JPH0533885Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 Ａ 考案の目的 イ 産業上の利用分野 主に地中熱を熱源に使用するヒートポンプの地
中熱と熱冷媒の熱交換を行わせる熱交換管として
使用するが、他にヒートパイプに使用するなど、
自然エネルギーの有効利用に大きな役割を果た
す。

ロ 従来の技術 従来から二重管構造の地中に挿入する地中熱交
換器及びその先端を複数段の先細形状として地中
に打ち込ませる熱交換管等がある。

ハ 解決しようとする問題点 従来の技術には次のような問題点がある。

１ 二重管構造の地中に挿入する地中熱交換器に
ついて (1) 二重管自体の地中への直接埋設はその端面
形状では不可能で、現状の技術ではボーリン
グによる穴を形成後、当該設備を挿入するた
め、埋設コストは著しく増大する。

(2) ボーリングによる埋設用穴に当該設備を挿
入するため、管壁と地中に空間が生じ、交換
熱量が著しく低下する。

(3) 外側管の内壁管端部は平板で閉塞された構
造のため、角のよどみ領域が増大し、二次冷
媒の損失水頭が増大し、駆動ポンプ動力の増
大、更に流速の低下による熱伝達率の低下か
ら交換熱量が著しく低下する。

２ 先端を複数段の先細形状として地中に打込む
熱交換管（更には管材を径方向に押しつぶして
閉塞させた熱交換管） (1) 当該熱交換管の先端形状は特殊な加工によ
るため、コストが高く、更にこの先端部材自
体で地中内を打込み貫入していくため、損耗
が著しく、打設後の地中内での先端部の閉塞
性が不確実となる（管材を押しつぶして閉塞
させた管についてはより顕著となる）。

(2) 当該管の先端部形状では打込力に対する土
壌からの反力を管断面で受けるため、土中深
層部への管貫入は不能で、熱交換装置として
の能力は著しく低下する。

(3) 管端部は平面により閉塞されているため、
前記１）−(3)と同様の問題点が生ずる。

Ｂ 考案の構成 イ 問題を解決しようとする手段 本願では下記の構成のものによつて上述した問
題を解決しようとするものである。

すなわち、本願のものは、外管２の下端に長手
方向に刻設した左右一対の切込み２Ｇに、外管２
の外方へ突出する左右の刃体２Ｃ，２Ｄと、外管
２内を仕切る仕切板３と、これら刃体２Ｃ，２Ｄ
と仕切板３の下部に連設された先端刃部２Ｅを一
体にした板状体７をはさみ込み、当該外管２の下
端開口部をなめらかに閉塞させた尖先部２Ａを形
成して、尖先部２Ａの内部を仕切板３により前後
室あるいは左右室２A′，２A″に二分すると共に、
外管軸心に当該外管２とは側方空間５を存するよ
う挿入された内管４の下端と仕切板上縁３Ａとの
間には下方空間６を存するよう構成せしめた地中
熱交換管である。

なお、外管の側面に切削用ビツト２Ｈを適数段
突設することができる。

ロ 考案の実施例 １は本案の地中熱交換管である。２は外管で、
下端には半球状の尖先部２Ａが形成されている。

２Ｂは上記外管の尖先部２Ａに連設された土壌
切削用の刃部で、当該刃部２Ｂは上記尖先部２Ａ
における外周面に、上記外管の長手方向と直交す
る方向をもつて外方へ突設せしめた左右一対の刃
体２Ｃ，２Ｄと、この刃体２Ｃ，２Ｄの下端に連
設された正面Ｖ字状の先端刃部２Ｅから構成され
ている。

２Ｆは上記刃部２Ｂの外方端面に溶接されたタ
ングステンカーバイトのビツトである。

３は上記尖先部２Ａの内部に張設された垂直仕
切板で、この仕切板によつて、尖先部２Ａ内には
前後室２A′，２A″が形成されている。

３Ａはこの仕切板３の上縁であるが、断面逆Ｕ
字状になめらかに構成されている。

４は上記外管２の軸心部に、当該外管２の内周
面との間に側方空間５を設けて挿入配設された内
管で、その下端４Ａは上記仕切板３の上記上縁３
Ａとは所定間隔をもつた下方空間６が形成できる
位置に達するよう構成されている。

なお、上記尖先部２Ａと刃部２Ｂとの関係を詳
述すると下記の通りである。

第６図の如く外管下端に長手方向に左右一対の
切込み２Ｇを形成しておき、この切込みに仕切板
３、左右の刃体２Ｃ，２Ｄ、先端刃部２Ｅを一体
にした板状体７をはさみ込み、当該外管の下端開
口部を公知の方法であるハンマーで叩きなめらか
に収縮させ、外管と板状体を溶接して閉塞させた
尖先部を形成する。

なお、外管２については、第４図の如く外管の
側面に切削用ビツト２Ｈを適数段突設したもので
もよい。

また、刃部２Ｂについては、第５図の如く魚の
尾びれ状の形状の如く構成してもよい。

第７図は本願のもののヒートポンプに組合せた
システム図で、図中、８は循環ポンプ、９は蒸発
器、１０は膨張弁、１１は凝縮器、１２は圧縮
機、１３は土壌をそれぞれ示す。

ハ 作用 効果と共に説明する。

Ｃ 考案の効果 イ 本方式の地中熱交換管は管の先端に刃部を取
付けた管を回転させ、圧挿入により土中を切削
しながら貫入されるため、外管への損耗を与え
ず充分な深さまで埋設することができる。

ロ この先端形状では材料コストが安価で、閉塞
性も確実なものとなる。更に直接土中へ埋設す
るため、管壁と土壌の間に空間を作ることな
く、埋設コストも大幅に低減することができ
る。

外管先端には半球状の尖先部内には仕切板が
張設されているから、二次冷媒はこの仕切板に
より容易に分流され、しかも、なめらかに収縮
しているため、流速の減衰を抑制することがで
きる。

これにより、熱伝達を低下させることなく、
したがつて、交換熱量の低下を防ぐことがで
き、また、圧力損失の低減によるポンプ動力の
低下も図られる。

ハ 衝撃力による打設法と異なり、管を回転圧挿
入させるため、施工時は常に管へ貫入力が作用
することになる。

これにより、管を座屈させることなく深層部
まで確実に埋設することができ、騒音問題もな
く安全に作業できる。

ニ 第６図の如く外管下端に長手方向に左右一対
の切込み２Ｇを形成しておき、この切込みに仕
切板３、左右の刃体２Ｃ，２Ｄ、先端刃部２Ｅ
を一体にした板状体７をはさみ込み、当該外管
の下端開口部をなめらかに閉塞させた尖先部を
形成するよう構成したから、下記の効果を期待
することができる。

すなわち、先端刃部を作業現場にて容易に、
しかも迅速に作成できる。

また、刃部と管が一体構造になるため、作業
途中引抜き時での脱落がなく、再度の施工も可
能である。

ホ 第４図の如く外管の側面に切削用ビツト２Ｈ
を適数段突設したものでは、下記の効果を期待
することができる。

すなわち、管の埋設が効率よく迅速に行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は正面図、第２図はＡ−Ａ線断面図、第
３図はＢ−Ｂ線断面図、第４図、第５図は他の実
施例の正面図、第６図は製法の一例を示す略図的
斜視図、第７図は本願のものをヒートポンプと組
合せた場合のシステム図である。 １……地中熱交換管、２……外管、２Ａ……尖
先部、２Ｂ……刃部、３……垂直仕切板、４……
内管、５……側方空間、６……下方空間。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 外管２の下端に長手方向に刻設した左右一対
   の切込み２Ｇに、外管２の外方へ突出する左右
   の刃体２Ｃ，２Ｄと、外管２内を仕切る仕切板
   ３と、これら刃体２Ｃ，２Ｄと仕切板３の下部
   に連設された先端刃部２Ｅを一体にした板状体
   ７をはさみ込み、当該外管２の下端開口部をな
   めらかに閉塞させた尖先部２Ａを形成して、尖
   先部２Ａの内部を仕切板３により前後室あるい
   は左右室２A′，２A″に二分すると共に、外管
   軸心に当該外管２とは側方空間５を存するよう
   挿入された内管４の下端と仕切板上縁３Ａとの
   間には下方空間６を存するよう構成せしめたこ
   とを特徴とする地中熱交換管。 ２ 外管の側面に切削用ビツト２Ｈを適数段突設
   した実用新案登録請求の範囲第１項記載の地中
   熱交換管。