(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削刃（１６）の後部にスラリー注入管（１７）及び覆土板（１８）を配設し、該掘削刃（１６）、スラリー注入管（１７）及び覆土板（１８）を、本体フレーム（６）に対して先端部が回転支持部材（１０）を介して左右回動可能に支持された支持アーム（１１）の後部側に、上下方向に作動する平行リンク（１２）、該平行リンク（１２）に架設されたバネ（１３）及び上下移動範囲規制部材（１４）を介してインジェクタ（２）を支持し、前記本体フレーム（６）に、ゲージホイール（１９）を上下移動してインジェクタ（２）によるスラリーの圃場土中への施用深さを調節する上下調節支持装置（２０）及びインジェクタ（２）の作業を安定させるウエイト（３２）を備え、
前記インジェクタ（２）をトラクタ（１）により牽引して家畜糞尿のようなスラリーを圃場地表から１５ｃｍ付近までの浅層に施用するように設定し、スラリータンク（２４）に収容されたスラリーをポンプ（２５，２５ａ）を介してインジェクタ（２）に供給する移動経路にその流量を制御する絞り弁（３０ａ，５５ａ）ならびに変速装置（２６）を設け、該絞り弁（３０ａ，５５ａ）ならびに変速装置（２６）を前記トラクタ（１）の走行、走行停止、走行速度に応じて制御し、またインジェクタ（２）が作業中に土中の障害物に当たって上方へ移動したときは、その上方へ移動する動作によりスラリーの流量を一時的に絞るように制御して、スラリーの圃場表面への露出を防止するようにしたことを特徴とする浅層型スラリーインジェクタで用いるスラリーの流量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家畜糞尿のようなスラリーをインジェクタを介して圃場の浅層に施用する際にスラリーの流量を制御する浅層型スラリーインジェクタで用いるスラリーの流量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、家畜糞尿のようなスラリーを圃場に施用する場合、バキュームタンカ等で圃場表面に散布（表面施用）すると臭気の発生がひどく、府県等の住宅地が近接した条件では臭気公害の問題が発生している。この臭気を防ぐには、スラリーインジェクタにより２０〜３０ｃｍの深層にスラリーを施用する技術があるが、この方式では地下水汚染や肥料成分の効率的な利用が行われないなどの問題や、特に作業上、高馬力のトラクタが必要で、表面施用する場合と比べて作業能率が極端に悪いことが問題としてあった。
【０００３】
スラリータンカ、バキュームタンカにおいては、スラリーをできるだけ高能率に吐出させることが技術的に求められており、本発明が目標とするような、流量を従来の１／３から従来と同様の流量まで広範囲に変化させる機能を持ったものはなかった。特に、バキュームタンカ等においては、タンク内の圧力を一定にしてスラリーを吐出させているため、粘度が異なるスラリーの流量を連続的に変化させるのは困難であった。
【０００４】
こういった問題を解決するために、本発明では浅層型のスラリーインジェクタを提唱しているが、圃場端や旋回時は走行速度を遅くするため、スラリーの圃場表面への露出を完全に抑えるには、スラリーの供給を停止しなければならなかった。スラリーを供給しなかった所では、施肥効果がなく、圃場内で肥効むらが生じる等の問題があった。また、土壌条件や作業条件によっては、従来のスラリータンカでは吐出量の調整が行えないので、浅層への施用によって、スラリーが露出する場合もあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
こうした問題を解決するために、本発明では、浅層型スラリーインジェクタヘのスラリーの供給量を調整できる制御装置を開発し、浅層型スラリーインジェクタの作業でスラリーの圃場表面への露出を抑えることにより、スラリー施用に伴う臭気問題の解決を図るものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、以下の構成、手段を特徴としている。
Ａ．掘削刃１６の後部にスラリー注入管１７及び覆土板１８を配設し、該掘削刃１６、スラリー注入管１７及び覆土板１８を、本体フレーム６に対して先端部が回転支持部材１０を介して左右回動可能に支持された支持アーム１１の後部側に、上下方向に作動する平行リンク１２、該平行リンク１２に架設されたバネ１３及び上下移動範囲規制部材１４を介してインジェクタ２を支持し、前記本体フレーム６に、ゲージホイール１９を上下移動してインジェクタ２によるスラリーの圃場土中への施用深さを調節する上下調節支持装置２０及びインジェクタ２の作業を安定させるウエイト３２を備えた。
【０００７】
Ｂ．前記インジェクタ２をトラクタ１により牽引して家畜糞尿のようなスラリーを圃場地表から１５ｃｍ付近までの浅層に施用するように設定し、スラリータンク２４に収容されたスラリーをポンプ２５，２５ａを介してインジェクタ２に供給する移動経路にその流量を制御する絞り弁３０ａ，５５ａならびに変速装置２６を設け、該絞り弁３０ａ，５５ａならびに変速装置２６を前記トラクタ１の走行、走行停止、走行速度に応じて制御し、またインジェクタ２が作業中に土中の障害物に当たって上方へ移動したときは、その上方へ移動する動作によりスラリーの流量を一時的に絞るように制御して、スラリーの圃場表面への露出を防止するようにした。
【０００８】
【作用】
上記Ａ．及びＢ．の構成、手段によって本発明の浅層型スラリーインジェクタで用いるスラリーの流量制御装置は、次のような作用をする。
ａ．圃場の地表から１５ｃｍ付近までの浅層にスラリーを注入できる浅層型スラリーインジェクで利用するスラリータンカやバキュームタンカ等からのスラリーの流量が制御され、適正なスラリーの注入が行われてスラリーの圃場表面への露出が防止される。
【０００９】
ｂ．トラクタの走行、走行停止、走行速度に応じてスラリーの流量が制御され、スラリーの圃場表面への露出が防止される。
ｃ．流量制御装置は、スラリーの注入と同時に施肥、播種する場合に、スラリーの流量制御により所定の施肥、播種量が得られる。
【００１０】
ｄ．トラクタのＰＴＯ出力に、走行速度に応じて回転数が変化するグランドＰＴＯ機能を持たないトラクタ、あるいはグランドＰＴＯを持つトラクタのいずれのトラクタでも利用できる。グランドＰＴＯを持つトラクタでは、より高精度にスラリーの流量を制御できる。
ｅ．圃場に石礫等の多い牧草地でも、スラリーインジェクタが石礫に当たると、上方へ移動するのを利用して該インジェクタへのスラリーの流入量を一時的に絞ることにより、圃場表面へのスラリーの露出を防止する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、添付した図面を参照して説明する。
図１及び図２において、符号１はトラクタ、２は圃場表面から１０〜１５ｃｍ付近の土層にスラリーを注入する浅層型のスラリーインジェクタ、３はスラリータンカ（バキュームタンカの場合もある）である。トラクタ１の後部には、トップリンク４及び左右一対のロアリンク５からなる３点リンクが設けられ、この３点リンクに、左右方向に延びるスラリーインジェクタの本体フレーム６の中央部に設けられたトップマスト７及び左右一対のロアリンク連結部８を連結し、スラリーインジェクタ２及びスラリータンカ３がトラクタ１により牽引されて作業を行う。また、トラクタ１から後方に向けて突出された図示しないＰＴＯ軸から、ＰＴＯ伝動軸９を介して本体フレーム６に動力が伝達される。この実施例のトラクタ１は、走行速度に応じて回転数が変化するグランドＰＴＯ機能を持つものであるが、グランドＰＴＯ機能を持たないトラクタであってもよい。
【００１２】
スラリーインジェクタ２は、本体フレーム６の左右長さ方向に７組のユニットが左右間隔調節可能に支持されている。また、本体フレーム６の左右両端側は、それぞれ１組のスラリーインジェクタ２を装着した状態で、回動支持部６ａから上下に折り畳み可能であり、スラリーインジェクタ２が路上移動するときに折り畳んで機体幅を狭くして移動することができる。各スラリーインジェクタ２は、前部に設けた回動支持部材１０に支持アーム１１の前端部を左右回動自在に取り付け、この支持アーム１１に前後一対の平行リンク１２、バネ１３及び上下移動範囲規制部材１４を介して、花形ディスク１５及びサブソイラ形状の掘削刃１６が取り付けられている。この掘削刃１６の後部に、スラリー注入管１７及び覆土板１８が取り付けられ、覆土板１８は上下調節が可能である。本体フレーム６には、左右一対のゲージホイール１９が、上下調節支持装置２０により上下調節可能に支持され、スラリーインジェクタ２の作業深さを調節することができる。
【００１３】
本体フレーム６の左右方向の中央部から後方に向け連結フレーム２１が延び、この連結フレーム２１の後端部にヒッチ装置２２を介してスラリータンカ３の車体フレーム２３の先端部が左右回動可能に連結される。車体フレーム２３上にはスラリータンク２４が搭載されている。車体フレーム２３の前部に、図３及び図４に示すように容積型ポンプ２５が搭載され、変速装置２６を介して動力が伝達され、スラリータンカ３内のスラリーを吸い上げてスラリーインジェクタ２に供給する。この変速装置２６には、ＰＴＯ伝動軸９を介して本体フレーム６に伝達された動力が動力伝達軸２７を介して入力され、該変速装置２６の変速によりポンプ２５によるスラリータンカ３からのスラリーの流量が制御される。なお、ポンプ２５をスラリータンク２４後方の車体フレーム２３に搭載するようにしてもよい。
【００１４】
上記変速装置２６はポンプ２５と共に流量制御装置の要部を構成している。ポンプ２５の吐出量の制御は、スラリータンカ３の場合には変速装置２６を介してポンプ２５の回転数を制御し、バキュームタンカの場合には、バキュームタンク内にサブタンクを設けて該サブタンクからインジェクタ２の後述する分配機２８に至る管路に絞り弁を設けてサブタンク内の水位を一定に保つようにポンプ２５のポンプ圧の調整や稼働停止を行う。トラクタ１が走行を停止した場合やインジェクタ２を持ち上げた場合には、スラリータンカ３ではＰＴＯ伝動軸９の回転を停止し、バキュームタンカでは絞り弁を閉じる。スラリーインジェクタ２が石礫等で平行リンク１２により持ち上がった場合には、その持ち上げ力を利用してスラリー注入管１７を狭窄し、スラリーの流量を絞って圃場表面への露出を防止する。
【００１５】
一方、本体フレーム６上に分配機２８が搭載され、ここで分配したスラリーをパイプ２９を介してスラリー注入管１７に供給するようにしている。分配機２８は、トラクタ１から受ける油圧により作動して、ポンプ２５からホース３０を介して供給されるスラリーを攪拌すると共にスラリー中に含まれる固形物や敷きわら等を粉砕してパイプ２９に分配する機能を有している。スラリータンク２４に設けられた吸入部３１からは、スラリーを投入するほか、スラリーに不足している肥料要素（成分）や種子等を投入してスラリーと共に圃場の浅層に注入する施肥装置及び播種装置を構成している。
【００１６】
また、ポンプ２５は、スラリータンク２４からスラリー、肥料、種子等を吸い上げてホース３０を介して分配機２８に送り、分配されたスラリーをパイプ２９を介してスラリー注入管１７に送って土中に注入すると同時に、ポンプ２５により吸い上げたスラリーの一部をスラリータンク２４内に戻し（ドレンし）ポンプ２５によるスラリーの循環路を形成してスラリータンク２４内のスラリー、肥料、種子等を攪拌し、種子等の沈殿を防止するようにしている。符号３２は、スラリーインジェクタ２の作業を安定させるためのウエイトである。なお、トラクタ１にスラリータンカ３を直装し、スラリーインジェクタ２をスラリータンカ３の後部に装着するようにしてもよい。
【００１７】
図５に示すように、スラリータンカ３におけるポンプ２５の吐出量の制御を、変速装置２６によるポンプ２５の回転数制御により行うほか、ポンプ２５からホース３０を介して分配機２８−インジェクタ２に至る管路に絞り弁３０ａを設けて流量を制御するようにしてもよいものである。図５において矢印はスラリーの流れを示す。
【００１８】
図６に示すように、バキュームタンカ３ａの場合には、バキュームタンク２４ａ上にサブタンク２４ｂを分配機２８との間に水頭Ｈを確保して設け、該サブタンク２４ｂとバキュームタンク２４ａとの間を排出管３３及び絞り弁３３ａにより接続し、真空ポンプ２５ａとバキュームタンク２４ａ内を連通管３４及び絞り弁３４ａにより吸入部３１ａを通して連通させ、サブタンク２４ｂから供給管３５及び絞り弁３５ａを介して分配機２８に接続するように構成してもよいものである。そして、スラリーの流量を水頭Ｈと絞り弁３３ａ，３４ａ，３５ａの開度操作により、サブタンク２４ａ内の水位及び水圧を一定に保つように制御範囲Ｃの間で制御する。また、図７に示すように、スラリー注入管１７に対応してパイプ狭窄部３６を設け、このパイプ狭窄部３６を一端が本体側に支点３７ａにより枢支された操作アーム３７の他端に連結して、操作アーム３７によりパイプ狭窄部３６を矢印方向に移動させてスラリー注入量を調節するようにしてもよい。図７で３８はステーであり、スラリーは矢印方向に排出される。
【００１９】
次に、上記構成のスラリーインジェクタ２で用いるスラリータンカ３（バキュームタンカ３ａ）用施肥播種装置の動作について説明する。
スラリーインジェクタ２は、トラクタ１に直装されてスラリータンカ３やバキュームタンカ３ａから、タンク内で攪拌・混合されたスラリー、肥料要素及び種子をポンプ２５，２５ａにより吸い上げ、あるいは加圧してスラリー注入管１７を介して地表から１５ｃｍ付近までの浅層に注入して施肥播種し、覆土板１８により覆土して注入時は勿論のこと、圃場端においても圃場表面にスラリーを露出させない。また、インジェクタ２は幅方向に複数条（この実施例では７条）設け、各インジェクタ２が上下方向に作動する平行リンク１２とバネ１３により独立懸架され、圃場の凹凸に対して独立して追従可能であり、花形ディスク１５や掘削刃１６が土中の障害物に接触すると、上方に移動して損傷を回避する。また、インジェクタ２は回動支持部材１０により左右回動可能であり、インジェクタ２を土中に挿入したまま旋回が行われる。
【００２０】
この実施例では、スラリーインジェクタ２はトラクタ１の後部に直装され、スラリータンカ３またはインジェクタ２の後部に装着して牽引することを基本構成としているが、スラリータンカ３またはバキュームタンカ３ａをトラクタ１の後部に直装し、インジェクタ２をスラリータンカ３またはバキュームタンカ３ａの後部に装着して作業することもできる。スラリーインジェクタ２及びスラリータンカ３またはバキュームタンカ３ａはトラクタ１により牽引され、タンカ３または３ａヘの動力はインジェクタ２の上部を通って動力伝達軸２７を介してポンプ２５の変速装置２６ヘ供給される。本体フレーム６に取り付けられた分配機２８は、トラクタ１から供給される油圧により駆動し、スラリー内の夾雑物を細かく切断し、インジェクタ２のパイプ２９やスラリー注入管１７内での詰まりを防止すると共に、各条のインジェクタ２へ均一な量のスラリーを分配する。
【００２１】
インジェクタ２はゲージホイール１９により花形ディスク１５及び掘削刃１６の作用深さを調節し、スラリー注入管１７によるスラリーの注入深さを一定に保つと共に、花形ディスク１５は、例えば牧草等の根茎を切断し、掘削刃１６の牽引力を低減させる。スラリーは、掘削刃１６の後部に配置されたスラリー注入管１７を通じて、その下端まで導かれて圃場の浅層に施用される。スラリーの施用量を確保するために、掘削刃１６の先端にサブソイラと同様のウイングを取り付け、下層部の土を膨軟にし、施用後は覆土板１８により覆土を行い、花形ディスク１５及び掘削刃１６により切削した縦溝を閉鎖しスラリーの臭気の拡散を防止する。
【００２２】
圃場に石礫等の障害物がある場合や圃場面の凹凸に対応して、各インジェクタ２が平行リンク１２とバネ１３により、上下移動範囲規制部材１４の規制範囲で上下動しながら作業を行う。特に石礫がある圃場では、石礫のある条のインジェクタ２だけが平行リンク１２及びバネ１３によって上方に逃げ、その後下降することで圃場面へのスラリーの露出を低減する。また、花形ディスク１５、掘削刃１６、スラリー注入管１７、覆土板１８などは、回動支持部材１０により左右回動可能に取り付けられているので、圃場端においてインジェクタ２を持ち上げることなく旋回することができる。さらに、インジェクタ２の左右への振れは、石礫の回避にも役立つ。
【００２３】
そして、従来のように、スラリーが表面施用や、２０〜３０ｃｍの土中に深層施用されると、大気蒸散や地下浸透により、住環境へ悪臭問題や地下水汚染の問題を引き起こし、特に、悪臭問題は混住化が進んだ府県の酪農地帯では大きな問題となり、スラリーの圃場施用ができない場合も生じているのを、本発明においては解決できる。また、本発明のインジェクタ２は、バキュームタンカ３ａ等による表面施用と同程度の能率を有すると共に、土中の浅層にスラリーを施用することにより、悪臭の大気蒸散や肥料成分の地下浸透を抑制し、肥料成分を作物の根圏に施用することにより肥料成分の効率的な利用が促進される。
【００２４】
また、従来のスラリーインジェクタによる深層施用は、高馬力のトラクタで比較的作業時間がかかる一方、その施肥効果がスラリーの肥料成分の変動に左右され、施肥効果を的確に求めることができなかったのを、本発明では、肥料効果を求めることができ、播種前の元肥施肥を省力化することも可能となる。また、播種装置は、スラリーの施用と同時に牧草地の簡易更新と同程度の機能を有することから、牧草地の更新が促進され、飼料作物の生産の増加につながる。特に本発明の装置は、肥料成分や施肥効果が期待できる浅層部分に注入できる浅層型スラリーインジェクタで用いることにより、特別の駆動部や機構を有しないで簡単に施肥、播種ができることから、省力化とともに、家畜糞尿（スラリー）の圃場還元が促進され、環境に優しい技術となる。
【００２５】
スラリーの圃場への還元には、スラリーの粘度等の物理性も非常に異なることから、流量を一定にする等の機能を有するものは従来なかった。浅層型スラリーインジェクタ２とその広汎な利用を考慮した施肥、播種機能等のスラリーインジェクタ２の高機能化に対して、スラリーの流量を制御することは圃場表面への露出を防ぐことによる臭気の抑制、スラリーの施用と同時に施肥、播種量を正確に行うために必要な技術である。また、流量制御技術を用いると、スラリーの粘度に応じた的確な施用量を得ることができ、過度の肥料成分の投入を防ぐことができる。流量制御装置を持ったスラリータンカ３やバキュームタンカ３ａの利用は、的確な家畜糞尿の圃場還元が促進され、環境に優しい技術となる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によるスラリーインジェクタで用いるスラリータンカ用施肥播種装置は、請求項１の構成を有することにより、以下の効果を奏することができる。
【００２７】
イ．圃場の地表から１５ｃｍ付近までの浅層にスラリーを注入できる浅層型スラリーインジェクで利用するスラリータンカやバキュームタンカからのスラリーの流量が制御され、適正なスラリーの注入が行われてスラリーの圃場表面への露出を防止することができる。
ロ．トラクタの走行、走行停止、走行速度に応じてスラリーの流量が制御され、スラリーの圃場表面への露出を防止することができる。
【００２８】
ハ．流量制御装置は、スラリーの注入と同時に施肥、播種する場合に、スラリーの流量制御により所定の施肥、播種量を得ることができる。
ニ．トラクタのＰＴＯ出力に、走行速度に応じて回転数が変化するグランドＰＴＯ機能を持たないトラクタ、あるいはグランドＰＴＯを持つトラクタのいずれのトラクタでも利用することができる。また、グランドＰＴＯを持つトラクタでは、より高精度にスラリーの流量を制御することができる。
ホ．圃場に石礫等の多い牧草地でも、スラリーインジェクタが石礫に当たると、上方へ移動するのを利用して該インジェクタへのスラリーの流入量を一時的に絞ることにより、圃場表面へのスラリーの露出を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるスラリーインジェクタの側面図である。
【図２】同スラリーインジェクタの平面図である。
【図３】スラリータンカの側面図である。
【図４】スラリータンカの側面図である。
【図５】スラリータンカにおけるスラリー流量制御装置の側面図である。
【図６】バキュームタンカにおけるスラリー流量制御装置の側面図である。
【図７】スラリー注入管におけるスラリー流量制御装置の側面図である。
【符号の説明】
１  トラクタ
２  スラリーインジェクタ
３  スラリータンカ    ３ａ  バキュームタンカ
４  トップリンク
５  ロアリンク
６  インジェクタの本体フレーム    ６ａ  回動支持部
７  トップマスト
８  ロアリンク連結部
９  ＰＴＯ伝動軸
１０  回動支持部材
１１  支持アーム
１２  平行リンク
１３  バネ
１４  上下移動範囲規制部材
１５  花形ディスク
１６  掘削刃
１７  スラリー注入管
１８  覆土板
１９  ゲージホイール
２０  上下調節支持装置
２１  連結フレーム
２２  ヒッチ装置
２３  車体フレーム
２４  スラリータンク    ２４ａ  バキュームタンク    ２４ｂ  サブタンク
２５  容積型ポンプ    ２５ａ  真空ポンプ
２６  変速装置
２７  動力伝達軸
２８  分配機
２９  パイプ
３０  ホース    ３０ａ  絞り弁
３１，３１ａ  吸入部
３２  ウエイト
３３  排出管    ３３ａ  絞り弁
３４  連通管  ３４ａ  絞り弁
３５  供給管  ３５ａ  絞り弁
３６  パイプ狭窄部
３７  操作アーム    ３７ａ  支点
３８  ステー
Ｈ  水頭
Ｃ  制御範囲
【図１】
0003593562.tif 000002
【図２】
0003593562.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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