JP6938549B2 - 脆弱リンク用ラッチ - Google Patents

Description

本発明は、ケーブルに関し、特に、海洋ケーブルなどのケーブルを牽引するための装置及び方法に関する。

ケーブル、特に海洋産業で使用されるケーブルは、極めて長く且つ重いものである可能性がある。多くの場合、ケーブルをある場所から別の場所に牽引しなければならず、最大で数トンまでの大きな牽引力を必要とする。ある特定の用途では、ケーブルは、ケーブルと一緒に同じく牽引しなければならない保護導管内に同心状に配置される。かかる用途の例としては、洋上風力タービンなどの間に張設されるケーブルが挙げられる。

保護導管内に配置されたケーブルを牽引する１つの方法では、ケーブルが導管に対して移動しないようにケーブルを単に導管内に固定する。次いで、牽引線は導管にのみ取り付けることができ、構成全体が後続する。

しかしながら、多くの用途では、ケーブルが導管内で長手方向に自由に移動可能である必要がある。例えば、ケーブルが、ある風力タービンの基礎から別の風力タービンの基礎まで牽引される場合に、保護導管は、基礎の基部における開口部まで牽引されて開口部内に入る。しかしながら、基礎内へ更に上方に吊り下げ点（hang-off point）（多くの場合、水面よりも上のデッキ内に位置する）まで内部ケーブルを牽引しなければならない。当技術分野で知られているこの問題の１つの解決策では、２つの別個の牽引線、すなわち、保護導管用の牽引線とケーブル用の牽引線（多くの場合、より長い線）とを使用する。したがって、導管は、導管の牽引線を使用して開口部を通して牽引され、その後、ケーブルは、ケーブルの引込線（pull-in line）を使用して基礎内へ更に上方に牽引される。しかしながら、この解決策には多くの欠点がある。２つの別個の牽引線の使用により、コスト、複雑さ、及び破損の可能性が増加する。

代替的な解決策では、いわゆる脆弱リンク構成を有する単一の引込線を使用する。この解決策の例としては、特許文献１で説明されている構成が挙げられる。特許文献１に示されているように、単一の引込線が、２つの別個のワイヤ先端により保護導管と内部ケーブルの両方に連結される。ワイヤ先端は、異なる破断強度を有し、導管に取り付けられる先端がケーブル用の先端よりも低い破断強度を有する。使用時に、導管は、導管上の突出部が基礎の開口部に当接するまで牽引される。ケーブルは、導管のワイヤ先端が破断するまで力を増大させながら牽引される。その後、ケーブルのより頑丈な先端を使用してケーブルを基礎内へ上方に牽引することができる。

特許文献１による解決策の不利な点は、ワイヤ先端がいずれかの方向への牽引力により破断する可能性があることである。深海環境では、不均一な地形及び他の状況により、意図した方向とは反対の方向への牽引力が生じ、導管先端が早期に破断してしまう可能性がある。いくつかの事例では、ケーブルの敷設の際のずれを補正するために又は他の理由から構成を反対方向に引き戻すことが望ましい。それゆえ、破損を回避するために、ワイヤ先端は寸法を大きくする必要がある。

欧州特許第２３２９１７４号明細書

本発明は、先行技術の不利な点の１つ又は複数を克服すること又は代替的な脆弱リンクの解決策を提供することを目的とする。本発明は保護導管内に配置される海洋ケーブルの文脈で説明されるが、本発明はまた、２つ別個の本体を牽引するために単一の牽引線を使用する及び本体に対して異なる牽引力を必要とするいかなる状況にも有用であることが理解されるべきである。

一態様によれば、本発明は、先端部に牽引線用の連結点を及び後端部に連結点を有する細長い中央部材を備える脆弱リンク用ラッチ（weak link latch）を提供する。２つ以上のアームが中央部材から短手方向に突出しており、アームの少なくとも１つは、第１の伸展ロック位置から第２の倒伏解除位置まで後端部の方向に回転可能である。アームは、伸展ロック位置にあるときに、例えば物体自体における又は連結ピースにおけるノッチに係合することにより、第１の牽引可能な物体に係合するように配置される。連結線は、中央部材の後端部における連結点を第２の牽引可能な物体に連結する。

所定の破断強度を有する剪断ピンは、回転可能なアームを伸展ロック位置に保持する。したがって、中央部材に取り付けられた単一の牽引線は、剪断ピンの破断強度を超えない限り、第１の物体と第２の物体の両方を牽引することができる。第１の物体が抵抗を受けたとき、例えば、意図した第１の位置において第１の物体が構造体に接触したときに、剪断ピンが破断するまで力を増大させながら牽引線が牽引されてもよく、これにより、回転可能なアームが倒伏解除位置まで回転することが可能となり、それにより、アームが第１の物体から係合解除される。その後、牽引線（係合解除された脆弱リンク）及び連結線は、共に第２の物体を牽引し続けることができる。

一態様によれば、本発明は、洋上風力タービン間又は他の構造体間の保護外側導管内に配置された牽引ケーブル用の構成を提供する。脆弱リンクのアームは、伸展ロック位置において、保護導管の先端部における円筒状引込部分（pull-in segment）の前端部の内表面におけるノッチに係合する。本発明の脆弱リンク用ラッチは、ノーズピースとして引込部分の前部に連結される。この態様によれば、導管は、風力タービン基礎の基部における開口部に当接するように牽引される。したがって、牽引線は、剪断ピンが破損するまで力を増大させながら牽引される。次いで、脆弱リンクのノーズピースが引込部分から係合解除され、内部ケーブルが基礎内へ吊り下げ点まで更に牽引される。一態様によれば、円錐状外套は、引っ掛かり又は導管への望ましくない異物の進入を回避するのに有用なノーズピースを形成するように中央部材の周りに配置される。

本発明の一態様によれば、１つ又は複数の回転可能なアームは、中央部材の先端部の方向への回転を防止するための手段を有し、これにより、牽引力が意図した牽引方向とは反対方向に生じた場合に剪断ピンが破断するのを防止する。このような手段は、先端部の方向において中央部材に当接するアーム上の当接部か、又は中央部材の先端部の方向への回転を防止する阻止装置を含み得る。このようにして、前方向への牽引力のみで、剪断ピンを破断させることができる。

ここで、添付図面を参照しながら、本発明について詳細に説明する。

図１は、導管の引込部分に係合した本発明の脆弱リンク用ラッチの側断面図である。 図２は、脆弱リンク用ラッチが引込部分から係合解除された、図１の側断面図である。 図３は、導管内に配置されたケーブルを構造体内に牽引するために使用される本発明の脆弱リンク用ラッチの側断面図である。 図４は、本発明の第１の実施形態の側面図である。 図５は、本発明の第１の実施形態の斜視図である。 図６は、物体に係合された本発明の第１の実施形態の側面図である。 図７は、物体から係合解除された、図６の本発明の第１の実施形態の側面図である。 図８は、本発明の第２の実施形態の側面図である。 図９は、本発明の第２の実施形態の斜視図である。 図１０は、物体に係合された本発明の第２の実施形態の側面図である。 図１１は、物体から係合解除された、図１０の本発明の第２の実施形態の側面図である。

一態様によれば、図に示すように、本発明は、細長い中央部材１を備える脆弱リンク用ラッチを提供する。中央部材は、第１の連結点２、例えば連結孔又は連結リングを中央部材の先端部に有する。中央部材は、第２の連結点３を中央部材の後端部に有する。

２つ以上のロックアームが中央部材から短手方向に突出し、これらロックアームの少なくとも１つは回転可能である。図１〜図７は、前記アームの１つのみが回転可能である第１の実施形態を図示している。態様によれば、剛性アーム４は中央部材の一方側から短手方向に延び、その一方で、回転可能なアーム５は中央部材の反対側から突出する。アーム５は、軸部材６を中心に回転可能である。剛性アーム４は、一態様によれば、中央部材の材料の延長部であるが、代替的に、中央部材に強固に固定された別個の構成要素であってもよい。

剪断ピン７は、回転可能なアーム５の開口部を貫通して中央部材１に達する。剪断ピンは所定の破断力を有する。

ロックアームの端部は、第１の伸展ロック位置にあるときに、それぞれ図１及び図７に示すように、第１の牽引可能な物体１４、９の内表面上の図７に見られるノッチ８に係合する。アームは、剪断ピン７によりロック位置に保持される。第１の連結点２に連結された牽引線１１により、意図した牽引方向１０に牽引力が及ぼされたときに、アーム５は、中央部材の後端部に向かって回転する傾向があり、これにより、剪断ピンに対して剪断力が加えられる。剪断ピンの破断力を超えると、剪断ピンが破断して、図２及び図７に示すように、アーム５が倒伏した係合解除位置まで軸６を中心に回転することを可能にする。したがって、中央部材は、第１の物体９から自由に引き出される。連結線１２は、第１の牽引可能な物体とは独立して牽引できる、第２の牽引可能な物体に連結する。

本発明の一態様によれば、第２の牽引可能な物体は、図３に示すようなケーブル１３である。図３に図示する実施形態において、第１の牽引可能な物体は、ケーブル１３が内部に配置される保護導管１５の先端部に取り付けられた円筒状引込部分１４である。牽引線１１は、係合された脆弱リンク用ラッチひいては引込部分及びケーブルを洋上基礎１６の側部の開口部内に牽引する。引込部分１４は、基礎の開口部に当接する当接部材１７を有する。線１１にかかる牽引力は、剪断ピン７が破断するまで増大され、回転可能なロックアームが係合解除位置へと倒伏する。次いで、線１１は、ケーブル１３を基礎内へ吊り下げ点（図示せず）まで、通常は水位よりも上の基礎内のデッキ内へ更に牽引し続ける。

円筒状外套１８は、脆弱リンク装置が引込部分１４用のノーズピースとして機能できるように中央部材の周りに装着される。外套は、引っ掛かりを防止するのに役立つとともに、異物が導管に進入するのを防ぐ。

図８〜図１１は、両方のアームが回転可能なアーム１９である代替実施形態を示している。この実施形態において、剪断ピン７は、中央部材１を貫通して延びて、両方のアームに係合する。牽引方向１０に牽引力が及ぼされたときに、両方のアーム１９が鋏のような方式で剪断ピンに対して剪断力を及ぼす。

本発明の別の態様によれば、回転可能なアームは、第１の実施形態又は第２の実施形態のタイプに関係なく、反対方向の牽引方向２０への牽引力が及ぼされた場合に回転を防止する手段を有する。一態様によれば、この手段は、回転可能なアームの内面上に角度付きノッチ２１を備える。図４〜図１１から分かるように、ノッチは、アームが伸展ロック位置にあるときにノッチの前方縁部が中央部材１に当接するように配置され、これにより、先端部の方向への回転を防止する。しかしながら、ノッチの角度は、ノッチの後縁部が中央部材に対して静止するまで、後端部に向かう回転を許容する。代替的に、回転可能なアームは、二股延長部が中央部材の両側で軸６に係合する、二股部材として形成することができる。アームの二股部が分岐する地点は、前方縁部がロック位置において中央部材に対して静止するように配置され、先端部に向かう回転を防止し、二股部間の隙間は、後端部に向かう回転を可能にする。

Claims (7)

1. 円筒状導管（１４）及びケーブル（１３）を牽引方向（１０）に同時に牽引するための脆弱リンク用ラッチであって、前記ケーブルが前記導管内を長手方向に移動可能であるように配置され、前記脆弱リンク用ラッチが前記ケーブルに確実に連結されたまま前記導管から解除可能であり、前記脆弱リンク用ラッチが、
   ａ．先端部に第１の連結点（２）を及び後端部に第２の連結点（３）を有する細長い中央部材（１）であって、
   前記第１の連結点が前記牽引方向（１０）への牽引のための牽引線（１１）への取り付けのために配置され、且つ
   前記第２の連結点が前記ケーブル（１３）への連結のために配置される、細長い中央部材（１）と、
   ｂ．前記中央部材（１）から短手方向に延びる複数の剛性アーム（４、５）であって、
   前記剛性アームが、前記導管（１４）の先端部の内表面における溝（８）にロック係合するように、第１の伸展位置に配置され、
   前記アームの少なくとも１つが、回転可能な剛性アーム（５、１９）であり、
   前記アームが前記脆弱リンク用ラッチを前記導管にロック係合させた状態に保持する前記第１の伸展位置から、前記アームの回転により前記脆弱リンク用ラッチが前記導管から係合解除される第２の倒伏位置まで、軸（６）を中心に、前記細長い中央部材の前記後端部に向かう方向に回転可能である、複数の剛性アーム（４、５）と、
   ｃ．前記回転可能な剛性アーム（５、１９）と前記中央部材（１）との間に配置された剪断ピン（７）であって、
   前記剪断ピンが、前記伸展位置から前記倒伏位置への軸（６）を中心とした前記回転可能なアームの回転を防止するように配置され、
   前記剪断ピンが所定の破断力を有し、前記破断力が前記回転可能なアームからの回転力に起因する剪断力である、剪断ピン（７）と
   を備えることを特徴とする、脆弱リンク用ラッチ。
2. 短手方向に延びる２つの剛性アームを備え、
   前記アームの１つが、前記中央部材（１）の材料の延長部を備える固定された剛性アーム（４）であり、且つ
   前記アームの１つが回転可能な剛性アーム（５）である、請求項１に記載の脆弱リンク用ラッチ。
3. 短手方向に延びる２つのアームを備え、
   前記アームの両方が回転可能な剛性アーム（１９）である、請求項１に記載の脆弱リンク用ラッチ。
4. 前記回転可能なアーム（５、１９）が、前記第１の連結点の方向への前記アームの回転を防止するように配置された当接部分（２１）を備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の脆弱リンク用ラッチ。
5. 前記当接部分（２１）が、１つ又は複数の前記回転可能なアームにおいて角度付きノッチを備え、
   回転可能なアーム（５）が、前記第１の連結点の方向への回転を防止する伸展位置にあるときに前記ノッチの前方端部が中央部材（１）に当接するように配置され、
   前記ノッチの角度が、前記倒伏位置の方向への前記アームの回転を許容する、請求項４に記載の脆弱リンク用ラッチ。
6. 中央部材（１）の周りに配置された円錐状外套（１８）を更に備え、
   前記外套が、ノーズピースとして前記導管の前記先端部に解除可能に連結するように配置される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の脆弱リンク用ラッチ。
7. 前記第２の連結点（３）が、連結線（１２）を介して前記ケーブルに連結されるように配置される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の脆弱リンク用ラッチ。

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