JPH068596B2

JPH068596B2 - 磁性粒塊採取装置

Info

Publication number: JPH068596B2
Application number: JP25435388A
Authority: JP
Inventors: 邦明三浦; 真哉木村
Original assignee: Sukegawa Electric Co Ltd
Current assignee: Sukegawa Electric Co Ltd
Priority date: 1988-10-08
Filing date: 1988-10-08
Publication date: 1994-02-02
Anticipated expiration: 2009-02-02
Also published as: JPH02101289A

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。

［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。

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。

［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。

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。

［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。

［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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

【図面の簡単な説明】

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

Claims

【特許請求の範囲】

【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。