ボッシュ・レックスロース、海底バルブアクチュエーターでエネルギー75%削減し機械工学設計賞を受賞

発売から1年足らずで、ボッシュ・レックスロースの革新的な「海底バルブアクチュエーター（SVA）」が機械工学設計賞を受賞しました。SVAは、水中アクチュエーターの全く新しいコンセプトで、SIL3の安全レベルを実現しながら、エネルギー消費を最大75%削減します。

従来技術の課題を解決

SVAは、海底の石油・ガス探鉱・生産システムで使われてきた、純粋な電気機械式または電気油圧式アクチュエータ技術の課題と短所を解決するために開発されました。

従来の油圧式の問題

従来の水中アクチュエーターには、水上の大型セントラル油圧ユニットが必要で、アクチュエーターに流体を供給する配管が数キロメートルに及びます。これにより複雑性とコストが増大し、長い配管と継手から海への流体漏洩リスクがありました。

純粋な電気機械式の問題

一方、純粋な電気機械式ソリューションは、外部からの機械的介入による調整が不可能なため安全性の面で不利です。また、摩擦による機械的摩耗が力伝達系に生じ、メンテナンスフリーで25年の稼働寿命を達成することが困難でした。

SVAの革新的アーキテクチャ

SVAは、独自の流体回路と可変速ポンプ駆動を持つ自律型アセンブリです。その結果、セントラル電源ユニットと数キロメートルの流体配管が不要になり、電源ラインとデータラインのみで済みます。変位制御システムが速度に基づきほぼ損失なく流量を調整します。

エネルギー効率と安全性の両立

この設計により、純粋な電気機械式アクチュエーターと比較して、ピーク負荷時の消費電力を最大75%削減。統合シリンダーが海底の掘削バルブを開閉し、機械式スプリングを備えた安全弁により、電源喪失時でも外部エネルギーなしで確実にバルブを閉じられます。

さらに、水中ロボットがスピンドルを介して外部からシリンダーを操作可能。ドライブトレインの全コンポーネントが二重冗長設計となっており、多層的な安全性を提供します。

インダストリー4.0対応と予知保全

内蔵センサーシステムが、位置、温度、圧力などアクチュエーター内の動作状態を継続的に記録し、上位制御システムに転送。制御システムはトレンドを評価し、正常動作からの逸脱を早期に検知・是正できるため、ダウンタイムリスクを低減し、必要に応じた予知保全が可能になります。

専門家の評価

レックスロースのマリン・サブシー技術マネージャー、アレクサンドル・オース博士は、「SVAは、電気機械式と電気油圧式の両方の利点を兼ね備えています。大型ゲートバルブに必要な油圧駆動のパワー密度を、シンプルな電気インターフェースで実現し、油圧アンビリカルケーブルを不要にしました」と評価しています。

国際的な注目と受賞歴

このユニークな水中システムは、ユーザーと環境の双方に明確なメリットをもたらし、国際的な注目を集めています。2019年5月、オフショアテクノロジーカンファレンスで開催された2019年ウォルフェル最優秀機械工学賞のファイナリスト5件の1つとして「メリット賞」を受賞。アメリカ機械学会（ASME）より授与されました。

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