(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に埋設される外管内に内管が挿入されて、前記外管内及び前記内管内に熱媒体が流されてなる二重管構造の地中熱交換器であって、
前記地盤の掘削孔内に配される可撓性の熱可塑性樹脂製の前記外管と、
前記外管の一方の管端部に設けられ、前記管端部を水密に封止する熱可塑性樹脂製のキャップ部材と、
前記外管の他方の管端部に設けられ、前記管端部を水密に封止する熱可塑性樹脂製の蓋部材と、
前記外管内に挿入された可撓性の熱可塑性樹脂製の前記内管と、を有し、
前記外管の一方の管端部の母材と、前記キャップ部材の母材とは、互いに溶け合って固化した状態になっており、
前記外管の他方の管端部の母材と、前記蓋部材の母材とは、互いに溶け合って固化した状態になっており、
前記内管の管端部は、前記蓋部材に穿孔形成された前記熱媒体の流路をなす貫通孔に差し込まれた状態であり、水密に前記蓋部材に接合されており、
前記内管の管端部の母材と、前記蓋部材の母材とは、互いに溶け合って固化した状態になっていることを特徴とする二重管構造の地中熱交換器。
【請求項２】
請求項１に記載の二重管構造の地中熱交換器であって、
前記外管は、その管軸を鉛直方向に沿わせつつ前記掘削孔内に配され、
前記外管は、その本体としてのコルゲート管と、該コルゲート管の上端部に同軸且つ水密に接合された熱可塑性樹脂製の管状頭部と、を有し、
前記コルゲート管の母材と、前記管状頭部の母材とは、互いに溶け合って固化した状態になっており、
前記管状頭部の上端の管端部に前記蓋部材が接合されて、前記管状頭部の前記管端部が前記蓋部材によって水密に封止されており、
前記管状頭部の上端の管端部の母材と、前記蓋部材の母材とは、互いに溶け合って固化した状態になっており、
前記管状頭部は、前記地盤の表層部に位置しており、
前記管状頭部の管壁の厚さは、前記コルゲート管の管壁の厚さよりも厚いことを特徴とする二重管構造の地中熱交換器。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の二重管構造の地中熱交換器であって、
前記外管は、その管軸を鉛直方向に沿わせつつ前記掘削孔内に配され、
前記外管の上部が埋設されている前記地盤の表層部には、前記外管の拡径変形を拘束する拘束部材が前記外管の外周面を覆って設けられていることを特徴とする二重管構造の地中熱交換器。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載の二重管構造の地中熱交換器であって、
前記蓋部材の前記貫通孔に対して、前記外管の外方から熱可塑性樹脂製の第１管部材の管端部を差し込んだ状態で、前記蓋部材と前記第１管部材の前記管端部とは水密に接合されており、
前記蓋部材の母材と、前記第１管部材の前記管端部の母材とは、互いに溶け合って固化した状態になっており、
前記蓋部材は、前記貫通孔に加えて、前記熱媒体の流路をなす第２貫通孔を有し、
前記第２貫通孔に対して、前記外管の外方から熱可塑性樹脂製の第２管部材の管端部を差し込んだ状態で、前記蓋部材と前記第２管部材の前記管端部とは水密に接合されており、
前記蓋部材の母材と、前記第２管部材の前記管端部の母材とは、互いに溶け合って固化した状態になっており、
前記第１管部材及び前記第２管部材のうちのどちらか一方の管部材が、外部から前記熱媒体を前記外管内へ供給し、他方の管部材が、前記外管内から前記外部へと前記熱媒体を排出することを特徴とする二重管構造の地中熱交換器。
【請求項５】
請求項４に記載の二重管構造の地中熱交換器であって、
前記外管、前記キャップ部材、前記蓋部材、前記内管、前記第１管部材、及び前記第２管部材の何れも高密度ポリエチレン製であることを特徴とする二重管構造の地中熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤との間で熱交換を行う地中熱交換器であって、地盤に埋設される外管内に内管が挿入されてなる二重管構造の地中熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
通年の温度変動の小さい地中熱を利用して建物の冷暖房等を行う地中熱利用システムが注目されている。この地中熱利用システムでは、地盤との間で採・放熱を行うべく地中に地中熱交換器が設置される。そして、地中熱交換器は、例えば、夏場には地盤に放熱し、冬場には地盤から採熱する。
【０００３】
その一例として、特許文献１には二重管構造の地中熱交換器が示されている。すなわち、図１Ａの概略縦断面図に示すように、この地中熱交換器１２１は、地盤Ｇに鉛直に埋設される鋼製の外管１３１と、外管１３１内に配置された内管１４１と、を有している。そして、外管１３１の上端部に設けられた吐出口１３１ａから外管１３１内に吐出された熱媒体２６を、内管１４１の下端部の排出口１４１ａから取り出すことにより、地盤Ｇとの間で熱交換後の熱媒体２６をヒートポンプ等へ送出するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１３８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、図１Ｂの概略縦断面図に示すように、施工性向上の観点から外管３０に樹脂管を用いることが考えられ、そうすれば、その軽量且つ可撓性から現場搬入や掘削孔２３への建て込みを行い易くなる。
【０００６】
一方、かかる外管３０の上下の管端部３０ｅｕ，３１ｅｄの開口を封止する封止構造の一例としては、外管３０の各管端部３１ｅｕ，３１ｅｄに、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合）樹脂等のホットメルト系樹脂を密実に充填封止して、これを封止栓１３３ｕ，１３３ｄとすることが挙げられる。ここで、上側の封止栓１３３ｕには、一対の貫通孔Ｈ１３３ｕ１，Ｈ１３３ｕ２が設けられ、これら一対の貫通孔Ｈ１３３ｕ１，Ｈ１３３ｕ２のうちの一方の貫通孔Ｈ１３３ｕ２は、熱媒体２６の外管３０内への吐出口１３１ａとして用いられ（右上の拡大図を参照）、他方の貫通孔Ｈ１３３ｕ１には内管１４１が通されて、これにより、当該内管１４１の下端の管端が排出口１４１ａとして使用される（左上の拡大図を参照）。
【０００７】
ここで、かかる地中熱交換器の運転中には、熱交換後の熱媒体２６をヒートポンプへ圧送等する関係上、外管３０内の熱媒体２６の圧力は、例えば０．３〜０．７ＭＰａの高圧になる。そのため、運転中の外管３０には、この圧力が作用して、管径方向に膨張などの弾性拡径変形をする。
【０００８】
しかしながら、この弾性拡径変形に、硬化した上記ＥＶＡ樹脂製の封止栓１３３ｕ，１３３ｄが追随できずに、外管３０の内周面３０ｎと封止栓１３３ｕ，１３３ｄの外周面１３３ｕｇ，１３３ｄｇとの間で互いの密着が外れて隙間Ｓａ，Ｓｂを生じ、そこから熱媒体２６が漏出する危険があった（図１Ｂ中の右の拡大図を参照）。また、内管１４１と封止栓１３３ｕとは別体であるので、内管１４１と貫通孔Ｈ１３３ｕ１の内周面との間からも熱媒体２６が漏出する虞があった（図１Ｂ中の左上の拡大図を参照）。
【０００９】
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、その主な目的は、二重管構造の地中熱交換器の熱媒体の防漏性を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる目的を達成するために請求項１に示す発明は、
地盤に埋設される外管内に内管が挿入されて、前記外管内及び前記内管内に熱媒体が流されてなる二重管構造の地中熱交換器であって、
前記地盤の掘削孔内に配される可撓性の熱可塑性樹脂製の前記外管と、
前記外管の一方の管端部に設けられ、前記管端部を水密に封止する熱可塑性樹脂製のキャップ部材と、
前記外管の他方の管端部に設けられ、前記管端部を水密に封止する熱可塑性樹脂製の蓋部材と、
前記外管内に挿入された可撓性の熱可塑性樹脂製の前記内管と、を有し、
前記外管の一方の管端部の母材と、前記キャップ部材の母材とは、互いに溶け合って固化した状態になっており、
前記外管の他方の管端部の母材と、前記蓋部材の母材とは、互いに溶け合って固化した状態になっており、
前記内管の管端部は、前記蓋部材に穿孔形成された前記熱媒体の流路をなす貫通孔に差し込まれた状態であり、水密に前記蓋部材に接合されており、
前記内管の管端部の母材と、前記蓋部材の母材とは、互いに溶け合って固化した状態になっていることを特徴とする。
【００１１】
上記請求項１に示す発明によれば、外管の各管端部には、それぞれキャップ部材及び蓋部材が融着接合されて、これにより、これら各管端部は封止される。ここで、融着接合とは、互いに接合されるべき部分同士が溶融状態で当接されて接合されることであり、つまり、上述の場合には、外管の母材と、キャップ部材の母材或いは蓋部材の母材とが互いに溶け合って固化し、その結果、一体不可分の状態になっている。よって、高い接合強度を有し得て、これにより、外管の一方の管端部とキャップ部材との融着接合部、及び外管の他方の管端部と蓋部材との融着接合部は、それぞれ、地中熱交換器の運転時に作用し得る熱媒体の圧力に破断無く耐えることができて、熱媒体の漏出を確実に防ぐことができる。  
また、内管の管端部についても、蓋部材の貫通孔に差し込まれた状態で蓋部材に融着接合されている。つまり、内管の母材と、蓋部材の母材とは互いに溶け合って固化し、一体不可分の状態になっている。よって、高い接合強度を有し得て、その結果、内管と貫通孔との間からの熱媒体の漏出も確実に防止される。  
そして、以上から、二重管構造の地中熱交換器の熱媒体の防漏性が向上される。
【００１２】
請求項２に示す発明は、請求項１に記載の二重管構造の地中熱交換器であって、
前記外管は、その管軸を鉛直方向に沿わせつつ前記掘削孔内に配され、
前記外管は、その本体としてのコルゲート管と、該コルゲート管の上端部に同軸且つ水密に接合された熱可塑性樹脂製の管状頭部と、を有し、
前記コルゲート管の母材と、前記管状頭部の母材とは、互いに溶け合って固化した状態になっており、
前記管状頭部の上端の管端部に前記蓋部材が接合されて、前記管状頭部の前記管端部が前記蓋部材によって水密に封止されており、
前記管状頭部の上端の管端部の母材と、前記蓋部材の母材とは、互いに溶け合って固化した状態になっており、
前記管状頭部は、前記地盤の表層部に位置しており、
前記管状頭部の管壁の厚さは、前記コルゲート管の管壁の厚さよりも厚いことを特徴とする二重管構造の地中熱交換器。
【００１３】
上記請求項２に示す発明によれば、地中熱交換器の運転中には熱媒体の圧力によって外管は拡径変形されるが、地盤の深部では土圧が高いために、当該土圧により拡径変形は効果的に抑制され、その結果、深部での外管の破損は未然に防止される。
【００１４】
一方、土圧が低い表層部には、外管の管状頭部が位置しているが、管状頭部の管壁の厚さは、深部に位置する外管の部分たるコルゲート管の管壁よりも厚くされており、つまり、管状頭部は補強されている。よって、土圧が低くても、自身の耐力に基づいて拡径変形は抑えられ、その結果、外管の全長に亘って当該外管の拡径破損は防止される。
【００１５】
請求項３に示す発明は、請求項１又は２に記載の二重管構造の地中熱交換器であって、
前記外管は、その管軸を鉛直方向に沿わせつつ前記掘削孔内に配され、
前記外管の上部が埋設されている前記地盤の表層部には、前記外管の拡径変形を拘束する拘束部材が前記外管の外周面を覆って設けられていることを特徴とする。
【００１６】
上記請求項３に示す発明によれば、表層部には、外管の拡径変形を拘束する拘束部材が、外管の外周面を覆って設けられており、これにより外管は補強されている。よって、土圧が低くても、当該拘束部材によって外管の拡径変形は抑制され、その結果、外管の全長に亘って当該外管の拡径破損は確実に防止される。
【００１７】
請求項４に示す発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の二重管構造の地中熱交換器であって、
前記蓋部材の前記貫通孔に対して、前記外管の外方から熱可塑性樹脂製の第１管部材の管端部を差し込んだ状態で、前記蓋部材と前記第１管部材の前記管端部とは水密に接合されており、
前記蓋部材の母材と、前記第１管部材の前記管端部の母材とは、互いに溶け合って固化した状態になっており、
前記蓋部材は、前記貫通孔に加えて、前記熱媒体の流路をなす第２貫通孔を有し、
前記第２貫通孔に対して、前記外管の外方から熱可塑性樹脂製の第２管部材の管端部を差し込んだ状態で、前記蓋部材と前記第２管部材の前記管端部とは水密に接合されており、
前記蓋部材の母材と、前記第２管部材の前記管端部の母材とは、互いに溶け合って固化した状態になっており、
前記第１管部材及び前記第２管部材のうちのどちらか一方の管部材が、外部から前記熱媒体を前記外管内へ供給し、他方の管部材が、前記外管内から前記外部へと前記熱媒体を排出することを特徴とする。
【００１８】
上記請求項４に示す発明によれば、蓋部材の貫通孔には、外管の外方から第１管部材の管端部が差し込まれて、これらは融着接合され、また、蓋部材の第２貫通孔には、外管の外方から第２管部材の管端部が差し込まれて、これらは融着接合されている。つまり、蓋部材の母材と、第１管部材の母材とは互いに溶け合って固化し、一体不可分の状態になっており、また、蓋部材の部材と、第２管部材の母材とは互いに溶け合って固化し、一体不可分の状態になっている。よって、これらはどちらも高い接合強度を有し得て、これにより、蓋部材の貫通孔と第１管部材との間、及び、蓋部材の第２貫通孔と第２管部材との間からの熱媒体の漏出は確実に防止される。その結果、当該地中熱交換器に係る概ね全ての接合部が水密構造となる。
【００１９】
請求項５に示す発明は、請求項４に記載の二重管構造の地中熱交換器であって、
前記外管、前記キャップ部材、前記蓋部材、前記内管、前記第１管部材、及び前記第２管部材の何れも高密度ポリエチレン製であることを特徴とする。
【００２０】
上記請求項５に示す発明によれば、外管、キャップ部材、蓋部材、内管、第１管部材、及び第２管部材の何れも高密度ポリエチレン製で同素材であることから、互いに接合されるべき部分同士が融着接合されてなる融着接合部は、母材と完全に同じ成分系となり、これにより、母材並の高い強度を有する。よって、防漏性に優れた地中熱交換器を提供可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、二重管構造の地中熱交換器の熱媒体の防漏性の向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１Ａ】従来の二重管構造の地中熱交換器１２１の概略縦断面図である。
【図１Ｂ】参考例の地中熱交換器の概略縦断面図である。
【図２】本実施形態に係る地中熱交換器２１を用いた地中熱利用システム１１の説明図である。
【図３】一部を破断して示す本実施形態に係る地中熱交換器２１の概略側面図である。
【図４】図４Ａ及び図４Ｂは、それぞれ、冬場及び夏場での運転例を示す地中熱交換器２１の概略図である。
【図５】蓋部材７０の拡大縦断面図である。
【図６】図６Ａは、内パイプ挿入工程を説明するための概略平面図であり、図６Ｂは、コルゲート管巻き取り工程を説明するための概略斜視図である。
【図７】地中熱交換器２１の製造方法に係る各処理を説明するための地中熱交換器２１の一部破断概略側面図である。
【図８】図８Ａ乃至図８Ｄは、キャップ部材融着接合処理を説明するための概略中心縦断面図である。
【図９】図９Ａ乃至図９Ｅは、直管部融着接合処理を説明するための概略斜視図である。
【図１０】図１０Ａ乃至図１０Ｄは、外パイプ融着接合処理を説明するための概略斜視図である。
【図１１】図１１Ａ乃至図１１Ｄは、内パイプ融着接合処理を説明するための概略斜視図である。
【図１２】図１２Ａ乃至図１２Ｅは、蓋部材融着接合処理を説明するための概略斜視図である。
【図１３】その他の実施形態を説明するための一部破断概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
＝＝＝本実施形態＝＝＝
＜＜＜地中熱交換器２１について＞＞＞
図２は、本実施形態に係る地中熱交換器２１を用いた地中熱利用システム１１の説明図である。図３は、一部を破断して示す地中熱交換器２１の概略側面図である。また、図４Ａ及び図４Ｂは、それぞれ、冬場及び夏場での運転例を示す地中熱交換器２１の模式図である。
【００２６】
図２に示すように、この地中熱利用システム１１は、地盤Ｇとの間で熱交換を行う地中熱交換器２１と、地中熱交換器２１の熱媒体２６からの熱を利用して建物１の暖房のための温水や冷房のための冷水を生成するヒートポンプ１５と、を有する。なお、ヒートポンプ１５の構成は周知なので、その説明については省略する。
【００２７】
図３に示すように、この地中熱交換器２１は、ボアホール方式の二重管型である。すなわち、（１）地盤Ｇに鉛直に形成された掘削孔としての竪孔２３内に鉛直方向に沿って挿入された外管３０と、（２）外管３０内に配された内管４１としての内パイプ４１を有し熱媒体２６の流路を形成する第１流路形成部材４０と、（３）外管３０の外に設けられて当該外管３０内に連通した熱媒体２６の流路を形成する第２流路形成部材５０と、を有している。なお、竪孔２３と外管３０との間の空間ＳＰ２３には、川砂や山砂、珪砂等の充填材２７が充填されている。
【００２８】
そして、例えば、冬場には、図４Ａに示すように、ヒートポンプ１５から第１流路形成部材４０を経由して、水又は不凍液等の液状の熱媒体２６が送られて、当該熱媒体２６は、外管３０内の下端部３０ａに位置する同第１流路形成部材４０の管端開口４０ｅｄから、外管３０内に吐出される。すると、当該熱媒体２６は、外管３０内を上方へと移動する間に、地盤Ｇの地中熱により暖められて、しかる後に、外管３０内の上端部３０ｂ近傍に位置する第２流路形成部材５０の管端開口５０ｅｄから、該第２流路形成部材５０内へと吸い込まれ、地上循環ポンプ１７（図２）の圧力により、ヒートポンプ１５へ向けて送出される。そして、ヒートポンプ１５にて温水生成に供される。
【００２９】
他方、夏場の熱媒体２６の流れ方向は、上述の逆となる。すなわち、図４Ｂに示すように、ヒートポンプ１５から第２流路形成部材５０を経由して送られてきた熱媒体２６は、外管３０内の上端部３０ｂ近傍に位置する同第２流路形成部材５０の管端開口５０ｅｄから外管３０内に吐出される。すると、当該熱媒体２６は、同外管３０内を下方へと移動する間に、地盤Ｇの地中熱により冷やされて、しかる後に、外管３０内の下端部３０ａに位置する第１流路形成部材４０の管端開口４０ｅｄから、第１流路形成部材４０内へと吸い込まれ、地上循環ポンプ１７の圧力により、ヒートポンプ１５へ向けて送出される。そして、ヒートポンプ１５にて冷水生成に供される。
【００３０】
以下、地中熱交換器２１に係る各構成要素２３，３０，４０，５０等について詳細に説明する。  
（１）竪孔２３
図３に示すように、竪孔２３は、ボーリングマシンやオーガ等の掘削機により地面にほぼ垂直に掘削された孔であり、その直径は１００〜２００ｍｍ、深さは３０〜１５０ｍである。
【００３１】
（２）外管３０
外管３０は、その全長が竪孔２３と略同長の管部材である。そして、外管３０は、熱可塑性樹脂の一例としての高密度ポリエチレン製のコルゲート管３１（corrugated  pipe：波形管）を本体とする。コルゲート管３１は、その管壁が図３に示すような波形形状の管部材である。そして、この波形形状は、コルゲート管３１の管軸Ｃ３１を中心軸とする螺旋形であり、また、管壁の厚みは全長に亘りほぼ一定厚みである。よって、コルゲート管３１の外周面及び内周面のどちらの面も、山部と谷部とを有する略同形の螺旋波形形状になっている。そして、このような螺旋波形形状により、管壁の外周面及び内周面の表面積は拡大されているので、地盤Ｇとコルゲート管３１内の熱媒体２６との間の熱交換効率は格段に高められている。
【００３２】
コルゲート管３１の下端部３１ａ（「外管の一方の管端部」に相当）には、この下端部３１ａの管端開口を水密に封止するキャップ部材６０が、融着接合部Ｊ６０を介して一体に固定されている。これにより、コルゲート管３１内の熱媒体２６の下端部３１ａの管端開口から地盤Ｇへの漏出が防止される。
【００３３】
詳しくは、キャップ部材６０は、熱可塑性樹脂の一例としての高密度ポリエチレン製の一体成型部材であり、例えば、円筒部６１と、円筒部６１から同軸且つ一体に管軸方向Ｃ６０の下方に延出した円柱部６２と、その更に下方に一体に延出した円錐台部６３とを有した閉鎖形状部材である。そして、円筒部６１の上端縁部６１ｅｕが、コルゲート管３１の下端部３１ａにおける縁部３１ｅｄに、互いの管軸Ｃ３１，Ｃ６０を略同軸に揃えつつ突き合わされて、上述の融着接合部Ｊ６０を介して接合されている。
【００３４】
この融着接合部Ｊ６０は、コルゲート管３１の下端部３１ａの縁部３１ｅｄと、キャップ部材６０の上端縁部６１ｅｕとの両者が、互いに溶融状態で突き合わされて全周に亘り接合されたものである。すなわち、当該融着接合部Ｊ６０は、コルゲート管３１の母材たる高密度ポリエチレンと、キャップ部材６０の母材たる高密度ポリエチレンとが互いに溶け合って固化したものであり、母材とほぼ同種の成分系で一体不可分な状態になっている。よって、かかる融着接合部Ｊ６０は、コルゲート管３１の母材部分たる定常部やキャップ部材６０の母材部分たる定常部とほぼ同等の強度を有する。
【００３５】
また、当該融着接合部Ｊ６０は、コルゲート管３１の定常部やキャップ部材６０の定常部との両者に対して一体に連続しているので、コルゲート管３１内の熱媒体２６の圧力の作用によってコルゲート管３１が膨張などの拡径変形をしても、当該融着接合部Ｊ６０を通じて上記膨張に係る力が、その近傍のキャップ部材６０の部分に伝達されて、当該部分も追随して速やかに変形する。よって、コルゲート管３１とキャップ部材６０との変形差は抑えられて、融着接合部Ｊ６０に作用し得る変形差起因の応力の軽減を図れ、当該融着接合部Ｊ６０での破断は有効に防止される。その結果、コルゲート管３１の下端部３１ａからの熱媒体２６の漏出は確実に防止される。
【００３６】
一方、コルゲート管３１の上端部３１ｂには、融着接合部Ｊ３５を介して長さ約１ｍの円筒状の直管部３５（管状頭部に相当）が同軸に接合されており、更に、直管部３５の上端の管端部３５ｅｕ（「外管の他方の管端部」に相当）には、融着接合部Ｊ７０を介して円柱状の蓋部材７０が接合されており、これにより外管３０の上端部３０ｅｕの管端開口は水密に封止されている。そして、蓋部材７０には、上下方向に沿って二つの貫通孔Ｈ７１，Ｈ７２が形成されており、各貫通孔Ｈ７１，Ｈ７２には、それぞれ前述の第１流路形成部材４０及び第２流路形成部材５０のどちらかが対応付けられて固定されている。これについては後述する。
【００３７】
直管部３５の管壁の厚さは、コルゲート管３１の管壁の厚さよりも厚くなっており、例えば、１０ｍｍ〜２０ｍｍに設定されている。このように外管３０の上部３０ｕとして厚肉の直管部３５を設けている理由については後述する。
【００３８】
上述の各融着接合部Ｊ３５，Ｊ７０も、前述したキャップ部材６０の融着接合部Ｊ６０と同種のものである。すなわち、融着接合部Ｊ３５は、コルゲート管３１の上端部３１ｂの縁部３１ｅｕと直管部の３５の下端縁部３５ｅｄとの両者が互いに溶融状態で全周に亘り突き合わされて形成されており、また、その上方の融着接合部Ｊ７０は、直管部３５の上端縁部３５ｅｕと蓋部材７０の下面の周縁部７０ｅｄとの両者が互いに溶融状態で全周に亘り突き合わされて形成されている。そして、この例では、直管部３５及び蓋部材７０のどちらも、コルゲート管３１と同素材の高密度ポリエチレン製である。よって、各融着接合部Ｊ３５，Ｊ７０は、それぞれ、母材とほぼ同種の成分系で一体不可分な状態になっており、そしてコルゲート管３１の母材部分とほぼ同等の強度を有する。その結果、これら融着接合部Ｊ３５，Ｊ７０も、地中熱交換器２１の運転時に作用し得る熱媒体２６の圧力に破断無く耐えることができる。
【００３９】
また、融着接合部Ｊ３５にあっては、上述のように母材並の強度を有しつつ、コルゲート管３１の定常部や直管部３５の定常部との両者に対して一体に連続しているので、コルゲート管３１内の熱媒体２６の圧力の作用によってコルゲート管３１が膨張などの拡径変形をしても、当該融着接合部Ｊ３５を通じて上記膨張に係る力が、その近傍の直管部３５の部分に伝達されて、当該部分も追随して変形する。よって、コルゲート管３１と直管部３５との変形差は抑えられて、結果、融着接合部Ｊ３５に作用し得る変形差起因の応力の軽減を図れ、当該融着接合部Ｊ３５での破断は有効に防止される。
【００４０】
（３）第１流路形成部材４０及び第２流路形成部材５０
図３に示すように、第１流路形成部材４０及び第２流路形成部材５０のどちらも、熱可塑性樹脂の一例としての高密度ポリエチレン製のパイプ４１，４３，５０である。そして、前述したように、ヒートポンプ１５と外管３０との間の熱媒体２６の移動に供される。
【００４１】
第１流路形成部材４０は、外管３０内に配置される内管４１としての内パイプ４１と、外管３０外に配置される外パイプ４３（第１管部材に相当）と、を有する。そして、内パイプ４１の上端部４１ｕは、蓋部材７０の貫通孔Ｈ７１に外管３０の内方から差し込まれて蓋部材７０に融着接合され、同下端部４１ｄは、外管３０内の下端部３０ａに位置している。一方、外パイプ４３の下端部４３ｄは、外管３０の外方から蓋部材７０の貫通孔Ｈ７１に差し込まれて蓋部材７０に融着接合されており、これにより、外パイプ４３と内パイプ４１とは互いの流路が連通状態となっている。
【００４２】
図５に蓋部材７０の拡大縦断面図を示す。この蓋部材７０の貫通孔Ｈ７１は、上下方向の中央部に、その両側部分の孔径よりも小さい小径孔部Ｈ７１Ｓを有しており、そして、その両側の各大径孔部Ｈ７１Ｌ，Ｈ７１Ｌに内パイプ４１と外パイプ４３とが差し込まれている。よって、この差し込まれた状態においては、内パイプ４１の上端面４１ｅｕａ及び外パイプ４３の下端面４３ｅｄａは、それぞれ、大径孔部Ｈ７１Ｌ，Ｈ７１Ｌと小径孔部Ｈ７１Ｓとの間の段差面Ａ７１，Ａ７１に突き合わされており、これにより、各パイプ４１，４３は、それぞれ外周面だけでなく、端面４１ｅｕａ，４３ｅｄａでも蓋部材７０に融着接合されることになる。その結果、接合強度の向上を図れるとともに、貫通孔Ｈ７１の内周面と内パイプ４１との間での熱媒体２６の漏出、及び貫通孔Ｈ７１の内周面と外パイプ４３との間での熱媒体２６の漏出を確実に防ぐことができる。
【００４３】
なお、かかる蓋部材７０と内パイプ４１との間に介在する融着接合部Ｊ４１、及び蓋部材７０と外パイプ４３との間に介在する融着接合部Ｊ４３が、それぞれ母材並みの強度を有することは、前述と同様であるので、その説明については省略する。
【００４４】
一方、第２流路形成部材５０は、外管３０の外に配置される外パイプ５０（第２管部材に相当）を有する。そして、この外パイプ５０の下端部５０ｄが、蓋部材７０に別途形成された貫通孔Ｈ７２（第２貫通孔に相当）に、外管３０の外方から差し込まれて融着接合されている。ここで、この貫通孔Ｈ７２は、上部に大径孔部Ｈ７２Ｌを有し下部に小径孔部Ｈ７２Ｓを有し、そして、外パイプ５０の下端部５０ｄは大径孔部Ｈ７２Ｌに差し込まれている。よって、この差し込まれた状態においては、大径孔部Ｈ７２Ｌと小径孔部Ｈ７２Ｓとの間の段差面Ａ７２に外パイプ５０の下端面５０ｅｄａが突き合わされるので、外パイプ５０の外周面だけでなく端面５０ｅｄａにおいても蓋部材７０と融着接合されることとなり、その結果、接合強度の向上を図れるとともに、貫通孔Ｈ７２と外パイプ５０との間での熱媒体２６の漏出を確実に防止することができる。  
なお、この外パイプ５０にあっても蓋部材７０と同素材のため、外パイプ５０と蓋部材７０との間に介在する融着接合部Ｊ５０が、それぞれ母材並みの強度を有することは言うまでもなく、よって、その説明については省略する。
【００４５】
ところで、本実施形態では、図３に示すように、外管３０の上部３０ｕとして厚肉の直管部３５を設けていたが、ここでこの理由について説明する。外管３０は、内部の熱媒体２６の圧力によって拡径変形し、場合によっては拡径破損の虞がある。この点につき、地盤Ｇの深部では、側方から外管３０に作用する土圧が高いため、この土圧が拡径変形を抑制して、これにより拡径破損の虞は無い。ところが、表層部では土圧が低いので、当該土圧に対して、外管３０の拡径変形の抑制作用を期待することはできない。そのため、表層部に配置される外管３０の上部３０ｕに対しては厚肉の直管部３５を設け、これにより、自身の耐力によって拡径変形を抑制するようにしている。
【００４６】
＜＜＜地中熱交換器２１の製造方法について＞＞＞
このような地中熱交換器２１は、適宜な工場で製造される。そして、同工場において上述のような全構成要素３０（３１，３５），４０（４１，４３），５０，６０，７０を具備した略完成状態にまで仕上げられ（図７）、コイル状に巻き取られた状態で工場から設置予定地へと送られる。そして、このような略完成状態で設置予定地へと送られるので、当該設置予定地では、適宜なリール装置を用いて地中熱交換器２１を繰り出しながら、同予定地の掘削孔２３に順次地中熱交換器２１を建て込み、建て込んだ後には、地中熱交換器２１の周囲の隙間ＳＰ２３に充填材２７を充填して埋めれば、地中熱交換器２１の設置工事が完了する。よって、現場作業は大幅に軽減され、施工現場での工期を大幅に短縮可能となる。
【００４７】
以下、地中熱交換器２１の製造手順について説明する。  
先ず、図６Ａの概略平面図に示すように、外管３０の本体としてのコルゲート管３１内に、内管４１としての内パイプ４１を、コルゲート管３１の略全長に亘って挿入する（内パイプ挿入工程）。詳しくは、コルゲート管３１の上端部３１ｂに相当する管端部３１ｂから同コルゲート管３１内に内パイプ４１を挿入し、この挿入を、同内パイプ４１の一端部４１ｄが、コルゲート管３１の下端部３１ａに相当する管端部３１ａに到達するまで続ける。そして、これにより、最終的に、内パイプ４１の一端部４１ｄが、コルゲート管３１の一方の管端部３１ａに達し、且つ、同内パイプ４１の他端部４１ｕが、コルゲート管３１の他方の管端部３１ｂから外に突出した状態にされる。なお、この挿入作業については、コルゲート管３１の曲率半径を大きくして行えば、短時間で終えることができる。
【００４８】
次に、内側に内パイプ４１が挿入された状態のままコルゲート管３１を適宜なリール装置等を用いて図６Ｂのようにコイル状に巻き取り（コルゲート管巻き取り工程）、そのコイル状のコルゲート管３１を、融着接合装置８０が配備された工場へ搬送する。
【００４９】
すると、この工場では、コルゲート管３１のほぼ全長をコイル状の巻き取り状態に維持しつつ、両方の管端部３１ａ，３１ｂのみを繰り出した状態にし、そして、当該管端部３１ａ，３１ｂのみ繰り出し状態のコルゲート管３１に対して、キャップ部材６０や蓋部材７０等の各種構成要素を順次融着接合して組み付けていき、これにより、最終的に、図７の一部破断概略側面図の如き略完成状態にする。なお、図７中の丸印の番号は、それぞれ融着接合を行う順番を示している。また、図８Ａ乃至図１２Ｅは、それぞれ個別の融着接合処理の説明図である。
【００５０】
（１）キャップ部材融着接合処理
最初に、図７に示すようにコルゲート管３１の下端部３１ａに相当する管端部３１ａにキャップ部材６０を融着接合する（キャップ部材融着接合工程）。この融着接合は、工場が備える融着接合装置８０によって行われる。図８Ａに示すように、融着接合装置８０は、コルゲート管３１の管端部３１ａを把持等して保持する第１保持部８１と、キャップ部材６０を把持等して保持する第２保持部８３と、を有する。そして、第１保持部８１と第２保持部８３とは、コルゲート管３１及びキャップ部材６０のうちの各々対応する部材３１，６０を保持した状態において、コルゲート管３１の管軸Ｃ３１とキャップ部材６０の管軸Ｃ６０とが互いに同軸に揃うような位置関係で配置されており、更には、第１保持部８１及び第２保持部８３のどちらも、適宜なガイドレール８５によって管軸方向Ｃ３１，Ｃ６０に往復移動可能に案内されている。
【００５１】
また、図８Ａに示すような準備状態、つまりコルゲート管３１の融着接合対象部たる管端面（縁部）３１ｅｄと、キャップ部材６０の融着接合対象部たる管端面（上端縁部）６１ｅｕとの両者が、互いの間に間隔Ｄをもって対向した準備状態において、当該間隔Ｄの内側に挿抜可能な位置に、加熱板８７が設置されている。そして、この加熱板８７の両側の板面８７ａ，８７ａが加熱面であるが、これら加熱面８７ａ，８７ａの法線方向が上記管軸方向Ｃ３１，Ｃ６０を向くように当該加熱板８７は配されている。
【００５２】
よって、かかる構成の融着接合装置８０によれば、次のようにしてコルゲート管３１とキャップ部材６０との両者を、互いの管端面３１ｅｄ，６１ｅｕ同士を突き合わされた状態で融着接合することができる。
【００５３】
先ず、図８Ａに二点鎖線で示すように、上述の間隔Ｄに加熱板８７を挿入する。そして、図８Ｂに示すように、加熱板８７の対応する加熱面８７ａ，８７ａへ向けて、コルゲート管３１及びキャップ部材６０の両者をそれぞれ管軸方向Ｃ３１，Ｃ６０に沿って移動し、加熱対象の管端面３１ｅｄ，６１ｅｕを加熱板８７の各加熱面８７ａ，８７ａに面接触状態で当接させて加熱する。
【００５４】
ここで、加熱面８７ａの設定温度は、加熱対象のコルゲート管３１の融点及びキャップ部材６０の融点うちで高い方の融点よりも高い温度に設定されている。これにより、コルゲート管３１及びキャップ部材６０の両者を確実に融解（溶融）させることができる。この例では、コルゲート管３１及びキャップ部材６０の両者とも、高密度ポリエチレンを素材としているので、加熱面８７ａの設定温度は、高密度ポリエチレンの融点たる１３１℃よりも高い温度の例えば２８０℃に設定されている。
【００５５】
そして、所定時間経過後に、コルゲート管３１及びキャップ部材６０の管端面３１ｅｄ，６１ｅｕが融解したら、図８Ｃに示すように、第１保持部８１及び第２保持部８３を管軸方向Ｃ３１，Ｃ６０に沿って加熱板８７から後退させ、これにより、当該加熱板８７の加熱面８７ａ，８７ａからコルゲート管３１及びキャップ部材６０を離す。そして、加熱板８７を上記間隔Ｄから抜く。
【００５６】
そうしたら、図８Ｄに示すように、各保持部８１，８３の移動によって、コルゲート管３１及びキャップ部材６０の融解状態の管端面３１ｅｄ，６１ｅｕ同士を突き合わせて当接させ、そして、管軸方向Ｃ３１，Ｃ６０に所定の押圧力で互いの管端面３１ｅｄ，６１ｅｕ同士を押圧する。そして、この押圧状態のまま一定時間冷却する。すると、コルゲート管３１とキャップ部材６０との間には融着接合部Ｊ６０が形成されて、つまり、コルゲート管３１とキャップ部材６０とは融着接合される。
【００５７】
（２）直管部融着接合処理
次に、図７に示すようにコルゲート管３１の上端部３１ｂに相当する管端部３１ｂに直管部３５を融着接合する（直管部融着接合工程）。この場合も、上述の融着接合装置８０を用いる。すなわち、図９Ａに示すように、第１保持部８１にコルゲート管３１の管端部３１ｂを保持させ、第２保持部８３に直管部３５を保持させる。そして、第２保持部８３を第１保持部８１の方に移動して、コルゲート管３１の融着接合対象部たる管端面（縁部）３１ｅｕと、直管部３５の融着接合対象部たる管端面（縁部）３５ｅｄとの両者が、互いの間に間隔Ｄをもって対向した状態にする。但し、この移動の前には、コルゲート管３１の管端部３１ｂからは内パイプ４１が飛び出している。そのため、この移動の際には、この内パイプ４１を直管部３５の内周側に挿通しながら、第２保持部８３を第１保持部８１の方へ移動する。そして、これにより、図９Ａに示す状態となる。
【００５８】
そうしたら、上述の加熱板８７に代えて、内パイプ４１を通すための円孔Ｈ９１を中央部に有した半割構造の加熱板９１を間隔Ｄに挿入する（図９Ｂ）。すなわち、この加熱板９１は、図９Ａに示すように、二分割されてなる一対の半円環形状の半割部９１ａ，９１ａがヒンジ部９２により連結されてなり、当該ヒンジ部９２を支点に一対の半割部９１ａ，９１ａが開閉可能に構成されている。そして、全開状態では、一対の半割部９１ａ，９１ａ同士の間に、内パイプ４１の外径よりも大きい隙間Ｋが形成される一方、全閉状態では、一対の半割部９１ａ，９１ａ同士が当接して図９Ｂのような円環形状の加熱板９１となる。よって、図９Ａのような一対の半割部９１ａ，９１ａが全開状態で、隙間Ｋに内パイプ４１を通しながら、上述の間隔Ｄに一対の半割部９１ａ，９１ａを挿入していき、一対の半割部９１ａ，９１ａの円孔Ｈ９１の内方に内パイプ４１が位置したら、挿入動作を停止する。そして、一対の半割部９１ａ，９１ａを閉じて図９Ｂのような隙間Ｋが閉じた全閉状態にし、これにより、円環形状の加熱板９１の円孔Ｈ９１に内パイプ４１が通った状態となる。
【００５９】
そうしたら、図９Ｃに示すように、加熱板９１の対応する加熱面９１ａｓ，９１ａｓへ向けて、コルゲート管３１及び直管部３５の両者をそれぞれ管軸方向Ｃ３１，Ｃ３５に沿って移動し、加熱対象の管端面３１ｅｕ，３５ｅｄを加熱板９１の各加熱面９１ａｓ，９１ａｓに面接触状態で当接させて設定温度の２８０℃まで加熱する。そして、所定時間経過後に、コルゲート管３１及び直管部３５の管端面３１ｅｕ，３５ｅｄが融解したら、図９Ｄに示すように第１保持部８１及び第２保持部８３を移動して、加熱板９１の加熱面９１ａｓ，９１ａｓからコルゲート管３１及び直管部３５を離す。そして、加熱板９１を再度全開状態にして一対の半割部９１ａ，９１ａ同士の間に隙間Ｋを形成し、しかる後に、当該隙間Ｋに内パイプ４１を通しながら、コルゲート管３１と直管部３５との間の間隔Ｄから一対の半割部９１ａ，９１ａを引き出す。
【００６０】
そうしたら、図９Ｅに示すように、各保持部８１，８３の移動により、コルゲート管３１及び直管部３５の融解状態の各管端面３１ｅｕ，３５ｅｄ同士を突き合わせて所定の押圧力で押圧する。そして、この押圧状態のまま一定時間冷却する。これにより、コルゲート管３１と直管部３５との間には融着接合部Ｊ３５が形成されて、つまり、コルゲート管３１と直管部３５とは融着接合される。
【００６１】
（３）外パイプ融着接合処理
次に、図７に示すように蓋部材７０の各貫通孔Ｈ７１，Ｈ７２の大径孔部Ｈ７１Ｌ，Ｈ７２Ｌに各外パイプ４３，５０を融着接合する（外パイプ融着接合工程）。この融着接合には、図１０Ａに示すソケット型加熱板９５を用いる。すなわち、この加熱板９５は、蓋部材７０の大径孔部Ｈ７１Ｌの内周側に嵌合可能な外径寸法の円柱部９５ａと、外パイプ４３の端部４３ｄを内周側に嵌合可能な内径寸法の円筒部９５ｂとを互いに同軸に有している。そして、蓋部材７０の大径孔部Ｈ７１Ｌの内方にソケット型加熱板９５の円柱部９５ａを押し込んで嵌合し、且つ同加熱板９５の円筒部９５ｂの内方に外パイプ４３の端部４３ｄを押し込んで嵌合した状態にする（図１０Ｂ）。なお、このとき、図１０Ｂの縦断面図に示すように、蓋部材７０の大径孔部Ｈ７１Ｌの段差面Ａ７１に加熱板９５の円柱部９５ａが当接するまで円柱部９５ａを押し込み、また、同加熱板９５の円筒部９５ｂの底面９５ｂｓに、外パイプ４３の端面４３ｅｄａが当接するまで外パイプ４３を押し込む。そして、加熱板９５の温度を設定温度の２８０℃まで上昇し、これにより、蓋部材７０の大径孔部Ｈ７１Ｌの内周面及び段差面Ａ７１を融解（溶融）するのと同時に、外パイプ４３の外周面及び端面４３ｅｄａを融解（溶融）する。そして、融解したら、図１０Ｃに示すように加熱板９５から蓋部材７０及び外パイプ４３を外し、しかる後に、図１０Ｄに示すように、外パイプ４３の融解状態の端部４３ｄを貫通孔Ｈ７１の大径孔部Ｈ７１Ｌに差し込んで押圧し、この押圧状態のまま一定時間冷却する。これにより、図１０Ｄの縦断面図に示すように蓋部材７０の大径孔部Ｈ７１Ｌの内周面と外パイプ４３の外周面との間には融着接合部Ｊ４３が形成されて、つまり、これら内周面と外周面とは融着接合され、また、大径孔部Ｈ７１Ｌの段差面Ａ７１と外パイプ４３の端面４３ｅｄａとの間にも融着接合部Ｊ４３が形成されて、つまり、段差面Ａ７１と端面４３ｅｄａとは融着接合される。
【００６２】
そして、これと同じ処理を、もう一方の貫通孔Ｈ７２の大径孔部Ｈ７２Ｌ及び外パイプ５０に対しても行えば、図７に示すような二つの外パイプ４３，５０が融着接合された蓋部材７０が形成される。
【００６３】
（４）内パイプ融着接合処理
そうしたら、同様の手順で、図７に示すように、蓋部材７０の貫通孔Ｈ７２の大径孔部Ｈ７１Ｌに対して、外管３０の内方に相当する方向から内パイプ４１を融着接合する（内パイプ融着接合工程）。すなわち、図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように蓋部材７０の大径孔部Ｈ７１Ｌの内方にソケット型加熱板９５の円柱部９５ａを押し込んで嵌合し、且つ同加熱板９５の円筒部９５ｂの内方に内パイプ４１の端部４１ｕを押し込んで嵌合した状態にする。なお、このとき、図１１Ｂの縦断面図に示すように、蓋部材７０の大径孔部Ｈ７１Ｌの段差面Ａ７１に加熱板９５の円柱部９５ａが当接するまで円柱部９５ａを押し込み、また、加熱板９５の円筒部９５ｂの底面９５ｂｓに、内パイプ４１の端面４１ｅｕａが当接するまで内パイプ４１を押し込む。そして、加熱板９５の温度を設定温度の２８０℃まで上昇し、これにより、蓋部材７０の大径孔部Ｈ７１Ｌの内周面及び段差面Ａ７１を融解（溶融）すると同時に、内パイプ４１の外周面及び端面４１ｅｕａを融解（溶融）する。そして、融解したら、図１１Ｃに示すように加熱板９５から蓋部材７０及び内パイプ４１を外し、しかる後に、図１１Ｄに示すように内パイプ４１の融解状態の端部４１ｕを貫通孔Ｈ７１の大径孔部Ｈ７１Ｌに差し込んで押圧し、この押圧状態のまま一定時間冷却する。これにより、図１１Ｄの縦断面図に示すように蓋部材７０の大径孔部Ｈ７１Ｌの内周面と内パイプ４１の外周面との間には融着接合部Ｊ４１が形成されて、つまり、これら内周面と外周面とは融着接合され、また、大径孔部Ｈ７１Ｌの段差面Ａ７１と外パイプ４１の端面４１ｅｕａとの間にも融着接合部Ｊ４１が形成されて、つまり、段差面Ａ７１と端面４１ｅｕａとは融着接合される。これにより蓋部材７０に内パイプ４１が融着接合される。
【００６４】
（５）蓋部材融着接合処理
最後に、図７に示すように、直管部３５と蓋部材７０とを融着接合する（蓋部材融着接合工程）。この場合も、前述の融着接合装置８０を用いる。すなわち、図１２Ａに示すように第１保持部８１に直管部３５を保持させ、第２保持部８３に蓋部材７０を保持させる。そして、第２保持部８３を第１保持部８１の方に移動して、蓋部材７０の融着接合対象部たる下面の周縁部７０ｅｄと、直管部３５の融着接合対象部たる管端面（縁部）３５ｅｕとの両者が、互いの間に間隔Ｄをもって対向した状態にする。
【００６５】
そうしたら、図１２Ｂに示すように、前述の半割構造の加熱板９１を間隔Ｄに挿入する。すなわち、図１２Ａに示すように一対の半割部９１ａ，９１ａを全開状態にすることにより、一対の半割部９１ａ，９１ａ同士の間に隙間Ｋを形成し、そして、当該隙間Ｋに内パイプ４１を通しながら、当該一対の半割部９１ａ，９１ａを上述の間隔Ｄへと挿入していき、一対の半割部９１ａ，９１ａの円孔Ｈ９１の内方に内パイプ４１が位置したら、挿入動作を停止する。そして、一対の半割部９１ａ，９１ａを閉じることにより図１２Ｂのような隙間Ｋが閉じた全閉状態にし、これにより、円環形状の加熱板９１の円孔Ｈ９１に内パイプ４１が通った状態となる。
【００６６】
そうしたら、図１２Ｃに示すように加熱板９１の対応する加熱面９１ａｓ，９１ａｓへ向けて、蓋部材７０及び直管部３５の両者をそれぞれ蓋部材７０の円柱軸方向Ｃ７０及び管軸方向Ｃ３５に沿って移動し、加熱対象の周縁部７０ｅｄ及び管端面３５ｅｕを加熱板９１の各加熱面９１ａｓ，９１ａｓに面接触状態で当接させて設定温度の２８０℃まで加熱する。そして、所定時間経過後に、蓋部材７０の周縁部７０ｅｄ及び直管部３５の管端面３５ｅｕが融解したら、図１２Ｄに示すように第１保持部８１及び第２保持部８３を移動して、加熱板９１の加熱面９１ａｓ，９１ａｓから蓋部材７０及び直管部３５を離す。そして、加熱板９１を再度全開状態にして一対の半割部９１ａ，９１ａ同士の間に隙間Ｋを形成し、しかる後に、当該隙間Ｋに内パイプ４１を通しながら、直管部３５と蓋部材７０との間の間隔Ｄから一対の半割部９１ａ，９１ａを引き出す。
【００６７】
そうしたら、図１２Ｅに示すように、各保持部８１，８３の移動により、蓋部材７０の融解状態の周縁部７０ｅｄと直管部３５の融解状態の管端面３５ｅｕとを突き合わせて所定の押圧力で押圧する。そして、この押圧状態のまま一定時間冷却する。これにより、蓋部材７０と直管部３５との間には融着接合部Ｊ７０が形成されて、つまり、蓋部材７０と直管部３５とは融着接合される。
【００６８】
そして、以上をもって、図７に示すような全構成要素３０（３１，３５），４０（４１，４３），５０，６０，７０を具備した地中熱交換器２１が完成する。
【００６９】
＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。また、本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更や改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれるのはいうまでもない。例えば、以下に示すような変形が可能である。
【００７０】
上述の実施形態では、コルゲート管３１、直管部３５、キャップ部材６０、蓋部材７０、内パイプ４１、外パイプ４３、及び外パイプ５０の全構成の素材として高密度ポリエチレン（例えば、密度が９３８ｋｇ／ｍ３以上のポリエチレン、より狭義には、密度が９４２ｋｇ／ｍ３以上のポリエチレン）を例示した。そして、これにより、地中熱交換器２１を構成する全構成要素３１，３５，６０，７０，４１，４３，５０を同素材に揃えていたが、何等これに限るものではない。すなわち、加熱により軟化・溶融し冷却により固化等して融着接合可能な熱可塑性樹脂であれば、互いに同素材でなくても良い。但し、何れも同素材に揃っている方が、融着接合部Ｊ３５，Ｊ６０，Ｊ７０，Ｊ４１，Ｊ４３，Ｊ５０の成分系が母材とほぼ同一になって、その強度も母材並となるので、同素材に揃える方が望ましい。
【００７１】
上述の実施形態では、図３に示すように、外管３０の本体としてのコルゲート管３１の上方に直管部３５を備えていたが、何等これに限るものではなく、直管部３５は無くても良い。その場合には、図１３に示すように、コルゲート管３１の上端部３１ｂに直接蓋部材７０が融着接合されることに伴って直管部融着接合工程が省略されて、製造工程の簡素化を図れる。但し、地盤Ｇの表層部に埋設されるべき外管３０の上部３０ｕが、直管部３５と比較して薄肉のコルゲート管３１に変わることから、当該外管３０の上部３０ｕ（３１ｂ）の拡径変形を抑制する処置が別途必要になる。この処置の一例としては、同図１３に示すような処置が挙げられる。すなわち、地面の掘削孔２３に地中熱交換器２１を建て込み後に、外管３０と掘削孔２３との間の空間ＳＰ２３に川砂等の充填材を充填する際に、外管３０の上部３０ｕに対応する空間ＳＰ２３ｕにだけ上述の充填材２７に代えて、ソイルセメントやコンクリート等のセメント系材料２９（拘束部材に相当）を打設する。そして、当該セメント系材料２９で外管３０の上部３０ｕを外周面から覆って固めることにより、外管３０の上部３０ｕを拡径変形不能に拘束すれば良い。
【００７２】
上述の実施形態では、蓋部材７０と二本の外パイプ４３，５０とを互いに別体として成型し、蓋部材７０にこれら外パイプ４３，５０を融着接合して一体化していたが、何等これに限るものではない。すなわち、原料たる熱可塑性樹脂のチップを溶融して蓋部材７０を成型する際に、蓋部材７０と一体に外パイプ４３，５０も成型できるのであれば、そのようにしても良い。なお、その場合には、当然ながら、前述した地中熱交換器２１の製造工程では、外パイプ４３，５０を蓋部材７０に融着接合する外パイプ融着接合処理が無くなることになるが、内パイプを４１蓋部材７０に融着接合する内パイプ融着接合処理は無くならない。
【００７３】
上述の実施形態では、キャップ部材６０の一例として、円筒部６１と円柱部６２と円錐台部６３とを一体に有した部材を示したが、閉鎖形状の部材であれば何等これに限るものではなく、単なる円筒部材であっても良い。
【００７４】
上述の実施形態では、コルゲート管３１内の熱媒体２６の流れ方向を鉛直方向にした垂直方式の地中熱交換器２１を例示したが、何等これに限るものではなく、水平方式でも良い。すなわち、水平方向に広い掘削孔内に、コルゲート管３１の管軸方向Ｃ３１を水平にしながら収容し、これにより、コルゲート管３１内の熱媒体２６の流れ方向を水平方向にしても良い。なお、掘削孔に収容後は、充填材２７により埋め戻されるのは言うまでもない。
【００７５】
上述の実施形態では、地中熱交換器２１の製造方法の一例として、内パイプ挿入工程、コルゲート管巻き取り工程、キャップ部材融着接合工程、直管部融着接合工程、外パイプ融着接合工程、内パイプ融着接合工程、及び蓋部材融着接合工程を有し、且つ、この順番で各工程を行っていたが、順番は何等これに限るものではない。  
例えば、外パイプ融着接合工程は、蓋部材融着接合工程と同タイミングにしなければ、任意のタイミングで行うことができる。すなわち、直管部融着接合工程以前に行っても良いし、内パイプ融着接合工程と蓋部材融着接合工程との間や、蓋部材融着接合工程よりも後に行っても良い。また、キャップ部材融着接合工程も、何等上述のタイミングで行う必要はなく、任意のタイミングで行うことができる。更に、直管部融着接合工程は、蓋部材融着接合工程の後に行っても良い。
【００７６】
上述の実施形態では、外管３０の本体としてコルゲート管３１を例示したが、外管３０はコルゲート管３１に限るものではない。例えば、管壁形状が凸凹の無い平滑形状の所謂ストレート管でも良い。
【符号の説明】
【００７７】
１  建物、１１  地中熱利用システム、１５  ヒートポンプ、
１７  地上循環ポンプ、２１  地中熱交換器、
２３  竪孔（掘削孔）、２６  熱媒体、２７  充填材、
２９  セメント系材料（拘束部材）、
３０  外管、３０ａ  外管内の下端部、３０ｂ  外管内の上端部、
３０ｅｕ  上端部、３０ｕ  上部、
３１  コルゲート管、３１ａ  下端部（管端部）、３１ｂ  上端部（管端部）、
３１ｅｄ  縁部（管端面）、３１ｅｕ  縁部（管端面）、
３５  直管部（管状頭部）、３５ｅｄ  下端縁部（管端面）、
３５ｅｕ  上端縁部（管端面、管端部）、
４０  第１流路形成部材、４０ｅｄ  管端開口、
４１  内パイプ（内管）、４１ｄ  下端部、４１ｅｕａ  上端面、１ｕ  上端部、
４３  外パイプ（第１管部材）、４３ｄ  下端部、４３ｅｄａ  下端面、
５０  第２流路形成部材（第２管部材、外パイプ）、５０ｄ  下端部、
５０ｅｄ  管端開口、５０ｅｄａ  下端面、
６０  キャップ部材、６１  円筒部、６１ｅｕ  上端縁部、
６２  円柱部、６３  円錐台部、
７０  蓋部材、７０ｅｄ  周縁部、
８０  融着接合装置、８１第１保持部、８３  第２保持部、
８５  ガイドレール、
８７  加熱板、８７ａ  加熱面（板面）、
９１  加熱板、９１ａ  半割部、９１ａｓ  加熱面、９２  ヒンジ部、
９５  ソケット型加熱板、９５ａ  円柱部、９５ｂ  円筒部、９５ｂｓ  底面、
Ａ７１  段差面、Ａ７２  段差面、
Ｈ７１  貫通孔、Ｈ７１Ｌ  大径孔部、Ｈ７１Ｓ  小径孔部、
Ｈ７２  貫通孔（第２貫通孔）、Ｈ７２Ｌ  大径孔部、Ｈ７２Ｓ  小径孔部、
Ｈ９１  円孔、
Ｊ３５  融着接合部、Ｊ４１  融着接合部、Ｊ４３  融着接合部、
Ｊ５０  融着接合部、Ｊ６０  融着接合部、Ｊ７０  融着接合部、
ＳＰ２３  空間、ＳＰ２３ｕ  空間、Ｇ  地盤、
【図１Ａ】
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【図８】
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【図９】
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【図１２】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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