JPS63282492A - ヒ−トパイプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は地熱を熱伝達手段によって地上に取出しその熱
を、例えば、融雪、発電などに利用する産業分野に関す
るものである。

従来の技術 従来この種の産業上の利用分野においては、地中の蒸気
や熱水を汲み上げる場合、例えば長さ１０ｆｆ１前後の
鋼又は合金鋼のパイプを数拾乃至数百本、各端部の雌雄
ネジを嵌合させて接続し乍ら坑井に挿入し、地中に埋設
している。この場合、・々イブ自体は吊下荷重に対して
十分耐えられるが、作業性の点で現場での接続、・母イ
ブ内部へ加工等がやりにくい等の欠点がある。一方現場
での作業性を改善するために、工場で、予め裏品を半成
または完成させ、又可撓性に着目し運搬、取扱等の関係
から、薄肉の表面波形ヒートパイプを用いて、これをい
わゆるサーモサイホンとして使用し、地中２００〜５０
００ｆｆ＄まで挿入埋設し、蒸気や熱水の噴出する地帯
は勿論、これらの噴出しない地帯でも地下の熱のみをヒ
ートノ母イブを利用して汲み上げ、地下の蒸気や熱水を
枯渇させることなく、地熱を地上に取出そうという考え
方がある。

しかしこの場合においては、以下の欠点があげらｎる。

すなわち、数千ｍの長尺・パイプを地上から地中に向か
って吊下げ、埋設する状態となるため、長尺ノ９イデに
自重が作用し、表面波形ヒート・臂イデに伸びが働らき
、波形が部分的に平滑化したり、・臂イブが破断したシ
する。

特に波形が平滑化するとヒートパイプの熱伝達特性が長
手力向でばらついてくる。つまり、ヒートパイプとして
の波形は可撓性のみならず、熱伝達性能を保持する要点
の一つともなる。

これを解決する手段として、例えば鉱山の竪坑に使用さ
れる電カケープルの場合、内部シースＯ外側全周に鋼線
を密に螺旋巻きし、更にその上から外部シースを被覆す
る手段が中味の保護として使用されているが、頂部の吊
下げ個所での施工が極めて厄介であり、また、鋼勝の外
側から全体を一括してシースを被覆しなけｎばならない
ため、重量が必要以上に大きくなり、折角の可撓性が損
なわれ、とりわけ鋼線をビニルやポリエチレンなどのシ
ースで一括被覆することは、２００℃以上の地熱の中に
埋設して採熱する条件には耐熱寿命の問題と、表面の熱
伝導率の悪化のため不適当である。それに、実際に埋設
さｎる現場に於ても、ヒートパイプの製造工場に於ける
と同様に、ヒートパイプの表面波形の保護が容易に施し
得る（および解除できる）ような簡単な手段が要求され
る。

問題点を解決するための手段 本発明は以上の問題点を解決するためになされたもので
ある。

すなわち薄肉で長尺の表面波形のヒート・ヤイプを一般
的には地中深く垂直に配置した状態で、地熱を効率よく
地上に取出すことを実効あらしめたものであり、その特
徴とするところは、長手方向に表面が波形状に成形さｎ
両端が密閉、内部に作動液が封入された表面波形のヒー
トノ母イブにおいて、外部側面の長手力向く沿って表面
に督着して少くとも１本の綱材を取り付け、両端を固定
係止し友ものである。

作用 表面波形のヒートパイプの自重を、上記ヒートパイプの
外部側面の長手力向に沿って表面に密接して取付けた綱
材に負担させることにより、このノ奢イゾを地中布設時
に自重による垂下を吸収し、又表面の長手方向における
波形の平滑化を防ぐ。

又綱材の熱膨張と表面波形のヒー）　Ａｌｌイブ長手方
向のそれとは異なるが、表面波形のヒートパイプは長手
力向に波形状となっているので綱材の熱膨張に追随でき
る。

実施例 本発明の実施例を図によって説明する（第１〜第４図）
。

１は本発明に係る表面波形のヒートパイプであって、可
撓性が保持され、上端部が一部地上に位置し、下側主要
部が地中１００に２００〜３０００ｍ程度にわたって埋
設さｎている。

下部が受熱部でありこの熱を上部から取出す。

この・母イブは内径５０〜３００ｍ程度の鋼、銅、７Ａ
／ミニウム、ステンレス等の金属パイプよりなり、表面
形状は長手力向に波形２いわゆるコルゲート壓に形成さ
れ、パイプ内部にはフロン（商標）等の作動液３が減圧
状態で封入されている。パイプ内壁は毛細管作用をなす
加工処理、ないしはクイック（図示せず）が必要によっ
ては設けらｎている。

ここで表面形状の波形は螺旋形状でも又非螺旋形状であ
る蛇腹状であってもよい。４Ｆｉ綱材であって、例えば
耐張索で鋼などのより線から成り、上記表面波形のヒー
トパイプ１の外部側面を長手方向に沿って設けられ、そ
の下端は例えば工場内でヒートパイプ１の下部端末金具
５に圧着等により固定装着されている。綱材４の上端は
少なくとも地中１００の深さよりは十分に大きい長さを
有し、その地上部分頂部は耐張クラン７’６に引留め把
持され、地上構築物７に連結支持されている。

綱材４は、ヒートパイｆｌの寸法や重量によって１本乃
至数本（実用的には４本以下）使用される。ここで綱材
とは、耐張索としての鋼より巌は勿論、高耐熱性プラス
チック繊維、炭素繊維等を撚合わせたもので、引張強さ
等機械的強度の強いものをｂう。

又このように複数本の綱材４をヒートノＪ？イグｌの外
部側面に取付けるのであるから、綱材４の機械的強度、
太さ等は取付本数によって適宜選定でき、更に上記綱材
４が破損等の事故が生じていた場合にも容易に点検、保
守ができる。

８は線材であって、金属の単線又はより線から成り、は
ぼ一定のピッチでヒートパイプ１の側面に綱材４を警接
させ乍らその外周を必要な長さに亘って連続的に巻回し
て緊締するものである。ヒートパイｆ１の表面が螺旋状
波形である場合は、この波形のピッチに合致したピッチ
で線材８が螺旋状の溝９に収まるように張力Ｐ、ｔ−加
えて緊締するので、ヒー）／Ｊイｆ１は綱材４に強固に
一体的に支持される。

線材８の巻回し端部は、在来の適当な手段によって弛緩
しない様に処理をしておく。ここで巻回される線材８の
ピッチは上述のごとく一定でもよく、又自重の多くかか
る部分では密にしてもよい。

更に、巻回方法は線材８を螺旋状波形（ス・９イラル状
）でも又、例えば螺旋状波形に巻回後戻して巻回し、線
材８の巻回部分が重なったり、重量したりしてもよい。

又、ヒートパイプ１の表面が蛇腹状である場合、線材８
を螺旋状ないし、非螺旋状に巻回してもよいことは勿論
である。

上記各具材の取付けは工場内でもよく、又布設現場で取
付けてもよい。地上部分のヒートパイプハ、冷却器１０
に接続されており、ヒート・臂イブ内に減圧状態で封入
された作動液３は、地熱にょって蒸発して冷却器１０に
その熱を伝えて凝縮液となり、再びヒートパイプ底部に
還流しまた蒸発するとｈリサイクルを繰シ返す。

他の実施例を第５〜第６図だよりて説明する。

この場合は、予じめ螺旋状に成形された線材により綱材
を緊締する場合についてである。前述と同様に、表面波
形のヒート・譬イｆ１の外部側面を長手方向に沿って設
けられた綱材４にヒートパイプを緊締する手段として、
予じめほぼ一定のピッチで螺旋状に成形された適当な長
さの成形線材１１を用いて、外周に巻き付けるものであ
る。成形線材１１は比較的バネ性の高い鋼材や非鉄合金
材等によるもので、成形された螺旋状の内径は、耐張索
４を含めたヒート・クイズ１の外径より僅かに小さいも
のであり、手で巻き付けたときに適桶なバネ圧が付与さ
れて、綱材４とヒートパイブ１間に滑りは生じない。ま
た、成形線材１１は必要によって、予じめ教本を組み込
んで帯状にしたもの（サブセット）、更にその内径部分
にＭ振力増強処理（サンディング）を行なっ念ものを用
いることができるので、滑り防止つまりヒートパイプの
自重支持に広い対応策が通用できる。このような成形線
材１１を、ヒート・クイズ１の長手方向の適当個所に（
例えば５ｍ間隔毎）使用するだけでよいため、緊締施工
は埋設現場に於ても容易にできる特長を有している。

この場合においても成形縁材の取り付は方法は上記実施
例のごとく一定間隔であっても又自重の多くかかる部分
に密に取り付けてもよい。同様にして後述する第７〜第
８図の実施例においても又ヒート・母イｆｌの表面が螺
旋状、蛇腹状であっても適宜取り付けらｎる。同様に他
の実施例を第７〜第８図によって説明する。この場合は
ヒンジ付き帯状具材により綱材を緊締した場合にっｂて
モある。

これは、綱材４に表面波形のヒー）　ノルイア’ｌを緊
締する手段として、ヒンジ１２付き若しくは分割（例え
ば２分割）された帯状金具１３を用い、ネジ１４によっ
て締め代１５を締め付けるものである。帯状金具１３は
鋼材や非鉄合金材等にょるもので、綱材４を含めたヒー
ト・９イｆ１の外径とほぼ同等の内径と形状を有し、ヒ
ンジ１２を中心に左右に回動するか、若しくは分割（図
示せず）したものであり、何れも締め代１５をネジ１４
で締めるので綱材４とヒートパイプ１間に滑りは生じな
い。この手段も前述と同様に、帯状金具１３をヒート・
卆イブ１の長手方向の適当個所に（例えば５ｍ間隔毎）
使用するだけでよいため、緊締施工は埋設現場忙於ても
容易にできる特長を有している。

以上の説明に於て、何れの場合もヒートパイプｌに対す
る部分的断熱防食などの保護処理が必要に応じて適宜施
さｎることｆ′ｉ層５までもな１０以上述べた実施例に
おいては本発明の表面波形のヒートパイプを垂直に地中
埋設した例を示したが、実施例はこｎに限定されるもの
ではない。

すなわち例えば（１）地中のみでなく海中でもよ＜　、
（２）　　垂直のみでなく、傾斜させてもよい。例えば
地中に障害物等がある場合にはこの部分を避けて傾斜布
設させてもよｈｏ 発明の効果 本発明の表面波形のヒートパイプにより、工場内で従来
工法のａ４イブ工法に較べ長尺化されたヒートパイプの
生産が容易にでき、広範囲にわたる現場での布設が容易
で、布設後は、この／Ｊパイプ緒特性特に熱伝達特性が
損なわれることなく安定した熱伝達のできる熱伝達手段
が提供できる。

すなわち、長尺パイプの外部側面に綱材等の種種の具材
を工場内で容易に取付できるほか、運搬、現場施工、点
検、保守も容易であり、これらの具材の作用により、自
重による・母イブの伸び過ぎ、波形の平滑化などの防止
が可ａｔな熱伝達手段が提供でき、現賜ではこのヒート
ノーイブの最も単純な場合はそのまま掘削孔に布設する
だけでよ込、等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概要を示す一部切截正面図、第２図は
同側面図、 第３図はヒートパイプ表面の螺旋状波形に合致したピッ
チで線材を巻き付は念場合の一部切截正面図、 第４図は第３図の１　’−１’矢視図、第５図は予じめ
螺旋状に成形された線材により綱材を緊締した場合の一
部切截正面図、第６図は第５図のｎ−ｎ’矢視図、 第７図はヒンジ付きの帯状金具によシ緊締した場合の一
部切截正面図、 第８図は第７図のｍ−ｍ’矢視図である。 図中　１＝ヒートノイゾ、２：波形、３：作動液、４：
綱材、８：線材、１１：成形線材、１２：ヒンジ、１３
：帯状金具である。 特許出顯人　　藤倉電線株式会社 代理人　弁理士　　竹　　内　　　　　守第２図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）長手方向に表面が波形状に成形され、両端が密封
   、内部に作動液が封入されたヒートパイプにおいて、外
   部側面の長手方向に沿って少くとも１本の綱材を取り付
   け、両端を固定係止してなるヒートパイプ
2. （２）上記少くとも１本の綱材は線材を上記ヒートパイ
   プの外周面に巻回すことによって取り付けることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のヒートパイプ
3. （３）上記少くとも１本の綱材は線材を上記ヒートパイ
   プの外周面に螺旋状に巻回すことによって取り付けるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
   ヒートパイプ
4. （４）上記少くとも１本の綱材は予じめ螺旋状に成形さ
   れた成形線材で上記ヒートパイプの外周面に取付けるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
   ヒートパイプ
5. （５）上記少くとも１本の綱材はヒンジ付き帯状具材で
   上記ヒートパイプの外周面に取付けたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のヒートパイプ
6. （６）上記少くとも１本の綱材は分割可能帯状具材で上
   記ヒートパイプの外周面に取付けたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のヒートパイプ