高圧流体システムのための長期耐用年数継手
【課題】改良された継手を提供する。
【解決手段】流体搬送管を通じて高圧流体を収集及び供給する継手120を提供する。この継手は本体122と本体内で共通平面上に形成された複数の孔124とを含む。前記複数の孔124の全てが相互に流体の伝達が可能なように本体122内で交差する。前記複数の孔124は、それぞれが、高圧搬送管のそれぞれのねじ付き係合部材を受容するように構成されている。本体122の対向面に位置し、且つ前記の共通平面に対する垂直軸方向に本体122に対して圧縮付勢するために本体122に係合されている、第1及び第2の圧縮部材も、継手120に含まれる。圧縮部材132は前記複数の孔124が交わる本体122の部位に対応する隆起接触面135をそれぞれが包含し、その隆起接触面135を通じて圧縮付勢する。
【解決手段】流体搬送管を通じて高圧流体を収集及び供給する継手120を提供する。この継手は本体122と本体内で共通平面上に形成された複数の孔124とを含む。前記複数の孔124の全てが相互に流体の伝達が可能なように本体122内で交差する。前記複数の孔124は、それぞれが、高圧搬送管のそれぞれのねじ付き係合部材を受容するように構成されている。本体122の対向面に位置し、且つ前記の共通平面に対する垂直軸方向に本体122に対して圧縮付勢するために本体122に係合されている、第1及び第2の圧縮部材も、継手120に含まれる。圧縮部材132は前記複数の孔124が交わる本体122の部位に対応する隆起接触面135をそれぞれが包含し、その隆起接触面135を通じて圧縮付勢する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
発明の背景
発明の分野
本発明は、一般に、高圧流体システムに関する。特に、高圧流体システムにおけるL字継手、T字継手や十字継手等の高圧継手に関する。
【背景技術】
【0002】
関連技術の説明
高圧流体システムは多くの工業的用途に用いられている。たとえば、高圧ポンプは、機械部品及び船体等の幅広い物体の洗浄及び表面処理に用いることができる。また高圧流体システムは、ウォータージェット及びアブレシブウォータージェット切断に加圧水流を供給するためにも用いられる。さらに高圧流体システムは静水圧加工のオペレーションにも用いられる。そのような用途においては、食品の殺菌、機械部品の形成や硬化などのために、他の流体または物体に極めて高い静水圧がかかる。
【0003】
上記に述べたような用途においては、30,000から100,000psiの範囲の流体圧力で稼働する流体システムが用いられることもある。それらの流体システムにおいては、極めて高い圧力がかかるため、最大課題の1つが、1つまたは複数の流体ポンプから、高圧流体を用いる器具や装置への、加圧流体の搬送となっている。
【0004】
図1は、既知の先行技術に係る典型的な高圧継手の水平断面図である(図2の直線1−1を参照)。図2は、図1の直線2−2に沿った継手100を示す。継手100は、高圧流体搬送管106がカラー103とグランド104とを通じて係合されている複数のねじ孔112を有する本体102を含む。流体搬送管106の円錐状端部107は、ねじ付きグランド104によって、本体102の円錐状係合座部105に対して付勢され、それによって流体シールが形成されている。端部107と座部105間との密着に不具合が生じた際、水抜孔111は、ねじ部の係合に圧力が加わるのを防ぐため、孔112から流体を放出するようになっている。X及びY軸方向の流体流路108及び111は、本体102の中央部で交差している。
【0005】
図1及び2の十字継手は、必要に応じて流体を収集または供給、もしくはその両者に用いることができる。たとえば、単一のポンプでは所定の用途に対して流体を十分に加圧できない場合、第2ポンプさらには第3ポンプを十字継手102の孔112の各々に係合し、孔112の残りの1つは、静水圧プレスまたはウォータージェット切断システム等の特定の用途に加圧流体を供給するために用いることができる。別の事例として、単一の流体ポンプを用いて加圧流体を複数の器具に供給することもできる。なおこの事例において、ポンプは第1の孔112に係合され、複数の器具の各々は別の孔112の各々に係合される。
【0006】
図1及び2を参照して十字継手について説明してきたが、T字継手及びL字継手も同様に機能することが理解できるであろう。ただ、唯一の相違点は、T字継手の場合には、図2に示す流路108のような第1流体流路が継手を貫通しているのに対し、図2に示す流路110のような第2流体流路は継手の本体を貫通せず、孔から第1流体流路の位置までしか通っていない点である。勿論、L字継手の場合は、第1流体流路及び第2流体流路はそれぞれ継手の中央部で終端し、継手を貫通しない。特にL字継手の場合は90度以外の角度で流路が交差するものもあるが、T字継手及び十字継手に関してはそのように異なる角度で交差するものはL字継手の場合ほど一般的ではない。
【0007】
それらの継手を通して極めて高い圧力が伝達されるので、継手は極めて強い材料を用いて製作する必要がある。それにもかかわらず、図1及び2を参照して説明したような継手は一般に故障しがちである。事実、それらの継手の故障が、高圧流体システムに作業中断時間と修繕コストとを生じさせる原因の上位の1つとなっている。
【0008】
図1及び2を参照して説明したような高圧流体継手が極めて高い流体圧力を受ける際、X軸方向の流路108内の流体によって、Y−Z面に対して平行なベクトル方向の内的な分離力が継手100の本体102に生じる。一方、Y軸方向の流路内の流体によって、X−Z面に対して平行なベクトル方向の分離力が本体102に生じる。したがって、Z軸方向に対して平行なベクトル方向の、継手100に作用する分離力は、他の方向の分離力の2倍の大きさとなる。さらに、X及びY軸方向の流路108及び110が交差するコーナーが鋭角的であるために分離力がそこに集中し、亀裂がこれらのコーナーに生じることが一般的である。図2には、本体102の中央部で流体流路108及び110が交差する位置に亀裂116が形成されている様子が示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
Z軸方向の分離力が比較上大きいために、亀裂の成長は継手の本体内で水平方向、すなわち実質的にX−Y面に平行に進みがちである。水平方向の亀裂が生じると、亀裂の表面ではZ軸に平行な分離力がさらに加わる一方、他方向の分離力には有意な増加は見られない。その結果、亀裂はひとたび発生すると速やかに成長し、やがては継手を破壊しうる。
【課題を解決するための手段】
【0010】
発明の概要
本発明の1つの態様では、流体搬送管を通して加圧流体を収集または供給するための継手が提供される。この継手は、本体と、本体内の共通平面上に形成され本体内で交差する複数の孔とを含み、すべての孔が互いに流体連通するようになっている。複数の孔の各々は、それぞれの流体搬送管のねじ付き係合部材を受容するようになっている。この継手は、第1及び第2の圧縮部材も含み、この第1及び第2圧縮部材は本体の対向面に位置し、前記の共通平面に垂直な軸方向に本体を圧縮付勢するために本体に係合されている。本発明の態様の中には、複数の孔が交差する本体の部位に対応する位置において圧縮部材の各々が隆起接触面を包含し、その隆起接触面を通じて圧縮付勢するものもある。継手は、L字継手、T字継手、十字継手、または他の形状を取りうる。
【0011】
本発明の別の態様では、各流路搬送管の係合部材を受容する複数の孔を有する第1構成部品を含む継手が提供される。この複数の孔の各々は第1構成部品の外面から第1構成部品に形成されている中心孔まで水平に通っている。この継手は、第1構成部品が有する孔と同数の孔を有する第2構成部品も含む。第2構成部品は、第1構成部品の中心孔の内部に収まるようになっていて、流体搬送管の係合部材が第1構成部品の孔の1つに係合される際、流体伝達路の端部が第2構成要素の複数の孔のそれぞれの係合座部に対して付勢するようになっている。さらにこの継手は、垂直軸方向、すなわち第1構成部品において複数の孔が存在する平面に対し垂直方向に圧縮付勢する圧縮手段を含む。
【0012】
本発明のさらに別の態様では、流体ポンプと流体供給継手とを含むシステムが提供される。この継手は、本体内の共通平面上に形成された複数の孔と、この共通平面に垂直な軸方向に圧縮付勢する付勢手段とを含む。流体搬送管は、その第1端が流体ポンプの出力口と係合していて、その第2端が複数の孔の1つに係合している。このシステムは、別の流体搬送管によって継手のもう1つの孔と係合する器具も含む。さらに別の複数の流体ポンプと器具とが様々な組合せで、別の複数の流体搬送管を通じて、継手の複数の別の孔に係合されていてもよい。
【0013】
本発明の1つの態様では、市販の継手に係合し、流体流路が交差する継手の部位に圧縮付勢する圧縮部材が提供される。
【0014】
さらに別の態様では、操作手段が提供される。
例えば、本発明は以下を提供する。
(項目1)
複数の流体搬送管を通じて加圧流体を収集及び供給するための継手であって、
本体;
上記本体内において共通平面上に形成された複数の孔であって、上記複数の孔すべてが互いに流体連通するように上記本体内で交差する複数の孔;及び
上記本体の対向面に位置し、且つ上記共通平面に垂直な軸方向に上記本体に対して圧縮付勢するために本体に係合されている、第1及び第2の圧縮部材
を備える、継手。
(項目2)
上記本体と上記第1及び第2圧縮部材とが、上記複数の孔が交差する上記本体の部位に上記圧縮付勢が集中するように互いに形成されている、項目1に記載の継手。
(項目3)
上記複数の孔が交差する上記本体の上記部位と整列する隆起接触面を、上記第1及び第2圧縮部材がそれぞれ備える、項目2に記載の継手。
(項目4)
上記複数の孔のそれぞれが各流体搬送管のねじ付き係合部材を受容するように構成されている、項目1に記載の継手。
(項目5)
上記継手は、複数のねじ付き締め具をさらに備え、各締め具は、上記本体の係合孔と上記第1及び第2圧縮部材の係合孔のそれぞれを貫通し、且つ上記第1及び第2圧縮部材をともに付勢するように構成されている、項目1に記載の継手。
(項目6)
上記共通平面に垂直な軸方向に沿って、上記本体の対向面上に形成され、且つ上記第1及び第2圧縮部材をそれぞれ受容するように構成されている、第1及び第2の圧縮孔をさらに備える、項目1に記載の継手。
(項目7)
上記第1及び第2圧縮孔がそれぞれ上記第1及び第2圧縮部材を螺合により受容するように構成されている、項目6に記載の継手。
(項目8)
上記継手が、L字、T字及び十字の中から選択される種類のものである、項目1に記載の継手。
(項目9)
複数の流体搬送管を通じて加圧流体を収集及び供給するための継手であって、
それぞれの流体搬送管から係合部材を受容する第1の複数の孔を有する第1構成部品であって、上記複数の孔のそれぞれが、上記第1構成部品の外面から上記第1構成部品に形成された中心孔まで水平に通っている、第1構成部品;及び
第2の複数の孔を有する第2構成部品であって、上記第2の複数の孔のそれぞれが上記第1の複数の孔のそれぞれと整列する形で、上記第2構成部品が上記第1構成部品の上記中心孔に嵌合するように構成されている第2構成部品
を備える、継手。
(項目10)
流体搬送管の係合部材を上記第1の複数の孔のそれぞれの1つに係合するとき、上記搬送管の端部が上記第2の複数の孔のそれぞれの1つの開口部に対して付勢されるように上記第2構成部品が構成されている、項目9に記載の継手。
(項目11)
上記第2の複数の孔の個数が上記第1の複数の孔の個数と同じである、項目9に記載の継手。
(項目12)
上記第2の複数の孔の個数が上記第1の複数の孔の個数よりも少ない、項目9に記載の継手。
(項目13)
上記第2構成部品を垂直軸方向に圧縮付勢する付勢手段をさらに備える、項目9に記載の継手。
(項目14)
項目9に記載の継手であって、
上記第1及び第2構成部品の第1の面に位置する第3構成部品;及び
上記第1及び第2構成部品の第2の面に位置する第4構成部品であって、
上記第2構成部品が圧縮付勢される形で上記第3及び第4の構成部品が互いに係合されている第4構成部品
をさらに備える、継手。
(項目15)
上記第1構成部品が破壊靭性の高い材料で形成されている、項目9に記載の継手。
(項目16)
上記第2構成部品が降伏強度の高い材料で形成されている、項目9に記載の継手。
(項目17)
第1の複数の孔を有する流体継手とともに用いる装置であって、各孔は、それぞれの流体搬送管の係合部材を受容するようになっていて、且つ上記流体継手の外面から、上記流体継手に形成されている挿入孔まで水平に通っており、上記装置は、
上記流体継手の上記挿入孔に嵌合するよう構成された挿入体;及び
互いに流体連通するように上記挿入体に形成され、且つ上記挿入体内に位置している第2の複数の孔であって、上記挿入体が上記継手の上記挿入孔の内部にあるとき、上記第2の複数の孔のそれぞれが上記第1の複数の孔のそれぞれと整列する第2の複数の孔
を備える、装置。
(項目18)
上記挿入体が上記挿入孔内に配置された際の位置に関して垂直方向に測定したとき、上記挿入体の寸法が上記流体継手の垂直方向の寸法よりも大きい、項目17に記載の装置。
(項目19)
上記挿入体が、上記挿入体内の上記第2の複数の孔の交差する点と整列している軸方向に圧縮付勢を受けるように構成されている、項目17に記載の装置。
(項目20)
本体;
上記本体を垂直軸方向に横断する挿入孔;及び
複数の係合孔であって、上記係合孔のそれぞれが、それぞれの流体搬送管の係合部材を受容するように構成され、且つ上記流体継手の外面から上記挿入孔まで水平に通っている複数の係合孔
を備える、流体継手。
(項目21)
流体ポンプ;
第1端と第2端とを有する第1の流体搬送管であって、上記第1端が上記流体ポンプの出力口に係合されている第1流体搬送管;及び
本体内において共通平面上に形成された複数の孔を有する流体供給継手であって、上記継手が、上記共通平面に垂直な軸方向に上記本体を圧縮付勢する付勢手段をさらに含み、上記第1流体搬送管の第2端が上記複数の孔の1つに係合されている流体継手
を備える、システム。
(項目22)
上記本体の対向面上に位置し、上記本体が第1及び第2圧縮部材間で圧縮付勢されるように互いに付勢し合う上記第1及び第2の圧縮部材を、上記付勢手段が備える、項目21に記載のシステム。
(項目23)
上記複数の孔が交差する上記本体の部位において、上記本体が圧縮付勢される、項目22に記載のシステム。
(項目24)
第1器具;及び
第1端及び第2端を有する第2の流体搬送管であって、上記第2流体搬送管の上記第1端が上記複数の孔の第2孔に係合され、上記第2流体搬送管の上記第2端が上記第1器具の流体入力口に係合されている流体搬送管
をさらに備える、項目21に記載のシステム。
(項目25)
第2器具;及び
第1端及び第2端を有する第3の流体搬送管であって、上記第3流体搬送管の上記第1端が上記複数の孔の第3孔に係合され、上記第3流体搬送管の上記第2端が上記第2器具の流体入力口に係合されている第3流体搬送管
をさらに備える、項目24に記載のシステム。
(項目26)
追加の流体ポンプ;及び
第1端及び第2端を有する第2流体搬送管であって、上記第2流体搬送管の上記第1端が上記複数の孔の第2孔に係合され、上記第2流体搬送管の上記第2端が上記追加の流体ポンプの流体出力口に係合されている第2流体搬送管
をさらに備える、項目21に記載のシステム。
(項目27)
流体ポンプ類および器具類の中から選択される複数の追加の構成部品;及び
第1端及び第2端を有する複数の追加の流体搬送管であって、それぞれの上記第1端が上記複数の孔のそれぞれ1つに係合され、それぞれの上記第2端が上記複数の構成部品のそれぞれ1つの構成部品の流体孔に係合されている流体搬送管
をさらに備える、項目21に記載のシステム。
(項目28)
本体;
上記本体において共通平面に形成されている複数の孔であって、上記本体内で上記複数の孔の全てが互いに流体連通するように上記本体内で交わる複数の孔;及び
上記共通平面に垂直な軸方向に上記本体に対して圧縮付勢する手段
を備える、流体供給継手。
(項目29)
上記圧縮手段が、上記複数の孔が交わる上記本体の部位に圧縮付勢を集中させる手段を備える、項目28に記載の継手。
(項目30)
本体内において交差する複数の流体取入口を有する流体供給継手とともに用いられる装置であって、
上記流体取入口が交差する部位において上記継手を圧縮付勢し、上記継手を受容するように構成されている圧縮部材を備える、装置。
(項目31)
上記圧縮部材は圧縮部材の表面に形成された隆起接触面を包含し、且つ上記圧縮部材が上記継手の表面に対して付勢されるとき、上記流体取入口が交差する上記部位において上記隆起接触面が上記継手を圧縮付勢するような位置にある、項目30に記載の装置。
(項目32)
上記流体供給継手を間に挟む形で上記圧縮部材に係合するようになっている追加の圧縮部材であって、上記圧縮部材と協働して、上記高圧継手の反対側で、上記流体取入口が交差する上記部位において、上記高圧継手を圧縮付勢するように構成されている、追加の圧縮部材をさらに備える、項目30に記載の装置。
(項目33)
複数の流体孔を有する継手内の流体を加圧するステップであって、上記流体孔が上記継手の本体内の共通平面上に存在し、且つ上記複数の流体孔の全てが互いに流体連通するように上記継手の本体内で交差するステップ;及び
上記共通平面に垂直な軸方向に上記継手の上記本体を圧縮付勢するステップ
を包含する、方法。
(項目34)
上記複数の孔が交差する上記継手の部位に対して、圧縮付勢を集中させるステップをさらに包含する、項目33に記載の方法。
(項目35)
上記継手に係合した流体搬送管を通じて器具に上記流体を送るステップをさらに包含する、項目33に記載の方法。
(項目36)
それぞれ上記継手に係合された、複数の流体搬送管を通じて複数の器具に上記流体を送るステップをさらに包含する、項目33に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】図1は、既知の先行技術による高圧流体継手の断面図を示す。
【図2】図2は、図1の継手の直線2−2に沿った断面図を示す。
【図3】図3及び4は、本発明の第1の態様に係る高圧流体継手を例示し、各図が互いに直交する断面図である。
【図4】図3及び4は、本発明の第1の態様に係る高圧流体継手を例示し、各図が互いに直交する断面図である。
【図5】図5は、本発明のまた別の態様に係る高圧流体継手の断面図である。
【図6】図6は、本発明のさらに別の態様に係る高圧流体継手の構成部品を示す正投影図である。
【図7】図7は、図6の高圧流体継手の断面図である。
【図8】図8Aから8Cは、様々な形態に係る図6及び7の態様の特徴を示す断面図である。
【図9】図9は、本発明のまたさらに別の態様に係る高圧流体継手の断面図である。
【図10】図10は、既知の先行技術に係る流体継手とともに用いる、本発明の1つの態様に係る圧縮部材の平面図である。
【図11】図11は、さらに圧縮部材と締め具も加わった、図10の組立品の断面図である。
【図12】図12は、本発明の1つの態様に係るシステムの線図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
発明の詳細な説明
以下の記載では、本発明の様々な態様を深く理解してもらうために特定の詳細を説明するが、これらの詳細がなくとも本発明が実施可能であることは、当業者は理解できるであろう。さらに、わかりやすくするために、本発明の原理の理解に不必要な詳細及び当該分野で周知の詳細については省略する。添付の図面に関しては、類似の要素または動作には同じ参照番号を付した。
【0017】
本発明の様々な態様に係る流体供給継手を説明するにあたって、これらの継手が、図1及び2を参照して説明したような、円錐状係合座部等を含む係合法によって流体搬送管に係合されているとして例示及び説明する。これらの係合法は説明の便宜のためにのみ示したものであり、許容できる係合法の1つにすぎない。具体的にどの係合法を用いて流体係合管を継手に係合するかは選択の問題であり、搬送管のサイズ、システムの圧力、及び送る流体の種類等の様々な要因に依存する。したがって、流体搬送管を流体継手に確実に係合できる手段なら、どのような手段も許容でき、本発明の範囲内に含まれる。
【0018】
発明の第1の態様を、高圧継手120を示す図3及び4を参照して説明する。図3は、図4に見られる直線3−3に沿った継手120の水平断面図である。図4は、図3の直線4−4に沿った継手120の断面図である。
【0019】
継手120は、高圧流体搬送管の係合部材を受容するための係合孔124を有する本体122を含んでいる。円錐状係合座部126は各係合孔124内に位置し、流体搬送管の円錐状端部を受容して密着するようになっている。X及びY軸方向の流路128及び130は互いに直交して本体120を横断し、各係合孔124が互いに流体連通することが可能な状態になっている。また本体122は孔148を含み、係合締め具138が孔148を通るようになっている。
【0020】
継手120はさらに、図3に示すように、本体122の対向面に対して締め付けられるようになっている第1及び第2の圧縮部材132を含んでいる。締め具138は、圧縮部材132と本体122の各々の孔を貫通していて、本体122を挟んだ状態で第1及び第2の圧縮部材132を締め付け付勢するようになっている。各圧縮部材132は、各圧縮部材132のそれぞれに圧縮突起134をさらに含んでいる。1つの態様では、圧縮突起134は圧縮部材132の中心に位置している。締め 具138が圧縮部材132に及ぼす付勢力は、本体122の中央部、すなわち本体122の内部でX及びY軸方向の流路128及び130が交差する部位の真上及び真下の位置に、圧縮突起134によって伝えられる。
【0021】
本体122は、圧縮突起134の位置に相当する部位に盲孔136を含み、圧縮突起134が盲孔136の内部に収まるようになっている。なお孔136の深さは突起134の高さよりも小さく、突起134の接触面135が本体122としっかりと接触するようになっている。
【0022】
圧縮部材132は、X及びY軸方向の流路128及び130が交差する本体122内の部位の正反対側から、極めて大きい圧縮力をZ軸方向に加えるようになっている。これらの圧縮力は、本体122の亀裂が始まりやすい位置において、流路128及び130の内部で流体が発する分離力に抵抗する。したがって、亀裂の開始が抑えられる。また亀裂が形成されたとしても、成長の速度が遅くなる。
【0023】
実際に加える力の量は、種々の要因の中でも特に本体122の製作に用いた材料に依存し、その材料の降伏限界に近い値となりうる。発明者が試験目的で製作した装置の場合、およそ140,000psi+/−30,000psiの値を用いたが、これは本発明の範囲に関して上限または下限を示すものではない。
【0024】
図5は、継手140の本体142が平らな上面及び下面を有する、本発明の第2の態様を例示する。圧縮部材144は圧縮突起146を含み、X及びY軸方向の流路128及び130が交差する位置の正反対側から、この圧縮突起が本体142に圧縮力を伝えるようになっている。
【0025】
本発明の別の態様(図示しない)では、圧縮部材が、圧縮部材の表面間で、均一な圧縮力を継手の本体に加えるようになっていて、突起が必要とされない。
【0026】
さらに別の態様では、これも図示しないが、突起が、圧縮部材と本体との間に挿入された別の部品であってもよい。または、圧縮部材と相互作用するような突起が本体の表面に形成されていてもよい。
【0027】
図6から8Cは、本発明のまた別の態様に係る高圧継手を示す。図6は、本体152と、継手150の挿入体156とを示す正投影図であり、図7は、継手150の中心を通る垂直面に沿った継手150の断面図を示す。
【0028】
本体152は、係合孔153と、締め具を受容するための孔148と、挿入孔154とを含む。係合孔153は本体152を貫通し、挿入孔154と交差している。
【0029】
挿入体156は、挿入孔154の内部に収まっていて、図7が示すように挿入体の上面及び下面158が本体152の上面及び下面からわずかに突き出るようになっている。挿入体156は、X及びY軸方向の流路128及び130と、係合座部157とを含む。
【0030】
圧縮部材155は、以前の態様に関して説明したように、本体152の対向面を挟んで締め付け合うようになっている。圧縮部材155の内面159は、挿入体156の上面及び下面158と接触するようになっている。締め具138は、付勢部材155を圧縮付勢するようになっていて、その付勢力が上面及び下面158を通じてZ軸方向に挿入体156に伝わる。
【0031】
稼働時、高圧流体搬送管は係合孔153に螺合されている。円錐状端、すなわち流体搬送管の端部は、挿入体156の係合座部157に対して付勢され、係合座部に密着している。流体圧力による分離力は挿入体156のみに限定され、本体152には、係合座部157に正しく密着するために加えられた係合部材による付勢力のみがかかる。
【0032】
係合座部157が挿入体156に含まれるため、継手150を通じて伝達される流体は本体152と接触しない。1つの態様では、十字継手の形状を有する単一型の本体152が提供されるが、図8Aから8Cが示すように、それぞれ十字型、T型、L型を含む様々な形態を有する挿入体156aから156cも提供される。また別の態様では、本体152は、各挿入体156の係合座部157の数及び位置に対応する孔153を有する。
【0033】
図8Aから8Cは、別の様々な態様に係る挿入体156のみの断面図であって、図7に見られる平面8−8に沿った断面を示している。図8Aの挿入体156aは十字型の形状を有する。X及びY軸方向の流路128及び130はそれぞれ挿入体156aを貫通し、それぞれの流路が両端に係合座部157を含んでいる。挿入体156aを本体152内に収める際は、4つの係合座部157の各々が、流体搬送管の円錐状端部を、本体152の係合孔153の各々から受容するような位置となるようにする。
【0034】
図8Bの挿入体156bはT字型の形状を有する。X軸方向の流路128は挿入体156bを貫通し、その両端に係合座部157を含んでいる。Y軸方向の流路130は挿入体156bを部分的にのみ通っている。流路130は、一端にのみ係合座部157を含み、X軸方向の流路128との交差点で終端している。挿入体156bを本体152内に収める際は、3つの係合座部157の各々が、流体搬送管の円錐状端部を、本体152の係合孔153の各々から受容するような位置となるようにする。その際、本体152の1つの係合孔が空き状態となるが、継手150内の流体が挿入体156bの内部に含まれるため、これは重要な問題ではない。
【0035】
図8Cの挿入体156cはL字型の形状を有する。X軸方向の流路128は、挿入体156cの中心までしか通っておらず、一端にのみ係合座部157を含む。Y軸方向の流路130もまた挿入体156bの中心までしか通っておらず、そこでX軸方向の流路128と交差する。さらに一端にのみ係合座部を含む。挿入体156cを本体152の内部に収める際は、2つの係合座部157の各々が、流体搬送管の円錐状端部を、本体152の係合孔153の各々から受容するような位置となるようにする。このとき本体152の2つの係合孔が空き状態となる。挿入体156bの場合と同じく、継手150内の流体が挿入体156cの内部に含まれるため、これは重要な問題ではない。上記から理解できるように、単に挿入体156を変えるだけで同じ本体152を十字継手、T字継手、またはL字継手として用いることができる。
【0036】
高圧流体伝達用継手の製作には数個の加工ステップが費やされる。特に、流体継手が故障すれば高圧流体システムの修繕が必要となる率が高くなる事実を考慮すれば、そのコストは著しいものとなってしまう。図6から8Cの態様では、継手を形成するのに必要な加工ステップの大部分が継手150の本体152に費やされ、挿入体156に費やされる加工ステップははるかに少ないものとなる。大部分の不具合が生じる継手の部分を挿入体156が含んでいるので、故障の際は挿入体156を交換するのみで、本体152の交換は必要がないため、コスト削減が実現される。
【0037】
上記に述べたような亀裂に対する継手の耐久性を高めるためには、降伏強度の高い鋼鉄を用いて継手を製作することが望ましいとされている。一方で、そのような鋼鉄は脆性が高く、壊滅的故障の危険性がある。したがって、可鍛性が高く、壊滅的故障に対して耐久性がある高破壊靭性の鋼鉄を用いて継手を製作することが一般的となっている。その代償として、上記のような材料は亀裂が生じやすく、ひいては故障の生じる頻度が高くなってしまう。
【0038】
継手150の挿入体156は周囲が完全に取り囲まれていて破壊片が飛び散る危険がないので、挿入体を製作するにあたって高い降伏強度を持つ材料を用いることができる。一方、本体152及び圧縮部材155は安全のために高い破壊靭性を持つ材料を用いて製作することができる。
【0039】
ここで図9を参照して、本発明のまた別の態様を説明する。垂直断面図によって示される高圧継手160は、本体162と第1及び第2圧縮部材166とを備える。
【0040】
本体162は、以前の態様に関して説明したように、係合孔124と、本体162内で交差するX及びY軸方向の流路128及び130とを備える。本体162は、圧縮部材166を受容する孔164も含む。圧縮部材166は、ねじが切られていて、孔164に入るようなサイズになっている。圧縮部材166はそれぞれ圧縮突起168を含んでもよい。
【0041】
稼働時、圧縮部材166は、接触面169が孔164の内面と接触するまで孔164に螺合されている。圧縮部材166の各々にトルクをかけ、X及びY軸方向の流路128及び130が交差する部位の正反対側から、本体162に対してZ軸方向に圧縮付勢する。
【0042】
本発明のまた別の態様を図10及び11を参照して説明する。図10は、上に圧縮部材170が載置されている高圧継手102を示す平面図である。継手102は図1及び2を参照して上記で説明したようなものでもよい。圧縮部材170は、締め具138を受容する孔178と、継手102が正確な位置を取ることができるように継手102を受容するガイドブロック176とを含む。図11は、図10の直線11−11に沿った組立品の断面図であり、図示のように、さらに継手102の上部に載置されている第2の圧縮部材170と、締め具138とを含んでいる。圧縮部材170は各々圧縮突起172を含む。なおこの圧縮突起172は、圧縮部材170が継手102の対向面に接して位置し、所定のトルクが締め具138に加えられたときに、継手102の本体内でX及びY軸方向の流路108及び110が交差する部位の正反対側から、継手102を圧縮付勢するような位置にある。
【0043】
図10及び11の態様では、継手の亀裂の開始及び成長を抑えるために継手に圧縮力を加えている圧縮部材170は、図1及び2に関して説明したような市販の圧縮継手と係合していてもよい。
【0044】
図12は、本発明のまた別の態様に係る高圧流体システム180を示す。高圧流体システム180は、高圧流体管188を通じて高圧継手184の第1の係合孔に係合されている高圧流体ポンプ182を含む。第1、第2及び第3のウォータージェット切断器具186はそれぞれ、別の高圧流体管188を通じて、継手184の残りの係合孔のそれぞれと係合されている。継手184の詳細は図示しないが、継手184は本発明の態様の1つまたは複数に係るものである。
【0045】
図12の態様は、単一の継手に係合された単一のポンプと複数の器具とを示している。この態様の改変の中には、大容量器具への流体の流れを増加させるために単一の継手に係合された複数のポンプも含まれる。また他にも、多数のポンプまたは器具に対するマニフォールドとして機能させるために一まとめにした複数の継手もこの改変に含まれる。当業者であれば、ここで明示的に説明していない継手と、器具と、ポンプとに多数の組合せがあることがわかるであろう。これらの組合せも本発明の範囲に含まれる。
【0046】
ここで「器具」という用語は、加圧流体によって駆動される、または加圧流体を利用する、機械もしくは装置を意味するものとして用いる。また用語「ポンプ」は、加圧流体を加圧または蓄積する装置もしくはシステムに適用する。本明細書または特許請求項において用語「流体」が用いられる場合は、特記ある場合を除き、特定の流体または特定の種類の流体を意味するものと狭く解釈してはならない。すべての流体及び気体状流体を含むと広く読むべきである。
【0047】
本発明者は、図1及び2で説明したような一般に入手可能な高圧継手を耐久試験に付した。試験装置に対し、およそ90,000psiの圧力下で反復加圧減圧サイクルを行った。これらの条件下で、試験した平均的な圧力継手は、およそ75,000サイクル後に故障した。比較のために、本発明の態様の少なくとも1つのプロトタイプ・モデルについて同様の条件下で試験した。試験を行った本発明の装置の平均耐久度は、500,000サイクル以上であった。
【0048】
周知の通り、ここに記載したような高圧流体システムにおいて、システムを減圧の後に再加圧すると、システムの全構成部品に著しい疲労が生じる。したがって高圧流体システムにおいては、稼働時以外にもシステムの大部分を加圧状態に保つことが一般的となっている。このため、高圧継手等の構成部品を頻繁に交換すると、これに関連するコストは、構成部品そのものの実際の交換コストよりも高くなり、些少なことでは済まなくなる。構成部品を1つ交換するためにシステムを減圧する都度、ポンプ、バルブ、密着機構や他の継手等のシステムの他の構成部品がさらに1つの加圧サイクルを受けることとなり、結果として構成部品の操作寿命が短くなる。したがって、操作寿命が1桁近く長いことが示されている、本発明の様々な態様に関して説明したような高圧継手を用いれば、システムの他の構成部品の操作寿命も長くなり、システムの総合的な保守費が低減されることになる。
【0049】
開示した様々な態様に関してここで説明した継手は、4つの孔と単一のX軸方向の流路及び単一のY軸方向の流路とを有する十字継手として示されている。本発明の別の態様には、T字継手及びL字継手、ならびに4つ以上の係合孔を有する継手も含まれる。それらの継手には、複数のXまたはY軸方向流路を有するものも、X−Y平面上で他のベクトル方向の流路を有するものもありうる。
【0050】
本発明の様々な態様を、高圧流体継手及びシステムに関して説明してきた。これは、1つには、超高圧下で稼働するシステムが、使用する材料及び構造の降伏強度の限界値に非常に近い値で稼働することがよくあるとの事実によるものである。たとえば静水圧プレスの稼働時には、工具鋼加工された部品がプレス内の極めて高い流体圧力によって結晶構造が変化してしまう。事実、粉末金属を硬化して個体部品とするために、そのようなプレスが用いられる場合もある。そのような高圧をかけるシステムの構成部品の多くが、同じ圧力を受けるに違いないことは明らかである。しかも、それらの構成部品に加わる力は内的であり、注意深く取り扱わない限り、システムに対して極めて破壊的である。
【0051】
それにも関わらず、発生させる力の絶対値は、超高圧システムよりも、より低い圧力・より大容量のシステムのほうが大きいことを本発明者は認めている。たとえば、上記で説明したような継手内の流体流路は直径がおよそ0.062インチのものもある。それと比較して、大型油圧アクチュエータに油圧液を供給する継手は流路内径が2インチを超えるものもある。そのようなサイズにおいて、2,000psiのシステムが発する力は、小径を利用する60,000psiのシステムが発する力を超えうる。
【0052】
さらに技術者及び製造者の努力は、材料コスト及び製造コストを削減し輸送時・保管時・稼働時のスペースを削減するために、システム構成部品の質量及びサイズの縮小に向けられている。このように、低圧システムにおいては絶対に必要な大きさ・重さを超えない継手を用いることが望ましい。開示した態様に関して説明した本発明の原理を、低圧下で稼働する態様に適用することは、本発明の目的と矛盾せず、したがって本発明の範囲に含まれる。
【0053】
本発明の態様を説明するにあたって用いた用語は、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。たとえば上側、下側、上方、下方、水平、垂直等の用語は、図を参照するための便宜、または詳しく説明するための枠組みを提供するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
【0054】
本発明の態様の特徴または部品、特に既知の先行技術において類似がない特徴を説明するために用いた用語は、そのように記載された特徴の性質と矛盾せず一般に受け入れられる定義となるように選んだものである。これは説明の便宜のみのためである。たとえば、「圧縮部材」という用語で説明した特徴は、トラス、圧縮部品、支持部材等の名称で参照することもできる。「突起」という用語で説明した特徴は、隆起接触面、ステップ、隆起、ノブ等の名称で表すこともできる。ここで用いた他の用語も、同じく業界で一般に用いられる他の用語または全く任意の用語と交換可能である。本発明の範囲は、それらの用語の一般に認められた定義に限定されない。
【0055】
上記の記載から理解できるように、本発明の特定の態様を例示の目的のためにここで説明してきたが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく様々な改変が可能である。したがって、本発明は添付の特許請求項によってのみ限定される。
【0056】
本明細書で参照した、及び/または、出願データシートに記載されている、上記の米国特許、米国特許出願公開、米国特許出願、外国特許、外国特許出願、及び非特許刊行物の全ては、参照によりその全体が本明細書中に組み込まれたものとする。
【技術分野】
【0001】
発明の背景
発明の分野
本発明は、一般に、高圧流体システムに関する。特に、高圧流体システムにおけるL字継手、T字継手や十字継手等の高圧継手に関する。
【背景技術】
【0002】
関連技術の説明
高圧流体システムは多くの工業的用途に用いられている。たとえば、高圧ポンプは、機械部品及び船体等の幅広い物体の洗浄及び表面処理に用いることができる。また高圧流体システムは、ウォータージェット及びアブレシブウォータージェット切断に加圧水流を供給するためにも用いられる。さらに高圧流体システムは静水圧加工のオペレーションにも用いられる。そのような用途においては、食品の殺菌、機械部品の形成や硬化などのために、他の流体または物体に極めて高い静水圧がかかる。
【0003】
上記に述べたような用途においては、30,000から100,000psiの範囲の流体圧力で稼働する流体システムが用いられることもある。それらの流体システムにおいては、極めて高い圧力がかかるため、最大課題の1つが、1つまたは複数の流体ポンプから、高圧流体を用いる器具や装置への、加圧流体の搬送となっている。
【0004】
図1は、既知の先行技術に係る典型的な高圧継手の水平断面図である(図2の直線1−1を参照)。図2は、図1の直線2−2に沿った継手100を示す。継手100は、高圧流体搬送管106がカラー103とグランド104とを通じて係合されている複数のねじ孔112を有する本体102を含む。流体搬送管106の円錐状端部107は、ねじ付きグランド104によって、本体102の円錐状係合座部105に対して付勢され、それによって流体シールが形成されている。端部107と座部105間との密着に不具合が生じた際、水抜孔111は、ねじ部の係合に圧力が加わるのを防ぐため、孔112から流体を放出するようになっている。X及びY軸方向の流体流路108及び111は、本体102の中央部で交差している。
【0005】
図1及び2の十字継手は、必要に応じて流体を収集または供給、もしくはその両者に用いることができる。たとえば、単一のポンプでは所定の用途に対して流体を十分に加圧できない場合、第2ポンプさらには第3ポンプを十字継手102の孔112の各々に係合し、孔112の残りの1つは、静水圧プレスまたはウォータージェット切断システム等の特定の用途に加圧流体を供給するために用いることができる。別の事例として、単一の流体ポンプを用いて加圧流体を複数の器具に供給することもできる。なおこの事例において、ポンプは第1の孔112に係合され、複数の器具の各々は別の孔112の各々に係合される。
【0006】
図1及び2を参照して十字継手について説明してきたが、T字継手及びL字継手も同様に機能することが理解できるであろう。ただ、唯一の相違点は、T字継手の場合には、図2に示す流路108のような第1流体流路が継手を貫通しているのに対し、図2に示す流路110のような第2流体流路は継手の本体を貫通せず、孔から第1流体流路の位置までしか通っていない点である。勿論、L字継手の場合は、第1流体流路及び第2流体流路はそれぞれ継手の中央部で終端し、継手を貫通しない。特にL字継手の場合は90度以外の角度で流路が交差するものもあるが、T字継手及び十字継手に関してはそのように異なる角度で交差するものはL字継手の場合ほど一般的ではない。
【0007】
それらの継手を通して極めて高い圧力が伝達されるので、継手は極めて強い材料を用いて製作する必要がある。それにもかかわらず、図1及び2を参照して説明したような継手は一般に故障しがちである。事実、それらの継手の故障が、高圧流体システムに作業中断時間と修繕コストとを生じさせる原因の上位の1つとなっている。
【0008】
図1及び2を参照して説明したような高圧流体継手が極めて高い流体圧力を受ける際、X軸方向の流路108内の流体によって、Y−Z面に対して平行なベクトル方向の内的な分離力が継手100の本体102に生じる。一方、Y軸方向の流路内の流体によって、X−Z面に対して平行なベクトル方向の分離力が本体102に生じる。したがって、Z軸方向に対して平行なベクトル方向の、継手100に作用する分離力は、他の方向の分離力の2倍の大きさとなる。さらに、X及びY軸方向の流路108及び110が交差するコーナーが鋭角的であるために分離力がそこに集中し、亀裂がこれらのコーナーに生じることが一般的である。図2には、本体102の中央部で流体流路108及び110が交差する位置に亀裂116が形成されている様子が示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
Z軸方向の分離力が比較上大きいために、亀裂の成長は継手の本体内で水平方向、すなわち実質的にX−Y面に平行に進みがちである。水平方向の亀裂が生じると、亀裂の表面ではZ軸に平行な分離力がさらに加わる一方、他方向の分離力には有意な増加は見られない。その結果、亀裂はひとたび発生すると速やかに成長し、やがては継手を破壊しうる。
【課題を解決するための手段】
【0010】
発明の概要
本発明の1つの態様では、流体搬送管を通して加圧流体を収集または供給するための継手が提供される。この継手は、本体と、本体内の共通平面上に形成され本体内で交差する複数の孔とを含み、すべての孔が互いに流体連通するようになっている。複数の孔の各々は、それぞれの流体搬送管のねじ付き係合部材を受容するようになっている。この継手は、第1及び第2の圧縮部材も含み、この第1及び第2圧縮部材は本体の対向面に位置し、前記の共通平面に垂直な軸方向に本体を圧縮付勢するために本体に係合されている。本発明の態様の中には、複数の孔が交差する本体の部位に対応する位置において圧縮部材の各々が隆起接触面を包含し、その隆起接触面を通じて圧縮付勢するものもある。継手は、L字継手、T字継手、十字継手、または他の形状を取りうる。
【0011】
本発明の別の態様では、各流路搬送管の係合部材を受容する複数の孔を有する第1構成部品を含む継手が提供される。この複数の孔の各々は第1構成部品の外面から第1構成部品に形成されている中心孔まで水平に通っている。この継手は、第1構成部品が有する孔と同数の孔を有する第2構成部品も含む。第2構成部品は、第1構成部品の中心孔の内部に収まるようになっていて、流体搬送管の係合部材が第1構成部品の孔の1つに係合される際、流体伝達路の端部が第2構成要素の複数の孔のそれぞれの係合座部に対して付勢するようになっている。さらにこの継手は、垂直軸方向、すなわち第1構成部品において複数の孔が存在する平面に対し垂直方向に圧縮付勢する圧縮手段を含む。
【0012】
本発明のさらに別の態様では、流体ポンプと流体供給継手とを含むシステムが提供される。この継手は、本体内の共通平面上に形成された複数の孔と、この共通平面に垂直な軸方向に圧縮付勢する付勢手段とを含む。流体搬送管は、その第1端が流体ポンプの出力口と係合していて、その第2端が複数の孔の1つに係合している。このシステムは、別の流体搬送管によって継手のもう1つの孔と係合する器具も含む。さらに別の複数の流体ポンプと器具とが様々な組合せで、別の複数の流体搬送管を通じて、継手の複数の別の孔に係合されていてもよい。
【0013】
本発明の1つの態様では、市販の継手に係合し、流体流路が交差する継手の部位に圧縮付勢する圧縮部材が提供される。
【0014】
さらに別の態様では、操作手段が提供される。
例えば、本発明は以下を提供する。
(項目1)
複数の流体搬送管を通じて加圧流体を収集及び供給するための継手であって、
本体;
上記本体内において共通平面上に形成された複数の孔であって、上記複数の孔すべてが互いに流体連通するように上記本体内で交差する複数の孔;及び
上記本体の対向面に位置し、且つ上記共通平面に垂直な軸方向に上記本体に対して圧縮付勢するために本体に係合されている、第1及び第2の圧縮部材
を備える、継手。
(項目2)
上記本体と上記第1及び第2圧縮部材とが、上記複数の孔が交差する上記本体の部位に上記圧縮付勢が集中するように互いに形成されている、項目1に記載の継手。
(項目3)
上記複数の孔が交差する上記本体の上記部位と整列する隆起接触面を、上記第1及び第2圧縮部材がそれぞれ備える、項目2に記載の継手。
(項目4)
上記複数の孔のそれぞれが各流体搬送管のねじ付き係合部材を受容するように構成されている、項目1に記載の継手。
(項目5)
上記継手は、複数のねじ付き締め具をさらに備え、各締め具は、上記本体の係合孔と上記第1及び第2圧縮部材の係合孔のそれぞれを貫通し、且つ上記第1及び第2圧縮部材をともに付勢するように構成されている、項目1に記載の継手。
(項目6)
上記共通平面に垂直な軸方向に沿って、上記本体の対向面上に形成され、且つ上記第1及び第2圧縮部材をそれぞれ受容するように構成されている、第1及び第2の圧縮孔をさらに備える、項目1に記載の継手。
(項目7)
上記第1及び第2圧縮孔がそれぞれ上記第1及び第2圧縮部材を螺合により受容するように構成されている、項目6に記載の継手。
(項目8)
上記継手が、L字、T字及び十字の中から選択される種類のものである、項目1に記載の継手。
(項目9)
複数の流体搬送管を通じて加圧流体を収集及び供給するための継手であって、
それぞれの流体搬送管から係合部材を受容する第1の複数の孔を有する第1構成部品であって、上記複数の孔のそれぞれが、上記第1構成部品の外面から上記第1構成部品に形成された中心孔まで水平に通っている、第1構成部品;及び
第2の複数の孔を有する第2構成部品であって、上記第2の複数の孔のそれぞれが上記第1の複数の孔のそれぞれと整列する形で、上記第2構成部品が上記第1構成部品の上記中心孔に嵌合するように構成されている第2構成部品
を備える、継手。
(項目10)
流体搬送管の係合部材を上記第1の複数の孔のそれぞれの1つに係合するとき、上記搬送管の端部が上記第2の複数の孔のそれぞれの1つの開口部に対して付勢されるように上記第2構成部品が構成されている、項目9に記載の継手。
(項目11)
上記第2の複数の孔の個数が上記第1の複数の孔の個数と同じである、項目9に記載の継手。
(項目12)
上記第2の複数の孔の個数が上記第1の複数の孔の個数よりも少ない、項目9に記載の継手。
(項目13)
上記第2構成部品を垂直軸方向に圧縮付勢する付勢手段をさらに備える、項目9に記載の継手。
(項目14)
項目9に記載の継手であって、
上記第1及び第2構成部品の第1の面に位置する第3構成部品;及び
上記第1及び第2構成部品の第2の面に位置する第4構成部品であって、
上記第2構成部品が圧縮付勢される形で上記第3及び第4の構成部品が互いに係合されている第4構成部品
をさらに備える、継手。
(項目15)
上記第1構成部品が破壊靭性の高い材料で形成されている、項目9に記載の継手。
(項目16)
上記第2構成部品が降伏強度の高い材料で形成されている、項目9に記載の継手。
(項目17)
第1の複数の孔を有する流体継手とともに用いる装置であって、各孔は、それぞれの流体搬送管の係合部材を受容するようになっていて、且つ上記流体継手の外面から、上記流体継手に形成されている挿入孔まで水平に通っており、上記装置は、
上記流体継手の上記挿入孔に嵌合するよう構成された挿入体;及び
互いに流体連通するように上記挿入体に形成され、且つ上記挿入体内に位置している第2の複数の孔であって、上記挿入体が上記継手の上記挿入孔の内部にあるとき、上記第2の複数の孔のそれぞれが上記第1の複数の孔のそれぞれと整列する第2の複数の孔
を備える、装置。
(項目18)
上記挿入体が上記挿入孔内に配置された際の位置に関して垂直方向に測定したとき、上記挿入体の寸法が上記流体継手の垂直方向の寸法よりも大きい、項目17に記載の装置。
(項目19)
上記挿入体が、上記挿入体内の上記第2の複数の孔の交差する点と整列している軸方向に圧縮付勢を受けるように構成されている、項目17に記載の装置。
(項目20)
本体;
上記本体を垂直軸方向に横断する挿入孔;及び
複数の係合孔であって、上記係合孔のそれぞれが、それぞれの流体搬送管の係合部材を受容するように構成され、且つ上記流体継手の外面から上記挿入孔まで水平に通っている複数の係合孔
を備える、流体継手。
(項目21)
流体ポンプ;
第1端と第2端とを有する第1の流体搬送管であって、上記第1端が上記流体ポンプの出力口に係合されている第1流体搬送管;及び
本体内において共通平面上に形成された複数の孔を有する流体供給継手であって、上記継手が、上記共通平面に垂直な軸方向に上記本体を圧縮付勢する付勢手段をさらに含み、上記第1流体搬送管の第2端が上記複数の孔の1つに係合されている流体継手
を備える、システム。
(項目22)
上記本体の対向面上に位置し、上記本体が第1及び第2圧縮部材間で圧縮付勢されるように互いに付勢し合う上記第1及び第2の圧縮部材を、上記付勢手段が備える、項目21に記載のシステム。
(項目23)
上記複数の孔が交差する上記本体の部位において、上記本体が圧縮付勢される、項目22に記載のシステム。
(項目24)
第1器具;及び
第1端及び第2端を有する第2の流体搬送管であって、上記第2流体搬送管の上記第1端が上記複数の孔の第2孔に係合され、上記第2流体搬送管の上記第2端が上記第1器具の流体入力口に係合されている流体搬送管
をさらに備える、項目21に記載のシステム。
(項目25)
第2器具;及び
第1端及び第2端を有する第3の流体搬送管であって、上記第3流体搬送管の上記第1端が上記複数の孔の第3孔に係合され、上記第3流体搬送管の上記第2端が上記第2器具の流体入力口に係合されている第3流体搬送管
をさらに備える、項目24に記載のシステム。
(項目26)
追加の流体ポンプ;及び
第1端及び第2端を有する第2流体搬送管であって、上記第2流体搬送管の上記第1端が上記複数の孔の第2孔に係合され、上記第2流体搬送管の上記第2端が上記追加の流体ポンプの流体出力口に係合されている第2流体搬送管
をさらに備える、項目21に記載のシステム。
(項目27)
流体ポンプ類および器具類の中から選択される複数の追加の構成部品;及び
第1端及び第2端を有する複数の追加の流体搬送管であって、それぞれの上記第1端が上記複数の孔のそれぞれ1つに係合され、それぞれの上記第2端が上記複数の構成部品のそれぞれ1つの構成部品の流体孔に係合されている流体搬送管
をさらに備える、項目21に記載のシステム。
(項目28)
本体;
上記本体において共通平面に形成されている複数の孔であって、上記本体内で上記複数の孔の全てが互いに流体連通するように上記本体内で交わる複数の孔;及び
上記共通平面に垂直な軸方向に上記本体に対して圧縮付勢する手段
を備える、流体供給継手。
(項目29)
上記圧縮手段が、上記複数の孔が交わる上記本体の部位に圧縮付勢を集中させる手段を備える、項目28に記載の継手。
(項目30)
本体内において交差する複数の流体取入口を有する流体供給継手とともに用いられる装置であって、
上記流体取入口が交差する部位において上記継手を圧縮付勢し、上記継手を受容するように構成されている圧縮部材を備える、装置。
(項目31)
上記圧縮部材は圧縮部材の表面に形成された隆起接触面を包含し、且つ上記圧縮部材が上記継手の表面に対して付勢されるとき、上記流体取入口が交差する上記部位において上記隆起接触面が上記継手を圧縮付勢するような位置にある、項目30に記載の装置。
(項目32)
上記流体供給継手を間に挟む形で上記圧縮部材に係合するようになっている追加の圧縮部材であって、上記圧縮部材と協働して、上記高圧継手の反対側で、上記流体取入口が交差する上記部位において、上記高圧継手を圧縮付勢するように構成されている、追加の圧縮部材をさらに備える、項目30に記載の装置。
(項目33)
複数の流体孔を有する継手内の流体を加圧するステップであって、上記流体孔が上記継手の本体内の共通平面上に存在し、且つ上記複数の流体孔の全てが互いに流体連通するように上記継手の本体内で交差するステップ;及び
上記共通平面に垂直な軸方向に上記継手の上記本体を圧縮付勢するステップ
を包含する、方法。
(項目34)
上記複数の孔が交差する上記継手の部位に対して、圧縮付勢を集中させるステップをさらに包含する、項目33に記載の方法。
(項目35)
上記継手に係合した流体搬送管を通じて器具に上記流体を送るステップをさらに包含する、項目33に記載の方法。
(項目36)
それぞれ上記継手に係合された、複数の流体搬送管を通じて複数の器具に上記流体を送るステップをさらに包含する、項目33に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】図1は、既知の先行技術による高圧流体継手の断面図を示す。
【図2】図2は、図1の継手の直線2−2に沿った断面図を示す。
【図3】図3及び4は、本発明の第1の態様に係る高圧流体継手を例示し、各図が互いに直交する断面図である。
【図4】図3及び4は、本発明の第1の態様に係る高圧流体継手を例示し、各図が互いに直交する断面図である。
【図5】図5は、本発明のまた別の態様に係る高圧流体継手の断面図である。
【図6】図6は、本発明のさらに別の態様に係る高圧流体継手の構成部品を示す正投影図である。
【図7】図7は、図6の高圧流体継手の断面図である。
【図8】図8Aから8Cは、様々な形態に係る図6及び7の態様の特徴を示す断面図である。
【図9】図9は、本発明のまたさらに別の態様に係る高圧流体継手の断面図である。
【図10】図10は、既知の先行技術に係る流体継手とともに用いる、本発明の1つの態様に係る圧縮部材の平面図である。
【図11】図11は、さらに圧縮部材と締め具も加わった、図10の組立品の断面図である。
【図12】図12は、本発明の1つの態様に係るシステムの線図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
発明の詳細な説明
以下の記載では、本発明の様々な態様を深く理解してもらうために特定の詳細を説明するが、これらの詳細がなくとも本発明が実施可能であることは、当業者は理解できるであろう。さらに、わかりやすくするために、本発明の原理の理解に不必要な詳細及び当該分野で周知の詳細については省略する。添付の図面に関しては、類似の要素または動作には同じ参照番号を付した。
【0017】
本発明の様々な態様に係る流体供給継手を説明するにあたって、これらの継手が、図1及び2を参照して説明したような、円錐状係合座部等を含む係合法によって流体搬送管に係合されているとして例示及び説明する。これらの係合法は説明の便宜のためにのみ示したものであり、許容できる係合法の1つにすぎない。具体的にどの係合法を用いて流体係合管を継手に係合するかは選択の問題であり、搬送管のサイズ、システムの圧力、及び送る流体の種類等の様々な要因に依存する。したがって、流体搬送管を流体継手に確実に係合できる手段なら、どのような手段も許容でき、本発明の範囲内に含まれる。
【0018】
発明の第1の態様を、高圧継手120を示す図3及び4を参照して説明する。図3は、図4に見られる直線3−3に沿った継手120の水平断面図である。図4は、図3の直線4−4に沿った継手120の断面図である。
【0019】
継手120は、高圧流体搬送管の係合部材を受容するための係合孔124を有する本体122を含んでいる。円錐状係合座部126は各係合孔124内に位置し、流体搬送管の円錐状端部を受容して密着するようになっている。X及びY軸方向の流路128及び130は互いに直交して本体120を横断し、各係合孔124が互いに流体連通することが可能な状態になっている。また本体122は孔148を含み、係合締め具138が孔148を通るようになっている。
【0020】
継手120はさらに、図3に示すように、本体122の対向面に対して締め付けられるようになっている第1及び第2の圧縮部材132を含んでいる。締め具138は、圧縮部材132と本体122の各々の孔を貫通していて、本体122を挟んだ状態で第1及び第2の圧縮部材132を締め付け付勢するようになっている。各圧縮部材132は、各圧縮部材132のそれぞれに圧縮突起134をさらに含んでいる。1つの態様では、圧縮突起134は圧縮部材132の中心に位置している。締め 具138が圧縮部材132に及ぼす付勢力は、本体122の中央部、すなわち本体122の内部でX及びY軸方向の流路128及び130が交差する部位の真上及び真下の位置に、圧縮突起134によって伝えられる。
【0021】
本体122は、圧縮突起134の位置に相当する部位に盲孔136を含み、圧縮突起134が盲孔136の内部に収まるようになっている。なお孔136の深さは突起134の高さよりも小さく、突起134の接触面135が本体122としっかりと接触するようになっている。
【0022】
圧縮部材132は、X及びY軸方向の流路128及び130が交差する本体122内の部位の正反対側から、極めて大きい圧縮力をZ軸方向に加えるようになっている。これらの圧縮力は、本体122の亀裂が始まりやすい位置において、流路128及び130の内部で流体が発する分離力に抵抗する。したがって、亀裂の開始が抑えられる。また亀裂が形成されたとしても、成長の速度が遅くなる。
【0023】
実際に加える力の量は、種々の要因の中でも特に本体122の製作に用いた材料に依存し、その材料の降伏限界に近い値となりうる。発明者が試験目的で製作した装置の場合、およそ140,000psi+/−30,000psiの値を用いたが、これは本発明の範囲に関して上限または下限を示すものではない。
【0024】
図5は、継手140の本体142が平らな上面及び下面を有する、本発明の第2の態様を例示する。圧縮部材144は圧縮突起146を含み、X及びY軸方向の流路128及び130が交差する位置の正反対側から、この圧縮突起が本体142に圧縮力を伝えるようになっている。
【0025】
本発明の別の態様(図示しない)では、圧縮部材が、圧縮部材の表面間で、均一な圧縮力を継手の本体に加えるようになっていて、突起が必要とされない。
【0026】
さらに別の態様では、これも図示しないが、突起が、圧縮部材と本体との間に挿入された別の部品であってもよい。または、圧縮部材と相互作用するような突起が本体の表面に形成されていてもよい。
【0027】
図6から8Cは、本発明のまた別の態様に係る高圧継手を示す。図6は、本体152と、継手150の挿入体156とを示す正投影図であり、図7は、継手150の中心を通る垂直面に沿った継手150の断面図を示す。
【0028】
本体152は、係合孔153と、締め具を受容するための孔148と、挿入孔154とを含む。係合孔153は本体152を貫通し、挿入孔154と交差している。
【0029】
挿入体156は、挿入孔154の内部に収まっていて、図7が示すように挿入体の上面及び下面158が本体152の上面及び下面からわずかに突き出るようになっている。挿入体156は、X及びY軸方向の流路128及び130と、係合座部157とを含む。
【0030】
圧縮部材155は、以前の態様に関して説明したように、本体152の対向面を挟んで締め付け合うようになっている。圧縮部材155の内面159は、挿入体156の上面及び下面158と接触するようになっている。締め具138は、付勢部材155を圧縮付勢するようになっていて、その付勢力が上面及び下面158を通じてZ軸方向に挿入体156に伝わる。
【0031】
稼働時、高圧流体搬送管は係合孔153に螺合されている。円錐状端、すなわち流体搬送管の端部は、挿入体156の係合座部157に対して付勢され、係合座部に密着している。流体圧力による分離力は挿入体156のみに限定され、本体152には、係合座部157に正しく密着するために加えられた係合部材による付勢力のみがかかる。
【0032】
係合座部157が挿入体156に含まれるため、継手150を通じて伝達される流体は本体152と接触しない。1つの態様では、十字継手の形状を有する単一型の本体152が提供されるが、図8Aから8Cが示すように、それぞれ十字型、T型、L型を含む様々な形態を有する挿入体156aから156cも提供される。また別の態様では、本体152は、各挿入体156の係合座部157の数及び位置に対応する孔153を有する。
【0033】
図8Aから8Cは、別の様々な態様に係る挿入体156のみの断面図であって、図7に見られる平面8−8に沿った断面を示している。図8Aの挿入体156aは十字型の形状を有する。X及びY軸方向の流路128及び130はそれぞれ挿入体156aを貫通し、それぞれの流路が両端に係合座部157を含んでいる。挿入体156aを本体152内に収める際は、4つの係合座部157の各々が、流体搬送管の円錐状端部を、本体152の係合孔153の各々から受容するような位置となるようにする。
【0034】
図8Bの挿入体156bはT字型の形状を有する。X軸方向の流路128は挿入体156bを貫通し、その両端に係合座部157を含んでいる。Y軸方向の流路130は挿入体156bを部分的にのみ通っている。流路130は、一端にのみ係合座部157を含み、X軸方向の流路128との交差点で終端している。挿入体156bを本体152内に収める際は、3つの係合座部157の各々が、流体搬送管の円錐状端部を、本体152の係合孔153の各々から受容するような位置となるようにする。その際、本体152の1つの係合孔が空き状態となるが、継手150内の流体が挿入体156bの内部に含まれるため、これは重要な問題ではない。
【0035】
図8Cの挿入体156cはL字型の形状を有する。X軸方向の流路128は、挿入体156cの中心までしか通っておらず、一端にのみ係合座部157を含む。Y軸方向の流路130もまた挿入体156bの中心までしか通っておらず、そこでX軸方向の流路128と交差する。さらに一端にのみ係合座部を含む。挿入体156cを本体152の内部に収める際は、2つの係合座部157の各々が、流体搬送管の円錐状端部を、本体152の係合孔153の各々から受容するような位置となるようにする。このとき本体152の2つの係合孔が空き状態となる。挿入体156bの場合と同じく、継手150内の流体が挿入体156cの内部に含まれるため、これは重要な問題ではない。上記から理解できるように、単に挿入体156を変えるだけで同じ本体152を十字継手、T字継手、またはL字継手として用いることができる。
【0036】
高圧流体伝達用継手の製作には数個の加工ステップが費やされる。特に、流体継手が故障すれば高圧流体システムの修繕が必要となる率が高くなる事実を考慮すれば、そのコストは著しいものとなってしまう。図6から8Cの態様では、継手を形成するのに必要な加工ステップの大部分が継手150の本体152に費やされ、挿入体156に費やされる加工ステップははるかに少ないものとなる。大部分の不具合が生じる継手の部分を挿入体156が含んでいるので、故障の際は挿入体156を交換するのみで、本体152の交換は必要がないため、コスト削減が実現される。
【0037】
上記に述べたような亀裂に対する継手の耐久性を高めるためには、降伏強度の高い鋼鉄を用いて継手を製作することが望ましいとされている。一方で、そのような鋼鉄は脆性が高く、壊滅的故障の危険性がある。したがって、可鍛性が高く、壊滅的故障に対して耐久性がある高破壊靭性の鋼鉄を用いて継手を製作することが一般的となっている。その代償として、上記のような材料は亀裂が生じやすく、ひいては故障の生じる頻度が高くなってしまう。
【0038】
継手150の挿入体156は周囲が完全に取り囲まれていて破壊片が飛び散る危険がないので、挿入体を製作するにあたって高い降伏強度を持つ材料を用いることができる。一方、本体152及び圧縮部材155は安全のために高い破壊靭性を持つ材料を用いて製作することができる。
【0039】
ここで図9を参照して、本発明のまた別の態様を説明する。垂直断面図によって示される高圧継手160は、本体162と第1及び第2圧縮部材166とを備える。
【0040】
本体162は、以前の態様に関して説明したように、係合孔124と、本体162内で交差するX及びY軸方向の流路128及び130とを備える。本体162は、圧縮部材166を受容する孔164も含む。圧縮部材166は、ねじが切られていて、孔164に入るようなサイズになっている。圧縮部材166はそれぞれ圧縮突起168を含んでもよい。
【0041】
稼働時、圧縮部材166は、接触面169が孔164の内面と接触するまで孔164に螺合されている。圧縮部材166の各々にトルクをかけ、X及びY軸方向の流路128及び130が交差する部位の正反対側から、本体162に対してZ軸方向に圧縮付勢する。
【0042】
本発明のまた別の態様を図10及び11を参照して説明する。図10は、上に圧縮部材170が載置されている高圧継手102を示す平面図である。継手102は図1及び2を参照して上記で説明したようなものでもよい。圧縮部材170は、締め具138を受容する孔178と、継手102が正確な位置を取ることができるように継手102を受容するガイドブロック176とを含む。図11は、図10の直線11−11に沿った組立品の断面図であり、図示のように、さらに継手102の上部に載置されている第2の圧縮部材170と、締め具138とを含んでいる。圧縮部材170は各々圧縮突起172を含む。なおこの圧縮突起172は、圧縮部材170が継手102の対向面に接して位置し、所定のトルクが締め具138に加えられたときに、継手102の本体内でX及びY軸方向の流路108及び110が交差する部位の正反対側から、継手102を圧縮付勢するような位置にある。
【0043】
図10及び11の態様では、継手の亀裂の開始及び成長を抑えるために継手に圧縮力を加えている圧縮部材170は、図1及び2に関して説明したような市販の圧縮継手と係合していてもよい。
【0044】
図12は、本発明のまた別の態様に係る高圧流体システム180を示す。高圧流体システム180は、高圧流体管188を通じて高圧継手184の第1の係合孔に係合されている高圧流体ポンプ182を含む。第1、第2及び第3のウォータージェット切断器具186はそれぞれ、別の高圧流体管188を通じて、継手184の残りの係合孔のそれぞれと係合されている。継手184の詳細は図示しないが、継手184は本発明の態様の1つまたは複数に係るものである。
【0045】
図12の態様は、単一の継手に係合された単一のポンプと複数の器具とを示している。この態様の改変の中には、大容量器具への流体の流れを増加させるために単一の継手に係合された複数のポンプも含まれる。また他にも、多数のポンプまたは器具に対するマニフォールドとして機能させるために一まとめにした複数の継手もこの改変に含まれる。当業者であれば、ここで明示的に説明していない継手と、器具と、ポンプとに多数の組合せがあることがわかるであろう。これらの組合せも本発明の範囲に含まれる。
【0046】
ここで「器具」という用語は、加圧流体によって駆動される、または加圧流体を利用する、機械もしくは装置を意味するものとして用いる。また用語「ポンプ」は、加圧流体を加圧または蓄積する装置もしくはシステムに適用する。本明細書または特許請求項において用語「流体」が用いられる場合は、特記ある場合を除き、特定の流体または特定の種類の流体を意味するものと狭く解釈してはならない。すべての流体及び気体状流体を含むと広く読むべきである。
【0047】
本発明者は、図1及び2で説明したような一般に入手可能な高圧継手を耐久試験に付した。試験装置に対し、およそ90,000psiの圧力下で反復加圧減圧サイクルを行った。これらの条件下で、試験した平均的な圧力継手は、およそ75,000サイクル後に故障した。比較のために、本発明の態様の少なくとも1つのプロトタイプ・モデルについて同様の条件下で試験した。試験を行った本発明の装置の平均耐久度は、500,000サイクル以上であった。
【0048】
周知の通り、ここに記載したような高圧流体システムにおいて、システムを減圧の後に再加圧すると、システムの全構成部品に著しい疲労が生じる。したがって高圧流体システムにおいては、稼働時以外にもシステムの大部分を加圧状態に保つことが一般的となっている。このため、高圧継手等の構成部品を頻繁に交換すると、これに関連するコストは、構成部品そのものの実際の交換コストよりも高くなり、些少なことでは済まなくなる。構成部品を1つ交換するためにシステムを減圧する都度、ポンプ、バルブ、密着機構や他の継手等のシステムの他の構成部品がさらに1つの加圧サイクルを受けることとなり、結果として構成部品の操作寿命が短くなる。したがって、操作寿命が1桁近く長いことが示されている、本発明の様々な態様に関して説明したような高圧継手を用いれば、システムの他の構成部品の操作寿命も長くなり、システムの総合的な保守費が低減されることになる。
【0049】
開示した様々な態様に関してここで説明した継手は、4つの孔と単一のX軸方向の流路及び単一のY軸方向の流路とを有する十字継手として示されている。本発明の別の態様には、T字継手及びL字継手、ならびに4つ以上の係合孔を有する継手も含まれる。それらの継手には、複数のXまたはY軸方向流路を有するものも、X−Y平面上で他のベクトル方向の流路を有するものもありうる。
【0050】
本発明の様々な態様を、高圧流体継手及びシステムに関して説明してきた。これは、1つには、超高圧下で稼働するシステムが、使用する材料及び構造の降伏強度の限界値に非常に近い値で稼働することがよくあるとの事実によるものである。たとえば静水圧プレスの稼働時には、工具鋼加工された部品がプレス内の極めて高い流体圧力によって結晶構造が変化してしまう。事実、粉末金属を硬化して個体部品とするために、そのようなプレスが用いられる場合もある。そのような高圧をかけるシステムの構成部品の多くが、同じ圧力を受けるに違いないことは明らかである。しかも、それらの構成部品に加わる力は内的であり、注意深く取り扱わない限り、システムに対して極めて破壊的である。
【0051】
それにも関わらず、発生させる力の絶対値は、超高圧システムよりも、より低い圧力・より大容量のシステムのほうが大きいことを本発明者は認めている。たとえば、上記で説明したような継手内の流体流路は直径がおよそ0.062インチのものもある。それと比較して、大型油圧アクチュエータに油圧液を供給する継手は流路内径が2インチを超えるものもある。そのようなサイズにおいて、2,000psiのシステムが発する力は、小径を利用する60,000psiのシステムが発する力を超えうる。
【0052】
さらに技術者及び製造者の努力は、材料コスト及び製造コストを削減し輸送時・保管時・稼働時のスペースを削減するために、システム構成部品の質量及びサイズの縮小に向けられている。このように、低圧システムにおいては絶対に必要な大きさ・重さを超えない継手を用いることが望ましい。開示した態様に関して説明した本発明の原理を、低圧下で稼働する態様に適用することは、本発明の目的と矛盾せず、したがって本発明の範囲に含まれる。
【0053】
本発明の態様を説明するにあたって用いた用語は、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。たとえば上側、下側、上方、下方、水平、垂直等の用語は、図を参照するための便宜、または詳しく説明するための枠組みを提供するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
【0054】
本発明の態様の特徴または部品、特に既知の先行技術において類似がない特徴を説明するために用いた用語は、そのように記載された特徴の性質と矛盾せず一般に受け入れられる定義となるように選んだものである。これは説明の便宜のみのためである。たとえば、「圧縮部材」という用語で説明した特徴は、トラス、圧縮部品、支持部材等の名称で参照することもできる。「突起」という用語で説明した特徴は、隆起接触面、ステップ、隆起、ノブ等の名称で表すこともできる。ここで用いた他の用語も、同じく業界で一般に用いられる他の用語または全く任意の用語と交換可能である。本発明の範囲は、それらの用語の一般に認められた定義に限定されない。
【0055】
上記の記載から理解できるように、本発明の特定の態様を例示の目的のためにここで説明してきたが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく様々な改変が可能である。したがって、本発明は添付の特許請求項によってのみ限定される。
【0056】
本明細書で参照した、及び/または、出願データシートに記載されている、上記の米国特許、米国特許出願公開、米国特許出願、外国特許、外国特許出願、及び非特許刊行物の全ては、参照によりその全体が本明細書中に組み込まれたものとする。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の流体搬送管を通じて加圧流体を収集及び供給するための継手であって、
それぞれの流体搬送管から係合部材を受容する第1の複数の孔を有する第1構成部品であって、前記複数の孔のそれぞれが、前記第1構成部品の外面から前記第1構成部品に形成された中心孔まで水平に通っている、第1構成部品;
第2の複数の孔を有する第2構成部品であって、前記第2の複数の孔が前記第2構成部品内で交差し、前記第2の複数の孔のそれぞれが前記第1の複数の孔のそれぞれと整列する形で、前記第2構成部品が前記第1構成部品の前記中心孔に嵌合するように構成されている、第2構成部品;及び
前記第2構成部品の対向面に位置している第1及び第2の圧縮部材であって、前記第1および第2の圧縮部材の各々が、前記第1および第2の圧縮部材が前記第2構成部品に向かって付勢されるとき、前記第2の複数の孔が交差する、それぞれ直接上に横たわる、および下に横たわる前記第2構成部品の個々の領域に圧縮付勢を集中するために前記第2の複数の孔が交差する対向面上で前記第2構成部品と接触するように位置決めされる、第1および第2の圧縮部材、を備える、継手。
【請求項2】
流体搬送管の係合部材を前記第1の複数の孔のそれぞれの1つに係合するとき、前記搬送管の端部が前記第2の複数の孔のそれぞれの1つの開口部に対して付勢されるように前記第2構成部品が構成されている、請求項1に記載の継手。
【請求項3】
前記第2の複数の孔の個数が前記第1の複数の孔の個数と同じである、請求項1に記載の継手。
【請求項4】
前記第2の複数の孔の個数が前記第1の複数の孔の個数よりも少ない、請求項1に記載の継手。
【請求項5】
前記第2構成部品を垂直軸方向に圧縮付勢する付勢手段をさらに備える、請求項1に記載の継手。
【請求項6】
前記第1構成部品が破壊靭性の高い材料で形成されている、請求項1に記載の継手。
【請求項7】
前記第2構成部品が降伏強度の高い材料で形成されている、請求項1に記載の継手。
【請求項8】
前記第2構成部品が、前記第1構成部品の中心孔内に配置された際の位置に関して垂直方向に測定したとき、前記第1構成部品の垂直方向の寸法よりも大きい寸法を有する、請求項1に記載の装置。
【請求項9】
流体ポンプ;
第1端と第2端とを有する第1の流体搬送管であって、前記第1端が前記流体ポンプの出力口に係合されている第1流体搬送管;及び
本体内において共通平面上に形成された複数の孔を有する流体供給継手であって、該複数の孔が前記本体内で流路を通じて交差し、前記継手が、前記流路が交差する、それぞれ直接上に横たわるおよび下に横たわる前記本体の個々の領域に、前記本体を圧縮付勢する、前記本体の対向面に位置している第1及び第2の圧縮部材をさらに含み、前記第1流体搬送管の第2端が前記複数の孔の1つに係合されている流体継手
を備える、システム。
【請求項10】
第1器具;及び
第1端及び第2端を有する第2の流体搬送管であって、前記第2流体搬送管の前記第1端が前記複数の孔の第2孔に係合され、前記第2流体搬送管の前記第2端が前記第1器具の流体入力口に係合されている流体搬送管
をさらに備える、請求項9に記載のシステム。
【請求項11】
第2器具;及び
第1端及び第2端を有する第3の流体搬送管であって、前記第3流体搬送管の前記第1端が前記複数の孔の第3孔に係合され、前記第3流体搬送管の前記第2端が前記第2器具の流体入力口に係合されている第3流体搬送管
をさらに備える、請求項10に記載のシステム。
【請求項12】
追加の流体ポンプ;及び
第1端及び第2端を有する第2流体搬送管であって、前記第2流体搬送管の前記第1端が前記複数の孔の第2孔に係合され、前記第2流体搬送管の前記第2端が前記追加の流体ポンプの流体出力口に係合されている第2流体搬送管
をさらに備える、請求項9に記載のシステム。
【請求項13】
流体ポンプ類および器具類の中から選択される複数の追加の構成部品;及び
第1端及び第2端を有する複数の追加の流体搬送管であって、それぞれの前記第1端が前記複数の孔のそれぞれ1つに係合され、それぞれの前記第2端が前記複数の構成部品のそれぞれ1つの構成部品の流体孔に係合されている流体搬送管
をさらに備える、請求項9に記載のシステム。
【請求項14】
複数の流体孔を有する継手内の流体を加圧するステップであって、前記流体孔が前記継手の本体内の共通平面上に存在し、且つ前記複数の流体孔の全てが互いに流体連通するように前記継手の本体の中央部分内で交差するステップ;及び
前記流体孔が前記共通平面に垂直な軸に沿って交差する、それぞれ直接上に横たわる、および下に横たわる前記継手の前記本体の中央部分の対向する側面上の個々の領域を圧縮付勢するステップ
を包含する、方法。
【請求項15】
前記継手に係合した流体搬送管を通じて器具に前記流体を送るステップをさらに包含する、請求項14に記載の方法。
【請求項16】
それぞれ前記継手に係合された、複数の流体搬送管を通じて複数の器具に前記流体を送るステップをさらに包含する、請求項14に記載の方法。
【請求項1】
複数の流体搬送管を通じて加圧流体を収集及び供給するための継手であって、
それぞれの流体搬送管から係合部材を受容する第1の複数の孔を有する第1構成部品であって、前記複数の孔のそれぞれが、前記第1構成部品の外面から前記第1構成部品に形成された中心孔まで水平に通っている、第1構成部品;
第2の複数の孔を有する第2構成部品であって、前記第2の複数の孔が前記第2構成部品内で交差し、前記第2の複数の孔のそれぞれが前記第1の複数の孔のそれぞれと整列する形で、前記第2構成部品が前記第1構成部品の前記中心孔に嵌合するように構成されている、第2構成部品;及び
前記第2構成部品の対向面に位置している第1及び第2の圧縮部材であって、前記第1および第2の圧縮部材の各々が、前記第1および第2の圧縮部材が前記第2構成部品に向かって付勢されるとき、前記第2の複数の孔が交差する、それぞれ直接上に横たわる、および下に横たわる前記第2構成部品の個々の領域に圧縮付勢を集中するために前記第2の複数の孔が交差する対向面上で前記第2構成部品と接触するように位置決めされる、第1および第2の圧縮部材、を備える、継手。
【請求項2】
流体搬送管の係合部材を前記第1の複数の孔のそれぞれの1つに係合するとき、前記搬送管の端部が前記第2の複数の孔のそれぞれの1つの開口部に対して付勢されるように前記第2構成部品が構成されている、請求項1に記載の継手。
【請求項3】
前記第2の複数の孔の個数が前記第1の複数の孔の個数と同じである、請求項1に記載の継手。
【請求項4】
前記第2の複数の孔の個数が前記第1の複数の孔の個数よりも少ない、請求項1に記載の継手。
【請求項5】
前記第2構成部品を垂直軸方向に圧縮付勢する付勢手段をさらに備える、請求項1に記載の継手。
【請求項6】
前記第1構成部品が破壊靭性の高い材料で形成されている、請求項1に記載の継手。
【請求項7】
前記第2構成部品が降伏強度の高い材料で形成されている、請求項1に記載の継手。
【請求項8】
前記第2構成部品が、前記第1構成部品の中心孔内に配置された際の位置に関して垂直方向に測定したとき、前記第1構成部品の垂直方向の寸法よりも大きい寸法を有する、請求項1に記載の装置。
【請求項9】
流体ポンプ;
第1端と第2端とを有する第1の流体搬送管であって、前記第1端が前記流体ポンプの出力口に係合されている第1流体搬送管;及び
本体内において共通平面上に形成された複数の孔を有する流体供給継手であって、該複数の孔が前記本体内で流路を通じて交差し、前記継手が、前記流路が交差する、それぞれ直接上に横たわるおよび下に横たわる前記本体の個々の領域に、前記本体を圧縮付勢する、前記本体の対向面に位置している第1及び第2の圧縮部材をさらに含み、前記第1流体搬送管の第2端が前記複数の孔の1つに係合されている流体継手
を備える、システム。
【請求項10】
第1器具;及び
第1端及び第2端を有する第2の流体搬送管であって、前記第2流体搬送管の前記第1端が前記複数の孔の第2孔に係合され、前記第2流体搬送管の前記第2端が前記第1器具の流体入力口に係合されている流体搬送管
をさらに備える、請求項9に記載のシステム。
【請求項11】
第2器具;及び
第1端及び第2端を有する第3の流体搬送管であって、前記第3流体搬送管の前記第1端が前記複数の孔の第3孔に係合され、前記第3流体搬送管の前記第2端が前記第2器具の流体入力口に係合されている第3流体搬送管
をさらに備える、請求項10に記載のシステム。
【請求項12】
追加の流体ポンプ;及び
第1端及び第2端を有する第2流体搬送管であって、前記第2流体搬送管の前記第1端が前記複数の孔の第2孔に係合され、前記第2流体搬送管の前記第2端が前記追加の流体ポンプの流体出力口に係合されている第2流体搬送管
をさらに備える、請求項9に記載のシステム。
【請求項13】
流体ポンプ類および器具類の中から選択される複数の追加の構成部品;及び
第1端及び第2端を有する複数の追加の流体搬送管であって、それぞれの前記第1端が前記複数の孔のそれぞれ1つに係合され、それぞれの前記第2端が前記複数の構成部品のそれぞれ1つの構成部品の流体孔に係合されている流体搬送管
をさらに備える、請求項9に記載のシステム。
【請求項14】
複数の流体孔を有する継手内の流体を加圧するステップであって、前記流体孔が前記継手の本体内の共通平面上に存在し、且つ前記複数の流体孔の全てが互いに流体連通するように前記継手の本体の中央部分内で交差するステップ;及び
前記流体孔が前記共通平面に垂直な軸に沿って交差する、それぞれ直接上に横たわる、および下に横たわる前記継手の前記本体の中央部分の対向する側面上の個々の領域を圧縮付勢するステップ
を包含する、方法。
【請求項15】
前記継手に係合した流体搬送管を通じて器具に前記流体を送るステップをさらに包含する、請求項14に記載の方法。
【請求項16】
それぞれ前記継手に係合された、複数の流体搬送管を通じて複数の器具に前記流体を送るステップをさらに包含する、請求項14に記載の方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【公開番号】特開2013−7487(P2013−7487A)
【公開日】平成25年1月10日(2013.1.10)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2012−187531(P2012−187531)
【出願日】平成24年8月28日(2012.8.28)
【分割の表示】特願2007−528035(P2007−528035)の分割
【原出願日】平成17年8月19日(2005.8.19)
【出願人】(593222137)フロー インターナショナル コーポレイション (16)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成25年1月10日(2013.1.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−187531(P2012−187531)
【出願日】平成24年8月28日(2012.8.28)
【分割の表示】特願2007−528035(P2007−528035)の分割
【原出願日】平成17年8月19日(2005.8.19)
【出願人】(593222137)フロー インターナショナル コーポレイション (16)
【Fターム(参考)】
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