Livestock footbath system

本発明は、家畜用のフットバスシステム（足浴器システム）に関し、家畜の蹄を処理する方法を含む。

本発明は、搾乳所に出入りする酪農動物（dairy animals）の蹄の処理に向けた努力を通じてなされたものである。
従来技術では、フットバスシステムのパン内に高速のジェットノズル流を導入する結果として、乱れや渦が生じることがあった。 また、従来技術では、攪拌や乱流を生じさせずに、パン内から流体を容易に排出することができないことがあった。 また、従来技術では、パン内に水を導入するためのポートと、薬物を導入するためのポートを別々に設けていた。
他、関連する従来技術として、特許文献１〜４に記載のものがある。

米国特許第８５３,５３３号明細書

米国特許第４,２９１,６４６号明細書

米国特許第５,６３０,３７９号明細書

米国特許第６,７３９,２８６号明細書

そこで、本発明は、このようなシステムの向上を目的とするが、牛、ヤギ、羊、水牛等の酪農動物、さらに、馬や畜牛等の他の家畜を含む様々な家畜に適用可能にする。

上記目的は、本明細書に添付した特許請求の範囲に記載の発明によって達成できる。
特に、請求項１の発明では、家畜用のフットバスシステムであって、家畜が通って歩けるフットバスパンを含み、このパンは、内部にフットバス流体を蓄えるための壁を有し、前記パンと離れて水のタンクを設け、このタンクは、前記フットバス流体を提供するために、水源から水を受取って、前記タンク内に蓄え、前記タンクは、前記フットバス流体を前記パンに供給することを特徴とする。
本願発明のさらなる特徴は、他の請求項に記載されている。

図１を参照すると、家畜用のフットバスシステム２０が示されているが、符号２２に示すような酪農動物も示している。 このシステムは、フットバスパン（皿状の器）２４を含み、家畜が通れるようにしている。 このパンは、図１、４に示すように、フットバス流体を受取るための導入マニホルド２５を備え、また、符号３４に示すフットバス流体を内部に蓄えるように壁２６、２８、３０、３２を備えている。 また、図２、３に示すように、組合わされた水を含み薬物（薬品）を混合させるタンク３６を、パン２４から離して設けている。 タンク３６は、水源３８から水を受取り、また、符号４０に示すように、一つ又は複数の薬物源から一つ又は複数の薬物を受取って、タンク３６内で混合させて、予め混合されたフットバス流体を提供できるようにする。 タンク３６は、予め混合されたフットバス流体をパン２４に提供するが、これは、以下において説明される。

タンク３６は、図２に示すように、水源３８から水を受取るために導入管４２を備えている。 また、タンク３６は、予め混合されたフットバス流体を、符号２４に示すような対応するフットバスパンに供給するために、一つ又は複数の排出管４４、４６、４８、５０を備えている。 タンク３６は、導入管４２と排出管４４−５０の間で連続して流体を流通させるように配置されており、即ち、水は、上流側から下流側に流れて、導入管４２からタンク３６内に、次に、タンク３６から排出管４４−５０に流れる。 タンク３６は、排出管４４−５０を導入管４２から隔てており、従って、図４を参照して、例えば管４４によって対応するパン２４に、予め混合されたフットバス流体を供給する排出管４４−５０内の流体圧を、水源３８から水を供給する導入管４２内の水圧に干渉させないようにしている。 各排出管４４−５０は、弁５２、５４、５６、５８を備えるが、これらは夫々、タンク３６から対応する排出管を通って、対応するパン２４に流体を流通させるオン状態と、タンク３６から対応する排出管を通って、対応するパンに向かう流通を防ぐオフ状態とを有する。 また、ポンプ６０を用いて、図２と３に示すように、タンク３６から流体を、ドレイン排出管６２を介して汲み上げて、排出管４４−５０を介して、対応するパンに送るが、これは、水源３８からの水圧とは異なる圧力で行われる。 弁５２−５８は、ポンプ６０の下流側の対応する排出管４４−５０に備えられる。

タンク３６は、図２を参照して、薬物用の導入管６４を備えている。 薬物源４０は、一つ又は複数の薬物を蓄える薬物の容器であって、一つ又は複数の薬物を薬物用の管６４を通って、タンク３６に供給する。 実施形態の一つでは、容器４０は、一つ又は複数のパウダー状薬物を収容するホッパーであり、薬物用の管６４は、パウダー状薬物をタンク３６に送るオーガー（auger）を含む。 パウダー状薬物は、酪農夫にとって便利で、様々な分野で望ましいとされることがあるが、これは、ホッパー４０内にパウダーを降ろすだけで、保管とその後の利用に供することができるためである。 薬物は、典型的に、家畜の蹄を処理するための、殺菌薬又は殺菌剤や、他の薬の処理物等を含むが、これに限定されない。

タンク３６は、図２と３に示すように、上記排出管６２、４４−５０を備えて、予め混合されたフットバス流体を、図４の符号２４や図５の符号２４ａ等に示す一つ又は複数のフットバスパンに供給する。 排出管は上流区間６２を含み、タンク３６から予め混合されたフットバス流体を受取り、また、上流区間６２と並行に複数の並行な下流区間４４−５０を含み、予め混合したフットバス流体を受取って、この予め混合されたフットバス流体を夫々、符号２４、２４ａ等に示す、対応するパンに供給する。 排出管の下流区間４４−５０には夫々、弁５２−５８が備えられる。

好適な実施形態では、フットバスパン２４は、図４と６に示すように、長軸７０に沿って軸方向に延びる。 上記壁には、上流と下流側の端壁２６と３０と、これらの間で軸方向に延びる一対の側壁２８と３２が含まれる。 端壁２６と３０と側壁２８と３２は、家畜の蹄の周囲にフットバス流体を蓄えるのに十分な高さを有する。 家畜は、初め、上流側の端壁２６をまたぐように越えてパン内に進入し、次に、側壁２８、３２の間を軸方向に進み（図１、４、６、７の右側）、そして、下流側の端壁３０をまたぐように越えてパンから出て行く。 端壁２６と３０は、夫々、側壁２８と３２の間で横方向７２に沿って延びるように、対応する長さを有する。 側壁２８と３２は、夫々、端壁２６と３０の間で長軸方向７０に沿って延びるように、対応する長さを有する。 そして、タンク３６からの上記排出管４４が、マニホルド２５でパン２４内に流体を供給するパン導入部７４と接続されている。

ドア７６を設けるが、これは、図４−８に示すように、パン２４内に流体を保持する閉鎖位置を、図４に示すように有し、また、図５、７、８に示すように、パン内から流体を矢印７８に示すように排出する開放位置を有する。 ドアは、上記壁２６−３２のいずれか、好ましくは、下流側の端壁３０の、少なくとも一部、好ましくは大部分又は全部を形成する。 ドア７６は、好ましくは、以下に記載する理由のため、上記壁、例えば、下流側の端壁３０の長さのうち、少なくとも５０％の長さを有する。 図示した実施形態では、ドア７６は、上方縁部８０をヒンジ８２上で、上方ピボット軸に関してピボット状に取付けて、下方縁部８４を閉鎖位置と開放位置の間で、上記上方ピボット軸に関して弧８６を描くように旋回可能にしている。 ドア７６は、好ましくは、下流側の端壁で、横方向に沿って、下流側の端壁３０の横方向の長さのほとんど全部にわたって延び、好適な実施形態では、以下において記載するように、流れを望ましいように向上させる。 図示した実施形態では、ドア７６は、気圧シリンダ８８によって、閉鎖位置と開放位置の間で作動される。

図４を参照して、パン導入部７４は、好ましくは、導入マニホルド２５を介して、流体を乱れのない流れとして、パン２４内に、これに沿って供給する。 導入マニホルド２５は、図４に示すように、一つ又は複数の流体ポート９０を有し、所定の横方向のスパン９１に沿って、一つ又は複数のスロットや開口部や同等物を備えて、好ましくは、高容積、低速で流体を排出するが、特に、乱れのない流れにするため、レイノルド数が６００，０００以下になるように選択する。 さらに好適な実施形態では、レイノルド数が３００，０００と６００，０００の間になるように流れを選択して、乱れのない遷移流を提供する。 さらに好適な実施形態では、レイノルド数が３００，０００以下になるように流れを選択して、乱れのない、層流を提供する。 ドア７６は、流体ポート９０と向かい合う端部側にあり、好ましくは、上記横方向のスパン９１と少なくとも同じ大きさの長さを有する。 好適な実施形態では、上記乱れのない流れは、渦の流れを生じさせないように、流体ポート９０からドア７６の出口に向かって、直線状の流路に沿って進み、さらに好ましくは、上記層流として流動する。 下流側の端部で、ドア７６の横方向の長さが下流側の端壁３０の横方向の長さのように大きくない場合、好ましくは、符号９２、９４に示すように、テーパ付けられた傾斜面を備えて、渦の流れを生じさせず、乱れのないように、上記流れをドア７６まで案内させる。

本発明のシステムは、酪農動物を含む、家畜の蹄を処理する方法を提供する。 この方法は、家畜が通れるようなフットバスパン２４を含むフットバスシステムを提供するが、パンに壁２６−３２を備えて、この内部にフットバス流体を蓄えるようにし、また、パン２４とは離れて、組合わされた水を含み薬物を混合させるタンク３６を設けて、水源からタンクまで水を供給させて、薬物源４０からタンクまで一つ又は複数の薬物を供給させて、水と一つ又は複数の薬物をタンク内で混合させて、予め混合されたフットバス流体を用意して、タンクからパンまで予め混合されたフットバス流体を供給させるステップを含む。 この方法では、タンクに導入管４２を備えて、水源３８から水を受取るようにし、また、タンクに排出管６２、４４−５０を備えて、予め混合されたフットバス流体を一つ又は複数のパン２４、２４ａ等に供給するようにして、導入管４２と排出管６２、４４−５０の間で連続して流体が流通するようにタンク３６を配置して、水を上流側から下流側に流れるように供給して、導入管４２からタンク３６内に、次に、タンク３６から排出管６２、４４−５０に送るが、排出管６２、４４−５０は導入管４２から、これらの間にタンクを設けることで隔てられており、このため、予め混合されたフットバス流体をパン２４、２４ａ等に供給する排出管６２、４４−５０内の流体圧を、水源３８からの導入管４２内の水圧に干渉させないようにする。 この方法は、さらに、タンク３６に薬物用の導入管６４を備えて、また、一つ又は複数の薬物を蓄える薬物の収容容器として薬物源４０を備えて、容器４０から、薬物用の管６４を通って、タンク３６まで、一つ又は複数の薬物を供給させてもよい。 この方法は、さらに、容器４０をホッパーとして備えて、一つ又は複数のパウダー状薬物をホッパー内に蓄えて、薬物用の管６４をオーガーとして備えて、パウダー状薬物を、オーガーを用いて、タンク３６まで搬送させてもよい。 この方法は、さらに、パン内に流体を保持する閉鎖位置と、パンから流体を排出させる開放位置とを有するドア７６をパンに備えて、また、導入マニホルド２５を有する導入部７４をパンに備えて、導入マニホルド２５の流体ポート９０から流体を、乱れのない流れで、パン２４内に、これに沿って供給させてもよい。 この方法は、ドア７６の上記閉鎖及び開放位置の各々で、流体を乱れのない流れで、パン２４内に、これに沿って供給させてもよい。

実施形態の一つでは、システムは、ドレインモード、フラッシュモード、及びフィルモードを有する。 ドレインモードでは、この方法は、好ましくは、ドア７６を開放させて、導入部７４で流体がパン２４内に流入しないようにする。 フラッシュモードでは、この方法は、好ましくは、ドア７６を開放させて、流体ポート９０で導入部から流体を、パン２４内に、これに沿って、乱れのない流れで供給する。 フィルモードでは、この方法は、好ましくは、ドア７６を閉鎖させて、導入部７４で流体を、乱れのない流れで、パン２４内に、これに沿って供給する。 フィルモードでは、この方法は、さらに好ましくは、一つ又は複数の薬物をパン２４内にさらに供給するが、この際、乱れのない流れでパン内に水を供給する、同じ導入部７４と同じマニホルド２５と同じ流体ポート９０を用いる。

本発明のシステムでは、望ましくは、パン内に高速のジェットノズル流を導入する結果として、乱れや渦が生じることをなくすようにする。 これに対して、従来技術のシステムでは、典型的に、ドレイン段階に先立って、攪拌段階を含んでおり、ドレインとフラッシュが続くように、攪拌用に高速の乱れと渦の流れを用いていた。 本発明のシステムでは、望ましくは、乱流の攪拌と渦の流れをなくすようにするが、これは、スプラッターとジェットスプレーは望ましくなく、また、ブレークアップ及び／又は肥料の溶解時等にバクテリアや臭気が生じることは望ましくないためである。 横方向に延びるドア７６は、望ましくは、従来技術に比べて、より小さい排出用オリフィスを有するが、この理由は、ドア７６が攪拌や乱流を生じさせずに、容易に排出できるようにするためである。 ポート９０で、高容積で、低速で導入する流れは、レイノルド数が６００，０００以下であり、好ましくは３００，０００以下で、層流を提供することがより望ましいが、この理由は、従来技術では、水を導入するために第一のセットの高速のジェットノズルポートと、薬物を導入するために第二のセットのポートを用いていたのに対して、本発明では、一つ又は複数の薬物を導入するために第二の異なるセットを必要とすることなく、上記薬物を、水と同様に、同じ導入用の流体ポート９０を通って導入可能にするためである。

他の実施形態では、図２に示すように、パウダー状薬物用の容器４０の替わりに、又はこれに加えて、一つ又は複数の液体の薬物用の容器１０２、１０４、１０６を用いてもよい。 液体の薬物は、夫々、ポンプ１０８、１１０、１１２によって汲み上げられて、対応する管１１４と１１６、１１８と１２０、１２２と１２４を通って、夫々、収容タンク容器１０２、１０４、１０６から混合タンク３６に送られる。 フットバス流体は、水に加えて一つ又は複数の薬物を含んでいてもよく、又は、水だけ、又は、一つ又は複数の薬物だけを含んでいてもよい。 また、システムは、手動的に制御されてもよく、又は、他の実施形態では、自動的に制御されてもよく、この場合、制御パネル１２６や同様物を備えて、家畜を数えて、フットバス内の薬物の状態を感知して、日や週の時間を含むように、パターンをタイミングしたり、さらに他の処理を行ってもよい。 さらなる実施形態では、一つ又は複数のフットバスは、図５の符号１２８、１３０に示すように、折畳型のハッチドアを備えていてもよく、これによって、非使用時に、フットバスを覆って、保護してもよい。 さらなる実施形態では、オーガー６４の替わりに、コンベヤや他の搬送機構を備えて、薬物をタンク３６まで送るようにしてもよい。 さらなる実施形態では、例えば、タンク３６が水のみを有し、この水がフットバス流体の唯一の構成要素の場合、水だけをフラッシュさせたり、満たすように、様々な薬物の導入部を不使用にしたり、接続を外すようにしてもよい。

上記説明では、説明を簡潔、明瞭にして、理解を容易にするため、幾つかの用語を用いた。 但し、これは、従来技術の意味を超えて、不必要な制限を加えることを意図したものではなく、本発明について説明するために用語は用いられており、広く解釈されることを意図したものである。 本明細書で説明した、様々な構成、システム、及び方法のステップは、単独で用いられてもよく、また、他の構成、システム、及び方法のステップと組合わされて用いられてもよい。 添付した特許請求の範囲には、様々な同等物、変更及び修正物が可能であることを理解されたい。

本発明に従う家畜用フットバスシステムの側面図である。

図１に示したフットバスシステムの水と薬物の供給システムの斜視図である。

図２に示した部位を異なる角度から眺めた斜視図である。

図１に示したフットバスシステムの斜視図である。

図４と同様であるが、異なる実施形態を示した図である。

図４に示したフットバスシステムの平面図である。

図４に示したフットバスシステムの側面図である。

図７に示した部位の拡大図である。

符号の説明

２０ フットバスシステム ２４、２４ａ フットバスパン ２５ 導入マニホルド ２６、２８、３０、３２ 壁 ３６ タンク ３８ 水源 ４０ 薬物源（例えば、容器やホッパー）
４２ 導入管 ４４、４６、４８、５０ 排出管 ５２、５４、５６、５８ 弁 ６０ ポンプ ６２ 排出管 ６４ 薬物用の導入管（例えば、オーガー）
７４ パン導入部 ７６ ドア ９０ 流体ポート