JP2011078274A - Electric generator for marine hose - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マリンホースに設置される電子機器に電力を供給するためのマリンホース用発電装置に関するものである。 The present invention relates to a power generation device for a marine hose for supplying electric power to an electronic device installed in the marine hose.
従来、タンカーと原油タンクとの間での原油の輸送に用いられるマリンホースにおいて、海上または海中のマリンホースのホースライン形状を監視するためのホースライン形状監視システムやマリンホースからの原油の漏洩を検知するための漏洩監視システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in a marine hose used for transporting crude oil between a tanker and a crude oil tank, a hose line shape monitoring system for monitoring the hose line shape of a marine hose at sea or in the sea or leakage of crude oil from the marine hose A leak monitoring system for detection is known (see, for example, Patent Document 1).
前記ホースライン形状監視システムや漏洩監視システムでは、マリンホースに設けられたGPS装置や発信器等の電子機器に対して電力の供給が必要となるため、GPS装置や発信器と共にバッテリーをマリンホースに設置する必要がある。 In the hose line shape monitoring system and the leakage monitoring system, it is necessary to supply power to electronic devices such as GPS devices and transmitters provided in the marine hose. It is necessary to install.
前記のようにマリンホースにバッテリーを設置する場合、マリンホースのメンテナンスを考慮して、長時間使用可能なバッテリーが必要となる。しかし、長時間使用可能なバッテリーは大型であり、マリンホースの取り扱いの点からマリンホースへの設置には適していない。また、海上や海中におけるバッテリーの充電や交換の作業は困難であるため、メンテナンスのコストが高くなる。 When the battery is installed in the marine hose as described above, a battery that can be used for a long time is required in consideration of the maintenance of the marine hose. However, a battery that can be used for a long time is large and is not suitable for installation in a marine hose in terms of handling the marine hose. In addition, since it is difficult to charge or replace the battery at sea or underwater, the maintenance cost increases.
本発明の目的とするところは、マリンホースに対してバッテリーの設置の必要がなく、マリンホースに設置された電子機器に対して電力を供給可能なマリンホース用発電装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a power generation apparatus for a marine hose that can supply power to an electronic device installed in the marine hose without the need for installing a battery in the marine hose.
マリンホースに設けられた電子機器に供給される電力を発電するマリンホース用発電装置であって、永久磁石と、内部に前記永久磁石が移動可能に収容された磁石用通路が設けられるとともに、マリンホースに取り付けられた装置本体と、磁石用通路に沿って設けられた複数のコイルとを備えている。 A power generation device for a marine hose that generates electric power supplied to an electronic device provided in a marine hose, wherein a permanent magnet and a magnet passage in which the permanent magnet is movably accommodated are provided. An apparatus main body attached to the hose and a plurality of coils provided along the magnet passage are provided.
これにより、装置本体の磁石用通路を永久磁石が移動することにより各コイルに誘導起電力が発生することから、波、海流、潮汐などの海象の影響でマリンホースと共に装置本体が揺動すると永久磁石が磁石用通路を移動して各コイルに誘導起電力が発生する。 As a result, an induced electromotive force is generated in each coil by the permanent magnet moving in the magnet passage of the device main body. Therefore, if the device main body swings together with the marine hose due to the influence of sea conditions such as waves, ocean currents, tides, etc. The magnet moves through the magnet passage, and an induced electromotive force is generated in each coil.
本発明によれば、海象の影響でマリンホースと共に装置本体が揺動すると永久磁石が磁石用通路を移動して各コイルに誘導起電力を発生させることができるので、マリンホースに対してバッテリーの設置の必要がなく、マリンホースに設置された電子機器に対して電力を供給することが可能となる。 According to the present invention, when the main body of the apparatus swings together with the marine hose due to the influence of sea conditions, the permanent magnet can move through the magnet passage and generate an induced electromotive force in each coil. There is no need for installation, and power can be supplied to the electronic device installed in the marine hose.
図1は、海上に停泊するタンカーと陸上の原油タンクとを接続し、タンカーと原油タンクとの間で原油を輸送するための原油輸送装置を示すものである。この原油輸送装置は、原油タンクから海底を延びるパイプライン1と、輸送する原油を流通させるとともに、タンカーを係留するための係留ブイ2と、パイプライン1とブイ2とを接続するために設けられたサブマリンホース3と、ブイ2とタンカーとを接続するためのフローティングホース4とを備え、タンカー内の原油をフローティングホース4、係留ブイ2、サブマリンホース3、パイプライン1の順に流通させて原油タンク内に貯蔵するものである。
FIG. 1 shows a crude oil transportation apparatus for connecting crude oil tanks anchored on the sea and a crude oil tank on land to transport crude oil between the tanker and the crude oil tank. This crude oil transport device is provided to connect a
サブマリンホース3は、可撓性を有するホース本体10と、ホース本体10の両端部に設けられ、ホース本体10の端部を他のホース本体10の端部と連結するための連結部材20とから構成されている。
The
ホース本体10は、径方向内側から順に、第1インナーチューブ層11、第1耐圧コード層12、ボディーワイヤ層13、第2耐圧コード層14、コードカバー層15、緩衝材層16、第2インナーチューブ層17、第3耐圧コード層18、カバーゴム層19を有している。第1インナーチューブ層11及び第2インナーチューブ層17は、NBR等の耐油性を有するゴム材料からなり、第1インナーチューブ層11は直径約500ミリメートル(20インチ)の原油の流路を形成している。第1耐圧コード層12、第2耐圧コード層14及び第3耐圧コード層18は、ポリエステル、ナイロンまたは金属等からなるコード入りの耐油性を有するゴムシートである。ボディーワイヤ層13は、ホース本体10の軸方向の全体に亘って螺旋状に巻き付けられた硬鋼線材製のボディーワイヤ13aと、ボディーワイヤ13aの隙間に充填されたSBR、NR等のゴム材料13bとからなる。コードカバー層15及びカバーゴム層19は、SBR、CR、NR等のゴム材料からなる。緩衝材層16は、連続気泡の発泡ウレタン等、スポンジ状の部材からなる。
The
連結部材20は、一端にフランジ21が設けられた金属製の円筒状の部材からなる。連結部材20の他端側の外周面には、周方向に亘って延びるリング状のリブ22が複数設けられ、各リブ22にホース本体10の第1耐圧コード層12、第3耐圧コード層18の端部に設けられたビードワイヤ12a,18a、または、ボディーワイヤ層13のボディーワイヤ13aが係合することにより、ホース本体10と連結部材20が結合される。また、ビードワイヤ18aが係合するリブ22には、連結部材20の一端側と他端側を連通する孔22aが設けられている。また、フランジ21には、連結部材20と他のサブマリンホース3の連結部材20とをボルト23によって固定するための複数のボルト孔21aが設けられている。
The connecting
また、サブマリンホース3は、ホース本体10の破損による原油の漏洩を検知するための漏洩検知装置30と、漏洩検知装置30に供給する電力を発電するための本発明の発電装置40と、発電装置40によって発電された電力を蓄えるための蓄電器50とを備えている。
The
漏洩検知装置30は、緩衝材層16内の圧力の変化を検知するための圧力センサ31と、圧力センサ31によって検出された信号を図示しない監視装置等に発信するための発信器32とを備えている。
The
圧力センサ31は、シリコンダイヤフラム式等の電子式の圧力センサからなり、発信器32と共にビードワイヤ18aが係合するリブ22のフランジ21側に設けられたケース33内に収納されている。圧力センサ31は、漏洩した原油によって変化する緩衝材層16内の圧力の変化をリブ22に設けられた孔22aを介して検知するようになっている。
The pressure sensor 31 is an electronic pressure sensor such as a silicon diaphragm type, and is housed in a case 33 provided on the
発電装置40は、フランジ21の外周部側を周方向に延びる円環状の装置本体41と、装置本体41内を移動可能に設けられた永久磁石42と、装置本体41に設けられた複数のコイル43とを備えている。
The
装置本体41は、非磁性体の部材からなり、円板形状のブラケット44に固定され、ブラケット44は、連結部材20と他のサブマリンホース3の連結部材20とを連結する際にボルト23によってフランジ21に取り付けられるようなっている。また、装置本体41内には、永久磁石42が移動可能に収容された円環状の磁石用通路41aが形成されている。
The apparatus main body 41 is made of a non-magnetic member, and is fixed to a disk-shaped bracket 44. The bracket 44 is flanged by a
永久磁石42は、フェライト磁石やアルニコ磁石等からなり、磁石用通路41aを移動可能なように円弧状に形成されている。また、永久磁石42の外周部には、磁石用通路41aに接触して回転する複数のローラ42aが設けられており、装置本体41が揺動すると永久磁石42が磁石用通路41a内を移動するようになっている。 The permanent magnet 42 is made of a ferrite magnet, an alnico magnet, or the like, and is formed in an arc shape so as to be movable in the magnet passage 41a. A plurality of rollers 42a that rotate in contact with the magnet passage 41a are provided on the outer periphery of the permanent magnet 42, and the permanent magnet 42 moves in the magnet passage 41a when the apparatus main body 41 swings. It is like that.
各コイル43は、それぞれ装置本体41の外面と磁石通路41aとの間に電線を円筒形に巻き付けることによって構成され、磁石用通路41aに沿って配列されている。 Each coil 43 is configured by winding an electric wire in a cylindrical shape between the outer surface of the apparatus main body 41 and the magnet passage 41a, and is arranged along the magnet passage 41a.
蓄電器50は、各コイル43において発生する電力の電圧を整流するためのダイオードブリッジ回路51と、ダイオードブリッジ回路51において整流された電力を蓄える電気二重層コンデンサからなる第1コンデンサ52と、第1コンデンサ52に蓄えられた電力を所定の電圧に変換するためのDC−DCコンバータからなる電圧変換器53と、電圧変換器53において所定の電圧に変換された電力を蓄えるための第2コンデンサ54とを有している。
The battery 50 includes a diode bridge circuit 51 for rectifying the voltage of power generated in each coil 43, a first capacitor 52 including an electric double layer capacitor for storing the power rectified in the diode bridge circuit 51, and a first capacitor. A voltage converter 53 including a DC-DC converter for converting the electric power stored in 52 into a predetermined voltage, and a
以上のように構成された原油輸送装置において、係留ブイ2は、波、海流、潮汐などの海象によって海面を移動するため、それに伴ってサブマリンホース3は揺れ動き、発電装置40の装置本体41内の永久磁石42は自重により磁石用通路41a内を移動する。これにより、コイル43には誘導起電力が発生し、発生した誘導起電力は、蓄電器50に蓄えられる。
In the crude oil transportation apparatus configured as described above, the
また、サブマリンホース3のホース本体10が破損して原油が漏洩すると、漏洩した原油が緩衝材層16に流入することによって緩衝材層16内の圧力が変化することから、その圧力の変化をリブ22の孔22aを介して圧力センサ33が検知し、圧力センサ31の検知結果に関する信号を蓄電器50の電力によって発信器32が監視装置等に向かって発信する。これにより、サブマリンホース3からの原油の漏洩が確実に検知される。
Further, when the
このように、本実施形態のマリンホース用発電装置によれば、永久磁石42と、内部に永久磁石42が移動可能に収容された磁石用通路41aが設けられるとともにサブマリンホース3に取り付けられた装置本体41と、磁石用通路41aに沿って設けられた複数のコイル43とを備えたので、海象によってサブマリンホース3と共に装置本体41が揺動すると永久磁石42が装置本体41の磁石用通路41aを移動して各コイル43に誘導起電力を発生させることができ、サブマリンホース3に対してバッテリーを設置しなくても、サブマリンホース3に設置された漏洩検知装置30等の電子機器に対して電力を供給することが可能となる。
Thus, according to the power generating device for a marine hose of the present embodiment, the permanent magnet 42 and the magnet passage 41a in which the permanent magnet 42 is movably accommodated are provided, and the device attached to the
また、磁石用通路41aを、サブマリンホース3の外周部の周方向に延びる円環状に形成したので、サブマリンホース3のあらゆる方向への揺動に対しても永久磁石42を移動させることができ、確実にコイル43に誘導起電力を発生させることが可能となる。
Further, since the magnet passage 41a is formed in an annular shape extending in the circumferential direction of the outer peripheral portion of the
また、永久磁石42には、周囲に磁石用通路41aに接触して回転する複数のローラ42aを設けたので、磁石用通路41aに対する永久磁石42の移動抵抗を低減することができ、サブマリンホース3の僅かな揺動でも永久磁石42を移動させることが可能となる。
In addition, since the permanent magnet 42 is provided with a plurality of rollers 42a that rotate in contact with the magnet passage 41a around the permanent magnet 42, the movement resistance of the permanent magnet 42 relative to the magnet passage 41a can be reduced, and the
また、発電装置40において発電した電力を蓄えるための蓄電器50を備えたので、発電装置40が発電しない状況においても蓄電器50から電力を漏洩検知装置30等の電子機器に供給することができ、電力の安定供給が可能となる。
Further, since the power storage device 50 for storing the power generated by the
尚、前記実施形態では、発電装置40を、サブマリンホース3の連結部材20のフランジ21にブラケット44を介して固定するようにしたものを示したが、ホース本体10の外周部に固定するようにしても前記実施形態と同様に、バッテリーを設置しなくても、サブマリンホース3に設置された電子機器に対して電力を供給することが可能となる。
In the above embodiment, the
また、前記実施形態では、発電装置40を、サブマリンホース3に設けるようにしたものを示したが、海面に浮くフローティングホース4に発電装置40を設けても前記実施形態と同様に、バッテリーを設置しなくても、フローティングホース4に設置された電子機器に対して電力を供給することが可能となる。
In the above embodiment, the
また、前記実施形態では、円環状の磁石用通路41aが形成された装置本体41を示したが、円環状に限られるものではなく、円弧状や直線状の磁石用通路が形成された装置本体41をサブマリンホース3の外周部に取り付けるようにしても、サブマリンホース3に設置された電子機器に対して電力を供給することが可能となる。
In the embodiment, the apparatus main body 41 in which the annular magnet passage 41a is formed is shown. However, the apparatus main body 41 is not limited to the annular shape, and the apparatus main body in which the arc-shaped or linear magnet passage is formed. Even if 41 is attached to the outer peripheral portion of the
また、前記実施形態では、永久磁石42に、磁石用通路41aに接触して回転する複数のローラ42aを設けることにより、磁石用通路41aに対する永久磁石42の移動抵抗を低減するようにしたものを示したが、永久磁石42にローラ42aを設ける代わりに、磁石用通路41aに例えばボールトランスファ等の機構を複数設けるようにしても、前記実施形態と同様に、サブマリンホース3の僅かな揺動でも永久磁石42を移動させることが可能となる。 In the above-described embodiment, the permanent magnet 42 is provided with a plurality of rollers 42a that rotate in contact with the magnet passage 41a, thereby reducing the movement resistance of the permanent magnet 42 relative to the magnet passage 41a. As shown in the figure, instead of providing the roller 42a in the permanent magnet 42, a plurality of mechanisms such as a ball transfer may be provided in the magnet passage 41a. The permanent magnet 42 can be moved.
3…サブマリンホース、40…発電装置、41…装置本体、41a…磁石用通路、42…永久磁石、42a…ローラ、43…コイル、50…蓄電器。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
永久磁石と、
内部に前記永久磁石が移動可能に収容された磁石用通路が設けられるとともに、マリンホースに取り付けられた装置本体と、
磁石用通路に沿って設けられた複数のコイルとを備えた
ことを特徴とするマリンホース用発電装置。 A power generation device for a marine hose that generates electric power supplied to an electronic device provided in the marine hose,
With permanent magnets,
A magnet passage in which the permanent magnet is movably accommodated is provided, and a device main body attached to a marine hose;
A marine hose power generator comprising a plurality of coils provided along a magnet passage.
ことを特徴とする請求項1記載のマリンホース用発電装置。 The marine hose power generator according to claim 1, wherein the magnet passage is formed in an annular shape extending in a circumferential direction of an outer peripheral portion of the marine hose.
ことを特徴とする請求項1または2記載のマリンホース用発電装置。 The marine hose power generator according to claim 1 or 2, further comprising a mechanism for reducing a movement resistance of a permanent magnet with respect to the magnet passage.
ことを特徴とする請求項1記載のマリンホース用発電装置。 The power generator for a marine hose according to claim 1, further comprising a capacitor that stores electric power generated in each of the coils.
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