(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
こうもり傘状の折り畳み式骨組みにシートを張設した逆さ漏斗状構造物と、海水噴射用ポンプ、吸引用ポンプ、密閉沈殿分離槽、誘導ダクト及び分離したメタンガスの圧縮貯蔵手段を配設した台船と、該密閉沈殿分離槽の誘導ダクトにダクトバルブを介して連結されメタンガスを一時的に貯蔵する風船型貯蔵庫と、を備えたメタンハイドレート採取収拾装置であって、前記逆さ漏斗状構造物における支柱となるメーンダクトの一方側をパイプダクトを介して台船の前記密閉沈殿分離槽及び吸引用ポンプに連結し、他方側を伸縮回転自在ダクトに連結するとともに、前記メーンダクトの中間部と伸縮回転自在ダクトの先端部に吸引口を設けて前記密閉沈殿分離槽及び吸引用ポンプに連通させ、更に、前記パイプダクト、メーンダクト及び伸縮回転自在ダクトの内部には、一方に前記海水噴射用ポンプ、他方に海水を噴射するジェットノズルを連結した高圧ホースを内設し、更に、前記メーンダクト中間部近傍にはリング状の固定ジョイントを固着し、該固定ジョイントの周囲に複数のフレームを放射状に且つ前記固定ジョイント側を支点として上下方向に回動可能に設けるとともに、前記固定ジョイントの上下方向に間隔をおいて複数個の可動ジョイントを前記メーンダクトに摺動可能に設け、それぞれの可動ジョイントと前記複数のフレームを対応する複数のサポートポールにてそれぞれ連結することにより、複数のフレームの開閉動作に連動して前記可動ジョイントが上下に摺動するこうもり傘状の折り畳み式骨組みを形成するとともに、前記こうもり傘状フレームの拡幅を制限して勾配を調整するために前記可動ジョイントの停止位置に対応してリングストッパーを固着し、海中に沈んで前記こうもり傘状のフレームが開いてドーム型の逆さ漏斗状構造物が形成可能であることを特徴とするメタンハイドレート採取収拾装置。
【請求項２】
前記メーンダクト先端部の伸縮回転自在ダクトに撮影装置を設置し海底を移動自在に構成してなることを特徴とする請求項１記載のメタンハイドレート採取収拾装置。
【請求項３】
前記メーンダクトの上端部に設置した安全装置で前記可動ジョイントを掴んでフレームを開いた状態のまま維持する解除装置付き安全装置を備えたことを特徴とする請求項１または２記載のメタンハイドレート採取収拾装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、深海底に堆積するメタンハイドレートの採取収拾装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、深海底の地中から採掘する技術は公知であるが、メタンハイドレートの採取収拾装置について安全で効率のよい採取収拾装置は見出されていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
深海底には無尽蔵に近いメタンハイドレート層が存在すると云われる。メタンハイドレート層が現存する事実に基づき、メタンハイドレート層を如何なる手段にて解凍または融解し海底よりメタンガスとして採取するかを課題とする。また、海底探査によれば、メタンハイドレート層は大陸棚の先にある大陸斜面のふもとに沿って形成される傾向があり、急斜面で海底地滑りが起き易い地層で実施することから海底地中をリモコンショベルや浚渫機等を用いての作業は危険で非効率的である。更に、メタンハイドレートが水とメタンガスとに分離し大量のメタンガスが噴出し海面に達したメタンガスの泡で船の浮力が低下し転覆に至るブローアウト現象が発生する恐れがある。そこで、本発明の目的は、このような危険を回避して安全で且つ効率よくメタンガスを回収することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、本発明は、こうもり傘状の折り畳み式骨組みにシートを張設した逆さ漏斗状構造物と、海水噴射用ポンプ、吸引用ポンプ、密閉沈殿分離槽、誘導ダクト及び分離したメタンガスの圧縮貯蔵手段を配設した台船と、該密閉沈殿分離槽の誘導ダクトにダクトバルブを介して連結されメタンガスを一時的に貯蔵する風船型貯蔵庫と、を備えたメタンハイドレート採取収拾装置であって、前記逆さ漏斗状構造物における支柱となるメーンダクトの一方側をパイプダクトを介して台船の前記密閉沈殿分離槽及び吸引用ポンプに連結し、他方側を伸縮回転自在ダクトに連結するとともに、前記メーンダクトの中間部と伸縮回転自在ダクトの先端部に吸引口を設けて前記密閉沈殿分離槽及び吸引用ポンプに連通させ、更に、前記パイプダクト、メーンダクト及び伸縮回転自在ダクトの内部には、一方に前記海水噴射用ポンプ、他方に海水を噴射するジェットノズルを連結した高圧ホースを内設し、更に、前記メーンダクト中間部近傍にはリング状の固定ジョイントを固着し、該固定ジョイントの周囲に複数のフレームを放射状に且つ前記固定ジョイント側を支点として上下方向に回動可能に設けるとともに、前記固定ジョイントの上下方向に間隔をおいて複数個の可動ジョイントを前記メーンダクトに摺動可能に設け、それぞれの可動ジョイントと前記複数のフレームを対応する複数のサポートポールにてそれぞれ連結することにより、複数のフレームの開閉動作に連動して前記可動ジョイントが上下に摺動するこうもり傘状の折り畳み式骨組みを形成するとともに、前記こうもり傘状フレームの拡幅を制限して勾配を調整するために前記可動ジョイントの停止位置に対応してリングストッパーを固着し、海中に沈んで前記こうもり傘状のフレームが開いてドーム型の逆さ漏斗状構造物が形成可能であることを特徴とするメタンハイドレート採取収拾装置とする（請求項１）。
【０００５】
また、前記の課題を解決するために、本発明は、前記メーンダクト先端部の伸縮回転自在ダクトに撮影装置を設置し海底を移動自在に構成してなることを特徴とする請求項１記載のメタンハイドレート採取収拾装置とすることが好ましい（請求項２）。
【０００６】
また、前記の課題を解決するために、本発明は、前記メーンダクトの上端部に設置した安全装置で前記可動ジョイントを掴んでフレームを開いた状態のまま維持する解除装置付き安全装置を備えたことを特徴とする前記のメタンハイドレート採取収拾装置とすることが好ましい（請求項３）。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の代表的な実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は、本実施の形態に係るメタンハイドレート採取収拾装置においてドーム型の逆さ漏斗状構造物が形成された状態の平面視を示す全体図であり、図２は、本実施の形態に係るメタンハイドレート採取収拾装置を海中に設置した状態を示す説明図であり、図３は、こうもり傘状の折り畳み式骨組みを示す拡大側面図である。
【０００８】
図１〜３に示す実施の形態に係るメタンハイドレート採取収拾装置は、こうもり傘状の折り畳み式骨組みにシートを張設した逆さ漏斗状構造物Ｄと、海水噴射用ポンプＡ、吸引用ポンプＢ、密閉沈殿分離槽Ｃ、誘導ダクトＥ及び分離したメタンガスの圧縮貯蔵手段を配設した台船Ｈと、該密閉沈殿分離槽Ｃの誘導ダクトＥにダクトバルブ２３，２３を介して連結されメタンガスを一時的に貯蔵する風船型貯蔵庫Ｆ，Ｆと、を備えたメタンハイドレート採取収拾装置であって、前記逆さ漏斗状構造物Ｄにおける支柱となるメーンダクト１の一方側をパイプダクト２４を介して台船Ｈの前記密閉沈殿分離槽Ｃ及び吸引用ポンプＢに連結し、他方側を伸縮回転自在ダクト１２に連結するとともに、前記メーンダクト１の中間部と伸縮回転自在ダクト１２の先端部にそれぞれ吸引口１７，１７を設けて前記密閉沈殿分離槽Ｃ及び吸引用ポンプＢに連通させ、更に、前記パイプダクト２４、メーンダクト１及び伸縮回転自在ダクト１２の内部には、一方に前記海水噴射用ポンプＡ、他方に海水を噴射するジェットノズル１１を連結した高圧ホース１０を内設し、更に、前記メーンダクト中間部近傍にはリング状の固定ジョイント２を固着し、該固定ジョイント２の周囲に複数のフレーム６を放射状に且つ前記固定ジョイント２側を支点として上下方向に回動可能に設けるとともに、前記固定ジョイント２の上下方向に間隔をおいて複数個の可動ジョイント３，４，５を前記メーンダクト１に摺動可能に設け、それぞれの可動ジョイント３，４，５と前記複数のフレーム６を対応する複数のサポートポール８にてそれぞれ連結することにより、複数のフレーム６の開閉動作に連動して前記可動ジョイント３，４，５が上下に摺動するこうもり傘状の折り畳み式骨組みを形成するとともに、前記こうもり傘状フレーム６の拡幅を制限し又は勾配を調整するために前記可動ジョイントの停止位置に対応してリングストッパー７，１６を固着し、海中に沈んで前記こうもり傘状のフレームが開いてドーム型の逆さ漏斗状構造物Ｄが形成可能であることを特徴とする。前記複数の台船Ｈを海上に平面視略Ａ字状に配置したＡ型港台船工場を構成し、前記逆さ漏斗状構造物Ｄの拡幅最大時面積を前記Ａ型港台船工場の数倍の広さにして台船Ｈがブローアウト現象により沈没することを防止可能に構成される。
【０００９】
逆さ漏斗状構造物Ｄの排出管であるメーンダクト１の吸引孔１７の上方には複数本のフレーム６をつなぎ止める集中結束の為の装備である固定ジョイント２を固着し、メーンダクト１の入口下方には上下動するリング状の第１可動ジョイント３を摺動可能に設置し、複数のサポートポール８で前記複数本のフレーム６とそれぞれ連結する。前記第１可動ジョイント３の下方にはリングストッパー７を取り付けることによってフレームが限度以上に拡幅することを防止するとともに、リングストッパー７，１６の取付位置を変えてフレームの勾配を調整することができるように構成する。
【００１０】
メーンダクト１の中間部近傍には上下動するリング状の第２可動ジョイント４を摺動可能に設置し、複数のサポートポール８で前記複数本のフレーム６とそれぞれ連結する。更に、前記複数本のフレーム６の内側で、吸引口１７より下方にも上記同様にリング状の第３可動ジョイント５を上下方向に摺動可能に設置し、複数のサポートポール８で前記複数本のフレーム６とそれぞれ連結し、フレーム６を補強する。第３可動ジョイント５の下方には下限停止位置にリングストッパー１６を取り付ける。また、図２に示すように、フレームの内側の各所に照明灯１８を設置し、象の鼻先形状からなる伸縮回転自在ダクト１２の回転テーブル１３上に撮影装置であるビデオカメラ１５及び先端下方部にキャスター１４を設置して海底を自在に移動して状況を把握することが好ましい。
【００１１】
逆さ漏斗状構造物Ｄの内張り（海底側）に耐火性の強化素材シートＧ等を用いる。フレームの先端のロープ用支点９は、前記強化素材シートＧに強化ロープを縫い合わせた一端を接合し折り畳み時に外れないように固定する。ロープの円周も、拡幅したフレームの直径に見合った長さとし、こうもり傘を広げた時点と同様にメーンダクト１のリングストッパーにより可動ジョイントが上限でストップするように構成する。また、メーンダクト１の内部には高圧ホース１０を設け、該高圧ホース１０の先端には伸縮回転自在（潜望鏡型）ダクト１２で海水をジェット噴射可能とするジェットノズル１１を装備する。
【００１２】
また、台船Ｈの側面に設置する海水噴射用ポンプＡにより、海面近くの温度の比較的高い海水を前記高圧ホース１０を通してジェットノズル１１から噴射して海底の土砂を取り除き、メタンハイドレート層１９の融解寸前の団塊やメタンの気泡を伸縮回転自在ダクト１２先端の吸引孔１７から、吸引用ポンプＢにより強力に吸い込むと同時にメーンダクト中間部に設けた吸引孔１７からも高濃度メタン海水、土砂、泥の混合物を一挙に大量に吸い込んで台船側面に設けた密閉沈殿分離槽Ｃへ移送するように構成される。メタンハイドレートは、雰囲気温度が氷点より数度以上高くなるか水深約５００ｍ相当の圧力より低くなったときに不安定になることからなるべく短時間に採取収拾することが好ましい。
【００１３】
メーンダクト１の解除用吊り具２０をクレーンで吊り上げる操作により、安全装置が解除されて掴み部２５が開き、第１可動ジョイント３がフリーになると、複数のフレーム６は固定ジョイント２を支持点として吊り下がり、同時にサポートポール８もメーンダクト１に設けた固定ジョイント２及び可動ジョイント３，４，５を支持点として吊り下がるとともに、可動ジョイント５がリングストッパー１６に接するまで各可動ジョイントが下降する。併せて、張設した強化素材シートＧも折り畳まれて、図３の破線で示すようにすぼめたこうもり傘と同様の状態になる。
【００１４】
予め、逆さ漏斗状構造物Ｄのフレーム先端のロープ用支点９に各々長いロープを通して取付けておき、ロープの一端は海上の台船側に導き、海底側に沈むロープの他端には錘または碇２１を取り付けておく。前記折り畳まれた状態の逆さ漏斗状構造物Ｄをクレーンにより吊り下げて順次降ろしたときに、メーンダクト等の自重で海中へ沈むように構成されている。また、海中に落下して沈むまでの間に、前記こうもり傘状のフレーム６は、その内側に海水の浮力を受けて自動的に開くように構成されている。錘２１が海底に達した水深でロープが適度に張るように構成するのが好ましい。
【００１５】
フレーム６が開くとともに第１〜３可動ジョイントが上昇し、第２，３可動ジョイント４，５がストッパー７，７に達する直前に、第１可動ジョイント３はメーンダクトの上端部に設置された安全装置２２の掴み部２５を押し開けて挿入し、その直後にプリング２６の弾性力で掴み部２５が閉じるとともに、第２，３可動ジョイント４，５がストッパー７，７に達して上昇は停止し、フレームをそのまま開いた状態で維持する。また、解除装置である解除用吊り具２０を引っ張ることにより安全装置が解除されて掴み部２５が開き、第１可動ジョイント３が降下するとともに第２，３可動ジョイント４，５も降下してフレーム全体が閉じる。
【００１６】
一挙に融解し、上昇するメタンガス気泡の浮力に耐えるように自重を保持し、逆さ漏斗状構造物Ｄが漂流しないように錘や碇で海底に固定する。逆さ漏斗状構造物Ｄは円型や多角形に形成され、天井の中心方向へ上昇する気泡を集中的に収拾して、メーンダクト１の中間部と先端部に設けた吸引口１７からメーンダクト１を通ってパイプダクト２４を経て台船Ｈ側面に設けた吸引用ポンプＢにより台船Ｈ側面に設置する密閉沈殿分離槽Ｃに吸引誘導する。
【００１７】
密閉沈殿分離槽Ｃに吸引誘導された泥や土砂やメタンハイドレートの混合物とともに上昇するメタン気泡は、密閉沈殿分離槽Ｃの内部に仕切板を設けた仕切り部屋にて泥や土砂とメタンガスに分離され、メタンガスだけを誘導ダクトＥに取り出すように構成される。そして、誘導ダクトＥに取り出されたメタンガスは大型ボンベへ詰め替えて高圧メタンガスとして陸上へ移送される。
【００１８】
【発明の効果】
本発明に係るメタンハイドレート採取収拾装置は、前記のように構成されるので、ブローアウト現象による危険を回避して経済的で安全且つ効率よくメタンガスを回収する効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施の形態に係るメタンハイドレート採取収拾装置においてドーム型の逆さ漏斗状構造物が形成された状態の平面視を示す全体図である。
【図２】  本実施の形態に係るメタンハイドレート採取収拾装置を海中に設置した状態を示す説明図である。
【図３】  図２に示すメタンハイドレート採取収拾装置のこうもり傘状の折り畳み式骨組みを示す拡大側面図である。
【符号の説明】
１：メーンダクト、２：固定ジョイント、３：第１可動ジョイント、４：第２可動ジョイント、５：第３可動ジョイント、６：フレーム、７：リングストッパー、８：サポートポール、９：ロープ用支点、１０：高圧ホース、１１：ジェットノズル、１２：伸縮回転自在ダクト、１３：回転テーブル、１４：キャスター、１５：ビデオカメラ、１６：リングストッパー、１７：吸引口、１８：照明灯、１９：メタンハイドレート層、２０：解除用吊り具、２１：錘または碇、２２：安全装置、２３：ダクトバルブ、２４：パイプダクト、２５：掴み部、２６：スプリング、
Ａ：海水噴射用ポンプ、Ｂ：吸引用ポンプ、Ｃ：密閉沈殿分離槽、Ｄ：逆さ漏斗状構造物、Ｅ：誘導ダクト、Ｆ：風船型貯蔵庫、Ｇ：強化素材シート、Ｈ：台船
【図１】
0004657418.tif 000002
【図２】
0004657418.tif 000003
【図３】
0004657418.tif 000004