JPH09126671A - ヒートパイプおよびヒートパイプの埋設方法 - Google Patents

ヒートパイプおよびヒートパイプの埋設方法

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JPH09126671A
JPH09126671A JP30834895A JP30834895A JPH09126671A JP H09126671 A JPH09126671 A JP H09126671A JP 30834895 A JP30834895 A JP 30834895A JP 30834895 A JP30834895 A JP 30834895A JP H09126671 A JPH09126671 A JP H09126671A
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JP
Japan
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pipe
refrigerant
heat pipe
bellows
metal
Prior art date
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Application number
JP30834895A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuo Tomita
康男 冨田
Katsuyoshi Suzuki
勝好 鈴木
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Kitashiba Electric Co Ltd
Original Assignee
Kitashiba Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 工場で生産した数十mの長尺のヒートパイプ
でも、トラックで運搬ができ、据付け現場での作業も簡
単で、性能を十分に発揮することができるヒートパイプ
およびヒートパイプの埋設方法を提供するものである。 【解決手段】 減圧した長尺金属管10の内部に冷媒12を
封入し、金属管10の下部を冷媒12の蒸発部3、上部を冷
媒蒸気の凝縮部4とした棒状のヒートパイプ1の、前記
金属管10の中間部の複数カ所を蛇腹管9で形成し、この
蛇腹管9の垂直埋設部分を直状にしてから、この外周に
補強スリーブ13を接合して補強してから、地中2に埋設
することを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、地中の温度の高い
熱源から、温度の低い地表に熱を伝達させる長尺ヒート
パイプおよびその現場埋設方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】路面や駐車場などの積雪や、屋根の上の
積雪を融雪する場合、あるいは住宅設備等の凍結を防止
するために地熱を利用して加熱することが行なわれてい
る。このように地熱を利用して融雪や凍結を防止する装
置としては、減圧した金属管の内部に冷媒を封入し、金
属管の下部を冷媒の蒸発部、上部を冷媒蒸気の凝縮部と
して、急速な熱伝達作用を有するヒートパイプが用いら
れている。このヒートパイプを地中に埋設し、深く埋め
た蒸発部から温度の高い地熱を吸熱して、温度の低い地
表近くに埋設した凝縮部に熱を移動させて加熱するもの
である。
【0003】このヒートパイプを用いて地熱を有効に取
り出すためには、長さを10〜40mに長尺化させる必
要がある。このような長尺なヒートパイプは工場で生産
することはできるが、これを据付け現場まで運搬する大
型トラックの荷台は9m程度であるので長尺のまま運搬
することができない。このため大型トラックで運搬でき
る長さの複数のパイプを据付け現場まで運搬し、ここで
溶接して長尺化した後、リークテストを行なってから、
現地で長尺パイプを加熱(ベーキング)しながらパイプ
内部を真空に引いて、最後に冷媒を封入して端部を封じ
切ってヒートパイプを作成している。このように現地で
溶接したヒートパイプ1を、図9に示すように打込み機
械を用いて地中2に埋設し、深く埋めた蒸発部3から温
度の高い地熱を吸熱して、温度の低い地表近くに埋設し
た凝縮部4に熱を移動させて路面5の融雪を行なう。
【0004】しかしながら現場での溶接作業や、真空引
き、冷媒封入、溶接部6のリークテストなどの作業条件
は工場に比べて悪く、作業に時間がかかるばかりでなく
高価なヒートパイプの性能を十分に発揮できない問題が
あった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記欠点を除
去し、工場で生産ができ、トラックでの運搬も容易で、
据付け現場での作業も簡単で、性能を十分に発揮するこ
とができるヒートパイプおよびヒートパイプの埋設方法
を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
ヒートパイプは、減圧した金属管の内部に冷媒を封入
し、金属管の下部を冷媒の蒸発部、上部を冷媒蒸気の凝
縮部とした棒状のヒートパイプにおいて、前記金属管の
中間部の1カ所または複数カ所を蛇腹管で形成し、この
蛇腹管の垂直埋設部分の外周に補強スリーブを接合した
ことを特徴とするもので、更に請求項2記載のヒートパ
イプの埋設方法は、このヒートパイプの蛇腹管の垂直埋
設部分を直状にしてから、この外周に補強スリーブを接
合して補強してから地中に埋設する方法である。
【0007】上記ヒートパイプは工場で作成してから、
可撓性を有する蛇腹管の部分で蛇行状に曲げてトラック
の荷台に載せ、据付け現場まで運搬してから、埋設部分
の蛇腹管を直状に戻す。次に直状に戻した蛇腹管の外周
に、補強スリーブを接合して曲がらないように補強して
から地中に打込んで埋設する。
【0008】本発明の請求項3記載のヒートパイプは、
減圧した金属管の内部に冷媒を封入し、金属管の下部を
冷媒の蒸発部、上部を冷媒蒸気の凝縮部とした棒状のヒ
ートパイプにおいて、前記凝縮部と金属管下部の蒸発部
との間の冷媒が上昇する蒸気管の内側または外側に、こ
の冷媒の凝縮した液の液戻り管を設け、この液戻り管の
断面積を前記蒸気管の断面積より小さく形成し、且つ前
記金属管および液戻り管の中間部の同一部分の1カ所ま
たは複数カ所を蛇腹管で形成し、この蛇腹管の垂直埋設
部分の外周に補強スリーブを接合したことを特徴とする
ものである。更に請求項4記載のヒートパイプの埋設方
法は、このヒートパイプの蛇腹管の垂直埋設部分を直状
にしてから、この外周に補強スリーブを接合して補強し
てから地中に埋設する方法である。
【0009】上記棒状ループ型ヒートパイプは工場で作
成してから、可撓性を有する蛇腹管の部分で蛇行状に曲
げてトラックの荷台に載せ、据付け現場まで運搬してか
ら、埋設部分の蛇腹管を直状に戻す。次に直状に戻した
蛇腹管の外周に、補強スリーブを接合して曲がらないよ
うに補強してから地中に打込んで埋設する。この棒状ル
ープ型ヒートパイプは縦方向に設置し、金属管を蒸気管
と液戻り管に分離した二重構造となっているので、凝縮
部で凝縮した冷媒が液戻り管を通って蒸発部に戻るよう
になっている。このため、冷媒蒸気の上昇する蒸気管
と、凝縮部で凝縮した冷媒の液が戻る液戻り管とが別個
になってループ状の冷媒通路が形成されているので互い
に干渉せず、効率良く熱伝達することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の一形態を図1
ないし図6を参照して詳細に説明する。図1に示すよう
に、6〜8m程度の長さの銅管やステンレス管などの複
数本の短尺金属管8…を、可撓性を有する金属製の蛇腹
管9…で接合して数十mの長尺金属管10を形成した後、
下端を密閉し、上端にノズル11を取付ける。次に長尺金
属管10を加熱(ベーキング)しながら内部を真空に引い
て、最後に冷媒12をノズル11から封入した後、ノズル11
を封じ切ってヒートパイプ1を作成する。ここまでの工
程は工場で製造する。次に図3に示すように、可撓性を
有する蛇腹管9…の部分で曲げて蛇行状に形成し、トラ
ックの荷台に載る大きさにする。
【0011】このようにして蛇行させたヒートパイプ1
をトラックで据付け現場まで運搬してから、1段目の蛇
腹管9を少し戻し、2段目以降の蛇腹管9…を直状に戻
して図2に示すように、先端の金属管8が斜めに傾斜
し、下部側を直状にする。この後、2段目以降の蛇腹管
9…の外周に、図4に示す半割スリーブ13a、13aを取
付ける。この半割スリーブ13a、13aを組合せた状態の
補強スリーブ13は、図5に示すように、長さが蛇腹管9
より長く、上下両端の内径は金属管8の外形とほぼ等し
く、中間部の内径は蛇腹管9の外形よりやや大きく形成
されている。このように半割スリーブ13a、13aを蛇腹
管9の外周を囲むように取付けて、上下の金属管8、8
に溶接することにより蛇腹管9は補強スリーブ13で補強
され、この部分で曲げることができなくなる。
【0012】図2に示すように先端の金属管8が斜めに
傾斜し、下部側を直状に形成したヒートパイプ1を、打
ち込み機械で順次打ち込んで図6に示すように地中2に
埋設する。このヒートパイプ1は地中2に深く埋めた下
部側を蒸発部3とし、路面5側に傾斜して埋設した先端
側を凝縮部4とし、この間で急速な熱伝達が行なわれ、
地熱により路面5の融雪を行なう。なお蛇腹管9は密閉
されているので補強スリーブ13は、上下の金属管8、8
と強固に接合されていれば良く、現場での溶接も容易で
ある。
【0013】図7は本発明の他の実施の形態を示すもの
で、このヒートパイプ1は複数本の短尺金属管8…を、
可撓性を有する金属製の蛇腹管9…で接合して長尺金属
管10を形成し、この内部を減圧して冷媒12を封入したも
のである。15は液戻り管で、断面積が前記金属管8より
小さい複数本の短尺金属管8a…を、可撓性を有する小
径の金属製の蛇腹管9a…で接合して両端を開口した小
径の長尺金属管10aで形成されている。この小径の蛇腹
管9a…の配列ピッチと、大径の蛇腹管9の配列ピッチ
は、同一に形成されている。
【0014】ヒートパイプ1の蒸発部3と傾斜した凝縮
部4との間を蒸気管16とし、この内側の、凝縮部4の傾
斜方向側の内壁に沿って、上下両端が開口した小径の液
戻り管15が接合され、大径の蛇腹管9と小径の蛇腹管9
aが同一部分に位置するように取付けられて棒状ループ
型ヒートパイプ1が形成されている。この状態まで工場
で作成してから、可撓性を有する蛇腹管9、9a…の部
分で曲げて蛇行状に形成し、トラックで据付け現場まで
運搬してから、1段目の蛇腹管9、9a…を少し戻して
斜めにし、地中2に垂直に埋設される2段目以降の蛇腹
管9、9a…を直状に戻してから、ここに補強スリーブ
13を取付けて溶接してから地中2に打込む。
【0015】この状態で、地中の深い所の温度の高い熱
源により蒸発部3が加熱され、この内部に封入された冷
媒12が減圧状態で低い温度で急速に蒸発し、この冷媒蒸
気が蒸気管16を上昇して凝縮部4に達する。この凝縮部
4は温度の低い路面5の近くに埋設されているため、上
昇してきた冷媒蒸気はこの内面で放熱して凝縮し、水滴
状になった冷媒12は傾斜した凝縮部4に沿って流れて来
ると、この下部に設けた液戻り管15に流入し、ここを流
下して蒸発部3に戻される。
【0016】この結果、冷媒蒸気の上昇する蒸気管16
と、凝縮部4で凝縮した冷媒12の液が戻る液戻り管15と
が別個に形成され、しかも蒸気管16の断面積が液戻り管
15より大きく形成されているので、蒸気管16内の蒸気圧
が液戻り管15より大きくなり、矢印で示すようにループ
状の冷媒通路が形成される。このため液戻り管15内を流
下する冷媒12の移動が、上昇する冷媒蒸気によって妨げ
られず、しかも上昇する冷媒蒸気が、凝縮して流下する
冷媒12の液により熱を奪われず互いに干渉しないので、
単管型ヒートパイプに比べて熱の伝達効率が優れてい
る。
【0017】図8は棒状ループ型ヒートパイプの他の実
施の形態を示すもので、このヒートパイプ1は複数本の
短尺金属管8…を、可撓性を有する金属製の蛇腹管9…
で接合して長尺金属管10を形成し、この開口した上部外
側に、間隔をおいてこの外径より内径が大きく、両端を
閉塞した金属管8cが取付けられ、ここを凝縮部4とし
ている。また液戻り管15は、断面積が前記金属管8より
小さい複数本の短尺金属管8a…を、可撓性を有する小
径の金属製の蛇腹管9a…で接合して両端を開口した小
径の長尺金属管10aで形成され、蒸気管16の外側に沿っ
て接合され、液戻り管15の上端は、金属管8cの下端に
連通し、液戻り管15の下端は、蒸発部3の内側に挿着さ
れて棒状ループ型ヒートパイプが形成されている。
【0018】この棒状ループ型ヒートパイプ1も同様
に、蛇腹管9、9a…の部分で曲げて蛇行状に形成し、
トラックで据付け現場まで運搬してから、1段目の蛇腹
管9、9a…を少し戻して斜めにし、地中2に垂直に埋
設される2段目以降の蛇腹管9、9a…を直状に戻して
から、ここに補強スリーブ13を取付けて溶接してから地
中2に打込んで埋設するようになっている。
【0019】
【発明の効果】以上説明した如く本発明の請求項1およ
び2記載のヒートパイプによれば、トラックの荷台より
長い数十mの長さのものでも、トラックの荷台の長さよ
り短い複数の金属管を蛇腹管を介して接続して、この部
分で曲げることによりトラックでの運搬が可能となり、
据付け現場では地中埋設部分の蛇腹管を直状に戻してこ
の外周に補強スリーブを接合して補強してから埋設する
ので、現場では補強スリーブの溶接だけで良く、作業性
が向上すると共に、性能を十分に発揮することができ
る。
【0020】更に請求項3および4記載のヒートパイプ
によれば、蒸気管に液戻り管を取付けた棒状ループ型ヒ
ートパイプで、同様に工場で作成してから、据付け現場
で地中埋設部分の蛇腹管を直状に戻して、この外周に補
強スリーブを接合して補強してから打ち込むことがで
き、しかも冷媒蒸気の上昇する蒸気管と、凝縮部で凝縮
した冷媒が戻る液戻り管とが分離され、凝縮した冷媒は
液戻り管を流下させてループ状の流路を形成しているの
で熱伝達効率を更に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態による工場で作成した状
態のヒートパイプを示す断面図である。
【図2】図1に示すヒートパイプに現場で補強スリーブ
を接合した状態を示す断面図である。
【図3】図1に示す工場で作成したヒートパイプを蛇行
状に曲げて運搬する状態を示す正面図である。
【図4】補強スリーブの斜視図である。
【図5】図2の蛇腹管の外周に補強スリーブを接合した
状態を示す拡大断面図である。
【図6】図2のヒートパイプを地中に埋設した状態を示
す断面図である。
【図7】本発明の他の実施の形態による液戻り管を蒸気
管の内側に設けた棒状ループ型ヒートパイプの断面図で
ある。
【図8】本発明の他の実施の形態による液戻り管を蒸気
管の外側に設けた棒状ループ型ヒートパイプの断面図で
ある。
【図9】従来の現場作成したヒートパイプを地中に埋設
した状態を示す断面図である。
【符合の説明】
1 ヒートパイプ 2 地中 3 蒸発部 4 凝縮部 6 溶接部 8 金属管 9 蛇腹管 10 長尺金属管 12 冷媒 13a 半割スリーブ 13 補強スリーブ 15 液戻り管 16 蒸気管

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 減圧した金属管の内部に冷媒を封入し、
    金属管の下部を冷媒の蒸発部、上部を冷媒蒸気の凝縮部
    とした棒状のヒートパイプにおいて、前記金属管の中間
    部の1カ所または複数カ所を蛇腹管で形成し、この蛇腹
    管の垂直埋設部分の外周に補強スリーブを接合したこと
    を特徴とするヒートパイプ。
  2. 【請求項2】 減圧した金属管の内部に冷媒を封入し、
    金属管の下部を冷媒の蒸発部、上部を冷媒蒸気の凝縮部
    とした棒状のヒートパイプの、前記金属管の中間部の1
    カ所または複数カ所を蛇腹管で形成し、この蛇腹管の垂
    直埋設部分を直状にしてから、この外周に補強スリーブ
    を接合して、地中に埋設することを特徴とするヒートパ
    イプの埋設方法。
  3. 【請求項3】 減圧した金属管の内部に冷媒を封入し、
    金属管の下部を冷媒の蒸発部、上部を冷媒蒸気の凝縮部
    とした棒状のヒートパイプにおいて、前記凝縮部と金属
    管下部の蒸発部との間の冷媒が上昇する蒸気管の内側ま
    たは外側に、この冷媒の凝縮した液の液戻り管を設け、
    この液戻り管の断面積を前記蒸気管の断面積より小さく
    形成し、且つ前記金属管および液戻り管の中間部の同一
    部分の1カ所または複数カ所を蛇腹管で形成し、この蛇
    腹管の垂直埋設部分の外周に補強スリーブを接合したこ
    とを特徴とするヒートパイプ。
  4. 【請求項4】 減圧した金属管の内部に冷媒を封入し、
    金属管の下部を冷媒の蒸発部、上部を冷媒蒸気の凝縮部
    とした棒状のヒートパイプにおいて、前記凝縮部と金属
    管下部の蒸発部との間の冷媒が上昇する蒸気管の内側ま
    たは外側に、この冷媒の凝縮した液の液戻り管を設け、
    この液戻り管の断面積を前記蒸気管の断面積より小さく
    形成し、且つ前記金属管および液戻り管の中間部の同一
    部分を1カ所または複数カ所を蛇腹管で形成し、この蛇
    腹管の垂直埋設部分を直状にしてから、この外周に補強
    スリーブを接合して、地中に埋設することを特徴とする
    ヒートパイプの埋設方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2869905A1 (fr) * 2004-05-10 2005-11-11 Sanofi Synthelabo Procede de preparation d'ester de l'acide 1,5-diphenylpyrazole carboxylique.
JP2010249384A (ja) * 2009-04-14 2010-11-04 Fujikura Ltd ヒートパイプを用いた氷河の融解防止装置
CN108086078A (zh) * 2016-11-23 2018-05-29 南京方迅功能路面技术有限公司 一种基于冻土保护的一体化热诱导结构

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