JP5736149B2 - 縦型流体熱交換器 - Google Patents

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Description

本発明は、自然蓄熱体に設置される中継用流体貯留ドラム状の縦型流体熱交換器に関する。
従来の自然蓄熱体、例えば浅層地表の土壌、或いは湖、川、海、または池、或いは人工貯水池または人工的に設置された流体槽などの流体貯留層の人工施設における埋設式の縦型対流装置は、普通、固体の棒状構造により構成され、単に棒状構造体により自然蓄熱体の熱エネルギーを棒状体の内部に設置される流体管路まで転送され熱交換が行われる。したがって、その熱交換値が小さく速度が遅いということがその欠陥である。
本発明は、熱交換値が大きく、速度が大きい自然蓄熱体に設置される縦型流体熱交換器を提供することを目的とする。
本発明に係る縦型流体熱交換器の中継用流体貯留ドラムは、垂直にまたは下へ斜設する設置方法で自然蓄熱体に貼設または全部取り付けまたは一部取り付けるように設置される。中継用流体貯留ドラムには少なくとも一個の流体入口及び少なくとも一個の流体出口が設置される。中継用流体貯留ドラムには、浅層地表における蓄熱体の補助貯水タンクとして機能するために、外部に流れる熱伝導流体（例えば水道水または川、湖、海の水）を一時的に保存し、中継用流体貯留ドラム状の構造内部に熱交換装置が設けられる。熱交換装置には熱伝導流体を流通させるように少なくとも一つの流体管路が設けられることにより、その熱伝導流体と中継用流体貯留ドラム内の流体と熱交換が行われる。中継用流体貯留ドラムにおける流体は、例えば浅層地表の土壌、或いは湖、川、海または池のような自然蓄熱体、或いは人工貯水池または人工的に設置された流体槽などの流体貯留層の人工施設の熱エネルギーと熱交換が行われる。自然蓄熱体に設置される縦型流体熱交換器において、中継用流体貯留ドラム内の熱伝導流体（例えば水道水または川、湖、海の水）は、自動揚水により流路が開放型流路システムとなり、または自動揚水装置を保持したポンプ（共用ポンプを含み開閉バルブで流体汲み上げの行き先を選択する）を追加設置することにより、中継用流体貯留ドラム内の熱伝導流体を熱伝導流体の源まで汲み上げ、半開放型流路システムとなり、または自動揚水装置を設置せず、ポンプだけを設置することにより、中継用流体貯留ドラムの熱伝導流体を上流の熱伝導流体の源まで汲み上げ、閉鎖型流路システムとなることを特徴とする。
本発明の第１実施形態による縦型流体熱交換器の基本構成を示す斜視図である。 図１の模式図である。 本発明の第１実施形態に係る熱交換装置を構成する管路がＵ型であるときの構成を示す模式図である。 本発明の第１実施形態に係る熱交換装置を構成する管路が螺旋状であるときの構成を示す模式図である。 本発明の第１実施形態に係る熱交換装置を構成する管路が波浪状であるときの構成を示す模式斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る熱交換装置を構成するＵ型管路に伝導熱翼が追加設置された構成を示す模式図である。 本発明の第１実施形態に係る熱交換装置において、伝導熱構造体内部に流路が設置される構成を示す模式図である。 本発明の第１実施形態に係る中継用流体貯留ドラム内部に流体を上下方向へ流れるようにガイドする導流路構造が設置される構成を示す斜視図である。 図８の断面を示す模式図である。 本発明の第２実施形態係る一体型熱交換器を構成する二つ９０度に交差するＵ型管路の構成を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る中継用流体貯留ドラム内部の一体型熱交換機に二つの流体通路が設置される構成を示す斜視図である。 図１１の断面を示す模式図である。 本発明の第３実施形態に係る中継用流体貯留ドラム内に二個以上の熱交換装置が設置される構成を示す斜視図である。 図１３の模式図である。 本発明の第４実施形態に係る熱交換装置において、流体通路の第２流体入口または第２流体出口に開閉バルブ７１０が設置される構成を示す斜視図である。 図１５の断面を示す模式図である。 本発明の第５実施形態に係る中継用流体貯留ドラムにおいて、その第１流体入口及び第１流体出口に開閉バルブが設置される構成を示す斜視図である。 図１７の模式図である。 本発明の第６実施形態に係る中継用流体貯留ドラムにおいて、第１制御バルブ、第２制御バルブ及び支流管路が設置される構成を示す斜視図である。 図１９の模式図である。 本発明の第７実施形態に係る中継用流体貯留ドラムにさらに通気用管路が設置される構成を示す模式図である。 本発明の第８実施形態に係る中継用流体貯留ドラムにおいて、半閉鎖式の熱エネルギー調整の機能を有するシステムを示す模式図である。 本発明の第９実施形態に係る中継用流体貯留ドラムにおいて、閉鎖式の熱エネルギー調整の機能を有するシステムを示す模式図である。 本発明の第１０実施形態による縦型流体熱交換器において、より高いところに次段の流体貯留層施設を設置して流体を貯留する構成を示す模式斜視図である。 本発明の第１０実施形態による縦型流体熱交換器において、さらに中継用流体貯留ドラムと流体貯留層施設との間に第１輔助流体管道が設置される構成を示す模式図である。 本発明の第１１実施形態による縦型流体熱交換器であって、空調用冷却塔の直列操作に応用されるシステムを示す模式図である。 本発明の第１２実施形態による縦型流体熱交換器であって、空調用冷却塔の直列操作に応用されるもうひとつのシステムを示す模式図である。 本発明の第１３実施形態に係る中継用流体貯留ドラムの周りに外導管が設置される構成を示す模式図である。 本発明の第１４実施形態に係る中継用流体貯留ドラムにおいて、上段を自然蓄熱体の表面に、下段を自然蓄熱体のなかに設置する構成を示す模式図である。 本発明の第１５実施形態に係る中継用流体貯留ドラムにおいて、一部の上段及び下段全体を自然蓄熱体に取り付ける構成を示す模式図である。 本発明の第１６実施形態に係る中継用流体貯留ドラムにおいて、高架構造物により上段を支持し、下段を自然蓄熱体まで延長させる構成を示す模式図である。 本発明の第１７実施形態に係る中継用流体貯留ドラムを円錐形に製造した構成を示す斜視図である。 本発明の第１８実施形態に係る中継用流体貯留ドラムを逆角錐形の多面立体構造に製造した構成を示す斜視図である。 本発明の第１９実施形態に係る中継用流体貯留ドラムを逆円錐台形状に製造した構成を示す斜視図である。 本発明の第２０実施形態に係る中継用流体貯留ドラムを逆角錐台形状の多面立体構造に製造した構成を示す斜視図である。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による縦型流体熱交換器の基本構成及び作動について説明する。
図１は本発明の第１実施形態による縦型流体熱交換器の基本構成を示す斜視図であり、図２は図１の模式図である。
図１及び図２に基づいて、本発明の第１実施形態による縦型流体熱交換器の主要な構成を以下に説明する。
中継用流体貯留ドラム７００は、伝導熱材料により構成され、一体型または組立式であり、一種の縦型の中継用流体貯留ドラム状の流体熱交換器である。中継用流体貯留ドラム７００は、垂直にまたは下へ斜設する設置方法で自然蓄熱体１０００に貼設するか、または全部取り付けまたは一部取り付けるように設置される。流体を出入りさせて対流機能とするように、中継用流体貯留ドラム７００には少なくとも一個の第１流体入口７０１及び少なくとも一個の第１流体出口７０２が設置される。第１流体入口７０１は中継用流体貯留ドラム７００の低いところに設置され、第１流体出口７０２は中継用流体貯留ドラム７００の高いところに設置され、両者の設置位置が逆であることによって中継用流体貯留ドラム７００内部の低いところに流体が停滞することを避ける。
中継用流体貯留ドラム７００を通過する流体は、外力による加圧、または位置の違いによる重力により、または第１流体入口７０１及び／または第１流体出口７０２に第１ポンプ７０４が設置され、人力または制御装置２０００により汲み出しまたは汲み入れが制御、すなわち流量を汲み上げまたは停止或いは汲み上げる流量の調整を含む制御により、液体または気体、或いは液体から気体に変化し、または気体から液体に変化するように駆動される流体である。
中継用流体貯留ドラム７００の内部には、一個以上の流体対流体の熱交換装置７０５が設置される。
図３は、本発明の第１実施形態に係る熱交換装置７０５を構成する管路がＵ型であるときの構成を示す模式図、図４は、本発明の第１実施形態に係る熱交換装置７０５を構成する管路が螺旋状であるときの構成を示す模式図、図５は、本発明の第１実施形態に係る熱交換装置７０５を構成する管路が波浪状でるときの構成を示す模式図、図６は、本発明の第１実施形態に係る熱交換装置７０５を構成するＵ型管路に伝導熱翼が追加設置された構成を示す模式図である。
熱交換装置７０５には、流体を通過させるように独立した流路が具備され、それにより中継用流体貯留ドラム７００内部の流体に熱交換が行われる。熱交換装置７０５は、直接流体管路が、図３から図５に示すようなＵ型、螺旋状、波状を呈するなど各種の幾何形状を含む管状流路構造により構成され、かつ／または図６に示すように、熱交換装置におけるＵ管状流路構造に伝導熱翼が追加設置されてもよい。前述各種形状の熱交換装置７０５の流体管路には第２流体入口７０８及び第２流体出口７０９が具備される。
熱交換装置７０５は、直接伝導熱構造体の内部に流路が設置され、また第２流体入口７０８及び第２流体出口７０９が具備され、かつ／または伝導熱構造体に伝導熱翼が延設される。図７は、本発明の第１実施形態に係る熱交換装置７０５において、伝導熱構造体内部に流路が設置される構成を示す模式図である。
熱交換装置７０５の個別の流体通路には、第２流体入口７０８及び第２流体出口７０９が具備される。
熱交換装置７０５を通過する流体通路の流体は、外力による加圧、または位置の違いによる重力により、または第１ポンプ７０４が設置され流体を汲み出しまたは汲み入れることにより、同じまたは異なる液体または気体、或いは液体から気体に変化し、または気体から液体に変化するように個別に駆動される流体である。
制御装置２０００は、電力、動力、流力、または磁力を活動力とする制御装置であり、それにより第１ポンプ７０４が制御され、この制御装置２０００は第１ポンプ７０４が設置されると同時に設置される。
本発明の第１実施形態による縦型流体熱交換器においては、熱交換装置７０５を内蔵する円筒状の中継用流体貯留ドラム７００は、一個以上であり、二個以上である場合は、その個別の中継用流体貯留ドラム７００内部における個別の流体通路は直列、並列、または直並列である。
異なる中継用流体貯留ドラム７００は、個別に操作され、個別に同じまたは異なる種類の流体を通過させる。
中継用流体貯留ドラム７００の内部には、一つ以上の流路に分けられる流体通路があり、二つ以上の流路に分けられる場合は、各別の流路は個別に流体入口及び流体出口が設置される。
中継用流体貯留ドラム７００の内部には、二つ以上の流路を有する流体通路がある場合は、その個別の流体通路は個別に作動し、同じまたは異なる流体を通過させる。
中継用流体貯留ドラム７００の内部には、二つ以上の流路を有する流体通路がある場合は、その個別の流体通路は直列、並列、または直並列である。
本発明の第１実施形態による縦型流体熱交換器においては、熱交換装置７０５は直接少なくとも二つの流路が交差するＵ形流体管路により構成されてもよく、一つの流体通路には第２流体入口７０８及び第２流体出口７０９が具備され、もう一つの流体通路には第３流体入口７０８’及び第３流体出口７０９’が具備される。
本発明の第１実施形態による縦型流体熱交換器は、修繕・保守を行わせるために、さらに中継用流体貯留ドラム７００内部の高いところに第１流体入口７０１及び第１流体出口７０２が設置され、中継用流体貯留ドラム７００内部に第１流体入口７０１及び／または第１流体出口７０２に連続する内部流体を上下方向へ流れるようにガイドする導流路構造７３０が設置されてもよく、それにより第１流体入口７０１から第１流体出口７０２までの間の流路が中継用流体貯留ドラム７００の底部を通過することが確保され、それにより中継用流体貯留ドラム７００の基底層の流体が停滞することを避ける。図８は、本発明の第１実施形態に係る中継用流体貯留ドラム７００内部の高いところに第１流体入口７０１及び第１流体出口７０２が設置され、中継用流体貯留ドラム７００内部に第１流体入口７０１及び／または第１流体出口７０２に連続する内部の流体を上下方向へ流れるようにガイドする導流路構造７３０が設置される構成を示す斜視図であり、図９は図８の模式図である。
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る中継用流体貯留ドラム７００内部には、一体型熱交換機７０５０を備える。一体型熱交換機７０５０の流体通路は、二つ以上の流路のＵ型管路が並列または平行に互いに重なり合うように設置され、またはある角度をもって交差するように設置される。図１０は、本発明の第２実施形態に係る一体型熱交換器を構成するＵ型管路が二つ９０度に交差する構成を示す斜視図である。流体通路が二つ以上の流路を有する場合は、個別の流体通路には流体入口及び流体出口が具備され、個別の流体通路は単独で作動し、個別に同じまたは異なる流体を通過させる。図１１は、本発明の第２実施形態に係る中継用流体貯留ドラム内部の一体型熱交換機に二つの流体通路が設置される構成を示す斜視図であり、また図１２は図１１の模式図である。
中継用流体貯留ドラム７００内部の一体型熱交換機７０５０の流体通路が二つ以上の流路を有する場合は、その個別の流体通路は直列、並列、または直並列である。
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態に係る中継用流体貯留ドラム７００内には、二個以上の熱交換装置７０５、熱交換装置７０５’が設置される。その場合は、その個別の熱交換装置７０５の流体通路は、一つ以上の流路を有し、個別の熱交換装置７０５または熱交換装置７０５’の流体通路には個別に第２流体入口７０８または第３流体入口７０８’及び第２流体出口７０９または第３流体出口７０９’が具備され、個別の流体通路は単独で作動し同じまたは異なる流体を通過させる。図１３は、本発明の第３実施形態に係る中継用流体貯留ドラム内に二個以上の熱交換装置が設置される構成を示す斜視図であり、図１４は図１３の模式図である。
同じ中継用流体貯留ドラム７００内に二個以上の熱交換装置７０５、熱交換装置７０５’等が設置される場合は、その個別の熱交換装置７０５または熱交換装置７０５’の流体通路は直列、並列、または直並列である。
中継用流体貯留ドラム７００内部に設置される異なる熱交換装置７０５、熱交換装置７０５’の流体通路は単独で作動する。
中継用流体貯留ドラム７００内部の異なる熱交換装置７０５、熱交換装置７０５’の流体通路は、個別に同じまたは異なる流体を通過させる。
中継用流体貯留ドラム７００内部の異なる熱交換装置７０５、熱交換装置７０５’の流体通路は、直列、並列、または直並列である。
中継用流体貯留ドラム７００において、異なる熱交換装置７０５、熱交換装置７０５’を通過する管路の流体は、外力による加圧、または位置の違いによる重力により、または第１ポンプ７０４が設置され、人力または制御装置２０００により汲み出しまたは汲み入れが制御されることにより、液体または気体、或いは液体から気体または気体から液体に変化するように個別に駆動される流体である。
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態に係る熱交換装置７０５は、その流体通路の第２流体入口７０８または第２流体出口７０９に開閉バルブ７１０が設置される。図１５は、本発明の第４実施形態に係る熱交換装置７０５において、その流体通路の第２流体入口７０８及び／または第２流体出口７０９に開閉バルブ７１０が設置される構成を示す斜視図であり、図１６は図１５の模式図である。
図１５、図１６に示すように、熱交換装置７０５の流体通路の第２流体入口７０８及び／または第２流体出口７０９に制御バルブ７１０が設置されることにより、熱交換装置７０５に入る流体通路の流体が制御され調整される。
本発明の実施形態による縦型流体熱交換器の中継用流体貯留ドラム７００において、そのドラム状の断面形状は円形、楕円形、星形、またはその他の形で構成される。
中継用流体貯留ドラム７００の形状は、平行棒または平行棒でない形状を含む。
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態に係る中継用流体貯留ドラム７００は、その第１流体入口７０１及び／または第１流体出口７０２に開閉バルブ７０３が設置される。人力または制御装置２０００により開閉バルブ７０３が制御されることにより開または閉動作を行いまたは流量の調整を操作し、また第１ポンプ７０４を制御し汲み上げまたは停止、或いは汲み上げる流量を調整する。制御装置２０００は電力、動力、流力、または磁力を活動力とする制御装置である。図１７は、本発明の第５実施形態に係る中継用流体貯留ドラムにおいて、その第１流体入口７０１及び／または第１流体出口７０２に開閉バルブ７０３が設置される構成を示す斜視図であり、図１８は図１７の模式図である。
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態に係る中継用流体貯留ドラム７００は、その第１流体入口７０１に第１制御バルブ８０１が設置されかつ／または第１流体出口７０２に第２制御バルブ８０２が設置される。また両者の間に支流管路８００が設置され、これにより、支流管路を経る流体流量を制御し調整し、それにより中継用流体貯留ドラム７００内部に入る流体の流量を調整する。また人力または制御装置２０００により第１制御バルブ８０１及び／または第２制御バルブ８０２を制御し、開または閉動作を行って流量を調整し、また第１ポンプ７０４を制御することにより汲み上げまたは停止、或いは汲み上げる流量を調整する。制御装置２０００は電力または動力または流力または磁力を活動力とする制御装置である。図１９は、本発明の第６実施形態に係る中継用流体貯留ドラムにおいて、第１流体入口７０１に第１制御バルブ８０１、かつ／または第１流体出口７０２に第２制御バルブ８０２が設置され、また両者の間に支流管路８００が設置される構成を示す斜視図であり、図２０は図１９の模式図である。
図１９及び図２０においては、第１制御バルブ８０１、第２制御バルブ８０２及び支流管路８００によっては以下の一種または一種以上のモードの流動が行われる。
１）支流管路８００の流体を遮断し、中継用流体貯留ドラム７００を完全に通過させ出入させる。
２）中継用流体貯留ドラム７００内部に入る流体を遮断し、支流管路８００を完全に通過させ流通させる。
３）一部の流体が中継用流体貯留ドラム７００内部を通過し、一部の流体が支流管路８００を経る。
４）中継用流体貯留ドラム７００内部を通過する流体流量の大小を制御しまた開閉の機能を有する。
本発明の実施形態による縦型流体熱交換器の中継用流体貯留ドラム７００及び／又は熱交換装置７０５は、一体型構造で構成されてもよく、または組立式構造で構成されることにより取外し保守を行うことに寄与する。
本発明の実施形態に係る熱交換装置７０５は、その構成の断面形状は円形、楕円形、星形、正方形、またはその他の形状により構成される。
本発明の実施形態に係る熱交換装置７０５はその形状は平行棒の形状または平行棒でない形状を含む。
（第７実施形態）
本発明の第７実施形態による縦型流体熱交換器の中継用流体貯留ドラム７００には、さらに通気用管路７２０が設置される。通気用管路７２０の高さが流体源の高さより高いことにより、流体がこぼれるのを防ぐ。さらに／または通気用開閉バルブ７２５が設置されることにより、入口から流体が入らない。中継用流体貯留ドラム７００内部の流体を第１ポンプ７０４により汲み出そうとするときには、人工または制御装置２０００により通気用開閉バルブ７２５を操作することにより、第１ポンプ７０４で中継用流体貯留ドラム７００内部の流体を汲み出す時に負圧をなくす。図２１は、本発明の第７実施形態に係る中継用流体貯留ドラム７００にさらに通気用管路７２０が設置される構成を示す模式図である。
（第８実施形態）
本発明の第８実施形態による縦型流体熱交換器はの中継用流体貯留ドラム７００には、熱交換装置７０５、第１流体出口７０２、第１ポンプ７０４及び制御装置２０００が設置されることに加え、さらに逆流流体出口７０２’が設置される。逆流流体出口７０２’と上流の流体管路の間または流体源９００との間に、逆流管路７５０が設置され、また第２ポンプ７１４が直列で設置される。人力または制御装置２０００により第２ポンプ７１４を制御し、それにより中継用流体貯留ドラム７００の一部の流体を逆流管路７５０を通じて上流に汲み返し、半閉鎖式の熱エネルギーの調整機能を持つシステムとなる。逆流流体出口７０２’が別途設置され、それが中継用流体貯留ドラム７００の高いところにある場合には、中継用流体貯留ドラム７００において上下方向へ流れるように内部の流体をガイドする導流路構造７３０’が追加設置されなければならず、逆流流体出口７０２’が中継用流体貯留ドラム７００の低いところに設置される場合は、上下方向へ流れるように内部の流体をガイドする導流路構造７３０’が追加設置される必要がない。図２２は、本発明の第８実施形態に係る中継用流体貯留ドラム７００において、逆流流体出口７０２’が設置され、また逆流流体出口７０２’と上流の流体管路との間または流体源９００との間に、逆流管路７５０が設置され、また第２ポンプ７１４が直列に設置され、それにより中継用流体貯留ドラム７００の一部の流体を逆流管路７５０を通じて上流に汲み返し、さらに半閉鎖式の熱エネルギー調整の機能を有するシステムを示す模式図である。
（第９実施形態）
本発明の第９実施形態に係る中継用流体貯留ドラム７００には、第１ポンプ７０４及び第１流体出口７０２を設置せず、熱交換装置７０５のみが保留される。逆流流体出口７０２’と上流の流体管路または流体源９００との間に逆流管路７５０が設置され、また第２ポンプ７１４が直列に設置される。人力または制御装置２０００により第２ポンプ７１４を制御し、それにより中継用流体貯留ドラム７００の流体を上流に汲み返し、さらに閉鎖式の熱エネルギーの調整機能を持つシステムとなる。逆流流体出口７０２’が別途設置され、それが中継用流体貯留ドラム７００の高いところにある場合には、中継用流体貯留ドラム７００において上下方向へ流れるように内部の流体をガイドする導流路構造７３０’が追加設置されなければならず、逆流流体出口７０２’が中継用流体貯留ドラム７００の低いところに設置される場合は、上下方向へ流れるように内部の流体をガイドする導流路構造７３０’が追加設置される必要がない。図２３は、本発明の第９実施形態に係る中継用流体貯留ドラム７００において、熱交換装置７０５だけが保留され、逆流流体出口７０２’と上流の流体管路または流体源９００との間に逆流管路７５０が設置され、また第２ポンプ７１４が直列に設置され、それにより中継用流体貯留ドラム７００の流体を上流に汲み返し、さらに閉鎖式の熱エネルギー調整の機能を有するシステムを示す模式図である。
（第１０実施形態）
本発明の第１０実施形態による縦型流体熱交換器は、さらに中継用流体貯留ドラム７００より高いところに次段の流体貯留層施設８５０が設置される。次段の流体貯留層施設８５０は、第１ポンプ７０４から汲み上げられ流体管路８１０を通じて汲み入れられる流体を貯留する。次段の流体貯留層施設８５０は、半閉鎖式または全閉鎖式の流体末端の貯留層施設であり、かつ／または流体を再流出させる流体口７２３を有し、かつ／または前述の次段の流体貯留層施設８５０の天井部に通気用管路７２０が設置され、かつ／または通気用開閉バルブ７２５が設置される。図２４は、本発明の第１０実施形態による縦型流体熱交換器において、中継用流体貯留ドラム７００より高いところに次段の流体貯留層施設８５０が設置されることにより、第１ポンプ７０４に汲み上げられ、流体管路８１０を通じて汲み入れられる流体を貯留する構成を示す模式図である。
人力または制御装置２０００により第１ポンプ７０４を制御することにより汲み上げが行われる場合には、第１ポンプ７０４から汲み上げられ流体管路８１０を通じて次段の流体貯留層装置８５０まで汲み入れる流体を貯留する。次段の流体貯留層施設８５０は半閉鎖式または全閉鎖式の流体末端の貯留層施設であり、かつ／または流体を再流出させる流体口７２３を有する。次段の流体貯留層施設８５０は閉鎖構造または非閉鎖構造であり、かつ／または通気用管路７２０または通気用開閉バルブ７２５が設置される。
また中継用流体貯留ドラム７００と次段の流体貯留層施設８５０との間に第１輔助流体管道８２０が設置されてもよく、中継用流体貯留ドラム７００の通気用管路７２０に代わる。さらに／または前述流体末端の次段の流体貯留層施設８５０の天井部に通気用管路７２０及び／または通気用開閉バルブ７２５が設置される。図２５は、本発明の第１０実施形態による縦型流体熱交換器において、さらに中継用流体貯留ドラム７００と次段の流体貯留層施設８５０との間に第１輔助流体管道８２０が設置される構成を示す模式図である。
次段の流体貯留層施設８５０が閉鎖構造である場合には、中継用流体貯留ドラム７００内部の流体が人力または制御装置２０００により第１ポンプ７０４を制御することにより汲み上げられ、中継用流体貯留ドラム７００内部の流体が流体管路８１０を通じて次段の流体貯留層施設８５０に入る時には、次段の流体貯留層施設８５０内部の空気が第１輔助流体管道８２０を通じて中継用流体貯留ドラム７００に入り、それによって流体が汲み出され空きスペースが生じる。
（第１１実施形態）
本発明の実施形態による縦型流体熱交換器は、さらに空調用冷却塔の直列操作に応用することができ、それにより水塔が冷却された後の水流を直列にし、それが中継用流体貯留ドラム７００内部に設置される熱交換装置７０５の流路を経てから、空調設備まで汲み戻される。図２６は、本発明の第１１実施形態による縦型流体熱交換器であって、空調用冷却塔の直列操作に応用されるシステムを示す模式図である。図２６に基づいて、その主要な構成を以下に説明する。
本発明の第１１実施形態に係る中継用流体貯留ドラム７００は、伝導熱材料により構成され、一体型または組立式であり、一種の縦型の中継用流体貯留ドラム状の流体熱交換器である。垂直にまたは下へ斜設する設置方法で自然蓄熱体１０００に貼設、全部取り付け、または一部取り付けるように設置される。流体を出入りさせて対流機能となるように、中継用流体貯留ドラム７００には少なくとも一個の第１流体入口７０１及び少なくとも一個の第１流体出口７０２が設置される。第１流体入口７０１は、中継用流体貯留ドラム７００の低いところに設置され、第１流体出口７０２は中継用流体貯留ドラム７００の高いところに設置される。これにより、両者の設置位置が逆であることによる中継用流体貯留ドラム７００内部の低いところに流体が停滞することを避ける。図２６に示すように、中継用流体貯留ドラム７００内部の高いところに第１流体入口７０１及び第１流体出口７０２が設置すると、修繕・保守を行うのに便利である。中継用流体貯留ドラム７００内部には、第１流体入口７０１、及び／または第１流体出口７０２に連続する上下方向へ流れるように内部流体をガイドする導流路構造７３０が設置され、それにより第１流体入口７０１から第１流体出口７０２までの間の流路が中継用流体貯留ドラム７００の底部を通過することが確保される。それにより中継用流体貯留ドラム７００の基底層の流体が停滞することを避けることができる。
中継用流体貯留ドラム７００を通過する流体は、外力による加圧、または位置の違いによる重力により、または第１流体入口７０１及び／または第１流体出口７０２に第１ポンプ７０４が設置され、人力または制御装置２０００により汲み出しまたは汲み入れが制御されることにより、流量の汲み上げまたは停止または汲み上げる流量が調整され、液体または気体、或いは液体から気体にまたは気体から液体になるように駆動される流体である。
熱交換装置７０５を内蔵する円筒状の中継用流体貯留ドラム７００は、一個以上あり、二個以上である場合は、その個別の中継用流体貯留ドラム７００の内部の個別の流体通路は直列、並列、または直並列である。
熱交換装置７０５には、流体を通過させるように独立した流路が具備され、それにより中継用流体貯留ドラム７００内部の流体に熱交換が行われ、熱交換装置７０５の流体管路には第２流体入口７０８及び第２流体出口７０９が具備される。
熱交換装置７０５の個別の流体通路には、第２流体入口７０８及び第２流体出口７０９が具備される。
熱交換装置７０５を通過する流体通路の流体は、外力による加圧、または位置の違いによる重力により、または第２ポンプ７１４が設置され流体を汲み出しまたは汲み入れることにより、同じまたは異なる液体または気体、或いは液体から気体に変化し、または気体から液体に変化するように個別に駆動される流体である。
冷却水塔１２００は、従来の空調用冷却塔であり、冷却水塔には一つの高温水流入口１２０１及び冷却水流出口１２０２を有する。それにより高温水は第１輔助流体管路８２０を経て熱交換装置７０５の第２流体入口７０８を通過してから、第２流体出口７０９から空調装置１５００の熱交換装置を通過し、それから直列で設置されている第３ポンプ７２４を経て、その高温水を、第２輔助流体管路８３０を通じて高温水流入口１２０１まで汲み出して高温水が冷却水塔１２００に入る。
（第１２実施形態）
図２７は、本発明の第１２実施形態による縦型流体熱交換器であって、空調用冷却塔の直列操作に応用されるもう一つのシステムである。図２６に示すように、本発明の第１２実施形態に係る中継用流体貯留ドラム７００は、直接流体を貯留する状態となっており、それには第１流体入口７０１及び第１流体出口７０２を具備する。制御装置２０００により第３ポンプ７２４及び／または通気用開閉バルブ７２５を制御することにより、第２輔助流体管路８３０を通じて高温水流入口１２０１から冷却水塔１２００に入るように空調装置１５００の熱交換器内部の流体を汲み上げ、流体は冷却水流出口１２０２から第１輔助流体管道８２０を通じて第１流体入口７０１を通過し中継用流体貯留ドラム７００に入ってから、第１流体出口７０２を経て空調装置１５００の流体入口に転送される。本発明の第１２実施形態に係る中継用流体貯留ドラム７００には、熱交換装置７０５が設置されず、中継用流体貯留ドラム７００のケースにより自然蓄熱体に対して熱交換が行われる。
（第１３実施形態）
本発明の第１３実施形態による縦型流体熱交換器は、水中または地層の自然蓄熱体に全部または一部が取付けられている場合に、さらにその中継用流体貯留ドラム７００の周りに外導管３０００が設置される。外導管３０００の内径は中継用流体貯留ドラム７００の外径より大きいかまたはそれに等しい。図２８は、本発明の第１３実施形態に係る中継用流体貯留ドラム７００の周りに外導管３０００が設置される構成を示す模式図である。その構成について、以下に説明する。
外導管３０００は伝導熱材料により構成され、その内径は中継用流体貯留ドラム７００の外径より大きいかまたはそれに等しく、その長さは中継用流体貯留ドラム７００のそれに等しいかまたそれより長い。
外導管３０００と中継用流体貯留ドラム７００は直接接触し、両者の間には間隙があり、それにより中継用流体貯留ドラム７００を取り付けまた取り出すことができ、または膠状及び／または液体及び／または固体の伝導熱材料を入れることができる。
（第１４実施形態）
本発明の第１４実施形態による縦型流体熱交換器は、さらに中継用流体貯留ドラム７００が比較的長い二段以上の階段状の構成に製造され、その上段は比較的大きく下段は比較的小さく、円筒状または少なくとも三面の階層を有する柱状構造を呈し、自然蓄熱体との伝熱面積を増加させる。
図２９は、本発明の第１４実施形態に係る中継用流体貯留ドラム７００を比較的長い二階段状の構成に製造し、その上段のサイズが比較的大きく下段のサイズが比較的小さく、また上段を自然蓄熱体の表面に設置し、下段を自然蓄熱体のなかに設置する構成を示す模式図である。
図２９に基づいて、本発明の第１４実施形態に係る中継用流体貯留ドラム７００の主要な構成及び設置方法を以下に説明する。
中継用流体貯留ドラム７００は伝導熱材料により構成され、上が大きく下が小さい二段以上の階段状の構成を呈し、断面積の比較的大きい上段構造及び断面積の比較的小さい下段構造を有する。中継用流体貯留ドラムの下段７００１の垂直な軸方向に沿う断面形状は円形、楕円形、三面または三面以上の多面形により構成される。
中継用流体貯留ドラム７００の自然蓄熱体に漏出するケース部分は断熱材料で製造され構成される断熱体７６０であり、または断熱材料で断熱体７６０が構成されることにより中継用流体貯留ドラム７００の自然蓄熱体に漏出するケースが覆われる。
その設置方法は、上段は自然蓄熱体の表面に置かれ、下段は自然蓄熱体に取付けられる。
（第１５実施形態）
図３０は、本発明の第１５実施形態に係る中継用流体貯留ドラム７００を比較的長い二階段状の構成に製造し、その上段のサイズが比較的大きく下段のサイズが比較的小さく、一部のサイズが比較的大きい上段及びサイズが比較的小さい下段全体を自然蓄熱体に取り付ける構成を示す模式図である。
図３０に基づいて、本発明の第１５実施形態に係る中継用流体貯留ドラム７００の主要な構成及び設置方法を以下に説明する。
中継用流体貯留ドラム７００は、伝導熱材料により構成され、上が大きく下が小さい二段以上の階段状の構造を呈し、断面積の比較的大きい上段構造及び断面積の比較的小さい下段構造を有する。中継用流体貯留ドラムの下段７００１の垂直な軸方向に沿う断面形状は円形、楕円形、三面または三面以上の多面形により構成される。
中継用流体貯留ドラム７００の自然蓄熱体に漏出するケース部分は断熱材料で製造され構成される断熱体７６０である。または断熱材料で断熱体７６０が構成されることにより中継用流体貯留ドラム７００の自然蓄熱体に漏出するケースが覆われる。
その設置方法は、比較的大きい上段の一番上の所は自然蓄熱体に置かれ、残りの比較的大きい上段及び接続された比較的小さい下段全体は自然蓄熱体に取付けられる。
（第１６実施形態）
図３１は、本発明の第１６実施形態に係る中継用流体貯留ドラム７００を比較的長い二階段状の構成に製造し、その上段のサイズが比較的大きく下段のサイズが比較的小さく、また高架構造物１１００により中継用流体貯留ドラム７００のサイズが比較的大きい上段を支持し、サイズが比較的小さ下段を下の自然蓄熱体まで延長させる構成を示す模式図である。
図３１に基づいて、本発明の第１６実施形態に係る中継用流体貯留ドラム７００の主要な構成及び設置方法を以下に説明する。
中継用流体貯留ドラム７００は伝導熱材料により構成され、上が大きく下が小さい二段以上の階段状の構造を呈し、断面積の比較的大きい上段構造及び断面積の比較的小さい下段構造を有する。中継用流体貯留ドラムの下段７００１の垂直な軸方向に沿う断面形状は円形、楕円形、三面または三面以上の多面形により構成される。
中継用流体貯留ドラム７００の自然蓄熱体に漏出するケース部分は断熱材料で製造され構成される断熱体７６０であり、または断熱材料で断熱体７６０が構成されることにより中継用流体貯留ドラム７００の自然蓄熱体に漏出するケースが覆われる。
その設置方法は、高架構造物１１００により中継用流体貯留ドラム７００の比較的大きい上段を支持し、比較的小さい下段は下の自然蓄熱体に設置される。
（第１７実施形態）
本発明の第１７実施形態による縦型流体熱交換器は、中継用流体貯留ドラム７００の上段が比較的大きく下段が比較的小さい円錐形または少なくとも三面の錐形または台形構造により構成される。
図３２は、本発明の第１７実施形態に係る中継用流体貯留ドラム７００を円錐形に製造した構成を示す斜視図である。
図３２に基づいて、本発明の第１７実施形態に係る中継用流体貯留ドラム７００の主要な構成及び設置方法を以下に説明する。
中継用流体貯留ドラム７００は、伝導熱材料により構成され、上が大きく下が小さい円錐形構造を呈し、断面積の比較的大きい上段構造及び断面積の比較的小さい下段構造を有する。中継用流体貯留ドラム７００の垂直な軸方向に沿う断面形状は円形、楕円形により構成される。
中継用流体貯留ドラム７００の自然蓄熱体に漏出するケース部分は断熱材料で製造され構成される断熱体７６０であり、または断熱材料で断熱体７６０が構成されることにより中継用流体貯留ドラム７００の自然蓄熱体に漏出するケースが覆われる。
その設置方法は、円錐形構造の断面積の比較的大きい部分の上段構造は、自然蓄熱体の表面に置かれ、断面積の比較的小さい下段は自然蓄熱体に取付けられる。
（第１８実施形態）
図３３は本発明の第１８実施形態に係る中継用流体貯留ドラム７００を逆角錐形の多面立体構造に製造した構成を示す斜視図である。
図３３に基づいて、本発明の第１８実施形態に係る中継用流体貯留ドラム７００の主要な構成及び設置方法を以下に説明する。
中継用流体貯留ドラム７００は伝導熱材料により構成され、上が大きく下が小さい角錐形の多面立体構造を呈し、断面積の比較的大きい上段構造及び断面積の比較的小さい下段構造を有する。中継用流体貯留ドラム７００の垂直な軸方向に沿う断面形状は三面、三面以上の多面形により構成される。
中継用流体貯留ドラム７００の自然蓄熱体に漏出するケース部分は断熱材料で製造され構成される断熱体７６０であり、または断熱材料で断熱体７６０が構成されることにより中継用流体貯留ドラム７００の自然蓄熱体に漏出するケースが覆われる。
その設置方法は、角錐形の多面立体構造の断面積の比較的大きい部分の上段構造は、自然蓄熱体の表面に置かれ、断面積の比較的小さい下段は自然蓄熱体に取付けられる。
（第１９実施形態）
図３４は、本発明の第１９実施形態に係る中継用流体貯留ドラム７００を逆円錐台形状に製造した構成を示す斜視図である。
図３４に基づいて、本発明の第１９実施形態に係る中継用流体貯留ドラム７００の主要な構成及び設置方法を以下に説明する。
中継用流体貯留ドラム７００は伝導熱材料により構成され、上が大きく下が小さい円錐台形体構造を呈し、断面積の比較的大きい上段構造及び断面積の比較的小さい下段構造を有する。中継用流体貯留ドラム７００の垂直な軸方向に沿う断面形状は円形、楕円形により構成される。
中継用流体貯留ドラム７００の自然蓄熱体に漏出するケース部分は断熱材料で製造され構成される断熱体７６０であり、または断熱材料で断熱体７６０が構成されることにより中継用流体貯留ドラム７００の自然蓄熱体に漏出するケースが覆われる。
その設置方法は、円錐台形体状構造の断面積の比較的大きい部分の上段構造は自然蓄熱体の表面に置かれ、断面積の比較的小さい下段は自然蓄熱体に取付けられる。
（第２０実施形態）
図３５は、本発明の第２０実施形態に係る中継用流体貯留ドラム７００を逆角錐台形状の多面立体構造に製造した構成を示す斜視図である。
図３５に基づいて、本発明の第２０実施形態に係る中継用流体貯留ドラム７００の主要な構成及び設置方法を以下に説明する。
中継用流体貯留ドラム７００は伝導熱材料により構成され、上が大きく下が小さい角錐台形の多面立体構造を呈し、断面積の比較的大きい上段構造及び断面積の比較的小さい下段構造を有する。中継用流体貯留ドラム７００の垂直な軸方向に沿う断面形状は三面、三面以上の多面形により構成される。
中継用流体貯留ドラム７００の自然蓄熱体に漏出するケース部分は断熱材料で製造され構成される断熱体７６０であり、または断熱材料で断熱体７６０が構成されることにより中継用流体貯留ドラム７００の自然蓄熱体に漏出するケースが覆われる。
その設置方法は、角錐台形の多面立体構造の断面積の比較的大きい部分の上段構造は自然蓄熱体の表面に置かれ、断面積の比較的小さい下段は自然蓄熱体に取付けられる。
７００・・・中継用流体貯留ドラム
７０１・・・第１流体入口
７０２・・・第１流体出口
７０２’・・・逆流流体出口
７０３・・・開閉バルブ
７０４・・・第１ポンプ
７０５・・・熱交換装置
７０８・・・第２流体入口
７０８’・・・第３流体入口
７０９・・・第２流体出口
７０９’・・・第３流体出口
７１０・・・制御バルブ
７１４・・・第２ポンプ
７２０・・・通気用管路
７２３・・・流体口
７２４・・・第３ポンプ
７２５・・・通気用開閉バルブ
７３０・・・導流路構造
７３０’・・・導流路構造
７５０・・・逆流管路
７６０・・・断熱体
８００・・・支流管路
８０１・・・第１制御バルブ
８０２・・・第２制御バルブ
８１０・・・流体管路
８２０・・・第１輔助流体管道
８３０・・・第２輔助流体管道
８５０・・・次段の流体貯留層施設
９００・・・流体源
１０００・・・自然蓄熱体
１１００・・・高架構造物
１２００・・・冷却水塔
１２０１・・・高温水流入口
１２０２・・・冷却水流出口
１５００・・・空調装置
２０００・・・制御装置
３０００・・・外導管
７００１・・・中継用流体貯留ドラム下段
７０５０・・・一体型熱交換機

Claims (5)

  1. 縦型の中継用流体貯留ドラム状の流体熱交換器により、浅層地表の土壌、湖、川、海、池、人工貯水池、または、人工的に設置された流体槽のいずれかの流体貯留層の人工施設に設置され、垂直にまたは下へ斜設する設置方法で自然蓄熱体に貼設するか、全部取り付けるか、または一部取り付けるように設置される自然蓄熱体に設置される縦型流体熱交換器であって、
    前記流体熱交換器には、少なくとも一個の流体入口及び少なくとも一個の流体出口が設置されており、前記流体熱交換器には、浅層地表における蓄熱体の補助貯水タンクとして機能するために、外部に流れる熱伝導流体を一時的に保存し、中継用流体貯留ドラム状の構造内部に熱交換装置が設けられ、前記熱交換装置には前記熱伝導流体を流通させるように、少なくとも一つの流体管路が設けられ、前記熱伝導流体と前記流体熱交換器内の流体と熱交換が行われ、前記流体熱交換器における流体は、浅層地表の土壌、湖、川、海、池、人工貯水池、または、人工的に設置された流体槽の流体貯留層の人工施設の熱エネルギーと熱交換が行われる自然蓄熱体に設置される縦型流体熱交換器であって、
    前記流体熱交換器としての中継用流体貯留ドラム（７００）は、伝導熱材料により構成される一体型または組立式であり、一種の縦型の中継用流体貯留ドラム状の流体熱交換器であり、垂直または下へ斜設する設置方法で前記自然蓄熱体（１０００）に貼設するか、または全部取り付けるか、または一部取り付けるように設置され、流体を出入りさせる対流機能となるように、少なくとも一個の第１流体入口（７０１）及び少なくとも一個の第１流体出口（７０２）が設置され、前記第１流体入口（７０１）は前記中継用流体貯留ドラム（７００）の低いところに設置され、前記第１流体出口（７０２）は前記中継用流体貯留ドラム（７００）の高いところに設置され、または両者の設置位置が逆であることにより、前記中継用流体貯留ドラム（７００）の内部の低いところに流体が停滞することを避け、
    前記中継用流体貯留ドラム（７００）を通過する流体は、外力による加圧、または位置の違いによる重力により、前記第１流体入口（７０１）及び前記第１流体出口（７０２）の少なくとも一方に第１ポンプ（７０４）が設置され、人力または制御装置（２０００）により汲み出しまたは汲み入れが制御されることにより、流量を汲み上げまたは停止させ、汲み上げる流量を調整することにより、液体または気体を駆動し、液体から気体に、または気体から液体になるように流体を駆動し、
    前記中継用流体貯留ドラム（７００）の内部には、一個以上の流体対流体の熱交換装置（７０５）が設置され、
    前記熱交換装置（７０５）には流体を通過させるように独立した流路が具備され、前記中継用流体貯留ドラム（７００）内部の流体に熱交換が行われ、前記熱交換装置（７０５）は直接流体管路がＵ型、螺旋状、波状を呈する各種の幾何形状の管状流路構造により構成され、かつ前記熱交換装置におけるＵ管状流路構造に伝導熱翼が追加設置され、各種形状の前記熱交換装置（７０５）の流体管路には第２流体入口（７０８）及び第２流体出口（７０９）が具備され、
    前記熱交換装置（７０５）は、直接伝導熱構造体の内部に流路が設置され、また前記第２流体入口（７０８）及び前記第２流体出口（７０９）が具備され、かつ伝導熱構造体に伝導熱翼が延設され、
    前記熱交換装置（７０５）の個別の流体通路には、前記第２流体入口及び前記第２流体出口が具備され、
    前記熱交換装置（７０５）を通過する流体通路の流体は、外力による加圧または位置の違いによる重力により、第１ポンプ（７０４）が設置され、流体を汲み出しまたは汲み入れることにより、同じまたは異なる液体または気体、或いは液体から気体に変化し、または気体から液体に変化するように個別に駆動される流体であり、
    前記制御装置（２０００）は、電力、動力、流力、または磁力を活動力とする制御装置であり、前記第１ポンプ（７０４）を制御し、前記第１ポンプ（７０４）が設置されると同時に設置され、
    前記熱交換装置（７０５）を内蔵する円筒状の前記中継用流体貯留ドラム（７００）は、一個以上であり、二個以上である場合は、個別の前記中継用流体貯留ドラム（７００）内部における個別の流体通路は直列、並列、または直並列であり、異なる前記中継用流体貯留ドラム（７００）は、個別に操作し、個別に同じまたは異なる種類の流体を通過させ、
    前記中継用流体貯留ドラム（７００）の内部には、一つ以上の流路に分けられる流体通路があり、二つ以上の流路に分けられる場合は、各別の流路は個別に流体入口及び流体出口が設置され、
    前記中継用流体貯留ドラム（７００）の内部に、二つ以上の流路を有する流体通路がある場合は、その個別の流体通路は個別に作動し、同じまたは異なる流体を通過させ、
    前記中継用流体貯留ドラム（７００）の内部に、二つ以上の流路を有する流体通路がある場合は、その個別の流体通路は直列または並列または直並列であり、
    前記中継用流体貯留ドラム（７００）は、前記第１流体入口（７０１）に第１制御バルブ（８０１）が設置され、または前記第１流体出口（７０２）に第２制御バルブ（８０２）が設置され、また前記第１制御バルブ（８０１）及び第２制御バルブ（８０２）の間に支流管路（８００）が設置されて、前記支流管路（８００）を経る流体流量を制御し調整することにより、前記中継用流体貯留ドラム（７００）内部に入る流体の流量を調整し、また人力または前記制御装置（２０００）により前記第１制御バルブ（８０１）及び前記第２制御バルブ（８０２）の少なくとも一方を制御し、開または閉動作を行って流量を調整し、また前記第１ポンプ（７０４）を制御することにより汲み上げまたは停止、或いは汲み上げる流量を調整し、前記制御装置（２０００）は電力、動力、流力、または磁力を活動力とする制御装置であり、前記第１制御バルブ（８０１）、前記第２制御バルブ（８０２）、及び前記支流管路（８００）によって、
    前記支流管路（８００）の流体を遮断し前記中継用流体貯留ドラム（７００）を完全に通過させ出入するモード、
    前記中継用流体貯留ドラム（７００）内部に入る流体を遮断し、流体が前記支流管路（８００）を完全に通過し流通するモード、
    一部の流体が前記中継用流体貯留ドラム（７００）内部を通過し、一部が前記支流管路（８００）を経るモード、
    前記中継用流体貯留ドラム（７００）の内部を通過する流体流量の大小を制御し、また開閉の機能を有するモード、のうちの一種以上のモードの流動が行われることを特徴とする縦型流体熱交換器。
  2. 縦型の中継用流体貯留ドラム状の流体熱交換器により、浅層地表の土壌、湖、川、海、池、人工貯水池、または、人工的に設置された流体槽のいずれかの流体貯留層の人工施設に設置され、垂直にまたは下へ斜設する設置方法で自然蓄熱体に貼設するか、全部取り付けるか、または一部取り付けるように設置される自然蓄熱体に設置される縦型流体熱交換器であって、
    前記流体熱交換器には、少なくとも一個の流体入口及び少なくとも一個の流体出口が設置されており、前記流体熱交換器には、浅層地表における蓄熱体の補助貯水タンクとして機能するために、外部に流れる熱伝導流体を一時的に保存し、中継用流体貯留ドラム状の構造内部に熱交換装置が設けられ、前記熱交換装置には前記熱伝導流体を流通させるように、少なくとも一つの流体管路が設けられ、前記熱伝導流体と前記流体熱交換器内の流体と熱交換が行われ、前記流体熱交換器における流体は、浅層地表の土壌、湖、川、海、池、人工貯水池、または、人工的に設置された流体槽の流体貯留層の人工施設の熱エネルギーと熱交換が行われる自然蓄熱体に設置される縦型流体熱交換器であって、
    前記流体熱交換器としての中継用流体貯留ドラム（７００）は、伝導熱材料により構成される一体型または組立式であり、一種の縦型の中継用流体貯留ドラム状の流体熱交換器であり、垂直または下へ斜設する設置方法で前記自然蓄熱体（１０００）に貼設するか、または全部取り付けるか、または一部取り付けるように設置され、流体を出入りさせる対流機能となるように、少なくとも一個の第１流体入口（７０１）及び少なくとも一個の第１流体出口（７０２）が設置され、前記第１流体入口（７０１）は前記中継用流体貯留ドラム（７００）の低いところに設置され、前記第１流体出口（７０２）は前記中継用流体貯留ドラム（７００）の高いところに設置され、または両者の設置位置が逆であることにより、前記中継用流体貯留ドラム（７００）の内部の低いところに流体が停滞することを避け、
    前記中継用流体貯留ドラム（７００）を通過する流体は、外力による加圧、または位置の違いによる重力により、前記第１流体入口（７０１）及び前記第１流体出口（７０２）の少なくとも一方に第１ポンプ（７０４）が設置され、人力または制御装置（２０００）により汲み出しまたは汲み入れが制御されることにより、流量を汲み上げまたは停止させ、汲み上げる流量を調整することにより、液体または気体を駆動し、液体から気体に、または気体から液体になるように流体を駆動し、
    前記中継用流体貯留ドラム（７００）の内部には、一個以上の流体対流体の熱交換装置（７０５）が設置され、
    前記熱交換装置（７０５）には流体を通過させるように独立した流路が具備され、前記中継用流体貯留ドラム（７００）内部の流体に熱交換が行われ、前記熱交換装置（７０５）は直接流体管路がＵ型、螺旋状、波状を呈する各種の幾何形状の管状流路構造により構成され、かつ前記熱交換装置におけるＵ管状流路構造に伝導熱翼が追加設置され、各種形状の前記熱交換装置（７０５）の流体管路には第２流体入口（７０８）及び第２流体出口（７０９）が具備され、
    前記熱交換装置（７０５）は、直接伝導熱構造体の内部に流路が設置され、また前記第２流体入口（７０８）及び前記第２流体出口（７０９）が具備され、かつ伝導熱構造体に伝導熱翼が延設され、
    前記熱交換装置（７０５）の個別の流体通路には、前記第２流体入口及び前記第２流体出口が具備され、
    前記熱交換装置（７０５）を通過する流体通路の流体は、外力による加圧または位置の違いによる重力により、第１ポンプ（７０４）が設置され、流体を汲み出しまたは汲み入れることにより、同じまたは異なる液体または気体、或いは液体から気体に変化し、または気体から液体に変化するように個別に駆動される流体であり、
    前記制御装置（２０００）は、電力、動力、流力、または磁力を活動力とする制御装置であり、前記第１ポンプ（７０４）を制御し、前記第１ポンプ（７０４）が設置されると同時に設置され、
    前記熱交換装置（７０５）を内蔵する円筒状の前記中継用流体貯留ドラム（７００）は、一個以上であり、二個以上である場合は、個別の前記中継用流体貯留ドラム（７００）内部における個別の流体通路は直列、並列、または直並列であり、異なる前記中継用流体貯留ドラム（７００）は、個別に操作し、個別に同じまたは異なる種類の流体を通過させ、
    前記中継用流体貯留ドラム（７００）の内部には、一つ以上の流路に分けられる流体通路があり、二つ以上の流路に分けられる場合は、各別の流路は個別に流体入口及び流体出口が設置され、
    前記中継用流体貯留ドラム（７００）の内部に、二つ以上の流路を有する流体通路がある場合は、その個別の流体通路は個別に作動し、同じまたは異なる流体を通過させ、
    前記中継用流体貯留ドラム（７００）の内部に、二つ以上の流路を有する流体通路がある場合は、その個別の流体通路は直列または並列または直並列であり、
    前記中継用流体貯留ドラム（７００）には、前記熱交換装置（７０５）、前記第１流体出口（７０２）、前記第１ポンプ（７０４）及び前記制御装置（２０００）が設置されることに加え、
    さらに逆流流体出口（７０２'）が設置され、また前記逆流流体出口（７０２'）と上流の流体管路の間または流体源（９００）との間に、逆流管路（７５０）が設置され、また前記第２ポンプ（７１４）が直列で設置され、人力または前記制御装置（２０００）により前記第２ポンプ（７１４）を制御することにより、前記中継用流体貯留ドラム（７００）の一部の流体を前記逆流管路（７５０）を通じて上流に汲み返し、半閉鎖式の熱エネルギーの調整機能を持つシステムとなり、
    前記逆流流体出口（７０２'）が別途設置されて前記中継用流体貯留ドラム（７００）の高いところにある場合には、前記中継用流体貯留ドラム（７００）において上下方向へ流れるように内部の流体をガイドする導流路構造（７３０'）が追加設置されなければならず、前記逆流流体出口（７０２'）が前記中継用流体貯留ドラム（７００）の低いところに設置される場合は、上下方向へ流れるように内部の流体をガイドする前記導流路構造（７３０'）が追加設置される必要がないことを特徴とする縦型流体熱交換器。
  3. 縦型の中継用流体貯留ドラム状の流体熱交換器により、浅層地表の土壌、湖、川、海、池、人工貯水池、または、人工的に設置された流体槽のいずれかの流体貯留層の人工施設に設置され、垂直にまたは下へ斜設する設置方法で自然蓄熱体に貼設するか、全部取り付けるか、または一部取り付けるように設置される自然蓄熱体に設置される縦型流体熱交換器であって、
    前記流体熱交換器には、少なくとも一個の流体入口及び少なくとも一個の流体出口が設置されており、前記流体熱交換器には、浅層地表における蓄熱体の補助貯水タンクとして機能するために、外部に流れる熱伝導流体を一時的に保存し、中継用流体貯留ドラム状の構造内部に熱交換装置が設けられ、前記熱交換装置には前記熱伝導流体を流通させるように、少なくとも一つの流体管路が設けられ、前記熱伝導流体と前記流体熱交換器内の流体と熱交換が行われ、前記流体熱交換器における流体は、浅層地表の土壌、湖、川、海、池、人工貯水池、または、人工的に設置された流体槽の流体貯留層の人工施設の熱エネルギーと熱交換が行われる自然蓄熱体に設置される縦型流体熱交換器であって、
    前記流体熱交換器としての中継用流体貯留ドラム（７００）は、伝導熱材料により構成される一体型または組立式であり、一種の縦型の中継用流体貯留ドラム状の流体熱交換器であり、垂直または下へ斜設する設置方法で前記自然蓄熱体（１０００）に貼設するか、または全部取り付けるか、または一部取り付けるように設置され、流体を出入りさせる対流機能となるように、少なくとも一個の第１流体入口（７０１）及び少なくとも一個の第１流体出口（７０２）が設置され、前記第１流体入口（７０１）は前記中継用流体貯留ドラム（７００）の低いところに設置され、前記第１流体出口（７０２）は前記中継用流体貯留ドラム（７００）の高いところに設置され、または両者の設置位置が逆であることにより、前記中継用流体貯留ドラム（７００）の内部の低いところに流体が停滞することを避け、
    前記中継用流体貯留ドラム（７００）を通過する流体は、外力による加圧、または位置の違いによる重力により、前記第１流体入口（７０１）及び前記第１流体出口（７０２）の少なくとも一方に第１ポンプ（７０４）が設置され、人力または制御装置（２０００）により汲み出しまたは汲み入れが制御されることにより、流量を汲み上げまたは停止させ、汲み上げる流量を調整することにより、液体または気体を駆動し、液体から気体に、または気体から液体になるように流体を駆動し、
    前記中継用流体貯留ドラム（７００）の内部には、一個以上の流体対流体の熱交換装置（７０５）が設置され、
    前記熱交換装置（７０５）には流体を通過させるように独立した流路が具備され、前記中継用流体貯留ドラム（７００）内部の流体に熱交換が行われ、前記熱交換装置（７０５）は直接流体管路がＵ型、螺旋状、波状を呈する各種の幾何形状の管状流路構造により構成され、かつ前記熱交換装置におけるＵ管状流路構造に伝導熱翼が追加設置され、各種形状の前記熱交換装置（７０５）の流体管路には第２流体入口（７０８）及び第２流体出口（７０９）が具備され、
    前記熱交換装置（７０５）は、直接伝導熱構造体の内部に流路が設置され、また前記第２流体入口（７０８）及び前記第２流体出口（７０９）が具備され、かつ伝導熱構造体に伝導熱翼が延設され、
    前記熱交換装置（７０５）の個別の流体通路には、前記第２流体入口及び前記第２流体出口が具備され、
    前記熱交換装置（７０５）を通過する流体通路の流体は、外力による加圧または位置の違いによる重力により、第１ポンプ（７０４）が設置され、流体を汲み出しまたは汲み入れることにより、同じまたは異なる液体または気体、或いは液体から気体に変化し、または気体から液体に変化するように個別に駆動される流体であり、
    前記制御装置（２０００）は、電力、動力、流力、または磁力を活動力とする制御装置であり、前記第１ポンプ（７０４）を制御し、前記第１ポンプ（７０４）が設置されると同時に設置され、
    前記熱交換装置（７０５）を内蔵する円筒状の前記中継用流体貯留ドラム（７００）は、一個以上であり、二個以上である場合は、個別の前記中継用流体貯留ドラム（７００）内部における個別の流体通路は直列、並列、または直並列であり、異なる前記中継用流体貯留ドラム（７００）は、個別に操作し、個別に同じまたは異なる種類の流体を通過させ、
    前記中継用流体貯留ドラム（７００）の内部には、一つ以上の流路に分けられる流体通路があり、二つ以上の流路に分けられる場合は、各別の流路は個別に流体入口及び流体出口が設置され、
    前記中継用流体貯留ドラム（７００）の内部に、二つ以上の流路を有する流体通路がある場合は、その個別の流体通路は個別に作動し、同じまたは異なる流体を通過させ、
    前記中継用流体貯留ドラム（７００）の内部に、二つ以上の流路を有する流体通路がある場合は、その個別の流体通路は直列または並列または直並列であり、
    前記中継用流体貯留ドラム（７００）には前記第１ポンプ（７０４）及び前記第１流体出口（７０２）が設置されず、前記熱交換装置（７０５）のみが保留され、逆流流体出口（７０２'）と上流の流体管路または流体源（９００）との間に逆流管路（７５０）が設置され、また前記第２ポンプ（７１４）が直列に設置され、人力または前記制御装置（２０００）により前記第２ポンプ（７１４）を制御することにより、前記中継用流体貯留ドラム（７００）の流体を上流に汲み返し、閉鎖式の熱エネルギーの調整機能を持つシステムとなり、
    前記逆流流体出口（７０２'）が別途設置されて前記中継用流体貯留ドラム（７００）の高いところにある場合には、前記中継用流体貯留ドラム（７００）において上下方向へ流れるように内部の流体をガイドする導流路構造（７３０'）が追加設置されなければならず、前記逆流流体出口（７０２'）が前記中継用流体貯留ドラム（７００）の低いところに設置される場合は、上下方向へ流れるように内部の流体をガイドする前記導流路構造（７３０'）が追加設置される必要がないことを特徴とする縦型流体熱交換器。
  4. 縦型の中継用流体貯留ドラム状の流体熱交換器により、浅層地表の土壌、湖、川、海、池、人工貯水池、または、人工的に設置された流体槽のいずれかの流体貯留層の人工施設に設置され、垂直にまたは下へ斜設する設置方法で自然蓄熱体に貼設するか、全部取り付けるか、または一部取り付けるように設置される自然蓄熱体に設置される縦型流体熱交換器であって、
    前記流体熱交換器には、少なくとも一個の流体入口及び少なくとも一個の流体出口が設置されており、前記流体熱交換器には、浅層地表における蓄熱体の補助貯水タンクとして機能するために、外部に流れる熱伝導流体を一時的に保存し、中継用流体貯留ドラム状の構造内部に熱交換装置が設けられ、前記熱交換装置には前記熱伝導流体を流通させるように、少なくとも一つの流体管路が設けられ、前記熱伝導流体と前記流体熱交換器内の流体と熱交換が行われ、前記流体熱交換器における流体は、浅層地表の土壌、湖、川、海、池、人工貯水池、または、人工的に設置された流体槽の流体貯留層の人工施設の熱エネルギーと熱交換が行われる自然蓄熱体に設置される縦型流体熱交換器であって、
    前記流体熱交換器としての中継用流体貯留ドラム（７００）は、伝導熱材料により構成される一体型または組立式であり、一種の縦型の中継用流体貯留ドラム状の流体熱交換器であり、垂直または下へ斜設する設置方法で前記自然蓄熱体（１０００）に貼設するか、または全部取り付けるか、または一部取り付けるように設置され、流体を出入りさせる対流機能となるように、少なくとも一個の第１流体入口（７０１）及び少なくとも一個の第１流体出口（７０２）が設置され、前記第１流体入口（７０１）は前記中継用流体貯留ドラム（７００）の低いところに設置され、前記第１流体出口（７０２）は前記中継用流体貯留ドラム（７００）の高いところに設置され、または両者の設置位置が逆であることにより、前記中継用流体貯留ドラム（７００）の内部の低いところに流体が停滞することを避け、
    前記中継用流体貯留ドラム（７００）を通過する流体は、外力による加圧、または位置の違いによる重力により、前記第１流体入口（７０１）及び前記第１流体出口（７０２）の少なくとも一方に第１ポンプ（７０４）が設置され、人力または制御装置（２０００）により汲み出しまたは汲み入れが制御されることにより、流量を汲み上げまたは停止させ、汲み上げる流量を調整することにより、液体または気体を駆動し、液体から気体に、または気体から液体になるように流体を駆動し、
    前記中継用流体貯留ドラム（７００）の内部には、一個以上の流体対流体の熱交換装置（７０５）が設置され、
    前記熱交換装置（７０５）には流体を通過させるように独立した流路が具備され、前記中継用流体貯留ドラム（７００）内部の流体に熱交換が行われ、前記熱交換装置（７０５）は直接流体管路がＵ型、螺旋状、波状を呈する各種の幾何形状の管状流路構造により構成され、かつ前記熱交換装置におけるＵ管状流路構造に伝導熱翼が追加設置され、各種形状の前記熱交換装置（７０５）の流体管路には第２流体入口（７０８）及び第２流体出口（７０９）が具備され、
    前記熱交換装置（７０５）は、直接伝導熱構造体の内部に流路が設置され、また前記第２流体入口（７０８）及び前記第２流体出口（７０９）が具備され、かつ伝導熱構造体に伝導熱翼が延設され、
    前記熱交換装置（７０５）の個別の流体通路には、前記第２流体入口及び前記第２流体出口が具備され、
    前記熱交換装置（７０５）を通過する流体通路の流体は、外力による加圧または位置の違いによる重力により、第１ポンプ（７０４）が設置され、流体を汲み出しまたは汲み入れることにより、同じまたは異なる液体または気体、或いは液体から気体に変化し、または気体から液体に変化するように個別に駆動される流体であり、
    前記制御装置（２０００）は、電力、動力、流力、または磁力を活動力とする制御装置であり、前記第１ポンプ（７０４）を制御し、前記第１ポンプ（７０４）が設置されると同時に設置され、
    前記熱交換装置（７０５）を内蔵する円筒状の前記中継用流体貯留ドラム（７００）は、一個以上であり、二個以上である場合は、個別の前記中継用流体貯留ドラム（７００）内部における個別の流体通路は直列、並列、または直並列であり、異なる前記中継用流体貯留ドラム（７００）は、個別に操作し、個別に同じまたは異なる種類の流体を通過させ、
    前記中継用流体貯留ドラム（７００）の内部には、一つ以上の流路に分けられる流体通路があり、二つ以上の流路に分けられる場合は、各別の流路は個別に流体入口及び流体出口が設置され、
    前記中継用流体貯留ドラム（７００）の内部に、二つ以上の流路を有する流体通路がある場合は、その個別の流体通路は個別に作動し、同じまたは異なる流体を通過させ、
    前記中継用流体貯留ドラム（７００）の内部に、二つ以上の流路を有する流体通路がある場合は、その個別の流体通路は直列または並列または直並列であり、
    さらに前記中継用流体貯留ドラム（７００）を比較的長い二段以上の階段状の構成に製造し、階段状の構造の上段は比較的大きく下段は比較的小さく、円筒状または少なくとも三面の階層を有する柱状構造を呈し、自然蓄熱体との伝熱面積を増加させ、
    前記中継用流体貯留ドラム（７００）の主要な構成及び設置方法において、
    前記中継用流体貯留ドラム（７００）は、伝導熱材料により構成され、上が大きく下が小さい二段以上の階段状の構造を呈し、断面積の比較的大きい上段構造及び断面積の比較的小さい下段構造であり、中継用流体貯留ドラムの下段（７００１）の垂直な軸方向に沿う断面形状は円形、楕円形、或いは三面または三面以上の多面形により構成され、
    前記中継用流体貯留ドラム（７００）の前記自然蓄熱体（１０００）に漏出するケース部分は断熱材料で製造され構成される断熱体（７６０）であり、または断熱材料で前記断熱体（７６０）が構成されることにより前記中継用流体貯留ドラム（７００）の前記自然蓄熱体（１０００）に漏出するケースが覆われ、
    設置方法は、上段が前記自然蓄熱体（１０００）の表面に設置され、下段は前記自然蓄熱体（１０００）に設置されるか、または比較的大きい上段の一番上の所は前記自然蓄熱体（１０００）に置かれ、残りの比較的大きい上段及び接続された比較的小さい下段全体は前記自然蓄熱体（１０００）に取付けられるか、または高架構造物（１１００）により前記中継用流体貯留ドラム（７００）の比較的大きい上段を支持し、比較的小さい下段は下の前記自然蓄熱体（１０００）に設置されることを特徴とする縦型流体熱交換器。
  5. 縦型の中継用流体貯留ドラム状の流体熱交換器により、浅層地表の土壌、湖、川、海、池、人工貯水池、または、人工的に設置された流体槽のいずれかの流体貯留層の人工施設に設置され、垂直にまたは下へ斜設する設置方法で自然蓄熱体に貼設するか、全部取り付けるか、または一部取り付けるように設置される自然蓄熱体に設置される縦型流体熱交換器であって、
    前記流体熱交換器には、少なくとも一個の流体入口及び少なくとも一個の流体出口が設置されており、前記流体熱交換器には、浅層地表における蓄熱体の補助貯水タンクとして機能するために、外部に流れる熱伝導流体を一時的に保存し、中継用流体貯留ドラム状の構造内部に熱交換装置が設けられ、前記熱交換装置には前記熱伝導流体を流通させるように、少なくとも一つの流体管路が設けられ、前記熱伝導流体と前記流体熱交換器内の流体と熱交換が行われ、前記流体熱交換器における流体は、浅層地表の土壌、湖、川、海、池、人工貯水池、または、人工的に設置された流体槽の流体貯留層の人工施設の熱エネルギーと熱交換が行われる自然蓄熱体に設置される縦型流体熱交換器であって、
    前記流体熱交換器としての中継用流体貯留ドラム（７００）は、伝導熱材料により構成される一体型または組立式であり、一種の縦型の中継用流体貯留ドラム状の流体熱交換器であり、垂直または下へ斜設する設置方法で前記自然蓄熱体（１０００）に貼設するか、または全部取り付けるか、または一部取り付けるように設置され、流体を出入りさせる対流機能となるように、少なくとも一個の第１流体入口（７０１）及び少なくとも一個の第１流体出口（７０２）が設置され、前記第１流体入口（７０１）は前記中継用流体貯留ドラム（７００）の低いところに設置され、前記第１流体出口（７０２）は前記中継用流体貯留ドラム（７００）の高いところに設置され、または両者の設置位置が逆であることにより、前記中継用流体貯留ドラム（７００）の内部の低いところに流体が停滞することを避け、
    前記中継用流体貯留ドラム（７００）を通過する流体は、外力による加圧、または位置の違いによる重力により、前記第１流体入口（７０１）及び前記第１流体出口（７０２）の少なくとも一方に第１ポンプ（７０４）が設置され、人力または制御装置（２０００）により汲み出しまたは汲み入れが制御されることにより、流量を汲み上げまたは停止させ、汲み上げる流量を調整することにより、液体または気体を駆動し、液体から気体に、または気体から液体になるように流体を駆動し、
    前記中継用流体貯留ドラム（７００）の内部には、一個以上の流体対流体の熱交換装置（７０５）が設置され、
    前記熱交換装置（７０５）には流体を通過させるように独立した流路が具備され、前記中継用流体貯留ドラム（７００）内部の流体に熱交換が行われ、前記熱交換装置（７０５）は直接流体管路がＵ型、螺旋状、波状を呈する各種の幾何形状の管状流路構造により構成され、かつ前記熱交換装置におけるＵ管状流路構造に伝導熱翼が追加設置され、各種形状の前記熱交換装置（７０５）の流体管路には第２流体入口（７０８）及び第２流体出口（７０９）が具備され、
    前記熱交換装置（７０５）は、直接伝導熱構造体の内部に流路が設置され、また前記第２流体入口（７０８）及び前記第２流体出口（７０９）が具備され、かつ伝導熱構造体に伝導熱翼が延設され、
    前記熱交換装置（７０５）の個別の流体通路には、前記第２流体入口及び前記第２流体出口が具備され、
    前記熱交換装置（７０５）を通過する流体通路の流体は、外力による加圧または位置の違いによる重力により、第１ポンプ（７０４）が設置され、流体を汲み出しまたは汲み入れることにより、同じまたは異なる液体または気体、或いは液体から気体に変化し、または気体から液体に変化するように個別に駆動される流体であり、
    前記制御装置（２０００）は、電力、動力、流力、または磁力を活動力とする制御装置であり、前記第１ポンプ（７０４）を制御し、前記第１ポンプ（７０４）が設置されると同時に設置され、
    前記熱交換装置（７０５）を内蔵する円筒状の前記中継用流体貯留ドラム（７００）は、一個以上であり、二個以上である場合は、個別の前記中継用流体貯留ドラム（７００）内部における個別の流体通路は直列、並列、または直並列であり、異なる前記中継用流体貯留ドラム（７００）は、個別に操作し、個別に同じまたは異なる種類の流体を通過させ、
    前記中継用流体貯留ドラム（７００）の内部には、一つ以上の流路に分けられる流体通路があり、二つ以上の流路に分けられる場合は、各別の流路は個別に流体入口及び流体出口が設置され、
    前記中継用流体貯留ドラム（７００）の内部に、二つ以上の流路を有する流体通路がある場合は、その個別の流体通路は個別に作動し、同じまたは異なる流体を通過させ、
    前記中継用流体貯留ドラム（７００）の内部に、二つ以上の流路を有する流体通路がある場合は、その個別の流体通路は直列または並列または直並列であり、
    前記中継用流体貯留ドラム（７００）の上段が比較的大きく下段が比較的小さい円錐形、少なくとも三面の錐形、または台形構造により構成され、
    前記中継用流体貯留ドラム（７００）を円錐形に製造するか、または前記中継用流体貯留ドラム（７００）を逆角錐形の多面立体構造に製造するか、または前記中継用流体貯留ドラム（７００）を逆円錐台形状に製造するか、または前記中継用流体貯留ドラム（７００）を逆角錐台形状の多面立体構造に製造し、
    前記中継用流体貯留ドラム（７００）の前記自然蓄熱体（１０００）に漏出するケース部分は断熱材料で製造され構成される断熱体（７６０）であり、または断熱材料で断熱体（７６０）が構成されることにより前記中継用流体貯留ドラム（７００）の前記自然蓄熱体（１０００）に漏出するケースが覆われ、
    設置方法は、円錐または角錐を含む円錐形構造の断面積の比較的大きい部分の上段構造が、前記自然蓄熱体（１０００）の表面に置かれ、断面積の比較的小さい下段は前記自然蓄熱体（１０００）に取付けられることを特徴とする縦型流体熱交換器。
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