JP7209712B2 - 冗長シールを備えるブラインドボス嵌合部品 - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

［背景］
圧力容器は、一般に、例えば水素、酸素、天然ガス、窒素、プロパン、メタン、及び他の燃料等の、加圧下にある種々の流体を収容するために用いられる。一般に、圧力容器はどのような大きさ又は形状であってもよい。圧力容器は、例えば、重くても軽くてもよく、単回使用（例えば、使い捨て式）であっても、再使用可能であっても、高圧（例えば５０ｐｓｉ超）を受けても、低圧（例えば５０ｐｓｉ未満）を受けても、あるいは高温又は低温の流体を保管するために用いられてもよい。

適切な圧力容器のシェル材料は、鋼等の金属又は複合材料を含み、複合材料は、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂により結合された、巻回したガラス繊維フィラメント又は他の合成フィラメントの積層体を含んでもよい。繊維は、ガラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維、黒鉛繊維、あるいは他の一般に知られた繊維強化材料であってもよい。樹脂材料は、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、熱可塑性樹脂、あるいは繊維間結合、繊維層間結合、及び容器が使用される特定の用途のために求められる破砕耐性を提供することができる他の適切な樹脂材料であってもよい。容器の複合構造は、例えば軽量性や、耐腐食性、耐疲労性、耐突発故障性など多くの利点を提供する。これらの属性は、強化繊維又は強化フィラメントの高い比強度によるものである。

容器を密封して、内部の流体が複合材料に接触するのを防止するために、ポリマ又は他の非金属製の弾性ライナ又は弾性ブラダがしばしば複合材料シェルの内部に配置される。ライナは、圧縮成形、ブロー成形、射出成形、又は他の一般に知られた手法により製造してもよい。あるいは、ライナは、鋼、アルミニウム、ニッケル、チタン、プラチナ、金、銀、ステンレス鋼、及びそれらの任意の合金を含む、他の材料で作られてもよい。これらの材料は、一般に高い弾性率を有すると特徴づけることができる。一実施形態において、ライナ２０は、ブロー成形された高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）で形成されている。

図１は、例えば、参照により本明細書に組み込まれる「損傷軽減システムを備えた圧力容器」と題する米国特許第５，４７６，１８９号に開示された容器のような、長形の圧力容器１０を示す。圧力容器１０は、本体部１２と、略半球状又はドーム状の両端部１４とを有する。典型的にはアルミニウムで構成されるボス１６が、圧力容器１０の一端又は両端に設けられ、圧力容器１０の内部環境１７と外部環境１９との間の連通口を提供する。図２に示されるように、圧力容器１０は、シェル１８に覆われたライナ２０（例えば、ポリマ製インナーライナなど）を備えて形成される。一例において、シェル１８は、フィラメントを巻回した複合材料シェルであってもよい。シェル１８は圧力容器１０に掛かる構造負荷を解決し、一方、ライナ２０はガスバリアを提供する。

図２は、例えば、参照により本明細書に組み込まれる「フィラメント巻回式圧力容器用のボス」と題する米国特許第５，４２９，８４５号に開示されたようなボス１６を備える端部１４の、図１の線２－２に沿った部分断面図を示す。ボス１６はネック部２２を備え、ネック部２２は外表面２３と開口部２６とを有する。開口部２６は、ボス１６の外表面２３を垂直に横断しており、圧力容器１０の外部環境１９と内部環境１７の間の流体の連通を可能にする。ボス１６は、ネック部２２の開口部２６から半径方向外側に延出するフランジ２４（環状フランジとして図示されている）も備えている。一般に、ボス１６のフランジ２４は、ライナ２０の部分の間に収容されており、かつ／又は、ライナ２０とシェル１８との間に挟まれている。典型的には、シェル１８はネック部２２に当接する。

本開示において、内部環境１７に向かう表面、方向、及び要素は、「内」という用語を伴って言及され、外部環境１９に向かう表面、方向、及び要素は、「外」という用語を伴って言及される。この表記は限定的なものではなく、便宜上及び理解を容易にするために提供されるものであって、他の用語もまた使用可能であり、かつ／又は、適切であり得ることが理解されるべきである。例示的な圧力容器の形成に関する詳細は、参照により本明細書に組み込まれる「フィラメントを巻回する方法及び装置」と題する米国特許第４，８３８，９７１号に開示されている。
［概要］
一局面において、本開示は圧力容器用のボスアセンブリを説明しており、ボスアセンブリは、ボスと、嵌合部品と、第１シールと、第２シールとを備える。ボスは、内表面を有する開口部と、前記内表面に隣接する第１停止機構とを備える。嵌合部品は、少なくとも部分的にボス内に挿入されて、圧力容器の内部と圧力容器の外部の間の流体の連通を防止するように構成され、嵌合部品は、外表面と、前記外表面に隣接する第２停止機構とを備える。第１シール及び第２シールのそれぞれは、前記外表面に沿って配置される。嵌合部品は、ボスに対する第１位置と第２位置との間で移動可能である。第１位置において、第１シールは前記内表面と前記外表面との間に密封係合し（ｓｅａｌｉｎｇｌｙ ｅｎｇａｇｅｄ）、第２シールは前記内表面と前記外表面との間に密封係合せず、第１停止機構と第２停止機構との間に相互接触はない。第２位置において、第１シールは前記内表面と前記外表面との間に密封係合せず、第２シールは前記内表面と前記外表面との間に密封係合し、第１停止機構は第２停止機構に接触する。

別の局面においては、圧力容器とともにボスアセンブリを使用する方法が説明されている。ボスアセンブリは、ボスと嵌合部品とを備える。ボスは、内表面を有する開口部と、前記内表面に隣接する第１停止機構とを備える。嵌合部品は、ボス内に挿入されて、圧力容器の内部と圧力容器の外部の間の流体の連通を防止するように構成され、嵌合部品は、外表面と、前記外表面に隣接する第２停止機構とを備える。この方法は、嵌合部品を第１位置までボスの開口部に挿入して、第１シールは前記内表面と前記外表面との間に係合し、第２シールは前記内表面と前記外表面との間に係合せず、前記第１停止機構と前記第２停止機構との間に相互接触がないようにすることを備える。

本開示は、装置または方法の形態であっても、様々な組合せで、以下に挙げる項目により特徴付けられ得る。
１． 圧力容器用のボスアセンブリであって、前記ボスアセンブリは、
内表面を有する開口部と、前記内表面に隣接する第１停止機構とを備えるボスと、
少なくとも部分的に前記ボス内に挿入されて、前記圧力容器の内部と前記圧力容器の外部の間の流体の連通を防止するように構成された嵌合部品であって、外表面と、前記外表面に隣接する第２停止機構とを備える嵌合部品と、
前記外表面に沿って配置された第１シールと、
前記外表面に沿って配置された第２シールと、を備え、
前記嵌合部品は、前記ボスに対して、第１位置と第２位置との間で移動可能であり、
前記第１位置において、前記第１シールは前記内表面と前記外表面との間に密封係合し、前記第２シールは前記内表面と前記外表面との間に密封係合せず、前記第１停止機構と前記第２停止機構との間に相互接触はなく、
前記第２位置において、前記第１シールは前記内表面と前記外表面との間に密封係合せず、前記第２シールは前記内表面と前記外表面との間に密封係合し、前記第１停止機構は前記第２停止機構に接触する、
圧力容器用のボスアセンブリ。
２． 前記第１停止機構は前記内表面から外向きに延在する肩部であり、前記第２停止機構は前記外表面から外向きに延在する面である、項目１に記載のアセンブリ。
３． 前記ボスは雌ねじ面を備え、前記嵌合部品は前記雌ねじ面と係合するように構成された雄ねじ面を備える、項目１から２のいずれか１項に記載のアセンブリ。
４． 前記嵌合部品は、前記第１シール又は前記第２シールを保持するように構成された第１溝を備える、項目１から３のいずれか１項に記載のアセンブリ。
５． 前記嵌合部品は第２溝を備える、項目４に記載のアセンブリ。
６． 少なくとも部分的に前記第２溝内に挿入されるように構成されたリテーナを更に備える、項目５に記載のアセンブリ。
７． 前記リテーナは、前記第２位置において前記ボスの外側に位置する、項目６に記載のアセンブリ。
８． 前記リテーナは、前記第２位置において前記ボスの外面に接触する、項目７に記載のアセンブリ。
９． 前記リテーナは、前記第１位置において前記開口部の内部に位置する、項目６から８のいずれか１項に記載のアセンブリ。
１０． 前記嵌合部品はその外面に非円形の凹部を備える、項目１から９のいずれか１項に記載のアセンブリ。
１１． 圧力容器とともにボスアセンブリを使用する方法であって、
前記ボスアセンブリは、
内表面を有する開口部と、前記内表面に隣接する第１停止機構とを備えるボスと、
前記ボス内に挿入されて、前記圧力容器の内部と前記圧力容器の外部の間の流体の連通を防止するように構成された嵌合部品であって、外表面と、前記外表面に隣接する第２停止機構とを備える嵌合部品と、を備え、
前記方法は、
前記嵌合部品を第１位置まで前記ボスの前記開口部に挿入して、第１シールが前記内表面と前記外表面との間に係合し、第２シールが前記内表面と前記外表面との間に係合せず、前記第１停止機構と前記第２停止機構との間に相互接触がないようにすることを含む、方法。
１２． 前記第１シールを、前記嵌合部品の前記外表面に沿って第１溝内に配置することを更に含む、項目１１に記載の方法。
１３． 前記第２シールを、前記嵌合部品の前記外表面に沿って別の溝内に配置することを更に含む、項目１２に記載の方法。
１４． 前記嵌合部品の前記外表面に沿って、少なくとも部分的に第２溝内にリテーナを配置することを更に含む、項目１２から１３のいずれか１項に記載の方法。
１５． 前記リテーナを配置することは、前記リテーナを前記ボスの外側に配置することを含む、項目１４に記載の方法。
１６． 前記リテーナを配置することは、前記リテーナを前記ボスの外表面に接触させることを含む、項目１５に記載の方法。
１７． 前記ボスの前記開口部に対して前記嵌合部品を第２位置まで移動させて、前記第１シールが前記ボスの外側に位置し、前記第２シールが前記内表面と前記外表面との間に係合し、前記第１停止機構が前記第２停止機構に接触するようにすることを更に含む、項目１１から１６のいずれか１項に記載の方法。
１８． 前記ボスの前記開口部に対して前記嵌合部品を移動させることは、前記嵌合部品を回転させて、前記ボスの雌ねじ面と前記嵌合部品の雄ねじ面とを係合させることを含む、項目１７に記載の方法。
１９． 前記嵌合部品を回転させるために、前記嵌合部品の外面にある非円形の凹部を係合させることを含む、項目１８に記載の方法。
２０． 前記ボスの前記開口部に対して前記嵌合部品を移動させることは、前記開口部内で前記嵌合部品上に配置されたリテーナを移動させることを含む、項目１７から１９のいずれか１項に記載の方法。

本概要は、以下の「詳細な説明」において更に説明される概念を簡略な形で紹介するために提供されている。本概要は、開示された又は請求項に記載された主題の重要な特徴又は不可欠な特徴を特定することを意図するものではなく、それぞれの開示された実施形態又は開示されたもしくは請求項に記載された主題の全ての実施を説明することを意図するものでもない。特に、一実施形態に関して本明細書中で開示された特徴は、他の実施形態にも同様に適用可能であり得る。更に、本概要は、請求項に記載された主題の範囲を決定する助けとして用いられることを意図するものではない。多くの他の新規な利点、特徴、及び関係は、説明が進むにつれて明らかになるであろう。以下の図及び説明は、更に具体的に例示的な実施形態を示している。

開示された主題は、添付の図を参照して更に説明され、複数の図を通して、同様の構造又はシステム要素は同様の参照番号により示される。複数の実施形態を通して、全ての説明は同様及び類似の構造に適用可能であると考えられる。
典型的な従来の圧力容器の側面図である。 図１の線２－２に沿った、図１の圧力容器の一端の部分断面図である。 例示的なブラインドボスアセンブリの構成要素の分解断面図である。 図３の嵌合部品の拡大図である。 構成要素が巻回モード構成に組み付けられた、ブラインドボスアセンブリの断面図である。 図５と類似であるが、サービスモード構成に組み付けられた構成要素を示す図である。 図５及び図６と類似であるが、保守モード構成に組み付けられた構成要素を示す図である。 サービスモード構成における、ブラインドボスアセンブリの第２の例示的な実施形態の径方向断面図である。 サービスモード構成における、ブラインドボスアセンブリの第３の例示的な実施形態の径方向断面図である。 通気構成における、図９のブラインドボスアセンブリの部分図である。 図６のサービスモード構成に組み付けられた構成要素を備える例示的なブラインドボスアセンブリを含む、圧力容器の一端の部分断面図である。

上記の図は開示された主題の１つ以上の実施形態を説明しているが、本開示において述べたように他の実施形態も考えられる。いかなる場合も、本開示は、開示された主題を代表として提示しており、限定として提示するものではない。当業者であれば、本開示の原理の範囲内にある多くの他の変更及び実施形態に想到し得るものと解すべきである。

上記の図は、正確な縮尺により描かれているとは限らない。特に、明確性のために、ある特徴を他の特徴に対して拡大する場合もあり得る。更に、上方、下方、上、下、上部、下部、側方、右、左、垂直、水平等の用語が用いられる場合、それらの用語は説明の理解を容易にするためにのみ用いられているものと解すべきである。構成は、異なる方向に向けられてもよいと考えられる。

［詳細な説明］
本開示はブラインドボスアセンブリ２８に関し、ブラインドボスアセンブリ２８は、図３－７に示されるように、ボス３０と、ボス３０の開口部２６に挿入されるように構成された嵌合部品３２とを含む、２ピース構造として形成される。図４は、ボス３０の内側に対して螺合されるように構成された嵌合部品３２の拡大断面図である。図５に示されるように、ボス３０と嵌合部品３２との接続構成は、圧力容器１０を形成するためのフィラメント巻回工程中に部品が互いから外れることを防ぐ保持リング６２によって維持される。圧力容器の形成完了の後、図６に示されるように構成されたブラインドボスアセンブリ２８を備えて、圧力容器１０が使用開始となる。図７はアセンブリ２８の保守モード構成を示している。

図３は、ボス３０及び嵌合部品３２を備えるブラインドボスアセンブリ２８の、例示的な構成要素の径方向断面図である。各構成要素の半分のみが示されているが、例示的な実施形態において、構成要素は断面の切断線に対して対称であり、かつ長手軸５８を中心として環状であるものと解すべきである。ブラインドボスアセンブリ２８は、圧力容器の開口部を塞ぐために、圧力容器１０のボス１６の代わりに用いてもよい。ブラインドボスアセンブリ２８の構成要素の特定の構成が示されているが、例えば、図２のボス１６に関して示されているフランジ２４の蟻継ぎを含む、他のボス機能を組み込んでもよいことは理解されるべきである。図４は、図３の嵌合部品３２の拡大図であり、これにより嵌合部品３２の構造的特徴がより明確に視認できる。

図３に示されるように、ボス３０及び嵌合部品３２は、嵌合部品３２が挿入方向３４に沿って可変の深さまでボス３０内に挿入可能であるが、ボス３０の肩部３６と嵌合部品３２の面３８との当接により制限を受けるように構成されている。例示的な実施形態において、ボス３０は雌ねじ面４０を備え、雌ねじ面４０は、嵌合部品３２の雄ねじ面４２と協働するように構成される。嵌合部品３２は、２つのリテーナ溝４４及び４６と、２つのシーリング溝４８及び５０とを備える。嵌合部品３２は、工具との非回転係合のためにキー形状にした凹部５６を備え、それによって使用者は、嵌合部品３２を、ボス３０と共通の長手軸５８を中心として回転させることができ、それにより、嵌合部品３２をボス３０の開口部２６内に螺合するように挿入し嵌合させることができる。例示的な実施形態において、凹部５６は、円錐状の窪みの形を有する中央巻回機構６８を備える。中央巻回機構６８により、マンドレル要素は、ボスアセンブリ２８を、軸５８周りに回転可能なように心出しして保持することができる。

図５は、ボスアセンブリ２８の巻回モード構成に組み付けられたボス３０及び嵌合部品３２を示し、嵌合部品３２は斜視図、ボス３０は径方向断面図で示されている。この構成は、ライナ２０上にシェル１８のフィラメントが巻回される間、アセンブリ２８が圧力容器１０のライナ２０の開口部内に挿入されて保持される際に、ボス３０及び嵌合部品３２の組み付け状態を維持するのに有用である。Ｏ－リング、ガスケット又は他のシール６０ａ（断面で表示）がシーリング溝５０に挿入され、ボス３０と嵌合部品３２との境界における流体の出入りをシールする。例えば保持リングなどの巻回リテーナ６２がリテーナ溝４６に挿入され、ボス３０の外面６４に押し当てられ保持される。したがって、リテーナ６２は、ボス３０の肩部３６が嵌合部品３２の面３８に接触する完全挿入された構成に、ボス３０及び嵌合部品３２を保持し、それによりボス３０及び嵌合部品３２が軸５８に沿って互いから外れることを防ぐ。

図６は、サービスモード構成におけるブラインドボスアセンブリ２８の径方向断面図であり、この構成では、内部環境１７の流体により加圧される圧力容器１０にブラインドボスアセンブリ２８が備えられている（図１０も参照）。この構成においては、巻回リテーナ６２が取り外され、サービスリテーナ６６が嵌合部品３２のリテーナ溝４４に取り付けられている。サービスリテーナ６６は、ボス３０の肩部５４により制限される、図６の右への最大移動を有する。サービスリテーナ６６は、例示的な実施形態において、いずれもほぼ平坦で環状又はＣ字型の保持リングである点において、巻回リテーナ６２と同様であってもよい。しかし、サービスリテーナ６６は外径寸法が巻回リテーナ６２より小さいため、ボス３０の外面６４を越えて、肩部５４に当接するまで開口部２６内に収まることができる。

この構成においては、例えばＯ－リングなど追加のシール６０ｂがシーリング溝４８に配置される。したがって、このシール６０ｂがボス３０と嵌合部品３２との境界を封止して、両構成要素の境界における流体の出入りを防ぐ。この構成において、シール６０ａはシーリング溝５０内に残っているが、このサービスモード構成においてはシーリング溝５０の付近でボス３０と嵌合部品３２の表面同士が接触しないため、シール６０ａは封止機能を果たさない。

リテーナ６６は、リテーナ溝４４において嵌合部品３２に対する位置が固定されているが、リテーナ６６は、ボス３０の肩部３６が嵌合部品３２の面３８に接触するまでは、図６に示される左方向に向かって嵌合部品３２とともに長手軸５８に沿って移動可能である。ボス３０に対する嵌合部品３２の図６の右への移動は、リテーナ６６がボス３０の肩部５４に接触することにより制限される。したがって、このサービスモード構成において、ブラインドボスアセンブリ２８は、シーリング溝４８内に位置するシール６０ｂ及び／又はシーリング溝５０内に位置するシール６０ａにおいて依然として流体密封シールを提供しつつ、長手軸５８の向きにおける嵌合部品３２のボス３０内外への移動に反映されているように、制限された伸縮が可能である。

やがて、シーリング溝４８内のシール６０ｂは、年数の経過及び／又は圧力容器の圧力サイクルによる磨耗を原因とする材料及び／又は構造における故障のため、交換が必要になる場合がある。図７は、保守モード構成にあるブラインドボスアセンブリ２８を示し、嵌合部品３２が斜視図で示され、ボス３０が径方向断面図で示され、ボス３０と嵌合部品３２とは、図５に示される位置と同様な相対位置にある。ただし、図５のリテーナ６２は省かれている（また、本図ではサービスリテーナ６６も同様に省かれている）。シーリング溝４８内のシール６０ｂが露出されているため、使用者はそのシール６０ｂを取り外して交換することができる。その時、シーリング溝４８内のシール６０ｂが取り外されるか、又は稼動していない場合であっても、シーリング溝５０内のシール６０ａは、ボス３０と嵌合部品３２との境界を封止する稼動状態を保ち、圧力容器１０からの流体の出入りを防ぐ。

ボス３０に対する嵌合部品３２の図７の左方向への移動は、ボス３０の肩部３６と嵌合部品３２の面３８との相互接触により制限される。ボス３０に対する嵌合部品３２の図７の右方向への過度の移動は、圧力容器１０内に収容された流体の圧力により抑止される。更に、ボス３０に対する嵌合部品３２の図７の右方向への移動は、図６に示されるように、ボス３０の肩部５４と嵌合部品３２の溝４４内に保持され得るリテーナ６６との相互接触により制限することができる。

シール６０ａ、６０ｂのうち少なくとも１つは、図５－７に示す巻回構成、サービス構成、及び保守構成の全てにおいて、ボス３０と嵌合部品３２との境界を封止するために稼動する。したがって、圧力容器１０はこれらすべての段階において密閉状態にあるため、どの時点でも高圧流体が圧力容器から排出されるおそれがない。

シーリング溝５０内のシール６０ａは、一般に、シーリング溝４８内のシール６０ｂより保守又は交換の必要性が低いであろう。そのように予測されるのは、シーリング溝５０内のシール６０ａが、典型的には、本来、図５及び７の巻回構成及び保持構成の間においてのみ稼動し、それらの構成は圧力容器の耐用年数中に生じる頻度が低いためである。しかしながら、シーリング溝５０内のシール６０ａを交換することが望ましい場合、ブラインドボスアセンブリ２８により閉鎖されている開口部とは異なる開口部を介して圧力容器を空にすることなどにより、圧力容器を減圧することは可能である。その後、図３に示すように、嵌合部品３２をボス３０から完全に取り外すことができ、必要に応じて、圧力容器１０内で嵌合部品３２を把持及び操作するために工具を使用し、シーリング溝５０からシール６０ａを取り外して交換することができる。圧力容器が嵌合部品３２より大きい別の開口部を備える場合、そのような大きい開口部は、ボス３０とは独立して、嵌合部品３２を保守及び操作のために圧力容器１０の内部１７へのアクセスを可能にし得る。

ボス３０及び嵌合部品３２は、例えばアルミニウムなどの高強度の金属材料によって形成されることが考えられる。場合によっては、ボス３０及び嵌合部品３２は、圧力容器１０の使用中に予想される構造負荷を解決するように選択された異なる材料で形成されてもよい。典型的には、シール６０ａ、６０ｂは、弾性のある低デュロメータ硬度のポリマで形成されるため、それぞれのシール６０ｂ、６０ａが、嵌合部品３２の外表面７０にわたって伸び、それぞれのシーリング溝４８、５０に嵌まり込むことが可能になる。巻回リテーナ６２及びサービスリテーナ６６は、外表面７０にわたって十分に曲がり、リテーナ溝４６及び４４のそれぞれに嵌まり込むように、同様に弾性を有する、より剛性の高いポリマ材料で形成されてもよい。図３に示されるように、嵌合部品３２は方向３４に向かって（例えば、圧力容器１０の内部１７から）挿入されるように構成される。したがって、多くの適用例において、挿入物３２は、圧力容器を完全に形成する前に、ボス３０内に配置されていることになる。例えば、ブラインドボスアセンブリ２８は、容器シェル１８が巻き付けられる前に容器ライナ２０の開口部に配置されてもよい。

図５及び図６に示すように、巻回リテーナ６２及びサービスリテーナ６６の一方又は両方をリテーナ溝４４、４６のうちの１つに設けることによって、不注意により嵌合部品３２がボス３０から完全に離脱することを防ぐ。図５に示されるように、嵌合部品３２の右への移動は、巻回リテーナ６２がボス３０の外面６４に接触することにより制限される。図６に示されるように、サービスリテーナ６６を用いる場合、ボス３０に対する嵌合部品３２の右への移動は、サービスリテーナ６６がボス３０の肩部５４に接触することにより制限される。

図６に示されるように、シーリング溝４８及び５０のそれぞれにシール６０ｂ、６０ａを最初に設置した後、シール６０ｂ、６０ａは、圧力容器１０の内部環境１７及び外部環境１９の両方への露出から保護されている。したがって、シール６０ａ、６０ｂは環境悪化から保護されている。

図６に示す「サービスモード」（以下、「第１位置」という）において、図５の「巻回モード」構成と比較すると、嵌合部品３２は、ボス３０に対して部分的に螺合されていないため、シーリング溝４８内のシール６０ｂの形態の１次シールは、ボス３０と嵌合部品３２との間に係合する。シール６０ｂを容易に保守及び／又は交換できるよう、図７の「保守モード」（以下、「第２位置」という）は、シーリング溝４８内の１次シール６０ｂが交換のため取外し可能である間、シーリング溝５０内の２次シール６０ａが、ボス３０と嵌合部品３２との間における漏出を防ぐために係合する構成における、ボス３０及び嵌合部品３２を示す。これらの冗長的なシール６０ａ、６０ｂがあるため、圧力容器１０が加圧下にある間に保守が行われたとしても、ブラインドボスアセンブリ２８は常に密閉される。

図８は、サービスモード構成における、ブラインドボスアセンブリ２８ａの第２の例示的な実施形態の径方向断面図である。図９は、サービスモード構成における、ブラインドボスアセンブリ２８ｂの第３の例示的な実施形態の径方向断面図である。ブラインドボスアセンブリ２８ａ及び２８ｂの多くの構成要素及び特徴は、ブラインドボスアセンブリ２８の実施形態を参照して上述した構成要素及び特徴と類似している。したがって、一実施形態の構成要素及び特徴の説明は、別段の記載がない限り、他の実施形態の類似の構成要素にも適用されることは理解されるべきである。

図６、８及び９は、嵌合部品３２、３２ａ、３２ｂがボス３０、３０ａ、３０ｂに対して挿入方向３４（図３に表示されている）に過度に挿入されることを防止する機構の、３つの実施形態を示している。図６のアセンブリ２８において、ボス３０は肩部３６の形態の第１停止機構を備えており、肩部３６は、開口部２６の内表面から半径方向外向きに、当該内表面に隣接して延在している。嵌合部品３２は、面３８の形態の第２停止機構を備えており、面３８は、嵌合部品３２の外表面７０（図３に表示されている）から半径方向外向きに、外表面７０に隣接して延在している。図５及び図７に示すように、肩部３６と面３８との相互接触は、嵌合部品３２がボス３０内に挿入方向３４に挿入可能な範囲を制限する。

図８のアセンブリ２８ａにおいて、ボス３０ａは肩部３６ａの形態の第１停止機構を備えており、肩部３６ａは、開口部２６の内表面からある角度で外向きに、当該内表面に隣接して延在している。嵌合部品３２ａは面３８ａの形態の第２停止機構を備えており、面３８ａは、嵌合部品３２ａの外表面７０からある角度で外向きに、外表面７０に隣接して延在している。図示された実施形態において、肩部３６ａと面３８ａは同様の傾斜又はテーパを有するため、両者の表面はほぼ平行である。肩部３６ａと面３８ａとの相互接触は、嵌合部品３２ａがボス３０内に挿入方向３４（図３に表示されている）に挿入可能な範囲を制限する。

図９のアセンブリ２８ｂにおいて、ボス３０ｂは、開口部２６の内表面に隣接する端部ねじ３６ｂの形態の第１停止機構を備える。嵌合部品３２ｂは、嵌合部品３２ｂの外表面７０に隣接する端部ねじ３８ｂの形態の第２停止機構を備える。端部ねじ３６ｂと端部ねじ３８ｂとの相互接触は、嵌合部品３２ｂがボス３０ｂ内に挿入方向３４（図３に表示されている）に挿入可能な範囲を制限する。

図９において、ブラインドボスアセンブリ２８ｂの構成要素は、密閉されたサービスモード構成に組み付けられている。それに対して、図９Ａは、ブラインドボスアセンブリ２８ｂの通気構成を示す。通気構成においては、溝４８と通気口７２との間に流路７４を介して流体連通路が確立される程度に、嵌合部品３２ｂはボス３０ｂから螺合が解除されている。例示的な実施形態では、通気構成において、ボス３０ｂの雌ねじ面４０と嵌合部品３２ｂの雄ねじ面４２との間における波形の流体連通路を介して、溝５０と圧力容器の内部環境１７との間に流体連通通気路も確立される。このようにして、溝４８及び５０に蓄積されたガスを放出することができる。更に、例示的な実施形態において、通気口７２は、放出されたガスを回収するためのリザーバ又は他の容器に接続されてもよい。開示された通気路はまた、ブラインドボスアセンブリ２８ｂが設置された圧力容器１０を、制御された状態でゆっくり減圧することができる手段を提供する。通気口７２がリザーバに接続されている場合、放出された圧力容器１０の内容物をリザーバに収容することができる。

適切な実施形態の例示的で非限定的な説明が、以下に記載されている。圧力容器１０用の例示的なボスアセンブリ２８、２８ａ、２８ｂは、ボス３０、３０ａ、３０ｂと、嵌合部品３２、３２ａ、３２ｂと、第１シール及び第２シール６０ａ、６０ｂとを備える。ボス３０、３０ａ、３０ｂは、内表面を備える開口部２６と、内表面に隣接する第１停止機構３６、３６ａ、３６ｂとを備える。嵌合部品３２、３２ａ、３２ｂは、少なくとも部分的にボス３０、３０ａ、３０ｂ内に挿入されて、圧力容器１０の内部１７と圧力容器１０の外部１９との間における流体の流通を防ぐように構成されている。嵌合部品３２、３２ａ、３２ｂは、外表面７０と、外表面７０に隣接する第２停止機構３８、３８ａ、３８ｂとを備える。外側シール６０ｂは、例えばシーリング溝４８において外表面７０に沿って配置される。内側シール６０ａは、例えばシーリング溝５０において外表面７０に沿って配置される。嵌合部品３２、３２ａ、３２ｂは、ボス３０、３０ａ、３０ｂに対する第１位置と第２位置との間で移動可能である。図６、８及び９に示す第１位置において、外側シール６０ｂ（シーリング溝４８内）は内表面と外表面との間に密封係合し、内側シール６０ａ（シーリング溝５０内）は内表面と外表面との間に密封係合せず、第１停止機構３６、３６ａ、３６ｂと第２停止機構３８、３８ａ、３８ｂとの間に相互接触はない。第２位置（一実施形態について、図５及び図７に示されている）において、外側シール６０ｂは内表面と外表面との間に密封係合せず、内側シール６０ａ（シーリング溝５０内）は、内表面と外表面との間に密封係合し、第１停止機構３６、３６ａ、３６ｂは第２停止機構３８、３８ａ、３８ｂに接触する。例示的な実施形態において、第２位置では、外側シール６０ｂ（シーリング溝４８内）はボス３０、３０ａ、３０ｂの外側に位置する。

例示的な実施形態において、開口部２６の内表面と、外表面７０の少なくとも一方はほぼ円筒形状である。例示的な実施形態において、ボス３０、３０ａ、３０ｂは雌ねじ面４０を備え、嵌合部品３２、３２ａ、３２ｂは、雌ねじ面４０と係合するように構成された雄ねじ面４２を備える。例示的な実施形態において、嵌合部品３２、３２ａ、３２ｂは外面に非円形の凹部５６を備える。

例示的な実施形態において、嵌合部品３２、３２ａ、３２ｂは、外側シール６０ｂ又は内側シール６０ａを保持するように構成された溝４８又は５０を備える。例示的な実施形態において、嵌合部品３２、３２ａ、３２ｂは、別の溝４４又は４６を備える。図５に示されるように、リテーナ６２は、少なくとも部分的に溝４６内に挿入されるように構成されている。リテーナ６２は、例えば図５に示されるように、アセンブリ２８、２８ａ、２８ｂの第２位置において、ボス３０、３０ａ、３０ｂの外側に位置する。アセンブリ２８、２８ａ、２８ｂの第２位置において、リテーナ６２は、ボス３０、３０ａ、３０ｂの外面６４と接触する。図６－９に示すように、リテーナ６６は、少なくとも部分的に溝４４に挿入されるように構成されている。図６、８及び９に示すように、リテーナ６６は、アセンブリ２８、２８ａ、２８ｂの第１位置において、ボス３０、３０ａ、３０ｂの開口部２６内に位置する。リテーナ６６は、アセンブリ２８、２８ａ、２８ｂの第２位置においては、溝４４内にあって、かつボス３０、３０ａ、３０ｂの外側に位置し得る。

本開示はまた、ボスアセンブリ２８、２８ａ、２８ｂを圧力容器２０とともに使用する方法を対象とする。本方法は、図６、８及び９に示すように、嵌合部品３２、３２ａ、３２ｂをボス３０、３０ａ、３０ｂの開口部２６内に第１位置まで挿入することを含み、それにより、外側シール６０ｂ（シーリング溝４８内）は内表面と外表面との間に係合し、内側シール６０ａ（シーリング溝５０内）は内表面と外表面との間に係合せず、第１停止機構３６、３６ａ、３６ｂと第２停止機構３８、３８ａ、３８ｂとの間に相互接触はない。例示的な方法は、嵌合部品３２、３２ａ、３２ｂの外表面７０に沿って、外側シール６０ｂを溝４８内に配置することを更に含む。例示的な方法は、嵌合部品３２、３２ａ、３２ｂの外表面７０に沿って、内側シール６０ａを溝５０内に配置することを更に含む。例示的な方法は、嵌合部品３２、３２ａ、３２ｂの外表面７０に沿って、リテーナ６２、６６を少なくとも部分的に溝４４、４６内に配置することを更に含む。例示的な方法において、リテーナ６２、６６を配置することは、リテーナ６２、６６をボス３０、３０ａ、３０ｂの外側に配置することを含む。図５に示されるように、リテーナ６２を配置することは、リテーナ６２をボス３０、３０ａ、３０ｂの外面６４に接触させることを含む。

例示的な方法は、ボス３０、３０ａ、３０ｂの開口部２６に対して嵌合部品３２、３２ａ、３２ｂを第１位置（例えば図６に示すように）から第２位置（例えば図７に示すように）に移動させ、それにより、外側シール６０ｂ（シーリング溝４８内）はボス３０、３０ａ、３０ｂの外側に位置し、内側シール６０ａ（シーリング溝５０内）は内表面と外表面との間に係合し、第１停止機構３６、３６ａ、３６ｂは第２停止機構３８、３８ａ、３８ｂに接触することを更に含む。例示的な方法において、ボス３０、３０ａ、３０ｂの開口部２６に対して嵌合部品３２、３２ａ、３２ｂを移動させることは、嵌合部品３２、３２ａ、３２ｂを長手軸５８周りに回転させて、ボス３０、３０ａ、３０ｂの雌ねじ面４０と嵌合部品３２、３２ａ、３２ｂの雄ねじ面４２とを係合させることを含む。例示的な方法において、当該回転は、嵌合部品３２、３２ａ、３２ｂの外面にある非円形の凹部５６に工具を嵌合させることを含む。例示的な方法において、ボス３０、３０ａ、３０ｂの開口部２６に対して嵌合部品３２、３２ａ、３２ｂを移動させることは、嵌合部品３２、３２ａ、３２ｂ上に配置されたリテーナ６６を開口部２６の内側及び開口部２６の外側に移動させることを含む。

本開示の主題が幾つかの実施形態を参照して説明されたが、本開示の範囲を逸脱することなく形態及び詳細において変更を加え得ることは、当業者であれば認識するであろう。更に、一実施形態に関して開示された任意の特徴を別の実施形態に組み込むことができ、その逆もまた同様に可能である。

Claims (15)

1. 圧力容器用のボスアセンブリであって、前記ボスアセンブリは、
   内表面を有する開口部と、前記内表面に隣接する第１停止機構とを備えるボスと、
   少なくとも部分的に前記ボス内に挿入されて、前記圧力容器の内部と前記圧力容器の外部の間の流体の連通を防止するように構成された嵌合部品であって、外表面と、前記外表面に隣接する第２停止機構とを備える嵌合部品と、
   前記外表面に沿って配置された第１シールと、
   前記外表面に沿って配置された第２シールと、を備え、
   前記嵌合部品は、前記ボスに対して、第１位置と第２位置との間で移動可能であり、
   前記第１位置において、前記第１シールは前記内表面と前記外表面との間に密封係合し、前記第２シールは前記内表面と前記外表面との間に密封係合せず、前記第１停止機構と前記第２停止機構との間に相互接触はなく、
   前記第２位置において、前記第１シールは前記内表面と前記外表面との間に密封係合せず、前記第２シールは前記内表面と前記外表面との間に密封係合し、前記第１停止機構は前記第２停止機構に接触する、
   圧力容器用のボスアセンブリ。
2. 前記第１停止機構は前記内表面から外向きに延在する肩部であり、前記第２停止機構は前記外表面から外向きに延在する面である、請求項１に記載のアセンブリ。
3. 前記ボスは雌ねじ面を備え、前記嵌合部品は前記雌ねじ面と係合するように構成された雄ねじ面を備える、請求項１から２のいずれか１項に記載のアセンブリ。
4. 前記嵌合部品は、前記第１シール又は前記第２シールを保持するように構成された第１溝を備える、請求項１から３のいずれか１項に記載のアセンブリ。
5. 前記嵌合部品は第２溝を備える、請求項４に記載のアセンブリ。
6. 少なくとも部分的に前記第２溝内に挿入されるように構成されたリテーナを更に備える、請求項５に記載のアセンブリ。
7. 前記リテーナは、前記第２位置において前記ボスの外側に位置する、請求項６に記載のアセンブリ。
8. 前記リテーナは、前記第２位置において前記ボスの外面に接触する、請求項７に記載のアセンブリ。
9. 前記リテーナは、前記第１位置において前記開口部の内部に位置する、請求項６に記載のアセンブリ。
10. 前記嵌合部品はその外面に非円形の凹部を備える、請求項１から９のいずれか１項に記載のアセンブリ。
11. 圧力容器とともにボスアセンブリを使用する方法であって、
    前記ボスアセンブリは、
    内表面を有する開口部と、前記内表面に隣接する第１停止機構とを備えるボスと、
    前記ボス内に挿入されて、前記圧力容器の内部と前記圧力容器の外部の間の流体の連通を防止するように構成された嵌合部品であって、外表面と、前記外表面に隣接する第２停止機構とを備える嵌合部品と、を備え、
    前記方法は、
    前記嵌合部品を第１位置まで前記ボスの前記開口部に挿入して、第１溝内に配置される第１シールが前記内表面と前記外表面との間に係合し、第２シールが前記内表面と前記外表面との間に係合せず、前記第１停止機構と前記第２停止機構との間に相互接触がないようにすることと、
    前記ボスの前記開口部に対して前記嵌合部品を第２位置まで移動させて、前記第１溝が前記圧力容器の外部と流体連通し、前記第２シールが前記内表面と前記外表面との間に係合するようにすることとを含む、方法。
12. 前記第１シールを、前記嵌合部品の前記外表面に沿って前記第１溝内に配置することを更に含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記第２シールを、前記嵌合部品の前記外表面に沿って別の溝内に配置することを更に含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記嵌合部品の前記外表面に沿って、少なくとも部分的に第２溝内にリテーナを配置することを更に含む、請求項１２から１３のいずれか１項に記載の方法。
15. 前記ボスの前記開口部に対して前記嵌合部品を前記第２位置まで移動させて、前記第１シールが前記ボスの外側に位置するようにすることを更に含む、請求項１１から１４のいずれか１項に記載の方法。

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