JPS5813894A - マンガン団塊などの集鉱機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、マンガン団塊など海底に沈積されている鉱物
を採取集鉱する装置に関する。

深海の底にころがっている各種金属鉱石の球状集積物（
マンガン団塊など）は、海底に眠る金属資源といえるが
、その採取に対してはこれまで不可能とされていたが、
日本や米国などの技術開発によりこれを可能とするよう
になりつ＼ある。この技術開発に伴い、数多くの採取手
段が提案され、一部実海域での実験に成功した機種もあ
るとされている。

本発明はこのような実情に鑑みなされたもので、従来の
採取手段にない新しい装置を提供し、効率のよい海底集
積物の採取集鉱を行わせようとするものである。

本発明の実施例を図面について説明すると、（４）はマ
ンガン団塊などの集鉱機で、核集鉱機は、大別すると、
海底を滑走するソリ（１）の上に搭載された選鉱装置（
Ｂ）、切削体（Ｃ）１選別篩（２）、掻取板（ハ）。

集鉱ダクトση、圧力水供給ダク）（１３，ポンプ０５
などよりなる取込装置ＣＤ）、選鉱装置（Ｂ）と洋上の
作」船（２）とを結び、その途中にポンプなどを設けた
集積物回収パイプライン（３）によって構成されている
。

本発明の実施例は一例であって、集鉱機にとって取込装
置は不可欠の構成Ｉ！素、であるがその他は必ずしも不
可欠の構成要素ではない。

次に上記選鉱装置（Ｂ）の構成について説明すると、該
選鉱装置本体は上記ソリ（１）上に搭載されておシ、矛
／、コ図に示すように、前後方向に長いコ個並列したホ
ッパー（４）、　（５）の下底部に、前方から後方に集
積物を搬送するスクリューコンベア（６）を設け、この
両スクリューコンベア（６）の送出端を夫々回収部（７
）に連結し、該回収部（力に上記集積物回収パイプライ
ン（３）の下端が連通開口されている。そして上記各ホ
ッパー（４）、　（５）の前面上部には、後述する集積
物の集鉱ダクトの後端が連−結され、更に各ホッパー（
４）、　（５）の後面上部には、比較的大きな排泥口（
ｆ３）が形成してあシ、ホッパー内で集積物を沈降分離
した泥土を連続的に後方に排出するようにし丸もので、
選鉱装置（Ｂ）は上述のように構成されている。゛ 上記取込装置中）の構成について以下説明する。

該取込装置ＣＤ）の一部を構成する上記切削体（０）に
は、先端にウェッジ状の切削刃（９）を回動調節、詳し
くは刃先角度を上向き、下向き、水平方向など任意に調
整しうるようにとりつけ、かつ、端面形状が偏平三角形
状め中空状をなしている。即ち切削体（０）の上面は、
先端から後方に至るに従い順次背高となした集積物（１
〔の誘導面αυとなし、後部に下向きに傾斜した誘導斜
面ａ３を形成し、誘導面ａＤ上を上昇しつ＼供給された
集積物を含む泥土類が誘導斜面（１４にそって下降し完
全に捕捉されるようにしである。

そして上記切削体（０）の誘導斜面ａ４には、咳切削体
（０）の中空部に連通ずる複数個の圧力水供給ダクトα
３）の先端が等間隔毎に連結されている。該圧力水供給
ダク）　（１３１の後端は、夫々共通のダク）　＜１４
）に接続され、該ダクトα尋には、矛１図に示すように
、海水をダクトα荀内に正大供給するポンプ。ＱＳが設
けである。

該圧力水供給ダクトα場の少くとも先端部は、矛３図に
示すように、五角形状に形成し、相隣れる圧力水供給ダ
クトαり先端間の上記誘導斜面（ｌり部に、上方から下
方に至るに従い狭巾となした集積物誘導路αｅを形成す
る。

そしてこの集積物誘導路αｅを、上記圧力水供給ダク）
（１３間に介設し、かつ、上記誘導斜面０２に直交する
軸線にそった集積物の集鉱ダクトαηの先端に夫々連通
せしめ、更に集鉱ダクトαＤの後端を上記選鉱装置のホ
ッパー（４）、　（５）の前面上部に夫々連結し、また
、上記集積物誘導路ａ６）に面した切削体。

（０）の誘導斜面＜１２１に、多数の圧力水−出用の孔
（１８）を穿設形成し、切削体（０）の中空部に給水さ
れた圧力水が、この孔Ｑ８から集鉱ダク）（１７）の軸
線方向にそって、海水ジェット流となって上昇し、集積
物と泥土類とをホッパー（４）、　（５）内に集鉱供給
するようにしたものである。尚各集鉱ダクトαηの先端
部下壁、詳しくは切削体（０）の誘導斜面（１々に近接
した下壁部に、タイマーなどにより定期的に一定時間開
閉する扉１１を備えた排出口α１が設けてあり、該排出
口α１の開口によシ、集鉱ダク）　（１７＞の先端に停
滞せる重量異物を外部に放出するようにしたものである
。

（至）は上記集鉱ダク）　＜１７１の上面板を前方に向
は水平状に延長し、切削体（Ｃ）との間に流路Ｑυを構
成した切削体と略同中の庇部で、該庇部（イ）の前端縁
と切削体（０）の前部との間に、約１ｃＩＬ間隔の立線
構造からなる選別篩（２）を設け、採取する集積物の大
きさを一次選別せしめる。

牙５，６図に示した（ハ）は、上記選別＃（２３上に残
・・された大きな集積物０１などを、ある一定時間毎に
排除する掻取板で、該掻取板（ハ）は、切削体（Ｃ）を
選鉱装置本体に結合させるための機枠（財）に後端を連
着した左右のアーム（ハ）の先端間に橋架的に設けられ
、掻取板（２りの下辺には上記選別篩（２４の立線に適
合する多数の切欠き（イ）が設けである。

上記左右のアーム（ハ）の後端は、上記機枠Ｃ！（イ）
に対し回動自在に軸支された案内部材（５）に摺動可能
に支持せしめられ、更にこのアーム（ハ）の後端には、
掻取板（２）の下縁が選別篩（四に接触係合した信号に
より動作する油圧シリンダ（ハ）の作動ロンド翰が連結
しである。また上記案内部材（５）と機枠（２４）との
間には、案内部材罰を機枠に対し定期的に回動し、掻取
板（ハ）を選別篩（２）に接触、離反させるための油圧
シリンダ（至）が連結されている。

また上記庇部翰の後部略全中に隔板Ｇυを垂設し、これ
の前部に、上記掻取板（ハ）によって掻き上げられた犬
き表塊を回収する棚部０邊を設け、該棚部（ハ）には、
矛ｊ、７図に示すように掻落し部材（ハ）を往復動可能
に載設し、この掻落し部材（至）の左右側に、上記隔板
Ｇυの後面に設けた回転ドラム（財）に捲回したワイヤ
ー（至）の両端を各別に連結し、該回転ドラム−の左右
何れかの回転によシワイヤー（至）の巻きと９１巻き戻
しを行い、掻落し部材（至）を棚部０３上を移動させ、
掻取板（ハ）によって掻き上げられた塊状物を切削体（
０）の側方に排除するようにしたものである。

尚この掻落し部材（至）は、上記掻取板（ハ）が選別篩
（２渇の最上位に達し、油圧シリンダ（至）の動作によ
シ掻取板（ハ）が選別ｗ８四から離反した時点で動作す
る（）ようになし、掻取板（ハ）のアーム（ハ）に、排
除する塊状物が衝突するのを防止するようにしである。

また、掻取板（ハ）を選別篩（２）に接触させる油圧シ
リンダ側の動作はタイマー機構によって行い、掻取板（
ハ）を掻上げる油圧シリンダ（至）の動作は、掻取板□
□□が選別篩（２邊に当接した信号によって行わせ、油
圧シリンダ（ハ）の動作完了信号により他方の油圧シリ
ンダ（至）が動作し、掻取板（ハ）を選別篩（２）面か
ら離反させ、同時に油圧シリンダ（至）によジアーム（
２９を前方にくシ出し、旧状に戻すものである。

矛を図は、切削刃（９）の角鼓を海底の土質に応じて可
変する機構を示し、切削体（Ｃ）　＃対し回動自在に軸
支した切削刃（９）の支軸（至）端に、レバーｃｈｉの
一端を固定し、該レバー（３７）の他端と機枠（財）と
の間に油圧シリンダ■を介装せしめる。

集鉱機体）の前方、詳しくは切削体（０）の前方に、比
較的大径で、かつ２重量のある土質検知輪Ｃ３１をアー
ム（４１の先端下部処設け、該アーム（４ＣＩの後端を
機枠（２４）にと９つけた角度計１４１１にとシつけ、
海底土質の軟弱度に応じて上下動するアームη０の回動
角度をこの角度計（４１１によって検知せしめ、この検
知信号を油圧ポンプ（４カを介して上記油圧シリンダ（
至）に伝えて切削刃（９）を上向き、下向き、即ち、軟
弱の場合には上向きに、比較的硬い場合には下向きに回
動調節し、海底に沈積せる集積物を有効に切削体（０）
上に誘導介入させるものである。尚上述の手段に代え、
予め調査した海底状況に基いて、作業船上から油圧回路
などを用い、手動操作によシ角度調整を行うようにする
こともできる。

次に上記実施例に基き、集積物の揮取手段を説０明する
と、集鉱機（Ａ）を、洋上の作業船により海底にそって
曳航、または、自走せしめると、切削体（０）の先端に
設けた切削刃（９）により、海底に沈積せる集積物０Ｉ
を有効に切削体（０）上に形成された流路Ｑυを介し集
積物誘導路αｅに導く、一方、ポンプａ９によりダクト
０４）内に圧入された圧力水は、これに連着せる圧力水
供給ダクト（１〜を通って切削体（Ｇ）内に圧入され、
更に該圧力水は切削体（０）の誘導斜面α２に設けた孔
α印から海水ジェット流となって集積物誘導路αｅを介
して集鉱ダク）　Ｃ１７）を通如、選鉱装置（Ｂ）のホ
ッパー（４）、　（５）内に流入する。

このとき、集鉱機体）の進行と、海水ジェット流による
サクション作用により切削体（Ｃ）上の流路Ｑυから集
積物誘導路側に導入された集積物Ｑ（１と泥土類は、こ
の海水ジェット流に乗って集鉱ダクトαη・を通ってホ
ッパー（４）、　（５）内に随伴される。

該ホッパー（４）、　（５）内において、比重の／ｌ−
さい泥土類は海水ジェット流によりホッパーの後方の排
泥口（８）から外部に放出し、比重の大きな集積物α〔
は、ホッパー（４）、　（５）内に沈降し、ホッパー底
部に設けたスクリューコンベア（６）によって回収部（
７）に導かれ、該回収部（７）内に一端を連通させた集
積物（ロ）収パイプライン（３）によシ、集積物のみを
作業船（２）に回収させるものである。

このように本発明によれば１、切削体に構成された中空
部に圧力水を導き、この圧力水を、切削体の後部に形成
せる誘導斜面に設けた孔から海水ジェット流として噴出
させ、該海水ジェット流を、切削体と選鉱装置を結ぶ集
鉱ダクト内を通すことにより、切削体によって集鉱ダク
ト先端に誘導した集積物と泥土類を水流搬送させ、選鉱
装置内において集積物のみを分離し、これを洋上作業船
に採取回収せしめることができ、従来提案されているノ
ズルなどによるジェット流による集積物の採取手段に比
べて、強力な海水ジェット流が得られ、集積物の採取効
率、泥土類との選別効率の向上が計れるなど優れた特長
を有する。

【図面の簡単な説明】

矛１図は側面図、１１図は平面図ｐｊｐｓ図は切削体の
一部拡大平面図、矛ダ図は同上要部の縦断側面図、矛Ｓ
図は掻取板禍造の一部切欠側面図。 矛６甲は同上正面図、矛７図は掻取板にょシ除がれた塊
状物の排除機構を示す要部の平面図、矛３図は切削刃の
回動調整機構部の一部切欠側面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 海底にそって曳航または自走しながら、海底に沈積して
   いるマンガン団塊などの集積物を採取集鉱する集鉱機に
   おいて、切削刃と上面を後方に至るに従い順次背高とな
   した集積物の誘導面と、少くともその後部に下向き傾斜
   の誘導斜面を形成せる中空状の物体よりなる切削体を配
   設し、該切削体の中空部に圧力水供給ダクトを連通させ
   ると＼もに、上記切削体の誘導斜面の上部に上向きの集
   鉱ダクトを配設し、該誘導斜面に単数または複数の孔を
   設けて、この孔から集鉱ダクトの軸線方向にそって噴出
   する海水ジェット流と、集鉱機の走行作用とにより、集
   積物を連続的に採取集鉱揚上させるようにしたことを特
   徴とするマンガン団塊などの集鉱機。