JP6148847B2 - 地中熱交換器の施工方法及び地中熱交換器 - Google Patents

Description

本発明は、内部に流通される熱媒を介して地中熱と熱交換するために用いられる地中熱交換器の施工方法及び地中熱交換器に関する。

地中の深部は年間を通して略一定温度（例えば、１５℃程度）に保たれている。そこで、地中に埋設され、地上に設置されたヒートポンプや冷暖房空調機器等の負荷装置との間で不凍液等の熱媒が流通されることにより、地中から採熱し又は地中に放熱する地中熱交換器が用いられている。

地中熱交換器としては、地上から地中へと熱媒が流通する管路をＵ字状に構成したＵチューブ型（特許文献１参照）、建物の基礎杭の内側或いは外側に管路を設置した場所打ち杭型（特許文献２、３参照）、及び、管路を螺旋状に構成することで熱交換面積を向上させたスパイラル型（特許文献４参照）等の各種構造が考案されている。

特開平１１−１８２９４３号公報 特開２００６−０１０１３３号公報 特開２００５−０６９５０７号公報 特許第４５９４９５６号公報

Ｕチューブ型の地中熱交換器は、埋設するための掘削孔径（ボアホール口径）が直径１５０ｍｍ程度と小さく構成でき、製品としても確立されているが、単位掘削深さ当たりの熱交換性能が低いために掘削孔を深く掘る必要があり、掘削費が高い。場所打ち杭型の地中熱交換器は、建物の基礎杭を利用できる利点があるが、構造体となるため建物認定が必要となる場合があり、掘削深さも基礎杭に依存することになる。

一方、スパイラル型の地中熱交換器は、Ｕチューブ型に比べて単位掘削深さ当たりの熱交換性能が高いため、掘削深度を浅くして掘削費を削減することができるという利点がある。ところが、スパイラル型の地中熱交換器は、施工時に螺旋ピッチが圧縮されてしまい螺旋を所定ピッチに伸張させた状態で埋設することが難しく、また、５ｍ程度の短尺なものを現場で融着して延長することが一般的であり、品質管理の点で問題を生じることもある。

特許文献４記載のスパイラル型の地中熱交換器では、螺旋状の管路と還管との間を連結する間隔保持部材を用いることで、螺旋のピッチを所定ピッチに保持した状態で埋設可能に構成している。ところが、特許文献４記載の構成の場合、間隔保持部材によって施工前から螺旋のピッチが固定されているため、地中熱交換器の全長が長尺なものとなり、搬送時や施工時の取り扱い性が低いという問題を有している。

本発明は、上記従来技術の課題を考慮してなされたものであり、螺旋管部を有する地中熱交換器の施工性を向上させることができる地中熱交換器の施工方法及び地中熱交換器を提供することを目的とする。

本発明に係る地中熱交換器の施工方法は、少なくとも一部に螺旋管部を有し、内部に熱媒を流通可能な地中熱交換器の施工方法であって、前記地中熱交換器は、前記螺旋管部を伸張させた状態での第１ピッチと、前記掘削孔に挿入する前に前記螺旋管部を収縮させた状態での第２ピッチとに変形可能な可撓性を有する紐状部材と、前記螺旋管部の各リング部のチューブの外周面に取り付けられ、前記紐状部材が挿通される貫通孔を形成した連結具と、前記紐状部材に前記第１ピッチ毎に固着され、前記貫通孔を挿通不能な留め具と、を有し、前記地中熱交換器を掘削孔に挿入する際に前記紐状部材によって前記螺旋管部の各リング部同士を連結すると共に、前記螺旋管部の下方に錘を設けた後、前記地中熱交換器の上部を把持して吊り上げることで前記螺旋管部を伸張させると共に、前記ピッチ保持部材によって各リング部間を前記第１ピッチに設定し、その状態で前記掘削孔に挿入した後、該掘削孔を埋め戻すことを特徴とする。

このような方法によれば、ピッチ保持部材を用いることで螺旋管部のリング部同士を所定の第１ピッチに保持可能に構成すると共に、ピッチ保持部材の下方に錘を設けることにより、地中熱交換器をクレーン等で吊り上げるだけで螺旋管部を伸張させて第１ピッチに容易に設定することができる。従って、吊り上げた地中熱交換器を掘削孔内に挿入して埋め戻すだけで、螺旋管部を第１ピッチに保持した状態で地中熱交換器を容易に埋設することができ、高い施工性を得ることができる。また、施工前の保管時や輸送時には、螺旋管部を収縮させてピッチ保持部材を第２ピッチとしておくことにより、長尺な地中熱交換器をコンパクトにすることができるため、施工現場でチューブを延長させるための融着作業等も不要となることから接続部での液漏れ等の発生を可及的に抑えた施工が可能となる。

前記ピッチ保持部材として、可撓性を有する紐状部材を用いると、長尺な地中熱交換器を容易にコンパクトな準備形状とすることができると共に、吊り上げ時には容易に第１ピッチまで伸張させることができる。

前記ピッチ保持部材として、前記第２ピッチとなる折畳形状から前記第１ピッチとなる伸張形状へと変化可能な開閉部材を用いてもよい。この開閉部材を用いることによっても、クレーン等で地中熱交換器を吊り上げると、クレーンと錘との間の引張力によって螺旋管部が伸張され、同時に開閉部材が開かれて伸張形状となるため、螺旋管部を容易に第１ピッチに設定することができる。

前記地中熱交換器は、前記螺旋管部と、前記螺旋管部の一端に連結され、該螺旋管部の内側を軸方向に延びる還管とを有し、前記地中熱交換器の前記掘削孔への挿入前には、前記還管をリング状に束ねた準備形状とし、前記地中熱交換器の前記掘削孔への挿入時には、前記還管を前記準備形状から順次直線状に伸ばしつつ送り出すとよい。そうすると、地中熱交換器を施工前にはコンパクトな準備形状として施工現場へと容易に搬送することができ、施工時には伸張される螺旋管部の内側に還管を容易に延在させることができるため、地中熱交換器の搬送性や取り扱い性を向上させつつ、高い施工性を得ることができる。

本発明に係る地中熱交換器は、少なくとも一部に螺旋管部を有し、内部に熱媒を流通可能な地中熱交換器であって、前記螺旋管部を伸張させた状態での第１ピッチと、前記螺旋管部を収縮させた状態での第２ピッチとに変形可能なピッチ保持部材によって前記螺旋管部の各リング部同士を連結すると共に、前記螺旋管部の下方に錘を設けたことを特徴とする。

このような構成によれば、地中熱交換器をクレーン等で吊り上げるだけで螺旋管部を伸張させてピッチ保持部材によって所定の第１ピッチへと容易に設定することができる。従って、吊り上げた地中熱交換器を掘削孔内に挿入して埋め戻すだけで、螺旋管部を第１ピッチに保持した状態で地中熱交換器を容易に埋設することができ、高い施工性を得ることができる。

前記ピッチ保持部材は、可撓性を有する紐状部材であり、前記螺旋管部の各リング部のチューブの外周面には、前記紐状部材が挿通される貫通孔を形成した連結具が取り付けられ、前記紐状部材には、前記貫通孔を挿通不能な留め具が前記第１ピッチ毎に固着されると、紐状部材をクレーン等で吊り上げるたけで各連結具が留め具に引っ掛かり、螺旋管部を所定の第１ピッチに設定することができる。また、ピッチ保持部材として紐状部材を用いると、長尺な地中熱交換器を容易にコンパクトな準備形状とすることができ、保管や搬送に優れた構成となる。

当該地中熱交換器は、前記螺旋管部と、前記螺旋管部の一端に連結され、該螺旋管部の内側を軸方向に延びる還管とを有し、前記還管が前記リング部の中心又は略中心に配置されると、螺旋管部を流通する熱媒と、還管を流通する熱媒との間での熱伝達によって生じる熱ロスを低減することができる。

前記螺旋管部の途中には、一対の屈曲管と該一対の屈曲管の間に接続される直管とを有する継手管部が設けられ、前記リング部よりも前記直管が前記還管に対して近接配置されると、直管が還管をリング部の中心に据えるためのガイドとして機能するため、還管をより確実にリング部の中心付近に配置することが可能となる。

前記直管と前記還管とを固定する固定具を備えると、直管と還管との位置関係を保持しながら施工を行えるため、当該地中熱交換器の取り扱い性が向上すると共に、埋め戻し材による埋め戻し時、螺旋管部のピッチの延び過ぎや圧縮を防止することができる。

本発明によれば、螺旋管部のリング部同士を所定の第１ピッチに保持可能なピッチ保持部材を用い、該ピッチ保持部材の下方に錘を設けることにより、地中熱交換器をクレーン等で吊り上げるだけで螺旋管部を伸張させて第１ピッチに容易に設定することができる。従って、吊り上げた地中熱交換器を掘削孔内に挿入して埋め戻すだけで、螺旋管部を第１ピッチに保持した状態で地中熱交換器を容易に埋設することができ、高い施工性を得ることができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る地中熱交換器の斜視図である。 図２は、図１に示す地中熱交換器の平面図である。 図３は、連結具の斜視図である。 図４は、リング部を構成するチューブの軸方向に直交する方向での連結具の断面図である。 図５は、本発明の一実施形態に係る地中熱交換器の施工方法の手順を示す説明図であり、図５（Ａ）は、螺旋管部を収縮させ、還管を丸いリング状に束ねて地中熱交換器を準備形状とした状態を示す図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示す地中熱交換器をクレーンによって吊り上げた状態を示す図であり、図５（Ｃ）は、図５（Ｂ）に示す地中熱交換器を掘削孔に埋設した状態を示す図である。 図６は、図１に示す地中熱交換器の変形例に係る地中熱交換器の準備形状での斜視図である。 図７は、図６に示す地中熱交換器を伸張させた状態での要部を拡大した斜視図である。 図８は、本発明の第２の実施形態に係る地中熱交換器の斜視図である。 図９は、図８に示す地中熱交換器の平面図である。 図１０は、図８に示す地中熱交換器に適用される継手部材及びその周辺部を拡大した説明図である。 図１１は、固定具によって還管と継手部材の直管とを固定した状態を示す斜視図である。

以下、本発明に係る地中熱交換器の施工方法について、この方法に用いられる地中熱交換器との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る地中熱交換器１０の斜視図であり、図２は、図１に示す地中熱交換器１０の平面図である。本実施形態に係る地中熱交換器の施工方法は、内部に媒体が流通されることで地中熱と熱交換可能な地中熱交換器１０を掘削孔１２に埋設する方法である。

先ず、地中熱交換器１０の構成について説明する。

図１及び図２に示すように、地中熱交換器１０は、一部に螺旋状の流路を有したスパイラル型の熱交換器であり、螺旋状の流路を形成する螺旋管部（スパイラル管）１４と、螺旋管部１４の一端（下端）にエルボ管（屈曲管）１６を介して連結された還管（直管部）１８とを有する。

地中熱交換器１０は、螺旋管部１４の上端と還管１８の上端が図示しない負荷装置に接続され、図１中の矢印に示すように螺旋管部１４から還管１８へと熱媒（熱媒体。例えば、不凍液）を流通することができる。前記負荷装置は、地上に設置されたヒートポンプや冷暖房空調機器等であり、地中熱交換器１０を流れる熱媒によって地中から採熱し又は地中に放熱する。

螺旋管部１４は、チューブ（管）１４ａを螺旋状に形成した流路であり、円環状のリング部１４ｂの間隔を所定の第１ピッチＰ１とした状態で掘削孔１２内に埋設される。螺旋管部１４は、全体として柔軟性や弾性を有するコイルばね状に構成され、全長を軸方向に収縮させた第２ピッチＰ２（図５（Ａ）参照）から、全長を軸方向に伸張させた前記第１ピッチＰ１まで変化させることができる。

還管１８は、チューブ（管）１８ａを直線状に伸ばした流路であり、螺旋管部１４の下端から上方へと該螺旋管部１４の軸方向に沿って延在する。図２に示すように、還管１８は、螺旋管部１４を構成する各リング部１４ｂの内側の中心又は略中心に配設されている。螺旋管部１４と還管１８とを連結するエルボ管１６は、融着等により両チューブ１４ａ、１８ａに液密に固着される。

螺旋管部１４及び還管１８を構成するチューブ１４ａ、１８ａの管種（材料）は特に限定されないが、柔軟性や所望の強度を備えることが好ましく、例えば、ポリエチレン管、架橋ポリエチレン管、ポリブテン管、又は樹脂と金属の複合管等を用いるとよい。本実施形態では、柔軟性、耐腐食性、強度、熱融着性、地中熱の温度範囲、及び経済性等を考慮してポリエチレン管を用いている。

図１に示すように、地中熱交換器１０は、さらに、各リング部１４ｂ同士を螺旋管部１４の軸方向に沿って連結する２本一組の紐状部材（ピッチ保持部材）２０を、該螺旋管部１４の左右に一対有している。各紐状部材２０の下端には、錘２２が吊り下げられている。なお、図１では、２本一組の紐状部材２０を左右に一対設けた構成を例示しているが、紐状部材２０は、２本一組ではなく１本又は３本以上を一組として用いてもよく、また、螺旋管部１４の左右に一対ではなく周方向に均等に三組以上設けてもよい。

紐状部材２０としては、可撓性と十分な強度を有する紐（ワイヤ）を用いるとよく、例えば、ステンレスワイヤ等の高い荷重に耐え得るものが好ましい。一組の紐状部材２０、２０は、各リング部１４ｂを構成するチューブ１４ａに取り付けられた連結具（サドル）２４によって螺旋管部１４に連結される。錘２２は、地中熱交換器１０をクレーン３２によって上方へと吊り上げた際に（図５（Ｂ）参照）、螺旋管部１４を第１ピッチＰ１となる状態まで確実に伸張させることができる程度の重量を有するものであればよい。

図３に、連結具２４の斜視図を示し、図４に、チューブ１４ａの軸方向に直交する方向での連結具２４の断面図を示す。図３及び図４に示すように、連結具２４は、その内周面２６ａでチューブ１４ａの外周面を保持可能な取付部材２６と、内周面２６ａでチューブ１４ａを保持した取付部材２６の開口２６ｂを塞ぐプレート部材２８とを有する。

取付部材２６は、開口２６ｂから両外側に延びた平坦部２６ｃを有し、各平坦部２６ｃに貫通孔２６ｄが形成されている。プレート部材２８は、両側部に貫通孔２８ａが形成されている。プレート部材２８は、貫通孔２８ａが取付部材２６の貫通孔２６ｄに連通する位置で平坦部２６ｃに重ね合わされることで開口２６ｂを閉塞する。取付部材２６とプレート部材２８とは、ボルト等で互いに締結してもよく、溶接等によって互いに接合してもよく、又は互いに連結しなくてもよい。

各貫通孔２６ｄ、２８ａに紐状部材２０が挿通されることにより、連結具２４が取り付けられた各リング部１４ｂは、紐状部材２０によって螺旋管部１４の軸方向に互いに連結される（図１も参照）。この際、紐状部材２０には、第１ピッチＰ１毎に貫通孔２６ｄ、２８ａを挿通不能な外形を持つ留め具３０が固着されている。従って、紐状部材２０の上部を把持して地中熱交換器１０を吊り上げ、紐状部材２０が鉛直方向に張られた状態になると、連結具２４が留め具３０の上端面に引っ掛かる（図４参照）。これにより、各連結具２４が第１ピッチＰ１に設定され、各リング部１４ｂも第１ピッチＰ１に設定される。留め具３０としては、例えばリベットや丸カンを用いるとよい。

連結具２４の下側に留め具３０を設けることにより、紐状部材２０をクレーン３２等によって上方に引っ張ると（図５（Ｂ）参照）、錘２２との間で螺旋管部１４が引っ張られてピッチが伸び、留め具３０によって螺旋管部１４のピッチが第１ピッチＰ１に規制される（図１及び図４参照）。留め具３０は、連結具２４の下側にのみ設ければ、上下への引っ張り時のピッチの開き過ぎを防止できるが、連結具２４の下側と共に上側にも設ければ、ピッチの大きなずれをなくすことができる。

次に、本実施形態に係る地中熱交換器の施工方法について、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）を参照しながら説明する。

図５は、本発明の一実施形態に係る地中熱交換器の施工方法の手順を示す説明図であり、図５（Ａ）は、螺旋管部１４を収縮させ、還管１８を丸いリング状に束ねて地中熱交換器１０を準備形状とした状態を示す図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示す地中熱交換器１０をクレーン３２によって吊り上げた状態を示す図であり、図５（Ｃ）は、図５（Ｂ）に示す地中熱交換器１０を掘削孔１２に埋設した状態を示す図である。なお、図５では、１本一組の紐状部材２０を螺旋管部１４の周方向に均等に三組設置した構成を例示している。

先ず、図５（Ａ）に示すように、例えば、外径が最小で３８０ｍｍ程度に形成された螺旋管部１４を軸方向に収縮させて第２ピッチＰ２とし、還管１８の余剰分を丸いリング状に束ね、地中熱交換器１０をコンパクトな準備形状とする。この準備形状とすることにより、工場等から掘削孔１２の形成される施工現場へと地中熱交換器１０を容易に搬送でき、施工前の保管等のスペースも節約できる。また、螺旋管部１４及び還管１８は、各接続部を全て工場等にて融着し、予め所望の長さに形成してあるため、施工現場での融着作業等が不要となり、接続部からの液漏れを防止でき、施工性も一層向上する。

施工現場では、各紐状部材２０の上端をクレーン３２に接続された吊り具３４に連結し、クレーン３２で地中熱交換器１０を吊り上げる。これにより、図５（Ｂ）に示すように、錘２２の重量によって紐状部材２０が下方へと引っ張られ、連結具２４によって紐状部材２０が連結された螺旋管部１４も伸張される（図１も参照）。この際、クレーン３２の吊り上げに伴って次第に伸張される螺旋管部１４に対応するように、リング状に束ねておいた還管１８を順次直線状に伸ばしつつ送り出す。還管１８の送り出しは、人手で行ってもよいし、リール等の器具を用いてもよい。なお、還管１８の外周面にその長さ（深さ）を示す目盛り（図示せず）を設けておくと、地中熱交換器１０を掘削孔１２内に挿入した際の深さの目安となるため、施工性を一層高めることができる。

クレーン３２での吊り上げによる螺旋管部１４の伸張と、還管１８の送り出しとにより、螺旋管部１４の各リング部１４ｂのピッチが準備形状の第２ピッチＰ２から伸張した第１ピッチＰ１（例えば、２００ｍｍ程度）に設定されると、次に、図５（Ｃ）に示すように、地中熱交換器１０をクレーン３２で吊りながら、掘削孔１２内へと挿入する。掘削孔（ボアホール）１２の大きさは、例えば６８０ｍｍ程度に設定される。そうすると、掘削孔１２の形成のために別途掘削機を用意する必要がなく、建物基礎杭掘削時に、該基礎杭掘削のものと同じ装置を用いて掘削孔１２を形成することができ、掘削費を低減することができる。また、泥水掘削可能な土地・深さであれば、掘削孔１２の孔壁保護部材が不要となるため、掘削費をさらに低減することができる。

続いて、地中熱交換器１０が設置された掘削孔１２を土又は熱伝導性に優れた材料等の埋め戻し材３６で埋め戻すことにより、当該地中熱交換器１０の施工が完了する。埋め戻し材３６による埋め戻し時、クレーン３２で吊り上げ方向のテンションを螺旋管部１４にかけておき、紐状部材２０が伸びた状態を保つようにしながら埋め戻し材３６を投入することにより、螺旋管部１４のピッチの延び過ぎや圧縮（潰れ）を防止できる。埋め戻し後は、クレーン３２や吊り具３４を取り外し、螺旋管部１４及び還管１８のチューブ１４ａ、１８ａの端部を所定の負荷装置に接続すればよい。

以上のように、本実施形態に係る地中熱交換器の施工方法によれば、地中熱交換器１０を掘削孔１２に挿入する際に螺旋管部１４を伸張させた状態での第１ピッチＰ１と、掘削孔１２に挿入する前に螺旋管部１４を収縮させた状態での第２ピッチＰ２とに変形可能な紐状部材（ピッチ保持部材）２０によって螺旋管部１４の各リング部１４ｂ同士を連結すると共に、螺旋管部１４の下方となる紐状部材２０の下端に錘２２を設けた後、地中熱交換器１０の上部を把持して吊り上げることで螺旋管部１４を伸張させると共に、紐状部材２０によって各リング部１４ｂ間を第１ピッチＰ１に設定し、その状態で掘削孔１２に挿入した後、該掘削孔１２を埋め戻す。

このように、紐状部材２０を用いることで螺旋管部１４のリング部１４ｂ同士を所定の第１ピッチＰ１に保持可能に構成すると共に、紐状部材２０の下端に錘２２を設けることにより、地中熱交換器１０をクレーン３２等で吊り上げるだけで螺旋管部１４を伸張させて第１ピッチＰ１に容易に設定することができる。従って、吊り上げた地中熱交換器１０を掘削孔１２内に挿入して埋め戻し材３６で埋め戻すだけで、螺旋管部１４を第１ピッチＰ１に保持した状態で地中熱交換器１０を容易に埋設することができ、高い施工性を得ることができる。また、螺旋管部１４を設けた地中熱交換器１０を用いることにより、Ｕチューブ型の地中熱交換器に比べて、掘削深さ当たりの採熱量又は放熱量を大きくすることができるため、掘削孔１２の掘削深度を浅くすることができ、掘削費を低減することもできる。しかも、地中熱交換器１０は、螺旋管部１４のピッチ保持部材として、可撓性を持つ柔軟な紐状部材２０を用いているため、図５（Ａ）に示すようなコンパクトな準備形状とすることができる。このため、施工前の保管時や搬送時には、このコンパクトな準備形状としておくことで施工現場でチューブ１４ａ、１８ａを延長させるための融着作業等も不要となり、接続部での液漏れ等の発生を可及的に抑えた施工が可能となる。

地中熱交換器１０の掘削孔１２への挿入前には還管１８をリング状に束ねた準備形状とし、掘削孔１２への挿入時には還管１８を準備形状から順次直線状に伸ばしながら送り出す。これにより、地中熱交換器１０を施工前にはコンパクトな準備形状として施工現場へと容易に搬送することができ、施工時には伸張される螺旋管部１４の内側に還管１８を容易に延在させることができるため、地中熱交換器１０の搬送性や取り扱い性を向上させつつ、高い施工性を得ることができる。

地中熱交換器１０において、各リング部１４ｂのチューブ１４ａの外周面には、紐状部材２０が挿通される貫通孔２６ｄ、２８ａが形成された連結具２４が取り付けられ、紐状部材２０には、貫通孔２６ｄ、２８ａを挿通不能な留め具３０が第１ピッチＰ１毎に固着されている。このように、柔軟性を持った紐状部材２０を貫通孔２６ｄ、２８ａ内に移動可能な状態で挿通させておくことにより、容易に螺旋管部１４を収縮させて準備形状とすることができる一方、クレーン３２で吊り上げた場合には留め具３０が貫通孔２６ｄ、２８ａに引っ掛かって各連結具２４間、つまり各リング部１４ｂ間を第１ピッチＰ１に容易に且つ確実に設定することができる。

地中熱交換器１０は、螺旋管部１４の軸方向から見た平面視（図２参照）で、還管１８がリング部１４ｂの中心又は略中心に配置されている。これにより、螺旋管部１４と還管１８との間隔を最大限まで離間させることができるため、螺旋管部１４を流通する熱媒と、還管１８を流通する熱媒との間での熱伝達によって生じる熱ロスを低減することができる。

地中熱交換器１０は、図６及び図７に示すように、ピッチ保持部材として、上記の紐状部材２０に代えて、第２ピッチＰ２となる折畳形状（図６参照）から、第１ピッチＰ１となる伸張形状（図７参照）へと変化する開閉部材４０を用いた地中熱交換器１０ａとして構成することもできる。

開閉部材４０は、一対の棒体４０ａの基端にヒンジ状のばね部４０ｂを設けて構成され、棒体４０ａの先端が螺旋管部１４のリング部１４ｂを構成するチューブ１４ａに取り付けられている。開閉部材４０は、ばね部４０ｂの弾性力により、折畳形状から伸張形状へと一端開かれると、外力を加えない限りは閉じない構成となっている。従って、クレーン３２等で地中熱交換器１０ａを吊り上げると、クレーン３２と錘２２との間の引張力によって螺旋管部１４が伸張され、同時に開閉部材４０が開かれて伸張形状となり、図７に示すように、螺旋管部１４が第１ピッチＰ１に規制される。

図８は、本発明の第２の実施形態に係る地中熱交換器５０の斜視図であり、図９は、図８に示す地中熱交換器５０の平面図である。また、図１０は、図８に示す地中熱交換器５０に適用される継手部材５２及びその周辺部を拡大した説明図である。なお、第２の実施形態に係る地中熱交換器５０において、上記第１の実施形態に係る地中熱交換器１０と同一又は同様な機能及び効果を奏する要素には同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。

図８及び図９に示すように、地中熱交換器５０は、螺旋管部１４の途中に一定間隔で継手部材５２を設けた点が地中熱交換器１０（１０ａ）と相違している。換言すれば、地中熱交換器５０では、複数の螺旋管部同士を継手部材５２で繋ぐことで所望の全長に構成している。図１０に示すように、継手部材５２は、複数の螺旋管部１４同士を連結するための継手となる管路であり、一対のエルボ管（屈曲管）５４、５４の間に直管５６を連結して構成されている。なお、図９及び図１０では、紐状部材２０及び連結具２４を省略している。

直管５６は、リング部１４ｂよりも還管１８に対して近接配置され、換言すれば、直管５６はリング部１４ｂの中心を僅かに外れた位置に配置されている。この位置に直管５６を配置することにより、直管５６が還管１８をリング部１４ｂの中心に据えるためのガイドとして機能する。さらに、図８及び図９に示されるように、上下方向で隣り合う継手部材５２について、その直管５６を還管１８を中心とした反対側、つまり平面視で上下の直管５６によって還管１８を挟む位置に配置すると、前記ガイドとしての機能を一層向上させることができる。また、地中熱交換器５０では、継手部材５２が一定間隔で配置されることにより、当該地中熱交換器５０を掘削孔１２に挿入する際の目安（目盛り）として利用することができる。

図１１に示すように、地中熱交換器５０では、互いに近接配置される還管１８と継手部材５２の直管５６とを固定具６０によって固定してもよい。固定具６０は、略９０°捩られて互いに固着された一対のリング６０ａ、６０ｂを備え、一方のリング６０ａに還管１８のチューブ１８ａが挿通され、他方のリング６０ｂに継手部材５２の直管５６が挿通される。固定具６０を用いることにより、直管５６と還管１８とが固定されるため、当該地中熱交換器５０の取り扱い性が向上すると共に、埋め戻し材３６による埋め戻し時、螺旋管部１４のピッチの延び過ぎや圧縮（潰れ）を防止できる。さらに、固定具６０による保持作用により、還管１８をリング部１４ｂの中心に据えるための直管５６のガイドとしての機能を一層向上させることができる。この固定具６０は、全てのリング部１４ｂを還管１８に固定するものではないため、取付作業の手間や部品代を抑制できる。

なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。

例えば、上記第２の実施形態に係る地中熱交換器５０（図８参照）についても、変形例に係る地中熱交換器１０ａ（図６及び図７参照）と同様に、紐状部材２０に代えて開閉部材４０を用いた構成としてもよい。

１０、１０ａ、５０ 地中熱交換器
１２ 掘削孔
１４ 螺旋管部
１４ａ、１８ａ チューブ
１８ 還管
２０ 紐状部材
２２ 錘
２４ 連結具
２６ｄ、２８ａ 貫通孔
３０ 留め具
４０ 開閉部材
５２ 継手部材
５６ 直管
６０ 固定具

Claims (3)

1. 少なくとも一部に螺旋管部を有し、内部に熱媒を流通可能な地中熱交換器の施工方法であって、
   前記地中熱交換器は、前記螺旋管部を伸張させた状態での第１ピッチと、前記掘削孔に挿入する前に前記螺旋管部を収縮させた状態での第２ピッチとに変形可能な可撓性を有する紐状部材と、
   前記螺旋管部の各リング部のチューブの外周面に取り付けられ、前記紐状部材が挿通される貫通孔を形成した連結具と、
   前記紐状部材に前記第１ピッチ毎に固着され、前記貫通孔を挿通不能な留め具と、
   を有し、
   前記地中熱交換器を掘削孔に挿入する際に前記紐状部材によって前記螺旋管部の各リング部同士を連結すると共に、前記螺旋管部の下方に錘を設けた後、
   前記地中熱交換器の上部を把持して吊り上げることで前記螺旋管部を伸張させると共に、前記ピッチ保持部材によって各リング部間を前記第１ピッチに設定し、その状態で前記掘削孔に挿入した後、該掘削孔を埋め戻すことを特徴とする地中熱交換器の施工方法。
2. 請求項１記載の地中熱交換器の施工方法において、
   前記地中熱交換器は、前記螺旋管部と、前記螺旋管部の一端に連結され、該螺旋管部の内側を軸方向に延びる還管とを有し、
   前記地中熱交換器の前記掘削孔への挿入前には、前記還管をリング状に束ねた準備形状とし、前記地中熱交換器の前記掘削孔への挿入時には、前記還管を前記準備形状から順次直線状に伸ばしつつ送り出すことを特徴とする地中熱交換器の施工方法。
3. 少なくとも一部に螺旋管部を有し、内部に熱媒を流通可能な地中熱交換器であって、
   前記螺旋管部を伸張させた状態での第１ピッチと、前記螺旋管部を収縮させた状態での第２ピッチとに変形可能なピッチ保持部材によって前記螺旋管部の各リング部同士を連結すると共に、前記螺旋管部の下方に錘を設け、
   前記ピッチ保持部材は、可撓性を有する紐状部材であり、
   前記螺旋管部の各リング部のチューブの外周面には、前記紐状部材が挿通される貫通孔を形成した連結具が取り付けられ、
   前記紐状部材には、前記貫通孔を挿通不能な留め具が前記第１ピッチ毎に固着されたことを特徴とする地中熱交換器。

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