(57)【要約】      （修正有）【課題】一般の杭施工と同様の方法で杭体を沈設でき、回転沈下による下杭の設置工法によっても熱交換用管材が下杭の外周面に巻き付いてしまうことのない熱交換杭におけるＵ字型管の固定具を提供する。【解決手段】杭体の外周囲に、熱交換媒体を上下方向で循環できるよう下端の折返部で連続し、杭長手方向に延設したＵ字型管を杭周方向に複数組並べて設置してなる熱交換杭におけるＵ字型管の固定具７であって、杭体の外周囲に固定可能とした位置決めバンド８と、該位置決めバンドの外側にあって杭周方向にスライド可能となるように設置したＵ字型管固定バンド９とからなり、前記Ｕ字型管を、前記杭体の外周囲に固定した前記位置決めバンドに前記Ｕ字型管固定バンドを介して設置する熱交換杭のＵ字型管固定具。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
杭体の外周囲に、不凍液等の熱交換媒体を上下方向で循環できるように供給管と取出管とが下端の折返部で連続し、杭長手方向に延設した熱交換媒体用のＵ字型管を、杭周方向に複数組並べて設置してなる熱交換杭におけるＵ字型管の固定具であって、杭体の外周囲に固定可能とした位置決めバンドと、該位置決めバンドの外側にあって杭周方向にスライド可能となるように設置したＵ字型管固定バンドとからなり、前記Ｕ字型管を、前記杭体の外周囲に固定した前記位置決めバンドに、前記Ｕ字型管固定バンドを介して設置するように形成したことを特徴とする熱交換杭におけるＵ字型管の固定具。
【請求項２】
前記Ｕ字型管固定バンドが、前記位置決めバンドに形成した杭周方向の凹溝とスライド可能とした嵌合部を備えたことを特徴とする請求項１記載の熱交換杭におけるＵ字型管の固定具。
【請求項３】
前記Ｕ字型管固定バンドが、前記杭体の直径外方向に突出する左右一対の側壁部材からなる固定部を備え、該固定部に前記Ｕ字型管を設置する構成としたことを特徴とする請求項１又は２記載の熱交換杭におけるＵ字型管の固定具。
【請求項４】
杭体の外周囲に、不凍液等の熱交換媒体を上下方向で循環できるように供給管と取出管とが下端の折返部で連続し、杭長手方向に延設した熱交換媒体用のＵ字型管を杭周方向に複数組並べて取り付けるようにした熱交換杭の掘削孔内への設置方法であって、回転して埋設する杭体の外周囲に、位置決めバンドとＵ字型管固定バンドからなるＵ字型管の固定具を、杭長手方向に所望の間隔をおいて複数設置し、前記Ｕ字型管の下端の折返部と、杭体又は雇い杭の地上側に位置する前記Ｕ字型管の他端部を、それぞれ杭体の外周囲に固定した前記位置決めバンドに対して杭周方向にスライド可能な前記Ｕ字型管固定バンドを介して設置し、杭体又は雇い杭を回転して埋設する際に、前記Ｕ字型管固定バンドに取り付けた前記Ｕ字型管を回転させずに、掘削孔内に設置するようにしたことを特徴とする熱交換杭の設置方法。
【請求項５】
前記Ｕ字型管の下端の折返部と、杭体又は雇い杭の上方側に位置する前記Ｕ字型管の他端部間にプレストレスを与え、この状態で前記杭体又は雇い杭を回転して掘削孔内へ埋設するようにしたことを特徴とする請求項４記載の熱交換杭の設置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換杭を掘削孔内に設置する方法、詳しくは、杭体の外周囲に熱交換媒体が流動する熱交換用のＵ字型管を杭長手方向に延設した熱交換杭を、予め掘削した掘削孔内の所定位置まで回転させながら沈設する熱交換杭の設置方法と、前記熱交換用のＵ字型管を杭体の外周囲に固定するための固定具に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築物の基礎として使用する既製杭を地中熱交換器として利用することが従来から知られている。このような既製の基礎杭を利用した地中熱交換器としては、既製杭の外周囲に熱交換媒体を流動させるコイル構造の伝熱管を長手方向に延設し、これを帯具により杭の外周面に取り付けた構造としたもの（例えば、特許文献１、特許文献２）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２０６５２８号公報
【特許文献２】特開２００７−１０７２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前記特許文献１（特開２００３−２０６５２８号公報）のものは、上杭を継ぐことが困難で、仮に上杭を継いだとしても、伝熱管を連結するには相当の困難を伴うとゝもに、継いだ上下の両杭を掘削孔内に回転させながら沈設する場合には連結した伝熱管が上杭の外周面に巻き付き、設置作業が困難であるといった諸問題点がある。
【０００５】
これに対し、前記特許文献２（特開２００７−１０７２００号公報）では、底部用既製杭の側部の下側に折り返し部を形成した熱交換用配管を固定し、底部用既製杭を掘削孔内に降下しながら熱交換用配管を杭体側部に沿わせつつ地上側で順次繰り出して施工する設置方法が提案されている。
【０００６】
このようにすれば、巻回された熱交換用管材を往復一対のものとして準備するだけで施工が容易となるが、この底部用既製杭を回転させながら掘削孔内に沈設するようにした設置方法を採用するにあっては、前記底部用既製杭の回転に伴って熱交換用管材が底部用既製杭の外周面に巻き付いてしまう。したがって、底部用既製杭を掘削孔内に回転させながら熱交換用配管を杭体側部に沿わせつつ設置するようにした回転沈下による底部用既製杭の設置工法には不向きであるといった問題点がある。
【０００７】
本発明は、上記のような従来の諸問題点を解決するために成されたもので、一般の杭施工と同様の方法で杭体を沈設でき、回転沈下による底部用既製杭の設置工法によっても、熱交換用管材が底部用既製杭の外周面に巻き付いてしまうことのない熱交換杭用Ｕ字型管の固定具及びこの固定具を用いた熱交換杭の設置方法を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本願の請求項１に係る発明は、杭体の外周囲に、不凍液等の熱交換媒体を上下方向で循環できるように供給管と取出管とが下端の折返部で連続し、杭長手方向に延設した熱交換媒体用のＵ字型管を、杭周方向に複数組並べて設置してなる熱交換杭におけるＵ字型管の固定具であって、杭体の外周囲に固定可能とした位置決めバンドと、該位置決めバンドの外側にあって杭周方向にスライド可能となるように設置したＵ字型管固定バンドとからなり、前記Ｕ字型管を、前記杭体の外周囲に固定した前記位置決めバンドに、前記Ｕ字型管固定バンドを介して設置するように形成したことを特徴とする熱交換杭におけるＵ字型管の固定具である。
【０００９】
また、本願の請求項２に係る発明は、前記Ｕ字型管固定バンドが、前記位置決めバンドに形成した杭周方向の凹溝とスライド可能とした嵌合部を備えたことを特徴とするＵ字型管の固定具である。
【００１０】
また、本願の請求項３に係る発明は、前記Ｕ字型管固定バンドが、前記杭体の直径外方向に突出する左右一対の側壁部材からなる固定部を備え、該固定部に前記Ｕ字型管を設置する構成としたことを特徴とするＵ字型管の固定具である。
【００１１】
また、本願の請求項４に係る発明は、杭体の外周囲に、不凍液等の熱交換媒体を上下方向で循環できるように供給管と取出管とが下端の折返部で連続し、杭長手方向に延設した熱交換媒体用のＵ字型管を、杭周方向に複数組並べて取り付けるようにした熱交換杭の掘削孔内への設置方法であって、回転して埋設する杭体の外周囲に、位置決めバンドとＵ字型管固定バンドからなるＵ字型管の固定具を、杭長手方向に所望の間隔をおいて複数箇所に設置し、前記Ｕ字型管の下端の折返部と、杭体又は雇い杭の地上側に位置する前記Ｕ字型管の他端部を、それぞれ杭体の外周囲に固定した前記位置決めバンドに対して杭周方向にスライド可能な前記Ｕ字型管固定バンドを介して設置し、杭体又は雇い杭を回転して埋設する際に、前記Ｕ字型管固定バンドに取り付けた前記Ｕ字型管を回転させずに掘削孔内に設置するようにしたことを特徴とする熱交換杭の設置方法である。
【００１２】
そして、本願の請求項５に係る発明は、前記Ｕ字型管にプレストレスを与えた状態で、前記杭体を掘削孔内へ設置することを特徴とする熱交換杭の設置方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の請求項１，２に記載した熱交換杭におけるＵ字型管の固定具では、杭体の外周囲に設置する熱交換媒体用のＵ字型管を、杭体の外周囲に固定可能とした位置決めバンドと、該位置決めバンドの外側にあって杭周方向にスライド可能となるように設置したＵ字型管固定バンドとからなり、前記Ｕ字型管を、前記杭体の外周囲に固定した前記位置決めバンドに、前記Ｕ字型管固定バンドを介して設置するように形成した構成であるから、杭体が回転し、その外周囲に固定した前記位置決めバンドが回転しても、熱交換媒体用のＵ字型管は杭体の外周囲を杭周方向に移動しない。
【００１４】
したがって、杭体を回転せしめて掘削孔内に熱交換杭を埋設する際にも、前記熱交換媒体用のＵ字型管は杭体の外周囲に巻き付くことがない熱交換用杭を提供できる。
【００１５】
また、本発明の請求項３に記載した熱交換杭におけるＵ字型管の固定具では、前記Ｕ字型管を、前記杭体の直径外方向に突出する左右一対の側壁部材からなる固定部に設置した構成とすることで、杭体を回転せしめて掘削孔内に熱交換杭を埋設する際に、前記固定部の両側壁部材が掘削孔内の充填物等と衝当する。その結果、前記Ｕ字型管固定バンドに杭体の回転方向と逆方向の抵抗が付与されることになり、前記熱交換媒体用のＵ字型管はより一層、杭体の外周囲を周方向に移動しない構造となる。
【００１６】
また、本発明の請求項４に係る熱交換杭の掘削孔内への設置方法では、回転して埋設する杭体の外周囲に設置する熱交換媒体用のＵ字型管にあって、その下端の折返部と、杭体又は雇い杭の地上側に位置する他端部をそれぞれ、杭体の外周囲に固定した位置決めバンドに対して杭周方向にスライド可能なＵ字型管固定バンドを介して設置し、杭体又は雇い杭を回転して埋設する際に、前記Ｕ字型管固定バンドに取り付けた前記Ｕ字型管を回転させずに掘削孔内に設置するようにした熱交換杭の設置方法であるから、杭頭部が地中内にある場合でも、杭頭部上方にあるＵ字型管がばらけることなく、かつ底部用の杭体に設置したＵ字型管の下端の折返部も杭周囲の回りで回転することがない。したがって、前記Ｕ字型管は杭体の全長にわたって杭体の外周面に巻き付くことがなく、品質の安定した熱交換杭を埋設することができる。
【００１７】
また、上記熱交換杭の設置方法を採用することで、杭頭部上方にある熱交換媒体用のＵ字型管の上端、すなわち熱交換媒体用の供給管と取出管の上端が杭周方向に移動することなく所定の位置にあるため、上杭を継ぐ際にも、前記Ｕ字型管の供給管および取出管の上端にそれぞれ、上杭の外周囲に設置する新たな供給管および取出管を連結する作業も容易に行うことができ、作業能率が向上する。
【００１８】
また、本願の請求項５に記載の発明は、前記Ｕ字型管にプレストレスを与えた状態で、杭体及び雇い杭を掘削孔内への設置する熱交換杭の設置方法であるから、杭体を回転して掘削孔内に埋設する際に、位置決めバンドとＵ字管固定バンドとの間に多少の抵抗が生じた場合ても、前記Ｕ字型管に与えられた張力によって、前記Ｕ字管固定バンドはより一層回転し難くなる。無論、スライド構造を密閉シールにするなど複雑な構造とすることを要しない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る固定具で熱交換媒体用のＵ字型管を杭体の外周囲に設置した状態の正面図である。
【図２】本発明に係る固定具を構成する位置決めバンドの分解斜視図である。
【図３】本発明に係る固定具を構成するＵ字管固定バンドの分解斜視図である。
【図４】同固定具を杭体に設置する過程を示す斜視図である。
【図５】同固定具を杭体に設置した状態の斜視図である。
【図６】図５のイ部の拡大部分図である。
【図７】本発明に係る固定具を構成するＵ字管固定バンドの第２実施例の分解斜視図である。
【図８】図７に示す第２実施例のＵ字管固定バンドと前記位置決めバンドからなる固定具を杭体に設置する過程を示す斜視図である。
【図９】同固定具を杭体に設置した状態の斜視図である。
【図１０】図９のロ部の拡大部分図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を図面に示す実施例により詳細に説明する。図において、１は杭体で、下端に拡大部２Ａを有する底部用の下杭２と、該下杭２の杭頭に上杭３を連結した状態を示すもので、４は前記杭体１（２，３）の外周囲に設置したＵ字型管である。
【００２１】
前記Ｕ字型管４は、不凍液等の熱交換媒体を上下方向で循環できるように供給管５Ａと取出管５Ｂとが下端の折返部６の部分で連続した構造のもので、前記杭体１（２，３）の長手方向に延設した前記熱交換媒体用のＵ字型管４を杭周方向に複数組（図示では３組）並べて配置し、これを固定具７によって上記杭体１の外周囲に固定してある。
【００２２】
前記固定具７は、前記杭体１の外周囲に固定可能とした位置決めバンド８と、該位置決めバンド８の外側にあって、該位置決めバンド８に対してスライド可能となるように設置したＵ字型管固定バンド９とから構成されている。前記位置決めバンド８およびＵ字型管固定バンド９はそれぞれ、二つの半円形状の位置決めバンド部材８Ａ，８Ｂおよび同じく半円形状のＵ字型管固定バンド部材９Ａ，９Ｂを組み合わせ、その連結部材８Ｃ，８Ｃおよび９Ｃ，９Ｃの部分でそれぞれ、ボルト１０，ナット１１締めにより円形状に形成する構造としている。
【００２３】
１２は前記位置決めバンド８の外周面に形成した凹溝で、前記二つの半円形状の位置決めバンド部材８Ａ，８Ｂをそれぞれ、図２に示す状態から中心方向に寄せ、突き合わせたそれぞれの連結部材８Ｃ，８Ｃの部分で前記ボルト１０，ナット１１締めにより円形状に形成した際に、前記位置決めバンド８の外周面に形成される円周方向の凹溝である。
【００２４】
１３は前記Ｕ字型管固定バンド９を形成している嵌合部で、前記Ｕ字型管固定バンド部材９Ａ，９Ｂを構成する上下の半円形状のリング状部材９Ｄ，９Ｄを前記連結部材９Ｃ，９Ｃで連結することで円形状に形成したものであり、前記Ｕ字型管固定バンド９の嵌合部１３は、前記位置決めバンド８の外側にあって、その凹溝１２内に緩く嵌合する構成としたものである。
【００２５】
上記のような構成によって、前記位置決めバンド８の外側に位置する前記Ｕ字型管固定バンド９は、前記位置決めバンド８の前記凹溝１２に緩く嵌合する前記嵌合部１３に案内され、前記位置決めバンド８の外周を周方向にスライド可能となる。なお、図中１４は前記Ｕ字型管固定バンド９に装着した前記Ｕ字型管４の固定部で、この固定部１４で前記Ｕ字型管４の供給管５Ａと取出管５Ｂをそれぞれ格別に、前記Ｕ字型管固定バンド９に固定するものである。
【００２６】
１５Ａ，１５Ａは前記Ｕ字型管４の固定部１４を構成している左右一対の側壁部で、この左右一対の両側壁部１５Ａ，１５Ａの前端縁は前記Ｕ字型管固定バンド９の直径外方向に突出しており、前記Ｕ字型管４の供給管５Ａと取出管５Ｂはそれぞれ格別に、前記両側壁部１５Ａ，１５Ａ間に位置して前記固定部１４で固定される構造としたものであり、前記Ｕ字型管４はこの固定部１４を介して前記Ｕ字型管固定バンド９に固定される。
【００２７】
２０は前記Ｕ字型管固定バンド９の他の実施例で、このＵ字型管固定バンド２０と前記Ｕ字型管固定バンド９と相違する点は前記Ｕ字型管４の固定部の構造の違いだけであり、その他の構成は同じである。詳述すると、前記Ｕ字型管固定バンド２０は、図７に示すように、半円形状のＵ字型管固定バンド部材２０Ａ，２０Ｂを組み合わせ、円形状に連結して形成したもので、前記Ｕ字型管固定バンド２０に設置したＵ字型管４の固定部２１は、左右一対の側壁部２２Ａ，２２Ａと、この両側壁部２２Ａ，２２Ａの前記Ｕ字型管固定バンド２０の直径外方向に突出している前端縁の上方部を前面壁部２３で覆った構造からなるボックス型とした点である。
【００２８】
このＵ字型管固定バンド２０は、Ｕ字型管４の不凍液等の熱交換媒体を上下方向で循環できるように、前記Ｕ字型管４の供給管５Ａと取出管５Ｂとをその下端で折り返した折返部６の部分を収納し保護するために、前記底部用の下杭２の先端部に設置する前記Ｕ字型管４の固定具７としての使用に適したものである。
【００２９】
すなわち、前記Ｕ字型管４の供給管５Ａと取出管５Ｂの下端は、Ｕ字型の連結部材２４を介して連結された折返し部６を備えているが、この折返し部６を前記半ボックス型の固定部２１内に収納し、前記連結部材２４と前記Ｕ字型管固定バンド２０とを紐体等により連結することで、前記折返し部６をＵ字型管固定バンド２０に固定する構成としたものである。
【００３０】
これにより、前記連結部材２４を介して連結された供給管５Ａと取出管５Ｂの前記折返部６は半ボックス型の固定部２１内に位置することになる。その結果、下杭２の回転に伴うモルタル等の充填材や掘削土等から受ける外力から前記両側壁部１５Ａ，１５Ａや前面壁部２３によって前記折返部６を保護することができるとゝもに、下杭２に固定した前記位置決めバンド８が底部杭２と同方向に回転する際にも、前記Ｕ字型管固定バンド２０および該Ｕ字型管固定バンド２０に固定したＵ字型管の折返部６は回転しない。
【００３１】
したがって、下杭２の杭頭部が地中内にある場合でも杭頭部上方にあるＵ字型管がばらけることなく、かつ下杭２に上杭３を繋いだ場合でも、杭体１の外周囲に設置したＵ字型管４の下端の折返部６も杭周囲の回りで回転することがなので、前記Ｕ字型管４は杭体１の全長にわたって杭体１の外周面に巻き付くことがない。
【００３２】
つぎに、本発明に係る位置決めバンド８及びＵ字型管固定バンド９からなる固定具７を杭体１の外周囲に設置する手順を説明すると、先ず、図２に示す状態で分離されている半円形状の位置決めバンド部材８Ａ，８Ｂを杭体１の周囲に配設し、左右から杭体１の方向に寄せて杭体１の外周囲に密着させた状態に巻き付ける。つぎに、連結部材８Ｃ，８Ｃの部分でボルト１０とナット１１により前記位置決めバンド部材８Ａ，８Ｂを連結することで、図４に示すように、円形状の位置決めバンド８を杭体１の外周囲に固定する。
【００３３】
このようにして、前記位置決めバンド８を杭体１の外周囲に所定の間隔をおいて固定した後、この位置決めバンド８の外周側に、図３に示す状態で分離されている半円形状のＵ字型管固定バンド部材９Ａ，９Ｂを、図４に示すように配設し、その嵌合部１３を前記位置決めバンド８の凹溝１２内に嵌合せて配設する。つぎに、前記半円形状のＵ字型管固定バンド部材９Ａ，９Ｂを連結部材９Ｃ，９Ｃの部分でボルト１０とナット１１により前記Ｕ字型管固定バンド部材９Ａ，９Ｂを連結することで、図５，図６に示すように、円形状のＵ字型管固定バンド９を前記位置決めバンド８の外周側に設置する。
【００３４】
このような手順で、杭体１の外周囲に位置決めバンド８とＵ字型管固定バンド９からなる固定具７を杭体１の外周囲に所定間隔で複数個設置する。この場合、下杭２の下部に設置する固定具７としては、図２に示す位置決めバンド８と図７に示すＵ字型管固定バンド２０との組合わせからなる固定具７を使用し、図８に示すように配設して、前記円形状のＵ字型管固定バンド９と同様な方法により、図９，図１０に示すように、円形状のＵ字型管固定バンド２０を前記位置決めバンド８の外周側に設置する。
【００３５】
つぎに、前記Ｕ字型管４の供給管５Ａと取出管５Ｂの下端の折り返し部６を、下杭２の下部に設置した前記半ボックス型の固定部２１内に収納し、前記連結部材２４と前記Ｕ字型管固定バンド２０とを紐体等により連結することで、前記折返し部６を前記Ｕ字型管固定バンド２０に固定する。そして、その上方に設置した固定具７にあっては、前記Ｕ字型管固定バンド９の固定部１４を構成する前記側壁部１５Ａ，１５Ａの間に前記Ｕ字型管４の供給管５Ａと取出管５Ｂをそれぞれ格別に位置せしめ、前記Ｕ字型管４の供給管５Ａと取出管５Ｂを前記Ｕ字型管固定バンド９に固定する。
【００３６】
そこで、杭体１を回転させながら掘削孔内に沈設する場合、下杭２の外周囲に固定した前記Ｕ字型管４の下端の折返し部６にあっては、掘削孔内に充填したモルタルなどの充填材や掘削土等から下杭２の回転とは逆方向の外力を受ける。この場合、前記Ｕ字型管固定バンド２０の両側壁部１５Ａ，１５Ａによって前記折返部６を保護することができるとゝもに、下杭２に固定した前記位置決めバンド８が下杭２と同方向に回転する際にも、前記Ｕ字型管固定バンド２０および該Ｕ字型管固定バンド２０に固定したＵ字型管４の折返部６は回転しない。
【００３７】
また、その上方に設置した固定具７にあっては、前記Ｕ字型管固定バンド９の固定部１４を構成する前記側壁部１５Ａ，１５Ａの間に前記Ｕ字型管４の供給管５Ａと取出管５Ｂをそれぞれ格別に位置している。したがって、前記Ｕ字型管４の供給管５Ａと取出管５Ｂは、前記位置決めバンド８に対して周方向にスライド可能となるように設置した前記Ｕ字型管固定バンド９を介して設置されているので、杭体１が回転しても前記Ｕ字型管４の供給管５Ａおよび取出管５Ｂは回転しない。
【符号の説明】
【００３８】
１  杭体
２  下杭
３  上杭
４  Ｕ字型管
５Ａ  供給管
５Ｂ  取出管
６  折返し部
７  固定具
８  位置決めバンド
８Ａ・８Ｂ  半円形状の位置決めバンド部材
８Ｃ・９Ｃ  連結部材
９・２０  Ｕ字型管固定バンド
９Ａ・９Ｂ  半円形状のＵ字型管固定バンド部材
９Ｄ  リング状部材
１０  ボルト
１１  ナット
１３  嵌合部
１４・２１  固定部
１５Ａ・２２Ａ  側壁部
２３  前面壁部
２４  連結部材
【図１】
2015166648.tif 000003
【図２】
2015166648.tif 000004
【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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