JPH07208061A

JPH07208061A - 深海鉱物バケット採鉱装置

Info

Publication number: JPH07208061A
Application number: JP6023064A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Masuda; 善雄益田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-01-25
Filing date: 1994-01-25
Publication date: 1995-08-08
Also published as: KR100208392B1; KR950032979A

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】採鉱船による海底鉱物資源の連続バケット採
鉱装置に於いて、繰返し力への耐用性を改善し、かつ強
張力と耐用性に秀るロープの使用を可能にする新構成
と、強張力に耐える新式牽引駆動方式、及び採鉱された
バケット内容物のダンプを容易にする新ダンプ方式とを
提供する。【構成】内側にナイロン、外側にテトロンを配した、
ダブルブレードロープを用いて所要の強度を持たせるの
に、直径１６８ｍｍで事足りるので、比重が重くなるの
を補償するため耐圧浮力筒７を取付けることとし、負荷
の増大に対しては、牽引力の大きなボール・ローラー
と、水平捲かけ駆動車の組合せによって解決することと
し、バケット内容物鉱石のダンプに対しては、片面開放
の斜案内車を設け、バケットは２本の吊り索６ａ，６ｂ
により吊し、船上に設けたトラス１３に捲上げて、上下
転倒の姿勢とすることにより船内に落下させ導入する機
構を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は深海底に分布するマン
ガンノジュール等の連続採鉱装置に関するものである。
又コバルトリッチの海山クラストや、浅海の砂金鉱や燐
鉱、海砂採鉱等の海の採鉱にも適用可能なものである。

【０００２】

【従来の技術】本発明者等は現在（平成６年１月）に至
る約４半世紀の長期に亘り、連続バケットによる海底鉱
物の採鉱法及び採鉱装置の研究開発に努力を続けて来
た。即ち、（１）昭和４２年特許願第８９７９号（昭和
４６年特許出願公告第２３４８２号）、（２）昭和４３
年特許願第８４８６４号（昭和４８年特許公告第３２８
２９号）、（３）昭和４６年特許願第９３１８１号（昭
和５２年特許公告第６２４２号）、（４）昭和４８年特
許願第９１６６号（昭和５２年特許出願公告第３９３６
１号）、（５）昭和４７年特許願第９５７９９号（昭和
５２年特許出願公告第４８５６１号）等で、夫々の発明
に対する特許出願を行い、且つ昭和４７年度に第２極洋
丸（１７，０００屯）を用いてのハワイ南東海域の水深
４，９００ｍに於けるノジュール採鉱実験を始め、１０
回に近い深海採鉱テストが繰返されるに当り之に関与
し、技術の改良実用化を図って来たものである。従来の
改良の主要点は、２本のロープを、いかに分離するかに
集中され、船の長さを利用した１船横曵き方式から、船
の前進の速度を利用して抵抗板への流体抵抗力を用いて
分離する縦曵き方式、更には最近の旋回移動式採鉱法へ
と改善が進められて来た。これらの採鉱法は駆動装置、
エンドレスロープ、バケット、さらにはダンピング装置
などにより構成されており、従来技術としては次のよう
なものがある。駆動装置は多数の駆動車を上下に配置
し、それを、バケットが通過する際にノジュールをダン
プするか、又は、多重駆動車でバケットは、離着脱方式
とする等がテストされて来た。エンドレスロープについ
ては、従来ポリプロピレンのエイトロープが使用されて
来た。これは水中で浮力を持ち、海底でのロープの余長
が浮ぶことにより、海底の障害物（岩石や突起部、異物
など）を避けるのに有効である点を重視して選んだもの
であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】現在、深海鉱物連続バ
ケット採鉱装置を利用して、インド洋のマンガンノジュ
ールの採鉱を実地に実施するための検討が進められてい
るが、エンドレスロープに就ては、ロープの撚りに基く
からみの生起等を防止するために、撚りの無いロープで
あり、かつ、強大な張力に耐えることが絶対条件であ
る。いま、深海５０００ｍから日産１０００屯の割合で
ノジュールを採鉱するためには、ロープの張力１００
屯、安全率を６とすると、６００屯の破断力が要求せら
れる。今回まで、深海採鉱に使用されて来たポリプロピ
レンを使用すれば計算上エイトロープの場合直径２４０
ｍｍのロープを使用することが必要となり、余りに太
く、製造不可能の可能性もある。より強力なロープが必
要であり、かつ海底に起伏がある場合ロープの海底との
接触を防止し、海底の障害物に引っかかるのを防止する
必要がある。

【０００４】ロープバケットの駆動装置についてはボー
ル・ローラーが考慮されて来たが、現在日本で完成して
いる最大級のボール・ローラーは、直径８００ｍｍで、
８屯の曵き力を持ったものであるから、１００屯の力を
安全に伝達する為には約１３個のボール・ローラーを直
列にした駆動装置が必要であることになる。このボール
・ローラーと共に、バケットを吊ったまま、駆動出来る
のに、水平捲かけ駆動車がある。この場合、ロープの安
全な駆動には、６ターンの捲かけ角度が経験上必要であ
り、駆動車の数は、第２極洋丸のハワイ沖実験の実例に
示すように１２個が必要なこととなり、駆動装置が余り
にも大きくなるという問題点がある。これ等のシリーズ
数を減少させ、小型化する必要が顕在化することとな
る。

【０００５】これとは別に、これらの駆動装置の問題点
としては、ロープが導輪から落ちるという心配がある。
このロープの外れを防止するには前後に案内車を置くこ
とが考えられる。この案内車は、船内と船外を結びつけ
る、重要な技術的テーマであり、船外から引き入れられ
るロープバケットは船体に対し、方向角、傾角共に波や
風や船の運動で変化し、之に対し補正しながら極力簡単
な機構でロープバケットを船内に取入れることは、実用
化に向け是非とも解決しなければならぬ問題点である。

【０００６】次に、バケットのダンピング（転倒して落
すこと）問題がある。いかにして採鉱して来たバケット
内のノジュールを船内に要領よく回収するかは、実用化
の上から簡単明快に解決すべき重要課題である。綜合し
て言えば、サクションポンプによる深海採鉱法に比較し
て、より経済的で簡単かつ安全な深海のマンガンノジュ
ール採鉱法及び採鉱装置の具体的計画を得ることが強く
要望されているのである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、上述の連続
バケット採鉱装置の実用化に阻害要因として存在する上
記４つの課題を解決するために、次のような手段を採用
しようと考えるものである。即ち、強張力のロープとし
て、最近実用化されているダブルブレイドロープで、内
側ナイロン、外側テトロンのロープは、直径１６８ｍｍ
で、破断力６００屯のものが得られ、製作可能であり、
勿論、取扱も可能な寸法である。ただ、従来技術による
ポリプロピレンのエイトロープを使用した場合は、比重
が海水より小さいので、海底にロープが着底した時に、
浮力によって、底から浮き上ることにより、海底の障害
物にロープがかかり、引揚げ不可能な事故となることを
防止して来たというメリットがあったが、新しく使うナ
イロン及びテトロンのロープは比重が海水より大である
ため、自らの浮揚力は利用することが出来ないので、従
来と同じ効果を得るために、耐圧浮力体をロープに取付
けることにより、之を補償しようという手段をとること
とした。即ち、ロープ取付のバケットの中間に、２本の
吊り索で耐圧浮体を取付け、所要の浮揚力を与えようと
するものである。但し、深海底のノジュール鉱床の中に
は海底の障害物につき配慮を必要としない位の平坦な鉱
床もあるので、事前の調査で障害物がない場合には耐圧
浮力体を取付けずに採鉱することも可能である。

【０００８】ロープバケットの駆動装置は、バケットを
ロープに取付けたまま駆動できるボール・ローラーまた
は水平型の駆動車をシリーズに配置するか、この２つの
方式を混合して各々の長所を組合せた駆動装置により駆
動するという手段をとる。

【０００９】この２つの駆動方式の弱点であるロープや
バケットの外れを防止するためには、案内車を駆動装置
の前後に配置するという手段によって解決を図る。案内
車を含むバケットロープの船内への取入れと送り出しに
は、ロープの方向に案内車を正しく指向させ、ロープの
撚りが発生することを防止する。このため案内車を吊り
下げる方式とし、また、案内車の片側を開放し、バケッ
トがロープについたまま通過できるように機構を簡素化
した対策をとる。

【００１０】バケットのダンピング機構は、バケットが
トラス上部に取付けた片面開放の案内車を通過する時
に、バケットの前、後を吊った吊り索の作用により、バ
ケットは空中で上下転倒した姿勢となり、バケットの中
の採取ノジュールを船内に落す。

【００１１】以上に述べたこれらの連続バケット採鉱装
置用各種器材は、採鉱物に適所に適切に取付けられ、採
鉱船は海面で大きな直径の弧を描いて旋回し乍ら回頭す
る航跡の内側のロープを揚収繰入れると共に、外側から
降下繰出し、両方のロープの間を充分に開いた形で連続
採鉱作業を実施するという形で、此の課題を解決しよう
とするものである。

【００１２】

【実施例】この発明の一実施例を図面によって詳しく説
明する。図１はこの発明の一実施例を概念的に示す斜視
図（海中は透視図）である。図において採鉱船１は大型
船舶で、充分の鉱物ノジュールの積載能力を保有するも
ので、例えば船の長さは１７０ｍ、総屯数３０，０００
屯のものと想定する。この採鉱船は海洋の水深５，００
０ｍの海底ノジュール鉱床から１０００トン／日のノジ
ュール採鉱能力を持つものと仮定する。採鉱船１は、図
１に示すように、可変ピッチプロペラ２、舵３、サイド
スラスター４を装備し、これにより低速で前進しながら
操舵運航し、旋回回頭する運動性能を充分保有している
ものである。

【００１３】図１に示す長大なエンドレスロープ５には
多数のドレッヂバケット６が一定の間隔で２本の吊り索
６ａ及び６ｂで取付けてあり、またバケットの中間には
ロープを水中で浮かすための耐圧浮力筒７が２本の吊り
索７ａ及び７ｂによって取付けてある。図２は以上の吊
り索でバケット及び耐圧浮力筒を夫々取付けた状況を示
す。このエンドレスロープ５はループとなり、ノジュー
ル鉱床のある水深（５，０００ｍ）の約１．２倍（６，
０００ｍ）の２倍の長さ（１２，０００ｍ）に設定され
ている。従って、水深５，０００ｍの海域では、ループ
長は１２，０００ｍであり、ロープの垂直となす角度は
略３０°位である。

【００１４】バケット６ならびに耐圧浮力筒７を装着さ
れたエンドレスロープ５は船の重心点Ｇの附近に近い片
方の舷に取付けられた揚収索斜案内車１１から船内にバ
ケット６、耐圧浮力筒７を案内車１１の下方側面を支障
なく通過して船内に取入れられる。

【００１５】ロープの牽引駆動を行うのは前部駆動機１
２とダンプトラス１３を経由して再び後部駆動機１４等
１連の装置であり、バケットの耐圧浮力筒７を吊り下げ
たままエンドレスロープ５は駆動される。海底でバケッ
トに採取され船内に運び込まれて来たバケットの中のノ
ジュール鉱物はバケットがダンピングトラス１３の上部
に設けられた斜案内車を通るとき、２本の吊り索６ａ及
び６ｂの作用により、空中で上下転倒姿勢をとることと
なり、船内受け口に向って落下させられる。

【００１６】降下繰出される側と、上昇揚収される側と
の２本のロープラインは、本発明者により発明された特
許第１６２８２２１号（昭和６１年特許願第０２７９３
３号、平成２年特許出願公告第０５２０７９号）クラス
ト鉱床等の連続採取装置と旋回移動式採鉱法に詳記して
あるように、船が旋回しながらエンドレスロープ５を駆
動することにより充分に分離され、２本のロープ間のか
らみの生起する危険性を防止できる。

【００１７】しかし今日まで１０回の連続バケットの海
上試験を実施して来たのに、エンドレスロープ５として
は水より軽いポリプロピレンのエイトロープを全部使用
して来た。その理由は、海底に存在する可能性のある岩
石等の海底障害物１０（図１）の存在に対する顧慮であ
る。深海底８は一般には平坦な平原状で、軟泥の上にマ
ンガンノジュール９が広く分布しているのが常態である
が、天然の地形であり、如何なる障害物があるかも知れ
ない。これにループとなったエンドレスロープ５が引っ
かかった時の心配があるが、ポリプロピレンやポリエチ
レンのような、水より比重が軽い材料を使用すれば、海
底に到達した時に、ロープラインは海底から浮上り、海
底と縁を切ることが期待できるので、今日まですべての
ロープにポリプロピレン製のものを採用して来た次第で
ある。

【００１８】しかし、これ等の水より比重の軽いロープ
の場合、ロープの耐用寿命の面で心配なことが多い。即
ち、具体例で言えば、昭和４７年のハワイ沖での第２極
洋丸でのノジュール採鉱実験の時には、直径８５ｍｍの
ポリプロピレンのエイトロープを用い、破断力８１トン
であったが、１回のロープのローテーション（試行）に
おいて、船上で駆動のため、２０回もの曲げがロープに
かかり、０．８ｍ／ｓで駆動すれば、１サイクル４時間
即ち１回当り６サイクル実施するとして、１日に１２０
回の曲げが繰返される。ポリプロピレンのエイトロープ
は、曲げ応力に弱いもので、８０００サイクルが限界と
されている。そのため、僅か６６日（２ヵ月余）の運転
で破断する心配がある。

【００１９】これでは、経済的な採鉱は困難であり、耐
曲げ性やクリープ（ひずみ）の弱点のないナイロンやテ
トロンのロープの採用が切実な必要性となって来たので
ある。ナイロンやテトロンは、曲げの応力には強く、１
００，０００サイクルから１５０，０００サイクルと断
然強いものであり、かつクリープによる破断の心配が少
ない。上記の２カ月に対して、３年の寿命が得られる。
特に今回の要求は日産１０００トンを目標とするもので
あるから、バケットの巾１ｍ、高さ０．５ｍ、長さ１．
５ｍ、容積０．７５ｍ³の大きさのものを２５ｍ毎に取
付け、運転するには、１００トンに近いロープ張力がか
かる。安全率を６とすれば、６００トンの負荷に耐える
ロープが必要となる。若し、ポリプロピレンのエイトロ
ープを従来通り使うとすれば直径は２４０ｍｍとなり、
製作及び取扱い上も問題であることは明らかである。

【００２０】このような、強い負荷に耐える現用のロー
プは、内側にナイロン、外側にテトロンを用いた、タブ
ルブレードロープなら直径１６８ｍｍで、此の負荷に耐
えることが出来る。但し、このロープの弱点として言え
ることは、水より比重が重いことであり、着底した時
に、このロープラインは、海底面に沈座し、深海底８を
移動するに際し、不規則に存在する可能性のある海底障
害物１０に引っかかる心配が大きい。之に対応するため
に、図２に示すように、バケット６の隣接２ヶの間に、
耐圧浮力筒７を、前方吊り索７ａと後方吊り索７ｂとに
より、エンドレスロープ５を海底から浮き上らせるため
に取付けることとする。いま、直径１６８ｍｍのナイロ
ン（比重１．１４）、テトロン（比重１．３８）によ
る、ダブルブレードロープを、バケット間隔２５ｍの間
を浮かすためには、ロープ重量を１８．６ｋｇ／ｍとし
て、２５ｍで空中重量４６５ｋｇ、水中重量が約１００
ｋｇであるから、耐圧浮力筒７の必要な浮力は、１２０
ｋｇとすれば、ロープは、水中に浮ぶことになる。

【００２１】浮力材として現在深海艇等で使用されてい
るガラスの微細な中空球を、エポキシ樹脂で固めた、比
重０．６５位の固形浮力材を使用すれば、１２０（ｋ
ｇ）÷（１−０．６５）≒３４２（リットル）即ち、３
４２リットルの体積が必要であり、直径５４ｃｍ、長さ
１５０ｃｍの円筒形状の浮力体となる。

【００２２】図３は、今日までの海上試験で多く使用さ
れて来た揚収索案内車の機構を示すもので、案内車１６
は外舷に固定した円環１７の中をスライドし、常にエン
ドレスロープ５の来る方向に案内車１６を指向するよう
に構成されている。この構造はロープの撚を防止し、バ
ケットを船内に取入れる一応の目的を達成出来ている
が、装置全体が稍複雑になる欠点があり、より改善した
構造が求められている。

【００２３】図４は今回の発明の揚収索斜案内車１１の
作動を説明する斜視図である。揚収索斜案内車１１はエ
ンドレスロープ５をかけて、片保持腕金物１８により吊
り軸１９を介し、保持金物２０により採鉱船１の外舷に
取付けられている。揚収索斜案内車１１は片面がオープ
ンであり、かつエンドレスロープ５にかかるロープの張
力によって、吊軸１９の軸を中心にして船尾の方向へひ
かれ、そのために斜に傾斜する。この約３０°の傾斜角
により、ドレッヂバケット６を吊した前方吊り索６ａ
と、後方吊り索６ｂはエンドレスロープ５の方向に対
し、約３０°異った垂直に近い方向でこの揚収索斜案内
車１１に入って来るので、図４で示すように、両索は案
内車の片側を越え外にはみ出し、その結果、バケットは
揚収索斜案内車１１の外側を通って船内に引き込まれ
る。図３の旧構造に比し、可なり簡単化され実用化され
た。この機構は、降下索案内車１５においても同じであ
り、ドレッヂバケット６はエンドレスロープ５に取付け
られたまま海中に入って行く。

【００２４】駆動装置には図５、図６に示したボール・
ローラーまたは図７、図８に示した水平捲かけ駆動車を
用い、バケットや耐圧浮力筒を夫々２本の取付索で取付
けたままエンドレスロープ５を駆動する。ボール・ロー
ラーは、図５の正面図、図６の側面図で示すように、保
持トラス２１に取付けられた軸２２，２３によって支持
される軸に、モーター２４，２５とボール２６，２７と
が対称に取付けられ、ボールの中の空気圧により、エン
ドレスロープ５を両側から押し、その圧迫摩擦で駆動す
るものである。現在製作され実用可能のボール・ローラ
ーは、ボールの直径が８００ｍｍで、曵き力は８トンの
性能のものがある。

【００２５】図７の側面図、図８の平面図に示すよう
に、水平捲かけ駆動車は、多数の水平捲かけ駆動車３
３，３４等が、保持トラス２８に取付けられた軸受２
９，３０等により水平に保持され、モーター３１，３２
等により駆動される。エンドレスロープ５はこの水平捲
かけ駆動車３３，３４等に捲きかけられ駆動される。こ
の駆動には、ドレッヂバケット６や耐圧浮力筒７は、夫
々２本の吊り索で水平に保持されたまま、各水平捲かけ
駆動車３３，３４等の下をガイドされて、支障なく通過
できる。

【００２６】問題は、深海採鉱における極めて強大な張
力を安全に伝達することであり、１０００トン／日の産
出速度を実現するには、１００トンの力を、ロープに伝
達しなければならない。いま、ボール・ローラーだけで
駆動すると仮定すれば、８００ｍｍ直径の牽引力８トン
のボール・ローラーを、直列に曵くこととすれば、各牽
引力の和となり、また水平捲かけ駆動車の場合は、全部
で６ターン駆動車を捲く必要があり、図７に示すよう
に、１つの駆動車に半ターン捲くとすれば、全部で１２
箇の駆動車による駆動が必要となる。いま、半サイクル
の捲きターンでは、水平捲きかけ駆動車は、図７の駆動
方向３５の時、曵き力３６は、押え力３７に比すると、
摩擦角１８０°、摩擦係数０．２の時に、曵き力／押え
力≒２となる。いま、１００トンの曵き力を必要と考え
れば、ボール・ローラー１ヶ当り、８トンの力が出せる
とすれば、これだけで曵く場合は図９に示すように、１
３ヶ直列にして曵く必要がある。

【００２７】次に、水平駆動車だけで、１００トンの駆
動を曵くのに、全部で６ターンの捲きかけ角度が必要で
あり、１つの駆動車で０．５ターンを分担するとすれば
図１０に示すように、１２ヶの水平駆動車を必要とする
ことになる。これは第２極洋丸のハワイ実験で経験され
たことである。然し、両者の特長を組み合せた場合図１
１に示すように、４箇の水平駆動車と、１個のボール・
ローラーの組合せで、ボール・ローラーの曵き力Ｐの１
６倍の力が得られることがわかった。いま、Ｐ＝８トン
とすれば、８×１６＝１２８で、１２８トンの曵き力が
得られることになる。このように、水平駆動車とボール
・ローラーとを組合せた駆動装置は、駆動システムの実
用上の簡素化に大きな貢献を果すことが出来る。

【００２８】この外、ボール・ローラーならびに水平駆
動車はバケット等を吊ったエンドレスロープの外れの防
止が最も大切な設計上の必要配慮であり、揚収索斜案内
車１１と降下索斜案内車等の案内車はこれがために必要
である。図１２はダンプトラスのロープ進行方向から見
た正面図、図１３はその直角方向から見た側面図であ
る。ダンプトラス１３は採鉱船１の甲板上に立ち、少し
斜前方に傾斜して装備されており、それに案内車３５、
斜案内車３６、案内車３７が取付けられ、エンドレスロ
ープ５とそれに取付けられたドレッヂバケット６等が夫
々２本の吊り索によって取付けられたまま駆動される。

【００２９】海底で採取されたマンガンノジュール９
（鉱物）を積み入れたドレッヂバケット６は、案内車３
５により、ダンプトラス１３の上端に取付けられた斜案
内車３６に上る時には前方吊り索６ａが先になって（上
になって）ドレッヂバケット６は、内容物のマンガンノ
ジュール９を落すことなく上昇して来る。斜案内車３６
はダンプトラス１３の斜前方傾斜により傾いており、そ
の傾きのおかげで、前方吊り索６ａは斜案内車３６の外
側を通り、片面開放されているので、引っかかることな
く下降行程に移行する。次に、後方吊り索６ｂが、同じ
斜案内車３６に入り、同じように外側を通過して行く
が、案内車３７までの行程ではバケットの姿勢は上下転
倒し、ドレッヂバケット６の中のマンガンノジュール９
は自然落下し、甲板上に設けられた鉱物受入口にダンプ
されることになる。このダンプ構造の大きな特長は空中
でバケットが上下転倒する機構としたことで、今日ま
で、多くのバケットダンピング構造は、車やスライド板
等の上を、バケットが滑ってのち上下転倒したのに比較
して、バケットは車の上に昇らず、サイドを通り空中で
反転するので、摩擦が少く、順調なダンピングが期待で
きる有利さを持っている。

【００３０】

【発明の効果】本発明は、深海底に賦存するマンガンノ
ジュールの産業的採鉱を経済的に実現を可能にする効果
がある。深海採鉱には、本方法及び装置を使用する外
に、サクションポンプ採鉱法、シャトル採鉱法があり、
今日までサクションポンプ採鉱法が一番よく研究されて
来た。この方法はサクションポンプにより大量採鉱法
（６０００トン／日）による採鉱単価の低下を主な利点
として各国各所で計画が進められ、日本でも３００億円
近くの政府及び民間資金が投下されたことで知られてい
る。

【００３１】しかし、この大量採取は逆に採鉱事業発足
のために巨大な資本を必要とすることを意味し、上記の
スケールで１０００億円が必要と言われる。連続バケッ
ト採鉱法は採鉱単価が比較的産出速度に対しフラットで
２万トン乃至５万トンの採鉱船で、日産５００トン乃至
１０００トンの採鉱とその精練が最も実現し易い規模で
ある。

【００３２】サクションポンプの１／１０の１００億円
未満で採鉱並びに精練事業が発足でき、また採鉱単価も
略同等で採鉱せられ得る。また将来採鉱規模を拡大する
には、採鉱船の数を増せばよい。しかし１０００トン／
日の採鉱速度を達成するためには本発明の効果を必要と
する。

【００３３】その１つはエンドレスロープ５に強力でク
リープの心配のない、水より重いナイロンやテトロン等
を採用し、その駆動装置にバケット等を吊したまま駆動
できるボール・ローラーや水平捲かけ駆動車の組合せに
よる駆動装置を採用することによりバケット等を取外す
ことなく駆動し、またボール・ローラーと水平捲かけ駆
動車を組合せることにより、その必要とするシリーズ箇
数を大巾に減少し、コンパクトな駆動装置で強力な牽引
力を、エンドレスロープに伝える。バケットによって採
鉱されたノジュール等は簡単な斜案内車で船内に導入さ
れ、ダンプトラスにおいて上下転倒してダンプされ、ま
た、海中に入って行き連続採鉱１０００トン／日の深海
底マンガンノジュールの経済的採取を可能にする

【００３５】なお本発明は、深海底マンガンノジュール
の採鉱だけでなく、海山クラストの採鉱、更には浅海の
砂金鉱業や、砂採鉱などにも応用できる効果もある。

【００３６】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の概念的説明用斜視図。

【図２】エンドレスロープに夫々２本の吊り索で、バケ
ット及び耐圧浮力筒を装備した状態を示す部分の斜視
図。

【図３】揚収索案内車の機構を示す斜視図。

【図４】揚収索案内車の作動説明のための斜視図。

【図５】ボール・ローラーの具体的取付構造を示す正面
図。（ロープライン方向から見て）

【図６】ボール・ローラーの具体的取付構造を示す側面
図。（ロープライン側方から見て）

【図７】水平捲かけ駆動車の取付を示す側面図。

【図８】水平捲かけ駆動車の取付を示す平面図。

【図９】ボール・ローラー１３組の直列牽引配置平面
図。

【図１０】水平駆動車１２個の直列牽引配置側面図。

【図１１】ボール・ローラー１組、水平駆動車４個の組
合せ牽引配置要領図。

【図１２】ダンプトラスのロープ進行方向から見た正面
図。

【図１３】ダンプトラスのロープ進行方向側方から見た
側面図。

【符号の説明】

０水平線０１船の針路０２海面１採鉱船２可変ピッチプロペラ３舵４サイドスラスター５エンドレスロープ６ドレッヂバケット６ａドレッヂバケット前方吊り索６ｂドレッヂバケット後方吊り索７耐圧浮力筒７ａ耐圧浮力筒前方吊り索７ｂ耐圧浮力筒後方吊り索８深海底９海底賦存のマンガンノジュール（鉱塊）１０海底障害物１１揚収索斜案内車１２前部駆動機（揚収側）１３ダンプトラス１４後部駆動機（繰出側）１５降下索斜案内車１６案内車１７円環１８付保持金物１８吊軸２０保持金物２１保持トラス２２軸受２３軸受２４モーター２５モーター２６ボール２７ボール２８保持トラス２９軸受３０軸受３１モーター３２モーター３３水平捲かけ駆動車３４水平捲かけ駆動車３５駆動方向３６引き力３７おさえ力

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】採鉱船から繰出され海底に到着し、採取
用器材等の運搬媒介を果たした後、引き揚げられ船内に
繰入れられ、船内諸装置を経由して再び繰り出され循環
移動するエンドレスロープと、このロープに装着された
作業用器材である鉱石採取用の多数のバケットによる連
続バケット採鉱装置において、（ａ）船上に備えつけた
牽引用ボールローラーと水平配置の駆動車の組合せによ
りコンパクトな駆動装置で強力な張力をエンドレスロー
プに伝達し、またこのエンドレスロープをバケット車を
吊り下げたまま駆動進行する形の構成とし、（ｂ）強大
な張力と繰り返しの曲げ力に耐えるエンドレスロープと
して海水より比重の軽いロープでなく、比重の重いナイ
ロン、テトロン等のロープを用い、このロープに浮力を
賦与するための浮力筒を必要に応じて取り付け、採鉱用
バケットと前記浮力筒をそれぞれ２本の吊り素により所
定間隔に交互に装着した構成とし、（ｃ）このエンドレ
スロープを循環揚収に際し、採鉱船に装着した片面開放
の斜案内車を通過せしめて船内に取り入れるための桁構
（トラス）を装備した構成とし、（ｄ）このエンドレス
ロープを船上に設けた、稍傾斜した頑丈な上記トラスの
上部に設けた上記片面開放の斜案内車を通過せしめ、２
本の吊り索により支えられていたバケットが前方を上に
空中に吊り下げられていたのが、この案内車の通過の
後、後方が上となり、バケットは、上下転倒の姿勢とな
り、バケットに採取収容されていた鉱物は、ダンプ（投
げおろす）して船内の収納ヶ所に導入される構成とした
こととを特徴とする深海鉱物バケット採鉱装置。
【請求項２】ロープ駆動システムとして使用する牽引
用ボール・ローラーと水平捲かけ駆動車の組合わせの駆
動方式は、バケット及び耐圧浮力筒をロープに吊り下げ
たまま駆動し、前後に案内車を設け、ロープ、バケッ
ト、浮力筒の駆動装置からの脱落を防止することの出来
る駆動方式であって、更に、ボール・ローラーと、水平
捲かけ駆動車を組合せた駆動装置を採用したことによ
り、必要とする駆動車の数が減少し、小型化した駆動装
置で大張力のロープの牽引駆動を可能としたことを特徴
とする請求項１に記載の深海鉱物連続バケット採鉱装
置。
【請求項３】エンドレスロープとして用いる強張力ロ
ープ材としては、内側にナイロン等を外側にテトロン等
を配置した、ダブルブレードロープを用いることとし、
海水より比重が大となるため障害物の存在が予想される
鉱区においては、海底の障害物等へのエンドレスロープ
の引っかかり易さを防ぐためロープを海底から引離して
維持するための耐圧浮力筒を所定間隔に２本の吊り索で
吊下げる構成としたことを特徴とする請求項１記載の深
海鉱物バケット採鉱装置。
【請求項４】片面開放の斜案内車は、ロープで吊した
バケットが開放された側の外側を支障なく容易に通過し
て船内に繰入れられ、又繰出されるのに有効に活用され
る機構として設けられたことを特徴とする請求項１記載
の深海鉱物連続バケット採鉱装置。
【請求項５】船上に設けた桁構（トラス）上部に請求
項４に記載した片面開放の斜案内車を設け、これとロー
プを通し前後２本の吊り索の作用により吊り下げたバケ
ットを空中に支えたまま上下転倒の姿勢とすることによ
り、バケットに収容して海底から採取して運搬して来た
鉱物をダンプして、船内に導入する機構としたことを特
徴とする請求項１に記載した深海鉱物連続バケット採鉱
装置。