JPS609200B2 - 海底鉱物採取法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、いわゆるマンガンノジュール等の海底の鉱物
を採取する方法に関する。

海底のマンガンノジュールを採取する方法として従来種
々のものが知られているが、深海底に対しては、いわゆ
るバケット方式、パイプライン方式、自己浮沈方式が代
表的なものである。

ところで、上記の３つの方式のうちのパイプライン方式
の範蟻に入るいわゆるエアーリフト式は、下降管（送気
管）を通じて下降圧送した空気を上昇管（錫鉱管）中へ
導入してそのなかにおし、て上昇水流をつくり、その上
昇水流にともなわせて海底の鉱物を上昇させて採取する
という原理で、その利点としては次のようなことが挙げ
られる。

｛１’深海底の鉱物の採取効率を高めるためには、採鉱
手段が軽便に広範囲に移動できることが必要で、そのた
めには使用する海中装置をできるだけ簡便なものにする
必要があるところ、この点エアーリフト式は、海中にポ
ンプやモータ等の駆動装置を必要としないため有利であ
る。

■ 海中に没する機器はすべて耐圧構造にしなければな
らなく、海中に没する機器が多ければ多いほど重量が重
くなるとともに、経費も嵩むところ、エアーリフト式は
、上記下降管及び上昇管を除く大半の機器を海面上に設
置して実施するものであるので、経済性、安全性、行動
性に優れている。しかし、反面次のような欠点がある。

‘ィ’上記下降管を通じ下降圧送されて上昇管中に入る
空気は、水深度が深くなるほど圧力が上昇して体積が減
小し、錫鉱力が弱くなるもので、エアーリフト式は、他
の方法に比べて一般に錫鉱採取効率が低い。

‘ロー 上昇管中を上流する海水量及び空気量を、鉱物
の大きさ、比重等に応じて調整して適度な流速の上昇水
流にしなければ、楊鉱作用が適切に行われないところ、
その調整は、上昇管内における上昇水流の摩擦損失によ
る流速低下、及び水深度による空気圧の変化のため、非
常に難しく、最適な状態を常時維持することは至難で、
一定した採取効果を挙げることができない。

本発明は、かかるエアーリフト式の欠点を解消するため
になしたもので、その特徴は、上昇管中に多数の浮揚子
を送入しそれに鉱物を秦敦支持するようにして上昇管中
を上昇させるようにしたものである。以下には本発明を
図示の実施例について詳細に説明する。

第ｉ図に示すように、本発明方法は、探鉱船１上に、空
気圧縮機２、空気圧タンク３及び浮揚子ミキサ４を搭載
しておく一方、この採鉱船１より海中に、下端に集鉱器
５を備えた揚鉱管である上昇管６を垂設するとともに、
上記空気圧タンク３及び浮揚子ミキサ４に連結された送
気管である下降管７を上昇管６に添えて垂設しておいて
実施するものである。

すなわち、空気圧縮機２より空気圧タンク３に入った圧
縮空気を「浮揚子ミキサ４を介することなく下降管７へ
導入し、この下降管７を通じて下降圧送して上昇管６の
下端部中途よりそのなかに送り込むことにより、上昇管
６中において海水の上昇水流をつくるとともに「上記圧
縮空気を浮揚子ミキサ４を介して下降管７へ導入するこ
とにより、この浮揚子ミキサ４内の多数の浮揚子を、圧
縮空気にともなわせて同じく下降管７を通じ間欠的にし
かも１回あたり多数同時に上昇管６内に送り込むもので
ある。

これを第２図を参照にさらに詳しく述べると、空気圧タ
ンク３の出口側の配管経路には三方バルブ８が設けられ
、この三方バルブ８を切換えることにより圧縮空気を、
連結管９を通じ下降管７へ直接に送入するか、あるいは
連結管１０を通じ浮揚子ミキサ４を経て下降管７へ間接
に送入するかを選択できるようになっている。

浮揚子ミキサ４は、士木工事において骨材を圧縮空気に
よって濠練しかつ間欠的に圧送するのに４従来よく用い
られているカニフミキサと同じ構造で、浮揚子タンク１
１を有し、この浮揚子タンク１１の一側上部を上側送入
管１２によって上記連結管１０‘こ、また一側下部を下
側送入管１３によつて同じく連結管１川こ連結し、さら
に他側下部を、ストップバルブ１４を備えた送出管１５
によって下降管７に連結し、さらにまたこの送出管１５
の中途を、分岐連結管１６によって連結管１０に連結し
ている。

なお、同図中符号１７は浮揚子タンク１１の浮揚子入口
を開閉する蓋、１８は浮揚子タンク１１の排気口、１９
はそれを開閉するバルブである。しかして、三方バルブ
８は、連結管９側より連結管１０側へまたその逆へと自
動的に交互に切換えられるようになっているもので、連
結管９側に切換えられたときには、圧縮空気はそれを通
じて下降管７中へ直接に送入され、また連結管１０側に
切換えられたときには、圧縮空気は上側送入管１２を介
して浮揚子タンク１１内の上側に送入されるとともに、
下側送入管１３を介して下側にも送入され、これにより
浮揚子タンク１１内の多数の浮揚子は濃伴されて圧縮空
気とともに送出管１５を通じ下降管７中へ送り込まれ、
さらにこれとは別に圧縮空気は分岐連結管１６を通じて
送出管１５の中途にも送入され、そのなかにおいて浮揚
子が詰まるのを防止するものである。

かくして、下降管７に対して圧縮空気だけの送入と圧縮
気及び多数の浮揚子の同時送入とが交互に行われ、その
多数の浮揚子は圧縮空気によって下降管７中を下降圧送
され「その下端開□より圧縮空気とともに上昇管６の下
端部中へ導入されることになる。

なお、浮揚子タンク１１内に浮揚子を補充するには、ス
トップバルブ１４を閉じておいて蓋１７を開けて行う。

この浮揚子としては、例えばコルクがしの樹皮より製し
た厚い海綿質で軽くて弾力性及び水密性「気密性に富ん
だコルク球を用いるとよい。上記のようにして上昇管６
中にその下端部より圧縮空気が送入されることにより、
その上昇管６中において上昇水流が生じ、またかかる圧
縮空気の送入にともない多数個ずつ間欠的に上昇管６中
に送り込まれた浮揚子は、同時に送り込まれた多数個が
重なり合って層をなし、その層が上昇水流とともに段差
をなして順次上昇することになる。ここに、上昇水流の
上昇力は浮揚子の浮力が加わることにより高められる。
しかして、集鉱器５にてそのなかに寄せ集められた鉱物
（マンガンノジュール）は、上昇水流によって上昇管６
中へ吸い込まれてそのなかを上昇せられるものであるが
、その際第３図に示すようにマンガンノジュール２０…
…は、層をなして上昇する多数の浮揚子２１・・・・・
・上に秦致してそれと互層をなし、それにて機械的に支
持せられたまま押し上げられる。これは、段差をなして
順次つくられる浮揚子層のそれぞれについて行われる。
かくして、マンガンノジユール２０……は、上昇水流の
上昇力に加えて浮揚子２１・・…・の浮力を受けしかも
その浮揚子２１・・・・・・の各層によって所要量ずつ
機械的に捕捉されて押し上げられるもので、集鉱器５に
より上昇管６中に入ったのちは、沈降することなく的確
に探鉱管１上まで揚鉱せられるもので、採鉱率が高いと
ともに安定した採鉱効果を挙げることとができる。以上
に述べたところから明らかなとおり、本発明は、下降管
を通じて下降圧送した空気を上昇管中へ導入してそのな
かにおいて上昇水流をつくり、その上昇水流にともなわ
せて海底の鉱物を上昇させて採取する海底鉱物採取法に
おいて、上記上昇管中に多数の浮揚子を送入しそれに鉱
物を秦載支持するようにして上昇管中を上昇させるもの
で、鉱物を、上昇水流の上昇力に加えて多数の浮揚子の
浮力により押し上げることができるので、採鉱率が高い
とともに安定した採鉱効果を挙げることができる。

また、特許請求の範囲第２項の実施態様のように、多数
の浮揚子を、空気の下降圧送にともない下降管を通じて
上昇管中へ導入するようにすれば、浮揚子の上昇管中へ
の送り込みを能率的に行うことができる。さらに、特許
請求の範囲第・３項の実施態様のように、浮揚子を、多
数個ずつ間欠的に下降圧送するようにすれば、それが上
昇管中において層をなしかつそれによる多数の層が段差
をなして順次上昇するもので、鉱物を、各浮揚子層ごと
に所要量ずつ秦戦支持することができるので、採鉱率を
より一層向上できるものである。

なお、浮揚子としては、コルク球のほか、発泡樹脂製の
小塊であってもよい。

【図面の簡単な説明】

図面第１図は本発明の実施例を示す説明図、第．２図は
、第１図における空気圧タンク、浮揚子ミ０キサ、上昇
管及び下降管の関係を拡大して具体的に示す説明図、第
３図は上記上昇管中における揚鉱状態を示す説明図であ
る。 ７・・・…下降管、６・・・・・・上昇管、２１……浮
揚子。 ５ ネ’図 矛２図 矛３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下降管を通じて下降圧送した空気を上昇管中へ導入
   してそのなかにおいて上昇水流をつくり、その上昇水流
   にともなわせて海底の鉱物を上昇させて採取する海底鉱
   物採取法において、上記上昇管中に多数の浮揚子を送入
   しそれに鉱物を乗載支持するようにして上昇管中を上昇
   させることを特徴とする海底鉱物採取法。 ２ 多数の浮揚子を、空気の下降圧送にともない下降管
   を通じて上昇管中へ導入することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の海底鉱物採取法。 ３ 浮揚子を、多数個ずつ間欠的に下降圧送することを
   特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の海底鉱物採取
   法。