(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二酸化炭素の希釈放流装置において、地上側の基地から所定の深さの海底に供給管を延ばして敷設し、供給管の先端部位から複数の分岐管を分岐して設け、分岐管の分岐部位の供給管に圧力均一化手段を設け、供給管に二酸化炭素を圧送することで分岐管の先端部位から二酸化炭素を海中に放出することを特徴とする二酸化炭素の海底基地からの放流装置。
【請求項２】
請求項１において、分岐管の先端部位から複数の分岐管を更に分岐して設け、後流側の複数の分岐管の分岐部位における前流側の分岐管に圧力均一化手段を設け、後流側の分岐管の先端部位から二酸化炭素を海中に放出することを特徴とする二酸化炭素の海底基地からの放流装置。
【請求項３】
請求項２において、最も後流側の分岐管の先端部位のそれぞれから圧力均一化手段及び複数の分岐管からなる管群を複数段階に分岐して設け、最終段の管群における分岐管の先端部位から二酸化炭素を海中に放出することを特徴とする二酸化炭素の海底基地からの放流装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項において、前記圧力均一化手段は、後流側の分岐管が分岐する前流側の部位を仕切る円盤状の仕切り板を備え、分岐する後流側の分岐管の数に対応した複数の穴を仕切り板に設けて構成され、後流側の分岐管を穴にそれぞれ連通したことを特徴とする二酸化炭素の海底基地からの放流装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項において、前記圧力均一化手段は、円形筒型の本体を備え、仕切壁により本体内を複数の扇型の分配室に仕切ることにより構成され、本体の中心部位で全ての分配室を前流側に連通すると共に後流側の分岐管を各分配室にそれぞれ連通したことを特徴とする二酸化炭素の海底基地からの放流装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回収した二酸化炭素を海中に放流して海水に溶かし込む二酸化炭素の海底基地からの放流装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球温暖化が大きな問題となっており、これに伴い地球規模での気候変動を引き起こす可能性があると指摘される温室効果をもった二酸化炭素（ＣＯ２）  の大気中における濃度の上昇を抑えることが重要になってきている。ＣＯ２  の大気中における濃度の上昇を抑える対策の一つとして、事業所等で排出される燃焼排ガス中のＣＯ２  を液化して液体二酸化炭素（液体ＣＯ２  ）として回収し、液体ＣＯ２  を海中に送り込むことにより、長期にわたってＣＯ２  を大気から隔離する構想が提案されている。液体ＣＯ２  を海中に送り込む場合、海洋に新たな環境影響を引き起こさないようにする必要がある。
【０００３】
海洋の環境影響を少なくした状態でＣＯ２  を海中に送り込む装置として二酸化炭素の希釈放流装置がある。この希釈放流装置は、ＣＯ２  を海水中に溶かし込んで薄く希釈し広く拡散させて海水中のＣＯ２  の濃度の上昇を抑制するようにした装置であり、本来、海水中に溶解しているＣＯ２  の濃度がある程度上昇するに止まるという考えに基づくものである。この従来の希釈放流装置として、地上基地から、例えば、深さ５００ｍ〜１５００ｍ  の海底に供給管（パイプライン）を延ばして敷設し、パイプラインの先端部位にパイプラインに沿ってノズルを直列に複数設け、ポンプやブースタ等によりパイプラインで液体ＣＯ２  を圧送して複数のノズルから液体ＣＯ２  を海中に放出する装置が知られている。
【０００４】
海中に放出された液体ＣＯ２  は多数の液滴となって分散し、略均一に海水と混合される。即ち、液滴は海水に溶け込みながら緩やかに上昇し、上昇しながら海水に溶け込んで直径が小さくなり、所定の高さまで上昇する過程で液体ＣＯ２  は全て海中に溶け込む。これにより、放出された液体ＣＯ２  は十分に希釈された状態で海中に溶け込む。
【０００５】
このように、液体ＣＯ２  の液滴は海中に放出された後緩やかに所定の高さまで上昇させる必要があり、パイプラインに送る液体ＣＯ２  の圧力等に基づいて所定の径（例えば直径１０ｍｍ）の液滴となって放出されるようにする必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の二酸化炭素の希釈放流装置では、パイプラインの先端部にノズルが直列に複数設けられているため、圧力が不均一になり複数のノズルからの均等なＣＯ２  の放出が困難であった。このため、上流側のノズルからしか所定量のＣＯ２  を放出することができず能率が低下する要因となっていた。また、放出されるＣＯ２  の液滴の径が不均一となり、径が小さ過ぎると液滴は溶解が早すぎて局所的な高濃度が生じ、径が大き過ぎると液滴は溶解が遅すぎて海面付近まで浮上し海洋環境の悪影響が懸念される、といった問題が生じていた。
【０００７】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、広範囲にしかも均等に効率よく海底に敷設されたパイプラインから二酸化炭素を放出することができる二酸化炭素の海底基地からの放流装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の構成は、二酸化炭素の希釈放流装置において、地上側の基地から所定の深さの海底に供給管を延ばして敷設し、供給管の先端部位から複数の分岐管を分岐して設け、分岐管の分岐部位の供給管に圧力均一化手段を設け、供給管に二酸化炭素を圧送することで分岐管の先端部位から二酸化炭素を海中に放出することを特徴とする。
【０００９】
そして、分岐管の先端部位から複数の分岐管を更に分岐して設け、後流側の複数の分岐管の分岐部位における前流側の分岐管に圧力均一化手段を設け、後流側の分岐管の先端部位から二酸化炭素を海中に放出することを特徴とする。また、最も後流側の分岐管の先端部位のそれぞれから圧力均一化手段及び複数の分岐管からなる管群を複数段階に分岐して設け、最終段の管群における分岐管の先端部位から二酸化炭素を海中に放出することを特徴とする。
【００１０】
そして、前記圧力均一化手段は、後流側の分岐管が分岐する前流側の部位を仕切る円盤状の仕切り板を備え、分岐する後流側の分岐管の数に対応した複数の穴を仕切り板に設けて構成され、後流側の分岐管を穴にそれぞれ連通したことを特徴とする。また、前記圧力均一化手段は、円形筒型の本体を備え、仕切壁により本体内を複数の扇型の分配室に仕切ることにより構成され、本体の中心部位で全ての分配室を前流側に連通すると共に後流側の分岐管を各分配室にそれぞれ連通したことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１には本発明の一実施形態例に係る二酸化炭素の海底基地からの放流装置の概略を説明する全体構成、図２には圧力均一化手段を表す分岐管の分岐部の詳細状況、図３には図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ  線矢視、図４には図２中のＩＶ−ＩＶ  線矢視、図５には図２中のＶ−Ｖ  線矢視を示してある。
【００１２】
地上基地１から、例えば、深さ５００ｍ〜１５００ｍ  の海底に延びて供給管（パイプライン）２が敷設され、ポンプ３及びブースタ４により液体二酸化炭素（液体ＣＯ２  ）が地上基地１から圧送される。パイプライン２の先端部位には圧力均一化手段５を介して３本の分岐管６が接続されている（海底基地）。
【００１３】
３本の分岐管６の先端部位には圧力均一化手段７を介して２本の分岐管８（管群）がそれぞれ接続され、更に、２本の分岐管８の先端部位には圧力均一化手段９を介して７本の分岐管１０（管群）がそれぞれ接続されている。最終段である各分岐管１０の先端部にはノズル１１が設けられ、ポンプ３及びブースタ４により圧送された液体ＣＯ２  は、圧力均一化手段５、分岐管６、圧力均一化手段７、分岐管８、圧力均一化手段９及び分岐管１０を通ってノズル１１から一斉に液滴１２となって海中に放出される。
【００１４】
尚、分岐管の分岐段数や各圧力均一化手段から分岐する分岐管の本数、及び分岐の方向は、地上基地１から送られる液体ＣＯ２  の量、海底の地形や潮の流れ状況等により任意に選定することができる。
【００１５】
多数の液滴１２となって海中に放出された液体ＣＯ２  は分散し、略均一に海水と混合される。即ち、ノズル１１から一斉に放出された液滴１２は海水に溶け込みながら緩やかに上昇し、上昇しながら海水に溶け込んで直径が小さくなり、所定の高さまで上昇する過程で液体ＣＯ２  は全て海中に溶け込む。これにより、放出された液体ＣＯ２  は十分に希釈された状態で海中に溶け込む。
【００１６】
図２、図３に示すように、圧力均一化手段５は、後流側の分岐管である分岐管６が分岐する前流側の部位を仕切る円盤状の仕切り板２１がパイプライン２の先端に固定され、仕切り板２１には後流側の分岐管６の数に対応して３個の穴２２が設けられている。分岐管６はそれぞれ穴２２に連通して接続されている。
【００１７】
図２、図４に示すように、圧力均一化手段７は、後流側の分岐管である分岐管８が分岐する前流側の部位である分岐管６の先端部に筒状拡径部２３が設けられ、筒状拡径部２３の他端開口部には円盤状の仕切り板２４が固定されている。仕切り板２４には後流側の分岐管８の数に対応して２個の穴２５が設けられ、分岐管８はそれぞれ穴２５に連通して接続されている。
【００１８】
図２、図５に示すように、圧力均一化手段９は、後流側の分岐管である分岐管１０が分岐する前流側の部位である分岐管８の先端部には先端が開口する筒状拡径部２６が設けられ、筒状拡径部２６の開口部には円盤状の仕切り板２７が固定されている。仕切り板２７には後流側の分岐管１０の数に対応して７個の穴２８が設けられ、分岐管１０はそれぞれ穴２８に連通して接続されている。
【００１９】
地上基地１からパイプライン２で１０００ｍ  前後の海底まで送られた液体ＣＯ２  は、各段階の圧力均一化手段５，７，９で均等に分配されて、海底の地形に応じて広い範囲に配設されたノズル１１から略同径の液滴１２として放出される。このため、全てのノズル１１から液滴１２が放出され（全ノズル１１が稼働）、効率よくＣＯ２  の放出ができる。また、液滴１２の径が均一になり、ポンプ３やブースタ４の調節により全ての液滴１２を最適径に調整することができ、例えば、海面下５００ｍから１０００ｍ  の範囲で溶解させるのに最適な径に全ての液滴１２を調整することが可能になる。従って、液滴１２が早く溶解して局所的に二酸化炭素濃度が高い場所が生じたり、液滴１２が海面付近まで浮上して溶解が遅れたりして、海洋環境への悪影響を及ぼすことが防止される。
【００２０】
圧力均一化手段の他の実施形態例を図６、図７に基づいて説明する。図６には他の実施形態例に係る圧力均一化手段の断面、図７には図６中のＶＩＩ−ＶＩＩ  線矢視を示してある。尚、図示例では、前述した圧力均一化手段９（最終段階の圧力均一化手段）に代えた例として説明してあり、図１乃至図５で説明した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。また、本実施形態例の圧力均一化手段は、前述した圧力均一化手段５，７（途中段階の圧力均一化手段）に代えて適用することも可能である。
【００２１】
圧力均一化手段３０は、前流側としての分岐管８の先端部には円形筒型の本体３１が連結され、本体３１の内部は仕切壁３２によって複数（図示例では１２）の扇型の分配室３３に仕切られている。各分配室３３は中心部の供給口３５で分岐管８にそれぞれ連通している。従って、本体３１の姿勢に拘らず分岐管８から送られる液体ＣＯ２  は各分配室３３に均等に流入するようになっている。各分配室３３には後流側の１２本の分岐管３４がそれぞれ連通している。分岐管３４の先端部には図示しないノズルが設けられている。
【００２２】
上記構成の圧力均一化手段３０を適用した場合、分岐管８から供給口３５を通って各分配室３３に液体ＣＯ２  が均等に流入し、液体ＣＯ２  は各分配室３３から略均等な量で各分岐管３４に送られる。これは、液体ＣＯ２  が狭い供給口３５から広い分配室３３に入り一時貯留され、圧力がバランスした後放出されるためと考えられる。各分配室３３からの液体ＣＯ２  は液滴となって各分岐管３４を通って図示しないノズルから海中に放出される。このため、複数（図示例では１２個）の分岐管３４の先端部のノズルから均等に効率良く液体ＣＯ２  を放出することができる。
【００２３】
液滴が分散して略均一に海水と混合されるときの最適径は、液体ＣＯ２  を送る圧力等によって決定される。実際に１０００ｍ  前後の海底まで送られる液体ＣＯ２  の液滴の径を制御するに際し、圧力等の条件を設定して液滴が最適径になるようにすることが好ましい。このため、図８、図９に示した試験装置を用いて所定の深度の海底から放出される液滴を最適径にするための各種条件を検証する。
【００２４】
図８には試験装置の側断面、図９には図８中のＩＸ−ＩＸ  線矢視を示してある。
【００２５】
図示の試験装置は、図６、図７に示した圧力均一化手段３０と同一構成の圧力均一化手段を備え、模擬二酸化炭素を供給して液滴を浮上させ、実際に液体ＣＯ２  を放出した時の液滴の状況を模擬する装置である。即ち、上部が開放され水４０が満たされた試験水槽４１の下部には圧力均一化手段４２が設けられ、圧力均一化手段４２には試験液体供給管４３から模擬二酸化炭素液体として、例えば、シリコン液が供給される。
【００２６】
圧力均一化手段４２を説明する。試験液体供給管４３の先端部が連結される円形筒型の本体４４が設けられ、本体４４の内部は仕切壁４５によって複数（図示例では１２）の扇型の分配室４６に仕切られている。各分配室４６は中心部の供給口４７で試験液体供給管４３にそれぞれ連通している。従って、本体４４の姿勢に拘らず試験液体供給管４３から送られるシリコン液は各分配室４６に均等に流入するようになっている。各分配室４６には放出管４８がそれぞれ連通して設けられ、放出管４８からシリコン液が液滴４９となって試験水槽４１内に放出され浮上する。
【００２７】
上記構成の試験装置では、試験液体供給管４３からシリコン液を送ると、供給口４７を通って各分配室４６にシリコン液が均等に流入し、シリコン液は各分配室４６から略均等な量で各放出管４８に送られる。各放出管４８からはシリコン液が液滴４９となって試験水槽４１内に放出され浮上する。この場合、非常に小さい圧力であっても均等に液滴４９を浮上させることができる。この時に浮上する液滴４９の径や浮上速度、挙動等を観察することで、実際に液体ＣＯ２  を放出した時の液滴の状況を模擬することができる。
【００２８】
このため、試験液体供給管４３から種々条件（圧力等）を変えてシリコン液を圧送することで、様々な状況（径等）の液滴４９を得ることができ、実際に液体ＣＯ２  を放出する時に最適な径の液滴を得るための条件を決定することができる。従って、実際の希釈放流装置を設計する時のデータを得ることが可能になる。
【００２９】
尚、試験水槽４１を蓋付きの圧力容器とすることで、試験液体供給管４３からは、シリコン液（模擬二酸化炭素液体）ではなく実際に海洋に放出する液体ＣＯ２  を用いて実験を行うことが可能になる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の二酸化炭素の海底基地からの放流装置は、二酸化炭素の希釈放流装置において、地上側の基地から所定の深さの海底に供給管を延ばして敷設し、供給管の先端部位から複数の分岐管を分岐して設け、分岐管の分岐部位の供給管に圧力均一化手段を設け、供給管に二酸化炭素を圧送することで分岐管の先端部位から二酸化炭素を海中に放出するようにしたので、全ての分岐管の先端部位から均一な径の液滴として二酸化炭素が放出され、効率よくしかも最適な状態で二酸化炭素の放出ができる。この結果、広範囲にしかも均等に効率よく海底に敷設されたパイプラインから二酸化炭素を放出することが可能になる。
【００３１】
また、分岐管の先端部位から複数の分岐管を更に分岐して設け、後流側の複数の分岐管の分岐部位における前流側の分岐管に圧力均一化手段を設け、後流側の分岐管の先端部位から二酸化炭素を海中に放出するようにしたので、また、最も後流側の分岐管の先端部位のそれぞれから圧力均一化手段及び複数の分岐管からなる管群を複数段階に分岐して設け、最終段の管群における分岐管の先端部位から二酸化炭素を海中に放出するようにしたので、所望の状態で広範囲に二酸化炭素を放出することが可能になる。
【００３２】
また、前記圧力均一化手段は、後流側の分岐管が分岐する前流側の部位を仕切る円盤状の仕切り板を備え、分岐する後流側の分岐管の数に対応した複数の穴を仕切り板に設けて構成され、後流側の分岐管を穴にそれぞれ連通したので、簡単な構成で圧力均一化手段を構築することが可能になる。
【００３３】
また、前記圧力均一化手段は、円形筒型の本体を備え、仕切壁により本体内を複数の扇型の分配室に仕切ることにより構成され、本体の中心部位で全ての分配室を前流側に連通すると共に後流側の分岐管を各分配室にそれぞれ連通したので、圧力均一化手段の姿勢に拘らず常に二酸化炭素を均等に分配することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態例に係る二酸化炭素の海底基地からの放流装置の概略を説明する全体構成図。
【図２】圧力均一化手段を表す分岐管の分岐部の詳細図。
【図３】図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ  線矢視図。
【図４】図２中のＩＶ−ＩＶ  線矢視図。
【図５】図２中のＶ−Ｖ  線矢視図。
【図６】他の実施形態例に係る圧力均一化手段の断面図。
【図７】図６中のＶＩＩ−ＶＩＩ  線矢視図。
【図８】試験装置の側断面図。
【図９】図８中のＩＸ−ＩＸ  線矢視図。
【符号の説明】
１  地上基地
２  供給管（パイプライン）
５，７，９，３０，４２  圧力均一化手段
６，８，１０，３４  分岐管
１１  ノズル
１２，４９  液滴
２１，２４  仕切り板
２２，２８  穴
２３，２６  筒状拡径部
３１，４４  本体
３２，４５  仕切壁
３３，４６  分配室
３５，４７  供給口
４１  試験水槽
４３  試験液供給管
４８  放出管
【図１】
0003556874.tif 000002
【図２】
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【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】
0003556874.tif 000008
【図８】
0003556874.tif 000009
【図９】
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