JP3163849U - Heat exchange pile and its connection structure - Google Patents
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Abstract
【課題】拡径部を有する杭体でも管材を容易に杭体外周囲に取り付けることができるとゝもに、管材の外周囲を拡径部で保護することで、施工時における管材の損傷を防止できる熱交換杭を提供する。【解決手段】複数の拡径部2を有する杭体1の軸部3外周囲に、熱交換媒体が流動する管材4を密着させて螺旋状に巻き付けるとゝもに、該管材4の熱交換媒体の送り管部4Aと戻り管部4Bとを前記拡径部2に設けた切り欠き部5A,5Bを通して杭長方向に延設して熱交換杭を構成する。【選択図】図1[PROBLEMS] To prevent damage to pipe material during construction by protecting the outer periphery of the pipe material with the enlarged diameter part while the pipe material can be easily attached to the outer periphery of the pile body even with the pile body having the enlarged diameter part. Provide heat exchange piles that can. When a pipe material 4 in which a heat exchange medium flows is brought into close contact with the outer periphery of a shaft portion 3 of a pile body 1 having a plurality of enlarged diameter portions 2 and wound in a spiral shape, the heat exchange of the pipe material 4 is also achieved. The medium feed pipe portion 4A and the return pipe portion 4B are extended in the pile length direction through the notches 5A and 5B provided in the enlarged diameter portion 2 to constitute a heat exchange pile. [Selection] Figure 1
Description
本考案は、地中に埋設して地熱を吸収する熱交換杭及びその接続構造に関する。 The present invention relates to a heat exchange pile that is buried in the ground and absorbs geothermal heat, and a connection structure thereof.
従来から、建築物の基礎として使用される既製杭を地中熱交換器として利用することが知られている。具体的には、既製杭の中空部に熱交換媒体として水(不凍液)を充填して取水・排水を繰り返す方式の発明(例えば、特許文献1,2)や、既製杭の中空部に管を挿入して熱交換媒体を循環する方式の発明(例えば、特許文献3,4)、或いは、既製杭の外周囲に管を巻き付け熱交換媒体を循環させる方式の発明(例えば、特許文献5,6)等がある。
Conventionally, it is known to use a ready-made pile used as a foundation of a building as an underground heat exchanger. Specifically, inventions of a method of filling water (antifreeze) as a heat exchange medium in a hollow part of a ready-made pile and repeating water intake / drainage (for example,
しかし、既製杭の中空部に水等の熱交換媒体を充填する方式のものでは、地震などによ
って杭体が損傷した場合に熱交換媒体が周囲地盤に漏れ出してしまうという不都合が生じる。また、既製杭の中空部内の管内で熱交換媒体を循環する方式では、間接的な熱交換であるため熱交換効率が良くない、といった問題点がある。
However, in the system in which the hollow portion of the ready-made pile is filled with a heat exchange medium such as water, there is a disadvantage that the heat exchange medium leaks to the surrounding ground when the pile body is damaged by an earthquake or the like. Moreover, in the system which circulates a heat exchange medium in the pipe | tube in the hollow part of a ready-made pile, since it is indirect heat exchange, there exists a problem that heat exchange efficiency is not good.
一方、既製杭の外周囲に管材を巻き付け熱交換媒体を循環させる方式は、管材が直接周囲地盤と接触するため熱交換効率の向上は期待できるが、管材が既製杭の外周面から外方向へ突出した状態で配設されているため、施工時に管材が周囲地盤等と接触することにより損傷する可能性も高い。そして、損傷すれば熱交換媒体が外に漏れ出てしまうという不都合も生じ、施工が困難であった。 On the other hand, the method of wrapping pipe material around the outer circumference of the ready-made pile and circulating the heat exchange medium can be expected to improve the heat exchange efficiency because the pipe material is in direct contact with the surrounding ground, but the pipe material is outward from the outer peripheral surface of the ready-made pile. Since it is arranged in a protruding state, there is a high possibility that the pipe material will be damaged by contacting with the surrounding ground or the like during construction. And if it was damaged, the inconvenience that the heat exchange medium leaked out also occurred, and the construction was difficult.
本考案は、上記諸問題点を解決するために成されたものであり、本願の請求項1に係る考案では、複数の拡径部を有する杭体の軸部外周囲に、熱交換媒体が流動する管材を密着させて螺旋状に巻き付けるとゝもに、該管材の前記熱交換媒体の送り管部と戻り管部とを前記拡径部に設けた切り欠き部を通してそれぞれ杭長方向に延設し、前記送り管部と戻り管部を通して前記熱交換媒体を杭の上下方向で循環する構成としたことを特徴とする熱交換杭としている。
The present invention has been made to solve the above problems, and in the device according to
また本願の請求項2に係る考案では、複数の拡径部を有する杭体の軸部外周囲に、熱交換媒体が流動する管材を杭長方向に蛇行させながら密着させて杭周方向に巻き付けるとゝもに、該管材の前記熱交換媒体の送り管部と戻り管部とを前記拡径部に設けた切り欠き部を通してそれぞれ杭長方向に延設し、前記送り管部と戻り管部を通して前記熱交換媒体を杭の上下方向で循環する構成としたことを特徴とする熱交換杭としている。
Further, in the invention according to
また、本願の請求項3に係る考案では、前記管材を、複数の拡径部間の軸部外周囲に設置したことを特徴とする熱交換杭であり、本願の請求項4に係る考案では、前記拡径部を有する杭体が、節付きPHC杭又は節付きPRC杭であることを特徴とする熱交換杭である。
Further, in the invention according to
そして、本願の請求項5に係る考案では、前記管材が可撓性を有する樹脂製,金属強化樹脂製又は金属製のフレキシブルパイプであることを特徴とする熱交換杭であり、本願の請求項6に係る発明は、上記熱交換杭を上端軸部を介して上杭と接続し、前記管材の熱交換媒体の送り管部と戻り管部とを送り口と戻り口とで接続することを特徴とする熱交換杭の接続構造である。 The invention according to claim 5 of the present application is a heat exchanging pile characterized in that the pipe is a flexible pipe made of resin, metal reinforced resin or metal. The invention which concerns on 6 connects the said heat exchange pile with an upper pile via an upper end axial part, and connects the feed pipe part and return pipe part of the heat exchange medium of the said pipe material by a feed port and a return port. It is the connection structure of the heat exchange pile characterized by the feature.
本願の請求項1及び2に係る考案では、複数の拡径部を有する杭体の軸部外周囲に、熱交換媒体が流動する管材を密着させて螺旋状に巻き付け、または杭長方向に蛇行させながら密着させて杭周方向に巻き付けるとゝもに、該管材の前記熱交換媒体の送り管部と戻り管部とを前記拡径部に設けた切り欠き部を通してそれぞれ杭長方向に延設し、前記送り管部と戻り管部を通して前記熱交換媒体を杭の上下方向で循環する構成としたから、節杭のように拡径部を有する既製杭でも外周囲に密着した状態で管材を容易に設置することができ、かつ施工時において管材が損傷を受けることなく設置できる。
In the device according to
ここで、管材を螺旋状に巻き付けることから管材と杭体との密着性に優れ、且つ拡径部により管材が守られるため施工時における管材の損傷が防止できる。また、杭長方向に蛇行させながら密着させて杭周方向に巻き付ける構成であるから、熱交換媒体は同一深度で上下の長い管路を繰り返し流れる構造となり、熱交換効率上有利である。 Here, since the pipe material is wound in a spiral shape, the pipe material and the pile body are excellent in adhesion, and the pipe material is protected by the enlarged diameter portion, so that the pipe material can be prevented from being damaged during construction. Moreover, since it is the structure which makes it closely_contact | adhere while making it meander in a pile length direction and winds in a pile circumferential direction, it becomes a structure where a heat exchange medium repeatedly flows through the upper and lower long pipe lines at the same depth, and it is advantageous on heat exchange efficiency.
本願の請求項3に係る考案では、前記管材を複数の拡径部間の軸部外周囲に設置した構成であるから、熱交換媒体はそれぞれの管材の部分で周囲地盤との熱交換を行うことができ、熱交換効率が一段と向上する。
In the invention according to
本願の請求項4に係る考案では、前記拡径部を有する杭体が、節付きPHC杭又は節付きPRC杭である構成としているから、あらゆる節付き既製杭への適用が可能となり自由度が拡大するとゝもに、節付き杭体の節部(拡径部)の一部を切り欠いても、軸部で評価される杭材支持力に悪影響を与えることがなく。
In the device according to
本願の請求項5に係る考案では、前記管材が、可撓性を有する樹脂製,金属強化樹脂製又は金属製のフレキシブルパイプである構成としていることから、工場で予め管材を取り付ける場合や現場で管材を取り付ける場合でも、管材が可撓性を有していることから螺旋状または蛇行状に形成した管材を軸部に密着させることが容易であり、管材に損傷を与えることなく杭体に設置でき、作業能率の向上と信頼性の高い熱交換杭を提供できる。 In the device according to claim 5 of the present application, since the pipe material is a flexible resin, metal reinforced resin, or metal flexible pipe, the pipe material is attached in advance at the factory or in the field. Even when a pipe is attached, it is easy to make the pipe formed in a spiral or meandering shape close to the shaft because the pipe is flexible, and it is installed on the pile body without damaging the pipe. It is possible to provide a heat exchange pile with improved work efficiency and high reliability.
本願の請求項6に係る考案では、上記熱交換杭を上端軸部を介して上杭と接続し、前記管材の熱交換媒体の送り管部と戻り管部とを送り口と戻り口とで接続することを特徴とする熱交換杭の接続構造であるから、拡径部を有する杭体の軸部に沿ってスムーズに管材を連結することができる。 In the device according to claim 6 of the present application, the heat exchange pile is connected to the upper pile via the upper end shaft portion, and the feed pipe portion and the return pipe portion of the heat exchange medium of the pipe material are connected by a feed port and a return port. Since it is the connection structure of the heat exchange pile characterized by connecting, a pipe material can be smoothly connected along the axial part of the pile body which has an enlarged diameter part.
以下、本考案を図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。図1において、A1は本考
案に係る熱交換杭で、杭体1と、該杭体1に形成した拡径部2,2間にあって杭体1の軸部3に設置した後述する管材4とから主に構成されており、管材4を設置した直上の拡径部2には杭長方向に延びた一対の切り欠き部5A,5Bが形成されている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings. In FIG. 1, A1 is a heat exchange pile according to the present invention, a
上記のように、杭体1の杭長方向に所定の間隔をおいて複数個の拡径部2,2を設けた構成の杭は、いわゆる節杭と称される(JIS A5373-2010)もので、構造上は節付きPHCくいや節付PRCくいなどがあるが、本考案で利用できる節付き杭は、PHCくい又はPRCくいのいづれ構造の節付きくいであっても良い。
As described above, a pile having a configuration in which a plurality of enlarged
杭体1の拡径部(節部)2は、通常1m間隔で杭の軸部3に形成された構造としているが、この節付き杭の各節部2,2には補強筋がない。したがって、拡径部2に形成した前記切り欠き部5A,5Bが軸部断面まで切り欠いて形成したものであっても構造上支障はない。また、杭体1の節部2を一部を切り欠いても、軸部3で評価される杭材支持力に影響を及ぼすこともない。
Although the diameter-expanded part (node part) 2 of the
4は杭体1の軸部外周囲に設置した管材で、その内部を熱交換媒体、例えば水道水や不凍液などの液体が流動するものであり、この管材4として本実施例では樹脂製のフレキシブルパイプを使用している。しかし、耐蝕性や耐久性が要求される場所に使用される場合には、金属強化樹脂製パイプや銅製、或いはステンレス製等の可撓性を有する管材を用いてもよい。
4 is a pipe material installed around the outside of the shaft portion of the
前記杭体1にあって、その拡径部2と拡径部2との間の軸部3に設置された上記の素材からなる管材4は、軸部3の外周囲に密着させて螺旋状に巻き付けられたものであり、この管材4の一端側は熱交換媒体の送り管部4Aとして、他端側は熱交換媒体の戻り管部4Bとしてそれぞれ機能する管路である。
In the
前記熱交換媒体の送り管部4Aおよび戻り管部4Bは、拡径部2に形成した前記一方の切り欠き部5Aおよび他方の切り欠き部5Bにそれぞれ嵌合して、互いに接触しないよう離間して設置されており、前記切り欠き部5A,5Bを通って杭長方向に延びた前記送り管部4Aと戻り管部4Bを通して、前記熱交換媒体は杭体1の上下方向で循環する構成としている。
The
図2は本考案の係る熱交換杭の第二の実施例で、この熱交換杭A2は、図1に示す熱交換杭A1の切り欠き部5Aおよび5Bに、管材4の一端側の送り管部4Aおよび他端側の戻り管部4Bをそれぞれ通した後、節くい節部の標準形状に応じて、前記切り欠き部5Aおよび5Bをそれぞれ即高強度モルタル,樹脂モルタル又は樹脂等の充填材Mを充填したものを示している。
FIG. 2 shows a second embodiment of the heat exchange pile according to the present invention. This heat exchange pile A2 is provided on the
一般に、節くいを用いた基礎工法では、くい体の外周にセメントミルクを充填することから、図2に示すように、切り欠き部5A,5Bに充填剤Mを充填する必要はない。しかし、杭本体の強度に対してセメントミルク硬化体の強度が小さいため、地盤中での摩擦力を考慮して切り欠き部5A,5Bに高強度の充填材Mを埋め込んだものである。また、管材4を固定する目的から、切り欠き部5A,5Bに充填材を充填せず、留め具で管材4のみを固定する場合も考えられる。
In general, in the basic construction method using knots, cement milk is filled in the outer periphery of the pile body, so that it is not necessary to fill the
図3は、本考案に係る熱交換杭の更に異なる他の実施例を図示したものである。図において、A3は本考案に係る熱交換杭の第三実施例で、杭体1と、該杭体1の拡径部2と拡径部2の間にあって、杭体1の軸部3に設置した後述する管材14とから主に構成されており、管材14を設置した直上の拡径部2には、前記第一実施例のものと同様に、杭長方向に延びた切り欠き部5A,5Bがそれぞれ形成されている。
FIG. 3 shows still another embodiment of the heat exchange pile according to the present invention. In the figure, A3 is a third embodiment of the heat exchange pile according to the present invention, and is located between the
この図3に示す第三実施例の熱交換杭A3と、上記第一実施例の熱交換杭A1とが相違する点は、杭体1の軸部3に密着させて巻き付けた後述する管材14と、同じく杭体1の軸部3に密着させて巻き付けた螺旋状の管材4との構造上の違いのみであり、その他の構成は同じである。
The difference between the heat exchanging pile A3 of the third embodiment shown in FIG. 3 and the heat exchanging pile A1 of the first embodiment is that a
詳述すると、この熱交換杭A3の管材14は、杭長方向に蛇行させながら杭体1の軸部3に密着させ、且つ杭周方向に巻き付けた構成のものであり、この管材14の熱交換媒体の送り管部14Aと戻り管部14Bとを前記拡径部2に設けた切り欠き部5A,5Bを通してそれぞれ杭長方向に延設し、前記送り管部14Aと戻り管部14Bを通して管材14内の前記熱交換媒体を杭の上下方向で循環する構成としたものである。
More specifically, the
図4は上記第三実施例の熱交換杭A3と上杭Bとの接続構造を示したものである。工場で杭体1に管材14を設置したものにあっては、杭体1の全長に応じて切断した管材14を杭体1に設置しておき、用意しておいたこの熱交換杭A3の熱交換媒体14の送り管部14Aと戻り管部14Bにそれぞれ、現場において所定長の連通管15A,15Bを連結具16A,16Bを用いて接続することで、上杭Bの杭頭まで延設する。
FIG. 4 shows a connection structure between the heat exchange pile A3 and the upper pile B of the third embodiment. In the case where the
一方、杭体1を現場で掘削孔内に沈設しながら杭体1に管材14を設置するものにあっては、下杭から順に連結具16A,16Bを介して連通管15A,15Bを取り付け、上杭Bの杭頭部において前記連通管15A,15Bの上端部を固定する。なお、図示の実施例では、螺旋状乃至蛇行状の管材4,14は杭A1乃至A3の先端部に形成した拡径部2と、その上部の拡径部2との軸部3に一か所だけに設置されているが、拡径部2,2間の複数の軸部3に管材4,14を設置しても本考案の目的は達成できる。
On the other hand, in the thing which installs the
1 杭体
2 拡径部
3 軸部
4・14 管材
4A,14A 送り管部
4B,14B 戻り管部
5A・5B 切り欠き部
15A・15B 連通管
16A・16B 連結具
A1・A2・A3 熱交換杭
DESCRIPTION OF
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010005635U JP3163849U (en) | 2010-08-23 | 2010-08-23 | Heat exchange pile and its connection structure |
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JP3163849U true JP3163849U (en) | 2010-11-04 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015081761A (en) * | 2013-10-24 | 2015-04-27 | 清水建設株式会社 | Underground heat exchanger, and construction method therefor |
JP2017026167A (en) * | 2015-07-16 | 2017-02-02 | 三谷セキサン株式会社 | Heat exchanger device using precast pile and precast pile with heat exchanging pipes |
-
2010
- 2010-08-23 JP JP2010005635U patent/JP3163849U/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2015081761A (en) * | 2013-10-24 | 2015-04-27 | 清水建設株式会社 | Underground heat exchanger, and construction method therefor |
JP2017026167A (en) * | 2015-07-16 | 2017-02-02 | 三谷セキサン株式会社 | Heat exchanger device using precast pile and precast pile with heat exchanging pipes |
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