(57)【要約】      （修正有）【課題】基礎杭内に設けられた杭側熱交換流路の流入パイプ部及び流出パイプ部の曲げ加工や施工が容易で、基礎杭の上端部の支持部の強度低下が定量化できる地熱利用温度調整システムを提供する。【解決手段】建物の荷重を上端部で支える基礎杭２が地中４に埋設され、前記基礎杭２内に上下に延びる杭側熱交換流路（杭側熱交換パイプ１７内の流路）が設けられ、その両端のパイプ部１７ａ，１７ｂが前記基礎杭２の上端からそれぞれ突出し、前記建物１に設けられた建物側熱交換流路（熱交換器１８内の熱交換流路）に接続されていると共に、前記杭側熱交換流路と前記建物側熱交換流路との間で流体を循環させることにより前記建物１と地中４との間で熱交換を行うようにしている。しかも、前記両パイプ部が挿通される配管穴が前記基礎杭２の上端部に設けられた鋼製支持部に設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に延びて建物の荷重を上端部で支える基礎杭が地中に埋設され、前記基礎杭内に上下に延びる杭側熱交換流路が設けられ、前記杭側熱交換流路の両端のパイプ部が前記基礎杭の上端からそれぞれ突出し、前記建物に設けられた建物側熱交換流路に前記両パイプ部が接続されていると共に、前記杭側熱交換流路と前記建物側熱交換流路との間で流体を循環させることにより前記建物と地中との間で熱交換を行うようにした地熱利用温度調整システムであって、
前記両パイプ部が挿通される配管穴が前記基礎杭の上端部に設けられた鋼製支持部に設けられていることを特徴とする地熱利用温度調整システム。
【請求項２】
請求項１に記載の地熱利用温度調整システムにおいて、前記鋼製支持部は前記基礎杭の上端部に取り付けられた前記建物支持用の鋼製基礎部材であると共に、前記鋼製基礎部材に前記配管穴が形成されていることを特徴とする地熱利用温度調整システム。
【請求項３】
請求項２に記載の地熱利用温度調整システムにおいて、前記鋼製基礎部材は前記基礎杭の上端部にフランジが固定されたＨ型鋼であり、前記配管穴は前記Ｈ型鋼に設けられていることを特徴とする地熱利用温度調整システム。
【請求項４】
請求項１に記載の地熱利用温度調整システムにおいて、前記鋼製支持部は前記基礎杭の上端部に同軸に取り付けられた鋼管製のアタッチメントであり、前記配管穴は前記鋼製のアタッチメントの側面に設けられていることを特徴とする地熱利用温度調整システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、地中と建物との間で熱交換を行うようにした地熱利用温度調整システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、地中に埋設された基礎杭内に杭側熱交換風路を形成し、この杭側熱交換風路の流入口となる流入パイプ部及び杭側熱交換風路の流出口となる流出パイプ部を基礎杭の上端部から突出させると共に、この基礎杭に支持される建物内の熱交換装置に流入パイプ部及び流出パイプ部を接続して、杭側熱交換風路と熱交装置との間で循環させることにより、地熱を建物内の冷暖房等の調整に利用することが考えられている（例えば、特許文献１，２参照）。
【特許文献１】特開２００２−３７２３１５号公報
【特許文献２】特開２００５−６９５０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来は、基礎杭の上にコンクリート基礎を設けているため、流入パイプ部及び流出パイプ部をコンクリート基礎中に埋設する必要がある。
【０００４】
この構造では、流入パイプ部及び流出パイプ部の曲げ加工等をコンクリート基礎中の鉄筋等を避けながら行う必要があるため、施工順序によっては流入パイプ部及び流出パイプ部の曲げ加工や施工が容易ではなかった。
【０００５】
また、流入パイプ部及び流出パイプ部のコンクリート基礎への埋設位置は一定しないため、コンクリート基礎の強度低下の影響を定量化することが難しいものであった。
【０００６】
そこで、この発明は、基礎杭内に設けられた杭側熱交換流路の流入パイプ部及び流出パイプ部の曲げ加工や施工が容易で、基礎杭の上端部の支持部の強度低下が定量化できる地熱利用温度調整システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するため、請求項１の発明は、上下に延びて建物の荷重を上端部で支える基礎杭が地中に埋設され、前記基礎杭内に上下に延びる杭側熱交換流路が設けられ、前記杭側熱交換流路の両端のパイプ部が前記基礎杭の上端からそれぞれ突出し、前記建物に設けられた建物側熱交換流路に前記両パイプ部が接続されていると共に、前記杭側熱交換流路と前記建物側熱交換流路との間で流体を循環させることにより前記建物と地中との間で熱交換を行うようにした地熱利用温度調整システムであって、前記両パイプ部が挿通される配管穴が前記基礎杭の上端部に設けられた鋼製支持部に設けられている地熱利用温度調整システムとしたことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の地熱利用温度調整システムにおいて、前記鋼製支持部は前記基礎杭の上端部に取り付けられた前記建物支持用の鋼製基礎部材であると共に、前記鋼製基礎部材に前記配管穴が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
更に、請求項３の発明は、請求項２に記載の地熱利用温度調整システムにおいて、前記鋼製基礎部材は前記基礎杭の上端部にフランジが固定されたＨ型鋼であり、前記配管穴は前記Ｈ型鋼に設けられていることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４の発明は、請求項１に記載の地熱利用温度調整システムにおいて、前記鋼製支持部は前記基礎杭の上端部に同軸に取り付けられた鋼管製のアタッチメントであり、前記配管穴は前記鋼製のアタッチメントの側面に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、基礎杭内に設けられた杭側熱交換流路の両端のパイプ部を配管穴を利用して配管できるので、パイプ部の曲げ加工や施工が容易である。しかも、配管穴は基礎杭の上端部の支持部の所定位置に予め形成しておくことができるので、基礎杭の上端部の支持部の強度低下が定量化できる。
【００１２】
また、請求項２の発明によれば、基礎杭の上端部に取り付けられる鋼製基礎部材に配管穴が形成されている構成としたので、鋼製基礎部材を工場で製造する際に、鋼製基礎部材の所定位置に予め配管穴を形成しておくことができ、施工現場での杭側熱交換流路の両端のパイプ部の曲げ加工や施工が容易である。
【００１３】
更に、請求項３の発明によれば、鋼製基礎部材は前記基礎杭の上端部にフランジが固定されたＨ型鋼としているので、Ｈ型鋼を基礎杭に容易に固定できると共に、Ｈ型鋼を基礎杭上に設置するだけで床下空間と外側を容易に区画できる。しかも、Ｈ型鋼のフランジやウエブの所定位置に配管穴を設けることで、杭側熱交換流路の流入用のパイプ部又は流出用のパイプ部を床下空間の外側から床下空間内に配管する場合でも、簡易に行うことができる。
【００１４】
また、請求項４の発明によれば、鋼管製のアタッチメントの上端部に建物を支持させた場合でも、鋼管製のアタッチメントの側面に設けられた配管穴を介して容易に配管できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明の実施の形態にかかる地熱利用温度調整システムを図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１に示した住宅等の建物１は、基礎杭（鋼管杭）２及びＨ型鋼（基礎梁としての鋼製基礎部材）３を介して地面４上に支持されている。この基礎杭２は建物１の基礎となる部分に沿って複数配設され、基礎梁としてのＨ型鋼３は基礎杭２の配列方向に沿って配設されている。
【００１７】
この基礎杭２は、図１，図２に示したように上下に向けて鉛直に延び且つ地中４に埋設された筒状の鋼管から形成されている。また、基礎杭２の下端部には鋼板製のベース板５が基礎杭２の姿勢安定のために溶接固定され、基礎杭２の上端部側にはＨ型鋼３の取り付けのために締結板６が配設されている。
【００１８】
この締結板６には、基礎杭２の上端部２ａが嵌合された嵌合穴７と、嵌合穴７を挟むように配置されたボルト挿通穴８ａ，８ｂが形成されている。そして、締結板６は、上面が基礎杭２の上端と面一となるように、基礎杭２の上端部外周面に溶接固定されている。
【００１９】
この締結板６の上には上述したＨ型鋼３が配設されている。このＨ型鋼３は、図１〜図３に示したように上フランジ９と下フランジ１０、及びこのフランジ９，１０を連設しているウエブ１１を有する。そして、下フランジ１０は、ウエブ１１を境とするフランジ部１０ａ，１０ｂを有する。そして、フランジ部１０ａ，１０ｂには、締結板６のボルト挿通穴８ａ，８ｂに一致するボルト挿通穴１０ａ１，１０ｂ１が形成されている。
【００２０】
しかも、ボルト挿通穴８ａ，１０ａ１に挿通したボルト１２にはナット１３が螺着されていると共に、ボルト挿通穴８ｂ，１０ｂ１に挿通したボルト１４にはナット１５が螺着されている。これにより、基礎梁であるＨ型鋼３の下フランジ１０は、締結板６に固定されている。
【００２１】
また、Ｈ型鋼３のウエブ１１は基礎杭２の上部開口端（図示せず）の略中央を通るように配設されている。このＨ型鋼３のフランジ部１０ａ，１０ｂには、ウエブ１１に隣接し且つ基礎杭２の上部開口端に臨む配管穴１０ａ２，１０ｂ２が形成されている。さらに、このウエブ１１には、基礎杭２の上部開口端の略中央上に位置するように配管穴１１ａが形成されている。
【００２２】
このような基礎梁であるＨ型鋼３で囲まれる部分と建物１の床１ａとの間には図１に示したように床下空間１６が形成されている。そして、Ｈ型鋼３のフランジ部１０ａは床下空間１６側に位置し、Ｈ型鋼３のフランジ部１０ｂは外側に位置している。
【００２３】
また、基礎杭２内には、杭側熱交換パイプ１７が下端部内まで配設されている。この杭側熱交換パイプ１７内には上下に延びる杭側熱交換流路（図示せず）が形成されている。また、杭側熱交換パイプ１７は、両端に基礎杭２の上方に引き出されたパイプ部１７ａ，１７ｂを有する。
【００２４】
このパイプ部１７ｂは配管穴１０ａ２を介して床下空間１６内に引き出されている。また、パイプ部１７ａは、配管穴１０ｂ２を介して床下空間１６の外側に引き出された後、配管穴１１ａを介して床下空間１６内に配管されている。
【００２５】
この床下空間１６内には熱交換器（建物側熱交換器）１８が配設され、この熱交換器１８の図示しない熱交換パイプ内には熱交換流路が建物側熱交換流路として形成されている。また、熱交換器１８は、熱交換パイプの周囲に床下空間１６内の空気を送風して、熱交換パイプ内の作動流体と熱交換をさせるための送風ファン（図示せず）を有する。このような熱交換器には周知の構造を採用できるので、その詳細な説明は省略する。
【００２６】
そして、この熱交換流路にはパイプ部１７ａ，１７ｂが接続されている。これにより、杭側熱交換パイプ１７内の上下に延びる杭側熱交換流路（図示せず）と熱交換器１８の図示しない熱交換流路（建物側熱交換流路）は循環路を形成している。そして、この循環路内には空気等の気体又は不凍液等の液体が作動流体として充填されている。この作動流体は、熱交換器１８の循環ポンプ又は送風手段等の流体循環手段（図示せず）により、循環路内を循環させられるようになっている。尚、作動流体としては必ずしも空気や不凍液に限定されるものではない。
【００２７】
次に、このような構成の地熱利用システムを用いた住宅等の建物１の地熱利用について説明する。
【００２８】
このようなシステムでは、熱交換器１８の流体循環手段（図示せず）を作動させて、熱交換器１８と杭側熱交換パイプ１７の間で作動流体を循環させる。
【００２９】
これに伴い、熱交換器１８側では、送風ファン（図示せず）が床下空間１６内の空気を熱交換器１８の図示しない熱交換パイプの周囲に送風して、熱交換パイプ内の作動流体と床下空間１６ないの空気との間で熱の授受を行う。
【００３０】
一方、基礎杭２側では、作動流体が杭側熱交換パイプ１７を流れながら、杭側熱交換パイプ１７の作動流体が杭側熱交換パイプ１７の周囲の流体との間で熱の授受を行い、杭側熱交換パイプ１７の周囲の流体は基礎杭２の周囲の地中４との間で熱の授受を行う。
【００３１】
従って、このようなシステムの熱交換器１８の作動により、夏季には外気より十分に低い地中４の熱により床下空間１６内の空気が冷やされて、床下空間１６内の空気が外気よりも低くなり、冬季には外気より十分に高い地中４の熱により床下空間１６内の空気が暖められて、床下空間１６内の空気が外気よりも高くなる。このようにして、建物１の床１ａの冷暖房が行われる。
【００３２】
尚、このようなシステムにおいては、床下空間１６の外側にヒートポンプを配設し、このヒートポンプを介して熱交換器１８と杭側熱交換パイプ１７を接続することもできる。また、熱交換器１８と、空調調和装置を組み合わせて使用することもできる。この場合には、熱交換器１８を用いた地熱利用システムは、空調調和装置の補助として間接的に利用できることになる。
【００３３】
また、基礎杭２及び基礎梁としてのＨ型鋼３は部品化された部材であるので、容易に設置及び撤去が可能である。従って、施工の短期工事が可能であると共に、施工後の外観品質の安定性を確保できる。
【００３４】
また、パイプ部１７ａ，１７ｂ等の配管がコンクリート基礎等内に埋設固定されることがないので、パイプ部１７ａ，１７ｂ等の配管のメンテナンスが可能である。
【００３５】
更に、基礎杭２及び基礎梁としてのＨ型鋼３は部品化された部材であるので、撤去後に別の住宅等への再利用（リユース）ができる。
（変形例１）
以上説明した実施例では、建物１を基礎杭２の上に基礎梁であるＨ型鋼３を介して間接的に支持させるように構成したが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００３６】
例えば、図４に示したように基礎杭２の上端部２ａに建物１を直接締結支持させる場合には、基礎杭２の上端部２ａの側面に配管穴２０を設けて、杭側熱交換パイプ１７のパイプ部１７ａ，１７ｂを配管穴２０を介して基礎杭２の側方に引き出すようにすることもできる。
（変形例２）
また、図５に示したように基礎杭２の上端部２ａに鋼管製のアタッチメント（鋼製アタッチメント）２１を同心且つ着脱可能に取り付けて、このアタッチメント２１の上に建物１を締結支持させると共に、このアタッチメント２１の側面に配管穴２２を設けて、杭側熱交換パイプ１７のパイプ部１７ａ，１７ｂを配管穴２２を介して側方に引き出すようにすることもできる。
【００３７】
基礎杭２の上端部にアタッチメント２１を着脱可能に取り付けるには、基礎杭２の上端部とアタッチメント２１に取付フランジ（図示せず）をそれぞれ一体に溶接固定しておいて、この取付フランジ同士をボルト・ナット等で着脱可能に結合すると良い。
【００３８】
以上説明したように、この発明の実施の形態の地熱利用温度調整システムでは、上下に延びて建物の荷重を上端部で支える基礎杭２が地中４に埋設され、前記基礎杭２内に上下に延びる杭側熱交換流路（杭側熱交換パイプ１７内の流路）が設けられ、前記杭側熱交換流路（杭側熱交換パイプ１７内の流路）の両端のパイプ部１７ａ，１７ｂが前記基礎杭２の上端からそれぞれ突出し、前記建物１に設けられた建物側熱交換流路（熱交換器１８内の熱交換流路）に前記両パイプ部１７ａ，１７ｂが接続されていると共に、前記杭側熱交換流路（杭側熱交換パイプ１７内の流路）と前記建物側熱交換流路（熱交換器１８内の熱交換流路）との間で流体を循環させることにより前記建物１と地中４との間で熱交換を行うようにしている。しかも、前記両パイプ部１７ａ，１７ｂが挿通される配管穴（１０ａ２，１０ｂ２，１１ａ、２０、２２）が前記基礎杭２の上端部に設けられた鋼製支持部（基礎杭２の上端部、Ｈ型鋼３、アタッチメント２１）に設けられている。
【００３９】
この構成によれば、基礎杭２内に設けられた杭側熱交換流路（杭側熱交換パイプ１７内の流路）の両端のパイプ部１７ａ，１７ｂを配管穴（１０ａ２，１０ｂ２，１１ａ、２０、２２）を利用して配管できるので、パイプ部１７ａ，１７ｂの曲げ加工や施工が容易である。しかも、配管穴（１０ａ２，１０ｂ２，１１ａ、２０、２２）は基礎杭２の上端部の支持部の所定位置に予め形成しておくことができるので、基礎杭２の上端部の支持部の強度低下が定量化できる。また、パイプ部１７ａ，１７ｂ等の配管がコンクリート基礎等内に埋設固定されることがないので、パイプ部１７ａ，１７ｂ等の配管のメンテナンスが可能である。
【００４０】
また、この発明の実施の形態の地熱利用温度調整システムにおいて、前記鋼製支持部は前記基礎杭２の上端部に取り付けられた前記建物支持用の鋼製基礎部材（Ｈ型鋼３）であると共に、前記鋼製基礎部材（Ｈ型鋼３）に前記配管穴（１０ａ２，１０ｂ２，１１ａ）が形成されている。
【００４１】
この構成によれば、基礎杭２の上端部に取り付けられる鋼製基礎部材（Ｈ型鋼３）に配管穴（１０ａ２，１０ｂ２，１１ａ）が形成されている構成としたので、鋼製基礎部材（Ｈ型鋼３）を工場で製造する際に、鋼製基礎部材（Ｈ型鋼３）の所定位置に予め配管穴（１０ａ２，１０ｂ２，１１ａ）を形成しておくことができ、施工現場での杭側熱交換流路の両端のパイプ部１７ａ，１７ｂの曲げ加工や施工が容易である。また、基礎杭２及び構成基礎部材（Ｈ型鋼３）は部品化された部材であるので、容易に設置及び撤去が可能である。従って、施工の短期工事が可能であると共に、施工後の外観品質の安定性を確保できる。また、パイプ部１７ａ，１７ｂ等の配管がコンクリート等で固定されないので、パイプ部１７ａ，１７ｂ等の配管のメンテナンスが可能である。更に、基礎杭２及び構成基礎部材（Ｈ型鋼３）は部品化された部材であるので、撤去後に別の住宅等への再利用（リユース）ができる。
【００４２】
更に、この発明の実施の形態の地熱利用温度調整システムにおいて、前記鋼製基礎部材は前記基礎杭２の上端部にフランジ（下フランジ１０）が固定されたＨ型鋼３であり、前記配管穴（１０ａ２，１０ｂ２，１１ａ）は前記Ｈ型鋼３に設けられている。
【００４３】
この構成によれば、鋼製基礎部材は前記基礎杭２の上端部にフランジ（下フランジ１０）が固定されたＨ型鋼３としているので、Ｈ型鋼３を基礎杭２に容易に固定できると共に、Ｈ型鋼３を基礎杭２上に設置するだけで床下空間１６と外側を容易に区画できる。しかも、Ｈ型鋼３のフランジ（下フランジ１０）やウエブ１１の所定位置に配管穴（１０ａ２，１０ｂ２，１１ａ）を設けることで、杭側熱交換流路の流入用のパイプ部又は流出用のパイプ部を床下空間の外側から床下空間内に配管する場合でも、簡易に行うことができる。
【００４４】
また、この発明の実施の形態の地熱利用温度調整システムにおいて、前記鋼製支持部は前記基礎杭２の上端部に同軸に取り付けられた鋼管製のアタッチメント２１であり、前記配管穴（２２）は前記鋼製のアタッチメント２１の側面に設けられている。
【００４５】
この構成によれば、鋼製のアタッチメント２１の上端部に建物１を支持させた場合でも、鋼製のアタッチメント２１の側面に設けられた配管穴２２を介して容易に配管できる。また、基礎杭２及びアタッチメント２１は部品化された部材であるので、容易に設置及び撤去が可能である。従って、施工の短期工事が可能であると共に、施工後の外観品質の安定性を確保できる。また、パイプ部１７ａ，１７ｂ等の配管がコンクリート等で固定されないので、パイプ部１７ａ，１７ｂ等の配管のメンテナンスが可能である。更に、基礎杭２及びアタッチメント２１は部品化された部材であるので、撤去後に別の住宅等への再利用（リュース）ができる。
【００４６】
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】この発明に係る地熱利用システムを有する建物の概略説明図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】図２のＨ型鋼の部分斜視図である。
【図４】この発明の変形例を示す概略説明図である。
【図５】この発明の他の変形例を示す概略説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…建物
２…基礎杭
２ａ１…上端部（鋼製支持部）
３…Ｈ型鋼（鋼製支持部、鋼製基礎部材）
４…地中
１０…下フランジ（フランジ）
１０ａ２，１０ｂ２…配管穴
１１ａ…配管穴
１７…杭側熱交換パイプ
１７ａ，１７ｂ…パイプ部
１８…熱交換器
２０…配管穴
２１…アタッチメント（鋼製支持部）
２２…配管穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
2006317059.tif 000005
【図４】
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【図５】
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