JPH01219359A - 取水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、海洋や湖沼等の特に深層部から取水するた
めに用いて好適な取水装置に関するものである。

「従来の技術およびその課題」 一般に、海洋の深層水は表層水に比して充分に低温であ
り、かつ富栄養であるという特性を有しており、近年、
深層水のそのような特性を利用する施設、たとえば、深
層水と表層水の温度差を利用して発電を行う海洋温度差
発電施設や、魚介類の成長を促進させるための養魚施設
等、の検討がなされている。

ところで、上記のような施設において深層水を取水する
ために使用される取水装置として、現在までのところ第
４図に示すようなものが考えられている。その取水装置
は、海面上に浮かべられたプラットフォームａから可撓
性を有する長尺の取水管すを吊り下げてその下端を取水
するべき深度に位置させるようにし、取水管すの上端部
をブイＣによって支持するとともに、その下端を係留索
ｄおよびシンカーｅによって海底に対して係留するもの
である。

ところが、この場合、取水管すは海流等の外力を受けて
図中の二点鎖線で示すように揺動することが避けられず
、その上うな揺動を繰り返しているうちに取水管すが疲
労破壊を起こしてしまう恐れがある。このため、取水管
すはそれ自体でそのような外力に対する充分な強度を有
したものでなければならず、したがって、取水管すの径
を必要以上に大きくしたり、高強度材料を使用する等の
対策が必要となるものである。なお、係留索ｄおよび取
水管すを充分な張力を付与した状態で布設すれば上記の
ような揺動はある程度防止できるが、その場合には取水
管す自体に大きな張力が加わるので、結局その張力に耐
え得る強度が要求され、得策ではない。

また、他の取水装置として第５図に示すものも考えられ
る。これは、プラットフォームａから鋼管等の剛性を有
する取水管ｒをほぼ鉛直に吊り下げ、その取水管ｆの下
端部および中間部を多数の係留索ｇ・・・によって支持
するようにしたものである。

ところが、この場合は、取水管ｒが長くなればなるほど
係留索ｇ・・・が多数必要となるものであり、したがっ
てそれら多数の係留索ｇ・・・が輻嬶してしまってそれ
らの配置、施工が困難になるばかりでなく、係留索ｇ・
・・が取水管ｒに対してからみついたり、取水管ｒと係
留索ｇ・・・とが接触して損傷を受ける恐れがあり、さ
らに、工事費も増大する、という問題がある。そのうえ
、この場合においても、取水管ｒが外力を受けたときに
は図中二点鎖線のように揺動するものであり、しかも、
この場合、係留索ｇ・・・が接続されている部分に対し
てのみ局部的に大きな外力が加わることになり、したが
って第４図に示した取水装置の場合と同様に取水管ｒに
は充分な強度が要求されるものである。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、取水管に対して大きな外力が加わる
ことがなく、またその変形も抑制できる有効な取水装置
を提供することにある。

「課題を解決するための手段」 この発明は、水面上に浮かべられた浮体から取水管を水
中に吊り下げるとともに、前記取水管の内部に係留索を
通し、この係留索に所定の張力を付与した状態でその上
端を前記浮体に対して連結するとともに、その下端を水
底に固定してなることを特徴としている。

「作用」 この発明の取水装置では、係留索を取水管の内部に配し
たことによって、取水管に加わる外力が主として係留索
によって負担され、また、係留索に充分な張力を付与す
ることによって係留索の揺動が抑制され、その結果、取
水管の変形がその全長にわたって抑制される。

「実施例」 以下、この発明の実施例を第１図および第２図を参照し
て説明する。

第１図はこの実施例の取水装置の全体概略構成を示す図
であり、第２図は取水管頂部の拡大断面図である。これ
らの図において符号ｌは海面上に浮かべられたプラット
フォーム（浮体）であり、このプラットフォームｌは係
留索２およびその先端に取り付けられている図示しない
シンカーによりて係留されている。

このプラットフォームＩには取水ポンプ３が搭載されて
おり、この取水ポンプ３に取水管４の上端が接続され、
その取水管４の下端は深層水を取水するべき深度に位置
している。その取水管４としては鋼管が用いられ、その
上端は第２図に示すようにボールジヨイント５、ストロ
ークジヨイント６を介して上記の取水ポンプ３に接続さ
れるようになっている。上記のボールジヨイント５は、
取水管４が横方向に揺動したときにその変形を許容して
曲げ破壊を防止するためのものであり、また、ストロー
クジヨイント６は互いにスライド可能な内管６ａ、外管
６ｂ、およびそれらの間に介装されたシール材６ｃから
構成されたものであって、取水管４が変形してその長さ
が変化したような場合にその変形を吸収するためのもの
である。

上記の取水管４の内部には係留索７が配されている。こ
の係留索テの上端は第２図に示すように取水管４の頂部
を貫通し、テンショナー８を介してプラットフォーム１
に対して連結されている。

また、係留索７の下端は、スイベルジヨイント９を介し
て海底に沈設されたコンクリート製のシンカー１０に接
続されて海底に対して固定されている。

上記のテンショナー８は、プラットフォーム１が浮沈、
揺動した場合、あるいは係留索７が伸びた場合において
も係留索７に常に一定の張力を付与するためのものであ
り、図示のものは滑車８ａおよびカウンターウェイト８
ｂにより構成したが、たとえば油圧ジヤツキ等を用いて
一定の張力を保持するように構成しても良い。また、上
記のスイベルジヨイント９は係留索７のねじれを防ぐた
めのものである。なお、取水管４頂部の係留索７貫通部
はシール材１１によって水密裡に塞がれているとともに
、係留索７は水密を維持したままでそのシール材！１の
内部を長さ方向に移動できるようにされている。

上記の係留索７は、取水管４の通水抵抗が大きく増大す
ることがないように、取水管４の径に比して十分に小径
なものとされている。また、この係留索７は小径であっ
ても充分な強度を有していることは勿論であるが、あわ
せて耐腐食性を有し、しかも取水管４の内面を損傷する
恐れのないもの、たとえばゴムによって被覆されたチェ
ーン、あるいはガラス繊維やカーボン繊維等の高強度繊
維を撚り合わせたワイア等を用いることが望ましい。

上記のように、係留索７を取水管４の内部に通したこと
によって、この取水装置では、取水管４に加わる外力が
主として係留索７によって負担されることになり、また
、係留索７に充分な張力を付与することによって係留索
７は海流等の外力を受けても大きく揺動することがなく
、したがって取水管４の変形もその全長にわたって抑制
することができる。このため、取水管４自体には外力に
対する強度はさほど必要とならず、この結果、取水管４
の肉厚は必要最小限で良いし、また、それ自体の自重を
支え得る強度を有する材料を使用すれば良いことになる
。なお、係留索７に大きな張力を付与しても、取水管４
に対しては同等張力が加わらないことは勿論である。

また、この取水装置では、ただ１本の係留索７で取水管
４を全長にわたって係留することができ、したがって、
第５図に示した多数の係留索ｇ・・・を用いる場合のよ
うにそれら係留索ｇ・・・が輻襖することがないととも
に工事費も削減でき、さらに取水管４に対して局部的に
大きな外力が加わる恐れもない。

次に、上記の取水装置の施工方法の一例を第３図を参照
して説明する。第３図（イ）〜（へ）は、所定長さの鋼
管を順次接続しつつ海中に吊り下げていくことで取水管
を布設する場合の施工手順を工程順に説明するための図
である。

（ｉ）まず、第３図（イ）に示すようにプラットフォー
ム１を海面上に浮かべて係留索２により係留する。この
プラットフォーム１には、予め鋼管が挿通し得る開口部
２０を設けておき、その開口部２０の上部には鋼管の移
送装置２１を設置しておく。

その移送装置としては、いわゆるダブルパワーケーシン
グジヤツキ、すなわち、上部ジヤツキ２２、下部ジヤツ
キ２３とを有し、それら両ジヤツキ２２．２３はいずれ
も鋼管を外側から締め付けて把持てきるとともに、上部
ジヤツキ２２は上下方向に移動可能とされ、それら両ジ
ヤツキ２２．２３を交互に作動させることによって鋼管
を下方に送るように構成されたものを用いると良い。

また、プラットフォーム！上には鋼管を吊り上げるため
のクレーン２４を設置しておき、そのアーム２５には仮
係留索２６の上端を固定しておく。

そして、シンカーｌＯに係留索７の下端を接続してプラ
ットフォーム夏直下の海底に沈設し、その係留索７の上
端を開口部２０内に通してプラットフォームｌに対して
仮締結する。

（１１）次に、１本の鋼管３０をクレーン２４により開
口部２０の上方に吊り上げ、その内部に上記の仮係留索
２６を通す。そして、（ロ）に示すようにプラットフォ
ームｌに仮固定されていた係留索７の上端をプラットフ
ォームｌから外し、その上端と仮係留索２６の下端とを
接続する。

（ｉｉｉ）次に、上記の鋼管３０の下端部を上部ジヤツ
キ２２により把持し、その上部ジヤツキ２２および下部
ジヤツキ２３を交互に作動させることによって鋼管３０
を徐々に降下させてその下端部を海中に沈め、その鋼管
３０の上端部を下部ジヤツキ２３によって把持する。そ
して、係留索７と仮係留索２６との接続を解除し、（ハ
）に示すように係留索７の上端を鋼管３０の上端部に対
して仮締結する。

（ｉｖ）次に、新たな鋼管３Ｉをクレーン２４により吊
り上げ、上記（ｉｉ）の工程と同様にその内部に仮係留
索２６を通した後、（ニ）に示すようにその仮係留索２
６の下端と係留索７の上端とを再び接続する。

（ｖ）その新たな鋼管３１の下端部を上部ジヤツキ２２
により把持して徐々に降下させ、（ホ）に示すようにそ
の下端を上記の鋼管３０の上端に突き合わせ、それらを
接続する。

（ｖｉ）続いて、接続されたそれらの鋼管３０，３１を
上記（ｉｉｉ）と同様にして徐々、に降下させていき、
鋼管３１の上端部を下部ジヤツキ２３によって把持する
。そして、（へ）に示すように仮係留索２６と係留索７
との接続を解除して、係留索７の上端を鋼管３Ｉの上端
に仮締結する。これにより、２本の鋼管３０．３１がプ
ラットフォーム！より海中に吊り下げられたことになる
。

（ｖｉ）以降、上記（ｉｖ）〜（ｖｉ）の手順を、最初
の調ば取水管４が布設され、最後に、第２図に示したよ
うに、係留索７の上端をテンショナー８を介してプラッ
トフォーム１に対して最終的に連結固定するとともに、
取水管４の上端をポールシタインド５、ストロークジヨ
イント６を介して取水ポンプ３に接続する。

上記の手順によれば、いかに長大な取水管４であっても
容易に布設することができるし、また、係留索７が取水
管４に先立って布設されているので、海中に吊り下げら
れた鋼管に対して外力が加わったり揺動することがなく
、安全かつ確実な施工を行うことができる。

なお、上記実施例では、取水管として鋼管を用いたが、
たとえばポリエチレン管等の可撓性を有する管材を用い
ても良いし、その場合、取水管を第４図に示した従来例
のように傾斜させるようにしても良い。また、取水管頂
部に設けたボールジヨイントやストロークジヨイントは
、取水管の破損の恐れが無い場合には省略しても良いし
、また、係留索の張力が自ずと一定に保持される場合に
はテンショナーも省略することが可能である。さらに、
上記で説明した取水管の布設方法は一例であり、取水管
の材質等に応じて適宜手段を採用して良い。

「発明の効果」 以上で詳細に説明したように、この発明の取水装置によ
れば、係留索を取水管の内部に通すようにしたので、そ
の係留索に充分な張力を付与することによって、取水管
に加わる外力が主として係留索によって負担され、また
、取水管の全長にわたってその変形を抑制することがで
きる、という効果を奏する。したがって、取水管自体は
それ自身の自重を支え得る程度の強度を有していれば充
分であり、その肉厚も必要最小限で済む。また、この取
水装置では多数の係留索を用いる必要がなく、したがっ
て係留索が輻幀することがないし、工事費も削減するこ
とができる、という効果もを奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はこの発明の一実施例を示すもので
あり、第１図はこの実施例の取水装置の全体概略構成図
、第２図は取水管頂部の拡大図、第３図（イ）〜（へ）
はこの取水装置の施工方法の一例を工程順に示す図であ
る。 第４図および第５図は、それぞれ従来の取水装置の概略
構成を示す図である。 ！・・・・・・プラットフォーム（浮体）、４・・・・
・・取水管、７・・・・・・係留索、１０・・・・・・
シンカー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水面上に浮かべられた浮体から取水管を水中に吊り下げ
   るとともに、前記取水管の内部に係留索を通し、この係
   留索に所定の張力を付与した状態でその上端を前記浮体
   に対して連結するとともに、その下端を水底に固定して
   なることを特徴とする取水装置。