(57)【要約】      （修正有）【課題】地下に存在する地熱を利用して冬季の施設栽培の暖房費を大きく節約しようとする雨水人工涵養可能な地質循環式水幕栽培システムを提供する。【解決手段】内部空間が形成されるように内側ハウス１１と、内側ハウス１１を囲み、水幕空間１３を有するように内側ハウス１１の外側に離隔して設置された外側ハウス１２からなるハウス１０と水幕空間１３の上部にハウス１０に設置されて内側ハウス１１の外部面に供給される地下水を流して水幕を形成する水幕形成用パイプ２０と地下水を供給する供給用ポンプ３３と地下水を回収する回収管４２と、地下水を集塵する還元集水タンク４３と、還元集水タンク４３に集塵された地下水を還元用地下水孔４６に供給する還元用ポンプ４５を含む地下水還元管４４と外側ハウス１２外側下部に形成された雨水収集路５１と、雨水収集路５１と還元集水タンク４３と連絡して設置された雨水供給管５２から構成されている。【選択図】図１
2011130761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間が形成されるように地面から立設された内側ハウス(１１)と、前記内側ハウス(１１)を囲み、水幕空間(１３)を有するように内側ハウス(１１)の外側に離隔して設置された外側ハウス(１２)からなるハウス(１０)と;
前記水幕空間(１３)の上部にハウス長手方向に設置されて内側ハウス(１１)の外部面に供給される地下水を流して水幕が形成する水幕形成用パイプ(２０)と;
前記水幕形成用パイプ(２０)に地下水を供給するハウスと近接した位置に地下水を供給するための供給用地下水孔(３１)と、前記供給用地下水孔(３１)の地下水を水幕形成用パイプ(２０)に供給する供給用ポンプ(３３)を含む地下水供給管(３２)からなる地下水供給手段(３０)と;
前記水幕形成用パイプ(２０)から供給されて水幕に使われた地下水を回収する内側ハウス(１１)外側下部に長手方向に形成された地下水収集環水路(４１)と、前記地下水収集環水路(４１)に収集された地下水を移動させる回収管(４２)と、前記回収管(４２)に移動する地下水を集塵する還元集水タンク(４３)と、前記ハウスと近接した位置に設置され、供給用地下水孔(３１)と離隔された還元用地下水孔(４６)と、前記還元集水タンク(４３)に集塵された地下水を還元用地下水孔(４６)に移送する地下水還元管(４４)からなる地下水還元手段(４０)と;
前記外側ハウス(１２)に落ちる雨水を還元集水タンク(４３)に供給して還元用地下水孔(４６)に雨水を供給する雨水供給手段(５０)を含むことを特徴とする雨水人工涵養可能な地質循環式水幕栽培システム。
【請求項２】
前記雨水供給手段(５０)は外側ハウス(１２)外側下部に長手方向に形成された雨水収集路(５１)と、前記雨水収集路(５１)と還元集水タンク(４３)と連絡して設置された雨水供給管(５２)からなることを特徴とする請求項１に記載の雨水人工涵養可能な地質循環式水幕栽培システム。
【請求項３】
前記雨水供給管(５２)には雨水を浄化させる浄化装置(５３)がさらに設置されることを特徴とする請求項２に記載の雨水人工涵養可能な地質循環式水幕栽培システム。
【請求項４】
前記内側ハウス(１１)は多重の水幕空間または外殻水幕空間と多重内側ハウスを有するように多重に形成されることを特徴とする請求項１に記載の雨水人工涵養可能な地質循環式水幕栽培システム。
【請求項５】
前記還元集水タンク(４３)には還元用ポンプ(４５)が設置され、前記還元用ポンプ(４５)によってポンピングされる地下水は地下水還元管(４４)を通じて還元用地下水孔(４６)に移動されることを特徴とする請求項１に記載の雨水人工涵養可能な地質循環式水幕栽培システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は地下に存在する地熱を利用して冬季の施設栽培の暖房費を大きく節約しようとするものであり、地下水を使って地熱を利用するにあたり過度な地下水の使用により地下水が不足する現象を防止すると同時に、安定した熱源として使用することができるようにした雨水人工涵養可能な地質循環式水幕栽培システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的にビニールハウス、ガラス温室などの施設(以下‘ハウス'という)の中で野菜、果樹、花卉などの作物を栽培することを施設栽培といい、施設栽培は作物の生長に最も適当な環境を人為的に作ることで露地よりもさらに優れた作物を短い期間内に生産出荷して販売するようにすることで、最大限の利益を得ることができるようにし、年中栽培を可能にすることで、農村で広範囲に実施されていることは周知の事実である。
しかし、冬季の施設栽培では作物に必要な温度維持が最も重要だが、油価が上昇すれば暖房費の負担が増えるため、施設栽培の全般にわたって悪影響を及ぼす問題がある。
前記のような暖房費の負担に対する問題点を解決するために、最近では年中摂氏１５度前後の温度を維持する地下水を冬季にハウスの外部に撒きハウス内の温度を上昇させる地下水を利用した水幕栽培法が活用されている。
しかし、従来使われている地下水を利用する水幕栽培法は、使われた地下水が水路などを通じて捨てられることで、長時間使うと地下水の過多揚水により、全般的な地下水の水位が低くなったり枯渇につながりながら、他の場所に地下水孔を形成したり、地下水孔の深さを深く形成しなければならない問題点が指摘されている。
かかる問題点を解決するために韓国登録特許第８８８０３９号の地下水を利用した水幕栽培施設暖房及び地下水還元装置では水幕形成に使われた地下水を再び地下に還元させることで、地下水の枯渇を防止する方法を提供している。
しかし、前記韓国特許第８８８０３９号の地下水を利用した水幕栽培施設暖房及び地下水還元装置で提供された技術は、地下水を供給するために形成された地下水孔で水幕形成に使われて地下水を還元させるようにするものであり、地下水の温度が均一でなかったり、地下水の温度が低く暖房として使うことができない問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明はかかる問題点を解決するために発明されたものであり、本発明は地下水で水幕を形成して冬季ハウスの暖房と夏季ハウスの内部温度を調節するにあたり、地下水の水位が低くなったり枯渇することを防止して安定した地下水を供給するようにし、地下水をほぼ均一な温度で供給することができる雨水人工涵養可能な地質循環式水幕栽培システムを提供することに目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記目的を達成するための本発明の雨水人工涵養可能な地質循環式水幕栽培システムは、
内部空間が形成されるように地面から立設された内側ハウスと、前記内側ハウスを囲み、水幕空間を有するように内側ハウスの外側に離隔して設置された外側ハウスからなるハウスと;
前記水幕空間の上部にハウス長手方向に設置されて内側ハウスの外部面に供給される地下水を流して水幕が形成されるように多数の孔またはノズルが形成された水幕形成用パイプと;
前記水幕形成用パイプに地下水を供給するハウスと近接した位置に地下水を供給するための供給用地下水孔と、前記供給用地下水孔の地下水を水幕形成用パイプに供給する供給用ポンプを含む地下水供給管からなる地下水供給手段と;
前記水幕形成用パイプから供給されて水幕に使われた地下水を回収する内側ハウス外側下部に長手方向に形成された地下水収集還水路と、前記地下水収集還水路に収集された地下水を移動させる回収管と、前記回収管に移動する地下水を集塵する還元集水タンク、前記ハウスと近接した位置に設置され、供給用地下水孔と離隔された還元用地下水孔と、前記還元集水タンクに集塵された地下水を還元用地下水孔に供給する還元用ポンプを含む地下水還元管からなる地下水還元手段と;
前記外側ハウス外側下部に長手方向に形成された雨水収集路と、前記雨水収集路と還元集水タンクと連絡して設置された雨水供給管からなる雨水供給手段を含むことを特徴とする。
前記雨水供給管には雨水を浄化させる浄化装置をさらに設置することができ、
前記内側ハウスは多重の水幕空間または外殻水幕空間と多重内側ハウスを有するように多重に形成することもできる。
【発明の効果】
【０００５】
前記のような本発明の雨水人工涵養可能な地質循環式水幕栽培システムは、水幕を形成するのに使われた地下水を再び地下に還元させることで、地下水の水位が低くなったり枯渇することを防止し、地下水孔を再び掘ったり(形成したり)、深く掘る必要がないことで施設費用を減らすことができ、地下水の枯渇による問題点を解消することができる効果を予想することができる。
また、地下水を供給するための供給用地下水孔と水幕に使われた地下水を地下に還元させるための還元用地下水孔が所定の距離だけ離隔したことで、地下水の温度が不安定になる問題点を解消することができる効果がある。
また、雨水を収集し、収集された雨水を水幕に使われた地下水とともに地下に供給することで、地下水位の枯渇問題を解決し、豊かな地下水を確保することができる効果だけではなく、地表流出量を減少させることで洪水低減効果も有する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の実施例を示した雨水人工涵養可能な地質循環式水幕栽培システムの概略斜視図である。
【図２】本発明の雨水人工涵養可能な地質循環式水幕栽培システムの概略断面図であって、地下水が水幕に使われ、水幕に使われた地下水を収集して地下に還元させることを示したものである。
【図３】本発明の雨水人工涵養可能な地質循環式水幕栽培システムの概略断面図であって、雨水が収集されて水幕に使われた地下水とともに地下に供給されることを示したものである。
【図４】本発明の他の実施例を示した雨水人工涵養可能な地質循環式水幕栽培システムの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
添付の図面を参照として本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。これに先立ち、本明細書及び請求の範囲に使われた用語や単語は通常的や字義的な意味で限定して解釈されてはならず、発明者はその自身の発明を最も最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に即して本発明の技術的思想に符合する意味と概念で解釈されなければならない。
したがって、本明細書に記載された実施例と図面に図示された構成は本発明の最も好ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的思想をすべて代弁するものではないため、本出願時点においてこれらを代替することができる多様な均等物と変形例があり得ることを理解されたい。
図１のように本発明の雨水人工涵養可能な地質循環式水幕栽培システムは、大きく分けて水幕空間(１３)を有するように内側ハウス(１１)と外側ハウス(１２)からなるハウス(１０)と、前記水幕空間(１３)上部に設置されて内側ハウス(１１)外面に地下水を供給して水幕を形成するようにする水幕形成用パイプ(２０)と、前記水幕形成用パイプ(２０)に地下水を供給する地下水供給手段(３０)と、前記水幕形成用パイプ(２０)から供給されて水幕に使われた地下水を再び地下に還元させる地下水還元手段(４０)と、前記外側ハウスに落ちる雨水を地下に供給するようになる雨水供給手段(５０)から構成される。
前記ハウス(１０)は作物を栽培することができるように内部空間を有する地面から立設された内側ハウス(１１)と、前記内側ハウス(１１)外側に離隔して設置された外側ハウス(１２)から構成され、前記内側ハウス(１１)の外側に離隔して設置された外側ハウス(１２)の間には空間が形成され、かかる空間は水幕を形成することができる水幕空間(１３)に使われる。
前記内側ハウス(１１)は図４のように他の水幕を形成することができるように水幕空間(１３)を有するように二重に形成することもでき、かかる前記水幕空間(１３)は内側ハウス(１１)によって多重に形成することもできる。
すなわち、前記水幕空間(１３)は多重の水幕を有することもできるように多重にすることができ、外殻水幕空間(１３)を除いた内部の内側ハウスは水幕空間がない一般ハウスに形成することもできる。
前記水幕形成用パイプ(２０)は水幕空間(１３)上部に設置されて地下水供給手段(３０)から供給される地下水を内側ハウス(１１)外部面に水幕を形成する。
かかる水幕形成用パイプ(２０)はハウス(１０)の長手方向に長く設置され、内側ハウス(１１)外部面(１１a)に水幕が形成されるように多数の孔またはノズルが形成される。
前記水幕形成用パイプ(２０)は図１と図２のように両側に地下水を供給する孔またはノズルが形成される。
前記水幕形成用パイプ(２０)は水幕空間(１３)の左右側面の下部に設置することもできる。
前記地下水供給手段(３０)は年中摂氏１５度程度に維持される地下水を水幕形成用パイプ(２０)に供給するものであり、ハウス(１０)と近接した位置に設置された供給用地下水孔(３１)と、前記供給用地下水孔(３１)と水幕形成用パイプ(２０)を連絡して設置され、地下水を移動させて供給する供給用ポンプ(３３)を含む地下水供給管(３２)から構成される。
前記供給用ポンプ(３３)は普通地上ロータリーポンプまたは水中モータポンプを使う。
前記地下水還元手段(４０)は水幕形成用パイプ(２０)から排出されて水幕に使われた地下水を再び地下に還元するものであり、内側ハウス(１１)外側下部に長手方向に設置されて水幕に使われた地下水を収集する地下水収集環水路(４１)と、前記地下水収集環水路(４１)に収集された地下水を移動させる回収管(４２)と、前記回収管(４２)に移動する地下水を集塵する還元集水タンク(４３)と、前記ハウス(１０)と近接した位置に設置された還元用地下水孔(４６)と、前記還元集水タンク(４３)に集塵された地下水を還元用地下水孔(４６)に移送する地下水還元管(４４)から構成される。
前記還元集水タンク(４３)には還元用ポンプ(４５)をさらに設置することができ、前記還元用ポンプ(４５)によってポンピングされる地下水は地下水還元管(４４)を通じて還元用地下水孔(４６)に供給される。
前記還元用ポンプ(４５)は普通排水ポンプを使う。
前記還元用ポンプ(４５)が設置されていない場合には、地下水が重力の方式で地下に還元させ、前記還元用ポンプ(４５)が設置された場合には、加圧方式で地下水を地下に還元させるようになる。
前記還元用地下水孔(４６)は地下水供給手段(３０)の供給用地下水孔(３１)と所定の距離に離隔して形成される。
前記供給用地下水孔(３１)と還元用地下水孔(４６)の距離がかなり遠く離れている場合には、還元用地下水孔(４６)を通じて還水された地下水が供給用地下水孔(３１)の地下水に移動する時間が長くなることで、地下水が不足する現象が発生することがあり、
前記供給用地下水孔(３１)と還元用地下水孔(４６)の距離が近すぎる場合には、還元用地下水孔(４６)を通じて還水された地下水が予熱(加熱)されずに供給用地下水孔(３１)の地下水に移動することで、地下水の温度にばらつきが出たり水幕形成に使われる地下水の温度が低くなる問題点が発生する。
すなわち、供給用地下水孔(３１)と還元用地下水孔(４６)の距離と個数は設置される地域の地下水賦存量及び土壌及び岩盤の透水性質など環境的要因によって異なる。供給用地下水孔(３１)と還元用地下水孔(４６)のそれぞれの個数はかかる環境的要因によって１:多数、多数:１または多数:多数で対応させることができる。そのため、供給用地下水孔(３１)と還元用地下水孔(４６)の距離と個数は設置地域の環境要因を検査してから距離と個数を設定するのが好ましい。
前記雨水供給手段(５０)は外側ハウス(１２)に落ちる雨水を収集して地下に供給するものであり、外側ハウス(１２)に落ちる雨水を収集する長手方向に形成された雨水収集路(５１)と、前記雨水収集路(５１)に収集された雨水を還元集水タンク(４３)に移動させる雨水供給管(５２)から構成され、前記雨水供給管(５２)には雨水を浄化させるための浄化装置(５３)がさらに設置される。
前記雨水収集路(５１)は外側ハウス(１２)の外部面(１２a)に沿って流れる雨水を地下水収集環水路(４１)に流入されるようにする板を設置して収集環水路(４１)とすることもできる。
前記浄化装置(５３)は普通骨材層を使うことで、雨水を骨材層を通過させて雨水に含まれている異物をとり除く。
前記供給用ポンプ(３３)と還元用ポンプ(４５)及びバルブ(図示しない)は普通制御用パネル(制御部)(図示しない)によって制御され、前記制御用パネル(制御部)は温度センサ及び水位センサのような多数のセンサ(図示しない)から信号を受けて供給用ポンプ(３３)と還元用ポンプ(４５)及びバルブなどを制御する。
前記のように構成される本発明の雨水人工涵養可能な地質循環式水幕栽培システムは、
地下水供給手段(３０)の供給用ポンプ(３３)が駆動して供給用地下水孔(３１)内の地下水をポンピングし、ポンピングされた地下水は地下水供給管(３２)を通じて水幕形成用パイプ(２０)に供給し、水幕形成用パイプ(２０)に供給された地下水は孔またはノズルを通じて内側ハウス(１１)外部面に供給されて流れることで水幕を形成し、水幕形成に使われた地下水は地下水収集環水路(４１)に収集され、収集された地下水は再び回収管(４２)を通じて還元集水タンク(４３)に集塵される。
前記還元集水タンク(４３)に集塵された地下水は地下水還元管(４４)を通じて還元用地下水孔(４６)に移動して地下に還元される。
地下に還元された地下水は地下を移動して予熱(加熱)され、かかる地下水は地下水供給手段(３０)の供給用地下水孔(３１)に移動して再び供給用ポンプ(３３)によってポンピングされて水幕形成に利用される。
このように地下水が循環することで継続的な地下水のポンピングによる地下水の不足のような問題点を解決すると同時に、地下水温度の不安定性を解決することができるようになる。
また、外側ハウス(１２)に落ちる雨水を収集して還元される地下水とともに地下に供給することで、地下水の水位を高めることができる効果がある。
すなわち、最近では排水施設が発達して雨水の地下水への染み込みが不足し、かかる現象によって地下水の水位が低くなったり枯渇する問題点があるが、雨水供給手段(５０)によってかかる問題点を解消することができるようにした。
【符号の説明】
【０００８】
１０ : ハウス
１１ : 内側ハウス
１２ : 外側ハウス
１３ : 水幕空間
２０ : 水幕形成用パイプ
３０ : 地下水供給手段
４０ : 地下水還元手段
５０ : 雨水供給手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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