JP2023551534A - 接続を行う方法、及び接続装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、接続対象の２つの構成要素（１１１、１２１）の取付端部（１１０、１２０）同士の接続を、２つの接続フランジ（１１２、１２２）によって行う方法であって、２つの接続フランジ（１１２、１２２）のそれぞれが一方の取付端部に設けられ、シール可能なキャビティ（１３０）が互いに対向する２つの接続フランジ（１１２、１２２）の側面間に形成され、キャビティ（１３０）と周囲環境との間に閉鎖可能で、必要に応じて開放可能なチャネル（１３２）が設けられ、キャビティ（１３０）内に負圧が生成されてチャネル（１３２）が閉鎖され、トリガ基準の到達時に、自動的にチャネル（１３２）を開放するように構成されたトリガ機構（１３６）が設けられる、方法、並びに対応する接続装置（１００）及びその使用方法に関する。【選択図】図１

Description

本発明は、接続対象の２つの構成要素の取付端部同士の接続を行う方法、対応する接続装置、及びそのような接続装置を有する移送ラインに関する。

液化ガスの移送ラインは、典型的には複数の部分を有し、これらの部分は通常、特定の箇所で互いに接続させる必要がある。例えば、ホースをコンテナ又はその接続部品に接続する場合がこれに該当する。通常の動作では、このような接続によって大きな応力を吸収することができるはずであるが、一方で過負荷の場合には、損傷を防止するために、関与する他の構成要素に作用する応力がわずかになることが望ましい。

いわゆる所定の破断点は、様々な分野から公知である。これらは通常、上記目的のために使用することができる。高圧容器の場合、例えば、いわゆるバーストディスクを所定の破断点として設けることができるが、別のより軟弱な材料を、接続の特定の箇所に使用することも考えられる。その場合、この破断点は、過負荷の際に対象となる状態で生じる。しかしながら、従来の所定の破断点は、前述の移送ラインに設けることが困難であり、また通常は、パイプ接続部又はホース接続部に設けることも困難である。

この背景に照らして、本発明の目的は、ホース又はパイプなどの構成要素の２つの取付端部同士を接続するための選択肢を提供することにあり、この接続を、確実であり、なおかつ高い応力を吸収することができ、また過負荷の場合には、関与する構成要素に可能な限り損傷を与えないものにする必要がある。

この目的は、接続を行う方法、及び独立請求項の特徴を有する接続装置によって達成される。好ましい実施形態は、従属請求項及び以下の説明の主題である。
発明の効果

本発明は、それぞれが取付端部に設けられた２つの接続フランジによって、又は２つの接続フランジを使用して、接続対象の２つの構成要素の取付端部同士の接続を行うことに関する。適切な構成要素としては、具体的には、例えばガス、液体又は液化ガス用のホース若しくはパイプ、或いは一般的にラインがある。とりわけ対象とする構成要素は、液化ガスの移送ラインの一部である。しかしながら、接続対象の任意のタイプの構成要素に最終的に本発明が適していることが、この時点で言及されるべきである。

典型的には、２つの接続フランジは、ねじ接続（ねじ及びナット、又はナットを有するねじ山付きロッド、及び任意選択でクランプも企図することができる）などの接続手段を用いた接続によって、互いに接続されている。ねじは例えば、接続フランジ内に適切に配置された孔を通して案内される。とりわけパイプ又はホースが接続される場合、２つの接続フランジ間及び／又は互いに対向する側面若しくは表面間に、例えばゴムシールなどのシールを挿入すると好都合である。

正常な動作、すなわち、例えば移送ライン（２つの部分が互いに対応して接続されている）を通る液化ガスの移送中に生じるような、接続部又は接続点に加わる通常の負荷及び応力を用いて、又は任意選択でそれらが処理されるときに、正常な動作を確実に行うことができるように、接続手段は特定の要件（ねじの厚さなど）を満たす必要がある。過負荷の場合、すなわち、例えば通常の応力よりも（著しく）大きな応力が接続部に加わった場合に、接続手段が破損したとしても、これによって関与する他の構成要素に過度の応力が加わることになる。この点からも、既に正常な動作を保証できないほど軟弱になるような設計を、この接続手段に対して行うことはできない。通常、接続フランジ自体などの他の構成要素にも同じことが言える。

本発明は、こうした背景に端を発するものである。互いに対向する２つの接続フランジの側面間にシール可能なキャビティを形成し、キャビティと周囲環境との間にチャネルを設けることが提案され、このチャネルは、必要に応じて開閉することができる。次いで、接続を確立するために、キャビティが真空にされるか、又はキャビティ内に少なくとも負圧が生成されて、チャネルが閉鎖される。真空又は負圧によって、２つの接続フランジが互いに保持されるか、又は外部からの過剰圧力によって互いに押圧されることが達成される。このようにして、キャビティの寸法を適切に定めることにより、正常な動作を行うための十分に大きな接続応力を得ることができる。

必要に応じてチャネルを開放することができ、したがって真空又は負圧を破壊することができるので、過負荷の場合に接続応力を（任意選択で０まで）低減することができ、その結果、接続が容易に解除される。したがって、関与する他の構成要素への損傷が防止される。この目的のために、トリガ基準の到達時に、自動的にチャネルを開放するように設計されたトリガ機構が設けられる。とりわけ、例えば液化ガス又は他の媒体に使用される移送ラインの損傷も、このようにして防止することができる。

またこの時点で、特定の状況が、最終的に、負圧「のみ」がキャビティ内に生成されるかどうか、又はキャビティが真空にされるかどうか（実際には、真空は一定の残圧も含む）を決定するものであることにも言及すべきである。例えば、数ミリバール又は数十ミリバールの圧力であっても、十分に高い応力を過剰圧力によって加えることができる。接続の種類及び／又は必要とされる接続応力に応じて、キャビティの寸法を適切に定めることにより、周囲圧力において、例えば数百ミリバールの低負圧のみで、十分に安定した接続フランジ同士の接続を行うことさえできる。

既に述べたように、提案しているアプローチの典型的かつ好ましい用途は、パイプ又はホース、若しくは一般的な中空線に関する。そのような構成要素の取付端部は、１つ又は複数の開口部を更に有する。これに関連して、互いに接続される複数のパイプ又はホースが平行に案内されるラインも考えられる。その場合キャビティは、好ましくは、取付端部の開口部を取り囲むように、とりわけ環状断面を有するように設計される。このようにして、キャビティ内の真空又は負圧によって接続フランジに発生する応力は、開口部に沿って、とりわけ可能な限り均一に分散される。これにより、安定した確実な接続が得られる。真空又は負圧を生成するようにキャビティをシールするために、例えば２つのシール、具体的には環状シールを使用することができる。これらの環状シールを、ゴムなどの適切な材料とすることができ、又はそのような材料を有することができる。

チャネルを閉鎖し、また必要に応じてチャネルを開放するための好ましい選択肢は、バルブを使用することである。チャネル自体は好都合には、２つの接続フランジのうちの一方に少なくとも部分的に形成され、そしてまた任意選択で完全に形成される。この場合、バルブは、この１つの接続フランジの外側に設けることができる。この場合、バルブは、例えばキャビティを真空にするための、又はキャビティ内に負圧を生成するための真空ポンプを接続できるように、好ましくは設計される必要がある。

提案しているアプローチの特定の利点としては、トリガ機構の提供があり、このトリガ機構は、トリガ基準の到達時に、例えば、対応するバルブを作動させることによって、自動的にチャネルを開放するように設計されている。このようなトリガ機構は、例えば、既に上述した過負荷の場合に、キャビティ内の真空を自動的に破壊し、したがって所定の破断点の状態を作り出すために使用することができる。この破断点を、真空補助された所定の破断点と呼ぶことができる。この場合、例えば、構成要素のうちの一方、又はこの構成要素に接続されたコンテナ若しくはタンクなどの動作に、トリガ機構を連結させることが企図され得る。これは、トリガ機構が、構成要素のうちの一方、又はこの構成要素に接続されたコンテナ若しくはタンクの移動時に、チャネルを自動的に開放することを意味する。換言すれば、トリガ基準は、構成要素のうちの一方、又はこの構成要素に接続されたコンテナ若しくはタンクの移動を含む。

例えば、移送ラインによって液化ガスが移送されるタンカー船の移動が検出された場合（例えば、海中の波によって）、漂流するタンカー船によって発生する過負荷による更なる損傷を防止するために、真空を破壊することができる。その一方で、接続は比較的容易に切り離される。この場合、少なくともその時点で開放されている接続点が、別の方法で、例えば、液化ガスが取出される貯蔵タンク上の対応するバルブを閉じることにより、閉鎖される必要があることを考慮しなければならない。この動作も自動化することができ、任意選択でトリガ機構に連結させることができる。

しかしながら、このようなトリガ機構は原則として、ほぼ任意の方法でトリガすることができる。状況に応じて、このトリガを機械的又は電気的に行うことができる。例えば、ある電流の流れが存在するときにのみ、閉じたままになり、キャビティ内の真空を保持する電磁弁を使用することが考えられる。電流が遮断されると、真空が破壊される。換言すれば、電磁弁は、電流が遮断されたときに開く。しかしながら、例えば、機械的なケーブル引張装置などを設けること、又は必要に応じて手動で開放かつ／又は破壊することができるバースティングディスクのみを設けることも考えられる。

ねじ接続などの前述の接続手段は、接続を確立するために依然として使用することができる。しかしながら、真空（又は負圧）によって接続応力が発生するために、これらの接続手段は従来の設計よりも著しく軟弱である可能性がある。その一方で、接続フランジは、真空が生成されるまで、そのような接続手段と互いに保持されるだけで十分であり得る。また、真空が破壊された後であっても、接続フランジが一定程度接着することが望まれる場合もある。接続手段として、いわゆる拡張ねじも企図され得る。しかしながら、原則として、そのような追加の接続手段を任意選択的に完全に不要にするような、接続フランジの適切な構成も企図され得る。

本発明の主題はまた、接続対象の２つの構成要素の取付端部同士の接続を行う接続装置であって、各取付端部に１つの接続フランジが設けられ、互いに対向する２つの接続フランジの側面間にシール可能なキャビティを形成することができ、このキャビティ内に負圧（又は真空）を生成することができ、必要に応じて開放することができる閉鎖可能なチャネルが、キャビティと周囲環境との間に設けられる、接続装置である。

接続装置の更なる実施形態及び利点に関しては、本方法に関する上記の説明も参照され、この説明はここでも適宜適用される。

本発明の主題はまた、複数の部分を有する液化ガスの移送ラインであって、移送ラインの２つの部分を互いに接続するために、１つ又は複数の指定された接続装置が各場合に設けられる移送ラインである。

本発明は、例示的な実施形態を使用して図面に概略的に示されており、当該図面を参照して以下で説明される。

好ましい一実施形態における本発明による、移送装置の接続装置を概略的に示す図である。

図１は、好ましい実施形態における本発明による接続装置１００を概略的に示す図であり、この接続装置１００については、本発明による関連方法の説明と共に以下でより詳細に説明される。一例として、装置１００は、液化ガス移送ライン１０１の２つの部分１１１及び１２１を互いに接続するために使用される。液化ガスは移送ライン１０１によって、第１のコンテナ１９０（例えば、貯蔵コンテナ）から第２のコンテナ１９２（例えば、タンカー船）に移送される。また、第１のコンテナ１９０には、一例としてバルブ１９１も設けられている。

接続装置１００が、最終的に移送ラインの適切な位置に配置することができ、任意選択的にコンテナ１９０、１９２のうちの一方の上に、例えば接続部品上に直接配置できることを、この時点で留意されたい。必要に応じて、このような接続装置１００を複数設けることもできる。図示された位置は、単に一例としてのみ使用され、本発明を説明する役割のみを果たしている。接続装置１００自体も、移送ライン及びコンテナの残りの部分とは異なる縮尺で、より詳細に図示されている。

接続装置１００は、接続対象の２つの構成要素１１１、１２１の２つの取付端部１１０と１２０との接続を確立するように機能し、移送ラインの一部として同様に設計されている。移送ライン又は一般的なラインの一部として設計される構成要素によれば、取付端部１１０、１２０は設計上、管状であり、すなわち、内部に自由空間を画定する外壁を有する。これも同様に図示されている。したがって、これらの自由空間は、各端部に開口部を形成しており、これらの開口部は一例として、取付端部１２０に対して番号１２４によって示されている。

更に、接続フランジ１１２又は１２２が各取付端部１１０、１２０に設けられている。取付端部１１０、１２０はそれぞれ、それぞれのライン部分１１１、１２１のエンドピース、又は別個の部品とすることができ、任意選択的に溶接又は他の方法で取り付けることもできる。次に、接続フランジ１１２、１２２を、溶接又は他の方法で取付端部１１０、１２０に接続することができる。しかしながら、接続フランジ１１２、１２２が取付端部１１０、１２０と一体に形成され、したがって、これらが取付端部１１０、１２０の一部を形成することも考えられる。

シール可能であり、真空状態にできるキャビティ１３０が、互いに対向する２つの接続フランジ１１２及び１２２の側面間に設けられている。このキャビティは、一方では、接続フランジ１１２及び１２２の上述した２つの側面並びに／又は表面によって形成され、他方では、２つの環状シール並びに／又はシールリング１４０及び１４２によって形成される。これらのシールは、例えばゴム製とすることができるが、接続部及び／又は接続部に接続される構成要素の意図された用途に従って、他の材料を選択することもできる。シール１４０は、接続フランジ１１０、１２０の内側に配置され、すなわち、取付端部及び／又はそれらの開口部１２４の内部の自由空間に面しており、その一方で、シール１４２は、接続フランジ１１０、１２０の外側に配置され、すなわち、周囲環境に面している。

更に、キャビティ１３０と周囲環境との間にチャネル１３２が設けられており、このチャネルは、図示の例では、接続フランジ１１０内に、例えば対応するボアなどとして形成されている。チャネル１３２のキャビティ１３０への接続は開放されているが、チャネルの他端に、すなわち周囲環境に向かって、バルブ１３４が設けられている。チャネルはバルブ１３４３によって閉鎖することができ、また必要に応じて開放することができる。

更に、バルブ１３２に接続された真空ポンプ１５０が図示されている。バルブ１３０が開いているとき、真空ポンプ１５０が作動するとキャビティ１３０を真空にすることができ、又はキャビティ１３０内に少なくとも負圧を生成することができる。キャビティ１３０が真空にされ、かつ／又は生成された負圧が十分に大きい場合、バルブ１３０を閉じることができる。したがって、キャビティ１３０内の真空又は負圧によって、外部から接続フランジ１１０、１２０上に応力が発生し、この応力が接続フランジを互いに押圧し、その結果取付端部１１０、１２０及び／又は部分１１１、１２１を互いに接続する。

ここでキャビティが、必ずしもここに図示される形状又は形態を有する必要はないことが言及されるべきである。例えば、互いに対向する接続フランジ１１０、１２０の側面を他の形状にすることや、一方の接続フランジのみを他の形状にすることも考えられる。真空にすることができるか、又は真空若しくは少なくとも負圧が、最終的に確定的なものを形成することができる形態のキャビティが、少なくとも形成されるということである。シールを、それぞれが異なるように設計することもできる。チャネル１３２はまた、図示される形状を有する必要はなく、むしろチャネル１３２は、例えば、接続フランジのうちの一方を通って連続して垂直に延在することができる。

更に、関連するナット１１５を有する２つのねじ１１４が、一例として図示されている（そのうちの一方のみに参照符号が付されている）。ねじはいずれの場合も、２つの接続フランジ１１０、１２０の適切な開口部又は孔を通して案内されて、ねじ込まれる。このようにして、更なる安定性を達成することができる。いずれにしても、一例として示した状況では、キャビティ１３０を真空にすることができるように、ねじ用の開口部又は通路を適切にシールする必要があることを理解されたい。この目的のために、例えば、２つの接続フランジ１１０、１２０の間に更なるシールリングを設けることが考えられ、これらのシールリングはねじを取り囲むので、最終的にキャビティ１３０から特定の領域を取り除くことになる。同様に、ねじ及び／又は必要な通路をキャビティ１３０の外側に配置することもでき、或いはねじ又は通路がキャビティ１３０から除外されるように、シール１４０、１４２を配置することもできる。

更に、バルブ１３４にはトリガ機構１３６が設けられており、このトリガ機構１３６は、例えば信号１９６を介して機能させることができ、一方この信号１９６を、第２のコンテナ１９２の移動などの特定のトリガ基準が検出された場合に、第２のコンテナ１９２の測定装置又は検出装置１９４によって出力することができる。ただし、そのような場合、トリガ機構１３６は、例えばバルブ１３４を開くことによって、チャネル１３２を自動的に開放することができる。また一方で、既に上述したように、バルブ自体が通電によって閉じられたままになる電磁弁であることも考えられる。この場合、信号１９６を、電源の遮断を示すものとすることができ、その結果、チャネル１３２が開放される。この場合、トリガ機構はバルブに一体化される。

最終的に、チャネル１３２がトリガ基準の到達下で（自動的に）開放され得、その結果、キャビティ１３０内の真空が破壊され得、これにより、負圧又は真空に起因して接続フランジ１１０、１２０に作用する接続応力が、具体的には０まで低減されることが特に重要である。その場合、接続フランジ１１０、１２０は、とりわけ軟弱に設計されたねじ１１４又はナット１１５によってのみ、互いに保持される。その場合、この接続は一定の過負荷にのみ持ちこたえ、その状態を超えると接続を解除する。このようにして、真空補助された所定の破断点が形成される。

更に、第１のコンテナ１９０からの更なる流出を回避するために、例えば、接続が解除かつ／又は切断されたときに、バルブ１９１が任意選択で自動的に、例えば信号１９６を介して閉じられるようにすることができる。

Claims (18)

1. それぞれが一方の取付端部に設けられた２つの接続フランジ（１１２、１２２）によって、接続対象の２つの構成要素（１１１、１２１）の前記取付端部（１１０、１２０）同士の接続を行う方法であって、
   互いに対向する前記２つの接続フランジ（１１２、１２２）の側面間に、シール可能なキャビティ（１３０）が形成され、
   必要に応じて開放することができる閉鎖可能なチャネル（１３２）が、前記キャビティ（１３０）と周囲環境との間に設けられ、
   前記キャビティ（１３０）内に負圧が生成されて、前記チャネル（１３２）が閉鎖され、
   トリガ基準の到達時に、自動的に前記チャネル（１３２）を開放するように構成されたトリガ機構（１３６）が設けられる、
   方法。
2. 前記チャネル（１３２）が閉鎖可能であるように、またバルブ（１３４）によって必要に応じて開放することができるように設計され、前記トリガ機構（１３６）が、トリガ基準の到達時に前記バルブ（１３４）を作動させることによって、自動的に前記チャネル（１３２）を開放するように構成されている、請求項１に記載の方法。
3. 前記トリガ機構（１３６）が、トリガ基準の到達時に信号（１９６）を介してトリガされるように構成されている、請求項２に記載の方法。
4. 前記構成要素（１１１、１２１）のうちの一方、又は前記構成要素（１１１、１２１）に接続されたコンテナ若しくはタンクなどの動作に、前記トリガ機構が連結されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記トリガ機構（１３６）が電気的にトリガされる、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記バルブとして電磁弁（１３４）が設けられ、前記電磁弁が、通電したときに閉じたままになり、電流又は電源が遮断されたときに開く、請求項５に記載の方法。
7. 前記トリガ機構（１３６）が機械的にトリガされる、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
8. 液化ガス移送ライン（１０１）の部分（１１１、１２１）の２つの取付端部（１１０、１２０）同士の接続を行うための、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
9. 接続対象の２つの構成要素（１１１、１２１）の取付端部（１１０、１２０）同士の接続を行う接続装置（１００）であって、各前記取付端部に接続フランジ（１１２、１２２）が設けられ、
   前記接続装置（１００）は、互いに対向する前記２つの接続フランジ（１１２、１２２）の側面間に、負圧を生成することができるシール可能なキャビティ（１３０）を形成することができるように設計され、
   必要に応じて開放することができる閉鎖可能なチャネル（１３２）が、前記キャビティ（１３０）と周囲環境との間に設けられ、
   トリガ基準の到達時に、自動的に前記チャネル（１３２）を開放するように構成されたトリガ機構（１３６）を更に備える、
   接続装置（１００）。
10. 前記チャネル（１３２）を閉鎖することができ、また必要に応じて開放することができるように設計されたバルブ（１３４）を更に備え、前記トリガ機構（１３６）が、トリガ基準の到達時に前記バルブ（１３４）を作動させることによって、自動的に前記チャネル（１３２）を開放するように構成されている、請求項９に記載の接続装置（１００）。
11. 前記トリガ機構（１３６）が、前記トリガ基準の到達時に信号（１９６）を介してトリガされるように構成されている、請求項１０に記載の接続装置（１００）。
12. 前記構成要素（１１１、１２１）のうちの一方、又は前記構成要素（１１１、１２１）に接続されたコンテナ若しくはタンクなどの動作に、前記トリガ機構が連結されている、請求項９～１１のいずれか一項に記載の接続装置（１００）。
13. 前記トリガ機構（１３６）が、電気的にトリガされるように構成されている、請求項９～１２のいずれか一項に記載の接続装置（１００）。
14. 前記バルブ（１３４）として電磁弁を有し、前記電磁弁が、通電したときに閉じたままになり、電流又は電源が遮断されたときに開くように構成されている、請求項１３に記載の接続装置（１００）。
15. 前記トリガ機構（１３６）が、機械的にトリガされるように構成されている、請求項９～１２のいずれか一項に記載の接続装置（１００）。
16. 請求項９～１５のいずれか一項に記載の接続装置（１００）を用いることによって、接続対象の前記２つの構成要素（１１１、１２１）の前記取付端部（１１０、１２０）同士の前記接続を行う方法であって、前記接続が必要に応じて、具体的には前記トリガ基準の到達時に自動的に解除される、方法。
17. 前記使用を行うことによって、液化ガス移送ライン（１０１）の部分（１１１、１２１）の前記２つの取付端部（１１０、１２０）同士の接続を行う、請求項１６に記載の方法。
18. 請求項９～１５のいずれか一項に記載の少なくとも１つの接続装置（１００）によって互いに接続可能であるか、又は接続される複数の部分（１１１、１２１）を有する、液化ガスの移送ライン（１０１）。