(57)【要約】【課題】地中熱利用交換器を地中に設置する場合、底部閉塞鋼管を地中に先行して施工しこの内部に地中熱利用交換器を配置していた。【解決手段】先導鋼管先端外側に螺旋構造羽根板を取り付け、底部を開放した先導鋼管を回転させながら所定の位置に据付、管内土砂を除去しこの中に地中熱交換器を配置した後先導鋼管を逆回転させて引抜き、鋼管除去後の孔内間隙を礫質土、砂質土、及び現地土砂で埋め戻す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中熱交換器（１）を地中に設置するための先導鋼管（５）は構造用炭素鋼鋼管又はステンレス鋼管を使用し、鋼管先端部には管外周の半周ないし２周にわたって１枚ないし４枚の螺旋構造羽根板（６）を仰角５°〜２０°で前記先導鋼管の外周に溶接し、他端は継足し用先導鋼管との嵌合用に円形又は多角形の受口、及びこれに対応する上部鋼管側は挿し口とし、管の繋ぎに受口には継手受口金具（７）、挿し口には継手挿し口金具（７Ａ）を取付け、金具にはボルト、座金（８）により接合し、回転押込み、引抜きは上部鋼管の挿し口を回転させて行い、この後管内底部まで地中熱交換器を据付け、先導鋼管を逆回転して引抜き鋼管除去後の孔内間隙を礫質土、砂質土又は現地土砂で埋め戻し、先導鋼管は再度利用し、地中熱の交換方法は地中熱交換器内部の熱伝導液に先導鋼管引抜き後の地中熱を伝達させるとする事を特徴とする熱交換方法。
【請求項２】
請求項１記載の地中熱交換器において該熱交換器のチューブは直径１０ｍｍ〜６０ｍｍの機械構造用炭素鋼鋼管、ステンレス鋼管、アルミ鋼管又は架橋ポリエチレンパイプを使用し、チューブの配置はＵ字形又は複数Ｕ字形とし、Ｕ字底部には先導鋼管逆回転引抜き時の共廻り防止用の回転抵抗板（３）、これより上方２．０ｍ〜５．０ｍ毎にチューブ間隔保持装置（４）を取付け、チューブ内部は熱伝導用の液体とし、地中熱の交換方法は該熱交換器内部の熱伝導液に先導鋼管引抜き後の地中熱を伝達させポンプによる循環形式とした請求項１記載の地中熱の熱交換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は冷暖房熱の一部又は全部を地中熱交換器により利用するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】従来より地中熱交換器の地中への直接埋設は深度（地表面より７．０ｍ以上）、形状（地中熱交換器先端部１８０°エルボ付）からも不可能で、鋼管杭や中空コンクリート杭により管内部の気中や水中に地中熱交換器を設置し、熱交換を行っている。（例えば、非特許文献１参照。）。【０００３】螺旋構造羽根板を鋼管杭の先端部に溶接し、所定の位置（或る程度固い地盤）まで回転させて杭支持力を得る方式は存在するが何れも羽根板の面積の拡大で鉛直力を増大させるものである。（例えば、非特許文献２参照。）。【０００４】螺旋構造羽根板付鋼管杭は杭先端部には鋼板を溶接して鋼管内に土砂の侵入を防止している。（例えば、非特許文献３参照。）。【０００５】
【非特許文献１】日本地熱学会  技術資料  地中熱利用に関するパネルの紹介
【非特許文献２】先端翼付回転貫入鋼管杭
【非特許文献３】旭化成  ＥＡＺＥＴ  製品基本情報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】地中熱交換器を設置するための先導鋼管は地中へ回転埋設と鋼管外周の摩擦力軽減が目的であり鋼管先端の羽根板の形状、及び先導鋼管延長による鋼管継手の方式。【０００７】鋼管杭先端部を開放した場合の鋼管内への土砂の侵入を防止する閉塞板の除去。
【課題を解決するための手段】
【０００８】地中熱交換器（１）を地中に設置するための先導鋼管（５）は構造用炭素鋼鋼管又はステンレス鋼管を使用し、鋼管先端部には管外周の半周ないし２周にわたって１枚ないし４枚の螺旋構造羽根板（６）を仰角５°〜２０°で前記先導鋼管の外周に溶接し、他端は継足し用先導鋼管との嵌合用に円形又は多角形の受口、及びこれに対応する上部鋼管側は挿し口とし、管の繋ぎに受口には継手受口金具（７）、挿し口には継手挿し口金具（７Ａ）を取付け、金具にはボルト、座金（８）により接合し、回転押込み、引抜きは上部鋼管の挿し口を回転させて行い、この後管内底部まで地中熱交換器を据付け、先導鋼管を逆回転して引抜き鋼管除去後の孔内間隙を礫質土、砂質土又は現地土砂で埋め戻し、先導鋼管は再度利用し、地中熱の交換方法は地中熱交換器内部の熱伝導液に先導鋼管引抜き後の地中熱を伝達させるとする事を特徴とする熱交換方法で、該熱交換器のチューブは直径１０ｍｍ〜６０ｍｍの機械構造用炭素鋼鋼管、ステンレス鋼管、アルミ鋼管又は架橋ポリエチレンパイプを使用し、チューブの配置はＵ字形又は複数Ｕ字形とし、Ｕ字底部には先導鋼管逆回転引抜き時の共廻り防止用の回転抵抗板（３）、これより上方２．０ｍ〜５．０ｍ毎にチューブ間隔保持装置（４）を取付け、チューブ内部は熱伝導用の液体とし、地中熱の交換方法は該熱交換器内部の熱伝導液に先導鋼管引抜き後の地中熱を伝達させポンプによる循環形式とした請求項１記載の地中熱の熱交換方法。【０００９】本発明は非特許文献１の支持力増大を目的とする羽根板とは異なり鋼管外周の摩擦力を軽減するための土砂のほぐしと鋼管の回転埋設を目的とする螺旋構造羽根板（６）とし外周摩擦軽減突起（６Ａ）を溶接する。【００１０】先導鋼管先端部の開放による土砂の侵入は先導鋼管設置後、鋼管内を螺旋状削孔機（アースオーガ）により削孔する。【００１１】チューブ先端部には鋼板を先導鋼管の逆回転時の共廻りを防止するための回転抵抗板（３）、チューブ延長方向に間隔２．０ｍ〜５．０ｍ毎にチューブ間隔保持装置（４）を取付ける。【００１２】先導鋼管引抜き後、鋼管除去後の孔内間隙を礫質土、砂質土又は現地土砂で地表面まで埋め戻す。
【発明の効果】
【００１３】以下、本発明の実施の形態を図１〜図６に基づいて説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】図１において、（１）は地中熱交換器（チューブ）、（１Ａ）は地中熱交換器接続のネジ付ソケット、（２）はチューブ先端屈曲部の１８０°エルボを示す。【００１５】先導鋼管（５）は、地中熱交換器を設置するための鋼管で先端部に、螺旋構造羽根板（６）を仰角５°〜２０°で前記先導鋼管の外周に溶接する。【００１６】他端には先導鋼管の継手受口金具（７）、これに対応する上部鋼管側は継手挿し口金具（７Ａ）を示し、上下鋼管の嵌合と接合用のボルト、座金（７Ａ）より接合する。【００１７】以下、上記構成の動作を説明する。先導鋼管（５）を回転させて埋設し地中の所定の位置に配置し、管内の土砂を排除した後、地中熱交換器（１）をネジソケット（１Ａ）で継ぎ足しながら先導鋼管底まで配置し、その後地表面より１．０ｍ〜３．０ｍまで礫質土又は砂質土で埋め戻し、地上に先導鋼管を逆回転させながら引抜き、鋼管除去後の孔内間隙は現地土砂にて埋め戻す。
【実施例】
【００１８】地中熱交換器を設置するための先導鋼管は直径（Ｋ）（φ１００ｍｍ〜φ５００ｍｍ）で仰角（Ｄ）（１５°〜２０°）の螺旋構造羽根板（Ｃ）（巾３０ｍｍ〜１００ｍｍ、厚さ４ｍｍ以上）が先端外周に溶接してあり、この先導鋼管を螺旋状削孔機（アースオーガ）併用圧入杭打機の回転機により地中にねじ込む。地中熱利用の深度は地表面より６．０ｍ以上とし、これ以深の不透水層（１０）下の透水層（１１）まで回転圧入し（Ｈ）（７．０ｍ〜３０．０ｍ）、その後先導鋼管内の侵入土砂を螺旋状削孔機により除去し、先導鋼管内に地中熱交換器（Ｇ）（φ１０ｍｍ〜φ６０ｍｍ）のＵ字形又は複数Ｕ字形の先端曲部に回転抵抗板（Ｅ）（高さ１００ｍｍ〜４００ｍｍ）を取付け先導鋼管内に吊りこみ地中熱交換器の接続はネジ付ソケットで繋ぎながら管内底部まで下げて配置し、その後地表面より１．０ｍ〜３．０ｍまで礫質土又は砂質土で埋め戻し、地上に先導鋼管を逆回転させながら引抜き、鋼管除去後の孔内間隙は現地土砂にて埋め戻す。
【産業上の利用可能性】
【００１９】  上述したように本発明によって地中熱交換器の先導鋼管を引抜くことが出来る事によりコスト削減が可能となり、之によりどの地域でも地中熱利用が普及する可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】  本発明の実施形態を示す地中熱交換器の縦断方向断面図
【図２】  同先導鋼管の図１におけるＡ−Ａ線断面図
【図３】  同先導鋼管の図２における側面図
【図４】  同先導鋼管の図１におけるＢ−Ｂ線断面図
【図５】  同先導鋼管の図４における側面図
【図６】  本発明の実施形態の完成を示す地中熱交換器の縦断方向断面図
【符号の説明】
【００２１】  １  地中熱交換器
１Ａ  ネジ付ソケット
２  地中熱交換器先端１８０°エルボ
３  回転抵抗板
４  間隔保持装置
５  先導鋼管
６  螺旋構造回転板
６Ａ  外周摩擦軽減突起
７    継手受口金具
７Ａ  継手挿口金具
７Ｂ  ボルト、座金
８  ポンプ
９  放熱器
１０  不透水層
１１  透水層
１２  地下水位
１３  地層境界線
１４  地表線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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