KR100208392B1 - Bucket mining device of deep-sea minerals - Google Patents

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KR100208392B1
KR100208392B1 KR1019950000859A KR19950000859A KR100208392B1 KR 100208392 B1 KR100208392 B1 KR 100208392B1 KR 1019950000859 A KR1019950000859 A KR 1019950000859A KR 19950000859 A KR19950000859 A KR 19950000859A KR 100208392 B1 KR100208392 B1 KR 100208392B1
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요시오 마스다
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로널드 윈스톤
요시오 마스다
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Abstract

채광선에 의한 심해저 부존의 망간단괴 등의 해저광물자원의 연속바켓 채광장치에 있어서, 종래 사용된 로프로 문제가 된 반복력에의 내용성을 개선함과 동시에, 강한 장력과 내용성이 뛰어난 로프의 사용을 가능케한 새로운 구성과, 종래의 구동방식으로는 견인 곤란한 강한 장력에 견디는 새로운 방식의 견인구동방식의 개발과, 채광된 바켓 내용물의 덤프를 용이하게 하는 새로운 덤프방식을 새롭게 개발함으로써(인도양에 있어서의) 실용가능한 채광장치를 얻는 것을 목적으로 한다.In the continuous bucket mining device for submarine mineral resources such as manganese nodules in the deep sea bottom due to the mining line, it is possible to improve the resistance to the repetitive force, which is a problem with conventional ropes, and to have excellent tension and high rope resistance. By developing a new configuration that enables the use of a new type, a new type of traction drive system that withstands a strong tension that is difficult to traction with a conventional driving method, and a new dump method that facilitates dumping of mined bucket contents (Indian Ocean) An object of the present invention is to obtain a practical mining device.

엔드리스 로프로서 종래 사용되어 온 폴리프로필렌의 로프는 자신의 비중이 해수보다 가볍기 때문에 강도를 크게 하기 위해서는 직경 240mm의 것을 사용하지 않으면 안되어 이 대신에 내측에 나일론, 외측에 테트론을 배치한 이중꼬임 로프를 이용하여 소요 강도를 가지게 함에 있어 168mm로 충분하여 비중이 무거워지는 것을 보상하기 위해 내압 부력통을 부착하는 것으로 하며, 부하 중대에 대해서는 견인력이 큰 볼 롤러와 수평견인 구동휠의 조합에 의해 해결하는 것으로 하며, 바켓 내용물 광석의 덤프에 대해서는 편면 개방의 경사 안내휠을 설치하고 바켓은 2개의 매달음로프에 의해 매달아 선박 위에 설치한 트러스에 감아서 상하 전도 자세로 하여 선박내에 낙하시켜 도입하는 기구를 설치함으로써 목적을 모두 달성할 수 있는 구성을 완성시키는 것을 얻었다.Polypropylene ropes conventionally used as endless ropes have a specific gravity of lighter than seawater, so in order to increase the strength, a diameter of 240 mm must be used. Instead, a double twisted rope with nylon on the inside and tetron on the outside In order to compensate for the heavy weight of 168mm, it is necessary to attach a pressure buoyancy cylinder to achieve the required strength by using. For the dumping of the contents of the bucket ore, an inclined guide wheel with one side opening is installed, and the bucket is suspended by two hanging ropes and wound around the truss installed on the ship, and then dropped into the ship in a vertically upright position. To complete the configuration to achieve all of the objectives It was obtained.

Description

심해광물 채광장치Deep Sea Mineral Mining Device

제1도는 본 발명의 개념적 설명을 위한 사시도이다.1 is a perspective view for conceptual description of the present invention.

제2도는 엔드리스 로프에 각각 2개의 매달음로프로 바켓(bucket) 및 내압 부력통을 구비한 상태를 나타낸 부분의 사시도이다.2 is a perspective view of a part showing a state in which the endless rope has two buckets and a pressure buoyancy tube.

제3도는 견인 로프 안내휠의 기구를 나타낸 사시도이다.3 is a perspective view showing the mechanism of the traction rope guide wheel.

제4도는 견인 로프 안내휠의 작동설명을 위한 사시도이다.4 is a perspective view for explaining the operation of the traction rope guide wheel.

제5도는 볼 롤러의 구체적 부착구조를 로프방향에서 본 정면도이다.5 is a front view of the concrete attachment structure of the ball roller seen from the rope direction.

제6도는 볼 롤러의 구체적 부착구조를 로프라인 측방에서 본 측면도이다.6 is a side view of a concrete attachment structure of the ball roller viewed from the rope line side.

제7도는 수평 견인 구동휠의 부착을 나타낸 측면도이다.7 is a side view showing the attachment of the horizontal traction drive wheel.

제8도는 수평 견인 구동휠의 부착을 나타낸 평면도이다.8 is a plan view showing the attachment of the horizontal traction drive wheel.

제9도는 13조의 볼 롤러의 직렬 견인 배치 평면도이다.FIG. 9 is a plan view of a series traction arrangement of 13 sets of rollers.

제10도는 12개의 수평 구동휠의 직렬 견인 배치 측면도이다.10 is a side view of a serial tow arrangement of twelve horizontal drive wheels.

제11도는 1조의 볼 롤러, 4개의 수평 구동휠의 조합 견인 배치 요령도이다.11 is a combined traction arrangement instruction diagram of a set of ball rollers and four horizontal drive wheels.

제12도는 덤프 트러스의 로프진행 방향에서 본 정면도이다.12 is a front view of the dump truss viewed from the rope advancing direction.

제13도는 덤프 트러스의 로프진행 방향 측방에서 본 측면도이다.FIG. 13 is a side view of the dump truss seen from the side of the rope traveling direction.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

0 : 수평선 01 : 배의진로0: horizon 01: ship's path

02 : 해면 1 : 채광선(採鑛船)02: sea level 1: skylight

2 : 가변피치 프로펠러 3 : 키2: variable pitch propeller 3: key

4 : 사이드 트러스트 5 : 엔드리스 로프4: side trust 5: endless rope

6 : 준설선바켓 6a : 준설선바켓 전방 매달음로프6: Dredger Basket 6a: Dredger Basket Front Hanging Rope

6b : 준설선바켓 후방 매달음로프 7 : 내압 부력통6b: Dredger bucket rear hanging rope 7: Pressure buoyancy cylinder

7a : 내압 부력통 전방 매달음로프 7b : 내압 부력통 후방 매달음로프7a: Pressure buoyancy cylinder front hanging rope 7b: Pressure buoyancy cylinder rear hanging rope

8 : 심해저8: deep seabed

9 : 해저부존의 망간단괴(manga nese nodule)9: manga nese nodule

10 : 해저 장애물 11 : 견인로프 경사 안내휠10: Subsea Obstacle 11: Tow Rope Slope Guide Wheel

12 : 전방구동기(견인측) 13 : 덤프 트러스12: Front driver (towing side) 13: Dump truss

14 : 후방구동기(투입측) 15 : 강하로프 경사 안내휠14: rear driver (input side) 15: descent rope guide wheel

16 : 안내휠 17 : 원형링16: guide wheel 17: circular ring

18 : 홀딩아암 19 : 매달음축18: holding arm 19: suspension axis

20 : 홀딩부재 21, 28 : 홀딩트러스20: holding member 21, 28: holding truss

22, 23, 29, 30 : 베어링 24, 25, 31, 32 : 모터22, 23, 29, 30: bearing 24, 25, 31, 32: motor

26, 27 : 볼 롤러 33, 34 : 수평 견인 구동휠26, 27: ball rollers 33, 34: horizontal traction drive wheel

35 : 안내휠 36 : 경사안내휠35: guide wheel 36: inclination guide wheel

37 : 안내휠37: Guide wheel

본 발명은 심해저에 분포하는 망간 단괴(團塊)등의 연속채광장치에 관한 것이다. 또한 코발트가 풍부한 바다산 지각이나 얕은 바다의 사금과, 인광(燐鑛), 바다모래 채광등의 바다 채광에도 적용 가능한 것이다.The present invention relates to a continuous mining device such as manganese nodules distributed in the deep sea bottom. It can also be applied to sea mining such as cobalt-rich sea crust or shallow sea sand, phosphorescent and sea sand mining.

본 발명자들은 현재(1994년 1월)까지 약 4반세기의 장기간에 걸쳐 연속바켓에 의한 해저광물의 채광법 및 채광장치의 연구개발에 노력을 계속해왔다. 즉, (1) 일본국 소화42년 특허원 제8979호(일본국 소화 46년 특허출원공고 제 23482호), (2) 일본국 소화 43년 특허원 제 84864호(일본국 소화 48년 특허출원공고 제32829호), (3)일본국 소화 46년 특허원 제 93181호(일본국 소화 52년 특허출원공고 제 6242호), (4) 일본국 소화 48년 특허원 제 9166호(일본국 소화 52년 특허출원공고 제 39361호), (5) 일본국 소화 47년 특허원 제 95799호(일본국 소화 52년 특허출원공고 제 48561호)등으로 각각의 발명에 대한 특허출원을 행함과 동시에, 1972년도 제2교쿠요마루(極洋丸, 17,000 톤)을 이용한 하와이 남동해역의 수심 4,900m에 있어서의 단괴 채광 실험을 비롯하여 10회에 가까운 심해 채광 테스트가 반복됨에 있어서 이와 관련하여 기술의 개량 실용화를 꾀하여 온 것이다.The present inventors have continued to research and develop the mining method and the mining device of the submarine minerals by the continuous bucket for a long time of about four and a half century until the present (January 1994). That is, (1) Japanese Patent Application No. 8979 (46-year Japanese Patent Application Publication No. 23482), (2) Japanese Patent Application No. 84864 (48-year Japanese Patent Application Patent 48864) Announcement No. 32829), (3) Japanese Patent Digestion No. 93181 (Japanese Patent Digestion 52 Years Patent Application Publication No. 6242), (4) Japanese Patent Digestion 48 Years Patent Application No. 9166 (Japanese Digestion) 52 Patent Application Publication No. 39361), (5) Japanese Patent Application No. 95799 (Japanese Patent Application Publication No. 48561), etc. In 1972, nearly 10 times of deep-sea mining tests were conducted, including a nocturnal mining test at 4,900 meters in the southeastern coast of Hawaii using the second Kyokuyo Maru (17,000 tons). It has been intended.

종래의 개량의 요지는 2개의 로프를 어떻게 분리하는가에 집중되고, 배의 길이를 이용한 1척 횡예인방식으로부터 배의 전진속도를 이용하여 저항판에의 유체저항력을 이용하여 분리하는 종예인방식, 특히 최근의 선회이동식 채광법으로의 개선이 진행되어 왔다.The conventional improvement is focused on how the two ropes are separated, and the vertical towing method of separating the two ropes from the transverse towing method using the ship's forward speed using the fluid resistance force to the resistance plate, In particular, recent improvements have been made to the pivotal mining method.

이들 채광법은 구동장치, 엔드리스 로프, 바켓, 특히 덤핑장치 등에 의해 구성되어 있으며, 종래 기술로서는 다음과 같은 것이 있다.These mining methods are constituted by a drive device, an endless rope, a bucket, especially a dumping device, and the like.

구동장치는 다수의 구동휠을 상하에 배치하고, 이것을 바켓이 통과할 때 광물단괴를 덤프하거나 또는 다중구동휠로 바켓은 이착탈방식으로 하는 등이 테스트되어 왔다. 엔드리스 로프에 대해서는 종래 폴리프로필렌의 8로프가 사용되어 왔다. 이는 수중에서 부력을 가져 해저에서의 로프의 나머지가 뜸으로써 해저의 장해물(암석이나 돌기부, 이물질등)을 피하는데 유효한 점을 중시하여 선택한 것이었다.The drive device has been tested with placing a plurality of drive wheels up and down, dumping mineral nodules as the bucket passes, or using a multi-drive wheel to remove the bucket. For endless ropes, eight ropes of polypropylene have conventionally been used. It was chosen with an emphasis on being buoyant in water and effective in avoiding obstacles (rocks, protrusions, foreign objects, etc.) by causing the rest of the rope to rise off the sea floor.

현재, 심해광물 연속바켓 채광장치를 이용하여 인도양의 망간단괴 채광을 실제로 실시하기 위한 검토가 진행되고 있는데, 엔드리스 로프에 있어서는 로프의 꼬임에 기인한 얽힘을 방지하기 위해 꼬임이 없는 로프이며, 동시에 강대한 장력에 견디는 것이 절대조건이다. 현재 심해 5,000m로부터 매일 1,000톤의 비율로 단괴를 채광하기 위해서는 로프의 장력 100톤, 안전율을 6으로 하면 600톤의 파단력이 요구된다. 지금까지 심해채광에 사용되어 온 폴리프로필렌을 사용하면 계산상 8로프인 경우 직경 240mm의 로프를 사용하는 것이 필요해지며, 너무 굵어서 제조불가능한 경우도 있다. 보다 강력한 로프가 필요함과 동시에 해저에 기복이 있는 경우 로프의 해저와의 접촉을 방지하여 해저 장해물에 걸리는 것을 방지할 필요가 있다.At present, a study is being conducted to actually mine the manganese nodules in the Indian Ocean using the deep-sea mineral bucket mining device. In endless ropes, a rope without twist is used to prevent entanglement caused by the twisting of the rope. Withstanding tension is an absolute condition. Currently, in order to mine the nodules at a rate of 1,000 tons per day from the deep sea of 5,000m, the breaking force of 600 tons is required with 100 tons of rope tension and 6 safety factor. If polypropylene has been used for deep sea mining, it is necessary to use a rope with a diameter of 240 mm for 8 ropes, and it may be too thick to be manufactured. If a stronger rope is needed and there is ups and downs in the seabed, it is necessary to prevent the rope from contacting the seabed to prevent it from being caught in the seabed obstruction.

로프 바켓의 구동장치에 대해서는 볼 롤러가 고려되어 왔지만, 현재 일본에서 완성되어 있는 최대급의 볼 롤러는 직경 800mm, 8톤의 예인력을 가진 것이므로, 100톤의 힘을 안전하게 전달하기 위해서는 약 13개의 볼 롤러를 직렬로 한 구동장치가 필요해지게 된다. 이 볼 롤러와 함께 바켓을 매단채 구동할 수 있게 하기 위한 것으로는 수평견인 구동휠이 있다. 이 경우, 로프의 안전한 구동에는 6턴의 견인각도가 경험상 필요하며, 구동휠의 수는 제2교쿠요마루의 하와이 실험의 실례에 나타난 바와 같이 12개가 필요해져 구동장치가 너무 커지는 문제점이 있다. 이러한 구동장치의 수를 감소시켜 소형화할 필요가 있게 된다.Ball rollers have been considered for the driving mechanism of rope buckets, but the largest ball rollers completed in Japan are 800mm in diameter and 8 tons of towing force, so about 13 balls are required to safely transmit 100 tons of force. There is a need for a drive in series with the rollers. In order to be able to drive the bucket with this ball roller, there is a horizontal towing drive wheel. In this case, the safe driving of the rope requires a tow angle of 6 turns in experience, and the number of driving wheels is required, as shown in the example of the Hawaiian experiment of the second Kyokuyomaru, so that the driving device is too large. It is necessary to reduce the number of such driving devices and to miniaturize them.

한편, 이들 구동장치의 문제점으로서는 로프가 볼 롤러와 수평 견인 구동휠로부터 떨어질 염려가 있다는 것이다. 이 로프의 탈락을 방지하기 위해 전후에 안내휠을 놓는 것이 생각될 수 있다. 이 안내휠은 선내와 선외를 연결하는 중요한 기술적 테마이며, 선외로부터 끌어당겨지는 로프바켓은 선체에 대해서 방향각, 경사각 모두 파도나 바람, 배의 운동으로 변화되며, 이에 대해 보정하면서 극히 간단한 기구로 로프 바켓을 선내로 잡아들이는 것은 실용화를 위해 반드시 해결해야 할 문제점이다.On the other hand, a problem with these drives is that the rope may fall off the ball rollers and the horizontal traction drive wheels. It may be conceivable to place the guide wheels before and after to prevent this rope from falling off. This guide wheel is an important technical theme that connects the ship with the ship's outboard. The rope bucket pulled from the outboard changes both the direction angle and the inclination angle of the ship to the movement of the waves, the wind and the ship. Grabbing the rope basket on board is a problem that must be solved for practical use.

다음에, 바켓의 덤핑(뒤집어 떨어뜨리는 것) 문제가 있다. 어떻게 채광해 온 바켓내의 단괴를 선내로 요령있게 회수할 것인가 하는 것은 실용화면에서 간단 명쾌하게 해결해야 할 중요 과제이다.Next, there is a problem of dumping the bucket. How to collect the nodules in the mined bucket into the ship is an important task to be solved simply and clearly on the practical screen.

종합적으로 말하면, 석션펌프에 의한 심해채광방법과 비교하여 보다 경제적으로 간단하면서도 안전한 심해의 망간단괴 채광법 및 채광장치의 구체적 계획을 얻는 것이 강하게 요망되고 있는 것이다.In general, it is strongly desired to obtain a concrete plan of the manganese nodule mining method and the mining device of the deep sea more economically simple and safe compared to the deep sea mining method by suction pump.

본 발명은 상술한 연속바켓 채광장치의 실용화에 저해 요인으로서 존재하는 상기 4가지 과제를 해결하기 위해, 다음과 같은 수단을 채용하고자 생각하는 것이다. 즉, 강력한 장력의 로프로서 최근 실용화되어 있는 이중꼬임 로프로서, 내측 나일론, 외측 테트론의 로프는 직경 168mm, 파단력 600톤의 것이 얻어져 제작 가능하며, 물론 취급도 가능한 칫수이다. 단, 종래 기술에 의한 폴리프로필렌의 8로프를 사용한 경우에는 비중이 해수보다 작기 때문에 해저에 로프가 도달했을 때 부력에 의해 바닥으로부터 떠오름으로써 해저의 장애물에 로프가 걸려 인양 불가능한 사고가 일어나는 것을 방지한다는 장점이 있지만, 새롭게 사용하는 나일론 및 테트론의 로프는 비중이 해수보다 크므로 스스로의 부양력은 이용할 수 없어 종래와 동일한 효과를 얻기 위해서 내압 부력체를 로프에 결합함으로써 이를 보상하고자 하는 수단을 취하도록 하였다. 즉, 로프결합의 바켓 중간에 2개의 매달음로프로 내압 부력체를 결합하여, 소요 부양력을 부여하도록 하는 것이다. 단, 심해저의 단괴광상(鑛床) 중에는 해저의 장해물에 대해 배려를 필요로 하지 않을 정도의 평탄한 광상도 있으므로 사전 조사에 의해 장해물이 없는 경우에는 내압 부력체를 부착하지 않고 채광하는 것도 가능하다.The present invention is intended to employ the following means in order to solve the above-mentioned four problems which exist as a detrimental factor in the practical use of the above-mentioned continuous basket light-emitting device. That is, the double twisted rope which has been put to practical use as a rope of strong tension in recent years. The rope of the inner nylon and the outer tetron can be manufactured having a diameter of 168 mm and a breaking force of 600 tons. However, when 8 ropes of the polypropylene according to the prior art are used, the specific gravity is smaller than that of seawater, so when the rope reaches the seabed, it floats from the bottom by buoyancy to prevent the rope from being caught by the obstacles of the seabed. Although the new nylon and Tetron ropes have a specific gravity greater than that of seawater, their own buoyancy is not available. Therefore, in order to achieve the same effect as before, a means to compensate for this by combining a pressure-bearing buoyant body with the rope is recommended. It was. That is, by combining the pressure-bearing buoyancy body with the two hanging ropes in the middle of the rope of the rope coupling, to give the required buoyancy. However, some of the nodular deposits in the deep seabed are flat enough to not require consideration of the obstacles in the seabed. Therefore, when there is no obstacle by prior irradiation, it is possible to mine without attaching the pressure-bearing buoyant body.

로프 바켓의 구동장치는 바켓을 로프에 부착한 채 구동할 수 있는 볼 롤러 또는 수평형의 구동휠을 시리즈로 배치하거나 이 2가지 방식을 혼합하여 각각의 장점을 조합한 구동장치에 의해 구동하는 수단을 취한다.The driving device of the rope basket is a means for arranging a ball roller or a horizontal driving wheel which can be driven with the bucket attached to the rope, or a combination of the two methods to drive the driving device by combining the advantages. Take

상기2가지 구동방식의 약점인 로프나 바켓의 탈락을 방지하기 위해서는 안내휠을 구동장치의 전후에 배치하는 수단에 의해 해결을 꾀한다. 안내휠을 포함하는 바켓 로프의 선내로의 취입과 송출에는 로프방향으로 안내휠을 똑바로 향하게 하여 로프의 꼬임이 발생하는 것을 방지한다. 이를 위해 안내휠을 매어 달기방식으로 하고, 또한 안내휠의 일측을 개방하여 바켓이 로프에 붙은 채 통과할 수 있도록 기구를 간소화한 대책을 취한다.In order to prevent the fall of the rope or the basket, which is a weak point of the two driving methods, the solution is solved by means of arranging the guide wheels before and after the driving device. The intake and delivery of the basket rope including the guide wheel to the shipboard is directed straight in the rope direction to prevent the rope from twisting. To this end, the guide wheels are attached to each other, and one side of the guide wheels is opened so that the mechanism can be simplified so that the bucket can pass through the rope.

바켓의 덤핑기구는 바켓이 트러스 상부에 부착된 편면 개방의 안내휠을 통과할 때 바켓의 앞, 뒤를 매달음로프의 작용에 의해 바켓은 공중에서 상하 전도된 자세가 되어 바켓속의 채취 단괴를 선내에 떨어떠린다.The dumping mechanism of the basket is the front and rear of the basket when the basket passes through the one-way open guide wheel attached to the top of the truss. I fall.

이상 설명한 이들 연속바켓 채광장치용 각종 기재는 채광물의 적소에 적절히 부착되며, 채광선은 해면에서 큰 직경의 호를 그려 선회하면서 회두하는 항해궤적 내측의 로프를 견인함과 동시에, 외측으로부터 강하 투입되어 양방의 로프 사이를 충분히 개방한 형태로 연속채광작업을 실시한다는 형태로 이러한 과제를 해결하고자 하는 것이다.The various substrates for the continuous basket mining device described above are properly attached to the place of the mining material, and the mining line is pulled down from the outside while pulling the rope inside the navigating trajectory while turning and turning a large diameter arc on the sea surface. This is to solve this problem in the form of continuous mining work in a form that is sufficiently open between both ropes.

본 발명의 일실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

제1도는 본 발명의 일실시예를 개념적으로 나타낸 사시도(바다속은 투시도)이다. 도면에 있어서 채광선(1)은 대형선박으로 충분한 광물단괴의 적재 능력을 보유하는 것으로서, 예를 들어 선박의 길이는 170m, 총톤수 30,000톤의 것이라고 상정한다. 이 채광선은 해양의 수심 5,000m의 해저 광상으로부터 1000톤/일의 단괴 채광능력을 가지는 것으로 가정한다. 채광선(1)은 제1도에 도시한 바와 같이 가변피치 프로펠러(2), 키(3), 사이드 스러스트(4)를 구비하고, 이로써 저속으로 전진하면서 조타 운항하여 선회 회두(回頭)하는 운동성능을 충분히 보유하고 있는 것이다.1 is a perspective view (sea view is a perspective view) conceptually showing one embodiment of the present invention. In the figure, the mining ship 1 has a sufficient capacity for loading a mineral nodule on a large ship, and is assumed to be, for example, a length of a vessel of 170 m and a total tonnage of 30,000 tons. This mining line is assumed to have 1000 tonnes / day of nodular mining capacity from a seabed of 5,000 m deep in the ocean. As shown in FIG. 1, the mining line 1 includes a variable pitch propeller 2, a key 3, and a side thrust 4, thereby turning and steering by moving forward at low speed. It has enough performance.

제1도에 도시한 장대한 엔드리스 로프(5)에는 다수의 준설선 바켓(6)이 일정 간격으로 2개의 매달음로프(6a) 및 (6b)로 부착되어 있으며, 또한 바켓과 바켓의 사이에는 로프를 수중에서 떠오르게 하기 위한 내압 부력통(7)이 2개의 매달음로프(7a) 및 (7b)에 의해 부착되어 있다.On the magnificent endless rope 5 shown in FIG. 1, a plurality of dredger baskets 6 are attached to the two hanging ropes 6a and 6b at regular intervals. The buoyancy pressure buoyancy cylinder 7 for floating in water is attached by two hanging ropes 7a and 7b.

제2도는 이상의 매달음로프로 바켓 및 내압 부력통을 각각 부착한 상황을 나타낸다. 이 엔드리스 로프(5)는 루프가 되며, 단괴 광상이 있는 수심(5,000m)의 약 1.2배(6,000m)의 2배의 길이(12,000m)로 설정되어 있다. 따라서, 수심 5,000m의 해역에서는 루프길이는 12,000m이며, 로프의 수직과 이루는 각도는 약30도 정도이다.2 shows a situation in which the bucket and the pressure-bearing buoy are attached to each of the above hanging ropes. The endless rope 5 becomes a loop and is set to a length (12,000m) twice that of about 1.2 times (6,000m) of the water depth (5,000m) with the nodular deposit. Therefore, the loop length is 12,000m in the sea area of 5,000m depth, and the angle between the rope and the vertical is about 30 degrees.

바켓(6) 및 내압 부력통(7)이 장착된 엔드리스 로프(5)는 선박의 중심점의 부근에 가까운 한쪽 뱃전에 부착된 견인로프 경사 안내휠(11)로부터 선박내로 바켓(6), 내압 부력통(7)을 안내휠(11)의 하방측면을 지장없이 통과하여 선박내로 취입된다.The endless rope 5 equipped with the bucket 6 and the pressure-resistant buoyancy tube 7 is a bucket 6, pressure-bearing buoyancy into the ship from a towing rope inclined guide wheel 11 attached to one of the ships near the center of the ship. The cylinder 7 passes through the lower side of the guide wheel 11 without any trouble and is blown into the ship.

로프의 견인구동을 행하는 것은 전방 구동기(12)와 덤프트러스(13)를 경유하여 재차 후방구동기(14)등 일련의 장치이며, 바켓의 내압 부력통(7)을 매단채 엔드리스 로프(5)는 구동된다. 해저에서 바켓에 채취되어 선박내로 운반되어 온 바켓속의 단괴 광물은 바켓이 덤핑트러스(13)의 상부에 설치된 경사안내휠을 지날 때 2개의 매달음로프(6a) 및 (6b)의 작용에 의해 공중에서 상하 전도 자세를 취하게 되어 선박내의 수납구를 향해 낙하시켜진다.The traction drive of the rope is a series of devices such as the rear driver 14 again via the front driver 12 and the dump truss 13, and the endless rope 5 is hung with the internal pressure buoyancy tube 7 of the bucket. Driven. The nodular minerals in the buckets collected from the seabed and carried into the ship are airborne by the action of two hanging ropes 6a and 6b as the basket passes the inclined guide wheel installed on the top of the dumping truss 13. In the up-down fall position, and falls toward the receiving port in the ship.

강하 투입되는 측과 상승 견인되는 측의 2개의 로프라인은 본 발명자에 의해 발명된 일본특허 제1628221호(소하61년 특허원 제027933호, 평성2년 특허출원공고 제052079호)지각 광상등의 연속채취장치와 선회이동식 채광법에 상세히 기술된 바와 같이 선박이 선회하면서 엔드리스 로프(5)를 구동함으로써 충분히 분리되어 2개의 로프사이의 얽힘이 발생될 위험성을 방지할 수 있다.The two rope lines, the drop-in side and the side to be pulled up, are included in the Japanese Patent No. 1628221 (Soha 61 Patent Application No. 027933, Pyeong Hyeon Patent Application Publication No. 052079) invented by the present inventor. As described in detail in the continuous mining device and the swingable mining method, by driving the endless rope 5 while the ship is turning, the risk of entanglement between the two ropes can be prevented.

그러나 지금까지 10회의 연속바켓의 해상실험을 실시하여 옴에 있어, 엔드리스 로프(5)로서는 물보다 가벼운 폴리프로필렌의 8로프를 전부 사용해왔다. 그 이유는 해저에 존재할 가능성이 있는 암석 등의 해저 장해물(10, 제1도)의 존재에 대한 염려 때문이다. 심해저(8)는 일반적으로 평탄한 평원상으로, 부드러운 진흙위에 망간단괴(9)가 넓게 분포되어 있는 것이 보통이지만, 천연 지형으로 어떤 장해물이 있을지도 모른다. 이에 루프가 된 엔드리스 로프(5)가 걸렸을 경우의 염려가 있지만, 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌과 같은 물보다 비중이 가벼운 재료를 사용하면 해저에 도달했을 때 로프라인은 해저로부터 떠올라 해저와 가장자리를 끊는 것을 기대할 수 있으므로 오늘까지 모든 로프에 폴리프로필렌제의 것을 채용하여 온 것이다.However, the endless rope 5 has used all 8 ropes of polypropylene which are lighter than water as the endless rope 5 in the sea trials of 10 continuous baskets until now. The reason is that there is concern about the existence of subsea obstacles (10, FIG. 1) such as rocks that may exist on the sea floor. The deep sea floor (8) is generally flat, with manganese nodules (9) widely distributed on soft mud, but there may be some obstacles in the natural terrain. This can happen if the looped endless rope (5) is caught, but with a material that is lighter in weight than water, such as polypropylene or polyethylene, the ropeline will rise from the bottom and expect to break off the bottom. As it is possible, all the ropes have been made of polypropylene until today.

그러나 이들 물보다 비중이 가벼운 로프의 경우, 로프의 사용에 견디는 수명면에서 염려되는 점이 많다. 즉, 구체적으로 1972년의 하와이에서 제2교쿠요마루의 단괴 채광실험시에는 직경 85mm의 폴리프로필렌의 8로프를 사용하여 파단력 81톤이었지만, 1회 로프회전(시험적으로 행함)에 있어서 선상에서 구동을 위해 20회 굽힘이 로프에 걸려 0.8m/s로 구동하면 1사이클 4시간 즉, 1회당 6사이클 실시함으로써 1일에 120회의 굽힘이 반복된다. 폴리프로필렌의 8로프는 굽힘 응력에 약한 것으로서, 8,000사이클이 한계로 되어 있다. 그 때문에 약 66일(2개월 남짓)의 운전으로 파단될 염려가 있다.However, ropes with a lighter specific gravity than these waters have many concerns in terms of their lifespan. Specifically, in the mining test of the second Gyokuyomaru in Hawaii in 1972, it had a breaking force of 81 tons using 8 ropes of polypropylene with a diameter of 85 mm, but it was carried out on a single rope rotation (tested). If the 20 times bend to drive the rope at 0.8m / s to drive in the cycle 1 cycle 4 hours, that is, 6 cycles per cycle 120 times a day is repeated. Eight ropes of polypropylene are weak to bending stress and have a limit of 8,000 cycles. Because of this, there is a risk of being broken by driving for about 66 days (less than two months).

이로써는 경제적인 채광은 곤란하며, 반복 굽힘이나 크리이프(뒤틀림)의 약점이 없는 나일론이나 테트론의 로프 채용이 절실한 필요성이 되어 온 것이다. 나일론이나 테트론은 굽힘응력에는 강하고 100,000사이클로부터 150,000사이클로 단연 강한 것임과 동시에 크리이프에 의한 파단의 염려가 적다. 상기 2개월에 대해서 3년의 수명이 얻어진다.This makes economical mining difficult and necessitates the use of nylon or Tetron ropes without the weakness of repeated bending and creep. Nylon and Tetron are resistant to bending stress and are extremely strong from 100,000 cycles to 150,000 cycles, and are less likely to break due to creep. A life of three years is obtained for the two months.

특히 현재의 요구는 1일 1000톤 생산을 목표로 하는 것이므로 바켓의 폭 1m, 높이 0.5m, 길이 0.5m, 용적 0.75㎥의 크기의 것을 25m 마다 부착하여 운전하는데는 100톤에 가까운 로프 장력이 걸린다.Particularly, the current demand is to produce 1000 tons per day, so it takes rope tension close to 100 tons to operate with the size of 1m wide, 0.5m high, 0.5m long and 0.75m3 in volume every 25m. .

안전율을 6으로 하면 600톤의 부하에 견디는 로프가 필요해진다. 만약 폴리프로필렌의 8로프를 종래와 같이 사용한다고 하면 직경은 240mm가 되어 제작 및 취급상 문제가 됨은 명확하다.A safety factor of 6 requires a rope that can withstand a load of 600 tons. If 8 ropes of polypropylene are used as in the prior art, the diameter becomes 240 mm, which is a problem in manufacturing and handling.

이러한 강한 부하에 견디는 현재 사용중의 로프는 내측에 나일론, 외측에 테트론을 이용한 이중꼬임 로프라면 직경 168mm으로 이러한 부하에 견딜 수 있다. 단, 이 로프의 약점으로 들 수 있는 것은 물보다 비중이 무거운 것이며 바닥에 도달했을 때 이 로프라인은 해저면에 침전되어 심해저(8)를 이동할 때 불규칙하게 존재할 가능성이 있는 해저장해물(10)에 걸릴 우려가 크다. 이에 대응하기 위해 제2도에 도시한 바와 같이 바켓(6)의 인접 2개 사이에 내압 부력통(7)을 전방 매달음로프(7a)와 후방 매달음로프(7b)에 의해 엔드리스 로프(5)를 해저로부터 떠오르도록 하기 위해 부착하는 것으로 한다. 지금 직경 168mm의 나일론(비중 1.14), 테트론(비중 1.38)에 의한 이중꼬임 로프를 바켓 간격 25m 사이를 떠오르게 하기 위해서는 로프중량을 18.6kg/m로 하여 25m로 공중 중량 465kg, 수중중량이 약 100kg이므로 내압 부력통(7)이 필요한 부력은 120kg으로 하면 로프는 수중에 떠오르게 된다.Ropes currently in use to withstand such heavy loads can withstand these loads with a diameter of 168 mm if the double twisted ropes use nylon on the inside and Tetron on the outside. However, the weak point of this rope is that it is heavier than water, and when it reaches the bottom, this rope line is settled on the sea bottom, and it can be found in seawater debris 10 which may be irregular when moving deep sea bottom 8. There is a big risk. In order to cope with this, as shown in FIG. 2, the pressure-resistant buoyancy tube 7 is connected between the two adjacent bars of the basket 6 by the front suspension rope 7a and the rear suspension rope 7b. ) In order to float from the sea floor. Now, in order to float a double twisted rope made of nylon 168 mm in diameter (specific gravity 1.14) and Tetron (specific gravity 1.38) between 25 m of the bucket distance, the rope weight is 18.6 kg / m and the aerial weight is 465 kg and the underwater weight is about 100 kg. Therefore, the buoyancy required by the pressure buoyancy tube (7) is 120kg and the rope floats in the water.

부력재로서 현재 심해 선박등에서 사용되고 있는 유리의 미세한 중공구(中空球)를 에폭시수지로 굳힌 비중 0,65정도의 고형부력재를 사용하면, 120(kg)÷(1-0.65)≒342(리터) 즉, 342리터의 체적이 필요하며, 직경 54cm, 길이 150cm의 원통형상의 부력체가 된다.As a buoyant material, when using a solid buoyant material with a specific gravity of about 0,65 in which glass hollow spheres, which are currently used in deep sea vessels, are hardened with epoxy resin, 120 (kg) ÷ (1-0.65) ≒ 342 (liter) A volume of 342 liters is required, resulting in a cylindrical buoyancy body of 54 cm in diameter and 150 cm in length.

제3도는 지금까지의 해상시험에서 많이 사용되어 온 견인로프 안내휠의 기구를 나타낸 것으로, 안내휠(16)은 외측 뱃전에 고정된 원형링(17)의 속을 슬라이드하여 항상 엔드리스 로프(5)가 오는 방향으로 안내휠(16)을 지향하도록 구성되어 있다. 이 구조는 로프의 꼬임을 방지하여 바켓을 선내로 잡아들이는 목적을 달성할 수 있지만, 장치 전체가 약간 복잡해지는 결점이 있어 보다 개선된 구조가 요구되고 있다.3 shows the mechanism of the traction rope guide wheel, which has been widely used in sea trials until now, and the guide wheel 16 slides the inside of the circular ring 17 fixed to the outer side of the ship. It is configured to direct the guide wheel 16 in the direction of coming. This structure can achieve the purpose of preventing the twisting of the rope to grab the basket into the ship, but there is a drawback that the whole device is slightly complicated, and a more improved structure is required.

제4도는 본 발명의 견인로프 경사안내휠(11)의 작동을 설명하는 사시도이다. 견인로프 경사안내휠(1)은 엔드리스 로프(5)를 걸어 홀딩아암(18)에 의해 매달음축(19)을 개재시키고, 홀딩부재(20)에 의해 채광선(1)의 외측 뱃전에 부착되어 있다. 견인로프 경사안내휠(11)은 한쪽면이 오픈됨과 동시에 엔드리스 로프(5)에 걸리는 로프의 장력에 의해 매달음축(19)의 축을 중심으로 선박후미 방향으로 당겨지고 이로써 비스듬히 경사진다. 이 약 30도의 경사각에 의해 준설선바켓(6)을 매단 전방 매달음로프(6a)와 후방 매달음로프(6b)는 엔드리스 로프(5)의 방향에 대해 약 30도 다른 수직에 가까운 방향에서 이 견인로프 경사안내휠(11)로 들어오므로 제4도에 도시한 바와 같이 양로프는 안내휠의 일측을 넘어 외부로 밀려나와 그 결과 바켓은 견인로프 경사안내휠(11)의 외측을 지나 선박내로 끌어들여진다.4 is a perspective view illustrating the operation of the towing rope inclination guide wheel 11 of the present invention. The traction rope inclination guide wheel 1 hangs the endless rope 5 to interpose the suspension shaft 19 by the holding arm 18, and is attached to the outer side of the skylight 1 by the holding member 20. have. Towing rope inclination guide wheel 11 is pulled toward the rear of the ship around the axis of the hanging shaft 19 by the tension of the rope is caught on the endless rope 5 at the same time one side is open, thereby inclined obliquely. By the inclination angle of about 30 degrees, the dredger basket 6 is suspended from the front suspension rope 6a and the rear suspension rope 6b in a direction close to the vertical which is about 30 degrees different from the direction of the endless rope 5. As it enters the rope inclination guide wheel 11, as shown in FIG. 4, both ropes are pushed outwards to one side of the guide wheel, and as a result, the basket passes through the outside of the tow rope inclination guide wheel 11 and into the ship. Drawn in.

제3도의 기존 구조에 비해 상당히 간단화되어 실용화되었다. 이 기구는 강하로프 안내휠(15)에 있어서도 동일하며, 준설선 바켓(6)은 엔드리스 로프(5)에 부착된 채 바닷속으로 들어간다.Compared to the existing structure of FIG. This mechanism is the same for the descending rope guide wheel 15, and the dredger basket 6 enters the sea while attached to the endless rope 5.

구동장치에는 제5도, 제6도에 도시한 볼 롤러 또는 제7도, 제8도에 도시한 수평견인 구동휠을 이용하여 바켓이나 내압 부력통을 각각 2개의 부착로프로 부착한 채 엔드리스 로프(5)를 구동한다. 볼 롤러는 제5도의 정면도, 제6도의 측면도로 나타낸 바와 같이 홀딩트러스(21)에 부착된 베어링(22),(23)에 의해 지지되는 축에 모터(24),(25)와 볼 롤러(26),(27)가 대칭으로 부착되며 볼 속의 공기압에 의해 엔드리스 로프(5)를 양측으로부터 눌러 그 압박마찰로 구동하는 것이다. 현재 제작되어 실용가능한 볼 롤러는 볼의 직경이 800mm이며 예인력은 8톤 성능의 것이 있다.An endless rope is attached to the driving device by attaching a bucket or a pressure buoyancy cylinder with two attachment ropes respectively using a ball roller shown in FIGS. 5 and 6 or a horizontal wheel drive wheel shown in FIGS. 7 and 8. (5) is driven. The ball roller has a motor 24, 25 and a ball roller on an axis supported by bearings 22, 23 attached to the holding truss 21, as shown in the front view of FIG. 5 and the side view of FIG. (26) and (27) are attached symmetrically and press the endless rope (5) from both sides by air pressure in the ball to drive the compression friction. Currently manufactured and practical ball rollers have a diameter of 800 mm and a towing force of 8 tons.

제7도의 측면도, 제8도의 평면도에 도시한 바와 같이, 수평견인 구동휠은 다수의 수평견인 구동휠(33),(34)등이 홀딩트러스(28)에 부착된 베어링(29),(30)등에 의해 수평으로 홀딩되어 모터(31),(32)등에 의해 구동된다. 엔드리스 로프(5)는 이 수평견인 구동휠(33),(34)등에 감겨 구동된다. 이 구동에는 준설선 바켓(6)이나 내압 부력통(7)은 각각 2개의 매달음로프로 수평으로 홀딩된 채 각 수평견인 구동휠(33),(34)등의 밑이 안내되어 지장없이 통과할 수 있다.As shown in the side view of FIG. 7 and the plan view of FIG. 8, the horizontal towing drive wheel includes a plurality of horizontal towing drive wheels 33, 34, etc., bearings 29, 30 attached to the holding truss 28; Is horizontally held by the lamp and driven by the motors 31, 32, and the like. The endless rope 5 is driven by being wound around the drive wheels 33 and 34 which are horizontal dogs. In this drive, the dredger basket 6 and the pressure-bearing buoy 7 are held horizontally with two hanging ropes, respectively, and the bottom of each of the horizontal dog driving wheels 33 and 34 is guided to pass without any problems. Can be.

문제는 심해채광에 있어서의 극히 강대한 장력을 안전하게 전달하는 것으로, 1,000톤/일의 산출속도를 실현하기 위해서는 100톤의 힘을 로프에 전달해야 한다. 지금, 볼 롤러만으로 구동한다고 가정한다면 800mm직경의 견인력 8톤의 볼 롤러를 직렬로 예인하는 것으로 하면 각 견인력의 합이 되고, 또한 수평견인 구동휠의 경우에는 전부 6턴 구동휠을 감을 필요가 있고 제7도에 도시한 바와 같이 하나의 구동휠에 반비퀴 감기로 하면 전부 12개의 구동휠에 의한 구동이 필요해진다. 지금 반사이클의 감김턴에서는 수평견인 구동휠은 제7도의 구동방향(T)의 경우 예인력(P)은 압압력(F)에 비하면 마찰각 180도, 마찰계수 0.2일 때 예인력/입압력≒2가 된다. 지금 100톤의 예인력을 필요로 한다고 생각하면 볼 롤러 1개당 8톤의 힘을 낸다고 할 때, 이것만으로 예인하는 경우에는 제9도에 도시한 바와 같이 13개 직렬로하여 예인할 필요가 있다.The problem is the safe transmission of extremely high tensions in deep sea mining, which requires 100 tons of force to be delivered to the rope in order to achieve a yield rate of 1,000 tons / day. Now, assuming that the ball roller is driven only by a ball roller, towing a ball roller of 800 tons of traction force in series is the sum of the traction forces, and in the case of a horizontal towing drive wheel, it is necessary to wind all six turn drive wheels. As shown in FIG. 7, when half-wound winding is applied to one driving wheel, driving by all 12 driving wheels is required. In the half-cycle winding turn, the towing wheel has a towing force (P) of 180 ° compared to the pressing force (F) in the driving direction (T) of FIG. Becomes two. Considering that 100 tons of towing force is required now, when 8 tons of force is produced per ball roller, it is necessary to tow in 13 series in series as shown in FIG.

다음에 수평구동휠만으로 100톤의 구동을 예인함에 있어 전부 6턴의 견인각도가 필요하며, 하나의 구동휠로 0.5톤을 분담한다고 하면 제10도에 도시한 바와 같이 12개의 수평구동휠을 필요로 하게 된다. 이는 제2교쿠요마루의 하와이 실험에서 경험한 바이다. 그러나, 양자의 장점을 조합한 경우 제11도에 도시한 바와 같이 4개의 수평구동휠과 1개의 볼 롤러의 조합으로 볼 롤러의 예인력 (P)의 16배의 힘이 얻어짐을 알았다. 지금 P=8톤이라고 하면 8×16=128로, 128톤의 예인력이 얻어지게 된다. 이와같이 수평구동휠과 볼 롤러를 조합한 구동장치는 구동시스템의 실용상의 간소화에 커다란 공헌을 할 수 있다.Next, towing 100 tons with only horizontal drive wheels requires a total of 6 tons of towing angle, and if you share 0.5 tons with one drive wheel, 12 horizontal drive wheels are needed as shown in FIG. Done. This was experienced in the Hawaiian experiment of the second Gyokuyomaru. However, when combining the advantages of both, it was found that as shown in FIG. 11, a combination of four horizontal driving wheels and one ball roller obtained 16 times the force of the towing force P of the ball roller. If P = 8 tons, 8 x 16 = 128, and 128 tons of towing force will be obtained. Thus, the drive device combining the horizontal drive wheel and the ball roller can make a great contribution to the practical simplification of the drive system.

그밖에 볼 롤러 및 수평구동휠은 바켓등을 매단 엔드리스 로프의 탈락 방지가 가장 중요한 설계상의 필요사항이며, 견인로프 경사안내휠(11)과 강하로프 강사안내휠 등의 안내휠은 이를 위해 필요하다. 제12도는 덤프 트러스의 로프 진행방향에서 본 정면도, 제13도는 그 직각방향에서 본 측면도이다.In addition, ball rollers and horizontal driving wheels are the most important design requirements for the prevention of falling of the endless rope hung in the basket, etc., guide wheels such as the traction rope inclination guide wheel (11) and descent rope instructor guide wheel is necessary for this purpose. FIG. 12 is a front view as seen from the rope travel direction of the dump truss, and FIG. 13 is a side view as seen from a right angle thereof.

덤프 트러스(13)는 채광선(1)의 갑판상에 세워져 약간 경사 전방으로 경사되어 설치되어 있으며, 거기에 안내휠(35), 경사안내휠(36), 안내휠(37)이 부착되며, 엔드리스 로프(5)가 거기에 부착된 준설선바켓(6)등의 각각 2개의 매달음로프에 의해 부착된 채 구동된다.The dump truss 13 is installed on the deck of the skylight 1 and is inclined slightly inclined forward, and the guide wheel 35, the inclined guide wheel 36, and the guide wheel 37 are attached thereto. The endless rope 5 is driven while being attached by two hanging ropes, such as a dredger basket 6 attached thereto.

해저에서 채취된 망간단괴(9, 광물)를 적재한 준설선 바켓(6)은 안내휠(35)에 의해 덤프 트러스(13)의 상단에 부착된 경사안내휠(36)로 올라갈 때에는 전방매달음로프(6a)가 전방이 되어(상부가 되어) 준설선 바켓(6)은 내용물인 망간 단괴(9)를 떨어뜨리지 않고 상승된다. 경사안내휠(36)은 덤프 트러스(13)의 경사 전방경사에 의해 경사져 있으며, 그 경사 때문에 전방 매달음로프(6a)는 경사안내휠(36)의 외측을 지나 편면 개방되어 있기 때문에 걸리지 않고 하강 행정으로 이행한다. 다음에 후방 매달음로프(6b)가 동일 경사안내휠(36)에 들어가 동일하게 외측을 통과해 가는데, 안내휠(37)까지의 행정에 있어서 바켓의 자세는 상하 전도되고 준설선바켓(6) 속의 망간단괴(9)는 자연히 낙하되어 갑판상에 설치된 광물수납구에 덤프되게 된다. 이 덤프구조의 큰 장점은 공중에서 바켓이 상하 전도되는 기구로 한다는 점으로서, 지금까지 많은 바켓 덤핑구조는 운반차나 슬라이드판 등의 위를 바켓이 미끄러진 후 상하 전도했음에 비해 바켓은 운반차 위로 올라가지 않고 사이드를 지나 공중에서 반전되므로 마찰이 적어 순조로운 덤핑을 기대할 수 있는 유리함을 가지고 있다.The dredger basket 6 loaded with manganese nodules 9 and minerals collected from the seabed is forward hanging rope when ascending to the inclined guide wheel 36 attached to the top of the dump truss 13 by the guide wheel 35. The dredger basket 6 is raised without dropping the manganese nodules 9 as the contents (6a) are forward (upper). The inclination guide wheel 36 is inclined by the inclined forward inclination of the dump truss 13, and because of the inclination, the front suspension rope 6a is lowered without being caught because it is open on one side past the outside of the inclination guide wheel 36. Go to administration. Next, the rear hanging rope 6b enters the same inclined guide wheel 36 and passes through the same in the same way. In the stroke to the guide wheel 37, the attitude of the basket is upside down, and the dredger basket 6 The manganese nodules 9 naturally fall and are dumped to the mineral storage ports installed on the deck. The big advantage of this dump structure is that it is a mechanism that the basket is upside down in the air. Until now, many bucket dumping structures have been upside down after the basket has slipped on the truck or slide plate. Since it is reversed in the air through the side rather than going up, it has the advantage of low friction and smooth dumping.

본 발명은 심해저에 부존하는 망간단괴의 산업적 채광을 경제적으로 실현할 수 있는 효과가 있다.The present invention has the effect of economically realizing the industrial mining of manganese nodules existing in the deep seabed.

심해채광에는 본 발명의 방법 및 장치를 이용하는 이외에 석션펌프 채광법, 셔틀광법이 있는데, 지금까지 석션펌프 채광법이 가장 잘 연구되어 왔다. 이 방법은 석션펌프에 의해 대량 채광법(6,000톤/일)에 의한 채광 단가의 저하를 주된 이점으로 하여 각국에서 계획이 추진되어 일본에서도 300억엔 남짓의 정부 및 민간 자금이 투입된 것으로 알려져 있다.In deep sea mining, in addition to using the method and apparatus of the present invention, there are a suction pump mining method and a shuttle mining method. Until now, the suction pump mining method has been best studied. This method is mainly carried out in each country by lowering the mining unit price by mass mining method (6,000 tons / day) by suction pump, and it is known that about 30 billion yen of government and private funds were invested in Japan.

그러나, 이 대량채취는 반대로 채광사업 발족을 위한 거대한 자본을 필요로하는 것을 의미하여 상기 스케일로 1,000억엔이 필요하다고 한다.However, this mass collection, on the contrary, requires huge capital for the start of the mining business, requiring 100 billion yen on the scale.

연속바켓 채광법은 채광단가가 비교적 산출속도에 대해 일률적으로 2만톤 내지 5만톤 채광선으로 하루 500톤 내지, 1,000톤의 채광과 그 정련이 가장 실현하기 용이한 규모이다.In continuous bucket mining, the mining cost is about 20,000 to 50,000 tons of light output, and the mining and refining of 500 to 1000 tons per day is most easily realized.

석션펌프의 1/10인 100억엔 미만으로 채광 및 정련사업을 발족할 수 있으며, 또한 채광단가도 거의 동등하게 채광될 수 있다.The mining and refining business can be launched for less than 10 billion yen, which is 1/10 of the suction pump, and the mining unit price can be mined almost equally.

또한 장래 채광규모를 확대함에 있어 채광선의 수를 증가시키면 좋다. 그러나, 1,000톤/일의 채광속도를 달성하기 위해서는 본 발명의 효과를 필요로 한다.In addition, it is good to increase the number of mining rays in the future expansion of the mining scale. However, in order to achieve a mining speed of 1,000 tons / day, the effect of the present invention is required.

그중 하나는 엔드리스 로프(5)에 강력하고 크리이프의 염려가 없는 물보다 무거운 나일론이나 테트론 등을 채용하고 그 구동장치에 바켓등을 매단채 구동할 수 있는 볼 롤러나 수평견인 구동휠의 조합에 의한 구동장치를 채용함으로써 바켓등을 떼어내지 않고 구동하며, 또한 볼 롤러와 수평견인 구동휠을 조합함으로써 그 필요로 하는 시리즈 갯수를 대폭 감소하여 컴팩트한 구동장치로 강력한 견인력을 엔드리스 로프에 전달한다. 바켓에 의해 채광된 단괴등은 간단한 경사안내휠에 의해 선박내로 도입되고, 덤프 트러스에 있어서 상하 전도되어 덤프되며 또한 해중에 들어가는 연속채광 1,000톤/일의 심해저 망간단괴의 경제적 채취를 가능케 한다.One of them is a combination of a ball roller or a horizontal towing drive wheel that adopts a strong, creep-free nylon or tetron for the endless rope 5 and can drive a bucket or the like to the drive device. By adopting the driving device, it drives without removing the basket etc., and by combining the ball roller and the horizontal towing driving wheel, the number of series required is greatly reduced, and the powerful driving force is transmitted to the endless rope by the compact driving device. Ingots mined by the basket are introduced into the ship by a simple inclined guide wheel, and are vertically inverted and dumped on the dump truss, and also enable economic harvesting of 1,000 tons / day of deep sea manganese nodules into the sea.

또한 본 발명은 심해저 망간단괴의 채광뿐 아니라 바다산 지각의 채광, 특히 얕은 바다의 사금광업이나 모래채광 등에도 응용할 수 있는 효과도 있다.In addition, the present invention has an effect that can be applied not only to the mining of the deep sea manganese nodules, but also to the mining of the sea crust, in particular, sand mining and sand mining of the shallow sea.

Claims (2)

엔드리스 로프(5)와, 상기 엔드리스 로프(5)를 채광선박과 해저 사이에서 순환 주행시키기 위한 구동수단과, 상기 엔드리스 로프(5)에 결합되며 그 엔드리스 로프(5)의 순환주행시에 해저의 광물을 채취하여 그 광물을 선박위로 운반한 후 다시 해저로 재투입되는 다수의 채광용 바켓(6)을 구비하여 된 심해광물 채광장치에 있어서, 상기 구동수단은, 상기 엔드리스 로프(5)의 주행방향의 양측에서 그 엔드리스 로프(5)에 밀착되도록 선박위에 설치되며 그 회전시에 상기 엔드리스 로프(5)와의 마찰력에 의해 엔드리스 로프(5)를 주행하시키는 한 쌍의 볼 롤러(26, 27)와, 수평으로 회전되게 배치되며 그 외주 일부에 상기 엔드리스 로프(5)가 감기는 수평 견인구동휠(33, 34)을 포함하며, 상기 채광선박 위에 경사지게 설치된 트러스(13)와, 그 트러스(13)의 상부에 설치되어 상기 엔드리스 로프(5)를 상기 채광선박위에서 상향주행후 하향주행하도록 안내하는 경사안내휠(36)을 구비하며, 상기 각 바켓(6)은 2개의 매달음로프(6a, 6b)에 의해 상기 엔드리스 로프(5)에 결합되어, 상기 엔드리스 로프(5)가 상기 볼 롤러(26, 27) 및 수평 견인구동휠(33, 34)을 지날 때 상기 바켓(6)은 상기 매달음로프들(6a, 6b)에 의해 상기 볼 롤러(26, 27) 및 수평 견인구동휠(33, 34)의 하방으로 늘어진 상태로 주행되며, 상기 엔드리스 로프(5)가 상기 경사안내휠(36)을 지날 때 상기 매달음로프들(6a, 6b)이 그 경사안내휠(36)에 감기지 않고 아래로 늘어진 상태를 유지하도록 상기 경사안내휠(36)은 소정각도 경사지게 설치되며, 상기 엔드리스 로프(5)의 순환주행시에 해저의 광물을 채취하여 선박위로 이동된 각 바켓(6)이 상기 경사안내휠(36)에 의해 상향이동 후 하향이동될 때 그 바켓(6)의 자세가 전도되어 그 바켓(6)내의 광물이 선박내의 수납소에 쏟아지도록 구성된 것을 특징으로 하는 심해광물 채광장치.Endless ropes (5), drive means for circulating the endless ropes (5) between the mining vessel and the seabed, and the minerals of the seabed when the circulation of the endless ropes (5) is coupled to the endless ropes (5). In the deep-sea minerals mining device comprising a plurality of mining baskets (6) which is collected and transported the minerals on the ship and then re-introduced back to the seabed, the drive means is the driving direction of the endless rope (5) A pair of ball rollers 26 and 27 installed on the ship so as to be in close contact with the endless rope 5 on both sides and driving the endless rope 5 by frictional force with the endless rope 5 at the time of its rotation; It is arranged to rotate horizontally and includes a horizontal traction drive wheels (33, 34) on which the endless rope (5) is wound around a part of the outer periphery, the truss (13) inclined on the mining ship, and the truss (13) Snow at the top And an inclined guide wheel 36 for guiding the endless rope 5 upwardly after the upward movement on the mining vessel, wherein each of the baskets 6 is formed by two hanging ropes 6a and 6b. Coupled to the endless rope 5, the basket 6 is suspended from the hanging ropes 6a when the endless rope 5 passes the ball rollers 26, 27 and the horizontal traction drive wheels 33, 34. 6b) is driven down the ball rollers (26, 27) and the horizontal traction drive wheels (33, 34), and when the endless rope (5) passes the inclined guide wheel (36) The inclined guide wheel 36 is installed to be inclined at a predetermined angle so that the hanging ropes 6a and 6b are not wound around the inclined guide wheel 36, and the endless rope 5 is circulated. When traveling, each of the baskets 6 collected from the seabed and moved on the vessel is moved upward by the inclined guide wheel 36. Deep sea mineral mining device, characterized in that the posture of the basket (6) is inverted when it is moved downward, so that the minerals in the bucket (6) is poured into the storage in the ship. 제1항에 있어서, 상기 엔드리스 로프(5)는 해수의 비중보다 무거운 비중을 가지며, 상기 엔드리스 로프(5)의 주행시에 해저 측에 인접된 부위를 해저장해물에 걸리지 않도록 부상시키기 위해 상기 엔드리스 로프(5)의 상기 바켓(6)과 바켓(6) 사이의 부위에 내압 부력통(7)이 두 개의 매달음로프(7a, 7b)에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 심해광물 채광장치.The endless rope (5) according to claim 1, wherein the endless rope (5) has a specific gravity that is heavier than the specific gravity of seawater, and the endless rope (5) is used to float a portion adjacent to the sea bottom so as not to be caught by sea storage seawater when the endless rope (5) runs. Deep sea mineral mining device, characterized in that the pressure-resistant buoyancy tube (7) is coupled to the portion between the basket (6) and the basket (6) by two hanging ropes (7a, 7b).
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