JP2015059419A - Well water utilization system - Google Patents
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Abstract
Description
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。The present invention relates to a cooling / heating device using well water pumped up by a pumping device that can be pushed in or pulled up freely, and a system that performs cooling and heating by replenishing a water storage tank with well water and performing watering on the roof. is there.
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。In the situation where electricity prices have risen due to soaring crude oil prices and cooling efficiency has deteriorated due to the effects of global warming, the need for inexpensive and energy efficient air conditioning systems is increasing.
Japan has abundant water resources, but the use of well water is not progressing because well clogging prevention technology has not been established. When a well is used for many years, clogging occurs due to the accumulation of fine soil particles and scale on the screen. When clogging occurs in a conventional well, since cleaning and replacement cannot be performed easily, there is no other way but to request well maintenance from a specialized contractor to eliminate clogging of the well, and the maintenance cost is high.
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。It is a well-known fact that well water can be an effective energy auxiliary means depending on its energy efficiency and use. There is an increasing need for energy efficient systems using well water in factories, warehouses, markets, horticultural houses, barns, etc., where air conditioning efficiency is poor.
When clogging occurs by monitoring the well water level with a liquid level sensor, well clogging is prevented by switching back and forth between pumping and reduction in well 1 and well 2 to prevent clogging of the well and heat exchange with heat from well water. Device. However, there are a problem that the state of the screen part after backwashing cannot be accurately grasped by direct visual observation and a problem that the system becomes complicated and expensive.
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。At present, there is no well water cooling system that solves the problem of clogging of wells and the problem that cannot be easily cleaned and replaced with a simple system configuration.
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。The present invention solves such a problem, and in response to the need for an inexpensive and energy efficient cooling / heating means that is expected to increase in the future, a pump pipe and a pumping pipe and a water intake unit that can be divided into a pumping pump and a borehole are not provided. The purpose of the present invention is to provide a well-utilized well water utilization system that is inexpensive and energy efficient with a pumping device that can be pushed up and pulled up freely in the aquifer.
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。
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。The present invention relates to a pumping device and a pumping device which is arranged so that a casing pipe, a separable pumping pipe and a water intake unit can be freely pushed into and lifted from an unconfined aquifer, and a light-weight pumping pipe is divided. Well water utilization system characterized in that it has a water intake unit filled with porous polymer filter material with excellent filtration performance that can be used semipermanently between two cylinders connected in a possible manner It is.
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。The second aspect of the present invention is that a cylindrical structure having a large number of small holes and different outer diameters is made into a double structure, and is filled with a porous polymer filter material that is lightweight and semipermanently used and has excellent filtration performance. This is a water intake unit.
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。According to the present invention, the weight reduction is achieved, and when the intake unit is clogged, the pumping basin and the intake unit can be freely lifted and cleaned and replaced. The water intake unit is characterized in that a filtration layer filled with a porous polymer filter material having excellent filtration performance is provided on the outer periphery of the water intake unit.
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。In the conventional well, the casing pipe and the screen pipe have the same outer diameter, but in the present invention, the intake unit can be connected to the pumping basin so that the outer diameter of the intake unit can be increased and the intake area can be increased. It is. In order to perform intake, pumping, and reduction at a gentle flow rate that does not destroy the aquifer structure, the intake area of the intake unit is increased and water is taken gently and pumped and reduced to prevent clogging of wells. Is going. The intake unit is characterized in that a large filtration layer is provided on the outer periphery of the intake unit in order to gently intake, pump and reduce water, and a large reservoir layer is provided in the inside.
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。
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。The present invention is a pumping device arranged to be able to freely push and lift a casing pipe, a separable pumping pipe and a water intake unit into an unconfined aquifer into a pumping pump and a seismic pile excavation hole. The well water utilization system is characterized in that the construction period can be shortened and the construction cost can be greatly reduced by using the excavated holes for seismic piles.
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。
It is a water intake unit characterized by having a shape that allows the water intake unit to be pushed in and pulled up freely.
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。The present invention is a water intake unit characterized in that the tip of the water intake unit has a triangular pyramid shape, the connection shape between the pumping trough and the water intake unit is a tapered shape, and can be pushed and pulled up freely.
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。The fifth aspect of the present invention is the
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。In the present invention, the backwashing cleaning operation is performed by periodically switching between pumping and reduction by the well 1 pumping switching solenoid valve, the reduction switching solenoid valve, the well 2 pumping switching solenoid valve and the reduction switching solenoid valve, and the intake unit is clogged. This is a well water utilization system characterized by a long maintenance cycle.
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。
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。The present invention is a system that uses well water and does not require a water supply and has excellent running costs. It is a roof sprinkling system characterized in that roof watering is performed at the roof sprinkling time and roof sprinkling timing according to weather conditions by measuring the control panel and roof sprinkling situation with a flow meter and measuring the indoor temperature with a temperature sensor.
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。The problems with the well water utilization system are that clogging prevention technology effective for clogging of wells has not been established, and that maintenance costs are high.
In response to the need for an inexpensive and energy efficient cooling and heating system that is expected to increase in the future, the well water utilization system of the present invention is equipped with a pumping pump, a casing pipe, a separable pumping pipe, and a water intake unit in the borehole. A pumping device that can be pushed into the layer freely and pulled up, and when the intake unit is clogged, it can be easily cleaned and replaced by pulling up the separable pumping pipe and intake unit so that wells can be clogged. Well water use system that can prevent and reduce well maintenance costs has been realized.
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。FIG. 1 is a detailed view of a well.
The connecting
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。The
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FIG. 7 is a conventional well structure diagram.
The
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。FIG. 2 is a well diagram of the present invention.
It is a well that pumps up with a pumping device in which a rigid PVC pipe for water supply or an
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。In the figure, A is a well structure diagram in a shallow unconfined aquifer. Since the space between the upper part of the unconfined aquifer and the lower part of the excavation hole is short, it is possible to easily push the
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。In the figure, B is a well structure diagram in an unconfined aquifer with a slightly deeper depth. When the space between the upper part of the unconfined aquifer and the lower part of the excavation hole is long, it is possible to construct a well with a short construction period and a low price by pushing the
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。FIG. 3 is an overall view of the well water utilization system.
Well 1
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。FIG. 4 is an operation diagram of a well water utilization system.
When the pumping pump 7 is turned on, the well 1 pumping switching
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。FIG. 5 is a well water
When the pumping pump 7 is turned ON, the well 2 pumping switching
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。The outer filtration layer 2A of the
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。In a multiple well use system, it is common to use a plurality of pumps for switching between a pumping well and a reduction well. However, in the air conditioning system of the present invention, one pump 7 and pumping switching
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。FIG. 6 is a well water utilization system diagram using a seismic pile excavation hole.
A lot of earthquake-resistant piles are built for foundation work in Japanese buildings with many earthquakes. It is a well water utilization system figure using the excavation hole.
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。The depth of excavation holes for seismic piles is usually around 5m. By constructing a well using this earthquake-resistant pile excavation hole, the construction period of the well excavation work can be shortened and the excavation work cost can be greatly reduced.
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。FIG. 7 is a conventional well diagram.
A conventional well has a structure in which a
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。This conventional well structure is a structure that cannot be easily cleaned and replaced, so when well clogging occurs, there is no way to eliminate clogging of wells by requesting well maintenance from a specialist. The well maintenance fee is expensive.
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。The present invention is a pumping device in which a well clogging, which is a problem in the use of well water, is arranged in a drilling hole with a casing pipe, a separable pumping pipe, and a water intake unit. It is a well water utilization system that can be pulled up for cleaning and replacement. Inexpensive and energy-efficient well water utilization systems can significantly reduce electricity costs, and may be introduced in factories, warehouses, markets, horticultural houses, storage buildings, etc., where air conditioning efficiency is poor. In addition, it is possible to use well water for snow melting equipment with high needs in snowfall areas or as an emergency water well.
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1, well 1
Claims (6)
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。The well water utilization system according to claim 1,
The water intake system is characterized in that the water intake unit screen has a double structure of a plurality of cylinders with different outer diameters having small holes, and a porous polymer filter material filled between them.
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。The well water utilization system according to claim 1,
The pumping pump and the excavation hole are arranged so that a casing pipe, a separable pumping pipe and a water intake unit can be freely pushed or pulled up into the unconfined aquifer, and the excavation hole is a seismic pile excavation hole Well water utilization system.
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。The water intake unit according to claim 2,
Well water utilization system characterized by a shape that can be freely pushed into or raised from an unconfined aquifer.
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。The well water utilization system according to claim 1,
Well water use characterized by having a pumping device arranged in well 1 and well 2, pumping solenoid valve for well 1 and well 2, solenoid valve for reduction switching, air conditioning equipment using well water as heat exchange medium, and control panel system.
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。The well water utilization system according to claim 1,
A water tank using one well, a submersible pump installed in the tank, a liquid level sensor, a solenoid valve for well water supply, a water spray nozzle installed on the roof, a flow meter for measuring the flow rate of drainage, and an initial drainage discharge unit A roof watering system characterized by having a filter for drainage filtration, a temperature sensor for measuring indoor temperature, and a control panel.
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