JPH01219360A - 深層水の取排水装置 - 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、海洋や湖沼の深層部から取水した深層水を
利用する各種の施設、たとえば海洋温度差発電施設や養
魚施設等、に付設される深層水の取排水装置に関するも
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、無菌性、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設置される深層水取水装
置は、深層水を低温のままで取水できるものでなければ
ならないが、現在までに考えられている取水装置ではそ
の点に関して以下のような解決するべき課題がある。

すなわち、現在までのところ考えられている取水装置は
、海面上から長大な取水管を海中に吊り下げて１その下
端を取水するべき深度に位置させる、というものである
が、その場合には、取水管中を上昇していく低温の深層
水が表層部を通過する際に、水温の高い表層水によって
温められて水温が上昇してしまうことが避けられないも
のである。

これを防止するには、取水管の肉厚を充分に厚くして断
熱性を高めれば良いのであるが、そのようなことは工事
費が著しく増大してしまうことから現実的ではない。

また、上記のような施設においては、取水した深層水を
利用した後には海洋に排水することが一般的であるが、
その排水は利用後といえども表層水に比して未だ低温か
つ富栄養であることが通常であるので、そのまま表層部
に排水することは表層部の水温低下や富栄養化を招いて
生体系に悪影響を及ぼすので好ましくなく、また、その
ような施設においては表層水も同時に取水することが一
般的であるので、排水された深層水が表層水として再び
取水されてしまう恐れがある、という問題も生じる。こ
のため、排水管も充分に長いものとしてそのような影響
を受けることのない深度におｔ）て排水することが考え
られているのであるが、その場合には、長大な取水管の
他に長大な排水管も必要となるのでそれらの布設工事の
手間が倍加して工事費の増大を沼くばかりでなく、それ
らを支持するための係留索も多数必要となるのでそれら
が輻轢してしまう、という問題を生じるものであった。

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、゛深層水の取水と排水を行い、しか
も、取水した深層水の水温上昇を有効に防止し得る深層
水の取排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、深層水を利用する施設に付設されて、深層
水を取水するとともに利用後の深層水を水中に排水する
ための取排水装置であって、水中において上下方向に延
びてその下端が深層水を取水するべき深度に位置する取
水管と、その取水管より大径とされてその取水管の上部
外側に同軸的に配置された排水管を有してなり、その排
水管の内面と前記取水管の外面との間の隙間を通して、
表層部の水温より低温に保持した利用後の深層水を排水
するように構成されていることを特徴としている。

「作用」 この発明の取排水装置では、取水管の上部外側に排水管
を同軸的に設けて、それら取水管と排水管との隙間を通
して、表層部の水温より低温に保持した利用後の深層水
を排水するようにしたことにより、取水管内を上昇して
いく深層水とその周囲との温度差が低減し、したがって
、それらの間の熱授受が低減して深層水の水温上昇が抑
制される。

「実施例」 以下、この発明の取排水装置を、洋上設置型の海洋温度
差発電施設に設置した場合の一実施例を＼ 第１図および第２図を参照して説明する。

第１図において符号ｌは洋上プラットフォームであり、
この洋上プラットフォーム！にはエバポレータ２、コン
デンサ３が搭載されている。エバポレータ２には、表層
水取水管４を通してポンプ５により取水される水温の高
い表層水が供給されるようになっている。また、コンデ
ンサ３には、深層水取水管６を通してポンプ７によって
取水される低温の深層水が供給されるようになっている
。

その深層水取水管６（以下、単に取水管６と略称する）
は、上記の洋上プラットフォームｌから海中に吊り下げ
られて下方に向かって延びており、その下端はａ！層水
を取水するべき深度に位置している。この取水管６の上
部外側には、取水管６より大径とされた排水管８が同軸
的に配されており、この排水管８と取水管６とは、第２
図に示すようにリブプレート９・・・によって連結され
ているとともにそれらの間に隙間が確保されている。そ
れらのりブプレート９・・・は薄板状のものであって、
排水管８の有効断面積が大きく減少することがなく、し
たがって通水抵抗が大きく増加することがないようにさ
れている。すなわち、この取排水装置における取水管６
は、その上部が排水管８との二重管構造とされた形感と
なっていて、内側を取水された深層水が上向きに流れ、
外側を排水が下向きに流れるようにされている。

そして、上記のエバポレータ２、コンデンサ３を通過し
た表層水および深層水が、第１図中の矢印で示すように
取水管６と排水管８との間の隙間に導かれ、その隙間を
通して排水管８の下端から海中に排水されるようになっ
ている。この排水管８により排水される排水の水温は、
エバポレータ２を通過した利用後の表層水とコンデンサ
３を通過した利用後の深層水との混合水であるので、た
とえば深層水の水温が６℃、表層水の水温が３０℃であ
る場合には１８℃程度となる。そして、上記の排水管８
の下端の位置は、海中の上下方向の水温分布を考慮して
、海中の水温が排水温と同等であるような位置に設定さ
れており、これにより、排水を表層部に直接排水する場
合のように表層部の生体系に悪影響を及ぼしたり、排水
が表層水取水管４によって取水されてしまうことが防止
されている。

なお、上記の取水管６および排水管８は、鋼管等、ＦＷ
管、ＦＲＰ管、ｐｖｃ管、ＰＥ管等、適宜の材質のもの
を用いれば良い。また第１図にお゛いて符号ＩＯ・・・
は、洋上プラットフォーム１１排水管８、取水管６を支
持するための係留索、１１・・・はそれらの係留索ＩＯ
・・・が接続されて海底に沈設されたシンカーである。

上記のように、取水管６の上部に排水管８を同軸的に配
したこの取排水装置においては、取水された深層水の水
温上昇を有効に抑制できるものである。

すなわち、上述したように深層水の水温が６℃であり、
表層部の水温が３０℃であるとすると、取水管６の上部
が海中に直接露出している場合にあっては、表層部を通
過する深層水とその周囲とで２４　ｄｅｇもの温度差が
あるのでそれらの間に大きな熱授受が生じ、これにより
深層水が温められて水温が上昇してしまうのであるが、
上記の取排水装置によれば、取水管６の上部外側を！８
℃程度の排水が流れるので深層水と排水との温度差は１
２ｄｅｇ程度に低減し、温度差が低減した分それらの間
の熱授受が低減し、結局、深層水の水温上昇が抑制され
ることになる。このため、取水管６自体の断熱性はさほ
ど要求されず、たとえば鋼管等の断熱性は劣るが安価な
もの、あるいは充分に薄肉のものを用いることが可能と
なる。

また、上記の取排水装置では、取水管６の上部と排水管
８とを予め一体に形成しておくことにより、取水管６の
上部を布設すると同時に排水管８が布設されるから、排
水管８が充分に長いような場合であっても、取水管６と
排水管８とを各々別に敷設する場合に比して施工の手間
を軽減することができる。また、係留索１０・・・も少
なくて済むのでそれらが輻幀することもない。したがっ
て、この取排水装置によれば、長大な取水管と長大な排
水管を各々別に敷設する場合に比して、工事費の低減、
係留施設費の削減も図ることが可能である。

なお、上記実施例では、利用後の表層水と利用後の深層
水とをともに排水管８を通して排水するようにしたが、
必ずしもそのようにすることはなく、利用後の深層水が
表層部の水温よりも低温であればそれのみを排水管８に
導くことでも良い。

その場合、排水管８の下端位置は、排水される深層水の
水温に応じて適宜設定すれば良い。

また、上記実施例では、取水管６を洋上プラットフォー
ムｌから海中に吊り下げた構成としたが、取水管６の下
端部を海底地盤上に着底させた状態で配管するようにし
ても勿論良いし、さらに、この発明は上記のような洋上
設置型の温度差発電施設に適用するのみならず、陸上設
置型の温度差発電施設、あるいは深層水を利用するその
他各種の施設に対して同様に適用することができること
はいうまでもない。

「発明の効果」 以上で詳細に説明したように、この発明によれば、取水
管の上部外側に同軸的に排水管を配置し、それらの間の
隙間を通して表層部の水温より低温に保持した利用後の
深層水を排水するように構成したので、表層部を通過す
る深層水とその周囲との温度差を低減させることができ
、したがって、深層水の水温上昇を抑制することができ
る、という効果を奏する。また、取水管と排水管を予め
−体に形成しておくことにより、それらを同時に布設す
ることができるので、それらを各々別に布設する場合に
比して工事費の低減を図ることができるとともに、また
、係留索が輻轢することもない、という効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明の一実施例を示すもので
あって、第１図はこの実施例の取排水装置を洋上設置型
の海洋温度差発電施設に設置した場合の概略構成図、第
２図は第１図の■−■線視拡大断面図である。 ６・・・・・・深層水取水管、８・・・・・・排水管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 深層水を利用する施設に付設されて、深層水を取水する
   とともに利用後の深層水を水中に排水するための取排水
   装置であって、水中において上下方向に延びてその下端
   が深層水を取水するべき深度に位置する取水管と、その
   取水管より大径とされてその取水管の上部外側に同軸的
   に配置された排水管を有してなり、その排水管の内面と
   前記取水管の外面との間の隙間を通して、表層部の水温
   より低温に保持した利用後の深層水を排水するように構
   成されていることを特徴とする深層水の取排水装置。