(57)【要約】      （修正有）【課題】冷暖房効率向上のため、井戸目詰りを防止する濾過性能の優れた井水利用システムを提供する。【解決手段】掘削孔にケーシング管１と揚水パイプ６と取水ユニット２を配置した揚水装置と揚水ポンプと井戸１と井戸２の揚水切り替え電磁弁と還元切り替え電磁弁と熱交換器と屋根散水手段を有する井水利用冷暖房システムである。井水利用の問題点である井戸目詰まりを分割可能な揚水管と取水ユニットを自在に押し込み引き上げる事が出来る配置とした揚水装置で井戸を構成し、取水ユニット目詰まり発生時に簡単に揚水管と取水ユニットを引き上げて清掃及び交換出来る構造とした【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地面に掘削した掘削孔と前記掘削孔に挿入可能なケーシング管と前記ケーシング管に挿入可能な揚水管と前記揚水管の先端部分に取り付けられた取水ユニットと前記取水ユニットに設けられたスクリーンと井水を揚水するポンプとからなる井水利用システムであって、前記揚水管は分割可能となっているとともに、前記取水ユニットは不圧帯水層に自在に押し込み引き上げる事が出来る事を特徴とする井水利用システム。
【請求項２】
請求項１の井水利用システムであって、
前記取水ユニットスクリーンは、多数の小さな孔のあいた外径の違う円筒を二重構造としその間に多孔質の高分子ろ過材を充填した事を特徴とする井水利用システム。
【請求項３】
請求項１の井水利用システムであって、
揚水ポンプと掘削孔にケーシング管と分割可能な揚水管と取水ユニットを不圧帯水層に自在に押し込みあるいは引き上げる事が出来る配置とし前記掘削孔は、耐震杭用掘削孔である事を特徴とする井水利用システム。
【請求項４】
請求項２の取水ユニットであって、
不圧帯水層に自在に押し込みあるいは引き上げる事が出来る形状とした事を特徴とする井水利用システム。
【請求項５】
請求項１の井水利用システムであって、
井戸１と井戸２に配置した揚水装置と井戸１と井戸２の揚水切り替え電磁弁と還元切り替え電磁弁と井水を熱交換媒体とする冷暖房機器と制御盤を有する事を特徴とする井水利用システム。
【請求項６】
請求項１の井水利用システムであって、
１個の井戸を利用して貯水タンクとタンク内に設置した水中ポンプと液面センサーと井水補給用電磁弁と屋根に設置した散水ノズルと排水の流量を計測する流量計と初期排水排出ユニットと排水濾過用フィルターと屋内温度を計測する温度センサーと制御盤を有する事を特徴とする屋根散水システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、自在に押し込みあるいは引き上げる事が出来る揚水装置で揚水した井水を熱交換媒体とした冷暖房機器と井水を貯水タンクに補給して屋根散水を行う事で冷暖房を行うシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】原油価格の高騰により電気料金が上がり、温暖化の影響で冷房効率が悪化する状況の中、安価でエネルギー効率が良い冷暖房システムのニーズが増えている。
日本には豊かな水資源が存在するが、井戸目詰まり防止技術が確立されていない事で井水利用が進んでいない現状がある。井戸を長年に渡り使用するとスクリーン部に微小土粒子及びスケールが堆積して目詰まりが発生する。従来方式の井戸で目詰まりが発生した時は、簡単に清掃及び交換が出来ないために専門業者に井戸メンテナンスを依頼して井戸目詰まりを解消するしか手段が無くメンテナンス費用も高額である。【０００３】井水はエネルギー効率が良く利用次第で有効なエネルギー補助手段になりうる事は周知の事実である。冷暖房効率が悪い工場、倉庫、市場、園芸ハウス、畜舎等で井水を利用したエネルギー効率が良いシステムに対するニーズが増えている。
井戸の目詰まり防止技術としては、特許文献１が挙げられる。
液面センサーで井戸水位を監視して目詰まり発生時には、井戸１と井戸２で揚水と還元を切り替えて逆洗洗浄を行う事で井戸目詰まりを防止し、井水で熱交換を行う熱交換装置である。しかし逆洗洗浄後のスクリーン部の状態が直接目視にて正確に把握出来ない問題点とシステムが複雑になり高価になる問題点がある。【０００４】井戸目詰まりが発生する問題点、簡単に清掃及び交換が出来ない問題点を簡単なシステム構成で解決した井水冷利用システムは、まだ無いのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許公開番号  ２０１１−０２１８０４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】本発明はかかる問題点を解決し、今後増える事が予想される安価でエネルギー効率が良い冷暖房手段のニーズに対して、揚水ポンプと掘削孔にケーシング管と分割可能な揚水管と取水ユニットを不圧帯水層に自在に押し込み引き上げる事が出来る配置とした揚水装置で安価でエネルギー効率が良い井水利用システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】本発明請求項１は、揚水ポンプと掘削孔にケーシング管と分割可能な揚水管と取水ユニットを不圧帯水層に自在に押し込み引き上げる事が出来る配置とした揚水装置であって、取水ユニット目詰まり発生時に分割可能な揚水管と取水ユニットを自在に引き上げて簡単に清掃及び交換が出来る事を特徴とする井水利用システムである。【０００８】本発明は、揚水ポンプと掘削孔にケーシング管と分割可能な揚水管と取水ユニットを不圧帯水層に自在に押し込み引き上げる事が出来る配置とした揚水装置であって、軽量の揚水管を分割可能な形で接続し二重構造の円筒の間に軽量で半永久的に使用可能な濾過性能に優れた多孔質の高分子濾過材を充填した取水ユニットを有する事を特徴とする井水利用システムである。【０００９】本発明請求項２は、多数の小さな孔のあいた外径の違う円筒を二重構造としその間に軽量で半永久的に使用可能な濾過性能に優れた多孔質の高分子濾過材を充填した事を特徴とする取水ユニットである。【００１０】本発明は、軽量化を計り取水ユニット目詰まり発生時に自在に揚水菅と取水ユニットを引き上げ清掃及び交換が可能としている。取水ユニット外周に濾過性能に優れた多孔質の高分子濾過材を充填した濾過層をその内部に貯水層を設けた事を特徴とする取水ユニットである。【００１１】従来井戸では、ケーシング管とスクリーン管は同じ外径であるが本発明では、取水ユニットを揚水菅に接続する構成としている事で取水ユニットの外径を大きくして取水面積を大きくする事が可能である。帯水層の構成を破壊しない緩やかな流速で取水と揚水と還元を行うために取水ユニット取水部の面積を大きくして緩やかに取水する事と緩やかに揚水及び還元する事で井戸目詰まり防止を行っている。緩やかに取水及び揚水及び還元するために取水ユニット外周に大きな濾過層を設けその内部に大きな貯水層を有する事を特徴とする取水ユニットである。【００１２】本発明請求項３は、揚水ポンプと耐震杭用掘削孔にケーシング管と分割可能な揚水管と取水ユニットを不圧帯水層に自在に押し込み引き上げる事が出来る配置とした揚水装置であって、取水ユニット目詰まり発生時に分割可能な揚水管と取水ユニットを自在に引き上げて簡単に清掃及び交換が出来る事を特徴とする井水利用システムである。【００１３】本発明は、揚水ポンプと耐震杭用掘削孔にケーシング管と分割可能な揚水管と取水ユニットを不圧帯水層に自在に押し込み引き上げる事が出来る配置とした揚水装置であって、５ｍ前後まで掘削された耐震杭用掘削孔を利用する事で工期短縮と工事費用の大幅削減が可能である事を特徴とする井水利用システムである。【００１４】本発明請求項４は、多数の小さな孔のあいた外径の違う円筒を二重構造としその間に高分子ろ過材を充填した事を特徴とする取水ユニットであって、
取水ユニットを自在に押し込み引き上げが出来る形状としている事を特徴とする取水ユニットである。【００１５】本発明は、取水ユニット先端を三角錐形状とし揚水菅と取水ユニットの接続形状はテーパー形状とし自在に押し込み引き上げが出来る形状とした事を特徴とする取水ユニットである。【００１６】本発明請求項５は、請求項１の揚水装置を配置した井戸１と井戸２と揚水ポンプと井戸１揚水切り替え電磁弁と還元切り替え電磁弁と井戸２揚水切り替え電磁弁と還元切り替え電磁弁と井水を熱交換媒体とする冷暖房機器と井水を貯水タンクに給水して屋根散水を行う事を特徴とする井水利用システムである。【００１７】本発明は、井戸１揚水切り替え電磁弁と還元切り替え電磁弁と井戸２揚水切り替え電磁弁と還元切り替え電磁弁で周期的に揚水と還元を切り替える事で逆洗洗浄運転を行い取水ユニットの目詰まり発生を抑えメンテナンス周期を長くした事を特徴とする井水利用システムである。【００１８】本発明請求項６は、１個の井戸を利用して貯水タンクとタンク内に設置した水中ポンプと液面センサーと井水補給用電磁弁と散水ノズルと排水の流量を計測する流量計と初期排水排出ユニットと排水濾過用フィルターと屋内温度を計測する温度センサーと制御盤を有する事を特徴とする屋根散水システムである。【００１９】本発明は、井水を利用する事で上水道代金が不要でありランニングコストに優れたシステムである。制御盤と屋根散水状況を流量計で計測し屋内温度を温度センサーで計測する事で気象条件に合わせた屋根散水時間と屋根散水タイミングで屋根散水を行なう事を特徴とする屋根散水システムである。
【発明の効果】
【００２０】井水利用システムの問題点は、井戸目詰まり発生に対して有効な目詰まり防止技術が確立されていない事と、メンテナンス費用が高額になる点である。
今後増えると予想される安価でエネルギー効率が良い冷暖房システムのニーズに対して、本発明井水利用システムは、揚水ポンプと掘削孔にケーシング管と分割可能な揚水管と取水ユニットを不圧帯水層に自在に押し込み引き上げる事が出来る配置とした揚水装置であって、取水ユニット目詰まり発生時に分割可能な揚水管と取水ユニットを自在に引き上げて簡単に清掃及び交換が出来る事で、井戸目詰まり防止と井戸メンテナンス費用削減可能な井水利用システムを実現した。
【発明を実施するための最良の形態】
【実施例】
【００２１】図１は、井戸詳細図である。
掘削孔にケーシング管１と揚水パイプ６の接続部４と揚水パイプ６の支持金具５と揚水管６を配置しその先端に取水ユニット２が取り付けられている。外周濾過層２Ａ、内部貯水槽２Ｂ、円錐形取水ユニット２の先端部分２Ｃ、取水ユニット２と揚水パイプ６のテーパー形接続部分２Ｄ、ケーシング管１の土砂埋め戻し部分３である。【００２２】本発明の取水ユニット２は、揚水菅６に比べ大きな外径とする事で大きな取水面積と大きな内部貯水層とする事が可能であり、大きな面積で帯水層に接することで緩やかな流速で取水出来、帯水層の構成に変化を生じさせない事と帯水層の微小土粒子の移動が抑えられる事で外周濾過層２Ａに目詰まりを発生させにくい構造としている。【００２３】図７は、従来井戸構造図である。
スクリーン部外周に充填した砂５３とスクリーン５２で濾過層を構成し微小土粒子を濾過する構造となっているが本発明では、多数の小さな穴のあいた外径の違う円筒を二重構造とし、その間に軽量で濾過性能に優れた多孔質の高分子濾過材を充填する事で外周濾過層２Ａを構成した取水ユニット２としている【００２４】図２は、本発明井戸図である。
掘削孔に水道用硬質塩化ビニール菅あるいは同等のケーシング管１と揚水パイプ６と取水ユニット２を配置した揚水装置で揚水する井戸である。揚水パイプ６の接続部分４、揚水パイプ６の支持金具５、ケーシング管埋め戻し土砂部分３である。【００２５】図中Ａが浅い不圧帯水層での井戸構造図である。不圧帯水層上部と掘削孔下部の間が短いために簡単に取水ユニット２を不圧帯水層まで押し込む事が可能であり、短い工期と安い価格での井戸構築が可能である。硬い地層の地域でも仮堀を行えば簡単に取水ユニット２を不圧帯水層まで押し込む事が可能である。【００２６】図中Ｂが多少深めの不圧帯水層での井戸構造図である。不圧帯水層上部と掘削孔下部の間が長い時は、仮堀を併用して取水ユニット２を不圧帯水層まで押し込む事で、短い工期と安い価格での井戸構築が可能である。硬い地層の地域でも仮堀を行えば簡単に取水ユニット２を不圧帯水層まで押し込む事が可能である。【００２７】図３は、井水利用システムの全体図である。
井戸１ケーシング管１、井戸１取水ユニット２、井戸１土砂埋め戻し部分３、揚水菅６の揚水管接続部４、揚水菅６の揚水管支持部５、井戸１揚水管６、揚水ポンプ７、冷暖房機器８、井戸１揚水切り替え電磁弁９Ａ、井戸１還元切り替え電磁９Ｂ弁、井戸２揚水切り替え電磁弁１０Ａ、井戸２還元切り替え電磁弁１０Ｂ、井戸２ケーシング管１１、井戸２取水ユニット１２、井戸２土砂埋め戻し部分１３、揚水菅１６の揚水管接続部１４、揚水菅１６の揚水管支持部１５、井戸２揚水管１６、貯水タンク２１、制御盤２２、水中ポンプ２３、液面センサー２４、ディスクフィルター２５、流量計２６、電磁弁２７、屋内温度センサー２８、初期排水排出ユニット２９、散水ノヅル３２である。【００２８】図４は、井水利用システム運転１図である。
揚水ポンプ７がＯＮすると井戸１揚水切り替え電磁弁９Ａと井戸２還元切り替え電磁弁１０ＢがＯＮし、井水は井戸１から揚水ポンプ７で揚水され冷暖房機器８をとおり井戸２に還元される。【００２９】図５は、井水利用システム運転２図である。
揚水ポンプ７がＯＮすると井戸２揚水切り替え電磁弁１０Ａと井戸１還元切り替え電磁弁９ＢがＯＮし、井水は井戸２から揚水ポンプ７で揚水され冷暖房機器８をとおり井戸１に還元される。【００３０】井戸１と井戸２の揚水切り替え電磁弁と還元切り替え電磁弁で周期的に揚水井戸と還元井戸を切り替える事で井戸１の取水ユニット２の外周濾過層２Ａと井戸２の取水ユニット１２の外周濾過層１２Ａに付着した微小土粒子及びスケールの逆洗洗浄を行い井戸の目詰まりを防止している。メンテナンス周期が長く取れる事でメンテナンス費用も削減可能である。【００３１】複数井戸使用システムでは、揚水井戸と還元井戸の切り替えは複数台のポンプを使用しているのが一般的であるが本発明冷暖房システムでは、１台の揚水ポンプ７と揚水切り替え電磁弁９Ａ、１０Ａと還元切り替え電磁弁９Ｂ、１０Ｂで揚水井戸と還元井戸の切り替えを行い取水ユニット外周濾過層２、１２に付着した微小土粒子及びスケールの逆洗洗浄を行っている。【００３２】図６は、耐震杭用掘削孔を利用した井水利用システム図である。
地震が多い日本の建造物には、基礎工事に多数の耐震杭が施工されている。その掘削孔を利用した井水利用システム図である。【００３３】耐震杭用掘削孔深さは、通常５ｍ前後である。この耐震杭用掘削孔を利用して井戸を構築する事で井戸掘削工事の工期短縮と掘削工事費用の大幅削減が可能である。【００３４】図７は、従来井戸図である。
従来の井戸は、井戸掘削工法を用いてケーシング管５０を埋設してその先端にスクリーン部５２を接続し取水した井水を水中ポンプ５１で揚水する構造である。ケーシング管上部に埋め戻し用土砂５４を充填し、スクリーン部５０の周辺にフィルター用砂５３を充填している。【００３５】この従来井戸構造は、簡単に清掃及び交換が出来ない構造のため井戸目詰まりが発生した時は、専門業者に井戸メンテナンスを依頼するしか井戸目詰まりを解消する手段が無いのが現状であり一般的に井戸メンテナンス料金は、高額である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】本発明は、井水利用の問題点である井戸目詰まりを掘削孔にケーシング管と分割可能な揚水管と取水ユニットを配置した揚水装置で井戸目詰まり発生時には、自在に揚水管と取水ユニットを引き上げて清掃及び交換が出来る構造とした井水利用システムである。安価でエネルギー効率の良い井水利用システムは大幅な電気料金の削減が可能であり、冷暖房効率の悪い工場、倉庫、市場、園芸ハウス、蓄舎等で導入が進む可能性がある。又  降雪地帯でニーズの高い融雪装置に井水を利用する事も緊急用用水井戸として利用する事も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】揚水装置詳細図
【図２】本発明井戸構造図
【図３】井水利用システム全体図
【図４】井水利用システム運転１図
【図５】井水利用システム運転２図
【図６】耐震杭用掘削孔利用井水利用システム図
【図７】従来井戸構造図
【符号の説明】
【００３８】１、  井戸１ケーシング管
２、  井戸１揚水装置取水ユニット
２Ａ、取水ユニット外周濾過層
２Ｂ、取水ユニット内部貯水層
２Ｃ、取水ユニット円錐形状先端部分
２Ｄ、取水ユニットと揚水パイプテーパー形状接続部分
３、  井戸１土砂埋め戻し部分
４、  揚水装置１配管継手
５、  揚水装置１揚水管支持金具
６、  揚水装置１揚水管
７、  揚水ポンプ
８、  熱交換機器
９Ａ、井戸１揚水切り替え電磁弁
９Ｂ、井戸２揚水切り替え電磁弁
１０Ａ、井戸１還元切り替え電磁弁
１０Ｂ、井戸２還元切り替え電磁弁
１１、井戸２ケーシング管
１２、井戸２揚水装置取水ユニット
１３、井戸２土砂埋め戻し部分
１４、揚水装置２配管継手
１５、揚水装置２揚水管支持金具
１６、揚水装置２揚水管
２１、貯水タンク
２２、制御盤
２３、水中ポンプ
２４、液面センサー
２５、ディスクフィルター
２６、流量計
２７、電磁弁
２８、建造物内温度センサー
２９、初期排水ユニット
３０、排水槽
３１、排水電磁弁
３２、散水ノヅル
５０、従来井戸ケーシング管
５１、従来井戸水中ポンプ
５２、従来井戸スクリーン
５３、従来井戸充填砂利層
５４、従来井戸土砂埋め戻し層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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