JP2005295852A

JP2005295852A - 土壌消毒用熱源装置

Info

Publication number: JP2005295852A
Application number: JP2004114526A
Authority: JP
Inventors: Takafumi Matsui; 隆文松井
Original assignee: MARUBUN SEISAKUSHO KK
Current assignee: MARUBUN SEISAKUSHO KK
Priority date: 2004-04-08
Filing date: 2004-04-08
Publication date: 2005-10-27

Abstract

【課題】土壌消毒場への搬入を容易にするとともに、土壌あるいは作物の種類、土壌中の病原菌の種類等によって、蒸気消毒と熱水消毒との切換えあるいはこれらの併用が迅速に行えるようにした土壌消毒用熱源装置を得る。
【解決手段】車輪（３）を有する台車（２）に蒸気ボイラー（１０）と熱水発生装置（２０）とを搭載し、蒸気ボイラー（１０）は、土壌の消毒に要する温度の蒸気を生成するとともに、該蒸気を蒸気消毒ホース（１８）に供給する消毒用蒸気供給路（１５）と、該蒸気を前記熱水発生装置（２０）に供給する加熱用蒸気供給路（１６）とを有し、熱水発生装置（２０）は、加熱用蒸気供給路（１６）から供給される蒸気と外部から供給される水とを混合させて消毒に要する温度に昇温させる熱交換タンク（２１）と、該熱交換タンク（２１）で生成された熱水を熱水消毒ホース（３１）に供給する消毒用熱水供給路（２８）とを有する構成とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、土壌を蒸気、あるいは熱水により加熱して病原菌を死滅させる、つまり蒸気消毒、あるいは熱水消毒する際に使用される土壌消毒用熱源装置に関し、特に、可搬性に富むとともに、土壌あるいは作物の種類、土壌中の病原菌の種類等により、蒸気消毒と熱水消毒との切換え、あるいは両者の併用が迅速に行えるようにした土壌消毒用熱源装置に関するものである。

一般に、土壌中の病原菌を死滅させる、いわゆる土壌消毒を行う手段として、臭化メチル等の薬剤を土壌内に注入する薬剤消毒、熱水によって土壌を加熱する熱水消毒、蒸気によって土壌を加熱する蒸気消毒等がある。上記薬剤消毒は公害等、環境に悪影響が出るおそれがあるため、近年では、熱水消毒、及び蒸気消毒が脚光を浴びている。

ところで、従来では、熱水消毒は熱水を発生させる熱水ボイラーを使用し、蒸気消毒は蒸気を発生される蒸気ボイラーを使用するようにしていたため、設備費が嵩むとともに、保守・管理に手数を要するものであった。また、蒸気消毒が行える蒸気ボイラーの蒸気で温水を作製し、この温水で栽培ハウスを加温したり、灌漑用温水を作製したりするものがあるが、このものは、熱水消毒には適用することができないものであった。しかも、蒸気ボイラー、及び該蒸気ボイラーの蒸気で温水を作製する温水作製装置が一台の台車に搭載されるようになっていないため、消毒する土壌消毒場への搬入が困難になるとともに、土壌あるいは作物の種類、土壌中の病原菌の種類等によって消毒手段が異なる際に、蒸気消毒と熱水消毒との切換え、あるいはこれらの併用が迅速に行えないものであった。
特開２００１−１５７５２０公報

本発明は、土壌消毒場への搬入を容易にするとともに、土壌あるいは作物の種類、土壌中の病原菌の種類等によって、蒸気消毒と熱水消毒との切換え、あるいはこれらの併用が迅速に行えるようにした土壌消毒用熱源装置を得ることを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために、以下の如く構成したものである。即ち、請求項１に係る発明は、車輪を有する台車に蒸気ボイラーと熱水発生装置とを搭載し、前記蒸気ボイラーは、土壌の消毒に要する温度の蒸気を生成するとともに、該蒸気を土壌の蒸気消毒ホースに供給する消毒用蒸気供給路と、該蒸気を前記熱水発生装置に供給する加熱用蒸気供給路とを有し、前記熱水発生装置は、前記加熱用蒸気供給路から供給される蒸気と外部から供給される水とを混合させて消毒に要する温度に昇温させる熱交換タンクと、該熱交換タンクで生成された熱水を熱水消毒ホースに供給する消毒用熱水供給路とを有してなる構成にしたものである。
請求項２に係る発明は、前記蒸気ボイラーは１００℃〜１４０℃の蒸気を生成し、また、前記熱水発生装置は８０℃〜９５℃の熱水を生成するようにしたものである。
請求項３に係る発明は、前記熱水発生装置の熱交換タンクは、タンク本体内に、加熱用蒸気供給路に接続される親管と、該親管に水平方向に所定の間隔をおいて並列に垂下連結されるとともに外周に多数の蒸気噴出孔を有する分岐管と、前記各分岐管の外周に所定の間隙を保持して嵌合される上下端が開放された筒状の対流管とを収容してなる構成にしたものである。

本発明に係る発明は、台車を操作することによって蒸気ボイラーと熱水発生装置とをユニットにした状態で消毒すべき土壌消毒場に迅速に移動させることができる。そして、蒸気消毒ホースを蒸気ボイラーの消毒用蒸気供給路に接続することによって、土壌を蒸気消毒することができ、また、熱水消毒ホースを熱水発生装置の消毒用熱水供給路に接続することによって土壌を熱水消毒することができるので、土壌あるいは作物の種類、土壌中の病原菌の種類等によって、蒸気消毒と熱水消毒との切換え、あるいはこれらの併用が迅速に行えることになる。
また、蒸気ボイラーの蒸気が加熱用蒸気供給路を介して熱交換タンクの親管に供給されると、該蒸気は親管を介して各分岐管に流入し、各分岐管の各蒸気噴出孔から対流管と分岐管との間隙部に噴出し、該間隙部に存在する水と混合して液化するとともに該水を昇温（加熱）させることになる。この昇温した熱水は他の水に対して比重が軽いため、上記対流管と分岐管との間隙部を上方に向かって移動し、対流管の上端開口部からタンク本体内の上部に流出し、これに伴ってタンク本体内下部の水が対流管の下端開口部から上記対流管と分岐管との間隙部に流入する。この作用が繰り替えされて、タンク本体内の水が効率よく昇温されることになる。

以下本発明を図に基づいて説明する。図において、図１は本発明による土壌消毒用熱源装置の全体を示す概略図、図２は本発明による蒸気ボイラー部の側面図、図３は本発明による熱水発生装置部の断面図、図４は土壌の蒸気消毒状態を示す要部断面図、図５は土壌の熱水消毒状態を示す要部断面図、図６は他の例による土壌の熱水消毒状態を示す要部断面図である。

図１、図２において、１は土壌消毒用熱源装置であり、台車２の後部（図２おいて左部）に蒸気ボイラー１０を、該台車２の前部に熱水発生装置２０を載置し、熱水装置２０は蒸気ボイラー１０の蒸気を導入して熱水を生成するようになっている。

上記蒸気ボイラー１０は、蒸気罐１１の後部に灯油、重油等を燃焼させるバーナー１２を取り付け、水道水、井戸水等の水を給水管１３により上記蒸気罐１１に供給し、この供給された水を上記バーナー１２の燃焼熱を利用して１００℃〜１４０℃、好ましくは１２０℃〜１３０℃の蒸気を生成するようになっている。上記蒸気ボイラー１０で生成された蒸気は吐出管１４を介して外部に吐出される。Ｖ１は吐出管１４を開閉する手動式の元弁である。

上記吐出管１４には、手動式の第１操作弁Ｖ２により開閉される消毒用蒸気供給路（ホース）１５と、手動式の第２操作弁Ｖ３により開閉される加熱用蒸気供給路（ホース）１６が並列に接続され、上記消毒用蒸気供給路１５には分配管１７を介して多数の蒸気消毒ホース１８が接続される。また、上記加熱用蒸気供給路１６は温度調節弁Ｖ４を介して熱水発生装置２０の熱交換タンク２１に接続される。

上記熱交換タンク２１は図３に示すようになっている。即ち、上蓋を有するタンク本体２２内の上部に加熱用蒸気供給路１６に接続される親管２３を水平配置して取り付け、該親管２３に蒸気噴出孔２４ａが形成された多数の分岐管２４を長手方向（水平方向）に略等間隔で垂下接続する。本例では、タンク本体２２は、図３において左右幅が約６００ｍｍ、奥行き（前後幅）が約２００ｍｍ、高さが約４５０ｍｍとなる直方体とし、親管２３は両端が閉塞された長さ５５０ｍｍ、断面７５ｍｍ角の角パイプにより形成し、分岐管２４は下端が閉塞された長さ３００ｍｍ、直径２７．２ｍｍの丸パイプにより形成されるとともに、その下半部に直径５．５ｍｍの蒸気噴出孔２４ａを円周方向に４箇所、上下に約２０ｍｍピッチで８箇所形成する。

上記各分岐管２４の外周に対流管２５を同軸に嵌合させる。該対流管２５は長さ３２０ｍｍ、直径６０．５ｍｍの上下端が開放された円筒のパイプにより形成し、分岐管２４との間に間隙（ア）を保持する。なお、上記した各部材の寸法は、蒸気ボイラー１０の容量、蒸気消毒ホース１８の数量及び長さ、後述する熱水消毒ホース３１の数量及び長さ等によって適宜設定する。また、上記親管２３は端部が閉塞されたパイプ材を平面視十字状に接合して形成し、各パイプ３材に前述と同様の分岐管２４を垂下接続し、各分岐管２４の外周に前述と同様の対流管２５を同軸に嵌合させるようにしてもよい。

上記タンク本体２２の上部に水道水、井戸水等の水を導入する導入管２６を接続し、タンク本体２２の下部にポンプＰ１を介してタンク本体２２内の熱水を外部に吐出する吐出管２７を接続し、該吐出管２７に三方弁Ｖ５を介して消毒用熱水供給路（ホース）２８と、戻し管２９を接続する。上記消毒用熱水供給路（ホース）２８には、図１に示すように、分配管３０を介して多数の熱水消毒ホース３１が接続される。

上記タンク本体２２内に、該タンク本体２２内の湯温を制御部（図示省略）に出力する第１センサーＳ１を取り付け、また、上記吐出管２７に湯温を上記制御部に出力する第２センサーＳ２を取り付ける。制御部は、上記第１センサーＳ１の信号を入力して前述した温度調節弁Ｖ４を開閉することにより、蒸気ボイラー１０から熱水発生装置２０に供給される蒸気の量を調節してタンク本体２２内の湯が８０℃〜９５℃、好ましくは９０℃〜９５℃となるように制御し、また、第２センサーＳ２の信号を入力して前述した三方弁Ｖ５を切換えることにより、熱水発生装置２０から熱水消毒ホース３１に供給する熱水の温度が９０℃以上となるようにする。

次に、上記実施例の使用態様について説明する。まず、土壌を蒸気消毒する際には、以下の如くして行う。即ち、図４に示すように、消毒を対象とする土壌４０の表面に、多数の噴出孔が形成された蒸気消毒ホース１８を載置する。次いで、上記土壌４０の表面４０ａをポリエチレンシート又はビニールシートからなる非通気性のシート４１により覆い、該シート４１の周縁部に錘４２を載せて密閉し、上記シート４１の上面を軽量の保温シート４３により覆う。

次いで、図１に示すように、上記蒸気消毒ホース１８を分配管１７を介して蒸気ボイラー１０の消毒用蒸気供給路（ホース）１５に接続し、第２操作弁Ｖ３を閉じるとともに、元弁Ｖ１、及び第１操作弁Ｖ２を開く。さすれば、蒸気ボイラー１０で生成された蒸気が、吐出管１４、消毒用蒸気供給路１５、分配管１７を介して蒸気消毒ホース１８に供給され、該蒸気消毒ホース１８から約１１０℃の蒸気が噴出する。この状態を、例えば９０分〜１１０分間持続させて土壌４０の温度が、例えば深さ約２０ｃｍに至って作物病原菌の死滅温度（６０℃以上）となるように加熱する。

次に、土壌を熱水消毒する際には、以下の如くして行う。即ち、図５に示すように、消毒を対象とする土壌４０の表面４０ａに、多数の噴出孔が形成された熱水消毒ホース３１を所定ピッチで載置する。次いで、シート４１により上記熱水消毒ホース３１とともに土壌４０の表面４０ａを覆い、該シート４１の上面を軽量の保温シート４３により覆う。

次いで、図１に示すように、上記熱水消毒ホース３１を分配管３０を介して熱水発生装置２０の消毒用熱水供給路（ホース）２８に接続し、第１操作弁Ｖ２を閉じるとともに、元弁Ｖ１、第２操作弁Ｖ３を開く。さすれば、蒸気ボイラー１０で生成された蒸気が、吐出管１４、加熱用蒸気供給路１６を介して熱水発生装置２０に供給される。この熱水発生装置２０に供給された蒸気は、図３に示すように、親管２３から各分岐管２４に流入し、該分岐管２４の蒸気噴出孔２４ａから対流管２５と分岐管２４との間隙部（ア）に噴出し、該間隙部（ア）に存在する水と混合して液化するとともに該水を昇温（加熱）させることになる。

上記昇温した熱水は他の水に対して比重が軽いため、上記対流管２５と分岐管２４との間隙部（ア）を上方に向かって移動し、対流管２５の上端開口部からタンク本体２２内の上部に流出し、これに伴ってタンク本体２２内下部の水が上記間隙部（ア）に流入する。この作用が繰り替えされて、タンク本体２２内の水が効率よくかつ静粛な状態で昇温される。そして、第１センサーＳ１、温度調節弁Ｖ４の作動により設定された９０℃〜９５℃の熱水が生成される。

上記昇温された熱水は、ポンプＰ１により消毒用熱水供給路２８、分配管３０を介して熱水消毒ホース３１に供給され、図５に示すように、上記各熱水消毒ホース３１から熱水４６が噴出する。該熱水消毒ホース３１による熱水４６の吐出時間は、例えば９０分〜１１０分間持続させ、土壌４０の温度が深さ約２０ｃｍに至って作物病原菌の死滅温度（約６０℃以上）となるように加熱する。

なお、土壌を熱水消毒する際には、図６に示すようにして消毒を対象とする土壌４０の表面４０ａを覆うようにしてもよい。即ち、上半部に多数の噴出孔が形成された熱水消毒ホース３１を土壌４０の表面４０ａに載置した後、該表面４０ａをシート４１により覆い、該シート４１の周縁部に錘４２を載せて密閉するとともに、該シート４１の上面を軽量の保温シート４３により覆う。次いで、送風機（図示省略）により、シート４１内に空気（外気）を圧送し、該シート４１を、上記熱水消毒ホース３１から噴出する熱水４６がシート４１に接触しない程度の円弧状に膨らませる。

次いで、上記熱水消毒ホース３１から熱水４６を噴出させる。このようにすれば、熱水消毒ホース３１から噴出する熱水４６が放射状に噴出し、広範囲の土壌表面４０ａに略均一に散布されることになり、土壌面積に設置する熱水消毒ホース３１の本数が低減し、これの設置作業、及び土壌消毒終了後の除去作業が迅速かつ小労力で行えることになる。

なお、土壌４０をより深く、例えば深さ３０ｃｍ〜４０ｃｍに至って効率よく加熱消毒する際には、以下の如くして行う。即ち、シート４１で覆われた土壌４１の表面４１ａに蒸気消毒ホース１８と熱水消毒ホース３１を並列に載置し、まず、第２操作弁Ｖ３を閉じるとともに、元弁Ｖ１、及び第１操作弁Ｖ２を開き、消毒用蒸気供給路１５から蒸気消毒ホース１８に蒸気を供給し、該蒸気消毒ホース１８から噴出する蒸気４５によって上記土壌４０の温度を、例えば深さ約２０ｃｍに至って作物病原菌の死滅温度に加熱する。

次いで、第１操作弁Ｖ２を閉じるとともに、元弁Ｖ１、第２操作弁Ｖ３を開き、蒸気ボイラー１０の蒸気を加熱用蒸気供給路１６から熱水発生装置２０に供給し、該熱水発生装置２０で発生した熱水を蒸気消毒用熱水供給路２８を介して熱水消毒ホース３１に供給し、該熱水消毒ホース３１から熱水４６を土壌４０の表面４０ａに散布する。さすれば、該熱水４６は土壌４０内を深さ約２０ｃｍまで浸透するまではさほど温度降下せず、主として深さ約２０ｃｍよりも深い３０ｃｍ〜４０ｃｍに至る土壌を加熱することとなる。これにより、土壌４０を効率よく深く加熱消毒することができる。

本発明による土壌消毒用熱源装置の全体を示す概略図である。本発明による蒸気ボイラー部の側面図である。本発明による熱水発生装置部の断面図である。土壌の蒸気消毒状態を示す要部断面図である。土壌の熱水消毒状態を示す要部断面図である。他の例による土壌の熱水消毒状態を示す要部断面図である。

符号の説明

１土壌消毒用熱源装置
２台車
３車輪
４前脚
５把手
１０蒸気ボイラー
１１蒸気罐
１２バーナー
１３給水管
１４吐出管
１５消毒用蒸気供給路
１６加熱用蒸気供給路
１７分配管
１８蒸気消毒ホース
２０熱水発生装置
２１熱交換タンク
２２タンク本体
２３親管
２４分岐管
２４ａ噴出孔
２５対流管
２６導入管
２７吐出管
２８消毒用熱水供給路
２９戻し管
３０分配管
３１熱水消毒ホース
４０土壌
４０ａ土壌表面
４１シート
４２錘
４３保温シート
４５蒸気
４６熱水
Ｐ１ポンプ
Ｖ１元弁
Ｖ２第１操作弁
Ｖ３第２操作弁
Ｖ４温度調節弁
Ｖ５三方弁
Ｓ１第１センサー
Ｓ２第２センサー

Claims

車輪（３）を有する台車（２）に蒸気ボイラー（１０）と熱水発生装置（２０）とを搭載し、前記蒸気ボイラー（１０）は、土壌の消毒に要する温度の蒸気を生成するとともに、該蒸気を土壌の蒸気消毒ホース（１８）に供給する消毒用蒸気供給路（１５）と、該蒸気を前記熱水発生装置（２０）に供給する加熱用蒸気供給路（１６）とを有し、前記熱水発生装置（２０）は、前記加熱用蒸気供給路（１６）から供給される蒸気と外部から供給される水とを混合させて消毒に要する温度に昇温させる熱交換タンク（２１）と、該熱交換タンク（２１）で生成された熱水を土壌の熱水消毒ホース（３１）に供給する消毒用熱水供給路（２８）とを有してなることを特徴とする土壌消毒用熱源装置。
蒸気ボイラー（１０）は１００℃〜１４０℃の蒸気を生成し、熱水発生装置（２０）は８０℃〜９５℃の熱水を生成してなることを特徴とする請求項１記載の土壌消毒用熱源装置。
熱水発生装置（２０）の熱交換タンク（２１）は、タンク本体（２２）内に、加熱用蒸気供給路（１６）に接続される親管（２３）と、該親管（２３）に水平方向に所定の間隔をおいて並列に垂下連結されるとともに外周に多数の蒸気噴出孔（２４ａ）を有する分岐管（２４）と、前記各分岐管（２４）の外周に所定の間隙（ア）を保持して嵌合される上下端が開放された筒状の対流管（２５）とを収容してなることを特徴とする請求項１又は２記載の土壌消毒用熱源装置。