(57)【要約】【課題】水底に在るメタンハイドレートからガスを回収する際の、ガス回収効率またはコスト効率を高めること。【解決手段】水底２０に在るメタンハイドレートＨをガス化して回収するガス回収装置１０であって、室内にメタンハイドレートＨを含むスラリーを入れることが可能な第１室体１２と、第１室体１２を水中に位置させる水中保持機構部１４と、第１室体１２内に水底２０に在るメタンハイドレートＨと水底堆積物Ｓを含む混合スラリー３６を送るスラリー導入部３８と、第１室体１２内からのガス取り出し部２６と、第１室体１２内から主として水底堆積物Ｓを含む堆積物スラリー４０を水底２０に送るスラリー導出部４２と、を備えることを特徴とするガス回収装置１０。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水底に在るメタンハイドレートをガス化して回収するガス回収装置であって、
室内に前記メタンハイドレートを含むスラリーを入れることが可能な第１室体と、
前記第１室体を水中に位置させる水中保持機構部と、
前記第１室体内に水底に在る前記メタンハイドレートと水底堆積物を含む混合スラリーを送るスラリー導入部と、
前記第１室体内からのガス取り出し部と、
前記第１室体内から主として水底堆積物を含む堆積物スラリーを水底に送るスラリー導出部と、
を備えることを特徴とする、ガス回収装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたガス回収装置において、
前記第１室体の室内の圧力を調整する圧力調整部を備える、ことを特徴とするガス回収装置。
【請求項３】
請求項２に記載されたガス回収装置において、
前記ガス取り出し部が、室内から取り出したガスを回収先に送る取り出しラインを備え、前記圧力調整部が前記取り出しラインに設けられている、ことを特徴とするガス回収装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載されたガス回収装置において、
前記第１室体内の水を加熱する加熱部を備える、ことを特徴とするガス回収装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載されたガス回収装置において、
前記スラリー導入部が、前記第１室体へ送る前記混合スラリーの量を調整する導入量調整部を備えている、ことを特徴とするガス回収装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載されたガス回収装置において、
前記水中保持機構部が、前記第１室体の水深位置を変える位置調整機構を備えている、ことを特徴とするガス回収装置。
【請求項７】
水底に在るメタンハイドレートと水底堆積物を含む混合スラリーを水中に位置する第１室体内へ送る第１の送り工程と、
前記第１室体内でメタンハイドレートを分解する分解工程と、
前記分解工程で生成したガスを第１室体内から取り出して回収するガス回収工程と、
第１室体内から主として水底堆積物を含む水底堆積物スラリーを水底に送る第２の送り工程と、を有する、
ことを特徴とする水底メタンハイドレートからのガス回収方法。
【請求項８】
請求項７に記載された水底メタンハイドレートからのガス回収方法において、
前記第２の送り工程において前記堆積物スラリーを送る水底が、前記第１の送り工程における水底メタンハイドレートの回収領域外の水底である、ことを特徴とする水底メタンハイドレートからのガス回収方法。
【請求項９】
請求項７または請求項８に記載された水底メタンハイドレートからのガス回収方法において、
前記第１室体の室内に気液界面ができる圧力を付与した状態でメタンハイドレートを分解する、ことを特徴とする水底メタンハイドレートからのガス回収方法。
【請求項１０】
請求項９に記載された水底メタンハイドレートからのガス回収方法において、
前記第１室体の室内を、該第１室体が位置する水深の圧力よりも低い圧力に減圧する、ことを特徴とする水底メタンハイドレートからのガス回収方法。
【請求項１１】
請求項７から請求項１０のいずれか一項に記載された水底メタンハイドレートからのガス回収方法において、
前記分解工程が、前記第１室体内の水に熱を加えて行われる、ことを特徴とする水底メタンハイドレートからのガス回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海底や湖底等の水底に在るメタンハイドレートからメタンを主として含むガスを回収するガス回収装置及び水底メタンハイドレートからのガス回収方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、水底に在るメタンハイドレートを回収するに際して、水底に在るメタンハイドレートを水底付近で分解してメタンガスに変え、該メタンガスの状態で海面上に回収する装置及び方法が提供されている（特許文献１）。  
また、メタンハイドレートをスラリー状態にして海面上に揚収する装置及び方法が提供されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−４６００９号公報
【特許文献２】特開２０１４−２０１８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術では、水底に在るメタンハイドレートを水底付近で分解するため、その分解のために供給する熱エネルギーは過大となり、高コスト化する問題があった。
【０００５】
特許文献２の技術では水底を掘削し、メタンハイドレートをスラリー状態にして海面上まで長尺な管内を揚収するが、前記スラリーにはメタンハイドレートの他、水底の土砂、泥、礫も含まれている。水底のメタンハイドレート層中のメタンハイドレートの割合は約１０％〜３０％程度であり、多くの土砂が海面上まで引き上げられるので、当該土砂の処理または廃棄のためのコストがかかる。  
また、水深４００ｍ付近から海水の温度及び圧力がメタンハイドレートの相平衡において分解側になるので、スラリー状態のメタンハイドレートは分解しつつ海面上まで揚収されることになり、揚収を安定して制御するのが困難であった。これらによりメタンガス（主成分がメタンであるガスを含む）の回収効率を高めることが難しいという問題があった。
【０００６】
上記課題に鑑み、本発明の目的は、水底に在るメタンハイドレートからガスを回収する際の、ガス回収効率またはコスト効率を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様に係るガス回収装置は、水底に在るメタンハイドレートをガス化して回収するガス回収装置であって、室内に前記メタンハイドレートを含むスラリーを入れることが可能な第１室体と、前記第１室体を水中に位置させる水中保持機構部と、前記第１室体内に水底に在る前記メタンハイドレートと水底堆積物を含む混合スラリーを送るスラリー導入部と、前記第１室体内からのガス取り出し部と、前記第１室体内から主として水底堆積物を含む堆積物スラリーを水底に送るスラリー導出部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
ここで、「水底」とは、水が在る場所の底の部分を意味し、海洋であれば海底、湖であれば湖底である。また、「メタンハイドレート」とは主にメタンを包接しているものであり、自然界で生じるそれ以外の炭化水素ガス（例えば、エタン、プロパン等）を包接するものも含むものである。
【０００９】
本態様によれば、メタンハイドレートを含むスラリー（混合スラリー）を入れた第１室体を、メタンハイドレートが分解する圧力、水温の水深に位置させることにより室内のメタンハイドレートを分解してガス化し、前記第１室体内からガスを取り出して回収することができる。  
その際、メタンハイドレートをガス化した後に残る、水底堆積物を含む堆積物スラリーは、前記第１室体が位置する水中から水底に戻されるので、水上まで「水底堆積物」、及び「メタンハイドレートの分解水を含む水底の水」が引き上げられない。すなわち、水上において水底堆積物及び前記水底の水（前記分解水を含む）を処理する必要がない。
【００１０】
また、水上まで引き上げた堆積物スラリーを水底に戻す場合よりも少ないエネルギーで、水底に戻すことができる。よって、水底のメタンハイドレートからのガス回収時に付随して回収される水底堆積物の処理にかかる費用を抑えることができる。  
また、前記堆積物スラリーを水底に送る際、水底のメタンハイドレート層を掘削等により混合スラリーの状態にして回収する回収領域から離れた領域に送ることにより、前記回収領域における作業効率を良好にすることができる。
【００１１】
また、前記混合スラリーの揚収は、水中の前記第１室体の位置までであり、水面までの揚収は行わない。したがって、前記混合スラリーの揚収にかかるコストを抑えることができる上、揚収途中（特に、水圧及び水温がメタンハイドレートの分解条件となる水面近く）での分解に伴う揚収の不安定化を低減することが可能となる。これにより、水底メタンハイドレートからのメタンガスの回収効率を高めることができる。
【００１２】
本発明の第２の態様に係るガス回収装置は、第１の態様において、前記第１室体の室内の圧力を調整する圧力調整部を備える、ことを特徴とする。
【００１３】
本態様によれば、圧力調整部によって第１室体の室内の圧力を調整することができるので、例えば、前記室内に気液界面が存在する状態を安定して維持することができる。これにより、安定した分解を実現することができ、またメタンハイドレートの分解で生成したガスと水は気液界面のそれぞれに分かれるので、前記ガスの第１室体内からの分離回収を容易に行うことができる。  
また、室内を前記第１室体が位置する水深の水圧よりも低く調整することにより、前記スラリー導入部によって、前記室内に水底から混合スラリーを送るために要するエネルギーを低減することができる。
【００１４】
本発明の第３の態様に係るガス回収装置は、第２の態様において、前記ガス取り出し部が、室内から取り出したガスを回収先に送る取り出しラインを備え、前記圧力調整部が前記取り出しラインに設けられている、ことを特徴とする。  
ここで、「回収先」とは、ガスを貯留するタンク等の貯留設備や、前記ガスを燃料として利用するガスタービン等のガス燃料利用設備を含む意味で使われている。
【００１５】
本態様によれば、圧力調整部は、室内から取り出したガスを回収先に送る取り出しラインに設けられているので、メタンハイドレートが分解して発生したガスによって高くなった第１室体内の圧力を、リリーフバルブ等を利用して容易に回収先に送ることができる。
【００１６】
本発明の第４の態様に係るガス回収装置は、第１の態様から第３の態様のいずれかにおいて、前記第１室体内の水を加熱する加熱部を備える、ことを特徴とする。
【００１７】
本態様によれば、前記第１室体内の水を加熱する加熱部を備えているので、前記第１室体内においてメタンハイドレートを高効率に分解することができる。また、前記第１室体をメタンハイドレートが分解しない圧力、水温の水深に位置させてメタンハイドレートの分解を行うことも可能となる。このことによって、前記第１室体の水中への設置条件の自由度が増す。
【００１８】
本発明の第５の態様に係るガス回収装置は、第１の態様から第４の態様のいずれかにおいて、前記スラリー導入部が、前記第１室体へ送る前記混合スラリーの量を調整する導入量調整部を備えている、ことを特徴とする。
【００１９】
本態様によれば、前記導入量調整部によって前記混合スラリーの導入量が調整されて第１室体内に送られるので、第１室体内におけるメタンハイドレートの分解を安定して行うことができる。
【００２０】
本発明の第６の態様に係るガス回収装置は、第１の態様から第５の態様のいずれかにおいて、前記水中保持機構部が、前記第１室体の水深位置を変える位置調整機構を備えている、ことを特徴とする。
【００２１】
本態様によれば、水域の温度条件や水流の状態等の室外の条件、或いは、メタンハイドレートの分解速度等の室内の条件に応じて、前記第１室体の水深位置を変えることができる。以って、ガス回収装置による効率よいガスの回収を行うことができる。
【００２２】
本発明の第７の態様に係る水底メタンハイドレートからのガス回収方法は、水底に在るメタンハイドレートと水底堆積物を含む混合スラリーを水中に位置する第１室体内へ送る第１の送り工程と、前記第１室体内でメタンハイドレートを分解する分解工程と、前記分解工程で生成したガスを第１室体内から取り出して回収するガス回収工程と、第１室体内から主として水底堆積物を含む水底堆積物スラリーを水底に送る第２の送り工程と、を有することを特徴とする。
【００２３】
本態様によれば、第１の態様のガス回収装置における作用効果と同様の作用効果を奏する。
【００２４】
本発明の第８の態様に係る水底メタンハイドレートからのガス回収方法は、第７の態様において、前記第２の送り工程において前記堆積物スラリーを送る水底が、前記第１の送り工程における水底メタンハイドレートの回収領域外の水底である、ことを特徴とする。
【００２５】
前記第１室体内においてメタンハイドレートをガス化した後に溜まる堆積物スラリーを、水底メタンハイドレートの回収領域に送ると、戻した水底堆積物を再度メタンハイドレートとともに前記第１室体内に送ってしまう虞がある。また、前記回収領域における水底堆積物の割合が増えるので、前記第１室体内に送る混合スラリー中のメタンハイドレート含有率が低くなり、ガス回収効率が低下する。  
本態様によれば、前記第１室体内においてメタンハイドレートをガス化した後に溜まる堆積物スラリーが、水底メタンハイドレートを回収する領域外に戻されるので、水底メタンハイドレートを効率よく第１室体内に送ることができる。また、ガス回収率の低下の虞を低減できる。
【００２６】
本発明の第９の態様に係る水底メタンハイドレートからのガス回収方法は、第７の態様または第８の態様において、前記第１室体の室内に気液界面ができる圧力を付与した状態でメタンハイドレートを分解する、ことを特徴とする。
【００２７】
本態様によれば、室内におけるメタンハイドレートの安定した分解を実現することができる。またメタンハイドレートの分解で生成したガスと水は気液界面のそれぞれに分かれるので、前記ガスの第１室体内からの分離回収を容易に行うことができる。
【００２８】
本発明の第１０の態様に係る水底メタンハイドレートからのガス回収方法は、第９の態様において、前記第１室体の室内を、該第１室体が位置する水深の圧力よりも低い圧力に減圧する、ことを特徴とする。
【００２９】
本態様によれば、室内を前記第１室体が位置する水深の圧力よりも低くすることにより、前記第１の送り工程において、前記室内に水底から混合スラリーを送るために要するエネルギーを低減することができる。
【００３０】
本発明の第１１の態様に係る水底メタンハイドレートからのガス回収方法は、第７の態様から第１０の態様のいずれかにおいて、前記分解工程が、前記第１室体内の水に熱を加えて行われる、ことを特徴とする。
【００３１】
本態様によれば、前記第１室体内においてメタンハイドレートを高効率に分解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係るガス回収装置の一例を示す概略構成図。
【図２】第１室体が位置する水深の圧力よりも低い圧力に室内を減圧する場合について説明する図であり、（Ａ）は室内を水深の圧力にした状態を示す図、（Ｂ）は室内を水深の圧力よりも減圧にした状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
［実施例１］
＜ガス回収装置の概略構成＞
水底に在るメタンハイドレートをガス化して回収するためのガス回収装置１０の概略構成について、図１に基づいて説明する。図１は、本発明に係るガス回収装置の一例を示す概略構成図である。
【００３４】
本実施例では、図１に示すように、水底２０の表層型のメタンハイドレート層２２から、メタンガスＧ（以下、単にガスＧと称する場合がある）を回収する場合を例に挙げる。  
ガス回収装置１０は、水中に設けられる第１室体１２を備えている。第１室体１２は、室内にメタンハイドレートＨを含むスラリー（後述する混合スラリー３６）を入れることが可能に構成されている。第１室体は、その室内においてメタンハイドレートが分解されるものである。第１室体１２は、室内においてメタンハイドレートＨを分解して得られるガスＧの圧力、及び第１室体１２が設けられる水深の圧力に耐え得る耐圧性を備えているとともに、減圧条件に対する耐圧性も備えていることが好ましい。
【００３５】
ガス回収装置１０には、第１室体１２を水中２４に位置させる水中保持機構部１４が設けられている。本実施形態において水中保持機構部１４は、第１室体１２に設けられる浮力体１６、水底に打たれるアンカー１８、及び第１室体１２とアンカー１８を繋ぐチェーン１９によって構成されている。尚、第１室体１２自体が十分な浮力を有する場合は、浮力体１６を省略してもよい。  
尚、「水中保持機構部」の他の構成としては、例えば、第１室体１２と水底のアンカー１８を繋ぐチェーン１９に替えて、例えば、水上（地上の他、船上も含む）から支持部材を延設し、所定の水深位置からの第１室体１２の浮き上がりを押さえる構成とすることも可能である。  
また、第１室体１２が浮力を持たない構成とし、第１室体１２を前記水上からワイヤーやチェーン等によって水中に吊り下げる構成とすることもできる。
【００３６】
第１室体１２の上部には、第１室体１２内からのガス取り出し部２６が設けられている。符号２８はガスＧの取り出し口であり、取り出し口２８から取り出されるガスＧは、取り出しライン３０により送られて、例えば、回収先としてのガス回収船３２において回収される。取り出しライン３０としては、フレキシブルホース等の可撓性を有するケーブルを用いることができる。ガスＧの回収先は水上に限られず、ガスＧを貯留するタンク等の貯留設備や、ガスＧを燃料として利用するガスタービン等のガス燃料利用設備でもよい。  
取り出しライン３０には、第１室体１２の室内の圧力を調整する「圧力調整部」としてのバルブ３４が設けられている。取り出しライン３０に設けられたバルブ３４の開閉状態を調整することにより、第１室体１２からガス回収船３２へ送られるガス量を調整し、メタンハイドレートが分解して発生したガスＧによって高くなった第１室体１２内の圧力を容易に調整することができる。
【００３７】
また、本実施形態においてガス回収装置１０は、第１室体１２内の水を加熱する加熱部５４を備えている。加熱部５４の構成については、後に詳述する。
【００３８】
また、第１室体１２の下部には、第１室体１２内に水底２０に在るメタンハイドレートＨと土砂、砂礫等の水底堆積物Ｓを含む混合スラリー３６を送るスラリー導入部３８が設けられている。  
本実施形態において、メタンハイドレート層２２は、ドリルやバケット等を備えた掘削機４４による掘削によって砕かれ、メタンハイドレートＨと水底堆積物Ｓを水底の水とが、スラリー導入部３８を構成する揚収ライン４６によって混合スラリー３６として第１室体１２内に送られるようになっている。第１ライン４６には第１室体１２へ送る混合スラリー３６の量を調整する「導入量調整部」としてのポンプ４８が設けられている。また、第１ライン４６には、複数の浮力体４９を設けることができる。
【００３９】
加えて、第１室体１２の下部には、第１室体１２内から主として水底堆積物Ｓを含む堆積物スラリー４０を水底に送る第２ライン５０を備えるスラリー導出部４２が設けられている。第２ライン５０には堆積物スラリー４０の送り量を調整する調整部としてのポンプ５２が設けられている。  
尚、第１ライン４６及び第２ライン５０としては、ライザー管、フレキシブルホース、アンビリカルケーブル等を用いることができる。  
以上が、ガス回収装置１０の主要な構成の概略である。他の細かい構成については、次に説明するガス回収方法の途中、或いはその説明の後に別途説明する。
【００４０】
＜ガス回収方法について＞
次に、ガス回収装置１０を用いて行うガス回収方法について説明する。  
［第１の送り工程］
前述したように、掘削機４４によって水底のメタンハイドレート層２２が砕かれ、混合スラリー３６（水底の水にメタンハイドレートＨと水底堆積物Ｓが混合したもの）が第１ライン４６（スラリー導入部３８）から第１室体１２に送られる。
【００４１】
第１室体１２は、水中２４の任意の水深に位置させることができるが、メタンハイドレートＨがほとんど分解しない圧力、温度の水深に位置させることが好ましい。そのような水深であれば、加熱部５４による加熱によってメタンハイドレートＨの分解を制御し易い。メタンハイドレートＨが分解しない圧力、温度の水深は、水域によって異なるが４００ｍ前後である。本実施形態では、一例として第１室体１２を水深３００ｍに位置させている。
【００４２】
［分解工程］
混合スラリー３６中のメタンハイドレートＨは、第１室体１２の室内において分解される。第１室体１２の水を加熱部５４によって加熱することによってメタンハイドレートＨの分解条件が満たされて、メタンハイドレートＨを分解し、ガス化することができる。
【００４３】
尚、第１室体１２をメタンハイドレートＨの分解条件となる水深に位置させることによって、当該メタンハイドレートＨを分解させることが可能であるが、メタンハイドレートＨの分解は吸熱反応であるので、第１室体１２の水を加熱することが望ましい。第１室体１２の水を加熱して分解工程を行うことにより、高効率に分解工程を行うことができる。  
第１室体１２を位置させる水中２４では、水底よりも水温は高く水圧は低い。そのためメタンハイドレートＨの分解に必要な熱エネルギーは水底２０近傍よりも少なくて足りるので、ガス回収コストを抑制することができる。
【００４４】
［ガス回収工程］
第１室体１２の室内における前記分解工程で生成したガスＧは、ガス取り出し部２６によって第１室体１２内から取り出されてガス回収船３２に回収される。
【００４５】
［第２の送り工程］
ここで、第１室体１２の室内には、混合スラリー３６としてメタンハイドレートＨとともに揚収された水底堆積物Ｓが残る。水底堆積物Ｓは第１室体１２の下部に沈殿して堆積し易い。この第１室体１２内で沈殿した水底堆積物Ｓを水底堆積物スラリー４０として、第２ライン５０（スラリー導出部４２）によって水底２０に送る。  
尚、メタンハイドレートＨの分解工程が開始された後、第１室体１２の室内の水には、混合スラリー３６として揚収された水底２０の水と、メタンハイドレートＨが分解して生成した分解水（メタンハイドレートを形成していた水）が混ざっているが、前記分解水も元々水底２０に在った水底２０の水である。
【００４６】
分解工程は、第１室体１２の室内に気液界面６０ができる圧力を付与した状態で行うことが望ましい。具体的には、混合スラリー３６の送り量を調整するために第１ライン４６に設けられたポンプ４８と、堆積物スラリー４０の送り量を調整するために第２ライン５０に設けられたポンプ５２とを制御して送り量のバランスを保つことで、その室内に気液界面６０ができる。  
このことにより、第１室体１２の室内に気液界面６０が存在する状態でメタンハイドレートの分解がおこなわれ、安定した分解を実現することができる。またメタンハイドレートの分解で生成したメタンガスと水は気体側と液体側のそれぞれに分かれるので、分解生成メタンガスの第１室体１２内からの分離回収を容易に行うことができる。
【００４７】
以上のようにして、第１室体１２内においてメタンハイドレートＨを分解してガス化し、第１室体１２内からメタンガスＧを取り出して回収することにより、以下の作用効果が得られる。  
すなわち、メタンハイドレートＨをガス化した後に第１室体１２内に残る水底堆積物Ｓを含む堆積物スラリー４０は、第１室体１２が位置する水中２４から水底２０に戻されるので、水上まで水底堆積物Ｓ、及びメタンハイドレートＨの分解水を含む水底２０付近の水が引き上げられない。すなわち、水上において水底堆積物Ｓ及び水底２０付近の水を処理する必要がない。
【００４８】
また、混合スラリー３６を水上まで引き上げてメタンハイドレートＨを分解した場合よりも少ないエネルギーで、堆積物スラリー４０を水底２０に戻すことができる。よって、水底メタンハイドレートからのガス回収時に付随して回収される水底堆積物Ｓの処理にかかるコストを抑えることができる。
【００４９】
また混合スラリー３６の揚収は、水中２４の第１室体１２の位置までであるので、水上まで水底２０のメタンハイドレートＨを揚収して分解する場合よりも揚収コストを抑えることができる上、揚収途中（特に、水圧及び水温がメタンハイドレートＨの分解条件となる水面２５近く）での分解に伴う揚収の不安定化を低減することが可能となる。これにより、水底２０のメタンハイドレートＨからのメタンガスの回収効率を高めることができる。  
尚、メタンハイドレートＨは水よりも比重が小さいのでスラリー導入部３８による揚収を行わずとも浮力によって水中を上昇するが、スラリー導入部３８を用いて揚収することにより、混合スラリー３６の第１室体１２内への導入を高効率に行うことができる。
【００５０】
第２の送り工程において、堆積物スラリー４０を水底２０に送る際、第１の送り工程における水底メタンハイドレートＨの回収領域（掘削機４４によってメタンハイドレート層２２を掘削している領域）外の離れた位置に送ることが望ましい。
【００５１】
このことによって、水底２０に戻した水底堆積物Ｓを再度メタンハイドレートＨとともに第１室体１２に送ってしまう虞を低減し、メタンハイドレートＨを効率よく第１室体１２に送ることができる。また、水底２０に戻した水底堆積物Ｓによって混合スラリー３６中に含まれる水底堆積物Ｓの割合が増えることによるガス回収率の低下の虞を低減できるとともに、メタンハイドレートＨの回収領域における作業効率を良好にすることができる。
【００５２】
尚、ポンプ４８によって第１室体１２へ送る混合スラリー３６の導入量を調整することにより、第１室体１２内における分解工程を安定して行うことができる。  
また、ポンプ４８を停止することにより、第１室体１２内への混合スラリー３６の導入の停止を速やかに行うことができる。
【００５３】
＜ガス回収装置の他の構成＞
水中保持機構部１４には、第１室体１２の水深位置を変える「位置調整機構」を設けることができる。  
本実施形態において、第１室体１２の水深位置を変える「位置調整機構」としては、例えば、チェーン１９の巻き取り及び引き出しが可能なリール６２を設けることができる。リール６２を用いてチェーン１９の長さを変えることにより、第１室体１２の水深位置を変えることができる。
【００５４】
このことによって、水域の温度条件や水流の状態等の第１室体１２外の条件、或いは、メタンハイドレートの分解速度等の第１室体１２内の条件に応じて、第１室体１２の水深位置を変えることができる。以って、ガス回収装置１０による効率よいガスＧの回収を行うことができる。
【００５５】
また、「位置調整機構」を備えた「水中保持機構部」の他の構成として、例えば、浮力体１６が内部に液体（通常は水）を入れられるバラストタンクであり、浮力体１６（バラストタンク）の内部に入れるバラスト水の量を調整することによって、第１室体１２を浮かせる水深位置を変えるようにすることもできる。  
尚、バラスト水としては、第１室体１２が設けられている水中の周辺水域の水を用いることが望ましい。
【００５６】
また、第１室体１２の室内の水を加熱する加熱部５４は、熱媒体を循環する循環ライン５６と、循環ライン５６に設けられ、前記熱媒体に熱を与える熱交換部５８とによって構成することができる。前記熱媒体としては、第１室体１２を位置させる水中２４と同じ水域の水を用いることができる。他の水域の水や、水以外の熱媒体を利用することも勿論可能である。
【００５７】
本実施形態においては、前記熱媒体に与える熱として、ガス回収船３２で発生する排熱（例えば、ディーゼルエンジンからの排熱）を利用している。  
このように加熱部５４を構成することによって、構造簡単にして第１室体１２の室内の水の加熱を実現することができる。また、回収先がメタンガスを燃料として利用するガスタービン等のガス燃料利用設備である場合には、ガス燃料利用時の排熱を利用することができる。また、回収先以外、例えば近隣に排熱が生じる設備や施設等がある場合には、その排熱を利用してもよい。  
尚、第１室体１２の室内の水の加熱は、前記熱媒体が循環する循環ライン５６によるものに限られず、第１室体１２内の水をヒーター等により直接加熱するように構成することもできる。  
また、水面２５に近い水中２４の水は水底近くの水よりも高温であるので、水面２５に近い水中２４の水と熱交換する構成とすることもできる。
【００５８】
ガス回収装置１０が第１室体１２内の水を加熱する加熱部５４を備えていることにより、第１室体１２内においてメタンハイドレートＨを高効率に分解することができる。また、第１室体１２をメタンハイドレートが分解しない圧力、水温の水深、言い換えると、メタンハイドレートの生成条件を確実に満たす水深（例えば水深５００ｍ）に位置させてメタンハイドレートＨの分解を行うことも可能となる。このとき、加熱部５４によって第１室体１２内の水に与える熱量を調整することで、第１室体１２において分解生成するガスの量を増減調整することができる。以上のように、加熱部５４を備えることによって、第１室体１２の水中への設置条件の自由度が増す。
【００５９】
［実施例２］
実施例２では、水底メタンハイドレートのガス回収方法の他の実施形態について説明する。図２は、第１室体が位置する水深の圧力よりも低い圧力に室内を減圧する場合について説明する図であり、図２（Ａ）は室内を水深の圧力にした状態を示す図、図２（Ｂ）は室内を水深の圧力よりも減圧にした状態を示す図である。  
尚、本実施例において、実施例１と同一の構成については同一の符号を付し、その構成の説明は省略する。また、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）のでは加熱部５４が省略されている。
【００６０】
実施例１では、室内が気液界面６０ができる圧力に保持されており、液面位置がほとんど変動することなく第１室体１２内において分解工程が行われる［図２（Ａ）を参照］。例えば、第１室体１２が水深３００ｍの位置にある場合は、第１室体１２の室内の圧力は約３ＭＰａに調整されている。
【００６１】
実施例２においては、分解工程を行う際に、第１室体１２の室内を第１室体１２が位置する水深の圧力よりも低い圧力に減圧する。本実施形態においては、室内を２．３ＭＰＭＰａにする。
【００６２】
第１室体１２の室内を減圧にすることにより、第１の送り工程において、第１室体１２内に水底２０から混合スラリー３６を送るためのポンプ４８の駆動に要するエネルギーを低減することができる。  
尚、第１室体１２の室内の減圧は、第１室体１２の室内からガス回収船３２へ送るガス量を調整するバルブ３４の調整によって容易に行うことができ、当該減圧のためにエネルギーは要しない。
【００６３】
また、第１室体１２には、室内の液面位置を測定する液面計６６と、液面計６６によって測定した液面位置に応じてバルブ３４を制御して第１室体１２から取り出されるガス量を調整する制御部６８を設けることができる。  
ここで、第１室体１２内を３ＭＰａにした状態で分解工程を行っている状態から、スラリー導入部３８側のポンプ４８（図１）とスラリー導出部４２側のポンプ５２（図１）の駆動に要するエネルギーを調整しないまま、第１室体１２内を３ＭＰａから２．３ＭＰＭＰａにすると、室内の気液界面が上昇することがある。
【００６４】
このような場合には、例えば、第１室体１２内を３ＭＰａから２．３ＭＰＭＰａに減圧して気液界面が図２（Ｂ）に示す符号６４の位置になったらバルブ３４を絞り、第１室体１２から取り出されるガス量を少なくする。バルブ３４を絞った状態で第１室体１２内においてハイドレートＨが分解すると、第１室体１２内の圧力は上昇する。室内の圧力が３ＭＰａにまで上昇して気液界面が図２（Ｂ）において点線で示す符号６０の位置になったら、またバルブ３４を開いて減圧するように制御する。これを繰り返すことにより、水底２０からの混合スラリー３６の第１室体１２への導入を省エネルギーに行うことが可能となる。
【００６５】
尚、本発明は上記実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００６６】
１０  ガス回収装置、１２  第１室体、１４  水中保持機構部、１６  浮力体、
１８  アンカー、１９  チェーン、２０  水底、２２  メタンハイドレート層、
２４  水中、２５  水面、２６  ガス取り出し部、
２８  取り出し口、３０  取り出しライン、３２  ガス回収船、
３４  バルブ（圧力調整部）、３６  混合スラリー、３８  スラリー導入部、
４０  堆積物スラリー、４２  スラリー導出部、４４  掘削機、４６  第１ライン、
４８  ポンプ、５０  第２ライン、５２  ポンプ、５４  加熱部、
５６  循環ライン、５８  熱交換部、６０  気液界面、６２  リール、
６４  気液界面、６６  液面計、６８  制御部、
Ｈ  メタンハイドレート、Ｓ  水底堆積物
【図１】
2017071959.tif 000003
【図２】
2017071959.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成28年12月27日(2016.12.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水底に在るメタンハイドレートをガス化して回収するガス回収装置であって、
室内に前記メタンハイドレートを含むスラリーを入れることが可能な第１室体と、
室内全体が水面下に位置する様に前記第１室体を水中に位置させる水中保持機構部と、
前記第１室体内に水底に在る前記メタンハイドレートと水底堆積物を含む混合スラリーを送るスラリー導入部と、
前記第１室体内からのガス取り出し部と、
前記第１室体内から主として水底堆積物を含む堆積物スラリーを水底に送るスラリー導出部と、
を備えることを特徴とする、ガス回収装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたガス回収装置において、
前記第１室体の室内の圧力を調整する圧力調整部を備える、ことを特徴とするガス回収装置。
【請求項３】
請求項２に記載されたガス回収装置において、
前記ガス取り出し部が、室内から取り出したガスを回収先に送る取り出しラインを備え、前記圧力調整部が前記取り出しラインに設けられている、ことを特徴とするガス回収装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載されたガス回収装置において、
前記第１室体内の水を加熱する加熱部を備える、ことを特徴とするガス回収装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載されたガス回収装置において、
前記スラリー導入部が、前記第１室体へ送る前記混合スラリーの量を調整する導入量調整部を備えている、ことを特徴とするガス回収装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載されたガス回収装置において、
前記水中保持機構部が、前記第１室体の水深位置を変える位置調整機構を備えている、ことを特徴とするガス回収装置。
【請求項７】
水底に在るメタンハイドレートと水底堆積物を含む混合スラリーを、室内全体が水面下に位置する様に水中に位置する第１室体内へ送る第１の送り工程と、
前記第１室体内でメタンハイドレートを分解する分解工程と、
前記分解工程で生成したガスを第１室体内から取り出して回収するガス回収工程と、
第１室体内から主として水底堆積物を含む水底堆積物スラリーを水底に送る第２の送り工程と、を有する、
ことを特徴とする水底メタンハイドレートからのガス回収方法。
【請求項８】
水底に在るメタンハイドレートと水底堆積物を含む混合スラリーを水中に位置する第１室体内へ送る第１の送り工程と、
前記第１室体の室内に気液界面ができる圧力を付与した状態で前記第１室体内でメタンハイドレートを分解する分解工程と、
前記分解工程で生成したガスを第１室体内から取り出して回収するガス回収工程と、
第１室体内から主として水底堆積物を含む水底堆積物スラリーを水底に送る第２の送り工程と、を有し、
前記第１室体の室内を、該第１室体が位置する水深の圧力よりも低い圧力に減圧する、
ことを特徴とする水底メタンハイドレートからのガス回収方法。
【請求項９】
請求項７に記載された水底メタンハイドレートからのガス回収方法において、
前記第１室体の室内に気液界面ができる圧力を付与した状態でメタンハイドレートを分解する、ことを特徴とする水底メタンハイドレートからのガス回収方法。
【請求項１０】
請求項７から請求項９のいずれか一項に記載された水底メタンハイドレートからのガス回収方法において、
前記第２の送り工程において前記堆積物スラリーを送る水底が、前記第１の送り工程における水底メタンハイドレートの回収領域外の水底である、ことを特徴とする水底メタンハイドレートからのガス回収方法。
【請求項１１】
請求項７から請求項１０のいずれか一項に記載された水底メタンハイドレートからのガス回収方法において、
前記分解工程が、前記第１室体内の水に熱を加えて行われる、ことを特徴とする水底メタンハイドレートからのガス回収方法。