JP5096773B2

JP5096773B2 - 二方向噴射ノズルを用いた液体噴霧方法および走行式噴霧装置

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Publication number: JP5096773B2
Application number: JP2007080712A
Authority: JP
Inventors: 佳彦宮原; 英二牧野; 善彦臼井; 恵一東; 兼三山本
Original assignee: Yamaho Industry Co Ltd; National Agriculture and Food Research Organization
Current assignee: Yamaho Industry Co Ltd; National Agriculture and Food Research Organization
Priority date: 2007-03-27
Filing date: 2007-03-27
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2027-03-27
Also published as: JP2008238021A

Description

本発明は、例えば農薬や液肥などの薬液その他の液体を散布する二方向噴射ノズルおよびこの二方向噴射ノズルを用いた走行式噴霧装置に関する。

従来、この種の二方向噴射ノズルは下記の特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１記載の二方向噴射ノズルは、搬送操作されるノズル本体内に形成された主流路の先端で二股状に分岐した第１流路および第２流路を有し、薬液を搬送方向斜め後方に噴霧するように第１流路の噴霧口が配置され、薬液を搬送方向斜め前方に噴霧するように第２流路の噴霧口が配置されている。この二方向噴射ノズルによれば、果実、野菜、植樹など植物の上方を通過させることにより植物のほぼ全体にわたって薬液を散布できるという利点を有している。この場合、第１流路の噴霧口から噴霧される霧粒の粒径と第２流路の噴霧口から噴霧される霧粒の粒径はほぼ同じであり、薬液を植物の細部に行き渡らせるためにいずれも粒径の微細な霧粒が噴霧される。

特開平２−９４６５号公報

ところが、特許文献１記載の二方向噴射ノズルでは、第１流路の噴霧口から噴霧される霧粒の粒径と第２流路の噴霧口から噴霧される霧粒の粒径がほぼ同じであるので、第１流路の噴霧口から噴霧された霧粒および第２流路の噴霧口から噴霧された霧粒がいずれも微細な場合、微細な液粒が植物の細部に行き渡って付着することから殺虫・殺菌性の高い薬液効果が得られる。その反面、微細な霧粒は空気中に浮遊しやすく、霧粒が風に乗って飛散する、いわゆるドリフト現象により遠方まで到達し、或る種の薬液散布が禁止されている隣の菜園などに無為に噴霧されるおそれがあった。逆に、第１流路の噴霧口からの液粒および第２流路の噴霧口からの液粒がいずれも粗い場合、ドリフト量は少なくなるが、液粒が植物の細部に行き渡りにくく薬液効果が低くなるという問題を生じる。

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り、被噴霧物の細部に亘って液粒を散布、付着させることが可能でドリフト量の低減化も図り得る二方向噴射ノズルおよび走行式噴霧装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、ノズル本体に形成された第１流路および第２流路にそれぞれ設けられた噴霧口から液体を互いに異なる方向に噴霧する二方向噴射ノズルを用いて、液体を噴霧する方法において、二方向噴射ノズルを前進させながら、第１流路から搬送方向の後方斜め下向きに噴霧される液体の粒径を、第２流路から搬送方向の前方斜め下向きに噴霧される液体の粒径よりも相対的に大きくして液体を噴霧する構成にしてある。

そして、本発明に係る走行式噴霧装置は、ノズル本体に形成された第１流路および第２流路にそれぞれ設けられた噴霧口から液体を互いに異なる方向に噴霧する二方向噴射ノズルと、該二方向噴射ノズルを搭載して搬送する搬送車両とを具備してなり、該搬送車両を前進させながら二方向噴射ノズルから液体を噴霧する走行式噴霧装置において、液体が搬送方向の後方斜め下向きに噴霧されるように第１流路の噴霧口を配置し、液体が搬送方向の前方斜め下向きに噴霧されるように第２流路の噴霧口を配置するとともに、第１流路から噴霧される液体の粒径を第２流路から噴霧される液体の粒径よりも相対的に大きくする霧粒径調整手段を具備してなるものである。

本発明に係る二方向噴射ノズルを用いて液体を噴霧する方法によれば、第１流路から噴霧される液体の粒径が第２流路から噴霧される液体の粒径よりも相対的に大きくされるので、粒径の異なる液粒を互いに異なる方向に一度に噴霧することが可能で、使用状況に応じて異なる粒径の液粒を適宜選定することができる。

また、本発明に係る走行式噴霧装置によれば、搬送車両が二方向噴射ノズルを搭載して搬送するので、人力搬送操作による場合と比べて、液体散布作業を簡便かつ迅速に行なうことができる。また、液体を搬送方向の後方斜め下向きに噴霧するように第１流路の噴霧口が配置され、液体を搬送方向の前方斜め下向きに噴霧するように第２流路の噴霧口が配置され、更に第１流路から噴霧される液体の粒径が第２流路から噴霧される液体の粒径よりも相対的に大きくされ、更に該搬送車両を前進させながら二方向噴射ノズルから液体を噴霧するので、第２流路から噴霧された微細な液粒は、後行の第１流路から噴霧された粒径の大きな液粒と衝突して叩き落とされ飛散しにくい。これにより、微細な液粒のドリフト量を低減化することができ、周囲への迷惑を防止できる。

本発明の最良の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下に述べる実施形態は本発明を具体化した一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものでない。ここに、図１は本発明の一実施形態に係る二方向噴射ノズルの外観図、図２は前記二方向噴射ノズルの側断面図、図３は前記二方向噴射ノズルの一部分の分解斜視図である。
各図において、この実施形態に係る二方向噴射ノズル１は、内部に主流路５が形成されたノズル本体２と、ユニオンナット８によりノズル本体２に連結される接続管６と、主流路５の先端で二股状に分岐したノズル本体２の第１流路５Ａおよび第２流路５Ｂにそれぞれ設けられたオリフィス板１３，１１とを備えている。二方向噴射ノズル１の接続管６は取付具９を介して通水可能に給水管１０に連結される。給水管１０は手動によりまたは車載駆動により搬送操作することができる。

ノズル本体２は、第１流路５Ａおよび第２流路５Ｂを有する噴射管４と、主流路５を有する基管３とからなっている。噴射管４は、基管３と接続される主管部４Ｃと、主管部４Ｃから二股に分かれ形成されていて第１流路５Ａおよび第２流路５Ｂを有する分岐管部４Ａ，４Ｂとからなっている。尚、噴射管４の外形は必ずしも分岐管部４Ａ，４Ｂを有する二股状でなくてよく、これらを一体にして塊状に形成したものでも構わない。基管３には、主流路５の上部の大径部２８と、主流路５の途中に連通する外気吸入口２４とが形成されている。基管３の大径部２８には、外気吸入作用を発生させる噴射口２６付きのオリフィス板２５と、オリフィス板２５の上流位置に配置されるフィルタ２９が配備されている。基管３の上端部はユニオンナット８により接続管６と連結されている。各図中の符号１６，２３，２７はそれぞれＯリングを示している。

分岐管部４Ａの先端には、コア１５Ａ、Ｏリング１６およびオリフィス板１３が装着されキャップ７で固定されている。同様に、分岐管部４Ｂの先端には、コア１５Ｂ、Ｏリング１６およびオリフィス板１１が装着されキャップ７で固定されている。コア１５Ａは、円盤状本体下面の対角位置に１対の位置決め突起１９，１９が垂設され、位置決め突起１９，１９を結ぶ対角線と直交する対角位置の円盤状本体上面に１対の位置決め突起１７，１７が立設されている。コア１５Ａにおいて位置決め突起１７，１７と隣接する内方位置には、第１流路５Ａからの液体を通す１対の通水口１８，１８が形成されている。通水口１８，１８間の円盤状本体には凸部２０が立設されている。コア１５Ｂは円盤状本体上面に凸部２０を持たないこと以外、コア１５Ａと同様の基本構造を有している。コア１５Ａ，１５Ｂの位置決め突起１９，１９，１９，１９は、分岐管部４Ａ，４Ｂの先端開口の内周面に形成された位置決め溝２１，２１に装入される。これにより、コア１５Ａ，１５Ｂが分岐管部４Ａ，４Ｂに対し回り止め係止されるようになっている。

前記のオリフィス板１３は、図４に示すように基体が円盤状に形成されていて、その直径方向に長い膨出部３０が前方に突出して形成されている。膨出部３０の背面部分は凹部３２となっている。オリフィス板１３の正面中心位置、すなわち膨出部３０の長手方向中心位置には、噴霧口１４が形成されている。噴霧口１４は膨出部３０の長手方向と直交する方向に長い矩形状に形成されている。凹部３２の両端部にコア１５Ａの位置決め突起１７，１７が装入されることにより、オリフィス板１３がコア１５Ａに対し回り止め係止されるようになっている。コア１５Ａの突部２０は空間２２Ａ内で噴霧口１４の背方に噴霧口１４からわずかに離間して配置される。このオリフィス板１３は、その噴霧口１４からの液体が後方斜め下向き（図１および図２中の矢印Ｈ方向）に噴霧される向きで第１流路５Ａの先端に配置されている。また、オリフィス板１３は膨出部３０の長手方向が前後方向（後述の走行式噴霧装置５０（図７）では搬送方向Ｆ）を向くように配置される。

前記のオリフィス板１１は、図５に示すように基体が円盤状に形成されていて、その直径方向に長い膨出部３１が前方に突出して形成されている。膨出部３１は長手方向の中央部分が両端部分よりもくびれたアレイ形状に形成されている。膨出部３１の短手方向の幅寸法は上記したオリフィス板１３の膨出部３０の短手方向の幅寸法よりも小さく設定されている。膨出部３１の背面部分は凹部３３となっている。オリフィス板１１の正面中心位置、すなわち膨出部３１の長手方向中心位置には、噴霧口１２が形成されている。噴霧口１２は正面から見て膨出部３１の長手方向に長い矩形状に形成されており、その開口面積は上記したオリフィス板１３の噴霧口１４の開口面積よりも小さく設定されている。前記した凹部３３の両端部にコア１５Ｂの位置決め突起１７，１７が装入されることにより、オリフィス板１１がコア１５Ｂに対し回り止め係止されるようになっている。オリフィス板１１の凹部３３とコア１５Ｂとの間は、オリフィス板１３およびコア１５Ａを組み合わせた場合と異なって、突部２０の無い広い空間２２Ｂとなっている。このオリフィス板１１は噴霧口１２からの液体が前方斜め下向き（図１および図２中の矢印Ｇ方向）に噴霧される向きで第２流路５Ｂの先端に配置されている。このオリフィス板１１も膨出部３１の長手方向が前後方向を向くように配置される。

上記のように構成された二方向噴射ノズル１の作用を次に説明する。まず、給水管１０に取り付けられた二方向噴射ノズル１をキャベツなどの野菜の上方にかざした状態にする。そして、給水管１０のコック（図示省略）を開くと、圧送ポンプ（図示省略）から給水管１０を経て供給された薬液が、接続管６から基管３の大径部２８に流入してフィルタ２９を通過し、オリフィス板２５の噴射口２６から主流路５に噴出する。主流路５に噴出した薬液は外気吸入口２４から吸入された外気と混合して気液混合流となる。主流路５からの混合気液は第１流路５Ａおよび第２流路５Ｂに分流し、それぞれのコア１５Ａ，１５Ｂの通水口１８，１８，１８，１８から空間２２Ａ，２２Ｂへ流入する。空間２２Ａへ流入した混合気液はオリフィス板１３の噴霧口１４から霧粒として後方斜め下向き（矢印Ｈ方向）に噴霧され、空間２２Ｂへ流入した混合気液はオリフィス板１１の噴霧口１２から霧粒として前方斜め下向き（矢印Ｇ方向）に噴霧される。噴霧口１４から噴霧された霧粒および噴霧口１２から噴霧された霧粒の噴霧パターンは、いずれも左右方向（後述の走行式噴霧装置５０では搬送方向Ｆと直交する水平方向）に長い平面視で楕円形もしくは長円形となっている。

従って、この二方向噴射ノズル１によれば、野菜、果実、植樹などの植物に２方向から薬液を散布することができる。そして、二方向噴射ノズル１を植物の上方を通過させるように搬送すると、上方通過前にはオリフィス板１１の噴霧口１２から植物の後部に薬液を散布し、上方通過中は前には植物の上部から薬液を散布し、更に上方通過後はオリフィス板１３の噴霧口１４から植物の前部に薬液を散布するといったように万遍なく薬液散布を行なうことができる。あるいは、二方向噴射ノズル１を天地逆に配置して植物の下方を通過させるように搬送すると、高所にある枝や葉裏に対し斜め上向きの薬液散布を行なうことも可能である。

そのうえ、この二方向噴射ノズル１では、（１）第１流路５Ａにおけるコア１５Ａの凸部２０の存在により空間２２Ａ内での撹拌流動が規制されること、（２）オリフィス板１３の噴霧口１４の開口面積がオリフィス板１１の噴霧口１２の開口面積よりも大きく設定されていることから、オリフィス板１３の噴霧口１４から噴霧される霧粒Ｓ１の粒径は、オリフィス板１１の噴霧口１２から噴霧される霧粒Ｓ２の粒径と比べて大きくなる。すなわち、コア１５Ａとオリフィス板１３の間に形成した空間２２Ａ、空間２２Ａ内における凸部２０の配置、ならびに、噴霧口１４の開口形状、向きおよび開口面積を備える構成が、この実施形態における霧粒径調整手段４０となる。従って、この二方向噴射ノズル１は、粒径の異なる液粒を互いに異なる方向に一度に散布することができる。

ここで、噴霧口１４から噴霧された霧粒の粒径と噴霧口１２から噴霧された霧粒の粒径を計測した。斯かる粒径の計測は、二方向噴射ノズル１の下方３０ｃｍの高さ位置で、各１２，１４から噴霧された霧粒のそれぞれの噴霧パターンにレーザ光を左右水平方向（各噴霧パターンの長手方向）から照射して計測した。各霧粒の粒径計測結果を下記の表１に示す。

表１から明らかなように、噴霧圧が１．０〜２．０ＭＰａにおいて、第２流路５Ｂの噴霧口１２から噴霧された霧粒の粒径は２９６〜１９１μｍ、第１流路５Ａの噴霧口１４から噴霧された霧粒の粒径は３６１〜２４２μｍであり、１流路５Ａの噴霧口１４から噴霧された霧粒の方が粒径が大きいことがわかる。また、双方の霧粒ともに噴霧圧を低くしたほうが、粒径が大きくなることがわかる。

そして、上記した二方向噴射ノズル１は、図６および図７に示すように走行式噴霧装置５０に用いられる。この走行式噴霧装置５０では、車輪５２，５２，・・の回転により走行駆動する搬送車両５１の側部に水平方向のブーム５３が突設され、搬送車両５１の上面に薬液供給用のタンク５４が搭載されている。ブーム５３には、タンク５４および圧送ポンプ（図示省略）と接続された給水管１０が添設され、給水管１０に複数の二方向噴射ノズル１，１，１，１・・・がそれぞれ取付具９によって取り付けられている。この走行式噴霧装置５０の二方向噴射ノズル１では、噴霧口１４から噴霧される霧粒Ｓ１を走行式噴霧装置５０による搬送方向（矢印Ｆ方向）の斜め後方に噴霧するように第１流路５Ａのオリフィス板１３が二方向噴射ノズル１の後部に配置され、噴霧口１２から噴霧される霧粒Ｓ２を走行式噴霧装置５０による搬送方向の斜め前方に噴霧するように第２流路５Ｂのオリフィス板１１が二方向噴射ノズル１の前部に配置されている。

斯かる構成の走行式噴霧装置５０は畑に栽培された野菜６０などへの薬剤散布に使用される。そこで、走行式噴霧装置５０が畑を走行すると、二方向噴射ノズル１，１，１，・・・の搬送方向（矢印Ｆ方向）前方にある野菜６０に、オリフィス板１１の噴霧口１２から微細で付着しやすい霧粒Ｓ２，Ｓ２，Ｓ２，・・・が噴きつけられることにより、殺虫・殺菌性の高い薬液効果が得られる。噴霧口１２から霧粒Ｓ２を噴霧された野菜６０は、走行式噴霧装置５０の走行に伴ってオリフィス板１３の噴霧口１４から粗粒な霧粒Ｓ１，Ｓ１，Ｓ１，・・・の噴霧を受ける。
ところで、前記した分岐管部４Ｂから噴出した霧粒Ｓ２は微細であることから噴霧口１２からの噴出後に風などによって拡がりやすい。しかしながら、噴霧口１２からの噴出後に拡がった微細な霧粒Ｓ２，Ｓ２，Ｓ２，・・・は、後続の分岐管部４Ａから噴出した粗粒の霧粒Ｓ１，Ｓ１，Ｓ１，・・・と衝突して叩き落とされ飛散しにくい。これにより、霧粒のドリフト量を低減化させることができ、周囲への迷惑を防止できる。ひいては、作業性を低下させることなく散布作業を行なうことができる。

尚、上記実施形態の走行式噴霧装置では、二方向噴射ノズルを車体に搭載して搬送させるようにしたが、本発明の二方向噴射ノズルはそれに限定されるものでなく、例えば人が担ぐことのできる携帯式肩掛けブームに取り付けて、この携帯式肩掛けブームを担いだ人が移動することにより、二方向噴射ノズルを搬送操作させることも可能である。

また、上記では、第１流路から噴霧される液体の粒径を第２流路から噴霧される液体の粒径よりも相対的に大きくする霧粒径調整手段として、第１流路から噴霧される液体の粒径を大きくする第１流路側霧粒径拡大構成を例示したが、本発明はそれに限定されない。例えば、第２流路から噴霧される液体の粒径を第１流路から噴霧される液体の粒径よりも相対的に小さくする第２流路側霧粒径縮小構成を具備し、この第２流路側霧粒径縮小構成を本発明の霧粒径調整手段としても構わない。

そして、上記では、ノズル本体２の末端側に主流路５を形成するとともに主流路５の先端で二股状に分岐する第１流路５Ａおよび第２流路５Ｂを形成した例を示したが、本発明に係る第１流路および第２流路は、分岐でなく、互いに独立した流路としてノズル本体に並設されたものであってもよい。

尚、本発明に係る二方向噴射ノズルにおいて、第１流路と第２流路との成す開き角度（例えば図２では矢印Ｈと矢印Ｇとが成す角度）は特に限定されないが、好ましくは３０度以上１２０度以下に設定するのがよい。前記の開き角度が３０度未満の場合は、第１流路の噴霧口および第２流路の噴霧口のそれぞれから噴霧された液粒が近すぎて、これらの散布状態が、従来のフラットタイプノズルからフラット状に噴霧された散布状態に近くなり、目的のひとつである被噴霧物への液粒の付着性能が劣ることとなる。そのうえ、例えば第１流路を成す分岐管部と第２流路を成す分岐管部を干渉させないよう、それぞれの分岐管部を長く形成しなければならず、ノズル製作面で実用的でなくなるという問題もある。一方で、前記の開き角度が１２０度を超える場合は、第２流路の噴霧口から噴霧された微細な液粒が被噴霧物に届くまでの到達距離が長くなること、および、第２流路から噴霧された微細な液粒が第１流路から噴霧された粗粒の液粒により叩き落とされるまでの時間が長くなることにより、ドリフト現象の影響を受けやすくなって、噴霧された液粒が目標とする被噴霧物以外の場所へ飛来するおそれがある。

尚、第１流路５Ａが向いている方向（図１および図２中の矢印Ｈ方向）および第２流路５Ｂが向いている方向（図１および図２中の矢印Ｇ方向）は、鉛直方向からの傾斜角度が必ずしも前後対称の角度でなくてよい。但し、鉛直方向に対する第２流路５Ｂの傾斜角度を、鉛直方向に対する第１流路５Ａの傾斜角度よりも大きくとる方が、微細液粒を進行方向前向きに多く噴霧し、且つ、噴霧後に漂う微細液粒を第１流路５Ａからの粗い液粒で下向きに叩き落せるので、付着性能がより高くなり、ドリフト現象もいっそう抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る二方向噴射ノズルの外観図である。前記二方向噴射ノズルの側断面図である。前記二方向噴射ノズルの一部分の分解斜視図である。前記二方向噴射ノズルに用いる一方のオリフィス板を示すものであって、(ａ)は正面図、(ｂ)は背面図、（ｃ)は(ａ)におけるＡ−Ａ線矢視断面図、（ｄ)は(ａ)におけるＢ−Ｂ線矢視断面図である。前記二方向噴射ノズルに用いる他方のオリフィス板を示すものであって、(ａ)は正面図、(ｂ)は背面図、（ｃ)は(ａ)におけるＣ−Ｃ線矢視断面図、（ｄ)は(ａ)におけるＤ−Ｄ線矢視断面図である。前記二方向噴射ノズルを用いた走行式噴霧装置の正面図である。前記走行式噴霧装置の側面図である。

符号の説明

１二方向噴射ノズル
２ノズル本体
５主流路
５Ａ第１流路
５Ｂ第２流路
１０給水管
１１オリフィス板
１２噴霧口
１３オリフィス板
１４噴霧口
２０凸部
２２Ａ空間
３０膨出部
３２凹部
４０霧粒径調整手段
５０走行式噴霧装置
５１搬送車両
５３ブーム
Ｆ矢印
Ｇ矢印
Ｈ矢印
Ｓ１霧粒
Ｓ２霧粒

Claims

ノズル本体に形成された第１流路および第２流路にそれぞれ設けられた噴霧口から液体を互いに異なる方向に噴霧する二方向噴射ノズルを用いて、液体を噴霧する方法において、二方向噴射ノズルを前進させながら、第１流路から搬送方向の後方斜め下向きに噴霧される液体の粒径を、第２流路から搬送方向の前方斜め下向きに噴霧される液体の粒径よりも相対的に大きくして液体を噴霧することを特徴とする液体噴霧方法。
ノズル本体に形成された第１流路および第２流路にそれぞれ設けられた噴霧口から液体を互いに異なる方向に噴霧する二方向噴射ノズルと、該二方向噴射ノズルを搭載して搬送する搬送車両とを具備してなり、該搬送車両を前進させながら二方向噴射ノズルから液体を噴霧する走行式噴霧装置において、液体が搬送方向の後方斜め下向きに噴霧されるように第１流路の噴霧口を配置し、液体が搬送方向の前方斜め下向きに噴霧されるように第２流路の噴霧口を配置するとともに、第１流路から噴霧される液体の粒径を第２流路から噴霧される液体の粒径よりも相対的に大きくする霧粒径調整手段を具備してなることを特徴とする走行式噴霧装置。