KR101309162B1 - Geothermal exchanger - Google Patents

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KR101309162B1
KR101309162B1 KR1020120026297A KR20120026297A KR101309162B1 KR 101309162 B1 KR101309162 B1 KR 101309162B1 KR 1020120026297 A KR1020120026297 A KR 1020120026297A KR 20120026297 A KR20120026297 A KR 20120026297A KR 101309162 B1 KR101309162 B1 KR 101309162B1
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KR1020120026297A
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신동범
전재강
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전재강
신동범
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Abstract

PURPOSE: A geothermal exchanger is provided to prevent damage to heat exchanging pipes generated when the heat exchanging pipes inserted into a borehole are entangled as an internal pipe is inserted inside an external pipe. CONSTITUTION: A geothermal exchanger includes a hollow external pipe (10) and a hollow internal pipe (20). The external pipe includes a first inner hole of a predetermined diameter formed in the longitudinal direction and includes an opened upper end portion and a closed end portion. The external pipe is longitudinally inserted into a borehole (70). The internal pipe includes a second inner hole (21) of a predetermined diameter formed in the longitudinal direction and includes one or more rotary protrusion units (22) which are spirally protruding from a predetermined portion on the surface. A heat exchange passage (30) is formed between the inner surface of the first inner hole and the internal pipe. The internal pipe is longitudinally inserted into the first inner hole.

Description

지열교환기{Geothermal Exchanger}Geothermal Exchanger

본 발명은 땅속의 열을 이용하여, 냉난방 시스템에 적용하기 위한 지열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세하면, 제1내부홀을 구비하는 일정 길이의 외관과, 상기 제1내부홀에 길이방향으로 내입되되, 외부면 전체 또는 일정부분에 나선형의 회전돌출부를 구비하는 중공의 내관을 포함하여 구성되는 지열교환기에 관한 분야이다.
The present invention relates to a geothermal heat exchanger for application to a cooling and heating system using heat in the ground. More specifically, the present invention has a predetermined length of external appearance having a first inner hole and a length in the longitudinal direction of the first inner hole. In addition, the present invention relates to a geothermal heat exchanger including a hollow inner tube having a helical rotary protrusion on the entire outer surface or a predetermined portion thereof.

최근에는 화석연료의 고갈 및 화석연료 사용으로 인한 환경오염 문제를 해결하기 위하여, 다양한 종류의 대체 에너지원이 제시되고 있는 실정이고, 그 대표적인 대체 에너지원으로는 태양열 에너지, 풍력 에너지 또는 지열 에너지 등이 제시되고 있다.Recently, various kinds of alternative energy sources have been proposed to solve environmental pollution problems caused by depletion of fossil fuels and the use of fossil fuels. Representative alternative energy sources include solar energy, wind energy or geothermal energy. Is being presented.

그 중, 지열 에너지를 이용한 대체 에너지원은 항상 일정의 온도를 유지하고 있는 지중의 열에너지를 이용하여, 하절기에는 지상의 열을 포함하는 열매체를 지중의 열과 교환시켜 냉방에너지로 사용(냉방사이클)하고, 동절기에는 지상의 열을 포함하는 열매체를 지중의 열과 교환시켜 난방에너지로 사용(난방사이클)하는 방식으로 이용되고 있다.Among them, the alternative energy source using geothermal energy uses underground thermal energy that always maintains a constant temperature, and in summer, it exchanges heat medium containing ground heat with underground heat and use it as cooling energy (cooling cycle). In winter, the heat medium containing ground heat is exchanged with the ground heat and used as heating energy (heating cycle).

즉, 통상적으로 사용되는 지열냉난방기는 히트펌프와 지열을 회수하기 위한 지열교환기를 포함하며, 지열냉난방기가 냉방사이클로 작동하는 경우는 실내에서 흡수한 열을 지중 열교환기를 통해 지중으로 방출하며, 반대로 지열냉난방기가 난방사이클로 작동하는 경우는 지열교환기를 통해 지중에서 열을 흡수하여 실내로 공급한다. 지열냉난방기는 기존 냉난방 설비보다 에너지 소비량이 적고, 공기보다 안정적인 지열을 히트 싱크(heat sink) 및 열원(heat source)으로 사용하므로 효율이 높은 시스템으로 알려져 있다.That is, a conventional geothermal air conditioner includes a heat pump and a geothermal heat exchanger for recovering the geothermal heat. When the geothermal air conditioner operates as a cooling cycle, the geothermal air conditioner releases the heat absorbed from the room to the ground through the underground heat exchanger. In the case of the heating cycle, the geothermal heat exchanger absorbs heat from the ground and supplies it to the room. Geothermal air conditioners are known to be highly efficient because they use less energy than conventional air conditioning and heat, and use geothermal heat as a heat sink and heat source.

또한 일반적인 지열교환기는 대략 수직방향으로 약 50~300m 깊이로 천공된 보어홀(boreholes, 시추공)에 말단이 "U"자형을 하는 열교환 파이프를 삽입하여, 열교환 파이프의 일측 유입구로는 열매체를 유입시켜 지중으로 공급하고, 타측의 배출구로는 유입구로 유입되어 지열을 교환받은 열매체를 다시 지상으로 배출하도록 구성되었고, 천공된 보어홀과 열교환 파이프의 사이에는 지중의 열과 열교환 파이프의 열이 상호 교환될 수 있도록, 전열성 그라우트재를 충진시키는 형태로 구성되었다.
In addition, the general geothermal heat exchanger inserts a heat exchange pipe having a “U” shape at the end into boreholes (boreholes) drilled to a depth of about 50 to 300 m in a vertical direction, and introduces a heat medium into the inlet of one of the heat exchange pipes. It is supplied to the ground, and the outlet of the other side flows into the inlet to discharge the heat exchanged heat medium back to the ground, and the heat of the ground and the heat of the heat exchange pipe can be interchanged between the perforated borehole and the heat exchange pipe. In order to fill the heat transfer grout material, it is configured.

다음은 지열교환기에 대한 대표적인 종래기술이다.The following is a representative prior art for geothermal heat exchanger.

국내공개특허 10-2008-00092726호는 지열냉난방용 지중열교환기 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 열유체 유입관; 열유체 유출관; 상기 열유체 유입관과 열유체 유출 관을 연결하여 "U"자형 열교환 파이프를 이루는 연결부; 및 상기 열유체 유입관과 상기 열유체 유출관을 이격시키는 스페이서를 포함하며, 상기 스페이서는 상기 열유체 유입관과 상기 열유체 유출관 간의 이격방향과 수평한 방향으로 상호 대향하는 한 쌍의 "U"자형상의 면부재로 이루어지되, 상기 한 쌍의 면부재는 각각 상기 "U"자형 열교환 파이프의 양 측면을 모두 폐쇄하도록 형성됨으로써 그 내부에 단열부를 구비하는 구성을 하고, 지중열교환기 시공시 발생하는 관의 꼬임현상 및 공극증가 현상을 감소시키고, 단면강성을 증가시켜 시공성을 증가시키며, 열유체유입관과 열유체유출관 간의 열간섭 효과를 줄여 전체 열교환 시스템의 효율을 증가시키는 효과를 제공하였다.Korean Patent Laid-Open No. 10-2008-00092726 relates to a geothermal heat exchanger and a construction method thereof for geothermal cooling and heating, comprising: a heat fluid inlet pipe; Thermal fluid outlet tube; A connection portion connecting the heat fluid inlet pipe and the heat fluid outlet pipe to form a “U” shaped heat exchange pipe; And a spacer spaced apart from the thermal fluid inlet pipe and the thermal fluid outlet pipe, wherein the spacer is a pair of “Us that face each other in a horizontal direction and a horizontal direction between the thermal fluid inlet pipe and the thermal fluid outlet pipe. "A shape of the surface member, but the pair of surface members are formed so as to close both sides of the" U "shaped heat exchange pipe, respectively, to have a configuration with a heat insulation therein, and occurs during construction of underground heat exchanger To reduce the kink and void increase of the pipe, increase the cross-sectional stiffness, increase the workability, and increase the efficiency of the entire heat exchange system by reducing the thermal interference effect between the heat fluid inlet pipe and the heat fluid outlet pipe. .

하지만 상기 종래기술은 지중의 열과 열교환을 이루는 열유체와 지중 또는 그라우트재 간의 접촉면적이 넓지 못하여 열교환 능력이 우수하지 못한 문제가 발생하여, 이를 해결하기 위한 지속적인 연구개발이 요구된다.
However, the prior art has a problem that the heat exchange ability is not good because the contact area between the heat fluid and the ground or grout material making heat exchange with the ground is not wide, and continuous research and development is required to solve this problem.

본 발명은 지열교환기의 종래기술에 따른 문제점들을 개선하고자 안출된 기술로서, 종래기술에 의한 지열교환기는 지면에서 "U"자형 말단까지 연장되는 열교환 파이프(본 발명의 외관 및 내관)의 길이부가 전열성 그라우트재 충진시 꼬여 열교환 파이프가 손상되거나, 그라우트재 충진이 균일하지 못하여, 그라우트재에 공극이 발생하고, 그로 인하여 지중의 열과 열교환 파이프의 열이 원활하게 교환되지 못하는 문제가 발생하였고,The present invention has been made to improve the problems according to the prior art of the geothermal heat exchanger, the geothermal heat exchanger according to the prior art is the length of the heat exchange pipe (appearance and inner tube of the present invention) extending from the ground to the "U" shaped end is When filling the thermal grout material, the heat exchange pipe is twisted, or the grout material filling is not uniform, so that voids occur in the grout material, and thus, the heat of the ground and the heat exchange pipe are not exchanged smoothly.

열교환 파이프가 일정의 강도를 갖아 길이부가 꼬이지 않도록 구성된 경우에는, 열교환 파이프가 지면에 수직한 방향으로 보어홀에 삽입되기 때문에 열교환 파이프의 외부면과 그라우트재(또는 지중) 간의 접촉면적이 좁아, 열교환 능력이 떨어지는 문제가 발생하여, 이에 대한 해결점을 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.
When the heat exchange pipe has a certain strength and is configured such that the length is not twisted, since the heat exchange pipe is inserted into the bore hole in a direction perpendicular to the ground, the contact area between the outer surface of the heat exchange pipe and the grout material (or underground) is narrow, It is a main purpose to provide a solution to this problem, which is caused by a lack of capacity.

본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자,The present invention has been made to solve the above-

길이방향으로 형성된 소정 직경의 제1내부홀을 구비하되, 상부 말단은 열려있고, 하부 말단은 닫힌 상태를 갖으며, 길이방향으로 보어홀에 삽입되는 중공의 외관과;A first inner hole having a predetermined diameter formed in a longitudinal direction, the upper end of which is open, and the lower end of which is closed, the hollow appearance being inserted into the bore hole in the longitudinal direction;

길이방향으로 형성된 소정 직경의 제2내부홀을 구비하고, 외부면 일정부분에는 나선형으로 돌출된 회전돌출부를 하나 이상 구비하며, 상기 제1내부홀의 내부면과의 사이에 일정의 공간인 열교환로를 형성하며 길이방향으로 제1내부홀에 내입되며, 외관 하부 말단의 내부면에 하부 말단의 일정부분이 지지되는 중공의 내관;을 포함하여 구성되고,A second inner hole having a predetermined diameter formed in a longitudinal direction, and having at least one rotating protrusion protruding in a helical shape on a predetermined portion of the outer surface, and a heat exchange path having a predetermined space between the inner surface of the first inner hole and It is formed and embedded in the first inner hole in the longitudinal direction, a hollow inner tube which is supported a predetermined portion of the lower end on the inner surface of the lower end of the appearance;

상기 내관의 상부에 해당하는 제2내부홀의 입구 또는 제2내부홀의 상부에 해당하는 열교환로의 입구에는 유입구 또는 배출구가 각각 구비되어 열매체를 유입받거나, 배출하도록 구성되는 지열교환기를 제시한다.
The inlet of the second inner hole corresponding to the upper portion of the inner tube or the inlet of the heat exchange path corresponding to the upper portion of the second inner hole is provided with an inlet or outlet, respectively, to present a geothermal heat exchanger configured to receive or discharge the heat medium.

상기와 같이 제시된 본 발명에 의한 지열교환기는 내관이 외관의 내부에 내입된 상태를 갖기 때문에, 열교환 파이프가 보어홀에 삽입되어 꼬임으로써 발생할 수 있는 열교환 파이프의 손상 문제와, 그라우트재의 불균일한 충진으로 인한 열교환 능력의 저하문제를 해결할 수 있고, 외관과 그라우트재 간의 접촉면적을 넓게 확보가능하여, 일정의 열교환 능력을 확보할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
Since the geothermal heat exchanger according to the present invention has a state in which the inner tube is embedded in the inside of the exterior, the heat exchange pipe may be damaged by the insertion of the heat exchanger pipe into the borehole, and the non-uniform filling of the grout material may occur. It is possible to solve the problem of deterioration of the heat exchange ability due to, and to secure a wide contact area between the appearance and the grout material, it is possible to obtain the effect of securing a constant heat exchange capacity.

도 1 내지 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 지열교환기를 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 지열교환기를 나타내는 부분 분리 사시도.
도 5의 (a) 내지 (b)는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 지열교환기의 내관을 나타내는 부분 사시도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 지열교환기를 나타내는 부분 단면 사시도.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 지열교환기의 와류장치를 나타내는 분리 사시도.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 지열교환기의 와류장치와 외관의 체결관계를 나타내는 분리 사시도.1 to 3 is a cross-sectional view showing a geothermal heat exchanger according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 4 is a partially separated perspective view showing a geothermal heat exchanger according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 5 (a) to (b) is a partial perspective view showing the inner tube of the geothermal heat exchanger according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 6 is a partial cross-sectional perspective view showing a geothermal heat exchanger according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 7 is an exploded perspective view showing a vortex device of the geothermal heat exchanger according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 8 is an exploded perspective view showing a fastening relationship between the vortex device and the appearance of the geothermal heat exchanger according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명은 땅속의 열을 이용하여, 냉난방 시스템에 적용하기 위한 지열교환기에 관한 것으로서, 길이방향으로 형성된 소정 직경의 제1내부홀(11)을 구비하되, 상부 말단은 열려있고, 하부 말단은 닫힌 상태를 갖으며, 길이방향으로 보어홀(70)(boreholes)에 삽입되는 중공의 외관(10)과; 길이방향으로 형성된 소정 직경의 제2내부홀(21)을 구비하고, 외부면 일정부분에는 나선형으로 돌출된 회전돌출부(22)를 하나 이상 구비하며, 상기 제1내부홀(11)의 내부면과의 사이에 일정의 공간인 열교환로(30)를 형성하며 길이방향으로 제1내부홀(11)에 내입되며, 외관(10) 하부 말단의 내부면에 하부 말단의 일정부분이 지지되는 중공의 내관(20);을 포함하여 구성되고, 상기 내관(20)의 상부에 해당하는 제2내부홀(21)의 입구 또는 제2내부홀(21)의 상부에 해당하는 열교환로(30)의 입구에는 유입구(40) 또는 배출구(41)가 각각 구비되어 열매체를 유입받거나, 배출하도록 구성되는 지열교환기에 관한 것이다.
The present invention relates to a geothermal heat exchanger for application to a cooling and heating system using underground heat, and includes a first inner hole (11) of a predetermined diameter formed in a longitudinal direction, the upper end of which is open, and the lower end of which is closed. A hollow appearance 10 having a state and inserted into the boreholes 70 in the longitudinal direction; And a second inner hole 21 having a predetermined diameter formed in a longitudinal direction, and having at least one rotation protrusion 22 spirally protruding from a predetermined portion of the outer surface, and having an inner surface of the first inner hole 11. A hollow inner tube which forms a heat exchange path 30 which is a predetermined space therebetween and is embedded in the first inner hole 11 in the longitudinal direction, and a certain portion of the lower end is supported on the inner surface of the lower end of the exterior 10. 20, and an inlet of the second inner hole 21 corresponding to the upper portion of the inner tube 20 or an inlet of the heat exchange path 30 corresponding to the upper portion of the second inner hole 21. The inlet 40 or the outlet 41 is provided with a geothermal heat exchanger, respectively configured to receive or discharge the heat medium.

이하 본 발명의 실시예를 도시한 도면 1 내지 8을 참고하여 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described more fully hereinafter with reference to the accompanying drawings, in which preferred embodiments of the invention are shown.

구체적으로, 본 발명의 외관(10)은 길이방향으로 형성된 소정 직경을 갖는 중공인 제1내부홀(11)을 구비하되, 상부 말단은 열려있고, 하부 말단은 닫힌 상태를 갖으며, 길이방향으로 보어홀(70)에 삽입되는 구성으로서, 도 4와 같이, 제1내부홀(11)은 하기의 내관(20)을 수용할 수 있을 정도의 직경을 갖고, 상부 말단은 내관(20)이 수용될 수 있음과 동시에, 열매체를 유입받거나 배출할 수 있도록 열린상태를 갖고, 하부 말단은 제1내부홀(11)에 수용된 상태로 이동하는 열매체가 외관(10)의 하부로 유출되지 않도록 닫힌 상태를 갖도록 구성된다.Specifically, the exterior 10 of the present invention has a hollow first inner hole 11 having a predetermined diameter formed in the longitudinal direction, the upper end is open, the lower end has a closed state, in the longitudinal direction As the configuration to be inserted into the bore hole 70, as shown in Figure 4, the first inner hole 11 has a diameter enough to accommodate the inner tube 20, the upper end is accommodated by the inner tube 20 At the same time, it has an open state to receive or discharge the heat medium, the lower end is in a closed state so that the heat medium moving in the state accommodated in the first inner hole 11 does not flow out to the lower part of the exterior 10. It is configured to have.

즉, 상기 외관(10)은 본 발명에 의한 지열교환기의 구성 중, 외관(10)의 외측에 위치한 지중의 흙 또는 그라우트재(71)(이하, '그라우트재(71)'라 칭함.)와 직접 상접되어 외관(10)의 제1내부홀(11)(하기의 열교환로(30))에서 이동되는 열매체와 그라우트재(71) 간의 열교환을 실현하는 구성이다.That is, the exterior 10 is the soil or grout material 71 (hereinafter, referred to as grout material 71) in the ground located on the outside of the exterior 10 of the geothermal heat exchanger according to the present invention. The heat exchange between the heat medium and the grout material 71 which is directly contacted and moved in the first inner hole 11 (the heat exchange path 30 below) of the exterior 10 is realized.

이때, 외관(10)은 그라우트재(71)에 의한 외압을 견딜 수 있음과 동시에, 열매체와 그라우트재(71) 간의 우수한 열교환 능력을 실현하기 위하여, 열전도가 우수한 재질의 것으로 제조되는 것이 바람직하고, 그에 따른 외관(10)은 재질은 당업자가 다양한 종류의 것을 선택가능하다.At this time, it is preferable that the appearance 10 is made of a material having excellent thermal conductivity in order to withstand the external pressure by the grout material 71 and to realize excellent heat exchange ability between the heat medium and the grout material 71. As a result, the appearance 10 may be selected from various kinds of materials by those skilled in the art.

또한 외관(10)의 길이는 일반적인 보어홀(70)의 천공 깊이인 50~300m 정도의 길이를 갖으나, 시공작업의 용이성을 위하여, 양쪽 말단이 열린 상태를 갖는 소정 길이의 외관(10) 복수 개의 상호 말단이 각각 체결되어, 일정 길이를 형성할 수도 있음은 자명할 것이다. 이때, 보어홀(70)의 가장 깊은 곳에 위치되는 외관(10)의 하부 말단은 열매체가 외관(10)의 외부로 유출되지 않도록 닫힌 상태를 갖도록 구성됨 역시 자명할 것이다.In addition, the length of the exterior 10 has a length of about 50 ~ 300m, which is the depth of drilling of the general bore hole 70, but for ease of construction work, the exterior 10 of the predetermined length having a state in which both ends are open It will be apparent that the two mutual ends may each be fastened to form a certain length. At this time, the lower end of the outer surface 10 which is located at the deepest portion of the bore hole 70 will also be configured to have a closed state so that the heating medium does not flow out of the outer surface 10.

상기와 연관하여, 본 발명의 그라우트재(71)는 지중과 열교환이 용이하게 이루어질 수 있는 전열성 그라우트재(71)로 구성되고, 일반적으로 이용되는 전열성 그라우트재 중, 어떠한 것을 이용하여도 무방하다.In connection with the above, the grout material 71 of the present invention is composed of a heat transfer grout material 71 which can be easily heat exchanged with the ground, and any of the heat transfer grout materials generally used may be used. Do.

아울러 본 발명은 외관(10)의 하부 말단을 닫힌 상태로 구성하기 위하여, 외관(10)의 하부 말단에 해당하는 제1내부홀(11)의 출구를 외관(10)의 제조시에, 닫힌 상태로 만들 수도 있으나, 도 1 내지 4 또는 6과 같이, 외관(10)의 하부 말단에 해당하는 제1내부홀(11)의 출구에 밀폐 내입 가능하거나, 외관(10)의 하부 말단을 감쌀 수 있는 엔드캡(50)을 더 포함하도록 구성하여, 외관(10)의 하부 말단이 닫힌 상태를 갖도록 구성할 수도 있다.In addition, in the present invention, the outlet of the first inner hole 11 corresponding to the lower end of the outer casing 10 is closed during the manufacture of the outer casing 10 in order to configure the lower end of the outer casing 10. 1 to 4 or 6, it may be sealed in the outlet of the first inner hole 11 corresponding to the lower end of the exterior 10, or may be wrapped around the lower end of the exterior 10 It may be configured to further include an end cap 50, so that the lower end of the appearance 10 has a closed state.

이때, 엔드캡(50)은 제1내부홀(11)의 출구 내에 내입되어 제1내부홀(11)에 수용된 열매체의 외부 유출을 차단할 수 있거나, 외관(10)의 하부 말단을 감싸는 형태로 구성(외관(10)의 말단과 엔드캡(50)의 사이에 패킹(51)이 위치되어도 무방함.)되어 제1내부홀(11)에 수용된 열매체의 외부 유출을 차단할 수 있는 구성이면 어떠한 형태로 구성되어도 무방하다.
In this case, the end cap 50 may be inserted into the outlet of the first inner hole 11 to block an external outflow of the heat medium accommodated in the first inner hole 11, or may be configured to surround the lower end of the exterior 10. (The packing 51 may be positioned between the end of the outer tube 10 and the end cap 50.) If the configuration to block the outflow of the heat medium accommodated in the first inner hole 11 in any form It may be configured.

또한 본 발명의 내관(20)은 길이방향으로 형성된 소정 직경을 갖는 중공인 제2내부홀(21)을 구비하고, 외부면 일정부분에는 나선형으로 돌출된 회전돌출부(22)를 하나 이상 구비하며, 상기 제1내부홀(11)의 내부면과의 사이에 일정의 공간인 열교환로(30)를 형성하며 길이방향으로 제1내부홀(11)에 내입되며, 외관(10) 하부 말단의 내부면에 하부 말단의 일정부분이 지지되는 구성으로서, 수직방향으로는 외관(10)과 비슷한 길이를 갖고, 수평방향으로는 외관(10)의 제1내부홀(11)에 일정의 유격(열교환로(30))을 갖으며 내입되어, 본 발명에 의한 지열교환기가 이중관의 형태로 구성될 수 있도록 하는 구성이다.In addition, the inner tube 20 of the present invention is provided with a hollow second inner hole 21 having a predetermined diameter formed in the longitudinal direction, the outer surface is provided with at least one rotary projection 22 that protrudes in a spiral, It forms a heat exchange path 30 which is a predetermined space between the inner surface of the first inner hole 11 and is embedded in the first inner hole 11 in the longitudinal direction, the inner surface of the lower end of the exterior (10) A portion of the lower end is supported in the vertical direction, and has a length similar to that of the exterior 10 in the vertical direction, and has a constant clearance in the first inner hole 11 of the exterior 10 in the horizontal direction (heat exchange path ( 30)) and is incorporated so that the geothermal heat exchanger according to the present invention can be configured in the form of a double tube.

즉, 본 발명은 열매체가 이동되는 외관(10)과 내관(20)이 이중의 격벽 형태로 구성되되, 제2내부홀(21)을 구비하는 내관(20)이 외관(10)의 내부인 제1내부홀(11)에 수용될 때, 제1내부홀(11)의 내부면과 내관(20)의 외부면 사이에 일정의 공간을 형성하도록 구성하여, 제1내부홀(11)과 제2내부홀(21)의 열교환로(30)가 분리될 수 있도록 하는 구성을 한다.That is, in the present invention, the outer tube 10 and the inner tube 20 to which the heat medium is moved are configured in the form of a double partition wall, and the inner tube 20 having the second inner hole 21 is the inside of the outer tube 10. When accommodated in the first inner hole 11, the first inner hole 11 and the second inner hole 11 are configured to form a predetermined space between the inner surface of the first inner hole 11 and the outer surface of the inner tube 20. The heat exchange path 30 of the inner hole 21 is configured to be separated.

그 결과, 본 발명은 도 1 또는 2와 같이, 열매체가 제2내부홀(21) 내부에서 길이방향으로 이동가능하고, 내관(20)에 의하여 제2내부홀(21)과 분리된 상태에 놓인 열교환로(30)에서 길이방향으로 이동가능하도록 구성함으로써, 지상에서 공급되는 열매체가 지중(보어홀(70)의 내부 말단)으로 이동될 수 있도록 함과 동시에, 지중(그라우트재(71))에서 열교환된 열매체가 다시 지상으로 배출될 수 있도록 하는 효과를 실현한다.As a result, in the present invention, as shown in Fig. 1 or 2, the heat medium is movable in the longitudinal direction inside the second inner hole 21, and is placed in a state separated from the second inner hole 21 by the inner tube (20). By being configured to be movable in the longitudinal direction in the heat exchange path 30, the heat medium supplied from the ground can be moved to the ground (inner end of the bore hole 70), while at the same time (ground grout material 71) Realize the effect that the heat exchanged heat medium can be discharged back to the ground.

이때, 내관(20)은 제2내부홀(21)에서 이동되는 열매체와 열교환로(30)에서 이동되는 열매체 간의 열교환을 최대한 차단하기 위하여, 열전도율이 낮은 재질의 것을 이용하는 것이 바람직하고, 단일 종류의 금속 또는 합성수지재를 이용할 수도 있으나, 다층구조를 갖는 금속 또는 합성수지재; 또는 단열재를 포함한 다층 구조의 금속 또는 합성수지재의 것을 이용할 수도 있다.
At this time, the inner tube 20 is preferably used of a material having a low thermal conductivity, in order to block the heat exchange between the heat medium moving in the second inner hole 21 and the heat medium moving in the heat exchange path 30 as much as possible, Although metal or synthetic resin may be used, metal or synthetic resin having a multilayer structure; Alternatively, a metal or synthetic resin material having a multilayer structure including a heat insulating material may be used.

구체적으로, 상기 제2내부홀(21)의 직경은 제1내부홀(11)의 직경보다 작은 크기를 갖아, 제1내부홀(11) 내부에 제2내부홀(21)의 직경과 열교환로(30)가 모두 형성될 수 있는 크기를 갖을 수 있으면 어떠한 크기를 갖아도 무방하다.Specifically, the diameter of the second inner hole 21 has a size smaller than the diameter of the first inner hole 11, the diameter of the second inner hole 21 in the first inner hole 11 and the heat exchange path Any size may be used as long as all of the 30 pieces can be formed.

또한 내관(20)의 외부면 일정부분에 하나 이상 구비되는 나선형으로 돌출된 회전돌출부(22)는 본 발명이 주안점으로서, 열교환로(30)를 이동하는 열매체가 회전돌출부(22)를 통과하면서 내관(20)의 외부면과 외관(10)의 내부면 사이에서 회전하며 이동할 수 있도록 하여, 외관(10)의 내부면에 대한 열매체의 접촉면적을 늘려, 열매체와 그라우트재(71)와 상접된 외관(10)과의 열교환 능력을 향상시킬 수 있는 효과를 실현할 수 있다.
In addition, the present invention is the main point of the spirally projected rotary protrusion 22 provided on at least one portion of the outer surface of the inner tube 20, the heat medium moving the heat exchange path 30 passes through the rotary protrusion 22, the inner tube Rotating and moving between the outer surface of the outer surface and the inner surface of the outer surface 10, to increase the contact area of the heat medium to the inner surface of the outer surface 10, the outer surface is in contact with the heat medium and the grout material 71 The effect which can improve the heat exchange ability with (10) can be implement | achieved.

상기와 연관하여, 본 발명에 의한 회전돌출부(22)는 열교환로(30)에 대한 열매체의 원활한 이동성 및 적절한 접촉면적 확보를 실현하기 위하여, 내관(20) 외부면에 일정부분에 하나 이상 구비되는 것이 바람직하고, 당업자의 판단에 따라 내관(20)의 외부면 전체를 아우르며 구비되어도 무방하다. 이하, '회전돌출부(22)가 하나 이상 구비되었다'라는 표현은 내관(20)의 외부면 전체를 아우르며 구비될 수 있음을 포함하는 개념이다.In connection with the above, the rotary projection 22 according to the present invention is provided with at least one portion in a certain portion on the outer surface of the inner tube 20 in order to realize the smooth mobility of the heat medium and the appropriate contact area to the heat exchange path (30). It is preferable, and may be provided covering the entire outer surface of the inner tube 20 according to the judgment of those skilled in the art. Hereinafter, the expression 'one or more rotary projections 22 are provided' is a concept including that the entire outer surface of the inner tube 20 may be provided.

또한 회전돌출부(22)의 나선 경사 정도 및 돌출높이는 당업자의 판단에 따라 다양하게 변형가능하다.
In addition, the degree of spiral inclination and the height of protrusion of the rotation protrusion 22 may be variously modified according to the judgment of those skilled in the art.

아울러 상기 회전돌출부(22)는 내관(20)의 길이방향으로 일정의 간격을 갖으며, 하나 이상 구비될 수 있는데, 본 발명은 내관(20)의 가공 및 시공 용이성을 실현하기 위하여, 내관(20)을 회전돌출부(22)를 구비하는 와류관(23)과; 회전돌출부(22)를 미구비하는 직선관(24);을 포함하도록 구성하고, 상기 와류관(23)과 직선관(24)을 순차적으로 반복 연결하여 일정의 길이를 형성하도록 구성할 수 있다.In addition, the rotation protrusion 22 has a predetermined interval in the longitudinal direction of the inner tube 20, may be provided with one or more, the present invention, in order to realize the ease of processing and construction of the inner tube 20, the inner tube 20 A vortex tube 23 having a rotary protrusion 22; It can be configured to include; straight pipe 24 having a rotary projection 22, which is not provided, it can be configured to form a predetermined length by repeatedly connecting the vortex pipe 23 and the straight pipe 24 in sequence.

즉, 와류관(23)은 내부에 제2내부홀(21)의 일정부분에 해당하는 제2내부홀(21)의 일부분을 구비하고, 외부면에는 나선형으로 돌출된 회전돌출부(22)를 구비하는 구성을 하여, 열교환로(30)를 통하여 이동되는 열매체를 회전시키는 효과를 실현한다. 또한 상기 직선관(24)은 내부에 상기 와류관(23)의 제2내부홀(21)이 일부분과 연통되는 제2내부홀(21)의 다른 일부분을 구비하고, 외부면은 회전돌출부(22)의 구비 없이 직선형태로 구성되며, 와류관(23)과 직선관(24)이 순차적인 반복 연결에 의하여 형성되는 내관(20)의 길이는 외관(10)의 길이와 유사한 정도의 길이를 갖아, 제1내부홀(11)에 내입될 수 있어야 함은 자명할 것이다.
That is, the vortex tube 23 has a part of the second inner hole 21 corresponding to a predetermined portion of the second inner hole 21 therein, and the outer surface is provided with a rotation protrusion 22 spirally protruding. In this configuration, the effect of rotating the heat medium moved through the heat exchange path 30 is realized. In addition, the straight tube 24 is provided with another portion of the second inner hole 21 in which the second inner hole 21 of the vortex tube 23 communicates with a portion thereof, and the outer surface thereof has a rotary protrusion 22. The inner tube 20 is formed in a straight form without the provision of) and the length of the inner tube 20 formed by the sequential repeated connection of the vortex tube 23 and the straight tube 24 has a length similar to that of the exterior 10. It will be apparent that the first inner hole 11 can be embedded in the first inner hole 11.

아울러 와류관(23)과 직선관(24)의 체결은 와류관(23)에 구비되는 제2내부홀(21)의 일정부분과 직선관(24)에 구비되는 제2내부홀(21)이 상호 긴밀하게 체결되어 제2내부홀(21) 내에서 이동되는 열매체가 열교환로(30)으로 유출되지 않도록 구성되면 어떠한 구성을 하여도 무방하다.In addition, the vortex tube 23 and the straight tube 24 are fastened to a predetermined portion of the second inner hole 21 provided in the vortex tube 23 and the second inner hole 21 provided in the straight tube 24. If the heat medium is tightly coupled to each other and moved in the second inner hole 21 does not flow into the heat exchange path 30 may be any configuration.

보다 상세하면, 본 발명의 와류관(23)과 직선관(24)은 도 5의 (a)와 같이, 와류관(23) 또는 직선관(24) 중, 어느 하나의 말단에는 돌출부(23a)가 구비되고, 다른 하나의 말단에는 돌출부(23a)와 대응 체결가능한 수용부(24a)가 구비되어 상호 대응체결될 수 있고, 도 5의 (b)와 같이, 와류관(23)과 직선관(24)의 사이에 연결부재(25)가 구비되어, 연결부재(25)로써, 와류관(23) 말단(25a)과 직선관(24) 말단(25a)이 상호 긴밀하게 체결될 수 있다.
More specifically, the vortex tube 23 and the straight tube 24 of the present invention, as shown in Fig. 5 (a), the protrusion 23a at either end of the vortex tube 23 or the straight tube 24, Is provided, and the other end is provided with a projection 23a and the corresponding fastening portion 24a can be fastened to each other, as shown in Figure 5 (b), the vortex tube 23 and the straight tube ( The connecting member 25 is provided between the 24, and as the connecting member 25, the end portion 25a of the vortex tube 23 and the end portion 25a of the straight tube 24 may be tightly coupled to each other.

또한 제1내부홀(11)에 내입되는 내관(20)의 하부 말단은 외관(10) 하부 말단의 내부면에 해당하는 일정부분에 위치되어 지지된다.In addition, the lower end of the inner tube 20, which is inserted into the first inner hole 11 is located and supported at a predetermined portion corresponding to the inner surface of the lower end of the exterior (10).

이때, 내관(20)의 하부 말단(또는 내관(20)의 하부에 해당하는 일정부분)은 열교환로(30)가 열교환로(30)에서 제2내부홀(21)로 이동되거나, 제2내부홀(21)에서 열교환로(30)로 이동가능하도록 일정의 통기공(62)이 구비되어야함은 자명할 것이다.At this time, the lower end of the inner tube 20 (or a predetermined portion corresponding to the lower portion of the inner tube 20) is the heat exchange path 30 is moved from the heat exchange path 30 to the second inner hole 21, or the second inner It will be apparent that a predetermined vent 62 should be provided to be movable from the hole 21 to the heat exchange path 30.

즉, 상기 통기공(62)은 열매체가 열교환로(30)와 제2내부홀(21) 간의 이동경로를 변경할 수 있도록 하는 구성으로서, 열교환로(30) 또는 제2내부홀(21)의 상부로 유입되어 지하 일정부분(제1내부홀(11)의 최하부)까지 이동된 열매체를 다시 제2내부홀(21) 또는 열교환로(30)를 통하여 순환시켜 지상으로 이동시킬 수 있도록 하는 반환점의 기능을 수행한다.
That is, the ventilation hole 62 is a configuration that allows the heat medium to change the movement path between the heat exchange path 30 and the second inner hole 21, the upper portion of the heat exchange path 30 or the second inner hole 21. Return function to circulate through the second inner hole 21 or the heat exchange path 30 to move the heat medium transferred to a predetermined portion of the underground (lowest part of the first inner hole 11) to the ground Do this.

아울러 본 발명은 내관(20) 하부 말단에 열매체의 이동경로를 변경할 수 있는 어떠한 형태의 통기공(62)을 구비하여도 무방하나, 이동경로 변경지점에 해당하는 통기공(62)에서 와류를 형성하거나 와류를 원활하게 수용할 수 있도록 구성할 수 있다.In addition, the present invention may be provided with a ventilation hole 62 of any shape that can change the movement path of the heat medium at the lower end of the inner tube 20, but forms a vortex in the ventilation hole 62 corresponding to the change point of the movement path Or it can be configured to accommodate the vortex smoothly.

구체적으로, 본 발명은 내관(20)의 하부 말단에, 상부 일정부분은 내관(20)의 하부 말단을 지지하고, 제2내부홀(21)과 연통가능한 중공을 구비하며, 중공과 외측을 통기하는 복수 개의 통기공(62)을 구비하는 케이싱(61)과; 상기 케이싱(61)의 내부 일정부분과 중심축(64)이 체결되어 수평 방향으로 회전하는 가이드 베인(63);를 포함하여 구성되는 와류장치(60)를 더 포함하도록 구성하고, 상기 케이싱(61)은 외관(10) 하부 말단의 내부면의 상부에 하부 일정부분이 안착되어 내관(20)을 지지하도록 구성할 수 있다.Specifically, the present invention is provided at the lower end of the inner tube 20, the upper predetermined portion to support the lower end of the inner tube 20, the hollow to communicate with the second inner hole 21, venting the hollow and the outside A casing (61) having a plurality of vent holes (62); And a vortex device 60 configured to further include a guide vane 63 in which a predetermined inner portion of the casing 61 and a central axis 64 are fastened to rotate in a horizontal direction, and the casing 61. ) May be configured to support the inner tube 20 is seated on the lower portion of the upper portion of the inner surface of the lower end of the exterior (10).

이때, 상기 케이싱(61)은 중공 및 복수 개의 통기공(62)을 통하여 열매체를 열교환로(30)와 제2내부홀(21) 간으로 이동시킬 수 있고, 상부 일정부분으로 내관(20)의 하부 말단을 지지하고, 상부에서 연장된 하부 일정부분은 외관(10) 하부 말단의 내부면에 안착된다. At this time, the casing 61 may move the heat medium between the heat exchange path 30 and the second inner hole 21 through the hollow and the plurality of vent holes 62, and the upper portion of the inner tube 20 The lower end portion, which supports the lower end and extends from the top, rests on the inner surface of the lower end of the exterior 10.

상기와 연관하여, 케이싱(61)의 상부와 하부 사이에 구성되는 복수 개의 통기공(62)이 내측에 해당하는 케이싱(61) 내부에는 열매체의 흐름을 변경시키는 가이드 베인(guide vane)이 구비되어, 열매체가 제2내부홀(21)에서 열교환로(30) 방향으로 이동되는 경우에는 열매체에 일정의 회전력을 제공하여 와류를 형성할 수 있도록 하고, 열매체가 열교환로(30)에서 제2내부홀(21)로 이동되는 경우에는 회전돌출부(22)에 의하여 열교환로(30)에서 와류화된 열매체를 안정적으로 경로 변경시켜 제2내부홀(21)로 유입시킬 수 있는 효과를 실현할 수 있다.In connection with the above, the guide vane for changing the flow of the heat medium is provided inside the casing 61, the inner side of the casing 61 is a plurality of vent holes 62 formed between the upper and lower parts of the casing 61 When the heating medium is moved from the second inner hole 21 toward the heat exchange path 30, the heating medium provides a constant rotational force to form a vortex, and the heating medium is the second inner hole in the heat exchange path 30. In the case of moving to 21, an effect of stably changing the path of the vortex in the heat exchange path 30 by the rotary protrusion 22 to flow into the second inner hole 21 can be realized.

이때, 가이드 베인(guide vane)을 케이싱(61)의 내부에 체결시키는 중심축(64)은 케이싱(61)의 내부 일정부분 또는 케이싱(61)의 내부 일정부분과 체결가능한 보조가이드(65)와 체결될 수 있고, 중심축(64) 및 보조가이드(65)의 형태과 케이싱(61)과의 체결관계는 당업자의 판단에 따라 다양하게 변형가능하다.
At this time, the central shaft 64 for fastening the guide vane to the inside of the casing 61 and the auxiliary guide 65 that can be fastened to a predetermined portion of the casing 61 or the inner portion of the casing 61 and The coupling relationship between the shape of the central axis 64 and the auxiliary guide 65 and the casing 61 may be variously modified according to the judgment of those skilled in the art.

또한 본 발명에 의한 지열교환기는 도 1과 같이, 내관(20)의 상부에 해당하는 제2내부홀(21)의 입구에 유입구(40)를 구성하여 열매체를 지열교환기의 내부로 유입받아, 열매체를 내부 순환시킨 후, 제2내부홀(21)의 상부에 해당하는 열교환로(30)의 입구에 구성된 배출구(41)를 통하여 지열교환기의 외부로 배출할 수도 있고,In addition, the geothermal heat exchanger according to the present invention forms an inlet 40 at the inlet of the second inner hole 21 corresponding to the upper portion of the inner tube 20, and receives the heat medium into the geothermal heat exchanger as shown in FIG. After circulating inside, it may be discharged to the outside of the geothermal heat exchanger through the discharge port 41 configured at the inlet of the heat exchange path 30 corresponding to the upper portion of the second inner hole 21,

상기의 사이클과는 반대로, 도 2와 같이, 제2내부홀(21)의 상부에 해당하는 열교환로(30)의 입구에 구성된 유입구(40)를 통하여 열매체를 지열교환기의 내부로 유입받아, 열매체를 내부 순환시킨 후, 내관(20)의 상부에 해당하는 제2내부홀(21)의 입구에 배출구(41)를 통하여 지열교환기의 외부로 배출할 수도 있다.
In contrast to the above cycle, as shown in FIG. 2, the heat medium is introduced into the geothermal heat exchanger through the inlet 40 formed at the inlet of the heat exchange path 30 corresponding to the upper portion of the second inner hole 21, After circulating the inside, it may be discharged to the outside of the geothermal heat exchanger through the outlet 41 to the inlet of the second inner hole 21 corresponding to the upper portion of the inner tube (20).

즉, 본 발명에 의한 지열교환기는 열매체가 도 1과 같이, 제2내부홀(21)의 유입구(40)를 통하여 유입되고, 지속적으로 유입되는 열매체는 가압력에 의하여 제2내부홀(21)의 하부 말단으로 이동되어 내관(20)의 하부 말단에 구비된 통기공(62)에서 경로변경하여 다시 상승하는 방향으로 이동하게 된다. 이때, 내관(20)의 하부에 와류장치(60)가 더 포함되어 구성된 경우에는 열매체가 와류되며 경로변경하게 된다. 또한 경로변경된 열매체는 내관(20)의 외부면과 외관(10)의 내부면에 의하여 형성된 열교환로(30)를 따라 지면 방향으로 상승이동하면서 지중과 열교환하게 된다. 이때, 내관(20)의 외부면에 회전돌출부(22)가 구비된 구간에서는 열매체가 회전되며 열교환로(30)를 통과하게 된다. 이후, 열교환로(30)의 입구에 이르른 열매체는 제2내부홀(21)의 상부에 해당하는 열교환로(30)의 입구에 구성된 배출구(41)를 통하여 지열교환기의 외부로 배출된다.
That is, in the geothermal heat exchanger according to the present invention, as shown in FIG. 1, the heat medium flows in through the inlet 40 of the second inner hole 21, and the heat medium continuously flows in the second inner hole 21 by the pressing force. It is moved to the lower end to change the path in the vent hole 62 provided at the lower end of the inner tube 20 is moved in the direction of rising again. At this time, when the vortex device 60 is further included in the lower portion of the inner tube 20, the heating medium is vortexed and the path is changed. In addition, the changed heat medium is heat-exchanged with the ground while moving upward in the ground direction along the heat exchange path 30 formed by the outer surface of the inner tube 20 and the inner surface of the outer tube 10. At this time, the heat medium is rotated in the section provided with the rotary protrusion 22 on the outer surface of the inner tube 20 to pass through the heat exchange path (30). Thereafter, the heat medium reaching the inlet of the heat exchange path 30 is discharged to the outside of the geothermal heat exchanger through an outlet 41 formed at the inlet of the heat exchange path 30 corresponding to the upper portion of the second inner hole 21.

상기와 연관하여, 본 발명에 의한 지열교환기의 열매체가 도 2와 같이, 제2내부홀(21)의 상부에 해당하는 열교환로(30)의 입구에 구성된 유입구(40)를 통하여, 지열교환기 내부로 유입되는 경우에는 상기의 경우와는 반대로, 열교환로(30)를 통하여 하강이동하는 동안 열매체가 지중과 열교환을 이루고, 내관(20)의 통기공(62)에 이르렀을 때에 경로변경하여, 내관(20)의 제2내부홀(21)을 통하여 다시 상승이동한 후, 내관(20)의 상부에 해당하는 제2내부홀(21)의 입구에 구비된 배출구(41)를 지열교환기의 외부로 배출된다.
In connection with the above, the heat medium of the geothermal heat exchanger according to the present invention inside the geothermal heat exchanger through the inlet 40 formed at the inlet of the heat exchange path 30 corresponding to the upper portion of the second inner hole 21, as shown in FIG. In contrast to the above case, the heat medium exchanges heat with the ground during the descending movement through the heat exchange path 30, and when the heat medium reaches the vent hole 62 of the inner pipe 20, the inner pipe is changed. After the upward movement again through the second inner hole 21 of 20, the outlet 41 provided at the inlet of the second inner hole 21 corresponding to the upper portion of the inner tube 20 is moved to the outside of the geothermal heat exchanger. Discharged.

또한 본 발명은 열매체가 유입되거나 배출되는 외관(10) 상부에 해당하는 열교환로(30)의 상부 및 내관(20) 상부에 해당하는 제2내부홀(21)의 상부에, 열교환로(30)의 열매체와 제2내부홀(21)의 열매체가 서로 혼합되지 않으며 상호 분리되어 이동될 수 있도록 함과 동시에, 열매체가 외관(10)의 외부로 유출되지 않도록 구성되면 어떠한 구성을 하여도 무방하다.In addition, the present invention, the heat exchange path 30 in the upper portion of the heat exchange path 30 corresponding to the upper portion of the outer tube 10 and the upper inner tube 20 corresponding to the upper portion of the inner tube 20, the heat medium is introduced or discharged. The heat medium and the heat medium of the second inner hole 21 are not mixed with each other and can be separated from each other and at the same time, the heat medium may be configured so that the heat medium does not leak out of the exterior 10.

보다 구체적으로 본 발명은 열매체가 유입되거나 배출되는 외관(10) 상부에 해당하는 열교환로(30)의 상부 및 내관(20) 상부에 해당하는 제2내부홀(21)의 상부에, 도 4 또는 7과 같이, 열교환로(30)만 통기가능한 내부공간(81)과 내부공간(81)의 열매체를 외관(10)의 외부로 매출하거나, 외관(10) 외부의 열매체를 내부공간(81)으로 유입시킬 수 있는 제1유입ㆍ배출구(82)와; 내부공간(81)과는 통기되지 아니하고 내관(20)의 제2내부홀(21)과만 통기가능한 제2유입ㆍ배출구(83);를 포함하여 구성되는 하우징(80)을 체결함으로써, 열교환로(30)의 열매체와 제2내부홀(21)의 열매체가 서로 혼합되지 않으며 상호 분리되어 이동될 수 있도록 할 수 있다.More specifically, in the present invention, the upper portion of the heat exchange path 30 corresponding to the upper portion of the outer surface 10 through which the heat medium is introduced or discharged, and the upper portion of the second inner hole 21 corresponding to the upper portion of the inner tube 20, is shown in FIG. As shown in FIG. 7, the heat medium of the internal space 81 and the internal space 81 that can be vented only by the heat exchange path 30 is sold to the outside of the exterior 10, or the heat medium outside the exterior 10 is transferred to the internal space 81. A first inlet / outlet 82 which can be introduced; A second inlet / outlet 83 which is not vented with the inner space 81 but is vented only with the second inner hole 21 of the inner tube 20; The heat medium of 30) and the heat medium of the second inner hole 21 may not be mixed with each other and may be separated from each other and moved.

상기와 연관하여, 외관(10)의 상부 말단과 하우징(80)의 하부 말단 또는 하우징(80)과 제1유입ㆍ배출구(82)(또는 제2유입ㆍ배출구(83)) 간의 체결은 도 5와 같이, 플랜지 형태로 구성된 각 구성의 말단을 상호 체결할 수도 있다.
In connection with the above, the fastening between the upper end of the exterior 10 and the lower end of the housing 80 or the housing 80 and the first inlet / outlet 82 (or the second inlet / outlet 83) is shown in FIG. 5. As described above, the ends of the respective components configured in the form of a flange may be fastened to each other.

상기는 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It is possible to carry out various changes in the present invention.

10 : 외관 11 : 제1내부홀
20 : 내관 21 : 제2내부홀
22 : 회전돌출부 23 : 와류관
24 : 직선관 30 : 열교환로
40 : 유입구 41 : 배출구
50 : 엔드캡 60 : 와류장치
61 : 케이싱 62 : 통기공
63 : 가이드 베인 64 : 중심축
65 : 보조가이드 70 : 보어홀
71 : 그라우트재 80 : 하우징
81 : 내부공간 82 : 제1유입ㆍ배출구
83 : 제2유입ㆍ배출구10: appearance 11: first inner hole
20: inner tube 21: second inner hole
22: rotation protrusion 23: vortex pipe
24: straight tube 30: heat exchange furnace
40: inlet 41: outlet
50: end cap 60: vortex device
61: casing 62: ventilator
63: guide vane 64: central axis
65: auxiliary guide 70: borehole
71: grout material 80: housing
81: internal space 82: first inlet and outlet
83: second inlet and outlet

Claims (4)

길이방향으로 형성된 소정 직경의 제1내부홀(11)을 구비하되, 상부 말단은 열려있고, 하부 말단은 닫힌 상태를 갖으며, 길이방향으로 보어홀(70)에 삽입되는 중공의 외관(10)과; 길이방향으로 형성된 소정 직경의 제2내부홀(21)을 구비하고, 외부면 일정부분에는 나선형으로 돌출된 회전돌출부(22)를 하나 이상 구비하며, 상기 제1내부홀(11)의 내부면과의 사이에 일정의 공간인 열교환로(30)를 형성하며 길이방향으로 제1내부홀(11)에 내입되며, 외관(10) 하부 말단의 내부면에 하부 말단의 일정부분이 지지되는 중공의 내관(20);을 포함하여 구성되고,
상기 내관(20)의 상부에 해당하는 제2내부홀(21)의 입구 또는 제2내부홀(21)의 상부에 해당하는 열교환로(30)의 입구에는 유입구(40) 또는 배출구(41)가 각각 구비되어 열매체를 유입받거나, 배출하도록 구성되며,
상기 외관(10)의 하부 말단은 외관(10)의 하부 말단에 해당하는 제1내부홀(11)의 출구에 밀폐 내입 가능하거나, 외관(10)의 하부 말단을 감쌀 수 있는 엔드캡(50)에 의하여, 닫힌 상태를 갖도록 구성되며,
상기 내관(20)은 회전돌출부(22)를 구비하는 와류관(23)과; 회전돌출부(22)를 미구비하는 직선관(24);을 포함하여 구성되고, 상기 와류관(23)과 직선관(24)은 순차적으로 반복 연결되어 일정의 길이를 형성하도록 구성되며,
상기 내관(20)은 하부 말단에 상부 일정부분은 내관(20)의 하부 말단을 지지하고, 제2내부홀(21)과 연통가능한 중공을 구비하며, 중공과 외측을 통기하는 복수 개의 통기공(62)을 구비하는 케이싱(61)과; 상기 케이싱(61)의 내부 일정부분과 중심축(64)이 체결되어 열매체의 흐름을 변경시키는 가이드 베인(63);을 포함하여 구성되는 와류장치(60)를 더 포함하여 구성되고, 상기 케이싱(61)은 외관(10) 하부 말단의 내부면의 상부에 하부 일정부분이 안착되어 내관(20)을 지지하도록 구성되며,
상기 내관(20)은 다층구조를 갖는 금속, 다층구조를 갖는 합성수지재, 단열재를 포함한 다층 구조의 금속 또는 단열재를 포함한 다층 구조의 합성수지재 중 어느 하나 이상의 것으로 구성되는 것을 특징으로 하는 지열교환기.
The first inner hole 11 having a predetermined diameter formed in the longitudinal direction, the upper end is open, the lower end has a closed state, the hollow appearance 10 is inserted into the bore hole 70 in the longitudinal direction and; And a second inner hole 21 having a predetermined diameter formed in a longitudinal direction, and having at least one rotation protrusion 22 spirally protruding from a predetermined portion of the outer surface, and having an inner surface of the first inner hole 11. A hollow inner tube which forms a heat exchange path 30 which is a predetermined space therebetween and is embedded in the first inner hole 11 in the longitudinal direction, and a certain portion of the lower end is supported on the inner surface of the lower end of the exterior 10. 20, including;
An inlet 40 or an outlet 41 is provided at the inlet of the second inner hole 21 corresponding to the upper part of the inner tube 20 or the inlet of the heat exchange path 30 corresponding to the upper part of the second inner hole 21. Each is provided to receive or discharge the heat medium,
The lower end of the outer casing 10 may be sealed in the outlet of the first inner hole 11 corresponding to the lower end of the outer casing 10, or may be wrapped around the lower end of the outer cap 10. Is configured to have a closed state,
The inner tube 20 is a vortex tube 23 having a rotary protrusion 22; It is configured to include; a straight pipe 24 having a rotary projection 22, the vortex pipe 23 and the straight pipe 24 is configured to form a predetermined length is repeatedly connected repeatedly,
The inner tube 20 has a lower portion at the upper end to support the lower end of the inner tube 20, and has a hollow to communicate with the second inner hole 21, a plurality of vent holes through the hollow and the outside ( A casing 61 having 62; And a vortex device 60 configured to include a guide vane 63 to which a predetermined internal portion of the casing 61 and the central shaft 64 are coupled to change the flow of the heat medium, and the casing ( 61 is configured to support the inner tube 20 by being seated on the lower portion of the upper portion of the inner surface of the lower end of the exterior (10),
The inner tube 20 is geothermal heat exchanger, characterized in that composed of any one or more of a metal having a multi-layer structure, a synthetic resin material having a multi-layer structure, a metal having a multi-layer structure including a heat insulating material or a synthetic resin material of a multi-layer structure including a heat insulating material.
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