JP4784547B2 - マリンホースのホースライン監視システム - Google Patents

Description

本発明は、マリンホースのホースライン監視システムに関し、さらに詳しくは、マリンホースの重量の増加を抑えてＧＰＳ受信機を設置することができ、かつ設置したＧＰＳ受信機の損傷を防止するようにしたマリンホースのホースライン監視システムに関するものである。

海上のタンカーと陸上施設との間で原油等を海上輸送する際には、多数のマリンホースが連結され、これにより海上に長いホースラインが形成される。このホースラインは、海流や風等の影響により形状が変化し、適正なラインホース形状が保たれているか否かを監視する必要がある。従来、ホースラインの監視は、作業員による目視等により行なわれていたが、夜間や悪天候の際には、ホースライン形状を把握することが困難であった。

そこで、ホースラインに所定間隔でＧＰＳ受信機を設置し、監視基地においてＧＰＳ受信機からの位置データに基づいてホースライン形状を把握するようにした監視システムが提案されている（特許文献１参照）。この提案の監視システムでは、連結するマリンホースの連結部の対向するフランジ部の間に連結リングを介在させ、連結リングにＧＰＳ受信機を設置するようにしている。そのため、追加的に設けた連結リングの重量分だけ重くなり、増加した重量分の浮力を補填するために、余計に浮力材が必要になるという問題があった。
特開２００５−３０８５２３号公報

本発明の主な目的は、マリンホースの重量の増加を抑えてＧＰＳ受信機を設置することができ、かつ設置したＧＰＳ受信機の損傷を防止するようにしたマリンホースのホースライン監視システムを提供することにある。

上記目的を達成するため本発明のマリンホースのホースライン監視システムは、複数のマリンホースを連結して形成されるホースラインに所定の間隔で設置する複数のＧＰＳ受信機と、該複数のＧＰＳ受信機から送信された位置データに基づいて前記ホースラインの形状を算出する演算装置と、該演算装置の算出データを表示する表示手段とを備えたマリンホースのホースライン監視システムにおいて、前記複数のＧＰＳ受信機を、前記マリンホースのフロート層の水上側位置に埋設したことを特徴とするものである。

ここで、前記複数のＧＰＳ受信機を、前記マリンホースのニップル部外周に埋設することもできる。

また、本発明の別のマリンホースのホースライン監視システムは、複数のマリンホースを連結して形成されるホースラインに所定の間隔で設置する複数のＧＰＳ受信機と、該複数のＧＰＳ受信機から送信された位置データに基づいて前記ホースラインの形状を算出する演算装置と、該演算装置の算出データを表示する表示手段とを備えたマリンホースのホースライン監視システムにおいて、前記複数のＧＰＳ受信機を、前記マリンホースのニップル部外周の水上側位置で、マリンホース最外周面よりも内周側位置に着脱可能に設置したことを特徴とするものである。

本発明の前者のマリンホースのホースライン監視システムによれば、複数のＧＰＳ受信機を、マリンホースのフロート層の水上側位置に埋設するので、従来のような重量の重い連結リングが不要となり、マリンホースの重量の増加を抑えることができる。

さらに、ＧＰＳ受信機がフロート層の空気層（気泡）に囲まれる構造となる。この空気層の断熱機能により、ＧＰＳ受信機に対する外気温による影響が緩和されて、ＧＰＳ受信機を一定の温度範囲に維持することができ、ＧＰＳ受信機の損傷を防止することができる。また、この空気層の緩衝機能により、ＧＰＳ受信機を外力から保護することができる。

また、後者のマリンホースのホースライン監視システムによれば、前記複数のＧＰＳ受信機を、前記マリンホースのニップル部外周の水上側位置で、マリンホース最外周面よりも内周側位置に着脱可能に設置したので、従来のような重量の重い連結リングが不要となり、マリンホースの重量の増加を抑えることができる。

さらに、ＧＰＳ受信機を相対的に剛性が高く、変形が少ないニップル部外周に設置することにより、マリンホースが変形する場合であっても、その変形の影響が小さくなりＧＰＳ受信機を保護できる。また、ＧＰＳ受信機を水上側位置に設置することにより、海水による浸水、腐食等の悪影響を小さくできる。さらに、ＧＰＳ受信機をマリンホース最外周面よりも外周側に突出しない範囲に設置したので、ＧＰＳ受信機が船舶等の外部の異物等に接触して損傷するという不具合を防止することもできる。

以下、本発明のマリンホースのホースライン監視システムを、図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１に示すように、複数のマリンホース１がそれぞれの連結部２どうしで連結されて、原油、ガソリン、ＬＰＧ等の流体を輸送するホースラインＨＬが形成される。本発明のマリンホースのホースライン監視システム（以下、監視システムという）は、このホースラインＨＬの長手方向に所定間隔で設置される複数のＧＰＳ受信機１１と、これらＧＰＳ受信機１１から送信された位置データが入力される演算装置１３と、演算装置１３の出力データを表示するモニター１４とを備えている。尚、図面の二点鎖線の水平線ＳＬは、水面レベルを示している。

図２に例示するように、マリンホース１の連結部２は、先端に円盤状のフランジ部２ａを有する円筒状のニップル部２ｂで構成されている。隣り合うマリンホース１の対向するフランジ部２ａどうしが、ボルトおよびナットにより連結される。

ニップル部２ｂにはホース内周側から外周側に向かって、内面ゴム層４、主補強層群５、本体ワイヤ層６、流体滞留層７、補助補強層群８、フロート層９、外面ゴム層１０が順に巻付けられて積層され、内面ゴム層４の内周側が流路３となっている。輸送流体に接する内面ゴム層４は、耐油性に優れたニトリルゴム等で構成される。

主補強層群５は、ホース長手方向に対して傾斜配列した有機繊維コードからなる補強コードをゴム被覆した複数の補強層を積層して構成されている。積層される上下それぞれの補強層どうしは、それぞれの補強コードのホース長手方向に対する傾斜方向を逆向きにして交差させている。このように構成された主補強層群５は、流路３を流通する流体に対して耐圧力部材および耐張力部材として機能する。主補強層群５を構成する補強層の積層数は、特に限定されるものではないが、例えば１４〜２０層程度である。

本体ワイヤ層６は、主補強層群５の外周のゴム層に金属ワイヤを所定間隔で螺旋状に巻付けて構成されている。本体ワイヤ層６は、耐外圧性部材および耐キンク性部材として機能する。流体滞留層７は、スポンジゴムや発泡ポリウレタンなどにより構成され、主補強層群５が破損した場合に流路３から流出した流体を滞留させる。

補助補強層群８は、主補強層群５と同様の構成であり、ホース長手方向に対して傾斜配列した有機繊維コードからなる補強コードをゴム被覆した複数の補強層を積層して構成されている。積層される上下それぞれの補強層どうしは、それぞれの補強コードのホース長手方向に対する傾斜方向を逆向きにして交差させている。このように構成された補助補強層群８は、流体滞留層７に流出した流体をマリンホース１の外部に流出させないように保護部材として機能する。補助補強層群８を構成する補強層の積層数は、特に限定されるものではないが、例えば２０層程度である。

フロート層９は、スポンジゴムや発泡ポリウレタン等のマリンホース１を海上に浮上させる浮力を発揮する多数の空気層や気泡を有する材料で構成されている。外面ゴム層１０は、非透水性のゴム材料で構成され、表面には視認性に優れたライン模様等が付されている。

それぞれのＧＰＳ受信機１１は、マリンホース１のフロート層９の水上側位置に設置されている。さらに、ホース長手方向においては、ＧＰＳ受信機１１がニップル部２ｂ外周に位置するように設置されている。

尚、実施形態に例示するマリンホース１は、主補強層群５、流体滞留層７、補助補強層群８を有するいわゆるダブルカーカスタイプであるが、本発明は、流体滞留層７、補助補強層群８を備えていない、いわゆるシングルカーカスタイプのマリンホースに適用することもできる。

ＧＰＳ受信機１１の設置手順は、例えば、図３に例示するように、通常どおりに製造したマリンホース１の外面ゴム層１０およびフロート層９を一部除去して箱抜き状にする。この箱抜き状部にＧＰＳ受信機１１を配置した後、フロート層９を構成する浮力材を充填する。次いで、浮力材を充填した外周面を外面ゴム層１０となるゴム部材により覆ってフロート層９を密閉する。予め、箱抜き部を設けてマリンホース１を製造しておくこともできる。

ＧＰＳ受信機１１は、ホース半径方向において、図２に例示したように外面ゴム層１０に近接した位置に設置するだけでなく、他の位置に設置してもよい。例えば、図４に示すように、さらにホース内周側の深い位置に設置することもできる。

このように、多数の空気層（気泡）を有するフロート層９の中にＧＰＳ受信機１１を配置することにより、この空気層が断熱部材として機能し、空気層に囲まれたＧＰＳ受信機１１は、外気温による影響を受け難くなる。例えば、外気温が０℃未満の低温の場合であってもＧＰＳ受信機１を０℃以上に維持し、或いは外気温が６０℃超の高温の場合であっても、ＧＰＳ受信機１１を６０℃以下に維持することができる。これに伴い、ＧＰＳ受信機１１の温度変化を、外気温の温度変化よりも小さくし、外部環境よりも緩やかな一定の温度範囲に保つことができる。

このように、マリンホース１が配置される海上の外気温が、ＧＰＳ受信機１１の耐用温度の範囲外であっても、また、外気温の温度変化が著しく大きい場合であっても、ＧＰＳ受信機１１の温度に起因する故障を抑制することができ、ＧＰＳ受信機１１の耐用期間を長くすることが可能になる。しかも、ＧＰＳ受信機１１を設置するために、特別な部材を追加する必要がないので、マリンホース１の重量が重くなることもない。

また、このフロート層９の空気層は、緩衝部材としても機能する。したがって、マリンホース１の外周面に航行する船舶等の異物が衝突した場合であっても、その衝撃力が空気層により緩和され、ＧＰＳ受信機１１を破損させることなく保護することができる。

ここで、金属製の剛性の高いニップル部２ｂ外周は、マリンホース１が外力を受けて曲げ変形する場合にも、最も変形し難い範囲である。したがって、ＧＰＳ受信機１１をニップル部２ｂ外周に配置することにより、マリンホース１が曲げ変形する場合であっても、その曲げ変形の影響をほとんど受けず、破損させることなく良好に保護することが可能になる。尚、図５に例示するようにＧＰＳ受信機１１を、ホース長手方向においてニップル部２ｂ外周以外の位置にしてフロート層９に埋設することもできる。

さらに、ＧＰＳ受信機１１をフロート層９において、水上側位置に埋設することにより海水による浸水、腐食等の悪影響が小さくなる。

上記のように、ホースラインＨＬに配置された複数のＧＰＳ受信機１１は、内設する或いはマリンホース１の外部まで延設するＧＰＳアンテナによってＧＰＳ衛星から信号を受信する。ＧＰＳ受信機１１に対しては、例えば太陽電池から電力が供給される。次いで、そのＧＰＳ受信機１１が配置された位置を示す位置データを、内設する送信器によって演算装置１３に送信する。演算装置１３は、例えば、陸上や監視船などの監視基地に設置され、ＧＰＳ受信機１１から送信された位置データに基づいて、ホースラインＨＬの形状を算出する。演算装置１３により算出されたデータは、モニター１４によりホースラインＨＬの形状として図や数値で表示される。

これにより、悪天候や夜間で視界が悪い場合でも、また、ホースラインＨＬが陸地から遠く離れた場所にあっても、ＧＰＳ受信機１１の損傷を防止しつつ、監視基地において容易に精度よくホースラインＨＬの形状を把握することができる。したがって、早期にホースラインＨＬの異常を検知して、種々の不具合を未然に防ぎ、或いは不具合を最小限に抑えることができる。ＧＰＳ受信機１１の設置数は、例えば、４個以上であり設置数を多くする程、ホースラインＨＬの形状を精度よく把握することができる。

図６に別の実施形態を例示する。この実施形態は、図１〜図３に示した実施形態のＧＰＳ受信機１１の設置構造を変えたものである。ＧＰＳ受信機１１は、円弧状のアタッチメント１５を介してマリンホース１のニップル部２ｂ外周の水上側位置に設置されている。さらに、ホース半径方向において、ＧＰＳ受信機１１はマリンホース１の最外周面よりも内周側位置に設置されている。

円弧状のアタッチメント１５を、ニップル部２ｂに外嵌することにより、アタッチメント１５に取付けられたＧＰＳ受信機１１を、簡便にマリンホース１に着脱可能に設置することができる。アタッチメント１５は、例えば樹脂製で中空に形成され、金属製の連結部２よりも遥かに軽量になっている。そのため、ＧＰＳ受信機１１を設置するために増加する重量は僅かであり、マリンホース１の重量の増加を最小限に抑えることができる。

金属製で剛性の高いニップル部２ｂ外周は、上述したようにマリンホース１が外力を受けて曲げ変形する場合にも、最も変形し難い範囲なので、マリンホース１が曲げ変形する場合であっても、ＧＰＳ受信機１１には、その曲げ変形の影響がほとんどなく良好に保護することが可能になる。ＧＰＳ受信機１１を水上側位置に設置することにより、海水による浸水、腐食等の悪影響が小さくなる。

また、ホース半径方向において、ＧＰＳ受信機１１をマリンホース１最外周面よりも外周側に突出しない範囲に設置することにより、ＧＰＳ受信機１１が航行する船舶等に接触して損傷する危険性を低減することができる。ＧＰＳ受信機１１を、ホース半径方向において、さらに小径となるフランジ部２ａの最外周面よりも内周側位置に設置することにより、船舶等との接触による損傷の危険性をさらに低減することができる。

図７に、ＲＴＫ（リアルタイムキネマティック）−ＧＰＳを採用した場合の実施形態を例示する。この実施形態は図１〜図３に例示した実施形態に対して、基準用ＧＰＳ受信機１２を追加したものである。

監視基地側に設置された基準用ＧＰＳ受信機１２は、内設するＧＰＳアンテナによってＧＰＳ衛星から信号を受信する。次いで、基準用ＧＰＳ受信機１２が配置された位置を示す位置データを、内設する送信器によってホースライン側に設置されたそれぞれのＧＰＳ受信機１１に送信する。

それぞれのＧＰＳ受信機１１および基準用ＧＰＳ受信機１２は、両位置での位相の測定を行ない、各ＧＰＳ受信機１１が、基準用ＧＰＳ受信機１２から送信された位相データを含む位置データと、ＧＰＳ受信機１１が内設するＧＰＳアンテナによって直接受信した受信データとをリアルタイムで解析することにより、それぞれのＧＰＳ受信機１１が配置された位置を示す位置データを算出する。この算出した位置データを演算装置１３に送信し、この送信された位置データに基づいてホースラインＨＬの形状を算出する。演算装置１３により算出されたデータは、モニター１４によりホースラインＨＬの形状として図や数値で表示される。

この実施形態では、基準用ＧＰＳ受信機１２を用いることにより、算出する位置データの誤差を著しく低減して、数センチ範囲の誤差でホースラインＨＬの形状を把握することができる。

本発明では、ＧＰＳ受信機１１、基準用ＧＰＳ受信機１２を防水または防滴仕様の容器に密閉してもよい。また、演算装置１３により算出されたホースラインＨＬの形状が、予め設定した許容半径を逸脱した場合や、マリンホース１に過大な張力が作用してマリンホース１の長さが許容長さを逸脱した場合などに異常を知らせる異常伝達手段（警報機、警告灯など）を設けることもできる。

また、ホースラインＨＬにマリンホース１の内圧、張力、内部温度、外部温度、流量計等の種々のデータを検知するセンサを設け、これらセンサが送信する検知データを演算装置１３に入力する構成にすることもできる。ＧＰＳ受信機１１や基準用ＧＰＳ受信機１２から送信される位置データを、イリジウム衛星およびインターネットを経由して取得するように構成すれば、極めて離れた位置でホースラインＨＬの形状を把握し、監視することも可能になる。

本発明のマリンホースのホースライン監視システムの全体構成を例示する説明図である。 図１のＧＰＳ受信機の設置構造を例示する半断面図である。 図２のＧＰＳ受信機の取付け手順を例示する平面図である。 図２のＧＰＳ受信機の別の設置構造を例示する半断面図である。 図２のＧＰＳ受信機の別の設置構造を例示する半断面図である。 図２のＧＰＳ受信機の別の設置構造およびその取付け手順を例示する説明図である。 本発明の別のマリンホースのホースライン監視システムの全体構成を例示する説明図である。

符号の説明

１ マリンホース
２ 連結部
２ａ フランジ部
２ｂ ニップル部
３ 流路
４ 内面ゴム層
５ 主補強層群
６ 本体ワイヤ層
７ 流体滞留層
８ 補助補強層群
９ フロート層
１０ 外面ゴム層
１１ ＧＰＳ受信機
１２ 基準用ＧＰＳ受信機
１３ 演算装置
１４ モニター
１５ アタッチメント

Claims (3)

1. 複数のマリンホースを連結して形成されるホースラインに所定の間隔で設置する複数のＧＰＳ受信機と、該複数のＧＰＳ受信機から送信された位置データに基づいて前記ホースラインの形状を算出する演算装置と、該演算装置の算出データを表示する表示手段とを備えたマリンホースのホースライン監視システムにおいて、前記複数のＧＰＳ受信機を、前記マリンホースのフロート層の水上側位置に埋設したことを特徴とするマリンホースのホースライン監視システム。
2. 前記複数のＧＰＳ受信機を、前記マリンホースのニップル部外周に埋設した請求項１に記載のマリンホースのホースライン監視システム。
3. 複数のマリンホースを連結して形成されるホースラインに所定の間隔で設置する複数のＧＰＳ受信機と、該複数のＧＰＳ受信機から送信された位置データに基づいて前記ホースラインの形状を算出する演算装置と、該演算装置の算出データを表示する表示手段とを備えたマリンホースのホースライン監視システムにおいて、前記複数のＧＰＳ受信機を、前記マリンホースのニップル部外周の水上側位置で、マリンホース最外周面よりも内周側位置に着脱可能に設置したことを特徴とするマリンホースのホースライン監視システム。

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