JP2006204246A - 加熱消毒装置および加熱消毒方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 土壌の加熱消毒にかかる手間を可能なかぎり少なくすると共に、土壌の加熱消毒にかける時間とコストを少なくすることができる加熱消毒装置および加熱消毒方法を提供すること。
【解決手段】 土壌Ｇを耕起する耕耘体７と耕起した土壌Ｇ’に散水する散水器８とを有し、車両２に取り付けられる耕耘散水装置４、および、土壌Ｇを消毒するための加熱流体Ｂを生成するボイラ５と生成された加熱流体を前記散水器に送るポンプ６とを有する加熱流体生成装置３からなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、圃場などの所定の領域（この明細書では、これらを単に圃場という）の土壌を加熱消毒するために加熱流体によって土壌の消毒を行なう加熱消毒装置および加熱消毒方法に関する。

従来より圃場の土壌を消毒するために、薬剤を用いることがあるが、これは自然環境などに悪影響を及ぼすおそれがあることに加えて、その使用についても制限がある。そこで、近年では、圃場の土壌を加熱流体（一般的には熱湯である）を用いて加熱消毒することが行われている。

すなわち、加熱消毒の対象となる圃場の各部に散水ノズルを備えた複数の散水管を配置し、これらの散水管を用いて一斉に熱湯を散布する。次いで、処理後の圃場の全面を覆うようにビニールシートなどの断熱被覆シートを敷設すること（以下、ホース式散水という）が行われている。これにより、熱湯散布後の長い時間をかけて土壌の温度を高く保つことができ、その加熱消毒を行なうことができる。しかしながら、前記ホース式散水を行うためには大掛かりで長い時間と労力がかかる前準備が必要であるだけでなく、熱湯散布後にも長い時間をかけて加熱消毒処理を行なう必要があり、かつ、後片付けにも多大の時間と労力がかかるという問題があった。

そこで、本願出願人は特許文献１に示すように、被牽引型の走行フレームに加熱流体の供給管を設け、この供給管に熱湯を供給しながら走行フレームを牽引することにより、圃場を移動しながら集中的に熱湯を散布して、その加熱消毒を行なうこと（以下、牽引式散水という）を提案し、実施するに至っている。これによって、加熱消毒処理の前準備や後片付けにかかる手間を少なくすることができるので有用である。また、特許文献１に示される走行フレームは加熱消毒の対象となっている圃場の凹凸によって走行フレームが斜めになったとしても、その軌道を自動修正することができるので、安定した加熱消毒処理を行なうことが可能である。
特許第３５３８６０７号

しかしながら、前記ホース式散水および牽引式散水の加熱消毒装置は何れも圃場の上から熱湯を散布する方法であるので、土壌の透水性や傾斜による影響を受けるという問題があった。つまり、法面などの傾斜した部分では、せっかく散布した熱湯が傾斜によって流れてしまい、下層部分においては十分な加熱消毒を行うことができなかった。また、透水性が悪い土壌では高温の熱湯が土壌に浸透しないので、下層部分の加熱消毒を行えないことがあった。

つまり、従来の加熱消毒装置は何れも加熱消毒の対象となっている圃場の状態に応じて加熱消毒の効果が一様に現れることがなく、それだけ加熱消毒処理のムラが発生することがあった。ゆえに、従来の加熱消毒の方法では、全ての部分において十分に加熱消毒するために散布する熱湯の量は必然的に多くなっていた。

加えて、従来の加熱消毒装置ではホース式散水および牽引式散水の何れを行なう場合にも散水ホースや走行フレームのような比較的大掛かりな特殊器具を用いる必要があるので、加熱消毒のための前準備を幾らかでも行なう必要があるだけでなく、各作業者はこれらの特殊器具を使用するための技能を身につける必要もあった。

本発明は上述の事柄を考慮に入れてなされたものであって、その目的は、土壌の加熱消毒にかかる手間を可能なかぎり少なくすると共に、土壌の加熱消毒にかける時間とコストを少なくすることができる加熱消毒装置および加熱消毒方法を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の加熱消毒装置は、土壌を耕起する耕耘体と耕起した土壌に散水する散水器とを有し、車両に取り付けられる耕耘散水装置、および、土壌を消毒するための加熱流体を生成するボイラと生成された加熱流体を前記散水器に送るポンプとを有する加熱流体生成装置からなることを特徴としている。なお、本発明における加熱流体とは熱湯だけでなく蒸気や過熱蒸気を含む。また、前記散水器は例えば、耕耘体に沿って設けられて耕起された土壌に万遍なく散水するための散水ノズルを備えた散水管である。

前記車両がトラクタであってもよい（請求項２）。

前記耕耘散水装置が、加熱消毒処理後の土壌を被覆するための断熱被覆シートの一端を掛合させる掛合部を備えてあってもよい（請求項３）。この断熱被覆シートは少なくとも外気との接触を抑えるものであればよく、例えば比較的入手しやすいビニールシートなどを用いることができる。

前記加熱流体生成装置を耕耘散水装置に一体的に形成してあってもよい（請求項４）。

前記加熱流体生成装置を耕耘散水装置および前記車両から離れた位置に設置し、前記加熱流体を散水管に供給するための給水可撓管を備えてあってもよい（請求項５）。

請求項６に記載の加熱消毒方法は、土壌を耕起する耕耘体と耕起した土壌に散水する散水器とを有する耕耘散水装置を車両に取付け、前記耕耘体により土壌を耕起しながら、加熱流体を前記散水器から散水して土壌を加熱消毒することを特徴としている。

前記耕耘散水装置に、加熱消毒処理後の土壌を被覆するための断熱被覆シートの一端を掛合させる一方、前記断熱被覆シートの他端を加熱消毒の対象となっている領域の端部に固定してもよい（請求項７）。前記断熱被覆シートは折り畳んで、その他端をアンカーなどによって圃場の端部に固定することも可能であるが、断熱被覆シートを巻き取ってなるロールを回動自在に設置することにより、この断熱被覆シートの他端を圃場の端部に固定してあってもよい。

請求項１に記載の加熱消毒装置は、土壌を耕起しながら加熱流体を散布するので、深いところに位置する土壌も含めて耕起した全ての土壌を一気に加熱することができる。つまり、加熱消毒する必要のある土壌の全てを菌類の死滅する約５５℃以上に熱する時間が大幅に短縮される。また、加熱消毒処理にかかる時間を短縮できるので、作業労力を少なくし、水や燃料の消費量を削減できる。加えて、耕起した全ての土壌を確実に昇温できるので、加熱消毒処理のムラをなくすことができる。つまり、圃場の傾斜（傾斜圃場や法面を含む）、透水性、湿り具合などにほとんど全く影響を受けずに確実に加熱消毒処理を行うことができる。また、従来のように加熱消毒処理のための前準備を行なう必要がない。

前記車両がトラクタである場合（請求項２）には、作業者は、使い慣れた既存のトラクタに本発明の加熱消毒装置を取り付けて、簡単に通常の耕耘作業を行うのとほゞ同じ感覚で加熱消毒処理を行うことができる。そして、通常の耕起作業と兼ねることができ、散水量も少ないので圃場の乾燥も早く、定植までの期間を短縮できる。加えて、土壌を耕起しながら加熱消毒することにより、従来のように断熱被覆シートによって覆わなくても十分に高温に加熱できるので、露地での広い圃場でも加熱消毒処理が可能になる。

前記耕耘散水装置が、加熱消毒処理後の土壌を被覆するための断熱被覆シートの一端を掛合させる掛合部を備えてなる場合（請求項３）には、加熱消毒装置による加熱消毒処理後の土壌を断熱被覆シートによって覆うことができるので、外気温度に関係なく土壌の温度を長時間にわたって保つことができるので、より確実な加熱消毒処理を行うことができる。なお、作業者は耕耘機やトラクタなどの農作業用の車両を前進させているだけで、断熱被覆シートによる被覆を行うことができるので、それだけ簡便である。断熱被覆シートは容易に入手できるビニールシートで十分であるが、それ自体に断熱効果を持つものであってもよい。

前記加熱流体生成装置を耕耘散水装置に一体的に形成してある場合（請求項４）には、加熱流体生成装置によって生成される加熱流体の温度を高く保ったままの状態で、この加熱流体をすぐに土壌に散布することができるので、それだけ土壌の温度を一気に引き上げることができる。

前記加熱流体生成装置を耕耘散水装置および前記車両から離れた位置に設置し、前記加熱流体を散水管に供給するための給水可撓管を備えてなる場合（請求項５）には、大型の加熱流体生成装置を設置することが可能であるから、多量の加熱流体を生成することができる。したがって、加熱消毒処理をより早く確実に行うことができる。

請求項６に記載の加熱消毒方法は、既存の車両に耕耘散水装置を取り付けて、車両によって土壌を耕起すると同時にその加熱消毒を行なうので、深いところを含む耕起した全ての土壌を一気にまた確実に加熱消毒でき、作業時間が大幅に短縮されると共に、加熱消毒処理のムラを無くすことができる。ゆえに、傾斜した圃場や透水性などの土壌の状況に影響されない確実な加熱消毒を行うことができる。また、作業者は使い慣れたトラクタや耕耘機に、本発明の加熱消毒装置を取り付けるだけで加熱消毒を行うので、加熱消毒処理を行うための前準備がほとんどなく、作業労力を少なくできる。そして、水や燃料の消費量を削減できる。加えて、通常の耕起作業と兼ねることができ、圃場の乾燥も早く、定植までの期間を短縮できる。また、露地での広い圃場でも加熱消毒処理が可能になる。

前記耕耘散水装置に、加熱消毒処理後の土壌を被覆するための断熱被覆シートの一端を掛合させる一方、前記断熱被覆シートの他端を加熱消毒の対象となっている領域の端部に固定する場合（請求項７）には、外気温度に関係なく加熱消毒処理後の土壌の温度を長時間にわたって高く保つことができ、より確実な加熱消毒処理を行うことができる。また、作業者は断熱被覆シートによる被覆を特に意識せずに行うことができる。なお、断熱被覆シートは容易に入手できるビニールシートで十分であるが、それ自体に断熱効果を持つものであってもよい。さらに、前記断熱被覆シートの他端はアンカーなどによって圃場の端部に固定することにより、これを確実に固定することができる。一方、シートを巻き取ってなるロールを回動自在に設置して断熱被覆シートの他端を固定してある場合には圃場の端から端まで加熱消毒処理を行った後に、適宜の長さで断熱被覆シートを切断できる。

図１〜３は本発明にかかる加熱消毒装置１の構成を示す図であり、図１は側面図、図２は平面図、図３は要部を拡大して示す図である。

本発明の加熱消毒装置１は、トラクタや耕耘機などの農作業用の特殊車両２（本実施例の場合は耕耘装置付きトラクタである）に取り付けられるものであり、加熱流体Ｂ（熱湯または蒸気であり、以下熱水Ｂという）を生成するための加熱流体生成装置３と、土壌Ｇを耕起すると同時に前記加熱流体生成装置３によって生成された熱水Ｂを用いて耕起した土壌Ｇ’を加熱消毒する耕耘散水装置４とからなる。

本実施例の加熱流体生成装置３は水を加熱して熱水Ｂを生成するためのボイラ５と、このボイラ５によって生成された熱水Ｂを送り出すためのポンプ６とを備えてなり、耕耘散水装置４の上に形成された載置台の上に載置するようにして、耕耘散水装置４と一体的に構成されている。

前記耕耘散水装置４は、トラクタ２から伝達された動力を用いて回転することにより土壌Ｇを耕起する耕耘体７と、この耕耘体７の上方に取り付けられることにより耕起した土壌Ｇ’に万遍なく散水できるように構成された散水ノズル８ａを備えてなる散水管（散水器の一例）８と、前記耕耘体７の上部を覆うとともに加熱消毒処理後の土壌Ｇ''の表面を抑える押え板としての機能も有するように構成されたロータカバー９とを備えている。

前記ボイラ５は加熱消毒処理に必要な水を蓄積すると共に、図外の燃料タンクから供給される燃料を燃焼させることにより、この水を加熱することにより例えば９８℃の熱水Ｂとするものであり、この熱水Ｂを給湯管５ａを用いてポンプ６に供給する。なお、熱水Ｂの温度は高ければ高いほど効果的な加熱消毒処理を行うことができるので、本実施例では水が液体でいられる最も高い温度として沸点に近い９８℃まで加熱する例を示しているが、本発明はこの温度に限定されるものではない。

すなわち、熱水Ｂの温度は土壌Ｇ’を加熱消毒できる５５℃よりも十分に高い温度であればよく、例えば、１００℃以上になるまで加熱して水蒸気として熱水Ｂを供給してもよい。さらには、熱水Ｂを数百度以上の過熱蒸気としてもよい。この熱水Ｂが水蒸気や加熱蒸気であれば、土壌Ｇ’の温度をさらに隅々まで一気に引き上げることができる。

前記ポンプ６は熱水Ｂをトラクタ２の移動速度や土壌Ｇ’の温度などに合わせて適量ずつ散水管８に供給するものである。本実施例ではポンプ６をボイラ５と散水管８の間に設けているので、熱水Ｂの流量を容易に制御することが可能であるが、このポンプ６をボイラ５と一体的に形成してもよい。また、ポンプ６はボイラ５内の熱水Ｂを押し出すようにして散水管８に供給するものであってもよい。この場合、熱水Ｂの流量制御は給湯管５ａの前後に設けた流量調整弁の開閉によって行うことができる。なお、熱水Ｂを散布した土壌Ｇ’の温度は図外の放射温度計などによって測定することができる。

本例に示す前記耕耘体７はトラクタ２の進行方向に対して直角かつ水平方向に配置された回転軸７ａ（図３のみに図示）と、複数の耕耘爪７ｂとを有するロータリー式のものが一般的に用いられているが、クランク式、スクリュー式など、種々の形状の耕耘体７を用いることができる。何れの場合にも、耕耘体７は横方向に所定幅Ｗの土壌Ｇを耕起する機能を有するものである。また、トラクタ２からの動力によって回転することにより土壌Ｇを効果的に耕起する。

前記散水管８はロータカバー９の内側で耕耘体７の上方に、この耕耘体７に沿って横方向に配置された管であり、適所に複数のノズル８ａを備えることにより、前記熱水Ｂが耕起した土壌Ｂ’に万遍なく散布されるように構成してある。本例に示すように前記散水管８はトラクタ２の進行方向に対して直角となる横方向に配置され、その長さを前記耕耘体７の幅Ｗに合わせて形成してあり、これが耕耘体７に沿う方向であるから、耕耘体７によって耕起された土壌Ｇ’の幅方向の全域において熱水Ｂを土壌Ｇ’に散水することができる。

散水管８の位置は耕起された土壌Ｇ’に熱水Ｂを万遍なく散布できる位置であればどこに配置されていてもよいが、図１に示すように耕耘体７がロータリー式である場合には、その回転軸７ａとほゞ平行に配置されていることが望ましい。

前記ロータカバー９は耕耘体７の上部を覆うことにより回転する耕耘体７に巻き込まれることがないように保護するとともに、耕起した土壌Ｇ’が周囲に飛び散らないようにする。また、本例のようにロータカバー９内に散水管８を配置してある場合には、この熱水Ｂが周囲に飛び散らないようにすると共に、その温度が外気によって冷却されないように保温しながら、熱水Ｂによる熱を効率的に土壌Ｇ’に伝達させる役割を果たしている。

加えて、本実施例のロータカバー９にはその後端部近傍に例えばビニールシートなどの断熱被覆シートＳの一端を掛合させる掛合部（フック）９ａを形成してある。このフック９ａは例えば先端部が進行方向に向かって突出してなり、ビニールシートＳ側の掛合穴をフック９ａに引っかけられるように構成してある。ビニールシートＳの幅は前記耕耘体７の幅Ｗと同程度に形成する。

ビニールシートは例えば図２に示すように加熱消毒処理の対象となる土壌Ｇの端部に折り畳んだ状態で配置し、その他端側をアンカーＡなどによって固定する。あるいは、図４に示すように、ビニールシートＳをロール状に巻き取っておき、加熱消毒処理の対象となる土壌Ｇの端部において、そのビニールシートＳを巻き取ってなるロールＲを回動自在に設置することにより、ビニールシートＳの他端側を固定してもよい。

上述のように構成された加熱消毒装置１を用いて圃場の加熱消毒を行う場合には、加熱消毒装置１を既存のトラクタ２の耕耘装置と取り替えて接続し、ボイラ５を用いて熱水Ｂを生成し、ビニールシートＳの一端を前記フック９ａに掛合させると共に、このビニールシートＳの他端を図２，図４に示すように加熱消毒処理の対象となる土壌Ｇの外側に固定する。そして、作業者は通常の耕起作業を行う場合と同じ感覚でトラクタ２を操作する。

このとき、耕耘体７がトラクタ２から供給される動力を用いて土壌Ｇを耕起する一方、ボイラ５から供給される熱水Ｂがポンプ６を介して散水管８に供給されて耕起された土壌Ｇ’に散布される。これによって、土壌Ｇ’が一気に加熱昇温されてその温度を高くすることができる。加熱消毒処理後の土壌Ｇ''の温度は熱水Ｂの温度と流量および土壌Ｇの温度やトラクタ２の進行速度に影響される。そこで、加熱消毒処理後の土壌Ｇ''の温度が加熱消毒効果を得ることができる５５℃以上よりも十分に高くなるように、熱水Ｂの温度および／または流量を調整する。

本発明の加熱消毒装置１は従来のように熱水Ｂを上から散布するだけのものとは異なり、耕耘体７が土壌Ｇを耕起しながら熱水Ｂを散布するので、熱水Ｂが耕起された土壌Ｇ’の間にしっかりと入り込み、土壌Ｇの透水性や湿り具合などにほとんど全く影響を受けることなく、全ての部分において同程度温度を引き上げることができる。つまり、従来のように散布した熱水Ｂが土壌Ｇに浸透せずに流れることがないので、傾斜のある圃場においても透水性の悪い圃場においても加熱消毒処理を行うことができる。

また、加熱消毒処理後の土壌Ｇ''はそのまま放置したとしても熱水Ｂを土壌Ｇ''によって閉じ込めるように作用するので、その高い温度を長時間に渡って保温することができる。加えて、本実施例に示すように加熱消毒装置１の後端部にビニールシートＳの一端部を掛合させることにより、加熱消毒処理後の土壌Ｇ''をビニールシートＳによって自動的に被覆して、この土壌Ｇ''が外気に直接的に接触しないようにすることができる。つまり、その温度を長時間に渡って高く保つことができる。

上述のように、本発明の加熱消毒装置１を用いることにより、土壌Ｇを熱水Ｂによって効率的に加熱することができるので、使用する熱水Ｂの量を必要最小限に少なくすることができ、かつ、この熱水Ｂを生成するために必要な燃料の消費量も抑えることができる。また、耕起された土壌Ｇ’の全てを熱水Ｂによって一気に加熱できるので、加熱消毒処理にかかる時間が短縮でき、それだけ、作業者にかかる負担を少なくすることができる。

さらに、従来に比べて散水水量が少ないので、土壌の乾燥も早く行うことができ、定植えるまでの期間を短縮することができる。そして、加熱消毒処理と田畑を耕起する作業と加熱消毒処理を兼ねて行うことができるので、一石二鳥であり作業者の負担をさらに軽減することができる。

加えて、本発明の加熱消毒装置１を用いた加熱消毒処理は、従来のホース式散水を行う場合のように、圃場一杯に給水ホースを張りめぐらせるといった大掛かりな前準備を行う必要がなく、加熱消毒処理後に給水ホースの撤去を行う必要もない。また、従来の牽引式散水を行う場合のように、散水処理を行うためだけの特殊な走行フレームやウインチを用いた処理を行う必要もない。

上述の各実施例では加熱流体生成装置３を耕耘散水装置４の上部に搭載するようにして加熱消毒装置１の構成を小型化し、その操作性を通常の耕耘装置を備えた状態のトラクタとほゞ同じとして、その取り扱いを容易にしているが、本発明はこの構成に限定されるものではない。

図５は第２実施例の加熱消毒装置１０の構成を示す平面図である。図５に示す加熱消毒装置１０において、図１〜４と同じ符号を付した部材は、同一または同等の部材であるから、その詳細な説明を省略する。本実施例の加熱消毒装置１０では、前記加熱流体生成装置３を、トラクタ２と耕耘散水装置４との間に形成した牽引台車１１に搭載してある。

前記牽引台車１１はトラクタ２からの動力をそのまま耕耘散水装置４に伝達する機能と、前記加熱流体生成装置３を安定的に牽引する機能を有するものであればよい。本実施例のように、加熱流体生成装置３を牽引台車１１に搭載することにより、ボイラ５を大型化することができ、それだけ処理能力を向上することができる。

図６は第３実施例の加熱消毒装置２０の構成を示す図である。図６に示す加熱消毒装置２０において、図１〜５と同じ符号を付した部材は同一または同等の部材であるから、その詳細な説明を省略する。図６に示す加熱消毒装置２０において、加熱流体生成装置３は加熱消毒処理の対象となる土壌Ｇからなる圃場の外側に固定的に設置されている。また、２１はこの加熱流体生成装置３によって生成した熱水Ｂを耕耘散水装置４に供給する給水可撓管である。

本実施例のように構成された加熱消毒装置２０は、加熱流体生成装置３を据え置き型とすることにより、ボイラ５をさらに大型化することができ、一度に供給できる熱水Ｂの量をさらに多くすることができる。つまり、より高速に加熱消毒処理を行うことができ、それだけ、作業時間を短くすることができる。

本発明の第１実施例にかかる加熱消毒装置の構成を示す側面図である。 前記加熱消毒装置の平面図である。 前記加熱消毒装置の要部を拡大して示す側面図である。 前記加熱消毒装置を用いて加熱消毒処理を行う別の方法を示す図である。 本発明の第２実施例にかかる加熱消毒装置の構成を示す図である。 本発明の第３実施例にかかる加熱消毒装置の構成を示す図である。

符号の説明

１，１０，２０ 加熱消毒装置
２ 特殊車両
３ 加熱流体生成装置
４ 耕耘散水装置
５ ボイラ
６ ポンプ
７ 耕耘体
８ 散水器
９ａ 掛合部
２１ 給水可撓管
Ｂ 加熱流体
Ｇ，Ｇ’，Ｇ'' 土壌
Ｓ 断熱被覆シート

Claims (7)

1. 土壌を耕起する耕耘体と耕起した土壌に散水する散水器とを有し、車両に取り付けられる耕耘散水装置、および、土壌を消毒するための加熱流体を生成するボイラと生成された加熱流体を前記散水器に送るポンプとを有する加熱流体生成装置からなることを特徴とする加熱消毒装置。
2. 前記車両がトラクタである請求項１に記載の加熱消毒装置。
3. 前記耕耘散水装置が、加熱消毒処理後の土壌を被覆するための断熱被覆シートの一端を掛合させる掛合部を備えてなる請求項１または２に記載の加熱消毒装置。
4. 前記加熱流体生成装置を耕耘散水装置に一体的に形成してある請求項１〜３の何れかに記載の加熱消毒装置。
5. 前記加熱流体生成装置を耕耘散水装置および前記車両から離れた位置に設置し、前記加熱流体を散水管に供給するための給水可撓管を備えてなる請求項１〜３の何れかに記載の加熱消毒装置。
6. 土壌を耕起する耕耘体と耕起した土壌に散水する散水器とを有する耕耘散水装置を車両に取付け、前記耕耘体により土壌を耕起しながら、加熱流体を前記散水器から散水して土壌を加熱消毒することを特徴とする加熱消毒方法。
7. 前記耕耘散水装置に、加熱消毒処理後の土壌を被覆するための断熱被覆シートの一端を掛合させる一方、前記断熱被覆シートの他端を加熱消毒の対象となっている領域の端部に固定する請求項６に記載の加熱消毒方法。
   

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