JP5861239B2 - 排水処理材製造装置及び該装置を使用した暗渠施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、暗渠の施工に好適に用いられる排水処理材製造装置、及び該装置を使用して暗渠を施工する方法に関する。なお、本発明は、暗渠の施工の他、農地の基盤整備全般（例えば、暗渠施工時の水はけ効率の向上、長期間における暗渠の維持、泥炭地や粘土層からなる農地の地盤改良など）に係わる農地整備方法の分野についての技術である。

暗渠を施工しようとする際には、表土を取り除いた後、暗渠設置箇所を掘削し、素焼き土管を設置し、籾殻を投入し、表土を埋め戻す（第１方法）。または、表土を取り除いた後、暗渠設置箇所を掘削し、排水管（ＶＰ管）を設置し、砂利や微細砂利を投入し、表土を埋め戻す（第２方法）。或いは、表土を取り除いた後、暗渠設置箇所を掘削し、排水管（ＶＰ管）を設置し、高分子処理したチップ材を投入し、表土を埋め戻す（第３方法）。

しかしながら、上記第１方法では、籾殻と土が一体化するため、籾殻が腐敗すると、目詰まりが生じ、暗渠排水の効き目がなくなり、排水効果が１〜２年程度で著しく低下する。また、上記第２方法では、砂利と微細砂利との間に土や石灰等が詰まると、その箇所が一種の岩盤状態となり、暗渠排水の効果が２〜３年程度で著しく低下する。さらに、上記第３方法では、高分子処理したチップ材が１〜２年で高分子が分解するため、チップ材が腐敗し、これが土と一体化して排水効果がなくなるという課題がある。

本発明は、このような状況に鑑みて開発されたものであって、主として暗渠の施工に好適に用いられる排水処理材製造装置、及び該装置を使用した暗渠施工方法を提供することを目的としている。

本願請求項１に記載の排水処理材製造装置は、一端が開放し、他端が閉鎖したほぼ円筒形の本体と、前記本体の前記開放端に配置され、地面を掘削するための爪と、一端が開放し、他端が閉鎖し、前記本体の内部に回転可能に配置されたほぼ円筒形の回転筒と、前記回転筒の内面に配置された３基の螺旋状ブレードとを備えていることを特徴とするものである。

本願請求項２に記載の排水処理材製造装置は、前記請求項１の装置において、前記螺旋状ブレードの各々が、前記回転筒の開放端の付近から閉鎖端の付近まで互いに１２０°隔てて螺旋をなすように、前記回転筒の内面に配置されていることを特徴とするものである。

本願請求項３に記載の排水処理材製造装置は、前記請求項１又は２の装置において、前記螺旋状ブレードの各々に、複数個の土割りピンが取り付けられていることを特徴とするものである。

本願請求項４に記載の排水処理材製造装置は、前記請求項１から請求項３までのいずれか１項の装置において、固定部を介して油圧ショベルのアームに連結されていることを特徴とするものである。

本願請求項５に記載の暗渠施工方法は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された排水処理材製造装置を、暗渠を施工しようとする箇所に配置し、前記排水処理材製造装置の先端を下向きにし、爪を用いて地面を掘削して、土を前記回転筒内に入れ、前記回転筒内に入った土が外に出ないように、前記排水処理材製造装置の先端を上向きにし、前記回転筒内に入った土に炭素液及び固化材を添加して前記回転筒を回転させて排水処理材を形成し、このようにして得られた排水処理材を、先に掘削し、暗渠管を敷設した穴に投入することを特徴とするものである。

本発明の排水処理材製造装置によれば、暗渠施工箇所の掘削・埋め戻しと暗渠施工に好都合な排水処理材（団粒土）の製造の両方の作業を実施することができるので、効率的な暗渠施工作業が可能になる。本発明の排水処理材製造装置を使用することにより、暗渠埋め戻し材料の調達・保管などが不要になるとともに、掘削土の排出も不要になる。従って、施工コストの大幅な低減ができるとともに、施工工期を短縮することも可能になる。なお、本発明の排水処理材製造装置によって製造される排水処理材は、暗渠施工工事に限らず、他の農地の整備にも有用であり、この排水処理材を使用することにより、掘削土から団粒土を作り出す、いわゆる循環型の農地整備が可能になる。

本発明の好ましい実施の形態に係る排水処理材製造装置の側面図である。 図１の排水処理材製造装置の正面図である。 図２の線３−３に沿って見た断面図である。 図１の排水処理材製造装置のブレードを形成するための細長い鋼板を示した図である。 図１の排水処理材製造装置を使用して暗渠を施工する手順を示した一連の図である。

次に、本発明の好ましい実施の形態に係る排水処理材製造装置について詳細に説明する。なお、本明細書における「排水処理材」とは、本発明者の開発に係る「排水処理材の製造方法」（特願２０１０−４１１７９）において提供される技術を利用したものである。この排水処理材は、簡単に説明すると、原料となる土に、炭素液と固化材を加えて混合攪拌することによって製造される。ここで、炭素液とは、径が１×１０^-8ｍｍ〜１×１０^-6ｍｍの炭素微粒子を所定量の水に混合して攪拌することによって生成される液体である（炭素液における炭素微粒子の割合は、全体の２容量％程度であるのが好ましい）。また、固化材は、無機系の固化材が好ましい（固化材の添加量は、混合し攪拌した材料の量に対して０．３容量％〜０．４容量％であるのが好ましい）。固化材を添加すると、固化材がイオン化することにより、原材料が凝集固化するため、粘着性に優れ、浄化・蘇生する効果があり、溶解しにくい排水処理材を製造することができる。このようにして作られた排水処理材は、いわゆる団粒構造を呈する土となる。団粒構造は、土粒子間に小さな間隙しか存在しない単粒構造とは異なり、小さな間隙と大きな間隙を併せ有するため、土粒子同士の結合が強固であり、崩れにくい土壌が得られるとともに、水はけや通気性が良好である等の特質を備えている。団粒構造を呈するように排水処理材を作ることにより、使用時に溶解しにくいという利点が得られるとともに、土壌改良材などとしても利用することができる。

図１は、本発明の好ましい実施の形態に係る排水処理材製造装置を示した側面図、図２は、排水処理材製造装置を示した正面図、図３は、図２の線３−３に沿って見た断面図である。図１において全体として参照符号１０で示される排水処理材製造装置は、ほぼ円筒形の本体１２を備えている。本体１２の一端１２ａは開放し、他端１２ｂは閉鎖されている。

本体１２の開放端１２ａには、地面を掘削するための爪１４が取り付けられており、好ましくは、爪１４の先端１４ａは、油圧ショベル等の掘削機械のショベルの先端部のように、土を掘り起こし易いように鋭利に形作られている。

排水処理材製造装置１０はまた、本体１２の内部に回転可能に配置されたほぼ円筒形の回転筒１６を備えている。回転筒１６は、本体１２の開放端１２ａが位置する側の一端１６ａが開放し、他端１６ｂが閉鎖されている。回転筒１６の閉鎖端１６ｂには、回転筒１６を回転させるためのシャフト１８が取り付けられている。シャフト１８には、モータ等の駆動源（図示せず）が連結されており、駆動源を作動させることにより、回転筒１６が本体１２内で長さ方向軸線Ｘ−Ｘを中心として回転されるようになっている。また、回転筒１６の外面には、本体１２の内部で円滑に回転するように、本体１２の内面との間に複数のベアリング１６ｃが配置されている。

排水処理材製造装置１０はまた、回転筒１６の内面に配置された３基の螺旋状ブレード２０を備えている。各螺旋状ブレード２０は、図２及び図３に示されるように、回転筒１６の開放端１６ａの付近から閉鎖端１６ｂの付近まで互いにほぼ１２０°隔てて螺旋をなすように、回転筒１６の内面に配置されている。

図４は、螺旋状ブレード２０を形成するための細長い鋼板を示した図である。螺旋状ブレード２０は、この細長い鋼板を螺旋状に変形させ、鋼板の一方の縁部２０ａが回転筒１６の長さ方向回転軸線Ｘ−Ｘの方へ向かうように鋼板の他方の縁部２０ｂを回転筒１６の内面に溶接等によって固定することによって形成される。

好ましくは、螺旋状ブレード２０の縁部２０ａには、所定間隔を隔てた複数個の土割りピン２２が長さ方向回転軸線Ｘ−Ｘの方へ向かうように取り付けられている。

排水処理材製造装置１０はさらに、油圧ショベル（図示せず）に固定するための固定部２４を備えており、油圧ショベルのアームの先端に直接又は適当なアタッチメントを介して、例えばボルト２４ａ等によって固定部１４を固定することにより、連結されるようになっている。そして、油圧ショベルのアームを作動させることにより、排水処理材製造装置１０を所望箇所に配置した状態で先端を下向きにしたり上向きにしたりすることができるようになっている。また、回転筒１６を回転させる動力源として、油圧ショベルの駆動源を利用してもよい。

次に図５を参照して、以上のように構成された排水処理材製造装置１０を使用して暗渠を施工する方法について説明する。まず最初に、暗渠を施工しようとする箇所に、油圧ショベルのアームに連結された排水処理材製造装置１０を配置し、排水処理材製造装置１０の先端を下向きにし、爪１４を用いて地面を掘削する（図５（ａ）参照）。このようにして掘削された土は、回転筒１６内に入る。次いで、回転筒１６内に入った土が外に出ないように、排水処理材製造装置１０の先端を上向きにし、土に上述の炭素液及び固化材を添加して回転筒１６を回転させる（図５（ｃ）参照）。回転筒１６内の土は、ブレード２０及び土割りピン２２によって砕かれ、いわゆる団粒土になる。このようにして形成された排水処理材（団粒土）を、先に掘削し、暗渠管を敷設した穴に投入する（図５（ｄ）参照）ことによって暗渠施工が完了する。

なお、土割りピン２２を取り付けたブレード２０を使用して土の攪拌を行うことにより、より迅速かつ良好に土の攪拌を行うことができる。

本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

たとえば、前記実施の形態では、回転筒１６が本体１２内に完全に収納された状態で回転可能に配置された構成となっているが、たとえば、本体１２の代わりに、回転筒１６の閉鎖端１６ｂを回転可能に支持する支持部を設け、この支持部を油圧ショベルのアームの先端に連結するように構成してもよい。

また、前記実施の形態では、専ら暗渠の施工方法に関連して記載されているが、暗渠の施工に限らず、たとえば、農地全般の地盤改良を含む広範な用途に適用してもよい。

１０ 排水処理材製造装置
１２ 本体
１２ａ 開放端
１２ｂ 閉鎖端
１４ 爪
１６ 回転筒
１６ａ 開放端
１６ｂ 閉鎖端
１６ｃ ベアリング
１８ シャフト
２０ 螺旋状ブレード
２２ 土割りピン
２４ 固定部

Claims (5)

1. 一端が開放し、他端が閉鎖したほぼ円筒形の本体と、
   前記本体の前記開放端に配置され、地面を掘削するための爪と、
   一端が開放し、他端が閉鎖し、前記本体の内部に回転可能に配置されたほぼ円筒形の回転筒と、
   前記回転筒の内面に配置された３基の螺旋状ブレードとを備えていることを特徴とする排水処理材製造装置。
2. 前記螺旋状ブレードの各々が、前記回転筒の開放端の付近から閉鎖端の付近まで互いに１２０°隔てて螺旋をなすように、前記回転筒の内面に配置されていることを特徴とする請求項１に記載された装置。
3. 前記螺旋状ブレードの各々に、複数個の土割りピンが取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載された装置。
4. 固定部を介して油圧ショベルのアームに連結されていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された排水処理材製造装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された排水処理材製造装置を、暗渠を施工しようとする箇所に配置し、
   前記排水処理材製造装置の先端を下向きにし、爪を用いて地面を掘削して、土を前記回転筒内に入れ、
   前記回転筒内に入った土が外に出ないように、前記排水処理材製造装置の先端を上向きにし、
   前記回転筒内に入った土に炭素液及び固化材を添加して前記回転筒を回転させて排水処理材を形成し、
   このようにして得られた排水処理材を、先に掘削し、暗渠管を敷設した穴に投入する、ことを特徴とする暗渠施工方法。

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