JP3143264U - 竹チップ材の堆積床の熱利用通水配管装置 - Google Patents

Abstract

【課題】竹チップ材の堆積熱を、温水として通水管により循環させ、温室のハウスや水耕栽培のハウスや養殖温水槽などの補助熱エネルギ−として利用する熱利用通水配管装置に関する。
【解決手段】竹チップの発熱する堆積床に複数本の熱回収通水管を埋設し、その堆積床の近くの熱利用施設にも、複数本の熱利用通水管を埋設し、それら両通水管を通して温水を送給ポンプで循環させ、熱利用施設の温度を上昇させて成る、竹チップ材の堆積床の熱利用通水配管装置。
【選択図】図１

Description

本考案は、竹チップ材の堆積床の熱利用通水配管装置に関し、特に、竹チップ材の堆積熱を温水として通水管により循環させ、温室のハウスや水耕栽培のハウスや養殖温水槽などの補助熱エネルギ−として利用する熱利用通水配管装置に関する。

原油価格の影響を受け、燃料費や資材費が上昇する中、温室ハウスや水耕栽培ハウス等を所有する農業経営者や養殖業者は、特に寒冷地においては厳しい冬の到来である。
従って、種々の省エネ対策や温室内の保温対策などを進めているが、ほとんど抜本的な対策がないため、温室内の保温対策のために隙間を塞ぐとか温室ビニ−ルを二重被覆にする程度のことしかできなかった。
また冬期の水耕栽培では、ボイラ−で水を加熱して水槽に送り温度調整する方法しか現在開発されていない。
養殖業もこのような方法で水槽の水温を調整するしかないのである。

実用新案登録文献

なし

非実用新案登録文献

なし

一般に、温度が１５°Ｃ以下になると温室ハウス、水耕栽培ハウス、養殖水槽などは補助熱が必要になる。この補助熱を賄うために竹チップ材の堆積熱を利用することを本考案の第１の課題とする。
同時に、竹チップ材の堆積熱という自然エネルギ−を利用して、温室ハウスや水耕栽培ハウスや温水水槽の温度を１〜５°Ｃ程度を目安に上昇させることにより、それを補助エネルギ−として利用すれば、化石燃料を少しでも減らすことになり、二酸化炭素の排出を削減できると考える。

この目的で使用する原料としては特に、孟宗竹が好ましい。竹チップが自然分解するには微生物が働く。その微生物も有機物であり、窒素分を必要とする。有機物を分解するための微生物が増殖するには、その分解する元素量に見合う窒素を必要とする。竹の青葉は窒素分が多いので窒素分の補充のため竹の枝葉を破砕して入れることにより、他から窒素分を補充しなくても微生物が竹チップを十分に分解することになる。

伐採した成竹の根、幹、枝葉の全部を粉砕機で１ｍｍ〜５ｃｍ位の大きさに粉砕し、そこでできた竹チップを屋外に堆積山積みにし、自然に寝かせ、それら竹チップに微生物が働いて自然分解が進む過程で熱を発生する。その発熱する堆積熱を利用して、熱利用通水管により温水として循環させながらその温水を温室ハウス、水耕栽培室、温水槽へ送り、それらの補助熱エネルギ−としての利用を可能とする熱利用通水配管装置を提供することを本考案の第２の課題とする。

堆積熱は、４〜６ケ月位の長い期間高い温度に保持する必要がある。そのためには、孟宗竹が最も適した素材である。
竹チップを１ｍｍ〜５ｃｍのサイズに粉砕し、枝葉も混合することで、高い熱を最大限に引き出すことができる。
その混合比率として、根っこ、幹の部分が７割、枝の部分が２割、葉の部分が１割の比率で混合することにより堆肥熱を約８０°Ｃの温度に上昇させることができる。竹チップ材をこの混合比率にすることを本考案の第３の課題とする。
竹チップをそのような比率で堆積した場合、粒子が細かいものから粗いものまで混入しているので、空気中の酸素とともに水分が約６０％〜６５％に自然に調整されるために好気性微生物の廃酵になり高温を発するのである。そして自然の降雨があっても、汚水や悪臭が生じることもない。その理由は常に高温で好気性微生物の廃酵が進んでいるからである。

さらに、竹チップの堆積熱を利用するためには、上述したように４〜６ケ月ばかりの長い期間高い温度に保持する必要があるが、それには竹チップの粒子のサイズも関係する。
竹チップを１ｍｍ〜５ｃｍのサイズの粒子にすることによって、堆肥熱を約８０°Ｃの温度に上昇させることができる。
竹チップの粒子が粉末から２ｃｍ位のものでは、時間がたつと高い温度になりにくい。植物繊維が粉砕により短くなるので竹チップの空隙間が小さくなり、圧縮されて酸素不足になり、嫌気性微生物の廃酵となり、高い温度を長い時間持続させることはむづかしい。この場合、４か月に最低数回の切り返しが必要になる。サイズが細かすぎると、屋外で水分が過剰になり汚水や悪臭の原因になる。
逆に、竹チップを粉砕したものが１ｃｍ〜５０ｃｍ位のように粗い場合、堆積しても高い温度を長い時間持続させることはむづかしい。粗く粉砕したものでは空隙間が多すぎて温度を高くすることはむづかしい。このように竹チップのサイズが粗い場合、屋外では空隙間が多いため自然降雨により水分がすぐに流出し、水分不足となり、高い温度にすることは期待できない。この場合、自然降雨があっても保水性がなくすぐに流出してしまうので汚水を流出させる原因にもなる。

本考案は、伐採した成竹の根、幹、枝葉の全部を粉砕機で１ｍｍ〜５ｃｍ位の大きさに粉砕し、そこでできた竹チップを屋外に堆積山積みにし、自然に寝かせ、それら竹チップに微生物が働いて自然分解が進む過程で熱を発生し、その発熱する堆積床（１）に複数本の熱回収通水管（８）を埋設し、その堆積床（１）の近くに位置する熱利用施設（２）にも、複数本の熱利用通水管（９）を埋設し、それら両通水管（８）、（９）を接続管（１２）で接続し、前記熱回収通水管（８）へ温水を送るために給送ポンプ（４）を配設した水槽（３）を設け、温水を送給ポンプ（４）で熱回収通水管（８）へ送給し、そこで熱を得て水温を高めた温水が接続管（１２）を通って熱利用通水管（９）へ流入し、熱利用施設（２）の温度を上昇させ、そこを通過した温水を前記水槽（３）へ戻して循環させて成る、竹チップ材の堆積床の熱利用通水配管装置である。

竹チップ材の堆積熱という自然エネルギ−を利用して、温室ハウスや水耕栽培ハウスや温水水槽の温度を１〜５°Ｃ程度を目安に上昇させることにより、それを補助エネルギ−として利用するので、化石燃料を少しでも減らすことになり、二酸化炭素の排出を削減できる効果がある。

本考案の堆積熱を発生させる原料となる竹材、特に孟宗竹は本州以南の日本全土にあって、近年生産者の高齢化もあり、放置状態にある。放置された竹林が周囲の人工林へも進入して竹林の荒廃だけでなく人工林や人家に近い里山林の美しい景観をも悪化させている。従って、竹材を本考案の堆積熱を発生させる原料に使用することはこの意味からも大きな効果がある。

竹の腐葉土は、土壌の透水性、通気性、保水性に優れているので、本考案に利用する温室のビニ−ルハウスの土に竹の腐葉土を使用すると、普通の土よりハウス内の水やりが５分の１〜６分の１ですみ、ダニの発生や根ぐされ、害虫の発生を抑えることができる。さらに、竹の腐葉土は黒いので太陽熱の吸収も良いなどの効果がある。

本考案の熱利用通水配管装置では、堆積熱を通水管により温水としてビニ−ルハウスなどの熱利用施設へ移送させ、水槽へ戻して循環させるので人手を省く効果がある。
竹チップ材の堆積熱を、温室ハウス、水耕栽培ハウス、養殖水槽などの補助熱に利用することに付随して、かぶと虫の産卵床、その幼虫の飼育床としての利用、幼虫により分解された竹の腐葉土の農業への利用、さらには植木鉢の土としての利用と利用する用途が広く、自然から生れた竹を一際無駄なく自然にまた戻す環境リサイクル対策を提供する効果がある。

堆積熱が６０°Ｃ以下に下がるとかぶと虫が６月から７月、８月に自然に産卵にやってきて卵を産み続けるので、竹チップの自然腐葉土では３年間同じ所で人が世話することなく自然に産卵させることができる。かぶと虫の幼虫はさなぎになるまで約３Ｌの竹の腐葉土を食べて約８千個の糞をする。竹チップの堆積床では分解が進んでいくと自然にミミズが多量に発生する。ミミズの餌となる有機物はミミズの体内で各種の分解酵素によって消化分解されるので、竹チップの分解を早く熟成させることができる。ミミズやかぶと虫の糞自体が団粒で、土壌の透水性、通気性、保水性など物理的環境を改善する効果がある。

一般に、温度が１５°Ｃ以下になると温室ハウス、水耕栽培ハウス、養殖水槽などは補助熱が必要になる。そこで、本考案の熱利用通水配管装置を利用すれば温度を１〜５°Ｃ程度上昇させることができる。
本考案を温室のハウスに利用した場合、土中に埋設した通水管により温水を循環させるので、ハウス内の地面の温度を上昇させ、野菜の成長を促進させる効果がある。

アワビなどの高級食材では、養殖を陸上の水槽で行い、アワビの餌となる海藻類も陸上で養殖する。そこで本考案を養殖槽に利用すれば、天候に左右されることなく年間を通じて安定経営でアワビを安定供給できる。特に、水温が１５°Ｃ以下になると、アワビは餌の海藻類を食べなくなり、成長が止まり休眠状態になってしまうので、本考案を利用することにより成長を止めることなく早く成長させることができる。

本考案に使用する竹チップ材は、堆積熱の利用後は、竹の腐葉土となり、植物の生育を促す。竹は本来、葡萄糖分を有する。葡萄糖は土の中にいると微生物の餌となり、燐溶解細菌を増殖する。また、竹は鉄、マグネシウムを多量に含むので鉄蛋白の中核成分の働きで肥料バランスがよくなるのであり、鉄は窒素や燐酸と結合するため栄養豊富な自然竹腐葉土となる。マグネシウムは葉緑素の中核成分である炭酸同化作用の必須成分である。

伐採した成竹の根、幹の部分を７割、枝の部分を２割、葉の部分を１割の比率で粉砕機で１ｍｍ〜５ｃｍ位の大きさに粉砕する。そこでできた竹チップを屋外に堆積山積みにし、自然に寝かせておく。それら竹チップに微生物が働いて自然分解が進む。微生物による分解の過程で熱を発生し、最高温度が８０°Ｃ位になる。 その堆積床１に複数本の熱回収通水管８を埋設し、その堆積床１に並んで位置する温室ビニ−ルハウス２内の竹の腐葉土でなる畝１６にも、複数本の熱利用通水管９を埋設し、それら両通水管８、９を接続管１２で接続する。熱回収通水管８へ温水を送るために送給ポンプ４を配設した水槽３を設ける。温水を流入ヘッダ−管６を通って給送ポンプ４で熱回収通水管８へ送給する。そこで堆積熱を得て水温を高めた温水が接続管１２を通って熱利用通水管９へ流入し、ビニ−ルハウス２の畝の土の温度を上昇させる。そこを通過した温水は元の水槽３へ戻され循環するようにした竹チップ材の堆積床の熱利用通水配管装置である。
給送ポンプ４は通水配管の管路の途中に介在しており、その作動により給送ポンプと連結した管路内を温水が移動し、循環する。

図１、図２に示すように、この実施例は、本考案を温室のビニ−ルハウス２に利用したものである。
伐採した成竹の根、幹の部分を７割、枝の部分を２割、葉の部分を１割の比率で大型、小型の粉砕機で１ｍｍ〜５ｃｍ位の大きさに粉砕する。そこでできた竹チップを、屋外で温室のビニ−ルハウス２に並列して、横幅４ｍ、高さ３ｍ以内の範囲に堆積し山積みにし自然に寝かせておく。
それら竹チップに微生物が働いて自然分解が進む。３〜７日位経過すると微生物による分解が進み熱を発生し、最高温度が８０°Ｃ位になる。

その堆積床１には、ここでは４本の鋼鉄製熱回収通水管８を埋設しておく。堆積床１に並んで位置する温室ビニ−ルハウス２内の竹の腐葉土でなる畝１６にも、同数の４本の鋼鉄製熱利用通水管９を埋設する。通水管９は互いに１ｍ位の間隔を置く。
それら両通水管８、９をＰＶＣ接続管１２で接続する。熱回収通水管８へ温水を送るために送給ポンプ４を配設した水槽３を温水流入側に設ける。
送給ポンプ４からＰＶＣ流入ヘッダ−管６への管路に水量調整弁５を設け、開閉弁７を備えたＰＶＣ流入ヘッダ−管６は鋼鉄製鋼鉄製収通水管８に接続する。
鋼鉄製鋼鉄製収通水管８の出口側は、ＰＶＣ流入ヘッダ−管１０に接続し、さらにＰＶＣ接続管１２に接続する。流出入ヘッダ−管１０からの分岐管には水抜き弁１１を備える。ＰＶＣ接続管１２の他端は、温室ビニ−ルハウス２側のＰＶＣ流入ヘッダ−管１３に接続し、その流入ヘッダ−管１３の他端は熱利用通水管９に接続する。熱利用通水管９の他端はＰＶＣ流出入ヘッダ−管１４に接続し、その他端は管路を介して水槽３に接続する。

本考案の熱利用通水配管装置はこのような構成をなすので、送給ポンプ４の始動により温水は流入ヘッダ−管６を通って熱回収通水管８へ送給され、そこで堆積熱を得て水温を高めた温水が接続管１２を通って熱利用通水管９へ流入し、ビニ−ルハウス２の畝の土の温度を１〜５°Ｃ上昇させる。そこを通過した温水は元の水槽３へ戻され、この通水配管装置を通って循環するのである。

この実施例は熱回収通水管の変形例であって、図３、図４に示すように、堆積床１に埋設される熱回収通水管を棚式配管で構成するものである。
この熱回収通水管は、直方体の形状をなすように四隅の鋼鉄製横行温水循環パイプ１７と、それに連通し、互いに間隔を置いて位置する縦温水循環パイプ１７と、その横行循環パイプ１７の左右のパイプを支持固定する頂部支持部材１８とで構成する。
図３、図４では、強度を増すために、この棚式配管の下方部分はコンクリ−ト床１９に埋め込まれているが、埋め込まないやり方も可能である。
堆積熱が高温になるので、循環パイプ１７も頂部支持部材１８も鋼鉄材で作るのが好ましい。この棚式配管の利点は、小型ショベルを使って竹チップを出し入れするのがやり易いことである。
棚式配管で構成する熱回収通水管以外は、実施例１と同じ方法、構成で利用できる。

竹チップ材は、根と幹の部分が７割、枝の部分が２割、葉の部分が１割の比率で混合したものを粉砕することによって堆積熱を約８０°Ｃに上げることができた。一般には、堆肥化して温度を上げる場合には、窒素分を補充し、切り返しを５〜６回行なって１年間堆積しなければならない。

温度が１５°Ｃ以下になると温室ハウス、水耕栽培ハウス、養殖水槽などは補助熱が必要になるので、この補助熱を賄うために竹チップ材の堆積熱を利用する。
本考案の熱利用施設として、温室ビニ−ルハウス２については実施例１で説明した。
水耕栽培のハウスの場合も温室ビニ−ルハウス２の実施例１と基本的に同じである。
熱回収通水管から水耕栽培の熱利用通水管への接続、温水の循環も同様に行なうことができる。
養魚用温水槽の場合も、熱回収通水管から養魚用温水槽の熱利用通水管へ接続させ、同様に温水を循環させて補助熱として利用する。
その他、路地の土中に熱利用通水管を埋設して熱回収通水管からの温度が上昇した温水により土の温度を上げることができる。

竹チップ材の堆積床に埋設した熱回収通水配管とビニ−ルハウスに埋設した熱利用通水配管を接続させた本考案の通水配管装置の平面図である。 図１のＡ−Ａ線で取った本考案の通水配管装置の断面図である。 本考案の熱回収通水配管の変形例である棚式通水配管の概略断面図である。 図３の棚式通水配管の部分概略斜視図である。

符号の説明

１ 堆積床（発熱体） ２ ビニ−ルハウス ３ 水槽
４ 給送ポンプ ５ 水量調整弁 ６ 流入ヘッダ−管
７ 開閉弁 ８ 熱回収通水管 ９ 熱利用通水管
１０ 流出ヘッダ−管 １１ 水抜き弁 １２ 接続管
１３ 流入ヘッダ−管 １４ 流出ヘッダ−管 １５ 地面
１６ 畝 １７ 温水循環パイプ １８ 頂部支持部材
１９ コンクリ−ト床

Claims (4)

1. 伐採した成竹の根、幹、枝葉の全部を粉砕機で１ｍｍ〜５ｃｍ位の大きさに粉砕し、そこでできた竹チップを屋外に堆積山積みにし、自然に寝かせ、それら竹チップに微生物が働いて自然分解が進む過程で熱を発生し、その発熱する堆積床（１）に複数本の熱回収通水管（８）を埋設し、その堆積床（１）の近くに位置する熱利用施設（２）にも、複数本の熱利用通水管（９）を埋設し、それら両通水管（８）、（９）を接続管（１２）で接続し、前記熱回収通水管（８）へ温水を送るために給送ポンプ（４）を配設した水槽（３）を設け、温水を送給ポンプ（４）で熱回収通水管（８）へ送給し、そこで熱を得て水温を高めた温水が接続管（１２）を通って熱利用通水管（９）へ流入し、熱利用施設（２）の温度を上昇させ、そこを通過した温水を前記水槽（３）へ戻して循環させて成る、竹チップ材の堆積床の熱利用通水配管装置。
2. 堆積床（１）に埋設される熱回収通水管を棚式配管で構成し、その棚式配管は、直方体の形状をなすように四隅の横行温水循環パイプ（１７）と、それに連通し、互いに間隔を置いて位置する縦温水循環パイプ（１７）と、その循環パイプ（１７）の左右のパイプを支持固定する頂部支持部材（１８）とで構成されてなり、請求項１記載の竹チップ材の堆積床の熱利用通水配管装置。
3. 竹チップ材は、根と幹の部分が７割、枝の部分が２割、葉の部分が１割の比率で混合したものを粉砕して成る、請求項１又は請求項２記載の竹チップ材の堆積床の熱利用通水配管装置。
4. 熱利用施設は、温室ビニ−ルハウス（２）、水耕栽培のハウス、養魚用温水槽やその他本装置を使用するのに適した施設でなり、請求項１又は請求項２又は請求項３記載の竹チップ材の堆積床の熱利用通水配管装置。

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