(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
資源回収船から海底に吊り下ろされる第１ホースと第２ホースからなる移送ホースと、
海底の泥を前記第１ホースに送り込む第１吸い込み室と、海底の泥を前記第２ホースに送り込む第２吸い込み室が設けられたクローラ型収集機と、
前記資源回収船からの給電により水の電気分解を行なって水素ガスと酸素ガスを生成する水の電気分解装置と、
生成された前記水素ガスと前記酸素ガスをそれぞれ前記第１吸い込み室と前記第２吸い込み室に噴射するガス噴射装置と、が備えられ、
水素ガス又は酸素ガスの浮力により、レアアースを含む泥を海水と共に浮上させることを特徴とする海底資源リフト装置。
【請求項２】
前記移送ホースは、内壁の軸方向に沿って一定間隔で環状のリブが設けられることを特徴とする請求項１に記載の海底資源リフト装置。
【請求項３】
前記移送ホースは、絶縁性を有する軟質塩化ビニールからなり、内部に通電性のワイヤが埋め込まれていることを特徴とする請求項１に記載の海底資源リフト装置。
【請求項４】
前記資源回収船は、前記移送ホースから水素ガスと酸素ガスを回収し、これらを反応させることによって発電を行ない、前記水の分解装置に給電される電力の一部として利用することを特徴とする請求項１に記載の海底資源リフト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海底資源リフト装置に係り、より詳しくは、水深５０００ｍを越えるような深海の海底であっても、移送ホースでレアアースを浮上させることができる海底資源リフト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水深５０００ｍを越える深海は、約５００気圧（５００ｋｇｆ／ｃｍ２）つまり約５０Ｍｐａもの高圧がかかり、しかも海底まで伸ばすライザー管の総重量が大きくなるので、ワイヤの先端にサンプリング装置を取り付け泥の試料を採取するのが限界であり、商業ベースで採掘することは困難であった。
【０００３】
特許文献１には、海底から鉱物を揚鉱することのできる揚鉱装置が提案されている。この揚鉱装置は、海底から鉱物を含む海水を海上基地に移す揚鉱用移送管と、海上基地から海底に海水を戻す循環用移送管と、海水を循環用移送管に送り込む循環ポンプと、海底で鉱物を含む海水を吸込口から吸い込んで揚鉱用移送管に送り込む水中ポンプと、循環用移送管を流れる海水を動力源にして水中ポンプを駆動する水車と、から構成される。この揚鉱装置は、水深５００〜２０００ｍに適用されるとしている。水深５０００ｍを越える深海から鉱物を含む泥などを回収するには、長くて重いパイプを吊り下げ、水深５０００ｍの深さから海水を押し上げる強力なポンプが必要であり未だ実現できていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１９６０４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記の問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、水深５０００ｍを越えるような深海からレアアースを含む泥を浮上させることができる海底資源リフト装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による海底資源リフト装置は、資源回収船から海底に吊り下ろされる第１ホースと第２ホースからなる移送ホースと、海底の泥を前記第１ホースに送り込む第１吸い込み室と、海底の泥を前記第２ホースに送り込む第２吸い込み室が設けられたクローラ型収集機と、前記資源回収船からの給電により水の電気分解を行なって水素ガスと酸素ガスを生成する水の電気分解装置と、生成された前記水素ガスと前記酸素ガスをそれぞれ前記第１吸い込み室と前記第２吸い込み室に噴射するガス噴射装置と、が備えられ、水素ガス又は酸素ガスの浮力により、レアアースを含む泥を海水と共に浮上させることを特徴とする。
【０００７】
前記移送ホースは、内壁の軸方向に沿って一定間隔で環状のリブが設けられることを特徴とする。
【０００８】
前記移送ホースは、絶縁性を有する軟質塩化ビニールからなり、内部に通電性のワイヤが埋め込まれていることを特徴とする。
【０００９】
前記資源回収船は、前記移送ホースから水素ガスと酸素ガスを回収し、これらを反応させることによって発電を行ない、前記水の分解装置に給電される電力の一部として利用することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による海底資源リフト装置によれば、海底に水の電気分解装置を設置し、資源回収船からの給電により水の電気分解を行なって水素ガスと酸素ガスを発生させ、水素ガスと酸素ガスをクローラ型収集機の海底の泥が集められる第１吸い込み室と第２吸い込み室に送り込み、そこから第１ホースと第２ホースの移送ホースを上昇させるようにしたので、水素ガス又は酸素ガスの浮力により、レアアース（希土類元素）を含む泥を海水と共に浮上させて、回収することができる。
【００１１】
移送ホースの内壁には、軸方向に沿って一定間隔で環状のリブを設けたので、燃焼ガスが移送ホース内を上昇する時の抵抗となり、移送ホースの総重量を軽減できる。
【００１２】
移送ホースは、絶縁性を有する軟質塩化ビニールとし、内部に通電性のワイヤを埋め込んだので、海底に設置する水の電気分解装置に海上の資源回収船から電力を別の給電ケーブを用いることなく給電できる。その場合、給電に行きのラインと給電からの戻りラインは、第１ホースと第２ホースに埋め込まれたワイヤで分担することができる。
【００１３】
移送ホースの水素ガスと酸素ガスを回収し、反応させることによって発電を行なったので、水の分解装置に給電される電力の一部として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による海底資源リフト装置の構成図である。（実施例１）
【図２】図１の移送ホースの断面図である。
【図３】図１の移送ホースの断面図である。
【図４】図１のクローラ型収集機の内部を示す説明図である。
【図５】本発明による海底資源リフト装置の動作を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明による深海バブルリフトを詳しく説明する。
【実施例】
【００１６】
図１は、本発明による海底資源リフト装置１００の構成図である。海上には資源回収船１、バージ船２及びタグボート３が用意される。タグボート３は、バージ船２を曳航する。バージ船２には泥を含む海水から泥を分離するセパレータ６が搭載される。セパレータ６の分離タンクの上澄みは海に戻される。海底資源リフト装置１００は、資源回収船１から海底に吊り下ろされる第１ホース４ａと第２ホース４ｂからなる移送ホース４と、移送ホース４の先端に取り付けられ、海底で泥１３を集めて吸い込み室８に送り込む自走式のクローラ型収集機７を備える。クローラ型収集機７には、水の電気分解を行なって水素と酸素を生成する水の電気分解装置９と、生成した水素ガスと酸素ガスを吸い込み室８に噴射するガス噴射装置１０とが備えられる。クローラ型収集機７の吸い込み室８は、移送ホース４に接続されており、海底の資源が収集して集められ、移送ホース４に送り出す場所となる。
【００１７】
図２、３は、図１の移送ホース４の断面図である。移送ホース４は、内壁の軸方向に沿って一定間隔で環状のリブ１５が設けられる。また、移送ホース４は、絶縁性を有する軟質塩化ビニールからなり、内部に通電性のワイヤ１４が網目状に埋め込まれている。ワイヤ１４を埋め込んだので、海底のクローラ型収集機７、水の電気分解装置９、ガス噴射装置１０に給電することができる。例えば、直流の給電線２本で給電する場合、２本の移送ホース４を使用する。軟質塩化ビニールで移送ホース４を構成した場合、深海の圧力でへこむことがあるので、移送ホース４を海中に沈める際は、移送ホース４の内部に常に海水が入るようにする。これにより移送ホース４の外側と内側で圧力がバランスを保ち移送ホース４の変形を防止できる。移送ホース４の外径は、これに限られるものではないが例として１０〜２０ｃｍとすることができる。
【００１８】
図４は、クローラ型収集機７の内部を示す説明図である。吸い込み室８は、第１吸い込み室８ａと第２吸い込み室８ｂからなる。水の電気分解装置９で生成した水素ガス２０と酸素ガス２１を、海底５０００ｍの場合であれば、５００気圧以上に昇圧して噴射する。水素ガス２０と酸素ガス２１は、水温１．５度、水圧５００気圧を受けても液化せず気体である。そのため、気体は浮力で第１ホース４ａと第２ホース４ｂからなる移送ホース４の内部を浮上する。この上昇に引きつられて、泥１３を含む海水５も上昇する。第１吸い込み室８ａと第２吸い込み室８ｂの２つを設け、水素ガス２０と酸素ガス２１を個別に噴射した。混合したガスを使用しても約５７０度の高温で着火しないかぎり燃えることはないが、水素ガス２０が酸素ガス２１で燃えることを避けるためである。
【００１９】
水素ガス２０と酸素ガス２１は、水１リットルが水の電気分解により１気圧で１８６０リットルの気体となる。水深５０００ｍの海底では、１／５００に圧縮されるが、海上に向かって圧力が低くなるので元の体積に増える。そのため、大きな浮上力が得られる。
【００２０】
図５は、本発明による海底資源リフト装置１００の動作を示すフロー図である。Ｓ１は、水の電気分解装置９、ガス噴射装置１０を搭載したクローラ型採集機７を２本の移送ホース４の一端に接続し、資源回収船１から降ろす動作である。Ｓ２は、水の電気分解装置９で、水素ガス２０と酸素ガス２１を生成する動作である。電力は資源回収船１から２本の移送ホース４ａ、４ｂで供給する。Ｓ３は水素ガス２０と酸素ガス２１を高圧で、つまり深海の水圧より高くしてガス噴射装置１０で第１吸い込み室８ａと第２吸い込み室８ｂのそれぞれに噴射する動作である。Ｓ４はレアアースを含む泥１３を海水５と共に資源回収船１に集め、水素ガス２０と酸素ガス２１を回収し、反応させて発電を行なう動作である。発電にて得た電力は、水の電気分解装置９に送る電力の一部として利用できる。Ｓ５は、泥１３と海水５を汲み出しポンプ１６でバージ船２のセパレータ６に送り出す動作である。Ｓ６は、セパレータ６の分離タンクで泥１３と海水５を分離する動作である。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明は、海底のレアアースを含む泥を回収することができる海底資源リフト装置として好適である。
【符号の説明】
【００２２】
１    資源回収船
２    バージ船
３    タグボート
４    移送ホース
４ａ    第１ホース
４ｂ    第２ホース
５    海水
６    セパレータ
７    クローラ型収集機
８    吸い込み室
８ａ    第１吸い込み室
８ｂ    第２吸い込み室
９    水の電気分解装置
１０    ガス噴射装置
１３    泥
１４    ワイヤ
１５    リブ
１６    汲み出しポンプ
２０    水素ガス
２１    酸素ガス
１００    海底資源リフト装置
【要約】
【課題】水深５０００ｍを越えるような深海からレアアースを含む泥を浮上させることができる海底資源リフト装置を提供する。
【解決手段】本発明による海底資源リフト装置は、資源回収船から海底に吊り下ろされる第１ホースと第２ホースからなる移送ホースと、海底の泥を第１ホースに送り込む第１吸い込み室と、海底の泥を第２ホースに送り込む第２吸い込み室が設けられたクローラ型収集機と、資源回収船からの給電により水の電気分解を行なって水素ガスと酸素ガスを生成する水の電気分解装置と、生成された水素ガスと酸素ガスをそれぞれ第１吸い込み室と第２吸い込み室に噴射するガス噴射装置と、が備えられ、水素ガス又は酸素ガスの浮力により、レアアースを含む泥を海水と共に浮上させる。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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