JP5698388B2 - ターレット装置 - Google Patents

Description

本発明は、ターレット装置に係り、より詳細には、船舶の垂直開口部に設けられて、船舶が相対的に回転遊動できるように係留させるターレット装置に関する。

海底でガスまたは原油を試錐する試錐船（ｄｒｉｌｌ ｓｈｉｐ）やＬＮＧ−ＦＰＳＯ（浮遊式原油生産荷役貯蔵設備）は、試錐を補助するためのターレット（ｔｕｒｒｅｔ）を備えている。ターレットは、通常船舶の一側の先端部、すなわち船首部に設けられた垂直開口部またはムーンプール（ｍｏｏｎ ｐｏｏｌ）に装着され、チェーンなどによって海底の鉱区プラットフォーム（ｓｕｂｓｅａ ｗｅｌｌ ｐｌａｔｆｏｒｍ）に固定されて船舶を係留する。

また、ターレットは、船舶がターレットを中心軸として相対的な回転が可能になるように船舶に設けられて、試錐作業を行う間に、鉱区プラットフォームから船舶へのガスまたは原油の移送のための安定かつ連続した移送経路を提供する。

すなわち、海上の船舶が、ガスまたは原油が移送される間に、風、波または潮流によって遊動する場合にも、船舶が固定されたターレットを中心軸として自在に回転可能にして、船舶の遊動に関係なくガスまたは原油が固定されたターレット内部のチューブなどを通じて安定して移送されるようにする。

ターレットを中心に船舶を回転させる構造の一例は、ターレットに設けられた軸受が、垂直開口部を形成する船体の内側壁と滑り接触によって回転されるようにする。

この場合、軸受と接触する船体の内側壁は、ターレットとのスライディング時に加えられる水平荷重を耐えることができる剛性が要求される。

従来、このような剛性を満足させるために、軸受と接触する船体の内側壁にインコネル（ｉｎｃｏｎｅｌ）溶接を全面に亙って実施し、再びグラインディング（ｇｒｉｎｄｉｎｇ）加工を通じて軸受接触面を形成させる方法が使われている。

しかし、このような方法は、多様なインコネル溶接ビードを形成させるための過多な溶接作業、それによる溶接の精度不良、機械加工などの難点によって、相当な作業期間が必要となって、生産効率が落ちる問題がある。

本発明の目的は、従来よりも著しく減少した溶接工数で製作されて、作業時間を短縮し、軸受との接触面が滑らかで、船体とのスライディングが柔らかになされうるターレット装置を提供することである。

本発明の一側面によれば、船体に貫設された垂直開口部内に設けられる上部ターレットと、前記上部ターレットの下部に結合され、船体を回転自在に支持する下部軸受組立体が設けられる下部ターレットと、を含み、前記下部軸受組立体は、前記下部ターレットの外周面に設けられる下部軸受と、前記垂直開口部を形成する船体の内側壁に結合され、プレート状であって、前記下部軸受と摺動自在に接触する独立スライディングパッドと、を含むターレット装置が提供される。

前記独立スライディングパッドは、少なくとも１つのスリットが形成された複数個のスリットプレートが連設されうる。

前記独立スライディングパッドは、前記垂直開口部を形成する船体の内側壁から突設される軸受接触壁部をさらに含みうる。

前記スリットプレートは、前記軸受接触壁部と異なる材質からなる。

前記スリットプレートの縁部と前記スリットには、前記軸受接触壁部と前記スリットプレートとを接着させるための溶接部が形成されうる。

前記溶接部は、前記軸受接触部と前記スリットプレートとの間の異種金属接触腐蝕（ｇａｌｖａｎｉｃ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ）を防止するための第１溶接層と、前記第１溶接層の上部に形成され、海水による腐蝕を防止するための第２溶接層と、を含みうる。

前記第１溶接層は、モリブデンが添加されたステンレススチールで形成され、前記第２溶接層は、ステンレス材で形成されうる。

前記下部ターレットは、前記上部ターレットと連結され、下部に行くほど拡張されることによって、前記上部ターレットに比べて、さらに大きな外径を有しうる。

本発明の実施形態は、最小限の溶接で製作されて、過多な溶接作業、溶接による精度不良、機械加工などの難点から起因する生産効率の低下を防止することができるスライディングパッドを備えるターレット装置を提供することができる。

本発明の一実施形態によるターレット装置が設けられた船首を示す一部切開斜視図である。 図１の上部ターレットのうち、‘Ａ’部分の拡大図である。 図１の下部ターレットのうち、‘Ｂ’部分の拡大図である。 下部軸受組立体を構成する独立スライディングパッドの平面図である。 独立スライディングパッドの溶接部の構造図である。

本発明と本発明の動作上の利点、及び本発明の実施によって達成される目的を十分に理解するためには、本発明の望ましい実施形態を例示する添付図面及び添付図面に記載の内容を参照しなければならない。

以下、添付した図面を参照して、本発明の望ましい実施形態を説明することによって、本発明を詳しく説明する。各図面に付された同じ参照符号は、同じ部材を表わす。

図１は、本発明の一実施形態によるターレット装置が設けられた船首部を示す一部切開斜視図であり、図２は、図１の上部ターレットのうち、‘Ａ’部分の拡大図であり、図３は、図１の下部ターレットのうち、‘Ｂ’部分の拡大図であり、図４は、下部軸受組立体を構成する独立スライディングパッドの平面図であり、図５は、独立スライディングパッドの溶接部の構造図である。

図１で示したように、本発明の一実施形態によるターレット装置１０は、船舶１の船体２に貫設された垂直開口部３内に設けられることもある。

垂直開口部３は、ターレット装置１０を設けるために別途に船体２に形成されるか、試錐用パイプなどを海底に下ろすために形成されたムーンプールによって設けられることもある。

このようなターレット装置１０は、海底の鉱区プラットフォーム（図示せず）にチェーン４０によって連結されて船舶１を係留する一方、ターレット装置１０を回転軸をして船体２を回転させる軸受構造によって船体２と結合される。

ここで、船舶１は、試錐船またはＬＮＧ−ＦＰＳＯ（浮遊式原油生産荷役貯蔵設備）などになりうるが、このような船舶１を用いて試錐作業または荷役作業を行う間に、船体２は、風や波または潮流によって遊動させうる。

この際、ターレット装置１０と、これに接触する垂直開口部３を形成する船体２の内側壁ターレット装置１０の自重と船体２の遊動によって軸荷重と水平荷重とを同時に受けるが、本実施形態によるターレット装置１０は、このような荷重を支持し、船体２が回転できる構造を有する。

図１を引き続き参照すると、本実施形態によるターレット装置１０は、船体２に貫設された垂直開口部３内に設けられる上部ターレット１１０と、上部ターレット１１０の下部に結合され、船体２を回転自在に支持する下部軸受組立体１２２、１２３が設けられる下部ターレット１２０と、を含む。

上部ターレット１１０と下部ターレット１２０とを説明するのに先立って、本実施形態によるターレット装置１０の上部と内部とに設けられて、ガスまたは原油の試錐及び荷役を補助する構造物について簡略に説明する。

上部ターレット１１０の上部には、ガントリークレーン２０と、ガントリークレーン２０の下部支持体を構成するパイピングデッキ（ｐｉｐｉｎｇ ｄｅｃｋ）２２と、メザニンデッキ（ｍｅｚｚａｎｉｎｅ ｄｅｃｋ）２１と、が設けられる。

ガントリークレーン２０は、試錐したガスまたは原油の荷役のための装備であり、ガントリークレーン２０の支持構造物の内部には、スイベルスタック（ｓｗｉｖｅｌ ｓｔａｃｋ）３０と、これに連結されるユーティリティーパイプ３１と、が設けられることもある。ユーティリティーパイプ３１は、パイピングデッキ２２とメザニンデッキ２１とによって支持され、船舶１内に誘導される。

スイベルスタック３０は、上部ターレット１１０に固着され、これに連結されるユーティリティーパイプ３１を船舶１の回転遊動によって共に回転させる回転体を備えていて、船舶１の回転遊動によってユーティリティーパイプ３１の損傷を防止する。

ユーティリティーパイプ３１は、ターレット装置１０内に設けられるライジングチューブ（ｒｉｓｉｎｇ ｔｕｂｅ）３２に連結される。ライジングチューブ３２は、海底鉱区プラットフォームに連結されていて、鉱区から採取されたガスまたは原油が、ライジングチューブ３２を通じてユーティリティーパイプ３１に移送される。

このようなライジングチューブ３２は、フレキシブルな材質のチューブが使われることが望ましい。ターレット装置１０は、チェーン４０によって海底鉱区プラットフォームに固定されるが、海流や波によってある程度の遊動があり得るので、ライジングチューブ３２が、ターレット装置１０の遊動によっての損傷を防止するためである。

一方、上部ターレット１１０は、ターレット装置１０に加えられる軸荷重を主に支持し、船舶１がターレット装置１０を軸に回転自在に支持する。

図１と図２とを共に参照すると、上部ターレット１１０は、上部ターレット支持体１１１と、上部ターレット支持体１１１に連結される上部軸受組立体１１２、１１３と、を含む。

上部ターレット支持体１１１は、円筒状であり、上部軸受組立体１１２、１１３によって船体２に摺動自在に連結される。

上部軸受組立体１１２、１１３は、船体２に連結される軸受支持部材１１３と、軸受支持部材１１３にスライディングされ、上部ターレット支持体１１１に固着される上部軸受１１２と、を含む。

軸受支持部材１１３は、垂直開口部３の船体２の上部の内側面から突設される。これによって、軸受支持部材１１３とスライディングする上部ターレット支持体１１１の外径が下部ターレット支持体１２１の外径に比べて、小さいサイズに設けられうる。本実施形態で、軸受支持部材１１３は、船体２に別途の部材が結合されると例示したが、軸受支持部材１１３は、船体２と一体に形成されうるということはいうまでもない。

一方、軸受支持部材１１３には、上部軸受１１２を支持するための軸受支持片１１３ａ（図２参照）が形成される。軸受支持片１１３ａは、垂直開口部３の内側に突出した形態であって、上部に上部軸受１１２が接触する水平面が形成されている。

上部軸受１１２は、スラスト軸受（ｔｈｒｕｓｔ ｂｅａｒｉｎｇ）が適用可能である。図２では、一般的なスラスト軸受の一例を示しているが、このような形態に限定されるものではなく、軸荷重を支持し、回転できるものであれば、他の形態の軸受が使われることもある。

同時に、上部軸受組立体１１２、１１３は、主にターレット装置１０に加えられる軸荷重を支持するものであるが、後述する下部軸受組立体１２２、１２３を補助して、水平荷重も共に支持するように設けられることもある。

一方、下部ターレット１２０は、上部ターレット１１０の下部に連結されるものであって、図１と図３ないし図５とを共に参照して説明すれば、下部ターレット支持体１２１と、下部ターレット支持体１２１に連結される下部軸受組立体１２２、１２３と、を含む。

下部ターレット支持体１２１は、上部ターレット支持体１１１に連結され、上部ターレット支持体１１１に比べて、下部に行くほど次第に拡張される形態であって、およそ円錐状に設けられる。

このように、下部ターレット支持体１２１を上部ターレット支持体１１１に比べて、外径を大きくする理由は、ターレット装置１０に加えられる水平荷重を最大限分散して支持するためである。すなわち、下部ターレット支持体１２１の外径を大きくすれば、これに結合される下部軸受１２２と船体２に結合される独立スライディングパッド１２３との接触面積を増加させて、単位面積当たり支持する荷重の大きさが減少して、相対的に柔らかい材質の独立スライディングパッド１２３を適用することができるなどの設計制限範囲を広げることができる。

一方、図３を参照すると、下部軸受組立体１２２、１２３は、ターレット装置１０に加えられる水平荷重を支持し、船体２の回転を可能にするためのものであって、下部ターレット支持体１２１に結合される下部軸受１２２と、下部軸受１２２が接触してスライディングされる独立スライディングパッド１２３と、を含む。

下部軸受１２２は、下部ターレット支持体１２１の下部、すなわち、外径が最大である部分に固着され、転がり軸受または滑り軸受がいずれも適用可能である。滑り軸受の場合、潤滑のために下部軸受１２２の素材は、独立スライディングパッド１２３の素材に比べて、柔らかい材質からなることが望ましい。

独立スライディングパッド１２３は、垂直開口部３を形成する船体２の内側壁に沿って結合される軸受接触壁部１２４と、軸受接触壁部１２４に溶接によって結合される複数のスリットプレート１２５と、を含む。

本実施形態では、別途の軸受接触壁部１２４が船体２に結合されると例示したが、軸受接触壁部１２４は、船体２と一体に製作することもできる。

軸受接触壁部１２４は、所定の厚さを有し、円筒状の垂直開口部３を形成する船体２の内側壁に結合される。同時に、軸受接触壁部１２４のスリットプレート１２５が結合される面には、スリットプレート１２５が載置されるようにスリットプレート１２５の幅に対応する幅を有する溝が形成されうる。

このような軸受接触壁部１２４が船体２に結合されることによって、独立スライディングパッド１２３の軸受接触面は、船体２から内側に突出した形態になる。これによって、下部軸受１２２は、ターレット装置１０に水平荷重が作用する時、独立スライディングパッド１２３に先に接触して回転する。したがって、下部軸受１２２が独立スライディングパッド１２３ではない船体２に先に接触して、船体２または下部軸受１２２の損傷が防止される。

一方、スリットプレート１２５は、複数のスリットプレート１２５を連結して軸受接触壁部１２４に溶接する方法で独立スライディングパッド１２３の軸受接触面を形成する。ここで、スリットプレート１２５は、軸受接触壁部１２４の幅に合わせて多数列に結合され、軸受接触壁部１２４に沿って全体面積に亙って結合されることによって、結合が完了した後には、軸受接触壁部１２４のような円状リングの形態になる。

スリットプレート１２５の材質は、デュープレックス鋼（ｄｕｐｌｅｘ ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ）、ＳＴＳ３１６Ｌまたはクラッドスチール（ｃｌａｄ ｓｔｅｅｌ）のうち何れか１つに製造可能である。デュープレックス鋼は、高い機械的強度を有しており、耐腐蝕性に優れて、海水に沈んだ状態でターレット装置１０を支持しなければならないスリットプレート１２５の材質として適している。

クラッドスチールが使われる場合、耐腐蝕性を向上させるために鋼板にチタン（ｔｉｔａｎｕｍ）を被覆させたチタンクラッド鋼板やステンレススチールを被覆させたステンレススチールクラッド鋼板が使われる。クラッドスチールは、耐腐蝕性に優れる金属と機械的強度に優れる金属板とを重ねて圧延して製作される。

一方、スリットプレート１２５には、スリットプレート１２５を軸受接触壁部１２４に溶接して結合するためのスリット１２５ａがスリットプレート１２５の中央部に形成される。

スリットプレート１２５は、曲面の軸受接触壁部１２４に溶接されるものなので、軸受接触壁部１２４の曲面状に対応する曲面を有するように変形されて溶接される必要がある。この場合、スリットプレート１２５の縁部のみに沿って溶接する場合、スリットプレート１２５の中心部は、軸受接触壁部１２４と間隙を発生させうる。

これを防止するために、スリットプレート１２５を軸受接触壁部１２４に溶接する時、スリットプレート１２５の縁部だけではなく、スリット１２５ａにも溶接されるようにすることによって、スリットプレート１２５は、軸受接触壁部１２４の曲面状に間隙なしに付き合わせられるように変形されて堅固に溶接されうる。

このような方式で独立スライディングパッド１２３を製作すれば、従来に下部軸受１２２の接触面を形成するために、垂直開口部３の船体２の内側壁に沿って全面に亙ってインコネル溶接（ｉｎｃｏｎｅｌｌ ｗｅｌｄｉｎｇ）を行うことに比べて、著しく溶接区間が減る。したがって、溶接時間及び溶接不良検査による時間が減って、作業時間が短縮されうる。

一方、スリット１２５ａとスリットプレート１２５との縁部に形成される溶接部１２６は、２層の溶接によって形成される。すなわち、溶接部１２６は、軸受接触壁部１２４とスリットプレート１２５とに接する第１溶接層１２６ａと、第１溶接層１２６ａの上部に溶接される第２溶接層１２６ｂと、を含む。

第１溶接層１２６ａは、軸受接触壁部１２４とスリットプレート１２５との間の異種金属の溶接によるクラック安定性のための溶接材が選択される。望ましくは、第１溶接層１２６ａは、モリブデンが添加されたステンレススチールが使われる。モリブデンが添加されたステンレススチールは、クラック安定性はもとより異種金属接触腐蝕を防止することができる。異種金属接触腐蝕は、腐蝕電位の低い金属材がアノード（ａｎｏｄｅ）になり、腐蝕電位の高い金属材がカソード（ｃａｔｈｏｄｅ）になって、電池を構成することによって、腐蝕電位の低い金属材の腐蝕が促進される現象である。モリブデンは、異種金属を絶縁する効果を有するので、このような異種金属接触腐蝕を減少させることができる。

第１溶接層１２６ａが完了すれば、本溶接である第２溶接層が第１溶接層１２６ａの上部に形成される。第２溶接層１２６ｂは、ＳＴＳ３１６Ｌ系のステンレススチールが使われる。ＳＴＳ３１６Ｌ系のステンレススチールは、極低炭素鋼で耐腐蝕性及び耐酸性に優れ、高温強度が大きな長所がある。特に、海水に浸水されて回転する独立スライディングパッド１２３の材質として適している。

第２溶接層１２６ｂの溶接が完了すれば、独立スライディングパッド１２３の下部軸受１２２との接触面は、複数のスリットプレート１２５の表面と、複数のスリットプレート１２５の間とスリット１２５ａに形成される第２溶接層１２６ｂによって完成される。

このように、スライディング接触面を形成すれば、下部軸受１２２と独立スライディングパッド１２３との接触は、ほとんどは複数のスリットプレート１２５面でなされる。これは、多様なインコネル溶接ビードからなる従来のスライディング接触面に比べて、滑らかな接触面を形成することができて、ターレット装置１０を軸とした一船体２のスライディングが一層柔らかになされうる。

溶接によってスリットプレート１２５の結合が完了すれば、仕上げ作業としてスリットプレート１２５の表面上に突出する第２溶接層１２６ｂを除去するために、グラインディング作業が行われる。グラインディング作業も、従来のインコネル溶接後に行われるグラインディング作業に比べて、インコネルよりも柔らかい材質のステンレススチールを使うことによって、グラインディング作業が容易であり、グラインディングが必要な面積も著しく減少して、作業時間が短縮される。

このように、本発明の一実施形態によるターレット装置１０は、船体２がターレット装置１０を軸として回転できるように船舶１を係留する一方、ターレット装置１０に加えられる軸荷重と水平荷重とを支持する上部軸受組立体１１２、１１３と下部軸受組立体１２２、１２３とを備えている。特に、下部軸受組立体１２２、１２３は、従来の軸受構造に比べて、著しく作業時間を短縮させて製作することができる独立スライディングパッド１２３が備えられて、ターレット装置１０の生産効率を増加させることができる。

本発明は、記載の実施形態に限定されるものではなく、本発明の思想及び範囲を外れずに多様に修正及び変形できるということは、当業者に自明である。したがって、そのような修正例または変形例は、本発明の特許請求の範囲に属すると言わなければならない。

本発明は、船舶の垂直開口部に設けられて、船舶が相対的に回転遊動できるように船舶を係留させるターレット装置に関するものであって、船舶分野に利用されうる。

Claims (7)

1. 船体に貫設された垂直開口部内に設けられる上部ターレットと、
   前記上部ターレットの下部に結合され、船体を回転自在に支持する下部軸受組立体が設けられる下部ターレットと、を含み、
   前記下部軸受組立体は、
   前記下部ターレットの外周面に設けられる下部軸受と、
   前記垂直開口部を形成する船体の内側壁に結合され、前記下部軸受と摺動自在に接触する独立スライディングパッドと、
   を含み、
   前記独立スライディングパッドは、少なくとも１つのスリットが形成された複数個のスリットプレートが連設されるターレット装置。
2. 前記独立スライディングパッドは、
   前記垂直開口部を形成する船体の内側壁から突設される軸受接触壁部をさらに含む請求項１に記載のターレット装置。
3. 前記スリットプレートは、前記軸受接触壁部と異なる材質からなる請求項２に記載のターレット装置。
4. 前記スリットプレートの縁部と前記スリットには、
   前記軸受接触壁部と前記スリットプレートとを接着させるための溶接部が形成される請求項３に記載のターレット装置。
5. 前記溶接部は、
   前記軸受接触壁部と前記スリットプレートとの間の異種金属接触腐蝕（ｇａｌｖａｎｉｃ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ）を防止するための第１溶接層と、
   前記第１溶接層の上部に形成され、海水による腐蝕を防止するための第２溶接層と、
   を含む請求項４に記載のターレット装置。
6. 前記第１溶接層は、モリブデンが添加されたステンレススチールで形成され、前記第２溶接層は、ステンレス材で形成される請求項５に記載のターレット装置。
7. 前記下部ターレットは、
   前記上部ターレットと連結され、下部に行くほど拡張されることによって、前記上部ターレットに比べて、さらに大きな外径を有する請求項１から請求項６のうち何れか一項に記載のターレット装置。

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