(57)【要約】【課題】  構造体としての基礎杭を利用して地中と熱交換するシステムにおいて、熱交換用配管を基礎杭の内部に設置するものでは、断面欠損による強度の低下を考慮して、コンクリートの強度を上げたり、杭径を大きくする等の対策が必要となり、コスト増の要因となると共に、地中と熱交換用配管との間に基礎杭を構成するコンクリートが介在されるため熱交換効率が悪い。【解決手段】  そこで本発明では、熱交換用配管５を、基礎杭の設計杭径と掘削孔との空隙に位置するように基礎杭の外周側に立体螺旋形状に支持することとした熱交換用配管の設置機構を提案する。【選択図】      図１
2006010133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造体としての基礎杭を利用して熱交換用配管を設置して地中との熱交換を行うようにしたシステムにおいて、熱交換用配管を、基礎杭の設計杭径と掘削孔との空隙に位置するように基礎杭の外周側に立体螺旋形状に支持することを特徴とする構造体としての基礎杭を利用した熱交換システムにおける熱交換用配管の設置機構
【請求項２】
熱交換用配管は、現場打ちの基礎杭を構築するための鉄筋かごの外周側に、支持具により適宜距離を隔てて立体螺旋形状に支持し、この状態においてコンクリートを打設して基礎杭を構築することにより、基礎杭の設計杭径と掘削孔との空隙に配置することを特徴とする請求項１に記載の構造体としての基礎杭を利用した熱交換システムにおける熱交換用配管の設置機構
【請求項３】
熱交換用配管は、既製の基礎杭の外周に支持することにより、基礎杭の設計杭径と掘削孔との空隙に配置することを特徴とする請求項１に記載の構造体としての基礎杭を利用した熱交換システムにおける熱交換用配管の設置機構
【請求項４】
熱交換用配管は、その立体螺旋形状を、軸方向に伸縮可能に構成し、立体螺旋形状が短縮状態の熱交換用配管の立体螺旋形状を現場において伸長させて基礎杭の外周側に支持することを特徴とする請求項１〜３までのいずれか１項に記載の構造体としての基礎杭を利用した熱交換システムにおける熱交換用配管の設置機構
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造体としての基礎杭を利用した熱交換システムにおける熱交換用配管の設置機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
外気温度に比べて年間を通して略一定な地中の温度を空調用の熱源として利用することが従来から行われている。即ち、地中の温度は、その深さにもよるが、１０ｍ以上の深さでは、年間を通じて略１５℃程度に維持されており、このように比較的深い地中の温度を空調用の熱源として利用することを目的とするシステムの一つとして、建物の基礎杭の内部に水等の熱媒体を流す熱交換用配管を設置して熱交換を行うようにしたシステムが提案されている。
【０００３】
例えば特許文献１に記載のものでは、下部先端が塞がれた工場生産の既製のコンクリート基礎杭の同心状の穴にＵ字形の熱交換用配管を挿入して、この熱交換用配管に熱媒体を循環させるようにすると共に、基礎杭の同心状の穴と熱交換用配管を熱伝達の良い材料で埋めた構成としている。
【０００４】
この従来の文献では、基礎杭の穴に挿入した熱交換用配管を支持するための具体的な支持機構や、基礎杭の穴を埋める熱伝達の良い材料の具体例については全く開示されていない。
【０００５】
そこで、現場打ちの基礎杭内に熱交換用配管を設置しようとした場合に通常考えられる方法としては、例えば図７に示したように現場打の基礎杭を構築するための鉄筋かごａのフープ筋ｂに内接するように主筋ｃと主筋ｃの間に熱交換用配管ｄを配置して、それをフープ筋に取り付ける方法や、このような主となる鉄筋かごの内側の同心状に配管固定用の小径の鉄筋かごを配置して、この小径の鉄筋かごに熱交換用配管を取り付ける方法等が挙げられる。尚、図７において符号ｅは掘削孔を示すものである。
【特許文献１】特開昭６０−８６５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、基礎杭の内部に熱交換用配管を設置する場合には、断面欠損による強度の低下を考慮して、コンクリートの強度を上げたり、杭径を大きくする等の対策が必要となり、コスト増の要因となると共に、地中と熱交換用配管との間に基礎杭を構成するコンクリートが厚く介在するため熱交換効率が悪い。また、前者の方法では、主筋ｃと配管ｄとの間隔が狭くなるため
、この部分にコンクリートが十分に流れ込まず、充填不良を起こすことが懸念され、また後者の方法では、二重の鉄筋かごを用いることになるため、材料、人工手間共に、コスト増の要因となる。
そこで本発明は、このような課題を解決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】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明では、構造体としての基礎杭を利用して熱交換用配管を設置して地中との熱交換を行うようにしたシステムにおいて、熱交換用配管を、基礎杭の設計杭径と掘削孔との空隙に位置するように基礎杭の外周側に立体螺旋形状に支持することを構成とした上記熱交換システムにおける熱交換用配管の設置機構を提案する。
【０００８】
また請求項２の発明では、請求項１の構成において、熱交換用配管は、現場打ちの基礎杭を構築するための鉄筋かごの外周側に、支持具により適宜距離を隔てて立体螺旋形状に支持し、この状態においてコンクリートを打設して基礎杭を構築することにより、基礎杭の設計杭径と掘削孔との空隙に配置することを提案する。
【０００９】
また請求項３に記載の発明では、請求項１の構成において、熱交換用配管は、既製の基礎杭の外周に支持することにより、基礎杭の設計杭径と掘削孔との空隙に配置すること提案する。
【００１０】
また請求項４の発明では、以上の構成において、熱交換用配管は、その立体螺旋形状を、軸方向に伸縮可能に構成し、立体螺旋形状が短縮状態の熱交換用配管の立体螺旋形状を現場において伸長させて基礎杭の外周側に支持することを提案する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、熱交換用配管は基礎杭の設計杭径と掘削孔との空隙に配置するので、杭内部に設置するよりも土に近くなるため熱交換を効率よく行うことができ、また現場打ちで、杭本体の内部に支持機構により支持する場合のように、コンクリートの断面欠損や充填不良を起こすこともなく、支持機構によるコスト増もない。
【００１２】
特に、熱交換用配管は、基礎杭の外周側に立体螺旋形状に支持するので、連続した１本の配管として構成することができ、従って杭頭部に現れる配管の数を必要最小限の２本とすることができ、従って熱交換システムの本体の配管と接続するための時間と人手を削減できると共にバルブ数や配管本数によるイニシャルコスト増が小さく、また接続不良による漏水のリスクも小さい。
【００１３】
熱交換用配管は、現場打ちの基礎杭を構築するための鉄筋かごの外周側に、支持具により適宜距離を隔てて立体螺旋形状に支持し、この状態においてコンクリートを打設して基礎杭を構築することにより、基礎杭の設計杭径と掘削孔との空隙に配置する他、既製の基礎杭の外周に支持することもできる。
【００１４】
熱交換用配管は、その立体螺旋形状を、軸方向に伸縮可能に構成し、立体螺旋形状が短縮状態の熱交換用配管の立体螺旋形状を現場において伸長させて基礎杭の外周側に支持する方法を採用すれば、熱交換用配管に関する施工手間を削減して施工性を高くすることができ、この方法は、既製の基礎杭の外周に熱交換用配管を支持する場合に適している。
【実施例１】
【００１５】
次に本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。
図１は本発明の設置機構の実施例を概略的に示す縦断面図、図２はその横断面図であり、符号１は掘削孔、２は基礎杭（コンクリート杭）を現場打ちで構築するための鉄筋かごであり、掘削孔１に建て込んだ状態を示している。尚、現場打ちの基礎杭を構築するための工法としては、アースドリル工法、リバースサーキュレーション工法、オールケーシング工法等の適宜の工法を適用することができる。鉄筋かご２は、従来のものと同様に多数の長さ方向の主筋３の回りに多数のフープ筋４を配筋した構成であり、この鉄筋かご２の上部側等の外周には、鉄筋かご２、従って、構築される基礎杭の偏心防止用のスペーサー（図示省略）を適宜設けている。
【００１６】
符号５は下部が連なった二重のパイプ５ａ，５ｂから成る熱交換用配管であり、この熱交換用配管５は、例えば樹脂パイプとし、それを鉄筋かご２の外周側に、支持具６により適宜距離を隔てて立体螺旋形状に支持して、その端部、即ち２本のパイプを鉄筋かご２の上側に突出させる。熱交換用配管５は、下部が連なった二重のパイプ５ａ，５ｂから構成しているので、往き管及び還り管として利用する２本のパイプが並んで立体二重螺旋形状に支持される。
【００１７】
ここで、熱交換用配管５を構成するパイプ５ａ，５ｂを支持する支持具６は、鉄筋かご２から突設した支持体７と、樹脂製のバンド、針がね、クランプ等の適宜の固定手段８とから成る適宜の構成を採用することができる。
【００１８】
以上のように熱交換用配管５を立体螺旋形状に支持した鉄筋かご２を掘削孔１内に建て込んだ後、コンクリートを打設して基礎杭の本体を構築する。
【００１９】
このため熱交換用配管５と土（掘削孔）との間にはコンクリートが充填されてしまうが、充填されてしまう厚さは、実際の杭径と掘削孔との余掘分だけなので、杭内部に熱交換用配管５を設置する場合よりもコンクリート厚は小さく、土に、より近くなるため、熱交換を効率良く行うことができ、また杭本体の内部に設ける場合のように、コンクリートの断面欠損や充填不良を起こすこともなく、内部に支持機構を設けないため、それによるコスト増もない。
【００２０】
熱交換用配管５は、基礎杭の外周側に立体螺旋形状、この実施例の場合は立体二重螺旋形状に支持されて、連続した１本の配管として構成することができるので、杭頭部に現れる配管の端部の数を必要最小限の２本とすることができ、従って熱交換システムの配管（図示省略）と接続するための時間や人手及びバルブ数や配管本数によるイニシャルコスト増が小さく、また接続不良による漏水のリスクも小さい。
【実施例２】
【００２１】
次に図３、図４は本発明において、上述したように下部が連なった二重のパイプ５ａ，５ｂから成る熱交換用配管５を既製の基礎杭９の外周側に立体二重螺旋形状に支持するための施工方法の実施例を概略的に示すものである。
この施工方法では、熱交換用配管５は、上述したように樹脂パイプ等の弾性変形可能な管材料を用いて、その立体二重螺旋形状を、軸方向に伸縮可能に構成し、図３に示すように、立体二重螺旋形状を短縮させた状態で現場まで運搬した後、現場で短縮状態において吊り上げられた基礎杭９に嵌め、この状態で図３の矢印に示す方向に引き上げて伸長させながら支持具（図示省略）で支持することにより、図４に示すように基礎杭９の外周側に所定距離を隔てて立体二重螺旋形状に支持することができる。
【００２２】
この実施例の施工方法は、勿論、現場打ちの基礎杭に適用することができ、この場合には、熱交換用配管５を図３に示すように立体二重螺旋形状を短縮させた状態で現場まで運搬した後、現場において、吊り上げられた鉄筋かごに嵌め、この状態で図３の矢印に示す方向に引き上げて伸長させながら支持具（図示省略）で支持することにより、図４に示すように基礎杭９の外周側に所定距離を隔てて立体二重螺旋形状に支持することができる。
【実施例３】
【００２３】
次に図５は本発明における熱交換用配管５の立体螺旋形状の他の実施例を示す概念図であり、この実施例では熱交換用配管５は、現場打ちのための鉄筋かご２）（又は既製の基礎杭）の外周側に、往き管及び還り管として利用する下部で連なった２本のパイプ５ｃ，５ｄのいずれか一方のパイプ５ｃのみを立体螺旋形状に支持すると共に、他方のパイプ５ｄは直線状に支持した構成としている。
【実施例４】
【００２４】
次に図６は本発明における熱交換用配管５の立体螺旋形状の他の実施例を示す概念図であり、この実施例では熱交換用配管５は、既製の基礎杭９（又は現場打ちのための鉄筋かご）の外周側に、往き管及び還り管として利用する、下部で連なった２本のパイプ５ｅ，５ｆの両者を支持具（図示省略）により立体螺旋形状に支持している。
【００２５】
上記図５、図６の実施例に示す熱交換用配管５のいずれの立体螺旋形状の支持形態においても、上記実施例２において説明した施工方法を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は以上のとおり、構造体としての基礎杭内に熱交換用配管を設置して地中との熱交換を行うようにしたシステムにおいて、熱交換用配管は基礎杭の設計杭径と掘削孔との空隙に配置するようにしているので、杭内部に設置するよりも土に近くなるため熱交換を効率よく行うことができ、また現場打ちで、杭本体の内部に支持機構により支持する場合のように、コンクリートの断面欠損や充填不良を起こすこともなく、支持機構によるコスト増もない。
【００２７】
特に、熱交換用配管は、基礎杭の外周側に立体螺旋形状に支持するので、連続した１本の配管として構成することができ、従って杭頭部に現れる配管の数を必要最小限の２本とすることができ、従って熱交換システムの本体の配管と接続するための時間と人手を削減すると共にバルブ数や配管本数によるイニシャルコスト増が小さく、また接続不良による漏水のリスクも小さい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の設置機構の実施例を概略的に示す縦断面図である。
【図２】図１の横断面図である。
【図３】本発明の設置機構に適用する施工方法の実施例を概略的に示す斜視図である。
【図４】本発明の設置機構に適用する施工方法の実施例を図３とは別の局面において概略的に示す斜視図である。
【図５】本発明の設置機構の他の実施例を概略的に示す縦断面図である。
【図６】本発明の設置機構の更に他の実施例を概略的に示す斜視図である。
【図７】従来技術を用いた場合の鉄筋かごへの熱交換用配管の支持形態の例を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１          掘削孔
２          鉄筋かご
３          主筋
４          フープ筋
５          熱交換用配管
５ａ，５ｂ  パイプ
５ｃ，５ｄ  パイプ
５ｅ，５ｆ  パイプ
６          支持具
７          支持体
８          固定手段
９          基礎杭（既製）
【図１】
2006010133.tif 000003
【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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