(57)【要約】【課題】漏洩を制御する新規なパイプ装置及びそのシールを提供する。【解決手段】ベローズ（２４）により外側パイプ（１４）に接続された内側パイプ（１６）を有する真空絶縁パイプ装置のための低温シール。ベローズが故障した場合、シールは内側パイプから内側及び外側のパイプ間の環状真空空間（３２）内へ低温液体が流入するのを阻止する。ベローズの一端は可動のベローズリング（３４）により内側パイプに接続され、ベローズの他端は固定のベローズリングにより外側パイプに取付けられる。ベローズガイド（１３５）は固定のベローズリングに取付けられ、摺動式に可動のベローズリングを受け入れる。シールは可動のベローズリングとベローズガイドとの間又は固定のベローズリングと内側パイプの外表面との間に位置することができる。シールはまたベローズシールド（１４２）と可動のベローズリングとの間に位置することができる。シールはグランドパッキン形式の漏洩制御リング（１００）とすることができる。【選択図】  図３
2006038223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を運搬するためのパイプ装置において、
（ａ）  その中を液体が流れる内側パイプと；
（ｂ）  上記内側パイプを少なくとも部分的に取り巻く外側パイプと；
（ｃ）  上記内側パイプと上記外側パイプとの間に位置する第１の端部及び第２の端部を有するベローズと；
（ｄ）  上記ベローズの上記第１の端部を上記内側パイプに接続する可動のベローズリングと；
（ｅ）  上記ベローズの上記第２の端部を上記外側パイプに接続する第１の固定のベローズリングと；
（ｆ）  上記第１の固定のベローズリングに接続されて上記可動のベローズリングを摺動式に受け入れる第１の端部を備えたベローズガイドと；
（ｇ）  上記内側パイプから漏洩した液体が上記ベローズガイドと上記内側パイプとの間から当該内側パイプと上記外側パイプとの間の環状の空間内へ流出しないように、該内側パイプと当該ベローズガイドとの間に位置するシールと；
を有することを特徴とするパイプ装置。
【請求項２】
上記ベローズガイドが第２の端部を備え、当該ベローズガイドの上記第２の端部を上記外側パイプに接続する第２の固定のベローズリングを更に設けたことを特徴とする請求項１に記載のパイプ装置。
【請求項３】
上記第２の固定のベローズリングが先細り円錐部を介して上記ベローズガイドの上記第２の端部を上記外側パイプに接続することを特徴とする請求項２に記載のパイプ装置。
【請求項４】
上記第２の固定のベローズリングに接続したベローズシールドを更に有し、同ベローズシールドが摺動式に上記可動のベローズリングに係合することを特徴とする請求項２に記載のパイプ装置。
【請求項５】
上記シールが上記可動のベローズリングと上記ベローズシールドとの間に位置することを特徴とする請求項４に記載のパイプ装置。
【請求項６】
上記シールが漏洩制御リングであることを特徴とする請求項５に記載のパイプ装置。
【請求項７】
上記シールが少なくとも１つのパッキン層を備えることを特徴とする請求項５に記載のパイプ装置。
【請求項８】
（ｈ）  上記ベローズ、上記可動のベローズリング及び上記第１の固定のベローズリングを含む雄型差込みコネクタと；
（ｉ）  上記ベローズガイドを含む雌型差込みコネクタと；
を更に有することを特徴とする請求項１に記載のパイプ装置。
【請求項９】
上記シールが上記可動のベローズリングと上記ベローズガイドとの間に位置することを特徴とする請求項１に記載のパイプ装置。
【請求項１０】
上記シールが漏洩制御リングを含むことを特徴とする請求項９に記載のパイプ装置。
【請求項１１】
上記シールが少なくとも１つのパッキン層を有することを特徴とする請求項９に記載のパイプ装置。
【請求項１２】
上記少なくとも１つのパッキン層が黒鉛材料を含むことを特徴とする請求項１１に記載のパイプ装置。
【請求項１３】
上記少なくとも１つのパッキン層に隣接して上記可動のベローズリング上に位置する保持リングを更に有することを特徴とする請求項１１に記載のパイプ装置。
【請求項１４】
上記シールが上記第１の固定のベローズリングと上記内側パイプの外表面との間に位置することを特徴とする請求項１に記載のパイプ装置。
【請求項１５】
上記シールが漏洩制御リングを含むことを特徴とする請求項１４に記載のパイプ装置。
【請求項１６】
上記シールが少なくとも１つのパッキン層を有することを特徴とする請求項１４に記載のパイプ装置。
【請求項１７】
上記少なくとも１つのパッキン層が黒鉛材料を含むことを特徴とする請求項１６に記載のパイプ装置。
【請求項１８】
上記少なくとも１つのパッキン層に隣接して上記第１の固定のベローズリング上に位置する保持リングを更に有することを特徴とする請求項１６に記載のパイプ装置。
【請求項１９】
上記シールが上記可動のベローズリングと上記ベローズガイドとの間に位置し、第２のシールが上記第１の固定のベローズリングと上記内側パイプの外表面との間に位置することを特徴とする請求項１に記載のパイプ装置。
【請求項２０】
液体を運搬するパイプスプールのためのシールであって、上記パイプスプールが内側パイプ及び外側パイプを有し、これらのパイプの間にベローズが位置し、同ベローズが可動のベローズリングにより上記内側パイプに接続された第１の端部を備え、上記ベローズが第１の固定のベローズリングにより上記外側パイプに取り付けられた第２の端部を備え、ベローズガイドが上記第１の固定のベローズリングに接続され、摺動式に上記可動のベローズリングに係合しているようなシールにおいて、
上記内側パイプから漏洩した液体が上記ベローズへ進入しないように、上記可動のベローズリングと上記ベローズガイドとの間に位置するシール手段を有することを特徴とするシール。
【請求項２１】
上記シール手段が漏洩制御リングを有することを特徴とする請求項２０に記載のシール。
【請求項２２】
上記シール手段が少なくとも１つのパッキン層を有することを特徴とする請求項２０に記載のシール。
【請求項２３】
上記少なくとも１つのパッキン層が黒鉛材料を含むことを特徴とする請求項２２に記載のシール。
【請求項２４】
上記少なくとも１つのパッキン層に隣接して上記可動のベローズリング上に位置する保持リングを更に有することを特徴とする請求項２２に記載のシール。
【請求項２５】
上記少なくとも１つのパッキン層に隣接して上記可動のベローズリング上に形成された円周方向の隆起部を更に有することを特徴とする請求項２２に記載のシール。
【請求項２６】
液体を運搬するパイプスプールのためのシールであって、上記パイプスプールが内側パイプ及び外側パイプを有し、これらのパイプの間にベローズが位置し、同ベローズが可動のベローズリングにより上記内側パイプに接続された第１の端部を備え、上記ベローズが第１の固定のベローズリングにより上記外側パイプに取り付けられた第２の端部を備え、ベローズガイドが上記第１の固定のベローズリングに接続され、摺動式に上記可動のベローズリングに係合しているようなシールにおいて、
上記内側パイプから漏洩して上記ベローズ内の故障地点を通って流れる液体が当該内側パイプと上記外側パイプとの間の環状の空間内へ進入しないように、上記第１の固定のベローズリングと該内側パイプとの間に位置するシール手段を有することを特徴とするシール。
【請求項２７】
上記シール手段が漏洩制御リングを有することを特徴とする請求項２６に記載のシール。
【請求項２８】
上記シール手段が少なくとも１つのパッキン層を有することを特徴とする請求項２６に記載のシール。
【請求項２９】
上記少なくとも１つのパッキン層が黒鉛材料を含むことを特徴とする請求項２８に記載のシール。
【請求項３０】
上記少なくとも１つのパッキン層に隣接して上記第１の固定のベローズリング上に位置する保持リングを更に有することを特徴とする請求項２８に記載のシール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に絶縁されたパイプに関し、特に、真空絶縁されたパイプのための低温シールに関する。
【背景技術】
【０００２】
熱絶縁されたパイプは種々の産業用途を有する。例えば、絶縁されたパイプは、低温液体即ち大気圧で−１５０°Ｆ（約−１００℃）以下の温度の沸点を有する液体を、貯蔵タンク間で又は貯蔵タンクと使用装置との間で運搬するために使用される。他の例は化学設備又は石油精錬での利用である。
【０００３】
絶縁パイプ装置での熱漏洩は主に、２つのパイプ区分間の結合部において生じる。それ故、このようなパイプ結合部を排除するのが好ましい。しかし、このためには、特定の用途の長さ要求を満たすために絶縁パイプを注文製造する必要がある。このような構成は法外に高価になってしまう。その結果、最小の熱漏洩を伴うジョイントで接続できる組立て式の絶縁パイプ区分を開発する努力がなされてきた。適当数のこのような区分は現場へ送られ、そこで結合されて、所望の長さの有効なパイプ装置を作る。
【０００４】
１つの形式の組立てられたパイプは真空絶縁区分を備える。この装置は米国オハイオ州ガーフィールド・ハイツ(Garfield Heights) のチャート・インダストリーズ社(Chart Industries, Inc.) により商品名ＶＩＰとして提供される。ＶＩＰパイプ区分は外側パイプにより取り巻かれた内側パイプにより構成される。内側パイプ及び外側パイプは同心的に位置決めされ、そのため、これらのパイプの間に環状の絶縁空間が形成される。外側パイプの端部は環状の空間をシールするように内側パイプに溶接される。内側パイプ又は外側パイプはベローズを具備し、そのため、パイプが温度変化により異なる量だけ伸縮するときに、溶接部の完全性が保持される。
【０００５】
ＶＩＰパイプの絶縁空間は真空化され、低熱伝導率を特徴とするガラス、セルロース又は他の繊維性材料の細い繊維で形成した薄い布の多数の層で満たされる。薄い布層の間には、アルミニウム箔の如き高反射性の材料で形成された反射性バリヤシートが位置する。低温液体用途に利用する場合、ＶＩＰパイプの絶縁構成は内側パイプ内での低温に対する伝導及び放射熱ゲインを最小にする。
【０００６】
ＶＩＰパイプ区分は、ろう付け又は突合せ溶接により、絶縁したクラムシェルにより覆われたジョイントに接続できる。しかし、ＶＩＰパイプ区分は米国特許第４，４９１，３４７号明細書に開示されたような差込みコネクタ構造により最適に結合される。この米国特許第４，４９１，３４７号明細書は相互嵌合する金属の雄型及び雌型端部分を有するパイプ区分を開示している。雌型部分の材料は雄型部分よりも大きな膨張係数を有する。その結果、低温液体がパイプ区分を通って流れるとき、雌型部分はシール関係で雄型部分に接触する。
【特許文献１】米国特許第４，４９１，３４７号明細書  ＶＩＰのような真空絶縁パイプは、液体窒素が運搬される場合、１００フィート（約３０ｍ）の１インチ（約２５．４ｍｍ）パイプに対してほんの１６０ＢＴＵ／ｈの総熱損失しか伴わない高い性能を与える。更に、ＶＩＰのような真空絶縁パイプは典型的には１５ないし２０年にわたってその初期の絶縁能力を維持する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
既存の真空絶縁パイプに関連する欠点は、パイプのベローズの故障が低温材料を内側パイプの内部から内側及び外側パイプ間の真空領域内へ漏洩させることがあることである。漏洩した液体低温材料の蒸発及び外側パイプ上の低温材料の冷却効果は、パイプスプール装置の他の部品を壊滅的に故障させるような状況を生じさせることがある。更に、内側パイプからの低温媒体の漏洩は販売可能な製品の損失を招く。それ故、このような漏洩を排除又は最小化する真空絶縁パイプのための低温シールを提供するのが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は真空絶縁パイプ装置のための低温シールである。特に、パイプ装置は、その中を低温液体が流れる内側パイプと、内側パイプを少なくとも部分的に取り巻く外側パイプとを有する。可動のベローズリングはベローズの第１の端部を内側パイプに接続し、第１の固定のベローズリングはベローズの第２の端部を外側パイプに接続する。ベローズガイドは第１の端部により第１の固定のベローズリングに接続され、摺動式に可動のベローズリングを受け入れる。本発明によれば、シールが内側パイプとベローズガイドとの間に位置していて、ベローズが故障した場合に、内側パイプから漏洩した液体がベローズガイドと内側パイプとの間から内側パイプと外側パイプとの間の環状の空間内へ流出しないようにする。シールは、随意には、ベローズ、可動のベローズリング及び第１の固定のベローズリングを含む雄型の差込みコネクタと、ベローズガイドを含む雌型の差込みコネクタとを有する差込みパイプ装置内に組み込むことができる。
【０００９】
シールは可動のベローズリングとベローズガイドとの間に位置することができ、漏洩制御リングを有することができる。代わりに、シールは炭素及び（又は）黒鉛を基礎とするパッキン材料を含むことができる少なくとも１つのパッキン層を備えることができる。保持リングは少なくとも１つのパッキン層に隣接して可動のベローズリング上に位置する。代わりに、シールは第１の固定のベローズリングと内側パイプの外表面との間に位置することができる。シールのための第３の位置は可動のベローズリングとベローズシールドとの間である。更に、シールは、可動のベローズリングとベローズガイドとの間及び第１の固定のベローズリングと内側パイプの外表面との間のような多数の面内に同時に位置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の低温シールは雄型の差込み端部を有するパイプスプール又は差込み端部を有しないパイプスプールに組み込むことができる。前者に関して、図１は別個のパイプスプール１２の対応（合致）する端部を有する結合されたパイプスプール装置１０を一緒になって形成する結合された低温パイプスプールコネクタの３つの断面図Ａ、Ｂ、Ｃを示す。図１は、溶接された差込み組立体２６（図１Ａ）を含む（ただし、これに限定されない）ように係合した雄型／雌型パイプスプール１２の端部を接続する種々のジョイント即ち手段を示し、この場合、パイプスプール１２は突合せ溶接構造により各開いた端部において合致する独自のリング閉鎖体を有する。図１Ｂはボルト又はネジフランジ接続部２８を伴う各パイプスプール１２での独自のリング閉鎖体のフランジ付き差込み組立体２８を示す。図１Ｃはコネクタとしてのリングクランプによる独自のリング閉鎖体を具備する結合されたパイプスプール１２のためのクランプされた差込み組立体３０を示す。
【００１１】
図２、３を参照すると、外側パイプ１４及び内側パイプ１６を備えた整合して対向する２つの端パイプスプール１２と、雄型差込み接続部２０、並びに、所定の深さの端部４６及び内側シール表面６０を備えた雌型差込み接続部２２を有する、内側パイプ１６のための差込みジョイントとを示す。雄型差込み接続部２０はフランジ３４を備えた開いた雄型内側パイプ区分４０の１つの外側の減径端部で固定された円周方向の金属製の伸縮ベローズ２４を有する。雄型差込み接続部２０の外部の雄型シール合致表面６２を形成する同心のパイプ４２はベローズ２４の上流側で雄型差込み接続部２０の選択された長さに沿って固定された内側フランジ４４を備える。ベローズ２４の内端は増径同心パイプ４２の内側のベローズフランジ３６に固定される。ベローズは、パイプ装置に応力を作用させることなく、低温流体の温度に基づき内側パイプ１６の熱収縮又は膨張を許容し、長く延びる低温流体パイプ内への大膨張ループを組み込む必要性を排除する。
【００１２】
図３を参照すると、結合された位置での内側パイプ１６及び外側パイプ１４は結合されたパイプスプール１２間にジャケット真空部３２を形成する。ベローズ２４は雄型差込み式の外側合致表面６２の前方にベローズ空間を形成する。図３は使用位置（図１Ａも参照）における重なった突合せ溶接接続部２６での結合されたパイプスプール１２を示す。シール表面６０、６２間のゼロ公差嵌合を保証するために、重なった接続が常に必要である。
【００１３】
図４は結合された低温パイプスプール装置１０を形成するために結合された整合するパイプスプール１２に関連して使用する単一のパイプスプール１２の概略図である。パイプスプール１２は結合後に真空絶縁を達成するための送り出し弁又はポート４８と、各パイプスプール１２の真空レベルを読み取るための熱電対ゲージチューブ５０と、遮断弁５２とを有する。パイプスプール１２は好ましくは内側パイプ１６のまわりに絶縁部５４を有する。低伝導性のパイプスペーサ５６は真空空間３２に沿って長手方向で位置する。パイプスプール１２は外側パイプ１４内に外部の熱伸縮する金属ベローズ５８を有する。
【００１４】
雄型差込み接続部２０のノーズ部内のベローズ２４では、内側パイプ１６が加圧されたときに、外圧状態となる。その結果、ベローズ２４は、ベローズ２４が雌型差込み接続部２２上にあるときに生じる内圧状態にある場合よりも大きな圧力で作動することができる。図３に示すように、ベローズ２４は内側パイプ１６の内部と雌型差込み接続部２２の外側パイプ１４の内部との間に捕捉される。この形状はベローズ２４を案内し、望ましくない運動の可能性を排除する。パイプスプール１２の各真空絶縁された区分は雄型差込み接続部２０内のベローズ２４及び他端での雌型差込み接続部２２を備える。現場で真空絶縁されたパイプスプール１２に接続されたとき、熱応力は各パイプスプール１２内に含まれる応力よりも大きくならない。これはパイプ装置上での限定された素子分析の必要性を排除する。
【００１５】
雄型差込み接続部２０の外表面上でのベローズ２４の位置は内側パイプ１６を円滑な状態に維持し、これは、流体を移送するときにパイプ内の圧力又は摩擦損失を減少させる。このデザインは膨張ループの必要性を排除し、流体流れの摩擦及び必要なパイプ及び取り付け部の量を更に減少させる。雄型差込み接続部２０内へのベローズ２４の組み込みは、現場での組立て前に、内側パイプ１６及びベローズ２４の容易な清掃を許容する。雄型差込み接続部２０内へのベローズ２４の組み込みは、危険になり、熱サイクル中にベローズ２４を損傷させることのあるベローズ２４の渦巻き内のごみ又は他の粒子の収集を排除する。
【００１６】
各組立てられたパイプスプール１２は一端でベローズ２４を備えた雄型差込み接続部２０を有することができ、他端で、雌型差込み接続部２２、ベローズ２４の無い雄型差込み接続部２０、フィレット、溝又は突合せ溶接接続部を備えた独自のリング閉鎖体、又は、フランジ接続部２８を備えた独自のリング閉鎖体を有することができる。ベローズ２４を備えた雄型差込み接続部２０とは反対側のパイプスプール１２の端接続部は、付加的な可撓性又はパイプに対するベローズ２４を付加することなく、雄型又は雌型の差込み接続部２０又は２２の直前の端部での屈曲部を有することができる。
【００１７】
パイプスプール組立体は１方向に長い距離にわたって延びることができ、パイプ内に形成される熱応力に関係なく、約９０°までの方向変換を許容する。
雄型及び雌型の差込み接続部２０、２２は接続したときに高公差嵌合で合致するように設計される。雄型及び雌型の差込み接続部２０、２２はまた同じ先細り角度で先細りとすることができ、接続したときにほぼゼロ公差嵌合で一緒に接続することができる。
【００１８】
工場で作られたパイプスプール１２は恒久的な静的真空で現場へ送られ、フランジ付きジョイント２８、クランプジョイント３０又は溶接ジョイント２６（図１Ａないし１Ｃ参照）により接続される。エラストマー「Ｏ」リングは低温流体のための圧力シールを達成するためにフランジ付きジョイント２８及びクランプジョイント３０にとって必要である。溶接ジョイント２６は、溶接がパイプをシールするため、「Ｏ」リングを必要としない。
【００１９】
内側パイプ１６の材料は好ましくはステンレス鋼又は低温流体に対して矛盾を生じない別の材料であり、外側パイプ１４の材料はこのパイプを設置する大気環境に基づいて選択される。この材料は、例えば、腐食を排除又は減少させるために適正な外側コーティングを伴ったアルミニウム、ステンレス鋼又は炭素鋼とすることができる。パイプは低温流体を運搬するために地下、地上及び水中で使用することができる。外側パイプ１４のデザインは地下又は水中に置かれている圧力及び環境の要求を満たすように修正することができる。
【００２０】
図４のパイプを地下に配置したとき、垂直方向に向いた開いたパイプは各送り出し弁４８の位置よりも上方に位置し、真空化及び装着のための接近を提供するために斜面上方でキャップされる。水中に設置された真空絶縁パイプは、パイプを海底に固定するためにバラスト錨がパイプのまわりに位置するような位置に維持される。送り出しポートは海水に対して矛盾を生じない材料のカバーでシールされ、送り出し弁４８の安全装置が作動した場合に破裂ディスクとして作用する。安全装置はまた、海水が環状の空間へ入るのを阻止するために、逃がしが停止したときに閉じる逆止め弁を組み込んでいる。水中パイプはまた送り出し弁４８の上方でセンタリングされた垂直に向いたチューブを具備することができ、このチューブはパイプにシール溶接され、最大干潮時には海水の上方へ延び、海水が垂直のパイプ内へ進入するのを阻止するためにキャップされる。
【００２１】
図３を参照すると、雄型差込み接続部のベローズ２４の一端は端フランジ又は可動のベローズリング３４に溶接され、このリングはまた内側パイプ１６に溶接される。端フランジ３４はベローズ２４よりも大きな直径を有し、雌型差込み接続部２２内への取り扱い及び設置中にベローズ２４が損傷しないように保護する。端フランジの外径は丸められるか先細りにされ、雌型差込み接続部２２内への雄型差込み接続部２０の案内及び整合を補助する。
【００２２】
図４を参照すると、一端で雄型差込み接続部２０を有し、他端で雌型差込み接続部２２を有する各工場で組立てられたパイプスプールは内側パイプ１６のまわりに巻かれた多重層絶縁体５４で絶縁することができる。環状空間内の真空は外側パイプ１４に溶接された送り出し弁４８を使用して達成される。弁５２により真空空間３２から隔離できる熱電対ゲージチューブ５０によって、各パイプスプール１２の真空レベルを読み取ることができる。内側パイプ１６は低伝導性のパイプスペーサ５６により長さに沿って支持される。これらのパイプスペーサ５６は内側パイプ１６に取り付けられ、外側パイプ１４の内径へ延びる。パイプスペーサ５６は外側パイプ１４に沿って摺動するか又は転がる。
【００２３】
図４に示すように、外側パイプのベローズ５８は２つの固定の支持体間で結合された装置のパイプスプール１２の１つに付加することができる。この外側パイプのベローズ５８は、環境の温度変化即ち夏から冬までの条件及び昼間から夜間までの条件の下で、外側パイプ１４が収縮及び膨張するのを許容する。外側パイプのベローズ５８はまた、外側パイプ１４が固定の支持地点間で任意のパイプスプール１２の真空の損失時に収縮するのを許容する。外側パイプのベローズ５８の両側に位置するパイプスペーサ５６はベローズ５８の軸方向の整合を維持する。標準のパイプ支持体は、外側パイプ１４が軸方向に移動するのを許容する。
【００２４】
本発明によれば、低温シールは内側パイプからの低温材料の漏洩による低温流体パイプ装置の壊滅的な故障を阻止するために図１−４のパイプ装置に付加される。低温シールは破裂したベローズ２４からの低温材料の漏洩量を規制又は制限する。
【００２５】
本発明の低温シールの第１及び第２の実施の形態を図５Ａ及び図５Ｂにそれぞれ示す。図５Ａ、５Ｂに示すように、低温流体は通常の作動中に伸縮ベローズ２４の外部側へ移動できる。伸縮ベローズ２４の内部側は内側パイプ１６と外側パイプ１４との間の空間と同様に真空状態にある。しかし、故障状態においては、伸縮ベローズ２４は破裂することがある。このような状況においては、低温流体はベローズ２４の外部側から内部側へ漏洩することがある。漏洩が生じたとき、製品の大幅な損失を阻止するために漏洩量を最小化すると共に、流体パイプ装置内に高圧状態が発生する危険性を最小化するのが望ましい。高圧状態は装置の更なる故障を招くことがある。
【００２６】
図５Ａに示す第１の実施の形態においては、漏洩制御リング１００がフランジ又は可動のベローズリング３４と雌型差込み接続部２２の壁との間に位置し、この漏洩制御リングはベローズガイドとして作用する。可動のベローズリング３４は漏洩制御リング１００を受け入れることを意図することができる。漏洩制御リング１００と可動のベローズリング３４との間の嵌合は、通常の作動中にベローズ２４の外部側の真空化を許容すると共に、故障状態中に低温材料の制御された漏洩を許容するのに十分なほど緩くすることができる。
【００２７】
図５Ｂに示す第２の実施の形態においては、付加的な漏洩制御リング１０２が雄型差込み接続部２０の内側パイプ１６のまわりに配置される。漏洩制御リング１０２は突合せフランジ又は固定のベローズリング４４の下方の位置で内側パイプ１６を包囲するように配置することができる。固定のベローズリング４４は漏洩制御リング１０２を受け入れることを意図することができる。漏洩制御リング１０２と固定のベローズリング４４との間の嵌合は、通常の作動中にベローズ２４の内部側の真空化を許容すると共に、故障状態中に低温材料の制御された漏洩を許容するのに十分なほど緩くすることができる。
【００２８】
漏洩制御リング１００、１０２は例えばＴＥＦＬＯＮ（テフロン；登録商標名）のような炭化フッ素ポリマーで作ることができる。代わりに、漏洩制御リング１００、１０２は任意の他の適当な材料で作ることができる。漏洩制御リング１００、１０２は任意の適当な寸法を有することができる。例えば、漏洩制御リング１００、１０２はほぼ１インチ（約２５．４ｍｍ）の幅及びほぼ１／８インチ（約３．１８ｍｍ）の厚さを有することができる。更に、漏洩制御リング１００又はリング１００、１０２は同様に隣接するパイプスプールの内側パイプを接続するために使用される他の形式のジョイントからの漏洩量を制限する手段として使用することができる。これらのジョイントは溶接されたジョイント及びフランジ付きジョイントを含む。
【００２９】
図６に示すように、好ましくは、内側パイプと外側パイプとの間の空間内での極限圧力状態を阻止するために、圧力逃し弁が外側パイプ１４に取り付けられる。破裂したベローズ２４を含む故障状態中、ある低温流体はベローズ２４を通り、漏洩制御リング１００又は漏洩制御リング１００、１０２を通過し、内側パイプ１６と外側パイプ１４との間の空間内へ移動することがある。低温流体が内側パイプ内の液体である場合は、内側パイプ１６の範囲を去った後に液体が蒸発することがよくある。この蒸発が内側パイプ１６と外側パイプ１４との間の空間内で生じると、この空間内の真空が失われ、正圧が発生することがある。また、逃げた低温流体は外側パイプ１４の温度を大幅に低下させることがある。発生した正圧を解放する手段が無い場合、流体パイプ装置の更なる故障が起こり易い。この故障状態を阻止する試みとして、圧力逃し弁８０を外側パイプ１４に付加することができる。外側パイプ内の圧力が設定しきい値を越えたときに、圧力逃し弁８０が開く。このしきい値は例えばほぼ１０ｐｓｉｇ（０．７ｋｇ／ｃｍ２）とすることができる。
【００３０】
本発明の第３の実施の形態の低温シールを組み込んだ真空絶縁パイプの一部を符号１１０で図７に示す。このパイプは外側パイプ１１４と、区分１１６ａ、１１６ｂを具備した内側パイプとを備える。内側パイプ区分１１６ａはガイドピン１１８を介して外側パイプ１１４内に位置決めされる。先細り円錐部１２０は内側の円錐接合リング１２２及び外側の円錐接合リング１２３を介して内側パイプ区分１１６ｂと外側パイプとの間で接続される。
【００３１】
図７、８に示すように、ベローズ１２４は可動のベローズリング１３４により一端で内側パイプ区分１１６ａに固定される。ベローズ１２４の他端は第１の固定のベローズリング１３６を介してベローズガイド１２５に固定される。
【００３２】
図７に示すように、内側パイプ区分１１６ｂは第２の固定のベローズリング１３８によりベローズガイド１２５に固定される。ベローズシールド１４２がまた第２の固定のベローズリング１３８に取り付けられ、内側パイプ区分１１６ａ、１１６ｂ間の液体の流れを円滑にする。ベローズシールド１４２は可動のベローズリング１３４に接続されない。
【００３３】
パイプ区分１１６ａ、１１６ｂ、ベローズ１２４、可動のベローズリング１３４、ベローズガイド１３５、第１及び第２の固定のベローズリング１３６、１３８並びにベローズシールド１４２はすべて、好ましくは、スチール又はある他の金属材料から構成され、溶接による上述した方法で一緒に固定することができる。
【００３４】
図８、９に示すように、可動のベローズリング１３４は本発明の第３の実施の形態の低温シールを具備する。第３の実施の形態によれば、可動のベローズリング１３４は円周方向の隆起部１５０を具備する。図９に示すように、隆起部に隣接して、シールパッキン１５２、１５４がパッキン押えとして設置される。パッキン１５２、１５４は好ましくは商業的に入手できる黒鉛及び炭素を基礎とする圧縮パッキンである。例としては、１５８５黒鉛含浸織り交ぜ炭素繊維パッキンがある。代わりに、パッキン材料は５０００ｍ可撓性黒鉛のような別の材料とすることができる。２層のパッキンを示すが、パッキン材料のより多数又はより少数の層を設けることができる。グランドパッキンシールはパッキン押え内でパッキンを閉じ込め、圧縮する保持リング１５６を有する。リング１５６は好ましくはスチールから構成される。
【００３５】
グランドパッキンシールは、ベローズ１２４の故障の場合、内側パイプ区分１１６ａ、１１６ｂから内側及び外側のパイプ間の絶縁真空環状体内へのＬＮＧ（液化天然ガス）のような低温液体の流れを制限する。内側パイプ内の加圧された低温液体は、ベローズ１２４の故障地点に到達してそこを通過する前に、グランドパッキンシールを通って流れなければならない。
【００３６】
圧縮パッキンは幾何学形状及び表面の欠陥部に順応してそこを満たし、それ故、シールを有効にするための厳密な公差を必要としない。低温温度での黒鉛及び炭素パッキンのユニークな熱膨張特性はＴＥＦＬＯＮ及び他のエラストマー（パッキン１５２及び（又は）１５４として依然として使用されている）のような伝統的な低温シール材料に関連する熱収縮の問題を回避する。黒鉛及び炭素パッキンの潤滑特性は、内側パイプ区分１１６ａ、１１６ｂが収縮し、ベローズ１２４が圧縮されるときに、パッキンシールが可動のベローズリング１３４と一緒に摺動するのを許容する。可動のベローズリング１３４上のシールの位置は内側パイプ区分１１６ａ、１１６ｂを通って流れる低温液体からベローズ１２４を隔離し、従って、キャリヤ／内側パイプ内の圧力サージからベローズを保護する。
【００３７】
図７を参照すると、グランドパッキンシールのための代わりの位置は第１の固定のベローズリング１３６の内径と内側パイプ区分１１６ａの外表面との間である。このような実施の形態においては、適当な円周方向の溝を第１の固定のベローズリング１３６の内径内に形成すべきである。グランドパッキンシールのための付加的な代わりの位置はベローズシールド１４２の外表面と可動のベローズリング１３４の内径との間である。このような実施の形態においては、適当な円周方向の溝を可動のベローズリング１３４の内径内に形成すべきである。
【００３８】
図７−９のパイプは、代わりに、リング１００及び（又は）１０２を含む図５Ａ、５Ｂの実施の形態のシールを具備することができることを理解すべきである。逆に、図５Ａ、５Ｂのパイプは図７−９の実施の形態のシールを具備することができる。
【００３９】
本発明の好ましい実施の形態を図示し、説明したが、当業者なら、特許請求の範囲で規定された本発明の要旨を逸脱することなく、変更及び修正を行うことができることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１Ａ、１Ｂ及び１Ｃは、パイプスプールが本発明に従って構成できる雄型の差込み端部を備えている、３つの形式の組立てられた差込みコネクタの概略断面図である。
【図２】図１Ａのコネクタの１つの実施の形態の分解部品断面図である。
【図３】図１Ａの組立てられたコネクタの拡大詳細断面図である。
【図４】雄型の差込み端部を備える図２、３のパイプスプールの概略断面図である。
【図５Ａ】図５Ａ及び図５Ｂはそれぞれ本発明の第１及び第２の実施の形態のシールを組み込んだパイプの故障状態を示す拡大図である。
【図５Ｂ】図５Ａ及び図５Ｂはそれぞれ本発明の第１及び第２の実施の形態のシールを組み込んだパイプの故障状態を示す拡大図である。
【図６】本発明と一緒に使用するのに適する圧力逃がし弁を備えたパイプスプールの概略断面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態のシールを組み込んだパイプスプールの一部の断面図である。
【図８】図７のパイプスプールのベローズ部分の拡大図である。
【図９】図８の可動のベローズリング及び低温シールの拡大図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０    パイプスプール装置
１２    パイプスプール
１４、１１４    外側パイプ
１６    内側パイプ
２４、１２４    ベローズ
３２    空間
３４、１３４    可動のベローズリング
１００、１０２    漏洩制御リング    
１１０    パイプ
１１６ａ、１１６ｂ    内側パイプ区分
１３５    ベローズガイド
１３６    第１の固定のベローズリング
１３８    第２の固定のベローズリング
１４２    ベローズシールド
１５２、１５４    パッキン
１５６    保持リング
【図１】
2006038223.tif 000003
【図２】
2006038223.tif 000004
【図３】
2006038223.tif 000005
【図４】
2006038223.tif 000006
【図５Ａ】
2006038223.tif 000007
【図５Ｂ】
2006038223.tif 000008
【図６】
2006038223.tif 000009
【図７】
2006038223.tif 000010
【図８】
2006038223.tif 000011
【図９】
2006038223.tif 000012
【外国語明細書】
2006038223000001.pdf