JPH0634669B2

JPH0634669B2 - 農薬・液肥定量希釈注入装置

Info

Publication number: JPH0634669B2
Application number: JP1123700A
Authority: JP
Inventors: 元信浦
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-05-16
Filing date: 1989-05-16
Publication date: 1994-05-11
Anticipated expiration: 2009-05-11
Also published as: JPH02303441A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は走行用・定置式を問わず農薬・液肥の散布用機
械に使用される農薬・液肥定量希釈注入装置に関するも
のである。

［従来の技術］慣行的な農薬・液肥散布では、清水用タンクに農薬また
は液肥を一定量入れ、かくはんしながら希釈された液を
ポンプで吸い込み、加圧し、散布する方式が採用されて
いる。

これまでの農薬注入は、ポンプの吐出流量に比例するよ
うに注入ポンプを用いてポンプの吐出側に薬剤を注入す
るシステム、また吐出側にベンチュリー管等を使用し管
前後の差圧に比例して薬液を注入する方法が多かった。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、ポンプの吐出側に薬液を注入する方法で
は、注入ポンプの吐出圧力によってノズルの作業圧力が
制限を受けるという場合が多く、高圧散布には不向きで
あった。また、吐出側注入方法では、ポンプの余水が無
駄なエネルギーとして消費される。注入箇所が高圧で、
脈動流となっているため高圧に抗し得る注入ポンプを用
いる必要があり、その注入ポンプを脈動流に追従させつ
つ駆動しなければならない。そのため、注入ポンプ駆動
用モータに高い速度応答性が要求され、制御手段もそれ
に見合ったものが必要になる。したがって、注入装置の
複雑化や高級化が要求される。また、注入後の薬剤のか
くはんが劣るといった欠点がある。

また、ベンチュリー管などを使用した自力制御では、農
薬の希釈倍率の範囲が狭く、農薬を一次希釈しなければ
ならないといった短所があった。本発明は、以上のよう
な問題点を解決することを目的としている。

［課題を解決するための手段］本発明は、このような目的を達成するために、次のよう
な構成を採用したものである。すなわち、本発明による
農薬・液肥定量希釈注入装置は、ノズルと主系路の始端
に設けた清水用タンクと、清水を吸い上げ加圧するため
の高圧ポンプと、その高圧ポンプに付属した調圧弁と、
調圧弁からの余水を主系路の吸い込み管に戻すための余
水系路と、余水系路に介設した流量検出手段と、余水系
路または主系路の吸い込み管に農薬原液または液肥原液
を注入するための薬液系路と、この薬液系路に介設した
注入ポンプと、流量検出手段による検出値に基づいて前
記ノズルを通過するノズル利用流量を算出しそのノズル
利用流量に対応させて注入ポンプの吐出量を制御する制
御手段と、注入ポンプ駆動用モータを具備している。

農薬・液肥注入装置は注入量誤差が少なく、利用ノズル
に至るまで十分に薬剤が混合され、また広い範囲で希釈
倍率が変更でき、かつ利用ノズル圧力が自由に選べるこ
とが必要である。ここでは、主系路の吸い込み管にフィ
ードバックさせる余水系路と、農薬・液肥を余水系路に
入れる注入ポンプを介在させた薬液系路と、流量検出手
段の情報に基づいた制御手段を用いることによってノズ
ルの作業圧力に関係なく、広い希釈倍率範囲で比較的精
度の高い農薬・液肥の原液注入が自動的に行えるように
した。

［作用］最初に望ましい農薬・液肥の希釈倍率を制御手段に入力
する。高圧ポンプを駆動し、調圧弁で散布圧力を決定し
た後、散布作業を開始する。このとき余水系路に介設し
た流量検出手段が余水流量を検出し、その信号を制御手
段に送る。希釈倍率は、農薬注入量と、ポンプ全量から
余水量を差し引いた量との比で表されるため、ポンプ全
量から流量検出手段の出力を引いた値に希釈倍率を掛け
ることによって必要注入量を求め、注入ポンプ１回転当
りの吐出量より注入ポンプ駆動用モータの指令電圧を計
算し注入ポンプを駆動させる。

詳述すれば、高圧ポンプによる吸水量をＱ_ｉ，余水量を
Ｑ_ｆ、注入ポンプに付勢されて薬液系路から導入される
農薬・液肥の注入量をｑ，ノズルを通過して散布される
ノズル利用流量をＱ_ｏ、ノズル利用流量Ｑ_ｏと高圧ポン
プにおけるポンプ全流量Ｑ_ｔとの比をＫとすると、高圧
ポンプに係る流量のブロック図は、第１図のようにな
る。しかして、このブロック図から明らかなように、Ｑ_ｉ＋ｑ＋Ｑ_ｔ×（１−Ｋ）＝Ｑ_ｔ…（式１）Ｑ_ｏ＝Ｑ_ｔ×Ｋ…（式２）Ｑ_ｆ＝Ｑ_ｔ×（１−Ｋ）…（式３）なる関係が成立する。

また、目標濃度をＰとしたときの、濃度に関するブロッ
ク図は、第２図の通りである。このブロック図から明ら
かなように、（ｑ＋Ｑ_ｆ×Ｐ）／（Ｑ_ｉ＋ｑ＋Ｑ_ｆ）＝Ｐ…（式４）となり、この式４と前記式１〜式３からＰ＝ｑ／（Ｑ_ｉ＋ｑ）＝ｑ／Ｑ_ｏ…（式５）なる関係が導かれる。

しかして、ポンプ全流量Ｑ_ｔは高圧ポンプの運転速度が
定まれば確定し得るものであるため、流量検出手段で余
水量Ｑ_ｆを検出することによって、Ｑ_ｔ−Ｑ_ｆで表され
るノズル利用流量Ｑ_ｏを計算することができ、目標濃度
Ｐが示されれば、式５より農薬・液肥の注入量ｑを算出
することができる。制御手段は、このような原理に基い
て農薬・液肥の注入量ｑを算出し、この注入量ｑが得ら
れるように注入ポンプの吐出量を制御する。

そのため、本発明によれば、定常運転状態においては、
理論的にはノズルを通過する散布液の濃度を目標濃度Ｐ
に収束させることができる。

なお、実際の装置においては、調圧弁を通過した余水系
路の流れは、高圧側から吸い込み管に吹き出す流れであ
るため、例えば、１〜２Hz程度の変動成分を持つのが一
般的であるが、その変動量は小さいため、注入ポンプ駆
動用モータの駆動速度を大きく追従変化させる必要は生
じない。そのため、定常状態での濃度の誤差は、実際の
装置に適用した場合にも、無視できる程度のものとな
る。

ノズル利用流量を変化させた場合には、余水量が変わる
ため、散布液の濃度が目標濃度に収束し得る注入量ｑと
なるように、制御手段が働いて注入ポンプの駆動速度が
変更される。このとき主系路に残る液の濃度に過渡的な
誤差が発生するが、この状態は時間的に短いものであ
り、実際の散布作業においては十分無視できるものであ
る。

［実施例］以下本発明の一実施例を第３図及び第４図を参照して説
明する。

１は噴霧用ノズル、２はオンオフ弁、３は主系路であり
慣行散布の場合は長い高圧ゴムホースが使用され、走行
用防除機等では鋼管やゴムホース等が混用され、定置式
の防除施設では、塩化ビニル管等による配管が主流とな
る。４は高圧ポンプでプランジャポンプがよく使用され
る。５は清水用タンク、６は主系路の一部をなす吸い込
み管である。７は高圧ポンプ駆動用の原動機、８はポン
プに付属した調圧弁である。９は調圧弁からの余水系路
で、流量検出手段１０が介在している。１１は制御手段
で、マイコン制御装置１２とアンプ１３とから構成され
る。

流量検出手段１０からの情報はマイコン制御装置１２に
入力される。１４は注入ポンプ駆動用モータ、１５は注
入ポンプ、１６は農薬または液肥の原液タンクである。

第２図にマイコン制御装置１２のソフトウェアのフロー
チャートを示す。最初、ステップＳ１で目標濃度に対応
する望ましい設定希釈倍率をマイコンに入力し、ステッ
プＳ２で余水流量を読み取らせる。そしてステップＳ３
でノズル利用流量を計算して、ステップＳ４で主系路流
量がある場合には、ステップＳ５で利用流量と希釈倍率
の掛け算を行うことによってモータの速度指令電圧を計
算し、ステップＳ６で注入ポンプを回転させる。ステッ
プＳ４で利用流量が０の場合には、ステップＳ７で注入
ポンプを停止させる。

このシステムは、広い範囲で薬液の希釈合率を変えるこ
とができ、１０から３０l/minの主系路流量で、１００
倍から１０００倍の範囲で自動注入希釈操作を実施し
た。また、利用ノズル吐出圧力は、１MPaから３．５MPa
の範囲とした。

なお、流量検出手段は高圧側の主系路に介在させ、直接
ノズル利用流量を測定することも可能であるが、この場
合には、流量変動の乱れの周波数が高いため、流量変動
に対する注入ポンプの応答性が悪くなり、注入精度は劣
る。

なお、高圧ポンプの吐出圧力が一定で、利用流量も変わ
らないようなシステム構成の場合には流量検出手段とし
て高圧主系路の流れの有無を検出するための流量スイッ
チを高圧主系路上流端に介在させる。利用流量が０とな
ったとき、この流量スイッチがオフとなり、注入ポンプ
駆動用モータが停止する。また、制御手段の内部もマイ
コン制御装置の代わりに、希釈濃度に比例した速度指令
電圧を作業前に手動で設定する電気回路とすることがで
きる。

なお、希釈倍率も常に一定で良いシステムでは、定速回
転のモータで注入用ポンプを駆動し、高圧主系路に介在
させた流量スイッチの信号で、このモータをオンオフさ
せる簡易な方法とすることができる。

［発明の効果］本発明に係る農薬・液肥定量希釈注入装置は、農薬原液
または液肥原液を、吸い込み管側に注入するようにして
いるので、比較的簡単に構築することができる。また、
このようにすれば注入された農薬・液肥が清水や余水と
ともに高圧ポンプ内を通過するため、攪拌混合を効率よ
く行わせることができる。しかも、余水量の検出により
ノズル利用流量を察知し、その結果に基いて注入ポンプ
による農薬・液肥の注入量を制御するようにしているの
で、その希釈倍率をノズル利用流量の変動の如何にかか
わらず、自動的に所望の設定値あるいはその近傍に収束
させることができる。また、注入ポンプの吐出量を制御
することによって農薬・液肥の注入量を積極的に変化さ
せ得るようにしているので、ベンチュリー管等を使用し
て薬液を主系路に自力導入する場合に比べて、希釈倍率
をより広い範囲の値から適宜選択して設定することが可
能となる。すなわち、農薬・液肥の目標濃度を広い範囲
で変更し得るものとなる。希釈倍率の範囲も広い範囲で
変えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の作用を説明するためのブロック図、第
２図は同作用を説明するためのブロック図、第３図は本
発明の一実施例を示す回路説明図、第４図は同実施例に
おけるマイコン制御装置のソフトウェアのフローチャー
トである。１…ノズル、２…切り替え弁、３…主系路（高圧主系
路）、４…高圧ポンプ、５…清水用タンク、６…主系路
（吸い込み管）、７…原動機、８…調圧弁、９…余水系
路、１０…流量検出手段、１１…制御手段、１２…マイ
コン制御装置、１３…アンプ、１４…注入ポンプ駆動用
モータ、１５…注入ポンプ、１６…農薬・液肥原液タン
ク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主系路終端部に取り付けたノズルと、主系
路の始端に設けた清水用タンクと、清水を吸い上げ加圧
するための高圧ポンプと、その高圧ポンプに付属した調
圧弁と、調圧弁からの余水を主系路の吸い込み管に戻す
ための余水系路と、余水系路に介設した流量検出手段
と、余水系路または主系路の吸い込み管に農薬原液また
は液肥原液を注入するための薬液系路と、この薬液系路
に介設した注入ポンプ駆動用モータで駆動される注入ポ
ンプと、流量検出手段による検出値に基づいて前記ノズ
ルを通過するノズル利用流量を算出しそのノズル利用流
量に対応させて注入ポンプの吐出量を制御する制御手段
とを具備してなることを特徴とする農薬・液肥定量希釈
注入装置。