(57)【要約】【課題】建物の基礎杭を利用して地中と熱交換するシステムにおいて、熱交換用配管を基礎杭の内部に設置するものでは、断面欠損による強度の低下を考慮して、コンクリートの強度を上げたり、杭径を大きくする等の対策が必要となり、コスト増の要因となると共に、地中と熱交換用配管との間に基礎杭を構成するコンクリートが介在されるため熱交換効率が悪い。【解決手段】そこで本発明では、場所打ちの基礎杭を構築するための鉄筋かご２の外周側に熱交換用配管６を支持した状態においてコンクリートを打設して基礎杭を構築し、熱交換用配管を基礎杭の設計杭径と掘削孔１との空隙に配置する構成とした建物の基礎杭を利用した熱交換システムにおける熱交換用配管の設置機構を提案する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の基礎杭を利用して熱交換用配管を設置し、地中との熱交換を行うようにしたシステムにおいて、場所打ちの基礎杭を構築するための鉄筋かごの外周側に熱交換用配管を支持した状態においてコンクリートを打設して基礎杭を構築し、熱交換用配管を基礎杭の設計杭径と掘削孔との空隙に配置する構成としたことを特徴とする建物の基礎杭を利用した熱交換システムにおける熱交換用配管の設置機構
【請求項２】
熱交換用配管は、鉄筋かごの外周に設置される偏心防止用のスペーサーに取り付けて支持する構成とした請求項１に記載の建物の基礎杭を利用した熱交換システムにおける熱交換用配管の設置機構
【請求項３】
熱交換用配管は、鉄筋かごの外周に設置される偏心防止用のスペーサーにより鉄筋かごの外周側に設けた支持材に取り付けて支持する構成とした請求項１又は２に記載の建物の基礎杭を利用した熱交換システムにおける熱交換用配管の設置機構
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物の基礎杭を利用して地中と熱交換するシステムにおける熱交換用配管の設置機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
外気温度に比べて年間を通して略一定な地中の温度を空調用の熱源として利用することが従来から行われている。即ち、地中の温度は、その深さにもよるが、１０ｍ以上の深さでは、年間を通じて略１５℃程度に維持されており、このように比較的深い地中の温度を空調用の熱源として利用することを目的とするシステムの一つとして、建物の基礎杭の内部に水等の熱媒体を流す熱交換用配管を設置して熱交換を行うようにしたシステムが提案されている。
【０００３】
例えば特開昭６０−８６５９号公報に記載のものでは、下部先端が塞がれた工場生産コンクリート杭の同心状の穴にＵ字形の熱交換用配管を挿入して、この熱交換用配管に熱媒体を循環させるようにすると共に、コンクリート杭の同心状の穴と熱交換用配管を熱伝達の良い材料で埋めた構成としている。
【０００４】
この従来の文献では、工場生産コンクリート杭の穴に挿入した熱交換用配管を支持するための具体的な支持機構や、コンクリート杭の穴を埋める熱伝達の良い材料の具体例については全く開示されていない。
【０００５】
そこで、場所打ちの基礎杭内に熱交換用配管を設置しようとした場合に通常考えられる方法としては、例えば図３に示したように現場打の基礎杭を構築するための鉄筋かごａのフープ筋ｂに内接するように主筋ｃと主筋ｃの間に熱交換用配管ｄを配置して、それをフープ筋に取り付ける方法や、このような主となる鉄筋かごの内側の同心状に配管固定用の小径の鉄筋かごを配置して、この小径の鉄筋かごに熱交換用配管を取り付ける方法等が挙げられる。尚、図３において符号ｅは掘削孔を示すものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、基礎杭の内部に熱交換用配管を設置する場合には、断面欠損による強度の低下を考慮して、コンクリートの強度を上げたり、杭径を大きくする等の対策が必要となり、コスト増の要因となると共に、地中と熱交換用配管間に基礎杭を構成するコンクリートが厚く介在するため熱交換効率が悪い。また、前者の方法では、主筋ｃと配管ｄとの間隔が狭くなるため
、この部分にコンクリートが十分に流れ込まず、充填不良を起こすことが懸念され、また後者の方法では、二重の鉄筋かごを用いることになるため、材料、人工手間共に、コスト増の要因となる。
そこで本発明は、このような課題を解決することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明では、建物の基礎杭を利用して熱交換用配管を設置し、地中との熱交換を行うようにしたシステムにおいて、場所打ちの基礎杭を構築するための鉄筋かごの外周側に熱交換用配管を支持した状態においてコンクリートを打設して基礎杭を構築し、熱交換用配管を基礎杭の設計杭径と掘削孔との空隙に配置する構成とした建物の基礎杭を利用した熱交換システムにおける熱交換用配管の設置機構を提案する。
【０００８】
そして請求項２の発明では、請求項１の構成において、熱交換用配管は、鉄筋かごの外周に設置される偏心防止用のスペーサーに取り付けて支持する構成とすることを提案する。
【０００９】
また請求項３の発明では、請求項１又は２の構成において、熱交換用配管は、鉄筋かごの外周に設置される偏心防止用のスペーサーにより鉄筋かごの外周側に設けた支持材に取り付けて支持する構成とすることを提案する。
【００１０】
本発明によれば、基礎杭は、熱交換用配管を鉄筋かごの外周側に取り付けて支持した状態でコンクリートを打設して、その本体を構築することにより、熱交換用配管を基礎杭の設計杭径と掘削孔との空隙に配置する。従って熱交換用配管は、杭内部に設置するよりも土に近くなるため熱交換を効率よく行うことができ、また杭本体の内部に支持機構により設けた場合のように、コンクリートの断面欠損や充填不良を起こすこともなく、支持機構によるコスト増もない。
【００１１】
特に、熱交換用配管は、鉄筋かごの外周に設置される偏心防止用のスペーサーを利用し、これに取り付けて支持するようにすれば、新たに専用の支持材等を設置する必要がないので、この点においてもコスト増を防ぐことができる。
【００１２】
また設置する熱交換用配管の数を増加する場合には、スぺーサーの数は増やさず、スぺーサーにより、鉄筋かごの外周側に設けた鉄筋等の支持材を取り付け、この支持材に取り付けるようにすれば、簡単に熱交換用配管の数を増やすことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図１〜図３を参照して説明する。
図１は本発明の設置機構の第１の実施の形態を概略的に示す縦断面図、図２はその横断面図であり、符号１は掘削孔、２は基礎杭（コンクリート杭）を場所打ちで構築するための鉄筋かごであり、掘削孔１に建て込んだ状態を示している。尚、場所打ちの基礎杭を構築するための工法としては、アースドリル工法、リバースサーキュレーション工法、オールケーシング工法等の適宜の工法を適用することができる。
【００１４】
鉄筋かご２は、従来のものと同様に多数の長さ方向の主筋３の回りに多数のフープ筋４を配筋した構成であり、この鉄筋かご２の上部側の外周には、鉄筋かご２、従って構築される基礎杭の偏心防止用のスペーサー５を設けている。この実施の形態では、スペーサー５は山形板状で、鉄筋かご２の外周に等間隔で４個設置している。
【００１５】
符号６は下部が連なった一対のパイプから成るＵ字状の熱交換用配管であり、この熱交換用配管６は、一対のパイプにより上記スペーサー５を挟んだ形で取り付けて支持している。一対のパイプはスペーサー５に樹脂製のバンド・針金等により取り付けたり、クランプ等を用いて取り付けることができる。こうして鉄筋かご２の外周には、軸方向に沿って、４本のＵ字状の熱交換用配管６が設置される。
【００１６】
以上のように熱交換用配管６を支持した鉄筋かご２を掘削孔１内に建て込んだ後、コンクリートを打設して基礎杭の本体を構築する。
【００１７】
このため熱交換用配管６と土（掘削孔）との間にはコンクリートが充填されてしまうが、充填されてしまう厚さは、実際の杭径と掘削孔との余掘分だけなので、杭内部に熱交換用配管６を設置する場合よりもコンクリート厚は小さく、土により近いため、熱交換を効率よく行うことができ、また杭本体の内部に設ける場合のように、コンクリートの断面欠損や充填不良を起こすこともなく、内部に支持機構を設けないため、それによるコスト増もない。
【００１８】
特に熱交換用配管６は鉄筋かご２の外周に設置される偏心防止用のスペーサー５を利用し、これに取り付けて支持するようにすれば、新たに専用の支持材等を設置する必要がないので、この点においてもコスト増を防ぐことができる。
【００１９】
また設置する熱交換用配管６の数を増加する場合には、第２の実施の形態に対応する図３に示すように、スぺーサー５の数は増やさず、スぺーサー５の周囲に鉄筋等の支持材８を取り付け、この支持材８に樹脂製のバンド、針金等、又はクランプ等を用いて熱交換用配管６を取り付けるようにすれば、簡単に熱交換用配管６の数を増やすことができる。
【００２０】
尚、図３においては、熱交換用配管６は支持材８の外側にのみ取り付けており、スペーサー５自体には取り付けていないが、場合によってはスペーサー５自体にも取り付けるようにすることもできる。
【００２１】
こうして、内部に水等の熱媒体を流す熱交換用配管７を設けて熱交換を行えるようにした建物の基礎杭を、充填不良を起こさずに、容易に、しかも低コストで構築することができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は以上のとおり、建物の基礎杭内に熱交換用配管を設置して地中との熱交換を行うようにしたシステムにおいて、場所打ちの基礎杭を構築するための鉄筋かごの外周側に熱交換用配管を支持した状態においてコンクリートを打設して基礎杭を構築し、熱交換用配管を基礎杭の設計杭径と掘削孔との空隙に配置する構成としているので、熱交換用配管は土に近いため、熱交換を効率よく行うことができ、また杭本体の内部に支持機構により設けた場合のように、コンクリートの断面欠損や充填不良を起こすこともなく、内部に支持機構を設けないので、それによるコスト増もない。
【００２３】
特に、熱交換用配管は、鉄筋かごの外周に設置される偏心防止用のスペーサーを利用し、これに取り付けて支持するようにすれば、新たに専用の支持材等を設置する必要がないので、この点においてもコスト増を防ぐことができる。
【００２４】
また設置する熱交換用配管の数を増加する場合には、スぺーサーの数は増やさず、スぺーサーにより、鉄筋かごの外周側に設けた鉄筋等の支持材を取り付け、この支持材に取り付けるようにすれば、簡単に熱交換用配管の数を増やすことができる
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の設置機構の第１の実施の形態を概略的に示す縦断面図である。
【図２】図１の横断面図である。
【図３】本発明の設置機構の第２の実施の形態を概略的に示す横断面図である。
【図４】従来技術を用いた場合の鉄筋かごへの熱交換用配管の支持形態の例を示す横断面図である。
【符号の説明】
１          掘削孔
２          鉄筋かご
３          主筋
４          フープ筋
５          スペーサー
６          熱交換用配管
７          空隙
８          支持材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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