JP2007218024A - 地中熱利用熱交換チューブ設置装置及び設置方法 - Google Patents

Abstract

【課題】地中Ｅに掘削刃７を残留させずに、粒状物Ｂを簡単に充填すること。
【解決手段】地中に、下端口を開閉装置８で閉塞した起立状態の掘削用ケーシング４を駆動装置２で回転駆動しつつ押し込むことで、所望深度まで削孔する掘削工程と、掘削用ケーシング４の上端口から熱交換チューブ挿入用スペースＳの下端へ向かって浮上防止重りを取付た熱交換チューブＴを挿入すると共に、開閉装置８で掘削用ケーシングの下端口を開口させる管挿入工程と、掘削用ケーシング４に連結した粒状物充填装置２の貯留域に貯留した粒状物Ｂを第１の噴射手段１８から噴射した高圧水で送り出して掘削用ケーシング４の内側中空部４ｂへ供給し、また、第２の噴射手段９から噴射した高圧水で粒状物Ｂを更に内側中空部４ｂの下端へ向かって移動させて、熱交換チューブＴの廻りに粒状物Ｂを充填する粒状物充填工程と、掘削用ケーシング４を引き抜く引抜き工程とからなる。
【選択図】図７

Description

本発明は、空調や融雪等の熱源として地中熱を利用する蓄熱・集熱用の熱交換チューブを地中に垂直に設置する装置及び方法に関するものである。

地中に垂直に設置する地中熱利用熱交換チューブとしては、十数ｍｍ径のプラスチック製や鋼製Ｕ字管のＵ字管があり、これを垂直な削孔孔に１セットまたは複数セットを挿入して廻りをグラウト材で充填している。削孔深度は数十ｍ〜約１００ｍに達するものがある。熱交換チューブの設置方法は、特許文献１に記載の如く、先端鋼管と削孔鋼管のいずれか一方の先端部に螺旋状羽根を備え、前記螺旋状羽根の下方または上方で先端が閉塞された先端鋼管と離脱可能とされた削孔鋼管と、前記削孔鋼管で削孔された孔内に挿入設置される熱媒体を流通させる熱交換チューブと、熱交換チューブの廻りの孔内にグラウト材を充填するグラウト管およびグラウト材を準備し、先端鋼管を装着した前記削孔鋼管を地中に回転・圧入して所定の削孔深度まで到達させ、次いで削孔鋼管内に前記熱交換チューブを挿入し、次に削孔鋼管を逆回転して先端鋼管を切離して削孔鋼管を引抜き回収しながら同時に熱交換チューブの廻りの孔内にグラウト材を充填して熱交換チューブを設置するものがある。
特開２００２−３０３０８８公報

しかし、前記従来技術には、次のような問題点がある。
（１）先端鋼管を切離して削孔鋼管を引抜き回収するため、掘削刃となる螺旋状羽根を備えた先端鋼管が、地中に残留して消耗することになる。しかし、熱交換チューブを設置する度に、消耗した製造コストの高い先端鋼管を準備することは、地中熱利用熱交換チューブ設置のコストを増大させることなる。

（２）グラウト材を地上のグラウトミキサーでスラリー状にしてグラウト管へ圧送する必要があるために、多くの手間を必要とし、地中熱利用熱交換チューブ設置のコストを増大させることなる。

本発明は、上記問題を解決するために、地中に残留する掘削刃を無くすると共に、熱交換チューブの廻りに粒状物を簡単に充填することができる地中熱利用熱交換チューブ設置装置及び設置方法を提供することである。

請求項１記載の本発明が採用した手段は、下端側に掘削刃が設けられ、上端口から内側中空部を介して下端口へ延びる熱交換チューブ挿入用スペースが形成された掘削用ケーシングと、掘削用ケーシングを回転駆動させつつ押し込む駆動装置と、掘削用ケーシングと駆動装置との間に設けられる粒状物充填装置とを備え、前記掘削用ケーシングは、ケーシング下端側に一体に設けられて下端口を開閉する開閉装置と、内側中空部に設けられて内側中空部の下方へ向かって高圧水を噴射する第２の噴射手段とを備え、前記粒状物充填装置は、掘削用ケーシングの入力部と駆動装置の出力部を連結するものであって、掘削用ケーシングの内側中空部へ連通する連通部を有する駆動力伝達部と、この駆動力伝達部の外側に設けられ、駆動力伝達部の連通部に通じる貯留域を有する粒状物貯留手段と、この粒状物貯留手段の貯留域から駆動力伝達部の連通部へ向かって高圧水を噴射する第１の噴射手段とを備えたことを特徴とする地中熱利用熱交換チューブ設置装置である。

請求項２記載の本発明が採用した手段は、請求項１記載の地中熱利用熱交換チューブ設置装置を用い、掘削用ケーシングと駆動装置とを粒状物充填装置で連結して準備する準備工程と、地中に、下端口を閉状態の開閉装置で閉塞した起立状態の掘削用ケーシングを駆動装置で回転駆動させつつ押し込むことで、所望深度まで削孔する掘削工程と、開閉装置を開状態にして掘削用ケーシングの下端口を開口させると共に掘削用ケーシングから粒状物充填装置を分離して、掘削用ケーシングの上端口から熱交換チューブ挿入用スペースの下端へ向かって熱交換チューブを挿入する管挿入工程と、掘削用ケーシングに粒状物充填装置を連結して、貯留域に貯留されている粒状物を第１の噴射手段から噴射する高圧水で導いて駆動力伝達部の連通部を介して掘削用ケーシングの内側中空部へ供給すると共に、第２の噴射手段から噴射する高圧水で粒状物を更に掘削用ケーシングの内側中空部の下方へ向かって導いて、熱交換チューブの廻りの内側中空部に粒状物を充填する粒状物充填工程と、地中から掘削用ケーシングを引き抜く引抜き工程とからなり、準備工程、掘削工程、管挿入工程、粒状物充填工程及び引抜き工程をこの順番で行うか、または、準備工程、掘削工程及び管挿入工程をこの順番で行った後に、粒状物充填工程及び引抜き工程を並行して行うか若しくは交互に複数回行うことを特徴とする地中熱利用熱交換チューブ設置方法である。

請求項１記載の本発明に係る地中熱利用熱交換チューブ設置装置は、掘削用ケーシングの下端口を開閉する開閉装置を備えているので、削孔孔に熱交換チューブを挿入した状態のまま掘削用ケーシングを掘削刃と共に引き抜くことが可能となり、地中に掘削刃を残留させる従来に比べて装置コスト及び熱交換チューブ設置コストを低減することができると共に、粒状物貯留手段、第１の噴射手段及び第２の噴射手段を備えているので、熱交換チューブの廻りに粒状物を第１，２の噴射手段から噴出する高圧水で簡単に充填することが可能となり、グラウト材を地上のグラウトミキサーでスラリー状にしてグラウト管へ圧送する従来に比べて熱交換チューブ設置コストを低減することができる。

請求項２記載の本発明に係る地中熱利用熱交換チューブ設置方法は、引抜き工程において開閉装置を開かせた状態の掘削用ケーシングを掘削刃と共に引き抜くことが可能となり、地中に掘削刃を残留させる従来に比べて熱交換チューブ設置コストを低減することができると共に、粒状物充填工程において貯留域に貯留されている粒状物を熱交換チューブの廻りの内側中空部へ高圧水で導いて簡単に充填することができるため、グラウト材を地上のグラウトミキサーでスラリー状にしてグラウト管へ圧送する従来に比べて熱交換チューブ設置コストを低減することができる。また、粒状物充填工程において、粒状物を高圧水で導いて掘削用ケーシングの内側中空部の上方から下方へ向かって移動させるので、掘削用ケーシングへ挿入されている熱交換チューブを浮上させることもなく粒状物を円滑に充填できる。

本発明に係る地中熱利用熱交換チューブ設置装置及び設置方法（以下、「本発明設置装置」及び「本発明設置方法」と言う。）を図面に示す実施形態に基づいて説明する。

図１乃至図８は本発明の実施の形態を示すものであり、図１は本発明設置装置１を示すものであって、（Ａ）は駆動装置２、粒状物充填装置３及び掘削用ケーシング４を分離した状態を示す中間省略し且つ部分断面図した正面図、（Ｂ）は駆動装置２、掘削用ケーシング４及び粒状物充填装置２の三者を連結した準備工程を示す中間省略し且つ部分断面図した正面図である。図２は掘削用ケーシング４の下端口４ｃを開閉装置８で閉塞した状態を拡大して示すものであって、（Ａ）は掘削用ケーシング４の底面図、（Ｂ）は（Ａ）のｂ−ｂ線で断面した掘削用ケーシング４の下端側の正面図、（Ｃ）は（Ａ）のｃ線に沿って開閉装置８の閉状態の各分割片１３の蓋部１３ｂを展開した断面図である。図３は掘削用ケーシング４の下端口４ｃを開閉装置８で開口させた状態を拡大して断面した正面図である。図４は掘削用ケーシング４の延長部を示す部分断面した正面図である。図５は本発明設置方法の掘削工程の途中を示す中間省略し且つ部分断面した正面図である。図６は本発明設置方法の管挿入工程の途中を示す中間省略し且つ部分断面した正面図であって、（Ａ）は下端口４ｃを開口した掘削用ケーシング４内へ熱交換チューブＴを挿入する直前を示し、（Ｂ）は掘削用ケーシング４内へ熱交換チューブＴを挿入した後を示すものである。図７は本発明設置方法の粒状物充填工程と引抜き工程を示す中間省略し且つ部分断面した正面図であって、（Ａ）は掘削用ケーシング４内へ粒状物Ｂを充填する直前を示し、（Ｂ）は掘削用ケーシング４を引き抜きながら粒状物Ｂを充填している途中を示すものである。図８は地中Ｅから掘削用ケーシング４を完全に引き抜いた状態を中間省略し且つ断面した正面図である。

まず、地中Ｅに熱交換チューブＴを設置するにあたって準備する本発明設置装置１、熱交換チューブＴ及び充填物Ｂについて説明する。

熱交換チューブＴは、熱媒体（例えば、水）を流通させるものであって、図６に示す如く、フレキシブルなプラスチック製で０．５〜１．５インチ程度の外径の長尺管Ｔａを２本並列し、下端をＵ字管Ｔｂで連通してＵ字状にしたものを設置用リールに巻いたものを使用するのがよいが、ステンレス製のチューブを使用することも可能である。この熱交換チューブＴは、その下端に、後述する掘削用ケーシング４内に挿入するときに円滑な挿入ができるように尖端部Ｔｃを設けてある。

熱交換チューブＴの廻りに充填される充填物Ｂは、図８に示す如く、地中Ｅと熱交換チューブＴ内に蓄えられ又は流通する熱媒体（例えば、水）との間で行われる熱伝達が良好となるように伝熱特性の優れた珪砂、炭素粒又はメタルスラグ粒等であって、粒状物充填工程のときに吹き付けられる高圧水に導かれて円滑に移動する粒状物が選択される。

本発明設置装置１は、図１に示す如く、駆動装置２と粒状物充填装置３と掘削用ケーシング４とからなり、駆動装置２と掘削用ケーシング４を粒状物充填装置３で分離可能に連結するようにしてある。

前記駆動装置２は、図１（Ｂ）に示す如く、杭の施工に用いられる三点杭打ち機（全体図は省略）のリーダー５に昇降自在に設けられる昇降するオーガー等が用いられる。

前記掘削用ケーシング４は、図１（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す如く、５〜１０インチ程度の外径の鋼管から形成されたケーシング本体６と、ケーシング本体６の下端側に設けた複数個の掘削刃７と、ケーシング本体６の下端側に一体に設けられて下端口４ｃを開閉する開閉装置８とを備えている。掘削用ケーシング４は、上端口４ａから内側中空部４ｂを介して下端口４ｃへ延びる熱交換チューブ挿入用スペースＳを形成すると共に、熱交換チューブ挿入用スペースＳを除く内側中空部４ｂにケーシング長手方向に沿って延びる第２の噴射手段９、掘削水供給管１２及び開閉手段１４の操作棒３２を設けてある。掘削用ケーシング４は、その全長さが数十メートルの長さになるめた、掘削刃７及び開閉装置８を備え先端用ケーシング本体６以外に、図４に示す数メートルの定尺の中間用ケーシング本体６をケーシング継手１９，２０を介して接合して延長するようにしてある。

前記中間用ケーシング本体６は、図４に示す如く、熱交換チューブ挿入用スペースＳを除く内側中空部４ｂに、ケーシング本体６へ固着したブラケット３５と、ブラケット３５で上下移動自在に案内される第２の噴射手段９、掘削水供給管１２及び操作棒３２と、噴射手段９、掘削水供給管１２及び操作棒３２の各々に取着した脱落防止具３６とを備え、ブラケット３５に各脱落防止具３６を係止させることで、噴射手段９、掘削水供給管１２及び操作棒３２の脱落を防止している。噴射手段９、掘削水供給管１２及び操作棒３２を上下移動できるようにするのは、噴射手段９、掘削水供給管１２及び操作棒３２の各端部に設けた雄ネジと袋ナットとの組合せ等からなる継手の接合作業の便宜を図るためである。

前記第２の噴射手段９は、図１及び図４に示す如く、配管９ｂと、配管９ｂに適宜上下間隔を開けて接合され、内側中空部４ｂの下方へ向かって高圧水を噴射する複数個の噴出口９ａとを備え、粒状物充填工程のときに掘削用ケーシング４の内側中空部４ｂへ移動してきた充填物Ｂに対して噴出口９ａから噴出する高圧水を吹き付けることで、充填物Ｂを内側中空部４ｂの上方で滞留させることなく内側中空部４ｂの下方へ導くようにしてある。

前記開閉装置８は、図２及び図３に示す如く、ケーシング本体６の下端に固着した支持部１０を介して枢支１１した複数個（図示例の場合は３個）の分割片１３と、開閉手段１４とからなり、各分割片１３（１３−１〜１３−３）が下端口４ｃを閉塞する水平状態（図２（Ａ）参照）から下端口４ｃを開口させる垂れ下り開状態（図３参照）まで揺動自在となっている。分割片１３は、枢支１１を形成する軸支持部１３ａと、軸支持部１３ａに固着され、下端口４ｃを開閉する蓋部１３ｂと、隣接する分割片１３の半径方向の縁部を係止させて隣接する分割片１３の閉状態を維持させ閉維持用爪部１３ｃ（但し、分割片１３−３は閉維持用爪部１３ｃを備えていない）からなる。開閉装置８は、分割片１３−１，１３−２に閉維持用爪部１３ｃを設けることにより、開閉手段１４で分割片１３−１の閉状態を維持したときに分割片１３−２，１３−３の閉状態も維持させ、開閉手段１４で分割片１３−１の閉状態を解除して分割片１３−１を自重で揺動して開かせたときに、閉維持用爪部１３ｃによる係止状態が自然に解除されて分割片１３−２，１３−３も自重で自動的に開くようになっている。開閉手段１４は、ケーシング本体６の内側に操作棒３２を上下移動自在に設けると共に、折り曲げた下端部３２ａを、掘削用ケーシング４の下端側を形成するケーシング本体６の開口部６ａを介してケーシング本体６の外側へ導き、水平状態の分割片１３−１の係止部１３ｄに下端部３２ａを係止させたときには、分割片１３−１の水平状態を維持させ、また掘削用ケーシング４の上端口４ａから突出した操作棒３２を引き上げ操作したときには、この係止を解除して分割片１３−１を自重で垂れ下げるようにしてある。

前記粒状物充填装置３は、図１（Ａ）に示す如く、駆動力伝達部１６、粒状物貯留手段１７及び第１の噴射手段１８とを備えている。駆動力伝達部１６は、掘削用ケーシング４と駆動装置２を連結するものであって、駆動装置２の出力部に連結する上端の連結部２１と、掘削用ケーシング４の上端の入力部１９に連結する下端の連結部２０と、掘削用ケーシング４の内側中空部４ｂへ連通する連通部１５とを備えている。粒状物貯留手段１７は、駆動力伝達部１６の外側に設けら、筒部の下端側をロート状に形成して内側に貯留域１７ａが形成され、貯留域１７ａの下方側を、駆動力伝達部１６の下端側に形成した連通部１５へ通じるようにしてある。第１の噴射手段１８は、配管１８ｂと、配管に接合した噴出口１８ａとからなり、貯留域１７ａの下端側に位置する噴出口１８ａから連通部１５へ向かって高圧水を噴射させることで、貯留域１７ａに蓄えられている充填物Ｂを高圧水で導いて連通部１５へ移動させるようにしてある。

前記掘削用ケーシング４に設けた掘削水供給管１２は、図２に示す如く、その下端側を、掘削用ケーシング４のケーシング本体６の開口部６ｂを介してケーシング本体６の外側へ導き、吐水口１２ａから前記掘削刃７の近傍へ切削水を吐出して切削を円滑に行えるようにしてある。

前記第１の噴射手段１８、第２の噴射手段９及び掘削水供給管１２へ高圧水を供給する高圧水供給装置２３は、図１（Ａ）に示す如く、第１の噴射手段１８及び第２の噴射手段９へ連通する延長配管２４と、掘削水供給管１２へ連通する延長配管２３と、延長配管２３，２４への高圧水の供給を切替える切替バルブ２６と、切替バルブ２５と外部に設けた高圧水発生装置（図示略）を接続する延長配管２７とからなる。延長配管２７は、粒状物貯留手段１７の駆動力伝達部１６の中空部１６ａを挿通して外部へ延長している。高圧水発生装置（図示略）から供給される高圧水（例えば、１５〜２５Ｋｇ／ｃｍ² ）は、手動又は自動で切り替えられる切替バルブ２６により、掘削水供給管１２から高圧水を噴射する時間帯と、第１の噴射手段１８の噴出口１８ａ及び第２の噴射手段９の噴出口９ａ，９ａ…から高圧水を噴射する時間帯と、送水を停止させる時間帯とを切り替えるようにしてある。第１の噴射手段１８の噴出口１８ａから噴出した高圧水は、図５に示す如く、貯留域１７ａに蓄えられている充填材Ｂを導いて駆動力伝達部１６の連通部１５へ向かって移動させ、充填材Ｂを連通部１５を介して掘削用ケーシング４の内側中空部４ｂへ供給し、また、第２の噴射手段９の複数の噴出口９ａから噴射した高圧水は、内側中空部４ｂへ供給されてきた充填材Ｂを導いて掘削用ケーシング４の内側中空部４ｂの下端へ向かって移動させて、熱交換チューブ挿入用スペースＳを除く内側中空部４ｂへ充填材Ｂを蜜に充填して、内側中空部４ｂに充填のない空洞部を形成させないようにしてある。

次に、前記本発明設置装置１を用いて地中Ｅに熱交換チューブＴを設置する本発明設置方法の各工程及び手順を説明する。

（準備工程）図１参照
準備工程では、駆動装置（オーガー）２の出力部に粒状物充填装置３の上端の連結部２１を連結して粒状物充填装置３を吊り下げると共に、粒状物充填装置３の下端の連結部２０に掘削用ケーシング４の上端の入力部１９に連結して掘削用ケーシング４を吊り下げて準備する。

（掘削工程）図５参照
掘削工程では、地表面Ｅａの削孔予定位置の上に掘削用ケーシング４を吊り下げた（図１（Ｂ）参照）後、地中Ｅに、下端口４ｃを閉状態の開閉装置８で閉塞した起立状態の掘削用ケーシング４を駆動装置２で回転駆動させつつ押し込むことで、回転する掘削刃７で掘削しつつ所望深度まで削孔する。削孔に伴い掘削用ケーシング４の長さが足りなくなったときには、定尺の中間用ケーシング本体６（図４参照）をケーシング継手１９，２０を介して連結して延長すると共に、第２の噴射手段９の配管９ｂ、掘削水供給管１２及び操作棒３２の各延長部も併せて連結するとよい。掘削中は、切替バルブ２６を切り替えて掘削水供給管１２へ高圧水を供給して、吐水口１２ａから掘削刃７の近辺へ高圧水を噴射させる。

（管挿入工程）図６参照
管挿入工程では、所望深度まで削孔した掘削用ケーシング４を若干引き上げて開閉装置８の分割片１３の垂れ下げ用空間を確保した後に、掘削用ケーシング４の回転駆動を停止した後に、開閉手段１４の操作棒３２を引き上げ操作して開閉装置８の分割片１３を垂れ下げて開状態にすると共に、掘削用ケーシング４から粒状物充填装置３を分離する。続けて、掘削用ケーシング４の上端口４ａから熱交換チューブ挿入用スペースＳの下端へ向かって熱交換チューブＴの１セットまたは複数セット（図示の場合は１セット）を挿入する。熱交換チューブＴを挿入するときには、熱交換チューブＴを長手方向に沿って直線状に修正しつつ、掘削用ケーシング４の内側中空部４ｃの中心寄りへ挿入することで、熱交換チューブＴの廻り全周に亘って粒状物充填空間を形成するとよい。

（粒状物充填工程）図７（Ａ）（Ｂ）参照
粒状物充填工程では、掘削用ケーシング４の上端の入力部１９に粒状物充填装置３の下端の連結部２０を連結すると共に粒状物充填装置３の貯留域１７ａに所定量の充填物Ｂを貯留し、その後に、切替バルブ２６を切り替えて、第１の噴射手段１８の噴出口１８ａから噴射した高圧水で粒状物Ｂを次々に導いて駆動力伝達部１６の連通部１５を介して掘削用ケーシング４の内側中空部４ｂへ供給すると共に、第２の噴射手段９から各噴出口９ａから噴射した高圧水で導いて粒状物Ｂを更に内側中空部４ｂの下端へ向かって移動させて、熱交換チューブＴの廻りの内側中空部４ｂに粒状物Ｂを充填する。この工程では、粒状物Ｂを高圧水で導いて掘削用ケーシング４の内側中空部４ｂの上方から下方へ向かって移動させるので、管挿入工程で掘削用ケーシング４へ挿入されている熱交換チューブＴを浮上させることもなく粒状物Ｂを円滑に充填できる。

（ケーシング引抜き工程）図７（Ｂ）参照
ケーシング引抜き工程では、地中Ｅから掘削用ケーシング４を引き抜くことである。

（作業手順）
本発明設置方法は、準備工程、掘削工程、管挿入工程、粒状物充填工程及び引抜き工程をこの順番で行う方法（第１手順）か、準備工程、掘削工程及び管挿入工程をこの順番で行った後に、粒状物充填工程及び引抜き工程を並行して行う（第２手順）か若しくは交互に複数回行う（第３手順）がある。第１手順において粒状物充填工程の後に引抜き工程を行うときには、粒状物充填工程において、熱交換チューブＴの廻りの内側中空部４ｂの全体又は略全体に粒状物Ｂを充填し、引抜き工程で地中Ｅから掘削用ケーシング４の全体を引き抜く。また、第２手順において粒状物充填工程及び引抜き工程を同時並行して行う場合、または、第３手順において適宜寸法だけ掘削用ケーシング４を引抜く引抜き工程と引抜きを停止してい間に充填材Ｂを充填する粒状物充填工程とを交互に複数回を繰り返す場合には、掘削用ケーシング４の引抜きに伴って形成される空間（掘削用ケーシング４が退去して形成された空間）へ充填物Ｂを確実に移行させることができる。全ての工程を完了すると、図８に示す如く、地中Ｅの垂直な削孔孔Ｅｂに挿入した熱交換チューブＴの廻りを充填材Ｂで充填した熱交換チューブＴの設置構造を得ることができる。

本発明設置装置１を用いた本発明設置方法にあっては、引抜き工程において開閉装置８を開いた状態の掘削用ケーシング４を掘削刃７と共に引き抜くことが可能となり、地中に掘削刃７を残留させる従来に比べて熱交換チューブ設置コストを低減することができると共に、粒状物充填工程において貯留域１７ａに貯留されている粒状物Ｂを熱交換チューブＴの廻りの内側中空部４ｂへ高圧水で導いて簡単に充填することができるため、グラウト材を地上のグラウトミキサーでスラリー状にしてグラウト管へ圧送する従来に比べて熱交換チューブ設置コストを低減することができる。

本発明設置装置を示すものであって、（Ａ）は駆動装置、粒状物充填装置及び掘削用ケーシングを分離した状態を示す中間省略し且つ部分断面した正面図、（Ｂ）は駆動装置、掘削用ケーシング及び粒状物充填装置の三者を連結した準備工程を示す中間省略し且つ部分断面した正面図である。 掘削用ケーシングの下端口を開閉装置で閉塞した状態を拡大して示すものであって、（Ａ）は掘削用ケーシングの底面図、（Ｂ）は（Ａ）のｂ−ｂ線で断面した掘削用ケーシングの下端側の正面図、（Ｃ）は（Ａ）のｃ線に沿って開閉装置の閉状態の各分割片の蓋部を展開した断面図である。 掘削用ケーシングの下端口を開閉装置で開口させた状態を拡大して断面した正面図である。 掘削用ケーシングの延長部を示す部分断面した正面図である。 本発明設置方法の掘削工程の途中を示す中間省略し且つ部分断面した正面図である。 本発明設置方法の管挿入工程の途中を示す中間省略し且つ部分断面した正面図であって、（Ａ）は下端口を開口した掘削用ケーシング内へ熱交換チューブを挿入する直前を示し、（Ｂ）は掘削用ケーシング内へ熱交換チューブを挿入した後を示すものである。 本発明設置方法の粒状物充填工程と引抜き工程を示す中間省略し且つ部分断面した正面図であって、（Ａ）は掘削用ケーシング内へ粒状物を充填する直前を示し、（Ｂ）は掘削用ケーシングを引き抜きながら粒状物を充填している途中を示すものである。 地中から掘削用ケーシングを完全に引き抜いた状態を中間省略し且つ断面した正面図である。

符号の説明

１…本発明設置装置、２…駆動装置、３…粒状物充填装置、４…掘削用ケーシング、４ａ…上端口、４ｂ…内側中空部、４ｃ…下端口、５…リーダー、６…ケーシング本体、７…掘削刃、８…開閉装置、９…第２の噴射手段、９ａ…噴出口、９ｂ…配管、１０…支持部、１１…枢支、１２…掘削水供給管、１２ａ…吐水口、１３…分割片、１３ａ…軸支持部、１３ｂ…蓋部、１３ｃ…閉維持用爪部、１３ｄ…係止部、１４…開閉手段、１５…連通部、１６…駆動力伝達部、１６ａ…中空部、１７…粒状物貯留手段、１７ａ…貯留域、１８…第１の噴射手段、１８ａ…噴出口、１８ｂ…配管、１９…入力部、２０…下端の連結部、２１…上端の連結部、２３…高圧水供給装置、２４，２５…延長配管、２６…切替バルブ、２７…延長配管、３２…操作棒、３２ａ…係止先端部、３５…案内ブラケット、３６…落下防止部材、Ｅ…地中、Ｅａ…地表面、Ｅｂ…削孔孔、Ｔ…熱交換チューブ、Ｂ…充填材、Ｓ…熱交換チューブ挿入用スペース

Claims (2)

1. 下端側に掘削刃が設けられ、上端口から内側中空部を介して下端口へ延びる熱交換チューブ挿入用スペースが形成された掘削用ケーシングと、掘削用ケーシングを回転駆動させつつ押し込む駆動装置と、掘削用ケーシングと駆動装置との間に設けられる粒状物充填装置とを備え、前記掘削用ケーシングは、ケーシング下端側に一体に設けられて下端口を開閉する開閉装置と、内側中空部に設けられて内側中空部の下方へ向かって高圧水を噴射する第２の噴射手段とを備え、前記粒状物充填装置は、掘削用ケーシングの入力部と駆動装置の出力部を連結するものであって、掘削用ケーシングの内側中空部へ連通する連通部を有する駆動力伝達部と、この駆動力伝達部の外側に設けられ、駆動力伝達部の連通部に通じる貯留域を有する粒状物貯留手段と、この粒状物貯留手段の貯留域から駆動力伝達部の連通部へ向かって高圧水を噴射する第１の噴射手段とを備えたことを特徴とする地中熱利用熱交換チューブ設置装置。
2. 請求項１記載の地中熱利用熱交換チューブ設置装置を用い、掘削用ケーシングと駆動装置とを粒状物充填装置で連結して準備する準備工程と、地中に、下端口を閉状態の開閉装置で閉塞した起立状態の掘削用ケーシングを駆動装置で回転駆動させつつ押し込むことで、所望深度まで削孔する掘削工程と、開閉装置を開状態にして掘削用ケーシングの下端口を開口させると共に掘削用ケーシングから粒状物充填装置を分離して、掘削用ケーシングの上端口から熱交換チューブ挿入用スペースの下端へ向かって熱交換チューブを挿入する管挿入工程と、掘削用ケーシングに粒状物充填装置を連結して、貯留域に貯留されている粒状物を第１の噴射手段から噴射する高圧水で導いて駆動力伝達部の連通部を介して掘削用ケーシングの内側中空部へ供給すると共に、第２の噴射手段から噴射する高圧水で粒状物を更に掘削用ケーシングの内側中空部の下方へ向かって導いて、熱交換チューブの廻りの内側中空部に粒状物を充填する粒状物充填工程と、地中から掘削用ケーシングを引き抜く引抜き工程とからなり、準備工程、掘削工程、管挿入工程、粒状物充填工程及び引抜き工程をこの順番で行うか、または、準備工程、掘削工程及び管挿入工程をこの順番で行った後に、粒状物充填工程及び引抜き工程を並行して行うか若しくは交互に複数回行うことを特徴とする地中熱利用熱交換チューブ設置方法。
   

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