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PATENTANSPRÜCHE
1. Erdsonde zum Einführen in ein vertikales Bohrloch (2), mit einem Bündel von haarnadelförmigen Kunststoffrohren (5), dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des auf den Grund (1) des Bohrloches (2) zu liegen kommenden Abschnittes (3) des Bündels aus Kunststoffrohren (5) eine diesem eine gestreckte Form aufzwingende Verstrebung (6) in Gestalt eines Stahl- oder Eisenprofiles eingesetzt ist.
2. Erdsonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstrebung (6) als Rohr (7) ausgebildet ist, welches die Kunststoffrohre (5) umschliesst.
3. Erdsonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffrohre (5) mit Briden (8) an der Verstrebung (6) befestigt und zusammengehalten sind.
4. Erdsonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstrebung (6) im Zentrum der Kunststoffrohre (5) eingesetzt ist.
5. Erdsonde nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffrohre (5) im Bereich der Bögen (4) mit einer Schrumpfhülse (10) geschützt sind.
6. Erdsonde nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (10) eine abgerundete Spitze aufweist.
7. Erdsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffrohre (5) am unteren Ende in einem als Hohlkörper ausgebildeten Endstück (11) eingeschweisst sind.
8. Erdsonde nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu den Kunststoffrohren (5) ein Injektionsrohr (14) mit Klebebändern (15) befestigt ist.
9. Erdsonde nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Injektionsrohr (14) im Abschnitt (3) in ein als Verstrebung (6) dienendes Rohr (7) eingesteckt ist.
10. Erdsonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstrebung (6) als Rohr (7) ausgebildet ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Erdsonde zum Einführen in ein vertikales Bohrloch, mit einem Bündel von haarnadelförmigen Kunststoffrohren.
Es ist bekannt, bei Erdwärmegewinnungsanlagen Wasser oder ein anderes Medium durch ein haarnadelförmig ausgebildetes, in ein Bohrloch eingesetztes Rohr zu pumpen und auf diese Weise dem Erdinneren Wärme zu entziehen (DE-OS 2935832). Solche, am Grund des Bohrloches mit einem 1800-Bogen versehenen, üblicherweise aus Kunststoff, z. B. Polyethylen, hergestellten Erdsonden werden auf der Baustelle aus ringförmig aufgewickelten Rohren durch Einschweissen der Bögen zu fünfzig und mehr Metern langen Stücken zusammengefügt.
Diese Rohre behalten die ihnen nach der Herstellung und bei der Lagerung aufgezwungene Krümmung auch nach dem Abwik keln vom Ring teilweise bei und lassen sich deshalb nur mit Mühe in das enge Bohrloch einführen. In vielen Fällen kommt noch hinzu, dass das Bohrloch ganz oder teilweise mit Wasser oder einer anderen Flüssigkeit gefüllt ist, so das infolge des niedrigen spezifischen Gewichtes der leeren Rohre diese beim Eintauchen in die Flüssigkeit einen Auftrieb erhalten, der das Einführen sehr behindert.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der ein oder mehrere Rohrpaare leicht in ein enges Bohrloch eingebracht werden können.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Vorrichtung derart auszubilden, dass die Möglichkeit gegeben ist, eine gut wärmeleitende Flüssigkeit in das Bohrloch einzubringen.
Nach der Erfindung werden diese Aufgaben gemäss den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Durch die Verbindung des auf den Grund des Bohrloches zu liegen kommenden Abschnittes der Rohre mit einer stabförmigen Verstrebung aus Stahl oder Eisen wird sowohl erreicht, dass das Rohrbündel ohne wesentliche Reibung am Bohrloch in dieses eingeführt werden kann, als auch, dass durch die grosse, am Bündel konzentrierte Masse die Rohre auch leicht in Bohrlöcher mit einer Flüssigkeit eintauchen.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Mit denBriden können die Rohre mühelos auf der Baustelle mit der Verstrebung verbunden werden. Das Anbringen der Verstrebung im Zentrum der Rohre ist einfach und benötigt wenig Raum, der den Gesamtquerschnitt des Rohrbündels ver grössernwürde. Dank der die Rohrbögen umschliessenden Hülse werden diese gegen äussere Einflüsse geschützt. Zudem bildet der untere Teil der Hülse eine zulaufende Spitze, die das Einführen der Rohre weiter erleichtert. Das als Hohlkörper ausgebildete Endstück vereint sowohl die Rohrbögen, als auch die Schutzhülse und deren Vorteile. Die vorübergehende Befestigung des Injektionsrohres mittels Klebebändern ermöglicht in vorteilhafter Weise das nachträgliche Entfernen des Rohres aus dem Bohrloch und damit eine Kostenersparnis, weil das Injektionsrohr mehrmals verwendet werden kann.
Wenn als Verstrebung ein Rohr verwendet wird, lässt sich dieses gleichzeitig als Führung für das Injektionsrohr einsetzen.
Anhand illustrierter Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine haarnadelförmig ausgebildete Erdsonde ohne Verstrebung;
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung von zu einem Bündel zusammengefügten Erdsonden;
Fig. 3 einen Querschnitt längs Linie III-III in Fig. 5;
Fig. 4 ein Rohrbündel mit einem gemeinsamen Endstück;
Fig. 5 ein Bohrloch mit eingeführter Erdsonde.
Der in Fig. 1 dargestellte, an den Grund 1 eines Bohrloches 2 zu liegen kommende Abschnitt 3 eines mit einem 1800-Bogen 4 verbundenen, eine Erdsonde bildenden Rohrpaares 5 weist eine bogenförmige Krümmung Raum, deren Bogenhöhe h wesentlich grösser sein kann, als der Durchmesser d des Bohrloches 2. Mit einer Verstrebung 6, welche aus einem Rohr 7 oder aus einem beliebigen anderen stabförmigen Profil aus Stahl oder Eisen hergestellt sein kann, und mindestens einem Paar die Verstrebung 6 und die Rohre 5 verbindenden Briden 8 werden die Rohre 5 parallel zur Verstrebung 6 und damit geradlinig bzw. gestreckt geführt (Fig. 2/3). Die Briden 8 sind mit Schrauben 9, die die Verstrebung 6 durchdringen können, axial unverschiebbar gehalten.
Zum Schutze der an den Rohren 5 angeschweissten Bögen 4 kann eine schlauch- oder taschenförmige Hülse 10 aus einem mit Heissluft schrumpfbaren Material aufgesetzt sein (in strichpunktierten Linien in Fig. 2/5 sichtbar). Nebst der Schutzfunktion hält die Hülse 10 die ausserhalb der Briden 8 liegenden Teile der Rohre 5 zusammen und bildet eine abgerundete Spitze.
Anstelle der Bögen 4 kann auch ein halbkugelförmig ausgebildetes Endstück 11 aus Kunststoff zwei oder mehr Paare von Rohren 5 miteinander verbinden (Fig. 4). Das Endstück 11 kann als Hohlkörper ausgebildet sein, in welchen die Rohre 5 eingeschweisst sind, oder es können je paarweise die Rohre 5 verbindende Kanäle 13 im Endstück 11 eingelassen sein.
In die Verstrebung 6 hinein kann, wenn diese als Rohr 7 ausgeführt ist, ein weiteres, bis an die Erdoberfläche reichendes Injektionsrohr 14 lose eingesteckt sein, mit dem das Bohrloch 2 nach dem Einbringen der Rohre 5 mit einer gut wärmeleitenden Flüssigkeit, z. B. eine Mischung aus Wasser und Bentonit gefüllt werden kann. Wird als Verstrebung jedoch ein Rundeisen verwendet, so kann das Injektionsrohr 14 mit einigen Klebebändern
15 an den Rohren 5 provisorisch befestigt werden und nach der Injektion der Flüssigkeit aus dem Bohrloch 2 wieder entfernt werden.
An die Stelle einer zentral angebrachten Verstrebung 6 kann
selbstverständlich auch ein die Rohre 5 umschliessendes grosses Rohr treten (keine Abbildung).
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PATENT CLAIMS
1. Earth probe for insertion into a vertical borehole (2), with a bundle of hairpin-shaped plastic tubes (5), characterized in that in the region of the section (3) of the bundle to be located on the bottom (1) of the borehole (2) made of plastic pipes (5) a bracing (6) in the form of a steel or iron profile, which forces an elongated shape.
2. Earth probe according to claim 1, characterized in that the strut (6) is designed as a tube (7) which surrounds the plastic tubes (5).
3. Earth probe according to claim 1, characterized in that the plastic pipes (5) with clips (8) on the strut (6) are attached and held together.
4. Earth probe according to claim 1, characterized in that the strut (6) is inserted in the center of the plastic pipes (5).
5. Earth probe according to one of the preceding claims, characterized in that the plastic tubes (5) in the region of the arches (4) are protected with a shrink sleeve (10).
6. Earth probe according to claim 5, characterized in that the sleeve (10) has a rounded tip.
7. Earth probe according to one of claims 1 to 4, characterized in that the plastic tubes (5) are welded at the lower end in an end piece designed as a hollow body (11).
8. Earth probe according to one of the preceding claims, characterized in that an injection tube (14) is fastened with adhesive tapes (15) parallel to the plastic tubes (5).
9. Erdsonde according to claim 8, characterized in that the injection tube (14) in the section (3) is inserted into a tube (7) serving as a strut (6).
10. Earth probe according to claim 1, characterized in that the strut (6) is designed as a tube (7).
The present invention relates to an earth probe for insertion into a vertical borehole, with a bundle of hairpin-shaped plastic pipes.
It is known to pump water or another medium through a hairpin-shaped tube inserted into a borehole in geothermal energy plants and in this way to extract heat from the interior of the earth (DE-OS 2935832). Such, provided at the bottom of the borehole with an 1800 arch, usually made of plastic, e.g. B. polyethylene, produced geothermal probes are assembled on site from ring-wound tubes by welding the arches to fifty or more meters long pieces.
These pipes retain the curvature imposed on them after manufacture and during storage, even after they have been unwound from the ring, and can therefore only be inserted into the narrow borehole with difficulty. In many cases there is also the fact that the borehole is completely or partially filled with water or another liquid, so that due to the low specific weight of the empty pipes, they get a buoyancy when immersed in the liquid, which greatly impedes insertion.
The object of the present invention is to provide a device with which one or more pairs of pipes can be easily inserted into a narrow borehole.
Another object of the invention is to design the device in such a way that there is the possibility of introducing a heat-conducting liquid into the borehole.
According to the invention, these objects are achieved according to the characterizing features of claim 1.
By connecting the coming to the bottom of the borehole section of the tubes with a rod-shaped bracing made of steel or iron, it is achieved that the tube bundle can be inserted into the borehole without significant friction, as well as that due to the large, am Bundles of concentrated mass also lightly dip the pipes into boreholes with a liquid.
Further advantageous embodiments are described in the dependent claims.
With the braids, the pipes can be effortlessly connected to the struts on the construction site. Attaching the strut in the center of the tubes is simple and requires little space that would enlarge the overall cross section of the tube bundle. Thanks to the sleeve surrounding the pipe bends, they are protected against external influences. In addition, the lower part of the sleeve forms a tapering tip, which further facilitates the insertion of the tubes. The end piece designed as a hollow body combines both the pipe elbows and the protective sleeve and their advantages. The temporary fastening of the injection tube by means of adhesive tapes advantageously enables the tube to be subsequently removed from the borehole and thus saves costs because the injection tube can be used several times.
If a pipe is used as a strut, this can also be used as a guide for the injection pipe.
The invention is described in more detail with reference to illustrated exemplary embodiments. Show it:
Figure 1 is a hairpin-shaped earth probe without struts.
Figure 2 is a perspective view of earth probes assembled into a bundle;
FIG. 3 shows a cross section along line III-III in FIG. 5;
4 shows a tube bundle with a common end piece;
Fig. 5 shows a borehole with an inserted earth probe.
The section 3 shown in FIG. 1, which lies at the bottom 1 of a borehole 2, of a pair of pipes 5 connected to an 1800 bend 4, forming an earth probe, has an arcuate curvature space, the bend height h of which can be substantially greater than the diameter d of the borehole 2. With a strut 6, which can be made from a tube 7 or from any other rod-shaped profile made of steel or iron, and at least one pair of braces 8 connecting the strut 6 and the tubes 5, the tubes 5 are parallel to Bracing 6 and thus guided in a straight line or straight (Fig. 2/3). The clamps 8 are held axially immovable with screws 9, which can penetrate the strut 6.
To protect the bends 4 welded to the tubes 5, a tubular or pocket-shaped sleeve 10 made of a material that can be shrunk with hot air can be fitted (visible in dash-dotted lines in FIG. 2/5). In addition to the protective function, the sleeve 10 holds together the parts of the tubes 5 which are outside the clamps 8 and forms a rounded tip.
Instead of the arches 4, a hemispherical end piece 11 made of plastic can also connect two or more pairs of tubes 5 (FIG. 4). The end piece 11 can be formed as a hollow body in which the tubes 5 are welded, or channels 13 connecting the tubes 5 in pairs can be let into the end piece 11.
In the strut 6, if this is designed as a tube 7, another, reaching to the earth's surface injection tube 14 can be loosely inserted, with which the borehole 2 after the introduction of the tubes 5 with a good heat-conducting liquid, for. B. a mixture of water and bentonite can be filled. If, however, a round bar is used as a strut, the injection tube 14 can be covered with some adhesive tapes
15 are temporarily attached to the tubes 5 and removed from the borehole 2 after the liquid is injected.
In place of a centrally attached strut 6 can
of course, also step into a large pipe surrounding the pipes 5 (not shown).