静電噴霧装置
【課題】 噴霧化した液体を帯電させるための高電圧を該液体の流量に応じて効率的に制御するようにする。
【解決手段】 本発明の静電噴霧装置は、薬液を収容し供給するための収容タンク１と、該収容タンク１から供給される薬液を加圧するポンプ２と、該ポンプ２に接続されたノズル部９と、該ノズル部９の噴霧ノズル１７から噴出される液滴Ｄを帯電させるための高電圧発生装置６とを備えている。そして、収容タンク１から供給される薬液の流路に装備され、該流量を検出する流量センサー２０と、該薬液の流量が所定量以上になったときに高電圧発生装置６を作動させるように制御する制御部２４とを備えている。
【解決手段】 本発明の静電噴霧装置は、薬液を収容し供給するための収容タンク１と、該収容タンク１から供給される薬液を加圧するポンプ２と、該ポンプ２に接続されたノズル部９と、該ノズル部９の噴霧ノズル１７から噴出される液滴Ｄを帯電させるための高電圧発生装置６とを備えている。そして、収容タンク１から供給される薬液の流路に装備され、該流量を検出する流量センサー２０と、該薬液の流量が所定量以上になったときに高電圧発生装置６を作動させるように制御する制御部２４とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電気を利用して薬液等の液体の液滴を効率よく農作物に付着させる静電噴霧装置であって、該液体の流量を測定する機能を備えたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
薬液の流量を測定する流量計を装備した噴霧機として、特許文献１に記載された背負式動力噴霧機を例示する。この噴霧機は、ノズル基部内に流量計を装備するとともに、散布作業者の可視部に該流量計の表示部を装備している。そして、図７に示すように、表示部８０に、流量計の測定値で薬液を吐出している場合に、所望する圃場面積当たりの薬液の散布量と、該散布量に対応する散布速度又は散布作業者の一分間の歩数を、換算して表示すべく構成している。
【０００３】
【特許文献１】特許第２７３２４９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、表示部８０に表示される前記散布速度や散布作業者の一分間の歩数は、瞬間的な流量に基づくものであるため、散布作業の目安程度にしかならず、圃場全体に正確な量の薬液を散布することができないという課題がある。
【０００５】
また、広大な圃場に対してはタンク容量を大きくできる設置型動力噴霧機の利用が一般的であるが、この噴霧機の場合、該噴霧機に長いホースを介して接続された噴霧ノズルを作業者が持って移動しながら噴霧するので、噴霧機と作業者が互いに遠く離れたときに、タンク内の薬液残量が噴霧ノズル側で正確に把握できると便利である。
【０００６】
また、高電圧を利用する静電噴霧装置においては、流量に応じて効率的に電圧を制御することができれば好ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、第１の発明の静電噴霧装置は、
液体を収容し供給するための液体供給部と、
該液体供給部から供給される液体を加圧する液体圧力発生部と、
該液体圧力発生部に接続されたノズル部と、
該ノズル部の噴霧ノズルから噴出される液滴を帯電させるための高電圧発生装置と
を備えた静電噴霧装置であって、
前記液体供給部から供給される液体の流路に装備され、該流量を検出する流量検出部と、
該液体の流量が所定量以上になったときに前記高電圧発生装置を作動させるように制御する制御部とを備えている。
【０００８】
この構成によれば、次の効果が得られる。
（１）噴霧化した液体を帯電させるための高電圧をそれが実際に必要なときに自動的に発生させることができる。従って、液体の流量に応じて高電圧を効率的に制御することができる。
（２）作業者が高電圧関連の回路系統の制御操作を直接行う必要がない。そして、当該制御操作を直接行うための操作手段を設ける必要がないので、高電圧関連の回路系統の外部に対する漏電や防水等の対策が容易になるとともに、静電噴霧装置の操作手段設計上の自由度も大きくなる。
【０００９】
また、第２の発明の静電噴霧装置は、
液体を収容し供給するための液体供給部と、
該液体供給部から供給される液体を加圧する液体圧力発生部と、
該液体圧力発生部に接続されたノズル部と、
該ノズル部の噴霧ノズルから噴出される液滴を帯電させるための高電圧発生装置と
を備えた静電噴霧装置であって、
前記液体供給部から供給される液体の流路に装備され、該流量を検出する流量検出部と、
該液体の流量が多いほど、前記高電圧発生装置をその出力電圧が高くなるように制御する制御部とを備えている。
【００１０】
本出願人の研究によれば、次のことが判明した。
（Ａ）噴霧角度可変型の噴霧ノズルでは、噴霧角度により構成上で前記液滴の粒子径が変化する特徴があり、具体的には噴霧角度が小さいほど該粒子径が大きくなる。このとき、噴霧ノズルに対して供給する前記液体の供給圧力が一定である場合、噴霧角度が小さいときほど、前記液体の流量が多くなる。
（Ｂ）噴霧角度固定型の噴霧ノズル、又は噴霧角度を一定にした場合の噴霧角度可変型の噴霧ノズルでは、噴霧ノズルに供給される前記液体の流量が多いほど前記液滴の粒子径が大きくなる。
（Ｃ）静電噴霧装置では、前記液滴の粒子径が大きいほど、該液滴の帯電効率が低下する。
【００１１】
このように、前記液体の流量が多いほど前記液滴の粒子径が大きくなり該液滴の帯電効率が低下すること、即ち、前記液体の流量の変化を検出することにより、前記液滴の帯電効率の変化を検出できることが判明したのである。
【００１２】
第２の発明の静電噴霧装置によれば、前記液体の流量を検出することにより、前記帯電効率の低下を検出し、該帯電効率の低下を前記高電圧発生装置の出力電圧の上昇により補うことができる。従って、液体の流量に応じて高電圧を効率的に制御することができる。
【００１３】
前記静電噴霧装置においては、
前記流量検出部が検出した流量の積算値を計算する積算値計算部と、前記ノズル部又はその近傍に配設され、該積算値を表示する表示部とを備えた態様を例示する。
【００１４】
前記表示部は、前記ノズル部又はその近傍に配設されていればよく、前記ノズル部と別体に構成されていてもよい。
【００１５】
この構成によれば、前記ノズル部又はその近傍に前記積算値を表示する表示部を備えているので、作業者が作業途中に手元で正確な前記積算値を知ることができ、圃場に対する液体散布量の管理や、前記液体供給部の液体残量の管理を効率的に行うことができる。
【００１６】
前記静電噴霧装置においては、
前記流量又は積算値のデータを外部に出力するデータ出力部を備えた態様を例示する。
【００１７】
この構成によれば、前記流量検出部が検出した正確な流量又は前記積算値計算部が計算した正確な積算値のデータを出力することができるので、そのデータを記録したり、集計したりすることにより、正確な防除管理を実現することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る静電噴霧装置によれば、噴霧化した液体を帯電させるための高電圧を該液体の流量に応じて効率的に制御することができるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１〜図６は本発明を具体化した一実施形態の静電噴霧装置を示している。図１は、本発明の静電噴霧装置の全体構成を示しており、本静電噴霧装置は、作物の病気や虫の防除用薬液を収容し供給するための薬液供給部としての収容タンク１と、該収容タンク１から供給される薬液を加圧する薬液圧力発生部としてのポンプ２と、該ポンプ２の吐出口にホース３を介して接続された手持ち式ノズル部９とを備えている。ポンプ２としては、噴霧するための所定の噴霧圧力が得られるものであれば特に限定されないが、エンジンやモータ等の原動機で駆動されるものを例示する。
【００２０】
手持ち式ノズル部９は、手持ち用のグリップ部４と、該グリップ部４の先端側に取り付けられた支持体としての噴管１１と、該噴管１１の先端に接続されたノズルユニット１５とを備えている。そして、ノズルユニット１５は、噴霧角度Ａを調節可能に構成されており、本例では、導電性材料で形成された噴霧ノズル１７と、該噴霧ノズル１７から噴出される液滴Ｄの拡散範囲の外側に近接するように配設された電極としての環状電極１９と、該環状電極１９を噴霧ノズル１７に結合する絶縁性材料からなる電極ホルダ１８とを備え、これらが一体的に結合されてなっている。
【００２１】
噴霧ノズル１７は、噴管１１の先端にスペーサーとしての弾性体３２を介してノズルキャップ３３により取り付けられた噴板３４を備えている。噴板３４の中心には、ノズル穴３４ａが設けられている。噴板３４の噴管内面側には、調節軸３０の先端に取り付けられた中子３１が配設されている。中子３１の外周には斜めに溝３１ａが形成されており、螺旋流を形成するようになっている。また、噴管１１の内周面における噴板３４からやや距離をおいた部位には環状溝３５が設けられている。そして、中子位置調節手段（図示略）を操作することにより中子３１を噴板３４に近づけると、図２（ａ）に示すように中子３１の外周のみから薬液が流出するため、螺旋流が強くなり、噴霧角度Ａの大きな噴霧Ｓとなる。また、中子３１を噴板３４から離すと、図２（ｂ）に示すように中子３１の外周と環状溝３５を薬液が流れるため、大きな流量となるとともに、螺旋流が緩やかになり、噴霧角度Ａの小さな噴霧Ｓとなる。
【００２２】
このような噴霧角度可変型の噴霧ノズル１７では、噴霧角度Ａにより構成上で液滴Ｄの粒子径が変化する特徴がある。図３は、本例の噴霧ノズル１７の定性的な特性を示している。具体的には図３（ａ）に示すように、噴霧角度Ａが大きいほど液滴Ｄの粒子径が小さくなる。図３（ｂ）は、本例の噴霧ノズル１７における噴霧角度Ａと流量の関係を示すグラフであり、図３（ｂ）に示されているように、噴霧角度Ａが大きくなるほど（液滴Ｄの粒子径が小さくなるほど）流量が少ないことが分かる。また、図３（ｃ）は、本例の噴霧ノズルにおいて、高電圧発生装置６の出力電圧を一定にした場合の噴霧角度Ａと噴霧の帯電量との関係を示すグラフである。この噴霧の帯電量は、噴霧をアルミ板へ吹き付け、その電流を電流計でモニターすることにより計測したもので、単位時間流量当たりでの補正をしてある。図３（ｃ）に示されているように、噴霧角度Ａが大きくなるほど（液滴Ｄの粒子径が小さくなるほど）噴霧の帯電量が多いことが分かる。従って、本例の噴霧ノズル１７においては、流量が少なくなるほど（即ち噴霧角度Ａが大きくなり、液滴Ｄの粒子径が小さくなるほど）、帯電量が多いことが分かる。なお、本ノズルユニット１５のように、噴霧ノズル１７から噴出される液滴Ｄの拡散範囲の外側に近接するように環状電極１９が配設された構成では、噴霧角度Ａが大きくなるほど噴霧と環状電極１９が近くなり、これも噴霧角度Ａが大きくなるほど帯電量が多くなる一因となっている。
【００２３】
グリップ部４は、ポンプ２からのホース３が接続され、該ホース３からの噴霧ノズル１７に対する薬液供給を制御するための薬液供給制御弁５と、直流高電圧を発生させるための高電圧発生装置６と、高電圧発生装置６の駆動源としての蓄電池７と、薬液の流路に設けられた流量計システム８とを備えている。
【００２４】
薬液供給制御弁５としては、本例では、いわゆるボールコックと呼ばれているものを採用しており、レバー５ａを回動させることで薬液の流れを制御することができるようになっている。本例の薬液供給制御弁５は例示であり、その他の構造の弁（例えば、電磁弁等）やコックを適宜採用することができる。
【００２５】
流量計システム８は、図４に示すように、薬液の流路に設けられた流量検出部としての流量センサー２０と、該流量等を表示するための表示部２１と、操作指示を入力するための操作部２２と、該流量等を記憶する記憶部２３と、該流量センサー２０及び操作部２２からの入力に基づいて、表示部２１、記憶部２３、及び高電圧発生装置６を制御する制御部２４とを備えている。本例の流量計システム８は、蓄電池７により駆動されるようになっている。
【００２６】
流量センサー２０は、本例では、薬液供給制御弁５よりも噴霧ノズル１７側（下流側）における薬液の流路に装備されている。流量センサー２０の流量検出方式としては、特に限定されないが、カルマン渦式や、プロペラ式（接線流羽根車方式、軸流タービン方式等）等を例示する。また、流量センサー２０の流量信号の出力方式としては、特に限定されないが、流量に応じた数のパルス信号を出力する方式や、流量に応じた大きさのアナログ信号を出力する方式を例示する。
【００２７】
表示部２１としては、特に限定されないが、液晶表示パネル又はＬＥＤ表示パネルを利用したものを例示する。表示部２１への表示内容としては、図５に示すように本例では、高電圧発生装置６の作動状態２１ａ、蓄電池の残量２１ｂ、流量センサー２０の作動状況２１ｃ、瞬時流量（リットル／分）２１ｄ、及び、積算流量（リットル）２１ｅを表示するようになっている。表示部２１に、薬液の圧力（Ｍｐａ）、収容タンク１内の薬液残量等を表示するように構成することもできる。
【００２８】
操作部２２は、図５に示すように本例では、積算流量をリセットするためのリセットスイッチを備えている。
【００２９】
記憶部２３は、不揮発性メモリを備えており、本例では、積算流量が記憶されるようになっている。なお、図４に二点差線で示すように、記憶部２３に記憶されたデータを外部機器２７に出力するデータ出力部２６を設けることもできる。データ出力部２６としては、データを出力するためのコネクタを備えたインターフェース部とした態様や、データを無線出力するための無線通信部とした態様を例示する。
【００３０】
制御部２４は、次の処理を行うように構成されている。
【００３１】
［流量検出処理］ 流量センサー２０の流量信号をモニタし、流量信号を検出している間は、以下の瞬間流量の計算処理、積算流量の計算処理、及び高電圧発生装置の制御処理を繰り返し実行する。
【００３２】
［瞬間流量の計算処理］
流量信号に基づいて流量データを計算し、それを表示部２１の瞬間流量２１ｄに表示させる。
【００３３】
［積算流量の計算処理］ 現在の積算流量データを記憶部２３から読み出し、これに前記瞬間流量の計算処理で得られた流量データを加算し、これにより得られた更新後の積算流量データで、記憶部２３の積算流量データを上書きする。この更新後の積算流量データを表示部２１の積算流量２１ｅに表示させる。
【００３４】
［高電圧発生装置の制御処理］ 前記瞬間流量の計算処理で得られた流量データが所定値以上になったとき（即ち薬液の流量が所定量以上になったとき）、高電圧発生装置６を作動させ、高電圧を発生させる。このとき、流量データの値が大きいほど（即ち薬液の流量が多いほど）、高電圧発生装置６をその出力電圧が高くなるように制御する。
【００３５】
［積算流量のリセット処理］ 操作部２２のリセットスイッチが押下されたことを検出すると、記憶部２３の積算流量データを０に設定するとともに、この０を表示部２１の積算流量２１ｅに表示させる。
【００３６】
なお、流量計システム８に現在の日時データを出力する時計部を設け、制御部２４が、この日時データとともに積算流量のログを記憶部２３に記憶させるように構成することもできる。
【００３７】
図６は、流量計システム８の作動状態を示すタイミングチャートである。この図に示されているように、流量センサー２０の流量信号の出力（同図（ａ））を制御部２４が検出すると、（同図（ｂ））、瞬間流量及び積算流量を計算しそれぞれ表示部２１に表示する（同図（ｃ）、（ｄ））とともに、高電圧発生装置６を作動させる（同図（ｅ））。また、操作部２２のリセットスイッチが押下されると、記憶部２３の積算流量データを０にするとともに、これを表示部２１の積算流量２１ｅに表示する（同図（ｆ））。なお、本例では、節電のために制御部２４が流量信号を検出している間だけ表示部２１を作動させるようにしている。例えば、積算流量表示については、同図（ｄ）に二点鎖線で示すように流量信号が検出されなくなってからしばらくの間作動させておくように構成したり、瞬間流量表示及び積算流量表示を常時表示させるように構成したりすることもできる。
【００３８】
以上のように構成された本例の静電噴霧装置によれば、収容タンク１から供給される薬液の流路に装備され、該流量を検出する流量センサー２０と、該薬液の流量が所定量以上になったときに高電圧発生装置６を作動させるように制御する制御部２４とを備えているので、次の効果が得られる。
（１）噴霧化した薬液を帯電させるための高電圧をそれが実際に必要なときに自動的に発生させることができ、つまり、液体の流量に応じて高電圧を効率的に制御することができる。
（２）作業者が高電圧関連の回路系統の制御操作を直接行う必要がない。そして、当該制御操作を直接行うための操作手段を設ける必要がないので、高電圧関連の回路系統の外部に対する漏電や防水等の対策が容易になるとともに、静電噴霧装置の操作手段設計上の自由度も大きくなる。
【００３９】
また、本発明の静電噴霧装置は、収容タンク１から供給される薬液の流路に装備され、該流量を検出する流量センサー２０と、該薬液の流量が多いほど、高電圧発生装置６をその出力電圧が高くなるように制御する制御部２４とを備えている。図３に示すように、本出願人の研究によれば、本構成の静電噴霧装置においては薬液の流量が多いほど液滴Ｄの帯電効率が低下することが分かっているが、本発明によれば、薬液の流量を検出することにより、前記帯電効率の低下を検出し、該帯電効率の低下を高電圧発生装置６の出力電圧の上昇により補うことができる。従って、薬液の流量に応じて高電圧を効率的に制御することができる。
【００４０】
また、流量センサー２０が検出した流量の積算値を計算する積算値計算部としての制御部２４と、ノズル部９に配設され、該積算値を表示する表示部２１とを備えているので、作業者が作業途中に手元で正確な前記積算値を知ることができ、圃場に対する薬液散布量の管理や、収容タンク１の薬液残量の管理を効率的に行うことができる。
【００４１】
また、前記瞬間流量又は流量積算値のデータを外部に出力するデータ出力部２６を備えるように構成することもでき、この構成によれば、流量センサー２０が検出した正確な瞬間流量又は制御部２４が計算した正確な積算値のデータを外部機器２７に出力することができるので、そのデータを外部機器２７で記録したり、集計したりすることにより、正確な防除管理を実現することができる。
【００４２】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
（１）静電噴霧装置を、例えば液肥の散布用に構成すること。
（２）ノズル部９を手持ち式ではなく、機体に支持させるように構成すること。
（３）表示部２１に収容タンク１の残量を表示させるように構成すること。これに加え、該残量に関するアラームや指示を表示、アラーム音、又は音声等により報知するように構成すること。
（４）流量センサー２０を取り付けてからの積算流量に基づいて流量計交換時期に関するアラームや指示を表示、アラーム音、又は音声等により報知するように構成すること。
（５）流量計システムを、蓄電池７とは別の電源（例えば乾電池）により駆動されるように構成すること。
（６）流量センサー２０を、薬液供給制御弁５よりも収容タンク１側（上流側）における薬液の流路に装備させること。
（７）流量センサー２０における検出流量値に、薬液の温度、希釈倍率、粘度等に応じた誤差が含まれる場合、操作部２２に流量補正量切り替えスイッチを設け、それにより設定された補正情報に基づいて前記検出流量値を制御部２４が補正するように構成すること。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明を具体化した一実施形態に係る静電噴霧装置の全体構成を示す断面図である。
【図２】同静電噴霧装置の噴霧ノズルの側断面図であり、（ａ）は噴霧角度を大きくした状態、（ｂ）は噴霧角度を小さくした状態をそれぞれ示す図である。
【図３】同噴霧ノズルの定性的な特性を示すグラフであり、（ａ）は噴霧角度と液滴の平均粒子径の関係、（ｂ）は噴霧角度と薬液の流量の関係、（ｃ）は噴霧角度と噴霧の帯電量の関係をそれぞれ示すグラフである。
【図４】同静電噴霧装置の流量計システムの構成を示すブロック図である。
【図５】同流量計システムのパネル面の構成を示す図である。
【図６】同流量計システムの作動状態を示すタイミングチャートである。
【図７】従来の噴霧機に装備された流量計の表示部を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１ 収容タンク
２ ポンプ
４ グリップ部
５ 薬液供給制御弁
６ 高電圧発生装置
７ 蓄電池
８ 流量計システム
９ ノズル部
１１ 噴管
１５ ノズルユニット
１７ 噴霧ノズル
１９ 環状電極
２０ 流量センサー
２１ 表示部
２２ 操作部
２３ 記憶部
２４ 制御部
Ａ 噴霧角度
Ｄ 液滴
Ｓ 噴霧
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電気を利用して薬液等の液体の液滴を効率よく農作物に付着させる静電噴霧装置であって、該液体の流量を測定する機能を備えたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
薬液の流量を測定する流量計を装備した噴霧機として、特許文献１に記載された背負式動力噴霧機を例示する。この噴霧機は、ノズル基部内に流量計を装備するとともに、散布作業者の可視部に該流量計の表示部を装備している。そして、図７に示すように、表示部８０に、流量計の測定値で薬液を吐出している場合に、所望する圃場面積当たりの薬液の散布量と、該散布量に対応する散布速度又は散布作業者の一分間の歩数を、換算して表示すべく構成している。
【０００３】
【特許文献１】特許第２７３２４９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、表示部８０に表示される前記散布速度や散布作業者の一分間の歩数は、瞬間的な流量に基づくものであるため、散布作業の目安程度にしかならず、圃場全体に正確な量の薬液を散布することができないという課題がある。
【０００５】
また、広大な圃場に対してはタンク容量を大きくできる設置型動力噴霧機の利用が一般的であるが、この噴霧機の場合、該噴霧機に長いホースを介して接続された噴霧ノズルを作業者が持って移動しながら噴霧するので、噴霧機と作業者が互いに遠く離れたときに、タンク内の薬液残量が噴霧ノズル側で正確に把握できると便利である。
【０００６】
また、高電圧を利用する静電噴霧装置においては、流量に応じて効率的に電圧を制御することができれば好ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、第１の発明の静電噴霧装置は、
液体を収容し供給するための液体供給部と、
該液体供給部から供給される液体を加圧する液体圧力発生部と、
該液体圧力発生部に接続されたノズル部と、
該ノズル部の噴霧ノズルから噴出される液滴を帯電させるための高電圧発生装置と
を備えた静電噴霧装置であって、
前記液体供給部から供給される液体の流路に装備され、該流量を検出する流量検出部と、
該液体の流量が所定量以上になったときに前記高電圧発生装置を作動させるように制御する制御部とを備えている。
【０００８】
この構成によれば、次の効果が得られる。
（１）噴霧化した液体を帯電させるための高電圧をそれが実際に必要なときに自動的に発生させることができる。従って、液体の流量に応じて高電圧を効率的に制御することができる。
（２）作業者が高電圧関連の回路系統の制御操作を直接行う必要がない。そして、当該制御操作を直接行うための操作手段を設ける必要がないので、高電圧関連の回路系統の外部に対する漏電や防水等の対策が容易になるとともに、静電噴霧装置の操作手段設計上の自由度も大きくなる。
【０００９】
また、第２の発明の静電噴霧装置は、
液体を収容し供給するための液体供給部と、
該液体供給部から供給される液体を加圧する液体圧力発生部と、
該液体圧力発生部に接続されたノズル部と、
該ノズル部の噴霧ノズルから噴出される液滴を帯電させるための高電圧発生装置と
を備えた静電噴霧装置であって、
前記液体供給部から供給される液体の流路に装備され、該流量を検出する流量検出部と、
該液体の流量が多いほど、前記高電圧発生装置をその出力電圧が高くなるように制御する制御部とを備えている。
【００１０】
本出願人の研究によれば、次のことが判明した。
（Ａ）噴霧角度可変型の噴霧ノズルでは、噴霧角度により構成上で前記液滴の粒子径が変化する特徴があり、具体的には噴霧角度が小さいほど該粒子径が大きくなる。このとき、噴霧ノズルに対して供給する前記液体の供給圧力が一定である場合、噴霧角度が小さいときほど、前記液体の流量が多くなる。
（Ｂ）噴霧角度固定型の噴霧ノズル、又は噴霧角度を一定にした場合の噴霧角度可変型の噴霧ノズルでは、噴霧ノズルに供給される前記液体の流量が多いほど前記液滴の粒子径が大きくなる。
（Ｃ）静電噴霧装置では、前記液滴の粒子径が大きいほど、該液滴の帯電効率が低下する。
【００１１】
このように、前記液体の流量が多いほど前記液滴の粒子径が大きくなり該液滴の帯電効率が低下すること、即ち、前記液体の流量の変化を検出することにより、前記液滴の帯電効率の変化を検出できることが判明したのである。
【００１２】
第２の発明の静電噴霧装置によれば、前記液体の流量を検出することにより、前記帯電効率の低下を検出し、該帯電効率の低下を前記高電圧発生装置の出力電圧の上昇により補うことができる。従って、液体の流量に応じて高電圧を効率的に制御することができる。
【００１３】
前記静電噴霧装置においては、
前記流量検出部が検出した流量の積算値を計算する積算値計算部と、前記ノズル部又はその近傍に配設され、該積算値を表示する表示部とを備えた態様を例示する。
【００１４】
前記表示部は、前記ノズル部又はその近傍に配設されていればよく、前記ノズル部と別体に構成されていてもよい。
【００１５】
この構成によれば、前記ノズル部又はその近傍に前記積算値を表示する表示部を備えているので、作業者が作業途中に手元で正確な前記積算値を知ることができ、圃場に対する液体散布量の管理や、前記液体供給部の液体残量の管理を効率的に行うことができる。
【００１６】
前記静電噴霧装置においては、
前記流量又は積算値のデータを外部に出力するデータ出力部を備えた態様を例示する。
【００１７】
この構成によれば、前記流量検出部が検出した正確な流量又は前記積算値計算部が計算した正確な積算値のデータを出力することができるので、そのデータを記録したり、集計したりすることにより、正確な防除管理を実現することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る静電噴霧装置によれば、噴霧化した液体を帯電させるための高電圧を該液体の流量に応じて効率的に制御することができるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１〜図６は本発明を具体化した一実施形態の静電噴霧装置を示している。図１は、本発明の静電噴霧装置の全体構成を示しており、本静電噴霧装置は、作物の病気や虫の防除用薬液を収容し供給するための薬液供給部としての収容タンク１と、該収容タンク１から供給される薬液を加圧する薬液圧力発生部としてのポンプ２と、該ポンプ２の吐出口にホース３を介して接続された手持ち式ノズル部９とを備えている。ポンプ２としては、噴霧するための所定の噴霧圧力が得られるものであれば特に限定されないが、エンジンやモータ等の原動機で駆動されるものを例示する。
【００２０】
手持ち式ノズル部９は、手持ち用のグリップ部４と、該グリップ部４の先端側に取り付けられた支持体としての噴管１１と、該噴管１１の先端に接続されたノズルユニット１５とを備えている。そして、ノズルユニット１５は、噴霧角度Ａを調節可能に構成されており、本例では、導電性材料で形成された噴霧ノズル１７と、該噴霧ノズル１７から噴出される液滴Ｄの拡散範囲の外側に近接するように配設された電極としての環状電極１９と、該環状電極１９を噴霧ノズル１７に結合する絶縁性材料からなる電極ホルダ１８とを備え、これらが一体的に結合されてなっている。
【００２１】
噴霧ノズル１７は、噴管１１の先端にスペーサーとしての弾性体３２を介してノズルキャップ３３により取り付けられた噴板３４を備えている。噴板３４の中心には、ノズル穴３４ａが設けられている。噴板３４の噴管内面側には、調節軸３０の先端に取り付けられた中子３１が配設されている。中子３１の外周には斜めに溝３１ａが形成されており、螺旋流を形成するようになっている。また、噴管１１の内周面における噴板３４からやや距離をおいた部位には環状溝３５が設けられている。そして、中子位置調節手段（図示略）を操作することにより中子３１を噴板３４に近づけると、図２（ａ）に示すように中子３１の外周のみから薬液が流出するため、螺旋流が強くなり、噴霧角度Ａの大きな噴霧Ｓとなる。また、中子３１を噴板３４から離すと、図２（ｂ）に示すように中子３１の外周と環状溝３５を薬液が流れるため、大きな流量となるとともに、螺旋流が緩やかになり、噴霧角度Ａの小さな噴霧Ｓとなる。
【００２２】
このような噴霧角度可変型の噴霧ノズル１７では、噴霧角度Ａにより構成上で液滴Ｄの粒子径が変化する特徴がある。図３は、本例の噴霧ノズル１７の定性的な特性を示している。具体的には図３（ａ）に示すように、噴霧角度Ａが大きいほど液滴Ｄの粒子径が小さくなる。図３（ｂ）は、本例の噴霧ノズル１７における噴霧角度Ａと流量の関係を示すグラフであり、図３（ｂ）に示されているように、噴霧角度Ａが大きくなるほど（液滴Ｄの粒子径が小さくなるほど）流量が少ないことが分かる。また、図３（ｃ）は、本例の噴霧ノズルにおいて、高電圧発生装置６の出力電圧を一定にした場合の噴霧角度Ａと噴霧の帯電量との関係を示すグラフである。この噴霧の帯電量は、噴霧をアルミ板へ吹き付け、その電流を電流計でモニターすることにより計測したもので、単位時間流量当たりでの補正をしてある。図３（ｃ）に示されているように、噴霧角度Ａが大きくなるほど（液滴Ｄの粒子径が小さくなるほど）噴霧の帯電量が多いことが分かる。従って、本例の噴霧ノズル１７においては、流量が少なくなるほど（即ち噴霧角度Ａが大きくなり、液滴Ｄの粒子径が小さくなるほど）、帯電量が多いことが分かる。なお、本ノズルユニット１５のように、噴霧ノズル１７から噴出される液滴Ｄの拡散範囲の外側に近接するように環状電極１９が配設された構成では、噴霧角度Ａが大きくなるほど噴霧と環状電極１９が近くなり、これも噴霧角度Ａが大きくなるほど帯電量が多くなる一因となっている。
【００２３】
グリップ部４は、ポンプ２からのホース３が接続され、該ホース３からの噴霧ノズル１７に対する薬液供給を制御するための薬液供給制御弁５と、直流高電圧を発生させるための高電圧発生装置６と、高電圧発生装置６の駆動源としての蓄電池７と、薬液の流路に設けられた流量計システム８とを備えている。
【００２４】
薬液供給制御弁５としては、本例では、いわゆるボールコックと呼ばれているものを採用しており、レバー５ａを回動させることで薬液の流れを制御することができるようになっている。本例の薬液供給制御弁５は例示であり、その他の構造の弁（例えば、電磁弁等）やコックを適宜採用することができる。
【００２５】
流量計システム８は、図４に示すように、薬液の流路に設けられた流量検出部としての流量センサー２０と、該流量等を表示するための表示部２１と、操作指示を入力するための操作部２２と、該流量等を記憶する記憶部２３と、該流量センサー２０及び操作部２２からの入力に基づいて、表示部２１、記憶部２３、及び高電圧発生装置６を制御する制御部２４とを備えている。本例の流量計システム８は、蓄電池７により駆動されるようになっている。
【００２６】
流量センサー２０は、本例では、薬液供給制御弁５よりも噴霧ノズル１７側（下流側）における薬液の流路に装備されている。流量センサー２０の流量検出方式としては、特に限定されないが、カルマン渦式や、プロペラ式（接線流羽根車方式、軸流タービン方式等）等を例示する。また、流量センサー２０の流量信号の出力方式としては、特に限定されないが、流量に応じた数のパルス信号を出力する方式や、流量に応じた大きさのアナログ信号を出力する方式を例示する。
【００２７】
表示部２１としては、特に限定されないが、液晶表示パネル又はＬＥＤ表示パネルを利用したものを例示する。表示部２１への表示内容としては、図５に示すように本例では、高電圧発生装置６の作動状態２１ａ、蓄電池の残量２１ｂ、流量センサー２０の作動状況２１ｃ、瞬時流量（リットル／分）２１ｄ、及び、積算流量（リットル）２１ｅを表示するようになっている。表示部２１に、薬液の圧力（Ｍｐａ）、収容タンク１内の薬液残量等を表示するように構成することもできる。
【００２８】
操作部２２は、図５に示すように本例では、積算流量をリセットするためのリセットスイッチを備えている。
【００２９】
記憶部２３は、不揮発性メモリを備えており、本例では、積算流量が記憶されるようになっている。なお、図４に二点差線で示すように、記憶部２３に記憶されたデータを外部機器２７に出力するデータ出力部２６を設けることもできる。データ出力部２６としては、データを出力するためのコネクタを備えたインターフェース部とした態様や、データを無線出力するための無線通信部とした態様を例示する。
【００３０】
制御部２４は、次の処理を行うように構成されている。
【００３１】
［流量検出処理］ 流量センサー２０の流量信号をモニタし、流量信号を検出している間は、以下の瞬間流量の計算処理、積算流量の計算処理、及び高電圧発生装置の制御処理を繰り返し実行する。
【００３２】
［瞬間流量の計算処理］
流量信号に基づいて流量データを計算し、それを表示部２１の瞬間流量２１ｄに表示させる。
【００３３】
［積算流量の計算処理］ 現在の積算流量データを記憶部２３から読み出し、これに前記瞬間流量の計算処理で得られた流量データを加算し、これにより得られた更新後の積算流量データで、記憶部２３の積算流量データを上書きする。この更新後の積算流量データを表示部２１の積算流量２１ｅに表示させる。
【００３４】
［高電圧発生装置の制御処理］ 前記瞬間流量の計算処理で得られた流量データが所定値以上になったとき（即ち薬液の流量が所定量以上になったとき）、高電圧発生装置６を作動させ、高電圧を発生させる。このとき、流量データの値が大きいほど（即ち薬液の流量が多いほど）、高電圧発生装置６をその出力電圧が高くなるように制御する。
【００３５】
［積算流量のリセット処理］ 操作部２２のリセットスイッチが押下されたことを検出すると、記憶部２３の積算流量データを０に設定するとともに、この０を表示部２１の積算流量２１ｅに表示させる。
【００３６】
なお、流量計システム８に現在の日時データを出力する時計部を設け、制御部２４が、この日時データとともに積算流量のログを記憶部２３に記憶させるように構成することもできる。
【００３７】
図６は、流量計システム８の作動状態を示すタイミングチャートである。この図に示されているように、流量センサー２０の流量信号の出力（同図（ａ））を制御部２４が検出すると、（同図（ｂ））、瞬間流量及び積算流量を計算しそれぞれ表示部２１に表示する（同図（ｃ）、（ｄ））とともに、高電圧発生装置６を作動させる（同図（ｅ））。また、操作部２２のリセットスイッチが押下されると、記憶部２３の積算流量データを０にするとともに、これを表示部２１の積算流量２１ｅに表示する（同図（ｆ））。なお、本例では、節電のために制御部２４が流量信号を検出している間だけ表示部２１を作動させるようにしている。例えば、積算流量表示については、同図（ｄ）に二点鎖線で示すように流量信号が検出されなくなってからしばらくの間作動させておくように構成したり、瞬間流量表示及び積算流量表示を常時表示させるように構成したりすることもできる。
【００３８】
以上のように構成された本例の静電噴霧装置によれば、収容タンク１から供給される薬液の流路に装備され、該流量を検出する流量センサー２０と、該薬液の流量が所定量以上になったときに高電圧発生装置６を作動させるように制御する制御部２４とを備えているので、次の効果が得られる。
（１）噴霧化した薬液を帯電させるための高電圧をそれが実際に必要なときに自動的に発生させることができ、つまり、液体の流量に応じて高電圧を効率的に制御することができる。
（２）作業者が高電圧関連の回路系統の制御操作を直接行う必要がない。そして、当該制御操作を直接行うための操作手段を設ける必要がないので、高電圧関連の回路系統の外部に対する漏電や防水等の対策が容易になるとともに、静電噴霧装置の操作手段設計上の自由度も大きくなる。
【００３９】
また、本発明の静電噴霧装置は、収容タンク１から供給される薬液の流路に装備され、該流量を検出する流量センサー２０と、該薬液の流量が多いほど、高電圧発生装置６をその出力電圧が高くなるように制御する制御部２４とを備えている。図３に示すように、本出願人の研究によれば、本構成の静電噴霧装置においては薬液の流量が多いほど液滴Ｄの帯電効率が低下することが分かっているが、本発明によれば、薬液の流量を検出することにより、前記帯電効率の低下を検出し、該帯電効率の低下を高電圧発生装置６の出力電圧の上昇により補うことができる。従って、薬液の流量に応じて高電圧を効率的に制御することができる。
【００４０】
また、流量センサー２０が検出した流量の積算値を計算する積算値計算部としての制御部２４と、ノズル部９に配設され、該積算値を表示する表示部２１とを備えているので、作業者が作業途中に手元で正確な前記積算値を知ることができ、圃場に対する薬液散布量の管理や、収容タンク１の薬液残量の管理を効率的に行うことができる。
【００４１】
また、前記瞬間流量又は流量積算値のデータを外部に出力するデータ出力部２６を備えるように構成することもでき、この構成によれば、流量センサー２０が検出した正確な瞬間流量又は制御部２４が計算した正確な積算値のデータを外部機器２７に出力することができるので、そのデータを外部機器２７で記録したり、集計したりすることにより、正確な防除管理を実現することができる。
【００４２】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
（１）静電噴霧装置を、例えば液肥の散布用に構成すること。
（２）ノズル部９を手持ち式ではなく、機体に支持させるように構成すること。
（３）表示部２１に収容タンク１の残量を表示させるように構成すること。これに加え、該残量に関するアラームや指示を表示、アラーム音、又は音声等により報知するように構成すること。
（４）流量センサー２０を取り付けてからの積算流量に基づいて流量計交換時期に関するアラームや指示を表示、アラーム音、又は音声等により報知するように構成すること。
（５）流量計システムを、蓄電池７とは別の電源（例えば乾電池）により駆動されるように構成すること。
（６）流量センサー２０を、薬液供給制御弁５よりも収容タンク１側（上流側）における薬液の流路に装備させること。
（７）流量センサー２０における検出流量値に、薬液の温度、希釈倍率、粘度等に応じた誤差が含まれる場合、操作部２２に流量補正量切り替えスイッチを設け、それにより設定された補正情報に基づいて前記検出流量値を制御部２４が補正するように構成すること。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明を具体化した一実施形態に係る静電噴霧装置の全体構成を示す断面図である。
【図２】同静電噴霧装置の噴霧ノズルの側断面図であり、（ａ）は噴霧角度を大きくした状態、（ｂ）は噴霧角度を小さくした状態をそれぞれ示す図である。
【図３】同噴霧ノズルの定性的な特性を示すグラフであり、（ａ）は噴霧角度と液滴の平均粒子径の関係、（ｂ）は噴霧角度と薬液の流量の関係、（ｃ）は噴霧角度と噴霧の帯電量の関係をそれぞれ示すグラフである。
【図４】同静電噴霧装置の流量計システムの構成を示すブロック図である。
【図５】同流量計システムのパネル面の構成を示す図である。
【図６】同流量計システムの作動状態を示すタイミングチャートである。
【図７】従来の噴霧機に装備された流量計の表示部を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１ 収容タンク
２ ポンプ
４ グリップ部
５ 薬液供給制御弁
６ 高電圧発生装置
７ 蓄電池
８ 流量計システム
９ ノズル部
１１ 噴管
１５ ノズルユニット
１７ 噴霧ノズル
１９ 環状電極
２０ 流量センサー
２１ 表示部
２２ 操作部
２３ 記憶部
２４ 制御部
Ａ 噴霧角度
Ｄ 液滴
Ｓ 噴霧
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容し供給するための液体供給部と、
該液体供給部から供給される液体を加圧する液体圧力発生部と、
該液体圧力発生部に接続されたノズル部と、
該ノズル部の噴霧ノズルから噴出される液滴を帯電させるための高電圧発生装置と
を備えた静電噴霧装置であって、
前記液体供給部から供給される液体の流路に装備され、該流量を検出する流量検出部と、
該液体の流量が所定量以上になったときに前記高電圧発生装置を作動させるように制御する制御部とを備えた静電噴霧装置。
【請求項２】
液体を収容し供給するための液体供給部と、
該液体供給部から供給される液体を加圧する液体圧力発生部と、
該液体圧力発生部に接続されたノズル部と、
該ノズル部の噴霧ノズルから噴出される液滴を帯電させるための高電圧発生装置と
を備えた静電噴霧装置であって、
前記液体供給部から供給される液体の流路に装備され、該流量を検出する流量検出部と、
該液体の流量が多いほど、前記高電圧発生装置をその出力電圧が高くなるように制御する制御部とを備えた静電噴霧装置。
【請求項３】
前記流量検出部が検出した流量の積算値を計算する積算値計算部と、前記ノズル部又はその近傍に配設され、該積算値を表示する表示部とを備えた請求項１又は２記載の静電噴霧装置。
【請求項４】
前記流量又は積算値のデータを外部に出力するデータ出力部を備えた請求項１〜３のいずれか一項に記載の静電噴霧装置。
【請求項１】
液体を収容し供給するための液体供給部と、
該液体供給部から供給される液体を加圧する液体圧力発生部と、
該液体圧力発生部に接続されたノズル部と、
該ノズル部の噴霧ノズルから噴出される液滴を帯電させるための高電圧発生装置と
を備えた静電噴霧装置であって、
前記液体供給部から供給される液体の流路に装備され、該流量を検出する流量検出部と、
該液体の流量が所定量以上になったときに前記高電圧発生装置を作動させるように制御する制御部とを備えた静電噴霧装置。
【請求項２】
液体を収容し供給するための液体供給部と、
該液体供給部から供給される液体を加圧する液体圧力発生部と、
該液体圧力発生部に接続されたノズル部と、
該ノズル部の噴霧ノズルから噴出される液滴を帯電させるための高電圧発生装置と
を備えた静電噴霧装置であって、
前記液体供給部から供給される液体の流路に装備され、該流量を検出する流量検出部と、
該液体の流量が多いほど、前記高電圧発生装置をその出力電圧が高くなるように制御する制御部とを備えた静電噴霧装置。
【請求項３】
前記流量検出部が検出した流量の積算値を計算する積算値計算部と、前記ノズル部又はその近傍に配設され、該積算値を表示する表示部とを備えた請求項１又は２記載の静電噴霧装置。
【請求項４】
前記流量又は積算値のデータを外部に出力するデータ出力部を備えた請求項１〜３のいずれか一項に記載の静電噴霧装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−２２２７２９（Ｐ２００７−２２２７２９Ａ）
【公開日】平成１９年９月６日（２００７．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−４４８００（Ｐ２００６−４４８００）
【出願日】平成１８年２月２２日（２００６．２．２２）
【出願人】（０００１００４６９）みのる産業株式会社 (158)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月６日（２００７．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月２２日（２００６．２．２２）
【出願人】（０００１００４６９）みのる産業株式会社 (158)
【Ｆターム（参考）】
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