TWI825107B - 資源收集系統 - Google Patents
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Abstract
資源收集系統的資源收集裝置(20)具有資源收集管、保護管(22)及連續油管裝置(60)。保護管(22)係環繞設置於資源收集管，用來保護資源收集管。連續油管裝置(60)係藉由不斷放出裝置(64)，從配置於海面上或保護管(22)的內部之捲繞用捲架(62)不斷放出，貫通保護管(22)的側壁(22a)而從內側朝外側延伸。資源收集系統係通過連續油管裝置(60)，對海底地層(18)中供給發泡材的原液、燃料氣及含氧空氣，將發泡材的原液互相混合，在含有燃料氣(66a)及空氣(66b)之環境中進行發泡，使聚集在發泡材(66c)的空洞內的燃料氣(66a)爆發性燃燒，藉此，使海底地層(18)粉碎。資源收集系統係可更有效率地從海底地層收集資源。
Description
本發明係關於資源收集系統，特別是關於使用壓力引爆熱衝擊波導體之資源收集系統，詳細而言，係關於使用壓力引爆熱衝擊波導體，從呈層狀存在於海底下的氣體水合物層，收集甲烷氣體等的可燃性氣體及油之資源收集系統。
非常規天然氣中，被視為資源量最多的氣體水合物，作為次世代的能源大大地受到注目。氣體水合物係在低溫高壓的條件下存在，藉由使溫度上升或使壓力降低，分解成氣體與水。因此，被提案有從海底的氣體水合物層有效率地收集氣體之各種的方法。
在專利文獻1，記載有對氣體水合物地層噴射置換充填材的高速噴射流，將氣體水合物地層切削破壊的內容、及藉由水泥系固化材等的固化材，將氣體水合物已被回收的地層空隙充填或置換，藉此能使挖掘後的地
層、地盤穩定的內容。在專利文獻2，記載有將甲烷水合物層加熱，回收從已被加熱的甲烷水合物層全體所產生的氣體之內容、及加壓注入分解促進劑，回收從甲烷水合物層全體所產生的氣體之內容。在專利文獻3，記載有使海水升溫至大約溫度60℃，再將該溫水供給至***到挖掘孔內的溫水管，從噴射孔對掘削孔內噴射溫水，藉此，使甲烷水合物升溫至分解溫度以上。
[專利文獻1]日本專利第3479699號公報
[專利文獻2]日本專利第4581719號公報
[專利文獻3]日本專利第5923330號公報
但，在專利文獻1，會有下述問題，亦即，僅能將高速噴射流體直接衝擊的部分破壞的問題、和因即使在海水中進行高速噴射，噴射流也會急遽地減弱，所以無法破壞之問題。又，在專利文獻2，會有下述問題，亦即，雖注入溫水的話，能夠將甲烷水合物分解，但，即使使溫水循環於削孔後的孔內，也需要花費大量的時間讓孔表面的甲烷水合物之分解進行到凍結的甲烷水合物層的深部之問題、和雖注入甲醇等的分解促進劑的話，雖不會改
變甲烷水合物層的壓力、溫度，能夠將甲烷水合物分解，但，即使對削孔後的孔內加壓注入分解促進劑，也需要花費大量的時間讓孔表面的甲烷水合物之分解進行到凍結的甲烷水合物層的深部之問題。且，在專利文獻3同樣地存在有以下的問題，亦即，直到凍結的甲烷水合物層的深部為止，使甲烷水合物分解上，需要花費大量的時間之問題。
本發明係有鑑於以往的這種的問題點而開發完成的發明，本發明的目的係在於提供可更有效率地從海底地層收集資源之資源收集系統。
又，除了前述目的以外，本發明的其他目的係在於提供能與以往相同或高於以往長時間連續且穩定地運轉，能更有效率地提供必要的能源，並可小型化之資源收集系統。
為了達到前述目的，本案發明者精心研究之結果發現，首先，通過延伸至海底地層之連續油管裝置，對海底地層中供給發泡材的原液、燃料氣及含氧空氣，將發泡材的原液互相混合，在含有燃料氣及空氣之環境中進行發泡，使聚集在發泡材的空洞內的燃料氣爆發性燃燒，藉此，使海底地層粉碎，能夠更有效率地從海底地層收集資源。
又，本案發明者發現，在連續油管裝置的油
管外壁設置開口，在開口的內側設置混合室，在混合室將發泡材的原液互相混合後，與燃料氣及空氣一同通過開口而供給至海底地層與油管外壁之間，藉此能更有效率地從海底地層收集資源，藉此完成了本發明。
亦即，本發明的第1實施態樣，係提供一種資源收集系統，其具有：將從海底地層收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽之資源收集管；環繞設置於資源收集管，用來保護資源收集管之保護管；及從配置於海面上或保護管的內部之捲取用捲架不斷放出，貫通保護管的側壁而從內側朝外側延伸之連續油管裝置，對海底地層中供給發泡材的原液、燃料氣及含氧空氣，將發泡材的原液互相混合後，在含有燃料氣及空氣之環境中進行發泡，使聚集於發泡材的空洞內之燃料氣爆發性燃燒，藉此將海底地層粉碎。
在此，在前述第1實施態樣，理想為連續油管裝置係具備管狀的油管外壁、設在油管外壁的開口及設在開口的內側之混合室，將發泡材的原液在混合室互相混合後，將該混合物與燃料氣及空氣一同通過開口而供給至海底地層與油管外壁之間。
將發泡材的原液互相混合所形成的發泡材係包含導體金屬或碳納米管，藉由在具有導電性的發泡材與露出於油管外壁或混合室且電性絕緣之點火配線之間施加高電壓，將聚集於發泡材的空洞內之燃料氣點火。
理想為藉由對設在油管外壁或混合室之火星塞施加高
電壓，將聚集於發泡材的空洞內之燃料氣點火。
理想為使用高壓水及高壓空氣中的至少一方，洗淨混合室。
又，本發明的第2實施態樣，提供一種資源收集系統，係具有：為了從海底地層收集資源而對海底地層中供給高壓水之高壓水供給管；及將從海底地層收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽之資源收集管，將粉碎粒子混入至高壓水供給管中的高壓水，藉由混入有粉碎粒子之高壓水，將海底地層粉碎之資源收集系統，其特徵為，粉碎粒子係在水泥粒子的外側依序塗佈有遲效性發熱體、膨脹體、速效性發熱體，遲效性發熱體係以微波，將吸收高壓水的水分而發熱之材料進行燒結者，膨脹體係以吸收高壓水的水分而膨脹之材料所形成，速效性發熱體係以微波將與遲效性發熱體相同的材料更短時間進行燒結者，或未以微波進行燒結者。
又，本發明的第3實施態樣，係提供一種資源收集系統，其具有：將從海底地層收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽之資源收集管；具備環繞設置於資源收集管的側壁及貫通側壁的複數個側壁孔，用來保護資源收集管之保護管；配置於保護管的內部，除去來自於海底地層的砂石之過濾器；及為了開關複數個側壁孔，配置於保護管的外側及保護管與過濾器之間的至少一方的閘管，當從海底地層收集資源時，打開複數個側壁孔，其他以外的時間，則關閉複數個側壁孔。
在此，在前述第3實施態樣，理想為使保護管內側的壓力上升至與保護管外側的海底地層相同壓力後，再打開複數個側壁孔。
藉由對保護管的側壁的軸方向之貫通孔或螺旋狀貫通孔、及閘管的側壁的軸方向之貫通孔或螺旋狀貫通孔中的至少其中一方，流動高壓熱水或高壓蒸氣，防止保護管與閘管之間及複數個側壁孔中之海水凍結。
將塗佈劑混入至高壓水，藉由在關閉複數個側壁孔之狀態下，使混入有塗佈劑的高壓水朝與收集資源時資源在過濾器中流動的方向相同方向流動，塗佈過濾器為佳。
藉由在關閉複數個側壁孔之狀態下，使高壓水朝與收集資源時資源在過濾器中流動的方向相反方向流動，洗淨過濾器內部為佳。
且，藉由在關閉複數個側壁孔之狀態下，使高壓熱水或高壓蒸氣在過濾器的表面流動，洗淨過濾器的表面為佳。
且，還具有：具備配置於過濾器的內側之二次側壁及貫通二次側壁的複數個二次側壁孔之二次保護管；配置於二次保護管的內部，去除來自於海底地層的砂石之二次過濾器；及為了開關複數個二次側壁孔，配置於過濾器與二次保護管之間及二次保護管與二次過濾器之間中的至少一方之二次閘管為佳。
保護管係具備從側壁的一端延伸之半球狀底壁及貫通底壁之複數個底壁孔為佳。
又，本發明的第4實施態樣，係提供一種資源收集系統，其具有：將從海底地層收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽之資源收集管；環繞設置於資源收集管，用來保護資源收集管之保護管；從配置於海面上或保護管的內部之捲取用捲架不斷放出，貫通保護管的側壁而從內側朝外側延伸之連續油管裝置，連續油管裝置係具有：將從海底地層收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽之副資源收集管；具備環繞設置於副資源收集管的副側壁及貫通副側壁之複數個副側壁孔，用來保護副資源收集管之副保護管；配置於副保護管的內部，去除來自於海底地層的砂石之副過濾器；及為了開關複數個副側壁孔，配置於副保護管的外側及副保護管與副過濾器之間中的至少一方之副閘管。
在此，在前述第4實施態樣，理想為連續油管裝置係對保護管的軸方向，於至少1個位置，以預定間隔，呈複數個的方式配置於各位置的周方向上。
又，本發明的第5實施態樣，係提供一種資源收集系統，其具有：將從海底地層收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽之資源收集管；具備環繞設置於資源收集管，用來保護資源收集管之保護管；及配置於保護管的內部，去除來自於海底地層的砂石之過濾器，使用高壓泵浦，將過濾器去除的砂石從保護管的側壁之開口朝海底地層推出。
又，本發明的第6實施態樣，係提供資源收
集系統，其具有：將從海底地層收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽之資源收集管；環繞設置於資源收集管，用來保護資源收集管之保護管；及配置於保護管的內部，去除來自於海底地層的砂石之過濾器，保護管係將軸方向對海面朝上下進行配置，資源收集管係包含連接於設在過濾器的上方之氣體儲藏室的氣體收集管和連接於設在過濾器的下方之油儲藏室的油收集管，過濾器係具備朝長度方向貫通的資源收集孔，使從外側朝內側通過過濾器而到達了資源收集孔之資源的氣體上升至氣體儲藏室，使油下降至油儲藏室。
又，本發明的第7實施態樣，係提供一種資源收集系統，其具有：將從海底地層收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽之資源收集管；環繞設置於資源收集管，用來保護資源收集管之保護管；及配置於保護管的內部，去除來自於海底地層的砂石之過濾器，過濾器係包含圓柱狀的複數個元件，各元件係對長度方向，於至少1個位置，以預定間隔配置於各位置的周方向上。
又，本發明的第8實施態樣，係提供一種資源收集系統，其具有：將從海底地層收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽之資源收集管；具備環繞設置於資源收集管，用來保護資源收集管之保護管；及配置於保護管的內部，去除來自於海底地層的砂石之過濾器，藉由使高壓熱水或高壓蒸氣流動於過濾器的長度方向之貫通孔中，防止海水在過濾器的表面及內部凍結。
又，本發明的第9實施態樣，係提供一種資源收集系統，其具有：將從海底地層收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽之資源收集管；環繞設置於資源收集管，用來保護資源收集管之保護管；及配置於保護管的內部，去除來自於海底地層的砂石之過濾器，過濾器係具備：配置於元件的內部，用以保持具有磁性體粉末之矽藻土的永久磁鐵；將藉由永久磁鐵保持具有磁性體粉末之矽藻土的保持力之減磁手段，藉由使減磁手段作動，將永久磁鐵所保持的具有磁性體粉末之矽藻土的量。
在此，在前述第9實施態樣，理想為減磁手段係為以與永久磁鐵相反側的磁極分別鄰接的方式配置於磁鐵的內側或外側之電磁鐵線圈，藉由對電磁鐵線圈通電，減少永久磁鐵所保持的具有磁性體粉末之矽藻土的量。
又，本發明的第10實施態樣，係提供一種資源收集系統，其具有：將從海底地層收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽之資源收集管；環繞設置於資源收集管，用來保護資源收集管之保護管；及配置於保護管的內部，去除來自於海底地層的砂石之過濾器，過濾器係具備配置於元件的內部，用以保持具有磁性體粉末之矽藻土的電磁鐵線圈，藉由對電磁鐵線圈通電，使電磁鐵線圈保持具有磁性體粉末之矽藻土的保持力產生。
又，本發明的第11實施態樣，係提供一種資源收集系統，其具有：將從海底地層收集到的資源輸送至
收集資源儲藏槽之資源收集管；環繞設置於資源收集管，用來保護資源收集管之保護管；及配置於保護管的內部，去除來自於海底地層的砂石之過濾器，過濾器係具備螺旋狀金屬線和朝螺旋狀金屬線的直線軸方向延伸且固定於螺旋狀金屬線之支柱，藉由使高壓熱水或高壓蒸氣流動於支柱的長度方向的貫通孔或螺旋狀金屬線的螺旋狀貫通孔中，防止海水在螺旋狀金屬線的表面凍結。
又，本發明的第12實施態樣，係提供一種資源收集系統，其具有：將從海底地層收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽之資源收集管；環繞設置於資源收集管，用來保護資源收集管之保護管；呈U字形設在保護管的內部，在海底地層與保護管之間產生循環流的循環流產生管；及對配置於循環流產生管的途中之高頻加熱器供給電力之電力供給裝置，電力供給裝置係具備噴射渦輪機，噴射渦輪機係藉由將自海底地層收集到的資源在燃燒室燃燒後所產生的燃燒氣進行驅動，對循環流產生管供給高壓熱水或高壓蒸氣。
又，本發明的第13實施態樣，係提供一種資源收集系統，其具有：將從海底地層收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽之資源收集管；環繞設置於資源收集管，用來保護資源收集管之保護管；呈U字形設在保護管的內部，在海底地層與保護管之間產生循環流的循環流產生管；及對配置於循環流產生管的途中之高頻加熱器供給電力之電力供給裝置，電力供給裝置係具備渦輪機，渦輪機
係藉由將自海底地層收集到的資源以水下燃燒器燃燒後所產生的燃燒氣進行驅動，對循環流產生管供給高壓熱水或高壓蒸氣。
又，本發明的第14實施態樣，係提供一種資源收集系統，其具有：將從海底地層收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽之資源收集管；環繞設置於資源收集管，用來保護資源收集管之保護管；呈U字形設在保護管的內部，在海底地層與保護管之間產生循環流的循環流產生管；及對配置於循環流產生管的途中之高頻加熱器供給電力之電力供給裝置，電力供給裝置係為使用將自海底地層收集到的資源與高溫蒸氣反應而獲得的氫氣，供給電力之燃料電池。
又，本發明的第15實施態樣，係提供一種資源收集系統，其具有：將從海底地層收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽之資源收集管；環繞設置於資源收集管，用來保護資源收集管之保護管；呈U字形設在保護管的內部，在海底地層與保護管之間產生循環流的循環流產生管；及對配置於循環流產生管的途中之高頻加熱器供給電力之電力供給裝置，當從海底地層收集的資源的量減少時，藉由改變設在循環流產生管的兩端之可動管的角度，縮短循環流的流路，並且從可動管朝海底地層噴射高壓熱水或高壓蒸氣。
又，本發明的第16實施態樣，係提供一種資源收集系統，其具有：將從海底地層收集到的資源輸送至
收集資源儲藏槽之資源收集管；環繞設置於資源收集管，用來保護資源收集管之保護管；呈U字形設在保護管的內部，在海底地層與保護管之間產生循環流的循環流產生管；及對配置於循環流產生管的途中之高頻加熱器供給電力之電力供給裝置，當循環流的流量減少時，藉由使螺旋狀旋轉翼旋轉，使循環流產生管中的砂石朝循環流的方向移動。
在此，在前述第16實施態樣，在對海底地層，使保護管朝軸方向移動之前，對循環流產生管的2個開口位置之海底地層中供給水泥粒子為佳。
又，本發明的第17實施態樣，係提供一種資源收集系統，其具有：將從海底地層收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽之資源收集管；環繞設置於資源收集管，用來保護資源收集管之保護管；及從配置於海面上或保護管的內部之捲取用捲架不斷放出，貫通保護管的側壁而從內側朝外側延伸之連續油管裝置，透過連續油管裝置，對海底地層中供給發泡材的原液、燃料氣產生材、高壓水及含氧空氣，藉由，產生燃料氣，將發泡材的原液互相混合後，在含有燃料氣及空氣之環境中進行發泡，使聚集於發泡材的空洞內之燃料氣爆發性燃燒，藉此將海底地層粉碎。
在此，在前述第17實施態樣，燃料氣產生材為碳化物粒子，燃料氣為乙炔氣體為佳。
又，本發明的第18實施態樣，係提供一種資
源收集系統，其具有：將從海底地層收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽之資源收集管；環繞設置於資源收集管，用來保護資源收集管之保護管；及從配置於海面上或保護管的內部之捲取用捲架不斷放出，貫通保護管的側壁而從內側朝外側延伸之連續油管裝置，透過連續油管裝置，對海底地層中供給發泡材的原液、燃料氣產生材、高壓水及含氧空氣，藉由燃料氣產生材之對海底地層的分解促進，產生燃料氣，將發泡材的原液互相混合後，在含有燃料氣及空氣之環境中進行發泡，使聚集於發泡材的空洞內之燃料氣爆發性燃燒，藉此將海底地層粉碎。
在此，在前述第18實施態樣，燃料氣產生材為甲醇，海底地層為甲烷水合物層，燃料氣為甲烷氣體為佳。
又，本發明的第19實施態樣，係提供一種資源收集系統，其具有：將從海底地層收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽之資源收集管；環繞設置於資源收集管，用來保護資源收集管之保護管；及配置於保護管的內部，去除來自於海底地層的砂石之過濾器，藉由使高壓熱水或高壓蒸氣接觸到過濾器的表面，防止海水在過濾器的表面及內部凍結。
又，本發明的第20實施態樣，係提供一種資源收集系統，其具有：將從海底地層收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽之資源收集管；具備環繞設置於資源收集管，用來保護資源收集管之保護管；及配置於保護管的內
部，去除來自於海底地層的砂石之過濾器，藉由透過過濾器的長度方向的兩端之傳熱手段，將高壓熱水或高壓蒸氣的熱傳達至過濾器，防止海水在過濾器的表面及內部凍結。
又，本發明的第21實施態樣，係提供一種資源收集系統，其具有：將從海底地層收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽之資源收集管；環繞設置於資源收集管，用來保護資源收集管之保護管；呈U字形設在保護管的內部，在海底地層與保護管之間產生循環流的循環流產生管；及對配置於循環流產生管的途中之高頻加熱器供給電力之電力供給裝置，電力供給裝置係為將海底地層中的熱液礦床的熱轉換成電力而進行供給之熱電轉換裝置。
又，本發明的第22實施態樣，係提供一種資源收集系統，其具有：將從海底地層收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽之資源收集管；具備環繞設置於資源收集管，用來保護資源收集管之保護管；及配置於保護管的內部，去除來自於海底地層的砂石之過濾器，過濾器係具備將纏繞成絮凝物狀之纖維狀金屬層積並壓縮之構件，藉由使高壓熱水或高壓蒸氣流動於過濾器的長度方向的貫通孔中，防止海水在過濾器的表面及內部凍結。
若依據本發明，可更有效率地從海底地層收集資源。
又，若依據本發明，除了前述效果，能與以往相同或高於以往長時間連續且穩定地運轉，能更有效率地提供必要的能源，並可小型化。
10、210:全體結構
12:構造物
12a:收集資源儲藏槽
12b:水供給裝置
12c:燃料氣供給裝置
12d:空氣供給裝置
12e:發泡材原液供給裝置
12f:導電粒子供給裝置
12g:粉碎粒子供給裝置
12h:水泥粒子供給裝置
14:連接管
16:挖掘裝置
18、212:海底地層
18a、212a:裂縫
20、220:資源收集裝置
22、222:保護管
22a、34c:側壁
22b、34d:側壁孔
22c、24c、34e、144a、152a、222c、224e:貫通孔
24、100、110、120、140、150:過濾器
24a:元件
24b、146、156:資源收集孔
26、26a、26b:氣體收集管
28、28a、28b:油收集管
30:氣體儲藏室
32:油儲藏室
34、224:閘管
34a、224a:外側閘管
34b、224b:內側閘管
36:儲藏槽
38a、38b、38c、38d:上側配管
40a、40b、40c、40d:下側配管
42:中央配管
42a:冷卻水供給管
42b:冷卻水回收管
42c:空氣供給管
42d:廢氣回收管
42e:配管類收納管
42f:配線類收納管
44、226:二次保護管
44a、48c:二次側壁
44b、48d:二次側壁孔
44c、46c、48e:二次貫通孔
46:二次過濾器
46a:二次元件
46b:二次資源收集孔
48、228:二次閘管
48a:二次外側閘管
48b:二次內側閘管
50、50a、50b:二次氣體收集管
52、52a、52b:二次油收集管
54:二次氣體儲藏室
56:二次油儲藏室
58a:過濾器固定板
58b:中央導引板
58c:外側導引板
58d:內側導引板
60:連續油管裝置
62:捲架
64:不斷放出裝置
66a:燃料氣
66b:空氣
66c:發泡材
66d:導電粒子
68a:燃料氣供給管
68b:空氣供給管
68c:發泡材原液供給管
68d:導電粒子供給管
68e:高壓水供給管
68f:高壓空氣供給管
68g:點火配線
70:油管外壁
72:開口
74:混合室
80:粉碎粒子
82:水泥粒子
84:遲效性發熱體
86:膨脹體
88:速效性發熱體
90:砂石排出裝置
112、124:電磁鐵線圈
122:永久磁鐵
130:減磁手段
132:操作部
134:本體
136:永久磁鐵
138:對象物
142、152:螺旋狀金屬線
144、154:支柱
160:循環流產生裝置
162、230:循環流產生管
164:高頻加熱器
166、168:可動管
170:蒸氣噴射部
170a、170b:蒸氣噴射孔
172、174:螺旋狀旋轉翼
180:噴射渦輪機
182:壓縮部
184、194:燃燒室
186:渦輪
188:發電手段
190:水下燃燒器
192:噴嘴
196:燃燒穩定器
198:點火裝置
200:燃料電池
202:燃料電極
204:電解質層
206:空氣電極
222a、224c:底壁
222b、224d:底壁孔
圖1係示意地顯示包含本發明的第1實施形態的資源收集系統之全體結構的方塊圖。
圖2係示意地顯示構成圖1的資源收集系統之資源收集裝置的功能之縱斷面圖。
圖3係圖示意地顯示構成圖2的資源收集裝置之過濾器及其周邊的功能之縱斷面圖。
圖4係圖2的資源收集裝置之A-A線橫斷面圖。
圖5係圖2的資源收集裝置之B-B線橫斷面圖。
圖6係圖2的資源收集裝置之C-C線橫斷面圖。
圖7係圖2的資源收集裝置之D-D線橫斷面圖。
圖8係圖2的資源收集裝置之E-E線橫斷面圖。
圖9係供給至海底地層中之發泡材、燃料氣及空氣的概念圖。
圖10係圖示意地顯示構成圖2的資源收集裝置之連續油管裝置的一例的功能之局部縱斷面圖。
圖11係粉碎粒子的概念圖。
圖12(a)係示意地顯示構成圖2的資源收集裝置之過濾器的一例之縱斷面圖，(b)係其橫斷面圖，(c)係示意地顯
示過濾器的變形例1之縱斷面圖，(d)係示意地顯示過濾器的變形例2之縱斷面圖。
圖13(a)及(b)係示意地顯示永久磁鐵的動作之縱斷面圖。
圖14(a)係示意地顯示過濾器的變形例3之縱斷面圖，圖14(b)係其橫斷面圖，圖14(c)係示意地顯示過濾器的變形例4之縱斷面圖，圖14(d)係其橫斷面圖。
圖15(a)係示意地顯示構成圖2的資源收集裝置之循環流產生管的功能之局部縱斷面圖，(b)及(c)係示意地顯示循環流產生管的動作之局部縱斷面圖。
圖16(a)係示意地顯示構成圖2的資源收集裝置的電力供給裝置之一例的縱斷面圖，(b)係示意地顯示電力供給裝置的一部分之變形例1的縱斷面圖，(c)係示意地顯示電力供給裝置的變形例2之縱斷面圖。
圖17係示意地顯示包含本發明的第2實施形態的資源收集系統之全體結構的方塊圖。
圖18(a)係示意地顯示構成圖17的資源收集系統之資源收集裝置的功能之縱斷面圖，(b)係示意地顯示構成圖18(a)的資源收集裝置之保護管的底壁及其周邊的功能之局部縱斷面圖。
以下，依據圖面所示的理想實施形態更詳細地說明本發明。本發明的資源收集系統係包含使用在失加
了海水的壓力之場所，將藉由引爆使得在寬廣範圍所產生的爆發性燃燒熱及衝擊波傳達之傳導體所謂的壓力引爆熱衝擊波導體者。在本說明書中，砂石係不僅包含土及砂，亦包含泥、泥漿及海水，使用於凍結防止及海底地層加熱之高壓熱水或高壓蒸氣係不僅包含其中一方，亦包含混合有高壓蒸氣之高壓熱水。在本說明書中，對相同的構成要件賦予相同的符號，在重複的情況，省略其說明。又，構成本發明的資源收集系統之資源收集裝置的各功能，可互相組合使用，在1個資源收集系統中，使用複數個連續油管裝置、複數個過濾器、複數個電力供給裝置之情況，可將各自的一例及變形例內的相互不同者配置於不同的位置並加以組合使用。且，構成本發明的資源收集系統之資源收集裝置的所有的驅動部分(旋轉、垂直方向的動作、水平方向的動作、曲線方向的動作)係以包含油壓馬達的液壓馬達或氣壓馬達進行驅動。
首先，說明關於包含本發明的第1實施形態的資源收集系統之全體結構。圖1係示意地顯示包含本發明的第1實施形態的資源收集系統之全體結構的方塊圖。
全體結構10係具有：配置於海面上之構造物12；從構造物12朝下方延伸之連接管14；設在連接管14的下端之挖掘裝置16；及設在連接管14與挖掘裝置16之間的資源收集裝置20。資源收集裝置20係藉由將包含氣體水合物層等的海底地層18粉碎而製作多數的裂縫18a，收集資源。構造物12具備收集資源儲藏槽12a、水供給裝置12b、
燃料氣供給裝置12c、空氣供給裝置12d、發泡材原液供給裝置12e、導電粒子供給裝置12f、粉碎粒子供給裝置12g及水泥粒子供給裝置12h。
其次，針對包含本發明的第1實施形態的資源收集系統之全體結構，參照構成該系統之資源收集裝置進行說明。圖2係示意地顯示構成圖1的資源收集系統之資源收集裝置的功能之縱斷面圖，圖3係示意地顯示構成圖2的資源收集裝置之過濾器及其周邊的功能之縱斷面圖，圖4~圖8係圖2的資源收集裝置之A-A線~E-E線之橫斷面圖。
構成本發明的資源收集系統之資源收集裝置20具有資源收集管、保護管22及過濾器24。資源收集管係將自海底地層18收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽12a。保護管22係環繞設置於資源收集管，用來保護資源收集管。過濾器24係配置於保護管22的內部，用以去除來自於海底地層18之砂石。保護管22係以將軸方向對海面朝上下的方式進行配置。資源收集管係包含氣體收集管26與油收集管28，氣體收集管26係連接於設在過濾器24的上方之氣體儲藏室30，油收集管28係連接於設在過濾器24的下方之油儲藏室32。過濾器24具備有朝長度方向貫通之資源收集孔24b。本發明的資源收集系統，係使在從外側朝內側通過過濾器24而到達了資源收集孔24b之資源中的氣體上升至氣體儲
藏室30，使油下降至油儲藏室32。
藉由如此結構，本發明的資源收集系統能夠同時收集氣體與油，因此，能更有效率地從海底地層收集資源。
已被粉碎的海底地層18是通過例如貫通環繞設置於資源收集管的保護管22之側壁22a的至少1個側壁孔22b而移動至過濾器24。氣體收集管26包含：收集丁烷這種比重相對較大的氣體之氣體收集管26a；和收集甲烷這種比重相對較小的氣體之氣體收集管26b。油收集管28包含：收集比重相對較大的油之油收集管28a；和收集比重相對較小的油之油收集管28b。過濾器24、資源收集孔24b的形狀、大小及數量未特別限制，最佳化成能夠最有效率地收集資源為佳。
構成本發明的資源收集系統之資源收集裝置20具有資源收集管、保護管22及過濾器24。資源收集管係將自海底地層18收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽12a。保護管22係環繞設置於資源收集管，用來保護資源收集管。過濾器24係配置於保護管22的內部，用以去除來自於海底地層18之砂石。過濾器24包含圓柱狀的複數個元件24a，各元件24a係對長度方向，於至少1個位置，以預定間隔配置於各位置的周方向上。本發明的資源收集管包含氣體收集管26和油收集管28。
藉由如此結構，本發明的資源收集系統不易同時故
障，因此，能夠長時間連續且穩定地運轉。
過濾器24的大小及數量未特別限制，最佳化成能夠最有效率地收集資源為佳。過濾器24的長度方向之段數，未特別限制。元件24a的材料雖未特別限制，但陶瓷為佳。
構成本發明的資源收集系統之資源收集裝置20具有資源收集管、保護管22及過濾器24。資源收集管係將自海底地層18收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽12a。保護管22係環繞設置於資源收集管，用來保護資源收集管。過濾器24係配置於保護管22的內部，用以去除來自於海底地層18之砂石。本發明的資源收集系統係藉由對過濾器24的長度方向之貫通孔24c中流動高壓熱水或高壓蒸氣，防止海水在過濾器24的表面及內部凍結。本發明的資源收集管包含氣體收集管26和油收集管28。
藉由如此結構，本發明的資源收集系統不易故障，因此，能夠長時間連續且穩定地運轉。
當進行資源收集時，從上側配管38d通過貫通孔24c而對下側配管40d或對其相反方向，流動凍結防止用高壓熱水或高壓蒸氣。高壓熱水或高壓蒸氣係經由加熱器及高壓泵浦，從水供給裝置12b進行供給，可為超臨界水。過濾器24的大小及數量未特別限制，最佳化成能夠最有效率地收集資源為佳。貫通孔24c的形狀、大小及數量
未特別限制，最佳化成能夠最有效率地加熱為佳。亦可使高壓熱水或高壓蒸氣接觸於過濾器24的表面，取代過濾器24的長度方向之貫通孔24c中流動高壓熱水或高壓蒸氣，防止海水在過濾器24的表面及內部凍結。又，亦可使透過過濾器24的長度方向的兩端之傳熱手段，將高壓熱水或高壓蒸氣的熱傳達至過濾器24，取代對過濾器24的長度方向之貫通孔24c中流動高壓熱水或高壓蒸氣，防止海水在過濾器24的表面及內部凍結。
本發明的傳熱手段包含過濾器固定板58a、中央導引板58b、外側導引板58c及內側導引板58d。過濾器固定板58a係從兩側固定過濾器24的長度方向之兩端的板件。中央導引板58b係將通過了側壁孔22b的海底地層18之小碎片導引至過濾器24之板件，其與過濾器固定板58a熱接觸。外側導引板58c係同樣地導引小碎片的中央導引板58b的外側之板件，與保護管22及中央導引板58b熱接觸。內側導引板58d係同樣地導引小碎片的中央導引板58b的內側之板件，與中央導引板58b熱接觸。過濾器24的長度方向之一端的傳熱手段與另一端的傳熱手段，可藉由接觸高壓熱水或高壓蒸氣，直接加熱，又，亦可藉由來自於被高壓熱水或高壓蒸氣加熱之保護管22的熱傳導，間接地加熱。
構成本發明的資源收集系統之資源收集裝置20具有資
源收集管、保護管22、過濾器24及閘管34。資源收集管係將自海底地層18收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽12a。保護管22係用來保護資源收集管，具備環繞設置於資源收集管之側壁22a及貫通側壁22a的複數個側壁孔22b。過濾器24係配置於保護管22的內部，用以去除來自於海底地層18之砂石。閘管34係為了開關複數個側壁孔22b，配置於保護管22的外側及保護管22與過濾器24之間的至少一方。本發明的資源收集系統係當從海底地層18收集資源時，打開複數個側壁孔22b，除此以外的時間，則關閉複數個側壁孔22b。本發明的資源收集管包含氣體收集管26和油收集管28。
藉由如此結構，本發明的資源收集系統不易故障，因此，能夠長時間連續且穩定地運轉。
閘管34中之配置於保護管22的外側者為外側閘管34a，配置於保護管22與過濾器24之間者為內側閘管34b，分別具備側壁34c、貫通側壁34c之複數個側壁孔34d及側壁34c的軸方向之貫通孔34e。側壁孔34d的尺寸係與保護管22的側壁孔22b大致相同，閘管34的圓周方向的側壁孔34d之長度未滿圓周方向的間距一半之情況，藉由使用油壓馬達或氣動馬達，使閘管34旋轉相當於側壁孔34d的長度之距離，能夠堵住保護管22之側壁孔22b。同樣地，閘管34的軸方向之側壁孔34d的長度未滿軸方向的間距之一半的情況，藉由使用油壓馬達或氣動馬達，使閘管34朝軸方向移動相當於側壁孔34d的長度之距離，能夠堵
住保護管22之側壁孔22b。側壁孔22b、側壁孔34d的大小及數量未特別限制，最佳化成能夠最有效率地收集資源為佳。保護管22、閘管34的材料未特別限定，但理想為鐵或不銹鋼。
本發明的資源收集系統，亦可在使保護管22內側的壓力上升至與保護管22外側的海底地層18相同壓力後，再打開複數個側壁孔22b。
藉由如此結構，本發明的資源收集系統不易故障，因此，能夠長時間連續且穩定地運轉。
本發明的資源收集系統，藉由對保護管22的側壁22a的軸方向之貫通孔22c或螺旋狀貫通孔中，流動高壓熱水或高壓蒸氣，防止保護管22與閘管34之間及複數個側壁孔22b中之海水凍結。
藉由如此結構，本發明的資源收集系統不易故障，因此，能夠長時間連續且穩定地運轉。
當進行資源收集時，從上側配管38a通過貫通孔22c而對下側配管40a或對其相反方向，流動凍結防止用高壓熱水或高壓蒸氣。高壓熱水或高壓蒸氣係經由加熱器及高壓泵浦，從水供給裝置12b進行供給，可為超臨界水。螺旋狀貫通孔能夠使蠟充滿於複數個細管，再將兩端
封閉而在周圍裝入炸藥並點火，藉由***的衝撃互相熔接之方法來構成。貫通孔22c的形狀、大小及數量未特別限制，最佳化成能夠最有效率地加熱為佳。
本發明的資源收集系統，藉由對閘管34的側壁34c的軸方向之貫通孔34e或螺旋狀貫通孔中，流動高壓熱水或高壓蒸氣，防止保護管22與閘管34之間及複數個側壁孔34d中之海水凍結。
藉由如此結構，本發明的資源收集系統不易故障，因此，能夠長時間連續且穩定地運轉。
當進行資源收集時，從上側配管38a通過貫通孔34e而對下側配管40a或對其相反方向，流動凍結防止用高壓熱水或高壓蒸氣。高壓熱水或高壓蒸氣係經由加熱器及高壓泵浦，從水供給裝置12b進行供給，可為超臨界水。貫通孔34e的形狀、大小及數量未特別限制，最佳化成能夠最有效率地加熱為佳。
本發明的資源收集系統，亦可將塗佈劑混入至高壓水，藉由在關閉複數個側壁孔22b之狀態下，使混入有塗佈劑的高壓水朝與收集資源時資源在過濾器24中流動的方向相同方向流動，藉此塗佈過濾器24。
藉由如此結構，本發明的資源收集系統不易故障，因
此，能夠長時間連續且穩定地運轉。
在資源收集前之預塗佈時，從上側配管38b朝下側配管40d，或從下側配管40b朝上側配管38d，流動混入有塗佈劑之高壓水。高壓水係經由高壓泵浦，從水供給裝置12b進行供給。塗佈劑係從儲藏槽36進行供給。塗佈劑的材料係為矽藻土或具有磁性體粉末之矽藻土。
本發明的資源收集系統，亦可藉由在關閉複數個側壁孔22b之狀態下，使高壓水朝與收集資源時資源在過濾器24中流動的方向相反方向流動，洗淨過濾器24內部。
藉由如此結構，本發明的資源收集系統不易故障，因此，能夠長時間連續且穩定地運轉。
在進行資源收集後之逆洗淨時，從上側配管38d朝下側配管40b，或從下側配管40d朝上側配管38b流動高壓水。高壓水係經由高壓泵浦，從水供給裝置12b進行供給。
本發明的資源收集系統，亦可進一步藉由在關閉複數個側壁孔22b之狀態下，使高壓熱水或高壓蒸氣在過濾器24的表面流動，洗淨過濾器24的表面。
藉由如此結構，本發明的資源收集系統不易故障，因此，能夠長時間連續且穩定地運轉。
在進行資源收集後之逆洗淨時，從上側配管38c朝下側配管40b，或從下側配管40c朝上側配管38b流動噴淋用高壓熱水或高壓蒸氣。高壓熱水或高壓蒸氣係經由加熱器及高壓泵浦，從水供給裝置12b進行供給，可為超臨界水。在此，超臨界水係指處於溫度與壓力分別超過臨界溫度374℃、臨界壓力22.1MPa的狀態之水。
資源收集裝置20還具備配置於中央之中央配管42，中央配管42包含：挖掘裝置16的冷卻用冷卻水供給管42a；冷卻水回收管42b；朝資源收集裝置20的內部進行供給之空氣供給管42c；從資源收集裝置20的內部進行回收之廢氣回收管42d；收納對資源收集裝置20必要之氣體、液體、固體用的配管之配管類收納管42e；及收納對資源收集裝置20必要之電氣配線的配線類收納管42f。中央配管42不限於6重管之結構，亦可為在1個管的內部收納5個獨立管之結構。資源收集裝置20的儲藏槽36，亦可進一步具備：將水、燃料氣、發泡材的原液、導電粒子、粉碎粒子及水泥粒子分別暫時地儲藏之區域。
構成本發明的資源收集系統之資源收集裝置20，亦可進一步具有二次保護管44、二次過濾器46及二次閘管48。二次保護管44具備有配置於過濾器24的內側之二次側壁44a及貫通二次側壁44a之複數個二次側壁孔44b。二次過濾器46係配置於二次保護管44的內部，用以去除來自於海
底地層18之砂石。二次閘管48係為了開關複數個二次側壁孔44b，配置於過濾器24與二次保護管44之間及二次保護管44與二次過濾器46之間中的至少一方。
藉由如此結構，本發明的資源收集系統不易同時故障，因此，能夠長時間連續且穩定地運轉。
本發明的資源收集系統係當從海底地層18收集資源時，打開複數個二次側壁孔44b，除此以外的時間，則關閉複數個二次側壁孔44b。二次閘管48中，配置於過濾器24與二次保護管44之間者為二次外側閘管48a，配置於二次保護管44與二次過濾器46之間者為二次內側閘管48b，分別具有二次側壁48c、貫通二次側壁48c之複數個二次側壁孔48d及二次側壁48c的軸方向之二次貫通孔48e。二次側壁孔48d的尺寸係與二次保護管44的二次側壁孔44b大致相同，二次閘管48的圓周方向的二次側壁孔48d之長度未滿圓周方向的間距一半之情況，藉由使用油壓馬達或氣動馬達，使二次閘管48旋轉相當於二次側壁孔48d的長度之距離，能夠堵住二次保護管44之二次側壁孔44b。同樣地，二次閘管48的軸方向之二次側壁孔48d的長度未滿軸方向的間距之一半的情況，藉由使用油壓馬達或氣動馬達，使二次閘管48朝軸方向移動相當於二次側壁孔48d的長度之距離，能夠堵住二次保護管44之二次側壁孔44b。二次側壁孔44b、二次側壁孔48d的大小及數量未特別限制，最佳化成能夠最有效率地收集資源為佳。二次保護管44、二次閘管48的材料未特別限定，但理想為鐵或不
銹鋼。
本發明的資源收集系統，亦可藉由對二次保護管44的二次側壁44a的軸方向之二次貫通孔44c或螺旋狀貫通孔中，流動高壓熱水或高壓蒸氣，防止二次保護管44與二次閘管48之間及複數個二次側壁孔44b中之海水凍結。當進行資源收集時，從上側配管38a通過二次貫通孔44c而對下側配管40a或對其相反方向，流動凍結防止用高壓熱水或高壓蒸氣。高壓熱水或高壓蒸氣係經由加熱器及高壓泵浦，從水供給裝置12b進行供給，可為超臨界水。二次貫通孔44c的形狀、大小及數量未特別限制，最佳化成能夠最有效率地加熱為佳。
本發明的資源收集系統，亦可藉由對二次閘管48的二次側壁48c的軸方向之二次貫通孔48e或螺旋狀貫通孔中，流動高壓熱水或高壓蒸氣，防止二次保護管44與二次閘管48之間及複數個二次側壁孔48d中之海水凍結。當進行資源收集時，從上側配管38a通過二次貫通孔48e而對下側配管40a或對其相反方向，流動凍結防止用高壓熱水或高壓蒸氣。高壓熱水或高壓蒸氣係經由加熱器及高壓泵浦，從水供給裝置12b進行供給，可為超臨界水。二次貫通孔48e的形狀、大小及數量未特別限制，最佳化成能夠最有效率地加熱為佳。
二次保護管44係以將軸方向對海面朝上下的方式進行配置。資源收集管包含二次氣體收集管50和二次油收集管52，二次氣體收集管50連接於設在二次過濾器46
的上方之二次氣體儲藏室54，二次油收集管52連接於設在二次過濾器46的下方之二次油儲藏室56。二次過濾器46具備有朝長度方向貫通之二次資源收集孔46b。本發明的資源收集系統，使在從外側朝內側通過二次過濾器46而到達了二次資源收集孔46b之資源中的氣體上升至二次氣體儲藏室54，使油下降至二次油儲藏室56。
二次氣體收集管50包含：收集甲烷這種比重相對較大的氣體之二次氣體收集管50a；及收集丁烷這種比重相對較小的氣體之二次氣體收集管50b。二次油收集管52包含：收集比重相對較大的油之二次油收集管52a；及收集比重相對較小的油之二次油收集管52b。二次過濾器46、二次資源收集孔46b的形狀、大小及數量未特別限制，最佳化成能夠最有效率地收集資源為佳。
二次過濾器46包含圓柱狀的複數個二次元件46a，各二次元件46a係對長度方向，於至少1個位置，以預定間隔配置於各位置的周方向上。二次過濾器46的大小及數量未特別限制，最佳化成能夠最有效率地收集資源為佳。二次過濾器46的長度方向之段數，未特別限制。二次元件46a的材料雖未特別限制，但陶瓷為佳。
本發明的資源收集系統，係藉由對二次過濾器46的長度方向之二次貫通孔46c中流動高壓熱水或高壓蒸氣，防止海水在二次過濾器46的表面及內部凍結。當進行資源收集時，從上側配管38d通過二次貫通孔46c而對下側配管40d或對其相反方向，流動凍結防止用高壓熱水或
高壓蒸氣。高壓熱水或高壓蒸氣係經由加熱器及高壓泵浦，從水供給裝置12b進行供給，可為超臨界水。二次貫通孔46c的形狀、大小及數量未特別限制，最佳化成能夠最有效率地加熱為佳。
其次，說明關於構成資源收集裝置的連續油管裝置之一例及發泡材。圖9係供給至海底地層中的發泡材、燃料氣及空氣的概念圖，圖10係圖示意地顯示構成圖2的資源收集裝置之連續油管裝置的一例的功能之局部縱斷面圖。
構成本發明的資源收集系統的資源收集裝置20具有資源收集管、保護管22及連續油管裝置60。資源收集管係將自海底地層18收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽12a。保護管22係環繞設置於資源收集管，用來保護資源收集管。連續油管裝置60係藉由不斷放出裝置64，從配置於海面上或保護管22的內部之捲繞用捲架62不斷放出，貫通保護管22的側壁22a而從內側朝外側延伸。本發明的資源收集系統，係通過連續油管裝置60，對海底地層18中供給發泡材的原液、燃料氣及含氧空氣，將發泡材的原液互相混合，在含有燃料氣66a及空氣66b之環境中進行發泡，使聚集在發泡材66c的空洞內的燃料氣66a爆發性燃燒，藉此，使海底地層18粉碎。本發明的資源收集管包含氣體收集管26和油收集管28。
藉由如此結構，本發明的資源收集系統能夠在短時間將廣範圍的海底地層加熱，因此，能更有效率地從海底地層收集資源。
藉由使聚集於發泡材66c的空洞內之燃料氣66a爆發性燃燒，能夠在海底地層18中，更有效率地形成用來從海底地層18收集資源之裂縫18a。連續油管裝置60為連續油管裝置的一例，在前端具備有小型挖掘裝置。連續油管裝置60，亦可在內部具備收集從裂縫18a噴出的資源之資源收集管。連續油管裝置60的數量，若能收納於資源收集裝置20的內部的話，則未特別限定。發泡材的原液係亦可在儲藏槽36的內部設置暫時儲藏的區域而加以儲藏。發泡材未特別限定，在使用發泡胺甲酸乙酯之情況，以聚異氰酸酯及多元醇的2液體作為原液為佳。又，在使用發泡矽膠之情況，將2成分型液狀矽膠的2液體作為原液，將該2液體混合後攪拌發泡為佳。且，亦可使用其他的發泡聚合物。燃料氣66a的材料，未特別限定，理想為甲烷、乙烷、丙烷、丁烷這樣的氣體為佳。燃料氣66a亦可使用從海底地層18收集的氣體。再者，圖9的燃料氣66a及空氣66b係作為其他的球體示意地顯示，但，因作為混合氣體供給至發泡材66c的空洞內，所以，燃料氣66a及空氣66b並未分離。將水蒸氣、溫水等的溫度高之流體注入到甲烷水合物層而將甲烷水合物分解之方法稱為[加熱法]或[熱刺激法]。
為了取代供給燃料氣66a，作為用來產生燃
料氣者，亦可例如供給碳化物(碳化鈣)粒子及高壓水，利用相互的化學反應，產生燃料氣之乙炔氣體，使聚集於發泡材66c的空洞內之乙炔氣體***性燃燒，藉此粉碎海底地層18。亦可藉由鉀、鈣、鈉與冷水的反應，鎂與熱水之反應，鋁、鋅、鐵與高溫的水蒸氣之反應等，產生燃料氣之氫氣。又，為了取代供給燃料氣66a，作為用來產生燃料氣者，亦可例如供給甲醇及高壓水，藉由甲醇之海底地層亦即甲烷水合物層的分解促進，使燃料氣之甲烷氣體產生，再讓聚集於發泡材66c的空洞內之甲烷氣體***性燃燒，藉此粉碎海底地層18。將促進甲烷水合物的分解之使甲醇、鹽分等的抑制劑與水混合後注入至甲烷水合物層的方法稱為「抑制劑法」或「抑制劑注入法」。
連續油管裝置60亦可具備管狀的油管外壁70、開口72及混合室74。開口72係設在油管外壁70，混合室74係設在開口72的內側。本發明的資源收集系統，係在混合室74將發泡材的原液互相混合後，再將該混合物與燃料氣66a及空氣66b一同通過開口72而供給至海底地層18與油管外壁70之間。
藉由如此結構，本發明的資源收集系統能夠在短時間將廣範圍的海底地層加熱，因此，能更有效率地從海底地層收集資源。
連續油管裝置60的油管外壁70為熔接鋼管，
一邊藉由連續輥軋，將帶狀的鋼板圓化成筒狀，一邊將形成於管的長度方向之接縫熔接而進行製造。在長度不足之情況，藉由將鋼板的端邊傾斜裁斷而熔接之偏壓熔接予以補足。燃料氣66a係從燃料氣供給裝置12c通過燃料氣供給管68a，空氣66b係從空氣供給裝置12d通過空氣供給管42c、空氣供給管68b，發泡材的原液係從發泡材原液供給裝置12e通過發泡材原液供給管68c，供給至混合室74。在取代供給燃料氣66a，而是供給碳化物(碳化鈣)粒子及高壓水之情況，碳化物粒子係從燃料氣供給裝置12c通過燃料氣供給管68a，高壓水係從水供給裝置12b通過高壓水供給管68e及高壓泵浦，供給至混合室74。又，在取代燃料氣66a，而是供給甲醇及高壓水之情況，甲醇係從燃料氣供給裝置12c通過燃料氣供給管68a，高壓水係從水供給裝置12b通過高壓水供給管68e及高壓泵浦，供給至混合室74。開口72的形狀，若為可供混合後的發泡材的原液通過的話，則未特別限制，大小及數量，若不會造成油管外壁70的強度不足的話，則未特別限制。混合室74的形狀，若為可將發泡材的原液或相混合的話，則未特別限制，大小及數量，若不會造成連續油管裝置60的強度不足的話，則未特別限制。
將發泡材的原液互相混合而形成的發泡材66c，亦可包含導體金屬或碳納米管這樣的導電粒子66d。本發明的
資源收集系統，亦可藉由在具有導電性的發泡材66c與露出於油管外壁70或混合室74且電性絕緣之點火配線68g之間施加高電壓，將聚集於發泡材66c的空洞內之燃料氣66a或取代其而產生的燃料氣點火。
藉由如此結構，本發明的資源收集系統能夠在短時間將廣範圍的海底地層加熱，因此，能更有效率地從海底地層收集資源。
導電粒子66d係從導電粒子供給裝置12f通過導電粒子供給管68d而供給至混合室74。導電粒子66d，亦可在儲藏槽36的內部設置暫時儲藏的區域而加以儲藏。
本發明的資源收集系統，藉由對設在油管外壁70或混合室74之火星塞(未圖示)施加高電壓，將聚集於發泡材66c的空洞內之燃料氣66a或取代其而產生的燃料氣點火。
藉由如此結構，本發明的資源收集系統能夠在短時間將廣範圍的海底地層加熱，因此，能更有效率地從海底地層收集資源。
本發明的資源收集系統，亦可使用高壓水及高壓空氣中的至少一方，洗淨混合室74。
藉由如此結構，本發明的資源收集系統能夠在短時間將廣範圍的海底地層加熱，因此，能更有效率地從海底地
層收集資源。
高壓水係從水供給裝置12b通過高壓水供給管68e及高壓泵浦，高壓空氣係從空氣供給裝置12d通過高壓空氣供給管68f及高壓泵浦，供給至混合室74。
其次，說明關於構成資源收集裝置的連續油管裝置之變形例。
構成本發明的資源收集系統的資源收集裝置20具有資源收集管、保護管22及連續油管裝置。資源收集管係將自海底地層18收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽12a。保護管22係環繞設置於資源收集管，用來保護資源收集管。連續油管裝置係藉由不斷放出裝置64，從配置於海面上或保護管22的內部之捲繞用捲架62不斷放出，貫通保護管22的側壁22a而從內側朝外側延伸，具有副資源收集管、副保護管、副過濾器及副閘管。副資源收集管係將自海底地層18收集到的資源輸送至資源收集管。副保護管係具備環繞設置於副資源收集管之副側壁及貫通副側壁之複數個副側壁孔，用以保護副資源收集管。副過濾器係配置於副保護管的內部，用以去除來自於海底地層18之砂石。副閘管係為了開關複數個副側壁孔，配置於副保護管的外側及副保護管與副過濾器之間的至少一方。
藉由如此結構，本發明的資源收集系統能夠從廣範圍的海底地層收集資源，因此，能更有效率地從海底地層收
集資源。
本發明的資源收集系統係當從海底地層18收集資源時，打開複數個副側壁孔，除此以外的時間，則關閉複數個副側壁孔。本發明的資源收集管包含氣體收集管26和油收集管28。副資源收集管、副保護管及副閘管為與油管外壁70同樣的熔接鋼管。
構成本發明的資源收集系統之資源收集裝置20的連續油管裝置，係對保護管22的軸方向，於至少1個位置，以預定間隔，呈複數個的方式配置於各位置的周方向上。
藉由如此結構，本發明的資源收集系統能夠從廣範圍的海底地層收集資源，因此，能更有效率地從海底地層收集資源。
連續油管裝置60的數量，若能收納於資源收集裝置20的內部的話，則未特別限定。
其次，針對構成本發明的第1實施形態的資源收集系統之粉碎粒子進行說明。圖11係粉碎粒子的概念圖。
構成本發明的資源收集系統之資源收集裝置20具有高壓水供給管和資源收集管。高壓水供給管係為了從海底地層18收集資源，而對海底地層18中供給高壓水。資源收集
管係將自海底地層18收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽12a。本發明的資源收集系統係在高壓水供給管中的高壓水混入粉碎粒子80，再藉由混入有粉碎粒子80的高壓水，將海底地層18粉碎。粉碎粒子80為在水泥粒子82的外側依序塗佈有遲效性發熱體84、膨脹體86及速效性發熱體88者，遲效性發熱體84為將吸收高壓水的水分而發熱之材料以微波予以燒結者，膨脹體86係以將吸收高壓水的水而膨脹之材料所形成，速效性發熱體88係將與遲效性發熱體84相同的材料以微波進行較遲效性發熱體84更短時間的燒結者或未以微波進行燒結者。本發明的資源收集管包含氣體收集管26和油收集管28。
藉由如此結構，本發明的資源收集系統能夠在短時間將廣範圍的海底地層加熱，因此，能更有效率地從海底地層收集資源。
本發明的高壓水供給管係經由高壓泵浦連皆於水供給裝置12b。粉碎粒子80係從粉碎粒子供給裝置12g進行供給。藉由使用膨脹體86將使用速效性發熱體88及遲效性發熱體84所產生的海底地層18之小凹陷推開，能夠在海底地層18中，更有效率地形成用來從海底地層18收集資源之裂縫18a。速效性發熱體88係在數分鐘~數小時左右進行發熱而將海水的冰溶化者，遲效性發熱體84係為數日~數週左右進行發熱而將氣體水合物層這樣的固體資源溶化者。粉碎粒子80，亦可在儲藏槽36的內部設置暫時儲藏的區域而加以儲藏。粉碎粒子80亦可使用連續油管裝置60，
供給至海底地層中。在該情況，亦可在高壓水供給管68e中的高壓水，混入粉碎粒子80。遲效性發熱體84、速效性發熱體88，雖未特別限制，但，理想為當鐵粉與空氣接觸而氧化時能夠引起化學反應並發熱者，或與使氧化鈣與水反應而產生氫氧化鈣，將當時所產生的熱能與鹼水溶液作為開始劑而讓鋁與氫氧化鈣反應者。膨脹體86，雖未特別限制，但，理想為將以石灰、石膏、礬土作為主成分之燒結化合物粉碎成適當的粒度分佈者，或當氧化鈣與水反應而形成氫氧化鈣時，氫氧化鈣的粒子膨脹者。
其次，說明關於構成資源收集裝置之砂石排出裝置。
構成本發明的資源收集系統之資源收集裝置20，具有資源收集管、保護管22及過濾器24。資源收集管係將自海底地層18收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽12a。保護管22係環繞設置於資源收集管，用來保護資源收集管。過濾器24係配置於保護管22的內部，用以去除來自於海底地層18之砂石。本發明的資源收集系統，係使用高壓泵浦，將過濾器24去除的砂石從保護管22的側壁22a之開口朝海底地層18推出。本發明的資源收集管包含氣體收集管26和油收集管28。
藉由如此結構，本發明的資源收集系統，不會造成砂石聚集，因此能夠小型化。
資源收集裝置20係具有砂石排出裝置90，砂石排出裝置90係具備：藉由使螺旋狀的旋轉翼，將過濾器24去除的砂石朝保護管22的側壁22a之方向移動的軸泵浦；及將該砂石從保護管22的側壁22a之開口朝海底地層18推出之高壓泵浦。螺旋狀旋轉翼係以油壓馬達或氣動馬達驅動。砂石排出裝置90，亦可將剩餘的塗佈劑與砂石一同排出。本發明的資源收集系統，理想為在排出砂石前，在砂石中混入水泥粒子。高壓泵浦的種類，未特別限定，但在將砂石推出之壓力的這一點上，柱塞泵浦為佳。砂石排出裝置90的數量，若能收納於資源收集裝置20的內部的話，則未特別限定。
其次，說明關於構成資源收集裝置之過濾器。圖12(a)係示意地顯示構成圖2的資源收集裝置之過濾器的一例之縱斷面圖，圖12(b)係其橫斷面圖，圖12(c)係示意地顯示過濾器的變形例1之縱斷面圖，圖12(d)係示意地顯示過濾器的變形例2之縱斷面圖，圖13(a)及圖13(b)係示意地顯示永久磁鐵的動作之縱斷面圖，圖14(a)係示意地顯示過濾器的變形例3的縱斷面圖，圖14(b)係其橫斷面圖，圖14(c)係示意地顯示過濾器的變形例4之縱斷面圖，圖14(d)係其橫斷面圖。過濾器的一例之過濾器100係與過濾器24、二次過濾器46相同，具有元件24a、資源收集孔24b及貫通孔24c。
構成本發明的資源收集系統之資源收集裝置20，具有資源收集管、保護管22及過濾器110。資源收集管係將自海底地層18收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽12a。保護管22係環繞設置於資源收集管，用來保護資源收集管。過濾器110係配置於保護管22的內部，用以去除來自於海底地層18之砂石。過濾器110係具備配置成在元件24a的內部用以保持具有磁性體粉末之矽藻土的電磁鐵線圈112。本發明的資源收集系統，藉由對電磁鐵線圈112通電，產生因電磁鐵線圈112所形成的具有磁性體粉末之矽藻土的保持力。本發明的資源收集管包含氣體收集管26和油收集管28。
藉由如此結構，本發明的資源收集系統不易故障，因此，能夠長時間連續且穩定地運轉。
過濾器110為過濾器之變形例1，還具有資源收集孔24b和貫通孔24c。電磁鐵線圈112的長度及數量，若可從其間的元件24a之表面收集資源的話，則未特別限制。
構成本發明的資源收集系統之資源收集裝置20，具有資源收集管、保護管22及過濾器120。資源收集管係將自海底地層18收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽12a。保護管22係環繞設置於資源收集管，用來保護資源收集管。過濾器120係配置於保護管22的內部，用以去除來自於海
底地層18之砂石。過濾器120具備永久磁鐵122和減磁手段，永久磁鐵122係在元件24a的內部配置成保持具有磁性體粉末之矽藻土，減磁手段係用來減弱永久磁鐵122對具有磁性體粉末之矽藻土的保持力。本發明的資源收集系統，藉由使減磁手段作動，減少永久磁鐵122所保持的具有磁性體粉末之矽藻土的量。本發明的資源收集管包含氣體收集管26和油收集管28。
藉由如此結構，本發明的資源收集系統不易故障，因此，能夠長時間連續且穩定地運轉。
過濾器120為過濾器之變形例2，還具有資源收集孔24b和貫通孔24c。永久磁鐵122的長度及數量，若可從其間的元件24a之表面收集資源的話，則未特別限制。永久磁鐵122的種類，未特別限制，但理想為釹磁鐵。
構成本發明的資源收集系統之資源收集裝置20的減磁手段，亦可為以與永久磁鐵122相反的極分別鄰接的方式，配置於永久磁鐵122的內側或外側之電磁鐵線圈124。本發明的資源收集系統，亦可藉由對電磁鐵線圈124通電，減少永久磁鐵122所保持的具有磁性體粉末之矽藻土的量。
藉由如此結構，本發明的資源收集系統不易故障，因此，能夠長時間連續且穩定地運轉。
電磁鐵線圈124的長度及數量，若可從其間的元件24a之表面收集資源的話，則未特別限制。
減磁手段130具有操作部132、本體134及永久磁鐵136。若將操作部132按壓至本體134後將本體134放置於對象物138上的話，吸引力會作用於本體134的內部之永久磁鐵136與對象物138之間，將本體134舉起，藉此，能夠將對象物138舉起。但，在此狀態下，若舉起操作部132的話，操作部132從本體134拉離，並且永久磁鐵136從對象物138拉離，因此，能夠將對象物138從本體134取下。亦可將此方法作為減磁手段使用，利用使永久磁鐵122的位置移動，減少永久磁鐵122所保持的具有磁性體粉末之矽藻土的量。
構成本發明的資源收集系統之資源收集裝置20，具有資源收集管、保護管22及過濾器140。資源收集管係將自海底地層18收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽12a。保護管22係環繞設置於資源收集管，用來保護資源收集管。過濾器140係配置於保護管22的內部，用以去除來自於海底地層18之砂石。過濾器140具備螺旋狀金屬線142與支柱144，支柱144係朝螺旋狀金屬線142的直線軸方向延伸且固定於螺旋狀金屬線142。本發明的資源收集系統，係藉由支柱144的長度方向之貫通孔144a中流動高壓熱水或高壓蒸氣，防止海水在螺旋狀金屬線142的表面及內部凍
結。本發明的資源收集管包含氣體收集管26和油收集管28。
藉由如此結構，本發明的資源收集系統不易故障，因此，能夠長時間連續且穩定地運轉。
貫通孔144a係在功能上，與貫通孔24c相對應。過濾器140為過濾器之變形例3，還具有在功能上與資源收集孔24b相對應之資源收集孔146。螺旋狀貫通孔能夠使蠟充滿於複數個細管，再將兩端封閉而在周圍裝入炸藥並點火，藉由***的衝撃互相熔接之方法來構成。支柱144的形狀，若能夠固定螺旋狀金屬線142的話，則未特別限制，大小及數量若對過濾器140的性能造成影響的話，則未特別限制。資源收集孔146的形狀、大小及數量未特別限制，最佳化成能夠最有效率地收集資源為佳。貫通孔144a的形狀、大小及數量未特別限制，最佳化成能夠最有效率地加熱為佳。螺旋狀金屬線142、支柱144的材料未特別限定，但理想為鐵或不銹鋼。
構成本發明的資源收集系統之資源收集裝置20，具有資源收集管、保護管22及過濾器150。資源收集管係將自海底地層18收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽12a。保護管22係環繞設置於資源收集管，用來保護資源收集管。過濾器150係配置於保護管22的內部，用以去除來自於海底地層18之砂石。過濾器150具備螺旋狀金屬線152與支柱154，支柱154係朝螺旋狀金屬線152的直線軸方向延伸且固定於螺旋狀金屬線152。本發明的資源收集系
統，係藉由螺旋狀金屬線152之螺旋狀貫通孔152a中流動高壓熱水或高壓蒸氣，防止海水在螺旋狀金屬線152的表面及內部凍結。本發明的資源收集管包含氣體收集管26和油收集管28。
藉由如此結構，本發明的資源收集系統不易故障，因此，能夠長時間連續且穩定地運轉。
貫通孔152a係在功能上，與貫通孔24c相對應。過濾器150為過濾器之變形例4，還具有在功能上與資源收集孔24b相對應之資源收集孔156。螺旋狀貫通孔能夠使蠟充滿於複數個細管，再將兩端封閉而在周圍裝入炸藥並點火，藉由***的衝撃互相熔接之方法來構成。支柱154的形狀，若能夠固定螺旋狀金屬線152的話，則未特別限制，大小及數量若對過濾器150的性能造成影響的話，則未特別限制。資源收集孔156的形狀、大小及數量未特別限制，最佳化成能夠最有效率地收集資源為佳。貫通孔152a的形狀、大小及數量未特別限制，最佳化成能夠最有效率地加熱為佳。螺旋狀金屬線152、支柱154的材料未特別限定，但理想為鐵或不銹鋼。
過濾器150亦可具備將纏繞成絮凝物狀的纖維狀金屬層積並壓縮者，取代螺旋狀金屬線152與支柱154。本發明的資源收集系統係藉由對過濾器的長度方向之貫通孔24c中流動高壓熱水或高壓蒸氣，防止海水在過濾器的表面及內部凍結。纖維狀金屬過濾器還具有資源收集孔24b。纖維狀金屬係鋼綿或不銹鋼綿為佳。資源收集
孔24b及貫通孔24c係可藉由當層積纖維狀金屬時，朝過濾器的長度方向***棒材，將全體壓縮後抽出棒材之方法來構成。
其次，說明關於構成資源收集裝置之循環流產生裝置。圖15(a)係示意地顯示構成圖2的資源收集裝置之循環流產生管的功能之局部縱斷面圖，圖15(b)及圖15(c)係示意地顯示循環流產生管的動作之局部縱斷面圖。
構成本發明的資源收集系統之資源收集裝置20，具有資源收集管、保護管22、循環流產生管162及電力供給裝置。資源收集管係將自海底地層18收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽12a。保護管22係環繞設置於資源收集管，用來保護資源收集管。循環流產生管162係呈U字形而設在保護管22的內部，使在海底地層18與保護管22之間產生循環流。電力供給裝置係對配置於循環流產生管162的途中之高頻加熱器164供給電力。本發明的資源收集系統，係當從海底地層18收集到的資源量減少時，藉由改變設在循環流產生管162的兩端之可動管166、168的角度，縮短循環流的流路，並且從可動管166、168朝海底地層18噴射高壓熱水或高壓蒸氣。本發明的資源收集管包含氣體收集管26和油收集管28。
藉由如此結構，本發明的資源收集系統能夠在短時間周邊的海底地層加熱，因此，能更有效率地從海底地層收
集資源。
循環流產生管162及電力供給裝置構成循環流產生裝置160。高壓熱水或高壓蒸氣係經由電力供給裝置及高壓泵浦，從水供給裝置12b進行供給，可為超臨界水。從海底地層18收集到的資源的量為平常時之可動管166的位置為朝上位置a，可動管168的位置為朝下位置b，當從海底地層18收集到的資源的量減少時之可動管166的位置為朝下位置c，可動管168的位置為朝上位置d。循環流產生裝置160的數量，若能收納於資源收集裝置20的內部的話，則未特別限定。可動管166、168的形狀，若可變更循環流的方向的話，則未特別限制。
為了在海底地層18與保護管22之間產生循環流，通過配置於循環流產生管162的途中之蒸氣噴射部170的朝下蒸氣噴射孔170a或朝上蒸氣噴射孔170b，對循環流產生管162中噴射蒸氣，高頻加熱器164將該蒸氣進一步加熱，產生過熱蒸氣。再者，在此所使用的高頻電磁波，理想為頻率範圍從數百百萬赫到數十兆赫。尤其是將使用於氣體水合物的分解之數百~數千百萬赫的頻率之電磁波與滲入到氣體水合物的內部深處，具有分解促進作用之數十兆赫的頻率之電磁波適宜組合使用。
構成本發明的資源收集系統之資源收集裝置20，具有資源收集管、保護管22、循環流產生管162及電力供給裝
置。資源收集管係將自海底地層18收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽12a。保護管22係環繞設置於資源收集管，用來保護資源收集管。循環流產生管162係呈U字形而設在保護管22的內部，使在海底地層18與保護管22之間產生循環流。電力供給裝置係對配置於循環流產生管162的途中之高頻加熱器164供給電力。本發明的資源收集系統，係當循環流的流量減少時，藉由使螺旋狀旋轉翼172、174旋轉，讓循環流產生管162中的砂石朝循環流的方向移動。本發明的資源收集管包含氣體收集管26和油收集管28。
藉由如此結構，本發明的資源收集系統能夠在短時間周邊的海底地層加熱，因此，能更有效率地從海底地層收集資源。
循環流的流量為平常時之軸泵浦的螺旋狀旋轉翼172的位置為循環流產生管162的外部位置g，螺旋狀旋轉翼174的位置為循環流產生管162的外部位置h，循環流的流量減少時之可動管166的位置為水平位置e，可動管168的位置為水平位置f，循環流的流量減少時之軸泵浦的螺旋狀旋轉翼172的位置為循環流產生管162的內部位置i，螺旋狀旋轉翼174的位置為循環流產生管162的內部位置j。螺旋狀旋轉翼172、174係以油壓馬達或氣動馬達驅動。
本發明的資源收集系統，亦可在對海底地層18，使保
護管22朝軸方向移動之前，對循環流產生管162的2個開口位置之海底地層18中供給水泥粒子水泥粒子。
藉由如此結構，本發明的資源收集系統不易故障，因此，能夠長時間連續且穩定地運轉。
水泥粒子係從水泥粒子供給裝置12h進行供給。
其次，說明關於構成資源收集裝置之電力供給裝置。圖16(a)係示意地顯示構成圖2的資源收集裝置之電力供給裝置的一例之縱斷面圖，圖16(b)係示意地顯示電力供給裝置的一部分之變形例1的縱斷面圖，圖16(c)係示意地顯示電力供給裝置的變形例2之縱斷面圖。
噴射渦輪機180為電力供給裝置的一例，具有壓縮部182、燃燒室184、渦輪186及發電手段188。壓縮部182係將吸入的空氣壓縮，燃燒室184係收容燃燒中的燃料氣與壓縮空氣之混合氣體，渦輪186係葉片接收因燃燒而膨脹的氣體流動之力進行旋轉，發電手段188係藉由渦輪186的旋轉進行發電。
構成本發明的資源收集系統之資源收集裝置20，具有資源收集管、保護管22、循環流產生管162及電力供給裝置。資源收集管係將自海底地層18收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽12a。保護管22係環繞設置於資源收集管，用來保護資源收集管。循環流產生管162係呈U字
形而設在保護管22的內部，使在海底地層18與保護管22之間產生循環流。電力供給裝置係對配置於循環流產生管162的途中之高頻加熱器164供給電力。電力供給裝置係具備噴射渦輪機180，噴射渦輪機180係藉由以燃燒室184使從海底地層18收集到的資源燃燒而產生的燃燒氣驅動，對循環流產生管162供給高壓熱水或高壓蒸氣。本發明的資源收集管包含氣體收集管26和油收集管28。
藉由如此的結構，本發明的資源收集系統，係設置場所極為接近海面上，因此，能夠更有效率地供給所需的能源。
高壓熱水或高壓蒸氣亦可為超臨界水。燃料氣通過氣體收集管26或油收集管28供給至燃燒室184，空氣是從空氣供給裝置12d通過空氣供給管42c供給至壓縮部182，燃燒後的氣體是通過廢氣回收管42d排出至海面上的大氣中。電力供給裝置的數量，若能收納於資源收集裝置20的內部的話，則未特別限定。
水下燃燒器190為電力供給裝置的一部分之變形例1，具有噴嘴192、燃燒室194、燃燒穩定器196及點火裝置198。噴嘴192係將燃料氣及加壓空氣對燃燒室194朝接線方向噴吹，燃燒室194係收容燃燒中的燃料氣與加壓空氣之混合氣體，燃燒穩定器196係防止液體朝燃燒室194的逆流所引起之燃燒不穩定化，點火裝置198係對燃料氣與加
壓空氣之混合氣體點火。葉片接收到因混合氣體的燃燒所膨脹之氣體流動的力而使渦輪旋轉，藉由渦輪的旋轉，使發電手段發電。
構成本發明的資源收集系統之資源收集裝置20，具有資源收集管、保護管22、循環流產生管162及電力供給裝置。資源收集管係將自海底地層18收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽12a。保護管22係環繞設置於資源收集管，用來保護資源收集管。循環流產生管162係呈U字形而設在保護管22的內部，使在海底地層18與保護管22之間產生循環流。電力供給裝置係對配置於循環流產生管162的途中之高頻加熱器164供給電力。電力供給裝置係具備渦輪，渦輪係藉由以水下燃燒器190使從海底地層18收集到的資源燃燒而產生的燃燒氣驅動，對循環流產生管162供給高壓熱水或高壓蒸氣。本發明的資源收集管包含氣體收集管26和油收集管28。
藉由如此的結構，本發明的資源收集系統，係設置場所極為接近海面上，因此，能夠更有效率地供給所需的能源。
高壓熱水或高壓蒸氣亦可為超臨界水。燃料氣通過氣體收集管26或油收集管28供給至燃燒室194，空氣是從空氣供給裝置12d通過空氣供給管42c供給至燃燒室194，燃燒後的氣體是通過廢氣回收管42d排出至海面上的大氣中。
燃料電池200為電力供給裝置的變形例2，具有燃料電極202、電解質層204及空氣電極206。供給至燃料電極202之氫氣係進入到與電解質層204接觸之面，使電子游離而成為氫離子，電子朝外部離開，在電解質層204中移動之氫離子會與供給至空氣電極206的氧和從外部返回的電子產生反應而形成水。
構成本發明的資源收集系統之資源收集裝置20具有資源收集管、保護管22、循環流產生管162及電力供給裝置。資源收集管係將自海底地層18收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽12a。保護管22係環繞設置於資源收集管，用來保護資源收集管。循環流產生管162係呈U字形而設在保護管22的內部，使在海底地層18與保護管22之間產生循環流。電力供給裝置係對配置於循環流產生管162的途中之高頻加熱器164供給電力。電力供給裝置係為將從海底地層18收集到的資源與高溫蒸氣進行反應所獲得的氫氣，供給電力之燃料電池200。本發明的資源收集管包含氣體收集管26和油收集管28。
藉由如此的結構，本發明的資源收集系統，係設置場所極為接近海面上，因此，能夠更有效率地供給所需的能源。
進行獲得氫氣所需要的資源，係通過氣體收集管26或油收集管28進行供給，高溫蒸氣係經由加熱器從水供給裝置12b進行供給，電力供給反應後所產生的空氣
及水可在資源收集裝置20中進行再利用。電力供給裝置亦可取代燃料電池200，而是將海底地層18中的熱液礦床之熱變換成電力而進行供給之熱電轉換裝置。熱電轉換裝置係利用塞貝克效應，將接合點的其中一方接觸於高熱源、另一方接觸於低熱源，藉此產生電位差而將熱能變換成電能之裝置。熱電轉換裝置，亦可設在：使用設在前端之小型挖掘裝置，將海底地層18挖掘至接近熱液礦床附近而延伸之連續油管裝置60的前端附近。在該情況，高熱源設在海底地層18中的熱液礦床，低熱源設在離熱液礦床足夠遠的海底地層18為佳。
本發明的第1實施形態之資源收集系統，基本上如以上的方式所構成。藉由作成這樣的結構，使得本發明的資源收集系統，能夠更有效率地從海底地層收集資源，且能與以往相同或高於以往長時間連續且穩定地運轉，能更有效率地提供必要的能源，並可小型化。
其次，說明關於包含本發明的第2實施形態的資源收集系統之全體結構。圖17係示意地顯示包含本發明的第2實施形態的資源收集系統之全體結構的方塊圖。
全體結構210係具有：配置於海面上之構造物12；從構造物12朝下方延伸之連接管14；設在連接管14的下端之挖掘裝置16；及設在連接管14與挖掘裝置16之間的資源收集裝置220。資源收集裝置220係藉由將包含氣體水合物層等的海底地層212粉碎而製作多數的裂縫212a，收集資源。
其次，針對包含本發明的第2實施形態的資源收集系統之全體結構，參照構成該系統之資源收集裝置進行說明。圖18(a)係示意地顯示構成圖17的資源收集系統之資源收集裝置的功能之縱斷面圖，圖18(b)係示意地顯示構成圖18(a)的資源收集裝置之保護管的底壁及其周邊的功能之局部縱斷面圖。
構成本發明的資源收集系統之資源收集裝置220具有資源收集管、保護管222、過濾器24、閘管224、二次保護管226、二次過濾器46、二次閘管228、循環流產生管230及電力供給裝置。本發明的資源收集管包含氣體收集管26和油收集管28。資源收集裝置220，因收集裝置20等的保護管22、對閘管34之保護管222、閘管224的形狀不同的這一點、過濾器24及二次過濾器46的長度方向之段數不同的這一點、及資源收集裝置20等的二次保護管44、二次閘管48、對循環流產生管162之二次保護管226、二次閘管228、循環流產生管230的軸方向之長度不同的這一點以外，其餘具有相同結構，因此，在此省略說明相同的構成要件及僅段數或長度不同之構成要件。
構成本發明的資源收集系統之資源收集裝置220的保護管222，亦可具備從側壁的一端延伸之半球狀底壁222a及貫通底壁222a的複數個底壁孔222b。
藉由如此結構，本發明的資源收集系統，能夠從更近
的海底地層收集資源，因此，能更有效率地從海底地層收集資源。
本發明的資源收集系統係當從海底地層18收集資源時，打開複數個底壁孔222b，除此以外的時間，則關閉複數個底壁孔222b。保護管222的側壁，僅軸方向的長度與側壁22a不同。保護管222還具備複數個側壁孔22b、和保護管222的側壁之軸方向的貫通孔。保護管222的複數個側壁孔22b係僅軸方向的段數與保護管22不同且貫通保護管222的側壁。保護管222的貫通孔係僅軸方向的長度與貫通孔22c不同且連接於底壁222a的貫通孔222c。貫通孔222c的形狀、大小及數量未特別限制，最佳化成能夠最有效率地加熱為佳。
資源收集裝置220的閘管224，亦可具備從側壁的一端延伸之半球狀底壁224c及貫通底壁224c的複數個底壁孔224d。本發明的資源收集系統係當從海底地層18收集資源時，打開複數個底壁孔224d，除此以外的時間，則關閉複數個底壁孔224d。閘管224的側壁，僅軸方向的長度與側壁34c不同。閘管224還具備複數個側壁孔34d、和閘管224的側壁之軸方向的貫通孔。閘管224的複數個側壁孔34d係僅軸方向的段數與閘管34不同且貫通閘管224的側壁。閘管224的貫通孔係僅軸方向的長度與貫通孔34e不同且連接於底壁224c的貫通孔224e。貫通孔224e的形狀、大小及數量未特別限制，最佳化成能夠最有效率地加熱為佳。
閘管224中之配置於保護管222的外側者為外側閘管224a，配置於保護管222與過濾器24之間者為內側閘管224b，分別具備底壁224c、貫通底壁224c之複數個底壁孔224d及底壁224c的軸方向之貫通孔224e。底壁孔224d的尺寸係與保護管222的底壁孔222b大致相同，閘管224的圓周方向的底壁孔224d之長度未滿圓周方向的間距一半之情況，藉由使用油壓馬達或氣動馬達，使閘管224旋轉相當於底壁孔224d的長度之距離，能夠堵住保護管222之底壁孔222b。底壁孔222b、底壁孔224d的大小及數量未特別限制，最佳化成能夠最有效率地收集資源為佳。
本發明的第2實施形態之資源收集系統，基本上如以上的方式所構成。藉由作成這樣的結構，使得本發明的資源收集系統，能夠更有效率地從海底地層收集資源，且能與以往相同或高於以往長時間連續且穩定地運轉，能更有效率地提供必要的能源，並可小型化。
以上，詳細說明了關於本發明的資源收集系統，但本發明不限於前述記載，在不超出本發明的技術思想範圍內，能夠進行各種改良、變更等。
本發明的資源收集系統，除了能夠更有效率地從海底地層收集資源的效果，亦具有能與以往相同或高於以往長時間連續且穩定地運轉，能更有效率地提供必要的能源，並可小型化之效果，因此，具有產業上的利用
性。
20:資源收集裝置
22:保護管
24:過濾器
34:閘管
36:儲藏槽
42:中央配管
42a:冷卻水供給管
42b:冷卻水回收管
42c:空氣供給管
42d:廢氣回收管
42e:配管類收納管
42f:配線類收納管
44:二次保護管
46:二次過濾器
48:二次閘管
60:連續油管裝置
90:砂石排出裝置
160:循環流產生裝置
162:循環流產生管
180:噴射渦輪機
Claims (9)
- 一種資源收集系統，其特徵為具有：資源收集管，其係將自海底地層收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽；保護管，其係環繞設置於前述資源收集管，用來保護前述資源收集管；及連續油管裝置，其係從配置於海面上或前述保護管的內部之捲繞用捲架不斷放出，貫通前述保護管的側壁而從內側朝外側延伸，通過前述連續油管裝置，對前述海底地層中，供給發泡材的原液、燃料氣及含氧空氣，或者，供給前述發泡材的原液、燃料氣體產生材及前述空氣而藉由使前述燃料氣產生材與前述高壓水的化學反應或藉由前述燃料氣產生材之前述海底地層的分解促進，將前述發泡材的原液互相混合，在含有前述燃料氣及前述空氣之環境中進行發泡，使聚集在發泡材的空洞內的前述燃料氣爆發性燃燒，藉此，將前述海底地層粉碎。
- 如申請專利範圍第1項之資源收集系統，其中，前述連續油管裝置具備有：管狀的油管外壁；設在前述油管外壁之開口；及設在前述開口的內側之混合室，在前述混合室將前述發泡材的原液互相混合後，再將該混合物與前述燃料氣及前述空氣一同通過前述開口而供給至前述海底地層與前述油管外壁之間。
- 如申請專利範圍第2項之資源收集系統，其中，將前述發泡材的原液互相混合而形成的前述發泡材，包含導體金屬或碳納米管，藉由在具有導電性的前述發泡材與露出於前述油管外壁或前述混合室且電性絕緣之點火配線之間施加高電壓，將聚集於前述發泡材的空洞內之燃料氣點火。
- 如申請專利範圍第2項之資源收集系統，其中，藉由對設在前述油管外壁或前述混合室之火星塞施加高電壓，將聚集於前述發泡材的空洞內之燃料氣點火。
- 如申請專利範圍第2或3項之資源收集系統，其中，使用高壓水及高壓空氣中的至少一方，洗淨前述混合室。
- 如申請專利範圍第1項之資源收集系統，其中，前述燃料氣產生材為碳化物粒子，燃料氣為乙炔氣體，藉由前述碳化物粒子與前述高壓水的化學反應，使前述乙炔氣體產生。
- 如申請專利範圍第1項之資源收集系統，其中，前述燃料氣產生材為甲醇，前述海底地層為甲烷水合物層，前數燃料氣為甲烷氣體，藉由前述甲醇之前述甲烷水合物層的分解促進，使前述甲烷氣體產生。
- 一種資源收集系統，其特徵為具有：資源收集管，其係將自海底地層收集到的資源輸送至收集資源儲藏槽；保護管，其係環繞設置於前述資源收集管，用來保護前述資源收集管；及連續油管裝置，其係從配置於海面上或前述保護管的內部之捲繞用捲架不斷放出，貫通前述保護管的側壁而從內側朝外側延伸，前述連續油管裝置係具有：副資源收集管，其係將從前述海底地層收集到的資源輸送至前述資源收集管；副保護管，其係用以保護前述副資源收集管，具備環繞設置於前述副資源收集管之副側壁及貫通前述副側壁之複數個副側壁孔；副過濾器，其係配置於前述副保護管的內部，用以去除來自於前述海底地層之砂石；及副閘管，其係為了開關前述複數個副側壁孔，配置於前述副保護管的外側及前述副保護管與前述副過濾器之間中的至少一方。
- 如申請專利範圍第8項之資源收集系統，其中，前述連續油管裝置係對前述保護管的軸方向，於至少1個位置，以預定間隔，呈複數個的方式配置於各位置的周方向上。
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