KR102019197B1 - Lifting system - Google Patents
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Abstract
양광 시스템(S)은, 해저에서 광물을 굴착하는 굴착기(131)와, 광물과 해수의 고액 혼합물을 흡입하여 압송하는 슬러리 펌프(132)를 구비한 해저 작업기(13)와, 해저 작업기(13)에 전력 케이블(12)로 전력을 공급하는 발전기와, 주 플로트(20)와, 주 플로트(20) 측에 고액 혼합물을 이송하는 양광관(21)과, 양광관(21)에 일정 이격 되어 부유되는 부력을 부여하는 보조 플로트(22)와, 주 플로트(20) 측에 반송된 고액 혼합물로부터 광물을 선별하여 모으는 선별 유니트(3)를 구비한다.The lifting system S includes an excavator 131 for excavating minerals from the seabed, an undersea work machine 13 having a slurry pump 132 for sucking and pumping a solid mixture of minerals and seawater, and an undersea work machine 13. Generator, which supplies power to the power cable 12, the main float 20, the positive duct 21 for conveying the solid-liquid mixture to the main float 20 side, and the positive duct 21 are spaced at a predetermined distance. And a sorting unit 3 for sorting and collecting minerals from the solid-liquid mixture conveyed to the main float 20 side.
Description
본 발명은 해저에 있는 유가 금속 등의 광물 자원을 채굴하여 양광하는 양광 시스템 및 양광 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0001] The present invention relates to a lifting system and a lifting method for mining and mining mineral resources such as valuable metals on the seabed.
예를 들어, 수심 20m 정도의 천해에서, 해저 모래에 포함된 사철이나 주석 등을 모래와 함께 펌프로 흡입하여, 이를 육상으로 반송하는 기술이 확립되어 있으며, 이미 산업에서의 실용화도 이루어지고 있다. 또한, 이러한 얕은 해저에서, 광석을 포함한 암반 등을 분쇄하여 세분화하는 것도 광업 분야에서 널리 사용되고 있는 기술이다.For example, in a shallow water of about 20 m depth, a technology of suctioning sand iron, tin, and the like contained in seabed sand together with sand and conveying it to the land has been established, and has already been put into practical use in industry. In addition, in such a shallow seabed, the grinding and subdividing of the rock including the ore is also a technique widely used in the mining field.
그러나, 최근에는, 일본의 영해 · 배타적 경제 수역(EEZ)에는 많은 해저 광상이 존재하는 것이, 사실 조사 등을 통해 밝혀졌다. 이 광상에 포함된 철, 구리, 아연, 금 등이 채굴되어, 이 금속류가 해상으로 운반될 수 있다면, 원래 자원이 부족한 것으로 되어, 독점적으로 수입에 의존해온 일본도, 국내에서 자원을 얻을 수 있다. 이는, 특히 국내에서, 산업을 더욱 활성화시키는 것이 가능해져, 또한 세계 자원 공급에도 기여할 수 있게 된다.In recent years, however, many seabed deposits exist in Japan's territorial sea and the exclusive economic zone (EEZ). If iron, copper, zinc, gold, etc. contained in the deposit are mined, and these metals can be transported by sea, the original resources will be insufficient, and Japan, which has been exclusively dependent on imports, can also obtain resources in Korea. . This makes it possible to further activate the industry, especially in the country, and also contribute to the supply of global resources.
또한, 예를 들면 수심 1600 ~ 5000m의 심해저의 광석을 채삭기로 분쇄하는 기술은 이미 존재한다. 그러나, 심해에서 분쇄 한 광석을 해상까지 전달하는 기술은, 아직 확립되어 있지 않다. 반송 기술로는, 펌프 반송 및 기계식(버킷식) 반송을 생각할 수 있지만, 기계식은 그야말로 생산성이 낮고, 현재는 펌프식의 것이 제안의 주류를 이루고 있다. 이러한 펌프식의 것으로는, 예를 들면 특허 문헌 1에 기재된 양광 장치가 있다.In addition, there is already a technique for crushing the ore of deep seabed, for example, a depth of 1600 ~ 5000m with a miner. However, the technology of delivering ore crushed in the deep sea to the sea is not established yet. As a conveying technique, although pump conveyance and mechanical (bucket type) conveyance can be considered, mechanical type is very low productivity, and a pump type thing is the mainstream of proposal now. As such a pump type | mold, there exists a light-emitting apparatus of
특허 문헌 1 기재의 양광 장치는, 일방이 하강관, 타방이 상승관(양광관에 상당)이 되는 U 자형 관을 심해저에서 해면까지 수직 유지, 상승관의 상단 개구에서 하강관의 상단 개구에 해수를 수송하여 U자 관내에서 해수가 순환 유동하도록, 심해저에서 채굴된 광물 덩어리를 상승관의 하단에 보내고, 양단 개구부에 액면이 같은 높이로 유지되는 U 자관의 특성을 활용하여, 상승관을 상승하는 해수에 얹어 광물 덩어리를 해면에 부상 시키는 것으로 하고 있다.The lifting device described in
그러나, 상기 종래의 양광 장치에는, 다음과 같은 과제가 있었다.However, the above conventional photovoltaic device has the following problems.
즉, 광석 처리 선박에서, 예를 들면 수심 1600 ~ 5000m의 해저까지 강철제의 양광관을 내려 장착하는 경우, 양광관 자체에 어느 정도의 부력이 작용하더라도, 그 실질적인 무게는, 50 ~ 150톤에 이른다. 이 중량물인 양광관을 지지하기 위해, 그 무게를 충분히 견딜 수 있는 견고하고 부력에 여유가 있는 대형의 광석 처리 선박 등이 필요하다.That is, in the case of an ore treatment vessel, for example, when mounting a steel steel pipe down to the sea floor with a depth of 1600 to 5000m, the actual weight is 50 to 150 tons even if the buoyancy acts on the light pipe itself. To this. In order to support this heavy-duty light pipe, a large ore processing ship etc. which can bear the weight fully and have sufficient buoyancy are needed.
또한, 광석 처리 선박 등에 연결된, 구성 단위인 관체를 다수 연결하여 형성되는 긴 양광관에서는, 해수면에 가까울수록 접속부에 상기와 같은 큰 하중이 걸리기 때문에, 각 관체를 견고하게 연결하기 위해 어떤 구조로 하는 지가, 매우 어려운 과제가 있었다.In addition, in a long double pipe formed by connecting a plurality of pipes, which are structural units connected to an ore treatment vessel or the like, the closer to the sea surface, the larger the load is applied to the connecting portion. There was a very difficult problem.
또한, 광석 처리 선박 또는 지원 선박에, 위와 같이 극단적으로 길고 무거운 양광관을 내려 운용하는 경우, 또한 다음과 같은 어려움이 예상된다. 먼저, 광석 처리 선박이 파랑에 의한 해면의 동요에 따라, 양광관이 상대적으로 고개를 진동하는 움직임, 또는 목을 꺽는 움직임을 하게 되고, 이것이 원인이 되어 양광관의 손상이나 파괴에 이를 가능성이 높은 점이다.In addition, in the case of operating an extremely long and heavy parcel down as described above in the ore treatment vessel or the support vessel, the following difficulty is also expected. First, the ore-treated ship is caused to move the oscillating tube relatively by shaking the head or bending the neck due to the fluctuation of the sea surface caused by the blue, which causes the damage or destruction of the solar tube. Is the point.
또한, 태풍 등 악천후시, 광석 처리 선박이 일시적으로 대피해야 할 때에, 양광관을 연결한 상태에서는 항해를 방해하기 때문에, 양광관을 분리 할 수밖에 없는 경우가 있는 점이다. 이러한 경우, 양광관을 어떻게 하여 분리하거나, 또한 분리된 양광관을 어떻게 회수할지 등, 큰 과제가 있다.In addition, when the ore treatment vessel needs to evacuate temporarily in a bad weather such as a typhoon, it may be necessary to separate the solar pipes because they hinder navigation while the solar pipes are connected. In such a case, there is a big problem such as how to separate the solar tubes or how to recover the separated solar tubes.
또한, 양광관 다음으로 문제가 되는 것이, 분쇄 광석을 포함한 해수를 심해저보다 해상 광석 처리 선박까지 운송할 수 있는 펌프 시스템의 개발이다. 즉, 예를 들어 1600 ~ 6000m의 심해에서 위와 같은 반송은, 다만 하나의 펌프 능력을 벗어난 것이기 때문에, 여러 또는 다수의 펌프의 조합에 의한 펌프 시스템이 필요하지만, 종래, 충분한 대책은 취하지 않고 있다.Also problematic next to the diversion tube is the development of a pump system that can transport seawater, including crushed ore, to offshore ore treatment vessels from deep seabeds. That is, for example, in the deep sea of 1600 to 6000m, the above conveying is beyond the capacity of only one pump, so a pump system by a combination of several or multiple pumps is required, but conventionally, sufficient measures are not taken.
본 발명은, 이상의 점을 감안하여 창안된 것으로, 분쇄 광석을 포함한 해수를 심해저보다 해상의 광석 처리 선박까지 운송 할 수 있는 펌프 시스템을 구비하고, 심해에 내린 양광관이 자신의 무게로 관체의 접속부 등에서 탈락 할 수 없도록 함과 동시에, 그것을 지지하는 광석 처리 선박 등을 부력 확보를 위해 필요 이상으로 대형화하지 않아도 되도록 하고, 또한 태풍 등으로 바다가 거칠어지고 있을 때, 광석 처리 선박이 파도에 흔들리는 이유로 양광관이 파손되는 경우가 없도록 함과 동시에, 양광관을 포기하고 철수하지 않아도 되는 양광 시스템 및 양광 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in view of the above, and has a pump system capable of transporting seawater including crushed ore to an offshore ore treatment vessel, rather than a deep seabed, and a positive pipe having deep seas is connected to the pipe at its own weight. It is not possible to fall off the back, and it is not necessary to enlarge the ore-treated vessel supporting the same or the like to secure buoyancy, and also to lift the ore-treated vessel due to the wave when the sea is getting rough due to the typhoon. It is an object of the present invention to provide a lifting system and a lifting method, in which the pipe is not broken, and at the same time, it does not have to be abandoned and withdrawn.
(1) 상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 양광 시스템은, 해저면 또는 해저에서 광물을 굴착하는 굴착부와, 굴착하여 얻은 광물과 바닷물을 포함한 고액 혼합물을 흡입 하고 압송하는 펌프를 갖는 이동 조작이 가능한 해저 작업기와, 상기 해저 작업기에, 동력원이 되는 전력을 공급하는 전력 케이블을 갖는 전력 공급부와, 필요한 부력을 가지며, 해상 또는 바다에 띄워지는 주 플로트와, 상기 주 플로트와 상기 해저 작업기의 펌프를 연결하고, 상기 펌프로 흡입 한 광물과 해수를 포함한 고액 혼합물을 상기 주 플로트 측에 반송하며, 소요 길이를 갖는 양광관과, 상기 양광관의 길이 방향으로 소요 간격으로 배치되어 있으며, 상기 양광관에 소요의 부력을 부여하는 보조 플로트와, 상기 양광관에 의해 상기 주 플로트 측에 반송 된 고액 혼합물 에서 광물을 선별하여 모으는 광물 선별부를 포함하는 양광 시스템이다.(1) In order to achieve the above object, the lifting system of the present invention includes a drilling portion for excavating minerals from the seabed or the seabed, and a pump for sucking and pumping a solid-liquid mixture including the minerals and seawater obtained by excavation. A power supply unit having an operable undersea work machine, a power cable for supplying electric power to the undersea work machine, a main float having the necessary buoyancy and floating on the sea or the sea, the main float and the undersea work machine A pump is connected, and the solid-liquid mixture containing minerals and seawater sucked by the pump is conveyed to the main float side, and a positive pipe having a required length is arranged at required intervals in the longitudinal direction of the positive pipe. In the auxiliary float to impart the buoyancy of the tube to the tube and the solid-liquid mixture conveyed to the main float side by the positive pipe It is a lifting system including a mineral sorting unit for sorting and collecting minerals.
본 발명의 양광 시스템의 작용을 심해에서 유가 광물을 해상까지 옮기는 작업을 할 경우를 예로 들어 설명한다.The operation of the lifting system of the present invention will be described taking as an example a case where a valuable mineral is moved from the deep sea to the sea.
양광 시스템은, 해저 작업기가 광상이 있는 소정의 심해저에 위치한, 주 플로트는 해상에 떠 있다. 또한, 광물 선별부, 또는 전력 공급부 등은, 예를 들어 모선 등의 작업선에 장착 할 수 있으며, 전력 공급부를 구성하는 전력 케이블은, 해저 작업기의 수전부에 연결되어 있다. 해저 작업기의 주행부, 굴착부 및 펌프는, 공급되는 전력에 의해 구동된다.In a lifting system, the main float is floating at sea, where the subsea worker is located at a given deep seabed with deposits. In addition, a mineral sorting part, a power supply part, etc. can be attached to work lines, such as a bus bar, for example, and the power cable which comprises a power supply part is connected to the power receiving part of an undersea work machine. The running part, the excavation part, and the pump of the subsea work machine are driven by the electric power supplied.
또한, 전력 케이블과 함께, 이에 첨설하는 형태로, 해저 작업기의 굴착부의 제어, 주행부의 제어, 또는 펌프의 제어 등을 위한 신호를 전송할 신호 케이블을 장착 할 수도 있다.In addition, in addition to the power cable, a signal cable for transmitting a signal for controlling the excavation portion of the subsea work machine, the control of the running portion, the control of the pump, or the like may be mounted.
해저 작업기의 펌프와 주 플로트는, 주 플로트에 수직 방향으로 적설된 장척 인 양광관에 의해 연결되어 있으며, 양광관에서 반송되는 고액 혼합물은, 또한 작업선 등에 장착되어 광물 선별부에 보내지도록 되어 있다.The pump of the subsea work machine and the main float are connected by a long positive pipe laid in the direction perpendicular to the main float, and the solid-liquid mixture conveyed from the positive pipe is also mounted on a working ship and sent to the mineral sorting unit. .
양광관에는, 소요 개소에, 예를 들어 일정 간격으로 다수의 보조 플로트가 장착되어 있으며, 양광관에 대하여 소정의 부력이 부여되어 있다. 그러면, 양광관은 해저에 빠질 수 없도록, 띄워있다. 또한, 양광관의 해저 부근의 하단부와 해저 작업기의 펌프는, 해저 작업기의 이동 동작에 지장이 없도록 하거나, 바다에 떠있는 양광관의 위치가 변동하여도 지장이 없도록, 유연한 관으로 연결하는 것이 바람직하다.A large number of auxiliary floats are attached to the light pipe at required locations, for example, at predetermined intervals, and a predetermined buoyancy force is applied to the light pipe. The solar tube is then floated so that it cannot fall to the sea floor. In addition, it is preferable to connect the lower end portion near the seabed of the solar pipe and the pump of the seabed working machine with a flexible pipe so as not to interfere with the movement of the seabed working machine or to prevent the disturbance even if the position of the light pipe floating in the sea is changed. Do.
양광 시스템에서는, 장척인 양광관에 대응하여, 주 플로트와 각 보조 플로트에 의해, 양광관이 해저에 빠질 수 없는 정도의 부력을 부여하고 있다. 보조 플로트는, 양광관의 길이 방향으로 소요 간격으로 배치되어 있기 때문에, 이러한 보조 플로트에서 양광관의 중량이 분담되어 지지된다.In the photovoltaic system, the main float and each auxiliary float provide a buoyancy of the degree that the double glazing tube cannot fall into the seabed in response to the long glazing tube. Since the auxiliary floats are arranged at required intervals in the longitudinal direction of the positive tube, the weight of the positive tube is shared and supported by such an auxiliary float.
즉, 보조 플로트가, 양광관의 길이 방향으로 소요 간격으로 다수 설치되어있는 경우, 각 보조 플로트가, 각 보조 플로트 사이의 길이의 양광관의 무게만큼 부력을 부여하면, 이론적으로는 양광관의 상부에 장척인 양광관의 하중이 작용하지 않도록 할 수 있다.That is, in the case where a plurality of auxiliary floats are provided at required intervals in the longitudinal direction of the positive pipes, if each auxiliary float gives buoyancy by the weight of the positive pipes of the length between each auxiliary floats, theoretically, the upper part of the positive pipes It is possible to prevent the load of the long positive pipe from being applied.
이와 같이, 보조 플로트에 의해 적절한 부력을 부여하면, 양광관의 길이 방향에 있어서, 일부에 편중되어 중력 방향의 큰 하중이 작용하는 것이 아니라, 상기 구성은, 양광관의 길이 방향에 소요 간격으로 평균적으로 하중이 걸리게 하는 의미에서도 효과적이다. 또한, 이를 통해, 양광관이 자신의 큰 하중에 의해 중간에서 파단하고, 양광관이 다수의 관체를 연결한 구성이면, 관체의 연결부가 파괴되거나 하는 것을 방지하고, 양광관이 해저에 빠지는 것은 없다.In this way, if an appropriate buoyancy is applied by the auxiliary float, a large load in the direction of gravity is not biased to a part in the longitudinal direction of the light pipe, and the above-described configuration is averaged at required intervals in the longitudinal direction of the light pipe. It is also effective in terms of applying load. Moreover, through this, if the positive tube breaks in the middle by its large load and the positive tube connects a plurality of tubes, the connection part of the tube is prevented from being broken, and the positive tube does not fall into the seabed. .
또한, 양광관을 띄우는 주 플로트 및 각 보조 플로트의 총 부력은, 적절히 설정되지만, 반드시 최상부의 주 플로트를 바다에 띄우는 만큼의 부력을 필요로 하는 것은 아니지만, 적어도 양광관의 하단부가 해저에 떨어지지 않는 상태(가라 앉지 않고 바다를 떠도는 상태)가 유지되어 부유할 수 있는 부력인 것이 바람직하다.In addition, the total buoyancy of the main float floating in the positive pipe and each auxiliary float is appropriately set, but it does not necessarily require as much buoyancy as floating the top main float in the sea, but at least the lower end of the positive pipe does not fall to the sea floor. It is preferable that the state (the state floating on the sea without sinking) is maintained and is buoyant to float.
또한, 만일 양광관의 하단부측이 해저에 닿아도, 적어도 그것보다 상부측이 바다에 수직하게 떠있는 상태를 유지할 수 있는 부력인 것이 바람직하다.Moreover, even if the lower end side of a positive light tube touches the sea bottom, it is preferable that it is a buoyancy force which can maintain the state which floats perpendicularly to the sea at least above it.
또한, 중량물인 양광관은, 주 플로트 및 각 보조 플로트에 의해 부력이 부여되며, 양광 시스템의 관제를 실시 모선 등의 작업선박, 또는 처리 선박은, 반드시 양광관을 지지할 필요는 없기 때문에, 배를 대형화할 필요가 없다.In addition, since the buoyancy tube which is a heavy object is buoyant by a main float and each auxiliary float, work ships, such as a mother ship, which perform control of a lifting system, or a processing vessel do not necessarily need to support a lifting tube, There is no need to enlarge the size.
또한, 양광관의 실질적인 무게는, 시스템의 운전 중에, 내부를 지나 이송되는 고액 혼합물의 무게가 부가되기 때문에, 빈 경우보다 무거워진다. 따라서, 상기 각 플로트에 의한 부력의 설정에 있어서는, 빈 양광관의 무게를 기준으로 한 설정을 하지 않고, 이 점을 감안하는 필요가 있는 것은 말할 필요도 없다.In addition, the actual weight of the positive tube becomes heavier than the empty case because during operation of the system the weight of the solid-liquid mixture to be conveyed is added. Therefore, in setting the buoyancy by each said float, it is needless to say that it is necessary to consider this point, without setting based on the weight of an empty positive pipe.
그리고, 원격 조작에 의해 해저 작업기를 적절히 이동시키면서, 예를 들면 광상이 있는 해저면 또는 해저하를 굴착부에서 굴착하여, 소요의 입자 크기로 분쇄 된 광물 입자가 얻어진다. 이러한 광물 입자는, 주위의 모래와 해수와 함께 펌프에 의해 흡입 된, 고액 혼합물이 되어 양광관을 지나, 해상의 주요 플로트 측에 반송된다. 주 플로트 측에 반송 된 상기 고액 혼합물은, 광물 선별부로 보내져, 그 중에서 유가 광물이 모아진다.Then, while the seabed working machine is appropriately moved by remote operation, for example, a seabed with a deposit or a bottom of the seabed is excavated in the excavation section, so that mineral particles pulverized to the required particle size are obtained. These mineral particles form a solid-liquid mixture sucked by the pump together with the surrounding sand and sea water, and pass through the positive pipe, and are conveyed to the main float side of the sea. The solid-liquid mixture conveyed to the main float side is sent to the mineral sorting section, where valuable minerals are collected.
또한, 해저 작업기는, 예를 들어 수심 수천 m의, 해저면 또는 해저에 존재하는 귀금속과 희귀 금속(희소 금속) 등의 유가 광물뿐만 아니라, 화석 연료인 메탄 하이드레이트 (예를 들어 표층형 메탄 하이드레이트) 등의 유용한 자원이 많이 들어있는 영역의 해저에 놓여 사용된다. 양광 시스템은, 광물 이외의 유용한 자원을 심해저에서 해상까지 올리는 시스템으로도 이용 가능하다.In addition, the seabed working machine is not only valuable minerals such as precious metals and rare metals (rare metals) present in the seabed or the seabed, for example, thousands of meters deep, but also methane hydrates (for example, surface-type methane hydrates) that are fossil fuels. It is used on the sea floor in areas with lots of useful resources. Lifting systems are also available as systems for raising useful resources other than minerals from deep sea to sea.
(2) 본 발명은, 상기 해저 작업기가 갖는 펌프가 슬러리 펌프인 것으로 구성 할 수 있다.(2) The present invention can be configured such that the pump of the subsea working machine is a slurry pump.
이 경우는, 광물과 바닷물을 포함한 고액 혼합물을 펌프의 가동 부분에 손상을 주지 않고, 반송(압송) 할 수 있다. 또한, 슬러리 펌프에 의하면, 비교적 다량의 모래와 광물 입자를 포함한 고액 혼합물도 보낼 수 있다. 이에 따르면, 운전 중에 모래와 광물 입자 등의 고형물과 해수의 비율이 변동하여도, 무리 없이 유연하게 대응할 수 있어, 운전을 계속할 수 있다. 또한, 슬러리 펌프는, 구조적으로 흡입 능력이 뛰어나, 고액 혼합물의 운반을 효율적으로 할 수 있다.In this case, the solid-liquid mixture including minerals and seawater can be conveyed (conveyed) without damaging the movable portion of the pump. In addition, according to the slurry pump, a solid liquid mixture containing a relatively large amount of sand and mineral particles can also be sent. According to this, even if the ratio of solids, such as sand and mineral particle, and seawater changes during operation, it can respond flexibly and flexibly, and can continue operation. In addition, the slurry pump is excellent in suction ability structurally, and can efficiently convey the solid-liquid mixture.
슬러리 펌프로, 상기의 고액 혼합물을, 가동부에 손상을 주지 않고 반송 할 수 있다면, 그 종류, 구조는 특별히 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 자갈 펌프, 샌드 펌프, 또는 호스 펌프 등을 들 수 있다.If the solid-liquid mixture can be conveyed with a slurry pump without damaging a movable part, the kind and structure are not specifically limited. For example, a gravel pump, a sand pump, a hose pump, etc. are mentioned.
(3) 본 발명은, 상기 양광관의 소요 개소에 고액 혼합물의 반송을 보조하기 위한 소요 압력의 액체 흐름을 주입하는 보조 펌프를 구비하는 구조로 할 수 있다.(3) This invention can be set as the structure provided with the auxiliary pump which inject | pours the liquid flow of required pressure for assisting conveyance of a solid-liquid mixture to the required location of the said positive pipe.
이 경우는, 예를 들어 수천 m의 심해저에서 고액 혼합물을 해상까지, 한 대로 반송할 수 있는 펌프가 만일 없어도, 양광관의 중간에 보조 펌프에 의해 소요 압력의 액체 흐름을 주입하여, 반송을 보조함으로써, 예를 들면 심해저에서 해상까지 수천 m의 긴 거리를 반송하는 것이 가능하게 된다.In this case, for example, even if there is no pump capable of conveying the solid-liquid mixture to the sea at a depth of thousands of meters, even if there is no pump, the auxiliary pump injects the liquid flow of the required pressure in the middle of the solar tube to assist the conveyance. Thus, for example, it is possible to carry a long distance of several thousand m from the deep sea bottom to the sea.
보조 펌프는, 상기 한 목적에서는, 양광관에 고액 혼합물을 주입할 필요는 없고, 주위의 해수를 주입하면 되므로, 슬러리 펌프 이외의 펌프, 예를 들어 임펠러(임펠러)를 갖는 다단 소용돌이 펌프 및 다이어프램 펌프 등의 펌프를 채용할 수 있다.The auxiliary pump does not need to inject the solid-liquid mixture into the positive tube for the above purpose, and only needs to inject the surrounding seawater, such as a multi-stage vortex pump and a diaphragm pump having an impeller (impeller). Pumps, such as these, can be employ | adopted.
또한, 예를 들면 1600m 이상의 심해용의 분쇄 광석 이송 펌프는 실용화가 곤란하여 현재, 4000 ~ 6000m의 초 심해부의 개발은 어려움을 다하는 것은 상상하기 어렵지 않다. 이 솔루션은, 기존의 펌프를 복수, 또는 다수 조합하는 것이 효과적이다. 양광관이 수천 m로 길어지면, 1 대의 수중 양수 펌프(혼류, 사류)는, 특히 분쇄 광석을 포함하는 고액 혼합물을 해수면에서 작업선까지 반송할 수 없다.Further, for example, a pulverized ore transfer pump for deep seas of 1600 m or more is difficult to put into practical use, and at present, it is not difficult to imagine that it is difficult to develop an ultra deep sea of 4000 to 6000 m. This solution is effective to combine a plurality or a plurality of existing pumps. When the light pipe is lengthened to several thousand meters, one underwater pump (mixture, current) cannot carry the solid-liquid mixture containing especially the crushed ore from sea level to the working ship.
그러나, 양광관의 도중에 고액 혼합물을 이송하기 위한 에너지가 부족한 경우, 소유량으로 고압의 해수를 양광관의 중간에 펌프로 주입함으로써 이 문제의 해결이 가능하다. 펌프가 유체에 전달하는 동력(에너지)은 압력 P와 유량 Q의 곱 P × Q에서 결정되기 때문에, 압력이 초고압에서 극단적으로 소유량의 펌프가 효율화를 도모하는데 적합하다. 또한, 소유량이면 펌프의 소형화가 가능하다.However, if there is a lack of energy for transporting the solid-liquid mixture in the middle of the positive tube, this problem can be solved by injecting high pressure seawater into the middle of the positive tube with a low flow rate. Since the power (energy) that the pump delivers to the fluid is determined by the product P x Q of the pressure P and the flow rate Q, the pressure is suitable for the efficiency of the extremely low flow pump at very high pressure. In addition, it is possible to miniaturize the pump if the low flow rate.
(4) 본 발명은, GPS 수신기와, 상기 GPS 수신기에서 수신된 위치 정보와 미리 정해져 있는 양광 시스템의 설정 위치를 비교하여 설정 위치를 유지하도록 위치의 보정을 행하는 위치 보정 장치를 구비하는 구성으로 할 수 있다.(4) The present invention provides a configuration including a GPS receiver and a position correction device that corrects the position so as to maintain the set position by comparing the position information received by the GPS receiver with a preset position of a predetermined light-emitting system. Can be.
이 경우는, GPS(위성 위치 확인 시스템 : Global Positioning System)를 이용하여, 미리 설정되어 있는 양광 시스템의 위치를 유지할 수 있다. 즉, 양광 시스템의 소요 개소(예를 들면 주 플로트 등)에 설치되어있는 GPS 수신기에서, 양광 시스템의 위치를 나타내는 위치 정보를 취득한다.In this case, it is possible to maintain the position of the previously set light system using GPS (Global Positioning System). In other words, position information indicating the position of the light receiving system is acquired by a GPS receiver provided at a required location (for example, a main float) of the light receiving system.
다음은, 미리 설정되어있는 기준이 되는 위치 정보와, GPS 수신기에서 취득한 위치 정보를 위치 보정 장치에 의해 비교한다. 그리고, 그 차이를 바탕으로 양광 시스템의 위치(이 경우는 주 플로트의 위치)를 위치 보정 장치에 의해, 기준이 되는 위치(설정 위치)를 유지하도록, 또는 기준이 되는 위치에 접근하도록(머리로) 움직여 보정한다. 또한, 이 위치의 보정은, 시스템의 운전 중, 상시 실시하도록 할 수도 있고, 일정 시간마다 행해도 좋다.Next, the positional information used as a reference | standard preset, and the positional information acquired by the GPS receiver are compared with a position correction apparatus. On the basis of the difference, the position of the photovoltaic system (in this case, the position of the main float) is adjusted by the position correction device so as to maintain the reference position (setting position) or to approach the reference position (to the head). ) Move it to correct it. In addition, this position correction | amendment may be performed always during operation of a system, and you may carry out every fixed time.
위치 보정 장치는, 전체적으로 바다에 떠있는 양광 시스템의 소요 위치에 배치되어 있으며, 시스템의 일부 또는 전부를 이동시킬 수 있다. 위치 보정 장치의 구성은, GPS 수신기에서 얻은 위치 정보와, 미리 정해진 기준 위치 정보를 비교하여, 그 차이를 바탕으로 위치를 보정 할 수 있다면, 특별히 한정하지 않는다.The position correction device is disposed at a required position of the light-lifting system floating in the sea as a whole, and can move part or all of the system. The configuration of the position correction device is not particularly limited as long as the position information obtained by the GPS receiver can be compared with the predetermined reference position information, and the position can be corrected based on the difference.
예를 들어, 모터와, 모터에 의해 구동되는 추진 방향이 다른 복수의 스크류와, 모터의 구동원이 되는 배터리와, 상기 위치 정보의 비교와, 그 결과에 따라 모터와 스크류를 선택하여 구동하는 제어부 등 이다. 또한, 위치 보정 장치는, 시스템에서 복수로 배치될 수 있다.For example, a motor, a plurality of screws of different propulsion directions driven by the motor, a battery serving as a driving source of the motor, a control unit for selecting and driving the motor and the screw according to the comparison of the position information, and the result thereof, etc. to be. In addition, the position correction apparatus may be arranged in plural in the system.
또한, 위치 보정 장치는, GPS 수신기가 설치되어있는 것으로 마련하는 것이 더 바람직하지만, 반드시 그렇지 않아도, 적절하게 설정이 가능하다. 예를 들어, GPS 수신기와 위치 보정 장치가 모두 주 플로트에 설치되어 있어도 좋고, 또는 GPS 수신기를 플로트에 전력 케이블을 지지하는 경우의 플로트에 마련해, 위치 보정 장치를 주 플로트에 마련해도 좋다. 후자의 경우에도, 전력 케이블의 지지부인 플로트와 주 플로트의 거리가 구조적으로 일정한 또는 거의 일정하게 유지한다면, 실질적으로 전자와 변함없이 위치의 보정이 가능하다.Moreover, although it is more preferable to provide that the position correction apparatus is provided with the GPS receiver, it can be set suitably even if it does not necessarily. For example, both the GPS receiver and the position correction device may be provided in the main float, or the GPS receiver may be provided in the float when the power cable is supported on the float, and the position correction device may be provided in the main float. Even in the latter case, if the distance between the float, which is the support of the power cable, and the main float remains structurally constant or nearly constant, the position can be corrected substantially without changing the former.
(5) 본 발명은, 상기 주 플로트의 내부 방향으로의 충진(주수)과 외부 방향으로의 배수를 행하고, 같은 플로트의 부력을 조절하는 주 배수 장치를 구비하는 구성으로 할 수 있다.(5) This invention can be set as the structure provided with the main drainage apparatus which fills (inject | pours) to the inner direction of the said main float, and drains to an outer direction, and adjusts the buoyancy of the same float.
이 경우는, 주 배수 장치에 의해 주 플로트의 내부에 해수를 도입하거나, 내부의 해수를 외부로 배출하는 것으로, 주 플로트 자체의 부력을 적절히 조절할 수 있다. 이처럼 주 플로트의 부력을 조절함으로써, 주 플로트의 일부가 해수면에서 나오게 하고, 모두가 해수면 아래로 가라 앉게 할 수 있다. 또한, 가라 앉게 했을 경우의 주 플로트의 해수면 아래의 높이도 조절이 가능하다.In this case, the buoyancy of the main float itself can be appropriately adjusted by introducing seawater into the main float by the main drainage device or discharging the internal seawater to the outside. By adjusting the buoyancy of the main float in this way, a portion of the main float can emerge from sea level and everyone can sink below sea level. In addition, the height below sea level of the main float in the case of sinking can also be adjusted.
주 플로트를 해수면 아래로 가라 앉히면, 주 플로트는 파랑(해수면의 상하 운동)의 영향을 받기 어렵게 된다. 예를 들어, 태풍 속, 혹은 태풍이 접근했을 때의 악천후에, 주 플로트가 해면 상에 떠있는 경우에는, 격렬한 파도의 영향을 받아 상하 운동과 좌우 흔들림을 반복하게 되며, 주 플로트에 연결되어 있는 양광관의 설치 부분, 혹은 그 주변부가 변형되거나 손상될 가능성이 높아진다. 또한, 해수면에 파도가 생기는 것은, 대부분은 해수면 아래 몇 m에서 10m 정도이며, 주 플로트를 더 깊은 곳에서 부유하게 유지한다면, 태풍 속에서도 파랑의 영향을 거의 받지 않도록 할 수 있다.When the main float sinks below sea level, the main float is less likely to be affected by blue (up and down movement of the sea level). For example, if the main float floats on the surface of the sea during bad weather or when the typhoon is approaching, the up and down movements and the left and right movements are repeated under the influence of intense waves, and are connected to the main float. The installation portion of the light pipe or its periphery is more likely to be deformed or damaged. In addition, the occurrence of waves at sea level is mostly a few meters to 10 meters below sea level, and if the main float is kept deeper and deeper, it can be hardly affected by the waves during a typhoon.
배수 장치의 구조는 특별히 한정하지 않지만, 예를 들면, 주 플로트에 방수 리튬 축전지와, 그 전력으로 구동되는 펌프 및 흡수 밸브, 배수 밸브를 구비하는 구조로, 펌프를 구동하는 것으로, 주 플로트의 내부의 공간에 있는 해수를 배수하고, 외부에서 흡수하기도 하고, 해수의 양을 조절 할 수 있는 것이다.The structure of the drainage device is not particularly limited, but for example, the main float has a waterproof lithium storage battery, a pump driven by the electric power, an absorption valve, and a drainage valve. It is possible to drain the seawater in the space, absorb it from the outside, and control the amount of seawater.
(6) 본 발명은, 작업선을 갖추고 있으며, 해당 작업선은 상기 전력 공급부와 상기 광물 선별부를 갖는 동시에, 상기 전력 공급부를 구성하는 전력 케이블 및 상기 광물 선별부를 구성하는 양광관에서 고액 혼합물을 받을 송급관이, 시스템의 운전 복구가 가능한 상태에서 분리가 가능하도록 구성 할 수 있다.(6) The present invention has a working line, which has the power supply unit and the mineral sorting unit, and receives the solid-liquid mixture from the power cable constituting the power supply unit and the positive pipe forming the mineral sorting unit. The supply pipe can be configured to be detachable while the operation of the system can be restored.
이 경우는, 시스템의 운전시에는, 전력 케이블과 송급관은 연결되어 있으며, 각각 기능하고 있다. 그리고, 예를 들면 태풍의 접근 등으로 인한 악천후시, 또는 기타 같은 여러 이유로 작업 선박을 정박 시켜야 하는 등, 작업선이 현장 해역을 이탈해야 하는 때에는, 전력 케이블, 또는 송급관을 분리 할 수 있다.In this case, at the time of operation of the system, the power cable and the supply pipe are connected and functioning respectively. And when the working ship has to leave the sea area, for example in case of bad weather due to typhoon approach or other reasons, the power cable or supply pipe can be separated.
그 때, 전력 케이블, 또는 송급관은, 분리되어 바다 속에 가라 앉거나 해저에 떨어지거나 할 수 없도록, 분리 후에도 분리 된 측면이 플로트 등과 같은 여러 지지부에 고정되거나 연결되는 상태가 되도록 하고 있다.At that time, the power cable or the supply pipe is to be fixed or connected to various supporting parts such as floats after separation so that it cannot be separated and sink into the sea or fall on the sea floor.
또한, 작업선을 이탈하는 이유가 해소 된 경우에는, 작업선을 작업 해역에서 다시, 전력 케이블, 또는 송급관을 작업선측과 연결하여, 양광 시스템을 원래의 상태로 복귀시킴으로써, 시스템의 운전을 재개 할 수 있다. 따라서, 시스템에서 작업 선박의 이탈과 복귀가 가능하며, 예를 들어 주 플로트와 양광관 등을 포기하고 철수해야 하는 사태가 발생할 것이 아니라, 작업 선박의 이동을 유연하게 할 수 있기 때문에, 시스템의 운용이 가능하다.When the reason for leaving the work line is eliminated, the work line is restarted in the work area again by connecting the power cable or supply pipe with the work line side, and returning the lift system to its original state, thereby restarting the operation of the system. can do. Therefore, it is possible to leave and return the working vessel from the system, and the operation of the system can be made smoother, because the movement of the working vessel can be made flexible, rather than the situation of giving up and withdrawing the main float and the solar pipe, for example. This is possible.
(7) 본 발명은, 상기 주 플로트의 상기 양광관이 결합 된 부분과 함께 양광관을 지지하는 현가 장치를 가지고 있으며, 당해 현가 장치 근처의 같은 양광관은, 동 양광관을 통과하는 공극 내에서 소요의 진동 범위로 진동이 가능한 것으로 구성 할 수 있다.(7) The present invention has a suspending device for supporting a positive light pipe together with a portion of the main float in which the positive light pipe is coupled, and the same positive light pipe near the suspension device is provided within a cavity passing through the positive light pipe. Vibration can be configured to the required vibration range.
이 경우는, 양광관이 통과되어 있거나, 연결되어 있는 주 플로트에서, 양광관은 현가 장치에 의해 지지되고, 게다가 현가 장치 근방의 같은 양광관은, 공극 내에서 소요의 진동의 범위에서 진동, 또는 요동이 가능하기 때문에, 양광관의 해당 부분의 움직임의 자유도가 높고, 고정된 상태로는 안 된다.In this case, in the main float through which the light pipes pass or are connected, the light pipes are supported by the suspension device, and the same light pipes near the suspension device vibrate in the range of the required vibration in the void, or Since oscillation is possible, the freedom of movement of the corresponding part of the positive pipe is high and should not be fixed.
이에 따르면, 특히 주요 플로트가 해상에 떠있는 경우, 파랑의 영향을 주 플로트가 상하 운동과 좌우 흔들림을 반복해도, 양광관은 현가 장치 근방에서 변형을 많이 수반하지 않는 상태에서, 길이 방향의 진퇴 움직임과 직경 방향의 진동 또는 요동을 하는 등, 어느 정도 자유롭게 움직일 수 있기 때문에, 예를 들면 금속 피로 등으로 인한 손상이나 파괴가 일어나기 어렵다.According to this, especially when the main float floats on the sea, even if the main float repeats the vertical movement and the left and right movements, the positive and negative pipes are moved in the longitudinal direction in a state in which there is not much deformation in the vicinity of the suspension system. Since it can move freely to some extent, such as oscillation or oscillation of radial direction, it is hard to cause damage or destruction by metal fatigue etc., for example.
또한, 현가 장치의 구조는 특별히 한정하지 않지만, 예를 들면 양광관을 지지 할 수 있는 코일 스프링, 혹은 활력체와 결합 된 링크기구 등으로 구성된다. 현가 장치는, 바다 쪽에서 보조 플로트에 의해 부력이 부여되는 양광관의 실질적인 무게를 지지 할 수 있으며, 양광관이 그 길이 방향으로 진퇴 작동 될 때 완충 작용을 갖는 구성으로 되어 있다.In addition, the structure of the suspension device is not particularly limited, but is composed of, for example, a coil spring capable of supporting a positive tube, or a link mechanism coupled with a vigor body. The suspension device is capable of supporting the actual weight of the solar tube, which is buoyant by the auxiliary float on the sea side, and has a buffering function when the solar tube is moved forward and backward in its longitudinal direction.
(8) 본 발명은, 상기 전력 케이블의 길이 방향으로, 보조 플로트가 소요 간격으로 배치 됨으로써, 전력 케이블에 소요 부력이 부여되어 있는 구성으로 할 수 있다. 이 경우, 상기 양광관의 경우와 마찬가지로, 보조 플로트의 부력에 의해 전력 케이블에 소요 부력이 부여된다. 이로 인해, 전력 케이블 자체의 무게에 의해, 길이 방향의 중간에 파손되는 것을 방지 할 수 있다.(8) The present invention can be configured such that the necessary buoyancy is applied to the power cable by arranging the auxiliary floats at required intervals in the longitudinal direction of the power cable. In this case, as in the case of the positive pipe, the required buoyancy is applied to the power cable by the buoyancy of the auxiliary float. For this reason, it can prevent that it breaks in the middle of the longitudinal direction by the weight of the power cable itself.
(9) 본 발명은, 광물 선별부가, 폐수 처리 장치를 구비하는 구성으로 할 수도 있다. 이 경우, 광물 선별부에 의해 광물을 선별하여 수집 할 수 있는 동시에, 폐수 처리 장치에 의해, 폐액에 소요의 처리를 한 후 맑고 깨끗한 물을 해양 투입(해양 투기라고도 함) 등에 의해 처분 하는 것도 할 수 있다.(9) In the present invention, the mineral sorting unit may be configured to include a wastewater treatment device. In this case, minerals may be sorted and collected by the mineral sorting unit, and the wastewater treatment device may be used to dispose of clean water after disposing the waste liquid by ocean input (also called marine dumping). Can be.
(10) 본 발명은, 상기 광물 선별부가, 광물을 자력으로 부착(자착)시켜 선별하는 자착 장치를 갖추고 있는 구성으로 할 수도 있다. 이 경우, 양수와 동시에 상승하는 해저 진흙이 환경 파괴의 원인이 되는 문제에 대해, 양광 속에 포함 된 금속 또는 무기물을 광석 처리 선상에 설치 한 전기식 자석 등의 자착 장치에 의해 채취하여, 그 후, 침전식 등 일반 하수 처리에서 행해지고 있는 방법과 같은 방법으로 해저 진흙을 제거 할 수 있다. 즉, 이것은 작업선을 폐수 처리 장치를 구비한 광석 처리 선박으로 하는 것으로 대응할 수 있다.(10) The present invention may be configured such that the mineral sorting unit is provided with a magnetizing device for attaching (selecting) minerals by magnetic force. In this case, for the problem that the seabed mud rising at the same time as the pumping water causes the environmental destruction, the metal or inorganic matter contained in the mine is collected by a magnetic attachment device such as an electric magnet installed on the ore treatment line, and then settled. Subsea mud can be removed in the same way as in general sewage treatment. That is, this can be corresponded to using an ore treatment vessel provided with a wastewater treatment apparatus.
또한, 자성을 갖는 광물로는, 예를 들어, 철, 크롬, 니켈, 코발트 등을 들 수 있다. 이 광물은, 모두 유가 금속이며, 해저에서 해상까지 올린 양수에서 효율적으로 선별을 실시하여 수집 할 수 있다.Moreover, as a mineral which has magnetic, iron, chromium, nickel, cobalt etc. are mentioned, for example. All of these minerals are valuable metals and can be efficiently collected and collected from pumped water raised from the seabed to the sea.
(11) 본 발명은, 양광관이, 철강 및 경합금제의 이중관 구조, 강관을 탄소 섬유로 보강한 구조 또는 주벽을 중공으로 한 구조로 있는 구성으로 할 수 있다. 이 경우, 양광관을 경량화하는 것이 가능하게 된다. 원래 양광 시스템의 최대의 과제는, 길이가 수천 m에 달하는 양광관의 무게를 어떻게 줄이는 데 있다. 이 양광관의 무게를 줄이기 위해서는, 상술 한 바와 같이 양광관에 부력을 주고 실질적인 무게를 줄이는 방법 이외에, 본 항목의 발명과 같이 양광관 자체의 무게를 줄일 수 있는 방법이 있다.(11) The present invention can be configured such that the positive light tube has a double tube structure made of steel and a light alloy, a structure in which a steel pipe is reinforced with carbon fiber, or a main wall in a hollow structure. In this case, it becomes possible to reduce the quantity of light pipes. The biggest challenge of the original light system is how to reduce the weight of the light pipe, which is several thousand meters in length. In order to reduce the weight of the solar tube, as described above, there is a method that can reduce the weight of the solar tube itself, as described above, in addition to the method of buoyancy and substantial weight reduction.
양광관 자체의 무게를 줄일 수 있는 방법으로, 예를 들어 경합금 또는 강제의 이중관 구조로, 내관과 외관 사이에 밀폐 공간을 가진 양광관으로 하는 방법이 있다. 또한, 주벽에 기밀 공간을 마련하고, 그 부력으로 양광관의 무게를 일부 상쇄 할 수 있으며, 양광관의 자중에 의한 타처로의 부담은 경감 할 수 있다.As a method of reducing the weight of the solar tube itself, there is a method of, for example, a light alloy tube having a sealed space between an inner tube and an outer tube with a light alloy or a forced double tube structure. In addition, an airtight space may be provided on the main wall, and the buoyancy may partially offset the weight of the parcel tube, and the burden of the parcel tube due to its own weight may be reduced.
또한, 양광관 자체의 무게를 줄이기 위한 다른 방법으로는, 예를 들면 내관은 강제로 제작되었지만 외부 표면을, 탄소 섬유로 보강된 수지제의 양광관으로 하는 방법이 있다. 또한, 수지제의 보강관은, 금속제 내관의 보호에도 기여하는 것이다.In addition, another method for reducing the weight of the solar tube itself is, for example, a method in which the inner tube is forcibly manufactured, but the outer surface is a resin solar tube made of carbon fiber reinforced. In addition, the resin reinforcement pipe contributes to the protection of the metal inner pipe.
(12) 본 발명은, 해저면 또는 해저에서 굴착 분쇄 한 광물과 해수를 포함한 고액 혼합물을 해상까지 운송하는 양광관에 플로트로 소요 부력을 부여하는 양광 방법이다. 이 방법에 의하면, 양광관을 해저에 가라앉지 않도록 해수면에 뜬 주 플로트 등을 사용하여 지원하는 경우, 양광관에 소요 부력을 부여할 수 있기 때문에, 예를 들면 양광관의 무게에서 부력을 뺀 무게와 같은 무게로 하여, 양광관을 지지하는 주 플로트는 실질적으로 무게가 작용하지 않도록 할 수 있다. 또한, 플로트에 의한 부력을 상기 보다 약간 작게 하여, 양광관이 수직 방향과 균형을 유지할 수 있도록 할 수도 있다.(12) The present invention is a light lifting method for imparting necessary buoyancy as a float to a light pipe to transport a solid-liquid mixture including a mineral and seawater excavated and crushed from the seabed or the seabed to the sea. According to this method, if the support pipe is supported using a main float floated on the sea surface so as not to sink to the sea floor, the necessary buoyancy can be given to the light pipe. Thus, for example, the weight of the light pipe minus the buoyancy force. With the same weight, the main float supporting the positive tube can be made substantially free of weight. In addition, the buoyancy due to the float can be made slightly smaller than the above, so that the positive pipe can be kept in balance with the vertical direction.
또한, 본 발명은, 양광관 및 통신 · 전력 케이블을 플로트에 의해 지지하여, 양광관의 중력을 경감하는 데 있다. 또한, 본 발명은, 해수면에서 부유하는 내부에 공동을 갖는 금속제의 대형 플로트와, 이 플로트에 의해 지지되는 양광관 및 통신, 전력 케이블을 포함한 양광관의 무게에 대응하기 위해, 부력 조절용의 해수 배출 및 해수 흡입 밸브를 갖는 대형 플로트를 포함 할 수도 있다.Moreover, this invention supports a positive pipe and a communication / power cable with a float, and reduces the gravity of a positive pipe. In addition, the present invention provides a seawater discharge for buoyancy control in order to cope with the weight of a large metal float having a cavity inside floating on the sea surface, and a light pipe supported by the float, and a light pipe including communication and power cables. And a large float having a seawater intake valve.
또한, 대형 플로트에 기승되고 있는(장착 된) 방수 축전지와 펌프를 구동하는 대형 플로트의 하부의 공동부에 해수를 급배수하는 것으로, 대형 플로트에 잠수 기능을 갖게 할 수 있다.In addition, by discharging the seawater to the cavity of the lower part of the large float driving the pump and the waterproof battery (mounted) mounted on the large float, it is possible to give the large float a diving function.
또한, 대형 플로트에 지지 된 양광관의 중량 경감을 위해, 바다 속의 양광관의 중도에 장착 된 소형 플로트군을 구비 할 수도 있다. 또한, 무게 감소 및 강도 유지를 위해 탄소 섬유로 보강 된 수지제의 양광관을 구비 할 수도 있다.Further, in order to reduce the weight of the positive pipe supported by the large float, a small float group mounted in the middle of the positive pipe in the sea may be provided. It may also be provided with a resin positive electrode tube reinforced with carbon fibers for weight reduction and strength maintenance.
무게를 줄이기 위해, 이중 파이프의 간극에 구멍을 갖는 양광관을 구비 할 수도 있다. 악천후 시에 해상 광석 처리 선박의 현장 이탈시, 대형 플로트에 지지 된 양광관 및 통신, 전력 케이블이 광석 처리 선박에서 이탈 가능한 구조로 할 수 있다.In order to reduce the weight, it may be provided with a positive pipe having a hole in the gap of the double pipe. In the event of bad weather, offshore ore handling vessels can be constructed so that the lifting pipes, telecommunications and power cables supported by large floats can be removed from the ore treatment vessels.
광석 이송용 펌프를 해저 광석 채굴 기계에 기승 시켜(장착시켜), 흡입관을 단축한 시스템으로 할 수 있다. 양광관의 중간부에, 유체 에너지를 공급하기 위해, 압력수를 주입하는 펌프 시스템을 제공 할 수도 있다.The pump for ore transfer can be mounted (mounted) on a subsea ore mining machine, and the system can be shortened. In the middle of the solar tube, a pump system for injecting pressure water may be provided to supply fluid energy.
또한, 양광관에서 해상의 광석 가공 선박에 보낸 분쇄 광석(세분화 광석)을 포함한 해수에서, 광석을 채취하기 위해 전기식, 또는 영구 자석식 자석 장치를 구비하는 것이어도 좋다. 또한, 광석 처리 선상에 광석 채취 후의 폐수 처리를 할 장치를 구비할 수도 있다.In addition, in seawater including crushed ore (segmented ore) sent from a positive pipe to an offshore ore processing vessel, an electrical or permanent magnet magnet device may be provided to collect the ore. It is also possible to provide an apparatus for treating wastewater after ore extraction on the ore treatment line.
본 발명은, 분쇄 광석을 포함한 해수를 심해저보다 해상의 광석 처리 선박까지 운송 할 수 있는 펌프 시스템을 갖춘, 심해저에 내린 양광관이 자신의 무게로 관체의 접속부 등에서 탈락 할 수 없도록 함과 동시에, 그것을 지지하는 광석 처리 선박 등을 부력 확보를 위해 필요 이상으로 대형화하지 않아도 되도록 하고, 또한, 태풍 등으로 바다가 거칠어지고 있을 때, 광석 처리 선박 등이 파도에 의해 흔들리는 이유로 양광관이 파손되는 경우가 없도록 함과 동시에, 양광관을 포기하고 철수하지 않아도 되도록 한 양광 시스템 및 양광 방법을 제공 할 수 있다.The present invention is provided with a pump system that can transport seawater including crushed ore to the ore treatment vessel at sea rather than deep sea, so that the lower pipe can not be detached from the joint of the pipe at its own weight, and at the same time, Do not oversize the supporting ore processing vessels, etc. to secure the buoyancy. Also, when the sea is getting rough due to a typhoon or the like, the ore processing vessels are not damaged due to the wave shaking by the waves. At the same time, it is possible to provide a lifting system and a lifting method in which the lifting pipe does not have to be abandoned and withdrawn.
도 1은 본 발명에 따른 양광 시스템의 일 실시 형태를 나타내는 설명도이다.
도 2는 주 플로트와 보조 플로트에 의한 양광관 매달림 구조를 나타내는 일부를 생략 한 단면 설명도이다.
도 3은 주 플로트 및 그 근방의 구조를 나타낸 설명도이다.
도 4는 양광 시스템에 사용되는 작업선이 구비하는 폐수 처리 장치의 구조를 나타내는 설명도이다.
도 5는 양광 시스템에 사용되는 양광관을 구성하는 관체 구조를 나타낸 설명도이다.
도 6은 양광 시스템에 사용되는 양광관을 구성하는 관체의 다른 구조를 나타낸 설명도이다.
도 7은 보조 플로트 다른 구조를 나타내고, (a)는 종단면 설명도, (b)는 A-A에 대응하는 단면 설명도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is explanatory drawing which shows one Embodiment of the light lifting system which concerns on this invention.
Fig. 2 is a cross-sectional explanatory diagram in which a part of the positive pipe hanging structure is omitted by a main float and an auxiliary float.
3 is an explanatory diagram showing a structure of the main float and its vicinity.
It is explanatory drawing which shows the structure of the wastewater treatment apparatus with which the working ship used for a photovoltaic system is equipped.
5 is an explanatory view showing a pipe structure constituting a light pipe used in a light lifting system.
FIG. 6 is an explanatory view showing another structure of the tube constituting the positive pipe used in the positive light system. FIG.
7 shows another structure of the auxiliary float, (a) is a longitudinal cross-sectional explanatory diagram, and (b) is a cross-sectional explanatory diagram corresponding to AA.
도 1 내지도 6을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세하게 설명한다.An embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 1 to 6.
양광 시스템(S)는, 해저에서 광물을 채굴하는 채굴 유닛(1)과, 채굴 한 광물과 해수를 해상으로 올리는 양광 유닛(2)와, 양광 유닛(2)에서 올려 진 고액 혼합물로부터 유가 광물을 선별하는 광물 선별부인 선별 유닛(3)으로 구성되어있다.The lifting system S includes a
(채굴 유닛(1))(Mining unit (1))
채굴 유닛(1)은, 외부에서 이동 조작이 가능한 해저 작업기(13)를 가지고 있다. 해저 작업기(13)는, 크롤러 주행 장치(130)와, 그 상부에 탑재 된 굴착기(131) 및 굴착하여 얻은 광물과 바닷물을 포함한 고액 혼합물을 흡입하여 압송하는 슬러리 펌프(132)를 가지고 있다. 해저 작업기(13)는, 각부를 고 수밀로 만드는 등 심해저에서 고압 하에서 작업이 가능한 구조로 한다. 슬러리 펌프(132)는, 후술하는 각 압력 주입 펌프(24)와 함께 펌프 시스템을 구성한다.The
굴착기(131)는, 선단의 드릴의 회전 또는 진동에 의해 광상의 광물을 파쇄 굴착할 수 있도록 하고 있다. 또한, 굴삭기는, 다른 구조를 채용할 수도 있다. 슬러리 펌프(132)는, 굴착 파쇄된 광물과 해수의 혼합물(고액 혼합물)을 압송할 수 있는 것으로, 예를 들면 사류식이나 혼류식의 채용이 가능하다.The
또한, 슬러리 펌프(132)의 압송 능력은, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 적어도, 후술하는 보조 펌프인 압력 주입 펌프(24)와 협력하여, 해수와 분쇄 광물의 고액 혼합물을 해상까지 올릴 수 있는 능력을 가지고 있으면 좋다. 이 경우, 예를 들어 슬러리 펌프(132)에서 후술하는 양광관(21)의 하단까지의 운송 에너지는 슬러리 펌프(132)을 공급하고, 그 위 양광관(21) 내의 반송 에너지는, 양광관(21)의 도중에 설치한 후술하는 복수의 보조 펌프인 압력 주입 펌프(24)에 의해 구동될 수 있다.In addition, although the pressure-feeding capacity of the
해저 작업기(13)에는, 크롤러 주행 장치(130), 굴삭기(131) 및 슬러리 펌프(132)에 동력원이 되는 전력을 공급하는 전력 케이블(12)이 수전부(부호 생략)에 연결되어 있다. 전력 케이블(12)의 해상 측의 단부는, 일단은 해면에 떠오르는 플로트(11)에 연결되어 있으며, 이를 통해 전력 케이블(12)의 무게가 플로트(11)에 의해 지지되고 있다. 또한, 플로트(11)에 걸리는 전력 케이블(120)의 무게를 줄이기 위해, 후술하는 양광관(21)과 같이 부력을 부여하기 위한 보조 플로트를 장착 할 수도 있다.In the
플로트(11)에 연결된 전력 케이블(120)에는, 모인 작업선(10)에 탑재된 전력 공급부인 발전기(도시 생략)에서 전력 케이블(120)을 통해 전력이 공급되도록 하고 있다. 또한, 전력 케이블(120,120)에는, 이에 첨설하는 형태로, 해저 작업기(13)와 굴착기(131)의 제어, 크롤러 주행 장치(130)의 제어, 또는 슬러리 펌프(132)의 제어 등을 위한 신호 전환을 작업선(10)이 구비하는 관제부의 사이에서 하는 신호 케이블(도시 생략)이 장착되어 있다.The
(양광 유닛(2))(Light lifting unit 2)
양광 유닛(2)는, 양광관(21)을 가지고 있다. 양광관(21)은, 소요 길이의 관체(210)를 다수 연결하여, 양광 작업의 대상 해역의 깊이에 대응하고, 예를 들면 5000m의 길이로 형성되어 있다. 또한, 관체(210)의 구조는, 나중에 자세히 설명한다. 그리고, 이 긴 양광관(21)은, 상단측이 해면에 떠오르는 주 플로트(20)에 걸리도록 실질적으로 연결되어 있다. 또한, 양광관(21)은, 해중 측에서 장수 방향의 소요 간격마다(본 실시 형태에서는 각 관체(210) 마다), 보조 플로트(22)에 걸리도록 실질적으로 연결되어 있다.The
먼저, 도 3을 참조하여, 주 플로트(20)의 구조 및 주 플로트(20)에 대한 양광관(21)의 연결 구조를 설명한다.First, with reference to FIG. 3, the structure of the
주 플로트(20)는, 수밀하고 중공 구조의 밀봉 케이스(200)를 가지고 있다. 밀봉 케이스(200)의 외형은, 이른바 도넛 모양이며, 내부에는 평면에서 볼 때 원형을 그리 듯이 공간부(201)가 형성되어 있다. 또한, 밀봉 케이스(200)의 중심부에는, 공간부(201)와 벽부에서 격리된 원형 구멍 형상의 관통 구멍(202)이 관통하여 설치되어 있다.The
밀봉 케이스(200)의 공간부(201)는, 상하 방향의 거의 중간 위치에 사방에 걸쳐 고정된 격리 부재(203)에 의해 상하로 액밀 상태에서 분할되어 있다. 상부 공간부(201a)는, 격리 부재(203)에 고정시켜 주 배수 장치를 구성하는 주 배수 펌프(204)가 배치되어있다. 또한, 마찬가지로 배터리(205)가 격리 부재(203)에 고정 배치되어 있으며, 배터리(205)는 본 실시 형태에서 방수 리튬 배터리가 채용되고 있으며, 주 배수 펌프(204)에 대응하여 전력을 공급한다.The
배터리(205)는 제어반(206)에 연결되어 있으며, 제어반(206)에는, 전력 케이블(26)이 외부에서 연결되어 있다. 전력 케이블(26)은, 후술하는 광물 처리 선박(30)에 탑재 된 전력 공급부인 발전기(도시 생략)에 연결되어 있고, 배터리(205)에는 발전기에서 공급되는 전력이 축전 된다.The
밀봉 케이스(200) 내의 격리 부재(203)에 의해 분할된 하부 공간부(201b)는 저수 탱크가 있어, 주 배수 펌프(204)에 의해 하부 공간부(201b) 내부의 수량(필요한 공기량도)을 조정할 수 있도록 되어 있다. 이 수량의 조정을 통해, 필요에 따라 주 플로트(20) 자체의 부력을 크게 하여 해수면에 뜨게 하거나, 또는 부력을 작게 하거나 하여, 잠수시킬 수 있도록 하고 있다. 또한, 잠수는, 주 플로트(20)만 실시하도록 할 수도 있고, 양광관(21)까지 포함해 전체적으로 실시하도록 하여도 좋고, 적절하게 선택할 수 있다.The
밀봉 케이스(200)의 상면에는, GPS 위성(27)의 신호를 수신하는 GPS 수신기(207)가 설치되어 있다. GPS 수신기(207)도, 전력 케이블(26)을 통해 전력이 공급되도록 되어 있다. 또한, 밀봉 케이스(200)의 하면에는, 위치 보정 장치를 구성하는 복수의 추진기(208)가 설치되어 있다. 추진기(208)는, 모터 스크류를 회전시켜 추력을 얻는 구조이다.The
또한, 위치 보정 장치의 구성은, GPS 수신기에서 얻은 위치 정보와, 미리 정해진 기준 위치 정보를 비교하여, 그 차이를 바탕으로 각 추진기(208)를 작동시켜 위치를 보정할 수 있는 제어부인 상기 제어반(206)를 포함하는 것이다. 각 추진기(208)는 배터리(205)에서 전력이 공급되도록 되어 있으며, 각 추진기(208)를 GPS에 의한 자동 제어에 따라 적절히 조합하여 구동하는 것으로, 주 플로트(20)를 해상에서 소요의 방향으로 이동시킬 수 있다.In addition, the configuration of the position correction device, the control panel that is a control unit that can compare the position information obtained from the GPS receiver and the predetermined reference position information, and operate the
밀봉 케이스(200)의 관통 구멍(202)은, 양광관(21)의 상단부의 관체(210)가 통과되어 있다. 양광관(21)을 구성하는 다수의 관체(210)는, 도 5에 나타낸 구조를 가지고 있다. 관체(210)는, 길이 방향(장수 방향)의 양단에 연결용 플랜지(211,212)를 가지고 있으며, 관 부분은 내관(213)과 외관(214)으로 구성된 이중관 구조로 되어 있다. 내관(213)과 외관(214)의 사이에는, 경량화를 위해 부력을 만들어내는, 말하자면 원형 관 형상의 공간부(215)를 형성하고 있다.The
또한, 관체(210)의 외부 파이프(214)의 외경은, 밀봉 케이스(200)의 관통 구멍(202)의 내경보다 작게 형성되어 있으며, 관체(210)와 통과 구멍(202)의 사이에는 공극(209)이 설치되어 있다. 또한, 최상부의 관체(210)의 플랜지(211)(관통 구멍(202)에 삽입 통과 후, 끝머리에 있다.)는, 밀봉 케이스(200)의 상부에 있고, 밀봉 케이스(200) 상면과 플랜지(211)의 사이에는, 상부측이 점차적으로 작아지는 압축 코일 스프링(28)이 배치되어 있다.Moreover, the outer diameter of the
이 구조에 의해, 관체(210) 및 그 하부에 연결되어 있는 다른 많은 관체(210)는, 상하 동작시에도 압축 코일 스프링(28)의 탄성력에 의해 완충되어, 주 플로트(20)에 걸리는 충격이나 큰 하중을 줄일 수 있다. 또한, 관체(210)는, 공극(209)의 작용에 의해 관통 구멍(202) 내부에서, 일정한 범위에서 유동 또는 요동할 수 있도록 되어 있다. 또한, 상단부의 관체(210)의 상단에는, 유연한 공급관(25)이 연결되어 있고, 공급관(25)의 선단측은 후술하는 선별 유닛(3)에 도입되고 있다.Due to this structure, the
양광관(21)은, 상기한 바와 같이 다수의 관체(210)를 수밀하게 연결한 것이며, 최하부의 관체(210)의 하단부에는, 소요 길이의 유연한 중계관(23)의 일단부가 연결되어 있다. 중계관(23)의 타단부는, 상기 슬러리 펌프(132)의 토출구(부호 생략)에 연결되어있다. 또한, 슬러리 펌프(132)의 흡입구(부호 생략)는, 상기 굴착기(131)의 드릴 근방에 배치되어 있고, 굴착되어 파쇄된 광물을 해수와 함께 흡입 할 수 있도록 되어 있다.The
그리고, 상기한 바와 같이, 이 긴 양광관(21)은, 바다 측에서 길이 방향의 각 관체(210) 마다, 상부측의 플랜지(211)를 보조 플로트(22)에 걸게 하고 실질적으로 연결되어 있다. 보조 플로트(22)는, 수밀하고 중공 구조의 밀봉 케이스(220)를 가지고 있다. 밀봉 케이스(220)의 외형은, 이른바 도넛 모양이며, 내부에는 평면에서 볼 때 원형을 그리는 공간부(221)가 형성되어있다. 또한, 밀봉 케이스(220)의 중심부에는, 공간부(221)와는 벽부로 격리된 원형 구멍 형상의 관통 구멍(222)이 관통하여 설치되어 있다.As described above, the long
관체(210)의 외부 파이프(214)의 외경은, 밀봉 케이스(220)의 관통 구멍(222)의 내경보다 작게 형성되어 있으며, 관체(210)와 통과 구멍(222)의 사이에는 공극(229)이 설치되어 있다. 또한, 보조 플로트(22)는, 구체적인 구조는 도시되어 있지 않지만, 관체(210)의 관 부분에 횡방향으로 끼워 같이 장착 가능하고 분리 할 수 있는 구조(공지 구조)이다.The outer diameter of the
이 구조에 의해, 다수의 보조 플로트(22)는, 각 관체(210)가 상하 이동한 경우에도 각 관체(210)에 대해 상대적으로 슬라이드 가능하며, 보조 플로트(22)는, 관체(210)의 플랜지(211), 또는 아래 압력 주입 펌프(24)의 주입관(241)에 칠 때 상호 슬라이드가 정지한다. 보조 플로트(22)와 각 관체(210)는, 서로 도망이 용이하기 때문에, 충격이나 큰 하중이 작용하기 어렵다. 또한, 관체(210)는, 공극(229)의 작용에 의해 관통 구멍(202) 내부에서, 일정한 범위에서 유동 또는 요동할 수 있도록 되어 있다.With this structure, the plurality of
또한, 각 보조 플로트(22)는, 양광관(21)에 대응하여 소요 부력을 부여 할 수 있다. 이 부력의 설정은, 예를 들면 양광관(21)의 무게와 동일하게 하여 주 플로트(20)에 양광관(21)의 무게가 거의 들지 않도록 하고 있다. 또한, 부력이 양광관(21)의 무게보다 약간 작아지게 하여 주 플로트(20)에 양광관(21)의 가중치가 적당히 걸리게 함과 동시에, 양광관(21)을 바다에서 더 안정시키도록 할 수 있다. 또한, 심해에 있는 보조 플로트(22)는, 높은 수압에 견딜 수 있도록, 후술하는 보조 플로트(22a)와 마찬가지로 내부에 보강용 리브 구조를 갖추도록 하고 있다.In addition, each
그리고, 양광관(21)을 구성하는 관체(210) 중, 소요 간격으로 위치하는 관체(210)의 관 부분에는, 각각 압력 주입 펌프(24)의 토출구(부호 생략)에 연결되어 있는 주입 관(241)이 연결되어 있다. 각 압력 주입 펌프(24)는, 주위의 해수를 흡입하여 양광관(21)의 내부에 주입하는 것으로, 양광관(21)을 통과하는 양수(고액 혼합물)의 위쪽으로의 반송(압송)을 돕는다.And, in the pipe part of the
또한, 각 압력 주입 펌프(24)는, 줄 와이어(243)로 연결된 플로트(242)의 부력을 받아 소요 깊이를 유지하도록 되어 있다. 또한, 각 압력 주입 펌프(24)에 대해서는, 작업선인 광물 처리 선박(30)의 발전기에 연결되는 전력 케이블(240)을 통해 전력이 공급된다. 또한, 이 전력 케이블(240)도, 부력을 부여하기 위해 플로트를 설치하도록 하고 있다.In addition, each
그리고, 상기 작업선(10)과 플로트(11)를 연결하고 있는 전력 케이블(120)은, 플로트(11)로부터 분리할 수 있는 구조이다. 또한, 상기 광물 처리 선박(30)은, 공급관(25)과, 전력 케이블(26)을 주 플로트(20)에서 분리할 수 있는 구조로 되어 있다. 이에 따르면, 예를 들어 작업선(10)과 광물 처리 선박(30)을 기항하는 경우, 나중에 복귀가 가능한 상태로 작업 영역에서 이탈시킬 수 있다.The
(선별 유닛(3))(Selection unit (3))
상기 선별 유닛(3)은, 광물 처리 선박(30)에 탑재되어 있다. 광물 처리 선박(30)은, 발전기(도시 생략)가 탑재되어 있으며, 이 발전기는, 상기 주 플로트(20) 및 각 압력 주입 펌프(24)에 전력을 공급한다. 선별 유닛(3)은, 양광 유닛(2)에서 올려진 해수와 분쇄 된 광물의 고액 혼합물에서 유가 광물을 선별하는 것이다. The
그림 4를 참조한다. 양광관(21) 내를 상승시킨 공급관(25)을 통해 해상의 광석 처리 선박(30)에 이르른 분쇄 광물(50)을 포함한 고액 혼합물의 처리 방법을 설명한다.See Figure 4. The processing method of the solid-liquid mixture containing the crushed
선별 장치(3)는, 처리의 순으로 선별조(31), 침전조(32), 저수조(33) 및 집적조(34)를 구비하고 있다. 또한, 침전조(32), 저수조(33) 및 집적조(34)는 폐수 처리 장치를 구성한다.The
선별조(31)에는, 상기 공급관(25)에서 분쇄된 광물(50)을 포함한 고액 혼합물이 보내진다. 자성체인 분쇄된 광물(50)은, 회전체(311)의 암 선단에 설치된 전자석(부호 생략)에 의해 자착 되어 모아 진다. 또한, 자성체가 아닌 광물 기타 유가 광물은, 예를 들면 체를 사용하는 등 각종 공지 수단에 의해 모아 진다.The solid-liquid mixture containing the
또한, 선별조(31)를 통과 한 슬러지를 포함한 해수는 스크린(320)을 통해서 침전조(32)에 보내져, 슬러지가 수조 바닥에 침전 분리된다. 그리고, 슬러지가 제거된 해수는, 스크린(331)을 통해 저수조(33)에 보내지고, 펌프(330)에 의해 다음의 집적조(34)에 보내진다. 집적조(34) 내에서는, 약품 처리 등을 통해 더욱 섬세한 슬러지가 침전되어 제거되고, 처리된 맑고 깨끗한 해수는 수차(340)에 의해 배수관(35)을 지나, 외부(바다)로 배출된다.In addition, the seawater including the sludge passing through the sorting
(작용)(Action)
본 발명의 양광 시스템(S)의 작용을 심해에서 유가 광물을 해상까지 올리는 작업을 할 경우를 예로 들어 설명한다.The operation of the lifting system S of the present invention will be described by taking an example in which the operation of raising valuable minerals to the sea in the deep sea.
양광 시스템(S)은, 도 1과 같이 해저 작업기(13)가 광상(5) 있는 소정의 심해저(4)에 배치되어, 주 플로트(20)는 해상에 떠있다.The lifting system S is arrange | positioned in the predetermined | prescribed
작업선(10)의 관제부에서의 신호에 의해, 전력 케이블(120)을 통해 공급되는 전력을 사용하여 해저 작업기(13)가 조작되고, 주행 장치(130)로 이동하면서 굴착기(131)에 의해 굴착이 진행된다. 파쇄된 광물(50)(그림 4에 도시)과 해수의 혼합물(고액 혼합물)은, 굴착과 병행하여 슬러리 펌프(132)에 의해 흡입된, 중계관(23)에서 양광관(21)를 지나 위쪽으로 압송된다. 이때, 양광관(21)의 연직 방향의 경로에서, 다수의 압력 주입 펌프(24)에 의해 수류에 의한 에너지가 주입되어, 고액 혼합물이 위쪽의 광물 처리 선박(30)의 선별 유닛(3)에 올려져 처리되고, 맑고 깨끗한 처리수만 바다에 투기된다.By the signal from the control part of the
또한, 양광관(21)에는, 다수의 보조 플로트(22)가 연결되어 있으며, 양광관(21)에 대하여 소정의 부력이 부여되어 있다. 양광 시스템(S)은, 수천 m와 긴 양광관(21)에 대응하여, 주 플로트(20)와 각 보조 플로트(22)에 의해, 양광관(21)이 해저(4)에 빠질 수 없는 정도의 부력을 부여하고 있다. 보조 플로트(22)는, 양광관(21)의 길이 방향으로 소요 수(다수) 배치되어 있기 때문에, 이러한 보조 플로트(22)에 양광관(21)의 무게가 관체(210)마다 분담되어 지지 된다.In addition, a large number of
즉, 보조 플로트(22)가, 양광관(21)의 길이 방향으로 소요 간격으로 다수 설치되어있는 경우, 각 보조 플로트(22)가, 각 보조 플로트(22) 사이의 길이 양광관(21)의 무게 분 뿐만 아니라 부력을 부여하도록 하면, 이론적으로 양광관(21)의 상부에 긴 양광관(21)의 하중이 작용하지 않도록 할 수 있다.That is, when a large number of
이와 같이, 보조 플로트(22)에 의해 적절한 부력을 부여하면, 양광간(21)의 길이 방향에 있어서, 일부에 편중되어 중력 방향의 큰 하중이 작용하는 것은 아니다. 따라서, 상기 구성은 양광관(21)의 길이 방향으로 소요 간격으로 평균적으로 하중이 걸리게 하는 의미에서도 효과적이다. 또한, 이를 통해, 양광관(21)이 자신의 큰 하중에 의해 중간에서 파단하고, 관체(210)의 연결부가 파괴되거나 하는 것을 방지할 수 있으며, 양광관(21)이 해저에 빠지는 불편은 발생하지 않는다.Thus, if the appropriate buoyancy is given by the
또한, 양광관(21)을 띄우는 주 플로트(20) 및 각 보조 플로트(22)의 총 부력은, 적절히 설정되지만, 반드시 최상부의 주요 플로트(20)을 해면에 띄우는 만큼의 부력을 필요로 하는 것은 아니고, 적어도 양광관(21)의 하단부가 해저에 떨어지지 않는 상태, 즉 지지 않고 바다를 떠도는 상태가 유지되고 부유 있는 부력인 것이 바람직하다. 또한, 만일 양광관(21)의 하단부 측이 해저에 닿는 것으로 해도, 적어도 그것보다 상부측이 바다에 수직하게 떠있는 상태를 유지할 수 있는 부력인 것이 바람직하다.In addition, although the total buoyancy of the
또한, 중량물인 양광관(21)은, 주 플로트 및 각 보조 플로트에 의해 부력이 부여되며, 양광 시스템의 관제를 할 작업선(10), 또는 광석 처리 선박(30)은, 반드시 양광관(21)을 지지할 필요가 없기 때문에, 배를 대형화할 필요가 없다.In addition, the
또한, 양광관(21)의 실질적인 무게는, 시스템의 운전 중에, 내부를 지나 이송되는 고액 혼합물의 무게가 첨가되기 때문에 더 무거워진다. 따라서, 상기 각 플로트(2,22)에 의한 부력의 설정에 있어서는, 비어있는 양광관(21)의 무게를 기준으로 한 설정을 하지 않고, 이 점을 감안할 필요가 있다.In addition, the substantial weight of the
또한, 주 플로트(20)는, 주 배수 펌프(204)에 의해 내부의 수량을 조절함으로써, 부력 조절이 가능하다. 따라서, 예를 들어 잠수함처럼 주 플로트(20)의 일부가 해수면에서 나오게 하고, 전부가 해수면 아래로 가라앉게 할 수 있다. 또한, 가라 앉게 했을 때 주 플로트(20)의 해수면 아래의 높이(깊이)도 조절이 가능하다.In addition, the
주 플로트(20)를 해수면 아래로 가라앉히면, 주 플로트(20)는 파랑의 영향을 받기 어렵게 된다. 예를 들어, 태풍 속, 혹은 태풍이 접근했을 때 악천후에, 주 플로트(20)가 해면에 떠 있는 상태에서는, 격렬한 파도의 영향을 받아 상하 운동과 좌우 흔들림을 반복하게 되며, 주 플로트(20)에 연결되어 있는 양광관(21)의 장착 부분, 혹은 그 주변부가 변형되거나 손상될 가능성이 높아 진다.When the
또한, 해수면에 파도가 생기는 것은, 대부분은 해수면 아래 몇 m에서 10m 정도이며, 주 플로트(20)를 원격 조작에 의해 양광관(21)의 상부와 함께 더 깊은 곳에서 부유하게 유지하는 동시에, 그 후의 주 플로트(20)의 부상을 가능하게 하면, 태풍 속에서도 파랑의 영향을 거의 받지 않도록 할 수 있다.In addition, most of the occurrence of waves in the sea level is a few meters to 10 meters below the sea level, while maintaining the float float deeper with the upper portion of the
또한, 주 플로트(20)는, GPS 수신기(207)와 추진기(208)을 갖추고 있으며, GPS를 이용하여, 미리 설정되어있는 양광 시스템(S)의 위치를 유지할 수 있다. 곧, 주 플로트(20)에 설치되어 있는 GPS 수신기(207)에서, 양광 시스템의 위치를 나타내는 위치 정보를 취득하고, 미리 설정되어 있는 기준이 되는 위치 정보와, GPS 수신기(207)에서 취득한 위치 정보를 위치 보정 장치와 비교한다.Moreover, the
그리고, 그 차이를 바탕으로, 주 플로트(20)의 위치가, 위치 보정 장치에 의해 기준이 되는 위치(설정 위치)를 유지하도록, 또는 기준이 되는 위치에 접근 하도록(향하도록) 각 추진기(208)를 작동시켜 위치 보정을 실시한다. 또한, 이 위치의 보정은, 양광 시스템(S)의 운전 중, 상시 실시하도록 할 수도 있고, 일정 시간마다(간헐적으로) 할 수 있도록 하고 있다.And based on the difference, each
그리고, 해저 작업기(13)는, 예를 들어 수심 수천 m의 해저면(4) 또는 해저에 존재하는 귀금속과 희귀 금속(희소 금속) 등의 유가 광물뿐만 아니라, 화석 연료인 메탄 하이드레이트(예 표층형 메탄 하이드레이트) 등의 유용한 자원이 많이 들어있는 영역의 해저에 놓여 사용할 수 있다. 양광 시스템(S)은, 이러한 광물 이외의 유용한 자원을 심해저에서 해상까지 옮기는 시스템으로도 이용 가능하다.The
도 6을 참조한다. 도 6에는, 양광 시스템에 사용되는 양광관을 구성하는 관체의 다른 구조를 나타낸다.See FIG. 6. Fig. 6 shows another structure of the tube body constituting the light pipe used for the light lifting system.
관체(210a)는, 강제의 내관(213a)과 외관(214a)은, 탄소 섬유로 보강된 아크릴 수지로 일체화되어 형성되는 이중관 구조이다. 따라서, 관체(210a)의 중량을 경량화함과 동시에, 인장 강도를 증가시키고 있다. 또한, 관체(210a)의 양단에는, 플랜지(211a, 212a)가 설치되어 있다. 충분한 강도를 갖는 강제의 내관(213a)과 가볍고 강인한 외관(214a)을 결합하여, 소정의 강도를 유지하면서 상기 관체(210)와 동등한 무게를 줄일 수 있다.The
도 7을 참조한다. 도 7에 도시된 보조 플로트(22a)는, 수밀로 형성된 외형이 원통 형상의 밀봉 케이스(220a)를 가지고 있다. 밀봉 케이스(220a)의 내부 공간부(221a)는, 리브를 종횡으로 짠 보강 리브(225)가 밀봉 케이스(220a)의 내면에 고정 설치되어있다. 그리고, 보조 플로트(22a)는, 연결 부재(226)를 통해 양광관(21)에 장착된다. 그러면, 양광관(21)에 소정의 부력이 부여된다.See FIG. 7. The
또한, 보조 플로트(22a)는, 내부에 보강 리브(225)를 설치함으로써, 심해 고압 하에서도 무너질 수 없게, 공간부를 확보하여, 소정의 부력을 유지할 수 있다.In addition, by providing the reinforcing
본 명세서 및 특허청구범위에서 사용하는 용어와 표현은, 어디 까지나 설명 상의 것으로서, 아무런 제한적인 것이 아니라, 본 명세서 및 특허청구범위에 기술된 특징 및 그 일부와 등가의 용어나 표현을 제외하는 의도는 없다. 또한, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 다양한 변형 형태가 가능하다는 것은 말할 것도 없다.The terms and expressions used in the present specification and claims are for illustrative purposes only and are not intended to be limiting, and the intention to exclude the terms and expressions equivalent to the features and parts thereof described in the present specification and claims is not limited. none. In addition, it goes without saying that various modifications are possible within the technical scope of the present invention.
S 양광 시스템 1 채굴 유닛
10 작업 선박 11 플로트
12 전력 케이블 120 전력 케이블
13 해저 작업기 130 크롤러 주행 장치
131 굴착기 132 슬러리 펌프
2 양광 유닛 20 주 플로트
200 밀봉 케이스 201 공간부
201a 상부 공간부 201b 하부 공간부
202 관통 구멍 203 격리 부재
204 주 배수 펌프 205 배터리
206 제어반 207 GPS 수신기
208 추진기 209 공극
21 양관 210 관체
211, 212 플랜지 213 내관
214 외관 215 공간부
210a 관체 211a, 212a 플랜지
213a 내관 214a 외관
22 보조 플로트 220 밀봉 케이스
221 공간부 222 관통 구멍
22a 보조 플로트 220a 밀봉 케이스
221a 공간부 225 보강 리브
226 연결 부재 229 공극
23 중계관 24 압력 주입 펌프
240 전력 케이블 241 주입관
242 플로트 243 줄 와이어
25 공급관 26 전력 케이블
27 GPS 위성 28 압축 코일 스프링
3 선별 장치 30 광물 처리 선박
31 선별조 311 회전체
32 침전조 320 스크린
33 저수조 330 펌프
331 스크린 34 집적조
340 수차 35 배수관
5 광상 50 분쇄 광물
10 working
12
13
131
2 lifting
200
201a
202 Through
204
206
208
21
211, 212
214
210a tubular 211a, 212a flange
213a
22
221
22a
226
23
240
242
25
27
3 sorting
31
32
33
331
340
5
Claims (15)
상기 해저 작업기에, 동력원이 되는 전력을 공급하는 전력 케이블을 갖는 전력 공급부와,
부력을 가지며, 해상 또는 바다에 부유되는 주 플로트와,
상기 주 플로트에 적설되어, 상기 주 플로트와 상기 해저 작업기의 상기 펌프를 연결하는 동시에, 상기 펌프에서 흡입한 광물과 해수를 포함한 고액 혼합물을 주 플로트 측으로 반송하며, 일정 길이를 갖는 양광관과,
상기 적설된 양광관에 길이 방향으로 일정 간격으로 다수 배치되어 있으며, 상기 양광관에 대응하여, 상기 양광관이 자신의 무게에 의해 탈락 또는 파괴될 수 없도록 하는 부력을 바다 측에서 부여하는 보조 플로트와,
상기 양광관에 의해 상기 주 플로트 측에 반송된 고액 혼합물에서 광물을 선별하여 수집하는 광물 선별부를 포함하는 양광 시스템.A mobile subsea working machine having an excavation part for excavating minerals from the sea bottom or the sea bottom, and a pump for sucking and pumping a solid-liquid mixture including the mineral and sea water obtained by the excavation;
A power supply unit having a power cable for supplying electric power as a power source to the subsea work machine;
Main float having buoyancy and floating at sea or at sea,
A positive light tube having a predetermined length connected to the main float, connecting the main float and the pump of the subsea working machine, and conveying a solid-liquid mixture including minerals and seawater sucked from the pump to the main float side;
A plurality of auxiliary floats arranged at regular intervals in a longitudinal direction on the snow parcels stacked in the longitudinal direction, and corresponding to the parcels, providing a buoyancy force on the sea side so that the parcels cannot be dropped or destroyed by their weight; ,
And a mineral sorting section for sorting and collecting minerals from the solid-liquid mixture conveyed to the main float side by the ammonium tube.
상기 해저 작업기가 갖는 펌프는 슬러리 펌프인 양광 시스템.The method according to claim 1,
The pump having said subsea worker is a slurry pump.
상기 양광관의 소요 개소에 상기 고액 혼합물의 반송을 보조하기 위한 일정 압력의 액체 흐름을 주입하는 보조 펌프를 포함하는 양광 시스템.The method according to claim 1,
And an auxiliary pump for injecting a liquid flow of a constant pressure to assist in conveying the solid-liquid mixture to a required portion of the barrel.
GPS 수신기와,
상기 GPS 수신기에서 수신된 위치 정보와 미리 정해져 있는 양광 시스템의 설정 위치를 비교하여 설정 위치를 유지하도록 위치를 보정하는 위치 보정 장치를 포함하는 양광 시스템.The method according to claim 1,
With GPS receiver,
And a position correction device for correcting the position to maintain the set position by comparing the position information received by the GPS receiver with a preset position of the predetermined light system.
상기 주 플로트의 내부로 주수 및 외부로 배수하고, 상기 주 플로트의 부력을 조절하는 주 배수 장치를 구비하는 양광 시스템.The method according to claim 1,
And a main drainage device for draining water into and out of the main float and adjusting the buoyancy of the main float.
작업선을 갖추고 있으며, 상기 작업선은 상기 전력 공급부와 상기 광물 선별부를 갖는 동시에, 상기 전력 공급부를 구성하는 전력 케이블 및 상기 광물 선별부를 구성하는 양광관에서 고액 혼합물을 받는 송급관이, 시스템의 운전 복구가 가능한 상태에서 분리가 가능한 양광 시스템.The method according to claim 1,
The work line is provided with a work line, and the work line has the power supply and the mineral sorting unit, and at the same time, the supply pipe receiving the solid-liquid mixture from the power cable constituting the power supply and the positive pipe constituting the mineral sorting unit is operated. Demountable solar system with recoverability.
상기 주 플로트의 상기 양광관이 결합된 부분과 함께 상기 양광관을 지지하는 현가 장치를 가지고 있으며, 상기 현가 장치 근처의 상기 양광관은, 상기 양광관을 통과하는 공극 내에서 일정 진동의 범위의 진동이 가능한 양광 시스템.The method according to claim 1,
And a suspension device for supporting the light pipe with a portion of the main pipe of the main float coupled thereto, wherein the light pipe near the suspension device has a vibration in a range of constant vibration in the gap passing through the light pipe. 2 available solar systems.
광물 선별부가 폐수 처리 장치를 포함하는 양광 시스템.The method according to claim 1,
A photovoltaic system, wherein the mineral sorting unit includes a wastewater treatment device.
상기 폐수 처리 장치가, 광물을 자석으로 부착시켜 선별하는 자착 장치를 포함하는 양광 시스템.The method according to claim 8,
The wastewater treatment system includes a magnetizing device for attaching and sorting minerals by magnets.
양광관이, 철강 및 경합금제의 이중관 구조, 강관을 탄소 섬유로 보강한 구조 또는 주벽을 중공으로 한 구조인 양광 시스템.The method according to claim 1,
A photovoltaic system in which a solar pipe is a double pipe structure made of steel and light alloy, a structure in which steel pipe is reinforced with carbon fiber, or a structure in which the main wall is hollow.
보조 플로트가, 양광관의 관체에 대해 상대적으로 슬라이드 가능하며, 관체의 플랜지 아래에서 칠 때 상호 슬라이드가 정지하도록 되어 있는 양광 시스템.The method according to claim 1,
A lifting system in which an auxiliary float is slidable relative to the tubular body of a parcel tube and is adapted to stop the mutual slide when hitting under the flange of the tubular body.
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