(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱水噴出孔から出た熱水流体に含まれる資源を回収するシステムであって、
ａ）前記熱水流体または前記熱水流体に含まれる資源を前記熱水噴出孔から集めるための収集手段と、
ｂ）前記熱水流体または前記熱水流体の中に含まれる資源を受容するため、海洋表面または前記海洋表面より上に位置する回収ステーションと、
ｃ）前記海洋表面または前記海洋表面より上の前記回収ステーションに前記収集手段から前記熱水流体または前記熱水流体に含まれる資源を送達し、一方で、前記熱水流体または前記熱水流体の資源の有意な劣化なしに周囲の海洋の状況から前記熱水流体または前記熱水流体に含まれる資源を保護するための送達手段と、を含み、
前記送達手段には、前記収集手段から前記回収ステーションに直接に接続されている、前記熱水流体または前記熱水流体の中に含まれる資源を送達するための複数の管を含み、前記複数の管には、前記複数の管の少なくとも１つの一対の管に浮揚性を提供するための、前記管上の接合の位置または他の位置で前記少なくとも１つの一対の管に取り付けられる環状浮揚装置と、前記熱水流体を受容し前記複数の管に送達するとともに流体流れを加速させるベンチュリ管として作動させるための、熱水噴出孔の上または中に位置するように大きさを設定される煙突と、を備える
ことを特徴とする熱水噴出孔から出た熱水流体に含まれる資源を回収するシステム。
【請求項２】
前記熱水流体が前記送達手段を通って前記回収ステーションに送達されるように、前記システムは構成されることにおいてさらに特徴付けられる、請求項１記載の熱水噴出孔から出た熱水流体に含まれる資源を回収するシステム。
【請求項３】
前記システムが、前記熱水流体の資源を抽出し、前記資源を前記回収ステーションに届ける手段を含むことにおいてさらに特徴付けられる、請求項１記載の熱水噴出孔から出た熱水流体に含まれる資源を回収するシステム。
【請求項４】
前記熱水流体の前記資源は熱エネルギーであり、前記システムはさらに、前記熱水流体に含まれる前記熱エネルギーを保護するために前記複数の管を囲んでいる絶縁手段を含むことにおいてさらに特徴付けられる、請求項１記載の熱水噴出孔から出た熱水流体に含まれる資源を回収するシステム。
【請求項５】
海洋表面又は前記海洋表面より上での熱水エネルギーの回収を可能にするための、海洋の熱水噴出孔から抽出される熱水流体の送達システムであって、
ａ）海洋の噴出孔から出される流体に含まれる前記熱水エネルギーを集める機能を少なくとも持つ海底近くの収集手段と、
ｂ）熱エネルギーを回収するための海洋表面または前記海洋表面より上の熱水エネルギー回収ステーションと、
ｃ）前記海洋表面又は前記海洋表面より上の前記回収ステーションへの前記熱水エネルギーの送達のため、前記収集手段と前記回収ステーションの間に有効に連結される管手段と、
ｄ）熱エネルギーが前記熱水流体から抽出された後、海底に使いきった流体を戻す廃液戻しステーションと、を含み、
前記管手段には、前記噴出孔から前記回収ステーションに直接に接続されている、前記熱水流体を送達するための複数の管を含み、前記複数の管には、前記複数の管の少なくとも１つの一対の管に浮揚性を提供するための、前記管上の接合の位置または他の位置で前記少なくとも１つの一対の管に取り付けられる環状浮揚装置を備える、
ことを特徴とする熱水流体の送達システム。
【請求項６】
前記システムの前記収集手段が熱水噴出孔を少し延長するように大きさを設定されかつ成形され、前記熱水噴出孔を出た相当な量の前記熱水流体を集め、一方で前記管内での流体の流れを加速するためにベンチュリ管の働きもする煙突を含むことにおいてさらに特徴付けられる、請求項５記載の熱水流体の送達システム。
【請求項７】
前記煙突が前記管手段の下端に連結されることにおいてさらに特徴付けられる、請求項６記載の熱水流体の送達システム。
【請求項８】
前記システムが複数の熱水収集手段を含み、前記収集手段の各々は、複数の熱水噴出孔から前記回収ステーションまで熱水エネルギーの送達のために有効に前記管手段に連結されていることにおいてさらに特徴付けられる、請求項５記載の熱水流体の送達システム。
【請求項９】
前記システムにおいて、前記収集手段が前記熱水噴出孔を出た熱水流体を取り込み、前記回収ステーションへ前記管手段によって前記熱水流体を送達することができるように構成されていることにおいてさらに特徴付けられる、請求項５記載の熱水流体の送達システム。
【請求項１０】
前記システムは、前記管手段で上昇する送達された水を加熱するための熱交換手段を含み、前記熱交換手段は熱水噴出孔に近接して位置し、前記回収ステーションにおいて前記熱エネルギー抽出の後、送達された水が再加熱のために再循環することにおいてさらに特徴付けられる、請求項５記載の熱水流体の送達システム。
【請求項１１】
前記システムはさらに、ａ）熱水噴出孔に近接して海底で支えられることができる枠組みを含み、ｂ）前記収集手段および前記管手段が前記枠組みに取付けられて動作することにおいてさらに特徴付けられる、請求項５記載の熱水流体の送達システム。
【請求項１２】
前記管手段が、熱水流体を運ぶのに適切な大きさを設定され、一緒に連結される複数の軸方向に連結された管を含むことにおいてさらに特徴付けられる、請求項５記載の熱水流体の送達システム。
【請求項１３】
海洋表面又は前記海洋表面より上での熱水流体に含まれる資源の回収を可能にするための、海洋の熱水噴出孔からの資源を有する熱水流体の送達システムであって、
ａ）海洋の噴出孔から出される前記熱水流体または前記熱水流体に含まれる資源を集めるための海底近くの収集手段と、
ｂ）前記熱水流体に含まれる資源を回収するための海洋表面または前記海洋表面より上の回収ステーションと、
ｃ）前記海洋表面又は前記海洋表面より上の前記回収ステーションに資源を有する熱水流体を送達するため、前記収集手段と前記回収ステーションの間に有効に連結される管手段と、
ｄ）資源が前記熱水流体から抽出された後、海底に使いきった流体を戻す廃液戻しステーションと、を含み、
前記管手段には、前記噴出孔から前記回収ステーションに直接に接続されている、前記熱水流体または前記熱水流体の中に含まれる資源を送達するための複数の管を含み、前記複数の管には、前記複数の管の少なくとも１つの一対の管に浮揚性を提供するための、前記管上の接合の位置または他の位置で前記少なくとも１つの一対の管に取り付けられる環状浮揚装置と、前記熱水流体を受容し前記複数の管に送達するとともに流体流れを加速させるベンチュリ管として作動させるための、熱水噴出孔の上または中に位置するように大きさを設定される煙突と、を備える、
ことを特徴とする資源を有する熱水流体の送達システム。
【請求項１４】
前記システムが、複数の熱水収集手段を含み、前記熱水収集手段の各々が、複数の熱水噴出孔から前記回収ステーションまでの前記資源を有する熱水流体の送達のため前記管手段に有効に連結されていることにおいてさらに特徴付けられる、請求項１３記載の資源を有する熱水流体の送達システム。
【請求項１５】
前記システムが、前記噴出孔に近接して前記熱水噴出孔を出る熱水流体資源を取り込むことができ、前記回収ステーションへ前記管手段によって前記熱水流体資源を送達するように構成される前記収集手段を含むことにおいてさらに特徴付けられる、請求項１３記載の資源を有する熱水流体の送達システム。
【請求項１６】
前記システムが、ａ）熱水噴出孔に近接して海底で支えられる枠組みをさらに含み、ｂ）前記収集手段および前記管手段が前記枠組みに取付けられて動作することにおいてさらに特徴付けられる、請求項１３記載の資源を有する熱水流体の送達システム。
【請求項１７】
前記管手段が、熱水流体またはそこに含まれる資源を運ぶのに適切な大きさに設定され、実際的な方法で一緒に連結される複数の管を含むことにおいてさらに特徴付けられる、請求項１３記載の資源を有する熱水流体の送達システム。
【請求項１８】
熱水噴出孔から出た熱水流体に含まれる資源を回収する方法であって、
ａ）前記熱水噴出孔からの前記熱水流体または前記熱水流体に含まれる資源の収集と、
ｂ）前記噴出孔から海洋表面のまたは前記海洋表面より上の回収ステーションまでの前記熱水流体または前記熱水流体に含まれる資源の送達と、
ｃ）前記資源の送達における、前記熱水流体または前記熱水流体の資源の有意な劣化を防ぐための、前記熱水流体または前記熱水流体に含まれる資源の周囲の海洋の状況からの保護と、
ｄ）海洋表面または前記海洋表面より上の回収ステーションでの、使い切った熱水流体の残留を伴う前記熱水流体に含まれる資源の回収と、
ｅ）前記熱水流体を収集した海底への前記使い切った熱水流体の戻しとを含み、
前記資源の送達においては、前記噴出孔から前記回収ステーションに直接に接続されている、前記熱水流体または前記熱水流体の中に含まれる資源を送達するための複数の管を用い、前記複数の管には、前記複数の管の少なくとも１つの一対の管に浮揚性を提供するための、前記管上の接合の位置または他の位置で前記少なくとも１つの一対の管に取り付けられる環状浮揚装置と、前記熱水流体を受容し前記複数の管に送達するとともに流体流れを加速させるベンチュリ管として作動させるための、熱水噴出孔の上または中に位置するように大きさを設定される煙突と、を備える、
ことを特徴とする、熱水噴出孔から出た熱水流体に含まれる資源を回収する方法。
【請求項１９】
前記方法が、前記噴出孔から直接、前記噴出孔と前記回収ステーションとの間で延長する複数の管を通じた前記回収ステーションへの前記熱水流体または前記熱水流体の中に含まれる資源の送達を含むことにおいてさらに特徴付けられる、請求項１８記載の熱水噴出孔から出た熱水流体に含まれる資源を回収する方法。
【請求項２０】
前記方法が、前記熱水流体の中に含まれる資源の抽出前の前記熱水流体の前記回収ステーションへの前記複数の管を通じた送達を含むことにおいてさらに特徴付けられる、請求項１８記載の熱水噴出孔から出た熱水流体に含まれる資源を回収する方法。
【請求項２１】
前記方法が、前記回収ステーションへの熱水エネルギーの中の資源の送達を含むことにおいてさらに特徴付けられる、請求項１８記載の熱水噴出孔から出た熱水流体に含まれる資源を回収する方法。
【請求項２２】
前記方法が、熱水噴出孔の上または中への煙突の配置、前記煙突の中に含まれる前記流体の受容、および、前記海洋表面へ延長している管手段への送達を含むことにおいてさらに特徴付けられる、請求項２０記載の熱水噴出孔から出た熱水流体に含まれる資源を回収する方法。
【請求項２３】
熱水噴出孔から出た熱水流体からの熱の回収および、回収された熱からエネルギーを生成するためのシステムであって、
ａ）前記熱水噴出孔から回収ステーションに前記熱水噴出孔を出た前記熱水流体を送達するための手段と、
ｂ）エネルギーの生成のような有用な作業を実行するため前記熱水流体からの熱を使用し、使い切った熱水流体を残す動力装置と、
ｃ）温度差を高めるため、前記海底から抽出される冷水の前記動力装置への送達のための冷水ポンプ手段と、を含み、
前記送達するための手段には、前記噴出孔から前記回収ステーションに直接に接続されている、前記熱水流体を送達するための複数の管を含み、前記複数の管には、前記複数の管の少なくとも１つの一対の管に浮揚性を提供するための、前記管上の接合の位置または他の位置で前記少なくとも１つの一対の管に取り付けられる環状浮揚装置を備える
ことを特徴とする熱回収およびエネルギー生成システム。
【請求項２４】
前記熱水流体に含まれる前記エネルギーが、淡水を生成するため、淡水化施設を作動させるために使われることにおいてさらに特徴付けられる、請求項２３記載の熱回収およびエネルギー生成システム。
【請求項２５】
前記システムが、海底に前記使い切られた熱水流体を戻すための廃液ポンプ手段を含むことにおいてさらに特徴付けられる、請求項２３記載の熱回収およびエネルギー生成システム。
【請求項２６】
前記システムが、前記噴出孔から前記動力装置まで前記熱水流体の送達のための手段を含むことにおいてさらに特徴付けられる、請求項２３記載の熱回収およびエネルギー生成システム。
【請求項２７】
前記システムが、前記動力装置への前記熱水流体でなく使用される熱のみ送達する熱交換メカニズムを含むことにおいてさらに特徴付けられる、請求項２３記載の熱回収およびエネルギー生成システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、深海の熱水噴出孔から過熱した流体を回収し、その流体が熱エネルギー源として利用されることができるシステムに関する。特にシステムは、例えば、発電または水の淡水化のように熱の利用に適する他のいかなるメカニズムにも使われる確実なメカニズムによって過熱した深海の熱水流体の流れを表面に導くように構成される。同装置はまた、熱エネルギー回収と同時にまたはそれとは別に、改造することなく、金属および鉱物の深海の資源回収に確実なメカニズムを提供する。
【背景技術】
【０００２】
エネルギーおよび真水の世界的な必要量は常に上昇していて、新規な供給源を見つけることは、ますます難しくなっている。化石燃料の非常に高いコストと同様、地球温暖化および過剰な温室効果ガスに対する懸念により、再生可能な供給源からのクリーン・エネルギーの探索は、より緊急であり、かつ望ましいものである。ここで開示されるシステムは、この巨大かつ無尽蔵な自然のエネルギー源を利用するための第１の開示された方法を提供する。
【０００３】
地表における採掘も難しくかつ高価であり、資源の豊富な領域における政治的な混乱が必要かつ利用可能な材料への接近を制限してしまう。現在まで、深海から大量の鉱物資源を回収することは、夢以外の何物でもなかった。ここで開示されるシステムは、それらの資源を引き出す第１の実用的な手段を提供する。
【０００４】
エネルギーの最も基本的形状は、熱である。燃えている油または石炭、核反応から、または地球のマグマから得られるにせよ、熱は、最終的にほとんどすべての発電、淡水化、および、他の行為の工程に燃料を供給するものである。
【０００５】
科学者は、世界の至る所で深海の熱水噴出孔を発見した。海洋水は、大洋深度の圧力によって海底の亀裂に押し込まれ、最終的には深く地核内まで届く。この水は７５０°華氏（４００℃）以上までマグマによって過熱され、工程において地球の深くから希元素を拾い上げる。この過熱した水の連続した流れは、毎秒１から５メートルの速度（３．６‐１８ｋｍ／ｈｒまたは２．２５‐１１ ｍｐｈ）で海底を出る熱水流体で熱水噴出孔により海中へ戻る。この公知の熱水噴出孔から逃げているエネルギーは、毎年約１７，０００，０００ＭＷである、または、１年間地球で人類全体が消費する電気におよそ等しいと推定される。まだ調査されていない噴出孔がある何万マイルもの海底が存在することにも留意するべきである。
【０００６】
漏れている水は、マグマへの露出のために周りを囲む海水とは基本的に異なる化学組成であるので、それが主に海水から構成される場合であっても「流体」という用語が以下の説明において使われる。
【０００７】
地熱エネルギー回収の発明がいくつかあるにもかかわらず、いずれも熱水エネルギー回収を特許請求しておらず、いずれもいかなる方法でも深海の熱水噴出孔からの自然に発生する過熱した海水またはその他の流体を利用せず、エネルギー利用のための温度差を活用するために被加熱状態で海水を表面にもたらさない。さらに、いずれも、深海底鉱物、金属または化学製品を回収するシステムとして特許請求されなかった。本発明に類似した特許請求項を作成するため、先行したまたは示唆的な関連技術は見つからなかった。以下の文献が参照された。
【０００８】
１．そのような発明（米国特許第５，５１５，６７９号）は、地中の高温岩体で見つかる熱エネルギーを地表にもたらすための方法と装置を提供する。しかしながら、岩の構造は、基本的に海とは異なる。熱は、ずっと岩と直接接触して断熱されない管の壁の伝導によって作動流体へ移される。本発明は、熱源として熱水噴出孔から自然に発生している海洋流体を使用し、熱は海底でシステムに導入されるだけである。ここで開示される発明は改造することなく、深海の海洋鉱物資源回収装置にもなる。
【０００９】
２． 他の先行する発明（米国特許第４，０５４，１７６号）は、一体の岩材料を通じて熱の流れから得られる地熱エネルギーの電気への転換のためのシステムを提供する。そのシステムは、米国特許第５，５１５，６７９号の方法と非常に類似した方法で熱を受容する。上記したように、本発明はシステムの下部で熱を導入するだけである。米国特許第４，０５４，１７６号も、この熱エネルギーの転換を電気だけに制限する。熱水噴出孔から得られるエネルギーは発電、淡水化、または他のいかなる熱エネルギー使用のために使われ、この発明も改造なしで大洋深度から鉱物資源を回収する能力を提供する。
【００１０】
３． さらにもう１つの発明（米国特許第７，１２４，５８４号）において、地熱熱源からエネルギーを生成するシステムが開示される。この発明は地中の累層に流体を注入する手段を提供し、さらに、それによって加熱された後の累層から注入された流体を引き出すために構成されるメカニズムを含む。本発明は、射出および抽出のようなシステムを使用せず、いかなる形であれ地中の累層も利用しない。この発明は、発電、淡水化または他のいかなる熱エネルギー使用のために深海の海洋熱水噴出孔から自然に発生している過熱した流体を使用する。本発明も改造なしで大洋深度からの資源回収の手段を提供する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第５，５１５，６７９号公報
【特許文献２】米国特許第４，０５４，１７６号公報
【特許文献３】米国特許第７，１２４，５８４号公報
【発明の概要】
【００１２】
エネルギーに対する世界的な要求は急上昇しており、連続的に十分な供給を見つけ、消費者にそれを提供するという非常な圧力が供給者にかかっている。一実施態様によると、熱水噴出孔からの過熱された熱水海洋流体は、円柱形の管および煙突で作られたメカニズムを用いて海底から表面にもたらされる。より密度の低く、過熱していない熱水流体は、噴出孔の流れ速度、対流、伝導、および、その速度を増やすために動いている流体にベンチュリ管効果を出す断熱された管システムおよび煙突を経た蒸気圧により、表面に運ばれる。回収された熱水流体はそれから、発電、淡水化または他のいかなる熱エネルギー使用のため、熱の供給源として使われる。それは、有益な鉱物、金属、および、化学製品の除去のための資源回収装置に、同時にまたは別々に供給されることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
これまで本発明を一般に記載してきたが、ここで添付の図面を参照する。そこで、
【図１】図１は、単一の大きい熱水噴出孔から海洋熱水噴出孔流体を取り込む好適な装置を示す。
【図２】図２は、狭い地理的範囲の比較的小さいいくつかの熱水噴出孔を含む領域の熱水噴出孔から熱水噴出孔流体を取り込む改良された装置を示す。
【図３】図３は、噴出孔の上に配置される熱交換器を利用し、その交換器が、再加熱のために熱交換器へ流体を戻す断熱された戻り管で表面への輸送のために断熱された管にきれいな流体、液体またはガスを担持する閉ループ・システムを示す。
【図４】図４は、資源回収と同様に発電、淡水化、または他のいかなる熱エネルギー使用の供給源として熱水流体の利用を示しているフローチャートを示す。
【図５】図５は、たわみ管継手の１つの可能な実施態様の詳細を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、ここで添付の図面に関してより完全に以下に記載され、本発明の好ましい実施態様が示される。本発明はしかしながら、異なっているが関連した多くの形式において実施されてもよく、ここで記載される実施態様に限られて解釈されるべきでない。むしろ、この開示が完全かつ完成されて、当業者に完全に本発明の範囲を伝えるために、これらの実施態様は提供される。図において、類似した番号は、図面の全体にわたって同じ要素を指す。
【００１５】
通常、マグマによって過熱される流体は海に放出され、その熱エネルギーは非常に冷たい２℃（３５°Ｆ）の海水に急速に放散されて、海流によって動かされる。極めて高い鉱物濃度は通常、流体から沈殿し、噴出孔を囲む海底に堆積する。ここで開示される発明は、周囲条件により冷却されるまたはそれに反応する前に、鉱物をたくさん含んだ、過熱した流体を表面への輸送のための収集手段内部に閉じ込める。熱水流体は、流体に含まれる低い密度、強い熱エネルギーによってと同様に、被加熱流体が上がるにつれて、周囲の圧力が減弱する対流、伝導、噴出孔の流れ速度、および、フラッシュ蒸気圧のために、大きく、重い断熱されたダクトにより海底から海洋表面まで上がる。表面ポンプも、後で議論される熱差強化管の操作と一致した方法で表面に熱水流体の速度および流れを増やすために用いることができる。
【００１６】
熱水噴出孔（１５）は約７，５００フィート（２，３００ｍ）の深さに位置し、４５，０００マイル（７２，０００ｋｍ）の中央海嶺に沿ってどこにでも発生することができる。
【００１７】
これらの自然現象を利用するため、遠洋航海の構造の船は、海底の噴出孔（１５）上に断熱された管部分（１３）に連結される大きい煙突（１２）を含む円錐形に成形された枠組み（１０）のような構造を下げる。煙突（１２）は、重く、よく断熱された材料でできていて、その出力の端部は、かなり広い煙突（１２）のベルを有し、孔（１５）サイズおよび流れ次第で、３フィート以上までの直径を有する。煙突（１２）のベルは、煙突（１２）と、熱水噴出孔の上にしっかりと配置される取り付けられた管部分とを保持する円錐形に成形された枠組み（１０）または他の類似した構造（図示せず）内で好ましくは含まれる。煙突（１２）は過熱した流体（１１）を取り込むのを助け、また、伝導管（１３）で流体速度を増やすベンチュリ管として働く。速度を増やすことにより、表面で利用できる熱エネルギー量を非常に増やすことになる。
【００１８】
煙突（１２）および予備的な管部分（１３）が、円錐形の構造（１０）によって熱水噴出孔上に確実に配置されると、同じく重い非常に断熱された材料でできている中空の円柱形の管部分（１３）は、表面に連続的な垂直方向の管の段を造るため、構造（１０）および予備的な部分（１３）の上に交替して降ろされる。各々の管部分（１３）は、テーパをつけられたＶ型の重力封止、ボルトで締められたフランジ、または従来の機械的な取付けのいかなる組合せのいずれかにより予備的な部分（１３）に取り付けられる。例えば、可能な実施態様の１つは、図５に示される。使用の実用性に基づいて決定される部分の最適な機械的な連結を有する溶接と同様に、ラッチを引くまたは他のバネ‐タイプ・メカニズムを使うことができる。
【００１９】
各々の管部分（１３）は例えば、９５％またはそれ以上の浮力を提供するために膨張して取り付けられる環状浮揚装置（１７）のような浮揚手段を有する。これにより、管のいかなる先端部も自動的にそれ自体を修正する傾向があるので、支持構造物または円錐形に形づくられた枠組み（１０）上の海底での累積的な重量が最小化され、また垂直安定性も提供する。間をおいた係留（図示せず）もまた、必要に応じて垂直管（１３）の段を安定させるために用いることができる。
【００２０】
管部分（１３）は、海底（１８）から海洋（１６）の表面へ延長して非常に長く、断熱された管が構成されるまで順々に端から端まで取り付けられる。下部の管（１３）内部の流体圧が外圧に等しいので、極度の大洋深度圧に耐えることができる管（１３）を構築するために特別な考慮の必要はない。流体が表面に近づくにつれて、海によって出される圧力より、管の中の圧力が高い可能性がある。
【００２１】
図４を参照すると、このように管（１３）の管部分を互いに積み重ねることによって、よく断熱されたダクトは過熱した流体（１１）を海洋表面（１６）へ運ぶために生成され、流体が含む熱エネルギーは、発電（１１０）、淡水化（１５０）、他の熱エネルギー使用のために蒸気タービンまたはその他の装置を駆動するために用いられ、また、図４に図示するように有益な鉱物、金属、および、化学製品の回収のため、同時にまたは別々に資源回収装置（１５２）に供給される。電気的にまたは機械的に作動する弁（図示せず）は、流体流れが保守のためにまたは建設の間に中断されるように、下部のパイプラインでまたはその近くに配置することができる。
【００２２】
管部分（１３）がかなり断熱されているので、流体（１１）は海流および冷水から分離したままになる。熱の進む場所がないので、流体（１１）は熱いままである。管（１３）の積み重ねられた管部分が海洋表面（１６）に着く場合、システム全体は、極めて高く、よく断熱されたソースパンに概念的に類似していて、下部の熱源で流体のすべての段を熱く保つ。このように、過熱した流体（１１）は、海底での温度と比較してごくわずかな熱の損失で海洋表面（１６）にダクトで送られる。唯一の損失は、断熱を通じて逃げた熱である。管（１３）内部で流体（１１）の摩擦から熱が加えられることも考えられる。
【００２３】
過熱した流体（１１）が海洋表面（１６）にダクトで送られると、いかなる実際的な技術もそこにおいて作業を達成するために熱を利用することができる。電気が現場で生成される場合、海中ケーブルまたは他の手段を用いて陸に運ばれる。流体に含まれるすべての回収可能な、実際的な熱が有用な作業に変換されるまで、連続した熱エネルギーシステムは、連続して、平行に組み合わることができると考えられる。残りの流体（１１）はそれから、断熱されていない戻り管（２６）を経てそれが源を発した大洋深度に返される。
【００２４】
図３を参照すると、海洋表面（１６）に過熱した作動流体（３９）をもたらす変形例が開示され、そこで、噴出孔出力の直接的な熱を受ける下部の熱交換器（３８）を有するきれいな流体、液体またはガス（３９）で満たされる閉ループ・システムが採用されている。きれいな作動流体は交換器（３８）内で加熱され、熱エネルギー変換のために過熱した流体を表面に送るために断熱された管（１３）で同じ方法で保護され、そして、作動流体の残りの熱を節約するために断熱され、熱交換器内でより高い温度にもう一度再加熱されることができる戻り管路（４４）を通じて自然の対流および／または戻りポンプ（４０）によって駆動され送り戻される。
【００２５】
熱差強化管（１９）も、温度差を増やすため、開または閉ループ・システムのいずれかによって使われることができ、このことにより、表面での有効エネルギーを増やす。それは、両方の端で開き、海底（１８）の近くから上方へ延長し、表流水が管に含まれる水と混ざらないようにするため、数フィート表面（１６）より上に延長する断熱された管でしか構成されない。
【００２６】
冷水ポンプ（３２）は、管の開いた上面に投入され、その表面から取り除かれる水は、熱エネルギー利用システムの冷却側のために使用される。水が管から吸い上げられると、気圧により、水温が約２℃（３５°Ｆ）である下部で海に開いた唯一の位置でそれが補充される。短時間で、よく断熱された管内の唯一の水は、下部で発生した水になる。周囲空気または表流水の代わりに、動力回収システムの冷却側のその極めて冷えた水を用いて、１５℃またはそれ以上の周囲温度より上の全体的な温度差を増やすことによって、システムからの利用できる熱エネルギーは劇的に増加する。
【００２７】
図４の好ましい実施態様において、管（１３）が表面（１６）に着き、エネルギー利用（１１０、１５０）および／または資源回収装置（１５２）が位置する石油プラットフォームに類似したプラットフォーム（２４）は、位置する。静的または自動定点保持または他のいくつかの技術のいずれかで張力支柱プラットフォームまたは半潜水形プラットフォームは、プラットフォームを管（１３）より上に保つために用いることができる。船もプラットフォームの代わりに使うことができる。
【００２８】
熱水噴出孔（１５）が異なる構成を有するので、異なる実施態様が熱水流体（１１）をせき止めるために使われる。
【００２９】
オレゴン沖２００マイルのファンデフカ海峡のいくつかの噴出孔（１５）は、直径３０ｍ（１００フィート）と同程度またはそれより広いことは公知である。このように非常に大きい噴出孔を有する場合の好ましい実施態様は、図１において示される。
【００３０】
それは、噴出孔（１５）を囲む海底（１８）の詳細な地形のマッピングから始まる。逆に適合する外形が、完全に噴出孔（１５）を囲むのに十分大きい、リング（３３）、図１または２を参照、の底面に構築され、リング（３３）が適当であるならば、構築される下の海底（１８）の不規則さに関係なく、堅固かつ水平な表面を提供する。必要に応じて円錐構造（１０）を海底（１８）に固定するために用いる固定脚（図示せず）もまた、下部リング（３３）および下の岩盤に穿設することができる。
【００３１】
車輪上のスポークのような、リング（３３）の内側周辺部から管（１３）の外側周辺部まで放射状に内側に導くスポーク状のアーム（４１）は取り付けられ、極めて大きい熱水噴出孔開口内の管（１３）の下部に支持およびセンタリングを提供する。これらの水平なアーム（４１）は構築された管の段のすべての重量を支える必要はないが、取り付けられる単一の管（１３）部分の重量を支えるのみである。管（１３）のこの第１の（最も低い）部分は、可能な限り高温で流体（１１）を回収するために噴出孔（１５）の中心にできるだけ深く延長するように配置される。そのような状況において、下部の煙突（１２）は、園芸用のホース・ノズルが放出する水の流れの速度を増やすのに類似した方法で管（１３）内の流体速度を増やすためにベンチュリ管の働きをする。この速度増加により、表面（１６）での有効エネルギー含有量が増加する。
【００３２】
角度を付けられたいくつかの脚（５４）は、最も大きいリング（３３）をより小さい同心のいくつかのリング（５０、５１、および、５２）に取り付け、海底（１８）より上の高い場所で各々を支持する。リングを分けている垂直の距離は、管（１３）の１つの部分の高さに等しい。
【００３３】
そのリング内の類似したスポーク構成を有するアーム（４１）は、支持およびセンタリングを最も低い管部分（１３）に取り付けられる管（１３）の第２の部分に提供する。この工程は、脚（５４）によって取り付けられるさらにより小さい同心のリング（５１および５２）を第２の最も大きいリングに加え、より小さく、前のものよりも高い部分のリングの各々で同様に続き、中心に放出される各々それ自身のスポークの様に構成されたアーム（４１）でそれが取り付けられる１つの単一の管部分（１３）の重量のみを支えて続けられる。次第により小さくなるいくつかの同心円リングが使われ、各々が加えられると円錐の形状に構造（１０）の高さを増やす。
【００３４】
その内径が管（１３）の外径に等しい、最も小さいリング（７２）の所望の直径に最終的に達した時、円錐形（７２）の最上位のこの部分が上の管の段の重量を受ける。負荷が下部で最も大きいリング（３３）上に均一に分配され、最終的に下の海底（１８）に分配されるまで、負荷はその最も小さいリングへ、その下のより大きいものに円錐形構造の各々のリングを取り付ける支持脚（５４）により動かされる。
【００３５】
中心の管部分（１３）および煙突（１２）が設置された円錐形に成形された枠組み（１０）全体は、必ずしもそうではないが大方、船に搭載されまたは他の海上の施設で構築され、そして、完全なユニットとして適所に降ろされ、管（１３）の第１の重量を支える部分とそれに続く部分とを受け入れる準備をする。
【００３６】
その代わりとして、図２を参照すると、上記の大きい円錐形構造（１０）は、噴出孔（１５）の領域のため、地理的範囲に位置する多くのより小さい噴出孔（１５）で改良される。円錐形構造（７２）の上部で１つの大きい断熱された管（１３）に多くの小さい噴出孔（１５）の出力をより小さい断熱された管（９９）によって囲み、せき止め、組み合わせることによって、大きい容積の流体（１１）は、表面への輸送のためにいくつかの噴出孔（１５）から集めることができる。支持脚（図示せず）もまた、追加的な安定性のために海底表面に、下部リング（３３）で穿設されることができる。
【００３７】
資源回収システム（図４に示される）として、本発明は、改造なしでの活用のために表面に資源の豊富な流体（１１）をもたらすための確実なメカニズムを提供する
【００３８】
「ブラックスモーカー」と呼ばれる最も熱い噴出孔は、流体に混じった有意な量のメタン・ガスとともに鉄、金、銀、銅、亜鉛、カドミウム、マンガン、および、硫黄を含むおびただしい量の有益な金属、鉱物、および、化学製品を生じる。ハロゲン化物、硫酸塩、クロム酸塩、モリブデン酸塩、および、タングステン酸塩もまた、豊富である。流体（１１）が管（１３）で上昇するにつれて、流体が含む鉱物および金属は、流体と共に表面まで上昇する。それは、資源回収装置（１５２）に供給される、または、処理のために他の場所に輸送されるように船に積まれ、不必要な鉱物、製品、または、熱エネルギーまたは資源回収工程から存続する過剰な熱い流体はそれから、熱水噴出孔上に配置されていない、類似しているが、断熱されていない構造の戻り管（２６）を経て海底に戻される。いかなる実際的な形式の採掘施設も、採掘される特定の鉱物または他の物質次第で使うことができる。資源回収はまた、必要に応じて、いかなる熱回収からも独立して実行することができる。
【００３９】
図３を参照すると、閉ループ熱水エネルギー回収システムが提供される。この場合、プラットフォーム（２４）も、図４に示されるものに類似した方法で使われる。図３で示す熱水動力装置（１１０）は、淡水化施設（１５０）とともに操作される。熱水流体自体は鉱物の回収のために表面にダクトで送られず、熱が熱交換器で作動流体へ移され、被加熱流体はそれから、再加熱のための下部に戻される前に、発電する、水を淡水化する、または、他の熱エネルギー使用のために用いられる。
【００４０】
図５Ａおよび５Ｂは、本発明において使われてもよいたわみ管継手を示す。図５Ａは、管部分（２０２）の上端部が管部分（２００）の下端に連結される一対の管部分（２００）および（２０２）を示す。管部分（２００）の下端は外側に延長しているフランジ（２０４）を備えてもよく、同様に、管部分の上端部は外側に延長しているフランジ（２０６）を備えてもよい。バネ‐メカニズム（２０８）がそこに挿入される。これにより、その内部における内容物の安全を犠牲にせずに、海流が起こった場合互いに関連してたわみ継手の２つの管部分の移動が可能になる。
【００４１】
上記のように、追求された目的および利点のすべてを果たすユニークかつ新規な熱水エネルギーおよび深海資源回収システムは、示され、記載された。多くの変更、修正、変形およびその他の使用、および、用途は、明細書および添付の図面を考慮した後に当業者にとって明らかになると理解されるべきである。したがって、本発明の精神と範囲から逸脱しない変更、修正、変形およびその他の使用、および、用途のいずれかおよびすべては、本発明に含まれるものとみなされる
【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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