JP2013108217A - 熱交換ダクト用スペーサー - Google Patents
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Abstract
【課題】液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井において、ダクトの外部にはフィンを付けなくても、フィンを付けたのと同様な機能を得られる熱交換ダクト用スペーサーを提供する。
【解決手段】内側に熱交換ダクト１２を収めるスペース１４を有するとともに、スペース内に正確にダクトが収まるように板状のリブ１５もしくは棒状のスタッドを内側に向かって取り付けた筒状構造であり、筒状スペーサー１３に設けたリブもしくはスタッドが、筒状スペーサーの内側に収納したダクトに接し、それによって前記ダクトが筒状スペーサー内に正確に固定されるばかりでなく、前記リブもしくはスタッドを介して熱が伝播して前記ダクト内外の熱交換率を向上させることができ、しかも水の対流用スペースを内部に確保して対流の発生を促し、前記ダクト周辺の熱交換容量を拡大する。
【選択図】図１
【解決手段】内側に熱交換ダクト１２を収めるスペース１４を有するとともに、スペース内に正確にダクトが収まるように板状のリブ１５もしくは棒状のスタッドを内側に向かって取り付けた筒状構造であり、筒状スペーサー１３に設けたリブもしくはスタッドが、筒状スペーサーの内側に収納したダクトに接し、それによって前記ダクトが筒状スペーサー内に正確に固定されるばかりでなく、前記リブもしくはスタッドを介して熱が伝播して前記ダクト内外の熱交換率を向上させることができ、しかも水の対流用スペースを内部に確保して対流の発生を促し、前記ダクト周辺の熱交換容量を拡大する。
【選択図】図１
Description
この発明は、液状化もしくは軟弱地盤対策として用いられるパックドレーン工法の内側に熱交換ダクトを挿入する場合等に使用し、熱交換ダクトの周辺に水の対流スペースを確保したり、ダクトの熱交換率を向上させることができる熱交換ダクト用スペーサーに関する。
本発明者は先に、パックドレーン工法等と地中熱交換用ダクトを組み合わせて液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井として使用することを特願２０１１−１８００２６号において提案した。その中では、対流する水の通り道確保のため、また、ダクトの熱交換率向上のために縦方向ないし斜め方向のフィンを付加したダクトを筒状網袋に入れ、更にそれをドレーンの中央に挿入する方法を提案している。
しかし、ダクトの外部にフィンを付加した場合、以下のような問題が生じる。
しかし、ダクトの外部にフィンを付加した場合、以下のような問題が生じる。
１）地中熱交換用のダクトをパックドレーン工法と併用する場合には１０ｍ〜１５ｍ、また、通常の地中熱交換井に使用する場合には１００ｍ程度の長さが必要となり、そうした長尺の管製品は普通ロール状に巻いて保管・搬送する。しかし、フィン付ダクトの場合には曲がりにくく、また、フィンが変形しやすいため、巻いて保管・搬送するのには適さない。
２）地中熱交換用のダクトは、配管時に「Ｕ」型パイプやその他様々なパイプや器具との接続が必要となるが、管の外壁にフィンが付いていると、それが邪魔で簡単に接続できない。
２）地中熱交換用のダクトは、配管時に「Ｕ」型パイプやその他様々なパイプや器具との接続が必要となるが、管の外壁にフィンが付いていると、それが邪魔で簡単に接続できない。
実用 軟弱地盤対策技術総覧 第３章 液状化対策工法もしくは軟弱地盤対策工法について（産業技術サービスセンター発行）
地中熱ヒートポンプシステム（北海道大学地中熱利用システム工学講座著、オーム社発行）
以上のような問題を解決するため、本発明ではダクトそのものにはフィンを付けず、フィンを付けたのと同様な機能を得られる熱交換ダクト用スペーサーを提供しようとするものである。
すなわちこの発明の熱交換ダクト用スペーサーは、内側に熱交換ダクトを収めるスペースを有するとともに、該スペース内に正確にダクトが収まるように板状のリブもしくは棒状のスタッドを内側に向かって取り付けた筒状構造であり、前記筒状スペーサーに設けたリブもしくはスタッドが、筒状スペーサーの内側に収納したダクトに接し、それによって前記ダクトが筒状スペーサー内に正確に固定されるばかりでなく、前記リブもしくはスタッドを介して熱が伝播して前記ダクト内外の熱交換率を向上させることができるようにしたことを特徴とするものである。
この発明において前記筒状スペーサーは、水の対流用スペースを内部に確保して対流の発生を促し、前記ダクト周辺の熱交換容量を拡大することができるようにしたことをも特徴とするものである。
この発明において前記筒状スペーサーは、各ダクトを収納するスペース間に、それぞれのダクト間での熱の移動を防ぐための隔壁が設けられていることをも特徴とするものである。
この発明において前記筒状スペーサーは、縦割り状に複数に分離もしくは、前記スペースを開閉可能な構造とし、開放された前記筒状スペーサーの内側のスペース内にダクトを収納した上、前記筒状スペーサーを閉鎖して固定することにより、前記筒状スペーサーの内側のリブもしくはスタッドにより所定の位置にダクトを保持するようにしたことをも特徴とするものである。
この発明において前記筒状スペーサーは、筒状スペーサー内部のリブ、隔壁およびその外殻に連通孔を設けたものと、連通孔を設けていないものとを使い分けることにより、対流を促進することができるようにしたことをも特徴とするものである。
この発明の熱交換ダクト用スペーサーは以上のように構成したので、以下の効果が期待できる。
１）筒状スペーサーが縦割り状に複数に分離もしくはダクト収納スペースが開閉可能としてあるので、ダクトを掘削孔に挿入する直前にダクトの周囲に簡単に装着することができ、非常に作業性が良い。
２）筒状スペーサーは長さ方向に作業性の良い長さ（単位）に分割されており、掘削孔の開口に近い部分から必要な長さだけダクトに逐次装着することができ、非常に作業性が良い。
３）ダクトはロール状になって保管されているが、筒状スペーサーの装着後は真直ぐになるため、掘削孔への挿入が容易になり、したがって作業性が大きく向上される。
４）筒状スペーサーの装着によりダクト周辺に水が対流するためのスペースが確保され、大きな熱容量が確保できる。また、その際、装着したスペーサーと隣接のスペーサーが連結、一体化できる構造とすれば、対流用スペースの連続性が確保されるので、効果がより大きい。
５）筒状スペーサーの装着によりダクトに筒状スペーサーの内側に設けたリブもしくはスタッドが接触するため、ダクトの熱交換率が向上する。
１）筒状スペーサーが縦割り状に複数に分離もしくはダクト収納スペースが開閉可能としてあるので、ダクトを掘削孔に挿入する直前にダクトの周囲に簡単に装着することができ、非常に作業性が良い。
２）筒状スペーサーは長さ方向に作業性の良い長さ（単位）に分割されており、掘削孔の開口に近い部分から必要な長さだけダクトに逐次装着することができ、非常に作業性が良い。
３）ダクトはロール状になって保管されているが、筒状スペーサーの装着後は真直ぐになるため、掘削孔への挿入が容易になり、したがって作業性が大きく向上される。
４）筒状スペーサーの装着によりダクト周辺に水が対流するためのスペースが確保され、大きな熱容量が確保できる。また、その際、装着したスペーサーと隣接のスペーサーが連結、一体化できる構造とすれば、対流用スペースの連続性が確保されるので、効果がより大きい。
５）筒状スペーサーの装着によりダクトに筒状スペーサーの内側に設けたリブもしくはスタッドが接触するため、ダクトの熱交換率が向上する。
以下、この発明の熱交換ダクト用スペーサーの実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。
図１および図２に示すこの発明の第１実施例の熱交換ダクト用スペーサー１３は、冷媒を循環させる少なくとも一対の熱交換ダクト１２を適宜間隔に保持する筒状構造であり、内側にダクト１２を収めるスペース１４を有するとともに、該スペース１４に正確にダクト１２が収まるように、板状のリブ（棒状のスタッドとすることもできる）１５が内側に向かって所定の間隔で取り付けられている。
したがって、前記筒状スペーサー１３は、パックドレーン工法等と地中熱交換用ダクトを組み合わせて液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井１０として使用する場合、パックドレーンの外殻をなす網袋等で構成される筒状のフィルター１１内に収納される。
したがって、前記筒状スペーサー１３は、パックドレーン工法等と地中熱交換用ダクトを組み合わせて液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井１０として使用する場合、パックドレーンの外殻をなす網袋等で構成される筒状のフィルター１１内に収納される。
前記．筒状スペーサー１３は開閉可能でかつ長さ方向に分割されているので、掘削孔の開口に近い部分から必要な長さだけダクト１２に逐次装着することができ、非常に作業性が良くなる。
また、前記ダクト１２は通常ロール状になって保管されているが、前記筒状スペーサー１３の装着後は真直ぐになるため、掘削孔への挿入が容易になり、したがって作業性が大きく向上される。
また、前記ダクト１２は通常ロール状になって保管されているが、前記筒状スペーサー１３の装着後は真直ぐになるため、掘削孔への挿入が容易になり、したがって作業性が大きく向上される。
前記筒状スペーサー１３に設けたリブ１５は、筒状スペーサー１３の内側に収納したダクト１２に接し、それによって前記ダクト１２を筒状スペーサー１３内に固定する。
それによって、前記リブ１５を介してダクト１２の熱が伝播し、前記ダクト１２内外の熱交換率を向上させることができる。したがって、前記筒状スペーサー１３は前記ダクト１２に密接することができる構造としておくことが必要である。
それによって、前記リブ１５を介してダクト１２の熱が伝播し、前記ダクト１２内外の熱交換率を向上させることができる。したがって、前記筒状スペーサー１３は前記ダクト１２に密接することができる構造としておくことが必要である。
前記液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井１０においては、前記筒状フィルター１３内に水の対流用スペースを確保することができるので、前記ダクト１２周辺の熱交換容量をより一層拡大させることができるようになる。
より詳しくは、前記液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井１０において前記筒状のスペーサー１３には、一対のダクト１２ａ，１２ｂを所定の間隔で保持する一対のスペース１４ａ，１４ｂが形成されている。
そして、各ダクト１２ａ，１２ｂを収納するスペース１４ａ，１４ｂ間には、それぞれのダクト１２ａ，１２ｂ間での熱の移動を防ぐための隔壁１６が設けてある。
前記筒状のスペーサー１３の内部のリブ１５、隔壁１６およびその外殻１３’等には連通孔１８を形成しておくことにより、前記筒状スペーサー１３の外部の水との連通を図ることができるので、前記ダクト１２周辺の熱交換容量をより一層拡大させることができる。
そして、各ダクト１２ａ，１２ｂを収納するスペース１４ａ，１４ｂ間には、それぞれのダクト１２ａ，１２ｂ間での熱の移動を防ぐための隔壁１６が設けてある。
前記筒状のスペーサー１３の内部のリブ１５、隔壁１６およびその外殻１３’等には連通孔１８を形成しておくことにより、前記筒状スペーサー１３の外部の水との連通を図ることができるので、前記ダクト１２周辺の熱交換容量をより一層拡大させることができる。
また、この発明の液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井１０における前記筒状のスペーサー１３は、前記一対のスペース１４ａ，１４ｂをそれぞれ縦割りに複数分割した構造に形成されている。もちろん、分割された筒状スペーサー１３の分割パーツ１３ａ，１３ｂの一端はプラスチックヒンジ１７等によって連結しておくことが望ましい。
このように分割された前記筒状スペーサー１３は、分割パーツ１３ａ，１３ｂの内側の対向するスペース１４間にダクト１２を挟み、その後分割された筒状スペーサー１３の分割パーツ１３ａ，１３ｂを閉鎖して両者を固定することにより、筒状スペーサー１３の内側のリブもしくはスタッド１５によりスペース１４内にダクト１２が保持される。
なお、図３に示した筒状スペーサー１３のように、前記分割パーツ１３ａ，１３ｂのさらに片方を中央で２分割し、観音開きのような開閉方式とすることもできる。
なお、図３に示した筒状スペーサー１３のように、前記分割パーツ１３ａ，１３ｂのさらに片方を中央で２分割し、観音開きのような開閉方式とすることもできる。
前記分割された筒状スペーサー１３の分割パーツ１３ａ，１３ｂの閉鎖は、プラスチックの弾性を利用したフック状の係合手段や、クリップ状の連結手段、バンドその他の結束手段等によって行うことができる。
以上のように、前記筒状スペーサー１３は縦割りに複数分割できるよう構成してあり、ダクト１２を掘削孔に挿入する直前に簡単に装着することができるので、非常に作業性が良い。
以上のように、前記筒状スペーサー１３は縦割りに複数分割できるよう構成してあり、ダクト１２を掘削孔に挿入する直前に簡単に装着することができるので、非常に作業性が良い。
図４に示すこの発明の第２実施例の液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井２０において、熱交換ダクト用スペーサー２３が片面に板状のリブ（棒状のスタッドとすることもできる）２５を形成してあって、かつ平板状に展開できる構造となっている。
そして、前記平板状に展開した筒状スペーサー２３を一対のダクト２２ａ，２２ｂに巻き付けることによって組み立てられるようになっている。
この実施例においても、各ダクト２２ａ，２２ｂを収納する位置の中間には、それぞれのダクト２２ａ，２２ｂ間での熱の移動を防ぐための隔壁２６が設けてある。
前記筒状スペーサー２３の内部のリブ２５、隔壁２６およびその外殻２３’等には連通孔２７を形成しておくことにより、前記筒状スペーサー２３の外部の水との連通を図ることができるので、前記ダクト２２周辺の熱交換容量をより一層拡大させることができる。
そして、前記平板状に展開した筒状スペーサー２３を一対のダクト２２ａ，２２ｂに巻き付けることによって組み立てられるようになっている。
この実施例においても、各ダクト２２ａ，２２ｂを収納する位置の中間には、それぞれのダクト２２ａ，２２ｂ間での熱の移動を防ぐための隔壁２６が設けてある。
前記筒状スペーサー２３の内部のリブ２５、隔壁２６およびその外殻２３’等には連通孔２７を形成しておくことにより、前記筒状スペーサー２３の外部の水との連通を図ることができるので、前記ダクト２２周辺の熱交換容量をより一層拡大させることができる。
このように巻き付け可能な平板状に形成された前記筒状スペーサー２３の取り付けは、前記一対のダクト２２ａ，２２ｂに巻き付け、その端部にフック状等の係合手段や、クリップ状の連結手段、バンドその他の結束手段等によって行うことができる。
図５に示すこの発明の第３実施例の液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井３０において、熱交換ダクト用スペーサー３３は内側に板状のリブ（棒状のスタッドとすることもできる）３５を形成された円筒状のパーツ３３ａ，３３ｂが一対のダクト３２ａ，３２ｂを収納できるよう、長さ方向に並設した構造となっており、その円筒状パーツ３３ａ，３３ｂが、その側面の外縁を外壁３６によって連結されており、前記一対の筒状パーツ３３ａ，３３ｂの外周と前記外壁３６との間に空間３７が形成された構造となっている。
なお、この筒状スペーサー３３も開閉可能でかつ長さ方向に分割されている。
前記リブ３５及び外壁３６、また筒状パーツ３３ａ，３３ｂの外周等には連通孔３８を形成しておくことにより、前記熱交換ダクト用の筒状スペーサー３３の内外の水との連通を図ることができるので、前記ダクト３２周辺の熱交換容量をより一層拡大させることができる。
また、本実施例においては、熱交換ダクト用の筒状スペーサー３３の外部に十分な透水性が確保されない場合においても、筒状スペーサー３３内にダクト周辺とは逆方向の流れを形成するための対流用空間３７が存在するため、対流を起こすことができる。
図において３１は筒状フィルターである。
なお、この筒状スペーサー３３も開閉可能でかつ長さ方向に分割されている。
前記リブ３５及び外壁３６、また筒状パーツ３３ａ，３３ｂの外周等には連通孔３８を形成しておくことにより、前記熱交換ダクト用の筒状スペーサー３３の内外の水との連通を図ることができるので、前記ダクト３２周辺の熱交換容量をより一層拡大させることができる。
また、本実施例においては、熱交換ダクト用の筒状スペーサー３３の外部に十分な透水性が確保されない場合においても、筒状スペーサー３３内にダクト周辺とは逆方向の流れを形成するための対流用空間３７が存在するため、対流を起こすことができる。
図において３１は筒状フィルターである。
図６はこの発明の熱交換ダクト用スペーサー１３，２３，３３の使用例を示すものである。
図６において、地盤に形成した縦穴４１にはその側壁に筒状フィルター４２が配置され、その内側に熱交換ダクト用スペーサー４３を挿入した上、前記筒状フィルター４２と該筒状スペーサー４３との間に珪砂等の粒状物質を充填する。
前記筒状スペーサー４３としては、内部のリブ、隔壁およびその外殻等に連通孔４４が形成された第１の筒状スペーサー４３ａと、前記内部のリブ、隔壁および外殻等に連通孔４４が形成されていない第２の筒状スペーサー４３ｂとを準備する。
そして、配管時に上下に一定の間隔をおいてその両側には図６に示す連通孔４４を形成した第１の筒状スペーサー４３ａを中間位置には連通孔４４が形成されていない第２の筒状スペーサー４３ｂを配置することにより、対流の発生を促し熱交換容量を拡大することができるようになる。第１の筒状スペーサー４３ａの位置は、地表の気温の影響、地下水の有無、透水性の大小等、様々な要素に配慮して決定する必要がある。
なお、実施例３の筒状スペーサー３３においては、筒状スペーサー３３と前記筒状フィルター４２の間に充填された粒状物質に十分な透水性能が確保されない場合でも、筒状スペーサー３３内にダクト周辺とは逆方向の流れを形成するための対流用空間を別途持つため、対流が生じることとなる。
この使用例における筒状スペーサー４３の開閉方式としては、適宜前述の各開閉方式のうち、望ましいものを選択することができる。
図６において、地盤に形成した縦穴４１にはその側壁に筒状フィルター４２が配置され、その内側に熱交換ダクト用スペーサー４３を挿入した上、前記筒状フィルター４２と該筒状スペーサー４３との間に珪砂等の粒状物質を充填する。
前記筒状スペーサー４３としては、内部のリブ、隔壁およびその外殻等に連通孔４４が形成された第１の筒状スペーサー４３ａと、前記内部のリブ、隔壁および外殻等に連通孔４４が形成されていない第２の筒状スペーサー４３ｂとを準備する。
そして、配管時に上下に一定の間隔をおいてその両側には図６に示す連通孔４４を形成した第１の筒状スペーサー４３ａを中間位置には連通孔４４が形成されていない第２の筒状スペーサー４３ｂを配置することにより、対流の発生を促し熱交換容量を拡大することができるようになる。第１の筒状スペーサー４３ａの位置は、地表の気温の影響、地下水の有無、透水性の大小等、様々な要素に配慮して決定する必要がある。
なお、実施例３の筒状スペーサー３３においては、筒状スペーサー３３と前記筒状フィルター４２の間に充填された粒状物質に十分な透水性能が確保されない場合でも、筒状スペーサー３３内にダクト周辺とは逆方向の流れを形成するための対流用空間を別途持つため、対流が生じることとなる。
この使用例における筒状スペーサー４３の開閉方式としては、適宜前述の各開閉方式のうち、望ましいものを選択することができる。
この発明の熱交換用スペーサーはパックドレーン工法用に提案したスペーサーであるが、通常の熱交換井に対しても適用することができ、パックドレーンと同様な効果が期待できる。
もちろん、少なくとも一対の熱交換ダクトを並列に並べて使用する場面であれば、いかなる用途であってもこの発明の熱交換用スペーサーを適用することができる。
もちろん、少なくとも一対の熱交換ダクトを並列に並べて使用する場面であれば、いかなる用途であってもこの発明の熱交換用スペーサーを適用することができる。
１０ 液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井
１１ 筒状フィルター
１２，１２ａ，１２ｂ ダクト
１３ 熱交換ダクト用スペーサー（筒状スペーサー）
１３’ 外殻
１３ａ，１３ｂ 分割パーツ
１４，１４ａ，１４ｂ スペース
１５ リブ
１６ 隔壁
１７ プラスチックヒンジ
１８ 連通孔
２０ 液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井
２２ａ，２２ｂ ダクト
２３ 熱交換ダクト用スペーサー（筒状スペーサー）
２３’ 外殻
２５ リブ
２６ 隔壁
２７ 連通孔
３０ 液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井
３２ａ，３２ｂ ダクト
３３，３３ａ，３３ｂ 熱交換ダクト用スペーサー（筒状スペーサー）
３５ リブ
３６ 外壁
３７ 空間
３８ 連通孔
４１ 縦穴
４２ 筒状フィルター
４３ 熱交換ダクト用スペーサー（筒状スペーサー）
４３ａ 筒状スペーサー（連通孔あり）
４３ｂ 筒状スペーサー（連通孔なし）
４４ 連通孔
１１ 筒状フィルター
１２，１２ａ，１２ｂ ダクト
１３ 熱交換ダクト用スペーサー（筒状スペーサー）
１３’ 外殻
１３ａ，１３ｂ 分割パーツ
１４，１４ａ，１４ｂ スペース
１５ リブ
１６ 隔壁
１７ プラスチックヒンジ
１８ 連通孔
２０ 液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井
２２ａ，２２ｂ ダクト
２３ 熱交換ダクト用スペーサー（筒状スペーサー）
２３’ 外殻
２５ リブ
２６ 隔壁
２７ 連通孔
３０ 液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井
３２ａ，３２ｂ ダクト
３３，３３ａ，３３ｂ 熱交換ダクト用スペーサー（筒状スペーサー）
３５ リブ
３６ 外壁
３７ 空間
３８ 連通孔
４１ 縦穴
４２ 筒状フィルター
４３ 熱交換ダクト用スペーサー（筒状スペーサー）
４３ａ 筒状スペーサー（連通孔あり）
４３ｂ 筒状スペーサー（連通孔なし）
４４ 連通孔
この発明は、液状化もしくは軟弱地盤対策として用いられるパックドレーン工法の内側に熱交換ダクトを挿入する場合等に使用し、熱交換ダクトの周辺に水の対流スペースを確保したり、ダクトの熱交換率を向上させることができる熱交換ダクト用スペーサーに関する。
本発明者は先に、パックドレーン工法等と地中熱交換用ダクトを組み合わせて液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井として使用することを特願２０１１−１８００２６号において提案した。その中では、対流する水の通り道確保のため、また、ダクトの熱交換率向上のために縦方向ないし斜め方向のフィンを付加したダクトを筒状網袋に入れ、更にそれをドレーンの中央に挿入する方法を提案している。
しかし、ダクトの外部にフィンを付加した場合、以下のような問題が生じる。
しかし、ダクトの外部にフィンを付加した場合、以下のような問題が生じる。
１）地中熱交換用のダクトをパックドレーン工法と併用する場合には１０ｍ〜１５ｍ、また、通常の地中熱交換井に使用する場合には１００ｍ程度の長さが必要となり、そうした長尺の管製品は普通ロール状に巻いて保管・搬送する。しかし、フィン付ダクトの場合には曲がりにくく、また、フィンが変形しやすいため、巻いて保管・搬送するのには適さない。
２）地中熱交換用のダクトは、配管時に「Ｕ」型パイプやその他様々なパイプや器具との接続が必要となるが、管の外壁にフィンが付いていると、それが邪魔で簡単に接続できない。
２）地中熱交換用のダクトは、配管時に「Ｕ」型パイプやその他様々なパイプや器具との接続が必要となるが、管の外壁にフィンが付いていると、それが邪魔で簡単に接続できない。
実用 軟弱地盤対策技術総覧 第３章 液状化対策工法もしくは軟弱地盤対策工法について（産業技術サービスセンター発行）
地中熱ヒートポンプシステム（北海道大学地中熱利用システム工学講座著、オーム社発行）
以上のような問題を解決するため、本発明ではダクトそのものにはフィンを付けず、フィンを付けたのと同様な機能を得られる熱交換ダクト用スペーサーを提供しようとするものである。
すなわちこの発明の熱交換ダクト用スペーサーは、内側に熱交換ダクトを収めるスペースを有するとともに、該スペース内に正確にダクトが収まるように板状のリブもしくは棒状のスタッドを内側に向かって取り付けた筒状構造であり、前記筒状スペーサーに設けたリブもしくはスタッドが、筒状スペーサーの内側に収納したダクトに接し、それによって前記ダクトが筒状スペーサー内に正確に固定されるばかりでなく、前記リブもしくはスタッドを介して熱が伝播して前記ダクト内外の熱交換率を向上させることができるようにしたことを特徴とするものである。
この発明において前記筒状スペーサーは、水の対流用スペースを内部に確保して対流の発生を促し、前記ダクト周辺の熱交換容量を拡大することができるようにしたことをも特徴とするものである。
この発明において前記筒状スペーサーは、各ダクトを収納するスペース間に、それぞれのダクト間での熱の移動を防ぐための隔壁が設けられていることをも特徴とするものである。
この発明において前記筒状スペーサーは、縦割り状に複数に分離もしくは、前記スペースを開閉可能な構造とし、開放された前記筒状スペーサーの内側のスペース内にダクトを収納した上、前記筒状スペーサーを閉鎖して固定することにより、前記筒状スペーサーの内側のリブもしくはスタッドにより所定の位置にダクトを保持するようにしたことをも特徴とするものである。
この発明において前記筒状スペーサーは、筒状スペーサー内部のリブ、隔壁およびその外殻に連通孔を設けたものと、連通孔を設けていないものとを使い分けることにより、対流を促進することができるようにしたことをも特徴とするものである。
この発明の熱交換ダクト用スペーサーは以上のように構成したので、以下の効果が期待できる。
１）筒状スペーサーが縦割り状に複数に分離もしくはダクト収納スペースが開閉可能としてあるので、ダクトを掘削孔に挿入する直前にダクトの周囲に簡単に装着することができ、非常に作業性が良い。
２）筒状スペーサーは長さ方向に作業性の良い長さ（単位）に分割されており、掘削孔の開口に近い部分から必要な長さだけダクトに逐次装着することができ、非常に作業性が良い。
３）ダクトはロール状になって保管されているが、筒状スペーサーの装着後は真直ぐになるため、掘削孔への挿入が容易になり、したがって作業性が大きく向上される。
４）筒状スペーサーの装着によりダクト周辺に水が対流するためのスペースが確保され、大きな熱容量が確保できる。また、その際、装着したスペーサーと隣接のスペーサーが連結、一体化できる構造とすれば、対流用スペースの連続性が確保されるので、効果がより大きい。
５）筒状スペーサーの装着によりダクトに筒状スペーサーの内側に設けたリブもしくはスタッドが接触するため、ダクトの熱交換率が向上する。
１）筒状スペーサーが縦割り状に複数に分離もしくはダクト収納スペースが開閉可能としてあるので、ダクトを掘削孔に挿入する直前にダクトの周囲に簡単に装着することができ、非常に作業性が良い。
２）筒状スペーサーは長さ方向に作業性の良い長さ（単位）に分割されており、掘削孔の開口に近い部分から必要な長さだけダクトに逐次装着することができ、非常に作業性が良い。
３）ダクトはロール状になって保管されているが、筒状スペーサーの装着後は真直ぐになるため、掘削孔への挿入が容易になり、したがって作業性が大きく向上される。
４）筒状スペーサーの装着によりダクト周辺に水が対流するためのスペースが確保され、大きな熱容量が確保できる。また、その際、装着したスペーサーと隣接のスペーサーが連結、一体化できる構造とすれば、対流用スペースの連続性が確保されるので、効果がより大きい。
５）筒状スペーサーの装着によりダクトに筒状スペーサーの内側に設けたリブもしくはスタッドが接触するため、ダクトの熱交換率が向上する。
以下、この発明の熱交換ダクト用スペーサーの実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。
図１および図２に示すこの発明の第１実施例の熱交換ダクト用スペーサー１３は、冷媒を循環させる少なくとも一対の熱交換ダクト１２を適宜間隔に保持する筒状構造であり、内側にダクト１２を収めるスペース１４を有するとともに、該スペース１４に正確にダクト１２が収まるように、板状のリブ（棒状のスタッドとすることもできる）１５が内側に向かって所定の間隔で取り付けられている。
したがって、前記筒状スペーサー１３は、パックドレーン工法等と地中熱交換用ダクトを組み合わせて液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井１０として使用する場合、パックドレーンの外殻をなす網袋等で構成される筒状のフィルター１１内に収納される。
したがって、前記筒状スペーサー１３は、パックドレーン工法等と地中熱交換用ダクトを組み合わせて液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井１０として使用する場合、パックドレーンの外殻をなす網袋等で構成される筒状のフィルター１１内に収納される。
前記．筒状スペーサー１３は開閉可能でかつ長さ方向に分割されているので、掘削孔の開口に近い部分から必要な長さだけダクト１２に逐次装着することができ、非常に作業性が良くなる。
また、前記ダクト１２は通常ロール状になって保管されているが、前記筒状スペーサー１３の装着後は真直ぐになるため、掘削孔への挿入が容易になり、したがって作業性が大きく向上される。
また、前記ダクト１２は通常ロール状になって保管されているが、前記筒状スペーサー１３の装着後は真直ぐになるため、掘削孔への挿入が容易になり、したがって作業性が大きく向上される。
前記筒状スペーサー１３に設けたリブ１５は、筒状スペーサー１３の内側に収納したダクト１２に接し、それによって前記ダクト１２を筒状スペーサー１３内に固定する。
それによって、前記リブ１５を介してダクト１２の熱が伝播し、前記ダクト１２内外の熱交換率を向上させることができる。したがって、前記筒状スペーサー１３は前記ダクト１２に密接することができる構造としておくことが必要である。
それによって、前記リブ１５を介してダクト１２の熱が伝播し、前記ダクト１２内外の熱交換率を向上させることができる。したがって、前記筒状スペーサー１３は前記ダクト１２に密接することができる構造としておくことが必要である。
前記液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井１０においては、前記筒状フィルター１３内に水の対流用スペースを確保することができるので、前記ダクト１２周辺の熱交換容量をより一層拡大させることができるようになる。
より詳しくは、前記液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井１０において前記筒状のスペーサー１３には、一対のダクト１２ａ，１２ｂを所定の間隔で保持する一対のスペース１４ａ，１４ｂが形成されている。
そして、各ダクト１２ａ，１２ｂを収納するスペース１４ａ，１４ｂ間には、それぞれのダクト１２ａ，１２ｂ間での熱の移動を防ぐための隔壁１６が設けてある。
前記筒状のスペーサー１３の内部のリブ１５、隔壁１６およびその外殻１３’等には連通孔１８を形成しておくことにより、前記筒状スペーサー１３の外部の水との連通を図ることができるので、前記ダクト１２周辺の熱交換容量をより一層拡大させることができる。
そして、各ダクト１２ａ，１２ｂを収納するスペース１４ａ，１４ｂ間には、それぞれのダクト１２ａ，１２ｂ間での熱の移動を防ぐための隔壁１６が設けてある。
前記筒状のスペーサー１３の内部のリブ１５、隔壁１６およびその外殻１３’等には連通孔１８を形成しておくことにより、前記筒状スペーサー１３の外部の水との連通を図ることができるので、前記ダクト１２周辺の熱交換容量をより一層拡大させることができる。
また、この発明の液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井１０における前記筒状のスペーサー１３は、前記一対のスペース１４ａ，１４ｂをそれぞれ縦割りに複数分割した構造に形成されている。もちろん、分割された筒状スペーサー１３の分割パーツ１３ａ，１３ｂの一端はプラスチックヒンジ１７等によって連結しておくことが望ましい。
このように分割された前記筒状スペーサー１３は、分割パーツ１３ａ，１３ｂの内側の対向するスペース１４間にダクト１２を挟み、その後分割された筒状スペーサー１３の分割パーツ１３ａ，１３ｂを閉鎖して両者を固定することにより、筒状スペーサー１３の内側のリブもしくはスタッド１５によりスペース１４内にダクト１２が保持される。
なお、図３に示した筒状スペーサー１３のように、前記分割パーツ１３ａ，１３ｂのさらに片方を中央で２分割し、観音開きのような開閉方式とすることもできる。
なお、図３に示した筒状スペーサー１３のように、前記分割パーツ１３ａ，１３ｂのさらに片方を中央で２分割し、観音開きのような開閉方式とすることもできる。
前記分割された筒状スペーサー１３の分割パーツ１３ａ，１３ｂの閉鎖は、プラスチックの弾性を利用したフック状の係合手段や、クリップ状の連結手段、バンドその他の結束手段等によって行うことができる。
以上のように、前記筒状スペーサー１３は縦割りに複数分割できるよう構成してあり、ダクト１２を掘削孔に挿入する直前に簡単に装着することができるので、非常に作業性が良い。
以上のように、前記筒状スペーサー１３は縦割りに複数分割できるよう構成してあり、ダクト１２を掘削孔に挿入する直前に簡単に装着することができるので、非常に作業性が良い。
図４に示すこの発明の第２実施例の液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井２０において、熱交換ダクト用スペーサー２３が片面に板状のリブ（棒状のスタッドとすることもできる）２５を形成してあって、かつ平板状に展開できる構造となっている。
そして、前記平板状に展開した筒状スペーサー２３を一対のダクト２２ａ，２２ｂに巻き付けることによって組み立てられるようになっている。
この実施例においても、各ダクト２２ａ，２２ｂを収納する位置の中間には、それぞれのダクト２２ａ，２２ｂ間での熱の移動を防ぐための隔壁２６が設けてある。
前記筒状スペーサー２３の内部のリブ２５、隔壁２６およびその外殻２３’等には連通孔２７を形成しておくことにより、前記筒状スペーサー２３の外部の水との連通を図ることができるので、前記ダクト２２周辺の熱交換容量をより一層拡大させることができる。
そして、前記平板状に展開した筒状スペーサー２３を一対のダクト２２ａ，２２ｂに巻き付けることによって組み立てられるようになっている。
この実施例においても、各ダクト２２ａ，２２ｂを収納する位置の中間には、それぞれのダクト２２ａ，２２ｂ間での熱の移動を防ぐための隔壁２６が設けてある。
前記筒状スペーサー２３の内部のリブ２５、隔壁２６およびその外殻２３’等には連通孔２７を形成しておくことにより、前記筒状スペーサー２３の外部の水との連通を図ることができるので、前記ダクト２２周辺の熱交換容量をより一層拡大させることができる。
このように巻き付け可能な平板状に形成された前記筒状スペーサー２３の取り付けは、前記一対のダクト２２ａ，２２ｂに巻き付け、その端部にフック状等の係合手段や、クリップ状の連結手段、バンドその他の結束手段等によって行うことができる。
図５に示すこの発明の第３実施例の液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井３０において、熱交換ダクト用スペーサー３３は内側に板状のリブ（棒状のスタッドとすることもできる）３５を形成された円筒状のパーツ３３ａ，３３ｂが一対のダクト３２ａ，３２ｂを収納できるよう、長さ方向に並設した構造となっており、その円筒状パーツ３３ａ，３３ｂが、その側面の外縁を外壁３６によって連結されており、前記一対の筒状パーツ３３ａ，３３ｂの外周と前記外壁３６との間に空間３７が形成された構造となっている。
なお、この筒状スペーサー３３も開閉可能でかつ長さ方向に分割されている。
前記リブ３５及び外壁３６、また筒状パーツ３３ａ，３３ｂの外周等には連通孔３８を形成しておくことにより、前記熱交換ダクト用の筒状スペーサー３３の内外の水との連通を図ることができるので、前記ダクト３２周辺の熱交換容量をより一層拡大させることができる。
また、本実施例においては、熱交換ダクト用の筒状スペーサー３３の外部に十分な透水性が確保されない場合においても、筒状スペーサー３３内にダクト周辺とは逆方向の流れを形成するための対流用空間３７が存在するため、対流を起こすことができる。
図において３１は筒状フィルターである。
なお、この筒状スペーサー３３も開閉可能でかつ長さ方向に分割されている。
前記リブ３５及び外壁３６、また筒状パーツ３３ａ，３３ｂの外周等には連通孔３８を形成しておくことにより、前記熱交換ダクト用の筒状スペーサー３３の内外の水との連通を図ることができるので、前記ダクト３２周辺の熱交換容量をより一層拡大させることができる。
また、本実施例においては、熱交換ダクト用の筒状スペーサー３３の外部に十分な透水性が確保されない場合においても、筒状スペーサー３３内にダクト周辺とは逆方向の流れを形成するための対流用空間３７が存在するため、対流を起こすことができる。
図において３１は筒状フィルターである。
図６はこの発明の熱交換ダクト用スペーサー１３，２３，３３の使用例を示すものである。
図６において、地盤に形成した縦穴４１にはその側壁に筒状フィルター４２が配置され、その内側に熱交換ダクト用スペーサー４３を挿入した上、前記筒状フィルター４２と該筒状スペーサー４３との間に珪砂等の粒状物質を充填する。
前記筒状スペーサー４３としては、内部のリブ、隔壁およびその外殻等に連通孔４４が形成された第１の筒状スペーサー４３ａと、前記内部のリブ、隔壁および外殻等に連通孔４４が形成されていない第２の筒状スペーサー４３ｂとを準備する。
そして、配管時に上下に一定の間隔をおいてその両側には図６に示す連通孔４４を形成した第１の筒状スペーサー４３ａを中間位置には連通孔４４が形成されていない第２の筒状スペーサー４３ｂを配置することにより、対流の発生を促し熱交換容量を拡大することができるようになる。第１の筒状スペーサー４３ａの位置は、地表の気温の影響、地下水の有無、透水性の大小等、様々な要素に配慮して決定する必要がある。
なお、実施例３の筒状スペーサー３３においては、筒状スペーサー３３と前記筒状フィルター４２の間に充填された粒状物質に十分な透水性能が確保されない場合でも、筒状スペーサー３３内にダクト周辺とは逆方向の流れを形成するための対流用空間を別途持つため、対流が生じることとなる。
この使用例における筒状スペーサー４３の開閉方式としては、適宜前述の各開閉方式のうち、望ましいものを選択することができる。
図６において、地盤に形成した縦穴４１にはその側壁に筒状フィルター４２が配置され、その内側に熱交換ダクト用スペーサー４３を挿入した上、前記筒状フィルター４２と該筒状スペーサー４３との間に珪砂等の粒状物質を充填する。
前記筒状スペーサー４３としては、内部のリブ、隔壁およびその外殻等に連通孔４４が形成された第１の筒状スペーサー４３ａと、前記内部のリブ、隔壁および外殻等に連通孔４４が形成されていない第２の筒状スペーサー４３ｂとを準備する。
そして、配管時に上下に一定の間隔をおいてその両側には図６に示す連通孔４４を形成した第１の筒状スペーサー４３ａを中間位置には連通孔４４が形成されていない第２の筒状スペーサー４３ｂを配置することにより、対流の発生を促し熱交換容量を拡大することができるようになる。第１の筒状スペーサー４３ａの位置は、地表の気温の影響、地下水の有無、透水性の大小等、様々な要素に配慮して決定する必要がある。
なお、実施例３の筒状スペーサー３３においては、筒状スペーサー３３と前記筒状フィルター４２の間に充填された粒状物質に十分な透水性能が確保されない場合でも、筒状スペーサー３３内にダクト周辺とは逆方向の流れを形成するための対流用空間を別途持つため、対流が生じることとなる。
この使用例における筒状スペーサー４３の開閉方式としては、適宜前述の各開閉方式のうち、望ましいものを選択することができる。
図７において５１は、前記網袋等で構成される筒状のフィルター５２と筒状スペーサー５３との間に砂を充填するためのノズルであり、５４は筒状スペーサー５３の外殻に形成したノズル５１をセットするためのくぼみである。
この発明の熱交換用スペーサーはパックドレーン工法用に提案したスペーサーであるが、通常の熱交換井に対しても適用することができ、パックドレーンと同様な効果が期待できる。
もちろん、少なくとも一対の熱交換ダクトを並列に並べて使用する場面であれば、いかなる用途であってもこの発明の熱交換用スペーサーを適用することができる。
もちろん、少なくとも一対の熱交換ダクトを並列に並べて使用する場面であれば、いかなる用途であってもこの発明の熱交換用スペーサーを適用することができる。
１０ 液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井
１１ 筒状フィルター
１２，１２ａ，１２ｂ ダクト
１３ 熱交換ダクト用スペーサー（筒状スペーサー）
１３’ 外殻
１３ａ，１３ｂ 分割パーツ
１４，１４ａ，１４ｂ スペース
１５ リブ
１６ 隔壁
１７ プラスチックヒンジ
１８ 連通孔
２０ 液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井
２２ａ，２２ｂ ダクト
２３ 熱交換ダクト用スペーサー（筒状スペーサー）
２３’ 外殻
２５ リブ
２６ 隔壁
２７ 連通孔
３０ 液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井
３２ａ，３２ｂ ダクト
３３，３３ａ，３３ｂ 熱交換ダクト用スペーサー（筒状スペーサー）
３５ リブ
３６ 外壁
３７ 空間
３８ 連通孔
４１ 縦穴
４２ 筒状フィルター
４３ 熱交換ダクト用スペーサー（筒状スペーサー）
４３ａ 筒状スペーサー（連通孔あり）
４３ｂ 筒状スペーサー（連通孔なし）
４４ 連通孔
５１ ノズル
５２ 筒状フィルター
５３ 筒状スペーサー
５４ くぼみ
１１ 筒状フィルター
１２，１２ａ，１２ｂ ダクト
１３ 熱交換ダクト用スペーサー（筒状スペーサー）
１３’ 外殻
１３ａ，１３ｂ 分割パーツ
１４，１４ａ，１４ｂ スペース
１５ リブ
１６ 隔壁
１７ プラスチックヒンジ
１８ 連通孔
２０ 液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井
２２ａ，２２ｂ ダクト
２３ 熱交換ダクト用スペーサー（筒状スペーサー）
２３’ 外殻
２５ リブ
２６ 隔壁
２７ 連通孔
３０ 液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井
３２ａ，３２ｂ ダクト
３３，３３ａ，３３ｂ 熱交換ダクト用スペーサー（筒状スペーサー）
３５ リブ
３６ 外壁
３７ 空間
３８ 連通孔
４１ 縦穴
４２ 筒状フィルター
４３ 熱交換ダクト用スペーサー（筒状スペーサー）
４３ａ 筒状スペーサー（連通孔あり）
４３ｂ 筒状スペーサー（連通孔なし）
４４ 連通孔
５１ ノズル
５２ 筒状フィルター
５３ 筒状スペーサー
５４ くぼみ
この発明は、液状化もしくは軟弱地盤対策として用いられるパックドレーン工法の内側に熱交換ダクトを挿入する場合等に使用し、熱交換ダクトの周辺に水の対流スペースを確保したり、ダクトの熱交換率を向上させることができる熱交換ダクト用スペーサーに関する。
本発明者は先に、パックドレーン工法等と地中熱交換用ダクトを組み合わせて液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井として使用することを特願２０１１−１８００２６号において提案した。その中では、対流する水の通り道確保のため、また、ダクトの熱交換率向上のために縦方向ないし斜め方向のフィンを付加したダクトを筒状網袋に入れ、更にそれをドレーンの中央に挿入する方法を提案している。
しかし、ダクトの外部にフィンを付加した場合、以下のような問題が生じる。
しかし、ダクトの外部にフィンを付加した場合、以下のような問題が生じる。
１）地中熱交換用のダクトをパックドレーン工法と併用する場合には１０ｍ〜１５ｍ、また、通常の地中熱交換井に使用する場合には１００ｍ程度の長さが必要となり、そうした長尺の管製品は普通ロール状に巻いて保管・搬送する。しかし、フィン付ダクトの場合には曲がりにくく、また、フィンが変形しやすいため、巻いて保管・搬送するのには適さない。
２）地中熱交換用のダクトは、配管時に「Ｕ」型パイプやその他様々なパイプや器具との接続が必要となるが、管の外壁にフィンが付いていると、それが邪魔で簡単に接続できない。
２）地中熱交換用のダクトは、配管時に「Ｕ」型パイプやその他様々なパイプや器具との接続が必要となるが、管の外壁にフィンが付いていると、それが邪魔で簡単に接続できない。
実用 軟弱地盤対策技術総覧 第３章 液状化対策工法もしくは軟弱地盤対策工法について（産業技術サービスセンター発行）
地中熱ヒートポンプシステム（北海道大学地中熱利用システム工学講座著、オーム社発行）
以上のような問題を解決するため、本発明ではダクトそのものにはフィンを付けず、フィンを付けたのと同様な機能を得られる熱交換ダクト用スペーサーを提供しようとするものである。
すなわちこの発明の熱交換ダクト用スペーサーは、内側に熱交換ダクトを収めるスペースを有するとともに、該スペース内に正確にダクトが収まるように板状のリブもしくは棒状のスタッドを内側に向かって取り付けた筒状構造であり、前記筒状スペーサーに設けたリブもしくはスタッドが、筒状スペーサーの内側に収納したダクトに接し、それによって前記ダクトが筒状スペーサー内に正確に固定されるばかりでなく、前記リブもしくはスタッドを介して熱が伝播して前記ダクト内外の熱交換率を向上させることができるようにしたことを特徴とするものである。
この発明において前記筒状スペーサーは、水の対流用スペースを内部に確保して対流の発生を促し、前記ダクト周辺の熱交換容量を拡大することができるようにしたことをも特徴とするものである。
この発明において前記筒状スペーサーは、各ダクトを収納するスペース間に、それぞれのダクト間での熱の移動を防ぐための隔壁が設けられていることをも特徴とするものである。
この発明において前記筒状スペーサーは、縦割り状に複数に分離もしくは、前記スペースを開閉可能な構造とし、開放された前記筒状スペーサーの内側のスペース内にダクトを収納した上、前記筒状スペーサーを閉鎖して固定することにより、前記筒状スペーサーの内側のリブもしくはスタッドにより所定の位置にダクトを保持するようにしたことをも特徴とするものである。
この発明において前記筒状スペーサーは、筒状スペーサー内部のリブ、隔壁およびその外殻に連通孔を設けたものと、連通孔を設けていないものとを使い分けることにより、対流を促進することができるようにしたことをも特徴とするものである。
この発明の熱交換ダクト用スペーサーは以上のように構成したので、以下の効果が期待できる。
１）筒状スペーサーが縦割り状に複数に分離もしくはダクト収納スペースが開閉可能としてあるので、ダクトを掘削孔に挿入する直前にダクトの周囲に簡単に装着することができ、非常に作業性が良い。
２）筒状スペーサーは長さ方向に作業性の良い長さ（単位）に分割されており、掘削孔の開口に近い部分から必要な長さだけダクトに逐次装着することができ、非常に作業性が良い。
３）ダクトはロール状になって保管されているが、筒状スペーサーの装着後は真直ぐになるため、掘削孔への挿入が容易になり、したがって作業性が大きく向上される。
４）筒状スペーサーの装着によりダクト周辺に水が対流するためのスペースが確保され、大きな熱容量が確保できる。また、その際、装着したスペーサーと隣接のスペーサーが連結、一体化できる構造とすれば、対流用スペースの連続性が確保されるので、効果がより大きい。
５）筒状スペーサーの装着によりダクトに筒状スペーサーの内側に設けたリブもしくはスタッドが接触するため、ダクトの熱交換率が向上する。
１）筒状スペーサーが縦割り状に複数に分離もしくはダクト収納スペースが開閉可能としてあるので、ダクトを掘削孔に挿入する直前にダクトの周囲に簡単に装着することができ、非常に作業性が良い。
２）筒状スペーサーは長さ方向に作業性の良い長さ（単位）に分割されており、掘削孔の開口に近い部分から必要な長さだけダクトに逐次装着することができ、非常に作業性が良い。
３）ダクトはロール状になって保管されているが、筒状スペーサーの装着後は真直ぐになるため、掘削孔への挿入が容易になり、したがって作業性が大きく向上される。
４）筒状スペーサーの装着によりダクト周辺に水が対流するためのスペースが確保され、大きな熱容量が確保できる。また、その際、装着したスペーサーと隣接のスペーサーが連結、一体化できる構造とすれば、対流用スペースの連続性が確保されるので、効果がより大きい。
５）筒状スペーサーの装着によりダクトに筒状スペーサーの内側に設けたリブもしくはスタッドが接触するため、ダクトの熱交換率が向上する。
以下、この発明の熱交換ダクト用スペーサーの実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。
図１および図２に示すこの発明の第１実施例の熱交換ダクト用スペーサー１３は、冷媒を循環させる少なくとも一対の熱交換ダクト１２を適宜間隔に保持する筒状構造であり、内側にダクト１２を収めるスペース１４を有するとともに、該スペース１４に正確にダクト１２が収まるように、板状のリブ（棒状のスタッドとすることもできる）１５が内側に向かって所定の間隔で取り付けられている。
したがって、前記筒状スペーサー１３は、パックドレーン工法等と地中熱交換用ダクトを組み合わせて液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井１０として使用する場合、パックドレーンの外殻をなす網袋等で構成される筒状のフィルター１１内に収納される。
したがって、前記筒状スペーサー１３は、パックドレーン工法等と地中熱交換用ダクトを組み合わせて液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井１０として使用する場合、パックドレーンの外殻をなす網袋等で構成される筒状のフィルター１１内に収納される。
前記．筒状スペーサー１３は開閉可能でかつ長さ方向に分割されているので、掘削孔の開口に近い部分から必要な長さだけダクト１２に逐次装着することができ、非常に作業性が良くなる。
また、前記ダクト１２は通常ロール状になって保管されているが、前記筒状スペーサー１３の装着後は真直ぐになるため、掘削孔への挿入が容易になり、したがって作業性が大きく向上される。
また、前記ダクト１２は通常ロール状になって保管されているが、前記筒状スペーサー１３の装着後は真直ぐになるため、掘削孔への挿入が容易になり、したがって作業性が大きく向上される。
前記筒状スペーサー１３に設けたリブ１５は、筒状スペーサー１３の内側に収納したダクト１２に接し、それによって前記ダクト１２を筒状スペーサー１３内に固定する。
それによって、前記リブ１５を介してダクト１２の熱が伝播し、前記ダクト１２内外の熱交換率を向上させることができる。したがって、前記筒状スペーサー１３は前記ダクト１２に密接することができる構造としておくことが必要である。
それによって、前記リブ１５を介してダクト１２の熱が伝播し、前記ダクト１２内外の熱交換率を向上させることができる。したがって、前記筒状スペーサー１３は前記ダクト１２に密接することができる構造としておくことが必要である。
前記液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井１０においては、前記筒状フィルター１３内に水の対流用スペースを確保することができるので、前記ダクト１２周辺の熱交換容量をより一層拡大させることができるようになる。
より詳しくは、前記液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井１０において前記筒状のスペーサー１３には、一対のダクト１２ａ，１２ｂを所定の間隔で保持する一対のスペース１４ａ，１４ｂが形成されている。
そして、各ダクト１２ａ，１２ｂを収納するスペース１４ａ，１４ｂ間には、それぞれのダクト１２ａ，１２ｂ間での熱の移動を防ぐための隔壁１６が設けてある。
前記筒状のスペーサー１３の内部のリブ１５、隔壁１６およびその外殻１３’等には連通孔１８を形成しておくことにより、前記筒状スペーサー１３の外部の水との連通を図ることができるので、前記ダクト１２周辺の熱交換容量をより一層拡大させることができる。
そして、各ダクト１２ａ，１２ｂを収納するスペース１４ａ，１４ｂ間には、それぞれのダクト１２ａ，１２ｂ間での熱の移動を防ぐための隔壁１６が設けてある。
前記筒状のスペーサー１３の内部のリブ１５、隔壁１６およびその外殻１３’等には連通孔１８を形成しておくことにより、前記筒状スペーサー１３の外部の水との連通を図ることができるので、前記ダクト１２周辺の熱交換容量をより一層拡大させることができる。
また、この発明の液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井１０における前記筒状のスペーサー１３は、前記一対のスペース１４ａ，１４ｂをそれぞれ縦割りに複数分割した構造に形成されている。もちろん、分割された筒状スペーサー１３の分割パーツ１３ａ，１３ｂの一端はプラスチックヒンジ１７等によって連結しておくことが望ましい。
このように分割された前記筒状スペーサー１３は、分割パーツ１３ａ，１３ｂの内側の対向するスペース１４間にダクト１２を挟み、その後分割された筒状スペーサー１３の分割パーツ１３ａ，１３ｂを閉鎖して両者を固定することにより、筒状スペーサー１３の内側のリブもしくはスタッド１５によりスペース１４内にダクト１２が保持される。
なお、図３に示した筒状スペーサー１３のように、前記分割パーツ１３ａ，１３ｂのさらに片方を中央で２分割し、観音開きのような開閉方式とすることもできる。
なお、図３に示した筒状スペーサー１３のように、前記分割パーツ１３ａ，１３ｂのさらに片方を中央で２分割し、観音開きのような開閉方式とすることもできる。
前記分割された筒状スペーサー１３の分割パーツ１３ａ，１３ｂの閉鎖は、プラスチックの弾性を利用したフック状の係合手段や、クリップ状の連結手段、バンドその他の結束手段等によって行うことができる。
以上のように、前記筒状スペーサー１３は縦割りに複数分割できるよう構成してあり、ダクト１２を掘削孔に挿入する直前に簡単に装着することができるので、非常に作業性が良い。
以上のように、前記筒状スペーサー１３は縦割りに複数分割できるよう構成してあり、ダクト１２を掘削孔に挿入する直前に簡単に装着することができるので、非常に作業性が良い。
図４に示すこの発明の第２実施例の液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井２０において、熱交換ダクト用スペーサー２３が片面に板状のリブ（棒状のスタッドとすることもできる）２５を形成してあって、かつ平板状に展開できる構造となっている。
そして、前記平板状に展開した筒状スペーサー２３を一対のダクト２２ａ，２２ｂに巻き付けることによって組み立てられるようになっている。
この実施例においても、各ダクト２２ａ，２２ｂを収納する位置の中間には、それぞれのダクト２２ａ，２２ｂ間での熱の移動を防ぐための隔壁２６が設けてある。
前記筒状スペーサー２３の内部のリブ２５、隔壁２６およびその外殻２３’等には連通孔２７を形成しておくことにより、前記筒状スペーサー２３の外部の水との連通を図ることができるので、前記ダクト２２周辺の熱交換容量をより一層拡大させることができる。
そして、前記平板状に展開した筒状スペーサー２３を一対のダクト２２ａ，２２ｂに巻き付けることによって組み立てられるようになっている。
この実施例においても、各ダクト２２ａ，２２ｂを収納する位置の中間には、それぞれのダクト２２ａ，２２ｂ間での熱の移動を防ぐための隔壁２６が設けてある。
前記筒状スペーサー２３の内部のリブ２５、隔壁２６およびその外殻２３’等には連通孔２７を形成しておくことにより、前記筒状スペーサー２３の外部の水との連通を図ることができるので、前記ダクト２２周辺の熱交換容量をより一層拡大させることができる。
このように巻き付け可能な平板状に形成された前記筒状スペーサー２３の取り付けは、前記一対のダクト２２ａ，２２ｂに巻き付け、その端部にフック状等の係合手段や、クリップ状の連結手段、バンドその他の結束手段等によって行うことができる。
図５に示すこの発明の第３実施例の液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井３０において、熱交換ダクト用スペーサー３３は内側に板状のリブ（棒状のスタッドとすることもできる）３５を形成された円筒状のパーツ３３ａ，３３ｂが一対のダクト３２ａ，３２ｂを収納できるよう、長さ方向に並設した構造となっており、その円筒状パーツ３３ａ，３３ｂが、その側面の外縁を外壁３６によって連結されており、前記一対の筒状パーツ３３ａ，３３ｂの外周と前記外壁３６との間に空間３７が形成された構造となっている。
なお、この筒状スペーサー３３も開閉可能でかつ長さ方向に分割されている。
前記リブ３５及び外壁３６、また筒状パーツ３３ａ，３３ｂの外周等には連通孔３８を形成しておくことにより、前記熱交換ダクト用の筒状スペーサー３３の内外の水との連通を図ることができるので、前記ダクト３２周辺の熱交換容量をより一層拡大させることができる。
また、本実施例においては、熱交換ダクト用の筒状スペーサー３３の外部に十分な透水性が確保されない場合においても、筒状スペーサー３３内にダクト周辺とは逆方向の流れを形成するための対流用空間３７が存在するため、対流を起こすことができる。
図において３１は筒状フィルターである。
なお、この筒状スペーサー３３も開閉可能でかつ長さ方向に分割されている。
前記リブ３５及び外壁３６、また筒状パーツ３３ａ，３３ｂの外周等には連通孔３８を形成しておくことにより、前記熱交換ダクト用の筒状スペーサー３３の内外の水との連通を図ることができるので、前記ダクト３２周辺の熱交換容量をより一層拡大させることができる。
また、本実施例においては、熱交換ダクト用の筒状スペーサー３３の外部に十分な透水性が確保されない場合においても、筒状スペーサー３３内にダクト周辺とは逆方向の流れを形成するための対流用空間３７が存在するため、対流を起こすことができる。
図において３１は筒状フィルターである。
図６はこの発明の熱交換ダクト用スペーサー１３，２３，３３の使用例を示すものである。
図６において、地盤に形成した縦穴４１にはその側壁に筒状フィルター４２が配置され、その内側に熱交換ダクト用スペーサー４３を挿入した上、前記筒状フィルター４２と該筒状スペーサー４３との間に珪砂等の粒状物質を充填する。
前記筒状スペーサー４３としては、内部のリブ、隔壁およびその外殻等に連通孔４４が形成された第１の筒状スペーサー４３ａと、前記内部のリブ、隔壁および外殻等に連通孔４４が形成されていない第２の筒状スペーサー４３ｂとを準備する。
そして、配管時に上下に一定の間隔をおいてその両側には図６に示す連通孔４４を形成した第１の筒状スペーサー４３ａを中間位置には連通孔４４が形成されていない第２の筒状スペーサー４３ｂを配置することにより、対流の発生を促し熱交換容量を拡大することができるようになる。第１の筒状スペーサー４３ａの位置は、地表の気温の影響、地下水の有無、透水性の大小等、様々な要素に配慮して決定する必要がある。
なお、実施例３の筒状スペーサー３３においては、筒状スペーサー３３と前記筒状フィルター４２の間に充填された粒状物質に十分な透水性能が確保されない場合でも、筒状スペーサー３３内にダクト周辺とは逆方向の流れを形成するための対流用空間を別途持つため、対流が生じることとなる。
この使用例における筒状スペーサー４３の開閉方式としては、適宜前述の各開閉方式のうち、望ましいものを選択することができる。
図６において、地盤に形成した縦穴４１にはその側壁に筒状フィルター４２が配置され、その内側に熱交換ダクト用スペーサー４３を挿入した上、前記筒状フィルター４２と該筒状スペーサー４３との間に珪砂等の粒状物質を充填する。
前記筒状スペーサー４３としては、内部のリブ、隔壁およびその外殻等に連通孔４４が形成された第１の筒状スペーサー４３ａと、前記内部のリブ、隔壁および外殻等に連通孔４４が形成されていない第２の筒状スペーサー４３ｂとを準備する。
そして、配管時に上下に一定の間隔をおいてその両側には図６に示す連通孔４４を形成した第１の筒状スペーサー４３ａを中間位置には連通孔４４が形成されていない第２の筒状スペーサー４３ｂを配置することにより、対流の発生を促し熱交換容量を拡大することができるようになる。第１の筒状スペーサー４３ａの位置は、地表の気温の影響、地下水の有無、透水性の大小等、様々な要素に配慮して決定する必要がある。
なお、実施例３の筒状スペーサー３３においては、筒状スペーサー３３と前記筒状フィルター４２の間に充填された粒状物質に十分な透水性能が確保されない場合でも、筒状スペーサー３３内にダクト周辺とは逆方向の流れを形成するための対流用空間を別途持つため、対流が生じることとなる。
この使用例における筒状スペーサー４３の開閉方式としては、適宜前述の各開閉方式のうち、望ましいものを選択することができる。
この発明の熱交換用スペーサーはパックドレーン工法用に提案したスペーサーであるが、通常の熱交換井に対しても適用することができ、パックドレーンと同様な効果が期待できる。
もちろん、少なくとも一対の熱交換ダクトを並列に並べて使用する場面であれば、いかなる用途であってもこの発明の熱交換用スペーサーを適用することができる。
もちろん、少なくとも一対の熱交換ダクトを並列に並べて使用する場面であれば、いかなる用途であってもこの発明の熱交換用スペーサーを適用することができる。
１０ 液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井
１１ 筒状フィルター
１２，１２ａ，１２ｂ ダクト
１３ 熱交換ダクト用スペーサー（筒状スペーサー）
１３’ 外殻
１３ａ，１３ｂ 分割パーツ
１４，１４ａ，１４ｂ スペース
１５ リブ
１６ 隔壁
１７ プラスチックヒンジ
１８ 連通孔
２０ 液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井
２２ａ，２２ｂ ダクト
２３ 熱交換ダクト用スペーサー（筒状スペーサー）
２３’ 外殻
２５ リブ
２６ 隔壁
２７ 連通孔
３０ 液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井
３２ａ，３２ｂ ダクト
３３，３３ａ，３３ｂ 熱交換ダクト用スペーサー（筒状スペーサー）
３５ リブ
３６ 外壁
３７ 空間
３８ 連通孔
４１ 縦穴
４２ 筒状フィルター
４３ 熱交換ダクト用スペーサー（筒状スペーサー）
４３ａ 筒状スペーサー（連通孔あり）
４３ｂ 筒状スペーサー（連通孔なし）
４４ 連通孔
１１ 筒状フィルター
１２，１２ａ，１２ｂ ダクト
１３ 熱交換ダクト用スペーサー（筒状スペーサー）
１３’ 外殻
１３ａ，１３ｂ 分割パーツ
１４，１４ａ，１４ｂ スペース
１５ リブ
１６ 隔壁
１７ プラスチックヒンジ
１８ 連通孔
２０ 液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井
２２ａ，２２ｂ ダクト
２３ 熱交換ダクト用スペーサー（筒状スペーサー）
２３’ 外殻
２５ リブ
２６ 隔壁
２７ 連通孔
３０ 液状化もしくは軟弱地盤対策ドレーン兼用地中熱交換井
３２ａ，３２ｂ ダクト
３３，３３ａ，３３ｂ 熱交換ダクト用スペーサー（筒状スペーサー）
３５ リブ
３６ 外壁
３７ 空間
３８ 連通孔
４１ 縦穴
４２ 筒状フィルター
４３ 熱交換ダクト用スペーサー（筒状スペーサー）
４３ａ 筒状スペーサー（連通孔あり）
４３ｂ 筒状スペーサー（連通孔なし）
４４ 連通孔
Claims (5)
- 熱交換ダクト用スペーサーは、内側に熱交換ダクトを収めるスペースを有するとともに、該スペース内に正確にダクトが収まるように板状のリブもしくは棒状のスタッドを内側に向かって取り付けた筒状構造であり、
前記筒状スペーサーに設けたリブもしくはスタッドが、筒状スペーサーの内側に収納したダクトに接し、それによって前記ダクトが筒状スペーサー内に正確に固定されるばかりでなく、前記リブもしくはスタッドを介して熱が伝播して前記ダクト内外の熱交換率を向上させることができるようにしたことを特徴とする熱交換ダクト用スペーサー。 - 前記熱交換ダクト用スペーサーは、水の対流用スペースをリブもしくはスタッドにより筒状スペーサーの内部に確保して対流の発生を促し、前記ダクト周辺の熱交換容量を拡大することができるようにしたことを特徴とする請求項１記載の熱交換ダクト用スペーサー。
- 前記筒状スペーサーは、各ダクトを収納するスペース間に、それぞれのダクト間での熱の移動を防ぐための隔壁が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の熱交換ダクト用スペーサー。
- 前記筒状スペーサーは、前記スペースを開閉可能な構造とし、開放された前記筒状スペーサーの内側のスペース内にダクトを収納した上、前記スペーサーを閉鎖して固定することにより、筒状スペーサーの内側のリブもしくはスタッドにより所定の位置にダクトを保持するようにしたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の熱交換ダクト用スペーサー。
- 前記筒状スペーサーは、内部のリブ、隔壁およびその外殻に連通孔を設けたものと、連通孔を設けていないものとを使い分けることにより、対流を促進することができるようにしたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の熱交換ダクト用スペーサー。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP2011251510A JP5088908B1 (ja) | 2011-11-17 | 2011-11-17 | 熱交換ダクト用スペーサー |
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|---|---|---|---|
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| JP5088908B1 JP5088908B1 (ja) | 2012-12-05 |
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| WO (1) | WO2013073294A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015014171A (ja) * | 2013-07-08 | 2015-01-22 | 東京瓦斯株式会社 | 地中熱交換機能を有する鋼矢板、地中熱交換配管システム、地中熱交換配管の設置方法 |
| JP2017057716A (ja) * | 2016-12-14 | 2017-03-23 | 東京瓦斯株式会社 | 地中熱交換機能を有する鋼矢板および地中熱交換配管システム |
Citations (6)
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| JP2011007395A (ja) * | 2009-06-24 | 2011-01-13 | Ohbayashi Corp | 地中熱交換器、及び充填材 |
| JP2011185521A (ja) * | 2010-03-08 | 2011-09-22 | Taisei Oncho Kk | 地中熱利用システムおよび該システムに使用されるセパレータ |
| JP4928644B1 (ja) * | 2011-07-21 | 2012-05-09 | 秀樹 中込 | 対流型地中熱交換井 |
-
2011
- 2011-11-17 JP JP2011251510A patent/JP5088908B1/ja not_active Expired - Fee Related
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2012
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| JP2017057716A (ja) * | 2016-12-14 | 2017-03-23 | 東京瓦斯株式会社 | 地中熱交換機能を有する鋼矢板および地中熱交換配管システム |
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|---|---|
| JP5088908B1 (ja) | 2012-12-05 |
| WO2013073294A1 (ja) | 2013-05-23 |
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