JP2022531289A - 分割区分け曲げ抑制器 - Google Patents

Abstract

中大口径（およそ３０ｍｍ～３００ｍｍ）の地震用曳航アレイ（ｓｅｉｓｍｉｃ ｔｏｗｅｄ ａｒｒａｙ）、アンビリカル、ならびに中高圧電源および／または海底通信ケーブルに、曲げ制限およびケーブル保護を提供する、改善された方法および機器。これらの中高電圧ケーブルは、典型的には、静止浮遊式風力タービン、ならびに石油産業およびガス産業において使用されるものなどの他の洋上プラットフォームで使用される。このシステムは、この曲げ制限の目的のために一般に使用される、既存の設計および技術を改善したものである。【選択図】図２

Description

[0001]本出願は、２０１９年５月２日に出願された米国仮出願第６２／８２４，１０５号の優先権の利益を主張し、その開示の全体が、参照により本明細書に組み込まれる。本出願は、可撓性のライン、ケーブル、導管などを収容または包含するために使用される曲げ抑制器、および曲げ抑制器の製造方法に関する。

[0002]曲げ抑制器の設計は、その開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、共同所有される米国特許出願公開第２０１６／０１８６８９３（Ａ１）号と、例えば、ケーブル内に収められたワイヤまたは光ファイバの損傷を防ぐために、可撓性のライン、ケーブル、または導管の曲げ制限および保護を提供する、他の市販製品の設計とを含めて、公知である。これらの設計の多くは、第１および第２のハウジング構成要素、部品、または部分（典型的には、ハウジング半部分）を合わせて保持するためのクランプおよび／またはボルトを使用する。これらの公知の設計は、残念ながら、個別の構成要素または部品を整列させるためおよび／または組み立てるために、工具、ねじ式固定具、および長い時間をしばしば必要とする。

[0003]他の公知の設計は、ハウジング半部分を互いに保持または固定するために区画内へ入れられるポリマー把持くさび、ヒンジ、またはクリップを使用する。
[0004]それゆえ、曲げ抑制器の組立ての構造および方法を簡素化することが必要とされている。

[0005]ケーブルの最小曲げ半径を制限する区分けケーブル保護装置が、提供される。
[0006]ケーブル保護装置は、装置のセグメントを形成する第１および第２のハウジング部分を含む。第１および第２のハウジング部分は各々、連動凸部を含む。各凸部は、係止ピンを受容するための内部通路を有する。本装置は、セグメントのピンを所定の場所に留める係止カラーをさらに含む。

[0007]第１の実施形態では、第１および第２のハウジング部分は同一である。
[0008]好ましい構成では、第１および第２のハウジング部分は、セグメントの半分を形成する。

[0009]ハウジングは、少なくとも部分的にウレタンから形成され得る。
[0010]好ましい構成では、ウレタンは、およそ８５Ａ～８０Ｄのショア硬さの範囲内にある。

[0011]好ましい実施形態では、強化部材はウレタンに受容され、例えば、強化部材は、補強材、ロッド、ばね、マット、ロープ、成形材、または補剛部材のうちの少なくとも１つを含む。

[0012]熱伝導率を向上させ、関連ケーブルからの発熱を減少させる熱伝導材が、ウレタンに組み込まれ得る。
[0013]ハウジング部分は、直径３０～３００ｎｍの範囲に及ぶ貫通開口部を形成するように寸法が決められる。

[0014]一態様では、ウレタン成形体は、組み立てられた第１および第２のハウジング部分を覆って受容される。
[0015]隣接セグメントの係止ピンは、セグメントの分割面をずらすために、異なるセグメントにおいて異なる周方向位置に配置され得る。

[0016]ハウジング部分は、水中で浮力を有する材料または材料の組合せから形成され得る。
[0017]主な便益は、簡素なピン固定構成および方法を提供することである。

[0018]別の利点は、可撓性のケーブル上にハウジング区画を組み立てるために要する時間が減少することである。
[0019]さらに別の便益は、セグメント区画の機械的特性、例えば強度、剛性、熱伝導率などが変更され得る容易さと関連する。

[0020]他の利点は、工具の最小限の使用によるケーブルへの設置の容易さ、設置に必要な最小限のトレード、分割区画でハウジングを設けることによる扱い易さ、調整可能な開始セグメントおよび曲げ歪解放器（ｂｅｎｄｉｎｇ ｓｔｒａｉｎ ｒｅｌｉｅｆ）、ならびに、補強のために様々な材料を使用し、所望の負荷に対応する（例えば、ウレタン、プラスチック、アルミニウム、鉄鋼、鋳鉄などを組み込む）ことにより調節可能な負荷要件と関連する。

[0021]さらに他の便益および利点は、以下の詳細な説明を読み、理解することでより明らかになるであろう。

[0022]少なくとも第１および第２のセグメントを含む、組み立てられた曲げ抑制器の斜視図である。 [0023]内部の特徴を図示するために、選択された透明部分を有する、図１の曲げ抑制器の斜視図である。 [0024]部分的に組み立てられた曲げ抑制器の斜視図である。 [0025]図１の組み立てられた曲げ抑制器の斜視断面図である。 [0026]ピンが無い状態の周方向位置における、図１の組み立てられた曲げ抑制器の別の斜視断面図である。 [0027]ハウジング部分の内部の拡大斜視図である。 [0028]図６のハウジング部分の外部の拡大斜視図である。 [0029]異なる種類の補強構造を組み込む、図７と類似のハウジング部分の外部の拡大斜視図である。 異なる種類の補強構造を組み込む、図７と類似のハウジング部分の外部の拡大斜視図である。 異なる種類の補強構造を組み込む、図７と類似のハウジング部分の外部の拡大斜視図である。 [0030]より高い負荷のために金属での設計から形成された、組み立てられた曲げ抑制器の斜視図である。 より高い負荷のために金属での設計から形成された、曲げ抑制器の個別の分解された第１のハウジング部分の斜視図である。 より高い負荷のために金属での設計から形成された、曲げ抑制器の個別の分解された第２のハウジング部分の斜視図である。 [0031]ウレタンオーバーモールドを有するハウジング部分のうちの１つの斜視図である。

[0032]中大口径の地震用トータルレイズ（ｓｅｉｓｍｉｃ ｔｏｔａｌ ｒａｉｓｅ）、アンビリカル、中高圧電源、および／または海底通信ケーブルなどで、可撓性のライン、ケーブル、導管の曲げ制限および保護を提供するための、改善された方法および機器が、図１～図１４に示され、本明細書に記載され、これらの中高電圧ケーブルは、典型的には、静止浮遊式風力タービン、または石油産業およびガス産業において使用されるものなどの他の洋上プラットフォームで使用される。

[0033]分割ハウジング曲げ抑制器は関連ケーブルでの使用のために意図され、曲げ抑制器はケーブルの曲げ半径を制限するように設計される。設計は、凸部または相互に係合する歯状凸部、および交互に入れ替われる凹部または隙間を有し、これらの凸部内に軸方向通路を有する同一のハウジング半部分を組み込む。相互に係合するハウジング半部分の通路は、ハウジング半部分がケーブルを覆って組み立てられ、互いに嵌合されると、整列する。２つの係止ピンは、これらの通路に滑り込み、したがってハウジング半部分を合わせて固定し、曲げ制限装置の第１のセグメントを形成する。次のまたは第２のセグメントが、次に、ケーブル上に、および第１のセグメントの端部区画を覆って組み立てられる。第２のセグメントは、その第１の端部で半径方向に伸びる円周フランジを含み、円周フランジは、内側へ伸びて第１のセグメントの第２の端部で半径方向に伸びる円周凹部と係合する。第１のセグメントの第２の端部における凹部において第２のセグメントの第１の端部におけるフランジを半径方向に捕捉することによって、第１のセグメントの第２のセグメントに対する限定された旋回運動が可能である。この旋回運動の範囲は、セグメントが重なる個別の軸方向に離間された位置で、半径方向により曲がるように設計される。セグメント間の旋回運動が許容される量、および端から端までの配設されるセグメントの数に依存して、セグメントの軸方向の係合により、曲げ抑制器の全体の曲げ抑制特性が決定される。

[0034]ハウジング半部分がケーブルの部分を覆って受容され、１つのハウジング半部分の凸部が他のハウジング半部分の凹部において受容されると、ハウジング半部分は、次に、ハウジング半部分の凸部を通して軸方向に伸びる整列された通路を通して係止ピンを挿入することによって、保持される。好ましくは、２つの係止ピンは、これらの通路に滑り込み、ハウジング半部分を合わせて固定し、曲げ制限装置の１つのセグメントを形成する。第２のセグメントは、次に、前のセグメントの端部区画を覆ってケーブル上に組み立てられ、その結果、ハウジングにおいて係止ピンを保持し、軸方向の動きを制限する。これは、その後、十分なセグメント区画がケーブル上に組み立てられて所望のレベルの保護を達成するまで、繰り返される。分割係止カラーが、次に、最後のセグメントで保持され、所定の位置に最後のセットの係止ピンを留める。第１のセグメントが、開始フランジ、中間マウント、アッタッチメント連結具、ウィンドハングオフ（ｗｉｎｄ ｈａｎｇ－ｏｆｆ）、または異なる構造の別の曲げ歪解放器へ保持され得ることに留意されたい。

[0035]セグメントの材料は、ウレタン、プラスチック、３１６および１７－４ＰＨのようなステンレス鋼、鋳鉄、二相および超二相鋼、または要求される特性を提供し得る任意の他の材料から構築され得る。ロッド、螺旋ロッド、成形ロッド、織成繊維、マット、ロープ、または打抜き金属成形体から構成される補強部材が、加えられ、セグメント内にオーバーモールドされて、セグメント区画の機械的特性を変更することができる。

[0036]例示的な実施形態に関して、８６ｍｍ ＩＤ（Ｄｙｎａ Ｈａｎｇｅｒサイズ）および１５０ｍｍ ＩＤ（内側配列ケーブルサイズ）が設計された。ウレタンの型は、異なるサイズへ容易に変更可能であり得る。

[0037]材料、例えばウレタン、プラスチック、アルミニウム、鉄鋼および鋳鉄は、調整されるかまたは補強されて、所望の負荷要件を満たすことができる。
[0038]図６および図７に個別に示され、図１～図４にも図示されるように、曲げ抑制器１００は、第１のセグメント１１０Ａおよび１１０Ｂを含むように例示的な実施形態において示されるが、当業者であれば、より多くの数のセグメント（図示せず）が所望により合わせて組み立てられ得ることを理解するであろう。さらに、１つのセグメントおよびその構成要素の説明は、特に記載がなければ、他のセグメントへ適用可能である。

[0039]セグメント１１０（例えば１１０Ａ、１１０Ｂ、・・・１１０ｎ）は、好ましくは第１および第２のハウジング部分１２２から形成されるハウジング１２０を含む。さらに、この特定の実施形態において、ハウジング部分１２２は同一であり、したがって、ハウジング部分の半部分を形成する。同一の半部分を使用することで、製造、在庫管理、組立てなどが容易になる。いくつかの場合において、ハウジング部分１２２は、同一ではない本明細書に記載される特徴を含み得るが、実質的に同一であり、ハウジング部分が接合されて、セグメントの部品として完成されたハウジングを形成することが認識される。

[0040]特に図６および図７を参照して、ハウジング部分１２２は、第１の端部１２４および第２の端部１２６を含む。ほぼ半円形の内面１２８が、ハウジング部分１２２に形成される。内面１２８は、関連ケーブルＣ（図１）の外面を受容するように寸法が決められる。内面１２８は、ハウジング部分１２２の実質的に全軸方向長にわたって続く。

[0041]ハウジング部分の第１の端部１２４に、半径方向に伸びる円周フランジ１３４が設けられ、円周フランジ１３４は、隣接するハウジング部分（またはセグメント）の外面に設けられた半径方向に伸びる円周凹部１３６と係合する。凹部１３６は、ハウジング部分１２２またはセグメントの第２の端部１２６に配置される。

[0042]さらに、凸部１３８は、各ハウジング部分１２２の終端から伸び、凸部は、軸方向に離間された関係にあり、対応する凹部または隙間１４０によって隔てられる。各凸部１３８は、ピン１５０（図２～図４）を受容するように寸法が決められた通路１４２を含み、ピン１５０は、関連ケーブルの選択された軸方向部分にわたってハウジング部分１２２を合わせて保持する。したがって、１つのハウジング部分の半部分１２２の凸部１３８は、関連するハウジング部分の半部分における隙間１４０と整列され、それによって、通路１４２が整列され、ピン１５０が、それぞれのハウジング部分の半部分における整列された通路１４２を通して軸方向に挿入される。したがって、接合されたハウジング部分の半部分１２２は、個別のセグメントを形成する（すなわち、セグメントはハウジング部分および関連するピンを含む）。

[0043]第１のセグメントの第２の端部１２６における隙間１３６おいて隣接する第２のセグメントの第１の端部１２４に配置されたフランジ１３４を半径方向に捕捉することによって、第１のセグメントの隣接する第２のセグメントに対する限定された旋回運動が可能である。これは、図１５～図１６に提示され、隣接するセグメント間の限定された旋回または角運動が図示される。旋回運動は、フランジ１３４が隣接するセグメントにおける凹部１３６を画定する表面または肩部と係合する結果として、限定される。

[0044]曲げ抑制器１００はまた、分割開始アダプタ１６０（図１～図５）を含む。さらに、アダプタ部分１６２は、好ましくは構造において同一であり、容易に合わせて組み立てられるアダプタ半部分を画定する。好ましくは、固定具が２つ半部分またはアダプタ部分を相互に接続し、アダプタ１６０を形成する。アダプタ１６０は、隣接する肩部間に凹部１６６を含み、凹部１６６は、第１のハウジング部分／セグメントの半径方向に内側に伸びるフランジ１３４を受容するための、各ハウジング部分における凹部１３６と同様である。

[0045]分割係止カラー１７０は、第１および第２の係止カラー部分１７２によって形成される。係止カラー１７０は、好ましくは、組立体における最後のセグメントの凹部１３６において受容されるように寸法が決められる。図１～図５に図示されるように、分割係止カラー部分１７２はまた、ピン１５０の向きに対して９０度に方向付けられる固定具またはクイックロック１７４（図１および図２）を使用することによって、合わせて組み立てられる。分割係止カラー部分１７２は、最後のハウジング半部分またはセグメントの凹部１３６において受容されるように寸法が決められる。

[0046]図６において、通路１４２がおよそ１８０°離れて配置されることが図示される。さらに、通路１４２の位置は変更され得る、すなわち、それらは１８０°離れている必要がなく、異なる角度で周方向に離間され得る。さらに、１つのセグメントにおける通路１４２は、隣接するセグメントにおける通路の位置に対して、方向付けられ得るか、または回転され得る。この様式において、軸方向に隣接するハウジング部分／セグメント間の分割平面は、隣接するセグメントを形成するハウジング部分の分割面に対してずれることができる。

[0047]図８～図１０は、強度または剛性のためにハウジング部分に組み込まれ得る様々な補強部材を図示する。ここで、個別の円弧形の補強部材１９０は、図８の実施形態において軸方向に離間される。図９の構成において、軸方向に伸びる補強部材２００は、周方向に離間され、強度の目的のために所望されるおよび／または要求される、半径方向に内側または外側の位置に設けられ得る。図１０において、補強部材は、例えば、軸方向全長およびハウジング部分の円弧形状の両方を覆って伸びる、メッシュまたは織布２１０であり得る。これらの補強部材が、ウレタンなどの成形可能な材料から製作されるハウジング部分に含まれ得るが、他の成形可能な材料（プラスチック、他の樹脂）が同様に、１種または複数のこれらの種類をそれに含み得ることが特に企図される。

[0048]図１１～図１３は、金属版の曲げ制限器を図示する。前述の図によって説明された同じ概念が、金属版でのこの設計における使用に適することが理解されよう。金属構造は、より高い負荷のために設計され、したがって、補強部材のさらなる使用を必要としない。金属版の曲げ制限器が、ウレタンなどの可撓性の封止材に、部分的にまたは完全に包含され得ることもまた企図される（図１５）。当然ながら、他の材料（プラスチック、他の樹脂）を使用して、同様の成果を得ることができる。

[0049]例示的な実施形態が、好ましい実施形態を参照して記載されてきた。前述の詳細な説明を読み理解することで、修正および変更が他者に思い浮かぶことは明白であろう。例示的な実施形態が、全てのそのような修正および変更を、それらが添付の請求項またはその均等物の範囲にある限り、含むとみなされることが意図される。

Claims (14)

1. 関連ケーブルの最小曲げ半径を制限する区分けケーブル保護装置であって、
   （ｉ）嵌合する連動凸部を有する第１および第２のハウジング部分を有するハウジングであって、前記第１および第２のハウジング部分が、前記装置の前記ハウジングを形成し、各凸部が、内部通路を有する、ハウジングと、（ｉｉ）前記ハウジング部分を合わせて維持するための、前記凸部の整列された通路を通して受容されるように寸法が決められる係止ピンと、を含むセグメントであって、前記ハウジングが、それを通して前記関連ケーブルを受容するように寸法が決められる、セグメントと、
   前記関連ケーブルにわたって端から端まで接続された関係で配設され、互いに柔軟に相互に接続される場合に、互いに対して旋回／曲げ運動を制限するように互いに接続される少なくとも第１および第２のセグメントと、
   前記装置の前記少なくとも第１および第２のセグメントの末端の前記ピンを所定の場所に保つ係止カラーと
   を備える、区分けケーブル保護装置。
2. 前記第１および第２のハウジング部分が、同一である、請求項１に記載の装置。
3. 前記第１および第２のハウジング部分が、前記セグメントの半分を形成する、請求項１に記載の装置。
4. 前記ハウジングが、少なくとも部分的にウレタンから形成される、請求項１に記載の装置。
5. 前記ウレタンが、およそ８５Ａ～８０Ｄのショア硬さの範囲内にある、請求項４に記載の装置。
6. 前記ウレタンに受容される強化部材をさらに備える、請求項５に記載の装置。
7. 前記ウレタンに受容される強化部材をさらに備える、請求項４に記載の装置。
8. 前記強化部材が、補強材、ロッド、ばね、マット、ロープ、成形材、または補剛部材のうちの少なくとも１つを含む、請求項７に記載の装置。
9. 熱伝導率を向上させ、前記関連ケーブルからの発熱を減少させる熱伝導材を、前記ウレタンにさらに備える、請求項４に記載の装置。
10. 前記ハウジング部分が、直径３０～３００ｎｍの範囲に及ぶ貫通開口部を形成するように寸法が決められる、請求項１に記載の装置。
11. 組み立てられた前記第１および第２のハウジング部分を覆って受容されるウレタン成形体をさらに備える、請求項１に記載の装置。
12. 隣接セグメントの前記係止ピンが、異なるセグメントにおいて異なる周方向位置に配置される、請求項１に記載の装置。
13. 前記ハウジング部分が、水中で浮力を有する材料または材料の組合せから形成される、請求項１に記載の装置。
14. 関連ケーブルの最小曲げ半径を制限する区分けケーブル保護装置の製造方法であって、
    嵌合して前記装置のセグメントを形成する第１および第２のハウジング部分であって、前記ハウジング部分は、合わせて組み立てられると、それを通して前記関連ケーブルを受容するように寸法が決められる、第１および第２のハウジング部分を提供するステップと、
    前記ハウジング部分に連動凸部を含めるステップと、
    係止ピンを受容するために前記凸部に内部通路を設けるステップと、
    前記セグメントの前記ピンを所定の場所に保つ係止カラーを前記ハウジング部分に組み立てるステップと
    を含む、区分けケーブル保護装置の製造方法。
    

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