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発明の名称 薬液混合装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−76906
公開日 平成11年(1999)3月23日
出願番号 特願平9−236655
出願日 平成9年(1997)9月2日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】杉本 巌 (外1名)
発明者 山本 兼三
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 薬液を貯留した薬液タンクと、薬液およびその希釈水を汲み上げる圧送ポンプと、圧送ポンプの吐出口に連結されており該吐出口と外部とを遮断または連通するコックと、薬液タンクと圧送ポンプの吸込口とを連通する吸液路と、吸液路と並列に配置されて圧送ポンプの吸込口と希釈水の水源とを連通する吸水路と、圧送ポンプの吐出口と吸込口とを連通する還流路と、還流路に介装されており、圧送ポンプ駆動状態でコックを閉じたときに開弁して還流路を連通しコックを開いたときには閉弁して還流路を遮断する逃がし弁とを備え、吸水路内には第1オリフィスを設け、吸液路内には第2オリフィスを設けるとともに、第1オリフィスの開口径と第2オリフィスの開口径とを、薬液と希釈水の所期の混合比率に応じてそれぞれ設定したことを特徴とする薬液混合装置。
【請求項2】 圧送ポンプの吐出口圧力が第1所定圧力よりも高くなったときに開弁し、吐出口圧力が第1所定圧力よりも低くなったときに閉弁する減圧ストップ弁を吸液路に介装したことを特徴とする請求項1に記載の薬液混合装置。
【請求項3】 還流路内の圧力が第2所定圧力よりも低くなったときに開弁し、還流路内の圧力が第2所定圧力よりも高くなったときに閉弁する減圧弁を吸液路に介装したことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の薬液混合装置。
【請求項4】 薬液タンクは、薬液を収容した状態で希釈水に浮上可能な中空容器に形成され、希釈水の水源に浮かべて用いられることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の薬液混合装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば畑地に撒布されたり土中に注入される薬剤を水などの希釈液で希釈・混合する際に用いられる薬液混合装置に関する。
【0002】
【従来の技術】これまで、農薬の撒布などを行うにあたっては、予め薬液調製槽を用意し、この薬液調製槽内で薬液と水などの他の液体とを希釈・混合したのち、この混合液を圧送ポンプで汲み上げて噴霧ノズルや土中注入器などに供給して使用していた。上記した使用態様では、噴霧ノズルや土中注入器で用いるに足る比較的大容量の薬液調製槽が必要であり、畦畔などで大きな用地を確保しなければならない。また、撒布などの途中で薬液調製槽内の混合液が底をついてきた場合は、撒布作業を一時中断して混合液を再度調製しなければならず、作業性が悪くなる。また、複数種の薬液を併用する場合、薬液調製槽で希釈・混合したのち時間が経過しすぎると、これらの薬効が低下したりすることもある。
【0003】そこで、本発明者は上記した不具合を解消するための薬液混合器を開発し、特許出願(特開平1−317327号公報)している。この薬液混合器は、ケーシング内に薬液供給路と、それから分岐した薬液還流路とを形成し、薬液供給路の薬液入口を薬液タンクに連通させ、薬液供給路の薬液出口を圧送ポンプの吸込口に連通させ、薬液還流路の還流口を薬液タンクに連通させたものであり、薬液供給路と薬液還流路とは圧送ポンプの吐出口圧力により作動する弁体により選択的に開閉されるようになっている。この薬液混合器を用いた薬液混合装置では、更に圧送ポンプの吸込口に希釈水供給路が直結されており、薬液供給路に薬液供給ポンプが設けられている。そして、圧送ポンプ駆動状態のままで撒布を中止しているときには薬液混合器の薬液供給路が閉じられて薬液還流路が開放され、撒布時には薬液供給路が開放されて薬液還流路が閉じられるようになっている。かかる薬液混合装置では、撒布などの使用直前に薬液を希釈・混合できるという利点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記した公報開示の薬液混合装置であれば、圧送ポンプと薬液供給ポンプといった複数のポンプを必要とし、薬液と希釈水の混合比率は薬液供給路に設けられた流量調整弁により薬液供給量を調整して設定しなければならない。そのため、装置が大型で複雑化し、製造コストがかさむ。
【0005】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであって、小型かつ簡素な構成により、薬液と希釈水とを所期比率で希釈・混合することのできる薬液混合装置の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明に係る薬液混合装置は、薬液を貯留した薬液タンクと、薬液およびその希釈水を汲み上げる圧送ポンプと、圧送ポンプの吐出口に連結されており該吐出口と外部とを遮断または連通するコックと、薬液タンクと圧送ポンプの吸込口とを連通する吸液路と、吸液路と並列に配置されて圧送ポンプの吸込口と希釈水の水源とを連通する吸水路と、圧送ポンプの吐出口と吸込口とを連通する還流路と、還流路に介装されており、圧送ポンプ駆動状態でコックを閉じたときに開弁して還流路を連通しコックを開いたときには閉弁して還流路を遮断する逃がし弁とを備え、吸水路内には第1オリフィスを設け、吸液路内には第2オリフィスを設けるとともに、第1オリフィスの開口径と第2オリフィスの開口径とを、薬液と希釈水の所期の混合比率に応じてそれぞれ設定した構成にしてある。
【0007】また、前記の構成に加えて、圧送ポンプの吐出口圧力が第1所定圧力よりも高くなったときに開弁し、吐出口圧力が第1所定圧力よりも低くなったときに閉弁する減圧ストップ弁を吸液路に介装したものである。
【0008】更に、前記それぞれの構成に加えて、還流路内の圧力が第2所定圧力よりも低くなったときに開弁し、還流路内の圧力が第2所定圧力よりも高くなったときに閉弁する減圧弁を吸液路に介装したものである。
【0009】そして、前記それぞれの構成における薬液タンクとしては、薬液を収容した状態で希釈水に浮上可能な中空容器に形成され、希釈水の水源に浮かべて用いられるものを採用してもよい。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔実施形態1.〕図1は本発明の一実施形態に係る薬液混合装置を示す配管系統図である。図において、薬液混合装置1は、薬液Aを貯留した薬液タンク2と、薬液Bを貯留した薬液タンク3と、薬液A,Bおよびそれらの希釈水Wを汲み上げる圧送ポンプ4と、薬液タンク2,3と圧送ポンプ4の吸込口5とを連通する吸液路9,10と、吸液路9,10と並列に配置されて圧送ポンプ4の吸込口5と希釈水Wの水源とを連通する吸水路11と、圧送ポンプ4の吐出口6と吸込口5とを連通する還流路12とを備えている。
【0011】そして、圧送ポンプ4の吐出口6に設けられた吐出管6aには、アキュムレータ24および圧力計25が連結されている。吐出管6aの先端にはコック8が設けられており、このコック8には外部機器として噴霧ノズル7が接続されている。圧送ポンプ4の吸込口5近傍には、負圧計26が設けられている。また、還流路12には、圧送ポンプ駆動状態でコック8が閉じられたときに開弁して還流路12を連通し、コック8の開放時には閉弁して還流路12を遮断する逃がし弁14が介装されている。吸液路9,10には、圧送ポンプ4の吐出口6における圧力に基づいて開閉する減圧ストップ弁17A,17Bが介装されている。減圧ストップ弁17A,17Bと接続される導圧路13は吐出管6aに連結され、この導圧路13にもコック23が設けられている。還流路12の逃がし弁14下流側には、還流時の圧力になると吸液路9,10を遮断する減圧弁15A,15Bと、薬液A,Bおよび希釈水Wの混合液の還流量を調整するための流量調整弁19が介装されている。尚、希釈水Wの水源としては、車載用の500リットルタンクなどに貯留した水でもよいし、田圃や川の農業用水でも構わない。
【0012】特に、この薬液混合装置1では、吸水路11内に第1オリフィス20が設けられ、吸液路9,10内には第2オリフィス21,22が設けられている。この場合、第1オリフィス20の開口径D1 (D1 =5.6mmφ)に対し、第2オリフィス21の開口径D2 (D2 =0.8mmφ)(または第2オリフィス22の開口径D3 (D3 =0.8mmφ))は、薬液A(または薬液B)と希釈水Wの所期の混合比率BR(例えば、BR=1/49)に応じて設定されている。
【0013】そして、逃がし弁14は、図2に示すように、ケーシング40内に、還流路12を介して圧送ポンプ4の吐出管6aと連結された導圧路46と、この導圧路46と直交するようにピストン41などの収容空間および出側通路45とが形成されている。ピストン41の上端には弁体48がビス49で固定されており、出側通路45下部の弁座47を開閉するようになっている。ピストン41は上記の収容空間内に移動自在に配備されており、内装されたコイルバネ42により弁座47に向けて常時付勢されている。このコイルバネ42による付勢力はケーシング40下部にねじ込まれる蝶ネジ44で受座43を上下移動させることにより調整される。この場合、導圧路46内の圧力が25kg/cm2 になると、ピストン41が収容空間内に押し込まれるように、コイルバネ42の付勢力が調整される。
【0014】また、一体型弁16は、図3に示すように、単独のケーシング60を用いて減圧弁15Aおよび減圧弁15Bを一体に構成してある。まず、減圧弁15Aは、逃がし弁14の出側通路45と連通する導圧路66がケーシング60内を貫通して設けられている。この導圧路66から直交分岐してピストン61Aやコイルバネ62Aの収容空間が形成されている。ピストン61Aには弁軸63Aの一端が取り付けられている。弁軸63Aの他端側は上記の収容空間とは別個に形成された入側通路65A内に臨ませてあり、弁軸63Aの先端に弁体68Aが固設されている。この入側通路65Aの下部にはOリング67Aが配備されており、Oリング67Aに対し弁体68Aが密着・離間することにより、吸液路9に連結された出側通路64Aと上記の入側通路65Aとが遮断・連通されるようになっている。一方、減圧弁15Bを構成するピストン61B、コイルバネ62B、弁軸63B、出側通路64B、入側通路65B、Oリング67B、弁体68Bも、減圧弁15Aの要素と同様に構成されている。この場合、導圧路66内の圧力が例えば5kg/cm2 程度(還流時の圧力であり、第2所定圧力に相当する)を超えると、ピストン61A,61Bがそれぞれの収容空間内に押し込まれて弁体68A,68Bが閉じるように、コイルバネ62A,62Bの付勢力が設定されている。
【0015】また、一体型弁18は、図4に示すように、単独のケーシング70を用いて減圧ストップ弁17Aおよび減圧ストップ弁17Bを一体に構成してある。まず、減圧ストップ弁17Aは、吐出管6aからの導圧路13と連通する導圧路76がケーシング70内を横断して設けられている。この導圧路76から直交分岐してピストン71Aやコイルバネ72Aの収容空間が形成されている。ピストン71Aには弁軸73Aの一端が取り付けられている。弁軸73Aの他端側は上記の収容空間とは別個に形成された入側通路74A内に臨ませてあり、弁軸73Aの先端に弁体78Aが固設されている。この入側通路74Aの上方にはOリング77Aが配備されており、Oリング77Aに対し弁体78Aが密着・離間することにより、吸液路9に連結された出側通路75Aと上記の入側通路74Aとが遮断・連通されるようになっている。減圧ストップ弁17Bを構成するピストン71B、コイルバネ72B、弁軸73B、入側通路74B、出側通路75B、Oリング77B、弁体78Bも、減圧ストップ弁17Aの要素と同様に構成されている。この場合、導圧路76内の圧力が約5kg/cm2 (第1所定圧力に相当する)よりも高くなると、ピストン71A,71Bがそれぞれの収容空間内に押し込まれて弁体78A,78Bが開くように、コイルバネ72A,72Bの付勢力が設定されている。
【0016】そして、流量調整弁19は、図5に示すように、ケーシング80内に形成されたL字状通路の一端側にオリフィス82が装着され、このオリフィス82のオリフィス開口84(開口径=3mmφ)を広狭させるように、先細の弁軸83がL字状通路内に配備されている。弁軸83の他端側にはケーシング80の外面と螺合する調整用つまみ81が取付けられている。この調整用つまみ81を回転させることにより弁軸83が進退し、吸込口6に連結された出側通路85とオリフィス開口84とを連通・遮断して希釈水Wおよび薬液A,Bの還流量を調整するようになっている。尚、上記のオリフィス82は2点鎖線で示す減圧弁15Bのソケット部50にケーシング80を装着することにより保持される。
【0017】引続き、この薬液混合装置1による薬液A,Bの希釈・混合動作につき、以下に説明する。ここでは、薬液Aとして酸性水溶液を用い、薬液Bとしてアルカリ性水溶液を用いた場合を例示する。まず、薬液混合装置1の全ての通路内をエア抜きした後に、圧送ポンプ4を起動する。そして、コック8を開き噴霧ノズル7から希釈水Wを噴霧させた状態で、圧送ポンプ4の吐出量を例えばエンジン回転数などで調整し、吐出管6a、逃がし弁14までの還流路12、導圧路13内を20kg/cm2 程度の圧力に保持する。そこで、コック8を閉じると、圧送ポンプ4吐出側の圧力が一時的に25kg/cm2 程度まで上昇する。すると、逃がし弁14の弁体48が開き、圧送ポンプ4吐出側の圧力が15〜18kg/cm2 まで落ちる。こうして、圧送ポンプ4吐出側の希釈水Wは、還流路12を通り、逃がし弁14、減圧弁15A,15B、流量調整弁19を経て圧送ポンプ4の吸込側に戻る。
【0018】このとき、逃がし弁14に生じやすいチャタリングは、逃がし弁14の下流側に配備されている流量調整弁19により防ぐことができ、吐出管6a、還流路12、導圧路13内は15〜18kg/cm2 に安定に保持される。これにより、吸液路9,10が確実に閉じられて、薬液A,Bの混入を防ぐことができる。尚、流量調整弁19を通過する循環量は、噴霧ノズル7からの噴霧量と同等となるように、予め調整用つまみ81により調整されている。
【0019】一方、減圧ストップ弁17A,17Bも導圧路13からの圧力によってそれぞれの弁体78A,78Bが開いて薬液タンク2,3から減圧弁15A,15Bまでの吸液路9,10を連通させる。他方、減圧弁15A,15Bは、還流状態の間は弁体68A,68Bが閉じている。そこで、コック8を開いて通常の噴霧状態にすると、逃がし弁14が閉じ、減圧弁15A,15Bの吸液路9,10が開放される。これにより、吸液路9,10が全体にわたって連通する。そこで、吸水路11からは希釈水Wが吸い上げられ、吸液路9,10からは薬液A,Bが吸い上げられ、これらは圧送ポンプ4の吸込側で合流して混合されたのち、吐出管6aを経て噴霧ノズル7から畑地などに噴霧される。このとき、圧送ポンプ4の送水量は10リットル/分程度であり、吸込口5における負圧は−40cmHg程度である。
【0020】この場合、薬液A,Bと希釈水Wとの混合比率BRは、第1オリフィス20の開口径D1 と第2オリフィス21(または22)の開口径D2 (またはD3 )との比率により設定されており、例えば薬液A,Bがそれぞれ1リットルで、希釈水Wが49リットルであって、それぞれ1/49になっている。一般に、薬剤は10リットル容器で取り扱われ、軽トラックの荷台に搭載可能な水タンクの容量は500リットルであることから、50倍希釈にすると使い勝手がよい。
【0021】そうして、噴霧を中止するにあたりコック8を閉止すると、上述した起動初期時と同様に、逃がし弁14が開き、減圧弁15A,15Bで吸液路9,10が遮断される。この場合、圧送ポンプ4から吐出された混合液は還流路12を循環するだけであり、薬液A,Bは減圧弁15A,15Bで止められて吸い上げられない。
【0022】また、ポンプ停止時には減圧ストップ弁17A,17Bで吸液路9,10が遮断されるので、吸液路9,10を異なる種類の薬液や希釈水が逆流して薬液タンクに流れ込むといった弊害を防止できる。従って、例えば温室内でタイマにより周期的に噴霧するにあたり、圧送ポンプの駆動・停止を繰り返すような場合に好適である。
【0023】他方、圧送ポンプ4を一旦止めて導圧路13の圧力がなくなったことを確認したのちコック23を閉じるようにすると、減圧ストップ弁17A,17Bが吸液路9,10を閉止するので、普通の散水用として希釈水Wだけを散布することができる。すなわち、この薬液混合装置1では、吸い込んだ薬剤および希釈水は全量吐出するようにしてあり、薬剤タンクや水源などに戻したりしない。従って、薬剤は原液のままで保持され、希釈水の水源が汚染されたりすることもない。
【0024】上述したように、この実施形態の薬液混合装置1によれば、噴霧直前に、薬液Aまたは薬液Bを希釈・混合することができる。因みに、薬液A(酸性水溶液)と薬液B(アルカリ性水溶液)とは混合したのちに放置すると薬効が著しく低下することがあるが、この薬液混合装置1であれば、かかる薬効の低下を憂慮することなく用いることができる。また、構造が簡素なオリフィスによって薬液と希釈水の混合比率を設定することができ、そのうえ開口径の異なるオリフィスに適宜取り替えるといった簡単な操作だけで、所望の混合比率の希釈液を得ることができる。また、圧送ポンプ4の停止時、ホース破損時、コック23による導圧路13閉止時などには、減圧ストップ弁17A,17Bが吸液路9,10をそれぞれ遮断し、圧送ポンプ4を駆動したまま噴霧中止する時には減圧弁15A,15Bが吸液路9,10をそれぞれ遮断するので、薬液タンク2,3に対し他方の薬液や希釈水Wが流入することを阻止できるのである。
【0025】〔実施形態2.〕尚、上記では薬液タンクとして、軽トラックの荷台などに載置可能な薬液タンクA,Bを例示したが、これらに限らず、図6に示す薬液タンク2a(3a)を用いることもできる。この薬液タンク2aは、例えばポリエチレン製であって、薬液Aを収容した状態で希釈水Wに浮上可能な中空容器に成型されており、希釈水Wの水源に浮かべて用いられるようになっている。薬液Bを収容する薬液タンク3aも同様に構成できる。かかる薬液タンク2a,3aを用いた場合は、使用中に希釈水Wと薬液Aまたは薬液Bとの液位に開きを生じることがないので、混合比率BRを一定に保持することができる。
【0026】〔実施形態3.〕一方、図7および図8に、本発明を最も簡単に構成した実施形態を示す。各図において、薬液混合装置1Aは、1種類の薬液Cを貯留した薬液タンク2と、水タンク30に貯留された希釈水Wと前記の薬液Cを汲み上げる圧送ポンプ4と、圧送ポンプ4の吐出口6と噴霧ノズル7とを遮断または連通するコック8と、薬液タンク2と圧送ポンプ4の吸込口5とを連通する吸液路9と、圧送ポンプ4の吸込口5と水タンク30内とを連通する吸水路11と、圧送ポンプ4の吐出口6と吸込口5とを連通する還流路12と、圧送ポンプ4の駆動状態でコック8を閉じたときに開弁して還流路12を連通しコック8を開いたときには閉弁して還流路12を遮断する逃がし弁14と、薬液Cおよび希釈水Wの還流量を調整するための流量調整弁19と、図3に示した一体型弁16の一部分である減圧弁15Aと、図4に示した一体型弁18の一部分である減圧ストップ弁17Aとを備えている。また、吸水路11内に第1オリフィス20が設けられ、吸液路9内には第2オリフィス21が設けられている。尚、31は圧送ポンプ4の吐出口6に設けられたエア抜き用弁、32は吸水路11の水タンク30側端部に設けられたストレーナ、33は吸液路9の薬液タンク2側端部に設けられた小型クリーナである。従って、この実施形態の薬液混合装置1Aでは、例えば薬液Cを単に希釈水Wで希釈するような簡単な構成となっている。すなわち、薬液Cと希釈水Wの所期の混合比率に応じて、第1オリフィス20の開口径と第2オリフィス21の開口径とがそれぞれ設定されており、薬液Cと希釈水Wとを所期の比率で混合することができる。
【0027】〔実施形態4.〕他方、図9に示すように、例えば薬液A,Bを1次の希釈水Wで予め薄めておき、更に大量の希釈水Wで希釈するような場合にも適用できる。この場合、薬液混合装置1aは、先述した薬液混合装置1の構成と比べて、薬液Aを1次希釈する希釈水W用の吸水路11Aを連通・遮断する減圧ストップ弁27Aと、薬液Bを1次希釈する希釈水W用の吸水路11Bを連通・遮断する減圧ストップ弁27Bとが付設されたことと、減圧ストップ弁17A,27Aまたは減圧ストップ弁17B,27Bに対応して減圧弁15A,15Bからなる一体型弁16が1基付設されたことと、減圧ストップ弁17A出側の吸液路9に設けられた開口径D4 のオリフィス28と、減圧ストップ弁27A出側の吸水路11Aに設けられた開口径D5 のオリフィス29と、減圧ストップ弁17B出側の吸液路10に設けられた開口径D6 のオリフィス30と、減圧ストップ弁27B出側の吸水路11Bに設けられた開口径D7 のオリフィス31とを備えていることである。
【0028】かかる構成の薬液混合装置1aでは、薬液A,Bが粘性の高いものであったり、高濃度のままで混合すると不具合を生じるおそれがある場合に、これらの混合に先んじてそれぞれを予備希釈しておくことができるので、混合比率がばらつきにくく、原液混合による不具合を防止することができる。
【0029】無論、上記の薬液混合装置1A,1aにおいても、薬液A,B,あるいはCを収容した状態で希釈水Wに浮上可能な薬液タンク2a,3aを用いることができる。また、上記した各実施の形態では、2種類の薬液A,Bを希釈・混合する例や1種類の薬液Cを希釈する例を示したが、本発明は3種以上の薬液を希釈・混合するように構成できるのはいうまでもない。
【0030】
【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る薬液混合装置によれば、構造が簡素な第1オリフィスおよび第2オリフィスを用いてあるので、小型かつ簡素な構成ですむ。加えて、第1オリフィスの開口径と第2オリフィスの開口径とを薬液と希釈水の所期の混合比率に応じてそれぞれ設定することにより、薬液と希釈水とを所期の比率で混合できる。
【0031】また、圧送ポンプ停止時やホース破損時などのように圧送ポンプの吐出口圧力が第1所定圧力よりも低くなると、減圧ストップ弁が吸液路を遮断するので、薬液タンクに対し希釈水や希釈後の混合液が混入したり、あるいは薬液が希釈水の水源に流入して汚染したりすることを防止できる。
【0032】更に、還流路内の圧力が第2所定圧力を超えたときに閉弁する減圧弁を吸液路に介装してあるので、圧送ポンプを駆動したままコックを閉めて噴霧中止するような場合には減圧弁が吸液路を遮断する。従って、かかる場合にも、薬液タンクに対し希釈水や希釈後の混合液が混入したり、あるいは薬液が希釈水の水源に流入して汚染したりすることを防止できる。
【0033】そして、薬液タンクとして希釈水の水源に浮上可能な中空容器を用いた場合は、使用中に希釈水と薬液の液位の差が使用中にほとんど変わらないので、一定の混合比率を保持した混合液を得ることができるのである。




 

 


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