(57)【要約】【課題】熱交換器の設置をより容易にする。【解決手段】空気送出口３２が熱交換器１０の熱媒体用配管部１１の下端以下になるように配置した空気配管３０を、地中に埋設する熱交換器１０と共に、大地に形成した掘削孔に挿入する。熱交換器１０を掘削孔に挿入する際に、エアーコンプレッサー等の空気供給手段によって空気配管３０に空気を送り込むことで、空気送出口３２から水平よりも下向きへ空気を噴射して、掘削孔３４に溜まった孔内水を撹拌し、熱交換器１０を掘削孔３４に設置する。【選択図】図１
2018179343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒体が流通する熱媒体用配管部を有し、地中に埋設される熱交換器の設置方法であって、
空気送出口が前記熱交換器の前記熱媒体用配管部の下端以下になるように配置した空気配管および該熱交換器を、大地に形成した孔に挿入し、
前記熱交換器を前記孔に挿入する際に、前記空気配管に空気を送り込むことで、前記空気送出口から水平よりも下向きへ空気を噴射して、該孔に溜まった孔内水を撹拌し、該熱交換器を該孔に設置するようにした
ことを特徴とする熱交換器の設置方法。
【請求項２】
前記空気配管を、前記熱媒体用配管部のうちの螺旋状に流路が連なる部分の内側に通して配置する請求項１記載の熱交換器の設置方法。
【請求項３】
前記空気配管を前記熱交換器に対して着脱可能に取り付け、
前記熱交換器を前記孔に配置した後に、前記空気配管を該熱交換器から取り外す請求項１または２記載の熱交換器の設置方法。
【請求項４】
前記空気配管を、前記熱交換器の下部に設けた支持部に取り付ける請求項１〜３の何れか一項に記載の熱交換器の設置方法。
【請求項５】
前記孔への前記熱交換器の挿入深さに応じて、前記空気配管を継手を介して継ぎ足す請求項１〜４の何れか一項に記載の熱交換器の設置方法。
【請求項６】
可撓性を有する前記熱媒体用配管部を備えた前記熱交換器を前記孔に挿入する際に、該熱交換器に取り付けられて該熱交換用配管部と同じかまたは高い剛性を有する前記空気配管を用いて、該熱交換器を該孔へ押し込む請求項１〜５の何れか一項に記載の熱交換器の設置方法。
【請求項７】
前記空気配管を前記孔への挿入方向へ押すことで前記熱媒体用配管部が該挿入方向へ引っ張られるように、該空気配管を前記熱交換器に取り付け、
前記空気配管を前記孔への挿入方向へ押して、前記熱媒体用配管部のうちの螺旋状に流路が連なる部分同士の間隔を拡開させる請求項１〜６の何れか一項に記載の熱交換器の設置方法。
【請求項８】
地中に埋設される熱交換器を、大地に形成した孔内に設置する際に用いる熱交換器の設置補助装置であって、
前記孔に挿入される前記熱交換器と共に、該孔に挿入可能に構成された空気配管と、
前記熱交換器および前記空気配管を前記孔に挿入する際に、空気を該空気配管に供給可能な空気供給手段とを備え、
前記空気配管は、空気送出口を前記熱交換器において熱媒体が流通する熱媒体用配管部の下端以下に配置して、前記空気供給手段からの空気の供給により該空気送出口から水平よりも下向きへ空気を噴出して、前記孔に溜まった孔内水を撹拌可能に構成された
ことを特徴とする熱交換器の設置補助装置。
【請求項９】
前記空気配管を、前記熱媒体用配管部のうちの螺旋状に流路が連なる部分の内側に通して配置可能に構成した請求項８記載の熱交換器の設置補助装置。
【請求項１０】
前記空気配管を、前記熱交換器に対して着脱可能に構成した請求項８または９記載の熱交換器の設置補助装置。
【請求項１１】
前記空気配管を、前記熱交換器の下部に設けられた支持部に取り付け可能に構成した請求項８〜１０の何れか一項に記載の熱交換器の設置補助装置。
【請求項１２】
前記空気配管を、継手を介して継ぎ足し可能に構成した請求項８〜１１の何れか一項に記載の熱交換器の設置補助装置。
【請求項１３】
前記空気配管は、可撓性を有する前記熱媒体用配管部と同じかまたは該熱媒体用配管部よりも高い剛性を有し、
前記孔に挿入する際に前記熱交換器に取り付けた前記空気配管を押して、前記熱交換器を該孔へ押し込み可能に構成した請求項８〜１２の何れか一項に記載の熱交換器の設置補助装置。
【請求項１４】
前記空気配管は、該空気配管を前記孔への挿入方向へ押すことで前記熱媒体用配管部のうちの螺旋状に流路が連なる部分を該挿入方向へ引っ張るように、前記熱交換器に取り付けられる請求項８〜１３の何れか一項に記載の熱交換器の設置補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、地中に埋設する熱交換器の設置方法および熱交換器の設置に用いる熱交換器の設置補助装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地中の深部は年間を通して、ほぼ一定温度に保たれており、夏は屋外の気温より低く、冬は屋外の気温より高くなっている。その地中の熱を利用するために、地中に埋設する地中熱交換器が知られている。地中熱交換器は、ヒートポンプや冷暖房装置や融雪装置等の負荷装置に接続され、水や不凍液等の熱媒体が循環しており、管路がＵ字形状のＵチューブ型や、螺旋状に構成されたスパイラル型等が提案されている(例えば、特許文献１参照)。
【０００３】
前述した熱交換器は、ボーリングなどによって掘削された縦穴に、クレーンなどでつり下げて挿入した後に、縦穴を埋め戻すことで地中に配置される。ここで、熱交換器には、下部に錘が付けられ、つり下げた際に錘の重量によって熱交換器の環状流路同士を離すように引っ張り、また縦穴に溜まる地下水による浮力に抗して、熱交換器を縦穴に沈めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４５９４９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、縦穴に溜まる地下水には、土が混ざっており、縦穴の下側になるほど沈降した土によって土の割合が多くなって比重が高くなるので、熱交換器を沈め難くなる。これを解決するために錘の重量を重くすることが考えられるが、錘のコストが嵩むと共に、熱交換器をつり下げるクレーン等に高いつり下げ能力が必要となり、施工コストが高くなってしまう。
【０００６】
本発明は、従来の技術に係る前記問題に鑑み、これらを好適に解決するべく提案されたものであって、熱交換器の設置をより容易にできる熱交換器の設置方法および熱交換器の設置補助装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本願の請求項１に係る発明の熱交換器の設置方法は、
熱媒体が流通する熱媒体用配管部を有し、地中に埋設される熱交換器の設置方法であって、
空気送出口が前記熱交換器の前記熱媒体用配管部の下端以下になるように配置した空気配管および該熱交換器を、大地に形成した孔に挿入し、
前記熱交換器を前記孔に挿入する際に、前記空気配管に空気を送り込むことで、前記空気送出口から水平よりも下向きへ空気を噴射して、該孔に溜まった孔内水を撹拌し、該熱交換器を該孔に設置するようにしたことを要旨とする。
【０００８】
請求項２に係る発明では、前記空気配管を、前記熱媒体用配管部のうちの螺旋状に流路が連なる部分の内側に通して配置することを要旨とする。
【０００９】
請求項３に係る発明では、前記空気配管を前記熱交換器に対して着脱可能に取り付け、
前記熱交換器を前記孔に配置した後に、前記空気配管を該熱交換器から取り外すことを要旨とする。
【００１０】
請求項４に係る発明では、前記空気配管を、前記熱交換器の下部に設けた支持部に取り付けることを要旨とする。
【００１１】
請求項５に係る発明では、前記孔への前記熱交換器の挿入深さに応じて、前記空気配管を継手を介して継ぎ足すことを要旨とする。
【００１２】
請求項６に係る発明では、可撓性を有する前記熱媒体用配管部を備えた前記熱交換器を前記孔に挿入する際に、該熱交換器に取り付けられて該熱交換用配管部と同じかまたは高い剛性を有する前記空気配管を用いて、該熱交換器を該孔へ押し込むことを要旨とする。
【００１３】
請求項７に係る発明では、前記空気配管を前記孔への挿入方向へ押すことで前記熱媒体用配管部が該挿入方向へ引っ張られるように、該空気配管を前記熱交換器に取り付け、
前記空気配管を前記孔への挿入方向へ押して、前記熱媒体用配管部のうちの螺旋状に流路が連なる部分同士の間隔を拡開させることを要旨とする。
【００１４】
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本願の請求項８に係る発明の熱交換器の設置補助装置は、
地中に埋設される熱交換器を、大地に形成した孔内に設置する際に用いる熱交換器の設置補助装置であって、
前記孔に挿入される前記熱交換器と共に、該孔に挿入可能に構成された空気配管と、
前記熱交換器および前記空気配管を前記孔に挿入する際に、空気を該空気配管に供給可能な空気供給手段とを備え、
前記空気配管は、空気送出口を前記熱交換器において熱媒体が流通する熱媒体用配管部の下端以下に配置して、前記空気供給手段からの空気の供給により該空気送出口から水平よりも下向きへ空気を噴出して、前記孔に溜まった孔内水を撹拌可能に構成されたことを要旨とする。
請求項１および請求項８に係る発明によれば、熱交換器を孔に挿入する際に、空気配管の空気送出口から水平よりも下向きへ空気を噴射して、孔に溜まった孔内水を撹拌することで、孔内水に含まれる土を拡散して、孔内水の比重が高くなることを防止することができる。これにより、孔の中に孔内水が溜まっていても、熱交換器を沈め易くなり、熱交換器の設置をより容易に行うことができる。
【００１５】
請求項９に係る発明では、前記空気配管を、前記熱媒体用配管部のうちの螺旋状に流路が連なる部分の内側に通して配置可能に構成したことを要旨とする。
請求項２および請求項９に係る発明によれば、螺旋状に流路が連なる配管部の内側に空気配管を配置するので、空気配管の取り付けによって孔の径を大きくする必要はなく、また、熱交換器を孔に挿入する際に空気配管が邪魔にならない。
【００１６】
請求項１０に係る発明では、前記空気配管を、前記熱交換器に対して着脱可能に構成したことを要旨とする。
請求項３および請求項１０に係る発明によれば、熱交換器を孔に配置した後に、空気配管を取り外すことができるので、空気配管を熱交換器の設置に際して繰り返し用いることができ、設置コストを抑えることができる。
【００１７】
請求項１１に係る発明では、前記空気配管を、前記熱交換器の下部に設けられた支持部に取り付け可能に構成したことを要旨とする。
請求項４および請求項１１に係る発明によれば、熱交換器の下部を構成する支持部を利用して、空気配管を取り付けるので、部品点数の増加を抑えることができる。
【００１８】
請求項１２に係る発明では、前記空気配管を、継手を介して継ぎ足し可能に構成したことを要旨とする。
請求項５および請求項１２に係る発明によれば、空気配管を熱交換器の孔への挿入深さに応じて継ぎ足すことで、熱交換器の設置深さに合わせて空気配管の長さを簡単に調節することができる。
【００１９】
請求項１３に係る発明では、前記空気配管は、可撓性を有する前記熱媒体用配管部と同じかまたは該熱媒体用配管部よりも高い剛性を有し、
前記孔に挿入する際に前記熱交換器に取り付けた前記空気配管を押して、前記熱交換器を該孔へ押し込み可能に構成したことを要旨とする。
請求項６および請求項１３に係る発明によれば、熱交換器に取り付けられて、熱媒体用配管部と同じかまたは熱媒体用配管部よりも剛性を有する空気配管を用いて、熱交換器を孔に物理的に押し込めるので、熱交換器を孔に挿入する際に補助することができる。
【００２０】
請求項１４に係る発明では、前記空気配管は、該空気配管を前記孔への挿入方向へ押すことで前記熱媒体用配管部のうちの螺旋状に流路が連なる部分を該挿入方向へ引っ張るように、前記熱交換器に取り付けられることを要旨とする。
請求項７および請求項１４に係る発明によれば、熱交換器に取り付けられた空気配管を孔に向けて押すことで、熱交換器の孔への挿入時または挿入後において熱媒体用配管部のうちの螺旋状に流路が連なる部分同士の間隔を引っ張って拡開させることができる。特に、熱交換器における熱媒体用配管部の螺旋状に流路が連なる部分同士の間隔を適切に保持することにより、地中に埋設した後に、熱交換効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、水や土が溜まった掘削孔に熱交換器を円滑に挿入することが可能となるため、熱交換器の設置をより容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の好適な実施例に係る熱交換器を示す正面図であり、空気配管が取り付けてある。
【図２】実施例の熱交換器を示す概略斜視図であり、空気配管が取り付けてある。
【図３】実施例の熱交換器の下部を拡大して示す概略斜視図である。
【図４】実施例の熱交換器の上部を拡大して示す概略斜視図である。
【図５】実施例の熱交換器の設置状況を示す説明図である。
【図６】実施例の熱交換器の設置状況を示す説明図である。
【図７】実施例の熱交換器を地中に設置した状況を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に、本発明に係る熱交換器の設置方法および熱交換器の設置補助装置につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照して以下に説明する。
【実施例】
【００２４】
図１および図２に示すように、実施例に係る熱交換器１０は、熱媒体が流通する熱媒体用配管部１１の一部に螺旋状の流路１２ａを有するスパイラル型である。熱交換器１０は、熱媒体用配管部１１として、縦向きへ螺旋状に連なるように形成された環状流路(流路)１２ａを有する往路部１２と、この往路部１２の一端(下端)に屈曲管を介して連結された還路部１４とを備えている。熱交換器１０は、往路部１２の上端(上流)および還路部１４の上端(下流)が、ヒートポンプや冷暖房装置や融雪装置などの図示しない負荷装置に接続され、往路部１２から還路部１４へ、水や不凍液などの熱媒体が流通するようになっている。そして、熱交換器１０は、負荷装置との間で流通する熱媒体が、例えば気温が低い冬期に地中から採熱したり、気温が高い夏期に地中に放熱するように構成される。
【００２５】
前記熱交換器１０の熱媒体用配管部１１は、熱媒体が流通可能で、かつ内部を流通する熱媒体と外側の土壌との間で熱交換可能な管材で構成される。熱媒体用配管部１１としては、例えば、ポリエチレン管、架橋ポリエチレン管、ポリブテン管、または樹脂と金属の複合管など、可撓性を有する管材を用いることができる。この中でも、柔軟性、耐腐食性、強度、熱融着性、地中熱の温度範囲および経済性などの観点からポリエチレン管を用いるとよい。図１および図２に示すように、往路部１２は、管材が上下に延在する縦軸周りに螺旋状に巻くように形成され、当該縦軸を中心とする同一半径の円環状に形成された環状流路１２ａが、縦方向に複数並んでいる。また、往路部１２は、環状流路１２ａの間隔を狭めたり、広げたりできるコイルばねのような可撓性を有し、縦方向の全長を収縮させた縮小状態と、隣り合う円環状の環状流路１２ａ,１２ａ同士が所定間隔(例えば１００ｍｍ程度)をあけた拡開状態(図１および図２)とに変形可能である。なお、熱交換器１０は、往路部１２を拡開状態にして地中に埋設される(図７参照)。還路部１４は、往路部１２の下端から上方へ折り返して往路部１２の縦軸に沿って直線的に延在するように設けられ、環状流路１２ａの内側を該環状流路１２ａの略中心を通るように配置されている。
【００２６】
図１および図２に示すように、熱交換器１０は、保持部材１６によって往路部１２の環状流路１２ａが縦軸に沿って連結されている。また、保持部材１６の下部(実施例では下端)には、下支持部材(支持部)１８が連結されると共に、保持部材１６の上部(実施例では上端)には、上支持部材２０が連結されている。保持部材１６としては、紐状体や帯状体などの長尺物であって、可撓性を有するものが用いられ、例えば樹脂製のベルト(実施例)や金属製のワイヤなどを用いることができる。熱交換器１０は、前述した拡開状態での環状流路１２ａの所定間隔に合わせて、保持部材１６の長手方向へ所定ピッチで保持部材１６に固定された連結部材２２で環状流路１２ａを保持している。実施例では、保持部材１６を環状流路１２ａの輪内に縦軸に沿って通すと共に、リング状に形成した連結部材２２の内側に環状流路１２ａを通して、環状流路１２ａを輪の内側から保持部材１６で保持している。また、熱交換器１０は、往路部１２の周方向へ等間隔で配置された複数の保持部材１６で環状流路１２ａが連結されており、実施例では、縦軸を挟んで対称な関係で配置された２本の保持部材１６,１６で環状流路１２ａを保持している。
【００２７】
図３に示すように、下支持部材１８は、保持部材１６につり下げられて、往路部１２の下側に配置される。下支持部材１８は、熱交換器１０をクレーンなどによって上方へと吊り上げた際に、往路部１２の環状流路１２ａを拡開状態にするように、往路部１２(保持部材１６)を下方へ引っ張る。下支持部材１８としては、金属製の板状体やブロック体など、水よりも比重が高いものを採用可能で、市販されている鋼材を切断して得られる単純な形状を用いることができる。なお、実施例の下支持部材１８は、Ｈ形鋼が用いられているが、錘としての機能は小さくてよいので、形状や重さは特に限定されない。
【００２８】
図３に示すように、下支持部材１８には、空気配管３０を着脱可能な接続部２４が設けられている。接続部２４は、下支持部材１８の中央部に設けられ、例えば、空気配管３０の端部に形成されたねじ溝をねじ込み可能なソケットなどのねじ込み式の継手などを用いることができる。また、実施例の接続部２４には、下支持部材１８より下方へ突出すると共に、下端に開口する空気送出口３２が下方へ向いた空気配管３０である空気送出部３０ａが接続されている。このように、空気配管３０は、空気送出口３２が熱交換器１０の熱媒体用配管部１１の下端以下になるように、熱交換器１０に対して取り付け可能になっていることが好ましい。なお、空気配管３０としては、専用品に限らず、一般的な配管に用いられる鋼管や樹脂管を用いることができ、例えば、調達が容易な圧力配管用炭素鋼鋼管を用いればよい。
【００２９】
図４に示すように、上支持部材２０は、板状の鋼材などからなり、２条の保持部材１６,１６が長手方向に離間して吊り下がるように取り付けられている。また、上支持部材２０には、クレーン等で持ち上げる際にワイヤー等が引っ掛けられる吊り具２６が長手方向に間隔をあけて２基設けられている。上支持部材２０には、長手方向中央部に、上下に貫通する通孔を有する保持部２８が設けられており、下支持部材１８に設けられる接続部２４と保持部２８とが同一直線上に上下に並ぶようになっている。保持部２８は、通孔に空気配管３０を通すことが可能であり、接続部２４に下部を取り付けた空気配管３０の上部を通孔に通すことで、空気配管３０の横方向への移動を規制するようになっている。このように、熱交換器１０は、接続部２４および保持部２８によって、空気配管３０を往路部１２の環状流路１２ａの内側に通して配置することが可能であり、空気配管３０を還路部１４に沿わして環状流路１２ａの中心に設置できる。熱交換器１０は、空気配管３０と一緒につり下げて、大地に形成された掘削孔(孔)３４へ挿入可能に構成される。
【００３０】
実施例に係る設置補助装置Ｓは、地中に埋設される熱交換器１０を、大地に形成した掘削孔３４内に設置する際に用いるものである。図５(ｂ)に示すように、設置補助装置Ｓは、掘削孔３４に挿入される熱交換器１０と共に、掘削孔３４に挿入可能に構成された空気配管３０と、熱交換器１０および空気配管３０を掘削孔３４に挿入する際に、空気を空気配管３０に供給可能な空気供給手段３８とを備えている。設置補助装置Ｓは、空気配管３０を、空気送出口３２が熱媒体用配管部１１の下端以下になるように熱交換器１０に配置して、エアーコンプレッサー等の空気供給手段３８からの空気の供給により空気送出口３２から水平よりも下向きへ空気を噴出して、掘削孔３４に溜まった孔内水を撹拌可能に構成されている。
【００３１】
前記空気配管３０は、ポリエチレン(ＰＥ)等の樹脂管や配管用炭素鋼鋼管(ＳＧＰ)等の鋼管など、汎用の管材を用いることができ、往路部１２の環状流路１２ａの内径よりも外径が小さい直管が採用されている。従って、空気配管３０は、熱媒体用配管部１１のうちの螺旋状に環状流路１２ａが連なる部分である往路部１２の内側に通して配置可能であり、実施例では、環状流路１２ａの中央部を通して、熱交換器１０に取り付けられる。また、空気配管３０は、下端に設けたねじを、熱交換器１０の下部に設けられた下支持部材１８の接続部２４にねじ込んで取り付けるねじ接続であり、熱交換器１０に対して着脱可能に構成してある。また、空気配管３０は、継手３６を介して継ぎ足し可能であり、熱交換器１０の設置深さに応じて長さを調節できる。
【００３２】
前記空気配管３０は、可撓性を有する熱媒体用配管部１１と同じかまたは熱媒体用配管部１１よりも高い剛性を有する管材が用いられている。そして、設置補助装置Ｓは、熱交換器１０を掘削孔３４に挿入する際に、熱交換器１０に取り付けた空気配管３０を押して、熱交換器１０を掘削孔３４へ押し込み可能になっている。なお、熱交換器１０に取り付けた空気配管３０は、空気供給手段３８に繋ぐ都合上、上端が掘削孔３４から出るように長さ調節するので、地上から空気配管３０を下方へ押す操作が可能である。また、空気配管３０は、該空気配管３０を掘削孔３４への挿入方向へ押すことで往路部１２を挿入方向へ引っ張るように、熱交換器１０に取り付けられる。具体的には、空気配管３０は、下支持部材１８に取り付けられて、空気配管３０を挿入方向である下方へ押すと、下支持部材１８が下方へ押されて保持部材１６,１６を引っ張る。これにより、設置補助装置Ｓは、保持部材１６,１６に所定間隔で連結された往路部１２の環状流路１２ａ,１２ａ同士が、所定間隔よりも縮小していたならば拡開する。
【００３３】
次に、実施例に係る熱交換器１０の設置方法について説明する。まず、ボーリングマシンなどの掘削機械によって、熱交換器１０の外径よりも少し大きい開口面積で大地に掘削孔３４を掘削する(図５(ａ))。掘削孔３４の施工には、縦穴を穿つボーリングマシン等に限らず、電柱を建てるための縦穴を穿つ建柱車を用いることもできる。吊り具２６にフックを引っ掛けたワイヤーをクレーンなどの荷役機械によって吊って、熱交換器１０を持ち上げる。これにより、熱交換器１０における往路部１２の環状流路１２ａ,１２ａ同士が、保持部材１６によって所定間隔あけた拡開状態で保持され、地中への埋設状態と同じ姿勢となる(図５(ａ))。なお、熱交換器１０のつり下げ作業は、建柱車が備えているクレーンによっても行うことができる。端部にねじを形成した空気配管３０を、下支持部材１８の接続部２４にねじ込んで接続し、空気配管３０を、往路部１２の環状流路１２ａの中央部に還路部１４に沿って縦向きに配置する。
【００３４】
荷役機械によって、熱交換器１０を空気配管３０と共に下支持部材１８側から掘削孔３４に挿入する。このとき、掘削孔３４への熱交換器１０の挿入深さに応じて、端部にねじを形成した空気配管３０を、ソケット等のねじ込み式の継手３６を介して継ぎ足すようにすればよい(図５(ａ))。そして、上支持部材２０まで到達した空気配管３０の上部を、上支持部材２０に設けられた保持部２８に通すことで、空気配管３０が熱交換器１０に対して取り付けられる。これにより、空気配管３０は、上下の支持部材１８,２０で保持されて、熱交換器１０と一体的に取り扱い可能となる。また、掘削孔３４へ挿入するときに、熱交換器１０の熱媒体用配管部１１に、あらかじめ水などを充填しておくとよい。このようにすれば、ポリエチレン管からなる比重の低い配管部１２,１４の比重を高くすることができ、熱媒体用配管部１１の浮力を低減できるため、熱交換器１０が掘削孔３４に溜まる地下水等の孔内水に沈み易くなる。
【００３５】
図５(ｂ)に示すように、空気配管３０の上端を、エアーコンプレッサー等の空気供給手段３８とつなぎ、空気供給手段３８から空気配管３０に圧縮空気を送り込み、熱媒体用配管部１１の下端より下側で、下支持部材１８よりも下側に位置する空気配管３０の空気送出口３２から水平よりも下方へ向けて空気を噴出させる。圧縮空気は、例えば、０．５ＭＰａ〜０．９ＭＰａ程度の圧力で噴出するように設定される。ここで、空気送出口３２を下側へ向けて形成して、空気送出口３２から鉛直方向下方へ空気を噴出するようにすることが好ましい。空気送出口３２から噴出する空気によって掘削孔３４に溜まった孔内水を撹拌しつつ、熱交換器１０を孔内水に沈め、熱交換器１０を掘削孔３４の底まで挿入する(図６(ａ))。空気配管３０からの空気の噴出は、熱交換器１０が孔内水に接するタイミングまたは接する前から行っても、孔内水の比重が高くなって熱交換器１０が挿入し難くなったタイミングなど、適宜タイミングで行えばよい。なお、空気送出口３２から空気を噴出して孔内水を撹拌した後に、空気の噴出を停止した状態で、熱交換器１０を掘削孔３４に挿入してもよいが、空気送出口３２から空気を噴出して孔内水を撹拌しつつ、熱交換器１０を掘削孔３４に挿入するほうがよい。
【００３６】
前記熱交換器１０を掘削孔３４に挿入する際に、熱交換器１０に取り付けられた空気配管３０を用いて、熱交換器１０を掘削孔３４へ押し込むこともできる。具体的には、熱交換器１０を掘削孔３４に挿入する途中に、掘削孔３４から地上に突き出た空気配管３０を下方へ押すことで、空気配管３０が接続された下支持部材１８に保持部材１６,１６が引っ張られ、保持部材１６,１６に引かれて往路部１２が掘削孔３４に押し込まれる。このように、空気配管３０を掘削孔３４への挿入方向へ押すことで熱媒体用配管部１１が挿入方向へ引っ張られるように、空気配管３０を熱交換器１０に取り付けてあるので、空気配管３０を掘削孔３０への挿入方向へ押して、往路部１２の環状流路１２ａ,１２ａ同士の間隔を拡開させることもできる。従って、熱交換器１０を所定深さ(例えば設置深さ)まで挿入した後に、空気配管３０を下方へ押して、往路部１２の環状流路１２ａ,１２ａ同士が所定間隔になるように広げることができる。
【００３７】
図６(ｂ)に示すように、熱交換器１０を掘削孔３４の所定位置まで挿入した後、上支持部材２０および空気配管３０を熱交換器１０から取り外す。空気配管３０は、下支持部材１８の接続部２４にねじ接続すると共に、上支持部材２０の保持部２８に通しているだけなので、熱交換器１０から取り外し可能であり、空気配管３０を縦軸周りに回転することで、接続部２４から空気配管３０が簡単に外れる。そして、空気配管３０を掘削孔３４から引き出した後に、掘削孔３４を埋め戻すことで、熱交換器１０が地中に配置される(図７)。
【００３８】
前述した熱交換器１０の設置方法および設置補助装置Ｓによれば、熱交換器１０を掘削孔３４に挿入する際に、空気配管３０の空気送出口３２から水平よりも下向きへ空気を噴射して、掘削孔３４に溜まった孔内水を撹拌することで、孔内水に含まれる土を拡散することができる。すなわち、通常の状態では、孔内水に含まれる土が沈降して、掘削孔３４の底に近くなるほど孔内水の比重が高くなり、熱交換器１０を沈め難くなるが、孔内水を撹拌することで、孔内水に含まれる土が全体に拡散して、掘削孔３４の底に近くなっても、孔内水の比重が高くなることを防止できる。これにより、掘削孔３４の中に孔内水が溜まっていても、熱交換器１０を沈め易くなり、熱交換器１０の掘削孔３４への設置をより容易に行うことができる。また、熱交換器１０の掘削孔３４への挿入に抵抗が小さくなるので、実施例のように下支持部材１８に取り付けていた錘を無くしたり、錘の重さを低減したり、または下支持部材１８に要求される錘としての機能を低くすることができる。すなわち、熱交換器１０と共に掘削孔３４に埋設される下支持部材１８や錘にかかるコストを低減することができ、また、熱交換器１０の重さを抑えることができるので、荷役機械に要求されるつり下げ荷重が小さくなり、設置コストも低減することができる。更に、熱交換器１０の掘削孔３４への挿入時の抵抗が小さくなることで、抵抗によって往路部１２の環状流路１２ａ同士の間隔が狭くなってしまうことを防止でき、環状流路１２ａの間隔を設定通り確保することで、熱交換器１０と土壌との熱交換効率を向上させることができる。
【００３９】
前述した熱交換器１０の設置方法および設置補助装置Ｓによれば、空気配管３０を、熱交換器１０において螺旋状に環状流路１２ａが連なる往路部１２の内側に通して配置している。このように、スパイラル型の熱交換器１０の内側にできる空間を有効利用して空気配管３０を取り付けることで、空気配管３０の取り付けにより掘削孔３４の径を大きくする必要はなく、熱交換器１０の外径に合わせた従来通りの径で足りる。しかも、空気配管３０を取り付けても、空気配管３０が熱交換器１０を掘削孔３４に挿入する際に邪魔にならない。
【００４０】
前述した熱交換器１０の設置方法および設置補助装置Ｓによれば、空気配管３０を下支持部材１８の接続部２４にねじ接続して、熱交換器１０に対して着脱可能に取り付けてある。そして、熱交換器１０を掘削孔３４に配置した後に、空気配管３０を接続部２４から取り外すことで、空気配管３０を熱交換器１０から引き上げ可能である。従って、空気配管３０を熱交換器１０の設置に際して繰り返し用いることができ、設置コストをより抑えることができる。しかも、熱交換器１０の下部に設けられる下支持部材１８を利用して、空気配管３０を、下支持部材１８に設置した接続部２４に取り付けているので、空気配管３０を熱交換器１０に取り付けるために別途設ける部品の点数を抑えることができる。
【００４１】
前述した熱交換器１０の設置方法および設置補助装置Ｓによれば、掘削孔３４への熱交換器１０の挿入深さに応じて、空気配管３０を継手３６を介して継ぎ足しているので、熱交換器１０の設置深さに合わせて空気配管３０の全長を簡単に調節することができる。熱交換器１０の設置深さに合わせた長さの空気配管３０を予め用意してもよいが、この場合、輸送や熱交換器１０への取り付けに難がある。これに対して、掘削孔３４への熱交換器１０の挿入深さに応じて、空気配管３０を継手３６を介して継ぎ足すことで、輸送時の空気配管３０の長さを抑えることができると共に、取り付け時の空気配管３０が比較的短いので、熱交換器１０への取り付けを容易に行うことができる。しかも、空気配管３０は、一般的な設備に用いられる管材を用いることで、現場での切断や端部のねじ加工などを行うことができ、現場の状況に応じた施工を容易に実施できる。
【００４２】
前記空気配管３０は、熱交換器１０に取り付けられているので、熱媒体用配管部１１と同じかまたは熱媒体用配管部１１よりも剛性を有する空気配管３０を用いて、熱交換器１０を掘削孔３４に物理的に押し込める。前述の如く、空気配管３０が下方へ押し込むと、熱交換器１０を下方へ引っ張ることができるので、熱交換器１０の掘削孔３４への円滑な挿入を補助することができる。しかも、空気配管３０は、熱交換器１０の掘削孔３４への挿入方向に延在しているので、空気配管３０を軸方向に押すことになり、空気配管３０が曲がり難く、熱交換器１０を掘削孔３４に押し込むことができる。また、熱交換器１０に取り付けられた空気配管３０を掘削孔３４に向けて押すことで、熱媒体用配管部１１のうちで螺旋状に形成された往路部１２の環状流路１２ａ,１２ａ同士の間隔を引っ張って拡開させることができる。これにより、地中に埋設された熱交換器１０は、環状流路１２ａ,１２ａ同士の間隔を規定通りにすることができるので、熱交換効率を向上させることができる。
【００４３】
(変更例)
前述した構成に限定されず、例えば以下のようにも変更することができる。
(１)空気配管の本数および配置は、実施例に限らず、例えば２本以上の空気配管を熱交換器に取り付けてもよい。
(２)空気配管に設ける空気送出口は、１箇所に限らず、２箇所以上あるいは多数設けてもよい。また、空気送出口の向きは、水平よりも下向きへ空気を噴出可能であればよい。
(３)空気配管の熱交換器への取り付け構造は、実施例に限らず、例えば、溶接や接着剤などで接合したり、ケーブルタイなどの結束具で取り付けたり、その他の方法であってもよい。
(４)上支持部材および空気配管は、熱交換器と共に土中に埋設して残してもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１０ 熱交換器，１１ 熱媒体用配管部，１２ 往路部，１２ａ 環状流路(流路)，
１８ 下支持部材(支持部)，３０ 空気配管，３２ 空気送出口，３４ 掘削孔(孔)，
３６ 継手
【図１】
2018179343.tif 000003
【図２】
2018179343.tif 000004
【図３】
2018179343.tif 000005
【図４】
2018179343.tif 000006
【図５】
2018179343.tif 000007
【図６】
2018179343.tif 000008
【図７】
2018179343.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成29年9月21日(2017.9.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒体が流通する熱媒体用配管部を有し、地中に埋設される熱交換器の設置方法であって、
空気送出口が前記熱交換器の前記熱媒体用配管部の下端以下になるように、前記熱媒体用配管部のうちの螺旋状に流路が連なる部分の内側に通して配置した空気配管および該熱交換器を、大地に形成した孔に挿入し、
前記熱交換器を前記孔に挿入する際に、前記空気配管に空気を送り込むことで、前記空気送出口から水平よりも下向きへ空気を噴射して、該孔に溜まった孔内水を撹拌し、該熱交換器を該孔に設置するようにした
ことを特徴とする熱交換器の設置方法。
【請求項２】
前記空気配管を前記熱交換器に対して着脱可能に取り付け、
前記熱交換器を前記孔に配置した後に、前記空気配管を該熱交換器から取り外す請求項１記載の熱交換器の設置方法。
【請求項３】
前記空気配管を、前記熱交換器の下部に設けた支持部に取り付ける請求項１または２記載の熱交換器の設置方法。
【請求項４】
前記孔への前記熱交換器の挿入深さに応じて、前記空気配管を継手を介して継ぎ足す請求項１〜３の何れか一項に記載の熱交換器の設置方法。
【請求項５】
可撓性を有する前記熱媒体用配管部を備えた前記熱交換器を前記孔に挿入する際に、該熱交換器に取り付けられて該熱交換用配管部と同じかまたは高い剛性を有する前記空気配管を用いて、該熱交換器を該孔へ押し込む請求項１〜４の何れか一項に記載の熱交換器の設置方法。
【請求項６】
前記空気配管を前記孔への挿入方向へ押すことで前記熱媒体用配管部が該挿入方向へ引っ張られるように、該空気配管を前記熱交換器に取り付け、
前記空気配管を前記孔への挿入方向へ押して、前記熱媒体用配管部のうちの螺旋状に流路が連なる部分同士の間隔を拡開させる請求項１〜５の何れか一項に記載の熱交換器の設置方法。
【請求項７】
地中に埋設される熱交換器を、大地に形成した孔内に設置する際に用いる熱交換器の設置補助装置であって、
前記熱交換器において熱媒体が流通する熱媒体用配管部のうちの螺旋状に流路が連なる部分の内側に通して配置可能に構成され、前記孔に挿入される前記熱交換器と共に、該孔に挿入可能に構成された空気配管と、
前記熱交換器および前記空気配管を前記孔に挿入する際に、空気を該空気配管に供給可能な空気供給手段とを備え、
前記空気配管は、空気送出口を前記熱媒体用配管部の下端以下に配置して、前記空気供給手段からの空気の供給により該空気送出口から水平よりも下向きへ空気を噴出して、前記孔に溜まった孔内水を撹拌可能に構成された
ことを特徴とする熱交換器の設置補助装置。
【請求項８】
前記空気配管を、前記熱交換器に対して着脱可能に構成した請求項７記載の熱交換器の設置補助装置。
【請求項９】
前記空気配管を、前記熱交換器の下部に設けられた支持部に取り付け可能に構成した請求項７または８記載の熱交換器の設置補助装置。
【請求項１０】
前記空気配管を、継手を介して継ぎ足し可能に構成した請求項７〜９の何れか一項に記載の熱交換器の設置補助装置。
【請求項１１】
前記空気配管は、可撓性を有する前記熱媒体用配管部と同じかまたは該熱媒体用配管部よりも高い剛性を有し、
前記孔に挿入する際に前記熱交換器に取り付けた前記空気配管を押して、前記熱交換器を該孔へ押し込み可能に構成した請求項７〜１０の何れか一項に記載の熱交換器の設置補助装置。
【請求項１２】
前記空気配管は、該空気配管を前記孔への挿入方向へ押すことで前記熱媒体用配管部のうちの螺旋状に流路が連なる部分を該挿入方向へ引っ張るように、前記熱交換器に取り付けられる請求項７〜１１の何れか一項に記載の熱交換器の設置補助装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本願の請求項１に係る発明の熱交換器の設置方法は、
熱媒体が流通する熱媒体用配管部を有し、地中に埋設される熱交換器の設置方法であって、
空気送出口が前記熱交換器の前記熱媒体用配管部の下端以下になるように、前記熱媒体用配管部のうちの螺旋状に流路が連なる部分の内側に通して配置した空気配管および該熱交換器を、大地に形成した孔に挿入し、
前記熱交換器を前記孔に挿入する際に、前記空気配管に空気を送り込むことで、前記空気送出口から水平よりも下向きへ空気を噴射して、該孔に溜まった孔内水を撹拌し、該熱交換器を該孔に設置するようにしたことを要旨とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
請求項２に係る発明では、前記空気配管を前記熱交換器に対して着脱可能に取り付け、
前記熱交換器を前記孔に配置した後に、前記空気配管を該熱交換器から取り外すことを要旨とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
請求項３に係る発明では、前記空気配管を、前記熱交換器の下部に設けた支持部に取り付けることを要旨とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
請求項４に係る発明では、前記孔への前記熱交換器の挿入深さに応じて、前記空気配管を継手を介して継ぎ足すことを要旨とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
請求項５に係る発明では、可撓性を有する前記熱媒体用配管部を備えた前記熱交換器を前記孔に挿入する際に、該熱交換器に取り付けられて該熱交換用配管部と同じかまたは高い剛性を有する前記空気配管を用いて、該熱交換器を該孔へ押し込むことを要旨とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
請求項６に係る発明では、前記空気配管を前記孔への挿入方向へ押すことで前記熱媒体用配管部が該挿入方向へ引っ張られるように、該空気配管を前記熱交換器に取り付け、
前記空気配管を前記孔への挿入方向へ押して、前記熱媒体用配管部のうちの螺旋状に流路が連なる部分同士の間隔を拡開させることを要旨とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本願の請求項７に係る発明の熱交換器の設置補助装置は、
地中に埋設される熱交換器を、大地に形成した孔内に設置する際に用いる熱交換器の設置補助装置であって、
前記熱交換器において熱媒体が流通する熱媒体用配管部のうちの螺旋状に流路が連なる部分の内側に通して配置可能に構成され、前記孔に挿入される前記熱交換器と共に、該孔に挿入可能に構成された空気配管と、
前記熱交換器および前記空気配管を前記孔に挿入する際に、空気を該空気配管に供給可能な空気供給手段とを備え、
前記空気配管は、空気送出口を前記熱媒体用配管部の下端以下に配置して、前記空気供給手段からの空気の供給により該空気送出口から水平よりも下向きへ空気を噴出して、前記孔に溜まった孔内水を撹拌可能に構成されたことを要旨とする。
請求項１および請求項７に係る発明によれば、熱交換器を孔に挿入する際に、空気配管の空気送出口から水平よりも下向きへ空気を噴射して、孔に溜まった孔内水を撹拌することで、孔内水に含まれる土を拡散して、孔内水の比重が高くなることを防止することができる。これにより、孔の中に孔内水が溜まっていても、熱交換器を沈め易くなり、熱交換器の設置をより容易に行うことができる。
また、螺旋状に流路が連なる配管部の内側に空気配管を配置するので、空気配管の取り付けによって孔の径を大きくする必要はなく、また、熱交換器を孔に挿入する際に空気配管が邪魔にならない。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
請求項８に係る発明では、前記空気配管を、前記熱交換器に対して着脱可能に構成したことを要旨とする。
請求項２および請求項８に係る発明によれば、熱交換器を孔に配置した後に、空気配管を取り外すことができるので、空気配管を熱交換器の設置に際して繰り返し用いることができ、設置コストを抑えることができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
請求項９に係る発明では、前記空気配管を、前記熱交換器の下部に設けられた支持部に取り付け可能に構成したことを要旨とする。
請求項３および請求項９に係る発明によれば、熱交換器の下部を構成する支持部を利用して、空気配管を取り付けるので、部品点数の増加を抑えることができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
請求項１０に係る発明では、前記空気配管を、継手を介して継ぎ足し可能に構成したことを要旨とする。
請求項４および請求項１０に係る発明によれば、空気配管を熱交換器の孔への挿入深さに応じて継ぎ足すことで、熱交換器の設置深さに合わせて空気配管の長さを簡単に調節することができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
請求項１１に係る発明では、前記空気配管は、可撓性を有する前記熱媒体用配管部と同じかまたは該熱媒体用配管部よりも高い剛性を有し、
前記孔に挿入する際に前記熱交換器に取り付けた前記空気配管を押して、前記熱交換器を該孔へ押し込み可能に構成したことを要旨とする。
請求項５および請求項１１に係る発明によれば、熱交換器に取り付けられて、熱媒体用配管部と同じかまたは熱媒体用配管部よりも剛性を有する空気配管を用いて、熱交換器を孔に物理的に押し込めるので、熱交換器を孔に挿入する際に補助することができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
請求項１２に係る発明では、前記空気配管は、該空気配管を前記孔への挿入方向へ押すことで前記熱媒体用配管部のうちの螺旋状に流路が連なる部分を該挿入方向へ引っ張るように、前記熱交換器に取り付けられることを要旨とする。
請求項６および請求項１２に係る発明によれば、熱交換器に取り付けられた空気配管を孔に向けて押すことで、熱交換器の孔への挿入時または挿入後において熱媒体用配管部のうちの螺旋状に流路が連なる部分同士の間隔を引っ張って拡開させることができる。特に、熱交換器における熱媒体用配管部の螺旋状に流路が連なる部分同士の間隔を適切に保持することにより、地中に埋設した後に、熱交換効率を向上させることができる。