(57)【要約】【課題】地表１から地下の浅い部分にある低深度地下帯水層２地下水を汲み上げて温熱源や冷熱源として利用し、利用後の地下水は汲み上げた低深度地下帯水層２と同一水位の低深度地下帯水層２に注入するシステムを提供する。【解決手段】地表１から、低深度地下帯水層２に達する位置まで掘削した掘削用シャフト３の地中壁面４から低深度地下帯水層２の層内と平行に横方向にボーリングして、汲上ストレーナーパイプ５を敷設し、また、相対する方向の同一水位の低深度地下帯水層２内にも同様な方法で注入ストレーナーパイプ６を敷設し、地上に設置した地下水循環ポンプ８を使って汲上ストレーナーパイプ５から地下水を汲み上げ、利用設備１０に移送して加熱や冷却などの熱源として利用した後に、注入ストレーナーパイプ６から再び低深度地下帯水層２に還水する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地表１から、地下の浅い部分に存在する地下帯水層２（以下では低深度地下帯水層２とする）に達する位置まで掘削して掘削用シャフト３を設け、掘削用シャフト３の地中壁面４から低深度地下帯水層２の層内と平行に横方向にボーリングして、そのボーリング孔内に汲上ストレーナーパイプ５を敷設し、また相対する方向の同一水位の低深度地下帯水層２内にも同様な方法で横方向にボーリングし、そのボーリング孔内に注入ストレーナーパイプ６を敷設する。このようにして敷設した汲上ストレーナーパイプ５に汲上管７を挿入し、地上に設置した地下水循環ポンプ８と配管で接続し、汲上ストレーナーパイプ５から低深度地下帯水層２の地下水を地下水循環ポンプ８で汲み上げ、利用設備１０に移送して加熱や冷却などの熱源として利用した後に、注入管９を通して注入ストレーナーパイプ６から低深度地下帯水層２に還水しながら地下水熱を利用する方法。
【請求項２】
地表１から請求項１よりも浅い位置に掘削用シャフト３を設け、地表１に対して１５°程度の角度で低深度地下帯水層２に向かって斜め方向にボーリングし、そのボーリング孔内に汲上ストレーナーパイプ５を敷設する。また、相対する方向にも同様に地表１に対して１５°程度の角度で斜め方向にボーリングし、そのボーリング孔内に注入ストレーナーパイプ６を敷設し、請求項１と同様の方法で、汲上ストレーナーパイプ５から低深度地下帯水層２の地下水を地下水循環ポンプ８で汲み上げ、利用設備１０に移送して加熱や冷却などの熱源として利用した後に、注入管９を通して注入ストレーナーパイプ６から低深度地下帯水層２に還水して地下水熱を利用する方法。
【請求項３】
汲上管７や注入管９、地下水循環ポンプ８、利用設備１０とを接続する配管に切替弁Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４を設けて、汲上管７と注入管９の用途を逆転して運転し、さらに、地下水循環ポンプ８の水圧を使って汲上ストレーナーパイプ５や注入ストレーナーパイプ６の目詰まりを洗浄する方法。
【請求項４】
低深度帯水層２の層内に敷設する汲上ストレーナーパイプ５と注入ストレーナーパイプ６を、掘削用シャフト３の地中壁面４から相対して放射上に敷設することで、効率良く低深度地下帯水層２の地下水を汲上て注入する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、地下帯水層の地下水を汲み上げてその熱を利用し、利用した後の地下水を同一の地下帯水層に還水するシステムで、とくに地下の浅い部分に存在する低深度地下帯水層２を有効活用する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図４に示すように、地下水が保有する熱エネルギーを水熱源ヒートポンプ式冷凍機などの熱源に利用する設備が使用されている。これは、地中の深い部分に上部帯水層１１及び下部帯水層１２が存在している地盤に対し、下部帯水層１２に達する揚水深井戸１３と上部帯水層１１に達する還水深井戸１４を設け、揚水深井戸１３に設けた深井戸ポンプ１５により地下水を汲み上げ、水熱源ヒートポンプ式冷凍機などの熱源として利用した後に他方の還水深井戸１４に還水（リチャージ）するようにしたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記に示す地下帯水層の利用システムは、地盤から深い部分の地下帯水層を対象としているため、近隣の深井戸掘削状況の事例データがない限り、地下水の状況を容易に判断し難く、掘削深度の特定が困難であり、試掘を行って地下水の状況を判断するか、あるいは、地下帯水層の位置に到達するまで掘削するかの方法しかなく、その施工には多額の建設費を要し、設備全体の建設費を償却するのに長期間が必要である。この発明は、このような点に注目してなされたもので、その目的とするところは、簡単な構成で、しかも建設コストやランニングコストを低く抑えつつ、地下水循環ポンプ８を使って同一水位の低深度地下帯水層２の間で地下水を移送しながら効率良くに地下水の熱を利用するシステムを提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
そこで、地盤面下に設置した掘削用シャフト３の地中壁面４から低深度地下帯水層２と平行に地中内を横方向にボーリングし、そのボーリング孔内に設けた汲上ストレーナーパイプ５から低深度地下帯水層２の地下水を地下水循環ポンプ８で汲み上げて、水熱源ヒートポンプ式冷凍機などの利用設備で加熱や冷却などの熱源として利用した後に、相対するもう一方の注入ストレーナーパイプ６へ還水するようにした。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図１で説明すると、請求項１に係る発明は、地表１から、地下の浅い部分に存在する低深度地下帯水層２に達する位置まで地盤を掘削して掘削用シャフト３を設け、掘削用シャフト３の地中壁面４から低深度地下帯水層２の層内と平行に横方向にボーリングし、そのボーリング孔内に汲上ストレーナーパイプ５を敷設する。また、相対する方向の同一水位の低深度地下帯水層２内にも同様な方法で横方向にボーリングし、そのボーリング孔内に注入ストレーナーパイプ６を敷設する。このようにして敷設した汲上ストレーナーパイプ５に汲上管７を挿入し、地上に設置した地下水循環ポンプ８と配管で接続し、汲上ストレーナーパイプ５から低深度地下帯水層２の地下水を地下水循環ポンプ８で汲み上げ、水熱源ヒートポンプ式冷凍機などの利用設備１０に移送して加熱や冷却などの熱源として利用した後に、再び注入管９を通して注入ストレーナーパイプ６から低深度地下帯水層２に還水する。
【０００６】
また、請求項２に係る発明は、地表１から請求項１よりも浅い位置に掘削用シャフト３を設け、地表１に対して１５°程度の角度で低深度地下帯水層２に向かって斜め方向にボーリングし、そのボーリング孔内に汲上ストレーナーパイプ５を敷設する。また、相対する方向にも同様に地表１に対して１５°程度の角度で斜め方向にボーリングし、そのボーリング孔内に注入ストレーナーパイプ６を敷設し、請求項１と同様の方法で、汲上ストレーナーパイプ５から低深度地下帯水層２の地下水を地下水循環ポンプ８で汲み上げ、水熱源ヒートポンプ式冷凍機などの利用設備１０に移送して加熱や冷却などの熱源として利用した後に、注入管９を通して注入ストレーナーパイプ６から再び低深度地下帯水層２に還水する。
【０００７】
請求項３に係る発明は、汲上管７と地下水循環ポンプ８を接続する配管に切替弁Ｖ１、注入管９と地下水循環ポンプ８を接続する配管に切替弁Ｖ２、利用設備１０と汲上管７を接続する配管に切替弁Ｖ３、利用設備１０と注入管９を接続する配管に切替弁Ｖ４をそれぞれ設け、切替弁Ｖ１とＶ４を開放して切替弁Ｖ２とＶ３を閉鎖した場合と、その逆の切替弁Ｖ２とＶ３を開放して切替弁Ｖ１とＶ４を閉鎖した場合で、汲上管７と注入管９の用途を逆転して運転することができ、さらに、地下水循環ポンプ８の水圧を使って汲上ストレーナーパイプ５や注入ストレーナーパイプ６の目詰まりを洗浄する。
【０００８】
請求項４に係る発明は、低深度帯水層２の層内に敷設する汲上ストレーナーパイプ６と注入ストレーナーパイプ６を、掘削用シャフト３の地中壁面４から相対して放射上に敷設することで、効率良く低深度地下帯水層２の地下水を汲上て注入する。
【０００９】
【発明の効果】
本発明は、利用する地下水が地表１から地下の浅い部分にある低深度地下帯水層２を対象としているため、近隣の深井戸掘削状況の事例データがなくても、比較的簡単に低深度地下帯水層２の水位や水量及び水温などが確認でき、試掘に要するコストを大幅に低減できる。また、地下水を汲み上げて温熱源や冷熱源として利用し、利用後の地下水を汲み上げた低深度地下帯水層２と同一水位の低深度地下帯水層２に注入するシステムを提供することで、施工期間も短く、建設コストやランニングコストを低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した地下水利用システムの一実施形態の構成図である。
【図２】本発明を適用した地下水利用システムの他の実施形態の構成図である。
【図３】上記実施形態における汲上及び注入ストレーナーパイプの配置例である。
【図４】従来の地下水利用の実施例を示す構成図である。
【符号の説明】
１    地表
２    低深度地下帯水層
３    掘削用シャフト
４    地中壁面
５    汲上ストレーナーパイプ
６    注入ストレーナーパイプ
７    汲上管
８    地下水循環ポンプ
９    注入管
１０  利用設備
１１  上部帯水層
１２  下部帯水層
１３  揚水深井戸
１４  還水深井戸
１５  深井戸ポンプ
Ｖ１  Ｖ２  Ｖ３  Ｖ４  切替弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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