JPH0367917B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、富栄養、清浄及び低水温である深層
水等を取水するための海水取水装置に係り、特に
海中への設置及び撤去を簡便にした海水取水装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

海の深層部に存在する深層水は、有機栄養分が
豊富であること、清浄であること、及び低水温
（例えば水深300ｍの日本海の場合約２℃）である
という特徴を有しており、このため、水産、発電
及び工業等の各分野で、これらの特徴を活かした
利用が増えてきている。また、このような深層水
は海岸から比較的遠距離の沖合で、しかも一定深
さ以上に存在するものである。

従来、上記のような深層水を取水するための取
水装置としては、特公昭60−50632号公報等に示
すものが知られている。

この種の取水装置は、海底又は湖底に、底部か
ら水面上方へ突出する長さの取水ダクトを垂直に
設置し、この取水ダクトには、これにスライド可
能に嵌合する内筒又は外筒により開閉される複数
個の取水口を多段に設け、そして取水ダクト上層
部の水をポンプにより汲み上げることにより適当
深度における適温水を開口する取水口から取水す
るものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来の深層水取水装置では、これ
を構成する取水ダクトは自力浮上機能を有してい
ないため、例えば100ｍ乃至それ以上の深さの海
底に、これに対応する長さの取水ダクトを据え付
ける場合には、大型フローテングクレーン等の大
型建設機械が必要になり、これに伴い据付作業が
煩雑になると共に据付コストが増大してしまう問
題がある。

また、上記従来の取水装置はタワー構造になつ
ていると共に固定式であるため、潮流及び海流等
に対する応力に耐え得る構造にするには、取水ダ
クトの海底への設置基礎を堅固なものにしなけれ
ばならないと共に、ワイヤロープ等の支え機構が
必要になり、構造が大掛りとなつてコストの増大
を招くほか、一旦設置した取水装置の撤去、移動
はほとんど不可能であつた。

〔発明の目的〕

本発明は上記のような従来の問題点を解決する
ためになされたもので、海中への据え付けを簡便
にすると共に、撤去、移動を可能にし、併せて据
付コスト及び取水コストの低い経済的な海水取水
装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る海水取水装置は、相互に連通した
所望径及び所望長さの複数のパイプと、この各パ
イプ間を一線にかつ屈曲可能に連結してパイプラ
インを形成する自在接手と、上記各パイプ体に設
けられ、かつパイプの水中重量を調整してその沈
降及び自力浮上を可能にする浮体と、上記パイプ
ラインの取水口を有する一端に設けられたパイプ
アンカとから構成したものである。

〔発明の作用〕

本発明においては、取水用パイプラインが相互
に連通する複数のパイプ体を自在接手により屈曲
可能に連結し、かつ各パイプ体には水中重量をゼ
ロ、プラス及びマイナスに調整できる浮体を備え
たものであるから、組立及び所望海域への曳航、
据え付けが簡便になり、浮体によるパイプライン
の海中への沈降及び海面への自力浮上を可能にす
る。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面について説明す
る。

第１図は本発明に係る海水取水装置を洋上の漁
業用養殖プラントに適用した場合の基本構成図、
第２図はその取水機構部の詳細を示すものであ
る。

第１図及び第２図において、１は深層水を取水
するためのパイプラインで、所望長さ（例えば20
ｍ）及び所望径（例えば700mm）を有する両端閉
塞の複数のパイプ２ａ〜２ｎからなり、これら各
パイプ２ａ〜２ｎは自在接手３により一線にかつ
屈曲可能に連結されていると共に、各パイプ２ａ
〜２ｎの屈曲連結部間はフレキシブルパイプ４に
より接続され、これにより互いのパイプ間が連通
するようになつている。また、上記各パイプ２ａ
〜２ｎは、それ自体を海中へ沈降させ、かつ海面
へ浮上させるための複数の浮体５を備えている。

このようにした取水用パイプライン１の一端
（パイプ２ａ側）は、深層水等の海水処理システ
ムを搭載したパージ、船等の洋上浮遊構造体６に
自在接手７を介して連結され、他端（パイプ２ｎ
側）には自在接手８を介して海水及びエアを充填
できるパイプアンカ９が連結され、さらに取水口
１０が設けられている。

上記パイプアンカ９は取水用パイプライン１が
風、波及び潮流などの作用によつて流されるのを
防止するためのもので、設置場所への係留をより
確実にするために、海底１１との接地面には、針
状或いは爪状の滑り止め用スパイク（図示せず）
が形成されている。また、かかるパイプアンカ９
を含めたパイプライン１は洋上浮遊構造体６の係
留にも兼用されるものである。

上記パイプライン１を沈降及び自力浮上させる
ために、それぞれのパイプ２ａ，２ｂ，…２ｎに
設けた浮体５及びパイプアンカ９には、浮遊構造
体６上に設置した高圧エアコンプレツサ（図示せ
ず）からの高圧空気を供給するためのホース１２
が電磁切換弁１３及び９ａ（第３図参照）を介し
て接続され、さらにこれら電磁切換弁１３，９ａ
には、その切換制御信号を与えるための信号ケー
ブル１４が接続されている。上記電磁切換弁１
３，９ａは、各浮体５への高圧空気の供給、海水
の導入及び高圧空気の注入による海水の排出をコ
ントロールするもので、これに対応する制御指令
信号は洋上浮遊構造体６上に設置した制御盤（図
示せず）から信号ケーブル１４を通して与えら
れ、そして、これらの制御は各浮体５に対し各別
になし得る方式となつている。

上記深層水等の海水処理システムは、パイプラ
イン１を通して取水された有機成分を豊富に含む
深層水と表層水とを混合して海面上へ散布するも
ので、第１図に示す如くデイーゼルエンジン１５
により駆動される採水ポンプ１６を有し、この採
水ポンプ１６の吸込み側には、海の表層水を吸引
するための採水ポンプ１７が接続され、この表層
水採水ポンプ１７には、表層水取水用の複数の取
水口１８，１８，…が各別の流量制御弁１９，１
９，…を介して接続されている。また、上記採水
ポンプ１６の吸込み側には、深層水採水パイプ２
０が接続され、この深層水採水パイプ２０には、
一対のカツプリングホース２１，２１の一端が流
量制御弁２２，２２を介して接続されていると共
に、カツプリングホース２１，２１の他端は、上
記パイプライン１のパイプ２ａに連結した採水口
２３，２３に接続され、さらに上記採水ポンプ１
６の吐出側に接続した送水パイプ２４には、各別
のブロツクバルブ２５，２５，…を介して複数の
散水ノズル２６，２６，…が接続されている。ま
た、２７はモータ２８により駆動される呼び水ポ
ンプで、その吸込み側はブロツクバルブ２９を介
して表層水取水口３０に接続され、さらに呼び水
ポンプ２７の吐出側はブロツクバルブ３１及び呼
び水配管３２を介して上記深層水採水パイプ２０
に接続されている。

なお、３３は上記洋上浮遊構造体６を係留する
ための係留ブイである。

次に、上記のように構成された本実施例の動作
について説明する。

まず、取水用パイプライン１を希望する海域に
据え付ける場合について述べる。

工場で組み立てられたパイプアンカ９を連結し
たパイプ２ｎ及びその他のパイプ２ａ，２ｂ，…
を工場岸壁等でトラツククレーン等により海面上
に下ろす。このとき、各パイプ２ａ〜２ｎに海水
が充填されても、その浮体５内には空気が封入さ
れているので、パイプライン１全体は海面上に浮
く。

次に、岸壁際の海面に浮いている各パイプ２ａ
〜２ｎを自在接手３により順次連結した後、各屈
曲連結部間をフレキシブルパイプ４により接続
し、さらに各浮体５への高圧空気供給ホース１２
の接続及び各電磁切換弁１３への信号ケーブル１
４の接続を行なう。

然る後、組み立てた取水用パイプライン１及び
洋上浮遊構造体６を使用海域に曳航し、浮遊構造
体６をこれとは別に曳航して、使用海域に設置し
た係留ブイ３３に接続すると共に、取水用パイプ
ライン１のパイプ２ａを係留ブイ３３に連結し、
かつパイプ２ａの側に設けた採水口２３，２３を
カツプリングホース２１，２１に接続し、さらに
高圧空気供給ホース１２及び信号ケーブル１４を
エアコンプレツサ及び制御盤に接続する。そし
て、海面側のパイプ２ａを除いた他のパイプ２ｂ
〜２ｎの各浮体５の電磁切換弁１３に信号ケーブ
ル１４を通して信号を送ることにより電磁切換弁
１３を開き、各浮体５内を海水中に開放する。こ
れにより海水が浮体５内に流入すると共に内部空
気を排出し、浮体５内の充填海水量を調整するこ
とでパイプライン１全体としての水中重量がゼロ
の状態にする。その後パイプアンカ９を目的の位
置に曳航する。

次に、パイプアンカ９の電磁切換弁９ａを開い
て海水を更に注入すると共に、これより遅れ気味
に、パイプアンカ９に直結されるパイプ２ｎ及び
これに連なるパイプの浮体５にもさらに海水を注
入する。このようにすることにより、パイプライ
ン１のパイプアンカ９側の水中重量をプラスにし
てパイプアンカ９側を海底１１へ沈降させる。そ
して、パイプアンカ９が海底１１に到達した状態
では、パイプアンカ９の自重及びパイプ２ｎとこ
れに連なる数本のパイプの重量がパイプアンカ９
に作用してパイプアンカ９を海底１１に確実に固
定する。このとき、海底側のパイプ２ｎ及びこれ
に連なる数本のパイプ以外の水中重量はゼロもし
くはマイナス状態となるように浮体５内のエアを
調整する。この調整は信号ケーブル１４を通して
電磁切換弁１３を制御することでなされる。これ
によりパイプライン１の海上側端末に浮力が生じ
るので浮遊構造体６及び係留ブイ３３にパイプラ
イン１の吊下げ荷重はかからないようになる。

次に海水取水動作について述べる。

この場合は、まず、ブロツクバルブ２９，３１
を開き、呼び水ポンプ２７を駆動して表層海水を
取水口３０から吸い上げ、呼び水配管３２、深層
水採水パイプ２０、カツプリングホース２１，２
１、採水口２３，２３と、パイプライン１におけ
るパイプ２ａの上部分（パイプ２ａ内の浮遊構造
体６への連結側には第３図に示す如くチエツクバ
ルブ３４が設けられており、このチエツクバルブ
３４より上方の部分）及び表層水採水パイプ１７
を含めた採水ポンプ１６の吸込口までの配管等を
海水で充満する。その後、表層水流量制御弁１
９，１９，…及び送水パイプ２４のブロツクバル
ブ２５，２５，…を開け、採水ポンプ１６を起動
して表層水を取水口１８，１８，…から汲み上
げ、送水パイプ２４を通して圧送される表層水を
各ノズル２６，２６から海上表面に散布する。

次に深層水流量制御弁２２，２２を開けると、
海底の深層海水が取水口１０からパイプライン１
内に流入し、さらにパイプライン１から採水口２
３，２３、カツプリングホース２１，２１及び採
水パイプ２０を通して採水ポンプ１６に吸引さ
れ、表層水と混合されてノズル２６，２６から海
上表面へ散布される。

この時、採水ポンプ１６が過負荷とならないよ
うに深層水流量計３５及び表層水流量計３６の指
示値に注意しながら、深層水流量制御弁２２及び
表層水流量制御弁１９を調整し、希望する混合比
の海水を供給する。

これにより低温の深層水を多量表層水と混合す
ることにより、散布される海水の温度を表層水の
温度にして、魚の養殖等に適した水温にすると共
に、有機成分の豊富な深層水を散布することで魚
の養殖、あるいは魚の呼び寄せなどを行なう。

また、パイプアンカ９を海底１１に固定した状
態のパイプライン１は、洋上浮遊構造体６を係留
する係留ブイ３３のアンカーラインとして機能す
る。パイプライン１の中間部側パイプ及び上部側
パイプの水中重量をゼロあるいはマイナスにする
ことでパイプライン１の上端には荷重が掛からな
いので、係留ブイ３３を小型化でき、かつ洋上浮
遊構造体６の種類によつては係留ブイ３３を省略
することが可能になる。

次に、取水用パイプライン１の撤去もしくは移
送について述べる。

この場合は、まず、信号ケーブル１４を通して
最上端のパイプ２ａの電磁切換弁１３に信号を供
給することにより、高圧空気供給ホース１２とパ
イプ２ａの浮体５間を連通すると共に浮体５内を
海水へ開放し、そしてエアコンプレツサからホー
ス１２を通して浮体５内へ高圧空気を送り込むこ
とで浮体５内の海水を浮体５外へ押し出す。海水
の排出が完了したならば、電磁切換弁１３を閉じ
て高圧空気供給ホース１２及び外部を遮断する。

以下、同様にして高圧空気をパイプ２ｂ〜２ｎ
の浮体５及びパイプアンカ９内に順番に送り込ん
で内部の海水を排出し、浮遊構造体６に近いパイ
プ２ａから順次海面上へ浮き上がるべく浮力を与
える。そして、パイプライン１の全体が海面上に
浮き上がつた後、カツプリングホース２１，２１
とパイプライン１の採水口２３間を切り離し、さ
らにパイプライン１と浮遊構造体６との間の連結
を解除すると共に、高圧空気供給ホース１２及び
信号ケーブル１４をも浮遊構造体６から切り離
す。その後は、互いに切り離されたパイプライン
１及び浮遊構造体６を曳き船により所定の場所へ
曳航する。これにより取水用パイプライン１の撤
去もしくは他の海域への移動が可能になる。

台風の発生等により浮遊構造体６を緊急避難さ
せる場合は、第１図のように据え付けられている
パイプライン１のカツプリングホース２１及び高
圧空気供給ホース１２、信号ケーブル１４を浮遊
構造体６から切り離し、さらにパイプライン１と
浮遊構造体６との自在接手７による連結を切り離
す。そして、浮遊構造体６を安全な場所に曳航避
難させる。この時、パイプライン１は据付海域に
そのまま残されるが、該パイプライン１は浮体５
によつて係留ブイ３３と同様に浮力バランスを保
つた状態で海中に保持されることになる。

また、この場合、風、波あるいは潮流による力
がパイプライン１に作用しても、該パイプライン
１は複数のパイプを自在接手で屈曲可能に連結し
た構造になつているため、潮流等に順応し、破損
されたり流されたりすることがない。

なお、上記実施例では、本発明に係る海水取水
装置を洋上の漁業用プラントに適用した場合につ
いて述べたが、これに限らず、発電、工業プラン
ト及びウラニウム等の海中の貴金属成分の回収等
にも適用できることは勿論である。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、互いを連通する
複数のパイプ体を自在接手により屈曲可能に連結
し、各パイプ体には水中重量がゼロ、プラスある
いはマイナスに調整可能にしてパイプ体に沈降及
び自力浮上の機能を与える浮体を設け、さらに全
体にはパイプアンカを連結したパイプライン形式
にしたものであるから、海水取水装置としてのパ
イプライン自体が、海上に浮遊する海水利用設備
のアンカーラインとして機能させることができ、
上記海水利用設備に別途の係留用アンカーライン
を設ける必要がなく、また、従来の如く、海水取
水装置自体に特別の係留索を設ける必要がなく、
所望海域への据え付けが簡便になると共に、撤
去、移動も可能になり、さらに据付コスト及び取
水コストの低いものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る海水取水装置を漁業用養
殖プラントに適用した場合の例を示す全体の構成
図、第２図は本発明にかかる海水取水装置の詳細
を示す一部の拡大図、第３図は同じくその要部の
拡大図である。 １……取水用パイプライン、２ａ〜２ｎ……パ
イプ、３，７，８……自在接手、４……フレキシ
ブルパイプ、５……浮体、６……浮遊構造体、９
……パイプアンカ、１０……取水口、１２……高
圧空気供給ホース、１３……電磁切換弁、１４…
…信号ケーブル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 互いに連通する所望径及び所望長さの複数の
   パイプと、この各パイプ間を一線にかつ屈曲可能
   に連結して取水用パイプラインを形成する自在接
   手と、上記各パイプに設けられ、かつパイプ体の
   水中重量を調整してその沈降及び自力浮上を可能
   にする浮体と、上記取水用パイプラインの取水口
   を有する一端に設けられたパイプアンカとから構
   成したことを特徴とする海水取水装置。