JP2020200763A - Separation and recovery device and gas hydrate recovery system - Google Patents

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Abstract

To provide a separation and recovery device and a gas hydrate recovery system allowing for further improvement of efficiency.SOLUTION: A separation and recovery device comprises: a separation pipe into which sediment including gas hydrate and fluid including seawater are introduced; an inducer which is arranged in the separation pipe and rotates around the axis of the separation pipe to cause separation in the flow of the fluid and separate the gas from the gas hydrate; a drive unit which rotates at least the inducer; a discharge pipe which is connected to the separation pipe on the radial outside of the inducer and which discharges the fluid to the outside by centrifugation generated by the inducer; a pressure-feeding unit which is provided on the downstream side of the inducer in the separation pipe and rotates around the axis of the separation pipe to thereby feed the gas, under pressure; and a recovery pipe which is connected to the separation pipe on the downstream side of the pressure-feeding unit and recovers the gas.SELECTED DRAWING: Figure 9

Description

この発明は、分離回収装置及びガスハイドレートの回収システムに関する。 The present invention relates to a separation and recovery device and a gas hydrate recovery system.

メタンハイドレートなどのガスハイドレートを回収する回収システムにおいては、一般に、海底などの水底で採掘されたガスハイドレートを、ライザー管等を通じて水上に汲み上げることが行われている。
メタンハイドレートは、低温高圧状態でメタン分子が水分子に囲まれた、氷状の固体である。このようにメタンハイドレートの重量の大半が水分であるため、海底でメタンハイドレートからメタンを分離して、メタンガスとして回収して揚収効率を向上することが望まれている。
ガスハイドレートからのガス分離には、加熱又は減圧が必要となる。しかし、深海底では、雰囲気圧が非常に高くガスハイドレートの減圧には技術的な課題も多い。そのため、加熱又は化学的な安定状態を変化させるインヒビターを用いた方法が現実的であると考えられている。
In a recovery system for recovering gas hydrate such as methane hydrate, gas hydrate mined at the bottom of the sea or the like is generally pumped onto the water through a riser pipe or the like.
Methane hydrate is an icy solid in which methane molecules are surrounded by water molecules under low temperature and high pressure conditions. Since most of the weight of methane hydrate is water as described above, it is desired to separate methane from methane hydrate on the seabed and recover it as methane gas to improve the collection efficiency.
Gas separation from gas hydrate requires heating or depressurization. However, on the deep sea floor, the atmospheric pressure is very high, and there are many technical problems in reducing the gas hydrate. Therefore, it is considered realistic to use a method using an inhibitor that changes the heating or chemical stable state.

特許文献1には、メタンハイドレートを加熱するための熱エネルギーとしてレーザー光線を海上から海底へ供給するシステムが開示されている。この特許文献1では、海底でメタンハイドレートにレーザー光線を照射加熱してメタンハイドレートからメタンガスを分離させ、浮上するメタンガスを収集するようにしている。
特許文献2には、海底では無く水上でメタンハイドレートからメタンガスを分離させる設備が記載されている。この特許文献2の設備では、外部からのエネルギー供給を無くすために原動機の排熱を利用してメタンハイドレートを加熱している。
Patent Document 1 discloses a system for supplying a laser beam from the sea to the seabed as heat energy for heating methane hydrate. In Patent Document 1, methane hydrate is irradiated with a laser beam and heated on the seabed to separate methane gas from methane hydrate, and floating methane gas is collected.
Patent Document 2 describes a facility for separating methane gas from methane hydrate on water instead of on the seabed. In the equipment of Patent Document 2, methane hydrate is heated by utilizing the exhaust heat of the prime mover in order to eliminate the energy supply from the outside.

特許第3506696号公報Japanese Patent No. 3506696 特許第4968998号公報Japanese Patent No. 4968998

上述した特許文献1に記載のシステムは、ガスハイドレートを加熱するためにレーザー光線を用いているが、レーザー光源の駆動エネルギーが大きくなってしまい、効率向上が困難であるという課題がある。
一方、特許文献2に記載のシステムは、排熱を利用して効率向上を図っているが、排熱利用だけではガス分離に十分な熱エネルギーを得られず、他の熱エネルギーを注入する必要が有る。
また、特許文献2で利用する排熱は、深海底などの水底に導く途中で冷却されてしまう。そのため、特許文献2に記載のシステムを、海底で行うガス分離に適用することは困難となっている。
The system described in Patent Document 1 described above uses a laser beam to heat the gas hydrate, but there is a problem that the driving energy of the laser light source becomes large and it is difficult to improve the efficiency.
On the other hand, the system described in Patent Document 2 uses waste heat to improve efficiency, but it is not possible to obtain sufficient heat energy for gas separation only by using waste heat, and it is necessary to inject other heat energy. There is.
Further, the exhaust heat used in Patent Document 2 is cooled on the way to the bottom of the water such as the deep sea bottom. Therefore, it is difficult to apply the system described in Patent Document 2 to gas separation performed on the seabed.

この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、更なる効率向上が可能な分離回収装置及びガスハイドレートの回収システムを提供するものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a separation / recovery device and a gas hydrate recovery system capable of further improving efficiency.

上記の課題を解決するために以下の構成を採用する。
この発明の第一態様によれば、分離回収装置は、ガスハイドレートを含む堆積物及び海水を含む流体が導入される分離管と、前記分離管内に配置され、前記分離管の軸線回りに回転することで、前記流体の流れに剥離を発生させて前記ガスハイドレードからガスを分離させるインデューサと、少なくとも前記インデューサを回転させる駆動部と、前記インデューサの径方向外側で前記分離管に接続されて、インデューサによる遠心分離によって前記流体を外部に排出する排出管と、前記分離管における前記インデューサの下流側に設けられて、軸線回りに回転することで、前記ガスを圧送する圧送部と、前記圧送部の下流側で前記分離管に接続されて、前記ガスを回収する回収管と、を備える。
上記のようにインデューサを流体中で高速回転させ、剥離を発生させることで、ガスハイドレートが減圧される。そのため、ガスハイドレートからガスを分離させることができる。さらに、インデューサによる遠心分離によって相対的に比重の大きい堆積物がインデューサの径方向外側に移動する一方で、相対的に比重の小さいガスがインデューサの径方向内側に移動する。そして、遠心分離された堆積物は、インデューサの径方向外側の排出管から外部に排出される。また、ガスハイドレートから分離されたガスは、圧送部に送り込まれる。そして、圧送部によって圧縮されて、回収管を介して、例えば、水上等に送られる。
したがって、ガスハイドレートから主に加熱によってガスを分離させる場合と比較して、減圧により効率よくガスを分離させることができる。また、インデューサの回転による流体の剥離を利用してガスハイドレートの減圧を行うため、深海底などであっても容易且つ確実にガスハイドレートを減圧することができる。
The following configuration is adopted to solve the above problems.
According to the first aspect of the present invention, the separation / recovery device is arranged in the separation pipe into which a sediment containing gas hydrate and a fluid containing seawater are introduced, and rotates around the axis of the separation pipe. By doing so, the inducer that causes separation in the flow of the fluid to separate the gas from the gas hydrate, at least the drive unit that rotates the inducer, and the separation pipe on the radial outer side of the inducer. A discharge pipe that is connected and discharges the fluid to the outside by centrifugation by an inducer, and a pressure feed that is provided on the downstream side of the inducer in the separation pipe and rotates about an axis to pump the gas. A unit and a recovery pipe connected to the separation pipe on the downstream side of the pumping unit to recover the gas.
As described above, the gas hydrate is depressurized by rotating the inducer at high speed in the fluid to cause peeling. Therefore, the gas can be separated from the gas hydrate. Furthermore, due to centrifugation by the inducer, deposits with a relatively large specific gravity move outward in the radial direction of the inducer, while gas having a relatively low specific gravity moves inward in the radial direction of the inducer. Then, the centrifuged sediment is discharged to the outside from the discharge pipe on the radial outer side of the inducer. Further, the gas separated from the gas hydrate is sent to the pumping unit. Then, it is compressed by the pumping unit and sent to, for example, on the water via a recovery pipe.
Therefore, as compared with the case where the gas is separated from the gas hydrate mainly by heating, the gas can be separated efficiently by depressurizing. Further, since the gas hydrate is depressurized by utilizing the separation of the fluid due to the rotation of the inducer, the gas hydrate can be depressurized easily and surely even on the deep sea bottom.

この発明の第二態様によれば、第一態様に係る分離回収装置において、前記分離管に導入された前記流体を加熱可能な加熱部を備えていてもよい。
このように構成することで、ガスハイドレートの減圧と加熱とを両方行うことができる。その結果、ガスハイドレートからガスを効率よく分離させることができる。
According to the second aspect of the present invention, the separation / recovery device according to the first aspect may include a heating unit capable of heating the fluid introduced into the separation tube.
With this configuration, both decompression and heating of gas hydrate can be performed. As a result, the gas can be efficiently separated from the gas hydrate.

この発明の第三態様によれば、第二態様に係る加熱部は、前記駆動部の排熱によって前記インデューサを加熱するようにしてもよい。
このように構成することで、駆動部の排熱を有効利用してインデューサでガスハイドレートの加熱することができる。
According to the third aspect of the present invention, the heating unit according to the second aspect may heat the inducer by the exhaust heat of the driving unit.
With this configuration, the exhaust heat of the drive unit can be effectively utilized to heat the gas hydrate with the inducer.

この発明の第四態様によれば、ガスハイドレート回収システムは、第一から第三態様の何れか一つの態様に係る分離回収装置と、前記ガスハイドレートを採掘する採掘装置と、前記採掘装置により採掘した前記ガスハイドレートを前記分離回収装置へ移送する移送管と、前記分離回収装置で回収されたガスを揚収する揚収管と、を備える。
このように構成することで、採掘したガスハイドレートからガスを分離して、この分離したガスを、揚収管を介して水上等に移動させて回収することができる。
したがって、堆積物を水上まで上げる必要が無いため、ガス回収の効率を向上することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the gas hydrate recovery system includes a separation recovery device according to any one of the first to third aspects, a mining device for mining the gas hydrate, and the mining device. It is provided with a transfer pipe for transferring the gas hydrate mined by the above to the separation / recovery device, and a collection / collection pipe for collecting the gas recovered by the separation / recovery device.
With this configuration, the gas can be separated from the mined gas hydrate, and the separated gas can be moved to the water or the like via a lift pipe and recovered.
Therefore, it is not necessary to raise the sediment to the surface of the water, so that the efficiency of gas recovery can be improved.

上記分離回収装置及びガスハイドレート回収システムによれば、更なる効率向上が可能となる。 According to the separation recovery device and the gas hydrate recovery system, further efficiency improvement is possible.

この発明の参考例におけるガスハイドレート回収システムの概略構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the schematic structure of the gas hydrate recovery system in the reference example of this invention. この発明の参考例における分離回収装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the separation recovery apparatus in the reference example of this invention. この発明の参考例における分離回収装置の導入工程を示す図である。It is a figure which shows the introduction process of the separation recovery apparatus in the reference example of this invention. この発明の参考例における分離回収装置の減圧工程を示す図である。It is a figure which shows the decompression process of the separation recovery apparatus in the reference example of this invention. この発明の参考例における分離回収装置の回収工程を示す図である。It is a figure which shows the recovery process of the separation recovery apparatus in the reference example of this invention. この発明の参考例における分離回収装置の排出工程を示す図である。It is a figure which shows the discharge process of the separation recovery apparatus in the reference example of this invention. この発明の参考例の変形例における図2に相当する概略構成図である。It is a schematic block diagram corresponding to FIG. 2 in the modification of the reference example of this invention. この発明の実施形態におけるガスハイドレート回収システムの概略構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the schematic structure of the gas hydrate recovery system in embodiment of this invention. この発明の実施形態における分離回収装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the separation recovery apparatus in embodiment of this invention. この発明の実施形態におけるインデューサの翼を径方向外側から見た展開図である。It is a developed view which saw the blade of the inducer in embodiment of this invention from the outside in the radial direction. この発明の実施形態の変形例における分離回収装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the separation recovery apparatus in the modification of embodiment of this invention. この発明の実施形態の他の態様における分離回収装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the separation recovery apparatus in another aspect of embodiment of this invention.

次に、この発明の参考例における分離回収装置及びガスハイドレート回収システムを図面に基づき説明する。
(参考例)
図1は、この発明の参考例におけるガスハイドレート回収システムの概略構成を示す構成図である。
この参考例においては、ガスハイドレートとしてメタンハイドレートからガスを回収するガスハイドレート回収システムを一例に説明する。また、この参考例においては、深海底(例えば、水深1000m程度)に存在するメタンハイドレートを土砂とともに掘削して採取する場合について説明する。なお、採取されるメタンハイドレートは、砂層形、表層型の何れであっても良い。
Next, the separation recovery device and the gas hydrate recovery system in the reference example of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Reference example)
FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a gas hydrate recovery system in a reference example of the present invention.
In this reference example, a gas hydrate recovery system that recovers gas from methane hydrate as a gas hydrate will be described as an example. Further, in this reference example, a case where methane hydrate existing on the deep sea bottom (for example, a water depth of about 1000 m) is excavated and collected together with earth and sand will be described. The methane hydrate to be collected may be either a sand layer type or a surface layer type.

図1に示すように、この参考例のガスハイドレート回収システム1は、採掘機(採掘装置)2と、移送管3と、分離回収装置4と、ライザー管(揚収管)5と、揚収母船6と、を主に備えている。
採掘機2は、海底に堆積するメタンハイドレートを含む堆積物を破砕して吸入する。また採掘機2は、吸入した堆積物を粉砕して、この粉砕した堆積物を、移送管3を介して分離回収装置4へ供給する。
As shown in FIG. 1, the gas hydrate recovery system 1 of this reference example includes a mining machine (mining device) 2, a transfer pipe 3, a separation and recovery device 4, a riser pipe (lifting pipe) 5, and lifting. Mainly equipped with a mother ship 6.
The mining machine 2 crushes and inhales the sediment containing methane hydrate deposited on the seabed. Further, the mining machine 2 crushes the sucked sediment and supplies the crushed sediment to the separation / recovery device 4 via the transfer pipe 3.

移送管3は、採掘機2によって採掘され粉砕されたガスハイドレートを含む堆積物を、分離回収装置4へ移送するための配管である。この移送管3は、粉砕された堆積物を円滑に移送可能な内径を有し、海底で用いるのに十分な耐圧性能を有している。ここで、移送管3の入口には、堆積物を圧送するためのポンプ等を設けてもよいが、分離回収装置4の自給作用が十分に得られる場合には移送管3のポンプは省略できる。 The transfer pipe 3 is a pipe for transferring the deposit containing the gas hydrate mined and crushed by the mining machine 2 to the separation and recovery device 4. The transfer pipe 3 has an inner diameter that allows smooth transfer of crushed sediment, and has sufficient pressure resistance for use on the seabed. Here, a pump or the like for pumping the sediment may be provided at the inlet of the transfer pipe 3, but the pump of the transfer pipe 3 can be omitted if the self-sufficiency action of the separation / recovery device 4 can be sufficiently obtained. ..

分離回収装置4は、移送管3を介して移送されてきた堆積物に含まれるメタンハイドレートからメタンガスを分離させる。さらに、分離回収装置4は、メタンガスが分離された堆積物T2を外部に排出する。また、分離回収装置4は、分離されたメタンガスをライザー管5へ送り出す。 The separation / recovery device 4 separates methane gas from methane hydrate contained in the sediment transferred through the transfer pipe 3. Further, the separation / recovery device 4 discharges the deposit T2 from which the methane gas has been separated to the outside. Further, the separation / recovery device 4 sends the separated methane gas to the riser pipe 5.

図2は、この発明の参考例における分離回収装置の概略構成図である。
図2に示すように、この参考例における分離回収装置4は、分離装置本体部7と、駆動部8と、加熱部9と、を備えている。なお、図2においては、図示都合上、分離装置本体部7の上下を反転して示している。
この参考例における分離回収装置4は、複数の分離装置本体部7、より具体的には3つの分離装置本体部7を備えている。
分離装置本体部7は、収容部10と、往復移動部11と、を主に備えている。
収容部10は、その内部に分離空間Bを形成する。ここで、分離空間Bとは、メタンハイドレートからメタンガスを分離させるための空間を意味している。
より具体的には、収容部10は、例えば、有底円筒状に形成され、その内周面10aと往復移動部11の端面11aとによって分離空間Bを形成する。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a separation / recovery device in a reference example of the present invention.
As shown in FIG. 2, the separation / recovery device 4 in this reference example includes a separation device main body 7, a drive unit 8, and a heating unit 9. In FIG. 2, for convenience of illustration, the separation device main body 7 is shown upside down.
The separation / recovery device 4 in this reference example includes a plurality of separation device main bodies 7, and more specifically, three separation device main bodies 7.
The separating device main body 7 mainly includes an accommodating portion 10 and a reciprocating moving portion 11.
The accommodating portion 10 forms a separation space B inside the accommodating portion 10. Here, the separation space B means a space for separating methane gas from methane hydrate.
More specifically, the accommodating portion 10 is formed, for example, in a bottomed cylindrical shape, and a separation space B is formed by the inner peripheral surface 10a thereof and the end surface 11a of the reciprocating moving portion 11.

収容部10は、導入ポートP1と、回収ポートP2と、排出ポートP3と、を有している。
導入ポートP1は、往復移動部11が第一位置(後述する)にある際に、バルブ(後述する)が開状態となるポートである。導入ポートP1には、移送管3が連通されており、導入ポートP1のバルブが開状態となることで、分離空間B内にメタンハイドレートを含む堆積物が導入可能となる。ここで、この堆積物には、海水も含まれている。
The accommodating unit 10 has an introduction port P1, a collection port P2, and a discharge port P3.
The introduction port P1 is a port in which the valve (described later) is opened when the reciprocating moving portion 11 is in the first position (described later). A transfer pipe 3 is communicated with the introduction port P1, and when the valve of the introduction port P1 is opened, deposits containing methane hydrate can be introduced into the separation space B. Here, this sediment also contains seawater.

回収ポートP2は、メタンハイドレートから分離されたメタンガスを収容部10の外部に排出するためのポートである。この回収ポートP2は、往復移動部11が第一位置にある状態よりも分離空間Bの容積が大きくなって減圧状態となる第二位置にある際に、開状態となる。回収ポートP2には、ライザー管5が接続されており、回収ポートP2が開状態となることで、分離空間B内のメタンガスMがライザー管5に流入するようになっている。 The recovery port P2 is a port for discharging the methane gas separated from the methane hydrate to the outside of the accommodating portion 10. The recovery port P2 is opened when the reciprocating moving portion 11 is in the second position where the volume of the separation space B is larger than that in the first position and the pressure is reduced. A riser pipe 5 is connected to the recovery port P2, and when the recovery port P2 is opened, the methane gas M in the separation space B flows into the riser pipe 5.

排出ポートP3は、収容部10内でメタンガスMが分離された後の堆積物T2(海水を含む)を外部に排出するためのポートである。この排出ポートP3は、排出管12と連通しており、往復移動部11が第二位置から第一位置に移動する際に、バルブ(後述する)が開状態となり、堆積物T2を外部に排出する。この排出管12は、堆積物T2を、例えば、採掘機2から離れた海底の上などに放出する。 The discharge port P3 is a port for discharging the deposit T2 (including seawater) after the methane gas M is separated in the accommodating portion 10 to the outside. The discharge port P3 communicates with the discharge pipe 12, and when the reciprocating moving portion 11 moves from the second position to the first position, the valve (described later) is opened and the deposit T2 is discharged to the outside. To do. The discharge pipe 12 discharges the sediment T2 onto the seabed away from the mining machine 2, for example.

往復移動部11は、収容部10に収容されている。この往復移動部11は、収容部10の内部で往復動が可能となっている。この参考例における往復移動部11は、いわゆるピストンであって、ピストンロッド11bを介して駆動される。この往復移動部11が往復駆動されることで、分離空間Bの容積を往復変化させることができる。 The reciprocating moving portion 11 is housed in the accommodating portion 10. The reciprocating moving portion 11 can reciprocate inside the accommodating portion 10. The reciprocating moving portion 11 in this reference example is a so-called piston, and is driven via the piston rod 11b. By reciprocating the reciprocating moving portion 11, the volume of the separation space B can be reciprocally changed.

駆動部8は、上述した往復移動部11を往復駆動させる。より具体的には、駆動部8は、ピストンロッド11bが連係されたクランクシャフト13を回動するための回転エネルギーを発生させる。この参考例における駆動部8は、水中電動機である。なお、駆動部8は、電動機に限られず、内燃機関を用いても良い。また、図2においては、図示都合上、駆動部8がクランクシャフト13に直接接続されているが、駆動部8の回転エネルギーは、通常、減速機等を介してクランクシャフト13に伝達される。 The drive unit 8 reciprocates the reciprocating moving unit 11 described above. More specifically, the drive unit 8 generates rotational energy for rotating the crankshaft 13 to which the piston rod 11b is linked. The drive unit 8 in this reference example is an underwater electric motor. The drive unit 8 is not limited to the electric motor, and an internal combustion engine may be used. Further, in FIG. 2, for convenience of illustration, the drive unit 8 is directly connected to the crankshaft 13, but the rotational energy of the drive unit 8 is usually transmitted to the crankshaft 13 via a speed reducer or the like.

加熱部9は、分離空間Bに導入された堆積物を加熱する。加熱部9は、燃焼気体供給部14と、着火部15と、を備えている。
燃焼気体供給部14は、メタンハイドレートから分離したメタンガスMの一部を含む燃焼可能な気体を、分離空間Bに供給する。この参考例における燃焼気体供給部14は、燃焼気体供給配管16と、メタンガス分岐配管17と、を備えている。
The heating unit 9 heats the deposit introduced into the separation space B. The heating unit 9 includes a combustion gas supply unit 14 and an ignition unit 15.
The combustion gas supply unit 14 supplies a combustible gas containing a part of the methane gas M separated from the methane hydrate to the separation space B. The combustion gas supply unit 14 in this reference example includes a combustion gas supply pipe 16 and a methane gas branch pipe 17.

燃焼気体供給配管16は、例えば、助燃性のキャリアガスを分離空間Bに供給する。この参考例における燃焼気体供給配管16は、助燃性のキャリアガスとして酸素を分離空間Bに供給する。さらに、この参考例における燃焼気体供給配管16は、揚収母船6からキャリアガスを供給する場合を例示している。 The combustion gas supply pipe 16 supplies, for example, a flammable carrier gas to the separation space B. The combustion gas supply pipe 16 in this reference example supplies oxygen to the separation space B as a flammable carrier gas. Further, the combustion gas supply pipe 16 in this reference example illustrates the case where the carrier gas is supplied from the collection mother ship 6.

メタンガス分岐配管17は、ライザー管5によって揚収される前のメタンガスの一部を燃焼気体供給配管16に流れるキャリアガスに合流させる。つまり、この参考例における燃焼気体とは、キャリアガスである酸素とメタンガスMとを混合した気体である。 The methane gas branch pipe 17 joins a part of the methane gas before being picked up by the riser pipe 5 with the carrier gas flowing through the combustion gas supply pipe 16. That is, the combustion gas in this reference example is a gas in which oxygen, which is a carrier gas, and methane gas M are mixed.

着火部15は、燃焼気体供給部14によって分離空間Bに供給された燃焼気体に着火する。着火部15としては、例えば、スパークプラグを用いることができる。なお、着火部15による燃焼気体への着火は、分離空間B内での着火に限られず、例えば、分離空間Bとは別の空間で生成した火炎を分離空間Bに導入して燃焼気体に着火させるようにしても良い。 The ignition unit 15 ignites the combustion gas supplied to the separation space B by the combustion gas supply unit 14. As the ignition unit 15, for example, a spark plug can be used. The ignition of the combustion gas by the ignition unit 15 is not limited to the ignition in the separation space B. For example, a flame generated in a space different from the separation space B is introduced into the separation space B to ignite the combustion gas. You may let it.

ライザー管5は、上述した分離装置本体部7と、揚収母船6との間を接続する配管である。この参考例におけるライザー管5は、複数の分離装置本体部7で分離したメタンガスを集合させた後、コンプレッサ18により圧送する。 The riser pipe 5 is a pipe that connects the above-mentioned separation device main body 7 and the collection mother ship 6. The riser pipe 5 in this reference example collects the methane gas separated by the plurality of separation device main bodies 7 and then pumps it by the compressor 18.

揚収母船6は、ライザー管5により揚収されたメタンガスを一時的に貯留するタンクTを備える。さらに、揚収母船6は、上述した燃焼気体供給配管16に供給するキャリアガスを生成する設備(図示せず)等も有している。また、揚収母船6は、回収したメタンガスを液化する液化設備を備えていても良い。この揚収母船6に貯留されたメタンガスは、例えば、輸送船(図示せず)に移し替えて陸上の設備等に運搬される。 The collection mother ship 6 includes a tank T for temporarily storing the methane gas collected by the riser pipe 5. Further, the collection mother ship 6 also has equipment (not shown) for generating carrier gas to be supplied to the combustion gas supply pipe 16 described above. Further, the collection mother ship 6 may be provided with a liquefaction facility for liquefying the recovered methane gas. The methane gas stored in the collection mother ship 6 is transferred to, for example, a transport ship (not shown) and transported to a facility on land or the like.

この参考例のガスハイドレート回収システム1は、上述した構成を備えている。次に、上述した分離回収装置4の動作を、図面を参照しながら説明する。
図3は、この発明の参考例における分離回収装置の導入工程を示す図である。図4は、この発明の参考例における分離回収装置の減圧工程を示す図である。図5は、この発明の参考例における分離回収装置の回収工程を示す図である。図6は、この発明の参考例における分離回収装置の排出工程を示す図である。なお、図3から図6においては、図示都合上、上述した着火部15の図示を省略している。
The gas hydrate recovery system 1 of this reference example has the above-described configuration. Next, the operation of the separation / recovery device 4 described above will be described with reference to the drawings.
FIG. 3 is a diagram showing an introduction step of the separation / recovery device in the reference example of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing a decompression step of the separation / recovery device in the reference example of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing a recovery process of the separation / recovery device in the reference example of the present invention. FIG. 6 is a diagram showing a discharge process of the separation / recovery device in the reference example of the present invention. In addition, in FIGS. 3 to 6, the above-mentioned ignition unit 15 is omitted for convenience of illustration.

まず、駆動部8により往復移動部11の往復動を開始する。そして、導入工程を行う。すなわち、分離回収装置4において、往復移動部11が図3に示す第一位置に配置されているときに、導入ポートP1のバルブV1を開放する。これにより、メタンハイドレートを含む堆積物T1が収容部10内の分離空間Bに導入される。ここで、上述した往復移動部11の第一位置は、往復移動部11の上死点としても良いが、分離空間Bの容積が小さくなる側の往復移動部11のストロークエンド付近であればどの位置であっても良い。なお、堆積物T1を分離空間Bに円滑に導入するために、排出ポートP3のバルブV3を僅かに開放するようにしても良い。 First, the drive unit 8 starts the reciprocating movement of the reciprocating moving unit 11. Then, the introduction process is performed. That is, in the separation / recovery device 4, the valve V1 of the introduction port P1 is opened when the reciprocating moving portion 11 is arranged at the first position shown in FIG. As a result, the deposit T1 containing methane hydrate is introduced into the separation space B in the accommodating portion 10. Here, the first position of the reciprocating moving portion 11 described above may be the top dead center of the reciprocating moving portion 11, but any position near the stroke end of the reciprocating moving portion 11 on the side where the volume of the separation space B becomes smaller. It may be a position. The valve V3 of the discharge port P3 may be slightly opened in order to smoothly introduce the deposit T1 into the separation space B.

次いで、分離回収装置4において、往復移動部11が上死点を過ぎて下死点に向けて移動し始めたら、言い換えれば、往復移動部11が第一位置から第二位置に向けて移動し始めたら、分離工程を行う。すなわち、図4に示すように、バルブV1,V3を閉塞する。これにより、密閉された分離空間Bの容積が大きくなって、分離空間Bが減圧される。そして、この減圧によりメタンハイドレートの圧力が安定領域から外れて、メタンハイドレートからメタンガスMと水とがそれぞれ分離する。ここで、上記分離工程においては、メタンハイドレートの圧力が安定領域から外れた状態で、所定時間維持されるように、往復移動部11の移動は、時間を掛けてゆっくりと行われる。 Next, in the separation / recovery device 4, when the reciprocating moving unit 11 passes the top dead center and starts moving toward the bottom dead center, in other words, the reciprocating moving unit 11 moves from the first position to the second position. Once started, perform the separation process. That is, as shown in FIG. 4, the valves V1 and V3 are closed. As a result, the volume of the closed separation space B increases, and the separation space B is depressurized. Then, due to this decompression, the pressure of methane hydrate deviates from the stable region, and the methane gas M and water are separated from the methane hydrate. Here, in the separation step, the reciprocating moving unit 11 is slowly moved over time so that the pressure of the methane hydrate is maintained for a predetermined time in a state where the pressure of the methane hydrate is out of the stable region.

この際、この参考例においては、加熱部9によるメタンハイドレートの加熱を行っている。すなわち、導入ポートP1から堆積物T1と共に、燃焼気体を分離空間Bへ供給し、この燃焼気体に着火してメタンハイドレートを加熱する。この加熱によりメタンハイドレートの温度が安定領域から外れ易くなり、メタンハイドレートから、より一層メタンガスMと水とが分離し易くなる。 At this time, in this reference example, the methane hydrate is heated by the heating unit 9. That is, the combustion gas is supplied from the introduction port P1 together with the deposit T1 to the separation space B, and the combustion gas is ignited to heat the methane hydrate. This heating makes it easier for the temperature of the methane hydrate to deviate from the stable region, and makes it easier for the methane gas M and water to separate from the methane hydrate.

その後、分離回収装置4において、図5に示す回収工程を行う。すなわち、第二位置に往復移動部11が到達すると、回収ポートP2が開放する。分離空間Bの内部で分離したメタンガスMは、土砂や海水を含む堆積物T2や分離した水よりも比重が小さく、また、分離により体積も増大しているため、この開放した回収ポートP2から自然に排出され、ライザー管5に供給される。 After that, in the separation / recovery device 4, the recovery step shown in FIG. 5 is performed. That is, when the reciprocating moving unit 11 reaches the second position, the collection port P2 is opened. The methane gas M separated inside the separation space B has a smaller specific gravity than the sediment T2 containing earth and sand and seawater and the separated water, and the volume is increased by the separation. Therefore, it is natural from this open recovery port P2. Is discharged to and supplied to the riser tube 5.

そして、回収工程が完了すると、再び往復移動部11が上死点(又は、第一位置)に向けて移動を開始し、まず、回収ポートP2が閉塞される。その後、排出工程を行う。すなわち、図6に示すように、排出ポートP3のバルブV3を開放して、往復移動部11により堆積物T2を圧縮して、排出ポートP3から堆積物T2を排出管12へ押し出す。この排出管12へ押し出された堆積物T2は、上記各工程を繰り返し行うことで、徐々に排出管12の端部開口へ向かって移動して、この端部開口から海底等へと放出される。 Then, when the recovery step is completed, the reciprocating moving unit 11 starts moving toward the top dead center (or the first position) again, and the recovery port P2 is closed first. After that, the discharge process is performed. That is, as shown in FIG. 6, the valve V3 of the discharge port P3 is opened, the deposit T2 is compressed by the reciprocating moving portion 11, and the deposit T2 is pushed out from the discharge port P3 to the discharge pipe 12. The deposit T2 extruded into the discharge pipe 12 gradually moves toward the end opening of the discharge pipe 12 by repeating each of the above steps, and is discharged from this end opening to the seabed or the like. ..

したがって、上述した参考例によれば、分離空間B内に導入ポートP1を介してメタンハイドレートを含む堆積物T1を導入することができる。そして、この状態で往復移動部11を第一位置から第二位置に移動させることで分離空間Bを減圧できる。さらに、この減圧により、メタンハイドレートからメタンガスMを分離させることができる。 Therefore, according to the above-mentioned reference example, the deposit T1 containing methane hydrate can be introduced into the separation space B via the introduction port P1. Then, by moving the reciprocating moving portion 11 from the first position to the second position in this state, the separation space B can be depressurized. Further, this depressurization can separate the methane gas M from the methane hydrate.

また、第二位置に往復移動部11が移動して回収ポートP2が開状態となりメタンハイドレートから分離されたメタンガスMを、回収ポートP2を介して回収できる。さらに、ガスを回収ポートP2から回収した後、往復移動部11を第二位置から第一位置へさせることで分離空間Bに残存している堆積物T2を排出ポートP3から排出することができる。 Further, the reciprocating moving unit 11 moves to the second position, the recovery port P2 is opened, and the methane gas M separated from the methane hydrate can be recovered via the recovery port P2. Further, after the gas is recovered from the recovery port P2, the reciprocating moving portion 11 is moved from the second position to the first position, so that the deposit T2 remaining in the separation space B can be discharged from the discharge port P3.

その結果、メタンハイドレートから主に加熱によってメタンガスMを分離させる場合と比較して、減圧により効率よくメタンガスMを分離させることができる。また、往復移動部11による往復動によって減圧を行うため、深海底などであっても容易且つ確実に分離空間Bを減圧することができる。 As a result, the methane gas M can be separated efficiently by decompression as compared with the case where the methane gas M is separated from the methane hydrate mainly by heating. Further, since the pressure is reduced by the reciprocating movement of the reciprocating moving unit 11, the separation space B can be easily and surely reduced even on the deep sea bottom.

また、加熱部9を備えていることで、メタンハイドレートの減圧と加熱とを両方行うことができる。その結果、メタンハイドレートからメタンガスMを効率よく分離させることができる。 Further, by providing the heating unit 9, both decompression and heating of methane hydrate can be performed. As a result, methane gas M can be efficiently separated from methane hydrate.

さらに、分離空間Bに供給された燃焼気体に着火して、メタンハイドレートを効率よく加熱することができる。また、メタンハイドレートから分離させたメタンガスMの一部を燃料として加熱することができる。そのため、揚収母船6等の外部から加熱用の燃料を供給する場合と比較して、外部からの燃料供給を抑制できるため、省エネルギー化を図ることができる。 Further, the combustion gas supplied to the separation space B can be ignited to efficiently heat the methane hydrate. Further, a part of the methane gas M separated from the methane hydrate can be heated as a fuel. Therefore, as compared with the case where the fuel for heating is supplied from the outside of the collection mother ship 6 or the like, the fuel supply from the outside can be suppressed, so that energy saving can be achieved.

また、採掘したメタンハイドレートからメタンガスMを分離して、この分離したメタンガスMを、ライザー管5を介して海上の揚収母船6に移動させて回収することができる。これにより、堆積物T1を揚収母船6上にまで上げる必要が無く、ガス回収の効率を向上することができる。 Further, the methane gas M can be separated from the mined methane hydrate, and the separated methane gas M can be moved to the unloading mother ship 6 at sea via the riser pipe 5 and recovered. As a result, it is not necessary to raise the deposit T1 onto the collection mother ship 6, and the efficiency of gas recovery can be improved.

(参考例の変形例)
次に、この発明の参考例の変形例を図面に基づき説明する。なお、この参考例の変形例は、上述した参考例と、駆動部8が内燃機関である点と、予熱用の熱交換器を備える点とでのみ相違する。そのため、上述した参考例と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
(Modified example of reference example)
Next, a modification of the reference example of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the modified example of this reference example differs from the above-mentioned reference example only in that the drive unit 8 is an internal combustion engine and that it is provided with a heat exchanger for preheating. Therefore, the same parts as those of the above-mentioned reference example will be described with the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

図7は、この発明の参考例の変形例における図2に相当する概略構成図である。 図7に示すように、この発明の参考例の変形例におけるガスハイドレート回収システム1Bの分離回収装置4Bは、分離装置本体部7と、駆動部8Bと、加熱部9と、予熱部(熱交換部)20と、を備えている。 FIG. 7 is a schematic configuration diagram corresponding to FIG. 2 in a modified example of the reference example of the present invention. As shown in FIG. 7, the separation and recovery device 4B of the gas hydrate recovery system 1B in the modified example of the reference example of the present invention includes the separation device main body 7, the drive unit 8B, the heating unit 9, and the preheating unit (heat). Exchange unit) 20 and.

駆動部8Bは、上述した参考例の駆動部8と同様に、往復移動部11を駆動するための回転エネルギーを発生する。この変形例における駆動部8Bは、内燃機関であって、上述したクランクシャフト13に対して、クラッチや減速機等の伝達機構Dを介して回転エネルギーを伝達可能とされている。内燃機関としては、例えば、レシプロエンジンを用いることができる。さらに、この駆動部8Bは、メタンガスを燃料として駆動可能なガスエンジンである。 The drive unit 8B generates rotational energy for driving the reciprocating moving unit 11, similarly to the drive unit 8 of the reference example described above. The drive unit 8B in this modification is an internal combustion engine, and is capable of transmitting rotational energy to the crankshaft 13 described above via a transmission mechanism D such as a clutch or a speed reducer. As the internal combustion engine, for example, a reciprocating engine can be used. Further, the drive unit 8B is a gas engine that can be driven by using methane gas as fuel.

駆動部8Bは、分離装置本体部7で分離されたメタンガスの一部が分岐配管19を介して燃料として供給される。駆動部8Bの排気ポート(図示せず)には、予熱部20へ排気ガスを供給する排気配管21が接続されている。 In the drive unit 8B, a part of the methane gas separated by the separation device main body 7 is supplied as fuel through the branch pipe 19. An exhaust pipe 21 for supplying exhaust gas to the preheating unit 20 is connected to an exhaust port (not shown) of the drive unit 8B.

予熱部20は、移送管3によって移送されるメタンハイドレートを含む堆積物を予熱する。より具体的には、堆積物に含まれるメタンハイドレートの温度が安定領域から外れない程度に加熱する。つまり、この加熱によってメタンハイドレートからメタンガスは分離しないようになっている。この参考例における予熱部20は、熱源として、駆動部8Bの排気ガスを利用している。この予熱部20は、メタンハイドレートを含む堆積物と排気ガスとを熱交換させている。 The preheating section 20 preheats the deposit containing methane hydrate transferred by the transfer pipe 3. More specifically, the temperature of the methane hydrate contained in the sediment is heated so as not to deviate from the stable region. In other words, this heating does not separate methane gas from methane hydrate. The preheating unit 20 in this reference example uses the exhaust gas of the driving unit 8B as a heat source. The preheating unit 20 exchanges heat between the deposit containing methane hydrate and the exhaust gas.

したがって、上述した参考例の変形例によれば、駆動部8Bの排熱を回収してメタンハイドレートを加熱することができる。そのため、分離装置本体部7において、メタンハイドレートからメタンガスMを分離させる際に、上述した参考例よりも更に効率よく分離させることができる。 Therefore, according to the modification of the reference example described above, the exhaust heat of the drive unit 8B can be recovered to heat the methane hydrate. Therefore, when the methane gas M is separated from the methane hydrate in the separation device main body 7, it can be separated more efficiently than the above-mentioned reference example.

さらに、分離装置本体部7で分離させたメタンガスMを燃料として駆動部8Bを駆動できるため、海上の揚収母船6等から燃料や電力を送給する場合と比較して、燃料や電力の送給に掛かる設備やエネルギーを削減できる。 Further, since the drive unit 8B can be driven by using the methane gas M separated by the separation device main body 7 as fuel, the fuel and electric power can be transmitted as compared with the case where the fuel and electric power are supplied from the sea lift mother ship 6 and the like. It is possible to reduce the equipment and energy required for salary.

なお、参考例の変形例においては、予熱部20が駆動部8Bの排熱を利用する場合を一例にして説明したが、他の熱源から熱媒体を供給するようにしても良い。例えば、電動機の冷却水を予熱部20に供給しても良い。さらに、駆動部8Bの燃料は、分離装置本体部7で分離されたメタンガスMに限られない。また、駆動部8Bは、ガスエンジンに限られない。 In the modified example of the reference example, the case where the preheating unit 20 utilizes the exhaust heat of the driving unit 8B has been described as an example, but the heat medium may be supplied from another heat source. For example, the cooling water of the electric motor may be supplied to the preheating unit 20. Further, the fuel of the drive unit 8B is not limited to the methane gas M separated by the separation device main body 7. Further, the drive unit 8B is not limited to the gas engine.

(実施形態)
次に、この発明の実施形態における分離回収装置及びガスハイドレート回収システムを図面に基づき説明する。
図8は、この発明の実施形態におけるガスハイドレート回収システムの概略構成を示す構成図である。
この実施形態においては、ガスハイドレートとしてメタンハイドレートからガスを回収するガスハイドレート回収システムを一例に説明する。また、この実施形態においては、深海底(例えば、水深1000m程度)に存在するメタンハイドレートを土砂とともに掘削して採取する場合について説明する。なお、採取されるメタンハイドレートは、砂層形、表層型の何れであっても良い。
(Embodiment)
Next, the separation recovery device and the gas hydrate recovery system according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 8 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a gas hydrate recovery system according to an embodiment of the present invention.
In this embodiment, a gas hydrate recovery system that recovers gas from methane hydrate as a gas hydrate will be described as an example. Further, in this embodiment, a case where methane hydrate existing on the deep sea bottom (for example, a water depth of about 1000 m) is excavated and collected together with earth and sand will be described. The methane hydrate to be collected may be either a sand layer type or a surface layer type.

図8に示すように、この実施形態のガスハイドレート回収システム100は、採掘機102と、移送管103と、分離回収装置104と、ライザー管(揚収管)105と、揚収母船106と、を主に備えている。
採掘機102は、海底に堆積するメタンハイドレートを含む堆積物を破砕して吸入する。また採掘機102は、吸入した堆積物を粉砕して、この粉砕した堆積物を、移送管3を介して分離回収装置104へ供給する。
As shown in FIG. 8, the gas hydrate recovery system 100 of this embodiment includes a mining machine 102, a transfer pipe 103, a separation recovery device 104, a riser pipe (lifting pipe) 105, and a collecting mother ship 106. , Is mainly provided.
The mining machine 102 crushes and inhales the sediment containing methane hydrate deposited on the seabed. Further, the mining machine 102 crushes the sucked sediment and supplies the crushed sediment to the separation / recovery device 104 via the transfer pipe 3.

移送管103は、採掘機102によって採掘され粉砕されたガスハイドレートを含む堆積物と海水とを含む流体F1を分離回収装置104へ移送するための配管である。この移送管103は、堆積物を含む流体F1を円滑に移送可能な内径を有し、海底で用いるのに十分な耐圧性能を有している。ここで、移送管103の入口には、堆積物を圧送するためのポンプ等を設けてもよいが、分離回収装置104の自給作用が十分に得られる場合には移送管3のポンプは省略できる。 The transfer pipe 103 is a pipe for transferring the fluid F1 containing the sediment containing the gas hydrate mined and crushed by the mining machine 102 and the seawater to the separation / recovery device 104. The transfer pipe 103 has an inner diameter capable of smoothly transferring the fluid F1 containing sediments, and has a pressure resistance performance sufficient for use on the seabed. Here, a pump or the like for pumping the sediment may be provided at the inlet of the transfer pipe 103, but the pump of the transfer pipe 3 can be omitted if the self-sufficiency action of the separation / recovery device 104 can be sufficiently obtained. ..

分離回収装置104は、移送管103を介して移送されてきた堆積物に含まれるメタンハイドレートからメタンガスを分離させる。さらに、分離回収装置104は、メタンガスが分離された堆積物である土砂と海水を含む堆積物T2をそれぞれ外部に排出する。また、分離回収装置104は、分離されたメタンガスを、ライザー管105を介して圧送する。 The separation / recovery device 104 separates methane gas from methane hydrate contained in the sediment transferred through the transfer pipe 103. Further, the separation / recovery device 104 discharges the sediment T2 containing the sediment and the seawater, which are the deposits from which the methane gas is separated, to the outside, respectively. Further, the separation / recovery device 104 pumps the separated methane gas through the riser pipe 105.

図9は、この発明の実施形態における分離回収装置の概略構成図である。
図9に示すように、この実施形態における分離回収装置104は、分離装置本体部107と、駆動部108と、を備えている。
分離装置本体部107は、分離管109と、インデューサ110と、排出管111と、圧送部112と、回収管113と、を備えている。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a separation / recovery device according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 9, the separation / recovery device 104 in this embodiment includes a separation device main body 107 and a drive 108.
The separation device main body 107 includes a separation pipe 109, an inducer 110, a discharge pipe 111, a pumping unit 112, and a recovery pipe 113.

分離管109は、メタンハイドレートを含む堆積物及び海水を含む流体F1が、上述した移送管103を介して導入される。この分離管109は、インデューサ110と圧送部112とを収容している。分離管109の軸線O方向で、移送管103に近い側から、インデューサ110、圧送部112の順でそれぞれ並んで配置されている。これにより、分離管109に導入された流体F1は、最初にインデューサ110に吸い込まれる。また、分離管109は、インデューサ110と圧送部112との間に、スリット部Sを有している。このスリット部Sは、複数の細いスリットを備えており、圧送部112に向かってメタンガスMは通過可能としつつ、土砂が圧送部112へ流入することを防止している。なお、スリット部Sを一例に説明したが、土砂の流入を防止する構造を有していればよく、例えば、網状の部材など、スリット部S以外の構造を採用しても良い。 In the separation pipe 109, a deposit containing methane hydrate and a fluid F1 containing seawater are introduced via the transfer pipe 103 described above. The separation tube 109 accommodates the inducer 110 and the pumping section 112. The inducer 110 and the pumping unit 112 are arranged side by side in the order of the axis O direction of the separation pipe 109 and from the side closer to the transfer pipe 103. As a result, the fluid F1 introduced into the separation pipe 109 is first sucked into the inducer 110. Further, the separation pipe 109 has a slit portion S between the inducer 110 and the pumping portion 112. The slit portion S is provided with a plurality of narrow slits, and while allowing the methane gas M to pass through the pumping portion 112, it prevents earth and sand from flowing into the pumping portion 112. Although the slit portion S has been described as an example, a structure other than the slit portion S, such as a net-like member, may be adopted as long as it has a structure for preventing the inflow of earth and sand.

インデューサ110は、分離管109の軸線O回りに回転することで、流体F1の流れに剥離を発生させてメタンハイドレードからメタンガスMを分離させる。このインデューサ110は、駆動部108によって高速回転される。インデューサ110は、そのボス121の外周面から径方向外側に向かって突出する翼114を備えている。 The inducer 110 rotates around the axis O of the separation pipe 109 to cause separation in the flow of the fluid F1 to separate the methane gas M from the methane hydrate. The inducer 110 is rotated at high speed by the drive unit 108. The inducer 110 includes wings 114 that project radially outward from the outer peripheral surface of the boss 121.

図10は、この発明の実施形態におけるインデューサの翼を径方向外側から見た展開図である。なお、この図10においては、説明の都合上、翼形状を単純化して示している。
図10に示すように、翼114は、複数設けられ、インデューサ110の軸線O方向にそれぞれ間隔を空けて配置されるとともに、インデューサ110の周方向に互いに等距離ずらして配置されている。周方向Aにインデューサ110を回転させると、軸線O方向の上流側から流れてきた流体F1が、翼114に向かって進入する。
FIG. 10 is a developed view of the blades of the inducer according to the embodiment of the present invention as viewed from the outside in the radial direction. In FIG. 10, for convenience of explanation, the blade shape is shown in a simplified manner.
As shown in FIG. 10, a plurality of blades 114 are provided and are arranged at intervals in the axial direction O direction of the inducer 110, and are arranged equidistantly from each other in the circumferential direction of the inducer 110. When the inducer 110 is rotated in the circumferential direction A, the fluid F1 flowing from the upstream side in the axis O direction enters toward the blade 114.

インデューサ110の翼114には、大きな迎え角θが設定されている。そのため、翼114において、流体F1の前縁剥離が誘起されて、翼114の前縁114a付近の流体F1が剥離する。言い換えれば、翼114は、その前縁付近で流体F1の剥離を生じさせて、メタンガスMを分離させるのに十分な減圧が得られるような角度で形成されている。なお、メタンガスMを分離させるのに十分な減圧が得られる迎え角θは、例えば、予め設定されたインデューサ110の回転数や翼の形状などの種々のパラメータに基づき、シミュレーション等により求めることができる。 A large angle of attack θ is set on the wings 114 of the inducer 110. Therefore, in the blade 114, the front edge separation of the fluid F1 is induced, and the fluid F1 in the vicinity of the front edge 114a of the blade 114 is separated. In other words, the blade 114 is formed at an angle that causes the fluid F1 to separate near its front edge and is sufficiently depressurized to separate the methane gas M. The angle of attack θ at which a sufficient decompression is obtained to separate the methane gas M can be obtained by simulation or the like based on various parameters such as the rotation speed of the inducer 110 and the shape of the blade set in advance. it can.

図9に示すように、排出管111は、インデューサ110の径方向外側で分離管109に接続されている。この排出管111は、インデューサ110が回転することによる遠心分離によって、径方向外側へ移動した流体F1を、例えば、海底などの外部に排出する。ここで、インデューサ110による遠心分離は、流体F1に含まれる土砂や海水を分離管109の内壁に近い径方向外側へ移動させる。その一方で、分離管109の内壁に近い径方向外側には土砂や海水が移動するため、上述した剥離によってメタンハイドレートから分離されたメタンガスMは、分離管109の径方向内側に移動して、圧送部112へと導入される。 As shown in FIG. 9, the discharge pipe 111 is connected to the separation pipe 109 on the radial outer side of the inducer 110. The discharge pipe 111 discharges the fluid F1 that has moved outward in the radial direction due to centrifugation by the rotation of the inducer 110 to the outside such as the seabed. Here, the centrifugation by the inducer 110 moves the earth and sand and seawater contained in the fluid F1 radially outward near the inner wall of the separation pipe 109. On the other hand, since earth and sand and seawater move to the radial outside near the inner wall of the separation pipe 109, the methane gas M separated from the methane hydrate by the above-mentioned peeling moves to the radial inside of the separation pipe 109. , Is introduced into the pumping unit 112.

圧送部112は、分離管109内におけるインデューサ110の下流側に設けられている。この実施形態における圧送部112は、インデューサ110と回転軸122を共用しており、駆動部108によって回転駆動される。この実施形態で例示する圧送部112は、複数段のインペラI1〜I3を備える圧縮機であって、軸線O回りに回転することで、メタンハイドレードから分離したメタンガスMを圧縮する。メタンガスMには、微量の海水が含まれる場合が想定され、圧送部112としては、ウェットガスコンプレッサ、もしくは混相流ポンプを用いることができる。 The pumping section 112 is provided on the downstream side of the inducer 110 in the separation tube 109. The pumping unit 112 in this embodiment shares a rotating shaft 122 with the inducer 110, and is rotationally driven by the driving unit 108. The pumping unit 112 illustrated in this embodiment is a compressor provided with a plurality of stages of impellers I1 to I3, and rotates around the axis O to compress the methane gas M separated from the methane hydrate. It is assumed that the methane gas M contains a small amount of seawater, and a wet gas compressor or a multiphase flow pump can be used as the pumping unit 112.

回収管113は、圧送部112の下流側で分離管109に接続されて、圧縮されたメタンガスMを回収する。言い換えれば、回収管113は、圧縮されたメタンガスMを、ライザー管105へ向けて送り出す。圧縮されたメタンガスMは、ライザー管105を介して揚収母船106に送り込まれる。 The recovery pipe 113 is connected to the separation pipe 109 on the downstream side of the pumping unit 112 to recover the compressed methane gas M. In other words, the recovery pipe 113 sends the compressed methane gas M toward the riser pipe 105. The compressed methane gas M is sent to the unloading mother ship 106 via the riser pipe 105.

駆動部108は、インデューサ110と、圧送部112とを、回転軸122を介してそれぞれ軸線O回りに回転させる。この実施形態では、駆動部108として水中電動機を用いる場合を例示していが、内燃機関等を用いても良い。 The drive unit 108 rotates the inducer 110 and the pumping unit 112 around the axis O via the rotation shaft 122, respectively. In this embodiment, the case where an underwater electric motor is used as the drive unit 108 is illustrated, but an internal combustion engine or the like may be used.

したがって、上述した実施形態の分離回収装置及びガスハイドレート回収システムによれば、インデューサ110によって流体F1の流れに剥離を発生させることで、流体F1に含まれるメタンハイドレートが減圧される。そのため、メタンハイドレートからメタンガスMを分離させることができる。 Therefore, according to the separation recovery device and the gas hydrate recovery system of the above-described embodiment, the methane hydrate contained in the fluid F1 is depressurized by causing the flow of the fluid F1 to be separated by the inducer 110. Therefore, the methane gas M can be separated from the methane hydrate.

さらに、インデューサ110による遠心分離によって相対的に比重の大きい堆積物である土砂や海水がインデューサ110の径方向外側に移動する一方で、相対的に比重の小さいメタンガスMがインデューサ110の径方向内側に移動する。そして、遠心分離された堆積物T2である土砂や海水は、インデューサ110の径方向外側の排出管111から外部に排出される。
また、メタンハイドレートから分離されたメタンガスMは、圧送部112に送り込まれる。そして、圧送部112によって圧送されて、回収管113を介して、例えば、海上の揚収母船106に送られる。
Further, by centrifugation by the inducer 110, sediments and seawater having a relatively large specific gravity move outward in the radial direction of the inducer 110, while methane gas M having a relatively small specific gravity moves to the outside of the inducer 110 in diameter. Move inward in the direction. Then, the centrifugally separated sediment T2, such as earth and sand and seawater, is discharged to the outside from the discharge pipe 111 on the outer side in the radial direction of the inducer 110.
Further, the methane gas M separated from the methane hydrate is sent to the pumping unit 112. Then, it is pumped by the pumping unit 112 and sent to, for example, a unloading mother ship 106 at sea via the recovery pipe 113.

その結果、メタンハイドレートから主に加熱によってメタンガスMを分離させる場合と比較して、減圧により効率よくメタンガスMを分離させることができる。また、インデューサ110の回転による流体F1の剥離を利用してメタンハイドレートの減圧を行うため、深海底などであっても容易且つ確実にメタンハイドレートを減圧することができる。 As a result, the methane gas M can be separated efficiently by decompression as compared with the case where the methane gas M is separated from the methane hydrate mainly by heating. Further, since the methane hydrate is depressurized by utilizing the separation of the fluid F1 due to the rotation of the inducer 110, the methane hydrate can be depressurized easily and surely even on the deep sea bottom.

また、実施形態のように酸素を供給する必要が無く電力だけでよいため、構成が複雑化することを抑制できる。 Further, unlike the embodiment, it is not necessary to supply oxygen and only electric power is required, so that the configuration can be suppressed from becoming complicated.

(実施形態の変形例)
次に、この発明の実施形態の変形例を図面に基づき説明する。なお、この実施形態の変形例は、上述した実施形態と、加熱部を備える点でのみ相違する。そのため、図8を援用するとともに、上述した実施形態と同一部分に同一符号を付して説明する。また、実施形態と同一部分の重複説明については省略する。
(Modified example of embodiment)
Next, a modification of the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the modified example of this embodiment is different from the above-described embodiment only in that it includes a heating unit. Therefore, FIG. 8 will be incorporated, and the same parts as those in the above-described embodiment will be described with the same reference numerals. Further, the duplicate description of the same part as that of the embodiment will be omitted.

図11は、この発明の実施形態の変形例における分離回収装置の概略構成図である。
図8に示すように、この実施形態の変形例におけるガスハイドレート回収システム100Bの分離回収装置104Bは、移送管103を介して移送されてきた堆積物に含まれるメタンハイドレートからメタンガスMを分離させる。さらに、分離回収装置104Bは、メタンガスMが分離された堆積物である土砂と海水をそれぞれ外部に排出する。また、分離回収装置104Bは、分離されたメタンガスMを、ライザー管105を介して圧送する。
そして、図11に示すように、分離回収装置104Bは、分離装置本体部107Bと、駆動部108Bと、加熱部120と、を備えている。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a separation / recovery device according to a modified example of the embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 8, the separation / recovery device 104B of the gas hydrate recovery system 100B in the modified example of this embodiment separates the methane gas M from the methane hydrate contained in the sediment transferred via the transfer pipe 103. Let me. Further, the separation / recovery device 104B discharges the sediment and seawater from which the methane gas M has been separated to the outside, respectively. Further, the separation / recovery device 104B pumps the separated methane gas M through the riser pipe 105.
Then, as shown in FIG. 11, the separation / recovery device 104B includes a separation device main body portion 107B, a drive unit 108B, and a heating unit 120.

分離装置本体部107Bは、分離管109と、インデューサ110Bと、排出管111と、圧送部112と、回収管113と、を備えている。なお、図11においては、図示都合上、圧送部112と回収管113とを省略している。 The separation device main body 107B includes a separation pipe 109, an inducer 110B, a discharge pipe 111, a pumping unit 112, and a recovery pipe 113. In FIG. 11, for convenience of illustration, the pumping section 112 and the recovery pipe 113 are omitted.

インデューサ110Bは、軸線O回りに回転することで、流体F1の流れに剥離を発生させてメタンハイドレードからメタンガスMを分離させる。このインデューサ110Bは、駆動部108Bによって高速回転される。インデューサ110Bは、そのボス121の外周面から径方向外側に向かって突出する翼114を備えている。翼114は、複数設けられ、インデューサ110Bの軸線O方向にそれぞれ間隔を空けて配置されるとともに、インデューサ110Bの周方向に互いに等距離ずらして配置されている。 The inducer 110B rotates around the axis O to cause separation in the flow of the fluid F1 to separate the methane gas M from the methane hydrate. The inducer 110B is rotated at high speed by the drive unit 108B. The inducer 110B includes a wing 114 that protrudes radially outward from the outer peripheral surface of the boss 121. A plurality of wings 114 are provided and are arranged at intervals in the axis O direction of the inducer 110B, and are arranged equidistantly from each other in the circumferential direction of the inducer 110B.

ボス121は、回転軸122を介して駆動部108Bに接続されている。
回転軸122は、軸線O回りに回転することで、駆動部108Bから出力される回転エネルギーを、ボス121に伝達する。
The boss 121 is connected to the drive unit 108B via the rotation shaft 122.
The rotation shaft 122 rotates around the axis O to transmit the rotational energy output from the drive unit 108B to the boss 121.

駆動部108Bは、インデューサ110Bと、圧送部112(図示せず)とをそれぞれ軸線O回りに回転させる。この実施形態の変形例では、駆動部108Bとして水中電動機を用いている。 The drive unit 108B rotates the inducer 110B and the pumping unit 112 (not shown) about the axis O, respectively. In the modified example of this embodiment, an underwater electric motor is used as the drive unit 108B.

加熱部120は、分離管109に導入された流体F1を加熱可能となっている。この実施形態における加熱部120は、第一加熱回路123と、第二加熱回路124と、断熱材D1と、をそれぞれ備えている。なお、加熱部120は、第一加熱回路123と第二加熱回路124との何れか一方のみ備えるようにしても良い。 The heating unit 120 can heat the fluid F1 introduced into the separation pipe 109. The heating unit 120 in this embodiment includes a first heating circuit 123, a second heating circuit 124, and a heat insulating material D1, respectively. The heating unit 120 may include only one of the first heating circuit 123 and the second heating circuit 124.

第一加熱回路123は、駆動部108Bのロータ108Baの熱を、回転軸122を介してボス121に伝達する。この伝達された熱によりボス121が温度上昇し、このボス121の温度上昇により、インデューサ110Bに接触した流体F1が加熱される。この実施形態では、第一加熱回路123が熱媒体を駆動部108Bとボス121との間を循環させている。具体的には、第一加熱回路123は、回転軸122の外周面に近い側を通る複数の第一流路125と、回転軸122の径方向中心に近い側を通る第二流路126と、によって熱媒体を循環させている。 The first heating circuit 123 transfers the heat of the rotor 108Ba of the drive unit 108B to the boss 121 via the rotating shaft 122. The transferred heat raises the temperature of the boss 121, and the temperature rise of the boss 121 heats the fluid F1 in contact with the inducer 110B. In this embodiment, the first heating circuit 123 circulates the heat medium between the drive unit 108B and the boss 121. Specifically, the first heating circuit 123 includes a plurality of first flow paths 125 passing through a side close to the outer peripheral surface of the rotating shaft 122, and a second flow path 126 passing through a side close to the radial center of the rotating shaft 122. The heat medium is circulated by.

複数の第一流路125には、第二流路126が駆動部108Bのロータ108Baの内部で分岐するようにして接続されている。
第二流路126には、複数の第一流路125がインデューサ110Bのボス121の内部で合流するようにして接続されている。
The second flow path 126 is connected to the plurality of first flow paths 125 so as to branch inside the rotor 108Ba of the drive unit 108B.
A plurality of first flow paths 125 are connected to the second flow path 126 so as to join inside the boss 121 of the inducer 110B.

上記第一加熱回路123によれば、まず、ロータ108Ba内においてロータ108Baの発熱により加熱された第二流路126の熱媒体が膨張して、それぞれ第一流路125に流入する。その後、第一流路125を介して熱媒体がボス121の内部に到達する。すると、熱媒体と流体F1との間で熱交換されて、熱媒体が冷却される。これにより熱媒体が熱収縮して第一流路125から第二流路126へと流入する。そして、第二流路126を介して熱媒体がロータ108Ba内に到達し、上述した熱媒体の加熱と冷却が繰り返される。 According to the first heating circuit 123, first, the heat medium of the second flow path 126 heated by the heat generated by the rotor 108Ba expands in the rotor 108Ba and flows into the first flow path 125, respectively. After that, the heat medium reaches the inside of the boss 121 via the first flow path 125. Then, heat is exchanged between the heat medium and the fluid F1 to cool the heat medium. As a result, the heat medium is thermally contracted and flows from the first flow path 125 into the second flow path 126. Then, the heat medium reaches the inside of the rotor 108Ba through the second flow path 126, and the heating and cooling of the heat medium described above are repeated.

第二加熱回路124は、駆動部108Bのステータ108Bbの熱を、流体F1に伝達する。第二加熱回路124は、循環配管127と、第一熱交換器128と、第二熱交換器129と、ポンプ130とを備えている。
循環配管127は、内部に熱媒体が流れる流路を形成する。また、循環配管127は、熱媒体を、駆動部108Bとインデューサ110B近傍の分離管109との間で循環させる循環流路を形成している。この分離管109の途中にはポンプ130が設けてあり、このポンプ130の出力により熱媒体を循環させている場合を例示している。
The second heating circuit 124 transfers the heat of the stator 108Bb of the drive unit 108B to the fluid F1. The second heating circuit 124 includes a circulation pipe 127, a first heat exchanger 128, a second heat exchanger 129, and a pump 130.
The circulation pipe 127 forms a flow path through which the heat medium flows. Further, the circulation pipe 127 forms a circulation flow path for circulating the heat medium between the drive unit 108B and the separation pipe 109 in the vicinity of the inducer 110B. A pump 130 is provided in the middle of the separation pipe 109, and a case where a heat medium is circulated by the output of the pump 130 is illustrated.

第一熱交換器128は、ステータ108Bbと熱媒体とを熱交換させる。つまり、ステータ108Bbにより熱媒体が加熱される。この加熱された熱媒体は、循環配管127を介して第二熱交換器129へ送り込まれる。 The first heat exchanger 128 exchanges heat between the stator 108Bb and the heat medium. That is, the heat medium is heated by the stator 108Bb. This heated heat medium is sent to the second heat exchanger 129 via the circulation pipe 127.

第二熱交換器129は、軸線O方向でインデューサ110Bが配置される位置の分離管109の外壁と熱媒体とを熱交換させる。つまり、この第二熱交換器129によって、分離管109に熱媒体の熱が伝達される。この熱は、分離管109を介して流体F1に伝達され、インデューサ110B近傍の流体F1が加熱される。
ここで、上述した第一加熱回路123及び第二加熱回路124で用いる熱媒体は、駆動部108Bのロータ108Ba及びステータ108Bbをそれぞれ冷却する冷却液と呼ぶこともできる。なお、上記熱媒体は、液体に限られず、気体であっても良い。
The second heat exchanger 129 exchanges heat between the outer wall of the separation pipe 109 at the position where the inducer 110B is arranged in the axis O direction and the heat medium. That is, the heat of the heat medium is transferred to the separation tube 109 by the second heat exchanger 129. This heat is transferred to the fluid F1 via the separation pipe 109, and the fluid F1 in the vicinity of the inducer 110B is heated.
Here, the heat medium used in the first heating circuit 123 and the second heating circuit 124 described above can also be referred to as a cooling liquid that cools the rotor 108Ba and the stator 108Bb of the drive unit 108B, respectively. The heat medium is not limited to a liquid, but may be a gas.

断熱材D1は、第二加熱回路124から外部に熱エネルギーが逃げないように断熱している。断熱材D1は、主に駆動部108Bと、第二加熱回路124と、分離管109とを覆っている。 The heat insulating material D1 is heat-insulated so that heat energy does not escape from the second heating circuit 124 to the outside. The heat insulating material D1 mainly covers the drive unit 108B, the second heating circuit 124, and the separation tube 109.

したがって、実施形態の変形例によれば、駆動部108Bの排熱を有効利用してインデューサ110Bでメタンハイドレートの加熱することができる。これにより、インデューサ110Bによる流体F1の減圧に加えて、流体F1の加熱も並行して行うことができるため、メタンハイドレートからメタンガスを、より一層、効率よく分離させることができる。 Therefore, according to the modified example of the embodiment, the methane hydrate can be heated by the inducer 110B by effectively utilizing the exhaust heat of the drive unit 108B. As a result, in addition to the depressurization of the fluid F1 by the inducer 110B, the heating of the fluid F1 can be performed in parallel, so that the methane gas can be separated from the methane hydrate even more efficiently.

この発明は上述した実施形態の構成に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。
例えば、参考例においては、メタンハイドレートから分離させたメタンガスMを燃料としてメタンハイドレートを加熱する場合について説明した。しかし、揚収母船106等の外部からメタンハイドレートを加熱するための燃料を別途供給しても良い。
The present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and the design can be changed without departing from the gist thereof.
For example, in the reference example, a case where methane hydrate is heated using methane gas M separated from methane hydrate as fuel has been described. However, fuel for heating methane hydrate may be separately supplied from the outside such as the collection mother ship 106.

また、参考例においては、メタンハイドレートを加熱部9により加熱する場合について説明したが、加熱部9によるメタンハイドレートの加熱は適宜行えばよく省略しても良い。 Further, in the reference example, the case where the methane hydrate is heated by the heating unit 9 has been described, but the heating of the methane hydrate by the heating unit 9 may be performed as appropriate and may be omitted.

さらに、参考例では、収容部10内で往復移動部11を往復動させる、いわゆるピストン方式の分離装置本体部7を用いる場合について説明した。しかし、分離装置本体部7は、ピストン方式に限られない。内部の容積を容易に増加できればよく、例えば、ダイヤフラムを用いたダイヤフラム方式の分離装置本体部7を用いるようにしても良い。 Further, in the reference example, a case where a so-called piston type separation device main body 7 for reciprocating the reciprocating moving portion 11 in the accommodating portion 10 is used has been described. However, the separation device main body 7 is not limited to the piston type. It suffices if the internal volume can be easily increased. For example, a diaphragm type separator main body 7 using a diaphragm may be used.

また、参考例では、ライザー管5にコンプレッサ18を設ける場合について説明したが、分離したメタンガスMを揚収できればよく、コンプレッサ18を用いて揚収する構成に限られるものでは無い。例えば、コンプレッサ18を用いずに揚収するようにしても良い。
また、分離装置本体部7の設置数は、参考例で説明した3つに限られない。分離装置本体部7を1つだけ設けたり、4つ以上設けたりしても良い。
Further, in the reference example, the case where the compressor 18 is provided in the riser pipe 5 has been described, but the configuration is not limited to the configuration in which the separated methane gas M is collected by using the compressor 18. For example, it may be collected without using the compressor 18.
Further, the number of installations of the separation device main body 7 is not limited to the three described in the reference example. Only one separating device main body 7 may be provided, or four or more may be provided.

さらに、実施形態において、圧送部112がインペラによる遠心段を、三段備える場合を例示したが、遠心段の段数は三段に限られない。例えば、一段であったり、四段以上であったりしてもよい。 Further, in the embodiment, the case where the pumping unit 112 is provided with three centrifugal stages by an impeller is illustrated, but the number of centrifugal stages is not limited to three. For example, it may have one stage or four or more stages.

さらに、図12に示す実施形態の他の態様のように、インデューサ110と圧送部112との間の回転軸122の途中に増速器131を設けるようにしても良い。この増速器131によりインデューサ110の回転数を圧送部112の回転数よりも高めることができる。なお、増速器131としては、例えば、遊星ギヤ状のインライン形を用いることができる。 Further, as in another aspect of the embodiment shown in FIG. 12, the speed increaser 131 may be provided in the middle of the rotating shaft 122 between the inducer 110 and the pumping unit 112. With this speed increaser 131, the rotation speed of the inducer 110 can be made higher than the rotation speed of the pumping unit 112. As the speed increaser 131, for example, a planetary gear-shaped in-line type can be used.

また、実施形態の変形例において、第一加熱回路123が熱媒体を、何ら動力を用いずに循環させる場合について説明した。しかし、第一加熱回路123に熱媒体を循環させるアクチュエータ等の動力源を設けても良い。また、実施形態の変形例において、第二加熱回路124がポンプ130を用いて熱媒体を循環させる場合について説明した。しかし、この構成に限られず、例えば、ポンプ130を用いる以外の方法により第二加熱回路124の熱媒体を循環させるようにしても良い。 Further, in the modified example of the embodiment, the case where the first heating circuit 123 circulates the heat medium without using any power has been described. However, the first heating circuit 123 may be provided with a power source such as an actuator that circulates the heat medium. Further, in the modified example of the embodiment, the case where the second heating circuit 124 circulates the heat medium by using the pump 130 has been described. However, the present invention is not limited to this configuration, and the heat medium of the second heating circuit 124 may be circulated by a method other than using the pump 130, for example.

さらに、実施形態の変形例において、駆動部108Bの排熱により流体F1を加熱する場合について説明した。しかし、流体F1を加熱するための熱源は、駆動部108Bに限られない。 Further, in the modified example of the embodiment, the case where the fluid F1 is heated by the exhaust heat of the drive unit 108B has been described. However, the heat source for heating the fluid F1 is not limited to the drive unit 108B.

また、上述した実施形態の変形例においては、軸線O方向で、インデューサ110B、圧送部112、駆動部108Bの順に並んで配置される場合について説明した。しかし、インデューサ110B、圧送部112、駆動部108Bの配列は、この配列に限られない。例えば、インデューサ110B、駆動部108B、圧送部112の順で配置するようにしても良い。このように配列することで、インデューサ110Bと駆動部108Bとの距離を短くすることができる。その結果、熱媒体の温度低下を抑制して、駆動部108Bの排熱を効率よく流体F1へ伝達させることができる。
さらに、インデューサ110B、駆動部108B、圧送部112の順で配置するようにした場合、駆動部108Bと圧送部112との間に減速機を設けても良い。このようにすることで、圧送部112の回転数を駆動部108Bの回転数よりも低くできる。これにより、駆動部108Bを高速化できるため、例えば、高速モータを使用して駆動部108Bを小型化することができる。なお、減速機としては、例えば、遊星ギヤ状のインライン形を用いることができる。
Further, in the modified example of the above-described embodiment, the case where the inducer 110B, the pumping unit 112, and the driving unit 108B are arranged side by side in the axis O direction has been described. However, the arrangement of the inducer 110B, the pumping unit 112, and the driving unit 108B is not limited to this arrangement. For example, the inducer 110B, the drive unit 108B, and the pumping unit 112 may be arranged in this order. By arranging in this way, the distance between the inducer 110B and the drive unit 108B can be shortened. As a result, the temperature drop of the heat medium can be suppressed, and the exhaust heat of the drive unit 108B can be efficiently transferred to the fluid F1.
Further, when the inducer 110B, the driving unit 108B, and the pumping unit 112 are arranged in this order, a speed reducer may be provided between the driving unit 108B and the pumping unit 112. By doing so, the rotation speed of the pumping unit 112 can be made lower than the rotation speed of the drive unit 108B. As a result, the speed of the drive unit 108B can be increased, so that the drive unit 108B can be miniaturized by using, for example, a high-speed motor. As the speed reducer, for example, a planetary gear-shaped in-line type can be used.

1 ガスハイドレート回収システム
2 採掘機
3 移送管
4 分離回収装置
5 ライザー管
6 揚収母船
7 分離装置本体部
8 駆動部
9 加熱部
10 収容部
10a 内周面
11 往復移動部
11a 端面
11b ピストンロッド
12 排出管
13 クランクシャフト
14 燃焼気体供給部
15 着火部
16 燃焼気体供給配管
17 メタンガス分岐配管
18 コンプレッサ
19 分岐配管
20 予熱部
21 排気配管
100,100B ガスハイドレート回収システム
102 採掘機
103 移送管
104 分離回収装置
105 ライザー管
106 揚収母船
107 分離装置本体部
108,108B 駆動部
108Ba ロータ
108Bb ステータ
109 分離管
110,110B インデューサ
111 排出管
112 圧送部
113 回収管
114 翼
120 加熱部
121 ボス
122 回転軸
123 第一加熱回路
124 第二加熱回路
125 第一流路
126 第二流路
127 循環配管
128 第一熱交換器
129 第二熱交換器
130 ポンプ
131 増速器
D 伝達機構
D1,D2 断熱材
M メタンガス
P1 導入ポート
P2 回収ポート
P3 排出ポート
T1,T2 堆積物
1 Gas hydrate recovery system 2 Mining machine 3 Transfer pipe 4 Separation recovery device 5 Riser pipe 6 Lifting mother ship 7 Separation device main body 8 Drive unit 9 Heating unit 10 Storage unit 10a Inner peripheral surface 11 Reciprocating movement unit 11a End surface 11b Piston rod 12 Discharge pipe 13 Crank shaft 14 Combustion gas supply part 15 Ignition part 16 Combustion gas supply pipe 17 Methane gas branch pipe 18 Compressor 19 Branch pipe 20 Preheating part 21 Exhaust pipe 100, 100B Gas hydrate recovery system 102 Mining machine 103 Transfer pipe 104 Separation Recovery device 105 Riser tube 106 Lifting mother ship 107 Separator body 108, 108B Drive section 108Ba Rotor 108Bb Stator 109 Separation tube 110, 110B Inducer 111 Discharge tube 112 Pumping section 113 Recovery tube 114 Wing 120 Heating section 121 Boss 122 Rotating shaft 123 1st heating circuit 124 2nd heating circuit 125 1st flow path 126 2nd flow path 127 Circulation pipe 128 1st heat exchanger 129 2nd heat exchanger 130 Pump 131 Accelerator D Transmission mechanism D1, D2 Insulation material M methane gas P1 Introductory port P2 Recovery port P3 Discharge port T1, T2 Sediment

Claims (4)

ガスハイドレートを含む堆積物及び海水を含む流体が導入される分離管と、
前記分離管内に配置され、前記分離管の軸線回りに回転することで、前記流体の流れに剥離を発生させて前記ガスハイドレートからガスを分離させるインデューサと、
少なくとも前記インデューサを回転させる駆動部と、
前記インデューサの径方向外側で前記分離管に接続されて、インデューサによる遠心分離によって前記流体を外部に排出する排出管と、
前記分離管における前記インデューサの下流側に設けられて、軸線回りに回転することで、前記ガスを圧送する圧送部と、
前記圧送部の下流側で前記分離管に接続されて、前記ガスを回収する回収管と、
を備える分離回収装置。
Separation pipes into which sediments containing gas hydrate and fluids containing seawater are introduced,
An inducer, which is arranged in the separation pipe and rotates around the axis of the separation pipe to cause separation in the flow of the fluid and separate the gas from the gas hydrate.
At least the drive unit that rotates the inducer,
A discharge pipe connected to the separation pipe on the radial outer side of the inducer and discharging the fluid to the outside by centrifugation by the inducer.
A pumping unit provided on the downstream side of the inducer in the separation pipe and pumping the gas by rotating around an axis.
A recovery pipe connected to the separation pipe on the downstream side of the pumping unit to recover the gas,
Separation and recovery device.
前記分離管に導入された前記流体を加熱可能な加熱部を備える請求項1に記載の分離回収装置。 The separation / recovery device according to claim 1, further comprising a heating unit capable of heating the fluid introduced into the separation tube. 前記加熱部は、
前記駆動部の排熱によって前記インデューサを加熱する請求項2に記載の分離回収装置。
The heating part
The separation / recovery device according to claim 2, wherein the inducer is heated by the exhaust heat of the drive unit.
請求項1から3の何れか一項に記載の分離回収装置と、
前記ガスハイドレートを採掘する採掘装置と、
前記採掘装置により採掘した前記ガスハイドレートを前記分離回収装置へ移送する移送管と、
前記分離回収装置で回収されたガスを揚収する揚収管と、
を備えるガスハイドレート回収システム。
The separation / recovery device according to any one of claims 1 to 3.
A mining device for mining the gas hydrate and
A transfer pipe that transfers the gas hydrate mined by the mining device to the separation and recovery device, and
A collection pipe that collects the gas recovered by the separation and recovery device, and
Gas hydrate recovery system equipped with.
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