JPH05503981A - 真空導管用のねじり連結装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 真空導管用のねじり連結装置 本発明はＴ　２つの真空導管を９連結の際にこれらの導管が互いに相対回転でき るように連結しνこれらの真空導管がそれぞれｔ間に真空空間（３）を形成しか つこれらの導管の内管（２）が流体輸送通路を形成するｔ互いに同心的な２つの 導管（１１２）を含んでシする装置に関する。本発明は更にｔそれぞれ連Ｍ装置 の一部を形成する３！１及び第２の真空導管のｇｔ及びＮ２の連結部に関する。

上述の種類の真空導管は〕特に極低温液体を運ぶために使用され！真空はツＰｇ 側の輸送導管とｔ効果的な絶縁部を形成するｔ包囲する外管との間に生ずる。こ のような真空導管装置はｔもちろん、高ｒｘａ体の輸送のためにも有利に使用さ れ得る。

このような真空導管の２つの部分が！これらの部分を互いにＭＭ＠転できるよう に連結されるべき使用例の場合にテ例えば警真空導管が可動装置への冷媒９例え ば液体窒素、の輸送のために使用されるべき場合にｔ困難がありフこれらの困難 は、使用例が導管部分の間の頻繁な回転を必要とする場合に特に明らかである。

この庸に関する１つの間層は１必要な弾性！！！！Ｍ環が９低温又は高温に耐え ることができないという事実に存する。通常Ｉ適切な材料！例えば合成ゴムで作 られた密封環はｒ　−ａｏ”ｃ以下の温度を受けて効力を発運することができな い。この温度はデ待に冷却（冷［）目的のために使用したいと望まれることがし ばしばある！液体窒素の温度フ例えば−１９６℃夕と比較される。

本発明の主要目的はｔ上述の問題の解決策Ｉ即ちツ非常に低温又は非常に高温の 媒体を輸送する場合でもｔ密封環が過度に低い又は過度に高い温度を受けること なしに１２つの真空導管が！これらの真空導管を弾性密封環を例えば０リングｔ によって互いに相対回転できるように！互いに連結され得る解決策を提供するこ とである。

この目的は９本発明によれば９密封環が低温又は高温の媒体と直接接触しないよ うに！連結装置を形成する部分を構成することによってかつ媒体を封入する壁を 提供することによって又は媒体とのｒｕｍ接触の際の材料からの熱伝達により低 温又は高温になる壁によって達成される。

２つの真空導管を？連結の際にこれらの導管が互いに相対回転できるように連結 するために使われるν本発明の装置は！請求ｆｆ１ｌに記載された特徴を待って いる。

第２真空導管の第２連結部に連結されるために使われる真空導管の第１連結部は 、請求項９に記載された特徴を持っており。

それに対して！本発明による。Ｉ！ｌ真空導管の３１！１連結部に連結されるた めに使われる真空導管の第２連結部はＩ請求項１７に記載された特徴を持ってい る。

添付の図面に示された実厖例について本発明を以下に詳細に説明する。

図１はＰ真空導管の９本発明によるＩＩ！ｌ連結部の断面図である。

図２は、真空導管のｔ本発明による第２連結部の断面図である。

図３は１図１及び２に示された連結部を含むｔ本発明の連結装置を示している。

図４は！本発明の連結部を少し変更した変形例を含む！本発明の連Ｍｉｌ装置を 示している。

図１において、符号ｌは真空導管の外管を示し？符号２は内管を示している。内 管２は９流体を例えば極低温液体！例えば−１９６℃の温度を持つ液体窒素のよ うな流体、の輸送のために使われる。これらの導管ｌ及び２の間に形成された空 間３はｔそれぞれの導管部分の端部において密ゼされておりかつ絶縁真空状態で １Ｏ−６ミリバールの大きさである。この真空空間は導管ｌと導管２との間の熱 伝達を最小にする。

図１に示された連結部の場合には（この連結部を以下雄部分と称する）！内管２ は外管！のａ１部を越えて延びている。この内管２の外方へ突き出た部分の一部 は＋Ｉｔｔのスリーブ状薄肉素子により包囲されており芦この素子の前端は！真 空！！５封部を得るようにＩｍ！１の端壁５によって内管２の外面に結合されて いる。スリーブ４の後端はｔやはり真空密Δ部を得るようにｔ第２の端Ｉ１６に よって外管１に結合されている。Ｉ！ｌの環状部材７はａ壁６から第１の端Ｒ５ の方へ延びて、＊状部材７の内面とスリーブ４の外面との間に狭い聞Ｂｔ８を形 成しておりｔこの間隙は端Ｍ６から延びかつ環状部材７の前端で終わっている。

この環状部材７は！この部材の前部ｌＯより小さい外径を持つ後部９を持ってい る。係合肩部２４が部分９及びｌＯの間に形成されている。一定の外径を持つ部 分ｌＯに２つの溝が形成されておりνこれらの溝はそれぞれ弾性密尉［１１１， 例えばＯリングνを収容する。

環状部材７と！スリーブ４と、端壁５及び６は低し１熱伝導率の材料１例えばス テンレスＷ、で作られるのが好ましい。ａｌ壁５及びスリーブ４が低い熱伝導能 力を持つことが特に重要である。密＠９１１１　、例えば図示されたＯリング、 はＢｕｎａ　Ｎ又はＶｉｔｏｌの名称で売られている材料又は−４０℃の低さの 温度にさらされ得るｔ他の這ａな材料から成ることもできる。

図２はｔ図１に示された雄部分との結合のために使われる第２の連結部を示して いる（このＮ２連結部は以下雌部分とする）。図２の真空導管の構成要素は９図 １に使用された符号と同じ符号が付けられている。

図示された雌部分の場合１内管２は外管ｌより短く、そして内管２の外径より大 きい内径を持つＩＩ！２のスリーブ状部材１２は内管２と同心的にこの導管の端 部から外管ｌの端部へ延びている。スリーブ１２の後端は？真空密Ｅ部を得るよ うに！第３の端壁１３によって内管２に結合されている。スリーブ１２の前端は ツ真空！！！！封部を得るように１第４の端壁１４によって外管ｌに結合されて いる。環状断面の１！！２部材１５は端ｗ１４から第３１ｍＭ　１３から履れる ように延びており１この第２環状部材１５はスリーブ１２より大きい内径を持っ ておりかつ前端において結合フランジ１６と一体になる。

より大きいＩ径を階っており２部分１７及び１８を結合する１２１９は保合１１ ４部を形成しており、この肩部の機能は以下に説明される。Ｎ１９はスリーブ１ ２の中へ少し延びている。その代わりに！スリーブ１２は一定の外径と１第４の ａｌｆｉ１４とスリーブ１２との間の接続部に形成された係合肩部とを持つこと ができる。この肩部は？望ましければｔスリーブ１２の中へ少し延びることもで きる。

フランジ１６に対応する環状部材１５はステンレス鰐で作られかつ比較的大きい 質量と、連結装置を取り巻く雰囲気に対する大きい露出面とを持っているのが好 ましい。

図３はν互いに連結された状態におけるＴ図１及び２に示された雄部分と雌部分 を示しておりｌ符号は前の図と同じものが使用されている。

図３から分かるようにｌ第１の環状部材７の前部の直径は！雄部分と雌部分の連 結の際にこの部分が小さい遊隙をもって雌部分のＭ２環状部材１５の空所に受け 入れられるように設定されている。密封環１１はｔ環状部材７及び１５の相対す る表面の間に効果的な密封部を形成する。

雌部分のスリーブ１２と雄部分の内管２との間に案内兼支持スリーブ２０が設け られておりｔこのスリーブは・低温及び／又は高温に耐え得る低ｗ１擦材料、好 ましくはｔ以下にかつ請求項にＰＴＦＥと称せられるポリテトラフルオルエチレ ンで作られている。スリーブ１２と部分１７及び１８との間の結合１１１９によ り形成された肩部は！支持スリーブ２ｏの外面に形成された肩部と共同作用する 。

連結装置の雄部分と雌部分が連結後にはまり合い結合されて保持されることを保 証するためにｔ本発明の連結装置は可脱フランジ２１も含んでいる。図３の実施 例の場合！フランジ２１の内径は豐可脱フランジ２１が第１の環状部材７の後部 ９の周りにはまることができるようにζ前部ｌＯの外径より大きい。例えばステ ンレス鰐で作られかつ第１環状部材７の前部ｌＯの外径より小さい内径を持つ＋ 　２つの部分から成る又は開離可能な環状座金は、フランジ２１の前面に位置し ている。フランジ２１はボルト２２などによって雌部分の端部フランジ１６に寄 せ合わされる。特に第１の環状部材７と座金２５との金属衝触を回避するために ９低摩擦材料を好ましくはＰＴＦＥ　、の２つの部分から成る板が＋ａ金２５を 持つフランジ２１と部材７及びフランジ１６との間にそれぞれ位置している。

こうして！フランジ結合部を締める際に１雄部分及び雌部分は互いに押し付けら れかつフランジ２１から座金２５＋板２３及び係合肩部２４を経て雄部分へ伝達 されるカにより圧縮状態で固定されｔ同時に案内兼支持スリーブ２ｏの一端は第 １の端壁６と共同作用しかつ壁１９により形成された肩部はスリーブ２゜の外面 にある肩部と共同作用する。

図４は本発明の装置の別の実施例を示しており、この場合。

図３に使用された符号と同じ符号が使用されている。Ｖｇｉ４の実施例の場合、 １！！封環１１は雌部分の第２１１状部材１５に位置しており！従ってそれはｔ 第１ＩＩ状部材７の一定外径の前部１０の部分とは反対側に位置するラ一定円径 の一部を成している。他の点においてｔこれらの構成要素はν望まれるならば９ 円錐状に形成された部分を成すことができる。このような円錐状部分は図３の実 施例にも含まれ得る。

図３の実施例の座金２５は図４の実施例には省かれており會この場合！フランジ ２１は１２つの部分から成る又は開離可能なフランジでありかつ第１ＩＩ状部材 ７の前部１０の直径より小さい内径を持っている。

結合された２つの真空導管が互いに相対回転する場合に摩耗しやすいｔ本発明の 連結装置の構成要素は！密封環１１９支持スリーブ２０及び板２３でありｔこれ らの構成要素は低コストで容易に取り蓄えられる。密！ｆｆ１ｌ　Ｉ＋における 密封を改善しかつ摩擦を減少させるためにアこれらの密だ環は？低い又は高い温 度に耐える物質！例えばシリコーングリースｔで潤滑されるのが好ましい。

連結装置の最も影響を受けやすい構成要素？即ち密封環１１はｔ非常に低温な又 は非常に高温な媒体が内管２で輸送される場合でも極端な温度を受けないように 配置されている。内管２と密ＭｆｌＡ１１との間の金属を通る熱伝達路は長くか つ薄い材Ｂ。

なるべく熱伝導率の低い材料ｔの長い通路にわたって続いている。この通路は第 １の端Ｍ５とＬＨ壁ススリーブ４！端壁６と。

第１の環状部材７にあるｌ直径の小さい後部９と、この環状部材の前部ｌＯとを 含んでいる。ラビリンス状の通路は熱輸送に対する高い耐久力を示しており？従 って密封環１１は！導管２が液体窒素を輸送する場合でもｌ適度に低い温度しか 受けない。

互いに連結された導管部分を含む導管が例えば液体窒素を輸送するために使用さ れる場合に！支持スリーブ２０がスリーブ１２との良好は密封部を形成するとし ても！小量の窒素が！スリーブ４と部材１４及び１５及び部材７との間に形成さ れた！閉じられた空所へ浸透することがある。上述したように！これらの空所は 閉じられておりψ即ちＩ密封環１１は包囲する周囲との結合を遮断し！従ってい かなる媒体も内管２から周囲へ流れることができない。これらの空所へ浸透する 液体窒素は、特に。

質量が比較的大きくかつ熱吸収面積が比較的大きいＩｇ２環状部材１５との接触 の結果として蒸発及び加熱されかつこれらの空所の中にガス状で存在するように なる。これらの空所へ浸透し得る冷媒の量を最小にするために！これらの空所の 容積をできるだけ小さくする。本発明により構成された連結装置を用いて行われ た試験により？液体窒素（−１９６℃〕を内管２で輸送する際に、密封１１１１ の近くにあるｔ蒸発した窒素の温度が僅か約−６℃であることが分かった。これ らの密封環は一４０°Ｃまでの温度に耐え得るようにしであるからｔ好ましい安 全率が得ら゛れる。

上述の種類の連結装置はｔ多くの異なる分野で使用可能でありかつ非常にこじん まりしておりかつ長い有効寿命を持っている。更に嘗構成要素は？上述したよう に１容易に取り蓄えられ得る。

本発明の連結装置は砂連結する際にｔ互いに相対回転可能にしである真空導管を 連結するための使用に限られない。例えばψ本発明の雄部分又は雌部分は！真空 導管に対して相対回転するために使われる！流体受入れ装置に組み込まれ得る。

対応する雄部分又は雌部分はそれぞれこの受入れ装置に連結され得る。

この受入れ装置にある雄部分又は雌部分はｔ真空導管に連結される際にｔ密封環 が非常に高い又は低い温度を受けないように構成されなければならない。

補正書の写しく翻訳文）提出書 （特許法第１８４条の８） 平成４年３月１７日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　２つの真空導管を，連結の際にこれらの導管が互いに相対回転できるように ，連結するための第１及び第２の連結部を含んでおり，この真空導管が，間に真 空空間（３）を形成する，２つの互いに同心的な導管（１，２）を含んでおり， 第１の連結部にある内管（２）が外管（１）より長く，第２の連結部にある内管 （２）が外管（１）より短い連結装置において，第１の連結部が，導管（１，２ ）と同心的でありかつ内管（２）より大きい内径及び外管（１）より小さい外径 を持つ第１のスリーブ状部材（４）を含んでおり，この第１のスリーブ状部材が ，環状の第１端壁（５）を持つ前端に設けられており，この端壁が，軸線方向に ２つの導管の端部の間に真空密封部を形成するように内管（２）の外面に結合さ れておりかつ真空密封部を得るように外管（１）に結合された第２の管状端壁（ ６）を持つ後端に設けられており，環状断面を持つ第１の部材（７）が第２の端 壁（６）から第１の端壁（５）の方へ延びており，この部材（７）が，第２の端 壁（６）から間隔を置かれた前部（１０）を持つており，この前部が少なくとも １つの，外径が一定の部分を持つており，環状断面の第１部材（７）の内径が第 １のスリーブ状部材（４）の外径より大きく，第２の連結部が，内管（２）より 大きい内径及び外管（１）より小さい外径を持つ第２のスリーブ状部材（１２） を含んでおり，この第２のスリーブ状部材の後端が，真空密封されるように第３ の端壁（１３）によつて内管（２）の外面に結合されており，この第２のスリー ブ状部材の前端が，真空密封部を得るように第４の環状端壁（１４）によつて外 管（１）に結合されており，環状断面の第２の部材（１５）が第４の端壁（１４ ）から第３の端壁（１３）から離れるように延びており，環状断面のこの第２部 材（１５）が，スリーブ状の第２部材（１２）の直径より大きくかつこの第２部 材（１５）の長さの少なくとも一部にわたつて一定である内径を持つておりかつ フランジ（１６）を持つ前端と一体になり，第１連結部の第１環状部材（７）の 一定外径の前部（１０）が，密封環を収容する円形溝を少なくとも１つ形成して おりかつ／又は第２連結部の第２環状部材（１５）の一定内径の部分が，密封環 を収容するための円形溝を少なくとも１つ形成しており，第１連結部の，環状断 面の第１部材（７）の前部（１０）の部分の外径が，第２連結部の，環状断面の 第２部材（１５）の内径より小さく，その結果，これらの連続部の連結の際に第 １環状部材（７）の前部（１０）の部分が第２の環状部材（１５）に小さい遊隙 をもつて受け入れられかつ密封環（１１）がこれらの連結部の間に密封部を形成 することを特徴とする，連結装置。 ２　スリーブ状案内部（２０）を含んでおり，この案内部が，２つの連結部の連 結の際にこの案内部が第１連結部の内管（２）の外方へ突き出た部分と第２連結 部の第２スリーブ状部材（１２）との間に位置するように設けられていることを 特徴とする，請求項１に記載の装置。 ３　案内スリーブ（２０）が第１連結部の環状端壁（５）に接するために使われ ，第４端壁（１４）の肩部（１９）又は第２連結部の第２スリーブ状部材（１２ ）が，案内スリーブ（２０）の周面にある肩部と共同作用することを特徴とする ，請求項２に記載の装置。 ４　スリーブ状案内部（２０）が，低温及び高温に耐え得る低摩擦材料，なるべ くＰＴＦＥで作られていることを特徴とする，請求項２又は３に記載の装置。 ５　第１連結部の第１環状部材（７）の後部（９）を包囲する環状結合フランジ （２１）を含んでおり，この後部（９）が環状部材（７）の前部（１０）より小 さい外径を持つており，結合フランジ（２１）が環状の第２部材（１５）の前端 フランジ（１６）を，連結部の連結の際に，これらの連結部を互いに連結された 状態に確実に保持するように，連結するために使われることを特徴とする，請求 項１ないし４のうち１つに記載の装置。 ６　低摩擦材料，なるべくＰＴＦＥ，の環状板（２３）が結合フランジ（１６， ２１）の間に位置していることを特徴とする，請求項５に記載の装置。 ７　結合フランジ（２１）の内径が第１の環状部材（７）の最大外径より小さく ，この結合フランジが，２つの部分から成る又は開離可能なフランジであること を特徴とする，請求項５又は６に記載の装置。 ８　結合フランジ（２１）の内径が第１環状部材（７）の前部（１０）の外径よ り大きく，２つの部分から成る又は開離可能な環状板（２５）が結合フランジ（ ２１）と環状板（２３）の間に位置しており，環状板（２５）の内径が第１環状 部材（７）の前部の外径より小さいことを特徴とする，請求項６に記載の装置。 ９　第１の連結導管のためにかつ連結の際に真空導管が互いに相対回転できるよ うに第２の真空導管用の第２の連結部と結合するために使われ，この真空導管又 はこれらの真空導管が，間に真空空間（３）を区画する，２つの互いに同心的な 導管（１，２）を含んでおり，内管（２）が流体輸送通路を形成しかつ第１の連 結部では外管（１）より長い第１の連結部において，第１のスリープ状部材（４ ）が導管（１，２）と同心的であり，このスリープ状部材の内径が内管（２）の 直径より大きく，このスリーブ状部材の外径が外管（１）の直径より小さく，こ の第１スリーブ状部材の前端が環状の第１端壁（５）により，軸線方向にこれら ２つの導管の端部の間に真空密封部を得るように，内管（２）の外面に結合され ており，第１のスリーブ状部材の後端が，第２の環状端壁（６）を持つ外管（１ ）に，真空密封部を形成するように，結合されており，更に，環状断面の第１部 材（７）が第２の端壁（６）から第１の端壁（５）の方へ延びており，この部材 （７）が，第２の端壁（６）から間隔を置かれた前部（１０）を持つており，こ の部分が少なくとも１つの，外径が一定の部分を持つており，環状の第１部材（ ７）の内径が第１のスリーブ状部材（４）の外径より大きいことを特徴とする， 第１の連結部。 １０　第１の環状部材（７）の，外径が一定の部分が，少なくとも１つの環状溝 を形成しており，この溝が，第２の連結部の円筒状表面に対して密封作用するた めの環を収容することを特徴とする，請求項９に記載の連結部。 １１　外径が一定の部分の少なくとも１つの端部が前部（１０）の円錐状部分と 一体になることを特徴とする，請求項９又は１０に記載の連結部。 １２　第２の端壁（６）に面する第１の環状部材（７）の端部が，外径が前部（ １０）より小さい後部（９）と一体になることを特徴とする，請求項９，１０又 は１１に記載の連結部。 １３　前部（１０）と後部（９）との接続部に位置する係合肩部（２４）を持つ ており，これらの肩部が導管（１，２）の縦軸線に対してほぼ垂直に延びている ことを特徴とする，請求項１２に記載の連結部。 １４　第１の環状部材（７）がそれ自体と第１のスリーブ状部材（４）との間の 間隙（８）を区画し，この間隙が第２の端壁（６）から延びかつ第１の環状部材 の前端で終わることを特徴とする，請求項９ないし１３のうち１つに記載の連結 部。 １５　第１のスリーブ状部材（４）が低い熱伝導能力を持つていることを特徴と する，請求項９ないし１４のうち１つに記載の連結部。 １６　第１のスリーブ状部材（４）が，熱伝導率の低い材料，例えばステンレス 鋼で作られていることを特徴とする，請求項９ないし１５のうち１つに記載の連 結部。 １７　第１の真空導管の第１の連結部を，連結の際に，真空導管が互いに相対回 転できるように結合し，これらの真空導管がそれぞれ，間に真空空間（３）を区 画する，互いに同心的な２つの導管（１，２）を含み，内管（２）が流体輸送通 路を形成しかつ第２の連結部では外管（１）より短かくなつている，真空導管の 第２の連結部において，第２のスリーブ状部材（１２）の内径が内管（２）より 大きくかつこのスリーブ状部材の外径が外管（１）の直径より小さく，第２のス リーブ状部材の後端が，環状の第３端壁（１３）によつて，真空密封部を得るよ うに，内管（２）の外面に結合されており，第２のスリーブ状部材の前端が第４ の環状端壁（１４）によつて，真空密封部を得るように，外管（１）に結合され ており，環状断面の第２部材（１５）が第４の端壁（１４）から第３の端壁（１ ３）から離れるように延びており，この第２の環状部材（１５）が，その長さの 少なくとも一部にわにつて砥びかつスリーブ状の第２部材（１２）の外径よら大 きい一定の内径を持つており，この第２の環状部材が前端においてフランジ（１ ６）と一体になることを特徴とする，第２の連結部。 １８　第２の環状部材（１５）の，内径が一定の部分が，その中に密封環（１７ ）を収容するための環状溝を少なくとも１つ形成していることを特徴とする，請 求項１７に記載の連結部。 １９　第２の環状部材（１５）の，内径が一定の部分が，少なくとも一端におい て円錐状部分と一体になることを特徴とする，請求項１７又は１８に記載の連結 部。 ２０　第２の部材（１２）が第４の端壁（１４）より小さい内径を持つており， 第４の端壁の第２のスリーブ状素子との接続部が導管の軸線方向に対して垂直に 延びかつそれと共に係合肩部を形成し，この肩部がスリーブ状部材（１２）の内 面を少し越えて延びていることを特徴とする，請求項１７ないし１９のうち１つ に記載の連結部。 ２１　第２のスリーブ状部材（１２）の前部（１７）が後部（１８）より大きい 一定直径を持つており，大きい方の直径と小さい方の直径との接続部が環状壁（ １９）により形成され，この壁の内径が，第２のスリーブ状部材（１２）の後部 （１８）の内径と同じか又はそれより大きいことを特徴とする，請求項１７ない し１９のうち１つに記載の連結部。 ２２　第２のスリーブ状部材（１２）が低い熱伝導能力を持つていることを特徴 とする，請求項１７ないし２１のうち１つに記載の連結部。 ２３　第２のスリーブ状部材（１２）が，熱伝導率の低い材料，例えばステンレ ス鋼で作られていることを特徴とする，請求項１７ないし２２のうち１つに記載 の連結部。