地下灌漑システム
【構成】 水位管理器１０は、送水管１４をおよびフロート２６を備える。送水管１４は軸固定具２４により垂直方向に固定され、この送水管１４に沿ってフロート２６が水位に連動し上下動する。また、フロート２６にリンク機構３８を介して弁体４０が連結され、フロート２６の上下動に連動して弁体４０は送水管１４の給水口２２を開閉する。
【効果】 水位変動に応じてフロート２６がスムーズに上下動して、弁体４０が適切なタイミングで給水口２２を開閉し、また弁体４０が給水口２２を隙間なく塞ぐことにより、止水性に優れる。
【効果】 水位変動に応じてフロート２６がスムーズに上下動して、弁体４０が適切なタイミングで給水口２２を開閉し、また弁体４０が給水口２２を隙間なく塞ぐことにより、止水性に優れる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、地下灌漑システムに関し、特にたとえば、水槽内に収容される水位管理器を用いた、地下灌漑システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の水位管理器の一例が、特許文献１に開示されている。この特許文献１のフロートバルブでは、貯水タンクに給水管が接続され、給水管の先端にバルブ本体が装着されており、バルブ本体内の弁体と貯水タンク内に浮かぶフロートとが連動機構により接続されている。この連動機構により、貯水タンク内の水位変動に応じてフロートが上下動すると、上下動に連動して弁体が給水管を開閉している。
【特許文献１】特許第３０２６４２１号公報［Ｆ１６Ｋ ３１／２４、Ｅ０３Ｂ １１／００、Ｆ１６Ｈ ２１／１０］
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１の従来技術では、フロートが水面に浮かんでいるだけだと、水面の波や水流などの影響をフロートが受け、フロートが傾くことにより、水位変動に応じたフロートの上下動が抑制されたり、弁体と弁座との間に隙間が生じたりして、的確なタイミングで隙間なく弁体が給水管を塞ぐ事ができないことがあり、止水性に問題がある。
【０００４】
それゆえに、この発明の主たる目的は、止水性を向上することができる水位管理器を用いて、過剰な用水が耕作地へ供給されることを防止する地下灌漑システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明は、耕作地に敷設され、耕作地に用水を供給する給水管、給水管の上流側の端部に形成され、その内部の水位が給水管を介して耕作地の地下水位に連動する縦管部、給水路からの用水を縦管部内に供給する給水口を有する送水管、縦管部内に収容され、耕作地の地下水位に連動した縦管部内の水位の変動に応じて給水口を弁体で開閉して当該給水口から縦管部内への給水を調整する水位管理器、および給水管の下流側の端部に設けられ、耕作地の地下水位が所定の地下水位設定値よりも高い場合に耕作地の地下水を排水管を介して排水路に排出する水位設定器を備える、地下灌漑システムである。
【０００６】
請求項２の発明は、弁体が前記給水口を開閉する水位を前記地下水位設定値に基づいて設定した、請求項１記載の地下灌漑システムである。
【０００７】
請求項３の発明は、耕作地の地下水位が地下水位設定値よりも低い場合に弁体が給水口を開いて当該給水口から縦管部内へ給水され、耕作地の地下水位が地下水位設定値よりも高い場合に弁体が給水口を閉じて当該給水口から縦管部内への給水が停止される、請求項２記載の地下灌漑システムである。
【０００８】
請求項４の発明は、水位管理器は、送水管にガイドされて縦管部内の水位の変動に連動するフロートを含み、弁体は、フロートに連結され、かつフロートが上昇すると給水口を閉じ、フロートが下降すると給水口を開く、請求項３記載の地下灌漑システムである。
【０００９】
請求項５の発明は、水位設定器は、垂直方向に配置され、下流側側面に前記排水管が接続される外管部、および外管部内に垂直方向に配置され、かつ両端が開口し、下端開口が給水管に接続される内管部を含み、内管部内の水位は、給水管を介して耕作地の地下水位に連動し、内管部の高さは、上端開口が地下水位設定値に位置するように設定される、請求項３または４記載の地下灌漑システムである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、送水管をガイドにしてフロートを上下動させることにより、止水性に優れるので、過剰な用水が耕作地へ供給されることを防止できる。
【００１１】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の一実施例の水位管理器を水槽に据え付けた状態を示す部分断面図である。
【図２】図１の水位管理器を示す平面図である。
【図３】図１の水位管理器を示す平面図である。
【図４】図１の水位管理器を示す平面図である。
【図５】弁体、角度調節部および弁体リンク部を示す断面図である。
【図６】水位管理器、給水管および水位設定器を耕作地に配置した状態を示す図解図である。
【図７】耕作地の地下水位Ｗが水位設定値より低い場合の地下灌漑システムを用いた耕作地を示す断面図である。
【図８】耕作地の地下水位Ｗが水位設定値Ｓより高い場合の地下灌漑システムを用いた耕作地を示す断面図である。
【図９】この発明の別の実施例の水位管理器を示す断面図である。
【図１０】この発明のさらに別の実施例の水位管理器を示す断面図である。
【図１１】この発明のさらに別の実施例の水位管理器を示す断面図である。
【図１２】（ａ）は、この発明のさらに別の実施例の水位管理器を示す断面図であり、（ｂ）は、この発明のさらに別の実施例の水位管理器を示す断面図である。
【図１３】この発明のさらに別の実施例の水位管理器を示す断面図である。
【図１４】この発明のさらに別の実施例の水位管理器を示す断面図である。
【図１５】この発明のさらに別の実施例の水位管理器を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１に示すこの発明の一実施例である水位管理器１０は、水槽１２内に収容され、水槽１２内の水位に応じて用水の供給を調整するものである。
【００１４】
水槽１２は、人工の水槽、配管および井戸などの竪穴、ならびにため池など、貯水部である。
【００１５】
図１〜４に示すように、水位管理器１０は送水管１４を備える。送水管１４は、用水を
送水するための管であって、本体部１６および先端部１８を含む。本体部１６は、給水本管（図示せず）などと先端部１８とを繋ぐ管であり、たとえば、複数の直管または可撓管を繋いで形成されたり、１本の可撓管で形成されたりする。先端部１８は、鉛直に設けられる直管であり、たとえばＳＵＳなどの金属、または塩化ビニル樹脂などの合成樹脂により形成される。先端部１８の長さは、適宜設定されるが、搬送、設置や経済性などの点から本体部１６に比べて短く設定される。先端部１８の一端部分は、本体部１６と接続されるための接続部分であって、本体部１６が抜けにくいようにその表面にタケノコ状の切り込みなどが設けられる。先端部１８の他端は弁体を受ける弁座２０として用いられ、他端開口は水槽１２内に用水を供給する給水口２２として利用される。また、先端部１８の周囲に、たとえば２つの軸固定具２４およびフロート２６が配置される。
【００１６】
軸固定具２４は、送水管１４に装着され、端部が水槽１２の内面に沿って、送水管１４、特に先端部１８が傾くことを防止するものであって、たとえば平板で形成される。軸固定具２４は、ポリ塩化ビニルなどの合成樹脂で形成され、挿通孔２８を含む。挿通孔２８は、送水管１４が挿通される孔であって、軸固定具２４の中央またはほぼ中央に配置される。そして、この挿通孔２８に通された送水管１４に軸固定具２４がねじなどによって固定される。また、軸固定具２４の端部が水槽１２の内面に沿うように、端部は弧状などに形成され、軸固定具２４の長さは水槽１２の内径より少し小さく設定される。さらに、２つの軸固定具２４はそれぞれ送水管１４の上部および下部に取り付けられ、これらは互いに直角に交わるように配置される。この上側軸固定具２４は長さ調整部３０および開口部３２を含む。長さ調整部３０は、軸固定具２４の長さを微調整するものであって、ボルトなどが用いられる。長さ調整部３０は、開口部３２から上側軸固定具２４の側面に向かって取り付けられ、長さ調整部３０を回転させて、軸固定具２４の側面から突出する長さを変えることにより、軸固定具２４の長さは調整される。
【００１７】
フロート２６は、給水口２２の上方に配置されて、水槽１２内の水面に浮かび、水槽１２内の水位変動に応じて上下動する浮標であり、塩化ビニル、ポリプロピレンまたはポリエチレンなどの合成樹脂を用いて、中空成形などにより形成される。この合成樹脂は適宜選択される。また、フロート２６は、たとえばリング状であって、その中心に貫通孔３４を含む。フロート２６が水槽１２の内面に接触することを防止するために、フロート２６の直径は水槽１２の内径より小さく設定される。フロート２６の高さはフロート２６の必要な浮力、つまり弁体が給水口２２を塞ぐ力に応じて設定される。
【００１８】
貫通孔３４は、送水管１４、特に先端部１８が通る部分であり、フロート２６を軸方向に貫通する。貫通孔３４の直径は、送水管１４に沿ってフロート２６が移動可能なように、送水管１４の外径より少し大きく設定される。
【００１９】
また、フロート２６は、２つのフロートリンク部３６をさらに含む。フロートリンク部３６は、塩化ビニル、ポリプロピレンまたはポリエチレンなどの合成樹脂の板状体で形成される。２つのフロートリンク部３６は、それらの間に貫通孔３４を挟んで、フロート２６の下面に溶接などにより接合される。そして、このフロートリンク部３６にリンク機構３８が接合され、フロート２６はリンク機構３８を介して弁体４０と連結される。
【００２０】
図１〜図５に示すように、弁体４０は、給水口２２の下方に配置されて、弁座２０に当接して、給水口２２を塞ぐものであり、フロート２６が上昇すると給水口２２を閉じ、かつフロート２６が下降すると給水口２２を開くことにより給水口２２から供給される用水の量を調整するために用いられる。この弁体４０は、当接部４２、座部４４、角度調節部５０および弁体リンク部４６を有する。当接部４２は、円盤状であって、その表面に当接面４８を含む。当接部４２は、当接面４８が弁座２０に隙間なく接触するように、エチレンプロピレンゴムなどの弾性材、または合成樹脂などで形成される。当接面４８は、弁座
２０に当接し、給水口２２を塞ぐ平らな面であって、給水口２２に向かい合い、かつ弁座２０に対して平行に配置される。座部４４は、当接部４２を支持する部分であり、塩化ビニル樹脂などの合成樹脂、またはＳＵＳなどの金属を用いて円盤状に形成され、当接部４２の裏面に当接部４２と重ねて配置される。当接部４２および座部４４の直径は、弁座２０に当たる大きさであり、弁座２０の直径、つまり送水管１４の先端の外径より大きく設定される。また、弁体４０は、角度調節部５０を介して弁体リンク部４６に接続される。
【００２１】
角度調節部５０は、当接部４２および座部４４を支持すると共に、弾性変形などにより当接面４８の角度を調節するものとして、座部４４と弁体リンク部４６との間に配置され、当接部４２および座部４４と共に弁体リンク部４６にボルトなどで固定される。角度調節部５０は、エチレンプロピレンゴムなどの弾性材、または合成樹脂などを用いて、円盤状または円筒形状に形成される。そして、角度調節部５０の直径は、当接部４２および座部４４が傾くために、当接部４２および座部４４の直径より小さく設定される。角度調節部５０の硬度は、小さ過ぎると、角度調節部５０が当接部４２および座部４４を支持する力が弱くなり、当接面４８が弁座２０に隙間なく当接することができなくなり、一方、大き過ぎると、角度調節部５０が変形しにくくなるため、弾性変形して当接面４８の角度を適切に調節することができなくなることにより、支持力および弾性を考慮して適宜設定される。
【００２２】
弁体リンク部４６は、当接部４２、座部４４および角度調節部５０を支持しながら、これらをリンク機構３８に連結するものであり、ＳＵＳなどの金属または合成樹脂などを用いてＵ字状に形成される。弁体リンク部４６の両端はリンク機構３８に接続され、弁体リンク部４６の中央に当接部４２、座部４４および角度調節部５０が取り付けられる。
【００２３】
リンク機構３８は、フロート２６の動きを弁体４０に伝え、フロート２６の上下動と弁体４０が給水口２２を開閉する動きとを連動させるものであって、第１節５４、第２節５６および第３節５８を有す。リンク機構３８は、２本の第１アーム６０、２本の第２アーム６２および２本の第３アーム６４を含む。第１アーム６０、第２アーム６２および第３アーム６４は、それぞれＳＵＳなどの金属または合成樹脂などを用いて平棒などで形成される。第１アーム６０に第１節５４が設けられ、第２アーム６２に第２節５６が設けられ、第３アーム６４に第３節５８が設けられる。第１節５４と第２節５６との間の長さは、第２節５６と第３節５８との間の長さより長く設定される。また、２本の第１アーム６０はそれぞれの上端部でピン接合され、各第１アーム６０の下端部は第２アーム６２の上端部とピン接合され、２本の第２アーム６２は互いに交差して、各第２アーム６２の下端部は第３アーム６４の上端部とピン接合され、さらに、２本の第３アーム６４の下端部はピン接合される。これにより、２つの菱形部分６６、６８が設けられ、上側の菱形部分６６は下側の菱形部分６８より大きく形成される。また、各接合部はピン接合されることにより、各アーム５４、５６、５８は回転可能に接合されるため、各菱形部分６６、６８は変形可能であって、図２および図４に示すように、各菱形部分６６、６８の対角線の長さが伸縮する。
【００２４】
第１節５４はフロートリンク部３６を介してフロート２６がピン接合される、フロート２６との連結節である。第２節５６は弁体リンク部４６を介して当接部４２などがピン接合される、弁体４０との連結節である。第３節５８は軸固定具２４と共に送水管１４がピン接合される、送水管１４との連結節である。
【００２５】
これにより、２つのリンク機構３８はそれぞれ送水管１４および弁体４０などを間に挟んで配置され、フロート２６、送水管１４および弁体４０に連結される。そして、図４に示すように、送水管１４に沿ってフロート２６が下がれば、それに伴い弁体４０も下がり、弁体４０が給水口２２を開く。反対に、図２に示すように、送水管１４に沿ってフロー
ト２６が上がれば、それに伴い弁体４０も上がり、弁体４０が給水口２２を閉じる。
【００２６】
そして、このようなリンク機構３８において、図２および図４に示すように、フロート２６の移動距離（Ｆ−Ｆ０）と弁体４０の移動距離Ｖとの比は、リンク機構３８の上側菱形部分６６の対角線（Ｕ−Ｕ０）と下側菱形部分６８の対角線Ｄとの比に比例する。このため、対角線の長さを調整することにより、弁体４０の移動距離を変化させることができ、Ｕ／Ｄの値を大きくすれば、弁体４０が弁座２０に押し付けられる力が強くなり、給水口２２が弁体４０に強い力で閉められる。
【００２７】
また、図１および図３に示すように、水位管理器１０は指挟み防止カバー７０を備え、指挟み防止カバー７０がリンク機構３８の前面に取り付けられる。指挟み防止カバー７０は、菱形部分６６、６８の中に指が入り、リンク機構３８が伸縮した際に、指がリンク機構３８で挟まれることを防止するカバーである。指挟み防止カバー７０はエチレンプロピレンゴムなどで形成され、その大きさは、リンク機構３８、特に菱形部分６６、６８を覆う大きさに設定される。
【００２８】
このような水位管理器１０を用いる場合、まず、先端部１８に本体部１６を接続して、水位管理器１０を水槽１２に入れ、弁体４０が弁座２０に当接した状態、つまりフロート２６が上がった状態でフロート２６が所定の水位設定値に位置するように水位管理器１０の高さを調整する。それから、長さ調整部３０を調整して上側軸固定具２４を長くし、上側軸固定具２４を水槽１２の内面に突っ張らせることにより、送水管１４を水槽１２に固定する。これで、先端部１８が鉛直方向に配置されれば、水位管理器１０の据付は終了し、用水を送水管１４に送水すると、用水は給水口２２から水槽１２内に供給される。この用水にフロート２６が浮いて、水位変動に連動して送水管１４をガイドとしてフロート２６が上下動する。
【００２９】
そして、フロート２６が上昇すると、弁体４０が給水口２２を閉じて、給水を止め、一方、フロート２６が下降すると、弁体４０が給水口２２を開いて、給水を行う。
【００３０】
このように、フロート２６が送水管１４をガイドとすれば、フロート２６は水面の波や水流などの影響を受けて、フロート２６が傾いたり、水槽１２の内面に接触したりしにくく、水位変動に応じてスムーズに上下動するため、的確なタイミングで弁体４０が給水口２２を開閉することができ、止水性に優れる。
【００３１】
しかも、軸固定具２４により送水管１４が傾きにくいため、送水管１４をガイドとするフロート２６、およびフロート２６に連動する弁体４０も傾きにくくなり、弁体４０が隙間なく給水口２２を塞ぐことができ、さらに止水性が向上する。
【００３２】
特に、フロート２６が送水管１４に沿って上下動し、かつ弁体４０がフロート２６に連結されていると、給水口２２や弁座２０と弁体４０との相対位置が変わらず、弁座２０に対して弁体４０が傾かないことにより、弁体４０が弁座２０に隙間なく当接するため、給水口２２が確実に塞がれ、さらに止水性が向上する。
【００３３】
また、フロート２６と連結する第１節５４を力点とし、弁体４０と連結する第２節５６を作用点とし、送水管１４と連結する第３節５８を支点とすれば、てこの原理でフロート２６の上下動が弁体４０に働き、フロート２６が上昇する力を大きく弁体４０に伝えることができるため、弁体４０は強い力で上方に向かい、給水口２２を隙間なく塞ぐ事ができる。
【００３４】
さらに、仮に当接面４８が弁座２０に対して傾いていても、角度調節部５０により当接
面４８の角度が調整されれば、当接面４８が弁座２０に当接した際に、当接面４８が弁座２０に対して平行になるように当接面４８の角度が調整されるため、当接面４８が隙間なく弁座２０に当たり、給水口２２を完全に塞ぐことができる。
【００３５】
また、人が水槽内に入らずに水位管理器１０を据え付けることができ、水槽の断面積が水位管理器１０の挿入可能な大きさであれば設置することができる。
【００３６】
図６〜図８は、この水位管理器１０を耕作地に送水管から用水を供給する地下灌漑システム７４に用いた場合の実施例である。この地下灌漑システム７４では、耕作地７２の一方側部に給水路７６が敷設され、他方側部に排水路７８が敷設される。
【００３７】
給水路７６は耕作地７２に用水を供給するための管路であって、送水管１４に接続される。この給水路７６の傍に給水管８６の立ち上げられた部分、つまり縦管部８５が水槽として設けられ、縦管部８５の中に水位管理器１０が配置される。一方、排水路７８は耕作地７２の過剰な地下水を排出するための水路であって、排水管８０および排水溝８２などが用いられ、排水路７８は排水管８０を介して水位設定器８４に接続される。そして、縦管部８５と水位設定器８４との間に複数の給水管８６が接続され、各給水管８６は耕作地７２に敷設される。これにより、給水管８６を介して縦管部８５の水位および水位設定器８４の水位は耕作地７２の地下水位Ｗに連動する。
【００３８】
水位設定器８４は、耕作地７２の地下水位Ｗを設定するものであり、外管部８８および内管部９０を備える。外管部８８は、垂直方向に配置され、その下端に底を有し、その上端は開口して、上端開口に蓋９２が開閉可能に装着される。上端開口は蓋９２を開けることにより、地下灌漑システム７４の点検口として用いられる。外管部８８の下流側側面に排水管８０が接続され、外管部８８の中に内管部９０が配置される。
【００３９】
内管部９０は、垂直方向に配置され、両端は開口し、下端開口は継手などを介して給水管８６に接続される。内管部９０の高さは、その上端が耕作地７２の地下水位設定値Ｓに位置するように設定される。
【００４０】
図７に示すように、耕作地７２の地下水位Ｗが地下水位設定値Ｓより低い場合、縦管部８５の水位は地下水位Ｗと同じ高さになり、フロート２６は地下水位設定値Ｓより下がり、それに伴いリンク機構３８が縮んで弁体４０が下降して、給水口２２が開く。この給水口２２から用水が縦管部８５に供給されて、用水は給水管８６を通り、給水管８６の多数の細孔から耕作地７２に供給される。
【００４１】
一方、図８に示すように、耕作地７２の地下水位Ｗが地下水位設定値Ｓと同じまたはそれより高い場合、縦管部８５の水位が地下水位Ｗと連動して地下水位設定値Ｓと同じまたはそれより高くなり、それに伴ってフロート２６も地下水位設定値Ｓと同じまたはそれより上がる。フロート２６が上昇すると、リンク機構３８が伸びて弁体４０が上がり、弁体４０が弁座２０に当たって、給水口２２を塞ぎ、用水の供給が停止される。
【００４２】
また、耕作地７２の地下水位Ｗが地下水位設定値Ｓより高いと、耕作地７２の地下水は給水管８６に流入し、給水管８６を通って内管部９０へ流れ、内管部９０の上端開口から外管部８８へ溢れ出して、外管部８８から排水管８０を介して排水路７８へ排出される。
【００４３】
このように、弁体４０が給水口２２を的確なタイミングで隙間なく開閉することにより、過剰な用水を耕作地７２へ供給することを防止できる。
【００４４】
なお、リンク機構は図１の形状に限定されず、たとえば、図９に示すリンク機構９４を
用いることができる。このリンク機構９４は、図１のリンク機構３８とほぼ同様であるが、リンク機構３８の形状が異なり、１本の第１アーム６０、１本の第２アーム６２および１本の第３アーム６４を含む。この場合も、図１のリンク機構３８と同様の作用及び効果を示す。
【００４５】
これと別のリンク機構として、図１０に示すリンク機構９６を用いることもできる。このリンク機構９６は４本の第４アーム９８および２本の第５アーム１００を含む。４本の第４アーム９８は、それぞれの両端部がピン接合されて、菱形状に組み合わされ、また、４本の内の２本の第４アーム９８および２本の第５アーム１００で菱形状になるように、第５アーム１００の上端部が第５アーム１００の上端部にピン接合され、下端部が第４アーム９８にピン接合される。
【００４６】
また、リンク機構３８は第１節１０２、第２節１０４および第３節１０６を含み、第１節１０２は、第４アーム９８の上端部の接合部に設けられ、フロートリンク部３６を介してフロート２６にピン接合される。第２節１０４は、第５アーム１００の上端部の接合部に設けられ、座体４０にピン接合される。第３節１０６は、第４アーム９８の下端部の接合部に設けられ、軸固定具２４と共に送水管１４にピン接合される。この場合も、図１のリンク機構３８と同様の作用及び効果を示す。
【００４７】
また、上記全ての実施例では、角度調節部５０に弾性材を用いたが、座部４４を支持しながら当接面４８の角度を調節できるものであれば、これに限定されない。たとえば、図１１に示すバネ１０８や図１２（ａ）に示す曲面体１１０を角度調節部に用いることもできる。
【００４８】
この図１２（ａ）の角度調節部５０の場合、曲面体１１０は、球および楕円体を含み、金属や合成樹脂などの高剛性の材料で形成され、座部４４などと共にボルトなどで弁体リンク部４６に固定される。そして、座部４４に受部１１２を形成することもできる。受部１１２は曲面で形成された窪みであって、曲面の曲率は曲面体１１０の曲率より小さく設定される。この受部１１２が曲面体１１０に沿って座部４４は傾くため、曲面体１１０は、当接部４２および座部４４を支持しながら、当接面４８の角度を調節できる。
【００４９】
そして、別の曲面体１１３ａとして、図１２（ｂ）に示す曲面体１１３ａを用いることもできる。この曲面体１１３ａはボルト１１３ｂの頭部であって、座部１１５ａおよび抜け止め部１１５ｂで覆われる。座部１１５ａは、その内部に曲面体１１３ａの曲面に沿う曲面、および曲面体１１３ａを納める空間を有し、また、その表面に当接部４２を有する。そして、ボルト１１３ｂの脚部は弁体リンク部４６にナット１１３ｃで固定され、座部１１５ａと弁体リンク部４６との間に配置される。これにより、ボルト１１３ｂは、当接部４２および座部１１５ａを支持すると共に、曲面体１１３ａで当接面４８の角度を調節し、角度調節部として機能する。
【００５０】
さらに、上記全ての実施例では、先端部１８の端が弁座２０として用いられたが、先端部１８に口金１１４を取り付けることもできる。口金１１４は金属や合成樹脂などを用いて円筒形状に形成され、送水管１４の端部にねじ接合や溶接などで取り付けられる。この場合、口金１１４の端部は弁座２０として弁体４０を受け、かつ口金１１４の端部開口が給水口２２となる。
【００５１】
図１４に示すこの発明の他の実施例である水位管理器１０は図１に示す水位管理器１０とほぼ同じであるが、送水管１４の端部に弁本体１１６が取り付けられる。これ以外の部分に関しては図１実施例の示す水位管理器１０と同様であるため、共通する部分については同じ番号を付して、説明は省略する。
【００５２】
弁本体１１６は、金属や合成樹脂などで形成され、上面、下面および円筒形状の側面を有する。上面に送水管取り付け口１１８および通孔１２０が設けられ、下面に給水口２２を含む弁座１２２が設けられる。送水管取り付け口１１８は、送水管１４の先端にねじ接合や溶接などで接続される接続部であり、通孔１２０は、弁体リンク部４６を通すための孔である。弁座１２２は上を向く。弁体リンク部４６は、その一端がリンク機構３８にピン接合され、通孔１２０をとおり、その他端は弁本体１１６の中に挿入される。弁体４０の当接面４８は弁本体１１６の中に収容され、給水口２２に向かい合って配置される。また、弁体リンク部４６に蓋部１２４が装着される。蓋部１２４は、弁体４０が下がった際に、通孔１２０を塞ぐものであって、弾性材などで形成され、弁体４０の外側に配置される。これにより、弁体４０が下がり、給水口２２から用水が給水され弁本体１１６内が用水で満たされても、蓋部１２４が通孔１２０を塞ぐため、通孔１２０から用水が漏れ出さない。
【００５３】
また、このリンク機構３８において、第１節５４にフロート２６がフロートリンク部３６を介してピン接合され、第３節５８に当接部４２などが弁体リンク部４６を介してピン接合され、第２節５６に送水管１４が軸固定具２４を介してピン接合される。
【００５４】
これによれば、送水管１４により送水される用水は給水口２２から縦管部８５に供給される。そして、供給された用水の水位が上昇すると、それに伴いフロート２６が上昇し、それに応じて弁体４０が下降して弁座１２２に当接して、給水口２２を塞ぐ。これにより、用水が弁座１２２に向かって流れるのに対して、弁体４０は送水管１４側から弁座１２２に向かって移動するため、用水の水圧の向きと弁体４０の弁座１２２を塞ぐ向きとが一致し、弁体４０が弁座１２２を押し付ける力が水圧により増して、弁体４０が弁座１２２に強く押し付けられることにより、弁体４０が弁座１２２を隙間なく塞ぐ事ができ、止水性に優れる。
【００５５】
また、給水口２２に配管を接続し、任意の場所まで敷設することで、給水場所を任意に設定することができる。
【００５６】
さらに、上で挙げた角度や寸法の具体的数値はいずれも単なる一例であり、必要に応じて適宜変更可能である。
【００５７】
また、上記全ての実施例において、フロート２６の上下動と当接面４８が給水口２２を開閉する動きとを連動させるものとして、リンク機構３８、９４、９６を用いたが、これに限定されない。たとえば、図１５に示すアーム部１２６を用いることもできる。このアーム部１２６はたとえばＳＵＳなどの金属または合成樹脂などを用いてＵ字状に形成される。アーム部１２６の両端がフロートリンク部３６に接続され、アーム部１２６の中央が当接部４２、座部４４および角度調節部５０に接続される。これにより、フロート２６が上昇するに伴い、アーム部１２６が当接部４２などを引き上げることにより、当接面４８が給水口２２を塞ぐ。一方、フロート２６が下降すれば、アーム部１２６が当接部４２などを引き下げて、当接面４８が給水口２２を開く。
【００５８】
さらに、上記全ての実施例において、弁体４０を、当接部４２、座部４４、角度調節部５０および弁体リンク部４６で形成したが、これらのいずれかがなくてもよい。
【００５９】
また、上記全ての実施例において、指挟み防止カバー７０を用いたが、これを用いなくてもよい。
【００６０】
さらに、図２、図４および図７〜図１０において、リンク機構３８などがわかりやすい
ように、便宜上指挟み防止カバー７０を表していない。
【符号の説明】
【００６１】
１０…水位管理器
１２…水槽
１４…送水管
２０、１２２…弁座
２２…給水口
２４…軸固定具
２６…フロート
３８、９４、９６…リンク機構
４０・・・弁体
４８…当接面
５０…角度調節部
５４、１０２…第１節
５６、１０４…第２節
５８、１０６…第３節
７０…指挟み防止カバー
７２…耕作地
７４…地下灌漑システム
８６…給水管
１０８…バネ
１１０、１１３ａ…曲面体
１１３ｂ…ボルト
１１６…弁本体
１１８…送水管取り付け口
【技術分野】
【０００１】
この発明は、地下灌漑システムに関し、特にたとえば、水槽内に収容される水位管理器を用いた、地下灌漑システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の水位管理器の一例が、特許文献１に開示されている。この特許文献１のフロートバルブでは、貯水タンクに給水管が接続され、給水管の先端にバルブ本体が装着されており、バルブ本体内の弁体と貯水タンク内に浮かぶフロートとが連動機構により接続されている。この連動機構により、貯水タンク内の水位変動に応じてフロートが上下動すると、上下動に連動して弁体が給水管を開閉している。
【特許文献１】特許第３０２６４２１号公報［Ｆ１６Ｋ ３１／２４、Ｅ０３Ｂ １１／００、Ｆ１６Ｈ ２１／１０］
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１の従来技術では、フロートが水面に浮かんでいるだけだと、水面の波や水流などの影響をフロートが受け、フロートが傾くことにより、水位変動に応じたフロートの上下動が抑制されたり、弁体と弁座との間に隙間が生じたりして、的確なタイミングで隙間なく弁体が給水管を塞ぐ事ができないことがあり、止水性に問題がある。
【０００４】
それゆえに、この発明の主たる目的は、止水性を向上することができる水位管理器を用いて、過剰な用水が耕作地へ供給されることを防止する地下灌漑システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明は、耕作地に敷設され、耕作地に用水を供給する給水管、給水管の上流側の端部に形成され、その内部の水位が給水管を介して耕作地の地下水位に連動する縦管部、給水路からの用水を縦管部内に供給する給水口を有する送水管、縦管部内に収容され、耕作地の地下水位に連動した縦管部内の水位の変動に応じて給水口を弁体で開閉して当該給水口から縦管部内への給水を調整する水位管理器、および給水管の下流側の端部に設けられ、耕作地の地下水位が所定の地下水位設定値よりも高い場合に耕作地の地下水を排水管を介して排水路に排出する水位設定器を備える、地下灌漑システムである。
【０００６】
請求項２の発明は、弁体が前記給水口を開閉する水位を前記地下水位設定値に基づいて設定した、請求項１記載の地下灌漑システムである。
【０００７】
請求項３の発明は、耕作地の地下水位が地下水位設定値よりも低い場合に弁体が給水口を開いて当該給水口から縦管部内へ給水され、耕作地の地下水位が地下水位設定値よりも高い場合に弁体が給水口を閉じて当該給水口から縦管部内への給水が停止される、請求項２記載の地下灌漑システムである。
【０００８】
請求項４の発明は、水位管理器は、送水管にガイドされて縦管部内の水位の変動に連動するフロートを含み、弁体は、フロートに連結され、かつフロートが上昇すると給水口を閉じ、フロートが下降すると給水口を開く、請求項３記載の地下灌漑システムである。
【０００９】
請求項５の発明は、水位設定器は、垂直方向に配置され、下流側側面に前記排水管が接続される外管部、および外管部内に垂直方向に配置され、かつ両端が開口し、下端開口が給水管に接続される内管部を含み、内管部内の水位は、給水管を介して耕作地の地下水位に連動し、内管部の高さは、上端開口が地下水位設定値に位置するように設定される、請求項３または４記載の地下灌漑システムである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、送水管をガイドにしてフロートを上下動させることにより、止水性に優れるので、過剰な用水が耕作地へ供給されることを防止できる。
【００１１】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の一実施例の水位管理器を水槽に据え付けた状態を示す部分断面図である。
【図２】図１の水位管理器を示す平面図である。
【図３】図１の水位管理器を示す平面図である。
【図４】図１の水位管理器を示す平面図である。
【図５】弁体、角度調節部および弁体リンク部を示す断面図である。
【図６】水位管理器、給水管および水位設定器を耕作地に配置した状態を示す図解図である。
【図７】耕作地の地下水位Ｗが水位設定値より低い場合の地下灌漑システムを用いた耕作地を示す断面図である。
【図８】耕作地の地下水位Ｗが水位設定値Ｓより高い場合の地下灌漑システムを用いた耕作地を示す断面図である。
【図９】この発明の別の実施例の水位管理器を示す断面図である。
【図１０】この発明のさらに別の実施例の水位管理器を示す断面図である。
【図１１】この発明のさらに別の実施例の水位管理器を示す断面図である。
【図１２】（ａ）は、この発明のさらに別の実施例の水位管理器を示す断面図であり、（ｂ）は、この発明のさらに別の実施例の水位管理器を示す断面図である。
【図１３】この発明のさらに別の実施例の水位管理器を示す断面図である。
【図１４】この発明のさらに別の実施例の水位管理器を示す断面図である。
【図１５】この発明のさらに別の実施例の水位管理器を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１に示すこの発明の一実施例である水位管理器１０は、水槽１２内に収容され、水槽１２内の水位に応じて用水の供給を調整するものである。
【００１４】
水槽１２は、人工の水槽、配管および井戸などの竪穴、ならびにため池など、貯水部である。
【００１５】
図１〜４に示すように、水位管理器１０は送水管１４を備える。送水管１４は、用水を
送水するための管であって、本体部１６および先端部１８を含む。本体部１６は、給水本管（図示せず）などと先端部１８とを繋ぐ管であり、たとえば、複数の直管または可撓管を繋いで形成されたり、１本の可撓管で形成されたりする。先端部１８は、鉛直に設けられる直管であり、たとえばＳＵＳなどの金属、または塩化ビニル樹脂などの合成樹脂により形成される。先端部１８の長さは、適宜設定されるが、搬送、設置や経済性などの点から本体部１６に比べて短く設定される。先端部１８の一端部分は、本体部１６と接続されるための接続部分であって、本体部１６が抜けにくいようにその表面にタケノコ状の切り込みなどが設けられる。先端部１８の他端は弁体を受ける弁座２０として用いられ、他端開口は水槽１２内に用水を供給する給水口２２として利用される。また、先端部１８の周囲に、たとえば２つの軸固定具２４およびフロート２６が配置される。
【００１６】
軸固定具２４は、送水管１４に装着され、端部が水槽１２の内面に沿って、送水管１４、特に先端部１８が傾くことを防止するものであって、たとえば平板で形成される。軸固定具２４は、ポリ塩化ビニルなどの合成樹脂で形成され、挿通孔２８を含む。挿通孔２８は、送水管１４が挿通される孔であって、軸固定具２４の中央またはほぼ中央に配置される。そして、この挿通孔２８に通された送水管１４に軸固定具２４がねじなどによって固定される。また、軸固定具２４の端部が水槽１２の内面に沿うように、端部は弧状などに形成され、軸固定具２４の長さは水槽１２の内径より少し小さく設定される。さらに、２つの軸固定具２４はそれぞれ送水管１４の上部および下部に取り付けられ、これらは互いに直角に交わるように配置される。この上側軸固定具２４は長さ調整部３０および開口部３２を含む。長さ調整部３０は、軸固定具２４の長さを微調整するものであって、ボルトなどが用いられる。長さ調整部３０は、開口部３２から上側軸固定具２４の側面に向かって取り付けられ、長さ調整部３０を回転させて、軸固定具２４の側面から突出する長さを変えることにより、軸固定具２４の長さは調整される。
【００１７】
フロート２６は、給水口２２の上方に配置されて、水槽１２内の水面に浮かび、水槽１２内の水位変動に応じて上下動する浮標であり、塩化ビニル、ポリプロピレンまたはポリエチレンなどの合成樹脂を用いて、中空成形などにより形成される。この合成樹脂は適宜選択される。また、フロート２６は、たとえばリング状であって、その中心に貫通孔３４を含む。フロート２６が水槽１２の内面に接触することを防止するために、フロート２６の直径は水槽１２の内径より小さく設定される。フロート２６の高さはフロート２６の必要な浮力、つまり弁体が給水口２２を塞ぐ力に応じて設定される。
【００１８】
貫通孔３４は、送水管１４、特に先端部１８が通る部分であり、フロート２６を軸方向に貫通する。貫通孔３４の直径は、送水管１４に沿ってフロート２６が移動可能なように、送水管１４の外径より少し大きく設定される。
【００１９】
また、フロート２６は、２つのフロートリンク部３６をさらに含む。フロートリンク部３６は、塩化ビニル、ポリプロピレンまたはポリエチレンなどの合成樹脂の板状体で形成される。２つのフロートリンク部３６は、それらの間に貫通孔３４を挟んで、フロート２６の下面に溶接などにより接合される。そして、このフロートリンク部３６にリンク機構３８が接合され、フロート２６はリンク機構３８を介して弁体４０と連結される。
【００２０】
図１〜図５に示すように、弁体４０は、給水口２２の下方に配置されて、弁座２０に当接して、給水口２２を塞ぐものであり、フロート２６が上昇すると給水口２２を閉じ、かつフロート２６が下降すると給水口２２を開くことにより給水口２２から供給される用水の量を調整するために用いられる。この弁体４０は、当接部４２、座部４４、角度調節部５０および弁体リンク部４６を有する。当接部４２は、円盤状であって、その表面に当接面４８を含む。当接部４２は、当接面４８が弁座２０に隙間なく接触するように、エチレンプロピレンゴムなどの弾性材、または合成樹脂などで形成される。当接面４８は、弁座
２０に当接し、給水口２２を塞ぐ平らな面であって、給水口２２に向かい合い、かつ弁座２０に対して平行に配置される。座部４４は、当接部４２を支持する部分であり、塩化ビニル樹脂などの合成樹脂、またはＳＵＳなどの金属を用いて円盤状に形成され、当接部４２の裏面に当接部４２と重ねて配置される。当接部４２および座部４４の直径は、弁座２０に当たる大きさであり、弁座２０の直径、つまり送水管１４の先端の外径より大きく設定される。また、弁体４０は、角度調節部５０を介して弁体リンク部４６に接続される。
【００２１】
角度調節部５０は、当接部４２および座部４４を支持すると共に、弾性変形などにより当接面４８の角度を調節するものとして、座部４４と弁体リンク部４６との間に配置され、当接部４２および座部４４と共に弁体リンク部４６にボルトなどで固定される。角度調節部５０は、エチレンプロピレンゴムなどの弾性材、または合成樹脂などを用いて、円盤状または円筒形状に形成される。そして、角度調節部５０の直径は、当接部４２および座部４４が傾くために、当接部４２および座部４４の直径より小さく設定される。角度調節部５０の硬度は、小さ過ぎると、角度調節部５０が当接部４２および座部４４を支持する力が弱くなり、当接面４８が弁座２０に隙間なく当接することができなくなり、一方、大き過ぎると、角度調節部５０が変形しにくくなるため、弾性変形して当接面４８の角度を適切に調節することができなくなることにより、支持力および弾性を考慮して適宜設定される。
【００２２】
弁体リンク部４６は、当接部４２、座部４４および角度調節部５０を支持しながら、これらをリンク機構３８に連結するものであり、ＳＵＳなどの金属または合成樹脂などを用いてＵ字状に形成される。弁体リンク部４６の両端はリンク機構３８に接続され、弁体リンク部４６の中央に当接部４２、座部４４および角度調節部５０が取り付けられる。
【００２３】
リンク機構３８は、フロート２６の動きを弁体４０に伝え、フロート２６の上下動と弁体４０が給水口２２を開閉する動きとを連動させるものであって、第１節５４、第２節５６および第３節５８を有す。リンク機構３８は、２本の第１アーム６０、２本の第２アーム６２および２本の第３アーム６４を含む。第１アーム６０、第２アーム６２および第３アーム６４は、それぞれＳＵＳなどの金属または合成樹脂などを用いて平棒などで形成される。第１アーム６０に第１節５４が設けられ、第２アーム６２に第２節５６が設けられ、第３アーム６４に第３節５８が設けられる。第１節５４と第２節５６との間の長さは、第２節５６と第３節５８との間の長さより長く設定される。また、２本の第１アーム６０はそれぞれの上端部でピン接合され、各第１アーム６０の下端部は第２アーム６２の上端部とピン接合され、２本の第２アーム６２は互いに交差して、各第２アーム６２の下端部は第３アーム６４の上端部とピン接合され、さらに、２本の第３アーム６４の下端部はピン接合される。これにより、２つの菱形部分６６、６８が設けられ、上側の菱形部分６６は下側の菱形部分６８より大きく形成される。また、各接合部はピン接合されることにより、各アーム５４、５６、５８は回転可能に接合されるため、各菱形部分６６、６８は変形可能であって、図２および図４に示すように、各菱形部分６６、６８の対角線の長さが伸縮する。
【００２４】
第１節５４はフロートリンク部３６を介してフロート２６がピン接合される、フロート２６との連結節である。第２節５６は弁体リンク部４６を介して当接部４２などがピン接合される、弁体４０との連結節である。第３節５８は軸固定具２４と共に送水管１４がピン接合される、送水管１４との連結節である。
【００２５】
これにより、２つのリンク機構３８はそれぞれ送水管１４および弁体４０などを間に挟んで配置され、フロート２６、送水管１４および弁体４０に連結される。そして、図４に示すように、送水管１４に沿ってフロート２６が下がれば、それに伴い弁体４０も下がり、弁体４０が給水口２２を開く。反対に、図２に示すように、送水管１４に沿ってフロー
ト２６が上がれば、それに伴い弁体４０も上がり、弁体４０が給水口２２を閉じる。
【００２６】
そして、このようなリンク機構３８において、図２および図４に示すように、フロート２６の移動距離（Ｆ−Ｆ０）と弁体４０の移動距離Ｖとの比は、リンク機構３８の上側菱形部分６６の対角線（Ｕ−Ｕ０）と下側菱形部分６８の対角線Ｄとの比に比例する。このため、対角線の長さを調整することにより、弁体４０の移動距離を変化させることができ、Ｕ／Ｄの値を大きくすれば、弁体４０が弁座２０に押し付けられる力が強くなり、給水口２２が弁体４０に強い力で閉められる。
【００２７】
また、図１および図３に示すように、水位管理器１０は指挟み防止カバー７０を備え、指挟み防止カバー７０がリンク機構３８の前面に取り付けられる。指挟み防止カバー７０は、菱形部分６６、６８の中に指が入り、リンク機構３８が伸縮した際に、指がリンク機構３８で挟まれることを防止するカバーである。指挟み防止カバー７０はエチレンプロピレンゴムなどで形成され、その大きさは、リンク機構３８、特に菱形部分６６、６８を覆う大きさに設定される。
【００２８】
このような水位管理器１０を用いる場合、まず、先端部１８に本体部１６を接続して、水位管理器１０を水槽１２に入れ、弁体４０が弁座２０に当接した状態、つまりフロート２６が上がった状態でフロート２６が所定の水位設定値に位置するように水位管理器１０の高さを調整する。それから、長さ調整部３０を調整して上側軸固定具２４を長くし、上側軸固定具２４を水槽１２の内面に突っ張らせることにより、送水管１４を水槽１２に固定する。これで、先端部１８が鉛直方向に配置されれば、水位管理器１０の据付は終了し、用水を送水管１４に送水すると、用水は給水口２２から水槽１２内に供給される。この用水にフロート２６が浮いて、水位変動に連動して送水管１４をガイドとしてフロート２６が上下動する。
【００２９】
そして、フロート２６が上昇すると、弁体４０が給水口２２を閉じて、給水を止め、一方、フロート２６が下降すると、弁体４０が給水口２２を開いて、給水を行う。
【００３０】
このように、フロート２６が送水管１４をガイドとすれば、フロート２６は水面の波や水流などの影響を受けて、フロート２６が傾いたり、水槽１２の内面に接触したりしにくく、水位変動に応じてスムーズに上下動するため、的確なタイミングで弁体４０が給水口２２を開閉することができ、止水性に優れる。
【００３１】
しかも、軸固定具２４により送水管１４が傾きにくいため、送水管１４をガイドとするフロート２６、およびフロート２６に連動する弁体４０も傾きにくくなり、弁体４０が隙間なく給水口２２を塞ぐことができ、さらに止水性が向上する。
【００３２】
特に、フロート２６が送水管１４に沿って上下動し、かつ弁体４０がフロート２６に連結されていると、給水口２２や弁座２０と弁体４０との相対位置が変わらず、弁座２０に対して弁体４０が傾かないことにより、弁体４０が弁座２０に隙間なく当接するため、給水口２２が確実に塞がれ、さらに止水性が向上する。
【００３３】
また、フロート２６と連結する第１節５４を力点とし、弁体４０と連結する第２節５６を作用点とし、送水管１４と連結する第３節５８を支点とすれば、てこの原理でフロート２６の上下動が弁体４０に働き、フロート２６が上昇する力を大きく弁体４０に伝えることができるため、弁体４０は強い力で上方に向かい、給水口２２を隙間なく塞ぐ事ができる。
【００３４】
さらに、仮に当接面４８が弁座２０に対して傾いていても、角度調節部５０により当接
面４８の角度が調整されれば、当接面４８が弁座２０に当接した際に、当接面４８が弁座２０に対して平行になるように当接面４８の角度が調整されるため、当接面４８が隙間なく弁座２０に当たり、給水口２２を完全に塞ぐことができる。
【００３５】
また、人が水槽内に入らずに水位管理器１０を据え付けることができ、水槽の断面積が水位管理器１０の挿入可能な大きさであれば設置することができる。
【００３６】
図６〜図８は、この水位管理器１０を耕作地に送水管から用水を供給する地下灌漑システム７４に用いた場合の実施例である。この地下灌漑システム７４では、耕作地７２の一方側部に給水路７６が敷設され、他方側部に排水路７８が敷設される。
【００３７】
給水路７６は耕作地７２に用水を供給するための管路であって、送水管１４に接続される。この給水路７６の傍に給水管８６の立ち上げられた部分、つまり縦管部８５が水槽として設けられ、縦管部８５の中に水位管理器１０が配置される。一方、排水路７８は耕作地７２の過剰な地下水を排出するための水路であって、排水管８０および排水溝８２などが用いられ、排水路７８は排水管８０を介して水位設定器８４に接続される。そして、縦管部８５と水位設定器８４との間に複数の給水管８６が接続され、各給水管８６は耕作地７２に敷設される。これにより、給水管８６を介して縦管部８５の水位および水位設定器８４の水位は耕作地７２の地下水位Ｗに連動する。
【００３８】
水位設定器８４は、耕作地７２の地下水位Ｗを設定するものであり、外管部８８および内管部９０を備える。外管部８８は、垂直方向に配置され、その下端に底を有し、その上端は開口して、上端開口に蓋９２が開閉可能に装着される。上端開口は蓋９２を開けることにより、地下灌漑システム７４の点検口として用いられる。外管部８８の下流側側面に排水管８０が接続され、外管部８８の中に内管部９０が配置される。
【００３９】
内管部９０は、垂直方向に配置され、両端は開口し、下端開口は継手などを介して給水管８６に接続される。内管部９０の高さは、その上端が耕作地７２の地下水位設定値Ｓに位置するように設定される。
【００４０】
図７に示すように、耕作地７２の地下水位Ｗが地下水位設定値Ｓより低い場合、縦管部８５の水位は地下水位Ｗと同じ高さになり、フロート２６は地下水位設定値Ｓより下がり、それに伴いリンク機構３８が縮んで弁体４０が下降して、給水口２２が開く。この給水口２２から用水が縦管部８５に供給されて、用水は給水管８６を通り、給水管８６の多数の細孔から耕作地７２に供給される。
【００４１】
一方、図８に示すように、耕作地７２の地下水位Ｗが地下水位設定値Ｓと同じまたはそれより高い場合、縦管部８５の水位が地下水位Ｗと連動して地下水位設定値Ｓと同じまたはそれより高くなり、それに伴ってフロート２６も地下水位設定値Ｓと同じまたはそれより上がる。フロート２６が上昇すると、リンク機構３８が伸びて弁体４０が上がり、弁体４０が弁座２０に当たって、給水口２２を塞ぎ、用水の供給が停止される。
【００４２】
また、耕作地７２の地下水位Ｗが地下水位設定値Ｓより高いと、耕作地７２の地下水は給水管８６に流入し、給水管８６を通って内管部９０へ流れ、内管部９０の上端開口から外管部８８へ溢れ出して、外管部８８から排水管８０を介して排水路７８へ排出される。
【００４３】
このように、弁体４０が給水口２２を的確なタイミングで隙間なく開閉することにより、過剰な用水を耕作地７２へ供給することを防止できる。
【００４４】
なお、リンク機構は図１の形状に限定されず、たとえば、図９に示すリンク機構９４を
用いることができる。このリンク機構９４は、図１のリンク機構３８とほぼ同様であるが、リンク機構３８の形状が異なり、１本の第１アーム６０、１本の第２アーム６２および１本の第３アーム６４を含む。この場合も、図１のリンク機構３８と同様の作用及び効果を示す。
【００４５】
これと別のリンク機構として、図１０に示すリンク機構９６を用いることもできる。このリンク機構９６は４本の第４アーム９８および２本の第５アーム１００を含む。４本の第４アーム９８は、それぞれの両端部がピン接合されて、菱形状に組み合わされ、また、４本の内の２本の第４アーム９８および２本の第５アーム１００で菱形状になるように、第５アーム１００の上端部が第５アーム１００の上端部にピン接合され、下端部が第４アーム９８にピン接合される。
【００４６】
また、リンク機構３８は第１節１０２、第２節１０４および第３節１０６を含み、第１節１０２は、第４アーム９８の上端部の接合部に設けられ、フロートリンク部３６を介してフロート２６にピン接合される。第２節１０４は、第５アーム１００の上端部の接合部に設けられ、座体４０にピン接合される。第３節１０６は、第４アーム９８の下端部の接合部に設けられ、軸固定具２４と共に送水管１４にピン接合される。この場合も、図１のリンク機構３８と同様の作用及び効果を示す。
【００４７】
また、上記全ての実施例では、角度調節部５０に弾性材を用いたが、座部４４を支持しながら当接面４８の角度を調節できるものであれば、これに限定されない。たとえば、図１１に示すバネ１０８や図１２（ａ）に示す曲面体１１０を角度調節部に用いることもできる。
【００４８】
この図１２（ａ）の角度調節部５０の場合、曲面体１１０は、球および楕円体を含み、金属や合成樹脂などの高剛性の材料で形成され、座部４４などと共にボルトなどで弁体リンク部４６に固定される。そして、座部４４に受部１１２を形成することもできる。受部１１２は曲面で形成された窪みであって、曲面の曲率は曲面体１１０の曲率より小さく設定される。この受部１１２が曲面体１１０に沿って座部４４は傾くため、曲面体１１０は、当接部４２および座部４４を支持しながら、当接面４８の角度を調節できる。
【００４９】
そして、別の曲面体１１３ａとして、図１２（ｂ）に示す曲面体１１３ａを用いることもできる。この曲面体１１３ａはボルト１１３ｂの頭部であって、座部１１５ａおよび抜け止め部１１５ｂで覆われる。座部１１５ａは、その内部に曲面体１１３ａの曲面に沿う曲面、および曲面体１１３ａを納める空間を有し、また、その表面に当接部４２を有する。そして、ボルト１１３ｂの脚部は弁体リンク部４６にナット１１３ｃで固定され、座部１１５ａと弁体リンク部４６との間に配置される。これにより、ボルト１１３ｂは、当接部４２および座部１１５ａを支持すると共に、曲面体１１３ａで当接面４８の角度を調節し、角度調節部として機能する。
【００５０】
さらに、上記全ての実施例では、先端部１８の端が弁座２０として用いられたが、先端部１８に口金１１４を取り付けることもできる。口金１１４は金属や合成樹脂などを用いて円筒形状に形成され、送水管１４の端部にねじ接合や溶接などで取り付けられる。この場合、口金１１４の端部は弁座２０として弁体４０を受け、かつ口金１１４の端部開口が給水口２２となる。
【００５１】
図１４に示すこの発明の他の実施例である水位管理器１０は図１に示す水位管理器１０とほぼ同じであるが、送水管１４の端部に弁本体１１６が取り付けられる。これ以外の部分に関しては図１実施例の示す水位管理器１０と同様であるため、共通する部分については同じ番号を付して、説明は省略する。
【００５２】
弁本体１１６は、金属や合成樹脂などで形成され、上面、下面および円筒形状の側面を有する。上面に送水管取り付け口１１８および通孔１２０が設けられ、下面に給水口２２を含む弁座１２２が設けられる。送水管取り付け口１１８は、送水管１４の先端にねじ接合や溶接などで接続される接続部であり、通孔１２０は、弁体リンク部４６を通すための孔である。弁座１２２は上を向く。弁体リンク部４６は、その一端がリンク機構３８にピン接合され、通孔１２０をとおり、その他端は弁本体１１６の中に挿入される。弁体４０の当接面４８は弁本体１１６の中に収容され、給水口２２に向かい合って配置される。また、弁体リンク部４６に蓋部１２４が装着される。蓋部１２４は、弁体４０が下がった際に、通孔１２０を塞ぐものであって、弾性材などで形成され、弁体４０の外側に配置される。これにより、弁体４０が下がり、給水口２２から用水が給水され弁本体１１６内が用水で満たされても、蓋部１２４が通孔１２０を塞ぐため、通孔１２０から用水が漏れ出さない。
【００５３】
また、このリンク機構３８において、第１節５４にフロート２６がフロートリンク部３６を介してピン接合され、第３節５８に当接部４２などが弁体リンク部４６を介してピン接合され、第２節５６に送水管１４が軸固定具２４を介してピン接合される。
【００５４】
これによれば、送水管１４により送水される用水は給水口２２から縦管部８５に供給される。そして、供給された用水の水位が上昇すると、それに伴いフロート２６が上昇し、それに応じて弁体４０が下降して弁座１２２に当接して、給水口２２を塞ぐ。これにより、用水が弁座１２２に向かって流れるのに対して、弁体４０は送水管１４側から弁座１２２に向かって移動するため、用水の水圧の向きと弁体４０の弁座１２２を塞ぐ向きとが一致し、弁体４０が弁座１２２を押し付ける力が水圧により増して、弁体４０が弁座１２２に強く押し付けられることにより、弁体４０が弁座１２２を隙間なく塞ぐ事ができ、止水性に優れる。
【００５５】
また、給水口２２に配管を接続し、任意の場所まで敷設することで、給水場所を任意に設定することができる。
【００５６】
さらに、上で挙げた角度や寸法の具体的数値はいずれも単なる一例であり、必要に応じて適宜変更可能である。
【００５７】
また、上記全ての実施例において、フロート２６の上下動と当接面４８が給水口２２を開閉する動きとを連動させるものとして、リンク機構３８、９４、９６を用いたが、これに限定されない。たとえば、図１５に示すアーム部１２６を用いることもできる。このアーム部１２６はたとえばＳＵＳなどの金属または合成樹脂などを用いてＵ字状に形成される。アーム部１２６の両端がフロートリンク部３６に接続され、アーム部１２６の中央が当接部４２、座部４４および角度調節部５０に接続される。これにより、フロート２６が上昇するに伴い、アーム部１２６が当接部４２などを引き上げることにより、当接面４８が給水口２２を塞ぐ。一方、フロート２６が下降すれば、アーム部１２６が当接部４２などを引き下げて、当接面４８が給水口２２を開く。
【００５８】
さらに、上記全ての実施例において、弁体４０を、当接部４２、座部４４、角度調節部５０および弁体リンク部４６で形成したが、これらのいずれかがなくてもよい。
【００５９】
また、上記全ての実施例において、指挟み防止カバー７０を用いたが、これを用いなくてもよい。
【００６０】
さらに、図２、図４および図７〜図１０において、リンク機構３８などがわかりやすい
ように、便宜上指挟み防止カバー７０を表していない。
【符号の説明】
【００６１】
１０…水位管理器
１２…水槽
１４…送水管
２０、１２２…弁座
２２…給水口
２４…軸固定具
２６…フロート
３８、９４、９６…リンク機構
４０・・・弁体
４８…当接面
５０…角度調節部
５４、１０２…第１節
５６、１０４…第２節
５８、１０６…第３節
７０…指挟み防止カバー
７２…耕作地
７４…地下灌漑システム
８６…給水管
１０８…バネ
１１０、１１３ａ…曲面体
１１３ｂ…ボルト
１１６…弁本体
１１８…送水管取り付け口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耕作地に敷設され、前記耕作地に用水を供給する給水管、
前記給水管の上流側の端部に形成され、その内部の水位が前記給水管を介して前記耕作地の地下水位に連動する縦管部、
給水路からの用水を前記縦管部内に供給する給水口を有する送水管、
前記縦管部内に収容され、前記耕作地の地下水位に連動した前記縦管部内の水位の変動に応じて前記給水口を弁体で開閉して当該給水口から前記縦管部内への給水を調整する水位管理器、および
前記給水管の下流側の端部に設けられ、前記耕作地の地下水位が所定の地下水位設定値よりも高い場合に前記耕作地の地下水を排水管を介して排水路に排出する水位設定器を備える、地下灌漑システム。
【請求項２】
前記弁体が前記給水口を開閉する水位を前記地下水位設定値に基づいて設定した、請求項１記載の地下灌漑システム。
【請求項３】
前記耕作地の地下水位が前記地下水位設定値よりも低い場合に前記弁体が前記給水口を開いて当該給水口から前記縦管部内へ給水され、前記耕作地の地下水位が前記地下水位設定値よりも高い場合に前記弁体が前記給水口を閉じて当該給水口から前記縦管部内への給水が停止される、請求項２記載の地下灌漑システム。
【請求項４】
前記水位管理器は、前記送水管にガイドされて前記縦管部内の水位の変動に連動するフロートを含み、
前記弁体は、前記フロートに連結され、かつ前記フロートが上昇すると前記給水口を閉じ、前記フロートが下降すると前記給水口を開く、請求項３記載の地下灌漑システム。
【請求項５】
前記水位設定器は、
垂直方向に配置され、下流側側面に前記排水管が接続される外管部、および
前記外管部内に垂直方向に配置され、かつ両端が開口し、下端開口が前記給水管に接続される内管部を含み、
前記内管部内の水位は、前記給水管を介して前記耕作地の地下水位に連動し、前記内管部の高さは、上端開口が前記地下水位設定値に位置するように設定される、請求項３または４記載の地下灌漑システム。
【請求項１】
耕作地に敷設され、前記耕作地に用水を供給する給水管、
前記給水管の上流側の端部に形成され、その内部の水位が前記給水管を介して前記耕作地の地下水位に連動する縦管部、
給水路からの用水を前記縦管部内に供給する給水口を有する送水管、
前記縦管部内に収容され、前記耕作地の地下水位に連動した前記縦管部内の水位の変動に応じて前記給水口を弁体で開閉して当該給水口から前記縦管部内への給水を調整する水位管理器、および
前記給水管の下流側の端部に設けられ、前記耕作地の地下水位が所定の地下水位設定値よりも高い場合に前記耕作地の地下水を排水管を介して排水路に排出する水位設定器を備える、地下灌漑システム。
【請求項２】
前記弁体が前記給水口を開閉する水位を前記地下水位設定値に基づいて設定した、請求項１記載の地下灌漑システム。
【請求項３】
前記耕作地の地下水位が前記地下水位設定値よりも低い場合に前記弁体が前記給水口を開いて当該給水口から前記縦管部内へ給水され、前記耕作地の地下水位が前記地下水位設定値よりも高い場合に前記弁体が前記給水口を閉じて当該給水口から前記縦管部内への給水が停止される、請求項２記載の地下灌漑システム。
【請求項４】
前記水位管理器は、前記送水管にガイドされて前記縦管部内の水位の変動に連動するフロートを含み、
前記弁体は、前記フロートに連結され、かつ前記フロートが上昇すると前記給水口を閉じ、前記フロートが下降すると前記給水口を開く、請求項３記載の地下灌漑システム。
【請求項５】
前記水位設定器は、
垂直方向に配置され、下流側側面に前記排水管が接続される外管部、および
前記外管部内に垂直方向に配置され、かつ両端が開口し、下端開口が前記給水管に接続される内管部を含み、
前記内管部内の水位は、前記給水管を介して前記耕作地の地下水位に連動し、前記内管部の高さは、上端開口が前記地下水位設定値に位置するように設定される、請求項３または４記載の地下灌漑システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−７４７１（Ｐ２０１２−７４７１Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１６１６０（Ｐ２０１１−２１６１６０）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【分割の表示】特願２００７−８３８２５（Ｐ２００７−８３８２５）の分割
【原出願日】平成１９年３月２８日（２００７．３．２８）
【出願人】（５０５１４２９６４）クボタシーアイ株式会社 (192)
【出願人】（５９６０２９０８５）株式会社パディ研究所 (28)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【分割の表示】特願２００７−８３８２５（Ｐ２００７−８３８２５）の分割
【原出願日】平成１９年３月２８日（２００７．３．２８）
【出願人】（５０５１４２９６４）クボタシーアイ株式会社 (192)
【出願人】（５９６０２９０８５）株式会社パディ研究所 (28)
【Ｆターム（参考）】
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