JP2010533504A - 雑草を殺処理する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、雑草及び／若しくは他の植物植生群を、その表面処理によって枯死させ、熱傷を与え、損傷させ、且つ／又は殺処理する方法（及び装置）に関し、該方法は、１つ又は複数の処理される雑草及び／又は他の植物植生群を含む領域１０１を処理することを含み、上記表面領域１０１の少なくとも一部に対して気体の蒸気及び高強度高出力音響波１０４が当てられ、該当てられる蒸気１０３の少なくとも一部及び該当てられる音響波１０４の少なくとも一部は上記表面領域１０１内で同一空間を占めるようにされ、それによって、上記１つ又は複数の雑草及び／又は他の植物植生群の少なくとも一部が枯死させられ、熱傷を与えられ、損傷させられ、且つ／又は殺処理される。蒸気及び高強度高出力音響波を組み合わせて、雑草及び／若しくは望ましくない植物植生群に当てることによって、蒸気の、枯死させ、焼却し、且つ／又は除草する効果が増大及び増強される。
【選択図】図１

Description

本発明は、雑草及び／若しくは他の望ましくない植物、又は植生群（vegetation）を、蒸気の使用によるその表面処理によって枯死させ（withering）、熱傷を与え（scalding）、損傷させ、且つ／又は殺処理する（killing）方法及び装置に関する。本発明は、植物植生群を損傷させ且つ／又は殺処理する、少なくとも１つの高強度高出力音響波生成装置の使用にも関する。

枯死させ、熱傷を与え、損傷させ、且つ／又は殺処理する過程を、以下では処理と称する。このような処理は、処理される植物、雑草、及び／又は植生群を殺処理するか又は損傷させることを助ける任意の処理であると理解されたい。

蒸気は、適切な温度及び圧力にある、任意の種類の気化液体、気体、及び／又はそれらの混合物を含む液滴であると理解されたい。

望ましくないことに、雑草、植物及び／又は他の植生群（以下では植生群とのみ称する）が、植生群がないことが指示されているか又は好ましい地面、たとえば路傍、道路舗装、線路及び線路の土台、舗道、中庭、敷石間の他の狭い溝等の上に成長することが多い。

さらに、望ましい植生群（たとえば農産物、苗（plants）、樹木等）の間にあるか、又は望ましい植生群を囲む望ましくない植生群を処理するときには、該望ましい植生群を損傷させないようにも注意しなければならない。このような領域の処理は一般的な方法によっては不可能であるか、又は少なくとも或る程度だけの困難を伴う。この領域は屋外、又は果物プランテーション、園芸農場等のような開かれた空間内、及び、屋内、又は温室等のような限定空間内の双方であり得る。

地面上の望ましくない植生群を大量除去及び排除、すなわち処理するための一般的な方法は、農薬、除草剤等のような化学除草剤の使用、ガスバーナによって焼却すること、又は加熱蒸気によって熱傷を与えることを含む。

除草剤は、それらの所与の植物種に対する毒性に起因して、即座に又はたとえば1週間若しくは２週間のような時間期間の後に該植物種を殺処理する化学剤である。

ガスバーナは、植生群を焼却するのに使用され、それによって、該植生群が即座に殺処理されるか、又は通常１日若しくは数日以内に枯死させられる。

しかしながら、それらの有効性及び持続性に応じて、これらの一般的な方法及び処理は通常、１〜３ヶ月の特定の時間間隔以内に、又はさらには数週間以内に繰り返さなくてはならない。さらに、このような方法及び処理は、地面上の動植物及びそれらの環境に対して望ましくない副作用を引き起こすおそれがある。

このような一般的な方法及び処理は、効果が所与の処理時間期間中では限られているか又は決して望ましくないことも示す。さらに、該効果は、より限られた時間期間にわたってしか持続せず、したがって、より頻繁に繰り返さなくてはならないことになり、結果として新たな作業費がかかることになる。

加えて、いくつかの状況における使用を阻害し妨害する何らかのシステム上の欠陥が存在するおそれがある。

たとえば、除草剤は植生群に対してだけでなく、望ましい植生群、魚類、藻類、及び他の水生生物のような他の生物種、並びに哺乳類に対しても毒性があるおそれがある。作業者又は居合わせた人が誤って暴露されることによって、さらなる潜在的な毒物暴露の危険性又は人的な危害さえもたらされる。

除草剤物質及び代謝残渣（metabolic residue）が土壌内及び水源内に蓄積することによって、湖及び河川が環境及び自然における環境バランスに対するさらなる脅威と認識される。

加えて、特定の植物種、たとえばセイヨウオオバコ、オオブタクサ（giant hogweed）等は除草剤に対して非常に耐性があり、したがって効率的に殺処理又は排除するためには他の処理が必要である。

ガスバーナの使用は無公害の処理であるが、処理される領域の境界を拡散させる傾向にあり、それによって、周囲の所望の植生群に危害を及ぼす危険性がある。

蒸気処理は同じく無公害の処理であるが、植物組織に影響を及ぼす熱に起因して、植物植生群を枯死させることになる。しかしながら、許容可能な効果を達成するために、蒸気処理装置を備える散布装置（application device）は通常、わずか１ｋｍ／ｈ〜３ｋｍ／ｈの相対的に遅い速度でしか進むことができないことになり、処理は夏季の間に数回繰り返さなくてはならないことになる。加えて、過度の蒸気消費も望ましくない欠陥となり得る。加えて、従来の蒸気処理の効果は通常、道路、路傍、舗道及び中庭の敷石の間の狭い溝の中で成長する雑草に対しては不十分且つ限定的である。

加えて、従来の蒸気処理は単独では、オオブタクサ及びイタドリを大量除去することが可能であるとはみなされない。英国では、後者の侵入生物種は、原生植物に対する、オオブタクサよりもさらに大きい、最も大きな脅威のうちの１つとみなされている。双方の侵入生物種は、恒久的な抹消を達成するために、グリホサートを使用し、且つ／又は種子及び根片（３ｍｍ〜６ｍｍを超えるもの）を手作業で掘り出して破壊する、最大で７年の期間の複数年にわたる処理を必要とする。

したがって、このような雑草の処理に対処するために、より効率的且つ徹底的な蒸気処理が必要とされている。

本発明の目的は、雑草及び／若しくは他の望ましくない植物植生群を枯死させること、熱傷を与えること、損傷させること、殺処理すること等（すなわち、処理すること）のための方法及び装置であって、上記の欠陥を少なくとも或る程度まで軽減する、方法及び装置を提供することである。

さらなる目的は、雑草及び／若しくは他の望ましくない植物植生群を、蒸気の使用によるその表面処理によって枯死させ、熱傷を与え、損傷させ、且つ／又は殺処理する（すなわち、処理する）、効率的な方法及び装置を提供することである。

追加の目的は、環境に敏感な周囲状況における、処理される雑草及び／又は他の望ましくない植物植生群の間にあるか、又はそれらを囲むか、又はそれらに隣接している、望ましい農産物、樹木等のような望ましい植生群の保護を促進することである。

これらの目的は、植物植生群を、その表面処理によって損傷させ且つ／又は殺処理する方法であって、該方法は、処理される植物植生群を含む領域を処理することを含み、該処理することは、上記表面領域の少なくとも一部に対して気体の蒸気を当てること、及び、該表面領域の少なくとも一部に対して高強度高出力音響波を当てることを含み、上記当てられる蒸気の少なくとも一部及び上記当てられる音響波の少なくとも一部は上記表面領域内で同一空間を占めるようにされ、それによって、上記植物植生群の少なくとも一部が損傷させられ且つ／又は殺処理される、方法によって少なくとも或る程度まで達成される。

高強度高出力音響波は、蒸気のより多くの熱が望ましくない植生群と接触すること、及び、熱が処理される植生群の組織内により深く浸透することを確実にするため、このようにして、雑草及び／若しくは他の望ましくない植物植生群を、蒸気による表面処理を使用して非常に効率的に枯死させ、熱傷を与え、損傷させ、且つ／又は殺処理する（すなわち、処理する）ことが達成される。

蒸気及び高強度高出力音響波を組み合わせて、雑草及び／又は望ましくない植物植生群に当てることによって、蒸気の、枯死させ、熱傷を与え、損傷させ、焼却し、且つ除草する効果が増大及び増強される。これによって、既知の蒸気処理と比較して同じ期間で、又はさらには幾分より短い期間で得られるより効率的な処理効果が提供される。それに応じて、既知の蒸気処理と比較して類似の処理効果をより短い期間で得ることができる。

このより効率的な処理効果によって、より迅速に枯死させ、熱傷を与え、損傷させ、且つ／又は殺処理する効果が提供され、該効果は、雑草又は望ましくない植物の構造内により深く浸透することにもなり、それによって、繰り返し又は新たに成長する能力が遅延され、場合によっては雑草並びに／又は植物の構造及びその地下の根が全体的に殺処理される。

得られるより効率的な処理効果によって、この過程を繰り返し適用する間の期間を従来の蒸気処理と比較して延長することも可能となる。

蒸気と高強度高出力音響波とを組み合わせることによって、そうでなければガスバーナ並びに／又は化学農薬及び除草剤を含む処理によってしか達成することのできない有効性が、これらのタイプの処理の副作用なしに提供される。

その結果、雑草及び／又は望ましくない植生群の単分子表面層において蒸気エネルギーを効率的に使用することが、増強された効率性に起因して、水又は気体媒体及びエネルギーの低い消費で可能になり、ここで、有害物質は地面に転移しないためこの処理は環境に対して無害であり、周囲状況及び周囲の植生群に対して損害は与えられず、火災に直面する危険性もない。

一実施の形態では、高強度高出力音響波は超音波音響波である。超音波音響波は音波よりも人間に対する損害が少なく、緩衝及び／又は反射がより単純であることが多い。代替的に、音響波は可聴周波数すなわち音波の周波数を有することができる。高強度高出力音響波は、約８ｋＨｚ〜７０ｋＨｚ、約１６ｋＨｚ〜５０ｋＨｚ、又は約２０ｋＨｚ〜４０ｋＨｚの主要周波数又は一次周波数を有することができる。代替的に、主要周波数又は一次周波数は異なってもよい。

１つの実施の形態では、高強度高出力音響波は高強度高出力音響波生成器によって生成され、該生成器の開口部から約１０ｃｍにおいて、少なくとも１２０ｄＢ、少なくとも１４０ｄＢ、少なくとも１６０ｄＢ、約１２０ｄＢ〜約１６５ｄＢ、及び約１２０ｄＢ〜約１８０ｄＢの群から選択される音響音圧レベルを有する。

通常、蒸気処理を改善するには少なくとも１２０ｄＢの音圧レベルで十分であり、より高い圧力はさらなる改善を与えることができる。

１つの実施の形態では、蒸気は水蒸気である。比較的少量の水蒸気が大量の熱エネルギーを伝達することができ、低いコストしか必要とせず、その残渣として無害な水しか残さない。

１つの実施の形態では、蒸気及び高強度高出力音響波は同じ装置によって当てられる。これによって、処理装置のよりコンパクトな設計が可能になる。さらに、装置又は生成器のタイプ（Hartmannホイッスル、Lavavasseurホイッスルの設計タイプ等）によっては、蒸気は音響波の生成にも使用され、それによって追加の駆動力が必要なくなる。

１つの実施の形態では、蒸気及び高強度高出力音響波は、異なる装置によって生成され、当てられる。

１つの実施の形態では、処理時間期間は、１／４秒〜１５秒、及び１／２秒〜３秒の群から選択される。

１つの実施の形態では、高強度高出力音響波は、少なくとも１つの高強度高出力音響波生成器によって生成される。１つの実施の形態では、少なくとも１つの高強度高出力音響波生成器１００；３０１は、可動式ユニット上に配置される。

１つの実施の形態では、少なくとも１つの高強度高出力音響波生成器は、オープンチャンバを備えるフレーム構造内に取り付けられ、それによって、上記蒸気の上記フレーム構造からの消散率が低減される。オープンチャンバによって、蒸気が長時間にわたって植生群に対して湿った熱い「ブランケット」として作用し、それによって、蒸気消費が節約される。加えて、フレームは大量の音響エネルギーをも装置／フレーム内に保持することができる。

本発明は、本発明の方法に対応する装置にも関する。より具体的には、本発明は、植物植生群を、その表面処理によって損傷させ且つ／又は殺処理する装置であって、該装置は、使用中に、処理される植物植生群を含む領域の少なくとも一部に対して気体の蒸気を当てるようになっている蒸気散布器と、使用中に、該表面領域の少なくとも一部に対して高強度高出力音響波を当てるようになっている少なくとも１つの高強度高出力音響波生成器とを備え、上記当てられる蒸気の少なくとも一部及び上記当てられる音響波の少なくとも一部は上記表面領域内で同一空間を占めるようにされ、それによって、上記植物植生群の少なくとも一部が損傷させられ且つ／又は殺処理される、装置に関する。

本装置の有利な実施の形態は従属請求項において規定され、以下において詳細に説明される。本装置の実施の形態は、本方法の実施の形態に対応し、同じ理由から同じ利点を有する。

本発明は、植物植生群を、その表面処理によって損傷させ且つ／又は殺処理する、少なくとも１つの高強度高出力音響波生成装置の使用であって、該使用は、上記表面領域の少なくとも一部に対して気体の蒸気を当てること、及び、該表面領域の少なくとも一部に対して高強度高出力音響波を当てることによって、処理される植物植生群を含む領域を処理することを含み、上記当てられる蒸気の少なくとも一部及び上記当てられる音響波の少なくとも一部は上記表面領域内で同一空間を占めるようにされ、それによって、上記植物植生群の少なくとも一部が損傷させられ且つ／又は殺処理される、使用にも関する。

さらなる使用においては、上記少なくとも１つの装置のうちの少なくとも１つが、通路を規定する外側部分及び内側部分と、開口部と、内側部分内に設けられるキャビティとを備え、上記少なくとも１つの装置のうちの少なくとも１つは、加圧された気体媒体を受け取ると共に、該加圧された気体媒体を上記開口部に渡すようになっており、該開口部から、加圧された気体媒体はキャビティに向かう噴流内に放出され、それによって、高強度高出力音響波が生成される。

本発明のこれらの態様及び他の態様は、図面に示す例示の実施形態から明らかとなり、該実施形態を参照して説明される。

本発明の一般化された実施形態を概略的に示す図である。 高強度高出力音響波が当てられていない、雑草等の表面にわたる流れ（乱流）を概略的に示す図である。 表面を囲むか又は表面に接している気体に対して／該気体内に高強度高出力音響波を当てる効果を有する、雑草等の表面にわたる流れを概略的に示す図である。 高強度高出力音響波を生成する装置の一実施形態を概略的に示す図である。 円盤形状のディスクジェットの形態の高強度高出力音響波装置の一実施形態を示す図である。 開口部３０２、気体通路３０３、及びキャビティ３０４の形状をより明確に示す、図３ｂにおける高強度高出力音響波装置３０１の直径に沿った断面図である。 引き伸ばされた本体として成形されている、高強度高出力音響波装置の代替の一実施形態を示す図である。 図３ｄと同じタイプであるが、閉曲線として成形されている高強度高出力音響波装置を示す図である。 図３ｄと同じタイプであるが、開曲線として成形されている高強度高出力音響波装置を示す図である。 引き伸ばされた本体として成形されている、高強度高出力音響波装置の代替の一実施形態を示す図である。 本発明による、除草のための装置を備えるユニットの１つの実施形態を概略的に示す図である。

図面全体を通じて、同じ参照符号は類似の特徴又は対応する特徴を示す。

図１は、本発明の一般的な一実施形態を概略的に示す。枯死させられ、熱傷を与えられ、損傷させられ、且つ／又は殺処理されるために本発明に従って処理される雑草及び／又は他の望ましくない植物植生群（以後植生群とのみ示す）を含む領域１０１が概略的に示される。該領域１０１はたとえば、たとえば路傍、道路舗装、線路及び線路の土台、舗道、中庭、敷石間の他の狭い溝等のような、植生群がないことが指示されているか又は好ましい領域である。該領域１０１はたとえば、望ましくない植生群が、望ましい植生群（たとえば農産物、苗、樹木等）の間にあるか、又は望ましい植生群を囲む領域とすることもできる。該領域１０１は、屋外、又は果物プランテーション、園芸農場等のような開かれた空間内、及び、屋内、又は温室等のような限定空間内の双方とすることができる。

高強度高出力音響波生成器１００及び蒸気生成器１０２がさらに示される。

生成された高強度高出力音響波１０４及び蒸気１０３は、該蒸気１０３及び該音響波１０４が領域１０１の少なくとも一部に関して同一空間を占めるように、領域１０１の少なくとも一部に当てられ、それによって、音響波１０４は、蒸気の、雑草又は植物を枯死させ、熱傷を与え、損傷させ、且つ／又は殺処理する効率、要するに処理効率を著しく高める。

音響波は、蒸気分子又は蒸気液滴を、該音響波の周波数で、且つ該音響波の強度及び出力で振動させ、したがって、音響波によって蒸気にエネルギーが非常に効率的に供給される。

１つの実施形態では、当てられる音響波は超音波である。超音波音響波は音波よりも人間に対する損害が少なく、緩衝及び／又は反射がより単純であることが多い。代替的に、音響波は可聴周波数すなわち音波の周波数を有することができる。

蒸気１０３は、たとえば水蒸気であってもよく、適切な温度及び圧力にある、任意のタイプの気化液体、気体、及び／又はそれらの混合物を含む液滴とすることができる。

また、高強度高出力音響波を当てることの追加の有益な効果は、該音響波が、植物表面が乱流気体に囲まれると該表面に隣接して存在することになるいわゆる層流底層の存在を低減又は排除することである。このような層流底層は、蒸気と植物表面との間の熱及びエネルギーの伝達を妨害し、したがって、蒸気の、雑草若しくは植物を殺処理するか又は損傷させる能力の効率を制限する。このような層流底層は、加えられる熱の植物表面内への浸透深度を低減することにもなる。

植物のような固体の周囲で実際に発生するほぼすべての気体流に関して、その流動様式は流量の全体において乱流であるが、全表面を覆う層は除く。ここでは、流動様式は層流である（たとえば図２ａの３１３を参照されたい）。この層は、層流底層又は境界底層と称されることが多い。この層の厚さは、流れのレイノルズ数の減少関数である。すなわち、流速が高いと、層流底層の厚さは減少する。

層流底層にわたる質量輸送（mass transport：大量輸送）は、拡散のみによることになる。層流層の厚さが減少すると、通常、質量輸送が大幅に増強される。

これは、高強度且つ高出力の（超音波）音響波が雑草又は植物の表面に当てられる場合にも当てはまる。高強度且つ高出力の（超音波）音響波は、蒸気分子と雑草又は植物の表面との間の相互作用を増大させ、したがって表面におけるエネルギー交換を増大させる。

層流底層を低減する／最小限に抑えることによって、拡散及び反応の速度が増大する。加えて、層流底層を低減する／最小限に抑えることによって、蒸気分子１０２と植物又は雑草の表面との間の衝突の確率が向上する。

これを、図２ａ及び図２ｂに関連してより詳細に説明する。

１つ若しくは複数の音響波生成器１００及び／又は１つ若しくは複数の蒸気生成器１０２を使用することができることを理解されたい。

音響波生成器（複数可）１００は、蒸気の雑草又は植物を大量除去する効果を増強するのに十分な音圧レベルを供給することが可能な任意のタイプのものとすることができる。十分な音圧レベルは、（生成器の開口部から１０ｃｍにおいて）約１２０ｄＢ以上であることが分かっている。

このような生成器１００の例はたとえば、図３ａ〜図３ｇに関連して図示及び説明されるように、蒸気自体を（超音波）高強度高出力音響波を生成するのに使用することができる、いわゆるHartmannディスクジェット、ステム（stem）ジェット、又はスロットジェットのタイプである。別の使用可能なタイプはいわゆるLavavasseurホイッスル設計タイプである。

図２ａは、高強度高出力超音波音響波が当てられていない、液体又は液滴の表面にわたる流れ（乱流）を概略的に示す。

気体又は蒸気を含む気体混合物１０２が表面３１４を囲み表面３１４に接触している、雑草又は植物１０１の表面３１４が概略的に示されている。

伝導、及びまた、該気体が１つの領域から別の領域へ移動することによって、気体を通じて熱エネルギーを輸送することができる。気体の移動に関連付けられるこの熱又はエネルギーの伝達の過程は通常、対流と称される。気体の動きが温度差によって生じる浮力のみによって引き起こされる場合、この過程は通常、自然対流又は自由対流と称される。しかし、ガスの動きが他の何らかのメカニズムによって引き起こされる場合、このガスの動きは通常、強制対流と称される。強制対流の状態では、表面付近の気体において乱流を引き起こす強い強制対流が存在する場合であっても、表面３１４付近に層流境界層３１１が存在することになる。この層の厚さは流れのレイノルズ数の減少関数であり、それによって、流速が高いと、層流境界層３１１の厚さは減少する。流れが乱流になると、層は乱流境界層３１２と層流底層３１３とに分割される。実際に発生するほぼすべての気体流に関して、その流動様式は流量の全体において乱流であるが、表面３１４を覆う層流底層３１３は除く。ここでは、流動様式は層流である。層流底層３１３内の気体分子３１５を考えると、その速度３１６は表面３１４とほぼ平行であり、層流底層３１３の速度に等しい。層流底層にわたる熱又はエネルギーの輸送は、層流の性質に起因して、伝導又は放射によるものとなる。

さらに、層流底層にわたる質量輸送は、拡散のみによるものとなる。層流底層３１３の存在は、最適な又は効率的な質量輸送の増大を提供しない。底層にわたる任意の質量輸送は拡散のみによるものとなり、したがって質量輸送全体における最終的な限定要因となることが多い。

気体から固体表面への熱、エネルギー及び／又は質量の伝達又は伝送を主に妨げるものは、固体表面に付着する、気体の境界層３１１である。気体の動きが十分に乱流である場合であっても、層流底層３１３が存在し、質量輸送及び／又は熱伝達を妨げる。

図２ｂは、表面を囲むか又は表面に接している気体に対して／該気体内に高強度高出力音響波を当てる効果を有する、雑草等の表面にわたる流れを概略的に示す図である。

より具体的には、図２ｂは、植物又は雑草１０１の表面３１４が、たとえば気体噴射音響波生成器（図示せず、たとえば他の図面の３０１を参照されたい）によって供給される高強度高出力（超音波）音響波を受けるときの状態を示す。層流層内の気体分子／粒子３１５を考えると、その速度３１６は表面３１４とほぼ平行であり、超音波を当てる前の層流層の速度に等しい。図２ｂにおける表面３１４に対して放出される音場の方向において、気体又は蒸気の分子３１５の振動速度は、矢印３１７によって示されるように著しく増大している。一例として、周波数がｆ＝２２ｋＨｚであり且つ音響強度＝１６０ｄＢである場合に、ｖ＝４．５ｍ／秒の最高速度及び±３２μｍの変位を達成することができる。図２ａにおける対応する（垂直）変位は、分子が表面に沿った層流の気流に従うため、ほぼ０である。結果として、音響波は層流底層を最小限に抑えることによって伝導を増大させることによって、表面と取り囲む気体／蒸気１０２との間の強制的な熱若しくはエネルギーの流れ及び／又は質量の輸送を確立することになる。音響強度は、１つの実施形態ではほぼ１２０ｄＢ以上である。代替的な一実施形態では、音響強度はほぼ１４０ｄＢ以上である。さらに別の実施形態では、音響強度はほぼ１６０ｄＢ以上である。さらに、音響強度は、約１４５ｄＢ〜１６５ｄＢ、又は約１２０ｄＢ〜１６５ｄＢの範囲内で選択してもよい。音響強度は約１２０ｄＢ〜約１８０ｄＢであってもよい。

したがって、層流底層のサイズが減少するとそれに応じて植物又は雑草１０１の表面への熱又はエネルギーの伝達及び質量の輸送の妨害も減少するため、層流底層を最小限に抑えること又はなくすことは、表面３１４と、取り囲むか又は接している蒸気１０２との間の熱又はエネルギーの伝達及び質量の輸送を大幅に増大させるという効果を有する。

これによって、蒸気１０２と植物又は雑草との間の反応が効率的に増強され、それによって、たとえば、損傷させるか又は破壊するエネルギーがより深く浸透することが可能となり、したがって、より効率的に、植物又は雑草が損傷されるか又は破壊される、すなわち処理される。

図３ａは、高強度高出力音響波を生成する装置３０１の好ましい一実施形態を概略的に示す。ここでは加圧蒸気の形態の加圧気体が、管又はチャンバ３０９から外側部分３０５及び内側部分３０６によって規定される通路３０３を通じて開口部３０２に渡され、該開口部３０２から、該気体は内側部分３０６内に設けられるキャビティ３０４に向かう噴流内に放出される。気体の圧力が十分に高い場合、キャビティ３０４に供給される気体内で、キャビティ３０４及び開口部３０２の寸法によって規定される周波数の振動が生成される。図３ａに示すタイプの超音波装置は、約４気圧の気体圧で、最大で約１６０ｄＢ_ＳＰＬの超音波音響圧を生成することが可能である。超音波装置は、たとえば真鍮、アルミニウム若しくはステンレス鋼、又は、装置が使用中に受ける音響圧及び温度に耐えるのに十分に頑強な任意の他の材料から作成することができる。動作方法も図３ａに示す。ここで、生成される超音波１０４は処理される植物又は雑草１０１の表面３１４に向けて方向付けられる。

図３ｂは、円盤形状のディスクジェットの形態の高強度高出力音響波装置の一実施形態を示す。高強度高出力音響波生成器３０１の好ましい一実施形態、いわゆるディスクジェットが示されている。装置３０１は、環状外側部分３０５と、円筒状内側部分３０６とを備え、その奥に環状キャビティ３０４が配置されている。環状気体通路３０３を通じて、（ここでは蒸気の形態の）気体を環状開口部３０２に対して拡散させることができ、該環状開口部３０２から、気体をキャビティ３０４に搬送することができる。外側部分３０５は内側部分３０６に対して、たとえば、外側部分３０５の底部に溝又は別の調整装置（図示せず）を設けることによって調整可能とすることができ、外側部分３０５は、外側部分３０５と内側部分３０６との間に所望の間隔が得られると、外側部分３０５を内側部分３０６に対してロックする固定手段（図示せず）をさらに備えることができる。このような超音波装置は、４気圧の気体圧で約２２ｋＨｚの周波数を生成することができる。したがって、気体の分子は、４．５ｍ／ｓの最高速度で、一秒当たり約２２０００回、最大で３２μｍ移動することができる。これらの値は超音波装置のサイズ及び比率の着想を与えるために含まれているに過ぎず、決して図示される実施形態を限定するものではない。

図３ｃは、開口部３０２、気体通路３０３、及びキャビティ３０４の形状をより明確に示す、図３ｂにおける高強度高出力音響波装置３０１の直径に沿った断面図である。さらに、開口部３０２が環状であることが明らかである。気体通路３０３及び開口部３０２は、その中に配置されるほぼ環状の外側部分３０５及び円筒状の内側部分３０６によって規定される。開口部３０２から放出される気体噴流は、内側部分３０６内に形成されるほぼ円周方向のキャビティ３０４に当たり、そして超音波装置３０１を出る。上記のように、外側部分３０５は気体通路３０３の外部を規定し、さらに、超音波装置の開口部を形成するその内周の外面に沿って約３０度の角度の傾斜をつけられており、ここから、気体噴流が、拡散されるときに広がることができる。上記の傾きは、内周の内面上の約６０度の対応する傾きと共に、開口部３０２を外部に規定する、鋭角の円周エッジを形成する。内側部分３０６はその外周において、開口部に向き合うと共に内側に開口部３０２を規定する約４５度の傾きを有する。外側部分３０５は内側部分３０６に対して調整することができ、それによって、キャビティ３０４に当たる気体噴流の圧力を調整することができる。その奥にキャビティ３０４が配置される内側部分３０６の上部も、約４５度の角度の傾斜をつけられ、振動する気体噴流が超音波装置の開口部において広がることが可能となる。

図３ｄは、引き伸ばされた本体として成形されている、高強度高出力音響波装置の代替の一実施形態を示す。引き伸ばされたほぼレール形状の本体３０１を備える超音波高強度高出力音響波生成器が示されており、該本体は、それぞれ図３ａ及び図３ｂに示す実施形態と機能的に均等である。この実施形態では、外側部分は、２つの別個のレール形状の部分３０５ａ及び３０５ｂを備え、これらはレール形状の内側部分３０６と共に超音波装置３０１を形成する。外側部分３０５の２つの部分３０５ａ及び３０５ｂと、内側部分３０６との間に、２つの気体通路３０３ａ、３０３ｂが設けられる。上記気体通路のそれぞれは、放出された気体を気体通路３０３ａ及び３０３ｂから、内側部分３０６内に設けられる２つのキャビティ３０４ａ、３０４ｂに搬送する、開口部３０２ａ及び３０２ｂをそれぞれ有する。この実施形態の１つの利点は、レール形状の本体が、円形の本体よりもはるかに長い表面領域を覆うことができることである。この実施形態のもう１つの利点は、超音波装置を押し出し工程において作成することができ、それによって材料のコストが低減されることである。

図３ｅは、図３ｄと同じタイプであるが、閉曲線として成形されている高強度高出力音響波装置を示す。図３ｄに示す気体装置の実施形態は、直線形である必要はない。図３ｅは、３つの別個の円形リングとして形成されるレール形状の本体３０１を示す。外側リングは最外部分３０５ａを規定し、中央リングは内側部分３０６を規定し、内側リングは最も内側の外側部分３０５ｂを規定する。超音波装置の３つの部分は共に、図３ｄにおける実施形態に示す断面を形成し、２つのキャビティ３０４ａ及び３０４ｂが内側部分内に設けられており、最も外側の外側部分３０５ａと内側部分３０６との間の空間が外側気体通路３０３ａ及び外側開口部３０２ａをそれぞれ規定し、内側部分３０６と最も内側の外側部分３０５ｂとの間の空間が内側気体通路３０４ｂ及び内側開口部３０２ｂをそれぞれ規定している。超音波装置のこの実施形態は、一度に非常に大きな領域を覆うことができ、したがって大きな物体の表面を処理することができる。

図３ｆは、図３ｄと同じタイプであるが、開曲線として成形されている高強度高出力音響波装置を示す。図示するように、開曲線としてこのタイプの高強度高出力音響波生成器を形成することも可能である。この実施形態において、機能部は、図３ｄに示す機能部及び本明細書のこの部分から明らかである他の細部に対応し、この理由からそれらが参照される。同様に、図３ｂに記載されているように１つの開口部しか有しない超音波高強度高出力音響波生成器を形成することも可能である。開曲線として成形される超音波高強度高出力音響波生成器は、処理される物体の表面が不規則な形状を有する場合に適用可能である。異なる開曲線として成形される複数の超音波高強度高出力音響波生成器が本発明による装置内に配置されるシステムが想定される。

図３ｇは、引き伸ばされた本体として成形されている、高強度高出力音響波装置の代替の一実施形態を示す図である。この実施形態は図３ｄの実施形態に対応するが、「半分に切られている」。

図４は、本発明による除草のための装置を備えるユニット又はプラットフォームの１つの実施形態を概略的に示す。蒸気生成器（図示せず）から適切な管類４０１を介して加圧蒸気気体を受け取る４つの高強度高出力音響波生成器１００が示されている。具体的な使用される管類４０１は任意の適切な形状及び形態のものとすることができ、個々の音響生成器１００を同じ蒸気生成器に接続する必要はなく、異なる蒸気生成器に接続することができる。加えて、ユニットは１つ以上の任意の数の音響波生成器を備えることができる。

この特定の実施形態には、上蓋のついたフレーム４０２等も示されている。図面に示されているユニットは下から見たものである。使用中、又は取り付けられているか若しくは保持されているとき、該ユニットは逆向きで使用される。フレーム構造は、音響生成器１００から噴射される、当てられる蒸気がフレームの「屋根」の下に存在することができ、それによって急速に消散することが回避される、オープンチャンバ又は半開のチャンバを形成する役割を果たす。これによって、蒸気が、長時間にわたって植生群に対して湿った熱い「ブランケット」として作用することが可能となり、それによって、蒸気消費が節約される。加えて、フレームは、装置／フレーム内に大量の音響エネルギーを保持することもできる。

ユニットは、たとえば可動式ユニットとする、すなわち、車輪等を設けられるか、又は移動プラットフォーム若しくは可搬ユニット上に取り付けることができる。

特許請求の範囲において、括弧内に記載された任意の参照符号は、特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。「備える（comprising）」という単語は特許請求の範囲内に列挙した以外の要素又はステップの存在を除外するものではない。要素の前に付されている「１つの」（"a" or "an"）という単語は、そのような要素が複数存在することを除外するものではない。

いくつかの手段を列挙しているシステム及び装置の特許請求の範囲において、これらの手段のうちのいくつかは同一の物理的実体によって具現化することができる。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されているということだけでは、これらの手段を有利に組み合わせて使用することができないということは示唆しない。

Claims (21)

1. 植物植生群を、その表面処理によって損傷させ且つ／又は殺処理する方法であって、該方法は、
   処理される植物植生群を含む領域（１０１）を処理することを含み、該処理することは、
   前記表面領域（１０１）の少なくとも一部に対して気体の蒸気（１０３）を当てること、及び、
   前記表面領域（１０１）の少なくとも一部に対して高強度高出力音響波（１０４）を当てることを含み、
   前記当てられる蒸気（１０３）の少なくとも一部及び前記当てられる音響波（１０４）の少なくとも一部は前記表面領域（１０１）内で同一空間を占めるようにされ、それによって、前記植物植生群の少なくとも一部が損傷させられ且つ／又は殺処理される、方法。
2. 前記高強度高出力音響波は超音波音響波である、請求項１に記載の方法。
3. 前記高強度高出力音響波（１０４）は高強度高出力音響波生成器（１００；３０１）によって生成され、該生成器（１００；３０１）の前記開口部から約１０ｃｍにおいて、
   少なくとも１２０ｄＢ、
   少なくとも１４０ｄＢ、
   少なくとも１６０ｄＢ、
   約１２０ｄＢ〜約１６５ｄＢ、及び
   約１２０ｄＢ〜約１８０ｄＢ
   の群から選択される音響音圧レベルを有する、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記蒸気（１０３）は水蒸気である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記蒸気（１０３）及び前記高強度高出力音響波（１０４）は、同じ前記高強度高出力音響波生成器（３０１）によって当てられる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記蒸気（１０３）及び前記高強度高出力音響波（１０４）は、異なる装置（１００；１０２）によって生成され、当てられる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
7. 処理時間期間は、
   １／４秒〜１５秒、及び
   １／２秒〜３秒
   の群から選択される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記高強度高出力音響波（１０４）は、少なくとも１つの高強度高出力音響波生成器（１００；３０１）によって生成される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記少なくとも１つの高強度高出力音響波生成器（１００；３０１）は、可動式ユニット上に配置される、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
10. 前記少なくとも１つの高強度高出力音響波生成器（１００；３０１）は、オープンチャンバを備えるフレーム構造（４０２）内に取り付けられ、それによって、前記蒸気の前記フレーム構造（４０２）からの消散率が低減される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
11. 植物植生群を、その表面処理によって損傷させ且つ／又は殺処理する装置であって、該装置は、
    使用中に、処理される植物植生群を含む領域（１０１）の少なくとも一部に対して気体の蒸気（１０３）を当てるようになっている蒸気散布器（１０２；３０１）と、
    使用中に、前記表面領域（１０１）の少なくとも一部に対して高強度高出力音響波（１０４）を当てるようになっている少なくとも１つの高強度高出力音響波生成器（１００；３０１）とを備え、
    前記当てられる蒸気（１０３）の少なくとも一部及び前記当てられる音響波（１０４）の少なくとも一部は前記表面領域（１０１）内で同一空間を占めるようにされ、それによって、前記植物植生群の少なくとも一部が損傷させられ且つ／又は殺処理される、装置。
12. 前記高強度高出力音響波は超音波音響波である、請求項１１に記載の装置。
13. 前記少なくとも１つの高強度高出力音響波生成器（１００；３０１）のうちの少なくとも１つは、該生成器（１００；３０１）の前記開口部から約１０ｃｍにおいて、
    少なくとも１２０ｄＢ、
    少なくとも１４０ｄＢ、
    少なくとも１６０ｄＢ、
    約１２０ｄＢ〜約１６５ｄＢ、及び
    約１２０ｄＢ〜約１８０ｄＢ
    の群から選択される音響音圧レベルにある高強度高出力音響波（１０４）を生成する、請求項１１又は１３に記載の装置。
14. 前記蒸気（１０３）は水蒸気である、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の装置。
15. 前記蒸気（１０３）及び前記高強度高出力音響波（１０４）は、同じ前記高強度高出力音響波生成器（３０１）によって当てられる、請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の装置。
16. 前記蒸気（１０３）及び前記高強度高出力音響波（１０４）は、異なる装置（１００；１０２）によって生成され、当てられる、請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の装置。
17. 処理時間期間は、
    １／４秒〜１５秒、及び
    １／２秒〜３秒
    の群から選択される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
18. 前記少なくとも１つの高強度高出力音響波生成器（１００；３０１）は、可動式ユニット上に配置される、請求項１１〜１７のいずれか１項に記載の装置。
19. 前記少なくとも１つの高強度高出力音響波生成器（１００；３０１）は、オープンチャンバを備えるフレーム構造（４０２）内に取り付けられ、それによって、前記蒸気の前記フレーム構造（４０２）からの消散率が低減される、請求項１１〜１８のいずれか１項に記載の装置。
20. 植物植生群を、その表面処理によって損傷させ且つ／又は殺処理する、少なくとも１つの高強度高出力音響波生成装置（１００；１０２；３０１）の使用であって、該使用は、処理される植物植生群を含む領域（１０１）を、
    前記表面領域（１０１）の少なくとも一部に対して気体の蒸気（１０３）を当てること、及び
    前記表面領域（１０１）の少なくとも一部に対して高強度高出力音響波（１０４）を当てること、
    によって処理することを含み、
    前記当てられる蒸気（１０３）の少なくとも一部及び前記当てられる音響波（１０４）の少なくとも一部は前記表面領域（１０１）内で同一空間を占めるようにされ、それによって、前記植物植生群の少なくとも一部が損傷させられ且つ／又は殺処理される、使用。
21. 前記少なくとも１つの装置（１００；１０２；３０１）のうちの少なくとも１つは、通路（３０３）を規定する外側部分（３０５）及び内側部分（３０６）と、開口部（３０２）と、前記内側部分（３０６）の奥に設けられるキャビティ（３０４）とを備え、該少なくとも１つの装置（１００；１０２；３０１）のうちの該少なくとも１つは、加圧された気体媒体（１０３）を受け取ると共に、該加圧された気体媒体（１０３）を前記開口部（３０２）に渡すようになっており、該開口部から、前記加圧された気体媒体は前記キャビティ（３０４）に向かう噴流内に放出され、それによって、高強度高出力音響波（１０４）が生成される、請求項２０に記載の使用。