(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
海底において作業する収集装置であって、
スラリの吸入管の前に配置される複数の円盤と、
１つ以上の清掃部材であって、前記複数の円盤のうち、互いに隣接する円盤の間において、少なくとも部分的に配置される各１つ以上の清掃部材とを備える収集装置において、前記１つ以上の清掃部材は、所定サイズ以上の材料が前記清掃部材及び前記複数の円盤の頂部にわたって通過し、前記収集装置の後ろに落下するように設置されることを特徴とする収集装置。
【請求項２】
請求項１に記載の収集装置において、前記複数の円盤は軸に取り付けられることを特徴とする収集装置。
【請求項３】
請求項２に記載の収集装置において、前記軸は少なくとも１つのモーターに連動可能に接続されることを特徴とする収集装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の収集装置において、前記複数の円盤は前記軸の少なくとも一部に沿って均等な間隔を置いて配置されることを特徴とする収集装置。
【請求項５】
請求項４に記載の収集装置において、前記複数の円盤のうち、隣接な円盤は、前記スラリの吸入管に吸引される材料の所定の最大サイズに相当する所定の距離において、互いに間隔を置いて配置されることを特徴とする収集装置。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか１項に記載の収集装置において、更に、前記複数の円盤の近くにある前記軸に取り付けられる、少なくとも１つのオーガーを含むことを特徴とする収集装置。
【請求項７】
請求項６に記載の収集装置において、前記オーガーは前記軸の軸線と平行になる方向に、前記複数の円盤に向かって材料を付勢するように配置されることを特徴とする収集装置。
【請求項８】
請求項６または７に記載の収集装置において、各円盤の各側には１つのオーガーが軸に対して取り付けられ、各オーガーは円盤の両側において互いに対向するように配置されていることを特徴とする収集装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の収集装置において、前記複数の円盤は後方のハウジングパネルに近接して配置され、前記ハウジングパネルは、スラリの吸入管に吸入される粒子のサイズを制限することを特徴とする収集装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の収集装置において、１つの清掃部材は互いに隣接する一対の円盤の間に配置されることを特徴とする収集装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の収集装置において、各清掃部材はフィンガの形状をなすように構成されることを特徴とする収集装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の収集装置において、前記清掃部材は支持部材と一体に形成されて、清掃櫛を構成することを特徴とする収集装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の収集装置において、前記清掃櫛は前進移動方向に対して、前記スラリの入り口の前方に取り付けられることを特徴とする収集装置。
【請求項１４】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の収集装置において、前記１つ以上の清掃部材は共通の軸を中心として回転することを特徴とする収集装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の収集装置において、前記１つ以上の清掃部材は複数のフィンガ部材を有し、前記フィンガ部材は前記共通の軸の軸線を中心として放射方向に配置されることを特徴とする収集装置。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載の収集装置において、前記収集装置は前記海底載置されて、運転されるトラックであることを特徴とする収集装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１項に記載の収集装置において、更に、切削ヘッドを含むことを特徴とする収集装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の収集装置において、前記切削ヘッドは前進移動方向に対して、前記複数の円盤の前方に配置されることを特徴とする収集装置。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれか１項に記載の収集装置のスラリのポンプ入り口を破片が塞ぐことを防止する方法において、前記１つ以上の清掃部材において互いに隣接する円盤の間に付着された破片を前記１つ以上の清掃部材によって除去し、前記収集装置の後ろに落下するように前記清掃部材及び前記複数の円盤の頂部にわたって通過するために、前記複数の円盤を回転する工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法において、前記破片は所定サイズを上回る海底材料であることを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項１９または２０に記載の方法において、前記１つ以上の清掃部材を回転する工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の方法において、前記清掃部材は前記複数の円盤と同一の方向に回転されることを特徴とする方法。
【請求項２３】
海底材料を収集する方法において、前記方法は、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の収集装置を操作する工程と、前記収集装置のスラリの吸入管から海底材料を収集する工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の方法において、前記海底材料は切削片を含み、前記方法は、更に、切削ヘッドを利用して前記海底の部分を前記切削片に加工する工程を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は海底採掘及び収集作業に関連する。より詳細には海底収集装置に関するものであるが、それに限定するものではない。
【背景技術】
【０００２】
海底掘削はドレッジ、例えば、貴重な砂鉱床を回収したり、水路を航行したりすることができるように維持することによって実行される。サクションドレッジはパイプまたはチューブの収集端部を発掘される海底材料の近くに位置させ、表洗ポンプを利用して負圧を生成し、水及び近傍の海底沈殿物をパイプに吸引し、パイプの上に進入させる。カッタサクションドレッジは更に、吸入口及びその付近にある切削ヘッドを使用し、締固め土、砂利または平坦な硬岩を解放することでそれらがパイプに吸引される。
【０００３】
従来のドレッジ装置における問題は、吸入口またはパイプが特大サイズの材料の大きな固まりによって塞がれることである。特大サイズの材料がパイプを塞ぐことを抑制するための一つの方法はパイプの入り口の端部に網を設置することである。しかし、これは問題点を網に移転し、特大サイズの材料は網に集まり、入り口に詰まりをもたらす。
【０００４】
このような詰まりは作業の効率を低減するため、非常に好ましくない。例えば、１０００メーターを超える水深では、メンテナンスを迅速に実行したり、装置を水面に戻したりすることは不可能であるため、この詰まりは特に問題になる。
【０００５】
本明細書に含まれる文献、行為、材料、装置、物品またはその他の何れかの開示は、単に本発明に技術背景を提供することを目的とする。これは本出願の各請求項の最優先日より前に存在したことにより、これらが全部は先行技術を構成し、本発明に関連する分野における先行技術であって、周知技術であることを認めるものではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は少なくとも１つ以上の上記問題点を克服し、及び／または消費者に有用または商業的な選択を提供することにある。
本発明の他の好ましい目的は下記の記載から明らかになる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態において、これは唯一である必要でなくても、または最も広い態様であっても、本発明が、海底において作業する収集装置であり、前記装置は複数の円盤と１つ以上の清掃部材とを含み、前記円盤はスラリの吸入管の前に配置され、各清掃部材は、複数の円盤のうち、互いに隣接する円盤の間に少なくとも部分的に配置される。
【０００８】
好ましくは、前記複数の円盤は軸に取り付けられる。前記軸は少なくとも１つのモーターに作動可能に接続される。好ましくは、前記複数の円盤は前記軸の少なくとも一部に沿って均等な間隔を置いて配置される。好ましくは、前記複数の円盤のうち、互いに隣接する円盤は、スラリの吸入管に吸引される材料の所定の最大サイズに相当する所定の距離において、互いに間隔を置いて配置される。好ましくは、前記複数の円盤は後方のハウジングパネルの近くに配置される。前記ハウジングパネルは、スラリの吸入管に吸入される粒子のサイズを制限する。
【０００９】
好ましくは、少なくとも１つのオーガーは前記複数の円盤の近くに配置される。より好ましくは、少なくとも１つのオーガーは前記軸に取り付けられる。好ましくは、前記オーガーは前記軸の軸線と平行になる方向に材料を付勢するように配置される。好ましくは、前記軸の軸線と平行になる方向は前記複数の円盤に向いている。好適な実施形態において、好ましくは、前記２つのオーガーはそれらの間における前記複数の円盤に向かって、前記軸の軸線に沿って両側から材料を吸引するように、対向する構造に配置される。
【００１０】
好ましくは、スラリの入り口は吸入口である。代表的には、前記収集装置は前記スラリの入り口に流体的に接続されるポンプを含む。前記スラリ入り口は前記スラリの入り口に吸入される、所定サイズ以上の材料を制限する網を含む。しかし、好適な実施形態において、前記スラリの入り口は網を有さず、記複数の円盤及び１つ以上の清掃部材が前記スラリの入り口に吸入される、所定サイズ以上の材料を制限するように設置される。好ましくは、１つ以上の清掃部材は所定サイズ以上の材料が前記清掃部材及び前記複数の円盤の頂部にわたって通過するように設置される。特大サイズの材料は海底収集活動の進捗を阻害しないように、前記収集装置の後ろに落下する。
【００１１】
好ましくは、１つ以上の清掃部材は複数の清掃部材である。より好ましくは、前記清掃部材の数は前記複数の円盤の間における空間の数に相当する。１つの清掃部材は各一対の隣接な円盤の間に配置される。代表的には、各１つ以上の清掃部材は支持部材に取り付けられる。
【００１２】
好ましくは、各１つ以上の清掃部材はフィンガの形から構成される。好ましくは、１つ以上の清掃部材は支持部材と一体に形成され、複数のフィンガを有する清掃櫛を形成する。好ましくは、前記清掃櫛はフィンガを各一対の隣接な円盤の間に配置するように前記複数の円盤の近くに取り付けられる。好ましくは、前記清掃櫛は前進移動方向に対して、前記スラリの入り口の前に取り付けられる。
【００１３】
他の実施形態において、好ましくは、１つ以上の清掃部材は共通の軸を中心として回転することに適用される。各１つ以上の清掃部材は複数のフィンガ部材を有し、好ましくは前記軸の軸線を中心として放射方向に配置される。
【００１４】
好ましくは、前記収集装置は更に、切削ヘッドを含む。代表的には、前記切削ヘッドはドラムカッタヘッドである。好ましくは、前記切削ヘッドは、前進移動方向に対して、前記複数の円盤の前に配置される。
【００１５】
好ましくは、前記収集装置は可動である。好ましくは、前記収集装置は海底に載置されて、運転される。より好ましくは、前記収集装置はトラック式である。
他の実施形態において、本発明はスラリの入り口を破片が塞ぐことを防止する方法であり、前記方法は、前記１つ以上の清掃部材において互いに隣接する円盤の間に付着された破片を前記１つ以上の清掃部材によって除去するために、前記複数の円盤を回転する工程を含む。
【００１６】
好ましくは、前記破片は所定サイズ以上または特大サイズの海底材料である。好ましくは、所定サイズ以下の海底材料は１つ以上の清掃部材によって妨げられないで前記複数の円盤を通過し、スラリの入り口に進入する。
【００１７】
一実施形態において、前記方法は、更に、少なくとも１つの清掃部材を回転する工程を含む。好ましくは、前記清掃部材は、前記複数の円盤と同一の方向に回転される。
更に、本発明は、いくつかの実施形態において顕著な水深において展開する収集装置を提供する。例えば、いくつかの実施形態は約４００メーター以上、より好ましくは１０００メーター以上、最も好ましくは１５００メーター以上の水深で操作可能である。それにもかかわらず、本発明のいくつかの実施形態は１００メーターと同じ浅さの水深、または他の相対的に浅い水面施用において有用な海底採掘選択手段を提供する。従って、海底に関する参考文献は塩水、塩気のある水、または淡水であるまたはそうではない湖岸、河口岸、峡湾岸、音岸、海湾岸、港湾岸、またはその他における採鉱及び開削を実施する本発明の応用を排除することと意図されない。このような応用は本発明の範囲内に含まれる。
【００１８】
本発明の更なる特徴は下記の詳細な説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る収集部を示す斜視図。
【図２】図１に示された本発明の一実施形態に係る概略図。
【図３】本発明の一実施形態に係る収集部を示す側面の概略図。
【図４】異なる位置において、図３に示された本発明の一実施形態に係る収集部を示す正面図。
【図５】本発明の一実施形態に係る収集部を示す断面概略図。
【図６】本発明の他の実施形態に係る収集部を示す断面概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１〜４を参照すると、収集装置の収集部２０が示されている。収集部２０はスラリの吸入管２１（図１〜２に示せず、図５〜６参照）の前に配置された複数の円盤２２を含む。吸入管２１は複数の円盤２２から海底材料を受入るように配置される。清掃部材２４はフィンガの形をなし、円盤２２の間に配置される。単一の清掃部材２４は互いに隣接する一対の円盤２２の間に配置される。
【００２１】
円盤２２は中央軸２３（図２参照）に取り付けられる。中央軸２３はモーター３６に接続され、モーター３６はフレーム３０に取り付けられる。オーガー２８は円盤２２の両側において、中央軸２３に取り付けられる。オーガー２８は、中央軸２３が回転する時、オーガー２８によって付近の材料を複数の円盤２２及びスラリの吸入管２１に向かって内側に付勢するように配置される。
【００２２】
清掃部材２４は支持部材２６に取り付けられ、支持部材２６はフレーム３０に固定される。清掃部材２４及び支持部材２６は両者で清掃櫛を形成する。一実施形態において、清掃部材２４は支持部材２６と一体に形成されるフィンガである。
【００２３】
フレーム３０は偏向板３２を含む。滑り止め３４はフレーム３０及び偏向板３２に取り付けられる。
フレーム３０は支持アーム３８に回転可能に取り付けられる。シリンダー４０は支持アーム３８及びフレーム３０の間に取り付けられる。シリンダー４０はこのように接続されることで、支持アーム３８に対して、フレーム３０の角度を調整するように利用される。
【００２４】
図３〜４は海底７０に隣接する収集部２０を有する収集装置１０を示す。収集装置１０は更に、切削ヘッド５０を含む。図３は上側位置における切削ヘッド５０を示す。図４は下側位置における切削ヘッド５０を示す。収集装置１０は更にトラック６０を含む。これによって、収集装置１０は海底７０を横断することができる。
【００２５】
図５は収集部２０の断面を示す。収集部２０では、単一の円盤２２は中央軸２３に接続される。清掃部材２４は隣接な円盤２２の間に配置されるように構成される。円盤２２は後方のハウジングパネル及びスラリの吸入管２１の前に配置される。スラリの吸入管２１に対して清掃部材２４及び円盤２２の位置は、スラリの吸入管２１に進入可能な全粒子のサイズを制限する。
【００２６】
図１〜５を参照すると、収集装置１０は海底７０に配置される。収集装置１０は例えば、水上艦艇またはプラットフォーム（図示せず）から代表的に遠隔に操作される。収集装置１０は自主的に作動できることが理解されよう。
【００２７】
切削ヘッド５０は海底７０に沿って移動され、スラリを搬送することに適用されるように、海底７０の部分を切削片（図示せず）に加工した時、収集装置１０は海底７０を横断する。図３〜４に示すように、切削ヘッド５０は例えば、上下に操縦され、一度により大きい海底７０の部分を処理する。処理された切削片が落下し、収集部２０の前にある海底７０に着地する。
【００２８】
収集装置１０はトラック６０によって前に移動される時、収集部２０は海底７０から切削片を収集する。収集部２０は前に移動される時、海底７０にわたって滑り止め３４に乗っている。支持アーム３８に対してフレーム３０の角度はシリンダー４０の伸長または収縮によって調整され、海底７０における変化に適応する。
【００２９】
収集部２０の偏向板３２はオーガー２８及び円盤２２に向かって内側に切削片を偏向させることに適用される。オーガー２８及び円盤２２はモーター３６によって回転される。オーガー２８の回転はオーガー２８の周りにおける切削片を円盤２２に向かって内側に付勢させる。
【００３０】
スラリの吸入管２１は海水とともに切削片を含む、離散した海底材料を吸引し、スラリを形成する。スラリはスラリ転送パイプ（図示せず）を介して収集装置１０からライザまたは貯蔵所などの別の場所に転送される。
【００３１】
離散した海底材料は円盤２２の間における空間を通して、スラリの吸入管２１に吸引される。切削ヘッド５０は所定サイズの切削片、または少なくとも所定サイズより大きくない切削片を生成するように代表的に配置される。しかし、海底または切削片からの特大サイズの材料（所定サイズ以上の破片）は隣接な円盤２２の間に付着される。円盤２２が回転する時、特大サイズの材料は円盤２２によって清掃部材２４へ持ち上げられ、清掃部材２４は円盤２２から特大サイズの材料を除去する。除去された特大サイズの材料は清掃部材２４の頂部及び支持部材２６にわたって通過し、収集装置の前に集まる特大サイズの材料が存在するか否かにかかわらず、収集装置に収集を継続することを許容する。特大サイズの材料は収集装置１０の前進によって処理される。
【００３２】
図６は本発明の他の実施形態に係る円盤２２及び清掃部材２４を示す断面概略図である。清掃部材２４は３つのフィンガ部材２５を含み、フィンガ部材２５は軸２７を中心として放射状に延びる。複数の清掃部材２４は軸２７に代表的に取り付けられ、各清掃部材２４は一対の隣接な円盤２２の間に少なくとも部分的に配置される。
【００３３】
図６を参照すると、スラリは円盤２２の間における空間を通して、スラリの吸入管２１に吸引される。円盤２２及び清掃部材２４の両方（図６参照）は時計回りに回転する。円盤２２の間に付着された特大サイズの材料は円盤２２とともに回転する。一旦、特大サイズの材料（図示せず）は円盤２２とともに清掃部材２４へ回転すると、清掃部材２４のフィンガ部材２５は、フィンガ部材２５が回転する時、円盤２２から特大サイズの材料を除去し、持ち上げる。
【００３４】
好ましくは、本発明は海底材料を収集する装置及び方法を提供する。これは特大サイズの材料（例えば、所定サイズ以上の破片）がスラリの吸入管に進入しないようにフィルターする。更に、円盤２２は、清掃部材２４との関係によって自己清掃を行う。これは、特大サイズの材料が原因で、詰まりの発生の可能性及び／または実行されるメンテナンスの必要性を顕著に低減させる。また、本発明は収集マシンの効率を向上し、信頼性を高め、海底採掘作業の改善をもたらす。
【００３５】
本明細書の全体を通して、その目的は発明を何れかの実施形態または特徴部の特定な集合に限定することはない。当業者は本発明の範囲における特定な実施形態から変更を認識する。例えば、一実施形態からの個別な特徴部は他の実施形態と組み合わせることができる。
【００３６】
本発明の要旨及び範囲を逸脱することなく、本発明に記載された実施形態に対して、様々な他の変更及び修正は可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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