JP2018178712A

JP2018178712A - 水中資源回収装置

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Publication number: JP2018178712A
Application number: JP2018157941A
Authority: JP
Inventors: 嘉義辻本; Yoshinori Tsujimoto
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Priority date: 2018-08-27
Filing date: 2018-08-27
Publication date: 2018-11-15
Anticipated expiration: 2036-06-06
Also published as: JP6647743B2

Abstract

【課題】水面上の浮体から水中或いは水底等の回収位置を変更可能な水中資源回収装置及び水中資源回収方法を提供する。
【解決手段】
一端の上部に水面上下部の水排出用開口とその上部に排気口を具備し他端の下部に水中の有機物資源又は無機物資源を採掘する資源回収開口を具備する資源回収用管と、前記資源回収用管の他端の資源回収開口に可撓性回収管或いは可撓性ライザー管を接続し前記可撓性回収管或いは可撓性ライザー管の他端に母船の近傍の水面上から金属線等を介して上下を含む三次元に移動可能で下方に開口を備えた回収用柔軟性筺体が接続され水面上から前記回収用柔軟性筺体の位置を母船の近傍の水面上から変更して資源の回収位置を変更可能な水中資源回収装置及び水中資源回収方法を提供する。
【選択図】なし

Description

本発明は資源回収用管を備えた海中資源或いは海底資源等の水中資源回収装置に関する。本発明による水中資源回収装置は海中、湖中、及び川中の生物資源又は植物資源或いは有機物資源又は無機物資源の採取或いは海底、湖底、及び川底の生物資源又は植物資源の採取或いは有機物資源又は無機物資源の採掘に適用可能である。

日本の国土は世界第60位であるが、日本の排他的経済区域の広さは世界第6位である。特に海底の有機物資源又は無機物資源を有効に活用する必要がある。深海底地盤の掘削を行うときに用いるライザーシステム（特４４２７４４１）及び海上に浮遊する海上構造物から垂下される蛇腹を具備する水中長大管（実用新案登録２５９３６６４）が従来提案されているが、未だ実施又は実用化されていない。本出願人は、一端の上部に水面上下部の水排出用開口とその上部に排気口を具備し他端の下部に資源を回収する資源回収開口を具備する資源回収用管により前記資源回収用管内の海水又は湖水或いは川水を循環して海中又は湖中或いは川中の生物資源又は植物資源或いは有機物資源又は無機物資源を前記資源回収用管内に採取し或いは海底又は湖底或いは川底近傍の生物資源又は植物資源或いは有機物資源又は無機物資源を前記資源回収用管内に採取或いは採掘し、採取或いは採掘した前記資源を前記資源回収用管内に捕獲することを特徴とする水中資源回収装置（特開2016−23539 ）海中資源或いは海底資源等の水中資源を前記資源回収開口より採取し或いは採掘することを特徴とする水中資源回収装置及び水中資源回収方法（特願2015−2737 ）を先出願として既に提案している。

本発明は前記先出願の関連出願に関し、水面上例えば、海上の浮体から海中或いは海底等の回収位置を変更可能な水中資源回収装置及び水中資源回収方法を提供することを目的とする。

本願発明は、一端の上部に水面上下部の水排出用開口とその上部に排気口を具備し他端の下部に海底等水中の有機物資源又は無機物資源を採掘する資源回収開口を具備する資源回収用管により前記資源回収用管内の海水又は湖水或いは川水を循環して資源を前記資源回収開口より採取し或いは採掘することを特徴とする水中資源回収装置及び水中資源回収方法に関し、前記資源回収用管の他端の資源回収開口に可撓性回収管或いは可撓性ライザー管を接続し前記可撓性回収管或いは可撓性ライザー管の他端に母船の近傍の水面上から金属線等を介して上下を含む三次元に移動可能で下方に開口を備えた回収用柔軟性筺体が接続され水面上から前記回収用柔軟性筺体の位置を母船の近傍の水面上から変更して資源の回収位置を変更可能な水中資源回収装置及び水中資源回収方法を提供するものである。
請求項1に記載の水中資源回収装置は、水面上下部の水排出用開口とその上部に排気口を一端の上部に具備し他端の下部に資源を回収する資源回収開口を具備する資源回収用管と、前記資源回収用管の内部を貫通し内部の水面が前記資源回収用管外の水面と同じである際前記水排出用開口を閉鎖する比重が水より小さな内部貫通部材と、前記資源回収用管の他端の資源回収開口に接続された可撓性回収管或いは可撓性ライザー管と、前記可撓性回収管或いは可撓性ライザー管の他端を内蔵し水面上の浮体から上下を含む三次元に移動可能で下方に開口を備えた回収用柔軟性筺体を備え、前記資源回収用管内で前記内部貫通部材の上部の空気を前記排気口より排気することにより前記資源回収用管内の水面を前記資源回収用管外の水面より上部に動させて前記内部貫通部材を前記資源回収用管内の上部に移動させ前記水排出用開口より海水又は湖水或いは川水を前記資源回収用管の外に放出して前記資源回収用管内の海水又は湖水或いは川水を徐々に上部に移動させ前記資源回収用管内の海水又は湖水或いは川水を循環することにより前記回収用柔軟性筺体内から前記可撓性回収管或いは可撓性ライザー管を介して採取或いは採掘された資源が前記資源回収開口より前記資源回収用管内に採取或いは採掘されて前記資源を捕獲して前記資源を回収することを特徴とする。
請求項２に記載の水中資源回収装置は、前記資源回収用管の水排出用開口の下部にフィルターを具備することを特徴とする請求項１に記載の水中資源回収装置である。
請求項３に記載の水中資源回収装置は、前記回収用柔軟性筺体内部に撮像手段及び発光手段を備えることを特徴とする請求項１或いは請求項２に記載の水中資源回収装置である。
請求項４に記載の水中資源回収装置は、前記回収用柔軟性筺体内部に掘削装置或いは採掘装置を備えることを特徴とする請求項１〜３に記載の水中資源回収装置である。
請求項５に記載の水中資源回収装置は、前記資源回収用管一端の上部を保持する保持部材を具備する浮体構造物を備えることを特徴とする請求項１〜４に記載の水中資源回収装置である。
請求項６に記載の水中資源回収装置は、前記資源回収用管の他端の下部に前記資源回収開口を閉鎖する資源開口閉鎖手段と、前記資源回収用管の他端の下部に繋がれたくさりを具備し、前記資源回収用管内に資源を採取或いは採掘し前記資源開口閉鎖手段により前記資源回収開口を閉鎖し前記資源を捕獲した後前記資源回収用管が前記くさりを介して浮上させられ前記浮体構造物と浮上した前記資源回収用管を移動させ前記資源を回収することを特徴とする請求項５に記載の水中資源回収装置である。
請求項７に記載の水中資源回収装置は、水面上の前記浮体が前記回収用柔軟性筺体を三次元に移動するため巻くリールを具備することを特徴とする請求項１〜６に記載の水中資源回収装置である。

水面上の浮体から下方に開口を備えた前記回収用柔軟性筺体が金属線等を介して上下を含む三次元に移動可能で前記可撓性回収管或いは可撓性ライザー管を介して前記資源回収開口より海中又は湖中或いは川中の生物資源又は植物資源或いは海底又は湖底或いは川底近傍の有機物資源又は無機物資源を前記資源回収用管内に採取或いは採掘し、採取或いは採掘した前記資源を前記資源回収用管内に捕獲するので前記回収用柔軟性筺体内と前記可撓性回収管或いは可撓性ライザー管及び前記資源回収用管内の海水又は湖水或いは川水の循環のみであるので周囲環境に何ら影響を与えることはない。また前記資源回収用管が前記くさりを介して海面又は湖面或いは川面近傍に移動され前記資源回収用管を水平方向に移動して捕獲した前記資源を回収するので前記資源回収用管を地上の処理施設で適切に処理すれば周囲環境に何ら影響を与えることはない。

本発明による水中資源回収装置の第一の実施形態は、水中の生物資源又は植物資源或いは有機物資源又は無機物資源の採取の実施形態で、一端の上部に水面上下部の水排出用開口とその下部に水のみを通過させるフィルターと前記水排出用開口の上部に空気排出開口を具備すると共に他端の下部に海中又は湖中或いは川中の資源を採取する資源回収開口と前記資源回収開口を閉鎖する資源開口閉鎖手段を具備する例えば円形資源回収用管と、前記円形資源回収用管の一端の上部を保持する保持部材と前記水排出用開口から排出される水を貯水する着脱可能な貯水槽を具備する浮体構造物と、前記円形資源回収用管の内部を貫通し内部の水面が前記資源回収用管外の水面と同じの際前記水排出用開口を閉鎖する比重が水より小さく中央開口を具備する円形内部貫通部材と、前記資源回収用管の他端の資源回収開口に接続された可撓性回収管と、金属線等を巻くリールを具備する別設の水面上の浮体と、前記可撓性回収管の他端に接続され水面上の前記浮体から前記金属線等を介して上下を含む三次元に移動可能で下方に開口を備えた回収用柔軟性筺体と、風力発電等自然エネルギー発電手段と、前記空気排出開口と接続され前記円形資源回収用管内で前記円形内部貫通部材の上部の空気を前記自然エネルギー発電手段により排気する空気排気手段と、前記回収用柔軟性筺体内に具備された撮像手段及び発光手段と、前記浮体構造物に具備され前記撮像手段の出力を表示する表示手段とを備え、前記水面上の浮体を移動すると共に前記表示手段により前記回収用柔軟性筺体内の資源を検出し前記空気排気手段により前記円形資源回収用管内の前記内部貫通部材の上部の空気を排気することにより前記円形資源回収用管内の水面を前記円形資源回収用管外の水面より上部に移動させて前記円形内部貫通部材を前記円形資源回収用管内の上部に移動させ前記水排出用開口より海水又は湖水或いは川水を前記円形資源回収用管の外に放出して前記貯水槽に貯水すると共に前記円形資源回収用管内の海水又は湖水或いは川水を徐々に上部に移動させて循環することにより前記回収用柔軟性筺体内の資源が前記可撓性回収管を介して前記資源回収開口より挿入され前記円形資源回収用管内に採取した後、前記資源開口閉鎖手段により前記資源回収開口を閉鎖して前記資源を捕獲すると共に前記円形資源回収用管の前記資源回収開口を海面又は湖面或いは川面近傍に移動し前記円形資源回収用管を水平方向に移動して捕獲した前記資源を回収することを特徴とする。

本発明による海中資源或いは海底資源等の水中資源回収装置の第二の実施形態は海底又は湖底或いは川底近傍の例えばウニ等の生物資源又は植物資源を採取し或いはメタンハイドレート等の有機物資源又はレアメタル等の無機物資源を採掘する実施形態で、一端の上部に水面上下部の水排出用開口とその下部に水のみを通過させるフィルターと前記水排出用開口の上部に空気排出開口を具備すると共に他端の下部に資源を採取或いは採掘する資源回収開口と前記資源回収開口を閉鎖する資源開口閉鎖手段を具備する例えば円形資源回収用管と、前記円形資源回収用管の一端の上部を保持する保持部材と前記水排出用開口から排出される水を貯水する着脱可能な貯水槽を具備する浮体構造物と、前記円形資源回収用管の内部を貫通し内部の水面が前記資源回収用管外の水面と同じの際前記水排出用開口を閉鎖する比重が水より小さく中央開口を具備する円形内部貫通部材と、前記資源回収用管の他端の資源回収開口に接続された可撓性ライザー管と、金属線等を巻くリールを具備する別設の水面上の浮体と、前記可撓性ライザー管の他端に接続され水面上の前記浮体から前記金属線等を介して上下を含む三次元に移動可能で下方に開口を備えた回収用柔軟性筺体と、風力発電等自然エネルギー発電手段と、前記空気排出開口と接続され前記円形資源回収用管内で前記円形内部貫通部材の上部の空気を前記自然エネルギー発電手段により排気する空気排気手段と、前記回収用柔軟性筺体内に具備された撮像手段及び発光手段と、前記浮体構造物に具備され前記撮像手段の出力を表示する表示手段とを備え、水面上の前記浮体により前記回収用柔軟性筺体の位置を変更すると共に前記表示手段により前記回収用柔軟性筺体内の資源を検出し前記空気排気手段により前記円形資源回収用管内の前記円形内部貫通部材の上部の空気を排気することにより前記円形資源回収用管内の水面を前記円形資源回収用管外の水面より上部に移動させて前記円形内部貫通部材を前記円形資源回収用管内の上部に移動させ前記水排出用開口より海水又は湖水或いは川水を前記円形資源回収用管の外に放出して前記貯水槽に貯水すると共に前記円形資源回収用管内の海水又は湖水或いは川水を徐々に上部に移動させて循環することにより前記回収用柔軟性筺体内の資源が前記可撓性ライザー管を介して前記資源回収開口より挿入され前記円形資源回収用管内に採取又は採掘した後、前記資源開口閉鎖手段により前記資源回収開口を閉鎖して前記資源を捕獲すると共に前記円形資源回収用管の前記資源回収開口を海面又は湖面或いは川面近傍に移動し前記円形資源回収用管を水平方向に移動して捕獲した前記資源を回収することを特徴とする。

前記円形資源回収用管の一端の上部を保持する海上又は湖上或いは川上の浮体構造物を備え、前記円形資源回収用管の他端の資源回収開口に接続された可撓性回収管或いは可撓性ライザー管と、前記可撓性回収管或いは可撓性ライザー管の他端に接続され水面上の浮体から金属線等を介して上下を含む三次元に移動可能で下方に開口を備えた回収用柔軟性筺体を前記浮体により移動すれば、海中又は湖中或いは川中の採取場所或いは海底又は湖底或いは川底の採取場所又は採掘場所を変更することが可能である。前記円形資源回収用管は水排出用開口の下部に水のみを通過させるフィルターを備えているので前記水排出用開口から排出される水を直接海上又は湖上或いは川上に排出しても良い。前記回収用柔軟性筺体内に撮像手段及び発光手段を内蔵し、海上又は湖上或いは川上の前記浮体構造物の上端部に前記撮像手段の出力を表示する表示手段を備え、水面上の前記浮体から金属線等を介して上下を含む三次元に移動可能で下方に開口を備えた前記回収用柔軟性筺体を移動すれば、海中又は湖中或いは川中の採取場所或いは海底又は湖底或いは川底の採取場所又は採掘場所の資源の状況を前記表示手段により表示することが可能となる。前記円形資源回収用管を海中、湖中、川中或いは海底、湖底、川底まで敷設する前には、前記円形資源回収用管の下部にくさりを繋ぐと共に海水又は湖水或いは川水を充填した状態で前記円形資源回収用管下部を海中、湖中、川中或いは海底、湖底、川底まで敷設する。深さが深い海底又は湖底の場合、前記円形資源回収用管の一実施例は例えば１０キロメートルの長さで長さが調節可能で下部にいくほど内外径が小さな何重にも重なる円形資源回収用管で構成し、敷設する前に海上或いは湖上から海底或いは湖底の深さを計測し、何重にも重なる前記円形資源回収用管を海底或いは湖底の計測された長さにすると共に前記円形資源回収用管内に海水又は湖水を充填した状態で前記円形資源回収用管下部の前記くさりを介して海底或いは湖底まで敷設する。その場合例えば１０キロメートルの長さの前記円形資源回収用管に可撓性ライザー管を介して前記回収用柔軟性筺体が接続される。なお、前記円形資源回収用管を例えば１キロメートルとし、残りの９キロメートルを可撓性ライザー管とし前記可撓性ライザー管を介して前記回収用柔軟性筺体が接続される実施形態も実施可能である。

また深さが深い海底又は湖底の場合、前記円形資源回収用管の他の実施例は例えば１０キロメートルの長さで長さが調節可能で下部にいくほど内外径が小さな何重にも重なる円形資源回収用管と中心部を長さが調節可能で下部にいくほど内外径が小さな何重にも重なる軸で構成し、何重にも重なる前記軸により何重にも重なる前記円形資源回収用管の下部を海底又は湖底に到達させ海底又は湖底或いは川底まで敷設する。第一及び第二の実施形態では、前記円形資源回収用管内の水面を前記円形資源回収用管外の水面より上部に移動させる水の容量は前記水排出用開口より排出する水の容量より比較的大きくなるべく円形資源回収用管上部の内外形を大きくする。なお、中央開口を具備する前記円形内部貫通部材の移動を制限するストッパを前記円形資源回収用管内に具備し、前記水排出用開口より排出する水量を制限する。前記円形資源回収用管中間部の内外径は上部と同じ内外径或いは徐々に小さな内外径にし、前記円形資源回収用管最下部の前記資源回収開口の内外径を生物資源或いは鉱物団塊が通過可能な程度に小さくする。小さくすると循環する水流を早めることが可能となり採取或いは採掘の効率がよい。なお、前記回収用柔軟性筺体の下部以外は密閉して内蔵され採取或いは採掘の際、環境に影響を与えないよう配慮されている。前記回収用柔軟性筺体の最下部を広い面積で前記可撓性回収管或いは可撓性ライザー管を介して接続された前記円形資源回収用管の内径を生物資源或いは鉱物団塊が通過可能な程度に小さく水流の循環を早める開口に構成すれば前記回収用柔軟性筺体の最下部での採取或いは採掘の面積を広くすることは可能である。小さくした内外径の前記資源回収開口の直上部に前記資源回収開口を閉鎖する閉鎖手段を備え、採取或いは採掘した資源を捕獲する構成にする。海上又は湖上或いは川上の前記浮体構造物は例えば風力、太陽光、波力等自然エネルギーの発電手段と蓄電手段を具備しその電力により移動する構成にすることも可能である。前記可撓性回収管或いは可撓性ライザー管の他端に接続され水面上の前記浮体から金属線等を介して上下を含む三次元に移動可能で下方に開口を備えた前記回収用柔軟性筺体内に資源を掘削或いは粉砕するため外部操作部材により例えば電気的に操作される資源掘削手段或いは資源粉』砕手段を具備していれば資源を容易に採掘できる。したがって、掘削或いは粉砕された切りは前記回収用柔軟性筺体で密封され、内外径の小さい前記資源回収開口により循環する早い水流で採掘の効率がよく採掘されるので周辺環境に影響を与えることはない。なお、前記円形資源回収用管の中間部をフレキシブルな管にする実施例、前記円形資源回収用管を何重にも重なり下部にいくほど内外径が小さな管で長さを調節する実施例、前記円形資源回収用管を下部にいくほど内外径が小さな長さを調節する蛇腹管の実施例が実施可能である。その場合、前記回収用柔軟性筺体内の前記資源掘削手段或いは資源粉砕手段は前記外部操作部材により操作され、掘削或いは粉砕された資源等が前記可撓性回収管或いは可撓性ライザー管を介して前記円形資源回収用管内に採掘され前記円形資源回収用管の前記水排出用開口から排出される水が着脱可能な貯水槽により貯水されるので周辺環境に影響を与えない。水面上の前記浮体から金属線等を介して上下を含む三次元に移動可能で下方に開口を備えた前記回収用柔軟性筺体内で前記資源掘削手段を例えば電気的に移動する構成にして例えば比較的浅い海域の海山の頂部から斜面にある特にコバルトの含有量の高いコバルトリッチクラフトを掘削し、前記可撓性ライザー管を介して前記円形資源回収用管の下面部に前記コバルトリッチクラフトの無機物資源を沈殿する構成となる。深海底でのダイヤモンドの採取或いはメタンハイドレートの有機物資源やレアアース泥、海水熱水鉱床等の無機物資源を採掘する際にも、前記可撓性ライザー管を介して前記円形資源回収用管の下面部に前記資源を沈殿する構成となる。メタンハイドレートの有機物資源を採掘する際、前記円形資源回収用管の下面部に電気冷却装置を具備する構成も実施可能である。また、メタンハイドレートの有機物資源が気化した場合、前記円形内部貫通部材の中央開口を介して気化されたメタンハイドレートは回収される。前記空気排気手段は前記円形内部貫通部材の上部の空気を例えば風力、太陽光、波力等自然エネルギーの電力等により排気する。前記円形資源回収用管内の水面を前記円形資源回収用管外の水面より上部に移動させる水の容量は前記水排出用開口より排出する水の容量より比較的大きくなるように円形資源回収用管の上部の内外形にすれば前記水排出用開口より空気が挿入することはない。また仮に空気が挿入されても円形内部貫通部材は中央開口を具備しているので、前記内部貫通部材を前記円形資源回収用管内の上部に移動する際、前記円形資源回収用管内の海面又は湖面或いは川面と前記内部貫通部材の下面とを介在する前記水排出用開口から挿入された空気を前記中央開口により吸引することが可能である。なお、前記水排出用開口より排出される水に資源が混入している場合前記資源は前記貯水槽から回収される。前記資源回収用管は外径が円形実施例で説明したが、正方形等任意の形状が可能である。

前記円形資源回収用管は前記水排出用開口の真下に鍔を具備し、海面又は湖面或いは川面の例えば環状浮体構造物の円形の穴を貫通して前記環状浮体構造物に保持される構成も可能である。また前記円形資源回収用管は資源回収開口を具備し長さが調節可能な下部資源回収用管と、海面又は湖面或いは川面の水面上下部の水排出用開口を具備する上部資源回収用管の二体構成にして前記円形資源回収用管を敷設時に結合する構成も可能である。前記資源回収用管は可撓性ライザー管を介して前記回収用柔軟性筺体が接続される。又、前記環状浮体部材を例えば自然エネルギーの電力等で移動する構成も実施可能である。

採取或いは採掘した前記資源の回収は前記空気排出開口と蛇腹管を介して資源回収船と接続し前記くさりを介して前記円形資源回収用管内に空気と採取或いは採掘した資源及び海水又は湖水を充填した状態で前記円形資源回収用管を海上又は湖上或いは川上に浮かべた後、前記円形資源回収用管を海面又は湖面或いは川面を水平方向に移動させると共に前記円形資源回収用管を移送地に移送して資源を回収する。海底又は湖底が深い場合、前記円形資源回収用管の下部にくさりを繋げば海中又は湖中の前記回収用柔軟性筺体内の資源が前記可撓性回収管を介して前記円形資源回収用管内に採取し或いは海底又は湖底近傍の前記回収用柔軟性筺体内の資源が前記可撓性ライザー管を介して前記円形資源回収用管内に採取或いは採掘し、前記資源回収開口を閉鎖して前記円形資源回収用管の下部の資源を前記円形資源回収用管内に捕獲した後、前記空気排出口に前記空気排出開口に前記円形資源回収用管とほぼ同じ体積の蛇腹管を具備する容器を接続し又は前記空気排出開口と蛇腹管を介して資源回収船と接続し前記円形資源回収用管内に空気と採取或いは採掘した前記資源及び海水又は湖水を充填した状態で前記くさりを介して前記円形資源回収用管を海上或いは湖上に浮かべた後、前記円形資源回収用管が海面又は湖面上に水平方向に移動させ前記円形資源回収用管と前記容器を移送地に移送して資源を回収できる。長さが調節可能で下部にいくほど内外径が小さな何重にも重なる管を具備する前記資源回収用管は再び何重にも重なる状態にした後資源を回収する。また、長さが調節可能で下部にいくほど内外径が小さな蛇腹管で構成する前記資源回収用管は再び短い状態にした後資源を回収する。

本発明による資源回収方法の第一の実施形態は、浮体構造物から空気排出開口と水面上の下部の水排出用開口を一端の上部に具備すると共に他端の下部に資源回収開口を具備する例えば円形資源回収用管を海中又は湖中或いは海底又は湖底或いは川底まで敷設する第１のステップと、前記円形資源回収用管の内部を貫通し内部の水面が前記資源回収用管外の水面と同じの際前記水排出用開口を閉鎖する比重が水より小さな円形内部貫通部材の上部の空気を排気することにより前記円形資源回収用管内の水面を前記円形資源回収用管外の水面より上部に移動させて前記円形内部貫通部材を前記円形資源回収用管内の上部に移動させ前記水排出用開口より海水又は湖水或いは川水を前記円形資源回収用管の外の貯水槽に放出して前記円形資源回収用管内の海水又は湖水或いは川水を徐々に上部に移動させて循環することにより前記回収用柔軟性筺体内の資源が前記可撓性回収管或いは可撓性ライザー管を介して海中又は湖中或いは川中、或いは海底又は湖底或いは川底近傍の資源を前記資源回収開口より前記資源回収用管内に採取され或いは採掘されて前記資源回収用管の下部の生物資源又は植物資源或いは沈殿した有機物資源或いは無機物資源を前記資源回収用管内に捕獲する第２のステップよりなる。前記資源を捕獲した前記円形資源回収用管を移送地に移送する第３のステップよりなる。

本発明による資源回収方法の第二の実施形態は、浮体構造物から空気排出開口と水面上の下部の水排出用開口とその下部に水のみを通過させるフィルターと前記水排出用開口の上部に具備すると共に他端の下部に資源回収開口を具備する例えば円形資源回収用管を海中又は湖中或いは海底又は湖底まで敷設する第１のステップと、前記円形資源回収用管の内部を貫通し内部の水面が前記資源回収用管外の水面と同じの際前記水排出用開口を閉鎖する比重が水より小さな円形内部貫通部材の上部の空気を排気することにより前記円形資源回収用管内の水面を前記円形資源回収用管外の水面より上部に移動させて前記円形内部貫通部材を前記円形資源回収用管内の上部に移動させ前記水排出用開口より海水又は湖水を前記円形資源回収用管の外の貯水槽に放出して前記円形資源回収用管内の海水又は湖水を徐々に上部に移動させて循環することにより海中又は湖中、或いは海底又は湖底近傍の前記回収用柔軟性筺体内の資源が可撓性回収管或いは前記可撓性ライザー管を介して前記資源回収開口より前記資源回収用管内に採取され或いは採掘されて前記資源回収用管の下部の生物資源又は植物資源或いは沈殿した有機物資源或いは無機物資源を前記資源回収用管内に捕獲する第２のステップと、前記空気排出開口に前記円形資源回収用管とほぼ同じ体積の蛇腹管を具備する容器に接続し或いは前記空気排出開口と蛇腹管を介して資源回収船と接続し前記円形資源回収用管内に空気と採取或いは採掘した資源及び海水又は湖水を充填した状態で前記くさりを介して前記円形資源回収用管を水平状態で蛇腹管を具備する前記容器とともに海上或いは湖上に浮かべる第３のステップと、前記資源を捕獲した前記円形資源回収用管を移送地に移送する第４のステップよりなる。

資源回収開口を具備し長さが調節可能な下部資源回収用管と、空気排出開口と水排出用開口と前記水排出用開口の真下に鍔を具備する上部資源回収用管の二体構成の円形資源回収用管で構成する場合、前記第１のステップは、前記下部資源回収用管の長さを調節して前記資源回収開口を海中又は湖中或いは川中、或いは海底又は湖底或いは川底近傍に敷設するステップと、前記浮体構造物から前記上部資源回収用管を敷設し前記下部資源回収用管と結合するステップよりなる。

本発明による海中資源或いは海底資源等の水中資源回収装置の第三の実施形態は、例えばコバルト団塊等鉱物団塊を採掘する実施形態で、一端の上部に水面上下部の水排出用開口とその下部に水のみを通過させるフィルターと前記水排出用開口の上部に空気排出開口具備すると共に他端の下部に海底又は湖底或いは川底近傍の前記回収用柔軟性筺体内の資源が前記可撓性ライザー管を介して採取される資源回収開口と前記資源回収開口を閉鎖する資源開口閉鎖手段を具備する例えば円形資源回収用管が大きな内外径有し空気排出開口と水面上下部の水排出用開口を一端の上部に具備すると共に他端の下部は内外径を小さくして団塊を効率良く採掘する資源回収開口と前記資源回収開口を閉鎖する資源開口閉鎖手段を具備し、前記資源回収用管一端の上部を保持する保持部材と前記水排出用開口から排出される水を貯水する着脱可能な貯水槽を具備する浮体構造物と、前記資源回収用管上部の内部を貫通し前記内部の水面が前記資源回収用管外の水面と同じの際前記水排出用開口を閉鎖する比重が例えば水より小さな内部貫通部材と、前記浮体構造物とは別設の金属線等を巻くリールを具備する水面上の浮体と、前記資源回収用管の他端の資源回収開口に接続された可撓性ライザー官と、前記可撓性ライザー官の他端に接続され水面上の前記浮体から金属線等を介して上下を含む三次元に移動可能で下方に開口を備えた回収用柔軟性筺体と、風力発電等自然エネルギー発電手段と、前記空気排出開口と接続され前記円形資源回収用管内で前記円形内部貫通部材の上部の空気を前記自然エネルギー発電手段により排気する空気排気手段と、前記回収用柔軟性筺体内に具備された撮像手段及び発光手段及び前記浮体構造物の上端部に具備され前記撮像手段の出力を表示する表示手段を備え、前記可撓性ライザー官の他端に接続され水面上の前記浮体から金属線等を介して上下を含む三次元に移動可能で下方に開口を備えた回収用柔軟性筺体を移動すると共に前記表示手段により前記回収用柔軟性筺体内の資源を検出し前記空気排気手段により前記資源回収用管内の前記内部貫通部材の上部の空気を排気することにより前記資源回収用管内の水面を前記資源回収用管外の水面より上部に移動させて前記内部貫通部材を前記資源回収用管内の上部に移動させ前記水排出用開口より海水又は湖水或いは川水を前記資源回収用管の外に放出して前記資源回収用管内の海水又は湖水或いは川水を徐々に上部に移動させて循環することにより検出した前記資源を効率良く前記可撓性ライザー官を介して前記資源回収開口より挿入し前記資源開口閉鎖手段により前記資源回収開口を閉鎖して前記資源を捕獲すると共に前記資源回収用管の前記資源回収開口を海面又は湖面或いは川面近傍に移動した前記資源回収用管を水平方向に移動して捕獲した前記資源を回収することを特徴とする。
なお、前記水排出用開口より排出される水に資源が混入している場合前記資源は前記貯水槽から回収される。自然エネルギーの発電手段と蓄電手段を具備しその電力により前記浮体構造物は移動可能な構成にする。海底又は湖底或いは川底近傍の前記回収用柔軟性筺体内に海底又は湖底或いは川底の鉱物団塊を粉砕する例えば電気的に駆動される資源粉砕手段を具備し、小さな内外径の前記資源回収開口を鉱物団塊が貫通する大きさに粉砕する。また、資源粉砕手段及び資源回収開口は貫通する開口を介して回収用柔軟性筺体内に下部以外は密閉して内蔵されているので、粉砕された切りは前記筺体内で密封され内外径の小さい前記資源回収開口により循環する早い水流で採掘の効率がよく採掘されるので周辺環境に影響を与えることはない。小さくした前記内外径の直上部に前記資源回収開口を閉鎖する資源開口閉鎖手段を備え、採取或いは採掘した資源を捕獲する構成にする。前記資源回収用管は何重にも重なり下部にいくほど内外径が小さな管で構成して長さを調節することが可能である。また、前記資源回収用管は下部にいくほど内外径が小さな蛇腹管で構成し長さを調節することが可能である。長さが調節可能で下部にいくほど内外径が小さな何重にも重なる管を具備する前記資源回収用管を再び何重にも重なる状態にして資源を回収することも可能ある。また、長さが調節可能で下部にいくほど内外径が小さな蛇腹管で構成する前記資源回収用管を再び短い状態にして資源を回収する。その場合例えば１０キロメートルの長さで長さの前記円形資源回収用管に可撓性ライザー官を介して前記回収用柔軟性筺体が接続される。なお、前記円形資源回収用管を例えば１キロメートルとし、残りの９キロメートルを可撓性ライザー官とし前記可撓性ライザー官を介して前記回収用柔軟性筺体が接続される実施形態も実施可能である。

本発明による資源回収方法の第二の実施形態は鉱物団塊資源回収方法で大きな内外径有し水面上下部の水排出用開口とその下部に水のみを通過させるフィルターと前記水排出用開口のその上部に空気排出開口を一端の上部に具備すると共に他端の下部に海底又は湖底或いは川底近傍の下部には内外径を小さくして団塊を効率良く採掘する資源回収開口を具備する円形資源回収用管の一端の上部を保持する海上又は湖上或いは川上の浮体構造物から海底又は湖底或いは川底まで前記円形資源回収用管を敷設する第１のステップと、前記可撓性ライザー官の他端に接続され水面上の前記浮体から金属線等を介して上下を含む三次元に移動可能で下方に開口を備えた前記回収用柔軟性筺体を移動すると共に前記回収用柔軟性筺体内に具備された前記撮像手段の出力を表示する表示手段の出力を前記浮体構造物の上端部で観察して鉱物団塊を探索する第２のステップと、前記円形資源回収用管の内部を貫通し内部の水面が前記資源回収用管外の水面と同じの際前記水排出用開口を閉鎖する比重が水より小さな円形内部貫通部材の上部の空気を排気することにより前記円形内部貫通部材を前記円形資源回収用管内の上部に移動させ前記円形資源回収用管内の水面を前記円形資源回収用管外の水面より上部に移動させる第３のステップと、前記水排出用開口より海水又は湖水或いは川水を前記円形資源回収用管の外に放出して前記円形資源回収用管内の海水又は湖水或いは川水を徐々に上部に移動させて循環することにより前記資源回収開口より前記回収用柔軟性筺体内の資源を前記可撓性ライザー官を介して前記資源回収用管内に採取し或いは採掘して前記資源回収用管内に捕獲する第４のステップと、前記空気排出開口に前記円形資源回収用管とほぼ同じ体積の蛇腹管を具備する容器を接続し或いは前記空気排出開口と蛇腹管を介して資源回収船と接続し前記円形資源回収用管内に空気と採取或いは採掘した資源及び海水又は湖水を充填した状態で前記円形資源回収用管を水平状態で海上或いは湖上に浮かべる第５のステップと、前記資源を捕獲した前記円形資源回収用管を移送地に移送する第６のステップよりなる。

本発明による海中資源或いは海底資源等の水中資源回収装置の第四の実施形態は深い海底又は湖底近傍メタンハイドレート等の有機物資源又はレアメタル等の無機物資源を採掘する伸縮可能な蛇腹を具備する実施形態で、空気排出開口と中央部近傍に水排出用開口と片方側に被保持部を具備する中央管と一方の端部に前記回収用柔軟性筺体内の資源が前記可撓性ライザー官を介して採取或いは採掘される資源回収開口と前記資源回収開口を閉鎖する資源開口閉鎖手段を端部に具備し蛇腹により伸縮可能な片方蛇腹管ともう一方の端部に蛇腹により伸縮可能な他方蛇腹管を備えた資源回収用管と、前記中央管の内部を貫通し前記水排出用開口を閉鎖可能な比重が水より小さな内部貫通部材と、前記資源回収用管の被保持部を保持する保持部材と前記水排出用開口から排出される水を貯水する着脱可能な貯水槽を具備する浮体構造物と、前記資源回収用管の他端の資源回収開口に接続された可撓性ライザー官と、前記浮体構造物とは別設の金属線等を巻くリールを具備する水面上の浮体と、前記可撓性ライザー官の他端に接続され水面上の前記浮体から金属線等を介して上下を含む三次元に移動可能で下方に開口を備えた回収用柔軟性筺体と、風力発電等自然エネルギー発電手段と、前記円形資源回収用管内で前記円形内部貫通部材の上部の空気を前記自然エネルギー発電手段により排気する空気排気手段と、前記回収用柔軟性筺体内に具備された撮像手段及び発光手段と、前記浮体構造物に具備され前記撮像手段の出力を表示する表示手段とを備え、水平位置の際内部に水と空気を内蔵する前記資源回収用管を前記他方蛇腹管を折り畳むと共に垂直位置に移動して前記資源回収開口を海底又は湖底近傍の垂直位置に移動させた後、前記可撓性ライザー官の他端に接続され水面上の前記浮体から金属線等を介して上下を含む三次元に移動可能で下方に開口を備えた前記回収用柔軟性筺体を移動して前記表示手段により前記回収用柔軟性筺体内の資源を検出すると共に前記資源回収用管内で前記内部貫通部材の上部の空気を前記空気排出開口より排気することにより前記中央管内の水面を前記中央管外の水面より上部に移動させて前記内部貫通部材を前記中央管内の上部に移動させることにより前記水排出用開口より海水又は湖水を前記資源回収用管の外に放出して前記貯水槽により前記水排出用開口から排出される水を貯水すると共に前記資源回収用管内の海水又は湖水を徐々に上部に移動させ前記資源回収用管内の海水又は湖水を循環することにより前記資源回収開口より検出された前記資源を前記可撓性ライザー官を介して前記資源回収用管内に挿入し前記資源開口閉鎖手段を閉鎖して捕獲した後、もう一方の端部の伸縮可能な他方蛇腹管の蛇腹を伸ばすと共に前記資源回収用管を再び水平位置に移動して捕獲した前記資源を回収することを特徴とする。海底又は湖底近傍の前記回収用柔軟性筺体内に海底又は湖底或いは川底を例えば電気的手段により掘削する資源掘削手段或いは団塊を粉砕する団塊粉砕手段を具備する。また、前記資源掘削手段或いは資源粉砕手段は回収用柔軟性筺体内に密閉して内蔵されている。その場合例えば１０キロメートルの長さで長さの前記円形資源回収用管に可撓性ライザー官を介して前記回収用柔軟性筺体が接続される。なお、前記円形資源回収用管を例えば１キロメートルとし、残りの９キロメートルを可撓性ライザー官とし前記可撓性ライザー官を介して前記回収用柔軟性筺体が接続される実施形態も実施可能である。

採取或いは採掘する前は前記浮体構造物が資源回収用管を内部に水と空気を内蔵する状態で水平位置に保持し、採取或いは採掘の際にはもう一方の端部の蛇腹により伸縮可能な他方蛇腹管を折り畳むと共に前記片方蛇腹管を前記資源回収開口が海底又は湖底近傍に移動するべく前記資源回収用管を垂直位置に移動させる。前記中央管の被保持部は片方側にあるので前記空気排出開口と中央部近傍に水排出用開口が水上に位置する。その後、前記可撓性ライザー官の他端に接続され水面上の前記浮体から金属線等を介して上下を含む三次元に移動可能で下方に開口を備えた回収用柔軟性筺体を移動して前記表示手段により前記回収用柔軟性筺体内の資源を検出する共に前記中央管内で前記内部貫通部材の上部の空気を前記自然エネルギー発電手段により排気する空気排気手段によって前記空気排出開口から排気し前記内部貫通部材を前記中央管内の上部に移動させ前記中央管内の水面を前記中央管外の水面より上部に移動させることにより前記水排出用開口より海水又は湖水を前記資源回収用管の外に放出し前記貯水槽に貯水すると共に前記資源回収用管内の海水又は湖水を徐々に上部に移動させ前記資源回収用管内の海水又は湖水を循環することにより前記表示手段より検出された前記資源が前記可撓性ライザー官を介して前記資源回収用管内に挿入され前記資源開口閉鎖手段を閉鎖して前記資源を捕獲することが可能となる。捕獲された前記資源は前記資源回収用管内に収納されると共に前記水排出用開口より放出される海水又は湖水は着脱可能な前記貯水槽により貯水されるので周囲環境に影響はない。捕獲された前記資源が十分に前記資源回収用管内に蓄積収納された後、前記資源回収用管を再び水平位置に移動する前に中央管の前記水排出用開口を閉鎖しもう一方の端部の伸縮可能な他方蛇腹管の蛇腹を伸ばした後端部に資源回収開口を具備する前記片方蛇腹管を鎖により再び水平位置に移動し前記浮体構造物のバラスト水を制御することにより前記浮体構造物を沈めて蛇腹を伸ばした他方蛇腹管の空気と前記片方蛇腹管の蓄積収納された前記資源と海水又は湖水を内在し海水又は湖水上を浮力により浮く状態の前記資源回収用管を海水又は湖水上に浮べて前記資源を回収する。なお、前記資源回収用管を再び水平位置に移動する前に中央管の前記空気排出開口及び前記水排出用開口は閉鎖されるので周囲環境に影響はない。

本発明による資源回収方法の第四の実施形態は深い海底又は湖底の実施形態で、採取或いは採掘する前は前記浮体構造物が資源回収用管の内部に水と空気を内蔵する状態で水平位置に保持する第１のステップと、採取或いは採掘の際にもう一方の端部の蛇腹により伸縮可能な他方蛇腹管を折り畳むと共に前記片方蛇腹管を前記資源回収開口が海底又は湖底近傍に移動するべく前記資源回収用管を垂直位置に移動させ前記空気排出開口と中央部近傍の前記水排出用開口が水上に位置させる第２のステップと、前記可撓性ライザー官の他端に接続され水面上の前記浮体から金属線等を介して上下を含む三次元に移動可能で下方に開口を備えた回収用柔軟性筺体を移動して前記表示手段により前記回収用柔軟性筺体内の資源を検出する第３のステップと、前記中央管内で前記内部貫通部材の上部の空気を前記空気排出開口から排気し前記中央管内の水面を前記中央管外の水面より上部に移動させて前記内部貫通部材を前記中央管内の上部に移動させることにより前記資源回収用管内の海水又は湖水を徐々に上部に移動させ前記資源回収用管内の海水又は湖水を循環することにより前記表示手段より検出された前記資源が前記可撓性ライザー官を介して前記資源回収開口より前記資源回収用管内に挿入されて前記回収用柔軟性筺体内前記資源を捕獲すると共に前記水排出用開口より海水又は湖水を前記資源回収用管の外に放出し前記貯水槽に貯水する第４のステップと、捕獲された前記資源が十分に前記資源回収用管内に蓄積収納された後、前記資源回収用管を再び水平位置に移動する前に中央管の前記水排出用開口を閉鎖しもう一方の端部の伸縮可能な他方蛇腹管の蛇腹を伸ばした後前記空気排出開口を閉鎖すると共に端部に資源回収開口を具備する前記片方蛇腹管を鎖により再び水平位置に移動し前記浮体構造物のバラスト水を制御することにより前記浮体構造物を沈めて蛇腹を伸ばした他方蛇腹管の空気と前記片方蛇腹管の蓄積収納された前記資源と海水又は湖水を内在して海水又は湖水上を浮力により浮く状態の前記資源回収用管を海水又は湖水上に浮べる第５のステップと、資源を捕獲した前記円形資源回収用管を移送地に移送する第６のステップよりなる。

Claims

水面上下部の水排出用開口と前記水排出用開口の上部に排気口を一端の上部に具備し他端の下部に資源を回収する資源回収開口を具備する資源回収用管と、前記資源回収用管の内部を貫通し内部の水面が前記資源回収用管外の水面と同じである際前記水排出用開口を閉鎖する比重が水より小さな内部貫通部材と、前記資源回収用管の他端の資源回収開口に接続された可撓性回収管或いは可撓性ライザー管と、前記可撓性回収管或いは可撓性ライザー管の他端を内蔵し水面上の浮体から上下を含む三次元に移動可能で下方に開口を備えた回収用柔軟性筺体を備え、前記資源回収用管内で前記内部貫通部材の上部の空気を前記排気口より排気することにより前記資源回収用管内の水面を前記資源回収用管外の水面より上部に動させて前記内部貫通部材を前記資源回収用管内の上部に移動させ前記水排出用開口より海水又は湖水或いは川水を前記資源回収用管の外に放出して前記資源回収用管内の海水又は湖水或いは川水を徐々に上部に移動させ前記資源回収用管内の海水又は湖水或いは川水を循環することにより前記回収用柔軟性筺体内から前記可撓性回収管或いは可撓性ライザー管を介して採取或いは採掘された資源が前記資源回収開口より前記資源回収用管内に採取或いは採掘されて前記資源を捕獲して前記資源を回収することを特徴とする水中資源回収装置。
前記資源回収用管の水排出用開口の下部にフィルターを具備することを特徴とする請求項１に記載の水中資源回収装置。
前記回収用柔軟性筺体内部に撮像手段及び発光手段を備えることを特徴とする請求項１或いは請求項２に記載の水中資源回収装置。
前記回収用柔軟性筺体内部に掘削装置或いは採掘装置を備えることを特徴とする請求項１〜３に記載の水中資源回収装置。
前記資源回収用管一端の上部を保持する保持部材を具備する浮体構造物を備えることを特徴とする請求項１〜４に記載の水中資源回収装置。
前記資源回収用管の他端の下部に前記資源回収開口を閉鎖する資源開口閉鎖手段と、前記資源回収用管の他端の下部に繋がれたくさりを具備し、前記資源回収用管内に資源を採取或いは採掘し前記資源開口閉鎖手段により前記資源回収開口を閉鎖し前記資源を捕獲した後前記資源回収用管が前記くさりを介して浮上させられ前記浮体構造物と浮上した前記資源回収用管を移動させ前記資源を回収することを特徴とする請求項５に記載の水中資源回収装置。
水面上の前記浮体が前記回収用柔軟性筺体を三次元に移動するため巻くリールを具備することを特徴とする請求項１〜６に記載の水中資源回収装置である。