低温流体用継手
【課題】 ガス置換の必要がなく低温流体の漏れを可及的に防止できる低温流体用継手を提供することを目的とする。
【解決手段】 雌側ポペット弁３０の先端面と雄側ポペット弁４０の先端面とが、対向した際に略一致する形状とされ、摺動リング体１３には、軸線方向に伸縮可能とされ、その内周側に低温流体の流路が形成されたベローズ２０が液密に接続され、摺動リング体１３に対して先端筒部５４が当接し押圧することによって、摺動リング体１３を雌側ポペット弁３０に対して相対的に移動させて雌側ポペット弁３０を開弁し、かつ、雌側ポペット弁３０の先端面が雄側ポペット弁４０に当接し押圧することによって雄側ポペット弁４０が開弁することを特徴とする。
【解決手段】 雌側ポペット弁３０の先端面と雄側ポペット弁４０の先端面とが、対向した際に略一致する形状とされ、摺動リング体１３には、軸線方向に伸縮可能とされ、その内周側に低温流体の流路が形成されたベローズ２０が液密に接続され、摺動リング体１３に対して先端筒部５４が当接し押圧することによって、摺動リング体１３を雌側ポペット弁３０に対して相対的に移動させて雌側ポペット弁３０を開弁し、かつ、雌側ポペット弁３０の先端面が雄側ポペット弁４０に当接し押圧することによって雄側ポペット弁４０が開弁することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＬＮＧ（液化天然ガス）、液体窒素等の低温流体の輸送に用いて好適な低温流体用継手に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＮＧ供給基地やＬＮＧ供給スタンド等の貯蔵タンク側に接続された固定側カプラと、タンクローリ車やＬＮＧ駆動車等に設置された移動体タンクに接続された移動体側カプラとを接続して、ＬＮＧなどの低温流体を供給する低温流体用継手がある。
このような低温流体用継手として、特許文献１に記載されたものが知られている。同文献に記載された低温流体用継手は、差し込み構造とされたバイヨネット継手方式とされ、接続時に空気が混入しないように配慮されている。また、同文献の図１７に示されているように、雄側カプラと雌側カプラのそれぞれにポペット弁を設け、これらポペット弁の先端同士を当接させて押圧することによって開弁する構造が採用されている。
【０００３】
特許文献２の流体継手は、同文献の図１に示されているように、雄側カプラおよび雌側カプラに設けたポペット弁の先端形状を平面形状とし、当接時に一致してポペット弁の先端周りに空間が形成されないようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特許第３３８９２４１号公報（図１７）
【特許文献１２】特表平８−５０１１３５号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載された継手では、対向するそれぞれのポペット弁の先端に凸部が形成されているため、接続時にはポペット弁の先端周りに空間が形成されることになり、空気の混入を防ぐには十分な構造とは言えない。
空気の混入が発生するおそれがある場合には、カプラの接続時に空気を置換するために窒素ガスを吹き付けてガス置換を行う必要があり、継手の構造が複雑になるとともに作業が繁雑となる。
【０００６】
これに対して、特許文献２では、ポペット弁の先端周りに空間が形成されないような構造として、ガス置換を回避できるようになっている。
しかし、同文献では、ポペット弁の弁軸を低温流体の流路から外部へと取り出しているので、この部分での低温流体の漏れが発生するおそれがある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ガス置換の必要がなく低温流体の漏れを可及的に防止できる低温流体用継手を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の低温流体用継手は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる低温流体用継手は、低温流体を貯蔵する貯蔵タンク側に接続された第１カプラと、移動体に設置された移動体タンク側に接続された第２カプラとを備え、これらカプラ同士を接続することによって前記貯蔵タンクと前記移動体タンクとの間で低温流体を流通させる低温流体用継手において、前記第１カプラは、筒状の第１本体と、該第１本体の内周面に対して軸線方向に摺動可能に収納されるとともに先端面にて前記第２カプラに液密に当接可能とされた摺動リング体と、該摺動リング体の内周側にて前記第１本体の略軸線上に延在するとともに該摺動リング体に対して開閉する第１ポペット弁とを備え、前記第２カプラは、前記第１本体の内周面に沿って挿入されるとともに前記摺動リング体に対して当接する先端筒部を有する第２本体と、該第２本体内に収容されて該第２本体の略軸線上に延在するとともに前記先端筒部に対して開閉する第２ポペット弁とを備え、前記第１ポペット弁の先端面と前記第２ポペット弁の先端面とは、接続時に対向した際に略一致する形状とされ、前記摺動リング体には、軸線方向に伸縮可能とされ、その内周側に低温流体の流路が形成されたベローズが液密に接続され、前記第１カプラの前記摺動リング体に対して前記第２カプラの前記先端筒部が当接し押圧することによって、該摺動リング体を前記第１ポペット弁に対して相対的に移動させて該第１ポペット弁を開弁し、かつ、該第１ポペット弁の先端面が前記第２ポペット弁に当接し押圧することによって該第２ポペット弁が開弁することを特徴とする。
【０００９】
第１ポペット弁の先端面と第２ポペット弁の先端面とが、接続時に対向した際に、略一致する形状とされているので、接続時にポペット弁の先端周りに形成される空隙を極めて小さくすることができる。したがって、接続の際に空気が混入することを防止することができ、ガス置換を行う必要がなくなる。
さらに、本発明では、軸線方向に伸縮可能としたベローズを摺動リング体に対して液密に接続し、このベローズの内周側に低温流体の流路を形成することとしたので、ベローズの外側に位置する摺動リング体の摺動部に低温流体が流れ込むことがない。したがって、摺動リング体と第１本体の内周面との間の摺動部における低温流体の漏れを考慮する必要がなくなり、低温流体の漏れを可及的に少なくすることができる。また、当該摺動部のシール構造を排除することができるので、複雑な構造を避けることができる。
また、第１カプラの摺動リング体に対して第２カプラの先端筒部が当接し押圧することによって、摺動リング体を第１ポペット弁に対して相対的に移動させて第１ポペット弁を開弁し、かつ、第１ポペット弁の先端面が第２ポペット弁に当接し押圧することによって第２ポペット弁を開弁する構成としたので、特許文献２で示した従来技術のようにポペット弁の弁軸を低温流体流路の外部に取り出す構造が不要となる。したがって、流路内にポペット弁を配置したままで弁の開閉を行うことができ、これにより、低温流体の漏れを少なくすることができる。
【００１０】
さらに、本発明の低温流体用継手では、前記摺動リング体には、前記ベローズの内周側に位置するとともに、該摺動リング体の内周面から軸線方向に延長形成された内筒が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
摺動リング体の内周面から軸線方向に延長形成された内筒を設けることによって、低温流体を円滑に流通させることができる。また、内筒は、ベローズの内周側に位置しているので、低温流体の流れがベローズの凹凸面によって阻害されることがない。
【００１２】
さらに、本発明の低温流体用継手では、前記第１カプラは、前記第１本体の外周側に位置するとともに該第１本体の先端側に突出し、先端部に第１爪部が設けられた外筒を備え、前記第２カプラの前記第２本体には、前記第１爪部に係合可能とされた第２爪部が設けられ、前記第１カプラの前記第１本体に対して前記第２カプラの前記第２本体を挿入する際に、前記外筒を回動させることによって前記第１爪部と前記第２爪部とが係合して該外筒と前記第２本体とが軸線方向に固定されることを特徴とする。
【００１３】
第１カプラの第１本体に対して第２カプラの第２本体を挿入する際に、外筒を回動させることによって爪部同士を係合させて外筒と第２本体とを軸線方向に固定することができる。このように、機械的な簡便な動作によってカプラを固定することができるので作業性が大幅に向上する。
【００１４】
さらに、本発明の低温流体用継手では、前記外筒は、前記第１本体に対して軸線方向に相対移動可能とされ、前記外筒を前記第１本体に対して軸線方向に相対移動させるレバーを備えていることを特徴とする。
【００１５】
第１爪部および第２爪部によって外筒を第２カプラの第２本体に対して軸線方向に固定した後に、レバーを操作して、外筒に対して第１本体を軸線方向に移動させて、第１本体を第２カプラ側に移動させる。これにより、第１カプラの摺動リング体が第２カプラの第２本体の先端筒部によって押圧されることにより、第１ポペット弁が開弁され、また、第１ポペット弁によって押圧されることで第２ポペット弁が開弁する。
【００１６】
さらに、本発明の低温流体用継手では、前記摺動リング体は、前記第２カプラの前記先端筒部に当接するシール部を先端部に備え、該シール部は、前記第１カプラの先端側から着脱可能とされた固定手段によって固定されていることを特徴とする。
【００１７】
摺動リング体の先端部にシール部を設け、第１カプラの先端側から着脱可能とされた固定手段（例えばボルト）によって固定することとしたので、第１カプラの先端側から容易にアクセスしてシール部を交換することができる。
【００１８】
さらに、本発明の低温流体用継手では、前記第１ポペット弁は、前記摺動リング体の弁座部に対して当接するシール部を備える弁体と、該弁体に一端が接続されるとともに他端が前記第１本体の基端側に位置する弁軸とを備え、該弁軸の前記他端は、前記第１本体の基端部に着脱可能に固定されていることを特徴とする。
【００１９】
弁軸の他端が、第１本体の基端部に対して着脱可能に固定されているので、弁軸の他端を第１本体の基端部から取り外すことによって第１ポペット弁を第１本体から取り外すことができる。これにより、第１ポペット弁のシール部を容易に交換することができ、メンテナンス性が向上する。
【００２０】
さらに、本発明の低温流体用継手では、前記第２ポペット弁は、前記第２本体の前記先端筒部に対して当接するシール部を備える弁体と、該弁体に一端が接続されるとともに他端が前記第２本体の基端側に位置する弁軸とを備え、前記第２本体の基端部には、前記弁軸の他端側が移動可能に挿通され、前記第２ポペット弁の前記弁体を前記先端筒部側に付勢する圧縮バネの一端を押さえるバネ押えが着脱可能に固定され、前記第２ポペット弁は、前記バネ押えを前記第２本体の前記基端部から取り外すことによって、取り外されることを特徴とする。
【００２１】
第２ポペット弁は、その弁体の他端がバネ押えに挿通させられた状態で支持されている。このバネ押えを着脱可能としたので、バネ押えとともに第２ポペット弁を取り外すことができる。これにより、第２ポペット弁のシール部を容易に交換することができ、メンテナンス性が向上する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の低温流体用継手によれば、以下の作用効果を奏する。
第１ポペット弁の先端面と第２ポペット弁の先端面とを、接続時に対向した際に、略一致する形状とし、接続時にポペット弁の先端周りに形成される空隙を極めて小さくすることとしたので、接続の際に空気が混入することを防止することができ、ガス置換を不要とすることができる。
また、軸線方向に伸縮可能としたベローズを摺動リング体に対して液密に接続し、このベローズの内周側に低温流体の流路を形成することとしたので、低温流体の漏れを可及的に少なくすることができる。
また、第１カプラの摺動リング体に対して第２カプラの先端筒部が当接し押圧することによって、摺動リング体を第１ポペット弁に対して相対的に移動させて第１ポペット弁を開弁し、かつ、第１ポペット弁の先端面が第２ポペット弁に当接し押圧することによって第２ポペット弁を開弁する構成としたので、特許文献２で示した従来技術のようにポペット弁の弁軸を低温流体流路の外部に取り出す構造が不要となる。したがって、流路内にポペット弁を配置したままで弁の開閉を行うことができ、これにより、低温流体の漏れを少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
図１（ａ）には、ＬＮＧ（低温流体）供給基地の貯蔵タンク１と、ＬＮＧローリ（移動体）２との間でＬＮＧの供給が行われている状態が示されている。貯蔵タンク側配管１ａとローリ側配管２ａとの間には、ＬＮＧ用継手（低温流体用継手）３が設けられている。
ＬＮＧ用継手（以下、単に「継手」という。）３は、図１（ｂ）に示したように、雌側カプラ（第１カプラ）４と、雄側カプラ（第２カプラ）５とを備えている。雌側カプラ４と雄側カプラ５とを接続し、後述するポペット弁を開閉することによって、ＬＮＧの供給および停止が行われる。
【００２４】
雌側カプラ４のフランジ４ｂは、貯蔵タンク側配管１ａのフランジ１ｂに対してボルト及びナットによって固定されており、雄側カプラ５のフランジ５ｂは、ローリ側配管２ａのフランジ２ｂに対してボルト及びナットによって固定されている。
なお、図１（ａ）では、理解の容易のために、継手３がＬＮＧローリ２から離間した位置に示されているが、実際には、雄側カプラ５はＬＮＧローリ２のタンクに設けられた接続口に固定されている。
【００２５】
図２には、継手３の詳細が示された縦断面が示されている。同図には、雌側カプラ４と雄側カプラ５とが離間した状態が示されている。
雌側カプラ４は、筒状の雌側本体１０（第１本体）を備えている。雌側本体１０は、先端側（図において左方）が円筒形状とされており、基端部（図において右方）１１に上述のフランジ４ｂを備えている。
なお、本実施形態において、以下では、基端側とは、カプラ４，５のフランジ４ｂ，５ｂ側を意味し、先端側とは、軸線方向に見た基端側の反対側を意味する。また、軸線方向とは、カプラ４，５が延在する方向すなわちポペット弁が延在する方向（図において水平方向）を意味する。
【００２６】
雌側本体１０の内側には、雌側本体１０と同一軸線を有する摺動リング体１３が収納されている。摺動リング体１３は、略リング形状とされており、雌側本体１０の内周面に対して軸線方向に摺動し得るようになっている。
摺動リング体１３の先端側には、摺動リング体１３の外周に形成された凹部に嵌挿されたシール用ブロック１５が設けられている。シール用ブロック１５は、ボルト（固定手段）１６によって摺動リング体１３に対して固定されている。ボルト１６は、周方向に複数設けられており、雌側カプラ４の先端側から螺結されている。シール用ブロック１５は、リング形状とされており、内周側にテーパ状に形成されたシール面１８にシール材１７が設置されるようになっている。シール材１７としては、−１６２℃程度の低温であってもシール機能を発揮する材料が用いられ、例えば、３フッ化塩化エチレン樹脂や４フッ化エチレン樹脂が好適である。なお、後述するポペット弁３０，４０のシール材についても、同様の材質が用いられる。
このように、シール面１８に対して、後述する雄側カプラ５の先端が液密に当接され得るようになっている。なお、シール用ブロック１５は、雌側カプラ４の先端側からアクセスしてボルト１６を外すことによって摺動リング体１３から取り外すことができるようになっている。
【００２７】
摺動リング体１３の基端側（図において右方）には、摺動リング体１３と同一軸線を有する蛇腹形状のベローズ２０の一端が固定されている。ベローズ２０の他端は、雌側本体４の基端部１１に固定された固定ブロック２１に固定されている。ベローズ２０は、軸線方向に伸縮可能となっている。また、ベローズ２０によってＬＮＧ流路２３の外周限界が形成されている。すなわち、ベローズ２０の内周側にＬＮＧ流路２３が形成され、ベローズ２０の外周側にはＬＮＧが流れないようになっている。したがって、ＬＮＧは、固定ブロック２１、ベローズ２０及び摺動リング体１３の内側を流れる。
【００２８】
ベローズ２０の内側には、ベローズ２０と同一軸線を有する圧縮バネ２５が設置されている。圧縮バネ２５は、固定ブロック２１の内周側に隣接配置されたバネ押え２６と摺動リング体１３の基端側端面との間に配置されており、これにより、摺動リング体１３を先端側に付勢し、摺動リング体１３に負荷が加わらない図２の状態では閉弁状態を保持している。
【００２９】
ベローズ２０の内側でかつ圧縮バネ２５の内側には、摺動リング体１３と同一軸線を有する内筒２７が設けられている。内筒２７は、摺動リング体１３の内周面から軸線方向に基端側に向かって延長された状態で一体的に形成されている。ＬＮＧは、一連に形成された内筒２７及び摺動リング体１３の内周面に沿って流れる。
【００３０】
摺動リング体１３の内周側には、雌側本体１０の軸線上に延在する雌側ポペット弁（第１ポペット弁）３０が設けられている。
雌側ポペット弁３０は、軸線上に延在する弁軸３３と、弁軸３３の先端に設けられた弁体３２とを有している。
弁体３２は、弁軸３３に対して拡径された略円錐台形状とされており、摺動リング体１３の先端側の最内周に形成された弁座部に対して当接するシール部３１を有している。シール部３１には、上述した３フッ化塩化エチレン樹脂等のシール材が設置されている。弁体３２の先端面は、中心に設けられ先端側に突出する凸部３２ａと、凸部３２ａの周囲に平坦状に延在する平坦面３２ｂとが設けられている。凸部３２ａは、後述する雄側ポペット弁４０の弁体４２の中心位置に形成された凹所４２ａ内に収納されるようになっている。平坦面３２ｂは、上述したシール用ブロック１５の先端から僅かに基端側に退避した位置に設置されている。
【００３１】
弁軸３３は、基端側が雌側本体１０の基端部１１に固定されている。具体的には、雌側本体１０の基端部１１の中央に弁軸固定部材３５が固定されており、この弁軸固定部材３５の中心に形成された孔に弁軸３３を挿通させ、ナット３６によって弁軸３３を固定するようになっている。弁軸固定部材３５は、周方向に複数設けられたボルト３７によって、固定ブロック２１及びバネ押え２６と共に、雌側本体１０に対して固定されている。なお、雌側ポペット弁３０は、ナット３６を外すことによって、取り外すことができるようになっている。
【００３２】
雌側本体１０の外周側には、外筒３８が設けられている。外筒３８は、その先端部が雌側本体１０の先端側に突出した状態で設けられている。外筒３８の先端には、内周に突出する第１爪部３８ａが設けられている。第１爪部３８ａは、円周方向に所定長さで間隔をおいて複数設けられている。第１爪部３８ａは、後述する雄側本体５０に設けた第２爪部５１に対して係合するようになっている。外筒３８には、回動レバー３９が固定されており、回動レバーを軸線回りに回動することによって、雌側本体１０に対して外筒３８を回動させることができる（図３（ａ）及び（ｂ）を参照）。
外筒３８の円筒壁部には、複数の孔３８ｂが形成されている。これらの孔３８は、湿分を含んだ空気のパージ穴またはガス漏れ検知穴として用いることができる。
外筒３８は、さらに、雌側本体１０に対して軸線方向に相対移動可能とされている。具体的には、図４に示すように、作動レバー４５を回動することによって外筒３８を軸線方向に移動させる。作動レバー４５は、その回動支点４５ａが外筒３８に設けられており、また、雌側本体１０とは作用点４５ｂにて回転自由に固定されている。これにより、図４に示す矢印方向に作動レバー４５を回動させることによって、雌側本体１０と外筒３８とを軸線方向に相対移動させることができるようになっている。すなわち、作動レバー４５の把持部４５ｃが外筒３８の上方に位置する状態から、矢印方向に示すように把持部４５ｃを雌側本体１０側に引きつけて作動レバー４５を倒すことによって、雌側本体１０を外筒３８に対して先端側に移動させることができる。
【００３３】
雄側カプラ５は、筒状の雄側本体５０を備えている。雄側本体５０は、先端側（図において右方）が円筒形状とされており、基端部（図において左方）５２に上述のフランジ５ｂを備えている。この基端部５２の外周には、先端側に突出する突出部５２ａが形成されている。突出部５２ａは、周方向に所定長さで間隔をおいて複数設けられている。突出部５２によって、内周側に差し込み凹部５２ｂが形成される。この差し込み凹部５２ｂ内に、上述した外筒３８の先端が挿入されるようになっており、これにより、両カプラ４，５の軸心合わせが容易に行われるようになっている。差し込み凹部５２ｂを形成する雄側本体５０の外周面には、外周側に突出する第２爪部５１が設けられている。第２爪部５１は、周方向に所定長さで間隔をおいて複数設けられている。第２爪部５１は、雌側カプラ４に設けられた第１爪部３８ａに係合するようになっている。
雄側本体５０の先端には、先端筒部５４が設けられている。先端筒部５４は、先端面の内周側が、前述した摺動リング体１３の先端に設けられたシール面１８に当接するシール面５５となっている。また、先端筒部５４の基端側壁部５６は、円錐状のテーパ面となっており、雄側ポペット弁４０のシール部が当接する弁座となっている。
【００３４】
雄側本体５０内には、雄側ポペット弁（第２ポペット弁）４０が設けられている。
雄側ポペット弁４０は、軸線上に延在する弁軸４３と、弁軸４３の先端に設けられた弁体４２とを有している。
弁体４２は、弁軸４３に対して拡径された形状とされており、先端筒部５４の基端側壁部５６に形成された弁座部に対して当接するシール部４１を有している。シール部４１には、上述した３フッ化塩化エチレン樹脂等のシール材が設置されている。弁体４２の先端面は、中心に設けた凹所４２ａと、凹所４２ａの周囲に平坦状に延在する平坦面４２ｂとが設けられている。凹所４２ａは、上述した雌側ポペット弁３０の弁体３２の中心位置に形成された凸部３２ａを収納するようになっている。このように、雄側ポペット弁４０の凹所４２ａと雌側ポペット弁３０の凸部３２ａとが対応し、雄側ポペット弁４０の平坦面４２ｂと雌側ポペット弁３０の平坦面３２ｂとが対応している。したがって、カプラ４，５同士を接続する際にポペット弁３０，４０の先端面同士を対向させた場合に、ポペット弁３０，４０の先端部周りには空隙がほとんど形成されない形状となっている。
平坦面４２ｂは、上述した先端筒部５４の先端から僅かに基端側に退避した位置に設置されている。
【００３５】
雄側本体５０の基端側内周には、バネ押え６０が設けられている。バネ押え６０は、外周の複数位置に設置されるボルト６１によって雄側本体５０に固定されている。バネ押え６０の中心には、孔部が形成されており、雄側ポペット弁４０の弁軸４３の基端側が挿通されるようになっている。弁軸４３は、バネ押え６０に対して軸線方向に移動自在とされている。したがって、雄側ポペット弁４０は、ボルト６１を外すことによってバネ押え６０とともに取り外すことができるようになっている。
バネ押え６０と弁体４０の基端側面との間には、弁体４０と同一軸線を有する圧縮バネ６３が配置されている。この圧縮バネ６３によって、雄側ポペット弁４０は先端側に付勢され、雄側ポペット弁４０の先端面に対して基端側に向けた負荷が加わらない図２の状態では閉弁状態を保持している。
【００３６】
次に、上記構成の継手３の使用方法について説明する。
先ず、貯蔵タンク側配管１ａに接続された雌側カプラ４を、ＬＮＧローリ２のローリ側配管２ａに接続された雄側カプラ５に対して接近させる。そして、雌側カプラ４の外筒３８の内周側に雄側カプラ５の雄側本体５０の先端筒部５４が収納されるように差し込む。
そして更にカプラ同士を接近させ、図５に示すように、雄側本体５０の先端筒部５４を雌側本体１０の内部に挿入する。この状態では、両カプラのポペット弁３０，４０はいずれも閉とされている。図５に示すように、雄側カプラの先端筒部５４を雌側本体１０に挿入した開弁前の状態では、ポペット弁３０の凸部３２ａが雄側ポペット弁４０の凹所４２ａに挿入され、各ポペット弁の先端面形状が略一致しており、ほとんど空隙が形成されていない。
【００３７】
そして、回動レバー３９を回動させて、図３（ａ）に示す位置から、図３（ｂ）に示す位置まで外筒３８を回動させる。この際に、外筒３８の先端が雄側本体５０に形成された差し込み凹部５２ｂにガイドされる。これにより、外筒３８の第１爪部３８ａと雄側本体５０の第２爪部５１とが係合し、外筒３８と雄側本体５０とが軸線方向に移動しないように固定される。
【００３８】
次に、図４に示すように、作動レバー４５（図４参照）を回動させることによって、外筒３８に対して雌側本体１０を軸線方向に沿って先端側（図において左方）へと移動させる。この動作により、図６に示すように、摺動リング体１３のシール面１８と先端筒部５４のシール面５５とが押圧されて確実に接触する。そして、摺動リング体１３が雌側ポペット弁３０に対して基端側に移動し、雌側ポペット弁３０のシール面３１が摺動リング体１３から離間させられることによって雌側ポペット弁３０が開弁される。この摺動リング体１３の移動に伴って、ベローズ２０は圧縮されて縮む。
一方、雌側ポペット弁３０は、雄側本体５０内へと移動し、雄側ポペット弁４０の先端面に当接して軸線方向に押圧し、雄側ポペット弁４０を軸線方向に沿って基端側（図において左方）へと移動させる。これにより、雄側ポペット弁４０のシール面４１が先端筒部５４から離間して開弁する。雄側ポペット弁４０の移動に伴い、雄側ポペット弁４０の弁軸４３の基端側は、ローリ側配管２ａ内へと入り込む。
【００３９】
このようにして、雌側ポペット弁３０及び雄側ポペット弁４０が開弁され、図６の矢印で示す方向にＬＮＧが流れる。なお、同図に示したＬＮＧの流れ方向は、貯蔵タンク側からローリ側へとなっているが、もちろん、逆の流れ（すなわちローリ側から貯蔵タンク側）が行われる場合もある。特にこのときには、ローリ側のタンクの内圧が貯蔵側に比べて乏しいので、継手３内の圧損を極力小さくすることが好ましい。本実施形態では、摺動リング体１３の内周面に連続的に接続した内筒２７を設け、ベローズ２０の凹凸面による圧損を回避するようになっている。
【００４０】
ＬＮＧの供給を停止する場合には、上述の逆の手順を行う。すなわち、作動レバーを図４の矢印の逆方向に回動させて、外筒３８に対して雌側本体１０を軸線方向に沿って図において右側に離間させることによって、ポペット弁３０，４０を閉弁させる。そして、回動レバー３９を回動させて爪部３８ａ，５１の係合を解除した後に、雌側カプラ４を雄側カプラ５から離間させる。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態にかかる継手３によれば、以下の作用効果を奏する。
雌側ポペット弁３０の先端面と雄側ポペット弁４０の先端面とが、接続時に対向した際に略一致する形状とされているので、ポペット弁３０，４０同士を当接する際にポペット弁の先端周りに形成される空隙を極めて小さくすることができる。したがって、接続の際に空気が混入することを防止することができ、ガス置換を行う必要がなくなる。
【００４２】
軸線方向に伸縮可能としたベローズ２０を摺動リング体１３に対して液密に接続し、このベローズ２０の内周側にＬＮＧの流路を形成することとしたので、ベローズ２０の外側に位置する摺動リング体１３の摺動部にＬＮＧが流れ込むことがない。したがって、摺動リング体１３と雌側本体１０の内周面との間の摺動部におけるＬＮＧの漏れを考慮する必要がなくなるとともに、当該摺動部のシール構造を排除することによって複雑な構造を避けることができる。
【００４３】
雌側カプラ４の摺動リング体１３に対して雄側カプラ５の先端筒部５４が当接し押圧することによって、摺動リング体１３を雌側ポペット弁３０に対して相対的に移動させて雌側ポペット弁３０を開弁し、かつ、雌側ポペット弁３０の先端面が雄側ポペット弁４０に当接し押圧することによって雄側ポペット弁４０を開弁する構成としたので、特許文献２で示した従来技術のようにポペット弁の弁軸をＬＮＧ流路の外部に取り出す構造が不要となる。したがって、流路内にポペット弁を配置したままで弁の開閉を行うことができ、これにより、ＬＮＧの漏れを少なくすることができる。
【００４４】
雌側カプラ４の雌側本体１０に対して雄側カプラ５の雄側本体５０を挿入する際に、これら回動レバー３９によって外筒３８を回動させて爪部３８ａ，５１同士を係合させて外筒３８と雄側本体５０とを軸線方向に固定することとした。このように、機械的な簡便な動作によってカプラを固定することができるので作業性が大幅に向上する。
【００４５】
爪部３８ａ，５１によって外筒３８を雄側カプラ５の雄側本体５０に対して軸線方向に固定した後に、作動レバー４５を操作して、外筒３８に対して雌側本体１０を軸線方向に移動させて、雌側本体１０を雄側カプラ５側に移動させる。これにより、雌側カプラ４の摺動リング体１３が雄側カプラ５の先端筒部５４によって押圧されることにより、雌側ポペット弁３０が開弁され、また、雌側ポペット弁３０によって押圧されることで雄側ポペット弁４０が開弁する。このように、作動レバー４５を回動させるだけで開弁させてＬＮＧの供給を開始させ、また停止させることができるので、作業が極めて容易となる。
【００４６】
シール材１８を備えたシール用ブロック１５を、ボルト１６を取り外すことによって取り外すことができるようにしたので、シール材１８の交換を容易に行うことができ、メンテナンス作業が容易となる。
また、雌側ポペット弁３０の弁軸３３の基端部に固定されたナット３６を外すことによって雌側ポペット弁３０を取り外すことができるので、シール材の交換を容易に行うことができる。
また、バネ押え６０を固定しているボルト６１を外すことによって、バネ押え６０とともに雄側ポペット弁４０を取り外すことができるので、シール材の交換を容易に行うことができる。
【００４７】
なお、上述した実施形態では、低温流体の一例としてＬＮＧを用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば液体窒素に対して適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態にかかる低温流体用継手の使用例を示し、（ａ）はＬＮＧ貯蔵タンクとＬＮＧローリとの間でＬＮＧの供給が行われている状態を示した模式図であり、（ｂ）は低温流体用継手の周辺を拡大して示した側面図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる低温流体用継手であり、接続前の状態を示した縦断面図である。
【図３】雌側カプラの正面図であり、（ａ）は固定前の回動レバー位置を示し、（ｂ）は固定後の回動レバー位置を示す。
【図４】作動レバーの動作を示した側面図である。
【図５】雄側カプラと雌側カプラとを接続し、開弁前の状態を示した縦断面図である。
【図６】開弁状態を示した縦断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 貯蔵タンク
２ ＬＮＧローリ（移動体）
３ ＬＮＧ用継手（低温流体用継手）
４ 雌側カプラ（第１カプラ）
５ 雄側カプラ（第２カプラ）
１３ 摺動リング体
２０ ベローズ
２７ 内筒
３０ 雌側ポペット弁（第１ポペット弁）
３８ 外筒
４０ 雄側ポペット弁（第２ポペット弁）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＬＮＧ（液化天然ガス）、液体窒素等の低温流体の輸送に用いて好適な低温流体用継手に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＮＧ供給基地やＬＮＧ供給スタンド等の貯蔵タンク側に接続された固定側カプラと、タンクローリ車やＬＮＧ駆動車等に設置された移動体タンクに接続された移動体側カプラとを接続して、ＬＮＧなどの低温流体を供給する低温流体用継手がある。
このような低温流体用継手として、特許文献１に記載されたものが知られている。同文献に記載された低温流体用継手は、差し込み構造とされたバイヨネット継手方式とされ、接続時に空気が混入しないように配慮されている。また、同文献の図１７に示されているように、雄側カプラと雌側カプラのそれぞれにポペット弁を設け、これらポペット弁の先端同士を当接させて押圧することによって開弁する構造が採用されている。
【０００３】
特許文献２の流体継手は、同文献の図１に示されているように、雄側カプラおよび雌側カプラに設けたポペット弁の先端形状を平面形状とし、当接時に一致してポペット弁の先端周りに空間が形成されないようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特許第３３８９２４１号公報（図１７）
【特許文献１２】特表平８−５０１１３５号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載された継手では、対向するそれぞれのポペット弁の先端に凸部が形成されているため、接続時にはポペット弁の先端周りに空間が形成されることになり、空気の混入を防ぐには十分な構造とは言えない。
空気の混入が発生するおそれがある場合には、カプラの接続時に空気を置換するために窒素ガスを吹き付けてガス置換を行う必要があり、継手の構造が複雑になるとともに作業が繁雑となる。
【０００６】
これに対して、特許文献２では、ポペット弁の先端周りに空間が形成されないような構造として、ガス置換を回避できるようになっている。
しかし、同文献では、ポペット弁の弁軸を低温流体の流路から外部へと取り出しているので、この部分での低温流体の漏れが発生するおそれがある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ガス置換の必要がなく低温流体の漏れを可及的に防止できる低温流体用継手を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の低温流体用継手は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる低温流体用継手は、低温流体を貯蔵する貯蔵タンク側に接続された第１カプラと、移動体に設置された移動体タンク側に接続された第２カプラとを備え、これらカプラ同士を接続することによって前記貯蔵タンクと前記移動体タンクとの間で低温流体を流通させる低温流体用継手において、前記第１カプラは、筒状の第１本体と、該第１本体の内周面に対して軸線方向に摺動可能に収納されるとともに先端面にて前記第２カプラに液密に当接可能とされた摺動リング体と、該摺動リング体の内周側にて前記第１本体の略軸線上に延在するとともに該摺動リング体に対して開閉する第１ポペット弁とを備え、前記第２カプラは、前記第１本体の内周面に沿って挿入されるとともに前記摺動リング体に対して当接する先端筒部を有する第２本体と、該第２本体内に収容されて該第２本体の略軸線上に延在するとともに前記先端筒部に対して開閉する第２ポペット弁とを備え、前記第１ポペット弁の先端面と前記第２ポペット弁の先端面とは、接続時に対向した際に略一致する形状とされ、前記摺動リング体には、軸線方向に伸縮可能とされ、その内周側に低温流体の流路が形成されたベローズが液密に接続され、前記第１カプラの前記摺動リング体に対して前記第２カプラの前記先端筒部が当接し押圧することによって、該摺動リング体を前記第１ポペット弁に対して相対的に移動させて該第１ポペット弁を開弁し、かつ、該第１ポペット弁の先端面が前記第２ポペット弁に当接し押圧することによって該第２ポペット弁が開弁することを特徴とする。
【０００９】
第１ポペット弁の先端面と第２ポペット弁の先端面とが、接続時に対向した際に、略一致する形状とされているので、接続時にポペット弁の先端周りに形成される空隙を極めて小さくすることができる。したがって、接続の際に空気が混入することを防止することができ、ガス置換を行う必要がなくなる。
さらに、本発明では、軸線方向に伸縮可能としたベローズを摺動リング体に対して液密に接続し、このベローズの内周側に低温流体の流路を形成することとしたので、ベローズの外側に位置する摺動リング体の摺動部に低温流体が流れ込むことがない。したがって、摺動リング体と第１本体の内周面との間の摺動部における低温流体の漏れを考慮する必要がなくなり、低温流体の漏れを可及的に少なくすることができる。また、当該摺動部のシール構造を排除することができるので、複雑な構造を避けることができる。
また、第１カプラの摺動リング体に対して第２カプラの先端筒部が当接し押圧することによって、摺動リング体を第１ポペット弁に対して相対的に移動させて第１ポペット弁を開弁し、かつ、第１ポペット弁の先端面が第２ポペット弁に当接し押圧することによって第２ポペット弁を開弁する構成としたので、特許文献２で示した従来技術のようにポペット弁の弁軸を低温流体流路の外部に取り出す構造が不要となる。したがって、流路内にポペット弁を配置したままで弁の開閉を行うことができ、これにより、低温流体の漏れを少なくすることができる。
【００１０】
さらに、本発明の低温流体用継手では、前記摺動リング体には、前記ベローズの内周側に位置するとともに、該摺動リング体の内周面から軸線方向に延長形成された内筒が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
摺動リング体の内周面から軸線方向に延長形成された内筒を設けることによって、低温流体を円滑に流通させることができる。また、内筒は、ベローズの内周側に位置しているので、低温流体の流れがベローズの凹凸面によって阻害されることがない。
【００１２】
さらに、本発明の低温流体用継手では、前記第１カプラは、前記第１本体の外周側に位置するとともに該第１本体の先端側に突出し、先端部に第１爪部が設けられた外筒を備え、前記第２カプラの前記第２本体には、前記第１爪部に係合可能とされた第２爪部が設けられ、前記第１カプラの前記第１本体に対して前記第２カプラの前記第２本体を挿入する際に、前記外筒を回動させることによって前記第１爪部と前記第２爪部とが係合して該外筒と前記第２本体とが軸線方向に固定されることを特徴とする。
【００１３】
第１カプラの第１本体に対して第２カプラの第２本体を挿入する際に、外筒を回動させることによって爪部同士を係合させて外筒と第２本体とを軸線方向に固定することができる。このように、機械的な簡便な動作によってカプラを固定することができるので作業性が大幅に向上する。
【００１４】
さらに、本発明の低温流体用継手では、前記外筒は、前記第１本体に対して軸線方向に相対移動可能とされ、前記外筒を前記第１本体に対して軸線方向に相対移動させるレバーを備えていることを特徴とする。
【００１５】
第１爪部および第２爪部によって外筒を第２カプラの第２本体に対して軸線方向に固定した後に、レバーを操作して、外筒に対して第１本体を軸線方向に移動させて、第１本体を第２カプラ側に移動させる。これにより、第１カプラの摺動リング体が第２カプラの第２本体の先端筒部によって押圧されることにより、第１ポペット弁が開弁され、また、第１ポペット弁によって押圧されることで第２ポペット弁が開弁する。
【００１６】
さらに、本発明の低温流体用継手では、前記摺動リング体は、前記第２カプラの前記先端筒部に当接するシール部を先端部に備え、該シール部は、前記第１カプラの先端側から着脱可能とされた固定手段によって固定されていることを特徴とする。
【００１７】
摺動リング体の先端部にシール部を設け、第１カプラの先端側から着脱可能とされた固定手段（例えばボルト）によって固定することとしたので、第１カプラの先端側から容易にアクセスしてシール部を交換することができる。
【００１８】
さらに、本発明の低温流体用継手では、前記第１ポペット弁は、前記摺動リング体の弁座部に対して当接するシール部を備える弁体と、該弁体に一端が接続されるとともに他端が前記第１本体の基端側に位置する弁軸とを備え、該弁軸の前記他端は、前記第１本体の基端部に着脱可能に固定されていることを特徴とする。
【００１９】
弁軸の他端が、第１本体の基端部に対して着脱可能に固定されているので、弁軸の他端を第１本体の基端部から取り外すことによって第１ポペット弁を第１本体から取り外すことができる。これにより、第１ポペット弁のシール部を容易に交換することができ、メンテナンス性が向上する。
【００２０】
さらに、本発明の低温流体用継手では、前記第２ポペット弁は、前記第２本体の前記先端筒部に対して当接するシール部を備える弁体と、該弁体に一端が接続されるとともに他端が前記第２本体の基端側に位置する弁軸とを備え、前記第２本体の基端部には、前記弁軸の他端側が移動可能に挿通され、前記第２ポペット弁の前記弁体を前記先端筒部側に付勢する圧縮バネの一端を押さえるバネ押えが着脱可能に固定され、前記第２ポペット弁は、前記バネ押えを前記第２本体の前記基端部から取り外すことによって、取り外されることを特徴とする。
【００２１】
第２ポペット弁は、その弁体の他端がバネ押えに挿通させられた状態で支持されている。このバネ押えを着脱可能としたので、バネ押えとともに第２ポペット弁を取り外すことができる。これにより、第２ポペット弁のシール部を容易に交換することができ、メンテナンス性が向上する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の低温流体用継手によれば、以下の作用効果を奏する。
第１ポペット弁の先端面と第２ポペット弁の先端面とを、接続時に対向した際に、略一致する形状とし、接続時にポペット弁の先端周りに形成される空隙を極めて小さくすることとしたので、接続の際に空気が混入することを防止することができ、ガス置換を不要とすることができる。
また、軸線方向に伸縮可能としたベローズを摺動リング体に対して液密に接続し、このベローズの内周側に低温流体の流路を形成することとしたので、低温流体の漏れを可及的に少なくすることができる。
また、第１カプラの摺動リング体に対して第２カプラの先端筒部が当接し押圧することによって、摺動リング体を第１ポペット弁に対して相対的に移動させて第１ポペット弁を開弁し、かつ、第１ポペット弁の先端面が第２ポペット弁に当接し押圧することによって第２ポペット弁を開弁する構成としたので、特許文献２で示した従来技術のようにポペット弁の弁軸を低温流体流路の外部に取り出す構造が不要となる。したがって、流路内にポペット弁を配置したままで弁の開閉を行うことができ、これにより、低温流体の漏れを少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
図１（ａ）には、ＬＮＧ（低温流体）供給基地の貯蔵タンク１と、ＬＮＧローリ（移動体）２との間でＬＮＧの供給が行われている状態が示されている。貯蔵タンク側配管１ａとローリ側配管２ａとの間には、ＬＮＧ用継手（低温流体用継手）３が設けられている。
ＬＮＧ用継手（以下、単に「継手」という。）３は、図１（ｂ）に示したように、雌側カプラ（第１カプラ）４と、雄側カプラ（第２カプラ）５とを備えている。雌側カプラ４と雄側カプラ５とを接続し、後述するポペット弁を開閉することによって、ＬＮＧの供給および停止が行われる。
【００２４】
雌側カプラ４のフランジ４ｂは、貯蔵タンク側配管１ａのフランジ１ｂに対してボルト及びナットによって固定されており、雄側カプラ５のフランジ５ｂは、ローリ側配管２ａのフランジ２ｂに対してボルト及びナットによって固定されている。
なお、図１（ａ）では、理解の容易のために、継手３がＬＮＧローリ２から離間した位置に示されているが、実際には、雄側カプラ５はＬＮＧローリ２のタンクに設けられた接続口に固定されている。
【００２５】
図２には、継手３の詳細が示された縦断面が示されている。同図には、雌側カプラ４と雄側カプラ５とが離間した状態が示されている。
雌側カプラ４は、筒状の雌側本体１０（第１本体）を備えている。雌側本体１０は、先端側（図において左方）が円筒形状とされており、基端部（図において右方）１１に上述のフランジ４ｂを備えている。
なお、本実施形態において、以下では、基端側とは、カプラ４，５のフランジ４ｂ，５ｂ側を意味し、先端側とは、軸線方向に見た基端側の反対側を意味する。また、軸線方向とは、カプラ４，５が延在する方向すなわちポペット弁が延在する方向（図において水平方向）を意味する。
【００２６】
雌側本体１０の内側には、雌側本体１０と同一軸線を有する摺動リング体１３が収納されている。摺動リング体１３は、略リング形状とされており、雌側本体１０の内周面に対して軸線方向に摺動し得るようになっている。
摺動リング体１３の先端側には、摺動リング体１３の外周に形成された凹部に嵌挿されたシール用ブロック１５が設けられている。シール用ブロック１５は、ボルト（固定手段）１６によって摺動リング体１３に対して固定されている。ボルト１６は、周方向に複数設けられており、雌側カプラ４の先端側から螺結されている。シール用ブロック１５は、リング形状とされており、内周側にテーパ状に形成されたシール面１８にシール材１７が設置されるようになっている。シール材１７としては、−１６２℃程度の低温であってもシール機能を発揮する材料が用いられ、例えば、３フッ化塩化エチレン樹脂や４フッ化エチレン樹脂が好適である。なお、後述するポペット弁３０，４０のシール材についても、同様の材質が用いられる。
このように、シール面１８に対して、後述する雄側カプラ５の先端が液密に当接され得るようになっている。なお、シール用ブロック１５は、雌側カプラ４の先端側からアクセスしてボルト１６を外すことによって摺動リング体１３から取り外すことができるようになっている。
【００２７】
摺動リング体１３の基端側（図において右方）には、摺動リング体１３と同一軸線を有する蛇腹形状のベローズ２０の一端が固定されている。ベローズ２０の他端は、雌側本体４の基端部１１に固定された固定ブロック２１に固定されている。ベローズ２０は、軸線方向に伸縮可能となっている。また、ベローズ２０によってＬＮＧ流路２３の外周限界が形成されている。すなわち、ベローズ２０の内周側にＬＮＧ流路２３が形成され、ベローズ２０の外周側にはＬＮＧが流れないようになっている。したがって、ＬＮＧは、固定ブロック２１、ベローズ２０及び摺動リング体１３の内側を流れる。
【００２８】
ベローズ２０の内側には、ベローズ２０と同一軸線を有する圧縮バネ２５が設置されている。圧縮バネ２５は、固定ブロック２１の内周側に隣接配置されたバネ押え２６と摺動リング体１３の基端側端面との間に配置されており、これにより、摺動リング体１３を先端側に付勢し、摺動リング体１３に負荷が加わらない図２の状態では閉弁状態を保持している。
【００２９】
ベローズ２０の内側でかつ圧縮バネ２５の内側には、摺動リング体１３と同一軸線を有する内筒２７が設けられている。内筒２７は、摺動リング体１３の内周面から軸線方向に基端側に向かって延長された状態で一体的に形成されている。ＬＮＧは、一連に形成された内筒２７及び摺動リング体１３の内周面に沿って流れる。
【００３０】
摺動リング体１３の内周側には、雌側本体１０の軸線上に延在する雌側ポペット弁（第１ポペット弁）３０が設けられている。
雌側ポペット弁３０は、軸線上に延在する弁軸３３と、弁軸３３の先端に設けられた弁体３２とを有している。
弁体３２は、弁軸３３に対して拡径された略円錐台形状とされており、摺動リング体１３の先端側の最内周に形成された弁座部に対して当接するシール部３１を有している。シール部３１には、上述した３フッ化塩化エチレン樹脂等のシール材が設置されている。弁体３２の先端面は、中心に設けられ先端側に突出する凸部３２ａと、凸部３２ａの周囲に平坦状に延在する平坦面３２ｂとが設けられている。凸部３２ａは、後述する雄側ポペット弁４０の弁体４２の中心位置に形成された凹所４２ａ内に収納されるようになっている。平坦面３２ｂは、上述したシール用ブロック１５の先端から僅かに基端側に退避した位置に設置されている。
【００３１】
弁軸３３は、基端側が雌側本体１０の基端部１１に固定されている。具体的には、雌側本体１０の基端部１１の中央に弁軸固定部材３５が固定されており、この弁軸固定部材３５の中心に形成された孔に弁軸３３を挿通させ、ナット３６によって弁軸３３を固定するようになっている。弁軸固定部材３５は、周方向に複数設けられたボルト３７によって、固定ブロック２１及びバネ押え２６と共に、雌側本体１０に対して固定されている。なお、雌側ポペット弁３０は、ナット３６を外すことによって、取り外すことができるようになっている。
【００３２】
雌側本体１０の外周側には、外筒３８が設けられている。外筒３８は、その先端部が雌側本体１０の先端側に突出した状態で設けられている。外筒３８の先端には、内周に突出する第１爪部３８ａが設けられている。第１爪部３８ａは、円周方向に所定長さで間隔をおいて複数設けられている。第１爪部３８ａは、後述する雄側本体５０に設けた第２爪部５１に対して係合するようになっている。外筒３８には、回動レバー３９が固定されており、回動レバーを軸線回りに回動することによって、雌側本体１０に対して外筒３８を回動させることができる（図３（ａ）及び（ｂ）を参照）。
外筒３８の円筒壁部には、複数の孔３８ｂが形成されている。これらの孔３８は、湿分を含んだ空気のパージ穴またはガス漏れ検知穴として用いることができる。
外筒３８は、さらに、雌側本体１０に対して軸線方向に相対移動可能とされている。具体的には、図４に示すように、作動レバー４５を回動することによって外筒３８を軸線方向に移動させる。作動レバー４５は、その回動支点４５ａが外筒３８に設けられており、また、雌側本体１０とは作用点４５ｂにて回転自由に固定されている。これにより、図４に示す矢印方向に作動レバー４５を回動させることによって、雌側本体１０と外筒３８とを軸線方向に相対移動させることができるようになっている。すなわち、作動レバー４５の把持部４５ｃが外筒３８の上方に位置する状態から、矢印方向に示すように把持部４５ｃを雌側本体１０側に引きつけて作動レバー４５を倒すことによって、雌側本体１０を外筒３８に対して先端側に移動させることができる。
【００３３】
雄側カプラ５は、筒状の雄側本体５０を備えている。雄側本体５０は、先端側（図において右方）が円筒形状とされており、基端部（図において左方）５２に上述のフランジ５ｂを備えている。この基端部５２の外周には、先端側に突出する突出部５２ａが形成されている。突出部５２ａは、周方向に所定長さで間隔をおいて複数設けられている。突出部５２によって、内周側に差し込み凹部５２ｂが形成される。この差し込み凹部５２ｂ内に、上述した外筒３８の先端が挿入されるようになっており、これにより、両カプラ４，５の軸心合わせが容易に行われるようになっている。差し込み凹部５２ｂを形成する雄側本体５０の外周面には、外周側に突出する第２爪部５１が設けられている。第２爪部５１は、周方向に所定長さで間隔をおいて複数設けられている。第２爪部５１は、雌側カプラ４に設けられた第１爪部３８ａに係合するようになっている。
雄側本体５０の先端には、先端筒部５４が設けられている。先端筒部５４は、先端面の内周側が、前述した摺動リング体１３の先端に設けられたシール面１８に当接するシール面５５となっている。また、先端筒部５４の基端側壁部５６は、円錐状のテーパ面となっており、雄側ポペット弁４０のシール部が当接する弁座となっている。
【００３４】
雄側本体５０内には、雄側ポペット弁（第２ポペット弁）４０が設けられている。
雄側ポペット弁４０は、軸線上に延在する弁軸４３と、弁軸４３の先端に設けられた弁体４２とを有している。
弁体４２は、弁軸４３に対して拡径された形状とされており、先端筒部５４の基端側壁部５６に形成された弁座部に対して当接するシール部４１を有している。シール部４１には、上述した３フッ化塩化エチレン樹脂等のシール材が設置されている。弁体４２の先端面は、中心に設けた凹所４２ａと、凹所４２ａの周囲に平坦状に延在する平坦面４２ｂとが設けられている。凹所４２ａは、上述した雌側ポペット弁３０の弁体３２の中心位置に形成された凸部３２ａを収納するようになっている。このように、雄側ポペット弁４０の凹所４２ａと雌側ポペット弁３０の凸部３２ａとが対応し、雄側ポペット弁４０の平坦面４２ｂと雌側ポペット弁３０の平坦面３２ｂとが対応している。したがって、カプラ４，５同士を接続する際にポペット弁３０，４０の先端面同士を対向させた場合に、ポペット弁３０，４０の先端部周りには空隙がほとんど形成されない形状となっている。
平坦面４２ｂは、上述した先端筒部５４の先端から僅かに基端側に退避した位置に設置されている。
【００３５】
雄側本体５０の基端側内周には、バネ押え６０が設けられている。バネ押え６０は、外周の複数位置に設置されるボルト６１によって雄側本体５０に固定されている。バネ押え６０の中心には、孔部が形成されており、雄側ポペット弁４０の弁軸４３の基端側が挿通されるようになっている。弁軸４３は、バネ押え６０に対して軸線方向に移動自在とされている。したがって、雄側ポペット弁４０は、ボルト６１を外すことによってバネ押え６０とともに取り外すことができるようになっている。
バネ押え６０と弁体４０の基端側面との間には、弁体４０と同一軸線を有する圧縮バネ６３が配置されている。この圧縮バネ６３によって、雄側ポペット弁４０は先端側に付勢され、雄側ポペット弁４０の先端面に対して基端側に向けた負荷が加わらない図２の状態では閉弁状態を保持している。
【００３６】
次に、上記構成の継手３の使用方法について説明する。
先ず、貯蔵タンク側配管１ａに接続された雌側カプラ４を、ＬＮＧローリ２のローリ側配管２ａに接続された雄側カプラ５に対して接近させる。そして、雌側カプラ４の外筒３８の内周側に雄側カプラ５の雄側本体５０の先端筒部５４が収納されるように差し込む。
そして更にカプラ同士を接近させ、図５に示すように、雄側本体５０の先端筒部５４を雌側本体１０の内部に挿入する。この状態では、両カプラのポペット弁３０，４０はいずれも閉とされている。図５に示すように、雄側カプラの先端筒部５４を雌側本体１０に挿入した開弁前の状態では、ポペット弁３０の凸部３２ａが雄側ポペット弁４０の凹所４２ａに挿入され、各ポペット弁の先端面形状が略一致しており、ほとんど空隙が形成されていない。
【００３７】
そして、回動レバー３９を回動させて、図３（ａ）に示す位置から、図３（ｂ）に示す位置まで外筒３８を回動させる。この際に、外筒３８の先端が雄側本体５０に形成された差し込み凹部５２ｂにガイドされる。これにより、外筒３８の第１爪部３８ａと雄側本体５０の第２爪部５１とが係合し、外筒３８と雄側本体５０とが軸線方向に移動しないように固定される。
【００３８】
次に、図４に示すように、作動レバー４５（図４参照）を回動させることによって、外筒３８に対して雌側本体１０を軸線方向に沿って先端側（図において左方）へと移動させる。この動作により、図６に示すように、摺動リング体１３のシール面１８と先端筒部５４のシール面５５とが押圧されて確実に接触する。そして、摺動リング体１３が雌側ポペット弁３０に対して基端側に移動し、雌側ポペット弁３０のシール面３１が摺動リング体１３から離間させられることによって雌側ポペット弁３０が開弁される。この摺動リング体１３の移動に伴って、ベローズ２０は圧縮されて縮む。
一方、雌側ポペット弁３０は、雄側本体５０内へと移動し、雄側ポペット弁４０の先端面に当接して軸線方向に押圧し、雄側ポペット弁４０を軸線方向に沿って基端側（図において左方）へと移動させる。これにより、雄側ポペット弁４０のシール面４１が先端筒部５４から離間して開弁する。雄側ポペット弁４０の移動に伴い、雄側ポペット弁４０の弁軸４３の基端側は、ローリ側配管２ａ内へと入り込む。
【００３９】
このようにして、雌側ポペット弁３０及び雄側ポペット弁４０が開弁され、図６の矢印で示す方向にＬＮＧが流れる。なお、同図に示したＬＮＧの流れ方向は、貯蔵タンク側からローリ側へとなっているが、もちろん、逆の流れ（すなわちローリ側から貯蔵タンク側）が行われる場合もある。特にこのときには、ローリ側のタンクの内圧が貯蔵側に比べて乏しいので、継手３内の圧損を極力小さくすることが好ましい。本実施形態では、摺動リング体１３の内周面に連続的に接続した内筒２７を設け、ベローズ２０の凹凸面による圧損を回避するようになっている。
【００４０】
ＬＮＧの供給を停止する場合には、上述の逆の手順を行う。すなわち、作動レバーを図４の矢印の逆方向に回動させて、外筒３８に対して雌側本体１０を軸線方向に沿って図において右側に離間させることによって、ポペット弁３０，４０を閉弁させる。そして、回動レバー３９を回動させて爪部３８ａ，５１の係合を解除した後に、雌側カプラ４を雄側カプラ５から離間させる。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態にかかる継手３によれば、以下の作用効果を奏する。
雌側ポペット弁３０の先端面と雄側ポペット弁４０の先端面とが、接続時に対向した際に略一致する形状とされているので、ポペット弁３０，４０同士を当接する際にポペット弁の先端周りに形成される空隙を極めて小さくすることができる。したがって、接続の際に空気が混入することを防止することができ、ガス置換を行う必要がなくなる。
【００４２】
軸線方向に伸縮可能としたベローズ２０を摺動リング体１３に対して液密に接続し、このベローズ２０の内周側にＬＮＧの流路を形成することとしたので、ベローズ２０の外側に位置する摺動リング体１３の摺動部にＬＮＧが流れ込むことがない。したがって、摺動リング体１３と雌側本体１０の内周面との間の摺動部におけるＬＮＧの漏れを考慮する必要がなくなるとともに、当該摺動部のシール構造を排除することによって複雑な構造を避けることができる。
【００４３】
雌側カプラ４の摺動リング体１３に対して雄側カプラ５の先端筒部５４が当接し押圧することによって、摺動リング体１３を雌側ポペット弁３０に対して相対的に移動させて雌側ポペット弁３０を開弁し、かつ、雌側ポペット弁３０の先端面が雄側ポペット弁４０に当接し押圧することによって雄側ポペット弁４０を開弁する構成としたので、特許文献２で示した従来技術のようにポペット弁の弁軸をＬＮＧ流路の外部に取り出す構造が不要となる。したがって、流路内にポペット弁を配置したままで弁の開閉を行うことができ、これにより、ＬＮＧの漏れを少なくすることができる。
【００４４】
雌側カプラ４の雌側本体１０に対して雄側カプラ５の雄側本体５０を挿入する際に、これら回動レバー３９によって外筒３８を回動させて爪部３８ａ，５１同士を係合させて外筒３８と雄側本体５０とを軸線方向に固定することとした。このように、機械的な簡便な動作によってカプラを固定することができるので作業性が大幅に向上する。
【００４５】
爪部３８ａ，５１によって外筒３８を雄側カプラ５の雄側本体５０に対して軸線方向に固定した後に、作動レバー４５を操作して、外筒３８に対して雌側本体１０を軸線方向に移動させて、雌側本体１０を雄側カプラ５側に移動させる。これにより、雌側カプラ４の摺動リング体１３が雄側カプラ５の先端筒部５４によって押圧されることにより、雌側ポペット弁３０が開弁され、また、雌側ポペット弁３０によって押圧されることで雄側ポペット弁４０が開弁する。このように、作動レバー４５を回動させるだけで開弁させてＬＮＧの供給を開始させ、また停止させることができるので、作業が極めて容易となる。
【００４６】
シール材１８を備えたシール用ブロック１５を、ボルト１６を取り外すことによって取り外すことができるようにしたので、シール材１８の交換を容易に行うことができ、メンテナンス作業が容易となる。
また、雌側ポペット弁３０の弁軸３３の基端部に固定されたナット３６を外すことによって雌側ポペット弁３０を取り外すことができるので、シール材の交換を容易に行うことができる。
また、バネ押え６０を固定しているボルト６１を外すことによって、バネ押え６０とともに雄側ポペット弁４０を取り外すことができるので、シール材の交換を容易に行うことができる。
【００４７】
なお、上述した実施形態では、低温流体の一例としてＬＮＧを用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば液体窒素に対して適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態にかかる低温流体用継手の使用例を示し、（ａ）はＬＮＧ貯蔵タンクとＬＮＧローリとの間でＬＮＧの供給が行われている状態を示した模式図であり、（ｂ）は低温流体用継手の周辺を拡大して示した側面図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる低温流体用継手であり、接続前の状態を示した縦断面図である。
【図３】雌側カプラの正面図であり、（ａ）は固定前の回動レバー位置を示し、（ｂ）は固定後の回動レバー位置を示す。
【図４】作動レバーの動作を示した側面図である。
【図５】雄側カプラと雌側カプラとを接続し、開弁前の状態を示した縦断面図である。
【図６】開弁状態を示した縦断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 貯蔵タンク
２ ＬＮＧローリ（移動体）
３ ＬＮＧ用継手（低温流体用継手）
４ 雌側カプラ（第１カプラ）
５ 雄側カプラ（第２カプラ）
１３ 摺動リング体
２０ ベローズ
２７ 内筒
３０ 雌側ポペット弁（第１ポペット弁）
３８ 外筒
４０ 雄側ポペット弁（第２ポペット弁）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低温流体を貯蔵する貯蔵タンク側に接続された第１カプラと、移動体に設置された移動体タンク側に接続された第２カプラとを備え、これらカプラ同士を接続することによって前記貯蔵タンクと前記移動体タンクとの間で低温流体を流通させる低温流体用継手において、
前記第１カプラは、筒状の第１本体と、該第１本体の内周面に対して軸線方向に摺動可能に収納されるとともに先端面にて前記第２カプラに液密に当接可能とされた摺動リング体と、該摺動リング体の内周側にて前記第１本体の略軸線上に延在するとともに該摺動リング体に対して開閉する第１ポペット弁とを備え、
前記第２カプラは、前記第１本体の内周面に沿って挿入されるとともに前記摺動リング体に対して当接する先端筒部を有する第２本体と、該第２本体内に収容されて該第２本体の略軸線上に延在するとともに前記先端筒部に対して開閉する第２ポペット弁とを備え、
前記第１ポペット弁の先端面と前記第２ポペット弁の先端面とは、接続時に対向した際に略一致する形状とされ、
前記摺動リング体には、軸線方向に伸縮可能とされ、その内周側に低温流体の流路が形成されたベローズが液密に接続され、
前記第１カプラの前記摺動リング体に対して前記第２カプラの前記先端筒部が当接し押圧することによって、該摺動リング体を前記第１ポペット弁に対して相対的に移動させて該第１ポペット弁を開弁し、かつ、該第１ポペット弁の先端面が前記第２ポペット弁に当接し押圧することによって該第２ポペット弁が開弁することを特徴とする低温流体用継手。
【請求項２】
前記摺動リング体には、前記ベローズの内周側に位置するとともに、該摺動リング体の内周面から軸線方向に延長形成された内筒が設けられていることを特徴とする請求項１記載の低温流体用継手。
【請求項３】
前記第１カプラは、前記第１本体の外周側に位置するとともに該第１本体の先端側に突出し、先端部に第１爪部が設けられた外筒を備え、
前記第２カプラの前記第２本体には、前記第１爪部に係合可能とされた第２爪部が設けられ、
前記第１カプラの前記第１本体に対して前記第２カプラの前記第２本体を挿入する際に、前記外筒を回動させることによって前記第１爪部と前記第２爪部とが係合して該外筒と前記第２本体とが軸線方向に固定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の低温流体用継手。
【請求項４】
前記外筒は、前記第１本体に対して軸線方向に相対移動可能とされ、
前記外筒を前記第１本体に対して軸線方向に相対移動させるレバーを備えていることを特徴とする請求項３記載の低温流体用継手。
【請求項５】
前記摺動リング体は、前記第２カプラの前記先端筒部に当接するシール部を先端部に備え、
該シール部は、前記第１カプラの先端側から着脱可能とされた固定手段によって固定されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の低温流体用継手。
【請求項６】
前記第１ポペット弁は、前記摺動リング体の弁座部に対して当接するシール部を備える弁体と、該弁体に一端が接続されるとともに他端が前記第１本体の基端側に位置する弁軸とを備え、
該弁軸の前記他端は、前記第１本体の基端部に着脱可能に固定されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の低温流体用継手。
【請求項７】
前記第２ポペット弁は、前記第２本体の前記先端筒部に対して当接するシール部を備える弁体と、該弁体に一端が接続されるとともに他端が前記第２本体の基端側に位置する弁軸とを備え、
前記第２本体の基端部には、前記弁軸の他端側が移動可能に挿通され、前記第２ポペット弁の前記弁体を前記先端筒部側に付勢する圧縮バネの一端を押さえるバネ押えが着脱可能に固定され、
前記第２ポペット弁は、前記バネ押えを前記第２本体の前記基端部から取り外すことによって、取り外されることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の低温流体用継手。
【請求項１】
低温流体を貯蔵する貯蔵タンク側に接続された第１カプラと、移動体に設置された移動体タンク側に接続された第２カプラとを備え、これらカプラ同士を接続することによって前記貯蔵タンクと前記移動体タンクとの間で低温流体を流通させる低温流体用継手において、
前記第１カプラは、筒状の第１本体と、該第１本体の内周面に対して軸線方向に摺動可能に収納されるとともに先端面にて前記第２カプラに液密に当接可能とされた摺動リング体と、該摺動リング体の内周側にて前記第１本体の略軸線上に延在するとともに該摺動リング体に対して開閉する第１ポペット弁とを備え、
前記第２カプラは、前記第１本体の内周面に沿って挿入されるとともに前記摺動リング体に対して当接する先端筒部を有する第２本体と、該第２本体内に収容されて該第２本体の略軸線上に延在するとともに前記先端筒部に対して開閉する第２ポペット弁とを備え、
前記第１ポペット弁の先端面と前記第２ポペット弁の先端面とは、接続時に対向した際に略一致する形状とされ、
前記摺動リング体には、軸線方向に伸縮可能とされ、その内周側に低温流体の流路が形成されたベローズが液密に接続され、
前記第１カプラの前記摺動リング体に対して前記第２カプラの前記先端筒部が当接し押圧することによって、該摺動リング体を前記第１ポペット弁に対して相対的に移動させて該第１ポペット弁を開弁し、かつ、該第１ポペット弁の先端面が前記第２ポペット弁に当接し押圧することによって該第２ポペット弁が開弁することを特徴とする低温流体用継手。
【請求項２】
前記摺動リング体には、前記ベローズの内周側に位置するとともに、該摺動リング体の内周面から軸線方向に延長形成された内筒が設けられていることを特徴とする請求項１記載の低温流体用継手。
【請求項３】
前記第１カプラは、前記第１本体の外周側に位置するとともに該第１本体の先端側に突出し、先端部に第１爪部が設けられた外筒を備え、
前記第２カプラの前記第２本体には、前記第１爪部に係合可能とされた第２爪部が設けられ、
前記第１カプラの前記第１本体に対して前記第２カプラの前記第２本体を挿入する際に、前記外筒を回動させることによって前記第１爪部と前記第２爪部とが係合して該外筒と前記第２本体とが軸線方向に固定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の低温流体用継手。
【請求項４】
前記外筒は、前記第１本体に対して軸線方向に相対移動可能とされ、
前記外筒を前記第１本体に対して軸線方向に相対移動させるレバーを備えていることを特徴とする請求項３記載の低温流体用継手。
【請求項５】
前記摺動リング体は、前記第２カプラの前記先端筒部に当接するシール部を先端部に備え、
該シール部は、前記第１カプラの先端側から着脱可能とされた固定手段によって固定されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の低温流体用継手。
【請求項６】
前記第１ポペット弁は、前記摺動リング体の弁座部に対して当接するシール部を備える弁体と、該弁体に一端が接続されるとともに他端が前記第１本体の基端側に位置する弁軸とを備え、
該弁軸の前記他端は、前記第１本体の基端部に着脱可能に固定されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の低温流体用継手。
【請求項７】
前記第２ポペット弁は、前記第２本体の前記先端筒部に対して当接するシール部を備える弁体と、該弁体に一端が接続されるとともに他端が前記第２本体の基端側に位置する弁軸とを備え、
前記第２本体の基端部には、前記弁軸の他端側が移動可能に挿通され、前記第２ポペット弁の前記弁体を前記先端筒部側に付勢する圧縮バネの一端を押さえるバネ押えが着脱可能に固定され、
前記第２ポペット弁は、前記バネ押えを前記第２本体の前記基端部から取り外すことによって、取り外されることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の低温流体用継手。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−２８６３３９（Ｐ２００８−２８６３３９Ａ）
【公開日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１３３３４５（Ｐ２００７−１３３３４５）
【出願日】平成１９年５月１８日（２００７．５．１８）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月１８日（２００７．５．１８）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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