TW393416B - Improved floating offshore structure - Google Patents

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TW393416B
TW393416B TW088105747A TW88105747A TW393416B TW 393416 B TW393416 B TW 393416B TW 088105747 A TW088105747 A TW 088105747A TW 88105747 A TW88105747 A TW 88105747A TW 393416 B TW393416 B TW 393416B
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Philippe Fraysse
Etienne Werlen
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Description

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 __B7_ 五、發明説明（丨） 本發明係關於一種浮動海上結構物例如海上鑽油平台 或平底貨船，其具有一振動角度i，該角度係至多相等於一 大致在5°和10°之間的預定値i。。 如眾所周知，交錯波浪型塡墊材料係應用在特定的蒸 餾圓柱中以取代蒸餾板，以便在上昇的氣體和下降的液體 之間提供物質及熱的交換。此交錯的波浪型材料包含若干 長度的重疊部份。每一長度是由一堆波浪型的細長條所構 成，而每一細長條則是在一垂直的共同面內與其鄰接細長 條相互倚靠而配置。該波浪狀呈傾斜且是從一細長條到下 一個細長條呈相反方向下降。 細長條一般包含密集之小直徑的穿孔，其具有一大約 10%之穿孔程度以容許液體經由該波浪型細長條而通過。 在第 GB-A-1，004,046 號專利案和第 CA-A-1，095,827 號專利案中均有這種交錯波浪狀塡墊材料的記載。 交錯波浪狀塡墊材料一般是由一平坦物品製成，亦即 是以一種細長條狀結構的金屬板所製成。首先，該細長條 係經折疊以形成一波浪狀的金屬板件細長條，其波浪型係 相對於該細長條的軸線而傾斜。該折疊的細長條帶然後再 切割成若干長度並翻轉每一間隔的細長條而折譽。穿由阶 方法而獲致之塡墊材料的長度便經常稱之爲、packs〃S。 在第WO-A-9〇/1〇497號專利中特別記載—種類似先前 所敘述之交錯波浪狀的塡墊材料，但它是以不同的方式進 行穿孔。在此所用之、交錯波浪狀塡墊材料〃一詞也包含 諸如一切具有任何相似塡墊材料的物件。 _ 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29^^ ---—-- ---------- ά-----—IT------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（l) 海上鑽油平台會產生殘餘的氣體。基於經濟和環境上 的理由，使用這些氣體以創造利潤的作法也變得更加的必 要。其包含一種可使這些氣體轉換成液體形式之較重的碳 氫化合物的方法而易於運輸’如使用消耗大量氧氣之 Fischer-Tropsch 方法而。 因而，其有必要在這種漂浮結構上安裝一個具有交錯 波浪狀塡墊材料的蒸餾圓柱；但是’在這樣做的同時也遭 遇到了嚴重的困難。 這是因爲在交錯波浪狀塡墊材料中，其連續的堆塊係 以一特定角度，大約90°從一堆塊到下一堆塊地繞著該圓 柱的軸線旋轉，以促使在該圓柱之整個剖斷面上的液體達 成周期性的重新分佈。 因而在每一瞬間，若干個波浪型細長條的堆塊便與該 傾斜面形成至少一個小於45°的角度。由於有這些細長條 ，該傾斜角匕因此在其共同的平面上具有一個實質的分量 ，而可能造成下降液體的偏移。液體因而可能到達該圓柱 的外部殻體，然後更可能不再成爲蒸餾的一部份而沿著這 個殼體向下洩漏。如此便降低了此圓柱的蒸餾性能。 本發明所列舉之待解決的基本問題是發生在製造一個 具有蒸餾圓柱的海上浮動結構物上。該蒸餾圓柱包含交錯 波浪狀的塡墊材料，此塡墊材料係隨著拖曳和一般在5° 到10°之間的振幅所出現的振動而適當操作。此振動大致 係由於強大的風勢而造成在一特定主導方向上的振動。因 而，基本的特徵是儘管有前所述及的振動，該在圓柱頂部 _____ 4 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210 X297公釐.) I— I I ------^ /a3t. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _____B7 五、發明説明（、） 所分佈的液體將或多或少且不均勻地濕潤該圓柱之整個剖 面上的塡墊材料。 基於此一原因，本發明的目的是一種浮動海上結構物 ，例如海上鑽油平台或平底貨船，該結構物具有一振動角 度i，該角度係至多相等於一大致在5°和10°之間的預定 値1〇;其特徵在於它包含一個其至少一部份之長度上配置 有交錯波浪狀之塡墊部的蒸餾圓柱，此塡墊部包含在一長 度上重疊的塡墊材料，每一塡墊部包含一堆帶有波浪型在 相反方向上交互斜傾之垂直波浪狀細長條，當該細長條以 該角度L_而在它們的共同面上斜傾時，塡墊材料上至少一 長度之波浪型細長條的波浪狀構造係針對此長度內之每一 對鄰接的細長條而運用，該二細長條之中間波浪型側邊的 最大傾斜線的中線從該細長條之邊緣上的任意點量測起， 並自通過該點處的垂直線到每一側邊的這邊緣線以界定一 平面的錐形區域，其軸線與該垂直線之間構成一個角度▲ ，如此d/i_的比値便小於0.6，且較佳地是小於0.5。 藉由這種方式所定義的浮動海上結構物可以單獨或任 何在技術上可行的組合方式而具有以下之一或多個特徵： -該波浪型的中間角孔徑r和該長度之每一細長條之波 浪型母線的傾角6 ;當向上看時，它們可經由下列的關係 式而連結： B - sin2 — l-2sin2^cos2^—~)」<0.6，且較佳地 <〇·5， 22BylB-A2 其中：4 = 1 - cos2 J. cos2 乙 2 5 ____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐.） r -^1τI ^ (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 五、發明説明（4 並且：β = /if 1 + sin2 A7 B7
I 大約爲40° ，且5係在大約爲30°和6〇。 較佳地係在大約40°和60°之間。 -r大約爲50° ，且5係在大約爲40°和6〇。 較佳地係在大約50°和60°之間。 -7*大約爲60° ，且δ係在大約爲40°和6〇。 較佳地係在大約50°和60°之間。 -r大約爲7〇° ，且<5係在大約爲50°和6(Γ 較佳地係係接近60°。 -r大約爲80° ，且5大約爲60° 。 -該圓柱係一種雙重空氣蒸餾圓柱。 本發明之實施例將參考所附圖式而進行插述： 第一圖係以一局部的軸剖面視圖槪略描述 發明的浮動海上結構物： 之間， 之間， 第二和三圖係分別顯示第一圖中Π_Π和BKJU剖面 剖面視圖； 線的 -^^^1 —^^1 ^^^1 ^^^1 (ϋ m m . n U9» 、·=β {請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁j 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第四圖係顯示一長度之交錯波浪狀塡墊材料 體視圖； 第五圖ί系顯示塡墊材料之波浪型細長條的頂視音fJ@ 圖； 視 第六圖係顯示第五圖中VI-VI剖面線之交錯波浪狀塡塾 材料之細長條的波浪形狀的剖面視圖； 第七圖係描繪在該波浪型細長條上之冷凍劑液體的流 動情形，此細長條係位在非傾斜的位置；以及 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210x：297公釐.) A7 ------Έ._______ 五、發明説明（< ) 第八圖係描繪當該波浪型細長條在某共同面傾斜時， 該液體的流動情形。 第一圖槪略地表現一個固定在平底貨船或停泊在海床 之鑽油平台2上的空氣蒸餾圓柱。此在拖曳作用下的平底 貨船係以瞬時振動方向而振動，其係以該雙箭頭F而包含 在圖式中的平面上。該相對於圓柱的垂直軸χ_χ而傾斜的 角度i_可至少相等於5°的預定最大値L，且其一般是在5 。和10°之間。在這個振動的範圍裡，該圓柱必可提供適 當的蒸餾效果。 第一至四圖槪略地描繪該圓柱1之上半部的內部配置 方式。此上半部包含若干堆塊的重疊情形或若干長度3的 交錯波浪狀塡墊材料’其每一個均具有一個佔據該圓柱整 個剖面之圓柱餅干的形狀。 每一堆塊3 (第二至四圖）包含一堆具有傾斜波浪型5 的波浪狀細長條4，這些細長條的整個表面做穿孔。每一 細長條4具有一個與水平成直角的共同面，所有的細長條 都有相同的高度Η，並且這些波浪型係採交互方式在各鄰 接細長條之間呈不同方向的傾斜。因此，鄰接細長條的波 浪型會在很多的相交點處接觸。 堆塊3的形式有兩種：堆塊3Α(第二圖)的細長條4Α 係呈現平行於主要的振動方向F，亦即平行於第一圖中的 平面；堆塊3Β(第三圖)的細長條4Β則是與該細長條4Β互 成直角的關係。每一個堆塊是由一個例如焊接至圓柱之外 部殼體7的周邊區段工件6所支撐。 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNs7a4規格(210Χ297公董J 一 ' --------鈇！ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（k) 所有的堆塊3具有相同數目的細長條4，且如同第一 圖中所描繪，堆塊3B係與堆塊3A相互配置。當然，這種 配置方式可沿著該整個蒸餾圓柱的總長度而重覆；亦即， 相同於本例，當問題中的圓柱是一種雙重的空氣蒸餾圓柱 時，堆塊3A和3B則可以是低壓圓柱和中壓圓柱。 在運作中，該向下降的液體藉由分配器8在圓柱頂部 之整個剖面被分佈，而且流過該連續的堆塊。區段工件6 和該交錯方向的堆塊3A和3B會使得該液體在圓柱的整個 剖面上以規則的間隔而重新分佈。 當圓柱的軸線呈一角度L的傾斜時，該在堆塊3B內之 液體的分佈則實質上不受影響，因爲該與方向F成直角的 細長條4¾會有效地防止液體在傾斜的方向上偏向。 相對之下，存在細長條4A平面上之堆塊3A的傾斜角 L會將液體偏向到其一垂直邊緣，並因而破壞該液體所賴以 分佈在這些堆塊內的均勻性，且不利於其蒸餾的性能。這 個現象將參照第五至八圖而詳細敘述。 在第六圖中的剖面視圖裡，每一個波浪型5有一個三 角形的總體外觀，其具有相對於垂直方向D而呈對稱的直 線側邊9,以及在該波浪型之頂端的導圓部10。該藉由連 結連續波浪型頂端而獲致之平均波浪型側邊11係採用鏈結 線條表示。該波浪型可由下列參數定義：從平行於方向D 量起的總高度h、在該平均側邊丨1之頂端處的孔徑角度r 以及導圓部ίο的半徑t。 從第五圖的頂視圖觀之，每一個細長條4是一個長方 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210X297公釐.) ---------▲-------1T------f (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明（q) 形’其波浪型5係相對於水平，亦即相對於細長條的上部 邊緣12和下部邊緣13，而傾斜一個角度占。 該細長條4係以角度5經由折疊一具有穿孔的金屬板 件，並藉由適當的工具而折疊及/或壓軋製成。 在第五和六圖的例子裡，7=60°且<5=45° 。這種情 形在第七和八圖中會再重覆運用。 當圓柱1的中心軸線X-X爲垂直(i=〇)時，該細長條 4A的邊緣線12和13則爲水平，如第七圖中所示。該到達 一細長條上部邊緣12上之任意點A的液體係沿著在一平 面半錐形內側之細長條的兩側面流動。該半錐形的一側係 界定在該邊緣12和13上且通過A點處的垂直線14，而另 一側則界定在該細長條之最大斜率15的中線。 該"最大斜率的中線"一詞應解釋爲由虛線所代表的 中線，一方面是指連續平坦波浪型側邊9之最大斜率的線 條，而另一方面是指當通過導圓部10時液體所通行之短而 大致垂直的區段。 在瞭解該交錯波浪型結構之後，則在點A處到達該堆 塊的液體會在由線條15和相對於該與水平成直角之垂直線 14的鏡映線條17所定義的一個平面錐形區域內擴展開。 該在細長條之平面內的錐形半頂角以α表示。對於r=60° 和5=45°的特別角度，此α角度係接近於30°。 當細長條4Α在其平面內(第八圖)傾斜一個角度i，便 可看到該液體擴展開所在錐形區域的軸線18會相對於該直 線Η，並且朝向與水平成直角的方向偏移一個小於角度i 9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐.) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 丁 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（f ) 的角度d，此即所知的液體偏移角度。此外，也可看出該 錐形孔徑的半頂角15係相等於前所述之α値且大致保持常 數。 因此，在所考量的示例中，對於大約i=l〇° ，栌5° 以及i$10°的情形，iL大致是正比於i。 從已知的觀察中，令人驚訝的是當下列條件： (1) 40° 刍 7 ‘80。 (2) 30〇 S <5 $60。 (3) d/i<〇.6 同時滿足時，該圓柱的蒸餾性能在大約0° 的範圍仍保持令人滿意的程度。 在方便的作法上，符合上述關係式(3)之角度r和6的 配對數値可用下列關係式以決定一極佳的趨近値： B - sin2 — l-2sin2Jcos2-——,2 <0.6，且較佳地 < 0·5， 2 2ΒλΙΒ-Α2 其中：d = 1 - COS2 · cos2 i 並且：5 = d l + sin2f|-sin2^· v 2y 2 其也可以確定下列造成滿意結果之各配對的數値。在 下列的表格裡，各儲存格中的數値是依據上述關係式(4)計 算而得的d/UI。 10 本紙張尺度速用中國國家橾準（CNS )八4規格（210X297公瘦） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -9 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 393416 a? B7 五、發明説明（Q ) X 30° 40。 50。 60。 40。 0.45 0.28 0.20 0.16 50。 0.41 0.30 0.24 60〇 0.56 0.41 0.33 70。 0.52 0.42 80。 _ . 0.52 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 可以瞭解的是，如果堆塊3A的蒸餾性能足以令人滿 意，亦即它對抗在方向F中之一傾斜位置的壁效應的能力 ，則可推測該波浪型細長條與振動平面間所構成小於90° 之正角度情形的堆塊也會有相同的效能。因此，圓柱1也 可相對於其軸X-X而採取任何所需的方向形式。 當然，當先前述及的關係式正確時，則不論該浮動結 構是否擁有振動的主導方向，其圓柱的蒸餾性能均能令人 滿意。 11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）

Claims (1)

  1. B8 C8 D8 393416 夂、申請專利範圍 1·一種浮動海上結構物，如海上鑽油平台或平底貨船 具有一振動角度i，該角度係至多相等於一大致在5。和10 。之間的預定値i。；其特徵在於它包含一個其至少一部份 之長度上配置有交錯波浪狀之塡墊部(3)的蒸餾圓柱（1)，此 塡墊部包含在一長度上重疊的塡墊材料(3A，3B)，每一塡 墊部包含一堆具有波浪型(5)在相反方向上交互斜傾之垂直 的波浪狀細長條(4A，4B)，當該細長條以該角度L在它們的 共同面上斜傾時，塡墊材料(3A)上至少一長度之波浪型細 長條(4A)的波浪狀構造係針對此長度內之每一對鄰接的細 長條(4A)而運用，該二細長條之中間波浪型側邊（1〇)的最 大傾斜線（15, 17)的中線從該細長條之邊緣（12)上的任意點 (A)量測起，並自通過該點處的垂直線(14)到每一侧邊的這 邊緣線以界定一平面的錐形區域（16)，其軸線（18)與該垂直 線（14)之間構成一個角度d，如此d/i_的比値便小於0.6， 且較隹地是小於0.5。 2.如申請專利範圍第1項所述之浮動海上結構物，其 特徵在於該波浪型的中間角孔徑r和該長度(3A)之每一細 長條(4A)之波浪型母線的傾角5 ;當向上看時，它們可經 由下列的關係式而連結： B- sin2 — l-2sin2^cos2^——厂·2 <〇·6，且較佳地 <0.5， 22Β」Β-Α2 · 其中：4 = 1 - cos2 j · cos2 乙 2
    3.如申請專利範圍第1或2項所述之浮動海上結構物 1 本紙張尺度逋用中國國家揉準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） ---------_^-- .Γν (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 393416 六、申請專利範圍 ，其特徵在於r大約爲40° ，且d係在大約爲30。和60。 之間，較佳地係在大約40°和60°之間。 .4·如申請專利範圍第1或2項所述之浮動海上結構物 ，其特徵在於r大約爲50°,，且5係在大約爲40。和60。 之間，較佳地係在大約50°和60°之間。 5. 如申請專利範圍第1或2項所述之浮動海上結構物 ，其特徵在於T大約爲60° ’且<5係在大約爲40°和60° 之間，較佳地係在大約50°和60°之間。 6. 如申請專利範圍第1或2項所述之浮動海上結構物 ，其特徵在於r大約爲70° ，且6係在大約爲50°和60° 之間，且較佳地係接近60°。 7. 如申請專利範圍第1或2項所述之浮動海上結構物 ，其特徵在於r大約爲80° ，且(5大約爲60° 。 8. 如申請專利範圍第1項所述之浮動海上結構物，其 特徵在於該圓柱(1)係一種雙重空氣蒸餾圓柱。 請先閱讀背面之注$項@寫本頁 -裝· 訂 .腺 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 il· 2 本紙张尺度逋用中國鬮家梂準（CNS ) A4规格（210X297公釐）
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