WO2018147189A1 - 流体荷役装置用の緊急離脱機構 - Google Patents

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WO2018147189A1
WO2018147189A1 PCT/JP2018/003622 JP2018003622W WO2018147189A1 WO 2018147189 A1 WO2018147189 A1 WO 2018147189A1 JP 2018003622 W JP2018003622 W JP 2018003622W WO 2018147189 A1 WO2018147189 A1 WO 2018147189A1
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valve
fluid
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coupler
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務 河合
友章 梅村
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東京貿易エンジニアリング株式会社
川崎重工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an emergency release mechanism for a fluid handling device suitable for handling a cryogenic fluid such as liquid hydrogen.
  • Hydrogen is not only a merit that it can be stored and transported, but it is a substance that is inexhaustible on the earth as water and compounds, and it has high energy power, such as being used as rocket fuel. There are various merits such as clean energy that does not emit carbon dioxide or air pollutants by reacting with oxygen in the air to produce water even when burned.
  • hydrogen is a gas at normal temperature and has a large volume in this gas state and is not suitable for storage and transportation, it is generally stored and transported in a liquefied state.
  • the temperature needs to be ⁇ 253 ° C. or lower in order to liquefy, and the liquefied hydrogen is very easy to evaporate. Maintaining an environment of ⁇ 253 ° C. or lower is an essential requirement.
  • the conventional emergency detachment device (emergency detachment mechanism) has low heat insulation performance, and heat entering from the outside is easy to be transferred to the fluid. There is a problem that the liquid temperature is raised and liquid hydrogen evaporates during the flow and becomes a gas state, and cannot be efficiently transported.
  • the surface temperature of the device becomes the same temperature ( ⁇ 253 ° C.) as that of liquid hydrogen.
  • oxygen (boiling point: ⁇ 183 ° C.) near the surface of the device is liquefied and liquefied. Oxygen is generated, and this liquefied oxygen accumulates around the fluid handling device.
  • the present inventors have intensively studied various problems that occur when handling such liquefied hydrogen, and urgently leaving the fluid handling apparatus that can solve these problems and safely and efficiently handle liquid hydrogen.
  • the device has been applied for a patent (Japanese Patent Application No. 2015-139092).
  • This emergency detachment device for fluid handling equipment (hereinafter referred to as the prior invention) has a vacuum double wall structure for each coupler and two emergency shutoff valves arranged in parallel in the fluid flow direction.
  • the two emergency shut-off valves are closed, and then the fluid remaining in the section partitioned by the two emergency shut-off valves is returned to the cargo handling piping by the residual fluid transfer mechanism.
  • the space partitioned by the two emergency shut-off valves acts as a heat insulating part, allowing heat to flow in and out of the coupler inside and outside when connected and disconnected.
  • Surrounding acids due to near cryogenic temperatures Those composed of liquefied to prevent.
  • the present invention relates to the improvement of the invention of the prior application, and exhibits an excellent heat insulation performance in any state where the couplers are connected to each other and the couplers are separated from each other with a very simple configuration.
  • efficient fluid handling work can be performed, and the generation of liquefied oxygen can be suppressed by suppressing the liquefaction of oxygen present in the surroundings, It is an object of the present invention to provide an epoch-making emergency release mechanism for a fluid handling apparatus that can improve the performance.
  • An emergency detachment mechanism for a fluid handling apparatus including a pair of couplers 1, wherein each of the pair of couplers 1 has an open inner cylinder portion 2 on the front end side through which fluid passes, and the inner cylinder A coupler that includes an outer cylindrical portion 3 that is open on the front end side that forms a vacuum layer 9 between the inner cylindrical portion 2 and a connecting flange portion 4 that closes between the inner cylindrical portion 2 and the outer cylindrical portion 3.
  • the present invention relates to an emergency detachment mechanism for a fluid handling apparatus, characterized in that it has a main body part 5 and the thickness of the connecting flange part 4 is thinner than the thickness of the outer cylinder part 3.
  • the predetermined length part is expanded from the front end side of the outer cylinder part 3, and the distance between the inner and outer walls of the inner cylinder part 2 and the outer cylinder part 3 in the expanded part is larger than the other part.
  • the present invention relates to an emergency release mechanism for a fluid handling device according to claim 1.
  • openings for allowing fluid to flow between the pair of couplers 1 are respectively formed on the distal end side of the coupler body 5, and each of the pair of couplers 1 has a valve seat that divides the opening. 6.
  • It has an emergency shutoff valve including a valve body 7 for opening and closing the opening, and the valve body 7 includes a valve body base portion 7A housed in the coupler body 5 and a distal end side of the valve body base portion 7A. The valve body 7 is urged toward the distal end side of the coupler body 5 so that the valve body base 7A is in the detached state when the pair of couplers 1 are separated.
  • the seal member is configured to close the opening portion by being press-engaged with the valve body 6 and maintain the fluid tightness of the coupler main body portion 5 between the valve seat 6 and the valve body base portion 7A.
  • 8 is arranged, the valve body tip 7B is made of resin, and the valve body base 7.
  • the valve seat 7A and the valve seat 6 are made of metal, and only the valve body tip 7A, a part of the valve seat 6 and the coupler main body 5 face the outside in the detached state.
  • the present invention relates to an emergency release mechanism for a fluid handling apparatus.
  • valve body tip portion 7B protrudes from the coupler main body portion 5 to the tip side in the disengaged state, and when the pair of couplers 1 are connected, the pair of valve body tip portions.
  • the pair of said valve bodies 7 are pushed back to the base end side of the said coupler main-body part 5 by 7B being press-contacted, It is comprised so that the said opening part may open.
  • the present invention relates to an emergency release mechanism for a fluid handling apparatus.
  • valve body base portion 7 ⁇ / b> A and the valve seat 6 are configured to be in close contact with each other by the plurality of sealing members 8 arranged in a double row.
  • the present invention relates to an emergency release mechanism for a device.
  • the present invention is configured as described above, the heat conduction action between the inner cylinder part and the outer cylinder part is suppressed as much as possible while being an extremely simple structure, and the couplers are connected to each other. Excellent heat insulation performance is exhibited in any state in which the couplers are separated from each other, thereby suppressing the evaporation effect due to the temperature rise of the fluid flowing through the inner cylinder portion, and performing efficient fluid handling work. At the same time, it becomes an epoch-making emergency detachment mechanism for a fluid handling apparatus that suppresses the liquefaction of oxygen existing in the surrounding area and suppresses the generation of liquefied oxygen to improve the safety of the surrounding area.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
  • heat from the outside is thermally conducted from the outer cylinder part 3 exposed to the outside (in the atmosphere) to the inner cylinder part 2 through the connecting flange part 4, and the heat (cooling action) of the fluid is in contact with the fluid. Heat is conducted from the tube portion 2 to the outer tube portion 3 through the connecting flange portion 4.
  • the thickness of the connecting flange portion 4 serving as a heat conducting portion between the inner cylindrical portion 2 and the outer cylindrical portion 3 is set to be thinner than the thickness of the outer cylindrical portion 3, Since the heat conductivity in the connecting flange portion 4 is lower than the heat conductivity of the outer cylinder portion 3 (a structure in which heat is not easily transmitted), heat conduction from the outer cylinder portion 3 to the inner cylinder portion 2 is performed. The action and the heat conduction action from the inner cylinder part 2 to the outer cylinder part 3 are unlikely to occur, so that the heat input by the outside air temperature is conducted to the fluid circulating in the inner cylinder part 2 and the fluid temperature rises. While being suppressed, the outer cylinder part 3 (surface of the outer cylinder part 3) due to the cooling action of the cryogenic fluid (liquid hydrogen) flowing through the inner cylinder part 2 is suppressed from being cryogenic.
  • the evaporating action of the fluid flowing through the inner cylinder portion 2 is suppressed as much as possible, so that the fluid handling work can be performed efficiently, and the liquefaction of oxygen present in the surroundings is suppressed and the combustion supporting property is reduced.
  • the production of liquefied oxygen is suppressed, and safety around the apparatus can be ensured.
  • the present invention has a very simple configuration, the heat conduction action between the inner cylinder part 2 and the outer cylinder part 3 constituting the coupler 1 is suppressed as much as possible, and the couplers 1 are connected to each other.
  • This is an epoch-making emergency detachment mechanism for a fluid handling device that is excellent in practicality and safety, in which excellent heat insulation performance is exhibited in any state where the coupler 1 is separated from each other. .
  • This embodiment is an emergency release mechanism for a fluid handling apparatus suitable for handling a cryogenic fluid such as liquid hydrogen.
  • a pair of couplers 1 each provided with an emergency shut-off valve (valve seat 6 and valve body 7) for shutting off the flow of fluid in the event of an emergency is a coupling mechanism 10.
  • the connection mechanism 10 releases the connection to release the connection between the couplers 1 and the connection between the couplers 1 is released. 1 closes the opening of each coupler 1, shuts off the flow of fluid in the fluid handling piping and the emergency release mechanism, and prevents the fluid from flowing out to the emergency. It is configured to leave.
  • the coupler 1 of this embodiment includes a coupler main body 5 formed in a cylindrical shape through which a fluid can flow, and an opening of the coupler main body 5 is closed in an emergency to block the flow of fluid.
  • an emergency shut-off valve that prevents the fluid from flowing out to the outside and a valve body drive mechanism for operating the emergency shut-off valve are used.
  • the coupling mechanism 10 of the present embodiment has the same configuration as that of a known conventional structure, so that the description thereof will be omitted, and in this embodiment, the coupler 1 will be described in detail.
  • the coupler body 5 of the present embodiment has an open inner cylinder part 2 on the front end side through which the fluid passes, and an open side on the front end side that forms a vacuum layer 9 between the inner cylinder part 2.
  • the outer cylindrical portion 3 and the connecting flange portion 4 that closes the space between the inner cylindrical portion 2 and the outer cylindrical portion 3 are configured.
  • the vacuum layer 9 is formed in the space formed between the inner cylinder part 2 through which the fluid flows and the outer cylinder part 3 surrounding the inner cylinder part 2.
  • the inner tube portion 2 and the outer tube portion 3 are connected via the connecting flange portion 4, in other words, the coupler main body portion 5 of the present embodiment has the following structure:
  • the connecting flange portion 4 is configured to be a heat conducting portion capable of transferring heat between the inner tube portion 2 and the outer tube portion 3.
  • the connecting flange portion 4 serving as the heat conducting portion is set to have a thickness that is thinner than the thickness of the outer cylinder portion 3.
  • the thickness of the connecting flange portion 4 is made thinner than that of the outer cylinder portion 3.
  • the thickness of the outer cylinder portion 3 is 8 mm, whereas the thickness of the connecting flange portion 4 is 6 mm.
  • the thickness of the connecting flange portion 4 is set to be thinner. If the strength of the connecting flange portion 4 does not cause a problem, the dimensions can be appropriately changed without limitation to the above dimensions. To do.
  • the coupler main body portion 5 of the present embodiment has a predetermined length portion enlarged from the distal end side of the outer cylinder portion 3, and the inner portion of the inner cylinder portion 2 and the outer cylinder portion 3 in the enlarged diameter portion. It is comprised so that the distance between outer walls may become a distance longer than another part.
  • the coupler main body portion 5 of the present embodiment is formed in a trumpet shape where the distance between the inner and outer walls is the longest at the tip of the outer cylinder portion 3 and the distance between the inner and outer walls is increased.
  • a connecting flange portion 4 is provided in a erected state between the longest tip portions, specifically, between the tip portions of the inner cylinder portion 2 and the outer cylinder portion 3, and this connection flange portion 4 is connected to the inner cylinder portion 2 and the outer cylinder portion 2. It is set as the structure provided so that the front end side opening part of the space part used as the vacuum layer 9 formed between the cylinder parts 3 may be obstruct
  • the connecting flange portion 4 is provided in a portion where the distance between the inner and outer walls of the inner tube portion 2 and the outer tube portion 3 is the longest, and the width dimension of the connecting flange portion 4 is increased.
  • the coupler main body portion 5 of this embodiment is constructed between the inner tube portion 2 and the outer tube portion 3 and is connected to the connecting flange portion 4 serving as a heat conducting portion between the inner tube portion 2 and the outer tube portion 3. Is formed in a low heat conduction portion having a small thickness and a large diameter and a small heat conduction action, and the connection between the inner cylinder portion 2 and the outer cylinder portion 3 by the connecting flange portion 4 configured to be the low heat conduction portion.
  • the emergency shut-off valve of this embodiment is provided at the periphery of the opening of the coupler body 5, and the valve seat 6 defining the opening and the valve seat 6 are press-fitted and engaged with the coupler body 5.
  • the valve body 7 is configured to open and close the opening.
  • valve body 7 of the present embodiment is configured by a valve body base portion 7A housed in the coupler body 5 and a valve body front end portion 7B that covers the front end side of the valve body base portion 7A, which will be described later.
  • the valve body drive mechanism is biased toward the opening side (tip side) of the coupler body 5 and when the couplers 1 are separated from each other, the valve body base 7A is brought into pressure contact with the valve seat 6 to be engaged with the coupler body 5 The opening is closed.
  • valve body 7 of this embodiment is configured such that the valve body base 7A is in the coupler body 5 in a state where the valve body 7 is in pressure contact with the valve seat 6, that is, the opening of the coupler body 5 is closed.
  • the valve body tip 7B protrudes outward from the opening of the coupler main body 5 and is exposed to the outside of the coupler main body 5 (in the atmosphere).
  • valve body distal end portion 7B protrudes from the coupler main body portion 5 toward the distal end side, and each of the couplers 1 is connected to each other.
  • the valve bodies 7 of the coupler 1 (the valve body tip portions 7B) are pressed against each other, so that each valve body 7 is pushed back to the base end side of the coupler main body 5 and the opening of the coupler main body 5 is opened. Is configured to be in an open state.
  • valve seat 6 and the valve body base portion 7A are made of a metal member, and the valve body tip portion 7B is a low heat conductive member, specifically, a heat conductive member. It is configured to be made of a low synthetic resin, more specifically, a fiber reinforced plastic (FRP resin) having low thermal conductivity and excellent durability.
  • FRP resin fiber reinforced plastic
  • valve body tip 7B of the valve body 7 that is exposed to the atmosphere in a state where the couplers are separated from each other is composed of a low thermal conductivity member, so that the valve body tip 7B is formed. It is set as the structure by which the heat conduction effect through was suppressed.
  • valve body tip portion 7B is made of a low thermal conductivity member so that it is difficult to receive the cooling action from the fluid in the coupler main body portion 5, thereby the valve body tip portion exposed to the atmosphere.
  • the cryogenic temperature of the part 7B is suppressed, and the liquefaction of oxygen around the valve body tip part 7B is suppressed as much as possible.
  • valve seat 6 and the valve body base 7A are in close contact with each other by a plurality of sealing materials 8 arranged in a double row so as to close the opening of the coupler main body 5. It is configured.
  • valve seat 6 and the valve body base portion 7A are formed in steps, and the sealing material 8 is disposed at each step portion of the valve body base portion 7A, and the valve body base portion 7A.
  • the valve seat 6 and the valve element 7 (valve element base portion 7A) are sealed in a double-row manner by a plurality of sealing materials 8 provided on the valve body.
  • the emergency shut-off valve of the present embodiment is configured such that liquid hydrogen that is likely to leak is sealed at a plurality of locations to maintain liquid tightness and improve leak resistance.
  • the engagement surface has three steps, and the seal material 8 is disposed at each step, but the number of steps on the engagement surface, The number of the sealing materials 8 and the sealing position can be appropriately changed in design.
  • valve body drive mechanism of the present embodiment urges the valve body 7 toward the distal end side of the coupler main body 5, in other words, an urging body 11 for pressingly engaging the valve body 7 with the valve seat 6.
  • the valve body guide portion 12 that guides the movement of the valve body 7 and the slide portion 13 that is moved and guided by the valve pair guide portion 12 are configured.
  • valve body guide portion 12 is formed in a ring shape and is configured to be provided on the inner surface of the inner cylinder portion 2 of the coupler main body portion 5 via the valve body guide support portion 14.
  • valve body guide portion 12 of the present embodiment includes a plurality of (the main body guide portions 12) in the coupler body portion 5 along the flow direction of the fluid flowing through the coupler body portion 5 (inside the inner cylinder portion 2).
  • two bodies are provided.
  • the urging body 11 and the slide portion 13 are configured to be provided on the valve body 7 (valve base portion 7A).
  • the urging body 11 includes a spring body 11 (coiled spring), and is provided along the fluid flow direction. One end in the longitudinal direction is connected to the valve body base 7A, and the other end is the coupler body. Part 5, specifically, is configured to be connected to a valve body receiving part 15 provided in the inner cylinder part 2 of the coupler main body part 5.
  • the slide portion 13 has a large number of through holes 13A through which fluid can flow and is formed of a porous cylindrical plate that can accommodate (enclose) the spring body 11 and is provided at the bottom of the valve body base portion 7A. It is arranged inside the valve element guide part 12 and is configured to be slidable with respect to the valve element guide part 12.
  • valve body drive mechanism of the present embodiment is configured to cause the valve body 7 to project and retract in the fluid flow direction (forward and backward operation). Specifically, the valve body is driven by the extension of the spring body 11. 7 is projected and moved (forward movement) to the opening side (valve seat 6 side) of the coupler body 5 and is retracted (retracted) when the spring body 11 is retracted.
  • valve body driving mechanism of the present embodiment is configured such that all the constituent members are provided in the coupler main body 5 (inside the inner cylinder portion 2) and are not exposed to the outside of the coupler main body 5 as described above. .
  • the valve body driving mechanism does not become a heat conducting portion between the inside and the outside of the coupler body 5, and the heat conducting action through this valve body driving mechanism does not occur.
  • a part of the valve body driving mechanism that opens and closes the emergency shut-off valve (valve body) is exposed to the outside of the coupler, and the part is exposed to the outside via the valve body driving mechanism that is exposed to the outside.
  • the emergency detachment mechanism of the present embodiment is all provided in the coupler body 5 (inside the inner cylinder 2), and the coupler body 5 Since the valve body driving mechanism is not exposed to the outside, the valve body driving mechanism does not become a heat conducting portion between the inside and outside of the coupler body 5, and no heat conducting action occurs between the inside and outside of the coupler 1 via this valve body driving mechanism. It is configured.
  • an emergency detachment state that is, a detachment state where the couplers 1 are separated from each other
  • the valve body tip portion 7B of the valve body 7, the connecting flange portion 4 and the valve seat 6 provided at the opening of the coupler main body portion 5 are in the atmosphere.
  • the valve body tip portion 7B is composed of a low heat conductive member and hardly functions as a heat conduction portion
  • the connecting flange portion 4 and the valve seat 6 other than the valve body tip portion 7B serve as a heat conduction portion. Since these externally exposed areas are extremely small, the heat conduction action is suppressed as much as possible in the disengaged state as in the above-described connected state, so that heat input from the outside flows inside the inner cylinder portion 2. It is possible to suppress as much as possible that the temperature of the fluid rises by being conducted to the circulating fluid, or that the outer cylindrical portion 3 is cryogenic due to the cooling action by the cryogenic fluid circulating in the inner cylindrical portion 2. It becomes.
  • this embodiment reduces the number of heat conduction portions in which heat enters and exits between the inner cylindrical portion 2 and the outer cylindrical portion 3 of the coupler 2 in both the coupler connected state and the coupler detached state.
  • the thermal conductivity of the heat conduction part formed together with the heat conduction part is reduced, and superior heat insulation performance is exhibited.
  • evaporation due to the temperature rise of the fluid flowing in the fluid handling device is further prevented. It is possible to improve the efficiency of fluid handling work, and more reliably prevent the liquefaction of oxygen present in the surroundings, and more reliably prevent the generation of liquefied oxygen with support for combustion. It becomes an emergency detachment mechanism for fluid handling equipment.
  • the opening of the coupler body 5 is sealed in a double row state in an emergency detachment state, so that leakage resistance is improved and leakage of liquid hydrogen that is likely to leak is suppressed as much as possible. Therefore, the emergency detachment mechanism for a fluid handling apparatus having excellent practicality and further improving safety can be obtained.

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Abstract

優れた断熱性能を有し、液体水素等の極低温流体の荷役を実現可能とする流体荷役装置用の緊急離脱機構を提案することを目的とする。一対のカプラー１を備えた流体荷役装置用の緊急離脱機構であって、前記一対のカプラー１の夫々は、流体がその内部を通過する先端側に開放状の内筒部２と、前記内筒部２との間に真空層９を形成する先端側に開放状の外筒部３と、前記内筒部２と前記外筒部３との間を閉塞する連結フランジ部４と、を含むカプラー本体部５を有し、前記連結フランジ部４の肉厚が前記外筒部３の肉厚よりも薄い肉厚に設定された流体荷役装置用の緊急離脱機構。

Description

流体荷役装置用の緊急離脱機構
　本発明は、液体水素などの極低温流体の荷役に適した流体荷役装置用の緊急離脱機構に関するものである。
　近年、地球温暖化の問題が深刻化するなかで、石油・天然ガス等の化石燃料に代わるエネルギーとして、太陽光や風力、水力、地熱等の自然エネルギー（再生可能エネルギー）の利用拡大が推進されてきている。この自然エネルギーは、現状、ほぼ電気という形のエネルギーに変換されているが、電気は大量貯蔵には不向きなものであり、また、輸送ロスも大きいことから、近年、大量貯蔵、長距離輸送が可能な水素を、自然エネルギーを活用して製造し水素エネルギーとして積極的に利用してゆく取り組みが検討されている。
　水素は、単に貯蔵、輸送が可能であるというメリットだけでなく、水や化合物として地球上に無尽蔵に存在する物質であることや、ロケット燃料として利用されるなどエネルギーとしてのパワーが大きいこと、更に、燃焼しても空気中の酸素と反応して水を生成するだけで二酸化炭素や大気汚染物質を排出しないクリーンエネルギーである等の様々なメリットがある。
　また、日本国内の自然エネルギーは量的限界があるため、将来的には、国外の自然エネルギーを活用し水素を大量製造し、これを貯蔵、輸送することで日本国内のエネルギー問題を解消することも検討されている。
　このような背景のもと、水素利用の拡大に伴い、この水素の貯蔵・輸送技術の確立が急務となっており、そのなかの一つとして、液体水素を荷役するための流体荷役装置（ローディングアーム）の開発が挙げられている。
　水素は常温では気体であり、この気体の状態では体積が大きく、貯蔵、輸送には不向きな形態であるため、一般的には液化状態で貯蔵・輸送される。
　水素の沸点は、－２５３℃であるから、液化するためには温度を－２５３℃以下にする必要があり、また、液化した水素は非常に蒸発し易いため、液体水素の貯蔵、輸送においては－２５３℃以下の環境を保持することが必須要件である。
　しかしながら、従来の緊急離脱装置（緊急離脱機構）は、断熱性能が低く、外部から侵入した熱が流体に伝わり易く、よって、液体水素を流通した場合、外気温による入熱が流通する液体水素の液温を上げ、流通中に液体水素が蒸発して気体状態になってしまい効率的に輸送することができないという問題がある。
　また、極低温の液体水素を流通することで装置表面温度が液体水素と同等の温度（－２５３℃）になり、これにより、装置表面付近の酸素（沸点：－１８３℃）が液化して液化酸素が生成され、この液化酸素が流体荷役装置の周囲に溜まってしまう。更に、緊急離脱動作が行われて、海上側、陸上側の夫々の配管を連結しているカプラー同士が分離状態になると、流体を遮断する弁体が露出状態となるが、この露出した弁体自体も表面温度が液体水素と同等の温度（－２５３℃）になるため、この露出する弁体付近に存在する酸素（沸点：－１８３℃）が液化酸素となって周囲に溜まってしまう。この液化酸素は支燃性であるため、万が一、トラブル等で火気が生じた場合、この支燃性ガスである液化酸素が周囲に存在してしまうことは非常に危険である。
　本発明者らは、このような液化水素を荷役する際に発生する様々な問題について鋭意検討し、これらの問題を解決し安全に効率よく液体水素を荷役することができる流体荷役装置の緊急離脱装置を特許出願（特願２０１５－１３９０９２）している。
　この流体荷役装置の緊急離脱装置（以下、先願発明という）は、各カプラーを真空二重壁構造にするとともに、二体の緊急遮断弁を流体流通方向に並設し、緊急離脱時は、まず二体の緊急遮断弁を閉弁状態にし、その後、この二体の緊急遮断弁によって仕切られた区間に残留する流体を残留流体移送機構により荷役配管内に戻してこの二体の緊急遮断弁で仕切られた区間を空間にし、この二体の緊急遮断弁で仕切られた空間が断熱部として作用し、連結状態、離脱状態でのカプラー内部と外部との間の熱の出入りを可及的に抑制し、カプラー内の流体の蒸発を防止するとともに、外部露出しているカプラー外表面（外側の緊急遮断弁及び外壁部）に対する流体の冷却作用を可及的に低減して、カプラー外表面付近の極低温化による周囲の酸素の液化を防止するように構成されたものである。
　本発明は、この先願発明の改良に係るもので、極めて簡易な構成で、カプラー同士が連結している状態、カプラー同士が分離している状態のいずれの状態においても優れた断熱性能を発揮して、カプラー内を流通する流体の温度上昇による蒸発作用を抑制して効率的な流体荷役作業が行えるとともに、周囲に存在する酸素の液化を抑制して液化酸素の生成の抑制し、周囲の安全性の向上を実現可能とする画期的な流体荷役装置用の緊急離脱機構を提供することを目的とする。
　添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
　一対のカプラー１を備えた流体荷役装置用の緊急離脱機構であって、前記一対のカプラー１の夫々は、流体がその内部を通過する先端側に開放状の内筒部２と、前記内筒部２との間に真空層９を形成する先端側に開放状の外筒部３と、前記内筒部２と前記外筒部３との間を閉塞する連結フランジ部４と、を含むカプラー本体部５を有し、前記連結フランジ部４の肉厚が前記外筒部３の肉厚よりも薄いことを特徴とする流体荷役装置用の緊急離脱機構に係るものである。
　また、前記外筒部３の先端側から所定長さ部分が拡径されており、且つ拡径された部分における前記内筒部２と前記外筒部３との内外壁間距離が他部よりも長いことを特徴とする請求項１記載の流体荷役装置用の緊急離脱機構に係るものである。
　また、前記一対のカプラー１の相互間で流体を流通させるための開口部が前記カプラー本体部５の先端側に夫々形成され、前記一対のカプラー１の夫々は、前記開口部を区画する弁座６、前記開口部を開閉させる弁体７を含む緊急遮断弁を有し、前記弁体７は、前記カプラー本体部５内に収容された弁体基部７Ａと、前記弁体基部７Ａの先端側を覆う弁体先端部７Ｂとを含み、前記弁体７はカプラー本体部５の先端側に付勢され、前記一対のカプラー１が分離された離脱状態時に前記弁体基部７Ａが前記弁座６に圧接係合されることで前記開口部を閉塞するように構成されており、前記弁座６と前記弁体基部７Ａとの間には前記カプラー本体部５の液密を保つためのシール材８が配置され、前記弁体先端部７Ｂは樹脂製であり、前記弁体基部７Ａ及び前記弁座６は金属製であり、前記離脱状態時に弁体先端部７Ａ、前記弁座６の一部及び前記カプラー本体部５のみが外部に面することを特徴とする請求項１記載の流体荷役装置用の緊急離脱機構に係るものである。
　また、前記離脱状態時に前記弁体先端部７Ｂの少なくとも一部が前記カプラー本体部５から先端側に突出しており、前記一対のカプラー１が連結された連結状態時に、一対の前記弁体先端部７Ｂが圧接されることで一対の前記弁体７が前記カプラー本体部５の基端側に押戻されて前記開口部が開口するように構成されていることを特徴とする請求項３記載の流体荷役装置用の緊急離脱機構に係るものである。
　また、前記弁体基部７Ａと前記弁座６とが複列状に配置された複数の前記シール材８により密着係合するように構成されていることを特徴とする請求項４記載の流体荷役装置用の緊急離脱機構に係るものである。
　本発明は上述のように構成したから、極めて簡易な構成でありながら、内筒部と外筒部との間の熱伝導作用が可及的に抑制され、カプラー同士が連結している状態、カプラー同士が分離している状態のいずれの状態においても優れた断熱性能が発揮され、これにより、内筒部内を流通する流体の温度上昇による蒸発作用が抑制されて効率的な流体荷役作業が行えるとともに、周囲に存在する酸素の液化が抑制され液化酸素の生成が抑制されて周囲の安全性の向上する画期的な流体荷役装置用の緊急離脱機構となる。
本実施例（連結状態）を示す説明正断面図である。 本実施例（離脱状態）を示す説明正断面図である。 本実施例の緊急遮断弁の要部拡大断面図である。 図１におけるＡ－Ａ断面図である。
　好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。
　本発明は、内筒部２と外筒部３との間に真空層が形成されているから、内筒部２と外筒部３との間の熱伝導は連結フランジ部４を介することとなる。
　即ち、外部からの熱は、外部（大気中）に露出する外筒部３から連結フランジ部４を通じて内筒部２に熱伝導し、また、流体の熱（冷却作用）は、流体が接する内筒部２から連結フランジ部４通じて外筒部３に熱伝導することとなる。
　ここで、本発明は、この内筒部２、外筒部３間の熱伝導部となる連結フランジ部４の肉厚が外筒部３の肉厚よりも薄い肉厚に設定されており、この連結フランジ部４における熱伝導性が外筒部３の熱伝導性に比べて低くなる構成（熱が伝わりにくい構成）とされているから、外筒部３から内筒部２への熱伝導作用、及び内筒部２から外筒部３への熱伝導作用が生じにくく、よって、外気温による入熱が内筒部２内を流通する流体に熱伝導して流体温度が上昇することが抑制されるとともに、内筒部２内を流通する極低温流体（液体水素）の冷却作用による外筒部３（外筒部３表面）が極低温化することが抑制される。
　これにより、内筒部２内を流通する流体の蒸発作用が可及的に抑制されて効率的に流体荷役作業を行うことができるとともに、周囲に存在する酸素の液化が抑制され支燃性の液化酸素の生成が抑制されて装置周囲の安全性を確保することができる。
　このように、本発明は、極めて簡易な構成でありながら、カプラー１を構成する内筒部２と外筒部３との間の熱伝導作用が可及的に抑制され、カプラー１同士が連結している状態、カプラー１同士が分離している状態のいずれの状態においても優れた断熱性能が発揮される実用性且つ安全性に優れた画期的な流体荷役装置用の緊急離脱機構となる。
　本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。
　本実施例は、液体水素などの極低温流体の荷役に適した流体荷役装置用の緊急離脱機構である。
　具体的には、本実施例の緊急離脱機構は、夫々に緊急時に流体の流通を遮断するための緊急遮断弁（弁座６及び弁体７）が設けられた一対のカプラー１が連結機構10により分離自在に突き合せ状態で連結されてなり、緊急離脱時は、連結機構10が連結解除動作してカプラー１同士の連結を解除し、このカプラー１同士の連結が解除されることにより各カプラー１に設けられた弁体７が閉弁動作して各カプラー１の開口部を閉塞し、流体荷役配管及び緊急離脱機構内の流体の流通を遮断するとともに流体の外部流出を防止した状態で緊急離脱するように構成されている。
　より具体的には、本実施例のカプラー１は、流体が流通可能な筒状に形成されたカプラー本体部５と、緊急時にこのカプラー本体部５の開口部を閉塞して流体の流通を遮断するとともに流体の外部流出を防止する緊急遮断弁と、この緊急遮断弁を動作させるための弁体駆動機構とからなる構成とされている。
　以下、本実施例に係る構成各部について詳述する。尚、本実施例の連結機構10に関しては、公知の従来構造と同様の構成のものが作用されているので説明を省略し、本実施例においてはカプラー１について詳述する。
　本実施例のカプラー本体部５は、流体がその内部を通過する先端側に開放状の内筒部２と、この内筒部２との間に真空層９を形成する先端側に開放状の外筒部３と、内筒部２と外筒部３との間を閉塞する連結フランジ部４とからなる構成とされている。
　即ち、本実施例のカプラー本体部５は、流体が流通する内筒部２と、この内筒部２を包囲する外筒部３との間に形成される空間部に真空層９が形成された真空断熱二重壁構造とされ、また、内筒部２と外筒部３とは連結フランジ部４を介して連結される構成とされ、言い換えると、本実施例のカプラー本体部５は、この連結フランジ部４が内筒部２と外筒部３との間の熱の行き来が可能な熱伝導部となる構成とされている。
　この熱伝導部となる連結フランジ部４は、肉厚が外筒部３の肉厚よりも薄い肉厚に設定されており、この連結フランジ部４の肉厚を外筒部３よりも薄くして、この熱伝導部となる連結フランジ部４の熱伝導性を低下させることで（熱を伝えにくい構造とすることで）、内筒部２と外筒部３との間の熱伝導作用が可及的に抑制される構成とされている。
　具体的には、本実施例においては、外筒部３の肉厚が８ｍｍとされているのに対して、連結フランジ部４の肉厚は６ｍｍとされている。尚、この連結フランジ部４の肉厚に関しては、より肉薄に設定されることが好ましく、この連結フランジ部４の強度に問題の無い範囲であれば上記寸法に限らず適宜寸法変更可能なものとする。
　また、本実施例のカプラー本体部５は、外筒部３の先端側から所定長さ部分が拡径されており、且つ拡径された部分における内筒部２と外筒部３との内外壁間距離が他部よりも長い距離となるように構成されている。
　具体的には、本実施例のカプラー本体部５は、この外筒部３が拡径された部分において先端部が最も内外壁間距離が長くなるラッパ形状に形成され、この内外壁間距離が最も長い先端部、具体的には、内筒部２と外筒部３との各先端部間に連結フランジ部４が架設状態に設けられて、この連結フランジ部４が内筒部２と外筒部３との間に形成される真空層９となる空間部の先端側開口部を閉塞するように設けられた構成とされている。
　即ち、本実施例は、内筒部２と外筒部３との内外壁間距離が最も長い部位に連結フランジ部４を設けて、連結フランジ部４の幅寸法を長くし、この熱伝導部となる連結フランジ部４の熱伝導性を低下させることで（熱を伝えにくい構造とすることで）、内筒部２と外筒部３との間の熱伝導作用が可及的に抑制される構成とされている。
　即ち、本実施例のカプラー本体部５は、内筒部２と外筒部３との間に架設されこの内筒部２と外筒部３との間の熱伝導部となる連結フランジ部４が薄肉化且つ大径化されて熱伝導作用が小さい低熱伝導部に構成されており、この低熱伝導部となるように構成された連結フランジ部４によって内筒部２と外筒部３との間の熱伝導作用が可及的に抑制されることで、外気からの熱が内筒部２内の流体に伝わり内筒部２を流通する流体の温度が上昇することが抑制されるとともに、内筒部２の流体の冷却作用による外筒部３表面の極低温化になることが抑制される構成とされている。
　また、本実施例の緊急遮断弁は、カプラー本体部５の開口部の周縁に設けられ、この開口部を区画する弁座６と、この弁座６に圧接係合してカプラー本体部５の開口部を開閉させる弁体７とからなる構成とされている。
　具体的には、本実施例の弁体７は、カプラー本体部５内に収容された弁体基部７Ａと、この弁体基部７Ａの先端側を覆う弁体先端部７Ｂとで構成され、後述する弁体駆動機構によりカプラー本体部５の開口部側（先端側）に付勢され、カプラー１同士が分離した離脱状態時に弁体基部７Ａが弁座６に圧接係合してカプラー本体部５の開口部を閉塞するように構成されている。
　より具体的には、本実施例の弁体７は、弁座６に圧接係合した状態、即ちカプラー本体部５の開口部を閉塞した状態において、弁体基部７Ａがカプラー本体部５内に収容された状態で、弁体先端部７Ｂがカプラー本体部５の開口部から外方に突出しカプラー本体部５外（大気中）に露出する構成とされている。
　即ち、本実施例は、カプラー１同士が離脱した状態になった際には弁体先端部７Ｂがカプラー本体部５から先端側に突出しており、カプラー１同士が連結している状態では夫々のカプラー１の弁体７同士（弁体先端部７Ｂ同士）が相互に押圧し合うことで、夫々の弁体７がカプラー本体部５の基端側に押戻されてカプラー本体部５の開口部が開口状態となる構成とされている。
　更に具体的には、本実施例は、弁座６及び弁体基部７Ａは金属部材からなる構成とされ、また、弁体先端部７Ｂは低熱伝導性部材、具体的には、熱伝導性の低い合成樹脂、より具体的には、熱伝導性が低く耐久性に優れた繊維強化プラスチック（ＦＲＰ樹脂）からなる構成とされている。
　即ち、本実施例は、カプラー同士が分離している状態において大気中に露出状態となる弁体７の弁体先端部７Ｂを低熱伝導性部材で構成することで、この弁体先端部７Ｂを介する熱伝導作用が抑制された構成とされている。
　即ち、本実施例は、この弁体先端部７Ｂを低熱伝導性部材で構成することでカプラー本体部５内の流体からの冷却作用を受けにくい構成とし、これにより大気中に露出する弁体先端部７Ｂの極低温化を抑制して、この弁体先端部７Ｂの周囲の酸素の液化を可及的に抑制するように構成されている。
　また、本実施例の緊急遮断弁は、弁座６と弁体基部７Ａとが複列状に配置された複数のシール材８により密着係合してカプラー本体部５の開口部を閉塞するように構成されている。
　具体的には、弁座６と弁体基部７Ａとの夫々の係合面が段差状に形成されるとともに、弁体基部７Ａの各段差部にシール材８が配置され、この弁体基部７Ａに設けられた複数のシール材８により弁座６と弁体７（弁体基部７Ａ）とが複列式にシールされる構成とされている。
　即ち、本実施例の緊急遮断弁は、リークし易い液体水素に対して複数個所でシールして液密を保持し耐リーク性を向上させた構成とされている。尚、本実施例においては図示するように各係合面の段差を三段にして各段部にシール材８を配置した三重シール構造とされているが、係合面の段差数、即ち、シール材８の数及びシール位置に関しては適宜設計変更可能なものとする。
　また、本実施例の弁体駆動機構は、弁体７をカプラー本体部５の先端側に付勢する、言い換えると、弁体７を弁座６に圧接係合させるための付勢体11と、弁体７の移動をガイドする弁体ガイド部12と、この弁対ガイド部12に移動案内されるスライド部13とからなる構成とされている。
　具体的には、弁体ガイド部12は、リング状に形成され、カプラー本体部５の内筒部２の内面に弁体ガイド支持部14を介して設けられた構成とされている。
　より具体的には、本実施例の弁体ガイド部12は、カプラー本体部５内に、このカプラー本体部５内（内筒部２内）を流通する流体の流れ方向に沿って複数（本実施例では二体）設けられた構成とされている。
　また、付勢体11とスライド部13は、弁体７（弁体基部７Ａ）に設けられた構成とされている。
　具体的には、付勢体11はバネ体11（コイル状バネ）からなり、流体の流通方向に沿って設けられ、長手方向一端部が弁体基部７Ａに連接され、他端部がカプラー本体部５、具体的には、カプラー本体部５の内筒部２に設けられた弁体受部15に連接された構成とされている。
　また、スライド部13は、流体が流通可能な多数の透孔13Ａを有し、バネ体11を収容可能な（包囲する）多孔円筒板からなり、弁体基部７Ａの底部に設けられ、上述した弁体ガイド部12の内側に配され、この弁体ガイド部12に対してスライド自在に設けられた構成とされている。
　即ち、本実施例の弁体駆動機構は、弁体７を流体の流れ方向に突没動作（前進後退動作）させるように構成されており、具体的には、バネ体11の伸長により弁体７をカプラー本体部５の開口部側（弁座６側）に突出移動（前進移動）させ、バネ体11の縮退により没入移動（後退移動）させる構成とされている。
　また、本実施例の弁体駆動機構は、上記のように構成部材が全てカプラー本体部５内（内筒部２内）に設けられ、カプラー本体部５の外側に露出しない構成とされている。おり、これにより、弁体駆動機構がカプラー本体部５の内外間の熱伝導部にならず、この弁体駆動機構を介しての熱伝導作用が生じない構成とされている。
　即ち、先願発明は、緊急遮断弁（弁体）を開閉動作させる弁体駆動機構の一部がカプラーの外側に露出し、この一部が外部に露出する弁体駆動機構を介してカプラー内外間で熱伝導作用が生じてしまう構成であったが、本実施例の緊急離脱機構は、その構成部材が全てカプラー本体部５内（内筒部２内）に設けられ、カプラー本体部５の外側に露出しない構成とされていので、弁体駆動機構がカプラー本体部５の内外間の熱伝導部にならず、この弁体駆動機構を介してのカプラー１内外間で熱伝導作用が生じない構成とされている。
　以上のように構成される本実施例は、通常状態、即ちカカプラー１同士が連結している連結状態においては、各カプラー１（カプラー本体部５）の連結フランジ部４以外は熱の出入りが真空層９により遮断され、また、唯一の熱伝導部となる連結フランジ部４は、可及的に熱伝導性を低下させた構成とされているから、外筒部３への入熱が内筒部２内を流通する流体に伝導して流体の温度が上昇したり、内筒部２内を流通する極低温流体による冷却作用で外筒部３が極低温化したりすることが可及的に抑制されることとなる。
　また、緊急離脱状態、即ちカプラー１同士が分離した離脱状態においては、弁体７の弁体先端部７Ｂ、連結フランジ部４及びカプラー本体部５の開口部に設けられた弁座６が大気中に露出するが、弁体先端部７Ｂは低熱伝導性部材で構成され熱伝導部としてほとんど機能しないので、この弁体先端部７Ｂ以外の連結フランジ部４と弁座６が熱伝導部となるが、これらの外部露出面積は極めて小さいものとなるから、この離脱状態においても前述した連結状態と同様、熱伝導作用が可及的に抑制されて、外部からの入熱が内筒部２内を流通する流体に伝導して流体の温度が上昇したり、内筒部２内を流通する極低温流体による冷却作用で外筒部３が極低温化したりすることが可及的に抑制されることとなる。
　このように、本実施例は、カプラー連結状態、カプラー離脱状態のいずれの状態においても、カプラー２の内筒部２と外筒部３との間の熱の出入りが生ずる熱伝導部を少なくするとともに形成される熱伝導部の熱伝導性を低下させることで優れた断熱性能を発揮し、先願発明に比して、より一層流体荷役装置内を流通する流体の温度上昇による蒸発を防止し流体荷役作業の効率向上を実現可能とするとともに、より一層確実に周囲に存在する酸素の液化を防止し、支燃性のある液化酸素の発生をより一層確実に防止する極めて安全性に優れた流体荷役装置用の緊急離脱機構となる。
　また、本実施例は、緊急離脱状態において、カプラー本体部５の開口部が複列状態でシールされるから、耐リーク性が向上して、リークしやすい液体水素のリークが可及的に抑制され安全性がより一層向上する実用性に優れた流体荷役装置用の緊急離脱機構となる。
　尚、本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。

Claims (5)

  1. 　一対のカプラーを備えた流体荷役装置用の緊急離脱機構であって、前記一対のカプラーの夫々は、流体がその内部を通過する先端側に開放状の内筒部と、前記内筒部との間に真空層を形成する先端側に開放状の外筒部と、前記内筒部と前記外筒部との間を閉塞する連結フランジ部と、を含むカプラー本体部を有し、前記連結フランジ部の肉厚が前記外筒部の肉厚よりも薄いことを特徴とする流体荷役装置用の緊急離脱機構。
  2. 　前記外筒部の先端側から所定長さ部分が拡径されており、且つ拡径された部分における前記内筒部と前記外筒部との内外壁間距離が他部よりも長いことを特徴とする請求項１記載の流体荷役装置用の緊急離脱機構。
  3. 　前記一対のカプラーの相互間で流体を流通させるための開口部が前記カプラー本体部の先端側に夫々形成され、前記一対のカプラーの夫々は、前記開口部を区画する弁座、前記開口部を開閉させる弁体を含む緊急遮断弁を有し、前記弁体は、前記カプラー本体部内に収容された弁体基部と、前記弁体基部の先端側を覆う弁体先端部とを含み、前記弁体はカプラー本体部の先端側に付勢され、前記一対のカプラーが分離された離脱状態時に前記弁体基部が前記弁座に圧接係合されることで前記開口部を閉塞するように構成されており、前記弁座と前記弁体基部との間には前記カプラー本体部の液密を保つためのシール材が配置され、前記弁体先端部は樹脂製であり、前記弁体基部及び前記弁座は金属製であり、前記離脱状態時に弁体先端部、前記弁座の一部及び前記カプラー本体部のみが外部に面することを特徴とする請求項１記載の流体荷役装置用の緊急離脱機構。
  4. 　前記離脱状態時に前記弁体先端部の少なくとも一部が前記カプラー本体部から先端側に突出しており、前記一対のカプラーが連結された連結状態時に、一対の前記弁体先端部が圧接されることで一対の前記弁体が前記カプラー本体部の基端側に押戻されて前記開口部が開口するように構成されていることを特徴とする請求項３記載の流体荷役装置用の緊急離脱機構。
  5. 　前記弁体基部と前記弁座とが複列状に配置された複数の前記シール材により密着係合するように構成されていることを特徴とする請求項４記載の流体荷役装置用の緊急離脱機構。
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