JP6632237B2 - 既製杭を利用した熱交換装置及び熱交換パイプ付き既製杭 - Google Patents

Description

本発明は、熱交換パイプを配置した既製杭を地下に埋設して、熱交換パイプ内に流す流体を介して、地中の熱を地上に回収する既製杭を利用した熱交換装置と、この熱交換装置に最適な、熱交換パイプ付き既製杭に関する。

熱交換パイプを杭穴内に沈めて、地中の深い位置まで埋設して、地中の熱を回収する装置は、種々提案されている。この場合、熱交換パイプは一般に樹脂製であり、浮力により深い位置まで沈めることが困難となっていた。そこで、既製杭に熱交換パイプを取り付けて、既製杭とともに熱交換パイプを埋設することも提案されている。
既製杭を使用する場合、一般に既製杭の長さは１０ｍ程度であり、地中でより深い位置から熱を回収するために、副数本の既製杭を連結しながらより深い位置に埋設することも行われている（特許文献１）。この際、通常の方法により上下に位置する既製杭を連結し、かつ熱交換パイプ自体も上下で連結する必要があった。また、埋設時に熱交換パイプを傷つけないように保護するために、既製杭の中空部内に熱交換パイプを収容していた。
一方、地中の熱をより多く回収するために、埋設深さに比して熱交換パイプの長さを長くして熱交換する表面積を確保するために、鋼管の外周に螺旋状に熱交換パイプを巻き付ける提案もされている（特許文献２）。

特開２０１４−１２９７０６号公報 特開２００５−１８８８６６号公報

熱交換パイプを保護するために、既製杭の中空部に熱交換パイプを収容するタイプでは、熱交換パイプを螺旋状に巻いた状態で既製杭の中空部に収容して、熱交換パイプをその位置に維持することは困難であった。この場合、多数の特殊なスペーサー類を使用することも考えられるが、中空杭の中間部は上下端から数メートルになるので、螺旋状に形成した熱交換パイプを配置する組立作業は難しかった。また、熱交換パイプを露出させ、螺旋状に配置するタイプでは、埋設時に熱交換パイプに生じる抵抗が大きく、破損するおそれもあった。

本発明は、軸方向の直線状部を有するように折り返して屈曲した第１熱交換パイプと、直線状の第２熱交換パイプとを使用したので、既製杭内により長い熱交換パイプを収容し、かつ既製杭を連結して埋設する施工時に、作業性も確保できた。

即ちこの発明は、熱交換パイプを収容した複数本の中間既製杭を、前記熱交換パイプを連結するとともに前記中間既製杭を連結して、以下のように構成したことを特徴とする既製杭を使用した熱交換装置である。
(1) 前記中間既製杭を以下のように構成する。
(a) 中空の既製杭の中空部内であって、上端面に第１上パイプ連結口、第２上パイプ連結口を形成し、かつ下端面に第１下パイプ連結口、第２下パイプ連結口を形成する。
(b) 前記既製杭の中空部内に、軸方向の直線状部を有するように折り返して屈曲形成した第１熱交換パイプを配置して、前記第１熱交換パイプの上端を前記前記第１上パイプ連結口に、前記第１熱交換パイプの下端を前記第１下パイプ連結口に、それぞれ接続する。
(c) 前記既製杭の中空部内に第２熱交換パイプを配置して、前記第２熱交換パイプの上端を前記第２上パイプ連結口に、前記第２熱交換パイプの下端を前記第２下パイプ連結口に、それぞれ接続した。
(d) 前記既製杭の直上に他の既製杭を連結する際に、「前記既製杭の前記第１上パイプ連結口の直上に前記他の既製杭の前記第１下パイプ連結口が位置するように形成し、かつ前記既製杭の前記第２上パイプ連結口の直上に前記他の既製杭の前記第２下パイプ連結口が位置するように形成し」または「前記既製杭の前記第１上パイプ連結口の直上に前記他の既製杭の前記第１上パイプ連結口が位置するように形成し、かつ前記既製杭の前記第２上パイプ連結口の直上に前記他の既製杭の前記第２上パイプ連結口が位置するように形成し」た。
(2) 最下端の中間既製杭の第１下パイプ連結口と前記第２下パイプ連結口とを第３熱交換パイプで連通させる。
(3) 最上端の中間既製杭の前記第１上パイプ連結口及び第２上パイプ連結口を、地上に設置した流体循環・熱回収手段に連結する。

また、前記において、以下のように構成したことを特徴とする既製杭を使用した熱交換装置である。
(1) 既製杭を１本の下端既製杭の上方に、１本又は複数本の中間既製杭を連結して構成する。
(2) 前記下端既製杭を以下のように構成する。
(a) 中空の既製杭の中空部内であって、上端面に第１上パイプ連結口、第２上パイプ連結口を形成する。
(b) 前記既製杭の中空部内に、軸方向の直線状部を有するように屈曲形成した第３熱交換パイプを配置して、前記第３熱交換パイプの両端開口を前記前記第１上パイプ連結口、前記第２上パイプ連結口に接続した。

また、他の発明は、既製杭基体内に熱交換パイプを設置した既製杭であって、以下のように構成したことを特徴とする熱交換パイプ付き既製杭である。
(1) 前記熱交換パイプを、第１熱交換パイプ及び第２熱交換パイプから構成する。
(2) 中空の既製杭の中空部内であって、長さ方向のＡ、Ｂ両端面で、Ａ端面に第１Ａパイプ連結口、第２Ａパイプ連結口を形成し、かつＢ端面に第１Ｂパイプ連結口、第２Ｂパイプ連結口を形成する。
(3) 前記既製杭の中空部内に、軸方向の直線状部を有するように折り返して屈曲形成した第１熱交換パイプを配置して、前記第１熱交換パイプの一端を前記第１Ａパイプ連結口に、前記第１熱交換パイプの他端を第１Ｂパイプ連結口に、それぞれ接続する。
(4) 前記既製杭の中空部内に第２熱交換パイプを配置して、前記第２熱交換パイプの一端を前記第２Ａパイプ連結口に、前記第２熱交換パイプの他端を前記第２Ｂパイプ連結口に、それぞれ接続した。
(5) 前記第１Ａパイプ連結口と、前記既製杭に連結する他の既製杭の前記第１Ａパイプ連結口とを連結可能とし、前記第２Ｂパイプ連結口と、前記既製杭に連結する他の既製杭の前記第２Ｂパイプ連結口とを連結可能とした。

また、前記において、以下のように構成したことを特徴とする熱交換パイプ付きの既製杭である。
(1) 第１熱交換パイプは、第１Ａパイプ連結口に接続する軸方向に直線状の第１パイプ片と、前記第１パイプ片とＵ字状屈曲部を介して接続する軸方向に直線状の第２パイプ片と、前記第２パイプ片とＵ字状屈曲部を介して接続し、かつ第１Ｂパイプ連結口に接続するする軸方向に直線状の第３パイプ片と、から構成する。
(2) 前記第２パイプ片は、１本またはＵ字状屈曲部を有する屈曲連結した軸方向に直線状のパイプ片の複数本から構成する。

また、前記において、以下のように構成したことを特徴とする熱交換パイプ付きの既製杭である。
(1) 第１熱交換パイプは、第１Ａパイプ連結口に接続する直線状の第１パイプ片と、前記第１パイプ片とＵ字状屈曲部を介して接続する直線状の第２パイプ片と、前記第２パイプ片とＵ字状屈曲部を介して接続し、かつ第１Ｂパイプ連結口に接続するする第３パイプ片と、から構成する。
(2) 前記第２パイプ片は、１本またはＵ字状屈曲部を有する屈曲連結した複数本から構成する。

また、前記において、以下のように構成したことを特徴とする熱交換パイプ付きの既製杭である。
(1) 前記既製杭と接続する他の既製杭とで、各接続端面で、
前記既製杭の第１Ａパイプ連結口の略垂直線上に、前記他の既製杭の前記第１Ａパイプ連結口が配置され、かつ
前記既製杭の第１Ｂパイプ連結口の略垂直線上に、前記他の既製杭の前記第１Ｂパイプ連結口が配置され、かつ
前記既製杭の第２Ａパイプ連結口の略垂直線上に、前記他の既製杭の前記第２Ａパイプ連結口が配置され、かつ
前記既製杭の第２Ｂパイプ連結口の略垂直線上に、前記他の既製杭の前記第２Ｂパイプ連結口が配置され、
るように構成した。

また、前記における既製杭は、主にコンクリート製の既製杭を指すが、外周を鋼管で被覆したいわゆるコンクリート杭も含まれる。また、中空部を有する構造であれば、鋼管杭など他の材料の既製杭でも可能である。

この発明は、第１熱交換パイプを屈曲して長さ（熱交換表面積）の拡大を図り、第２熱交換パイプを直線状としたので、既製杭基体内に熱交換パイプを収容する作業や、既製杭の埋設作業時の連結作業を容易とした。

この発明の実施態様で、（ａ）は既製杭の構成を表す縦断面図、（ｂ）は中間既製杭３０Ａの平面図、（ｃ）はＡ−Ａ端面図、（ｄ）は中間杭３０Ｂの平面図、（ｅ）はＢ−Ｂ端面図、（ｆ）は最下端既製杭５０の平面図、を表す。 この発明の他の実施態様で、（ａ）は中間既製杭の他の構成を表す縦断面図を表す。 この発明の他の実施態様で、（ａ）は中間既製杭の正面図、（ｂ）は使用する熱交換パイプを展開した状態の図、を表す。 この発明の同じく他の実施態様で、（ａ）は中間既製杭の拡大平面図、（ｂ）は中間既製杭の拡大縦断面図、（ｃ）は拡大Ｃ−Ｃ断面図、（ｄ）は拡大Ｄ−Ｄ断面図、を表す。 この発明の同じく他の実施態様で、使用する熱交換パイプを展開した状態の図、を表す。

図面に基づいて、この発明の実施態様を説明する。

１．中間既製杭３０の構成

（１） この発明に使用する既製杭基体３０ａは、中空コンクリート製で、通常の既製杭と同様に、軸方向の一端（上端。Ａ端）３１、他端（上端。Ｂ端）３２に、それぞれ接続用の端板（図示していない）を取り付けてある。

（２） この発明に使用する熱交換用の第１熱交換パイプ１０は、必要な長さで屈曲して形成する。すわち、既製杭の長さ（縦方向）に応じた直線状の第１パイプ片１１、第２パイプ片１２、第３パイプ片１３を並列して、第１パイプ片の下端と第２パイプ片の下端との間に第１Ｕ字状屈曲部５１を形成し、第２パイプ片１２の上端と第３パイプ片１３の上端との間に、第２Ｕ字状屈曲部５２を形成して構成する。
また、第２熱交換パイプ２０は、直線状の１本のパイプ片２１から構成する。

（３） 熱交換用のパイプ片１１〜１３、２１（Ｕ字状の屈曲部５１、５２、５３を含む）は、例えば、株式会社ノイアック住環境社「Ｕ−ポリパイ」シリーズを使用する。

（４） 既製杭基体３０ａの中空部内に、第１熱交換パイプ１０、第２熱交換パイプ２０を収容し、第１熱交換パイプ１０の上端を中空部の上端部にて各種保持具を使ってその位置を保つように保持し、第１パイプ片１１の上端開口を、第１Ａパイプ連結口（第１上パイプ連結口）１ａとする。また、第３パイプ片１３の下端を中空部の下端部にて各種保持具（図示していない）を使ってその位置を保つように保持し、第３パイプ片１３の下端開口を、第１Ｂパイプ連結口（第１下パイプ連結口）１ｂとする。なお、第１パイプ片１１の上端部と第３パイプ片１３の下端部の保持は、いずれか一方のみで保持して他方の保持を省略することもできる。また、第１パイプ片１１の上端部と第３パイプ片１３の下端部の両方を保持する場合、いずれか一方で緩やかに保持して、緩やかに保持した側では、第１パイプ片１１の上端部又は第３パイプ片１３の下端部を既製杭基体３０ａの長さ方向に若干移動可能とすることもできる。

（５） また、第２熱交換パイプ２０のパイプ片２１の上下も既製杭基体３０ａの中空部に、上端部および下端部にて各種保持具（図示していない）を使ってその位置を保つように保持し、パイプ片２１の上端開口を第２Ａパイプ連結口（第２上パイプ連結口）２ａとして、パイプ片２１の下端開口を、第２Ｂパイプ連結口（第２下パイプ連結口）２ｂとする。
なお、第２熱交換パイプ２０の上端部と下端部の保持は、いずれか一方のみで保持して他方の保持を省略することもできる。第２熱交換パイプ２０の「上端部」および／または「下端部」の保持は、緩やかに保持して、第２熱交換パイプ２０が長さ方向に若干移動可能とすることもできる。

（６） 前記において、第１熱交換パイプ１０および第２熱交換パイプ２０は、第１Ａパイプ連結口１ａ、第１Ｂパイプ連結口１ｂ、第２Ａパイプ連結口２ａ、第２Ｂパイプ連結口２ｂが、既製杭基体３０ａの内壁３０ｂから距離Ｌ１となるように保持される。また、第１パイプ１０および第２パイプ２０は、既製杭基体３０ａの内壁３０ｂに接触しない状態で、かつ第１熱交換パイプ１０と第２熱交換パイプ２０とも接触しないような状態で、保持されることが望ましい。

（７） なお、ここで、この中間既製杭３０の一端部（上端部）３１の第１Ａパイプ連結口１ａ、第２Ａパイプ連結口２ａの配置を、Ａパターンとし、他端部（下端部）３２の第１Ｂパイプ連結口１ｂ、第２Ｂパイプ連結口２ｂの配置を、Ｂパターンとする（図１）。

（８） また、既製杭基体３０ａに熱交換パイプ１０、２０を設置して、中間既製杭３０を構成する作業は、
・中間既製杭３０に熱交換パイプ１０、２０を工場で設置して、現場に搬送する。
・構築現場で中間既製杭３０をつり上げる前に、中間既製杭３０内に熱交換パイプ１０、２０を設置する。
・構築現場で中間既製杭をつり上げた後に、既製杭に設置する。
など手順は任意である。

２．最下端既製杭５０の構成

（１） 中間既製杭３０と同様の既製杭基体５０ａを使用する。すなわち、中空コンクリート製で、通常の既製杭と同様に、両端（上下端）４８、４９に接続用の端板（図示していない）を取り付けてある。

（２） 下端既製杭５０に使用する第３熱交換パイプ４０は、第１熱交換パイプ１０と同様に、１本のパイプを屈曲して構成する。すなわち、既製杭基体５０ａの長さ（縦方向）に応じた直線状の第１パイプ片４１、第２パイプ片４２、第３パイプ片４３、第４パイプ片４４を並列して、第１パイプ片４１と第２パイプ片４１の下端とに第１Ｕ字状屈曲部６１を形成し、第２パイプ片４２の上端と第３パイプ片４３の上端とに第２Ｕ字状屈曲部６２を形成して、第３パイプ片４３の下端と第４パイプ片４４の下端とに第３Ｕ字状屈曲部６３でを形成して、構成する。各パイプ片４１〜４４およびＵ字状屈曲部６１〜６３、および既製杭基体５０ａへの第３熱交換パイプ４０の設置作業は中間既製杭３０の場合と同様である。

（３） 既製杭基体５０ａの中空部内に、第３熱交換パイプ４０を収容し、第１パイプ片４１の上端開口を第１Ａパイプ連結口１ａとし、第４パイプ片４４の上端開口を第２Ａパイプ連結口２ａとする。ここで、第１Ａパイプ連結口１ａ、第２Ａパイプ連結口２ａは、前記Ａパターンのパイプ連結口の配置となる。
また、第３熱交換パイプ４７の保持は、少なくとも１ヶ所で、既製杭基体５０ａの内壁５０ｂに保持されている。この場合、既製杭基体５０ａの内壁５０ｂに接触しないような状態で、かつ第１パイプ片４１の上端開口（第１Ａパイプ連結口１ａ）および第４パイプ片４１の上端開口（第２Ａパイプ連結口２ａ）が多少上下動できるような状態で、保持されることが望ましい。

（４） 前記において、第１熱交換パイプ１０、第２熱交換パイプ２０、第３熱交換パイプ４０は、第１Ａパイプ連結口１ａ、第２Ｂパイプ連結口１ｂ、第２Ａパイプ連結口２ａ、第２Ｂパイプ連結口２ｂが既製杭基体３０ａ、５０ａの内壁３０ｂ、５０ｂから距離Ｌ１となるように保持される（図１（ｂ）（ｃ））。

３．熱交換装置の構成（既製杭３０、５０の埋設）

（１） この実施態様では、３つの既製杭を連結して、
上：中間既製杭３０を順位置にして（３０Ａ）、上面：Ａパターン、下面：Ｂパターン
中：中間既製杭３０を上下逆に位置させて（３０Ｂ）、上面：Ｂパターン、下面：Ａパターン
下：最下端既製杭５０ 上面：パイプ連結口はＡパターン
とする（図１）。なお、ここで、最下端既製杭５０の上面のパイプ連結口のパターンに一致させて、その直上の中間既製杭３０Ｂの下面を設定して、さらに中間既製杭３０Ｂの上面のパイプ連結口パターンに一致させて、その直上の中間既製杭３０Ａの下面を設定して、以下中間既製杭が増えても、下方から順に設定すれば、連結面が一致するので、接続容易な構成にすることができる。

（２） 掘削ロッドで、所定の杭穴を掘削して、掘削ロッドを地上に引き上げる。

（３） 通常の杭打ち機に、最下端の既製杭５０を取り付け、杭穴内に下降する。

（４） 一旦、地上付近で、最下端の既製杭５０を保持して、杭打ち機に中間既製杭３０Ｂを取り付け、両杭５０、３０Ｂの連結面は、Ａパターン同士になるので、最下端既製杭５０の上面の第１Ａパイプ連結口１ａ、第２Ａパイプ連結口２ａの直上に、中間既製杭３０Ｂの下面の第１Ａパイプ連結口１ａ、第２Ａパイプ連結口２ａがそれぞれ位置する（図１（ｅ）（ｆ））。
したがって、中間既製杭３０Ｂの下面の第１Ａパイプ連結口１ａと最下端既製杭５０の上面の第１Ａパイプ連結口１ａとを接合して、かつ中間既製杭３０Ｂの下面の第２Ａパイプ連結口２ａと最下端既製杭５０の上面の第２Ａパイプ連結口２ａとを連結して、さらに通常の接合方法（溶接やバンドなどの治具など）を用いて、最下端既製杭５０の上面と中間既製杭３０Ｂの下面を接合する。

（５） 続いて、連結した最下端既製杭５０と中間既製杭３０Ｂを下降させ、所定深さまで下降する。

（６） 同様に、連結した中間既製杭３０Ｂと最下端既製杭５０とを、一旦、地上で保持して、杭打ち機に中間既製杭３０Ａを取り付ける。中間既製杭３０Ａ、中間既製杭３０Ｂの連結面は、Ｂパターン同士になるので、中間既製杭３０Ｂの上面の第１Ｂパイプ連結口１ｂ、第２Ｂパイプ連結口２ｂの直上に、中間既製杭３０Ａの下面の第１Ｂパイプ連結口１ｂ、第２Ｂパイプ連結口２ｂがそれぞれ位置する（図１（ｃ）（ｄ））。
したがって、中間既製杭３０Ａの下面の第１Ｂパイプ連結口１ｂと中間既製杭３０Ｂの上面の第１Ｂパイプ連結口１ａとを接合して、かつ中間既製杭３０Ａの下面の第２Ｂパイプ連結口２ｂと中間既製杭３０Ｂの上面の第２Ｂパイプ連結口２ｂとを連結して、さらに通常の接合方法を用いて、中間既製杭３０Ｂの上面と中間既製杭３０Ａの下面とを接合する。

（７） 続いて、連結した最下端既製杭５０と中間既製杭３０Ｂ、３０Ａを下降させ、所定深さで保持する。杭穴内には通常、掘削泥土が満たされているので、最下端既製杭５０と中間既製杭３０Ｂ、３０Ａの外周と中空部には掘削泥土が充填される。
なお、既製杭３０Ａ、３０Ｂ、５０を使って地上構造物を支持する場合には、泥土に代わり、杭穴内をセメントミルクやソイルセメントなどで満たして固化させることもできる。

（８） 地上では、中間既製杭３０Ａの上面の第１Ａパイプ連結口１ａと第２Ａパイプ連結口２ａに熱交換装置からのパイプをそれぞれ連結して、熱交換パイプ１０、２０、４０に通常と同様の冷媒となる液体を流して、地下の熱と熱交換して、地下の熱を地上に取り出す。
この際、第１熱交換パイプ１０のみを屈曲して折り返して構成し、第２熱交換パイプ２０は直線状としたので、熱交換効率を高められる。とりわけ、第２熱交換パイプ２０を還り管とした場合には、途中での損出を軽減して、地中の熱を地上に取り出す効果が期待される。
また、第２熱交換パイプ２０は直線状としたので、多数の中間既製杭３０を使用した場合に、連結作業がきわめて容易となる。

４．熱交換装置の他の構成

（１） 前記実施態様において、最下端既製杭５０に代えて、１本の連結パイプ４７で、中間既製杭３０Ｂの下面の第１Ａパイプ連結口１ａと第２Ａパイプ連結口２ａとを連結することもできる（図２）。連結パイプ４７は、第１Ａパイプ連結口１ａと第２Ａパイプ連結口２ａを結ぶ横方向の基体を形成し、基体の両端を上向きに屈曲して、第１Ａパイプ連結口１ａと第２Ａパイプ連結口２ａに接続できるように構成してある。したがって、この場合には、連結パイプ４７が第３熱交換パイプに相当し、最下端既製杭５０を使用せずに、中間既製杭３０Ａ、３０Ｂのみで、熱交換装置を構成できる。

（２） また、前記実施態様において、第１熱交換パイプ１０は、既製杭基体３０ａの一面に第１Ａパイプ連結口１ａ、他面に第１Ｂパイプ連結口１ｂが位置するように形成されれば、折り返しの回数や、螺旋状に形成するなど折り返しの構造も任意である。例えば、パイプ片１１〜パイプ１７の７本を使用することもできる（図３（ｂ）、図５）。
すなわち、第１熱交換パイプ１０の表面積を多くする場合で、７本のパイプ片１１〜１７を並列させ、同様に、前記３本の場合と同様に、
第１パイプ片１１の下端と第２パイプ片１２の下端に第１Ｕ字状屈曲部５１、
第２パイプ片１２の上端と第３パイプ片１３の上端に第２Ｕ字状屈曲部５２、
第３パイプ片１３の下端と第４パイプ片１４の下端に第３Ｕ字状屈曲部５３、
第４パイプ片１４の上端と第５パイプ片１５の上端に第４Ｕ字状屈曲部５４、
第５パイプ片１５の下端と第６パイプ片１６の下端に第５Ｕ字状屈曲部５５、
第６パイプ片１６の上端と第７パイプ片１３の上端に第６Ｕ字状屈曲部５６、
それぞれ形成して、第１熱交換パイプ１０を構成する（図３（ｂ））。

（３） また、前記実施態様において、環状に配置した縦鉄筋７１、７１の周囲または内側を環状鉄筋７２、７２で保形して、鉄筋かご状のパイプ保持具７０を構成することもできる（図３、図４）。この場合、第１熱交換パイプ１０で使用する７本のパイプ片１１〜１７（Ｕ字状屈曲部５１〜５６を含む）、第２熱交換パイプ２０の１本のパイプ片２１に数に合わせて８本の縦鉄筋７１、７１を使用する（図４（ａ）（ｃ）（ｄ））。
このように形成した第１熱交換パイプ１０を筒状に丸めて、パイプ保持具７０内に挿入して、８本の縦鉄筋７１、７１に、各パイプ片１１〜１７、２１を沿わせて、連結する（図４（ａ）〜（ｄ））。この場合には、既製杭基体３０ａ内に熱交換パイプ１０、２０を配置する作業を容易にし、かつ施工時に既製杭基体３０ａ内で熱交換パイプ１０、２０は所定位置を保ち、ずれることはない。
なお、第１熱交換パイプの長さを長く（表面積を多くする）場合には、同様にして、パイプ片を増やして対応する。また、最下端既製杭５０の熱交換パイプ４０にも同様に、パイプ保持具７０を使用することもできる（図示していない）。

（４） また、前記実施態様において、既製杭３０、５０の埋設時に、熱交換パイプ１０、２０にはパイプ片１１〜１７、２１のように、埋設方向に沿った（既製杭３０、５０の軸方向に沿った）部分に抵抗が無く、不慮破損することも防止できるが、屈曲部５１〜５７には若干の抵抗があるので、各屈曲部５１〜５７の外周にＵ字状の保護パイプ７４、７４を嵌装することもできる（図５）。しがって、この場合には、埋設時の抵抗が作用する屈曲部を補強するので、比較的剛性（強度）が弱いパイプも使用することもでき、例えば、パイプ片１１〜１７、２１の肉厚を薄くできるので、熱交換効率を高めることもできる。
また、この場合、熱交換パイプ１０を屈曲形成する際に、長いパイプ材の外周で屈曲部５１〜５７を形成する位置に、鋼製などの金属（金属管）の保護パイプ７４、７４を配置し、保護パイプ７４と一緒にパイプ材を屈曲して、Ｕ字状の屈曲部５１〜５７の外周に、Ｕ字状の保護パイプ７４、７４を同時に形成する。したがって、熱交換パイプ１０の製造を容易にすることができ、取り扱いも容易にできる。
なお、最下端既製杭５０に使用する熱交換パイプ４０も、同様に、保護パイプ７４を適用することができる（図示していない）。

（５） また、前記実施態様において、第１熱交換パイプ１０を１本のパイプを屈曲して、パイプ片１１〜パイプ１６など、屈曲部５１〜５６などを形成したが、構成は任意である。例えば、予めパイプ片１１〜パイプ１６を所望の長さに切断して、屈曲部５１〜５６に対応するＵ字状のジョイントで、各パイプ片１１〜パイプ１６を連結することもできる（図示していない）。特に「使用する既製杭の内径」よりも「螺旋状に巻いた場合の外形」が大きな材料のパイプ材（準硬質の熱交換パイプ）を使用する場合に、屈曲部５１〜５６などを形成し難いので、この場合に有効である。
また、第３熱交換パイプ４０も同様に、予めパイプ片４１〜パイプ片４４などを所望の長さに切断して、屈曲部６１〜６３などに対応するＵ字状のジョイントで、各パイプ片４１〜パイプ片４４などを連結して構成することもできる（図示していない）。

１ａ 第１Ａパイプ連結口（第１上パイプ連結口）
１ｂ 第１Ｂパイプ連結口（第１下パイプ連結口）
２ａ 第２Ａパイプ連結口（第２上パイプ連結口）
２ｂ 第２Ｂパイプ連結口（第２下パイプ連結口）
１０ 第１熱交換パイプ
１１〜１７ 第１パイプ片〜第７パイプ片（第１熱交換パイプ。軸方向の直線状部）
２０ 第２熱交換パイプ
２１ パイプ片（第２熱交換パイプ）
３０、３０Ａ、３０Ｂ 中間既製杭
３０ａ 既製杭基体（中間既製杭）
３０ｂ 既製杭基体の内壁
３１ 中間既製杭の上端（一端）
３２ 中間既製杭の下端（他端）
４０ 第３熱交換パイプ
４１〜４４ パイプ片（第３熱交換パイプ。軸方向の直線状部）
４７ 連結パイプ（第３熱交換パイプ）
４８ 最下端既製杭の上端（一端）
４９ 最下端既製杭の上端（他端）
５０ 最下端既製杭
５０ａ 既製杭基体（最下端既製杭）
５１〜５７ 第１Ｕ字状連結部〜第７Ｕ字状連結部（第１熱交換パイプ）
６１〜６３ 第１Ｕ字状連結部〜第３Ｕ字状連結部（第３熱交換パイプ）
７０ パイプ保持具
７１ 縦鉄筋（パイプ保持具）
７２ 環状鉄筋（パイプ保持具）

Claims (6)

1. 熱交換パイプを収容した複数本の中間既製杭を、前記熱交換パイプを連結するとともに前記中間既製杭を連結して、以下のように構成したことを特徴とする既製杭を使用した熱交換装置。
   (1) 前記中間既製杭を以下のように構成する。
   (a) 中空の既製杭の中空部内であって、上端面に第１上パイプ連結口、第２上パイプ連結口を形成し、かつ下端面に第１下パイプ連結口、第２下パイプ連結口を形成する。
   (b) 前記既製杭の中空部内に、軸方向の直線状部を有するように折り返して屈曲形成した第１熱交換パイプを配置して、前記第１熱交換パイプの上端を前記前記第１上パイプ連結口に、前記第１熱交換パイプの下端を前記第１下パイプ連結口に、それぞれ接続する。
   (c) 前記既製杭の中空部内に第２熱交換パイプを配置して、前記第２熱交換パイプの上端を前記第２上パイプ連結口に、前記第２熱交換パイプの下端を前記第２下パイプ連結口に、それぞれ接続した。
   (d) 前記既製杭の直上に他の既製杭を連結する際に、「前記既製杭の前記第１上パイプ連結口の直上に前記他の既製杭の前記第１下パイプ連結口が位置するように形成し、かつ前記既製杭の前記第２上パイプ連結口の直上に前記他の既製杭の前記第２下パイプ連結口が位置するように形成し」または「前記既製杭の前記第１上パイプ連結口の直上に前記他の既製杭の前記第１上パイプ連結口が位置するように形成し、かつ前記既製杭の前記第２上パイプ連結口の直上に前記他の既製杭の前記第２上パイプ連結口が位置するように形成し」た。
   (2) 最下端の中間既製杭の第１下パイプ連結口と前記第２下パイプ連結口とを第３熱交換パイプで連通させる。
   (3) 最上端の中間既製杭の前記第１上パイプ連結口及び第２上パイプ連結口を、地上に設置した流体循環・熱回収手段に連結する。
2. 以下のように構成したことを特徴とする請求項１記載の既製杭を使用した熱交換装置。
   (1) 既製杭を１本の下端既製杭の上方に、１本又は複数本の中間既製杭を連結して構成する。
   (2) 前記下端既製杭を以下のように構成する。
   (a) 中空の既製杭の中空部内であって、上端面に第１上パイプ連結口、第２上パイプ連結口を形成する。
   (b) 前記既製杭の中空部内に、軸方向の直線状部を有するように屈曲形成した第３熱交換パイプを配置して、前記第３熱交換パイプの両端開口を前記前記第１上パイプ連結口、前記第２上パイプ連結口に接続した。
3. 既製杭基体内に熱交換パイプを設置した既製杭であって、以下のように構成したことを特徴とする熱交換パイプ付き既製杭。
   (1) 前記熱交換パイプを、第１熱交換パイプ及び第２熱交換パイプから構成する。
   (2) 中空の既製杭の中空部内であって、長さ方向のＡ、Ｂ両端面で、Ａ端面に第１Ａパイプ連結口、第２Ａパイプ連結口を形成し、かつＢ端面に第１Ｂパイプ連結口、第２Ｂパイプ連結口を形成する。
   (3) 前記既製杭の中空部内に、軸方向の直線状部を有するように折り返して屈曲形成した第１熱交換パイプを配置して、前記第１熱交換パイプの一端を前記第１Ａパイプ連結口に、前記第１熱交換パイプの他端を第１Ｂパイプ連結口に、それぞれ接続する。
   (4) 前記既製杭の中空部内に第２熱交換パイプを配置して、前記第２熱交換パイプの一端を前記第２Ａパイプ連結口に、前記第２熱交換パイプの他端を前記第２Ｂパイプ連結口に、それぞれ接続した。
   (5) 前記第１Ａパイプ連結口と、前記既製杭に連結する他の既製杭の前記第１Ａパイプ連結口とを連結可能とし、前記第２Ｂパイプ連結口と、前記既製杭に連結する他の既製杭の前記第２Ｂパイプ連結口とを連結可能とした。
4. 以下のように構成したことを特徴とする請求項３記載の熱交換パイプ付きの既製杭。
   (1) 第１熱交換パイプは、第１Ａパイプ連結口に接続する軸方向に直線状の第１パイプ片
   と、前記第１パイプ片とＵ字状屈曲部を介して接続する軸方向に直線状の第２パイプ片と、前記第２パイプ片とＵ字状屈曲部を介して接続し、かつ第１Ｂパイプ連結口に接続するする軸方向に直線状の第３パイプ片と、から構成する。
   (2) 前記第２パイプ片は、１本またはＵ字状屈曲部を有する屈曲連結した軸方向に直線状のパイプ片の複数本から構成する。
5. 以下のように構成したことを特徴とする請求項３記載の熱交換パイプ付きの既製杭。
   (1) 第１熱交換パイプは、第１Ａパイプ連結口に接続する直線状の第１パイプ片と、前記第１パイプ片とＵ字状屈曲部を介して接続する直線状の第２パイプ片と、前記第２パイプ片とＵ字状屈曲部を介して接続し、かつ第１Ｂパイプ連結口に接続するする第３パイプ片と、から構成する。
   (2) 前記第２パイプ片は、１本またはＵ字状屈曲部を有する屈曲連結した複数本から構成する。
6. 以下のように構成したことを特徴とする請求項３記載の熱交換パイプ付きの既製杭。
   (1) 前記既製杭と接続する他の既製杭とで、各接続端面で、
   前記既製杭の第１Ａパイプ連結口の略垂直線上に、前記他の既製杭の前記第１Ａパイプ連結口が配置され、かつ
   前記既製杭の第１Ｂパイプ連結口の略垂直線上に、前記他の既製杭の前記第１Ｂパイプ連結口が配置され、かつ
   前記既製杭の第２Ａパイプ連結口の略垂直線上に、前記他の既製杭の前記第２Ａパイプ連結口が配置され、かつ
   前記既製杭の第２Ｂパイプ連結口の略垂直線上に、前記他の既製杭の前記第２Ｂパイプ連結口が配置され、
   るように構成した。

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