(57)【要約】【課題】地下水の水深が充分でない場所でも設置可能する。また、取り込んだ空気の温度を、大きく変更できる地下水熱利用の空調装置を提供する。【解決手段】地下に埋設した貯水槽１の内部に満杯未満の水４を張り貯水槽１の上部に空気溜りを形成し、貯水槽１内の水中と家屋２内とを排気パイプ５で連結し、この排気パイプ５の途中に空気ポンプ３を接続して家屋２内の空気を貯水槽１内に送り込むようにする。排気パイプ５の空気送り出し側には気泡発生手段７を取付ける。そして貯水槽１内の空気溜り１ｆと家屋２内との間を給気パイプ６で連結して、気泡発生手段７を介して家屋２内の空気を貯水槽１内の水４中に排出し、給気パイプ６を介してこの空気を家屋２内に戻し、家屋２内の空気を貯水槽１との間で循環する。【選択図】図１
2014013133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下に埋設した貯水槽の内部に満杯未満の水を張り貯水槽の上部に空気溜りを形成し、
貯水槽内の水中と家屋内及び／又は外気とを排気パイプで接続し、この排気パイプの途中に空気ポンプを接続して家屋内の空気及び／又は外気を貯水槽内の水中に送り込むようにして、排気パイプの空気送り出し側には気泡発生手段を取付け、
そして貯水槽内の空気溜りと家屋内との間を給気パイプで連結して、
気泡発生手段を介して家屋内の空気及び／又は外気を貯水槽内の水中に排出し、給気パイプを介して貯水槽内の空気を家屋内に戻すようにして、家屋内の空気を貯水槽との間で循環することを特徴とする空調装置。
【請求項２】
前記気泡発生手段が、多孔質セラミック、多孔質プラスチック、多孔質金属、スポンジ、軽石のいずれかにより形成した中空体であることを特徴とする請求項１に記載の空調装置。
【請求項３】
貯水槽底部から上方に向けて伸びた送水パイプの底部に取水口を設けると共に、前記気泡発生手段を取付けた排気パイプの空気送り出し側を、この送水パイプの中央部分の側壁から内部に向けて挿通して溶着することを特徴とする請求項１に記載の空調装置。
【請求項４】
前記気泡発生手段が、内外２重の気液混合パイプにより形成した構造で、その内側のパイプに前記排気パイプの空気送り出し側を、また外側のパイプに送水ポンプの出口側をそれぞれ接続し、送水ポンプの入口側を前記貯水槽内の水中に設置することを特徴とする請求項１記載の空調装置。
【請求項５】
前記貯水槽が、井戸であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の空調装置。
【請求項６】
前記貯水槽内の水温が１０℃から２５℃であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の空調装置。
【請求項７】
前記排気パイプと給気パイプとの間を連結パイプで接続し、
この連結パイプの両端に三方弁を取付けると共に、給気パイプ上の三方弁と家屋との間に、家屋側から順に調節弁と蓄熱装置とエアコンを接続してなり、
上記蓄熱装置が、水を収容したペットボトルを、断熱材で被覆した容器の中に多数収容することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の空調装置。
【請求項８】
前記貯水槽が井戸であり、井戸水中に、水を詰めたペットボトルを入れることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下に埋設した貯留槽内の水の熱を利用した空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１，２に示すとおり、井戸内の地下水で温度調節した空気を家屋内に導入する形式の空調装置が知られている。
特許文献１の装置は、井戸内の地下水で曝気した空気を家屋内に導入する形式である。
特許文献２の装置は、外気を地下水の水面に吹きかける形式である。
いずれの形式も、エアコンと比べて省電力であり、フロンなどのオゾン層を破壊するガスを使用しない等の利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１０２６７６号公報
【特許文献２】特許第４８９８２７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献２の形式では、３０℃程度の外気を取り込んだ場合には３℃程度しか低下せず、７℃程度の外気を取り込んだ場合には５℃程度しか上昇しない。
特許文献１の形式では、３０℃程度の外気を取り込んだ場合には８℃程度低下し、７℃程度の外気を取り込んだ場合には１４℃程度に上昇する。しかし、空気を所望の温度まで変更するには、井戸の水深が少なくも２ｍは必要である。このため地下水の水位が浅い場合は実用にならないという欠点があった。
【０００５】
そこで、本発明は、地下水の水深が充分でない場所でも設置可能で、取り込んだ空気の温度を、上記特許文献１に記載の装置程度に変更できる地下水熱利用の空調装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、地下に埋設した貯水槽の内部に満杯未満の水を張り貯水槽の上部に空気溜りを形成し、貯水槽内の水中と家屋内とを排気パイプで接続し、この排気パイプの途中に空気ポンプを接続して家屋内の空気を貯水槽内の水中に送り込むようにして、排気パイプの空気送り出し側には気泡発生手段を取付ける。そして貯水槽内の空気溜りと家屋内との間を給気パイプで連結して、気泡発生手段を介して家屋内の空気を貯水槽内の水中に排出し、給気パイプを介してこの空気を家屋内に戻し、家屋内の空気を貯水槽との間で循環することを特徴とする。
請求項２の発明は、上記請求項１の発明の気泡発生手段が、多孔質セラミック、多孔質プラスチック、多孔質金属、スポンジ、軽石のいずれかで製造した中空体であることを特徴とする。
請求項３の発明は、貯水槽底部から上方に向けて伸びた送水パイプの底部に取水口を設けると共に、上記請求項１の気泡発生手段を取付けた排気パイプの空気送り出し側を、この送水パイプの中央部分の側壁から内部に向けて挿通して溶着することを特徴とする。
請求項４の発明は、上記請求項１の発明の気泡発生手段が、内外２重の気液混合パイプにより形成した構造で、その内側のパイプに前記排気パイプの空気送り出し側を、また外側のパイプに送水ポンプの出口側をそれぞれ接続し、送水ポンプの入口側を前記貯水槽内の水中に設置することを特徴とする。
請求項５の発明は、前記請求項１〜４のいずれかの発明の貯水槽が、井戸であることを特徴とする。
一般に井戸というと水を汲み上げる装置まで含めるが、本発明では水を汲み上げる装置は含まない。
請求項６の発明は、前記請求項１〜４のいずれかの発明の貯水槽の内部に、１０℃から２５℃の水を注入することを特徴とする。
請求項７の発明は、前記請求項１〜６のいずれかの発明の排気パイプと給気パイプとの間を連結パイプで接続し、
この連結パイプの両端に三方弁を取付けると共に、給気パイプ上の三方弁と家屋との間に、家屋側から順に調節弁と蓄熱装置とエアコンを接続してなり、
上記蓄熱装置が、水を収容したペットボトルを、断熱材で被覆した容器の中に多数収容することを特徴とする。
請求項８の発明は、前記請求項１〜６のいずれかの発明の貯水槽が井戸であり、井戸水中に水を詰めたペットボトルを入れることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の発明は、家屋内の空気が、気泡発生手段を介して微細な気泡となり貯水槽内の水中に排出されるので、短時間で貯水槽内の水の温度に近付く。よって、地下水の水深が充分でない場所にも設置できる。
請求項２の発明は、気泡発生手段が、多孔質セラミック、多孔質プラスチック、多孔質金属、スポンジ、軽石のいずれかで製造した中空体であるので、細孔の穿設作業がいらず、気泡発生手段を簡便に製造できる。
請求項３の発明は、貯水槽底部から上方に向けて伸びた送水パイプの底部に取水口を設けると共に、前記気泡発生手段を取付けた排気パイプの空気送り出し側を、この送水パイプの中央部分の側壁から内部に向けて挿通して溶着するので、送水パイプを介し貯水槽内の水が循環し、水温が均一になる。
請求項４の発明は、気泡発生手段が、内外２重の気液混合パイプにより形成した構造で、その内側のパイプに前記排気パイプの空気送り出し側を、また外側のパイプに送水ポンプの出口側をそれぞれ接続し、送水ポンプの入口側を前記貯水槽内の水中に設置するので、貯水槽内の水が撹拌されて温度が均一になり、この均一になった水により、微細な気泡になった家屋内の空気は効率よく所定の温度になる。
請求項５の発明は、貯水槽が井戸であるので、貯水槽内に水を注水する作業が不要である。
請求項６の発明は、貯水槽の内部に、１０℃から２５℃の水を注入するので、地下水の水源のない場所にも設置できる。
請求項７の発明は、エアコンを接続した蓄熱装置を有するので、夜間電力を使用して蓄熱装置内の水を所定温度にし、供給されてきた空気を冷房時は冷やし、暖房時は温めて、その効率を向上させることができる。また、冷媒としてペットボトルに詰めた水を使用するので、施工場所で水を詰めることができ、冷媒の運搬する必要がなく、施工が容易である。また、ペットボトル内の水を防災用として利用できる。
請求項８の発明は、水を入れたペットボトルを井戸水中に入れることにより、井戸水の水位が上昇し、気泡発生手段を介し放出される空気が水及びペットボトルと接する距離が長くなる。しかも、ペットボトル内の水は井戸水により冷却され一定の温度を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態の空調装置の概略図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】本発明の第２実施形態の空調装置の概略図である。
【図４】本発明の第３実施形態の空調装置の概略図である。
【図５】図４の要部拡大図である。
【図６】本発明の第４実施形態の空調装置の概略図である。
【図７】本発明の第５実施形態の空調装置の概略図である。
【図８】蓄熱装置の概略図である。
【図９】本発明の第６実施形態の空調装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の第１実施形態の空調装置の概略図であり、図２は要部拡大図である。
【００１０】
１は地下に埋設した貯水槽であり、この実施形態では、下端部が地下水源と連結した筒状の井戸を利用し、この井戸の上面部（地上に面した部分）１ａを塞ぐ。
この貯水槽１には、満杯未満の水４を張り水面と上面部１ａとの間に空気溜り１ｆを形成する。また、貯水槽１内の水４は少なくも水深１．５ｍにする。
貯水槽１として使用する井戸は、浅井戸であってもよいが、できれば深井戸にする。水４を安定供給できる、かつ清浄な水を得やすいことからである。
さらに、上面部１ａには、給気パイプ挿通用孔１ｂと排気パイプ挿通用孔１ｃを設ける。
排気パイプ５は、この排気パイプ挿通用孔１ｃを介し貯水槽１内に挿通し、その一端を水４中に挿入する。
排気パイプ５の他端は２つに分岐し、一方の分岐パイプ５ａを家屋２内に接続し、他方の分岐パイプ５ｂを外気に接続する。そして、これら分岐パイプ５ａ、５ｂをそれぞれ開閉する弁を有する開閉機構５ｃを設けて、分岐パイプ５ａ側及び分岐パイプ５ｂ側のいずれも閉、分岐パイプ５ａ側及び分岐パイプ５ｂ側のいずれも開、分岐パイプ５ａ側及び分岐パイプ５ｂ側のいずれかを開となるよう制御する。
空気ポンプ３は、この排気パイプ５の途中に設け、家屋２内の空気や外気を貯水槽内の水４中へと送る。
６は給気パイプであり、上記給気パイプ挿通用孔１ｂを介し一端を空気溜り１ｆ内に挿通し、他端を家屋２内に挿通する。この給気パイプ６の途中にエアフィルタ１１を設ける。このエアフィルタ１１は、公知のいずれのものであってもよい。
７は気泡発生手段であり、筒状や球状の中空体の周壁に細孔８を多数有するものであり、排気パイプ５の水中側の先端部に連結する。
この気泡発生手段７は、中空体の周壁に多数の細孔８を穿設したものであってもよいが、多孔質セラミック、プラスチック焼結多孔質等の多孔質プラスチック、多孔質金属、スポンジ又は軽石といった多孔質材料製の中空体にするとよい。細孔８の穿設作業が省略できるからである。
【００１１】
上記空調装置は、空気ポンプ３を稼動すると、家屋２内の空気や外気が気泡発生手段７を介し貯水槽内の水４中に放出される。気泡発生手段７の細孔８を通過した空気は、微小な気泡となって貯水槽内の水４で曝気されて、温度と湿度を調整される。さらに、空気中に含まれる不純物（塵埃や花粉、有害物質など）が一部除去される。
この温度と湿度を調整され、不純物を一部除去された空気が、給気パイプ６及びエアフィルタ１１を介し家屋２内に供給される。
【００１２】
気温３１℃、湿度８５％の空気（夏季の場合）を、この空調装置により１６℃の水（＝井戸水）４中で曝気すると、気温２２℃、湿度８６％になり、家屋２内に供給される。湿度の上昇はほとんどなく、心地よい冷気を導入できる。
気温７℃、湿度５３％の空気（冬季の場合）を、この空調装置により１６℃の水（＝井戸水）４で曝気すると、気温１４℃、湿度７９％になり、家屋２内に供給される。加湿され、温度の上昇した空気を家屋２内に導入できる。この空気を、暖房機を使用し２２℃に上昇させると湿度は約５６％の適湿になる。
【００１３】
次に、本発明の第２実施形態の空調装置について説明する。図３は第２実施形態の空調装置の概略図である。上記第１実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付して説明を省略する。
１２は貯水槽１の底部から水面近傍に向けて伸びた気液混合パイプであり、底部に取水口１２ａを設ける。この送水パイプ１２の中央部分に排気パイプ５を挿通して溶着し、内外２重にする。
【００１４】
上記空調装置は、空気ポンプ３を稼動すると、家屋２内の空気や外気が気泡発生手段７を介し送水パイプ１２内の水４中に放出される。気泡発生手段７の細孔８を通過した空気は、微小な気泡となって送水パイプ１２内の水４で曝気されて、温度と湿度を調整される。さらに、空気中に含まれる不純物（塵埃や花粉、有害物質など）が一部除去される。
この温度と湿度を調整され、不純物を一部除去された空気が、給気パイプ６及びエアフィルタ１１を介し家屋２内に供給される。
この際に、送水パイプ１２内の水４は、空気と共に送水パイプ１２の上端より排出される。これに伴い、取水口１２ａから貯水槽１内の水が吸い込まれ、送水パイプ１２を介し貯水槽内の水が循環し、水温が均一になる。
【００１５】
次に、本発明の第３実施形態の空調装置について説明する。図４は第３実施形態の空調装置の概略図であり、図５は要部拡大図である。上記第１実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付して説明を省略する。
１０は貯水槽１内の水中に設けた水循環パイプであり、この水循環パイプの途中に送水ポンプ９を設ける。
空気ポンプ３を排気パイプ５の途中に設ける。排気パイプ５は、その給気端を家屋２内と連結する。排気パイプ５の排気端部は、上記水循環パイプ１０の途中から水循環パイプ１０の排水端側に向けて差し込み、内外２重の気液混合パイプを形成する。
【００１６】
上記空調装置は、空気ポンプ３及び送水ポンプ９を稼動すると、家屋２内の空気が排気パイプ５を介し水循環パイプ１０中に放出される。
この放出された空気は、水循環パイプ１０から排出される水により撹拌されて気泡となり、貯水槽内の水４中で曝気されて、温度と湿度を調整される。
この温度と湿度を調整された空気が、給気パイプ６及びエアフィルタ１１を介し家屋２内に供給される。
水循環パイプ１０は、図示したように排水端を吸水端より上に配置しているが、本発明はこれに限らない。ただし、排水端を吸水端より上に配置すると、貯水槽内の水４効率よく撹拌できる。
【００１７】
この第３実施形態の空調装置は、第１実施形態の空調装置に比べ貯水槽内の水を攪拌できるという利点はあるが、空気ポンプ３の他に送水ポンプ９を必要とし、稼動中にこの送水ポンプ９が電力を余分に消費する。
【００１８】
次に、本発明の第４実施形態の空調装置について説明する。図６は第４実施形態の空調装置の概略図である。上記第１、第２実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付して説明を省略する。
【００１９】
この第４実施形態の空調装置は、前記第１実施形態の空調装置と貯水槽１の構成が異なるだけで他は同じである。
第４実施形態の空調装置の貯水槽１は、上面部１ａ、側面部１ｄ、底面部１ｅのいずれもが壁体で被覆されており、内部に１０℃から２５℃の水４を注入する。この貯水槽１を水面が地下５〜６ｍ程度に位置するよう埋設する。
貯水槽の上面部１ａには、給気パイプ連結用孔１ｂと排気パイプ連通用孔１ｃを設ける。
水４には、飲料水又は酸性電界水を使用する。
【００２０】
以上の構成にすると地下水源のない箇所にも設置できる。また、家屋２内の空気中に含まれる有害物質により地下水を汚染することもない。また、水４も気温の変化に影響されることなく、一定の温度を保つことができる。また、水４を酸性電解水にすると、除菌された正常な空気を家屋２内に導入できる。
なお、貯水槽１内の水４は、腐敗しないよう、ポンプを使用して汲み出すなどして適宜交換する必要がある。
【００２１】
次に、本発明の第５実施形態の空調装置について説明する。図７は第５実施形態の空調装置の概略図である。上記各実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付して説明を省略する。
上面部１ａを塞いだ貯水槽（井戸）１と家屋２間を排気パイプ５及び給気パイプ６で繋ぐ。
排気パイプ５の貯水槽側端部には気泡発生手段７を取付けて、水４中に挿入する。
給気パイプ６貯水槽側端部は、空気溜り１ｆ内に挿通する。
排気パイプ５と給気パイプ６間を連結パイプ１６で接続すると共に、この連結パイプ１６の両端に三方弁１８、１９を取付ける。
排気パイプ５の地上部には、家屋２側から順に、三方弁１８と、ポンプ３ａと、外気取込用切替弁１７を接続する。
給気パイプ６の地上部には、家屋２側から順に調節弁１３と、蓄熱装置１４と、エアコン１５と三方弁１９を接続する。
上記外気取込用切替弁１７には、さらにポンプ３ｂを設けた外気取入れパイプ２０を接続する。
【００２２】
上記蓄熱装置１４は、図８に示すとおり、断熱材２２で囲まれた箱状の容器であり、内部に水を入れたペットボトル２１を多数収納する。
【００２３】
以上の第５実施形態の空調装置は、調節弁１３を開に、外気取込用切替弁１７の外気取入れパイプ２０側を閉、外気取込用切替弁１７の排気パイプ５側を開に、三方弁１８の連結パイプ１６側を閉、三方弁１８の排気パイプ５側を開に、三方弁１９の連結パイプ１６側を閉、三方弁１９の給気パイプ６側を開にした状態で、ポンプ３ａを稼動し、エアコン１５を送風運転にすると、家屋２内の空気が気泡発生手段７を介し貯水槽内の水４中に放出される。気泡発生手段７の細孔８を通過した空気は、微小な気泡となって貯水槽内の水４で曝気されて、温度と湿度を調整される。さらに、空気中に含まれる不純物（塵埃や花粉、有害物質など）が一部除去される。
この温度と湿度を調整され、不純物を一部除去された空気が、給気パイプ６及びエアコン１５、蓄熱装置１４を介し家屋２内に供給される。
【００２４】
また、夜間電力を利用し蓄熱装置１４に蓄熱する場合には、調節弁１３を開に、外気取込用切替弁１７の外気取入れパイプ２０側及び排気パイプ５側を閉に、三方弁１８の連結パイプ１６側を開、三方弁１８の排気パイプ５側を閉に、三方弁１９の連結パイプ１６側及び給気パイプ６側を開にそれぞれした状態で、エアコン１５を冷風又は温風運転する。家屋２内が適温になったら、エアコン１５を停止し、調節弁１３及び三方弁１８、１９を閉じる。蓄熱装置１４に収容されたペットボトル２１内の水は、所定の温度で保持される。この後、調節弁１３を開き上記段落００２３の操作を行うと、ペットボトル２１内の水が、供給されてきた空気を冷房時は冷やし、暖房時は温めて、その効率を向上させる。
また、夏季の夜間などに外気を取り込む場合には、外気取込用切替弁１７を開き、ポンプ３ｂを稼動する。この時に、上記夜間電力を利用した蓄熱を兼用すると、蓄熱及び冷房効率が向上する。
また、蓄熱装置は、施工場所で水を詰めることができるので、冷媒の運搬する必要がなく、施工が容易である。また、ペットボトル２１の水を防災用として利用できるという利点もある。
【００２５】
第５実施形態の空調設備は上記構成に限定されない。第１〜４実施形態を基に、排気パイプ５と給気パイプ６との間を連結パイプ１６で接続し、上記と同様に調節弁１３と蓄熱装置１４とエアコン１５を接続してもよい。
また、外気の取り込みが必要なければ、外気取込用切替弁１７、外気取入れパイプ２０、ポンプ３ｂを設けなくともよい。
さらに、エアコン１５を接続しない場合には、これに代えてエアーポンプを接続するとよい。
【００２６】
次に、本発明の第６実施形態の空調装置について説明する。図９は第６実施形態の空調装置の概略図である。上記各実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付して説明を省略する。
第６実施形態の空調装置は、第１〜第４実施形態の貯水槽１が井戸であり、井戸水中に水を入れたペットボトル２１を多数収納する金属製の籠２３を沈める。
すなわち、貯水槽１の上面部１ａに、給気パイプ挿通用孔１ｂ、排気パイプ挿通用孔１ｃを設ける。
排気パイプ５は、一端に気泡発生手段７を接続し、この気泡発生手段７を接続した一端側を、排気パイプ挿通用孔１ｃを介し貯水槽１の水４中に挿入する。
籠２３には水を入れたペットボトル２１を多数収納し、気泡発生手段７の上部の水中に入れる。この籠２３はロープ（図示せず）により必要に応じて引き上げ可能にする。
排気パイプ５の他方は家屋２内に接続する。この排気パイプ５の地上部には、ポンプ３ａを接続すると共に、ポンプ３ａと貯水槽１の上面部１ａとの間に、ポンプ３ｂを備える分岐パイプ５ｂを接続する。また、分岐パイプ５ｂと排気パイプ５との接続部に外気取込用切替弁１７を設ける。
給気パイプ６は、給気パイプ挿通用孔１ｂを介し一端を空気溜り１ｆ内に挿通し、他端を家屋２内に挿通する。給気パイプ６の途中にエアフィルタ１１を設ける。
【００２７】
上記第６実施形態の空調装置は、外気取込用切替弁１７の分岐パイプ５ｂ側を閉、外気取込用切替弁１７の排気パイプ５側を開にしてポンプ３ａを稼動すると、屋２内の空気や外気が気泡発生手段７を介し貯水槽内の水４中に放出される。気泡発生手段７の細孔８を通過した空気は、微小な気泡となって貯水槽内の水４で曝気されると共に水の入ったペットボトル２１間を通過して、温度と湿度を調整される。さらに、貯水槽内の水４で空気中に含まれる不純物（塵埃や花粉、有害物質など）が一部除去される。
この温度と湿度を調整され、不純物を一部除去された空気が、給気パイプ６及びエアフィルタ１１を介し家屋２内に供給される。
【００２８】
水を入れたペットボトル２１を多数本、井戸水４中に入れたことにより、井戸水４の水位が上昇し、気泡発生手段７を介し放出される空気が水及びペットボトル２１と接する距離が長くなる。しかも、ペットボトル２１内の水は井戸水４により冷却され一定の温度を常時保つことになる。
なお、夏季の夜間には、外気取込用切替弁１７の分岐パイプ５ｂ側を開けて外気を取り込むとよい。
【００２９】
前記第６実施形態では、籠２３にペットボトル２１を収容しているが、これに限るものではなく、籠を用いずにペットボトル２１を井戸水４中に直接入れてもよい。
前記第１から第６実施形態では、給気パイプ６途中にエアフィルタ１１を設ける構成になっているが、貯水槽１を埋設する場所の外気が汚染されていない地域では、貯水槽の空間部１ｆに汚染された空気が流入し難いのでエアフィルタ１１を設けなくともよい。
【符号の説明】
【００３０】
１  貯水槽
１ａ  貯水槽の上面部
１ｂ  給気パイプ挿通用孔
１ｃ  排気パイプ挿通用孔
１ｆ  空気溜り
２  家屋
３  空気ポンプ
４  貯水槽内の水
５  排気パイプ
６  給気パイプ
７  気泡発生手段
８  細孔
【図１】
2014013133.tif 000003
【図２】
2014013133.tif 000004
【図３】
2014013133.tif 000005
【図４】
2014013133.tif 000006
【図５】
2014013133.tif 000007
【図６】
2014013133.tif 000008
【図７】
2014013133.tif 000009
【図８】
2014013133.tif 000010
【図９】
2014013133.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成24年11月20日(2012.11.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下に埋設した貯水槽の内部に満杯未満の水を張り貯水槽の上部に空気溜りを形成し、
貯水槽内の水中と家屋内及び／又は外気とを排気パイプで接続し、この排気パイプの途中に空気ポンプを接続して家屋内の空気及び／又は外気を貯水槽内の水中に送り込むようにして、排気パイプの空気送り出し側には気泡発生手段を取付け、
そして貯水槽内の空気溜りと家屋内との間を給気パイプで連結し、
前記排気パイプと給気パイプとの間を連結パイプで接続し、
この連結パイプの両端に三方弁を取付けると共に、給気パイプ上の三方弁と家屋との間に、家屋側から順に調節弁と蓄熱装置とエアコンを接続してなり、
前記蓄熱装置が、水を収容したペットボトルを、断熱材で被覆した容器の中に多数収容してなり、
気泡発生手段を介して家屋内の空気及び／又は外気を貯水槽内の水中に排出し、給気パイプを介して貯水槽内の空気を家屋内に戻すようにして、家屋内の空気を貯水槽との間で循環することを特徴とする空調装置。
【請求項２】
前記気泡発生手段が、多孔質セラミック、多孔質プラスチック、多孔質金属、スポンジ、軽石のいずれかにより形成した中空体であることを特徴とする請求項１に記載の空調装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下に埋設した貯留槽内の水の熱を利用した空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１，２に示すとおり、井戸内の地下水で温度調節した空気を家屋内に導入する形式の空調装置が知られている。
特許文献１の装置は、井戸内の地下水で熱交換した空気を家屋内に導入する形式である。
特許文献２の装置は、外気を地下水の水面に吹きかける形式である。
いずれの形式も、エアコンと比べて省電力であり、フロンなどのオゾン層を破壊するガスを使用しない等の利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１０２６７６号公報
【特許文献２】特許第４８９８２７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献２の形式では、３０℃程度の外気を取り込んだ場合には３℃程度しか低下せず、７℃程度の外気を取り込んだ場合には５℃程度しか上昇しない。
特許文献１の形式では、３０℃程度の外気を取り込んだ場合には８℃程度低下し、７℃程度の外気を取り込んだ場合には１４℃程度に上昇する。しかし、空気を所望の温度まで変更するには、井戸の水深が少なくも２ｍは必要である。このため地下水の水位が浅い場合は実用にならないという欠点があった。
【０００５】
そこで、本発明は、地下水の水深が充分でない場所でも設置可能で、取り込んだ空気の温度を、上記特許文献１に記載の装置程度に変更できる地下水熱利用の空調装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、地下に埋設した貯水槽の内部に満杯未満の水を張り貯水槽の上部に空気溜りを形成し、貯水槽内の水中と家屋内とを排気パイプで接続し、この排気パイプの途中に空気ポンプを接続して家屋内の空気を貯水槽内の水中に送り込むようにして、排気パイプの空気送り出し側には気泡発生手段を取付ける。そして貯水槽内の空気溜りと家屋内との間を給気パイプで連結し、
前記排気パイプと給気パイプとの間を連結パイプで接続し、
この連結パイプの両端に三方弁を取付けると共に、給気パイプ上の三方弁と家屋との間に、家屋側から順に調節弁と蓄熱装置とエアコンを接続してなり、
前記蓄熱装置が、水を収容したペットボトルを、断熱材で被覆した容器の中に多数収容してなり、
気泡発生手段を介して家屋内の空気を貯水槽内の水中に排出し、給気パイプを介してこの空気を家屋内に戻し、家屋内の空気を貯水槽との間で循環することを特徴とする。
請求項２の発明は、前記請求項１の発明の気泡発生手段が、多孔質セラミック、多孔質プラスチック、多孔質金属、スポンジ、軽石のいずれかで製造した中空体であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の発明は、家屋内の空気が、気泡発生手段を介して微細な気泡となり貯水槽内の水中に排出されるので、短時間で貯水槽内の水の温度に近付く。よって、地下水の水深が充分でない場所にも設置できる。
また、エアコンを接続した蓄熱装置を有するので、夜間電力を使用して蓄熱装置内の水を所定温度にし、供給されてきた空気を冷房時は冷やし、暖房時は温めて、その効率を向上させることができる。また、冷媒としてペットボトルに詰めた水を使用するので、施工場所で水を詰めることができ、冷媒の運搬する必要がなく、施工が容易である。また、ペットボトル内の水を防災用として利用できる。
請求項２の発明は、気泡発生手段が、多孔質セラミック、多孔質プラスチック、多孔質金属、スポンジ、軽石のいずれかで製造した中空体であるので、細孔の穿設作業がいらず、気泡発生手段を簡便に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１参考例の空調装置の概略図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】本発明の第２参考例の空調装置の概略図である。
【図４】本発明の第３参考例の空調装置の概略図である。
【図５】図４の要部拡大図である。
【図６】本発明の第４参考例の空調装置の概略図である。
【図７】本発明の実施形態の空調装置の概略図である。
【図８】蓄熱装置の概略図である。
【図９】本発明の第５参考例の空調装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は第１参考例の空調装置の概略図であり、図２は要部拡大図である。
【００１０】
１は地下に埋設した貯水槽であり、この参考例では、下端部が地下水源と連結した筒状の井戸を利用し、この井戸の上面部（地上に面した部分）１ａを塞ぐ。
この貯水槽１には、満杯未満の水４を張り水面と上面部１ａとの間に空気溜り１ｆを形成する。また、貯水槽１内の水４は少なくも水深１．５ｍにする。
貯水槽１として使用する井戸は、浅井戸であってもよいが、できれば深井戸にする。水４を安定供給できる、かつ清浄な水を得やすいことからである。
さらに、上面部１ａには、給気パイプ挿通用孔１ｂと排気パイプ挿通用孔１ｃを設ける。
排気パイプ５は、この排気パイプ挿通用孔１ｃを介し貯水槽１内に挿通し、その一端を水４中に挿入する。
排気パイプ５の他端は２つに分岐し、一方の分岐パイプ５ａを家屋２内に接続し、他方の分岐パイプ５ｂを外気に接続する。そして、これら分岐パイプ５ａ、５ｂをそれぞれ開閉する弁を有する開閉機構５ｃを設けて、分岐パイプ５ａ側及び分岐パイプ５ｂ側のいずれも閉、分岐パイプ５ａ側及び分岐パイプ５ｂ側のいずれも開、分岐パイプ５ａ側及び分岐パイプ５ｂ側のいずれかを開となるよう制御する。
空気ポンプ３は、この排気パイプ５の途中に設け、家屋２内の空気や外気を貯水槽内の水４中へと送る。
６は給気パイプであり、上記給気パイプ挿通用孔１ｂを介し一端を空気溜り１ｆ内に挿通し、他端を家屋２内に挿通する。この給気パイプ６の途中にエアフィルタ１１を設ける。このエアフィルタ１１は、公知のいずれのものであってもよい。
７は気泡発生手段であり、筒状や球状の中空体の周壁に細孔８を多数有するものであり、排気パイプ５の水中側の先端部に連結する。
この気泡発生手段７は、中空体の周壁に多数の細孔８を穿設したものであってもよいが、多孔質セラミック、プラスチック焼結多孔質等の多孔質プラスチック、多孔質金属、スポンジ又は軽石といった多孔質材料製の中空体にするとよい。細孔８の穿設作業が省略できるからである。
【００１１】
上記空調装置は、空気ポンプ３を稼動すると、家屋２内の空気や外気が気泡発生手段７を介し貯水槽内の水４中に放出される。気泡発生手段７の細孔８を通過した空気は、微小な気泡となって貯水槽内の水４を通過して、温度と湿度を調整される。さらに、空気中に含まれる不純物（塵埃や花粉、有害物質など）が一部除去される。
この温度と湿度を調整され、不純物を一部除去された空気が、給気パイプ６及びエアフィルタ１１を介し家屋２内に供給される。
【００１２】
気温３１℃、湿度８５％の空気（夏季の場合）を、この空調装置により１６℃の水（＝井戸水）４中を通過すると、気温２２℃、湿度８６％になって、家屋２内に供給される。湿度の上昇はほとんどなく、心地よい冷気を導入できる。
気温７℃、湿度５３％の空気（冬季の場合）を、この空調装置により１６℃の水（＝井戸水）４中を通過すると、気温１４℃、湿度７９％になり、家屋２内に供給される。加湿され、温度の上昇した空気を家屋２内に導入できる。この空気を、暖房機を使用し２２℃に上昇させると湿度は約５６％の適湿になる。
【００１３】
次に、第２参考例の空調装置について説明する。図３は第２参考例の空調装置の概略図である。上記第１参考例と同じ構成要素については同じ符号を付して説明を省略する。
１２は貯水槽１の底部から水面近傍に向けて伸びた気液混合用の送水パイプであり、底部に取水口１２ａを設ける。この送水パイプ１２の中央部分に排気パイプ５を挿通して溶着し、内外２重にする。
【００１４】
上記空調装置は、空気ポンプ３を稼動すると、家屋２内の空気や外気が気泡発生手段７を介し送水パイプ１２内の水４中に放出される。気泡発生手段７の細孔８を通過した空気は、微小な気泡となって送水パイプ１２内の水４を通過して、温度と湿度を調整される。さらに、空気中に含まれる不純物（塵埃や花粉、有害物質など）が一部除去される。
この温度と湿度を調整され、不純物を一部除去された空気が、給気パイプ６及びエアフィルタ１１を介し家屋２内に供給される。
この際に、送水パイプ１２内の水４は、その一部が空気と共に送水パイプ１２の上端より排出される。これに伴い、取水口１２ａから貯水槽１内の水が吸い込まれ、送水パイプ１２を介し貯水槽内の水が循環し、この水の循環と気泡により貯水槽内の水が撹拌される。
【００１５】
次に、第３参考例の空調装置について説明する。図４は第３参考例の空調装置の概略図であり、図５は要部拡大図である。上記第１参考例と同じ構成要素については同じ符号を付して説明を省略する。
１０は貯水槽１内の水中に設けた水循環パイプであり、この水循環パイプの途中に送水ポンプ９を設け、吸水端１０ｂより吸込んだ水を排水端１０ａから排出する。
空気ポンプ３を排気パイプ５の途中に設ける。排気パイプ５は、その給気端を家屋２内と連結する。排気パイプ５の排気端部は、上記水循環パイプ１０の途中から水循環パイプ１０の排水端１０ａ側に向けて差し込み、内外２重の気液混合パイプを形成する。
【００１６】
上記空調装置は、空気ポンプ３及び送水ポンプ９を稼動すると、家屋２内の空気が排気パイプ５を介し水循環パイプ１０中に放出される。
この放出された空気は、水循環パイプ１０から排出される水により撹拌されて気泡となり、貯水槽内の水４中を通過して、温度と湿度を調整される。
この温度と湿度を調整された空気が、給気パイプ６及びエアフィルタ１１を介し家屋２内に供給される。
水循環パイプ１０は、図示したように排水端を吸水端より上に配置しているが、本発明はこれに限らない。ただし、排水端を吸水端より上に配置すると、排気パイプ５からの空気の放出と相俟って貯水槽内の水４を効率よく撹拌できる。
【００１７】
この第３参考例の空調装置は、送水ポンプ９により第１参考例の空調装置に比べ貯水槽内の水を攪拌できるという利点がある。
【００１８】
次に、第４参考例の空調装置について説明する。図６は第４参考例の空調装置の概略図である。上記各参考例と同じ構成要素については同じ符号を付して説明を省略する。
【００１９】
この第４参考例の空調装置は、前記第１参考例の空調装置と貯水槽１の構成が異なるだけで他は同じである。
第４参考例の空調装置の貯水槽１は、上面部１ａ、側面部１ｄ、底面部１ｅのいずれもが壁体で被覆されており、内部に１０℃から２５℃の水４を注入する。この貯水槽１を水面が地下５〜６ｍ程度に位置するよう埋設する。
貯水槽の上面部１ａには、給気パイプ挿通用孔１ｂと排気パイプ挿通用孔１ｃを設ける。
水４には、飲料水又は酸性電界水を使用する。
【００２０】
以上の構成にすると地下水源のない箇所にも設置できる。また、家屋２内の空気中に含まれる有害物質により地下水を汚染することもない。また、水４も気温の変化に影響されることなく、一定の温度を保つことができる。また、水４を酸性電解水にすると、除菌された正常な空気を家屋２内に導入できる。
なお、貯水槽１内の水４は、腐敗しないよう、ポンプを使用して汲み出すなどして適宜交換する必要がある。
【００２１】
次に、本発明の実施形態の空調装置について説明する。図７は実施形態の空調装置の概略図である。上記各参考例と同じ構成要素については同じ符号を付して説明を省略する。
上面部１ａを塞いだ貯水槽（井戸）１と家屋２間を排気パイプ５及び給気パイプ６で繋ぐ。
排気パイプ５の貯水槽側端部には気泡発生手段７を取付けて、水４中に挿入する。
給気パイプ６の貯水槽側端部は、空気溜り１ｆ内に挿通する。
排気パイプ５と給気パイプ６間を連結パイプ１６で接続すると共に、この連結パイプ１６の両端に三方弁１８、１９を取付ける。
排気パイプ５の地上部には、家屋２側から順に、三方弁１８と、ポンプ３ａと、外気取込用切替弁１７を接続する。
給気パイプ６の地上部には、家屋２側から順に調節弁１３と、蓄熱装置１４と、エアコン１５と三方弁１９を接続する。
上記外気取込用切替弁１７には、さらにポンプ３ｂを設けた外気取入れパイプ２０を接続する。
【００２２】
上記蓄熱装置１４は、図８に示すとおり、断熱材２２で囲まれた箱状の容器であり、内部に水を入れたペットボトル２１を多数収納する。
【００２３】
以上の実施形態の空調装置は、調節弁１３を開に、外気取込用切替弁１７の外気取入れパイプ２０側を閉、外気取込用切替弁１７の排気パイプ５側を開に、三方弁１８の連結パイプ１６側を閉、三方弁１８の排気パイプ５側を開に、三方弁１９の連結パイプ１６側を閉、三方弁１９の給気パイプ６側を開にした状態で、ポンプ３ａを稼動し、エアコン１５を送風運転にすると、家屋２内の空気が気泡発生手段７を介し貯水槽内の水４中に放出される。気泡発生手段７の細孔８を通過した空気は、微小な気泡となって貯水槽内の水４中を通過して、温度と湿度を調整される。さらに、空気中に含まれる不純物（塵埃や花粉、有害物質など）が一部除去される。
この温度と湿度を調整され、不純物を一部除去された空気が、給気パイプ６及びエアコン１５、蓄熱装置１４を介し家屋２内に供給される。
【００２４】
また、夜間電力を利用し蓄熱装置１４に蓄熱する場合には、調節弁１３を開に、外気取込用切替弁１７の外気取入れパイプ２０側及び排気パイプ５側を閉に、三方弁１８の連結パイプ１６側を開、三方弁１８の排気パイプ５側を閉に、三方弁１９の連結パイプ１６側及び給気パイプ６側を開にそれぞれした状態で、エアコン１５を冷風又は温風運転する。家屋２内が適温になったら、エアコン１５を停止し、調節弁１３及び三方弁１８、１９を閉じる。蓄熱装置１４に収容されたペットボトル２１内の水は、所定の温度で保持される。この後、調節弁１３を開き上記段落００２３の操作を行うと、ペットボトル２１内の水が、供給されてきた空気を冷房時は冷やし、暖房時は温めて、その効率を向上させる。
また、夏季の夜間などに外気を取り込む場合には、外気取込用切替弁１７を開き、ポンプ３ｂを稼動する。この時に、上記夜間電力を利用した蓄熱を兼用すると、蓄熱及び冷房効率が向上する。
また、蓄熱装置は、施工場所で水を詰めることができるので、冷媒の運搬する必要がなく、施工が容易である。また、ペットボトル２１の水を防災用として利用できるという利点もある。
【００２５】
実施形態の空調装置は上記構成に限定されない。参考例を基に、排気パイプ５と給気パイプ６との間を連結パイプ１６で接続し、上記と同様に調節弁１３と蓄熱装置１４とエアコン１５を接続してもよい。
また、外気の取り込みが必要なければ、外気取込用切替弁１７、外気取入れパイプ２０、ポンプ３ｂを設けなくともよい。
さらに、エアコン１５を接続しない場合には、これに代えてエアーポンプを接続するとよい。
【００２６】
次に、第５参考例の空調装置について説明する。図９は第５参考例の空調装置の概略図である。上記各実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付して説明を省略する。
この参考例の空調装置は、貯水槽１が井戸であり、井戸水中に水を入れたペットボトル２１を多数収納する金属製の籠２３を沈める。
すなわち、貯水槽１の上面部１ａに、給気パイプ挿通用孔１ｂ、排気パイプ挿通用孔１ｃを設ける。
排気パイプ５は、一端に気泡発生手段７を接続し、この気泡発生手段７を接続した一端側を、排気パイプ挿通用孔１ｃを介し貯水槽１の水４中に挿入する。
籠２３には水を入れたペットボトル２１を多数収納し、気泡発生手段７の上部の水中に入れる。この籠２３はロープ（図示せず）により必要に応じて引き上げ可能にする。
排気パイプ５の他方は家屋２内に接続する。この排気パイプ５の地上部には、ポンプ３ａを接続すると共に、ポンプ３ａと貯水槽１の上面部１ａとの間に、ポンプ３ｂを備える分岐パイプ５ｂを接続する。また、分岐パイプ５ｂと排気パイプ５との接続部に外気取込用切替弁１７を設ける。
給気パイプ６は、給気パイプ挿通用孔１ｂを介し一端を空気溜り１ｆ内に挿通し、他端を家屋２内に挿通する。給気パイプ６の途中にエアフィルタ１１を設ける。
【００２７】
上記参考例の空調装置は、外気取込用切替弁１７の分岐パイプ５ｂ側を閉、外気取込用切替弁１７の排気パイプ５側を開にしてポンプ３ａを稼動すると、家屋２内の空気や外気が気泡発生手段７を介し貯水槽内の水４中に放出される。気泡発生手段７の細孔８を通過した空気は、微小な気泡となって貯水槽内の水４中を通過すると共に水の入ったペットボトル２１間を通過して、温度と湿度を調整される。さらに、貯水槽内の水４で空気中に含まれる不純物（塵埃や花粉、有害物質など）が一部除去される。
この温度と湿度を調整され、不純物を一部除去された空気が、給気パイプ６及びエアフィルタ１１を介し家屋２内に供給される。
【００２８】
ペットボトル２１内の水は井戸水４により冷却され一定の温度を常時保つことになる。
なお、夏季の夜間には、外気取込用切替弁１７の分岐パイプ５ｂ側を開けて外気を取り込むとよい。
前記参考例では、籠２３にペットボトル２１を収容しているが、これに限るものではなく、籠を用いずにペットボトル２１を井戸水４中に直接入れてもよい。
【００２９】
前記実施形態では、給気パイプ６途中にエアフィルタ１１を設ける構成になっているが、貯水槽１を埋設する場所の外気が汚染されていない地域では、貯水槽の空気溜り１ｆに汚染された空気が流入し難いのでエアフィルタ１１を設けなくともよい。
【符号の説明】
【００３０】
１  貯水槽
１ａ  貯水槽の上面部
１ｂ  給気パイプ挿通用孔
１ｃ  排気パイプ挿通用孔
１ｆ  空気溜り
２  家屋
３  空気ポンプ
４  貯水槽内の水
５  排気パイプ
６  給気パイプ
７  気泡発生手段
８  細孔
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2014013133.tif 000012
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
2014013133.tif 000013