JP3711369B2 - Cryogenic piping joint - Google Patents

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JP3711369B2 JP2001306292A JP2001306292A JP3711369B2 JP 3711369 B2 JP3711369 B2 JP 3711369B2 JP 2001306292 A JP2001306292 A JP 2001306292A JP 2001306292 A JP2001306292 A JP 2001306292A JP 3711369 B2 JP3711369 B2 JP 3711369B2
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Description

【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02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16,21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21,16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。
【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
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is provided in the middle of a pipe for transferring a cryogenic fluid such as liquid helium, liquid hydrogen, or liquid oxygen from a tank lorry, an elf or the like to another storage tank or equipment, and connecting and disconnecting the pipe. In particular, a cryogenic fluid pipe (hereinafter referred to as “liquid cryogenic fluid pipe”) for transferring liquid hydrogen or liquid oxygen, which is arranged between a mobile launch pad of a rocket launch site equipment and a fixed storage equipment. The present invention relates to a cryogenic pipe joint suitable for use in a joint portion of a pipe.
[0002]
[Prior art]
A large number of rockets have been launched from the ground into space for the purpose of exploring or using outer space. In launching this rocket, liquid fuel and liquid oxidation, which are propellants that generate propulsion, are used. It is necessary to supply a cryogenic fluid such as an agent to a rocket assembled on a mobile launch pad from a fixed storage facility provided on the ground immediately before launch.
[0003]
For example, in the launch of the improved H-2A rocket developed in Japan, as with the Ariane 5 developed in Europe, the rocket body assembly and inspection and maintenance are carried out in the rocket assembly building, and about 8 hours on the day of launch. Before, the rocket is moved to the launch point on the mobile launch pad, and the liquid oxygen and liquid hydrogen, which are the propellants of the rocket, are filled into each tank from the fixed storage facility provided at the launch point via individual piping. There is a plan to adopt a method.
For this purpose, it is necessary to connect the mobile launch pad and the fixed storage facility, and to connect the pipe for transferring the propellant in a short time while preventing foreign matters such as moisture from entering the pipe. .
[0004]
In addition, if the launch is canceled for some reason after supplying propellant to the rocket, it is necessary to return the rocket from the launch site to the rocket assembly building. It is necessary to disconnect the pipe without returning the inside of the pipe to room temperature.
As described above, the bayonet joint shown in FIG. 2 has been conventionally used as a joint for connecting and disconnecting the connecting portions of pipes for transferring liquid oxygen and liquid hydrogen, which are cryogenic propellants, in a short time. .
[0005]
As shown in the figure, the bayonet joint 01 evacuates the space 04 formed between the inner tube 02 and the outer tube 03, and performs vacuum insulation inside the inner tube 02 through which the cryogenic fluid passes, The boiling of the cryogenic liquid flowing in the inner pipe 02 is suppressed so that the cryogenic liquid flows and fills the rocket tank smoothly, and is directed to the flange 05 provided at the end. The female bayonet joint 07 formed on the inner surface of the inner pipe 02 and the flange 08 provided at the end coupled to the flange 05 are projected outward and inserted into the female bayonet joint 07. The male joint 09 that engages with the female joint 06 comprises a male bayonet joint 010 provided at the tip.
[0006]
By providing such a bayonet joint 01, it becomes possible to connect and disconnect the pipes in a short time, and although the transfer of the cryogenic liquid and the filling of the tank become smooth, the bayonet joint 01 There were the following problems in connecting pipes by:
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 coupled to transfer the cryogenic liquid, and then the flange 05 and the flange 08 are joined. When the pipe ends are disconnected and the atmosphere is open to the atmosphere, foreign matter such as moisture in the atmosphere may be sucked into the inside of the pipe that has been maintained at an extremely low temperature, causing contamination.
[0007]
For this reason, each time the pipe is disconnected, it is necessary to perform gas blow etc. until the inside of the pipe reaches room temperature before disconnecting to prevent moisture and foreign matter from being sucked into the pipe, which takes time to disconnect. There is.
In addition, after piping rejoining, in order to maintain the cleanliness of the cryogenic fluid flowing in the pipe, it is necessary to carry out gas blow and inspect the cleanliness in the pipe. is there.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention eliminates the problem of the conventional cryogenic pipe joint that requires a long time for the above-mentioned conventional cryogenic liquid flow and rejoining, so that the pipe is separated even when the pipe is detached. Even if the pipe end is not open to the atmosphere and the pipe is disconnected before the pipe reaches room temperature, moisture and foreign matter in the atmosphere are prevented from being sucked into the pipe and must be rejoined. It is an object of the present invention to provide a cryogenic piping joint that can eliminate the need for performing gas blow in the piping and checking the cleanliness.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
For this reason, the cryogenic pipe joint of the present invention is the following means.
[0010]
(1) A flange connected to a flange provided on the other party's ball valve, and a flange connected to a bayonet joint are provided at both ends, respectively, and a sphere with an internal flow path formed therein is rotated. An open state in which the internal flow path is made to coincide with the flow path direction in the connected pipe, and an open state in which the internal flow path is in a closed state perpendicular to the flow path direction in the pipe. A pair of ball valves for opening and closing the pipes were respectively installed at the connection parts where the piping for transferring the cryogenic fluid was disconnected and joined.
In addition, the sphere includes not only those whose outer shape is substantially circular but also those whose part is arcuate.
[0011]
(2) A flange connected to the ball valve is provided, connected to a pipe for transferring the cryogenic fluid, and a space for vacuum-insulating the internal flow path through which the cryogenic fluid passes is formed between an inner pipe and an outer A female provided with a female joint that is formed by a pipe and has an engaging portion facing the direction of one of the ball valves connected via a flange on the inner surface of the inner pipe. A bayonet joint was provided between the pipe connection end and one ball valve.
[0012]
(3) A flange connected to the ball valve is provided, connected to a pipe for transferring the cryogenic fluid, and a space for vacuum-insulating the internal flow path through which the cryogenic fluid passes is formed between an inner pipe and an outer A male which is formed of a pipe and protrudes outward from a flange connected to the ball valve when the pipe is connected, extends in the internal flow path of the open ball valve, and engages with the female joint of the female bayonet. A male bayonet joint provided with a mold joint was provided between the end of the pipe connection and the other ball valve.
[0013]
The cryogenic pipe joint of the present invention is provided with a pair of ball valves at the connecting portion for connecting / disconnecting the piping, that is, at the end of the piping by the means described above, and this ball valve is closed to connect the piping. After the connection, the ball valve is opened, the male joint of the male bayonet joint is opened, and the ball valve is placed in the same direction as the flow path in the pipe. Pipes are connected by engaging a female joint of a female bayonet joint formed through the internal passage and directed toward the ball valve.
[0014]
As a result, even when the cryogenic fluid flows, the inner surface of the internal flow path is located outside the male joint of the male bayonet joint, and the normal temperature state is maintained. The ball valve used for the cryogenic piping joint can be used at room temperature.
Furthermore, when the ball valve is closed at the time of connection and disconnection, moisture and foreign matter can be prevented from entering the pipe.
In particular, even when the pipe is cooled after flowing a cryogenic fluid, the ball valve is closed at the position where the male bayonet joint and female bayonet joint and ball valve are connected. Since it is separated, it is possible to prevent moisture and foreign matter from entering the pipe.
[0015]
In this way, it is possible to prevent moisture and foreign matter from entering the pipe without requiring work such as gas blow to bring the inside of the pipe to room temperature before disconnecting the pipe. Inspection is also unnecessary.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a cryogenic pipe joint according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of a cryogenic pipe joint according to the present invention, which is arranged between a mobile launch pad installed at a rocket launch site and a fixed storage facility, and transfers liquid hydrogen or liquid oxygen. It is sectional drawing of the cryogenic pipe joint interposed in the middle of piping to be performed.
In the figure, the right half shows a connected state and the pipe is electrically connected at the connecting portion, and the left half shows the connected state before the pipe is disconnected and disconnected.
[0017]
As shown in the figure, the female bayonet joint 7 connected to the end of one pipe 25 that transfers the cryogenic fluid has an inner pipe 2 and an outer pipe 3 that form a vacuum space 4 that performs vacuum insulation. A female joint 6 is provided which is composed of a flange 5 fixed to the outer peripheral surface of the outer tube 3 and has an opening in the direction of a lower ball valve 15 which is one ball valve to be described later.
[0018]
On the other hand, the male bayonet joint 10 that is separated from the pipe 25 and is connected to the end of the pipe (not shown) to be connected is the inner pipe 2 that forms a vacuum space 4 for performing vacuum insulation, like the female bayonet joint 7. And an outer pipe 3 and a flange 8 fixed to the outer peripheral surface of the outer pipe, and an internal flow provided at each of an upper ball valve 20 and a lower ball valve 15 which are the other ball valves described later at the end. A male joint 9 extending through and engaging with the female joint 6 through the paths 21 and 16 is provided.
The bayonet joint 1 composed of the female bayonet joint 7 and the male bayonet joint 10 described above employs the same structure as the bayonet joint 01 shown in FIG. .
[0019]
Next, at the end of the female bayonet joint 7, a lower flange 17 coupled to the flange 5 is provided at the lower end and an upper flange 18 coupled to the lower flange 22 of the upper ball valve 20 is provided at the upper end. A lower ball valve 15 is accommodated inside.
The lower ball valve 15 has a substantially spherical outer shape in which a recess allowing the upper ball valve 20 to rotate is formed in the upper part, and has an internal flow passage area substantially the same as that of the pipe 25. A flow path 16 is provided through.
[0020]
Further, an upper flange 23 coupled to the flange 8 is provided at the upper end at the end of the joint of the male bayonet joint, and a lower flange 22 coupled to the upper flange 18 of the lower ball valve 15 is provided at the lower end. An upper ball valve 20 is accommodated inside the body.
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.
[0021]
The internal flow paths 16 and 21 respectively provided in the lower ball valve 15 and the upper ball valve 20 described above are opened in the same direction as the flow path of the pipe 25 by the rotation of the lower ball valve 15 and the upper ball valve 20. A state and a closed state facing in a direction orthogonal to the flow path of the pipe 25 can be formed.
[0022]
Further, as described above, the upper ball valve 20 and the male bayonet joint 10 are joined by the upper flange 23 of the upper ball valve 20 and the flange 8 of the male bayonet joint 10. When the pipe connection state is cut off as shown in Fig. 4, the long joint 11 is used to connect the male joint 9 of the male bayonet joint 10 to a position where it does not interfere with the rotation of the upper ball valve 20. In addition, when the pipe is connected, the short joint bolt 12 is used to connect the tip of the male joint 9 through the internal flow path 21 of the upper ball valve 20 and the internal flow path 16 of the lower ball valve 15. It engages with the female joint 6.
Further, on the outer periphery of the outer tube 3 of the male bayonet joint 10, a protective cylinder 14 is provided in which a spring 13 is inserted and expanded and contracted.
[0023]
Since the cryogenic pipe joint of the present embodiment is configured as described above, when the pipe is disconnected, the flange 8 and the upper flange of the upper ball valve 20 from the pipe communication state shown in the right half of the figure. 23, after removing the short bolt 12 connecting the upper flange 23, the male bayonet joint 10 is pulled upward, and the flange 8 and the upper flange 23 are joined by the long bolt 11, so that the internal flow paths 16, 21 are connected. The male joint 9 inserted and engaged with the female joint 6 is retracted to the vicinity of the flange 23 position above the upper ball valve 20 that does not interfere with the rotation of the upper ball valve 20.
[0024]
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, and then the upper flange 18 and the upper ball of the lower ball valve 15 are shown. By disconnecting the connection of the lower flange 22 of the valve 20, the disconnection of the pipe is completed.
[0025]
That is, in the cryogenic pipe joint provided with only the conventional bayonet joint 01 shown in FIG. 2, when the flange 05 and the flange 08 for separating the pipe are separated, the pipe is unavoidably opened to the atmosphere, and when the pipe is separated, Since moisture or foreign matter intrudes into the piping, it is necessary to perform a gas purge to warm the piping to room temperature when disconnecting the piping, which takes time to prepare and work. In contrast, in the cryogenic pipe joint according to the present embodiment, as described above, when the pipe is disconnected, the pipe connection portion is closed by the upper ball valve 20 and the lower ball valve 15. Even if the pipe is disconnected before the pipe reaches room temperature, contamination due to intrusion of moisture, foreign matter, etc. into the pipe does not occur, and the pipe disconnection work is completed in a short time Kill.
[0026]
Furthermore, since the connection portion of the pipe continues to be closed even after the pipe is disconnected, the maintenance work for preventing contamination due to intrusion of moisture, foreign matter, etc. into the pipe can be simplified regardless of the temperature of the pipe.
[0027]
Further, when 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 are arranged. Thereafter, the upper flange 18 and the lower flange 22 are joined, and the upper ball valve 20 and the lower ball valve 15 are rotated to align the direction of the internal flow paths 21 and 16 with the direction of the flow path of the pipe 25. By changing the connection between the net joint 10 and the upper ball valve 20 from the long bolt 11 to the short bolt 12, the male joint 9 is inserted through the internal passages 21 and 16, and is engaged with the female joint 6. Match.
Thereby, the connection of the pipe in a state where the cryogenic fluid can flow is completed.
[0028]
That is, in the cryogenic pipe joint provided with only the conventional bayonet joint 01 shown in FIG. 2, when the flange 05 and the flange 08 for pipe connection are connected, the sealing member that has been closed until then must be removed. In addition, since the piping is absolutely open to the atmosphere, moisture or foreign matter in the atmosphere will enter the piping even when the piping is connected. In order to discharge the gas, it is necessary to perform a gas purge, and the work preparation and work took time. On the other hand, in the cryogenic pipe joint of the present embodiment, as described above, at the time of pipe connection, However, when the pipe is connected, the upper ball valve 20 and the lower ball valve 15 are closed, so that moisture, foreign matter, etc. do not enter the pipe. Flow do to hold the cleanliness of the cryogenic fluid, inspection of cleanliness embodiment and the piping of the gas purge is not necessary, can be simplified disconnection operations of the pipe, it can be completed in a short time.
[0029]
In addition, the upper ball valve 20 and the lower ball valve 15 that open and close the connection opening of the pipe are configured so that the cryogenic fluid flows through the internal flow paths 21 and 16 through the male joint 9 that is vacuum insulated. Therefore, there is no need to use expensive cryogenic specifications.
[0030]
Although the cryogenic pipe joint of the present embodiment has been described above, the present invention is not limited to the pipe used in the above-mentioned rocket launch field, but also tank lorries, elf, etc. for cryogenic fluids such as liquid helium, liquid oxygen, liquid hydrogen, etc. It can also be used for piping that is transferred from a container to a container such as a storage tank.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the cryogenic pipe joint of the present invention, by the configuration shown in the claims,
(1) It is possible to prevent moisture and foreign matter from entering the piping from the connecting portion of the piping that needs to be connected and disconnected, particularly the piping that transfers the cryogenic fluid.
In particular, in piping that transfers cryogenic fluid, if the piping is disconnected in a cryogenic state, a large amount of moisture and foreign matter will enter, so it is necessary to disconnect the piping to normal temperature by gas purge. It becomes unnecessary, and the separation work can be performed quickly.
[0032]
(2) In addition, when joining disconnected pipes, it is necessary to carry out a gas purge to remove moisture and foreign matter that have entered the pipe and clean it, and to inspect the pipe. This eliminates the need for the connection work to be simplified and speeded up, and the work efficiency can be improved in the same manner as in the item (1).
[0033]
(3) Since the ball valve is not in direct contact with the cryogenic fluid, a normal temperature specification valve can be used and can be made inexpensive.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the cryogenic pipe joint of the present invention,
FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional cryogenic pipe joint.
[Explanation of symbols]
1,01 Bionette joint 2,02 Inner pipe 3,03 Outer pipe 4,04 Space 5,05 Flange 6,06 Female joint 7,07 Female bayonet joint 8,08 Flange 9,09 Male 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

Claims (1)

極低温流体を移送する配管の途中に介装され、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。In a cryogenic pipe joint that is installed in the middle of a pipe that transfers a cryogenic fluid and that disconnects and reconnects the pipe, each of the spheres that are installed at the pipe connection and each have an internal flow path are rotated. And a pair of ball valves that open and close the connection opening of the pipe connected to each other, and are installed between one of the ball valves and the connection of the pipe. A female bayonet joint in which a mold joint is formed and the other ball valve and the connection portion of the pipe, and the inside of the internal flow path is extended when the ball valve is opened, thereby the female joint And a male bayonet joint formed with a male joint that fits into a cryogenic pipe joint.
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