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農水産
 
【発明の名称】土壌汚染調査用サンプラー
【出願人】
【識別番号】503363954
【氏名又は名称】細野 隆幸
【住所又は居所】北海道札幌市北区あいの里1条4丁目3番14号
【出願人】
【識別番号】503363965
【氏名又は名称】小林 正拓
【住所又は居所】北海道札幌市南区北ノ沢7丁目4−13
【代理人】
【弁理士】
【識別番号】100104330
【氏名又は名称】杉山 誠二
【発明者】
【氏名】細野 隆幸
【住所又は居所】北海道札幌市北区あいの里1条4丁目3番14号
【要約】
【課題】
先端部に給水しても土砂の流出のおそれがない土壌汚染調査用サンプラーを提供することである。
【解決手段】
外管と、外管の上端にねじ接合された第1ヘッドと、外管の下端にねじ接合されたビットと、外管の内面との間に第1空間が形成されるように外管内に配置された第1内管と、第1内管の内面との間に第2空間が形成されるように第1内管内に配置され、採取しようとする試料が収容される第2内管と、第2内管の下端とビットとの間に配置され、第2内管の内部と第2空間との連通を遮断するシール材と、第2内管の上端にねじ接合され、第1ヘッドの下端に回動可能に取り付けられた第2ヘッドと、第1ヘッドにねじ接合された中空のボーリングロッドと、第1ヘッドの上端に連結された1又は複数のホースとを備えている土壌汚染調査用サンプラー。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
土壌汚染調査用サンプラーであって、
外管と、
前記外管の上端にねじ接合された第1ヘッドと、
前記外管の下端にねじ接合されたリング状のビットと、
前記外管の内面との間に第1空間が形成されるように前記外管内に配置された第1内管と、
前記第1内管の内面との間に第2空間が形成されるように前記第1内管内に配置され、採取しようとする試料が収容される第2内管と、
前記第2内管の下端と前記ビットとの間に配置され、前記第2内管の内部と前記第2空間との連通を遮断するシール材と、
前記第2内管の上端にねじ接合され、前記第1ヘッドの下端に回動可能に取り付けられた第2ヘッドと、
前記第1ヘッドにねじ接合された中空のボーリングロッドと、
前記第1ヘッドの上端に連結された1又は複数のホースとを備え、
前記ボーリングロッドが、前記第1ヘッドに設けられた第1貫通孔を介して前記第2空間と連通し、前記第2空間が、前記第1内管の下端に設けられた開口を介して前記第1空間と連通し、前記第1空間が、前記第1ヘッドに設けられた第1貫通孔を介して前記ホースと連通しており、
ボーリング時に前記ボーリングロッドから供給された水が、前記第1貫通孔、前記第2空間、前記開口、前記第1空間、前記第2貫通孔、及び前記ホースを介して回収されるように構成されていることを特徴とするサンプラー。
【請求項2】
前記ビットの開口及び前記第2内管の下端に嵌め込まれた栓を更に備えていることを特徴とする請求項1に記載のサンプラー。
【請求項3】
前記ビットの外周に、複数のメタルチップ即ち突起が配置され、隣接する前記突起の間に切り込み即ち溝がそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のサンプラー。
【請求項4】
前記ホースから回収される水を受けるためのリング状の第1回収水受け容器を更に備え、前記第1回収水受け容器が、中央の開口に前記ボーリングロッド及び前記ホースを通した状態で地上に置かれ、前記ホースの端部が、前記第1回収水受け容器内に入れられていることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のサンプラー。
【請求項5】
前記ホースから回収される水を受けるためのリング状の第2回収水受け容器を更に備え、前記第2回収水受け容器が、中央の開口に前記ボーリングロッド及び前記ホースを通した状態で地上において前記ボーリングロッドに回動可能に取り付けられており、前記ホースの端部が、前記第2回収水受け容器内に入れられていることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のサンプラー。
【請求項6】
前記第2内管の内部に配置され、筒状のビニル袋がだぶつかせた状態で被せられた円筒形のインナーエクステンションと、前記袋の上端を保持するためのチューブリングとを更に備えていることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載のサンプラー。
【請求項7】
掘進時に一定深さよりも深い箇所に前記栓が下降するのを防止する栓固定手段を更に備え、前記栓固定手段が、上端が地上の櫓に固定され、下端が前記栓に固定された小ロッドを有し、前記小ロッドが、前記ボーリングロッド内を通り、前記第1ヘッド及び前記第2ヘッドを貫通して前記栓まで延びていることを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載のサンプラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
本発明は、土壌汚染や地下水汚染を調査するための試料を採取するための土壌汚染調査用サンプラーに関する。
【背景技術】
昨今、土壌汚染が社会問題化している。土壌汚染の問題は、昭和40年代までは主として重金属による農用地汚染に関するものが大半を占めていたが、近年は、むしろ市街地における土壌汚染が問題となっており、2003年より土壌汚染対策法も施行されている。土壌汚染を調査するには、調査しようとする土壌のコアリング(試料採取)を行って分析する必要がある。
このようなコアリングを行う器具として、サンプラーが広く知られている。サンプラーは一般的に、その先端部が焼きつかないように、先端部に給水しつつ地盤を掘進するようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、先端部に給水すると、採取しようとする土砂の一部が流出するおそれがある。一方、給水せずにコアリングを行うと、サンプラーを回転させながら掘進させるので、サンプラーの先端部に熱が発生し、その熱により、採取しようとする土砂の性状に影響が及ぼされる可能性がある。
本発明は、このような状況に鑑みて開発されたものであって、先端部に給水しても土砂の流出のおそれがない土壌汚染調査用サンプラーを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
本願請求項1に記載の土壌汚染調査用サンプラーは、外管と、前記外管の上端にねじ接合された第1ヘッドと、前記外管の下端にねじ接合されたリング状のビットと、前記外管の内面との間に第1空間が形成されるように前記外管内に配置された第1内管と、前記第1内管の内面との間に第2空間が形成されるように前記第1内管内に配置され、採取しようとする試料が収容される第2内管と、前記第2内管の下端と前記ビットとの間に配置され、前記第2内管の内部と前記第2空間との連通を遮断するシール材と、前記第2内管の上端にねじ接合され、前記第1ヘッドの下端に回動可能に取り付けられた第2ヘッドと、前記第1ヘッドにねじ接合された中空のボーリングロッドと、前記第1ヘッドの上端に連結された1又は複数のホースとを備え、前記ボーリングロッドが、前記第1ヘッドに設けられた第1貫通孔を介して前記第2空間と連通し、前記第2空間が、前記第1内管の下端に設けられた開口を介して前記第1空間と連通し、前記第1空間が、前記第1ヘッドに設けられた第1貫通孔を介して前記ホースと連通しており、ボーリング時に前記ボーリングロッドから供給された水が、前記第1貫通孔、前記第2空間、前記開口、前記第1空間、前記第2貫通孔、及び前記ホースを介して回収されるように構成されていることを特徴とするものである。
本願請求項2に記載の土壌汚染調査用サンプラーは、前記請求項1のサンプラーにおいて、前記ビットの開口及び前記第2内管の下端に嵌め込まれた栓を更に備えていることを特徴とするものである。
本願請求項3に記載の土壌汚染調査用サンプラーは、前記請求項1又は2のサンプラーにおいて、前記ビットの外周に、複数のメタルチップ即ち突起が配置され、隣接する前記突起の間に切り込み即ち溝がそれぞれ配置されていることを特徴とするものである。
本願請求項4に記載の土壌汚染調査用サンプラーは、前記請求項1から請求項3までのいずれか1項のサンプラーにおいて、前記ホースから回収される水を受けるためのリング状の第1回収水受け容器を更に備え、前記第1回収水受け容器が、中央の開口に前記ボーリングロッド及び前記ホースを通した状態で地上に置かれ、前記ホースの端部が、前記第1回収水受け容器内に入れられていることを特徴とするものである。
本願請求項5に記載の土壌汚染調査用サンプラーは、前記請求項1から請求項3までのいずれか1項のサンプラーにおいて、前記ホースから回収される水を受けるためのリング状の第2回収水受け容器を更に備え、前記第2回収水受け容器が、中央の開口に前記ボーリングロッド及び前記ホースを通した状態で地上において前記ボーリングロッドに回動可能に取り付けられており、前記ホースの端部が、前記第2回収水受け容器内に入れられていることを特徴とするものである。
本願請求項6に記載の土壌汚染調査用サンプラーは、前記請求項1から請求項5までのいずれか1項のサンプラーにおいて、前記第2内管の内部に配置され、筒状のビニル袋がだぶつかせた状態で被せられた円筒形のインナーエクステンションと、前記袋の上端を保持するためのチューブリングとを更に備えていることを特徴とするものである。
本願請求項7に記載の土壌汚染調査用サンプラーは、前記請求項1から請求項6までのいずれか1項のサンプラーにおいて、掘進時に一定深さよりも深い箇所に前記栓が下降するのを防止する栓固定手段を更に備え、前記栓固定手段が、上端が地上の櫓に固定され、下端が前記栓に固定された小ロッドを有し、前記小ロッドが、前記ボーリングロッド内を通り、前記第1ヘッド及び前記第2ヘッドを貫通して前記栓まで延びていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
本発明により、給水による土砂の流出と発熱による土砂の性状の変化という2つの問題点を解決した土壌汚染調査用サンプラーが提供される。また、本発明のサンプラーにおいて、ビットの外周にメタルチップ及び切り込みを設けることにより、スライムの逃げ道が形成され、効率的にサンプリングが可能になる。また、本発明のサンプラーにおいて、回収水受け容器を設けることにより、効率的な回収水処理を行うことが可能になる。さらに、ビニル袋が被せられたインナーエクステンションを配置することにより、試料を袋内に収容することが可能になり、作業の効率化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
次に図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態に係る土壌汚染調査用サンプラーについて詳細に説明する。図1は、本発明の好ましい実施の形態に係る土壌汚染調査用サンプラーの長さ方向断面図である。図1において全体として参照符号10で示される本発明の土壌汚染調査用サンプラーは、外管12と、外管12の上端にねじ接合された第1ヘッド14と、外管12の下端にねじ接合されたビット16とを備えており、ビット16は、全体としてリング状の形状を有している。
土壌汚染調査用サンプラー10は又、外管12の内面との間に第1空間18が形成されるように外管12内に配置された第1内管20と、第1内管20の内面との間に第2空間22が形成されるように第1内管20内に配置された第2内管24とを備えている。第2内管24の内部は、後述するように、試料が収容される空間となる。
第1内管20は、上端が第1ヘッド14にねじ接合され、下端がビット16の上面に接触しているが、第1内管20の下端(先端)には、第1空間18と第2空間22とを連通させるための開口20aが設けられている。第2内管24は、上端が第2ヘッド26にねじ接合され、下端がビット16の上面に接触している。第2内管24の先端には、第2内管24の内部と第2空間22が連通しないように、シール材(例えば、Oリング)24aが配置されている。
第2ヘッド26は、ベアリング28を介して、第1ヘッド14の下端に回動可能に取り付けられている。これにより、サンプリング時に外管12および第1内管20は回転するが、第2内管24は回転しないようになっている。
第1ヘッド14の上端には、中空のボーリングロッド30がねじ接合されており、ボーリングロッド30は、第1ヘッド14に設けられた第1貫通孔14aを介して、第2空間22と連通している。また、第1ヘッド14の上端の外周には、1又は複数本(図1では2本)のホース32が取り付けられており、ホース32は、第1ヘッド14に設けられた第2貫通孔14bを介して、第1空間18と連通している。
全体としてリング状のビット16の開口16a及び第2内管24の下端(先端)には、栓34が嵌め込まれている。図1に示される栓34は、下端34aの径よりも上端34bの径が大きい側面視で逆台形状の形状を有しており、ゴムやコルク等の弾力性材料で形成されている。
第2内管24の内部は、上述のように、試料が収容される空間となるが、第2内管24の上端にねじ接合されている第2ヘッド26には、第2内管24の内部を密封するための密封手段36が設けられている。密封手段36は、図2に最も良く示されるように、第2ヘッド26の内部の側に配置された小孔の第1孔36aと、第2ヘッド26の外部の側に配置され、第1孔36aと連通する大径の第2孔36bと、第2孔36bの径とほぼ同じ径を有し、第2孔36b内に配置されたボール36cと、第2孔36bの外端に設けられ、ボール36cが第2孔36bから脱落するのを防止するためのストッパ36dとを有している。
第2内管24の下端に栓34を嵌め込み、上端に密封手段36を設けたことにより、採取試料が水の影響に曝されることがなくなる。すなわち、ボーリングロッド30を介して第2空間22内に給水されるが、第2空間22内の水圧が密封手段36のボール36cに作用して第1孔36aがボール36cで塞がれ、更に栓34が逆台形状の形状を有しているので、第2空間22からの水が採取試料にまで至ることはない。また、栓34を設けたことにより、採取しようとする試料が地下水位以下にある場合であっても、揮発性成分等の余分な成分が試料に混入するおそれを排除することができる。
図4は、外管12の下端にねじ接合されるビット16を示した拡大図である。好ましくは、ビット16の外周には、複数(図2では、4個)のメタルチップ即ち突起16b、及び、隣接する突起16bの間にそれぞれ配置された切り込み即ち溝16cが設けられている。突起16b及び溝16cは、ボーリング時においてスライムの逃げ道となる。
図5(a)は、ホース32の上端に配置される第1回収水受け部38を示した図である。詳細には後述するように、ボーリングの際にボーリングロッド30を介してサンプラー10内に供給された水は、ホース32を介して地上に回収されるが、リング状の第1回収水受け容器38(図5(b)参照)を、ボーリングロッド30及びホース32を中央の開口に通した状態で地上に配置しておき、ホース32の上端を第1回収水受け容器38内に入れておくことにより、地上に戻された水を第1回収水受け容器38で受けることができる。第1回収水受け容器38は、管38aを介して貯水タンク(図示せず)に接続されており、貯水タンクに循環ポンプを配置することにより、ボーリングに使用する水を循環させることができる。
図5(c)は、第2回収水受け容器40を示した図である。リング状の第2回収水受け容器40は、ボーリングロッド30及びホース32を中央の開口に通した状態で、地上においてベアリング40aによってボーリングロッド10に回動可能に取り付けられており、ホース32の上端が第2回収水受け容器40内に入れられている。第2回収水受け容器40も、第1回収水受け容器38と同様に、管40bを介して貯水タンク(図示せず)に接続されており、貯水タンクに循環ポンプを配置することにより、ボーリングに使用する水を循環させることができる。
次に、図3を参照しつつ、以上のように構成された土壌汚染調査用サンプラー10の使用について説明する。まず準備段階として、土壌汚染調査用サンプラー10にエアハンマー(図示せず)を接合するとともに、地上に設置されたボーリングマシン(図示せず)のスピンドルによってボーリングロッド30を支持する。
次いで、ボーリングロッド30を介して土壌汚染調査用サンプラー10に給水しつつ、サンプラー10を回転させる(なお、第2ヘッド26が第1ヘッド14に回動可能に取り付けられているため、外管12、ビット16、及び第1内管20が回転しても、第2内管24は回転しない)。すると、サンプラー10は、ビット16によって地盤を掘進し、採取しようとする試料が栓34を押して第2内管24内に徐々に進入する(図3(b)参照)。その際、ボーリングロッド30を介して供給されている水は、第2空間22を通ってビット16の上部に至りビット16を冷却した後、ホース32を介して地上に回収されるので、回転に伴う熱の発生により試料に影響が及ぶことが回避されるとともに、第2内管24内には水が進入しないので、試料が流出することもない。
本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
例えば、前記実施の形態において、第2内管24の内部に、筒状の透明なビニル袋がだぶつかせた状態で被せられた円筒形のインナーエクステンション42を収容してもよい。インナーエクステンション42を第2内管24の内部に収容することにより、コアリングに際して試料を袋の中に収容することができる。図6において参照符号44は、袋の上端を保持するためのチューブリングを示している。なお、袋内に試料を採取することについては、本発明者の開発した特許(第3053588号)において詳細に説明されている。
また、前記実施の形態では、栓34が側面視で逆台形状を有するように形作られているが、例えば、図7に示されるように、円柱形の栓本体にOリングを装着したものを用いてもよい。このような場合には、栓本体を鋼のような非弾力性材料で形成してもよい。
図8は、本発明の別の実施の形態に係る土壌汚染調査用サンプラーを示した図である。図8に示される土壌汚染調査用サンプラー10は、サンプラーの掘進時に栓34と第2内管24の内面との間に小砂利等が挟まって栓34が第2内管24内を円滑に上昇しない事態が生ずるのを回避するため、一定深さよりも深い箇所に栓34が下降するのを防止する栓固定手段を備えている点を除いて、図1に示される土壌汚染調査用サンプラー10と実質的に同一の構成を有している。すなわち、栓固定手段は、上端が地上の櫓に固定され、下端が栓34に固定された小ロッド46を有しており、小ロッド46は、ボーリングロッド30内を通り、第1ヘッド14及び第2ヘッド26を貫通して栓34まで延びている。なお、図8において参照符号48は、ベアリングを示しており、サンプラー10の掘進時に小ロッド46が回転しても第2内管24は回転しないようになっている。また、櫓の頂部に取り付けられたチェーンブロックの長さを調整することにより、栓34の下降可能深さを微調整することができるようになっている。
図9は、栓固定手段を備えたサンプラー10を用いてコアリングを行っている状態を示した一連の図である。図9から容易に理解されるように、サンプラー10が下降するにつれて、栓34及び小ロッド46が一種のピストンのような役割を果たすことが分かる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好ましい実施の形態に係る土壌汚染調査用サンプラーの長さ方向断面図である。
【図2】図1のサンプラーの第2ヘッドに設けられる密封手段の拡大図である。
【図3】本発明の土壌汚染調査用サンプラーを用いてコアリングを行っている状態を示した一連の図である。
【図4】図4(a)は図1のサンプラーに取り付けられるビットの側面図、図4(b)は図4(a)の底面図である。
【図5】図5(a)はホースの上端に配置される第1回収水受け容器を示した図、図5(b)は第1回収水受け容器の斜視図、図5(c)は第2回収水受け容器を示した図である。
【図6】インナーエクステンションを備えた土壌汚染調査用サンプラーの変形例を示した長さ方向断面図である。
【図7】第2内管の下端に嵌め込まれる栓を変形例を示した斜視図である。
【図8】本発明の別の実施の形態に係る土壌汚染調査用サンプラーの長さ方向断面図である。
【図9】図8のサンプラーを用いてコアリングを行っている状態を示した一連の図である。
【符号の説明】
10 土壌汚染調査用サンプラー
12 外管
14 第1ヘッド
16 ビット
18 第1空間
20 第1内管
22 第2空間
24 第2内管
26 第2ヘッド
28 ベアリング
30 ボーリングロッド
32 ホース
34 栓
36 密封手段
38、40 回収水受け容器
42 インナーエクステンション
44 チューブリング
46 小ロッド
48 ベアリング
【図1】
図1
【図2】
図2
【図3】
図3
【図4】
図4
【図5】
図5
【図6】
図6
【図7】
図7
【図8】
図8
【図9】
図9
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