JP2011027216A

JP2011027216A - マリンホース

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Publication number: JP2011027216A
Application number: JP2009175327A
Authority: JP
Inventors: Tatsu Sakaguchi; 達坂口; Masuo Kuroda; 益夫黒田; Hideki Mizunaga; 秀樹水永; Toshiaki Tanaka; 俊昭田中
Original assignee: Kyushu University NUC; Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Kyushu University NUC; Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2009-07-28
Filing date: 2009-07-28
Publication date: 2011-02-10
Anticipated expiration: 2029-07-28
Also published as: JP5519204B2

Abstract

【課題】油の漏洩検知を精度良く行うことのできるマリンホースを提供する。
【解決手段】第１耐圧補強層１２の径方向外側にバッファー層１３が設けられているので、内面ゴム層１１及び第１耐圧補強層１２が破損して原油が第１耐圧補強層１２の外側に流出する場合、その原油がバッファー層１３によって吸収される。また、４本の導線ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，ＣＬ４がそれぞれバッファー層１３に接触するように設けられ、第１導線ＣＬ１及び第３導線ＣＬ３の端部には周知の交流電源３０の一対の電極がそれぞれ接続され、第１導線ＣＬ１及び第３導線ＣＬ３に交流電圧が印加され、検出装置４０によって第２導線ＣＬ２と第４導線ＣＬ４との間の電位差または抵抗値が検出されるようになっている。このため、バッファー層１３に原油が吸収されるとバッファー層１３の導電率が変化し、前記検出される電位差または抵抗値に変化があらわれる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば原油等の油を海中のパイプライン施設から海上のタンカーに輸送したり、タンカーから陸上のタンクに輸送するための液体輸送用のマリンホースに関するものである。

一般に、この種のマリンホースとして、耐油性を有する円筒状の内面ゴム層と、内面ゴム層の径方向外側に設けられた円筒状の主補強層と、主補強層の径方向外側に設けられ、スポンジ状部材から成るとともに円筒状に形成され、主補強層の外側に流出した油の漏洩を防止する油吸収層と、油吸収層の径方向外側に設けられた円筒状の補助補強層と、主補強層の外周面に貼付けられた導線とを備え、導線の破断に基づいて主補強層からの油の漏洩を検知するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００２−１８１２５９号公報

ところで、前記マリンホースでは、主補強層が大きく破損して油が漏洩する場合は、前記導線が破断して油の漏洩を検知することができるが、例えば主補強層の破損が微小で主補強層から油が少量ずつ長期に亘って流出する場合は、導線が破断せずに油の漏洩を検知できない場合があるという問題点があった。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、油の漏洩検知を精度良く行うことのできるマリンホースを提供することにある。

本発明は前記目的を達成するために、少なくとも１層の耐圧補強層が設けられたホース本体と、ホース本体の軸方向の両端にそれぞれ設けられた連結金具とを備え、所定の油を輸送するマリンホースにおいて、前記ホース本体内における前記耐圧補強層よりも径方向外側に設けられ、前記所定の油を吸収可能な油吸収層と、それぞれ油吸収層に接触するように設けられるとともに互いに接触しないようにホース本体内に設けられた４本以上の導電性部材とを備え、前記４本以上の導電性部材のうち２本に一対の電極のそれぞれが接続された交流電源と、交流電源の電極が接続されていない導電性部材のうち２本の導電性部材の間の電位差または抵抗値を検出可能な検出装置とを備えている。

これにより、耐圧補強層よりも径方向外側に油吸収層が設けられているので、耐圧補強層が破損して油が耐圧補強層の外側に流出する場合、その油が油吸収層によって吸収される。また、４本以上の導電性部材がそれぞれ油吸収層に接触するように設けられ、各導電性部材のうち２本に交流電圧が印加され、交流電源の電極が接続されていない導電性部材のうち２本の導電性部材間の電位差または抵抗値が検出されることから、油吸収層に油が吸収されると油吸収層の導電率が変化し、前記検出される電位差または抵抗値に変化があらわれる。

また、本発明は、少なくとも１層の耐圧補強層が設けられたホース本体と、ホース本体の軸方向の両端にそれぞれ設けられた連結金具とを備え、所定の油を輸送するマリンホースにおいて、前記ホース本体内における前記耐圧補強層よりも径方向外側に設けられた平面状または曲面状の第１導電性シートと、第１導電性シートに接触するとともに第１導電性シートよりも径方向外側に設けられ、前記所定の油を吸収可能な油吸収層と、油吸収層に接触するとともに第１導電性シートに接触しないように油吸収層よりも径方向外側に設けられた平面状または曲面状の第２導電性シートと、各導電性シートに一対の電極のそれぞれが接続された交流電源と、各導電性シートの間の静電容量または電位差を検出可能な検出装置とを備えている。

これにより、耐圧補強層よりも径方向外側に油吸収層が設けられているので、耐圧補強層が破損して油が耐圧補強層の外側に流出する場合、その油が油吸収層によって吸収される。また、第１導電性シート及び第２導電性シートは油吸収層に接触し、各導電性シートに交流電圧が印加され、各導電性シート間の静電容量または電位差が検出されることから、油吸収層に油が吸収されると油吸収層の比誘電率が変化し、前記検出される静電容量または電位差に変化があらわれる。

本発明によれば、耐圧補強層が破損して油が耐圧補強層の外側に流出すると、前記検出される電位差または抵抗値に変化があらわれるか、前記検出される静電容量または電位差に変化があらわれるので、例えば耐圧補強層の破損が微小で耐圧補強層から油が少量ずつ長期に亘って流出する場合でも、その油の流出を検知することが可能であり、油の漏洩検知を精度良く行う上で極めて有利である。

本発明の第１実施形態のマリンホースの構造を示す図マリンホースの要部断面図各導線、交流電源及び検出装置の接続を模式的にあらわす図実験用模型の正面図実験結果を示すグラフ実験結果を示すグラフ各導線、交流電源及び検出装置の接続を模式的にあらわす図実験結果を示すグラフ実験結果を示すグラフ本発明の第２実施形態のマリンホースの構造を示す図各導電性シート、交流電源及び検出装置の接続を模式的にあらわす図実験用模型の正面図実験結果を示すグラフ実験結果を示すグラフ第１実施形態の変形例を示すマリンホースの要部断面図

本発明の第１実施形態を図１乃至図９を参照しながら説明する。

このマリンホースは、ホース本体１０と、ホース本体１０の軸方向の両端にそれぞれ設けられた連結金具２０とを備えている。このマリンホースは例えば海上に停泊しているタンカーと陸上のタンクとを接続し、タンカーから陸上のタンクに原油を給送するために用いられる。

ホース本体１０は、原油に対する耐油性を有する円筒状の内面ゴム層１１と、内面ゴム層１１の径方向外側に配置された円筒状の第１耐圧補強層１２と、第１耐圧補強層１２の径方向外側に配置された油吸収層としての円筒状のバッファー層１３と、バッファー層１３の径方向外側に配置された円筒状の第２耐圧補強層１４と、第２耐圧補強層１４の径方向外側に配置された浮力材層１５と、内面ゴム層１１、第１耐圧補強層１２、バッファー層１３、第２耐圧補強層１４及び浮力材層１５を覆うように形成されたカバーゴム層１６とを備えている（図２参照）。

内面ゴム層１１はアクリロニトリルブタジエンゴム等の周知の耐油性ゴムから成り、ホース本体１０の最も径方向内側に設けられている。即ち、ホース本体１０の内側ゴム層１１の中を原油が流通するようになっている。

第１耐圧補強層１２は例えば第１カーカス１２ａと第２カーカス１２ｂとを有する。各カーカス１２ａ，１２ｂはナイロンコード、ポリエステルコード、金属コード等によって補強されたゴム層であり、マリンホースに用いられる周知の構造を有するものである。

バッファー層１３は発泡ウレタンまたは発泡ゴム等のシート状の樹脂またはゴム製のスポンジを円筒状に形成してなり、第１耐圧補強層１２がバーストした際の衝撃で第２耐圧補強層１４が破損しないように緩衝材として設けられている。また、バッファー層１３はその気泡部分等によって原油を吸収可能に構成されている。尚、スポンジにはカーボン粉末が塗布または練り込まれているので、このスポンジは導電性を備えている。

第２耐圧補強層１４はナイロンコード、ポリエステルコード、金属コード等によって補強されたゴム層（カーカス）から成り、マリンホースに用いられる周知の構造を有するものである。

浮力材層１５は天然ゴム等から成る発泡ゴムまたはポリエチレン等から成る発泡樹脂等、ゴムまたは樹脂製のスポンジから成り、マリンホースを海上に浮かせるために設けられている。

カバーゴム層１６はスチレンブタジエンゴム、天然ゴム、クロロプレンゴム等から成る。

尚、内面ゴム層１１、第１耐圧補強層１２、バッファー層１３、第２耐圧補強層１４、浮力材層１５及びカバーゴム層１６を有するマリンホースは一般的であり、必要に応じて浮力材層１５を省いた構成にすることも可能であり、その他の構成を追加することも可能である。

各連結金具２０は金属材料から成り、他のマリンホースの連結金具２０と着脱自在に接続されるようになっている。

ホース本体１０のバッファー層１３の外周面には４本の導電性部材としての第１導線ＣＬ１，第２導線ＣＬ２，第３導線ＣＬ３，第４導線ＣＬ４がそれぞれ螺旋状に巻付けられている。各導線ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，ＣＬ４は互いに接触しないように巻付けられるとともに、ホース本体１０の軸方向に第１導線ＣＬ１、第２導線ＣＬ２、第３導線ＣＬ３、第４導線ＣＬ４の順に略等間隔で並ぶように巻付けられている（図１参照）。各導線ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，ＣＬ４は例えば錫メッキ線から成る。

また、第１導線ＣＬ１及び第３導線ＣＬ３の端部には周知の交流電源３０の一対の電極がそれぞれ接続され、交流電源３０は第１導線ＣＬ１及び第３導線ＣＬ３に例えば実効値１Ｖで１ｋＨｚの正弦波の交流電圧を印加するようになっている。また、第２導線ＣＬ２及び第４導線ＣＬ４の端部は周知のロックインアンプを用いた検出装置４０に接続されており、検出装置４０によって第２導線ＣＬ２と第４導線ＣＬ４との間の電位差または抵抗値が検出されるようになっている。

このように、本実施形態によれば、第１耐圧補強層１２の径方向外側にバッファー層１３が設けられているので、内面ゴム層１１及び第１耐圧補強層１２が破損して原油が第１耐圧補強層１２の外側に流出する場合、その原油がバッファー層１３によって吸収される。

また、４本の導線ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，ＣＬ４がそれぞれバッファー層１３に接触するように設けられ、第１導線ＣＬ１及び第３導線ＣＬ３の端部には周知の交流電源３０の一対の電極がそれぞれ接続され、第１導線ＣＬ１及び第３導線ＣＬ３に交流電圧が印加され、検出装置４０によって第２導線ＣＬ２と第４導線ＣＬ４との間の電位差または抵抗値が検出されるようになっている。ここで、各導線ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，ＣＬ４、交流電源３０及び検出装置４０の接続を模式的にあらわすと図３のようになる。図３における各抵抗Ｒは各導線ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，ＣＬ４の間に配置されているバッファー層１３である。即ち、バッファー層１３に原油が吸収されるとバッファー層１３の導電率が変化し、前記検出される電位差または抵抗値に変化があらわれる。従って、例えば第１耐圧補強層１２の破損が微小で第１耐圧補強層から原油が少量ずつ長期に亘って流出する場合でも、その原油の流出を検知することが可能であり、原油の漏洩検知を精度良く行う上で極めて有利である。

出願人は図４に示す模型を作製し、この模型を用いて原油流出の検知可否を実験した。図４の模型は、ポリ塩化ビニルから成る外径１６５ｍｍ長さ１ｍの円筒状の模型本体５１と、模型本体５１の径方向外側に巻付けられた円筒状のゴム層５２と、ゴム層５２の径方向外側に巻付けられた樹脂製スポンジ層５３と、樹脂製スポンジ層５３の外周面にそれぞれ螺旋状に巻付けられた４本の導線ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，ＣＬ４と、各導線ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，ＣＬ４が巻付けられた樹脂製スポンジ層５３とゴム層５２を覆うポリエチレン製の被覆層５４とを備え、第１導線ＣＬ１及び第３導線ＣＬ３の端部には前記交流電源３０の一対の電極がそれぞれ接続され、前記検出装置４０によって第２導線ＣＬ２と第４導線ＣＬ４との間の電位差及び抵抗値が検出されるようになっている。また、樹脂製スポンジ層５３は前記バッファー層１３と同一のスポンジ材から成る。

実験では、この模型の樹脂製スポンジ層５３に徐々に原油を含浸させていき、含浸させた原油の量と電位差の検出結果との関係を求めた（図５参照）。図５では、含浸させた原油の量が増加するにつれて電位差及び抵抗値が減少し、実験を行った範囲で電位差及び抵抗値の変化率は最大で４０％程度となった（図６参照）。

尚、本実施形態では、第１導線ＣＬ１及び第３導線ＣＬ３の端部に交流電源３０の一対の電極がそれぞれ接続され、検出装置４０によって第２導線ＣＬ２と第４導線ＣＬ４との間の電位差または抵抗値が検出されるようになっているものを示した。即ち、本実施形態では、交流電源３０が接続された導線ＣＬ１，ＣＬ３が隣接しておらず、検出装置４０によって電位差または抵抗値が検出される導線ＣＬ２，ＣＬ４も隣接していない。これに対し、第１導線ＣＬ１及び第４導線ＣＬ４の端部に交流電源３０の一対の電極をそれぞれ接続し、検出装置４０によって第２導線ＣＬ２と第３導線ＣＬ３との間の電位差または抵抗値を検出することも可能である。この場合、交流電源３０が接続された導線ＣＬ１，ＣＬ４が隣接し、検出装置４０によって電位差または抵抗値が検出される導線ＣＬ２，ＣＬ３も隣接している。この場合の交流電源３０及び検出装置４０の接続を模式的にあらわすと図７のようになる。

この場合の原油流出の検知可否を図４の模型を用いて実験すると図８及び図９のようになる。即ち、含浸させた原油の量が増加するにつれて電位差及び抵抗値が増大し、実験を行った範囲で電位差及び抵抗値の変化率は最大で２０％程度となった。

即ち、第１導線ＣＬ１及び第４導線ＣＬ４の端部に交流電源３０の一対の電極をそれぞれ接続し、検出装置４０によって第２導線ＣＬ２と第３導線ＣＬ３との間の電位差または抵抗値を検出する場合でも、前述と同様の作用効果を達成することができる。但し、第１導線ＣＬ１及び第３導線ＣＬ３の端部に交流電源３０の一対の電極をそれぞれ接続し、検出装置４０によって第２導線ＣＬ２と第４導線ＣＬ４との間の電位差または抵抗値を検出する方が、図６に示すように電位差や抵抗値の変化率が大きいので、検知精度を向上する上で好ましい。

尚、本実施形態では、４本の導線ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，ＣＬ４をバッファー層１３の外周面に螺旋状に巻付けるものを示した。これに対し、５本以上の導線をバッファー層１３の外周面に互いに接触しないように螺旋状に巻付けるとともに、各導線のうち２本に交流電源３０の一対の電極のそれぞれが接続され、検出装置４０が交流電源３０の電極が接続されていない導線のうち２本の導線の間の電位差または抵抗値を検出するように設けられていれば、前述と同様の作用効果を達成可能である。

また、本実施形態では、錫メッキ線からなる導線ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，ＣＬ４をバッファー層１３の外周面に巻付けるものを示したが、他の金属材料からなる線材を導線ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，ＣＬ４の代わりに設けることも可能であり、金属材料から成る帯状部材を導線ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，ＣＬ４の代わりに設けることも可能であり、これらの場合でも前述と同様の作用効果を達成可能である。

尚、本実施形態では、各導線ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，ＣＬ４をバッファー層１３の外周面に螺旋状に巻付けるものを示したが、各導線ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，ＣＬ４をバッファー層１３の外周面にホース本体１０の軸方向に延びるように取付けることも可能である。この場合でも各導線ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，ＣＬ４が互いに接触しないように設けられていれば、前述と同様の作用効果を達成可能である。

また、本実施形態では、各導線ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，ＣＬ４がバッファー層の外周面に接しているものを示したが、各導線ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，ＣＬ４の一部または全部をバッファー層１３の内部や内周面に接するように設けることも可能であり、この場合でも前述と同様の作用効果を達成可能である。

続いて、本発明の第２実施形態を図１０乃至図１４を参照しながら説明する。

このマリンホースは、第１実施形態のバッファー層１３の径方向内側に第１導電性シート１７を設けるとともにバッファー層１３の径方向外側に第２導電性シート１８を設け、各導線ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，ＣＬ４を省いた構成を有する。

第１導電性シート１７は例えばステンレス等の金属網を円筒状に形成したものであり、バッファー層１３の内周面に接触している。また、第２導電性シート１８は例えばステンレス等の金属網を円筒状に形成したものであり、バッファー層１３の外周面に接触している。各導電性シート１７，１８には交流電源３０の一対の電極がそれぞれ接続され、検出装置４０によって第１導電性シート１７と第２導電性シート１８との間の電位差または静電容量が検出されるようになっている。この場合の各導電性シート１７，１８、交流電源３０及び検出装置４０の接続を模式的にあらわすと図１１のようになる。図１１に示すように、例えば交流電源３０の一方の電極と第１導電性シート１７との間に所定の抵抗値を有する抵抗ｒが設けられている。また、各導電性シート１７，１８とバッファー層１３によってコンデンサが形成される。即ち、バッファー層１３に原油が吸収されるとバッファー層１３の比誘電率が変化し、前記検出される電位差または静電容量に変化があらわれる。従って、例えば第１耐圧補強層１２の破損が微小で第１耐圧補強層１２から原油が少量ずつ長期に亘って流出する場合でも、その原油の流出を検知することが可能であり、原油の漏洩検知を精度良く行う上で極めて有利である。

出願人は図１２に示す模型を作製し、この模型を用いて原油流出の検出可否を実験した。図１２の模型は図４の模型において４本の導線ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，ＣＬ４の代わりに第１導電性シート５５及び第２導電性シート５６とを設けたものであり、第１導電性シート５５は樹脂製スポンジ層５３の径方向内側に設けられるとともに、ステンレス等の金属網を円筒状に形成して成り、第２導電性シート５６は樹脂製スポンジ層５３の径方向外側に設けられるとともに、ステンレス等の金属網を円筒状に形成して成る。また、各導電性シート５５，５６には前記交流電源３０の一対の電極がそれぞれ接続され、前記検出装置４０によって第１導電性シート５５と第２導電性シート５６との間の電位差または静電容量が検出されるようになっている。

実験では、この模型の樹脂製スポンジ層５３に徐々に原油を含浸させていき、含浸させた原油の量と電位差の検出結果との関係を求めた（図１３参照）。図１３では、含浸させた原油の量が増加するにつれて電位差が減少し、実験を行った
範囲で電位差の変化率は最大で７％程度となった（図１４参照）。また、検出装置４０は検出した電位差から静電容量の変化を求めるようになっている。

尚、第２実施形態では、各導電性シート１７，１８を金属網から形成したものを示したが、複数の貫通孔が設けられた金属薄板から形成することも可能である。

また、第２実施形態では、各導電性シート１７，１８及びバッファー層１３を円筒状に形成したものを示したが、各導電性シート１７，１８及びバッファー層１３を平面状に形成してホース本体１０の周方向の一部に設けることも可能であり、軸方向の一部にだけ設けることも可能である。

尚、第１及び第２実施形態では、導線や導電性シートをスポンジから成るバッファー層１３に接触させるものを示した。これに対し、スポンジの代わりに原油を吸収可能な周知の布材や粒状部材を設けることも可能である。この場合でも、検出装置４０が交流電源３０の印加電圧に基づく電位差を検出可能であれば、前述と同様の作用効果を達成可能である。

また、第１及び第２実施形態では、第１耐圧補強層１２及び第２耐圧補強層１４を有するダブルカーカス構造のマリンホースを示したが、図１５に示すように第２耐圧補強層１４を設けないシングルカーカス構造の場合でも、第１耐圧補強層１２の径方向外側にバッファー層１３を設けるとともに、例えばバッファー層１３の外周面に各導線ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，ＣＬ４を巻付けることも可能であり、この場合でも前述と同様の作用効果を達成可能である。さらに、バッファー層１３も設けずに、各導線ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，ＣＬ４を浮力材層１５に接触するように設けることも可能であり、この場合でも、検出装置４０が交流電源３０の印加電圧に基づく電位差を検出可能であれば、前述と同様の作用効果を達成可能である。

尚、本実施形態では、ロックインアンプを用いた検出装置４０を設けたものを示したが、電位差、抵抗値または静電容量を検出可能な周知の機器を用いることも可能である。

１０…ホース本体、１１…内面ゴム層、１２…第１耐圧補強層、１３…バッファー層、１４…第２耐圧補強層、１５…浮力材層、１６、カバーゴム層、１７…第１導電性シート、１８…第２導電性シート、２０…連結金具、３０…交流電源、４０…検出装置、５１…模型本体、５２…ゴム層、５３…樹脂製スポンジ層、５４…被覆層、５５…第１導電性シート、５６…第２導電性シート。

Claims

少なくとも１層の耐圧補強層が設けられたホース本体と、ホース本体の軸方向の両端にそれぞれ設けられた連結金具とを備え、所定の油を輸送するマリンホースにおいて、
前記ホース本体内における前記耐圧補強層よりも径方向外側に設けられ、前記所定の油を吸収可能な油吸収層と、
それぞれ油吸収層に接触するように設けられるとともに互いに接触しないようにホース本体内に設けられた４本以上の導電性部材とを備え、
前記４本以上の導電性部材のうち２本に一対の電極のそれぞれが接続された交流電源と、
交流電源の電極が接続されていない導電性部材のうち２本の導電性部材の間の電位差または抵抗値を検出可能な検出装置とを備えた
ことを特徴とするマリンホース。
前記交流電源が接続された２本の導電性部材が互いに隣接せず、検出装置によって互いに隣接していない２本の導電性部材の間の電位差または抵抗値が検出されるように構成した
ことを特徴とする請求項１に記載のマリンホース。
前記交流電源が接続された２本の導線性部材が互いに隣接し、検出装置によって互いに隣接している２本の導電性部材の間の電位差または抵抗値が検出されるように構成した
ことを特徴とする請求項１に記載のマリンホース。
少なくとも１層の耐圧補強層が設けられたホース本体と、ホース本体の軸方向の両端にそれぞれ設けられた連結金具とを備え、所定の油を輸送するマリンホースにおいて、
前記ホース本体内における前記耐圧補強層よりも径方向外側に設けられた平面状または曲面状の第１導電性シートと、
第１導電性シートに接触するとともに第１導電性シートよりも径方向外側に設けられ、前記所定の油を吸収可能な油吸収層と、
油吸収層に接触するとともに第１導電性シートに接触しないように油吸収層よりも径方向外側に設けられた平面状または曲面状の第２導電性シートと、
各導電性シートに一対の電極のそれぞれが接続された交流電源と、
各導電性シートの間の静電容量または電位差を検出可能な検出装置とを備えた
ことを特徴とするマリンホース。
前記油吸収層がカーボン粉末が塗布または練り込まれたスポンジから成る
ことを特徴とする請求項１、２、３または４の何れかに記載のマリンホース。