JP2009103367A

JP2009103367A - 地中との熱交換のための構造

Info

Publication number: JP2009103367A
Application number: JP2007275801A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Kitahara; 満雄北原; Toshio Ikeda; 登志夫池田; Yoshiaki Shiba; 義明芝; Hitoshi Yanagi; 均柳
Original assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Current assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Priority date: 2007-10-23
Filing date: 2007-10-23
Publication date: 2009-05-14

Abstract

【課題】地中との熱交換効率を向上することができ、また、鋼管杭内部への熱交換器の設置の施工を適正かつ容易に行うことができる、地中との熱交換のための構造を提供する。
【解決手段】地中５に打ち込まれた鋼管杭１の内部に収容された熱交換器２が、熱交換管をコイル状に巻いたものからなって、鋼管杭１の内部にコイル軸線方向を上下方向に向けて収容され、該コイル状熱交換管４の下端側の熱交換管部４ａが、前記熱交換管コイル７で囲まれた内部を通じて地上に向けて上方に延ばされている。熱交換管コイル７は、外周部に螺旋状の谷８ａを有するコイル成形管８の外周部に熱交換管を巻いて成形したものからなり、該熱交換管コイル７がコイル成形管８と共に鋼管杭１内に収容されているとよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、地中との熱交換のための構造に関する。

従来より、地中に打ち込んだ鋼管杭の内部に熱交換器を収容し、地中と該熱交換器を通る熱交換媒体とに熱交換を行わせるようになされた、地中との熱交換のための構造は、提供されている。

また、上記の熱交換器として、熱交換管をコイル状に巻いたものを用い、これを、鋼管杭の内部にコイル軸線方向を上下方向に向けて収容し、該コイル状熱交換管の下端側の熱交換管部を、熱交換管コイルと鋼管杭の周壁との間を通じて地上に向けて上方に延ばした構造のものも提供されている。
特開２００６−７１１３４号公報

ところで、地中との熱交換の効率を高いものにするためには、熱交換管コイルのコイル径をできるだけ大きくして熱交換のための表面積を大きく確保する必要があるが、上記のように、コイル状熱交換管の下端側の熱交換管部を、熱交換管コイルと鋼管杭の周壁との間を通じて地上に向けて上方に延ばす構造としたのでは、熱交換管コイルと鋼管杭の周壁との間に、コイル状熱交換管の下端側の熱交換管部を通すスペースを確保しなければならず、そのため、熱交換管コイルのコイル径を大きくすることに限界がある。

また、コイル状に巻かれた熱交換管は、撓んで変形をしやすく、形状保持性に優れないため、これを鋼管杭の内部に適正な状態に設置するのは、非常に厄介である。

本発明は、上記のような問題点に鑑み、地中との熱交換効率を向上することができ、また、鋼管杭内部への熱交換器の設置の施工を適正かつ容易に行うことができる、地中との熱交換のための構造を提供することを課題とする。

上記の課題は、鋼管杭が地中に打ち込まれると共に、該鋼管杭の内部に熱交換器が収容され、地中と熱交換器を通る熱交換媒体とに熱交換を行わせるようになされた、地中との熱交換のための構造において、
前記熱交換器は、熱交換管をコイル状に巻いたものからなって、鋼管杭の内部にコイル軸線方向を上下方向に向けて収容され、該コイル状熱交換管の下端側の熱交換管部が、前記熱交換管コイルで囲まれた内部を通じて地上に向けて上方に延ばされていることを特徴とする地中との熱交換のための構造によって解決される（第１発明）。

この構造では、コイル状熱交換管の下端側の熱交換管部が、前記熱交換管コイルで囲まれた内部を通じて地上に向けて上方に延ばされているので、該熱交換管部が、熱交換管コイルのコイル径を大きくする妨げとはならず、そのため、熱交換管コイルのコイル径を大きくして熱交換のための表面積を大きく確保することができて、地中との熱交換を効率の良いものにすることができる。

第１発明において、前記熱交換管コイルが、外周部に螺旋状の谷を有するコイル成形管の外周部に熱交換管を該螺旋谷に係合させて該螺旋谷に沿うように巻いて成形したものからなり、該熱交換管コイルがコイル成形管と共に鋼管杭内に収容され、コイル状熱交換管の下端側の熱交換管部が、コイル成形管の内部を通じて地上に向けて上方に延ばされているとよい（第２発明）。

この場合は、コイル成形管の外周部に熱交換管を巻いていくことにより、熱交換管コイルを容易に製作することができると共に、このコイル成形管は、熱交換管を巻いたまま鋼管杭の中に収容されるので、コイル成形管と熱交換管との分離の必要がなく、しかも、熱交換管コイルはコイル成形管に支えられてその適正なコイル形状を保持することができて、鋼管杭の内部への熱交換管コイルの設置の施工を適正かつ容易に行うことができる。

本発明は、以上のとおりのものであるから、地中との熱交換効率を向上することができ、また、鋼管杭内部への熱交換器の設置の施工を適正かつ容易に行うことができる。

次に、本発明の実施最良形態を図面に基づいて説明する。

図１及び図２に示す実施形態の構造において、１は鋼管杭、２は熱交換器であり、熱交換器２は、図１（イ）（ハ）に示すように、熱交換管４をコイル状に巻いたものからなって、鋼管杭１の内部にコイル軸線方向を上下方向に向けて収容され、図示しない媒体送り手段としてのファンにより、図１（ロ）に示すように、該熱交換器２の入口３から導入された熱交換媒体としての空気が、コイル状の熱交換管４内を流通して、地中５との熱交換で加温され、あるいは、冷却されて、出口６から取り出されるようになされている。なお、熱交換媒体として液体などが、媒体送り手段としてポンプなどが用いられてもよいことはいうまでもない。

そして、上記の熱交換器２において、コイル状熱交換管４の下端側の熱交換管部４ａは、図１（イ）（ハ）に示すように、熱交換管コイル７で囲まれた内部を通じて地上に向けて上方に延ばされており、それに伴い、熱交換管コイル７のコイル径は、該コイル７を鋼管杭１の内部に挿入する作業に支障を来たさない範囲で、できるだけ大きく設定されている。

上記の熱交換管コイル７は、図２（ロ）に示すような、外周部に螺旋状の谷８ａを有するコイル成形管８の外周部に、図２（イ）に示すように、熱交換管４を該螺旋谷８ａに係合させて該螺旋谷８ａに沿うように巻いて成形したものからなっていて、コイル状熱交換管の下端側の熱交換管部４ａは、コイル成形管８の内部を通じて上方に延ばされ、該熱交換管コイル７は、コイル成形管８と共に鋼管杭１内に収容されている。

上記の構造では、コイル状熱交換管の下端側の熱交換管部４ａが、熱交換管コイル７で囲まれた内部を通じて地上に向けて上方に延ばされているので、該熱交換管部４ａが、熱交換管コイル７のコイル径を大きくする妨げとはならず、熱交換管コイル７のコイル径を大きくし、熱交換のための表面積を大きく確保することができて、地中５との熱交換を効率の良いものにすることができる。

また、本実施形態では、コイル成形管８を用い、その外周部に、螺旋状の谷８ａを利用して熱交換管を巻いていくことで、熱交換管コイルを容易に製作することができると共に、このコイル成形管８は、熱交換管コイル７を巻いたまま鋼管杭１の中に収容されるので、コイル成形管８と熱交換管４との分離の必要がなく、しかも、熱交換管コイル７はコイル成形管８に支えられてその適正なコイル形状を保持することができて、鋼管杭１の内部への熱交換管コイル７の設置の施工を適正かつ容易に行うことができる。

実施形態の構造を示すもので、図（イ）は断面正面図、図（ロ）はその作動状態を示す断面正面図、図（ハ）は図（イ）のＩ−Ｉ線断面矢視図である。図（イ）は鋼管杭と熱交換管コイルとを分離状態にして示す一部断面正面図、図（ロ）はコイル成形管の正面図である。

符号の説明

１…鋼管杭
２…熱交換器
４…熱交換管
４ａ…熱交換管部
５…地中
７…熱交換管コイル
８…コイル成形管
８ａ…螺旋状の谷

Claims

鋼管杭が地中に打ち込まれると共に、該鋼管杭の内部に熱交換器が収容され、地中と熱交換器を通る熱交換媒体とに熱交換を行わせるようになされた、地中との熱交換のための構造において、
前記熱交換器は、熱交換管をコイル状に巻いたものからなって、鋼管杭の内部にコイル軸線方向を上下方向に向けて収容され、該コイル状熱交換管の下端側の熱交換管部が、前記熱交換管コイルで囲まれた内部を通じて地上に向けて上方に延ばされていることを特徴とする地中との熱交換のための構造。
前記熱交換管コイルが、外周部に螺旋状の谷を有するコイル成形管の外周部に熱交換管を該螺旋谷に係合させて該螺旋谷に沿うように巻いて成形したものからなり、該熱交換管コイルがコイル成形管と共に鋼管杭内に収容され、コイル状熱交換管の下端側の熱交換管部が、コイル成形管の内部を通じて地上に向けて上方に延ばされている請求項１に記載の地中との熱交換のための構造。