(57)【要約】      （修正有）【課題】現在は地中熱の採取を行う場合は、長尺の熱交換器の地中埋設が困難な為、簡便に施工できる地中熱コレクターが望まれているのは、施工費用が高くＵチューブの埋設施工費が高価で普及に課題を残している為、短期で安価な優れた地中熱交換器構造設置の提供が必要である。【解決手段】複数のＵチューブＰＵを同時に地盤へ、ウオータージェットカッター水を連続的に噴射しつつ同時にビットによる掘削ができ、埋め戻しはセメントミルクによりＵチューブＰＵの集熱効果向上が図れる、短期間で埋設施工が可能な優れた機構を含む地中熱利用方法の構造。【選択図】図４
2011127854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中熱コレクターの設置する場合の方法をボーリングロットの先端に取り付けられたノズルからでる
ウオータージェットカッター水により地盤を緩め削孔しながら同時に地中熱コレクターの複数本の
Ｕチューブを所定の深度へ埋設する事が可能な機構。
【請求項２】
地中熱コレクターの設置する方法をボーリングロットの先端に取り付けられたノズルから噴射された
ウオータージェットカッター水での削孔が地盤が締まっていて掘削が困難な場合、ボーリングロット
先端に取り付けられたメタルウイングとウオータージェットカッター水で同時に掘削可能な機構。
【請求項３】
地中熱コレクターの設置する方法をボーリングロットの先端に取り付けられたノズルからのセメントミル
クの注入によって、掘削で生じた空隙の閉塞がロット引抜と同時に進行しＵチューブの周囲の熱伝導度の
高いソイルコラムにより充填される集熱効果の高い構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に中小規模建築物の室内冷房と暖房及び給湯のためにヒートポンプを稼動させる
時の地中熱利用熱交換器の設置の為、Ｕチューブの地中埋設方法を高速に行なう事で、地中熱
利用によるヒートポンプの施工費用と工期を削減し設備費の低廉を目的とする。
【背景技術】
【０００２】
従来、地中熱利用交換器を地中に設置する場合、予めボアホール掘削若しくは杭を垂直に
概ね延べ地下１００ｍ程度施工し、この内部に地中熱利用交換器を軸方向に並行設置し
ていた。我が国では限られた建築敷地内での水平施工の浅い場合は埋設敷地面積に制限が
あり施工が困難であった。
【０００３】
ボアホール掘削もしくは杭を概ね延べ地下１００ｍ程度施工する場合は、機械施工期間が長
く地中熱交換機埋設のボアホール施工費用が過大になるため、初期投資に問題があった。
【０００４】
杭及びボアホール孔の地中熱利用交換器の設置は、延べ地下１００ｍ程度まで掘削する場合に於いて
地盤の構造によっては施工機械が大掛かりになり、施工期間は数週間におよぶ問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、地中熱利用交換器の設置が相当の深度に
なる場合に於いて掘削機械による施工は長期間に及ぶ場合が一般的であるので経済的負担は過大
になる、対象地盤が沖積層の場合や比較的緩い地盤の場合はウォージェットカッターのパイプ先
端にＵチューブの折り返し部を装着し、ウォージェットカッターで水を噴射しながら同時に複数の
Ｕチューを短期に目的の深度まで挿入する事ができ、水圧で掘削困難な場合はロット先端の掘削
ビットにより締まった地盤であっても掘削可能な機構。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
単一もしくは複数のＵチューブを地中に埋設する場合に、ボーリングロット先端からウオーター
ジェットカッターの水圧により地盤を緩めて先端抵抗を低減することと同時にＵチューブを地中
の目的の深度まで円滑に挿入でき、ウオータージェットの水圧で削孔困難場合はボーリングロット
の回転によりロッド先端の掘削ビットで削孔できる機構により掘削の効率化、且つ施工期間の短縮が
図れ施工費用の大幅な軽減が可能な工法を特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
ウオータージェットカッター掘削と地中熱コレクターの複数Ｕチューブの埋設が同時に行なえる為、
施工時間の大幅な短縮が図れ施工価格の低減が可能である。
【０００８】
Ｕチューブの埋設をウオータージェットカッターで掘削困難の場合、ボーリングロット先端に取り
付けられたメタルウイングにより同時に掘削をすることが可能な機構により円滑な掘削効果を発揮
する事が可能である。
【０００９】
Ｕチューブの埋設後ウオータージェットカッターで生じた掘削の空隙に、セメントミルク等の注入を
ボーリングロットの引き抜きと平行して行なえるために砂等による空隙の充填工種は省かれるので
孔閉塞施工の省若しくは短縮により施工価格の低廉が可能であり、セメントミルクを孔底から順次
孔口まで注入し、孔内閉塞が完全に行なう事ができ、注入セメントミルクと掘削残土が混ざることで
孔内空隙が熱伝導度の高いソイルコラムとなり、Ｕチューブの周囲が著しい熱伝導効果向上が図れ、
集熱効果が増大する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施例を示す予定位置に保孔管を事前に設置し、ボーリングロット先端に取り付けられた組込みパイプ金具を介して複数Ｕチューブをボーリングロットの回転とスライドが自由な機能を組込んだ先端に取り付けられたノズルから噴射されたウオータージェットカッター水で地盤を緩め、且つメタルウイングにより掘削している状況をしめす正面図である。
【図２】本発明の一実施例を示す、図１の施工中のＡ−Ａ'の位置のボーリングロットと２組のＵチューブの組み立て状態の断面である。
【図３】本発明の一実施例を示す複数のＵチューブを所定の深度まで施工終了し、ボーリングロットを逆転してメタルウイングを切り離し、組込みパイプ金具を介して複数Ｕチューブを孔底に残置しボーリングロットを引き抜きながら先端ノズルからセメントミルクを注入しつつ削孔の空隙を埋め、保孔管からセメントミルクに押し上げられた掘削泥水が排水されている状況の正面図である。
【図４】本発明の一実施例を示す孔底にソイルコラムの中に組込みパイプ金具とＵチューブ複数本が埋設残置され後の固結したソイルコラムの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
予定位置へ保孔管を配し、ボーリングロット先端に取り付けられたウオータージェットカッターノズル
と組込パイプ金具を介し、複数Ｕチューブをボーリングロット回転スライド自由可能な構造でウオーター
ジェットカッターにより地盤を緩め且つメタルウイングにより掘削している正面図である(図１)の所定
の深度まで挿入する。
【００１２】
図２は該記の（図１）の施工中のボーリングロット回転方向と地中熱コレクターＵチューブ（図１）の
一定深度での施工状態を示す断面図。
【００１３】
図３は該記の（図１）の複数Ｕチューブが該記の（図１）の孔内所定深度まで設置された状態を示し、
所定の深度まで施工終了後、ボーリングロット先端を孔底に押し付け逆転しメタルウイングを切り離し
組込みパイプ金具を介した複数Ｕチューブを孔底に残置しボーリングロットを引き抜きながら先端ノズル
からセメントミルクを注入しつつ削孔底から順じ孔口へ空隙を埋めることで孔低から掘削泥水が保孔管を
経由し排水されている状況を示す。
【００１４】
図４は該記の（図３）の目的のＵチューブが該記の（図３）の孔内所定深度まで設置された状態を示し、
所定施工の終了後、削孔の空隙を埋たセメントミルクが掘削土と混ざりソイルコラムとなってＵチューブ
周囲の地盤の熱伝導度が向上し、地中熱の採取が円滑に図られる。
【実施例】
【００１５】
図１は、ボーリングロットＢＲの先端に取り付けられた、ウオータージェットカッターノズルＮから
水圧で掘削し、複数ＵチューブＰＵを取り付けた組込みパイプ金具ＰＳを介してボーリングロットの回転Ｋ
とスライド自由長ＳでボーリングロットＢＲの回転によりメタルウイングＭＷで孔底を同時に削孔してい
る施工状況の正面図である。
【００１６】
図２は該記の（図１）の正回転ＫのボーリングロットＲを介してウォージェットカッター水Ｗで施工中の
ＵチューブＰＵへは予め不凍液ＦＷ封入し施工中の削孔ＢＨとボーリングロットＢＲ内部には掘削水Ｗの
施工状態を示す。
【００１７】
図３は、所定の深度までの施工が終了しボーリングロッドＢＲの先端のをメタルウイングＭＷ孔底に押し
付け逆回転Ｋ２によりメタルウイングＭＷを孔底で切り離し、複数ＵチューブＰＵを取り付けた組込み
パイプ金具ＰＳを孔底に残置しボーリングロットＢＲのウオータージェットカッターノズルＮからセメント
ミルクＣを加圧注入し順じ孔底から掘削水Ｗを保孔管Ｔから排水しボーリングロットＢＲの引抜作業中
の状態を示す。
【００１８】
図４は該記の（図３）のＵチューブＰＵが該記の（図３）の孔内所定深度まで設置された状態を示し、
所定の深度まで施工終了後、削孔ＢＨの空隙を埋めたセメントミルクＣが固結ソイルコラムＳＣ２
となってＵチューブＰＵ周囲の熱伝導度が向上し、地中熱の採取が円滑に図られる状態を示す。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明の活用例として、地中熱を利用して、道路凍結防止や工場、事務所及び戸建住宅の給湯や床暖房
及び空調に利用する熱交換器に適用できる。
【符号の説明】
【００２０】
ＢＨ・・・掘削孔      Ｗ・・・掘削水      ＢＲ・・・ボーリングロット      ＳＣ・・・未固結ソイルコラム  
ＳＣ２・・・固結ソイルコラム        Ｃ・・・セメントミルク      Ｔ・・・保孔管      Ｒ・・・ＰＵリール
ＰＳ・・・組込パイプ金具    Ｓ・・・スライド長    Ｎ・・・ノズル    ＭＷ・・・メタルウイング    
１・・・押し込み方向    ２・・・引抜方向      Ｋ１・・・正回転      Ｋ２・・・逆回転    ＦＷ・・・不凍液
【図１】
2011127854.tif 000003
【図２】
2011127854.tif 000004
【図３】
2011127854.tif 000005
【図４】
2011127854.tif 000006