JP2024503589A - 緊急結合及び解放デバイス - Google Patents

Abstract

開示されるのは、極低温流体の輸送のための自閉式緊急結合及び解放デバイスであって、２つの流体輸送ダクト（２、３）であって、長手方向に延在し、各々、接続端に、接続端が分離されるとダクトを自動的に閉鎖するように及び接続端が結合されるとダクトを開くように構成された弁機構（４、６、８；５、７、９）を含む２つの流体輸送ダクト（２、３）を含み、デバイス（１）が、各輸送ダクト（２、３）の周りに配置されるとともに輸送ダクト（２、３）を断熱するための真空空間の境界を定める外筒（１０、１１）をさらに含み、デバイス（１）が外筒（１０、１１）において輸送ダクト（２、３）を保持するための機構をさらに含むデバイスにおいて、保持機構が、外筒（１０、１１）に接続された第１端と輸送ダクト（２、３）に接続された第２端とを有する円すい台形接続チューブ（１８、１９）を含むことを特徴とするデバイスである。
【選択図】図２

Description

本発明は、緊急結合及び解放デバイスに関する。

より具体的には、本発明は、極低温流体の輸送のための自閉式緊急結合及び解放デバイスであって、２つの流体輸送ダクトであって、長手方向に延在し、各々、接続端に、接続端が分離されるとダクトを自動的に閉鎖するように及び接続端が結合されるとダクトを開くように構成された弁機構を含む２つの流体輸送ダクトを含み、デバイスがまた各輸送ダクトの周りに置かれるとともに輸送ダクトの断熱のための真空下の空間を画定する外筒を含み、デバイスが輸送ダクトを外筒において保持するための機構を含むデバイスに関する。

本発明は、極低温流体（例えば液体水素）輸送パイプシステムであって、例えば熱入力を制限するために絶縁され、パイプが流体の損失もこぼれも無しに緊急事態中に分離されることを可能にする極低温流体（例えば液体水素）輸送パイプシステムに関する。

これらのデバイスは、「ブレイクアウェイ」という用語により一般に示される（例えば欧州特許第３５８１８３９Ａ１号明細書を参照）。既知のデバイスは、不満足な熱性能レベルを有し及び／又は複雑な構造を有し及び／又は人間工学的に不利な使用法を有する。

本発明の目的は、上述の先行技術の欠点の一部又は全てを無くすことである。

この目的のために、上記の冒頭で与えられた一般的な定義にさらに準拠している本発明による結合デバイスは、実質的に、保持機構が、外筒に接続された第１端と輸送ダクト（２、３）に接続された第２端とを備えた円すい台形接続チューブを含むことを特徴とする。

本発明の目的は、上述の先行技術の欠点の一部又は全てを無くすことである。

さらに、本発明の実施形態は、以下の特徴の１つ又は複数を含み得る。

－ 接続チューブの第１端が、前記外筒の末端に篏合された環状外側フランジで外筒に接続され、前記外側フランジが、接続端が結合されると、隣接する外側フランジと密封状態で協働するように構成される、
－ 接続チューブの第２端が、前記輸送ダクトの末端に篏合された環状内側フランジで輸送ダクトに接続される、
－ 内側フランジが、極低温流体の任意の漏れの移動を可能にするとともに、２つの結合された接続端の接続チューブの接合部に及び／又は間にガスのポケットを形成するために、接続端が結合されると、隣接する内側フランジと非密封状態で協働するように構成される、
－ 接続チューブが０．３ｍｍ～０．５ｍｍの厚さと１０ｍｍ～５００ｍｍの長さとを有し、その２つの端の間に絶縁熱経路を構成する、
－ ２つのダクトのうちの第１のものの接続チューブの第２端がそれが接続された外筒の内部に位置する一方で、２つのダクトの他方のものの接続チューブの第２端が、例えば雄及び雌タイプのネスティングシステムを形成するために、それが接続された外筒の外部に突出する、
－ 接続チューブの第１及び第２端の少なくとも１つが、結合中に他方のダクトのチューブ又はフランジと接触するように設計された、例えば環状形を有する案内部を含む、
－ 少なくとも１つの案内部が、結合中に接触するチューブ又はフランジに対して例えば０．３未満の低摩擦係数を有する材料からなり、材料が例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）である、
－ 少なくとも１つの案内部が、結合中に他方のダクトのチューブ又はフランジとの密封接触を確実にするように構成される、
－ 弁機構が、復帰ユニットによりシートに対して閉鎖の位置に向かって押し付けられる弁を含む、
－ シートが、閉鎖の位置における密封を確実にするために弁と協働するように構成されたシールを含む、
－ シートのシールが内側フランジに、又は、前記内側フランジの、輸送ダクトの内部の方を向く面に位置する、
－２つの輸送ダクトの弁の末端が、接続端が結合されると、互いに接触するように、及び復帰ユニットに対して互いをそれぞれのシートから強制的に後退させて離すように構成される、
－ 内側フランジが、フランジの解体中に、デバイスの弁の及びシールの機構へのアクセスを可能にする、ねじなどの篏合ユニットのセットを介して内筒の端に固定される、
－ 支持チューブが、外筒に接続された第１端と輸送ダクトに接続された第２端との間で直列に接続されたチューブの複数の部分を含む、
－ 支持チューブを形成するチューブの複数の接続された部分が流体の輸送の方向に従い反対の方向に収束するチューブの２つの部分を含む、
－ 外筒と輸送ダクトとの間の真空下の空間が多層断熱「ＭＬＩ」を含む。

他の可能な特定の特徴によると、外側フランジの少なくとも１つは、ポリマーからなり得る密封、例えば環状の密封を確実にするために、結合された位置において隣接するフランジと協働する接合部のシステムを含む。

本発明はまた、特許請求の範囲との関連において上記又は下記の特徴の任意の組合せを含む任意の代替的デバイス又は方法に関し得る。

他の特定の特徴及び利点は、図面を参照して与えられる以下の説明を読むことにより明らかとなる。

図１は、分離した構成にある本発明による結合デバイスの実施形態を示す、長手方向断面の概略部分図を示す。 図２は、結合された構成にある、本発明による結合デバイスの実施形態を示す、長手方向断面の概略部分図を示す。 図３は、結合された構成にある、本発明による結合デバイスのなお別の実施形態による、長手方向断面の概略部分図を示す。

図示された極低温流体の輸送のための緊急結合及び解放のための自閉式デバイス１は、長手方向Ａに延在する流体の輸送のための２つのダクト２、３を含む。各輸送ダクト２、３は、ステンレス鋼又は極低温（例えば－１００℃未満）に適合する他の任意の材料からなり得る。

接続端に、各輸送ダクト２、３は、接続端が分離されるとダクトを自動的に閉じ（［図１］を参照）接続端が結合されると開く（特に［図２］を参照）ように構成された弁機構４、６、８；５、７、９を含む。

弁機構は、復帰ユニット８、９、例えばばね、特に圧縮ばねによりシート６、７に対して閉鎖の位置に向かって押し付けられる弁４、５を含み得る。

２つの輸送ダクト２、３の弁４、５の末端は、接続端が結合されると、接触するように、及び復帰ユニット５、９に対して互いをそれぞれのシートから強制的に後退させて離すように構成される。

例えば、２つのダクト２、３の弁４、５の末端は、輸送ダクト２、３の端部を越えて長手方向に突出する（特に、該当する場合は相補的な形を含み得る）。

デバイス１はまた、各輸送ダクト２、３の周りに（例えば同心円状に）配置されるとともに輸送ダクト２、３の周りにその断熱のための真空下の空間を画定する外筒１０、１１（ステンレス鋼、金属又は別の材料でできている）を含む。

真空下のこの空間は、断熱材３０、例えば多層タイプ（ＭＬＩ）の断熱材３０を含み得る。

デバイス１は、輸送ダクト２、３を外筒１０、１１に保持するための機構を含む。この保持機構は、外筒１０、１１に接続された第１端と輸送ダクト２、３に接続された第２端とを備えた円すい台形接続チューブ１８、１９を含む。各接続チューブ１８、１９は第１端から第２端に向かって収束する。

接続チューブ１８、１９の第１端は、前記外筒１０、１１の末端に篏合された環状外側フランジ２０、２１で外筒１０、１１に接続され得る。

外側フランジ２０、２１は、接続端が結合されると、隣接する外側フランジ２１、２０と密封状態で協働するように構成される（［図２］以降を参照）。

接続チューブ１８、１９の第２端は、前記輸送ダクト２、３の末端に篏合された環状内側フランジ２２、２３で輸送ダクト２、３に接続され得る。

好ましくは、チューブ１８、１９は、金属、ステンレス鋼、又は他の任意の適切な材料からなり、０．３ｍｍ～０．５ｍｍの厚さ及び１０ｍｍ～５００ｍｍの長さを有し得る。この構成はその２つの端の間に絶縁熱経路を構成する。

２つのダクトのうちの第１のものの接続チューブ１８の第２端が、それが接続された外筒１０の内部に位置し得る一方で、２つのダクトの他方のものの接続チューブ１９の第２端は、それが接続された外筒１１の外部に突出し得る。これは、図示のとおり雄及び雌タイプのネスティングシステムを形成する。

接続チューブ１８、１９の第１及び第２端の少なくとも１つは、結合中に他方のダクトのチューブ１９、１８又はフランジ２２、２３と接触するように設計された、例えば環状形を有する案内部２４を含み得る。

これらの案内部２４は、結合中に接触するチューブ又はフランジに対して例えば０．３未満の低摩擦係数を有する材料からなることができ、材料は例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）である。これらの案内部は特にできる。

これらの案内部２４は、２つの部分の接続及び分離を円滑にする。特に、これらはまた、接続／分離の段階中の保護を確実にし、閉塞のリスクを防ぐ。

内側フランジ２２、２３は好ましくは、接続端が結合されると、隣接する内側フランジ２３、２２と非密封状態で協働するように構成される。これは、２つの結合された接続端の接続のためのチューブ１８、１９の接合部に及び／又は間にガスのポケットを形成するために、極低温流体の任意の漏れの移動を可能にする。

有利には、少なくとも１つの案内部２４は、圧力差未満での結合中に他方のダクトのチューブ１９、１８又はフランジとの密封接触を確実にするように構成され得る。これは、該当する場合、ガスのポケットを、この密封接触から上流で圧力閾値未満に維持することを可能にする（しかしこの接触は、状況が必要とする場合開く）。

（例えば内側フランジ２２、２３により形成された）弁４、５とそのシートとの間の密封はシール２５、特にリップシール（例えばＰＴＦＥ又は励起されたポリマーでできている）を含み得る。シートの前記シール２５は有利には、内側フランジ２２、２３に、又は前記内側フランジ２２、２３の、輸送ダクト２、３の内部に向かって方向付けられた面に位置する。これは、これらの繊細な密封要素を衝撃、擦り傷及びゴミから保護する。ばね８、９の力は、漏れのリスク無しに、シール２５を介したフランジ２２、２３と弁４、５との間の密封閉鎖を可能にする。

これは、複数回の開／閉サイクル後のかなりの信頼性、及び任意の温度レベルでの密封を確実にする。かなりの圧力差に耐え得る弁の位置付けが容易になる。

環状形を有する内側フランジ２２、２３は、フランジ２２、２３の解体中、好ましくは、デバイス１の弁の及び任意のシールの機構４、６、８；５、７、９へのアクセスを可能にするねじなど篏合ユニット１２０のセットを介して内筒２、３の端に固定され得る。これは補修管理を容易にする。特に、ねじ１２０のねじ山は、ダクトの内部に向かって長手方向に方向付けられ得る。

［図３］に示されるとおり、支持チューブ１８、１９は、外筒１０、１１に接続された第１端と輸送ダクト２、３に接続された第２端との間で直列に接続されたチューブの複数の部分を含み得る。図示のとおり、支持チューブ１８、１９を形成する複数の接続されたチューブ部分は、流体の輸送の長手方向に従って反対の方向に収束するチューブの少なくとも２つの部分を含み得る。これらの行ったり来たりするルートは、接続機構を長手方向に過剰に長くすること無しに断熱経路を長くするのに貢献する。

部品の一部又は全ては溶接により固定され得る。

接続端が結合されると、２つの外筒１０、１１の端は密封状態で接続され、２つの輸送ダクト２、３の端は密封状態で接続される。これは、適切なシールのセットにより実現され得る。

例えば、外筒１０、１１間の密封は、外側フランジ２０、２１間に挿入された周囲温度の１つ又は複数のシール２６（ポリマー又は別の材料でできているタイプのシール）により少なくとも部分的に確実にされ得る。デバイス１の最大直径でのこの位置付けは、熱膨張の改良された制御を可能にする。特に、漏れのレベルは、シールが内部に向かって収縮し密封の方向に力を増大させるため、低下する。

密封が２つの輸送ダクト２、３間に提供される場合、これは、放射線状の、特にタイプ「Ｃ」の、金属極低温シールなどの、内側フランジ２２、２３間に挿入された１つ又は複数のシールにより少なくとも部分的に確実にされ得る。

デバイスは、極低温、弁の自動的な開閉、及びかなりの信頼性に適合する良質な絶縁を有する。

Claims (14)

1. 極低温流体の輸送のための自閉式緊急結合及び解放デバイスであって、２つの流体輸送ダクト（２、３）であって、長手方向に延在し、各々、接続端に、前記接続端が分離されると前記ダクトを自動的に閉鎖するように及び前記接続端が結合されると前記ダクトを開くように構成された弁機構（４、６、８；５、７、９）を含む２つの流体輸送ダクト（２、３）を含み、前記デバイス（１）がまた、各輸送ダクト（２、３）の周りに置かれるとともに前記輸送ダクト（２、３）の断熱のための真空下の空間を画定する外筒（１０、１１）を含み、前記デバイス（１）が前記輸送ダクト（２、３）を前記外筒（１０、１１）において保持するための機構を含むデバイスにおいて、前記保持機構が、前記外筒（１０、１１）に接続された第１端と前記輸送ダクト（２、３）に接続された第２端とを備えた円すい台形接続チューブ（１８、１９）を含むことと、前記接続チューブ（１８、１９）の前記第１端が、前記外筒（１０、１１）の末端に篏合された環状外側フランジ（２０、２１）で前記外筒（１０、１１）に接続され、前記外側フランジ（２０、２１）が、前記接続端が結合されると、前記隣接する外側フランジ（２１、２０）と密封状態で協働するように構成されることと、前記接続チューブ（１８、１９）の前記第２端が、前記輸送ダクト（２、３）の末端に篏合された環状内側フランジ（２２、２３）で前記輸送ダクト（２、３）に接続されることと、前記内側フランジ（２２、２３）が、極低温流体の任意の漏れの移動を可能にするとともに、前記２つの結合された接続端の前記接続チューブ（１８、１９）の前記接合部に及び／又は間にガスのポケットを形成するために、前記接続端が結合されると、前記隣接する内側フランジ（２３、２２）と非密封状態で協働するように構成されることとを特徴とするデバイス。
2. 前記接続チューブ（１８、１９）が０．３ｍｍ～０．５ｍｍの厚さと１０ｍｍ～５００ｍｍの長さとを有し、その２つの前記端の間に絶縁熱経路を構成することを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
3. 前記２つのダクトのうちの第１のものの前記接続チューブ（１８）の前記第２端が、それが接続された前記外筒（１０）の内部に位置する一方で、前記２つのダクトの他方のものの前記接続チューブ（１９）の前記第２端が、例えば雄及び雌タイプのネスティングシステムを形成するために、それが接続された前記外筒（１１）の外部に突出することを特徴とする、請求項１又は２に記載のデバイス。
4. 前記接続チューブ（１８、１９）の前記第１及び第２端の少なくとも１つが、前記結合中に他方のダクトの前記チューブ（１９、１８）又はフランジ（２２、２３）と接触するように設計された、例えば環状形を有する案内部（２４）を含むことを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載のデバイス。
5. 前記少なくとも１つの案内部（２４）が、前記結合中に接触する前記チューブ又は前記フランジに対して、例えば０．３未満の低摩擦係数を有する材料からなり、前記材料が例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）であることを特徴とする、請求項４に記載のデバイス。
6. 前記少なくとも１つの案内部（２４）が、前記結合中に前記他方のダクトの前記チューブ（１９、１８）又は前記フランジとの密封接触を確実にするように構成されることを特徴とする、請求項４又は５に記載のデバイス。
7. 前記弁機構（４、６、８；５、７、９）が、復帰ユニット（８、９）によりシート（６、７）に対して閉鎖の位置に向かって押し付けられる弁（４、５）を含むことを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載のデバイス。
8. 前記シート（６、７）が、閉鎖の前記位置における密封を確実にするために、前記弁（４、５）と協働するように設計されたシール（２５）を含むことを特徴とする、請求項７に記載のデバイス。
9. 前記シートの前記シール（２５）が、前記内側フランジ（２２、２３）の、前記輸送ダクト（２、３）の内部の方を向く面で、前記内側フランジ（２２、２３）に位置することを特徴とする、請求項３に記載のデバイス。
10. 前記２つの輸送ダクト（２、３）の前記弁（４、５）の末端が、前記接続端が結合されると、互いに接触するように及び、前記復帰ユニット（５、９）に対して互いを前記それぞれのシートから強制的に後退させて離すように構成されることを特徴とする、請求項７～９のいずれか一項に記載のデバイス。
11. 前記内側フランジ（２２、２３）が、前記フランジ（２２、２３）の解体中に、前記デバイスの前記弁の及び前記シールの前記機構へのアクセスを可能にするねじなどの篏合ユニットのセットを介して前記内筒（２、３）の前記端に固定されることを特徴とする、請求項１～１０のいずれか一項に記載のデバイス。
12. 前記支持チューブ（１８、１９）が、前記外筒（１０、１１）に接続された前記第１端と、前記輸送ダクト（２、３）に接続された前記第２端との間で直列に接続されたチューブの複数の部分を含むことを特徴とする、請求項１～１１のいずれか一項に記載のデバイス。
13. 前記支持チューブ（１８、１９）を形成するチューブの複数の接続された部分が、前記流体の輸送の方向に従い反対の方向に収束するチューブの２つの部分を含むことを特徴とする、請求項１２に記載のデバイス。
14. 前記外筒（１０、１１）と前記輸送ダクト（２、３）との間の真空下の前記空間が多層断熱「ＭＬＩ」を含むことを特徴とする、請求項１～１３のいずれか一項に記載のデバイス。
    
    

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