JP2021073136A - ホース用の調整可能な浮力クランプ - Google Patents

Abstract

【課題】マリンホース用の、調整可能な浮力のフローターで、膨張可能なブイ装置を提供する。【解決手段】マリンホースまたは同種のもの用のブイ装置（１）であって、ブイ装置（１）は、少なくとも部分的に前記ホース（Ｈ）を囲むように構成され、ブイ装置（１）は、シェルユニットおよびブラダーユニットを備え、ブラダーユニットは、シェルユニット内に配置され、使用中にブイ装置（１）の浮力を調整するために流体によって膨張可能および／または収縮可能である。【選択図】図９

Description

本発明は、マリンホース用のブイシステムに関し、具体的には、そのようなホース用の、調整可能な浮力のフローターとも称される、膨張可能なブイ装置に関する。

今日、フローティングおよびサブマリンホースは、例えば炭化水素液を海洋環境で移動させるのに一般に使用されている。サブマリンホースに関して、機器、水深、運ばれる流体密度、現地条件等に応じて、多くの異なる種類の構成が存在している。１つの方法は、ホースの浮力を制御するために、異なる種類のブイシステムを提供することであり、ブイがホースに沿って所定の箇所で固定される。ホースは、水面で、海の底で、または海底に位置する例えばＰＬＥＭ（Ｐｉｐｅｌｉｎｅ Ｅｎｄ Ｍａｎｉｆｏｌｄ）へと船もしくはカームブイから垂直に下がって、使用され得る。異なる目的のために、ホースの浮力を制御することが望ましい。既存のブイシステムに関連する１つの問題は、それらがホースで運ばれる異なる密度の異なる製品を受けるように容易に調整可能でないことである。例えば、ある運ばれる製品の密度は、別の運ばれる製品と異なることがあり、それは、ホース上の負荷が異なって構成に影響を与えることを意味し、従ってホース荷重は、早期故障につながることがある。荷重がホース上で異なるならば、荷重はブイシステム上でも異なる。これらのブイシステムは、永久的であることが多く、それは、構成を新しい荷重に適合させるために、海底線路上のブイシステムから、ブイモジュールまたはカラーフローターを、ダイバーが追加または除去することができることを必要とする。そのようなシステムの例は、特許文献１、特許文献２および特許文献３に開示されている。

既存のブイシステムに関連する別の問題は、システムおよびマリンホースが、例えば海岸近くで、海面に位置し、船がその領域を通過する必要があるときである。

国際公開第第２０１４１４９２６７Ａ１ 米国特許第７１７９１４４Ｂ２ 米国特許第４１５９１８９Ａ

本発明の目的は、従来技術への改良を提供することである。この目的は、添付の独立請求項に定められる概念によって達成され、ある実施形態が、関連する従属請求項に記載される。

本発明の第１態様では、マリンホースまたは同種のもの用のブイ装置が提供され、ブイ装置は、少なくとも部分的にホースを囲むように構成される。ブイ装置は、シェルユニットおよびブラダーユニットを備え、ブラダーユニットは、シェルユニット内に配置され、使用中にブイ装置の浮力を調整するために流体によって膨張可能および／または収縮可能である。このブイ装置に関する利点の１つは、それが永久装置でないことであり、それは、むしろ、マリンホースの目的および状況に応じて膨張または収縮することができる。従って、それは、ホースの位置を調整するときにダイバーなどの外部の助力を必要としない。さらなる利点は、ブイ装置が既存のホースに取り付けられることができることである。従って高価な特別なホースの必要はない。さらに別の利点は、ブラダーユニットはシェルユニットによって保護され、海底で摩耗によってブラダーユニットを損傷する危険性が低減するようになっていることである。

発明の実施形態では、シェルユニットは、複数の開口を備え、それを通って水が、ブラダーユニットの膨張および収縮の間に流れることができる。開口は、さらにブラダーユニットを膨張および収縮させやすくする。水が、外側から装置に（逆もまた同様）容易に流れることができるからである。

別の実施形態では、シェルユニットは、第１シェル要素および第２シェル要素を備え、それらは、組立状態で互いに接続される。第１および第２シェル要素は、マリンホースへのまたはそれの周りでのブイ装置の組み立てを簡単にする。

さらに別の実施形態では、第１および第２シェル要素は、略半円形である。これは、特に組み立てに際し、マリンホースに対応する形状であるという利点である。

代替実施形態では、第１シェル要素の第１端部は、第２シェル要素の第１端部にヒンジ連結され、組立状態で、第１シェル要素の第２端部は、接続手段によって、第２シェル要素の第２端部に接続される。これは、マリンホースの周りでのブイ装置の組み立てをさらにより簡単にする。

別の代替実施形態では、ブラダーユニットは、第１ブラダー要素および第２ブラダー要素を備え、さらに別の実施形態では、第１ブラダー要素は、第１シェル要素内に配置され、第２ブラダー要素は、第２シェル要素内に配置される。これは、シェルユニット内へのブラダーユニットの組み立てを容易にし、ホースへのブイ装置の組み立ての間、ブラダーユニットは、考慮される必要がない。シェル要素にそれぞれ位置する２つの別々のブラダー要素を有することの別の利点は、ブイ装置が、ホース構造を解体せずにあらゆる位置でマリンホースに固定されることができることである。２つに分けられたブラダーユニットのさらに別の利点は、万一ブラダー要素の１つが中断される場合、もう１つのブラダー要素があり、依然として膨張し、ブイ装置に浮力を提供することである。

実施形態では、ブイ装置は、少なくとも１つの圧力リリーフバルブをさらに備え、それは、ブラダーユニットに接続され、ブラダー要素破裂につながり得るブラダーユニットの過圧を防ぐように構成される。

別の実施形態では、ブイ装置は、少なくとも１つの膨張ソケットをさらに備え、それは、ブラダーユニットに接続され、空気供給源に接続されるように構成され、膨張ソケットがブラダーユニットを膨張および／または収縮させるように構成される。好ましい実施形態では、膨張ソケットは、制御ユニットに接続され、それは、使用中にブイ装置の浮力を調整するために、ブラダーユニットに膨張する流体の量を制御するように構成される。

発明の第２態様では、ブイ装置のシステムが提供され、ブイ装置は、マリンホースに取り付けられているときに、互いに離間して配置されるように構成される。異なるブイ装置は、マリンホースの浮力を調整するおよび高めるために、同じようにまたは異なって膨張してよい。

発明の第３態様では、ブイ装置のシステムが提供され、１つのブイ装置が、ホースに取り付けられているときに、少なくとも１つの他のブイ装置に隣接して配置されるように構成される。そのように、追加の浮力が、余計にさらされ得る特定の位置に提供される。

発明の第４態様では、複数のブイ装置を備えるマリンホースが提供される。そのようなホースに関する利点は、ホースの浮力を調整する可能性である。

発明の第５態様では、以下のステップを含む、ブイ装置の浮力を調整する方法が提供される：
‐ブイ装置の所望の浮力を提供するように、ブラダーユニットを膨張または収縮させるステップであって、ブイ装置の制御ユニットが、ブラダーユニットの流体の量を制御する、ステップ、および
‐水が、ブイ装置のシェルユニットの少なくとも１つの開口を、流れることができるようにするステップ。これは、浮力が、ブラダーユニットに提供される流体の量によって自由に制御されることができるという点において、有利な方法である。

発明の第６態様では、少なくとも１つの浮力装置によって少なくとも部分的に囲まれるマリンホースの浮力を制御する方法が、提供される。方法は、少なくとも１つの浮力装置の１つ以上を膨張させるまたは収縮させるステップを含む。これは、異なる浮力がマリンホースに沿って異なる位置で望まれるときに有利である。

発明の実施形態は、以下に記載され、発明概念がどのように実行に移されるかについての非限定的例を説明する、添付の図面が言及される。

本発明の実施形態によるブイ装置の斜視正面図である。 図１のブイ装置の斜視背面図である。 図１のブイ装置の側面図である。 図１のブイ装置の上面図である。 図１のブイ装置の正面図である。 図１のブイ装置の断面図である。 収縮状態でのブイ装置の部分の断面図である。 膨張状態での図７の部分の断面図である。 本発明の実施形態によるブイ装置のキットの斜視図である。 拡大した図９のブイ装置のキットの部分図である。 海面に位置するマリンホースに接続された実施形態によるブイシステムを示す。 船が通り過ぎるときの図１１のブイシステムおよびマリンホースを示す。 ２つの異なる浮力シナリオの側面図である。

図を参照して、ブイ装置１が説明され、それは、これからブイクランプとも称され、調整可能な浮力のフローターとしても見られる。ブイクランプ１は、少なくとも部分的に、またはこの場合のように全体的に、使用中にマリンホースＨを囲み、それの浮力を調整するようになっている（図９‐１０参照）。ホースＨは、様々な流体を運ぶために海水で使用される、例えばマリンホースである。

ブイ装置１は、シェルユニット２と、シェルユニット２内に配置されるブラダーユニット３と、を備える。ブラダーユニット３全体は、シェルユニット２内に収まり、シェルユニット２がブラダーユニット３の周辺部の大部分を覆うようになっている。シェルユニット２は、シェルユニット２の中央開口を通って延びるマリンホースＨの周辺部に取り付けられることができるように、環状に形成される。これは、例えば図９‐１０に示されている。

ブラダーユニット３は、使用中にブイ装置１の浮力を調整するために、流体（例えば空気のような気体）によって膨張可能および／または収縮可能である。シェルユニット２は、複数の開口４ａ‐４ｃ（例えば図２に示されている）を備え、それを通って例えば海水が、ブラダーユニット３の膨張および収縮の間に流れることができる。

図２は、シェルユニット２の内表面に位置する３つの開口４ａ‐４ｃの例を示す。好ましくは、開口４の数およびシェルユニット２でのその位置は、ブイクランプ１が、水中でのその位置または配向がどのようであっても、常に水を取り入れることができるようになっている。これは、開口４が、好ましくは、シェルユニット２の１つの領域のみに位置しないことを意味する。この領域が空気によってのみ囲まれて位置するならば、ブイクランプ１が水を取り入れることができないからである。開口４は、シェルユニット２の内表面に位置することができるだけでなく、その側面または外表面にも位置することができる。

シェルユニット２は、第１シェル要素５および第２シェル要素６を備え、それらは、組立状態で互いに接続される。例えば図１および２を参照されたい。それぞれの第１および第２シェル要素５，６は、ホースＨを囲むように略半円形である。２つのシェル要素５，６の大きさは、ホースＨの大きさによって決まり、従って、異なる大きさのホースに適合するために、異なる内径で作られてよい。シェルユニット２は、好ましくは、プラスチック材料（例えばＨＤＰＥ）で作られ、最も好ましくは、それは剛性または半剛性プラスチック材料で作られる。

第１シェル要素５の第１端部８ａは、第２シェル要素６の第１端部９ａにヒンジ連結され、組立状態で、第１シェル要素５の第２端部８ｂは、接続手段１０によって、第２シェル要素６の第２端部９ｂに接続される。接続手段は、好ましくは、ねじ１０ａ，１０ｂである。

ブラダーユニット３は、第１ブラダー要素１２および第２ブラダー要素１３を備える。第１ブラダー要素１２は、第１シェル要素５内に配置され、第２ブラダー要素１３は、第２シェル要素６内に配置される。図１を参照されたい。それぞれのブラダー要素１２，１３は、収縮状態または膨張状態にあってよい。図７および８の例を参照されたい。

図７では、ブラダー要素１３は収縮し、それはシェル要素６の周辺部に沿って丸まっている。図８では、ブラダー要素１３は、膨張し、シェル要素６の内部空間をほぼ満たしている。好ましくは、ブラダー要素１２，１３は、空気または他の気体によって膨張するが、それらは、他の実施形態では任意の種類の流体によって膨張することができる。ブイクランプ１の浮力は、ブラダーユニット３の（すなわちブラダー要素１２，１３の）膨張で決定する。

ブイクランプ１の一方の部品（第１シェル要素５および第１ブラダー要素１２がこの一方の部品を構成する）は、好ましくは、ブイクランプ１の他方の部品（第２シェル要素５および第２ブラダー要素１３がこの他方の部品を構成する）と同一である。ブイクランプ１を組み立てるとき、部品の一方は、１８０°回転する。ブイクランプ１は、従って鏡面対称である。

それぞれのブラダー要素１２，１３は、各シェル要素５，６の外表面を通って延びる固定手段１５ａ‐ｆ，１６ａ‐ｆ（好ましくはボルト）によって、各シェル要素５，６に固定される。ブラダーユニット３（すなわち２つのブラダー要素１２，１３）は、可撓性ゴム材料（例えばハイパロン（登録商標）ゴム）でコーティングされた織物で作られる。

さらに、ブイクランプ１は、２つの圧力リリーフバルブ１８，１９を含み、それぞれのシェル要素５，６に１つが配置される。リリーフバルブ１８，１９は、ブラダーユニット３に接続され、それの過圧を防ぐように構成される。ブイクランプ１は、４つの膨張ソケット２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂも含み、２つがそれぞれのシェル要素５，６に配置される。膨張ソケット２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂは、ブラダーユニット３に、および空気供給源Ａ（例えば空気供給管）に接続される。図９および１０を参照されたい。それらは、好ましくは空気供給源Ａからの空気によって、それぞれのブラダー要素１２，１３を膨張および部分的に収縮させるように構成される。記載された実施形態では、空気供給源Ａは主空気導管であり、それは、ホースＨと平行して延び、平行にそれぞれのモジュール１に供給する。

膨張ソケット２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂは、図３に見られるように制御ユニット２２にも接続され、それによって、オペレーターが膨張または収縮を始動／停止することができる。さらに、制御ユニット２２は、好ましくは、オペレーターが動作を遠隔制御することができるように、船または地上に配置される。制御ユニット２２は、例えば水中での使用中にブイ装置１の浮力を調整するために、ブラダーユニット３に膨張する流量を制御することができる。実施形態では、膨張ソケット２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂは、圧力リリーフバルブ１８，１９と共に、異なる水深に位置するいくつかのブラダーユニット３の同時膨張を制御するために、制御ユニット２２に接続される。

制御ユニット２２は、２つの流量制御モジュール２３，２４を含み、それらは、膨張ソケット２０ａ，２１ａの２つに接続される。流量制御モジュール２３，２４は、空気流量を制限することができ、従って膨張速度および排出水流量を制限することができる。さらに、流量制御モジュール２３，２４は、膨張段階において圧力降下を許容する。より深く位置するモジュール１は、膨張してよいが、その一方で、表面により近く位置するモジュール１は、それのリリーフバルブ１８，１９によってすでに空気を排出している。好ましくは、ブイ装置１を膨張させる空気は、表面から注入され、同じホースまたはパイプによって表面で排出される。収縮の間、収縮速度を制限するために、空気は、流量制御モジュール２３，２４の逆止めバルブ（図示せず）を通って主に進む。速い収縮は、オフロード完了時に迅速にホースＨを沈めるように、保証される。好ましくは、ブイ装置１を膨張させる空気は、表面から注入され、同じホースまたはパイプによって表面で排出される。

図９および１０に関連して、ブイ装置１のシステム１００が説明される。ブイ装置１は、この実施形態では、ホースＨに取り付けられているときに、互いに離間して配置されるように構成される。代替実施形態（図示せず）では、ブイ装置は、ホースに取り付けられているときに、少なくとも１つの他のブイ装置に隣接して配置されるように構成される。それぞれのブイ装置１は、好ましくは、それぞれのブイ装置の浮力が個々に調整されるように、制御ユニット（図示せず）によって個々に制御される。

図１１および１２は、例えば船ＳＨが、ホースＨが位置する領域を通過する必要があるときに、実際にブイシステム１００がマリンホースＨにどのように作用するかを説明する。ホースＨが海面Ｓに位置するとき、ブイシステム１００のブイ装置１は、完全に膨張する。ホースＨが海面Ｓ下に下げられる必要があるとき、ブイ装置１の全てまたは少なくとも一部は、収縮する。一例は、ラインが沈められるときに、ホースが海底Ｂに置かれるように、全てのブイ装置が収縮する。図１２を参照されたい。船ＳＨが通ると、ブイ装置１は再び膨張し、ホースＨは表面に戻る。

図１３は、２つのシナリオを示す。第１シナリオ３０では、高密度の流体が、船または海洋構造物ＳＨと底部構造物３１とを相互接続するホースＨを通過する。浮力モジュール１は、収縮する。これは、ホースＨの下部を海底Ｂの方に沈ませ、好ましくないＪ字形を形成する。ホースＨは、変形するようになり、底部構造物３１へのアタッチメントは、ホースＨの形成のために好ましくなくなる。ホースＨの形成を調整するために、少なくとも一部の浮力モジュール１は、第２シナリオ３２で示されるように、膨張し、ホースＨの下部が、引き上げられてその好ましい形状３２（この場合逆Ｃ字形として示される）を得るようになっている。浮力モジュール１は、ホースＨの中の重液の重量に対抗し、従って底部構造物３１へのホースアタッチメントを軽減する。

例えば水中での使用中にホースＨを囲むように構成された、ブイクランプとも称される、ブイ装置１の浮力を調整するために、以下のステップを含む方法を、使用することができる：
‐ブイ装置１の所望の浮力を提供するように、ブラダーユニット３を膨張または収縮させるステップであって、ブイ装置１の制御ユニットが、ブラダーユニット３の流体の量を制御する、ステップ、および
‐例えば水が、ブイ装置１のシェルユニット２の少なくとも１つの開口４ａ‐４ｃを、流れることができるようにするステップ。

記載された実施形態のブラダーユニットは、異なる浮力のおおよそ流体が提供されることができるという利点を有する。少なくとも１つの浮力装置が備わっている全てのホース配置は、調整可能な浮力の可能性があるという利点を提供する。浮力を変えることを望む理由は、例えばホースを海底の方に動かして、船がそれを通り越すことができるようにするため、またはホースの内部の流体密度によるホース湾曲の形状を調整するためである。

記載された実施形態では、ホースの浮力は、局部的にまたはマリンホース全体に沿って制御される。これは、概念の柔軟性を高める。

最後に、発明概念は、特定の実施形態を参照して上述されたが、本明細書に記載された特定の形態に限定されるものではない。より正確に言えば、発明は、添付の請求項によってのみ限定され、特定の上記以外の他の実施形態が、これらの添付の請求項の範囲内で同様に可能である。この文脈において、発明概念は、マリンホースに適用できるだけでなく、浮力が調整される必要がある他の種類のホースおよび管にも適用できる。

Claims (17)

1. マリンホース（Ｈ）または同種のもの用のブイ装置であって、ブイ装置（１）は、少なくとも部分的に前記ホース（Ｈ）を囲むように構成され、ブイ装置（１）は、シェルユニット（２）およびブラダーユニット（３）を備え、ブラダーユニット（３）は、シェルユニット（２）内に配置され、使用中にブイ装置（１）の浮力を調整するために流体によって膨張可能および／または収縮可能である、ブイ装置。
2. 請求項１に記載の装置であって、シェルユニット（２）は、複数の開口（４ａ‐４ｃ）を備え、それを通って水が、ブラダーユニット（３）の膨張および収縮の間に流れることができる、装置。
3. 請求項１または２に記載の装置であって、シェルユニット（２）は、第１シェル要素（５）および第２シェル要素（６）を備え、それらは、組立状態で互いに接続される、装置。
4. 請求項３に記載の装置であって、第１および第２シェル要素（５，６）は、略半円形である、装置。
5. 請求項３または４に記載の装置であって、第１シェル要素（５）の第１端部（８ａ）は、第２シェル要素（６）の第１端部（９ａ）にヒンジ連結され、組立状態で、第１シェル要素（５）の第２端部（８ｂ）は、接続手段（１０）によって、第２シェル要素（６）の第２端部（９ｂ）に接続される、装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置であって、ブラダーユニット（３）は、第１ブラダー要素（１２）および第２ブラダー要素（１３）を備える、装置。
7. 請求項６に記載の装置であって、第１ブラダー要素（１２）は、第１シェル要素（５）内に配置され、第２ブラダー要素（１３）は、第２シェル要素（６）内に配置される、装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置であって、少なくとも１つの圧力リリーフバルブ（１８，１９）をさらに備え、それは、ブラダーユニット（３）に接続され、前記ブラダーユニット（３）の過圧を防ぐように構成される、装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置であって、少なくとも１つの膨張ソケット（２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂ）をさらに備え、それは、ブラダーユニット（３）に接続され、空気供給源（Ａ）に接続されるように構成され、前記膨張ソケット（２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂ）は、前記ブラダーユニット（３）を膨張および／または収縮させるように構成される、装置。
10. 請求項９に記載の装置であって、膨張ソケット（２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂ）は、制御ユニット（２２）に接続され、制御ユニット（２２）は、使用中にブイ装置（１）の浮力を調整するために、ブラダーユニット（３）に膨張する流体の流量を制御するように構成される、装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置であって、ブラダーユニット（３）は、ゴム材料で作られている、装置。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置であって、ブイ装置（１）は、マリンホース（Ｈ）に取り付けられているときに、互いに離間して配置されるように構成される、装置。
13. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載のブイ装置のシステムであって、１つのブイ装置（１）が、マリンホース（Ｈ）に取り付けられているときに、少なくとも１つの他のブイ装置（１）に隣接して配置されるように構成される、装置。
14. 請求項１２または１３に記載のシステムであって、それぞれのブイ装置（１）は、それぞれのブイ装置（１）の浮力が個々に調整されるように、制御ユニット（２２）によって個々に制御される、装置。
15. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載される複数のブイ装置を備えるマリンホース。
16. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載のブイ装置（１）の浮力を調整する方法であって、前記方法は、
    ‐ブイ装置（１）の所望の浮力を提供するように、ブラダーユニット（３）を膨張または収縮させるステップであって、ブイ装置（１）の制御ユニット（２２）が、ブラダーユニット（３）の流体の量を制御する、ステップと、
    ‐水が、ブイ装置（１）のシェルユニット（２）の少なくとも１つの開口（４ａ‐４ｃ）を、流れることができるようにするステップと、
    を含む方法。
17. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の少なくとも１つの浮力装置（１）によって少なくとも部分的に囲まれるマリンホース（Ｈ）の浮力を、前記少なくとも１つの浮力装置（１）の１つ以上を膨張または収縮させることによって、制御する方法。
    

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