JPS61134492A - 海底鉱物採鉱装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、海底の鉱物資源を採取する海底鉱物採鉱装置
に関するものである。

従来の技術 従来、海底で掘削した鉱物を海上へ揚鉱するためにコン
テナによる輸送方法が採用されている。

すなわち、掘削機で掘削した鉱物を輸送パイプでコンテ
ナまで運び、コンテナに所定量の鉱物を積込むと輸送パ
イプの鉱物輸送を停止し、コンテナに連結したワイヤを
海上の船に取付けたウィンチで巻き上げて揚鉱していた
。

発明が解決しようとする問題点 上記従来構成によれば、掘削された鉱物を輸送するパイ
プは、コンテナが海上で揚荷して再び海底に降されるま
で長時間に亘って停止されることから効率が割るく、又
、海上で揚荷して空になったコンテナを海底へ下降させ
る際、海流の作用でコンテナが流され、所定位置に確実
に降ろすのが困戴で時間がかかるという問題があった。

本発明は、上記問題点を解消したもので、掘削された鉱
物を輸送するパイプを長時間に亘って停止することなく
連続的に作動させて揚鉱効率を向上でき、海中を降下す
るコンテナを所定位置に確実に導くことができる海底鉱
物採鉱装置を提供することを目的とする。

問題を解決するための手段 上記問題を解決するため、本発明の海底鉱物採鉱装置は
、海底の鉱物を掘削する掘削機と、掘削された鉱物を海
底で捕集する集鉱機と、鉱物輸送用フレキシブルホース
を介して前記集鉱機に連結される移動可能な海底中継基
地と、海上の採鉱母船とを有し、前記掘削機と集鉱機の
電源および動作制御用ケーブルを前記海底中継基地を介
して前記採鉱母船に導き、上端がそれぞれ前記母船に取
付けた揚鉱用ウィンチに巻回される揚鉱用ワイヤに連結
され、下端がそれぞれ前記海底中継基地に取付けたガイ
ド用ウィンチに巻回されるガイドワイヤに連結される複
数個のコンテナを設け、前記海底中継基地に前記ガイド
ウィンチによって下降するコンテナをＲｕｔするコンテ
ナ支持台を複数個設け、該支持台に載置されたコンテナ
に前記集鉱機から導かれた鉱石を積込む輸送パイプを設
け。

該輸送パイプの姿勢を切換えて所定のコンテナに選択的
に鉱石を積込み可能な切換装置を設けた構成としたもの
である。

作用 上記構成において、掘削機で掘削された海底の鉱物は、
集鉱機で捕集された海底の鉱物は、集鉱機で捕集された
後フレキシブルホースを介して海底中継基地へ輸送され
、中継基地へ輸送されてきた鉱物をコンテナに積込む輸
送パイプは、その積込み姿勢を切換えて、いずれかの支
持台上に載置されている空コンテナに鉱物を積込む事が
でき、揚鉱用ウィンチによって海上の採鉱母船まで引き
揚げられ、母船に揚荷後室になったコンテナは、その下
部に連結したガイドワイヤが海底中継基地に取付けたガ
イド用ウィンチに巻取られることによって、海底中継基
地の所定のコンテナ支持台に確実に導くことができる。

実施例 以下、本発明の一実施例を第１図〜第４図に基づいて説
明する。第１図は全体概略図、第２＠は作業要領を示す
正面図、第３図は海底中継基地の平面図、第４図は海底
中継基地の側面図である。

図面において、（１）は海底の鉱物を掘削する掘削機、
（２）は掘削された鉱物を海底で捕集する集鉱機、（３
）は海底中継基地、（４）は海上の採鉱母船で、集鉱機
（２）と海底中継基地（３）との間には鉱物輸送用フレ
キシブルホース（５）が介装されており、掘削機（１）
と集鉱機（２）の電源および動作制御用ケーブル（６）
　（７）はそれぞれ海底中継基地（３）を経由して該中
継基地（３）の電源および動作制御用ケーブルと一緒に
ケーブル（８）として海上の採鉱母船（４）に導かれて
いる。

（９）　（１０）　（１１）　（１２）は鉱物積込み用
コンテナで、各コンテナ（９）　（１０）　（１１）　
（１２）は上部に開口部（９ａ）（ｌｏａ）　（ｌｌａ
）　（１２ａ）を有し、下部外周に先すぼまりのデーパ
−状当接面（９ｂ）　（１０ｂ）　（ｌｌｂ）　（１２
ｂ）が形成されている。（１３）は採鉱母船に取付けら
けた揚鉱用ウィンチ、（１４）は海底中継基地（３）に
取付けらけたガイド用ウィンチで、各ウィンチ（１３）
　（１４）はそれぞれ前記コンテナ（９）　（１０）　
（１１）　（ｔｚ）と同数づつ設けられている。（１５
）は揚鉱用ウィンチ（１３）に巻回される揚鉱用ワイヤ
で、該ワイヤ（１５）の端部はそれぞれ各コンテナ（９
）　（１０）　（１１）　（１２）の上端部に連結され
ている。　（１６）はガイド用ウィンチ（１４）に巻回
されるガイド用ワイヤで、該ワイヤ（１６）の端部はそ
れぞれ各コンテナ（９）　（１０）　（１１）（１２）
の下端部に連結されている。

（１７）　（［１）はコンテナ支持台で、該支持台（１
７）（１８）は海底中継基地（３）の上面に突設して設
けられており、その上端部には上部がりのテーパー状載
五面（１７ａ）　（１８ａ）が形成され、中央部に海底
中継基地（３）の内部空間（１９）、に通ずる孔（１７
ｂ）　（１８ｂ）が設けられている。該孔（１７ｂ）　
（１８ｂ）に挿通されたガイド用ワイヤ（１６）は、内
部空間（１９）内に配設された滑車（２０）を介してガ
イド用ウィンチ（１４）に導かれる。

（２１）は海底中継基地（３）に配設した輸送パイプで
、該輸送パイプ（２１）は、海底中継基地（３）上面に
立設され下端側がポンプ（２２）を介して前記鉱物輸送
用フレキシブルホース（５）に連通接続される垂直部（
２３）と、該垂直部（２３）の上端側にフレキシブルホ
ース（２４）を介して連通接続される水平部（２５）と
を有し、垂直部（２３）は各コンテナ支持台（１７）　
（１１３）から等距離に配置され、水平部（２５）の端
部開口（２５ａ）から鉱物が吐出される。

（２６）は輸送パイプ（２１）の垂直部（２３）のコン
テナ支持台（１７）　（１８）偏位置に立設した支柱で
、該支柱（２６）の上部には支柱（２６）の軸心を中心
に回転可能な受部（２７）が支持されており、この受部
（２７）の上面に固着した水平方向に延びるガイド板（
２８）上に。

前記輸送パイプ（２１）のフレキシブルホース（２４）
の一部と水平部（２５）とが載置固定されている。

（２９）は支柱（２６）と受部（２７）との間に介装し
た切換装置で、該切換装置（２９）は、受部（２７）外
周に固定した歯車（３０）と、この歯車（３ｏ）と係合
する歯車（３１）と、支柱（２６）側に固定されて歯車
（３１）を回転駆動するモータ（３２）とからなる。す
なわち、切換装ｆｆｌ　（２９）を作動させることによ
って、輸送パイプ（２１）の水平部（２５）はフレキシ
ブルホース（２４）部を中心に水平面内で揺動し、これ
により、水平部（２５）の端部開口（２５ａ）を、テー
パー状当接面（９ｂ）（１０ｂ）　（ｌｌｂ）　（１２
ｂ）を介して支持台（１７）　（１８）のテーパー状ａ
ｔ面（１７ａ）　（１８ａ）に載置さ九る各コンテナの
上部に設けた開口部（９ａ）　（１０ａ）　（ｌｌａ）
（１２ａ）の中央上方に、移動変位可能となっている。

（３３）　（３４）は油タンク、（３５）　（３６）は
油圧ユニットで、それぞれ海底中継基地（３）の上面に
設置されている。（３７）　（３８）　（３９）はそれ
ぞれ掘削機（１）、集鉱機（２）、海底中継基地（３）
移動用の車軸で、第４図に示す海底中継基地（３）は車
輪の代りにキャタピラ（４０）が取付けられている。

掘削機（１）、集鉱機（２）の作動、海底中継基地（３
）の各ガイド用ウィンチ（１４）、ポンプ（２２）、切
換装５１ｉｉ：（２９）および採鉱母船（４）の揚鉱用
ウィンチ（１３）等は全て採鉱母船（４）にて制御され
る。

次に、上記構成における作用について説明する。

第２図〜第４図において、掘削機（１）で掘削された鉱
物は集鉱機（２）で捕集された後、ポンプ（２２）によ
ってフレキシブルホース（５）を介して輸送パイプ（２
１）に送られ、輸送パイプ（２１）の水平部（２５）の
端部開口（２５ａ）から吐出されて所定のコンテナ内に
積込まれる。第２図は、コンテナ（１０）がそのテーパ
ー状当接面（１０ａ）を介して一方の支持台（１７）の
テーパー状ａ置面（１７ａ）上に載置され、該コンテナ
（１０）の上部に設けた開口部（１０ａ）に、切換装置
（２９）によって、その端部開口（２５ａ）が位置する
ように姿勢が切換えられた輸送パイプ（２１）を示し、
この状態で端部開口（２５ａ）から吐出される鉱物がコ
ンテナ（１０）内に積込まれる。コンテナ（１０）に所
定定量の鉱物が積込まれると、輸送パイプ（２１）は切
換装置ｔ（２９）によって他方の支持台（１８）側へ揺
動し、コンテナ（１０）は揚鉱用ウィンチ（１３）によ
って引き上げられる。コンテナ（１２）は、鉱物満載後
、海中を採鉱母船に向って引き上げ中のものを、コンテ
ナ（９）は採鉱母船（９）に到達後揚荷を終えて空にな
ったものを、コンテナ（１１）は鉱物を積込むため海中
を海底中継基地（３）に向って降下中のものを示し、該
コンテナ（１１）はその下端部に連結され、支持台（１
８）の孔（１８ｂ）を通ってガイド用ウィンチ（１４）
に巻回されるガイド用ワイヤ（１６）が該ウィンチ（１
４）に巻取られることによって海流などで流されること
なく支持台（１８）に到達することができる。コンテナ
（１１）が支持台（１８）の所定位置に載置されると、
待機または揺動運動中の輸送パイプ（２１）の端部開口
（２５ａ）がコンテナ（１１）の開口部（ｌｌａ）上位
置に移動して停止し、コンテナ（１１）に鉱物が積込ま
れる。ａ五時、コンテナ（１１）はそのテーパー状当接
面（Ｉｌｂ）を介して支持台（１８）のテーパー状載五
面（１８ａ）に載置されるので、傾くことなく一定の姿
勢で載置される。

このように、上記実施例では、一方の支持台（１７）上
のコンテナが鉱物で満載されると、輸送パイプは他方の
支持台（１８）側にその姿勢が切換ら九、姿勢切換完了
までに、海中を下降してきたコンテすが支持台（１８）
上にセットされ、この動作が順次繰り返されることによ
り輸送パイプ（２１）の水平部（２５）の開口端部（２
５ａ）から吐出される鉱物を海上に揚鉱するため、鉱物
をほとんど中断することなく開口端部（２５ａ）から吐
出させることが可能となる。

なお、図示例では４個のコンテナ（９）　（１Ｇ）　（
１１）（１２）と２基の支持台（１７）　（１８）を用
いたが、水深によりコンテナと支持台の数を変更すると
ともに。

各ウィンチ（１３）　（１４）の巻取り速度や、輸送パ
イプ（２１）の揺動速度を変更することができる。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば次のような利点を有
する。

（１）海底掘削機と海底集鉱機とは別個に作業できるの
で、掘削中に出る塵埃のため、視野がさえぎられること
なく集鉱作業が行なえる。

（２）海底中継基地では、極めてスムーズかつ連続的に
鉱石をコンテナに積込むことができる。

（３）空状態のコンテナを海上から降下させるのに、海
底中継基地上のガイド用ウィンチを用いて誘導するので
海流により流されることなく、コンテナをすみやかに所
定のコンテナ支持台に載置でき、降下時間を短縮できる
。

（４）採鉱母船と海底中継基地とは、ワイヤやケーブル
だけで連結しているので、海底の水深が変化しても容易
に対応できる。しかも、母船は海底中継基地直上付近に
定位置を厳しく保持する必要はない、すなわち、安価な
定位置保持装置でよい。

（５）１つのコンテナに揚鉱用ウィンチとガイド用ウィ
ンチとがそれぞれ１基づつ設けられているコンテナシス
テムが複数列、平行しであるために、たとえ、１つのコ
ンテナシステムが故障しても揚鉱作業は全面的に停止す
ることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示し。 第１図は全体概略図、第２図は作業要領を示す正面図、
第３図は海底中継基地の平面図、第４図は海底中継基地
の側面図である。 （１）・・・掘削機、（２）・・・集鉱機、（３）・・
・海底中継基地、（４）・・・採鉱母船、（５）・・・
フレキシブルホース、（６）　（７）　（８）・・・ケ
ーブル、（９）　（１０）　（１１）　（１２）・・・
コンテナ、（１３）・・・揚鉱用ウィンチ、（１４）・
・・ガイド用ウィンチ、（１５）・・・揚鉱用ワイヤ、
　（１６）・・・ガイド用ワイヤ、（１７）　（１８）
・・・支持台、　（２１）・・・輸送パイプ、（２９）
・・・切換装置 代理人　　森　　本　　義　　弘 第２図 第３図 第４図 手続補正書（自発） 昭和６０年１月８日 昭和　５９　年特　許　願第　　２５８０８６　　　号
３、発明の名称 海底鉱物採鉱装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 昭和　　年　　月　　日 ５、補正により増加する発明の数 Ｂ、補正の内容 ■明細書の発明の詳細な説明の欄 （１）第２頁第２０行目 「割るく」とあるを「悪く」と訂正する。 （２）第４頁第１２行目 「集鉱機で捕集された海底の鉱物は、」とあるを削除す
る。 （３）第９頁第９行目 ［当接面（１０ａ）　Ｊとあるをｒ当接面（１０ｂ）　
Ｊと訂正する。 （４）第１０頁第１行目 「採鉱母船（９）」とあるを「採鉱母船（４）」と訂正
する。 ■図面の全部 （１）図面の第１図〜第４図 別紙の通り訂正する。 ＠２図 ＠３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、海底の鉱物を掘削する掘削機と、掘削された鉱物を
   海底で捕集する集鉱機と、鉱物輸送用フレキシブルホー
   スを介して前記集鉱機に連結される移動可能な海底中継
   基地と、海上の採鉱母船とを有し、前記掘削機と集鉱機
   の電源および動作制御用ケーブルを前記海底中継基地を
   介して前記採鉱母船に導き、上端がそれぞれ前記母船に
   取付けた揚鉱用ウィンチに巻回される揚鉱用ワイヤに連
   結され、下端がそれぞれ前記海底中継基地に取付けたガ
   イド用ウィンチに巻回されるガイドワイヤに連結される
   複数個のコンテナを設け、前記海底中継基地に前記ガイ
   ドウィンチによって下降するコンテナを載置するコンテ
   ナ支持台を複数個設け、該支持台に載置されたコンテナ
   に前記集鉱機から導かれた鉱石を積込む輸送パイプを設
   け、該輸送パイプの姿勢を切換えて所定のコンテナに選
   択的に鉱石を積込み可能な切換装置を設けたことを特徴
   とする海底鉱物採鉱装置。