WO2021039623A1

WO2021039623A1 - エミッタおよび点滴灌漑用チューブ

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Publication number: WO2021039623A1
Application number: PCT/JP2020/031598
Authority: WO
Inventors: 昌宏木立
Original assignee: 株式会社エンプラス
Priority date: 2019-08-29
Filing date: 2020-08-21
Publication date: 2021-03-04
Also published as: JP2021029222A

Abstract

本発明は、温度変化によりダイヤフラム部の硬度が変化しても、流量を適切に調整することができるエミッタを提供することに関する。エミッタは、灌漑用液体を吐出口に連通するための連通孔を有する台座と、可撓性を有し、チューブ内の灌漑用液体の圧力を受けたときに台座に向かって変形するダイヤフラム部と、可撓性を有し、ダイヤフラム部が台座を押圧したときに台座がチューブの内壁面に向かって移動するように変形する、台座を支持する台座支持部と、を有する。ダイヤフラム部および台座支持部は、低温時に比べて高温時により変形しやすい。

Description

エミッタおよび点滴灌漑用チューブ

　本発明は、エミッタおよび当該エミッタを有する点滴灌漑用チューブに関する。

　以前から、植物の栽培方法の一つとして点滴灌漑法が知られている。点滴灌漑法とは、植物が植えられている土壌に点滴灌漑用チューブを配置し、点滴灌漑用チューブから土壌へ、水や液体肥料等の灌漑用液体を滴下する方法である。近年、点滴灌漑法は、灌漑用液体の消費量を最小限にすることが可能であるため、特に注目されている。

　点滴灌漑用チューブは、灌漑用液体が吐出される複数の貫通孔が形成されたチューブと、当該チューブの内壁面に接合され、各貫通孔から灌漑用液体を吐出するための複数のエミッタ（「ドリッパ」ともいう）とを有する。

　エミッタはチューブ内の圧力が異なっても灌漑用液体の吐出量を一定にできることが望まれる。たとえば、送液ポンプから近い位置ではチューブ内の圧力が高く、遠い位置では圧力は低いが、送液ポンプから近い位置に設置されたエミッタでも遠い位置に設置されたエミッタでも吐出量を一定にすることが望まれる。

　このような吐出量を一定にするための機構として、灌漑用液体が流れる連通孔に対してチューブ内の圧力に応じて変形し流量を調整するためのダイヤフラムが知られている。たとえば、特許文献１は、導管（チューブ）内の水圧に応じて、膜（ダイヤフラム）が凹部出口（連通孔）に向けて曲がることにより、流量を調整する機構を開示している。

特開２０１０－４６０９４号公報

　一般に、エミッタは樹脂、エラストマー、ゴムなどを含む材料で形成され、上記のダイヤフラムもこのような材料で形成されることになる。ここで、これらの材料は温度によって硬さが変化してしまうことがある。そのため、温度変化によってダイヤフラム部の変形具合が変わってしまい、灌漑用液体の圧力と、ダイヤフラム部の変形と、連通孔とによる流量調整機能も影響を受けることがある。

　本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、温度変化によりダイヤフラムの硬度が変化しても、流量を適切に調整することができるエミッタを提供することを目的とする。

　本発明のエミッタは、灌漑用液体を流通させるチューブの内壁面における、前記チューブの内外を連通する吐出口に対応する位置に接合されて前記チューブ内の前記灌漑用液体を前記吐出口から定量的に前記チューブ外に吐出するためのエミッタであって、前記灌漑用液体を取り入れるための取水部と、前記取水部から取り入れられた前記灌漑用液体を吐出するための吐出部と、前記取水部と前記吐出部とを接続する流路と、前記流路内に配置され、前記チューブ内の灌漑用液体の圧力に応じて前記流路内を流れる前記灌漑用液体の量を調整する流量調整部と、を有し、前記流量調整部は、前記取水部から取り入れられた前記灌漑用液体を受け入れるための収容部と、前記収容部と前記吐出部とを連通する連通孔を有する台座と、可撓性を有し、前記チューブ内の灌漑用液体の圧力を受けたときに前記台座に向かって変形するダイヤフラム部と、可撓性を有し、前記ダイヤフラム部が前記台座を押圧したときに前記台座が前記チューブの内壁面に向かって移動するように変形する、前記台座を支持する台座支持部と、を有し、前記ダイヤフラム部および前記台座支持部は、低温時に比べて高温時により変形しやすい。

　本発明の点滴灌漑用チューブは、灌漑用液体を吐出するための吐出口を有するチューブと、前記チューブの内壁面の前記吐出口に対応する位置に接合された、上記のエミッタと、を有する。

　本発明によれば、温度変化によりダイヤフラムの硬度が変化しても、流量を適切に調整することができるエミッタを提供することができる。また、本発明によれば当該エミッタを有する点滴灌漑用チューブを提供することができる。

図１Ａはチューブおよびエミッタの縦断面図を示し、図１Ｂはチューブおよびエミッタの横断面図を示す。図２Ａはエミッタを表側からみた平面図であり、図２Ｂはエミッタを裏側からみた底面図であり、図２Ｃは、図２Ｂの線Ａ－Ａに沿う断面図である。図３は台座の断面図である。図４Ａは低温時の流量調整部の動作を示し、図４Ｂは高温時の流量調整部の動作を示し、図４Ｃは台座がストッパを有する場合の高温時の流量調整部の動作を示す。図５Ａは従来のエミッタにおける圧力と流量との関係を示し、図５Ｂは本発明の実施の形態に係るエミッタにおける圧力と流量との関係を示す。

　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

　（点滴灌漑用チューブおよびエミッタの構成）
　図１は、本発明の実施の形態に係る点滴灌漑用チューブ１００を示す。なお、図１Ａはチューブ１１０およびエミッタ１２０の縦断面図を示し、図１Ｂはチューブ１１０およびエミッタ１２０の横断面図を示している。

　図１に示されるように、点滴灌漑用チューブ１００は、チューブ１１０およびエミッタ１２０を有する。チューブ１１０は、灌漑用液体を流すための管である。灌漑用液体の例には、水、液体肥料、農薬およびこれらの混合液が含まれる。チューブ１１０において、灌漑用液体を流す方向については、特に限定されない。また、チューブ１１０の材料は、特に限定されない。本実施の形態では、チューブ１１０の材料は、ポリエチレンである。

　チューブ１１０の管壁には、チューブ１１０の軸方向において所定の間隔（例えば、２００ｍｍ以上５００ｍｍ以下）で灌漑用液体を吐出するための複数の吐出口１１１が形成されている。吐出口１１１の開口部の直径は、灌漑用液体を吐出できれば特に限定されない。本実施の形態では、吐出口１１１の開口部の直径は、１．５ｍｍである。チューブの内壁面１１２の吐出口１１１に対応する位置には、エミッタ１２０がそれぞれ接合される。チューブ１１０の軸方向に垂直な断面形状および断面積は、チューブ１１０の内部にエミッタ１２０を液漏れなく配置できれば特に限定されない。

　点滴灌漑用チューブ１００は、エミッタ１２０の裏面１２５（図２Ｂ、Ｃ参照）をチューブの内壁面１１２に接合することによって作製される。チューブ１１０とエミッタ１２０との接合方法は、特に限定されない。チューブ１１０とエミッタ１２０との接合方法の例には、チューブ１１０またはエミッタ１２０を構成する樹脂材料の溶着、接着剤による接着が含まれる。吐出口１１１は、チューブ１１０とエミッタ１２０とを接合した後に形成されてもよいし、接合前に形成されてもよい。

　（エミッタの構成）
　図２Ａはエミッタ１２０を表側からみた平面図であり、図２Ｂはエミッタ１２０を裏側からみた底面図であり、図２Ｃは、図２Ｂの線Ａ－Ａに沿う断面図である。図３は台座１６１の断面図である。

　エミッタ１２０は、灌漑用液体を流通させるチューブの内壁面１１２における、チューブ１１０の内外を連通する吐出口１１１に対応する位置に接合されて、チューブ１１０内の灌漑用液体を吐出口１１１から定量的にチューブ１１０外に吐出する。エミッタ１２０は、吐出部１３７がチューブ１１０の吐出口１１１を覆うようにチューブの内壁面１１２に接合される。エミッタ１２０の外形は、チューブの内壁面１１２に密着して吐出口１１１を覆うようにできれば特に限定されない。本実施の形態では、チューブ１１０の軸方向に垂直なエミッタ１２０の断面における、内壁面に接合する裏面１２５の形状は、チューブの内壁面１１２に沿うように、チューブの内壁面１１２に向かって凸の略円弧形状である。エミッタ１２０の大きさは、特に限定されず、吐出口１１１から吐出される灌漑用液体の所望の量に基づいて、適宜決定されればよい。本実施の形態では、エミッタ１２０の長辺方向の長さは１９ｍｍであり、短辺方向の長さは８ｍｍであり、高さは２．７ｍｍである。

　本実施の形態において、エミッタ１２０は、弾性を有する材料で形成されることが好ましい。エミッタ１２０の材料の例には、樹脂、エラストマーおよびゴムを含む材料が挙げられる。樹脂の例には、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂等が含まれる。熱可塑性樹脂の例には、ポリエチレンが含まれる。エミッタ１２０の可撓性は、弾性を有する材料の使用によって調整できる。本実施の形態に係るエミッタ１２０は、後述するダイヤフラム部１５３および台座支持部１６３が低温時に比べて高温時により変形しやすい場合に特に優れた効果を発揮する。したがって、ダイヤフラム部１５３および台座支持部１６３が熱可塑性樹脂を含む場合に、本実施の形態に係るエミッタ１２０は特に優れた効果を発揮する。エミッタ１２０の可撓性の調整方法の例には、弾性を有する樹脂の選択、硬質の樹脂材料に対する弾性を有する樹脂の混合比の調整が含まれる。エミッタ１２０の材料の硬度を示す指標としては、ＪＩＳ　Ｋ６２５３－３（２０１２年）において規定されているデュロメータ硬さが含まれる。なお、デュロメータ硬さは、測定に使用するデュロメータの種類によって、タイプＡ、タイプＤ、およびタイプＥなどがある。例えば、タイプＤデュロメータを使用して硬さ４０を示した場合、デュロメータ硬さＤ４０となる。そして、デュロメータ硬さは、各タイプにおける数値が同じ場合、タイプＤが最も硬く、タイプＡ、タイプＥの順に柔らかくなる。

　図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃに示されているように、エミッタ１２０は、灌漑用液体を受け入れるための取水部１３１と、取水部１３１から取り入れられた灌漑用液体を減圧流路溝１３３に流す接続溝１３２と、灌漑用液体を減圧させながら流す減圧流路溝１３３と、減圧流路溝１３３からの灌漑用液体を収容部１３５に導く貫通孔１３４と、貫通孔１３４からの灌漑用液体を収容するための収容部１３５と、収容部１３５内の灌漑用液体を吐出部１３７に連通するための連通孔１５１を有する台座１６１と、ダイヤフラム部１５３とを有する。

　エミッタ１２０がチューブ１１０に接合されることにより、接続溝１３２は接続流路１４２となり、減圧流路溝１３３は減圧流路１４３となる。これにより、取水部１３１、接続流路１４２、減圧流路１４３、貫通孔１３４、収容部１３５、連通孔１５１、吐出部１３７を繋ぐ流路が形成される。流路は、取水部１３１から吐出部１３７まで灌漑用液体を流通させる。

　取水部１３１は、エミッタ１２０の表面１２４の略半分の領域に配置されている。取水部１３１の数は、特に限定されない。本実施の形態では、２つの取水部１３１が、エミッタ１２０の長軸方向に沿って配置されている。取水部１３１が配置されていない表面１２４の領域には、流量調整部１３６が配置されている。取水部１３１は、取水側スクリーン部１７１および取水用貫通孔１４７を有する。

　取水側スクリーン部１７１は、エミッタ１２０に取り入れられる灌漑用液体中の浮遊物が取水用貫通孔１４７に侵入することを防止する。取水側スクリーン部１７１は、チューブ１１０内に開口しており、取水用凹部１７３および凸条１７４を有する。

　取水用凹部１７３は、エミッタ１２０の表面１２４において、ダイヤフラム部１５３が配置されていない一方の半面の領域のほぼ全体に形成されている凹部である。取水用凹部１７３の深さは特に限定されず、エミッタ１２０の大きさによって適宜設定される。取水用凹部１７３の底面上には凸条１７４が形成されている。また、取水用凹部１７３の底面には取水用貫通孔１４７が形成されている。

　凸条１７４は、取水用凹部１７３の底面上に配置されている。凸条１７４の配置および数は、取水用凹部１７３の開口部側から灌漑用液体を取り入れつつ、灌漑用液体中の浮遊物の侵入を防止できれば特に限定されない。本実施の形態では、１本の長い凸条１７４が取水用凹部１７３の長軸方向に沿って配列されており、複数の短い凸条１７４が取水用凹部１７３の長軸方向に沿って配列されている。また、取水用凹部１７３の底面には取水用貫通孔１４７が形成されている。

　また、凸条１７４は、エミッタ１２０の表面１２４から取水用凹部１７３の底面に向かうにつれて幅が小さくなるように形成されていてもよいし、エミッタ１２０の表面１２４から取水用凹部１７３の底面まで同じ幅に形成されていてもよい。

　取水用貫通孔１４７は、取水用凹部１７３の底面に形成されている。取水用貫通孔１４７の形状および数は、取水用凹部１７３の内部に取り込まれた灌漑用液体をエミッタ１２０内に取り込むことができれば特に限定されない。本実施の形態では、取水用貫通孔１４７は、取水用凹部１７３の底面の長軸方向に沿って形成された長孔である。長孔は、複数の凸条１７４により覆われているため、表側から見た場合、取水用貫通孔１４７は、多数の貫通孔に分かれているように見える。

　チューブ１１０内を流れてきた灌漑用液体は、取水側スクリーン部１７１によって浮遊物が取水用貫通孔１４７内への侵入が防止されつつ、エミッタ１２０内に取り込まれる。

　接続溝１３２（接続流路１４２）は、取水用貫通孔１４７（取水部１３１）と、減圧流路溝１３３（減圧流路１４３）とを接続する。接続溝１３２は、エミッタ１２０の裏面１２５の外縁部に沿って形成されている。接続溝１３２の一方の端部に、減圧流路溝１３３が接続されている。エミッタ１２０がチューブ１１０に接合されることにより、接続溝１３２とチューブの内壁面１１２とにより、接続流路１４２が形成される。取水部１３１から取り込まれた灌漑用液体は、接続流路１４２を通って、減圧流路１４３に流れる。

　減圧流路溝１３３（減圧流路１４３）は、接続溝１３２（接続流路１４２）と貫通孔１３４とを接続する。減圧流路溝１３３は、取水部１３１に連通し、灌漑用液体を減圧させながら流す減圧流路１４３を形成する。本実施の形態では、減圧流路溝１３３は、裏面１２５の短軸方向の中央に、長軸方向に沿って配置されている。減圧流路溝１３３の上流端は接続溝１３２に接続されており、下流端には貫通孔１３４が連通している。減圧流路溝１３３の形状は、灌漑用液体を減圧させて流す機能を発揮できれば特に限定されない。本実施の形態では、減圧流路溝１３３の平面視形状は、ジグザグ形状である。減圧流路溝１３３では、内側面から突出する略三角柱形状の凸部１７５が灌漑用液体の流れる方向に沿って交互に配置されている。凸部１７５は、平面視したときに、先端が減圧流路溝１３３の中心軸を超えないように配置されている。チューブ１１０およびエミッタ１２０が接合されることにより、減圧流路溝１３３とチューブの内壁面により、減圧流路１４３が形成される。取水部１３１から取り込まれた灌漑用液体は、減圧流路１４３により減圧されて流量調整部１３６に導かれる。

　貫通孔１３４は、減圧流路溝１３３（減圧流路１４３）（図２Ｂ参照）と、収容部１３５（図２Ａ参照）とを連通させて、減圧流路１４３を流れてきた灌漑用液体を収容部１３５に導く。貫通孔１３４の上流端は減圧流路溝１３３に接続され、下流端は収容部１３５に接続される。貫通孔１３４の形状は前記の機能を発揮できれば特に制限されない。本実施の形態では貫通孔１３４はエミッタ１２０の短軸方向の中央に配置されている。

　流量調整部１３６は、流路内に配置され、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力に応じて流路内を流れる灌漑用液体の流量を調整する。流量調整部１３６は、エミッタ１２０の取水部１３１、接続溝１３２（接続流路１４２）および減圧流路溝１３３（減圧流路１４３）が配置されていない領域に配置されている。流量調整部１３６は、収容部１３５と、台座１６１と、連通孔１５１と、ダイヤフラム部１５３と、連絡溝１６２と、台座支持部１６３とを含む。図３は台座１６１の断面図である。以下、図３を参照しつつ、流量調整部１３６の構成について説明する。

　収容部１３５は減圧流路溝１３３に連通し、取水部１３１から取り入れられた灌漑用液体を受け入れる。本実施の形態において、収容部１３５には貫通孔１３４から灌漑用液体が流れてくる。収容部１３５に対して下側（裏面１２５側）には台座１６１が配置されており、収容部１３５に対して上側（表面１２４側）にはダイヤフラム部１５３が配置されている。すなわち、収容部１３５は、ダイヤフラム部１５３と台座１６１との間に配置されている。

　台座１６１は、収容部１３５と吐出部１３７とを連通する連通孔１５１を有する。台座１６１は、ダイヤフラム部１５３と協働して、灌漑用液体の圧力に応じて流路内を流れる灌漑用液体の流量を調整する弁構造として機能する。台座１６１は、灌漑用液体の圧力により変形したダイヤフラム部１５３が接触できる位置に配置される。台座１６１の形状は特に限定されない。台座１６１のダイヤフラム部１５３に対向する面の形状は、曲面であってもよいし、平面であってもよい。本実施の形態では台座１６１のダイヤフラム部１５３に対向する面の形状は平面である。また、台座１６１は、後述するようにダイヤフラム部１５３に押圧されてチューブの内壁面１１２に向かって移動するときに、チューブの内壁面１１２に当接して所定の距離以上の移動を抑制するためのストッパ１６４を有していてよい（図４Ｃ参照）。ストッパ１６４は、例えばチューブ内壁面１１２に対向するように台座１６１の裏側（ダイヤフラム部１５３と対向する側と反対側）の少なくとも一部に配置される。ストッパ１６４の形状は、台座１６１の所定の距離以上の移動を抑制できれば特に制限されない。ストッパ１６４の形状は、ストッパ１６４がチューブの内壁面１１２に当接したときに連通孔１５１を通ってきた灌漑用液体の流れを制限しない形状であることが好ましい。

　連通孔１５１は、収容部１３５と吐出部１３７とを連通し、収容部１３５内に流入した灌漑用液体を吐出部１３７に向けて流す。本実施の形態では、連通孔１５１は、台座１６１の中央部分に開口している。連通孔１５１の開口部の大きさは、特に限定されず、灌漑用液体の希望する流量に応じて適宜設定できる。

　連絡溝１６２は、台座１６１にダイヤフラム部１５３が接触した状態でも収容部１３５内の灌漑用液体を連通孔１５１に導くための、台座１６１に形成されている溝である。連絡溝１６２の一方の端部は、連通孔１５１に連絡している。連絡溝１６２の他方の端部は、ダイヤフラム部１５３が台座１６１に接触している状態における台座１６１の接触領域の外縁部の外側に配置されている。本実施の形態では、連絡溝１６２の他方の端部は、台座１６１の外縁に配置されている。

　エミッタ１２０がチューブの内壁面１１２に接合されたとき、収容部１３５に配置された台座１６１と、台座１６１に対向したダイヤフラム部１５３とによって、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力に応じて、連通孔１５１を流れる灌漑用液体の流量が調整される。本実施の形態では、ダイヤフラム部１５３の平面視形状は円形状である（図２Ａ参照）。

　ダイヤフラム部１５３は、可撓性を有し、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力を受けたときに台座１６１に向かって変形する。ダイヤフラム部１５３は、低温時に比べて高温時により変形しやすい。ダイヤフラム部１５３は、例えば、圧力を受けていないときに、台座１６１に接触しないように台座１６１上に配置されたフィルムである。ダイヤフラム部１５３の形状は、台座１６１の形状に合わせて流量調整機能を有するように適宜設計できる。

　台座支持部１６３は台座１６１を支持する。台座支持部１６３は、可撓性を有し、ダイヤフラム部１５３が台座１６１を押圧したときに台座１６１がチューブの内壁面１１２に向かって移動するように変形する。台座支持部１６３は、低温時に比べて高温時により変形しやすい。台座支持部１６３は、ダイヤフラム部１５３が台座１６１を押圧していないときに、チューブの内壁面１１２に接触しないように台座１６１を支持することが好ましい。

　台座支持部１６３は、後述するような流量調整機能を有するように、材料、厚さ、長さ等が適宜調整されることが好ましい。本実施の形態において、台座支持部１６３の材料は、高温で軟化しやすいという観点から、熱可塑性樹脂であることが好ましい。台座支持部１６３の厚さは、流量調整機能を有するようにするという観点から、０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることが好ましく、０．３ｍｍ以上０．７ｍｍ以下であることがさらに好ましい。台座支持部１６３の長さ（台座支持部１６３の厚さに垂直な方向の長さ）は、流量調整機能を有するようにするという観点から、３ｍｍ以上８ｍｍ以下であることが好ましく、４ｍｍ以上６ｍｍ以下であることがさらに好ましい。台座支持部１６３の硬度は、流量調整機能を有するようにするという観点から、２０℃のときのデュロメータ硬さがＡ３０以上Ｄ６０以下であることが好ましく、Ａ４０以上Ｄ５０以下であることがさらに好ましい。また、５０℃のときのデュロメータ硬さがＡ１０以上Ｄ５０以下であることが好ましく、Ａ２０以上Ｄ４０以下であることがさらに好ましい。

　吐出部１３７は、連通孔１５１からの灌漑用液体を一時的に貯留する。前述のとおり、エミッタ１２０は、吐出部１３７がチューブ１１０の吐出口１１１を覆うようにチューブの内壁面１１２に接合される。吐出部１３７に到達した灌漑用液体は、チューブ１１０の吐出口１１１から外部に排出される。

　本実施形態において、エミッタの製造方法は特に限定されない。本実施形態のエミッタは、例えば、射出成形によって製造できる。この際、ダイヤフラム部とそれ以外の部分（エミッタ本体）とを別々に形成して、両者を接合してもよく、ダイヤフラム部とエミッタ本体を、ヒンジを介して一体で形成して、ヒンジを回動させることで両者を接合させてもよい。なお、ヒンジは、ダイヤフラム部とエミッタ本体とを接合した後に切断してもよい。

　（エミッタの動作）
　図４Ａ～Ｃは、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力に応じた流量調整部１３６の動作の一例を示す。図４Ａは低温時（２０℃）の流量調整部１３６の動作を示す。図４Ｂは高温時（５０℃）の流量調整部１３６の動作を示す。図４Ｃは、台座１６１が所定の距離以上の台座１６１の移動を抑制するストッパ１６４を有する場合の高温時（５０℃）の流量調整部１３６の動作を示す。

　上述のとおり、図４Ａは低温時（２０℃）の流量調整部１３６の動作を示す。図４Ａの一番左の図は、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力が非常に低い状態（例えば約０バール）を示す。この状態では、ダイヤフラム部１５３はほとんど加圧されていないためほとんど変形しておらず、台座１６１に接触していない。また、温度が低く、かつダイヤフラム部１５３が台座１６１を押圧していないため、台座支持部１６３も変形しておらず、台座１６１の位置は初期状態と同じである。この状態では、減圧流路１４３から収容部１３５に流れてきた灌漑用液体は、主としてダイヤフラム部１５３と台座１６１との大きな隙間を通って連通孔１５１に流れる。

　図４Ａの左から二番目の図は、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力がある程度低い状態（例えば０．２バール）を示す。この状態では、ダイヤフラム部１５３は変形して台座１６１の近くまで迫るが、台座１６１には接触していない。また、温度が低く、かつダイヤフラム部１５３が台座１６１を押圧していないため、台座支持部１６３は変形しておらず、台座１６１の位置は初期状態と同じである。この状態では、減圧流路１４３から収容部１３５に流れてきた灌漑用液体は、ダイヤフラム部１５３と台座１６１との小さな隙間および連絡溝１６２を通って連通孔１５１に流れる。このとき、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力が高まること（すなわち灌漑用液体の流速が速くなること）と、ダイヤフラム部１５３と台座１６１との隙間が小さくなること（灌漑用液体が通り抜ける断面積が小さくなること）とが相殺して、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力が高まっても、チューブ１１０の吐出口１１１から吐出される灌漑用液体の流量は、ほぼ変わらない。

　図４Ａの左から三番目の図は、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力がある程度高い状態（例えば０．５バール）を示す。この状態では、ダイヤフラム部１５３は変形して台座１６１に接触する。台座１６１がダイヤフラム部１５３により押圧されるが、台座支持部１６３は温度が低いため変形せず、台座１６１の位置は初期状態と同じである。この状態では、ダイヤフラム部１５３が台座１６１に接触しているため、減圧流路１４３から収容部１３５に流れてきた灌漑用液体は、連絡溝１６２のみを通って連通孔１５１に流れる。このときも、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力が高まることと、ダイヤフラム部１５３と台座１６１との隙間が小さくなることとが相殺して、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力が高まっても、チューブ１１０の吐出口１１１から吐出される灌漑用液体の流量は、ほぼ変わらない。

　図４Ａの左から四番目の図は、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力が高い状態（例えば１バール）を示す。この状態でも、ダイヤフラム部１５３は変形して台座１６１に接触する。台座１６１がダイヤフラム部１５３により押圧されるが、台座支持部１６３は温度が低いため変形せず、台座１６１の位置は初期状態と同じである。この状態でも、ダイヤフラム部１５３が台座１６１に接触しているため、減圧流路１４３から収容部１３５に流れてきた灌漑用液体は、連絡溝１６２のみを通って連通孔１５１に流れる。そして、上記灌漑用液体の圧力がある程度高い状態（例えば０．５バール）と比べ、ダイヤフラム部１５３と台座１６１との接触面積が大きくなるため、ダイヤフラム１５３と連絡溝１６２とで形成させる流路の距離が長くなる。その結果、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力が高まることと、灌漑用液体が連絡溝１６２のみを通る距離が長くなることとが相殺して、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力が高まっても、チューブ１１０の吐出口１１１から吐出される灌漑用液体の流量は、ほぼ変わらない。

　上述のとおり、図４Ｂは高温時（５０℃）の流量調整部１３６の動作を示す。図４Ｂの一番左の図は、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力が非常に低い状態（例えば約０バール）を示す。この状態では、ダイヤフラム部１５３はほとんど加圧されていないためほとんど変形しておらず、台座１６１に接触していない。また、ダイヤフラム部１５３が台座１６１を押圧していないため、台座支持部１６３も変形しておらず、台座１６１の位置は初期状態と同じである。この状態では、減圧流路１４３から収容部１３５に流れてきた灌漑用液体は、主としてダイヤフラム部１５３と台座１６１との大きな隙間を通って連通孔１５１に流れる。

　図４Ｂの左から二番目の図は、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力がある程度低い状態（例えば０．２バール）を示す。この状態では、ダイヤフラム部１５３は、高温下にあるため軟化し、この圧力でも大きく変形して台座１６１に接触するが、台座１６１を押圧するほどまでは至らない。したがって、台座１６１はダイヤフラム部１５３により接触されるが、台座支持部１６３はほとんど変形せず、台座１６１の位置は初期状態とほとんど同じである。このとき、ダイヤフラム部１５３が台座１６１に接触しているため、減圧流路１４３から収容部１３５に流れてきた灌漑用液体は、連絡溝１６２のみを通って連通孔１５１に流れる。そのため、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力が高まることと、ダイヤフラム部１５３と台座１６１との隙間が小さくなることとが相殺して、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力が高まっても、チューブ１１０の吐出口１１１から吐出される灌漑用液体の流量は、ほぼ変わらない。

　図４Ｂの左から三番目の図は、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力がある程度高い状態（例えば０．５バール）を示す。この状態では、ダイヤフラム部１５３は、高温下にあるため軟化し、大きく変形して台座１６１の全体と接触し、台座１６１を押圧する。台座１６１がダイヤフラム部１５３により押圧されると、台座支持部１６３は温度が高いため容易に変形して、台座１６１はチューブの内壁面１１２に向かって移動させられる。これにより、台座１６１の全体に接触していたダイヤフラム部１５３の一部が、台座１６１から離れる。そのため、上記灌漑用液体の圧力がある程度低い状態（例えば０．２バール）よりは、ダイヤフラム部１５３と連絡溝１６２とで形成させる流路の距離が長くなるものの、ダイヤフラム部１５３と台座１６１の全体が接触している場合よりは、ダイヤフラム部１５３と連絡溝１６２とで形成させる流路の距離が短い状態となる。その結果、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力が高まることと、ダイヤフラム部１５３と台座１６１との隙間が小さくなることとが相殺して、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力が高まっても、チューブ１１０の吐出口１１１から吐出される灌漑用液体の流量は、ほぼ変わらない。

　図４Ｂの左から四番目の図は、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力が高い状態（例えば１バール）を示す。この状態では、ダイヤフラム部１５３は、高温下にあるため軟化し、大きく変形して台座１６１を強く押圧する。台座１６１がダイヤフラム部１５３により強く押圧されると、台座支持部１６３は温度が高いため限界まで変形して、台座１６１はチューブの内壁面１１２に向かって限界まで移動させられる。台座１６１が限界まで移動すると、ダイヤフラム部１５３は台座１６１の全体に接触するため、減圧流路１４３から収容部１３５に流れてきた灌漑用液体は、連絡溝１６２のみを通って連通孔１５１に流れる。

　上述のとおり、図４Ｃは、台座１６１が所定の距離以上の台座１６１の移動を抑制するストッパ１６４を有する場合の高温時（５０℃）の流量調整部１３６の動作を示す。図４Ｃの一番左の図は、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力が非常に低い状態（例えば約０バール）を示す。この状態では、減圧流路１４３から収容部１３５に流れてきた灌漑用液体は、主としてダイヤフラム部１５３と台座１６１との大きな隙間を通って連通孔１５１に流れる。また、台座支持部１６３は変形しておらず、ストッパ１６４はチューブの内壁面１１２に接触していない。

　図４Ｃの左から二番目の図は、チューブ１１０内の圧力がある程度低い状態（例えば０．２バール）を示す。この状態では、ダイヤフラム部１５３は、高温下にあるため軟化し、この圧力でも大きく変形して台座１６１に接触するが、台座１６１を押圧するほどまでには至らない。したがって、台座１６１はダイヤフラム部１５３により接触されるが、台座支持部１６３はほとんど変形せず、台座１６１の位置は初期状態とほとんど同じである。このとき、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力が高まることと、ダイヤフラム部１５３と台座１６１との隙間が小さくなることとが相殺して、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力が高まっても、チューブ１１０の吐出口１１１へ吐出される灌漑用液体の流量は、ほぼ変わらない。また、台座支持部１６３はほとんど変形しておらず、ストッパ１６４はチューブの内壁面１１２に接触していない。

　図４Ｃの左から三番目の図は、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力がある程度高い状態（例えば０．５バール）を示す。この状態では、ダイヤフラム部１５３は、高温下にあるため軟化し、大きく変形して台座１６１の全体と接触し、台座１６１を押圧する。台座１６１がダイヤフラム部１５３により押圧されると、台座支持部１６３は温度が高いため容易に変形して、台座１６１はチューブの内壁面１１２に向かって移動させられる。これにより、台座１６１の全体に接触していたダイヤフラム部１５３の一部が、台座１６１から離れる。そのため、上記灌漑用液体の圧力がある程度低い状態（例えば０．２バール）よりは、ダイヤフラム部１５３と連絡溝１６２とで形成させる流路の距離が長くなるものの、ダイヤフラム部１５３と台座１６１の全体が接触している場合よりは、ダイヤフラム部１５３と連絡溝１６２とで形成させる流路の距離が短い状態となる。その結果、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力が高まることと、ダイヤフラム部１５３と台座１６１との隙間が小さくなることとが相殺して、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力が高まっても、チューブ１１０の吐出口１１１から吐出される灌漑用液体の流量は、ほぼ変わらない。また、台座支持部１６３が変形し、ストッパ１６４はチューブの内壁面１１２の近くに迫る。

　図４Ｃの左から四番目の図は、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力が高い状態（例えば１バール）を示す。この状態では、ダイヤフラム部１５３は、高温下にあるため軟化し、大きく変形して台座１６１を強く押圧する。台座１６１がダイヤフラム部１５３により強く押圧されると、台座支持部１６３は温度が高いため容易に変形して、台座１６１はチューブの内壁面１１２に向かって移動させられる。台座１６１は、ストッパ１６４がチューブの内壁面１１２に当接するまで移動させられる。台座１６１が限界まで移動すると、ダイヤフラム部１５３は台座１６１の全体に接触するため、減圧流路１４３から収容部１３５に流れてきた灌漑用液体は、連絡溝１６２のみを通って連通孔１５１に流れる。これにより台座１６１の所定以上の移動が抑制される。

　（効果）
　本発明の実施の形態に係るエミッタの効果について、図５Ａおよび図５Ｂを参照しつつ説明する。図５Ａは従来のエミッタにおける圧力と流量との関係を示し、図５Ｂは本発明の実施の形態に係るエミッタ１２０における圧力と流量との関係を示している。

　図５Ａから明らかなように、従来のエミッタでは、例えば圧力が約０．５バールのとき、流量が２０℃と５０℃のときで大きく異なっている。具体的には、５０℃のときには、２０℃のときと比べて、流量が少なくなりすぎ流量を適切に調整することができていない。これは高温になるとダイヤフラム部１５３が軟化し、圧力が加わることでより多く変形し、灌漑用液体が通る連通孔１５１をより塞いでしまうためだと考えられる。

　これに対して、図５Ｂから明らかなように、本発明の実施の形態に係るエミッタ１２０では、例えば圧力が約０．５バールのとき、流量が２０℃と５０℃のときでほぼ同じである。これは、高温によりダイヤフラム部１５３が軟化してより大きく変形しても、台座支持部１６３も同様に軟化し変形するので、ダイヤフラム部１５３と台座１６１との間を流れる灌漑用液体の流量が調整されるためであると考えられる。

　本出願は、２０１９年８月２９日出願の特願２０１９－１５６７８３に基づく優先権を主張する。当該出願明細書および図面に記載された内容は、すべて本願明細書に援用される。

　本発明によれば、温度変化によりダイヤフラム部の硬度が変化しても流量を適切に調整することができるエミッタおよび当該エミッタを有する点滴灌漑用チューブを提供できる。したがって、エミッタおよびエミッタを有する点滴灌漑用チューブのさらなる普及が期待される。

　１００　点滴灌漑用チューブ
　１１０　チューブ
　１１１　吐出口
　１１２　チューブの内壁面
　１２０　エミッタ
　１２４　表面
　１２５　裏面
　１３１　取水部
　１３２　接続溝
　１３３　減圧流路溝
　１３４　貫通孔
　１３５　収容部
　１３６　流量調整部
　１３７　吐出部
　１４２　接続流路
　１４３　減圧流路
　１４７　取水用貫通孔
　１５１　連通孔
　１５３　ダイヤフラム部
　１６１　台座
　１６２　連絡溝
　１６３　台座支持部
　１６４　ストッパ
　１７１　取水側スクリーン部
　１７３　取水用凹部
　１７４　凸条
　１７５　凸部

Claims

　灌漑用液体を流通させるチューブの内壁面における、前記チューブの内外を連通する吐出口に対応する位置に接合されて前記チューブ内の前記灌漑用液体を前記吐出口から定量的に前記チューブ外に吐出するためのエミッタであって、
　前記灌漑用液体を取り入れるための取水部と、
　前記取水部から取り入れられた前記灌漑用液体を吐出するための吐出部と、
　前記取水部と前記吐出部とを接続する流路と、
　前記流路内に配置され、前記チューブ内の灌漑用液体の圧力に応じて前記流路内を流れる前記灌漑用液体の量を調整する流量調整部と、
　を有し、
　前記流量調整部は、
　前記取水部から取り入れられた前記灌漑用液体を受け入れるための収容部と、
　前記収容部と前記吐出部とを連通する連通孔を有する台座と、
　可撓性を有し、前記チューブ内の灌漑用液体の圧力を受けたときに前記台座に向かって変形するダイヤフラム部と、
　可撓性を有し、前記ダイヤフラム部が前記台座を押圧したときに前記台座が前記チューブの内壁面に向かって移動するように変形する、前記台座を支持する台座支持部と、
　を有し、
　前記ダイヤフラム部および前記台座支持部は、低温時に比べて高温時により変形しやすい、
　エミッタ。
　前記台座支持部は、前記ダイヤフラム部が前記台座を押圧していないときに、前記台座が前記チューブの内壁面に接触しないように前記台座を支持する、請求項１に記載のエミッタ。
　前記ダイヤフラム部および前記台座支持部は、熱可塑性樹脂を含む、請求項１または２に記載のエミッタ。
　前記台座は、前記ダイヤフラム部によって押圧されたとき、前記チューブの内壁面に当接して前記台座の所定以上の移動を抑制するストッパを有する、請求項１～３のいずれか一項に記載のエミッタ。
　灌漑用液体を吐出するための吐出口を有するチューブと、
　前記チューブの内壁面の前記吐出口に対応する位置に接合された、請求項１～４のいずれか一項に記載のエミッタと、
　を有する、点滴灌漑用チューブ。