JP2013217581A - 地熱利用装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 簡易な構造で、動力も特別な作動液も使用せずに地熱を利用する装置を実現することを目的としている。
【解決手段】 地熱利用部から地中に、内部が中央の隔壁で左右に区切られて2室になっており、その隔壁の両面、空気が下降するする側の下側のおおむね半分の内部及び空気が上昇する側の上側のおおむね半分の内部が断熱性に優れる塗料で塗装してあり、下部において左右の2室がつながっており、地熱利用部に当該2室にそれぞれつながる空気吸入口と空気排出口を有する管を埋める構成とした。
【選択図】図１

Description

この発明は、地熱利用装置に関する。
従来、地熱利用装置には熱媒体をポンプで循環させるものやヒートパイプがあるが、熱媒体をポンプで循環させて地熱を利用する装置においては、ポンプを動かすために電力が必要であり、ヒートパイプにおいては、ポンプは使用しないので電力は不要であるが、特別な作動液を使用するため、作動液の漏出による環境への影響や撤去時の処理のコストの問題がある。このため、動力も特別な作動液も使用せずに簡易な構造で地熱を利用する装置を実現することを目的として、地熱利用部から地中に、二重になっており、途中で内側と外側が交替し、下部において内側の管と外側の管との開口部がある管を埋める地熱利用装置が考案されている。（例えば、特許文献1参照。）
特開２０１１−１４１１０７号公報
二重管を使用するものは、地熱を汲み上げる効率は高いものの、二重管の内側と外側が交替する部分の構造が複雑であるため製造のコストが高くなってしまう。本発明は、さらに簡易な構造である、動力も特別な作動液も使用せずに地熱を利用する装置を実現することを目的としている。
本発明の地熱利用装置は、地熱利用部から地中に、内部が中央の隔壁で左右に区切られて2室になっており、その隔壁の両面、空気が下降するする側の下側のおおむね半分の内部及び空気が上昇する側の上側のおおむね半分の内部が断熱性に優れる塗料（以下、「断熱塗料」という。）で塗装してあり、下部において左右の2室がつながっており、地熱利用部に当該2室にそれぞれつながる空気吸入口と空気排出口を有する管を埋める構成とした。
特許文献１の地熱利用装置の地中埋設管は、その上部では空気下降室は外側にあって内側にある空気上昇室より比較的低温の地中熱の影響を受けやすく、その下部では空気下降室は内側にあって外側にある空気上昇室より比較的高温の地中熱の影響を受けにくく、全体として、空気下降室内の空気が空気上昇室内の空気より重くなることは、本発明と同じであるが、本発明の地中埋設管の方が構造が単純であり、製造のコストを下げることができるし、地中埋設の施工もしやすい。
本発明の地熱利用装置の側面断面図である。 地中埋設管の下部の平面断面図である。
以下、本発明の実施の形態を図１及び図２に基づいて説明する。
図においては、１は地中埋設管で、隔壁２により空気下降室３と空気上昇室４に分かたれている。空気下降室３と空気上昇室４とは最下部の開口部５でつながっている。隔壁２の両面並びに空気下降室３の下部の内側の面及び空気上昇室４の上部の内側の面は、断熱塗料で塗装されている。空気下降室３は空気吸入口７で地熱利用部９につながっている。空気上昇室４は空気排出口８で地熱利用部９につながっている。
以下、上記構成の動作を説明する。
本発明の地熱利用装置に使用する地中埋設管１を地中に埋めた状態では、地中埋設管１の上部では、地中温度が相対的に低く、地中埋設管１の下部では、地中温度が相対的に高くなっている。
地中温度は、地下の浅い部分においてはほぼ外気温に等しく、地下５メートル付近では１年を通してほぼ一定であり、その地域の年平均気温にほぼ等しくなっている。さらに深くなると、地域によって変動はあるものの、おおむね３０メートルにつき１℃ずつ高くなっていく。したがって、冬季においては、地下深くなればなるほど地中温度が高い状態になっている。地表付近と地下の深いところの間で空気を循環させれば、地熱を利用することができる。
本発明の地熱利用装置に使用する地中埋設管１は、隔壁２によって空気下降室３と空気上昇室４とに分かれているが、空気下降室３の下部の地中に接している管壁の内側には断熱塗料が塗られており、地熱が空気下降室３の内部の空気に伝わりにくくなっている。一方、空気上昇室４の下部の地中に接している管壁の内側には断熱塗料が塗られておらず、地熱が空気上昇室４の内部の空気に伝わりやすくなっている。このため、地中埋設管１の下部では、空気上昇室４内の空気の温度が空気下降室３内の空気の温度より高くなる。また、空気下降室３の上部の地中に接している管壁の内側には断熱塗料が塗られておらず、相対的に低い地中温度の影響を受けやすくなっている。一方、空気上昇室４の上部の地中に接している管壁の内側には断熱塗料が塗られており、相対的に低い地中温度の影響を受けにくくなっている。このため、地中埋設管１の上部では、空気上昇室４内の空気の温度が空気下降室３内の空気の温度より高くなる。従って、上部下部を通じて、空気上昇室４内の空気の温度が空気下降室３内の空気の温度より高くなる。温度の低い空気は温度の高い空気より重いので、地中埋設管１の下部で空気下降室３と空気上昇室４とがつながる開口部５で空気が空気下降室３から空気上昇室４に流れていく。この過程が連続し、空気吸入口７から取り入れられた空気が、地中埋設管１を通過する間に暖められて、空気排出口８から排出され、結果として、地熱が地熱利用部９に運ばれる。
１ 地中埋設管
２ 隔壁
３ 空気下降室
４ 空気上昇室
５ 開口部
６ 断熱塗料
７ 空気吸入口
８ 空気排出口
９ 地熱利用部
１０ 空気の流れ
１１ 地中

Claims (1)

  1. 地熱利用部から地中に、内部が中央の隔壁で左右に区切られて2室になっており、その隔壁の両面、空気が下降するする側の下側のおおむね半分の内部及び空気が上昇する側の上側のおおむね半分の内部が断熱性に優れる塗料で塗装してあり、下部において左右の2室がつながっており、地熱利用部に当該2室にそれぞれつながる空気吸入口と空気排出口を有する管を埋める構成の地熱利用装置。
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