JP6970765B2 - スクリーン管 - Google Patents

Description

この発明は、井戸の構築等に使用するスクリーン管に関するものである。

従来から、井戸を構築する際に、スクリーン管と呼ばれる管体を用いることがある。スクリーン管を用いた井戸は、１本のスクリーン管、又は、管軸方向に連結された複数本のスクリーン管が地中に縦方向に埋設されて、その上端を地表に開口させたものである。スクリーン管は多数の透孔を有しているので、その透孔を通じて地中の水等の液体が管内に滲み出してくるようになっている。

スクリーン管として、例えば、特許文献１，２に記載されたものがある。これらのスクリーン管は、筒状を成す管本体に多数の透孔を備え、その透孔を覆うように管本体の外面に沿って保護部材が配置されている。保護部材は、管内に侵入する液体から砂等の異物をろ過する通水スリットを形成している。保護部材として、例えば、管本体の外周に螺旋状のワイヤーを巻回したり、あるいは、多数のリングを管軸方向に沿って並列して配置したものがある。

特開平６−２７２２８５号公報 特開２０１０−８４３８８号公報

スクリーン管は、管本体の素材として、繊維強化樹脂（繊維強化プラスチック／ＦＲＰ）又は金属を採用し、保護部材の素材としては、繊維を複合させた樹脂ではない一般的な樹脂（例えば、ポリプロピレン等）を採用する場合が多い。保護部材は、通水スリットを形成するために比較的断面が細い部位が多く、そのような部位を含む部材に、繊維を複合した樹脂は採用しにくいという背景がある。

このため、温度変化に伴う管本体の熱膨張量よりも、保護部材の熱膨張量が大きくなる傾向がある。管本体と保護部材との間の熱膨張量の差が大きいと、管本体と保護部材との間に位置ずれが生じる原因となるので好ましくない。

そこで、この発明の課題は、透孔を備えた管本体の外周に、通水スリット形成用の保護部材を配置したスクリーン管において、管本体と保護部材との位置ずれを抑制することである。

上記の課題を解決するために、この発明は、筒状を成す管本体と、前記管本体を内外に貫通する複数の透孔と、前記管本体の外面に沿って配置される樹脂製の保護部材と、前記保護部材によって形成される通水スリットとを備えるスクリーン管において、前記保護部材を構成する樹脂に温度変化に伴う前記保護部材の膨張及び収縮を抑制する添加剤が含有されている構成を採用した。

前記添加剤として、例えば、マイカを採用することができる。

また、上記の課題を解決するために、この発明は、筒状を成す管本体と、前記管本体を内外に貫通する複数の透孔と、前記管本体の外面に沿って配置される樹脂製の保護部材と、前記保護部材によって形成される通水スリットと、を備えるスクリーン管において、前記管本体に、前記保護部材の軸方向端部の外面に対向するカバー部を備える構成を採用した。

また、前記管本体に、前記保護部材の軸方向端部の端面に当接するストッパ部を備え、前記カバー部は前記ストッパ部から軸方向内側に突出して設けられている構成を採用することができる。

透孔を備えた管本体の外周に、通水スリット形成用の保護部材を配置したスクリーン管において、管本体と保護部材との位置ずれを抑制することができる。

この発明の一実施形態を示す全体正面図 図１のII-II断面図 図１のIII-III断面図 図１の要部拡大図 保護部材の例を示す詳細図

この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。この実施形態は、井戸を構築する際に用いられるスクリーン管１である。スクリーン管１は、通常は地中に縦方向に埋設されて、その上端を地表に開口させた状態で使用されるが、他の用途として地中に横方向に埋設される場合もあると考えられる。スクリーン管１は多数の透孔１１を有しているので、その透孔１１を通じて地中の水等の液体が管内に滲み出してくるようになっている。スクリーン管１の全長や径、あるいは断面形状等は、用途や仕様に応じて適宜設定される。

スクリーン管１は、図１及び図２に示すように、筒状を成す合成樹脂製の管本体１０と、その管本体１０の外面に沿って配置される合成樹脂製の保護部材２０、及び、それらに取り付けられる付属部品とを備えている。管本体１０は、繊維強化樹脂製の筒状体で構成されている。

管本体１０を構成する筒状体には、その周面に内外に貫通する複数の透孔１１が形成されている。透孔１１は、筒状体の周面全域に設けられていてもよいし、図１に示すように、筒状体の周面のうち、管端部付近を除く一部の範囲に設けられていてもよい。

管本体１０は、軸方向一端側の端部に受口２を、軸方向他端側の端部に挿し口３を備えている。一つの管本体１０の受口２に他の管本体１０の挿し口３を挿入することで、複数本の管本体１０を連結した状態で敷設をすることができる。受口２は、付属部品として筒状体の軸方向一端側に取り付けられた繊維強化樹脂製の継手部材４によって構成されている。挿し口３は、管本体１０に一体に成形されている。ただし、受口２や挿し口３の形態は、用途や仕様に応じて適宜設定できるので、受口２を管本体１０と一体の部材で構成したり、挿し口３を管本体１０とは別体の部材で構成してもよい。

この実施形態の継手部材４は、図１に示すように、先端部４ｂの内面に係止凹部２ａを有し、後端部４ａがピン５によって管本体１０に固定されている。また、挿し口３の外面には、係止凹部２ａに噛み合う係止凸部３ａが設けられている。係止凹部２ａが係止凸部３ａに噛み合うことで管本体１０同士が水密に連結される。なお、図示していない止水用のパッキン等が適宜併用される。

また、保護部材２０は、管本体１０に設けられた多数の透孔１１を覆うように管本体１０の外面に沿って配置されている。この実施形態の保護部材２０は、多数のリング２１を管軸方向に沿って並列して配置したものである。リング２１は、図２及び図５に示すように、軸方向一端側の面に連結用凸部２１ａ，２１ｂを備え、軸方向他端側の面に連結用凹部２１ｃ，２１ｄを備えている。一つのリング２１の連結用凸部２１ａ，２１ｂが、隣り合う他のリング２１の連結用凹部２１ｃ，２１ｄに嵌ることで、リング２１同士が軸方向に隙間介在した状態で連結されるようになっている。この軸方向に隣り合うリング２１同士の隙間によって、通水スリット２７が形成されている。

通水スリット２７は、図１に示すように、外面に露出する部分では所定の隙間（例えば０．１ｍｍ〜２ｍｍ程度の間隔）で周方向に伸びており、その周方向へ伸びる隙間が軸方向に複数条並列している。また、リング２１の内面には、周方向に沿って断続的に凸部２１ｅが設けられているので、管本体１０の外面には凸部２１ｅが接し、それ以外の部分は、リング２１の内面と管本体１０の外面との間には半径方向に隙間を介在している。これらの隙間により、保護部材２０は、管本体１０の内部に侵入する液体から砂等の異物をろ過する通水スリット２７を形成している。

多数のリング２１の集合で構成される保護部材２０の軸方向一端側の端部は、管本体１０の外面に固定したストッパ部２３で拘束されている。図３及び図４に示すように、ストッパ部２３は、管本体１０の外面にピン２６で固定された環状部材である。また、保護部材２０の軸方向他端側の端部は、管本体１０の外面に固定したストッパ部２２で拘束されている。ストッパ部２２も、管本体１０の外面にピンで固定された環状部材である。保護部材２０は、ストッパ部２２，２３の内側端面２２ａ，２３ａ間に挟まれて、軸方向へ圧力をもって押し込まれた状態である。ここで、保護部材２０の軸方向両端面が、ストッパ部２２，２３の内側端面２２ａ，２３ａに当接することで、保護部材２０の軸方向への移動が規制されている。ストッパ部２２，２３の管本体１０への固定構造は自由であり、この実施形態のようなピン固定のほか、圧入固定、接着固定、溶着固定等としてもよい。さらには、ストッパ部２２，２３の管本体１０への固定構造として、ストッパ部２２，２３と管本体１０とを繊維と樹脂による積層固定とできるほか、ストッパ部２２，２３と管本体１０とを一体成形とすることもできる。

また、管本体１０は、保護部材２０の軸方向端部の外面に対向するカバー部２４を備えている。カバー部２４を備えたことにより、温度低下によって保護部材２０が収縮した際に、管本体１０の外面が露出することを防止できる。仮に、保護部材２０が管軸方向に収縮して、ストッパ部２２，２３間の管本体１０の外面に保護部材２０によって覆われない部分が生じても、その部分はカバー部２４で覆われているからである。ストッパ部２２，２３に近い部分に透孔１１がある場合は、カバー部２４の突出長さを適切な長さに設定することで、透孔１１の露出も防止できる。

この実施形態では、受口２側である軸方向一端側にのみカバー部２４を設けているが、挿し口３側である軸方向他端側にもカバー部２４を設けてもよい。なお、上下方向に管本体１０を敷設する場合は、保護部材２０の上方に位置する側の端部をカバー部２４で覆うことが望ましく、このため、通常は、実施形態のように保護部材２０の受口２側の端部のみにカバー部２４を設定している。カバー部２４の長さは、管本体１０の敷設箇所における年間の気温差等の条件から保護部材２０の軸方向への伸縮量を考慮し、保護部材２０の軸方向端部が、カバー部２４によって常に覆われるように設定することが望ましい。

また、この実施形態では、カバー部２４はストッパ部２２，２３から軸方向内側に突出して設けられている。具体的には、図４に示すように、ストッパ部２３の外面に、そのストッパ部２３とは別部材からなるカバー部２４がピン２５で固定されている。このため、保護部材２０をストッパ部２２，２３間に取り付けた後にカバー部２４を固定することで、部材の組み立てが容易である。なお、挿し口３側にカバー部２４を設ける場合も同様の構造とできる。また、カバー部２４のストッパ部２２，２３への固定構造は自由であり、この実施形態のようなピン固定のほか、圧入固定、接着固定、溶着固定等としてもよい。また、カバー部２４とストッパ部２２，２３とを一体の部材としてもよい。

保護部材２０の素材としては、繊維を複合させた樹脂ではない一般的な樹脂として、ポリプロピレン等を採用している。また、その保護部材２０を構成する樹脂には、温度変化に伴う保護部材２０の膨張及び収縮を抑制する添加剤、すなわち熱伸縮（温度上昇時の膨張及び温度低下時の収縮）を抑制する添加剤が含有されている。この実施形態では、添加剤としてマイカ（雲母）を採用している。マイカは、それ自身はほとんど熱膨張しない素材であり、ベースとなる樹脂よりも熱膨張率が小さい素材である。そのような温度による体積変化量が少ない素材を樹脂に含有させることで、その樹脂自体の温度変化に伴う膨張や収縮が抑制される。これにより、管本体１０と保護部材２０との熱膨張率の差異を低減し、管本体１０と保護部材２０との間に位置ずれが生じることを防止することができる。なお、熱膨張率とは、温度の上昇によって物体の長さや体積が膨張する割合を単位温度当たりで示したものであり、熱膨張係数とも呼ばれる。温度が低下した際には、逆にその割合で物体の長さや体積が収縮する。添加剤を含有させるベースとなる樹脂としては、上記のようなポリプロピレン系の樹脂のほか、例えば、ポリエチレン系樹脂やポリオレフィン系樹脂を採用することができる。

また、マイカの含有量としては、樹脂とマイカとを合わせた重量に対して、マイカの重量配合率が１０％以上５０％以下であれば良好な結果が確認できている。特に、マイカの重量配合率が２０％以上３０％以下でさらに良好な結果が得られており、その中央値である２５％が最適である。マイカの重合配合率が５０％を超えても効果はあると考えられるが、樹脂の粘度が高くなり成形性が悪くなることから５０％以下が望ましい。また、マイカの重合配合率が１０％未満であってもマイカを含有する限りにおいて効果はあると考えられるが、１０％以上とすることが実用的である。なお、添加物としてマイカを採用したことにより、添加物を樹脂に混入して保護部材２０を成形する際に、マイカの研磨作用によって型（マンドレル）の平滑性が保たれ、型の精度維持にもつながるという効果が期待できる。

また、この実施形態では、管本体１０の素材として繊維強化樹脂を採用したが、それ以外にも他の樹脂や金属等を採用してもよい。また、この実施形態では、保護部材２０に含有させる添加剤としてマイカを採用したが、それ以外にも、ベースとなる樹脂よりも熱膨張率が小さい素材、例えば、ガラス繊維の粉末等を採用してもよい。添加剤は、保護部材２０を構成する比較的断面が細い部位にも入り込むことができるよう、粉末の素材であることが望ましい。

上記の実施形態では、保護部材２０を構成する樹脂に、温度変化に伴う保護部材２０の膨張及び収縮を抑制する添加剤が含有されている第一の構成と、管本体１０に、保護部材２０の軸方向端部の外面に対向するカバー部２４を備える第二の構成とを併用したが、この第一の構成と第二の構成を選択的に採用しても、この発明の効果が期待できる。このため、第一の構成のみを備えた構成であってもよいし、第二の構成のみを備えた構成であっても、この発明の効果が期待できる。

また、上記の実施形態では、保護部材２０として複数本のリング２１を軸方向に連結した構成としたが、それ以外にも、管本体１０の外面に沿って螺旋巻回された螺旋ワイヤー等を採用してもよい。

１ スクリーン管
２ 受口
３ 挿し口
４ 継手部材
１０ 管本体
１１ 透孔
２０ 保護部材
２２，２３ ストッパ部
２４ カバー部
２７ 通水スリット

Claims (2)

1. 筒状を成す管本体（１０）と、
   前記管本体（１０）を内外に貫通する複数の透孔（１１）と、
   前記管本体（１０）の外面に沿って配置される樹脂製の保護部材（２０）と、
   前記保護部材（２０）によって形成される通水スリット（２７）と、
   を備えるスクリーン管において、
   前記保護部材（２０）を構成する樹脂に温度変化に伴う前記保護部材（２０）の膨張及び収縮を抑制する添加剤が含有されており、
   前記管本体（１０）に、前記保護部材（２０）の軸方向端部の外面に対向するカバー部（２４）を備えていることを特徴とするスクリーン管。
2. 前記添加剤はマイカである請求項１に記載のスクリーン管。

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