JP2002257267A - Structure of marine hose - Google Patents
Structure of marine hoseInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、流体を輸送する
マリンホースの構造に係わり、更に詳しくは繊維補強コ
ード層の繊維コードにかかる応力を均等にして、積層数
を減らしながら破壊圧力を向上させたマリンホースの構
造に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of a marine hose for transporting a fluid, and more particularly, to equalizing the stress applied to the fiber cords of a fiber reinforced cord layer and improving the breaking pressure while reducing the number of layers. It relates to the structure of a marine hose.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、陸上の設置された原油等を貯蓄す
るオイルタンクと、海上に停泊するオイルタンカーとを
結んで原油等のオイルを輸送するマリンホースは、その
最内層に配設されたゴムチューブ層上に、ゴム被覆され
た各繊維コードが互いに交差するように巻回された複数
層の繊維補強コード層と、ホースの長手方向にスパイラ
ル状に巻回したスチールワイヤー層と、この外側に複数
層の前記と同様な繊維補強コード層とを順次積層させて
本体耐圧コード層を形成し、最外層にカバーゴム層を被
覆して構成されている。2. Description of the Related Art Conventionally, a marine hose for transporting oil such as crude oil by connecting an oil tank installed on land to store oil and the like and an oil tanker anchored at sea has been disposed in the innermost layer thereof. the rubber tube layer, and a plurality of layers fibrous reinforcing cord layer of each fiber cord is wound so as to intersect each other rubber-coated, and steel wire layers wound spirally in the longitudinal direction of the hose, the outer A plurality of the same fiber-reinforced cord layers as described above are sequentially laminated to form a main body pressure-resistant cord layer, and the outermost layer is covered with a cover rubber layer.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、スチールワ
イヤー層の内側に配設される繊維補強コード層は、マリ
ンホースの軸方向の内圧力に対する耐圧層として機能
し、またスチールワイヤー層は、マリンホースの円周方
向の内圧力に対する耐圧層として機能し、従って、その
コードの配向角度は各層の機能により設定する必要があ
るが、従来のマリンホースでは、例えば、繊維補強コー
ド層の場合、37°や40°に固定され、全て均一の構
造をなしていた。[SUMMARY OF THE INVENTION Incidentally, the fiber reinforcing cord layer disposed on the inner side of the steel wire layer functions as a voltage-blocking layer with respect to the axial direction of the inner pressure of the marine hose and steel wire layer, the marine hose function as the withstand voltage layer to the circumferential direction of the inner pressure, thus, although the orientation angle of the code should be set by the function of each layer, the conventional marine hose, for example, in the case of the fiber reinforcing cord layer, 37 ° Or 40 °, all of which had a uniform structure.
【0004】また、繊維補強コード層の繊維コードの配
向角度を、55°以上に設定した場合、軸方向の応力を
受け持つために繊維補強コード層のプライ数が多くな
り、また繊維コードの配向角度を、35°よりも小さく
すると、周方向の応力を受け持つためのプライ数を増加
する必要があり好ましくない。また、スチールワイヤー
層は、上記のように円周方向の内圧力に対する耐圧層で
あることから、そのコードの配向角度は最大90°まで
許容できるが、コード角度を70°よりも小さくすると
プライ数を増加する必要があり好ましくない。Further, the orientation angle of the fiber cords of the fiber reinforcing cord layer, when set to more than 55 °, becomes large number plies of fibrous reinforcing cord layer to charge of axial stress, also the orientation angle of the fiber cord If is smaller than 35 °, it is necessary to increase the number of plies for covering the circumferential stress, which is not preferable. Further, since the steel wire layer is a pressure-resistant layer against the internal pressure in the circumferential direction as described above, the orientation angle of the cord can be allowed up to 90 °, but if the cord angle is smaller than 70 °, the number of plies is reduced. Must be increased, which is not preferable.
【0005】更に、繊維補強コードは、上記のような配
向角度で均一に撚り合わされているために、内管を通過
する流体の圧力により繊維コードの応力は層毎にバラツ
キが生じ、特にスチールワイヤー層間や、その近傍に位
置する繊維補強コード層は、コードの配向角度の違い
や、均一な配向角度であることから、張力にバラツキが
生じて繊維補強層の破壊強度が低下すると言う問題があ
った。Further, since the fiber reinforced cord is uniformly twisted at the above-mentioned orientation angle, the stress of the fiber cord varies from layer to layer due to the pressure of the fluid passing through the inner pipe, and particularly, steel wire is used. The fiber reinforced cord layer located between the layers or in the vicinity thereof has a problem that the difference in the orientation angle of the cords and the uniform orientation angle cause variations in the tension, thereby lowering the breaking strength of the fiber reinforced layer. Was.
【0006】この発明の目的は、繊維コード層の各層毎
の繊維コードにかかる力を均等にすることで、少なくと
も同じ層数以下で破壊強度を向上させたマリンホースの
構造を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a marine hose structure in which the breaking strength is improved with at least the same number of layers by equalizing the forces applied to the fiber cords of the respective fiber cord layers. .
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成するため、スチールワイヤー層に最も近接する繊維補
強コード層の繊維コードの配向角度を、35°以上〜5
5°未満の範囲に設定すると共に、層毎に変化させて構
成したことを要旨とするものである。According to the present invention, in order to achieve the above object, the orientation angle of the fiber cord of the fiber reinforced cord layer closest to the steel wire layer is set to 35 ° or more to 5 ° or more.
The gist is that the angle is set to a range of less than 5 ° and is changed for each layer.
【0008】また、前記層毎に変化させる配向角度を、
0°以上〜4°未満の範囲とし、変化させる層が、複数
層毎であることを要旨とするものである。In addition, the orientation angle to be changed for each layer is as follows:
The gist is that the angle is in the range of 0 ° or more and less than 4 °, and the number of layers to be changed is every plural layers.
【0009】この発明は、上記のように構成され、スチ
ールワイヤーに最も近接する繊維コード層の繊維コード
の配向角度を35°以上〜55°未満の範囲に設定し、
その繊維コードの外側に配設する繊維コードの配向角度
を、各層毎、または2層毎に0°〜4°変化させて積層
することで、各層毎の繊維コードにかかる力を均等に
し、少なくとも同じ層数以下で破壊強度を向上させるこ
とが出来るものである。The present invention is configured as described above, and sets the orientation angle of the fiber cord of the fiber cord layer closest to the steel wire to a range of 35 ° or more to less than 55 °,
The orientation angle of the fiber cords arranged outside of the fiber cord, the layers each, or at 0 ° to 4 ° varied laminating it every two layers, and equalize the forces on the fiber cord each of the layers, at least With the same number of layers or less, the breaking strength can be improved.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づき、この発
明の実施形態を説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【0011】図1は、この発明を実施したマリンホース
の繊維コードの配向状態を示す正面図、図2は図1のX
部の拡大図、図3は図2のA−A矢視拡大断面図を示
し、前記マリンホースは、ホース本体部1の両端に取付
けフランジ2a,2bを一体的に設けてある。FIG. 1 is a front view showing the orientation of fiber cords of a marine hose embodying the present invention, and FIG.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2, and the marine hose has mounting flanges 2a and 2b integrally provided at both ends of a hose body 1.
【0012】前記ホース本体部1は、最内層に配設され
たゴムチューブ層3上に、ポリエステルコード等のゴム
被覆された繊維コード4a〜4dを互いに交差するよう
に巻回した複数層(この実施形態では4層であるが、2
層〜10層にすることも可能である)の繊維補強コード
層5と、ホース本体部1の長手方向にスパイラル状に巻
回したスチールワイヤー層6と、この外側にゴム被覆さ
れた繊維コード7a〜7cを互いに交差するように巻回
した複数層(この実施形態では3層であるが、2層〜1
0層にすることも可能である)の繊維補強コード層8と
を順次積層させて本体耐圧コード層9を形成し、最外層
にはカバーゴム層10を被覆して構成してある。The hose main body 1 has a plurality of layers (a plurality of layers) formed by winding fiber cords 4a to 4d coated with rubber such as polyester cord on a rubber tube layer 3 provided at the innermost layer so as to cross each other. it is a four-layer in the embodiment, but 2
Layer to 10 layers), a steel wire layer 6 spirally wound in the longitudinal direction of the hose body 1, and a fiber cord 7a rubber-coated on the outside. To 7c wound so as to cross each other (three layers in this embodiment, but two to one layers).
And a fiber reinforced cord layer 8 are sequentially laminated to form a main body pressure-resistant cord layer 9, and the outermost layer is covered with a cover rubber layer 10.
【0013】この発明の実施形態では、前記スチールワ
イヤー層6に最も近接する繊維コード層5の繊維コード
4d,7aの配向角度αを35°以上〜55°未満の範
囲、好ましくは35°以上〜47°未満の範囲に設定し
てある。なお、この配向角度αが35°以上〜55°未
満の範囲は、繊維コードの疲労や伸び等を考慮して設定
したものである。In the embodiment of the present invention, the orientation angle α of the fiber cords 4d and 7a of the fiber cord layer 5 closest to the steel wire layer 6 is in the range of 35 ° or more and less than 55 °, preferably 35 ° or more. It is set in a range of less than 47 °. The range where the orientation angle α is 35 ° or more and less than 55 ° is set in consideration of the fatigue and elongation of the fiber cord.
【0014】また、前記配向角度αを35°以上〜55
°未満の範囲に設定した繊維コード4d,7aの内外の
外側に配設する繊維コード4a〜4c及び7b,7cの
配向角度を、各層毎、好ましくは複数層毎に0°〜4°
変化させて積層する。Further, the orientation angle α is 35 ° or more and 55 ° or more.
Fiber cord 4d set in a range of less than °, fiber cords 4a~4c and 7b is disposed outside of the internal and external 7a, the orientation angle of 7c, each layer each, preferably 0 ° to 4 ° for each of a plurality layers
Change and stack.
【0015】このように構成することで、各層毎の繊維
コードにかかる力を均等にし、少なくとも同じ層数以下
で破壊強度を向上させることが出来るものである。[0015] With this configuration, by equalizing the force applied to fiber cords each of the layers, in which it is possible to improve the fracture strength below least the same layer number.
【0016】以上のように構成することで、内管内を通
過する流体Wの圧力により、層毎にバラツキが生じるこ
とはなく、繊維補強コード層5の各繊維コード4a〜4
d及び繊維補強コード層8の各7a〜7cにかかる応力
を均等にすることができ、少なくとも同じ層数以下で破
壊強度を向上させることが出来る。With the above-described structure, the pressure of the fluid W passing through the inner pipe does not cause a variation in each layer, and the fiber cords 4a to 4a of the fiber reinforced cord layer 5 do not vary.
The stress applied to each of the d and the fiber reinforcement cord layer 7a to 7c can be equalized, and the breaking strength can be improved with at least the same number of layers or less.
【0017】以下の表1は、この発明の実施形態にかか
るマリンホースと従来のマリンホースとの各層毎におけ
る張力(N)と編組角(°)とを比較したもので、今回
の比較実験は、FEM解析方法により行い、FEM解析
方法は耐圧試験方法の『OCIMF(Oil Companies Int
ernational Marine Forum)規格』の水圧試験と同条件で
実施した。 (a).FEM解析方法 FEM解析方法は、任意の軸より360度回転した断面
が同一の軸対象モデルを作成し、この軸対象モデルの断
面(二次元)を使用して三次元のモデルを解析する方法
である。Table 1 below shows a comparison between the tension (N) and the braid angle (°) of each layer of the marine hose according to the embodiment of the present invention and the conventional marine hose. , FEM analysis method, and the FEM analysis method is “OCIMF (Oil Companies Int.
marine standards) under the same conditions as the hydraulic test of the “European Marine Forum” standard. (a). FEM analysis method In the FEM analysis method, a three-dimensional model is created using a cross-section (two-dimensional) of this axis-symmetric model by creating an axis-symmetric model having the same cross-section rotated 360 degrees from an arbitrary axis. It is a method of analysis.
【0018】この発明の実施形態の場合は、マリンホー
ス内部に内圧をかけて解析を行うもので、マリンホース
の破壊試験と同条件である。In the embodiment of the present invention, the analysis is performed by applying an internal pressure to the inside of the marine hose, under the same conditions as the marine hose destruction test.
【0019】上記OCIMF規格に規定されている水圧
試験の概略は以下の通りである。The outline of the pressure test specified in the OCIMF standard is as follows.
【0020】(1). 全てのホースは、水により定格圧力
で試験する。(1). All hoses are tested with water at rated pressure.
【0021】(2). 水圧記録計がこの試験に用いられ
る。[0021] (2). Water pressure recorder is used for this test.
【0022】(3). 伸びを拘束しない支持台上にできる
だけ真っ直ぐに置く。 (b).材料定数 (1). ポリエステル繊維 ヤング率 66930 MPa ポ
アソン比 0.3 (2). ボディーワイヤー ヤング率 210000 MPa ポ
アソン比 0.29 (3). ゴム材料 ヤング率 40 MPa ポ
アソン比 0.4999 (4) ポリエステル繊維補強層 18層(3) Place as straight as possible on a support that does not restrain elongation. (b) Material constant (1) Polyester fiber Young's modulus 66930 MPa Poisson's ratio of 0.3 (2). Body wire Young's modulus 210000 MPa Poisson's ratio 0.29 (3). Rubber material Young's modulus 40 MPa Poisson's Ratio 0.4999 (4) the polyester fiber reinforced layer 18 layer
【0023】[0023]
【表1】 以上の表1から明らかなように、スチールワイヤーに最
も近接する繊維コード層の繊維コードの配向角度を35
°以上〜55°未満の範囲に設定し、その繊維コードの
外側に配設する繊維コードの配向角度を、各層毎または
複数層毎に0°〜4°変化させて積層することで、従来
構造よりもポリエステル繊維層における最大張力が、1
0.8% 低減する。このように、各層毎の繊維コードにか
かる力を均等にし、少なくとも同じ層数以下で破壊強度
を約10% 向上させることが出来ることが判った。[Table 1] As is clear from the above Table 1, the orientation angle of the fiber cord of the fiber cord layer closest to the steel wire was 35 degrees.
° or more and less than 55 °, and the orientation angle of the fiber cords disposed outside the fiber cords is changed by 0 ° to 4 ° for each layer or for each of a plurality of layers, and the conventional structure is obtained. The maximum tension in the polyester fiber layer is 1
0.8% reduction. As described above, it was found that the force applied to the fiber cord in each layer can be made uniform, and the breaking strength can be improved by about 10% at least with the same number of layers or less.
【0024】[0024]
【発明の効果】この発明は、上記のようにスチールワイ
ヤー層に最も近接する繊維補強コード層の繊維コードの
配向角度を、35°以上〜55°未満の範囲に設定する
と共に、層毎に変化させて構成したので、各層毎の繊維
コードにかかる力を均等にでき、少なくとも同じ層数以
下で破壊強度を向上させることが出来る効果がある。Effects of the Invention The present invention, the orientation angle of the fiber cords of the fiber reinforcing cord layer closest to the steel wire layer as described above, and sets the range of less than 35 ° or more to 55 °, varies from layer With this configuration, the force applied to the fiber cord of each layer can be equalized, and the breaking strength can be improved with at least the same number of layers or less.
【図1】この発明を実施したマリンホースの繊維コード
の配向状態を示す正面図である。FIG. 1 is a front view showing an orientation state of a fiber cord of a marine hose embodying the present invention.
【図2】図1のX部の拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a portion X in FIG.
【図3】図2のA−A矢視拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged sectional view taken on line AA of FIG. 2;
1 ホース本体部 2a,2b 取付けフラ
ンジ 3 ゴムチューブ層 4a〜4d 繊維コード 5 繊維補強コード層 6 スチールワ
イヤー層 7a〜7c 繊維補強コード 8 繊維補強コ
ード層 9 本体耐圧コード層 10 カバーゴム
層DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hose main body part 2a, 2b Mounting flange 3 Rubber tube layer 4a-4d Fiber cord 5 Fiber reinforcement cord layer 6 Steel wire layer 7a-7c Fiber reinforcement cord 8 Fiber reinforcement cord layer 9 Body pressure resistant cord layer 10 Cover rubber layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島ノ江 哲 神奈川県平塚市追分2番1号 横浜ゴム株 式会社平塚製造所内 Fターム(参考) 3H111 AA02 BA11 BA29 BA34 CA53 CB07 CC03 CC18 CC20 DA26 DB08 4F100 AB04C AK41 AN00A AN00E BA05 BA07 BA10A BA10E BA22 DA02 DG03B DG03C DG03D GB31 GB90 JK03 ────────────────────────────────────────────────── ─── front page of the continuation (72) inventor Shimanoe Akira Hiratsuka, Kanagawa Prefecture Oiwake No. 2 No. 1 Yokohama rubber Co., Ltd. Hiratsuka Factory in the F-term (reference) 3H111 AA02 BA11 BA29 BA34 CA53 CB07 CC03 CC18 CC20 DA26 DB08 4F100 AB04C AK41 AN00A AN00E BA05 BA07 BA10A BA10E BA22 DA02 DG03B DG03C DG03D GB31 GB90 JK03
Claims (3)
に、各繊維コードが互いに交差するように巻回された複
数層の繊維補強コード層と、ホースの長手方向にスパイ
ラル状に巻回したスチールワイヤー層と、この外側に複
数層の前記と同様な繊維補強コード層とを順次積層させ
て本体耐圧コード層を形成し、最外層にカバーゴム層を
被覆して成るマリンホースの構造において、 前記スチールワイヤー層に最も近接する繊維補強コード
層の繊維コードの配向角度を、35°以上〜55°未満
の範囲に設定すると共に、層毎に変化させて構成して成
るマリンホースの構造。1. A plurality of fiber reinforced cord layers in which respective fiber cords are wound so as to intersect with each other on a rubber tube layer disposed on an innermost layer, and spirally wound in a longitudinal direction of a hose. and steel wire layer which is, in the structure of the outer sequentially are stacked with the same fiber reinforcing cord layer of the plurality of layers to form body-voltage cord layer, marine hose formed by the outermost layer to cover the cover rubber layer the orientation angle of the fiber cord closest to the fiber reinforcing cord layer to a steel wire layer, and sets the range of less than 35 ° or more to 55 °, the structure of the marine hose comprising constructed by changing for each layer.
以上〜4°未満の範囲とした請求項1に記載のマリンホ
ースの構造。2. The method according to claim 1, wherein the orientation angle changed for each layer is 0 °.
Structure of the marine hose according to claim 1 in which the range of less than to 4 ° or more.
求項1または2に記載のマリンホースの構造。3. A layer for the change, the structure of the marine hose according to claim 1 or 2 is a plurality of layers each.
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