JP2008286339A - 低温流体用継手 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 雌側ポペット弁30の先端面と雄側ポペット弁40の先端面とが、対向した際に略一致する形状とされ、摺動リング体13には、軸線方向に伸縮可能とされ、その内周側に低温流体の流路が形成されたベローズ20が液密に接続され、摺動リング体13に対して先端筒部54が当接し押圧することによって、摺動リング体13を雌側ポペット弁30に対して相対的に移動させて雌側ポペット弁30を開弁し、かつ、雌側ポペット弁30の先端面が雄側ポペット弁40に当接し押圧することによって雄側ポペット弁40が開弁することを特徴とする。
【選択図】 図2
Description
このような低温流体用継手として、特許文献1に記載されたものが知られている。同文献に記載された低温流体用継手は、差し込み構造とされたバイヨネット継手方式とされ、接続時に空気が混入しないように配慮されている。また、同文献の図17に示されているように、雄側カプラと雌側カプラのそれぞれにポペット弁を設け、これらポペット弁の先端同士を当接させて押圧することによって開弁する構造が採用されている。
空気の混入が発生するおそれがある場合には、カプラの接続時に空気を置換するために窒素ガスを吹き付けてガス置換を行う必要があり、継手の構造が複雑になるとともに作業が繁雑となる。
しかし、同文献では、ポペット弁の弁軸を低温流体の流路から外部へと取り出しているので、この部分での低温流体の漏れが発生するおそれがある。
すなわち、本発明にかかる低温流体用継手は、低温流体を貯蔵する貯蔵タンク側に接続された第1カプラと、移動体に設置された移動体タンク側に接続された第2カプラとを備え、これらカプラ同士を接続することによって前記貯蔵タンクと前記移動体タンクとの間で低温流体を流通させる低温流体用継手において、前記第1カプラは、筒状の第1本体と、該第1本体の内周面に対して軸線方向に摺動可能に収納されるとともに先端面にて前記第2カプラに液密に当接可能とされた摺動リング体と、該摺動リング体の内周側にて前記第1本体の略軸線上に延在するとともに該摺動リング体に対して開閉する第1ポペット弁とを備え、前記第2カプラは、前記第1本体の内周面に沿って挿入されるとともに前記摺動リング体に対して当接する先端筒部を有する第2本体と、該第2本体内に収容されて該第2本体の略軸線上に延在するとともに前記先端筒部に対して開閉する第2ポペット弁とを備え、前記第1ポペット弁の先端面と前記第2ポペット弁の先端面とは、接続時に対向した際に略一致する形状とされ、前記摺動リング体には、軸線方向に伸縮可能とされ、その内周側に低温流体の流路が形成されたベローズが液密に接続され、前記第1カプラの前記摺動リング体に対して前記第2カプラの前記先端筒部が当接し押圧することによって、該摺動リング体を前記第1ポペット弁に対して相対的に移動させて該第1ポペット弁を開弁し、かつ、該第1ポペット弁の先端面が前記第2ポペット弁に当接し押圧することによって該第2ポペット弁が開弁することを特徴とする。
さらに、本発明では、軸線方向に伸縮可能としたベローズを摺動リング体に対して液密に接続し、このベローズの内周側に低温流体の流路を形成することとしたので、ベローズの外側に位置する摺動リング体の摺動部に低温流体が流れ込むことがない。したがって、摺動リング体と第1本体の内周面との間の摺動部における低温流体の漏れを考慮する必要がなくなり、低温流体の漏れを可及的に少なくすることができる。また、当該摺動部のシール構造を排除することができるので、複雑な構造を避けることができる。
また、第1カプラの摺動リング体に対して第2カプラの先端筒部が当接し押圧することによって、摺動リング体を第1ポペット弁に対して相対的に移動させて第1ポペット弁を開弁し、かつ、第1ポペット弁の先端面が第2ポペット弁に当接し押圧することによって第2ポペット弁を開弁する構成としたので、特許文献2で示した従来技術のようにポペット弁の弁軸を低温流体流路の外部に取り出す構造が不要となる。したがって、流路内にポペット弁を配置したままで弁の開閉を行うことができ、これにより、低温流体の漏れを少なくすることができる。
第1ポペット弁の先端面と第2ポペット弁の先端面とを、接続時に対向した際に、略一致する形状とし、接続時にポペット弁の先端周りに形成される空隙を極めて小さくすることとしたので、接続の際に空気が混入することを防止することができ、ガス置換を不要とすることができる。
また、軸線方向に伸縮可能としたベローズを摺動リング体に対して液密に接続し、このベローズの内周側に低温流体の流路を形成することとしたので、低温流体の漏れを可及的に少なくすることができる。
また、第1カプラの摺動リング体に対して第2カプラの先端筒部が当接し押圧することによって、摺動リング体を第1ポペット弁に対して相対的に移動させて第1ポペット弁を開弁し、かつ、第1ポペット弁の先端面が第2ポペット弁に当接し押圧することによって第2ポペット弁を開弁する構成としたので、特許文献2で示した従来技術のようにポペット弁の弁軸を低温流体流路の外部に取り出す構造が不要となる。したがって、流路内にポペット弁を配置したままで弁の開閉を行うことができ、これにより、低温流体の漏れを少なくすることができる。
図1(a)には、LNG(低温流体)供給基地の貯蔵タンク1と、LNGローリ(移動体)2との間でLNGの供給が行われている状態が示されている。貯蔵タンク側配管1aとローリ側配管2aとの間には、LNG用継手(低温流体用継手)3が設けられている。
LNG用継手(以下、単に「継手」という。)3は、図1(b)に示したように、雌側カプラ(第1カプラ)4と、雄側カプラ(第2カプラ)5とを備えている。雌側カプラ4と雄側カプラ5とを接続し、後述するポペット弁を開閉することによって、LNGの供給および停止が行われる。
なお、図1(a)では、理解の容易のために、継手3がLNGローリ2から離間した位置に示されているが、実際には、雄側カプラ5はLNGローリ2のタンクに設けられた接続口に固定されている。
雌側カプラ4は、筒状の雌側本体10(第1本体)を備えている。雌側本体10は、先端側(図において左方)が円筒形状とされており、基端部(図において右方)11に上述のフランジ4bを備えている。
なお、本実施形態において、以下では、基端側とは、カプラ4,5のフランジ4b,5b側を意味し、先端側とは、軸線方向に見た基端側の反対側を意味する。また、軸線方向とは、カプラ4,5が延在する方向すなわちポペット弁が延在する方向(図において水平方向)を意味する。
摺動リング体13の先端側には、摺動リング体13の外周に形成された凹部に嵌挿されたシール用ブロック15が設けられている。シール用ブロック15は、ボルト(固定手段)16によって摺動リング体13に対して固定されている。ボルト16は、周方向に複数設けられており、雌側カプラ4の先端側から螺結されている。シール用ブロック15は、リング形状とされており、内周側にテーパ状に形成されたシール面18にシール材17が設置されるようになっている。シール材17としては、−162℃程度の低温であってもシール機能を発揮する材料が用いられ、例えば、3フッ化塩化エチレン樹脂や4フッ化エチレン樹脂が好適である。なお、後述するポペット弁30,40のシール材についても、同様の材質が用いられる。
このように、シール面18に対して、後述する雄側カプラ5の先端が液密に当接され得るようになっている。なお、シール用ブロック15は、雌側カプラ4の先端側からアクセスしてボルト16を外すことによって摺動リング体13から取り外すことができるようになっている。
雌側ポペット弁30は、軸線上に延在する弁軸33と、弁軸33の先端に設けられた弁体32とを有している。
弁体32は、弁軸33に対して拡径された略円錐台形状とされており、摺動リング体13の先端側の最内周に形成された弁座部に対して当接するシール部31を有している。シール部31には、上述した3フッ化塩化エチレン樹脂等のシール材が設置されている。弁体32の先端面は、中心に設けられ先端側に突出する凸部32aと、凸部32aの周囲に平坦状に延在する平坦面32bとが設けられている。凸部32aは、後述する雄側ポペット弁40の弁体42の中心位置に形成された凹所42a内に収納されるようになっている。平坦面32bは、上述したシール用ブロック15の先端から僅かに基端側に退避した位置に設置されている。
外筒38の円筒壁部には、複数の孔38bが形成されている。これらの孔38は、湿分を含んだ空気のパージ穴またはガス漏れ検知穴として用いることができる。
外筒38は、さらに、雌側本体10に対して軸線方向に相対移動可能とされている。具体的には、図4に示すように、作動レバー45を回動することによって外筒38を軸線方向に移動させる。作動レバー45は、その回動支点45aが外筒38に設けられており、また、雌側本体10とは作用点45bにて回転自由に固定されている。これにより、図4に示す矢印方向に作動レバー45を回動させることによって、雌側本体10と外筒38とを軸線方向に相対移動させることができるようになっている。すなわち、作動レバー45の把持部45cが外筒38の上方に位置する状態から、矢印方向に示すように把持部45cを雌側本体10側に引きつけて作動レバー45を倒すことによって、雌側本体10を外筒38に対して先端側に移動させることができる。
雄側本体50の先端には、先端筒部54が設けられている。先端筒部54は、先端面の内周側が、前述した摺動リング体13の先端に設けられたシール面18に当接するシール面55となっている。また、先端筒部54の基端側壁部56は、円錐状のテーパ面となっており、雄側ポペット弁40のシール部が当接する弁座となっている。
雄側ポペット弁40は、軸線上に延在する弁軸43と、弁軸43の先端に設けられた弁体42とを有している。
弁体42は、弁軸43に対して拡径された形状とされており、先端筒部54の基端側壁部56に形成された弁座部に対して当接するシール部41を有している。シール部41には、上述した3フッ化塩化エチレン樹脂等のシール材が設置されている。弁体42の先端面は、中心に設けた凹所42aと、凹所42aの周囲に平坦状に延在する平坦面42bとが設けられている。凹所42aは、上述した雌側ポペット弁30の弁体32の中心位置に形成された凸部32aを収納するようになっている。このように、雄側ポペット弁40の凹所42aと雌側ポペット弁30の凸部32aとが対応し、雄側ポペット弁40の平坦面42bと雌側ポペット弁30の平坦面32bとが対応している。したがって、カプラ4,5同士を接続する際にポペット弁30,40の先端面同士を対向させた場合に、ポペット弁30,40の先端部周りには空隙がほとんど形成されない形状となっている。
平坦面42bは、上述した先端筒部54の先端から僅かに基端側に退避した位置に設置されている。
バネ押え60と弁体40の基端側面との間には、弁体40と同一軸線を有する圧縮バネ63が配置されている。この圧縮バネ63によって、雄側ポペット弁40は先端側に付勢され、雄側ポペット弁40の先端面に対して基端側に向けた負荷が加わらない図2の状態では閉弁状態を保持している。
先ず、貯蔵タンク側配管1aに接続された雌側カプラ4を、LNGローリ2のローリ側配管2aに接続された雄側カプラ5に対して接近させる。そして、雌側カプラ4の外筒38の内周側に雄側カプラ5の雄側本体50の先端筒部54が収納されるように差し込む。
そして更にカプラ同士を接近させ、図5に示すように、雄側本体50の先端筒部54を雌側本体10の内部に挿入する。この状態では、両カプラのポペット弁30,40はいずれも閉とされている。図5に示すように、雄側カプラの先端筒部54を雌側本体10に挿入した開弁前の状態では、ポペット弁30の凸部32aが雄側ポペット弁40の凹所42aに挿入され、各ポペット弁の先端面形状が略一致しており、ほとんど空隙が形成されていない。
一方、雌側ポペット弁30は、雄側本体50内へと移動し、雄側ポペット弁40の先端面に当接して軸線方向に押圧し、雄側ポペット弁40を軸線方向に沿って基端側(図において左方)へと移動させる。これにより、雄側ポペット弁40のシール面41が先端筒部54から離間して開弁する。雄側ポペット弁40の移動に伴い、雄側ポペット弁40の弁軸43の基端側は、ローリ側配管2a内へと入り込む。
雌側ポペット弁30の先端面と雄側ポペット弁40の先端面とが、接続時に対向した際に略一致する形状とされているので、ポペット弁30,40同士を当接する際にポペット弁の先端周りに形成される空隙を極めて小さくすることができる。したがって、接続の際に空気が混入することを防止することができ、ガス置換を行う必要がなくなる。
また、雌側ポペット弁30の弁軸33の基端部に固定されたナット36を外すことによって雌側ポペット弁30を取り外すことができるので、シール材の交換を容易に行うことができる。
また、バネ押え60を固定しているボルト61を外すことによって、バネ押え60とともに雄側ポペット弁40を取り外すことができるので、シール材の交換を容易に行うことができる。
2 LNGローリ(移動体)
3 LNG用継手(低温流体用継手)
4 雌側カプラ(第1カプラ)
5 雄側カプラ(第2カプラ)
13 摺動リング体
20 ベローズ
27 内筒
30 雌側ポペット弁(第1ポペット弁)
38 外筒
40 雄側ポペット弁(第2ポペット弁)
Claims (7)
- 低温流体を貯蔵する貯蔵タンク側に接続された第1カプラと、移動体に設置された移動体タンク側に接続された第2カプラとを備え、これらカプラ同士を接続することによって前記貯蔵タンクと前記移動体タンクとの間で低温流体を流通させる低温流体用継手において、
前記第1カプラは、筒状の第1本体と、該第1本体の内周面に対して軸線方向に摺動可能に収納されるとともに先端面にて前記第2カプラに液密に当接可能とされた摺動リング体と、該摺動リング体の内周側にて前記第1本体の略軸線上に延在するとともに該摺動リング体に対して開閉する第1ポペット弁とを備え、
前記第2カプラは、前記第1本体の内周面に沿って挿入されるとともに前記摺動リング体に対して当接する先端筒部を有する第2本体と、該第2本体内に収容されて該第2本体の略軸線上に延在するとともに前記先端筒部に対して開閉する第2ポペット弁とを備え、
前記第1ポペット弁の先端面と前記第2ポペット弁の先端面とは、接続時に対向した際に略一致する形状とされ、
前記摺動リング体には、軸線方向に伸縮可能とされ、その内周側に低温流体の流路が形成されたベローズが液密に接続され、
前記第1カプラの前記摺動リング体に対して前記第2カプラの前記先端筒部が当接し押圧することによって、該摺動リング体を前記第1ポペット弁に対して相対的に移動させて該第1ポペット弁を開弁し、かつ、該第1ポペット弁の先端面が前記第2ポペット弁に当接し押圧することによって該第2ポペット弁が開弁することを特徴とする低温流体用継手。 - 前記摺動リング体には、前記ベローズの内周側に位置するとともに、該摺動リング体の内周面から軸線方向に延長形成された内筒が設けられていることを特徴とする請求項1記載の低温流体用継手。
- 前記第1カプラは、前記第1本体の外周側に位置するとともに該第1本体の先端側に突出し、先端部に第1爪部が設けられた外筒を備え、
前記第2カプラの前記第2本体には、前記第1爪部に係合可能とされた第2爪部が設けられ、
前記第1カプラの前記第1本体に対して前記第2カプラの前記第2本体を挿入する際に、前記外筒を回動させることによって前記第1爪部と前記第2爪部とが係合して該外筒と前記第2本体とが軸線方向に固定されることを特徴とする請求項1又は2に記載の低温流体用継手。 - 前記外筒は、前記第1本体に対して軸線方向に相対移動可能とされ、
前記外筒を前記第1本体に対して軸線方向に相対移動させるレバーを備えていることを特徴とする請求項3記載の低温流体用継手。 - 前記摺動リング体は、前記第2カプラの前記先端筒部に当接するシール部を先端部に備え、
該シール部は、前記第1カプラの先端側から着脱可能とされた固定手段によって固定されていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の低温流体用継手。 - 前記第1ポペット弁は、前記摺動リング体の弁座部に対して当接するシール部を備える弁体と、該弁体に一端が接続されるとともに他端が前記第1本体の基端側に位置する弁軸とを備え、
該弁軸の前記他端は、前記第1本体の基端部に着脱可能に固定されていることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の低温流体用継手。 - 前記第2ポペット弁は、前記第2本体の前記先端筒部に対して当接するシール部を備える弁体と、該弁体に一端が接続されるとともに他端が前記第2本体の基端側に位置する弁軸とを備え、
前記第2本体の基端部には、前記弁軸の他端側が移動可能に挿通され、前記第2ポペット弁の前記弁体を前記先端筒部側に付勢する圧縮バネの一端を押さえるバネ押えが着脱可能に固定され、
前記第2ポペット弁は、前記バネ押えを前記第2本体の前記基端部から取り外すことによって、取り外されることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の低温流体用継手。
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