JP2002512114A - 改良された海上浮遊構造物装置 - Google Patents

改良された海上浮遊構造物装置

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、約１０°よりも大きくない振動角度ｉを有する浮遊構造物装置に関する。構造物装置は、波形に形成された十文字のパッキングを持った空気供給塔を支持する。少なくとも１つの波形に形成された薄片（４Ａ）の波打った構造は、ｄ／ｉ＜０．６のように選択される。ここで、ｄは、パックの隣接する薄片の各対がその通常の平面において角度ｉ傾斜している場合、液体を拡散する円錐の軸線偏倚（１８）である。本発明は、石油掘削装置の空気供給によって酸素を精製するのに有用である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、一般的に約５°と１０°との間の予め定められた値ｉ ０に最大等し
い振動ｉを有するような、海上オイルプラットフォームまたははしけのような海
上浮遊構造物装置に関する。
【０００２】 よく知られているように、交差波形パッキング（ｃｒｏｓｓ−ｃｏｒｒｕｇａ
ｔｅｄ ｐａｃｋｉｎｇ）は、上昇するガスと下降する液体との間で、物質と熱
の交換をするためにある蒸留塔の蒸留板の場所において使用されている。この交
差波形パッキングは、長尺物（ｌｅｎｇｔｈ）の重ね合わせを有している。各長
尺物は、波形に成形された薄片の積層から形成されていて、垂直に一般的な平面
に次々に配置されている。波形部は、一方の薄片から次へ向き合った方向に傾斜
し下降している。
【０００３】 薄片は、一般に稠密な小径の孔を有していて、孔の割合は、液体が波形に形成
された薄片を通過することを可能にするために約１０％である。 ＧＢ−Ａ（イギリス特許出願）−第１、００４、０４６号およびＣＡ−Ａ（カ
ナダ特許出願）−第１、０９５、８２７号は、そのような交差波形パッキングを
開示している。
【０００４】 交差波形パッキングは、一般に平坦な製品、すなわち、薄片の形状の金属板か
ら作られる。薄片は、最初に、波形部に形成された板状金属薄片を形成するため
に折り曲げ（あるいは曲げ）られ、その波形部は薄片の軸線に関して斜めである
。折り曲げられた薄片は、ついで長尺物に切断され、全ての交互の薄片を反対側
に向かせて積層される。このようにしてパッキングの長尺物が得られ、しばしば
「パック（ｐａｃｋ）」と呼ばれる。 とりわけ、ＷＯ−Ａ（国際公表出願）−第９０／１０４９７号は上述したパッ
キングに類似しているが、異なった方法で穿孔された交差波形パッキングが開示
されている。用語「交差波形パッキング」は、ここでは、あらゆる類似したパッ
キングとともにそのようなパッキングを同様に含む。
【０００５】 海上のオイルプラットフォームは残留ガスを生成する。経済的および環境的理
由から、これらのガスの有益な使用をすることの必要性が可及的に増加してきた
。１つの方法は、それらを、より容易に搬送可能な液体の形態におけるより重い
炭化水素に変換することからなり、これには、莫大な量の酸素を消費するフィッ
シャートローシ（Ｆｉｓｈｅｒ−Ｔｒｏｐｓｃｈ）プロセスが用いられる。 したがって、蒸留塔を交差波形パッキングとともにそのような浮遊構造物装置
に挿入することが望まれたが、しかし、そのようにすることにおいては非常な困
難に遭遇する。 これが、交差波形パッキングにおいて、塔の全断面積に亘って液体の周期的な
再供給を助長するために、連続したパックがある角度、一般に９０°塔の軸線の
周りに１つのパックから次のパックへ回転される理由である。
【０００６】 そのために、どの時点においても、あるパックの波形に形成された薄片は、平
面の傾斜と少なくとも４５°よりも小さい角度を形成する。したがって、これら
の薄片用に、傾斜ｉはそれらの平面に実質的な構成要素を有していて、下降する
液体をそらすようにする。このようにして、液体は、塔の外殻に到達するように
なり、ついで、蒸留に遊び部分なしでこの外殻に沿って滴下する。塔の蒸留達成
は、それ故劣る。
【０００７】 本発明が解決するために示す基本的な問題は、うねりによる振動の存在におい
て満足な操作が可能な交差波形パッキングを有する蒸留塔を支持した海上浮遊構
造物装置を製造することを備えていて、振動の増幅は、存在する風による振動の
多分優勢な方向に、典型的には、５°と１０°との間である。したがって、本質
的な態様は、塔の頂部に供給された液体が、多かれ少なかれ、上述した振動にも
かかわらず塔の全断面に渡ってパッキングを均一に濡らさなければならないこと
である。そのために、本発明の対象は、一般に約５°と１０°との間の予め定め
られた値ｉ ０に最大等しい振動角度ｉを有するオイルプラットフォームまたはは
しけのような海上浮遊構造物装置であって、その長尺物の少なくとも一部分に亘
って、交差波形パッキングを装着された蒸留塔を支持し、このパッキングは、パ
ッキングの長尺物の重ね合わせを有し、これらのそれぞれが垂直に波形に形成さ
れた薄片の積層を有し、それらの波形部が交互に反対の方向に傾斜していて、パ
ッキングの少なくとも１つの長尺物の薄片の波形の構造が、この長尺物の隣接す
る薄片の各対用に、薄片が前記角度ｉによってそれらの一般的平面に傾斜してい
る場合、２つの薄片の中間波形部フランクの最大傾斜部の中間ラインが対になっ
た薄片の上端部のどの点から測定しても、前記点でこの端部に垂線の両側に限界
を定められるように選択され、平らにされた円錐は、その軸線とともに、ｄ／ｉ 比が０．６より小さく好ましくは０．５より小さいように、前記垂線と角度ｄを
形成されている。
【０００８】 このようにして規定された海上浮遊構造物装置は、分離を取り入れるかまたは
ある技術的に可能な組み合わせを取り入れるかして、次の特徴の１つまたはそれ
以上を有する。 −波形部の中間角度開きγと、前記長尺物の各薄片の波形部の要素の傾斜δは
、正面から見た場合、次の関係式：
【数２】 によって接続されている。 −ほぼγ＝４０°、およびδが約３０°と約６０°との間で好ましくは約４０
°と約６０°である。 −ほぼγ＝５０°、およびδが約４０°と約６０°との間で好ましくは約５０
°と約６０°である。 ０−ほぼγ＝６０°、およびδが約４０°と約６０°との間で好ましくは約５
０°と約６０°である。 −ほぼγ＝７０°、およびδが約５０°と約６０°との間で好ましくは６０°
に近接している。 −ほぼγ＝８０°、およびほぼδ＝６０°である。 −塔が、二重空気蒸留塔である。 本発明の実施例を添付した図面を参照して詳述する。
【０００９】 図１は、はしけまたは海底に投錨されたオイルプラットフォーム２に固定され
た空気蒸留塔を線図的に表している。うねりの影響下において、このはしけは、
図１の二様の（ｄｏｕｂｌｅ）矢印Ｆによって示され、また、図１の面に含まれ
る振動と同時に起きる方向と共に振動する。塔のＸ−Ｘ軸線の垂直線に関する傾
斜の角度ｉは少なくとも５°に等しく、および典型的には約５°と１０°との間
のあらかじめ定められた最大値ｉ ０に到達する。この範囲の振動において、塔は
、満足のいく蒸留作用を提供しなければならない。
【００１０】 図１から図４は、塔１の上部部分の内部配置を線図的に示している。この上部
部分は、交差波形構造部の複数のパックすなわち長尺物３の重ね合わせ部を有し
ていて、それぞれは、塔の断面全体を占める円筒状のビスケットの形状を有して
いる。 各パック３（図２から図４）は、斜めの波形部５を有する波形薄片４の積層か
らなっていて、これらの薄片は、多分それらの全表面に亘って孔が開けられてい
る。各薄片４は、垂直な一般的な平面を有していて、すべての薄片は同一高さＨ
を有し、そして波形部は１つの薄片から次の薄片へ、一方から他方へ交互に傾斜
している。このように、隣接する薄片の波形部は、非常に多くの交差する点で接
触する。
【００１１】 パック３には２つのタイプがある。パック３Ａ（図２）は、薄片４Ａが、振動
Ｆのあらかじめ定められた方向、すなわち図１の面と平行に向けられるようにな
り、パック３Ｂ（図３）は、薄片４Ｂが、薄片４Ａと直角をなすように向けられ
る。各パックは、たとえば、塔の外殻７に溶接された周面区画片６によって支持
されている。
【００１２】 図１に示されたように、すべてのパック３は同数の薄片４を有していて、パッ
ク３Ｂはパック３Ａと交換できる。もちろん、この配置は、蒸留塔の長尺物全体
に沿って反復されることもできる。すなわち、この例のように、問題の塔が二重
（ｄｏｕｂｌｅ）空気蒸留塔である場合に、低圧塔と中間圧塔である。 サービスにおいて、塔の頂部から塔の横断面全体にわたって供給装置８によっ
て供給され塔を下降する液体は、連続的なパックを通って流れる。区画片６およ
び、パック３Ａと３Ｂの交互の方向性は、液体が、塔の横断面全体にわたって規
則正しい間隔で再供給されるようにする。 塔の軸線が角度ｉで傾斜している場合、パック３Ｂにおける液体の供給は、方
向Ｆに対して直角な薄片４Ｂが傾斜の方向に液体が偏倚することを効果的に阻止
するので、実質的に影響を受けない。
【００１３】 対照的に、パック３Ａにおいて、薄片４Ａの面での傾斜ｉは、液体を垂直端部
に向かって偏倚しようとするので、液体がこれらのパックを通って供給される均
一性を破壊し、供給達成に有害である。この現象を、図５〜図８を参照して詳細
に説明する。 横断面（図６）において、各波形部５は、垂直方向Ｄに関して対照的な真っ直
ぐなフランク（ｆｌａｎｋ）９と、波形部の頂部に丸い部分１０とを持った全体
的に三角形の形状を有している。鎖線は、連続する波形部の頂部によって得られ
る中間（ｍｅａｎ）の波形部フランク１１を表している。波形部は、方向Ｄに平
行に測定されたその全体の高さｈによって、中間のフランク１１の頂部での開き
角度γによって、および丸い部分１０の半径ｒによって規定される。 正面から見て（図５）、各薄片４は矩形で、その波形部５は、水平に対して、
すなわち、薄片の上端部１２および下端部１３に関して角度δ傾斜している。 薄片４は、多分孔が開けられた平坦な金属の出発板体を、適切な工具を使用し
て折り曲げ、および／または、プレスで角度δ曲げることによって製造される。
【００１４】 図７と図８とに反復された図５と図６の例において、γ＝６０°およびδ＝４
５°である。 塔の軸線Ｘ−Ｘが垂直（ｉ＝０）の場合、薄片４Ａの端部１２と１３は、図７
に示されたように水平である。与えられた薄片の上端部１２のどの点Ａに到達し
た液体でも、平坦にされた半円錐（ｆｌａｔｔｅｎｅｄ ｈａｌｆ ｃｏｎｅ）
の内側で、一方において端部１２と１３での点Ａの垂線１４によって、他方にお
いて薄片の最大傾斜１５の中間ラインによって限界が定められて、薄片の両面に
沿って流れる。 用語「最大傾斜の中間ライン」は、一方において、連続した平らな波形部フラ
ンク９の最大傾斜のラインによって、他方において丸い部分１０を通過する場合
の液体が走行する短い本質的に垂直のセグメントによって規定された破線の中間
ラインを意味するように理解されなければならない。
【００１５】 交差波形構造部で心に留めなければならないことは、点Ａでパックに到達した
液体は、垂直な垂線１４に関してライン１５によって、またその鏡面像１７によ
って規定された平坦にされた円錐１６内で拡散する。円錐頂点の半分の角度は、
薄片の平面においてαで現わされる。特定の値γ＝６０°およびδ＝４５°のた
めに、αは３０°に接近する。 薄片４がその平面に角度ｉで傾斜している場合（図８）、液体が拡散する円錐
の軸線１８は、角度ｉよりも小さい液体拡散角度として知られた、直線１４に関
して角度ｄによって垂直方向へずれていることがわかる。さらに、円錐開き半角
１５は本質的に一定に保たれ、上述した値αに等しいことが解る。 このように、検討中の例において、ｉ＝１０°用にほぼｄ＝５度で、ｉ≦１０
°用に本質的にｄ＝ｉに比例する。
【００１６】 驚くべきことに、つぎの条件が同時に満足される場合、塔の蒸留達成はほぼ０
≦ｉ≦１０の範囲に満足しておかれることが解った： （１）４０°≦γ≦８０° （２）３０°≦δ≦６０° （３）ｄ／ｉ＜０．６。
【００１７】 便利なことに、関係式（３）を満足する角度γとδとの値の対は、次の関係式
を使用して満足できるよい近似値に決定できる：
【数３】
【００１８】 このようにして、満足する結果を導く値の以下の対を決定することが可能にな
る。次の表において、枠内の値は、上記関係式（４）によって計算されたｄ／ｉ 比の値である： ┌──────┬─────┬─────┬─────┬─────┐ │ δ │３０° │４０° │ ５０° │ ６０° │ γ │ │ │ │ │ ├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┤ │ ４０° ０．４５ ０．２８ │０．２０ │０．１６ │ ├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┤ │ ５０° │ − ０．４１ │０．３０ │０．２４ │ ├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┤ │ ６０° │ − ０．５６ │０．４１ │０．３３ │ ├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┤ │ ７０° │ − │ − │０．５２ │０．４２ │ ├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┤ │ ８０° │ − │ − │ − │０．５２ │ └──────┴─────┴─────┴─────┴─────┘ 。
【００１９】 パック３Ａの蒸留達成、すなわち、Ｆ方向へ傾斜された位置における壁効果に
対するそれらの能力が満足された場合、推論によって、波形に形成された薄片が
海上の面と９０°より小さい正の角度を形成するパックにも事実であることが理
解できるであろう。塔１は、それ故その軸線Ｘ−Ｘの周りにどのような所望の方
法ででも指向できる。 勿論、先に述べた関係が事実上保持された場合、塔の蒸留達成は、浮遊構造物
が振動の顕著な方向を有しているか否かに無関係に満足される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による海上浮遊構造物装置の部分的軸線方向断面を線図的に表わす図。
【図２】 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図。
【図３】 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図。
【図４】 交差波形パッキングの長尺物の部分斜視図。
【図５】 パッキングの波形に形成された薄片の正面を表わす図。
【図６】 図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面における交差波形パッキングの薄片の波形部
の形状を表わす図。
【図７】 傾斜していない位置での波形に形成された薄片全体の低温液体の流れを示す図
。
【図８】 波形に形成された薄片が通常の平面において傾斜された場合の液体の流れを示
す図。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年５月５日（２０００．５．５）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【数１】 によって接続されていることを特徴とする請求項１記載の海上浮遊構造物装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】 図７と図８とに反復された図５と図６の例において、γ＝６０°およびδ＝４
５°である。 塔の軸線Ｘ−Ｘが垂直（ｉ＝０）の場合、薄片４Ａの端部１２と１３は、図７
に示されたように水平である。与えられた薄片の対の上端部１２のどの点Ａに到
達した液体でも、平坦にされた半円錐（ｆｌａｔｔｅｎｅｄ ｈａｌｆ ｃｏｎ
ｅ）の内側で、一方において端部１２と１３での点Ａの垂直部１４によって、他
方において薄片の最大傾斜１５の中間ラインによって限界が定められて、薄片の
両面に沿って流れる。 用語「最大傾斜の中間ライン」は、一方において、連続した平らな波形部フラ
ンク９の最大傾斜のラインによって、他方において丸い部分１０を通過する場合
の液体が走行する短い本質的に垂直のセグメントによって規定された破線の中間
ラインを意味するように理解されなければならない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ａ，ＺＷ Ｆターム(参考） 4G075 AA13 AA45 BB02 CA02 CA03 DA02 EA01 EB04 ED15 ED18

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一般に約５°と１０°との間の予め定められた値ｉ ０に最大
    等しい振動角度ｉを有するオイルプラットフォームまたははしけのような海上浮
    遊構造物装置において、その長尺物の少なくとも一部分に亘って、交差波形パッ
    キング（３）を装着された蒸留塔（１）を支持し、このパッキングは、パッキン
    グ（３Ａ、ＳＢ）の長尺物の重ね合わせを有し、これらのそれぞれが垂直に波形
    に形成された薄片（４Ａ、４Ｂ）の積層を有し、それらの波形部（５）が交互に
    反対の方向に傾斜していて、パッキング（３Ａ）の少なくとも１つの長尺物の薄
    片（４Ａ）の波形の構造が、この長尺物の隣接する薄片（４Ａ）の各対用に、薄
    片が前記角度ｉによってそれらの一般的平面に傾斜している場合、２つの薄片の
    中間波形部フランク（１０）の最大傾斜部（１５、１７）の中間ラインが対にな
    った薄片の上端部（１２）のどの点（Ａ）から測定しても、前記点でこの端部に
    垂線（１４）の両側に限界を定められるように選択され、平らにされた円錐（１
    ６）は、その軸線（１８）とともに、ｄ／ｉ比が０．６より小さく好ましくは０
    ．５より小さいように、前記垂線（１４）と角度ｄを形成することを特徴とする
    海上浮遊構造物装置。
  2. 【請求項２】 波形部の中間角度開きγと、前記長尺物（３Ａ）の各薄片（
    ４Ａ）の波形部の要素の傾斜δは、正面から見た場合、次の関係式： 【数１】 によって接続されていることを特徴とする請求項１記載の海上浮遊構造物装置。
  3. 【請求項３】 ほぼγ＝４０°、およびδが約３０°と約６０°との間で好
    ましくは約４０°と約６０°であることを特徴とする請求項１または２載の海上
    浮遊構造物装置。
  4. 【請求項４】 ほぼγ＝５０°、およびδが約４０°と約６０°との間で好
    ましくは約５０°と約６０°であることを特徴とする請求項１または２記載の海
    上浮遊構造物装置。
  5. 【請求項５】 ほぼγ＝６０°、およびδが約４０°と約６０°との間で好
    ましくは約５０°と約６０°であることを特徴とする請求項１または２記載の海
    上浮遊構造物装置。
  6. 【請求項６】 ほぼγ＝７０°、およびδが約５０°と約６０°との間で好
    ましくは６０°に近接していることを特徴とする請求項１または２記載の海上浮
    遊構造物装置。
  7. 【請求項７】 ほぼγ＝８０°、およびほぼδ＝６０°であることを特徴と
    する請求項１または２記載の海上浮遊構造物装置。
  8. 【請求項８】 塔が、二重空気蒸留塔であることを特徴とする請求項１ない
    し７いずれか１項記載の海上浮遊構造物装置。
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