JPS6028999B2 - 海底沈積物の採掘法及び採掘装置 - Google Patents
海底沈積物の採掘法及び採掘装置Info
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- JPS6028999B2 JPS6028999B2 JP55145844A JP14584480A JPS6028999B2 JP S6028999 B2 JPS6028999 B2 JP S6028999B2 JP 55145844 A JP55145844 A JP 55145844A JP 14584480 A JP14584480 A JP 14584480A JP S6028999 B2 JPS6028999 B2 JP S6028999B2
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- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
- E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
- E02F3/88—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements acting by a sucking or forcing effect, e.g. suction dredgers
- E02F3/90—Component parts, e.g. arrangement or adaptation of pumps
- E02F3/92—Digging elements, e.g. suction heads
- E02F3/9256—Active suction heads; Suction heads with cutting elements, i.e. the cutting elements are mounted within the housing of the suction head
- E02F3/9268—Active suction heads; Suction heads with cutting elements, i.e. the cutting elements are mounted within the housing of the suction head with rotating cutting elements
- E02F3/9275—Active suction heads; Suction heads with cutting elements, i.e. the cutting elements are mounted within the housing of the suction head with rotating cutting elements with axis of rotation parallel to longitudinal axis of the suction pipe
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- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
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- E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
- E02F3/88—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements acting by a sucking or forcing effect, e.g. suction dredgers
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- E02F3/905—Manipulating or supporting suction pipes or ladders; Mechanical supports or floaters therefor; pipe joints for suction pipes
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- E02F3/92—Digging elements, e.g. suction heads
- E02F3/9212—Mechanical digging means, e.g. suction wheels, i.e. wheel with a suction inlet attached behind the wheel
- E02F3/9225—Mechanical digging means, e.g. suction wheels, i.e. wheel with a suction inlet attached behind the wheel with rotating cutting elements
- E02F3/9231—Suction wheels with axis of rotation parallel to longitudinal axis of the suction pipe
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21C—MINING OR QUARRYING
- E21C50/00—Obtaining minerals from underwater, not otherwise provided for
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、一端に吸込口を備えた自由に懸垂された吸込
パイプを介して海底沈蹟物を採掘する方法及び装置に関
する。
パイプを介して海底沈蹟物を採掘する方法及び装置に関
する。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第２７０７８９ｙ号明細
書によれば、搬送パイプを備えた搬送装置であって、同
搬送パイプの下端が運動可能でありかつその外周部が密
にシリング内に係合する形式のものが公知である。
書によれば、搬送パイプを備えた搬送装置であって、同
搬送パイプの下端が運動可能でありかつその外周部が密
にシリング内に係合する形式のものが公知である。
シリングと搬送パイプの端部との間には駆動装置が配置
されており、同駆動装置によって、搬送パイプとシリン
ダとが互いに往復運動可能である。この往復運動はポン
プ作用を得る目的だけでなく、高い振動数の振動を得る
ためにも役立つ。この種の振動運動は、搬送すでき泥土
内への侵入を助成しかつカナールの発生を阻止する。こ
の目的はしかし充分には蓮せられない。ドイツ連邦共和
国特許出願評２８４１２０３５号明細書に基づく搬送装
置においても、すでに述べたように泥土をほぐすために
振動を発生せしめているが、同様に充分な効果が得られ
ない。この場合、振動は下向きにテーパした円錐状のシ
ープによって行なわれ、振動方向は鉛直である。この種
の装置では、例えば紅海の深いところでのような比較的
硬い泥士状の海底沈債物層では充分なほぐし及び採掘が
できず、しかも海底沈積物層が厚い場合には極めて深く
までは作業できず、充分な流動性を有する枕穣物層たる
上層でしか作業できない。本発明の課題は、硬い泥土状
の海底沈贋物をも採掘できるような冒頭に述べた形式の
海底沈積物の採掘法及び採掘装置を提供することにある
。この課題を解決した本発明採掘法の要点は、一端に吸
込口を備えた自由に懸垂された吸込パイプによって海底
沈積物を採掘する方法であって、吸込口を、採掘すべき
枕積物層内へ徐々に降下せしめ、次いで自由に側方向で
運動できる高さまで特上げて所定距離だけ側方へ移動さ
せて再び降下させ、この作業を順次繰返し、その場合に
先に降下したさし・に形成した沈積物層内のくぼみ内に
吸込口が滑落するのを阻止する点にある。本発明の根本
思想は、振動機では十分な‘まぐし作用を得ることがで
きず、振動機を備えた公知吸込ヘッドでは振動作用がシ
ーブの近くでしか得られず又はわずかな粘度しか有しな
い沈積物表面範囲でしか作業が行なえないという認識に
立脚している。
されており、同駆動装置によって、搬送パイプとシリン
ダとが互いに往復運動可能である。この往復運動はポン
プ作用を得る目的だけでなく、高い振動数の振動を得る
ためにも役立つ。この種の振動運動は、搬送すでき泥土
内への侵入を助成しかつカナールの発生を阻止する。こ
の目的はしかし充分には蓮せられない。ドイツ連邦共和
国特許出願評２８４１２０３５号明細書に基づく搬送装
置においても、すでに述べたように泥土をほぐすために
振動を発生せしめているが、同様に充分な効果が得られ
ない。この場合、振動は下向きにテーパした円錐状のシ
ープによって行なわれ、振動方向は鉛直である。この種
の装置では、例えば紅海の深いところでのような比較的
硬い泥士状の海底沈債物層では充分なほぐし及び採掘が
できず、しかも海底沈積物層が厚い場合には極めて深く
までは作業できず、充分な流動性を有する枕穣物層たる
上層でしか作業できない。本発明の課題は、硬い泥土状
の海底沈贋物をも採掘できるような冒頭に述べた形式の
海底沈積物の採掘法及び採掘装置を提供することにある
。この課題を解決した本発明採掘法の要点は、一端に吸
込口を備えた自由に懸垂された吸込パイプによって海底
沈積物を採掘する方法であって、吸込口を、採掘すべき
枕積物層内へ徐々に降下せしめ、次いで自由に側方向で
運動できる高さまで特上げて所定距離だけ側方へ移動さ
せて再び降下させ、この作業を順次繰返し、その場合に
先に降下したさし・に形成した沈積物層内のくぼみ内に
吸込口が滑落するのを阻止する点にある。本発明の根本
思想は、振動機では十分な‘まぐし作用を得ることがで
きず、振動機を備えた公知吸込ヘッドでは振動作用がシ
ーブの近くでしか得られず又はわずかな粘度しか有しな
い沈積物表面範囲でしか作業が行なえないという認識に
立脚している。
さらに、充分な粘度を有する枕積物層の表面範囲での側
方向の送りは深度２００皿以上では困難であるという事
実にも考慮が払われている。これらの認識の上に立って
、本発明の採掘法によれば、吸込口を徐々に沈積物層内
へ降下させるときの下向きの採掘又は送りのみが行なわ
れ、その場合に速度は、そのつど吸込口の前方に存在す
る沈漬物がほぐされるように決定される。吸込口の縁範
囲の流れ速度が高いので、比較的硬い泥土状の沈積物を
もほぐすことができる。下向きの掘削が終了し、これに
よって多かれ少なかれ円筒形乃至漏斗状のくぼみが形成
されても、本発明ではただちに側方向の送りを行なわず
に吸込口を再び特上げ、しかる後にはじめて側方向に移
動せしめ、次いで再び徐々に降下せしめる。その場合、
次の降下時に吸込口のくぼみに沿って案内されて同くぼ
み内に滑落することなく確実に側方でずれた位置に再び
降下して枕漬物層内へ侵入して次のくぼみを形成するよ
うに、吸込口の側方向の移動量が決定される。このよう
にすれば、いかなる場合でも侵入運動は重力による吸込
パイプの降下によって得ることができる。吸込へツド‘
こ質量を集中させれば、比較的硬い沈積物層内へも吸込
ヘッドを侵入させて同層をほぐすことができる。側方向
運動時に自由に懸垂された吸込パイプに設けた吸込口の
この間欠的な側方向運動は、吸込パイプの上端の相応す
る間欠的な運動を要せず、むしろ吸込パイプの上端が海
面のところで不断に側方向で運動すれば足りる。
方向の送りは深度２００皿以上では困難であるという事
実にも考慮が払われている。これらの認識の上に立って
、本発明の採掘法によれば、吸込口を徐々に沈積物層内
へ降下させるときの下向きの採掘又は送りのみが行なわ
れ、その場合に速度は、そのつど吸込口の前方に存在す
る沈漬物がほぐされるように決定される。吸込口の縁範
囲の流れ速度が高いので、比較的硬い泥土状の沈積物を
もほぐすことができる。下向きの掘削が終了し、これに
よって多かれ少なかれ円筒形乃至漏斗状のくぼみが形成
されても、本発明ではただちに側方向の送りを行なわず
に吸込口を再び特上げ、しかる後にはじめて側方向に移
動せしめ、次いで再び徐々に降下せしめる。その場合、
次の降下時に吸込口のくぼみに沿って案内されて同くぼ
み内に滑落することなく確実に側方でずれた位置に再び
降下して枕漬物層内へ侵入して次のくぼみを形成するよ
うに、吸込口の側方向の移動量が決定される。このよう
にすれば、いかなる場合でも侵入運動は重力による吸込
パイプの降下によって得ることができる。吸込へツド‘
こ質量を集中させれば、比較的硬い沈積物層内へも吸込
ヘッドを侵入させて同層をほぐすことができる。側方向
運動時に自由に懸垂された吸込パイプに設けた吸込口の
この間欠的な側方向運動は、吸込パイプの上端の相応す
る間欠的な運動を要せず、むしろ吸込パイプの上端が海
面のところで不断に側方向で運動すれば足りる。
しかもその不断の運動速度は吸込口の側方向運動の平均
速度に等しくてよい。吸込パイプの下端（吸込ヘッド）
は沈鰭物層内への降下時にそのつど別のくぼみを形成し
つつこのくぼみによって保持されるので、上端の不断の
側方向運動によって吸込ヘッドは側方向に運動せず、吸
込パイプが傾斜する。本発明に基づく吸込パイプが、自
由に側方向運動のできる高さまで特上げられてはじめて
、吸込パイプの下端も吸込口と一緒に、吸込パイプの懐
斜によって同額斜量及び吸込パイプの流れ抵抗に関連し
て吸込パイプの重量によって側方向へ移動する。このた
め、吸込ヘッドを所定距離だけ側方向へ確実に移動させ
るためには、吸込パイプの引上げ時点から再降下までの
間に所定の時間をおくだけでよい。それゆえ、自由に懸
垂された吸込パイプの長さが大きいにもかかわらず。浮
力体の不断の側方向運動を正確に制御すれば、くぼみと
くぼみとの相互間隔が極めて正確に決定される。その場
合、音響的な側定法によって結果を制御することも可能
である。降下時の吸込口の侵入を助成するために、吸込
ヘッドを備えた吸込口に機械的なボーリング手段、掻取
手段又は破砕手段を設けて、降下時及び（又は）特上げ
時にこれを回転させるのが効果的である。
速度に等しくてよい。吸込パイプの下端（吸込ヘッド）
は沈鰭物層内への降下時にそのつど別のくぼみを形成し
つつこのくぼみによって保持されるので、上端の不断の
側方向運動によって吸込ヘッドは側方向に運動せず、吸
込パイプが傾斜する。本発明に基づく吸込パイプが、自
由に側方向運動のできる高さまで特上げられてはじめて
、吸込パイプの下端も吸込口と一緒に、吸込パイプの懐
斜によって同額斜量及び吸込パイプの流れ抵抗に関連し
て吸込パイプの重量によって側方向へ移動する。このた
め、吸込ヘッドを所定距離だけ側方向へ確実に移動させ
るためには、吸込パイプの引上げ時点から再降下までの
間に所定の時間をおくだけでよい。それゆえ、自由に懸
垂された吸込パイプの長さが大きいにもかかわらず。浮
力体の不断の側方向運動を正確に制御すれば、くぼみと
くぼみとの相互間隔が極めて正確に決定される。その場
合、音響的な側定法によって結果を制御することも可能
である。降下時の吸込口の侵入を助成するために、吸込
ヘッドを備えた吸込口に機械的なボーリング手段、掻取
手段又は破砕手段を設けて、降下時及び（又は）特上げ
時にこれを回転させるのが効果的である。
この回転運動は海面から、懸垂した吸込パイプ全体を回
転させることによって難なく得られ、従って、公知振動
式吸込ヘッドで必要としたような特別な駆動部材を吸込
口に備える必要がまったくなくなり、このことは著しく
深い海底、しかも紅海でのように高温ですらある海底で
の作業では極めて有利である。．上記採掘法を実施する
本発明の操擬装薄の要点は、一端に吸込口を備えた自由
に懸垂された吸込パイプによって海底沈横物を採掘する
装置であって、浮力体が設けられており、同浮力体は前
記吸込パイプが懸垂されており、同吸込パイプの下端に
吸込ヘッドが設けられており、同吸込ヘッドに、沈積物
層をほぐすための運動するほぐし部材が設けられている
形式のものにおいて、前記ほぐし部材が、降下時及び枕
積物層内への侵入時に同耽積物層に対して比較的わずか
な抵抗を有しかつ引上げ若しくは特上げ時に大きな抵抗
を有するように形成されている点にある。
転させることによって難なく得られ、従って、公知振動
式吸込ヘッドで必要としたような特別な駆動部材を吸込
口に備える必要がまったくなくなり、このことは著しく
深い海底、しかも紅海でのように高温ですらある海底で
の作業では極めて有利である。．上記採掘法を実施する
本発明の操擬装薄の要点は、一端に吸込口を備えた自由
に懸垂された吸込パイプによって海底沈横物を採掘する
装置であって、浮力体が設けられており、同浮力体は前
記吸込パイプが懸垂されており、同吸込パイプの下端に
吸込ヘッドが設けられており、同吸込ヘッドに、沈積物
層をほぐすための運動するほぐし部材が設けられている
形式のものにおいて、前記ほぐし部材が、降下時及び枕
積物層内への侵入時に同耽積物層に対して比較的わずか
な抵抗を有しかつ引上げ若しくは特上げ時に大きな抵抗
を有するように形成されている点にある。
この構成は、比較的硬い枕積物層内への侵入時に、懸垂
されて端部で衝突する吸込パイプが折れ曲がる危県を考
慮したものである。
されて端部で衝突する吸込パイプが折れ曲がる危県を考
慮したものである。
この理由で本発明装置によれば侵入時の抵抗が小さく、
これによって折れ曲がりが回避され、かつ引上げ時には
大きなほぐし力が何ら支障なく生じるようになっている
。上に述べた特性を有するほぐし部材は種々の形式で可
能である。
これによって折れ曲がりが回避され、かつ引上げ時には
大きなほぐし力が何ら支障なく生じるようになっている
。上に述べた特性を有するほぐし部材は種々の形式で可
能である。
例えばほぐし都材は吸込パイプの下端に回転可能に支承
されたスクリュとして形成される。このスクリュは沈横
物層内への降下時にこの層内へねじり込まれ、引上げ時
にこのスクリュの回転を阻止する部材が設けられる。こ
れによって、引上げ時には吸込ヘッドの周りに在る沈漬
物が大きな面によって特上げられ及び（又は）ほぐされ
る。同スクリュは吸込パイプに固定されてもよく、その
場合には、海面で吸込パイプの上端を適宜回転させるこ
とによってスクリュの回転が生ぜしめられる。ほぐし部
村が一種の折畳みアンカとして形成されると効果的であ
り、同ァンカは引上げ時に拡げうれ、大きな面によって
周りの枕糟物をつかんでこれを破砕する。吸込ヘッドが
ほぐし部材と一緒に特上げられ同ほぐし部材が大きな抵
抗を持つと、ほぐし部材の下方に負圧が生じる。
されたスクリュとして形成される。このスクリュは沈横
物層内への降下時にこの層内へねじり込まれ、引上げ時
にこのスクリュの回転を阻止する部材が設けられる。こ
れによって、引上げ時には吸込ヘッドの周りに在る沈漬
物が大きな面によって特上げられ及び（又は）ほぐされ
る。同スクリュは吸込パイプに固定されてもよく、その
場合には、海面で吸込パイプの上端を適宜回転させるこ
とによってスクリュの回転が生ぜしめられる。ほぐし部
村が一種の折畳みアンカとして形成されると効果的であ
り、同ァンカは引上げ時に拡げうれ、大きな面によって
周りの枕糟物をつかんでこれを破砕する。吸込ヘッドが
ほぐし部材と一緒に特上げられ同ほぐし部材が大きな抵
抗を持つと、ほぐし部材の下方に負圧が生じる。
このことを利用して本発明の別の実施例では、吸込ヘッ
ドが、高い抵抗を有するほぐし部材（例えば錨腕又はフ
ラツプ）の下方に、下向き又は有利には横向きのノズル
を有しており、同ノズルは前記ほぐし部材の上方にこれ
から充分離れて配置された流入口に通路を介して接続さ
れている。大きな抵抗を有するほぐし都材の下方に引上
げ時に生じる負圧によって水が吸込まれ、これによって
スプレーひいてはほぐし作用が生じ、この作用は上昇運
動の全篇さにわたり続けられる。沈積物の上層はいよい
よポンビングのために充分な低い粘度を有している。
ドが、高い抵抗を有するほぐし部材（例えば錨腕又はフ
ラツプ）の下方に、下向き又は有利には横向きのノズル
を有しており、同ノズルは前記ほぐし部材の上方にこれ
から充分離れて配置された流入口に通路を介して接続さ
れている。大きな抵抗を有するほぐし都材の下方に引上
げ時に生じる負圧によって水が吸込まれ、これによって
スプレーひいてはほぐし作用が生じ、この作用は上昇運
動の全篇さにわたり続けられる。沈積物の上層はいよい
よポンビングのために充分な低い粘度を有している。
さらに沈積物層上には採掘時に、渦巻き状の泥雲が生じ
る。ほぐし部材の下の吸込範囲でのスプレー作用のため
に、沈漬物を含まない水を使用するのは効果的でなく、
むしろ、スプレー作用を高めるたには、すでに述べた泥
雲若しくは流動性の枕漬物層から水を吸込むのが効果的
である。流入口が吸込パイプの固定位置に存在すると、
流入口が高過ぎる場合も生じ、不所望にも汝積物を含ま
ない水を吸込むことになる。これを回避するための本発
明のさらに別の実施例では、流入口が鉛直方向の大きな
距離にわたって分配されており、かっこの距離にわたっ
て鉛直方向で運動可能な避し、管が配置されており、同
被い管が自体の高さ調節のための部材を備えている。
る。ほぐし部材の下の吸込範囲でのスプレー作用のため
に、沈漬物を含まない水を使用するのは効果的でなく、
むしろ、スプレー作用を高めるたには、すでに述べた泥
雲若しくは流動性の枕漬物層から水を吸込むのが効果的
である。流入口が吸込パイプの固定位置に存在すると、
流入口が高過ぎる場合も生じ、不所望にも汝積物を含ま
ない水を吸込むことになる。これを回避するための本発
明のさらに別の実施例では、流入口が鉛直方向の大きな
距離にわたって分配されており、かっこの距離にわたっ
て鉛直方向で運動可能な避し、管が配置されており、同
被い管が自体の高さ調節のための部材を備えている。
この高さ調節は最も簡単には海面からロープによって行
なわれる。しかし効果的には、高さ調節部村が浮力体か
ら成り、かつ、岡被い管が密度の液層内で浮遊するよう
に同被い管及び浮力体の全浮力が調節されている。被い
管の高さ調節の別の可能性は、高さ調節部材を支持面と
して形成し、そのつど沈積物層に形成される円筒形又は
漏斗状のくぼみの側縁又は縁部上に支持させることにあ
る。
なわれる。しかし効果的には、高さ調節部村が浮力体か
ら成り、かつ、岡被い管が密度の液層内で浮遊するよう
に同被い管及び浮力体の全浮力が調節されている。被い
管の高さ調節の別の可能性は、高さ調節部材を支持面と
して形成し、そのつど沈積物層に形成される円筒形又は
漏斗状のくぼみの側縁又は縁部上に支持させることにあ
る。
漏斗状のくぼみが大きくかつ深く形成されると、それに
相応して支持面が深く沈み、従って被い管も相応して降
下する。次に図示の実施例につき本発明を説明する。
相応して支持面が深く沈み、従って被い管も相応して降
下する。次に図示の実施例につき本発明を説明する。
第１図において符号１は船を示し、同船は海３の海面２
に浮いている。同船から搬送パイプ４が降下しており、
同搬送パイプの下方範囲に搬送ポンプ５が設けられてお
り、同搬送ポンプ５から下方へ吸込パイプ６が降下して
おり、同吸込パイプ６に吸込ヘッド７が取付けられてお
り、同吸込へッド‘こ吸込口８が設けられている。この
吸込ヘッド７は第２図及び第３図に詳細に図示されてい
る。搬送パイプ４は船１上で懸架装置９に懸垂されてお
り、同懸架装置９は２つの油圧シリンダー０によって支
持されており、同油圧シリンダ１０によって、搬送パイ
プ４はこれに懸垂された部品、特に吸込ヘッド７と一緒
に矢印１１及び矢印１２の方向で昇降可能である。
に浮いている。同船から搬送パイプ４が降下しており、
同搬送パイプの下方範囲に搬送ポンプ５が設けられてお
り、同搬送ポンプ５から下方へ吸込パイプ６が降下して
おり、同吸込パイプ６に吸込ヘッド７が取付けられてお
り、同吸込へッド‘こ吸込口８が設けられている。この
吸込ヘッド７は第２図及び第３図に詳細に図示されてい
る。搬送パイプ４は船１上で懸架装置９に懸垂されてお
り、同懸架装置９は２つの油圧シリンダー０によって支
持されており、同油圧シリンダ１０によって、搬送パイ
プ４はこれに懸垂された部品、特に吸込ヘッド７と一緒
に矢印１１及び矢印１２の方向で昇降可能である。
油圧シリンダ１川ま気体圧式蓄圧器１０′に接続されて
いる。船１の船首に駆動装置１３が設けられており、同
駆動装置１３は、船尾に設けた駆動装置１４と一緒に、
鉛直軸線を中心として船１を回転調整するのに役立てら
れる。
いる。船１の船首に駆動装置１３が設けられており、同
駆動装置１３は、船尾に設けた駆動装置１４と一緒に、
鉛直軸線を中心として船１を回転調整するのに役立てら
れる。
さらに船尾には推進スクリュー１５が設けられており、
同推進スクリュー１５によって船１は矢印１６の方向で
常時徐行駆動される。本発明方法の実施に当たり、吸込
ヘッド７は油圧シリンダ１０１こよって、矢印１２の方
向で２つの層１７，１８から成る海底枕穣物層内へ降下
させられる。
同推進スクリュー１５によって船１は矢印１６の方向で
常時徐行駆動される。本発明方法の実施に当たり、吸込
ヘッド７は油圧シリンダ１０１こよって、矢印１２の方
向で２つの層１７，１８から成る海底枕穣物層内へ降下
させられる。
層１７は吸込ヘッド７が自在に側方向へ運動できる程度
の粘度しか有していない。粘度の高い層１８内に吸込ヘ
ッド７は自重によって侵入し、これによってくぼみ１９
が生じる。こくぼみ１９は海底枕積物層の性質如何によ
っては円筒形又は漏斗形となる。このくぼみ１９の深さ
は、海底次積物の層１８の性質及び吸込ヘッド７に加え
られる力が許す限り、層１８のほぼ下限範囲内に達する
ことができる。層１８の下方には採掘不能な地層２０が
ある。吸込ヘッド７が矢印１２の方向で降下された後、
搬送パイプ４は吸込ヘッド７と一緒に再び油圧シリンダ
ー０によって特上げられる。
の粘度しか有していない。粘度の高い層１８内に吸込ヘ
ッド７は自重によって侵入し、これによってくぼみ１９
が生じる。こくぼみ１９は海底枕積物層の性質如何によ
っては円筒形又は漏斗形となる。このくぼみ１９の深さ
は、海底次積物の層１８の性質及び吸込ヘッド７に加え
られる力が許す限り、層１８のほぼ下限範囲内に達する
ことができる。層１８の下方には採掘不能な地層２０が
ある。吸込ヘッド７が矢印１２の方向で降下された後、
搬送パイプ４は吸込ヘッド７と一緒に再び油圧シリンダ
ー０によって特上げられる。
吸込ヘッド７の降下中及び上昇中に搬送ポンプ５は作動
し、そのため、大きな力によって生じたくぼみ１９から
泥土状の沈漬物が吸込口８を介して吸込まれる。第１図
左下方に示すくぼみ１９′は先の作業によって生じたも
のである。吸込ヘッド７が上昇時に層１７に達すると、
同吸込ヘッド７は矢印１６の方向で移動させられる。
し、そのため、大きな力によって生じたくぼみ１９から
泥土状の沈漬物が吸込口８を介して吸込まれる。第１図
左下方に示すくぼみ１９′は先の作業によって生じたも
のである。吸込ヘッド７が上昇時に層１７に達すると、
同吸込ヘッド７は矢印１６の方向で移動させられる。
この移動距離は、次に吸込ヘッド７が降下したときに新
しいくぼみ１９が確実に形成されるように選らばれる。
これら２つのくぼみ１９の間隔はくぼみ１９と１９′と
の間隔から明らかである。吸込ヘッド７のこの側方向移
動は推進スクリュ１５による船１の不断の運動によって
生ぜしめられる。
しいくぼみ１９が確実に形成されるように選らばれる。
これら２つのくぼみ１９の間隔はくぼみ１９と１９′と
の間隔から明らかである。吸込ヘッド７のこの側方向移
動は推進スクリュ１５による船１の不断の運動によって
生ぜしめられる。
従って、吸込ヘッドがくぼみ内にある間は吸込ヘッドが
矢印１６の方向へ移動できず、従って搬送パイプ４は若
干傾斜する。吸込ヘッド７は上昇時に層１７に達すると
、搬送パイプの傾斜によって矢印１６の方向に移動させ
られる。この移動は搬送パイプの傾斜量と、水中に懸垂
された部品の流れ抵抗に関連して行なわれる。従って、
船１が不断に運動していれば、吸込ヘッドの特上げ終了
時点と次の降下時点との間に所定の時間を置くように油
圧シリンダ１０の制御を行ない、これによって吸込ヘッ
ド７を矢印１６の方向で所定距離だけ確実に移動せしめ
なければならない。船１の連続的な速度、搬送パイプの
傾斜量並びに特上げ終了時点と次の降下時点との間の時
間の決定は、搬送すべき沈積物量の制御によって、特に
吸込ヘッド７の各瞬間における位置を超音波によって測
定することによって行なわれる。第２図及び第３図から
判るように、吸込ヘッド７は鉛直な案内板２１を有して
おり、同案内板２１は吸込パイプ６の下端に固定的に取
付けられている。
矢印１６の方向へ移動できず、従って搬送パイプ４は若
干傾斜する。吸込ヘッド７は上昇時に層１７に達すると
、搬送パイプの傾斜によって矢印１６の方向に移動させ
られる。この移動は搬送パイプの傾斜量と、水中に懸垂
された部品の流れ抵抗に関連して行なわれる。従って、
船１が不断に運動していれば、吸込ヘッドの特上げ終了
時点と次の降下時点との間に所定の時間を置くように油
圧シリンダ１０の制御を行ない、これによって吸込ヘッ
ド７を矢印１６の方向で所定距離だけ確実に移動せしめ
なければならない。船１の連続的な速度、搬送パイプの
傾斜量並びに特上げ終了時点と次の降下時点との間の時
間の決定は、搬送すべき沈積物量の制御によって、特に
吸込ヘッド７の各瞬間における位置を超音波によって測
定することによって行なわれる。第２図及び第３図から
判るように、吸込ヘッド７は鉛直な案内板２１を有して
おり、同案内板２１は吸込パイプ６の下端に固定的に取
付けられている。
この案内板２１の内部に自由室が設けられており、同自
由室内には、円筒形のシープ２３のための回転支承体と
して役立つ棒２２が保持されている。シーブ２３は棒２
２に沿って鉛直方向に運動可能でありかつばね２４によ
って下方へ弾発されており、これによって、力が作用し
ない場合には破線２５で示す下方の位層を含めており、
この位置では、シーブ２３に設けた突起２６が定置の凹
設部２７内へ係合する。これによってシーブ２３は回動
不能に確保される。シーブ２３には外周面にウオーム２
８が設けられており「同ウオーム２８は吸込パイプ６の
仮想延長円筒面から側方へはみ出しており、吸込ヘッド
７の降下時に硬い泥土状の汝獲物層内へねじり込まれる
。
由室内には、円筒形のシープ２３のための回転支承体と
して役立つ棒２２が保持されている。シーブ２３は棒２
２に沿って鉛直方向に運動可能でありかつばね２４によ
って下方へ弾発されており、これによって、力が作用し
ない場合には破線２５で示す下方の位層を含めており、
この位置では、シーブ２３に設けた突起２６が定置の凹
設部２７内へ係合する。これによってシーブ２３は回動
不能に確保される。シーブ２３には外周面にウオーム２
８が設けられており「同ウオーム２８は吸込パイプ６の
仮想延長円筒面から側方へはみ出しており、吸込ヘッド
７の降下時に硬い泥土状の汝獲物層内へねじり込まれる
。
そのさし、シーブ２３は棒２２の周りで回転し、第３図
で実線で示す位置を占める。この状態ではばね２４が圧
縮され、突起２６が凹設部２７から解離する。吸込ヘッ
ド７が再び特上げられると、シーブ２３は棒２２に沿っ
て下方へ移動させられ、突起２６が凹設部２７内に係合
し、ウオーム２８の回転が阻止される。これによってウ
オ−ム２８が大きな抵抗となり、この抵抗によって、ウ
オーム２８の周りに在る沈積物が沈簿物層からもぎ取ら
れ、砕かれ、もみほぐされる。これによって吸込が可能
となる。吸込みはスプレーノズル２９によって助成され
る。第４図は一種の折畳みアンカとして形成された吸込
ヘッドの別の実施例を示す。
で実線で示す位置を占める。この状態ではばね２４が圧
縮され、突起２６が凹設部２７から解離する。吸込ヘッ
ド７が再び特上げられると、シーブ２３は棒２２に沿っ
て下方へ移動させられ、突起２６が凹設部２７内に係合
し、ウオーム２８の回転が阻止される。これによってウ
オ−ム２８が大きな抵抗となり、この抵抗によって、ウ
オーム２８の周りに在る沈積物が沈簿物層からもぎ取ら
れ、砕かれ、もみほぐされる。これによって吸込が可能
となる。吸込みはスプレーノズル２９によって助成され
る。第４図は一種の折畳みアンカとして形成された吸込
ヘッドの別の実施例を示す。
上部で閉じたパイプ３０がその下端３１に多数の小吸込
口３２を備えた吸込口を有しており、同小吸込口３２は
吸込パイプ３３首こ接続されている。パイプ３０の下端
には錨腕３４が設けられており、同錨腕はピン３５を中
心に旋回可能でありかつ実線で示す折畳み位置から破線
で示す作業位置３４′へ拡げ可能である。錨腕３４はこ
の作業位置では、ストッパ３７に衝突する当付突起３６
によって、それ以上の拡げに対して阻止されている。錨
腕３４は外方へ曲げられた織部３８を有しており、この
ため、引張り上げるさし、には錨腕３４が確実に拡げら
れ、これによって高い抵抗を形成して、自体を取囲む沈
榎物を砕き又はほぐす。
口３２を備えた吸込口を有しており、同小吸込口３２は
吸込パイプ３３首こ接続されている。パイプ３０の下端
には錨腕３４が設けられており、同錨腕はピン３５を中
心に旋回可能でありかつ実線で示す折畳み位置から破線
で示す作業位置３４′へ拡げ可能である。錨腕３４はこ
の作業位置では、ストッパ３７に衝突する当付突起３６
によって、それ以上の拡げに対して阻止されている。錨
腕３４は外方へ曲げられた織部３８を有しており、この
ため、引張り上げるさし、には錨腕３４が確実に拡げら
れ、これによって高い抵抗を形成して、自体を取囲む沈
榎物を砕き又はほぐす。
錨腕３４の下方には横方向に向いたノズル３９が設けら
れており、同ノズル３９は通路４０介して流入口４１に
接続されており、同流入口４１は錨腕３４の上方に位置
している。この流入口４１は長い距離にわたって分配さ
れている。図面では簡略化のために比較的短く図示され
ている。錨腕３４と流入口４１との間隔も同じ理由で短
く図示されている。この間隔は実際には沈鰭物層１７，
１８の密度若しくは粘度に応じて数メートルに及ぶ。パ
イプ３０の上方範囲にはその周りに被い管４２が鉛直方
向運動可能に配置されており、この被い管４２は流入口
４１の一部を閉鎖している。
れており、同ノズル３９は通路４０介して流入口４１に
接続されており、同流入口４１は錨腕３４の上方に位置
している。この流入口４１は長い距離にわたって分配さ
れている。図面では簡略化のために比較的短く図示され
ている。錨腕３４と流入口４１との間隔も同じ理由で短
く図示されている。この間隔は実際には沈鰭物層１７，
１８の密度若しくは粘度に応じて数メートルに及ぶ。パ
イプ３０の上方範囲にはその周りに被い管４２が鉛直方
向運動可能に配置されており、この被い管４２は流入口
４１の一部を閉鎖している。
第４図にはパイプ３０に対して相対的に最も低い位置で
被い管４２が図示されている。この位置で被い管４２は
ストッパ４３に戦着している。被い管４２には血４４が
設けられており、同皿４４上には浮力体４５、例えば気
球が取付けられており、同気球の浮力は、被い管４２、
皿４４及び浮力体４５から成る構造物の周りの媒体の所
定密度のレベル内に浮遊するように、かつこれに関連し
て流入口４１が被い管４２によって被われるように設計
されている。
被い管４２が図示されている。この位置で被い管４２は
ストッパ４３に戦着している。被い管４２には血４４が
設けられており、同皿４４上には浮力体４５、例えば気
球が取付けられており、同気球の浮力は、被い管４２、
皿４４及び浮力体４５から成る構造物の周りの媒体の所
定密度のレベル内に浮遊するように、かつこれに関連し
て流入口４１が被い管４２によって被われるように設計
されている。
周りの媒体が比較的軽いと、例えば水であれば、被い管
４２は一層沈んで、沈み量に相応して流入口４１を閉鎖
し、これによって、沈積物を含まない海水の侵入が回避
される。
４２は一層沈んで、沈み量に相応して流入口４１を閉鎖
し、これによって、沈積物を含まない海水の侵入が回避
される。
第１図は本発明方法の原理を示す略示図、第２図は本発
明方法で使用される吸込ヘッドの斜視図、第３図は同吸
込ヘッドの部分断面図及び第４図は本発明の別の実施例
の吸込ヘッドの縦断面図である。 １…・・船、２・…・−海面、３・・・・・・海、４・
・…・搬送パイプ、５・・…・搬送ポンプ、６・・・・
・・吸込パイプ、７・・・・・・吸込ヘッド、８…・・
・吸込口、９…・・・懸架装置、１０・・・・・・油圧
シリンダ、１０′・・・・・・気体圧式蓄圧器、１１，
１２……矢印、１３，１４・・・・・・駆動装置、１５
…・・・推進スクリュ、１６・・・・・・矢印、１７，
１８・・・・・・沈積物層、１９，１９′・・・・・・
くぼみ、２０……地層、２１・・…・案内板「 ２２・
・・・・・棒、２３……シープ、２４……ばね、２５…
…破線、２６・・・・・・突起、２７・・…・凹設部、
２８…・・・ウオーム、２９……スプレ−ノズル、３０
……／ぐイプ、３１……下端、３２・・・・・・小吸込
口、３３・・・・・・吸込パイプ、３４……錨腕、３５
・・・・・・ピン、３６……当付突起、３７…・・・ス
トッパ、３８・・…・端部、３９・・・・・・ノズル、
４０・・・・・・通路、４１・・…・流入口、４２…・
・・被い管、４３…・・・ストッパ、４４．．・．．・
皿、４５・・・・・・浮力体。 ＦＩＧ．「ＦＩＧ．２ ＦＩＧ．３ ＦＩＧ・ム
明方法で使用される吸込ヘッドの斜視図、第３図は同吸
込ヘッドの部分断面図及び第４図は本発明の別の実施例
の吸込ヘッドの縦断面図である。 １…・・船、２・…・−海面、３・・・・・・海、４・
・…・搬送パイプ、５・・…・搬送ポンプ、６・・・・
・・吸込パイプ、７・・・・・・吸込ヘッド、８…・・
・吸込口、９…・・・懸架装置、１０・・・・・・油圧
シリンダ、１０′・・・・・・気体圧式蓄圧器、１１，
１２……矢印、１３，１４・・・・・・駆動装置、１５
…・・・推進スクリュ、１６・・・・・・矢印、１７，
１８・・・・・・沈積物層、１９，１９′・・・・・・
くぼみ、２０……地層、２１・・…・案内板「 ２２・
・・・・・棒、２３……シープ、２４……ばね、２５…
…破線、２６・・・・・・突起、２７・・…・凹設部、
２８…・・・ウオーム、２９……スプレ−ノズル、３０
……／ぐイプ、３１……下端、３２・・・・・・小吸込
口、３３・・・・・・吸込パイプ、３４……錨腕、３５
・・・・・・ピン、３６……当付突起、３７…・・・ス
トッパ、３８・・…・端部、３９・・・・・・ノズル、
４０・・・・・・通路、４１・・…・流入口、４２…・
・・被い管、４３…・・・ストッパ、４４．．・．．・
皿、４５・・・・・・浮力体。 ＦＩＧ．「ＦＩＧ．２ ＦＩＧ．３ ＦＩＧ・ム
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 上端と下端とを備えて自由に懸架された吸込パイプ
の下端に、吸込口を備えた吸込ヘツドを備えて海底から
沈積物を採掘する方法において、（イ）採掘すべき沈積
物内へ吸込ヘツドを除々に降下し、吸込によつて吸込口
内へ沈積物を吸込み、そのさいに沈積物層に、上縁を有
するくぼみを形成し、（ロ）吸込ヘツドが自由に横方向
に運動できる高さまで前記くぼみの上縁より上方へ吸込
ヘツドを鉛直に上昇させ、（ハ）海面の上方で吸込パイ
プの上端を、吸込ヘツドを動かす横方向の速度に相応し
た速度で逐次横方向へ運動させることによつて、先に沈
積物内に形成されたくぼみ内へ吸込ヘツドが滑落するの
を避けるべく、先に形成されたくぼみから新たな位置へ
所定距離だけ吸込ヘツドを横方向に運動させ、かつ、（
ニ）この新たな位置で吸込ヘツドを沈積物内へ降下して
作業サイクルを順次繰返すことを特徴とする海底沈積物
の採掘法。 ２ 吸込パイプの下端の鉛直方向の運動を吸込パイプの
上端の運動に関して生ぜしめる特許請求の範囲第１項記
載の採掘方法。 ３ 吸込口を備えた吸込ヘツドに機械的な掻取手段を設
けてこれを吸込ヘツドの下降運動及び上昇運動の少なく
ともいずれかの運動中に回転せしめる特許請求の範囲第
１項記載の採掘法。 ４ 吸込ヘツドの鉛直運動を吸込パイプの上端を相応し
て運動させることによつて生ぜしめる特許請求の範囲第
１項記載の採掘法。 ５ 海底から沈積物を採掘する装置において、浮遊体か
ら懸架された吸込パイプが設けられており、この吸込パ
イプの下端に吸込ヘツドが備えられており、この吸込ヘ
ツドに、沈積物をほぐすための可動なほぐし部材が設け
られており、かつ、吸込ヘツドを沈積物内へ降下させか
つ上昇させる手段が設けられており、沈積物内への降下
運動及び突刺し運動時に沈積物に対する摩擦抵抗を減じ
かつ上昇時には沈積物に対する摩擦抵抗を高めるべく降
下時の突刺し力によつて自由に運動しかつ上昇時には自
由に運動しない部材が吸込ヘツドから外方へ延在する如
く前記ほぐし部材に備えられており、前記部材がウオー
ムを備えており、このウオームが吸込パイプの下端に自
由に受動的に回動可能に取付けられており、このウオー
ムが、沈積物内へウオームをねじり込ませかつウオーム
に作用する沈積物の作用の力に応じてウオームを回転せ
しめる如きピツチを有しており、かつ、ウオームが沈積
物から上昇させられるさいにウオームの回転を阻止する
係止部材がウオームに設けられていることを特徴とする
海底沈積物の採掘装置。 ６ 前記ウオームが吸込パイプに固定的に結合されてお
り、かつ、吸込パイプを沈積物内へ降下させるさいに吸
込パイプを回転せしめる手段が浮遊体に設けられている
特許請求の範囲第５項記載の採掘装置。 ７ 吸込ヘツドが円筒形のシーブを備えており、ほぐし
部材がこのシーブ上にウオームを備えている特許請求の
範囲第５項記載の採掘装置。 ８ ウオームがシーブに固定的に結合されており、シー
ブが吸込パイプに固定的に結合されており、かつ、吸込
パイプを沈積物内へ降下させるさいに吸込パイプを回転
させる手段が浮遊体に設けられている特許請求の範囲第
７項記載の採掘装置。 ９ ウオームが円筒形のシーブに固定的に結合されてお
り、シーブを回転可能に取付ける部材が設けられており
、かつ、吸込ヘツドの上昇時にシーブの回転を阻止する
係止部材が設けられている特許請求の範囲第７項記載の
採掘装置。 １０ 吸込パイプを鉛直方向運動可能な位置に維持する
鉛直方向で作動する液力手段が設けられており、吸込パ
イプ及び吸込ヘツドに重さを補償するガス蓄圧器が設け
られており、かつ吸込パイプの昇降運動のための駆動手
段が設けられている特許請求の範囲第５項記載の採掘装
置。 １１ 海底から沈積物を採掘する装置において、浮遊体
から懸架された吸込パイプが設けられており、この吸込
パイプの下端に吸込ヘツドが備えられており、この吸込
ヘツドが円筒形のシーブと、沈積物をほぐすための可動
なほぐし部材とを備えており、かつ、吸込ヘツドを沈積
物内へ降下させかつ上昇させる手段が設けられており、
沈積物内への降下運動及び突刺し運動時に沈積物に対す
る摩擦抵抗を減じかつ上昇時には沈積物に対する摩擦抵
抗を高めるべく降下時の突刺し力によつて自由に運動し
かつ上昇時には自由に運動しないウオームが前記ほぐし
部材として吸込ヘツドから外方へ延在する如く前記円筒
形のシーブ上に備えられており、このウオームが円筒形
のシーブに固定的に結合されており、前記シーブを回転
可能に取付ける部材が設けられており、吸込ヘツドの上
昇時にシーブの回転を阻止する係止部材が設けられてお
り、シーブが吸込ヘツドに対して相対的に鉛直方向で運
動可能でありかつその下端に前記係止部材を形成する突
起を備えており、かつ、吸込ヘツドの上昇及びこれに対
する相対的なシーブの下降運動時に前記突起を受容する
切欠がこの突起に対向して吸込ヘツドの非回転部分に設
けられていることを特徴とする海底沈積物の採掘装置。 １２ 海底から沈積物を採掘する装置において、浮遊体
から懸架された吸込パイプが設けられており、この吸込
パイプの下端に吸込ヘツドが備えられており、この吸込
ヘツドに、沈積物をほぐすための可動なほぐし部材が設
けられており、かつ、吸込ヘツドを沈積物内へ降下させ
かつ上昇させる手段が設けられており、沈積物内への降
下運動及び突刺し運動時に沈積物に対する摩擦抵抗を減
じかつ上昇時には沈積物に対する摩擦抵抗を高めるべく
吸込ヘツドから外方へ延在しかつ吸込ヘツドの鉛直軸線
を中心として回転可能な部材が設けられており、この部
材が錨腕から成り、この錨腕が、沈積物内への下降時に
折畳まれそのさいの摩擦を減じかつ沈積物からの上昇時
に拡開する如く吸込ヘツドに取付けられていることを特
徴とする海底沈積物の採掘装置。１３ 吸込ヘツドが前
記錨腕の下方に横方向外向きのノズルを備えており、か
つ、錨腕の上方で吸込ヘツド内に位置する流入口にノズ
ルを連続せしめる通路が設けられている特許請求の範囲
第１２項記載の採掘装置。 １４ 前記流入口が吸込ヘツド上で鉛直に拡がつており
、かつ流入口が鉛直方向運動可能な被い管を備えており
、この被い管が、その高さを調節する手段を備えている
特許請求の範囲第１３項記載の採掘装置。 １５ 前記被い管が浮力体を備えており、被い管及び浮
力体の全浮力が、被い管を所定の密度の液層内で浮遊せ
しめる如く設計されている特許請求の範囲第１４項記載
の採掘装置。 １６ 沈積物内に形成されたくぼみの縁に係合する支持
手段が設けられている特許請求の範囲第１４項記載の採
掘装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2942304A DE2942304C2 (de) | 1979-10-19 | 1979-10-19 | Anordnung zum Abbau von Meeressedimenten |
| DE2942304.9 | 1979-10-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5667095A JPS5667095A (en) | 1981-06-05 |
| JPS6028999B2 true JPS6028999B2 (ja) | 1985-07-08 |
Family
ID=6083873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55145844A Expired JPS6028999B2 (ja) | 1979-10-19 | 1980-10-20 | 海底沈積物の採掘法及び採掘装置 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4386473A (ja) |
| JP (1) | JPS6028999B2 (ja) |
| CA (1) | CA1135732A (ja) |
| DE (1) | DE2942304C2 (ja) |
| FR (1) | FR2467916A1 (ja) |
| GB (2) | GB2063335B (ja) |
| IT (1) | IT1133727B (ja) |
| NL (1) | NL177141C (ja) |
| NO (2) | NO151716C (ja) |
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS6056197U (ja) * | 1983-09-24 | 1985-04-19 | 石垣機工株式会社 | 汚泥等の圧搾ユニット |
| JPS647035Y2 (ja) * | 1984-12-19 | 1989-02-23 |
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|---|---|---|---|---|
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| GB8603189D0 (en) * | 1986-02-10 | 1986-03-19 | Consortium Recovery Ltd | Remote underwater excavator & sampler |
| DE3714073A1 (de) * | 1987-04-28 | 1988-11-10 | Johann Winter | Druckluft-foerderkopf |
| FR2631359A1 (fr) * | 1988-05-11 | 1989-11-17 | Weldon Thomas | Dispositif pour le dragage de fonds aquatiques |
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| JP3277489B2 (ja) * | 1999-12-09 | 2002-04-22 | 信州大学長 | 貯水場所の堆積物排出機構及び貯水場所の堆積物排出方法 |
| NL2007694C2 (en) * | 2011-11-01 | 2013-05-07 | Ihc Holland Ie Bv | Anchoring system. |
| USD734368S1 (en) * | 2013-10-29 | 2015-07-14 | Jerome M. Davis | Dredging nozzle |
| CH710876B1 (fr) * | 2015-03-17 | 2019-08-15 | Hublot Sa Geneve | Equipement d’assistance à une exploration sous-marine et robot sous-marin pour l’équipement. |
| FR3078083B1 (fr) * | 2018-02-22 | 2020-02-21 | D2E | Systeme pour liberer les sediments qui sont au fond de l'eau |
| EP3543408B1 (de) * | 2018-03-21 | 2020-10-21 | BAUER Spezialtiefbau GmbH | Schlitzwandfräse und verfahren zum erstellen eines frässchlitzes im boden |
| JP7393751B2 (ja) * | 2020-02-28 | 2023-12-07 | Ｕｂｅ三菱セメント株式会社 | レアアース泥の採泥方法及び環境負荷低減方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| US526531A (en) * | 1894-09-25 | Steam-dredge | ||
| DE585394C (de) * | 1932-12-10 | 1933-10-10 | Ind Akt Ges | Duese mit umlaufender Zubringevorrichtung fuer Saugluftheber |
| US2057691A (en) * | 1933-12-20 | 1936-10-20 | Ranney Leo | Method of and apparatus for excavating |
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