JP2003113973A - Very low temperature piping joint - Google Patents
Very low temperature piping jointInfo
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- JP2003113973A JP2003113973A JP2001306292A JP2001306292A JP2003113973A JP 2003113973 A JP2003113973 A JP 2003113973A JP 2001306292 A JP2001306292 A JP 2001306292A JP 2001306292 A JP2001306292 A JP 2001306292A JP 2003113973 A JP2003113973 A JP 2003113973A
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- pipe
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- piping
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- Flanged Joints, Insulating Joints, And Other Joints (AREA)
- Thermal Insulation (AREA)
- Quick-Acting Or Multi-Walled Pipe Joints (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体ヘリウム、液
体水素、又は液体酸素等の極低温流体を輸送するタンク
ローリ、エルフ等から他の貯槽、又は設備へ移送する配
管等の途中に介装されて、配管の接続および切離しを迅
速に行うことができるようにした配管継手に係り、特に
ロケット射場設備の移動発射台と固定貯蔵設備との間に
配設され、液体水素又は液体酸素を移送する極低温流体
配管(以下、単に配管という)の継手部の使用に好適な
極低温配管継手に関する。
【0002】
【従来の技術】宇宙空間の調査、または利用のため、こ
れまで多数のロケットが地上から宇宙空間に向けて打ち
上げられているが、このロケットの打ち上げに当たって
は、推進力を発生させる推進薬である液体燃料および液
体酸化剤等の極低温流体を、地上に設けられた固定貯蔵
設備から移動発射台上に組み立てられたロケットに、打
ち上げの直前に供給する必要がある。
【0003】例えば、日本で開発された改良型H−2A
ロケットの打ち上げにおいては、ヨーロッパで開発され
たアリアン5と同様に、ロケットの機体組み立て、点検
整備をロケット組立棟で実施し、打ち上げ当日の約8時
間前に、ロケットを移動発射台で射点に移動させ、ロケ
ットの推進薬である液体酸素および液体水素を、射点に
設けた固定貯蔵設備から個別の配管を介して、それぞれ
のタンクに充填する方式とする計画がなされている。こ
のためには、移動発射台と固定貯蔵設備とを連結し、推
進薬を移送する配管の結合を、短時間で、しかも配管内
部に水分等の異物が侵入しないようにして実施する必要
がある。
【0004】また、ロケットに推進薬を供給した後、何
らかの理由により打ち上げが中止になった場合には、ロ
ケットを射点からロケット組立棟へ戻す必要があり、こ
のためには、推進薬の移送により極低温になっている配
管内部を常温に戻すことなく、配管の切離しが必要にな
る。このように、極低温の推進薬である液体酸素および
液体水素を移送する配管の接続部の結合、切離しを、短
時間で行う継手として、図2に示すバイオネット継手が
従来から使用されている。
【0005】図に示すように、バイオネット継手01
は、内管02と外管03との間に形成される空間04を
真空にして、極低温流体が通過する内管02の内部の真
空断熱を行い、内管02内を流れる極低温液体の沸騰を
抑制して、極低温液体の流れ、およびロケットのタンク
内への充填がスムーズになるようにしたもので、端部に
設けたフランジ05に向けられた雌型継手06を内管0
2内面に形成した雌バイオネット継手07と、フランジ
05と結合される端部に設けたフランジ08よりも外側
に突出され、雌バイオネット継手07の内部に挿入され
て、雌型継手06に係合する雄型継手09が先端部に設
けられた雄バイオネット継手010とからなる。
【0006】このような、バイオネット継手01を設け
ることにより、配管の結合、切離しが短時間で行えるよ
うになり、しかも、極低温液体の移送およびタンクへの
充填は、スムーズになるものの、バイオネット継手01
による配管の結合では、次の不具合があった。すなわ
ち、従来のバイオネット継手01では、雌バイオネット
継手07のフランジ05と雄バイオネット継手010の
フランジ08とを結合して、極低温液体の移送を行った
のち、フランジ05とフランジ08とを切離し、配管端
部が大気開放状態となったとき、極低温状態に維持され
ていた配管内部に、大気中の水分をはじめとする異物が
吸い込まれ、汚染される事態が生じることがある。
【0007】このために、配管の切離しの都度、切離し
前に配管内部が常温になるまで、ガスブロー等を実施
し、水分や異物の配管内部への吸い込みを防止する必要
があり、切離しに時間がかかるという不具合がある。さ
らに、配管の再接合後には、配管内を流れる極低温流体
の清浄度を保つために、ガスブローの実施や配管内の清
浄度の点検が必要となり、再接合においても、時間がか
かるという不具合がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来の極低温液体を流す配管の切離し、および再接合に長
時間を要するという従来の極低温配管継手の不具合を解
消するため、配管切離し時においても、配管切離しが行
われる配管端部が大気開放状態とならず、配管が常温に
なる前に配管切離しを行っても、大気中の水分や異物の
配管内部への吸い込みが防止され、さらに、配管の再接
合後に行う必要のあった、配管内のガスブローの実施
や、清浄度の点検が不要にできる極低温配管継手を提供
することを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】このため、本発明の極低
温配管継手は、次の手段とした。
【0010】(1)相手方のボールバルブに設けられた
フランジと連結するフランジ、およびバイオネット継手
と連結するフランジがそれぞれ両端に設けられ、内部に
収容した、内部流路が形成された球体を回動させて、内
部流路を、接続された配管内の流路方向に一致させた開
放状態と、内部流路を、配管内の流路方向と直交させた
閉鎖状態にして、接続された配管の開口部の開閉を行う
一対のボールバルブを、極低温流体を移送する配管の切
離し、および接合が行われる接続部にそれぞれ設置し
た。なお、球体とは外形形状が略真円状のものだけでは
なく、一部が円弧状になったものを含むものである。
【0011】(2)ボールバルブと連結するフランジが
設けられ、極低温流体を移送する配管と連結されて、極
低温流体が通過する内部の流路を真空断熱する空間を、
その間に形成する内管と外管で形成されるとともに、フ
ランジを介して連結された一方のボールバルブの方向に
向けた係合部を内管の内面に形成して、雄型継手と係合
する雌型継手を設けた雌バイオネット継手を、配管の接
続部端部と一方のボールバルブとの間に設けた。
【0012】(3)ボールバルブと連結するフランジが
設けられ、極低温流体を移送する配管と連結されて、極
低温流体が通過する内部の流路を真空断熱する空間を、
その間に形成する内管と外管で形成されるとともに、配
管の接続時に、ボールバルブと連結するフランジから外
側へ突出し、開放状態のボールバルブの内部流路内を伸
展して、雌バイオネットの雌型継手と係合する雄型継手
を内部に設けた雄バイオネット継手を、配管の接続部端
部と他方のボールバルブとの間に設けた。
【0013】本発明の極低温配管継手は、上述した手段
により、配管の接続・切離しを行う接続部、すなわち、
配管端部に、一対のボールバルブを設け、このボールバ
ルブを閉状態にして、配管の接続、切離し作業を行い、
また、接続された後には、ボールバルブを開状態とし
て、雄バイオネット継手の雄型継手を、開状態にされ、
配管内の流路と同一方向にされたボールバルブの内部通
路内を貫通させて、ボールバルブの方向に向けて形成さ
れた、雌バイオネット継手の雌型継手を係合させて、配
管を接続する。
【0014】これにより、極低温流体流動時において
も、ボールバルブは雄バイオネット継手の雄型継手の外
側に、内部流路の内面が位置することとなり、常温状態
が維持されることになり、本発明の極低温配管継手に使
用されるボールバルブは、常温仕様のものを使用するこ
とが出来る。さらに、接続、切離し時には、ボールバル
ブを閉状態にされていることにより、配管内部への水
分、異物の侵入は防止できる。特に、極低温流体を流し
た後の、配管が冷却されている時において行う切離しに
おいても、雄バイオネット継手および雌バイオネット継
手とボールバルブとの接続部位置で、ボールバルブを閉
状態にして切離されるので、配管内部への水分、異物の
侵入を防止することができる。
【0015】このように、配管の切離し前に配管内を常
温にするためのガスブロー等の作業を必要とすることな
く、配管内部への水分、異物の侵入を防止できるので、
再接続後のガスブロー、清浄度点検も不要となる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の極低温配管継手の
実施の一形態を、図面にもとづき説明する。図1は、本
発明の極低温配管継手の実施の第1形態を示す、ロケッ
ト発射場に設置される移動発射台と固定貯蔵設備との間
に配設され、液体水素、若しくは液体酸素を移送する配
管の途中に介装される極低温配管継手の断面図である。
なお、図において、右側半分は接続状態で配管が接続部
で導通されている状態を、また、左側半分は配管が接続
部で遮断され、切離し前の接続状態をそれぞれ示してい
る。
【0017】図に示すように、極低温流体を移送する一
方の配管25の端部に連結される雌バイオネット継手7
は、真空断熱を行う真空の空間4を形成する内管2、お
よび外管3と、外管3の外周面に固着されたフランジ5
で構成され、端部に後述する一方のボールバルブである
下部ボールバルブ15の方向に開口を設けた雌型継手6
が設けられている。
【0018】一方配管25と切離し、接続を行う図示省
略した配管の端部に連結される雄バイオネット継手10
は、雌バイオネット継手7と同様に、真空断熱を行う真
空の空間4を形成する内管2および外管3と、外管の外
周面に固着されたフランジ8で構成され、端部に、後述
する他方のボールバルブである上部ボールバルブ20、
および下部ボールバルブ15にそれぞれ設けられた内部
流路21,16を通って、雌型継手6まで伸展し、係合
する雄型継手9が設けられている。以上説明した雌バイ
オネット継手7および雄バイオネット継手10からなる
バイオネット継手1は、フランジ5,8の取付けを除
き、図2に示すバイオネット継手01と略同じ構造のも
のを採用している。
【0019】次に、雌バイオネット継手7の端部には、
フランジ5と結合する下フランジ17が下端に設けられ
るとともに、上端に上部ボールバルブ20の下フランジ
22と結合する上フランジ18を設けた筒体内部には、
下部ボールバルブ15が収容されている。この下部ボー
ルバルブ15は、上方に上部ボールバルブ20の回動を
許容する凹みが形成された略球状の外形形状にされ、内
部には配管25の流路と略同じ流路面積にされた内部流
路16が貫通して設けられている。
【0020】また、雄バイオネット継手の継手の端部に
は、フランジ8と結合する上フランジ23が上端に設け
られるとともに、下端に、下部ボールバルブ15の上フ
ランジ18と結合する下フランジ22を設けた筒体の内
部には、上部ボールバルブ20が収容されている。この
上部ボールバルブ20は略球状の外形形状にされ、内部
には下部ボールバルブ15の内部流路16の同じ流路面
積にされた内部流路21が貫通して設けられている。
【0021】上述した下部ボールバルブ15および上部
ボールバルブ20に、それぞれ設けられた内部流路1
6,21は、下部ボールバルブ15および上部ボールバ
ルブ20の回動により、配管25の流路と同じ方向に向
く開状態と、配管25の流路と直交する方向に向く閉状
態とを形成することができる。
【0022】また、上部ボールバルブ20と雄バイオネ
ット継手10との結合は、上述したように、上部ボール
バルブ20の上フランジ23と雄バイオネット継手10
のフランジ8の結合で行われるが、図の左側半分で示す
ように配管の接続状態を遮断するときには、長尺ボルト
11で連結することにより、雄バイオネット継手10の
雄型継手9を上部ボールバルブ20の回動により邪魔に
ならない位置まで引き出して結合するとともに、配管接
続状態にしたときには、短尺ボルト12で連結すること
により、雄型継手9の先端が、上部ボールバルブ20の
内部流路21、下部ボールバルブ15の内部流路16を
通過して雌型継手6と係合するようにしている。また、
雄バイオネット継手10の外管3の外周には、内部にス
プリング13が挿入され、伸縮する保護筒14が設けら
れている。
【0023】本実施の形態の極低温配管継手は、上述の
ように構成されているので、配管の切離時には、図の右
半分に示す配管の連通状態時から、フランジ8と上部ボ
ールバルブ20の上フランジ23とを連結している短尺
ボルト12を取外した後、雄バイオネット継手10を上
方へ引上げ、フランジ8と上フランジ23の結合を長尺
ボルト11で行うことにより、内部流路16,21に挿
入され、雌型継手6に係合していた雄型継手9は、上部
ボールバルブ20の回動に邪魔にならない上部ボールバ
ルブ20上方のフランジ23位置近傍まで退避させられ
る。
【0024】次いで、上部ボールバルブ20、下部ボー
ルバルブ15を回動させて、図の右半分に示す開状態か
ら、図の左半分に示す閉状態にした後、下部ボールバル
ブ15の上フランジ18と上部ボールバルブ20の下フ
ランジ22の結合を切離すことにより、配管の切離しが
完了する。
【0025】すなわち、図2に示す従来のバイオネット
継手01のみを設けた極低温配管継手では、配管の切離
しを行うフランジ05とフランジ08の分離時、配管が
どうしても大気開放となり、配管の切離し時に、大気中
の水分若しくは異物等が配管中への侵入が生じるため、
配管の切離しにあたっては、配管を常温状態まで加温す
るためのガスパージを実施する必要があり、その作業準
備および作業に時間を要していたのに対して、本実施の
極低温配管継手では、上述したように配管の切離し時に
は、配管の接続部は、上部ボールバルブ20および下部
ボールバルブ15で閉鎖されている状態になっているの
で、配管が常温状態になる前に配管切離しを行っても、
配管中への水分、異物等の侵入による汚染は生じず、配
管の切離し作業を短時間で完了できる。
【0026】さらに、配管切離し後においても、配管の
接続部は閉鎖状態が継続するので、配管の温度に関係な
く、配管中へ侵入する水分、異物等の侵入による汚染を
防止するメインテナンス作業を簡略化できる。
【0027】また配管接続時には、図の左半分に示すよ
うに、配管および雄バイオネット継手10が連結された
上部ボールバルブ20と、配管25および雌バイオネッ
ト継手7が連結された下部ボールバルブ15を配置した
後、上フランジ18と下フランジ22を結合し、上部ボ
ールバルブ20と下部ボールバルブ15を回動させるこ
とにより内部流路21,16の方向を配管25の流路の
方向に合せ、次いで雄バイオネット継手10と上部ボー
ルバルブ20との連結を長尺ボルト11から短尺ボルト
12に代えることにより、雄型継手9は、内部通路2
1,16を貫通して差込まれ、雌型継手6と係合する。
これにより、極低温流体を流せる状態の配管の接続が完
了する。
【0028】すなわち、図2に示す従来のバイオネット
継手01のみを設けた極低温配管継手では、配管の接続
を行うフランジ05とフランジ08の接続時、それまで
開口を閉鎖していた封止部材を外さねばならず、配管が
どうしても、大気開放となり、配管の接続時において
も、大気中の水分若しくは異物等が配管中への侵入が生
じるため、配管の接続後、配管中に侵入した水分、異物
等を排出するためにガスパージを実施する必要があり、
その作業準備および作業に時間を要していたのに対し
て、本実施の形態の極低温配管継手では、上述したよう
に、配管の接続時においても、配管の接続時は、上部ボ
ールバルブ20および下部ボールバルブ15で閉鎖され
ている状態になっているので、配管中への水分、異物等
の侵入は生じず、このために配管中を流す極低温流体の
清浄度を保持するために行う、ガスパージの実施および
配管内の清浄度の点検が不要となり、配管の切離し作業
を簡略化でき、短時間で完了することができる。
【0029】また、配管の接続部開口の開閉を行う上部
ボールバルブ20および下部ボールバルブ15は、極低
温流体が真空断熱されている雄型継手9を介して、内部
流路21,16を流れるようにしているので、高価な極
低温仕様のものにする必要がない。
【0030】以上本実施の形態の極低温配管継手につい
て説明したが、本発明は上述したロケット射場において
使用される配管だけではなく、液体ヘリウム、液体酸
素、液体水素、等の極低温流体用タンクローリー、エル
フ等から貯槽等の容器に移送する配管にも使用すること
ができるものである。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の極低温配
管継手によれば、特許請求の範囲に示す構成により、
(1)接続、切離しを行う必要のある配管、特に極低温
流体を移送する配管の接続部から、配管内への水分、異
物の侵入を防止することができる。特に、極低温流体を
移送する配管では、配管内が極低温状態で配管切離しを
行うと多量の水分、異物が侵入するため、ガスパージに
より配管を常温状態にして切離しを行う必要があるが、
これが不要になり、切離し作業を迅速に行うことができ
る。
【0032】(2)また、切離なされた配管を接合する
ときには、配管内部に侵入している水分、異物を除去し
て清浄にするためのガスパージの実施、および配管内部
の点検を行う必要があるが、これが不要になり接続作業
が簡略化され、迅速化し、(1)項と同様に作業の効率
化が図れる。
【0033】(3)また、ボールバルブは極低温流体と
は、直接接触しないので、常温仕様のものが使用でき、
安価にできる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tank lorry or elf for transporting a cryogenic fluid such as liquid helium, liquid hydrogen, or liquid oxygen, to another storage tank or facility. The present invention relates to a pipe joint that is interposed in the middle of a pipe to be transferred so that connection and disconnection of the pipe can be quickly performed, and particularly disposed between a mobile launch pad of a rocket launch facility and a fixed storage facility. The present invention relates to a cryogenic pipe joint suitable for use in a joint of a cryogenic fluid pipe (hereinafter, simply referred to as a pipe) for transferring liquid hydrogen or liquid oxygen. 2. Description of the Related Art A large number of rockets have hitherto been launched from the ground into outer space for investigation or utilization of outer space. Cryogenic fluids such as liquid fuel and liquid oxidizer, which are drugs, need to be supplied from a fixed storage facility provided on the ground to a rocket assembled on a mobile launch pad immediately before launch. For example, an improved H-2A developed in Japan
As for the launch of the rocket, as in the case of Ariane 5 developed in Europe, the rocket's body was assembled and inspected and maintained in the rocket assembly building, and about 8 hours before the launch, the rocket was moved to the launch pad with the mobile launch pad. It is planned to move the tank and fill the tanks with liquid oxygen and liquid hydrogen, which are propellants for the rocket, from fixed storage facilities provided at the launch site via individual pipes. For this purpose, it is necessary to connect the mobile launch pad and the fixed storage facility, and to connect the pipes for transferring the propellant in a short time, and to prevent foreign matter such as moisture from entering the pipes. . If the launch is stopped for some reason after the propellant is supplied to the rocket, it is necessary to return the rocket from the launch point to the rocket assembly building. Therefore, it is necessary to disconnect the pipe without returning the inside of the pipe, which is extremely low in temperature, to normal temperature. As described above, the bayonet joint shown in FIG. 2 is conventionally used as a joint for connecting and disconnecting the connecting portions of the pipes for transferring the liquid oxygen and the liquid hydrogen as the cryogenic propellants in a short time. . [0005] As shown in FIG.
Evacuates the space 04 formed between the inner tube 02 and the outer tube 03, performs vacuum insulation on the inside of the inner tube 02 through which the cryogenic fluid passes, and allows the cryogenic liquid flowing through the inner tube 02 to pass through. Boiling is suppressed so that the flow of the cryogenic liquid and the filling of the rocket into the tank are smooth. The female joint 06 directed to the flange 05 provided at the end is provided with an inner pipe 0.
2 The female bayonet joint 07 formed on the inner surface and the flange 08 protruded outward from the flange 08 provided at the end connected to the flange 05, inserted into the female bayonet joint 07, and engaged with the female joint 06. The mating male joint 09 consists of a male bayonet joint 010 provided at the tip. By providing such a bayonet joint 01, connection and disconnection of pipes can be performed in a short time, and the transfer of the cryogenic liquid and the filling of the tank become smooth. Net fitting 01
The following inconveniences have been encountered in the connection of pipes. That is, in the conventional bayonet joint 01, the flange 05 of the female bayonet joint 07 and the flange 08 of the male bayonet joint 010 are connected to transfer the cryogenic liquid, and then the flange 05 and the flange 08 are connected. When the pipe is separated and the end of the pipe is opened to the atmosphere, foreign matter including moisture in the air may be sucked into the inside of the pipe which has been maintained at an extremely low temperature, and may be contaminated. [0007] For this reason, each time the pipe is disconnected, it is necessary to perform a gas blow or the like until the inside of the pipe reaches a normal temperature before the disconnection to prevent moisture and foreign substances from being sucked into the pipe. There is a problem that this occurs. Furthermore, after rejoining the pipes, it is necessary to perform gas blowing and check the cleanliness of the pipes in order to maintain the cleanliness of the cryogenic fluid flowing in the pipes. is there. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned disadvantages of the conventional cryogenic pipe joint, which requires a long time to disconnect and rejoin the pipe through which the cryogenic liquid flows. Even when the pipes are disconnected, the pipe ends where the pipes are disconnected do not open to the atmosphere, and even if the pipes are disconnected before the pipes reach room temperature, moisture and foreign substances in the atmosphere can be sucked into the pipes. It is another object of the present invention to provide a cryogenic pipe joint which can be prevented and need not be performed after re-joining the pipe, and need not perform gas blowing in the pipe or check the cleanliness. Therefore, the cryogenic piping joint of the present invention has the following means. (1) A flange connected to a flange provided on a mating ball valve and a flange connected to a bayonet joint are provided at both ends, respectively. Moving the internal flow path to an open state where the internal flow path is aligned with the flow path direction in the connected pipe, and the internal flow path to a closed state where the internal flow path is orthogonal to the flow direction in the connected pipe. A pair of ball valves for opening and closing the opening of the above was installed at the connection part where the pipe for transferring the cryogenic fluid was cut off and joined. In addition, the spherical body includes not only an outer shape having a substantially perfect circular shape but also a shape having a partially arcuate shape. (2) A flange is provided for connection to the ball valve, and is connected to a pipe for transferring the cryogenic fluid to provide a space for vacuum insulation of an internal flow passage through which the cryogenic fluid passes.
An engaging portion is formed on the inner surface of the inner tube, which is formed by an inner tube and an outer tube formed therebetween, and is directed toward one of the ball valves connected via a flange. A female bayonet joint provided with a female joint was provided between the end of the connection portion of the pipe and one ball valve. (3) A flange connected to the ball valve is provided and connected to a pipe for transferring the cryogenic fluid to form a space for vacuum insulation of an internal flow passage through which the cryogenic fluid passes.
It is formed by an inner pipe and an outer pipe formed between them, and when connecting the pipe, it protrudes outward from the flange connected to the ball valve and extends inside the internal flow path of the open ball valve to form the female bayonet. A male bayonet fitting with a male fitting inside that engages with the female fitting was provided between the end of the tubing connection and the other ball valve. According to the cryogenic pipe joint of the present invention, a connecting portion for connecting / disconnecting the pipe by the above-mentioned means, that is,
At the end of the pipe, a pair of ball valves are provided, this ball valve is closed, connection and disconnection of the pipe are performed,
After being connected, the ball valve is opened, the male joint of the male bayonet joint is opened,
Connect the pipe by penetrating through the internal passage of the ball valve in the same direction as the flow path in the pipe, and engaging the female joint of the female bayonet joint formed toward the ball valve. I do. Accordingly, even when the cryogenic fluid flows, the inner surface of the internal flow path of the ball valve is located outside the male joint of the male bayonet joint, and the normal temperature state is maintained. As the ball valve used in the cryogenic pipe joint of the present invention, a ball valve having a normal temperature specification can be used. Furthermore, at the time of connection and disconnection, since the ball valve is closed, entry of moisture and foreign matter into the piping can be prevented. In particular, after the flow of the cryogenic fluid, even in the disconnection performed when the pipe is cooled, the ball valve is closed at the connection position between the male bayonet joint and the female bayonet joint and the ball valve. Since it is cut off, it is possible to prevent moisture and foreign matter from entering the inside of the pipe. As described above, it is possible to prevent moisture and foreign matter from entering the inside of the pipe without the necessity of an operation such as gas blowing for bringing the inside of the pipe to a normal temperature before disconnecting the pipe.
Gas blow after cleanup and cleanliness inspection are not required. An embodiment of a cryogenic pipe joint according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of the cryogenic pipe joint of the present invention, which is disposed between a mobile launch pad installed at a rocket launch site and a fixed storage facility to transfer liquid hydrogen or liquid oxygen. FIG. 2 is a cross-sectional view of a cryogenic pipe joint interposed in the middle of a pipe to be formed.
In the drawing, the right half shows the connected state where the pipe is conducting at the connecting part, and the left half shows the connected state before the pipe is cut off at the connecting part. As shown in the figure, a female bayonet joint 7 connected to one end of one pipe 25 for transferring a cryogenic fluid is provided.
Are an inner tube 2 and an outer tube 3 forming a vacuum space 4 for performing vacuum insulation, and a flange 5 fixed to the outer peripheral surface of the outer tube 3.
And a female joint 6 provided with an opening in the direction of a lower ball valve 15 which is one of the ball valves described later.
Is provided. On the other hand, a male bayonet joint 10 connected to an end of a pipe (not shown) for disconnecting and connecting to the pipe 25.
Like the female bayonet joint 7, the inner pipe 2 and the outer pipe 3 forming the vacuum space 4 for performing vacuum insulation, and the flange 8 fixed to the outer peripheral surface of the outer pipe. An upper ball valve 20, which is the other ball valve described below,
And a male joint 9 which extends to and engages with the female joint 6 through the internal flow paths 21 and 16 provided in the lower ball valve 15 respectively. The bayonet joint 1 composed of the female bayonet joint 7 and the male bayonet joint 10 described above has a structure substantially the same as the bayonet joint 01 shown in FIG. . Next, at the end of the female bayonet joint 7,
A lower flange 17 connected to the flange 5 is provided at the lower end, and an upper flange 18 connected to the lower flange 22 of the upper ball valve 20 is provided at the upper end inside the cylindrical body.
The lower ball valve 15 is housed. The lower ball valve 15 has a substantially spherical outer shape in which a concave portion that allows the rotation of the upper ball valve 20 is formed at an upper portion. A flow path 16 is provided through. At the end of the male bayonet joint, an upper flange 23 connected to the flange 8 is provided at the upper end, and a lower flange 22 connected to the upper flange 18 of the lower ball valve 15 is provided at the lower end. The upper ball valve 20 is housed inside the provided cylinder. The upper ball valve 20 has a substantially spherical outer shape, and an internal flow path 21 having the same flow area as the internal flow path 16 of the lower ball valve 15 is provided therethrough. The internal flow passages 1 provided in the lower ball valve 15 and the upper ball valve 20, respectively, are provided.
The rotation of the lower ball valve 15 and the upper ball valve 20 forms an open state facing the same direction as the flow path of the pipe 25 and a closed state facing the direction orthogonal to the flow path of the pipe 25. be able to. As described above, the connection between the upper ball valve 20 and the male bayonet joint 10 is performed by connecting the upper flange 23 of the upper ball valve 20 to the male bayonet joint 10.
When the connection state of the pipe is cut off as shown in the left half of the figure, the male joint 9 of the male bayonet joint 10 is connected to the upper ball by connecting it with a long bolt 11. When the pipe 20 is pulled out and connected to a position where it does not hinder the rotation of the valve 20, and when the pipe is connected, the end of the male joint 9 is connected to the internal flow passage 21 of the upper ball valve 20 by connecting with the short bolt 12. , Through the internal flow path 16 of the lower ball valve 15 to engage with the female joint 6. Also,
A spring 13 is inserted into the outer periphery of the outer tube 3 of the male bayonet joint 10, and a protective tube 14 that expands and contracts is provided. Since the cryogenic pipe joint of the present embodiment is constructed as described above, when the pipe is disconnected, the flange 8 and the upper ball valve 20 are switched from the state of communication of the pipe shown in the right half of the figure. After the short bolt 12 connecting the upper flange 23 is removed, the male bayonet joint 10 is pulled up, and the connection between the flange 8 and the upper flange 23 is performed by the long bolt 11, whereby the internal flow path 16 is removed. , 21 and the male joint 9 engaged with the female joint 6 is retracted to the vicinity of the position of the flange 23 above the upper ball valve 20 which does not hinder the rotation of the upper ball valve 20. Next, the upper ball valve 20 and the lower ball valve 15 are rotated to change from the open state shown in the right half of the figure to the closed state shown in the left half of the figure. By disconnecting the connection between the lower flange 22 and the upper ball valve 20, the disconnection of the pipe is completed. That is, in the conventional cryogenic pipe joint provided only with the bayonet joint 01 shown in FIG. 2, when the flange 05 for separating the pipe is separated from the flange 08, the pipe is inevitably opened to the atmosphere, and when the pipe is disconnected. , Because moisture or foreign matter in the atmosphere may enter the piping.
When disconnecting the pipe, it was necessary to perform a gas purge to heat the pipe to a normal temperature state, which required time for the work preparation and work. As described above, when the pipe is disconnected, the connection portion of the pipe is closed by the upper ball valve 20 and the lower ball valve 15. Therefore, even if the pipe is disconnected before the pipe reaches a normal temperature state. ,
Contamination due to intrusion of moisture, foreign matter, etc. into the pipe does not occur, and the work of disconnecting the pipe can be completed in a short time. Further, even after the pipe is disconnected, the connection portion of the pipe remains closed, so that maintenance work for preventing contamination due to intrusion of water, foreign matter, etc., which enter the pipe regardless of the temperature of the pipe is simplified. Can be At the time of connecting the pipe, as shown in the left half of the figure, an upper ball valve 20 to which the pipe and the male bayonet joint 10 are connected, and a lower ball valve 15 to which the pipe 25 and the female bayonet joint 7 are connected. Is arranged, the upper flange 18 and the lower flange 22 are connected, and the upper ball valve 20 and the lower ball valve 15 are rotated so that the directions of the internal flow paths 21 and 16 match the direction of the flow path of the pipe 25. Next, the connection between the male bayonet joint 10 and the upper ball valve 20 is changed from the long bolt 11 to the short bolt 12 so that the male joint 9 is connected to the internal passage 2.
It is inserted through 1 and 16 and engages with the female joint 6.
This completes the connection of the pipe in a state in which the cryogenic fluid can flow. That is, in the conventional cryogenic pipe joint provided with only the conventional bayonet joint 01 shown in FIG. 2, when the flange 05 for connecting the pipe and the flange 08 are connected, the sealing member whose opening has been closed so far. Must be removed, and the piping is inevitably open to the atmosphere, and even when the piping is connected, moisture or foreign matter in the air may enter the piping. It is necessary to perform a gas purge to discharge foreign substances, etc.
In contrast to the time required for the work preparation and work, the cryogenic pipe joint according to the present embodiment, as described above, also requires the upper ball valve 20 when connecting the pipe, as described above. Also, since it is closed by the lower ball valve 15, no intrusion of moisture, foreign matter, and the like into the piping occurs, and therefore, it is performed to maintain the cleanliness of the cryogenic fluid flowing through the piping. In addition, it is not necessary to perform gas purging and check the cleanliness of the piping, and the work of disconnecting the piping can be simplified and completed in a short time. The upper ball valve 20 and the lower ball valve 15 for opening and closing the connection opening of the pipe flow through the internal flow passages 21 and 16 via the male joint 9 in which the cryogenic fluid is vacuum-insulated. Therefore, there is no need to use expensive cryogenic specifications. Although the cryogenic pipe joint of the present embodiment has been described above, the present invention is not limited to the pipes used in the above-mentioned rocket launching field, but also includes a tank lorry for cryogenic fluids such as liquid helium, liquid oxygen, and liquid hydrogen. It can also be used for piping for transferring from an elf or the like to a container such as a storage tank. As described above, according to the cryogenic pipe joint of the present invention, according to the configuration shown in the claims, (1) pipes which need to be connected and disconnected, especially cryogenic pipes It is possible to prevent the intrusion of moisture and foreign matter into the piping from the connection part of the piping for transferring the fluid. In particular, in pipes that transfer cryogenic fluids, a large amount of moisture and foreign matter will enter if the pipes are disconnected at a very low temperature inside the pipes.
This becomes unnecessary, and the separating operation can be performed quickly. (2) When joining the separated pipes, it is necessary to carry out a gas purge for removing and cleaning water and foreign matter that have entered the inside of the pipe, and to inspect the inside of the pipe. However, this is not required, and the connection work is simplified, speeded up, and the work efficiency can be improved in the same manner as (1). (3) Since the ball valve does not come into direct contact with the cryogenic fluid, it can be used at room temperature.
It can be cheap.
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の極低温配管継手の実施の第1形態を示
す断面図、
【図2】従来の極低温配管継手の断面図である。
【符号の説明】
1,01 バイオネット継手
2,02 内管
3,03 外管
4,04 空間
5,05 フランジ
6,06 雌型継手
7,07 雌バイオネット継手
8,08 フランジ
9,09 雄型継手
10,010 雄バイオネット継手
11 長尺ボルト
12 短尺ボルト
13 スプリング
15 下部ボールバルブ
16 内部流路
17 下フランジ
18 上フランジ
20 上部ボールバルブ
21 内部流路
22 下フランジ
23 上フランジ
25 配管BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of a cryogenic pipe joint of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of a conventional cryogenic pipe joint. [Description of Signs] 1,01 Bionette joint 2,02 Inner tube 3,03 Outer tube 4,04 Space 5,05 Flange 6,06 Female joint 7,07 Female Bionette joint 8,08 Flange 9,09 Male Mold joint 10,010 Male bayonet joint 11 Long bolt 12 Short bolt 13 Spring 15 Lower ball valve 16 Internal flow path 17 Lower flange 18 Upper flange 20 Upper ball valve 21 Internal flow path 22 Lower flange 23 Upper flange 25 Piping
フロントページの続き (72)発明者 虎野 吉彦 東京都港区浜松町2丁目4番1号 宇宙開 発事業団内 (72)発明者 大倉 廣高 名古屋市港区大江町10番地 三菱重工業株 式会社名古屋航空宇宙システム製作所内 (72)発明者 興村 英久 名古屋市港区大江町10番地 三菱重工業株 式会社名古屋航空宇宙システム製作所内 (72)発明者 蒲池 稔男 名古屋市港区大江町10番地 三菱重工業株 式会社名古屋航空宇宙システム製作所内 Fターム(参考) 3H016 EA02 3H036 AA02 AA04 AB33 AE02 3J106 AB03 BA01 BB01 BC06 BC12 BD01 BE29 CA01 GA02 GA05 GA30 Continuation of front page (72) Inventor Yoshihiko Torano Open space, 2-4-1 Hamamatsucho, Minato-ku, Tokyo Within the departure business (72) Inventor Hirotaka Okura Mitsubishi Heavy Industries Ltd., 10 Oecho, Minato-ku, Nagoya-shi Nagoya Aerospace System Works (72) Inventor Hidehisa Okmura Mitsubishi Heavy Industries Ltd., 10 Oecho, Minato-ku, Nagoya-shi Nagoya Aerospace System Works (72) Inventor Toshio Kamachi Mitsubishi Heavy Industries Ltd., 10 Oecho, Minato-ku, Nagoya-shi Nagoya Aerospace System Works F-term (reference) 3H016 EA02 3H036 AA02 AA04 AB33 AE02 3J106 AB03 BA01 BB01 BC06 BC12 BD01 BE29 CA01 GA02 GA05 GA30
Claims (1)
され、前記配管の切離しおよび再接続を行う極低温配管
継手において、前記配管の接続部にそれぞれ設置され、
内部流路が形成された球体をそれぞれ回動させて、それ
ぞれに接続された前記配管の接続部開口の開閉を行う一
対のボールバルブと、一方の前記ボールバルブと前記配
管の接続部との間に設置され、前記ボールバルブに向け
て雌型継手が形成された雌バイオネット継手と、他方の
前記ボールバルブと前記配管の接続部との間に設置さ
れ、前記ボールバルブの開放時に前記内部流路内を伸展
して、前記雌型継手に嵌まり合う雄型継手が形成された
雄バイオネット継手とを設けたことを特徴とする極低温
配管継手。Claims: 1. A cryogenic pipe joint that is interposed in a pipe for transferring a cryogenic fluid and that disconnects and reconnects the pipe, is installed at a connection portion of the pipe,
A pair of ball valves for rotating the spheres on which the internal flow paths are formed to open and close the connection openings of the pipes connected to each other, and between one of the ball valves and the connection part of the pipes And a female bayonet joint having a female joint formed toward the ball valve and a connection portion between the other ball valve and the pipe, and the internal flow is opened when the ball valve is opened. A cryogenic piping joint, comprising: a male bayonet joint formed by extending in a road and forming a male joint fitting with the female joint.
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