JP6287111B2 - 管部材の建て込み装置 - Google Patents
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Description
地中熱交換器に係る複数の管部材を地盤に形成された掘削孔に建て込むための管部材の建て込み装置であって、
前記掘削孔の側方の前記地盤上に配置され、軸方向が鉛直方向と交差する回転支軸を有する架台と、
前記回転支軸に回転可能に支持された複数のリール部材であって、前記軸方向に並び、各々、コイル状に巻回された状態の1本の前記管部材が取り付けられる複数のリール部材と、
を備え、
前記回転支軸を中心に前記複数のリール部材を回転させることにより、各リール部材に取り付けられた前記管部材を、それぞれ前記掘削孔へ繰り出し可能に構成され、
前記複数のリール部材は、前記回転支軸の軸方向において並んで設けられている第一リール部材及び第二リール部材であり、
第一リール部材は、前記回転支軸に垂直回転可能に設けられた第一回転軸部と、前記第一回転軸部から放射状に広がるように設けられた複数の第一棒体と、前記複数の第一棒体の先端側にそれぞれ設けられ、矩形状の閉空間を形成しコイル状に巻回された状態の前記管部材を該閉空間に保持するための複数の第一管保持部と、を備え、
第二リール部材は、前記回転支軸に垂直回転可能に設けられた第二回転軸部と、前記第二回転軸部から放射状に広がるように設けられた複数の第二棒体と、前記複数の第二棒体の先端側にそれぞれ設けられ、矩形状の閉空間を形成しコイル状に巻回された状態の前記管部材を該閉空間に保持するための複数の第二管保持部と、を備え、
各々の前記第一管保持部は、前記第一棒体の側部から先端に向けてL字状に突出する第一突出部であって、前記第一棒体の軸方向と交差する方向に沿う第一部位と前記第一棒体の軸方向と平行な方向に沿う第二部位を有する第一突出部と、前記第一棒体から該第一棒体の軸方向と交差する方向に延出し、前記コイル状に巻回された前記管部材の広がりを抑制するための第一広がり防止棒と、を有し、前記第一広がり防止棒の先端には、弾性変形して前記管部材を前記閉空間の外部へ移動させる第一弾性部が前記第二部位の先端と係合した状態で備えられており、
各々の前記第二管保持部は、前記第二棒体の側部から先端に向けてL字状に突出する第二突出部であって、前記第二棒体の軸方向と交差する方向に沿う第一部位と前記第二棒体の軸方向と平行な方向に沿う第二部位を有する第二突出部と、前記第二棒体から該第二棒体の軸方向と交差する方向に延出し、前記コイル状に巻回された前記管部材の広がりを抑制するための第二広がり防止棒と、を有し、前記第二広がり防止棒の先端には、弾性変形して前記管部材を前記閉空間の外部へ移動させる第二弾性部が前記第二部位の先端と係合した状態で備えられており、
前記第一広がり防止棒の延出方向及び前記第二広がり防止棒の延出方向は、共に前記回転支軸の軸方向に沿っており、
前記第一広がり防止棒は、第二管保持部から離れる方向に延出し、前記第二広がり防止棒は、前記第一管保持部から離れる方向に延出していることを特徴とする。
このような管部材の建て込み装置によれば、掘削孔の側方の地盤上に配置することにより、掘削孔の直上に吊り下げるタイプのものと比べて安全性を高めることができる。また、一つの建て込み装置から複数の管部材を繰り出すことができるので、設置スペースを縮小することができる。このように、安全性を高めるとともに、設置スペースの低減を図ることが可能である。
このような管部材の建て込み装置によれば、各リール部材から繰り出される管部材がバラバラに動いて揃わないような場合に対応することができ、建て込みの作業をより容易にすることができる。
このような管部材の建て込み装置によれば、建て込み装置から繰り出される管部材の巻き癖を揃えることができ、掘削孔に建て込みしやすくなる。
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。
図1は、本実施形態に係る地中熱交換器21を用いた地中熱利用システム11の説明図である。図2Aは、地盤Gの竪孔23を透視して見た地中熱交換器21の側面図であり、図2Bは、図2A中のB−B断面図である。図3A乃至図3Cは、流路接続部36の概略図であり、図3Aは、流路接続部36を上から見たときの図であり、図3Bは、流路接続部36を横から見たときの図であり、図3Cは、流路接続部36を下から見たときの図である。なお、図2Aにおいては、図3A乃至図3Cにおいて具体的に表された流路接続部36を模式的に示している。
竪孔23は、ボーリングマシンやオーガ等の掘削機により地盤Gにほぼ垂直に掘削された孔であり、その直径は100〜200mm、深さは30〜150mである。
図4A〜図4Cは、地中熱交換器21の設置工事の施工手順の説明図である。なお、図4A〜図4Cでは、縦断面視した状態を示している。なお、同図では流路接続部36及びスペーサー40の図示を省略している。
図5A及び図5Bは、本実施形態のリール装置70の一例を示す概略図である。図5Aは側面図であり、図5Bは正面図である。また、図6A及び図6Bは、図5A及び図5Bにそれぞれコイル状単管35rを取り付けた状態を示す概略図である。また、図7は、リール装置70の回転支軸72d付近の概略斜視図であり、図8は、管保持部74cの概略斜視図である。
下部フレーム72aは、架台72の下部に設けられた枠材である。本実施形態の下部フレーム72aの設置面(水平面)における形状は長方形である。
支持フレーム72bは、下部フレーム72aの短辺方向の両端において、それぞれ長辺方向の中点付近に鉛直方向の上方に向けて立設されている。すなわち支持フレーム72bは2つ設けられている。
補助フレーム72cは、下部フレーム72aの長辺の端部と、支持フレーム72bとの間に斜設されている。
回転支軸72dは、2つの支持フレーム72b間に水平方向に(換言すると、軸方向が鉛直方向と交差するように)設けられた円柱形状の棒部材である。本実施形態では、この回転支軸72dに2つのリール部材74が回転可能に設けられている。
管保持部74cは、コイル状に巻回された状態の単管35(コイル状単管35r)を保持するためのものであり、各棒体74bの先端側にそれぞれ設けられている。また、管保持部74cは、支持部材74dと、広がり防止棒74eを有している。
支持部材74dは、コイル状単管35rを載置支持する部位であり、パイプ部74daと突出部74dbを備えている。
パイプ部74daは、棒体74bに沿って当該棒体74bを囲むように円筒形状に設けられている。
突出部74dbは、棒体74b(パイプ部74da)の側部から先端側に向けてL字状に突出するようにパイプ部74daに設けられている。このL字状の突出部74dbのうち末端側の部位(棒体74bの軸方向と交差する方向に沿った部位)は、コイル状単管35rを載置支持するためのものである。また先端側の部位(棒体74bの軸方向と略平行の部位)は、コイル状単管35r(単管35の束)の横方向(水平方向)への広がりを抑制するためのものである。
剛体部74eaは、例えば棒体74bと同じ材料で形成された棒状の部材である。
柔軟性部74ebは、弾性体(ゴムなど)で形成されており、広がり防止棒74eにおいて剛体部74eaよりも先端に設けられている。本実施形態では、柔軟性部74ebとしてゴム製のチューブが用いられている。柔軟性部74ebは所定値以上の応力が加えられた場合に変形(弾性変形)し、その応力が解除されると元の形に戻る。
図9A〜図9Cは、コイル状単管35rの取り付けについて説明するための概念図である。なお、ここでは説明の都合上一つの棒体74bのみについて示しているが、各棒体74bで同じ処理を行う。
図11A〜図11Dはリール装置70から単管35を繰り出す動作についての説明図である。
リール装置として、例えば、コイル状単管35rを取り付けた状態で竪孔23の略直上に吊り下げて、コイル状単管35rを回転させて単管35を繰り出すタイプのものが知られている。しかし、掘削孔の上方というのは、実際に建て込む位置なので、建て込み状態の監視など種々の作業が発生し易い場所(つまり作業員の立ち寄り頻度の高い場所)である。そのため、上述のようにリール装置を掘削孔の略直上に吊り下げ配置すると、作業安全上好ましくない。
上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。
前述の実施形態のリール装置70では、回転支軸72dにリール部材74を2つ設けていたがこれには限られず、回転支軸72dにリール部材74を3つ以上設けてもよい。なお、これら複数のリール部材74は、互いに独立に回転可能であることが望ましい。これにより、単管35の送り量をそれぞれ調整できるので、各リール部材74から繰り出される単管35がバラバラに動いて揃わないような場合にも対応できる。よって、建て込みの作業をより容易にすることができる。
また、リール装置70の架台72及びリール部材74の構成は上述したものには限られない。例えば、リール部材74の広がり防止棒74eは無くてもよい。また、支持部材74dはスライド式でなく、例えば、取り外し式に構成されていてもよい。また、棒体74bの軸Pに対する管保持部74c(支持部材74d、広がり防止棒74e)の傾きが固定であってもよい(回転可能に構成されていなくてもよい)。
前述の実施形態では、竪孔23を挟む両側の地盤G上にリール装置70を、配置していたがこれには限られない。例えば、竪孔23の片側(一方側)に1つ配置してもよい。この場合においても、例えば1本の単管35を繰り出す建て込み装置を2つ配置する場合と比べて設置スペースの低減を図ることができる。
前述の実施形態では、竪孔23に4本の単管35を建て込んでいたがこれには限らない。例えば3本でもよいし、5本以上でもよい。また、前述の実施形態では往路用の単管35(35a)が1本で復路用の単管35(35b)が3本であったがこれには限らない。例えば往路用の単管35(35a)と復路用の単管35(35b)がそれぞれ2本であってもよい。
竪孔23は、地盤Gを鉛直方向に掘削したものであればよく、構造や形成方法は前述した実施形態には限られない。
17 循環ポンプ、21 地中熱交換器、
23 竪孔、24 ケーシング鋼管、
26 熱媒体、27 充填材、
31 採放熱管、35 単管、35a 単管(往路用)、
35b 単管(復路用)、35r コイル状単管、
36 流路接続部、37 本体部、
37a 上部室、37b 下部室、38 管状突出部、
40 スペーサー、42 支持部、44 繋ぎ部、
70 リール装置、72 架台、
72a 下部フレーム、72b 支持フレーム、
72c 補助フレーム、72d 回転支軸、
74 リール部材、74a 芯軸部、74b 棒体
74c 管保持部、74d 支持部材、
74da パイプ部、74db 突出部
74e 広がり防止棒、74ea 剛体部、
74eb 柔軟性部、
77 ネジ、78 ネジ
SP23 空間、G 地盤(地面)
Claims (3)
- 地中熱交換器に係る複数の管部材を地盤に形成された掘削孔に建て込むための管部材の建て込み装置であって、
前記掘削孔の側方の前記地盤上に配置され、軸方向が鉛直方向と交差する回転支軸を有する架台と、
前記回転支軸に回転可能に支持された複数のリール部材であって、前記軸方向に並び、各々、コイル状に巻回された状態の1本の前記管部材が取り付けられる複数のリール部材と、
を備え、
前記回転支軸を中心に前記複数のリール部材を回転させることにより、各リール部材に取り付けられた前記管部材を、それぞれ前記掘削孔へ繰り出し可能に構成され、
前記複数のリール部材は、前記回転支軸の軸方向において並んで設けられている第一リール部材及び第二リール部材であり、
第一リール部材は、前記回転支軸に垂直回転可能に設けられた第一回転軸部と、前記第一回転軸部から放射状に広がるように設けられた複数の第一棒体と、前記複数の第一棒体の先端側にそれぞれ設けられ、矩形状の閉空間を形成しコイル状に巻回された状態の前記管部材を該閉空間に保持するための複数の第一管保持部と、を備え、
第二リール部材は、前記回転支軸に垂直回転可能に設けられた第二回転軸部と、前記第二回転軸部から放射状に広がるように設けられた複数の第二棒体と、前記複数の第二棒体の先端側にそれぞれ設けられ、矩形状の閉空間を形成しコイル状に巻回された状態の前記管部材を該閉空間に保持するための複数の第二管保持部と、を備え、
各々の前記第一管保持部は、前記第一棒体の側部から先端に向けてL字状に突出する第一突出部であって、前記第一棒体の軸方向と交差する方向に沿う第一部位と前記第一棒体の軸方向と平行な方向に沿う第二部位を有する第一突出部と、前記第一棒体から該第一棒体の軸方向と交差する方向に延出し、前記コイル状に巻回された前記管部材の広がりを抑制するための第一広がり防止棒と、を有し、前記第一広がり防止棒の先端には、弾性変形して前記管部材を前記閉空間の外部へ移動させる第一弾性部が前記第二部位の先端と係合した状態で備えられており、
各々の前記第二管保持部は、前記第二棒体の側部から先端に向けてL字状に突出する第二突出部であって、前記第二棒体の軸方向と交差する方向に沿う第一部位と前記第二棒体の軸方向と平行な方向に沿う第二部位を有する第二突出部と、前記第二棒体から該第二棒体の軸方向と交差する方向に延出し、前記コイル状に巻回された前記管部材の広がりを抑制するための第二広がり防止棒と、を有し、前記第二広がり防止棒の先端には、弾性変形して前記管部材を前記閉空間の外部へ移動させる第二弾性部が前記第二部位の先端と係合した状態で備えられており、
前記第一広がり防止棒の延出方向及び前記第二広がり防止棒の延出方向は、共に前記回転支軸の軸方向に沿っており、
前記第一広がり防止棒は、第二管保持部から離れる方向に延出し、前記第二広がり防止棒は、前記第一管保持部から離れる方向に延出していることを特徴とする管部材の建て込み装置。 - 請求項1に記載の管部材の建て込み装置であって、
前記複数のリール部材は、互いに独立に回転可能である、
ことを特徴とする管部材の建て込み装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の管部材の建て込み装置であって、
前記掘削孔へ繰り出しを行う際の前記複数のリール部材の回転方向は同じである、
ことを特徴とする管部材の建て込み装置。
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