(57)【要約】【課題】基礎杭の内部に熱交換用のパイプを配設する工数の削減を図り、これにより、建造物の施工工数の低減を図ることができる地中熱交換器兼用基礎杭を提供することにある。【解決手段】下端部１０ａ側から地中に打ち込まれて使用される地中熱交換器兼用基礎杭１０であって、この基礎杭本体１１の内部に熱媒体を流入及び流出させる地中熱交換器用パイプ１２が一体的に埋設され、この地中熱交換器用パイプ１２は、熱媒体を基礎杭１０の上端部１０ｂ側から下端部１０ａ側へ流入させる流入流路１２ａと、流入流路１２ａと連設するとともに、熱媒体を基礎杭１０の上端部１０ｂ側から流出させる流出流路１２ｂとを備え、これら流入流路１２ａ及び流出流路１２ｂは、基礎杭１０の上端部１０ｂ側に配管接続用部１２ｃを備えている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート製基礎杭本体の内部に地中熱交換器用パイプが一体的に埋設されていることを特徴とする地中熱交換器兼用基礎杭。
【請求項２】
請求項１記載の地中熱交換器兼用基礎杭において、
前記熱交換パイプは、前記杭本体の上端から下端方向へ延びる流入流路と、
該流入流路の下端に連設された折返し部と、
該折返し部から前記杭本体の上端方向へ向けて延びる流出流路とからなる一本のパイプを備え、
前記流入流路及び流出流路が前記基礎杭本体の上端に開口部として配管接続用部を備えていることを特徴とする地中熱交換器兼用基礎杭。
【請求項３】
請求項１または２に記載の地中熱交換器兼用基礎杭において、
前記地中熱交換器用パイプは、耐冷熱性、耐クリープ性及び耐薬品性等に優れた合成樹脂により形成されていることを特徴とする地中熱交換器兼用基礎杭。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建造物を建設する際に、地中に打設されて使用される基礎杭であって、建造物の空調設備の熱源器となる地中熱交換器としての機能を有する地中熱交換器兼用基礎杭に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、軟弱地盤等に建築構造物を建造する場合には、地中に複数の基礎杭を打設し、この基礎杭上に建築構造物を構築して建築構造物の基礎の安定化を図っている。この基礎杭は、一般に中空構造とされている。
ところで、近年、前記のような基礎構造において、基礎杭を打設した後に、この基礎杭の内部に熱交換用パイプを挿入，設置し、その後、この基礎杭の内部に固形物や個化性の充填材を充填することにより、前記熱交換パイプを固定する構成が実施されている。そして、この建造物を構築後に、前記パイプ内に熱媒体を循環させ、この熱媒体を介して、基礎杭の周縁部における地中熱と略同温となっている基礎杭の熱を回収し、この熱により冷暖房用，給湯用，及び融雪用等の各種冷熱機器等を作動させるようにした構成が実施されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１８２９４３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来の基礎杭においては、前記パイプの基礎杭の中空部内への配設は、基礎杭を地中に打設した後に、前記中空部内にパイプを挿入し、さらに、この中空部内に固形物や個化性の充填材を充填することにより前記パイプを固定しており、この施工工数の増大を回避することができないという問題があった。
【０００５】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、基礎杭の内部に熱交換用のパイプを配設する施工工数の削減を図り、これにより、建造物の施工工数の低減等を図ることができる地中熱交換器兼用基礎杭を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、コンクリート製基礎杭本体の内部に地中熱交換器用パイプが一体的に埋設されていることを特徴とする。
請求項２に係る発明は、請求項１記載の地中熱交換器兼用基礎杭において、前記熱交換パイプは、前記杭本体の上端から下端方向へ延びる流入流路と、該流入流路の下端に連設された折返し部と、該折返し部から前記杭本体の上端方向へ向けて延びる流出流路とからなる一本のパイプを備え、前記流入流路及び流出流路が前記基礎杭本体の上端に開口部として配管接続用部を備えていることを特徴とする。
【０００７】
これらの発明に係る地中熱交換器兼用基礎杭によれば、基礎杭本体内部に地中熱交換器用パイプが埋設されているので、この基礎杭を打設するだけで、基礎杭に、地中の熱を回収する機能、いわば熱交換機能を具備させることができ、熱交換パイプを基礎杭内に挿入，固定する工数を削減することができるので、熱交換機能を備えた基礎杭の施工工数の低減化を図ることができる。これにより、建造物自体の施工工数の低減を図ることができる。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の地中熱交換器兼用基礎杭において、前記地中熱交換器用パイプは、耐冷熱性、耐クリープ性及び耐薬品性等に優れた合成樹脂により形成されていることを特徴とする。
【０００９】
この基礎杭では、熱交換パイプに供給する熱媒体を水や不凍液といった液体としても、このパイプに腐食が発生することを抑制することができる。また、季節毎で温度に変動が生じる環境下で使用されても、この耐久性を最小限維持することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る地中熱交換器兼用基礎杭の一実施形態を、図１から図３を参照しながら説明する。
図１，図２に示す地中熱交換器兼用基礎杭１０は、平面視略Ｈ字状で、かつ側面視棒状となるようにコンクリートにより形成された基礎杭本体１１と、この杭本体１１の内部に一体的に埋設され、この内部に熱媒体を流入及び流出させる熱交換パイプ（地中熱交換器用パイプ）１２とを備えており、この基礎杭１０の下端部１０ａ側から地中に打設される構成となっている。
基礎杭本体１１はコンクリート構造とされ、また、この平面視は、図２に示すように、互いに向合って配設された一対の幅広部１１ａと、これら幅広部１１ａを連結するとともに、これら幅広部より幅狭の幅狭部１１ｂとが、連続状態で形成された構成となっている。
【００１１】
熱交換パイプ１２は、熱媒体をこの基礎杭１０の上端部１０ｂから下端部１０ａへ流入させる流入流路１２ａと、この流入流路１２ａと連設するとともに、熱媒体を基礎杭１０の上端部１０ｂから流出させる流出流路１２ｂとを備えている。そして、これらの流入，流出流路１２ａ，１２ｂはそれぞれ、基礎杭１０の上端面１０ｃに開口する開口部（配管接続用部）１２ｃを備え、この開口部１２ｃから基礎杭１０の下端部１０ａに向い、かつ、互いが略平行に延在して配設され、これらの流入，流出流路１２ａ，１２ｂは、基礎杭１０の下端部１０ａで、基礎杭１０の下端面１０ｄに沿った方向と略平行に延在して配設された連結流路１２ｄを介して連結された構成となっている。なお、これらの流路１２ａ，１２ｂ、１２ｄは一体化された状態で連結され、この内部は連通状態とされている。
【００１２】
さらに、流入，流出流路１２ａ，１２ｂはそれぞれ、基礎杭１０の平面視では、図２に示すように、基礎杭本体１１の幅広部１１ａにおける幅狭部１１ｂとの接合部に配設されており、連結流路１２ｄは、幅狭部１１ｂの幅方向中央部に配設され、流入流路１２ａと流出流路１２ｂとを連結した構成となっている。
この熱交換パイプ１２を構成する流入流路１２ａ，流出流路１２ｂ，連結流路１２ｄは、耐熱性、耐クリープ性、及び耐薬品性に優れた合成樹脂により形成され、熱媒体を不凍液や水等の液体としても腐食が発生し難く、かつ、季節毎で温度に変動が生じる環境下で使用されても、この耐久性を最小限維持することができるようになっている。
【００１３】
ここで、基礎杭本体１１または基礎杭１０の上端面１０ｃ上には、流入，流出流路１２ａ，１２ｂの各開口部１２ｃの外径より大径とされた孔１０ｅが２つ穿設されており、これらの各孔１０ｅにそれぞれ、前記流路１２ａ，１２ｂの開口部１２ｃが配設され、また、この開口部１２ｃの開口端は、基礎杭１０の上端面１０ｃより若干突出した位置に位置した構成となっている。
そして、熱交換パイプ１２は、流入，流出流路１２ａ，１２ｂの開口部１２ｃ以外全て基礎杭本体１１と当接した構成となっている。すなわち、熱交換パイプ１２は、基礎杭本体１１に対して相対的に移動できないように拘束された構成となっている。
【００１４】
以上のように構成された地中熱交換器兼用基礎杭１０は、次のようにして地中に打設されて使用される。
まず、地面を一定深さ掘削した後に、熱交換パイプ１２が内部に埋設された基礎杭１０を地中に打設するとともに、図３に示すように、砕石２１を敷詰め、その後、これらの上部に捨てコンクリート２２を打設する。そして、内部に鉄筋が埋設されたコンクリート製の基礎２３を捨てコンクリート２２の上部に構築し、その後、この捨てコンクリート２２の上部に図示しない建築構造物を構築する。
ここで、基礎杭１０がこの下端部１０ａ側から打ち込まれた後に、流入，流出流路１２ａ，１２ｂの開口部１２ｃに継手１２ｆを取り付け、この継手１２ｆを介して、流入流路１２ａを図示しないヒートポンプの凝縮器と連結させ、このヒートポンプを介して図示しない冷暖房用，融雪用等の各種冷熱機器等に直接連結させる。
【００１５】
このように構成された地中熱交換器兼用基礎杭１０は、次のようにして使用される。
まず、前記ヒートポンプを作動させ、開口部１２ｃから流入流路１２ａ内に不凍液などの熱媒体を供給する。そして、この熱媒体を順次、連結流路１２ｄ，及び流出流路１２ｂ内に流動させることにより、熱媒体を介して地熱により基礎杭本体１１に蓄積された熱を回収する。
【００１６】
以上説明したように、本実施形態による地中熱交換器兼用基礎杭１０によれば、内部に熱交換パイプ１２が埋設されているので、この基礎杭１０を打設するだけで、基礎杭１０に熱交換機能を具備させることができ、熱交換パイプ１２を基礎杭本体１１の内部に挿入，固定する工数を削減することができるので、熱交換機能を備えた基礎杭１０の施工を低工数で行うことができる。これにより、建造物の施工工数の低減を図ることができる。
【００１７】
なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、前記実施形態においては、基礎杭１０を平面視略Ｈ字状に形成した構成を示したが、これに限らず、例えば円形等であってもよい。
また、この基礎杭１０は、摩擦杭として使用されるものであってもよく、または、下端部１０ａを岩盤等に到達させて支持杭として使用されるものであってもよい。
さらに、熱交換パイプ１２は、前記合成樹脂製に限らず金属製であってもよい。
【００１８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る地中熱交換器兼用基礎杭によれば、熱交換機能を備えた基礎杭の施工を低工数で行うことができ、建造物の施工工数の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態において、基礎杭を示す側面断面図である。
【図２】図１に示す基礎杭のＸ−Ｘ線矢視断面図である。
【図３】図１に示す基礎杭の使用状態を示す側面図である。
【符号の説明】
１０  地中熱交換器兼用基礎杭
１０ａ  下端部
１０ｂ  上端部
１１  基礎杭本体
１２  熱交換パイプ（地中熱交換器用パイプ）
１２ａ  流入流路
１２ｂ  流出流路
１２ｃ  開口部（配管接続用部）
【図１】
2005069507.tif 000003
【図２】
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【図３】
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