136、以及排出部137。取水部131、流量减少部135、以及流路开闭部136配置在发射器120的正面139侧。另外,连接槽132、减压槽133、旁路槽134、以及排出部137配置在发射器120的背面138侧。
通过将发射器120与输送管110接合,连接槽132、减压槽133、以及旁路槽134分别成为连接流路141、减压流路142、以及旁通流路144。由此,形成由取水部131、连接流路141、减压流路142、流量减少部135、以及排出部137构成的、连接取水部131与排出部137的第一流路143。另外,形成由取水部131、连接流路141、旁通流路144、流路开闭部136、以及排出部137构成的、连接取水部131与排出部137的第二流路145。第一流路143和第二流路145都使灌溉用液体从取水部131流通至排出部137。在本实施方式中,第一流路143和第二流路145重复从取水部131至连接流路141这一段。另外,在本实施方式中,第二流路145的流路开闭部136的下游与流量减少部135连接,第一流路143和第二流路145还重复从流量减少部135至排出部137这一段。
取水部131配置在发射器120的正面139的一半以上的区域(参照图2A和图3A)。在没有配置取水部131的正面139的区域配置有流量减少部135和流路开闭部136(薄膜124)。取水部131包括取水侧筛网部151和多个取水用通孔152。
取水侧筛网部151防止引入发射器120中的灌溉用液体中的悬浮物侵入取水用凹部153内。取水侧筛网部151相对于输送管110内开口,并包括取水用凹部153、狭缝154、以及凸条155。
取水用凹部153是在发射器120的正面139、形成于整个没有接合薄膜124的区域的一个凹部。不特别地限定取水用凹部153的深度,根据发射器120的大小适当地设定。在取水用凹部153的外周壁上形成有多个狭缝154,在取水用凹部153的底面上形成有凸条155。另外,取水用凹部153的底面上形成有取水用通孔152。
狭缝154连接取水用凹部153的内侧面和发射器主体122的外侧面,从发射器主体122的侧面将灌溉用液体引入取水用凹部153内,同时防止灌溉用液体中的悬浮物侵入取水用凹部153内。对于狭缝154的形状,只要能够发挥上述功能,不特别地进行限定。在本实施方式中,狭缝154的形状形成为,随着从发射器主体122的外侧面朝向取水用凹部153的内侧面,宽度逐渐增大(参照图3A)。这样,狭缝154构成为所谓的楔形丝结构,因此,抑制流入取水用凹部153内的水的压力损失。
凸条155配置在取水用凹部153的底面上。对于凸条155的配置和数量,只要能够从取水用凹部153的开口部侧引入灌溉用液体、同时防止灌溉用液体中的悬浮物的侵入,不特别地进行限定。在本实施方式中,凸条155包括沿着发射器120的短轴方向配置、且在发射器120的长轴方向排列的多个第一凸条156、以及沿着发射器120的长轴方向配置的一个第二凸条157。第一凸条156形成为,随着从发射器主体122的正面139朝向取水用凹部153的底面,宽度逐渐减小(参照图4C)。即,在第一凸条156的排列方向上,相邻的第一凸条156之间的空间呈所谓的楔形丝结构。另外,对于相邻的第一凸条156之间的距离,只要能够发挥上述功能,不特别地进行限定。另一方面,第二凸条157既可以与第一凸条156同样地形成为,随着从发射器主体122的正面139朝向取水用凹部153的底面,宽度逐渐减小,也可以形成为,从发射器主体122的正面139到取水用凹部153的底面宽度相同。这样,相邻的第一凸条156之间的空间构成为所谓的楔形丝结构,因此抑制流入取水用凹部153内的水的压力损失。
取水用通孔152形成于取水用凹部153的底面。对于取水用通孔152的形状和数量,只要能够将引入取水用凹部153的内部的灌溉用液体引入发射器主体122内,不特别地进行限定。在本实施方式中,取水用通孔152是沿着取水用凹部153的底面的长轴方向形成的两个长孔。每一个长孔都被多个第一凸条156覆盖,因此从正面侧观察时,看起来像一个取水用通孔152被分成多个通孔。
流入输送管110内的灌溉用液体通过取水侧筛网部151防止悬浮物侵入取水用凹部153内,同时被引入发射器主体122内。
连接槽132(连接流路141)连接取水用通孔152(取水部131)、减压槽133、以及旁路槽134。连接槽132在发射器120的背面138侧沿着外缘部形成为大致U字形。连接槽132的中央部附近连接有减压槽133,连接槽132的一端连接有旁路槽134。通过将输送管110与发射器120接合,由连接槽132与输送管110的内壁面形成连接流路141。从取水部131引入的灌溉用液体通过连接流路141流入减压流路142和旁通流路144。
减压槽133(减压流路142)配置在流量减少部135的上游侧的第一流路143上,将连接槽132(连接流路141)与流量减少部135连接。减压槽133(减压流路142)使从取水部131引入的灌溉用液体的压力减压,并将其导入流量减少部135。减压槽133在背面138的中央部分沿长轴方向配置。减压槽133的上游端与连接槽132连接,下游端配置有连通了流量减少部135的流量减少用通孔161。对于减压槽133的形状,只要能够发挥上述的功能,不特别地进行限制。在本实施方式中,减压槽133的俯视形状为锯齿形。从内侧面突出的大致三角柱形的凸部162沿着灌溉用液体的流动方向交替地配置形成减压槽133。以在俯视时前端不超过减压槽133的中心轴的方式配置凸部162。通过接合输送管110与发射器120,由减压槽133和输送管110的内壁面形成减压流路142。从取水部131引入的灌溉用液体中的、至少一部分灌溉用液体被减压流路142减压并导入流量减少部135中。虽然会对细节进行后述,但是减压流路142主要在灌溉用液体的压力为高压的情况下发挥功能。
旁路槽134(旁通流路144)配置在流路开闭部136的上游侧的第二流路145上,将连接槽132(连接流路141)与流路开闭部136连接。旁路槽134(旁通流路144)在将从取水部131引入的灌溉用液体的压力维持在高于减压槽133(减压流路142)中流动的灌溉用液体的压力的状态下将其导入流路开闭部136中。旁路槽134的上游端与连接槽132连接,下游端形成有连通了流路开闭部136的旁路用通孔163。另外,在旁路槽134中配置有流路用筛网部164。流路用筛网部164收集没能由取水侧筛网部151收集的灌溉用液体中的悬浮物。对于流路用筛网部164的形态,只要能够发挥上述功能,不特别地进行限定。在本实施方式中,流路用筛网部164是在旁路槽134的底面上配置的圆柱状的多个突起165。另外,也可以不配置流路用筛网部164。通过接合输送管110与发射器120,由旁路槽134和输送管110的内壁面的一部分形成旁通流路144。从取水部131引入的灌溉用液体中的、一部分灌溉用液体通过旁通流路144被导入流路开闭部136。虽然会对细节进行后述,但是旁通流路144仅在灌溉用液体的压力为低压的情况下发挥功能。
流量减少部135在第一流路143内配置在减压流路142(减压槽133)与排出部137之间,且配置在发射器120的正面139侧。流量减少部135根据输送管110内的灌溉用液体的压力使灌溉用液体的流量减少同时将灌溉用液体输送至排出部137。对于流量减少部135的结构,只要能够发挥上述的功能,不特别地进行限制。在本实施方式中,流量减少部135包括流量减少用凹部171、第一阀座部172、连通槽173、连通了排出部137的排出用通孔174、以及作为薄膜124的一部分的第一隔膜部175。连通了减压槽133(减压流路142)的流量减少用通孔161、以及连通了排出部137的排出用通孔174在流量减少用凹部171上开口。
流量减少用凹部171的俯视形状是大致圆形。流量减少用凹部171的底面上配置有连通了减压槽133(减压流路142)的流量减少用通孔161、连通了排出部137的排出用通孔174、以及第一阀座部172。不特别地限定流量减少用凹部171的深度,只要在连通槽173的深度以上即可。
排出用通孔174配置在流量减少用凹部171的底面的中央部分,与排出部137连通。第一阀座部172以包围排出用通孔174的方式配置在流量减少用凹部171的底面上。第一阀座部172形成为,在输送管110中流动的灌溉用液体的压力为第二压力以上的情况下,能够与第一隔膜部175密接。通过使第一隔膜部175与第一阀座部172接触,来使从流量减少用凹部171流入排出部137的灌溉用液体的流量减少。对于第一阀座部172的形状,只要能够发挥上述功能,不特别地进行限定。在本实施方式中,第一阀座部172的形状为圆环状的凸部。第一阀座部172的、可密接第一隔膜部175的区域的一部分形成有连通槽173,该连通槽173连通流量减少用凹部171的内部与排出用通孔174。连通了减压槽133的流量减少用通孔161形成在流量减少用凹部171的底面上没有配置第一阀座部172的区域。另外,也可以是连通了减压槽133(减压流路142)的流量减少用通孔161以被第一阀座部172包围的方式配置,连通了排出部137的排出用通孔174配置在第一阀座部172的外侧。
第一隔膜部175是薄膜124的一部分。第一隔膜部175以隔开流量减少用凹部171的内部与输送管110的内部的方式配置。第一隔膜部175根据输送管110内的灌溉用液体的压力变形,以与第一阀座部172接触。具体而言,随着灌溉用液体的压力升高,第一隔膜部175朝向第一阀座部172变形,然后与第一阀座部172接触。由于即使在第一隔膜部175与第一阀座部172密接的情况下,第一隔膜部175也不闭塞流量减少用通孔161、排出用通孔174、以及连通槽173,因此能够将从流量减少用通孔161输送来的灌溉用液体通过连通槽173和排出用通孔174输送至排出部137。另外,第一隔膜部175与后述的第二隔膜部183相邻配置。
流路开闭部136在第二流路145内配置在旁通流路144(旁路槽134)与排出部137之间,且配置在发射器120的正面139侧。流路开闭部136根据输送管110内的压力开放第二流路145而将灌溉用液体输送至排出部137。在本实施方式中,流路开闭部136的下游与流量减少部135连接,来自旁通流路144(旁路槽134)的灌溉用液体通过流路开闭部136和流量减少部135到达排出部137。对于流路开闭部136的结构,只要能够发挥上述功能,不特别地进行限定。在本实施方式中,流路开闭部136包括流路开闭用凹部181、第二阀座部182、以及作为薄膜124的一部分的第二隔膜部183。连通了旁路槽134(旁通流路144)的旁路用通孔163在流路开闭用凹部181上开口。另外,流路开闭用凹部181与流量减少部135的流量减少用凹部171连通。
流路开闭用凹部181的俯视形状为大致圆形。在流路开闭用凹部181的底面上配置有连接了旁路槽134的旁路用通孔163、以及第二阀座部182。流路开闭用凹部181的内侧面以随着从外缘部朝向中央部分逐渐从正面139靠近背面138的方式倾斜。流路开闭用凹部181的底面配置为比流量减少用凹部171的底面更靠近正面139侧。即,流路开闭用凹部181形成为比流量减少用凹部171浅。由此,在薄膜124因灌溉用液体的压力而变形的情况下,与第一阀座部172相比,薄膜124先与第二阀座部182接触。
连通了旁路槽134的旁路用通孔163配置在流路开闭用凹部181的底面的中央部分。第二阀座部182以包围旁路用通孔163的方式配置在流路开闭用凹部181的底面。另外,第二阀座部182形成为,与第二隔膜部183相对而非接触地配置,且在输送管110中流动的灌溉用液体的压力为第一压力以上的情况下,能够与第二隔膜部183密接。在输送管110中流动的灌溉用液体的压力为第一压力以上的情况下,第二隔膜部183与第二阀座部182密接而闭塞旁路用通孔163,其结果为闭塞第二流路145。对于第二阀座部182的形状,只要能够发挥上述功能,不特别地进行限定。在本实施方式中,第二阀座部182是包围旁路用通孔163的流路开闭用凹部181的底面的一部分。另外,第二阀座部182也可以像第一阀座部172那样、是以包围旁路用通孔163的方式配置的圆环状的凸部。
第二隔膜部183是薄膜124的一部分,与第一隔膜部175相邻地配置。第二隔膜部183以隔开流路开闭用凹部181的内部与输送管110的内部的方式配置。第二隔膜部183根据输送管110内的灌溉用液体的压力变形,以与第二阀座部182接触。具体而言,随着灌溉用液体的压力升高,第二隔膜部183朝向第二阀座部182变形,若灌溉用液体的压力达到第一压力,则与第二阀座部182接触。由此,将第二流路145(旁路用通孔163)闭塞。
排出部137配置在发射器120的背面138侧。排出部137将来自排出用通孔174的灌溉用液体输送至输送管110的排出口112。对于排出部137的结构,只要能够发挥上述功能,不特别地进行限定。在本实施方式中,排出部137包括排出用凹部191和侵入防止部192。
排出用凹部191配置在发射器120的背面138侧。排出用凹部191的俯视形状为大致矩形。排出用凹部191的底面配置有排出用通孔174和侵入防止部192。
侵入防止部192防止自排出口112的異物的侵入。对于侵入防止部192,只要能够发挥上述功能,不特别地进行限定。在本实施方式中,侵入防止部192具有相邻地配置的多个凸条部193。在将发射器120接合于输送管110的情况下,多个凸条部193以位于排出用通孔174与排出口112之间的方式配置。
薄膜124包括第一隔膜部175和第二隔膜部183。薄膜124的厚度例如是0.3mm。
铰链部126与发射器主体122的正面139的一部分连接。在本实施方式中,铰链部126的厚度与薄膜124的厚度相同,与发射器主体122和薄膜124一体成型。另外,也可以与发射器主体122分开地准备薄膜124,再与发射器主体122接合。
通过使薄膜124以铰链部126为轴旋转,并接合于发射器主体122的正面139来构成发射器120。不特别地限定发射器主体122与薄膜124的接合方法。作为发射器主体122与薄膜124的接合方法的例子,包括构成薄膜124的树脂材料的熔接或利用粘接剂的粘接等。另外,也可以在将发射器主体122与薄膜124接合之后切断铰链部126。
(滴灌用输送管和发射器的动作)
接下来,对滴灌用输送管100的动作进行说明。首先,将灌溉用液体输送至输送管110内。作为灌溉用液体的例子,包括水、液体肥料、农药、以及它们的混合液。为了能够简单地导入滴灌法,还为了防止输送管110和发射器120的破损,优选向滴灌用输送管100输送的灌溉用液体的压力为0.1MPa以下。输送管110内的灌溉用液体被从取水部131引入发射器120内。具体而言,输送管110内的灌溉用液体被从狭缝154或者第一凸条156之间的空隙引入取水用凹部153,并通过取水用通孔152。这时,由于取水部131具有取水侧筛网部151(第一凸条156之间的空隙和狭缝154),因此能够除去灌溉用液体中的悬浮物。另外,取水部131中形成有所谓的楔形丝结构,因此抑制向取水部131引入水时的水的压力损失。
从取水部131引入的灌溉用液体到达连接流路141。到达连接流路141的灌溉用液体流入减压流路142和旁通流路144。这时,灌溉用液体先行在与减压流路142相比压力损失较少的旁通流路144中行进。流入旁通流路144的灌溉用液体通过旁路用通孔163流入流路开闭部136。
流入流路开闭部136的灌溉用液体通过流量减少部135流入排出部137。流入排出部137的灌溉用液体从输送管110的排出口112排出至输送管110外。
另一方面,流入减压流路142的灌溉用液体通过流量减少用通孔161到达流量减少部135。流入流量减少部135的灌溉用液体流入排出部137。流入排出部137的灌溉用液体从输送管110的排出口112排出至输送管110外。
如上所述,流量减少部135与流路开闭部136是连通的。另外,在流量减少部135中,根据输送管110内的灌溉用液体的压力,利用第一隔膜部175控制灌溉用液体的流量,在流路开闭部136中,根据输送管110内的灌溉用液体的压力,利用第二隔膜部183控制灌溉用液体的流量。因此,对与输送管110内的灌溉用液体的压力相应的、流路开闭部136和流量减少部135的动作进行说明。
图6A~图6C是表示流量减少部135与流路开闭部136的动作的关系的示意图。另外,图6A~图6C是为了说明发射器120的动作,示意性地表示图3A所示的D-D线的剖面的图。图6A是没有将灌溉用液体输送至输送管110的情况下的剖面图,图6B是输送管110内的灌溉用液体的压力为第一压力的情况下的剖面图,图6C是输送管110内的灌溉用液体的压力为超过第一压力的第二压力的情况下的剖面图。图7是表示输送管110内的灌溉用液体的压力与从排出口112滴下的灌溉用液体的流量之间的关系的一例的曲线图。图7的实线表示从排出口112滴下的灌溉用液体的总流量,图7的虚线表示在第二流路145中流动的(通过了旁通流路144)灌溉用液体的流量,图7的点划线表示在第一流路143中流动的(通过了减压流路142)灌溉用液体的流量。图7的横轴表示灌溉用液体的压力(MPa),纵轴表示从排出口112排出的灌溉用液体的流量(L/h)。
将灌溉用液体输送至输送管110内之前,灌溉用液体的压力没有施加到薄膜124上,因此第一隔膜部175与第二隔膜部183没有变形(参照图6A)。
若开始向输送管110内输送灌溉用液体,则流量减少部135的第一隔膜部175开始朝向第一阀座部172变形。另外,流路开闭部136的第二隔膜部183开始朝向第二阀座部182变形。但是,在该状态下,第一隔膜部175不与第一阀座部172接触,且第二隔膜部183不与第二阀座部182接触,因此从取水部131引入的灌溉用液体通过第一流路143(连接流路141、减压流路142、流量减少部135、以及排出部137)和第二流路145(连接流路141、旁通流路144、流路开闭部136、流量减少部135、以及排出部137)两条流路从输送管110的排出口112向外部排出。这样,开始向输送管110内输送灌溉用液体时或在输送管110内的灌溉用液体的压力为低压等情况下,从取水部131引入的灌溉用液体通过减压流路142和旁通流路144两条流路排出。
若输送管110内的灌溉用液体的压力达到第一压力,则第二隔膜部183与第二阀座部182接触而闭塞第二流路145(参照图6B)。这时,第一隔膜部175没有与第一阀座部172接触。这样,若输送管110内的灌溉用液体的压力大到使薄膜124变形,则第二隔膜部183接近第二阀座部182,因此,通过第二流路145排出的灌溉用液体的液量减少。然后,若输送管110内的灌溉用液体的压力达到第一压力,则第二流路145内的灌溉用液体不从排出口112排出(参照图7所示的虚线)。其结果,从取水部131引入的灌溉用液体通过第一流路143从输送管110的排出口112向外部排出。
若输送管110内的灌溉用液体的压力进一步升高,则第一隔膜部175进一步朝向第一阀座部172变形。通常随着灌溉用液体的压力升高,在第一流路143中流动的灌溉用液体的量应增大,但是在本实施方式的发射器120中,通过在减压流路142中使灌溉用液体的压力减小,并且使第一隔膜部175与第一阀座部172之间的间隔变窄,来防止在第一流路143中流动的灌溉用液体的量过度增大。并且,在输送管110内的灌溉用液体的压力为超过第一压力的第二压力以上的情况下,第一隔膜部175与第一阀座部172接触(参照图6C)。即使在该情况下,第一隔膜部175也不塞住流量减少用通孔161、连通槽173、以及排出用通孔174,因此,从取水部131引入的灌溉用液体通过连通槽173从输送管110的排出口112向外部排出。这样,在输送管110内的灌溉用液体的压力为第二压力以上的情况下,流量减少部135通过使第二隔膜部183与第二阀座部182接触来抑制在第一流路143中流动的灌溉用液体的液量的増大(参照图7所示的点划线)。
这样,流量减少部135和流路开闭部136根据输送管110内的灌溉用液体的压力,以互相补充在各自中流动的液量的方式发挥功能,因此,本实施方式的滴灌用输送管100在灌溉用液体的压力为低压和高压的任一者的情况下都能够使一定量的灌溉用液体向输送管110外排出(参照图7所示的实线)。
(效果)
如上所述,本实施方式的滴灌用输送管100具有主要在低压时动作的流路开闭部136和主要在高压时动作的流量减少部135,因此能够在不依赖输送管110内的灌溉用液体的压力的情况下使灌溉用液体定量地滴下。
(变形例)
另外,如图8A、图8B所示,也可以根据需要在连接槽132与旁路槽134之间设置第二减压槽233。在该情况下,使对应的取水用通孔152较短地构成。除了流路长度较短以外,第二减压槽233与减压槽133相同地构成。第二减压槽233通过与输送管110接合而成为第二减压流路242。在该情况下,也能够调整在第二流路145中流动的灌溉用液体的流量。
[实施方式2]
对于实施方式2的滴灌用输送管,发射器320的结构与实施方式1的滴灌用输送管100不同。因此,对于与实施方式1相同的结构,标以相同的标号并省略其说明。
图9A是发射器主体322与薄膜124接合前的实施方式2的发射器320的俯视图,图9B是发射器主体322与薄膜124接合前的实施方式2的发射器320的仰视图。
如图9A、图9B所示,在实施方式2的发射器320中,流量减少部135与流路开闭部136相互独立。流路开闭部136包括流路开闭用凹部381、第二阀座部182、以及作为薄膜124的一部分的第二隔膜部183。
流路开闭用凹部381包括俯视形状为圆形的流路开闭用凹部主体385、和从流路开闭用凹部主体385向侧面延伸的延伸部386。在延伸部386上形成有连通了排出部137的第二排出用通孔384。第二排出用通孔384在排出部137中的排出用凹部191开口。
在实施方式2的滴灌用输送管中,流量减少部135与流路开闭部136相互独立,因此第一流路143和第二流路145仅重复取水部131与连接流路141之间、以及排出部137。
在实施方式2的滴灌用输送管中,在灌溉用液体的压力为低压的情况下,灌溉用液体通过第二流路145和第一流路143两条流路向输送管110外排出。随着灌溉用液体的压力升高,通过第二流路145的灌溉用液体减少,并且通过第一流路143的灌溉用液体增加。若灌溉用液体的压力达到第一压力,则第二隔膜部183与第二阀座部182接触而闭塞第二流路145。若第二流路145被闭塞,则灌溉用液体仅通过第一流路143排出。并且,若灌溉用液体的压力进一步地为第二压力以上,则通过第一流路143排出的灌溉用液体的液量大致恒定。这样,实施方式2的滴灌用输送管也能够在不依赖灌溉用液体的压力的情况下滴下一定量的灌溉用液体。
(效果)
如上所述,实施方式2的滴灌用输送管具有与实施方式1的滴灌用输送管100相同的效果。
[实施方式3]
对于实施方式3的滴灌用输送管,发射器420的结构与实施方式1的滴灌用输送管100不同。因此,对于与实施方式1相同的结构,标以相同的标号并省略其说明。
图10A是发射器主体422与薄膜124接合前的实施方式3的发射器420的俯视图,图10B是发射器主体422与薄膜124接合前的实施方式3的发射器420的仰视图。
如图10A、图10B所示,在实施方式3的发射器420中,连接槽432(连接流路441)具有第一连接槽432a(第一连接流路441a)和第二连接槽432b(第二连接流路441b)。第一连接槽432a连接一侧的取水用通孔152与减压槽133。第一连接槽432a中的一部分区域以作为减压槽(减压流路)发挥功能的方式形成。另外,第二连接槽432b连接另一侧的取水用通孔152与旁路槽134。第二连接槽432b中的一部分区域以作为减压槽(减压流路)发挥功能的方式形成。
在实施方式3的滴灌用输送管中,连接槽432(连接流路441)具有第一连接槽432a(第一连接流路441a)和第二连接槽432b(第二连接流路441b),因此,第一流路443和第二流路445仅重复排出部137。即,形成由取水部131、连接流路441(第一连接流路441a)、减压流路142、流量减少部135、以及排出部137构成的、连接取水部131和排出部137的第一流路443。另外,形成由取水部131、连接流路441(第二连接流路441b)、旁通流路144、流路开闭部136、流量减少部135、以及排出部137构成的、连接取水部131和排出部137的第二流路445。第一流路443和第二流路445都使灌溉用液体从取水部131流通至排出部137。在本实施方式中,第二流路445的流路开闭部136的下游与流量减少部135连接,第一流路443与第二流路445重复从流量减少部135到排出部137之间。
在实施方式3的滴灌用输送管中,在灌溉用液体的压力为低压的情况下,灌溉用液体通过第二流路445和第一流路443两条流路向输送管110外排出。随着灌溉用液体的压力升高,通过第二流路445的灌溉用液体减少,并且通过第一流路443的灌溉用液体增加。若灌溉用液体的压力达到第一压力,则第二隔膜部183与第二阀座部182接触而闭塞第二流路445。若第二流路445被闭塞,则灌溉用液体仅通过第一流路443排出。并且,若灌溉用液体的压力进一步地为第二压力以上,则通过第一流路443排出的灌溉用液体的液量大致为恒定。这样,实施方式3的滴灌用输送管也能够在不依赖灌溉用液体的压力的情况下滴下一定量的灌溉用液体。
(效果)
如上所述,实施方式3的滴灌用输送管具有与实施方式1的滴灌用输送管100相同的效果。
[实施方式4]
对于实施方式4的滴灌用输送管,发射器520的结构与实施方式1的滴灌用输送管100不同。因此,对于与实施方式1相同的结构,标以相同的标号并省略其说明。
图11A是从正面139侧观察发射器520的立体图,图11B是从背面138侧观察发射器520的立体图。图12A是发射器主体522与薄膜124接合前的实施方式4的发射器520的俯视图,图12B是发射器主体522与薄膜124接合前的实施方式4的发射器520的仰视图。图13A是发射器520的侧视图,图13B是图12A所示的A-A线的剖面图,图13C是图12A所示的B-B线的剖面图。图14A是流路开闭部536的局部放大剖面图,图14B是流量减少部535的局部放大剖面图。
如图11和图12所示,发射器520具有发射器主体522和薄膜124。发射器主体522和薄膜124通过铰链部126一体成型。
发射器520包括取水部131、成为第一连接流路541的第一连接槽532、成为减压流路542的减压槽533、成为旁通流路544的旁路槽534、流量减少部535、流路开闭部536、排出部137、以及成为第二连接流路539的第二连接槽538。取水部131、流量减少部535、以及流路开闭部536配置在发射器520的正面139侧。另外,第一连接槽532、减压槽533、旁路槽534、排出部137、以及第二连接槽538配置在发射器520的背面138侧。
通过接合发射器520与输送管,第一连接槽532、减压槽533、旁路槽534、以及第二连接槽538分别成为第一连接流路541、减压流路542、旁通流路544、以及第二连接流路539。即形成由取水部131、第一连接流路541、减压流路542、流量减少部535、以及排出部137构成的、连接取水部131和排出部137的第一流路543。另外,形成由取水部131、第一连接流路541、旁通流路544、流路开闭部536、第二连接流路359、流量减少部535、以及排出部137构成的、连接取水部131和排出部137的第二流路545。第一流路543和第二流路545都使灌溉用液体从取水部131流通至排出部137。在本实施方式中,第二流路545的流路开闭部536的下游与流量减少部535连接,第一流路543和第二流路545重复从流量减少部535到排出部137之间。
取水部131具有取水侧筛网部151和取水用通孔152。在本实施方式中,取水用通孔152是沿着取水用凹部153的底面的长轴方向形成的一个长孔。由于长孔被多个第一凸条156覆盖,所以从正面侧观察时,看起来像取水用通孔152被分成多个通孔。
第一连接槽532(第一连接流路541)连接取水用通孔152(取水部131)、减压槽533、以及旁路槽534。旁路槽534连接在第一连接槽532的中央部付近,第一连接槽532的一端(没有配置取水用通孔152的一侧)连接有减压槽533。在本实施方式中,旁路槽534中的一部分区域以作为减压槽发挥功能的方式形成。另外,取水用通孔152与旁路槽534之间的连接槽432中的一部分区域也以作为减压槽发挥功能的方式形成。
流量减少部535包括流量减少用凹部171、第一阀座部572、连通槽573、排出用通孔174、第一隔膜部175、以及与流路开闭部536连通的第一连接孔576。流量减少用通孔161、排出用通孔174、以及与第二连接槽538(第二连接流路539)连通的第一连接孔576在流量减少用凹部171上开口。
第一阀座部572以包围排出用通孔174的方式配置在流量减少用凹部171的底面。在本实施方式中,第一阀座部572的形状为圆环状的凸部。更具体而言,第一阀座部572的形状形成为,其阀座面从排出用通孔174的开口部朝向流量减少用凹部171的底面倾斜。连通槽573与排出用通孔174连通,该连通槽573包括剖面积恒定的恒定部577、和配置在比恒定部577更靠外缘部侧且剖面积随着朝向外缘部逐渐减少的减少部578。
流路开闭部536包括流路开闭用凹部581、第二阀座部582、第二隔膜部183、以及连通了第二连接槽538(第二连接流路539)的第二连接孔540。
流路开闭用凹部581的俯视形状为大致圆形。流路开闭用凹部581的底面上配置有旁路用通孔163、第二阀座部582、以及连通了第二连接槽538(流量减少部535)的第二连接孔540。在本实施方式中,流路开闭用凹部581与流量减少用凹部171大小和形状相同。即,在实施方式4中,与实施方式1~3的流路开闭用凹部181、381相比,流路开闭用凹部581较大地形成。在本实施方式中,流量减少用凹部171和流路开闭用凹部581并列地配置在发射器520的长轴方向上。流入流路开闭用凹部581的灌溉用液体经由第二连接孔540、第二连接流路539、以及第一连接孔576,流入流量减少部535。
在实施方式4的滴灌用输送管中,在灌溉用液体的压力为低压的情况下,灌溉用液体通过第二流路545和第一流路543两条流路向输送管外排出。随着灌溉用液体的压力升高,第一隔膜部175朝向第一阀座部572变形,同时第二隔膜部183朝向第二阀座部582变形。若灌溉用液体的压力达到第一压力,则第二隔膜部183与第二阀座部582接触而将第二流路545闭塞。这时,由于与实施方式1~3相比,流路开闭用凹部581较大地形成,所以第二隔膜部183容易受到灌溉用液体的压力的影响。因此,从第二流路545内的灌溉用液体的流量为峰值的时间到第二流路545内的灌溉用液体的流量为零为止的时间缩短(参照图7的虚线)。若第二流路545被闭塞,则灌溉用液体仅通过第一流路543排出。
若输送管内的灌溉用液体的压力进一步升高,则第一隔膜部175进一步朝向第一阀座部572变形。通常随着灌溉用液体的压力升高,在第一流路543中流动的灌溉用液体的量应该增大,但是在本实施方式的发射器520中,第一阀座部572的阀座面朝向外缘向下方倾斜,因此,第一隔膜部175随着灌溉用液体的压力高于第二压力而进一步与阀座面密接,由连通槽573与第一隔膜部175形成的流路逐渐变长,其外缘侧的开口部逐渐变窄。这样,若灌溉用液体的压力为第二压力以上,则来自流量减少部535的灌溉用液体的流量被控制为与该流路的开口面积相应的流量,最终从排出口仅排出与该流路的开口面积相应的流量的灌溉用液体。这样,在实施方式4的发射器520中,在灌溉用液体的压力为第二压力以上的情况下,因该灌溉用液体的压力而导致的灌溉用液体的流量的增加、和因该流路的开口面积而导致的灌溉用液体的流量的减少相抵,因此,即使在灌溉用液体的压力增加到第二压力以上的情况下,从排出口排出的灌溉用液体的液量也不会增加。
(效果)
如上所述,实施方式4的滴灌用输送管能够比实施方式1的滴灌用输送管更加不依赖输送管内的灌溉用液体的压力而将灌溉用液体定量地滴下。
另外,由于流量减少用凹部171和流路开闭用凹部581并列地配置在发射器520的长轴方向上,因此能够更容易地使实施方式4的发射器520小型化。
另外,在实施方式1~4中,通过将发射器120、320、420、520与输送管110接合来形成连接流路141、441、减压流路142、以及旁通流路144,但是连接流路141、441、减压流路142、442、542、以及旁通流路144、544也可以预先在发射器内作为流路形成。
另外,在实施方式1~4中,通过改变第一阀座部172、572和第二阀座部182、582的位置(高度),对在薄膜124变形的情况下接触的时机进行了调整,但是第一阀座部172、572和第二阀座部182、582的位置(高度)也可以是相同深度。这时,也可以通过改变第一隔膜部175和第二隔膜部183的厚度或材料(弹性)来调整薄膜124变形的情况下接触的时机。
本申请主张基于2015年2月25日申请的日本特愿2015-035450和2015年6月2日申请的日本特愿2015-112274的优先权。该申请说明书和附图记载的内容全部被引用到本说明书中。
工业实用性
根据本发明,能够容易地提供可根据应滴下的液体的压力来以适当的速度将液体滴下的发射器。从而,可期待上述发射器在点滴灌溉或耐久试验等的、需要长期滴下的技术领域的普及和该技术领域的进一步发展。
附图标记说明
100 滴灌用输送管
110 输送管
112 排出口
120、320、420、520 发射器
122、322、422、522 发射器主体
124 薄膜
126 铰链部
131 取水部
132 连接槽
133、533 减压槽
134、534 旁路槽
135、535 流量减少部
136、536 流路开闭部
137 排出部
138 背面
139 正面
141、441 连接流路
142、542 减压流路
143、443、543 第一流路
144、544 旁通流路
145、445、545 第二流路
151 取水侧筛网部
152 取水用通孔
153 取水用凹部
154 狭缝
155 凸条
156 第一凸条
157 第二凸条
161 流量减少用通孔
162 凸部
163 旁路用通孔
164 流路用筛网部
165 突起
171 流量减少用凹部
172、572 第一阀座部
173、573 连通槽
174 排出用通孔
175 第一隔膜部
181、381、581 流路开闭用凹部
182、582 第二阀座部
183 第二隔膜部
191 排出用凹部
192 侵入防止部
193 凸条部
233 第二减压槽
242 第二减压流路
384 第二排出用通孔
385 流路开闭用凹部主体
386 延伸部
432a 第一连接槽
432b 第二连接槽
433a 第三减压槽
433b 第四减压槽
441a 第一连接流路
441b 第二连接流路
442a 第三减压流路
442b 第四减压流路
532 第一连接槽
538 第二连接槽
539 第二连接流路
540 第二连接孔
541 第一连接流路
576 第一连接孔
577 恒定部
578 减少部