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公開番号2025100300
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2024095960
出願日2024-06-13
発明の名称深海浮力採鉱システム
出願人江蘇科技大学,JIANGSU UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
代理人弁理士法人コスモス国際特許商標事務所
主分類B63C 11/00 20060101AFI20250626BHJP(船舶またはその他の水上浮揚構造物;関連艤装品)
要約【課題】グリーン採鉱を実現し、環境に対する汚染及び海底鉱物資源の浪費を回避する。
【解決手段】母船24と、フロート10と、スプレッダ31,34と、埋め戻しボックス35と、鉱物材料ボックス33とを含む深海浮力採鉱システムであって、前記フロートの外部には金属シェル14があり、金属シェルの内部にはエアバッグ12が設けられ、金属シェルの両端にはいずれもポートが設けられ、一端のポートは、エアバッグのバルブ出口端であり、エアバッグのバルブに密封接続され、他端は、オイルポート16であり、前記フロートの外部には少なくとも1つの吊り上げラグ17が設けられ、前記埋め戻しボックス及び鉱物材料ボックスは、吊り上げラグに吊り下げられることで、海底泥水よる環境汚染と、大きな鉱石の母船への引き上げを可能とし海底鉱物資源の浪費を回避する深海採鉱システム。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
母船と、フロートと、スプレッダと、埋め戻しボックスと、鉱物材料ボックスとを含む深海浮力採鉱システムであって、前記フロートの外部には金属シェルがあり、金属シェルの内部にはエアバッグが設けられ、金属シェルの両端にはいずれもポートが設けられ、一端のポートは、エアバッグのバルブ出口端であり、エアバッグのバルブに密封接続され、他端は、オイルポートであり、前記フロートの外部には少なくとも１つの吊り上げラグが設けられ、前記埋め戻しボックス及び鉱物材料ボックスは、吊り上げラグに吊り下げられる、ことを特徴とする深海浮力採鉱システム。
続きを表示（約 900 文字）【請求項２】
前記母船にはフロートを連結するためのケーブルが設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の深海浮力採鉱システム。
【請求項３】
前記吊り上げラグは、金属シェルの外部に設けられ、前記吊り上げラグにはスプレッダが接続され、埋め戻しボックスは、第１スプレッダを使用し、鉱物材料ボックスは、第２スプレッダを使用する、ことを特徴とする請求項１に記載の深海浮力採鉱システム。
【請求項４】
前記埋め戻しボックスは、第１スプレッダを使用し、鉱物材料ボックスは、第２スプレッダを使用してフロートと一体に接続され、一緒に海中に沈む場合に、埋め戻しボックスの底部は、鉱物材料ボックスの底部よりもｈメートル低い、ことを特徴とする請求項３に記載の深海浮力採鉱システム。
【請求項５】
前記第１スプレッダの下には自動制御フックが更に設けられ、埋め戻しボックスには吊り上げロープが設けられ、吊り上げロープは、自動制御フックに吊り下げられ、自動制御フックが荷物を吊り上げた後、自動制御フックが閉じ、前記自動制御フックの開きは、第２スプレッダが受けた力の大きさにより制御される、ことを特徴とする請求項４に記載の深海浮力採鉱システム。
【請求項６】
前記自動制御フックは、機械的構造又は電気制御構造である、ことを特徴とする請求項５に記載の深海浮力採鉱システム。
【請求項７】
前記エアバッグ本体は、膨張可能で、収縮可能で、高強度の弾性材質である、ことを特徴とする請求項１に記載の深海浮力採鉱システム。
【請求項８】
前記エアバッグの内部には高圧ガスが充填される、ことを特徴とする請求項１に記載の深海浮力採鉱システム。
【請求項９】
前記金属シェルの内、エアバッグの外の貯液室には高圧鉱物油が充填される、ことを特徴とする請求項１に記載の深海浮力採鉱システム。
【請求項１０】
前記母船には材料クレーン及びケーブルカーが設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の深海浮力採鉱システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、深海採鉱機器の技術分野に属し、具体的に深海浮力採鉱システムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
海底には大量のマンガン団塊、多金属硫化物、及びコバルトリッチ団塊等の鉱物資源が豊富に含まれ、更に大量の希有金属が存在し、海底鉱物資源の開発は、将来の経済、工業、及び科学技術の発展を支える重要な力となっている。
【０００３】
深海採鉱では、一般的に水上母船をシステムの支持プラットフォームとして用い、船舶の底部のパイプ付き船接続装置の下には、鉱石スラリー引き上げ垂直パイプが海底から数百メートル離れたところまで接続され、引き上げ垂直パイプの最上部がパイプ付き船接続装置に接続され、引き上げ垂直パイプの底端には引き上げポンプユニット、ホース、及び海底採鉱車等が接続される。採鉱車は、海底で作業し、収集された鉱石スラリーを材料ポンプによりホースを介して引き上げポンプユニットの入口に輸送し、次に鉱石スラリーを引き上げポンプユニットにより引き上げ垂直パイプを介して水上母船に輸送する。
【０００４】
鉱石スラリーには大量の海底泥水が含有されるため、これらの海底泥水は、鉱物材料とともに材料ポンプ及び引き上げポンプにより母船に輸送される。海底泥水の成分が複雑で、且つ塩分含有量が高いため、商業化採掘を行う場合に、大量の海底泥水が陸地に堆積して、陸地に深刻な環境汚染が生じることになる。
【０００５】
また、海底の鉱石スラリーにはいくつかの大きな鉱物団塊が更に含有され、一方では、鉱石スラリーの引き上げパイプラインの直径の制限を受けて、特に大きな鉱物団塊を装填することができず、他方では、材料ポンプ及び引き上げポンプは、一般的に遠心ポンプ又はプランジャポンプを使用し、輸送ポンプの機能の制限を受けて、大きな鉱物団塊が遠心ポンプ、プランジャポンプを通過する場合に、遠心ポンプ、プランジャポンプのポンプ本体等の主な部材に対して深刻な摩耗や変形を引き起こし、それにより遠心ポンプ、プランジャポンプの故障を引き起こし、従って、大きな鉱石がパイプライン輸送により母船に輸送できず、海底に捨てられ、海底鉱物資源の浪費を引き起こす。
【０００６】
以上のように、材料ポンプ、引き上げポンプ及びパイプラインを利用して鉱石スラリーを引き上げる場合には、主に２つの問題が発生し、すなわち１、引き上げられた海底泥水が陸地に堆積して環境汚染を引き起こし、２、大きな鉱石を母船に引き上げることができず、海底鉱物資源の浪費を引き起こしてしまう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的は、既存の深海採鉱システムが、パイプライン、材料ポンプ及び引き上げポンプを利用して鉱石スラリーを引き上げる場合に発生した、１、引き上げられた海底泥水が環境を汚染し、２、大きな鉱石を母船に引き上げることができず、海底鉱物資源の浪費を引き起こすという２つの主な問題を解消するために、深海浮力採鉱システムを発明し、既存の深海採鉱システムの欠陥を補い、グリーン採鉱を実現し、環境に対する汚染及び海底鉱物資源の浪費を回避することである。
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の技術的解決手段により実現される。
【０００９】
深海浮力採鉱システムは、母船と、フロートと、スプレッダと、埋め戻しボックスと、鉱物材料ボックスとを含み、前記フロートの外部には金属シェルがあり、金属シェルの内部にはエアバッグが設けられ、金属シェルの両端にはいずれもポートが設けられ、一端のポートは、エアバッグのバルブ出口端であり、エアバッグのバルブに密封接続され、他端は、オイルポートであり、前記フロートの外部には少なくとも１つの吊り上げラグが設けられ、前記埋め戻しボックス及び鉱物材料ボックスは、吊り上げラグに吊り下げられることを特徴とする。
【００１０】
本発明の目的は、更に以下の技術的解決策により実現され得る。
（【００１１】以降は省略されています）

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