ガスハイドレートからのガス回収方法および回収装置並びにガスハイドレートの再ガス化方法
【課題】ガスハイドレートが存在している地層に、熱損失無く熱エネルギーを供給し、ガスハイドレートを加熱して、効率良くガスハイドレートからのガスを回収する方法および装置を提供することにある。
【解決手段】地表面下または海底面下に存在するガスハイドレートからのガス回収方法であって、ガスハイドレートの存在位置近傍に配置した熱エネルギー放射源を駆動してガスハイドレートに熱エネルギーを供給し、ガスハイドレートを分解してガスを発生させ、発生したガスを専用の回収管により回収することを特徴とする方法およびこれを具体化した装置、並びにこれに係る再ガス化方法。
【解決手段】地表面下または海底面下に存在するガスハイドレートからのガス回収方法であって、ガスハイドレートの存在位置近傍に配置した熱エネルギー放射源を駆動してガスハイドレートに熱エネルギーを供給し、ガスハイドレートを分解してガスを発生させ、発生したガスを専用の回収管により回収することを特徴とする方法およびこれを具体化した装置、並びにこれに係る再ガス化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地表面下または海底面下に存在するガスハイドレートからメタンガスなどのガスを回収する方法および回収装置並びにガスハイドレートの再ガス化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
天然ガスは、在来型ガスとされる従来から回収されてきた経済性のあるガスである。この天然ガスは、地盤内のメタンを主成分とする炭化水素系の気体が存在している地層（ガス層）に気体状態で存在する場合が多く、こうしたガス層から掘削されて利用されるのが一般的である。
【０００３】
このような在来型天然ガスに対し、これまで生産性が低いなどの理由で商業的産業化が困難であった非在来型天然ガスとされるものが存在する。
【０００４】
この非在来型天然ガスの中で最も資源量が多いとされているのは、ガスハイドレートである。在来型天然ガスとガスハイドレートとの違いは、ガスハイドレートは、包接化合物の一種であり、複数の水分子（Ｈ２Ｏ）により形成された立体かご型の包接格子の中に、天然ガスの成分であるメタン（ＣＨ４），エタン（Ｃ２Ｈ６）等の分子が入り込み包接された結晶構造をとる点にある。
【０００５】
こうしたガスハイドレートは、その内部に天然ガスが高密度充填された状態になっている。理論上は、ガスハイドレート１ｍ３中に、標準状態における気体に換算して約１７０ｍ３の天然ガスが含まれていることとなり、次世代のエネルギー源として多大な注目を集めている。
【０００６】
また、ガスハイドレートは、一旦ハイドレートが形成されると孔隙中の水分は動かなくなり、低温・高圧の条件下で形成されて安定的に存在することができる。ガスハイドレートは、こうした条件に合致する地盤内に層（「ガスハイドレート層」あるいは単に「ハイドレート層」と呼ばれる）をなして存在している。
【０００７】
具体的には、海底下の岩石層中や北極圏，南極圏等の寒冷な地域の地下深くに存在している。また、注目すべきことに日本周辺においても、四国沖などの海底下に広く存在していることが確認され、エネルギー源として期待されている。
【０００８】
ガスハイドレートは、上述の通り低温・高圧の条件下で形成されるもので、温度を上昇させるか圧力を低下させると、ガスと水に分離する。すなわち、ガスハイドレートからガスを分離するには、同じ圧力においては、温度を少なくとも数℃上昇させなければならない。さらに、氷から水に溶解させる潜熱を含めると、ガスハイドレートを加熱するために多くの熱エネルギーを必要とする。
【０００９】
このようなガスハイドレートからガスを回収する代表的な方法としては、地中に存在するガスハイドレートに熱エネルギーとして熱水等を注入し、ガスハイドレートを海底地盤中で水と気体とに分離させて、この気体状態で海上まで輸送する方法がある。
【００１０】
しかし、こうした方法でガスハイドレートを分離させるためには、供給する熱エネルギーとなる水蒸気や熱水をつくるために大きなエネルギーが必要である。しかし、この熱エネルギーは、上述したように大きなエネルギーを用いるにも係らず、数百ｍも離れた地層中に存在するガスハイドレートに到達する前に、冷却されて失われてしまう。
【００１１】
そこで、海底地盤中で気化したガスの上昇力を利用して、ガスハイドレートを固体状態のままで海上基地などに向けて輸送することが試みられている。また、陸上輸送を含めて、ガスハイドレートを固体状態で輸送・貯蔵することも検討されている（例えば、特許文献１参照）。この場合には、海上基地などに輸送した固体状態のガスハイドレートを、効率よくまた適宜の制御された状況下で再ガス化することが必要になる。
【００１２】
一方、エネルギー供給量を増加させるためには、水蒸気や熱水の増加が必須であり、これにより装置の拡大化を引き起こす。さらに、ガスハイドレート層に供給し終えた水蒸気や熱水の残留物としての水や泥や岩石などを大量に回収する必要がある。
【００１３】
これに対しては、例えば、特許文献２に開示されているように、ガスハイドレート層を挟むように少なくとも１対の水平坑井を掘削し、このペアになった水平坑井において熱水あるいは水蒸気を循環させて両坑井間のガスハイドレートを分解させて、流動性を有するもの（熱水チャンバ）とし、この熱水チャンバに熱水を圧入してガスハイドレートを分解させる方法が提案されている。
【００１４】
【特許文献１】特開２００３−２６２０８３号公報
【特許文献２】特開２００５−６０９５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
また、上記以外の代表的な方法としては、坑井内の圧力を下げて、ハイドレート層の分解を助長させる方法がある。
【００１６】
しかし、実際には、こうした方法で圧力を減圧制御することは難しく、過度の減圧を実施した場合には、吸引を引き起こし危険である。さらに、ガスハイドレート層広範囲を減圧にすることは難しく、上記の方法と同様に、極めて困難かつ非効率であって産業として成立させることは困難である。
【００１７】
また、ガスハイドレートは、石油のように堅い岩盤に覆われた特定箇所に、液体として溜まりを作って存在しているのではないので、１箇所に採取孔を穿孔して吸い上げるといった、石油の掘削技術を、ガスハイドレートの掘削回収にそのまま適用することは殆ど不可能である。
【００１８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ガスハイドレートが存在している地層に低損失で熱エネルギーを供給し、ガスハイドレートを加熱して、効率良くガスハイドレートからガスを回収する方法および回収装置並びにガスハイドレートの再ガス化方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するため、本発明に係る第１のガスハイドレートからのガス回収方法は、地表面下または海底面下に存在するガスハイドレートからのガス回収方法であって、前記ガスハイドレートの存在位置近傍に配置した熱エネルギー放射源としての、加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段より前記ガスハイドレートに熱エネルギーを供給し、供給された熱エネルギーにより前記ガスハイドレートを分解してガスを発生させ、発生したガスを回収路により回収することを特徴とする（請求項１参照）。
【００２０】
ここで、本発明においては、前記熱エネルギー放射源から放射される熱エネルギーの放射方向を制御することが好ましい（請求項２参照）。
【００２１】
また、本発明に係る第２のガスハイドレートからのガス回収方法は、地表面下または海底面下に存在するガスハイドレートからのガス回収方法であって、前記ガスハイドレートの存在位置近傍に配置した熱エネルギー放射源としての、加熱用水蒸気を発生する手段およびこの水蒸気をさらに加熱する加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段より前記ガスハイドレートに熱エネルギーを供給し、供給された熱エネルギーにより前記ガスハイドレートを分解してガスを発生させ、発生したガスを回収路により回収することを特徴とする（請求項３参照）。
【００２２】
また、本発明においては、前記熱エネルギー放射源の近傍において、前記熱エネルギー放射源による熱エネルギー供給に加えて超音波エネルギーを供給することが好ましい（請求項４参照）。
【００２３】
また、本発明においては、前記ガスハイドレートからのガス回収路中において、発生させたガスの圧力の調整を行うことが好ましい（請求項５参照）。
【００２４】
また、本発明においては、前記ガスハイドレートから回収したガスの転換を行うことが好ましい（請求項６参照）。
【００２５】
また、本発明においては、前記ガスハイドレートから回収したガスの濾過を行うことが好ましい（請求項７参照）。
【００２６】
また、本発明においては、前記ガスハイドレートがメタンハイドレートであり、前記ガスがメタンガスであることが好ましい（請求項８参照）。
【００２７】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る第１のガスハイドレートからのガス回収装置は、地表面下または海底面下に存在するガスハイドレート層からガスを回収する装置であって、前記ガスハイドレート層へ到達させるための主管と、地上または海上に設置されたエネルギー供給源と、前記エネルギー供給源に接続され、前記主管が前記ガスハイドレート層へ到達した後に、その位置でガスハイドレートを加熱分解してガスを発生させるための少なくとも１個の移動可能な熱エネルギー放射源としての、加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段を含むヘッド部と、発生したガスを地上または海上に回収するための前記主管内の回収路を有するガス回収手段と、ガス発生・回収のための制御を行う制御部と、を備えることを特徴とする（請求項９参照）。
【００２８】
ここで、加熱用マイクロ波もしくは高周波の波長，周波数等は、処理対象であるガスハイドレートの特性に応じて決定されるが、通常は、発振周波数２４５０ＭＨｚ（波長約１２２ｍｍ）のものが好適に用い得るが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２９】
また、本発明においては、前記エネルギー放射源は、放射方向の制御可能な加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段であることが好ましい（請求項１０参照）。ここでも、上記と同様に、加熱用マイクロ波もしくは高周波の波長，周波数等は、処理対象であるガスハイドレートの特性に応じて決定されるが、通常は、発振周波数２４５０ＭＨｚ（波長約１２２ｍｍ）のものが好適に用い得るが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３０】
また、本発明に係る第２のガスハイドレートからのガス回収装置は、地表面下または海底面下に存在するガスハイドレート層からガスを回収する装置であって、前記ガスハイドレート層へ到達させるための主管と、地上または海上に設置されたエネルギー供給源と、
前記エネルギー供給源に接続され、前記主管が前記ガスハイドレート層へ到達した後に、その位置でガスハイドレートを加熱分解してガスを発生させるための少なくとも１個の移動可能な熱エネルギー放射源としての、加熱用水蒸気を発生する手段およびこの水蒸気をさらに加熱する加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段を含むヘッド部と、発生したガスを地上または海上に回収するための前記主管内の回収路を有するガス回収手段と、ガス発生・回収のための制御を行う制御部とを備えることを特徴とする（請求項１１参照）。
【００３１】
また、本発明においては、前記ヘッド部は、さらに、前記エネルギー供給源および前記制御部に接続された超音波発生手段を有するものであることが好ましい（請求項１２参照）。
【００３２】
また、本発明においては、前記ガス回収手段は、地上または海上と前記ガスハイドレート層との間に、前記ガス回収路内の回収ガス圧の調整を行うための少なくとも１つの圧力制御手段を有するものであることが好ましい（請求項１３参照）。
【００３３】
また、本発明においては、前記ガス回収手段は、地上または海上と前記ガスハイドレート層との間に、回収ガスを転換させるための少なくとも１つの転換手段を有するものであることが好ましい（請求項１４参照）。なお、転換とは、例えば、メタンハイドレートを熱分解した結果得られたメタンガス（実際は、メタンを主成分とする混合ガスであるが）中の不純物を除去する工程、あるいは、水分を除去する工程、さらには、触媒を用いて酸素を添加することにより、メタンガスをメタノールに変える工程等が好適に用い得るが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３４】
また、本発明において、前記ガス回収手段は、回収したガスの濾過を行うための少なくとも１つのガス濾過手段を有するものであることが好ましい（請求項１５参照）。
【００３５】
また、本発明において、前記主管は、複数の内腔を限定する多重管もしくは複合管であり、前記内腔の少なくとも１つは、前記ヘッド部を挿通可能に構成され、前記内腔の少なくとも１つが、前記回収手段の回収路を構成するものであることが好ましい（請求項１６参照）。
【００３６】
また、本発明において、前記主管の先端に前記ヘッド部を有するものであることが好ましい（請求項１７参照）。
【００３７】
また、本発明において、前記ガスハイドレートがメタンハイドレートであり、前記ガスがメタンガスであることが好ましい（請求項１８参照）。
【００３８】
また、本発明に係る第１のガスハイドレートの再ガス化方法は、ガスハイドレートの再ガス化方法であって、前記ガスハイドレートに、熱エネルギー放射源としての、加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段より前記ガスハイドレートに熱エネルギーを供給し、供給された熱エネルギーにより前記ガスハイドレートを分解してガスを発生させることを特徴とする（請求項１９参照）。
【００３９】
また、本発明に係る第２のガスハイドレートの再ガス化方法は、ガスハイドレートの再ガス化方法であって、前記ガスハイドレートに、熱エネルギー放射源としての、加熱用水蒸気を発生する手段およびこの水蒸気をさらに加熱する加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段より前記ガスハイドレートに熱エネルギーを供給し、供給された熱エネルギーにより前記ガスハイドレートを分解してガスを発生させることを特徴とする（請求項２０参照）。
【発明の効果】
【００４０】
本発明に係るガスハイドレートからのガス回収方法は、ガスハイドレートの存在位置近傍に配置した熱エネルギー放射源を駆動することにより、ガスハイドレートが存在している地層に、低損失で熱エネルギーを供給し、ガスハイドレートを加熱して、効率良くガスハイドレートから実質的にガスのみを回収することができ、経済上かつ実用上の効果は極めて大きい。
【００４１】
また、本発明に係るガスハイドレートからのガス回収装置は、上述の方法を具体的に実行するために好適に機能するコンパクトな機構であり、実際にガスハイドレートの存在位置近傍において、効率良くガスハイドレートから実質的にガスのみを回収することができ、経済上かつ実用上の効果は極めて大きい。
【００４２】
また、本発明に係るガスハイドレートの再ガス化方法は、上述の回収方法とは別に、陸上において輸送用等に形成された人工ハイドレートなどを、消費地近傍で再ガス化する際に好適に用い得る再ガス化方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００４４】
はじめに、本発明の一態様に係るガス回収方法について説明する。
本発明の一態様に係る第１のガス回収方法は、地表面下または海底面下に存在するガスハイドレートからのガス回収方法であって、ガスハイドレートの存在位置近傍に配置した熱エネルギー放射源としての、加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段からガスハイドレートに熱エネルギーを供給し、この熱エネルギーによりガスハイドレートを分解してガスを発生させ、このようにして発生したガスを回収路から回収するガスハイドレートからのガス回収方法である。
【００４５】
上記ガス回収方法は、工程数が少ないことに加え、従来のガスハイドレートからのガス回収方法と比較して、熱エネルギーを供給する際の操作および制御が非常に簡単である。これにより、経済的かつ実用上の効果が極めて大きいガスハイドレートからのガス回収を実現することができる。
【００４６】
上記ガス回収方法においては、熱エネルギー放射源として、低損失で熱エネルギーを供給するために、加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段を用いているが、低損失での熱エネルギー供給は従来からの課題であったため、これを成し得る上記手段を用いることは、本発明においては非常に重要なことである。
【００４７】
また、本発明の一態様に係る第２のガス回収方法は、地表面下または海底面下に存在するガスハイドレートからのガス回収方法であって、前記ガスハイドレートの存在位置近傍に配置した熱エネルギー放射源としての、加熱用水蒸気を発生する手段およびこの水蒸気をさらに加熱する加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段より前記ガスハイドレートに熱エネルギーを供給し、供給された熱エネルギーにより前記ガスハイドレートを分解してガスを発生させ、発生したガスを回収路により回収するガスハイドレートからのガス回収方法である。
【００４８】
ここで、効率の良い熱エネルギー供給を実現するために、上記熱エネルギー放射源から放射される熱エネルギーの放射方向を制御することが好ましい。熱エネルギーの放射方向を制御することにより、上記効率の良い熱エネルギー供給の実現に加え、地中または海中の生態系にむやみに熱エネルギーが放射されることを軽減することが可能となる。
【００４９】
また、上記ガス回収方法においては、熱エネルギー放射源の近傍において、熱エネルギー照射源による熱エネルギーの供給に加えて超音波エネルギーを供給することが好ましい。これは、効率の良いガスハイドレートの加熱分解を実現するためである。
【００５０】
また、上記ガス回収方法においては、地上または海上に、安定して回収ガスを輸送することを実現するために、ガスハイドレートからのガス回収路中において、発生させたガスの圧力の調整を行うことが好適である。
【００５１】
また、上記ガス回収方法においては、回収したガス中の不純物および水分の除去、さらには、触媒を用いて酸素を添加することにより、ガスを液体に状態変化させること等を実現するために、ガスハイドレートから回収したガスの転換を行えるように構成することが好ましい。ガスの転換については、後に詳述する。
【００５２】
また、上記ガス回収方法においては、ガスハイドレートから回収したガスの濾過を行うことが好ましい。濾過を実施することにより、回収したガスから固形不純物の除去、または、気水分離を実現することができる。
【００５３】
次に、本発明の一態様に係るガス回収装置について説明する。
本発明の一態様に係る第１のガス回収装置は、地表面下または海底面下に存在するガスハイドレート層からガスを回収する装置であって、ガスハイドレート層へ到達させるための主管と、地上または海上に設置されたエネルギー供給源と、このエネルギー供給源に接続され、上記の主管がガスハイドレート層へ到達した後に、その位置でガスハイドレートを加熱分解してガスを発生させるための少なくとも１個の移動可能な熱エネルギー放射源としての、加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段を含むヘッド部と、上記熱エネルギー放射源により供給された熱エネルギーにより発生したガスを地上または海上に回収するための主管内の回収路を有するガス回収手段と、ガスの発生または／および回収のための制御を行う制御部とを備えるガスハイドレートからのガス回収装置である。
【００５４】
ここで、このガス回収装置においては、エネルギー放射源は、低損失で熱エネルギーを供給することが可能であり、かつ、効率の良い熱エネルギー供給が可能な、放射方向の制御可能な加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段であることが好ましい。
【００５５】
また、本発明の一態様に係る第２のガス回収装置は、地表面下または海底面下に存在するガスハイドレート層からガスを回収する装置であって、前記ガスハイドレート層へ到達させるための主管と、地上または海上に設置されたエネルギー供給源と、前記エネルギー供給源に接続され、前記主管が前記ガスハイドレート層へ到達した後に、その位置でガスハイドレートを加熱分解してガスを発生させるための少なくとも１個の移動可能な熱エネルギー放射源としての、加熱用水蒸気を発生する手段およびこの水蒸気をさらに加熱する加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段を含むヘッド部と、上記熱エネルギー放射源により供給された熱エネルギーにより発生したガスを地上または海上に回収するための前記主管内の回収路を有するガス回収手段と、ガス発生・回収のための制御を行う制御部とを備えるガスハイドレートからのガス回収装置である。
【００５６】
ここで、上記ガス回収装置においては、上記のエネルギー供給源および制御部に接続された超音波発生手段を有するのが良い。その理由として、上記熱エネルギー放射源に加え、超音波発生手段を有することにより、ヘッド部が、より効率の良いガスハイドレートの加熱分解を実施することができることが挙げられる。
【００５７】
また、上記ガス回収装置においては、地上または海上とガスハイドレート層との間に、ガス回収路内の回収ガス圧を調整するための少なくとも１つの圧力制御手段を有することが好ましい。これは、ガス回収手段を有することにより、地上または海上に、安定して回収ガスを輸送することが可能になることに加え、ガス爆発等の危険性を回避し、安全性を確保できるからである。
【００５８】
また、上記ガス回収手段は、地上または海上とガスハイドレート層との間に、回収ガスを転換させるための少なくとも１つの転換手段を有することが好ましい。この理由は、この転換手段を有することにより、回収したガス中の不純物および水分の除去、さらには、触媒を用いて酸素を添加することにより、ガスを液体に状態変化させること等を実現することができるからである。
【００５９】
また、さらに、このガス回収手段は、回収したガスから固形不純物の除去、または、気水分離を実現するために、濾過手段を有することが好ましい。
【００６０】
また、上記ガス回収装置においては、主管は、より効率的なガスの回収を実現するために、複数の内腔を限定する多重管もしくは複合管であり、この内腔の少なくとも１つは、挿通可能に構成され、この内腔の少なくとも１つが、回収手段の回収路を構成することが好ましい。
【００６１】
また、上記ガス回収装置においては、主管は、主管の先端がヘッド部を有するように、構成することもできる。
【００６２】
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明のガスハイドレートからのガス回収方法および回収装置を詳細に説明する。
【００６３】
ここで、本発明のガスハイドレートからのガス回収方法により回収されるガスは、海底地盤中にあって、固体状態のハイドレートからのガス、より具体的には、メタンハイドレートからのメタンガスである。以下の説明においては、メタンハイドレートからのメタンガス回収方法について説明するが、エタンハイドレートやその他のガスハイドレートも同様に、本発明の回収方法を用いて回収することができ、特定のガスハイドレートからのガス回収に限定されるものではない。
【００６４】
また、以下の説明においては、熱エネルギー放射源としてマグネトロンを用いて説明するが、クライストロン，ジャイロトロンおよびガン・ダイオードも同様に用いることができ、マグネトロンに限定されるものではない。
【００６５】
図１に、本発明の一実施形態に係るメタンハイドレートからのメタンガスの回収装置（以下、単に「回収装置」という）１０の概略構成図を示す。なお、図３は、図１に示す図のメタンハイドレートからのメタンガス回収部分の詳細を示す構成図である。
【００６６】
本実施形態に係る回収装置１０は、電力等のエネルギーを供給するエネルギー供給源２６，制御部２８，転換手段３０などの掘削に必要な手段とを有する海上構造物１２と、海上構造物１２からメタンハイドレート層Ｇまでを貫く主管１４と、主管１４の内側に位置し、海上構造物１２からメタンハイドレート層Ｇまでを貫く内管１６と、主管１４と内管１６とが形成する内腔に構成され、海底側に濾過手段３２，前記濾過手段３２より海面側に圧力制御手段３４を有する回収手段１８と、主管１４を海底に固定する固定手段２０と、上記エネルギー供給源２６および制御部２８にケーブル２２を介して接続されるマグネトロン３６と超音波発生手段３８とを有するヘッド部２４とを含んでなる。
【００６７】
海上構造物１２は、上述したように、エネルギー供給部２６と、制御部２８と、転換手段３０とを含み、さらに、主管１４，内管１６およびヘッド部２４の搬送手段を降下・回収する装置とを含んでなる。
【００６８】
エネルギー供給源２６は、ヘッド部２４内のマグネトロン３６と超音波発生手段３８とに、ケーブル２２を介して、エネルギーを供給する機能を有する。
【００６９】
制御部２８は、ヘッド部２４のガス回収最適位置への移動，マグネトロン３６の照射方向および照射時間，超音波発生手段３８の発生方向および発生時間およびその他の回収装置１０の構成要素を制御する機能を有する。
【００７０】
転換手段３０は、回収したガスを転換させる手段であり、ここでいう転換とは、回収したガス中の不純物および水分の除去，ガスの相変換，化学反応による物質的な変換などを主として挙げられる。このガスの相変換とは、気化ガスの液化などをいう。また、物質的な変換とは、例えば、メタンをエタンまたはメタノール，エタノール等に変えることや、メタンから水素を除去することなどをいう。
なお、ここで生成させたメタノールまたは水素を、海上構造物１２等における燃料電池の燃料として用いることが可能であり、このように構成した場合には、環境を汚染することのないエネルギー供給源とすることができるという利点がある。
【００７１】
主管１４は、海上構造物１２からメタンハイドレート層Ｇまでを貫き、固定手段２０を海底面に固定することによりメタンハイドレート層Ｇ上方の所定位置に固定される。
【００７２】
固定手段２０は、海上構造物１２から降下された主管１４を固定するために、主管１４に装備されている。
【００７３】
内管１６は、上述の主管１４の内側に配置され、海上構造物１２からメタンハイドレート層までを貫き、海上構造物１２内のエネルギー供給源２６および制御部２８とヘッド部２４とを接続するケーブル２２が挿通される。また、内管１６の外側の海底側には濾過手段３２、この濾過手段３２より海面側に圧力制御手段３４を装備している。
【００７４】
回収手段１８は、主管１４と内管１６との内腔に構成され、上記内管１６外側に装備されている濾過手段３２と圧力制御手段３４とが回収手段１８内に隙間無く配置される。
【００７５】
濾過手段３２は、回収したガスから固形不純物の除去、または、気水分離を実施する機能を有する。
【００７６】
圧力制御手段３４は、回収手段１８内に配置され、上昇するメタンガスの圧力を制御し、回収手段１８内の圧力を安定に保つ機能を有する。
【００７７】
ヘッド部２４は、海上構造物１２内の熱エネルギー供給源２６および制御部２８とケーブル２２を介して接続され、内部には、マグネトロン３６および超音波発生手段３８を有し、さらに、マグネトロン３６のマイクロ波照射の指向性を実現するために導波管，反射板，アンテナ等を有する。また、制御部２８との通信機能，位置検知機能，姿勢制御機能等も有する。ヘッド部２４は、熱エネルギー放射源として、掘削された空洞部分にメタンハイドレート層Ｇから効果的にメタンガスを回収し得る位置に配置される。
【００７８】
次に、このように構成された本発明の回収装置１０を使用してメタンガスを回収する工程の概要を説明する。
【００７９】
まず、海上構造物１２から主管１４（直径約５ｍ）を深さ数百ｍ〜１０００ｍ程度の海底面まで降下させ、さらに海底面下のメタンハイドレートが存在するメタンハイドレート層Ｇまで（概ね３００ｍ程度）掘削する。この過程は、石油掘削の技術と同様の技術により実行することができる。
【００８０】
上記のようにして海上構造物１２からメタンハイドレート層までを貫いた主管１４は、主管１４に装備された固定手段２０を海底面上に固定することにより、安定に設置される。
【００８１】
上記のように固定された主管１４の内側に、海上構造物１２から少なくとも１本の内管１６（直径約３ｍ）をメタンハイドレート層Ｇまで降下させる。この内管１６と主管１４との内腔に、回収手段１８が構成され、上記内管１６に取り付けられている濾過手段３２と圧力制御手段３４とを、この回収手段１８内の所定の位置に配置する。濾過手段３２は海底側に、圧力制御手段３４はこの濾過手段３２より海面側に配置される。
【００８２】
回収手段１８が構成された後、海上構造物１２からヘッド部搬送手段（図示せず）を降下させて、メタンハイドレート層Ｇの掘削された空洞部分に、エネルギー供給源２６および制御部２８にケーブル２２を介して接続されたマグネトロン３６および超音波発生手段３８を有するヘッド部２４を配置する。
【００８３】
ここで、ヘッド部２０内に配置されるマグネトロン３６としては、例えば、発振周波数２４５０ＭＨｚのものが好適に用い得る。
【００８４】
図２は、メタンハイドレート層Ｇの安定領域（固体領域）を示すグラフである。図２に示すグラフ中の線図Ｍの下側の領域は、メタンハイドレート層Ｇの安定領域（固体領域）を示したものである。深さが−１０００ｍの場合について考えると、図２中の地点Ａで掘削する場合、地点Ａが、約１３℃であるから、曲線Ｍのガス化領域とするには、約５℃温度上昇させれば良いことがわかる。このように、図２の状態図に応じて、掘削深度に従って、マグネトロン３６の出力を調整することになる。すなわち、マグネトロン３６へのエネルギーの供給を調整すればよいことになる。
【００８５】
ヘッド部２４配置後、海上構造物１２の有する制御部３６からの遠隔操作により、マグネトロンから、加熱用マイクロ波をメタンハイドレート層Ｇに向けて照射する。加熱用マイクロ波を受けたメタンハイドレートは加熱分解され、水とメタンガスに分離される。分離し、ガス化されたメタンガスは、圧力の低い方向へと流れていくため、圧力の開放されている回収管１２の上方向に上昇し、海上構造物１２内に回収される。なお、この時のガス回収手段１８内の圧力は、好ましくは、複数段設けられている圧力制御手段３４により安定に保たれる。
【００８６】
また、マグネトロンは、マイクロ波がメタンハイドレート以外のものに照射されることを避けるため、常にメタンハイドレート層Ｇのみを照射するように、アンテナや反射板を用いる等の公知の方法で方向性が制御される。さらに、マグネトロンの動作は、メタンハイドレートへのマイクロ波の照射が最小量の照射により効率的に実施できるように制御される。
【００８７】
さらに、上述のマグネトロンによる熱エネルギー供給と同時に、超音波エネルギーを供給することにより、メタンハイドレートの分解等の反応を効果的に促進することが可能である。
【００８８】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、海上構造物１２の有する機能および装置は、海上だけに限定されるものではなく地上に設置されてもよい。
【００８９】
また、エネルギー放射源は、加熱用マイクロ波を発生する手段を用いるに限定されず、高周波を発生する手段を用いてもよい。
【００９０】
また、内管１６は、主管１４内に複数設けられても良く、主管１４と複合管をなす形態をとってもよい。この時に、少なくとも１つの内腔をヘッド部２０とその接続ケーブル２２を挿通可能にするために用い、残りの少なくとも１つ内腔を、回収手段１８として用いれば、残りの内腔は、複数のヘッド部２４に接続されたケーブル２２挿通のために用いても良いし、複数の回収手段１８として用いても良い。
【００９１】
転換手段３０は、海上構造物１２中に設置されるに限定されず、回収管１４の圧力制御手段３４より海面側に設置されてもよいし、地上に設置されてもよい。なお、回収管１４に設置される場合、あまり深い位置にすると各々の手段にかかる圧力が大きくなり、手段の設置やメンテナンスが困難となるため、海面にある程度近い位置に設置されることが好ましい。また、地上に設置されてもよい。
【００９２】
また、図３に示すように、配置されたヘッド部２４付近のメタンハイドレートの処理が進行し、ヘッド部２４付近が空洞化した際には、効率良く照射を実施するために、ヘッド部２４をメタンハイドレート存在位置付近まで、制御部２８からの操作により、破線（矢印）で示すように、順次移動させてもよい。なお、このような回転動作と直進動作等を組み合わせて繰り返すことにより、効果的なメタンガスの回収を実施することができる。
【００９３】
また、上記実施形態では、海上から海底の地層面に対して垂直に掘削する例を示したが、メタンハイドレート層Ｇ中横方向に掘削を実施しても良いし、直接地上からメタンハイドレート層Ｇに到達するように掘削を実施しても良い。なお、いずれの場合も、公知の掘削方法を用いて実施することができる。
【００９４】
また、メタンハイドレートをメタンガスに変化させた後に形成される空洞部に、例えば、送り込んだ二酸化炭素と地中の水とを反応させて生成した二酸化炭素ハイドレートを埋める等の公知の方法を用いて、安全で取り扱いやすいものを埋め込むことが好ましい。
【００９５】
上記実施形態においては、基本的構成として、地層面に対して垂直な掘削により到達したガスハイドレート層Ｇに熱エネルギー放射源としてのマグネトロンを配置する例を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、以下に示すような種々の態様が実施可能である。なお、メタンハイドレートからのメタンガス回収方法は、図１に示す形態と同様である。
【００９６】
図４は、本発明に係る回収装置の図１に示す形態とは別の一実施形態の概略構成を示すものである。先に説明した実施例では、ヘッド部２４を単数用いて構成したが、この実施形態では、複数台のヘッド部２４を、それを制御する出力コントロール部，反射板とともに数珠繋ぎ状に接続した複合ヘッド４２の形で適用するものである。
なお、この回収装置４０は、図１に示す実施形態と基本的に同様の構造を有するので、同一部材には、同一の番号を付す。
【００９７】
これをメタンハイドレート層Ｇに配置するには、上記複合ヘッド４２を主管１４に納めた形で掘削を行い、所定の位置に到達後、主管１４のみを後退させて、坑井を形成し、複合ヘッド４２をメタンハイドレート層Ｇ内に配置するようにすればよい。複合ヘッド４２外部は、複合ヘッド４２を保護するために、マイクロ波および超音波の発生を妨げないプロテクタ（図示せず）で覆われていることが好ましい。
また、複合ヘッド４２の各ヘッドは、超音波、マイクロ波等を用いて互いに通信して、協調して動作するように制御することも好ましい。
【００９８】
さらに、図５に、本発明に係る回収装置の図１および図３に示す形態とは別の一実施形態の概略構成を示す。図４に示すように、メタンハイドレート層Ｇ中に、上述と同様の複合ヘッド４２複数組を、２本の複合ヘッド４２が、互いに通信用の電磁波を発振および受信するために効果的な距離をあけて、配置したものである。このような配置をすることにより、メタンハイドレート層Ｇに対する電磁波の照射制御をより効果的に容易に行うことが可能となり、効率良くメタンガスを回収することができる。
【００９９】
なお、この回収装置５０は、図１に示す実施形態と基本的に同様の構造を有するので、同一部材には、同一の番号を付す。
本実施形態の回収装置を海底に配置するにも、前述のように、この回収装置を主管１４とともに掘削・配置した後、回収装置１０が露出するようになるまで、主管１４のみを後退させる等の方法を用いることができる。
【０１００】
また、図６に、本発明に係る回収装置の図１、図４及び図５に示す形態とは別の一実施形態の概略構成を示す。図６は、主管１４とほぼ同径の管状体ヘッド部６２を有する。この管状体ヘッド部６２は、管状体周辺部にマグネトロン３６および超音波発生手段３８を始めとした図１のヘッド部２４と同様の機能を備え、内部にガス回収手段１８に接続され、ガスを回収するガス回収部５６を備えている。本実施形態は、海底に対して垂直に掘削を実施した場合においても、メタンハイドレート層Ｇに沿う形で横方向に掘削した場合にも用いることができる。
なお、この回収装置６０は、図１に示す実施形態と基本的に同様の構造を有するので、同一部材には、同一の番号を付す。
【０１０１】
なお、前述の超音波の使用によるメタンハイドレート分解反応の促進は、これらの実施形態においても有効であることはいうまでもない。
また、例えば衝撃波を用いて、掘削地点の周辺のメタンハイドレート層に衝撃（振動）を与え、メタンハイドレート層に亀裂を生じさせることにより、熱の移動を容易にしてメタンハイドレートの加熱分解を促進することも可能である。
【０１０２】
以上、本発明の一態様に係る第１のガス回収装置および回収方法について説明した。
次に、本発明の一態様に係る第２のガス回収装置および回収方法について説明する。
図７に、本発明の一実施形態のメタンガス回収装置（以下、単に「回収装置」という）７０の概略構成図を示す。
【０１０３】
本実施形態に係る回収装置７０は、上述した回収装置１０のヘッド部２４の熱エネルギー放射源である加熱用マイクロ波を発生する手段に代えて、加熱用水蒸気を発生する手段およびこの水蒸気をさらに加熱する加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段を含むヘッド部を有し、このヘッド部を用いてメタンハイドレート層Ｇのメタンハイドレートに熱エネルギーを供給してこれを分解し（メタンハイドレートのガス化）、発生したメタンガスを回収するものである。
なお、この回収装置７０は、図１に示す回収装置１０と基本的に同様の構造を有するので、同一部材には同一の番号を付す。
【０１０４】
本実施形態の回収装置７０のヘッド部２５は、上述したヘッド部２４にさらに加熱用水蒸気を発生するスチームジェネレータ４６を含み構成される。また、ヘッド部２５は、加熱用水蒸気を発生させるために用いる水を海上施設１２から供給する供給管２３が接続されている。供給管２３を介してスチームジェネレータ４６に水を供給するためのポンプ（図示省略）は、例えば海上施設１２内に設けられている。
また、本実施形態の回収装置７０では、上述したヘッド部２５を数珠繋ぎ状に複数台接続することで複合ヘッド４３を形成している。
【０１０５】
ヘッド部２５は、海上施設１２から供給管２３を介して供給される水をスチームジェネレータ４６で水蒸気とし、この水蒸気をマグネトロン３６で発生した加熱用マイクロ波でさらに加熱することにより過熱水蒸気を発生させ、この過熱水蒸気をメタンハイドレート層Ｇに圧入（噴射）してメタンハイドレートを加熱分解し、メタンガスを発生させることができる。また、ヘッド部２５は、他の実施形態同様に超音波発生手段３８を備え、熱エネルギーの供給と同時に超音波エネルギーを供給することにより、メタンハイドレートの分解等の反応を促進することができる。
【０１０６】
本実施形態は、上述したヘッド部２５および複合ヘッド４３の配置に限定されず、複数組の複合ヘッド４３を、図５に示す実施形態同様に配置されるものでもよい。また、ヘッド部２５を単体で用いても、図１，図３で示した上記の実施形態と同様に、メタンハイドレートのガス化およびメタンハイドレートからのメタンガスの回収を行うことができる。
【０１０７】
また、ヘッド部２５は、姿勢制御手段を備え、メタンハイドレート層Ｇ内で姿勢を制御することで上述した過熱水蒸気の放射方向を制御することができる。また、回収装置７０は、供給配管２３による水の供給量や、スチームジェネレータ４６の動作を制御することにより、過熱水蒸気の噴射量を最適な値に制御することができる。
【０１０８】
さらに、図８に、本発明に係る回収装置の別の一実施形態の概略構成を示す。図８は、主管１４とほぼ同径の管状体ヘッド部６３を有する。この管状体ヘッド部６３は、管状体周辺部にマグネトロン３６，超音波発生手段３８およびスチームジェネレータ４６を備え、図７に示した上記実施形態のヘッド部２５と同様の機能有する。また、管状体ヘッド部６３は、内部にガス回収手段１８に接続され、ガスを回収するガス回収部５６を備えている。本実施形態は、海底に対して垂直に掘削を実施した場合においても、メタンハイドレート層Ｇに沿う形で横方向に掘削した場合にも用いることができる。
また、この回収装置８０は、図１に示す実施形態と基本的に同様の構造を有するので、同一部材には、同一の番号を付す。
【０１０９】
図７，図８に示す、上述した実施形態は、ヘッド部に加熱用水蒸気発生手段であるスチームジェネレータと、水蒸気をさらに加熱して過熱水蒸気を発生させるマグネトロン等の加熱用マイクロ波発生手段あるいは高周波発生手段とを備え、発生した過熱水蒸気を用いてメタンハイドレートに熱エネルギーを供給するものである。
従って、上述した実施形態は、地上あるいは海上施設で用意した熱水や水蒸気等をメタンハイドレート層に搬送するような従来の実施形態に比べて、非常に低いエネルギー損失でメタンハイドレートのガス化を行うことができる。
また、従来の熱水等を使用する実施形態では、十分なエネルギー供給を行うために大量の熱水が必要となり、そのために使用した水を回収するのにも大きなコストがかかる。それに対して本発明に係る上述の実施形態では、高温の過熱水蒸気を用いるために大量の水を使用する必要がない、すなわち、大量の水を回収する必要がなく、経済的観点からも環境保護の観点からも非常に効果的であるといえる。
【０１１０】
以上、本発明のメタンハイドレート層からのメタンガス回収方法および装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更を行ってもよいのはもちろんである。
【０１１１】
例えば、上記実施形態に係るメタンハイドレート層からのメタンガス回収方法を実施するに際して用いたガス化方法は、これを、地上または海上におけるメタンハイドレートの再ガス化に好適に用いることができることはいうまでもない。
【０１１２】
具体的には、例えば下記のようにして作成したメタンハイドレートを、後述するような再ガス化方法により、良好に再ガス化することが可能である。
【０１１３】
（メタンハイドレートの作製）
本実施例では、０℃、約３気圧以上の条件でメタンハイドレートが生成することを利用してメタンハイドレートを作製した。
先ず、原料となる水とメタンハイドレートを反応容器に貯留した。この反応容器は、メタンハイドレート作製時に水とメタンガスとを十分に混合して、メタンハイドレートの生成反応を促進する攪拌手段を備える。また、反応容器は、原料となるメタンガスを供給するガス供給手段と接続されている。このガス供給手段は、圧力制御手段を備えており、例えば、反応容器内部の圧力を所定の圧力（約３気圧以上）に維持することができる。
【０１１４】
次に、反応容器を０℃に冷却しつつ、その内部に貯留された水とメタンガスとを連続的に攪拌した。このとき、ガス供給手段は、反応容器内の圧力が約３気圧以上の所定の圧力に保たれるようにメタンガスを供給した。
水中のメタンガスが十分に飽和し、かつ反応容器内が十分に冷却される、すなわち、メタンハイドレートの生成条件に到達することによりメタンハイドレートが生成し、生成したメタンハイドレートが水面に浮きあがった。このとき、ガス供給手段がメタンガスを連続的に供給することにより、反応容器内部の圧力が所定の圧力に維持され、メタンハイドレートが連続的に生成した。
【０１１５】
所定量のメタンハイドレートを作製したのち、メタンガスの供給を停止してメタンハイドレートの生成反応を停止した。そして、反応容器を開放してメタンハイドレートを取り出して保存用容器に移し、液体窒素温度に冷却した状態で保存した。
【０１１６】
メタンハイドレートにおけるメタンガスの包有量の理論値は、水１リットルあたり約１７６リットル（標準状態）と知られているが、上述の方法により作製されたメタンハイドレートにおけるメタンガスの包有量は、水１リットルあたり約１５０リットル（標準状態）であった。上述した作製方法では、メタンハイドレートの作製過程において脱水を行わないため、自己保存効果や圧力解放等の影響により、生成したハイドレート中に氷の膜が形成され、その結果として理論値の９割程度の包有量を有するメタンハイドレートが作製された。
【０１１７】
（メタンハイドレートの再ガス化：１）
上述の方法により作製したメタンハイドレートの一部を圧力弁付きの耐圧容器に移し、前述したマグネトロンから発生させた周波数２４５０MHｚの加熱用マイクロ波を上記メタンハイドレートに照射し、メタンハイドレートの再ガス化を行った。このように制御された加熱条件下で上記メタンハイドレートを分解し、発生する水および水蒸気とを分離してメタンガスを得た。ここでのガス化率は、略１００％であった。
なお、加熱用マイクロ波を用いてメタンハイドレートの再ガス化を行うと説明したが、高周波電磁波による高周波加熱により行っても同様の結果を得ることができる。
【０１１８】
（メタンハイドレートの再ガス化：２）
また、上述の方法により作製したメタンハイドレートに、スチームジェネレータにより発生させた水蒸気をさらに加熱用マイクロ波あるは高周波を用いて加熱した過熱水蒸気（約１６０〜１８０℃）を用いて、制御された加熱条件下で分解し、発生する水および水蒸気とを分離してメタンガスを得た。この実験におけるガス化率は、略１００％であった。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明の一実施形態に係るメタンハイドレートからのガスの回収装置の概略構成図である。
【図２】メタンハイドレート層の安定領域を示すグラフである。
【図３】図１に示したガス回収装置の動作を示す模式図である。
【図４】本発明に係る回収装置の図１に示す形態とは別の実施形態の概略構成図である。
【図５】本発明に係る回収装置の図１および図３に示す形態とは別の実施形態の概略構成図である。
【図６】本発明に係る回収装置の図１，図３および図４に示す形態とは別の実施形態の概略構成図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係るメタンハイドレートからのガスの回収装置の概略構成図である。
【図８】本発明に係る回収装置の図７に示す形態とは別の実施形態の概略構成図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１０，４０，５０，６０，７０，８０ ガス回収装置
１２ 海上構造物
１４ 主管
１６ 内管
１８ 回収手段
２０ 固定手段
２２ ケーブル
２３ 供給管
２４，２５ ヘッド部
２６ エネルギー供給部
２８ 制御手段
３０ 転換手段
３２ 濾過手段
３４ 圧力制御手段
３６ マグネトロン
３８ 超音波発生手段
４２，４３ 複合ヘッド
４６ スチームジェネレータ
５６ ガス回収部
６２，６３ 管状体ヘッド部
Ｇ メタンハイドレート層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地表面下または海底面下に存在するガスハイドレートからメタンガスなどのガスを回収する方法および回収装置並びにガスハイドレートの再ガス化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
天然ガスは、在来型ガスとされる従来から回収されてきた経済性のあるガスである。この天然ガスは、地盤内のメタンを主成分とする炭化水素系の気体が存在している地層（ガス層）に気体状態で存在する場合が多く、こうしたガス層から掘削されて利用されるのが一般的である。
【０００３】
このような在来型天然ガスに対し、これまで生産性が低いなどの理由で商業的産業化が困難であった非在来型天然ガスとされるものが存在する。
【０００４】
この非在来型天然ガスの中で最も資源量が多いとされているのは、ガスハイドレートである。在来型天然ガスとガスハイドレートとの違いは、ガスハイドレートは、包接化合物の一種であり、複数の水分子（Ｈ２Ｏ）により形成された立体かご型の包接格子の中に、天然ガスの成分であるメタン（ＣＨ４），エタン（Ｃ２Ｈ６）等の分子が入り込み包接された結晶構造をとる点にある。
【０００５】
こうしたガスハイドレートは、その内部に天然ガスが高密度充填された状態になっている。理論上は、ガスハイドレート１ｍ３中に、標準状態における気体に換算して約１７０ｍ３の天然ガスが含まれていることとなり、次世代のエネルギー源として多大な注目を集めている。
【０００６】
また、ガスハイドレートは、一旦ハイドレートが形成されると孔隙中の水分は動かなくなり、低温・高圧の条件下で形成されて安定的に存在することができる。ガスハイドレートは、こうした条件に合致する地盤内に層（「ガスハイドレート層」あるいは単に「ハイドレート層」と呼ばれる）をなして存在している。
【０００７】
具体的には、海底下の岩石層中や北極圏，南極圏等の寒冷な地域の地下深くに存在している。また、注目すべきことに日本周辺においても、四国沖などの海底下に広く存在していることが確認され、エネルギー源として期待されている。
【０００８】
ガスハイドレートは、上述の通り低温・高圧の条件下で形成されるもので、温度を上昇させるか圧力を低下させると、ガスと水に分離する。すなわち、ガスハイドレートからガスを分離するには、同じ圧力においては、温度を少なくとも数℃上昇させなければならない。さらに、氷から水に溶解させる潜熱を含めると、ガスハイドレートを加熱するために多くの熱エネルギーを必要とする。
【０００９】
このようなガスハイドレートからガスを回収する代表的な方法としては、地中に存在するガスハイドレートに熱エネルギーとして熱水等を注入し、ガスハイドレートを海底地盤中で水と気体とに分離させて、この気体状態で海上まで輸送する方法がある。
【００１０】
しかし、こうした方法でガスハイドレートを分離させるためには、供給する熱エネルギーとなる水蒸気や熱水をつくるために大きなエネルギーが必要である。しかし、この熱エネルギーは、上述したように大きなエネルギーを用いるにも係らず、数百ｍも離れた地層中に存在するガスハイドレートに到達する前に、冷却されて失われてしまう。
【００１１】
そこで、海底地盤中で気化したガスの上昇力を利用して、ガスハイドレートを固体状態のままで海上基地などに向けて輸送することが試みられている。また、陸上輸送を含めて、ガスハイドレートを固体状態で輸送・貯蔵することも検討されている（例えば、特許文献１参照）。この場合には、海上基地などに輸送した固体状態のガスハイドレートを、効率よくまた適宜の制御された状況下で再ガス化することが必要になる。
【００１２】
一方、エネルギー供給量を増加させるためには、水蒸気や熱水の増加が必須であり、これにより装置の拡大化を引き起こす。さらに、ガスハイドレート層に供給し終えた水蒸気や熱水の残留物としての水や泥や岩石などを大量に回収する必要がある。
【００１３】
これに対しては、例えば、特許文献２に開示されているように、ガスハイドレート層を挟むように少なくとも１対の水平坑井を掘削し、このペアになった水平坑井において熱水あるいは水蒸気を循環させて両坑井間のガスハイドレートを分解させて、流動性を有するもの（熱水チャンバ）とし、この熱水チャンバに熱水を圧入してガスハイドレートを分解させる方法が提案されている。
【００１４】
【特許文献１】特開２００３−２６２０８３号公報
【特許文献２】特開２００５−６０９５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
また、上記以外の代表的な方法としては、坑井内の圧力を下げて、ハイドレート層の分解を助長させる方法がある。
【００１６】
しかし、実際には、こうした方法で圧力を減圧制御することは難しく、過度の減圧を実施した場合には、吸引を引き起こし危険である。さらに、ガスハイドレート層広範囲を減圧にすることは難しく、上記の方法と同様に、極めて困難かつ非効率であって産業として成立させることは困難である。
【００１７】
また、ガスハイドレートは、石油のように堅い岩盤に覆われた特定箇所に、液体として溜まりを作って存在しているのではないので、１箇所に採取孔を穿孔して吸い上げるといった、石油の掘削技術を、ガスハイドレートの掘削回収にそのまま適用することは殆ど不可能である。
【００１８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ガスハイドレートが存在している地層に低損失で熱エネルギーを供給し、ガスハイドレートを加熱して、効率良くガスハイドレートからガスを回収する方法および回収装置並びにガスハイドレートの再ガス化方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するため、本発明に係る第１のガスハイドレートからのガス回収方法は、地表面下または海底面下に存在するガスハイドレートからのガス回収方法であって、前記ガスハイドレートの存在位置近傍に配置した熱エネルギー放射源としての、加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段より前記ガスハイドレートに熱エネルギーを供給し、供給された熱エネルギーにより前記ガスハイドレートを分解してガスを発生させ、発生したガスを回収路により回収することを特徴とする（請求項１参照）。
【００２０】
ここで、本発明においては、前記熱エネルギー放射源から放射される熱エネルギーの放射方向を制御することが好ましい（請求項２参照）。
【００２１】
また、本発明に係る第２のガスハイドレートからのガス回収方法は、地表面下または海底面下に存在するガスハイドレートからのガス回収方法であって、前記ガスハイドレートの存在位置近傍に配置した熱エネルギー放射源としての、加熱用水蒸気を発生する手段およびこの水蒸気をさらに加熱する加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段より前記ガスハイドレートに熱エネルギーを供給し、供給された熱エネルギーにより前記ガスハイドレートを分解してガスを発生させ、発生したガスを回収路により回収することを特徴とする（請求項３参照）。
【００２２】
また、本発明においては、前記熱エネルギー放射源の近傍において、前記熱エネルギー放射源による熱エネルギー供給に加えて超音波エネルギーを供給することが好ましい（請求項４参照）。
【００２３】
また、本発明においては、前記ガスハイドレートからのガス回収路中において、発生させたガスの圧力の調整を行うことが好ましい（請求項５参照）。
【００２４】
また、本発明においては、前記ガスハイドレートから回収したガスの転換を行うことが好ましい（請求項６参照）。
【００２５】
また、本発明においては、前記ガスハイドレートから回収したガスの濾過を行うことが好ましい（請求項７参照）。
【００２６】
また、本発明においては、前記ガスハイドレートがメタンハイドレートであり、前記ガスがメタンガスであることが好ましい（請求項８参照）。
【００２７】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る第１のガスハイドレートからのガス回収装置は、地表面下または海底面下に存在するガスハイドレート層からガスを回収する装置であって、前記ガスハイドレート層へ到達させるための主管と、地上または海上に設置されたエネルギー供給源と、前記エネルギー供給源に接続され、前記主管が前記ガスハイドレート層へ到達した後に、その位置でガスハイドレートを加熱分解してガスを発生させるための少なくとも１個の移動可能な熱エネルギー放射源としての、加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段を含むヘッド部と、発生したガスを地上または海上に回収するための前記主管内の回収路を有するガス回収手段と、ガス発生・回収のための制御を行う制御部と、を備えることを特徴とする（請求項９参照）。
【００２８】
ここで、加熱用マイクロ波もしくは高周波の波長，周波数等は、処理対象であるガスハイドレートの特性に応じて決定されるが、通常は、発振周波数２４５０ＭＨｚ（波長約１２２ｍｍ）のものが好適に用い得るが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２９】
また、本発明においては、前記エネルギー放射源は、放射方向の制御可能な加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段であることが好ましい（請求項１０参照）。ここでも、上記と同様に、加熱用マイクロ波もしくは高周波の波長，周波数等は、処理対象であるガスハイドレートの特性に応じて決定されるが、通常は、発振周波数２４５０ＭＨｚ（波長約１２２ｍｍ）のものが好適に用い得るが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３０】
また、本発明に係る第２のガスハイドレートからのガス回収装置は、地表面下または海底面下に存在するガスハイドレート層からガスを回収する装置であって、前記ガスハイドレート層へ到達させるための主管と、地上または海上に設置されたエネルギー供給源と、
前記エネルギー供給源に接続され、前記主管が前記ガスハイドレート層へ到達した後に、その位置でガスハイドレートを加熱分解してガスを発生させるための少なくとも１個の移動可能な熱エネルギー放射源としての、加熱用水蒸気を発生する手段およびこの水蒸気をさらに加熱する加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段を含むヘッド部と、発生したガスを地上または海上に回収するための前記主管内の回収路を有するガス回収手段と、ガス発生・回収のための制御を行う制御部とを備えることを特徴とする（請求項１１参照）。
【００３１】
また、本発明においては、前記ヘッド部は、さらに、前記エネルギー供給源および前記制御部に接続された超音波発生手段を有するものであることが好ましい（請求項１２参照）。
【００３２】
また、本発明においては、前記ガス回収手段は、地上または海上と前記ガスハイドレート層との間に、前記ガス回収路内の回収ガス圧の調整を行うための少なくとも１つの圧力制御手段を有するものであることが好ましい（請求項１３参照）。
【００３３】
また、本発明においては、前記ガス回収手段は、地上または海上と前記ガスハイドレート層との間に、回収ガスを転換させるための少なくとも１つの転換手段を有するものであることが好ましい（請求項１４参照）。なお、転換とは、例えば、メタンハイドレートを熱分解した結果得られたメタンガス（実際は、メタンを主成分とする混合ガスであるが）中の不純物を除去する工程、あるいは、水分を除去する工程、さらには、触媒を用いて酸素を添加することにより、メタンガスをメタノールに変える工程等が好適に用い得るが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３４】
また、本発明において、前記ガス回収手段は、回収したガスの濾過を行うための少なくとも１つのガス濾過手段を有するものであることが好ましい（請求項１５参照）。
【００３５】
また、本発明において、前記主管は、複数の内腔を限定する多重管もしくは複合管であり、前記内腔の少なくとも１つは、前記ヘッド部を挿通可能に構成され、前記内腔の少なくとも１つが、前記回収手段の回収路を構成するものであることが好ましい（請求項１６参照）。
【００３６】
また、本発明において、前記主管の先端に前記ヘッド部を有するものであることが好ましい（請求項１７参照）。
【００３７】
また、本発明において、前記ガスハイドレートがメタンハイドレートであり、前記ガスがメタンガスであることが好ましい（請求項１８参照）。
【００３８】
また、本発明に係る第１のガスハイドレートの再ガス化方法は、ガスハイドレートの再ガス化方法であって、前記ガスハイドレートに、熱エネルギー放射源としての、加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段より前記ガスハイドレートに熱エネルギーを供給し、供給された熱エネルギーにより前記ガスハイドレートを分解してガスを発生させることを特徴とする（請求項１９参照）。
【００３９】
また、本発明に係る第２のガスハイドレートの再ガス化方法は、ガスハイドレートの再ガス化方法であって、前記ガスハイドレートに、熱エネルギー放射源としての、加熱用水蒸気を発生する手段およびこの水蒸気をさらに加熱する加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段より前記ガスハイドレートに熱エネルギーを供給し、供給された熱エネルギーにより前記ガスハイドレートを分解してガスを発生させることを特徴とする（請求項２０参照）。
【発明の効果】
【００４０】
本発明に係るガスハイドレートからのガス回収方法は、ガスハイドレートの存在位置近傍に配置した熱エネルギー放射源を駆動することにより、ガスハイドレートが存在している地層に、低損失で熱エネルギーを供給し、ガスハイドレートを加熱して、効率良くガスハイドレートから実質的にガスのみを回収することができ、経済上かつ実用上の効果は極めて大きい。
【００４１】
また、本発明に係るガスハイドレートからのガス回収装置は、上述の方法を具体的に実行するために好適に機能するコンパクトな機構であり、実際にガスハイドレートの存在位置近傍において、効率良くガスハイドレートから実質的にガスのみを回収することができ、経済上かつ実用上の効果は極めて大きい。
【００４２】
また、本発明に係るガスハイドレートの再ガス化方法は、上述の回収方法とは別に、陸上において輸送用等に形成された人工ハイドレートなどを、消費地近傍で再ガス化する際に好適に用い得る再ガス化方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００４４】
はじめに、本発明の一態様に係るガス回収方法について説明する。
本発明の一態様に係る第１のガス回収方法は、地表面下または海底面下に存在するガスハイドレートからのガス回収方法であって、ガスハイドレートの存在位置近傍に配置した熱エネルギー放射源としての、加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段からガスハイドレートに熱エネルギーを供給し、この熱エネルギーによりガスハイドレートを分解してガスを発生させ、このようにして発生したガスを回収路から回収するガスハイドレートからのガス回収方法である。
【００４５】
上記ガス回収方法は、工程数が少ないことに加え、従来のガスハイドレートからのガス回収方法と比較して、熱エネルギーを供給する際の操作および制御が非常に簡単である。これにより、経済的かつ実用上の効果が極めて大きいガスハイドレートからのガス回収を実現することができる。
【００４６】
上記ガス回収方法においては、熱エネルギー放射源として、低損失で熱エネルギーを供給するために、加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段を用いているが、低損失での熱エネルギー供給は従来からの課題であったため、これを成し得る上記手段を用いることは、本発明においては非常に重要なことである。
【００４７】
また、本発明の一態様に係る第２のガス回収方法は、地表面下または海底面下に存在するガスハイドレートからのガス回収方法であって、前記ガスハイドレートの存在位置近傍に配置した熱エネルギー放射源としての、加熱用水蒸気を発生する手段およびこの水蒸気をさらに加熱する加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段より前記ガスハイドレートに熱エネルギーを供給し、供給された熱エネルギーにより前記ガスハイドレートを分解してガスを発生させ、発生したガスを回収路により回収するガスハイドレートからのガス回収方法である。
【００４８】
ここで、効率の良い熱エネルギー供給を実現するために、上記熱エネルギー放射源から放射される熱エネルギーの放射方向を制御することが好ましい。熱エネルギーの放射方向を制御することにより、上記効率の良い熱エネルギー供給の実現に加え、地中または海中の生態系にむやみに熱エネルギーが放射されることを軽減することが可能となる。
【００４９】
また、上記ガス回収方法においては、熱エネルギー放射源の近傍において、熱エネルギー照射源による熱エネルギーの供給に加えて超音波エネルギーを供給することが好ましい。これは、効率の良いガスハイドレートの加熱分解を実現するためである。
【００５０】
また、上記ガス回収方法においては、地上または海上に、安定して回収ガスを輸送することを実現するために、ガスハイドレートからのガス回収路中において、発生させたガスの圧力の調整を行うことが好適である。
【００５１】
また、上記ガス回収方法においては、回収したガス中の不純物および水分の除去、さらには、触媒を用いて酸素を添加することにより、ガスを液体に状態変化させること等を実現するために、ガスハイドレートから回収したガスの転換を行えるように構成することが好ましい。ガスの転換については、後に詳述する。
【００５２】
また、上記ガス回収方法においては、ガスハイドレートから回収したガスの濾過を行うことが好ましい。濾過を実施することにより、回収したガスから固形不純物の除去、または、気水分離を実現することができる。
【００５３】
次に、本発明の一態様に係るガス回収装置について説明する。
本発明の一態様に係る第１のガス回収装置は、地表面下または海底面下に存在するガスハイドレート層からガスを回収する装置であって、ガスハイドレート層へ到達させるための主管と、地上または海上に設置されたエネルギー供給源と、このエネルギー供給源に接続され、上記の主管がガスハイドレート層へ到達した後に、その位置でガスハイドレートを加熱分解してガスを発生させるための少なくとも１個の移動可能な熱エネルギー放射源としての、加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段を含むヘッド部と、上記熱エネルギー放射源により供給された熱エネルギーにより発生したガスを地上または海上に回収するための主管内の回収路を有するガス回収手段と、ガスの発生または／および回収のための制御を行う制御部とを備えるガスハイドレートからのガス回収装置である。
【００５４】
ここで、このガス回収装置においては、エネルギー放射源は、低損失で熱エネルギーを供給することが可能であり、かつ、効率の良い熱エネルギー供給が可能な、放射方向の制御可能な加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段であることが好ましい。
【００５５】
また、本発明の一態様に係る第２のガス回収装置は、地表面下または海底面下に存在するガスハイドレート層からガスを回収する装置であって、前記ガスハイドレート層へ到達させるための主管と、地上または海上に設置されたエネルギー供給源と、前記エネルギー供給源に接続され、前記主管が前記ガスハイドレート層へ到達した後に、その位置でガスハイドレートを加熱分解してガスを発生させるための少なくとも１個の移動可能な熱エネルギー放射源としての、加熱用水蒸気を発生する手段およびこの水蒸気をさらに加熱する加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段を含むヘッド部と、上記熱エネルギー放射源により供給された熱エネルギーにより発生したガスを地上または海上に回収するための前記主管内の回収路を有するガス回収手段と、ガス発生・回収のための制御を行う制御部とを備えるガスハイドレートからのガス回収装置である。
【００５６】
ここで、上記ガス回収装置においては、上記のエネルギー供給源および制御部に接続された超音波発生手段を有するのが良い。その理由として、上記熱エネルギー放射源に加え、超音波発生手段を有することにより、ヘッド部が、より効率の良いガスハイドレートの加熱分解を実施することができることが挙げられる。
【００５７】
また、上記ガス回収装置においては、地上または海上とガスハイドレート層との間に、ガス回収路内の回収ガス圧を調整するための少なくとも１つの圧力制御手段を有することが好ましい。これは、ガス回収手段を有することにより、地上または海上に、安定して回収ガスを輸送することが可能になることに加え、ガス爆発等の危険性を回避し、安全性を確保できるからである。
【００５８】
また、上記ガス回収手段は、地上または海上とガスハイドレート層との間に、回収ガスを転換させるための少なくとも１つの転換手段を有することが好ましい。この理由は、この転換手段を有することにより、回収したガス中の不純物および水分の除去、さらには、触媒を用いて酸素を添加することにより、ガスを液体に状態変化させること等を実現することができるからである。
【００５９】
また、さらに、このガス回収手段は、回収したガスから固形不純物の除去、または、気水分離を実現するために、濾過手段を有することが好ましい。
【００６０】
また、上記ガス回収装置においては、主管は、より効率的なガスの回収を実現するために、複数の内腔を限定する多重管もしくは複合管であり、この内腔の少なくとも１つは、挿通可能に構成され、この内腔の少なくとも１つが、回収手段の回収路を構成することが好ましい。
【００６１】
また、上記ガス回収装置においては、主管は、主管の先端がヘッド部を有するように、構成することもできる。
【００６２】
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明のガスハイドレートからのガス回収方法および回収装置を詳細に説明する。
【００６３】
ここで、本発明のガスハイドレートからのガス回収方法により回収されるガスは、海底地盤中にあって、固体状態のハイドレートからのガス、より具体的には、メタンハイドレートからのメタンガスである。以下の説明においては、メタンハイドレートからのメタンガス回収方法について説明するが、エタンハイドレートやその他のガスハイドレートも同様に、本発明の回収方法を用いて回収することができ、特定のガスハイドレートからのガス回収に限定されるものではない。
【００６４】
また、以下の説明においては、熱エネルギー放射源としてマグネトロンを用いて説明するが、クライストロン，ジャイロトロンおよびガン・ダイオードも同様に用いることができ、マグネトロンに限定されるものではない。
【００６５】
図１に、本発明の一実施形態に係るメタンハイドレートからのメタンガスの回収装置（以下、単に「回収装置」という）１０の概略構成図を示す。なお、図３は、図１に示す図のメタンハイドレートからのメタンガス回収部分の詳細を示す構成図である。
【００６６】
本実施形態に係る回収装置１０は、電力等のエネルギーを供給するエネルギー供給源２６，制御部２８，転換手段３０などの掘削に必要な手段とを有する海上構造物１２と、海上構造物１２からメタンハイドレート層Ｇまでを貫く主管１４と、主管１４の内側に位置し、海上構造物１２からメタンハイドレート層Ｇまでを貫く内管１６と、主管１４と内管１６とが形成する内腔に構成され、海底側に濾過手段３２，前記濾過手段３２より海面側に圧力制御手段３４を有する回収手段１８と、主管１４を海底に固定する固定手段２０と、上記エネルギー供給源２６および制御部２８にケーブル２２を介して接続されるマグネトロン３６と超音波発生手段３８とを有するヘッド部２４とを含んでなる。
【００６７】
海上構造物１２は、上述したように、エネルギー供給部２６と、制御部２８と、転換手段３０とを含み、さらに、主管１４，内管１６およびヘッド部２４の搬送手段を降下・回収する装置とを含んでなる。
【００６８】
エネルギー供給源２６は、ヘッド部２４内のマグネトロン３６と超音波発生手段３８とに、ケーブル２２を介して、エネルギーを供給する機能を有する。
【００６９】
制御部２８は、ヘッド部２４のガス回収最適位置への移動，マグネトロン３６の照射方向および照射時間，超音波発生手段３８の発生方向および発生時間およびその他の回収装置１０の構成要素を制御する機能を有する。
【００７０】
転換手段３０は、回収したガスを転換させる手段であり、ここでいう転換とは、回収したガス中の不純物および水分の除去，ガスの相変換，化学反応による物質的な変換などを主として挙げられる。このガスの相変換とは、気化ガスの液化などをいう。また、物質的な変換とは、例えば、メタンをエタンまたはメタノール，エタノール等に変えることや、メタンから水素を除去することなどをいう。
なお、ここで生成させたメタノールまたは水素を、海上構造物１２等における燃料電池の燃料として用いることが可能であり、このように構成した場合には、環境を汚染することのないエネルギー供給源とすることができるという利点がある。
【００７１】
主管１４は、海上構造物１２からメタンハイドレート層Ｇまでを貫き、固定手段２０を海底面に固定することによりメタンハイドレート層Ｇ上方の所定位置に固定される。
【００７２】
固定手段２０は、海上構造物１２から降下された主管１４を固定するために、主管１４に装備されている。
【００７３】
内管１６は、上述の主管１４の内側に配置され、海上構造物１２からメタンハイドレート層までを貫き、海上構造物１２内のエネルギー供給源２６および制御部２８とヘッド部２４とを接続するケーブル２２が挿通される。また、内管１６の外側の海底側には濾過手段３２、この濾過手段３２より海面側に圧力制御手段３４を装備している。
【００７４】
回収手段１８は、主管１４と内管１６との内腔に構成され、上記内管１６外側に装備されている濾過手段３２と圧力制御手段３４とが回収手段１８内に隙間無く配置される。
【００７５】
濾過手段３２は、回収したガスから固形不純物の除去、または、気水分離を実施する機能を有する。
【００７６】
圧力制御手段３４は、回収手段１８内に配置され、上昇するメタンガスの圧力を制御し、回収手段１８内の圧力を安定に保つ機能を有する。
【００７７】
ヘッド部２４は、海上構造物１２内の熱エネルギー供給源２６および制御部２８とケーブル２２を介して接続され、内部には、マグネトロン３６および超音波発生手段３８を有し、さらに、マグネトロン３６のマイクロ波照射の指向性を実現するために導波管，反射板，アンテナ等を有する。また、制御部２８との通信機能，位置検知機能，姿勢制御機能等も有する。ヘッド部２４は、熱エネルギー放射源として、掘削された空洞部分にメタンハイドレート層Ｇから効果的にメタンガスを回収し得る位置に配置される。
【００７８】
次に、このように構成された本発明の回収装置１０を使用してメタンガスを回収する工程の概要を説明する。
【００７９】
まず、海上構造物１２から主管１４（直径約５ｍ）を深さ数百ｍ〜１０００ｍ程度の海底面まで降下させ、さらに海底面下のメタンハイドレートが存在するメタンハイドレート層Ｇまで（概ね３００ｍ程度）掘削する。この過程は、石油掘削の技術と同様の技術により実行することができる。
【００８０】
上記のようにして海上構造物１２からメタンハイドレート層までを貫いた主管１４は、主管１４に装備された固定手段２０を海底面上に固定することにより、安定に設置される。
【００８１】
上記のように固定された主管１４の内側に、海上構造物１２から少なくとも１本の内管１６（直径約３ｍ）をメタンハイドレート層Ｇまで降下させる。この内管１６と主管１４との内腔に、回収手段１８が構成され、上記内管１６に取り付けられている濾過手段３２と圧力制御手段３４とを、この回収手段１８内の所定の位置に配置する。濾過手段３２は海底側に、圧力制御手段３４はこの濾過手段３２より海面側に配置される。
【００８２】
回収手段１８が構成された後、海上構造物１２からヘッド部搬送手段（図示せず）を降下させて、メタンハイドレート層Ｇの掘削された空洞部分に、エネルギー供給源２６および制御部２８にケーブル２２を介して接続されたマグネトロン３６および超音波発生手段３８を有するヘッド部２４を配置する。
【００８３】
ここで、ヘッド部２０内に配置されるマグネトロン３６としては、例えば、発振周波数２４５０ＭＨｚのものが好適に用い得る。
【００８４】
図２は、メタンハイドレート層Ｇの安定領域（固体領域）を示すグラフである。図２に示すグラフ中の線図Ｍの下側の領域は、メタンハイドレート層Ｇの安定領域（固体領域）を示したものである。深さが−１０００ｍの場合について考えると、図２中の地点Ａで掘削する場合、地点Ａが、約１３℃であるから、曲線Ｍのガス化領域とするには、約５℃温度上昇させれば良いことがわかる。このように、図２の状態図に応じて、掘削深度に従って、マグネトロン３６の出力を調整することになる。すなわち、マグネトロン３６へのエネルギーの供給を調整すればよいことになる。
【００８５】
ヘッド部２４配置後、海上構造物１２の有する制御部３６からの遠隔操作により、マグネトロンから、加熱用マイクロ波をメタンハイドレート層Ｇに向けて照射する。加熱用マイクロ波を受けたメタンハイドレートは加熱分解され、水とメタンガスに分離される。分離し、ガス化されたメタンガスは、圧力の低い方向へと流れていくため、圧力の開放されている回収管１２の上方向に上昇し、海上構造物１２内に回収される。なお、この時のガス回収手段１８内の圧力は、好ましくは、複数段設けられている圧力制御手段３４により安定に保たれる。
【００８６】
また、マグネトロンは、マイクロ波がメタンハイドレート以外のものに照射されることを避けるため、常にメタンハイドレート層Ｇのみを照射するように、アンテナや反射板を用いる等の公知の方法で方向性が制御される。さらに、マグネトロンの動作は、メタンハイドレートへのマイクロ波の照射が最小量の照射により効率的に実施できるように制御される。
【００８７】
さらに、上述のマグネトロンによる熱エネルギー供給と同時に、超音波エネルギーを供給することにより、メタンハイドレートの分解等の反応を効果的に促進することが可能である。
【００８８】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、海上構造物１２の有する機能および装置は、海上だけに限定されるものではなく地上に設置されてもよい。
【００８９】
また、エネルギー放射源は、加熱用マイクロ波を発生する手段を用いるに限定されず、高周波を発生する手段を用いてもよい。
【００９０】
また、内管１６は、主管１４内に複数設けられても良く、主管１４と複合管をなす形態をとってもよい。この時に、少なくとも１つの内腔をヘッド部２０とその接続ケーブル２２を挿通可能にするために用い、残りの少なくとも１つ内腔を、回収手段１８として用いれば、残りの内腔は、複数のヘッド部２４に接続されたケーブル２２挿通のために用いても良いし、複数の回収手段１８として用いても良い。
【００９１】
転換手段３０は、海上構造物１２中に設置されるに限定されず、回収管１４の圧力制御手段３４より海面側に設置されてもよいし、地上に設置されてもよい。なお、回収管１４に設置される場合、あまり深い位置にすると各々の手段にかかる圧力が大きくなり、手段の設置やメンテナンスが困難となるため、海面にある程度近い位置に設置されることが好ましい。また、地上に設置されてもよい。
【００９２】
また、図３に示すように、配置されたヘッド部２４付近のメタンハイドレートの処理が進行し、ヘッド部２４付近が空洞化した際には、効率良く照射を実施するために、ヘッド部２４をメタンハイドレート存在位置付近まで、制御部２８からの操作により、破線（矢印）で示すように、順次移動させてもよい。なお、このような回転動作と直進動作等を組み合わせて繰り返すことにより、効果的なメタンガスの回収を実施することができる。
【００９３】
また、上記実施形態では、海上から海底の地層面に対して垂直に掘削する例を示したが、メタンハイドレート層Ｇ中横方向に掘削を実施しても良いし、直接地上からメタンハイドレート層Ｇに到達するように掘削を実施しても良い。なお、いずれの場合も、公知の掘削方法を用いて実施することができる。
【００９４】
また、メタンハイドレートをメタンガスに変化させた後に形成される空洞部に、例えば、送り込んだ二酸化炭素と地中の水とを反応させて生成した二酸化炭素ハイドレートを埋める等の公知の方法を用いて、安全で取り扱いやすいものを埋め込むことが好ましい。
【００９５】
上記実施形態においては、基本的構成として、地層面に対して垂直な掘削により到達したガスハイドレート層Ｇに熱エネルギー放射源としてのマグネトロンを配置する例を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、以下に示すような種々の態様が実施可能である。なお、メタンハイドレートからのメタンガス回収方法は、図１に示す形態と同様である。
【００９６】
図４は、本発明に係る回収装置の図１に示す形態とは別の一実施形態の概略構成を示すものである。先に説明した実施例では、ヘッド部２４を単数用いて構成したが、この実施形態では、複数台のヘッド部２４を、それを制御する出力コントロール部，反射板とともに数珠繋ぎ状に接続した複合ヘッド４２の形で適用するものである。
なお、この回収装置４０は、図１に示す実施形態と基本的に同様の構造を有するので、同一部材には、同一の番号を付す。
【００９７】
これをメタンハイドレート層Ｇに配置するには、上記複合ヘッド４２を主管１４に納めた形で掘削を行い、所定の位置に到達後、主管１４のみを後退させて、坑井を形成し、複合ヘッド４２をメタンハイドレート層Ｇ内に配置するようにすればよい。複合ヘッド４２外部は、複合ヘッド４２を保護するために、マイクロ波および超音波の発生を妨げないプロテクタ（図示せず）で覆われていることが好ましい。
また、複合ヘッド４２の各ヘッドは、超音波、マイクロ波等を用いて互いに通信して、協調して動作するように制御することも好ましい。
【００９８】
さらに、図５に、本発明に係る回収装置の図１および図３に示す形態とは別の一実施形態の概略構成を示す。図４に示すように、メタンハイドレート層Ｇ中に、上述と同様の複合ヘッド４２複数組を、２本の複合ヘッド４２が、互いに通信用の電磁波を発振および受信するために効果的な距離をあけて、配置したものである。このような配置をすることにより、メタンハイドレート層Ｇに対する電磁波の照射制御をより効果的に容易に行うことが可能となり、効率良くメタンガスを回収することができる。
【００９９】
なお、この回収装置５０は、図１に示す実施形態と基本的に同様の構造を有するので、同一部材には、同一の番号を付す。
本実施形態の回収装置を海底に配置するにも、前述のように、この回収装置を主管１４とともに掘削・配置した後、回収装置１０が露出するようになるまで、主管１４のみを後退させる等の方法を用いることができる。
【０１００】
また、図６に、本発明に係る回収装置の図１、図４及び図５に示す形態とは別の一実施形態の概略構成を示す。図６は、主管１４とほぼ同径の管状体ヘッド部６２を有する。この管状体ヘッド部６２は、管状体周辺部にマグネトロン３６および超音波発生手段３８を始めとした図１のヘッド部２４と同様の機能を備え、内部にガス回収手段１８に接続され、ガスを回収するガス回収部５６を備えている。本実施形態は、海底に対して垂直に掘削を実施した場合においても、メタンハイドレート層Ｇに沿う形で横方向に掘削した場合にも用いることができる。
なお、この回収装置６０は、図１に示す実施形態と基本的に同様の構造を有するので、同一部材には、同一の番号を付す。
【０１０１】
なお、前述の超音波の使用によるメタンハイドレート分解反応の促進は、これらの実施形態においても有効であることはいうまでもない。
また、例えば衝撃波を用いて、掘削地点の周辺のメタンハイドレート層に衝撃（振動）を与え、メタンハイドレート層に亀裂を生じさせることにより、熱の移動を容易にしてメタンハイドレートの加熱分解を促進することも可能である。
【０１０２】
以上、本発明の一態様に係る第１のガス回収装置および回収方法について説明した。
次に、本発明の一態様に係る第２のガス回収装置および回収方法について説明する。
図７に、本発明の一実施形態のメタンガス回収装置（以下、単に「回収装置」という）７０の概略構成図を示す。
【０１０３】
本実施形態に係る回収装置７０は、上述した回収装置１０のヘッド部２４の熱エネルギー放射源である加熱用マイクロ波を発生する手段に代えて、加熱用水蒸気を発生する手段およびこの水蒸気をさらに加熱する加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段を含むヘッド部を有し、このヘッド部を用いてメタンハイドレート層Ｇのメタンハイドレートに熱エネルギーを供給してこれを分解し（メタンハイドレートのガス化）、発生したメタンガスを回収するものである。
なお、この回収装置７０は、図１に示す回収装置１０と基本的に同様の構造を有するので、同一部材には同一の番号を付す。
【０１０４】
本実施形態の回収装置７０のヘッド部２５は、上述したヘッド部２４にさらに加熱用水蒸気を発生するスチームジェネレータ４６を含み構成される。また、ヘッド部２５は、加熱用水蒸気を発生させるために用いる水を海上施設１２から供給する供給管２３が接続されている。供給管２３を介してスチームジェネレータ４６に水を供給するためのポンプ（図示省略）は、例えば海上施設１２内に設けられている。
また、本実施形態の回収装置７０では、上述したヘッド部２５を数珠繋ぎ状に複数台接続することで複合ヘッド４３を形成している。
【０１０５】
ヘッド部２５は、海上施設１２から供給管２３を介して供給される水をスチームジェネレータ４６で水蒸気とし、この水蒸気をマグネトロン３６で発生した加熱用マイクロ波でさらに加熱することにより過熱水蒸気を発生させ、この過熱水蒸気をメタンハイドレート層Ｇに圧入（噴射）してメタンハイドレートを加熱分解し、メタンガスを発生させることができる。また、ヘッド部２５は、他の実施形態同様に超音波発生手段３８を備え、熱エネルギーの供給と同時に超音波エネルギーを供給することにより、メタンハイドレートの分解等の反応を促進することができる。
【０１０６】
本実施形態は、上述したヘッド部２５および複合ヘッド４３の配置に限定されず、複数組の複合ヘッド４３を、図５に示す実施形態同様に配置されるものでもよい。また、ヘッド部２５を単体で用いても、図１，図３で示した上記の実施形態と同様に、メタンハイドレートのガス化およびメタンハイドレートからのメタンガスの回収を行うことができる。
【０１０７】
また、ヘッド部２５は、姿勢制御手段を備え、メタンハイドレート層Ｇ内で姿勢を制御することで上述した過熱水蒸気の放射方向を制御することができる。また、回収装置７０は、供給配管２３による水の供給量や、スチームジェネレータ４６の動作を制御することにより、過熱水蒸気の噴射量を最適な値に制御することができる。
【０１０８】
さらに、図８に、本発明に係る回収装置の別の一実施形態の概略構成を示す。図８は、主管１４とほぼ同径の管状体ヘッド部６３を有する。この管状体ヘッド部６３は、管状体周辺部にマグネトロン３６，超音波発生手段３８およびスチームジェネレータ４６を備え、図７に示した上記実施形態のヘッド部２５と同様の機能有する。また、管状体ヘッド部６３は、内部にガス回収手段１８に接続され、ガスを回収するガス回収部５６を備えている。本実施形態は、海底に対して垂直に掘削を実施した場合においても、メタンハイドレート層Ｇに沿う形で横方向に掘削した場合にも用いることができる。
また、この回収装置８０は、図１に示す実施形態と基本的に同様の構造を有するので、同一部材には、同一の番号を付す。
【０１０９】
図７，図８に示す、上述した実施形態は、ヘッド部に加熱用水蒸気発生手段であるスチームジェネレータと、水蒸気をさらに加熱して過熱水蒸気を発生させるマグネトロン等の加熱用マイクロ波発生手段あるいは高周波発生手段とを備え、発生した過熱水蒸気を用いてメタンハイドレートに熱エネルギーを供給するものである。
従って、上述した実施形態は、地上あるいは海上施設で用意した熱水や水蒸気等をメタンハイドレート層に搬送するような従来の実施形態に比べて、非常に低いエネルギー損失でメタンハイドレートのガス化を行うことができる。
また、従来の熱水等を使用する実施形態では、十分なエネルギー供給を行うために大量の熱水が必要となり、そのために使用した水を回収するのにも大きなコストがかかる。それに対して本発明に係る上述の実施形態では、高温の過熱水蒸気を用いるために大量の水を使用する必要がない、すなわち、大量の水を回収する必要がなく、経済的観点からも環境保護の観点からも非常に効果的であるといえる。
【０１１０】
以上、本発明のメタンハイドレート層からのメタンガス回収方法および装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更を行ってもよいのはもちろんである。
【０１１１】
例えば、上記実施形態に係るメタンハイドレート層からのメタンガス回収方法を実施するに際して用いたガス化方法は、これを、地上または海上におけるメタンハイドレートの再ガス化に好適に用いることができることはいうまでもない。
【０１１２】
具体的には、例えば下記のようにして作成したメタンハイドレートを、後述するような再ガス化方法により、良好に再ガス化することが可能である。
【０１１３】
（メタンハイドレートの作製）
本実施例では、０℃、約３気圧以上の条件でメタンハイドレートが生成することを利用してメタンハイドレートを作製した。
先ず、原料となる水とメタンハイドレートを反応容器に貯留した。この反応容器は、メタンハイドレート作製時に水とメタンガスとを十分に混合して、メタンハイドレートの生成反応を促進する攪拌手段を備える。また、反応容器は、原料となるメタンガスを供給するガス供給手段と接続されている。このガス供給手段は、圧力制御手段を備えており、例えば、反応容器内部の圧力を所定の圧力（約３気圧以上）に維持することができる。
【０１１４】
次に、反応容器を０℃に冷却しつつ、その内部に貯留された水とメタンガスとを連続的に攪拌した。このとき、ガス供給手段は、反応容器内の圧力が約３気圧以上の所定の圧力に保たれるようにメタンガスを供給した。
水中のメタンガスが十分に飽和し、かつ反応容器内が十分に冷却される、すなわち、メタンハイドレートの生成条件に到達することによりメタンハイドレートが生成し、生成したメタンハイドレートが水面に浮きあがった。このとき、ガス供給手段がメタンガスを連続的に供給することにより、反応容器内部の圧力が所定の圧力に維持され、メタンハイドレートが連続的に生成した。
【０１１５】
所定量のメタンハイドレートを作製したのち、メタンガスの供給を停止してメタンハイドレートの生成反応を停止した。そして、反応容器を開放してメタンハイドレートを取り出して保存用容器に移し、液体窒素温度に冷却した状態で保存した。
【０１１６】
メタンハイドレートにおけるメタンガスの包有量の理論値は、水１リットルあたり約１７６リットル（標準状態）と知られているが、上述の方法により作製されたメタンハイドレートにおけるメタンガスの包有量は、水１リットルあたり約１５０リットル（標準状態）であった。上述した作製方法では、メタンハイドレートの作製過程において脱水を行わないため、自己保存効果や圧力解放等の影響により、生成したハイドレート中に氷の膜が形成され、その結果として理論値の９割程度の包有量を有するメタンハイドレートが作製された。
【０１１７】
（メタンハイドレートの再ガス化：１）
上述の方法により作製したメタンハイドレートの一部を圧力弁付きの耐圧容器に移し、前述したマグネトロンから発生させた周波数２４５０MHｚの加熱用マイクロ波を上記メタンハイドレートに照射し、メタンハイドレートの再ガス化を行った。このように制御された加熱条件下で上記メタンハイドレートを分解し、発生する水および水蒸気とを分離してメタンガスを得た。ここでのガス化率は、略１００％であった。
なお、加熱用マイクロ波を用いてメタンハイドレートの再ガス化を行うと説明したが、高周波電磁波による高周波加熱により行っても同様の結果を得ることができる。
【０１１８】
（メタンハイドレートの再ガス化：２）
また、上述の方法により作製したメタンハイドレートに、スチームジェネレータにより発生させた水蒸気をさらに加熱用マイクロ波あるは高周波を用いて加熱した過熱水蒸気（約１６０〜１８０℃）を用いて、制御された加熱条件下で分解し、発生する水および水蒸気とを分離してメタンガスを得た。この実験におけるガス化率は、略１００％であった。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明の一実施形態に係るメタンハイドレートからのガスの回収装置の概略構成図である。
【図２】メタンハイドレート層の安定領域を示すグラフである。
【図３】図１に示したガス回収装置の動作を示す模式図である。
【図４】本発明に係る回収装置の図１に示す形態とは別の実施形態の概略構成図である。
【図５】本発明に係る回収装置の図１および図３に示す形態とは別の実施形態の概略構成図である。
【図６】本発明に係る回収装置の図１，図３および図４に示す形態とは別の実施形態の概略構成図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係るメタンハイドレートからのガスの回収装置の概略構成図である。
【図８】本発明に係る回収装置の図７に示す形態とは別の実施形態の概略構成図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１０，４０，５０，６０，７０，８０ ガス回収装置
１２ 海上構造物
１４ 主管
１６ 内管
１８ 回収手段
２０ 固定手段
２２ ケーブル
２３ 供給管
２４，２５ ヘッド部
２６ エネルギー供給部
２８ 制御手段
３０ 転換手段
３２ 濾過手段
３４ 圧力制御手段
３６ マグネトロン
３８ 超音波発生手段
４２，４３ 複合ヘッド
４６ スチームジェネレータ
５６ ガス回収部
６２，６３ 管状体ヘッド部
Ｇ メタンハイドレート層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地表面下または海底面下に存在するガスハイドレートからのガス回収方法であって、
前記ガスハイドレートの存在位置近傍に配置した熱エネルギー放射源としての、加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段より前記ガスハイドレートに熱エネルギーを供給し、
供給された熱エネルギーにより前記ガスハイドレートを分解してガスを発生させ、
発生したガスを回収路により回収する
ことを特徴とするガスハイドレートからのガス回収方法。
【請求項２】
前記熱エネルギー放射源から放射される熱エネルギーの放射方向を制御する
請求項１に記載のガスハイドレートからのガス回収方法。
【請求項３】
地表面下または海底面下に存在するガスハイドレートからのガス回収方法であって、
前記ガスハイドレートの存在位置近傍に配置した熱エネルギー放射源としての、加熱用水蒸気を発生する手段およびこの水蒸気をさらに加熱する加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段より前記ガスハイドレートに熱エネルギーを供給し、
供給された熱エネルギーにより前記ガスハイドレートを分解してガスを発生させ、
発生したガスを回収路により回収する
ことを特徴とするガスハイドレートからのガス回収方法。
【請求項４】
前記熱エネルギー放射源の近傍において、前記熱エネルギー放射源による熱エネルギー供給に加えて超音波エネルギーを供給する
請求項１〜３のいずれかに記載のガスハイドレートからのガス回収方法。
【請求項５】
前記ガスハイドレートからのガス回収路中において、
発生させたガスの圧力の調整を行う
請求項１〜４のいずれかに記載のガスハイドレートからのガス回収方法。
【請求項６】
前記ガスハイドレートから回収したガスの転換を行う
請求項１〜５のいずれかに記載のガスハイドレートからのガス回収方法。
【請求項７】
前記ガスハイドレートから回収したガスの濾過を行う
請求項１〜６のいずれかに記載のガスハイドレートからのガス回収方法。
【請求項８】
前記ガスハイドレートがメタンハイドレートであり、前記ガスがメタンガスである
請求項１〜７のいずれかに記載のガスハイドレートからのガス回収方法。
【請求項９】
地表面下または海底面下に存在するガスハイドレート層からガスを回収する装置であって、
前記ガスハイドレート層へ到達させるための主管と、
地上または海上に設置されたエネルギー供給源と、
前記エネルギー供給源に接続され、前記主管が前記ガスハイドレート層へ到達した後に、その位置でガスハイドレートを加熱分解してガスを発生させるための少なくとも１個の移動可能な熱エネルギー放射源としての、加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段を含むヘッド部と、
発生したガスを地上または海上に回収するための前記主管内の回収路を有するガス回収手段と、
ガス発生・回収のための制御を行う制御部と、
を備えることを特徴とするガスハイドレートからのガス回収装置。
【請求項１０】
前記エネルギー放射源は、放射方向の制御可能な加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段である
請求項９に記載のガスハイドレートからのガス回収装置。
【請求項１１】
地表面下または海底面下に存在するガスハイドレート層からガスを回収する装置であって、
前記ガスハイドレート層へ到達させるための主管と、
地上または海上に設置されたエネルギー供給源と、
前記エネルギー供給源に接続され、前記主管が前記ガスハイドレート層へ到達した後に、その位置でガスハイドレートを加熱分解してガスを発生させるための少なくとも１個の移動可能な熱エネルギー放射源としての、加熱用水蒸気を発生する手段およびこの水蒸気をさらに加熱する加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段を含むヘッド部と、
発生したガスを地上または海上に回収するための前記主管内の回収路を有するガス回収手段と、
ガス発生・回収のための制御を行う制御部と、
を備えることを特徴とするガスハイドレートからのガス回収装置。
【請求項１２】
前記ヘッド部は、さらに、前記エネルギー供給源および前記制御部に接続された超音波発生手段を有する
請求項９〜１１のいずれかに記載のガスハイドレートからのガス回収装置。
【請求項１３】
前記ガス回収手段は、地上または海上と前記ガスハイドレート層との間に、前記ガス回収路内の回収ガス圧の調整を行うための少なくとも１つの圧力制御手段を有する
請求項９〜１２のいずれかに記載のガスハイドレートからのガス回収装置。
【請求項１４】
前記ガス回収手段は、地上または海上と前記ガスハイドレート層との間に、回収ガスを転換させるための少なくとも１つの転換手段を有する
請求項９〜１３のいずれかに記載のガスハイドレートからのガス回収装置。
【請求項１５】
前記ガス回収手段は、回収したガスの濾過を行うための少なくとも１つのガス濾過手段を有する
請求項９〜１４のいずれかに記載のガスハイドレートからのガス回収装置。
【請求項１６】
前記主管は、複数の内腔を限定する多重管もしくは複合管であり、
前記内腔の少なくとも１つは、前記ヘッド部を挿通可能に構成され、
前記内腔の少なくとも１つが、前記回収手段の回収路を構成する
請求項９〜１５のいずれかに記載のガスハイドレートからのガス回収装置。
【請求項１７】
前記主管の先端に前記ヘッド部を有する
請求項９〜１６のいずれかに記載のガスハイドレートからのガス回収装置。
【請求項１８】
前記ガスハイドレートがメタンハイドレートであり、前記ガスがメタンガスである
請求項９〜１７に記載のガスハイドレートからのガス回収装置。
【請求項１９】
ガスハイドレートの再ガス化方法であって、
前記ガスハイドレートに、熱エネルギー放射源としての、加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段より前記ガスハイドレートに熱エネルギーを供給し、
供給された熱エネルギーにより前記ガスハイドレートを分解してガスを発生させる
ことを特徴とするガスハイドレートの再ガス化方法。
【請求項２０】
ガスハイドレートの再ガス化方法であって、
前記ガスハイドレートに、熱エネルギー放射源としての、加熱用水蒸気を発生する手段およびこの水蒸気をさらに加熱する加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段より前記ガスハイドレートに熱エネルギーを供給し、
供給された熱エネルギーにより前記ガスハイドレートを分解してガスを発生させる
ことを特徴とするガスハイドレートの再ガス化方法。
【請求項１】
地表面下または海底面下に存在するガスハイドレートからのガス回収方法であって、
前記ガスハイドレートの存在位置近傍に配置した熱エネルギー放射源としての、加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段より前記ガスハイドレートに熱エネルギーを供給し、
供給された熱エネルギーにより前記ガスハイドレートを分解してガスを発生させ、
発生したガスを回収路により回収する
ことを特徴とするガスハイドレートからのガス回収方法。
【請求項２】
前記熱エネルギー放射源から放射される熱エネルギーの放射方向を制御する
請求項１に記載のガスハイドレートからのガス回収方法。
【請求項３】
地表面下または海底面下に存在するガスハイドレートからのガス回収方法であって、
前記ガスハイドレートの存在位置近傍に配置した熱エネルギー放射源としての、加熱用水蒸気を発生する手段およびこの水蒸気をさらに加熱する加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段より前記ガスハイドレートに熱エネルギーを供給し、
供給された熱エネルギーにより前記ガスハイドレートを分解してガスを発生させ、
発生したガスを回収路により回収する
ことを特徴とするガスハイドレートからのガス回収方法。
【請求項４】
前記熱エネルギー放射源の近傍において、前記熱エネルギー放射源による熱エネルギー供給に加えて超音波エネルギーを供給する
請求項１〜３のいずれかに記載のガスハイドレートからのガス回収方法。
【請求項５】
前記ガスハイドレートからのガス回収路中において、
発生させたガスの圧力の調整を行う
請求項１〜４のいずれかに記載のガスハイドレートからのガス回収方法。
【請求項６】
前記ガスハイドレートから回収したガスの転換を行う
請求項１〜５のいずれかに記載のガスハイドレートからのガス回収方法。
【請求項７】
前記ガスハイドレートから回収したガスの濾過を行う
請求項１〜６のいずれかに記載のガスハイドレートからのガス回収方法。
【請求項８】
前記ガスハイドレートがメタンハイドレートであり、前記ガスがメタンガスである
請求項１〜７のいずれかに記載のガスハイドレートからのガス回収方法。
【請求項９】
地表面下または海底面下に存在するガスハイドレート層からガスを回収する装置であって、
前記ガスハイドレート層へ到達させるための主管と、
地上または海上に設置されたエネルギー供給源と、
前記エネルギー供給源に接続され、前記主管が前記ガスハイドレート層へ到達した後に、その位置でガスハイドレートを加熱分解してガスを発生させるための少なくとも１個の移動可能な熱エネルギー放射源としての、加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段を含むヘッド部と、
発生したガスを地上または海上に回収するための前記主管内の回収路を有するガス回収手段と、
ガス発生・回収のための制御を行う制御部と、
を備えることを特徴とするガスハイドレートからのガス回収装置。
【請求項１０】
前記エネルギー放射源は、放射方向の制御可能な加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段である
請求項９に記載のガスハイドレートからのガス回収装置。
【請求項１１】
地表面下または海底面下に存在するガスハイドレート層からガスを回収する装置であって、
前記ガスハイドレート層へ到達させるための主管と、
地上または海上に設置されたエネルギー供給源と、
前記エネルギー供給源に接続され、前記主管が前記ガスハイドレート層へ到達した後に、その位置でガスハイドレートを加熱分解してガスを発生させるための少なくとも１個の移動可能な熱エネルギー放射源としての、加熱用水蒸気を発生する手段およびこの水蒸気をさらに加熱する加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段を含むヘッド部と、
発生したガスを地上または海上に回収するための前記主管内の回収路を有するガス回収手段と、
ガス発生・回収のための制御を行う制御部と、
を備えることを特徴とするガスハイドレートからのガス回収装置。
【請求項１２】
前記ヘッド部は、さらに、前記エネルギー供給源および前記制御部に接続された超音波発生手段を有する
請求項９〜１１のいずれかに記載のガスハイドレートからのガス回収装置。
【請求項１３】
前記ガス回収手段は、地上または海上と前記ガスハイドレート層との間に、前記ガス回収路内の回収ガス圧の調整を行うための少なくとも１つの圧力制御手段を有する
請求項９〜１２のいずれかに記載のガスハイドレートからのガス回収装置。
【請求項１４】
前記ガス回収手段は、地上または海上と前記ガスハイドレート層との間に、回収ガスを転換させるための少なくとも１つの転換手段を有する
請求項９〜１３のいずれかに記載のガスハイドレートからのガス回収装置。
【請求項１５】
前記ガス回収手段は、回収したガスの濾過を行うための少なくとも１つのガス濾過手段を有する
請求項９〜１４のいずれかに記載のガスハイドレートからのガス回収装置。
【請求項１６】
前記主管は、複数の内腔を限定する多重管もしくは複合管であり、
前記内腔の少なくとも１つは、前記ヘッド部を挿通可能に構成され、
前記内腔の少なくとも１つが、前記回収手段の回収路を構成する
請求項９〜１５のいずれかに記載のガスハイドレートからのガス回収装置。
【請求項１７】
前記主管の先端に前記ヘッド部を有する
請求項９〜１６のいずれかに記載のガスハイドレートからのガス回収装置。
【請求項１８】
前記ガスハイドレートがメタンハイドレートであり、前記ガスがメタンガスである
請求項９〜１７に記載のガスハイドレートからのガス回収装置。
【請求項１９】
ガスハイドレートの再ガス化方法であって、
前記ガスハイドレートに、熱エネルギー放射源としての、加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段より前記ガスハイドレートに熱エネルギーを供給し、
供給された熱エネルギーにより前記ガスハイドレートを分解してガスを発生させる
ことを特徴とするガスハイドレートの再ガス化方法。
【請求項２０】
ガスハイドレートの再ガス化方法であって、
前記ガスハイドレートに、熱エネルギー放射源としての、加熱用水蒸気を発生する手段およびこの水蒸気をさらに加熱する加熱用マイクロ波もしくは高周波を発生する手段より前記ガスハイドレートに熱エネルギーを供給し、
供給された熱エネルギーにより前記ガスハイドレートを分解してガスを発生させる
ことを特徴とするガスハイドレートの再ガス化方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−５２３９５（Ｐ２００６−５２３９５Ａ）
【公開日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２０７１２９（Ｐ２００５−２０７１２９）
【出願日】平成１７年７月１５日（２００５．７．１５）
【出願人】（５０４２７５３５１）
【出願人】（５９６０３０４９４）有限会社アトラス (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月１５日（２００５．７．１５）
【出願人】（５０４２７５３５１）
【出願人】（５９６０３０４９４）有限会社アトラス (3)
【Ｆターム（参考）】
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