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技術 既設管を利用した熱交換構造及びその構築方法

出願人 株式会社興和
発明者 齋藤浩之坂東和郎永原司小酒欽弥
出願日 2016年1月28日 (2年9ヶ月経過) 出願番号 2016-014348
公開日 2017年8月3日 (1年3ヶ月経過) 公開番号 2017-133768
状態 特許登録済
技術分野 ラジエータ、流路群をもつ熱交換装置 一般的な熱交換又は熱伝達装置の細部5
主要キーワード 地下水熱 熱交換構造 利用済み 融雪水 通水状態 硬質塩化ビニル樹脂 パネル構造体 更生工法
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年8月3日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題

本発明は、従来にない作用効果を発揮する画期的な既設管を利用した熱交換構造及びその構築方法を提供することを目的とする。

解決手段

地下に埋設され流体Xが通過する既設管1を利用した熱交換構造であって、前記既設管1内に設けられる新設管3と、前記既設管1の上部内周面と前記新設管3の上部外周面との間の空間部4に設けられる熱交換部2と、前記空間部4に充填される伝熱性を有する充填材5とを備えたものである。

概要

背景

従来から、下水管を通過する下水から採熱する構造として、例えば特開2014−43967に開示されるような熱交換器(以下、従来例)が提案されている。

この従来例は、内部に熱交換媒体が通過する中空パネル構造体であり、下水管の内部に配設され下水管を通過する下水から採熱するものである。

例えば、この従来例に熱交換媒体供給管及び熱交換媒体排出管夫々の一端部を接続するとともに、この熱交換媒体供給管及び熱交換媒体排出管夫々の他端部を、熱利用箇所(例えば道路などの融雪を行う箇所)の下方に配設される熱交換部に接続し、熱交換媒体をポンプ等で循環させることで、従来例の採熱を用いて融雪が行われることになる。

概要

本発明は、従来にない作用効果を発揮する画期的な既設管を利用した熱交換構造及びその構築方法を提供することを目的とする。地下に埋設され流体Xが通過する既設管1を利用した熱交換構造であって、前記既設管1内に設けられる新設管3と、前記既設管1の上部内周面と前記新設管3の上部外周面との間の空間部4に設けられる熱交換部2と、前記空間部4に充填される伝熱性を有する充填材5とを備えたものである。

目的

本発明は、前述した問題点を解消する、従来にない作用効果を発揮する画期的な既設管を利用した熱交換構造及びその構築方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

地下に埋設され流体が通過する既設管を利用した熱交換構造であって、前記既設管内に設けられる新設管と、前記既設管の上部内周面と前記新設管の上部外周面との間の空間部に設けられる熱交換部と、前記空間部に充填される伝熱性を有する充填材とを備えたことを特徴とする既設管を利用した熱交換構造。

請求項2

請求項1記載の既設管を利用した熱交換構造において、前記充填材はモルタルであることを特徴とする既設管を利用した熱交換構造。

請求項3

請求項1,2いずれか1項に記載の既設管を利用した熱交換構造において、前記新設管は合成樹脂製であることを特徴とする既設管を利用した熱交換構造。

請求項4

請求項1〜3いずれか1項に記載の既設管を利用した熱交換構造において、前記熱交換部は熱交換媒体が通過する管部材で構成されていることを特徴とする既設管を利用した熱交換構造。

請求項5

地下に埋設され流体が通過する既設管を利用した熱交換構造の構築方法であって、前記既設管内に新設管を設けるとともに、前記既設管の上部内周面と前記新設管の上部外周面との間の空間部に熱交換部を設け、続いて、前記空間部に伝熱性を有する充填材を充填することを特徴とする既設管を利用した熱交換構造の構築方法。

請求項6

請求項5記載の既設管を利用した熱交換構造の構築方法において、前記充填材はモルタルであることを特徴とする既設管を利用した熱交換構造の構築方法。

請求項7

請求項5,6いずれか1項に記載の既設管を利用した熱交換構造の構築方法において、前記新設管は合成樹脂製であることを特徴とする既設管を利用した熱交換構造の構築方法。

請求項8

請求項5〜7いずれか1項に記載の既設管を利用した熱交換構造の構築方法において、前記熱交換部は熱交換媒体が通過する管部材で構成されていることを特徴とする既設管を利用した熱交換構造の構築方法。

技術分野

0001

本発明は、既設管を利用した熱交換構造及びその構築方法に関するものである。

背景技術

0002

従来から、下水管を通過する下水から採熱する構造として、例えば特開2014−43967に開示されるような熱交換器(以下、従来例)が提案されている。

0003

この従来例は、内部に熱交換媒体が通過する中空パネル構造体であり、下水管の内部に配設され下水管を通過する下水から採熱するものである。

0004

例えば、この従来例に熱交換媒体供給管及び熱交換媒体排出管夫々の一端部を接続するとともに、この熱交換媒体供給管及び熱交換媒体排出管夫々の他端部を、熱利用箇所(例えば道路などの融雪を行う箇所)の下方に配設される熱交換部に接続し、熱交換媒体をポンプ等で循環させることで、従来例の採熱を用いて融雪が行われることになる。

先行技術

0005

特開2014−43967号公報

発明が解決しようとする課題

0006

ところで、下水管を通過する下水は、生活排水工場排水などの熱源として期待される汚水に、雨水や利用済み融雪水などの低温の水が多量に流れ込む場合があり、よって、実際には下水管を通過する下水の温度は安定しておらず、従来例では安定的な採熱が行われない。

0007

また、従来例は、下水管を通過する下水に直接触れる構造の為、非常に劣化が激しいという問題点がある。

0008

本発明は、前述した問題点を解消する、従来にない作用効果を発揮する画期的な既設管を利用した熱交換構造及びその構築方法を提供する。

課題を解決するための手段

0009

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

0010

地下に埋設され流体Xが通過する既設管1を利用した熱交換構造であって、前記既設管1内に設けられる新設管3と、前記既設管1の上部内周面と前記新設管3の上部外周面との間の空間部4に設けられる熱交換部2と、前記空間部4に充填される伝熱性を有する充填材5とを備えたことを特徴とする既設管を利用した熱交換構造に係るものである。

0011

また、請求項1記載の既設管を利用した熱交換構造において、前記充填材5はモルタルであることを特徴とする既設管を利用した熱交換構造に係るものである。

0012

また、請求項1,2いずれか1項に記載の既設管を利用した熱交換構造において、前記新設管3は合成樹脂製であることを特徴とする既設管を利用した熱交換構造に係るものである。

0013

また、請求項1〜3いずれか1項に記載の既設管を利用した熱交換構造において、前記熱交換部2は熱交換媒体が通過する管部材2aで構成されていることを特徴とする既設管を利用した熱交換構造に係るものである。

0014

また、地下に埋設され流体Xが通過する既設管1を利用した熱交換構造の構築方法であって、前記既設管1内に新設管3を設けるとともに、前記既設管1の上部内周面と前記新設管3の上部外周面との間の空間部4に熱交換部2を設け、続いて、前記空間部4に伝熱性を有する充填材5を充填することを特徴とする既設管を利用した熱交換構造の構築方法に係るものである。

0015

また、請求項5記載の既設管を利用した熱交換構造の構築方法において、前記充填材5はモルタルであることを特徴とする既設管を利用した熱交換構造の構築方法に係るものである。

0016

また、請求項5,6いずれか1項に記載の既設管を利用した熱交換構造の構築方法において、前記新設管3は合成樹脂製であることを特徴とする既設管を利用した熱交換構造の構築方法に係るものである。

0017

また、請求項5〜7いずれか1項に記載の既設管を利用した熱交換構造の構築方法において、前記熱交換部2は熱交換媒体が通過する管部材2aで構成されていることを特徴とする既設管を利用した熱交換構造の構築方法に係るものである。

発明の効果

0018

本発明は上述のように構成したから、前述した従来例に比し、効率良く安定的に採熱することができ、しかも、耐久性に秀れ、そして更に、既設管を利用した効率の良い構造であって構築が容易に行えるなど、従来にない作用効果を発揮する画期的な既設管を利用した熱交換構造及びその構築方法となる。

図面の簡単な説明

0019

本実施例を示す斜視図である。
本実施例の要部の説明断面図である。
既設管の説明図である。
本実施例に係る熱交換構造の構築方法の説明図である。
本実施例に係る熱交換構造の構築方法の説明図である。

0020

好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

0021

本発明は、新設管3を流体Xが通過することで、新設管3及び新設管3の内空間は流体Xの熱で加温され、この新設管3を介して伝わる流体Xの熱は熱交換部2で採取される。

0022

また、この熱交換部2は地盤に近い位置に設けられる為、地盤中の熱(地下水熱地熱)も熱交換部2により採取される。

0023

従って、新設管3を通過する流体Xの熱と地盤中の熱夫々を効率良く採熱することができ、仮に、流体Xの温度が低くて該流体Xから十分に採熱できない状況であったとしても、地盤中の熱を採取することができる為、安定的な採熱が可能となる。

0024

ところで、本発明の熱交換部2は、既設管1の上部内周面と新設管3の上部外周面との間の空間部4に設けられている。

0025

仮に、熱交換部2が既設管の下部内周面と新設管の下部外周面との間の空間部に設けられた場合、この熱交換部2が、管の下部を通過する流体Xに近い為、流体Xの温度が低いと採熱できないのは勿論、その周辺の温度も低いことから地盤中の熱も得にくくなってしまう。

0026

この点、本発明の熱交換部2は、流体Xに触れない構造であり、且つ、管の下部を通過する流体Xから可及的に離れた位置に設けられる為、仮に、流体Xの温度が低くても、これに左右されずに地盤中の熱を採取できる。

0027

また、本発明は、流体Xの熱及び地盤中の熱夫々は充填材5を介して伝熱される為、確実に伝熱されることになり、しかも、熱交換部2は充填材5を介して固定される為、良好に採熱可能な位置に確実に保持されることになる。

0028

以上から、本発明は、効率良く安定的に採熱することができる。

0029

また、本発明は、熱交換部2に流体Xが直接触れることが無い為、前述した従来例に比し、耐久性に秀れ、そして更に、既設管1を利用した効率の良い構造であって構築が容易に行える。

0030

本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。

0031

本実施例は、地下に埋設され流体Xが通過する既設管1を利用した熱交換構造であって、既設管1内に設けられる新設管3と、既設管1の上部内周面と新設管3の上部外周面との間の空間部4に設けられる熱交換部2と、空間部4に充填される伝熱性を有する充填材5とを備えたものである。

0032

本実施例では、図1,2に図示したように既設管1としてコンクリート製の下水管を対象としており、老朽化により補修を必要として後述する新設管(更生管)が配設されるものである。

0033

新設管3は、図1,2に図示したように適宜な合成樹脂製の部材(硬質塩化ビニル樹脂)で形成される管状体であり、公知の下水管更生工法により既設管1の長さ方向に配設される。尚、新設管2の素材は金属製でも良い。

0034

熱交換部2は、図1,2に図示したように熱交換媒体(不凍液)が通過する管部材2aで構成されており、管部材2を蛇行状に配して熱交換部2として構成されている。

0035

本実施例では、この熱交換部2は、融雪したい部位としての放熱部6と、熱交換媒体供給管2’及び熱交換媒体排出管2”を介して連通して循環路を構成し、この循環路において熱交換媒体としての不凍液を循環させ、熱交換部2によって得た熱を放熱部6において放熱するものである。符号7はポンプ装置である。

0036

尚、熱交換部2は、冷却を目的とした熱吸収部で吸収した熱を地下に放熱する構成としても良い。

0037

また、充填材5は、本実施例では伝熱性を有するモルタルを採用している。

0038

モルタルは、新設管3を通過する流体Xの熱及び地盤中の熱を伝えるに十分な伝熱性を有し、しかも、耐久性及びコスト性において秀れるなど総合的に考慮して本実施例に適した材料である。

0039

尚、充填材5としてはモルタルに限らず、伝熱性を有する素材であれば適宜採用し得るものである。

0040

以上の構成から成る既設管1を利用した熱交換構造の構築方法について説明する。

0041

既設管1内にして該既設管1の長さ方向に新設管3を設け、続いて、既設管1の上部内周面と前記新設管3の上部外周面との間の空間部4に熱交換部2を設ける(図3,4参照)。この新設管3を設ける際、既設管1を通過していた流体Xは通水状態で設ける。

0042

続いて、空間部4(熱交換部2以外の部位)に伝熱性を有する充填材5を充填して完成する。

0043

本実施例は上述のように構成したから、新設管3を流体Xが通過することで、新設管3及び新設管3の内空間は流体Xの熱で加温され、この新設管3を介して伝わる流体Xの熱は熱交換部2で採取される。

0044

また、この熱交換部2は地盤に近い位置に設けられる為、地盤中の熱(地下水Wの熱、地熱)も熱交換部2により採取される。

0045

従って、新設管3を通過する流体Xの熱と地盤中の熱夫々を効率良く採熱することができ、仮に、流体Xの温度が低くて該流体Xから十分に採熱できない状況であったとしても、地盤中の熱を採取することができる為、安定的な採熱が可能となる。

0046

ところで、本実施例の熱交換部2は、既設管1の上部内周面と新設管3の上部外周面との間の空間部4に設けられている。

0047

仮に、熱交換部2が既設管の下部内周面と新設管の下部外周面との間の空間部に設けられた場合、この熱交換部2が、管の下部を通過する流体Xに近い為、流体Xの温度が低いと採熱できないのは勿論、その周辺の温度も低いことから地盤中の採熱もしにくくなってしまう。

0048

この点、本実施例の熱交換部2は、流体Xに触れない構造であり、且つ、管の下部を通過する流体Xから可及的に離れた位置に設けられる為、仮に、流体Xの温度が低くても、これに左右されずに地盤中の熱を採取できる。

0049

また、本実施例は、流体Xの熱及び地盤中の熱夫々は充填材5を介して伝熱される為、確実に伝熱されることになり、しかも、熱交換部2は充填材5を介して固定される為、良好な採熱可能な位置に確実に保持されることになる。

0050

また、本実施例は、熱交換部2に流体Xが直接触れることが無い為、前述した従来例に比し、耐久性に秀れ、そして更に、既設管1を利用した効率の良い構造であって熱交換構造の形成が容易に行える。

0051

また、本実施例は、充填材5はモルタルであるから、新設管3を通過する流体Xの熱及び地盤中の熱を伝えるに十分な伝熱性を有し、しかも、耐久性及びコスト性において秀れる。

0052

また、本実施例は、新設管3は合成樹脂製であるから、施工性が良く、しかも、コスト安にして量産性に秀れることになる。

0053

また、本実施例は、熱交換部2は熱交換媒体が通過する管部材2aで構成されているから、簡易構造故にコスト安にして量産性に秀れることになる。

実施例

0054

尚、本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。

0055

X流体
1既設管
2熱交換部
2a管部材
3新設管
4 空間部
5 充填材

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