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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-19
(45)【発行日】2024-09-30
(54)【発明の名称】浅水のための海中用淡水化システム
(51)【国際特許分類】
C02F 1/44 20230101AFI20240920BHJP
B01D 61/06 20060101ALI20240920BHJP
【ＦＩ】
C02F1/44 G
B01D61/06
【請求項の数】
16
(21)【出願番号】P 2022553646
(86)(22)【出願日】2021-03-10
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-04-20
(86)【国際出願番号】 NO2021050062
(87)【国際公開番号】W WO2021182971
(87)【国際公開日】2021-09-16
【審査請求日】2023-04-19
(31)【優先権主張番号】20200296
(32)【優先日】2020-03-11
(33)【優先権主張国・地域又は機関】NO
(73)【特許権者】
【識別番号】522353130
【氏名又は名称】ウォータライズ アクシェセルスカープ
(74)【代理人】
【識別番号】110001896
【氏名又は名称】弁理士法人朝日奈特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】タイェビ、ダボウド
(72)【発明者】
【氏名】イェルンスレッテン、ヨー
(72)【発明者】
【氏名】オムベルグ、トム グンナー
(72)【発明者】
【氏名】ハナ、モルテン
【審査官】石岡 隆
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２００８／０２９００３２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開昭５５－０９９３７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５６－０５３７８８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１０－５１７７７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－０４６８４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５８－２１０８０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６３－２５２５０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１３４３２７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ０１Ｄ５３／２２、６１／００－７１／８２
Ｃ０２Ｆ１／４４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
浅水用の淡水化システムであって、海底上に配置されるように構成される海中用の淡水化テンプレート（２０）であって、少なくとも１つの逆浸透（ＲＯ）モジュールゾーン（２３）と、少なくとも１つのＲＯモジュール接続部（２４）と、前記少なくとも１つのＲＯモジュール接続部（２４）と流体接続する淡水化テンプレート配管（２７）とを含む、海中用の淡水化テンプレート（２０）と、
前記海中用の淡水化テンプレート（２０）の少なくとも１つのＲＯモジュールゾーン（２３）内に配置されるように構成される、少なくとも１つの回収可能な海中用のＲＯモジュール（４）であって、前記少なくとも１つの回収可能な海中用のＲＯモジュール（４）が、前記少なくとも１つのＲＯモジュール接続部（２４）に接続されるように構成されるＲＯテンプレート接続部（３６）と、前記ＲＯテンプレート接続部（３６）と流体接続する少なくとも１つのＲＯカートリッジアセンブリ（３）とを含む、少なくとも１つの回収可能な海中用のＲＯモジュール（４）と、
入口と、前記少なくとも１つのＲＯカートリッジアセンブリ（３）の海水入口側と流体接続するように構成される出口とを有し、海水圧を静水圧からＲＯカートリッジアセンブリ（３）に必要な浸透圧を超える圧力に昇圧させるように構成された少なくとも１つの海水用の昇圧ポンプアセンブリ（１）と、
前記少なくとも１つの海水用の昇圧ポンプアセンブリ（１）を含む、少なくとも１つの回収可能な海中用の昇圧モジュール（２）と、
前記少なくとも１つの回収可能な海中用の昇圧モジュール（２）上の少なくとも１つの昇圧モジュールテンプレート接続部（３４）であって、昇圧モジュールゾーン（２１）を有するテンプレート上の昇圧モジュール接続部（２２）に接続されるように構成される、少なくとも１つの昇圧モジュールテンプレート接続部（３４）と、
前記少なくとも１つの回収可能な海中用のＲＯモジュール（４）から海面より上の位置に、淡水化水を搬送するように構成される、少なくとも１つの淡水化水路（４３）と、
前記少なくとも１つの回収可能な海中用のＲＯモジュール（４）の保持液側と流体接続し、ＲＯカートリッジアセンブリ（３）に十分な逆圧を与えるように構成された圧力調整器（１１）と
を備える、浅水用の淡水化システム。
【請求項2】
前記昇圧モジュールゾーン（２１）を有する前記テンプレートは、前記淡水化テンプレート（２０）である、請求項１記載の浅水用の淡水化システム。
【請求項3】
前記回収可能な海中用のＲＯモジュール（４）における前記少なくとも１つのＲＯカートリッジアセンブリ（３）の淡水化水側と流体接続する、少なくとも１つの淡水化水の輸送ポンプアセンブリ（５）をさらに含む、請求項１記載の浅水用の淡水化システム。
【請求項4】
前記少なくとも１つの海水用の昇圧ポンプアセンブリ（１）および前記少なくとも１つの淡水化水の輸送ポンプアセンブリ（５）は、前記昇圧モジュール（２）内に配置される、請求項３記載の浅水用の淡水化システム。
【請求項5】
前記少なくとも１つの淡水化水の輸送ポンプアセンブリ（５）は、回収可能な海中用の淡水化水の輸送モジュール（６）内に配置され、回収可能な輸送モジュール（６）は、淡水化水の輸送モジュールゾーン（２５）内に配置されるように構成される、
請求項３記載の浅水用の淡水化システム。
【請求項6】
前記圧力調整器（１１）は、エネルギー回収アセンブリ（９）を含む、請求項１～５のいずれか１項に記載の浅水用の淡水化システム。
【請求項7】
前記エネルギー回収アセンブリ（９）は、別個の回収可能なエネルギー回収モジュール（１０）内に配置される、請求項６記載の浅水用の淡水化システム。
【請求項8】
前記エネルギー回収アセンブリ（９）は、タービンと、発電機、および、伝達による昇圧ポンプまたは輸送ポンプとの機械的接続部のうちの１つと、を有するタービン集合体とを含む、請求項６または７記載の浅水用の淡水化システム。
【請求項9】
前記淡水化テンプレート（２０）上の少なくとも１つの制御モジュールゾーン（３９）内に配置される、少なくとも１つの回収可能な制御モジュール（８６）をさらに含む、請求項１～８のいずれか１項に記載の浅水用の淡水化システム。
【請求項10】
前記昇圧ポンプアセンブリ（１）の上流の回収可能なプレフィルタモジュール（８）内に、プレフィルタアセンブリ（７）をさらに含む、請求項１～９のいずれか１項に記載の浅水用の淡水化システム。
【請求項11】
前記回収可能なプレフィルタモジュール（８）は、フィルタ（１７）を含み、前記海中用の淡水化テンプレート（２０）から離れた別個のポンプテンプレート（６４）上に配置され、前記昇圧モジュール（２）は、前記淡水化テンプレート（２０）の上流の、前記淡水化テンプレート（２０）と流体接続する前記ポンプテンプレート（６４）上に配置される、
請求項１０記載の浅水用の淡水化システム。
【請求項12】
前記海中用の淡水化テンプレート（２０）から離れており、少なくとも１つの前記輸送モジュール（６）を有する少なくとも１つの別個のポンプテンプレート（６４）が、少なくとも１つの海中用の前記淡水化テンプレート（２０）の下流側に配置され、淡水化水入口および淡水化水出口を含み、それにより、少なくとも１つの前記輸送モジュール（６）を有する前記別個のポンプテンプレート（６４）は、前記淡水化テンプレート（２０）から前記淡水化水を搬送するように構成される、請求項５記載の浅水用の淡水化システム。
【請求項13】
海底アンカ要素（３０）に固定される常設海底基盤（８５）をさらに含み、複数の海中用のテンプレートのいずれかが、前記常設海底基盤（８５）の上部上に配置されるように構成される、
請求項１～１２のいずれか１項に記載の浅水用の淡水化システム。
【請求項14】
複数の海中用のテンプレートのいずれかは、前記淡水化水路（４３）および濃縮海水出口（４４）と流体接続する、さらなる基礎テンプレート（８０）上に配置されるように構成される、請求項１記載の浅水用の淡水化システム。
【請求項15】
海中用の前記さらなる基礎テンプレート（８０）は、常設海底基盤（８５）の上部上に配置されるように構成される、請求項１４記載の浅水用の淡水化システム。
【請求項16】
請求項１記載の淡水化システムのための海中用の淡水化昇圧モジュール（２）であって、入口と、少なくとも１つのＲＯカートリッジアセンブリ（３）の海水入口側と流体接続するように構成される出口とを有する、少なくとも１つの海水用の昇圧ポンプアセンブリ（１）と、
前記少なくとも１つの回収可能な海中用の昇圧モジュール（２）上の少なくとも１つの昇圧モジュールテンプレート接続部（３４）であって、昇圧モジュールゾーン（２１）を有するテンプレート上の昇圧モジュール接続部（２２）に接続されるように構成される、少なくとも１つの昇圧モジュールテンプレート接続部（３４）と
を備える、海中用の淡水化昇圧モジュール（２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、逆浸透（ＲＯ）膜を介して海水を通すのに必要な深さよりも小さい水深における海底上に配置されるように構成される海中用淡水化システムに関する。
【背景技術】
【0002】
海中の海水の浅水用淡水化システムは、モジュール式の海中用淡水化システムとして設計され得る。当該システムは、静水圧から、浸透圧を超える圧力に昇圧させるための昇圧ポンプを含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
逆浸透（ＲＯ）膜は、静水圧が逆浸透（ＲＯ）膜を介して海水を通すことを可能にする浸透圧（π）よりも大きい静水圧を与える水深において、浸漬した状態で、配置され得る。この水深は、通常、３００ｍよりも大きい。しかし、真水を必要とする多くの場所においてはそれほど深くなく、そうした地域において淡水化システムを提供することが本発明の目的である。本開示に関連して、「浅」との語は、逆浸透に必要な十分な静水圧を与える深さよりも小さい水深を表すことが意図されている。
【0004】
淡水化水は、通常、不動産価格が高いか、または土地へのアクセスが限られている高人口密度地域において必要である。本発明の目的は、土地が事実上、必要でない場所において、海水用淡水化システムを提供することである。
【0005】
複数の逆浸透（ＲＯ）膜は、圧力が昇圧するという前提で、浸透圧（π）よりも小さい静水圧を与える水深において、海水中に配置され得る。水深は、通常、２８５ｍよりも小さい。静水圧よりも大きい圧力、および昇圧した圧力の組み合わせは、淡水化プロセスにおいて使用され、複数のＲＯ膜に水分子を押し通し得る。複数のＲＯ膜を介して、昇圧した圧力を与えるポンプは、複数のＲＯ膜の上流に配置され、よって、海水の全流量を汲み出す。圧力調整装置は、所望のレベルにシステム内の圧力を維持する。
【0006】
複数のＲＯ膜に海水の一部を押し込むために使用されるエネルギーは、より小さなエネルギーを消費するシステムを提供するために再生させる場合があり、エネルギーは、直接、システム内の複数のポンプの１つと、再生器との間の機械的接続によるか、または、発電機を有する再生器を含む電気システムにより、再生させられ得る。
【0007】
本発明は、上記原理に基づく。本発明の淡水化システムは、海底上で指定される水深に配置されるように構成される。昇圧ポンプは、複数のＲＯ膜のアレイを介して海水の流れを生じさせる。複数のＲＯ膜からの保持液（retentate）（高塩分濃度濃縮海水）は、圧力調整装置により、局所的に排出される。
【0008】
透過水（淡水化水）は、輸送ポンプにより、淡水化水の受水設備に汲み出され得る。輸送ポンプは、輸送ポンプの入口圧力を減少させる圧力差を発生させ、よって、複数のＲＯ膜の透過圧は、輸送ポンプの入口圧力に等しくなる。これは、逆浸透を発生させるための、複数のＲＯ膜にわたる必要な差圧を与える。この装置により、海水は、昇圧ポンプから加えられる圧力と組み合わさる、取り囲む海水中に存在する静水圧を利用して淡水化され得る。
【0009】
代替的な実施形態では、昇圧ポンプが、ＲＯモジュールを介して海水を汲み出し、さらに海面より上の位置へ淡水化水を汲み出すのに十分な圧力を発生させる場合、輸送ポンプは除外され得る。しかし、この解決策は、あまり好ましくないと考えられる。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明は、よって、浅水用淡水化システムに関する。当該システムは、海底上に配置されるように構成される、海中用淡水化テンプレートであって、少なくとも１つのＲＯモジュールゾーンと、少なくとも１つのＲＯモジュール接続部と、少なくとも１つのＲＯモジュール接続部と流体接続する淡水化テンプレート配管とを含む、海中用淡水化テンプレートと、海中用淡水化テンプレートの少なくとも１つのＲＯモジュールゾーン内に配置されるように構成される、少なくとも１つの回収可能な海中用ＲＯモジュールであって、少なくとも１つの回収可能な海中用ＲＯモジュールが、少なくとも１つのＲＯモジュール接続部に接続されるように構成されるＲＯテンプレート接続部と、ＲＯテンプレート接続部と流体接続する少なくとも１つのＲＯカートリッジアセンブリとを含む、少なくとも１つの回収可能な海中用ＲＯモジュールとを含む。少なくとも１つの海水用昇圧ポンプアセンブリは、海水入口と、少なくとも１つのＲＯカートリッジアセンブリの海水入口側と流体接続するように構成される、海水出口とを含む。海中用昇圧モジュールは、少なくとも１つの海水用昇圧ポンプアセンブリを含む。少なくとも１つの昇圧モジュールテンプレート接続部は、少なくとも１つの回収可能な海中用昇圧モジュール上に配置され、昇圧モジュールゾーンを有するテンプレート上の昇圧モジュール接続部に接続されるように構成される。少なくとも１つの淡水化水路は、少なくとも１つの回収可能な海中用ＲＯモジュールから海面より上の位置に、淡水化水を搬送するように構成される。圧力調整器は、少なくとも１つの回収可能な海中用ＲＯモジュールの保持液側と流体接続し、ＲＯモジュールに十分な逆圧を与える。
【0011】
昇圧モジュールゾーンを有するテンプレートは、淡水化テンプレートであり得る。
【0012】
浅水用淡水化システムは、回収可能な海中用ＲＯモジュールにおける少なくとも１つのＲＯカートリッジアセンブリの淡水化水側と流体接続する、少なくとも１つの淡水化水の輸送ポンプアセンブリをさらに含み得る。
【0013】
少なくとも１つの海水用昇圧ポンプアセンブリおよび少なくとも１つの淡水化水の輸送ポンプアセンブリは、昇圧モジュール内に配置され得る。
【0014】
少なくとも１つの淡水化水の輸送ポンプアセンブリは、回収可能な海中用淡水化水の輸送モジュール内に配置される場合があり、回収可能な輸送モジュールは、淡水化水の輸送モジュールゾーン内に配置されるように構成される場合がある。
【0015】
圧力調整器は、エネルギー回収アセンブリを含み得る。
【0016】
エネルギー回収アセンブリは、別個の回収可能なエネルギー回収モジュール内に配置され得る。
【0017】
エネルギー回収アセンブリは、タービンと、発電機、および、伝達による昇圧ポンプまたは輸送ポンプとの機械的接続部のうちの１つと、を有するタービン集合体とを含み得る。
【0018】
浅水用淡水化システムは、淡水化テンプレート上の少なくとも１つの制御モジュールゾーン内に配置される、少なくとも１つの回収可能な制御モジュールをさらに含み得る。
【0019】
浅水用淡水化システムは、昇圧ポンプアセンブリの上流の回収可能なプレフィルタモジュール内に、プレフィルタアセンブリをさらに含み得る。
【0020】
回収可能なプレフィルタモジュールは、フィルタを含み、別個の海中用の淡水化テンプレートから離れた別個のポンプテンプレート上に配置される場合があり、昇圧モジュールは、淡水化テンプレートの上流の、淡水化テンプレートと流体接続する、海中用の淡水化テンプレートから離れた別個のポンプテンプレート上に配置される場合がある。
【0021】
少なくとも１つの輸送モジュールを有する少なくとも１つの別個の輸送モジュールテンプレートが、少なくとも１つの海中用淡水化テンプレートの下流側に配置される場合があり、淡水化水入口および淡水化水出口を含む場合があり、それにより、少なくとも１つの輸送モジュールを有する別個のポンプテンプレートが、淡水化テンプレートから淡水化水を搬送するように構成される。
【0022】
少なくとも１つの輸送モジュールを有する少なくとも１つの別個のポンプテンプレートが、少なくとも１つの海中用淡水化テンプレートの下流側に配置される場合があり、淡水化水入口および淡水化水出口を含む場合があり、それにより、少なくとも１つの輸送モジュールを有する別個のポンプテンプレートは、淡水化テンプレートから淡水化水を搬送するように構成される。
【0023】
浅水用淡水化システムは、海底アンカ要素に固定される常設海底基盤をさらに含む場合があり、この場合、複数の海中用テンプレートのいずれかが、常設海底基盤の上部上に配置されるように構成される。
【0024】
複数の海中用テンプレートは、輸送モジュールテンプレート、昇圧モジュールテンプレート、淡水化テンプレート、フィルタリングテンプレート、または回収可能なモジュールの任意の組み合わせを有する任意のテンプレートを含む。
【0025】
複数の海中用テンプレートのいずれかは、淡水化水管路および濃縮海水出口と流体接続する、さらなる基礎テンプレート上に配置されるように構成され得る。
【0026】
さらなる海中用基礎テンプレートは、常設海底基盤の上部上に配置されるように構成され得る。
【0027】
さらに、本発明は、上述のような淡水化システムのための海中用淡水化昇圧モジュールに関する。当該海中用淡水化昇圧モジュールは、入口と、少なくとも１つのＲＯカートリッジアセンブリの海水入口側と流体接続するように構成される出口とを有する、少なくとも１つの海水用昇圧ポンプアセンブリを含む。少なくとも１つの回収可能な海中用昇圧モジュール上の少なくとも１つの昇圧モジュールテンプレート接続部は、昇圧モジュールゾーンを有するテンプレート上の昇圧モジュール接続部に接続されるように構成される。
【0028】
上述のような海中用淡水化システム上に設置される、使用される海中ＲＯモジュールを交換する方法も開示される。当該方法は、使用される海中ＲＯモジュールが、定期的に予定される間隔、またはパラメータ群、すなわち、淡水化水流量、海中ＲＯモジュールにわたる水圧降下、および淡水化水塩分から選択されるパラメータに基づく整備を必要とすることを明確化する工程を含む。次いで、海中用淡水化システムの上に、船が設けられる。海中用淡水化モジュール吊り上げ手段が、使用される海中ＲＯモジュール上に降ろされる。海中用淡水化モジュール吊り上げ手段は、使用される海中ＲＯモジュールに固定される。使用される海中ＲＯモジュールは、海中淡水化テンプレートから解放される。海中用淡水化モジュール吊り上げ手段および使用される海中用淡水化モジュールは、船上に吊り上げられる。海中用淡水化モジュール吊り上げ手段および交換海中用淡水化モジュールは、海中淡水化テンプレート上に降ろされる。交換海中ＲＯモジュールは海中淡水化テンプレートに固定され、および、海中用淡水化モジュール吊り上げ手段は交換海中用淡水化モジュールから解放される。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】本発明の概略図である。
【図2】本発明の一実施形態の概略側面図である。
【図3】本発明の別の実施形態の概略側面図である。
【図4】本発明の概略側面図である。
【図5a】本発明の一実施形態の上面図である。
【図5b】本発明の別の実施形態の上面図である。
【図6】海底上の、本発明の海中用淡水化システムの一部の設置の第１の工程の概略図である。
【図8】本発明の設置される海中用淡水化システムの概略図である。
【図9】本発明の完全な海中用淡水化システムの設置の第１の工程の概略図である。
【図10】１２の淡水化システムテンプレートを有する、本発明の海中用淡水化システムの概略図である。
【図12】別個のポンプテンプレートを有する、本発明の淡水化システムの代替的な構成の概略図である。
【図13】浮体式淡水化水受水設備を有する、代替的な実施形態における淡水化システムの概略図である。
【図16】テンプレートに対する遠隔位置における海水入口を有する、本発明の代替的な実施形態を示す。
【図17】テンプレートの上の遠隔位置における海水入口を有する、本発明の代替的な実施形態を示す。
【図18】海水用淡水化テンプレートと別個の淡水化水輸送ポンプテンプレートを有する、本発明の代替的な実施形態を示す。
【図19】本発明の淡水化システムの淡水化ＲＯモジュールの詳細を示す。
【図20】本発明の淡水化システムの代替的な淡水化ＲＯモジュールの詳細を示す。
【図21】常設海底基盤上のテンプレート、およびモジュール間のジャンパを有する、海中用淡水化システムの概略図である。
【図22】常設海底基盤上に配置される基礎テンプレート上の淡水化テンプレートおよびポンプテンプレートを有する海中用淡水化システムの概略図である。
【図23】常設海底基盤上に配置される淡水化テンプレートを有する海中用淡水化システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0030】
図を参照し、本発明の複数の実施形態を詳細に説明する。図１は、海底４０上の淡水化テンプレート２０を有する、本発明の実施形態を示している。回収可能（retrievable）な淡水化ＲＯモジュール４は、淡水化テンプレート２０上の専用の淡水化モジュールゾーン内に配置されている。濃縮海水路１９は、淡水化ＲＯモジュールの海水側と流体接続しており、濃縮海水出口４４を含んでいる。濃縮海水出口４４は、濃縮海水が海水入口に入ることを防止するために、海水入口から任意の距離をおいて配置されている。海水入口路４５は、海中淡水化テンプレート２０上の海水入口４７に接続されている。淡水化水管路４３を介して淡水化テンプレート２０に接続される陸上淡水化水受水設備４２は、完全な淡水化プラントと比較して、小さい設置面積（footprint）を必要とする。
【0031】
１つまたは複数の海水用プレフィルタモジュール８を有する別個のプレフィルタテンプレート４６上にプレフィルタを有する別個の海水用プレフィルタステーションに接続される入口路４５は、海水入口を有するプレフィルタテンプレートステーションを形成している。１つまたは複数のプレフィルタモジュール８は、１つまたは複数の入口／プレフィルタアセンブリを含んでいる。海中用テンプレート２０内の下流昇圧モジュール２は、ＲＯモジュール４を介して海水を供給する。プレフィルタステーションは、淡水化テンプレート２０から離れる方向に別個の構造を形成する別個のプレフィルタテンプレート４６のプレフィルタ上に海水入口を有する入口ユニットである。海水は、それがＲＯモジュール４に入る前に、前ろ過または前処理用のフィルタリングステーションを通って流れる。各プレフィルタアセンブリは、異なる特性を有する１つまたは複数のフィルタを含み得る。
【0032】
淡水化テンプレート２０上の昇圧モジュール２内の昇圧ポンプアセンブリは、浸透圧まで海水圧を増加させる。昇圧モジュール２はさらに、淡水化システム用循環ポンプとして動作し、濃縮海水カップリング２９内の淡水化テンプレート２０に接続される濃縮海水路１９の端における濃縮海水出口４４を介する濃縮海水の排出を可能にする。
【0033】
輸送モジュール６内の輸送ポンプアセンブリは、淡水化水を、カップリング２８を通し、淡水化水路４３を通して、海面４１の上に配置される淡水化水受水設備へ汲み出す。
【0034】
すべてのモジュールは、回収可能および交換可能である。
【0035】
図２は、本発明のモジュール式の海中用淡水化システムの概略図である。モジュール式の海中用淡水化システムは、海底アンカ要素３０を有するテンプレート２０上に配置されている。別個の海水用プレフィルタアセンブリ７は、プレフィルタモジュール８内に配置されており、ろ過済海水を昇圧モジュール２内の昇圧ポンプアセンブリへ供給する。プレフィルタモジュール８は、テンプレート２０上か、または、図１に示すように別の位置において配置され得る。
【0036】
図２中の昇圧ポンプアセンブリ１は、通常、海水ポンプ、当該海水ポンプを駆動させる電動機、ならびに種々の制御システムおよびセンサーを含んでいる。プレフィルタモジュール８からのろ過済海水路用海水入口は、昇圧モジュール２と液体接続している。昇圧モジュール２は、昇圧モジュールゾーン２１内に配置されており、加圧海水を、（昇圧モジュール２上の）昇圧ポンプテンプレート接続３４を通し、（淡水化テンプレート２０上の）昇圧モジュール接続部２２を通して、淡水化テンプレート２０内／上の淡水化テンプレートダクトまたは配管２７に供給する。昇圧ポンプにより供給される圧力は、システムが設計される深さに依存する。同様に、圧力調整器１１により与えられる逆圧は、設計深さおよび昇圧ポンプに適合される。圧力調整器１１は、可変であってもよいか、または、固定の逆圧を与えてもよい。
【0037】
モジュールゾーン２１、２３、２５内の接続部２２、２４、２６は、通常、流体カップリングであるが、モジュール間の動力および制御用電気的カップリングであって、通常、淡水化水受水設備４２（図１）と接続される、海面より上の制御および動力ユニットからの動力および制御用電気的カップリングを含んでいてもよい。
【0038】
ＲＯモジュール４は、ＲＯカートリッジアセンブリ３内の１つまたは複数のＲＯカートリッジを含んでいる。ＲＯモジュール４は、ＲＯモジュールゾーン２３内に配置されており、ろ過済加圧海水を、昇圧モジュール２および淡水化テンプレートダクトまたは配管２７から、（ＲＯモジュール４上の）ＲＯモジュールテンプレート接続部３６を通し、淡水化テンプレート２０上のＲＯモジュール接続部２４を通して受容する。ＲＯモジュール接続部２４はさらに、淡水化水がＲＯモジュール４から流れ、淡水化テンプレートダクトまたは配管２７内に流れることを可能にする。ＲＯモジュール接続部２４は、濃縮海水がＲＯモジュール４から流れ、淡水化テンプレートダクトまたは配管２７内、および、圧力調整器１１内に流れることを可能にする。
【0039】
輸送モジュール６は、ポンプアセンブリ５を含んでいる。ポンプアセンブリ５は、通常、淡水化水ポンプ、上記淡水化水ポンプを駆動させる電動機、ならびに、種々の制御システムおよびセンサーを含んでいる。輸送モジュール６は、輸送モジュールゾーン２５内に配置されており、加圧淡水化水を、（輸送モジュール６上の）輸送ポンプテンプレート接続部３８を通し、淡水化テンプレート２０上の輸送モジュール接続部２６を通して、淡水化水路カップリング２８に供給する。輸送モジュール接続部２６はさらに、淡水化水が、淡水化テンプレートダクトまたは配管２７から流れ、輸送モジュール６内に流れることを可能にする。
【0040】
圧力調整器１１は、ＲＯカートリッジアセンブリ３内の浸透圧を維持し、淡水化テンプレートダクトまたは配管２７と、濃縮海水カップリング２９とに接続される。
【0041】
図３は、図２のシステムに対応する、本発明のモジュール式の海中用淡水化システムの概略図である。さらに、図３は、エネルギー回収モジュール１０内の圧力調整器１１として機能するエネルギー回収アセンブリ（energy recovery assembly）９を含んでいる。エネルギー回収モジュール１０は、濃縮海水カップリング２９からの加圧された濃縮海水の流れを受容する。昇圧した圧力の流路３１は、昇圧ポンプアセンブリ１から、昇圧モジュール２を通り、昇圧モジュール接続部２２を通り、海中用テンプレート配管２７を通り、ＲＯモジュール接続部２４を通り、カートリッジアセンブリの海水側３２を通り、ＲＯモジュール４を通り、ＲＯモジュール接続部２４を通って戻り、海中用テンプレート配管２７内に、濃縮海水カップリング２９を通って外に、および、好適なダクト／配管を通って、エネルギー回収アセンブリ９を有するエネルギー回収モジュール１０内に延在しており、その後、濃縮海水は、取り囲む海水へ排出される。
【0042】
エネルギー回収アセンブリ９は、通常、タービンおよび発電機を有するタービン集合体である。代替的に、タービン集合体は、昇圧ポンプまたは輸送ポンプへの伝達により、機械的に（または油圧的に）接続されてもよい。
【0043】
タービンは、ＲＯカートリッジアセンブリ３内の複数のＲＯ膜にわたる浸透圧を与えるのに十分な逆圧を与える必要がある。
【0044】
エネルギー回収アセンブリ９は、逆圧が、常に、複数のＲＯ膜にわたる浸透圧を与えるのに十分であることを保証するために、圧力調整器１１をも含み得る。
【0045】
ＲＯモジュール４内のＲＯカートリッジアセンブリ３からの淡水化水は、輸送モジュール６にダクト２７を介してモジュール接続部２４を通って流れる。淡水化水は、水路カップリング２８を通り、水路を通して、受水設備へ汲み出される。昇圧モジュールテンプレート接続部３４は、昇圧ポンプを有するモジュールをテンプレートと接続し、動力、制御、水入口、および水出口用の接続を含んでもいてもよく、昇圧モジュール接続部２２に接続される。同様に、ＲＯモジュールテンプレート接続部３６は、ＲＯモジュールをテンプレートと接続し、動力、制御、水入口、水出口用の接続を含んでいてもよく、ＲＯモジュール接続部２４に接続される。最後に、輸送モジュールテンプレート接続部３８は、輸送モジュールをテンプレートと接続し、および、動力、制御、水入口、水出口用の接続を含んでいてもよく、輸送モジュール接続部２６に接続される。
【0046】
海水は、海水用プレフィルタモジュール８に入り、海水用プレフィルタアセンブリ７内に流れる。海水は、システム内への目標供給海水水質を得るために、海水用入口フィルタ１７により、ろ過される。
【0047】
図４は、図３のシステムに対応する、本発明のモジュール式の海中用淡水化システムの概略図である。さらに、図４は、エネルギー移送接続部１２を含み得る。エネルギー移送接続部１２は、エネルギー回収アセンブリ９と動力分配コネクタ１６との間に延在しており、動力を、昇圧ポンプ動力線１５を通り、および／または、輸送ポンプアセンブリ５に輸送ポンプ動力線１４を通って、昇圧ポンプアセンブリ１にさらに接続する回収動力線１３を含み得る。動力が昇圧ポンプアセンブリ１または輸送ポンプアセンブリ５に直接導かれる場合、動力分配コネクタ１６は除外され得る。エネルギー移送接続部１２は、通常、電気的接続であるが、機械的伝達を表してもよい。
【0048】
海水用プレフィルタモジュール８およびエネルギー回収モジュール１０は個々のユニットとして示されているが、これらは、通常、淡水化テンプレート２０上か、または、淡水化テンプレートと同様の別個の専用テンプレート（図示せず）上に、配置されてもよい。
【0049】
図４の実施形態は、先行して示される実施形態に対応する。図４の実施形態では、昇圧モジュール２内の昇圧ポンプアセンブリ１は、浸透圧より上にある圧力を与える圧力、ならびに、海面より上であって、組み合わせられる淡水化水受水設備に淡水化水を汲み上げるのに必要な圧力を与え得る。本実施形態では、輸送モジュール６は除外され得る。動力は、エネルギー回収アセンブリ９内で再生され、動力線１３、１５を介して昇圧ポンプアセンブリ１へ供給される。動力は、上述のように、電気的または機械的であり得る。
【0050】
図５ａは、種々のモジュール用モジュールゾーンを有する淡水化テンプレートの概略上面図である。モジュールゾーンは、開放四角形で表される。テンプレート２０は、ＲＯモジュールゾーン２３を含んでいる。残余のゾーンは、昇圧モジュールゾーン２１、輸送モジュールゾーン２５、海水用プレフィルタモジュールゾーン３３、エネルギー回収モジュールゾーン３５、および洗浄モジュールゾーン３７を含んでいる。モジュールゾーン２１、２３、２５、２７、３５内の接続は、通常、流体カップリングであるが、モジュール間の動力および制御用電気的カップリングであって、通常、淡水化水受水設備４２（図１）と接続される、海面より上の制御および動力ユニットからの動力および制御用電気的カップリングを含んでいてもよい。
【0051】
図５ａは、海水入口路４５に接続されるテンプレート２０への海水入口４７を含んでいる。プレフィルタモジュールゾーン３３内に搭載されるプレフィルタモジュールが、システムへの海水入口を含む場合、海水入口４７および入口路４５は、除外され得る。
【0052】
図５ａは、濃縮海水カップリング２９と、濃縮海水路１９とを含んでおり、この場合、濃縮海水は、濃縮海水出口４４において、システムから取り囲む海水に排出される。
【0053】
図５ａは、淡水化水カップリング２８と、淡水化水路４３とを含んでいる。淡水化水路４３は、図１に示されるような受水設備４２に海中用テンプレート２０を接続する。図５ａ中の淡水化テンプレートは、制御モジュールゾーン３９をも含んでいる。
【0054】
図５ｂは、淡水化テンプレート２０と、別個のポンプテンプレート６４上のプレフィルタとを有する別の概略上面図である。ここでは、昇圧モジュールは、ポンプテンプレート上の昇圧モジュールゾーン２１内に搭載されている。この場合、淡水化システムテンプレートは、昇圧モジュールを有しない。少なくとも１つの海水用プレフィルタモジュールゾーン３３は、別個のポンプテンプレート６４上に配置されている。
【0055】
図５ｂ中の淡水化テンプレート２０は、海水入口路４５により、別個のポンプテンプレート６４に接続されている。海水入口路４５は、別個のポンプテンプレート６４からの海水出口５１と、淡水化テンプレート２０上の海水入口４７との間の液管路を提供する。
【0056】
図５ｂは、濃縮海水カップリング２９と、濃縮海水路１９とを含んでおり、この場合、濃縮海水は、濃縮海水出口４４において、システムから取り囲む海水に排出される。
【0057】
【0058】
図５ｂ中の淡水化テンプレート２０は、ＲＯモジュールゾーン２３、輸送モジュールゾーン２５、エネルギー回収モジュールゾーン３５、洗浄モジュールゾーン３７、および制御モジュールゾーン３９を含んでいる。
【0059】
モジュールゾーン２１、２３、２５、３３、３５内の接続は、通常、流体カップリングであるが、モジュール間の動力および制御用電気的カップリングであって、通常、淡水化水受水設備４２（図１）と接続される、海面より上の制御および動力ユニットからの動力および制御用電気的カップリングを含んでいてもよい。
【0060】
上述の淡水化システムは、淡水化テンプレート上か、または別個のテンプレート上の制御モジュールゾーン内に配置される、少なくとも１つの回収可能な制御モジュール（retrievable control module）も含み得る。
【0061】
１つまたは複数のテンプレートは、直接、海底上か、または海底上の専用の基礎もしくは地盤上に配置されてもよい。海水取水口は、通常、海底からの物質が取水口に入ることを防止するために、海底から距離をおいている。
【0062】
モジュールの接続は、フライングリードを含んでいてもよい。
【0063】
すべてのモジュールは、専用テンプレート内か、または１つもしくは複数の共通テンプレート内に配置されていてもよい。
【0064】
モジュールへのすべての接続または選択された接続は、１つまたは複数のテンプレートを通過してもよい。
【0065】
図６は、海中淡水化テンプレート２０の第１の設置工程を示している。海中淡水化テンプレート２０は、海底に向けて設置／サービス船６０から降ろされている。
【0066】
海中淡水化テンプレート２０は、予め製作されており、指定される水深において設置される。テンプレートは、設置／サービス船６０を使用して、その位置上にそれを着地させる一回限りの事象として設置される。テンプレートは、設置ならびに運用の工具および機器を含むシステムの総重量を支持するように設計されている。テンプレートは、内部配管またはダクト、ケーブル、バルブ、ならびに、水、動力、データ、および化学物質用接続を含み得る。代替的に、テンプレートは、常設海底基盤（permanent seabed foundation）または地盤（図６に示さず）上に着地し、次いで、海底基盤は、設置船６０を使用して、その位置上の一回限りの事象として設置される構造を表す。
【0067】
海中淡水化テンプレート２０または海底基盤は、海底上に配置されるように構成され、これは、モジュール用設置スロットまたはゾーンを有する、海底において配置される永久地盤構造（permanent base structure）として、海中淡水化テンプレート／基礎を設計することを含んでもよく、これは、（淡水化モジュール、ポンプモジュール、入口モジュール、化学物質モジュール、計器および制御モジュールを含む）複数のモジュール用の着地および運用地盤としての役割を果たす。代替的に、テンプレートは、テンプレートより前に海底上に設置される別個の永久地盤構造上に、それが配置されるように適合させることにより、海底上に配置されるように構成されてもよい。海中淡水化テンプレート２０（または海底基盤）は、吸引アンカにより、海底に固定される。他の固定機構（図示せず）は、マッドマット、ワイヤ、コンクリート堆積物、荷重または柱を含み得る。海中淡水化テンプレート２０は、通常、恒常的か、または、淡水化システムの運用期間もしくは寿命などの長い期間にわたって、設置される。図６中の海中淡水化テンプレート２０は、モジュールなしで設置される状態で示されている。
【0068】
代替的に、海中淡水化テンプレート２０は、海底上の、海中淡水化テンプレートより前に設置される海底基礎の上に配置されてもよい。
【0069】
海中淡水化テンプレート２０は、サービス船６０により、海底から取り出され得る。構造および基礎は、実際の海底の状態および要件に依存する。
【0070】
種々の海底要素が、海底に設置および固定されると、淡水化水用輸送管路、ポンプ用動力およびデータケーブル、ならびに、海底機器および化学物質／供給路が、設置され、テンプレートに接続され得る。
【0071】
海中淡水化テンプレート２０は、海底において、それに管路およびケーブルが（既に）接続されて設置され得る。
【0072】
図７は、海底上に設置される、図６の海中淡水化テンプレート２０を示している。海中淡水化テンプレート２０は、テンプレートの基礎を形成する吸引アンカまたは他の好適な要素を含んでいる。淡水化ＲＯモジュール４を含む標準化モジュールは、サービス船６０（設置船）から降ろされ、海中淡水化テンプレート２０上に降されている。段階的な設置は、サービス船６０の要件を緩和する。設置は、海中淡水化テンプレート２０から陸上淡水化水受水設備４２への動力線および淡水化水管路４３を含む接続線を設置することも含んでいる。化学物質を洗浄するための路は、動力線および淡水化水管路４３を含む接続線とともに、海底淡水化水受水設備から海中淡水化テンプレート２０に延在していてもよい。淡水化水受水設備４２は、ポンプステーションを含み得る。システムは、オフショアオペレーションのための、淡水化水を別の位置に輸送するための供給基地６１も含み得る。
【0073】
淡水化水受水設備４２はまた、動力および双方向データ通信をテンプレートに供給する。
【0074】
複数のモジュールは、複数のＲＯフィルタカートリッジを有する少なくとも１つの淡水化ＲＯモジュール４と、ＲＯフィルタカートリッジへの海水の連続供給のための昇圧ポンプおよび淡水化水設備４２へ淡水化水を汲み出す輸送ポンプを有する１つのポンプモジュールとを含んでいる。淡水化ＲＯモジュール４を含む複数のモジュールは、スタブイン接続（たとえば、海中用の炭化水素生産設備により、よく知られている）により、海中淡水化テンプレート２０に接続（stab）される。スタブイン接続は、海中淡水化テンプレート２０上の淡水化ＲＯモジュールゾーン内の淡水化ＲＯモジュール４の着地により、淡水化ＲＯモジュール４を海中淡水化テンプレート２０に接続し得る。
【0075】
代替的に、これらの接続は、ＲＯＶ（遠隔操作車両）を使用して接続される接続により、置換されてもよい。ＲＯフィルタカートリッジを有する淡水化ＲＯモジュールの場合、接続は、通常、海水用接続、淡水化水用接続、濃縮海水用接続、および、モジュール接続の状態に関する信号を転送するための接続を含んでいる。化学物質を洗浄するための接続も含まれ得る。
【0076】
延在する排出管路を有する濃縮海水出口４４は、濃縮海水を淡水化システムから離れる方向に導くために、海中淡水化テンプレート２０とともに設置される。淡水化ＲＯモジュール４、ならびに、ポンプ、制御、および化学物質モジュールは、海底において、たとえばサービス船６０を使用して、海中淡水化テンプレート２０上に設置される。サービス船６０は、海底上の海中淡水化テンプレート２０に到達するのに必要な吊り上げ能力を有するクレーンを有する。サービス船が、一期間において複数のモジュールを運ぶ能力を有する場合、有利である。海中用淡水化システムへの動力は、１つまたは複数の海中用動力ケーブルを介して海岸からか、または、局所的な海洋動力発生、たとえば、燃料、風力、太陽光、または波力により、供給される。動力および計器ケーブルは、１つのケーブル束として接続線に内蔵されるか、または併せて敷設され得る。海中淡水化テンプレート２０は、海底より上の一定の距離において配置され、海底からの泥および異物が淡水化ＲＯモジュールへの水流内に混入することを防止するために、基礎上のスタンド上に配置され得る。
【0077】
図８は、海中淡水化テンプレート２０と、海底上に設置される淡水化ＲＯモジュール４および他のモジュールとを有する海中用淡水化システムを示している。輸送モジュール６内のポンプは、淡水化水受水設備４２への水輸送路の形態における淡水化水管路４３を含む接続線に沿って右方向を指し示す矢印により表される淡水化水を汲み出す。接続線に沿って左方向を指し示す矢印は、輸送モジュール６内のポンプへの電力を表す。濃縮海水は、濃縮海水出口４４を有する濃縮海水管を介して排出される。
【0078】
図９は、海中淡水化テンプレート２０と、単一の運航におけるサービス船６０からの淡水化ＲＯモジュール４を含む複数のモジュールとを有する完全な海中用淡水化システムを設置する工程を含む代替的な設置方法を示している。設置方法は、たとえば、サービス船６０の許容可能な定格荷重に依存する。
【0079】
図１０は、上方から見られるような、淡水化テンプレート２０を有する海中用淡水化プラントを示している。各淡水化テンプレート２０は、４つの淡水化ＲＯモジュール４と、輸送モジュール６と、回収可能な制御モジュール８６と、回収可能な化学物質注入モジュール４８と、回収可能な昇圧モジュールと、回収可能なエネルギー回収モジュールとの、９つのモジュールを含んでいる。淡水化テンプレート２０は、淡水化水受水設備へ淡水化水を搬送する共通の淡水化水路４３に流れ込み、共通の淡水化水路４３を形成する淡水化水分岐管に接続される。各淡水化ＲＯモジュール４は、動力供給ケーブルおよび制御ケーブルにも接続される。濃縮海水出口４４を有する排出管は、濃縮海水を排出する。各方形は、モジュールを表している。図１０は、プラントが、異なる応用分野に、容易に拡大縮小可能および適合可能である。
【0080】
制御モジュール８６は、淡水化システムを監視および制御し、トップサイドコントロールルームと通信し、コマンドを実行するための電子および論理回路を含んでいる。図１１は、大部分において、図１０に対応しており、３つの淡水化テンプレート２０を１２つの代わりに有しており、さらに、いくつかのさらなる詳細を含んでいる。洗浄用化学物質は、陸上またはサービス船上の化学物質貯蔵庫から延在する化学物質路５３を介して供給され得る。一部の場合には、局所的な化学物質供給は、有利であるか、または必要であり得る。これらの場合には、化学物質注入モジュール４８は、１つまたは複数の化学物質容器および必要なポンプと、配管／ダクトと、洗浄、保守、ならびに殺菌の目的のための計器および制御システムとを含んでいる。化学物質は、洗浄、保守、および殺菌の目的のために、淡水化水流内に注入され、上記淡水化水流と混合される。異なるタイプの化学物質が、ＲＯカートリッジまたはプレフィルタアセンブリを有する淡水化ＲＯモジュールを逆洗（backflush）するために、「定置洗浄ソリューション」において使用される。化学物質モジュール４８は、取り出し可能、相互交換可能、および取り替え可能である。
【0081】
制御機能は、別個の制御モジュールを除外するために、少なくとも１つのモジュール内に一体化され得る。
【0082】
図１１は、淡水化水管路４３を接続する淡水化水路カップリング２８と、動力線５２を接続する動力線カップリング６２と、化学物質路５３を接続する化学物質路カップリング４９と、排出路を有する濃縮海水出口４４をそれぞれが含む３つの淡水化テンプレート２０とを示している。しかし、図１１では、別個の回収可能な輸送モジュール６および別個の回収可能な海水昇圧モジュール２が存在している。化学物質注入モジュール４８は、淡水化システムを洗浄するために設けられている。６つの開放四角形は、淡水化ＲＯモジュール４を表している。制御システムは、圧力、体積流量、塩分、電力消費量、温度などを監視するセンサーを含み得る。
【0083】
輸送モジュール６は、ドライブシャフト／カップリングにより、接続される浸漬可能な電動機およびポンプを含んでいる。ポンプは、淡水化水内の必要なヘッドを提供する。電動機への動力は、接続されるスタブの代わりに、電気ジャンパにより、動力ケーブル終端（図示せず）から供給され得る。そうしたジャンパは、ＲＯＶにより接続および切断され得る。ポンプは、流体入口および流体出口を有するテンプレート配管／ダクトに接続される。輸送モジュール６は、ポンプおよびモータの高信頼度の動作を保証するための補助システムおよび装置、たとえば、モータ冷却システム、潤滑システム、監視ならびに制御のためのバルブおよび計器を含んでいる。ポンプモジュールは、淡水化ＲＯモジュール４下流に配置される。
【0084】
海水用昇圧モジュール２は、淡水化モジュール上流に配置される。
【0085】
図１２は、複数の淡水化テンプレート６３を扱う別個のポンプテンプレート６４を有する、本発明の淡水化システムの代替的な構成を示している。淡水化テンプレート６３には、ポンプも制御モジュールも有していない。ポンプテンプレート６４は、回収可能な化学物質注入モジュール４８と、回収可能な淡水化水輸送モジュール６と、回収可能な海水昇圧モジュール２と、回収可能なエネルギー回収モジュール１０と、回収可能な制御モジュール８６とを含んでいる。回収可能な海水昇圧モジュール２および輸送モジュール６は、別個の回収可能なモジュールに示されているが、同じモジュール内に配置されていてもよい。淡水化テンプレート６３は、淡水化ＲＯモジュール４のみを含んでいる。排出管を有する濃縮海水出口４４は、ポンプテンプレート６４から離れる方向に濃縮海水を導く。電力用線５２、制御ケーブル５４、および淡水化水管路４３との接続線は、浮体式船舶またはトップサイド設備上の淡水化水受水設備に延在している。ポンプテンプレート６４は、海水入口６５と海水用昇圧モジュール２との間の流路を提供する。入口管４５は、別個のポンプテンプレート６４から淡水化テンプレート６３への海水用流路を提供する。海水は、海水入口６５から汲み出され、ポンプテンプレート６４を通り、海水用昇圧モジュール２を通り、ポンプテンプレート６４を通り、入口管４５を通り、淡水化テンプレート６３を通り、淡水化ＲＯモジュール４を通り、濃縮海水および淡水化水に分離されるように、ＲＯカートリッジを通過して部分的にＲＯカートリッジを通って、それにより、濃縮海水は、テンプレートを通って、濃縮海水出口４４の外へ流れる。淡水化水は、淡水化テンプレート６３内に、ポンプテンプレート６４を通り、輸送モジュール６を通り、ポンプテンプレート６４を通り、淡水化水管路４３を通って、淡水化水受水設備（図１２に示さず）に流れる。
【0086】
化学物質注入モジュール４８は、カートリッジを介した水の流れを低減または防止するファウリング、スケーリングなどを除去するために、特に、カートリッジの海水側の、淡水化ＲＯモジュール４内に注入されるべき化学物質を備えた１つまたは複数のタンクを含んでいる。クエン酸などの化学物質は、逆流方向にカートリッジを洗浄（flush）するためにカートリッジの淡水化側にも注入され得る。
【0087】
図１２では、別個のポンプテンプレート６４は、ポンプまたは制御モジュールを有さない３つの淡水化テンプレート６３を扱っているが、明らかに、より大きいか、またはより小さい数の淡水化テンプレートが、扱われてもよい。
【0088】
図１３は、浮体式淡水化水受水設備２０を有する、代替的な実施形態における、本発明の淡水化システムを示している。淡水化水は、淡水化管路４３を介して浮体式淡水化水受水設備５９に汲み出される。化学物質路５３、動力ケーブル５２、および制御ケーブル５４は、淡水化ＲＯモジュール４を有する淡水化テンプレート２０に、必要な消耗品を搬送する。排出管を有する濃縮海水出口４４は、淡水化テンプレート２０から離れる方向に距離をおいて、濃縮海水が局所的な海洋生物に悪影響を与えない位置に、濃縮海水を導く。
【0089】
図１４は、図１３の実施形態を示し、浮体式淡水化水受水設備５９は、整備および保守のために淡水化ＲＯモジュール４などのモジュールを交換するためにも使用することができる。洗浄化学物質は、化学物質路５３を介して搬送される。濃縮海水は、排出管を有するテンプレートから離れる方向に、濃縮海水出口４４の外に、濃縮海水路１９を介して、導かれる。
【0090】
図１５は、別個の浮体式動力発生ユニット５８をさらに示す以外に、図１３および１４の実施形態を示している。動力発生ユニット５８は、波、風、太陽、潮流からの再生可能エネルギーを供給するシステムを含んでいてもよい。代替的に、動力発生ユニット５８は、燃焼エンジンおよび発生器を含んでいてもよい。動力線は、浮体式動力発生ユニット５８から、海底におけるテンプレート２０上の淡水化システムに延在している。
【0091】
図１６は、海中淡水化テンプレート２０に対する遠隔位置における海水入口６５を有する入口管４５に接続される淡水化テンプレート２０の海水入口を有する、本発明の代替的な実施形態を示している。海中淡水化テンプレート２０上の海水入口４７に接続される入口管４５は、汚染、生体物質、塩、または他の不必要な物質のより低い濃度を含む、より好ましい水質を有する海水を淡水化ＲＯモジュール４へ供給するために使用されてもよい。濃縮海水出口４４は、濃縮海水が海水入口６５に入ることを防止するために海水入口６５から離れる方向に配置される。淡水化水管路４３を介して淡水化テンプレート２０に接続される陸上淡水化水受水設備４２は、完全な淡水化プラントと比較して小さい設置面積を必要とする。
【0092】
【0093】
図１８は、輸送モジュール６が、淡水化テンプレート２０下流のポンプテンプレート６４上に配置される、代替的な実施形態を示している。淡水化水は、淡水化水路４３を通って受水設備４２へ汲み出される。
【0094】
図１９は、昇圧ポンプからの海水が淡水化ＲＯモジュール内に汲み出されることを可能にするために、海中用テンプレート流体カップリング７３内に海水取水口７４を有する、本発明の淡水化ＲＯモジュール４の一実施形態を示している。淡水化水出口７５および濃縮海水出口７６もまた、海中用テンプレート流体カップリング７３内に含まれる。テンプレート流体カップリング７３は、モジュールの底部側７０に配置されており、テンプレートと接続するように構成されている。淡水化ＲＯモジュール４は、ＲＯカートリッジアセンブリ３内に複数のＲＯカートリッジ６９を含んでいる。淡水化ＲＯモジュール４は、外側モジュールフレーム７２上に搭載される吊り上げコネクタ７１を有する。
【0095】
図２０は、モジュールの底部側７０において３つの別個のテンプレートカップリング７３を有する、淡水化ＲＯモジュール４の代替的な実施形態を示している。テンプレートカップリング７３は、テンプレートのモジュールゾーンのモジュールカップリングに接続されるように構成されている。ポンプモジュールは同様のカップリングを有し得る。海水用フィルタ１８は、淡水化ＲＯモジュール４内のＲＯカートリッジアセンブリ３上流に接続される。
【0096】
図２１は、淡水化テンプレート２０が取り出し可能であり、海底アンカ要素３０に固定される常設海底基盤８５上に配置される、代替的な実施形態を示している。常設海底基盤８５は、保守および整備を必要とする、任意の配管または他の構成を含んでいない。常設海底基盤８５上のテンプレート保持フレーム８１は、常設海底基盤８５上に淡水化テンプレート２０を配置する。回収可能な淡水化テンプレート２０は、整備および修理のために取り出されることが可能であるとともに、常設海底基盤８５は、淡水化テンプレート２０が導入後にその位置を維持することを保証する。
【0097】
ジャンパ８２、８３は、淡水化ＲＯモジュールゾーン２３内の淡水化ＲＯモジュール４、昇圧モジュールゾーン２１内の、昇圧ポンプアセンブリ５７を有する昇圧モジュール２、および、輸送モジュールゾーン２５内の、輸送ポンプアセンブリ５６を有する輸送モジュール６を接続して、全接続が淡水化テンプレート２０内に構成されることを必要としないことを示す。
【0098】
図２２は、淡水化ＲＯモジュールゾーン２３を有する淡水化テンプレート２０が取り出し可能であり、淡水化テンプレートゾーン６６を有する別個の基礎テンプレート（base template）８０の上部上に配置される、さらに別の実施形態を示している。基礎テンプレート８０は、配管（図示せず）を含み、取り出し可能であり、海底アンカ要素３０に固定される常設海底基盤８５上に配置されている。テンプレート接続部７８は、淡水化テンプレート２０と基礎テンプレート８０との間のインタフェースおよび接続を形成する。淡水化水出口カップリング２８および濃縮海水出口カップリング２９は、基礎テンプレート８０上に配置されており、基礎テンプレート８０内／上の配管は、基礎テンプレートおよび淡水化テンプレート２０を接続する。基礎テンプレート８０上の淡水化テンプレート保持フレーム６６は、基礎テンプレート８０上に淡水化テンプレート２０を配置する。
【0099】
同様に、昇圧モジュール２および輸送モジュール６であって、それらのそれぞれのポンプモジュールゾーン２１、２５内に設置される昇圧モジュール２および輸送モジュール６を有するポンプテンプレート６８は、ポンプテンプレートゾーン６７を有する基礎テンプレート８０上に設置される。テンプレート接続部７８は、ポンプテンプレート６８と基礎テンプレート８０との間のインタフェースおよび接続を形成する。
【0100】
常設海底基盤８５上のテンプレート保持フレーム８１は、常設海底基盤８５上に基礎テンプレート８０を配置する。
【0101】
図２３は、常設海底基盤８５上に配置される淡水化テンプレート２０を有する海中用淡水化システムの概略図である。淡水化テンプレート２０とモジュール４、６、２との間の流体接続はすべて、海中用テンプレート流体カップリング７３およびモジュール流体カップリング７７を通過する。動力および制御用の付加的カップリングはさらに、テンプレートを通過し、複数のモジュールへ進む。常設海底基盤８５上のテンプレート保持フレーム８１は、テンプレート２０を所定の位置に保持する。
【0102】
排出ユニット（図示せず）は、制御され、良好に分散された水排出を容易にするためにテンプレート上に配置されるカスタムの排出モジュールを含み得る。排出ユニットは、淡水化テンプレートに接続される。排出モジュールは、回収可能および交換可能である。
【0103】
添付図面を参照しながら上述される淡水化システムは、陸上制御センタまたは海上の水上船から遠隔に監視、制御、操作される。制御センタは、任意の場所にあり、たとえば、インターネットを介して、淡水化システムの陸上制御センタに接続され得る。制御センタは、海上データおよび計器ケーブルを介して、海中システムに接続される。すべてのポンプ、電気機器、および計器は、通常、データおよび計器ケーブルを介するか、または衛星および浮体式ブイを介して、監視および制御される。浮体式ブイと衛星との間の通信は、たとえば、海中用機器に接続される、海面上のアンテナ／送受信ユニット経由であり得る。
【0104】
電気機器および計器は、淡水化システムを運用する船から監視および制御され得る。
【0105】
サービス船は、陸上供給基地と、海中用淡水化システムの位置との間を通い得る。陸上貯蔵供給基地は、出荷可能な予備の淡水化ＲＯモジュールおよびポンプモジュールが存在する海中用淡水化システム近くに配置され得る。淡水化ＲＯモジュールは、定期的か、または特定のモジュールに問題が発生する毎に、取り替えられる。サービス船は、陸上供給基地から海中用淡水化システムの位置に、１つまたは複数の新規／修理後（new/serviced）の淡水化ＲＯモジュールを運び、淡水化テンプレート上に１つまたは複数の淡水化ＲＯモジュールを降ろし得る。次いで、新規／修理後の淡水化ＲＯモジュールは、海中用テンプレート上に設置され、回収された淡水化ＲＯモジュールを交換する。この作業は、選択された海中用モジュールすべてが、交換用の淡水化ＲＯモジュールにより、交換されるまで、継続し得る。ポンプ、制御、および化学物質モジュールの交換は、同様に実行される。海中用ポンプ、化学物質、および制御モジュールは、交換用のポンプ、化学物質、または制御モジュールが降ろされ、海中用テンプレート上に設置され、回収されたポンプまたは制御モジュールを交換する前に、供給船上に吊り上げられる。回収されたモジュールはすべて、整備のために陸上供給基地に運ばれる。
【0106】
本発明の上記複数の実施形態は、特定のモジュールおよび位置により、説明されている。しかし、本発明のシステムにおいて、種々の解決策を組み合わせ得ることが意図されている。たとえば、水受水設備から化学物質を搬送する路を有する解決策、または、海底において、化学物質を含む１つまたは複数のタンクを含むモジュールを有する解決策は、複数の実施形態のいずれとも組み合わせられ得る。同様に、複数の実施形態のすべては、専用モジュール内か、または昇圧ポンプおよび輸送ポンプをいずれも有する組み合わせられたポンプモジュール内に昇圧ポンプを含み得る。複数の実施形態のすべては、浮体式淡水化水受水設備としてか、または陸上の受水設備として利用されてもよく、複数の実施形態すべては、遠隔海水入口などを利用してもよい。同様に、モジュールゾーンまたはテンプレートゾーンを有する種々のテンプレートは、任意の組み合わせにおいて提供されてもよい。
【0107】
上記説明では、テンプレートは、海底上に、または海底上の基礎上に配置されたフレームを包含することが意図されている。フレームは、回収可能なモジュールにテンプレートを接続するための配管および接続を含んでいる。取り出し可能との語は、船から解放されるか、または取り出されるように構成されること、ならびに、交換可能であり、および、好ましくは、ダイバーまたは他の介入なしでＲＯＶとの単純な交換をもたらす接続および取り付けを含むように構成されることを包含することが意図されている。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5a】
【図5b】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】