土壌表面又はその下方に材料を配置するための装置
典型的な実施形態では、土壌を処理するための装置(100)は、少なくとも一つの噴出口をその内部に有する土壌接触ヘッド(102)と、土壌接触ヘッドに取り付けられた取手(104)と、少なくとも一つの噴出口と流体連通する噴出弁(106)と、土壌接触指示器(108)と、噴出弁と流動自在に接続される加圧された土壌処理流体の供給源と、を含む。土壌接触指示器が土壌接触ヘッドと土壌の間の接触を指示すると、噴出弁は、加圧された土壌処理材料を噴出口を通して噴出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の分野は、土壌処理(soil treatment)に関し、より詳細には、土壌表面を機械的に乱さない方式で、障害物に隣接する土壌表面の下方に土壌処理剤(soil treatment)を注入することに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
土壌の表面の下方に土壌処理剤を挿入することは、処理剤の流失を限定する方法として実施されてきた。そのような土壌処理を実施するための典型的な装置は、針又は他の機械装置を使用し、土壌中に通路を生成して土壌処理剤が地中に挿入されるのを可能にしている。これらの装置は、見苦しいか、又は、挿入現場(insertion sight)付近の不要な土壌圧縮(soil compaction)などの他の不都合な懸案事項を生成する可能性のある穴を土壌中に生成すること、並びに、機械的な力を使用して穴を生成することを必要とすることといった明白な制約を有している。
【０００３】
土壌表面の下方に材料を効果的に注入する方法として高圧を使用することが、モンロー(Monroe)の「Apparatus and Method for Aerating and/or Introducing Particulate Matter into a Ground Surface」という名称の米国特許第5,370,069号に記載されている。これらの方法は、土壌処理薬剤(soil treatment agent)を伴出する(entrain)空気又は水などの流体の高圧噴流を使用する。土壌処理薬剤は流体の溶液であってもよく、又は流体で搬送される粒状材料であってもよい。高圧噴流(jet)は、表面に小さな穴を形成することができ、その穴の中に材料が配置されることになるか、又は表面によって急速に材料が吸収されるようにすることができ、土壌の乱れが最小になる。圧力噴流を使用する一つの利点は、土壌処理材料が土壌の表面の下方に配置されることに基づく通路を生成するために、いかなる機械的労力も必要とされないことである。
【０００４】
モンローに開示される装置などの装置は、表面の下方に土壌処理材料を配置することにおいて効率的ではあるが、それらの装置は、機器の大きさが制約とはならない大面積に亘ってそのような材料を分布させるために特別に適合される。例えば、米国特許第7,581,684号に記載される装置は、広い面積に亘って土壌処理材料の正確な分布をもたらすために使用され得る牽引装置(towed device)を含む。しかし、壁、塀、及び/又は木、若しくは他の景観的地物などの構造物に隣接して土壌処理剤を配置することにおいては、その構造物に接近して装置を操作することに関する困難な課題に起因してこの装置は制約を受けることとなる。
【０００５】
土壌処理材料の高圧及び/又は高速の流れの使用を介して、処理される表面を破壊することなく材料が注入され得る。この性能を改善する一態様は、注入器が表面から離隔されるときに、土壌処理材料の流れが空気中に散逸しないように、注入器を表面自体に極めて接近させることである。加えて、注入器と処理される土壌の間の接触は、処理剤が適用される土壌を跳ね除ける(bounce off)という土壌処理剤の能力を制限する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
高圧が使用される結果として、装置の運転者の安全に対する懸念に対処することが望ましい。土壌処理材料の短期間の流れのエネルギーは、それが空気中を進むときに散逸するが、その流れは、噴出口の近くに配置される対象物に対して有害であり得る。更に、そのようなエネルギーの散逸は、所与の圧力に対する土壌貫入を制限する。従って、噴出口が土壌に接近しているときにだけ土壌処理材料の高圧流を作動させることが放出装置の効率を増加させる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書で説明される方法及び装置は、機械的に土壌に貫入することなく安全に、流体、即ち粒状材料がその内部に伴出される流体(以下、集合的に「土壌処理流体」という)を、とりわけ建物、塀、並びに木及び他の景観的地物などの構造物に隣接する地中に、順調に配置する方法を提供する。土壌処理材料は、肥料及び他の土壌調整材料(soil conditioning material)、並びに構造物の周囲周りに配置される殺虫剤障壁などの昆虫処理剤(insect treatment)を、限定されることなく含んでもよい。装置は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第7,581,684号に記載されるような大きな装置に限定されることなく、土壌貫入への使用を可能にする。例えば、水又は空気の噴出を使用する噴流は、材料を土壌中に搬送し、表面に噴出物(eruption)を残して直後に続く活動又は他の処理を妨げることはない。
【０００８】
装置は、少なくとも一つの噴出口を有する土壌処理装置において具現され得る。その土壌処理装置は、取手(handle)、噴出弁(discharge valve)、土壌接触指示器(soil contact indicator)、加圧された土壌処理流体の供給源(source)、及び噴出口がその内部に配置された土壌接触ヘッド(soil contact head)を含んでよい。噴出弁は、土壌接触ヘッドによって地面に対して十分な力が加えられた結果として起動されてもよく、それにより、加圧された土壌処理流体のパルスが地中に注入される。更なる実施形態では、装置はまた、土壌接触ヘッドと取手の間に一又は複数の回転自由度をもたらして、土壌接触ヘッドを土壌に対して好ましい位置に向けることを可能にする継ぎ手を含んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の典型的な実施形態における、土壌処理剤を配置するための簡素化された携帯型装置の斜視図である。
【図２】図1のA-A'に沿った、簡単な土壌接触ヘッドを示す断面図である。
【図３】接触スイッチ及び回転1自由度を使用する本発明の典型的な実施形態における土壌処理剤を配置するための携帯型装置を、取手の一部を切り取って示す正面図である。
【図４】土壌接触指示器として地面接触プローブを使用する本発明の典型的な実施形態における、土壌処理剤を配置するための携帯型装置に対する土壌接触ヘッドを示す断面図である。
【図５Ａ】土壌接触ヘッドが一列の噴出口を使用する本発明の典型的な実施形態における、土壌処理剤を配置するための携帯型装置に対する土壌接触ヘッドを示す図である。
【図５Ｂ】土壌接触ヘッドがマトリックス状の噴出口を使用する本発明の典型的な実施形態における、土壌処理剤を配置するための携帯型装置に対する土壌接触ヘッドを示す図である。
【図５Ｃ】土壌接触ヘッドが弓形形状を使用する本発明の典型的な実施形態における、土壌処理剤を配置するための携帯型装置に対する土壌接触ヘッドを示す図である。
【図６】複数の噴出弁を使用する本発明の典型的な実施形態における、土壌処理剤を配置するための携帯型装置を示す図である。
【図７】土壌接触ヘッドが傾斜された噴出口を使用する本発明の典型的な実施形態における、土壌処理剤を配置するための携帯型装置に対する土壌接触ヘッドの、図1のB-B'で定義される平面に沿った断面図である。
【図８】噴出口において粒状材料を伴出するためのホッパーを使用する本発明の典型的な実施形態における、土壌処理剤を配置するための携帯型装置を示す図である。
【図９】回転2自由度を有する接触ヘッドを使用する本発明の典型的な実施形態における、土壌処理剤を配置するための携帯型装置を示す図である。
【図１０】本発明の典型的な実施形態における、土壌処理剤を配置するための携帯型装置と共に使用するための携帯型土壌処理流体の支給源を示す図である。
【図１１】本発明の典型的な実施形態における、土壌処理剤を配置するための携帯型装置と共に使用するための、代替の携帯型土壌処理流体の支給源を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態の図面及び説明は、当業者に知られている典型的な芝及び土壌の管理システム及び方法に見られる多くの他の要素を、分かりやすくするために除去しながら、本開示の明確な理解に関連する要素を例示するために簡素化されていることを理解されたい。しかし、そのような要素及びステップは、当業界でよく知られており、かつ本発明をより良く理解することを容易にすることはないので、本明細書ではそのような要素及びステップの議論は提供されない。
【００１１】
図1に示されるような、その最も簡単な形態では、本発明の典型的な実施形態は、土壌に接触するためのヘッド102、及びユーザが土壌接触ヘッド102を操作することを可能にするための取手104を有する装置100において具現され得る。土壌接触ヘッド102は、一つ又は複数の噴出口(図1では不可視)が設けられてよく、その噴出口を通して土壌処理流体が高圧で押し出され得る。土壌接触ヘッド102は、土壌処理装置100に取り付けられた容器(reservoir)、又は離れた供給源のいずれかから、加圧された土壌処理流体を供給されてよい。加圧された土壌処理剤の支給源からの土壌処理流体の流れは、噴出弁106によって制御されてよい。噴出弁106は、土壌接触指示器108によって作動されてよい。
【００１２】
上述したように、土壌処理流体は、水溶液中の処理薬剤、又は水若しくは空気によって伴出される粒状材料などであるが限定はされない流体によって伴出される土壌処理剤を含んでよい。ホースを通して粒状材料を流すことに関して幾つかの制約が存在するので、土壌処理装置の出口付近で粒状材料を伴出することが好ましい。粒状材料は、伴出される粒状材料の研磨の性質、及びそのような材料がホース内で詰まる傾向を含むこれらの制約の結果として、ホッパー(図8に示される)が設けられることを必要とする可能性がある。加えて、米国特許第7,581,684号に示されるように、材料を流体噴流の中に伴出するために、噴出ノズルに隣接するベンチューリシステムの実装が使用されてよい。
【００１３】
土壌接触指示器108は、土壌接触ヘッドが押されて処理される土壌と接触する力を測定する、圧力センサ又は力センサであってよい。好ましくは、土壌接触指示器108は、一つ又は複数の噴出口からの土壌処理流体の流れの方向110にほぼ平行な方向へ加えられる力に基づいて、信号を発生するように構成される。そのような向きは、土壌接触ヘッド102と土壌との間に十分な接触が存在し、それにより、噴出口からの噴出によるなんらかの反力が、土壌接触ヘッド102が土壌に押しつけられている力によって相殺されることを確実にし、土壌接触ヘッド102の意図する位置からの移動を最小化する。土壌接触指示器108を含めることは、噴出時に土壌接触ヘッド102が土壌と接触していることを更に確実にし、噴出口が土壌に向けられていない噴出によって安全上の問題が生じる可能性を最小化する。
【００１４】
土壌接触ヘッド102の質量が、運転者による土壌接触ヘッド102の手動の位置決めが過度に重荷になることなく、噴出口からの噴出の間、土壌接触ヘッド102を適所に保持することを支援するように、土壌接触ヘッド102の重量が選択されてよい。一般に、土壌接触ヘッド102の質量が軽いほど、噴出口からの土壌処理材料の噴出を作動させる前に運転者が加える力は大きくなる。
【００１５】
図示するように、土壌接触指示器108は、力を直接測定するために取手104の中にロードセル112を組み込むことによって、又は土壌接触ヘッド102に対する取手104の一部の変位によって起動される接触スイッチによって形成されてよい。これらの方法は、加えられる十分な力の指示を得るための基本的な方法を例示するが、例示のためだけであり、本発明を実施する利用可能な方法を限定することは意図されない。
【００１６】
取手104の一部としてロードセル112を使用することは、どれだけの力が取手104を介して加えられているかを別々に測定すること、並びに噴出圧力又はユーザの好みなど、他のパラメータに基づいて必要な力を特別に適合させることを可能にする。単軸ロードセル112の使用は、取手104の軸に平行な力を測定することを可能にし、それにより、力が所望の量を超えるときに接触信号が発生されてよい。その信号は、土壌処理流体をある期間放出するように噴出弁106に命令するためのトリガとして使用されてよい。所望の土壌貫入を得るために、供給圧力と併せてその期間が選択されてよい。従って、ロードセル112が所望の力が取手104を介して加えられていることを信号で知らせると、噴出弁106がある期間開き、高圧の土壌処理流体の流れが一つ又は複数の噴出口(図1に示されず)から出ることを可能にし、それにより、土壌処理材料が土壌の中に注入される。
【００１７】
また、多軸ロードセルの使用が実施されてよいが、多軸における力の測定値は、複数の力を作動目的に関連する単一の値に分解することを必要とする。例えば、多軸ロードセルが使用される場合、測定された複数の力は、土壌接触ヘッドの垂直軸(鉛直軸)に平行な軸におけるロードセルを介して伝達される力を指示するように分解されてよい。
【００１８】
噴出弁106は、使用中の圧力に基づいて正確な深さの土壌貫入を可能にするために、所望の時間パラメータ内で弁の開閉を可能にするのに十分な高速動作が可能なソレノイド駆動式ポペット弁(solenoid operated poppet valve)であってよい。油圧駆動弁を使用することは可能であるが、そのような弁の大きさ及び重さの制約が、別の面で装置100の実用性を制限する可能性がある。
【００１９】
噴出弁106に加えて、作動トリガ114が設けられてよく、それにより、運転者が作動トリガ114を作動させたときだけ土壌接触指示器108が動作可能となる。作動トリガ114は、噴出弁106から噴口への土壌処理流体の流れを遮断する機械装置であってよく、又は噴出弁106への電気信号を遮断して噴出弁106の作動を阻止する電気的スイッチであってよい。
【００２０】
噴出弁106は、土壌処理流体の流れを制御する弁を開閉するためにソレノイドを使用することができ、それ故、ソレノイドのための電源、又は土壌接触指示器108からの信号のいずれかが遮断されてよい。噴出弁106の制御は、噴出弁106と共に配置されてよく、又は各注入のパラメータが圧力及び流れ持続時間の制御の結果として別々に制御され得るように噴射制御器と離れて配置されてよい。加えて、ロードセル112が接触力を直接測定するために使用される場合、噴出を開始するのに十分な力が付加的に可変であってよく、それにより、運転者が好みに応じて作動に必要な力を増減することができる。加えて、制御器1012(図11に示される)が、制限、即ち土壌接触力の閾値を課すために使用されてよく、その閾値は、必要な最小力として作用するか、又は最小若しくは最大の土壌処理剤の流れ持続時間を課す。電気的接続115が、噴出弁106、土壌接触指示器108及び作動トリガ114を、制御器1012と連結する。
【００２１】
図2は、図1のA-A'で示される平面内の断面で示される土壌接触ヘッド102を示す。土壌接触ヘッド102は、複数の噴出口202を有してよい。噴出口202は、土壌接触ヘッド102内で交換可能な噴出ノズル204の内部に形成されてよい。噴出ノズルは、イリノイ州スプリングフィールドのティージェットテクノロジーズ(TeeJet Technologies)から市販されている。噴出口202は、0.0020〜0.001インチ(0.0508〜0.0254mm)の内径を有してよいが、有用な直径は、純粋に、所望の貫入及び利用可能な圧力によって決まる。噴出ノズル204は、内部通路206に連結されてよい。内部通路206は入口ポート208を含んでよい。製作を可能にするために、内部通路は栓210で閉じられてよい。
【００２２】
図3に示されるように、代替として、土壌接触指示器108は、取手104の上部304が取手104の下部306により接近して変位されるときに指示を行うように適合された接触スイッチ302で形成されてよい。取手上部304は空洞308であってよく、それにより、取手下部306は、取手上部304内で滑動自在にはまり込む。取手下部306が取手上部304の内部に更に滑入するのに抵抗するために、バネ310が取手上部304の空洞部308内に配置されてよい。取手下部306が取手上部304から引き離されるか又は取り出される能力を制限するために、フランジ312及びリテーナ314が設けられてよく、取手下部306が取手上部304に取り付けられたままとなることが確実になる。簡単な接触スイッチ302が、取手上部又は取手下部に配置されてよく、それにより、スイッチ302と停止ブロック316の間の接触が、バネ310が圧縮された後の土壌接触の指示を提供する。バネ310の抵抗は、土壌接触信号が指示される前に十分なレベルの力をもたらすように選択されてよい。接触スイッチ302が接触して起動信号が発生される前に、取手104に加えられる力が変えられることを可能にするために、接触スイッチ302及び/又は接触ブロック316の位置が調整自在であってよい。
【００２３】
接触スイッチ302は、噴出弁106に関連するソレノイドを活性化する回路を閉じることができ、それにより、接触スイッチ302を閉じることが噴出弁106に電圧を加える。あるいは、接触スイッチ302を閉じること(又は開くこと)が、制御器(図3に示されず)への信号をもたらすために使用されてよく、それにより、制御器は、接触スイッチ302からの土壌接触信号の受信に従って噴出弁106を制御する。制御器は、接触スイッチ302の作動と噴出との間に時間遅れを生成するために使用されてよく、適切なパラメータが噴出に対して存在すること、即ち適切な流体圧力が利用可能であることを確実にする。
【００２４】
取手104と土壌接触ヘッド102の間の接続は、好ましくは、一又は複数の回転自由度が設けられてよく、それにより、土壌接触ヘッド102は、噴出に先立って最適な向きになるように容易に動かされ得る。土壌接触ヘッド102に対してほぼ平らな底面318を使用することで、土壌接触ヘッド102が押される土壌に対して平行な向きになるように土壌接触ヘッド102が動かされることが可能になり、それ故、噴出口(図3に示されず)と土壌の間の距離が最小化されると同時に、噴出が土壌によって制約される可能性が制限される。
【００２５】
図3に示されるように、取手104と土壌接触ヘッド102の間にヨーク320を形成することで、土壌接触ヘッド102と取手104の間に回転1自由度が生成され得る。突起部322が、土壌接触ヘッド102の上面324内に形成されてよく、それにより、ヨーク320の脚部326、328が、回転自在の方式で突起部322の両側部に取り付けられ、ヨーク320の接続点を通って延びる軸330周りに土壌接触ヘッド102が回転することが可能となる。土壌接触ヘッド102に対するヨーク320の向きは、装置が使用される条件に基づいて選択されてよい。
【００２６】
図4に示されるように、土壌接触指示器108は、必ずしも、取手104と土壌接触ヘッド102の間に組み込まれる必要はなく、土壌接触ヘッド102とその土壌接触ヘッド102が押しつけられる土壌の間の接触を測定することができる。簡単なバネ装填プランジャ402が、プランジャ402が一定の量を押圧されたときに作動する接触スイッチ404と共に実装されてよい。そのような土壌接触指示器108は機能的に働くけれども、平らでない土壌表面が、そのような実施形態の実用性を制限する可能性がある。というのは、プランジャ402が依然として土壌接触ヘッド102から突出しているときに、接触指示器108が信号を発生する必要がある可能性があり、噴出の時点で、土壌接触ヘッド102と土壌の間に隙間が存在する可能性があるからである。このことは、土壌が土壌接触ヘッド102に対して凹面を呈するとき、取手と土壌接触ヘッドの間に配置された土壌接触指示器108に関連する噴出パラメータに共通であり、地面が平らか又は凸の表面を呈するときは、取手に搭載された指示器を使用する装置に比べて隙間が増加する。
【００２７】
土壌接触ヘッド102の大きさ及び形状は、装置が使用されるように意図される特定の用途に基づいて選択されてよい。装置が、壁などの長く真っ直ぐな周囲に沿って土壌処理材料を適用するために使用されるときに、土壌接触ヘッド102は、長さ対幅の比が大きい形状を使用することができる。土壌接触ヘッド102は、その内部に形成された複数の噴口202を有してよい。噴口202は、図5Aに示されるように一列に形成されてよい。より深い境界が所望される場合、噴口202は、図5Bに示されるようにマトリックスパターン(行及び列)に配列されてよく、又は意図される適用に対して望ましい任意の他のパターンに配列されてよい。本明細書に例示される土壌接触ヘッド102は、全体的に矩形の下面を呈するが、接触ヘッドは、木及び景観植栽の周りなど、円形縁部周りに順応するために使用され得る、図5Cに示されるような弓形形状などといった望ましい任意の形状で形成されてよい。単一の噴出弁106を用いて複数の噴出口202が使用される場合、噴出口202の間に土壌処理流体の十分な分布が発生することを確実にするための配慮が成される。噴出口202からの流れを平衡させるために、単一の噴出弁106の近くに配置される噴出口202に対して、多岐管(manifold)における制約、即ち縮減された多岐管の湯道(runner)径が実施されてよく、又は噴出口202からの出力をより良く平衡させるために、複数の噴出弁106が使用されてよい。
【００２８】
図6に示されるように、土壌接触ヘッド102は、各噴出口202(図6に不可視)に付随する一つの噴出弁106を有してよく、それにより、複数の噴出口202に亘って土壌処理流体の均等な分布が確保され得る。単に多岐管の湯道602の適切な寸法決めによる合理的なパラメータの範囲内で噴出の平衡は得られるが、複数の噴出弁106が使用されてよく、それにより、各噴出弁106に供給する供給ホースの中に包まれる加圧された土壌処理流体が効果的な蓄圧器をもたらすことができ、各噴出口106に対して適正な土壌処理流体が利用可能であることを確実にする。図6は、一つの噴出口につき一つの噴出弁106である極端なものを示すが、噴出の平衡を支援するために、複数の噴出弁106が他の比率で設けられてよく、即ち二つ、三つ又は四つ、他の噴出口106に対して一つの噴出弁106を設けてよい。そのような構成は、制御器が、単一の土壌接触指示に応答して複数の噴出弁を作動させる必要がある点でシステムに複雑さを加え、例えば、弁を制御するために必要な配線及び電力の量を増加させる。しかし、所用電力は、より小さい噴出弁を使用することによって相殺され得る。
【００２９】
図1のB-B'で示される平面に沿った断面で土壌接触ヘッド102を示す図7に示されるように、土壌処理流体の流れを方向づけるための噴出口202の作製が土壌接触ヘッド102自体から分離され得るように、土壌接触ヘッドの構造が複数の要素で形成されてよく、それにより、噴出口202は、ねじを切られた噴出ノズル204の中に形成されてよく、異なる所望の噴口径に基づいて、又は詰まった噴口を交換するために、交換されてよい。単一の接続源(connection source)から土壌処理流体の高圧源まで土壌処理流体を分配するための経路を設けるために、土壌接触ヘッド102の内部、又は土壌接触ヘッド下部702の内部に、通路が形成されてよい。土壌接触ヘッド上部704が、噴出弁106(図7に示されず)と噴出ノズル204の間で多岐管として機能するように形成されてよい。そのような構成は、多岐管経路が土壌接触ヘッド上部704の下面706の中に機械加工されることを可能にする。噴出口202は、土壌接触ヘッド102の底面708に対して傾斜されて角度が付けられてよく、それにより、土壌処理流体が、処理現場に隣接する障害物へ向かって注入されてよい。土壌処理薬剤を構造物に対して、しかし構造物に当接する土壌表面の下方に配置することが望ましい場合、土壌接触ヘッドの前縁と噴出口202の間の距離、及び所望の貫入深さに基づいて、所望の角度が導き出されてよい。銅ガスケットなどの封止体710が、土壌接触ヘッド上部704と土壌接触ヘッド下部702の間に設置されてよく、両部分の間の封止を確実にする。
【００３０】
図1に例示されるように、土壌処理流体は、離れた場所からホース116を介して供給されてよい。この方法は、大量の土壌処理流体を装置100と結びつけることを可能にすることから好ましくはあるが、粒状土壌薬剤の使用は、適量の粒状土壌薬剤が流体によって伴出されることを確実にするために、噴出弁又は噴出口に隣接して粒状土壌処理薬剤を混合することを必要とする可能性がある。図8に示されるように、適量の粒状土壌薬剤が加圧された流体によって伴出されることを確実にするために、粒状薬剤の混合は土壌接触ヘッド102において遂行されてよい。そのような実施形態における加圧された流体は、水又は空気であってよいが、それに限定されるものではない。粒状薬剤が、土壌接触ヘッドに搭載されたホッパー802を介して土壌接触ヘッドの内部の混合器に供給されてよいが、そのような構成は、装置100が供給され得る粒状土壌薬剤の量を制限するばかりでなく、土壌接触ヘッド102の重量を過度に増加させる。代替として、バックパック搭載(backpack mounted)などの離れたホッパーが、装置への粒状薬剤の供給をもたらすために設けられてよい。そのような実施は、材料に対する圧力の支援を有するとしても、粒状材料がホッパーと装置の間のホースを通って流れることを誘導することにおいて問題を含んでおり、それ故、粒状薬剤を使用することが望ましい場合は、より短い経路が好ましい。
【００３１】
図9に示されるように、土壌接触ヘッド102の底面902が処理される土壌に対してそれ自体で最良の方向へ向くことを一層可能にするために、土壌接触ヘッド102は、取手104に対して回転2自由度が設けられてよい。取手104と土壌接触ヘッド102の間の接合部は、ハイムジョイント(heim joint)904などの球形継ぎ手(spherical joint)によって形成されてよい。土壌接触ヘッドが取手104に対して回転するのを防止するために、接合部は安定器(stabilizer)が更に設けられてよく、それにより、取手の長手軸に対する土壌接触ヘッドの向きが維持され得る。
【００３２】
多自由度の継ぎ手の使用は、土壌接触信号を生成させる何らかの方法と共に実施されてよい。図9に示すように、ロードセル112が土壌接触ヘッド102に搭載されてよく、土壌接触ヘッド102は、次いで、多自由度の継ぎ手904に搭載されてよい。あるいは、接触スイッチ又は接触信号を生成させる他の手段が使用されてよい。
【００３３】
土壌処理剤の支給源は、土壌処理装置に取り付けられた容器で構成されてよいが、土壌処理材料は、一実施形態では約50psi(345kPa)〜約5000psi(34.5MPa)、別の実施形態では100psi(690kPa)〜4000psi(27.6MPa)、別の実施形態では2000psi(13.8MPa)〜5000psi(34.5MPa)の高圧で供給される。容器が装置の適正な携帯性を可能とするために抑制されるならば、高圧によって、容器内に含有され得る土壌処理材料の量を制限する可能性がある。
【００３４】
図10に示されるように、土壌処理剤の支給源は、代替として、土壌処理流体容器1004及び一つ又は複数の圧力タンク1006を含む、分離型の人が携帯するユニット1002で構成されてよく、圧力タンク1006は土壌処理流体容器1004を加圧するために使用される。土壌処理剤容器1004の内部で維持される圧力が所望の圧力に維持されることを確実にするために、圧力調整器1008が提供されてよい。また、土壌処理流体容器1004を圧力タンク1006から離隔するための遮断弁1010が設けられてよく、それにより、より多くの土壌処理流体が土壌処理流体容器1004に加えられることを可能にするために、土壌処理流体容器1004は降圧されてよい。加えて、土壌処理流体容器1004及び圧力タンク1006は、バックフレーム(back frame)に取り外し自在に取り付けられてよく、それにより、タンクは、空になると、バックフレーム上で交換され得る。ホース116は、土壌処理流体容器1004を噴出弁106(図10に示されず)に接続するために使用されてよく、それにより、土壌処理流体が噴出弁106に供給され得る。混合装置に関連する重さ及び大きさの制約が、人が携帯するユニットに粒状材料を流体と混合するための制御器を設ける可能性を制限することがあるため、土壌処理流体は、一般に予混合液であることに限定される点で、加圧されたタンクの使用は制約を受ける。
【００３５】
噴出弁106によって放出される土壌処理流体のパルスの持続時間の制御を可能にするため、並びに土壌処理流体容器1004の出口圧力を制御するために、制御器1012及び制御器1012のための電源1014が、人が携帯するユニット1002上に付加的に設けられてよい。加えて、制御器1012は、上述した作動トリガの結果として、噴出弁106の作動を制御することができる。
【００３６】
別の実施形態では、図11に示されるように、流体容器1102、流体を加圧するためのポンプ1104、土壌処理剤容器1106、及びフロリダ州クリアウォータのドーサトロンインターナショナル社(Dosatron International, Inc.)から市販されているドーサトロン(Dosatron)(登録商標)ディスペンサなどの混合装置1108を組み込む、離れて配置された装置1100によって、土壌処理流体の支給源が提供されてよい。流体容器1102は、水道水を受けるための接続部などの装置を用いて使用するための流体に対する供給源1110で置き換えられてよい。離れて配置される装置1100は、圧力ポンプ1104を動作させる動力を発生するためのガソリンエンジン1112を設けられてよい。離れて配置される装置及び/又は制御器1012の様々な機能を動作させるための電流を発生させるために、ガソリンエンジン1112は、交流発電機又は発電機1114が付加的に設けられてよい。離れて配置される装置1100は、被牽引車搭載式若しくは自走式であってよく、又は更にそれらの組合せであってよく、それによりユニットは作業現場まで牽引され、次いでそれ自体の動力で現場の周りを移動することができる。
【００３７】
システムに対する制御器1012は、パルス持続時間及び土壌処理剤の圧力レベルを運転者が設定することを可能にする。制御器1012は、運転者が、噴口の数及びその大きさを定義することなどによって、使用中の特定の土壌処理装置に関するパラメータを入力することや、使用中の土壌処理材料に関するパラメータを入力することを可能にするようにプログラム自在であってよく、それにより、ドーサトロン(Dosatron)(登録商標)を介する投薬を適切に制御することができ、又は注入の数を記録することができる。
【００３８】
本発明の多くの改変形態及び変形形態が、本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく実施可能であることは、当業者には認識されよう。従って、本発明は、本発明の改変形態及び変形形態を、それらが添付の特許請求の範囲及びそれらの等価物の範囲に入るという条件の下で包含することが意図される。
【技術分野】
【０００１】
本開示の分野は、土壌処理(soil treatment)に関し、より詳細には、土壌表面を機械的に乱さない方式で、障害物に隣接する土壌表面の下方に土壌処理剤(soil treatment)を注入することに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
土壌の表面の下方に土壌処理剤を挿入することは、処理剤の流失を限定する方法として実施されてきた。そのような土壌処理を実施するための典型的な装置は、針又は他の機械装置を使用し、土壌中に通路を生成して土壌処理剤が地中に挿入されるのを可能にしている。これらの装置は、見苦しいか、又は、挿入現場(insertion sight)付近の不要な土壌圧縮(soil compaction)などの他の不都合な懸案事項を生成する可能性のある穴を土壌中に生成すること、並びに、機械的な力を使用して穴を生成することを必要とすることといった明白な制約を有している。
【０００３】
土壌表面の下方に材料を効果的に注入する方法として高圧を使用することが、モンロー(Monroe)の「Apparatus and Method for Aerating and/or Introducing Particulate Matter into a Ground Surface」という名称の米国特許第5,370,069号に記載されている。これらの方法は、土壌処理薬剤(soil treatment agent)を伴出する(entrain)空気又は水などの流体の高圧噴流を使用する。土壌処理薬剤は流体の溶液であってもよく、又は流体で搬送される粒状材料であってもよい。高圧噴流(jet)は、表面に小さな穴を形成することができ、その穴の中に材料が配置されることになるか、又は表面によって急速に材料が吸収されるようにすることができ、土壌の乱れが最小になる。圧力噴流を使用する一つの利点は、土壌処理材料が土壌の表面の下方に配置されることに基づく通路を生成するために、いかなる機械的労力も必要とされないことである。
【０００４】
モンローに開示される装置などの装置は、表面の下方に土壌処理材料を配置することにおいて効率的ではあるが、それらの装置は、機器の大きさが制約とはならない大面積に亘ってそのような材料を分布させるために特別に適合される。例えば、米国特許第7,581,684号に記載される装置は、広い面積に亘って土壌処理材料の正確な分布をもたらすために使用され得る牽引装置(towed device)を含む。しかし、壁、塀、及び/又は木、若しくは他の景観的地物などの構造物に隣接して土壌処理剤を配置することにおいては、その構造物に接近して装置を操作することに関する困難な課題に起因してこの装置は制約を受けることとなる。
【０００５】
土壌処理材料の高圧及び/又は高速の流れの使用を介して、処理される表面を破壊することなく材料が注入され得る。この性能を改善する一態様は、注入器が表面から離隔されるときに、土壌処理材料の流れが空気中に散逸しないように、注入器を表面自体に極めて接近させることである。加えて、注入器と処理される土壌の間の接触は、処理剤が適用される土壌を跳ね除ける(bounce off)という土壌処理剤の能力を制限する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
高圧が使用される結果として、装置の運転者の安全に対する懸念に対処することが望ましい。土壌処理材料の短期間の流れのエネルギーは、それが空気中を進むときに散逸するが、その流れは、噴出口の近くに配置される対象物に対して有害であり得る。更に、そのようなエネルギーの散逸は、所与の圧力に対する土壌貫入を制限する。従って、噴出口が土壌に接近しているときにだけ土壌処理材料の高圧流を作動させることが放出装置の効率を増加させる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書で説明される方法及び装置は、機械的に土壌に貫入することなく安全に、流体、即ち粒状材料がその内部に伴出される流体(以下、集合的に「土壌処理流体」という)を、とりわけ建物、塀、並びに木及び他の景観的地物などの構造物に隣接する地中に、順調に配置する方法を提供する。土壌処理材料は、肥料及び他の土壌調整材料(soil conditioning material)、並びに構造物の周囲周りに配置される殺虫剤障壁などの昆虫処理剤(insect treatment)を、限定されることなく含んでもよい。装置は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第7,581,684号に記載されるような大きな装置に限定されることなく、土壌貫入への使用を可能にする。例えば、水又は空気の噴出を使用する噴流は、材料を土壌中に搬送し、表面に噴出物(eruption)を残して直後に続く活動又は他の処理を妨げることはない。
【０００８】
装置は、少なくとも一つの噴出口を有する土壌処理装置において具現され得る。その土壌処理装置は、取手(handle)、噴出弁(discharge valve)、土壌接触指示器(soil contact indicator)、加圧された土壌処理流体の供給源(source)、及び噴出口がその内部に配置された土壌接触ヘッド(soil contact head)を含んでよい。噴出弁は、土壌接触ヘッドによって地面に対して十分な力が加えられた結果として起動されてもよく、それにより、加圧された土壌処理流体のパルスが地中に注入される。更なる実施形態では、装置はまた、土壌接触ヘッドと取手の間に一又は複数の回転自由度をもたらして、土壌接触ヘッドを土壌に対して好ましい位置に向けることを可能にする継ぎ手を含んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の典型的な実施形態における、土壌処理剤を配置するための簡素化された携帯型装置の斜視図である。
【図２】図1のA-A'に沿った、簡単な土壌接触ヘッドを示す断面図である。
【図３】接触スイッチ及び回転1自由度を使用する本発明の典型的な実施形態における土壌処理剤を配置するための携帯型装置を、取手の一部を切り取って示す正面図である。
【図４】土壌接触指示器として地面接触プローブを使用する本発明の典型的な実施形態における、土壌処理剤を配置するための携帯型装置に対する土壌接触ヘッドを示す断面図である。
【図５Ａ】土壌接触ヘッドが一列の噴出口を使用する本発明の典型的な実施形態における、土壌処理剤を配置するための携帯型装置に対する土壌接触ヘッドを示す図である。
【図５Ｂ】土壌接触ヘッドがマトリックス状の噴出口を使用する本発明の典型的な実施形態における、土壌処理剤を配置するための携帯型装置に対する土壌接触ヘッドを示す図である。
【図５Ｃ】土壌接触ヘッドが弓形形状を使用する本発明の典型的な実施形態における、土壌処理剤を配置するための携帯型装置に対する土壌接触ヘッドを示す図である。
【図６】複数の噴出弁を使用する本発明の典型的な実施形態における、土壌処理剤を配置するための携帯型装置を示す図である。
【図７】土壌接触ヘッドが傾斜された噴出口を使用する本発明の典型的な実施形態における、土壌処理剤を配置するための携帯型装置に対する土壌接触ヘッドの、図1のB-B'で定義される平面に沿った断面図である。
【図８】噴出口において粒状材料を伴出するためのホッパーを使用する本発明の典型的な実施形態における、土壌処理剤を配置するための携帯型装置を示す図である。
【図９】回転2自由度を有する接触ヘッドを使用する本発明の典型的な実施形態における、土壌処理剤を配置するための携帯型装置を示す図である。
【図１０】本発明の典型的な実施形態における、土壌処理剤を配置するための携帯型装置と共に使用するための携帯型土壌処理流体の支給源を示す図である。
【図１１】本発明の典型的な実施形態における、土壌処理剤を配置するための携帯型装置と共に使用するための、代替の携帯型土壌処理流体の支給源を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態の図面及び説明は、当業者に知られている典型的な芝及び土壌の管理システム及び方法に見られる多くの他の要素を、分かりやすくするために除去しながら、本開示の明確な理解に関連する要素を例示するために簡素化されていることを理解されたい。しかし、そのような要素及びステップは、当業界でよく知られており、かつ本発明をより良く理解することを容易にすることはないので、本明細書ではそのような要素及びステップの議論は提供されない。
【００１１】
図1に示されるような、その最も簡単な形態では、本発明の典型的な実施形態は、土壌に接触するためのヘッド102、及びユーザが土壌接触ヘッド102を操作することを可能にするための取手104を有する装置100において具現され得る。土壌接触ヘッド102は、一つ又は複数の噴出口(図1では不可視)が設けられてよく、その噴出口を通して土壌処理流体が高圧で押し出され得る。土壌接触ヘッド102は、土壌処理装置100に取り付けられた容器(reservoir)、又は離れた供給源のいずれかから、加圧された土壌処理流体を供給されてよい。加圧された土壌処理剤の支給源からの土壌処理流体の流れは、噴出弁106によって制御されてよい。噴出弁106は、土壌接触指示器108によって作動されてよい。
【００１２】
上述したように、土壌処理流体は、水溶液中の処理薬剤、又は水若しくは空気によって伴出される粒状材料などであるが限定はされない流体によって伴出される土壌処理剤を含んでよい。ホースを通して粒状材料を流すことに関して幾つかの制約が存在するので、土壌処理装置の出口付近で粒状材料を伴出することが好ましい。粒状材料は、伴出される粒状材料の研磨の性質、及びそのような材料がホース内で詰まる傾向を含むこれらの制約の結果として、ホッパー(図8に示される)が設けられることを必要とする可能性がある。加えて、米国特許第7,581,684号に示されるように、材料を流体噴流の中に伴出するために、噴出ノズルに隣接するベンチューリシステムの実装が使用されてよい。
【００１３】
土壌接触指示器108は、土壌接触ヘッドが押されて処理される土壌と接触する力を測定する、圧力センサ又は力センサであってよい。好ましくは、土壌接触指示器108は、一つ又は複数の噴出口からの土壌処理流体の流れの方向110にほぼ平行な方向へ加えられる力に基づいて、信号を発生するように構成される。そのような向きは、土壌接触ヘッド102と土壌との間に十分な接触が存在し、それにより、噴出口からの噴出によるなんらかの反力が、土壌接触ヘッド102が土壌に押しつけられている力によって相殺されることを確実にし、土壌接触ヘッド102の意図する位置からの移動を最小化する。土壌接触指示器108を含めることは、噴出時に土壌接触ヘッド102が土壌と接触していることを更に確実にし、噴出口が土壌に向けられていない噴出によって安全上の問題が生じる可能性を最小化する。
【００１４】
土壌接触ヘッド102の質量が、運転者による土壌接触ヘッド102の手動の位置決めが過度に重荷になることなく、噴出口からの噴出の間、土壌接触ヘッド102を適所に保持することを支援するように、土壌接触ヘッド102の重量が選択されてよい。一般に、土壌接触ヘッド102の質量が軽いほど、噴出口からの土壌処理材料の噴出を作動させる前に運転者が加える力は大きくなる。
【００１５】
図示するように、土壌接触指示器108は、力を直接測定するために取手104の中にロードセル112を組み込むことによって、又は土壌接触ヘッド102に対する取手104の一部の変位によって起動される接触スイッチによって形成されてよい。これらの方法は、加えられる十分な力の指示を得るための基本的な方法を例示するが、例示のためだけであり、本発明を実施する利用可能な方法を限定することは意図されない。
【００１６】
取手104の一部としてロードセル112を使用することは、どれだけの力が取手104を介して加えられているかを別々に測定すること、並びに噴出圧力又はユーザの好みなど、他のパラメータに基づいて必要な力を特別に適合させることを可能にする。単軸ロードセル112の使用は、取手104の軸に平行な力を測定することを可能にし、それにより、力が所望の量を超えるときに接触信号が発生されてよい。その信号は、土壌処理流体をある期間放出するように噴出弁106に命令するためのトリガとして使用されてよい。所望の土壌貫入を得るために、供給圧力と併せてその期間が選択されてよい。従って、ロードセル112が所望の力が取手104を介して加えられていることを信号で知らせると、噴出弁106がある期間開き、高圧の土壌処理流体の流れが一つ又は複数の噴出口(図1に示されず)から出ることを可能にし、それにより、土壌処理材料が土壌の中に注入される。
【００１７】
また、多軸ロードセルの使用が実施されてよいが、多軸における力の測定値は、複数の力を作動目的に関連する単一の値に分解することを必要とする。例えば、多軸ロードセルが使用される場合、測定された複数の力は、土壌接触ヘッドの垂直軸(鉛直軸)に平行な軸におけるロードセルを介して伝達される力を指示するように分解されてよい。
【００１８】
噴出弁106は、使用中の圧力に基づいて正確な深さの土壌貫入を可能にするために、所望の時間パラメータ内で弁の開閉を可能にするのに十分な高速動作が可能なソレノイド駆動式ポペット弁(solenoid operated poppet valve)であってよい。油圧駆動弁を使用することは可能であるが、そのような弁の大きさ及び重さの制約が、別の面で装置100の実用性を制限する可能性がある。
【００１９】
噴出弁106に加えて、作動トリガ114が設けられてよく、それにより、運転者が作動トリガ114を作動させたときだけ土壌接触指示器108が動作可能となる。作動トリガ114は、噴出弁106から噴口への土壌処理流体の流れを遮断する機械装置であってよく、又は噴出弁106への電気信号を遮断して噴出弁106の作動を阻止する電気的スイッチであってよい。
【００２０】
噴出弁106は、土壌処理流体の流れを制御する弁を開閉するためにソレノイドを使用することができ、それ故、ソレノイドのための電源、又は土壌接触指示器108からの信号のいずれかが遮断されてよい。噴出弁106の制御は、噴出弁106と共に配置されてよく、又は各注入のパラメータが圧力及び流れ持続時間の制御の結果として別々に制御され得るように噴射制御器と離れて配置されてよい。加えて、ロードセル112が接触力を直接測定するために使用される場合、噴出を開始するのに十分な力が付加的に可変であってよく、それにより、運転者が好みに応じて作動に必要な力を増減することができる。加えて、制御器1012(図11に示される)が、制限、即ち土壌接触力の閾値を課すために使用されてよく、その閾値は、必要な最小力として作用するか、又は最小若しくは最大の土壌処理剤の流れ持続時間を課す。電気的接続115が、噴出弁106、土壌接触指示器108及び作動トリガ114を、制御器1012と連結する。
【００２１】
図2は、図1のA-A'で示される平面内の断面で示される土壌接触ヘッド102を示す。土壌接触ヘッド102は、複数の噴出口202を有してよい。噴出口202は、土壌接触ヘッド102内で交換可能な噴出ノズル204の内部に形成されてよい。噴出ノズルは、イリノイ州スプリングフィールドのティージェットテクノロジーズ(TeeJet Technologies)から市販されている。噴出口202は、0.0020〜0.001インチ(0.0508〜0.0254mm)の内径を有してよいが、有用な直径は、純粋に、所望の貫入及び利用可能な圧力によって決まる。噴出ノズル204は、内部通路206に連結されてよい。内部通路206は入口ポート208を含んでよい。製作を可能にするために、内部通路は栓210で閉じられてよい。
【００２２】
図3に示されるように、代替として、土壌接触指示器108は、取手104の上部304が取手104の下部306により接近して変位されるときに指示を行うように適合された接触スイッチ302で形成されてよい。取手上部304は空洞308であってよく、それにより、取手下部306は、取手上部304内で滑動自在にはまり込む。取手下部306が取手上部304の内部に更に滑入するのに抵抗するために、バネ310が取手上部304の空洞部308内に配置されてよい。取手下部306が取手上部304から引き離されるか又は取り出される能力を制限するために、フランジ312及びリテーナ314が設けられてよく、取手下部306が取手上部304に取り付けられたままとなることが確実になる。簡単な接触スイッチ302が、取手上部又は取手下部に配置されてよく、それにより、スイッチ302と停止ブロック316の間の接触が、バネ310が圧縮された後の土壌接触の指示を提供する。バネ310の抵抗は、土壌接触信号が指示される前に十分なレベルの力をもたらすように選択されてよい。接触スイッチ302が接触して起動信号が発生される前に、取手104に加えられる力が変えられることを可能にするために、接触スイッチ302及び/又は接触ブロック316の位置が調整自在であってよい。
【００２３】
接触スイッチ302は、噴出弁106に関連するソレノイドを活性化する回路を閉じることができ、それにより、接触スイッチ302を閉じることが噴出弁106に電圧を加える。あるいは、接触スイッチ302を閉じること(又は開くこと)が、制御器(図3に示されず)への信号をもたらすために使用されてよく、それにより、制御器は、接触スイッチ302からの土壌接触信号の受信に従って噴出弁106を制御する。制御器は、接触スイッチ302の作動と噴出との間に時間遅れを生成するために使用されてよく、適切なパラメータが噴出に対して存在すること、即ち適切な流体圧力が利用可能であることを確実にする。
【００２４】
取手104と土壌接触ヘッド102の間の接続は、好ましくは、一又は複数の回転自由度が設けられてよく、それにより、土壌接触ヘッド102は、噴出に先立って最適な向きになるように容易に動かされ得る。土壌接触ヘッド102に対してほぼ平らな底面318を使用することで、土壌接触ヘッド102が押される土壌に対して平行な向きになるように土壌接触ヘッド102が動かされることが可能になり、それ故、噴出口(図3に示されず)と土壌の間の距離が最小化されると同時に、噴出が土壌によって制約される可能性が制限される。
【００２５】
図3に示されるように、取手104と土壌接触ヘッド102の間にヨーク320を形成することで、土壌接触ヘッド102と取手104の間に回転1自由度が生成され得る。突起部322が、土壌接触ヘッド102の上面324内に形成されてよく、それにより、ヨーク320の脚部326、328が、回転自在の方式で突起部322の両側部に取り付けられ、ヨーク320の接続点を通って延びる軸330周りに土壌接触ヘッド102が回転することが可能となる。土壌接触ヘッド102に対するヨーク320の向きは、装置が使用される条件に基づいて選択されてよい。
【００２６】
図4に示されるように、土壌接触指示器108は、必ずしも、取手104と土壌接触ヘッド102の間に組み込まれる必要はなく、土壌接触ヘッド102とその土壌接触ヘッド102が押しつけられる土壌の間の接触を測定することができる。簡単なバネ装填プランジャ402が、プランジャ402が一定の量を押圧されたときに作動する接触スイッチ404と共に実装されてよい。そのような土壌接触指示器108は機能的に働くけれども、平らでない土壌表面が、そのような実施形態の実用性を制限する可能性がある。というのは、プランジャ402が依然として土壌接触ヘッド102から突出しているときに、接触指示器108が信号を発生する必要がある可能性があり、噴出の時点で、土壌接触ヘッド102と土壌の間に隙間が存在する可能性があるからである。このことは、土壌が土壌接触ヘッド102に対して凹面を呈するとき、取手と土壌接触ヘッドの間に配置された土壌接触指示器108に関連する噴出パラメータに共通であり、地面が平らか又は凸の表面を呈するときは、取手に搭載された指示器を使用する装置に比べて隙間が増加する。
【００２７】
土壌接触ヘッド102の大きさ及び形状は、装置が使用されるように意図される特定の用途に基づいて選択されてよい。装置が、壁などの長く真っ直ぐな周囲に沿って土壌処理材料を適用するために使用されるときに、土壌接触ヘッド102は、長さ対幅の比が大きい形状を使用することができる。土壌接触ヘッド102は、その内部に形成された複数の噴口202を有してよい。噴口202は、図5Aに示されるように一列に形成されてよい。より深い境界が所望される場合、噴口202は、図5Bに示されるようにマトリックスパターン(行及び列)に配列されてよく、又は意図される適用に対して望ましい任意の他のパターンに配列されてよい。本明細書に例示される土壌接触ヘッド102は、全体的に矩形の下面を呈するが、接触ヘッドは、木及び景観植栽の周りなど、円形縁部周りに順応するために使用され得る、図5Cに示されるような弓形形状などといった望ましい任意の形状で形成されてよい。単一の噴出弁106を用いて複数の噴出口202が使用される場合、噴出口202の間に土壌処理流体の十分な分布が発生することを確実にするための配慮が成される。噴出口202からの流れを平衡させるために、単一の噴出弁106の近くに配置される噴出口202に対して、多岐管(manifold)における制約、即ち縮減された多岐管の湯道(runner)径が実施されてよく、又は噴出口202からの出力をより良く平衡させるために、複数の噴出弁106が使用されてよい。
【００２８】
図6に示されるように、土壌接触ヘッド102は、各噴出口202(図6に不可視)に付随する一つの噴出弁106を有してよく、それにより、複数の噴出口202に亘って土壌処理流体の均等な分布が確保され得る。単に多岐管の湯道602の適切な寸法決めによる合理的なパラメータの範囲内で噴出の平衡は得られるが、複数の噴出弁106が使用されてよく、それにより、各噴出弁106に供給する供給ホースの中に包まれる加圧された土壌処理流体が効果的な蓄圧器をもたらすことができ、各噴出口106に対して適正な土壌処理流体が利用可能であることを確実にする。図6は、一つの噴出口につき一つの噴出弁106である極端なものを示すが、噴出の平衡を支援するために、複数の噴出弁106が他の比率で設けられてよく、即ち二つ、三つ又は四つ、他の噴出口106に対して一つの噴出弁106を設けてよい。そのような構成は、制御器が、単一の土壌接触指示に応答して複数の噴出弁を作動させる必要がある点でシステムに複雑さを加え、例えば、弁を制御するために必要な配線及び電力の量を増加させる。しかし、所用電力は、より小さい噴出弁を使用することによって相殺され得る。
【００２９】
図1のB-B'で示される平面に沿った断面で土壌接触ヘッド102を示す図7に示されるように、土壌処理流体の流れを方向づけるための噴出口202の作製が土壌接触ヘッド102自体から分離され得るように、土壌接触ヘッドの構造が複数の要素で形成されてよく、それにより、噴出口202は、ねじを切られた噴出ノズル204の中に形成されてよく、異なる所望の噴口径に基づいて、又は詰まった噴口を交換するために、交換されてよい。単一の接続源(connection source)から土壌処理流体の高圧源まで土壌処理流体を分配するための経路を設けるために、土壌接触ヘッド102の内部、又は土壌接触ヘッド下部702の内部に、通路が形成されてよい。土壌接触ヘッド上部704が、噴出弁106(図7に示されず)と噴出ノズル204の間で多岐管として機能するように形成されてよい。そのような構成は、多岐管経路が土壌接触ヘッド上部704の下面706の中に機械加工されることを可能にする。噴出口202は、土壌接触ヘッド102の底面708に対して傾斜されて角度が付けられてよく、それにより、土壌処理流体が、処理現場に隣接する障害物へ向かって注入されてよい。土壌処理薬剤を構造物に対して、しかし構造物に当接する土壌表面の下方に配置することが望ましい場合、土壌接触ヘッドの前縁と噴出口202の間の距離、及び所望の貫入深さに基づいて、所望の角度が導き出されてよい。銅ガスケットなどの封止体710が、土壌接触ヘッド上部704と土壌接触ヘッド下部702の間に設置されてよく、両部分の間の封止を確実にする。
【００３０】
図1に例示されるように、土壌処理流体は、離れた場所からホース116を介して供給されてよい。この方法は、大量の土壌処理流体を装置100と結びつけることを可能にすることから好ましくはあるが、粒状土壌薬剤の使用は、適量の粒状土壌薬剤が流体によって伴出されることを確実にするために、噴出弁又は噴出口に隣接して粒状土壌処理薬剤を混合することを必要とする可能性がある。図8に示されるように、適量の粒状土壌薬剤が加圧された流体によって伴出されることを確実にするために、粒状薬剤の混合は土壌接触ヘッド102において遂行されてよい。そのような実施形態における加圧された流体は、水又は空気であってよいが、それに限定されるものではない。粒状薬剤が、土壌接触ヘッドに搭載されたホッパー802を介して土壌接触ヘッドの内部の混合器に供給されてよいが、そのような構成は、装置100が供給され得る粒状土壌薬剤の量を制限するばかりでなく、土壌接触ヘッド102の重量を過度に増加させる。代替として、バックパック搭載(backpack mounted)などの離れたホッパーが、装置への粒状薬剤の供給をもたらすために設けられてよい。そのような実施は、材料に対する圧力の支援を有するとしても、粒状材料がホッパーと装置の間のホースを通って流れることを誘導することにおいて問題を含んでおり、それ故、粒状薬剤を使用することが望ましい場合は、より短い経路が好ましい。
【００３１】
図9に示されるように、土壌接触ヘッド102の底面902が処理される土壌に対してそれ自体で最良の方向へ向くことを一層可能にするために、土壌接触ヘッド102は、取手104に対して回転2自由度が設けられてよい。取手104と土壌接触ヘッド102の間の接合部は、ハイムジョイント(heim joint)904などの球形継ぎ手(spherical joint)によって形成されてよい。土壌接触ヘッドが取手104に対して回転するのを防止するために、接合部は安定器(stabilizer)が更に設けられてよく、それにより、取手の長手軸に対する土壌接触ヘッドの向きが維持され得る。
【００３２】
多自由度の継ぎ手の使用は、土壌接触信号を生成させる何らかの方法と共に実施されてよい。図9に示すように、ロードセル112が土壌接触ヘッド102に搭載されてよく、土壌接触ヘッド102は、次いで、多自由度の継ぎ手904に搭載されてよい。あるいは、接触スイッチ又は接触信号を生成させる他の手段が使用されてよい。
【００３３】
土壌処理剤の支給源は、土壌処理装置に取り付けられた容器で構成されてよいが、土壌処理材料は、一実施形態では約50psi(345kPa)〜約5000psi(34.5MPa)、別の実施形態では100psi(690kPa)〜4000psi(27.6MPa)、別の実施形態では2000psi(13.8MPa)〜5000psi(34.5MPa)の高圧で供給される。容器が装置の適正な携帯性を可能とするために抑制されるならば、高圧によって、容器内に含有され得る土壌処理材料の量を制限する可能性がある。
【００３４】
図10に示されるように、土壌処理剤の支給源は、代替として、土壌処理流体容器1004及び一つ又は複数の圧力タンク1006を含む、分離型の人が携帯するユニット1002で構成されてよく、圧力タンク1006は土壌処理流体容器1004を加圧するために使用される。土壌処理剤容器1004の内部で維持される圧力が所望の圧力に維持されることを確実にするために、圧力調整器1008が提供されてよい。また、土壌処理流体容器1004を圧力タンク1006から離隔するための遮断弁1010が設けられてよく、それにより、より多くの土壌処理流体が土壌処理流体容器1004に加えられることを可能にするために、土壌処理流体容器1004は降圧されてよい。加えて、土壌処理流体容器1004及び圧力タンク1006は、バックフレーム(back frame)に取り外し自在に取り付けられてよく、それにより、タンクは、空になると、バックフレーム上で交換され得る。ホース116は、土壌処理流体容器1004を噴出弁106(図10に示されず)に接続するために使用されてよく、それにより、土壌処理流体が噴出弁106に供給され得る。混合装置に関連する重さ及び大きさの制約が、人が携帯するユニットに粒状材料を流体と混合するための制御器を設ける可能性を制限することがあるため、土壌処理流体は、一般に予混合液であることに限定される点で、加圧されたタンクの使用は制約を受ける。
【００３５】
噴出弁106によって放出される土壌処理流体のパルスの持続時間の制御を可能にするため、並びに土壌処理流体容器1004の出口圧力を制御するために、制御器1012及び制御器1012のための電源1014が、人が携帯するユニット1002上に付加的に設けられてよい。加えて、制御器1012は、上述した作動トリガの結果として、噴出弁106の作動を制御することができる。
【００３６】
別の実施形態では、図11に示されるように、流体容器1102、流体を加圧するためのポンプ1104、土壌処理剤容器1106、及びフロリダ州クリアウォータのドーサトロンインターナショナル社(Dosatron International, Inc.)から市販されているドーサトロン(Dosatron)(登録商標)ディスペンサなどの混合装置1108を組み込む、離れて配置された装置1100によって、土壌処理流体の支給源が提供されてよい。流体容器1102は、水道水を受けるための接続部などの装置を用いて使用するための流体に対する供給源1110で置き換えられてよい。離れて配置される装置1100は、圧力ポンプ1104を動作させる動力を発生するためのガソリンエンジン1112を設けられてよい。離れて配置される装置及び/又は制御器1012の様々な機能を動作させるための電流を発生させるために、ガソリンエンジン1112は、交流発電機又は発電機1114が付加的に設けられてよい。離れて配置される装置1100は、被牽引車搭載式若しくは自走式であってよく、又は更にそれらの組合せであってよく、それによりユニットは作業現場まで牽引され、次いでそれ自体の動力で現場の周りを移動することができる。
【００３７】
システムに対する制御器1012は、パルス持続時間及び土壌処理剤の圧力レベルを運転者が設定することを可能にする。制御器1012は、運転者が、噴口の数及びその大きさを定義することなどによって、使用中の特定の土壌処理装置に関するパラメータを入力することや、使用中の土壌処理材料に関するパラメータを入力することを可能にするようにプログラム自在であってよく、それにより、ドーサトロン(Dosatron)(登録商標)を介する投薬を適切に制御することができ、又は注入の数を記録することができる。
【００３８】
本発明の多くの改変形態及び変形形態が、本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく実施可能であることは、当業者には認識されよう。従って、本発明は、本発明の改変形態及び変形形態を、それらが添付の特許請求の範囲及びそれらの等価物の範囲に入るという条件の下で包含することが意図される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの噴出口をその内部に有する土壌接触ヘッドと、
前記土壌接触ヘッドが取り付けられた取手と、
前記少なくとも一つの噴出口と流体連通する噴出弁と、
土壌接触指示器と、
前記噴出弁に流動自在に接続される加圧された流体の供給源と、を有し、
前記土壌接触指示器が前記土壌接触ヘッドと土壌の間の接触を指示すると、前記噴出弁が動作して前記噴出口を通して加圧された流体を噴出するようになっている、土壌を処理するための装置。
【請求項２】
前記土壌接触指示器が力感知装置を有し、前記土壌接触指示器が前記土壌接触ヘッドと前記土壌の間の所定の力を指示すると、前記噴出弁が動作して前記噴出口を通して加圧された流体を噴出するようになっている、請求項1に記載の土壌を処理するための装置。
【請求項３】
前記取手が第1の部分と第2の部分を有し、前記第1の部分が前記第2の部分に対して相対的に滑動自在となっており、前記土壌接触指示器が、前記取手の前記第1の部分に取り付けられた接触感知装置と前記取手の前記第2の部分に取り付けられた接触ブロックを有しており、第1の取手部分が第2の取手部分に対して相対的に滑動して、前記接触感知装置が前記接触ブロックに接触すると、前記噴出弁が動作して前記噴出口を通して加圧された流体を噴出するようになっている、請求項1に記載の土壌を処理するための装置。
【請求項４】
付勢部材を更に有し、該付勢部材が、前記第2の取手部分に対する前記第1の取手部分の相対的な滑動運動に抵抗するようになっている、請求項3に記載の装置。
【請求項５】
前記付勢部材がバネを有している、請求項4に記載の装置。
【請求項６】
前記取手が第1の部分と第2の部分を有し、前記第1の部分が前記第2の部分に対して相対的に滑動自在となっており、前記土壌接触指示器が、前記取手の前記第2の部分に取り付けられた接触感知装置と前記取手の前記第1の部分に取り付けられた接触ブロックを有しており、第1の取手部分が第2の取手部分に対して相対的に滑動して、前記接触感知装置が前記接触ブロックに接触すると、前記噴出弁が動作して前記噴出口を通して加圧された流体を噴出するようになっている、請求項1に記載の土壌を処理するための装置。
【請求項７】
前記土壌接触ヘッドが、該土壌接触ヘッドの幅方向軸周りに回転自在となっている、請求項1に記載の装置。
【請求項８】
前記土壌接触ヘッドが、該土壌接触ヘッドの長手方向軸周りに回転自在となっている、請求項1に記載の装置。
【請求項９】
前記土壌接触ヘッドが、該土壌接触ヘッドの幅方向軸周り及び該土壌接触ヘッドの長手方向軸周りに回転自在となっている、請求項1に記載の装置。
【請求項１０】
作動スイッチを更に有し、前記噴出弁が前記噴出口を通して加圧された流体を噴出するために、前記作動スイッチの作動と前記土壌接触指示器が前記土壌接触ヘッドと前記土壌の間の接触を指示する指示との双方が必要となっている、請求項1に記載の装置。
【請求項１１】
前記土壌接触ヘッドが複数の噴出口を有している、請求項1に記載の装置。
【請求項１２】
前記土壌接触ヘッドが前縁と底面を有し、前記少なくとも一つの噴出口が、前記底面に対して前記前縁へ向かって傾斜されている、請求項1に記載の装置。
【請求項１３】
前記噴出口が、前記底面に対して前記前縁へ向かって約5度と約30度の間で傾斜されている、請求項12に記載の装置。
【請求項１４】
前記装置が、複数の噴出口と該複数の噴出口と同数の噴出弁を有しており、噴口のそれぞれが、関連する一つの噴出弁を有している、請求項1に記載の装置。
【請求項１５】
前記土壌接触ヘッドが、土壌処理流体を噴出する間の該土壌接触ヘッドの動きを制限する重りを有している、請求項1に記載の装置。
【請求項１６】
前記加圧された流体の供給源が、加圧された土壌処理剤の供給源を有している、請求項1に記載の装置。
【請求項１７】
土壌の下方に土壌処理流体を注入するための装置であって、該装置が、
少なくとも一つの噴出口を有する土壌接触ヘッドと、
土壌処理流体の支給源と、
前記土壌上の前記土壌接触ヘッドの所定の土壌接触力を感知するための力感知装置と、
前記土壌処理流体の支給源と流体連通する噴出弁であって、前記力感知装置が前記所定の土壌接触力を指示すると、選択された量の土壌処理流体を噴出するように動作する噴出弁と、を有している装置。
【請求項１８】
前記力感知装置がロードセルを有し、前記所定の土壌接触力が該ロードセルを介して伝達されたことを該ロードセルが指示すると、前記噴出弁が動作して前記少なくとも一つの噴出口を通して土壌処理流体を噴出するようになっている、請求項17に記載の装置。
【請求項１９】
前記ロードセルが多軸ロードセルを有し、該ロードセルを介して伝達される力が分解され、前記土壌接触ヘッドに関連する垂直軸に沿って該土壌接触ヘッドに加えられる垂直力が特定され、十分な垂直力が該土壌接触ヘッドに押しつけられると、前記噴出弁が動作して前記噴出口から土壌処理流体を噴出するようになっている、請求項18に記載の装置。
【請求項２０】
前記土壌接触ヘッドが取り付けられた取手を更に有している、請求項17に記載の装置。
【請求項２１】
土壌の下方に土壌処理流体を注入するための装置であって、該装置が、
少なくとも一つの噴出口を有する土壌接触ヘッドと、
前記土壌接触ヘッドと流体連通する土壌処理流体の支給源と、
土壌接触指示器と、
前記少なくとも一つの噴出口を通して土壌処理流体を噴出するための噴出弁であって、前記土壌接触指示器が前記土壌接触ヘッドと前記土壌の間の接触を指示すると、選択された量の土壌処理流体を噴出するように動作する噴出弁と、を有している装置。
【請求項２２】
前記噴出弁が開位置と閉位置の間を移動自在となっており、該噴出弁が該開位置にある状態で、前記土壌処理流体が該噴出弁を通って流れるようになっている、請求項21に記載の装置。
【請求項２３】
前記土壌接触ヘッドが取り付けられた取手を更に有している、請求項21に記載の装置。
【請求項２４】
地面の下方に土壌処理流体を注入する方法であって、該方法が、
少なくとも一つの噴出口をその内部に有する土壌接触ヘッドと、前記少なくとも一つの噴出口と流体連通する噴出弁と、土壌接触指示器と、前記噴出弁に流動自在に接続される加圧された土壌処理流体の供給源と、を有する土壌処理装置を設けるステップと、
前記土壌接触ヘッドが前記地面と接触するように前記土壌処理装置を位置決めするステップと、
前記加圧された土壌処理流体を前記噴出弁に送達するステップと、
前記噴出弁を開き、前記土壌処理流体が前記少なくとも一つの噴出口を通って地中へ流れることを可能にすることによって、前記土壌処理流体を地中へ注入するステップと、を含む方法。
【請求項２５】
前記土壌接触指示器が力感知装置を有し、前記土壌処理流体を注入するステップが、
前記土壌接触ヘッドに所定の力を加えるステップと、
前記土壌接触指示器が前記土壌接触ヘッドと前記地面の間の所定の力を指示すると、加圧された土壌処理流体を前記噴出口を通して噴出するステップと、を含む、請求項24に記載の方法。
【請求項２６】
前記土壌処理装置が取手を更に有し、該取手が第1の部分と第2の部分を有し、前記第1の部分が前記第2の部分に対して相対的に移動自在となっており、前記土壌接触指示器が、前記取手の前記第1の部分に取り付けられた接触感知装置と前記取手の前記第2の部分に取り付けられた接触ブロックを有しており、前記土壌処理流体を注入するステップが、
第1の取手部分を第2の取手部分に対して相対的に移動させ、前記接触感知装置を前記接触ブロックに接触させるステップと、
前記接触感知装置が前記接触ブロックに接触すると、加圧された土壌処理流体を前記噴出口を通して噴出するステップと、を含む、請求項24に記載の方法。
【請求項２７】
前記取手が、前記第2の部分に対する前記第1の部分の相対的な移動に抵抗するための付勢部材を含む、請求項26に記載の方法。
【請求項２８】
前記土壌処理装置が作動スイッチを更に有し、前記土壌処理流体を注入するステップが、
前記作動スイッチを作動させるステップと、
前記土壌接触ヘッドで土壌に所定の圧力を加えるステップと、
前記土壌接触指示器が、前記土壌接触ヘッドによって前記土壌に前記所定の圧力が加えられたことを指示すると、前記少なくとも一つの噴出口から前記土壌処理流体を噴出するステップと、を含む、請求項24に記載の方法。
【請求項２９】
前記土壌接触指示器がロードセルを有し、前記土壌処理流体を注入するステップが、
前記土壌接触ヘッドで土壌に所定の圧力を加えるステップと、
前記所定の圧力が前記ロードセルを介して伝達されたことを該ロードセルが指示すると、前記少なくとも一つの噴出口から前記土壌処理流体を噴出するステップと、を含む、請求項24に記載の方法。
【請求項３０】
土壌の下方に土壌処理流体を注入するための装置であって、該装置が、
少なくとも一つの内部通路を有する土壌接触ヘッドと、
前記少なくとも一つの内部通路と流体連通する少なくとも一つの噴出口と、
前記少なくとも一つの内部通路と流体連通する噴出弁と、
前記噴出弁と流体連通する土壌処理流体の支給源と、
土壌接触指示器と、を有している装置。
【請求項３１】
前記土壌接触指示器が、前記土壌接触ヘッドによって前記土壌に加えられる力に応答する力感知装置を有している、請求項30に記載の土壌を処理するための装置。
【請求項３２】
前記土壌接触指示器が、前記土壌接触ヘッドによって前記土壌に加えられる力に応答するロードセルを有している、請求項30に記載の土壌を処理するための装置。
【請求項３３】
前記ロードセルが多軸ロードセルを有している、請求項32に記載の土壌を処理するための装置。
【請求項３４】
前記土壌接触ヘッドを担持するための取手を更に有し、該取手が第1の部分と第2の部分を有し、前記第1の部分が前記第2の部分に対して相対的に移動自在となっており、前記土壌接触指示器が、前記取手の前記第1の部分と前記第2の部分のうちの少なくとも一方に取り付けられた接触感知装置を有しており、第1の取手部分が第2の取手部分に対して相対的に移動して前記接触感知装置が作動されるようになっている、請求項30に記載の土壌を処理するための装置。
【請求項３５】
前記第2の取手部分に対する前記第1の取手部分の相対的な移動に抵抗する付勢部材を更に有している、請求項34に記載の土壌を処理するための装置。
【請求項３６】
前記付勢部材がバネを有している、請求項35に記載の土壌を処理するための装置。
【請求項３７】
前記土壌接触ヘッドが、該土壌接触ヘッドの幅方向軸と該土壌接触ヘッドの長手方向軸のうちの少なくとも一方の周りに回転自在となっている、請求項30に記載の土壌を処理するための装置。
【請求項３８】
作動スイッチを更に有している、請求項30に記載の土壌を処理するための装置。
【請求項３９】
前記土壌接触ヘッドが前縁と底面を有し、前記少なくとも一つの噴出口が、前記底面に対して前記前縁へ向かって傾斜されている、請求項30に記載の土壌を処理するための装置。
【請求項４０】
少なくとも一つの噴出口をその内部に有する土壌接触ヘッドと、
前記少なくとも一つの噴出口と流体連通する噴出弁と、
前記土壌接触ヘッドを担持するための取手であって、第1の取手部分と第2の取手部分と感知装置を有し、前記第1の取手部分が前記第2の取手部分に対して相対的に移動自在となっており、前記感知装置が前記第2の取手部分に対する前記第1の取手部分の相対的な移動を感知するようになっている取手と、
前記噴出弁に流体的に接続された土壌処理流体の供給源と、を有し、
前記感知装置が前記第2の取手部分に対する前記第1の取手部分の相対的な移動を感知すると、前記噴出弁が動作して前記少なくとも一つの噴出口を通して土壌処理流体を噴出するようになっている、土壌を処理するための装置。
【請求項４１】
前記感知装置が、前記第1の取手部分に搭載された接触スイッチと前記第2の取手部分に搭載された停止ブロックを有している、請求項40に記載の装置。
【請求項４２】
前記第1の取手部分が、前記第2の取手部分に対して相対的に滑動自在となっている、請求項40に記載の装置。
【請求項４３】
前記取手が、該取手の前記第1の取手部分と前記第2の取手部分に対して配置されたバネを更に有しており、前記第2の取手部分に対する前記第1の取手部分の相対的な移動が前記バネを圧縮するようになっている、請求項42に記載の装置。
【請求項４４】
前記噴出弁がソレノイドを有している、請求項40に記載の装置。
【請求項４５】
少なくとも一つの噴出口をその内部に有する土壌接触ヘッドと、
前記土壌接触ヘッドが取り付けられた取手と、
前記少なくとも一つの噴出口と流体連通する噴出弁と、
前記少なくとも一つの噴出口を通して土壌処理流体を噴出するように動作する前記噴出弁と流体連通する土壌処理流体の供給源と、
土壌処理流体の支給源を包含するために装置によって担持される容器と、を有している、土壌を処理するための装置。
【請求項４６】
前記土壌処理流体の支給源が、処理薬剤と水の溶液の支給源を有している、請求項45に記載の装置。
【請求項４７】
前記容器が台車に搭載されている、請求項45に記載の装置。
【請求項１】
少なくとも一つの噴出口をその内部に有する土壌接触ヘッドと、
前記土壌接触ヘッドが取り付けられた取手と、
前記少なくとも一つの噴出口と流体連通する噴出弁と、
土壌接触指示器と、
前記噴出弁に流動自在に接続される加圧された流体の供給源と、を有し、
前記土壌接触指示器が前記土壌接触ヘッドと土壌の間の接触を指示すると、前記噴出弁が動作して前記噴出口を通して加圧された流体を噴出するようになっている、土壌を処理するための装置。
【請求項２】
前記土壌接触指示器が力感知装置を有し、前記土壌接触指示器が前記土壌接触ヘッドと前記土壌の間の所定の力を指示すると、前記噴出弁が動作して前記噴出口を通して加圧された流体を噴出するようになっている、請求項1に記載の土壌を処理するための装置。
【請求項３】
前記取手が第1の部分と第2の部分を有し、前記第1の部分が前記第2の部分に対して相対的に滑動自在となっており、前記土壌接触指示器が、前記取手の前記第1の部分に取り付けられた接触感知装置と前記取手の前記第2の部分に取り付けられた接触ブロックを有しており、第1の取手部分が第2の取手部分に対して相対的に滑動して、前記接触感知装置が前記接触ブロックに接触すると、前記噴出弁が動作して前記噴出口を通して加圧された流体を噴出するようになっている、請求項1に記載の土壌を処理するための装置。
【請求項４】
付勢部材を更に有し、該付勢部材が、前記第2の取手部分に対する前記第1の取手部分の相対的な滑動運動に抵抗するようになっている、請求項3に記載の装置。
【請求項５】
前記付勢部材がバネを有している、請求項4に記載の装置。
【請求項６】
前記取手が第1の部分と第2の部分を有し、前記第1の部分が前記第2の部分に対して相対的に滑動自在となっており、前記土壌接触指示器が、前記取手の前記第2の部分に取り付けられた接触感知装置と前記取手の前記第1の部分に取り付けられた接触ブロックを有しており、第1の取手部分が第2の取手部分に対して相対的に滑動して、前記接触感知装置が前記接触ブロックに接触すると、前記噴出弁が動作して前記噴出口を通して加圧された流体を噴出するようになっている、請求項1に記載の土壌を処理するための装置。
【請求項７】
前記土壌接触ヘッドが、該土壌接触ヘッドの幅方向軸周りに回転自在となっている、請求項1に記載の装置。
【請求項８】
前記土壌接触ヘッドが、該土壌接触ヘッドの長手方向軸周りに回転自在となっている、請求項1に記載の装置。
【請求項９】
前記土壌接触ヘッドが、該土壌接触ヘッドの幅方向軸周り及び該土壌接触ヘッドの長手方向軸周りに回転自在となっている、請求項1に記載の装置。
【請求項１０】
作動スイッチを更に有し、前記噴出弁が前記噴出口を通して加圧された流体を噴出するために、前記作動スイッチの作動と前記土壌接触指示器が前記土壌接触ヘッドと前記土壌の間の接触を指示する指示との双方が必要となっている、請求項1に記載の装置。
【請求項１１】
前記土壌接触ヘッドが複数の噴出口を有している、請求項1に記載の装置。
【請求項１２】
前記土壌接触ヘッドが前縁と底面を有し、前記少なくとも一つの噴出口が、前記底面に対して前記前縁へ向かって傾斜されている、請求項1に記載の装置。
【請求項１３】
前記噴出口が、前記底面に対して前記前縁へ向かって約5度と約30度の間で傾斜されている、請求項12に記載の装置。
【請求項１４】
前記装置が、複数の噴出口と該複数の噴出口と同数の噴出弁を有しており、噴口のそれぞれが、関連する一つの噴出弁を有している、請求項1に記載の装置。
【請求項１５】
前記土壌接触ヘッドが、土壌処理流体を噴出する間の該土壌接触ヘッドの動きを制限する重りを有している、請求項1に記載の装置。
【請求項１６】
前記加圧された流体の供給源が、加圧された土壌処理剤の供給源を有している、請求項1に記載の装置。
【請求項１７】
土壌の下方に土壌処理流体を注入するための装置であって、該装置が、
少なくとも一つの噴出口を有する土壌接触ヘッドと、
土壌処理流体の支給源と、
前記土壌上の前記土壌接触ヘッドの所定の土壌接触力を感知するための力感知装置と、
前記土壌処理流体の支給源と流体連通する噴出弁であって、前記力感知装置が前記所定の土壌接触力を指示すると、選択された量の土壌処理流体を噴出するように動作する噴出弁と、を有している装置。
【請求項１８】
前記力感知装置がロードセルを有し、前記所定の土壌接触力が該ロードセルを介して伝達されたことを該ロードセルが指示すると、前記噴出弁が動作して前記少なくとも一つの噴出口を通して土壌処理流体を噴出するようになっている、請求項17に記載の装置。
【請求項１９】
前記ロードセルが多軸ロードセルを有し、該ロードセルを介して伝達される力が分解され、前記土壌接触ヘッドに関連する垂直軸に沿って該土壌接触ヘッドに加えられる垂直力が特定され、十分な垂直力が該土壌接触ヘッドに押しつけられると、前記噴出弁が動作して前記噴出口から土壌処理流体を噴出するようになっている、請求項18に記載の装置。
【請求項２０】
前記土壌接触ヘッドが取り付けられた取手を更に有している、請求項17に記載の装置。
【請求項２１】
土壌の下方に土壌処理流体を注入するための装置であって、該装置が、
少なくとも一つの噴出口を有する土壌接触ヘッドと、
前記土壌接触ヘッドと流体連通する土壌処理流体の支給源と、
土壌接触指示器と、
前記少なくとも一つの噴出口を通して土壌処理流体を噴出するための噴出弁であって、前記土壌接触指示器が前記土壌接触ヘッドと前記土壌の間の接触を指示すると、選択された量の土壌処理流体を噴出するように動作する噴出弁と、を有している装置。
【請求項２２】
前記噴出弁が開位置と閉位置の間を移動自在となっており、該噴出弁が該開位置にある状態で、前記土壌処理流体が該噴出弁を通って流れるようになっている、請求項21に記載の装置。
【請求項２３】
前記土壌接触ヘッドが取り付けられた取手を更に有している、請求項21に記載の装置。
【請求項２４】
地面の下方に土壌処理流体を注入する方法であって、該方法が、
少なくとも一つの噴出口をその内部に有する土壌接触ヘッドと、前記少なくとも一つの噴出口と流体連通する噴出弁と、土壌接触指示器と、前記噴出弁に流動自在に接続される加圧された土壌処理流体の供給源と、を有する土壌処理装置を設けるステップと、
前記土壌接触ヘッドが前記地面と接触するように前記土壌処理装置を位置決めするステップと、
前記加圧された土壌処理流体を前記噴出弁に送達するステップと、
前記噴出弁を開き、前記土壌処理流体が前記少なくとも一つの噴出口を通って地中へ流れることを可能にすることによって、前記土壌処理流体を地中へ注入するステップと、を含む方法。
【請求項２５】
前記土壌接触指示器が力感知装置を有し、前記土壌処理流体を注入するステップが、
前記土壌接触ヘッドに所定の力を加えるステップと、
前記土壌接触指示器が前記土壌接触ヘッドと前記地面の間の所定の力を指示すると、加圧された土壌処理流体を前記噴出口を通して噴出するステップと、を含む、請求項24に記載の方法。
【請求項２６】
前記土壌処理装置が取手を更に有し、該取手が第1の部分と第2の部分を有し、前記第1の部分が前記第2の部分に対して相対的に移動自在となっており、前記土壌接触指示器が、前記取手の前記第1の部分に取り付けられた接触感知装置と前記取手の前記第2の部分に取り付けられた接触ブロックを有しており、前記土壌処理流体を注入するステップが、
第1の取手部分を第2の取手部分に対して相対的に移動させ、前記接触感知装置を前記接触ブロックに接触させるステップと、
前記接触感知装置が前記接触ブロックに接触すると、加圧された土壌処理流体を前記噴出口を通して噴出するステップと、を含む、請求項24に記載の方法。
【請求項２７】
前記取手が、前記第2の部分に対する前記第1の部分の相対的な移動に抵抗するための付勢部材を含む、請求項26に記載の方法。
【請求項２８】
前記土壌処理装置が作動スイッチを更に有し、前記土壌処理流体を注入するステップが、
前記作動スイッチを作動させるステップと、
前記土壌接触ヘッドで土壌に所定の圧力を加えるステップと、
前記土壌接触指示器が、前記土壌接触ヘッドによって前記土壌に前記所定の圧力が加えられたことを指示すると、前記少なくとも一つの噴出口から前記土壌処理流体を噴出するステップと、を含む、請求項24に記載の方法。
【請求項２９】
前記土壌接触指示器がロードセルを有し、前記土壌処理流体を注入するステップが、
前記土壌接触ヘッドで土壌に所定の圧力を加えるステップと、
前記所定の圧力が前記ロードセルを介して伝達されたことを該ロードセルが指示すると、前記少なくとも一つの噴出口から前記土壌処理流体を噴出するステップと、を含む、請求項24に記載の方法。
【請求項３０】
土壌の下方に土壌処理流体を注入するための装置であって、該装置が、
少なくとも一つの内部通路を有する土壌接触ヘッドと、
前記少なくとも一つの内部通路と流体連通する少なくとも一つの噴出口と、
前記少なくとも一つの内部通路と流体連通する噴出弁と、
前記噴出弁と流体連通する土壌処理流体の支給源と、
土壌接触指示器と、を有している装置。
【請求項３１】
前記土壌接触指示器が、前記土壌接触ヘッドによって前記土壌に加えられる力に応答する力感知装置を有している、請求項30に記載の土壌を処理するための装置。
【請求項３２】
前記土壌接触指示器が、前記土壌接触ヘッドによって前記土壌に加えられる力に応答するロードセルを有している、請求項30に記載の土壌を処理するための装置。
【請求項３３】
前記ロードセルが多軸ロードセルを有している、請求項32に記載の土壌を処理するための装置。
【請求項３４】
前記土壌接触ヘッドを担持するための取手を更に有し、該取手が第1の部分と第2の部分を有し、前記第1の部分が前記第2の部分に対して相対的に移動自在となっており、前記土壌接触指示器が、前記取手の前記第1の部分と前記第2の部分のうちの少なくとも一方に取り付けられた接触感知装置を有しており、第1の取手部分が第2の取手部分に対して相対的に移動して前記接触感知装置が作動されるようになっている、請求項30に記載の土壌を処理するための装置。
【請求項３５】
前記第2の取手部分に対する前記第1の取手部分の相対的な移動に抵抗する付勢部材を更に有している、請求項34に記載の土壌を処理するための装置。
【請求項３６】
前記付勢部材がバネを有している、請求項35に記載の土壌を処理するための装置。
【請求項３７】
前記土壌接触ヘッドが、該土壌接触ヘッドの幅方向軸と該土壌接触ヘッドの長手方向軸のうちの少なくとも一方の周りに回転自在となっている、請求項30に記載の土壌を処理するための装置。
【請求項３８】
作動スイッチを更に有している、請求項30に記載の土壌を処理するための装置。
【請求項３９】
前記土壌接触ヘッドが前縁と底面を有し、前記少なくとも一つの噴出口が、前記底面に対して前記前縁へ向かって傾斜されている、請求項30に記載の土壌を処理するための装置。
【請求項４０】
少なくとも一つの噴出口をその内部に有する土壌接触ヘッドと、
前記少なくとも一つの噴出口と流体連通する噴出弁と、
前記土壌接触ヘッドを担持するための取手であって、第1の取手部分と第2の取手部分と感知装置を有し、前記第1の取手部分が前記第2の取手部分に対して相対的に移動自在となっており、前記感知装置が前記第2の取手部分に対する前記第1の取手部分の相対的な移動を感知するようになっている取手と、
前記噴出弁に流体的に接続された土壌処理流体の供給源と、を有し、
前記感知装置が前記第2の取手部分に対する前記第1の取手部分の相対的な移動を感知すると、前記噴出弁が動作して前記少なくとも一つの噴出口を通して土壌処理流体を噴出するようになっている、土壌を処理するための装置。
【請求項４１】
前記感知装置が、前記第1の取手部分に搭載された接触スイッチと前記第2の取手部分に搭載された停止ブロックを有している、請求項40に記載の装置。
【請求項４２】
前記第1の取手部分が、前記第2の取手部分に対して相対的に滑動自在となっている、請求項40に記載の装置。
【請求項４３】
前記取手が、該取手の前記第1の取手部分と前記第2の取手部分に対して配置されたバネを更に有しており、前記第2の取手部分に対する前記第1の取手部分の相対的な移動が前記バネを圧縮するようになっている、請求項42に記載の装置。
【請求項４４】
前記噴出弁がソレノイドを有している、請求項40に記載の装置。
【請求項４５】
少なくとも一つの噴出口をその内部に有する土壌接触ヘッドと、
前記土壌接触ヘッドが取り付けられた取手と、
前記少なくとも一つの噴出口と流体連通する噴出弁と、
前記少なくとも一つの噴出口を通して土壌処理流体を噴出するように動作する前記噴出弁と流体連通する土壌処理流体の供給源と、
土壌処理流体の支給源を包含するために装置によって担持される容器と、を有している、土壌を処理するための装置。
【請求項４６】
前記土壌処理流体の支給源が、処理薬剤と水の溶液の支給源を有している、請求項45に記載の装置。
【請求項４７】
前記容器が台車に搭載されている、請求項45に記載の装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公表番号】特表２０１３−５２０１７９（Ｐ２０１３−５２０１７９Ａ）
【公表日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５５４１０５（Ｐ２０１２−５５４１０５）
【出願日】平成２３年２月２３日（２０１１．２．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０２５９２９
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／１０６４２７
【国際公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【出願人】（５１２２１７３６３）ドライジェクト，インコーポレーテッド (2)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２３日（２０１１．２．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０２５９２９
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／１０６４２７
【国際公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【出願人】（５１２２１７３６３）ドライジェクト，インコーポレーテッド (2)
【Ｆターム（参考）】
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