JP6996810B2

JP6996810B2 - 電気スイベルの為のベアリング配置

Info

Publication number: JP6996810B2
Application number: JP2018524792A
Authority: JP
Inventors: ゲオルゲスディズヌフ，; サミバローミ，; フレデリックサゴット，; サミルブタハル，; テレンスラルエット，
Original assignee: シングルブイムーリングスインコーポレイテッド
Priority date: 2015-11-19
Filing date: 2016-11-18
Publication date: 2022-01-17
Anticipated expiration: 2036-11-18
Also published as: EP3377401A1; EP3377401B1; US10933952B2; US20180327054A1; CN108883813A; CA3005392A1; CA3005392C; KR102638381B1; JP2018537336A; KR20190010523A; CN108883813B; WO2017085277A1

Description

発明の分野

本発明は、低電圧スイベル（ＬＶＥＳ）の為のベアリング配置に関する。本発明は、さらに、そのようなベアリング配置を備えた低電圧スイベル（ＬＶＥＳ）を備えるスイベルスタックに関する。

背景

低電圧スイベル（ＬＶＥＳ）は、回転からの電気的情報および電力を、ＦＰＳＯ／ＦＬＮＧ（浮体式生産貯蔵積出設備／浮体式液化天然ガス）タレット上に配置されるスイベルスタックの固定部分に伝送する為に使用される。ＬＶＩＳエンクロージャは、固定された回転部分の間にベアリングを使用し、自由回転を確保する。

欧州規格（ＥＮ６００７９－１）及び国際規格（ＩＥＣ６００７９－１）に従い、ＦＰＳＯ／ＦＬＮＧ用スイベルスタックは、危険ゾーン１または危険ゾーン２に配置される。スイベルスタック内に配置されるＬＶＥＳのような機器は、規格に適合する防爆（Ｅｘｄ）エンクロージャを使用して危険ゾーンで動作し、ＩＩＡ又はＩＩＢ認証が必要である（ＩＩＡ及びＩＩＢは、異なるガス群を表す）。

Ｅｘｄエンクロージャの主な機能は、周囲の爆発的環境に内部爆発が伝播することを防止し、環境、湿気、汚れ、塵、水から内部構成要素を保護することである。

従来技術において、防爆用ベアリングを使用するＬＶＥＳエンクロージャが知られている。既存のベアリングの欠点は、火炎路が局所的に形成されることである。従来技術からの方法は、工作機械に極度の精度が必要であり、これは、費用を高め、ガス群ＩＩＢに達しない。さらに、温度、ブッシュの摩耗、顧客に対する制限、電気的な温度上昇の影響、保守点検の変動は、現在の低電圧電気スイベルをＥｘｄＩＩＡ規格に対してのみ利用可能にする。どんな条件でもスイベルスタック内で動作するために、新しい低電圧規格はガス群ＩＩＢを必要とする。

欧州特許出願第EP 2 360 089 A1は、ガス・石油生産の為の船上で生産パイプおよび海底に接続された流体ラインの端部の間に回転中間面を横切って流体移送を可能にするスイベルを開示する。既知のスイベルは、内壁と外壁とを備え、これらは、内壁の一部を形成する案内部を経て送られる炭化水素類を受ける為に、２つのドーナツ型（toroidal）チャンバ間を限定し、外壁は、ベアリングによって内壁と回転可能に接続されている。内壁および外壁の円筒表面間の上部隙間と下部隙間は、密封リングによって密封される。高電圧電子誘導電力型スイベルは、WO 2011/000937に開示されている。US 5,755,607から、係留システムの為のライザ装着配置が知られており、ここで、ライザタレット及びライザは、海底に定着された係留ライン支持ベースの周りに、船と共に回転する為に船に固定される。

本発明は、火炎路特性が改良されたＬＶＥＳの為のベアリング配置を提供することを目的とする。

本発明の更なる目的は、ＩＩＡ及びＩＩＢグループに対してベアリングを標準化することである。

この目的は、スイベルスタックに使用される低電圧電気スイベル、ＬＶＥＳによって達成されるが、この低電圧電気スイベルは、長手方向の軸Ｓの周りに円筒状チャンバを限定する環状外部要素と、外部要素と同軸にある円筒状内部要素とを備え、円筒状チャンバは、環状スイベルカバーを用いて上側で密封され、長手方向の軸Ｓの周りで、内部要素および外部要素に対して回転するように構成され、内部要素は、内径側の第１ベアリング部および内部ベアリングを限定する第２ベアリング部を備え、外部要素は、外径側の第１ベアリング部および内部ベアリングを限定する第２ベアリング部を備え、環状スイベルカバーは、内径部で、内部ベアリングの第２ベアリング部と接続され、外径部で、外部ベアリングの第２ベアリング部と接続され、内部ベアリングは、第１ベアリング部および第２ベアリング部の間に内部環状中間面を備え、外部ベアリングは、第１ベアリング部および第２ベアリング部の間に外部環状中間面を備え、内部環状中間面および外部環状中間面の各々は、内部要素および外部要素と同軸にあり、各環状中間面は、火炎案内路として構成される。

有利なことに、スイベルの長手方向の軸と同軸にある環状ベアリングを使用することによって、ＩＩＢ型ベアリングは、低電圧スイベルに実装可能になる。スイベルは、内部および／または外部ベアリングとして、標準化された証明可能なＩＩＢ型ベアリングを備えるので、火炎路保護は、著しく改善される。そのようなスイベルの資格付与の後、火炎路の検査は減じられ、又は、不要になる。

さらに、内部ベアリング及び外部ベアリングを、スイベル軸と同軸にある環状中間面で配置するため、高精度の道具が不要になり、これが、製造コストを下げる。

さらに、ベアリングは、詳細な検査の為に交換され、あるいは、分解される。

標準化は、より迅速な検査を可能にする。

さらに、組立が単純化される。どの機械的部品も、調整または合致させる必要がない。

標準化は、より迅速な組立を可能にする。

有利なことに、従来技術と比較すると、必要な部品点数が減じられ、これは、設計の信頼性を高める。

環状中間面が、ベアリングの固定された回転部品と密接するため、設計精度が確保される。

実施形態によると、本発明は、前述されたような低電圧電気スイベルに関し、各環状中間面は、動作中、各環状中間面の摩耗を減少させる潤滑材を有する。有利なことに、動作寿命は長くなり、動作中の検査を避ける。

実施形態によると、本発明は、前述されたような低電圧電気スイベルに関し、各環状中間面は、長手方向の軸Ｓの方向に、下部環状中間面部をボールベアリングの下方に、上部環状中間面部をボールベアリングの上方に、それぞれ限定するボールベアリング開口を有する。

実施形態によると、本発明は前述されたような低電圧電気スイベルに関し、下部環状中間面部の各々の長手方向の長さは、少なくとも２５ｍｍ、より好ましくは２７．５ｍｍである。

実施形態によると、本発明は前述されたような低電圧電気スイベルに関し、上部環状中間面部の各々の長手方向の長さは、少なくとも２５ｍｍ、より好ましくは２７．５ｍｍである。

実施形態によると、本発明は前述されたような低電圧電気スイベルに関し、第１ベアリング部の各々の高さは、対応する第２ベアリング部の高さと等しい。

実施形態によると、本発明は前述されたような低電圧電気スイベルに関し、環状中間面（９’、９”）の各々は、それぞれの密封リングを用いて両横側で密封される。有利なことに、シールは、環状中間面に潤滑材を保つ。

実施形態によると、本発明は前述されたような低電圧電気スイベルに関し、環状中間面の各々は、第１ベアリング部および第２ベアリング部の間に隙間を有する。

実施形態によると、本発明は前述されたような低電圧電気スイベルに関し、環状スイベルカバーは、２つ以上の同心リングから成り、または、２つ以上の同心リングを備え、これらは、それらの中間面で接続される。好ましくは、前記同心リングの内部リングは、内部ベアリングの前記第２ベアリング部に取り付けられ、前記同心リングの外部リングは、前記外部ベアリングの前記第２ベアリング部に取り付けられる。

さらに、本発明は、前述されたような低電圧電気スイベルを備えるスイベルスタックに関する。

さらに、本発明は、タレット係留システムを備える、沖合で動作する為の船に関し、このタレット係留システムには、前述されたような低電圧電気スイベルまたはスイベルスタックが装着される。

この特許出願の状況において、本発明は低電圧（最大約３ｋＶ）スイベルに適用されるが、高電圧（最大約６６ｋＶ）スイベルにも適用可能である。

以下、例示的実施形態を示す図面を参照して、より詳細に本発明を説明する。それらは、例示の為だけが意図されており、発明概念を限定するものではなく、その範囲は、添付された特許請求の範囲によって規定される。
図１は、本発明の実施形態に従う低電圧電気スイベルのスイベルシールの概略図を示す。図２は、図１の断面ＩＩに示された内部ベアリングの概略図を示す。」図３は、図１の断面ＩＩＩに示された外部ベアリングの概略図を示す。

実施形態の詳細な説明

図１は、低電圧電気スイベル１のスイベルシールの概略図を示す。低電圧スイベル１は、長手方向の軸Ｓの周りの円筒状内部要素２と、環状外部要素３とを備える。外部要素３は、内部要素２と同軸にある円筒状チャンバを限定する。低電圧電気スイベル１は、環状スイベルカバー４を更に備える。環状スイベルカバー４は、内径部で、円筒状内部要素２と接続され、外径部で、環状外部要素３と接続される。そのため、環状スイベルカバー４は、上側で円筒状チャンバを密封する。スイベルカバー４は、内部要素２及び外部要素３に対して、長手方向の軸Ｓを中心とする回転運動の為に配置される。

内部要素２および外部要素３は、各々が、第１ベアリング部７’、７”および対応する第２ベアリング部８’、８”をスイベルカバー４の対向した径側に備える。第１ベアリング部７’、７”と対応した第２ベアリング部８’、８”の組み合わせは、それぞれ、内部ベアリング５および外部ベアリング６を限定する。

図２は、図１に記載されたような低電圧電気スイベル１の内部ベアリング５の概略図を示す。内部ベアリングは、第１ベアリング部７’および第２ベアリング部８’によって形成される。第１ベアリング部７’は内部要素２と接続され、第２ベアリング部８’はスイベルカバー４と接続され、第２ベアリング部８’は、スイベルカバー４の内径側に設けられる。第１ベアリング部７’及び第２ベアリング部８’は、互いに対して、長手方向の軸Ｓの周りに回転運動するように配置される。

内部環状隙間は、第１ベアリング部７’および第２ベアリング部８’の間に設計され、スイベル軸と同軸にあり、内部火炎路として機能し得る。

内部ベアリング５は、環状中間面９’を更に備え、環状中間面９’は、内部要素２および外部要素３と同軸にあり、第１ベアリング部７’および第２ベアリング部８’に接続する。この環状中間面は、少なくとも、前記環状隙間の上部周縁および下部周縁に沿って、内部環状隙間と実質的に一致する。

本発明の実施形態において、環状中間面９’は、ボールベアリング開口１２’を有し、下部環状中間面部１０’および上部環状中間面部１１’を限定する。ベアリング開口１２’は、もちろん、第１ベアリング部７’および第２ベアリング部８’の間の内部環状隙間より大きな直径を、少なくとも、前記環状隙間の上部周縁および下部周縁に沿って有する。

本発明の実施形態において、下部環状中間面部１０’の長手方向の長さは、少なくとも２５ｍｍ、より好ましくは２７．５ｍｍである。

本発明の実施形態において、上部環状中間面部１１’の長手方向の長さは、少なくとも２５ｍｍ、より好ましくは２７．５ｍｍである。

本発明の実施形態において、少なくとも、前記隙間の周囲上縁および周囲底縁に沿った内部隙間の幅は、０．３ｍｍ以下である。

本発明の実施形態において、第１ベアリング部７’の高さは、第２ベアリング部８’の高さに等しい。

本発明の実施形態において、環状中間面９’は、それぞれのシール１４’を用いて両横側で密封される。

図３は、図１に説明されたように低電圧電気スイベル１の外部ベアリング６の概略図を示す。外部ベアリングは、第１ベアリング部７”および第２ベアリング部８”によって形成される。第１ベアリング部７’は、外部要素３に接続され、第２ベアリング部８”は、スイベルカバー４に接続され、第２ベアリング部８”は、スイベルカバー４の外径側に設けられる。第１ベアリング部７”および第２ベアリング部８”は、スイベルの長手方向の軸Ｓの周りで互いに対して回転運動するように配置される。

外部ベアリング６は、環状中間面９”を備え、この環状中間面９”は、内部要素２および外部要素３と同軸にあり、第１ベアリング部７”および第２ベアリング部８”と接続する。

外部環状隙間は、第１ベアリング部７”および第２ベアリング部８”の間に設計され、この外部環状隙間は、スイベル軸と同軸にあり、外部火炎路として機能し得る。環状中間面は、少なくとも、前記環状隙間の上部周縁および下部周縁に沿って、外部環状隙間と実質的に一致する。

本発明の実施形態において、環状中間面９”は、ボールベアリング開口１２”を備え、このボールベアリング開口１２”は、下部環状中間面部１０”および上部環状中間面部１１”を限定する。ベアリング開口１２”は、もちろん、少なくとも、前記環状隙間の上部周縁および下部周縁に沿って、第１ベアリング部７”および第２ベアリング部８”の間の外部環状隙間より大きな直径を有してもよい。

本発明の実施形態において、下部環状中間面部１０”の長手方向の長さは、少なくとも２５ｍｍ、より好ましくは２７．５ｍｍである。

本発明の実施形態において、上部環状中間面部１１”の長手方向の長さは、少なくとも２５ｍｍ、より好ましくは２７．５ｍｍである。

本発明の実施形態において、外部隙間の幅は、少なくとも、前記隙間の周囲の上縁および底縁に沿って、０．３ｍｍ以下である。

本発明の実施形態において、第１ベアリング部７”の高さは、第２ベアリング部８”の高さと同一である。

本発明の実施形態において、環状中間面９”は、密封リング１５”を用いて両横側で密封される。

実施形態によると、環状スイベルカバー４は、２つ以上の同心リングから成り、２つ以上の同心リングは、これらの中間面で相互接続されてもよい。図１に示されるように、環状スイベルカバー４は、内部リング４ａ、中央リング４ｂ、外部リング４ｃを備え、これらは、それぞれの中間面で相互接続される。環状スイベルカバー４を構成する為に同心リングを使用することによって、カバー４を比較的簡単に取りはずすことができるので、より単純な点検または保守が可能である。

本発明の、他の代替および均等実施形態は、本発明の思想内で考えられ、これらは、当業者にとって明らかであろう。本発明の範囲は、添付された特許請求の範囲によってのみ、制限される。

参照符合リスト

１…低電圧電気スイベル
２…内部要素
３…外部要素
４…スイベルカバー
４ａ、４ｂ、４ｃ…同心リング
５…内部ベアリング
６…外部ベアリング
７’、７”…第１ベアリング部
８’、８”…第２ベアリング部
９’、９”…環状中間面
１０’、１０”…下部環状中間面部
１１’、１１”…上部環状中間面部
１２’、１２”…ボールベアリング開口
１４’…シール
１５”…シール

Claims

スイベルスタックで使用される為の低電圧電気スイベル、ＬＶＥＳ（１）であって、長手方向軸Ｓの周りに円筒チャンバを限定する環状外部要素（３）と、前記外部要素（３）と同軸の円筒内部要素（２）と、を備え、前記円筒チャンバは、環状スイベルカバー（４）を用いて上側で密封され、前記長手方向軸Ｓの周りを前記内部要素および前記外部要素に対して回転するように構成され、
前記内部要素（２）は、内径側に、内部ベアリング（５）を限定する第２ベアリング部（８’）および第１ベアリング部（７’）を備え、
前記外部要素（３）は、外径側に、外部ベアリング（６）を限定する第２ベアリング部（８”）および第１ベアリング部（７”）を備え、
前記環状スイベルカバーは、その内径部で、前記内部ベアリング（５）の前記第２ベアリング部と接続され、その外径部で、前記外部ベアリング（６）の前記第２ベアリング部と接続され、
前記低電圧電気スイベル（１）は、３ｋＶまでの電圧で使用されるように適合され、
前記内部ベアリング（５）は、前記第１ベアリング部（７’）および前記第２ベアリング部（８’）の間に内部環状中間面（９’）を備え、前記外部ベアリング（６）は、前記第１ベアリング部（７”）および前記第２ベアリング部（８”）の間に外部環状中間面（９”）を備え、
前記内部環状中間面（９’）および前記外部環状中間面（９”）は、前記内部要素（２）および前記外部要素（３）と同軸であり、
前記内部環状中間面（９’）および前記外部環状中間面（９”）の各々は、火炎路として構成される、低電圧電気スイベル。
前記内部ベアリング（５）において、内部火炎路として機能する内部環状隙間が、前記第１ベアリング部（７’）および第２ベアリング部（８’）の間に設計され、前記外部ベアリング（６）において、外部火炎路として機能する外部環状隙間が、前記第１ベアリング部（７”）および第２ベアリング部（８”）の間に設計される、請求項１に記載の低電圧電気スイベル。
前記内部環状隙間の幅は、０．３ｍｍ以下、および／または、前記外部環状隙間の幅は０．３ｍｍ以下である、請求項２に記載の低電圧電気スイベル。
前記内部環状中間面（９’）および前記外部環状中間面（９”）の各々は、動作中、前記内部環状中間面（９’）および前記外部環状中間面（９”）の各々の摩耗を減少させる為に潤滑材を備える、請求項１に記載の低電圧電気スイベル。
前記内部環状中間面（９’）および前記外部環状中間面（９”）の各々は、ボールベアリング開口（１２’、１２”）を有し、前記ボールベアリング開口（１２’、１２”）は、長手方向軸Ｓの方向において、前記ボールベアリング開口の下方及び上方で、それぞれ、下部環状中間面部（１０’、１０”）及び上部環状中間面部（１１’、１１”）を限定する、請求項１または２に記載の低電圧電気スイベル。
各下部環状中間面部（１０’、１０”）の長手方向の長さは、少なくとも２５ｍｍ、より好ましくは少なくとも２７．５ｍｍである、請求項５に記載の低電圧電気スイベル。
各上部環状中間面部（１１’、１１”）の長手方向の長さは、少なくとも２５ｍｍ、より好ましくは少なくとも２７．５ｍｍである、請求項５に記載の低電圧電気スイベル。
各第１ベアリング部（７’、７”）の高さは、対応する第２ベアリング部（８’、８”）の高さに等しい、請求項１～７のいずれか一項に記載の低電圧電気スイベル。
前記内部環状中間面（９’）および前記外部環状中間面（９”）の各々は、それぞれの密封リングを用いて、両横側で密封される、請求項４～６のいずれか一項に記載の低電圧電気スイベル。
前記環状スイベルカバー（４）は、２つ以上の同心リング（４ａ、４ｂ、４ｃ）から成り、前記２つ以上の同心リング（４ａ、４ｂ、４ｃ）は、それらの中間面で接続される、請求項１～９のいずれか一項に記載の低電圧電気スイベル。
前記同心リング（４ａ、４ｂ、４ｃ）は、前記内部ベアリング（５）の前記第２ベアリング部（８’）に取り付けられ、前記同心リングの外部リング（４ｃ）は、前記外部ベアリング（６）の前記第２ベアリング部（８”）に取り付けられる、請求項１０に記載の低電圧電気スイベル。
ＦＰＳＯ／ＦＬＮＧタレットで使用され、回転からの電気情報および電力を前記スイベルスタックの固定部に伝送するように適合される、請求項１～１１のいずれか一項に記載の低電圧電気スイベル。
請求項１～１２のいずれか一項に記載の低電圧電気スイベルを備える、スイベルスタック。
沖合動作のため、タレット係留システムを備える船であって、
前記タレット係留システムには、請求項１～１２のいずれか一項に記載の低電圧電気スイベルまたは請求項１３に記載のスイベルスタックが装着される、船。