JP5713458B2 - Geothermal equipment - Google Patents
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Description
この発明は、地熱利用装置に関する。 The present invention relates to a geothermal utilization device.
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。)
Conventionally, geothermal heat utilization devices include those that circulate a heat medium with a pump and heat pipes, but devices that use geothermal heat by circulating a heat medium with a pump require electric power to move the pump, and heat The pipe does not use a pump and does not require electric power. However, since a special working fluid is used, there is a problem of environmental impact due to leakage of the working fluid and a cost of processing at the time of removal. For this reason, for the purpose of realizing a device that uses geothermal heat with a simple structure without using power or special hydraulic fluid, it is doubled from the geothermal utilization part to the ground, A geothermal heat utilization device has been devised in which the outside is alternated and a tube having an opening between the inside tube and the outside tube is filled in the lower part. (For example, see
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。 Those using a double pipe are highly efficient in pumping geothermal heat, but the structure of the portion where the inner side and the outer side of the double pipe are interchanged is complicated, which increases the manufacturing cost. An object of the present invention is to realize an apparatus that uses geothermal heat without using power or special hydraulic fluid, which is a simpler structure.
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。 The geothermal heat utilization device of the present invention is divided into two chambers, the interior of which is divided into right and left by a central partition wall from the geothermal utilization section, and is roughly on both sides of the partition wall, on the lower side where the air descends. The inside of the half and the inside of the upper half of the air rising side are painted with a paint with excellent heat insulation (hereinafter referred to as “heat insulation paint”), and the two chambers on the left and right are connected at the bottom. In the utilization section, a pipe having an air inlet and an air outlet connected to the two chambers was buried.
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。
In the underground pipe of the geothermal utilization device of
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
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。
In the figure,
以下、上記構成の動作を説明する。 The operation of the above configuration will be described below.
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。
In the state where the
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。 The underground temperature is almost equal to the outside temperature in the shallow part of the basement, is almost constant throughout the year around 5 meters underground, and is almost equal to the annual average temperature in the region. As it gets deeper, it will increase by about 1 ° C per 30 meters, although it varies depending on the region. Therefore, in winter, the deeper the underground, the higher the underground temperature. If air is circulated between near the surface and deep underground, geothermal energy can be used.
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。
The
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
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