(57)【要約】  冗長シーリングシステムは、真空、又は加圧ガス、又は液体、の容器のためのシールアセンブリを含んでいる。容器は、容器の表面から延在しているボスと充填ポート開口部とを有している。ボスは、開口部と整列している通路を有しており、通路は、ねじを切った部分を有している。シールアセンブリは、容器における充填ポート開口部と嵌り合うように形成されている表面を備えたノーズ部分と、ボスを貫通している通路のねじを切った部分に係合する雄ねじを備えた止めねじ部分と、を有するポートプラグを含み、ノーズ部分を充填ポート開口部の中へ押し込んで、第１のシールを形成する。シールアセンブリは、ボスを貫通している通路の遠端部を閉じるサイズに合わせて作られた溶接プラグを更に含んでいる。溶接プラグは、ボスに溶接され、第２のシールを形成する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧容器のためのシールアセンブリであって、
前記加圧容器は、前記加圧容器の表面から延在しているボスと充填ポート開口部とを有しており、
前記ボスは、前記充填ポート開口部と整列している通路を有しており、
前記通路は、ねじを切った部分を有しており、
前記シールアセンブリは、前記加圧容器における前記充填ポート開口部と嵌り合うように形成されている表面を備えたノーズ部分と、前記ボスを貫通している前記通路の前記ねじを切った部分に係合する雄ねじを備えた止めねじ部分と、を有するポートプラグを具備し、前記ノーズ部分を前記充填ポート開口部の中へ押し込んで、シールを形成する、シールアセンブリ。
【請求項２】
前記ノーズ部分は、可鍛材料である、請求項１に記載のシールアセンブリ。
【請求項３】
前記ノーズ部分は、真鍮である、請求項２に記載のシールアセンブリ。
【請求項４】
前記ノーズ部分は、
前記充填ポート開口部よりも小さい近端部と、前記充填ポート開口部よりも大きい遠端部と、を備えた円錐状の形状、
を有する、請求項１に記載のシールアセンブリ。
【請求項５】
前記止めねじ部分は、
前記止めねじ部分に係合し、前記通路の中で前記ボスに対して前記止めねじ部分を前進させる又は引き込むドライブ手段、
を末端部に有している、請求項１に記載のシールアセンブリ。
【請求項６】
前記シールは、
第１のシールであり、
前記ボスを通る前記通路の遠端部を閉じるサイズに合わせて作られた溶接プラグ、を更に具備し、
前記溶接プラグは、前記ボスに溶接され、第２のシールを形成する、請求項１に記載のシールアセンブリ。
【請求項７】
前記加圧容器と前記溶接プラグは、スチールである、請求項６に記載のシールアセンブリ。
【請求項８】
溶接は、軸方向の溶接、半径方向の溶接、又はこれらの２つの組み合わせ、のうちの１つである、請求項６に記載のシールアセンブリ。
【請求項９】
前記ボスは、一般的に管状である、請求項１に記載のシールアセンブリ。
【請求項１０】
前記ボスは、円形の断面を有している、請求項１に記載のシールアセンブリ。
【請求項１１】
加圧容器であって、
前記加圧容器の表面から延在しているボス及び充填ポート開口部と、
ここで、前記ボスは、前記充填ポート開口部と整列している通路を有しており、
前記通路は、ねじを切った部分を有している、
前記充填ポート開口部と前記通路とをシールする、請求項１に記載のシールアセンブリと、
を具備する、加圧容器。
【請求項１２】
容器をガス又は液体で満たし、次に、前記容器をシールする方法であって、
（ａ）前記容器における開口部、及び前記開口部に隣接している前記容器の表面から延在しているボス、を有している容器と、
ここで、前記ボスは、前記容器における前記開口部と整列している通路を有しており、
前記通路は、少なくとも部分的に雌ねじを切られている、
前記容器における前記充填ポート開口部を閉じるノーズ部分、及び前記ボスのねじを切った部分に係合する雄ねじを備えた止めねじ部分、を含んでいるポートプラグと、
を提供するステップと、
（ｂ）前記止めねじ部分よりも前記開口部に近い前記ノーズ部分を備えた前記ポートプラグを、前記通路の中に挿入するステップと、
（ｃ）前記通路を介して、前記容器を加圧ガス又は液体で満たすステップと、
（ｄ）前記ノーズ部分が、前記開口部に隣接している前記容器の表面に係合し、第１のシールを形成するまで、ねじを切った前記ポートプラグにトルクを与えて、前記ポートプラグを前記通路の中で前進させるステップと、
（ｅ）前記ボスの外側端部に溶接プラグを取り付けて、前記ボスを貫通している前記通路を閉じるステップと、
（ｆ）前記溶接プラグを前記ボスに溶接し、第２のシールを生成するステップと、
を含む、方法。
【請求項１３】
前記トルクを与えるステップは、前記開口部に隣接している前記容器の表面と嵌り合うように、前記ノーズ部分を変形させることを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記溶接するステップは、軸方向の溶接、半径方向の溶接、またはこれらの２つの組み合わせ、のうちの少なくとも１つを形成することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記満たすステップは、前記挿入するステップの前に行われる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記取り付けるステップと前記溶接するステップは、最後の２つのステップであり、
前記取り付けるステップは、前記溶接するステップの前に行われる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記溶接プラグを取り付けるステップの前に、前記第１のシールの完全性をテストするステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記テストするステップが、前記第１のシールが不適切であると示した場合に、前記ポートプラグを取り外して交換し、次に、適切なシールが得られるまで、前記テストするステップを繰り返す、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
シールアセンブリを備えたガス容器であって、
前記ガス容器は、
前記ガス容器における開口部、及び前記開口部に隣接している前記ガス容器の表面から延在しているボスと、
ここで、前記ボスは、前記ガス容器における前記開口部と整列している通路を有しており、
前記通路は、少なくとも部分的に雌ねじを切られており、
前記ボスを貫通している前記通路の近端部において前記開口部に隣接している、前記ガス容器における前記開口部をシールする手段と、
前記ボスを貫通している前記通路の遠端部に隣接している、前記ボスを貫通している前記通路をシールする手段と、
を有する、シールアセンブリを備えたガス容器。
【請求項２０】
前記開口部をシールする手段は、容器における前記充填ポート開口部と嵌り合うように形成された表面を備えたノーズ部分と、前記ボスを貫通している前記通路のねじを切った部分に係合する雄ねじを備えた止めねじ部分と、を有するポートプラグを含み、前記ノーズ部分を前記充填ポート開口部の中に押し込んで、シールを形成し、
前記通路をシールする手段は、前記通路の遠端部を閉じるサイズに合わせて作られた溶接プラグを含み、
前記溶接プラグは、前記ボスに溶接され、第２のシールを形成する、請求項１９に記載の容器及びシールアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１１年１１月４日に出願された米国特許出願第１３／２８９，４００号の利益に権利を主張しており、米国特許出願第１３／２８９，４００号は、参照によってここに取り込まれている。
【０００２】
本発明は、主契約（Prime Contract）第ＨＱ０２７６−０８−Ｃ−０００１号のもとで米国政府の支援を受けて作成された。米国政府は、本発明にある特定の権利を有している。
【０００３】
発明の分野
本発明は、圧力又は真空容器に関し、より具体的には、長期間にわたる貯蔵寿命（shelf life）の間、改善されたシールを有する高圧ガス容器に関する。
【背景技術】
【０００４】
高圧ガス容器には、誘導弾（guided missile）を含む多くの用途が見出されている。ミサイルにおいて、加圧ガスは、コンパクトなエネルギ源を提供し、これは、例えば、ジャイロをアンケージすること（uncaging）、赤外線目標検知追尾装置（infrared seeker）の検出器要素を冷却すること、操縦翼面（control surface）を動かすこと、等に使用できる。これらの容器は非常に小さい場合があり、低い漏れ率（leak rate）を維持しながら、これらを充填してシールするのは難しい。
【０００５】
１つの一般に使用されている充填方法は、ボトルの内部体積（inner volume）に穴を開ける（breach）小径管を必要とする。容器が管を通してガスで充填された後で、容器は幾つかの位置で抵抗溶接（resistance weld）され、次に、その遠端部で溶接されて閉鎖される。この一般的な設計は、業界全体にわたって２０年を超えて使用されてきた。
【０００６】
ミサイルのためのこれまでの他の加圧容器は、ガスを容器内に閉じ込めるために、金属対金属のシール（metal-to-metal seal）を主に利用していた。これらのシールのうちの幾つかのものは、ねじを切ったユニオン（threaded union）を利用し、一方で他のものは、圧入プラグ（pressed in plug）を使用してきた。これらの設計の両者は、ガスを容器の中に保持するシールを得るために、非常に優れた表面仕上げ（surface finish）を必要とする。他のシールは、容器の開口部上に軟質金属（soft metal）を成形することによって形成されていた。
【発明の概要】
【０００７】
金属対金属のシールは、不完全な場合があり、閉じ込められたガスが容器からゆっくりと漏れることを許し、その貯蔵寿命を短くしている。誘導弾が使用される前に、誘導弾が長時間にわたって保管されることはよくあるので、短くなった貯蔵寿命は、それが必要とされるときに、容器が十分なガスを含んでいないというリスクを高める可能性があり、これはミサイルを役立たないものにする場合がある。更に加えて、これまでのシールは、多くの場合に、誤った取り扱い（mishadling）に対して物理的に強くなく、環境条件に強くなく、及び／又は、汚染に対して強くなかった。これらの欠点にもかかわらず、他の技術が利用可能でなかった、利用可能な体積に適合しなかった、又はより費用がかかったという理由で、これまでのシールが使用され続けたので、一般的な品質のミサイルサブシステムに適していない。
【０００８】
本発明は、開口部を塞いで最初のシールを形成する変形可能なプラグと、金属キャップ及び安価な球状溶接機（orbital welder）を加えて形成できる第２の溶接シールと、の両者を使用する、冗長シーリングシステム（redundant sealing system）を提供する。
【０００９】
より具体的には、本発明は、圧力容器のためのシールアセンブリを提供する。容器は、容器の表面から延在しているボスと充填ポート開口部とを有している。ボスは、開口部と整列（align）している通路（passage）を有しており、通路は、ねじを切った部分（threaded portion）を有している。シールアセンブリは、容器における充填ポート開口部と嵌り合うように形成されている表面を備えたノーズ部分（nose portion）と、ボスを貫通している通路のねじを切った部分に係合する雄ねじを備えた止めねじ部分（set screw portion）と、を有するポートプラグを含み、ノーズ部分を充填ポート開口部の中へ押し込んで、シールを形成する。このシールは、最初又は第１のシールであり、シールアセンブリは、ボスを貫通している通路の末端部を閉じるサイズに合わせて作られた溶接プラグを更に含む。溶接プラグは、ボスに溶接され、第２のシールを形成する。当然に、本発明は、開口部と通路とをシールするこのようなシールアセンブリを有する加圧容器を更に提供する。
【００１０】
本発明は、容器を満たし、次に、容器をシールし、長期間にわたる貯蔵寿命を与える方法を更に提供する。この方法は、（ａ）容器における開口部、及び開口部に隣接している容器の表面から延在しているボス、を有している容器と、ここで、ボスは、容器における開口部と整列している通路を有しており、通路は、少なくとも部分的に雌ねじを切られている；容器における充填ポート開口部を閉じるノーズ部分、及びボスのねじを切った部分に係合する雄ねじを備えた止めねじ部分、を含んでいるポートプラグと；を提供するステップと、（ｂ）止めねじ部分よりも開口部に近いノーズ部分を備えたポートプラグを、通路の中に挿入するステップと、（ｃ）通路を介して、容器を満たすステップと、（ｄ）ノーズ部分が、開口部に隣接している容器の表面に係合し、最初又は第１のシールを形成するまで、ねじを切ったポートプラグにトルクを与えて、ポートプラグを通路の中で前進させる（advance）ステップと、（ｅ）ボスの外側端部に溶接プラグを取り付けて、ボスを貫通している通路を閉じるステップと、（ｆ）溶接プラグをボスに溶接し、第２のシールを生成するステップと、を含む。
【００１１】
本発明の別の態様によると、本発明は、シールアセンブリを備えた容器を提供する。容器は、容器における開口部、及び開口部に隣接している容器の表面から延在しているボス、を有する。ボスは、容器における開口部と整列している通路を有しており、通路は、少なくとも部分的に雌ねじを切られている。容器及びシールアセンブリは、ボスを貫通している通路の近端部において開口部に隣接している、容器における開口部をシールする手段と、ボスを貫通している通路の遠端部に隣接している、ボスを貫通している通路をシールする手段と、を更に含んでいる。
【００１２】
例示的な実施形態では、開口部をシールする手段は、容器における充填ポート開口部と嵌り合うように形成された表面を備えたノーズ部分と、ボスを貫通している通路のねじを切った部分に係合する雄ねじを備えた止めねじ部分と、有するポートプラグを含み、ノーズ部分を充填ポート開口部の中に押し込んで、シールを形成する。通路をシールする手段は、通路の遠端部を閉じるサイズに合わせて作られた溶接プラグを含み、溶接プラグは、ボスに溶接され、第２のシールを形成する。
【００１３】
本発明の上述の特徴と他の特徴は、以下で十分に記載され、特に、請求項に示されている。以下の記載と添付の図面は、本発明のある特定の例示的な実施形態を詳しく示している。しかしながら、これらの実施形態は、本発明の原理が用いられ得る様々なやり方のうちのほんの幾つかを示しているに過ぎない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】シーリングコンポーネントを示している、本発明に従って提供される容器の分解斜視図である。
【図２】図１に示されているコンポーネントの完成したアセンブリの断面図である。
【図３】図１に示されているポートプラグの斜視図である。
【図４】図３のポートプラグの断面図である。
【図５】図１に示されている溶接プラグの斜視図である。
【図６】アセンブリを図示している図２に示されている容器のためのポートアセンブリ及びシーリング機構と使用工程（use process）についての一連の図である。
【図７】アセンブリを図示している図２に示されている容器のためのポートアセンブリ及びシーリング機構と使用工程についての一連の図である。
【図８】アセンブリを図示している図２に示されている容器のためのポートアセンブリ及びシーリング機構と使用工程についての一連の図である。
【図９】アセンブリを図示している図２に示されている容器のためのポートアセンブリ及びシーリング機構と使用工程についての一連の図である。
【図１０】アセンブリを図示している図２に示されている容器のためのポートアセンブリ及びシーリング機構と使用工程についての一連の図である。
【図１１】本発明に従って提供される溶接プラグの代わりの実施形態を示している。
【図１２】本発明に従って提供される溶接プラグの代わりの実施形態を示している。
【図１３】本発明に従って提供される溶接プラグの代わりの実施形態を示している。
【図１４】本発明に従って提供される溶接プラグの代わりの実施形態を示している。
【図１５】本発明に従って提供される溶接プラグの代わりの実施形態を示している。
【図１６】本発明に従って提供される代わりのポートプラグを示している。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
既に記載したように、以前の圧力容器は、ハーメチックシールを提供する際に、多くの問題を有していた。例えば、幾つかの容器が、誤った取り扱い、環境条件、又は汚染に強くなかったか、或いは、シーリング方法が、実施するために高い資本費用が必要であった。更に、圧力容器のための従来のシーリング方法は、時間の経過と共に過剰に漏れてしまうことがよくあったか、コンパクトでなかったか、大きな体積を占めていたか、又はシーリング方法における冗長性を提供していなかった。
【００１６】
対照的に、本発明は、コンパクトで、安価で、且つ冗長なシーリング方法を提供する。圧力容器は、加圧ガス又は液体を充填するための開口部を含んでいる。開口部に隣接している環状表面に対して、第１の要素を押し付け、開口部自体を塞いで閉じる。この工程において、この第１の要素は、環状表面と嵌り合うように変形し、最初又は第１のシールを提供する。第２の要素は、容器に対して第１の要素を支える。この最初のシールが、効果がない又はさもなければ欠陥がある場合に、第１の要素を外す又は交換するために、第２の要素は取り外し可能である。次に、最初のシールが破られた場合に、第２のシールを提供するように、第３の要素が、第１及び第２の要素上に装着され、所定の位置に（in-place）溶接される。
【００１７】
結果として得られる圧力容器は、物理的に小さく、一般的な製造方法を使用し、この分野において作ることができる強くて冗長なシールを提供する。第１のシール又は第２のシールの何れかを設置するために、工場の条件は要求されない。更に、第２のシールを生成する前に、第１のシールをテストすることができ、最初の第１のシールが損なわれている場合は、第２のシールを適用する前に、第１のシールを補修（rework）することができる。
【００１８】
容器１０をシールする例示的なシステム及び方法が、図１及び２に示されている。ガス又は液体を保持することができる容器１０、即ち、タンク又はボトル又は他のチャンバは、容器１０の表面から延在しているボス１６と充填ポート開口部１４とを有している。充填ポート開口部１４は、清掃し易いことが好ましい。ボス１６は、開口部１４と整列している通路２０を有する。通路２０と開口部１４は、シールアセンブリ１２によってシールされる。
【００１９】
例示的な容器１０は、ステンレススチールのようなスチールで作られており、およそ０．０７インチ(約１．８ｍｍ)の壁の厚さを有する。容器のための例示的なステンレススチールは、米国ペンシルバニア州ワイオミシング（Wyomising）のカーペンターテクノロジーコーポレーション（Carpenter Technology Corporation）からの、カーペンターカスタム４５５（Carpenter Custom 455）のステンレススチールである。このような容器は、およそ２５，０００ゲージｐｓｉ(約１７２，４００ｋＰａ)までの、高い内部圧力に耐えることが分かっている。実際には、ボス１６は、容器１０の一体部分に固定された又は一体部分として形成された、短い永久管（permanent tube）である。例示的なボス１６は、円筒形であり、およそ０．２５インチ(約６．４ｍｍ)の直径と、長さにおいて約０．３０インチ(約７．６ｍｍ)の長さ又は高さとを有する。
【００２０】
ボス１６から充填ポート開口部１４までの通路２０は、ポートプラグ２６を受け取るために、通路２０の遠端部２４に、ねじを切った部分２２を有している。示されているポートプラグ２６は、ノーズ部分３０と、止めねじ部分３２とを有している。示されている実施形態では、ノーズ部分３０と止めねじ部分３２は、異なるコンポーネントであるが、これらは単一の部品として形成され得る。ノーズ部分３０は、プラスチック又は金属のような可鍛材料で作ることができ、示されている実施形態では、ノーズ部分３０は、一般的に円錐状の形状を有する。他の形状も機能することができる。例示的なノーズ部分３０は、真鍮３６０（brass 360）のような真鍮で作られている。示されているノーズ部分３０は、円錐状の形状のベース又は遠端部から延在している支柱（support post）又はシャンク３４を更に有する。
【００２１】
ここで、図３及び４を更に参照すると、支柱３４は、止めねじ部分３２におけるソケット３６の中へ延在している。ポートプラグ２６の止めねじ部分３２においてノーズ部分３０を永久に捕らえるように、支柱３４は部分的に押しつぶされている（crush）か又はスエージ加工されている（swage）ことが好ましいが、必須ではない。これは、ノーズ部分３０が、容器１０上の環状の表面に固定された場合に、セルフアラインメント（self alignment）のために、止めねじ部分３２に対して半径方向（radial direction）に動くことを可能にする。止めねじ部分３２は、ボス１６を貫通している通路２０の内側表面上のねじを切った部分２２に係合する雄ねじ４０を有する。止めねじ部分３２の近端部４２は、ノーズ部分３０のベースにおける支柱３４を受け取るソケット４４を含んでいる。この窪みを作られた（hollow-out）止めねじ部分３２が、ノーズ部分３０のスエージ加工した支柱３４の部分に役立ち(図１５)、その幅はキノコ状に広がり（mushroom）、従って、支柱３４が止めねじ部分３２の肩部４７の後ろで支えられる。スエージ加工された支柱３４を備えたポートプラグ２６の例は、図１６に示されている。
【００２２】
止めねじ部分３２の遠端部４６は、ボス１６を貫通している通路２０のねじを切った部分２２に沿って、止めねじ部分３２に係合し、止めねじ部分３２をドライブするための、ドライブ特徴（driving feature）５０を含んでいる。例えば、例示的なドライブ特徴５０は、止めねじ部分３２の遠端部に形成されている六角形のソケットを含んでいる。例示的なソケット５０は、公称で１／１６インチ(およそ１．６ｍｍ)の六角形のレンチ又はキーを受け取るサイズに合わせて作られている。例えば、スクリュドライバを受け取る他のタイプのドライブ特徴は、代替オプションである。例示的な止めねじ部分３２は、ステンレススチール、特に、米国オハイオ州ウェストチェスタ(West Chester)の、ＡＫスチールコーポレーション（AK steel corporation）から入手可能な、ニトロニック（Nitronic、登録商標）６０で作られている。ニトロニック（登録商標）６０は、オーステナイト系（austenitic）ステンレススチールである。示されている止めねじ部分３２は管状であり、ソケット３６は、止めねじ部分３２の一部分又は全体の中に延在した穴又は通路によって形成されており、ポートプラグ２６がボス１６の通路２０の中に存在する場合に、加圧ガスを容器１０に送るのを容易にする。止めねじ部分２６の側部におけるスロット４８は、ガスが止めねじ部分２６を流れて容器１０の中へ入るための別の経路を提供する。
【００２３】
容器１０が加圧ガスで充填されるか又は加圧ガスを排出された後に、ガスで満たす又はガスを排出する前又は後にボス１６の通路に挿入されたポートプラグ２６は、止めねじ部分３２にトルクを与えて、充填ポート開口部１４に隣接している容器１０の表面にノーズ部分３０を押し付けることによって前進させられる。ノーズ部分３０は可鍛材料で作られているので、止めねじ部分３２にトルクを与え続けると、図２に示されているように、充填ポート開口部１４に隣接している表面に嵌り合うように、ノーズ部分３０を変形させる。これは、最初のシールを生成する。シールが漏れていることをテストが明らかにした場合は、この最初のシールは補修可能である。更に、この構成では、第１のシールの汚れた側（dirty side）の、シールされた容器の外側におけるボス１６の通路２０と、ポートプラグ２６の止めねじ部分３２とに、ねじが切られている。
【００２４】
第１のシールが十分な完全性を有することをテストが示した場合に、溶接プラグ６０が、ボス１６の遠端部２４の上に配置され、所定の位置に溶接され、第１のシールと重複して、第２のシールを提供する。ポートプラグ２６は、ボス１６を貫通している通路２０内に全体的に存在しているので、溶接プラグ６０とボス１６は、ポートプラグ２６と充填ポート開口部１４との両者の上に、ハーメチックシールされたチャンバを形成する。ポートプラグのシールが損なわれても、溶接プラグ６０を所定の位置に保持する溶接と、溶接プラグ６０とによって、容器１０はシールされ続け、溶接はそれを所定の位置に保持する。溶接プラグ６０は、一般に、スチール、例えば、圧力容器１０と同じスチールで作られている。例示的な溶接プラグは、およそ０．０６０インチ(約１．５ｍｍ)の厚さである。例えば、球状ＴＩＧ溶接機を使って、溶接を行うことができる。このような溶接機は、一般に入手可能であり、通常は小型で、ポータブルで、使用するのが簡単で、比較的に安価である。より重要なことに、これらは、単純な操作で、一貫した品質の溶接を与える。従って、球状溶接機は、この分野で使用でき、溶接シールを形成するために、工場環境の精密な条件を必要としない。しかしながら、レーザ及び電子ビーム溶接機を含む、他のタイプの溶接デバイスを使用し、溶接プラグ６０をボス１６に溶接することができる。
【００２５】
図２及び５に示されているように、溶接プラグ６０は、シャンク又はシャフト６２を含むことができる。シャンク又はシャフト６２は、ポートプラグ２６に受け取られ、ポートプラグ２６の止めねじ部分３２におけるソケット３６の中に延在することができる。示されているポートプラグ６０は、六角形のシャフト６２を有している。六角形のシャフト６２は、止めねじ部分３２の遠端部における六角形のソケット５０に受け取られる。最後に、溶接プラグ６０が所定の位置に溶接されると、止めねじ部分３２とポートプラグ２６との係合において、振動、取り扱い、又は何等かの他の理由の結果として、時間の経過と共に止めねじ部分３２が回転するのを防ぐ。更に、ポートプラグ２６と溶接プラグ６０との間に含まれている体積を、シャフト６２が実質的に埋め、それによって、ボス１６内のガスの体積を最小にする。更に、これは、良く溶接された、第２のシールを確かなものにするのを助ける。
【００２６】
本発明に従って提供されるシーリング方法の一連の作業が、図６−１０に示されている。図６は、圧力容器１０から延在しているボス１６であって、充填ポート開口部１４まで貫通している通路を備えたボス１６と、圧力容器１０と、を示している。図７では、ポートプラグ２６が、ボス１６における通路２０の中へ挿入されている。これは、手作業又は自動で行うことができる。次に、図８に示されているように、圧力容器１０を取り付け具（fixture）に装着するか、若しくはさもなければ、継手（fitting）に接続又は結合し、圧力タンクを加圧ガス又は液体６６で充填する(或いはその代わりに、容器１０から流体を排出する)ことができる。取り付け具又は他の連結器は、ポートプラグ２６にトルクを与え、図９に示されているように、ポートプラグ２６のノーズ部分３０を、充填ポート開口部１４に隣接している圧力容器１０の表面に突き当てて変形させるために、止めねじ部分３２を前進させるツール又は仕組みを、一般に含んでいる。これは、最初又は第１のシールを形成する。次に、このシールをテストして、ガスがこのシールを通って漏れているかどうかと、シールが固定されているかどうかと、を決定することができる。これは、圧力容器１０を充填するために使用されている同じ連結器を通じて、或いは異なる仕組み又は取り付け具を通じて行うことができる。シールが漏れている、又はさもなければテストで不合格になった場合は、ポートプラグ２６を取り外して交換するか、又は取り付けをやり直すことができる。
【００２７】
図１０に示されているように、圧力容器１０を取り付け具又は連結器から取り外し、ボス１６を貫通している通路２０の遠端部２４に、溶接プラグ６０を取り付ける。次に、容器１０及びシールアセンブリ１２を球状溶接機に取り付けることができ、溶接プラグ６０がボス１６に溶接され、容器のための第２の冗長なシールを完成させる。
【００２８】
上述では、１つのみのタイプの溶接プラグ６０を示したが、本発明の範囲内で、更なる設計も考えらえる。図１１−１５は、以下の段落で簡単に説明されている溶接プラグ６０に対する代わりの設計を示している。
【００２９】
図１１では、溶接プラグ７０が、ボス１６の軸方向の端部から、ボス１６を貫通している通路２０内で受け取られ、所定の位置に溶接される。この設計では、溶接プラグ７０を所定の位置に保持するものは、通路２０内における溶接プラグ７０の嵌合（fit）、好ましくはぴったりした嵌合（tight fit）と、溶接自体だけである。その代わりに、図１２に示されているように、溶接プラグ７２は、ねじを切った部分７４を含んでいてもよい。ねじを切った部分７４は、溶接プラグ７２を、それが溶接される前に所定の位置に固定するために、通路２０におけるねじを切った部分２２に係合する。溶接プラグ７２は、例えば六角形のソケット７６によって、溶接プラグ７２にトルクを与えて通路２０の中に入れる手段を更に含んでいる。溶接プラグ７２を所定の位置に固定するために、溶接プラグ７２の遠端部は軸方向の溶接（axial weld）を重ねて与えられる。この設計では、溶接プラグ７２は、通路２０の中へ十分な距離にわたって延在し、ポートプラグ２６の止めねじ部分３２の遠端部４６に係合するので、圧力容器１０の振動又は取り扱いが原因で、ポートプラグ２６が緩むのを防ぎ得る。
【００３０】
軸方向の溶接の代わりに、図１及び１０において既に示された実施形態の場合のように、溶接プラグに半径方向の溶接を与えてもよい。図１３に示されている実施形態は、図１０に示されている実施形態に類似しており、図１１のように、ボス１６を貫通している通路２０の中へ延在している溶接プラグ８０の近い方の部分８２の嵌合のみによって、溶接プラグ８０は所定の位置に保持される。この場合における溶接プラグ８０は、主として溶接自体によって所定の位置に保持される。図１２の実施形態に似た別の実施形態は、ねじを切った部分８４を有しており、ねじを切った部分８４は、通路２０の中に延在し、溶接プラグ８６を、それが溶接されるまで所定の位置に固定する。しかしながら、図１２とは対照的に、この場合は、溶接プラグ８６は、ボス１６の遠端部２４を超えて延在し、半径方向の溶接により所定の位置に保持される。
【００３１】
図１２と１４に示されている溶接プラグの設計では、ねじを切った部分を含み、ねじを切った部分は、ボス１６を貫通している通路２０の中へ延在している。ポートプラグ２６の止めねじ部分３２を受け取るために、通路２０は、その遠端部２４において既にねじを切られているので、これらの設計は、更なる機械加工をする必要がない。図１５には、代替例が示されている。この場合に、ポートプラグ９０は、ボス１６の外側表面９２の全体に延在し、外側表面に対して半径方向に溶接される。更に、この設計は、ポートプラグ９０上の雌ねじを切った部分９６に係合する、ボス１６上の雄ねじであって、ボトルのスクリュキャップに類似した雄ねじ、を更に含んでいる。しかしながら、これらのねじを切った部分９４及び９６を省いてもよく、溶接プラグ９０又はキャップを、ねじ接続することなく、所定の位置に溶接することができる。ボスを貫通している通路を閉じて、通路の中にポートプラグをシールする他のタイプの溶接プラグが、本発明の範囲内で考えられる。溶接は、軸方向の溶接、半径方向の溶接、又はこれらの２つの組み合わせであって、ある角度における溶接、例えば、ボス１６の軸に対して４５度の角度で接する部品間の溶接の形態をとってもよい。更に加えて、レーザ、電子ビーム、又は他の溶接技術のような、球状ＴＩＧ溶接機以外の他の方法を使用して、溶接プラグをボスにシールするために使用される溶接を行うことができる。
【００３２】
従って、本発明は、高圧ガス容器１０に対する冗長なシールを提供する。最初に、ポートプラグを置き、次に、充填ポート開口部１４を囲んでいる表面に隣接しているノーズ３０の部分を変形させ、第１のシールを作る。止めねじ部分３２は、ノーズ部分３０を開口部１４に対して前進させ、変形したノーズ３０を所定の位置に保持する。次に、溶接プラグ６０が、ポートプラグ２６と、ボス１６を貫通している通路２０との上に被さるか、又はこれらをカバーし、所定の位置に溶接され、ポートプラグ２６から逃げ得るガスに対して、第２のシールを与える。
【００３３】
更に、本発明は、溶接プラグ６０を加えて、第２のシールを形成する前に、第１のシールをテストし、テストで不合格になった場合は、第１のシーリング要素と、ポートプラグ２６と、特にノーズ部分３０とを、補修又は交換することができる。本発明によって提供されている例示的なシールアセンブリは、爆発に先立って、４０，０００ゲージｐｓｉ（約２７６，０００ｋＰａ）をシールすることが分かった。結果として得られるシールアセンブリ１２は、誤った取り扱いに強い。第１のシールは、環境条件と汚染とから保護されている。また、この分野（field）、例えば、空調のメンテナンス及び修理の状況において、更に、ガスをミサイルに供給するために、工場の設定（factory setting）外で使用できる安価なツールを使って、第１と第２のシールを形成することができる。このような例示的なシールアセンブリは、およそ１４年の寿命を有し、その１４年の期間にわたって、少なくとも、漏れは２００ゲージｐｓｉ（約１，４００ｋＰａ）を超えないと予想される。
【００３４】
要約すると、本発明は、加圧容器１０のためのシールアセンブリ１２を含む、冗長シーリングシステムを提供する。容器１０は、容器１０の表面から延在しているボス１６と、充填ポート開口部１４と、を有している。ボス１６は、開口部１４と整列した通路２０を有している。通路２０は、ねじを切った部分２２を有している。シールアセンブリ１２は、容器１０における充填ポート開口部１４と嵌り合うように形成されている表面を備えたノーズ部分３０を有するポートプラグ２６と、ボス１６を貫通している通路２０のねじを切った部分２２に係合する雄ねじを備えた止めねじ部分３２とを有しており、ノーズ部分３０を充填ポート開口部１４の中へ押して、第１のシールを形成する。シールアセンブリ１２は、ボス１６を貫通している通路２０の遠端部を閉じるサイズに合わせて作られた溶接プラグ６０を更に含んでいる。溶接プラグ６０は、ボス１６に溶接され、第２のシールを形成する。
【００３５】
従って、本発明は、以下に記載されている特徴のうちの１つ以上を備えた、システム及び方法を提供する。
【００３６】
Ａ．加圧容器１０のためのシールアセンブリ１２であって、容器１０は、容器１０の表面から延在しているボス１６と充填ポート開口部１４とを有しており、ボス１６は、開口部１４と整列している通路２０を有しており、通路２０は、ねじを切った部分２２を有しており、シールアセンブリ１２は、容器１０における充填ポート開口部１４と嵌り合うように形成されている表面を備えたノーズ部分３０と、ボス１６を貫通している通路２０のねじを切った部分２２に係合する雄ねじを備えた止めねじ部分３２と、を有するポートプラグ２６を具備し、ノーズ部分３０を充填ポート開口部１４の中へ押し込んで、シールを形成する、シールアセンブリ１２。
【００３７】
Ｂ．ノーズ部分３０は、可鍛金属である、節（clause）Ａ又は節Ａに従属する他の何れかの節に記載されている、シールアセンブリ１２。
【００３８】
Ｃ．ノーズ部分３０は、真鍮である、節Ｂ又は節Ｂに従属する他の節に記載されている、シールアセンブリ１２。
【００３９】
Ｄ．ノーズ部分３０は、開口部１４よりも小さい近端部と、開口部１４よりも大きい遠端部と、を備えた円錐状の形状を有する、節Ａ又は節Ａに従属する他の何れかの節に記載されている、シールアセンブリ１２。
【００４０】
Ｅ．止めねじ部分３２は、止めねじ部分３２に係合し、通路２０の中でボス１６に対して止めねじ手段３２を前進させる又は引き込むドライブ手段、を末端部に有している、節Ａ又は節Ａに従属する他の何れかの節に記載されている、シールアセンブリ１２。
【００４１】
Ｆ．シールは、第１のシールであり、ボス１６を貫通している通路２０の遠端部を閉じるサイズに合わせて作られた溶接プラグ６０、を更に具備し、溶接プラグ６０は、ボス１６に溶接され、第２のシールを形成する、節Ａ又は節Ａに従属する他の何れかの節に記載されている、シールアセンブリ１２。
【００４２】
Ｇ.容器１０と溶接プラグ６０は、スチールである、節Ｆ又は節Ｆに従属する他の何れかの節に記載されている、シールアセンブリ１２。
【００４３】
Ｈ．溶接は、軸方向の溶接、半径方向の溶接、又はこれらの２つの組み合わせ、のうちの１つである、節Ｆ又は節Ｆに従属する他の何れかの節に記載されている、シールアセンブリ１２。
【００４４】
Ｉ．ボス１６は、一般的に管状である、節Ａ又は節Ａに従属する他の何れかの節に記載されている、シールアセンブリ１２。
【００４５】
Ｊ．ボス１６は、円形の断面を有している、節Ａ又は節Ａに従属する他の何れかの節に記載されている、シールアセンブリ１２。
【００４６】
Ｋ．加圧ガス容器１０であって、容器１０の表面から延在しているボス１６及び充填ポート開口部１４と、ここで、ボス１６は、開口部１４と整列している通路２０を有しており、通路２０は、ねじを切った部分２２を有している；開口部１４と通路２０とをシールする、節Ａ又は節Ａに従属する他の何れかの節に記載されているシールアセンブリと；を具備する、加圧ガス容器１０。
【００４７】
Ｌ．容器１０をガスで満たし、次に、容器１０をシールし、長期間にわたる貯蔵寿命を提供する方法であって、
（ａ）容器１０における充填ポート開口部１４、及び開口部１４に隣接する容器１０の表面から延在しているボス１６、を有している容器１０と、ここで、ボス１６は、容器１０における開口部１４と整列している通路２０を有しており、通路２０は、少なくとも部分的に雌ねじを切られている；容器１０における充填ポート開口部１４を閉じるノーズ部分３０、及びボス１６のねじを切った部分に係合する雄ねじを備えた止めねじ部分３２、を有しているポートプラグ２６と；を提供するステップと、
（ｂ）止めねじ部分３２よりも開口部１４に近いノーズ部分３０を備えたポートプラグ２６を、通路２０の中に挿入するステップと、
（ｃ）通路２０を介して、容器１０を加圧ガスで満たすステップと、
（ｄ）ノーズ部分３０が、開口部１４に隣接する容器１０の表面に係合し、第１のシールを生成するまで、ねじを切ったポートプラグ２６にトルクを与えて、ポートプラグ２６を通路２０の中で前進させるステップと、
（ｅ）ボス１６の外側端部に溶接プラグ６０を取り付けて、ボス１６を貫通している通路２０を閉じるステップと、
（ｆ）溶接プラグ６０をボス１６に溶接し、第２のシールを生成するステップと、
を含む、方法。
【００４８】
Ｍ．トルクを与えるステップは、開口部１４に隣接している容器１０の表面と嵌り合うように、ノーズ部分３０を変形させることを含む、節Ｌ又は節Ｌに従属する他の何れかの節に記載されている、方法。
【００４９】
Ｎ．溶接するステップは、軸方向の溶接、半径方向の溶接、またはこれらの２つの組み合わせ、のうちの少なくとも１つを形成することを含む、節Ｌ又は節Ｌに従属する他の何れかの節に記載されている、方法。
【００５０】
Ｏ．満たすステップは、挿入するステップの前に行われる、節Ｌ又は節Ｌに従属する他の何れかの節に記載されている、方法。
【００５１】
Ｐ．取り付けるステップと溶接するステップは、最後の２つのステップであり、取り付けるステップは、溶接するステップの前に行われる、節Ｌ又は節Ｌに従属する他の何れかの節に記載されている、方法。
【００５２】
Ｑ．溶接プラグ６０を取り付けるステップの前に、第１のシールの完全性をテストするステップを含む、節Ｌ又は節Ｌに従属する他の何れかの節に記載されている、方法。
【００５３】
Ｒ．テストするステップが、第１のシールが不適切であると示した場合に、ポートプラグ２６を取り外して交換し、次に、適切なシールが得られるまで、テストするステップを繰り返す、節Ｑ又は節Ｑに従属する他の何れかの節に記載されている、方法。
【００５４】
Ｓ．シールアセンブリ１２を備えたガス容器１０であって、容器１０は、容器１０における充填ポート開口部１４、及び開口部１４に隣接している容器１０の表面から延在しているボス１６と、ここで、ボス１６は、容器１０における開口部と整列している通路２０を有しており、通路２０は、少なくとも部分的に雌ねじを切られている；ボス１６を貫通している通路２０の近端部において開口部１４に隣接している、容器１０における開口部１４をシールする手段２６と；ボス１６を貫通している通路２０の遠端部に隣接している、ボス１６を貫通している通路２０をシールする手段と；を有する、シールアセンブリ１２を備えたガス容器１０。
【００５５】
Ｔ．開口部をシールする手段は、容器１０における充填ポート開口部２０と嵌り合うように形成された表面を備えたノーズ部分３０と、ボス１６を貫通している通路２０のねじを切った部分２２に係合する雄ねじを備えた止めねじ部分３２と、を有するポートプラグ２６を含み、ノーズ部分３０を充填ポート開口部１４の中に押し込んで、シールを形成し、通路をシールする手段は、通路２０の遠端部を閉じるサイズに合わせて作られた溶接プラグ６０を含み、溶接プラグ６０は、ボス１６に溶接され、第２のシールを形成する、節Ｓ又は節Ｓに従属する他の何れかの節に記載されている、容器１０及びシールアセンブリ１２。
【００５６】
ある特定の実施形態に関連して、本発明を示して記載したが、明細書と図面とを読んで理解するときに、他の当業者は同等の改変及び変更を思い付くであろう。特に、上述の整数（integer）（コンポーネント、アセンブリ、デバイス、構成要素、等）によって行われる様々な機能に関して、このような整数を説明するために使用されている用語（「手段」に対する言及を含む）は、本発明の示されている実施形態において機能する開示された構造と、構造上同等でなくても、異なることが示されていない限り、特定の機能を行う任意の整数に対応する（即ち、機能上同等である）ことを意図されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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