(57)【要約】  少なくとも１つの濃縮段階、回収段階、及び運搬段階を有する多段階海底採鉱システム。このシステムは、海底物質を処理する濃縮システム（５０）と、処理済み海底物質を収集するリクレーママシン（３００）と、リクレーママシン（３００）によって収集された処理済み海底物質を受け入れて、処理済み海底物質の不連続なパーセルを水上船（１００）へ運ぶ運搬システム（４０）とを含む。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
海底物質を処理する少なくとも１つの濃縮システムと、
処理済み海底物質を収集する少なくとも１つのリクレーママシンと、
前記リクレーママシンによって収集された前記処理済み海底物質を受け入れ、前記処理済み海底物質を水上船まで持ち上げる少なくとも１つの運搬システムと
を備える海底採鉱システムであって、
前記運搬システムは、前記リクレーママシンによって収集された海底物質の不連続なパーセルを運ぶ機械式運搬システムである、海底採鉱システム。
【請求項２】
前記少なくとも１つの濃縮システムが、処理済み海底物質を海底上に配置するようになっており、前記少なくとも１つのリクレーママシンが、前記海底上に配置された前記処理済み海底物質から前記処理済み海底物質を収集するようになっている、請求項１に記載の海底採鉱システム。
【請求項３】
前記少なくとも１つの濃縮システムが、前記処理済み海底物質を前記海底上にウインドローとして配置するようになっており、
前記少なくとも１つのリクレーママシンが、前記海底上の前記ウインドローから前記処理済み海底物質を収集するようになっている、請求項２に記載の海底採鉱システム。
【請求項４】
前記少なくとも１つの濃縮システムが、海中車両を備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の海底採鉱システム。
【請求項５】
前記海中車両が、水面上に位置する牽引船によって牽引される、請求項４に記載の海底採鉱システム。
【請求項６】
前記海中車両が、前記牽引船によって牽引されるようになっている操縦車両に接続された、海底上に位置する団塊収集装置を備える、請求項５に記載の海底採鉱システム。
【請求項７】
前記海中車両が、前記団塊収集装置の位置を決定するようになっている位置決定デバイスを備える、請求項６に記載の海底採鉱システム。
【請求項８】
前記位置決定デバイスが、前記団塊収集装置の位置情報を前記操縦車両及び／又は前記牽引船に通信する、請求項７に記載の海底採鉱システム。
【請求項９】
前記操縦車両が、前記位置決定デバイスから前記団塊収集装置の位置情報を受信したことに応答して、前記団塊収集装置の方向を変更するようになっている、請求項８に記載の海底採鉱システム。
【請求項１０】
前記団塊収集装置が複数の団塊収集デバイスを備える、請求項６〜９のいずれか一項に記載の海底採鉱システム。
【請求項１１】
前記団塊収集デバイスが支持部材に固定された、請求項１０に記載の海底採鉱システム。
【請求項１２】
各団塊収集デバイスが、その下側に隣接する海底から鉱石団塊を収集し、これらの団塊を出口パイプに伝えるようになっている、請求項１０又は１１に記載の海底採鉱システム。
【請求項１３】
前記団塊収集装置が、各団塊収集デバイスの前記出口パイプから収集された鉱石団塊を受け入れるとともに収集された前記団塊を海底上にウインドローの形態で再堆積させるようになっている複合出口パイプを備える、請求項１２に記載の海底採鉱システム。
【請求項１４】
前記運搬システムが、１つ以上の容器を備える、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の海底採鉱システム。
【請求項１５】
前記容器が、少なくとも部分的に海底と水面との間に延びた少なくとも１つのライン部材に接続された、請求項１４に記載の海底採鉱システム。
【請求項１６】
前記ライン部材がウインチによって駆動される、請求項１５に記載の海底採鉱システム。
【請求項１７】
前記ライン部材の少なくとも実質的な部分が合成ロープである、請求項１５又は１６に記載の海底採鉱システム。
【請求項１８】
各容器が、前記容器が水中で牽引されるときにこれを操縦することを可能にする操縦可能要素を有する、請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の海底採鉱システム。
【請求項１９】
前記操縦可能要素が、前記操縦可能要素を能動的にトリムすることによって、前記容器を経路に沿って案内するように制御される、請求項１８に記載の海底採鉱システム。
【請求項２０】
前記容器が、位置決定システムを備える、請求項１４〜１９のいずれか一項に記載の海底採鉱システム。
【請求項２１】
前記少なくとも１つのリクレーママシンが、前記処理済み海底物質の上で海底上を駆動する海底車両を備える、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の海底採鉱システム。
【請求項２２】
前記リクレーママシンが、海底から有意な割合の未処理の海底物質を収集することなく海底上の処理済み物質のウインドローを収集するようになっている、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の海底採鉱システム。
【請求項２３】
前記少なくとも１つのリクレーママシンと前記少なくとも１つの運搬システムとの間に位置する一時的貯蔵容器をさらに備える、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の海底採鉱システム。
【請求項２４】
前記少なくとも１つのリクレーママシンが、前記処理済み海底物質をスラリ形態で一時的貯蔵容器に液圧で送り込むためのポンプを備える、請求項２３に記載の海底採鉱システム。
【請求項２５】
前記一時的貯蔵容器が、海底の上方に吊り下げられたバッファである、請求項２３又は２４に記載の海底採鉱システム。
【請求項２６】
前記バッファが、前記リクレーママシンからスラリホースを介して前記処理済み海底物質を受け入れる、請求項２５に記載の海底採鉱システム。
【請求項２７】
前記バッファが、集めた前記海底物質をさらに処理する、請求項２５又は２６に記載の海底採鉱システム。
【請求項２８】
前記一時的貯蔵容器が、集めた前記海底物質を前記運搬システムの容器に移すように構成された、請求項２３〜２７のいずれか一項に記載の海底採鉱システム。
【請求項２９】
前記運搬システムの前記容器が、前記一時的貯蔵容器まで移動し、前記一時的貯蔵容器から海底物質の不連続なパーセルが荷積みされ、前記容器は次に、前記海底物質の不連続なパーセルを前記一時的貯蔵容器から水面に向かって運ぶ、請求項２８に記載の海底採鉱システム。
【請求項３０】
濃縮システムによって海底物質を処理することによって望ましい海底物質を濃縮するステップと、
処理済み海底物質をリクレーママシンで収集するステップと、
前記リクレーママシンによって収集された海底物質の不連続なパーセルを水上船まで運ぶ機械式運搬システムを用いて、前記収集された海底物質を前記水上船まで運ぶステップと
を含む、海底を採鉱する方法。
【請求項３１】
前記望ましい海底物質を濃縮するステップが、牽引船の背後で団塊収集装置を牽引することを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記牽引船が、水面上に位置し、団塊収集装置を海底に沿って牽引する、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
海中操縦車両が、前記牽引船と前記団塊収集装置との間に配置され、前記団塊収集装置の方向を変更するようになっている、請求項３１又は３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記望ましい海底物質を濃縮するステップが、団塊収集装置が所定経路から逸脱したときを判断することを含む、請求項３０〜３３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３５】
前記団塊収集装置が所定経路から逸脱したと判断されたときに、前記団塊収集装置の方向を変更して前記団塊収集装置を前記所定経路に戻す、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記収集された海底物質を水上船まで運ぶステップが、収集された海底物質を海底又はその付近に位置する少なくとも１つの容器に移すことを含む、請求項３０〜３５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３７】
前記容器を少なくとも１つのライン部材によって水面まで牽引するステップをさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記容器を水面まで牽引するステップが、前記容器の少なくとも１つの操縦可能要素を用いて前記容器を案内することを含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記海底物質を収集するステップが、スラリ形態で、前記収集された海底物質を前記リクレーママシンからパイプを介して一時的貯蔵容器へ移すことを含む、請求項３０〜２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４０】
前記収集された海底物質を海底又はその付近に位置する少なくとも１つの容器に移すステップが、収集された海底物質を前記一時的貯蔵容器から前記容器へ移すことを含む、請求項３９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本発明は、複数の段階に分離される海底採鉱システムに関する。特に、本発明は、これに限定されないが、濃縮（concentration）段階、回収（reclamation）段階、及び運搬（haulage）段階を含む、分離式海底採鉱システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]本明細書における背景技術への言及は、そのような技術が共通の一般知識を構成するものであることを認めるものと解釈すべきではない。
【０００３】
[0003]海洋の様々な場所で、硫化物沈殿物又は多金属団塊などの貴重な海底物質が水深約３００メートル乃至６，０００メートル、しばしば４，０００乃至５，０００メートル付近の海底の表面層内に存在する。
【０００４】
[0004]海底から団塊を収集し次いで搬送する商業的に実現性のある採鉱システムを開発しようとする様々な試みがなされてきた。典型的には、このようなシステムは、幾つかの異なる動作を考慮に入れる必要があるので複雑である。例えば、海底を採鉱する海底採鉱機械と、海底物質を集める海底リクレーママシンと、集めた海底物質を水面へ運搬するライザなどの海底運搬システムとが存在し得る。これらの機械が一体化されて単一の採鉱システムになっている場合、システムの最大出力効率を得るためには、これらが全て同時に協働して動作しなければならない。
【０００５】
[0005]しかしながら、１つの機械が問題に遭遇するやいなや、生産システム全体が停止するか又は少なくともスループットが低下してしまう。さらに、海底又はその付近の大量のインフラストラクチャは、異なる機械又は装置が他の機械又は装置の邪魔をする交通問題を生じさせかねない。この結果、生産性が低下するのみならず、ライン（例えば、命綱ライン）の衝突又は絡まり合いが生じる場合があり、これは機械又は装置に損害を与え、又はその生産性を低下させる場合がある。
【０００６】
[0006]プロセスの特に費用がかかる部分は、水上船及び付随した運搬システムに関する。水上船は、鉱石を水上船に送るのに十分な長さの、海底に向かって延びるライザシステムを有するのに足りるほど大型でなければならない。この範囲のライザシステムに付随する重さはかなりのものであり、従って水上船はその重さを担うことができるサイズとする必要がある。加えて、団塊を水面まで運搬するにはかなりのエネルギー量が費やされる。これにより、特に所与の時間内に集めることができる団塊が比較的少量の場合、又は水深が深く運搬垂直距離が長い場所では、集めた海底物質を回収する際に非常に高い運転費がかかることになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
[0007]本発明の目標は、上述の欠点又は課題の１つ又は複数を克服又は改善する、又は少なくとも有用な代替法を提供する、海底採鉱システムを提供することである。
【０００８】
[0008]本発明の他の好ましい目的は、以下の説明から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
[0009]１つの形態において、必ずしも唯一の又は実際に最も広範な形態である必要はないが、海底採鉱システムが提供され、この海底採鉱システムは、
海底物質を処理する少なくとも１つの濃縮システムと、
処理済み海底物質を収集する少なくとも１つのリクレーママシンと、
リクレーママシンによって収集された処理済み海底物質を受け入れ、処理済み海底物質を水上船まで持ち上げる少なくとも１つの運搬システムと
を備え、
運搬システムは、リクレーママシンによって収集された海底物質の不連続なパーセル（discrete parcel）を運ぶ機械式運搬システムである。
【００１０】
[0010]少なくとも１つの濃縮システムは、処理済み海底物質を海底上に配置するようになっており、少なくとも１つのリクレーママシンは、海底上に配置された処理済み海底物質から処理済み海底物質を収集するようになっていることが好ましい。少なくとも１つの濃縮システムは、処理済み海底物質を海底上にウインドローとして配置するようになっていることが好ましい。少なくとも１つのリクレーママシンは、海底上のウインドローから処理済み海底物質を収集するようになっていることが好ましい。
【００１１】
[0011]少なくとも１つの濃縮システムは、海中車両を備えることが好ましい。海中車両は、水面上に位置することが好ましい牽引船によって牽引されることが好ましい。海中車両は、海底上に位置する団塊収集装置を備えることが好ましい。団塊収集装置は、操縦車両に接続されることが好ましい。操縦車両は、牽引船によって牽引されるようになっていることが好ましい。
【００１２】
[0012]海中車両は、団塊収集装置の位置を決定するようになっている位置決定デバイスを備えることが好ましい。位置決定デバイスは、団塊収集装置の位置情報を操縦車両及び／又は前記牽引船に通信することが好ましい。
【００１３】
[0013]操縦車両は、団塊収集装置の方向を変更するようになっていることが好ましい。操縦車両は、位置決定デバイスから団塊収集装置の位置情報を受信したことに応答して、団塊収集装置の方向を変更するようになっていることが好適である。
【００１４】
[0014]団塊収集装置は、複数の団塊収集デバイスを備えることが好ましい。団塊収集デバイスは、支持部材に固定されることが好ましい。各団塊収集デバイスは、その下側に隣接する海底から鉱石団塊を収集し、これらの団塊を出口パイプに伝える（communicate）ようになっていることが好ましい。団塊収集装置は、各団塊収集デバイスの出口パイプから収集された鉱石団塊を受け入れるとともに収集された団塊を海底上にウインドローの形態で再堆積させるようになっている複合出口パイプを備えることが好ましい。
【００１５】
[0015]運搬システムは、１つ以上の容器を備えることが好ましい。容器は、リクレーママシンから処理済み海底物質を受け入れ、処理済み海底物質を水面に向かって運ぶことが好ましい。運搬システムは、少なくとも部分的に海底と水面との間に延びた少なくとも１つのライン部材を備えることが好ましい。容器は、ライン部材に接続されることが好ましい。容器は、ライン部材によって牽引されることが好ましい。ライン部材は、ウインチによって駆動されることが好ましい。ライン部材の少なくとも実質的な部分は、合成ロープであることが好ましい。
【００１６】
[0016]各容器は、容器が水中で推進されるときに、好ましくは牽引されるときにこれを操縦することを可能にする操縦可能要素を有することが好ましい。操縦可能要素は、少なくとも１つの調節可能な表面を備えることが好ましい。操縦可能要素は、舵、フラップ、スラスタ、及び／又は少なくとも１つの調節可能な水中翼を備えることができる。操縦可能要素は、容器を経路に沿って案内するように制御されることが好ましい。操縦可能要素は、遠隔制御することができるが、自律的に制御されることが好ましい。操縦可能要素は、操縦可能要素を能動的にトリムすることによって制御されることが好ましい。
【００１７】
[0017]容器は、好ましくは位置決定システム、さらに好ましくは慣性測定に基づく位置推定を提供する慣性航法システムをさらに備える。舵可能な要素は、位置決定システムからの位置推定に対して制御されることが好ましい。容器は、所定経路に従うようにプログラムされることが好ましい。
【００１８】
[0018]少なくとも１つのリクレーママシンは、処理済み海底物質の上で海底上を駆動する海底車両を備えることが好ましい。リクレーママシンは、海底から有意な割合の未処理の海底物質を収集することなく海底上の処理済み物質のウインドローを収集するようになっていることが好ましい。少なくとも１つのリクレーママシンは、処理済み海底物質をスラリ形態で一時的貯蔵容器に液圧で送り込むためのポンプを備えることが好ましい。一時的貯蔵容器は、海底の上方に吊り下げられたバッファであることが好ましい。バッファは、リクレーママシンからスラリホースを介して処理済み海底物質を受け入れることが好ましい。バッファは、集めた前記海底物質をさらに処理することが好ましい。
【００１９】
[0019]一時的貯蔵容器は、集めた前記海底物質を運搬システムの容器に移すように構成されることが好ましい。運搬システムの容器は、一時的貯蔵容器まで移動し、一時的貯蔵容器から海底物質の不連続なパーセルが荷積みされることが好ましい。容器は次に、海底物質の不連続なパーセルを一時的貯蔵容器から水面に向かって運ぶことが好ましい。
【００２０】
[0020]複数の容器が、集めた海底物質を少なくとも１つの一時的貯蔵容器から単一の水上船に運ぶことが好ましい。複数のリクレーママシンが、処理済み海底物質を海底から少なくとも１つの一時的貯蔵容器に収集することが好ましい。
【００２１】
[0021]別の形態において、本発明は、海底を採鉱する方法にあり、この方法は、
濃縮システムによって海底物質を処理することによって望ましい海底物質を濃縮するステップと、
処理済み海底物質をリクレーママシンで収集するステップと、
リクレーママシンによって収集された海底物質の不連続なパーセルを水上船まで運ぶ機械式運搬システムを用いて、収集された海底物質を水上船まで運ぶステップと
を含む。
【００２２】
[0022]望ましい海底物質を濃縮するステップは、水面上に位置することが好ましい牽引船の背後で、海底に沿って団塊収集装置を牽引することを含むことが好ましい。望ましい海底物質を濃縮するステップは、団塊収集装置が所定経路から逸脱したときを判断することを含むことが好ましい。団塊収集装置が所定経路から逸脱したと判断されたときに、団塊収集装置の方向を変更して団塊収集装置を前記所定経路に戻すことが好ましい。海中操縦車両が、牽引船と団塊収集装置との間に配置され、団塊収集装置の方向を変更するようになっていることが好ましい。
【００２３】
[0023]収集された海底物質を水上船まで運ぶステップは、収集された海底物質を海底又はその付近に位置する少なくとも１つの容器に移すことを含むことが好ましい。この方法は、容器を少なくとも１つのライン部材によって水面まで牽引することをさらに含むことが好ましい。容器を水面まで牽引することは、容器の少なくとも１つの操縦可能要素を用いて容器を案内することを含むことが好ましい。
【００２４】
[0024]海底物質を収集するステップは、好ましくはスラリ形態で、収集された海底物質をリクレーママシンからパイプを介して一時的貯蔵容器へ移すことを含むことが好ましい。収集された海底物質を海底又はその付近に位置する少なくとも１つの容器に移すステップは、収集された海底物質を一時的貯蔵容器から容器へ移すことを含むことが好ましい。
【００２５】
[0025]本発明のさらなる特徴及び利点は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【００２６】
[0026]例示のみの目的で、本発明の好ましい実施形態を以下、添付の図面を参照してより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】海底採鉱システムの斜視図である。
【図２】海底採鉱システムの側面立面図である。
【図３】海底採鉱システムの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
[0030]図１乃至図３は、牽引船５２０によって牽引される操縦車両５１０に接続された団塊収集装置５００を有する海中車両を含む濃縮システム５０を備えた、海底採鉱システム１０を示す。海底採鉱システム１０の所望のスループット要件を達成するために、１つ以上の濃縮システム５０が存在し得る。海底採鉱システム１０はまた、１つ以上のリクレーママシン３００と、バッファ２００の形態の一時的貯蔵容器と水上船１００との間に延びたライン部材１５０に接続された容器４００を備えた機械式運搬システム４０とを備える。
【００２９】
[0031]濃縮システム５０の操縦車両５１０は、牽引ライン５２２を介して牽引船５２０に固定され、団塊収集装置５００は、車両ライン５１２を経由して操縦車両５１０に固定される。牽引船５２０は、ボート、引船、又は船（ship）の形態である。操縦車両５１０は、好ましくは、遠隔操作されるように及び／又は所定のコースに従うようプログラムされるようになっている、遠隔操作牽引車両（Ｒｅｍｏｔｅｌｙ  Ｏｐｅｒａｔｅｄ  Ｔｏｗｅｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）（ＲＯＴＶ）の形態である。
【００３０】
[0032]操縦車両５１０は、団塊収集装置５００の近位かつ牽引船５２０の遠位に配置される。例として、団塊収集装置５００がおよそ５，０００メートルの水深「ｄ」（図２参照）の水中で操作される状況において、牽引船５２０と団塊収集装置５００との間の距離は、８，０００メートルになり得る。その距離上で、操縦車両５１０は、好ましくは、団塊収集装置５００から約２０乃至１００メートルに位置決めされる。
【００３１】
[0033]機械式運搬システム４０は、収集された海底物質を、バッファ２００の入口に接続されたスラリホース３１０の形態のパイプを介してリクレーママシン３００から受け入れる。バッファ２００は、ある量の収集された海底物質を貯蔵し、容器４００が（図１に示すように）近くに位置したときに、海底物質の不連続なパーセル（discrete parcel）を容器４００に移す。ひとたび容器４００が荷積みされると、それぞれのライン部材１５０が容器４００を水面まで牽引し、そこで水上船１００に荷下ろしされる。ライン部材１５０は、水上船１００上に位置するウインチ１１９によって駆動される合成ロープである。容器４００は、操縦可能要素、好ましくは調節可能なフラップを有し、これが、容器４００がライン部材１５０によって牽引されたときにこれを操縦することを可能にして、水中でのラインの絡み合い及び／又は隣接する容器４００同士の衝突を防止する。海底採鉱システム１０全体としての運搬容量を高めるために、図１に示すように、複数の機械式運搬システム４０を一括して多重運搬システム４０を設けることができる。
【００３２】
[0034]使用時、少なくとも１つの濃縮システム５０が、支持部材に固定された複数の団塊収集デバイスを有する団塊収集装置５００を牽引船５２０の背後で牽引することによって海底２０を処理する。団塊収集装置５００は、位置決定デバイスからの位置データを用いて所定経路に従うように団塊収集装置５００の経路を制御する操縦車両５１０によって方向付けされる。
【００３３】
[0035]団塊収集装置５００が海底２０を横切るにときに、団塊収集装置の各団塊収集デバイスがその下側に隣接する海底から団塊を収集し、これらの団塊を複合出口パイプ５１４に伝える。団塊収集装置５００によって処理された海底物質の団塊は、濃縮ウインドロー２２として配置される。団塊収集装置５００が海底２０を横切るときに、位置決定デバイスを用いて航行し、複数の細長いウインドロー２２を作り出し、これは後でリクレーママシン３００によってピックアップされる。
【００３４】
[0036]システムのスループット要件に応じて、１つ以上のリクレーママシン３００が、処理済みの海底２４を横切って処理済み海底物質をウインドロー２２から収集する。リクレーママシン３００は、軟質で粘着性であることが多い海底の泥を他の何らかの形態の船によって牽引されずにそれ自体の動力を用いて横切ることが可能な、軌道車又はアルキメデス・スクリューで推進される車両のどちらかであることが好ましい。リクレーママシン３００は、敏捷に操縦することができるので、リクレーママシン３００は、地形をうまく通り抜けて、ウインドロー２２内に堆積している海底物質を確実に収集することができる。リクレーママシン３００は、各々、バッファ２００からリクレーママシン３００に延びた命綱３１０によって動力供給及び制御される。バッファ２００からの動力及び制御を使用することにより、リクレーママシン３００への命綱は、リクレーママシンが水上船１００からの命綱によって動力供給及び制御される場合に比べてかなり短くなる。リクレーママシン３００から収集された海底物質は次に、スラリ形態で、可撓性のスラリホース３１０を通ってバッファ２００へ運ばれる。
【００３５】
[0037]容器４００は、バッファ２００と水上船１００との間を移動する。容器４００は、バッファ２００に隣接して位置しているときに海底物質の不連続なパーセルで満たされる。ひとたび海底物質がバッファ２００から移されると、容器４００は、水上船１００上のウインチ１１０によって動力供給されるライン部材１５０によって水面まで牽引される。容器がバッファと水上船１００との間を移動しているときに、操縦可能要素がトリムされて、絡まり合い又は衝突を避ける経路に沿って容器を運行させる。ひとたび容器が水面に到達すると、容器は海底物質のパーセルを荷下ろしして、バッファ２００へ向かって送り返される。
【００３６】
[0038]有利には、海底採鉱システム１０は、処理済み海底物質のウインドロー２２を海底上に形成する濃縮段階、ウインドロー２２からバッファ２００へ物質を運ぶリクレーマ段階、及び処理済み海底物質をバッファ２００から水上船１００へ運ぶ運搬段階である、少なくとも３段階の効率的な分離式システムを提供する。３段階を異なる領域で異なる時点に実施することができるので、多くの効率改善が可能になる。
【００３７】
[0039]例えば、濃縮システム５０は、運搬システム４０との絡まり合い又はリクレーママシン３００の邪魔をするリスクなしに、海底の広い領域にわたって稼働してウインドローを作ることができる。例えば、稼働するリクレーママシン３００の数を変更して、異なる地形又は異なる量の海底物質を有する領域において運搬システム４０が常に十分に供給されるようにすることができる。さらに、運搬システム４０において例えば保守又は装置故障に起因する何らかの中断時間があったとしても、濃縮システム５０が海底２０を処理してウインドロー２２にすることを続けること、又はリクレーママシン３００がバッファ２００を満たす作業をすること又は新たな場所に移動することを妨げない。
【００３８】
[0040]海底物質が既に濃縮されてウインドロー２２にされているので、リクレーママシン３００は、濃縮された海底物質を効率的に収集することができる。リクレーママシン３００は、濃縮システム５０の一部ではないので、濃縮システムが作業を終えた領域でも作業することができるので濃縮システムの邪魔をしない。さらに、濃縮システム５０において例えば保守又は装置故障に起因する何らかの中断時間があったとしても、運搬システム４０が海底２０上のウインドロー２２内の以前に処理された海底物質を収集して運び続けることを妨げない。さらに、リクレーママシン３００が例えば新たな場所に移動するために生産を停止しても、バッファ２００及び容器４００は、海底物質を水上船１００に供給し続けることができる。
【００３９】
[0041]機械式運搬システムはまた、エネルギー効率も良く、ライザよりもかなりエネルギー効率が良い。案内される容器４００もまた、このような深さ（例えばおよそ５，０００ｍ）では特に問題になる絡まり合い及び衝突といった機械式運搬システムに付随する多くの問題を克服する。
【００４０】
[0042]従って、海底採鉱システム１０は、貴重な海底物質の発見及び取得のための堅固かつ商業的に有効な方式を提供する。
【００４１】
[0043]図面では、水面と海底との間の距離が比較的近くに描かれているが、これは単に便宜上であり、本発明は、典型的には海底が２，０００ｍを超える、典型的にはおよそ４，０００乃至５，０００ｍの深さである深海用途で用いられることが認識されるであろう。本明細書における海底（seafloor、seabed）、海中などに対する言及は、単に便宜上であり、他の水域、例えば湖の湖底などに等しく適用することができる。
【００４２】
[0044]本明細書において、第１及び第２、左及び右、上及び下などのような形容詞は、単に１つの要素又は動作を別の要素又は動作と区別するために用いることができ、必ずしもそのような実際の関係又は順序を必要としない又は含意しない。文脈が許せば、整数又は構成要素又はステップ（又は同様のもの）に対する言及は、その整数、構成要素、又はステップの１つだけに限定されると解釈すべきものではなく、むしろ１つ以上の、その整数、構成要素、又はステップ等が可能である。
【００４３】
[0045]本発明の種々の実施形態の上記説明は、当業者への説明の目的で提供される。これは網羅的であることも又は開示された単一の実施形態に本発明を限定することも意図しない。上述したように、本発明に対する多数の代替及び変形が上記教示の当業者には明らかとなるであろう。従って、幾つかの代替的な実施形態を具体的に論じてきたが、他の実施形態が当業者には明らかとなり、又は当業者によって比較的容易に開発されるであろう。本発明は、本明細書で論じた本発明の全ての代替、修正、及び変形、並びに上述の発明の思想及び範囲内に入る他の実施形態を包含することが意図される。
【００４４】
[0046]本明細書中、用語「備える」、「備えている」、「含む」、「含んでいる」又は同様の用語は、非排他的な包含を意味することが意図されており、要素の列挙を含む方法、システム又は装置は、これらの要素を単独で含むのではなく、列挙されていない他の要素も適宜含むことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年3月18日(2016.3.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
海底物質を処理する少なくとも１つの濃縮システムと、
処理済み海底物質を収集する少なくとも１つのリクレーママシンと、
前記リクレーママシンによって収集された前記処理済み海底物質を受け入れ、前記処理済み海底物質を水上船まで持ち上げる少なくとも１つの運搬システムと
を備える海底採鉱システムであって、
前記運搬システムは、前記リクレーママシンによって収集された海底物質の不連続なパーセルを運ぶ機械式運搬システムであり、
前記濃縮システム、前記リクレーママシン及び前記運搬システムは互いから分離されるものである、海底採鉱システム。
【請求項２】
前記少なくとも１つの濃縮システムが、処理済み海底物質を海底上に配置するようになっており、前記少なくとも１つのリクレーママシンが、前記海底上に配置された前記処理済み海底物質から前記処理済み海底物質を収集するようになっている、請求項１に記載の海底採鉱システム。
【請求項３】
前記少なくとも１つの濃縮システムが、前記処理済み海底物質を前記海底上にウインドローとして配置するようになっており、
前記少なくとも１つのリクレーママシンが、前記海底上の前記ウインドローから前記処理済み海底物質を収集するようになっている、請求項２に記載の海底採鉱システム。
【請求項４】
前記少なくとも１つの濃縮システムが、海中車両を備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の海底採鉱システム。
【請求項５】
前記海中車両が、水面上に位置する牽引船によって牽引される、請求項４に記載の海底採鉱システム。
【請求項６】
前記海中車両が、前記牽引船によって牽引されるようになっている操縦車両に接続された、海底上に位置する団塊収集装置を備える、請求項５に記載の海底採鉱システム。
【請求項７】
前記海中車両が、前記団塊収集装置の位置を決定するようになっている位置決定デバイスを備える、請求項６に記載の海底採鉱システム。
【請求項８】
前記位置決定デバイスが、前記団塊収集装置の位置情報を前記操縦車両及び／又は前記牽引船に通信する、請求項７に記載の海底採鉱システム。
【請求項９】
前記操縦車両が、前記位置決定デバイスから前記団塊収集装置の位置情報を受信したことに応答して、前記団塊収集装置の方向を変更するようになっている、請求項８に記載の海底採鉱システム。
【請求項１０】
前記団塊収集装置が複数の団塊収集デバイスを備える、請求項６〜９のいずれか一項に記載の海底採鉱システム。
【請求項１１】
前記団塊収集デバイスが支持部材に固定された、請求項１０に記載の海底採鉱システム。
【請求項１２】
各団塊収集デバイスが、その下側に隣接する海底から鉱石団塊を収集し、これらの団塊を出口パイプに伝えるようになっている、請求項１０又は１１に記載の海底採鉱システム。
【請求項１３】
前記団塊収集装置が、各団塊収集デバイスの前記出口パイプから収集された鉱石団塊を受け入れるとともに収集された前記団塊を海底上にウインドローの形態で再堆積させるようになっている複合出口パイプを備える、請求項１２に記載の海底採鉱システム。
【請求項１４】
前記運搬システムが、１つ以上の容器を備える、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の海底採鉱システム。
【請求項１５】
前記容器が、少なくとも部分的に海底と水面との間に延びた少なくとも１つのライン部材に接続された、請求項１４に記載の海底採鉱システム。
【請求項１６】
前記ライン部材がウインチによって駆動される、請求項１５に記載の海底採鉱システム。
【請求項１７】
前記ライン部材の少なくとも実質的な部分が合成ロープである、請求項１５又は１６に記載の海底採鉱システム。
【請求項１８】
各容器が、前記容器が水中で牽引されるときにこれを操縦することを可能にする操縦可能要素を有する、請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の海底採鉱システム。
【請求項１９】
前記操縦可能要素が、前記操縦可能要素を能動的にトリムすることによって、前記容器を経路に沿って案内するように制御される、請求項１８に記載の海底採鉱システム。
【請求項２０】
前記容器が、位置決定システムを備える、請求項１４〜１９のいずれか一項に記載の海底採鉱システム。
【請求項２１】
前記少なくとも１つのリクレーママシンが、前記処理済み海底物質の上で海底上を駆動する海底車両を備える、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の海底採鉱システム。
【請求項２２】
前記リクレーママシンが、海底から有意な割合の未処理の海底物質を収集することなく海底上の処理済み物質のウインドローを収集するようになっている、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の海底採鉱システム。
【請求項２３】
前記少なくとも１つのリクレーママシンと前記少なくとも１つの運搬システムとの間に位置する一時的貯蔵容器をさらに備える、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の海底採鉱システム。
【請求項２４】
前記少なくとも１つのリクレーママシンが、前記処理済み海底物質をスラリ形態で一時的貯蔵容器に液圧で送り込むためのポンプを備える、請求項２３に記載の海底採鉱システム。
【請求項２５】
前記一時的貯蔵容器が、海底の上方に吊り下げられたバッファである、請求項２３又は２４に記載の海底採鉱システム。
【請求項２６】
前記バッファが、前記リクレーママシンからスラリホースを介して前記処理済み海底物質を受け入れる、請求項２５に記載の海底採鉱システム。
【請求項２７】
前記バッファが、集めた前記海底物質をさらに処理する、請求項２５又は２６に記載の海底採鉱システム。
【請求項２８】
前記一時的貯蔵容器が、集めた前記海底物質を前記運搬システムの容器に移すように構成された、請求項２３〜２７のいずれか一項に記載の海底採鉱システム。
【請求項２９】
前記運搬システムの前記容器が、前記一時的貯蔵容器まで移動し、前記一時的貯蔵容器から海底物質の不連続なパーセルが荷積みされ、前記容器は次に、前記海底物質の不連続なパーセルを前記一時的貯蔵容器から水面に向かって運ぶ、請求項２８に記載の海底採鉱システム。
【請求項３０】
濃縮システムによって海底物質を処理することによって望ましい海底物質を濃縮するステップと、
処理済み海底物質を、前記濃縮システムから分離されるリクレーママシンで収集するステップと、
前記リクレーママシンによって収集された海底物質の不連続なパーセルを水上船まで運ぶ、前記リクレーママシンから分離される機械式運搬システムを用いて、前記収集された海底物質を前記水上船まで運ぶステップと
を含む、海底を採鉱する方法。
【請求項３１】
前記望ましい海底物質を濃縮するステップが、牽引船の背後で団塊収集装置を牽引することを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記牽引船が、水面上に位置し、前記団塊収集装置を海底に沿って牽引する、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
海中操縦車両が、前記牽引船と前記団塊収集装置との間に配置され、前記団塊収集装置の方向を変更するようになっている、請求項３１又は３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記望ましい海底物質を濃縮するステップが、団塊収集装置が所定経路から逸脱したときを判断することを含む、請求項３０〜３３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３５】
前記団塊収集装置が所定経路から逸脱したと判断されたときに、前記団塊収集装置の方向を変更して前記団塊収集装置を前記所定経路に戻す、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記収集された海底物質を水上船まで運ぶステップが、収集された海底物質を海底又はその付近に位置する少なくとも１つの容器に移すことを含む、請求項３０〜３５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３７】
前記容器を少なくとも１つのライン部材によって水面まで牽引するステップをさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記容器を水面まで牽引するステップが、前記容器の少なくとも１つの操縦可能要素を用いて前記容器を案内することを含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記海底物質を収集するステップが、スラリ形態で、前記収集された海底物質を前記リクレーママシンからパイプを介して一時的貯蔵容器へ移すことを含む、請求項３６〜３８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４０】
前記収集された海底物質を海底又はその付近に位置する少なくとも１つの容器に移すステップが、収集された海底物質を前記一時的貯蔵容器から前記容器へ移すことを含む、請求項３９に記載の方法。
【国際調査報告】
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