(57)【要約】【課題】構成がシンプルでチューブのケース管内への挿入を容易かつ効率的にし、適切にチューブを保護することができるチューブ保持スペーサを提供する。【解決手段】地盤中に設置した円筒状のケース管内に、地中熱採熱用のチューブを挿入するに際して用いられるチューブ保持スペーサ３０において、軸線を前記ケース管の軸線方向に向けて挿入される複数の前記チューブの周面に沿って、これら複数のチューブ間を巡るように設けられるとともに、これら複数のチューブの各一本又は複数のチューブを互いに対向する側から挟持し、前記複数のチューブを保持するチューブ保持部３１と、このチューブ保持部３１の外周面から突出し、このチューブ保持部３１と一体的に形成された複数のスペーサ部３２とを備えていることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤中に設置した円筒状のケース管内に、地中熱採熱用のチューブを挿入するに際して用いられるチューブ保持スペーサにおいて、
軸線を前記ケース管の軸線方向に向けて挿入される複数の前記チューブの周面に沿って、これら複数のチューブ間を巡るように設けられるとともに、これら複数のチューブの各一本又は複数のチューブを互いに対向する側から挟持し、前記複数のチューブを保持するチューブ保持部と、
このチューブ保持部の外周面から突出し、このチューブ保持部と一体的に形成された複数のスペーサ部とを備えていることを特徴とするチューブ保持スペーサ。
【請求項２】
前記チューブ保持部は、連結自在な複数の挟持部に分割可能とされ、前記複数のチューブを囲繞するように内部に配されることを特徴とする請求項１に記載のチューブ保持スペーサ。
【請求項３】
前記チューブ保持部の内周面には、このチューブ保持部の内部に配した前記複数のチューブ同士の間に突出する位置規制突出部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のチューブ保持スペーサ。
【請求項４】
前記チューブ保持部は、前記チューブの周面に嵌着され前記チューブを１つずつ挟持する円弧状の挟持部を複数備え、
これらの円弧状の挟持部には、これら複数の円弧状の挟持部同士の間の中央部から外方に向かって開口部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のチューブ保持スペーサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中熱採熱用のチューブを地中に設置する際に用いられるチューブ保持スペーサに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギー化を図るために、地中熱を空調等の熱源として用いることが行われている。地中から採熱するには、地中にチューブを埋設し、このチューブ内に熱媒を流すことで、地盤とチューブ内の熱媒とで熱交換を行い、地上に設けた熱交換器で熱媒から熱を収集するようになっている。
このようなチューブは、地盤の浅い層において水平方向に埋設するものと、地盤中、数十ｍ〜百ｍといった深層に向かって略鉛直方向に埋設するものとがある。
【０００３】
地盤中に鉛直方向にチューブを埋設する場合、まず、地盤を掘削して鉛直下方に向かう長尺の穴を形成し、この穴内に筒状のケース管を挿入する。そして、このケース管内に、地上からチューブを挿入していく。
ここで、チューブは、先端部でＵ字状の継手によって接続され、熱媒を地上の熱交換器から地盤中に送り込む送給側のチューブと、地盤中から地上の熱交換器に回収する回収側のチューブとの２本を一組としてケース管内に配置されている。
【０００４】
チューブが樹脂製である場合、長尺のチューブが巻回されたボビンから、チューブを順次繰り出しながらケース管内に挿入していく。このとき、チューブは、ボビンに巻回されていたために巻き癖がついており、ケース管内でチューブが曲がってケース管の内周面に擦れてしまうことがある。
すると、チューブ自体や、チューブに設けられた継手が傷付いてしまうことがある。
また、挿入時にチューブがケース管の内周面に擦れると、挿入抵抗が大きくなり、チューブの挿入自体が困難になることもある。
【０００５】
そこで、従来より、複数のチューブを環状の支持部材に取り付けるとともに、ケース管とチューブの接触を防ぐために、支持部材の外周側に突出するよう取り付けられた誘導リングを備えたスペーサが開示されている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−８４９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１のスペーサによれば、チューブは、市販の結束バンド等の結束材を用いて１本ずつ環状の支持部材に取り付ける構成となっている。しかし、複数本のチューブを支持部材に周方向に間隔を空けて結束する作業を、所定の間隔をおいて何度も行うのは非常に手間であり、チューブのケース管への挿入作業の効率を悪くしているという問題があった。
また、特許文献１のスペーサは、支持部材と誘導リングとが別部材とされているため、これらの組立てが煩雑である上に、スペーサとしての部品点数が増えるため、製造コスト及び作業コストがかかり、更に部品管理の負担も掛かるという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、構成がシンプルでチューブのケース管内への挿入を容易かつ効率的にし、適切にチューブを保護することができるチューブ保持スペーサを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、地盤中に設置した円筒状のケース管内に、地中熱採熱用のチューブを挿入する際に用いられるチューブ保持スペーサにおいて、軸線を前記ケース管の軸線方向に向けて挿入される複数の前記チューブの周面に沿って、これら複数のチューブ間を巡るように設けられるとともに、これら複数のチューブの各一本又は複数のチューブを互いに対向する側から挟持し、前記複数のチューブを保持するチューブ保持部と、このチューブ保持部の外周面から突出し、このチューブ保持部と一体的に形成された複数のスペーサ部とを備えていることを特徴とする。
このようなチューブ保持スペーサによれば、複数のチューブ間を巡るように設けられるチューブ保持部で複数本のチューブを挟持するため、チューブ保持スペーサのチューブへの装着が容易となる。また、チューブ保持部にスペーサが一体的に形成されているので、チューブ保持部をチューブに装着することでスペーサが設けられることとなる。
【００１０】
前記チューブ保持部は、連結自在な複数の分割体に分割可能とされ、前記複数のチューブを囲繞するように内部に配されるものであってもよい。
この構成により、チューブ保持スペーサを複数のチューブに容易に装着することができる。
【００１１】
前記チューブ保持部の内周面には、このチューブ保持部の内部に配した前記複数のチューブ同士の間に突出する位置規制突出部が形成されていることが好ましい。
この構成により、チューブ保持部内でチューブが徒に移動することが規制され、チューブ間のスペースが確保される。
【００１２】
前記チューブ保持部は、前記チューブの周面に嵌着され前記チューブを１つずつ挟持する円弧状の挟持部を複数備え、これらの円弧状の挟持部には、これら複数の円弧状の挟持部同士の間の中央部から外方に向かって開口部が形成されているものであってもよい。
この構成により、チューブ保持スペーサがワンタッチで容易にチューブに装着される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ケース管内にチューブを円滑かつ容易に挿入することが可能となるとともに、チューブ保持部とスペーサ部とを樹脂で一体的に形成することによって、チューブ保持スペーサをシンプルな構成かつ低コストで製作することが可能であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】は、第１実施形態にかかるチューブ保持スペーサの斜視図および分割体の斜視図である。
【図２】は、第１実施形態にかかるチューブ保持スペーサをケース管内に設置した状態を示す平断面図である。
【図３】は、チューブ保持スペーサで保持したパイプを示す斜視断面図である。
【図４】は、本発明にかかるチューブ保持スペーサを用いて施工する地中熱回収装置の施工手順を模式的に示した説明図である。
【図５】は、第２実施形態にかかるチューブ保持スペーサを示す図である。
【図６】は、第２実施形態にかかるチューブ保持スペーサをケース管内に設置した状態を示す平断面図である。
【図７】は、チューブ保持スペーサで保持したパイプを示す斜視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明によるチューブ保持スペーサを実施するための最良の形態を説明する。しかし、本発明はこれらの実施態様に限定されるものではない。
【００１６】
（第１実施形態）
図１は、地中熱を利用したヒートポンプシステムを構成する地中熱回収装置の一部を示すものである。
図１に示すように、地中熱回収装置は、地中７０ｍ〜１００ｍの深さに挿入される２本のチューブ２１，２１を１組とする採熱管を２組備えている。この際、４本のチューブ２１，２１・・の挿入時に、チューブ２１がケース管１２内でばらけ、又は、チューブ２１の巻き癖等で、チューブ２１がケース管１２の内面に接触する等して損傷しないように、チューブ２１の軸線方向に５ｍ〜１０ｍの間隔でチューブ保持部材３０が取り付けられている。
【００１７】
図２（ａ）に示すように、チューブ保持スペーサ３０は、所定の幅寸法を有する帯状の平板部材を、平板面３１ｍを立ち上がらせてリング状に形成した保持リング（チューブ保持部）３１と、保持リング３１の外周側に突出して設けられたスペーサ部３２とを備えている。
保持リング３１は、角部を円弧状に湾曲させた略矩形形状に形成されており、その内部空間Ｓ１に図１に示す２組のチューブ２１，２１・・を収容できる大きさに形成されている。
【００１８】
スペーサ部３２は、保持リング３１の湾曲する角部３４，３４間の略中央の外周面から略垂直に突出し保持リング３１と同幅の板状に形成されている。
スペーサ部３２の突出寸法は、図３に示すように、保持リング３１を挟んで対向するスペーサ部３２，３２の先端部３２ａ，３２ａの距離が、ケース管１２の内径よりも小さくなり、チューブ保持スペーサ３０をケース管１２内に挿入したときに、スペーサ部３２の先端部３２ａとケース管１２の内周面との間にクリアランスが確保できる長さに設定されている。
このチューブ保持スペーサ３０は、ポリエチレン、塩化ビニル等の合成樹脂材料で成形されている。なお、合成樹脂材料は、リサイクル可能なものであることが好ましい。
【００１９】
スペーサ部３２の先端部３２ａは、この保持リング３１に挿通されるチューブ２１の軸線に直交する断面における形状が、先端に向かって漸次小さくなるよう、丸め加工がなされている。
【００２０】
また、各スペーサ部３２の突出形状は、円弧状又は球状等としてもよい。この他、先端部３２ａにスペーサ部３２よりも摩擦係数の低い材料で形成された低摩擦材を設けるようにしてもよい。
【００２１】
図２（ｂ）に示すように、このようなチューブ保持スペーサ３０は、保持リング３１を対向する一対の突起３２，３２を１つずつ有するように縦割りで二分割してなる分割体３１ｒ，３１ｒを連結させて形成されるようになっている。
各分割体３１ｒは、保持リング３１の一端３１ａに係合爪３７が突出形成され、他端３１ｂに係合爪３７が係合される係合凹部３８が形成されている。
【００２２】
これら二つの分割体３１ｒ、３１ｒは、それぞれの端部の係合爪３７と係合凹部３８とを対向させ、一方の分割体３１ｒの係合爪３７を、他方の分割体３１ｒの係合凹部３８に係合させることで連結され、保持リング３１を形成するようになっている。
なお、二つの分割体３１ｒ、３１ｒは、一端どうしを蝶番等により開閉可能に連結し、他端どうしを適宜の連結手段によって連結するようにしてもよい。
【００２３】
次に、上記したチューブ保持スペーサ３０を用いて、採熱管２０を地中に配設されたケース管１２内に挿入及び設置する方法について説明する。
図４（ａ）に示すように、まず、地盤Ｇに掘削穴１１を鉛直方向に形成する。掘削穴１１は、例えば、地表から７０ｍ〜１００ｍの深さまで形成する。そして、この掘削穴１１内に、筒状のケース管１２を挿入する。ケース管１２は、例えば、コンクリート製、鋼製、樹脂製等とすることができる。なお、ケース管１２は、掘削穴１１を掘削しながら、形成された掘削穴１１内に順次挿入していくことができる。また、ケース管１２の下端部に、地盤Ｇを掘削する掘削ビット等を一体に備え、この掘削ビットで地盤Ｇを掘削しながら、同時に掘削穴１１にケース管１２を挿入していくようにしてもよい。
【００２４】
掘削穴１１内に、ケース管１２を所定深さまで設置したら、図４（ｂ）に示すように、地盤Ｇ上に２つ設置した長尺のチューブ２１が巻き回されたボビン２２，２２からそれぞれ繰り出したチューブ２１，２１を繰り出す。この際、２本のチューブの先端部にＵ字状の流路を有した継手２３に接続しておく。本実施形態では、このように継手２３によって接続された二本のチューブ２１，２１を二組、すなわち計４本のチューブ２１をケース管１２内に挿入する。
【００２５】
そして、これら４本のチューブ２１を、継手２３よりも所定長、例えば５ｍ〜１０ｍ上方の位置で、チューブ保持スペーサ３０を装着させ、チューブを更に挿入していく際に、所定の間隔ごとにチューブ保持スペーサ３０を装着させる。
チューブ保持スペーサ３０は、４本のチューブ２１，２１・・を束ねた状態で、この４本のチューブの外周面に沿って分割体３１ｒ，３１ｒを配置し、一方の分割体３１ｒの係合爪３７を他方の分割体３１ｒの係合凹部３８に係合させてチューブ２１，２１・・を囲繞して固定する。
【００２６】
このようにして、図４（ｃ）に示すように４本のチューブ２１が、掘削穴１１の深さに応じた所定長、つまり下端部の継手２３が掘削穴１１の底部近傍に到達するまで、挿入された時点で、チューブ２１のケース管１２への挿入を終える。
そして、地盤Ｇ上において、４本のチューブ２１を、熱交換器としてのヒートポンプ（不図示）に接続する。ここで、継手２３によって接続された２本のチューブ２１，２１のうちの一方が、熱媒をヒートポンプ（不図示）から地盤Ｇ中に送り込む送給側とされ、他方が、地盤Ｇ中から熱媒をヒートポンプ（不図示）に送熱する回収側とされる。
【００２７】
この後、図４（ｄ）に示すように、ケース管１２が地盤Ｇ中から引き抜かれて撤去される。
しかる後、掘削穴１１中に、ケイ砂、グラウト材、セメント等の充填剤１４が充填されることで、採熱管２０の地盤Ｇ中への設置が完了する。
【００２８】
このような採熱管２０に対し、地上のヒートポンプ（不図示）から、送給側のチューブ２１に水等の熱媒が送給される。この熱媒は、送給側のチューブ２１の下端部に到達すると、継手２３により折り返されて回収側のチューブ２１を通り、地上のヒートポンプ（図示無し）に送り込まれる。地盤Ｇ中でチューブ２１内を通ることで、周囲の地盤Ｇとチューブ２１内の熱媒との熱交換が行われ、熱媒が加熱又は冷却される。そして、加熱又は冷却された熱媒は、地上のヒートポンプ（図示無し）で熱交換することにより、例えば空調用のエネルギー源として利用される。
【００２９】
上述したような構成のチューブ保持スペーサ３０は、保持リング３１の内側にチューブ２１を収容することにより、チューブ２１が巻きぐせ等によって外周側に変形してケース管１２の内周面に擦れるのを防止でき、施工を効率良く行うことができるという効果が得られる。
【００３０】
また、保持リング３１は、２つの分割体３１ｒ，３１ｒを複数のチューブ２１，２１・・の外側で連結するのみでよく、容易にチューブ２１を束ねて保持することができる。また、２つの分割体３１ｒ，３１は同形状のものとすることにより、低コストでチューブ保持スペーサ３０を形成することができるという効果が得られる。
【００３１】
また、スペーサ部３２の先端部３２ａが、保持リング３１の外周面から外方に向けて突出しているので、保持リング３１内のチューブ２１を、ケース管１２の内周面に対して適切な間隔を隔てて位置させることができ、この点においてもチューブ２１がケース管１２の内周面に擦れるのを確実に防止できるという効果が得られる。
【００３２】
また、チューブ保持スペーサ３０は、ケース管１２内に挿入したときに、スペーサ部３２の先端部３２ａとケース管１２の内周面との間にクリアランスが確保できるようにすることで、ケース管１２へのチューブ２１の挿入時、地盤Ｇ中からのケース管１２の引き抜き時に、ケース管１２と、チューブ２１や継手２３とが強くこすれたり引っ掛かるのを防ぐことができるという効果が得られる。
このようにして、ケース管１２内にチューブ２１を円滑かつ容易に挿入することが可能となるという効果が得られる。
【００３３】
さらに、スペーサ部３２の先端部３２ａに面取り、Ｒ加工を施したり、先端部３２ａを円弧状、球状等とすることによって、スペーサ部３２がケース管１２の内周面に引っ掛かるのを防止し、チューブ２１の挿入作業、ケース管１２の引き抜き作業を円滑に行うことができるという効果が得られる。
【００３４】
しかも、チューブ保持スペーサ３０は、保持リング３１とスペーサ部３２とを樹脂の一体的に形成されているので、チューブ保持スペーサ３０を低コストで製作することができる。また、部品管理の負担が抑制されるという効果が得られる。
【００３５】
なお、上記実施形態において、図３に示すようにチューブ２１を確実に保持リング３１の内で徒に移動しないように保持するために、保持リング３１の内周面に、チューブ２１，２１間に突出させる位置規制突出部３９，３９・・が形成されていてもよい。
【００３６】
（第２実施形態）
次に、本実施形態にかかるチューブ保持スペーサの第２実施形態について図５〜図７を用いて説明する。
以下の説明において、上記第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。第１実施形態のチューブ保持スペーサ３０は、４本のチューブ２１，２１・・を内部に収容するように保持するものであったが、本実施形態のチューブ保持スペーサ５０は、４本のチューブ２１，２１・・をその中心側から保持するようになっている。
具体的に説明すると、チューブ保持スペーサ５０は、図５，図６に示すように、一本のチューブ２１の周面に嵌着させて保持するチューブ保持部５１と、チューブ保持部５１の外壁面に一体的に形成されるとともにこの外壁面から突設されたスペーサ部５２とを備えている。
【００３７】
チューブ保持部５１は、挿入するチューブ２１の本数に合わせて形成された４つの円弧状の挟持部５３，５３・・と、これらの挟持部５３，５３を連結させる連結部５４とを備えている。挟持部５３と連結部５４とは、一定の幅寸法を有する平板状の部材を折り曲げて一体成形したものである。
挟持部５３は、チューブ２１の外径とほぼ同じ曲率半径に湾曲させて形成されたものである。各挟持部５３は、チューブ２１の外周部を、半周以上にわたって保持するよう、その曲率半径の中心周りに１８０°以上の範囲にわたって形成されている。これにより、チューブ保持部５１を平面視した場合、挟持部５３の一端５３ａと他端５３ｂとの間に形成されたチューブ２１の嵌入口５１ｐの幅寸法Ｌが、チューブ２１の外径よりも小さくなるよう形成されている。
【００３８】
４つの挟持部５３は、仮想軸線Ｘの周りに４つのチューブ２１，２１・・が配置されるよう、仮想軸線Ｘ周りに配設されている。
各挟持部５３の嵌入口５１ｐが仮想軸線Ｘを中心として外方を向きかつ９０度間隔で設けられるように配列されている。
そして、隣り合う挟持部５３，５３の端部５３ａ，５３ｂどうしは、平板状の連結部５４により連結されている。
【００３９】
連結部５４の外側を向く壁面には、この壁面から垂直に突出するスペーサ部５２が形成されている。このスペーサ部５２は、第１実施形態のスペーサ部３２と同様の構成とされている。
【００４０】
上記の構成を有する挟持部５３、連結部５４及びスペーサ部５２は、可撓性のある合成樹脂により一体成形されている。そして、チューブ保持スペーサ５０には、平面視した際に、挟持部５３，５３・・と連結部５４，５４・・の形状に沿った内孔Ｓ２が形成されているため、挟持部５３の一端５３ａと他端５３ｂとが互いに接近又は離間する方向に容易に弾性変形可能となっており、チューブ保持部５１にチューブ２１を嵌入可能となっている。
【００４１】
以上に説明したチューブ保持スペーサ５０は、上記した第１実施形態で説明したように、４本のチューブ２１，２１・・をボビン２２から繰り出しケース管１２内に挿入する際に、チューブ２１の軸線方向に所定の間隔をおいてチューブ２１に嵌着する。具体的には、各挟持部５３の一端５３ａ及び他端５３ｂに、チューブ２１の周面を当接させ、チューブ２１を挟持部５３内に向けて強く押し込む。そうすると、挟持部５３が弾性変形して嵌入口５１ｐが拡開し、チューブ２１の挿入を許す。チューブ２１が挟持部５３内に嵌入すると、挟持部５３は弾性復帰してチューブ２１に嵌着する。以上の点を除いて、本実施形態のチューブ保持スペーサ５０を用いた場合であっても、図７に示すように上記第１実施形態と同様にしてチューブ２１をケース管に挿入する。
【００４２】
上述したような構成のチューブ保持スペーサ５０によれば、挟持部５３にチューブ２１の周面を押し当てて嵌入し、又はチューブ２１を挟持部５３から引き抜くことによって、チューブ２１を簡単に着脱することができる。そして、各連結部５４から突出し、チューブ保持スペーサの５０の四方に向かって突出するスペーサ部５２により、チューブ２１がケース管１２の内周面に擦れて損傷するのを防止でき、施工を効率良く行うことができる。
加えて、スペーサ部５２の先端部５２ａが、チューブ保持部５１よりも外周側に突出しているので、チューブ保持部５１内のチューブ２１を、ケース管１２の内周面に対して、適切な間隔を隔てて位置させることができ、この点においてもチューブ２１がケース管１２の内周面に擦れるのを確実に防止できる。
【００４３】
また、チューブ保持スペーサ５０は、ケース管１２内に挿入したときに、スペーサ部５２の先端部５２ａとケース管１２の内周面との間にクリアランスが確保できるようにすることで、ケース管１２へのチューブ２１の挿入時、地盤Ｇ中からのケース管１２の引き抜き時に、ケース管１２と、チューブ２１や継手２３とが強くこすれたり引っ掛かるのを防ぐことができる。
このようにして、ケース管１２内にチューブ２１を円滑かつ容易に挿入することが可能となる。
【００４４】
しかも、チューブ保持スペーサ５０は、チューブ保持部５１とスペーサ部５２とを樹脂の一体成形により形成することができるので、チューブ保持スペーサ５０を低コストで製作することができる。
【００４５】
（その他の実施形態）
なお、本発明のチューブ保持スペーサは、図面を参照して説明した上述の各実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、採熱管２０を構成するチューブ２１を地盤Ｇ中に埋設するための施工方法、施工手順、用いる材料等は、チューブ保持スペーサ３０，５０を用いて施工を行うのであれば、上記した以外のものとしてもよい。
また、上記実施形態では、２本一組のチューブ２１を２組、ケース管１２内に挿入する例を挙げたが、１組のみ、あるいは３組以上としてもよい。その場合、チューブ保持スペーサ３０，５０は、チューブ２１の本数に応じた形状とすればよい。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１２  ケース管
２１  チューブ
２２  ボビン
３０  チューブ保持スペーサ
３１  保持リング（チューブ保持部）
３１ｒ  分割体
３２  スペーサ部
３２ａ  先端部
５０  チューブ保持スペーサ
５１  チューブ保持部
５２  スペーサ部
５２ａ  先端部
５３  挟持部
５３ａ  一端
５３ｂ  他端
５４  連結部
【図１】
2014070697.tif 000003
【図２】
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【図３】
2014070697.tif 000005
【図４】
2014070697.tif 000006
【図５】
2014070697.tif 000007
【図６】
2014070697.tif 000008
【図７】
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