(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中に懸垂してエアリフトポンプにより深層水を汲み上げる深層水取水管であって、深層水を通す取水管本体の外側に複数本のエア注入管をらせん巻きし、その外側に防護層を設けたことを特徴とする深層水取水管。
【請求項２】
個々のエア注入管を、取水管本体の外側にらせん巻きした外装線の間に位置させたことを特徴とする請求項１記載の深層水取水管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、沖合に係留された浮体等から水中に懸垂して、深層水を汲み上げるのに使用する深層水取水管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
海洋深層水は、低温で、清浄、富栄養という特徴をもつことから、近年その需要が増加している。
従来、海洋深層水の汲み上げには、沿岸に渦巻きポンプや貯水設備を設置し、そこから深海取水域までの海底傾斜部に取水管を沈設して、前記ポンプにより汲み上げる方式が採用されてきた。しかしこの方式は、立地条件が、海底が急傾斜で深くなる海域に限定される上、沿岸から深海取水域までの取水管布設長が長くなるため、建設コストが割高になる欠点がある。
【０００３】
そこで、沖合に係留した浮体から取水管を海中に懸垂する方式にして、取水管の長さを必要最小限にすることが検討されている。この深層水取水方式は養殖漁業等に好適である。このような取水管懸垂方式の場合は、浮体上で渦巻きポンプにより深層水を汲み上げるよりも、取水管の下部から取水管内にエアを注入して気泡の上昇による押し上げ作用で揚水を行うエアリフトポンプ（気泡ポンプ）を利用した方が高効率で低コストになる可能性が高い。この点は実験的にも確認されている（山本亮介他、エアリフトポンプを利用した深層水揚水に関する研究）。エアリフトポンプは流路内に機械的な駆動部がないため保守が容易であり、沖合での無人運転にも適している。
【０００４】
図２は、現在の実海域実験で採用されている、エアリフトポンプを利用した深層水取水方式を示す。この方式は、船型の浮体10の甲板上から、管継ぎ手14により接続された全長30ｍの可とう性取水管12を海中に懸垂し、エアリフトポンプにより浮体10上に揚水するものである。可とう性取水管12は、内径150mmのポリエチレン管を取水管本体とし、その外側に外装鉄線をロングピッチでらせん巻きして、自重や波浪、潮流等による張力に耐え得るようにしたものである。また浮体10上には、発電設備とコンプレッサー16が設置され、コンプレッサー16でつくられた圧縮空気が、取水管12に沿わせたエア注入管18を通して、取水管12の中間の管継ぎ手14から取水管12内に供給されるようになっている。取水管12とエア注入管18の外周には一括して防食テープ巻き層20を設けることにより、波浪その他の外傷要因からの防護を図っている。
【０００５】
エアはできるだけ分散して注入する必要があるため、管継ぎ手14には周方向に分散して16個の注入孔を設け、エア注入管18の下端は図２（B）に示すようにたこ足状に分岐し、各分岐管18ａの先端を前記注入孔に接続するようにしてある。実験設備のため、上記のような管継ぎ手14を３箇所に設け、異なる位置（深さ）からエアを注入できるようにしてあるが、実験によれば、より深い位置からエアを注入した方がより大きな揚水量を得ることができ、効率的であることが確認された。実用設備では、取水管及びエア注入管はさらに長尺となり、エア注入部もさらに深い位置となるため、水圧や圧損が高まるので、この方式では、内径の大きい、高耐圧のエア注入管を取水管と共に長尺布設する必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
エアリフトポンプを利用する方式では、浮体から海中に懸垂した取水管の、できるだけ下の方からエアを注入する方が揚水量を多くできる。したがって取水管を海中に懸垂布設する工事の際には、長尺なエア注入管を取水管に沿わせて巻きつける必要があり、布設作業には大きな手間を要する。またエア注入管が波力や他の物体との接触によって損傷しないように、その外周には現場で防護カバーを設ける必要もあり、布設現場での非効率的な作業が多くなる。さらにエア注入部では、周方向に分散して設けられた多数の注入孔からエアを注入することから、エア注入管の下端は多数の分岐管に分けてエア注入孔に接続する必要があり、分岐部でエアリークが生じるおそれが高くなる。
【０００７】
本発明の目的は、以上のような問題点に鑑み、布設工事が簡単で、エアリークが生じるおそれの少ない深層水取水管を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る深層水取水管は、水中に懸垂してエアリフトポンプにより深層水を汲み上げる深層水取水管であって、深層水を通す取水管本体の外側に複数本のエア注入管をらせん巻きし、その外側に防護層を設けたことを特徴とするものである。
上記の深層水取水管において、複数本のエア注入管は個々に、取水管本体の外側にらせん巻きした補強用の外装線の間に位置させることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態を示す。この深層水取水管30は、ポリエチレン管等からなる取水管本体32を有しており、この取水管本体32の外周には、ゴム引き布テープ等からなる座床用テープ巻き層34を設けた上で、外装線36とエア注入管38が同じ層にロングピッチでらせん巻きされている。エア注入管38の外径は外装線36の外径とほぼ同じにしてある。
【００１０】
外装線36は、深層水取水管30を海中に懸垂したときの自重及び潮流等による張力に耐え得るようにするためのもので、亜鉛めっき鋼線などで構成される。エア注入管38はプラスチック管又は金属管などで構成される。エア注入管38の本数は、深層水取水管のエア注入部に周方向に分散して設けられるエア注入孔の数と同じにする。エア注入管38は周方向に分散して設けられており、個々のエア注入管38は外装線36の間に位置させてある。このようにするとエア注入管38が水圧などで変形するのを防止できる。
【００１１】
外装線36とエア注入管38の層の外周には、ゴム引き布テープ等からなる座床用テープ巻き層40を設けた上で、防護層42が被覆されている。防護層42はポリエチレンの押出被覆などで構成される。
【００１２】
各エア注入管38の下端はエア注入部のエア注入孔に接続され、上端はコンプレッサーに接続される。この深層水取水管30の場合は、所要本数のエア注入管38を備えているので、従来のようにエア注入管を分岐させる必要がなく、個々のエア注入管38の下端を直接エア注入孔に接続できるので、エアリークのおそれは殆どなくなる。またエア注入管38は外装線36とほぼ同外径であるので、深層水取水管30全体の外径が大きくなることもなく、断面外形を円形に仕上げることができ、潮流等に対する抵抗を小さくできる。またエア注入管38は外装線36と同じロングピッチで巻かれているので、エアの流通抵抗は直線状に沿わせた場合と大差はなく、圧損が増えるおそれもない。
【００１３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の深層水取水管は、取水管本体の外側に、補強用の外装線と共に複数本のエア注入管をらせん巻きし、その外側に防護層を設けた構造であるので、布設現場で取水管にエア注入管を沿わせたり、防護カバーを設けたりする手間が省け、布設工事の大幅な工期短縮、コストダウンを図ることができる。またエア注入管は外装線と実質的に同じ外径であるので、深層水取水管全体の断面外形を円形にすることができ、かつ断面外径を小さく抑えることができ、このため深層水取水管としての取り扱いが容易になり、潮流等に対する抵抗を小さくできる。さらにエア注入管に分岐部を設ける必要がないため、構造が簡素化され、エアリークのおそれが少なくなり、取水設備全体の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る深層水取水管の一実施形態を示す断面図。
【図２】  従来の懸垂方式の深層水取水設備を示す、（Ａ）は全体説明図、（Ｂ）は同設備における取水管へのエア注入部の説明図。
【符号の説明】
30：深層水取水管
32：取水管本体
34：座床用テープ巻き層
36：外装線
38：エア注入管
40：座床用テープ巻き層
42：防護層
【図１】
0003779871.tif 000002
【図２】
0003779871.tif 000003