JP6419788B2 - 流体移送装置及びそのような装置を含む装置 - Google Patents
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Description
より詳細には、本発明は、2つの異なる建造物などの2つの別個の構造体にそれぞれ接続されるように設計されている2つの端部間での流体の移送のための装置に関し、本装置は、長手方向軸に沿って延在する剛性二重エンベロープ配管(double-envelope piping)を備え、配管は、真空下に置かれるように設計されているその容積内に流体の移送のための少なくとも1つの内部ダクトを収容する外側エンベロープを備え、配管は、第1の端部に、第1の構造体への外側エンベロープの第1の剛接続部を備え、第2の端部に、第2の構造体への外側エンベロープの第2の剛接続部を備え、外側エンベロープの第1の端部及び第2の端部は少なくとも1つの内部ダクトに剛接続されてお及びり、配管は、その第1の端部と第2の端部との間の相対変位の補償のためのシステムを備える。
このタイプのシステムは、その設備における合理的な応力を受け入れることを可能にするが、流体回路においてさらなる負荷損失(loss of load)を引き起こす。
この目的のために、上記前文において本発明による装置に関して与えられている包括的定義にさらに適合する本発明による装置は、実質的に、変位の補償のためのシステムが少なくとも1つの可撓性領域と少なくとも1つの弾性領域とを備え、前記少なくとも1つの弾性領域は長手方向に沿って弾性であり、変位の補償のためのシステムは、外側エンベロープと第1の構造体との間で長手方向軸に沿って滑動する接続部と、2つの自在継ぎ手を含むと共に可撓性領域の2つの端部を機械的に接続している自在継ぎ手の機構とをさらに備えることを特徴とする。
− 2つの自在継ぎ手は各々、長手方向軸に対して直角の2つ異なる連接(articulation)軸を有する;
− 2つの自在継ぎ手の一方は、他方の自在継ぎ手の2つの連接軸にそれぞれ平行な2つの連接軸を有する;
− 装置が嵌合された位置にある場合、自在継ぎ手の2つの第1の平行連接軸が、配管の限られた水平撓みを可能にするために垂直平面上にあり、一方、2つの他の第2の平行連接軸が、配管の可撓性領域の限られた水平撓みを可能にするために水平平面上にある;
− 長手方向に、2つの第1の連接軸は2つの第2の連接軸間にある;
− 弾性領域は、外側エンベロープの第1の弾性部と少なくとも1つの内部ダクトの第1の弾性部とを備え、少なくとも1つの内部ダクトの前記弾性部は、外側エンベロープと少なくとも1つの内部ダクトとの間の2つの剛接続部間にある;
− 外側エンベロープの第1の弾性部および少なくとも1つの内部ダクトの第1の弾性部は各々、弾性ベローズを備える;
− 可撓性領域は、外側エンベロープの第2の可撓性弾性部と少なくとも1つの内部ダクトの第2の可撓性部とを備え、自在継ぎ手の機構は、外側エンベロープの第2の可撓性弾性部の両側にそれぞれある、外側エンベロープの2つの端部を接続する;
− 外側エンベロープの第2の可撓性弾性部は、中心剛性部の両側に直列に接続されている2つのベローズを備える;
− 少なくとも1つの内部ダクトの第2の可撓性部は、中心剛性部の両側に直列に接続されている2つの可撓性ユニットを備える;
− 第1の自在継ぎ手が、外側エンベロープの中心剛性部を、第1の構造体の方へ配向されている外側エンベロープの第1の側に接続し、一方、第2の自在継ぎ手が、外側エンベロープの中心剛性部を、第2の構造体の方へ配向されている外側エンベロープの第2の側に接続する;
− 各自在継ぎ手は、中心剛性部に剛接続されている第1の端部と、各可撓性ユニットを取り巻いて配置されている第1の各接続リング上に連接されている第2の端部とを有する第1の対の各接続アームを備え、各自在継ぎ手は、第1の各接続リング上に連接されている第1の端部と、外側エンベロープの関係する側に剛接続されている第2の端部とを有する第2の対の各接続アームを備える;
− 少なくとも1つの内部ダクトの第2の可撓性部の両側に、少なくとも1つの内部ダクトは、配管の長手方向軸に平行な方向に沿って滑動する各接続部によって外側エンベロープに接続されており、すなわち外側エンベロープの第2の可撓性部及び少なくとも1つの内部ダクトの第2の可撓性部は、外側エンベロープと少なくとも1つの内部ダクトとの間で滑動する2つの接続部間にある;
− 弾性領域は少なくとも1つの内部ダクトの第3の弾性部を備える;
− 第3の弾性部は、自在継ぎ手の機構と、外側エンベロープと第2の構造体側の少なくとも1つの内部ダクトとの間の剛接続部との間にある;
− 2つの自在継ぎ手は、長手方向に沿って配管に沿って直列に配置されている;
− 可撓性ユニットの少なくとも1つが、長手方向に沿ったベローズの長さの変動を防止する組紐で覆われたベローズを備える;
− 配管は、応力差のない状態で又はその端部間の相対変位のない状態で全体的に真っ直ぐな形状を有し、さもなければ変位の補償のためのシステムは、ダクトのSの形での限られた局所的変形を可能にする。
他の特定の特徴及び利点が、図を参照して与えられている以下の説明を読むことから明らかになるであろう。
配管は、真空下に置かれるように設計されているその容積内に、流体の移送のための少なくとも1つの内部ダクト3(すなわち、流体を運ぶように設計されている、金属又はステンレス鋼で作製されている少なくとも1つの内部ダクト)を収容する、例えば金属又はステンレス鋼で作製されている外側エンベロープ2を備える。
外側エンベロープ2の第1の端部及び第2の端部は、少なくとも1つの内部ダクト3に剛接続されている。
この変位の補償のためのシステムは、(個別の又は組み合わされた)少なくとも1つの可撓性領域と少なくとも1つの弾性領域とを備える。弾性領域10、11、30は、長手方向xに沿った復元力を有する配管の少なくとも一部をもたらす。
図1及び図5に示されている通り、外側エンベロープ2の第1の弾性部10は1つ又は複数の内部ダクト3の第1の弾性部11と同心であることが好ましい。さらに、少なくとも1つの内部ダクト3の前記弾性部11は、外側エンベロープ2と少なくとも1つの内部ダクト3との間に形成されている2つの剛接続部8、9間にあることが好ましい。図3及び図5に認められる通り、外側エンベロープ2と少なくとも1つの内部ダクト3との間に形成されている剛接続部8、9は各々、外側エンベロープ2の内面に対して横断方向に配置されている間隔ディスクを備えることができ、内部ダクト3の通過及び保持のためのオリフィスが設けられている。外側エンベロープ2と内部ダクト3との間の接続部は、これらの間隔ディスク8、9によりもたらされることが可能である。
少なくとも1つの内部ダクト3の第1の弾性部11は、ベローズの縮み又は伸びによる、内部ダクト3の軸方向変位を可能にする。同様に、外側エンベロープ2の第1の弾性部10は、ベローズの縮み又は伸びによる外側エンベロープ2の軸方向変位を可能にする。
外側エンベロープ2の第2の可撓性弾性部13は、配管の局所的回転(玉継ぎ手)により、長手方向軸xに対して垂直な方向y及びz(y=水平平面上の横断方向、z=垂直方向)に沿った変位を可能にする。長手方向xに沿ったベローズの長さの変化が論理的に可能であるが、実際には、自在継ぎ手の機構17が、従来、外側エンベロープ2の可撓性弾性部13の長手方向に沿った伸びを防止するために形成されているため、不可能である。
実際には、自在継ぎ手の機構17は、いわゆる「ベローズの端部」の力すなわちゼロ内圧(外側エンベロープ2内の隔離真空)の結果としてベローズ130、131の波状部に外圧(大気)により加えられる圧縮力を吸収する。
1つ又は複数のダクト3の第2の可撓性部14は少なくとも1つの可撓性ユニットを備える。
換言すれば、2つの自在継ぎ手は、中心剛性部26の中心部に関して対称に中心剛性部26に接続されている。
同様に、各第2の対のアーム22、24の2つのアームは、例えば、長手方向軸xに沿って置かれており、外側エンベロープ2の周囲に正反対に配置されている。
横断面の差は、内圧に耐えるためにベローズの波状部の張力を維持するために、初めに、第2の可撓性部の可撓性ユニット140、141間にもたらされ、次に、ベローズ30にもたらされることが好ましい。
本発明の装置は、このように、さらなる負荷損失を生み出すと同時に非常に嵩張る「クランク」タイプの曲がった配管を回避することを可能にする。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載の事項を、そのまま、付記しておく。
[1] 2つの異なる建造物などの2つの別個の構造体(5、7)にそれぞれ接続されるように設計されている2つの端部間での流体の移送のための装置であって、
該装置は、長手方向軸(x)に沿って延在する剛性二重エンベロープ配管を備え、前記配管は、真空下に置かれるように設計されているその内部容積内に、流体の移送のための少なくとも1つの内部ダクト(3)を収容している外側エンベロープ(2)を備え、前記配管は、第1の端部に、前記第1の構造体(5)への前記外側エンベロープ(2)の第1の剛接続部(4)と、第2の端部に、前記第2の構造体(7)への前記外側エンベロープ(2)の第2の剛接続部(6)とを備え、前記外側エンベロープ(2)の前記第1の端部及び前記第2の端部は前記少なくとも1つの内部ダクト(3)に剛接続されており、前記配管は、その第1の端部(4)とその第2の端部(6)との間に相対変位の補償のためのシステムを備え、少なくとも1つの可撓性領域(13、14)と少なくとも1つの弾性領域(10、11、30)とを備え、前記少なくとも1つの弾性領域(10、11、30)は前記長手方向軸(x)に沿って弾性であり、変位の補償のための前記システムは、前記外側エンベロープ(2)と前記第1の構造体(5)との間で前記長手方向軸(x)に沿って滑動する接続部(12)と、2つの自在継ぎ手を含むとともに、前記可撓性領域(13、14)の前記2つの端部を機械的に接続する自在継ぎ手の機構(17)とをさらに備える、装置。
[2] 前記2つの自在継ぎ手は各々、前記長手方向軸(x)に対して垂直な2つの異なる連接軸(18、20、19、21)を有することを特徴とする、[1]に記載の装置。
[3] 前記2つの自在継ぎ手(22、23)の一方は、それぞれ他方の自在継ぎ手(24、25)の2つの連接軸(20、21)に平行な2つの連接軸(18、19)を有することを特徴とする、[2]に記載の装置。
[4] 前記装置が嵌合された位置にある場合、前記自在継ぎ手の2つの第1の平行連接軸(18、20)が、前記配管の限られた水平撓み(方向y)を可能にするために、垂直平面上にあり、一方、2つの他の第2の平行連接軸(19、21)が、前記配管の前記可撓性領域(13、14)の限られた水平撓み(方向z)を可能にするために、水平平面上にあることを特徴とする、[2]又は[3]に記載の装置。
[5] 前記長手方向軸(x)において、前記2つの第1の連接軸(18、20)は、前記2つの第2の連接軸(19、21)間にあることを特徴とする、[4]に記載の装置。
[6] 前記弾性領域(10、11、30)は、前記外側エンベロープ(2)の第1の弾性部(10)と、前記少なくとも1つの内部ダクト(3)の第1の弾性部(11)とを備え、前記少なくとも1つの内部ダクト(3)の前記弾性部(11)は、前記外側エンベロープ(2)と前記少なくとも1つの内部ダクト(3)との間の2つの剛接続部(8、9)間にあることを特徴とする、[1]から[5]のいずれか一項に記載の装置。
[7] 前記外側エンベロープ(2)の前記第1の弾性部(10)と前記少なくとも1つの内部ダクト(3)の前記第1の弾性部(11)とは各々、弾性ベローズを備えることを特徴とする、[6]に記載の装置。
[8] 前記可撓性領域(13、14)は、前記外側エンベロープ(2)の第2の可撓性弾性部(13)と、前記少なくとも1つの内部ダクト(3)の第2の可撓性部(14)とを備えること、及び自在継ぎ手の前記機構(17)は、前記外側エンベロープ(2)の前記第2の可撓性弾性部(13)の両側にそれぞれある前記外側エンベロープ(2)の前記2つの端部を接続することを特徴とする、[1]から[7]のいずれか一項に記載の装置。
[9] 前記外側エンベロープ(2)の前記第2の可撓性弾性部(13)は、中心剛性部(26)の両側に直列に接続されている2つのベローズ(130、131)を備えることを特徴とする、[8]に記載の装置。
[10] 前記少なくとも1つの内部ダクト(3)の前記第2の可撓性部(14)は、中心剛性部(126)の両側に直列に接続されている2つの可撓性ユニット(140、141)を備えることを特徴とする、[8]又は[9]に記載の装置。
[11] 第1の自在継ぎ手が前記外側エンベロープ(2)の前記中心剛性部(26)を、前記第1の構造体(5)の方へ配向されている、前記外側エンベロープ(2)の第1の側に接続し、一方、第2の自在継ぎ手が前記外側エンベロープ(2)の前記中心剛性部(26)を、前記第2の構造体(7)の方へ配向されている、前記外側エンベロープ(2)の第2の側に接続することを特徴とする、[9]又は[10]に記載の装置。
[12] 各自在継ぎ手は、前記中心剛性部(26)に剛接続されている第1の端部(123、125)と各可撓性ユニット(130、131)を取り巻いて配置されている第1の各接続リング(27、28)上に連接されている第2の端部とを有する、第1の対の各接続アーム(23、35)を備え、各自在継ぎ手は、前記第1の各接続リング(27、28)上に連接されている第1の端部(18、20)と前記外側エンベロープ(2)の関係する側に剛接続されている第2の端部(122)とを有する第2の対の各接続アーム(22、24)を備えることを特徴とする、[9]から[11]のいずれか一項に記載の装置。
[13] 前記少なくとも1つの内部ダクト(3)の前記第2の可撓性部(14)の両側で、前記少なくとも1つの内部ダクト(3)は、前記配管の前記長手方向軸(x)に平行な方向に沿って滑動する各接続部(15、16)により前記外側エンベロープ(2)に接続されている、すなわち前記外側エンベロープ(2)の前記第2の可撓性部(13)と前記少なくとも1つの内部ダクト(3)の前記第2の可撓性部(14)とは、前記外側エンベロープ(2)と前記少なくとも1つの内部ダクト(3)との間で滑動する2つの接続部(15、16)間にあることを特徴とする、[8]から[12]のいずれか一項に記載の装置。
[14] 前記弾性領域(10、11、30)は前記少なくとも1つの内部ダクト(3)の第3の弾性部(30)を備えることを特徴とする、[1]から[13]のいずれか一項に記載の装置。
[15] [1]から[14]のいずれか一項に記載の流体の移送のための装置により接続されている2つの別個の構造体(5、7)を備える設置物において、第1の構造体(5)は、建造物、低温流体源、橋のうちの1つを備え、一方、前記第2の構造体(7)は、建造物、「トカマク」タイプのプラズマの生成のための装置を収容する筐体のうちの1つを備えることを特徴とする設置物。
Claims (15)
- 2つの異なる建造物などの2つの別個の構造体(5、7)にそれぞれ接続されるように設計されている2つの端部間での流体の移送のための装置であって、
該装置は、長手方向軸(x)に沿って延在する剛性二重エンベロープ配管を備え、
前記配管は、真空下に置かれるように設計されているその内部容積内に、流体の移送のための少なくとも1つの内部ダクト(3)を収容している外側エンベロープ(2)を備え、
前記配管は、第1の端部に、第1の構造体(5)への前記外側エンベロープ(2)の第1の剛接続部(4)と、第2の端部に、第2の構造体(7)への前記外側エンベロープ(2)の第2の剛接続部(6)とを備え、前記外側エンベロープ(2)の前記第1の端部及び前記第2の端部は前記少なくとも1つの内部ダクト(3)に剛接続されており、
前記配管は、その第1の端部(4)とその第2の端部(6)との間に相対変位の補償のためのシステムを備え、少なくとも1つの可撓性領域(13、14)と少なくとも1つの弾性領域(10、11、30)とを備え、前記少なくとも1つの弾性領域(10、11、30)は前記長手方向軸(x)に沿って弾性であり、
相対変位の補償のための前記システムは、前記外側エンベロープ(2)と前記第1の構造体(5)との間で前記長手方向軸(x)に沿って滑動する接続部(12)と、2つの自在継ぎ手を含むとともに、前記可撓性領域(13、14)の2つの端部を機械的に接続する自在継ぎ手の機構(17)とをさらに備える、装置。 - 前記2つの自在継ぎ手は各々、前記長手方向軸(x)に対して垂直な2つの異なる連接軸(18、20、19、21)を有することを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記2つの自在継ぎ手(22、23)の一方は、それぞれ他方の自在継ぎ手(24、25)の2つの連接軸(20、21)に平行な2つの連接軸(18、19)を有することを特徴とする、請求項2に記載の装置。
- 前記装置が嵌合された位置にある場合、前記自在継ぎ手の2つの第1の平行連接軸(18、20)が、前記配管の限られた水平撓み(方向y)を可能にするために、垂直平面上にあり、一方、2つの他の第2の平行連接軸(19、21)が、前記配管の前記可撓性領域(13、14)の限られた水平撓み(方向z)を可能にするために、水平平面上にあることを特徴とする、請求項2又は3に記載の装置。
- 前記長手方向軸(x)において、前記2つの第1の連接軸(18、20)は、前記2つの第2の連接軸(19、21)間にあることを特徴とする、請求項4に記載の装置。
- 前記弾性領域(10、11、30)は、前記外側エンベロープ(2)の第1の弾性部(10)と、前記少なくとも1つの内部ダクト(3)の第1の弾性部(11)とを備え、前記少なくとも1つの内部ダクト(3)の前記第1の弾性部(11)は、前記外側エンベロープ(2)と前記少なくとも1つの内部ダクト(3)との間の2つの剛接続部(8、9)間にあることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の装置。
- 前記外側エンベロープ(2)の前記第1の弾性部(10)と前記少なくとも1つの内部ダクト(3)の前記第1の弾性部(11)とは各々、弾性ベローズを備えることを特徴とする、請求項6に記載の装置。
- 前記可撓性領域(13、14)は、前記外側エンベロープ(2)の第2の可撓性弾性部(13)と、前記少なくとも1つの内部ダクト(3)の第2の可撓性部(14)とを備えること、及び自在継ぎ手の前記機構(17)は、前記外側エンベロープ(2)の前記第2の可撓性弾性部(13)の両側にそれぞれある前記外側エンベロープ(2)の前記2つの端部を接続することを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の装置。
- 前記外側エンベロープ(2)の前記第2の可撓性弾性部(13)は、中心剛性部(26)の両側に直列に接続されている2つのベローズ(130、131)を備えることを特徴とする、請求項8に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの内部ダクト(3)の前記第2の可撓性部(14)は、中心剛性部(126)の両側に直列に接続されている2つの可撓性ユニット(140、141)を備えることを特徴とする、請求項8又は9に記載の装置。
- 第1の自在継ぎ手が前記外側エンベロープ(2)の前記中心剛性部(26)を、前記第1の構造体(5)の方へ配向されている、前記外側エンベロープ(2)の第1の側に接続し、一方、第2の自在継ぎ手が前記外側エンベロープ(2)の前記中心剛性部(26)を、前記第2の構造体(7)の方へ配向されている、前記外側エンベロープ(2)の第2の側に接続することを特徴とする、請求項9又は10に記載の装置。
- 各自在継ぎ手は、前記中心剛性部(26)に剛接続されている第1の端部(123、125)と各可撓性ユニット(130、131)を取り巻いて配置されている第1の各接続リング(27、28)上に連接されている第2の端部とを有する、第1の対の各接続アーム(23、35)を備え、各自在継ぎ手は、前記第1の各接続リング(27、28)上に連接されている第1の端部(18、20)と前記外側エンベロープ(2)の関係する側に剛接続されている第2の端部(122)とを有する第2の対の各接続アーム(22、24)を備えることを特徴とする、請求項9から11のいずれか一項に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの内部ダクト(3)の前記第2の可撓性部(14)の両側で、前記少なくとも1つの内部ダクト(3)は、前記配管の前記長手方向軸(x)に平行な方向に沿って滑動する各接続部(15、16)により前記外側エンベロープ(2)に接続されている、すなわち前記外側エンベロープ(2)の前記第2の可撓性部(13)と前記少なくとも1つの内部ダクト(3)の前記第2の可撓性部(14)とは、前記外側エンベロープ(2)と前記少なくとも1つの内部ダクト(3)との間で滑動する2つの接続部(15、16)間にあることを特徴とする、請求項8から12のいずれか一項に記載の装置。
- 前記弾性領域(10、11、30)は前記少なくとも1つの内部ダクト(3)の第3の弾性部(30)を備えることを特徴とする、請求項1から13のいずれか一項に記載の装置。
- 請求項1から14のいずれか一項に記載の流体の移送のための装置により接続されている2つの別個の構造体(5、7)を備える設置物において、第1の構造体(5)は、建造物、低温流体源、橋のうちの1つを備え、一方、前記第2の構造体(7)は、建造物、「トカマク」タイプのプラズマの生成のための装置を収容する筐体のうちの1つを備えることを特徴とする設置物。
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