牛舎ソーカーの設計方法｜ノズル数・配管口径・ポンプ・散水設定

設計の全体像

1. 設置場所と散水範囲を決める

ソーカーは空気ではなく牛体を直接濡らす設備です。飼槽前や待機場など牛が立つ場所に設け、背中から皮膚まで水が届き、その後に風で蒸発できる範囲を狙います。低圧の大きな水滴を使い、細霧とは目的を分けます。

• 飼料、乳房、牛床、電気機器へ直接かからない向きにする
• 濡れた床の滑りと排水経路を先に確認する
• 送風機の風が牛の高さに届く場所へ配置する

2. ノズル数を散水幅から拾う

ノズル間隔は固定値で決めず、候補ノズルの指定圧力における散水幅から決めます。取付高さ、散水角度、圧力が変わると濡れ方も変わります。

端部を半ピッチ内側に置くか、両端にも置くかで数が変わります。配置図に散水範囲を描いてからノズル数計算へ入力します。

3. ゾーン分けと必要流量を決める

ラインをゾーン分けして順番に散水すれば、瞬間流量を抑えられます。ただし分割しすぎると各ゾーンへ戻るまでの時間が長くなります。最もノズル数が多いゾーンで計算します。

ノズルの公称流量は指定圧力での値です。圧力不足では流量と散水幅が変わるため、次の圧力損失計算と往復して整合を取ります。

4. 配管口径は最遠経路の損失で決める

配管が細いほど流速と圧力損失が増えます。ポンプ出口から最も遠いノズルまでをたどり、直管、曲がり、チーズ、弁、フィルターの損失を合計します。同じ呼び径でも管種と肉厚で内径が違うため、実内径を使います。

配管口径・圧力損失計算で候補内径を比較できます。枝分かれの多い配管網は区間ごとに計算するか、設備業者の管網計算を優先します。

5. ポンプは「流量×全揚程」の交点で選ぶ

カタログの最大流量と最大揚程は同時に出る値ではありません。必要流量と必要全揚程をメーカーの性能曲線へ当て、運転点を確認します。

• 井戸・受水槽・既設水道が必要流量を供給できるか
• 吸込条件、フィルター目詰まり、末端圧力を見込んでいるか
• ポンプ、管、弁、ノズルの許容圧力内か
• 凍結地域で水抜きと冬季停止ができるか

6. 散水時間と停止時間を設定する

牛体を十分に濡らす時間と、送風で蒸発させる停止時間を組み合わせます。University of Wisconsin–Madison Extensionの資料では、大きな水滴を1〜3分散水し、5〜10分休止する例や、1回約1ガロンを3分以内で散水し15分以内に繰り返す目安が示されています。ただし、日本の牛舎へ固定適用する値ではなく、試運転の開始点です。

THI、湿度、呼吸数、牛の行動、背中の濡れ方、床の乾き、排水量を見て調整します。開始判断には乳牛THI計算、水量には散水量・水道代計算が使えます。

設計例：24ノズルを2ゾーンで運転

合計24個、2ゾーン交互運転、1ノズル1.5L/分、余裕率20%とします。

仮に全揚程が25mなら、21.6L/分・25mを同時に満たす点を性能曲線で確認します。

よくある質問

参考資料

• UW–Madison Extension: Heat Stress Abatement in Dairy Facilities
• UW–Madison Extension: Natural Ventilation in Dairy Buildings

本ページは概略設計用です。メーカー仕様、給排水能力、電気工事、地域の規制を確認し、最終設計は設備業者・獣医師・普及指導機関などへ相談してください。

関連する計算

• 必要ノズル数・ポンプ流量計算
• 配管口径・圧力損失計算
• 散水量・水道代計算
• 牛舎換気扇の必要台数計算
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