JP2011207537A - Ore lifting system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stably arrange an ore lifting system which lifts a valuable object (for example, an ore) mined at the sea bottom, particularly, an ore lifting device having a rotatingly driven mechanism, at the set bottom or in the vicinity of the seat bottom.SOLUTION: This ore lifting system includes an ore lifting base arranged on the sea, an ore lifting transfer pipe arranged up to the sea bottom from the ore lifting base and transferring sea bottom seawater including the valuable object mined at the sea bottom to the ore lifting base, a separator for separating the valuable object and the sea bottom seawater, a circulating transfer pipe arranged to the sea bottom from the ore lifting base and returning the seawater of separating the valuable object to the sea bottom, a circulating pump for sending the seawater of separating the valuable object into the circulating transfer pipe, and the ore lifting device arranged at the sea bottom and having a submerged pump for sending the valuable object into the ore lifting transfer pipe by sucking from a suction port together with the sea bottom seawater. The ore lifting device includes a plurality of submerged pumps arranged in parallel, and equalizes the number of submerged pumps for rotating an impeller in the clockwise direction, to the number of submerged pumps for rotating the impeller in the counterclockwise direction.

Description

本発明は、海底で採掘した鉱石などの有価物を海上まで揚鉱する揚鉱システムに関し、特に、フレキシブルライザーなどの移送管を用いて、有価物を含む海底海水を連続的に揚鉱する揚鉱システムに関する。   The present invention relates to a pumping system for pumping valuable materials such as ore mined on the seabed to the sea, and in particular, using a transfer pipe such as a flexible riser to continuously pump seabed seawater containing valuable materials. Concerning the mining system.

従来より、海底に存在する有用な資源を採取することが行われている。海底には、海底熱水鉱床と称される岩石の塊が存在しており、この岩石に有価金属が含まれていることが分かっている。その中でも、鉛，金，銅，ゲルマニウム，ガリウム，マンガンなどの希少金属（レアメタル）を海底熱水鉱床から採掘することができれば、世界的に見ても枯渇が問題視されているレアメタルの資源確保を期待できる。   Conventionally, useful resources existing on the sea floor have been collected. On the sea floor, there is a lump of rock called a seafloor hydrothermal deposit, and it is known that this rock contains valuable metals. Among them, if rare metals such as lead, gold, copper, germanium, gallium, and manganese can be mined from submarine hydrothermal deposits, the procurement of rare metal resources that are considered to be a depletion issue worldwide. Can be expected.

海底を採掘して有価金属を揚鉱するための技術開発は、これまでも行われている。しかし、実際には、水中ブルドーザや浚渫機などを用いて水深１００ｍ以浅の海底を採掘した実績があるに止まっており、水深５００〜２０００ｍといった深海からの有価金属の揚鉱は、世界的に見ても実績がない。   Technological development for mining the seabed and pumping valuable metals has been carried out. However, in reality, there is only a track record of mining the bottom of the sea with a depth of 100m or less using an underwater bulldozer or dredger. There is no track record.

水深５００ｍ以上の海底で採掘した鉱石を揚鉱するための技術として、ライザー管式揚鉱システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されている揚鉱システムは、深海底から海面にかけて鉛直保持したＵ字管、Ｕ字管内に海水の流れを形成するためのポンプ、及び海底で採掘した鉱石をＵ字管内に送り込む集鉱機を備えている。そして、揚鉱母船に設けたポンプでＵ字管の一端から他端に海水を輸送することによってＵ字管内に海水の循環流を形成し、この海水の上昇流を利用して鉱石を海上までスラリー輸送する。   A riser pipe type pumping system is known as a technique for pumping ore mined on the seabed at a depth of 500 m or more (for example, see Patent Document 1). The pumping system disclosed in Patent Document 1 includes a U-shaped pipe vertically held from the deep sea floor to the sea surface, a pump for forming a flow of seawater in the U-shaped pipe, and ore mined on the sea floor in the U-shaped pipe. Equipped with a collecting machine to feed. Then, seawater is transported from one end of the U-shaped pipe to the other end by a pump provided in the pumping mother ship, thereby forming a circulating flow of seawater in the U-shaped pipe. Transport slurry.

但し、水深が深くなると、その分、Ｕ字管の長さが長くなり、且つ、鉱石を海上まで輸送するための管内流速が必要となるため、管内の圧力が海底の圧力よりも高圧となる。従って、特許文献１の揚鉱システムの場合、通常であれば、海底に配置した集鉱機からＵ字管内に鉱石を投入する際の圧力調整機構や、鉱石を投入するための開閉バルブを備えた隔離室が必要である。しかしながら、特許文献１には、集鉱機に連結された集鉱ホースを介してＵ字管内に投入する構造が図示されているに止まり、圧力調整がどのように行われているかの明記はない。   However, as the water depth becomes deeper, the length of the U-shaped pipe becomes longer, and the flow velocity in the pipe for transporting the ore to the sea is required, so the pressure in the pipe becomes higher than the pressure at the bottom of the sea. . Therefore, in the case of the ore system disclosed in Patent Document 1, normally, a pressure adjusting mechanism for injecting ore into the U-shaped pipe from a collector arranged on the seabed, and an open / close valve for injecting ore are provided. A separate room is required. However, Patent Document 1 only shows a structure in which a U-shaped pipe is inserted through a collection hose connected to a collection machine, and does not specify how pressure adjustment is performed. .

また、水深の深い海底の表面は、海水の浮力の影響により、地上に比べて表面が圧接されていない。さらに、装置自体も浮力の影響を受ける。そのため、海底で使用される装置を、海底に固定することは難しいという課題がある。その上、海底に配置される装置が、例えば特許文献２に開示されているように水中ポンプである場合、その駆動時の回転モーメントの影響で装置自体が回転したり、横移動したりする場合がある。装置を海底に載置せず、例えばクレーンを用いて装置を海底近傍に吊り下げた場合も同様の問題が生じる。   In addition, the surface of the deep sea floor is not pressed against the surface due to the buoyancy of seawater. Furthermore, the device itself is also affected by buoyancy. Therefore, there is a problem that it is difficult to fix a device used on the seabed to the seabed. In addition, when the device arranged on the seabed is a submersible pump as disclosed in, for example, Patent Document 2, the device itself rotates or moves laterally due to the influence of the rotational moment during driving. There is. The same problem arises when the device is not placed on the seabed but is suspended near the seabed using, for example, a crane.

特開２００３−２６９０７０号公報JP 2003-269070 A 特開平３−２５１２８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-25128

すなわち、本発明は、一例として挙げた上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、海底で採掘した有価物（例えば、鉱石）を揚鉱する揚鉱システムであって、特に回転駆動される機構を有する揚鉱装置を海底又は海底近傍に安定配置することのできる揚鉱システムを提供することにある。   That is, the present invention has been made to solve the above-mentioned problem given as an example, and the object thereof is a pumping system for pumping valuable materials (for example, ore) mined on the seabed, It is an object of the present invention to provide a pumping system capable of stably arranging a pumping apparatus having a rotationally driven mechanism at or near the seabed.

また、本発明の他の目的は、海底又は海底近傍に安定配置するための構成が簡素化されている揚鉱装置を備えた揚鉱システムを提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a pumping system provided with a pumping device having a simplified configuration for stable placement at or near the seabed.

本発明の揚鉱システムは、海上に配置される揚鉱基地と、揚鉱基地から海底まで配設され、海底で採掘された有価物を含む海底海水を揚鉱基地に移送する揚鉱用の移送管と、有価物と海底海水を分離するセパレータと、揚鉱基地から海底まで配設され、有価物が分離された海水を海底に戻す循環用の移送管と、有価物が分離された海水を循環用の移送管に送り込む循環ポンプと、海底に配置され、有価物を海底海水と共に吸込口から吸入して揚鉱用の移送管に送り込む水中ポンプを有する揚鉱装置と、を備え、前記揚鉱装置は、並列配置した複数の水中ポンプを含み、時計回りにインペラが回転する水中ポンプの数と、反時計回りにインペラが回転する水中ポンプの数を等しくしたことを特徴とする。   The pumping system of the present invention is a pumping base that is installed from the pumping base on the sea and from the pumping base to the seabed, and transports seawater containing valuable materials mined on the seabed to the pumping base. A transfer pipe, a separator that separates valuable materials and seabed seawater, a transfer pipe that is disposed from the ore base to the seabed and returns seawater from which valuable materials are separated, and seawater from which valuable materials are separated A recirculation pump that feeds the wastewater into a transfer pipe for circulation, and a pumping device that has a submersible pump that is disposed on the seabed and sucks valuable materials together with seafloor seawater from the suction port and feeds them into the transfer pipe for pumping. The pumping device includes a plurality of submersible pumps arranged in parallel, and is characterized in that the number of submersible pumps in which the impeller rotates clockwise is equal to the number of submersible pumps in which the impeller rotates counterclockwise.

上記揚鉱装置は、循環用の移送管を通じて海底に戻される海水を駆動水とする複数のハイドロモーターをさらに含み、これらハイドロモーターを並列配置すると共に、内部の回転羽根が時計回りに回転するハイドロモーターの数と、内部の回転羽根が反時計回りに回転するハイドロモーターの数を等しくすることができる。この場合、前記インペラと回転羽根が同軸上に連結された水中ポンプとハイドロモーターの一式を、偶数式有するようにすることができる。   The above-mentioned pumping device further includes a plurality of hydromotors driven by seawater returned to the seabed through a circulation transfer pipe. These hydromotors are arranged in parallel, and the hydrovanes whose internal rotating blades rotate clockwise. It is possible to make the number of motors equal to the number of hydromotors whose internal rotating blades rotate counterclockwise. In this case, it is possible to have an even number of sets of submersible pumps and hydromotors in which the impeller and rotating blades are coaxially connected.

さらに、揚鉱装置に吸込まれる海水の水流や、装置外に放出する海水の水流によって装置が移動するのを抑えるために、前記水中ポンプの吸込口と前記ハイドロモーターの海水排出口を、揚鉱装置に対するそれぞれの水流の力が相殺するように配置することができる。   Furthermore, in order to suppress the movement of the device due to the flow of seawater sucked into the ore equipment and the flow of seawater discharged outside the device, the suction port of the submersible pump and the seawater discharge port of the hydro motor are It can be arranged in such a way that the forces of the respective water flows against the mining device cancel out.

本発明によれば、有価物を海底海水と共に吸込口から吸入して揚鉱用の移送管に送り込む水中ポンプの複数（例えば、偶数個）を揚鉱装置に並列配置し、且つ、時計回りにインペラが回転する水中ポンプの数と、反時計回りにインペラが回転する水中ポンプの数を等しくしたことにより、インペラが回転することによって生じる装置への影響を、これら水中ポンプ同士で相殺することができる。その結果、装置自体が回転したり、横移動したりすることが抑えられ、海底に揚鉱装置を安定配置することが可能となる。   According to the present invention, a plurality (for example, even number) of submersible pumps that suck in valuable materials together with sea water from the suction port and send them to the transfer pipe for pumping are arranged in parallel in the pumping device, and clockwise. By making the number of submersible pumps rotating the impeller equal to the number of submersible pumps rotating the impeller counterclockwise, the effects on the device caused by the rotation of the impeller can be offset between these submersible pumps. it can. As a result, the device itself can be prevented from rotating or laterally moving, and the pumping device can be stably arranged on the seabed.

さらに、本発明によれば、装置に水中ポンプを並列配置し、時計回りにインペラが回転する水中ポンプと、反時計回りにインペラ回転する水中ポンプの数を同数にするという簡素な構成によって、海底に揚鉱装置を安定配置することを可能にしている。   Furthermore, according to the present invention, a submersible pump is arranged in parallel in the apparatus, and the number of submersible pumps in which the impeller rotates clockwise and the number of submersible pumps in which the impeller rotates counterclockwise are the same as each other. It is possible to stably arrange the pumping equipment.

本発明の第１実施形態による揚鉱システムの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a pumping system according to a first embodiment of the present invention. 上記揚鉱システムの揚鉱装置である。A pumping device of the above pumping system. 水中ポンプとハイドロモーターを２式備えた揚鉱装置である。This is a pumping equipment equipped with two submersible pumps and hydromotors. 上記揚鉱システムの循環ポンプの配管系統図である。It is a piping system diagram of the circulation pump of the above-mentioned pumping system. 水中ポンプとハイドロモーターを１式備えた揚鉱装置である。This is a pumping equipment equipped with a submersible pump and a hydromotor. 上記揚鉱装置の作用図である。It is an effect | action figure of the said mining apparatus. 水中ポンプとハイドロモーターを４式備えた揚鉱装置である。This is a pumping equipment equipped with 4 submersible pumps and hydromotors. 水中ポンプとハイドロモーターを４式備えた揚鉱装置である。This is a pumping equipment equipped with 4 submersible pumps and hydromotors. 本発明の第２実施形態による揚鉱システムの全体構成図である。It is a whole block diagram of the pumping system by 2nd Embodiment of this invention.

以下、本発明の好ましい実施形態による揚鉱システムについて、海底から鉱石を揚鉱する揚鉱システムを一例に挙げて、添付図面を参照しながら詳しく説明する。但し、以下に説明する実施形態によって本発明の技術的範囲は何ら限定解釈されることはない。   Hereinafter, a pumping system according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, taking a pumping system that pumps ore from the seabed as an example. However, the technical scope of the present invention is not construed as being limited by the embodiments described below.

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に従う揚鉱システムの全体構成図である。本実施形態に従う揚鉱システム１は、海上に配置される揚鉱基地２、海底に配置される揚鉱装置３、揚鉱基地２と揚鉱装置３との間で海水を移送する移送管４を含む。揚鉱基地２から海底まで配設させる移送管４は、採掘した鉱石を海水と共に揚鉱基地２までスラリー移送する揚鉱用の移送管４１と、揚鉱基地２にて鉱石を分離した海水を海底に戻す循環用（返送用）の移送管４２を含んでいる。 (First embodiment)
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a pumping system according to a first embodiment of the present invention. A pumping system 1 according to the present embodiment includes a pumping base 2 disposed on the sea, a pumping device 3 disposed on the seabed, and a transfer pipe 4 that transfers seawater between the pumping base 2 and the pumping device 3. including. The transfer pipe 4 to be arranged from the pumping base 2 to the seabed is a pumping pipe 41 for pumping the mined ore together with seawater to the pumping base 2 and the seawater from which the ore is separated at the pumping base 2. A transfer pipe 42 for returning to the seabed (for returning) is included.

海洋では潮流などの影響を受けるので、移送管４（４１，４２）としては、可撓性を有するライザー管（フレキシブルライザー）を用いるのが一般的である。従って、説明の便宜上、揚鉱用の移送管４１を「揚鉱ライザー」と称し、循環用（返送用）の移送管４２を「返送ライザー」と称する。但し、移送管４（４１，４２）がフレキブルライザーに限定されることはなく、直管ライザーであってもよく、一般的な配管やパイプラインなどであってもよい。   Since the ocean is affected by tidal currents and the like, a flexible riser tube (flexible riser) is generally used as the transfer tube 4 (41, 42). Therefore, for convenience of explanation, the transfer pipe 41 for uplifting is referred to as a “lifting riser”, and the transfer pipe 42 for circulation (for return) is referred to as a “return riser”. However, the transfer pipe 4 (41, 42) is not limited to the flexible riser, and may be a straight pipe riser or a general pipe or pipeline.

揚鉱基地２は、一般的には船（揚鉱母船）であり、目的とする海域の洋上に停泊させて揚鉱を行う。但し、船に限定されることはなく、海上に建設されたプラットホームなどであってもよい。   The pumping base 2 is generally a ship (a pumping mother ship), and is anchored on the ocean in the target sea area for pumping. However, it is not limited to a ship and may be a platform constructed on the sea.

揚鉱基地２には、揚鉱ライザー４１を介して海底からスラリー移送されてくる鉱石を、海水から分離するセパレータ２１が配置されている。図１には、連続するオーバーフロー槽によって構成されたセパレータ２１を一例として図示しているが、鉱石と海水を分離できればよく、オーバーフロー槽に限定されることはない。セパレータ２１の他の例としては、サイクロン，濾過装置，篩などが挙げられる。生態系への影響を考慮すると、目的とする有価金属以外の物質や成分は、海水と共に返送ライザー４２を通じて海底に戻すのが好ましい。   In the pumping base 2, a separator 21 that separates the ore that is slurry-transferred from the seabed via the pumping riser 41 from seawater is disposed. In FIG. 1, the separator 21 constituted by a continuous overflow tank is illustrated as an example, but it is not limited to the overflow tank as long as the ore and seawater can be separated. Other examples of the separator 21 include a cyclone, a filtration device, and a sieve. Considering the influence on the ecosystem, it is preferable to return substances and components other than the target valuable metal to the seabed through the return riser 42 together with seawater.

さらに揚鉱基地２には、セパレータ２１で鉱石が分離された海水を、返送ライザー４２に送り込む循環ポンプ２２が配置されている。循環ポンプ２２としては、スラリーポンプが好ましいが、特に限定されることはない。   Further, the pumping base 2 is provided with a circulation pump 22 for feeding the seawater from which the ore has been separated by the separator 21 to the return riser 42. The circulation pump 22 is preferably a slurry pump, but is not particularly limited.

続いて、海底に配置される揚鉱装置３について、図２及び図３を参照しながら詳しく説明する。本実施形態による揚鉱装置３は、図２に示すように、水中ポンプ３１と、水中ポンプ３１を駆動させるハイドロモーター３２と、ハイドロモーター３２から水中ポンプ３１へ動力を伝達する連結機構３３（例えば、回転軸）を含んでいる。一例として、公知のスラリー移送用の水中ポンプの電動機を、ハイドロモーターに置き換えたものを使用することができる。図２には、水中ポンプ３１の一例として、浚渫用ポンプを用いた場合の概念図を示してある。   Next, the pumping device 3 arranged on the seabed will be described in detail with reference to FIGS. As shown in FIG. 2, a pumping apparatus 3 according to the present embodiment includes a submersible pump 31, a hydromotor 32 that drives the submersible pump 31, and a coupling mechanism 33 that transmits power from the hydromotor 32 to the submersible pump 31 (for example, , Rotation axis). As an example, it is possible to use a known submersible pump motor for slurry transfer in which a hydromotor is replaced. In FIG. 2, the conceptual diagram at the time of using the dredge pump as an example of the submersible pump 31 is shown.

この場合において、水中ポンプ３１は、例えば渦巻き形状（蝸牛形状）のケーシング３１ａ内にインペラ３１ｂが配置されており、そのサクション部（所謂、サクションノズル）３１ｃを採掘された鉱石を海水と共に吸入するための吸込口とし、水中ポンプ３１の吐出部（所謂、吐出ノズル）３１ｄを揚鉱ライザー４１に連結している。吸入する鉱石は、不図示の採鉱機によって熱水鉱床を粉砕したものである。   In this case, the submersible pump 31 has an impeller 31b disposed in, for example, a spiral-shaped (cochlea) casing 31a, and sucks the ore mined from the suction portion (so-called suction nozzle) 31c together with seawater. The discharge section (so-called discharge nozzle) 31d of the submersible pump 31 is connected to the ore riser 41. The ore to be sucked is obtained by pulverizing a hydrothermal deposit with a mining machine (not shown).

ハイドロモーター３２は、電気を駆動源とする電気モーターとは異なり、水流を動力源とするモーターである。ハイドロモーター３２としては、例えば水車を用いることができる。図２には、ハイドロモーター３２の一例として、フランシス水車を用いた場合の概念図を示してある。そして本実施形態では、返送ライザー４２を通じて海底に戻される海水（戻り海水）を、ハイドロモーター３２の駆動水としている。ハイドロモーター３２は、一例として、例えば渦巻き形状（蝸牛形状）のケーシング３２ａの内部に配置された回転羽根３２ｂと、ケーシング３２ａ内に動力水を導入するための導入口３２ｃと、ケーシング３２ａから動力水を排出する排出口３２ｄを含み、回転羽根３２ｂが回転することによって連結機構３３の回転軸を介して水中ポンプ３１のインペラ３１ｂが回転するように構成されている。連結機構３３の回転軸は、一軸に限られず、例えば途中にギアなどを配置してもよい。さらに、水中ポンプ３１とハイドロモーター３２は、必ずしも図２のように一直線の同軸上に配置されていなくともよい。   The hydro motor 32 is a motor that uses a water flow as a power source, unlike an electric motor that uses electricity as a drive source. As the hydromotor 32, for example, a water wheel can be used. FIG. 2 shows a conceptual diagram when a Francis turbine is used as an example of the hydromotor 32. In the present embodiment, seawater (returned seawater) returned to the seabed through the return riser 42 is used as driving water for the hydromotor 32. As an example, the hydro motor 32 includes, for example, a rotary blade 32b disposed inside a spiral (cochlea) casing 32a, an introduction port 32c for introducing power water into the casing 32a, and power water from the casing 32a. The impeller 31b of the submersible pump 31 is configured to rotate via the rotating shaft of the coupling mechanism 33 when the rotating blade 32b rotates. The rotation axis of the coupling mechanism 33 is not limited to one axis, and for example, a gear or the like may be arranged in the middle. Furthermore, the submersible pump 31 and the hydromotor 32 do not necessarily have to be arranged on a straight axis as shown in FIG.

なお、図２には、フランシス水車の一例として、いわゆる横軸単輪単流渦巻き型のフランシス水車を示してあるが、水車軸が立軸であってもよく、水車ライナーが二輪であってもよく、排出が複流であってもよい。さらに、ケーシングが前口，横口であってもよい。   FIG. 2 shows a so-called horizontal axis single-wheel single-flow spiral type Francis turbine as an example of the Francis turbine. However, the turbine axis may be a vertical axis, and the turbine liner may be two wheels. The discharge may be double flow. Further, the casing may be a front opening or a side opening.

本実施形態の揚鉱装置３は、連結機構３３によって同軸上に配置された水中ポンプ３１及びハイドロモーター３２の一式を、複数式（例えば、２式，４式，６式，８式，或いはそれ以上）有する。偶数であることが好ましいが、奇数が除かれることもない。これら複数式の水中ポンプ３１及びハイドロモーター３２は、例えば立方状に形成された支持枠やケーシングなどの内部に固定配置されている。支持枠やケーシングなどを用いず、隣り合う水中ポンプ３１のケーシング３１ａ同士、及びハイドロモーター３２のケーシング３２ａ同士を、例えば連結部材を用いて固定するようにしてもよい。図３には、好ましい一例として、２式の水中ポンプ３１（３１Ａ，３１Ｂ）及びハイドロモーター３２（３２Ａ，３２Ｂ）を横方向に並列配置し、支持部材（不図示）によって支持枠３４に固定した構成を示している。なお、図３には、支持枠３４の外輪郭のみ図示している。   The ore pumping apparatus 3 of the present embodiment includes a plurality of sets of submersible pumps 31 and hydromotors 32 arranged coaxially by a coupling mechanism 33 (e.g., 2, 4, 6, 8, or the like). And more) Even numbers are preferred, but odd numbers are not excluded. The plurality of submersible pumps 31 and the hydromotor 32 are fixedly arranged inside a support frame or casing formed in a cubic shape, for example. You may make it fix the casings 31a of the adjacent submersible pumps 31 and the casings 32a of the hydromotor 32, for example using a connection member, without using a support frame or a casing. In FIG. 3, as a preferred example, two submersible pumps 31 (31A, 31B) and hydromotors 32 (32A, 32B) are arranged in parallel in the horizontal direction and fixed to the support frame 34 by a support member (not shown). The configuration is shown. FIG. 3 shows only the outer contour of the support frame 34.

本実施形態の揚鉱装置３は、水中ポンプ３１（３１Ａ，３１Ｂ）及びハイドロモーター３２（３２Ａ，３２Ｂ）を横方向に並列配置したのに加えて、隣り合う水中ポンプ３１のインペラ３１ｂの回転方向を左右対称としており、さらに隣り合うハイドロモーター３２の回転羽根３２ｂの回転方向を左右対称としている。すなわち、時計回りにインペラ３１ｂが回転する水中ポンプ３１と、反時計回りにインペラ３１ｂが回転する水中ポンプ３１の数が等しく、回転羽根３２ｂが時計回りに回転するハイドロモーター３２と、回転羽根３２ｂが反時計回りに回転するハイドロモーター３２の数が等しくなっている。図３では、水中ポンプ３１Ａが反時計回りであり、水中ポンプ３１Ｂが時計回りになっているが、左右どちら側を時計回り／反時計回りにするかについては特に限定されない。   In the pumping device 3 of the present embodiment, the submersible pump 31 (31A, 31B) and the hydromotor 32 (32A, 32B) are arranged in parallel in the horizontal direction, and the rotation direction of the impeller 31b of the adjacent submersible pump 31 Are symmetric, and the rotation direction of the rotating blades 32b of the adjacent hydro motors 32 is symmetric. That is, the number of submersible pumps 31 in which the impeller 31b rotates clockwise, and the number of submersible pumps 31 in which the impeller 31b rotates counterclockwise and the rotary blades 32b rotate clockwise, and the rotary vanes 32b The number of hydromotors 32 rotating counterclockwise is equal. In FIG. 3, the submersible pump 31A is counterclockwise, and the submersible pump 31B is clockwise. However, there is no particular limitation on which of the left and right sides is clockwise / counterclockwise.

隣り合う水中ポンプ３１（３１Ａ，３１Ｂ）は、左右対称の構造であることを除けば、ポンプ形式及びポンプ能力が同じであることが好ましい。同様に、隣り合うハイドロモーター３２（３２Ａ，３２Ｂ）は、左右対称の構造であることを除けば、モーター形式及びモーター容量が同じであることが好ましい。なお、図３は、好ましい一例としてインペラ３１ｂと回転羽根３２ｂのサイズも略同等となる水中ポンプ３１とハイドロモーター３２を配置しているが、これに限定されることはない。   Adjacent submersible pumps 31 (31A, 31B) preferably have the same pump type and pumping capacity except that they have a symmetrical structure. Similarly, it is preferable that the adjacent hydro motors 32 (32A, 32B) have the same motor type and motor capacity except that they have a symmetrical structure. In FIG. 3, the submersible pump 31 and the hydro motor 32 in which the sizes of the impeller 31 b and the rotary blade 32 b are approximately the same are arranged as a preferred example, but the present invention is not limited to this.

各水中ポンプ３１の吐出ノズル３１ｄは、集合ヘッダーを介して１本の揚鉱ライザー４１に連結されている。また、各ハイドロモーター３２の導入口３２ｃは、分配ヘッダーを介して１本の返送ライザー４２に連結されている。ハイドロモーター３２側の分配ヘッダーは、例えば各分岐路にバルブが配置されており、例えばバルブの開度を調節することによって駆動水が各ハイドロモーター３２に均等に供給されるようにする。これにより、各ハイドロモーター３２の回転羽根３２ｂの回転数が均等となり、従って各水中ポンプ３１のインペラ３１ｂの回転数が均等となる。   The discharge nozzle 31d of each submersible pump 31 is connected to one pumping riser 41 via a collective header. Further, the introduction port 32c of each hydromotor 32 is connected to one return riser 42 via a distribution header. The distribution header on the side of the hydro motor 32 has, for example, a valve disposed on each branch path, and the drive water is supplied to each hydro motor 32 evenly by adjusting the opening of the valve, for example. Thereby, the rotation speed of the rotary blade 32b of each hydromotor 32 becomes equal, and therefore the rotation speed of the impeller 31b of each submersible pump 31 becomes equal.

説明を図１に戻し、揚鉱ライザー４１と返送ライザー４２は、バイパス管４３によって海底側で連結されている。さらに、返送ライザー４２とバイパス管４３の連結部、及び揚鉱ライザー４１とバイパス管４３の連結部には、例えば三方バルブなどの切替バルブ４４が配置されている。このような構成において、例えば揚鉱装置３の不具合，揚鉱ライザー４１内での鉱石の閉塞などが発生した場合には、返送ライザー４２によって海底に戻される海水がバイパス管４３を通じて揚鉱ライザー４１に供給されるように、切替バルブ４４を制御する。切替バルブ４４の制御は、例えば揚鉱基地２と切替バルブ４４とを信号線で接続しておき、揚鉱基地２からの遠隔操作によって行うことができる。但し、バイパス管４３及び切替バルブ４４は、必ずしも備えていなくともよい。   Returning to FIG. 1, the uplift riser 41 and the return riser 42 are connected to each other on the seabed side by a bypass pipe 43. Further, a switching valve 44 such as a three-way valve is disposed at a connecting portion between the return riser 42 and the bypass pipe 43 and a connecting portion between the uplift riser 41 and the bypass pipe 43. In such a configuration, for example, when a malfunction of the pumping device 3 or a blockage of ore in the pumping riser 41 occurs, the seawater returned to the seabed by the return riser 42 passes through the bypass pipe 43 to the pumping riser 41. The switching valve 44 is controlled so as to be supplied. The switching valve 44 can be controlled, for example, by connecting the ore base 2 and the switching valve 44 with a signal line and remotely operating from the ore base 2. However, the bypass pipe 43 and the switching valve 44 are not necessarily provided.

続いて、循環ポンプ２２の配管系統について、図４を参照しながら説明する。図４に示すように、循環ポンプ２２のサクション部（所謂、サクションノズル）には、セパレータ２１で鉱石が分離された海水を吸入する吸入ライン２２ａと、海面付近の海水を吸入するための吸入ライン２２ｂが接続されている。海面付近の海水を吸入するための吸入ライン２２ｂは、揚鉱装置３を構成している水中ポンプ３１とハイドロモーター３２の効率ロス分を補って、揚鉱装置３を安定駆動させるためのものである。   Next, the piping system of the circulation pump 22 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, the suction part (so-called suction nozzle) of the circulation pump 22 has a suction line 22 a for sucking seawater from which ore has been separated by the separator 21, and a suction line for sucking seawater near the sea surface. 22b is connected. The suction line 22b for sucking seawater in the vicinity of the sea surface is used to compensate for the efficiency loss of the submersible pump 31 and the hydro motor 32 that constitute the pumping device 3, and to stably drive the pumping device 3. is there.

具体的には、循環ポンプ２２によって返送ライザー４２に送り込む海水の流量をＶ１、水中ポンプ３１が揚鉱ライザー４１に送り込む海水の流量（すなわち、揚鉱基地２に汲み上げられる海水の流量）をＶ２としたとき、Ｖ１がＶ２よりも多くなるように設定される。Ｖ１とＶ２の差分（ΔＶ＝Ｖ１−Ｖ２）は、吸入ライン２２ｂを通じて吸入する。   Specifically, the flow rate of seawater sent to the return riser 42 by the circulation pump 22 is V1, and the flow rate of seawater sent by the submersible pump 31 to the pumping riser 41 (that is, the flow rate of seawater pumped to the pumping base 2) is V2. Then, V1 is set to be larger than V2. The difference (ΔV = V1−V2) between V1 and V2 is sucked through the suction line 22b.

すなわち、揚鉱装置３は、海底に戻す海水を駆動水に利用し、水中ポンプ３１とハイドロモーター３２を用いて揚鉱する構造であるため、ポンプやモーターの効率が低下したり、鉱石量が変動したりした場合、汲み上げる海水の量と海底に戻す海水の量との均衡を維持することができなくなり、安定した揚鉱が行えなくなる。その対策として、本実施形態では、水中ポンプ３１のポンプ効率によるロス分と、ハイドロモーター３２のモーター効率によるロス分との和に見合う量（ΔＶ）と同じか、又はそれ以上の量の海水を返送ライザー４２に送り込める構造としている。流量調節手段は、例えば、返送ライザー４２や吸入ライン２２ａ，２２ｂに設けた流量調整バルブ（不図示）などである。循環ポンプ２２の出力を制御するインバーターであってもよい。なお、吸入ライン２２ｂは、ハイドロモーター３２を初期駆動させる海水を吸入するためのものでもある。   That is, the pumping device 3 has a structure in which seawater returned to the seabed is used as driving water and pumped using the submersible pump 31 and the hydromotor 32, so that the efficiency of the pump and the motor is reduced or the amount of ore is reduced. If it fluctuates, it will not be possible to maintain a balance between the amount of seawater to be pumped and the amount of seawater to be returned to the seabed, and stable pumping will not be possible. As a countermeasure, in this embodiment, an amount of seawater equal to or greater than the amount (ΔV) commensurate with the sum of the loss due to the pump efficiency of the submersible pump 31 and the loss due to the motor efficiency of the hydromotor 32 is used. The return riser 42 can be fed into the structure. The flow rate adjusting means is, for example, a return riser 42 or a flow rate adjusting valve (not shown) provided in the suction lines 22a and 22b. An inverter that controls the output of the circulation pump 22 may be used. The suction line 22b is also used to suck in seawater that initially drives the hydromotor 32.

上述の揚鉱システム１によって、海底から鉱石を揚鉱する手順について説明する。まず、揚鉱基地２に設置されているクレーン（不図示）を用いて、揚鉱装置３、揚鉱ライザー４１、返送ライザー４２が図１に示した配置となるようにする。揚鉱装置３は、例えばクレーンを用いて海底近傍に吊り下げるようにしてもよい。揚鉱する水深は、例えば８００〜２０００ｍである。水中ポンプ３１で吸入する鉱石は、採鉱機で熱水鉱床を粉砕し、集鉱機で海底に集められた鉱石である。採鉱機および集鉱機は、公知のものを使用することができる。   A procedure for unloading ore from the sea floor using the above-described pumping system 1 will be described. First, using the crane (not shown) installed in the ore base 2, the ore equipment 3, the riser 41, and the return riser 42 are arranged as shown in FIG. The pumping device 3 may be hung near the seabed using, for example, a crane. The water depth to be pumped is, for example, 800 to 2000 m. The ore sucked by the submersible pump 31 is ore that is crushed from the hydrothermal deposit by a mining machine and collected on the seabed by a collecting machine. A well-known thing can be used for a mining machine and a collector.

限定されることはないが、一例として、口径が８インチのフレキシブルライザーを用い、２０ｍｍ以下に粉砕した鉱石を各水中ポンプ３１で吸入し、揚鉱ライザー４１内を３．７ｍ／ｓの流速で移送することができる。このとき、海水と鉱石の質量比が９：１程度のスラリー状で移送することができる。   Although not limited, as an example, using a flexible riser with an aperture of 8 inches, ore crushed to 20 mm or less is sucked with each submersible pump 31, and the inside of the pumping riser 41 is flowed at a flow rate of 3.7 m / s. Can be transported. At this time, it can be transferred in a slurry state in which the mass ratio of seawater to ore is about 9: 1.

各水中ポンプ３１で吸入した鉱石は、例えば集合ヘッダーを介して揚鉱ライザー４１に送り込まれ、揚鉱ライザー４１を通じて揚鉱基地２まで移送される。揚鉱基地２まで揚鉱された鉱石を含む海水は、セパレータ２１に供給される。図１に示したセパレータ２１の場合、鉱石と海水の比重差によって、鉱石と海水を分離する。鉱石が分離された海水は、循環ポンプ２２によって返送ライザー４２に送り込まれ、返送ライザー４２を通じて海底まで移送される。そして、分配ヘッダーによって流量が均等になるように分配された後、各ハイドロモーター３２に駆動水として供給される。そして、最終的に、海水は元の深海へと戻されることになる。従って、海洋汚染を防止すると共に、生態系へ悪影響を及ぼすことが抑えられる。   The ore sucked by each submersible pump 31 is sent to the uplifting riser 41 through, for example, a collective header, and is transferred to the uplift base 2 through the uplifting riser 41. Seawater containing ore pumped up to the pumping base 2 is supplied to the separator 21. In the case of the separator 21 shown in FIG. 1, the ore and seawater are separated by the difference in specific gravity between the ore and seawater. The seawater from which the ore has been separated is sent to the return riser 42 by the circulation pump 22 and transferred to the seabed through the return riser 42. And it distributes so that flow volume may become equal by the distribution header, Then, it supplies to each hydro motor 32 as drive water. Eventually, the seawater will be returned to its original depth. Therefore, marine pollution can be prevented and adverse effects on the ecosystem can be suppressed.

以上の通り、本実施形態に従う揚鉱システム１によれば、海底に配置される揚鉱装置３に水中ポンプ３１とハイドロモーター３２を用いたことにより、揚鉱ライザー４１への鉱石の投入を容易にできるという利点がある。但し、深海からの揚鉱をより安定して行うためには、揚鉱装置３が安定配置されていることが必要となる。例えば図５に示すように水中ポンプ３１とハイドロモーター３２を一式とした場合、高速で回転するインペラ３１ｂと回転羽根３２ｂの回転モーメントが一方向に作用することによって、揚鉱装置３自体が回転或いは横移動することが懸念される。   As described above, according to the pumping system 1 according to the present embodiment, it is easy to input ore to the pumping riser 41 by using the submersible pump 31 and the hydromotor 32 in the pumping device 3 arranged on the seabed. There is an advantage that can be. However, in order to carry out the pumping from the deep sea more stably, it is necessary that the pumping device 3 is stably arranged. For example, as shown in FIG. 5, when the submersible pump 31 and the hydromotor 32 are set as one set, the rotational moment of the impeller 31b and the rotating blade 32b rotating at a high speed acts in one direction, so that the ore pumping device 3 itself rotates or There is concern about lateral movement.

そこで、本実施形態に従う揚鉱装置３は、同軸上に連結された水中ポンプ３１とハイドロモーター３２を一式としたときに、２式の水中ポンプ３１とハイドロモーター３２を左右に並列配置すると共に、隣り合う水中ポンプ３１のインペラ３１ｂの回転方向を左右対称とし、隣り合うハイドロモーター３２の回転羽根３２ｂの回転方向を左右対称とした構成としている。これにより、図６に示すように、隣り合う水中ポンプ３１同士で回転モーメントを相殺することができ、隣り合うハイドロモーター３２同士で回転モーメントを相殺することができる。よって、揚鉱装置３自体に偏った回転モーメントが作用するのを抑制することができ、揚鉱装置３自体が回転或いは横移動するのを抑制することが可能となる。   Therefore, the pumping device 3 according to the present embodiment has two submersible pumps 31 and hydromotors 32 arranged side by side in parallel when the submersible pump 31 and the hydromotor 32 connected coaxially are set as one set. The rotation direction of the impeller 31b of the adjacent submersible pump 31 is left-right symmetric, and the rotation direction of the rotary blade 32b of the adjacent hydro motor 32 is left-right symmetric. As a result, as shown in FIG. 6, the rotational moments can be offset between adjacent submersible pumps 31, and the rotational moment can be canceled between adjacent hydromotors 32. Therefore, it is possible to suppress a biased rotational moment from acting on the ore-exiting device 3 itself, and to prevent the ore-exiting device 3 itself from rotating or laterally moving.

図３には、揚鉱装置３が、２式の水中ポンプ３１とハイドロモーター３２を有する構成を示したが、例えば４式の水中ポンプ３１とハイドロモーター３２を有する場合、図７に示すような構成が一例として挙げられる。すなわち、４式の水中ポンプ３１とハイドロモーター３２の全部を横方向に並列配置するか、或いは２式の水中ポンプ３１とハイドロモーター３２を上下に配置することができる。さらに、４式の水中ポンプ３１とハイドロモーター３２の全部を横方向に並列配置した場合、隣り合うすべての水中ポンプ３１及びハイドロモーター３２についてインペラ３１ｂとハイドロモーター３２ｂの回転方向が対称となるように配置することもでき、或いは中心線を境にして左側に位置する水中ポンプ３１とハイドロモーター３２のグループと、中心線を境にして右側に位置する水中ポンプ３１とハイドロモーター３２のグループの回転方向が対称となるように配置することもできる。このとき、グループ内の水中ポンプ３１とハイドロモーター３２の回転方向は、同一方向なっている。このような構成であっても、装置全体でみれば回転モーメントが相殺されているので、上記の効果を得ることが可能である。４式以上でも同様である。   FIG. 3 shows a configuration in which the ore pumping device 3 has two types of submersible pumps 31 and hydromotors 32. For example, when the four types of submersible pumps 31 and hydromotors 32 are used, as shown in FIG. The configuration is given as an example. That is, all of the four submersible pumps 31 and the hydromotors 32 can be arranged in parallel in the lateral direction, or the two submersible pumps 31 and the hydromotors 32 can be arranged up and down. Further, when all of the four submersible pumps 31 and the hydromotors 32 are arranged in parallel in the lateral direction, the rotation directions of the impellers 31b and the hydromotors 32b are symmetrical with respect to all the adjacent submersible pumps 31 and hydromotors 32. The rotation direction of the group of submersible pumps 31 and hydromotors 32 located on the left side with respect to the center line, and the group of submersible pumps 31 and hydromotors 32 located on the right side with respect to the center line can also be arranged. Can be arranged so as to be symmetrical. At this time, the rotation directions of the submersible pump 31 and the hydro motor 32 in the group are the same. Even with such a configuration, the rotational moment is offset when viewed from the entire apparatus, and thus the above-described effect can be obtained. The same applies to four or more types.

なお、図３に示した揚鉱装置３は、鉱石と海水を吸込む吸込口３１ｃと、動力水を排出する排出口３２ｄが同軸上に配置されているが、例えば排出口３２ｄにＵ字管を連結することによって、排出口３２ｄを吸込口３１ｃ側に向けるようにしてもよい。すなわち、海水の吸込方向と排出方向が互いに対向するように、吸込口３１ｃと排出口３２ｄの向きが設定された構成とする。このような構成とすれば、海水を排出するときに揚鉱装置３に作用する反力を、海水を吸込むときに揚鉱装置３に作用する引力で弱めることができる。その結果、回転モーメントの影響に加えて、揚鉱装置３に作用する水流の影響も抑えることができ、より確実に揚鉱装置３を安定配置することが可能となる。なお、４式の場合は、例えば図８のように配置することによって、海水を排出するときに装置に作用する反力を、海水を吸込むときに装置に作用する引力で弱めることができる。なお、図中の連結機構３３の位置に記載した矢印は、回転軸の回転方向を示す。   In the pumping device 3 shown in FIG. 3, the suction port 31c for sucking ore and seawater and the discharge port 32d for discharging the power water are arranged on the same axis. For example, a U-shaped tube is provided at the discharge port 32d. By connecting, the discharge port 32d may be directed toward the suction port 31c. That is, it is set as the structure by which the direction of the suction inlet 31c and the discharge outlet 32d was set so that the suction direction and discharge direction of seawater might mutually oppose. If it is set as such a structure, the reaction force which acts on the lifting apparatus 3 when discharging seawater can be weakened by the attractive force which acts on the lifting apparatus 3 when inhaling seawater. As a result, in addition to the influence of the rotational moment, the influence of the water flow acting on the ore-exiting device 3 can also be suppressed, and it becomes possible to stably arrange the ore-exiting device 3 more reliably. In the case of the four types, for example, by arranging as shown in FIG. 8, the reaction force acting on the device when seawater is discharged can be weakened by the attractive force acting on the device when seawater is sucked. In addition, the arrow described in the position of the connection mechanism 33 in a figure shows the rotation direction of a rotating shaft.

以上のように、本実施形態に従う揚鉱装置３は、複数式の水中ポンプ３１とハイドロモーター３２を有する。この場合、水中ポンプ３１とハイドロモーター３２の数は増えるが、揚鉱ライザー４１内の海水の流量が同じであれば、小型の水中ポンプ３１及びハイドロモーター３２を使用することができる。さらに、小型の水中ポンプ３１とハイドロモーター３２を用いてその数を増やしておくと、例えば海底で水中ポンプ３１とハイドロモーター３２の一つが故障しても、トータルの揚鉱能力の低下が抑えられるという利点がある。   As described above, the pumping apparatus 3 according to the present embodiment includes a plurality of submersible pumps 31 and a hydromotor 32. In this case, although the number of submersible pumps 31 and hydromotors 32 increases, small submersible pumps 31 and hydromotors 32 can be used as long as the flow rate of seawater in the pumping riser 41 is the same. Furthermore, if the number is increased by using small submersible pumps 31 and hydromotors 32, even if one of the submersible pumps 31 and hydromotors 32 breaks down on the seabed, for example, the reduction in total pumping capacity can be suppressed. There is an advantage.

なお、上述の揚鉱装置３は、海底に戻される海水を駆動源として活用するハイドロモーター３２を備えている。ハイドロモーター３２を有することにより、本実施形態の揚鉱システム１は、揚鉱に必要な動力を節約することが可能となる。但し、必ずしもハイドロモーター３２によって駆動される水中ポンプ３１でなくともよく、例えばモーターなどの電動機によって駆動される一般的な水中ポンプ３１であってもよい。この場合も、隣り合う水中ポンプ３１を左右対称に並列配置することによって、回転モーメントを相殺することができ、揚鉱装置３を安定配置させることが可能となる。   The above-described pumping device 3 includes a hydromotor 32 that uses seawater returned to the seabed as a drive source. By having the hydro motor 32, the ore excavation system 1 of this embodiment can save the power required for the ore. However, the submersible pump 31 is not necessarily driven by the hydromotor 32, and may be a general submersible pump 31 driven by an electric motor such as a motor. Also in this case, by arranging the adjacent submersible pumps 31 in parallel in the left-right direction, the rotational moment can be offset, and the ore pumping device 3 can be stably arranged.

（第２実施形態）
本実施形態は、揚鉱装置３の変形例であり、集鉱機５と揚鉱装置３とを連結したことを除けば第１実施形態と同じ構成である。従って、第１実施形態と供給する構成については、同一の符号を付すことによって詳しい説明を省略する。 (Second Embodiment)
The present embodiment is a modification of the ore-exiting device 3, and has the same configuration as that of the first embodiment except that the mining machine 5 and the ore-extracting device 3 are connected. Therefore, the detailed description of the configuration supplied with the first embodiment is omitted by giving the same reference numerals.

図９に示すように、本実施形態に従う揚鉱装置３は、採鉱機で採掘した鉱石を集めるための集鉱機５が接続されており、集鉱機５が海底を移動しながら鉱石を集め、それを揚鉱装置３が海上まで揚鉱する構成である。   As shown in FIG. 9, the ore mining apparatus 3 according to this embodiment is connected to a mining machine 5 for collecting the ore mined by the mining machine, and collects the ore while the mining machine 5 moves on the seabed. The pumping device 3 pumps it up to the sea.

より具体的には、集鉱機５は、本体部５１と、移動用のキャタピラー５２と、鉱石を吸入するための吸込口を有する集鉱ヘッド５３を有している。そして、例えばフレキシブルホースなどの集鉱ホース５４及び分配ヘッダー（不図示）を介して、各水中ポンプ３１のサクション部３１ｃと集鉱ヘッド５３が連結されている。従って、集鉱機５が海底を移動しながら、水中ポンプ３１の吸込力を利用して、鉱石と海水を集鉱ヘッド５３から吸入することができる。   More specifically, the mining machine 5 has a main body 51, a moving caterpillar 52, and a mining head 53 having a suction port for sucking ore. And the suction part 31c of each submersible pump 31 and the collection head 53 are connected via the collection hose 54 and distribution headers (not shown), such as a flexible hose, for example. Therefore, the ore and the seawater can be sucked from the collection head 53 by using the suction force of the submersible pump 31 while the collection machine 5 moves on the seabed.

本実施形態のように構成しても、揚鉱装置３が回転するのを抑制することができ、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態のように構成すれば、集鉱作業と揚鉱作業を同時に行うことができ、作業効率が向上する利点がある。   Even if comprised like this embodiment, it can suppress that the ore-lifting apparatus 3 rotates, and the effect similar to 1st Embodiment can be acquired. Furthermore, if comprised like this embodiment, a mining operation and a pumping operation can be performed simultaneously, and there exists an advantage which work efficiency improves.

さらに、図９に示した集鉱機５に代えて、鉱石を採掘するための採掘機を揚鉱装置３と連結するようにしてもよい。採掘機の一例として、集鉱ヘッドに代えて採掘ヘッドを有した集鉱機５と同様の構造を有するものを使用することができる。よって、採掘ヘッドにフレキシブルホースなどの集鉱ホース５４を接続することにより、採掘と揚鉱を同時に行うことが可能となる。   Furthermore, instead of the mining machine 5 shown in FIG. 9, a mining machine for mining ore may be connected to the ore-exiting device 3. As an example of the mining machine, a machine having the same structure as the mining machine 5 having the mining head can be used instead of the mining head. Therefore, by connecting the collection hose 54 such as a flexible hose to the mining head, mining and pumping can be performed simultaneously.

また、上述の実施形態は、海底から鉱石をスラリー状で揚鉱するのに適した揚鉱システムを例示している。但し、当該システムが、固体，液体を問わず海底に存在する有価物の揚鉱に適用可能であることは言うまでもない。   Moreover, the above-mentioned embodiment has illustrated the pumping system suitable for pumping ore from the seabed in slurry form. However, it goes without saying that the system can be applied to the pumping of valuable materials existing on the seabed, whether solid or liquid.

なお、ハイドロモーター３２は、フランシス水車に限定されることはない。また、回転軸を通じてハイドロモーター３２の駆動力を水中ポンプ３１に伝達する構成に限らず、例えば水中式発電機一体型水車を用い、発電した電力を使って水中ポンプ３１を駆動させるようにしてもよい。この場合、水中ポンプ３１には電動機付きのものを用いる。さらには、発電した電力のすべてを水中ポンプ３１に使用しなくともよく、例えば揚鉱装置３の他の動力（例えば制御機）や、集鉱機５或いは採鉱機の動力に使用してもよい。   The hydro motor 32 is not limited to the Francis turbine. In addition, the configuration is not limited to the configuration in which the driving force of the hydromotor 32 is transmitted to the submersible pump 31 through the rotating shaft. For example, the submersible pump 31 may be driven using the generated electric power using a submersible generator-integrated water turbine. Good. In this case, a submersible pump 31 with an electric motor is used. Furthermore, it is not necessary to use all of the generated electric power for the submersible pump 31, and for example, it may be used for other power (for example, a controller) of the mining device 3, power of the mining machine 5 or the mining machine. .

以上、本発明を具体的な実施形態に則して詳細に説明したが、形式や細部についての種々の置換、変形、変更等が、特許請求の範囲の記載により規定されるような本発明の精神及び範囲から逸脱することなく行われることが可能であることは、当該技術分野における通常の知識を有する者には明らかである。従って、本発明の範囲は、前述の実施形態及び添付図面に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものに基づいて定められるべきである。   Although the present invention has been described in detail with reference to specific embodiments, various substitutions, modifications, changes, etc. in form and detail are defined in the claims. It will be apparent to those skilled in the art that this can be done without departing from the spirit and scope. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, but should be determined based on the description of the claims and equivalents thereof.

１ 揚鉱システム
２ 揚鉱基地
２１ セパレータ
２２ 循環ポンプ
３ 揚鉱装置
３１（３１Ａ，３１Ｂ） 水中ポンプ
３１ｂ インペラ
３２（３２Ａ，３２Ｂ） ハイドロモーター
３２ｂ 回転羽根
４ 移送管
４１ 揚鉱ライザー
４２ 返送ライザー
４３ バイパス管
５ 集鉱機 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pumping system 2 Pumping base 21 Separator 22 Circulation pump 3 Pumping equipment 31 (31A, 31B) Submersible pump 31b Impeller 32 (32A, 32B) Hydro motor 32b Rotary blade 4 Transfer pipe 41 Lifting riser 42 Return riser 43 Bypass Tube 5 Collector

Claims (4)

海上に配置される揚鉱基地と、
揚鉱基地から海底まで配設され、海底で採掘された有価物を含む海底海水を揚鉱基地に移送する揚鉱用の移送管と、
有価物と海底海水を分離するセパレータと、
揚鉱基地から海底まで配設され、有価物が分離された海水を海底に戻す循環用の移送管と、
有価物が分離された海水を循環用の移送管に送り込む循環ポンプと、
海底に配置され、有価物を海底海水と共に吸込口から吸入して揚鉱用の移送管に送り込む水中ポンプを有する揚鉱装置と、を備え、
前記揚鉱装置は、並列配置した複数の水中ポンプを含み、時計回りにインペラが回転する水中ポンプの数と、反時計回りにインペラが回転する水中ポンプの数を等しくしたことを特徴とする揚鉱システム。 A pumping base located at sea,
A transfer pipe for pumping that is located from the pumping base to the seabed and transports seawater containing valuables mined on the seabed to the pumping base;
A separator that separates valuable materials from seawater;
A transfer pipe for circulating the seawater from which the valuables have been separated to the seabed, which is arranged from the pumping base to the seabed;
A circulation pump that feeds seawater from which valuables have been separated into a transfer pipe;
A pumping device that has a submersible pump that is disposed on the seabed and sucks valuables together with seawater from the suction port and feeds it into a transfer pipe for pumping;
The pumping device includes a plurality of submersible pumps arranged in parallel, and the number of submersible pumps in which the impeller rotates clockwise is equal to the number of submersible pumps in which the impeller rotates counterclockwise. Mining system. 前記揚鉱装置は、循環用の移送管を通じて海底に戻される海水を駆動水とする複数のハイドロモーターをさらに含み、これらハイドロモーターを並列配置すると共に、内部の回転羽根が時計回りに回転するハイドロモーターの数と、内部の回転羽根が反時計回りに回転するハイドロモーターの数を等しくしたことを特徴とする請求項１に記載の揚鉱システム。   The above-mentioned pumping device further includes a plurality of hydromotors driven by seawater returned to the seabed through a circulation transfer pipe. These hydromotors are arranged in parallel, and the internal rotary blades rotate clockwise. The pumping system according to claim 1, wherein the number of motors is equal to the number of hydromotors whose internal rotating blades rotate counterclockwise. 前記インペラと回転羽根が同軸上に連結された水中ポンプとハイドロモーターの一式を、偶数式有することを特徴とする請求項２に記載の揚鉱システム。   3. The pumping system according to claim 2, wherein the pumping system has an even number set of a submersible pump and a hydromotor in which the impeller and the rotary blade are coaxially connected. 前記水中ポンプの吸込口と前記ハイドロモーターの海水排出口は、海水の吸込方向と排出方向が揚鉱装置に対するそれぞれの水流の力が相殺するように配置されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の揚鉱システム。   The suction port of the submersible pump and the seawater discharge port of the hydromotor are arranged so that the suction direction and the discharge direction of the seawater cancel each other out of the force of the water flow with respect to the ore pumping device. Or the pumping system of 3.
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