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JPH068596B2 - Magnetic agglomerator - Google Patents
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JPH068596B2 - Magnetic agglomerator - Google Patents

Magnetic agglomerator

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JPH068596B2
JPH068596B2 JP25435388A JP25435388A JPH068596B2 JP H068596 B2 JPH068596 B2 JP H068596B2 JP 25435388 A JP25435388 A JP 25435388A JP 25435388 A JP25435388 A JP 25435388A JP H068596 B2 JPH068596 B2 JP H068596B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、例えばマンガン等の磁性粒塊を磁力を利用し
て採取する磁性粒塊採取装置に関し、特に、海底に存在
するいわゆるマンガン団塊を採取するに好適な磁性粒塊
採取装置の改良に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a magnetic agglomerate collecting apparatus for collecting magnetic agglomerates of manganese or the like by using magnetic force, and particularly to a so-called manganese nodule existing on the seabed. The present invention relates to an improvement of a magnetic agglomerate collecting apparatus suitable for collecting.

[従来の技術] マンガン団塊とは、太平洋、大西洋、インド洋等の非常
に軟らかな深海底堆積層の表面上に半ば埋没し、あたか
も玉砂利を敷きつめたように賦存する、1〜10cmの大
きさを持つ、偏平円板状、あるいは、非定形球形状の黒
褐色の塊である。このマンガン団塊は、マンガンを主成
分とし、ニッケル、銅、コバルト等の各種有用金属を豊
富に含有している。そのため、近年では、資源ナショナ
リズムの高揚、資源の枯掲傾向を背景とし、各国による
探査、採鉱技術開発が積極的に行われている。
[Prior Art] Manganese nodules are 1 to 10 cm in size, which are half-buried on the surface of a very soft deep-sea sedimentary layer such as the Pacific Ocean, Atlantic Ocean, Indian Ocean, etc. It is a flat disk-shaped or irregular spherical spherical dark brown mass. This manganese nodule is mainly composed of manganese, and is rich in various useful metals such as nickel, copper and cobalt. Therefore, in recent years, exploration and mining technology development are being actively carried out by each country against the backdrop of the rise of resource nationalism and the tendency of resources to dry up.

従来、このようなマンガン団塊の採取方法としては、例
えばエアーポンプやその他の各種ポンプを利用し、海底
に存在するマンガン団塊を吸い込み、洋上の船に汲み上
げる方法が提案されている。
Heretofore, as a method for collecting such manganese nodules, a method has been proposed in which, for example, an air pump or other various pumps are used to suck in the manganese nodules existing on the sea floor and pump them up to a ship at sea.

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、上記の従来技術に於いては、ポンプによ
って海底のマンガン団塊を汲み上げる際、同時に、多量
の海底堆積物をも汲み上げるため、上記汲み上げられた
海底堆積物の処理に伴う海洋汚染が生じ、また、洋上の
船から海底まで、約4km程度の配管が必要なり、海底の
マンガン団塊と共に大量の海底堆積物を汲み上げるため
のポンプの配管の接続、あるいはそれらの寿命等、実用
に際して解決されなければならない問題点が数多く残っ
ている。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above-mentioned prior art, when pumping the manganese nodules on the seabed at the same time, a large amount of the seabed deposits are pumped up at the same time. Marine pollution occurs due to the treatment of seawater, and about 4 km of piping is required from the offshore ship to the seabed. The connection of pump piping for pumping a large amount of seabed sediment along with manganese nodules on the seabed, or those There are many problems that must be solved in practical use, such as life span.

そこで、本発明は、上記の従来技術における問題点に鑑
み、海底堆積物の処理に伴う海洋汚染を生じず、マンガ
ン団塊だけを効率よく採取でき、また、採取すべきマン
ガン団塊の成分が変わっても確実に採取することの可能
な、極めて実用的かつ効率的な磁性粒塊採取装置を提供
することにある。
Therefore, in view of the above-mentioned problems in the prior art, the present invention does not cause marine pollution associated with the treatment of marine sediments, can efficiently collect only manganese nodules, and the components of the manganese nodules to be collected are changed. Another object of the present invention is to provide an extremely practical and efficient magnetic particle agglomerate device that can also reliably collect magnetic agglomerates.

[問題を解決するための手段] すなわち、上記本発明の目的は、回転可能に支持された
円筒形の鉄心の外周に複数の電磁石を配置し、上記電磁
石によって発生される磁力によって磁性粒塊を採取する
磁性粒塊採取装置において、上記複数の電磁石の外周を
外壁で覆い、さらに、上記外壁の外周には、少なくとも
その一部に磁性体を含む鞭毛手段を形成したことを特徴
とする磁性粒塊採取装置によって達成される。
[Means for Solving the Problem] That is, an object of the present invention is to dispose a plurality of electromagnets on the outer circumference of a rotatably supported cylindrical iron core, and to generate a magnetic particle mass by the magnetic force generated by the electromagnet. In the magnetic particle agglomerate device for sampling, the outer periphery of the plurality of electromagnets is covered with an outer wall, and the outer periphery of the outer wall is formed with flagella means containing a magnetic substance at least in part thereof. Achieved by a lump collector.

[作用] 上記の磁性粒塊採取装置によれば、約5〜40%の鉄
(Fe)成分を含む上記マンガン団塊は、上記電磁石に
よって選択的に採取することが出来ると共に、上記円筒
形鉄心の外周に吸着されたマンガン団塊は、たとえその
鉄(Fe)成分の含有量が少なくその吸着力が小さくて
も、外壁の外周に形成された磁性体を含む鞭毛手段の働
きにより、上記マンガン団塊を包み込んでその接触面積
を大きくすると共に、上記マンガン団塊と上記電磁石間
のギャップを小さくし、確実にマンガン団塊を吸着して
採取することが可能となる。
[Operation] According to the magnetic agglomerate collecting apparatus, the manganese nodule containing about 5 to 40% of iron (Fe) component can be selectively collected by the electromagnet and the cylindrical iron core Even if the manganese nodule adsorbed on the outer periphery has a small iron (Fe) component content and a small adsorption force, the manganese nodule is formed by the action of the flagella including the magnetic substance formed on the outer periphery of the outer wall. It becomes possible to enclose and increase the contact area, and also to reduce the gap between the manganese nodules and the electromagnets so that the manganese nodules can be reliably adsorbed and collected.

[実施例] 以下、本発明の実施例について、添付の図面を参照しな
がら説明する。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

第1図において、本発明になる磁性粒塊採取装置は、例
えば鉄等の強磁性体により形成された円筒形の鉄心(継
鉄)10を有し、その外周面には複数の電磁石11、1
1が同心円上に配列されている。また、この円筒形の鉄
心10の円筒内部には、図にも示されるように、略十文
字の支持フレーム12が取り付けられ、その中央部には
回転軸が挿入される穴13が形成されており、もって、
上記鉄心10を回転可能に支持している。すなわち、第
1図中に矢印で示すように、マンガン団塊15が表面上
に賦存する海底表面16を回転しながら移動する。
In FIG. 1, a magnetic particle collecting apparatus according to the present invention has a cylindrical iron core (yoke) 10 formed of a ferromagnetic material such as iron, and a plurality of electromagnets 11 on its outer peripheral surface. 1
1s are arranged concentrically. In addition, as shown in the drawing, a support frame 12 of a cross shape is attached to the inside of the cylinder of the cylindrical iron core 10, and a hole 13 into which a rotary shaft is inserted is formed in the center thereof. So,
The iron core 10 is rotatably supported. That is, as shown by the arrow in FIG. 1, the manganese nodules 15 move while rotating the seabed surface 16 existing on the surface.

また、図において、符号17はマンガン団塊掘り起し機
であり、例えば田起こし等に使用する略「く」の字形状
の刃付き回転機であり、海底の地表に堆積物に埋もれて
存在するマンガン団塊15を掘り起こし、採取しやすい
状態にする働きをする。また、同図中、符号18は、本
発明になる磁性粒塊採取装置によって選択・採取された
マンガン団塊15を収容する受け皿であり、上記電磁石
11、11の表面に接する様に配置されている。
Further, in the figure, reference numeral 17 is a manganese nodule digging machine, for example, a rotary machine with a blade having a substantially "<" shape used for raising rice fields, etc., which is buried in sediment on the surface of the seabed. It excavates the manganese nodules 15 and makes them easy to collect. Further, in the figure, reference numeral 18 is a saucer for accommodating the manganese nodules 15 selected and collected by the magnetic particle agglomerating device according to the present invention, and is arranged so as to be in contact with the surfaces of the electromagnets 11, 11. .

上記磁性粒塊採取装置について更に詳細に説明すると、
上記円筒形鉄心10の外周に同心円上に配列された複数
の電磁石11、11の外周表面上には、例えばアルミニ
ウム等の非磁性材の薄い外壁19が被覆されており、さ
らに本発明によれば、上記外壁19の外周表面には、そ
の全面に亘って、例えばシリコンゴム等の可撓性の材料
によって鞭毛20が植え込まれている。この鞭毛20の
詳細な構造は、第3図(a)にも示すように、端分が閉
じられた環状の弾性体21の内部に磁性流体22が充填
されたものである。この磁性流体22は、例えば鉄(F
e)等の強磁性材料を微粒子として含む油等の液体であ
り、磁界に発生に伴って磁力線の方向に移動する性質を
備えている。また、この鞭毛20の構造は必ずしも上記
の様な中空の環状体21に磁性流体22を充填したもの
に限られず、第3図(b)及び(c)にも示すように、
例えば鉄粉等の磁性体微粉を含有した弾性体であるゴム
を上記のような鞭毛20の形状に整形したもの、あるい
は、スポンジ等の弾性体に磁性体微粉を含有して鞭毛2
0の形状に整形したものであってもよい。これらの図
中、符号23は上記磁性体微粉を、そして、符号24は
スポンジの内部に形成されている空隙を示している。
To explain the magnetic agglomerate collecting device in more detail,
On the outer peripheral surface of the plurality of electromagnets 11, 11 arranged concentrically on the outer periphery of the cylindrical iron core 10, a thin outer wall 19 of a non-magnetic material such as aluminum is coated, and further according to the present invention. On the outer peripheral surface of the outer wall 19, flagella 20 is implanted over the entire surface by a flexible material such as silicon rubber. As shown in FIG. 3 (a), the detailed structure of the flagella 20 is such that the magnetic fluid 22 is filled inside the annular elastic body 21 whose ends are closed. This magnetic fluid 22 is, for example, iron (F
It is a liquid such as oil containing a ferromagnetic material such as e) as fine particles, and has a property of moving in the direction of magnetic force lines when a magnetic field is generated. Further, the structure of the flagella 20 is not limited to the hollow annular body 21 filled with the magnetic fluid 22 as described above, and as shown in FIGS. 3B and 3C,
For example, rubber which is an elastic body containing fine magnetic powder such as iron powder is shaped into the shape of the flagella 20 as described above, or flagella 2 containing fine magnetic powder in an elastic body such as sponge 2
It may be shaped into a zero shape. In these drawings, reference numeral 23 indicates the magnetic fine powder, and reference numeral 24 indicates a void formed inside the sponge.

第2図には、上記磁性粒塊採取装置の鉄心10、その外
周面に配列した複数の電磁石11、11、外壁19、さ
らに、可撓性の磁性鞭毛20の詳細が示されている。す
なわち、上記鉄心10の表面上には上記電磁石11、1
1を構成する略「I」の字形状の主磁気回路用鉄心2
5、25が複数配列され、この鉄心25、25の周囲上
にはコイル26、26が、隣接する、電磁石11、11
の極性がお互いに反対になるように巻装されている。ま
た、上記電磁石11、11の外周に設けられた外壁19
の上には可撓性の鞭毛20がその表面を覆うように植え
付けられている様子が示されている。
FIG. 2 shows details of the iron core 10 of the above-mentioned magnetic particle collecting device, a plurality of electromagnets 11 and 11 arranged on the outer peripheral surface thereof, the outer wall 19, and the flexible magnetic flagella 20. That is, the electromagnets 11, 1 are provided on the surface of the iron core 10.
"I" -shaped iron core for main magnetic circuit 2 which constitutes 1
5, 25 are arranged in a plurality, and coils 26, 26 are arranged on the periphery of the iron cores 25, 25 so as to be adjacent to each other.
They are wound so that their polarities are opposite to each other. In addition, an outer wall 19 provided on the outer circumference of the electromagnets 11, 11
A flexible flagella 20 is shown on the upper part of the plant so as to cover the surface thereof.

以上に述べた磁性粒塊採取装置の動作について以下に説
明する。先ず、第1図に示すように、マンガン団塊掘り
起し機17によって海底の堆積層表面16に掘り起こさ
れたマンガン団塊15は、上記電磁石11、11によっ
て発生される磁力によって円筒形の上記磁性粒塊採取装
置の周囲に吸引される。この時、円管状に配置された上
記電磁石11、11の内、図中に一点鎖線Aで示す範囲
の電磁石11、11(すなわち、図中の電磁石11、1
1の左半分)のコイル26、26は通電されているもの
の、他方、図中に一点鎖線Bで示す範囲の電磁石11、
11(右半分)のコイル26、26は通電されていな
い。そして、上記磁性粒塊採取装置の回転に伴い、これ
ら電磁石11、11のコイル26、26の通電状態も制
御され、常に、一点鎖線Aで示す範囲(左半分)の電磁
石11、11が磁力を発生し、一点鎖線Bで示す範囲
(右半分)の電磁石11、11はその磁力を発生しない
ように制御されている。
The operation of the magnetic agglomerate sampling apparatus described above will be described below. First, as shown in FIG. 1, the manganese nodules 15 excavated on the surface 16 of the sedimentary layer on the seabed by the manganese nodule digging machine 17 are formed by the magnetic force generated by the electromagnets 11, 11 to cause the cylindrical magnetic particles to move. Aspirated around the lump collector. At this time, among the electromagnets 11, 11 arranged in a tubular shape, the electromagnets 11, 11 in the range shown by the alternate long and short dash line A in the figure (that is, the electromagnets 11, 1 in the figure)
Although the coils 26, 26 of the left half of 1) are energized, on the other hand, the electromagnets 11 in the range shown by the chain line B in the figure,
The eleventh (right half) coils 26, 26 are not energized. With the rotation of the magnetic particle agglomerating device, the energization states of the coils 26, 26 of the electromagnets 11, 11 are also controlled, and the electromagnets 11, 11 in the range (left half) indicated by the alternate long and short dash line A always generate magnetic force. The electromagnets 11 and 11 in the range (right half) indicated by the alternate long and short dash line B are controlled so as not to generate the magnetic force.

その後、掘り起こされたマンガン団塊15は、第1図に
も示すように、上記磁性粒塊採取装置の回転に伴い、そ
の一点鎖線Aで示す範囲(左半分)の電磁石11、11
によって吸引される。また、第4図(a)には、このマ
ンガン団塊15が電磁石11、11によって吸引させた
状態が示されている。この図にも示されるように、マン
ガン団塊15が電磁石11、11によって吸引される
と、上記可撓性の鞭毛20はその磁性により上記マンガ
ン団塊15の周囲を取り囲み、これを包み込んでその接
触面積を大きくする。また、同時に、上記マンガン団塊
15と上記電磁石間のギャップを小さくする。この様な
上記可撓性鞭毛20の働きにより、上記マンガン団塊1
5の鉄(Fe)成分の含有量が変化しても確実にマンガ
ン団塊15を吸着して採取することが可能となる。ま
た、図中には上記電磁石11、11によって発生される
磁力の状態が破線による磁力線φで示されている。
Thereafter, as shown in FIG. 1, the dug up manganese nodules 15 are electromagnets 11, 11 in the range (left half) indicated by the one-dot chain line A with the rotation of the magnetic agglomerate collecting apparatus.
Sucked by. Further, FIG. 4A shows a state in which the manganese nodule 15 is attracted by the electromagnets 11, 11. As also shown in this figure, when the manganese nodules 15 are attracted by the electromagnets 11, 11, the flexible flagella 20 surrounds the manganese nodules 15 due to their magnetism and wraps them around to make their contact area. To increase. At the same time, the gap between the manganese nodule 15 and the electromagnet is reduced. Due to the function of the flexible flagella 20 as described above, the manganese nodule 1 is obtained.
Even if the content of the iron (Fe) component of No. 5 changes, the manganese nodule 15 can be surely adsorbed and collected. Further, in the figure, the state of the magnetic force generated by the electromagnets 11, 11 is indicated by a magnetic force line φ indicated by a broken line.

また、上記磁性粒塊採取装置の一点鎖線Bで示す範囲
(右半分)では、第4図(b)に示すように、上記電磁
石11、11は磁力を発生しないことから、上記マンガ
ン団塊15を吸引せず、また、上記可撓性鞭毛20の一
部の凹みが元に戻り、上記マンガン団塊15はこの可撓
性鞭毛20の先端部に載ることとなる。そのため、第1
図にも示すように、上記可撓性鞭毛20の表面のマンガ
ン団塊15は容易に剥離され、受け皿18の中に収容さ
れ、マンガン団塊15だけが上記受け皿18の中に採取
されることとなる。
In the range (right half) indicated by the alternate long and short dash line B of the magnetic particle agglomerating device, as shown in FIG. 4 (b), the electromagnets 11, 11 do not generate magnetic force, so the manganese nodules 15 are The suction is not performed, and a part of the depression of the flexible flagella 20 is returned to the original state, and the manganese nodule 15 is placed on the tip portion of the flexible flagella 20. Therefore, the first
As also shown in the figure, the manganese nodules 15 on the surface of the flexible flagella 20 are easily peeled off and stored in the saucer 18, and only the manganese nodules 15 are collected in the saucer 18. .

[発明の効果] 以上の発明からも明らかなように、本発明によれば、従
来技術のように海底堆積物の処理に伴う海洋汚染を伴わ
ず、マンガン団塊だけを効率よく採取でき、かつ、採取
すべきマンガン団塊の成分が変わっても確実に採取する
ことの可能な、極めて実用的かつ効率に勝れた磁性粒塊
採取装置を提供することが出来るという優れた効果を発
揮する。
[Effects of the Invention] As is clear from the above invention, according to the present invention, only manganese nodules can be efficiently collected without the marine pollution associated with the treatment of marine sediments as in the prior art, and An excellent effect of being able to provide an extremely practical and highly efficient magnetic particle agglomerate device that can surely collect even if the composition of the manganese nodule to be collected changes.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明になる磁性粒塊採取装置を示す断面図で
あり、第2図は上記磁性粒塊採取装置の一部の詳細を示
す部分拡大断面図であり、第3図(a)、(b)及び
(c)は上記磁性粒塊採取装置の鞭毛の詳細を説明する
一部拡大断面図であり、そして、第4図(a)及び
(b)は上記磁性粒塊採取装置の動作を説明するための
動作説明図である。 10…鉄心(継鉄) 11…電磁石 12…支持フレー
ム 13…穴 15…マンガン団塊 16…海底表面
17…マンガン団塊掘り起し機 18…受け皿 19…
外壁 20…可撓性鞭毛 21…環状弾性体 22…磁
性流体 23…磁性体微粉 25…主磁気回路用鉄心
26…コイル
FIG. 1 is a sectional view showing a magnetic agglomerate collecting apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a partially enlarged sectional view showing details of a part of the magnetic agglomerate collecting apparatus, and FIG. 3 (a). , (B) and (c) are partially enlarged cross-sectional views for explaining details of flagella of the magnetic agglomerate collecting apparatus, and FIGS. 4 (a) and 4 (b) show the magnetic agglomerate collecting apparatus. It is an operation explanatory view for explaining operation. 10 ... Iron core (yoke) 11 ... Electromagnet 12 ... Support frame 13 ... Hole 15 ... Manganese nodule 16 ... Submarine surface
17 ... Manganese nodule digging machine 18 ... Saucepan 19 ...
Outer wall 20 ... Flexible flagella 21 ... Annular elastic body 22 ... Magnetic fluid 23 ... Magnetic fine powder 25 ... Iron core for main magnetic circuit
26 ... Coil

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】回転可能に支持された円筒形の鉄心の外周
に複数の電磁石を配置し、上記電磁石によって発生され
る磁力によって磁性粒塊を採取する磁性粒塊採取装置に
おいて、上記複数の電磁石の外周を外壁で覆い、さら
に、上記外壁の外周には、少なくともその一部に磁性体
を含む鞭毛手段を形成したことを特徴とする磁性粒塊採
取装置。
1. A magnetic particle agglomerating device in which a plurality of electromagnets are arranged on the outer periphery of a rotatably supported cylindrical iron core, and magnetic agglomerates are sampled by the magnetic force generated by the electromagnets. An outer wall is covered with an outer wall, and flagella means including a magnetic material is formed on at least a part of the outer wall of the outer wall.
JP25435388A 1988-10-08 1988-10-08 Magnetic agglomerator Expired - Fee Related JPH068596B2 (en)

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