(57)【要約】【課題】スクリーンの連結に溶接作業を不要とし、スクリーンの連結施工費用を大幅に抑えることができ、さらにスクリーン有効長の損失を抑えることができるスクリーン及びその連結構造を提供することを目的とする。【解決手段】複数の棒状部材が互いに所定間隔を有して略円筒状をなすように円周方向に配列される棒状部材配列部と、前記棒状部材配列部の径方向外側にワイヤー部材が前記棒状部材の長手方向に所定間隔有するように巻回されて前記棒状部材に固定される円環状部とを備えたスクリーンにおいて、少なくとも一方の前記棒状部材配列部の長手方向端部には、棒状部材配列部の軸心を中心とするネジ溝構成部が棒状部材配列部の径方向内側に形成されていることを特徴とするスクリーン。【選択図】図２
2007126888.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の棒状部材が互いに所定間隔を有して略円筒状をなすように円周方向に配列される棒状部材配列部と、
前記棒状部材配列部の径方向外側に、ワイヤー部材が前記棒状部材の長手方向に所定間隔有するように巻回されて前記棒状部材に固定される円環状部と、
を備えたスクリーンにおいて、
少なくとも一方の前記棒状部材配列部の長手方向端部には、棒状部材配列部の軸心を中心とするネジ溝構成部が、棒状部材配列部の径方向内側に形成されていることを特徴とするスクリーン。
【請求項２】
前記請求項１に係るスクリーンと前記スクリーンを連結する連結部材とで構成されるスクリーンの連結構造において、
前記連結部材の両端に雄ネジ部が設けられ、前記連結部材の一方端の雄ネジ部と第１のスクリーンのネジ溝構成部が螺合し、前記連結部材の他方端の雄ネジ部と第２のスクリーンのネジ溝構成部が螺合することにより構成されることを特徴とするスクリーンの連結構造。
【請求項３】
前記連結部材は、樹脂製であることを特徴とする請求項２に記載のスクリーンの連結構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、井戸用及び各種プラントや装置等のインターナルエレメントとして使用されるスクリーン及びその連結構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば地下水を採取するために、ステンレススチール等で形成されたパイプ状のスクリーンが地層に埋め込まれる。このスクリーンは、ロッドと呼ばれる複数の棒状部材が等間隔に円周方向に配置され、これらの棒状部材の外周面にワイヤーを棒状部材の長手方向に一定のピッチで螺旋状に巻回されてロッドとワイヤーとの交点部分を電気抵抗溶接することにより一体化し、全体としてパイプ状となるように形成されている。すなわち、スクリーンの円周面にはワイヤー間で形成される間隙が円周方向及び長手方向に存在しており、この間隙により流体がスクリーンの管内に流入したり、あるいはスクリーンの管内の流体が外部に流出することが可能になっている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
したがって、例えば地下水を採取する場合には、地表から掘削機等によりスクリーンを入れるための孔を形成しておき、スクリーンの円周面に形成された間隙が地下水の存在する地層位置に位置するようにスクリーンを前記孔内に設置し、地下水がスクリーンの内径側に流入することによって採取される。
【０００４】
通常、地下水は地層深くに存在しているため、スクリーンは１本ずつ連結しながら前記孔に挿入される。この連結は、例えば、図５（ａ）に示すように、一方のスクリーン１０１の軸方向端部に雌ネジ部が設けられた連結片部２０１を溶接したものと、他方のスクリーン１０２の軸方向端部に雄ネジ部が設けられた連結片部２０２を溶接したものとをそれぞれ用意し、図５（ｂ）に示すように、連結片部２０１の雌ネジ部と連結片部２０２の雄ネジ部とを螺合させることによって両スクリーンは連結される。ここで、図６に示すように、スクリーン１０１は上述のようにロッド１０１ａとワイヤー１０１ｂとで構成されるが、このスクリーン１０１に対する連結片部２０１の溶接は、スクリーン１０１のロッド１０１ａの長手方向端部と連結片部２０１の軸方向端部とを内径側から溶接される。すなわち、外径側から溶接を行うと、連結片部２０１とワイヤー１０１ｂとを溶接することになるが、ワイヤー１０１ｂはロッド１０１ａとの交点のみで溶接されているため、これら交点の溶接部分のみで前記連結片部２０１を接続保持することになる。このような接続では、その強度は連結片部２０１を連結する強度として十分でないことから、連結片部２０１は複数のロッド１０１ａと内径側の溶接個所３００で溶接される。また、スクリーン１０１の口径と連結片部２０１の軸方向長さの関係で、ロッド１０１ａと連結片部２０１との内径側から溶接が困難である場合には、まず短尺のリング部材２１０をスクリーン１０１と内径側から溶接個所３００で溶接しておき、さらに前記リング部材２１０と連結片部２０１とを外径側から溶接個所３０１で溶接することによって連結される（図７）。また、図示していないがスクリーン１０２に対するリング部材と連結片部２０２との溶接についても同様である。
【０００５】
そして、連結片部２０１、２０２が溶接されたスクリーン１０１及びスクリーン１０２は、前記連結片部２０１の雄ネジ部と連結片部２０２の雌ネジ部とを螺合させることによって連結される。
【特許文献１】特開平６−２７２２８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記のようにスクリーン１０１，１０２の連結に連結片部２０１，２０２を溶接する作業は、スクリーンの内径側からの溶接になるとともに各ロッド１０１ａと連結片部２０１，２０２とを溶接する必要があるため、非常に煩わしく多くの作業時間を必要とするものであった。また、連結には、雌ネジ部を有する連結片部２０１と雄ネジ部を有する連結片部２０２のように異なる連結片部が別々に必要であり、さらに必要に応じてリング部材２１０を別途用意する必要があることからも、連結部における部品コスト及び作業コストが増加してしまいスクリーンの連結施工費用が増加せざるを得なかった。
【０００７】
また、従来の連結方法では、連結片部２０１、２０２に形成した雄ネジ部又は雌ネジ部は、スクリーン１０１及び１０２の間に位置するため、連結部分が必然的にスクリーン長手方向に長くなる。この連結部分が長くなると、スクリーンの円周面に形成された間隙の割合がスクリーンの長さに対して小さくなる。すなわち、スクリーン有効長が小さくなってしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、スクリーンの連結に溶接作業を不要とし、スクリーンの連結施工費用を大幅に抑えることができ、さらにスクリーン有効長の損失を抑えることができるスクリーン及びその連結構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明に係るスクリーンは、複数の棒状部材が互いに所定間隔を有して略円筒状をなすように円周方向に配列される棒状部材配列部と、前記棒状部材配列部の径方向外側に、ワイヤー部材が前記棒状部材の長手方向に所定間隔有するように巻回されて前記棒状部材に固定される円環状部と、を備えたスクリーンにおいて、少なくとも一方の前記棒状部材配列部の長手方向端部には、棒状部材配列部の軸心を中心とするネジ溝構成部が、棒状部材配列部の径方向内側に形成されていることを特徴としている。
【００１０】
上記スクリーンによれば、スクリーンの端部に棒状部材配列部の軸心を中心とするネジ溝構成部が設けられているため、このネジ溝構成部を利用してスクリーンを連結することができる。すなわち、各棒状部材の径方向内側に設けられた溝は、棒状部材配列部を形成した際に全体として略雌ネジ状の一連の間欠的な螺旋溝（ネジ溝）を形成する。したがって、このように形成されたネジ溝構成部に、雄ネジ部を有する連結部材等を螺合させることによってスクリーンを連結することができるため、溶接等の煩わしい作業を無くすことができる。
【００１１】
また、前記課題を解決するために、本発明に係るスクリーンの連結構造は、前記本発明のスクリーンと、前記スクリーンを連結する連結部材と、で構成されるスクリーンの連結構造において、前記連結部材の両端に雄ネジ部が設けられ、前記連結部材の一方端の雄ネジ部と第１のスクリーンのネジ溝構成部が螺合し、前記連結部材の他方端の雄ネジ部と第２のスクリーンのネジ溝構成部が螺合することにより構成されることを特徴としている。
【００１２】
上記スクリーンの連結構造によれば、スクリーンを連結部材に螺合させるだけでスクリーンを連結させることができる。したがって、従来必要であった溶接による連結作業は不要となり、スクリーンの連結施工費用を削減できる。また、連結部材に形成される雄ネジ部はスクリーン端部の内径側に位置するため、連結部分はスクリーン長さに対して必要以上に長くならず、連結部分自体を小さく形成することができる。したがってスクリーン有効長の損失を抑えつつスクリーンを連結することができる。
【００１３】
また、前記連結部材は金属製あるいは樹脂製のいずれでも使用可能であるが、連結部材の両端に連結するスクリーン等がそれぞれ異種金属で製作されている場合には、特に連結部材を樹脂製にすることで電位差腐食を防止できる点で好ましい。例えば、通常、スクリーンと、地下水のある部分以外の地層に埋め込む管状のケーシングとは異種金属で製作されているため、これらを連結する場合には、樹脂製の連結部材を使用することによって容易に異種金属接合による電位差腐食を防止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のスクリーン及びその連結構造によれば、溶接作業を伴うことなくスクリーンを容易に連結することができる。また、連結部分をスクリーンの長さ方向に小さくできるため、スクリーン有効長が損なわれるのを抑制しつつスクリーンを連結することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の好ましい実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１は本発明のスクリーン１０を井戸用として適用した一例を示すものであって、当該スクリーン１０が他のスクリーン１０又はケーシング３０と連結されて地層内に埋め込まれた状態を示す概略側面図であり、図２は本発明のスクリーン１０の斜視図である。
【００１７】
図１に示すように、スクリーン１０は、他のスクリーン１０又はケーシング３０と連結部材２０を介して連結された状態で地層ｇ内に配設されている。ここで、ｗは、地層ｇ内に地下水が存在している地層を示しており以下、地下水層ｗと称す。
【００１８】
前記スクリーン１０は、図２に示すように、長手方向に延びる複数の金属製のロッド１１で構成される棒状部材配列部１２と、金属製のワイヤー部材１３で構成される円環状部１５で構成されている。なお、本実施形態では、前記ロッド１１及びワイヤー部材１３を金属製としているが、これに限定されるわけではない。
【００１９】
前記棒状部材配列部１２は、複数のロッド１１が互いにほぼ等間隔でほぼ円形に配列され、全体として略円筒状をなすように構成されている。
【００２０】
このロッド１１は、図２、図３に示すように、直線状に延びる棒状部材である。なお、図２に示す実施形態では一例として断面形状が三角形である場合について示しているが、円形、駒形、角形等あらゆる形状が使用可能であり三角形に限定されるわけではない。
【００２１】
また、前記ロッド１１は、前記棒状部材配列部１２の径方向内側面を形成する内面１１ｃ（図３参照）に、ロッド１１の長手方向に対して横切るように形成されるとともに、長手方向に所定ピッチで複数配置される溝１１ｂを備えている。これらの溝１１ｂは、前記棒状部材配列部１２を形成した際に、その径方向内側に全体として一連の間欠的な螺旋溝を形成するようになっている。すなわち、各ロッド１１が棒状部材配列部１２を形成すると、棒状部材配列部１２の軸心をほぼ中心とする雌ネジ相当のネジ溝構成部１２ａを構成するようになっている。
【００２２】
前記円環状部１５は、ワイヤー部材１３を巻回されて構成されている。すなわち、図２、図３に示すように前記棒状部材配列部１２の径方向外側面を形成するロッド１１の外面に当接するように、前記ワイヤー部材１３が棒状部材配列部１２の円周方向に所定ピッチで巻回されている。そして、隣り合うワイヤー部材１３同士が所定の間隙１４ｂを有する状態で、前記ロッド１１の外面と前記ワイヤー部材１３とが当接する交点１１ａを電気抵抗溶接により溶接され、この間隙１４ｂを通じて流体の流入・流出が可能になっている。具体的には、例えば図１に示すように前記間隙１４ｂが地下水層ｗに位置すると地下水層ｗから地下水が間隙１４ｂを通じて流入するようになっている。すなわち、この間隙１４ｂが設けられている範囲がスクリーン有効長となる。
【００２３】
また、前記連結部材２０は、図４に示すように、例えばステンレス鋼等の金属によって形成される中空状または中実状の円筒形状部材であり、その軸方向中央に胴部２１を備えるとともに、その両端部には第１雄ネジ部２２ａ及び第２雄ネジ部２２ｂを備えている。したがって、例えば連結部材２０の第１雄ネジ部２２ａをスクリーン１０の長手方向端部に挿入しつつ、ネジが締結する方向に回転させれば、第１雄ネジ部２２ａのネジ山が間欠的に設けられたスクリーン１０端部のネジ溝構成部１２ａに順次螺合していくことにより最終的にスクリーン１０と連結部材２０とが連結されるようになっている。
【００２４】
また、前記ケーシング３０は、鉄製又は樹脂製のパイプ状部材であり、地下水層ｗ以外の個所に配置される。そしてケーシング３０の長手方向端部には、上記連結部材２０の雄ネジ部２２ａ、２２ｂと螺合するネジ溝を備えている。
【００２５】
このように構成されたスクリーン１０と連結部材２０とを連結する場合には、図４（ａ）に示すように、連結部材２０の端部に連結すべきスクリーン１０を配置し、一方のスクリーン１０のネジ溝構成部１２ａ（不図示）に連結部材２０の第１雄ネジ部２２ａを螺合させて固定する（図４（ｂ））。次に他方のスクリーン１０のネジ溝構成部１２ａ（不図示）に連結部材２０の第２雄ネジ部２２ｂを螺合させて固定することによって行われる（図４（ｃ））。
【００２６】
また、前記スクリーン１０と前記ケーシング３０との連結においても、連結部材２０と上記と同様にして、ケーシング３０に設けたネジ溝に連結部材２０の雄ネジ部２２ａ、２２ｂが螺合することによって連結することができる。
【００２７】
したがって、本発明のスクリーン及びその連結構造では、従来必要であった各ロッド１１と連結部材との溶接による作業を行うことなくスクリーン１０同士、あるいはスクリーン１０とケーシング３０等とを連結することができるため、溶接作業が不要となると共に連結施工費用を削減することができる。
【００２８】
さらに、本発明では溶接作業を伴わないため、スクリーン１０に設けた間隙１４ｂに熱の影響を与えることなく連結することができる。すなわち、従来では溶接作業を伴うため、溶接個所付近の間隙１４ｂが溶接の熱による影響を受け、熱膨張等によりその精度に影響する場合もあったが、本発明のスクリーン及びその連結構造では熱が不要となるため、間隙１４ｂの精度を保ったまま連結することができる。
【００２９】
また、スクリーン１０の内径側に連結部材２０と連結するネジ溝構成部を設けたため、スクリーン長手方向の連結部分の短尺化を図ることができ、スクリーン有効長の損失を抑制できる。
【００３０】
さらに、従来では２種類の連結片部を用意する必要があったが、本発明の連結構造においては１種類の連結部材２０によってスクリーン１０を連結することができる。したがって、連結するための部品コストを抑えることができる。
【００３１】
また、本発明のスクリーン１０は、上記実施形態に示すような井戸用に限らず、プラント等で使用されるインターナルエレメントとしても適用可能であり、この場合において、従来ではスクリーンと他の相手部材との連結部分にスクリーン又は連結片部にフランジを設けてボルト等で締結する場合もあったが、本発明の連結構造においては、スクリーン１０とほぼ同径の連結部材２０で連結できるため、連結部分の省スペース化が可能でありフランジを設ける等の不要なコストを削減することができる。
【００３２】
また、上記実施形態では連結部材２０を金属製である場合について説明したが、スクリーン１０とケーシング３０とが異種材料で形成されこれらを連結する場合、あるいは異種材料で形成したスクリーン１０同士を連結する場合には、連結部材２０を樹脂製としてもよい。この場合、異種金属同士の接合による電位差腐食が防止され、腐食の進行を抑制することができる。また、連結部材２０の材料は、これらに限定されるものではなく、硬質ゴムやセラミックス等、ネジ加工可能なあらゆる材料が使用可能である。
【００３３】
また、上記実施形態では、スクリーン１０を金属製のロッド１１及びワイヤー部材１３で形成する場合について説明したが、これらを樹脂製のロッド１１及びワイヤー部材１３で形成してもよい。この場合には、腐食環境に強いスクリーン１０とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明のスクリーンが地層内に埋め込まれた状態を示す概略側面図である。
【図２】本発明のスクリーンの斜視図である。
【図３】本発明のスクリーンの端部における断面図である。
【図４】スクリーンと連結部材とを連結する様態を示す図であり、（ａ）は連結前の状態を示す図であり、（ｂ）は一方のスクリーンを連結した状態を示す図であり、（ｃ）は連結完了後の状態を示す図である。
【図５】従来のスクリーンの連結の様態を示す図であり、（ａ）は連結前の状態を示す図であり、（ｂ）は連結の途中段階を示す図である。
【図６】従来のスクリーンの連結片部の接続状態を示す断面図である。
【図７】従来のスクリーンの連結片部の他の接続状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０  スクリーン
１１  ロッド（棒状部材）
１１ｂ  溝
１２  棒状部材配列部
１２ａ  ネジ溝構成部
１３  ワイヤー部材
１４ｂ  間隙
１５  円環状部
【図１】
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【図２】
2007126888.tif 000004
【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７】
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