JP5584242B2

JP5584242B2 - 除染用回転刃

Info

Publication number: JP5584242B2
Application number: JP2012047640A
Authority: JP
Inventors: 真一前川
Original assignee: 前川鉄工株式会社
Priority date: 2012-03-05
Filing date: 2012-03-05
Publication date: 2014-09-03
Anticipated expiration: 2032-03-05
Also published as: JP2013181939A

Description

本発明は、除染用回転刃に関する。

原子力発電所の事故等によって放射性セシウム等の放射性物質の粉体やそれを含んだ雨が森林に降ると、放射性物質が落葉や落枝、腐植層等の土壌に付着・蓄積して、汚染土壌となる。
この汚染土壌に、雨が降ると、放射性物質が、ふもとの農地や居住地に、流出する虞があるため、汚染土壌を除去する除染作業が行なわれる。
このような汚染土壌は、落葉や落枝の除去だけでなく、地表から一定の深さまで掻き取って除去すると除染効果がより得られる。
そこで、従来は、クワや熊手（特許文献１参照）で汚染土壌を掻き取って、除染作業を行なっていた。

特開２００１−２２号公報

しかし、腐植層等の汚染土壌には、草木の細い糸状の細い根（ひげ根）が広がっている場合が多く、クワや熊手で、細い根を断ち切るようにして掻き取り作業を行なうことは、大変な労力と時間がかかるという問題があった。

そこで、本発明は、汚染土壌内の草木の細い根を容易に断ち切って、汚染土壌を掻き起こすことが可能な除染用回転刃の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の除染用回転刃は、平板本体部の下面に下方突出状に土壌掻き起こし刃片を具備し、上記土壌掻き起こし刃片は、側面視で略不等辺三角形であって、放射性物質が付着・蓄積した汚染土壌に対して回転中に先に接する刃先縁に沿ってエッジ刃を有し、上記土壌掻き起こし刃片は、上記刃先縁を上記平板本体部の下面から１５度以上３５度未満の刃先角度をもって形成し、かつ、上記下面からの上記土壌掻き起こし刃片の下方突出寸法を２０ｍｍ以上７０ｍｍ以下に設定したものである。
また、平面視円形状の平板本体部の外周縁部に複数の草刈刃片を配設し、かつ、上記平板本体部の下面に下方突出状に土壌掻き起こし刃片を具備し、上記土壌掻き起こし刃片は、側面視で略不等辺三角形であって、放射性物質が付着・蓄積した汚染土壌に対して回転中に先に接する刃先縁に沿ってエッジ刃を有し、上記土壌掻き起こし刃片は、上記刃先縁を上記平板本体部の下面から１５度以上３５度未満の刃先角度をもって形成し、かつ、上記下面からの上記土壌掻き起こし刃片の下方突出寸法を２０ｍｍ以上７０ｍｍ以下に設定したものである。

本発明によれば、汚染土壌内に広がっている草木の細い根を容易に切断でき、除染作業を迅速かつスムーズに進めることができる。広範囲の汚染土壌を、少人数で、短時間で掻き起こすことができ、除染作業を効率良く行なうことができる。

本発明の実施の一形態を示す平面図である。実施の一形態を示す側面図である。図１のＡ−Ａ断面側面図である。他の実施形態を示す平面図である。他の実施形態を示す側面図である。図４のＢ―Ｂ断面側面図である。他の実施形態を示す要部底面図である。汚染土壌の一例を示す斜視図である。使用状態の一例を示す要部断面側面図である。除染作業完了後の一例を示す斜視図である。実施形態の作用説明図である。比較例の作用説明図である。実施形態の作用説明図である。参考例の作用説明図である。

以下、図示の実施形態に基づき本発明を詳説する。
本発明に係る除染用回転刃は、原子力発電所の事故等によって放射性セシウム等の放射性物質が飛散し、又はそれを含んだ雨が降って、放射性物質が落葉や落枝、腐植層等の土壌に付着・蓄積した図８に示すような汚染土壌Ｇを、除去する除染作業に於て、汚染土壌Ｇをスコップ等で採取しやすくするための土壌掻き起こし作業に用いるものであり、図９に示すように、除草作業用の刈払機本体Ｋに回転軸心Ｌ廻りに回転駆動可能に取着されるものである。

図１乃至図３に示す実施の一形態のように、回転軸心Ｌを中心として取付孔11が貫設された平面視矩形状の金属製の平板本体部１と、平板本体部１の下面１ｂから下方突出状に形成された複数の板状の土壌掻き起こし刃片２と、を備えている。

土壌掻き起こし刃片２は、汚染土壌Ｇ内（地中）を回転軸心Ｌ（取付孔11の軸心Ｌ´））廻りに回転するものであり、側面視で略不等辺三角形である。また、汚染土壌Ｇに対して回転方向Ｎに回転中に先に接する（回転方向先頭側に配設される）傾斜状の刃先縁21を有している。刃先縁21と下面１ｂの間の刃先角度θを、４５度未満に設定し、具体的には、１５度以上３５度未満としている。

また、土壌掻き起こし刃片２の刃部20は、（回転軸心Ｌの）ラジアル内方側の側面22が刃先縁21に沿ってエッジ刃に形成された片刃型である。
なお、刃部20を、両側面22，23側（ラジアル内方の側面22側及びラジアル外方の側面23側）が刃先縁21に沿ってエッジ刃に形成された両刃型とするも良い。

また、土壌掻き起こし刃片２は、平板本体部１の外側縁部１ｅに配設され、回転軸心Ｌ廻りに、等間隔に４つ配設されている。なお、１８０度間隔で２つ設けるも良い。また、平板本体部１と接している上端から、下端２ｂまでの下方突出寸法Ｈを、２０ｍｍ以上７０ｍｍ以下に設定している。また、平面視（底面視）で、回転軸心Ｌを中心点とした仮想円の接線方向の一文字状に形成している。

また、１枚の金属板材を、平面視で十字状に形成し、中央部を平板状に保持したまま十字の４つの先端部を夫々下方に折曲げ、この折曲げた先端部を土壌掻き起こし刃片２とし、折曲げていない中央部を平板本体部１としたものである。平板本体部１と土壌掻き起こし刃片２が１枚の金属板材から成り、溶接や組立が不要で容易に製造でき大量生産に好適である。なお、平板本体部１と土壌掻き起こし刃片２と夫々作成後に、溶接等によって固着して一体状とするも良い。

次に、他の実施形態について説明する。
図４乃至図７に示すように、取付孔11が中心に貫設された金属製の平面視円形状の平板本体部１と、平板本体部１の下面１ｂから下方突出状に形成された複数の金属製板状の土壌掻き起こし刃片２と、平板本体部１の外周縁部１ｄから平板本体部１（回転軸心Ｌ）のラジアル外方に突出する複数の板状の草刈刃片３と、を備えている。

土壌掻き起こし刃片２は、側面視で略不等辺三角形であり、汚染土壌Ｇに対して回転方向Ｎに回転中に先に接する傾斜状の刃先縁21を有している。そして、刃先縁21と下面１ｂの間の刃先角度θを、４５度未満に設定し、具体的には、１５度以上３５度未満としている。

また、土壌掻き起こし刃片２の刃部20は、両側面22，23側が刃先縁21に沿ってエッジ刃に形成された両刃型である。なお、刃部20を、ラジアル内方の側面22側のみが刃先縁21に沿ってエッジ刃に形成された片刃型とするも良い。

また、土壌掻き起こし刃片２は、平板本体部１の外周縁部１ｄ寄りに配設され、回転軸心Ｌ廻りに略１８０度（１７０〜１９０度）間隔で一対（２つ）配設されている。そして、平板本体部１に溶接等によって一体状に固着されている。なお、回転軸心Ｌ廻りに等間隔に４つ設けても良い。また、平板本体部１と接している上端から、下端２ｂまでの下方突出寸法Ｈを、２０ｍｍ以上７０ｍｍ以下に設定している。また、平面視（底面視）で、回転軸心Ｌを中心点とした仮想円の接線方向の一文字状に形成している。

次に、本発明の除染用回転刃の実施の一形態及び他の実施形態の使用方法（作用）について説明する。
図８に示すように、森林内には、原子力発電所の事故等によって放射性セシウム等の放射性物質が降って、放射性物質が付着・蓄積した、腐植層等の汚染土壌Ｇが存在する。この汚染土壌Ｇを削ぎ取って除去する除染作業に用いる。

図９に示すように、モータやエンジン等の原動機Ｅによって回転駆動される回転軸Ｊを有する除草作業用の刈払機本体Ｋ（の回転軸Ｊ）に取着して、汚染土壌Ｇの地表面に対して平板本体部１を平行状乃至やや傾斜状に保持しつつ回転駆動させる。そして、スウィング運動（操作）しつつ前進する。

また、土壌掻き起こし刃片２を地中に配設する。土壌掻き起こし刃片２の下端２ｂから上端（平板本体部１の下面１ｂ）までの一部乃至全部（刃先縁21の半分以上）が汚染土壌Ｇの地中となるように配設する。
そして、複数の土壌掻き起こし刃片２が、汚染土壌Ｇ内（地中）で、回転軸心Ｌ廻りに回転して、汚染土壌Ｇを掻き起こす。

土壌掻き起こし刃片２は、地表から所定深さの汚染土壌Ｇを攪拌して地ならしする。
除去すべき汚染土壌Ｇは、地表から所定（一定）の深さまでに多く存在し、それ以上深い土壌は、汚染されていない場合や汚染レベルが低く除去の必要が無いものである。つまり、除去する必要のない土壌を攪拌せず、除染効果の低い（無い）土壌を除去（搬出）する労力を軽減でき、除染作業を効率よく行なうことができる。また、熊手等に比べて、作業者ごとによる掻き起こし深さのムラを防止でき、作業の均一化が図れる。なお、下方突出寸法Ｈが２０ｍｍ未満であると、十分に除去すべき汚染土壌Ｇを攪拌できず、７０ｍｍを越えると、汚染土壌Ｇ内（地中）で回転するための抵抗が大きくなって、大型の原動機Ｅや刈払機本体Ｋが必要となると共に、除染作業者の操作が困難となる。

また、腐植層等の汚染土壌Ｇには、草木の細い糸状の細い根（ひげ根）Ｑ等が広がっている場合がある。この細い根Ｑ等を土壌掻き起こし刃片２が断ち切る（切断する）。
図11に示すように、土壌掻き起こし刃片２は、刃先縁21と垂直の切断力Ｆａをもって、細い根Ｑ等を切断する。この際、切断反力Ｆｄを受ける。この切断反力Ｆｄの分力を、反回転方向反力Ｆｅ及び上方向反力Ｆｉとする。
例えば、図12に示すように刃先角度θ´を４５度以上とした比較例の土壌掻き起こし刃片２´は、切断の際の切断力Ｆａ´が図11と同じであると、反回転方向反力Ｆｅ´は、図11の反回転方向反力Ｆｅよりも大きくなり、上方向反力Ｆｉ´は、図11の上方向反力Ｆｉよりも小さくなる。
つまり、実施形態（図11）の土壌掻き起こし刃片２は、反力を上方向に多く逃がし、反回転方向への反力を少なくする作用が得られる。したがって、過負荷で急に除染用回転刃が止まる虞が少ないと共に、原動機Ｅの出力（トルク）が同じであれば、回転力に抵抗する反力が小さく、細い根Ｑ等を容易に切断できる。
なお、刃先角度θを１５度未満とすると、土壌掻き起こし刃片２を大きく形成しないと地中を十分に（深く）攪拌することが困難となり、使い勝手が悪いため、刃先角度θを１５度以上に設定する。また、３５度未満に設定し、反回転方向への反力をより小さくすることができる。

また、土壌掻き起こし刃片２は、平面視で一文字状に形成されているため、図13に示すように土壌掻き起こし刃片２の先端部の回転軌跡よりも、中間部の回転軌跡がラジアル内方となり、回転中における汚染土壌Ｇと接触範囲Ｓが、図14に示すように平面視円弧状とした参考例の土壌掻き起こし刃片２´´の場合の接触範囲Ｓ´に比べて広く（大きく）なる。即ち、平面視で一文字状に形成したことでより多くの汚染土壌Ｇを掻き起こすと共に多数本の根切りを行なうことが可能となる。また、図13に示した矢印Ｗのように汚染土壌Ｇをラジアル内方へ飛ばしてより効率良く攪拌できる。

土壌掻き起こし刃片２によって、汚染土壌Ｇは、柔らかくなり、熊手等で落葉や落枝を集めやすく、スコップ等が差し込みやすい土壌に改良され、容易かつ迅速に削ぎ取られる。汚染土壌Ｇが削ぎ取られると、図10に示すように、森林内は、汚染した落葉や雑草、腐植層等が無くなり、除染作業が終了する。

また、図４乃至図７に示した実施形態の場合は、上述の作用に加え、複数の草刈刃片３を有しているので、汚染土壌Ｇに生えている（地表面から突出している）雑草や細い木を切断でき、草刈り作業と土壌掻き起こし作業が同時に行なわれ、除染作業全体の作業時間を短縮させ作業効率を向上させる。

なお、本発明は、設計変更可能であって、図１乃至図３の実施形態に於て、平板本体部１の平面視形状は、三角形状や多角形状、円形状等自由である。また、土壌掻き起こし刃片２の枚数は、図示の実施形態に限らず、２枚、３枚あるいは５枚以上とするも良い。草刈刃片３の形状や枚数は、図示の実施形態に限らず自由である。また、草刈刃片３の刃部の構造は、超硬チップをロウ付けしたもの、人工ダイヤモンドを焼き付けたもの等自由である。また、刈払機本体Ｋは、エンジンやモータ等の原動機Ｅによって回転すると共に除染用回転刃が取着可能な回転軸Ｊを有していれば、図８に示した形状や構造に限らず、支持車輪を有するものや四輪車型のもの等自由であるが、森林内への持ち込みが容易な小型・軽量なものが望ましい。

以上のように、本発明の除染用回転刃は平板本体部１の下面１ｂに下方突出状に土壌掻き起こし刃片２を具備したので、汚染土壌Ｇ内に広がっている草木の細い根Ｑを容易に細かく切断でき、除染作業を迅速かつスムーズに進めることができる。広範囲の汚染土壌Ｇを、少人数で、短時間で掻き起こすことができ、除染作業を効率良く行なうことができる。また、大型な機械や車両の侵入が困難な森林内であっても、搬入搬出が容易な除草作業用の刈払機本体Ｋを利用して、汚染土壌Ｇを掻き起こすことができ、様々な除染対象区域に対応できる。地表から所定の深さ（均一状）に汚染土壌Ｇを削ぎ取ることができる。

また、平面視円形状の平板本体部１の外周縁部１ｄに複数の草刈刃片３を配設し、かつ、平板本体部１の下面１ｂに下方突出状に土壌掻き起こし刃片２を具備したので、汚染土壌Ｇ内に広がっている草木の細い根Ｑを容易に細かく切断でき、除染作業を迅速かつスムーズに進めることができる。広範囲の汚染土壌Ｇを、少人数で、短時間で掻き起こすことができ、除染作業を効率良く行なうことができる。地表から所定の深さ（均一状）に汚染土壌Ｇを削ぎ取ることができる。また、土壌掻き起こし作業と、除草作業を同時に行なうことができ、除染作業全体の時間を短縮できる。或いは、人員を削減できる。

また、土壌掻き起こし刃片２が、側面視で略不等辺三角形であって、汚染土壌Ｇに対して回転中に先に接する刃先縁21が平板本体部１の下面１ｂから４５度未満の刃先角度θをもって形成されているので、細い根Ｑを容易に切断できると共に、過負荷による急停止を防止できる。持ち運びが容易な出力（トルク）の小さい原動機Ｅであっても確実に細い根を切断することができる。

１平板本体部
１ｂ下面
１ｄ外周縁部
２土壌掻き起こし刃片
３草刈刃片
21 刃先縁
Ｇ汚染土壌
Ｈ下方突出寸法
θ 刃先角度

Claims

平板本体部（１）の下面（１ｂ）に下方突出状に土壌掻き起こし刃片（２）を具備し、
上記土壌掻き起こし刃片（２）は、側面視で略不等辺三角形であって、放射性物質が付着・蓄積した汚染土壌（Ｇ）に対して回転中に先に接する刃先縁（21）に沿ってエッジ刃を有し、
上記土壌掻き起こし刃片（２）は、上記刃先縁（21）を上記平板本体部（１）の下面（１ｂ）から１５度以上３５度未満の刃先角度（θ）をもって形成し、かつ、上記下面（１ｂ）からの上記土壌掻き起こし刃片（２）の下方突出寸法（Ｈ）を２０ｍｍ以上７０ｍｍ以下に設定しことを特徴とする除染用回転刃。
平面視円形状の平板本体部（１）の外周縁部（１ｄ）に複数の草刈刃片（３）を配設し、かつ、上記平板本体部（１）の下面（１ｂ）に下方突出状に土壌掻き起こし刃片（２）を具備し、
上記土壌掻き起こし刃片（２）は、側面視で略不等辺三角形であって、放射性物質が付着・蓄積した汚染土壌（Ｇ）に対して回転中に先に接する刃先縁（21）に沿ってエッジ刃を有し、
上記土壌掻き起こし刃片（２）は、上記刃先縁（21）を上記平板本体部（１）の下面（１ｂ）から１５度以上３５度未満の刃先角度（θ）をもって形成し、かつ、上記下面（１ｂ）からの上記土壌掻き起こし刃片（２）の下方突出寸法（Ｈ）を２０ｍｍ以上７０ｍｍ以下に設定しことを特徴とする除染用回転刃。