JP2010203134A

JP2010203134A - 植生基材吹付ノズル

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Publication number: JP2010203134A
Application number: JP2009049437A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Sasahara; 則之笹原
Original assignee: SAIKO KK
Current assignee: SAIKO KK
Priority date: 2009-03-03
Filing date: 2009-03-03
Publication date: 2010-09-16
Anticipated expiration: 2029-03-03
Also published as: JP5230486B2

Abstract

【課題】多少の夾雑物が混入したとしても詰まることのない植生基材吹付ノズルを提供する。
【解決手段】植壌土を含む植生基材に水を混合して得られる植生基材スラリーと、該植生基材スラリーを団粒反応させるための団粒剤とを、空気とともに混合し、そして吹き付けるための植生基材吹付ノズル１００であって、植生基材導入筒１、空気吸引口５を設けた混合部２、撹拌筒３及びノズル口４具備しており、前記植生基材スラリーの調節弁としてバタフライ弁６を用いたことを特徴とする、植生基材吹付ノズル１００。
【選択図】図１

Description

本発明は、高次団粒基材吹付による緑化基盤の造成に好適な植生基材吹付ノズルに関する。本発明は、より詳細には、有機堆肥や植壌土などを含む植生基材に水を加えて混合して得られるスラリー（以下、「スラリー」は「泥状基材」又は「植生基材」とも呼ぶ）を用いた緑化基盤の造成に好適な植生基材吹付ノズルに関する。

従来から、粘土を含む植生基材に水を混合して得られるスラリーを吹き付ける緑化基盤造成法において、スラリーに対して団粒剤を空気と共に混合して団粒反応させながら施工面に吹き付ける事が知られている。
この場合、植生基材は団粒反応（凝集反応）により、スラリー中の水を分離し、塑性化し、施工面へ厚く付着安定する。その結果、大小様々な団粒を含む高次団粒構造からなる緑化基盤を得る事が出来る。このような高次団粒基材吹付工のためのノズルとして、特許文献１には「先端部を絞った形状とした泥状材（スラリー）噴出口の該先端部に筒体を取り付け、該筒体に凝集剤（団粒剤）導入口と空気吸引口とを設け、該筒体の先端に、邪魔板などの撹拌手段を設けた撹拌筒を取り付けた事を特徴とする緑化基盤用泥状基材吹付ノズル」を開示している。又、緑化基盤の強度を更に高めるために、スラリー中に連続繊維を混入させる事もある。連続繊維混入を可能にするノズルは特許文献２に開示されている。

これらの従来の吹付ノズルは、植生基材に含まれる有機堆肥や粘性土（腐植火山灰土壌）を粉砕や砕土して細粒化し、更に１０mm目合いの篩を通過したものを泥状化（スラリー化）し、スラリーと団粒化剤液とを別々のホースを用いてノズルまで圧送し、該２液をノズル内で混合撹拌し吹き付けるためのものである。

このノズルでは、ノズルの絞り部付近にボール弁が設置されており、スラリーが絞り部から吐出する際の吐出圧によって吸引力が発生する。この吸引力により、絞り部に設けられた空気吸引口から空気が吸引される。スラリーは吸入された空気と混合しながら、ノズル絞り部の先に設けた混合部、撹拌筒に移動し、そこで、別送され、注入された団粒剤溶液と激しく混合撹拌し、団粒化を完成しながら施工面へ吹き付けられる。

従来のノズルでは、例えば、スラリーホース内径４０mmに対して、通常、開口部径２０mmのボール弁を使用している。この従来のノズルではボール弁開口部を一定の位置まで狭める事により撹拌効率を向上させている。即ち、ボール弁の開閉ハンドルを閉の方向へずらし開口部を狭くする事により、スラリー流速を高め、それによって空気吸引力を増大させ、又吐出方向（撹拌筒内でのスラリーの流線）を変え、撹拌筒内での撹拌効果を調整していた。

また、ノズルの混合部には、連続繊維供給口がさらに設けられており、この連続繊維供給口を介して連続繊維が空気吸引口から導入されるようになっている。上記の空気吸引力によって導入された連続繊維はスラリーとの絡みによりスラリー中に連続的且つ均一に導入され、団粒反応しているスラリーと共に施工面に吹き付けられる。

撹拌効果を判断する目安としては、絞り部に設けた空気吸引口からの空気を吸込む音やノズルよりの基材の飛散状況によって行っていた。しかし、撹拌効率を向上させるため、ボール弁の開口部を狭める事は、植生基材に用いる材料を細粒化しているにも拘わらず、ノズルの詰まりの原因となっていた。

実開昭６１−８０８０１号公報特開平７−１６６５５４号公報

上述のとおり、植生基材に含まれる有機堆肥や粘性土（たとえば、腐植火山灰土壌）を粉砕や砕土して細粒化し、更に１０mm目合いの篩を通過したものを緑化基盤の造成用の植生基材として現場に供給していた。このような篩い精選作業には時間と労力がかかる。

また、自然保護の観点から、開発や災害によって裸地化した斜面の自然復元には、現地表土をリサイクルすることが好ましい。現場発生土や、現場発生材をチップ化したものを植生基材として使用できることが望まれているが、粗粒の木片やチップを篩い分けする必要がある。

本発明の目的は、このような篩い精選作業を簡便化して、多少の夾雑物が混入したとしても詰まることのない植生基材吹付ノズルを提供することである。

本発明によると、植壌土（粘性土）を含む植生基材に水を混合して得られる植生基材スラリーと、該植生基材スラリーを団粒反応させるための団粒剤とを、空気とともに混合し、そして吹き付けるための植生基材吹付ノズルであって、
植生基材導入筒、空気吸引口を設けた混合部、撹拌筒及びノズル口を具備しており、
前記植生基材スラリーの調節弁としてバタフライ弁を用いたことを特徴とする、植生基材吹付ノズルが提供される。

本発明の植生基材吹付ノズルは、高次団粒基材吹付工のための吹付ノズルとして好適に使用される。特に、植生基材スラリー中に、木片、小石などの粗粒物を含有する場合にも、目詰まりせずに施工できる。

本発明による植生基材吹付ノズルの１態様の側面部分断面図を示す。本発明による植生基材吹付ノズルの１態様の上面部分断面図を示す。本発明による植生基材吹付ノズルに使用されるバタフライ弁の斜視図を示す。本発明による植生基材吹付ノズルの１態様の分解斜視図を示す。従来の植生基材吹付ノズルの１態様の側面部分断面図を示す。

本発明による植生基材吹付ノズルの実施形態を図面により説明する。以下の説明は本発明を限定するものではない。
図１及び２は、植生基材吹付ノズルの１態様の側面部分断面図及び上面部分断面図を示す。植生基材吹付ノズル１００は、植生基材導入筒１と、空気吸引口５を設けた混合部２と、撹拌筒３と、ノズル口４を具備している。植生基材スラリーＡは、送液ホース（図示していない）を通って、植生基材導入筒１に入る。植生基材導入筒１は、通常、送液ホースの内径と同等以上の内径である。混合部２において、スラリーＡは団粒剤Ｂと、空気Ｃとともに混合する。混合部２には、スラリーＡの流量調節弁としてバタフライ弁６が設けられている。バタフライ弁６の内径は植生基材導入筒１及び攪拌筒３の内径と同等又はそれより若干大きな内径である。一方、団粒剤Ｂは団粒剤送液ホース（図示していない）を通って、団粒剤導入管７に入る。団粒剤の流量は団粒剤コック８にて調節され、混合部２に導入される。バタフライ弁６において減圧されることで、団粒剤の導入が容易になるとともに、団粒剤Ｂとともに、空気Ｃを吸引して、スラリーＡと団粒剤Ｂとが空気Ｃとともに混合される。図１に示すとおり、空気は空気吸引口５を介して吸入される。

図３はバタフライ弁の斜視図を示す。バタフライ弁６はバタフライ弁ハンドル６Ａ及び平板状の弁体６Ｂからなり、軸６Ｃを回転軸としてバタフライ弁ハンドル６Ａを回転させることで弁体６Ｂを操作するようになっている。図１において、軸６Ｃはバタフライ弁固定部９に回転可能に配置されている。図１に示すように、回転軸を構成するバタフライ弁固定部９はノズル本体円筒部の外部にあり、したがって、ノズル本体円筒部の外部でのハンドル操作で弁の開閉を行うことができる。バタフライ弁ハンドル６Ａを上から下に向けて下げていくと、弁６が閉止し、下から上に上げると、弁６が開放されるようになっている。バタフライ弁６は植生基材スラリーＡの流量調節を行うとともに、弁の上流部及び下流部に差圧を生じさせ、植生基材スラリーＡと団粒剤Ｂとの混合を促進する。なお、バタフライ弁ハンドル６Ａと、吹付ノズル本体とを包囲するようにゴムバンドをかけることで、通常、弁６を閉止状態となるようにし、ゴムバンドによる締め付けに抗してハンドル６Ａを持ち上げることで弁６を開放するように操作できる。

図４は植生基材吹付ノズルの１態様の分解斜視図を示す。植生基材吹付ノズル１００の本体円筒部１０の上部にはバタフライ弁６を取り付けるための円形開口部１１を有し、該円形開口部１１からノズル本体円筒部に垂直な方向に延在する短管１２を有し、該短管の上部にキャップ１５が設置される。該短管１２の上部はねじ山部１３になっている。そして短管１２の円周の一部は欠けており（２箇所）、その欠損部にバタフライ弁固定部９を形成する。また、短管１２はねじ山部１３のみからなっていてもよい。バタフライ弁６の軸６Ｃはバタフライ弁固定部９に導入され、次いで、円形のスペーサー１４を短管１２の周囲に配置させ、軸６Ｃをバタフライ弁固定部９に固定する。さらに、ねじ山部１３のねじに適合するキャップ１５をねじ止めして、植生基材吹付ノズルが完成される。キャップ１５には空気吸引口５が備えられており、空気が吸入されるとともに、また、植生基材に連続繊維を導入したい場合には、この空気吸引口５を通して導入することができる。また、短管１２の側部に穴を形成し、団粒剤導入管を配置し、図１及び２に示すように、短管１２に団粒剤を導入する構成とすることができる。このような場合には、円形のスペーサー１３は必要ない場合もある。なお、団粒剤導入管は混合部２に導入されるようにノズル本体に直接的に結合してもよい。

上述のとおり、植生基材吹付ノズル１００はバタフライ弁６のハンドル６Ａを上下に動かすことで流量調節できる。バタフライ弁６は、その全開時に、送液ホースとほぼ同等以上の内径を確保することができるので、ホースで送液されてくる植生基材に小石や木片などの夾雑物が混入していても、バタフライ弁６を開くことで目詰まりを容易に回避することができる。

図示していないが、混合部２には、好ましくは連続繊維が導入されるようになっている。植生基材中に連続繊維が導入されると、吹付けにより形成される緑化基盤の強度を増大させるように作用することができるからである。たとえば、連続繊維は、空気吸引口５からノズル内に導入される。導入された繊維は基材中に絡められて、均一に分散した状態で施工面に吹き付けられる。

攪拌筒３は、筒状の形態であり、混合部２で混合された基材を筒壁に衝突させながら攪拌させる。攪拌筒３には、好ましくは複数の邪魔板１６が具備されている。邪魔板１６があると、攪拌筒３内での攪拌効果を高めることができるからである。攪拌筒３の内径は、限定するわけではないが、植生基材導入筒１と同等の内径であってよい。

攪拌筒３の先端には、吹付け時に、施工面に対して、水平方向、垂直方向に吹付け方向を変更できるようにノズル口４を設けている。ノズル口４は、通常、ゴム製であり、攪拌筒３の先端で回転可能になっている。

本発明の植生基材吹付ノズルでは、植生基材スラリーの流量調節はスラリーポンプ側の流量調節弁及びノズル内のバタフライ弁で行なわれるため、従来使用されていた流量調節用のボール弁は必要とされない。また、このため、植生基材が木片や小石などの比較的に大きな径の成分（例えば、１０ｍｍ以上の夾雑物）を含む場合であっても、ノズルの閉塞を起こすといった懸念がない。

撹拌筒内部で吸引された空気と共に充分撹拌されたペースト状のスラリーは基材の送液量に左右されることなく確実に団粒反応してノズルより２〜３cmの団子状の凝集体となって飛散し、施工面へ団粒構造を形成し植生に適した基盤を厚く付着し安定化する。

本発明において、植生基材を構成する植壌土として、現場発生土や、現場発生材をチップ化したものを用いることができるが、好ましくは客土を追加する。本発明において用いることができる市販の客土は、例えば、ジェットソイル（株式会社彩光製）である。また、植生基材は、さらに、肥料・養生材、安定剤、種子などを含むことができる。たとえば、肥料・養生材はジェットシードＤであり、そして安定剤はマグゾールＤであって、これらは全て株式会社彩光製である。種子は所望により、草本類、低木類および高木類等から選ばれることができる。上述の材料を水と混合してスラリー化し、植生基材スラリーを形成する。

団粒剤としては、当業界において使用されている高分子凝集剤等が挙げられ、例えば、ソイルフロック（株式会社彩光製）である。団粒剤と水とを混合し、団粒剤溶液として、植生基材吹付ノズルにおいて、団粒剤溶液と植生基材スラリーとが混合される。所望により、生成される植生基盤を強化するために連続繊維を用いることができる。連続繊維としては、芳香族および脂肪族ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維のような合成繊維、レーヨン、ビニロンのような再生繊維、または、絹、綿のような天然繊維を使用することができる。

実施例１
（１）資材の調製
現場発生土や、現場発生材をチップ化したものを植生基材として使用する場合をシミュレートするために、植生基材（スラリー）及び団粒剤溶液を以下の通り調製した。
１．スラリー
ジェットソイル（客土）（株式会社彩光製）：１２５０Ｌ２袋（約１０００kg）
（通常、原料である黒ボク土や有機堆肥は１０mmの篩で篩別さされて、混入される粗大木片、小石等による閉塞障害や衝撃障害、及び、ノズル破損等が発生しないよう調整されているが、本試験では、黒ボク土や有機堆肥の篩別を１０mmの篩で行い、１５〜２０mmの小石を１袋当たり１０数個混入した。）
ジェットシード（肥料・養生材）（株式会社彩光製）：２２kg ８袋
マグゾールＤ（安定剤）（株式会社彩光製）：１８kg ５缶
水：２０００Ｌ
２．団粒剤溶液
ソイルフロック（団粒剤）（株式会社彩光製）：６００ｇ
水：４００Ｌ
３．連続繊維３００ｇ×６巻
300デニール／本、 140本マルチフィラメント

（２）吹付試験
スラリー及び団粒剤溶液をそれぞれスラリータンク及び団粒剤タンクにおいて調製し、図１及び２に示すような本発明の吹付ノズルを用いて法面傾斜４５度の法面１００ｍ² に吹き付けた。
ノズルの構成は以下の通りであった。（ｉ）植生基材導入筒：管内径４０mm、長さ１０cm、（ii）バタフライ弁を含む混合部、管内径５０mm、長さ１２cm、（iii）撹拌筒：管内径４０mm、長さ１５cm、攪拌筒壁から１０mmの板状突起で邪魔板３枚が配置されている、（vi）ノズル口：５０mm×３０mmの矩形。
吹付方法は団粒剤をポンプ吐出口付近（直後）で添加し、約５０ｍホースで送液、先端部に本発明の吹付ノズルを付け、ノズル部での空気混合と共に、連続繊維導入口から連続繊維を供給して行った。

（３）結果
吹付は約５分で終了し、途中植生基材の閉塞、連続繊維供給の中断なく完工出来た。
造成された基盤は、効果的に団粒反応がなされた場合の特徴である、塑性化が空気混合により速やかに起こった結果として造成基盤表面が凸凹した状態であった。
又、供給された連続繊維は造成基盤層中に三次元的に網目状に混入されていた。基盤混入連続繊維量は所定の１８００ｇであった。

比較例１
実施例１と同様に植生資材及び団粒剤を調整し、連続繊維を混入させて、同様に吹付作業を行ったが、図５に示すような従来のノズルで吹き付けた。このノズルは、本発明の植生基材吹付ノズルと同様に、植生基材導入筒１と、空気吸引口５を設けた混合部２と、撹拌筒３と、ノズル口（図示されていない）を具備しているが、バタフライ弁でなく、ボール弁６’を用いている。また、このようなボール弁６’を用いているものでは絞り部Ｘが備えられ、乱流化を促進するようになっている。
ノズルの構成は以下の通りであった。（ｉ）植生基材導入筒：管内径４０mm、長さ１０cm、（ii）ボール弁を含む絞り部：長さ１０cm、内径４０mmから内径２０mmに漸縮、（iii）混合部：管内径４０mm、長さ９cm、（vi）撹拌筒：管内径４０mm、長さ１４cm、攪拌筒壁から１０mmの板状突起で邪魔板３枚が配置されている、（ｖ）ノズル口：５０mm×３０mmの矩形。

（２）吹付試験
スラリー及び団粒剤溶液をそれぞれスラリータンク及び団粒剤タンクにおいて調整し、上記の吹付ノズルを用いて法面傾斜４５度の法面１００ｍ² に吹き付けた。
その結果、絞り込んだボール弁への閉塞が施工中に数度起こり、結局、植生基材を十分に施工できずに中断した。

１００植生基材吹付ノズル
１植生基材導入筒
２混合部
３攪拌筒
４ノズル口
５空気吸引口
６バタフライ弁
７団粒剤導入管
８団粒剤コック
９バタフライ弁固定部
１０ノズル本体円筒部
１１円形開口部
１２短管
１３ねじ山部
１４スペーサー
１５キャップ
１６邪魔板

Claims

植壌土を含む植生基材に水を混合して得られる植生基材スラリーと、該植生基材スラリーを団粒反応させるための団粒剤とを、空気とともに混合し、そして吹き付けるための植生基材吹付ノズルであって、
植生基材導入筒、空気吸引口を設けた混合部、撹拌筒及びノズル口を具備しており、
前記植生基材スラリーの調節弁としてバタフライ弁を用いたことを特徴とする、植生基材吹付ノズル。
バタフライ弁の回転軸を構成するバタフライ弁固定部はノズル本体円筒部の外部にあり、それにより、ノズル本体円筒部の外部でのハンドル操作で弁の開閉を行う、請求項１記載の植生基材吹付ノズル。
植生基材吹付ノズル本体円筒部の上部にバタフライ弁を取り付けるための開口部を有し、該開口部からノズル本体円筒部に垂直な方向に延在する短管を有し、該短管の上部に、空気吸引口を備えたキャップが設置されている、請求項２記載の植生基材吹付ノズル。
前記短管の側部に穴を形成し、団粒剤導入管を配置した、請求項３記載の植生基材吹付ノズル。