JPS63254393A - コルゲ−ト型ヒ−トパイプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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って地上に取出しその熱
を、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 従来この種の産業上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１０ｍ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
ルゲート型上−１−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がって吊下げ、
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形成され両端が密閉、（Ｆ 内部に差動液が封入され、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′−ドパイブの内部
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
手方向に貫通する網材に伝え、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、すなわち線状体の右同部分と
か、板状体の切欠部分で網打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って可
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程度にわたって埋設
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５０〜３００　ｖｒ＊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１
０２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ってもよい。

２は網材であって、例えば耐張索で鋼などのより綿から
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２
０１、下部端末金具２０２でそれぞれ位置調整され、圧
着、溶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の上端部を溶
接、ないしねじ係合等によって密封し、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２０３によっ
て圧着ねじ保合等によって同軸的に固着されている。吊
下げ金具２０３には吊下げ穴２０４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２０２によ
って固着され、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。

ボス部はキャップ金具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、ここで網材とは、耐張索は勿論、プラスチック繊維
、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は支承線であって（第２図も参照）、弾性体、剛性体
等の線状体、例えば金属鋼綿等からなり、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、とにわたっ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、一部長さにわたって綱材２に巻回固定され、−その
延長部分は一定長にわたっ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には一定箇所にウィック３２が設けられている
。

全長にわたってもよいし、一部分でもよい。又内壁凹部
にウィック３３を支承線３で固定してもよい。

網材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く巻回数とピッチｎＸ
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機能が発揮でき
る程度の長さでよい。

例えば上記バイブ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ピッ千程度あればよい。

又支承線の配置分布はコルゲート型ヒートパイプ１のサ
イズ（長さ、径等）、布設箇所の地質、地熱温度分布等
を考慮して決定される。網材２の全長にわたって取付け
てもよく、又所定の必要箇所でもよい。

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ってヒートバイブの機能
が果せるようになっている。

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を一部長にわたって網材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凹部に密
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、配置分布は上述した第１図、第
２図の実施例の場合と同様でよい。

４は支承板で（第４図も参照）類似円盤状をなし、金属
板、プラスチック板等からなる。

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
谷部に沿って、平面がスパイラル状に傾斜して密着装着
されている。

ごの場合ピッ千Ｐに合致させ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、蒸気通路用の孔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って波形が蛇腹
状のコルゲート型ヒートバイブプ（図示せず）内に配置
されている。

５は同様に支承板であって、切欠５１を有する５３で上
記パイプの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上には蒸
気通路用の孔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
が網材２に軸支され、又ウィック３０２が網材２に取付
けられ、ないし、網材２をウィックとし、又上記パイプ
内壁にウィック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
的に溜まったり、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、汁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
適宜節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設した例を示したが、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もよい。

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
た場合であって、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抑制し、
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、このパイプの緒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、運搬現場施工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、ウィック配置による、ドライアウトの
防止等が可能な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
ニ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 (7)

【特許請求の範囲】
1. （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網材が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. （２）上記支承材は線状体であって、その一部長が網材
   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. （３）上記支承材は線状体であって、その一部長が網材
   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. （４）上記支承材は、線状体であって、その一部長が網
   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. （５）上記支承体は類似円盤状であって、その切欠内径
   部が網材に密着挟持され、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項記載のコルゲート型ヒート
   パイプ
6. （６）上記支承体は類似円盤状であって、その切欠内径
   部が網材に密着挟持され、その外径部がスパイラル状の
   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
   傾斜して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
7. （７）上記支承体は類似円盤状であって、その切欠内径
   部が網材に密着挟持され、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