JPS5918894A - 海底堆積資源の採取装置 - 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、海底堆積物、特に鉱物資源の豊富な大洋底の
堆積物を経済的且つ能率的に採取づる装置に関づる。

海底、特に深度が４０００・−６０００ｍの大洋底には
、海底漂砂鉱物資源等と呼ばれている０富な鉱物資源が
堆積し−Ｃいる。これは、陸−［で風化し、浸食された
鉱物が川から海へ流れ込み、比重の差等により淘汰され
て堆積したもので、その種類も金、クロム、ニッケル、
マンガン、ルチル、モナス石、ダイヤモンド等、比較的
比重の大きな鉱物から小さな鉱物まで、非常に多様であ
る。

これら海底１１を梢資源の多くは、大洋底の表−面」ニ
に堆積しており、その埋蔵状態は、陸上に比べると迩か
に良く、例えばマンガン等は、マンガン団塊と呼ばれる
こぶし大のマンガン塊が平坦で広大な大洋底の表面に無
尽蔵とも言える程大量に転がっている。ところが、この
１富な海底ｉｆｔ積資源も、（のほとんどが深度数千ｍ
どい）深海の底に在るため、その採取は困ガ［をきわめ
る。しかも、この海底堆ｆＦｉ資源は、深海はとり９富
”で良質なのである。

従来、この資源リハな海底堆積物を採取覆る方法として
は、上記したマンガン団塊の採取を例にとってみると、
海上から深度！ｉ　０　（１０ｎｌの深）角底に吸入管
の先端をとどかＵ′、（−１人なポンプを動かし’Ｕ！
ｉ（１０（１ｍの海底にあるマンカン団ｌ卑を海水もろ
とも海上まで吸い上げる方法、また）毎上から深度５０
００ｍの深海底に垂らしたり７１−に連ねである採取容
器で海底のマンカン団関を１くい取っｃ　ｔＦｉｊ上へ
引き上げる方法かぁ−）た。

しかし、前者の方法は、わずか数個のマンカン団塊を海
」こまで吸い上げるのにし莫人４Ｔ（１）の海水を汲み
上げねばならず、さらに吸入管の長さが！ｉ　０００１
１１にもなると、その管壁の抵抗も人さくなり、そのた
めに非常に強力で巨大なポンプと莫大な動力を必要とし
、海面に人足の泥水を揚げるといった環境汚染問題を含
み、到底経演的に見合うものではなかった。Ｊ、た、後
者の方法は、マンガン団塊を個々の採取容器の底の方に
わずかにしかづくいとれず、極めて能率の悪いものであ
った。

このような欠点を解消しうるちのとしＣ１本発明者は先
ｔこ、海上の母船と）角中の堆積物集積容器との間をバ
／２ットリ−ノ１−で゛連結Ｊるという新しい採取方法
を案出しく特公昭５２−２３（３２号）、既に特￥［第
８７９６０３号どじで特許どなっている。

この方法は、原理的には、経済性並びに能率の点τ゛槓
めて覆くれたものと言えるが、実施りる（Ｌ−際しては
末だ解決すべき問題点が残されている。

本発明の目的は、上記特公昭、”＋　２−２３６２号公
報（こ記載されでいるようなバケツ１〜リフ１一式の採
取方法を前提どし、それを更に改良発展させて、如何な
る採取場所であろうとも水深等にかかわらず迅速に採取
作業を開始でき、バケットリフトの操作を容易に行なう
ことができるような尚底Ｈｊ積資源の採取装置を提供Ｊ
ることにある。

かかる目的を）ヱ成づべく案出さねに本発明は、海上に
位置する母船と、海中深部に位置１ノｉ＃ｒ底堆積物を
集積１ノる集積容器と、両者の間を連結する多数のパケ
ットを備えたエンドレスのパケットリフトを右し、該バ
ケツｌ−が集積′８器の下面にに沿って移動づるように
前記ベル１−を回動さけ、集積容器内の収集された堆積
物を次々どバケッｌ−内に収容して海上に引上げるよう
にしだ尚底Ｉｆｆ積資源の採取装置において、少くども
一対のエンドローラを対向させ双りの相差１的間隔を自
由に調節できるようにするとともに、てれらエントロー
ラ間にエンドレスのハシ７１−　ｆ＝１ベルトを多数回
巻回し、］−ンドローラ間の間隔を変えることによって
バケツｌ−（＝Ｊ　、ｆンドレスヘルトを回動さＵつつ
収納可能と覆ると其（ご、ｉ／。

中集積容器の水中深さを調節可能とｌ〕ｌＪリフｌ〜伸
縮装置を母船に設置プたことを特徴とりるｔａｒｔ底堆
積資源の採取装置である。

以下、図面に基づき本発明１こついて詳述りる。

第１図は本発明の一実施例を示−４−説明図である。

同図に示されているように、本発明は、海上に位置する
母船１と、海中深部（）ん底もしくは海底近傍）に位置
し海底＋（を植物を集積する集積容器２との間を、］、
ンドレスのバノ７ットリフト３で連結し、集積容器２内
に収集した１（を植物を次々とバクット内に収容して海
上に引上ｌ）゛るようにしｌζ海底堆積資源の採取装置
を前提としている。

海上の母船１に引上げられたエンドレスリフ１〜の各バ
ケツ１〜は、運んできた海底堆積物を母ｆに１１　、Ｌ
−に（第２図にお（りる符号△Ｃ゛示！１個所）故出し
、船上、船内を循環した後、再び海中へと降下しでいく
（リフ１への移動方向を第２図中矢印ａ、ｂ、ｃ、・・
・にて示す）。海底堆積物の存在覆る海底深度は４００
０〜ＧＯＯＯｍと場所によっ１異なるから、バケットリ
フｌ〜の海中の長さも１００　（ｌ　０〜１５０００ｍ
を必要とし、採鉱地域の水深に応じで変化させると共に
残余のバケツ（・リフトが整然と収納され、かつ船内と
海底の間をエンドレスで循環させる必要がある。

本発明（、Ｌ、これに荊処しうる装＠なのである。

つＪ、す、母船１中にバケツ１〜リフ１−２の吊下し良
さ調節を自由に行ない残余のり７１−を１１■納づる装
置どしてリフト伸縮装置４ａ、／′１１．＋が設（〕ら
れている。これは、第２図、第３図に承りように、母船
中の前後に２絹各一対のエンド１］−ラ５ａ　、　６ａ
　、　５１１　、６１＋を双りの相対間隔を自由に変え
うるように設（）たもの−Ｃ，イれらＪノド１」−ラ５
ａ　、５ａ　、５ｂ　、（３ｂ間にバケツ１−イ」さの
エンドレスベル１〜を多数回巻回ｌ）、Ｊシトローラ５
ａ、（３ａ、また４；Ｌ　５　ｂ　、　（３Ｉ）間の間
隔を変えることによってｔｆＩ７中集（ｉ゛１容器２の
水中深さを調節でき、かつそれを引揚げらるように構成
されている。本実施例て＋、ｒ　　ｖｕのリフ１〜伸縮
装置４ａ、４．ｂが設けられているが、−相（あっても
よいし、三組以上設（］てもＪ、い。多段構成に覆れば
、より良いリフトを収納できることになる。リフト仲綿
装置４ａ　、　／＋　１１　ＬＬ同じ構造であってよい
ので、以下簡略化のため、リフ１−伸縮装置を符号４て
、」−ンドローラを符８５．６て表わす。

母船中にはパケットリフトを所定の経路に治って走らけ
るため多数のガイドローラが取付けられているが、これ
らのうちの幾つか（第２図において符号りで示すローラ
）は原動軸に接続されていてバ）ｙットリノトをスムー
スに牽引りるようになっている。

このリフト伸縮装置４の詳■ｊは第４図−へ・第８図に
示寸通っである。一方のエンドローラ５は固定枠１０に
回動自在に取付（）られているのに対しＵ　ＩＩ！！方
のエンドローラは可動枠１１に回動自重ｒに取ｆ（Ｉ）
られている。ここで、可動枠１１は外枠１２に対して、
移動自在である。ターなわら、外枠内部に説（）られた
レール１３に可動枠１１の車輪１４が乗り、前記レール
１３の近１力に設（プたラック１５ど車軸１６に取付（
ｊられているビニ訓ン１７どが噛合い、該ビニオン１７
を、減速機１８を介してモータ等で駆動覆ることにより
走１ｊりるのである。他の実施例として、両りともｉｉ
Ｊ　１ＦＩＪ枠どじ、双方が動いて相勾距離を変化さけ
る（１へ造としでもよいこと熱論である。

固定枠１０と可動枠１１との間に複数（本実施例−ＣＬ
Ｊ　３個）の中間枠２０が設（）ら４′【る。こｔしら
の中間枠２０は、それぞれ車輪２１によってレール１３
３圭を走行自在である。この中間枠２０もラック１５に
噛合するビニオン２２を負ｌノ、減速機２３を介してモ
ータ鴫にＪ、り駆＋Ｆｊｌされる。各中間枠２０は、前
記固定枠１０からの距削に比例した）中度て走行Ｊる。

で１．／　”（、名中間枠２０は油圧シリンダ２５によ
って押」（）られる上張り（］−ラ２６及び油［１シリ
ング２７にＪ゛つＣ押下げられる下張りローラ２８とを
イｊし、横７Ｓ−れ、たれ下がりを防Ｊ１シている。−
ｔンｌ−１］−ラ５，６や上張りローラ２６、下張り（
」−ラ２８は、それぞれ多数の独立して回転可能な狭幅
ローラの集合体である。各狭幅ローラが独でＬし７て回
転可能とづることによって、長大なバ／７ツ［〜リフ］
−のスムースな児１珪（Ｊ上の伸縮を可能どしている。

このようなリフト伸縮装置４にＪ、って母船１から繰出
される二［ンドレスパケットリ７１−３の長さ、ひいて
は集積容器２の水深を調整できるようにすると共に、イ
の引揚げを可能としている。水深が比較的浅いときく例
えば数十ｍのとさ）　ＩＪ、可動枠１１は、固定枠１０
どの間隔が非常に大きくなるように移動づるく第４図△
、第５図△参照）。このとき、エンドレスベルトはバケ
ッ１〜が適宜間隔て取付いたまま両１ントロー９５，６
間を多数回巻回された状態のままである。可動枠１１が
走行するにつれて内側の各中間枠２０も走行覆る。第４
図Δに示すよう（，３両エンドローラ５，６が離れた状
態では、特に上側のベル１−は、その自重及びパノノッ
トの小量等により垂れ下がるので、中間枠２０の油１「
シリンク２５．２７作動さけ、上張りローラ２６、下張
りローラ２８を外方（」一方及び下方）ｌ＼でれぞれ突
出さＵるようにづる。逆に水深が深い場合には第４図Ｂ
１第５図Ｂに示すように、固定枠１０と可動枠１１との
間隔を狭める。このとき、中間枠２０も走行するが、上
張りロ−ラ２６やＴζ張りローラ２”８は内方に引込／
υだ状態でよい。このような可動枠１１の動きによ−）
で、唸延長１号数千ｍのリフ（−長さの調ハ１）が、Ｉ
ことえ−ＶンドＩノスペルＩ−に多数のパノ７ノ１〜が
取付い！ご状態で必っだどじても可能となるのである。

／Ｊお、第６図において、右半分はエンドロー９部分、
左半分（、Ｌ中間枠部分を示している。

木ブを明にＡ３い（−１海上の母船１ど（ｉυ底の集積
容器２との間を連結ゴるエンドレスのバケツ１〜リフト
３は、第９図に承りように、キャ紺ローブ／１０をベル
１−状に結束して、それに適宜間隔Ｃ゛バケッ１−４１
を取付（ノたものがｌＪ′ましい。例えばテト［１ンー
ナイロン製の、ＩＢや１１目−ゾ（−１、比重約１．２
５稈度ど非常に軽いにもかがりらり引張り強度は充分で
あり、約１〜２　ｍ間隔Ｃ取ｆ・ロフだパケット４１に
ンん底堆積資ｊ’ｌｆｆをニー１杯にｌ−、Ｔ引上げ゛
ることができる。１采取目的どりる海底ＩＩＩ　（Ｉ’
＋資源がマンガン団洩のような場合に（Ｊ、ハケッ１−
の少くとち°底面は網状とするのがよい。バケット沈降
時流体抵抗を小さくてきるから−Ｃある。

本発明の実施にｄ３いて、海底もしく、　ｌ；Ｌ　２１
底近鳴に位置づる海底堆積物の集積容器及び（のに１帯
設備は、パケットが集積容器の下面−１に沿って移動す
ることで集積容器内に集積された海底ｊ１を偵資源を次
々どパケット内に収容し向上に引−にげうるものであれ
ば如何なるものでもよい。

例えば前述した従来技術（特公昭５２−２３６２　号公
報）に示されたものでちＪ：い。

しかし第１０図以降に示？！構成のしのは、本発明を実
施する場合に好適な装置である。この３Ａ同は、集積容
器２を備えたり“鉱部５０と、自走集鉱機５１からなる
。集鉱部５０ど自走集鉱ｉＵＭ　ｊ　１はフレキシブル
部を含む輸送管５２て連結される。自走集鉱（幾５１は
集鉱部５０に対しく′ｆ１数台イ］随しＣいてもＪ：い
。集鉱部５０は、通常バケツ１−リフｈによって支持さ
れＣいるが、てれとは別にワ、イ＼’　−５３’ｃｍ船
１ど接続されＣいる。自走集鉱機５１ち同様にワイヤー
５４”　Ｉ’Ｑ　ｎｔｉ）　１と接続されている。各ワ
イＡアー５３゜５／Ｉに動カケープルを組込んでもよい
し、動カケープルは別に各ワイＡフーに冶って股（Ｊて
もにい。これらの１ツイヤ−は各装置をＩｆｌ　Ｑｉｉ
　Ｊに引」げ゛るのに使用する。

自走集鉱機５１は、車輪５５あるい（ｊ照限軌ｊ係を有
し、スクリュウ、水カジェッ１−等を肯え−Ｃもよく、
またライトやテレビカメラ等を６備え、海底を走行する
。前方下部に多数の吸引口５Ｇをイ１し、沈澱にｌ′、
＋Ｊ埋ったマンガン団興等を第１のポンプ５７て吸い」
二け゛る。このどさ゛、吸引口５Ｇの近傍にジェンｌ〜
をｊｒ、剣でさるようにし、沈澱を吹き飛ばしてマンカ
ン団四を採取しＴ＋　１’　＜刀ることも有効である。

１？取された）１ｇ底堆積物は、自走集鉱ｉ幾５１内の
、ｍ払容器５８内に−ｃ１集められ、泥砂等をふるい舘
どｌ−、’（含泥率約約３０％のらのを約１５％位にな
るよう′　に第一次３１！鉱される。

採取された資源は、第２のポンプ６ｏて輸送管５２によ
って集鉱部５０にｊ′ｌｓられる。集鉱部５０も同様に
、車輪６１まＩ、：は無限軌３ハを右１）、スクリュウ
または水中ジェット６Ｚを右りる。

輸送管５２を通って送られてぎた採取資源は網状の集積
容器２に収容される。バフラ１〜リフ［・の折返し点に
位置りる回動透型６３はそのスポーク部６／ｌに（Ｗ拝
賀を有し、子の回転によっ（採取資源をＩ！　Ｊ’ｌ’
　Ｌ、泥砂等をふるい落しで金泥率を約５％ぐらいまで
向上させるとともに、バケツ１〜ｌ＼の採取資源の収容
を円滑に行なわせる。　　　　。

回ＩＰＪＪ　ｆｉ車６３に（よ、それとバケツｌ−リフ
トのベルｉ−との間に異物（泥等）が入り込まないにう
に、該回転透型６３の外周のベル１へと抜駆しはしめる
間断にブラシを股（）たり、ベルトどの非接触部に泥よ
（ツカバーを設（プるなどの工夫も有効である。

集鉱部５０は湖底に降りていてもにいし、海底近１角に
浮いてい゛てもよい。いずれにしても自走集鉱機５１と
協動して広範囲にＲ’ｉ在している海底資源を効率よく
採取できる。

以上が本発明装置の一例である。これらの動きをまとめ
て述べれば次の如くである。母船１が探鉱区域に到達し
たならば、ＰＪ船１に設置〕ら１１でいるクレーン７０
を用いて集鉱部；）０及び自走集鉱機５１を海中へ降ろ
づ。このときバフラ１〜リフｌ−３（Ｊ集鉱部５０ど係
合し７ているため順次）ｊａ中へ降ろされる。バフラ１
−リフ１−３の長さは、）ん底深用に応じてリフト伸縮
装置１により調整される。これは前述のようにｉ′ｉＪ
動枠１１が徐々に固定（＜！１ＯｆＪ向に駆動されるこ
とに、１−７）−（実現Ｃきる。集鉱部５０が）角底も
しくはその）バ簡に達し、自走集鉱間５１し海底に）！
シたならば１宏多ｉｉ＋　ｈ′ＸＱ台まる。自走集１広
１幾５１（ご駁１晶さ４′１ている７しじカメラ等によ
−）で１す１船１上に（湖底の１１（態が把１屋できる
ので、−でれに応じて採鉱作業を進めることがてきる。

γ毎底に転がっている堆積物は、自走尤鉱機５１の前方
にて一列に並んだ幅広の吸引［１５６から吸引され、自
走集鉱閤５１内の網状容器５８内に集められる。吸引Ｉ
：Ｉ　５６は１ｌＩＪ底面より５〜１Ｑｃｍのところな
ので、比較的小さな吸引力でち沈泥中に半ば埋まってい
るマンカン団跣等を効；ｒよく採取てきる。前述の如く
採取された資源は輸送管５２て集鉱部５０に送られ、ハ
クツリフ］へ３で船」−へ運はれる、１本プ））人に」
、れば、）角底で第−次及び第二次の選鉱をして金泥率
を低くし−Ｃ目的とする資源のみを引−１−（）られる
ので、効率がよく、また向面近簡を記て汚り割合を極力
小さく抑えうる。

母船１上に引上げられたバフラ１〜は、中身が空（ジら
れ、第２図矢印で示すようなループを通って再び海中へ
と送り込まれることになる。かくして、採鉱作業が行な
われる。別の場所へ移動するときには、クレーン７０で
集鉱部５０及び自走集鉱機５１を引上げ、バフラ１〜リ
フトを巻上げれば直らに移動できる。

以、１説明してきたように、水光明（Ｊ、海底に集（内
部を沈下させて、海底で採取した堆積物を−Ｄこの東梢
部に集積し、これを向上への牽引手段に連結した容器に
収納して引き−Ｌげることに」、り従来のＪ、うに大量
の上ネルギーを消費して巨人なポンプを動かさずとも、
また海底がられり゛か数個のＭ１石を海上まで引き上げ
るために空のパケットを何度も上げ下げηる能率の悪さ
もなく、非富に経済的且つ能率的に深度の人さイＴ演底
の堆積物を採取して）ｂ土に引き−１−げることができ
るのであり、深度４０００−・Ｉｉ　０００　ｎｌの大
洋底に眠っている豊富な鉱物資源を秋取りるｈ法あるい
は海底の堆積物を掘り起り装置と（−・で、非゛帛にづ
ぐれたしのである。

とりわ（Ｊ本発明ににれば、採鉱地点Ｃ′の水）′３ｋ
が大幅に変化しても自由にかつ迅３ｉ　１Ｊ２・ｌ　１
５　’（き、深さ調節が自在にてき、しかも遠隔操作や
自動化に適りるし、採鉱地点に到盾し、てからＩＸ　＋
屈１′１・業を開始でるまでの時間あるいは１１掘作業
を柊了してからＪ！鉱地点をＩ！！Ｉすれる。（−ＵＪ
の１間を大幅に短縮でき集積容器等海底での作業機域の
故障の際でも迅速に引揚げることかでさるイ１ど、深尚
採鉱の経済性と安全性の而で１くれた効果を奏しうるち
のＣある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全１７１１構成を示づ説明図、第２図
はＩｎ船の側面図、第３図はイの平面図、第４図Ａ、Ｂ
はリフト伸縮装置の側面図、第５図△、Ｂはその平面図
、第６図はその一部破断圧面図、第７図は可動枠の説明
図、第８図は中間棒の説明図、第９図はバフラ１〜リフ
トの部分Ｒ（１間図、第１０図は集鉱部及び自走集鉱機
の説明図である。 １・・・母船、２・・・集積容器、３・・・バフラ］・
リフト、４．４ａ　、４ｂ・・・リフト伸縮装置、５゜
５ａ、　５１３，６．６ａ　、５１）・・・エンドロー
ラ。 特許出願人　　　　内　１）擾　間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、海上に位置する母船と、海中深部に位置し海底堆積
   物を集積づる集（＾容器と、両者の間を連結する多数の
   バケッ［・を（賄えたエンドレスのバケツ１−リフトを
   有し、該パケットが集積容器の下面−１−に沿って移動
   りる−ように前記ベル１−を回動させ、集積容器内の１
   １Ｖ、集された堆積物を次々とバケット内に収容して海
   上に引上げるようにした海底堆（＾資源の採取装置にｄ
   ３いて、少くとも一対の］−ンド［コーラを対向させ双
   方の相対的間隔を自由に調節ひきるようにり゛るととも
   に、それら土ンド１−１−ラ間にエンドレスのバクット
   伺ベル１〜を多数回巻回し、二Ｉ−ンドローラ間の間隔
   を変えることによってバケツ１〜付１ンドレスベル１−
   を回動さＵつつ収納可能とすると共に、海中集積容器の
   水中深さを調節可能としたリフト伸縮装置を母船に設（
   Ｊたことを特徴とする海底堆積資源の採取装置。