JP5974384B2 - Equipment for installing heat exchange tubes using underground heat in ready-made piles - Google Patents
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Description
この発明は、地中熱利用熱交換チューブの既製杭内設置装置に関し、より詳細には未硬化のソイルセメントや水で満たされた既製杭内に熱交換チューブを浮力に抗して挿入設置するための装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an installation device for a ground-made heat exchange tube in a ready-made pile, and more specifically, inserts and installs a heat exchange tube against a buoyancy in a ready-made pile filled with uncured soil cement or water. Relates to a device for
地中の温度は一年を通して約15〜18度Cとほぼ一定であり、この特性を有効利用するために地中に埋設された既製杭の中に熱交換チューブを配置し、チューブ内に水などの熱媒体を循環させて地中の熱を利用する空調システムが知られている。 The underground temperature is almost constant at about 15 to 18 degrees C throughout the year, and in order to make effective use of this characteristic, a heat exchange tube is placed in a ready-made pile buried underground and water is contained in the tube. There is known an air conditioning system that uses the underground heat by circulating a heat medium such as the above.
既製杭の内部は未硬化のソイルセメントや水で満たされており、この中に熱交換チューブを沈設しようとすると、熱交換チューブに浮力が作用する。このようなことから、熱交換チューブの沈設の際には、重錘を利用して浮力に対抗させている。 The inside of the ready-made pile is filled with uncured soil cement or water, and buoyancy acts on the heat exchange tube when trying to set the heat exchange tube in it. For this reason, when the heat exchange tube is set, the weight is used to counter buoyancy.
図12は、従来の既製杭内部への熱交換チューブの沈設方法を示している。熱交換チューブ10は熱媒体の送り管10aと戻り管10bとを有し、それらの先端部がU字形の流路をもつ連結部材11で連結されている。この連結部材11にワイヤ12等を介して重錘13を懸吊し、既製杭14の内部に熱交換チューブ10を所定深度まで吊り降ろすのが従来の方法である。
FIG. 12 shows a conventional method for laying a heat exchange tube inside a ready-made pile. The
その際、上記のように熱交換チューブ10は大きな浮力を受けることから、重錘13としては、例えば鋼製のものがしばしば用いられる。鋼製の重錘は比重が大きく、他の物質でできた同じ重さの重錘と比べて、その体積も小さくできるために有効であるが、費用が高価である。そのため、経済性や環境の面から、重錘を回収し再利用することが望ましいが、重錘13を熱交換チューブ10から外すとチューブが浮力を受けて浮き上がってしまうことから、所定の深度に配置することができず、一般には重錘13を既製杭内部に残置するという手法が採られている。
At this time, since the
特許文献1にはソイルセメント連続壁内に熱交換チューブを設置する方法が開示されている。この方法は、熱交換チューブの底部を保護する保護部材を備えた埋設ユニットに、熱交換チューブを固定してソイルセメント連続壁内に挿入し、連続壁の底部地盤に固定する方法である。しかし、この方法は、熱交換チューブを設置する深度位置が限られ、任意の深度位置に設置することができない。また、熱交換チューブの連続壁内への挿入に際しては、埋設ユニットの重量を利用していることから(同文献の段落0044)、ソイルセメントの浮力に対抗するためには埋設ユニットを大重量のものとせざるをえず、しかもこの埋設ユニットは連続壁内に残置されて回収できないことから施工費用が高価になる。 Patent Document 1 discloses a method of installing a heat exchange tube in a soil cement continuous wall. This method is a method in which the heat exchange tube is fixed in an embedded unit having a protective member for protecting the bottom of the heat exchange tube, inserted into the soil cement continuous wall, and fixed to the bottom ground of the continuous wall. However, this method has a limited depth position where the heat exchange tube is installed, and cannot be installed at an arbitrary depth position. In addition, since the weight of the buried unit is used when the heat exchange tube is inserted into the continuous wall (paragraph 0044 of the same document), the buried unit is used to counteract the buoyancy of the soil cement. In addition, the burial unit remains in the continuous wall and cannot be recovered, so that the construction cost is high.
この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、既製杭内に熱交換チューブを配置するための重錘などの押込み具を回収して、再利用することができ、しかも既製杭内の所定の深度位置に熱交換チューブを設置することができる装置を提供することにある。
The present invention has been made based on the technical background as described above, and achieves the following object.
The object of the present invention is to collect and reuse a pushing tool such as a weight for placing the heat exchange tube in the ready-made pile, and to place the heat exchange tube at a predetermined depth position in the ready-made pile. It is to provide an apparatus that can be installed.
この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、既製杭の内部に、地中熱利用のための熱交換チューブを該チューブに作用する浮力に抗して挿入設置するための装置であって、
前記熱交換チューブが内周に取り付けられる取付リングと、
前記熱交換チューブの既製杭への挿入時に、前記取付リングに除荷・回収可能に載荷され該取付リングを下降させる押込み具と、
既製杭内に挿入された前記取付リングを既製杭の内周に保持する保持手段と
を備えてなることを特徴とする地中熱利用熱交換チューブの既製杭内設置装置にある。
The present invention employs the following means in order to achieve the above object.
That is, the present invention is an apparatus for inserting and installing a heat exchange tube for use of underground heat against the buoyancy acting on the tube inside the ready-made pile,
An attachment ring to which the heat exchange tube is attached to the inner periphery;
A pusher for lowering the mounting ring loaded on the mounting ring so as to be unloaded / recoverable when inserted into the ready-made pile of the heat exchange tube;
It is in the ready-made pile installation apparatus of the heat exchange tube using a geothermal heat characterized by including the holding means which hold | maintains the said attachment ring inserted in the ready-made pile to the inner periphery of a ready-made pile.
前記保持手段は、既製杭の内周に設けられ、前記取付リングが嵌合される固定リングと、前記取付リングを前記固定リングに係合させる係合手段とから構成を採用することができる。また、前記係合手段は、前記取付リングの外周に設けられて、前記固定リングの下端に係合する環状突起からなる構成を採用することができる。 The holding means may be provided on an inner periphery of a ready-made pile, and may employ a configuration including a fixing ring into which the mounting ring is fitted, and an engaging means for engaging the mounting ring with the fixing ring. Further, the engaging means may be configured by an annular protrusion that is provided on the outer periphery of the mounting ring and engages with a lower end of the fixing ring.
前記係合手段は、前記取付リングの外周及び前記固定リングの内周にそれぞれ設けられて、互いに係合する鋸歯状突起からなる構成を採用することもできる。前記保持手段は、前記取付リングの外周に設けられ、既製杭の内周に摩擦係合する弾性リングからなる構成を採用することもできる。 The engaging means may be provided on the outer periphery of the mounting ring and the inner periphery of the fixing ring, and may be configured by sawtooth protrusions that engage with each other. The holding means may be formed of an elastic ring that is provided on the outer periphery of the mounting ring and frictionally engages with the inner periphery of the ready-made pile.
この発明によれば、熱交換チューブを取付リングに取り付けるとともに、押込み具によって取付リングに除荷・回収可能に載荷し、取付リングを既製杭の内周に保持手段によって保持するようにしたので、押込み具を回収して再利用することができる。また、所定の深度位置で除荷するだけで、熱交換チューブを当該所定深度位置に容易に固定配置することができる。さらに、熱交換チューブは取付リングの内周に配置されるので、複数の熱交換チューブを既製杭内に設置することができる。さらに、熱交換チューブは既製杭の内周に近い位置に設置されることとなるので、熱交換効率を向上させることができる。 According to the present invention, the heat exchange tube is attached to the attachment ring, and is loaded so as to be unloaded / collected by the pusher so that the attachment ring is held by the holding means on the inner periphery of the ready-made pile. The pusher can be collected and reused. Moreover, the heat exchange tube can be easily fixed and arranged at the predetermined depth position simply by unloading at the predetermined depth position. Furthermore, since a heat exchange tube is arrange | positioned at the inner periphery of an attachment ring, a some heat exchange tube can be installed in a ready-made pile. Furthermore, since a heat exchange tube will be installed in the position near the inner periphery of a ready-made pile, heat exchange efficiency can be improved.
この発明の実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図1,図2及び図3は、この発明の第1実施形態を示している。図1(a)は熱交換チューブ10を既製杭14内に沈設していている状態を示し、図1(b)は熱交換チューブ10の沈設後、該チューブが所定深度位置に固定された状態を示している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1, 2 and 3 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1A shows a state where the
この発明による設置装置は、熱交換チューブ10が取り付けられる取付リング20を有している。この取付リング20を既製杭14の内周に保持する手段として既製杭14の内周には固定リング21が設けられている。固定リング21は周方向に複数に分割された分割リングであってもよい。取付リング20及び固定リング21ともに、鋼材で作られるが、硬質プラスチックなどの他の材料で作ることもできる。
The installation device according to the present invention has an
取付リング20は、外周が直円筒形となっている上リング部20aと、外周が下向きのテーパ面22となっている下リング部20bとからなっている。下リング部20bは、既製杭14の固定リング21に嵌合される部分であり、したがって、下リング部20bのテーパ面に対応して固定リング21の内周は上向きのテーパ面23となっている。
The
下リング部20bには軸方向に沿った多数のスリット24が設けられている。このようなスリット24を設けることにより、固定リング21への嵌合時に下リング部20bが内周側に変形し、嵌合が容易となる。固定リング21に嵌合された取付リング20を固定リングに係合させる手段として、下リング部20bの下端には環状突起25が設けられている。この環状突起25は固定リング21の下端に係合可能である。
The
熱交換チューブ10の既製杭への沈設時において、熱交換チューブ10は取付リング20の内周に取り付けられる。図2,図3に示すように、そのためのフック29が取付リング20の内周に設けられている。このフック29は熱交換チューブ10の送り管10a及び戻り管10b間に通され、熱交換チューブ10には浮力が働くので下端部の連結部材11に掛け止めされることとなる。熱交換チューブ10は、図示のように2つ、あるいは4つと取付リング20に複数取り付けることができる。
The
既製杭14の内部は前述のように未硬化のソイルセメントや水で満たされており、図1(a)に示す熱交換チューブ10の既製杭14への挿入・沈設時には、取付リング20に押込み具、例えば図5に示すようなワイヤ27で吊り下げられた重錘26が載荷される(図1(a)において矢印は荷重を示す)。熱交換チューブ10は複数の作業者のハンドリングにより、地上から既製杭14の内部に徐々に挿入される。
The inside of the ready-made
その際、ワイヤ27は重錘26を軽く支持するだけであり、重錘26の荷重はその大部分が取付リング20を介して熱交換チューブ10に加えられる。すなわち、熱交換チューブ10は浮力に抗する下向きの荷重が加えられて既製杭14内を下降する。そして、図1(b)に示すように、取付リング20が既製杭14に設けた固定リング21の深度位置に達すると、取付リング20は固定リング21に嵌合する。この嵌合によって、取付リング20の環状突起25が固定リング21の下面に係合し、取付リング20の抜け止めがなされる。すなわち、熱交換チューブ10が既製杭14の内周に保持される。
At that time, the
図4は取付リング20と固定リング21との係合手段の別の例を示している。この例では、取付リング20の外周及び固定リング21の内周に互いに係合する鋸歯状突起27,28が設けられている。鋸歯状突起27,28は取付リング20の下方への移動は可能であるが、上方への移動は互いに係合して不可能となる形状を有している。
FIG. 4 shows another example of the engaging means between the mounting
取付リング20に載荷される重錘は種々の形状を採ることができ、図5はその一例を示している。この例では、重錘26はロケット形状に作られ、上端に放射状に延びる複数のアーム30を有している。アーム30はその自由端側部分30aが基部に対して回動可能となっている。重錘の26の取付リング20への載荷時には、アーム30が直線状となるようにして取付リング20の上端にセットされる。
The weight loaded on the mounting
そして、熱交換チューブ10の沈設時には、図6(a)に示すように、重錘26はワイヤ27により吊り下げられ、取付リング20に荷重を付与した状態で既製杭14内を下降する。取付リング20が固定リング21に嵌合した後、図6(b)に示すように、重錘26は引き上げられ除荷される。その際、アーム30は自由端側部分30aが下方に回動して折れ曲がるので、ソイルセメントや水からの抵抗を少なくして引き上げることができる。
When the
図7,図8は、この発明の第2実施形態を示している。この実施形態では、取付リング20を既製杭14内に保持する手段として、ゴムリング31が用いられている。取付リング20は、図8に示すように、上側半部が上端面に向かうにつれて徐々に厚みが大きくなるように形成され、すなわち上側半部の外周は下向きのテーパ面20cとなっている。ゴムリング31は、その上側半部が取付リング20から突出するように、その下側半部がテーパ面20cに固着されている。ゴムリング31はテーパ面20cに倣う形状に作られ、したがってゴムリング31はその上端に向かうにつれて徐々に拡がる形状を有している。
7 and 8 show a second embodiment of the present invention. In this embodiment, a
取付リング20は、外径が既製杭14の内径よりも若干小さく作られ、取付リング20の外周に配置されたゴムリング31は既製杭14の内周に接して、摩擦係合可能となっている。熱交換チューブ10は、第1実施形態で例示したようなフック29を介して取付リング20にセットすることができる。また、図9に示すように、重錘26も第1実施形態で例示したようなものを用いることができ、そのアーム30を介して取付リング20の上端面に載荷され、熱交換チューブ10が既製杭14内に挿入・沈設される。
The outer diameter of the mounting
熱交換チューブ10の沈設時において、ゴムリング31は既製杭14の内周に摺接するが、上端側が拡がる形状を有しているので下降を妨げることはない。そして、図10に示すように、所定の深度位置で重錘26を吊り上げ除荷すると、熱交換チューブ10に作用する浮力により取付リング20が上昇しようとするが、ゴムリング31が上端側が拡がる形状を有しているので既製杭14の内周に摩擦係合し、熱交換チューブ10が浮き上がることはない。
When the
上記各実施形態では、取付リング20を下降させる押込み具として重錘26を用いる例を示したが、重錘に代えてロッドを用いることができる。この場合、図11に示すように、例えばロッド32の下端部に放射状に延びる複数のアーム33を設け、これらのアーム33を取付リング20の上端に載せてロッド32に下向きの力を加え、取付リング20を下降させることができる。
In each of the above embodiments, the
10 熱交換チューブ
14 既製杭
20 取付リング
21 固定リング
25 環状突起
26 重錘
30 アーム
31 ゴムリング
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記熱交換チューブが内周に取り付けられる取付リングと、
前記熱交換チューブの既製杭への挿入時に、前記取付リングに除荷・回収可能に載荷され該取付リングを下降させる押込み具と、
既製杭内に挿入された前記取付リングを既製杭の内周に保持する保持手段と
を備えてなることを特徴とする地中熱利用熱交換チューブの既製杭内設置装置。 A device for inserting and installing a heat exchange tube for use of underground heat against the buoyancy acting on the tube inside the ready-made pile,
An attachment ring to which the heat exchange tube is attached to the inner periphery;
A pusher for lowering the mounting ring loaded on the mounting ring so as to be unloaded / recoverable when inserted into the ready-made pile of the heat exchange tube;
A pre-pile installation device for a heat exchange tube using geothermal heat, characterized by comprising holding means for holding the mounting ring inserted in the pre-made pile on the inner periphery of the pre-made pile.
前記取付リングを前記固定リングに係合させる係合手段とからなることを特徴とする請求項1記載の地中熱利用熱交換チューブの既製杭内設置装置。 The holding means is provided on the inner periphery of a ready-made pile, and a fixing ring to which the mounting ring is fitted,
The pre-pile installation device for an underground heat-utilizing heat exchange tube according to claim 1, comprising engagement means for engaging the attachment ring with the fixed ring.
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