| 【発明の名称】 |
深層水回収装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】丸木 英明
【氏名】山口 久雄
【氏名】樽谷 耕平
|
| 【要約】 |
【課題】深層水回収装置において、コストの低減と個々のブイの小型化とブイの最適な組合せを図ることにある。
【解決手段】海洋の深層水を取水管を通して汲み上げるポンプと、このポンプを駆動する機能を備えたポンプ機能部のブイと、深層水を利用するための利用機能部のブイに分け、これらを連結機構により機械的あるいは機械及び電気的に接続する構成とし、前記利用機能部のブイは、少なくとも貯水タンクブイを有し、この貯水タンクブイに前記ポンプ機能部のブイで汲上げた深層水を給水手段により送水されるようにしたものである。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 海洋の深層水を取水管を通して汲み上げるポンプと、このポンプを駆動する機能を備えたポンプ機能部を有するブイと、深層水を目的に応じて利用又は活用するための利用機能部を有するブイに分け、これらを連結機構により機械的あるいは機械及び電気的に接続する構成とし、前記利用機能部を有するブイは、少なくとも貯水タンクブイを有し、この貯水タンクブイに前記ポンプ機能部を有するブイで汲上げた深層水を給水手段により送水されることを特徴とする深層水回収装置。
【請求項２】 請求項１記載の深層水回収装置において、ポンプ機能部を有するブイに、利用機能部を有するブイとして設けられたポンプを駆動するためのエネルギー源となる発電機能を有するブイを連結機構により連結して電力の供給を受けるようにしたことを特徴とする深層水回収装置。
【請求項３】 請求項１記載の深層水回収装置において、ブイ間を連結する連結機構は、一定の波力に対しては柔軟に変形し、過大な波力あるいは潮流による位置移動力が加わると折損する連結部材で構成された結合部を有することを特徴とする深層水回収装置。
【請求項４】 請求項１記載の深層水回収装置において、前記利用機能部を有するブイは、複数の貯水タンクブイを有し、各貯水タンクブイ間を伸縮自在な連結管により連結して深層水を送水可能にしたことを特徴とする深層水回収装置。
【請求項５】 請求項１記載の深層水回収装置において、ポンプ機能部を有するブイと利用機能部を有する複数のブイとを連結するための連結座を各ブイの周方向に一定の間隔で設け、各ブイの任意の取付座に連結機構を規則的に連結するとともに、アンカー係留金具を取付けるようにしたことを特徴とする深層水回収装置。
【請求項６】 請求項１記載の深層水回収装置において、ポンプ機能部を有するブイに洋上で搭載機器の姿勢を水平に保つ姿勢保持装置を搭載し、この姿勢保持装置は、ブイ浮力部材を有する本体と、機器装置が搭載され且つ前記本体に三次元的に可動自在に接続されたプラットフォームと、このプラットフォームの下部に取付けられ、波あるいはうねりによるブイの姿勢変化の影響を受けることなく常に水平状態に前記プラットフォームを保持させる錘または回転錘とから構成されたことを特徴とする深層水回収装置。
【請求項７】 請求項６記載の深層水回収装置において、ブイ浮力部材は緩衝材であることを特徴とする深層水回収装置。
【請求項８】 請求項１記載の深層水回収装置において、利用機能部を有する貯水タンクブイとして、深層水を貯水する容器と係留具とを有し、貯水を詰め替えることなく曳航あるいは航行自在にして、洋上から港まで輸送可能にしたことを特徴とする深層水回収装置。
【請求項９】 請求項１又は請求項６記載の深層水回収装置において、ポンプ機能部を有するブイに監視装置あるいはデータ収集装置の少なくとも一方及び制御装置を搭載し、この監視装置あるいはデータ収集装置の少なくとも一方により異常気象が予測されると、前記制御装置からの指示により各ブイ間を連結する連結機構を遠隔操作あるいは手動により開放するようにしたことを特徴とする深層水回収装置。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば深層水を海底から洋上へ汲み上げて、金属回収や地上側へ深層水を移送するための機能を搭載し且つ海洋上に浮遊するブイを用いた深層水回収装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、エネルギー資源として海洋深層水を利用又は活用して、金属回収や食品加工、医療品や化粧品の製造、さらには冷熱を利用した冷却システムの開発等に大きな期待が寄せられている。
【０００３】ここで、上記海洋深層水とは、水深が２００ｍ以下の深さで水温が急に冷たくなっている層の海水である。従って、この海洋深層水を利用又は活用するにあたっては、深層水を洋上に汲上げて貯水する必要がある。
【０００４】ところで、従来の洋上型深層水回収装置は、一つブイに深層水の汲上げから貯水、供給、金属回収等すべての機能を持たせて構成される場合が多い。
【０００５】また、深層水回収装置は、風、太陽光、うねりや波等のエネルギー密度の低い自然エネルギーを利用した発電やポンプが利用されるため、エネルギーの吸収に必要な面や容積を広く取る必要があった。
【０００６】さらに、深層水回収装置は、一体型の貯水槽に貯められる貯水量が少ないため、所定の貯水量を超えた深層水は海上へ放出しなければならず、貯水槽を大きくするとブイ全体が大型化する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の深層水回収装置では、一つのブイと一体型の貯水槽のため、汲み上げた深層水を貯える貯水量に限度があり、生産性を向上させるためには設備容量の大型化が必要となる。
【０００８】しかし、設備容量を大型化するには、構造、コスト及び航路の制限などから限界がある。
【０００９】従って、船による回収頻度が少なく、多くの場合はせっかく汲み上げた深層水を洋上へたれ流さざるを得ない状況であり、またすべての機能を一つのブイに搭載することはブイの大型化につながるため、構造設備上からも限界があり、設置場所の制限やコスト高などの問題がある。
【００１０】一方、深層水の利用分野は、多岐に渡り、今後確立する利用技術もあることから、多用な利用機能を目的に応じて組合せる必要性が生じている。
【００１１】また、自然力を利用した発電やポンプは、気象や波などの影響によりブイの姿勢変化や発電効率上の適用が制約されるという問題等があった。
【００１２】本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、深層水を汲み上げる機能と深層水を利用する機能とを分離した複数のブイを目的に応じ組合せて構成することにより、コストの低減と個々のブイの小型化、環境に合せた姿勢保持及び発電やポンプ技術を組合せて最適化を図るようにした深層水回収装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達成するため、次のような手段により深層水回収装置を構成する。
【００１４】請求項１に対応する発明は、海洋の深層水を取水管を通して汲み上げるポンプと、このポンプを駆動する機能を備えたポンプ機能部を有するブイと、深層水を目的に応じて利用又は活用するための利用機能部を有するブイに分け、これらを連結機構により機械的あるいは機械及び電気的に接続する構成とし、前記利用機能部を有するブイは、少なくとも貯水タンクブイを有し、この貯水タンクブイに前記ポンプ機能部を有するブイで汲上げた深層水を給水手段により送水されるものである。
【００１５】請求項２に対応する発明は、請求項１に対応する発明の深層水回収装置において、ポンプ機能部を有するブイに、利用機能部を有するブイとして設けられたポンプを駆動するためのエネルギー源となる発電機能を有するブイを連結機構により連結して電力の供給を受けるようにしたものである。
【００１６】請求項３に対応する発明は、請求項１に対応する発明の深層水回収装置において、ブイ間を連結する連結機構は、一定の波力に対しては柔軟に変形し、過大な波力が加わると折損する連結部材で構成された結合部を有するものである。
【００１７】請求項４に対応する発明は、請求項１に対応する発明の深層水回収装置において、前記利用機能部を有するブイは、複数の貯水タンクブイを有し、各貯水タンクブイ間を伸縮自在な連結管により連結して深層水を送水可能にしたものである。
【００１８】請求項５に対応する発明は、請求項１に対応する発明の深層水回収装置において、ポンプ機能部を有するブイと利用機能部を有する複数のブイとを連結するための連結座を各ブイの周方向に一定の間隔で設け、各ブイの任意の取付座に連結機構を規則的に連結するとともに、アンカー係留金具を取付けるようにしたものである。
【００１９】請求項６に対応する発明は、請求項１に対応する発明の深層水回収装置において、ポンプ機能部を有するブイに洋上で搭載機器の姿勢を水平に保つ姿勢保持装置を搭載し、この姿勢保持装置は、ブイ浮力部材を有する本体と、機器装置が搭載され且つ前記本体に三次元的に可動自在に接続されたプラットフォームと、このプラットフォームの下部に取付けられ、波あるいはうねりによるブイの姿勢変化の影響を受けることなく常に水平状態に前記プラットフォームを保持させる錘または回転錘とから構成されたものである。
【００２０】請求項７に対応する発明は、請求項６に対応する発明の深層水回収装置において、ブイ浮力部材は緩衝材としたものである。
【００２１】請求項８に対応する発明は、請求項１に対応する発明の深層水回収装置において、利用機能部を有する貯水タンクブイとして、深層水を貯水する容器と係留具とを有し、貯水を詰め替えることなく曳航あるいは航行自在にして、洋上から港まで輸送可能にしたものである。
【００２２】請求項９に対応する発明は、請求項１又は請求項６に対応する発明の深層水回収装置において、ポンプ機能部のブイに監視装置あるいはデータ収集装置の少なくとも一方及び制御装置を搭載し、この監視装置あるいはデータ収集装置の少なくとも一方により異常気象が予測されると、前記制御装置からの指示により各ブイ間を連結する連結機構を遠隔操作あるいは手動により開放し、ブイ同士の衝突による損傷を防止するようにしたものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２４】図１は本発明による深層水回収装置の第１の実施の形態を示す基本構成図である。
【００２５】図１において、深層水回収装置１は、大きく分けてポンプ機能部２を有するブイ（以下単にポンプ機能ブイ２と呼ぶ）と利用機能部３を有するブイ（以下単に利用機能ブイ３と呼ぶ）群との２種類のブイにより構成され、これらポンプ機能ブイ２と利用機能ブイ３群とは、連結機構４により機械的にあるいは機械及び電気的に接続され、ポンプ機能ブイ２からの深層水を給水装置７を介して供給する構成としてある。
【００２６】ポンプ機能ブイ２は、容器と一体になった浮力体１２を本体とし、この浮力体１２にポンプ５と、給水装置７、取水管６、位置保持装置８、発電装置９、電源部１０、制御装置１１、灯１３、取付座１７等より構成されている。
【００２７】ここで、上記ポンプ５には、給水装置７と海底へ延ばした取水管６とが接続されている。位置保持装置８はアンカーなどによる係留での位置を保持するものである。また、電源部１０は、発電装置９からの電気を蓄電すると共に、ポンプ５、制御装置１１、灯１３へ電気を供給するものである。さらに、制御装置１１は、ポンプ５や発電装置９を制御する機能を有している。
【００２８】また、利用機能ブイ３は、容器と一体となった浮力体１２を本体とし、この浮力体１２にポンプ機能ブイ２のポンプ５から給水装置７を介して給水される深層水利用機能である貯水タンク３１のみ、又はこの貯水タンク３１と金属回収装置３２、海洋牧場装置（養魚場）３３、データ収集装置３４、実験装置３５、魚食品加工プラント３６、エネルギー供給プラント３７等の少なくとも一つの機能とを搭載したブイ単独または組合せで構成されている。
【００２９】ここで、金属回収装置３２は、貯水タンク３１に貯められた深層水からある特定の希少金属を吸着や分離等により回収するものである。海洋牧場装置（養魚場）３３は、栄養豊かな深層水の供給を受け、魚網内の魚に栄養を補給して養殖するものである。データ収集装置３４は海洋観測、気象、深層水などのデータを収集してこれらの分析やプラント運用データの記録等を行うものである。食品加工プラント３６は、深層水や塩等食品としての加工を行うものである。エネルギー供給発電プラント３７は、波浪や太陽光など自然エネルギーで発電した電気を蓄えて電気を必要とするブイに給電するものである。
【００３０】一方、ポンプ機能ブイ２と利用機能ブイ３群とは、各々の浮力体１２の周方向に一定の間隔を存して設けられた取付座１７に連結機構４あるいはケーブル無しの連結機構４´を挿入することで連結される。この場合、各ブイの連結配置は、設置環境の流れや波などの条件を考慮し、最適な位置の取付座１７に組み合わせられる。
【００３１】図２は、図１に示すポンプ機能ブイ２と、利用機能ブイ３群として３つの貯水タンク３１、データ収集装置３４及びエネルギー発電プラント３７とをケーブル付の連結機構４あるいはケーブル無しの連結機構４´により連結した構成の外観を示す図である。なお、図２においては、利用機能部３の各ブイの周面に緩衝材３０を巻付けたものを対象に示してある。
【００３２】図２において、貯水タンク３１ａは、ポンプ機能ブイ２から三次元位置補正の自由度及びバネなどによる姿勢保持機能を有した給水装置７により深層水が供給され、さらにこの貯水タンク３１ａから貯水タンク３１ｂ、貯水タンク３１ｃへは伸縮自在な連結菅６４を通して深層水を順次送水することで貯水される。
【００３３】また、エネルギー供給発電プラント３７は、風車とソーラのハイブリット発電機３８にて発電した電気をケーブル付き連結機構４を介してポンプ機能ブイ２へ供給する。
【００３４】さらに、データ収集装置３４は、ポンプ機能ブイ２とケーブル付の連結機構４を介して連結されている。
【００３５】従って、このような連結構成のポンプ機能ブイ２と利用機能ブイ３群とすれば、波やうねりによるブイ間の距離や姿勢のズレの影響を受けることがない。
【００３６】ここで、各機能ブイ間を連結する連結機構の構成について図３（ａ）〜（ｃ）により説明する。
【００３７】図３（ａ）に示すようにそれぞれのブイに設けられた取付座１７のコネクタ受溝に合せてケーブル付きの連結機構４の両端に有する防水構造のプラグ４ａを嵌込み、コネクタ受溝の上部壁面に設けられたキー差込み穴１８に抜け止めキー１９を差込むだけで簡単に連結可能な構造になっている。
【００３８】上記プラグ４ａは、図３（ｂ）に示すように中心部に電気的に接続するためのコネクタ４ｂが存し、その外周部に防水のためのＯリング４ｃを介して機械的な結合をするためのプラグ本体４ｄが設けられた構造のものである。
【００３９】また、プラグ本体４ｄに取付けられる連結ロット４ｅは、運用海域の条件に合せた強度のものが選定され、波やうねりによる伸縮や曲げに柔軟で復元力のあるファイバー複合材や樹脂材あるいは金属材を用いて、一定の伸縮や曲げに対して柔軟な構成にしてある。しかし、台風や異常高波など過大な力を受けた時には連結ロット４ｅが折損する恐れがあるため、図３（ｃ）に示すようにブイ間を連結するプラグ４ａをケーブル１６により接続しておくことにより、ブイ間の衝突を防止できると共に、連結ロット４ｅが折れてブイが衝突しない距離まで離れてもケーブル１６により回収することができる。
【００４０】上記ではプラグ方式の連結機構によりブイ相互間を連結する場合について述べたが、ジョイント方式の連結機構や波に対して柔軟なロープ材による連結機構を用いても良い。
【００４１】図４はかかる連結機構の構成例を示す斜視図である。
【００４２】図４に示すように連結ジョイント４０は、ブイ側に旋回自在に取付けられる取付部材４１と連結棒４３とをピンジョイント４４により首振り自在に取付け、他端を伸縮自在な伸縮機構４５を介してもう一方のブイに取付け可能にして、三次元的なうねりや波の影響を吸収する構造としたものである。
【００４３】この場合、ブイ３０側には自動連結器４６が設けられ、図１に示す制御装置１１からの指示により、遠隔自動操作または手動制御で連結ピン４７を上下動させることにより、連結ジョイントとの連結開放作業を行えるようになっている。
【００４４】図５は、図１に示すポンプ機能ブイ２と、利用機能ブイ３群として連結機構４´を介して連結された２連の曳航貯水ブイ６０ａ，６０ｂ及び金属回収装置３２を連結機構４´を介して連結した曳航貯水ブイの構成例を示す斜視図である。
【００４５】図５において、ポンプ機能ブイ２に連結機構４´を介して２連の曳航貯水ブイ６０ａ，６０ｂを連結しており、この曳航貯水ブイ６０ａ，６０ｂは連結管６４にて深層水を送る構成となっている。
【００４６】この曳航貯水ブイ６０ａ，６０ｂは、浮力を有し、マンホール６５より深層水を注入できる容器６１と、この容器６１を係留及び連結するための取付座１７ｂと、電気的あるいは機械的に接続するコネクタ６３を有しており、必要に応じてソーラパネル６２や深層水移送ポンプ（図示せず）が設けられる。
【００４７】また、曳航船７１には曳航貯水ブイ６０ｂが牽引棒６６を介して連結されている。
【００４８】なお、６７は曳航貯水ブイ６０ａ，６０ｂに接続されたアンカーであり、また６８はマーカブイである。
【００４９】従って、ポンプ機能ブイ２に利用機能ブイ３として曳航貯水ブイ６０ａ，６０ｂを連結しておくことにより、空の曳航機能ブイとの入替えや、深層水を貯水した曳航貯水ブイごと曳航輸送することが可能となり、積み替えの作業が省略でき、必要に応じて曳航貯水ブイを連結することで容量を大型化できるため、回収頻度も削減できる。
【００５０】また、アンカー６７を用いて深層水を海上備蓄し、必要な時期に曳航輸送することにより安定的に深層水を供給することができる。
【００５１】さらに、曳航貯水ブイ６０は必要に応じて連結やソーラパネル６２や深層水移送ポンプ（図示せず）を追加した構成とすることにより、自立航行や位置の維持制御などの機能を付加することができる。
【００５２】このように本発明の第１の実施の形態では、ポンプ機ブイ２と利用機能ブイ３とに分け、且つ利用機能３を目的や用途に応じて分散したブイを適宜組合せ接続する構成としたので、ブイの小型化とコストを削減できるとともに、汲上げた深層水を無駄なく利用運搬することができ、希薄な自然力のエネルギーであっても複数の発電装置を設置することで、広い範囲で得ることができる。
【００５３】図６は本発明による深層水回収装置の第２の実施の形態を示す基本構成図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点について述べる。
【００５４】第２の実施の形態では、図６に示すようにプンプ機能ブイ２に図１の基本機能に加えて、位置保持装置８´、監視装置１４、人工衛星１０１（ＧＰＳ）からの電波を検出するアンテナ１５、姿勢保持装置２０と利用機能ブイ３との間を接続する連絡ケーブル１６を追加搭載し、各利用機能ブイ３には緩衝材３０を巻き付けた構成とするものである。
【００５５】ここで、上記位置保持装置８´は、図１の位置保持装置８がアンカーなどによる係留での位置を保持しているのに対して、推進機８ａ、操舵機構８ｂを用いて自らＧＰＳ１０１による位置認識データなどを基に、能動的に位置補正を行う機能を有している。
【００５６】また、監視装置１４は、アンテナ１５を介してＧＰＳによる位置認識や、運用状況、深層水、海洋測定データの通信及び運用監視を行うとともに、制御装置１１へ制御に必要な情報提供と外界からの制御指令を伝える機能を有している。
【００５７】さらに、姿勢保持装置２０は、詳細を後述する例えば図７に示すような機械的な姿勢保持装置が使用され、監視装置１４による傾き、波やうねりの測定データや予測の姿勢を基に、制御装置１１が駆動機構などを用いて能動的にプラットフォームの姿勢２５が水平になるようにしたものである。
【００５８】なお、取付座１７は、図４に示すジョイント式の連結機構４に対して自動連結器４６を制御装置１１の指示により自動又は手動で連結ピン４７を上下させ、連結開放作業の遠隔操作や自動化を図るようにしてある。
【００５９】図７は、姿勢保持装置２０の構造を示す断面図である。
【００６０】図７（ａ）において、２１は浮力体１２に一体的に取付けられた外胴２１で、この外胴２１の上下部の開口部には蛇腹状のカバー２９が設けられている。
【００６１】また、２５は外胴２１内に水平に設けられたプラットフォームで、このプラットフォーム２５の下部にはバランス錘２４を有し、上面には外胴２１の上部カバー２６を液密に貫通させた菅体を介して給水装置７、風車８、アンテナ１５等の必要な機能機器が搭載されている。
【００６２】このプラットフォーム２５の上面の外周側には、同図（ｂ）に示すように１２０度の間隔を存して３個の玉受け２８が取付金具２６によりそれぞれ取付けられ、これら３点の玉受け２８は外胴２１の内面に接し、波やうねりにより浮力体１２の姿勢が変化しても、プラットフォーム２５を水平に保つように転動できるようになっている。
【００６３】さらに、上記バランス錘２４にはポンプ貯蔵部が上記管体に連通させて取付けられ、このポンプ貯蔵部５ａには取水管６が連結されている。
【００６４】従って、このような構成の姿勢保持装置２０にあっては、プラットフォーム２５が下部のバランス錘２４により玉受け２８が外胴２１の内面を転動して機械的に水平に保つ構造となっているので、アンテナや風車などの姿勢が波やうねりで変わることがない。
【００６５】なお、上記構成のジャイロ姿勢保持装置２０において、能動的な姿勢保持装置とする場合には、監視装置１４、データ収集装置３４のブイなどからのデータを基に制御装置１１により、取付金具２６に電導駆動で玉受け２８を駆動して姿勢を変えることで水平に保つことができる。
【００６６】図８は、ジャイロ姿勢保持装置２０´の構造を示す断面図である。
【００６７】図８（ａ）において、２９ａは外周面に緩衝材３０を巻付けた浮力体１２の中央に有する穴部の周面に取付けられたカバー、２５ａはこのカバー２９ａの内側に水平に設けられた上下半部に分離可能な卵形のプラットフォームで、このプラットフォーム２５ａの下半部の底部には同図（ｂ）に示すようにバランス錘２４ａを有し、上下半部の接合部がリング２２に一対の取付けピン２３により首振自在に取付けられ、さらに９０度ずれたリング２２の位置が一対のリング取付座１２１を介してカバー２９ａの内周面に回動自在に取付けられる。
【００６８】また、プラットフォーム２５ａの上半部の頂部には管体を介して給水装置７、風車８、アンテナ１５等の必要な機能機器が搭載されている。さらに、プラットフォーム２５ａに内蔵された図示しないポンプの吐出口に上記管体を介して給水装置７が接続され、プラットフォーム２５ａの下半部の真下に連結された取水管６がポンプの吸込口に接続されている。
【００６９】従って、このような構成のジャイロ姿勢保持装置２０´にあっては、プラットフォーム２５ａがリング２２を介して首振り自在に且つ９０度異なる位置のリング２２がカバー２９ａを介して浮力体１２に回動自在に取付けることで、ジャイロと同様にプラットフォーム２５ａの姿勢を常時水平に保持することができる。
【００７０】なお、バランス錘２４ａを中空で給水管を通して周方向に回転させる機構を設けて、ジャイロ効果の安定性を図るようにしてもよい。
【００７１】また、上記構成のジャイロ姿勢保持装置２０´において、能動的な姿勢保持装置とする場合には、監視装置１４、データ収集装置３４のブイなどからのデータを基に制御装置１１により取付けピン２３とリング２２の取付座１２１に設けられた駆動機構を制御してリングの姿勢を変えることで水平に保つことができる。
【００７２】図９は、水撃ポンプ５ａをジャイロ姿勢保持装置２０´に組込んだ場合の構造を示す断面図で、図８と同一部品には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について述べる。
【００７３】図９において、ジャイロ姿勢保持装置２０´のプラットフォーム２５ａ内に水平板５９を配設し、この水平板５９に水撃ポンプ５ａが搭載される。
【００７４】この水撃ポンプ５ａは、導管内を流れる水を急激に堰き止めると管内に瞬間的な圧力上昇が起き、この水撃を利用して高所へ揚水するポンプであり、その構成は圧力タンク５１と、この圧力タンク５１の下部に接続された弁室５５と、この弁室５５の一側方につながる入力管５３及び他側方につながる排水口５７と、圧力タンク５１と弁室５５との連通部に取付けられた揚水弁５４と、弁室５５と排水口５７間に設けられた排水弁５７とを備え、前記入力管５３には水源容器５８を介して取水管６が接続され、また揚水菅５２には給水装置７が接続される。
【００７５】このような構成の水撃ポンプ５ａにおいて、深層水は取水管６から水源容器５８を経て入力管５３から落差のある弁室５５へ流れ、圧力タンク５１の圧力と揚水弁５４および排水弁５６とをサイクル動作させることにより、深層水を汲上げて揚水管５２を通して給水装置７へ送り出す。
【００７６】このような水撃ポンプ５ａをジャイロ姿勢保持装置２０´に組込むことで、姿勢を水平に保ち、波やうねりの影響による入力管５３からの空気の混入や排水管５７の水没による排水不良を防止することができる。
【００７７】図１０は、図６に示すポンプ機能ブイ２と、利用機能ブイ３群として貯水タンク３１、金属回収装置３２、海洋牧場装置３３、データ収集装置３４、食品加工プラント３６及びエネルギー発電プラント３７とを組合せて構成した海上プラントの外観を示す図である。
【００７８】この場合、上記海上プラントの各部相互間は、連結部材４００により連結されているが、これら各連結部材４００は、アンカー６７と組合せて各ブイとの距離を保ち、バランス良く洋上に保持するため、ワイヤ又はロットで張力が調整できる構造になっている。また、海上牧場装置３３と食品加工プラント３６との間を材料供給パイプライン３６１で接続し、海上牧場装置３３から食品加工プラント３６に材料の供給が行えるようにしている。
【００７９】ここで、貯水タンク３１のブイは、深層水を貯水するとともに、必要な時期に必要な量を目的のブイへ供する役目を担っている。
【００８０】上記金属回収装置３２は、金属回収フィルター３２１と排水口３２２とが設けられ、ポンプ機能ブイ２より深層水の供給を受け、深層水からある特定の希少金属を吸着や分離などの方式により、カセット式容器である金属回収フィルター３２１にて簡単に回収し、新しい金属回収フィルターを交換できるようになっている。
【００８１】上記海上牧場装置３３は魚網３３１、放水口３３２、餌付け口３３３、集魚灯３３４、魚網３３１に取付けられたブイ３３５を備えている。
【００８２】上記データ収集装置３４は、センサユニット３４１が備えられ、海洋観測、気象、深層水などのデータ収集、分析、記録とプラント運用データの収集記録などの機能を有している。
【００８３】上記食品加工プラント３６は着脱容器７２が備えられ、深層水や塩など食品としての加工を行い、製品はパッケージして荷積をした着脱容器７２にて、まとめて回収船へ引き渡すことができる。
【００８４】上記エネルギー供給プラント３７は、波浪エネルギー発電ユニット３７１を備え、波浪エネルギーで発電した電気を蓄えたり、ポンプ機能２のブイを組合せ接続することで、柔軟に対応することができる。
【００８５】このように本発明の第２の実施の形態では、ポンプ機能ブイ２と利用機能ブイ３とに分け、且つ利用機能ブイ３を目的や用途に応じて分散したブイを適宜組合せ接続して海洋プラントを構成することにより、ブイの小型化とコストを削減できるとともに、汲上げた深層水を無駄なく利用運搬することができ、希薄な自然力のエネルギーであっても複数の発電装置を設置することで、広い範囲で電力を得ることができる。
【００８６】なお、本発明は、上記第１の実施の形態及び第２の実施の形態で述べた構成に限定されるものではなく、以下のような構成としても同様に実施できるものである。
【００８７】（１）連結機構４は、ブイ間の連結だけでなく、深層水の給水、通信、給電の機能をすべて備えたものであってもよい。
【００８８】（２）位置保持装置８は、複数あるいは各ブイ毎に有するものであってもよい。
【００８９】（３）位置保持装置８´、アンカーを有せず、ＧＰＳ機能との組合せで位置を認識し、自律航行により位置補正を行うことにより、常に同じ位置に漂流させることもできる。
【００９０】（４）各利用機能ブイは、異常時に連結機構が離れて流されても、発信器など無線信号を発信することにより、位置を把握できる構成としてもよい。
【００９１】（５）発電装置を有さず、充電したバッテリーなどを利用する電源部であってもよい。
【００９２】（６）ポンプ５及び取水管６は、複数台有する構成でもよい。
【００９３】（７）姿勢保持装置２０は、バランス錘２４をコマ状に回転させることにより、ジャイロ効果で姿勢保持を図る構造としてもよい。
【００９４】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、深層水を汲み上げる機能と深層水を利用する機能とに分離した複数のブイを利用目的に応じ組合せることで、コストの低減と個々のブイの小型化、環境に合せた姿勢保持及び発電やポンプ技術の組合せによる適用性の向上を図ることができる深層水回収装置を提供できる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００２２１０１８
【氏名又は名称】東芝エンジニアリング株式会社
【識別番号】０００００３０７８
【氏名又は名称】株式会社東芝
|
| 【出願日】 |
平成１１年１２月２４日（１９９９．１２．２４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００５８４７９
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴江 武彦 （外６名）
|
| 【公開番号】 |
特開２００１−１８２６６３（Ｐ２００１−１８２６６３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年７月６日（２００１．７．６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３６８３５０ |
|