JPH061606Y2 - 地中熱交換装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 Ａ．考案の目的 ａ．産業上の利用分野 本案は、地中熱交換装置に関するものである。

ｂ．従来の技術とその問題点 従来提供されているこの種のものにあっては、地下水を
汲み上げ路上の積雪を融雪する方式のものとなっている
が、これでは地下水の枯渇の心配があると共に、供給す
る熱量が少なく大量に融雪できず、また、融雪してもす
ぐ凍結するなど厳寒な地方の実態にそぐわない。また、
夏期における舗装面の流動現象については何等配慮する
ところがない。

Ｂ．考案の構成 ａ問題を解決しようとする手段 本願では、下記の構成のものによって、上述した問題を
解決しようとするものである。

すなわち、本願のものは、地中熱供給地下還元井側壁２
Ａの下方位置に適数個の地下水還元ストレーナ２Ａ１が
設けられている親井戸２内に多管式地下水熱交換パイプ
４Ａを蛇行状に配設してなる地中熱交換装置本体を設
け、この地中熱交換装置本体と路面融雪用の配管とを不
凍液が循環するよう構成し、上記親井戸２内には、当該
親井戸２の近傍に掘られた子井戸６から地下水を供給す
るよう構成したこと地中熱交換装置である。

ｂ．考案の実施例 １は地中熱交換装置である。

２は親井戸で、内部に地中熱交換装置本体が装置されて
いる。

上記親井戸２は、地中熱供給地下還元井側壁２Ａとこの
側壁２Ａの上下に張設された底部２Ｂと天板２Ｃとから
なり、かつ、これが地中Ｇに所定深度を以て埋設されて
いる。

上記地中熱供給地下還元井側壁２Ａの下方位置には適数
個の地下水還元ストレーナ２Ａ１が設けられている。

３は路面（舗装面）３Ａ内に蛇行埋設された路面融雪用
の配管で、３Ｂは入口用配管、３Ｃは出口用配管を示
す。

４は上記親井戸２内に配設された第１種の多管式地中熱
交換装置本体で、上記親井戸２内を蛇行せしめた多管式
地下水熱交換パイプ４Ａで構成され、一端を入口用配管
３Ｂに連通せしめ、他端を出口用配管３Ｃに連結してあ
る。

５は地下水を上記親井戸２内に供給する地下水配管で、
当然、先端の地下水出口用配管５Ａは当該親井戸２内に
引き込まれていると共に。他端の地下水入口用配管５Ｂ
は上記親井戸２の近傍に掘られた子井戸６内に引き込ま
れ、その先端には地下水圧送水中ポンプ５Ｃが連結され
ている。

この場合、公知のごとく通常のポンプであってもよい。

６Ａは地下水吸入ストレーナである。

７は上記親井戸２内に配設された第２種の二重管貯留式
地中熱交換装置本体で、外方の地下水熱交換ケーシング
７Ａと、当該地下水熱交換ケーシング７Ａ内に引き込ま
れた二重管熱交換促進ケーシング７Ｂとからなり、この
二重管熱交換促進ケーシング７Ｂの下端の融雪不凍液取
入口７Ｂ１は開口されていると共に、当該二重管熱交換
促進ケーシング７Ｂ内には熱交換不凍液圧送配管７Ｃが
引き込まれ、その下端には不凍液圧送水中ポンプ７Ｄが
連結されている。

そして、この熱交換不凍液圧送配管７Ｃは上記路面融雪
用の配管における入口用配管３Ｂに連結され、出口用配
管３Ｃに連結された戻り管７Ｅは外方の地下水熱交換ケ
ーシング７Ａ内に引き込まれている。

８は上記井戸内に配設された第３種の多管貯留複合式地
中熱交換装置本体で、上記親井戸２内を蛇行せしめた多
管式地下水熱交換パイプ８Ａの一端の多管式地下水熱交
換パイプ入口８Ａ１を外方の地下水熱交換ケーシング８
Ｂ内に連通せしめ、他端の多管式地下水熱交換パイプ出
口８Ａ２を二重管熱交換不凍液貯留槽８Ｃ内に連通させ
たものとなっている。

８Ｄは上記二重管熱交換不凍液貯留槽８Ｃ内に引き込ま
れた熱交換不凍液配管で、下端には不凍液圧送水中ポン
プ８Ｅが連結され、上端は上記路面融雪用の配管におけ
る入口用配管３Ｂに連結され、出口用配管３Ｃに連結さ
れた戻り管８Ｆは外方の地下水熱交換ケーシング８Ｂ内
に引き込まれている。

このものは、多管式（ラジエータ）構造と貯留式構造と
を結合したものであるが、熱交換液である不凍液の熱交
換率の高い多管式（ラジエータ）構造を地下水内に設置
すると共に、上部は不凍液圧送水中ポンプを内設した上
記多管貯留複合式地中熱交換装置本体で、熱交換液の循
環と貯留によって熱交換率を高め、子井戸より地下水を
親井戸に注入し地下水還元ストレーナより地中に還元す
る。

当然のことながら、地中熱交換装置本体内と上記路面融
雪用の配管３とは不凍液が循環するよう構成されてい
る。

ここで、上記親井戸について詳細に説明する。

親井戸は上記路面融雪用の配管３に必要な熱交換である
不凍液を処理できる地中熱交換装置本体を内蔵している
ため、地下温度上昇率（地下は１００ｍ深くなるごとに
平均約３℃の地下温上昇がある。）と必要容量即ち融雪
に必要な熱交換液（不凍液）を確保できる口径と深さに
構成されている。冬期における融雪などにあまり多量の
融雪エネルギーを必要としない場合は、親井戸の地下水
還元ストレーナを出来るだけ下方に設けることにより、
当該親井戸における一番高い地下温水によって、上記地
中熱交換装置本体の内部の熱交換液と熱交換を行ない、
ある程度の融雪可能温度の熱交換液を貯留でき、その目
的を達成できる。

大量の融雪により多量の融雪エネルギーが必要の場合
は、地下水を適当量ずつ連続注水することによって多量
の融雪をすることになるので、子井戸を設け、これに設
置した水中ポンプによって地下温水を配管を通じて、地
中熱交換装置本体を暖めるため、親井戸に注水し熱交換
液を、融雪可能温度まで高めかつ必要容量を貯留させ
る。

使用済の地下水は親井戸の地下水還元ストレーナより地
中に還元する。

夏期は路面融雪用の配管３によって舗装面より太陽熱を
吸収循環する熱交換液の温度が高くなっても、地下水に
よる冷却で問題なく舗装面の流動現象を抑えることがで
きる。使用済の地下水は親井戸の地下水還元ストレーナ
より地中に還元する。

ｃ．作用 上記親井戸内に、人為的に加熱水または冷却水の働きを
する地下水を、子井戸より適量ずつ供給する事により、
冬季間は路面融雪によって冷却された不凍液を、上記地
中熱交換装置本体によって融雪可能温度まで高める。

以上の働きによって、温度の下がった地下水（排水）を
親井戸の地下還元ストレーナより地中に還元する。

また、夏は流動舗装面より熱を吸収して正常舗装面を維
持するため、上記地中熱交換装置本体で冷却した冷却液
によって、暖められた子井戸の地中水を親井戸の地下水
還元ストレーナより地中に還元する。

Ｃ．考案の効果 ａ．親井戸２に地中熱交換装置本体を内蔵しているか
ら、 イ．地中熱交換装置本体に何か不慮の事故があった場
合、これを引き上げ原因を検討できる再配置できる。

ロ．親井戸の還元井としての能力が低下した場合、地中
熱交換装置本体を引き上げ当該親井戸を掃除することに
よって効率のよい還元井として再生できる。

このように、井戸部分、地中熱交換装置本体部分の能力
を個々に発揮できる。

ｂ．地中熱交換装置本地の暖冷のため、子井戸の地下水
を親井戸に注入し、使用済の排水、地下水を親井戸の地
下水還元ストレーナ地中に還元する。この結果、 イ．子井戸より親井戸に注入する地下水を還元できるの
で、下水設備が不要である。

ロ．子井戸より汲み揚げた地下水を親井戸より地中に還
元するので、地下水枯渇による地盤沈下の心配がない。

ハ、親井戸と子井戸の間に汚染の原因が介在しないか
ら、地下水を汚染させることがない。

ニ．親井戸と子井戸とも、地下水を空気に触れさせない
で還元できるので、地下水の酸化作用を止めることがで
き、自然のままの環境を維持できる。

ホ．多管貯留複合式地中熱交換装置本体８にあっては、
地中熱交換装置本体の主要部分に、細いパイプなどによ
り熱交換液を循環させる構造に出来るので、口径の細い
親井戸にすることができる。

なお、上記不凍液にかえて、フロンガス、アルコールな
どを使用する所謂ヒートパイプ作用を行なう構造のもの
にすることもできる。この場合、水中ポンプは不要とな
るが、気化したものを送るための気圧ポンプを要するこ
とになるなど適当な設計変更をすることになるのは当然
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は一部を切り欠いた全体の斜視図、 第２図は縦断面図、 第３図、第４図は他の実施例の縦断面図である。 １…地中熱交換装置 ２…親井戸 ３…路面融雪用の配管 ４…多管式地中熱交換装置本体 ６…子井戸 ７…二重管貯留式地中熱交換装置本体 ８…多管貯留複合式地中熱交換装置本体。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】地中熱供給地下還元井側壁２Ａの下方位置
   に適数個の地下水還元ストレーナ２Ａ１が設けられてい
   る親井戸２内に多管式地下水熱交換パイプ４Ａを蛇行状
   に配設してなる多管式地中熱交換装置本体を設け、この
   多管式地中熱交換装置本体と路面融雪用の配管とを不凍
   液が循環するよう構成し、上記親井戸２内には、当該親
   井戸２の近傍に掘られた子井戸６から地下水を供給する
   よう構成したことを特徴とする地中熱交換装置。
2. 【請求項２】上記多管式地中熱交換装置本体は、外方の
   地下水熱交換ケーシング７Ａと、当該地下水熱交換ケー
   シング７Ａ内に引き込まれた二重管熱交換促進ケーシン
   グ７Ｂとからなり、この二重管熱交換促進ケーシング７
   Ｂの下端の融雪不凍液取入口７Ｂ１は開口されていると
   共に、当該二重管熱交換促進ケーシング７Ｂ内には熱交
   換不凍液圧送配管７Ｃが引き込まれ、その下端には不凍
   液圧送水中ポンプ７Ｄが連結され、上記熱交換不凍液圧
   送配管７Ｃは上記路面融雪用の配管における入口用配管
   ３Ｂに連結され、出口用配管３Ｃに連結された戻り管７
   Ｅは外方の地下水熱交換ケーシング７Ａ内に引き込ま
   れ、不凍液圧送水中ポンプ７Ｄの稼働で不凍液を循環融
   雪し、親井戸２内には当該親井戸２の近傍に掘られた子
   井戸６から地下水を供給するように構成した実用新案登
   録請求の範囲第１項記載の地中熱交換装置。
3. 【請求項３】上記多管式地中熱交換装置本体は、上記親
   井戸２内を蛇行せしめた多管式地下水熱交換パイプ８Ａ
   の一端の多管式地下水熱交換パイプ入口８Ａ１を外方の
   地下水熱交換ケーシング８Ｂ内に連通せしめ、他端の多
   管式地下水熱交換パイプ出口８Ａ２を二重管熱交換不凍
   液貯留槽８Ｃ内に連通させたものとなっていると共に、
   上記地下水熱交換ケーシング８Ｂ内に引き込まれた熱交
   換不凍液配管８Ｄの下端は不凍液圧送水中ポンプ８Ｅが
   連結され、上端は上記路面融雪用の配管における入口用
   配管３Ｂに連結され、出口用配管３Ｃに連結された戻り
   管８Ｆは外方の地下水熱交換ケーシング８Ｂ内に入り、
   さらに多管式地下水熱交換パイプ入口８Ａ１より多管式
   地下水熱交換パイプ８Ａ内に引き込まれている実用新案
   登録請求の範囲第１項記載の地中熱交換装置。