JPH07102030B2

JPH07102030B2 - 水草カッター装置

Info

Publication number: JPH07102030B2
Application number: JP2257168A
Authority: JP
Inventors: 友彦網元; 昭治竹内
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 1990-09-28
Filing date: 1990-09-28
Publication date: 1995-11-08
Anticipated expiration: 2010-11-08
Also published as: JPH04135412A; CA2043630A1; US5142849A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、主として、河川、湖沼等の富栄養化で異常繁
茂する沈水性、浮葉性または油水性植物の水中切断回収
を効率よく行ないうる大容量、大水深柄の水草カッター
装置に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に水性植物は、その生育形態によって、浮遊性植
物、浮葉性植物、沈水性植物、抽水性植物及び湿地性植
物の５つに分類される。

このうち、浮遊性及び浮葉性植物の切断回収について
は、すでに数種の切断装置が開発され、実用に供されて
いる。

一方、湿地性植物の切断は、陸上植物の切断と同様な方
式で可能であるが、それはあくまで人が円盤形の刃を持
つ動力付刈払機やスライド刃方式の草刈機を自ら支え、
植物の切断作業を行なうもので、完全な機械化ではな
く、むしろ半機械化といって良い。

また、陸上で一般的に使用されている刈払機は水中では
全くその機能を果たさず、使用できない。

陸上植物を切断する刈払機は、一般に円盤形のディスク
の周辺に細かい歯をつけたもので、土の中に根をはり、
自らその位置にしがみついている草に対しては有効に切
断できる。

すなわち、これは切断の対照となる草が自らの根によっ
て自ら拘束された状態を作っていることに起因している
からである。

これに対し、沈水性植物などの水草は、自由に水面上や
水柱を漂っているために、円盤形の一枚刃では、この刃
が近づいただけでその前方へとはじき飛ばされ、スムー
ズに切断されないという問題がある。

円盤形の一枚刃は、被切断対象植物が他の要素で拘束さ
れ、自ら5000rpm以上の高速回転で回転することによっ
てのみ切断を実行することができるものである。

すなわち、水は空気より800倍も密度が高いため、陸上
植物用の刈払機は、水中では極端にその回転数が減じら
れ、かつその構造上、水草を拘束する機能が全くないた
め、水中の水草を切断できない。

そこで、沈水性植物の切断の一方法として、従来、固定
刃１枚と移動刃２枚とからなるカッター装置を有する水
草回収機がすでに開発されているが、これは水深3mを超
すような水草切断用には使用できず、水深3m以上の水草
を切断回収できる専用機はまだ存在していないのが現状
である。

そこで、川床に根をはり、水中に繁茂する沈水性植物の
除去対策は、従来農薬散布に頼るか、あるいはそのまま
放置されるかのどちらかが採られることが多かった。

しかしながら、農薬散布は下記の理由により、もはや現
代社会には受け入れられなくなってきている。

すなわち、今日、環境問題が大きく取り上げられ、農薬
散布による汚染の影響が心配されており、枯らせること
を目的とした除草剤の散布は、その除去の対象となる草
の生育形態が大きな要素となる。

一方、陸上植物や水面上に現われている一部の水草の除
去には、除草剤の散布は有効となる。これは、対象とな
る草の本体に直接的に農薬が接触し、その草の成育が阻
止され、ついには枯死するからである。

これに対して、水中にある水草の除去には農薬散布は有
効に働かない。

これは、水草を枯死に追いやるには陸上植物の枯死に必
要なある一定量の農薬の数十倍から数百倍といった濃度
での散布を必要とするからであり、このために過去多く
の水域において、大量の農薬が水中に混入したことによ
り、魚や、水中動物、さらには人々にまで二次汚染を引
きおこしてきた。

また、農薬散布における除草は、あくまでその対象とな
る雑草を枯死させるためであり、それにより枯死した雑
草体の回収は含まれていない。

従って、水中に繁茂する水草の除去には機械的方法が唯
一有効であるといわざるを得ないことになる。

しかしながら、現在まで効率的に水草を切断して回収す
る機能を有する機能的な手段の開発は、積極的になされ
ているとはいえない。

このことは、水草自体問題となりにくい性質のもの、す
なわち、水面上や水中にあり直接人々の生活に影響を与
えることがあまりないと思われたことによるが、溜池
や、導水路などでその水中に繁茂する水草を除去回収す
る有効な手段の実現は強く望まれている。

そこで、従来開発され、実用化されている水中の水草切
断の手段としては、固定刃52と移動刃51とがそれぞれ１
枚あり、矢印Ｆの進行方向と直角方向にスライドする第
16図、第17図及び第18図の２枚刃スライド方式のもの
や、第19図のごとく１枚の固定刃52とそれを挟む２枚の
移動刃51とをもつ３枚刃スライド方式のものがある。

上記２枚刃スライド方式のものは比較的に刃が小さい
上、刃の進行方向Ｆと直角の横方向の移動に際して、水
中を漂っている被切断の水草が刃自身の形状によって、
その切断機械の進行方向Ｆへ押し出され、これらの刃に
よって切断されにくい。

すなわち、２枚刃スライド方式のものでは、対象となる
水草55を強制的に押える機能がないため、有効に水草55
を切断できないという問題があった。

これに対し、水草拘束機能を有し、より効率的に水草55
を切断しようとしたのが３枚刃スライド方式であるが、
この場合、１つの移動刃51が拘束機能を、他の移動刃51
が切断機能をそれぞれもち、各機能の分化により水草55
の切断効率を高めているが、その機構上大容量の切断能
力はない。

しかしながら、上記の各スライド刃方式は、水上の切断
機械の進行方向Ｆに対して、いずれも直角方向に往復運
動をすることによって水草55を切断するものであるの
で、その切断速度は比較的遅く、単位時間当りの切断能
力が小さいという問題があった。

また、このスライド刃方式では、ある一定以上の高速度
で移動刃51を往復運動させた場合、水草55は刃部に引込
まれずに、刃部の前方にはじき飛ばされる状況が発生
し、水草55の切断がはなはだ困難となり、水草55は刃部
で切断されるよりも水上の切断機械自身の前進によって
引き切らせることが多い。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、前記従来の問題点を解決するためになされた
ものであり、切断しようとする水草を拘束しながら効率
よく、かつ確実に切断し、かつその切断した水草の回収
が容易に行なわれうる水草カッター装置を提供すること
を解決課題としたものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題を解決するための手段として、本発明の水草
カッター装置は、１個以上の突起形ブレードを同一面に
有する１枚の長尺な固定刃の面に接して、１個以上のカ
ッターブレードを放射状に配した回転刃を配設すると共
に、回転刃の中心を突起形ブレードの中心線上に位置さ
せることにより構成されるが、固定刃を挟んで、その両
面に、１個以上のカッターブレードを放射状に配した回
転刃を配設すると共に、回転刃の中心を突起形ブレード
の中心線上に位置することも好ましい構成であり、これ
により水草拘束機能を発揮でき、効率的な水草の切断が
可能となる。

なお、上記各回転刃の回転数は前記の構成からなる水草
カッター装置を取付ける母体となる水上浮体などの水上
機械の進行速度などにより適宜調整されるものとする。

また、これら回転刃や固定刃は任意に大きくすることが
でき、回転刃の１サイクルにおいて大容量の水草切断が
できるものである。

さらに、上記の構成からなる水草カッター装置の複数を
縦方向、斜め方向、または横方向など任意に方向に配列
することも、水草切断能力を高める上で好ましく、ま
た、以上のように構成されたそれぞれの水草カッター装
置を、アームやコンベアまたはグラブに組付けたり、さ
らには、上記のごとく組付けた水草カッター装置を水上
浮体に取付けることにより、その機動力や切断能力の向
上をはかることができる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の各実施例について説明する
が、各図面においてそれぞれ同じ部品は同じ部品番号で
示している。

まず、第１図は、本発明の一実施例における水草保持機
能を有する大容量型の回転ブレード式の水草カッター装
置の斜視図であり、１枚の固定刃１の上面1aに接して４
枚の回転刃２を持った例であり、第２図はその平面図で
ある。

この固定刃１は、一定の厚みを持つ長方形をしており、
回転刃２の中心点４より前方に向ってそれぞれ突起刃３
を突出している。

これら突起刃３は固定刃１の一部をなすもので、固定刃
１の本体及び突起刃３共に鋭角に仕上げられた刃部を持
っている。

回転刃２は、固定刃１の上面1aに１列に４枚、等間隔に
配置され、それぞれの回転刃２の中心点４は突起刃３の
中心線５と一致するようになっており、こうすることに
よって回転刃２は左右どちらかの回転の場合でも、６で
示す回転刃２の作動範囲にて有効に、突起刃３を使って
水草55を切断することができる。

なお、上記の実施例では、回転刃２は２個のブレードを
持つタイプの例を示しており、また、固定刃１は突起刃
３を持つタイプの例を示している。

次に、第３図の要部拡大断面図に示すごとく、回転刃２
の動力源29は油圧モータ30で、直結駆動としているが、
水草切断のため常時水中にて使用されるという状態及び
この装置の耐用年数から見て、油圧モータ30が最適と考
えられる。

この実施例では、固定刃上面1aに回転刃２を接してお
り、固定刃下面1bに油圧モータ30を取付けピース31を介
して吊り下げている。

油圧モータ30から上方に出されたドライブシャフト32は
固定刃１を貫通して、回転刃２の中心点４の上面に達
し、ここで止めナット33で回転刃２に固定されており、
これによって油圧モータ30の回転運動がドライブシャフ
ト32を介して回転刃２に伝達される。

なお、固定刃１のドライブシャフト32の貫通部７には、
このドライブシャフト32より大きな穴があけられ、ドラ
イブシャフト32の回転を阻害しないようにしている。

一方、固定刃１は、回転刃２や油圧モータ30を取付ける
ための基盤であり、またモータカバー34等の付属品を取
付ける基盤にもなっているが、さらにこの水草カッター
装置40を他の機器、例えばコンベアの先端に組付ける場
合、この固定刃１は、その接続部をなすフレーム35を取
付ける部材でもある。

一方、このモータカバー34はドライブシャフト32への水
草のからみを防止する役目を持っている。

また、第３図においては、固定刃上面1aに回転刃２を配
設しているが、こうすることによって回転刃２によって
起された水流が矢印ｕの上方に向かうことが経験上知ら
れている。

従って、この水流を下方に向けた場合は、固定刃下面1b
に接して回転刃２をつければよく、この場合、回転刃２
の動力源29となる油圧モータ30は、どちらの面に配置し
ても良いが、水草の回収という面からみれば、第３図の
ごとく、回転刃２とは固定刃を挟んで反対側に取付ける
ことが良い。

また、第３図の実施例では、この装置の説明上、この水
草カッター装置40を水平方向に配しているが、もちろ
ん、この水草カッター装置40を縦方向、斜め方向などど
のような方向で配置しても良い。

次に、上記の構成からなる水草カッター装置40の水草作
動要領につき第４図（ａ）及び第４図（ｂ）で説明する
と、この装置を取付けた水上浮体などの水上機械の矢印
Ｆの前進移動に伴って、固定刃１の前部に流入してきた
水草55は固定刃本体部11に当った後、この刃部11から逃
げようとして、横に流れだすが、この時、突起刃３の刃
部13がこの水草56を拘束する役目をもつ。

そして、直角方向に位置するこの２つの固定刃本体刃部
11及び刃部13によって拘束された水草56が回転刃２によ
って切断される。

ここで、第４図（ａ）は回転刃２が矢印Ｒの右方向に回
転する際の水草切断時の作用を示し、回転刃２の一方の
ブレード2aの刃部15は、突起刃３の刃部13のところで１
回目の水草56を切断した後、続いて固定刃本体刃部12の
ところで２回目の水草56を切断する。

回転刃２の他方のブレード2bの刃部16は、１回目は固定
刃本体刃部12のところで、そして２回目は突起刃３の刃
部13のところで、それぞれ水草56を切断する。

すなわち、２個のブレード2a,2bを有する回転刃２が１
回転する時、４回の水草切断が実施されることになる。

また、第４図（ｂ）の矢印Ｌ方向への左回転する回転刃
２も、右回転の回転刃２と同様な原理で水草を切断す
る。

すなわち、左回転の回転刃２において、ゾーンZ_Iにある
水草57は、突起刃３の刃部14のところで１回目の切断
を、ゾーンZ_IIにある水草58は、固定刃本体刃部11のと
ころで２回目の切断を、それぞれのブレード刃部18,17
で実施する。

なお、この際の水流は回転刃２の回転方向と同じ向きに
発生することが知られている。

以上に説明した水草カッター装置40における回転刃２は
２個のブレードを有する翼型のものであるが、ブレード
20の個数は拘束されるものではなく、第５図（ａ）の２
翼型をはじめ、第５図（ｂ）の１翼型、第５図（ｃ）の
４翼型、第５図（ｄ）の六翼型、さらには第５図（ｅ）
のようにそれぞれのブレード20が任意の角θ₁,θ_２を持
つもの、さらに、任意の個数のブレード20を有するもの
が可能であるが、実用的には２翼、または４翼型のもの
が使用される。

次に、回転刃２に設けられたブレード20の刃の形状は、
第６図（ａ）に示す直線刃21でもよいが、よりスムーズ
に水草を切断するには、第６図（ｂ）のわん曲刃22や、
第６図（ｃ）及び第６図（ｄ）の逆わん曲刃23が適して
おり、これら逆わん曲刃23は水草をかき寄せる機能を持
っており、さらに第６図（ｅ）のようにブレード20の刃
部にいくつかの小さな歯25を有するのこ刃24を設けるこ
とでも水草のかき寄せ機能が発揮される。

また、第７図（ａ）の平面図及びそのX₁−X₁方向の断面
図の第７図（ｂ）のごとく、各ブレード20がその両サイ
ドに刃部20a,20bを持つことにより、回転刃２は矢印R,
R′で示す両方向の回転で水草の切断が可能となる。

なお、ブレード20の一方のみに刃部をつけ、回転刃２の
一方のみの水草切断としてももちろん有効である。

また、回転刃２の枚数や、サイズ、そのブレード20の個
数や形状も、この水草カッター装置40が適用される水中
水草の繁茂状況により最適のものが選択されることにな
る。

次に、固定刃１は、第８図（ａ）のわん曲刃27としても
よいし、また第８図（ｂ）の小さな歯28aを持つのこ刃2
8としてもよく、さらに直線刃26の前方に突起刃３を設
けてもよいがより確実な水草の拘束能力を発揮させうる
ことのできる水草切断に有効なものであればどのような
固定刃１でもよい。これ等固定刃１のY₁−Y₁方向の断面
図は第８図（ｄ）るごとくになる。

この固定刃１の突起刃３は第２図のごとく、各回転刃２
に対し１個づつ設けられ、回転刃２の中心点４から矢印
Ｆで示す進行方向の前方に突出するように配置されてい
る。

なお、この突起刃３は、第９図（ａ）、第９図（ｂ）及
び第９図（ｃ）のように両サイドに刃部3a,3bを付けて
もよいし、一つのサイドのみに付けてもよく、水草の切
断を回転刃２の矢印R,R′の両回転方向で実施するので
あれば、突起刃３の両サイドに刃部3a,3bが必要とな
る。

また、この突起刃３の刃部3a,3bは、固定刃本体刃部11
と同様に第９図（ａ）の直線刃26や、第９図（ｂ）に示
すのこ刃28としてもよいが、よりスムーズな水草の切断
を促すためには、第９図（ｃ）のわん曲刃27が適してい
る。

さらに、第２図の固定刃１の本体の長さL₁や、突起刃３
の長さL₂は、回転刃２の作動範囲６をカバーするように
決定されるが、一般には回転刃２の作動範囲６と同じに
するか、それよりわずか大きくした値を採用するとよ
い。

次に、各刃の組合せについて説明する、第２図に示すよ
うに、１枚の固定刃１の一方の面に接して、複数枚、こ
の実施例では４枚の回転刃２を有する水草カッター装置
40がより有効な組合せである。

一方、回転刃２の１枚に対して、固定刃１の１枚を配置
してもよいが、この場合、個々の固定刃１はこの水草カ
ッター装置40の全体を支える基盤として働き得ないの
で、この基盤の役目をする構造物が別途必要となる。

しかしながら、上記一対一方式のメリットは、固定刃１
が容易に交換できることにある。

また、第10図において、固定刃１の上面1a,下面1bにそ
れぞれ１枚あるいは複数枚の回転刃２′,2″を配置して
もよく、この場合、固定刃１を挟んで上下に配置された
上部の回転刃２′と、下部の回転刃２″とは、１つの油
圧モータ30から出されたドライブシャフト32によって同
じ回転運動を与えられる。そして、水草切断時に、上下
いづれの回転刃２′または２″が水草拘束刃として働
き、他方が水草の切断刃として働く。

上記１枚の固定刃１と上下の回転刃２′,2″の方式は、
固定刃１の１枚と回転刃２の１枚の方式に比べ水草切断
において、より水草を拘束するために効率的な水草の切
断が可能となる。

また、回転刃２と固定刃１とは任意の組合せが可能であ
り、回転刃２のブレード20の個数と、ブレード20の形状
と、刃の形状の選択と、固定刃１の刃の形状や突起刃３
の有無及びその突起刃３の形状や刃の形状の選択とは任
意にでき、その組合せも自由である。

さらに、回転刃２のブレード20の個数は、回転刃２の回
転数によっても決定され、また１枚の回転刃２は１つの
油圧モータ30で直接に駆動されるのが一般的であるが、
１つの油圧モータ30を使い、この動力伝達部として、チ
ェーンやベルト等を介することにより複数枚の回転刃２
を駆動する方式も可能である。

次に、上記に説明した水草カッター装置40は、通常第11
図（ａ）に示すように、推進機を有する水上浮体60の前
方に、直接に接続ピース61を介して取付けられるか、ま
たは、第11図（ｂ）に示すように、動きの自由なアーム
62を介して水上浮体60に取付けられるかして、水上浮体
型の水草カッター装置40となり、この水上浮体60の矢印
Ｆ方向の前進に伴って前方に繁茂する水草55の切断をす
る。

なお、この水草カッター装置40を推進機を持たない浮体
に取付けて、他の水上浮体、例えば船で曳航することに
よっても、水草を切断できるが、実用的とはいえない。

また、この水草カッター装置40は、水草切断の能力は十
分に有するが、切断された水草55を水中から空気中へと
搬送する機能はこの水草カッター装置40単体としてはな
い。

したがって、この水草カッター装置40は、水草の搬送装
置となるコンベアや、グラブ等の先端に組付けられ、こ
れ等と共に使用されることによって水草の切断回収装置
として利用することができる。

第12図に、この水草カッター装置40を接続用フレーム35
を介してコンベア63に組付けた水草切断回収コンベア装
置を、また、第13図に、この水草カッター装置40を接続
用フレーム35を介してグラブ64に組付けた水草切断回収
グラブ装置をそれぞれ示している。

なお、この水草カッター装置40は、水平方向、縦方向、
あるいは任意の傾きを有する傾斜方向のいづれに配置し
ても良いが、この水草カッター装置40を水上浮体60や、
コンベア63、グラブ64に取付けたり、組付ける場合に
は、水平方向や縦方向が一般的である。

第14図に、この水草カッター装置40を接続フレーム35を
介してコンベア63に、水平方向及び縦方向の両方向に組
付けた水草切断回収コンベア装置をその側面図で示して
いるが、63Aはそのコンベア本体で、63Bはその上部側壁
を示し、そして63Cはコンベアプーリを示している。

この場合、沈水性の水草55、例えばクロモやマツモは川
床Ｂに根をはり、水面に向かって草茎を伸ばして行く
が、成長につれて水面付近では縦方向から横方向へと繁
茂域が移って行く。これらの水草55を川床Ｂの近くで切
断する場合には、この水草カター装置40を水平に配置す
ればよいし、また水面付近で切断する場合であれば、縦
方向に配置すれば効率的な切断作業が行なわれうる。

次に、第15図（ａ）及び第15図（ｂ）は、この水草カッ
ター装置40を同じ方向に複数配列したものであり、これ
により水草55を細断することもできる。なお、第15図
（ａ）は各水草カッター装置40を水平方向に２段、そし
て第15図（ｂ）は水平方向に３段配列し、それぞれアー
ム62に組付けている。

なお、この水草カッター装置40は、その作業対象水域の
水草55の種類や、その繁茂状態に適した切断回収能力を
有する装置として各刃のサイズや枚数及び配置を適宜決
定するものとする。

〔発明の効果〕

以上に説明したごとく、本発明の水草カッター装置によ
れば、水中の水草を拘束しながら、効率よく、確実に水
草を切断することができるという効果がある。

また、本発明の水草カッター装置を水平または縦方向な
どに複数配列することにより、比較的水深の深い、例え
ば水深３から6mの水中に繁茂する沈水性水草を大容量、
高能力で切断することができ、また、この水草カッター
装置をアーム、コンベア、グラブなどに組付け、かつ上
記のごとく組付けた装置を水上浮体に取付けることによ
り、切断した水草の回収も機動的に行なえるという効果
があり、その結果、湖や沼といった比較的流れの少ない
閉水域のみならず、流動性のある河川や排水路の水草切
断回収作業が効率よく行なえるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図から第15図（ｂ）までは本発明の水草カッター装
置の実施例における説明図で、第１図はその水草カッタ
ー装置の斜視図、第２図は第１図の平面図、第３図は第
１図の要部拡大の断面図、第４図（ａ）及び第４図
（ｂ）は水草切断要領を示す回転刃のそれぞれ右回転及
び左回転する場合の状態を説明する平面図、第５図
（ａ）、第５図（ｂ）、第５図（ｃ）、第５図（ｄ）及
び第５図（ｅ）はそれぞれブレードの個数の異なる回転
刃の例を示す平面図、第６図（ａ）、第６図（ｂ）、第
６図（ｃ）、第６図（ｄ）及び第６図（ｅ）はそれぞれ
刃の形状の異なる回転刃の例を示す平面図、第７（ａ）
は第１図の回転刃の詳細を示す平面図、第７図（ｂ）は
第７図（ａ）のX_I−X_I方向の断面図、第８図（ａ）、第
８図（ｂ）及び第８図（ｃ）はそれぞれ刃の形状の異な
る固定刃の例を示す平面図、第８図（ｄ）は第８図
（ａ）から第８図（ｃ）までのY_I−Y_I方向の断面図、第
９図（ａ）、第９図（ｂ）及び第９図（ｃ）はそれぞれ
設けられた突起刃の刃の形状が異なる固定刃の例を示す
要部平面図、第10図は固定刃１枚と、回転刃上下各１枚
とを有する実施例の水草カッター装置の断面図、第11図
（ａ）は水上浮体に取付けた水草カッター装置の側面
図、第11図（ｂ）はアームに組付けた水草カッター装置
の側面図、第12図はコンベアに組付けた水草カッター装
置の平面図、第13図はグラブに組付けた水草カッター装
置の平面図、第14図はコンベアの水平方向及び縦方向の
両方向に水草カッター装置を配置した場合の側面図、第
15図（ａ）及び第15図（ｂ）はアームに対し、それぞれ
２段及び３段の水草カッター装置を組付けた状態を示す
側面図、第16図、第17図及び第18図は２枚刃スライド方
式のそれぞれ異なる従来例の水草切断装置の平面図、第
19図は３枚刃スライド方式の従来例の水草切断装置の斜
視図である。１……固定刃、2,2′,2″……回転刃、20……ブレー
ド、40……水草カッター装置、60……水上浮体、62……
アーム、63……コンベア、64……グラブ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１個以上の突起形ブレードを同一面に有す
る１枚の長尺な固定刃の面に接して、１個以上のカッタ
ーブレードを放射状に配した回転刃を配設すると共に、
回転刃の中心を突起形ブレードの中心線上に位置させて
なる水草カッター装置。
【請求項２】１個以上の突起形ブレードを同一面に有す
る１枚の長尺な固定刃を挟んでその両面に、１個以上の
カッターブレードを放射状に配した回転刃を配設すると
共に、回転刃の中心を突起形ブレードの中心線上に位置
させてなる水草カッター装置。