(57)【要約】　　　（修正有）【課題】堀削して地盤を損なうことなく、設備コストを低減して地中のエネルギーの有効利用を行う。【解決手段】地中内を蓄熱槽として利用する為に、熱交換機能を備えた杭１を打込むことで簡単かつ効率よく熱を貯蓄することができる。その杭は熱伝導率が良く尚地中の耐蝕性に強いステンレス鋼等のパイプ２ａを使用、内部を２層に区切り熱媒体を循環させることにより、地上の熱を地中に送り熱交換させることが可能である。尚地中との熱交換を効率よくする為に同じ材質の板材を矢羽根状に接続加工する。又地中深く蓄熱槽として利用したい場合は、地中内で熱交換板３が開く機能を設けた杭を利用すると設備コストの低減になる。【選択図】　図１ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
図１〜３のようにパイプ杭の杭本体▲１▼の中心部をパイプ（２ａ）又は板（２ｂ）にて分割、尚、杭先端部に連通口▲４▼を設けて熱媒体の循環路とする。又杭本体▲１▼に複数の矢羽根状の熱交換板▲３▼を接合した熱交換杭。
【請求項２】
図４−１のように熱伝導率のよい金属製等の板材を曲げ加工し熱媒体の循環路（ａ）・（ｂ）を設け継ぎ目部（ｃ）・（ｄ）を接合し杭本体▲１▼と中仕切板▲２▼及び２方向に伸びる熱交換板▲３▼が一体型の熱交換杭。
【請求項３】
図４−２のように熱伝導率のよい金属製等の板材をＷ形に曲げ加工し、これを背中合わせに１組として中間部に中仕切板▲２▼を挟み、継ぎ目部（ｃ）・（ｄ）を接合した４枚羽根の熱交換板▲３▼を設けた熱交換杭。
【請求項４】
図５−１のように杭本体▲１▼の中間部に複数の丁番（ｂ）が固定されており、これに連結する熱交換板▲３▼が、杭を地中に打ち込んだ後にこの杭を熱交換板▲３▼の長さ分だけ引き抜くことにより、熱交換板▲３▼の先端に連結された案内丁番（ｃ）の長穴丁番（ｄ）の方向転換に伴い、土の抵抗により地中内を垂直から水平に円を描くように可動することを特徴とする熱交換杭。
【請求項５】
図６のように杭本体▲１▼の中間部に複数のボルト▲４▼が固定されておりこれにナット▲５▼により杭本体▲１▼の縦方向に熱交換板▲３▼を連結固定させる。地中に打ち込んだ後に、この杭を少し回転させることにより図６−１の点線のように熱交換板▲３▼の羽根先端部が固定ボルト▲４▼を中心に少し外側にずらさしめ、尚かつ、杭本体▲１▼を熱交換板▲３▼の長さ分だけ引き抜くことにより、図６−２ａ・６−２ｂのように熱交換板▲３▼が杭本体▲１▼より垂直から水平に円を描くように開くことを特徴とする熱交換杭。
尚この場合、熱交換板▲３▼が杭の回転及び引き抜きの時に土壌の抵抗を受けやすいように熱交換板▲３▼の羽根先端部を図Ａのように折り曲げておく。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は冷暖房及び給湯等の加熱及び熱交換に関しその余剰熱エネルギーを地中内に貯蓄し又利用する手段として、地上から打ち込む杭に熱交換機能を備えた技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来は比較的大型建築物で地下に蓄熱槽等の建造物を作り、冷氷水又は温水等の熱媒体を溜めて、冷暖房に使用されている。
又、一部には農作物のフレーム内で地中に土管を埋設して、この中にフレーム内の温風を送り込み加熱し、夜間の暖房の一助にしている所がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年エネルギーの拡散による大気汚染が問題視されているが、太陽等の自然エネルギー又は生活上の余った熱エネルギー、たとえば風呂排水や冷暖房等の熱交換エネルギーを、そのまま捨てることなく身近に蓄えて、必要に応じて取り出せることができれば、問題の解決につながると考える。
そのエネルギーを蓄える場所として、地中が最適である。その理由として、地中には土壌と共に地下水が浸透しており、熱容量の大きい水を含んだ土壌自体が天然の蓄熱槽になりうる。又表土は断熱性が良く熱の拡散が少ない利点があるが、この地中を掘削により損なうことなく、熱交換機能を備えた杭を打ち込むことで簡単にそして効率よく熱を蓄え利用することが出来る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
熱伝導率が比較的高く、そして地中にて腐食しにくいステンレス鋼等の金属製のパイプ杭を使用。
内部を図１〜４のように熱媒体の循環路用にパイプまたは板材の仕切部材▲２▼にて２分割し、杭の先端部位置に連通口▲４▼を設ける。尚地中と熱交換する接触面を広くする為に図１〜４のように同じ材質の板材を矢羽根状に加工する。この杭を地中に打ち込み、地上の太陽熱や冷暖房等の熱交換熱源を冷温水又は冷媒ガス等の媒体を介してポンプ又は圧縮機にて移送、地中に打ち込まれた複数の熱交換杭内に循環させて熱を地中内に貯蓄し、必要に応じて熱を取りだして冷暖房等の熱源に供するものである。尚、地質が軟弱で地中深くに石やその他障害物の無い場所には、図５・６のタイプの熱交換杭を使用することにより蓄熱範囲が広くとれ大型蓄熱槽としてのコスト低減になる。
又、地中が乾燥し水分が少ない場合は地上より散水補給する必要もある。
【０００５】
【発明の実施の形態】
この設備の設置に当たっては建築物の地下を利用することが望ましいが、農業フレームの地中も利用できる。まず熱交換杭を効率に見合った間隔で地中に碁盤状に並列に打ち込み集熱器（放熱器）に配管接続し、熱媒体を介してポンプ又は圧縮機にて循環させ地中に蓄熱する。
【０００６】
【実施例】
冬季は日中太陽熱により集熱した温水又はガス（冷媒）を打ち込んだ複数の熱交換杭に送って土壌内に蓄熱しておき、暖房の必要な時に放熱器に切り替えて使用する。
又夏季には冷房の必要な時間帯に外気と熱交換、冷やした媒体（冷媒）を地下に送り冷蔵庫又は冷凍庫として負の蓄熱を行う。そして冷房負荷時には逆に熱交換杭により冷やされた冷媒を放熱器に送り冷房を行う。
尚この夏期の場合は当初の低温蓄熱槽が冷房によって熱交換されあたためられ、温熱槽になるが、この温熱槽は給湯設備用の熱源になる為、冷房の不要な夜間等は給湯の熱源として利用できる。これを交互に切り替えることで熱の有効利用が図れる。
【０００７】
【発明の効果】
１）地下の有効利用になる。
２）掘削して地盤を損なうことなく一般の杭と同様に打込むだけであり、工期の短縮と安価な設備費で熱の有効利用がはかれる。
３）熱を貯蓄できるため、冷暖房の熱源供給機器は小型化が可能である。
４）温泉地のような地温の高い所及び山間の傾斜地のように地下に伏流水のある場合は、天然のエネルギーとしてそのまま利用できる。
５）温熱蓄熱と低温蓄熱を２槽に分けた場合は、等価エネルギーの分離保存が可能。リスクの伴わない理想的なエネルギー有効利用ができる。
６）軟弱な地盤は比較的に地下水位が高く、又土壌中に水分を多く含む為に蓄熱に適し、杭も深く打込み可能であり、蓄熱容量の大型化が可能である。
７）規模のある程度大きい場合は年間を通じての蓄熱が可能であり、夏季に温熱蓄熱・冬季に低温蓄熱等別々に区分された場所に天然のエネルギーを貯えることができる。
８）打込杭は建造物のベースコンクリートの根巻きにより地盤強化に役立つ。
９）湿地帯等の軟弱な地盤に建築物を建てる場合は、地盤沈下防止に地中を凍土化することが可能である。
１０）天然エネルギーを活用できるため、一酸化炭素削減に役立ち、地球温暖化防止の一助になりうる。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図５−１】
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【図５−２ａ】
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【図５−２ｂ】
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【図６−１】
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【図６−２ａ】
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【図６−２ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年11月6日(2002.11.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）　側面図（断面図）
（ｂ）　Ｘ−Ｘ′断面（平面断面図）
【図２】平面断面図
【図３】平面断面図
【図４】
−１　平面断面図
−２　平面断面図
【図５】−１　側面図（熱交換板が閉じた状態）
−２ａ平面図（熱交換板が開いた状態）
−２ｂ側面図（熱交換板が開いた状態）
（ｆ）部詳細図（平面断面図）
（ｇ）部詳細図（斜視図）
【図６】−１　側面図（熱交換板が閉じた状態）
−２ａ平面図（熱交換板が開いた状態）
−２ｂ側面図（熱交換板が開いた状態）
【符号の説明】
▲１▼−杭本体
▲２▼−パイプ又は中仕切板
▲３▼−熱交換板
（ａ）−循環路（往）
（ｂ）−循環路（還）
（ｃ）−継ぎ目
（ｄ）−継ぎ目
（ｅ）−ボルト・ナット（回転軸）
（ｆ）−丁番
（ｇ）−案内丁番
（ｈ）−長穴丁番


【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図５】
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【図６】
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