(57)【要約】【課題】地中に埋設された井戸ケーシングの内部がセパレータによって揚水域と還水域とに鉛直方向に分画され、地下水の揚水と還水とを単一の井戸で行う地中熱利用システムにおいて、構築が容易なシステムおよび該システムに好適なセパレータを提供する。【解決手段】ケーシング蓋５に吊持された各配管６〜９を鉛直方向に所定間隔で配置された複数個の振れ止めガイド２６に固定したので、各配管６〜９とセパレータ２とを１本の軸として取り扱うことができる。これにより、当該地中熱利用システムを構築する場合、地中に埋設された井戸ケーシング１内に、各配管６〜９とセパレータ２とを容易に挿入することができる。また、セパレータ２のパッキン部１４に、鉛直方向に重なるように形成された３つの鍔部１５を設けたので、井戸ケーシング１に歪みが発生した場合であっても、各鍔部１５が井戸ケーシング１の内面に密着し、井戸ケーシング１とセパレータ２との間の水密性を確保することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に埋設された井戸ケーシングの内部がセパレータにより揚水域と還水域とに鉛直方向に分画され、ケーシング蓋により吊持された揚水管と還水管とにより地下水の揚水と還水とが単一の井戸で行なわれる地中熱利用システムであって、
前記セパレータは、前記ケーシング蓋により吊持されるセパレータ本体部と、該セパレータ本体部に設けられ、前記井戸ケーシングの内面に摺動可能に当接されるパッキン部と、を有することを特徴とする地中熱利用システム。
【請求項２】
前記パッキン部は、前記井戸ケーシングの内面に摺動可能に当接される環形状の鍔部を有することを特徴とする請求項１に記載の地中熱利用システム。
【請求項３】
前記パッキン部は、複数個の前記鍔部が鉛直方向に重ねて設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の地中熱利用システム。
【請求項４】
前記セパレータは、前記揚水域と前記還水域とを連通させる連通路と、該連通路の開閉を制御する弁機構と、を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の地中熱利用システム。
【請求項５】
複数個の前記セパレータが鉛直方向に間隔を空けて設けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の地中熱利用システム。
【請求項６】
前記ケーシング蓋により吊持される各配管が固定され、前記各配管と前記セパレータとの前記井戸ケーシング内への挿入時に、前記各配管と前記セパレータとを前記井戸ケーシング内へ案内する振れ止めガイドを有することを特徴とする１〜５のいずれかに記載の地中熱利用システム。
【請求項７】
前記振れ止めガイドは、前記井戸ケーシングの内部の一部分を該井戸ケーシングの軸心回りに仕切る複数枚の仕切板を有し、ガイド挿入方向端部がテーパ状に形成されることを特徴とする請求項６に記載の地中熱利用システム。
【請求項８】
ケーシング蓋により吊持された揚水管と還水管とにより地下水の揚水と還水とが単一の井戸で行なわれる地中熱利用システムに用いられ、地中に埋設された井戸ケーシングの内部を揚水域と還水域とに鉛直方向に分画するセパレータであって、
前記ケーシング蓋により吊持されるセパレータ本体部と、該セパレータ本体部に設けられ、前記井戸ケーシングの内面に摺動可能に当接されるパッキン部と、を有することを特徴とするセパレータ。
【請求項９】
前記パッキン部は、前記井戸ケーシングの内面に摺動可能に当接される環形状の鍔部を有することを特徴とする請求項８に記載のセパレータ。
【請求項１０】
前記パッキン部は、複数個の前記鍔部が鉛直方向に重ねて設けられることを特徴とする請求項８または９に記載のセパレータ。
【請求項１１】
前記セパレータ本体部に設けられて前記揚水域と前記還水域とを連通させる連通路と、該連通路の開閉を制御する弁機構と、を有することを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載のセパレータ。
【請求項１２】
複数個のセパレータユニットが鉛直方向に間隔を空けて設けられることを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載のセパレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同軸井戸方式を採用した地中熱利用システムおよび該システムの井戸内を揚水域と還水域とに分画するセパレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、同軸井戸方式を採用した地中熱利用システムは、特許文献１に開示されたものが知られている。この地中熱利用システムは、地中に埋設される地下水流動筒（井戸ケーシング）を備え、該地下水流動筒は、内側に揚水域が形成されるストレーナと、内側に還水域が形成されるケーシングと、揚水域と還水域とを分画するセパレータとにより構成される。上記地中熱利用システムは、地下水流動筒のケーシング内に、ケーシング蓋から深部へ延びてセパレータを貫通して揚水域で開口する揚水管と、ケーシング蓋から深部へ延びてセパレータの手前側の還水域で開口する還水管とが配設され、比較的深度が浅い場所の地下水の揚水と還水とを単一の井戸で行うことができる。このような地中熱利用システムを構築する場合、まず、オーガ掘削工法等により地中に形成した穴に地下水流動筒（井戸ケーシング）を埋設し、該埋設された地下水流動筒内に、セパレータおよび各配管が挿入される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２９２０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、地中に埋設された井戸ケーシングの内部がセパレータによって揚水域と還水域とに鉛直方向に分画され、地下水の揚水と還水とを単一の井戸で行う地中熱利用システムにおいて、構築が容易なシステムおよび該システムに好適なセパレータを提供することを課題としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の地中熱利用システムは、地中に埋設された井戸ケーシングの内部がセパレータにより揚水域と還水域とに鉛直方向に分画され、ケーシング蓋により吊持された揚水管と還水管とにより地下水の揚水と還水とが単一の井戸で行なわれる地中熱利用システムであって、前記セパレータは、前記ケーシング蓋により吊持されるセパレータ本体部と、該セパレータ本体部に設けられ、前記井戸ケーシングの内面に摺動可能に当接されるパッキン部と、を有することを特徴とする。
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のセパレータは、ケーシング蓋により吊持された揚水管と還水管とにより地下水の揚水と還水とが単一の井戸で行なわれる地中熱利用システムに用いられ、地中に埋設された井戸ケーシングの内部を揚水域と還水域とに鉛直方向に分画するセパレータであって、前記ケーシング蓋により吊持されるセパレータ本体部と、該セパレータ本体部に設けられ、前記井戸ケーシングの内面に摺動可能に当接されるパッキン部と、を有することを特徴とする。
【０００７】
（発明の態様）
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、請求可能発明と称する）の態様を例示し、例示された各態様について説明する。ここでは、各態様を、特許請求の範囲と同様に、項に区分すると共に各項に番号を付し、必要に応じて他の項の記載を引用する形式で記載する。これは、請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載、実施形態の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得る。
なお、以下の各項において、（１）〜（１２）項の各々が、特許請求の範囲に記載した請求項１〜１２の各々に相当する。
【０００８】
（１）地中に埋設された井戸ケーシングの内部がセパレータにより揚水域と還水域とに鉛直方向に分画され、ケーシング蓋により吊持された揚水管と還水管とにより地下水の揚水と還水とが単一の井戸で行なわれる地中熱利用システムであって、セパレータは、ケーシング蓋により吊持されるセパレータ本体部と、該セパレータ本体部に設けられ、井戸ケーシングの内面に摺動可能に当接されるパッキン部と、を有する地中熱利用システム。
本項に記載の地中熱利用システムによれば、井戸ケーシング内に挿入されたセパレータのパッキン部が井戸ケーシングの内面（内周面）に当接（密着）されるので、円筒状に形成された井戸ケーシングの内部を鉛直方向に水密に分画することができる。また、セパレータが各配管とともにケーシング蓋により吊持されるので、地中熱利用システムを構築する場合、セパレータと各配管とを井戸ケーシング内へ同時に挿入することができ、メンテナンス時等には、ケーシング蓋を引き上げることで、セパレータと各配管とを同時に引き上げることができる。ここで、各配管とは、揚水管、還水管を含み、さらに、気送管、ブロー配管等を含むこともできる。
本項の態様において、セパレータは、例えば、ワイヤ等を利用してケーシング蓋により吊持することができる。これにより、特に、セパレータの井戸ケーシングからの取り出し時に、セパレータを貫通する各配管（揚水管、気送管等）に過大な（引張り）荷重が作用されるのを防止することができる。また、セパレータは、例えば、ゴムあるいはエラストマにより構成された円板形状のパッキン部を、一対のポリ塩化ビニル系樹脂製の円板により構成されたセパレータ本体部によるサンドイッチ構造とすることで、構成することができる。この場合、パッキン部の外径は、外周部分が井戸ケーシングの内面（内周面）に当接（密着）するように設定される。また、セパレータ本体部の外径は、井戸ケーシングの内径よりも小さく設定される。さらに、セパレータの中間層を構成するパッキン部により、当該セパレータとセパレータを貫通する各配管との間をシールすることができる。なお、一体物の円板形状のセパレータ本体部の外周面に該外周面に沿って延びる環形状の溝を形成し、該溝に例えばＯリング等の環形状のパッキン部を嵌合させることで、セパレータを構成することもできる。
【０００９】
（２）パッキン部は、井戸ケーシングの内面に摺動可能に当接される環形状の鍔部を有する（１）の地中熱利用システム。
本項に記載の地中熱利用システムによれば、例えば、ゴムあるいはエラストマ等の弾性体により構成されるパッキン部の鍔部を井戸ケーシングの内面に当接（密着）させることにより、井戸ケーシングの歪みに対しても、鍔部を弾性変形させることで井戸ケーシングとセパレータとの間の水密性を確保することができる。また、セパレータの井戸ケーシング内への挿入時、あるいはセパレータの井戸ケーシングからの取り出し時にも、必要に応じて鍔部が弾性変形するので、作業を容易に行うことができる。
本項の態様において、環形状の鍔部の軸断面形状は、例えば、三角形、四角形とすることができる。
【００１０】
（３）パッキン部は、複数個の鍔部が鉛直方向に重ねて設けられる（１）、（２）の地中熱利用システム。
本項に記載の地中熱利用システムによれば、比較的大きい厚さを有する単一の鍔部と比較して、重なるように構成された各鍔部が井戸ケーシングの内面により水密に密着するので、セパレータと井戸ケーシングとの間の水密性をより向上させることができる。
本項の態様において、例えば、パッキン部は、鍔部を３重に重ねて構成することができる。本項の態様において、重ねて設けられるとは、鉛直方向に隣接する鍔部間に所定の間隔を設けて複数個の鍔部を重ねる事項をも含む。
【００１１】
（４）セパレータは、揚水域と還水域とを連通させる連通路と、該連通路の開閉を制御する弁機構と、を有する（１）〜（３）の地中熱利用システム。
本項に記載の地中熱利用システムによれば、例えば、揚水域の地下水量が減少した場合あるいは還水に採熱可能な熱が残留している場合に、弁機構を開弁させて揚水域と還水域とを連通させることにより、還水域の還水を揚水域へ供給することができる。これにより、ポンプの空転による焼き付きや、不要な地下水の汲み上げを防止することができる。
本項の態様において、連通路は、セパレータを他の配管の配置に差し支えないような位置で貫通させた穴により構成することができる。また、弁機構は、例えば、連通路の地上側開口部に形成した弁座と、該弁座に着座可能な逆截頭円錐形状の弁体と、により構成することができる。また、弁機構は、弁体に接続されたワイヤの操作により開弁／閉弁させるように構成することができ、あるいはアクチュエータにより弁体を駆動することにより開弁／閉弁させるように構成することもできる。そして、揚水域の地下水量が減少した場合や、還水に採熱可能な熱が残留している場合に、弁機構を開弁させて揚水域と還水域とを連通させることにより、還水域の還水を揚水域へ供給することができる。これにより、ポンプの空転による焼き付きや、不要な地下水の汲み上げを防止することができる。
【００１２】
（５）複数個のセパレータが鉛直方向に間隔を空けて設けられる（１）〜（５）の地中熱利用システム。
本項に記載の地中熱利用システムによれば、例えば、２つの対向するセパレータを鉛直方向へ間隔を空けて配置することができる。この場合、対向するセパレータ間に収容される地下水（還水）にも実質的にセパレータとしての機能を持たせることができ、これにより、揚水域と還水域とをより水密に分画することができる。
本項の態様において、例えば、２つの対向するセパレータを鉛直方向へ間隔を空けて配置した場合、上側（地上側）のセパレータの弁機構と下側のセパレータの弁機構とを同一円直線上に構成し、操作用のワイヤを上側（地上側）のセパレータの弁機構の弁体に接続するとともに該弁体と下側のセパレータの弁機構の弁体とをシャフト等で接続することにより、地上で１本の操作用ワイヤを操作することで、両方の弁機構の弁体が同時に操作され、揚水域と還水域とを連通させることができる。
【００１３】
（６）ケーシング蓋により吊持される各配管が固定され、各配管とセパレータとの井戸ケーシング内への挿入時に、各配管とセパレータとを井戸ケーシング内へ案内する振れ止めガイドを有する（１）〜（５）の地中熱利用システム。
本項に記載の地中熱利用システムによれば、振れ止めガイドに各配管を固定することにより、各配管と各配管のうち少なくとも揚水管が貫通するセパレータとを１本の軸として取り扱うことができる。そして、１本の軸に見做される各配管とセパレータとを、振れ止めガイドにより案内しながら井戸ケーシング内に挿入することができ、設置作業を容易に行うことができる。
本項の態様において、各配管は、例えば、鉛直方向に所定間隔で設けられる複数個の振れ止めガイドに固定される。また、振れ止めガイドは、各配管およびセパレータの案内時に、井戸ケーシングとの間に発生する摩擦力が過大にならないように、井戸ケーシングの内面との接触面積を小さく設定することが望ましい。さらに、振れ止めガイドは、各配管およびセパレータの案内時に、地下水の抵抗を極力受けないように、投影面積を小さく設定することが望ましい。
【００１４】
（７）振れ止めガイドは、井戸ケーシングの内部の一部分を該井戸ケーシングの軸心回りに仕切る複数枚の仕切板を有し、ガイド挿入方向端部がテーパ状に形成される（６）の地中熱利用システム。
本項に記載の地中熱利用システムによれば、例えば、４枚の仕切板を有して投影面が十字状に形成される振れ止めガイドを用いることができる。これにより、各配管およびセパレータの案内時に、井戸ケーシングとの間に発生する摩擦力が小さく、かつ、地下水の抵抗が小さい振れ止めガイドを提供することができる。また、各配管およびセパレータの井戸ケーシング内への挿入時に、仕切板のテーパ状に形成された部分を井戸ケーシングの開口部に当接させることで、１本の軸に見做された各配管とセパレータと井戸ケーシングに対してセンタリング（芯出し）することができ、設置作業を容易に行うことができる。
本項の態様において、例えば、４枚の仕切板を有して投影面が十字状に形成される振れ止めガイドを使用する場合、スリットが形成されたポリ塩化ビニル系樹脂製の２枚の板を組み合わせることで形成することができ、極めて低コストの振れ止めガイドを提供することができる。また、各配管と振れ止めガイドの仕切板との固定は、配管の固定によく用いられるＵ字バンド等により行うことができる。
【００１５】
（８）ケーシング蓋により吊持された揚水管と還水管とにより地下水の揚水と還水とが単一の井戸で行なわれる地中熱利用システムに用いられ、地中に埋設された井戸ケーシングの内部を揚水域と還水域とに鉛直方向に分画するセパレータであって、ケーシング蓋により吊持されるセパレータ本体部と、該セパレータ本体部に設けられ、井戸ケーシングの内面に摺動可能に当接されるパッキン部と、を有するセパレータ。
本項に記載のセパレータによれば、井戸ケーシング内に挿入されたセパレータのパッキン部が井戸ケーシングの内面（内周面）に当接（密着）されるので、円筒状に形成された井戸ケーシングの内部を鉛直方向に水密に分画することができる。また、セパレータが各配管とともにケーシング蓋により吊持されるので、地中熱利用システムを構築する場合、セパレータと各配管とを井戸ケーシング内へ同時に挿入することができ、メンテナンス時等には、ケーシング蓋を引き上げることで、セパレータと各配管とを同時に引き上げることができる。ここで、各配管とは、揚水管、還水管を含み、さらに、気送管、ブロー配管等を含むこともできる。
本項の態様において、セパレータは、例えば、ワイヤ等を利用してケーシング蓋により吊持することができる。これにより、特に、セパレータの井戸ケーシングからの取り出し時に、セパレータを貫通する各配管（揚水管、気送管等）に過大な（引張り）荷重が作用されるのを防止することができる。また、セパレータは、例えば、ゴムあるいはエラストマにより構成された円板形状のパッキン部を、一対のポリ塩化ビニル系樹脂製の円板により構成されたセパレータ本体部によるサンドイッチ構造とすることで、構成することができる。この場合、パッキン部の外径は、外周部分が井戸ケーシングの内面（内周面）に当接（密着）するように設定される。また、セパレータ本体部の外径は、井戸ケーシングの内径よりも小さく設定される。さらに、セパレータの中間層を構成するパッキン部により、当該セパレータとセパレータを貫通する各配管との間をシールすることができる。なお、一体物の円板形状のセパレータ本体部の外周面に該外周面に沿って延びる環形状の溝を形成し、該溝に例えばＯリング等の環形状のパッキン部を嵌合させることで、セパレータを構成することもできる。
【００１６】
（９）パッキン部は、井戸ケーシングの内面に摺動可能に当接される環形状の鍔部を有する（８）のセパレータ。
本項に記載のセパレータによれば、例えば、ゴムあるいはエラストマ等の弾性体により構成されるパッキン部の鍔部を井戸ケーシングの内面に当接（密着）させることにより、井戸ケーシングの歪みに対しても、鍔部を弾性変形させることで井戸ケーシングとセパレータとの間の水密性を確保することができる。また、セパレータの井戸ケーシング内への挿入時、あるいはセパレータの井戸ケーシングからの取り出し時においても、必要に応じて鍔部が弾性変形するので、作業を容易に行うことができる。
本項の態様において、環形状の鍔部の軸断面形状は、例えば、三角形、四角形とすることができる。
【００１７】
（１０）パッキン部は、複数個の鍔部が鉛直方向に重ねて設けられる（８）、（９）のセパレータ。
本項に記載のセパレータによれば、比較的大きい厚さを有する単一の鍔部と比較して、重なるように構成された各鍔部が井戸ケーシングの内面により水密に密着するので、セパレータと井戸ケーシングとの間の水密性をより向上させることができる。
本項の態様において、例えば、パッキン部は、鍔部を３重に重ねて構成することができる。本項の態様において、重ねて設けられるとは、鉛直方向に隣接する鍔部間に所定の間隔を設けて複数個の鍔部を重ねる事項をも含む。
【００１８】
（１１）セパレータ本体部に設けられて揚水域と還水域とを連通させる連通路と、該連通路の開閉を制御する弁機構と、を有する（８）〜（１０）のセパレータ。
本項に記載のセパレータによれば、例えば、揚水域の地下水量が減少した場合あるいは還水に採熱可能な熱が残留している場合に、弁機構を開弁させて揚水域と還水域とを連通させることにより、還水域の還水を揚水域へ供給することができる。これにより、ポンプの空転による焼き付きや、不要な地下水の汲み上げを防止することができる。
本項の態様において、連通路は、セパレータを他の配管の配置に差し支えないような位置で貫通させた穴により構成することができる。また、弁機構は、例えば、連通路の地上側開口部に形成した弁座と、該弁座に着座可能な逆截頭円錐形状の弁体と、により構成することができる。また、弁機構は、弁体に接続されたワイヤの操作により開弁／閉弁させるように構成することができ、あるいはアクチュエータにより弁体を駆動することにより開弁／閉弁させるように構成することもできる。そして、揚水域の地下水量が減少した場合や、還水に採熱可能な熱が残留している場合に、弁機構を開弁させて揚水域と還水域とを連通させることにより、還水域の還水を揚水域へ供給することができる。これにより、ポンプの空転による焼き付きや、不要な地下水の汲み上げを防止することができる。
【００１９】
（１２）複数個のセパレータユニットが鉛直方向に間隔を空けて設けられる（８）〜（１１）のセパレータ。
本項に記載のセパレータによれば、例えば、２つの対向するセパレータユニットが鉛直方向へ間隔を空けて配置される場合、対向するセパレータユニット間に収容される地下水（還水）にも実質的にセパレータとしての機能を持たせることができる。これにより、揚水域と還水域とをより水密に分画することができる。
本項の態様において、セパレータユニットとは、上記（８）〜（１１）のセパレータ単体と同一の発明特定事項である。例えば、２つの対向するセパレータユニットが鉛直方向へ間隔を空けて配置される場合、上側（地上側）のセパレータユニットの弁機構と下側のセパレータユニットの弁機構とを同一円直線上に構成し、操作用のワイヤを上側（地上側）のセパレータユニットの弁機構の弁体に接続するとともに該弁体と下側のセパレータユニットの弁機構の弁体とをワイヤに接続することにより、地上で１本の操作用ワイヤを操作することで、両方の弁機構の弁体が同時に操作され、揚水域と還水域とを連通させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、地中に埋設された井戸ケーシングの内部がセパレータによって揚水域と還水域とに鉛直方向に分画され、地下水の揚水と還水とを単一の井戸で行う地中熱利用システムにおいて、構築が容易なシステムおよび該システムに好適なセパレータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態の地中熱利用システムの概略構造を示す説明図であり、一部を拡大してパッキン部の各鍔部が井戸ケーシングの内面に密着した状態を示す。
【図２】本実施形態のセパレータの外周面に設けられるパッキン部（鍔部）の断面形状を示す図である。
【図３】本実施形態のセパレータの弁機構の動作説明図であり、（ａ）は開弁された状態を示し、（ｂ）は閉弁された状態を示す図である。
【図４】本実施形態の地中熱利用システムに使用される振れ止めガイドの斜視図である。
【図５】本実施形態の地中熱利用システムに使用される振れ止めガイドのうち、テーパ形状が設けられた振れ止めガイドの正面図である。
【図６】本実施形態の地中熱利用システムに使用される振れ止めガイドの作用を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の一実施形態を添付した図を参照して説明する。図１に示されるように、本実施形態の地中熱利用システムは、地中に埋設された井戸ケーシング１の内部がセパレータ２により揚水域と還水域とに鉛直方向（図１における上下方向）に分画され、地下水の揚水と還水とを単一の井戸で行う同軸井戸方式を採用している。井戸ケーシング１は、上端部３ａ（地上側端部）が地上（図１における地盤線GLの上側）に突出するとともに下端部３ｂが縮径された大径ケーシング３と、該大径ケーシング３の下端部３ｂに接続される小径ケーシング４とを有する。なお、本実施形態では、井戸ケーシング１は、大径ケーシング３が呼び径300 mmの円形鋼管（縮径部を除く）により構成され、小径ケーシング４が呼び径200 mmの円形鋼管により構成される。また、井戸ケーシング１は、地盤線GLから深度10 mまでの還水槽が、大径ケーシング３の呼び径が300 mmの部分により構成される。また、還水槽の地盤線GLからの深度が9 mm〜10 m部分にはスクリーン層が形成されている。さらに、還水槽よりも深い深度が10 mm〜35 mの部分が小径ケーシング４により構成される。
【００２３】
井戸ケーシング１の地上側開口部、すなわち、大径ケーシング３の開口部は、ケーシング蓋５により閉塞される。該ケーシング蓋５は、大径ケーシング３の外径よりも大きい外径を有し、上側に配置されるポリ塩化ビニル系樹脂製の円形プレート５ａと、下側に配置される鋼製の円形プレート５ｂと、円板状に形成されて円形プレート５ａと円形プレート５ｂとの間に挟み込まれるゴム製のパッキン５ｃと、により構成される。ケーシング蓋５は、該ケーシング蓋５を貫通して深部へ向けて延びる揚水管６、還水管７、気送管８およびブロー管９を吊持し、各配管６〜９との間がパッキン５ｃによりシールされている。なお、図１に示される符号１０は、ケーシング蓋５を吊り上げる際にワイヤが接続されるアイボルトである。また、符号１１は、計装機器のケーブル等を通過させるためのスリーブである。
【００２４】
図１に示されるように、セパレータ２は、鉛直方向へ間隔を空けて設けられる一対のセパレータユニット１２、１３（セパレータ）により構成される。セパレータユニット１２は、上側に配置されるポリ塩化ビニル系樹脂製の円形プレート１２ａと、下側に配置されるポリ塩化ビニル系樹脂製の円形プレート１２ｂと、円形プレート１２ａと円形プレート１２ｂとの間に挟み込まれるゴム製のパッキン部１４と、により構成される。パッキン部１４は所定の板厚を有する円板状に形成され、その外周部には、図２に示されるように、断面が楔状に形成された３つの鍔部１５が、鉛直方向（図２における上下方向）に所定間隔を空けて重なるように設けられている。なお、小径ケーシング４の内径が204.7 mmであるのに対し、パッキン部１４は、鍔部１５を含まない本体部分の外径が195 mm、鍔部１５を含む全体の外径が205 mmに設定される。
【００２５】
図３の（ａ）および（ｂ）に示されるように、セパレータユニット１２は、揚水域と還水域とを連通させる連通路１６を有する。また、セパレータユニット１２は、連通路１６の地上側（図３の（ａ）および（ｂ）における上側）の開口部に形成される弁座１８と、逆截頭円錐状に形成されて弁座１８に着座可能な弁体１９と、を含む弁機構１７を有する。該弁機構１７は、両端部に取付片が設けられてセパレータユニット１２の円形プレート１２ａ上に固定された略コ字形状の弁体ストッパ２０を有する。なお、セパレータユニット１３は、セパレータユニット１２と基本構造が同一であるので、その詳細な説明を省略する。また、図１に示される符号２１は、ケーシング蓋５でセパレータユニット１２を吊持するワイヤ２２を接続させるためのアイボルトである。
【００２６】
セパレータ２は、一対のセパレータユニット１２、１３を貫通する揚水管６と気送管８とにより当該一対のセパレータユニット１２、１３が連結される。一対のセパレータユニット１２、１３間の連通路１６は、相互に同軸上に配置されている。また、一対のセパレータユニット１２、１３間の同軸上に配置された２つの弁体１９は、これら弁体１９および弁体ストッパ２０を貫通するシャフト２３により連結されている。該シャフト２３は、上端部がワイヤ２４の一端に接続されるとともに下端部にはウェイト２５が取り付けられている。このワイヤ２４は、他端がケーシング蓋５を貫通して地上から操作可能である。これにより１本のワイヤ２４を操作して２つの弁体１９を上下に移動させることにより、２つの弁機構１７を同時に開弁／閉弁させることができ、これにより、揚水域と還水域とを連通させることができる。
【００２７】
なお、一対のセパレータユニット１２、１３を貫通する揚水管６と気送管８とは、一対のセパレータユニット１２、１３を貫通するとともにその先端が揚水域で開口する。また、一対のセパレータユニット１２、１３と揚水管６および気送管８との間は、各セパレータユニット１２、１３の中間層を形成するパッキン部１４によりシールされている。また、本実施形態では、揚水管６の先端部（揚水域に配置される部分）に、ポンプが附属された揚水ジェットノズルが取り付けられている。
【００２８】
図１に示されるように、本実施形態の地中熱利用システムでは、ケーシング蓋５により吊持された各配管６〜８が、鉛直方向に所定間隔（例えば、1.5 m間隔）で配設された複数個の振れ止めガイド２６に固定される。該振れ止めガイド２６は、図４に示されるように、井戸ケーシング１内の一部分を該井戸ケーシング１の軸心回りに仕切る４枚の仕切板２６ａを有し、投影面、すなわち、軸直角断面が十字状に形成されている。なお、各配管６〜８は、Ｕ字バンドにより対応する仕切板２６ａに固定され、図４に示される符号２７は、Ｕ字バンドを取り付けるための取付孔である。また、図５に示されるように、複数個の振れ止めガイド２６のうち、選択された振れ止めガイド２６、例えば、最も深い位置に配置される振れ止めガイド２６は、鉛直方向へ延長されて各仕切板２６ａの下側部分にテーパ形状が形成される。
【００２９】
そして、本実施形態の地中熱利用システムでは、ケーシング蓋５により吊持された各配管６〜８を複数個の振れ止めガイド２６に固定したことにより、各配管６〜９とセパレータ２とを１本の軸として取り扱うことができる。これにより、当該地中熱利用システムを構築する場合、図６の（ａ）および（ｂ）に示されるように、振れ止めガイド２６のテーパ部２６ｂを井戸ケーシング１（小径ケーシング４）の開口部に当接させることにより、１本の軸としての各配管６〜９およびセパレータ２を、井戸ケーシング１に対してセンタリング（芯出し）、すなわち、井戸ケーシング１内へ案内することができ、設置作業を極めて円滑に行うことができる。
【００３０】
この実施形態では以下の効果を奏する。
本実施形態によれば、ケーシング蓋５に吊持された各配管６〜９を鉛直方向に所定間隔で配置された複数個の振れ止めガイド２６に固定したので、各配管６〜９とセパレータ２とを１本の軸として取り扱うことができる。これにより、当該地中熱利用システムを構築する場合、地中に埋設された井戸ケーシング１内に、１本の軸と見做された各配管６〜９とセパレータ２とを容易に挿入することができる。
また、選択された振れ止めガイド２６の下側にテーパ部２６ｂを形成したので、各配管６〜９およびセパレータ２を井戸ケーシング１内へ挿入する場合、各テーパ部２６ｂを井戸ケーシング１（小径ケーシング４）の開口部に当接させることにより、１本の軸と見做された各配管６〜９およびセパレータ２を、井戸ケーシング１に対してセンタリング（芯出し）、すなわち、井戸ケーシング１内へ案内することができ、設置作業を極めて円滑に行うことができる。さらに、構築後においても、各配管６〜９の振れが抑止されるので、各配管６〜９に作用するストレスを軽減することができる。
また、ケーシング蓋５により各配管６〜９とセパレータ２とを吊持したので、ケーシング蓋５を上方へ移動させることで、各配管６〜９とセパレータ２とを井戸ケーシング１から一度に取り出すことができ、メンテナンス作業も効率的に行うことができる。
また、セパレータ２を鉛直方向に間隔を空けて配置される一対のセパレータユニット１２、１３により構成したので、対向するセパレータユニット１２、１３間に収容される地下水（還水）にも実質的にセパレータ２としての機能を持たせることができ、揚水域と還水域とをより水密に分画することができる。
また、各セパレータユニット１２、１３のパッキン部１４に、鉛直方向に所定間隔を空けて形成された３つの鍔部１５を設け、各鍔部１５を井戸ケーシング１（小径ケーシング４）の内面に当接（密着）させたので（図１の一部拡大図参照）、井戸ケーシング１に歪みが発生した場合であっても、当該歪みに対応して各鍔部１５が弾性変形することにより、井戸ケーシング１とセパレータ２との間の水密性を確保することができる。さらに、セパレータ２を井戸ケーシング１内へ挿入する時、あるいはセパレータ２を井戸ケーシング１からの取り出す時においても、各鍔部１５を積極的に弾性変形させることで、セパレータ２の挿入および取り出しを円滑に行うことができる。
また、セパレータ２の各セパレータユニット１２、１３に、揚水域と還水域とを連通させる各連通路１６と、各連通路１６の開閉を制御する弁機構１７と、を設けたので、例えば、揚水域の地下水量が減少した場合、あるいは還水に採熱可能な熱が残留している場合に、弁機構１７を開弁させて揚水域と還水域とを連通させることにより、還水域の還水を揚水域へ供給することができる。これにより、ポンプの空転による焼き付きや、不要な地下水の汲み上げを防止することができる。さらに、セパレータ２を井戸ケーシング１内への挿入する場合、あるいはセパレータ２を井戸ケーシング１からの取り出す場合に、弁機構１７を開弁させてセパレータ２の上側の空間と下側の空間とを連通させることにより、各連通路１６を介してセパレータ２の上側の空間と下側の空間との間で必要に応じて流体（地下水あるいは空気）を移動させることができ、セパレータ２の挿入時あるいは取り出し時に作用する抵抗を軽減させることができる。
また、各セパレータユニット１２、１３の連通路１６を同軸上に配置し、セパレータユニット１２、１３間の各弁機構１７の弁体１９同士をシャフト２３で連結し、該シャフト２３にワイヤ２４を接続したので、この１本のワイヤ２４を地上から操作するだけで、各弁機構１７を同時に開弁／閉弁させることができる。したがって、弁体１９を駆動させるためのアクチュエータを水中に設ける必要がないので、セパレータ２、延いては、地中熱利用システムを安価に構成することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１  井戸ケーシング、２  セパレータ、５  ケーシング蓋、６  揚水管、７  還水管、８  気送管、９  ブロー管、１２，１３  セパレータユニット、１４  パッキン部、１５  鍔部、１６  連通路、１７  弁機構、２６  振れ止めガイド
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図１】
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