JPH054594B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は地熱を熱伝達手段によつて地上に取出
しその熱の、例えば、融雪、発電などに利用する
産業分野に関するものである。

従来の技術 従来のこの種の産業の利用分野においては、地
中の蒸気や熱水を汲み上げる場合、例えば長さ10
ｍ前後の鋼又は合金鋼のパイプを数拾乃至数百
本、各端部の雌雄ネジを嵌合させて接続し乍ら坑
井に挿入し、地中に埋設している。この場合、パ
イプ自体は吊下荷重、地中深部でのパイプの半径
方向に加わる外圧に対しても十分耐えられるが、
作業性の点で現場での接続、パイプ内部へ加工等
がやりにくい等の欠点がある。一方現場での作業
性を改善するために、工場で、予め製品を半成ま
たは完成させ、又可撓性に着目し運搬、取扱等の
関係から、薄肉のコルゲート型ヒートパイプを用
いて、これをいわゆるサーモサイホンとして使用
し、地中200〜5000ｍまで挿入埋設し、蒸気や熱
水の噴出する地帯は勿論、これらの噴出しない地
帯でも地下の熱のみをヒートパイプを利用して汲
み上げ、地下の蒸気や熱水を枯渇させることな
く、地熱を地上に取出そうという考え方がある。

しかしこの場合においては、以下の欠点があげ
られる。

数千ｍの長尺パイプを地上から地中に向かつて
吊下げ、埋設する状態となるため、長尺パイプに
自重が作用し、コルゲート型ヒートパイプに伸び
が働らき、コルゲートの波形が部分的に平滑化し
たり、パイプが破断したりする。

特に波形が平滑化するとヒートパイプの熱伝達
特性が長手方向でばらついてくる。

問題点を解決するための手段 本発明は以上の問題点を解決するためになされ
たものである。

すなわち薄肉の長尺コルゲート型ヒートパイプ
を地中深く一般的には垂直に配置した状態で、地
熱を効率よく地上に取出すことを実効あらしめた
ものであり、以下の通りである。

長手方向に表面が波形状に成形され両端が密
閉、内部に作動液が封入され長手方向に貫通する
綱材が両端で固着係止されたコルゲート型ヒート
パイプ内部に、上記綱状部分およびコルゲート型
ヒートパイプの内壁凹部部分とで、上記コルゲー
ト型ヒートパイプの自重を支承する一体化された
支承材を配置したものである。

作 用 コルゲート型ヒートパイプの自重を、パイプ内
壁凹部に密着装着された支承材で受け、これを上
記パイプ内を長手方向に貫通する綱材に伝え、こ
こで上記パイプの自重を支承する。

具体的には、支承材が上記パイプの内壁凹部の
形状に合わせて線状体のスパイラル状、リング
状、板状体のスパイラル状、円盤状等の形状でパ
イプ内壁凹部に内側から密着装着され、ここで上
記パイプの自重を受けて、一体的に構成された他
の部分、すなわち線状体の巻回部分とか、板状体
の切欠部分で綱材に外側から密着固定、ないし密
着挟持させ、その接触圧の作用で上記パイプの自
重を支承分担する。

実施例 第１図は本発明の概要を示す概念図の一部切截
断面図である。

１は本発明に係るコルゲート型ヒートパイプで
あつて可撓性が保持され、上端部が一部地上に位
置し下側主要部が地中100に200〜3000ｍ程度にわ
たつて埋設されている。

下部が受熱部でありこの熱を上部から取出す。
このパイプは内径50〜300ｍ程度の鋼、銅、アル
ミニウム、ステンレス等の金属パイプよりなり、
表面形状は長手方向に波形１０１いわゆるコルゲ
ート型に形成され、パイプ内部にはフロン（商
標）等の作動液１０２が封入されている。

ここで表面形状の波形はスパイラル形状でも、
又非スパイラル形状である蛇腹状であつてもよ
い。

２は耐張索であつて、例えば網材で鋼などのよ
り線から成り、上記コルゲート型ヒートパイプの
中央部を長手方向に貫通し、その両端は例えば工
場内で上部端末金具２０１、下部端末金具２０２
でそれぞれ位置調整され、圧着、熔接等によりこ
れら端末に固定密封装着されている。上部端末金
具２０１は中心孔を有する円盤状の密封部とこれ
と同軸的に中心孔を有する円筒状のボス部分より
なる。

密封部で上記コルゲート型ヒートパイプ１の上
端部を熔接、ないしねじ係合等によつて密封し、
ボス部で密封部を貫通した綱材２の上端部を圧着
等の固定手段で固着し吊下げ荷重を十分保持して
いる。

この上部端末金具２０１は更に吊下げ金具２０
３によつて圧着ねじ係合等によつて同軸的に固着
されている。吊下げ金具２０３には吊下げ穴２０
４が設けられ、運搬、布設のときの用をなす。

耐張索２の下端部は同様にして下部端末金具２
０２によつて固着され、同様にしてコルゲート型
ヒートパイプの下端を密封している。

ボス部はキヤツプ金具２０５で保護している。
なお、網材２の上、下端部の固着手段は上記に限
定されるものではない。

又、ここで綱材とは、耐張索勿論、プラスチツ
ク繊維、炭素繊維等を撚合わせたもので引張強さ
等機械的強度の強いものをいう。

３は支承線であつて（第２図も参照）、弾性体、
剛性体等の線状体、例えば金属鋼線等からなり、
綱材２とコルゲート型ヒートパイプ１の内壁凹部
３１、内側から見た場合コルゲートの谷部、とに
わたつてスパイラル状に配置されている。

すなわち、綱材２の長手方向、所定位置に設け
られていて、一部長さにわたつて綱材２に巻回固
定され、その延長部分は一定長にわたつてスパイ
ラル状にコルゲート型ヒートパイプ１の内壁凹部
３１である谷部に密着装着して配置されている。

支承線３には一定個所にウイツク３２が設けら
れている。

全長にわたつてもよいし、一部分でもよい。又
内壁凹部にウイツク３３を支承線３で固定しても
よい。

綱材２に巻回される長さ、およびコルゲート型
ヒートパイプ２の内壁凹部に密着する長さ（巻回
数とピツチｎ×ｐ）はそれぞれコルゲート型ヒー
トパイプの自重を分担する、望ましくは均等に分
担するような可能が発揮できる程度の長さでよ
い。

例えば上記パイプ１の内壁凹部３１に密着装着
される長さはスパイラル状に１〜２ピツチ程度あ
ればよい。

又支承線の配置分担はコルゲート型ヒートパイ
プ１のサイズ（長さ、径等）、布設個所の地質、
地熱温度分布等を考慮して決定される。綱材２の
全長にわたつて取付けてもよく、又所定の必要個
所でもよい。

特に地中100の深部では集中的に配置すること
が望ましい。

又上記支承材は工場で取付けても、又布設現場
に簡便な取付装置を用意しておき、布設時に取付
けてもよい。

この場合、支承材を予め冷却してサイズを縮少
しておいてから取付けてもよい。

なお、蒸気は支承材の隙間を通つてヒートパイ
プの機能が果せるようになつている。

第３図に支承線の他の実施例を示す。この場
合、コルゲート型ヒートパイプ（図示せず）の波
形は蛇腹状である。

支承線３を一部長にわたつて綱材２に巻回固定
し、その延長部分は実質的にリング状に上記パイ
プ内壁凸部に密着装着されている。この場合、支
承線３の外径巻端ＣとＤ間に段差は持たない。

この支承線の配置方法、配分分布は上述した第
１図、第２図の実施例と同様でよい。

４は支承板で（第４図も参照）類似円盤状をな
し、金属板、プラスチツク板等からなる。

切欠４１を有し切欠内径部４２で綱材２に長手
方向方向にずれないように密着挟持され、外径部
４３でスパイラル状のコルゲート型ヒートパイプ
（図示せず）の内壁凹部の谷部に沿つて、平面が
スパイラル状に傾斜して密着装着されている。

この場合ピツチＰに合致されるように切り込み
端ＡとＢ間に段差Ｐを与える。

又この支承板４上には、上記通路用の孔４４が
穿たれている。

孔４４の形状は円形、楕円形、末拡がり形等適
宜でよい。

この支承板４の配置方法、配置分布は、上記各
実施例と同様でよい。

第５図は同様に支承板の他の実施例であつて波
形が蛇腹状のコルゲート型ヒートパイプ（図示せ
ず）内に配置されている。

５は同様に支承板であつて、切欠５１を有する
単一平面の円盤状の形状をなしている。

切欠内径部５２で網材２に密着接触し、外径部
５３で上記パイプ内壁凹部に密着装着されてい
る。この場合切り込み端に段差は不要である。同
様に支承板５上には上記通路用の孔５４が設けら
れている。孔の形状は上記実施例と同様でよい。

なお、上記コルゲート型ヒートパイプ１の内部
には、適宜椀状、皿状等の上方側に凹部を有する
凝縮液受３０１が綱材２に軸支され、又ウイツク
３０２が綱材２に取付けられ、ないし、綱材２を
ウイツクとし、又上記パイプ内壁にウイツク３３
が設けられている。

なお、上記各実施例において上記コルゲート型
ヒートパイプおよび各支承材との熱膨張によるず
れは殆んどない。

又上記各支承材には、凝縮液が滴下し、この部
分に一時的に溜まつたり、滞留したりするので、
この部分からも液が蒸発してドライアウトを防ぐ
効果もある。

２０６は真空排気注液用ノズルでコルゲート型
ヒートパイプ１を真空、注液するためのノズルで
ある。

その他、地熱取出管、液戻り管、分岐管等通常
使用される場合の附属機器を有することは勿論で
ある。又このコルゲート型ヒートパイプ１は、必
要に応じて地上建造物に支持固定されたり、部分
的断熱防食などの保護処理が適宜施されることは
いうまでもない。

以上述べた実施例においては本発明のコルゲー
ト型ヒートパイプを垂直に地中埋没した例を示し
たが、実施例はこれに限定されるものではない。

すなわち例えば(1)地中のみでなく海中でもよ
く、(2)垂直のみでなく、傾斜させてもよい。例え
ば地中に障害物等がある場合にはこの部分を避け
て傾斜布設させてもよい。(3)水平方向で使用して
よい。

例えばコルゲート型ヒートパイプ内に耐張索が
設けられた場合であつて、この水平方向で使用す
る場合、長手方向の熱膨張力が作用してもその挙
動を耐張索が制御し、コルゲート型ヒートパイプ
の変形を防止するので熱伝達特性が良好に保持さ
れる。

発明の効果 本発明のコルゲート型ヒートパイプにより、工
場内で従来工法のパイプ工法に較べ長尺化された
パイプの生産が容易にでき広範囲にわたる現場で
の布設が容易で、布設後は、このパイプの諸特性
特に熱伝達特性が損なわれることなく安定した熱
伝達のできる熱伝達手段が提供できる。

すなわち、長尺パイプ内に種々の具材を取付け
ることは工場内で容易にでき、運搬現場施行が容
易でこれらの具材の作用により、(1)自重によるパ
イプの伸び過ぎ、波形の平滑化、(2)支承材に滴下
した液体が滞留することにより、又、ウイツク配
置による、ドライアウトの防止等が可能が熱伝達
手段が提供でき、現場ではこのパイプの最も単純
な場合はそのまま掘削孔に布設するだけでよい、
等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るコルゲート型ヒートパイ
プの実施の説明の一部切截断面、第２図〜第５図
は本発明に係る支承材の説明図。 図中１：コルゲート型ヒートパイプ、２：綱
材、３：支承線、４，５：支承板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 長手方向に表面が波形状に成形され、両端が
   密封、内部に作動液が封入され、 長手方向に貫通する綱材を両端で固着係止され
   たコルゲート型ヒートパイプの内部に、上記綱材
   部分および上記コルゲート型ヒートパイプの内壁
   凹部部分とで、上記コルゲート型ヒートパイプの
   自重を支承する一体化された支承材を配置したこ
   とを特徴とするコルゲート型ヒートパイプ。 ２ 上記支承材は線状体であつて、その一部長が
   綱材に固定装着され、その延長部分がコルゲート
   型ヒートパイプの内壁凹部に密着装着されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のコ
   ルゲート型ヒートパイプ。 ３ 上記支承材は線状体であつて、その一部長が
   綱材に巻回固定され、その延長部分がスパイラル
   状のコルゲート型ヒートパイプの内壁凹部にスパ
   イラル状に密着装着されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項又は第２項記載のコルゲー
   ト型ヒートパイプ。 ４ 上記支承材は線状体であつて、その一部長が
   綱材に巻回固定され、その延長部分が蛇腹状のコ
   ルゲート型ヒートパイプの内壁凹部にリング状に
   密着装着されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項又は第２項記載のコルゲート型ヒート
   パイプ。 ５ 上記支承体は類似円盤状であつて、その切欠
   内径部が綱材に密着挟持され、その外径部がコル
   ゲート型ヒートパイプの内壁凹部に密着装着され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載コルゲート型ヒートパイプ。 ６ 上記支承体は類似円盤状であつて、その切欠
   内径部が綱材に密着挟持され、そのスパイラル状
   のコルゲート型ヒートパイプの内壁凹部にスパイ
   ラル状に傾斜して密着装着していることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項又は第５項記載コルゲ
   ート型ヒートパイプ。 ７ 上記支承体は類似円盤状であつて、その切欠
   内径部が綱材に密着挟持され、その外径部が蛇腹
   状のコルゲート型ヒートパイプの内壁凹部にリン
   グ状に密着装着されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項又は第５項記載のコルゲート型
   ヒートパイプ。