JP4639119B2 - 除草装置 - Google Patents

Description

本発明は除草装置に関し、特にゴルフ場などの広大な土地における除草に適した除草装置に関する。

従来から、地面に生えた雑草や芝を刈り取るために、芝刈り機が使用されている。特許文献１〜９に示すように、これらの芝刈り機は通常、地面から生えている雑草や芝を回転する刃により刈り取るのが一般的である。
特許第３６６４６１７号公報 特許第３６３２５３０号公報 特許第３５７７９６４号公報 特許第３５２６７６５号公報 特許第３５２５３７３号公報 特許第３５１１０７９号公報 特許第３５１０４９４号公報 特許第３４３３０６９号公報 特許第３４２４２６１号公報

例えば、ゴルフ場などではシーズンにあわせて夏芝と冬芝を植え替える必要があり、その際に芝刈り機を使用する。
夏芝から冬芝に植え替えるときには、まず、夏芝を芝刈り機により刈り取り、刈り取った土地に冬芝の種を散布する。逆に冬芝から夏芝に植え替えるときには、まず、冬芝を芝刈り機により刈り取り、刈り取った土地に夏芝の種を散布する。

通常の芝刈り機では刈り取った雑草や芝を回収し、後処理をする必要がある。
特に広大なゴルフ場などでは刈り取った雑草や芝も大量になるため、後処理だけでも莫大な費用と時間を要する。

また、一面に芝を敷き詰める場合、芝の間に繁殖力の強い他の雑草が生えるとその雑草の周りの芝が枯れることがわかっている。そのため、芝を刈り取っても地中に雑草の種や根が残っていると、雑草が繁殖し、新たに生えた芝を枯らせてしまうことがある。
さらに、地中に害虫の卵が残っていると、卵が孵化し、新たに生えた芝を虫食うことがある。

近年は、周辺の森林等への類焼の危険および大気汚染の発生を招く問題から、焼畑農法も行われなくなってきている。

上記のような問題点を回避するために、可搬式のバーナー装置を用いて土壌に火炎を吹き付けることにより、土壌中の雑草の種および害虫の卵の焼却・高温駆除を行うための可搬式火炎除草機が知られている。

しかしながら、可搬式のバーナー装置を用いた可搬式火炎除草機にあっては、作業能率が低く、極めて小区画においての使用に限られるという問題がある。
そのため、土壌中の雑草の種および害虫の卵等を広い面積に渡って、高能率で焼却・高温死滅処理させ得る手段が望まれてきている。

特許文献１０に示すようにカバーで覆われた燃焼室を設け、その中で火炎処理を行う装置も考えられている。しかし、耕した土をバーナーで焼いた後の鎮火処理を行わないため、火炎処理後の土が非常に熱く、一部に火種が残った状態になることが考えられる。
また、燃焼時に発生する煙の処理についての対策も十分ではなく、大気汚染を招くおそれもある。
特許第３５０４０８３号公報

本出願に係る発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものでありその目的とするところは、土壌への火炎の吹き付けによる焼却処理が安全に且つ高能率で行え、さらに環境にもやさしい除草装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本出願に係る第１の発明は、移動式のバーナー焼却による除草装置であって、地面に向かって方形の開口部を有する燃焼室と、燃焼室開口部の縁部のうち進行方向に対し前方となる縁部を除いた左右及び後方の縁部に沿って配置された複数のノズルにより地面に向かってコの字状に水を噴射する散水機構と、燃焼室の進行方向前方外部に燃焼室開口部の左右幅にわたって配置され、進行方向に対して逆回転して地面の雑草又は芝を起き上がらせる回転ブラシと、地面に対して斜め前方に火炎を噴射する複数のバーナーと、を有し、車両による牽引又は自走により移動しながら、噴射された水によってコの字状に囲まれた地面の領域内に向けてバーナーより火炎を噴射して、回転ブラシで起き上げた雑草又は芝を焼却することを特徴とする除草装置である。
上記の発明によれば、土壌への火炎の吹き付けによる雑草の焼却処理を、安全に行うことができる。

また、本出願に係る第２の発明は、燃焼室の開口部から吸気を行い、燃焼室内から強制的に排気を行うための排気機構を燃焼室後方部に有することを特徴とする請求項１に記載の除草装置である。
上記の発明によれば、土壌への火炎の吹き付けによる焼却処理が安全に且つ高能率で行え、さらに燃焼により発生する煙や灰についても処理が施されているため、環境への悪影響も最小限に抑えることができる。

また、本出願に係る第３の発明は、散水機構で噴射するための水を貯留する貯水タンクを具備するとともに、貯水タンク内の水の残量が一定値よりも少なくなった場合には、バーナーからの火炎の噴射を停止し、その後、散水機構による水の噴射を停止するための制御機構を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の除草装置である。
上記の発明によれば、水の噴射が停止するよりも前に火炎の噴射を停止することができるため、より安全に焼却処理を行うことができる。

本発明の除草装置によれば、土壌への火炎の吹き付けによる雑草の焼却処理を、安全に且つ高能率で行うことができる。

次に、本発明の除草装置について図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の除草装置を前方から見た外観を示す斜視図である。
本発明の除草装置は、牽引車に連結牽引させて走行させることでゴルフ場等の雑草や芝を除草する形態のものである。

図１に示すように本発明の除草装置１は、４個のタイヤ２と、本体を構成するベース３およびフレーム４よりなる。
ベース３は四角い金属の枠からなり、上面には筺体を構成するステンレスパイプのフレーム４を立設している。タイヤ２はフレーム４に回転可能に支持され、除草装置１は４個のタイヤ２によって地面に接触し、ベース３は地面から一定の距離をあけて配置される。望ましくは、タイヤ２はゴルフ場などの芝の上を走行するのに適したターフタイヤを用いる。

除草装置１は、牽引車に連結牽引させて走行させることでゴルフ場等の雑草や芝を除草する形態のものであり、フレーム４の前端部には牽引車と連結するための連結部１９を設けている。

このように本実施例では、一例として牽引式の除草装置１を示しているが、エンジンやモーターを搭載し、タイヤ４に駆動力を伝達することにより自走式にすることも可能である。自走式の場合には、運転席を設けて有人走行型にすることもできるし、遠隔操作により無人走行型にすることもできる。

フレーム４内には発電機５、ガスタンク６、コンプレッサー７、シリンダー１７、原動機８、制御装置９、貯水タンク１０、燃焼室１１を備えている。図１においては、シリンダー１７は１本しか図示していないが、左右対称の位置にもう１本のシリンダー１７が設けられている。

フレーム４内に設置された発電機５は、液体燃料や気体燃料を用いて発電を行う汎用の発電機を用いることができる。本実施例においては、ガソリンによりエンジンを回転させて発電するタイプの発電機を使用している。

ガスタンク６は、液体ガス若しくは気体ガスを貯留する汎用のプロパンガスであり、タンク内が空になった場合には新たなガスタンク６と交換できるようにフレーム４内に着脱可能に設置されている。プロパンガスの代わりに灯油をコンプレッサーで送る構成にすることもできる。
ガスタンク６には燃焼室１１にガスを供給するためのガス供給管１３が接続されている。

図２は本発明の除草装置を後方から見た外観を示す斜視図である。
燃焼室１１の背面には排気用ファン１２を設けており、その下に５個のガスバーナー１５を設けている。

図２に示すようにガス供給管１３の先端は、５個のガスバーナー１５に接続されている。排気用ファン１２の上には各ガスバーナー１５に対応して５個の着火装置１６を備え、ガスバーナー１５の先端に設けられた不図示の点火プラグに火花を起こし、ガスに着火する。各着火装置１６は制御装置９により独立して制御可能であり、５個のガスバーナー１５のうちの一部のガスバーナーのみを着火することもできる。
なお、本実施例では５個のガスバーナー１５を設けた例を示しているが、ガスバーナーの数はこれに限られるものではなく、５個より多くても少なくても良い。

ガス供給管１３の中腹には各ガスバーナー１５に対応して５個のガス圧検出器１４を備えている。ガス圧検出器１４はガス供給管１３のガス圧を検出する検知機構と、ガス供給管１３からガスバーナー１５へのガスの供給を停止する電磁弁とを有する。ガス圧検出器１４はガス供給管１３のガス圧を検出し、一定のガス圧を下回った場合にはガスタンク６内のガス量が少ないものとみなし、ガス供給管１３からガスバーナー１５へのガスの供給を停止する。
各ガス圧検出器１４は制御装置９により独立して制御可能であり、５個のガスバーナー１５のうちの一部のガスバーナーに対するガス供給のみを停止することもできる。

図３は、本発明に係る除草装置１を模式的に示した分解図である。説明の都合上、燃焼室１１等の一部の構成については図示を省略している。
図３に示すように除草装置１の貯水タンク１０よりもやや前方には回転ブラシ１８を設けている。回転ブラシ１８は除草装置１の左右方向に延びるブラシバー１８ａに硬質ゴムよりなる複数本の櫛歯１８ｂを固定したものである。櫛歯１８ｂは回転ブラシ１８を横方向から見たときにブラシバー１８ａを中心に十字状に設けられており、隣り合う櫛歯１８ｂの間は一定のピッチをあけて設けられている。

図３においては図示を省略しているが、ブラシバー１８ａの両端は図１に示すシリンダー１７の下端に設けた軸受けに支持されている。シリンダー１７の上端はフレーム４に固定されており、回転ブラシ１８は路面の形状にあわせて揺動可能な構造となっている。

原動機８のローター軸からブラシバー１８ａの一端にわたって駆動チェーン２０が巻かれており、原動機８の駆動力が駆動チェーン２０によりブラシバー１８ａに伝達される。そして、ブラシバー１８ａの回転に伴って櫛歯１８ｂが回転する。原動機８としては汎用のモーターを使用することができ、回転速度は制御装置９によって制御される。

貯水タンク１０は水を溜めるための容器であり、上面に２個の給水口１０ａを設けている。給水口１０ａから供給された水は、貯水タンク１０内に溜められる。貯水タンク１０からコンプレッサー７へ給水管２４によって供給された水は、コンプレッサー７によって加圧され、給水管２５によりコ字状パイプ２８へと供給される。

コ字状パイプ２８は、除草装置１の進行方向に開口を有するコ字状に配置されている。コ字状パイプ２８の下面には、複数のノズル２１が設けられている。コンプレッサー７によって加圧された水は、給水管２５を通ってコ字状パイプ２８に送られ、各ノズル２１から地面に向かって勢い良く噴射される。これにより除草装置１の進行方向に対して左右及び後方には、水のカーテンが形成される。

貯水タンク１０には水量検出器２２を設けており、貯水タンク１０内の水の残量を検出する。コンプレッサー７とコ字状パイプ２８をつなぐ給水管２５には電磁弁２３を設けている。電磁弁２３を開くことによりコンプレッサー７からコ字状パイプ２８に水が供給され、電磁弁２３を閉じることにより水の供給が停止される。電磁弁２３の開閉は制御装置９により制御される。

５個のガスバーナー１５はコ字状パイプ２８により形成されたコの字のエリア内に火炎が噴射されるように配置されている。各ガスバーナー１５は、進行方向後方から前方に向けて、地面に対して斜め方向に噴射口が向くように配置されている。ガスタンク６から供給されたガスはガスバーナー１５の開口部付近で着火され、地面に向けて火炎を噴射する。

ガス圧検出器１４はガス供給管１３のガス圧を検出し、一定のガス圧を下回った場合にはガスタンク６内のガス量が少ないものとみなし、ガス供給管１３からガスバーナー１５へのガスの供給を停止するとともに、そのことを制御装置９に伝達する。連絡を受けた制御装置９は着火装置１６を停止する。
その後、制御装置９はコンプレッサー７による加圧を停止し、さらに電磁弁２３を閉じることによりノズル２１への給水を停止する。また、それと並行して、制御装置９は原動機８を制御し、回転ブラシ１８の回転を停止させる。

また、水量検出器２２により貯水タンク１０内の水の残量が少なくなったことを検出した場合には、まず水量検出器２２はそのことを制御装置９に伝達する。連絡を受けた制御装置９は、ガス圧検出器１４の電磁弁を閉じガス供給管１３からガスバーナー１５へのガスの供給を停止するとともに、着火装置１６を停止する。
その後、制御装置９はコンプレッサー７による加圧を停止し、さらに電磁弁２３を閉じることによりノズル２１への給水を停止する。また、それと並行して、制御装置９は原動機８を制御し、回転ブラシ１８の回転を停止させる。

このように、貯水タンク１０内の水の残量が少なくなったことを検出した場合には、先にガスバーナー１５からの火炎の噴射を停止し、その後に水の噴射を停止する。これにより、水のカーテンが無い状態でガスバーナー１５から火炎のみが噴射される状態を避けることができるため、火災の発生を防止することができる。

図４は燃焼室１１を示す斜視図であり、図４（ａ）は燃焼室１１を後方から見た斜視図、図４（ｂ）は燃焼室１１の下にノズル２１を配置した状態を模式的に示す斜視図、図４（ｃ）は燃焼室１１に金属製の網２６を張り排気用ファン１２を取り付けた状態を示す斜視図である。

図４（ａ）に示すように燃焼室１１はステンレスの鋼板よりなり、少なくとも左右の側面１１ａと天板１１ｂを有する。天板１１ｂは貯水タンク１０の底板と接触するため、天板１１ｂと貯水タンク１０の底板との間には断熱材を配置する。また、側板１１ｂも外部から接触が可能であるため、人が接触することによる火傷事故の発生などを防止するためにも、側板１１ｂの外側にも断熱材を配置することが望ましい。これらの断熱材としては炭素繊維を用いることができる。

図４（ｂ）に示すように燃焼室１１の下には、燃焼室１１の下面の形状に適合させてコの字状に形成した、コ字状パイプ２８を配置している。コ字状パイプ２８の下面には複数のノズル２１を設けており、コンプレッサー７で圧縮された水がノズル２１の噴射口から放射状に霧となって噴射される。各ノズル２１は、隣り合うノズル２１から噴射される水と水の間が途切れないように狭いピッチで配置する。

または、ノズル２１の噴射口を扁平に構成し、放射状ではなく面状に水が噴射されるようにしても良い。その場合には、扁平に構成された噴射口の長手方向がコ字状パイプ２８の形状に沿うように各ノズル２１を配置することにより、効率的に水のカーテンが形成される。各ノズル２１は、隣り合うノズル２１から噴射される水のカーテンが途切れないピッチで配置する。

水のカーテンは、燃焼室１１の下側の開口よりも広い範囲を囲うように形成することが望ましいが、燃焼室１１の下側の開口よりも狭い範囲を囲うように形成しても良い。ガスバーナー１５から噴射される火炎が、必ず水のカーテンに囲われた範囲内に収まれば良い。

図４（ｃ）に示すように燃焼室１１の後方にはステンレスなどの金属により形成された網２６を張り、網２６の中央には排気用ファン１２を取り付けている。この排気用ファン１２によって燃焼室１１の排気を行う。

次に本発明の除草装置１の動作について説明する。以下の説明では、芝を除草する例について説明するが、芝以外の雑草についても同様であることは言うまでもない。

図５は本発明に係る除草装置１の動作を模式的に示した斜視図、図６は本発明に係る除草装置１の動作を模式的に示した縦断面図である。除草装置１は矢印Ａの方向に牽引される。回転ブラシ１８は矢印Ｂの方向に回転する。この回転ブラシ１８によって、地面に生えた芝の目を整えると同時に寝ている芝を起き上がらせる。

図５に示すように、進行方向に開いたコの字状に配置された複数のノズル２１から水を噴射し、コの字状に水のカーテンを形成する。そして、ガスバーナー１５から火炎を噴射させる。火炎はコ字状に形成された水のカーテンの中で芝を燃焼させるため、本発明の除草装置１によれば周りに火が燃え広がるおそれがない。

図６に示すように芝の燃焼により発生した煙は排気用ファン１２によって強制的に燃焼室１１内に吸い込まれる。このとき、芝の燃焼により発生した煙だけでなく、ノズル２１から噴射された水も同時に燃焼室１１内に吸い込まれる。燃焼室１１では芝の燃焼によって派生した煙や灰が水分と混合される。

燃焼室１１と排気用ファン１２の連結部には、ステンレス繊維よりなるフィルター２７が設けられている。このフィルター２７を設けることにより、排気用ファン１２からダイオキシンが排気されることを防ぐことができる。また、水分と混合された煙や灰などもフィルター２７で絡み取られ、そのまま水滴となって地面に垂れ落ちる。
この結果、排気用ファン１２からは殆ど水蒸気のみが排気されるため、環境を汚すこともない。

地面はガスバーナー１５から噴射される６０００Ｋｃａｌ程度の炎によって焼かれるため、その土に含まれる芝や雑草の種子および再生根ならびに害虫や害虫の卵・病害菌等の焼却処理が確実に行なわれる。また、焼かれた地面はノズル２１から噴射される水によって鎮火されるため、山火事が起こる危険性もない。
さらに、焼却された土壌は焼畑農法と同様に、次に蒔かれる種にとっては良い肥料となる。

また、詳細な説明を省略しているが、電流により作動する各機構は発電機５によって発生した電流を使用していることは言うまでもない。

本発明の除草装置１は、各機構の制御を制御装置９で一括して行うことにより、より安全性を高めている。また、制御装置９に受信装置を接続することにより、離れた場所から送信機による遠隔操作ができるように構成することも可能である。

このように本発明の除草装置によれば、土壌への火炎の吹き付けによる雑草の焼却処理を、安全に且つ高効率で行なうことができるため、ゴルフ場の芝や雑草の処理に好適に利用することができる。

本発明の除草装置を前方から見た外観を示す斜視図である。 本発明の除草装置を後方から見た外観を示す斜視図である。 本発明の除草装置を模式的に示した分解図である。 本発明の燃焼室を示す斜視図であり、図４（ａ）は燃焼室を後方から見た斜視図、図４（ｂ）は燃焼室の下にノズルを配置した状態を模式的に示す斜視図、図４（ｃ）は燃焼室に金属製の網を張り排気用ファンを取り付けた状態を示す斜視図である。 本発明の除草装置の動作を模式的に示した斜視図である。 本発明の除草装置の動作を模式的に示した縦断面図である。

１…除草装置
２…タイヤ
３…ベース
４…フレーム
５…発電機
６…ガスタンク
７…コンプレッサー
８…原動機
９…制御装置
１０…貯水タンク １０ａ…給水口
１１…燃焼室
１２…排気用ファン
１３…ガス供給管
１４…ガス圧検出器
１５…ガスバーナー
１６…着火装置
１７…シリンダー
１８…回転ブラシ １８ａ…ブラシバー １８ｂ…櫛歯
１９…連結部
２０…駆動チェーン
２１…ノズル
２２…水量検出器
２３…電磁弁
２４…給水管
２５…給水管
２６…網
２７…フィルター
２８…コ字状パイプ

Claims (3)

1. 移動式のバーナー焼却による除草装置であって、地面に向かって方形の開口部を有する燃焼室と、燃焼室開口部の縁部のうち進行方向に対し前方となる縁部を除いた左右及び後方の縁部に沿って配置された複数のノズルにより地面に向かってコの字状に水を噴射する散水機構と、燃焼室の進行方向前方外部に燃焼室開口部の左右幅にわたって配置され、進行方向に対して逆回転して地面の雑草又は芝を起き上がらせる回転ブラシと、地面に対して斜めに火炎を噴射する複数のバーナーと、を有し、移動しながら、噴射された水によってコの字状に囲まれた地面の領域内に向けてバーナーより火炎を噴射して、回転ブラシで起き上げた雑草又は芝を焼却することを特徴とする除草装置。
2. 燃焼室の開口部から吸気を行い、燃焼室内から強制的に排気を行うための排気機構を燃焼室後方部に有することを特徴とする請求項１に記載の除草装置。
3. 散水機構で噴射するための水を貯留する貯水タンクを具備するとともに、貯水タンク内の水の残量が一定値よりも少なくなった場合には、バーナーからの火炎の噴射を停止し、その後、散水機構による水の噴射を停止するための制御機構を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の除草装置。

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