JP2006017419A - Underground heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、地中熱を採取し地上で利用する採熱、あるいは地上で発生した熱を地中に放出する放熱を行う地中熱交換器に関する。 The present invention relates to a ground heat exchanger that collects geothermal heat and uses it on the ground, or performs heat radiation that releases heat generated on the ground to the ground.
たとえば挿入先端部分で連通した同心二重管、あるいは一体のU字管等の管体を地盤中に埋設し、この管体内を介して流体を循環させることによって地中熱を採取し地上で利用したり、あるいは地上で発生した熱を地中に放出したりすることが、自然エネルギーのひとつである地中熱の有効利用、および地球温暖化対策等として近年注目されている。 For example, a tube such as a concentric double tube connected at the insertion tip or an integral U-shaped tube is embedded in the ground, and ground heat is collected by circulating fluid through this tube and used on the ground. In recent years, attention has been paid to effective use of geothermal heat, which is one of natural energy, and countermeasures against global warming.
ここで、この地中熱交換器の管体は、通常、地盤の掘削によりなる削孔内に挿入配置され、これをグラウトのもとで固結することにより地盤中に埋設される。つまり、この地中熱交換器の施工にあたっては、地盤の掘削、および削孔内でのグラウトが、その施工の際の作業として少なくとも要求される。 Here, the pipe body of this underground heat exchanger is normally inserted and arranged in a drilling hole formed by excavating the ground, and is buried in the ground by consolidating it under a grout. That is, in the construction of this underground heat exchanger, excavation of the ground and grouting in the drilling hole are required at least as work in the construction.
しかしながら、地盤の掘削、および削孔内でのグラウト等の施工作業は、比較的コストの掛かるものであることから、この地中熱交換器の設置は、地中熱の有効利用、および地球温暖化対策等の地球環境保全に寄与する反面、そのコストの増大化が伴われていることも否定できない。
解決しようとする問題点は、地中熱交換器の設置にあたっては、その施工コストの増大化が伴われるという点である。 The problem to be solved is that the installation cost of the underground heat exchanger is increased.
本発明は、上記問題点に鑑み、地盤、構造物等の補強、安定化等を目的として施工されるグラウンドアンカーが地中熱交換器の管体の埋設と同様の施工態様を持つ点、およびそれが構造物の内部あるいは周囲に位置する点に着目してなされたものである。 In view of the above problems, the present invention has a ground anchor that is constructed for the purpose of reinforcing, stabilizing, etc. the ground, structures, etc., and has a construction mode similar to that of embedding a tubular body of an underground heat exchanger, and It was made by paying attention to the point located inside or around the structure.
即ち、請求項1に係る本発明の地中熱交換器は、アンボンド型引張材を使用する除去式アンカーにおける、引張材を除去した後に地盤中に残される残留被覆管を、流体の循環流路となる管体として利用することを、その最も主要な特徴としている。 That is, the underground heat exchanger according to the first aspect of the present invention is a removable anchor using an unbonded tensile material, and a residual cladding tube remaining in the ground after removing the tensile material is used as a fluid circulation channel. Its main feature is to use it as a tube.
また、本発明の請求項2は、所定の耐荷体に対する掛け回しのもとで略U形状に折り返された、除去式アンカーにおける残留被覆管を、流体の循環流路となる管体として利用することを、その最も主要な特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, the residual cladding tube in the removable anchor, which is folded back in a substantially U shape under a predetermined load bearing body, is used as a tubular body serving as a fluid circulation channel. Is the most important feature.
さらに、本発明の請求項3は、所定の先端保持具によるその先端部の固定的な把持のもとで、所定の耐荷体に対して直線的に組み付けられた、除去式アンカーにおける、略直線状の2本の残留被覆管を、所定の中空連通具を介した内部連通のもとで、流体の循環流路となる管体として利用可能としたことを、その最も主要な特徴としている。 Furthermore, a third aspect of the present invention provides a substantially straight line in a removable anchor that is linearly assembled to a predetermined load-bearing body under a fixed gripping of the tip by a predetermined tip holder. The main feature is that the two residual coated tubes can be used as a tube serving as a fluid circulation channel under internal communication via a predetermined hollow communication tool.
そして、請求項4に係る本発明の地中熱交換器は、略U形状に折り返した管体を、永久アンカーのアンカーテンドンに対して予め一体的に組み付け、所定のアンカー孔に対するこのアンカーテンドンの挿入配置および固結のもとで地盤中に埋設されたこの管体を、流体の循環流路となる管体として利用することを、その最も主要な特徴としている。 And the underground heat exchanger of this invention which concerns on Claim 4 assembled | attached previously the pipe body folded back in the substantially U shape with respect to the uncurtain don of a permanent anchor, and this uncurtain don with respect to a predetermined anchor hole. The most important feature is that this pipe body embedded in the ground under the insertion arrangement and consolidation is used as a pipe body serving as a fluid circulation channel.
請求項1に係る本発明によれば、除去式アンカーの、引張材を除去した後に地盤中に残された略U形状の残留被覆管を、地中熱交換器での流体の循環流路として利用するため、地中熱交換器専用の管体の埋設、施工が不要となることから、地中熱交換器に対する施工コストの低減が確実にはかられるという利点がある。 According to the first aspect of the present invention, the substantially U-shaped residual cladding tube left in the ground after removing the tensile material of the removable anchor is used as a fluid circulation channel in the underground heat exchanger. Since it is used, there is no need to embed and construct a pipe body dedicated to the underground heat exchanger, so there is an advantage that the construction cost for the underground heat exchanger can be surely reduced.
また、本発明の請求項2は、アンボンド型引張材を略U形状に折り返して使用する除去式アンカーを具体的に示すものであり、この請求項2によれば、残留被覆管が一体の略U字形状をなすことから、流体の円滑な循環が容易に確保できるという利点がある。 Further, claim 2 of the present invention specifically shows a removable anchor that is used by folding an unbonded tensile material into a substantially U shape, and according to claim 2, the residual cladding tube is substantially integrated. Since it is U-shaped, there is an advantage that smooth circulation of the fluid can be easily ensured.
さらに、本発明の請求項3は、略直線状のアンボンド型引張材を複数本使用する除去式アンカーを具体的に示すものであり、この請求項3においては、略直線状の2本の埋設被覆管間を、その先端保持具間に架設された所定の中空連通具により内部連通させているため、この構成の除去式アンカーでの略直線状の埋設被覆管をも、構成の複雑化等を伴うことなく地中熱交換器の管体として利用できるという利点がある。 Further, Claim 3 of the present invention specifically shows a removable anchor using a plurality of substantially straight unbonded tensile materials, and in this Claim 3, two substantially straight embedments are embedded. Since the cladding tubes are internally communicated with each other by a predetermined hollow communication device installed between the tip holders, the configuration of the substantially straight buried cladding tube with the removable anchor of this configuration is also complicated. There is an advantage that it can be used as a tube body of an underground heat exchanger without accompanying.
また、請求項4に係る本発明によれば、略U形状に折り返した管体を、永久アンカーのアンカーテンドンに対して予め一体的に組み付けるため、所定のアンカー孔に対するこのアンカーテンドンの挿入配置および固結のもとで、この管体を地盤中に埋設することが可能となる。従って、この請求項4によれば、地中熱交換器用の管体の埋設、施工が、グラウンドアンカーの施工と同時に行えることから、地中熱交換器としての施工コストの低減が確実にはかられるという利点がある。 According to the fourth aspect of the present invention, in order to assemble the tubular body folded back into a substantially U shape in advance with respect to the uncurtain dong of the permanent anchor in advance, This tube body can be embedded in the ground under consolidation. Therefore, according to the fourth aspect, since the embedment and construction of the underground heat exchanger tube can be performed simultaneously with the construction of the ground anchor, it is possible to reliably reduce the construction cost as the underground heat exchanger. There is an advantage of being.
地中熱交換器の施工コストの低減化をはかるという目的を、同様の施工態様を持つグラウンドアンカーに着目することで実現可能とした。 The purpose of reducing the construction cost of the underground heat exchanger was made feasible by focusing on ground anchors with similar construction modes.
図1は、この発明に係る地中熱交換器10の第1実施例での概略縦断面図であり、この第1実施例においては、地盤12中に埋設される、流体の循環流路となる管体14として、除去式アンカー16の、引張材を除去した後に地中に残される略U形状の残留被覆管が利用されている。
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a
除去式アンカー16の構造を図2に示す。これを見るとわかるように、この除去式アンカー16においては、たとえばポリエチレンチューブ等からなる被覆管14によって被覆された、いわゆるアンボンド型引張材18が、耐荷体と称される支持部材20の周りに略U形状に掛けまわされて束ねられ、これがアンカーテンドン22として、地盤12の掘削により削孔されたアンカー孔24に挿入されるとともに、グラウト26のもとでその地盤に対して固結される。
The structure of the
この種の除去式アンカー16は、グラウト26による固結後、引張材18の各端末を牽引することにより緊張、定着され、アンカーとしての施工目的の達成後、略U形状の被覆管14を地盤12に残しつつ、引張材18がその一方の端末の牽引のもとで、この地盤中から除去される。
This type of
なお、この除去式アンカー自体は、地盤、構造物等の補強、安定化等をはかる一般的な仮設アンカー工法の一つであり、この工法自体はこの発明の趣旨でないため、この除去式アンカーに対する詳細な説明は、ここでは省略する。 This removable anchor itself is one of the general temporary anchor methods for reinforcing, stabilizing, etc. the ground, structures, etc., and this method itself is not the gist of the present invention. Detailed description is omitted here.
ここで、この発明においては、この除去式アンカー16が、引張材18の除去後に、略U形状の被覆管14を地盤12中に残す点、およびこの除去アンカーの施工位置が構造物の内部あるいは周囲に位置する点に着目し、この残された被覆管を、地中熱交換器10の、流体の循環流路となる管体として利用するものとしている(図1参照)。
Here, in the present invention, the
図1を見るとわかるように、この第1実施例の地中熱交換器10においては、流体の流路をなす管路30が、引張材18の除去により残された管体(埋設被覆管)14の各端末に、たとえばジョイント28を介して接続される。そして、この管路30中に配されたポンプ32の駆動のもとでその流体を循環させることにより、管路中に配された、空調システム等の利用装置34での地中熱の利用を可能に、この地中熱交換器10は構成されている。
As can be seen from FIG. 1, in the
上記のように、この発明の地中熱交換器10においては、除去式アンカー16の、引張材18を除去した後に地盤12中に残される略U形状の残留被覆管14を、地中熱交換器10での流体の循環流路となる管体として利用するため、地中熱交換器専用の管体の埋設、施工が不要となることから、その施工コストの低減が確実にはかられる。
As described above, in the
また、この除去式アンカー16における引張材18の配置形態が略U形状であることから、流体の円滑な循環流動も容易に確保することができる。
Moreover, since the arrangement | positioning form of the tension |
ここで、この第1実施例においては、1本の引張材18を略U形状に折り返して使用する除去式アンカー16を例示しているが、たとえば、略直線状に配した引張材の組み合わせとしてなる除去式アンカーの引張材の被覆管を、上述したような地中熱交換器の管体として利用することもできる。
Here, in the first embodiment, the
この、略直線状に配した引張材を利用する除去式アンカー116を図3に示す。
FIG. 3 shows the
この除去式アンカー116においては、複数、たとえば2本の引張材118が、その直線状態のまま、所定の先端保持具36でのその先端の固定的な保持のもとで耐荷体120に組み付けられる。
In this
なお、この先端保持具36は、ばね手段38の付勢力のもとで把持方向に付勢されたクサビ等の把持手段40を備えてなり、その通常時、この把持手段により、引張材118はこの先端保持具によって固定的に保持されることになる。
The
この先端保持具36は、その先端方向への引張材118の軸線移動のもとで把持解除可能に構成されている。つまり、アンカーとしての施工目的の達成後、ばね手段38の付勢力に抗した力により、引張材118を、その先端方向に移動させれば、図4に示すように、引張材による把持手段40の一体的な移動、および所定のストッパ手段42によるその把持解除位置での把持手段の維持により、引張材に対する保持力は解除され、図示のような、被覆管14を残した状態での引張材の引き抜きが可能となる。
The
ここで、この構成においては、引張材毎の先端保持具36間が、所定の中空連通具44によって連通可能に連結されている。
Here, in this configuration, the
なお、図示のように、この中空連通具44は、その中空部を貫通した中空ボルト46によって各先端保持具36に対して架設、固定されている。
As shown in the figure, this
図4に示すように、この、略直線状に残された被覆管114を利用する第2実施例においても、上記第1実施例と同様に、流体の流路をなす管路30が、管体(被覆管)14の各端末に、たとえばジョイント28を介して接続される。そして、この管路30中に配されたポンプ32の駆動のもとでその流体を循環させることにより、管路中に配された、空調システム等の利用装置34での地中熱の利用を可能に、この地中熱交換器10が構成される。
As shown in FIG. 4, in the second embodiment using the substantially straight-lined
このような構成においても、引張材118の除去により地盤12中に残された埋設被覆管114を流体の循環流動される管体として利用することに変わりないため、その施工コストの低減が確実にはかられる。
Even in such a configuration, since the buried
そして、所定の中空連通具44によって先端保持具36間を連通可能に連結することにより、各埋設被覆管(各管体)114間が内部連通されるため、各管体を利用した流体の循環が可能となることから、略直線状に残された埋設被覆管の管体としての利用が、構成の複雑化等を伴うことなく容易に確保可能となる。
Then, by connecting the
ところで、上記の第1実施例、第2実施例はいずれも、仮設アンカーである除去式アンカーを利用したものであるが、これに限定されず、永久アンカーを利用することもできる。 By the way, although both said 1st Example and 2nd Example utilize the removable anchor which is a temporary anchor, it is not limited to this, A permanent anchor can also be utilized.
永久アンカー48を利用する場合においては、図5に示すように、略U字形状に折り返した管体214を、この永久アンカーのアンカーテンドンに予め組みつけ、所定のアンカー孔に対するこのアンカーテンドンの挿入配置および固結のもとで埋設された管体を、流体の循環流路となる上記管体として利用する。
In the case of using the
図5に示すように、永久アンカー48を利用する場合においては、略U形状に折り返した管体214が、永久アンカーのアンカーテンドン222に対して予め一体的に組み付けられ、地盤12のアンカー孔24に対するこのアンカーテンドンの挿入配置、およびグラウト26による固結のもとで、この管体はこの地盤中に、アンカーテンドンと共に埋設される。
As shown in FIG. 5, when the
そして、この管体214に対し、ポンプ32および空調システム等の利用装置34等を有する、流体の流路をなす管路30を接続することにより、地中熱交換器10が構成される。
And the
この構成においては、永久アンカー48の施工と同時に、地中熱交換器の管体214も地盤12中に埋設されることになるため、この場合においても、その施工コストの低減化が十分にはかられる。
In this configuration, the
なお、この永久アンカー自体は公知であり、そのアンカーテンドンも一般的な構成であるため、この永久アンカーに対する詳細な説明は、ここでは省略する。 Since this permanent anchor itself is known and its uncurtain don has a general configuration, a detailed description of this permanent anchor is omitted here.
上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、この発明を何等限定するものでなく、この発明の技術範囲内で変形、改造等の施されたものも全てこの発明に包含されることはいうまでもない。 The above-described embodiments are for explaining the present invention, and do not limit the present invention. All modifications, alterations, and the like within the technical scope of the present invention are included in the present invention. It goes without saying that it is done.
10 地中熱交換器
14,114 管体(埋設被覆管)
16,116 除去式アンカー
18,118 引張材
48 永久アンカー
214 管体
10 underground heat exchanger 14,114 tube (buried cladding)
16, 116
Claims (4)
アンボンド型引張材を使用する除去式アンカーにおける、引張材を除去した後に地盤中に残される残留被覆管を、流体の循環流路となる上記管体として利用することを特徴とした地中熱交換器。 In the underground heat exchanger that uses a pipe embedded in the ground as a fluid circulation channel,
In a removable anchor using an unbonded tensile material, the residual cladding tube remaining in the ground after the removal of the tensile material is used as the above-mentioned tube body serving as a fluid circulation channel. vessel.
略U形状に折り返した管体を、永久アンカーのアンカーテンドンに対して予め一体的に組み付け、所定のアンカー孔に対するこのアンカーテンドンの挿入配置および固結のもとで地盤中に埋設されたこの管体を、流体の循環流路となる上記管体として利用することを特徴とした地中熱交換器。
In the underground heat exchanger that uses a pipe embedded in the ground as a fluid circulation channel,
The pipe body which is folded back into a substantially U shape is assembled in advance to the permanent anchor uncurtain dong in advance, and this uncurtain dong is inserted into a predetermined anchor hole and fixed in the ground. An underground heat exchanger characterized in that the body is used as the above-mentioned tubular body that serves as a fluid circulation channel.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007327738A (en) * | 2006-05-26 | 2007-12-20 | Tai-Her Yang | System equalizing temperature by using natural temperature accumulation body for installation device |
CN104061647A (en) * | 2014-07-14 | 2014-09-24 | 马遂根 | Power saving device for energy storage and energy conversion of air conditioner |
CN106958698A (en) * | 2017-05-10 | 2017-07-18 | 安徽新富地能源科技有限公司 | A kind of perpendicularly buried pipe for buried guard system returns plain adapter |
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2004
- 2004-07-05 JP JP2004197601A patent/JP2006017419A/en active Pending
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