KR20040028828A - 망간단괴의 집광, 인양방법 및 회수장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 채광 모선, 집광기, 회수장치로 구성되는 망간단괴의 채광방법을 설명하는 바, 회수장치가 채광 모선과 연결선으로 연결되거나, 또는 연결되지 않고, 원격조정으로 작동되는 집광기로 망간단괴를 투사하여 집광하거나 회수장치 내에 설치된 원격조정용 flexible hose 로 집광한 후 공기 조절로 자유 부상하는 회수방법과 회수장치에 대한 설명으로써 효율적인 망간단괴의 집광, 인양방법과 회수장치에 관한 정보를 제공한다.
Description
망간단괴는 산업적으로 가치가 커서 1970년대 말에 OMI(Ocean Management Incorporated) 등에서 심해저에서 채광하는 연구가 진행되고 있다. 채광시스템에 관해서는 여러 가지 방법들이 제시되어 있다. OMI에 의해서 망간단괴 채광시험에성공한 Hydraulic lifting system으로 여러 가지 펌프장치에 의해 작동되는 시스템으로서 도 1에 보이는 바와 같이 아래 장비들로 구성되어 있다.
- 채광기지 역할 및 특수장비 운반에 사용되는 채광선 및 운반선
- 집광기와 연결하는 파이프 및 연결부위에 부착되는 flexible transfer connection
- 채집된 망간단괴를 파이프를 통해 채광선으로 운반하는 장비(양광시스템)
- 망간단괴 집광장치(collecting device)
- 이상의 장치를 모니터하고 조정하는 시스템
양광파이프 이송장치가 간단하고 편리한 대신 채광 모선과 집광기가 1:1로 작업하여야 하며 작업중에 양광관의 손상이 온다면 상당한 시간동안 수리가 필요하므로 작업에 적지않은 지장을 초래하게 되고 따라서 망간단괴 생산 단가가 높아진다. 이러한 불편을 감소시키고자 양광관을 없애는 대신 모듈시스템을 사용하는 망간단괴 집광, 인양 방법의 다양한 개선방법들이 모색되고 있다. 그중의 하나로 양광시스템의 결점을 보완하기 위해 우종식의 무삭식 집광장치의 특허 (등록번호1003816240000)가 있으나 완전 무인 조정되는 특별히 제조된 다량의 카세트의 충진 부양방법을 이용하고 있어 초기 투자가 크고 대량 생산에 제한적으로 유용하다.
본 발명은 망간단괴 최광에 있어서 채광 모선과 집광기 사이에 양광 파이프를 사용하지 않고 독립적으로 별도로 배치된 회수장치에 원격조정되는 집광기가 망간단괴들을 수집해 놓으면 한 번에 대량으로 인양하는 방법을 채택하여, 해상에 떠있는 채광 모선과 해저 바닥의 집광기는 완전히 독립적인 작업이 가능하므로 작업성능의 제고 및 채광 장소로의 이동 용이 등, 기존의 양광 파이프를 이용한 채광방법에 비해 경제적이며 편리하다.
도 1 종래의 양광 파이프에 의한 인양방법
1: 채광 모선 2: 양광 파이프 3: 유연한 양광 파이프 4: 집광기
도 2 그믈 형 회수장치를 이용한 망간단괴 채광, 인양방법
1: 채광 모선 4: 집광기 7: 원격조정 비디오카메라
8: 회수장치 인양선 1 9: 부이 10: 회수장치 인양선 2
11: 산재된 망간단괴 12: 수집된 망간단괴들 13: A-Frame trolly
14: 윈치 15: 음향 송수신기 50: 망간단괴 발사장치
도 3 콘테이너 형 회수장치를 인양선으로 해저에 내리는 모식도
1: 채광 모선 4: 집광기 5: 회수장치 11: 산재된 망간단괴
13: A-Frame trolly 14: 윈치 15: 음향 송수신기
20: 밑받침 Frame 21: 뚜껑 22: 부력통 50: 원격조정용 flexible hose
도 4 인양선 부착 회수장치의 흡입 집광 모식도
도 5 자동 회수장치 실시 예
도 6 집광기 투사에 의한 집광, 회수장치 실시 예
도 2에 보이는 그믈형 회수장치를 이용한 망간단괴 채광, 인양방법은 그믈형 회수장치를 이용한 망간단괴의 수집 및 인양방법으로서, 망간단괴의 수집 해역은핑거 등이 배치되어 있으며, 집광기는 무인 운동 조정이 가능하도록 음향송수신에 의해 작동되는 비디오 카메라 등이 설치되어 있으며 해저 지형 정보가 입력되어 있다는 가정하에, 해상에 떠있는 채광 모선(1)과 해저 바닥에서 망간단괴를 수집하는 집광기(4), 회수장치(5)로 구성되어 있다. 본 발명에 의한 망간단괴 집광, 인양방법은 아래와 같다.
망간단괴 집광, 인양방법
1. 채광 모선(1)에서 회수장치(5)를 부이(9)가 부착된 인양선(8, 10)으로 해저 바닥에 설치한다.
2. 채광 모선(1) 바닥에 설치된 음향 송수신기(15)로 집광기(4)를 원격조정하여 해저에 산재되어 있는 망간단괴(11)들을 집광한다.
3. 집광기(4)에서 망간단괴 발사장치(50)로 회수장치(5) 안에 망간단괴(12)를 발사한다.
4. 집광기는 2에서 3의 과정을 반복하여 회수장치(5) 안에 망간단괴(12)를집광한다.
5. 회수장치(5) 입구 위쪽에 부착된 각도가 원격조정이 가능한 비디오 카메라(11)를 이용하여 집광기의 작업 전 과정을 채광 모선(1)에서 모니터 한다.
6. 인양할 만큼의 망간단괴(12)가 모이면 회수장치(5)의 인양선 8, 10 을 채광 모선(1) 후미에 붙어있는 A-Frame trolly(3)을 통하여 윈치(2)로 인양한다.
7. 인양된 망간단괴(12)를 채광 모선(1)에 회수한 후에 1 과같이 회수장치를 해저로 하강시키는 작업을 반복한다.
8. 그 지역의 망간단괴(12)의 채집이 끝나면 집광기(4)과 회수장치(5)를 모두 부상시켜 다른 지역으로 옮겨서 작업을 계속한다.
회수장치
망간단괴 회수장치(5)는 망간단괴를 담을 수 있는 임의 형상을 가지며 상부에 조정용 비디오 카메라(7)가 부착될 수 있다. 수소발생장치가 설치되거나 압축공기가 충진되어 있는 부력탱크(22)가 설치되어 있고, 바닥은 물의 유통이 자유로운구조를 가질 수 있다. 회수장치에 망간단괴가 찼을 경우에 충진된 압축공기를 방출하거나 수소발생장치를 작동시킴으로써 자유부상 시키거나 인양선으로 끌어올릴 수 있다. 이상의 과정을 아래 그림들로 설명하면 도3에서 도 6과 같다.
도 3은 콘테이너 형태의 회수장치를 인양선으로 해저에 내려놓는 장면의 모식도이다.
도 4는 회수장치가 부이(9)가 부착된 인양선(8)에 의해 해저에 설치된 후 원격조정용 flexible hose(40)를 사용하여 집광기(4)가 모아놓은 망간단괴들(41)을 회수장치(5) 안으로 흡입 집광하는 모양의 모식도이다. 12는 회수장치 안에 집광된 망간단괴들이며, 20은 회수장치가 해저에 안착하도록 하는 밑받침 frame, 21은 회수장치의 뚜껑으로서 해저에서는 열려있고 그 끝단에 인양선이 채광 모선(1)에까지 연결되어 있다. 7은 원격조정용 비디오카메라로서 전 과정을 선상에서 모니터 한다. 원하는 만큼 망간단괴가 집적되었을 경우, 뚜껑(21)이 닫히고 인양선(8)에 의해 인양된다. 도 5는 인양선을 사용하지 않고 회수장치(5)로서 자동 침하, 상승하는 점을 제외하고 도 4와 동일하다. 망간단괴들(12)을 집적한 후 음향신호로 공기를 충진하고 해면에 부상한 것을 인양하는 실시 예를 보이고 있다. 도 6은 조정용 flexible hose 대신 집광기(4)가 망간단괴들을 회수장치(5)에 투사하여 집적하는 실시 예를 보여주는데 원격조절용 음향 송수신에 의해 충진된 공기를 채우거나 수소발생장치를 작동시켜 자유 부상시킨 후 인양하고 있다.
본 발명은 채광 모선과 집광기, 회수장치들이 각기 독립적인 작업이 가능하므로 험한 해상작업에서의 작업효과를 높이고 유지관리에 문제를 줄이고, 망간단괴를 효과적으로 집광하고 회수할 수 있는 방법과 회수장치를 공개함으로써 망간단괴의 생산비용을 낮추는데 기여할 것이다. 또한 망간단괴 생산장치를 제작하는 관련분야들의 기술 개발을 선점할 수 있을 것이다.
Claims (8)
- 채광 모선, 집광기, 회수장치로 구성되는 망간단괴와 같은 해저광물자원을 채광하기 위한 방법에 있어서 채광 모선과 회수장치가 연결선으로 연결되는 회수장치에 망간단괴를 집광기 발사장치로 투사하여 집광하는 것을 특징으로 하는 망간단괴 집광, 인양방법
- 제 1 항에 있어서 회수장치가 원격조정용 flexible hose 를 사용하는 것을 특징으로 하는 망간단괴 집광, 인양방법
- 제 1 항에 있어서 그믈로 만들어진 망간단괴 집광, 회수장치
- 제 1 항에 있어서 배수가 가능한 콘테이너 박스로 만들어진 망간단괴 집광, 회수장치
- 채광 모선, 집광기, 회수장치로 구성되는 망간단괴와 같은 해저광물자원을 채광하기 위한 방법에 있어서 채광 모선과 회수장치가 연결선으로 연결되지 않고 음향송수신에 의해 원격조정되는 회수장치에 망간단괴를 집광기 발사장치로 투사하여 집광하는 것을 특징으로 하는 망간단괴 집광, 인양방법
- 제 6 항에 있어서 회수장치가 원격조정용 flexble hose 를 사용하는 것을 특징으로 하는 망간단괴 집광, 인양방법
- 제 6 항에 있어서 그믈로 만들어진 망간단괴 집광, 회수장치
- 제 6 항에 있어서 배수가 가능한 콘테이너 박스로 만들어진 망간단괴 집광, 회수장치
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