JPH07332882A - 長尺ヒートパイプの吊下げ用ワイヤの取付け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 長尺ヒートパイプの懸吊が容易で、しかも耐
久性に優れる長尺ヒートパイプの吊下げ用ワイヤの取付
け装置を提供する。 【構成】 鉛直方向に垂下して懸吊される長尺ヒートパ
イプ１２を、上端部を固定したワイヤ１９に連結するこ
とにより、長尺ヒートパイプ１２をワイヤ１９を介して
吊下げる長尺ヒートパイプの吊下げ用ワイヤの取付装置
において、ワイヤ１９の中間部の複数箇所が、複数の分
割片２５からなる環状締付け具２４によって一体化され
ている。また、その環状締付け具２４が長尺ヒートパイ
プ１２の外周部に、その長尺ヒートパイプ１２を締付け
た状態に取付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、長尺なヒートパイプ
を地中深くに向けて吊下げる構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のようにヒートパイプは、真空脱気
したパイプなどの容器の内部に、水やアルコール、フロ
ンなどの凝縮性の流体を作動流体として封入したもので
あり、温度差が生じることにより動作し、高温部で蒸発
した作動流体が低温部に流動して放熱・凝縮することに
より、作動流体の潜熱として熱輸送を行う。このように
ヒートパイプは、温度差が生じることによって動作する
うえに、見掛上の熱伝導率が銅などの金属の数十倍ない
し百数十倍に達するので、各種の熱関連機器・設備に採
用されている。

【０００３】その一例として、従来、高温の地熱をヒー
トパイプによって地上に抽出し、その熱を融雪や発電等
に有効利用することが行われている。この種のヒートパ
イプ式地熱抽出装置は、地下数百ｍの地熱帯に向けて掘
られた掘削孔に、ヒートパイプの一端部を挿入して吊下
げる構成であり、コンテナの下端部において地熱によっ
て加熱された作動流体が、地上側の端部に流動して放熱
することによって、砂利等の異物を含むことなく地熱の
みを汲み上げることができる。

【０００４】ところで、この種のヒートパイプは、全長
が数百ｍにも及ぶ長尺なものであって、当然その重量も
相当重くなるから、そのまま掘削孔に吊下げたのでは自
重に耐え得る肉厚にするなど、設計・製造の困難なもの
とせざるを得ない。

【０００５】そこで、長尺ヒートパイプを地中に向けて
吊下げる場合に、ヒートパイプの自重を支える手段の一
例が、特公平５−４９４５号公報に記載されている。

【０００６】図４および図５を参照して、この公報に記
載されている構造を簡単に説明すると、コルゲート型ヒ
ートパイプ１の外部側面には、その長手方向に沿って２
本の綱体２が吊下げられている。この綱体２は例えば鋼
等の撚り線であって、その上端部は地上の固定架台（図
示せず）などに係止され、下端部にはヒートパイプ１の
下端部を保持する端末金具３等が固着されている。そし
て、ヒートパイプ１の表面波型の凹状部分に沿って綱体
２の外側からワイヤ等の線材４が連続的に巻回されてい
る。

【０００７】このように従来では、綱体２の外側からヒ
ートパイプ１を締め付けて、ヒートパイプ１と綱体２と
を一体的に固着させるとともに、ヒートパイプの自重を
綱体に負担させることにより、ヒートパイプを吊下げて
いた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の技術では、一本の線材４を連続的に巻回するも
のであるから、線材４のうち僅か一カ所が断線しても、
ヒートパイプ１に巻回されている線材４が次第に弛緩し
て、最終的には全体がバラけてしまい、その結果、ヒー
トパイプ１を吊下げることができなくなり、また張力が
大きくなるほど、ヒートパイプ１の締付け力が大きくな
り、そのためにコンテナを肉厚にしなければならないな
ど、概して全体に与える影響が大きかった。また、全長
が数百ｍにも及ぶ長尺なヒートパイプ１の外周面に、そ
のヒートパイプよりもさらに長尺な線材４を緊密に、か
つ連続的に巻回する作業に手間が掛かる不都合があっ
た。

【０００９】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、耐久性に優れかつ簡単にヒートパイプを吊下げて
保持することのできる長尺ヒートパイプの吊下げ用ワイ
ヤの取付け装置を提供することを目的とするものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するために、鉛直方向に垂下して懸吊される長尺ヒ
ートパイプを、上端部を固定したワイヤに連結すること
により、前記長尺ヒートパイプをワイヤを介して吊下げ
る長尺ヒートパイプの吊下げ用ワイヤの取付装置におい
て、前記ワイヤの中間部の複数箇所が、複数の分割片か
らなる環状締付け具に一体化され、かつその環状締付け
具が前記長尺ヒートパイプの外周部に該長尺ヒートパイ
プを締付けた状態に取付けられていることを特徴とする
ものである。

【００１１】またこの発明は、前記ワイヤの中間部が、
前記分割片同士の突合わせ部の間に挟持されて環状締付
け具に一体化されるよう構成してもよい。

【００１２】

【作用】この発明によれば、複数の環状締付け具がワイ
ヤを一体化して、各々が取付けられた位置から容易には
変位せず、しかも他の部材を介在せず直接に長尺ヒート
パイプの外周部を締付けるため、長尺ヒートパイプを吊
下げた状態における自重が軽減され、その結果、コンテ
ナの伸長が防止される。

【００１３】なお、複数の環状締付け具が各々独立的に
複数本のワイヤに取付けられているから、ある環状締付
け具が破損したり、あるいはワイヤのうちの１本が断線
したりしても依然として良好な状態で長尺ヒートパイプ
を吊下げることができる。

【００１４】また、請求項２に記載した発明では、各分
割片を長尺ヒートパイプの外周部に配設するとともに、
対向する突合わせ部の間にワイヤを１本づつ配設した後
に、互いに隣接する分割片同士を再度連結することによ
って、各ワイヤが環状締付け具に強固に挟持された状態
で、長尺ヒートパイプの外周部が環状締付け具により緊
密に締め付けられる。すなわち長尺ヒートパイプとの着
脱を、対象とする長尺ヒートパイプの径方向から行うこ
とができる。

【００１５】

【実施例】つぎに、この発明の一実施例を図面を参照し
て説明する。図１は、この発明を地熱を抽出して発電に
利用する装置に採用した例を示す概略図であり、図２は
環状締付け具とワイヤと蒸気管との組付け状態の一例を
示す断面図である。

【００１６】地上には地熱抽出装置５の構成要素である
蒸気管６の一端部が延出しており、その端部には凝縮器
７が取付けられている。この凝縮器７は流量調整弁８が
介設された戻り管９と接続している。戻り管９は蒸気管
６の途中でその内部に挿入され、蒸気管６の下端の蒸発
部１０に液相の作動流体１１を供給するように連通され
ている。すなわち、全体として密閉した循環路をなして
おり、その内部には真空脱気した状態で、目的温度内で
蒸発および凝縮する水やアルコール等の流体が作動流体
１１として封入され、ループ型のヒートパイプ１２とさ
れている。また前記凝縮器７は、ポンプ１３が介設され
た管路１４を介して発電装置１５と接続している。すな
わち、作動流体１１が凝縮器７に輸送した熱によって水
蒸気を得て、この水蒸気を発電装置１５に強制循環する
構成となっている。なお、図示しないが地熱抽出装置５
は適宜の手段によって地表に固定されている。

【００１７】一方、地上から地下の高温の岩石１６に向
けてほぼ垂直に５００ｍ程度の掘削孔１７が掘られてお
り、またこの掘削孔１７には、外径・全長共にほぼ等し
いケーシング管１８が緊密に嵌め込まれている。なお、
このケーシング管１８は地盤の圧力に対する掘削孔１７
の強度を向上させて、その崩壊を防止するものである。
そして、ケーシング管１８の内部には、複数本のワイヤ
１９に保持された状態で蒸気管６が吊下げられている。
このワイヤ１９としては、吊下げられた蒸気管６の重量
に耐えられる引張強度を有するものであればよく、例え
ば一般的な金属製のものや、プラスチック繊維および炭
素繊維を撚り合わせてロープ状にしたもの等が挙げられ
る。なお、ここに示す例では各ワイヤ１９の上端部は地
上に設置されたローラ台２０を介してウインチ２１に係
止されており、他方、各下端部には蒸気管６の下端部を
保持する端末部材２２が備えられている。この端末部材
２２は、蒸気管６の吊下げを補助するものであって、必
要に応じて備えられる。

【００１８】また前記蒸気管６には、耐振動性および受
熱面積の確保のため一例としてコルゲートタイプの管が
採用されている。コルゲート管は縦断面が連続的な波型
形状をなしており、長さ方向において大径部と小径部２
３とが交互に連続するよう形成されている。そして、蒸
気管６のうち小径部２３には、例えば長さ方向の５ｍ間
隔で各ワイヤ１９をそれぞれ挟持するリング状の環状締
付け具２４が取付けられており、この環状締付け具２４
によって複数本のワイヤ１９が一体的に保持されるとと
もに、蒸気管６の横方向への偏位が防止されている。

【００１９】つぎに、上記のように構成された地熱抽出
装置の蒸気管を掘削孔に吊下げるまでの手順を（図２を
参照）説明する。まず、ヒートパイプ１２の製造工場あ
るいは設置現場等において蒸気管６にワイヤ１９と環状
締付け具２４とを装着する。この環状締付け具２４は、
一例として蒸気管６の小径部２３の外径よりも若干内径
の小さいリング状をなした金属製であって、ワイヤ１９
の本数（図２では４本）と同数にかつ均等に４分割され
た分割片２５の集合により構成されている。そして、そ
れら各分割片２５が蒸気管６の小径部２３の外周部に配
設されるとともに、互いに隣接する突合わせ部２６同士
の間に各１本づづワイヤ１９が配設される。なお必要に
応じて、各突合わせ部２６に細溝を形成するなどワイヤ
の横ズレを防止する構成としてもよい。つぎに突合わせ
部２６同士を密着させた各分割片２５の外周面側にスト
ッパー２７を嵌合することによって、互いに隣接する分
割片２５がワイヤ１９を強固に挟持した状態で一体的に
連結されるとともに、蒸気管６の小径部２３の外周部が
直接かつ緊密に締め付けられる。前述したように、この
ような環状締付け具２４は、蒸気管６の長さ方向の例え
ば５ｍ間隔で複数個取付けられる。

【００２０】このように、環状締付け具２４が一旦分割
させた後に再度連結される構造であれば、例えば長尺な
蒸気管６の端部から中央部分に向けて環状締付け具２４
を順次送出す必要がなく、換言すれば、それぞれの環状
締付け具２４を蒸気管６の径方向から所定位置に取付け
ることが可能になるので、取付けおよび取外しが容易に
なる。

【００２１】そして、上記のように蒸気管６に取付けら
れたワイヤ１９の上端部を、設置現場においてローラ台
２０を介してウインチ２１に係止するとともに、蒸気管
６をケーシング管１８の内部の所定深さまで順次挿入し
て作業が完了する。このような手順で蒸気管６が、その
自重による伸びが防止された状態でケーシング管１８に
吊下げられて保持される。

【００２２】ついで、地熱抽出装置の作用について説明
する。流量調整弁８が所定開度に開かれると、凝縮器７
に溜められている液相の作動流体１１が、その自重によ
って戻り管９の内部を流下して蒸気管６の内底部に流入
する。蒸気管６はケーシング管１８を介して高温の地熱
に晒されており、また地上側の凝縮器７近傍が低温とな
っているため、地熱に加熱されて蒸発した作動流体蒸気
１１が凝縮器７内に流入する。そこで作動流体蒸気１１
は熱を奪われて凝縮する。このような経緯で凝縮器７に
集められた熱により水が暖められて水蒸気に変換され
る。そして、この水蒸気が管路１４によって発電装置１
５に導かれ、発電に利用される。なお、凝縮器７の内部
で液化した作動流体１１は戻り管９を経由して再度蒸発
部１０に供給され、加熱されて蒸気となり、以後、流量
調整弁８が全閉されるまで同様のサイクルが継続され
る。

【００２３】このように、ワイヤを強固に挟持する環状
締付け具を、所定の間隔をおいて蒸気管に取付けること
により、蒸気管が特に伸びやすいコルゲートタイプのも
のであっても、その自重による伸びを確実に防止するこ
とができ、しかも環状締付け具の蒸気管との着脱を蒸気
管の径方向から行えるため、蒸気管の吊下げ保持作業を
省力化することができる。なお、例えばある環状締付け
具が完全に破損したり、もしくは１本のワイヤが完全に
断線しても、各環状締付け具がそれぞれ独立的にワイヤ
を挟持しているから、蒸気管の吊下げが不可能になるな
どの大規模な事故を未然に防止することができる。言い
換えれば、従来のようなヒートパイプにワイヤを巻回す
る手段と比較して耐久性に優れている。

【００２４】図３は、環状締付け具の他の例を示す断面
概略図である。なお上記と同じ部材には同じ符号を付
し、その詳細な説明は省略する。ここに示す環状締付け
具２４は、各分割片２５の外周側が予め突合わせ部２６
とほぼ平行かつ垂直に切り欠かれて形成されており、こ
の切り欠かれた部分から隣接する他の分割片２５の突合
わせ部２６に例えばネジ２８もしくはピン状の部材を嵌
合することによって、各分割片２５同士を連結する構成
となっている。

【００２５】したがって、上記のように構成された環状
締付け具によれば、上記第一実施例と同様に蒸気管６の
小径部２３に対する着脱を容易にできるばかりか、外周
側が切り欠かれている分だけ重量が軽減され、また構成
部材が簡素化されているためコストダウンを図れる利点
もある。

【００２６】なお、上記の実施例ではいわゆるループ型
のヒートパイプを採用して抽出した熱を発電に利用する
構成とし、また蒸気管をコルゲートタイプとしたが、こ
の発明は上記の実施例に限定されるものではなく、ヒー
トパイプは平滑単管タイプであってもよく、また抽出し
た熱を融雪などに利用する構成としてもよい。

【００２７】ここで、この発明の好ましい態様の例を記
す。

【００２８】鉛直方向に垂下して懸吊される長尺ヒート
パイプを、上端部を固定したワイヤに連結することによ
り、前記長尺ヒートパイプをワイヤを介して吊下げる長
尺ヒートパイプの吊下げ用ワイヤの取付装置において、
前記ワイヤによって前記長尺ヒートパイプの下端部が保
持されるとともに、前記ワイヤの中間部の複数箇所が、
複数の分割片からなる環状締付け具に一体化され、かつ
その環状締付け具が前記長尺ヒートパイプの外周部に該
長尺ヒートパイプを締付けた状態に取付けられているこ
とを特徴とする長尺ヒートパイプの吊下げ用ワイヤの取
付装置。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明したようにこの発明は、複数
の分割片からなり、かつ長尺ヒートパイプの外周部を締
付ける環状締付け具によって、ワイヤの中間部の複数箇
所を一体化するので、従来の吊下げ構造に対して、耐久
性を向上させることができるとともに、長尺ヒートパイ
プを吊下げて保持する作業を省力化することができる。

【００３０】また特に、ワイヤの中間部が分割片同士の
突合わせ部の間に挟持されて環状締付け具に一体化され
るよう構成すれば、長尺ヒートパイプとの着脱を、その
長尺ヒートパイプの径方向から行うことができるため、
吊下げ保持に関わる作業をより省力化することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す概略図である。

【図２】環状締付け具とワイヤと蒸気管との組み付け状
態の一例を示す図である。

【図３】環状締付け具とワイヤと蒸気管との組み付け状
態の他の例を示す図である。

【図４】従来の吊下げ構造の一例を示す概略図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。

【符号の説明】

６…蒸気管、 １２…ヒートパイプ、 １９…ワイヤ、
２４…環状締付け具、 ２５…分割片、 ２６…突合
わせ部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 益子 耕一 東京都江東区木場一丁目５番１号 株式会 社フジクラ内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉛直方向に垂下して懸吊される長尺ヒー
   トパイプを、上端部を固定したワイヤに連結することに
   より、前記長尺ヒートパイプをワイヤを介して吊下げる
   長尺ヒートパイプの吊下げ用ワイヤの取付装置におい
   て、 前記ワイヤの中間部の複数箇所が、複数の分割片からな
   る環状締付け具に一体化され、かつその環状締付け具が
   前記長尺ヒートパイプの外周部に該長尺ヒートパイプを
   締付けた状態に取付けられていることを特徴とする長尺
   ヒートパイプの吊下げ用ワイヤの取付装置。
2. 【請求項２】 前記ワイヤの中間部が、前記分割片同士
   の突合わせ部の間に挟持されて環状締付け具に一体化さ
   れていることを特徴とする請求項１に記載の長尺ヒート
   パイプの吊下げ用ワイヤの取付装置。