KR100953188B1 - 슬러리 이송장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 해저에 있는 광물을 슬러리 형태로 지상으로 이송하기 위한 슬러리 이송장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이송라인의 막힘이 없이 광물을 포함한 고액 혼합물 상태의 슬러리를 효율적으로 지상으로 이송하기 위한 슬러리 이송장치에 관한 것이다.
단괴, 슬러리, 해저, 채광, 이송, 스크류 피더, 분사노즐

Description

슬러리 이송장치{APPARATUS FOR TRANSFERRING SLURRY}
본 발명은 해저에 있는 광물을 슬러리 형태로 지상으로 이송하기 위한 슬러리 이송장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이송라인의 막힘이 없이 광물을 포함한 고액 혼합물 상태의 슬러리를 효율적으로 지상으로 이송하기 위한 슬러리 이송장치에 관한 것이다.
해저에는 망간, 코발트, 니켈 및 동 등의 광물 자원이 산화물 또는 유화물의 고형상태로 대량으로 존재하는 것이 확인되어 이들을 채광하여 지상으로 이송하기 위한 노력이 다방면으로 이루어지고 있다.
그러나, 광물자원을 심해에서 채광기를 통하여 집광조에 저장한 뒤 집광조로부터 이들을 지상으로 펌핑하고자 하는 경우에, 이들은 단괴와 바닷물 등이 혼합된 슬러리 형태를 이루어 이송관이 막히는 등의 문제점이 있어 이들을 지상으로 이송시키기 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 해저에 존재하는 유용 광물을 고액 혼합물의 상태인 슬러리 형태로 지상으로 이송하기 위한 슬러리 이송장치를 제공하고자 한다.
본 발명은 슬러리 형태의 광물 자원을 해저로부터 지상으로 이송하는 경우 이송라인의 막힘이 없도록 슬러리 중간 저장조와 세척시스템을 구비한 슬러리 이송장치를 제공하고자 한다.
특히, 본 발명은 스크류 피더로부터 토출되는 슬러리 중 함유된 단괴 점유율을 센싱하는 단괴 점유율 센서 및 방향 전환 밸브를 구비함으로써 이송라인의 막힘이 없는 슬러리 이송장치를 제공하고자 한다.
본 발명은 슬러리 중간 저장조; 제1 펌프에 연결되며 집광조에 저장된 슬러리를 상기 슬러리 중간 저장조에 이송하는 제1 이송라인; 후단부가 상기 슬러리 중간 저장조에 연결되는 스크류 피더; 제2 펌프에 연결되며 상기 스크류 피더의 선단부로부터 토출되는 슬러리를 슬러리 저장조에 이송하는 제2 이송라인; 상기 제2 이송라인에 설치되는 방향 전환 밸브; 상기 방향 전환 밸브의 작동에 따라 상기 스크류 피더로부터 토출되는 슬러리가 선택적으로 유입되도록 상기 제2 이송라인과 병렬을 이루며 상기 방향 전환 밸브에 연결되는 제3 이송라인;을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러리 이송장치에 관한 것이다.
본 발명은 스크류 피더에 점착되는 슬러리를 제거하기 위한 분사노즐을 구비 하기도 한다.
본 발명은 상기 스크류 피더의 선단부로 토출되는 슬러리 중의 단괴 점유율을 센싱하기 위한 단괴 점유율 센서; 상기 단괴 점유율 센서에 의하여 인식된 단괴 점유율이 일정 크기를 넘는 경우 상기 스크류 피더로부터 토출되는 슬러리를 상기 제3 이송라인으로 이송시키기 위하여 상기 방향 전환 밸브에 연결되는 제어부;를 포함하기도 한다.
본 발명에 있어서, 상기 단괴 점유율 센서는 상기 스크류 피더의 선단부와 방향 전환 밸브 사이에 설치되기도 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는 상기 제1 펌프를 작동하는 제1 모터 및 상기 제2 펌프를 작동하는 제2 모터를 일정한 회전수 비로 작동시키기도 한다.
본 발명은 제2 이송라인을 통한 슬러리의 이송에 이상이 있는 경우 제어부를 통하여 방향 전환 밸브를 작동시켜 슬러리를 제3 이송라인을 통하여 집광조 또는 제3의 장소로 이송함으로써 슬러리 이송장치를 보호할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 분사노즐을 포함하는 세척장치를 구비함으로써 스크류 피더 내에 점착된 슬러리를 제거할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 제어부에 제1 모터 및 제2 모터가 연결되어 이들의 회전수를 조절할 수 있으므로, 스크류 피더를 통한 슬러리 내지 슬러내에 함유된 단괴의 이송량 조절이 용이한 장점이 있다.
또한, 본 발명은 방향 전환 밸브와 스크류 피더 선단부 사이에 단괴 점유율 센서를 설치함으로써 단괴의 이송에 적절한 단괴의 점유율을 측정하고 제어할 수 있는 장점이 있다.
이하, 도면을 참조하며 본 발명의 일실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도1은 본 발명의 일실시예의 개략적 구성도를, 도2는 본 발명의 일실시예의주요부의 구성도를, 도3는 본 발명의 일실시예의 블록 구성도를 나타낸다.
도1을 참조하면 본 발명에 따른 일실시예는 제1 이송라인(110), 슬러리 중간 저장조(120), 스크류 피더(130), 세척장치(140), 제2 이송라인(150), 방향전환밸브(160), 제3 이송라인(170)을 포함한다.
도1을 참조하면 제1 이송라인(110)의 하측단은 집광조(102)에 연결될 수 있다. 집광조(102)에는 심해저에서 집광된 광물단괴를 포함하는 고체 및 액체의 혼합물인 슬러리가 저장되어 있다.
도1을 참조하면 제1 이송라인(110)에는 제1 펌프(P1)가 구비된다.
도1을 참조하면 제1 이송라인(110)의 상측단은 슬러리 중간 저장조(120)에 연결된다. 제1 펌프(P1)가 작동함에 따라 집광조(102)에 저장된 슬러리가 제1 이송라인(110)을 통하여 슬러리 중간 저장조(120)에 이송된다.
도1 및 도2를 참조하면 스크류 피더(130)는 슬러리 중간 저장조(120)에 저장된 슬러리가 유입되도록, 그 후단부가 슬러리 중간 저장조(120)에 연결된다. 스크류 피더(130)는 스크류 축(132) 및 스크류 축(132)에 장착되어 스크류 축(132)과 함께 회전하는 스크류(134)를 가진다.
도2를 참조하면 스크류 피더(130)에는 세척장치(140)가 설치된다. 세척장치(140)는 분사노즐(142) 및 분사노즐관(144)을 포함한다. 분사노즐(142)은 다수개 구비될 수 있다. 분사노즐(142)은 스크류 피더(130) 내부에 고압의 가스나 액체를 분사시켜 스크류 피더(142)에 점착된 슬러리를 제거하기 위한 것이다. 분사노즐(142)은 일정한 간격으로 설치될 수 있으며, 그 간격은 스크류(134)의 피치와 동일하거나 작을 수 있다.
도1 및 도2를 참조하면 제2 이송라인(150)은 스크류 피더(130)의 선단부로부터 토출되는 슬러리가 유입되도록, 그 하측단이 스크류 피더(130)의 선단부에 연결된다.
도1을 참조하면 제2 이송라인(150)에는 제2 펌프(P2)가 구비된다.
도1을 참조하면 제2 이송라인(150)은 그 상측단이 슬러리 저장조(104)에 연결된다. 제2 펌프(P2)가 작동함에 따라 스크류 피더(130)로부터 토출된 슬러리가 제2 이송라인(120)을 통하여 슬러리 저장조(104)에 이송된다.
도2를 참조하면 제2 이송라인(150)의 후단부에는 방향 전환 밸브(160)가 설치된다. 방향 전환 밸브(160)에는 제3 이송라인(170)의 후단부가 연결되는데, 제3 이송라인(170)은 제2 이송라인(150)과 병렬을 이루도록 연결된다. 이는 방향 전환 밸브(160)의 작동에 따라 스크류 피더(130)로부터 토출되는 슬러리를 선택적으로 제3 이송라인(170)으로 유입시키기 위한 것이다. 즉, 방향 전환 밸브(160)의 작동에 따라 스크류 피더(130)로부터 토출되는 슬러리는 제2 이송라인(150) 대신 제3 이송라인(170)을 통하여 집광조(102) 또는 제3의 장소로 이송될 수 있다.
도2를 참조하면 방향 전환 밸브(160)와 스크류 피더(130) 선단부 사이에는 단괴 점유율 센서(180)가 설치될 수 있다. 단괴 점유율 센서(180)는 스크류 피더(130)의 선단부로 토출되는 슬러리 중에 함유된 광물의 단괴 점유율을 센싱하기 위한 것이다.
도3을 참조하면 본 발명에 따른 일실시예는 제어부(190)를 가진다.
도3을 참조하면 제어부(190)에는 단괴 점유율 센서(180) 및 방향 전환 밸브(160)가 연결된다. 제어부(190)는 단괴 점유율 센서(180)로부터의 신호에 의하여 스크류 피더(130)로부터 토출되는 슬러중의 단괴 점유율이 일정 크기를 넘는 것으로 판단된 경우 방향 전환 밸브(160)를 작동시켜 스크류 피더(130)로부터 토출되는 슬러리를 제3 이송라인(170)을 통하여 집광조(102) 또는 제3의 장소로 이송시킨다.
도3을 참조하면 제어부(190)에는 제1 펌프(P1, 도1 참조)를 작동하는 제1 모터(201) 및 제2 펌프(P2, 도2 참조)를 작동하는 제2 모터(202)가 연결된다. 제어부(190)는 제1 이송라인(110) 및 제2 이송라인(150)을 통한 슬러리의 원활한 이송을 위하여 제1 모터(201) 및 제2 모터(202)를 일정한 회전수 비로 작동시키며, 그 회전수 비는 변환 가능하다. 이를테면, 단괴 점유율 센서(180)로부터의 신호에 의하여 감지되는 단괴 점유율에 의하여 제1 모터(201) 및 제2 모터(202)의 회전수 비를 변환시킬 수 있다.
도3을 참조하면 제어부(190)에는 세척장치(140)가 연결될 수 있다. 세척장치(140)는 제어부(190)의 제어하에 스크류 피더(130) 내에 점착된 슬러리를 제거하도록 작동될 수 있다.
본 발명에 따른 일실시예는 제2 이송라인(150)을 통한 슬러리의 이송에 이상이 있는 경우 제어부(190)를 통하여 방향 전환 밸브(160)를 작동시켜 슬러리를 제3 이송라인(170)을 통하여 집광조(102) 또는 제3의 장소로 이송함으로써 슬러리 이송장치를 보호할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 일실시예는 분사노즐(142)을 포함하는 세척장치(140)를 구비함으로써 스크류 피더(130) 내에 점착된 슬러리를 제거할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 일실시예는 제어부(190)에 제1 모터(201) 및 제2 모터(202)가 연결되어 이들의 회전수를 조절할 수 있으므로, 스크류 피더(130)를 통한 슬러리 내지 슬러내에 함유된 단괴의 이송량 조절이 용이한 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 일실시예는 방향 전환 밸브(160)와 스크류 피더(130) 선단부 사이에 단괴 점유율 센서(180)를 설치함으로써 단괴의 이송에 적절한 단괴의 점유율을 측정하고 제어할 수 있다.
도1은 본 발명의 일실시예의 개략적 구성도.
도2는 본 발명의 일실시예의 주요부의 구성도.
도3는 본 발명의 일실시예의 블록 구성도.
<발명의 주요부분에 대한 부호의 설명>
P1:제1 펌프 P2:제2 펌프
102:집광조 104:슬러리 저장조
110:제1 이송라인 120:슬러리 중간 저장조
130:스크류 피더 132:스크류 축
134:스크류
140:세척장치
142:분사노즐 144:분사노즐관
150:제2 이송라인 160:방향전환밸브
170:제3 이송라인 180:단괴 점유율 센서
190:제어부
201:제1 모터 202:제2 모터

Claims (5)

  1. 슬러리 중간 저장조;
    제1 펌프에 연결되며 집광조에 저장된 슬러리를 상기 슬러리 중간 저장조에 이송하는 제1 이송라인;
    후단부가 상기 슬러리 중간 저장조에 연결되는 스크류 피더;
    제2 펌프에 연결되며 상기 스크류 피더의 선단부로부터 토출되는 슬러리를 슬러리 저장조에 이송하는 제2 이송라인;
    상기 제2 이송라인에 설치되는 방향 전환 밸브;
    상기 방향 전환 밸브의 작동에 따라 상기 스크류 피더로부터 토출되는 슬러리가 선택적으로 유입되도록 상기 제2 이송라인과 병렬을 이루며 상기 방향 전환 밸브에 연결되는 제3 이송라인;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러리 이송장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스크류 피더에 점착되는 슬러리를 제거하기 위한 분사노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는 슬러리 이송장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스크류 피더의 선단부로 토출되는 슬러리 중의 단괴 점유율을 센싱하기 위한 단괴 점유율 센서;
    상기 단괴 점유율 센서에 의하여 인식된 단괴 점유율이 일정 크기를 넘는 경우 상기 스크류 피더로부터 토출되는 슬러리를 상기 제3 이송라인으로 이송시키기 위하여 상기 방향 전환 밸브에 연결되는 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러리 이송장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 단괴 점유율 센서는 상기 스크류 피더의 선단부와 방향 전환 밸브 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 슬러리 이송장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 펌프를 작동하는 제1 모터 및 상기 제2 펌프를 작동하는 제2 모터를 일정한 회전수 비로 작동시키는 것을 특징으로 슬러리 이송장치.
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