(57)【要約】【課題】少なくとも一時的に高圧下の流体を搬送する、流体搬送システムに用いるのに適切な接続装置を提供するを提供する。【解決手段】  接続装置（1）には接続部（7）を含むが、これは正面側で部品（3）のシール面（15）とシールされる。シール面（15）に関する接続部（7）の向きは、（間にシール部の介在の有無にかかわらず）接続部（7）とシール面（15）間の表面接触によってのみ定められる。必要な軸方向力を与えるように、シール領域の近くに締め付け用のレバー（21）をピボット状に取付けて、この長めのレバーアーム上に張力付与装置（32）を作用させる。このように特に製造や組付けを容易にし、信頼性があり、漏れがなく、取付けを容易にする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体用の導管（２）を、シール面（１５）を備えた他の部品（３）に接続させる接続装置（１）であって、
前記流体用の導管（２）と関連するとともに、ラジアル方向の突出部（９）と軸方向のシール面（１４）を有するように導管の端部（４）を備え、
前記軸方向のシール面（１４）と前記シール面（１５）の間に介在されるようにシール部（１７）を備え、
前記部品（３）に設けられる接合部（２３）上に支持される支持区間（２２）と、前記ラジアル方向の突出部（９）と関連付けられる圧力面（２９）と、張力付与装置（３２）を用いて前記部品（３）に対して前記ラジアル方向の突出部を押圧できる取付け区間（３１）を有するように締め付け用のレバー（２１）を備えることを特徴とする接続装置。
【請求項２】
前記導管の端部（４）には、前記ラジアル方向の突出部（９）を有する接続部（７）が備えられることを特徴とする請求項１に記載の接続装置。
【請求項３】
前記接続部（７）は、前記流体用の導管（２）に対してはんだ付けされることを特徴とする請求項１に記載の接続装置。
【請求項４】
前記ラジアル方向の突出部（９）は、前記流体用の導管（２）に対して成形されることを特徴とする請求項１に記載の接続装置。
【請求項５】
前記ラジアル方向の突出部（９）は、ディスク状のフランジを用いて形成されることを特徴とする請求項１に記載の接続装置。
【請求項６】
前記軸方向のシール面（１４）は、平らな平面であることを特徴とする請求項１に記載の接続装置。
【請求項７】
前記軸方向のシール面（１４）は、前記支持用の突出部（１９）と近接して設けられることを特徴とする請求項１に記載の接続装置。
【請求項８】
前記シール部（１７）は、金属製のＯ−リングであることを特徴とする請求項１に記載の接続装置。
【請求項９】
前記シール部（１７）は、シール材料を用いて被覆された金属製のガスケット（３７）であることを特徴とする請求項１に記載の接続装置。
【請求項１０】
前記シール材料は、エラストマーであることを特徴とする請求項９に記載の接続装置。
【請求項１１】
前記シール材料は、前記金属製のガスケット（１２）よりも高い変形性を示す金属から形成されることを特徴とする請求項１に記載の接続装置。
【請求項１２】
前記流体用の導管（２）は、前記締め付け用のレバー（２１）の開口部（２８）を通って延びることを特徴とする請求項１に記載の接続装置。
【請求項１３】
前記開口部（２８）は、連続した縁部を有することを特徴とする請求項１２に記載の接続装置。
【請求項１４】
前記開口部（２８）は、非連続の縁部を有することを特徴とする請求項１２に記載の接続装置。
【請求項１５】
前記締め付け用のレバー（２１）の前記支持区間（２２）と前記接合部（２３）は、ヒンジを構成することを特徴とする請求項１に記載の接続装置。
【請求項１６】
前記圧力面（２９）は、凸状の表面であることを特徴とする請求項１に記載の接続装置。
【請求項１７】
前記圧力面（２９）は、前記ラジアル方向の突出部（９）と同心状に当接することを特徴とする請求項１に記載の接続装置。
【請求項１８】
前記張力付与装置（３２）は、ねじ（３３）を用いて構成されることを特徴とする請求項１に記載の接続装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体用の導管を他の部品に対して接続するのに用いる接続装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、流体を搬送するシステムでは複数の接続装置を用いて、例えば、パイプやホースを互いに対して接続させたり、又は、他の集合体、例えば、圧縮器、凝縮器、冷却器、蒸発器又は他のアセンブリに対して接続させている。このような接続装置は、特定の状況下でしっかりと密閉されなければならない。接続装置に対するこのような要望は、特に、高い流体圧力が様々な圧力値の間で変動しながら接続装置上に及ぼされる場合に強く望まれている。また、クローズ型の流体システムの場合には、潜在的に漏れの生じる割合を最小にすることが必要になる。
【０００３】
このため、例えば、ＣＯ2のような低分子の流体に特に高い需要がある。さらに、一般的に、他の点で周囲の状況を考慮する必要がある。これらには、熱に対する安定性、耐振動性、耐腐食性、長期間での耐久性、組付けの容易性、メンテナンスの容易性、さらに他の同様のものが含まれる。
【０００４】
特許文献１には、カップ形状の受取り部と、これに加えて、パイプとラジアル方向のフランジを含む接続装置が開示されている。カップ形状の受取り部の底部に設けられる円形状の溝部内には、流路用のチャネルと同心状にＯ−リングが配置されている。このＯ−リングと底部の周囲を囲む環状の領域上には、対に用いられる環状のフランジが支持されている。この接続を固定させるため、Ｕ字形状のブラケットを挿入させて、接続部に対して横方向に、カップの対応するボア内を通している。そして、上記Ｏ−リングによって密閉させている。
【０００５】
さらに、特許文献２に開示された接続装置では、同様に、ラジアル方向のフランジを備えた接続部と、カップ形状の受取り部を有し、このカップ形状の部品の底部上にＯ−リングを配置させている。そして、このＯ−リングを特別に変形させて、接続装置の部品をしっかりと機械的に接続させるために、上記装置にウェッジ型の張力付与装置を関連付けている。この装置はクランプ用のウェッジを有しており、ラジアル方向のフランジをカップ形状の部品上の接合面（アバットメント面）に対してしっかりとウェッジさせるようにしている。
【特許文献１】米国特許第５,５１３,８８２号公報
【特許文献２】ドイツ国特許公開第１００ ５８ ０８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、特に、少なくとも一時的に高圧下の流体を搬送する、流体搬送システムに用いるのに適切な接続装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、本明細書に添付された特許請求の範囲の請求項１に記載のように構成される。
【０００８】
本発明に係る接続装置は、流体用の導管を少なくとも一つのシール（密閉）面を備えた他の部品に対して接続させるために用いられる。この他の部品は、流体搬送システムの部品や、集合体、又はカップリング部品や同様物のような他の部品でもよい。接続される導管の端部にはラジアル方向の突出部を備えるが、これは締め付け用のレバー（クランプ用のレバー）と当接して、上記部品に対して導管の端部を軸方向に締め付けるために用いられる。導管の端部の軸方向のシール面と、上記部品のシール面との間に介在されるシール部品は、シールされる流体の特性と、流体の圧力を考慮に入れている。
【０００９】
締め付け用のレバーは、接合部（アバットメント）上に支持される支持区間と、ラジアル方向の突出部と関連付けられる圧力面又はスラスト面と、例えば、ねじを用いて構成される、張力付与装置と当接できる取付け区間を有する。圧力面は、支持区間と取付け区間との間に配置される。好ましくは、圧力面と接合部つまり支持区間との間に備えられるレバーアームは、接合部と取付け区間つまり張力付与装置との間に備えられるレバーアームよりもかなり短い。このように、レバーを減少させる結果、導管の端部上でかなり強い軸方向の張力を生じさせるように、単一の張力付与装置、例えば、単一のねじを用いることができる。流体システム内で優勢な圧力は、シール面によって覆われる円形状の表面を介して、軸方向の力として作用して、導管の端部を部品から離すように作用する。接続装置が数百バールの破裂する圧力まで引き締められる場合には、例えば１平方センチメートルのような小さな断面積でさえ、数千ニュートンのかなりの軸方向力を生じさせることが起こり得る。比較的小さな大きさの張力付与装置（例えば、Ｍ５又はＭ６のマシーンボルト）を用いることにより、このような力を安全に制御できるようにする。
【００１０】
好ましくは、圧力面は、ラジアル方向のフランジの中心でのみ作用する。特に、これはライン形状又はストリップ形状の表面領域であって、接合部によって定められるヒンジ軸に対して平行に向きを定められている。この直線状又は面状の接触領域は、ラジアル方向の突出部に対してラジアル方向であって、締め付け用のレバーに対して横方向で、上記ラジアル方向の突出部の中心を通る直線上に配置される。この結果、締め付け用のレバーによって及ぼされる圧力は、軸方向のシール面と部品上に形成されるシール面に対して均一に伝達されるので、シール部はこの全周に沿って均一に軸方向の圧力を受けることになる。従って、非対称的に分散される力によって形成される局所的な漏れが生じることを避けることができる。
【００１１】
締め付け用のレバーは導管の端部上に軸方向の力を及ぼすが、この場合、部品のシール面は導管の端部を整列させるための参照用の表面として機能する。従って、部品に対して導管の端部を正確に整列させることは、シール面と軸方向のシール面のみによって行うことができ、他のいかなる表面の接触を用いなくてもよい。この手段は、シール面上に均一な表面圧力用の基盤を提供するため、特に低めの漏れの生じる割合と、高圧に対する耐性を実現することができる。さらに、導管の端部に支持部を備えてもよく、この場合、この支持部は、曲げ力が加えられたときに、上記導管の端部を支持させる。しかしながら、力が加えられていないときの整合は、もっぱらシール面と軸方向のシール面によって形成される。弾力性のシール部を用いる場合には、部品又はラジアル方向の突出部にさらに支持面を備えて、シール部が過度に圧縮されることを防ぐようにしてもよい。しかしながら、双方の場合で、部品上の導管の端部の整合は、シールされる場所の近くで、この場所の表面によって定められるが、締め付け用のレバーによって形成される取付け装置によっては定められない。
【００１２】
導管の端部には、ラジアル方向の突出部を有する接続部を備えていてもよい。この突出部は環状又はディスク形状のフランジでもよく、また周方向に連続していてもよく、又は非連続であってもよい。この接続部は流体用の導管に対してはんだ付けされていてもよく、溶接されていてもよく、又は他の手段によって上記導管に対して接続されていてもよい。
【００１３】
また、ラジアル方向の突出部を流体用の導管に対して成形することは可能であり、この場合、接続部と流体用の導管を単一の部品として構成できる。
【００１４】
好ましくは、軸方向のシール面は、平らな表面である。しかしながら、必要に応じて、円錐形状の座を構成するようにしてもよい。
【００１５】
また、上記シール部はＯ−リングでもよく、好ましくは、金属製のＯ−リングを利用する。このＯ−リングは、例えば、加圧されたガス（窒素）を充填させた、ばね鋼のチューブの小さな無限軌道状の円として構成されていてもよい。好ましくは、このシールは、軸方向に開始点から平らな、シートガスケットから形成する。例えば、これはシール用の材料を被覆した金属製のディスクから構成してもよい。このシール用の材料は、薄いエラストマーの層から形成されていてもよい。また、これは金属製のディスクの変形性よりも大きな変形性を示す金属の薄い変形可能な層から構成してもよい。この場合、高い機械的な安定性と高い耐性とともに特に低めの漏れの割合を達成することができる。
【００１６】
導管に対して取付けられる締め付け用のレバーは、このレバーが失われないように接続されていてもよい。この場合、レバーに縁部が閉ざされるように開口部を備えて、ここに導管の端部を通すようにしてもよい。しかしながら、非連続なように縁部を備えて、必要に応じて締め付け用のレバーを導管の端部に対して取付けられるようにしてもよい。
【００１７】
本発明に係る特徴のさらなる詳細は、以下に記載する明細書の説明と、本明細書に添付された図面及び特許請求の範囲の記載から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る好適な実施形態について添付した図を参照して説明する。
図１を参照すると、流体用の導管２を他の部品３、例えば、流体用の技術的な構成、導管又は同様物等に接続するのに用いる接続装置１が示されている。接続装置１には、流体用の導管２の端部４と、部品３の接続領域５が含まれる。これら双方に対して流路６が通されるが、この流路６は外部に対してシールされている。この導管の端部４には、円筒形状の内面と円筒形状の外面を有する中空状の円筒形状部として構成される区間８を含む接続部が備えられる。また、部品３から離れる側の端部には、ラジアル方向に突出部９を形成するディスク形状のフランジが、区間８と隣接されている。この軸方向の反対側の端部には、接続部７の底部１２に、中央に貫通されたボア１１が備えられるが、この底部には軸方向にシール面１４が設けられている。この軸方向のシール面１４は環状の表面であって、流路６と同心状に設けられ、図示した実施例では、平らな形状を有している。また、この軸方向のシール面は、部品３上に設けられる、流路６と同心円状の、環状で平らなシール面１５とも関連付けられている。このシール面１５は、ポケットボア１６の底部上に設けられており、ここを通るように流路６が延びているが、ポケットボア１６に設けられる円筒形状の内壁部は、接続部７の外径よりも大きな径を有している。このため、接続部は、ポケットボア１６内であそびを有するように配置される。
【００１９】
図２に分離して示しているように、軸方向のシール面１４とシール面１５との間には、シール部１７が介在されている。本発明の実施形態では、このシール部１７は金属製のＯ−リングを用いて構成される。この金属製のシール用のＯ−リングは、例えば、リラックスした（通常の）状態では、貫通形状であって、自己完結型であり、このため、加圧窒素を充填させた、空洞部１８を有する、連続した、小さなばね鋼のチューブから構成されている。
【００２０】
また、接続部７は、軸方向のシール面１４と直接当接するように、軸方向端部側に表面を備えた突出部１９を有しており、ポケットボア１６の底部と当接させるようにして、シール部１７の変形を限定させるとともに、接続部７と当接して（スナッグ状に）係合できるようにしている。
【００２１】
さらに、接続装置１は、ポケットボア１６の底部に対して、軸方向に接続部７を押し込むのに用いられるように、締め付け用のレバー２１（図１参照）を含んでいる。このため、締め付け用のレバー２１に支持区間２２を備えて、部品３上に締め付け用のレバー２１を支持できるようにしている。本発明に係る実施形態では、この支持区間２２は、部品３上に備えられる接合部（アバットメント）２３の周囲に延びるように、フック部として構成されている。この接合部は、例えば、ポケットボア１６とは反対方向に面する溝形状の支持面２５を有する溝部（又は凹部）２４として構成される。そして、この支持面２５の曲率に合わせられた脚部２６が、支持面２５に対して当接されるようにしている。支持面２５と脚部２６の曲率はスイベル軸２７を定めるが、これはヒンジ軸として見ることができる。
【００２２】
さらに、締め付け用のレバー２１に開口部２８を設けて、ここを通るように導管の端部４を延ばしている。
この開口部２８と当接するように、圧力面２９が設けられているが、これは、好ましくは、わずかに凸状か、又はドーム状に形成される。この結果、図１から理解できるように、圧力面２９は、平らなラジアル方向の突出部９に対して、ライン形状又はストリップ形状の領域内の突出部の平面の上下でのみ当接する。この結果、この接触領域は、スイベル軸２７と平行に並ぶ、突出部の平面に対して垂直線上に置かれる。導管の端部に対して横方向に計測される、ヒンジ軸又はスイベル軸２７と、圧力面２９とラジアル方向の突出部９の間で接触する表面のラジアル方向部の間の距離ａは、短めのレバーアームを形成する。また、スイベル軸２７と小ねじ（マシーンスクリュー）との間の距離ｂは、長めのレバーアームを形成する。
【００２３】
また、締め付け用のレバー２１は、支持区間２２と反対側の端部上に取付け区間３１を有しており、例えば、小ねじ３３のように構成される、張力付与装置３２と関連付けている。このねじは、部品３に設けられたスレッド（ねじ）状のボア３４に対して螺合され、かつ、締め付け用のレバー２１の取付け区間３１を通るように延ばされている。スイベル軸２７と小ねじ３３との間で、導管の端部４に対して水平方向又は横方向に計測される距離ｂは、張力を付与する接続装置１用に長めのレバーアームを形成する。
【００２４】
また、締め付け用のレバー２１に設けた適当な凹状部又は溝部内に締め付け部３５を備えてもよく、これに適当なボアが設けられていれば、ここを通って小ねじ３３を延ばしていてもよい。好ましくは、このボアは長手方向に延び、つまり、少なくとも小ねじ３３よりもわずかに大きめに延びる。上記締め付け部は、ほぼ導管の端部４まで延びて、上記導管の端部と面するように支持面を一つ備える。取付け区間３１の方向から導管の端部４を眺めると、開口部２８はかなり大きいため、開口部の壁部はこの場所では導管の端部４に対してなんら支持部を提供しない。この機能は、締め付け部３５によって行われる。しかしながら、締め付け部３５は、好ましくは、導管の端部４が張力を受けた接続装置１とともに、力が加えられていない状態で、壁部と接触することなく、開口部２８を通って移動できるように構成され、配置される。この目的は、ポケットボア１６の底部に対して、導管４の端部の整合が、突出部１９の接合部のみによって定められるようにすることにある。
【００２５】
以下、接続装置１の機能について説明する。
接続を行うためには、流体用の導管２に適当な接続部７と締め付け用のレバー２１を備えることを前提にする。そして、シール部１７を備えた接続部７をポケットボア１６内に挿入し、接合部２３の周りに締め付け用のレバー２１をフック状に取付ける。このことは容易に達せられるが、この理由は、締め付け用のレバー２１の側方の移動に基いて、締め付け部３５を依然、移動することができるためである。そして、締め付け部３５を伴うように小ねじ３３を締め付け用のレバー２１の取付け区間３１に装着し、固定させる。このようにすることで、軸方向の締め付け力として作用する小ねじ３３の軸方向の張力は、接続部７上のｂ／ａのファクターによって増大されて、上記接続部をポケットボア１６内に押し込むようにする。この際、締め付け用のレバーの並びや、他のいかなる調整も重要ではない。尚、接続部７の端部側の圧力面は、周囲に沿って広く接触する。また、シール部１７の変形は、ポケットボア１６の底部に対する突出部１９の接触によって限定される。そして、金属−対−金属の結合によって、特に低い漏れの割合を達成することができる。
【００２６】
図３を参照すると、本発明に係る接続装置１の修正された他の実施形態が示されている。この場合、図１及び２に関する説明が同様に適用される。但し、相違点として、図３に示した接続装置１は、次の特徴を有する。
接合部２３は、マッシュルーム形状の突出部３６から形成されて、部品３上に配置され、上記部品から離れて小ねじ３３と平行に延びている。締め付け用のレバー２１の支持区間２２のフック形状の端部は、突出部３６のマッシュルーム状のキャップの下方に延ばされる。この実施形態の長所は、この簡略さにある。しかしながら、原則として、ａに対するｂのレバーレシオは、この場合、わずかに好ましくなく、つまり、フォースゲインが低目になる。これに対して、図１に示した接続装置１では、スイベル及びヒンジ軸２７を流体用のチャネル７に対して極めて近接して配置することができるため、距離ａを非常に小さくすることができ、レシオｂ／ａを非常に大きくすることができるという長所がある。
【００２７】
図４に示した接続部７とシール部１７の実施形態は、上述したものと、以下に示す実施形態の夫々に用いることができる。シール部１７はガスケット３７として構成され、二つの基本的に平らなシール面３８、３９を互いに反対方向に面するように備える。
【００２８】
図５は、ガスケット３７を単体で示している。これは、剛性で、変形の可能性を最小にした部材から金属製の支持部４１を構成している。この支持部には、エラストマー又は変形可能な金属、例えば、アルミニウム、鉛、スズ又は同様物から構成される、薄いシールレイヤー４２が備えられている。このガスケット３７は、接続部７の平らな端部側とポケットボア１６の底部の間に配置される。この結果、軸方向のシール面１４は、ガスケット３７を介して、シール面１５上に直接支持される。このタイプのシールでは、ガスケット３７は、部品３と導管の端部４の整合を定めている。締め付け用のレバー２１は、軸方向に圧力を及ぼすだけであり、接続装置の側方から生じるいかなる側方又は他の力が接続部７上に作用されないようにしている。
【００２９】
図６及び７を参照すると、締め付け用のレバー２１がこれに関連した締め付け部３５とともに示されている。図６に示される締め付け用のレバー２１は、例えば、図３に示した接続装置１と合わせて用いることができる。締め付け用のレバーには開口部２８が設けられているが、これは取付け区間３１を超えてスリット状に延びている。また、これは圧力面２９の領域で終端している。突出部３６を支持するため、また支持区間２２はフォーク状の形状を有している。スリット状の開口部２８は、この長手方向の端部に、ステップ状の端部４３ａ、４３ｂを備えており、これらが締め付け部を受け取れるようにしている。この締め付け部は小ねじ３３用の開口部４４を備えており、また、この狭い側の端部に溝部４５を備えて、開口部２８の端部側の縁部とともに、導管の端部４を通らすための丸みをおびた開口部を定めるようにしている。この締め付け用のレバーは、接続部７とともに流体用の導管２を、構成３に対して取付けられるようにしているが、この前に、適当な締め付け用のレバー２１を対応する流体用の導管２に対して取り付けることを必要としてしない。
【００３０】
また、接続装置１は接続部７を有し、この端部側を部品３のシール面１５上に配置させている。接続部７のシール面１５に対する整合は、接続部７とシール面１５（シール部１７を介在させようが、させまいが）の間で接触する表面によってのみ定められている。シール場所の近くでヒンジ状に取付けられた締め付け用のレバー２１は、必要とされる軸方向の圧力を及ぼし、このレバーの長めのレバーアーム上で張力付与装置３２が作用する。このような接続装置は、特に簡単に製造し、組付けることができ、さらに、きわめて簡単に取付けを行うことができ、かつ、漏れのないように、信頼性を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態に係る接続装置を示す長手方向の断面図である。
【図２】図１の接続装置の要部を示す図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る接続装置を示す長手方向の断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る接続装置の要部を示す長手方向の断面図である。
【図５】図４に示した接続装置用のシール部の断面図である。
【図６】図３に示した接続装置用の締め付け用のレバーの他の実施形態を示す平面図である。
【図７】図６に示した締め付け用のレバーと関連付けられる閉鎖用の部品の平面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１                  接続装置
２                  流体用の導管
３                  部品
４                  導管の端部
７                  接続部
９                  ラジアル方向の突出部
１４                軸方向のシール面
１５                シール面
１７                シール部（Ｏ−リング）
２１                締め付け用のレバー
２２                支持区間
２３                接合部
２８                開口部
２９                圧力面
３１                取付け区間
３２                張力付与装置
３３                ねじ
３７                ガスケット
【図１】
2005538324.tif 000003
【図２】
2005538324.tif 000004
【図３】
2005538324.tif 000005
【図４】
2005538324.tif 000006
【図５】
2005538324.tif 000007
【図６】
2005538324.tif 000008
【図７】
2005538324.tif 000009
【国際調査報告】
2005538324.tif 000010
2005538324.tif 000011
2005538324.tif 000012
2005538324.tif 000013