JP5096608B1 - Channel switching type geothermal water circulation device - Google Patents

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Abstract

【課題】 構造を簡単にすることにより製造コストを抑制するとともに、既存の井戸を利用して設置コストを抑制することのできる流路切換式地熱水循環装置を提供する。
【解決手段】 帯水層Lを有する深さまで埋設される外装管2と、この外装管2内に配置される内装管3と、外装管2に設けられる上部ストレーナ4と、内装管3に設けられる下部ストレーナ5と、外装管2内の上下の流通を遮蔽する流通遮蔽部14と、外装管2内の地熱水を汲み上げる外装管用ポンプ8と、内装管内の地熱水を汲み上げる内装管用ポンプ9と、地熱水を熱源として熱交換を行う熱交換手段10と、地熱水を外装管2内とへと還元する外装管用還元パイプ11と、内装管3内とへと還元する内装管用還元パイプ12と、第一モードと第二モードとの切り換えを行うモード切換手段13とを有する。
【選択図】 図3
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flow path switching type geothermal water circulation device capable of suppressing the manufacturing cost by simplifying the structure and suppressing the installation cost by utilizing an existing well.
SOLUTION: An outer tube 2 buried to a depth having an aquifer L, an inner tube 3 disposed in the outer tube 2, an upper strainer 4 provided in the outer tube 2, and an inner tube 3 are provided. A lower strainer 5, a flow shielding part 14 that shields the upper and lower flow in the outer tube 2, an outer tube pump 8 that pumps geothermal water in the outer tube 2, and an inner tube pump that pumps geothermal water in the inner tube 9, heat exchange means 10 for exchanging heat using geothermal water as a heat source, a reduction pipe 11 for exterior pipe that reduces geothermal water to the interior of the exterior pipe 2, and an interior pipe that reduces the interior of the interior pipe 3 It has a reduction pipe 12 and mode switching means 13 for switching between the first mode and the second mode.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、帯水層の地熱水を循環利用する流路切換式地熱水循環装置に関するものである。   The present invention relates to a flow path switching type geothermal water circulation device that circulates and uses geothermal water in an aquifer.

一般的に、地中の温度は年間を通してほぼ一定である。そのため、夏季における地中は外気温よりも低い傾向があり、冬季における地中は外気温よりも高い傾向がある。また、地中にある帯水層内に含まれる地熱水の温度は、地中の温度に依存するため、上記と同様の傾向がある。   Generally, the underground temperature is almost constant throughout the year. Therefore, the underground in summer tends to be lower than the outside temperature, and the underground in winter tends to be higher than the outside temperature. Moreover, since the temperature of the geothermal water contained in the underground aquifer depends on the temperature of the ground, there is a tendency similar to the above.

そこで、これまでに帯水層内の地熱水を汲み上げ、夏季には冷房用の熱源として活用し、冬季には暖房用の熱源として活用する試みがなされている。   Therefore, attempts have been made so far to draw up geothermal water in the aquifer and use it as a heat source for cooling in the summer and as a heat source for heating in the winter.

例えば、本願発明者は、特許第3927593号公報において、ストレーナを有する外装管と、この外装管内に挿入される断熱内装管と、この断熱内装管と外装管との間に形成される流通路と、断熱内装管内から地熱水を汲み上げるポンプと、このポンプにより汲み上げられた地熱水を圧送する熱源供給圧送管と、利用された後の地熱水を流通路へと圧送する熱源還元管とを有する二重管式地熱水循環装置を提案し、特許権を取得している(特許文献1)。この特許文献1によると、利用後の地熱水が、ストレーナを介して帯水層へと還元されるため、過剰採水による井戸枯れや地盤沈下の心配がなくなるとされている。   For example, in the patent No. 3927593, the inventor of the present application disclosed an outer tube having a strainer, a heat insulating inner tube inserted into the outer tube, and a flow passage formed between the heat insulating inner tube and the outer tube. A pump for pumping geothermal water from inside the heat insulation interior pipe, a heat source supply pump pipe for pumping the geothermal water pumped by the pump, and a heat source reduction pipe for pumping the geothermal water after being used to the flow passage Has proposed a double-pipe geothermal water circulation device with a patent right (Patent Document 1). According to this patent document 1, since geothermal water after use is reduced to an aquifer through a strainer, it is said that there is no concern about well drainage or ground subsidence due to excessive sampling.

しかしながら、特許文献1に記載された発明においては、ストレーナの帯水層側に地熱水を濾過した際の泥や砂等の異物が堆積し、目詰まりを起こすおそれがあった。また、目詰まりが生じた場合、これを解消することは困難であると考えられる。   However, in the invention described in Patent Document 1, foreign matters such as mud and sand when the geothermal water is filtered are deposited on the aquifer side of the strainer, which may cause clogging. Moreover, when clogging arises, it is thought that it is difficult to eliminate this.

そこで、本願発明者は、特許第4564106号公報において、外装管と、外装管内に配置される内装管と、この内装管内に配置される地熱水吸引ポンプと、外装管に設けられるストレーナと、外装管と内装管との間に形成される流通路を上下に分割するように塞ぐことで形成した上側流通路および下側流通路と、下側流通路内の地熱水を地熱水吸引ポンプにより吸引し、利用後の地熱水を上側流通路から帯水層へと還元する第一循環モードと、上側流通路内の地熱水を地熱水吸引ポンプにより吸引し、利用後の地熱水を下側流通路から帯水層へと還元する第二循環モードと、これらの第一循環モードまたは第二循環モードの循環モードの切り換えを行うモード切換手段とを有する流路切換式地熱水循環装置を提案し、特許を取得している(特許文献2)。この特許文献2によると、第一循環モードまたは第二循環モードを適宜切り換えることにより、ストレーナの帯水層側に堆積した異物を帯水層側へ流し出す作用を生じさせることができ、ストレーナの目詰まりを防止することができるとされている。   Therefore, the present inventor, in Japanese Patent No. 4564106, an exterior tube, an interior tube disposed in the exterior tube, a geothermal water suction pump disposed in the interior tube, a strainer provided in the exterior tube, Suction of geothermal water in the upper and lower flow passages formed by closing the flow passage formed between the outer pipe and the inner pipe so as to be divided vertically, and geothermal water in the lower flow passage The first circulation mode that sucks in the pump and reduces the geothermal water after use from the upper flow path to the aquifer, and the geothermal water in the upper flow path is sucked in by the geothermal water suction pump, A flow path switching type having a second circulation mode for reducing geothermal water from the lower flow passage to the aquifer, and mode switching means for switching between the first circulation mode or the second circulation mode. Proposed geothermal water circulation device and obtained a patent ( Patent Document 2). According to this Patent Document 2, by appropriately switching between the first circulation mode and the second circulation mode, it is possible to cause the action of causing foreign matter accumulated on the aquifer side of the strainer to flow out to the aquifer side. It is said that clogging can be prevented.

特許第3927593号公報Japanese Patent No. 3927593 特許第4564106号公報Japanese Patent No. 4564106

しかしながら、特許文献2に記載された発明においては、地熱水吸引ポンプが内装管内にしか設置されておらず、汲み上げる地熱水を常に内装管内に供給するため、第一循環モードと、第二循環モードとを切り換えるには、複雑な流通路が必要となっていた。従って、製造コストが高くなってしまうことから、構造を簡単にすることで製造コストを低く抑えて実用化を高めたいというニーズが存在していた。   However, in the invention described in Patent Document 2, the geothermal water suction pump is installed only in the interior pipe, and the geothermal water to be pumped is always supplied into the interior pipe. To switch between the circulation modes, a complicated flow path is required. Therefore, since the manufacturing cost is increased, there has been a need to simplify the structure and to reduce the manufacturing cost and increase the practical use.

また、特許文献2に記載された発明においては、流通路を上下に分割する構造を外装管等に予め設けておく必要があった。例えば、特許文献2では、外装管内の支持部と内装管の係止部とにより構成したり、外装管と内装管とを間仕切り等で固定したりするものが提案されていた。   Moreover, in the invention described in Patent Document 2, it is necessary to previously provide a structure for dividing the flow passage vertically in an outer tube or the like. For example, Patent Document 2 proposes a configuration that includes a support portion in an outer tube and a locking portion of the inner tube, or that fixes the outer tube and the inner tube with a partition or the like.

しかし、特許文献2で提案されていたものは、上記構成を有する外装管等を新たに製造して埋設する必要があるため、設置コストも嵩むという要因になる。従って、既存の井戸を外装管として利用できれば設置コストが抑えられる。   However, what has been proposed in Patent Document 2 is a factor that increases the installation cost because it is necessary to newly manufacture and bury the outer tube having the above-described configuration. Therefore, if an existing well can be used as an outer tube, the installation cost can be reduced.

本発明は、このようなニーズに応えるためになされたものであって、構造を簡単にすることにより製造コストを抑制するとともに、既存の井戸を利用して設置コストを抑制することのできる流路切換式地熱水循環装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in order to meet such needs, and it is possible to reduce the manufacturing cost by simplifying the structure and to reduce the installation cost by using an existing well. The object is to provide a switchable geothermal water circulation device.

本発明に係る流路切換式地熱水循環装置の参考例は、地表から少なくとも一つの帯水層を有する深さまで埋設される外装管と、この外装管内に配置されるとともに少なくとも前記外装管の接する帯水層よりも深い位置まで埋設される内装管と、前記外装管において前記帯水層と接する位置に設けられる上部ストレーナと、前記内装管において前記帯水層と接する位置に設けられる下部ストレーナと、前記外装管に接する帯水層と前記内装管に接する帯水層との間に設けられて前記上部ストレーナから流入する地熱水の流出を防止する前記外装管の底部で構成された流出防止部と、前記内装管と前記外装管との間に配置されて前記外装管内に流入する地熱水を汲み上げる外装管用ポンプと、前記内装管内に配置されて前記内装管内に流入する地熱水を汲み上げる内装管用ポンプと、前記外装管用ポンプまたは前記内装管用ポンプにより汲み上げられた地熱水を熱源として熱交換を行う熱交換手段と、この熱交換手段により使用された後の地熱水を前記外装管内とへと還元する外装管用還元パイプと、前記熱交換手段により使用された後の地熱水を前記内装管内とへと還元する内装管用還元パイプと、前記外装管用ポンプを作動させるとともに前記内装管用還元パイプを開放する第一モードと前記内装管用ポンプを作動させるとともに前記外装管用還元パイプを開放する第二モードとの切り換えを行うモード切換手段とを有する。 The reference example of the flow path switching type geothermal water circulation device according to the present invention includes an outer tube buried from the surface to a depth having at least one aquifer, and a band disposed in the outer tube and in contact with at least the outer tube. An inner pipe embedded to a position deeper than the water layer, an upper strainer provided at a position in contact with the aquifer in the outer pipe, a lower strainer provided at a position in contact with the aquifer in the inner pipe, An outflow prevention part formed between the aquifer in contact with the outer tube and the aquifer in contact with the inner tube and configured to prevent the outflow of geothermal water flowing in from the upper strainer. A pump for an outer tube that is disposed between the inner tube and the outer tube and pumps up geothermal water flowing into the outer tube, and a ground that is disposed in the inner tube and flows into the inner tube A pump for an interior pipe that pumps water, a heat exchange means for exchanging heat using the geothermal water pumped by the pump for the exterior pipe or the pump for the interior pipe, and the geothermal water after being used by the heat exchange means And operating a reduction pipe for an exterior pipe that returns to the inside of the exterior pipe, a reduction pipe for an interior pipe that reduces the geothermal water that has been used by the heat exchange means to the inside of the interior pipe, and a pump for the exterior pipe. Mode switching means for switching between a first mode for opening the internal pipe reduction pipe and a second mode for operating the internal pipe pump and opening the external pipe reduction pipe.

また、本発明に係る流路切換式地熱水循環装置は、地表から少なくとも複数の帯水層を有する深さまで埋設される外装管と、少なくとも一つの前記帯水層よりも深い位置まで前記外装管内に挿入される内装管と、この内装管に装着させた状態で前記外装管内に挿入され、前記複数の帯水層のうち上方側にある上方帯水層と下方側にある下方帯水層との間に配置されることにより前記外装管内の上下の流通を遮蔽する流通遮蔽部と、前記外装管において前記上方帯水層と接する位置に設けられる上部ストレーナと、前記外装管において前記下方帯水層と接する位置に設けられる下部ストレーナと、前記流通遮蔽部より上方の前記内装管と前記外装管との間に配置されて前記外装管内に流入する地熱水を汲み上げる外装管用ポンプと、前記内装管内に配置されて前記内装管内に流入する地熱水を汲み上げる内装管用ポンプと、前記外装管用ポンプまたは前記内装管用ポンプにより汲み上げられた地熱水を熱源として熱交換を行う熱交換手段と、前記熱交換手段から前記外装管内にかけて配置され、前記熱交換手段により使用された後の地熱水を前記外装管内へと還元する外装管用還元パイプと、前記熱交換手段から前記内装管内にかけて配置され、前記熱交換手段により使用された後の地熱水を前記内装管内へと還元する内装管用還元パイプと、前記外装管用ポンプを作動させるとともに前記内装管用還元パイプを開放する第一モードと前記内装管用ポンプを作動させるとともに前記外装管用還元パイプを開放する第二モードとの切り換えを行うモード切換手段とを有する。 Further, the flow path switching type geothermal water circulation device according to the present invention includes an outer tube buried from the ground surface to a depth having at least a plurality of aquifers, and at least one deeper position than the aquifer in the outer tube. An inner pipe to be inserted, and an upper aquifer layer on the upper side and a lower aquifer layer on the lower side of the plurality of aquifers, inserted into the outer pipe in a state of being attached to the inner pipe. A flow shielding portion that shields upper and lower flow in the outer tube by being disposed between, an upper strainer provided at a position in contact with the upper aquifer layer in the outer tube, and the lower aquifer layer in the outer tube A lower strainer provided at a position in contact with the outer tube, a pump for an outer tube disposed between the inner tube and the outer tube above the flow shield, and pumping up geothermal water flowing into the outer tube, and the inner tube Heat exchange means for exchanging heat with the pump interior tube pumping geothermal water flowing into the interior pipe is disposed, a geothermal water pumped up by the outer tube pump or the interior tube pump as a heat source in the heat wherein the exchange means disposed over the outer tube, the reducing pipe sheathing tube geothermal water is reduced to the outer tube after being used by said heat exchange means is disposed toward the interior pipe from the heat exchange means, wherein a reducing pipe interior tube geothermal water is reduced to the interior tube after being used by said heat exchange means, a first mode for opening the reducing pipe for the interior tube actuates the pump for the outer tube interior Mode switching means for operating a pipe pump and switching to a second mode for opening the outer pipe reduction pipe.

また、本発明の一態様として、前記外装管用還元パイプの流出口および前記内装管用還元パイプの流出口を動水位より深い位置に配置するとともに、前記外装管内および前記内装管内の動水位より深い位置に前記地熱水と空気との接触を遮断する空気遮断部を設置するよにしてもよい。   Further, as one aspect of the present invention, the outlet of the outer pipe reducing pipe and the outlet of the inner pipe reducing pipe are arranged at a position deeper than the dynamic water level, and a position deeper than the dynamic water level in the outer pipe and the inner pipe. In addition, an air blocking unit that blocks contact between the geothermal water and air may be installed.

さらに、本発明の一態様として、前記流通遮蔽部は、前記内装管を挿通させる内装管挿通孔を有する可延性板材と、この可延性板材を上下から狭持して前記可延性板材の外周縁を前記外装管内壁に密接させる狭持部材とを有するようにしてもよい。   Furthermore, as one aspect of the present invention, the flow shield part includes a ductable plate material having an interior tube insertion hole through which the interior tube is inserted, and an outer peripheral edge of the ductile plate material by sandwiching the ductile plate material from above and below. It is also possible to have a pinching member that closely contacts the inner wall of the outer tube.

また、本発明の一態様として、前記流通遮蔽部は、複数枚の前記可延性板材を有しており、各々の前記可延性板材は前記内装管挿通孔を分断する切断面により2つに分割されており、上下に接する前記可延性板材同士の前記切断面を周方向にずらして重ね合わせてなるようにしてもよい。   Further, as one aspect of the present invention, the flow shield part has a plurality of the ductile plate members, and each of the ductile plate members is divided into two by a cut surface that divides the interior pipe insertion hole. In addition, the cut surfaces of the ductile plates that are in contact with each other may be overlapped while being shifted in the circumferential direction.

本発明によれば、構造を簡単にすることにより製造コストを抑制するとともに、既存の井戸を利用することにより設置コストも抑制することができる。   According to the present invention, the manufacturing cost can be reduced by simplifying the structure, and the installation cost can be reduced by using an existing well.

本発明に係る流路切換式地熱水循環装置の参考例における第一モードを示す正面縦断面図である。It is a front longitudinal cross-sectional view which shows the 1st mode in the reference example of the flow-path-switching-type geothermal water circulation apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る流路切換式地熱水循環装置の参考例における第二モードを示す正面縦断面図である。It is a front longitudinal cross-sectional view which shows the 2nd mode in the reference example of the flow-path-switching type geothermal water circulation apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る流路切換式地熱水循環装置の一実施形態における第一モードを示す正面縦断面図である。It is a front longitudinal cross-sectional view which shows the 1st mode in one Embodiment of the flow-path switching type geothermal water circulation apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る流路切換式地熱水循環装置の一実施形態における第二モードを示す正面縦断面図である。It is a front longitudinal cross-sectional view which shows the 2nd mode in one Embodiment of the flow-path switching type geothermal water circulation apparatus which concerns on this invention. 実施形態における流通遮蔽部を示す正面図である。It is a front view which shows the distribution | circulation shielding part in this embodiment . 実施形態における流通遮蔽部を示す平面図である。It is a top view which shows the distribution | circulation shielding part in this embodiment . 実施形態における流通遮蔽部を示す図5の左側面図である。It is a left view of FIG. 5 which shows the distribution | circulation shielding part in this embodiment . 実施形態における第一可延性板材を示す平面図である。It is a top view which shows the 1st ductile board | plate material in this embodiment . 実施形態における第一可延性板材を示す正面図である。It is a front view which shows the 1st ductile board | plate material in this embodiment . 実施形態における第二可延性板材を示す平面図である。It is a top view which shows the 2nd ductile board | plate material in this embodiment . 実施形態における第二可延性板材を示す正面図である。It is a front view which shows the 2nd ductile board | plate material in this embodiment . 実施形態における第三可延性板材を示す平面図である。It is a top view which shows the 3rd ductile board | plate material in this embodiment . 実施形態における第三可延性板材を示す正面図である。It is a front view which shows the 3rd ductile board | plate material in this embodiment . 実施形態における第四可延性板材を示す平面図である。It is a top view which shows the 4th ductile board | plate material in this embodiment . 実施形態における第四可延性板材を示す正面図である。It is a front view which shows the 4th ductile board | plate material in this embodiment . 実施形態における上部狭持部材を示す平面図である。It is a top view which shows the upper pinching member in this embodiment . 実施形態における上部狭持部材を示す正面図である。It is a front view which shows the upper pinching member in this embodiment . 実施形態における下部狭持部材を示す平面図である。It is a top view which shows the lower pinching member in this embodiment . 実施形態における下部狭持部材を示す正面図である。It is a front view which shows the lower holding member in this embodiment .

以下、本発明に係る流路切換式地熱水循環装置の参考例について図面を用いて説明する。図1は、本参考例の流路切換式地熱水循環装置1Aにおいて第一モードの状態を示す正面縦断面図である。 Hereinafter, a reference example of a flow path switching type geothermal water circulating apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a front longitudinal sectional view showing a state of the first mode in the flow path switching type geothermal water circulating apparatus 1A of the present reference example .

図1より、本参考例の流路切換式地熱水循環装置1Aは、主として、地中に埋設される外装管2と、前記外装管2内に配置される内装管3と、前記外装管2の側面に設けられる上部ストレーナ4と、前記内装管3の側面に設けられる下部ストレーナ5と、前記外装管2の下方に設けられる底部として構成される流出防止部6と、前記外装管2および前記内装管3の地表近傍に設けられる空気遮断部7と、前記外装管2内に配置される外装管用ポンプ8と、前記内装管3内に配置される内装管用ポンプ9と、汲み上げられる地熱水を熱源として熱交換を行う熱交換手段10と、使用後の地熱水を前記外装管2内へ還元する外装管用還元パイプ11と、使用後の地熱水を前記内装管3内へ還元する内装管用還元パイプ12と、地熱水の流れを第一モードまたは第二モードに切り換えるモード切換手段13とから構成されている。以下、各構成について詳細に説明する。 From FIG. 1, the flow path switching type geothermal water circulation device 1 </ b> A of the present reference example mainly includes an outer tube 2 embedded in the ground, an inner tube 3 disposed in the outer tube 2, and the outer tube 2. The upper strainer 4 provided on the side surface, the lower strainer 5 provided on the side surface of the interior pipe 3, the outflow prevention part 6 configured as a bottom provided below the exterior pipe 2, the exterior pipe 2 and the interior An air blocking portion 7 provided near the ground surface of the pipe 3, an outer pipe pump 8 disposed in the outer pipe 2, an inner pipe pump 9 disposed in the inner pipe 3, and geothermal water to be pumped Heat exchanging means 10 for exchanging heat as a heat source, a reduction pipe 11 for the outer pipe that reduces the geothermal water after use into the outer pipe 2, and an interior that reduces the geothermal water after use into the inner pipe 3 The pipe reduction pipe 12 and the geothermal water flow first And a mode switching means 13 for switching the over-de or the second mode. Hereinafter, each configuration will be described in detail.

外装管2は、鉄鋼や樹脂等を材料とする管であり、複数の帯水層Lを有する地中において、地表から少なくとも一つの帯水層Lを有する深さまで埋設されている。   The outer tube 2 is a tube made of steel, resin, or the like, and is buried from the ground surface to a depth having at least one aquifer L in the ground having a plurality of aquifers L.

内装管3は、鉄鋼や樹脂等を材料とする管であり、外装管2内に配置されているとともに、少なくとも外装管2の接する帯水層Lよりも深い位置における帯水層Lを有する深さまで埋設されている。また、内装管3は、この内装管3と外装管2との間に外装管用ポンプ8を配置するため、外装管2の中心位置から偏心された位置に配置されている。なお、外装管2と内装管3との間に外装管用ポンプ8を配置するのに十分な空間が形成されている場合、内装管3を外装管2に対して偏心位置に配置しなくてもよい。   The inner pipe 3 is a pipe made of steel, resin, or the like. The inner pipe 3 is disposed in the outer pipe 2 and has a deep aquifer L at a position deeper than at least the aquifer L in contact with the outer pipe 2. It is buried. Further, the inner tube 3 is disposed at a position eccentric from the center position of the outer tube 2 in order to dispose the outer tube pump 8 between the inner tube 3 and the outer tube 2. In addition, when the space sufficient to arrange | position the pump 8 for exterior pipes is formed between the exterior pipe 2 and the interior pipe 3, it is not necessary to arrange the interior pipe 3 in the eccentric position with respect to the exterior pipe 2 Good.

上部ストレーナ4は、外装管2を挿入するために掘削された地中と外装管2との間に形成される隙間に充填された小砂利等によって構成されたフィルターを有しており、外装管2の帯水層Lと接する位置に設けられている。この上部ストレーナ4は、外装管2内に流入する地熱水に含まれる砂や泥等の不純物を除去するものである。なお、上部ストレーナ4のフィルターは金網や不織布等により形成されてもよい。   The upper strainer 4 has a filter constituted by small gravel filled in a gap formed between the underground excavated for inserting the outer tube 2 and the outer tube 2. It is provided at a position in contact with the second aquifer L. The upper strainer 4 is for removing impurities such as sand and mud contained in the geothermal water flowing into the outer tube 2. Note that the filter of the upper strainer 4 may be formed of a wire mesh, a nonwoven fabric, or the like.

下部ストレーナ5は、上部ストレーナ4と同様、内装管3を挿入するために掘削された地中と内装管3との間に形成される隙間に充填された小砂利等によって構成されたフィルターを有し、外装管2の底部である流出防止部6よりも下方における内装管3が接する帯水層Lの位置に設けられている。この下部ストレーナ5は、上部ストレーナ4と同様に、内装管3内に流入する地熱水に含まれる砂や泥等の不純物を除去するものである。なお、下部ストレーナ5のフィルターは金網や不織布等により形成されてもよい。   Similar to the upper strainer 4, the lower strainer 5 has a filter constituted by small gravel filled in a gap formed between the underground excavated for inserting the inner pipe 3 and the inner pipe 3. And it is provided in the position of the aquifer L where the interior pipe 3 is in contact below the outflow prevention section 6 which is the bottom of the exterior pipe 2. Similar to the upper strainer 4, the lower strainer 5 removes impurities such as sand and mud contained in the geothermal water flowing into the interior pipe 3. Note that the filter of the lower strainer 5 may be formed of a wire mesh, a nonwoven fabric, or the like.

流出防止部6は、外装管2の下方を塞ぐためのものであるとともに、本参考例では、上部ストレーナー4から流入させた地熱水を流出させないように機能している。また、前記流出防止部6には、内装管3を挿通させるための内装管挿通孔61が形成されている。なお、前記流出防止部6は、外装管2と一体的に形成されていてもよく、外装管2とは別体として形成し、溶接、嵌合または螺合等によって外装管2の下方に固定されてもよい。 The outflow prevention unit 6 serves to block the lower portion of the outer tube 2 and functions in this reference example so that the geothermal water introduced from the upper strainer 4 does not flow out. The outflow prevention part 6 is formed with an interior pipe insertion hole 61 for allowing the interior pipe 3 to be inserted therethrough. The outflow prevention portion 6 may be formed integrally with the outer tube 2 and is formed as a separate body from the outer tube 2 and fixed below the outer tube 2 by welding, fitting, screwing or the like. May be.

空気遮断部7は、鉄鋼や樹脂等を材料とする板状部材からなり、外装管2の上方および内装管3の上方であって動水位Wよりも深い位置に配置される。この空気遮断部7は、外装管2内および内装管3内の地熱水と、その上方にある空気との接触を遮断するものである。   The air blocking part 7 is made of a plate-like member made of steel, resin, or the like, and is disposed at a position deeper than the moving water level W above the outer tube 2 and the inner tube 3. The air blocking section 7 blocks contact between the geothermal water in the outer tube 2 and the inner tube 3 and the air above it.

なお、動水位Wとは、外装管用ポンプ8または内装管用ポンプ9を作動させた際の各管内の地熱水の水位のことである。   The dynamic water level W is the level of geothermal water in each pipe when the outer pipe pump 8 or the inner pipe pump 9 is operated.

外装管用ポンプ8は、前記外装管2内の地熱水を汲み上げるためのポンプであり、内装管3と外装管2との間に配置される。また、本参考例における外装管用ポンプ8は、汲み上げる地熱水と空気との接触を避けるため、水中から地熱水を汲み上げることのできる水中ポンプが用いられている。 The outer tube pump 8 is a pump for pumping up geothermal water in the outer tube 2, and is disposed between the inner tube 3 and the outer tube 2. In addition, the outer tube pump 8 in the present reference example uses a submersible pump that can pump geothermal water from underwater in order to avoid contact between the geothermal water pumped up and air.

内装管用ポンプ9は、前記内装管3内の地熱水を汲み上げるためのポンプであり、内装管3内に配置される。また、本参考例における内装管用ポンプ9は、外装管用ポンプ8と同様、汲み上げる地熱水と空気との接触を避けるため、水中ポンプが用いられている。 The internal pipe pump 9 is a pump for pumping up the geothermal water in the internal pipe 3, and is disposed in the internal pipe 3. In addition, as the internal pipe pump 9 in this reference example , a submersible pump is used in order to avoid contact between the geothermal water to be pumped and the air, similarly to the external pipe pump 8.

なお、外装管用ポンプ8および内装管用ポンプ9は、水中ポンプに限定されるものではない。例えば、水中で使用できないポンプ等も用いることができる。水中で使用できないポンプの場合は、ポンプの取水口を外装管8内または内装管9内の動水位Wより深い位置に配置し、ポンプ本体を地中や地上等に設けることにより、外装管2内または内装管3内の地熱水を汲み上げることができる。   The exterior tube pump 8 and the interior tube pump 9 are not limited to submersible pumps. For example, a pump that cannot be used in water can be used. In the case of a pump that cannot be used underwater, the intake port of the pump is arranged at a position deeper than the dynamic water level W in the outer tube 8 or the inner tube 9, and the pump main body is provided in the ground or on the ground, so that the outer tube 2 The geothermal water in the interior or interior pipe 3 can be pumped up.

熱交換手段10は、地熱水を熱源として熱交換を行う冷暖房装置等で構成される。なお、熱交換手段10の代わりに、または、熱交換手段10とともに、蛇口を設けて地熱水を水源として利用できるようにしてもよい。   The heat exchanging means 10 is composed of an air conditioner or the like that performs heat exchange using geothermal water as a heat source. In addition, instead of the heat exchange means 10 or together with the heat exchange means 10, a faucet may be provided so that geothermal water can be used as a water source.

外装管用還元パイプ11は、鉄鋼や樹脂等を材料とする管であり、熱交換手段10から外装管2内にかけて配置されている。この外装管用還元パイプ11は、熱交換手段10により使用された後の地熱水を外装管2内へと還元する管である。また、本参考例における外装管用還元パイプ11の下端部にある流出口111は、動水位Wより深い位置に配置されている。使用された後の地熱水を外装管2内へと還元する際に、地熱水と空気との接触を避けるためである。 The outer pipe reduction pipe 11 is a pipe made of steel, resin, or the like, and is arranged from the heat exchange means 10 to the outer pipe 2. The outer pipe reducing pipe 11 is a pipe that reduces the geothermal water after being used by the heat exchange means 10 into the outer pipe 2. Further, the outlet 111 at the lower end of the outer pipe reduction pipe 11 in the present reference example is disposed at a position deeper than the dynamic water level W. This is to avoid contact between the geothermal water and the air when the geothermal water after use is reduced into the outer tube 2.

内装管用還元パイプ12は、鉄鋼や樹脂等を材料とする管であり、熱交換手段10から内装管3内にかけて配置されている。この内装管用還元パイプ12は、熱交換手段10により使用された後の地熱水を内装管3内へと還元する管である。また、本参考例における内装管用還元パイプ12の下端部にある流出口121は、外装管用還元パイプ11の下端部にある流出口111と同様、地熱水と空気との接触を避けるため、動水位Wより深い位置に配置されている。 The interior pipe reduction pipe 12 is a pipe made of steel, resin, or the like, and is arranged from the heat exchange means 10 to the interior pipe 3. The interior pipe reduction pipe 12 is a pipe that reduces the geothermal water after being used by the heat exchange means 10 into the interior pipe 3. In addition, the outlet 121 at the lower end of the inner pipe reduction pipe 12 in this reference example is similar to the outlet 111 at the lower end of the outer pipe reduction pipe 11 in order to avoid contact between geothermal water and air. It is arranged at a position deeper than the water level W.

モード切換手段13は、外装管用ポンプ8を作動させるとともに内装管用還元パイプ12を開放する第一モードと、内装管用ポンプ9を作動させるとともに外装管用還元パイプ11を開放する第二モードとを切り換えることにより、地熱水の循環方向を切り換えるものである。本参考例におけるモード切換手段13は、第一モードと第二モードとの切り換えを行うため、ポンプ制御部(図示しない)と、還元パイプ切換制御部131とを有している。 The mode switching means 13 switches between a first mode in which the exterior pipe pump 8 is operated and the interior pipe reduction pipe 12 is opened, and a second mode in which the interior pipe pump 9 is operated and the exterior pipe reduction pipe 11 is opened. Thus, the circulation direction of the geothermal water is switched. The mode switching means 13 in the present reference example has a pump control unit (not shown) and a reduction pipe switching control unit 131 for switching between the first mode and the second mode.

ポンプ制御部は、外装管用ポンプ8および内装管用ポンプ9の作動のオン・オフ制御を行うものであり、第一モードでは、前記外装管用ポンプ8を作動させるとともに前記内装管用ポンプ9を停止させ、第二モードでは、前記内装管用ポンプ9を作動させるとともに前記外装管用ポンプ8を停止させる。   The pump control unit performs on / off control of the operation of the outer tube pump 8 and the inner tube pump 9, and in the first mode, the outer tube pump 8 is operated and the inner tube pump 9 is stopped, In the second mode, the inner tube pump 9 is operated and the outer tube pump 8 is stopped.

還元パイプ切換制御部131は、電磁弁等を有しており、使用された後の地熱水を送る流路を外装管用還元パイプ11か内装管用還元パイプ12に切り換える制御を行う。第一モードでは、内装管用還元パイプ12側の流路を開放し、第二モードでは、外装管用還元パイプ11側の流路を開放する。   The reduction pipe switching control unit 131 has an electromagnetic valve or the like, and performs control to switch the flow path for sending geothermal water after use to the exterior pipe reduction pipe 11 or the interior pipe reduction pipe 12. In the first mode, the flow path on the inner pipe return pipe 12 side is opened, and in the second mode, the flow path on the outer pipe return pipe 11 side is opened.

次に、本参考例における流路切換式地熱水循環装置1Aの各構成の作用について、図1および図2を用いて説明する。 Next, the operation of each component of the flow path switching type geothermal water circulation device 1A in this reference example will be described with reference to FIGS.

まず、各構成が第一モードである場合について説明する。図1に示すように、第一モードの場合、モード切換手段13のポンプ制御部は、外装管用ポンプ8を作動させるとともに内装管用ポンプ9を停止させる。   First, a case where each configuration is the first mode will be described. As shown in FIG. 1, in the first mode, the pump control unit of the mode switching unit 13 operates the outer tube pump 8 and stops the inner tube pump 9.

外装管用ポンプ8は、外装管2内の地熱水を汲み上げて熱交換手段10へと送る。本参考例では、外装管用ポンプ8として水中ポンプを用いているため、汲み上げた地熱水を空気と接触させることなく、熱交換手段10へ送ることができる。 The outer tube pump 8 pumps up the geothermal water in the outer tube 2 and sends it to the heat exchange means 10. In this reference example , since the submersible pump is used as the outer tube pump 8, the pumped geothermal water can be sent to the heat exchanging means 10 without contacting with air.

外装管2では、地熱水が汲み上げられ、水位が低下すると、これに応じて外装管2内の圧力も低下する。そのため、相対的に帯水層L側の圧力が高くなり、帯水層L内の地熱水が上部ストレーナ4を通過して外装管2内に流入する。このように外装管2内の地熱水は、帯水層Lから随時供給され、外装管用ポンプ8によって連続的に汲み上げることができる。   In the outer tube 2, when geothermal water is pumped and the water level is lowered, the pressure in the outer tube 2 is also lowered accordingly. Therefore, the pressure on the aquifer L side becomes relatively high, and the geothermal water in the aquifer L passes through the upper strainer 4 and flows into the outer tube 2. As described above, the geothermal water in the outer tube 2 is supplied from the aquifer L as needed and can be continuously pumped by the outer tube pump 8.

また、流出防止部6が、外装管2の下方を塞いでいるため、上部ストレーナ4を通過して外装管2内に流入する地熱水を外装管2内に溜めておくことができる。   Further, since the outflow prevention part 6 blocks the lower part of the outer tube 2, geothermal water that passes through the upper strainer 4 and flows into the outer tube 2 can be stored in the outer tube 2.

上部ストレーナ4は、フィルターによって帯水層L内に含まれる泥や砂等の異物を濾過し、外装管2内に流入する地熱水を綺麗にする。   The upper strainer 4 filters foreign matters such as mud and sand contained in the aquifer L by a filter and cleans the geothermal water flowing into the outer tube 2.

熱交換手段10は、汲み上げられた地熱水を熱源として熱交換を行う。例えば、夏季では、地熱水が外気温よりも低温であるため、地熱水を冷房用の熱源として利用する。また、冬季では、地熱水が外気温よりも高温であるため、地熱水を暖房用の熱源として利用する。   The heat exchange means 10 performs heat exchange using the pumped geothermal water as a heat source. For example, since the geothermal water is cooler than the outside air temperature in summer, the geothermal water is used as a heat source for cooling. In the winter season, geothermal water is hotter than the outside air temperature, so geothermal water is used as a heat source for heating.

モード切換手段13の還元パイプ切換制御部131は電磁弁を制御して、使用された後の地熱水を送る流路を内装管用還元パイプ12側にして当該内装管用還元パイプ11を開放させる。   The reduction pipe switching control unit 131 of the mode switching means 13 controls the electromagnetic valve to open the interior pipe reduction pipe 11 with the flow path for sending the geothermal water after being used as the interior pipe reduction pipe 12 side.

そして、第一モードにおける熱交換手段10により使用された後の地熱水は、内装管3内へと送られる。このとき、内装管用還元パイプ12の流出口121が動水位Wよりも深い位置に配置されているため、地熱水を空気とを接触させることなく内装管3内へ送ることができる。   And the geothermal water after being used by the heat exchange means 10 in the first mode is sent into the interior pipe 3. At this time, since the outlet 121 of the internal pipe return pipe 12 is disposed at a position deeper than the dynamic water level W, geothermal water can be sent into the internal pipe 3 without contacting air.

また、地熱水が内装管3内に送られることにより当該内装管3内の圧力は高くなる。よって、相対的に帯水層L側の圧力が低くなり、内装管3内の地熱水は下部ストレーナ5を通過して帯水層Lへと還元される。   Moreover, when the geothermal water is sent into the interior pipe 3, the pressure in the interior pipe 3 is increased. Accordingly, the pressure on the aquifer L side becomes relatively low, and the geothermal water in the interior pipe 3 passes through the lower strainer 5 and is reduced to the aquifer L.

次に、各構成が第二モードである場合について説明する。図2に示すように、第二モードの場合、モード切換手段13のポンプ制御部は、内装管用ポンプ9を作動させるとともに外装管用ポンプ8を停止させる。地熱水を第一モードにおける循環方向とは逆方向に循環させるためである。   Next, a case where each configuration is the second mode will be described. As shown in FIG. 2, in the second mode, the pump control unit of the mode switching unit 13 operates the internal pipe pump 9 and stops the external pipe pump 8. This is because the geothermal water is circulated in the direction opposite to the circulation direction in the first mode.

内装管用ポンプ9は、内装管3内の地熱水を汲み上げて熱交換手段10へ送る。外装管用ポンプ8と同様、水中ポンプを用いているため、汲み上げた地熱水を空気と接触させることなく、熱交換手段10へ送ることができる。   The interior pipe pump 9 pumps up the geothermal water in the interior pipe 3 and sends it to the heat exchange means 10. Since the submersible pump is used like the outer tube pump 8, the pumped geothermal water can be sent to the heat exchanging means 10 without contacting with air.

内装管3内の地熱水は、汲み上げられことにより水位が低下し、前記内装管3内の圧力が低下する。よって、相対的に帯水層L側の圧力が高くなり、帯水層L内の地熱水が下部ストレーナ5を通過して内装管3内に随時流入する。   As the geothermal water in the interior pipe 3 is pumped up, the water level is lowered and the pressure in the interior pipe 3 is lowered. Accordingly, the pressure on the aquifer L side becomes relatively high, and the geothermal water in the aquifer L passes through the lower strainer 5 and flows into the interior pipe 3 as needed.

下部ストレーナ5は、上部ストレーナ4と同様、フィルターによって帯水層L内に含まれる泥や砂等の異物を濾過し、内装管3内に流入する地熱水を綺麗にする。   Similar to the upper strainer 4, the lower strainer 5 filters foreign matters such as mud and sand contained in the aquifer L by a filter and cleans the geothermal water flowing into the interior pipe 3.

熱交換手段10は、第一モードと同様、汲み上げられた地熱水を熱源として熱交換を行う。   Similarly to the first mode, the heat exchange means 10 performs heat exchange using the pumped geothermal water as a heat source.

第二モードでは、モード切換手段13の還元パイプ切換制御部131が電磁弁を制御して、使用された後の地熱水を送る流路を外装管用還元パイプ11側に切り換え、当該外装管用還元パイプ11を開放する。   In the second mode, the reduction pipe switching control unit 131 of the mode switching means 13 controls the solenoid valve to switch the flow path for sending the geothermal water after use to the exterior pipe reduction pipe 11 side, and to reduce the exterior pipe reduction. The pipe 11 is opened.

また、外装管用還元パイプ11の流出口111は、内装管用還元パイプ12の流出口121と同様に、動水位Wよりも深い位置に配置されているため、地熱水を空気に接触させることなく外装管2内へ送ることができる。流出防止部6は、外装管2内へ送られた地熱水の外装管2内からの流出を防ぐ。   Moreover, since the outflow port 111 of the reduction pipe 11 for exterior pipes is arrange | positioned in the position deeper than the dynamic water level W similarly to the outflow port 121 of the reduction pipe 12 for interior pipes, without making geothermal water contact air. It can be sent into the outer tube 2. The outflow prevention unit 6 prevents outflow of geothermal water sent into the outer tube 2 from the outer tube 2.

そして、地熱水が外装管2内に送られることにより、外装管2内の圧力は高くなる。よって、相対的に帯水層L側の圧力が低くなり、外装管2内の地熱水は上部ストレーナ4を通過して帯水層Lへと還元される。   And when geothermal water is sent in the exterior pipe 2, the pressure in the exterior pipe 2 becomes high. Therefore, the pressure on the aquifer L side becomes relatively low, and the geothermal water in the outer tube 2 passes through the upper strainer 4 and is reduced to the aquifer L.

また、第一モードおよび第二モードともに、空気遮断部7が、外装管2内および内装管3内の地熱水と、その上方にある空気との接触を遮断している。従って、本参考例の流路切換式地熱水循環装置1Aは、地熱水を空気に接触することなく循環することができる。 In both the first mode and the second mode, the air blocking unit 7 blocks the contact between the geothermal water in the outer tube 2 and the inner tube 3 and the air above it. Therefore, the flow path switching type geothermal water circulation device 1A of the present reference example can circulate the geothermal water without contacting the air.

一方、上部ストレーナ4または下部ストレーナ5により濾過された砂等の異物は、上部ストレーナ4または下部ストレーナ5の外側である帯水層L側に付着ないし堆積される。そのため、長期間、同じモードで使用を続けると、帯水層L側が目詰まりを起こすおそれがある。   On the other hand, foreign matter such as sand filtered by the upper strainer 4 or the lower strainer 5 adheres or accumulates on the aquifer L side that is outside the upper strainer 4 or the lower strainer 5. Therefore, if the use is continued in the same mode for a long time, the aquifer L side may be clogged.

そこで、本参考例ではモード切換手段13によりモードを切り換えることによって上部ストレーナ4または下部ストレーナ5の目詰まりを防止する。 Therefore, in this reference example , the mode switching unit 13 switches the mode to prevent the upper strainer 4 or the lower strainer 5 from being clogged.

例えば、第一モードの場合、上部ストレーナ4により濾過された砂等の異物は、上部ストレーナ4の帯水層L側に堆積される。そこで、モードを第二モードに切り換えると、上述のとおり、第二モードでは、外装管2内の圧力は高くなり、相対的に帯水層L側の圧力が低くなるため、地熱水は上部ストレーナ4を通過して帯水層Lへと還元される。このとき、上部ストレーナ4の帯水層L側に堆積された砂等の異物は、帯水層L側に押し流されるため、目詰まりを解消することができる。   For example, in the first mode, foreign matter such as sand filtered by the upper strainer 4 is deposited on the aquifer L side of the upper strainer 4. Therefore, when the mode is switched to the second mode, as described above, in the second mode, the pressure in the outer tube 2 becomes higher, and the pressure on the aquifer L side becomes relatively lower. It passes through the strainer 4 and is reduced to the aquifer L. At this time, since foreign matters such as sand accumulated on the aquifer L side of the upper strainer 4 are pushed away to the aquifer L side, clogging can be eliminated.

同様に、第二モードの場合、下部ストレーナ5により濾過された砂等の異物は、下部ストレーナ5の帯水層L側に堆積される。そこで、モードを第一モードに切り換えると、内装管3内の地熱水は下部ストレーナ5を通過して帯水層Lへと還元されるため、下部ストレーナ5の帯水層L側に堆積された砂等の異物は、帯水層L側に押し流されて目詰まりが解消される。   Similarly, in the second mode, foreign matters such as sand filtered by the lower strainer 5 are deposited on the aquifer L side of the lower strainer 5. Therefore, when the mode is switched to the first mode, the geothermal water in the interior pipe 3 passes through the lower strainer 5 and is reduced to the aquifer L, so that it accumulates on the aquifer L side of the lower strainer 5. Foreign matter such as sand is pushed away toward the aquifer L and clogging is eliminated.

よって、適宜モードを切り換えることにより、目詰まりを防止することができる。なお、モードを切り換えるタイミングは適宜選択されるものである。地中の温度は年中ほぼ一定であるため、いつモードを切り換えても、同等の温度を有する地熱水の連続供給が可能である。   Therefore, clogging can be prevented by switching the mode as appropriate. Note that the timing for switching the mode is appropriately selected. Since the underground temperature is almost constant throughout the year, it is possible to continuously supply geothermal water having the same temperature whenever the mode is switched.

また、地中の温度は、外気温度に対して夏は冷たく、冬は暖かい。従って、地熱水は、夏は冷房用の熱源として、冬は暖房用の熱源として適しており、年中、地熱水の温度を効率よく熱源とすることができる。   The underground temperature is colder in summer and warmer in winter than the outside temperature. Accordingly, geothermal water is suitable as a heat source for cooling in summer and as a heat source for heating in winter, and the temperature of geothermal water can be efficiently used as a heat source throughout the year.

なお、適宜、第一モードと第二モードとに切り換えることにより、利用した水をそれぞれの帯水層Lへ還元することができるため、帯水層Lの枯渇を防ぐとともに各帯水層Lに与える負荷を小さくできる。   In addition, since the used water can be reduced to each aquifer L by appropriately switching between the first mode and the second mode, it is possible to prevent the aquifer L from being depleted and The applied load can be reduced.

以上のような本参考例の流路切換式地熱水循環装置1Aによれば、以下の効果を得ることができる。
1.地熱水を汲み上げるポンプを外装管2内と内装管3内の両方に配置したことにより、地熱水を循環させる流通路の構造を簡単にすることができる。
2.地熱水は空気と接触させずに循環させることができる。そのため、流路切換式地熱水循環装置1A内における藻等の発生が抑制できる。
3.ストレーナの目詰まりを防止するという、流路切換式地熱水循環装置1Aにおける基本性能をストレーナの交換をしなくても維持することができる。
4.地熱水を循環利用することで環境へ配慮された優しいシステムを提供できる。
According to the flow path switching type geothermal water circulating apparatus 1A of the present reference example as described above, the following effects can be obtained.
1. By arranging the pump for pumping up the geothermal water in both the outer pipe 2 and the inner pipe 3, the structure of the flow passage for circulating the geothermal water can be simplified.
2. Geothermal water can be circulated without contact with air. Therefore, generation | occurrence | production of the algae etc. in the flow-path switching type geothermal water circulation apparatus 1A can be suppressed.
3. The basic performance of the flow path switching type geothermal water circulating apparatus 1A for preventing the strainer from being clogged can be maintained without replacing the strainer.
4). By recycling geothermal water, we can provide a friendly system that is environmentally friendly.

次に、本発明に係る流路切換式地熱水循環装置の一実施形態について図面を用いて説明する。なお、本実施形態の構成のうち、上述した参考例の構成と同等または相当する構成については同一の符号を付し、再度の説明を省略する。 It will now be described with reference to the accompanying drawings, an embodiment of a flow path switching type geothermal water circulating apparatus according to the present invention. Note that, in the configuration of the present embodiment , the same or equivalent configuration as the configuration of the reference example described above is denoted by the same reference numeral, and the description thereof is omitted.

図3は、本実施形態の流路切換式地熱水循環装置1Bにおいて第一モードの状態を示す正面縦断面図である。 FIG. 3 is a front longitudinal sectional view showing a state of the first mode in the flow path switching type geothermal water circulating apparatus 1B of the present embodiment .

図3より、本実施形態の流路切換式地熱水循環装置1Bは、主として、外装管2と、内装管3と、上部ストレーナ4と、下部ストレーナ5と、空気遮断部7と、外装管用ポンプ8と、内装管用ポンプ9と、熱交換手段10と、外装管用還元パイプ11と、内装管用還元パイプ12と、モード切換手段13とを有しており、参考例における外装管2の底部で構成された流出防止部6に代えて、流通遮蔽部14を有している。 From FIG. 3, the flow path switching type geothermal water circulating apparatus 1B of the present embodiment is mainly composed of the outer tube 2, the inner tube 3, the upper strainer 4, the lower strainer 5, the air blocking unit 7, and the outer tube pump 8. And an internal pipe pump 9, a heat exchange means 10, an external pipe reduction pipe 11, an internal pipe reduction pipe 12, and a mode switching means 13, which are configured at the bottom of the external pipe 2 in the reference example . Instead of the outflow prevention unit 6, a distribution shielding unit 14 is provided.

実施形態における外装管2は、図3に示すように、地表から複数の帯水層Lを有する深さまで埋設されている。また、外装管2には、帯水層Lと接する位置にストレーナが設けられている。 As shown in FIG. 3, the outer tube 2 in the present embodiment is embedded from the ground surface to a depth having a plurality of aquifers L. The outer tube 2 is provided with a strainer at a position in contact with the aquifer L.

流通遮蔽部14は、外装管2内の任意の深さに設置され、外装管2内の上下の流通を遮蔽するものである。すなわち、流通遮蔽部14は、参考例における外装管2の流出防止部6に相当するとともに、流通遮蔽部14より下方の外装管2を参考例における内装管3に相当する機能を持たせるものである。 The distribution shielding unit 14 is installed at an arbitrary depth in the outer tube 2 and shields the upper and lower distribution in the outer tube 2. That is, the flow blocking unit 14 is configured to correspond to the outflow preventing section 6 of the outer tube 2 in the reference example, but to have a function corresponding exterior tube 2 below the flow blocking unit 14 on the interior tube 3 in Reference Example is there.

よって、本実施形態では、流通遮蔽部14より上方側にある上方帯水層ULに設けられた外装管2のストレーナが上部ストレーナ4となり、流通遮蔽部14より下方側にある下方帯水層LLに設けられたストレーナが下部ストレーナ5となる。 Therefore, in the present embodiment , the strainer of the outer tube 2 provided in the upper aquifer UL above the circulation shield 14 becomes the upper strainer 4, and the lower aquifer LL below the circulation shield 14. The strainer provided in the lower part becomes the lower strainer 5.

実施形態における流通遮蔽部14は、図5から図7に示すように、可延性板材15と、この可延性板材15を狭持する狭持部材16とを有する。以下、可延性板材15および狭持部材16について詳細に説明する。 As shown in FIGS. 5 to 7, the flow shielding portion 14 in the present embodiment includes a ductable plate member 15 and a pinching member 16 that sandwiches the ductile plate member 15. Hereinafter, the ductile plate material 15 and the holding member 16 will be described in detail.

可延性板材15は、狭持部材16により狭持されることで外方向(半径方向)に延出され、その外周縁が外装管2内壁に密着することにより、外装管2内の上下の流通を遮蔽するものである。本実施形態における可延性板材15は、図8から図15に示すように、第一可延性板材15a、第二可延性板材15b、第三可延性板材15cおよび第四可延性板材15dからなる。 The ductile plate 15 is extended in the outer direction (radial direction) by being held by the holding member 16, and the outer peripheral edge thereof is in close contact with the inner wall of the outer tube 2, so that the upper and lower flow in the outer tube 2 is distributed. Is to shield. As shown in FIGS. 8 to 15, the ductile plate material 15 in the present embodiment includes a first ductile plate material 15 a, a second ductile plate material 15 b, a third ductile plate material 15 c, and a fourth ductile plate material 15 d.

第一可延性板材15aは、最も上方に配置される可延性板材15であり、図8および図9に示すように、狭持部材16に設けられたボルト161を挿通させる2つのボルト挿通孔151と、内装管2を挿通させるための内装管挿通孔152を有している。   The first ductile plate material 15a is the uppermost ductile plate material 15 and, as shown in FIGS. 8 and 9, two bolt insertion holes 151 through which the bolts 161 provided in the holding member 16 are inserted. And an internal pipe insertion hole 152 for allowing the internal pipe 2 to pass therethrough.

また、第一可延性板材15aは、内装管挿通孔152を2つに分断する切断面153により2つに分割されている。これは、内装管2の下端部から流通遮蔽部14を設置するまでの距離が長い場合に、前記内装管2を所定の位置まで内装管挿通孔152内に挿通させるよりも、分割した流通遮蔽部14をその設置場所において直接的に装着する方が、作業上、容易だからである。   Moreover, the 1st ductile board | plate material 15a is divided | segmented into two by the cut surface 153 which divides the interior pipe penetration hole 152 into two. This is because, when the distance from the lower end portion of the interior pipe 2 to the installation of the flow shielding portion 14 is long, the divided flow shield is divided rather than inserting the interior pipe 2 into the interior pipe insertion hole 152 to a predetermined position. This is because it is easier in work to directly attach the portion 14 at the installation location.

実施形態では、図8に示すように、内装管挿通孔152を2等分するとともに、一方のボルト挿通孔151の近傍を通る縦断面により分割されている。 In the present embodiment , as shown in FIG. 8, the interior pipe insertion hole 152 is divided into two equal parts and is divided by a longitudinal section passing through the vicinity of one bolt insertion hole 151.

また、図9に示すように、第一可延性板材15aの外周縁部154は、上方に向けて縮径するテーパ状に形成されている。これは、流通遮蔽部14を装着させた状態で内装管3を外装管2内に配置する場合、流通遮蔽部14の外周縁部における上側角部が外装管2の内壁に引っ掛かる等して挿入出が妨げられるのを防止するためである。   Moreover, as shown in FIG. 9, the outer peripheral edge part 154 of the 1st ductile board | plate material 15a is formed in the taper shape which diameter-reduces upwards. This is because when the inner pipe 3 is arranged in the outer pipe 2 with the flow shield 14 attached, the upper corner of the outer peripheral edge of the flow shield 14 is inserted into the outer wall of the outer pipe 2 or the like. This is to prevent the output from being hindered.

第二可延性板材15bは、第一可延性板材15aの下方に設けられるものである。図10および図11に示すように、第一可延性板材15aと同様、2つのボルト挿通孔151と、内装管挿通孔152とを有している。また、内装管挿通孔152を2つに分断する切断面153により2つに分割されている。   The second ductile plate material 15b is provided below the first ductile plate material 15a. As shown in FIGS. 10 and 11, similarly to the first ductile plate material 15 a, there are two bolt insertion holes 151 and an interior pipe insertion hole 152. Further, the inner tube insertion hole 152 is divided into two by a cut surface 153 that divides the inner tube insertion hole 152 into two.

但し、第二可延性板材15bは、第一可延性板材15aの切断面153とは異なる位置における切断面153により分割されている。第一可延性板材15aおよび第三可延性板材15cと重ね合わせた際に、切断面153部分に隙間が生じ、その隙間同士が連通することによって水漏れが生じるのを防ぐためである。   However, the 2nd ductile board material 15b is divided | segmented by the cut surface 153 in the position different from the cut surface 153 of the 1st ductile board material 15a. This is because when the first ductile plate material 15a and the third ductile plate material 15c are overlapped with each other, a gap is generated in the cut surface 153, and the gaps communicate with each other to prevent water leakage.

よって、本実施形態における第二可延性板材15bは、内装管挿通孔152を2等分するとともに、第一可延性板材15aとは異なる方のボルト挿通孔151の近傍を通る切断面153により分割されている。 Therefore, the 2nd ductile board material 15b in this embodiment divides the interior pipe penetration hole 152 into two equal parts, and is divided by cutting surface 153 which passes near the bolt penetration hole 151 which is different from the 1st ductility board material 15a. Has been.

第三可延性板材15cは、第二可延性板材15bの下方に設けられるものであり、図12および図13に示すように、2つのボルト挿通孔151と、内装管挿通孔152が形成されている。また、内装管挿通孔152を2つに分断する切断面153により2つに分割されている。この第三可延性板材15cの切断面153は前述した第二可延性板材15bの切断面153とは異なる位置において切断されている。   The third ductile plate 15c is provided below the second ductile plate 15b. As shown in FIGS. 12 and 13, two bolt insertion holes 151 and an interior pipe insertion hole 152 are formed. Yes. Further, the inner tube insertion hole 152 is divided into two by a cut surface 153 that divides the inner tube insertion hole 152 into two. The cut surface 153 of the third ductile plate material 15c is cut at a position different from the cut surface 153 of the second ductile plate material 15b described above.

第四可延性板材15dは、第三可延性板材15cの下方である、最下段に取り付けられるものである。図14および図15に示すように、2つのボルト挿通孔151と、内装管挿通孔152とが形成されている。また、内装管挿通孔152を2つに分断する切断面153により2つに分割されている。この第四可延性板材15dの切断面153は前記第三可延性板材15cの切断面153とは異なる位置において切断されている。   The fourth ductile plate 15d is attached to the lowermost stage below the third ductile plate 15c. As shown in FIGS. 14 and 15, two bolt insertion holes 151 and an interior pipe insertion hole 152 are formed. Further, the inner tube insertion hole 152 is divided into two by a cut surface 153 that divides the inner tube insertion hole 152 into two. The cut surface 153 of the fourth ductile plate member 15d is cut at a position different from the cut surface 153 of the third ductile plate member 15c.

さらに、図15に示すように、第四可延性板材15dの外周縁部154は、流通遮蔽部14の外周縁部における下側角部が外装管2の内壁に引っ掛かる等して挿入出の妨げとならないように、第一可延性板材15aの外周縁部154とは逆に、下方に向けて縮径するテーパ状に形成されている。   Further, as shown in FIG. 15, the outer peripheral edge 154 of the fourth ductile plate member 15 d is prevented from being inserted and removed by the lower corner of the outer peripheral edge of the flow shield 14 being caught by the inner wall of the outer tube 2. In contrast to the outer peripheral edge 154 of the first ductile plate member 15a, the first ductable plate member 15a is formed in a taper shape whose diameter is reduced downward.

なお、可延性板材15は、枚数について特に限定されるものではなく、1枚の可延性板材15により構成してもよい。   In addition, the number of the ductile plates 15 is not particularly limited, and may be configured by one ductable plate 15.

狭持部材16は、上部狭持部材16aと下部狭持部材16bとから構成されている。これら上部狭持部材16aおよび下部狭持部材16bにより、可延性板材15を上下方向から狭持することで、可延性板材15を外方向(半径方向)に延出させるものである。   The holding member 16 includes an upper holding member 16a and a lower holding member 16b. The ductile plate 15 is extended outward (in the radial direction) by sandwiching the ductile plate 15 from above and below by the upper sandwiching member 16a and the lower sandwiching member 16b.

上部狭持部材16aは、図3、図4、図16および図17に示すように、下部狭持部材16bに設けられたボルト161を挿通させる2つのボルト挿通孔163と、内装管3を挿通させる内装管挿通孔164とを有する。また、可延性板材15と同様、内装管3において流通遮蔽部14を設置場所に直接的に装着できるようにするため、内装管挿通孔164を2つに分断する切断面165により2つに分割されている。   As shown in FIGS. 3, 4, 16, and 17, the upper holding member 16 a is inserted through the inner pipe 3 and the two bolt insertion holes 163 through which the bolts 161 provided in the lower holding member 16 b are inserted. And an internal pipe insertion hole 164 to be made. Similarly to the ductile plate 15, the inner pipe insertion hole 164 is divided into two parts by a cut surface 165 that divides the inner pipe insertion hole 164 into two so that the flow shielding portion 14 can be directly attached to the installation place in the inner pipe 3. Has been.

また、下部狭持部材16bは、図3、図4、図18および図19に示すように、内装管挿通孔164を有するとともに、2本のボルト161が上方に向けて固定されている。また、上部狭持部材16aと同様に、流通遮蔽部14の設置場所に直接的に装着できるようにするため、内装管挿通孔164を2つに分断する切断面165により2つに分割されている。2本のボルト161は、ナット162による締め付ける力を調節することにより、可延性板材15を延出させる量を調節している。   Further, as shown in FIGS. 3, 4, 18 and 19, the lower holding member 16b has an interior pipe insertion hole 164 and two bolts 161 are fixed upward. Similarly to the upper holding member 16a, the inner pipe insertion hole 164 is divided into two parts by a cut surface 165 that divides the inner pipe insertion hole 164 into two parts so that the inner pipe insertion hole 164 can be directly attached to the installation place of the distribution shielding part 14. Yes. The two bolts 161 adjust the amount by which the ductile plate 15 is extended by adjusting the tightening force of the nut 162.

実施形態における内装管3は、下端部が開口されており、流通遮蔽部14の設置場所よりも下方における側面には地熱水を流入・流出させるための流水孔31が形成されている。なお、内装管3内への異物の混入を防止するため、下端部や流水孔31に別途、ストレーナを設けてもよい。 The interior pipe 3 in the present embodiment has an opening at the lower end, and a water flow hole 31 for allowing the geothermal water to flow in and out is formed on the side surface below the installation location of the flow shielding part 14. Note that a strainer may be separately provided at the lower end portion and the water flow hole 31 in order to prevent foreign matters from entering the interior pipe 3.

内装管3は、所定の場所に流通遮蔽部14を設置し、それを外装管2内に挿入することにより外装管2内に配置される。このとき流通遮蔽部14における第一可延性板材15aと第四可延性板材15dの外周縁部154がテーパ状に形成されているため、速やかに設置することができる。   The internal pipe 3 is arranged in the external pipe 2 by installing the flow shielding part 14 in a predetermined place and inserting it into the external pipe 2. At this time, since the outer peripheral edge 154 of the first ductile plate 15a and the fourth ductile plate 15d in the flow shield part 14 is formed in a tapered shape, it can be quickly installed.

なお、本実施形態における第一モードおよび第二モードの地熱水の流れは、上述の参考例における流れと同様であり、それに伴う各構成の作用も同等となる。 In addition, the flow of the geothermal water in the first mode and the second mode in the present embodiment is the same as the flow in the reference example described above, and the operation of each component associated therewith is also equivalent.

以上のように本実施形態の流路切換式地熱水循環装置1Bによれば、上下に複数のストレーナを有する外装管2内に内装管3を挿入するとともに流通遮蔽部14を配置することにより、簡単に流路切換式地熱水循環装置1Bを構成することがができる。すなわち、既存の井戸等を外装管2として用いることができ、別途、外装管2のための井戸を掘削せずに容易に実用化を図ることが可能となる。 As described above, according to the flow path switching type geothermal water circulation device 1B of the present embodiment, the inner pipe 3 is inserted into the outer pipe 2 having a plurality of strainers above and below, and the flow shielding portion 14 is arranged. The flow path switching type geothermal water circulation device 1B can be configured. That is, an existing well or the like can be used as the outer tube 2 and can be easily put to practical use without excavating a well for the outer tube 2 separately.

また、ストレーナが目詰まりしたことにより使用できなくなった井戸でも、地熱水の循環方向を適宜切り換えることにより、ストレーナの目詰まりを解消し、井戸を再生することができる。   Even if a well becomes unusable due to clogging of the strainer, the clogging of the strainer can be eliminated and the well can be regenerated by appropriately switching the circulation direction of the geothermal water.

1 流路切換式地熱水循環装置
2 外装管
3 内装管
4 上部ストレーナ
5 下部ストレーナ
6 流出防止部
7 空気遮断部
8 外装管用ポンプ
9 内装管用ポンプ
10 熱交換手段
11 外装管用還元パイプ
12 内装管用還元パイプ
13 モード切換手段
14 流通遮蔽部
15 可延性板材
16 狭持部材
111 流出口
121 流出口
131 還元パイプ切換制御部
15a 第一可延性板材
15b 第二可延性板材
15c 第三可延性板材
15d 第四可延性板材
151 ボルト挿通孔
152 内装管挿通孔
153 切断面
154 外周縁部
16a 上部狭持部材
16b 下部狭持部材
161 ボルト
162 ナット
163 ボルト挿通孔
164 内装管挿通孔
165 切断面
31 流水孔
61 内装管挿通孔
L 帯水層
UL 上方帯水層
LL 下方帯水層
W 動水位
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Flow-path-switching type geothermal water circulation apparatus 2 Exterior pipe 3 Interior pipe 4 Upper strainer 5 Lower strainer 6 Outflow prevention part 7 Air shut off part 8 Exterior pipe pump 9 Interior pipe pump 10 Heat exchange means 11 Exterior pipe reduction pipe 12 Interior pipe reduction pipe 13 Mode switching means 14 Flow shielding part 15 Ductile plate material 16 Nipping member 111 Outlet 121 Outlet 131 Reduction pipe switching control part 15a 1st ductile plate material 15b 2nd ductile plate material 15c 3rd ductile plate material 15d 4th possible Ductile plate 151 Bolt insertion hole 152 Internal pipe insertion hole 153 Cutting surface 154 Outer peripheral edge portion 16a Upper holding member 16b Lower holding member 161 Bolt 162 Nut 163 Bolt insertion hole 164 Internal pipe insertion hole 165 Cutting surface 31 Flow hole 61 Inner tube Insertion hole L Aquifer UL Upper aquifer LL Lower aquifer W Water Place

Claims (3)

地表から少なくとも複数の帯水層を有する深さまで埋設される外装管と、
少なくとも一つの前記帯水層よりも深い位置まで前記外装管内に挿入される内装管と、
この内装管に装着させた状態で前記外装管内に挿入され、前記複数の帯水層のうち上方側にある上方帯水層と下方側にある下方帯水層との間に配置されることにより前記外装管内の上下の流通を遮蔽する流通遮蔽部と、
前記外装管において前記上方帯水層と接する位置に設けられる上部ストレーナと、
前記外装管において前記下方帯水層と接する位置に設けられる下部ストレーナと、
前記流通遮蔽部より上方の前記内装管と前記外装管との間に配置されて前記外装管内に流入する地熱水を汲み上げる外装管用ポンプと、
前記内装管内に配置されて前記内装管内に流入する地熱水を汲み上げる内装管用ポンプと、
前記外装管用ポンプまたは前記内装管用ポンプにより汲み上げられた地熱水を熱源として熱交換を行う熱交換手段と、
前記熱交換手段から前記外装管内にかけて配置され、前記熱交換手段により使用された後の地熱水を前記外装管内へと還元する外装管用還元パイプと、
前記熱交換手段から前記内装管内にかけて配置され、前記熱交換手段により使用された後の地熱水を前記内装管内へと還元する内装管用還元パイプと、
前記外装管用ポンプを作動させるとともに前記内装管用還元パイプを開放する第一モードと前記内装管用ポンプを作動させるとともに前記外装管用還元パイプを開放する第二モードとの切り換えを行うモード切換手段と
を有する流路切換式地熱水循環装置であって、
前記外装管用還元パイプの流出口および前記内装管用還元パイプの流出口を動水位より深い位置に配置するとともに、前記外装管内および前記内装管内の動水位より深い位置に前記地熱水と空気との接触を遮断する空気遮断部を設置する流路切換式地熱水循環装置。
An outer tube buried from the surface to a depth having at least a plurality of aquifers;
An inner pipe inserted into the outer pipe to a position deeper than at least one of the aquifers;
By being inserted into the outer tube in a state of being attached to the inner pipe and being disposed between the upper aquifer on the upper side and the lower aquifer on the lower side among the plurality of aquifers. A flow shielding portion for shielding the upper and lower flow in the outer tube;
An upper strainer provided at a position in contact with the upper aquifer in the outer tube;
A lower strainer provided at a position in contact with the lower aquifer in the outer tube;
A pump for an outer tube that is disposed between the inner tube and the outer tube above the flow shield and pumps up geothermal water flowing into the outer tube;
An internal pipe pump that pumps up geothermal water that is arranged in the internal pipe and flows into the internal pipe;
Heat exchanging means for exchanging heat using geothermal water pumped up by the outer tube pump or the inner tube pump as a heat source;
A reducing pipe for an outer tube that is disposed from the heat exchanging means to the outer tube and reduces geothermal water after being used by the heat exchanging means into the outer tube;
A reduction pipe for an interior pipe disposed between the heat exchange means and the interior pipe, for reducing geothermal water after being used by the heat exchange means into the interior pipe;
Mode switching means for switching between a first mode for operating the exterior pipe pump and opening the interior pipe reduction pipe and a second mode for operating the interior pipe pump and opening the exterior pipe reduction pipe. A flow path switching type geothermal water circulation device ,
The outlet of the reducing pipe for the outer pipe and the outlet of the reducing pipe for the inner pipe are arranged at a position deeper than the dynamic water level, and the geothermal water and air are deeper than the dynamic water level in the outer pipe and the inner pipe. A channel-switching type geothermal water circulation device that installs an air blocking unit that blocks contact.
前記流通遮蔽部は、前記内装管を挿通させる内装管挿通孔を有する可延性板材と、この可延性板材を上下から狭持して前記可延性板材の外周縁を前記外装管内壁に密接させる狭持部材とを有する請求項1に記載の流路切換式地熱水循環装置。 The flow shield part includes a ductable plate member having an inner tube insertion hole through which the inner tube is inserted, and a narrow member that holds the ductile plate member from above and below to closely contact the outer peripheral edge of the ductile plate member with the inner wall of the outer tube. The flow path switching type geothermal water circulation device according to claim 1 , further comprising a holding member. 前記流通遮蔽部は、複数枚の前記可延性板材を有しており、各々の前記可延性板材は前記内装管挿通孔を分断する切断面により2つに分割されており、上下に接する前記可延性板材同士の前記切断面を周方向にずらして重ね合わせてなる請求項2に記載の流路切換式地熱水循環装置。 The flow shield part has a plurality of the ductile plate members, and each of the ductile plate members is divided into two by a cut surface that divides the inner tube insertion hole, and is in contact with the upper and lower sides. The flow path switching type geothermal water circulating apparatus according to claim 2 , wherein the cut surfaces of the ductile plates are overlapped while being shifted in the circumferential direction.
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