KR20160058791A - 유체 전달 장치 및 이러한 장치를 포함하는 기구 - Google Patents

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레르 리키드 쏘시에떼 아노님 뿌르 레뜌드 에렉스뿔라따시옹 데 프로세데 조르즈 클로드
레르 리키드 쏘시에떼 아노님 뿌르 레？드 에렉스뿔라따시옹 데 프로세데 조르즈 클로드
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Abstract

본 발명은 종축(x)을 따라 연장되는 이중 외피를 갖는 강성 배관을 포함하는, 별개의 두 구조물(5, 7) 사이의 유체 전달 장치에 관한 것이고, 상기 배관은 바깥쪽 외피(2) 하우징, 그의 내부 진공 공간에 유체의 전달을 위한 하나 이상의 내부 덕트(3), 제1 단부에서의 바깥쪽 외피(2)의 제1 구조물(5)과의 제1 강성 연결부(4), 및 제2 단부에서의 바깥쪽 인클로저(2)의 제2 구조물(7)과의 제2 강성 연결부(6), 종방향(x)으로 하나 이상의 가요성 영역(13, 14) 및 하나 이상의 탄성 영역(10, 11, 30)을 포함하는, 이동을 보상하기 위한 시스템을 포함하고, 바같쪽 외피(2)의 상기 제1 및 제2 단부가 하나 이상의 내부 덕트(3)와 강성 연결되며, 이동을 보상하기 위한 상기 시스템이 바깥쪽 외피(2)와 제1 구조물(5) 사이의, 종축(x)을 따라 활주하는 연결부(12) 및 2개의 짐벌(gimbal)을 포함하고 가요성 영역(13, 14)의 2개의 단부를 기계적으로 연결하는 짐벌 메카니즘(17)을 또한 포함한다.

Description

유체 전달 장치 및 이러한 장치를 포함하는 기구 {FLUID TRANSFER DEVICE AND APPARATUS INCLUDING SUCH A DEVICE}
본 발명은 유체 전달 장치 및 이러한 장치를 포함하는 기구에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명은 종축을 따라 연장되는 강성 이중-외피 배관을 포함하는, 별개의 두 구조물, 예컨대 상이한 두 건축물에 각각 연결되도록 설계된 2개의 단부 사이의 유체 전달 장치에 관한 것이고, 상기 배관은, 진공 하에 놓이도록 설계된 내부 체적에 유체의 전달을 위한 하나 이상의 내부 덕트(duct)를 수용하는 바깥쪽 외피, 제1 단부에서의 바깥쪽 외피의 제1 구조물과의 제1 강성 연결부, 및 제2 단부에서의 바깥쪽 외피의 제2 구조물과의 제2 강성 연결부, 그의 제1 및 제2 단부 사이의 상대 변위를 보상하기 위한 시스템을 포함하고, 바깥쪽 외피의 상기 제1 및 제2 단부는 하나 이상의 내부 덕트와 강성 연결된다.
독립적인 구조물 (예를 들어, 상이한 건축물)에 연결된 진공 하의 강성 이중-외피 배관은 그의 단부 정착 지점의 변위에 의해 발생되는 상대 변위 또는 추위에 의해 야기되는 수축으로 인한 파열을 방지하기 위해 변위를 보상하기 위한 시스템을 포함해야 한다.
공지된 시스템은 S자 또는 쌍S자 형상으로 만곡된 배관 부분을 사용하고, 이는 "3개의 축 XYZ를 따른 크랭크(crank) 유형" (전형적으로, 90°의 4 변화 방향)의 시스템으로서 공지되어 있다.
이러한 유형의 시스템은 장비에서 합당한 응력을 허용할 수 있도록 하지만, 유체 순환에서 하중의 추가 손실을 초래한다.
또한, 이러한 유형의 시스템은 상응하는 설비에서 상당한 체적 (특히, 접지 표면적)을 차지한다. 게다가, 이러한 유형의 구축물은 수직 방향이 상대적으로 불안정하다. 수직 방향의 안정성과 관련된 이러한 문제점을 해결하기 위해, 시스템을 수직 방향으로 차단하는 수직 방향의 정지부가 제공된다. 유체의 변화 방향은 배관 및/또는 지지체에서 소위 "단부 하중" 효과 (크랭크를 연신시키는 내력)를 유도한다. 이는 배관의 안정성을 손상시킨다.
본 발명의 목적은 선행 기술의 상기에 언급된 단점을 일부 또는 모두 제거하는 것이다.
상기 목적을 위해, 상기 서두에서 제공된 포괄적 정의에 부합할 뿐만 아니라, 본 발명에 따른 장치는 실질적으로 변위를 보상하기 위한 시스템이 하나 이상의 가요성 영역 및 하나 이상의 탄성 영역을 포함하고, 상기 하나 이상의 탄성 영역은 종방향을 따라 탄성을 가지며, 변위를 보상하기 위한 시스템이 바깥쪽 외피와 제1 구조물 사이의, 종축을 따라 활주하는 연결부, 및 2개의 자재 이음(universal joint)을 함유하고 가요성 영역의 2개의 단부를 기계적으로 연결하는 자재 이음 메카니즘을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시양태는 하나의 또는 복수의 하기 특징을 포함할 수 있다:
- 2개의 자재 이음이 각각 종축에 대하여 직각인 2개의 구분되는 절합(articulation) 축을 가지고;
- 2개의 자재 이음 중 하나가 나머지 다른 자재 이음의 2개의 절합 축에 대하여 각각 평행한 2개의 절합 축을 가지며;
- 장치가 체결 위치에 있을 때, 배관의 제한된 수평 휨을 허용하기 위해 자재 이음의 평행한 2개의 절합 제1 축이 수직면 상에 위치하고, 한편 배관의 가요성 영역의 제한된 수평 휨을 허용하기 위해 평행한 다른 2개의 절합 제2 축이 수평면 상에 위치하며;
- 종방향으로, 2개의 절합 제1 축이 2개의 절합 제2 축 사이에 위치하며;
- 탄성 영역이 바깥쪽 외피의 제1 탄성 부분, 및 하나 이상의 내부 덕트의 제1 탄성 부분을 포함하고, 하나 이상의 내부 덕트의 상기 탄성 부분이 바깥쪽 외피와 하나 이상의 내부 덕트 사이의 2개의 강성 연결부 사이에 위치하며;
- 바깥쪽 외피의 제1 탄성 부분 및 하나 이상의 내부 덕트의 제1 탄성 부분이 각각 탄성 벨로우(bellow)를 포함하며;
- 가요성 영역이 바깥쪽 외피의 제2 가요성 및 탄성 부분, 및 하나 이상의 내부 덕트의 제2 가요성 부분을 포함하고, 자재 이음 메카니즘이 바깥쪽 외피의 제2 가요성 및 탄성 부분의 양측에 각각 위치하는 바깥쪽 외피의 2개의 단부를 연결하며;
- 바깥쪽 외피의 제2 가요성 및 탄성 부분이 중앙 강성 부분의 양측에서 직렬로 연결된 2개의 벨로우를 포함하며;
- 하나 이상의 내부 덕트의 제2 가요성 부분이 중앙 강성 부분의 양측에서 직렬로 연결된 2개의 가요성 유닛을 포함하며;
- 제1 자재 이음이 바깥쪽 외피의 중앙 강성 부분을 제1 구조물을 향해 배향된 바깥쪽 외피의 제1 측면과 연결하고, 한편 제2 자재 이음이 바깥쪽 외피의 중앙 강성 부분을 제2 구조물을 향해 배향된 바깥쪽 외피의 제2 측면과 연결하며;
- 각각의 자재 이음이 중앙 강성 부분과 강성 연결된 제1 단부, 및 각각의 가요성 유닛 둘레에 배열된 제1의 각각의 연결 고리에서 절합된 제2 단부를 갖는 각각의 연결 아암(arm)의 제1 쌍을 포함하고, 각각의 자재 이음이 제1의 각각의 연결 고리에서 절합된 제1 단부, 및 바깥쪽 외피의 관련 면과 강성 연결된 제2 단부를 갖는 각각의 연결 아암의 제2 쌍을 포함하며;
- 하나 이상의 내부 덕트의 제2 가요성 부분의 양측에서, 하나 이상의 내부 덕트가 배관의 종축에 평행한 방향을 따라 활주하는 각각의 연결부를 통해 바깥쪽 외피와 연결되는데, 즉 바깥쪽 외피의 제2 가요성 부분 및 하나 이상의 내부 덕트의 제2 가요성 부분이 바깥쪽 외피와 하나 이상의 내부 덕트 사이에서 활주하는 2개의 연결부 사이에 위치하고;
- 탄성 영역이 하나 이상의 내부 덕트의 제3 탄성 부분을 포함하며;
- 제3 탄성 부분이 제2 구조물 측의 자재 이음 메카니즘과, 바깥쪽 외피와 하나 이상의 내부 덕트 사이의 강성 연결부 사이에 위치하며;
- 2개의 자재 이음이 배관을 따라 종방향으로 직렬로 배열되며;
- 가요성 유닛 중 적어도 하나가 종방향을 따라 벨로우 길이의 변화를 방지하는 브레이드(braid)로 피복된 벨로우를 포함하며;
- 배관이 응력 차이가 없을 때 또는 그의 단부 사이의 상대 변위가 없을 때는 일반적으로 일자형의 형태를 가지고, 그렇지 않으면 변위를 보상하기 위한 시스템이 덕트의 S자 형태로의 제한된 국부적인 변형을 허용한다.
본 발명은 또한 상기에 또는 하기에 나타낸 특징 중 어느 하나에 따른 유체 전달 장치에 의해 연결된 별개의 두 구조물을 포함하는 설비에 관한 것이고, 여기서 제1 구조물은 건축물, 극저온 유체의 공급원, 가교(bridge) 중 어느 하나를 포함하고, 한편 제2 구조물은 건축물, "토카막(Tokamak)" 유형의 플라즈마 발생 기구를 수용하는 인클로저(enclosure) 중 어느 하나를 포함한다.
본 발명은 또한 상기에 또는 하기에 나타낸 특징의 임의의 조합을 포함하는 임의의 대안의 장치 또는 방법에 관한 것일 수 있다.
다른 구체적인 특징 및 장점이 도면을 참조하여, 하기의 상세한 설명을 정독함으로써 자명해질 것이며, 여기서:
- 도 1은 본 발명의 가능한 실시양태를 도해하는, 측면 개략도 및 부분 횡단면도를 나타내고;
- 도 2는 본 발명에 따른 장치에 사용가능한 벨로우 구조물의 예를 도해하는 종방향 반단면도를 나타내며;
- 도 3은 본 발명에 따른 전달 장치가 제공된 설비를 개략적으로 그리고 부분적으로 도해하는, 부분적으로 투명한 투시도를 나타내며;
- 도 4는 도 1 및 3에서의 장치의 배관을 도해하는, 부분적으로 투명한 상면 개략도를 나타내며;
- 도 5는 도 4에서의 배관을 도해하는 종단면의 측면 개략도를 나타내며;
- 도 6은 장치의 자재 이음 메카니즘의 예를 도해하는, 도 4의 세부 확대도를 나타낸다.
도 1은 별개의 두 구조물(5, 7)에 각각 연결된 2개의 단부 사이의 유체 전달 장치의 실시양태를 개략적으로 그리고 부분적으로 도해한다. 각각의 구조물(5, 7)은 건축물, 가교 또는 임의의 다른 물질적 구조물일 수 있다. 전달 장치(1)는 두 구조물(5, 7)의 상대 변위 (예를 들어, 지진 또는 바람의 경우에) 또는 장치 내의 팽창/수축에 저항하면서, 두 구조물(5, 7) 사이에 유체, 예를 들어 극저온 유체의 전달을 보장하도록 설계된다.
장치(1)는 실질적으로 금속 관으로 형성된 일자형의 강성 배관을 포함한다. 이러한 배관은 이중-외피 유형이며, 종축 x를 따라 연장된다.
배관은, 진공 하에 놓이도록 설계된 내부 체적에, 유체의 전달을 위한 하나 이상의 내부 덕트(3) (즉, 유체를 운반하도록 설계된, 금속 또는 스테인레스강으로 제조된 하나 이상의 내부 덕트)를 수용하는, 예를 들어 금속 또는 스테인레스강으로 제조된 바깥쪽 외피(2)를 포함한다.
단순화를 위해, 도 1에서는 단지 하나의 내부 덕트(3)가 실선으로 개략적으로 도시되었다. 도 3 내지 5에서 더욱 상세히 도해된 바와 같이, 복수 개의 평행한 독립적인 내부 덕트(3)가 바깥쪽 외피(2)에 수용될 수 있음을 알 것이다 (동일한 요소는 상이한 도면에서도 동일한 부호로 지정됨).
배관은 제1 단부에 바깥쪽 외피(2)의 제1 구조물(5)과의 제1 강성 연결부(4), 및 제2 단부에 바깥쪽 외피(2)의 제2 구조물(7)과의 제2 강성 연결부(6)를 포함한다.
바깥쪽 외피(2)의 제1 및 제2 단부는 하나 이상의 내부 덕트(3)와 강성 연결된다.
통상적으로, 배관은 제1 단부(4)와 제2 단부(6) 사이의 상대 변위를 보상하고, 또한 구성 부품 사이의 팽창 차이를 보상하기 위한 시스템을 포함한다.
변위를 보상하기 위한 이러한 시스템은 하나 이상의 가요성 영역 및 하나 이상의 탄성 영역을 포함한다 (이들은 구분되는 또는 조합된 영역임). 탄성 영역(10, 11, 30)은 배관의 적어도 일부에 종방향 x를 따라 탄성을 제공한다.
또한, 장치는 바깥쪽 외피(2)와 제1 구조물(5) 사이의, 종축 x를 따라 활주하는 연결부(12)를 포함한다. 장치는 2개의 자재 이음을 함유하고, 가요성 영역(13, 14)의 2개의 단부를 연결하는 메카니즘(17)을 추가로 포함한다. 하기에서 더욱 상세히 기재되는 바와 같이, 자재 이음은 바람직하게는 종축 x에 대하여 직각인 2개의 구분되는 절합 축(18, 20, 19, 21)을 각각 갖는다.
탄성 영역은 바깥쪽 외피(2)의 제1 탄성 부분(10), 및 하나 이상의 내부 덕트(3)의 제1 탄성 부분(11)을 포함한다.
바람직하게는, 도 1 및 5에서 도해된 바와 같이, 바깥쪽 외피(2)의 제1 탄성 부분(10)은 내부 덕트(들)(3)의 제1 탄성 부분(11)과 동심성이다. 또한, 하나 이상의 내부 덕트(3)의 상기 탄성 부분(11)은 바람직하게는 바깥쪽 외피(2)와 하나 이상의 내부 덕트(3) 사이에 형성된 2개의 강성 연결부(8, 9) 사이에 위치한다. 도 3 및 5에서 확인할 수 있는 바와 같이, 바깥쪽 외피(2)와 하나 이상의 내부 덕트(3) 사이에 형성된 강성 연결부(8, 9)는 바깥쪽 외피(2)의 내부를 가로질러 배열되고, 내부 덕트(3)의 통과 및 점유를 위한 오리피스가 제공된 이격 디스크를 각각 포함할 수 있다. 바깥쪽 외피(2)와 내부 덕트(3) 사이의 연결부는 이러한 이격 디스크(8, 9)를 통해 제공될 수 있다.
도 1에서 개략적으로 도해된 바와 같이, 각각의 탄성 부분(10, 11)은 벨로우에 의해 형성될 수 있다.
하나 이상의 내부 덕트(3)의 제1 탄성 부분(11)은 벨로우의 수축 또는 신장에 의해 내부 덕트(3)의 축 방향 변위를 허용한다. 마찬가지로, 바깥쪽 외피(2)의 제1 탄성 부분(10)은 벨로우의 수축 또는 신장에 의해 바깥쪽 외피(2)의 축 방향 변위를 허용한다.
도 2는 그의 2개의 단부가 덕트(3)의 부분에 용접된 2개의 고리(111)와 각각 연결된, 금속 웨이브(wave)를 포함하는, 내부 덕트(3)의 벨로우(11) 배열을 예를 들어 도해한다. 통상적으로, 도해된 바와 같이, 원통형 슬리브(110)가 덕트(3)에서 유동하는 유체에서의 교란을 제한하기 위해, 웨이브 반대편의 내부에 위치할 수 있다.
가요성 영역(13, 14)은 그의 일부로 바깥쪽 외피(2)의 제2 가요성 및 탄성 부분(13), 및 하나 이상의 내부 덕트(3)의 제2 가요성 부분(14)을 포함한다. 자재 이음 메카니즘(17)은 바깥쪽 외피(2)의 제2 가요성 부분(13)의 양측에 각각 위치하는 바깥쪽 외피(2)의 2개의 단부를 기계적으로 연결한다.
바깥쪽 외피(2)의 제2 가요성 및 탄성 부분(13)은 하기에 기재된 바와 같이, 1개의, 바람직하게는 2개의 벨로우(130, 131)를 포함할 수 있다.
바깥쪽 외피(2)의 제2 가요성 및 탄성 부분(13)은 배관의 국부적인 회전 (볼 이음(ball joint))을 통해 종축 x에 대하여 직각인 y 및 z 방향 (y = 수평면 상의 횡방향, z = 수직 방향)을 따라 변위를 허용한다. 종방향 x로의 벨로우 길이의 변화가 이론상 가능하지만, 실제로는 불가능한데, 그 이유는 바깥쪽 외피(2)의 가요성 및 탄성 부분(13)의 종방향으로의 팽창을 방지하기 위해 통상적으로 자재 이음 메카니즘(17)이 형성되어 있기 때문이다.
마찬가지로, 내부 덕트(13)의 제2 가요성 부분(14)도 횡방향 y 및 z를 따라 변위를 허용한다.
y 방향 및 z 방향 둘레의 배관 회전을 허용하는 자재 이음 메카니즘(17)이 이 부품의 안정성 및 힘 흡수를 보장한다.
사실, 자재 이음 메카니즘(17)은 소위 "벨로우 단부" 힘, 즉 내부 압력 0 (바깥쪽 외피(2)에서의 격리 진공)의 결과로서 벨로우(130, 131)의 웨이브에 대하여 외부 압력 (대기압)에 의해 가해지는 압축력을 흡수한다.
덕트(들)(3)의 제2 가요성 부분(14)은 하나 이상의 가요성 유닛을 포함한다.
도 1에서 개략적으로 도해된 바와 같이, 각각의 가요성 유닛(14)은 예를 들어 브레이드(31)로 피복되어, 벨로우 길이의 변화를 방지하는 벨로우를 포함할 수 있다. 달리 설명하면, 가요성 유닛은 배관의 비틀림 운동은 허용하지만, 연신 또는 종방향의 수축은 허용하지 않는다.
내부 덕트(들)(3)의 제2 가요성 부분(14)은 바깥쪽 외피(2)와 내부 덕트(3) 사이에서 활주하는 2개의 연결부(15, 16) 사이에 위치한다 (예를 들어 도 1 및 5 참조: 상기에 기재된 이격 디스크를 통한 것이지만, 바깥쪽 외피(2)에 대한 내부 덕트(3)의 상대 변위의 인도를 허용함).
특히 도 3, 5 및 6에서 확인할 수 있는 바와 같이, 바깥쪽 외피(2)의 제2 가요성 및 탄성 부분(13)은 강성 관형 부분(26)의 양측에서 직렬로 연결된 (용접 등) 2개의 벨로우(130, 131)를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 도 5에서 확인할 수 있는 바와 같이, 각각의 내부 덕트(3)의 제2 가요성 부분(14)도 강성 관형 부분(126)의 양측에서 직렬로 연결된 (용접 등) 2개의 가요성 유닛(140, 141)을 포함할 수 있다.
직렬의 복수 개의 구역(130, 131, 140, 141)에서의 벨로우/가요성 유닛의 구성은 덕트(3) 사이의 간격을 유지하기 위해 내부 이격 디스크를 2개의 인접한 벨로우/가요성 유닛 사이에 배열할 수 있도록 하고, 또한 필요에 따라 내부 덕트(3)의 열평형화 (즉, 열접속)를 가능하게 한다.
도 3 내지 5, 및 특히 도 6에서 도해된 바와 같이, 제1 자재 이음은 바깥쪽 외피(2)의 중앙 강성 부분(26)을 바깥쪽 외피(2)의 제1 측면 (제1 구조물(5) 쪽)과 연결하고, 한편 제2 자재 이음은 바깥쪽 외피(2)의 중앙 강성 부분(26)을 바깥쪽 외피(2)의 제2 측면 (제2 구조물(7) 쪽)과 연결한다.
따라서, 각각의 자재 이음은 종축 x에 대하여 직각인 2개의 구분되는 절합 축 (각각 18, 19 및 20, 21)을 갖는다. 또한, 자재 이음의 2개의 절합 축(18, 19)은 나머지 다른 자재 이음(24, 25)의 2개의 절합 축(20, 21)과 각각 평행하다.
배관의 제한된 수평 휨 (y 방향)을 허용하기 위해 자재 이음의 평행한 2개의 절합 제1 축(18, 20)은 수직면 상에 위치한다. 배관의 제한된 수직 휨 (z 방향)을 허용하기 위해 그의 부품을 위한 평행한 2개의 절합 축(19, 21)은 수평면 상에 위치한다.
보다 구체적으로, 각각의 자재 이음은 중앙 강성 부분(26)과 강성 연결된 (용접 등) 제1 단부(123, 125), 및 각각의 벨로우(130, 131) 둘레에 배열된 제1의 각각의 연결 고리(27, 28)에서 절합된 제2 단부를 갖는 각각의 연결 아암(23, 25)의 제1 쌍을 포함할 수 있다. 또한, 각각의 자재 이음은 제1의 각각의 연결 고리(27, 28)에서 절합된 제1 단부(18, 20), 및 바깥쪽 외피(2)의 관련 면과 강성 연결된 (용접 등) 제2 단부(122)를 갖는 각각의 연결 아암(22, 24)의 제2 쌍을 포함할 수 있다.
달리 설명하면, 2개의 자재 이음이 중앙 강성 부분(26)과, 그의 중앙 부분에 대하여 대칭으로 연결된다.
제1 쌍의 아암(23, 25)의 2개의 아암은 각각 예를 들어 종축 x를 따라 위치하고, 바깥쪽 외피(2)의 둘레에서 정반대편에 배열된다.
마찬가지로, 제2 쌍의 아암(22, 24)의 2개의 아암도 각각 예를 들어 종축 x를 따라 위치하고, 바깥쪽 외피(2)의 둘레에서 정반대편에 배열된다.
자재 이음 메카니즘의 안정성을 더욱 개선하기 위해, 종방향 x를 따라 2개의 절합 제1 축(18, 20)이 바람직하게는 2개의 절합 제2 축(19, 21) 사이에 위치한다. 달리 설명하면, 종방향으로, 2개의 수평 회전 제1 축(18, 20) (z 방향에 평행함)이 2개의 수직 회전 제2 축(19, 21) (y 방향에 평행함) 사이에 위치한다. 도 6은 단일 자재 이음의 축 사이의 종방향 간격 D를 나타낸다. 이러한 간격은 바람직하게는 20 mm 내지 50 mm이다. 이러한 구성은 자재 이음 메카니즘에 대하여 힘을 도출하고, 이 힘은 자재 이음 메카니즘을 일자형 위치에서 안정하게 유지하는 경향이 있다. 이러한 상쇄는 일자형의 안정적인 위치에서 시스템의 안정성에 있어서 바람직한 유리한 힘을 도출한다. 달리 설명하면, 이러한 수단에 의해, 제공된 응력이 부족할시, 배관이 일자형을 유지하며, 그 자체의 중량 하에 S자 형태의 변형을 채택하지 않는 경향이 있다.
특히 도 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 탄성 영역은 하나 이상의 내부 덕트(3)의 제3 탄성 부분(30)을 포함할 수 있다. 제3 탄성 부분(30)은 예를 들어 자재 이음 메카니즘(17)과, 바깥쪽 외피(2)와 하나 이상의 내부 덕트(3) 사이의 강성 연결부(29) 사이에 위치한다 (제2 단부(7) 쪽).
이러한 제3 탄성 부분(30)은 횡방향 y 또는 z의 변위 동안에 내부 덕트(3)의 길이 차이를 보상할 수 있도록 한다. 또한, 이러한 제3 탄성 부분(30)은 온도 변화에 의해 초래되는 길이 변화 (예를 들어: 냉각 중의 2개의 고정 지점(29, 9) 사이의 내부 덕트(3)의 수축)를 보상할 수 있도록 한다.
특히 도 3 내지 5에서 도해된 바와 같이, 제3 탄성 부분(30)은 예를 들어 내부 덕트(들)(3) 상에 벨로우를 포함한다.
바람직하게는, 벨로우의 웨이브에서 장력을 유지하여 내부 압력을 견디도록 하기 위해, 첫째로 제2 가요성 부분의 가요성 유닛(140, 141)과, 둘째로 벨로우(30) 사이에 단면적의 차이가 제공된다.
응력의 부재시에, 배관은 일반적으로 일자형의 형태를 갖는다. 한편, 그의 단부 사이의 상대 변위가 있고/거나 덕트(3)와 외피(2)의 팽창 차이가 있을시에는, 상기에 기재된 구조물이 배관을 손상시키지 않으면서 이러한 차이를 보상하기 위해 바깥쪽 외피(2) 및 내부 덕트(3)의 제한된 국부적인 변형 (예를 들어, 수직 방향 또는 측방향으로의 S자 형태)을 허용한다.
따라서, 본 발명에 따른 전달 장치는 팽창의 흡수, 풍력, 및 지진에 의해 야기되는 변위를 허용하는 시스템을 갖는 일자형의 배관을 제공할 수 있도록 한다.
따라서, 본 발명에 따른 장치는 추가 하중 손실이 발생할 뿐만 아니라, 매우 큰 체적을 차지하는 "크랭크" 유형의 만곡된 배관을 피할 수 있도록 한다.
실시양태에서, 제1 탄성 부분(10, 11)은 제1 가요성 부분과 구분된다 (종방향으로 분리되어 있음). 변법으로, 탄성 부분이 자재 이음 메카니즘에 위치할 수 있음을 알 것이다. 예를 들어, 벨로우(13, 14)가 종방향으로 탄성인 가요성 유닛에 의해 대체될 수 있고, 자재 이음이 종방향으로 탄성인 부분을 혼입할 수 있다 (예를 들어, 아암(22, 23, 24, 25)에서). 달리 설명하면, 가요성 및 탄성 부분이 단일 부분에서 조합될 수 있다.

Claims (15)

  1. 종축(x)을 따라 연장되는 강성 이중-외피 배관을 포함하는, 별개의 두 구조물(5, 7), 예컨대 상이한 두 건축물에 각각 연결되도록 설계된 2개의 단부 사이의 유체 전달 장치이며,
    상기 배관은, 진공 하에 놓이도록 설계된 내부 체적에 유체의 전달을 위한 하나 이상의 내부 덕트(3)를 수용하는 바깥쪽 외피(2)를 포함하고, 상기 배관은 제1 단부에 바깥쪽 외피(2)의 제1 구조물(5)과의 제1 강성 연결부(4), 및 제2 단부에 바깥쪽 외피(2)의 제2 구조물(7)과의 제2 강성 연결부(6)를 포함하고, 바깥쪽 외피(2)의 상기 제1 및 제2 단부는 하나 이상의 내부 덕트(3)와 강성 연결되며, 상기 배관은, 하나 이상의 가요성 영역(13, 14) 및 하나 이상의 탄성 영역(10, 11, 30)을 포함하는, 그의 제1 단부(4) 및 제2 단부(6) 사이의 상대 변위를 보상하기 위한 시스템을 포함하고, 상기 하나 이상의 탄성 영역(10, 11, 30)은 종방향(x)을 따라 탄성을 가지며, 상기 변위를 보상하기 위한 시스템은, 바깥쪽 외피(2)와 제1 구조물(5) 사이에서 종축(x)을 따라 활주하는 연결부(12), 및 2개의 자재 이음을 함유하고 가요성 영역(13, 14)의 2개의 단부를 기계적으로 연결하는 자재 이음 메카니즘(17)을 추가로 포함하는 것인
    유체 전달 장치.
  2. 제1항에 있어서, 2개의 자재 이음이 각각 종축(x)에 대하여 직각인 2개의 구분되는 절합(articulation) 축(18, 20, 19, 21)을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제2항에 있어서, 2개의 자재 이음(22, 23) 중 하나가 나머지 다른 자재 이음(24, 25)의 2개의 절합 축(20, 21)에 대하여 각각 평행한 2개의 절합 축(18, 19)을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 장치가 체결 위치에 있을 때, 배관의 제한된 수평 휨 (y 방향)을 허용하기 위해 자재 이음의 평행한 2개의 절합 제1 축(18, 20)이 수직면 상에 위치하고, 한편 배관의 가요성 영역(13, 14)의 제한된 수평 휨 (z 방향)을 허용하기 위해 팽행한 다른 2개의 절합 제2 축(19, 21)이 수평면 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제4항에 있어서, 종방향(x)으로, 2개의 절합 제1 축(18, 20)이 2개의 절합 제2 축(19, 21) 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 탄성 영역(10, 11, 30)이 바깥쪽 외피(2)의 제1 탄성 부분(10), 및 하나 이상의 내부 덕트(3)의 제1 탄성 부분(11)을 포함하고, 하나 이상의 내부 덕트(3)의 상기 탄성 부분(11)이 바깥쪽 외피(2)와 하나 이상의 내부 덕트(3) 사이의 2개의 강성 연결부(8, 9) 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제6항에 있어서, 바깥쪽 외피(2)의 제1 탄성 부분(10) 및 하나 이상의 내부 덕트(3)의 제1 탄성 부분(11)이 각각 탄성 벨로우(bellow)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 가요성 영역(13, 14)이 바깥쪽 외피(2)의 제2 가요성 및 탄성 부분(13), 및 하나 이상의 내부 덕트(3)의 제2 가요성 부분(14)을 포함하고, 또한 자재 이음 메카니즘(17)이 바깥쪽 외피(2)의 제2 가요성 및 탄성 부분(13)의 양측에 각각 위치하는 바깥쪽 외피(2)의 2개의 단부를 연결하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제8항에 있어서, 바깥쪽 외피(2)의 제2 가요성 및 탄성 부분(13)이 중앙 강성 부분(26)의 양측에서 직렬로 연결된 2개의 벨로우(130, 131)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 하나 이상의 내부 덕트(3)의 제2 가요성 부분(14)이 중앙 강성 부분(126)의 양측에서 직렬로 연결된 2개의 가요성 유닛(140, 141)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 제1 자재 이음이 바깥쪽 외피(2)의 중앙 강성 부분(26)을 제1 구조물(5)을 향해 배향된 바깥쪽 외피(2)의 제1 측면과 연결하고, 한편 제2 자재 이음이 바깥쪽 외피(2)의 중앙 강성 부분(26)을 제2 구조물(7)을 향해 배향된 바깥쪽 외피(2)의 제2 측면과 연결하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 자재 이음이, 중앙 강성 부분(26)과 강성 연결된 제1 단부(123, 125), 및 각각의 가요성 유닛(130, 131) 둘레에 배열된 제1의 각각의 연결 고리(27, 28)에서 절합된 제2 단부를 갖는 각각의 연결 아암(arm)(23, 25)의 제1 쌍을 포함하고, 각각의 자재 이음이, 제1의 각각의 연결 고리(27, 28)에서 절합된 제1 단부(18, 20), 및 바깥쪽 외피(2)의 관련 면과 강성 연결된 제2 단부(122)를 갖는 각각의 연결 아암(22, 24)의 제2 쌍을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 내부 덕트(3)의 제2 가요성 부분(14)의 양측에서, 하나 이상의 내부 덕트(3)가 배관의 종축(x)에 평행한 방향을 따라 활주하는 각각의 연결부(15, 16)를 통해 바깥쪽 외피(2)와 연결되는데, 즉 바깥쪽 외피(2)의 제2 가요성 부분(13) 및 하나 이상의 내부 덕트(3)의 제2 가요성 부분(14)이 바깥쪽 외피(2)와 하나 이상의 내부 덕트(3) 사이에서 활주하는 2개의 연결부(15, 16) 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 탄성 영역(10, 11, 30)이 하나 이상의 내부 덕트(3)의 제3 탄성 부분(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제1 구조물(5)이 건축물, 극저온 유체의 공급원, 가교(bridge) 중 어느 하나를 포함하고, 한편 제2 구조물(7)이 건축물, "토카막(Tokamak)" 유형의 플라즈마 발생 기구를 수용하는 인클로저(enclosure) 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 유체 전달 장치에 의해 연결된 별개의 두 구조물(4, 7)을 포함하는 설비.
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