(57)【要約】【課題】敷設現場での敷設作業を容易かつ正確に行うことができ、しかも敷設作業時に熱交換パイプの表面に傷付きを生じ難い熱交換パイプユニット及び熱交換パイプの敷設方法の提供を目的とする。【解決手段】可撓性の熱交換パイプ２１を複数回折り返して水平部２２を所定間隔で複数段形成し、複数の段の水平部２２の間隔を保持する保持部材３１に複数段の水平部２２を固定して熱交換パイプユニット１０を構成し、熱交換パイプの敷設前には、複数段の水平部２２を端部側から巻いて丸めた状態の搬送可能状態し、熱交換パイプの敷設時には敷設現場で熱交換パイプユニット１０を搬送可能状態の巻いた状態から戻して、複数段の水平部２２を保持部材３１で保持した状態のまま敷設現場の穴又は溝内に配置するようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性の熱交換パイプを複数回折り返して水平部を所定間隔で複数段形成し、前記水平部の間隔を保持する保持部材に前記複数段の水平部を固定した熱交換パイプユニットであって、
前記熱交換パイプの敷設前には、前記複数段の水平部を端部側から巻いて丸めた状態の搬送可能状態とされ、熱交換パイプの敷設時には敷設現場で前記丸めた状態から戻されて、前記熱交換パイプの複数段の水平部が前記保持部材で間隔を保持された状態のまま前記敷設現場の穴又は溝内に配置されるものであることを特徴とする熱交換パイプユニット。
【請求項２】
前記保持部材が前記複数段の水平部と直交する支柱からなり、
前記支柱の下側端部を前記複数段における最下段の水平部から突出した状態にして前記支柱の複数が所定間隔で前記複数段の水平部に固定され、
前記支柱は、前記熱交換パイプの敷設時に前記支柱の一端が前記敷設現場の穴又は溝内の底面に突き刺されるものであることを特徴とする請求項１に記載の熱交換パイプユニット。
【請求項３】
前記保持部材が可撓性の網状体からなることを特徴とする請求項１に記載の熱交換パイプユニット。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載の丸めた状態の熱交換パイプユニットを熱交換パイプの敷設現場で前記丸めた状態から戻して、前記熱交換パイプの複数段の水平部が前記保持部材で保持された状態のまま前記敷設現場の穴又は溝内に配置し、その後に前記穴又は溝を埋め戻すことを特徴とする熱交換パイプの敷設方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中熱利用システムにおいて地中に埋設される熱交換パイプユニット及び熱交換パイプの敷設方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地中熱利用システムは、地中の熱を利用して暖房や冷房等に利用するシステムであり、熱交換パイプを地中に配管し、前記熱交換パイプに熱循環ポンプと熱交換器を接続して液体や気体などの熱媒体を熱交換パイプに流し、熱媒体の熱を熱交換器で取り出して利用する。
【０００３】
熱交換パイプの地中への従来の敷設は、垂直方式と水平方式がある。垂直方式では、敷設場所に１０〜１００ｍ近く掘った垂直の穴に熱交換パイプを下端でＵ字状に折り曲げて上下方向に設置し、その後に穴を埋め戻すことにより行われる（特許文献１）。一方、水平方式では、地表面から０．２〜２ｍの深さの位置に水平方向に沿って熱交換パイプを折り返して地盤内に埋設する（特許文献２）。
【０００４】
垂直方式は、穴を垂直に深く掘らねばならないために作業が大変な問題がある。一方、水平方式では、現場で一連の熱交換パイプを折り曲げて配置し、所定位置に固定しければならないため、工数が掛かる問題がある。また、地中への敷設作業時に熱交換パイプを曲げたり、部分的に動かしたりしなければならないため、熱交換パイプがぶつかって表面が傷付き、地中熱利用システムの稼働中に熱交換パイプが傷の部分で破裂する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２８９５３３号公報
【特許文献２】特開２００６−２０７９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は前記の点に鑑みなされたものであって、敷設現場での敷設作業を容易かつ正確に行うことができ、しかも敷設作業時に熱交換パイプの表面に傷付きを生じ難い熱交換パイプユニット及び熱交換パイプの敷設方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、可撓性の熱交換パイプを複数回折り返して水平部を所定間隔で複数段形成し、前記水平部の間隔を保持する保持部材に前記複数段の水平部を固定した熱交換パイプユニットであって、前記熱交換パイプの敷設前には、前記複数段の水平部を端部側から巻いて丸めた状態の搬送可能状態とされ、熱交換パイプの敷設時には敷設現場で前記丸めた状態から戻されて、前記熱交換パイプの複数段の水平部が前記保持部材で間隔を保持された状態のまま前記敷設現場の穴又は溝内に配置されるものであることを特徴とする熱交換パイプユニット。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１において、前記保持部材が前記複数段の水平部と直交する支柱からなり、前記支柱の下側端部を前記複数段における最下段の水平部から突出した状態にして前記支柱の複数が所定間隔で前記複数段の水平部に固定され、前記支柱は、前記熱交換パイプの敷設時に前記支柱の一端が前記敷設現場の穴又は溝内の底面に突き刺されるものであることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１において、前記保持部材が可撓性の網状体からなることを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１から３の何れか一項に記載の丸めた状態の熱交換パイプユニットを熱交換パイプの敷設現場で前記丸めた状態から戻して、前記熱交換パイプの複数段の水平部が前記保持部材で保持された状態のまま前記敷設現場の穴又は溝内に配置し、その後に前記穴又は溝を埋め戻すことを特徴とする熱交換パイプの敷設方法に係る。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の熱交換パイプユニット及び熱交換パイプの敷設方法によれば、予め熱交換パイプが複数回折り返されて保持部材に固定され、その状態で丸められた（巻かれた）熱交換パイプユニットを熱交換パイプの敷設現場へ搬送し、敷設現場で熱交換パイプユニットの巻きを戻して現場の穴又は溝内に配置し、穴又は溝を埋め戻せばよく、敷設現場で一連の熱交換パイプを引き回し、何度も折り返して所定位置に配置しながら穴又は溝を埋め戻す必要がなく、敷設作業が簡単になる。また、地中への敷設作業時に熱交換パイプを折り曲げたり、部分的に動かしたりする必要が少ないため、熱交換パイプがスコップ等の穴又は溝を掘る道具とぶつかって熱交換パイプの表面が傷付くのを防ぐことができ、地中熱利用システムの稼働中に熱交換パイプが傷の部分で破裂するのを防止することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施例に係る熱交換パイプユニットを丸く巻いた状態を示す斜視図である。
【図２】同実施例の熱交換パイプユニットを丸く巻く前の状態を示す正面図である。
【図３】同実施例の熱交換パイプユニットに用いる熱交換パイプを折り返した状態を示す正面図である。
【図４】保持部材に熱交換パイプを固定するための固定部材の他の例を示す斜視図である。
【図５】本発明の第１実施例に係る熱交換パイプユニットを敷設現場の穴に配置する際を示す斜視図である。
【図６】本発明の第２実施例に係る熱交換パイプユニットを丸く巻いた状態を示す平面図である。
【図７】同実施例の熱交換パイプユニットを丸く巻く前の状態を示す正面図である。
【図８】同実施例の熱交換パイプユニットに用いる熱交換パイプを折り返した状態を示す正面図である。
【図９】同実施例の熱交換パイプユニットを敷設現場の穴に配置する際を示す斜視図である。
【図１０】第２実施例に係る熱交換パイプユニットを用いる他の敷設状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の熱交換パイプユニットと熱交換パイプの敷設方法の実施例について説明する。
図１及び図２に、本発明の第１実施例に係る熱交換パイプユニット１０を示す。図１は、前記熱交換パイプユニット１０を丸く巻いた状態を示す、一方、図２は前記熱交換パイプユニット１０を丸く巻く前の状態を示す。
【００１４】
前記熱交換パイプユニット１０は、熱交換パイプ２１と保持部材３１とよりなる。
前記熱交換パイプ２１は、曲げることが可能な可撓性のパイプからなる。可撓性のパイプとしては、ポリエチレン等の樹脂製のものを挙げることができる。また、前記熱交換パイプ２１の径及び長さは、適宜決定されるが、例として外径１０〜３０ｍｍ程度、長さ１０〜１００ｍ程度のものを挙げる。前記熱交換パイプ２１は、熱交換パイプ２１の保持部材３１への固定前を示す図３のように、所定長で複数回折り返されることにより、水平部２２が所定間隔で複数段（図示においては４段）形成された状態となっている。なお、前記水平部２２は、熱交換パイプの敷設時に水平とされる部分である。前記水平部２２の間隔（敷設時における水平部２２の上下間隔）ａ１は、適宜設定されるが、例として１０〜５０ｃｍ程度を挙げる。また、前記水平部２２における折り返し部２３間の間隔ｂ１は、敷設現場の広さ等に応じて適宜設定されるが、例として５〜３０ｍ程度を挙げる。なお、敷設現場に設置される熱交換器及び循環ポンプに前記熱交換パイプ２１の端部２５、２６が接続可能なように、敷設時における最上段と最下段となる水平部２２ａ、２２ｂの長さは、他の段における水平部２２ｃ、２２ｄよりも長くされて、前記一側の折り返し部２４から所要量突出するようにされるのが好ましい。
【００１５】
前記保持部材３１は、前記複数の段の水平部２２の間隔を保持するものであり、本実施例では、前記複数段の水平部２２と直交する支柱３２からなる。前記保持部材３１を構成する支柱３２は、前記熱交換パイプ２１の水平部２２の間隔を保持可能な剛性を有する棒状体、例えば鋼管あるいは樹脂管等からなり、前記熱交換パイプ２１を折り返した状態の高さ（水平部の最上段と最下段間の距離）ｈ１よりも長いものが用いられる。前記支柱３２の径は適宜決定されるが、例として１０〜４０ｍｍ程度を挙げる。前記支柱３２は、複数本用いられ、前記支柱３２の下側端部３３を前記最下段の水平部２２ｂから下方へ突出した状態にして所定間隔ｃ１で前記複数段の水平部２２に固定部材４１で固定されている。前記支柱３２の間隔ｃ１の例として１０〜２００ｃｍ程度を挙げる。
【００１６】
前記固定部材４１は、前記熱交換パイプ２１を前記保持部材３１に固定可能なものであればよく、特に限定されるものではない。前記固定部材４１の例として、針金、紐、結束バンド、あるいは図４に示すクリップ５１からなるもの等を挙げる。前記クリップ５１は、支柱嵌合部５２が横向きとされた支柱固定部５３と、熱交換パイプ嵌合口５４が上向きの熱交換パイプ固定部５５とを有する。
【００１７】
前記複数段の水平部２２を前記保持部材３１に固定した、図２の熱交換パイプユニット１０は、前記複数段の水平部２２を一端部側から巻いて、図１に示すような丸めた状態の搬送可能状態とされ、その状態で熱交換パイプユニットの工場等から敷設現場に搬送される。なお、丸めた状態を維持するため、前記水平部２２の部分をバンドや紐等の結束部材６１で縛るのが好ましい。
【００１８】
次に、前記熱交換パイプユニット１０を用いる熱交換パイプの敷設方法を説明する。丸めて搬送可能状態とした前記熱交換パイプユニット１０を熱交換パイプの敷設現場に搬送し、敷設現場で前記熱交換パイプユニット１０の巻きを戻し、図５に示すように敷設現場に掘った穴７１内に前記熱交換パイプユニット１０を収納し、その際に前記支柱３２の下側端部３３を穴７１の底面７２に突き刺して、前記熱交換パイプ２１の水平部２２を水平に配設する。前記配設により、前記複数段の水平部２２は、最上段から最下段まで垂直に並んだ状態となる。その後、前記穴７１を埋め戻せば、敷設作業が終了する。また、前記熱交換パイプ２１の端部２５、２６は、地上まで延設して循環ポンプ及び熱交換器（図示せず）に接続する。なお、敷設現場に掘る穴は、巻きを戻された熱交換パイプユニット１０をそのまま直線状に配置して収納できるような幅６０ｃｍ程度の溝であってもよい。
【００１９】
前記熱交換パイプユニット１０を用いる熱交換パイプの敷設方法によれば、前記熱交換パイプユニット１０を丸めた状態から戻して、敷設現場の穴又は溝内に配置するだけで、熱交換パイプを複数回折り返した状態で穴又は溝に配設することができ、一連の熱交換パイプを狭い穴又は溝内で引き回して何度も折り返して所定位置に配置しながら穴又は溝を埋め戻す必要がなくなり、敷設作業を簡単に行うことができる。また、狭い穴や溝内への配設作業時に熱交換パイプを折り曲げたり、部分的に動かしたりする必要が少ないため、熱交換パイプがスコップ等の穴や溝を掘る道具等とぶつかって熱交換パイプの表面が傷付くのを防ぐことができ、地中熱利用システムの稼働中に熱交換パイプが傷の部分で破裂するのを防止することが可能となる。
【００２０】
図６及び図７に示す第２実施例の熱交換パイプユニット１０Ａは、保持部材３１Ａが網状体３２Ａからなる点を除き、他の構成は、第１実施例の熱交換パイプユニット１０と同様である。なお、第１実施例と第２実施例における同一名称の部分については、同一の数字を用いると共にアルファベットのＡを第２実施例に付記することにより、共通する部分の理解を容易にすると共に第１実施例と第２実施例の混同防止を図った。
【００２１】
第２実施例の熱交換パイプユニット１０Ａは、図８に示すように、可撓性の熱交換パイプ２１Ａを複数回折り返して水平部２２Ａを所定間隔ａ２で複数段形成し、次に図７に示すように、前記複数の段の水平部２２Ａの間隔を保持する保持部材３１Ａに前記複数段の水平部２２Ａを固定部材４１Ａで固定したものである。前記熱交換パイプユニット１０Ａは、熱交換パイプの敷設前においては、前記複数段の水平部２２Ａを一端部側から巻いて、図６に示すような丸めた状態の搬送可能状態とされ、その状態で熱交換パイプユニットの工場等から敷設現場に搬送される。なお、丸めた状態を維持するため、前記水平部２２Ａの部分をバンドや紐等の結束部材６１Ａで縛るのが好ましい。
【００２２】
前記保持部材３１Ａとしての網状体３２Ａは、屈曲可能な可撓性のものとされ、金網、樹脂網等適宜のものが用いられる。また、前記網状体３２Ａは、敷設時に前記複数段の水平部２２Ａの間隔ａ２を維持することができればよく、網のサイズ等は特に限定されるものではない。前記網状体３２は、前記複数段の水平部２２Ａを固定できる大きさ、すなわち前記水平部２２Ａにおける折り返し部２３Ａ間の間隔ｂ２と略等しい長さとされ、また前記熱交換パイプ２１Ａを折り返した状態の幅（水平部２２Ａの端２２Ａａともう一方の端２２Ａｂ間の距離）ｈ２と略等しい幅とされ、またはｈ２よりも所要量大きい幅であってもよい。符号２２Ａｃ、２２Ａｄは中間の段の水平部を示す。
【００２３】
前記熱交換パイプ２１Ａの水平部２２Ａを前記網状体３２Ａに固定するための固定部材４１Ａは、針金や紐等、適宜のものが用いられる。符号２５Ａ、２６Ａは、前記熱交換パイプ２１Ａの端部である。
【００２４】
第２実施例の熱交換パイプユニット１０Ａを用いる熱交換パイプの敷設方法について説明する。前記熱交換パイプユニット１０Ａを、図６の丸めた状態として敷設現場に搬送し、敷設現場で熱交換パイプユニット１０Ａの巻きを戻し、図９に示すように敷設現場に掘った穴７１Ａ内に収納し、その際に前記網状体３２Ａを水平にして前記熱交換パイプ２１Ａの水平部２２Ａを穴７１Ａの底面７２Ａに水平に載置する。なお、第２実施例では、前記保持部材３１Ａが網状体３２Ａのため、実施形態１の保持部材３１と異なり、前記熱交換パイプの水平部２２Ａの間隔ａ２が運搬時・敷設時に変動する場合がある。そこで、敷設時に、前記網状体３２Ａまたは熱交換パイプの端の水平部２２Ａａ、２２Ａｂを前記幅ｈ２方向の外方側へ引っ張って、熱交換パイプユニット１０Ａを穴７１Ａの底面７２Ａに載置することにより、前記水平部２２Ａの間隔ａ２をほぼ工場出荷時の設定の間隔にすることができる。前記穴７１Ａ内に熱交換パイプ２１Ａを配置した後、前記穴７１Ａを埋め戻せば、敷設作業が終了する。また、前記熱交換パイプ２１Ａの長さ方向の端部２５Ａ、２６Ａは、地上まで延設して循環ポンプ及び熱交換器（図示しない）に接続する。
【００２５】
なお、前記敷設時に、前記網状体３２Ａを熱交換パイプ２１Ａの水平部２２Ａの下側となるようにするのが好ましい。前記網状体３２Ａを上側にすると、前記熱交換パイプの水平部２２Ａを穴７１Ａの底面７２Ａに配置する際に、熱交換パイプの水平部２２Ａが穴の底面と擦れて、傷付くおそれがあると共に、穴を埋め戻す際に網状体３２Ａが邪魔して土が熱交換パイプの水平部２２Ａ側に至らず、熱交換パイプの水平部２２Ａの周囲に空洞ができるおそれがあり、これらのおそれを解消するため、前記網状体３２Ａを熱交換パイプの水平部２２Ａの下側となるようにして敷設するのが好ましい。
【００２６】
また、前記第２実施例の熱交換パイプユニット１０Ａを、前記穴７１Ａに敷設する際に、複数の熱交換パイプユニット１０Ａを、前記網状体３２Ａが水平になるようにし、前記網状体３２Ａ及び熱交換パイプの水平部２２Ａが所定の上下間隔となるように敷設してもよい。図１０は、このようにして複数の熱交換パイプユニット１０Ａを穴内に網状体３２Ａ及び熱交換パイプの水平部２２Ａが所定の上下間隔で水平となるようにして敷設した状態を示す。符号４５Ａは地上面を示す。この場合にも、前記網状体３２Ａを熱交換パイプの水平部２２Ａの下側となるようにして熱交換パイプ２１Ａを敷設するのが好ましい。
【００２７】
なお、前記網体３１Ａが金網等のような形状保持性の高いものからなる場合には、前記穴７１Ａに代えて溝を掘り、その溝に前記網状体３１Ａの幅方向を立てた状態、すなわち前記複数段の水平部２２Ａが最上段から最下段間に所定間隔で並ぶようにして前記熱交換パイプ２１Ａを敷設してもよい。
【００２８】
第２実施例の敷設方法においても、第１実施例の敷設方法と同様の効果が得られる。すなわち、前記熱交換パイプユニット１０Ａを前記丸めた状態から戻して、穴又は溝内に配置するだけで、前記熱交換パイプを複数回折り返した状態で穴又は溝に配設することができ、一連の熱交換パイプを狭い穴又は溝内で引き回して何度も折り返して所定位置に配置しながら穴を埋め戻す必要がなく、敷設作業を簡単に行うことができる。また、狭い穴又は溝内への配設作業時に熱交換パイプを折り曲げたり、部分的に動かしたりする必要が少ないため、熱交換パイプがスコップ等の道具等とぶつかって熱交換パイプの表面が傷付くのを防ぐことができ、地中熱利用システムの稼働中に熱交換パイプが傷の部分で破裂するのを防止することが可能となる。
【００２９】
このように、本発明によれば、熱交換パイプの敷設現場における敷設作業を容易かつ正確に行うことができ、しかも敷設作業時に熱交換パイプの表面に傷付きを生じ難くできる。
【符号の説明】
【００３０】
１０、１０Ａ  熱交換パイプユニット
２１、２１Ａ  熱交換パイプ
２２、２２Ａ  水平部
２３、２３Ａ  折り返し部
３１、３１Ａ  保持部材
３２  支柱
３２Ａ  網状体
７１、７１Ａ  敷設現場の穴
７２、７２Ａ  穴の底面
【図１】
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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８】
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【図９】
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【図１０】
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