JP3709481B2 - スパイラル状パイプ巻取り装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、池、湖、ダム湖あるいは貯水池，川，内海等のいわゆる大多量水の熱エネルギーを採取するために、大多量水内に設置するスパイラル状パイプを、パイプ間に間隙を形成した状態で巻き取るための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本発明者らは、これまでに、杭熱交換方式による地中熱利用システムを利用した熱供給システムを開発し、それを道路融雪や建物の冷暖房給湯設備に導入してきた。
【０００３】
また、近年では、農村や山村地域においては、主に農業用水を確保するための池や貯水池等のいわゆる大多量水が多く存在していることに着目し、大多量水内の熱エネルギーを利用した池内熱交換方式による熱供給システムを開発している。
【０００４】
このシステムは、図１に示すように、大多量水Ｐの底に設置したポリエチレン製のスパイラル状パイプ１と、そのパイプと連結し、建物内に据え付けたヒートポンプ３とで構成している。このヒートポンプ３は、循環ポンプ３ａ、蒸発器３ｂ、四方弁３ｃ、圧縮機３ｄ、膨張弁３ｅ、凝縮器３ｆおよび循環ポンプ３ｇ等で構成され、室内空調機４に連通する。
【０００５】
こうした構成のシステムにおいて、冬期は、大多量水Ｐ底部のスパイラル状パイプ１に不凍液を循環させ、大多量水Ｐ内の熱エネルギーを吸収してヒートポンプ３の熱源とし、当該ヒートポンプ３から温水又は温風を室内に供給し、建物の暖房や給湯を行なうものである。また、夏期は、ヒートポンプ３によって室内の冷房を行なうことにより生じる排熱を、スパイラル状パイプ１を循環する不凍液により大多量水Ｐ内へ放出し、冷却を図るものである。
【０００６】
大多量水Ｐの水温は、１２月から１月にかけて低下する傾向にあるものの、最も外気温が低下する１月や２月でも氷面下の水温はほぼ４℃前後に保たれており、従って、安定した熱供給を行なうことが可能である。大多量水Ｐの熱エネルギーを利用した熱供給システムは、一般の建物の他に、農作物の長期低温貯蔵庫、農業用ハウス栽培、農産物加工場、コミュニティ施設あるいは集落の冷暖房や給湯等への活用が考えられ、きわめて有用な手段として期待が持たれている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この大多量水Ｐに設置されるスパイラル状パイプ１は、通常通りのスパイラル状に巻かれたものを使用することができる。しかし、通常に巻かれたものはパイプ同士が接触しているために、その分、大多量水Ｐの水に接触する面積が小さく、熱交換に無駄が生じる。従って、パイプ同士間に間隙Ｇを形成した状態で巻くことが好ましい。
【０００８】
本発明はこうした点に鑑み創案されたもので、大多量水Ｐ内の熱エネルギーを利用したポンド内熱交換方式による熱供給システムにおいて使用するスパイラル状パイプ１を、パイプ同士間に間隙Ｇを形成した状態で巻くことのできる装置を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
図２乃至７を参照して説明する。本発明に係るスパイラル状パイプ巻取り装置は、不凍液を循環させるスパイラル状パイプ１を大多量水Ｐに設置して、該大多量水Ｐの熱エネルギーを利用する熱供給システムにおける前記スパイラル状パイプ１を、パイプ同士間に間隙Ｇを形成した状態で巻取る装置であって、パイプ同士が接触した状態で巻かれた巻回パイプ２を回転自在に支持する送り機構１０と、垂直方向に配置され回転自在な回転部２２の中心から同一距離上に一定間隔で複数の巻取り部２３を横設した巻取り機構２０とを備え、前記送り機構１０に支持された巻回パイプ２を、前記巻取り部２３に、複数の列１ａおよび複数の層１ｂに巻取ってスパイラル状パイプ１とするに際し、各層間に配置される基板部３１から各列間に配置される複数の枝部３２を立設したスペーサー３０を介して巻取るものとし、前記巻取り部２３を、回転部２２の中心に向かって進退移動自在とし、当該巻取り部２３を回転部２２の中心に向けて移動して、前記巻取り完了後のスパイラル状パイプ１を抜き取るものとしてなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係るスパイラル状パイプ巻取り装置の実施形態を、図２乃至図７に示す。これは、不凍液を循環させるポリエチレン製のスパイラル状パイプ１を湖，溜池，川，内海等の大多量水Ｐの底に設置して、その大多量水Ｐに貯えられた水の熱エネルギーを利用する熱供給システムにおける前記スパイラル状パイプ１を、パイプ同士間に間隙Ｇを形成した状態で巻取る装置である。この装置は、送り機構１０、巻取り機構２０およびスペーサー３０を備える。
【００１１】
送り機構１０は、パイプ同士が通常の接触した状態で巻かれた巻回パイプ２を、回転自在に支持するものであり、移動自在な台車１１から基軸１２を立設し、その基軸１２に、回転自在な回転板１３を軸止し、その回転板１３に垂直板１４や水平片等を固定して構成している。巻回パイプ２は、この水平板１５に装着される。また、止め板１６を設け、巻回パイプ２が水平板１５から外れるのを未然に防止している。この止め板１６は、着脱自在であり、巻回パイプ２を水平板１５に装着する際には取外すものである。
【００１２】
巻取り機構２０は、送り機構１０と同じ台車１１から立設した支柱２１に回転部２２を軸止している。この回転部２２は、回転自在な円板２２ａと、その円板２２ａから８本の放射板２２ｂを等間隔に設けて構成している。また、放射板２２ｂには一つ置きに、円板２２ａの中心から同一距離上に、巻取り部２３を横設している。従って、本実施形態においては四つの巻取り部２３を設けている。
【００１３】
そして、送り機構１０に支持された巻回パイプ２を、巻取り部２３に、複数の列１ａ（本実施形態では５列）かつ複数の層１ｂ（３層）に巻取ってスパイラル状パイプ１とするに際し、スペーサー３０を使用する。図７に、スパイラル状パイプ１の列１ａおよび層１ｂを示す。このスペーサー３０は、各層間に配置される長尺状の基板部３１から、各列間に配置される複数の枝部３２を立設して構成しており、各枝部３２間には旋回パイプが嵌入位置する挿入凹部３３を形成している。
【００１４】
また、巻取り部２３を、回転部２２の中心に向かって進退移動自在とし、回転部２２の中心に向けて移動させて、巻取り完了後のスパイラル状パイプ１を抜き取るものとしている。本実施形態における巻取り部２３の進退移動は、当該巻取り部２３を略Ｕ字状とし、その一端部である係止片２３ａを放射板２２ｂに沿って移動自在に係止し、かつ、その他端部である連結片２３ｂの下端部を、第一リンク片２４ａと第二リンク片２４ｂとで形成したリンク部２４を介して放射板２２ｂに連結し、さらに、第二リンク片２４ｂと円板２２ａとをバネ材２６で連結することによって可能としている。なお、第二リンク片２４ｂには把持棒２５を設け、巻取り部２３と第二リンク片２４ｂとの間にはコイルバネ２７を設けている。
【００１５】
さらに、本実施形態においては、送り機構１０と巻取り機構２０との間に、巻回パイプ２を円滑に送るために、案内凹部４１を形成したガイド棒４０を設けている。また、巻取り機構２０を回転させるためのモーター２８を、荷台上に設けている。
【００１６】
このスパイラル状パイプ巻取り装置の作用について説明する。まず、通常に巻回されパイプ同士が接触している巻回パイプ２を、送り機構１０に装着する。次に、巻回パイプ２の先端部をガイド棒４０の案内凹部４１に通した状態で巻取り機構２０で巻取る。この際、巻取り部２３にはスペーサー３０を装着しておく。
【００１７】
巻取り機構２０をモーター２８で低速回転させると、巻回パイプ２はスペーサー３０の挿入凹部３３に嵌入位置して巻取られ、巻取り部２３が５回転した段階で５列の第一層が形成される。この状態で、第一層の上にスペーサー３０を装着して、巻取り機構２０を回転させ、同じく５列の第二層を形成する。このようにして、各層間にスペーサー３０を配置して３層に巻取ったスパイラル状パイプ１を形成する。この状態では、各層間にスペーサー３０の基板部３１が位置し、各列間に枝部３２が位置するので、スパイラル状パイプ１間には間隙Ｇが形成される。なお、スペーサー３０は等間隔に配置することが好ましいが、パイプ間に間隙Ｇが形成されるように設置すれば良く、その数や設置個所は特に限定されない。
【００１８】
巻取り完了後、スパイラル状パイプ１を巻取り機構２０から抜き取るには、バネ材２６およびコイルバネ２７に弾力に逆らって、把持棒２５を持ってリンク部２４を円板２２ａの中心に向けて引く（または押す）。これにより、リンク棒はその第一リンク片２４ａと第二リンク片２４ｂとの軸止部分が曲折し、巻取り部２３が移動して、四つの巻取り部２３で形成される径が縮小される。従って、スパイラル状パイプ１を容易に抜き取ることができる。
【００１９】
スパイラル状パイプ１を抜き取った後、把持棒２５を離すと、巻取り棒はバネ材２６およびコイルバネ２７の弾力によって原形に復帰する。
【００２０】
このようにして巻取ったスパイラル状パイプ１を大多量水Ｐに配置して使用すると、スパイラル状パイプ１間には間隙Ｇが形成されているので、その全周面を水と接触させることができル。従って、熱交換をきわめて効果的に行なわせることができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明に係るスパイラル状パイプ巻取り装置は、巻取ったスパイラル状パイプ１同士間に間隙Ｇを形成することができるので、このスパイラル状パイプ１を、大多量水Ｐの熱エネルギーを利用したポンド内熱交換方式による熱供給システムに使用すると、その全周面を水に接触させることができる。従って、スパイラル状パイプ１内の不凍液と大多量水Ｐの水との間の熱交換をきわめて効果的に行なわせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 スパイラル状パイプを使用した熱供給システムを示す構成図である。
【図２】 本発明の実施形態を示す側面図である。
【図３】 図２における送り機構の要部を示す概略正面図である。
【図４】 図２における巻取り機構の要部を示す概略正面図である。
【図５】 図４における細部を示すもので、（ａ）はＡ−Ａ線、（ｂ）はＢ−Ｂ線、（ｃ）はＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】 図２におけるスペーサーを示す斜視図である。
【図７】 本発明によって巻取られたスパイラル状パイプを示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【符号の説明】
１ スパイラル状パイプ
１ａ 列
１ｂ 層
２ 巻回パイプ
３ ヒートポンプ
３ａ 循環ポンプ
３ｂ 蒸発器
３ｃ 四方弁
３ｄ 圧縮機
３ｅ 膨張弁
３ｆ 凝縮器
３ｇ 循環ポンプ
４ 室内空調機
１０ 送り機構
１１ 台車
１２ 基軸
１３ 回転板
１４ 垂直板
１５ 水平板
１６ 止め板
２０ 巻取り機構
２１ 支柱
２２ 回転部
２２ａ 円板
２２ｂ 放射板
２３ 巻取り部
２３ａ 係止片
２３ｂ 連結片
２４ リンク部
２４ａ 第一リンク片
２４ｂ 第二リンク片
２５ 把持棒
２６ バネ材
２７ コイルバネ
２８ モーター
３０ スペーサー
３１ 基板部
３２ 枝部
３３ 挿入凹部
４０ ガイド棒
４１ 案内凹部
Ｇ 間隙
Ｐ 大多量水

Claims (1)

1. 不凍液を循環させるスパイラル状パイプ（１）を大多量水Ｐに設置して，該大多量水の熱エネルギーを利用する熱供給システムにおける前記スパイラル状パイプを，パイプ同士間に間隙（Ｇ）を形成した状態で巻取る装置であって、パイプ同士が接触した状態で巻かれた巻回パイプ（２）を回転自在に支持する送り機構（１０）と、垂直方向に配置され回転自在な回転部（２２）の中心から同一距離上に一定間隔で複数の巻取り部（２３）を横設した巻取り機構（２０）とを備え、前記送り機構に支持された巻回パイプを，前記巻取り部に，複数の列（１ａ）および複数の層（１ｂ）に巻取ってスパイラル状パイプとするに際し，各層間に配置される基板部（３１）から各列間に配置される複数の枝部（３２）を立設したスペーサー（３０）を介して巻取るものとし、前記巻取り部を，回転部の中心に向かって進退移動自在とし，該巻取り部を回転部の中心に向けて移動して，前記巻取り完了後のスパイラル状パイプを抜き取るものとしてなるスパイラル状パイプ巻取り装置。

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