JPS586107B2 - カイチユウソウスイカン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、鉄管等の送水管の外周を発泡体等の比重の
極めて軽い物質で包被して、水中、特に海中において浮
力を与え、海底に固定された鋼索等によって、一定深度
の海中に浮力と繋留力との均合によって支えられて伸び
る海中送水装置に使用する送水管に関するものであって
、本発明を用うると、海によって隔てられた水の需要地
域と供給地域とを、容易かつ安価に淡水送水管で結んで
、用水問題を一気に解決しうるものである。

すなわち現在までは、淡水の需要地と供給地との間の管
による送水ラインは、大部分は鉄管やこれにコンクリー
トライニングされた管が用いられしかも陸上では地上の
交通障害をまねくことを防ぐために、おおむね地中埋設
されるのが原則であり、地上のあらゆる事物とは常に立
体交差の関係が成立つ。

それでこのような地中埋設は、送水幹線としての見地か
らはわれわれの要望に対してほぼ満足すべき工作物と言
えるが、十分な地圧や内部水圧に耐えるためや耐震性の
考慮からも肉厚管を使う必要があり、その上、埋設工事
には費用がかさみ、特に水源地より需要地に至る根源送
水路に用いるような超大口径管の敷設となると費用は膨
大となり、特に都市圏に近づくにつれて、地上や地下の
地形地物による障害が大きくなって、施工技術や工費に
大きい影響をおよぼしてくる。

また一方、海によってへだてられた水の需要地と供給水
源地との関係の場合、これをつなぐ海中または海底送水
管の敷設による水の供給は現在まであまり利用されてい
ない。

ただ、石油やガスの輸送用として海面や海底に設けられ
た送油管ラインはよく研究せられ、世界中で相当広く実
施されているが、この技術を応用して淡水の海中送水を
することは可能ではあるが、これらの技術の主体をなす
最終的な管敷設の形態は、通常は海底の地面上に延々と
長く置かれた形をとるが、ある程度の地形の変化を補正
するためには、部分的に海底を堀削して管を埋めてしま
う沈埋方式も採用される。

しかし、地形変化の激しい場合や、単管を船上で熔接し
ながら連結して海底へ沈めてゆく専用敷設船による場合
などでは、特に曲率半径を大きくとれない超大口径管を
海底に敷設する場合などでは、当然海底の地形に添わせ
ることは困難になるので堀削による沈埋方式を採用する
必要も生じ、海底谷の横断には一種の海中橋等も用いら
れ工費も相当に高くなるばかりか、熔接した長管を垂れ
下げながら作業船を前進させることがむつかしくなる。

また海底が極めて深い部分に送水ラインを施工する場合
、単に海底に沈めて敷設するだけなら問題は少ないだろ
うが、潜水夫や作業船を使っての埋設や維持管理上にお
いて種々問題が起ってくる。

すなわち、深い海での海底敷設では深い海底に管が密着
する場合、潜水病の関係から潜水夫による管の検査や補
修が困難となり、ヘドロの集積した海底では管そのもの
の存在すら確認することがむつかしくなる。

そこでここに、本発明として、海水よりわずかに比重が
軽くなるような構造を有する送水管によって海面に浮か
べながら接合し、このようにして成る長い送水ラインを
均等に海中へ沈め、管全長を海面下のある一定の深さの
位置に止って固定されるようにすることによって、肉薄
の超大口径管による送水装置ラインを容易かつ安価に施
工することができ、潜水夫や作業船を十分に活用できる
ような都合のよい深さは設置することができるので、保
守管理に特別な困難をともなわない新しい淡水の海中送
水施設を構築するために適する海中送水管を提供するも
のである。

以下、本発明について、図面よりその構造およびこれを
利用した場合の実施例について詳しく述べる。

海中送水管１は、内面および外面をモルタルやプラスチ
ック等によってライニングされた鋼管２の外面全周を、
独立性気泡を有する硬質プラスチック等による発泡体３
で包被し、さらにその外面を軟かい発泡体３を保護する
ための薄板による保護外被４をかぶせる構造とする。

この場合、発泡体３の厚さは、第１図に例示するように
、海水中に入れた場合に管１がわずかに水面５上に現わ
れる程度とするために管１全体の比重を海水よりわずか
に軽いように製作する。

このような海中送水管１を多数連結して海面に浮べ、例
えばメカニカル継手による接合による場合は第６図に示
すように、形ゴム６を管２の受け口縁７に他管２の挿し
口縁８をはめ込んで、その上から形金９をボルト１０で
締めつけて二つの管１を接合する。

また両管２，２の接合部に近いところは発泡体３および
保護外被４で被覆できないので、海水による腐蝕を防ぐ
ためと、発泡体３０両端を保護するために、熱収縮性プ
ラスチックや耐蝕性金属板等による保護皮膜１１をかぶ
せる。

４さらにまた電気熔接によって接合する場合には、先述
の接合機構は省略されて単純な両管２，２の接触面の熔
接が海面に浮かべた状態で行われるが、この場合は管全
体に均等に補助浮力を与えて浮上らせ、水面で管１，１
を回転させながら浮上部分において熔接を行う。

このようにして接合された長い海中送水管１はメカニカ
ル継手による場合はその形金９の一部に設けられた二つ
の溝のうち一方には、浮箱１２を取りつけた吊上ロープ
１３をはめ、他の溝には重り１４を取りつけた繋留ロー
プ１５をはめ込んで、これらの溝の上をバネ状になった
押え金具１６をその両端の爪が形金９の出っ張り等に引
っ掛ってはずれないようにかぶせて両ロープ１３．１５
を押える。

なお熔接によって接合したものは、上記に準じて熔接部
分を保護皮膜１１等で被覆し、その上に同様にローブ溝
のある金形等をはめてロープ１３．１５を取りつける。

このような状態にしてから海中送水管１を海上に放つが
、その場合、浮箱１２は第７図に示すようにそれの内部
の下方に硬質発泡体等の材質で作られた浮体１７が浮箱
１２内を上方へピストンのように滑動できるように装着
されていて、この浮体１７上方の浮箱１２内は大きい空
気室１８になっていて、浮箱１２の体積いっぱいに大き
な浮力を与えているため、海へ放たれた管１はこれに取
りつけた沈降用重り１４に対して管１自体の浮力に浮箱
１２の浮力が加って、沈降しようとする力に浮力がわず
かに打ち勝って沈まず、浮箱１２内を貫通した軸１９の
下端の止め輪２０に掛けられた吊上ロープ１３に吊上げ
られた状態で、第２図に示すように海面近くに浮ぶ。

工事は強風の少い波の静かな季節を選んで実施するが、
このように接合した長い管１を海面近くに浮かべてから
、各浮箱１２の上方にねじ込んである火薬２１を装填し
た爆発栓２２に対し、外部から電気導線を介して沢山の
ものに対していっせいに通電発火させて爆発させる。

この爆発によって爆発栓２２の上部の蓋が吹き飛ばされ
ると、空気室１８内の空気は外部へ通じをこととなるの
で、重り１４の重さによって海中へ引き込められようと
する力が浮体１１に働いてこれを下方から浮箱１２の上
方へ押し上げ、そのため空気室１８内の空気は排除せら
れる。

その結果、排除された空気容量に相当する分の浮力を失
うこととなるので、海中送水管１はゆつくりと沈降して
第３図のように海底２３に達する。

しかし、浮箱１２の中には、なお水圧によって排除され
ない空気が浮体１７を構成する発泡体としてその中に保
存されていて、浮箱１２にはまだ相当の浮力があるため
、海底２３に重り１４が到達した状態で管１は海底２３
近くの海中にロープ１５を介して立上った姿で第４図の
ように繋留される。

この場合、繋留ロープ１５の長さをあらかじめ測量した
海底２３の地形に合せて調整しておくと、海底２３の地
形に影響されることなく海中の一定の深さをどこまでも
真直ぐに配管することができるので、曲率半径を大きく
とれない超大口径管の敷設には極めて有利である。

次いで海中作業船等を用いて海底２３に鉄筋コンクリー
ト製の直杭を打込んだり、コンクリート製の螺旋杭２４
をねじ込んだりし、あるいは本格的な重りとして恒久的
繋留用のコンクリートブロック等を投下して、これらに
繋留ローブ１５をつけ替えて、第５図および第９図に示
すように海中送水管の工事を完成する。

管１の沈降と仮繋留に用いられる沈降用の重り１４は大
形パケットに砂礫等を入れて用い、使用ずみの後には砂
礫だけを海底２３に捨てるようにする。

そして最後にはこの送水管１，１・・・・・・の一方よ
り淡水を送り込んで、最初から入っていた海水を他方の
出口へ押し出して置換し、以後継続して淡水を送水する
。

このようにして構築された海中送水管のラインは、わず
かではあるが管自身が有する浮力によって巨大な大口径
管が無理な力が加えられることなく海水によって支えら
れることになるので、浮箱１２の浮力は単に海底２３よ
りの繋留ロープ１５を緊張させて管１を一定の深度に保
ちながら動揺するのを防ぐだけのものであるため、繋留
ロープ１５の間隔を十分にあけることができるので、繋
留点は最少限の数でよいことになるから工費が極めて節
減させることができる。

また陸上の固定配管や埋設管はもちろん海底での沈埋管
等が、地震や地殼変動に対して最も弱いことを考えると
、本発明によるこのような一定深度における配管は極め
て安全であり、また水面下のある程度の深さに配管され
ることによって、台風等によってもたらされる波浪の被
害も全く心配がない。

また一見、潮流には弱いように見受けられるが、いった
んロープで三角構造に張って本格的に海底に固定されて
しまうと、特別に激しい潮流が起る場所でない限り、管
体はほとんど動揺することはない。

さらにまた海中送水管は、深度が深くなって内部の水圧
が高まると同時に外部の海水の圧力も高まって、全長に
わたって内外の水圧差はどこも均等に保つことができる
ので、内部の水圧を特別に高くしない限り管壁は極めて
薄くすることができるのでこの事に関しても費用を少く
することができる。

すなわち、大口径管として大量の水を低速低圧で送る方
法をとれば、コストの安い肉薄管として陸上ではとうて
い利用できないような超大口径管を用いることが可能で
あるから、流速が遅いと言うことを十分に償って余りが
ある。

この点陸上の配管は施工上管径に制限を受けるから、い
きおい少水量による高速高圧送水方法をとらざるを得な
い。

そうなると強度の大きい肉厚鉄管等を使用し、特別な水
密接合を要するものであって、たとえ少しの水もれも附
近に多大な障害を与えるものである。

しかるに本発明の場合は低速低圧の送水であるために、
ここに例示した方法よりももつと簡易な接合方法による
管の接合も可能となり、仮りに極所的に少々の水もれが
生じても海水中であるために他へ被害を与えることもな
く、また海水が管内へ逆流して淡水中へ混入するおそれ
もない。

このような本発明の海中送水管による送水装置は、ここ
で述べた実施例の外に、湖水等の淡水中を清浄な淡水を
輸送する場合にも使用でき、また汚染海域の海水中を外
洋のきれいな海水を輸送する場合にも使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の海中送水用管を単独で水面に浮かべ
た場合の横断面図、第２図はこの発明を用いて送水装置
を施工するために先ず第１図の管に重りと浮箱をつけて
海面近くに浮かべた状態の横断面図、第３図は第２図に
続いて浮箱の浮力を減じて海底まで沈降させた状態の横
断面図、第４図は第３図の状態に繋留用の螺旋杭を海底
にねじ込んだ状態の横断面図、第５図は最後に重りを除
いて繋留ロープを螺旋杭につけ替えた状態の横断面図、
第６図は海中送水用管の接合部の一例を示す一部欠載し
た縦断面図、第７図は浮箱部の縦断面図、第８図は浮箱
の一部である爆発栓の部分を示す縦断面図、第９図はこ
の発明による海中送水管を用いて海中にパイプラインを
構築した実施例を示す斜面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 独立気泡性の硬質発泡体等で鉄管等の外面を包被し
   、更にその外側を硬質保護板で被覆した肉薄で超大口径
   であり非可撓性の海水よりわずかに比重が軽いことを特
   徴とする海中送水用管。