公开/公告号CN107426975A
专利类型发明专利
公开/公告日2017-12-01
原文格式PDF
申请/专利权人 住化农业资材株式会社;
申请/专利号CN201680012440.6
申请日2016-02-26
分类号
代理机构北京柏杉松知识产权代理事务所(普通合伙);
代理人袁波
地址 日本大阪府
入库时间 2023-06-19 03:54:13
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2020-05-12
授权
授权
2017-12-26
实质审查的生效 IPC(主分类):A01G25/02 申请日:20160226
实质审查的生效
2017-12-01
公开
公开
关联申请的相互参照
本申请主张2015年2月26日申请的日本国专利申请2015-036756号的优先权,其内容通过引用纳入本申请说明书的记载中。
技术领域
本发明涉及灌溉管及灌溉方法。
背景技术
以往,在农业的设施园艺等领域,采用所谓塑料大棚等农业用大棚进行蔬菜等的栽培。在进行这样的蔬菜栽培等时,需要进行灌溉作业,对于该灌溉作业,利用灌溉管将水散布于土壤,其中所述灌溉管是在管上形成有多个浇水孔而成的。
在这样的灌溉作业中,其目的是尽量对较大的面积进行均匀的灌溉,并且,从提高作业效率的观点考虑,希望尽量使灌溉时随附的作业省时省力。灌溉管具有以下便捷性,即只要能够实现在地面上展开该管并进行注水的目的,则在取尽该管内的水后,缠绕成卷盘等,能够紧凑地进行保管直到下次使用,灌溉管因该便捷性而被广泛地应用于农业等领域。一般来说,灌溉管是在地面上展开进行使用的,但为了向更大范围进行灌溉,还可以通过利用大棚支柱等将灌溉管设置在稍微浮出地面的高度,并用于向上方进行浇水。
但是,在因改种作物等而对农田进行重新耕种的情况下,会使用耕耘机、播种机等农用机械,在使用这些机械时,在地面上展开或通过利用大棚的支柱而被设置成稍微浮出的状态的灌溉管会成为农用机械进行耕种作业的障碍,还会成为耕种面积减少的原因。另外,当灌溉管被安装于连栋大棚的支柱等的情况下,存在灌溉管成为妨碍农用机械在栋与栋之间移动的主要原因的问题,另外,通常,由于灌溉管仅向主浇水方向进行浇水,因此,灌溉管无法灌溉到位于栋边界处的支柱附近的地面,因此,存在无法利用该支柱附近的地面的问题。
作为这种灌溉管,例如,提出了一种灌溉管(参照专利文献1、2),即两块片部件在宽度方向两端部被熔敷,通过在内部流通水而形成为圆筒状,该灌溉管具有形成有浇水孔的通水部;和上述宽度方向两端部的熔敷部分向外侧突出而构成的两个翅片部。
专利文献1的灌溉管中,作为浇水孔,形成有垂直浇水孔和非垂直浇水孔,其中垂直浇水孔沿圆筒状的通水部的垂直截面(与轴向垂直的方向上的截面)的半径方向延伸,非垂直浇水孔相对于该半径方向倾斜地延伸。该灌溉管在两个翅片部以沿水平方向取位的方式被设置的情况下使用。而且,在灌溉管设置于地面上的情况下,上述两种浇水孔都配置在翅片部的上方,在灌溉管设置在顶棚的情况下,上述两种浇水孔都配置在翅片部的下方。
根据该灌溉管,通过垂直浇水孔向较远的地点浇水,通过非垂直浇水孔对较近的地点浇水。
而在专利文献2的灌溉管中,作为浇水孔,形成有非垂直浇水孔,该非垂直浇水孔以相对于圆筒状的通水部的垂直截面中的半径方向倾斜的方式延伸。该灌溉管在两个翅片部沿竖直方向取位的方式设置的状态下使用。此时,上述非垂直浇水孔被配置在与下方的翅片部相比靠近上方的翅片部的位置上。
根据该灌溉管,通过非垂直浇水孔,能够对较近的地点进行浇水。
现有技术文献
专利文献1:日本特开2000-176319号公报
专利文献2:日本特开2006-296310号公报
发明内容
发明要解决的课题
这里,在农业用大棚内进行灌溉时,希望不会妨碍在该大棚内使用机械等进行的各种农业作业,并希望在该大棚内向尽可能大范围的土地进行均匀的浇水,通过进行这样的浇水来谋求减轻作业负担和提高生产效率。即,希望通过将灌溉管设置在不会妨碍作业的高度以上的位置,而能够向宽敞的大棚内进行均匀的浇水。
在专利文献1的灌溉管中,在水平方向配置的两个翅片部的上方设有垂直浇水孔。在该状态下,通过置于地面上的一根灌溉管从近距离到远距离进行均匀的灌溉,并且为了向地面落下不会对土壤造成损伤程度的微小水滴,将水喷射到超过大棚的屋顶的高度,且需要确保从喷射到水滴分裂的时间及距离。因此,在大棚内仅使用垂直浇水孔比较困难。因此,考虑在配置于水平方向的两个翅片部的上方,在通水部上同时穿设垂直浇水孔和水滴分裂比较快且以短距离发生分裂的非垂直浇水孔,由此,能够在大棚内实现上述目的。
另外,专利文献1中还例示了在大棚的两壁面设置灌溉管的情况。但是,在该专利文献1中,垂直浇水孔和非垂直浇水孔双方配置在上述两个翅片部的上方。因此,由于从非垂直浇水孔向近处浇水,因此,需要将水向更上方喷出,为了防止碰到顶棚而需要在上方设置充足的空间。在专利文献1的图21中还示出了管的设置位置为壁面高度的一半以下的位置的情况,若考虑是通常的大棚,则管的设置位置为100cm以下,若为壁面较高的大型连栋大棚,则管的设置位置为不足120cm。由于该高度是会妨碍使用农业机械等的农业作业的高度,因此,无法满足上述要求。
而且,在将专利文献1的灌溉管设置于顶棚的情况下,以处于水平的两个翅片部作为对称轴而上下颠倒地配置,垂直浇水孔与非垂直浇水孔配置在上述两个翅片部的下方。因此,很难向距灌溉管较远的位置进行浇水,不仅如此,由于浇水区域极为狭窄且来自垂直浇水孔的水滴颗粒很大且速度很快,因此,会对地面造成损伤,无法满足上述要求。
另一方面,在专利文献2的灌溉管中,由于没有形成垂直浇水孔,因此,难以向距灌溉管较远的位置进行浇水。另外,在配置于竖直方向的两个翅片部中的与下方的翅片部相比靠近上方的翅片部的位置上配置有非垂直浇水孔,因此,为了不使水滴碰到大棚的顶棚而需要确保充分的空间,另外,还由于难以对灌溉管的更近处(正下方附近)进行浇水,因此,无法满足上述要求。
这样,在使用专利文献1、2的灌溉管进行浇水的情况下,在为了不妨碍农业作业而将灌溉管设置在高处的情况下,难以适当地对距灌溉管较远的位置和较近的位置双方进行浇水。尤其,在将专利文献1、2的灌溉管设置在农业用大棚的壁部等上的情况下,例如很难在不使水滴碰撞大棚的顶棚的情况下向与该壁部相对的其他壁部附近等较远的位置进行浇水,另外,也很难向设有灌溉管的壁部的附近进行浇水。
发明要解决的课题
鉴于上述情况,本发明的课题在于提供一种灌溉管及灌溉方法,能够从将灌溉管设置在不妨碍农业作业的高处的位置不使水滴碰撞顶棚地向较远的位置和较近的位置双方进行适当的浇水。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题,本发明的发明者对垂直浇水孔和非垂直浇水孔进行了专心研究并发现,以专利文献1公开的内容为基础,可以得出以下详细的见解。
即,在孔面积、穿孔位置、水压等浇水条件相同的情况下,从各孔进行浇水时,具有以下关系,即与垂直浇水孔相比,非垂直浇水孔在飞行等距离时水滴的粒径较小。
另外,在从垂直浇水孔进行浇水时,由于通过该垂直浇水孔时水与孔壁面的碰撞少,因此,通过了垂直浇水孔的水形成水柱并在空中飞行一段时间后开始分裂成水滴。而在从非垂直浇水孔进行浇水时,具有以下倾向,即通过了非垂直浇水孔的水形成水柱且以短于垂直浇水孔的空中飞行时间早期(暂短飞行后)地分裂成水滴,或几乎不形成水柱。
虽不能确定来自这样的垂直浇水孔和非垂直浇水孔的各孔的水的喷出动作存在差异的机理,但推测其机理为因这些孔的形状不同,在通过各浇水孔时水流状态产生差异并由此产生喷出动作的差异。若向灌溉管的通水部注水,则会对通水部的内壁面(灌溉管的长边方向)垂直地作用水压,但在垂直浇水孔中,垂直浇水孔的中心线相对于该水压的作用方向接近平行。因此,在垂直浇水孔中,在水从灌溉管的主流路(通水部的内部)流入垂直浇水孔后,由于水会在与水压的作用方向相同的方向上流动,因此,水流会不发生紊乱地向空中飞出。
而对于非垂直浇水孔来说,因其孔形状等原因,孔的中心线相对于上述水压的作用方向倾斜,因此,在水通过孔时会与孔壁面碰撞,所以,会强制性地对通过孔的水流施加变化。由此,会产生紊流及流速分布的波动,通过非垂直浇水孔的水无法形成水柱,或即使形成水柱也会在初期开始分裂。此外,在两个非垂直浇水孔相互相邻,且各孔的中心线以交叉的方式配置的情况下(后述的X孔),通过一侧的孔的水的水流会与通过另一侧的孔的水的水流碰撞,且会从发生碰撞的附近产生水滴的分裂。因此,在该情况下,与不会发生碰撞的情况相比,会形成具有较小粒径的细微的水滴。
另一方面,通常已知有如下情况:若由通过垂直浇水孔及非垂直浇水孔后的水形成水滴,则由于该水滴的飞行会受到空气阻力,因此,其终端速度(到达地面时的速度)适于速度与粒径的平方成比例的斯托克斯定律(stokes'law)。
这里,如上所述,由于从非垂直浇水孔产生的水滴的粒径比从垂直浇水孔产生的水滴的粒径小,因此,终端速度减小,飞行距离缩短。这样,浇水孔的形状与水滴的飞行距离(即,浇水距离)存在密切的关系,水滴的粒径变小的非垂直浇水孔,因水滴的飞行距离短而适于中距离区域、近距离区域的浇水。因此,对于非垂直浇水孔来说,即使不使其从灌溉管向上方喷出,而使其从130cm以上的高度向地面浇水的情况下,也能够不损伤土壤地在大范围内分散并着地。而对于水滴的粒径增大的垂直浇水孔来说,因水滴的飞行距离长而适于长距离区域的浇水。在来自垂直浇水孔的水滴没有进行充分飞行就着地的情况下,因其质量大且速度快,所以具有较大的动能,会损伤地表从而导致作物的根被翻出地面等不良情况的发生。
另外,通过形成在通水部的垂直浇水孔及非垂直浇水孔的配置来决定从这些浇水孔飞出的水的飞行方向、滞空(飞行)时间,并会对着陆于地面时的水滴的粒径及飞行速度产生影响,其结果,会对浇水距离、浇水区域的面积产生重要的影响。
基于上述见解,本发明人进行了专心的研究后发现,通过将通水部中的垂直浇水孔及非垂直浇水孔配置在规定的位置上,能够对距所设置的位置较远的地点和较近的地点双方进行适当的浇水,并完成了本发明。
即,本发明的灌溉管,
所述灌溉管被设置在距地面130cm以上的高度来使用,
所述灌溉管具有通水部,该通水部以水在内部流通的方式形成,且沿长边方向以规定的图案形成有用于使所述内部的水向外部喷出的多个浇水孔,
在所述通水部中,作为所述多个浇水孔具有垂直浇水孔和非垂直浇水孔,在设置所述灌溉管并在所述通水部的内部通水使其膨胀的状态下,所述垂直浇水孔形成为沿所述通水部的垂直截面的径向延伸,所述非垂直浇水孔形成为不沿所述径向延伸,
在设置所述灌溉管并向所述通水部的内部通水使其膨胀的状态下,通过所述通水部的垂直截面的中心地沿水平方向,将从所述中心分离的两个方向中浇水更多的方向即主浇水方向作为正的X轴,将通过所述中心沿竖直方向的上方作为正的Y轴,在通过XY正交坐标来表示所述通水部中的形成有所述多个浇水孔的位置时,
所述垂直浇水孔被配置在以下位置:通过所述垂直浇水孔的外侧开口的中心且通过所述垂直截面的中心的第1虚拟线相对于所述X轴的正向倾斜的角度α为-10°以上且40°以下的范围,
所述非垂直浇水孔至少配置在以下位置:通过所述非垂直浇水孔的外侧开口的中心且通过所述垂直截面的中心的第2虚拟线相对于所述X轴的正向倾斜的角度β为-150°以上且-10°以下的范围。
这里,以沿上述通水部的垂直截面的径向的方式延伸的垂直浇水孔是以如下方式形成其内周面的浇水孔,即,在对通水部进行折叠而使其成为平面状态时,通过该垂直浇水孔的外侧开口的中心及内侧的中心的第3虚拟线相对于通水部的平面所成的角度为70°以上且110°以下(90°±20°)。
另外,以不沿上述径向的方式延伸的非垂直浇水孔是指具有不符合所述垂直浇水孔的定义的浇水孔形状的全部浇水孔。进一步说明,非垂直浇水孔是指具有从孔喷出的水的动作与垂直浇水孔不同的结构的全部浇水孔。
另外,灌溉管的设置高度是指连结通水部的最下方与地面的最短距离。
另外,在上述结构的灌溉管中,优选地,
在以所述XY正交坐标的中心为轴,将从所述X轴的正向朝向所述Y轴的正向旋转的方向设为逆时针,将从所述Y轴的正向朝向所述X轴的正向旋转的方向设为顺时针时,
在设置所述灌溉管并向所述通水部的内部通水使其膨胀的状态下,
在所述非垂直浇水孔被配置在所述角度β为-40°以上且-10°以下的范围的位置上的情况下,以所述非垂直浇水孔的内侧开口的中心相对于由所述第2虚拟线和通过所述通水部的中心沿所述长边方向延伸的中心线所形成的虚拟平面,位于以所述XY正交坐标的中心为轴的逆时针侧的方式形成所述非垂直浇水孔,
在所述非垂直浇水孔被配置在所述角度β为-150°以上且-95°以下的范围的位置上的情况下,以所述非垂直浇水孔的内侧开口的中心相对于所述虚拟平面位于以所述XY正交坐标的中心为轴的顺时针侧的方式形成所述非垂直浇水孔。
另外,在上述结构的灌溉管中,优选地,
在设置所述灌溉管并向所述通水部的内部通水使其膨胀的状态下所述角度β超过-10°且在70°以下的范围内还配置所述非垂直浇水孔。
另外,在上述结构的灌溉管中,优选地,
还具有翅片部,在设置所述灌溉管并向所述通水部的内部通水使其膨胀的状态下,所述翅片部从所述通水部的所述Y轴的正向及负向的至少一侧的表面突出。
根据该结构,由于具有上述翅片部,因此,灌溉管难以挠曲,能够更适当地进行浇水。
另外,在上述结构的灌溉管中,优选地,
以如下方式形成:在所述灌溉管被设置在距地面130cm以上的高度时,从所述灌溉管的正下方到朝向与所述主浇水方向相反的方向离开50cm的位置之间的地面的平均浇水强度为从所述灌溉管的正下方到朝向所述主浇水方向离开150cm的位置之间的地面的平均浇水强度的5~50%。
这里,平均浇水强度是指,将因持续向地面落下的水而在地面蓄积的水量作为每小时(hr)在特定区域的范围内蓄积的水的平均深度(每单位面积)来表示的值。
另外,上述结构的灌溉管,优选地设置在农业用大棚中使用。
另外,上述结构的灌溉管,优选配置在所述农业用大棚的壁部或其附近进行使用。
另外,在上述结构的灌溉管中,还可以为,
所述农业用大棚由多个栋相连而成,
所述灌溉管配置在该多个栋的连结部分或其附近进行使用。
另外,在上述结构的灌溉管中,优选地,
所述灌溉管分别设置在所述农业大棚的相互对置的端部,
在所述规定的图案内,在所述长边方向上至少配置一个所述垂直浇水孔,配置比所述垂直浇水孔多的所述非垂直浇水孔,
在将所述垂直浇水孔的沿所述长边方向的平均重复间隔设为M1、将所述非垂直浇水孔的沿所述长边方向的平均重复间隔设为M2时,满足下述式(1),
M1>M2……(1)
另外,本发明的灌溉方法使用所述灌溉管进行灌溉。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的灌溉管设置于农业用大棚的状态的概要侧视图。
图2是表示本实施方式的灌溉管的概要立体图。
图3是表示本实施方式的灌溉管的垂直截面的概要图。
图4是折叠灌溉管的状态下放大地表示图3的垂直浇水孔周边的概要图。
图5是折叠灌溉管的状态下放大地表示图3的非垂直浇水孔周边的概要图。
图6是示意地表示非垂直浇水孔的形状的概要立体图。
图7是示意地表示非垂直浇水孔的形状的概要俯视图。
图8是示意地表示从非垂直浇水孔进行浇水的状态的概要俯视图。
图9是表示本实施方式的灌溉管的概要侧视图。
图10是表示本实施方式的灌溉管的、没有通水的状态的概要立体图。
图11是表示通过本实施方式的灌溉管进行浇水的状态的概要侧视图。
图12是表示本发明的一个实施方式的灌溉管设置在农业用大棚上的状态的概要侧视图。
图13是表示形成在本发明的一个实施方式的灌溉管上的非垂直浇水孔的概要侧视图。
图14是表示本发明的比较例1的灌溉管的长边方向上的浇水分布的曲线图。
图15是表示本发明的比较例2的灌溉管的长边方向上的浇水分布的曲线图。
图16是表示本发明的比较例3的灌溉管的长边方向上的浇水分布的曲线图。
图17是表示本发明的比较例4的灌溉管的长边方向上的浇水分布的曲线图。
图18是表示本发明的实施例1的灌溉管的长边方向上的浇水分布的曲线图。
图19是表示本发明的实施例2的灌溉管的长边方向上的浇水分布的曲线图。
图20是表示本发明的实施例3的灌溉管的照片。
图21是表示本发明的比较例5的灌溉管的照片。
具体实施方式
下面,参照附图说明本发明的一个实施方式的灌溉管及灌溉方法。
如图1所示,本实施方式的灌溉管10设置于农业用大棚1。此外,灌溉管10能够根据目的用于室外及室内,但尤其优选用于农业用大棚1中。
图1中,农业用大棚1由多个栋3相连而构成。灌溉管10介由固定部件9分别设置在农业用大棚1的一个壁部5a、另一个壁部5b和配置在栋3彼此的连设部分上的支柱7上。即,灌溉管10分别设置在壁部5a、5b的附近及连设部分的附近。这里,附近是指50cm以内。灌溉管10被这样设置并使用(参照图11)。作为农业用大棚1,能够列举塑料大棚等。如上述那样,通常,由于连栋大棚每栋的开间较宽,因此优选从一栋的两侧的连接部分进行浇水。
如图2所示,灌溉管10具有通水部11,该通水部11形成为在内部供水流通,并且,在长边方向上以规定的图案形成有多个用于将所述内部的水向外部喷出的浇水孔。在本实施方式中,通水部11形成为在内部流通水的状态下为圆筒状。另外,从未图示的供水装置向通水部11的内部供水。此外,在没有流通水的情况下,灌溉管10呈图9、10那样的平坦状态。
通水部11是在内部流通水,并从多个浇水孔对水进行喷出的部件。
通水部11的厚度优选为0.1~10mm,更优选为0.15~5mm,进一步更优选为0.15~3mm。
若通水部11的厚度不足0.1mm,则在向通水部11的内部注水并进行加压时,可能会导致通水部11的变形及破裂。而通过使通水部11的厚度为0.1mm以上,则能够抑制这样的变形及破裂。
若通水部11的厚度超过10mm,则通水部11的刚性、重量会增加过大,可能会导致难以进行通水部11的收卷、以及难以在通水部11上进行形成浇水孔的穿孔。而通过使通水部11的厚度为10mm以下,能够抑制刚性及重量增加过大,由此,能够抑制难以进行通水部11的收卷和穿孔的情况。
在通水使其膨胀的状态下的通水部11的内径(直径)优选为5~200mm,更优选为5~150mm,进一步优选为5~100mm。
若内径比5mm小,则灌溉状态下的管的长边方向的压力损失变大,会发生离开注水口后浇水距离马上缩短的不良情况。而若内径比200mm大,则即使以相同的水压进行注水,与内径较小的管相比,强度上也容易破损,不优选。
如图1所示,灌溉管10被配置在距地面130cm以上的高度H。
高度H是连结通水部11的最下方与地面的最短距离。
该高度H更优选为150cm以上,进一步优选为180cm以上。通过使高度H为130cm以上,能够对从近处到更远处的范围更均匀地进行浇水。在图1所示的状态下,从设置于农业用大棚1的一个壁部5a的灌溉管10向支柱7附近进行浇水,并能够对壁部5a的附近进行浇水。另外,从设置于支柱7的灌溉管10对农业用大棚1的另一个壁部5b的附近进行浇水,并能够对支柱7的附近进行浇水。而且,能够避免妨碍农业作业机械等的移动。
高度H若为130cm以上则没有特殊限定,能够根据农业用大棚1的形状、大小等适当设定。另外,高度H的上限,例如只要设定为从灌溉管10飞出的水不会与农业用大棚1的顶棚碰撞的高度即可。此外,在更大的连栋大棚中,有的栋连结部(结合部)的高度为250cm左右,以该高度作为设置高度的上限的基准。
此外,灌溉管10也可以设置在栋3上而不是壁部5a及支柱7上。例如,还可以设置在栋3的壁部5a侧(例如,壁部5a的附近)、栋3的支柱7侧(例如,支柱7的附近)。
如图3所示,作为所述多个浇水孔,在通水部11上形成有垂直浇水孔13和非垂直浇水孔15,在设置所述通水部11且所述内部通水使其膨胀的状态下,所述垂直浇水孔13沿所述通水部11的垂直截面的径向延伸,所述非垂直浇水孔15不沿所述径向延伸。
水从通水部11被供给,这些浇水孔通过该通水部11内的水压将水向外部喷出。
另外,本实施方式中,在通水部11上以规定的图案反复形成垂直浇水孔13及非垂直浇水孔15,该规定的图案由一个以上的垂直浇水孔13和多个非垂直浇水孔15构成。
另外,垂直浇水孔13负责对灌溉管1的浇水区域中的主浇水方向的浇水区域、即水滴的到达距离比较长的长距离的浇水区域进行浇水。
而非垂直浇水孔15负责对灌溉管1的浇水区域中的主浇水方向的浇水区域、即与垂直浇水孔13相比水滴的到达距离较短的中、近距离的浇水区域进行浇水,另外,还能够对与主浇水方向相反的方向(非主浇水方向)进行浇水。此外,若与主浇水方向相反的方向的浇水距离过大,则水滴有可能与壁部5a、5b碰撞。考虑到这点,非垂直浇水孔15优选配置在通水部11中的、向主浇水方向相反的方向的浇水距离为50cm以下的位置上。
此外,主浇水方向是指,在设置于农业用大棚1的状态下,在水平方向上从灌溉管1分离的两个方向(图3的X轴的正向及负向)中的、距灌溉管1的浇水距离大的一方的方向。
另外,垂直浇水孔13与非垂直浇水孔15具有如下关系:在以孔面积、穿孔位置、水压等相同的浇水条件从各孔进行浇水时,与垂直浇水孔13相比,非垂直浇水孔15飞行等距离时的水滴的粒径较小。
这里,在从垂直浇水孔13进行浇水时,水在通过该垂直浇水孔13时与孔壁面的碰撞较少,因此,通过垂直浇水孔13后的水形成水柱并在空中飞行一段时间后开始分裂成水滴。而在从非垂直浇水孔15进行浇水时,具有以下倾向,即通过了非垂直浇水孔15后的水形成水柱且以短于垂直浇水孔13的空中飞行时间早期(暂短飞行后)地分裂成水滴,或具有几乎不形成水柱。
虽然不能确定水从这样的垂直浇水孔13与非垂直浇水孔15中的各孔的喷出动作存在差异的机理,但推测其机理是因这些孔的形状不同,在通过各浇水孔时水流状态产生差异并由此发生的。若向灌溉管1的通水部11注水,则会对通水部11的内壁面(灌溉管11的长边方向)垂直地作用有水压,但在垂直浇水孔13中,垂直浇水孔13的中心线相对于该水压的作用方向接近平行。因此,在垂直浇水孔13中,在水从灌溉管1的主流路(通水部11的内部)流入垂直浇水孔13后,由于水会在与水压的作用方向相同的方向上流动,因此,水流会不发生紊乱地向空中飞出。
而对于非垂直浇水孔15来说,因其孔形状等,孔的中心线相对于上述水压的作用方向倾斜,因此,因水通过孔时与孔壁面发生的碰撞,会强制性地对通过孔的水流施加变化。由此,会产生紊流及流速分布的波动,通过非垂直浇水孔15后的水无法形成水柱,或即使形成水柱也会在初期开始分裂。此外,在两个非垂直浇水孔15相互相邻,且各孔的中心线以交叉的方式配置的情况下(后述的X孔),通过一侧的孔的水的水流会与通过另一侧的孔的水的水流碰撞,且会从发生碰撞的附近产生水滴的分裂。因此,在该情况下,与不会发生碰撞的情况相比,会形成具有较小粒径的细微的水滴。
另一方面,通常已知,若由通过垂直浇水孔13及非垂直浇水孔15后的水形成水滴,则由于该水滴的飞行会受到空气阻力,因此,其终端速度(到达地面时的速度)适于速度与粒径的平方成比例的斯托克斯定律(stokes'law)。
这里,如上所述,由于从非垂直浇水孔15产生的水滴比从垂直浇水孔13产生的水滴的粒径小,因此,终端速度减小,飞行距离缩短。这样,浇水孔的形状与水滴的飞行距离(即,浇水距离)存在密切的关系,水滴的粒径变小的非垂直浇水孔15,因飞行距离短而适于近距离区域的浇水,而水滴的粒径增大的垂直浇水孔13因飞行距离长而适于长距离的浇水。
另外,通过形成在通水部11上的垂直浇水孔13及非垂直浇水孔15的配置来决定从这些浇水孔飞出的水的飞行方向、滞空(飞行)时间,并会对在地面上着陆时的水滴的粒径及飞行速度产生影响,其结果,会对灌溉距离、浇水区域的面积产生重要的影响。因此,考虑到这些因素,在本实施方式中,以如下方式设定通水部11中的垂直浇水孔13及非垂直浇水孔15的配置。
这里,如图3所示,在设置灌溉管10且向通水部11的内部通水后使其膨胀的状态下,将通过通水部11的垂直截面的中心O沿水平方向(图3的左右方向)从中心O分离的两个方向中的浇水更多的方向即主浇水方向(图3的右侧)作为正的X轴,将通过中心O沿竖直方向(图3的上下方向)的上方向(图3的上侧)作为正的Y轴,通过XY正交坐标系来表示通水部11中多个浇水孔的形成位置。
在这样进行表示时,垂直浇水孔13中,通过垂直浇水孔13的外侧开口的中心S1且通过通水部11的垂直截面的中心O的第1虚拟线L1被配置在相对于所述X轴的正向倾斜的角度α为-10°以上且40°以下的范围的位置上。
角度α为,使上述X轴的正向为0°,从该X轴的正向向上方直到上述X轴的负向(相当于180°)之间表示为正角度,且从该X轴的正向向下方直到上述X轴的负向(相当于-180°)之间表示为负角度。
此外,在本发明中,垂直浇水孔13在规定图案中在上述角度α的位置至少配置一个,其数量没有特别限定。即,垂直浇水孔13还可以在规定图案内配置多个。另外,还可以在通水部11的周向上配置多个垂直浇水孔13,还可以在通水部11的长边方向上配置多个垂直浇水孔13。
在角度α不足-10°的情况下,即使设置在距地面130cm的高度以上的情况下,也会导致浇水距离显著降低,另外,浇水面积也可能显著降低。另外,在该情况下,对着地部土壤的损伤会变得显著。而通过使角度α为-10°以上,能够抑制这种浇水距离及浇水面积的显著降低。由此,能够充分扩大浇水距离及浇水面积,还能够避免显著的土壤损伤。
另外,在角度α超过40°的情况下,随着角度α的增加,浇水距离有可能缩短,另外,水滴的最大到达高度显著增大,存在水滴易与农业用大棚1的顶棚发生碰撞的倾向。另外,若欲避免水滴与农业用大棚1的顶棚发生碰撞,则需要使农业用大棚1的顶棚增高相应的量。而通过使角度α为40°以下,能够抑制浇水距离的缩短及最大到达高度增加得过大,由此,能够在确保浇水距离的同时,使最大到达高度适度。另外,能够避免进行加高农业用大棚1的顶棚等不必要的作业。
这样,将灌溉管10设置在距地面130cm以上,角度α为-10°以上且40°以下,由此,能够使从垂直浇水孔13喷出的水飞行到远处后分散。另外,能够使所喷出的水难以与顶棚碰撞。
另外,根据该观点,角度α优选为-5°以上且30°以下,更优选为0°以上且25°以下。
如图4所示,垂直浇水孔13是以如下方式形成其内周面13a的浇水孔,即,在对通水部11进行折叠而使其成为平面状态时,通过该垂直浇水孔13中的外侧开口的中心S3及内侧开口的中心S4的第3虚拟线L3相对于通水部11的平面所成的角度θ1为70°以上且110°以下(90°±20°)。
在该垂直浇水孔13中,通过其中心的第3虚拟线L3相对于上述平面的角度θ1若为70°以上且110°以下,则其内周面13a相对于上述平面所成的角度没有特别限定,例如,内周面13a可以形成为越趋向内侧越宽,还可以形成为越趋向内侧越窄。
在图4所示的状态下,以角度θ1为90°的方式形成垂直浇水孔13,第1虚拟线L1与第3虚拟线L3一致。
由于上述角度θ1为70°以上且110°以下,因此,在以相同的孔截面积及相同的水压使水喷出时,从垂直浇水孔13喷出的水能够表现出相同的飞行图案。即,能够表现出与第1虚拟线L1和第3虚拟线L3一致的情况下的飞行图案(参照图11)大致相同的飞行图案。
另外,从垂直浇水孔13喷出的水,在从垂直浇水孔13飞出后,分裂较迟,很难受到因分裂产生的空气阻力,因此能够飞行较长距离,故直到水柱开始分散的时间变得较迟。由此,能够使水柱开始分散(分裂)的点距灌溉管10较远,能够将水送至较远处,而且,还能够确保水滴分裂后的扩散。
上述平面状态下的垂直浇水孔13的孔径(直径)没有特殊限定,但优选例如在通水部11的内部流通水使其膨胀的状态下,孔径为0.01~3mm。
此外,上述孔径是指从通水部11的外侧(表侧)到内侧(里侧)的开口部中最小部分的孔径。另外,在该开口的形状不是正圆的情况下,上述孔径是指换算成具有与开口的面积相同面积的正圆的直径后的值。
若垂直浇水孔13的孔径超过3mm,则每个垂直浇水孔13的浇水量可能会变得过多。因此,灌溉管10的长边方向中的距对通水部11进行注水的注水侧的端部越远的位置(越趋向与注水侧相反侧的端部),从垂直浇水孔13飞出的水的水势越降低从而可能导致水滴的到达距离(飞行距离)缩短。另外,其结果为,可能会导致很难在长边方向上进行均匀的浇水。而若垂直浇水孔13的孔径为3mm以下,则即使在距上述注水侧的端部较远的位置,也能够抑制从垂直浇水孔13飞出的水的水势降低,因此,能够抑制长边方向上的浇水的均匀性的降低。
另外,若垂直浇水孔13的孔径不足0.01mm,则从垂直浇水孔13飞出的水滴的到达距离有可能变得过短,因此,无法向充分远处进行浇水。而若垂直浇水孔13的孔径为0.01mm以上,则能够使从垂直浇水孔13飞出的水滴的到达距离充分长,能够向充分远处进行浇水。优选的孔径为0.05~2.5mm,更优选的孔径为0.1~1.5mm。
如图3所示,非垂直浇水孔15被配置在通过非垂直浇水孔15的外侧开口的中心S2且通过所述垂直截面的中心O的第2虚拟线L2相对于所述X轴的正向倾斜的角度β为-150°以上且-10°以下的范围的位置上。
至少一个非垂直浇水孔15以如下方式形成在所述通水部11上,即所述第2虚拟线配置在相对于所述X轴的正向倾斜的角度β为-150°以上且-10°以下的范围的位置上。
对于角度β,将上述X轴的正向作为0°,将从该X轴的正向向上方直到上述X轴的负向(相当于+180°)之间表示为正的角度,将从该X轴的正向向下方直到上述X轴的负向(相当于-180°)之间表示为负的角度。
此外,在本发明中,非垂直浇水孔15在规定图案中的上述角度β的位置至少配置一个,其数量没有特别限定。即,非垂直浇水孔15还可以在规定图案内配置一个。
另外,在上述角度α及角度β都为-10°的情况下,垂直浇水孔13及非垂直浇水孔15在长边方向上配置在相互不同的位置上。另外,若在上述角度β为-150°以上且-10°以下的范围内配置一个以上的非垂直浇水孔15,则此外还可以以上述角度β不在-150°以上且-10°以下的范围(从超过-10°且为180°以下的范围、及超过-180°且小于-150°的范围中选择的角度)的方式配置一个以上的非垂直浇水孔15。
若角度β超过-10°,来自非垂直浇水孔15的水滴的到达(飞行)距离成为中距离区域,很难对近距离区域进行浇水。另外,若角度β过大,则水滴有可能会碰到顶棚。而通过使角度β为-10°以下,能够使来自非垂直浇水孔15的水滴的到达距离成为充分近的近距离区域,因此,能够对由垂直浇水孔13无法进行浇水的灌溉管10的安装位置正下方附近充分地进行浇水,另外,还能使水滴难以碰撞到顶棚。
另外,若角度β不足-150°,则对于灌溉管10,会向与主浇水方向相反的方向过量浇水,因此,如图1所示,若灌溉管10设置在农业用大棚1的壁部5a、5b,则可能导致水滴还会碰撞到地面以外的壁部5a、5b,导致浇水时浪费增多。而通过使角度为-150°以上,能够抑制向与主浇水方向相反的方向的过度的浇水,因此,能够抑制有害的浇水。
因此,通过将非垂直浇水孔15配置在角度β为-150°以上且-10°以下的位置上,能够使从非垂直浇水孔15喷出的水在灌溉管10的附近分裂及分散,从而能够对近距离区域进行浇水。另外,能够使喷出的水难以与顶棚发生碰撞。
另外,适于通过垂直浇水孔13进行的向远距离区域的浇水、和通过上述角度β位于-150°以上且-10°以下范围的所述非垂直浇水孔15进行的包含与主浇水侧相反方向的近距离区域和主浇水方向的近距离区域之间的浇水。
角度β优选为-120°以上且-10°以下。
非垂直浇水孔15以具有不符合上述垂直浇水孔13的定义的形状的全部浇水孔作为对象。进一步说明,非垂直浇水孔15包括具有从孔喷出的水的动作与垂直浇水孔13不同的结构的全部浇水孔。作为非垂直浇水孔15,能够列举后述的斜孔、X孔或孔的长宽比显著较大的狭缝孔等。其中,后述的斜孔或X孔由于能够通过激光便捷地穿孔而优选。
如图5所示,在非垂直浇水孔15中,将通水部11折叠而成为平面状态时,将通水部11的外侧平面与由虚拟线L2及虚拟线L4形成的平面(图5中与纸面平行的面)的交线作为R轴,将位于该R轴上的非垂直浇水孔15的外侧开口的中心S5作为原点Or,相比于该原点Or将主浇水侧作为负侧(-侧),将与主浇水侧相反的一侧作为正侧(+侧),非垂直浇水孔15以如下方式形成其内周面15a,即虚拟线L4在向位于灌溉管10的外侧的虚拟线L2旋转的方向(图5的逆时针方向)上相对于R轴的(+侧)倾斜的角度θ2为70°以上且110°以下(即,90°±20°)以外的范围。即,非垂直浇水孔15是以使角度θ2为从超过0°且小于70°(0<θ2<70°)、及超过110°且小于180°(110°<θ2<180°)的范围中所选择的角度的方式形成其内周面15a的浇水孔。
在该非垂直浇水孔15中,通过其中心的第四虚拟线L4相对于R轴的(+侧)倾斜的角度θ2为从上述范围选择的角度即可,其内周面15a相对于上述R轴的(+侧)所成的角度没有特别限定。例如,内周面15a可以形成为越朝向内侧越扩宽,也可以形成为越朝向内侧越缩窄。
通过使上述角度θ2在上述范围内,在以相同的孔截面积及相同的水压使水喷出时,从非垂直浇水孔15喷出的水能够显示出飞行距离比从垂直浇水孔13喷出的水短、且比从垂直浇水孔13喷出的水的范围大的飞行图案(参照图11)。
另外,从非垂直浇水孔15喷出的水与以相同的孔截面积及相同的水压从垂直浇水孔13喷出的情况相比,在水从非垂直浇水孔15飞出后,直到水柱开始分散的时间较短,因分裂导致的微粒化开始较早,易受到空气阻力影响而减速,因此,无法飞行长距离。由此,即使从130cm以上的高度向下喷出也能够使开始分散、微粒化、减速的地点位于灌溉管10附近,因此,能够对近处进行浇水,而且,还能够确保分裂后水滴的扩散,能够避免对土壤的损伤。
上述平面状态下的非垂直浇水孔15的孔径(直径)虽无特别限定,但例如在通水部11的内部通水使其膨胀的状态下,优选孔径为0.1~3mm。
此外,上述孔径是指通水部11的外侧(表侧)及内侧(里侧)的开口的孔径中较小的孔径,在该开口的形状并非正圆的情况下,上述孔径是指换算成具有与开口的面积相同面积的正圆的直径后的值。
若非垂直浇水孔15的孔径超过3mm,则每个非垂直浇水孔15的浇水量变得过多,因此,灌溉管10的长边方向中的距向通水部11注水的注水侧的端部越远的位置(越趋向与注水侧相反侧的端部),从非垂直浇水孔15飞出的水的水势越降低,从而可能导致水滴的到达(飞行)距离缩短。另外,其结果为,可能会导致很难在长边方向上进行均匀的浇水。而若非垂直浇水孔15的孔径为3mm以下,则即使在距上述注水侧的端部较远的位置,也能够抑制从非垂直浇水孔15飞出的水的水势降低,因此,能够抑制长边方向上的浇水的均匀性的降低。
另外,若非垂直浇水孔15的孔径小于0.01mm,则从非垂直浇水孔15飞出的水滴的到达距离可能会变得过短,可能会导致无法向充分远的地方进行浇水。而若非垂直浇水孔15的孔径为0.01mm以上,则能够使从非垂直浇水孔15飞出的水滴的到达距离充分长,能够对充分远处进行浇水。非垂直孔优选的孔径为0.05~2.5mm,更优选的孔径范围为0.1~1.5mm。
这样,非垂直浇水孔15能够在主浇水方向(X轴的正向,图3的右侧)和与该主浇水方向相反的方向(X轴的负向,图3的左侧)进行浇水,由此,能够对更大的范围进行浇水。
另外,更具体地来说,本实施方式的非垂直浇水孔15(斜孔)形成为以下的形状。
即,如图6所示,将向灌溉管10注水时相对于水的流动方向(长边方向)垂直的截面的中心O作为XY坐标的中心,使主浇水侧作为X轴的正侧,使竖直方向的上方作为Y轴的正侧,在这样的XY坐标中,设定虚拟平面P,该虚拟平面P由连结上述中心O与非垂直浇水孔15的外侧开口的中心S5的第五虚拟线L5、和通过灌溉管10的中心并在长边方向上延伸的中心线L0形成,在上述XY坐标系中将以中心O为基准相对于虚拟平面P在图6中向右旋转0~180°的范围作为顺时针侧,将向左旋转0~180°的范围作为逆时针侧。
换言之,以XY正交坐标的中心O作为轴,将从X轴的正向(图6的右侧)向Y轴的正向(图6的上侧)旋转的方向作为逆时针,将从Y轴的正向(图6的上侧)向X轴的正向(图6的右侧)旋转的方向作为顺时针。
此时,以如下方式形成非垂直浇水孔15:在非垂直浇水孔15的内侧开口的中心S6以上述XY坐标的中心O为基准位于虚拟平面P的逆时针侧(图6的右侧)的情况下,上述角度θ2为0°~70°的范围内的值,在中心S6以XY坐标的中心O为基准位于虚拟平面P的顺时针侧(图6的左侧)的情况下,上述角度θ2为110°<θ2<180°范围内的值。
这样,在以对包含灌溉管10的负侧(-侧)的附近进行灌溉为目的配置的斜孔中,在上述内侧开口的中心S6位于虚拟平面P的逆时针侧的情况下,在上述角度θ2为0°~70°时,通过非垂直浇水孔15的中央的第四虚拟线L4相对于虚拟平面P与灌溉管10相比靠近外侧并偏向顺时针方向。因此,为了对包含灌溉管10的主浇水侧及与主浇水侧相反侧在内的附近的地面进行灌溉,表示非垂直浇水孔15的穿孔位置的角度β优选设置在-95°以上且-10°以下的范围(参照参考例14~参考例17)。另外,角度β更优选的范围为-85°~-10°,角度β最优选的范围为-80°~-20°。此外,考虑到与后述的顺时针侧重复的部分,角度β的范围还可以为-40°~-10°。
该情况下,如图7所示,在穿孔的角度θ2相同,且处于相同穿孔位置的角度β的非垂直浇水孔15中,向灌溉管10之下的地面的最负侧方向进行灌溉的情况是通过非垂直浇水孔15的中央的第四虚拟线L4被包含在与灌溉管10的长边方向垂直的截面(XY坐标平面)内的情况,在该情况下,非垂直浇水孔15向与灌溉管10垂直的方向进行浇水。另外,从灌溉管10向最正侧(﹢侧)方向进行浇水的情况是第四虚拟线L4被包含在虚拟平面P中的情况,对于配置非垂直浇水孔15的位置,被浇水的区域偏向灌溉管10的长边方向的正侧或负侧。位于上述截面及虚拟平面P的中间、且具有相同的穿孔角度θ2和相同的穿孔位置β的非垂直浇水孔15,对距灌溉管10的浇水距离成为包含在上述截面和虚拟平面P中的非垂直浇水孔15的浇水距离的中间的区域进行浇水。
另一方面,如图7的非垂直浇水孔15’那样,在灌溉管10的内侧开口的中心S6’位于虚拟平面P’的顺时针侧的情况下,上述角度θ2为110°~180°,通过非垂直浇水孔15’的中心的第四虚拟线L4’相对于虚拟平面P’在灌溉管10的外侧偏向逆时针方向,因此,为了对包含灌溉管10的非浇水侧在内的附近的地面进行灌溉,表示穿孔位置的角度β优选设置在-150°以上且-40°以下的范围内(参考例20~参考例24)。另外,更优选β的范围为-130°~-40°的范围,最优选为-120~-40°。此外,考虑到与上述的逆时针侧重复的部分,角度β的范围还可以为-150°~-95°。
该情况下,如图7所示,在穿孔的角度θ2’相同,且处于相同穿孔位置的角度β的非垂直浇水孔15’中,向灌溉管10之下的地面的最正侧方向进行浇水的情况是,通过非垂直浇水孔15’的中央的第四虚拟线L4’被包含在与灌溉管10的长边方向垂直的截面(XY坐标平面)内的情况,非垂直浇水孔15’向与灌溉管10垂直的方向进行浇水。另外,从灌溉管10向最负侧方向进行灌溉的情况是第四虚拟线L4’被包含在虚拟平面P’中的情况,对于配置非垂直浇水孔15’的位置,被浇水的区域偏向灌溉管10的长边方向的正侧或负侧。位于上述截面及虚拟平面P’的中间、且具有相同的穿孔角度θ2’和相同的穿孔位置β的非垂直浇水孔15’,对距灌溉管10的浇水距离成为包含在上述截面和虚拟平面P’中的非垂直浇水孔15’的浇水距离的中间的区域进行浇水。
在这样设定非垂直浇水孔15(及15’)的形状时,优选穿孔位置的角度β为-150°以上且-10°以下的范围的位置,且从非垂直浇水孔15喷出的水柱或喷雾束的浇水仰角D优选为-130°以上且-10°以下。
另外,非垂直浇水孔15还可以在通水部11的上述角度β为-150°以上且-10°以下范围的位置上形成一个以上,除此以外,非垂直浇水孔15还可以在通水部11的该范围之外的范围(从超过-10°且180°以下的范围、及超过-180°且不足-150°的范围中所选择的范围)的位置上形成一个以上。
这样,以上述角度β为上述范围以外的范围的方式形成非垂直浇水孔15的情况下,优选上述角度β超过-10°且为70°以下的范围,且浇水仰角D超过-10°且为45°以下。
这里,从非垂直浇水孔15喷出的水的浇水仰角D如以下那样求得。
如图8所示,浇水仰角D是使用角度计从灌溉管10的长边方向上相同高度的附近对水从非垂直浇水孔15喷出的角度进行计测得到的。即,浇水迎角D是指,在将以通过通水部11的垂直截面的中心O的方式沿水平方向的主浇水方向作为正的X轴、将以通过所述中心的方式沿竖直方向的上方作为正的Y轴的XY坐标中,对非垂直浇水孔15的外侧开口的中心S5和沿喷出的水流距浇水孔5cm的水流中央的点K进行投影,连结向XY坐标上投影后的这两点的线段与X轴的正侧方向所成的角度。
从非垂直浇水孔15喷出的水流,通常沿水流在与非垂直浇水孔15相距5cm处还没有开始分裂,因此呈大致水柱形状,但在飞出非垂直浇水孔15后立即开始分裂的情况下,通常,会在非垂直浇水孔15附近,水滴分布在顶点N的圆锥形状中并进行飞散。该情况下,与该圆锥内的水滴密度分布无关,连结位于距该圆锥的顶点N为5cm处的高位脊线上和低位脊线上的点,分别求出高位浇水仰角DH和低位浇水迎角DL,将(DH+DL)/2作为浇水仰角D。
此外,垂直浇水孔13的浇水仰角D也能够同样地求得。
另外,这些多个非垂直浇水孔15优选形成为,在灌溉管10设置在距地面130cm以上的高度时,从灌溉管10的正下方到朝向上述相反方向离开50cm的位置之间的地面的平均浇水强度为从上述灌溉管10的正下方到朝向上述主浇水方向离开150cm的位置之间的地面的平均浇水强度的5~50%。
平均浇水强度是指,将因持续向地面落下的水而在地面蓄积的水量作为每小时在特定区域的范围内蓄积的水的平均深度(每单位面积)来表示的值。
为了得到这样的平均浇水强度,将浇水区域划分成网格并在各条件下进行恒定时间的浇水,对各网格位置处的浇水强度进行计测后,换算成mm/hr单位并进行数据处理即可。
与上述主浇水方向相反方向的0~50cm的平均浇水强度为主浇水方向0~150cm的平均浇水强度的5~50%,由此,能够减少朝向上述相反方向的有害的浇水。
此外,多个非垂直浇水孔15还可以在通水部11的周向上的不同位置配置多个,各个非垂直浇水孔15还可以在通水部11的长边方向上的不同位置配置多个,周向不同位置的非垂直浇水孔15还可以配置在长边方向上的同一位置。
在本实施方式中,对于所述垂直浇水孔13及非垂直浇水孔15,在规定的图案内,配置一个以上的所述垂直浇水孔,在上述长边方向上的与垂直浇水孔13不同的位置上配置多个非垂直浇水孔15,而且,多个非垂直浇水孔15在上述长边方向上以适当间隔配置在相互不同的位置上,但还可以根据需要在长边方向的同一位置且在周向的不同位置配置多个非垂直浇水孔15。即,形成在规定的图案内的垂直浇水孔13及多个非垂直浇水孔15还可以全部配置在上述长边方向上不同的位置上,还可以在局部长边方向的同一位置且在周向的不同位置上配置多个浇水孔。
在从农业用大棚1的两侧向内侧进行浇水的情况下,通过这样在规定图案内配置一个以上的垂直浇水孔13和数量超过垂直浇水孔13数量的非垂直浇水孔15,在上述长边方向上以规定图案反复形成垂直浇水孔13和多个非垂直浇水孔15时,相邻的垂直浇水孔13彼此的平均距离M1与对相邻的非垂直浇水孔15彼此的距离进行平均后的距离M2之间满足M1>M2的关系。
如上述那样,在规定图案内且在长边方向上设置一个以上的垂直浇水孔13,并设置比垂直浇水孔13多的非垂直浇水孔15,由此,能够对更大的范围均匀地进行浇水。
另外,如图1所示,以这样的规定的图案反复形成有垂直浇水孔13和多个非垂直浇水孔15的灌溉管10分别设置在农业大棚1中相互对置的端部。此外,一侧的灌溉管10相当于使另一侧的灌溉管10在水平方向上旋转180°后的状态。
这样,通过对置的两个灌溉管10,相互从相反侧向农业用大棚1的内侧进行浇水,由此,能够相互对难以浇水的位置进行补足浇水,因此,能够对更大范围均匀地进行浇水。
灌溉管10具有翅片部21,在设置该灌溉管10且向通水部11的内部通水而膨胀的状态下,该翅片部21从通水部11中的Y轴的正向及负向的至少一侧的表面突出。这里,具有两个翅片部21,这两个翅片部21分别从通水部11中Y轴的正向及负向两方侧突出。
此外,在本发明中,还可以具有一个翅片部21。
由于具有该翅片部21,通水部11(即,灌溉管10)在长边方向上难以挠曲,因此,能够通过灌溉管10更适当地进行浇水。此外,在本发明中,还可以不具有翅片部21。
通水部11及翅片部21的材质没有特别限定。作为其材质,能够列举例如树脂、橡胶、金属等。在这些材质中,优选能够以低成本容易地形成通水部11中的垂直浇水孔13及非垂直浇水孔15、及容易形成翅片部21,并且灌溉管10轻量、使用时的收卷性优异的材质。基于该观点,上述材质优选树脂。作为这样的树脂,能够列举聚乙烯或聚丙烯等聚烯烃系树脂、聚碳酸酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯系树脂等。这些树脂中,优选聚乙烯,更优选低密度聚乙烯。另外,在对树脂制的通水部11照射激光而进行穿孔的情况下,优选在该树脂中添加炭黑,由此,由于通水部11容易吸收激光的能量,会使穿孔变得容易。
灌溉管10的制造方法没有特别限定,但作为灌溉管10的制造方法,能够列举以下方法:以树脂作为原料,通过利用圆筒状的模具的挤出法形成树脂制的筒状管后,在该筒状管上对垂直浇水孔13及非垂直浇水孔15进行穿孔,并通过热封等形成翅片部21。另外,作为灌溉管10的制造方法,能够列举以下方法:以树脂作为原料,利用在圆筒的侧面部具有翅片形成用的模的模具,并通过挤出法形成具有树脂制的翅片的筒状管后,对该带翅片的筒状管进行垂直浇水孔13及非垂直浇水孔15的穿孔并由此制造。作为灌溉管10的制造方法,能够列举以下方法:在切断成规定大小而得到的两块树脂制的细长整卷片材上进行垂直浇水孔13及非垂直浇水孔15的穿孔后,使这两块细长整卷片材重合,并对宽度方向两端部进行热封,由此形成翅片部21。
另外,作为上述穿孔方法,例如,能够列举对通水部11照射激光的方法。另外,还能够列举利用钻头、冲头、刀具、穿孔用针等进行穿孔的方法等。
此外,在形成筒状的管后进行穿孔的情况下,可以在该筒状管内存在空气、且形成为筒状的状态下,对规定的位置进行穿孔,还可以在将筒状管进行折叠的状态下,以不使激光对相反侧的片材部分开孔的方式,在规定的位置进行穿孔。
另外,在使两块整卷片材重合并对宽度方向两端部进行热封的情况下,优选在进行热封前,对各整卷片材进行穿孔,通过这样进行穿孔,穿孔变得容易。另外,在这样的情况下,通常并不限于从成为筒状时的表面的一侧进行穿孔。
如上所述,本实施方式的灌溉管10,上述形状的垂直浇水孔13以配置在上述位置的方式形成在通水部11上,由此,在灌溉管10被设置在130cm以上的高度并进行使用时,能够适当地对距灌溉管10较远的位置进行浇水。
另外,上述形状的非垂直浇水孔15以配置在上述位置的方式形成在通水部11上,由此,在灌溉管10被设置在130cm以上的高度并进行使用时,能够适当地对灌溉管10附近的位置进行浇水。
因此,能够对距所设置的位置较远的位置和包括主浇水侧相反侧的区域在内的较近的位置双方进行适当的浇水。另外,在灌溉管10被设置在130cm以上的高度并进行使用时,在农业用大棚1内部利用农用机械进行的作业能够在不受灌溉管10的影响的情况下进行实施。
因此,从将灌溉管10设置在不会妨碍农业作业的高处位置,能够不使水滴碰到顶棚地向较远的位置和较近的位置双方进行适当的浇水。
另外,本实施方式的灌溉管10被配置在农业用大棚1的壁部5a、5b或其附近进行使用。
根据该结构,能够从设有灌溉管10的壁部5a、5b或其附近向较远的位置处进行连续均匀的浇水。例如,如图1所示,能够从壁部5a、5b通过垂直浇水孔13向位于栋3的连结部分的支柱7或其附近进行浇水。另外,能够通过非垂直浇水孔15,对设有灌溉管10的壁部5a、5b的附近、及直到由垂直浇水孔13进行浇水的远距离区域的中间区域进行浇水。
另外,通过对浇水孔13、15的数量和结构进行调整,能够从单侧的壁5a、5b向对面壁部5b、5a进行浇水、以及能够从两侧的壁5a、5b附近进行浇水从而对其间的区域均匀地进行浇水。
因此,通过这样配置,灌溉管10更适用于浇水。
另外,在本实施方式的灌溉管10中,农业用大棚1由多个栋3相连而成,灌溉管10配置在该多个栋3的连结部分或其附近(这里为位于连结部分的支柱7或其附近)。
根据该结构,通过垂直浇水孔13,能够对较远的位置进行浇水。在本实施方式中,能够通过非垂直浇水孔15从设有灌溉管10的连设部分或其附近向与该连结部分相邻的连结部分、与该连结部分对置的壁部5a、5b附近的位置进行均匀的浇水。
因此,通过这样配置,从设有灌溉管10的连结部分的浇水侧附近,不仅能够对较远的位置进行浇水,还能够对通常无法进行浇水的设于连结部部分的两侧的灌溉管10之间的区域进行浇水。
因此,灌溉管10更适于灌溉。
另外,本实施方式的灌溉方法利用上述灌溉管10进行灌溉。
具体来说,如上所述,在经由固定部件9设置有灌溉管10的农业大棚1中,通过从未图示的供水部向灌溉管10供水,而使水从灌溉管10的垂直浇水孔13及非垂直浇水孔15喷出,并进行灌溉。
在向灌溉管10的通水部11通水使其膨胀的状态下,通水部11内的水的压力优选为0.01MPa~0.8MPa,更优选为0.02MPa~0.5MPa,进一步优选为0.04~0.4MPa。
这样,根据本实施方式的灌溉方法,利用灌溉管10进行浇水,由此,能够对距设置灌溉管10的场所较远的位置和较近的位置双方适当地进行浇水。
另外,在本实施方式的灌溉管10中,
在设置灌溉管10且向通水部11的内部通水而使其膨胀的状态下,在上述角度β超过-10°且为70°以下的范围内还设置非垂直浇水孔15。
根据该结构,通过将非垂直浇水孔15配置在上述角度β为-150°以上且-10°以下的范围的位置、和上述角度β为超过-10°且70°以下的范围的位置上,能够对更大范围进行均匀地浇水。
另外,在本实施方式的灌溉管10中,形成为,
当灌溉管10被设置在距地面130cm以上的高度时,从灌溉管10的正下方到在与主浇水方向相反的方向上离开50cm的位置之间的地面的平均浇水强度为从上述灌溉管10的正下方到在主浇水方向上离开150cm的位置之间的地面的平均浇水强度的5~50%。
根据该结构,上述相反方向的平均浇水强度为主浇水方向的平均浇水强度的5~50%,由此,能够减少朝向上述相反方向的有害的浇水(向大棚的壁、在连栋大棚的情况下为相邻栋的种植区域的过剩浇水)。
另外,在本实施方式的灌溉管10中,
在农业大棚1相互相对的端部5a、5b分别设有灌溉管10,
在上述规定的图案内且在上述长边方向上至少设置一个垂直浇水孔13,并配置比垂直浇水孔13数量多的非垂直浇水孔15,
将垂直浇水孔13沿上述长边方向的平均重复间隔设为M1,将非垂直浇水孔15沿上述长边方向的平均重复间隔设为M2时,优选满足下述数式(1)。
M1>M2……(1)
根据该结构,从相互对置、且在规定图案内设置一个以上垂直浇水孔、且设置比垂直浇水孔多的非垂直浇水孔的两根灌溉管进行浇水,由此,能够对更大范围进行浇水且能够均匀地进行浇水。
如上所述,根据本实施方式,提供一种灌溉管10及灌溉方法,能够将灌溉管10设置在不会妨碍农业作业的高处,并能够从所设置的位置不使水滴碰撞顶棚地对较远的位置和较近的位置双方适当地进行浇水。
本实施方式的灌溉管及灌溉方法如上所述,但本发明不限于上述实施方式,在本发明的意图的范围内能够进行适当的设计变更。
例如,在上述实施方式中,示出了在规定的图案中形成了多个非垂直浇水孔15的状态,但在本发明中,还可以在规定的图案中在通水部11上形成一个非垂直浇水孔15。
另外,在本发明中,如图13所示,还可以以如下方式配置:多个(这里为两个)上述非垂直浇水孔15相互相邻,通过各非垂直浇水孔15的外侧开口的中心S5及内侧开口的中心S6(参照图5)的第四虚拟线L4在通水部11的外侧相互交叉。该多个非垂直浇水孔15因从其中喷出的水呈X状而被称作X孔。
该X孔是指,在通过水压使水飞翔的一侧,以其中心线(第四虚拟线L4)相交的方式形成的、相邻的多个浇水孔的集合整体。
在该X孔中,以满足下述关系的方式形成各内周面15a,即在折叠通水部11使其成为平面状态时,通水部11的厚度J(mm)与高度(最短距离)h(mm)之间满足式0.5×J(mm)<h(mm)<J+50(mm)的关系,其中,所述高度h是连结相邻的上述第四虚拟线L4相交的点R的高度。
另外,这样的X孔还可以由上述垂直浇水孔13和上述非垂直浇水孔15的组合形成。在该情况下,例如能够采用以下方式:配置多个垂直浇水孔13,其中至少一个垂直浇水孔13的上述角度α在-10°以上且40°以下的范围内,其余的至少一个垂直浇水孔13与非垂直浇水孔15共同形成X孔。另外,在该情况下,还能够采用以下方式:配置多个非垂直浇水孔15,其中至少一个非垂直浇水孔15的上述角度β在-150°以上且-10°以下的范围内,其余的至少一个非垂直浇水孔15与上述其余的垂直浇水孔13共同形成X孔。另外,形成X孔的垂直浇水孔13及非垂直浇水孔15能够形成在角度α及角度β成为任意的角度的位置上。
此外,在两个非垂直浇水孔15形成X孔的情况下,该X孔的配置由这两个非垂直浇水孔15的中心决定。在通过垂直浇水孔13与非垂直浇水孔15形成X孔的情况下,该X孔的配置由该垂直浇水孔13和非垂直浇水孔15的中心决定。
另外,由向灌溉管10的表面的垂线和非垂直浇水孔15的中心线(第四虚拟线L4)所形成的面与灌溉管10的长边方向所成的角度没有特别限定。
另外,垂直浇水孔13及非垂直浇水孔15的穿孔形状可以从灌溉管10的内侧向外侧扩开,或从外侧向内侧扩开。
另外,形成一个X孔的多个浇水孔包含全部两个以上的孔,从该两个以上的孔所飞出的水会在浇水侧发生碰撞。按各浇水孔单独评价形成X孔的各浇水孔的直径,上述垂直浇水孔13或非垂直浇水孔15能够以同样的方式被设定。
另外,在本发明中,在规定图案中,若配置至少一个上述角度α在-10°以上且40°以下的范围内的垂直浇水孔13、及至少一个上述角度β在-150°以上且-10°以下的范围内的非垂直浇水孔15,例如,还可以在该规定图案中,另外形成至少一个角度在上述角度α的范围以外的垂直浇水孔13及/或角度在上述角度β的范围以外的非垂直浇水孔15。
另外,在上述实施方式中,对连栋的农业用大棚1进行了说明,但在本发明中,农业用大棚还可以为图12所示的单栋的农业用大棚1。
这里,在单栋的农业用大棚1中,如图12所示,通常构成壁面5a、5b的两侧的支柱向内侧倾斜,因此,在设于高处的情况下,需要设置在支柱的上部,这样会设置成与支柱下部相比相当靠内侧。在该情况下,对于水仅向主浇水侧喷出的结构来说,无法从设置位置向壁侧较大的区域进行浇水,会导致种植面积的大幅减少。
但是,通过利用上述灌溉管10,还能够对单栋的农业用大棚1的支柱下部附近进行实质性地浇水,能够防止生产效率的降低。
另外,在图12中,能够通过垂直浇水孔13对与壁部5a、5b对置的其他壁部5b、5a附近的远距离区域进行浇水。
(实施例)
接下来列举实施例进一步详细地说明本发明,但本发明不限于此。
基于以下述顺序进行的实验对以下的参考例、实施例及比较例的浇水特性进行评价。
■灌溉管的制作
将低密度聚乙烯和炭黑以炭黑占总重量的2重量%的方式混合,将混合后的混合物用作原料。
使用T模挤出机,将上述混合物投入T模挤出机,加工成厚度为550μm的片材,将得到的片材剪切成规定宽度而形成片后,利用YAG激光在构成管的两块片的规定位置上穿设规定结构的孔。将这样得到的两块带孔片重合,以使宽度方向两端部的密封部间距为53.4mm的方式对两侧进行热封,由此,制造具有表1所示的规定的孔形状的、在规定的位置上穿设了浇水孔而成的灌溉管。另外,通过热封在宽度方向两端部形成翅片部。此时的热封的密封宽度(翅片部的宽度)为4.5mm。这样制造的灌溉管的内径(直径)在向通水部注入水时为
通过YAG激光进行的垂直浇水孔及非垂直浇水孔的穿孔是以相对于平板上片材的表面呈规定角度的方式对片材照射激光并由此进行的。另外,非垂直浇水孔是通过以下方式形成的,即,在通过热封使两块片材成为筒状从而形成灌溉管时,以使通过非垂直浇水孔的中央的虚拟线(第四虚拟线)包含在垂直于灌溉管的长边方向的截面中的方式穿孔形成,更具体地说,以该虚拟线沿灌溉管的径向方式进行穿孔而形成。
(参考例)
在参考例中,作为单孔评价了垂直浇水孔及非垂直浇水孔。具体来说,如表1所示的条件那样,在制作了将垂直浇水孔或非垂直浇水孔设于一个位置的参考例1~39的灌溉管后,将所制作的灌溉管分别设置在表1所示的高度。此外,参考例的各浇水孔都以其浇水孔的外侧开口的中心和内侧开口的中心位于垂直于灌溉管的长边方向的截面上的方式穿孔而形成。对所设置的灌溉管的一端进行密封,并通过泵向另一端供给使其升压至恒定的压力的水,对从浇水孔进行浇水的浇水特性进行评价。
(表1)
具体来说,通过以下方法对由各穿孔形状及穿孔位置所决定的浇水特性(浇水距离、浇水峰值位置,浇水强度标准偏差)的指标进行评价。
■浇水仰角
如上述那样求出浇水仰角(D)。
■最高上升高度
对于从灌溉管的浇水向该灌溉管的上方飞出的浇水孔,测定从灌溉管喷出的水滴的最高到达高度,将该最高到达高度与灌溉管的设置高度之差((最高到达高度)-(设置高度))作为最高上升高度(表1中表示为“上升”。)进行计算。
这里,在最高上升高度超过170cm的情况下,在顶棚部的最高的高度为300cm的农业用大棚内,在将灌溉管设置在该壁部的130cm的高度上时,因存在与顶棚发生碰撞的可能,因此不优选。
因此,以如下方式确定评价基准。此外,在从设置位置向下浇水的情况下,由于喷出的水不会碰撞顶棚,因此,不进行判定(表1中表示为“-”。)。
适合◎:小于140cm
良○:140cm以上且小于170cm
不可×:170cm以上
■上升高度(a)
从参考例各形状的浇水孔喷出的水柱或水滴的水流中,将从最高到达高度减去灌溉管的设置位置的高度后的值作为上升高度进行求出。但是,在浇水仰角为0°以下的情况下设为空栏。
■峰值纵位置(b)
表示从参考例各形状的浇水孔喷出的水柱或水滴的水流中,到达最高到达高度的点距灌溉管的水平距离(cm)。
但是,在浇水仰角为0°以下的情况下设为空栏。
■(a)/(b)比
在将灌溉管安装在大棚的壁面或连栋大棚的边界部的支柱上部时,作为评价与顶棚接触的可能性的值,求出上升高度(a)与峰值纵位置(b)的比,即(a)/(b)。下述表示评价基准。
0.8以上 :×
0.65以上且小于0.8 :○
小于0.65:◎
■评价
最高峰值的评价,是记入最高上升高度的评价与(a)/(b)比的评价中不好的一方的评价。
■浇水强度
根据在规定的区段中每小时的浇水量(mm/hr)来评价从灌溉管浇水的水滴降落在其周边的地面上的浇水强度。
将灌溉管的宽度方向(与灌溉管垂直的方向)上距灌溉管的距离表示为纵距离,将灌溉管的长边方向(沿灌溉管的方向)上距浇水孔的距离表示为横距离,将纵距离分割成五分而形成地上的各区段。具体来说,将纵距离分割成五个区域后的5区域为:长距离区域(400cm以上)、中距离区域(150cm以上且小于400cm)、正(+)侧近距离区域(0m以上且小于150cm)、负(-)侧近距离区域(-50cm以上且小于0m)及负(-)侧中距离(小于-50cm)。
另外,将上述各区段的浇水强度中的、位于相同纵距离的横区域的浇水强度的平均值作为各纵距离的浇水强度(纵浇水强度)。
■纵向浇水峰值位置
根据上述纵向的上述纵浇水强度的分布求出垂直于灌溉管的方向上浇水强度最高的位置,将该位置距灌溉管的距离作为纵向浇水峰值距离(表1中表示为“峰值距离”。)。
■纵向的浇水强度的标准偏差
根据纵向的上述纵向浇水强度的分布求出取灌溉管的宽度方向(为水平方向,与灌溉管的长边方向垂直的方向)上的浇水强度的积分值为50%的中央值的距离(平均距离)。
然后,根据纵向的浇水强度分布和取纵向的浇水强度的中央值的距离区域,求出纵向的浇水强度的标准偏差(表1中表示为“标准偏差”。)。此外,若标准偏差较大,则表示浇水扩散到纵向较大的区域的情况,若标准偏差较小则表示浇水集中在狭窄的区域。
■浇水适合性
根据各穿孔形状及穿孔位置,将浇水覆盖范围的广度作为浇水适合性进行评价。
具体而言,各区段中,关于浇水强度为1mm/hr以上的区段,以下述表2所示的判定基准判定上述纵向的五个区域各自的浇水强度。由此,能够对纵向中哪个区域的浇水适合性好进行评价。
(表2)
■最大纵向浇水宽度
作为表示单个孔的纵向浇水状态的指标之一,求出最大纵向浇水宽度。该最大纵向浇水宽度是指纵向的浇水强度为1mm/hr以上的区域的最大宽度。最大纵向浇水宽度越宽,表示越能够从灌溉管在垂直的方向上向大范围的区域进行浇水。
通过以下的判定基准对最大纵浇水宽度进行判定。
优异 ◎:200cm以上
良好 ○:40cm以上且小于200cm
不良 ×:小于40cm
■最大横向浇水宽度
作为表示单个孔的横向的浇水状态的指标之一,求出最大横向浇水宽度。该最大横向浇水宽度是指横向的浇水强度(横向浇水强度)为1mm/hr以上的区域的最大宽度。最大横向浇水宽度越宽,表示越能够在与灌溉管平行的方向上对大范围的区域进行浇水。
基于以下的判定基准判定最大横向浇水宽度。
良 ○:50cm以上
不良 ×:小于50cm
将上述评价的结果示出在表1中。其结果,可知以下情况。
○关于垂直浇水孔(参考例1~10)
(关于最高上升高度)
根据参考例1~5的结果可知,在垂直浇水孔的穿孔位置的角度α超过40°的情况下,由于水滴会碰到农业用大棚的顶棚,因此不合适。另外,可知,优选的穿孔位置的角度α的上限为40°以下,更优选为35°以下,最优选为30°以下。
(关于浇水距离)
根据参考例2~7的结果可知,如浇水覆盖范围的(+)侧中长距离区域及标准偏差所示,在垂直浇水孔的穿设位置的角度α在-10~40°的范围内,能够不碰撞顶棚地对从(+)侧中距离到(+)侧长距离的大范围进行均匀地浇水。另外,在农田地面进行实验的情况下,能够确认水滴对地面造成的侵蚀痕迹。
另一方面,如参考例8~10所示,在穿设位置的角度α为-30°以下时,浇水区域从(+)侧中距离移动到(+)侧近距离,且标准偏差变得极小,其结果为,因在浇水后的地面发现了因水滴造成的侵蚀痕迹,因此不优选。
通过以上,在垂直浇水孔的穿设位置的角度α为-10~40°的范围的情况下显示出良好的浇水性能,能够在(+)侧中长距离区域的广大区域发挥良好的浇水性能。
另外,参考例5、12的结果为,当垂直浇水孔的穿设位置的角度α为-10~40°的范围,在将灌溉管设置在130cm的情况和设置在180cm的情况下,从垂直浇水孔进行浇水的浇水特性(平均距离、标准偏差)几乎没有发生变化。
○关于非垂直浇水孔(参考例13~33、38、39)
根据参考例13的结果可知,在非垂直浇水孔(为了区别于X孔,称作“斜孔”。)被穿设在角度β为10°的位置上的情况下,与穿设在相同位置的垂直浇水孔(参考例5)相比较,浇水距离明显变短。另外,根据参考例15、16的结果可知,在穿孔位置的角度β为-30°~-60°时,不仅能够对(+)侧近距离区域进行浇水,还能够对(-)侧近距离区域进行浇水。根据参考例17~19的结果可知,在角度β小于-85°时,浇水区域会变得比(-)侧50cm更远。其结果可知,考虑到能够进一步避免水滴与农业用大棚的壁部发生碰撞这点,优选角度β为-85°以上。另外,根据标准偏差的结果可知,与穿设在相同位置的垂直浇水孔(参考例7~9)相比,在穿设位置的角度β为-30°~-85°之间时,斜孔的标准偏差明显较大(参考例15~17),能够对更大范围进行浇水。
根据参考例31~33的结果可知,对于将穿孔的角度θ2设定为55°并进行穿孔的斜孔,与垂直浇水孔(参考例4~6)相比,当穿设位置的角度β在0~25°之间,浇水距离缩短(浇水区域向(-)侧移动),能够对(+)侧中距离区域进行浇水。另外可知,尽管浇水距离相对于垂直浇水孔缩短,但显示出与垂直浇水孔相同程度的良好的扩散性。
另外,与穿孔的角度θ2为35°且穿设位置为10°的斜孔(参考例13)相比较,穿孔的角度θ2为55°且穿设位置为10°的斜孔(参考例32)能够对更远更大的范围进行浇水。
这些参考例31~33的斜孔被穿设在角度β为-150~-10°的范围以外的位置,不对(-)侧近距离区域进行浇水,但能够对(+)侧中距离区域进行浇水,因此,通过将这些斜孔形成在灌溉管的适当的位置,能够对农业用大棚内的大范围更均匀地进行浇水。即,可知通过将非垂直浇水孔形成在角度β为-150~-10°的范围以外的位置上,能够有效地进行均匀的浇水。
根据参考例20~26的结果可知,非垂直浇水孔15的内侧开口的中心S6’相对于虚拟平面P’位于顺时针侧,对于穿孔的角度θ2’为145°的斜孔来说,在穿设位置的角度β为-50°~-120°(X-Y坐标的第三象限及第四象限)的范围内,能够平衡性良好地对(+)侧近距离区域及(-)侧近距离区域双方进行浇水。在角度β不足-150°的范围内,向(-)侧中距离的浇水过多,因此不优选。
对于以上的浇水,在以任何条件在农田地面上进行实验的情况下,在浇水后的地面上都没有发现水滴造成的侵蚀痕迹。
另外,根据这些参考例,示出了只要形成灌溉管上的穿设位置的角度β范围在-150°~-10°且具有适当的穿孔角度θ2’的斜孔,就能够平衡良好地对(+)侧近距离区域及(-)侧近距离区域进行浇水。
根据参考例16和参考例27的结果可知,在相对于高度180cm而设置在高度130cm的情况下,因标准偏差稍微变小,因此,存在浇水范围变窄的倾向。但是,这种情况在充分的容许范围内,当角度β在适合的范围内时,设置高度几乎对浇水特性没有影响。
○关于非垂直浇水孔(参考例34~37)
参考例34~37表示相邻的两个斜孔(X孔)。
如表1所示,以使其两个浇水孔的开口面积的合计与参考例1~33的一个浇水孔(垂直浇水孔及斜孔的各孔)的开口面积相等的方式,X孔穿孔成各孔径(直径)为0.28mm。
参考例34~37的结果示出了与斜孔类似的浇水特性。即,与上述斜孔同样,通过以使角度β成为-150~-10°的范围的方式形成X孔,能够对(+)侧近距离及(-)侧近距离良好地进行浇水。另外,与穿设在相同位置的斜孔相比,由于浇水强度的标准偏差稍大,所以优选X孔。
根据参考例34、37的结果可知,在角度β为-150~-10°的范围内,在设置在高度180cm的情况和设置在高度130cm的情况下,由于标准偏差大致相同,因此,浇水范围大致相同,另外,没有确认出设置高度会对浇水强度产生的影响。
<实施例、比较例>
■浇水强度分布
实施与用于评价上述单孔的浇水特性的实验相同的浇水评价实验,并分别对纵向的浇水强度为1mm/hr以上的区段测定浇水强度,并制作纵向的浇水强度分布图,评价灌溉管的浇水的广域性及均匀性。
对上述单孔的特性进行评价的结果为,灌溉管宽度方向(纵向)上的来自各单孔的水滴的到达距离及最大纵向浇水宽度根据孔形状及穿设位置显著地发生变化。而即使孔形状及穿孔位置发生变化,灌溉管的长边方向的最大横向浇水宽度也收敛于65cm~80cm的范围内,几乎没有差异。这意味着,平行于灌溉管的横向上的浇水均匀性不依存于孔形状、穿设位置。由此可知,只要在一个规定的图案内适当选择能够实现纵向的浇水均匀性的多个浇水孔的组合,并对各浇水孔的横向的间隔进行调整以使其成为比各浇水孔的最大横向浇水宽度充分小的间隔,就能够使横向的浇水状态变得均匀,因此,在实施例及比较例中,仅评价纵向的浇水强度分布。此外,实施例及比较例的各浇水孔都以浇水孔的外侧开口的中心和内侧开口的中心位于垂直于灌溉管的长边方向的截面上的方式进行穿孔。
■最大浇水强度偏差率
在实施例、比较例中,利用最大灌溉强度偏差率对组合多个垂直孔、非垂直孔来制造浇水管情况下的纵向的浇水强度分布的均匀性进行了评价。
为了达到上述目的,仅抽出沿纵向取等间隔的各区域的平均浇水强度内的、包括全部有浇水的区域在内的连续区域,根据有浇水的部分的平均浇水强度和有浇水的区域中的最大浇水强度,求出由下式所表示的最大浇水强度偏差率。
最大浇水强度偏差率=(最大浇水强度-平均浇水强度)/平均浇水强度
最大浇水强度偏差率的值越小,所浇水的部分的浇水均匀性越高,最大浇水强度偏差率的值越大,则存在与平均水平的偏差越大的部分,表示均匀性差。
<比较例>
比较例1-1(0°设置)
除了将孔径(直径)统一成
比较例1-2(90°旋转)
使灌溉管B1向(+)方向旋转90°,从而设置浇水孔以使该浇水孔成为下述表3所示的角度,除此以外,以与比较例1-1相同的条件进行浇水。将此时的结果表示在表6中。另外,将纵向的浇水强度分布表示在图14(b)中。其结果显示出,浇水强度范围虽为较大的区域,但示出管根部的浇水强度最高、趋向主浇水侧浇水强度阶段性地降低的分布,向反浇水侧不进行浇水。相对于实施例,最大浇水强度偏差率提高了约1.3倍、浇水强度分布的均匀性发生了恶化。另外,由于垂直浇水孔A的角度α成为125°(55°),因此,根据上述的参考例1,由于水滴会从灌溉管向上方上升到200cm,因此可认为会碰到顶棚。
比较例1-3(180°旋转)
使灌溉管B1向(+)方向旋转180°,从而设置浇水孔以使其成为下述表3所示的角度,除此以外,以与比较例1-1相同的条件进行浇水。该灌溉管的配置相当于日本特开2000-176319号公报的图23所示的配置。将此时的结果表示在表6中。另外,将纵向的浇水强度分布表示在图14(c)中。其结果可知,纵向的浇水强度分布出现了比较例1-1、比较例1-2中没有出现的狭窄且明显的两个峰值,浇水范围显著变窄。最大浇水强度偏差率显著升高,无法得到大范围的浇水均匀性。另外,在通过垂直孔A进行浇水时,可知水滴着地时会对土壤造成损伤。
比较例2
除了使压力从0.12MPa上升到0.2MPa以外,与比较例1-3同样地评价浇水特性。将此时的结果表示在表6中。另外,将纵向的浇水强度分布表示在图15中。其结果为,虽然纵向的浇水强度分布与比较例1-3相比稍扩大,最大浇水强度偏差率也稍微下降,但仍显现出与比较例1-3同样的倾向。
(表3)
比较例3-1
除了将浇水孔径统一成
比较例3-2
使灌溉管B1向(+)方向旋转90°,从而进行设置以使浇水孔成为下述表4所示的角度,除此以外,以与比较例3-1相同的条件进行浇水。将此时的结果表示在表6中。另外,将纵向的浇水强度分布表示在图16(b)中。其结果为,显现了显著的两个山峰的峰值,最大浇水强度偏差率也比实施例显著提高,浇水均匀性差。由于垂直浇水孔A的角度α成为125°(55°),因此,根据上述参考例1,因水滴会从灌溉管向上方上升到200cm,因此,可认为会与顶棚碰撞。
比较例3-3
使灌溉管B1向(+)方向旋转180°,从而进行设置以使浇水孔成为下述表4所示的角度,除此以外,以与比较例3-1相同的条件进行浇水。将此时的纵向的浇水强度分布表示在图16(c)中。浇水范围虽比较大,但纵向的浇水强度分布较大,最大浇水强度偏差率也显著提高。假设,即使以左右对称的方式增设孔并实施评价,也能够明确浇水强度分布存在较大的不均,无法实现本申请的目的。
(表4)
(实施例)
在实施例中,在表5所示的位置上组合垂直孔、斜孔及X孔,从水的供给侧按穿孔1~穿孔6的顺序以5cm间隔进行穿孔来制作灌溉管。将设置高度设置为220cm、180cm、130cm,并通过与参考例相同的方法检测浇水强度。
(实施例1-1)
将灌溉管的设置高度为130cm情况下的结果表示在表6中。另外,将纵向的浇水强度分布表示在图18(a)中。
如下述表6所示可知,虽因浇水范围的若干降低和180cm附近的浇水强度的降低而导致均匀性稍微降低,但显示出了在容许范围内的、类似于实施例1-2的浇水图案,能够与实施例1同样地进行使用。
(实施例1-2)
在表6中表示将实施例1-1中使用的管设置在高度180cm时的结果。另外,将纵向的浇水强度分布表示在图18(b)中。
在距灌溉管的纵距离中,在0~250cm之间显示出大致20mm/hr的均匀的浇水强度分布,在250cm~450cm之间,浇水强度与距离成反比地递减。可知最大浇水强度偏差率为0.75,与比较例相比显著减小,浇水范围也较大。
在将灌溉管仅设置于大棚壁面的单侧并欲向农业用大棚内均匀浇水的情况下,能够在250cm~450附近得到比较高的浇水强度,因此,通过适当增设请求保护的范围中的垂直浇水孔就能够实现均匀浇水的目的。
另外,最近有一种一栋的开间为700cm左右的较大的大棚,为了应对向这样的大棚内进行均匀的灌溉,能够通过将相同的灌溉管设置在大棚的两侧来进行均匀的浇水。
(实施例1-3)
将在实施例1-2中使用的管设置于高度220cm时的结果表示在表6中。另外,将纵向的浇水强度分布表示在图18(c)中。如下述表6所示可知,浇水范围变得更大,最大浇水强度偏差率与实施例1-1~1-3相同的水平,(-)侧分率变大。这些表明,越提高设置高度越能够向更大范围进行均匀浇水。
另外,可知实施例1-1~1-3都可以在向(-)侧浇水且安装在连栋用农业大棚的边界支柱上进行使用的情况下,通过与从安装在相邻栋的侧壁上的管进行的浇水相合成,能够以与大棚中央侧大致相同的灌溉强度对边界附近进行浇水。
(比较例4)
在表6中表示将实施例1-1中使用的管设置在高度100cm的位置时的结果。另外,将纵向的浇水强度分布表示在图17中。因设置高度较低,从各浇水孔喷出的水滴的扩散不充分,所以,会在纵向的浇水强度分布中产生三个显著的峰值。这表示均匀浇水分布不良的情况,无法实现均匀灌溉的目的。
(实施例2)
在实施例1-1中,利用设置在180cm高度的数据,表示从农业用大棚的两侧相对地进行浇水的情况下的重合浇水强度分布。使灌溉管的设置间隔为670cm,使其相对进行浇水并使其重合。将结果表示在表6中,将平均浇水强度的结果表示在图19中。该情况下,浇水范围为750cm,最大浇水强度偏差率为0.26,取相对于实施例1-1~实施例1-3显著较小的值,显示出能够对较大区域进行均匀的浇水。
(实施例3)
假设将灌溉管设置在农业用大棚壁的支柱上的情况,在以150cm间隔配置的支柱管上固定夹具,该夹具具有以下基本结构:握持专利文献2的图10所示那样的两个翅片并确定设置方向,使两个翅片在夹具上竖直地排列的方式纵向支承地设置灌溉管。在以0.12MPa注水后,沿纵向从与灌溉管分离的位置对管的挠曲进行拍摄。将结果表示在图20中。如图20所示,确认出中央部相对于支承部挠曲5mm左右的情况。
(比较例5)
使安装了实施例3的固定用夹具后的支承管旋转90°,进行设置以使两个翅片在水平方向上排列的方式横置地支承灌溉管,除此以外,以与实施例3相同的条件对挠曲进行评价。将结果表示在图21中。如图21所示,在支承部的中间附近,灌溉管以较大程度挠曲,挠曲量在管的中心附近为93mm。与实施例3相比,能够容易地类推出浇水分布发生较大变化的情况。
(表5)
(表6)
最大浇水强度偏差率=(最大浇水强度-平均浇水强度)/平均浇水强度
附图标记的说明
1:农业用大棚,3:栋,5a、5b:壁部10、7:支柱,9:固定部件,10:灌溉管,11:通水部,13:垂直浇水孔,13a:内周面,15:非垂直浇水孔,15a:内周面,17:片部件,21:翅片部。
机译: 灌溉系统,灌溉方法和制造灌溉系统的方法技术领域本发明涉及灌溉系统,灌溉方法和制造灌溉系统的方法。
机译: 用于植物生长,树木和土地的灌溉地表供应系统,灌溉地表的灌溉系统,下载方法,灌溉地表的灌溉系统以及灌溉地表的方法
机译: 农业灌溉管及使用该方法的灌溉方法