(57)【要約】【課題】農作物等を栽培するための施設としても利用することができ、新たに高価で特殊な機器や設備の導入の必要が少ない冷熱エネルギの利用施設を提供すること。【解決手段】地盤３と、該地盤３上を覆うトンネル構造２とからなり、前記地盤３を保水性の高い非凍上性材料とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤と、該地盤上を覆うトンネル構造とからなり、前記地盤を保水性の高い非凍上性材料としたことを特徴とする冷熱エネルギの利用施設。
【請求項２】
地盤の表面を除く周囲を、断熱性材料で覆ったことを特徴とする請求項１記載の冷熱エネルギの利用施設。
【請求項３】
地盤内に、トンネル構造の外部からの冷気を通風するとともに、地盤に蓄熱された冷熱エネルギをトンネル構造内に供給するためのパイプを埋設したことを特徴とする請求項１又は２記載の冷熱エネルギの利用施設。
【請求項４】
トンネル構造の壁面及び天井面を、遮光性材料及び／又は断熱性材料としたことを特徴とする請求項１、２又は３記載の冷熱エネルギの利用施設。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷熱エネルギの利用施設に関し、特に、冬期の冷気によって構造内の地盤に凍土を作る冷熱エネルギの利用施設に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷熱エネルギの利用施設としては、雪・氷・凍土を媒体に種々の冷熱エネルギ貯蔵施設が氷室として提案されている。少積雪で寒冷な気候の地域では、積雪ではなく、寒さで水を凍らせて作った氷や、ヒートパイプを用いて地盤を厚く凍らせた凍土による貯蔵方式が採られてきた。
【０００３】
しかし、この場合、既存の建物や設備を有効に活用することは難しく、また、ヒートパイプや氷蓄熱装置といった特殊な機器や設備の導入が必要となり、新たに冷熱エネルギの利用施設を建設するためには、コストが高騰するという問題がある。
また、冷熱エネルギの利用施設としては、農作物を貯蔵する施設が一般的であり、農作物を栽培するための施設としての利用は少ないという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記従来の冷熱エネルギの利用施設の有する問題点に鑑み、農作物等を栽培するための施設としても利用することができ、新たに高価で特殊な機器や設備の導入の必要が少ない冷熱エネルギの利用施設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】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の冷熱エネルギの利用施設は、地盤と、該地盤上を覆うトンネル構造とからなり、前記地盤を保水性の高い非凍上性材料としたことを特徴とする。
【０００６】
また、地盤の表面を除く周囲を、断熱性材料で覆うことができる。
【０００７】
この場合において、地盤内に、トンネル構造の外部からの冷気を通風するとともに、地盤に蓄熱された冷熱エネルギをトンネル構造内に供給するためのパイプを埋設することができる。
【０００８】
さらにこれらの場合において、トンネル構造の壁面及び天井面を、遮光性材料及び／又は断熱性材料とすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の冷熱エネルギの利用施設によれば、地盤と、該地盤上を覆うトンネル構造とからなり、前記地盤を保水性の高い非凍上性材料としたから、トンネル構造としてビニールハウス等の構造物の前後を開口し、冬期の冷気を送風することによって、保水性の高い非凍上性材料とした地盤に厚い凍土を作ることができ、凍上によって地盤が起伏するといった問題が発生することもない。
そして、夏期に凍土として蓄熱した冷熱エネルギを農作物の栽培や貯蔵用として利用することができ、新たに高価で特殊な機器や設備の導入の必要がない冷熱エネルギの利用施設を提供することができる。
【００１０】
また、地盤の表面を除く周囲を、断熱性材料で覆うときは、地盤を凍らせた凍土に蓄熱した冷熱エネルギが、地盤の表面以外へ伝熱することを防止し、蓄熱効率を高めることができる。
【００１１】
また、地盤内に、トンネル構造の外部からの冷気を通風するとともに、地盤に蓄熱された冷熱エネルギをトンネル構造内に供給するためのパイプを埋設するときは、冬期において地盤の冷気の蓄熱を表面からの蓄熱に加え、パイプ内に通風される冷気がパイプの内周面から外周面を介して地盤に伝熱して行うことができ、地盤の深い場所まで凍土とすることができる。
また、夏期において、凍土として蓄熱された冷熱エネルギをパイプを介してトンネル構造内に供給することができるから、貯蔵施設として利用する場合の冷熱エネルギの供給を容易に行うことができる。
【００１２】
また、トンネル構造の壁面及び天井面を、遮光性材料及び／又は断熱性材料とするときは、蓄熱した冷熱エネルギの大気への放熱を防止するとともに、昼間の直射日光による熱エネルギのトンネル構造内への侵入を防止し、冷熱エネルギの利用施設を農作物等の貯蔵施設として利用することができる。
この場合、地盤の表面も断熱性材料で覆うことによって、表面からの冷気の放出を抑え、パイプからの冷気の供給量を調整して施設内の温度をコントロールすることができ、長期間に亘って貯蔵施設として利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の冷熱エネルギの利用施設の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１〜図２に、本発明の冷熱エネルギの利用施設の第１実施例を示す。
【００１５】
この冷熱エネルギの利用施設１は、地盤３と、該地盤３上を覆うトンネル構造２とからなり、前記地盤３を保水性の高い非凍上性材料とするようにしている。
【００１６】
トンネル構造２は、その構成を特に限定されず、例えば、既設のビニールハウスを利用し、前後を開放することによってトンネル構造２とすることができる。
これによって、通常ビニールハウスとして利用する施設を冷熱エネルギの利用施設１として使用することができる。
【００１７】
地盤３として使用する保水性の高い非凍上性材料は、例えば、火山灰を使用することができ、図１に示すように、地盤の表面を除く周囲を、断熱性材料４で覆うようにすることが好ましい。
【００１８】
そして、冬期において、トンネル構造２の入口２ａから出口２ｂに向かって外部の冷たい空気（冷気）が流入し、地盤３の地表面を冷やし、地盤を厚く凍らせた凍土とする。
この場合、入口２ａに送風用のファン（図示省略）及び／又は出口２ｂに排気用のファン（図示省略）を配設することによって、外気を積極的に内部に送風するようにしても構わない。
【００１９】
上記構成の冷熱エネルギの利用施設１の利用方法として、例えば、図２に示すように、地盤３の表面に農作物Ｍを植え（前年度に播種栽培した農作物、所謂、根雪前播種等であっても構わない）、その農作物Ｍに可動式断熱材Ｄ、例えば、ウッドチップ、籾や藁等で一時的に覆って凍土を溶けにくくするとともに、冬眠状態を作り出して抑制栽培を行うことができる。
これによって、従来は収穫が春期の短期間に限られていた農作物を大幅に延長した期間まで栽培することができる。
【実施例２】
【００２０】
図３〜図４に、本発明の冷熱エネルギの利用施設の第２実施例を示す。
この冷熱エネルギの利用施設１は、地盤３内に、トンネル構造２の外部からの冷気を通風するとともに、地盤３に蓄熱された冷熱エネルギをトンネル構造２内に供給するためのパイプ５を埋設するようにしている。
【００２１】
これによって、地盤３の深い場所まで凍らせて凍土とすることができ、冷熱エネルギの蓄熱量を増大させることができるとともに、夏期において、凍土として蓄熱された冷熱エネルギをトンネル構造２内に供給することができる
【００２２】
パイプ５は、その構成や材質を特に限定されず、内部を通過する冷気の冷熱エネルギが地盤３に効率よく伝導する伝熱効率の高い材質を使うことが好ましい。
【００２３】
また、パイプ５の埋設本数も、特に限定されるものではないが、本実施例においては、上段に４本のパイプ５ａを、中段に３本のパイプ５ｂを、下段に４本のパイプ５ｃを埋設するようにしている。
そして、それぞれの端部を、冬期に冷熱エネルギの利用施設１の外部から冷気を通風するための供給口６ａ〜６ｃとするとともに、供給口６ａ〜６ｃと逆側の端部を、冷熱エネルギの利用施設１の内部に向けて開口した排出口７ａ〜７ｃとしている。
【００２４】
供給口６ａ〜６ｃ及び排出口７ａ〜７ｃには、吸引ファンや排気ファンを配設するようにしても構わない。
また、中段のパイプ５ｂと下段のパイプ５ｃとは、その出入口が共通となるように配管し、供給口６ｂ、６ｃ及び排出口７ｂ、７ｃを共通の供給口及び排出口として１個所となるようにしても構わない。
そして、冬期において外部の冷気を通風して地盤３を凍土として冷熱エネルギを蓄熱する際には、上段のパイプ５ａの周りの地盤３は、地盤３の表面から伝導される冷気の冷熱エネルギによって凍土化するため、中段のパイプ５ｂ及び下段のパイプ５ｃを利用するだけでよい。
【００２５】
上記構成の冷熱エネルギの利用施設１の利用方法として、第１実施例で説明した抑制栽培に利用する他に、図４（ａ）に示すように、地盤３の表面も断熱性材料４ａで覆うことによって、表面からの冷気の放出を抑え、昼間は従来のビニールハウスとしての機能を生かした栽培を行い、夜間には排出口７ａ〜７ｃからトンネル構造２内に、地盤３の凍土に蓄熱された冷熱エネルギを供給する夜間冷房を行うといった利用方法がある。
これによって、地盤３の表面を覆った断熱性材料４ａの上の土９ａ又は水耕栽培用施設９ｂによって栽培される農作物Ｍは、昼夜の温度差を大きくすることによって、甘みを増すなどの付加価値を高めることができ、地域の特産物を生み出すことに貢献することができる。
【００２６】
また、図４（ｂ）に示すように、地盤３の表面も断熱性材料４ａで覆うとともに、トンネル構造２の壁面及び天井面を、遮光性材料及び／又は断熱性材料１０とすることができる。この際、トンネル構造２の入口２ａ及び出口２ｂも、遮光性材料及び／又は断熱性材料１０で塞ぐようにすることが好ましい。
この場合、例えば、トンネル構造２としてビニールハウスを使用するときは、ビニールに代えて遮光シートや断熱材、又はその両方を使用したり、ロール状又は布状の遮光シートや断熱材を貼り付けたり、また、噴霧状の遮光性材料や断熱性材料をビニールの表面に吹き付けるようにしても構わない。
これによって、冷熱エネルギの利用施設１を収穫した農作物Ｍ’等の貯蔵庫として利用することができる。
【００２７】
なお、本実施例のその他の構成及び作用は、上記第１実施例と同様である。
【００２８】
以上、本発明の冷熱エネルギの利用施設について、複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、各実施例に記載した構成を適宜組み合わせる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明の冷熱エネルギの利用施設は、新たに高価で特殊な機器や設備を導入することなく、冷熱エネルギの利用施設を構築することができるという特性を有していることから、一般の農業団体や農家に利用するための用途に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の冷熱エネルギの利用施設の第１実施例を示し、（ａ）は断面正面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。
【図２】同第１実施例の施設の利用例である農作物の抑制栽培を示す断面正面図である。
【図３】同第２実施例を示し、（ａ）は断面正面図、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ断面図である。
【図４】同第２実施例の施設の利用例を示す断面正面図で、（ａ）は夜間冷房を、（ｂ）は貯蔵施設としての利用を示す。
【符号の説明】
【００３１】
１    冷熱エネルギの利用施設
２    トンネル構造
３    地盤
４    断熱材料
５    パイプ
１０  遮光性材料及び／又は断熱性材料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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