(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外管とその内方に並列に通して配置される複数の内管とを互いにそれぞれ独立して通路を形成するように継ぎ足して使用するマルチ管において、前記外管同士を接続するカップリングと、接続される前記外管の間で挟持され前記外管の両端にそれぞれ配置される内管接続体とを備え、かつ前記内管接続体は一方の面に前記内管の基端を接続すると共に反対側の面に他の内管の先端を接続してこれら隣り合う内管同士を連通させて独立した通路を形成する連通孔を設け、前記外管同士を前記カップリングで接続する際に挟持する前記内管接続体によって前記内管の両端を支持すると共に連結して通路を継ぎ足すことを特徴とするマルチ管。
【請求項２】
前記内管接続体によって基端が一体化された各内管の先端寄りの部位を同一のスペーサに取り付けて束ねることを特徴とする請求項１記載のマルチ管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外管内に複数の内管を並列に通してこれら各内管内を独立した通路とするマルチ管に関する。更に詳述すると、本発明は、長く継ぎ足して使用するのに適したマルチ管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
１本の管の中に複数の独立した通路が形成されたマルチ管がある。従来のマルチ管は地表での短い区間の特殊目的に利用するものであったため、長く継ぎ足して使用することは考慮されていなかった。即ち、従来のマルチ管は継ぎ足して使用する場合であってもせいぜい数十ｍ程度にするに過ぎず、図４及び図５に示すように、長さが１．２ｍ程度の鋼棒に複数の貫通孔１０１を形成して製造した多孔管１０２同士を接続したり、多孔管１０２に複数の内管１０３と端面にねじ穴１０４が形成された外管１０５とを接続する構造であった。多孔管１０２同士を接続する場合には、各貫通孔１０１を接続するためにスリーブ１０７とＯリング１０８を挿入し、３本のねじ１０６とナット１０９とで締め付けている。一方、各内管１０３は、１本ずつ多孔管１０２の各貫通孔１０１に接続されている。また、各内管１０２を収容する外管１０５の端面にねじ穴１０４を加工する必要があるので、その材料として専用の管材を使用している。そして、外管１０５となる管材の端面にねじ穴１０４を例えば３箇所加工し、３本のねじ１０６を使用して多孔管１０２に接続している。かかる構造のマルチ管では継ぎ足しに大変な手間が掛かり且つ製造コストも高くなっていたが、上述した様にマルチ管をあまり長く継ぎ足して使用することはなく、またその用途も特殊なものに限られていたため、実用上特に問題視されていなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年マルチ管を数百〜数千ｍもの長さに継ぎ足して使用する用途が開発された。例えば、本発明者が別途特許出願を行っている掘削装置（特願平１０−２０７５８号）のマルチ管、透水層作成装置（特願平１０−２３１６１号）の外管と複数の内管を備えたマルチ管、高温岩体発電装置（特願平１０−２３１６６号）の外管と複数の内管を備えたマルチ管として使用する場合等である。このため、マルチ管を使用現場で簡単に継ぎ足して所望の長さに出来るようにすると共に、マルチ管をより低コストで製造することが必要になった。
【０００４】
本発明は、使用現場で簡単に継ぎ足すことができると共に、低コストで製造できるマルチ管を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために請求項１記載の発明は、外管とその内方に並列に通して配置される複数の内管とを互いにそれぞれ独立して通路を形成するように継ぎ足して使用するマルチ管において、外管同士を接続するカップリングと、接続される外管の間で挟持され外管の両端にそれぞれ配置される内管接続体とを備え、かつ内管接続体が一方の面に内管の基端を接続すると共に反対側の面に他の内管の先端を接続してこれら隣り合う内管同士を連通させて独立した通路を形成する連通孔を設け、外管同士をカップリングで接続する際に挟持する内管接続体によって内管の両端を支持すると共に連結して通路を継ぎ足すようにしている。
【０００６】
したがって、外管内に通される各内管はそれらの基端が接続された内管接続体と先端が接続された内管接続体との２つの内管接続体、即ち外管の両端にそれぞれ配置された内管接続体によって支持される。このため、外管同士がカップリングによって連結されるのと同時に内管接続体の連通孔を介して各内管も内管接続体により繋ぎ合わされて互いに独立した長い管となり、所望の長さの通路を得ることができる。即ち、内管接続体で一体化された内管を外管に収容した状態で外管を順次繋ぎ合わせることで所望の長さまで継ぎ足されたマルチ管となる。
【０００７】
マルチ管を継ぎ足すには、先ず、継ぎ足そうとする各内管（以下、継管側内管と呼ぶ）の基端を継ぎ足そうとする外管（以下、継管側外管と呼ぶ）の手前側に配置される内管接続体（以下、継管側内管接続体と呼ぶ）の奥側面（以下、継管側外管の内方に臨む一方の面）にそれぞれ接続し、各内管を並列させた状態で一体化させる。次に、一体化した各内管を継管側外管内に挿入し、各内管の先端を継ぎ足される相手側の外管（以下、台管側外管と呼ぶ）の端に配置されている別の内管接続体（以下、台管側内管接続体と呼ぶ）の手前側面（台管の外に面しかつ継管側外管の内方に臨む、奥側面とは反対側の面）に接続する。台管側内管接続体の奥側面には継ぎ足される相手側の内管（以下、台管側内管と呼ぶ）の基端が接続されているので、当該台管側内管接続体によって台管側内管と継管側内管とが繋ぎ合わされることになる。この状態で台管側外管と継管側外管とをカップリングで連結すると、これら外管間に台管側内管接続体が挟み込まれて固定される。このようにして、マルチ管が必要な数だけ継ぎ足され、必要な長さの通路・流路が得られる。
【０００８】
しかも、このマルチ管では、外管同士を繋ぎ合わせると同時に内管接続体を狭持して、各内管を支持し且つ繋ぎ合わせるすることができるため、マルチ管の継ぎ足しが簡単であるし、内管及び外管として特殊な管材を必要とせず既製の管材を使用することができる。
【０００９】
また、請求項２記載のマルチ管は、内管接続体によって基端が一体化された各内管の先端寄りの部位を同一のスペーサに取り付けて束ねるようにしている。この場合、各継管側内管の先端の間隔を所定寸法に保持した状態で台管側内管接続体の手前側面に接続することができ、接続箇所への位置決めが容易になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
図１及び図２に、本発明を適用したマルチ管の実施形態の一例を示す。尚、本実施形態の説明の中では、継ぎ構造や継ぎ足し作業の過程における説明の便宜上特に継ぎ足す側の部材であるかその相手側部材であるかを明確にした方が分かり易い場合があるので、その場合には各部材に継管側か台管側かを付して説明しているが、特に断りがない場合には図１の中央に描かれているマルチ管を基にマルチ管全体について説明しているものとする。
【００１２】
このマルチ管は、外管１内に複数の内管２を並列に通してこれら各内管２内をそれぞれ独立した通路３とするものであり、本実施形態では外管１内に例えば３本の内管２を並列に通している。マルチ管は、各内管２の基端２ｂを単一の同じ内管接続体５の奥側面５ｆに接続して各内管２を並列させた状態で一体化し、この一体化した各内管２の先端２ａを外管１に挿入して既設の他の外管即ち台管側外管１の端部の台管側内管接続体５の手前側面５ｇに接続して台管側内管接続体５の奥側面５ｆに接続されている各台管側内管２の基端２ｂに繋ぎ合わせる一方、台管側外管１と継管側外管１とをカップリング７で連結する際にこれらの間で台管側内管接続体５を挟み込んで支持すると共にこの台管側内管接続体５によって台管側内管２と継管側内管２とを連結して通路３を継ぎ足すようにしている。かくして、必要に応じて内管２及び外管１を継ぎ足して各通路３を順次延長するものである。一体化した各内管２の先端２ａ近傍は、同一のスペーサ４に取り付けられて束ねられている。
【００１３】
外管１及び内管２は、本実施形態の場合、同じ長さに形成されている。これら外管１及び内管２には雄ねじ部１ａ，２ｃを形成する以外特殊な加工を施す必要がないので、専用管材料を使用する必要がなく、既製の標準品、汎用品等を使用することができる。外管１及び内管２の材料としては、特に限定されるものではなく、用途に応じて適宜選択され、例えばマルチ管の使用箇所が高温となる場合には鉄管等を用い、使用箇所があまり高温にならない場合にはプラスチック管やゴム管等を用いる。ただし、管材の長さや大きさ並びに材質等はこれらに限られるものではなく、例えば外管と内管とは同じ長さである必要はなくいずれか一方が僅かに短くあるいは長く形成されても良い。
【００１４】
内管接続体５は、外管１の内径よりも若干細い円柱形状を成す本体部５ｃと外管１の外径よりも僅かに小径かほぼ同径のフランジ５ｂとを備え、本体部５ｃを外管１に挿入すると共にフランジ５ｂを外管１の端面１ｂに当接させることで連結される外管の間で挟み込むようにして支持されるように設けられている。この内管接続体５には、台管側と継管側の各々の内管２を液密又は気密に接続するための貫通孔５ａが形成されている。本実施形態では、３本の内管２をそれぞれ液密に繋ぎ合わせるために３箇所に貫通孔５ａが形成されている。
【００１５】
各貫通孔５ａは、中程に内径方向へ突出して内管２の挿入を規制するストッパ５ｄが設けられている。このストッパ５ｄは、例えば小径の管通孔を穿孔した後にこれよりも大径の凹部を内管接続体５の奥側面５ｆと手前側面５ｇからそれぞれ穿孔することによって一体的に形成される。そして、手前側面５ｇ寄りの凹部には更にＯリング溝が穿溝されてから止水用のＯリング８が填め込まれている。したがって、内管接続体５の手前側面５ｇから各貫通孔５ａに挿入される内管即ち継管側の内管２は、その先端２ａを各貫通孔５ａに単に挿入するだけで、内管接続体５と接続され且つそれらの間のシールが施される。ただし、繋ぎ合わせる一方の内管２と内管接続体５の間のシール構造、及び繋ぎ合わせる他方の内管２と内管接続体５の間のシール構造は上述の構造に限るものではなく、各内管２内の通路３に流す流体の種類や温度、圧力の大きさ等に応じて適宜選択すれば良い。また、手前側面５ｇに開口する各貫通孔５ａの凹部の開口付近は、例えばすり鉢状の斜面に形成して継管側の内管２の先端２ａの導入を容易にすることが好ましい。他方、奥側面５ｆ側の凹部には雌ねじが切られて雌ねじ部５ｅが形成されている。この雌ねじ部５ｅには繋ぎ合わせる一方の内管即ち継管側内管２の基端２ｂの外周面に形成された雄ねじ部２ｃがねじ込まれる。尚、内管２の雄ねじ部２ｃには図示していないが止水用の自融着テープが通常巻き付けられ、内管接続体５との間の止水が行なわれる。
【００１６】
また、本実施形態の場合、内管２と外管１は同じ長さに設定されていることから、内管接続体５のフランジ５ｂの厚さの分だけ内管２の繋ぎ部分に隙間が発生する。そこで、この繋ぎ部分の隙間を利用して、連通孔５ａ内にストッパ５ｄと更にこのストッパ５ｄとの間の若干の隙間Ｓが設けられている。このストッパ５ｄの上方の隙間Ｓの存在により、熱によって内管２が伸びた場合であってもこの伸びを吸収することができ、内管２への圧縮応力の発生を防止することができる。
【００１７】
外管１の端部外周面には雄ねじ１ａが形成されており、雌ねじ７ａが形成された円筒形状のカップリング７をねじ込むことで外管同士を接合可能に設けられている。カップリング７は、両端寄りの部分が軸方向中央部分に比べて徐々に薄肉に形成されて管軸方向にほぼ山形を成し、例えば後述するようにマルチ管を掘削装置に使用する場合にボーリング孔の壁面に引っかかるのを防止している。
【００１８】
スペーサ４は外管１内に装入可能とするため外管１の内径よりも若干小径の円板形状を成しており、各内管２を貫通させるための貫通孔４ａが形成されている。本実施形態では、３本の内管２を貫通させるために３箇所に貫通孔４ａが形成されている。また、各貫通孔４ａは内管接続体５の連通孔５ａと同じ間隔をあけて同じ位置に設けられており、各内管２の先端２ａを一定の間隔即ち内管接続体５の連通孔５ａと同じ間隔をあけて配置するようにしている。スペーサ４は各内管２の先端２ａ寄り部位、好ましくはできるだけ先端２ａ寄りで尚かつ各内管２の先端２ａを台管側の内管接続体５の連通孔５ａに挿入させたときに内管接続体５との間に内管の熱膨張量を吸収できる程度の隙間をあける位置で溶接等により固着され、各内管２と一体化されている。
【００１９】
かかる構造のマルチ管は、以下のように簡単に使用現場で継ぎ足すことができる。なお、本実施形態では、マルチ管の組立は全てマルチ管を使用する坑付近即ち現地で行われ、マルチ管を組み立てながら坑の掘削などの作業に使用されているが、場合によっては使用現場に運搬する前に、例えば工場等において予め内管２と内管接続体５及びスペーサ４を一体化させておくことも可能である。
【００２０】
まず、図３に示すように、例えば３本の内管２の基端２ｂを内管接続体５の奥側面５ｆの各ねじ部５ｅに各々ねじ込んで接続した後、各内管２の先端２ａ寄りの部位にスペーサ４を嵌合してから溶接等によって固着する。これにより、３本の内管２は互いの間隔及び位置を先端側でも保持した状態即ち並列させた状態でしっかりと一体化することができる。尚、スペーサの固定は、場合によってはＯリング等をスペーサと各内管２との間に介在させることなどによる摩擦力で行うようにしても良い。
【００２１】
次いで、内管接続体５とスペーサ４とでほぼ両端が固定されて一体化された３本の内管２を継管側の外管１内に挿入し、継管側の外管１ともども埋設されたマルチ管即ち台管側の外管１及び内管接続体５に載置するかあるいは宛う。また、場合によっては、継管側の外管１を先に台管側に載置ないし宛ってから、その継管側の外管１内に一体化された内管を装入するようにしても良い。ここで、継管側の内管２の先端２ａと台管側の内管接続体５の各連通孔５ａの凹部との位置決めは、例えば内管２の先端２ａと継管側内管接続体５の手前側面５ｇの各連通孔５ａの凹部とが一体化により同軸上に配置されるため、手前にある継管側内管接続体５の各連通孔５ａの凹部の位置から容易に内管２の先端位置を割り出して正確に行うことができる。また、場合によっては、各内管接続体５と各外管１との位置関係を印などで一定の関係に保ち得るようにすることによって位置合わせを行うようにしても良い。位置合わせ後、各継管側内管２の先端２ａを台管側外管１の端に配置されている別の内管接続体即ち台管側内管接続体の手前側面５ｇの各貫通孔５ａの凹部に挿入する。継管側内管２の装入は継管側内管接続体５のフランジ５ｂが継管側外管１の端面１ｂに当接するまで行われる。そしてこの状態では、新たに挿入した３本の継手側内管２の先端２ａが台管側外管１の手前側端面に配置されている台管側内管接続体５の各貫通孔５ａの手前側面の凹部に嵌入されて支持され、各連通孔５ａを介して３本の台管側内管２と連通され繋ぎ合わされることになる。
【００２２】
次に、カップリング７を台管側外管と継管側外管とに跨るようにねじ込んでこれらを連結する。これにより、台管側と継管側との各外管１同士が繋ぎ合わされ且つそれらの間の台管側内管支持体５が固定される。これによって、マルチ管の継ぎ足しが完了する。そして、以上の作業を繰り返すことでマルチ管を所望の長さまで継ぎ足し、各内管２内の通路３を順次延長する。尚、図示していないが、最後に継ぎ足される外管の端部に配置される内管接続体は、継ぎ足される外管が存在しないためこれに代わるねじ付き固定リングや短管などをカップリング７にねじ込ませて固定したり、あるいは載荷重や押圧力の付加などによって固定する等、適宜固定手段によって固定される。
【００２３】
この様に本実施形態のマルチ管では、基端２ｂが内管接続体５で一体化された継管側各内管２の先端２ａを継管側外管１の奥側に配置される他の内管接続体即ち台管側内管接続体５の連通孔５ａに差し込むだけで継管側外管１の両端にそれぞれ配置された内管接続体５，５に支持されるようにしているので、外管１，１同士がカップリング７によって連結されるのと同時に内管接続体５と内管２との支持が固定されかつ内管接続体５の連通孔５ａを介して台管側と継管側の各内管２，２も繋ぎ合わされて互いに独立した長い管となり、所望の長さの通路を得ることができる。即ち、継管側の内管接続体５で一体化された内管２を外管１に収容した状態で台管側の内管接続体５に嵌合させるだけのワンタッチ操作例えば各内管２の先端２ａを各貫通孔５ａ内に挿入だけで内管２の接続が行われ、かつ外管１，１同士のカップリング３による連結でそれらの接続関係が強固に固定される維持される。これによって、マルチ管を簡単に継ぎ足すことができ、使用現場で適宜継ぎ足したマルチ管を使用して作業を効率良く行うことができる。特に、各内管２の先端２ａ寄りの部位をスペーサ４で保持して予め各内管２の両端２ａ，２ｂを一体化させて場合、マルチ管を継ぎ足す際に、並列させた各内管２同士の位置関係が固定され、各内管２の先端２ａの各貫通孔５ａへの位置決めを簡単に行うことができ、より容易なマルチ管の継ぎ足しが実現できる。
【００２４】
また、スペーサ４及び内管接続体５等の加工は簡単で安価に製造することができ、また大量生産も容易である。そして、内管２及び外管１として、既製の管材を使用することができる。これらのため、マルチ管の製造コストを安くすることができる。
【００２５】
さらに、本実施形態では、内管接続体５の連通孔５ａ内で内管２，２の繋ぎ部分に隙間Ｓを発生させるようにしているので、熱によって内管２が伸びた場合であってもこの伸びを吸収することができ、内管２への圧縮応力の発生を防止することができる。
【００２６】
このマルチ管は、例えば本発明者が別途特許出願を行っている掘削装置（特願平１０−２０７５８号）のマルチ管、透水層作成装置（特願平１０−２３１６１号）の外管と複数の内管を備えたマルチ管、高温岩体発電装置（特願平１０−２３１６６号）の外管と複数の内管を備えたマルチ管等として使用することができる。即ち、使用目的に応じて、各内管２内の流路３に水、空気、泥水、トレーサー物質等を流すことができ、岩盤の掘削、掘削により生じた掘削ズリの排出、掘削ズリの排出に用いる液体等に空気を送り込んで上昇力を発生させるエアリフト法、複数の透水層を同時に作る方法、その透水層に必要量の水を注入する方法など広い用途に本発明のマルチ管を使用することができる。
【００２７】
なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、上述の説明では内管２の本数を３本にしているが、内管２の本数は３本に限るものではなく、マルチ管の使用目的等に応じて内管２の本数を２本又は４本あるいはそれ以上としても良い。
【００２８】
また、必ずしも各内管２の先端２ａ近傍をスペーサ４によって固定しておく必要はなく、短い内管２を使用したり少ない本数の場合等にはスペーサ４を省略しても良い。更に、場合によってはスペーサ４は管軸方向に複数配置したり、内管先端２ａから離れた箇所で固定されることもある。
【００２９】
また、本発明は各内管２の太さが全て同じになる実施形態だけに限られるものではなく、太さの異なる内管２を組み合わせるような実施形態に使用しても良い。例えば、エアリフト法にマルチ管を使用する場合には、空気を送る細い内管２と、熱水等の液体を排出する太い内管２を組み合わせて使用しても良く、また、トレーサ法にマルチ管を使用する場合には太さの同じ内管２を複数本組み合わせて使用しても良い。即ち、使用目的等に応じた各内管２の太さが適宜選択され、それに併せて内管接続体やスペーサの貫通孔を伴う凹部や穴の大きさを変更すれば良い。
【００３０】
さらに、外管１，１同士の連結は、本実施形態の場合スクリューマウント方式のカップリングによって行っているがこれに特に限定されず、ピンとＬ形溝とのバヨネット方式や連結ピンやビス止めなどのその他の接合方式ないし溶接着けなどによっても構わない。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載のマルチ管によると、外管同士をカップリングで接続する際に挟持する内管接続体によって内管の両端を支持すると共に連結して通路を継ぎ足すことができるので、使用現場で簡単にマルチ管を継ぎ足して各内管内の通路を延長することができる。しかも、内管及び外管として既製の管材を使用することができるので、安いコストでマルチ管を製造することができる。そして、これらの効果はマルチ管を継ぎ足して長くして使用する場合に特に顕著なものとなり、長く継ぎ足して使用するのに適したマルチ管を提供することができる。
【００３２】
更に、請求項２記載のマルチ管によると、各内管の先端の間隔をスペーサによって所定寸法に保持した状態で外管内に装入し、継ぎ足そうとする相手側の内管接続体に接続することができるので、接続箇所への位置決めがより一層簡単になり継ぎ足し作業が容易になる。依って、マルチ管の使い勝手がより良くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したマルチ管の実施形態の一例を示す縦断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿うマルチ管の横断面図である。
【図３】スペーサ及び内管接続体によって各内管を一体化させた状態を示す縦断面図である。
【図４】従来のマルチ管の横断面図で、図５のＩＶ−ＩＶ線に沿う。
【図５】従来のマルチ管の接続部分の断面図である。
【符号の説明】
１  外管
１ｂ  外管の端面
２  内管
２ａ  内管の先端
２ｂ  内管の基端
３  通路
４  スペーサ
５  内管接続体
５ｆ  内管接続体の奥側面
５ｇ  内管接続体の手前側面
【図１】
0003573443.tif 000002
【図２】
0003573443.tif 000003
【図３】
0003573443.tif 000004
【図４】
0003573443.tif 000005
【図５】
0003573443.tif 000006