JP2012193578A - Mineral lifting system and method for sea-bottom mineral resource - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、海底で採掘した鉱石などの鉱物資源を海上まで揚鉱する揚鉱システム及び揚鉱方法に関し、特に、鉱物資源を海水と共にフレキシブルライザーなどの移送管を用いて海上に移送する揚鉱システム及び揚鉱方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a pumping system and a pumping method for pumping mineral resources such as ore mined on the seabed to the sea, and in particular, pumping for transporting mineral resources to the sea using a transfer pipe such as a flexible riser together with seawater. The present invention relates to a system and a pumping method.
海底には様々な鉱物資源が存在する。特に水深数千mの深海底にはマンガン団塊やコバルト・リッチ・クラスト鉱床等の貴重な金属資源が豊富に存在している。例えば、マンガン団塊はマンガンや鉄の酸化物を主成分とし、銅、ニッケル、コバルト等の有価金属を含んでおり、太平洋の水深4000〜6000mの深海底に分布するマンガン団塊が上記有価金属を多く含んでいるといわれている。また、コバルト・リッチ・クラスト鉱床はマンガンや鉄の酸化物を主成分とし、水深500〜3500mの海山の山頂や斜面をクラスト(皮殻)状に被覆している。 There are various mineral resources on the ocean floor. In particular, there are abundant precious metal resources such as manganese nodules and cobalt rich crust deposits at the depth of several thousand meters. For example, manganese nodules are mainly composed of oxides of manganese and iron and contain valuable metals such as copper, nickel, cobalt, etc., and manganese nodules distributed in the deep sea bottom of the Pacific Ocean at a depth of 4000-6000 m are rich in the above valuable metals. It is said to contain. Cobalt rich crust deposits are mainly composed of oxides of manganese and iron, and cover the crests and slopes of seamounts with a water depth of 500-3500 m in the form of crusts.
海底を採掘して鉱物資源を揚鉱するための技術開発は従来より続けられているが、水中ブルドーザや浚渫機などを用いて水深100m以浅の海底を採掘した実績があるに止まっており、水深500〜2000mといった深海から鉱物資源を揚鉱した例は世界的に見ても未だ無い状況にある。 Technological development for mining the ocean floor and mining mineral resources has been continued, but there is only a track record of mining the ocean floor shallower than 100 m using an underwater bulldozer or dredger. There are no examples of unearthing mineral resources from the deep seas of 500-2000m.
他方、水深500m以上の海底で採掘した鉱物資源を揚鉱するための技術として、ライザー管式揚鉱システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1で提案されている揚鉱システムは、海上に配置された揚鉱基地と、揚鉱基地と深海底との間に配置されたU字管と、揚鉱基地内に設置されたポンプと、海底に配置され、採掘した鉱石を鉱物供給ホースを介してU字管内に送り込む集鉱機とを備え、ポンプでU字管の一端から他端に海水を輸送することでU字管内に海水の循環流を形成し、この海水の上昇流を利用して鉱石を海上までスラリー輸送することを特徴としている。
On the other hand, a riser pipe type pumping system is known as a technique for pumping mineral resources mined on the seabed at a depth of 500 m or more (see, for example, Patent Document 1). The pumping system proposed in
特許文献1記載の技術では、集鉱機から鉱物供給ホースを介してU字管内に鉱物資源を送り込むようになっているが、集積された鉱物資源は様々な大きさの鉱物資源から構成されるため、U字管が閉塞するおそれがある。また、ライザー管式揚鉱システムの場合、水深が深くなるにつれて海水を循環させるのに必要な動力費が高額になるという問題がある。
In the technique described in
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、揚鉱時に移送管が閉塞せず、深海の過酷な環境下においても安定して揚鉱することができ、且つ揚鉱に必要な動力費を縮減することが可能な海底鉱物資源の揚鉱システム及び揚鉱方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the transfer pipe is not clogged at the time of pumping, can be pumped stably even in the harsh environment of the deep sea, and the power cost required for pumping is reduced. It is an object of the present invention to provide a submarine mineral resource pumping system and method that can be reduced.
上記目的を達成するため、第1の発明は、海底で採掘した鉱物資源を海上まで揚鉱する揚鉱システムであって、
海上に配置される揚鉱基地と、前記揚鉱基地と海底との間に配設され、海底で採掘した鉱物資源を海水と共に前記揚鉱基地に移送する揚鉱用の移送管と、前記揚鉱基地と海底との間に配設され、鉱物資源が分離された海水を海底に戻す返送用の移送管と、前記揚鉱基地に設置され、鉱物資源が分離された海水を前記返送用の移送管に送り込む循環ポンプと、
海底に配置され、前記返送用の移送管によって返送される海水の圧力によって作動する複数のハイドロモータと、海底に配置され、前記ハイドロモータによって駆動し、海底で採掘した鉱物資源を細粒化する破砕装置と、海底に配置され、前記ハイドロモータによって駆動し、前記破砕装置によって細粒化された鉱物資源を海水と共に吸入して前記揚鉱用の移送管に送り込む水中ポンプとを備えることを特徴としている。
In order to achieve the above object, a first invention is a pumping system for pumping a mineral resource mined on the seabed to the sea,
A pumping base arranged on the sea; a transfer pipe for pumping that is disposed between the pumping base and the seabed and transports mineral resources mined on the seabed together with seawater to the pumping base; A return pipe disposed between the mine base and the seabed for returning the seawater from which mineral resources have been separated to the seabed; and seawater from the mineral base from which the mineral resources have been separated for return. A circulation pump that feeds the transfer pipe;
A plurality of hydromotors arranged on the seabed and operated by the pressure of seawater returned by the return transfer pipe, and arranged on the seabed and driven by the hydromotor to refine the mineral resources mined on the seabed. A crushing device, and a submersible pump disposed on the seabed, driven by the hydromotor, and sucking together with seawater the mineral resources finely divided by the crushing device and feeding them into the transfer pipe for pumping It is said.
第1の発明では、採掘した鉱物資源を、海底に配置した破砕装置を用いて、揚鉱用の移送管を介して海上まで移送できる大きさに細粒化した後、水中ポンプにより海水と共に揚鉱用の移送管に送り込むので、揚鉱時に移送管が閉塞することがない。また、洋上に設置した循環ポンプを駆動して海水を返送用の移送管に送り込んでハイドロモータ(水車タービン)を作動させることにより破砕装置及び水中ポンプを駆動するので、海中で電動モータを使用する必要が無く、深海の過酷な環境下においても安定して揚鉱することができ、且つ揚鉱に必要な動力費を縮減することができる。 In the first invention, the mined mineral resources are refined to a size that can be transferred to the sea through a transfer pipe for pumping using a crushing device placed on the seabed, and then pumped together with seawater by an underwater pump. Since it is fed into the transfer pipe for mining, the transfer pipe will not be clogged during pumping. Moreover, the crushing device and the submersible pump are driven by driving the circulating pump installed on the ocean and feeding the seawater into the return transfer pipe to operate the hydromotor (turbine turbine). There is no need, and stable pumping can be achieved even in the harsh environment of the deep sea, and the power cost required for pumping can be reduced.
また、第1の発明に係る海底鉱物資源の揚鉱システムでは、海底に配置され、前記ハイドロモータによって駆動し、前記破砕装置によって細粒化された鉱物資源を前記水中ポンプの所まで搬送する搬送コンベアを備えていてもよい。
当該構成では、破砕装置によって細粒化された鉱物資源を、ハイドロモータで駆動する搬送コンベアを用いて水中ポンプの所まで搬送するので、鉱物資源の定量切り出しが可能となる。その結果、鉱物資源を一定量ずつ連続的に揚鉱することが可能となり、オーバーフローを防止して鉱物資源を安定的に供給することができる。
Further, in the submarine mineral resource pumping system according to the first aspect of the present invention, the carrier is disposed on the seabed, driven by the hydromotor, and transported to the submersible pump by the mineral resource finely divided by the crushing device. A conveyor may be provided.
In the said structure, since the mineral resource refined | miniaturized by the crushing apparatus is conveyed to the place of a submersible pump using the conveyance conveyor driven with a hydromotor, the quantitative cut-out of a mineral resource is attained. As a result, the mineral resource can be continuously pumped up by a certain amount, and overflow can be prevented and the mineral resource can be supplied stably.
また、第1の発明に係る海底鉱物資源の揚鉱システムでは、流入した海水を分岐して流出させる機能に加えて、分岐された各海水の圧力及び流量を調節する機能を有するバルブユニットが前記返送用の移送管の途中に設けられ、前記バルブユニットと複数の前記ハイドロモータがそれぞれ前記返送用の移送管で連結されていてもよい。
破砕装置、搬送コンベア、及び水中ポンプは、それぞれ駆動力が異なる一方、各装置ごとに返送用の移送管を設けるのは現実的でない。そのため、本構成では、返送されてきた海水をバルブユニットで分岐して、破砕装置、搬送コンベア、及び水中ポンプを駆動するのに適した圧力及び流量の海水に調節したうえで、各ハイドロモータにそれぞれ供給される。
In the submarine mineral resource pumping system according to the first invention, the valve unit having a function of adjusting the pressure and flow rate of each branched seawater in addition to the function of branching out and flowing out the seawater that flows in It may be provided in the middle of the return transfer pipe, and the valve unit and the plurality of hydromotors may be connected by the return transfer pipe.
While the crushing device, the conveyor, and the submersible pump have different driving forces, it is not realistic to provide a return transfer pipe for each device. Therefore, in this configuration, the returned seawater is branched by the valve unit, adjusted to seawater with a pressure and flow rate suitable for driving the crushing device, the conveyor, and the submersible pump, Supplied respectively.
また、第1の発明に係る海底鉱物資源の揚鉱システムでは、前記バルブユニットが流路切替機能を有し、該バルブユニットが前記揚鉱用の移送管の途中に設けられた切替バルブとバイパス管で連結されていてもよい。
当該構成では、揚鉱用の移送管の途中に切替バルブを設けると共に、バルブユニットに流路切替機能を持たせて、切替バルブとバルブユニットとをバイパス管で連結することにより、水中ポンプ等が故障した際に、返送用の移送管によって海底に返送される海水をバイパス管を経由して揚鉱用の移送管に送給するものであり、揚鉱用の移送管内に滞留する鉱物資源を揚鉱基地まで移送することができる。
Further, in the submarine mineral resource pumping system according to the first invention, the valve unit has a flow path switching function, and the valve unit bypasses the switching valve provided in the middle of the pumping pipe for the pumping. It may be connected with a pipe.
In this configuration, a switching valve is provided in the middle of the transfer pipe for pumping, and the valve unit is provided with a flow path switching function. In the event of a failure, the seawater returned to the seabed by the return transfer pipe is supplied to the uplifting transfer pipe via the bypass pipe, and the mineral resources staying in the uplifting transfer pipe are removed. It can be transferred to the pumping base.
また、第2の発明は、第1の発明に係る海底鉱物資源の揚鉱システムを用いた海底鉱物資源の揚鉱方法であって、
前記揚鉱基地に設置された前記循環ポンプを駆動して海水を前記返送用の移送管に送り込んで複数の前記ハイドロモータを作動させることにより前記破砕装置及び前記水中ポンプを駆動させ、海底で採掘した鉱物資源を前記破砕装置で細粒化した後、細粒化された鉱物資源を前記水中ポンプにより海水と共に前記揚鉱用の移送管に送り込むことを特徴としている。
The second invention is a method for pumping a seabed mineral resource using the seabed mineral resource pumping system according to the first invention,
Mining on the seabed by driving the circulating pump installed at the pumping base to drive seawater into the return transfer pipe and operating the hydromotors to drive the crushing device and the submersible pump After the refined mineral resource is refined by the crushing device, the refined mineral resource is fed together with seawater into the uplifting transfer pipe by the submersible pump.
また、第2の発明に係る海底鉱物資源の揚鉱方法では、海底に配置され、前記ハイドロモータによって駆動する搬送コンベアを用いて、前記破砕装置によって細粒化された鉱物資源を前記水中ポンプの所まで搬送するようにしてもよい。 Further, in the method for pumping submarine mineral resources according to the second invention, the submarine pump uses the transport conveyor that is arranged on the seabed and is driven by the hydromotor to remove the mineral resources refined by the crushing device. You may make it convey to a place.
本発明では、海底に配置した破砕装置を用いて、採掘した鉱物資源を細粒化した後、水中ポンプにより海水と共に揚鉱用の移送管に送り込むので、揚鉱時に移送管が閉塞することがない。また、洋上に設置した循環ポンプを駆動して海水を返送用の移送管に送り込んでハイドロモータを作動させることにより破砕装置及び水中ポンプを駆動するので、深海の過酷な環境下においても安定して揚鉱することができ、且つ揚鉱に必要な動力費を縮減することができる。 In the present invention, the mined mineral resources are refined using a crushing device placed on the seabed, and then sent to the transfer pipe for uplifting with seawater by the submersible pump. Absent. In addition, the crushing device and the submersible pump are driven by driving the circulation pump installed on the ocean and operating the hydro motor by feeding seawater into the return transfer pipe, so it is stable even in the harsh environment of the deep sea. It can be pumped and the power cost required for pumping can be reduced.
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態に付き説明し、本発明の理解に供する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention.
図1に、本発明の一実施の形態に係る海底鉱物資源の揚鉱システム10の全体構成を示す。
本実施の形態に係る海底鉱物資源の揚鉱システム10(以下では、単に「揚鉱システム」と呼ぶ。)は、海上に配置される揚鉱基地11と、揚鉱基地11と海底との間に配設され、海底で採掘した鉱物資源Mを海水と共に揚鉱基地11に移送する揚鉱用の移送管13と、揚鉱基地11と海底との間に配設され、鉱物資源Mが分離された海水を海底に戻す返送用の移送管12とを備えている。
FIG. 1 shows the overall configuration of a submarine mineral
A submarine mineral resource pumping system 10 (hereinafter, simply referred to as “pumping system”) according to the present embodiment includes a
また、海底には、返送用の移送管12によって返送される海水の圧力によって作動するハイドロモータ22、23、24、並びにハイドロモータ22、23、24によってそれぞれ駆動し、海底で採掘した鉱物資源Mを細粒化する破砕装置25、細粒化された鉱物資源Mを海水と共に吸入して揚鉱用の移送管13に送り込む水中ポンプ27、及び破砕装置25によって細粒化された鉱物資源Mを水中ポンプ27の所まで搬送する搬送コンベアの一例であるスクリューコンベア26とを備えている。
Further, on the sea floor, the
洋上に停泊する船舶、あるいは海上に建設されたプラットホームなどが揚鉱基地11として利用される。揚鉱基地11には、揚鉱用の移送管13を介してスラリー移送されてくる鉱物資源Mを海水から分離するセパレータ17が設置されている。セパレータ17は連設された沈降槽から構成されている。鉱物資源Mを含む海水が沈降槽からオーバーフローして隣接する沈降槽に移動していく間に、沈降槽内で鉱物資源Mが自然沈降する。
A ship anchored on the ocean or a platform constructed on the sea is used as the
また、揚鉱基地11には、鉱物資源Mが分離された海水を返送用の移送管12に送り込む循環ポンプ16がセパレータ17の後段に設置されている。循環ポンプ16には、最後尾の沈降槽内の海水を吸入するための吸入ライン18と、海面付近の海水を吸入するための吸入ライン19が接続されている。吸入ライン19は、例えば水中ポンプ27を駆動するハイドロモータ24等の効率ロス分を補い全体の循環流量を確保するためのものである。
In addition, the
移送管12、13は、可撓性を有するライザー管(フレキシブルライザー)などから構成されている。以下では、便宜上、揚鉱用の移送管を「揚鉱ライザー」、返送用の移送管を「返送ライザー」と呼ぶことにする。
The
本実施の形態では、返送ライザー12の途中にバルブユニット14が設置されている。バルブユニット14は、流入した海水を分岐して流出させる機能に加えて、分岐された各海水の圧力及び流量を調節する機能を有している。揚鉱基地11から第1の返送ライザー12aによってバルブユニット14まで返送された海水は、破砕装置25、スクリューコンベア26、及び水中ポンプ27を駆動するのに適した圧力及び流量の海水に調節された後、3本の第2の返送ライザー12b、12c、12dによってハイドロモータ22、23、24にそれぞれ供給される。
In the present embodiment, a
また、このバルブユニット14は流路切替機能も有しており、揚鉱ライザー13の途中に設けられた三方バルブなどの切替バルブ15とバイパス管21で接続されている。これにより、水中ポンプ27やハイドロモータ24等が故障した際に、返送ライザー12によって海底に返送される海水をバイパス管21を経由して揚鉱ライザー13に送給することで、揚鉱ライザー13内に滞留する鉱物資源Mを揚鉱基地11まで移送することができる。
The
次に、ハイドロモータ22、23、24によって駆動する各装置について詳細に説明する。
本実施の形態では、破砕装置25として、シングルトグル型のジョークラッシャーを使用する。破砕装置25の側断面図及び正面図を図2、図3に示す。破砕装置25は、前面に配置されたフロントフレーム30a及び両側面に配置された一対のサイドフレーム30bを有する角筒状のフレーム30と、一対のサイドフレーム30bの上端部間に回転自在に横架された偏心軸32と、上端部が偏心軸32に揺動自在に取り付けられ、下端部が上端部に比べて前方に位置するスイングジョー31とを備えている。
Next, each device driven by the
In the present embodiment, a single toggle type jaw crusher is used as the crushing
スイングジョー31の前面には可動歯34が装着されると共に、可動歯34に対峙するフロントフレーム30aの後面には固定歯35が装着されている。可動歯34、固定歯35、及び一対のサイドフレーム30bで画成された空間が、鉱物資源Mを破砕する破砕室36となる。破砕室36は側面視してV字状とされ、上端面が鉱物資源Mの投入口36a、下端面が鉱物資源Mの排出口36bになっている。
A
また、一対のサイドフレーム30bの後部には、排出口36bの間隙を調整するための調整手段38と、スイングジョー31の下端部を弾性保持するバネ部40が設置されている。調整手段38はトグルプレート37を介してスイングジョー31の下端部と連結され、バネ部40はテンションロッド39を介してスイングジョー31の下端部と連結されている。
An adjusting means 38 for adjusting the gap between the
図3に示すように、偏心軸32の一方の端部には、偏心軸32に回転力を付与するハイドロモータ22が、偏心軸32の他方の端部には、偏心軸32の回転を滑らかにするフライホイール33が取り付けられている。
ハイドロモータ22によって偏心軸32が回転すると、スイングジョー31の下端部は楕円軌道を描くように揺動する。この動きに伴って、可動歯34が固定歯35に対して前後及び上下に往復運動することにより鉱物資源Mが順次破砕される。破砕された鉱物資源Mは排出口36bから下方に排出される。
As shown in FIG. 3, a
When the
ハイドロモータ22は水車タービンとも呼ばれ、水流により水車を回転させることにより、回転力を得る装置である。図4(A)、(B)にハイドロモータ22の一例を示す。本実施の形態では、反動水車を使用している。なお、ハイドロモータ23、24もハイドロモータ22と同様である。
ハイドロモータ22は、第2の返送ライザー12bに流入口(図示省略)が接続された渦巻状(蝸牛状)のケーシング41と、ケーシング41内に流入した海水の圧力によって回転するランナー43と、ランナー43の回転軸を構成する駆動軸44と、ランナー43の周囲に配置されたガイドベーン45と、ランナー43の中心軸方向に開口し、流入した海水が流出する流出口42とを備えている。
図4(B)に示すように、ランナー43は、中央部がコーン状に突出する円盤部43aと、円盤部43a上に配置され、先端部が湾曲する羽根部43bとを有している。
The
The
As shown in FIG. 4B, the
第2の返送ライザー12bによって返送された海水は渦巻状のケーシング41内に流入する。ケーシング41内に流入した海水はガイドベーン45に案内され、ランナー43の接線方向からランナー43内に流入し、羽根部43bに作用してランナー43を回転させる。ランナー43の回転に伴って駆動軸44が回転し、破砕装置25の偏心軸32を回転させる。
一方、ランナー43の中心部に流入した海水は流出口42から海中に放出される。
Seawater returned by the
On the other hand, the seawater that has flowed into the center of the
図5は、スクリューコンベア26の側断面を示したものである。スクリューコンベア26は、螺旋状の羽根48bがシャフト48aの周面に形成されたスクリュー48と、スクリュー48を収納するケーシング47と、シャフト48aの一端に連結されたハイドロモータ23とから概略構成される。また、ケーシング47の上面には、鉱物資源Mが投入される投入口49が一方の端部に、鉱物資源Mが排出される排出口50が他方の端部にそれぞれ設けられている。
第2の返送ライザー12cによって返送された海水がハイドロモータ23に流入することにより、ハイドロモータ23の駆動軸44に連結されたスクリュー48が回転する。これに伴って、投入口49から投入された鉱物資源Mは、螺旋状の羽根48bによって一定量ずつ連続的に排出口50側へ搬送される。
FIG. 5 shows a side cross section of the
When the seawater returned by the
図6は、水中ポンプ27及び水中ポンプ27を駆動するハイドロモータ24の断面を示したものである。水中ポンプ27は、ハイドロモータ24の駆動軸44に連結されて回転するインペラ52と、インペラ52を収納し、揚鉱ライザー13に流出口(図示省略)が接続されたケーシング51と、鉱物資源Mを含む海水の流入口53とを有している。
第2の返送ライザー12dによって返送された海水がハイドロモータ24に流入することにより、ハイドロモータ24の駆動軸44に連結されたインペラ52が回転する。これに伴って、鉱物資源Mを含む海水が流入口53からケーシング51内へ吸入され、揚鉱ライザー13を介して揚鉱基地11へ移送される。
FIG. 6 shows a cross section of the
When the seawater returned by the
続いて、上記揚鉱システム10を用いて海底から鉱物資源Mを揚鉱する手順(海底鉱物資源の揚鉱方法)について説明する。
(1)先ず、返送ライザー12及び揚鉱ライザー13を破砕装置25やハイドロモータ22、23、24等に接続した状態で、揚鉱基地11に設置されているクレーン(図示省略)等を用いて、これらの装置を海中に沈めて海底に配置する。
Then, the procedure (the method of pumping seabed mineral resources) of pumping the mineral resources M from the seabed using the
(1) First, using the crane (not shown) installed in the
(2)次いで、揚鉱基地11に設置されている循環ポンプ16を駆動して、海水を返送ライザー12に送り込む。
(3)揚鉱基地11から第1の返送ライザー12aによってバルブユニット14まで返送された海水は、バルブユニット14において、破砕装置25、スクリューコンベア26、及び水中ポンプ27を駆動するのに適した圧力及び流量の海水に調節され、3本の第2の返送ライザー12b、12c、12dによってハイドロモータ22、23、24にそれぞれ供給される。
(4)海水が供給されることにより、ハイドロモータ22、23、24が作動し、破砕装置25、スクリューコンベア26、及び水中ポンプ27が駆動する。
(2) Next, the
(3) The seawater returned from the
(4) When the seawater is supplied, the
(5)一方、海底では、図示しないROV(Remotely Operated Vehicle)によって鉱物資源Mが採掘、集鉱され、破砕装置25の投入口36aに投入される。
(6)投入口36aに投入された鉱物資源Mは、破砕装置25によって、揚鉱ライザー13を介して揚鉱基地11まで移送できる大きさに細粒化され、排出口36bから下方に排出される。
(5) On the other hand, on the seabed, the mineral resource M is mined and collected by a ROV (Remotely Operated Vehicle) (not shown) and is introduced into the
(6) The mineral resource M input to the
(7)破砕装置25の排出口36bから排出された鉱物資源Mは、スクリューコンベア26の投入口49からスクリューコンベア26内に装入され、排出口50の位置まで搬送される。
(8)スクリューコンベア26の排出口50の位置まで搬送された鉱物資源Mは、水中ポンプ27によって流入口53からケーシング51内に吸入され、揚鉱ライザー13により海水と共に揚鉱基地11へ移送される。
(9)揚鉱基地11へ移送された海水は、セパレータ17によって鉱物資源Mが海水から分離される。鉱物資源Mが分離された海水は、循環ポンプ16によって返送ライザー12に送り込まれ、ハイドロモータ22、23、24の駆動水として供給される。
(7) The mineral resource M discharged from the
(8) The mineral resource M conveyed to the position of the
(9) From the seawater transferred to the
以上、本発明の一実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、上記実施の形態では、破砕装置としてシングルトグル型のジョークラッシャーを使用しているが、ダブルトグル型のジョークラッシャーでも良いし、あるいはジョークラッシャー以外の破砕機でも良い。また、上記実施の形態では、破砕装置から水中ポンプまでスクリューコンベアを使用しているが、スラットコンベアやバケットコンベア等、他の形式の搬送コンベアでも良い(定量供給可能な搬送コンベアであるほうが好ましい。)。要は、ハイドロモータによって駆動する破砕機及び搬送コンベアであれば良い。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the configuration described in the above-described embodiment, and is within the scope of matters described in the claims. Other possible embodiments and modifications are also included. For example, in the above embodiment, a single toggle type jaw crusher is used as the crushing device, but a double toggle type jaw crusher may be used, or a crusher other than the jaw crusher may be used. Moreover, in the said embodiment, although the screw conveyor is used from the crushing apparatus to the submersible pump, other types of conveyance conveyors, such as a slat conveyor and a bucket conveyor, may be sufficient (it is more preferable that it is a conveyance conveyor which can be supplied quantitatively). ). In short, it may be a crusher and a conveyer driven by a hydromotor.
10:揚鉱システム、11:揚鉱基地、12:返送ライザー(返送用の移送管)、12a:第1の返送ライザー(返送用の移送管)、12b、12c、12d:第2の返送ライザー(返送用の移送管)、13:揚鉱ライザー(揚鉱用の移送管)、14:バルブユニット、15:切替バルブ、16:循環ポンプ、17:セパレータ、18、19:吸入ライン、21:バイパス管、22、23、24:ハイドロモータ、25:破砕装置、26:スクリューコンベア(搬送コンベア)、27:水中ポンプ、30:フレーム、30a:フロントフレーム、30b:サイドフレーム、31:スイングジョー、32:偏心軸、33:フライホイール、34:可動歯、35:固定歯、36:破砕室、36a:投入口、36b:排出口、37:トグルプレート、38:調整手段、39:テンションロッド、40:バネ部、41:ケーシング、42:流出口、43:ランナー、43a:円盤部、43b:羽根部、44:駆動軸、45:ガイドベーン、47:ケーシング、48:スクリュー、48a:シャフト、48b:羽根、49:投入口、50:排出口、51:ケーシング、52:インペラ、53:流入口、M:鉱物資源 10: pumping system, 11: pumping base, 12: return riser (transfer pipe for return), 12a: first return riser (transfer pipe for return), 12b, 12c, 12d: second return riser (Transfer pipe for return), 13: pumping riser (transfer pipe for pumping), 14: valve unit, 15: switching valve, 16: circulation pump, 17: separator, 18, 19: suction line, 21: Bypass pipe, 22, 23, 24: Hydro motor, 25: Crushing device, 26: Screw conveyor (conveyor), 27: Submersible pump, 30: Frame, 30a: Front frame, 30b: Side frame, 31: Swing jaw, 32: eccentric shaft, 33: flywheel, 34: movable tooth, 35: fixed tooth, 36: crushing chamber, 36a: inlet, 36b: outlet, 37: toggle plate 38: adjustment means, 39: tension rod, 40: spring part, 41: casing, 42: outlet, 43: runner, 43a: disk part, 43b: blade part, 44: drive shaft, 45: guide vane, 47: Casing, 48: screw, 48a: shaft, 48b: blades, 49: inlet, 50: outlet, 51: casing, 52: impeller, 53: inlet, M: mineral resources
Claims (6)
海上に配置される揚鉱基地と、前記揚鉱基地と海底との間に配設され、海底で採掘した鉱物資源を海水と共に前記揚鉱基地に移送する揚鉱用の移送管と、前記揚鉱基地と海底との間に配設され、鉱物資源が分離された海水を海底に戻す返送用の移送管と、前記揚鉱基地に設置され、鉱物資源が分離された海水を前記返送用の移送管に送り込む循環ポンプと、
海底に配置され、前記返送用の移送管によって返送される海水の圧力によって作動する複数のハイドロモータと、海底に配置され、前記ハイドロモータによって駆動し、海底で採掘した鉱物資源を細粒化する破砕装置と、海底に配置され、前記ハイドロモータによって駆動し、前記破砕装置によって細粒化された鉱物資源を海水と共に吸入して前記揚鉱用の移送管に送り込む水中ポンプとを備えることを特徴とする海底鉱物資源の揚鉱システム。 A pumping system that pumps mineral resources mined on the sea floor to the sea,
A pumping base arranged on the sea; a transfer pipe for pumping that is disposed between the pumping base and the seabed and transports mineral resources mined on the seabed together with seawater to the pumping base; A return pipe disposed between the mine base and the seabed for returning the seawater from which mineral resources have been separated to the seabed; and seawater from the mineral base from which the mineral resources have been separated for return. A circulation pump that feeds the transfer pipe;
A plurality of hydromotors arranged on the seabed and operated by the pressure of seawater returned by the return transfer pipe, and arranged on the seabed and driven by the hydromotor to refine the mineral resources mined on the seabed. A crushing device, and a submersible pump disposed on the seabed, driven by the hydromotor, and sucking together with seawater the mineral resources finely divided by the crushing device and feeding them into the transfer pipe for pumping A submarine mineral resource pumping system.
前記揚鉱基地に設置された前記循環ポンプを駆動して海水を前記返送用の移送管に送り込んで複数の前記ハイドロモータを作動させることにより前記破砕装置及び前記水中ポンプを駆動させ、海底で採掘した鉱物資源を前記破砕装置で細粒化した後、細粒化された鉱物資源を前記水中ポンプにより海水と共に前記揚鉱用の移送管に送り込むことを特徴とする海底鉱物資源の揚鉱方法。 A submarine mineral resource pumping method using the submarine mineral resource pumping system according to claim 1,
Mining on the seabed by driving the circulating pump installed at the pumping base to drive seawater into the return transfer pipe and operating the hydromotors to drive the crushing device and the submersible pump A method for pumping a submarine mineral resource, comprising: finely pulverizing the mineral resource with the crushing apparatus; and then feeding the refined mineral resource together with seawater to the transfer pipe for pumping using the submersible pump.
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