JP2002235957A - 地すべり危険地における対地熱交換設備 - Google Patents
地すべり危険地における対地熱交換設備Info
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- JP2002235957A JP2002235957A JP2001033456A JP2001033456A JP2002235957A JP 2002235957 A JP2002235957 A JP 2002235957A JP 2001033456 A JP2001033456 A JP 2001033456A JP 2001033456 A JP2001033456 A JP 2001033456A JP 2002235957 A JP2002235957 A JP 2002235957A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 地すべり危険地においても、対地熱交換器の
破損を効果的に防止できる対地熱交換設備を安価な設備
コストで構築できるようにする。 【解決手段】 地すべり抑止杭１を施設した地すべり危
険地において、熱媒Ｌｇを器内通過させる対地熱交換器
４を、地すべり抑止杭１の構成材を介して杭周囲の地層
Ｇと器内通過熱媒Ｌｇとを熱交換させるように地すべり
抑止杭１の内部に配設する。
破損を効果的に防止できる対地熱交換設備を安価な設備
コストで構築できるようにする。 【解決手段】 地すべり抑止杭１を施設した地すべり危
険地において、熱媒Ｌｇを器内通過させる対地熱交換器
４を、地すべり抑止杭１の構成材を介して杭周囲の地層
Ｇと器内通過熱媒Ｌｇとを熱交換させるように地すべり
抑止杭１の内部に配設する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、対地熱交換器を地
中に埋設して、その器内を通過させる熱媒を周囲地層と
熱交換させることで周囲地層から採熱する、又は、周囲
地層へ放熱する対地熱交換設備に関し、特に、地すべり
危険地における対地熱交換設備に関する。
中に埋設して、その器内を通過させる熱媒を周囲地層と
熱交換させることで周囲地層から採熱する、又は、周囲
地層へ放熱する対地熱交換設備に関し、特に、地すべり
危険地における対地熱交換設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、上記の如き対地熱交換設備では、
熱媒Ｌｇを器内通過させる対地熱交換器４を施設するの
に、図５に示す如く、採熱又は放熱の対象地層Ｇに形成
した孔ＤにＵ字管状や二重管状の対地熱交換器４を挿入
した状態で、その孔Ｄにセメントミルク等を注入充填し
て、対地熱交換器４を地層Ｇ中に直接に埋設していた
（例えば、特開平１１―１８２９４２号公報参照）。
熱媒Ｌｇを器内通過させる対地熱交換器４を施設するの
に、図５に示す如く、採熱又は放熱の対象地層Ｇに形成
した孔ＤにＵ字管状や二重管状の対地熱交換器４を挿入
した状態で、その孔Ｄにセメントミルク等を注入充填し
て、対地熱交換器４を地層Ｇ中に直接に埋設していた
（例えば、特開平１１―１８２９４２号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、地すべり危険
地では、地すべり抑止杭の施設などにより地すべりの発
生は防止してあるにしても地層が脆弱であるため、上記
の如く地層中に埋設した対地熱交換器４が地層の動き等
で破損する虞が高く、この為、地すべり危険地では、こ
の種の対地熱交換設備が利用されていないのが実情であ
った。
地では、地すべり抑止杭の施設などにより地すべりの発
生は防止してあるにしても地層が脆弱であるため、上記
の如く地層中に埋設した対地熱交換器４が地層の動き等
で破損する虞が高く、この為、地すべり危険地では、こ
の種の対地熱交換設備が利用されていないのが実情であ
った。
【０００４】また、地すべり危険地についても、この種
の対地熱交換設備により地中を採熱源や放熱源として有
効利用できるようにするため、対地熱交換器４を地層の
動き等に耐え得る頑強なものにして上記の如く地層Ｇ中
に埋設することも考えられるが、この場合、対地熱交換
器４を頑強なものにするのにコストが嵩むとともに、そ
の頑強化に伴う対地熱交換器４の大型化及び大重量化で
埋設施工のコストも嵩み、これらのことで全体としての
設備コストが大きく増大してしまう問題が生じる。
の対地熱交換設備により地中を採熱源や放熱源として有
効利用できるようにするため、対地熱交換器４を地層の
動き等に耐え得る頑強なものにして上記の如く地層Ｇ中
に埋設することも考えられるが、この場合、対地熱交換
器４を頑強なものにするのにコストが嵩むとともに、そ
の頑強化に伴う対地熱交換器４の大型化及び大重量化で
埋設施工のコストも嵩み、これらのことで全体としての
設備コストが大きく増大してしまう問題が生じる。
【０００５】この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、
地すべり危険地においても、対地熱交換器の破損を効果
的に防止できる対地熱交換設備を安価な設備コストで構
築できるようにする点にある。
地すべり危険地においても、対地熱交換器の破損を効果
的に防止できる対地熱交換設備を安価な設備コストで構
築できるようにする点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】〔１〕請求項１に係る発
明は、地すべり危険地における対地熱交換設備に係り、
その特徴は、地すべり抑止杭を施設した地すべり危険地
において、熱媒を器内通過させる対地熱交換器を、前記
地すべり抑止杭の構成材を介して杭周囲の地層と器内通
過熱媒とを熱交換させるように前記地すべり抑止杭の内
部に配設してある点にある。
明は、地すべり危険地における対地熱交換設備に係り、
その特徴は、地すべり抑止杭を施設した地すべり危険地
において、熱媒を器内通過させる対地熱交換器を、前記
地すべり抑止杭の構成材を介して杭周囲の地層と器内通
過熱媒とを熱交換させるように前記地すべり抑止杭の内
部に配設してある点にある。
【０００７】つまり、この構成によれば、地すべり抑止
杭の強大な強度をもって対地熱交換器の破損を防止でき
ることから、地すべり抑止杭の内部に配設する対地熱交
換器そのものは、一般地で用いる対地熱交換器と同等程
度の強度を備えるもので済み、これにより、地すべり危
険地においても、対地熱交換器の破損を効果的に防止で
きる対地熱交換設備を安価な設備コストで構築すること
ができる。
杭の強大な強度をもって対地熱交換器の破損を防止でき
ることから、地すべり抑止杭の内部に配設する対地熱交
換器そのものは、一般地で用いる対地熱交換器と同等程
度の強度を備えるもので済み、これにより、地すべり危
険地においても、対地熱交換器の破損を効果的に防止で
きる対地熱交換設備を安価な設備コストで構築すること
ができる。
【０００８】〔２〕請求項２に係る発明は、請求項１に
係る発明を実施するのに好適な実施形態を特定するもの
であり、その特徴は、前記対地熱交換器を、前記地すべ
り抑止杭の内部充填材中に埋め込んだ状態にしてある点
にある。
係る発明を実施するのに好適な実施形態を特定するもの
であり、その特徴は、前記対地熱交換器を、前記地すべ
り抑止杭の内部充填材中に埋め込んだ状態にしてある点
にある。
【０００９】つまり、この構成では、地すべり抑止杭の
内部充填材を伝熱材に利用して、対地熱交換器の器内を
通過させる熱媒を杭周囲の地層と熱交換させ、これによ
り高い熱交換効率（すなわち、採熱効率や放熱効率）を
得るが、地すべり抑止杭の内部に対地熱交換器を配置し
た状態でその杭内に充填材を充填するといった施工形
態、すなわち、地層に形成した孔に対地熱交換器を挿入
配置した状態でその孔にセメントミルクなどを注入充填
するといった一般地での施工と同様の施工形態となるこ
とで、対地熱交換器の設置施工を一般地での設置施工と
同様に能率良く容易に行なうことができ、これにより、
高い熱交換効率を確保しながらも、地すべり危険地での
対地熱交換設備の構築を一層安価にすることができる。
内部充填材を伝熱材に利用して、対地熱交換器の器内を
通過させる熱媒を杭周囲の地層と熱交換させ、これによ
り高い熱交換効率（すなわち、採熱効率や放熱効率）を
得るが、地すべり抑止杭の内部に対地熱交換器を配置し
た状態でその杭内に充填材を充填するといった施工形
態、すなわち、地層に形成した孔に対地熱交換器を挿入
配置した状態でその孔にセメントミルクなどを注入充填
するといった一般地での施工と同様の施工形態となるこ
とで、対地熱交換器の設置施工を一般地での設置施工と
同様に能率良く容易に行なうことができ、これにより、
高い熱交換効率を確保しながらも、地すべり危険地での
対地熱交換設備の構築を一層安価にすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は地すべり危険地を示し、こ
の地すべり危険地では、地すべり対策として、杭先端を
地すべり面ｍよりも下方の不動地層Ｇａにまで至らせた
鋼管製の地すべり抑止杭１を列状に並べて多数施設して
ある（いわゆる鋼管杭工による地すべり防止）。
の地すべり危険地では、地すべり対策として、杭先端を
地すべり面ｍよりも下方の不動地層Ｇａにまで至らせた
鋼管製の地すべり抑止杭１を列状に並べて多数施設して
ある（いわゆる鋼管杭工による地すべり防止）。
【００１１】一方、図２は融雪設備を示し、２は路面等
の融雪対象箇所に設置した融雪用熱交換器、３は蒸気圧
縮式のヒートポンプ回路ＨＰを内蔵した屋外設置式のパ
ッケージ型ヒートポンプ装置、４は対地熱交換器、５は
ヒートポンプ回路ＨＰの凝縮器Ｃと融雪用熱交換器２と
の間で負荷側熱媒Ｌｒを負荷側ポンプＰｒにより循環さ
せる負荷側循環路、６はヒートポンプ回路ＨＰの蒸発器
Ｅと対地熱交換器４との間で地熱採取用熱媒Ｌｇを熱源
側ポンプＰｇにより循環させる熱源側循環路である。
の融雪対象箇所に設置した融雪用熱交換器、３は蒸気圧
縮式のヒートポンプ回路ＨＰを内蔵した屋外設置式のパ
ッケージ型ヒートポンプ装置、４は対地熱交換器、５は
ヒートポンプ回路ＨＰの凝縮器Ｃと融雪用熱交換器２と
の間で負荷側熱媒Ｌｒを負荷側ポンプＰｒにより循環さ
せる負荷側循環路、６はヒートポンプ回路ＨＰの蒸発器
Ｅと対地熱交換器４との間で地熱採取用熱媒Ｌｇを熱源
側ポンプＰｇにより循環させる熱源側循環路である。
【００１２】つまり、この融雪設備では、負荷側熱媒Ｌ
ｒ及び地熱採取用熱媒Ｌｇを循環させながらヒートポン
プ回路ＨＰを運転することにより、対地熱交換器４で地
熱採取用熱媒Ｌｇを周囲地層Ｇと熱交換させて周囲地層
Ｇから採熱するとともに、その採取熱をヒートポンプ回
路ＨＰにより昇温した上で負荷側熱媒Ｌｒに付与して融
雪用熱交換器２で放熱させ、これにより、融雪対象箇所
の融雪を行なう。
ｒ及び地熱採取用熱媒Ｌｇを循環させながらヒートポン
プ回路ＨＰを運転することにより、対地熱交換器４で地
熱採取用熱媒Ｌｇを周囲地層Ｇと熱交換させて周囲地層
Ｇから採熱するとともに、その採取熱をヒートポンプ回
路ＨＰにより昇温した上で負荷側熱媒Ｌｒに付与して融
雪用熱交換器２で放熱させ、これにより、融雪対象箇所
の融雪を行なう。
【００１３】５ａはヒートポンプ回路ＨＰの圧縮機、５
ｂはヒートポンプ回路ＨＰの膨張弁である。また、負荷
側熱媒Ｌｒ及び地熱採取用熱媒Ｌｇには夫々、ブライン
を用いている。
ｂはヒートポンプ回路ＨＰの膨張弁である。また、負荷
側熱媒Ｌｒ及び地熱採取用熱媒Ｌｇには夫々、ブライン
を用いている。
【００１４】そして、この融雪設備では、融雪対象箇所
が上記地すべり危険地の近隣であることに対し、この地
すべり危険地の地熱を対地熱交換器４により採取して融
雪に利用するようにしてあり、具体的には、上記した地
すべり抑止杭１のうちの何本かを選択して、図３の
（イ）に示す如く、それら選択した地すべり抑止杭１の
内部に対地熱交換器４を配設してあり、これにより、地
すべり危険地においても地層の動きなどに原因する対地
熱交換器４の破損を確実に防止した状態で地熱を採取で
きるようにしてある。
が上記地すべり危険地の近隣であることに対し、この地
すべり危険地の地熱を対地熱交換器４により採取して融
雪に利用するようにしてあり、具体的には、上記した地
すべり抑止杭１のうちの何本かを選択して、図３の
（イ）に示す如く、それら選択した地すべり抑止杭１の
内部に対地熱交換器４を配設してあり、これにより、地
すべり危険地においても地層の動きなどに原因する対地
熱交換器４の破損を確実に防止した状態で地熱を採取で
きるようにしてある。
【００１５】対地熱交換器４は、同図３の（イ），
（ロ）及び図４に示す如く、地熱採取用熱媒Ｌｇを管内
通過させる２本のＵ字状伝熱管４ａ，４ｂ、及び、管先
端を開口させたセメントミルク注入管４ｃを束ね状態で
一体化したものであり、この対地熱交換器４を地すべり
抑止杭１の杭内に設置するにあたっては、一般地におい
て地層に形成した縦穴に対地熱交換器４を設置する場合
と同様に、地中に打設された地すべり抑止杭１の内部に
対地熱交換器４を挿入配置した状態で、セメントミルク
注入管４ｃから杭内にセメントミルクを注入する。
（ロ）及び図４に示す如く、地熱採取用熱媒Ｌｇを管内
通過させる２本のＵ字状伝熱管４ａ，４ｂ、及び、管先
端を開口させたセメントミルク注入管４ｃを束ね状態で
一体化したものであり、この対地熱交換器４を地すべり
抑止杭１の杭内に設置するにあたっては、一般地におい
て地層に形成した縦穴に対地熱交換器４を設置する場合
と同様に、地中に打設された地すべり抑止杭１の内部に
対地熱交換器４を挿入配置した状態で、セメントミルク
注入管４ｃから杭内にセメントミルクを注入する。
【００１６】すなわち、このセメントミルクの注入によ
り、地すべり抑止杭１の内部において対地熱交換器４を
セメント材Ｓ中に埋め込んだ状態にし、これにより、そ
のセメント材Ｓを伝熱材にした状態で、対地熱交換器４
の器内（すなわち、Ｕ字状伝熱管４ａ，４ｂの管内）を
通過させる地熱採取用熱媒Ｌｇを、Ｕ字状伝熱管４ａ，
４ｂの管壁、杭内充填材であるセメント材Ｓ、地すべり
抑止杭１の構成材である鋼管壁を介して杭１の周囲地層
Ｇ（前述の不動地層Ｇａ及びその上方の移動地層Ｇｂ）
と効率的に熱交換させる。
り、地すべり抑止杭１の内部において対地熱交換器４を
セメント材Ｓ中に埋め込んだ状態にし、これにより、そ
のセメント材Ｓを伝熱材にした状態で、対地熱交換器４
の器内（すなわち、Ｕ字状伝熱管４ａ，４ｂの管内）を
通過させる地熱採取用熱媒Ｌｇを、Ｕ字状伝熱管４ａ，
４ｂの管壁、杭内充填材であるセメント材Ｓ、地すべり
抑止杭１の構成材である鋼管壁を介して杭１の周囲地層
Ｇ（前述の不動地層Ｇａ及びその上方の移動地層Ｇｂ）
と効率的に熱交換させる。
【００１７】なお、４ｄは対地熱交換器４の杭内への挿
入を容易にする錘である。
入を容易にする錘である。
【００１８】〔別実施形態〕次に別実施形態を列記す
る。
る。
【００１９】前述の実施形態では、鋼管製の地すべり抑
止杭１の内部に対地熱交換器４を配設する例を示した
が、対地熱交換器の配設対象とする地すべり抑止杭は鋼
管製杭に限定されるものではなく、例えば、地すべり危
険地で地層に孔を形成して、その孔内に鉄筋組を設けた
状態で孔内にコンクリートを充填することにより形成す
る鉄筋コンクリート製の地すべり抑止杭（いわゆる深礎
工による地すべり抑止杭）を配設対象とし、この鉄筋コ
ンクリート製の地すべり抑止杭の内部に対地熱交換器
を、杭構成材であるコンクリート材中に埋め込む状態で
配設するようにしてもよい。
止杭１の内部に対地熱交換器４を配設する例を示した
が、対地熱交換器の配設対象とする地すべり抑止杭は鋼
管製杭に限定されるものではなく、例えば、地すべり危
険地で地層に孔を形成して、その孔内に鉄筋組を設けた
状態で孔内にコンクリートを充填することにより形成す
る鉄筋コンクリート製の地すべり抑止杭（いわゆる深礎
工による地すべり抑止杭）を配設対象とし、この鉄筋コ
ンクリート製の地すべり抑止杭の内部に対地熱交換器
を、杭構成材であるコンクリート材中に埋め込む状態で
配設するようにしてもよい。
【００２０】また、対地熱交換器を地すべり抑止杭の内
部充填材中に埋め込んだ状態にする場合、その杭内充填
材にはセメント材やコンクリート材に限らず、伝熱性を
有するものであれば種々の材質のものを採用できる。
部充填材中に埋め込んだ状態にする場合、その杭内充填
材にはセメント材やコンクリート材に限らず、伝熱性を
有するものであれば種々の材質のものを採用できる。
【００２１】地すべり抑止杭の内部に配設する対地熱交
換器の具体的な構造は、どのようなものであってもよ
く、前述の実施形態で示した構造に限られるものではな
い。
換器の具体的な構造は、どのようなものであってもよ
く、前述の実施形態で示した構造に限られるものではな
い。
【００２２】前述の実施形態では、対地熱交換器４で杭
１の周囲地層Ｇから採取した熱をヒートポンプ回路ＨＰ
により昇温した上で融雪に用いるようにしたが、場合に
よっては、対地熱交換器４と融雪用熱交換器２との間で
熱媒を直接に循環させるようにしてもよい。
１の周囲地層Ｇから採取した熱をヒートポンプ回路ＨＰ
により昇温した上で融雪に用いるようにしたが、場合に
よっては、対地熱交換器４と融雪用熱交換器２との間で
熱媒を直接に循環させるようにしてもよい。
【００２３】本発明による対地熱交換設備は、対地熱交
換器で器内通過熱媒を周囲地層と熱交換させて周囲地層
から採熱する場合に限らず、逆に対地熱交換器で熱媒を
周囲地層と熱交換させて周囲地層へ放熱する場合にも適
用でき、例えば、冷熱発生用ヒートポンプ装置（冷凍
機）における凝縮器と対地熱交換器との間で熱媒を循環
させて、そのヒートポンプ装置の排温熱を地中に放熱し
たり、冷却対象箇所に配置した冷却用熱交換器と対地熱
交換器との間で熱媒を循環させて、地中への放熱により
冷却対象箇所を冷却するなどしてもよい。
換器で器内通過熱媒を周囲地層と熱交換させて周囲地層
から採熱する場合に限らず、逆に対地熱交換器で熱媒を
周囲地層と熱交換させて周囲地層へ放熱する場合にも適
用でき、例えば、冷熱発生用ヒートポンプ装置（冷凍
機）における凝縮器と対地熱交換器との間で熱媒を循環
させて、そのヒートポンプ装置の排温熱を地中に放熱し
たり、冷却対象箇所に配置した冷却用熱交換器と対地熱
交換器との間で熱媒を循環させて、地中への放熱により
冷却対象箇所を冷却するなどしてもよい。
【００２４】本発明の実施において、対地熱交換器で地
中から採熱する場合、その採取熱の用途は、融雪に限ら
ず凍結防止や暖房あるいは物品加熱など、どのようなも
のであってもよく、また、対地熱交換器で地中へ放熱す
る場合、その放熱の目的も冷房排熱の廃棄や物品冷却な
ど、どのようなものであってもよい。
中から採熱する場合、その採取熱の用途は、融雪に限ら
ず凍結防止や暖房あるいは物品加熱など、どのようなも
のであってもよく、また、対地熱交換器で地中へ放熱す
る場合、その放熱の目的も冷房排熱の廃棄や物品冷却な
ど、どのようなものであってもよい。
【図１】地すべり危険地を示す破断斜視図
【図２】融雪設備の設備構成を示す図
【図３】対地熱交換器の配設状態を示す側面視断面図
【図４】対地熱交換器の平面視拡大図
【図５】従来の熱交換器配設状態を示す側面視断面図
１ 地すべり抑止杭 ４ 対地熱交換器 Ｇ 地層 Ｌｇ 熱媒 Ｓ 杭内充填材
Claims (2)
- 【請求項１】 地すべり抑止杭を施設した地すべり危険
地において、熱媒を器内通過させる対地熱交換器を、前
記地すべり抑止杭の構成材を介して杭周囲の地層と器内
通過熱媒とを熱交換させるように前記地すべり抑止杭の
内部に配設してある地すべり危険地における対地熱交換
設備。 - 【請求項２】 前記対地熱交換器を、前記地すべり抑止
杭の内部充填材中に埋め込んだ状態にしてある請求項１
記載の地すべり危険地における対地熱交換設備。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001033456A JP2002235957A (ja) | 2001-02-09 | 2001-02-09 | 地すべり危険地における対地熱交換設備 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001033456A JP2002235957A (ja) | 2001-02-09 | 2001-02-09 | 地すべり危険地における対地熱交換設備 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002235957A true JP2002235957A (ja) | 2002-08-23 |
Family
ID=18897204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001033456A Withdrawn JP2002235957A (ja) | 2001-02-09 | 2001-02-09 | 地すべり危険地における対地熱交換設備 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002235957A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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