海底资源举升装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及海底资源举升装置，更详细而言，涉及这样一种海底资源举升装置：即 使是在水深超过5000m那样的深海海底，也能使稀土（rare earth)通过输送软管浮起。
【背景技术】
[0002] 目前，由于在水深超过5000m的深海下形成大约500气压（500kgf/cm2)即大约达 50Mpa的高压，并且延伸至海底的升流管（riser pipe)的总重量变大，因此最多只能在线 缆的前端安装采样装置来采集泥的试样，而难以在商业基础上进行开采。
[0003] 专利文献1提出了一种扬矿装置，能从海底提升矿物。该扬矿装置由以下部分构 成：扬矿用输送管，将包含矿物的海水从海底输送至海上基地；循环用输送管，将海水从海 上基地返还至海底；循环栗，将海水送入循环用输送管；潜水栗，在海底从吸入口吸入包含 矿物的海水并送入扬矿用输送管；以及水轮机，将流过循环用输送管的海水作为动力源来 驱动潜水栗。该扬矿装置适用于水深500~2000m。为了从水深超过5000m的深海回收包 含矿物的泥等，需要使用强有力的栗来悬吊又长又重的管道，并从水深5000m的深度抽取 海水，但这样的栗尚未实现。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :日本特开2011-196047号公报。
【发明内容】
[0007] 发明要解决的课题
[0008] 本发明为解决上述问题而提出，本发明的目的在于提供一种海底资源举升装置， 能使包含稀土的泥从水深超过5000m那样的深海中浮起。
[0009] 解决课题的手段
[0010] 本发明的海底资源举升装置，其特征在于，具备：输送软管，包括从资源回收船悬 吊至海底的第一软管和第二软管成；履带式（crawler type)收集器，设置有将海底的泥送 入所述第一软管的第一吸入室和将海底的泥送入所述第二软管的第二吸入室；水电解装 置，通过来自所述资源回收船的供电进行水的电解，从而生成氢气和氧气；以及气体喷射装 置，将生成的所述氢气和所述氧气分别喷射至所述第一吸入室和所述第二吸入室，其中，所 述海底资源举升装置通过氢气或氧气的浮力使包含稀土的泥随海水一起浮起。
[0011] 其特征在于，所述输送软管在内壁沿轴方向以一定间隔设置有环状的肋。
[0012] 其特征在于，所述输送软管由具有绝缘性的软质聚氯乙稀形（vinyl chloride) 成，且内部埋设有通电性的线缆。
[0013] 其特征在于，所述资源回收船从所述输送软管回收氢气和氧气，通过使它们发生 反应来发电，以用作供给至所述水电解装置的电力的一部分。
[0014] 其特征在于，在所述输送软管上安装有具备旋转翼的气泡打碎装置，所述旋转翼 由上升流驱动且相互朝相反方向旋转。
[0015] 其特征在于，在所述输送软管4上安装有海水引入装置，所述海水引入装置包括 内管和外管，通过加快所述内管的流速并降低压力，从而从所述内管和所述外管之间引入 外部的海水。
[0016] 发明效果
[0017] 根据本发明的海底资源举升装置，由于在海底设置水电解装置，并通过来自资源 回收船的供电来进行水的电解从而产生氢气和氧气，将氢气和氧气送入履带式收集器的 用于采集海底的泥的第一吸入室和第二吸入室中，然后提升第一软管和第二软管的输送软 管，因此，通过氢气或氧气的浮力，能使包含稀土（稀土类元素）的泥随海水一起浮起而进 行回收。
[0018] 由于在输送软管的内壁上沿轴方向以一定间隔设置有环状的肋，因此其成为氢气 或氧气在输送软管内上升时的阻力，能够减轻输送软管的总重量。
[0019] 由于输送软管是具有绝缘性的软质聚氯乙烯，且内部埋设有通电性的线缆，因此 能够提高输送软管的强度。此外，可从海上的资源回收船使用该线缆向设置在海底的水电 解装置供给电力。在这种情况下，通往水电解装置的线路和回流线路可由埋设在第一软管 和第二软管中的线缆分担。
[0020] 通过回收输送软管中的氢气和氧气并使它们发生反应，能够进行发电，以用作供 给至水电解装置的电力的一部分。
[0021] 由于在输送软管中设置有气泡打碎装置，因此能够打碎在输送软管内上升的大气 泡。气泡越小浮力越小，能够抑制气泡和包含泥的海水的上升速度。
[0022] 由于在输送软管中设置有海水引入装置，因此能够将外部的海水引入输送软管 内。即使气泡随着上升而膨胀，也能通过增加海水来维持气泡和包含泥的海水的比例，并防 止气泡的比例增加。
【附图说明】
[0023] 图1是本发明的海底资源举升装置的构成图。（实施例1)
[0024] 图2是图1的输送软管的截面图。
[0025] 图3是图1的水电解装置的说明图。
[0026] 图4是示出图1的履带式收集器的内部的说明图。
[0027] 图5是安装在输送软管上的气泡打碎装置的说明图。
[0028] 图6是安装在输送软管上的海水引入装置的说明图。
[0029] 图7是示出本发明的海底资源举升装置的动作的流程图。
【具体实施方式】
[0030] 下面，参照附图对本发明的海底资源举升装置进行详细说明。
[0031] 实施例
[0032] 图1是本发明的海底资源举升装置100的构成图。在海上准备资源回收船1、驳 船2以及拖船3。拖船3用于拖航驳船2。在驳船2上装载有分离器6,用于将泥从包含泥 的海水中分离出来。分离器6的分离罐中的上清液被返还至海中。海底资源举升装置100 具备：输送软管4,包括从资源回收船1悬吊至海底的第一软管4a和第二软管4b ;以及自 行式的履带式收集器7,安装在输送软管4的前端，在海底采集泥13并送入吸入室8。履带 式收集器7具备：水电解装置9,进行水的电解以生成氢和氧；以及气体喷射装置10,将生 成的氢气和氧气喷射至吸入室8。气体喷射装置10具备高压栗23和喷射氢气或氧气的喷 嘴22。履带式收集器7的吸入室8连接至输送软管4,成为收集海底的资源以进行采集并 送出至输送软管4的地方。
[0033] 图2是图1的输送软管4的截面图。如图2㈧所示，输送软管4在内壁沿轴方向 以一定间隔设置有环形的肋15。如图2(B)所示，输送软管4由具有绝缘性的软质聚氯乙烯 形成，且在其内部呈网格状埋设有通电性的线缆14。由于埋设有线缆14,因此能够向在海 底的履带式收集器7、水电解装置9、气体喷射装置10供电。例如，当通过两根直流的供电 线供电时，使用两根输送软管4。在使用软质聚氯乙烯构成输送软管4的情况下，由于输送 软管4有时在深海的压力下凹瘪，因此在向海中沉入输送软管4时，注意使海水时刻流入输 送软管4的内部。由此，能够使输送软管4的外侧和内侧的压力保持平衡，防止输送软管4 变形。输送软管4的外径并不限定于此，可以是10~20cm。
[0034] 图3是图1的水电解装置9的说明图。水电解装置9对电解槽11的水进行电解， 按2 :1的比例生成氢和氧。为了易于通电，在电解槽11中添加氢氧化钠或氢氧化钾的电解 质来作为电解液12。使用能使电解液12通过的隔膜19将电解槽11分割成两室，在一个中 设置阳极17,在另一个中设置阴极18,以进行电解。在阴极18中，电子（e_)与水（H2O)发 生反应而产生氢（H2)。反应式如下所示。
[0035] (数学式1)
[0036] 2H:() + 2 + 2QH
[0037] (水） （电子） （氢）（氢氧化物离子）
[0038] 在阴极18中生成的氢氧化物离子（0H-)移动至阳极17。并且，在阳极17中失去 电子而产生氧（O2)。反应式如下所示。
[0039] (数学式2)
[0040] 20H- 為 H2O + 1/2(02) + 2e-
[0041] (氢氧化物离子） （水） （氧） （电子）
[0042] 进行水的电解时，由于水被分解成氢气20和氧气21，因此电解液12减少。这时， 由于电解质未被还原而残留在电解液12中，因此无需补给，而在电解槽11中补给水。可通 过管道等从资源回收船补给水。此外，也可在海底使海水透过反渗透膜变成淡水来进行补 给。通过气体喷射装置10喷射所生成的氢气20和氧气21。
[0043] 图4是示出履带式收集器7的内部的说明图。吸入室8由第一吸入室8a和第二 吸入室8b组成。如果是在5000m的海底，则将通过水电解装置9生成的氢气20和氧气21 升压至500气压以上来进行喷射。氢气20和氧气21在1. 5度的水温下即使受到500气压 的水压也不会液化而仍是气体。因而，气体变成气泡，并通过浮力从包括第一软管4a和第 二软管4b的输送软管4的内部浮起。随着气泡上升，包含泥13的海水5也随之上升。设 置第一吸入室8a和第二吸入室8b这两个室，分别喷射氢气20和氧气21。其原因在于，虽 然在大约570度的