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技術 分岐連結スタブ、主管および分岐連結スタブを備えた分岐連結デバイス、および溶接により分岐連結スタブを連結する方法

出願人 サフラン・エアクラフト・エンジンズ
発明者 ブルーノブシェルクロードポミーアンドレショーヴァンフィリップボーヴェルジェル
出願日 2009年3月4日 (11年8ヶ月経過) 出願番号 2009-080376
公開日 2009年9月17日 (11年2ヶ月経過) 公開番号 2009-210127
状態 特許登録済
技術分野 分岐管・ベンド等
主要キーワード 長手方向平面 作動応力 ファスナ孔 前方セグメント 後方セグメント 溶接連結 幾何学的形 軸線方向通路
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2009年9月17日)のものです。
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図面 (5)

課題

分岐連結部が、該分岐連結部および主管が受ける熱的および機械的作用力に耐えることを可能にする技術を用いて分岐連結部を製造する。

解決手段

主管130に連結する分岐連結スタブ120、120′は、回転体の外面を有し、かつ、少なくとも1つの軸線方向通路121a、121b;121a′、121b′と、ファスナフランジ122a、122a′を備えた後方セグメント122、122′と、中間セグメント124、124′と、主管130の壁の円形開口132、132′の回りの平面溶接により取付けるのに適した円形輪郭を有する自由端127、127′を備えた前方セグメント126、126′とを有し、中間セグメント124、124′が、第一壁124a、124a′および第二壁124b、124b′を備え、これらの両壁の間に、内部通路を向いた鋭角が形成されている。

概要

背景

主管分岐連結部を設けると、特に、分岐連結部が、主管により搬送される流体との熱交換器を形成する場合に弱い箇所を形成し、主管により搬送される流体と分岐連結部の流体との間に大きい温度差が生じる。

ターボポンプによりエンジン高圧推進剤が供給される宇宙ロケットエンジン用途の場合には、このような熱交換器(これは、「ホット熱交換器」と呼ばれる)は、−263℃の温度で入る液体ヘリウムを、低温エンジン作動条件である20℃近くの出口温度に加熱する。

このような条件下では、分岐連結部、より詳しくは分岐連結を行うべく主管に取付けられるスタブは、極端温度に耐えることができなければならず、温度差により分岐連結部の部品を構成する材料に膨張または構造的変化を生じさせ、これは、部分間の機械的連結部に弱化を生じさせる。

一般に、図1に示すように、主管10に分岐連結部を設けるには、主管10の壁に形成されたカラー16の円形開口溶接により取付けられる環状フランジ12が使用される。開口14(該開口を通って主管10への分岐連結部が形成される)は、主管の各端部に形成される開口とは異なっている。

この目的のため、カラー16は、パネルビーティング技術、すなわち主管10の壁を構成する金属シートを変形させることにより作られる。より正確には、ロータリ工具を使用して、楕円形オリフィス穿孔しかつ切出す作業、このオリフィスを包囲する材料を横方向に引っ張ってカラー16を形成する作業、次に、ロータリカッタを用いてカラー16およびその円形開口14の最終形状を得る旋削作業を連続的に遂行する。

それにもかかわらず、特に、カラー16を形成すべく材料に加えられる引っ張り力のため、金属シートがカラーの部分で薄くなってしまう。また、カラー16は、流体の圧力および外力による集中応力を受け、このため可塑化の形態で表れる熱変形が生じ、従って、分岐連結部が連続サイクルを受けても完全性を維持することを可能にする弾性喪失される。
このゾーン変質は、許容できない弱化および破壊の危険を招くことは理解されよう。

概要

分岐連結部が、該分岐連結部および主管が受ける熱的および機械的作用力に耐えることを可能にする技術を用いて分岐連結部を製造する。主管130に連結する分岐連結スタブ120、120′は、回転体の外面を有し、かつ、少なくとも1つの軸線方向通路121a、121b;121a′、121b′と、ファスナフランジ122a、122a′を備えた後方セグメント122、122′と、中間セグメント124、124′と、主管130の壁の円形開口132、132′の回りの平面溶接により取付けるのに適した円形輪郭を有する自由端127、127′を備えた前方セグメント126、126′とを有し、中間セグメント124、124′が、第一壁124a、124a′および第二壁124b、124b′を備え、これらの両壁の間に、内部通路を向いた鋭角が形成されている。

目的

本発明の目的は、従来技術の欠点を解消できる解決法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
0件

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請求項1

主管(30;130)に連結するための分岐連結スタブ(20;120、120′)において、前記スタブ回転体の外面を有し、かつ、少なくとも1つの軸線方向通路(121a、121b、121c;121a′、121b′、121c′)と、ファスナフランジ(22a;122a、122a′)を備えた後方セグメント(22;122、122′)と、中間セグメント(24;124、124′)と、主管(30;130)の壁の円形開口(32;132、132′)の回りの平面溶接により取付けるのに適した円形輪郭を有する自由端(27;127、127′)を備えた前方セグメント(26;126、126′)とを有し、前記中間セグメント(24;124、124′)が、第一壁(24a;124a、124a′)および第二壁(24b;124b、124b′)を備え、これらの両壁の間に、内部通路(121a、121b、12c;121a′、121b′、121c′)を向いた鋭角が形成されていることを特徴とする分岐連結スタブ(20;120、120′)。

請求項2

前記前方セグメント(26;126、126′)が、回転軸線Rの回りで半径方向に延びている環状壁(26b;126b、126b′)を有し、該環状壁が、前方セグメント(26;126、126′)の自由端(27;127、127′)を形成する外縁部を備えていることを特徴とする請求項1記載の分岐連結スタブ(20;120、120′)。

請求項3

前記中間セグメント(24;124、124′)の第一壁(24a;124a、124a′)が、後方セグメント(22;122、122′)から外方に延びている環状壁を形成し、前記中間セグメント(24;124、124′)の第二壁(24b;124b、124b′)が、中間セグメント(24;124、124′)の第一壁(24a;124a、124a′)と前記前方セグメント(26;126、126′)との間に環状壁を形成していることを特徴とする請求項1または2記載の分岐連結スタブ(20;120、120′)。

請求項4

前記中間セグメント(24;124、124′)の第一壁(24a;124a、124a′)は、後方セグメント(22;122、122′)から半径方向外方に延びている環状壁を形成していることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の分岐連結スタブ(20;120、120′)。

請求項5

前記中間セグメントの第一壁は、後方セグメントから軸線方向に拡がる環状壁を形成していることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の分岐連結スタブ(20;120、120′)。

請求項6

前記中間セグメント(24)の第二壁(24b)は、中間セグメント(24)の第一壁(24a)から前方セグメント(26)に向かって環状テーパを形成していることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項記載の分岐連結スタブ(20;120、120′)。

請求項7

前記中間セグメント(124、124′)の第二壁(124b、124b′)は、中間セグメント(124、124′)の第一壁(124a、124a′)と前方セグメント(126、126′)との間で軸線方向に伸びている環状通路を形成していることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項記載の分岐連結スタブ(20;120、120′)。

請求項8

前記中間セグメント(124)は、後方セグメント(122)から半径方向外方に延びている第一環状壁(124a)と、該第一巻上壁(124a)から円筒状に延びている第二壁(124b)と、中間セグメント(124)の第二壁(124b)から前方セグメント(126)に向かう環状テーパを形成している第三壁(124c)とを有していることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の分岐連結スタブ(120)。

請求項9

前記中間セグメント(24;124、124′)の壁および前方セグメント(26;126、126′)の壁は、実質的に一定の厚さを有していることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項記載の分岐連結スタブ(20;120、120′)。

請求項10

主管(30;130)と二次管との間の分岐連結デバイスにおいて、該分岐連結デバイスが、主管とは同心状にない平らな円形開口(32;132、132′)をもつ壁を備えた主管(30;130)と、少なくとも1つの分岐連結スタブ(20;120、120′)とを有し、該分岐連結スタブ(20;120、120′)が、回転体の外面を備えかつ少なくとも1つの軸線方向内部通路(121a、121b、121c;121a′、121b′、121c′)と、ファスナフランジ(22a;122a、122a′)を備えた後方セグメント(22;122、122′)と、中間セグメント(24;124、124′)と、主管(30;130)の壁の円形開口(32;132、132′)の回りの平面溶接により取付けられるのに適した円形輪郭を有する自由端(27;127、127′)を備えた前方セグメント(26;126、126′)とを有し、前記中間セグメント(24;124、124′)は第一壁(24a;124a、124a′)および第二壁(24b;124b、124b′)を有し、これらの第一壁と第二壁との間に、内部通路(121a、121b、121c;121a′、121b′、121c′)を向いた90°以下の角度が形成され、前記分岐連結スタブ(20;120、120′)の自由端(27;127、127′)は主管(30;130)の開口の直径と同じ直径を有し、前記自由端(27;127、127′)は、前記円形開口(32;132、132′)の回りの平面溶接により取付けられることを特徴とする分岐連結デバイス。

請求項11

前記中間セグメント(24;124、124′)の壁および前方セグメント(26;126、126′)の壁は、実質的に一定でかつ主管(30、130)の壁の厚さに等しい壁の厚さを有していることを特徴とする請求項10記載の分岐連結デバイス。

請求項12

前記主管(130)は、該主管の共通分岐連結セグメント上に互いに90°の角度で配置された第一および第二の平らな円形開口(132、132′)を有し、分岐連結デバイスは第一および第二分岐連結スタブ(120、120′)を有し、第一分岐連結スタブ(120)は第一円形開口(132)の回りの平面溶接により取付けられ、第二分岐連結スタブ(120′)は第二円形開口(132′)の回りの平面溶接により取付けられることを特徴とする請求項10または11記載の分岐連結デバイス。、

請求項13

前記第一および第二分岐連結スタブ(120、120′)の各々が少なくとも第一および第二の軸線方向内部通路(121a、121b;121a′、121b′)を有し、分岐連結デバイスが更に、主管(130)の内部に配置された第一ベントチューブ(150)および第二ベントチューブ(152)を有し、第一ベントチューブ(150)は第一分岐連結スタブ(120)の第一内部通路(121a)を第二分岐連結スタブ(120′)の第二内部通路(121b′)に連結し、第二ベントチューブ(152)は第一分岐連結スタブ(120)の第二内部通路(121b)を第二分岐連結スタブ(120′)の第一内部通路(121a′)に連結し、これにより、主管(130)の分岐連結セグメントは、主管(130)内を流れる第一流体と、第一および第二ベントチューブ(150、152)内を流れる第二流体との間の熱交換器を形成していることを特徴とする請求項12記載の分岐連結デバイス。

請求項14

前記第一ベントチューブ(150)は二重コイルを形成していることを特徴とする請求項13記載の分岐連結デバイス。

請求項15

前記中間セグメント(24;124、124′)は第一壁(24a;124a、124a′)および第二壁(24b;124b、124b′)を有し、これらの両壁の間には内部通路(121a、121b、121c;121a′、121b′、121c′)を向いた鋭角が形成されていることを特徴とする請求項10から14のいずれか1項記載の分岐連結デバイス。

請求項16

主管(30;130)と少なくとも1つの分岐連結スタブ(20、120、120′)とを溶接により一体連結する方法において、主管(30;130)を用意する段階と、主管(30;130)の壁を平らにしかつ穿孔すべくスタンピングを行なうことにより、平らな円形開口(32;132、132′)を形成する段階と、少なくとも1つの軸線方向内部通路(121a、121b、121c;121a′、121b′、121c′)と、ファスナフランジ(22a;122a、122a′)を備えた後方セグメント(22;122、122′)と、中間セグメント(24;124、124′)と、主管(30;130)の開口と同じ直径の円形輪郭を有する自由端(27;127、127′)を備えた前方セグメント(26;126、126′)とを備えた少なくとも1つの分岐連結スタブを用意する段階とを有し、前記中間セグメント(24;124、124′)は第一壁(24a;124a、124a′)および第二壁(24b;124b、124b′)を備え、これらの第一壁と第二壁との間には、内部通路(121a、121b、121c;121a′、121b′、121c′)を向いた90°以下の角度が形成され、主管(30;130)の壁の前記円形開口(32;132、132′)の輪郭と前方セグメント(26;126、126′)の自由端(27;127、127′)との間の平面溶接を行う段階を更に有することを特徴とする連結方法

請求項17

前記中間セグメント(24;124、124′)は第一壁(24a;124a、124a′)および第二壁(24b;124b、124b′)を有し、これらの両壁の間には内部通路(121a、121b、121c;121a′、121b′、121c′)を向いた鋭角が形成されていることを特徴とする請求項16記載の連結方法。

技術分野

0001

本発明は、主管への分岐連結を行うための分岐連結スタブ、主管および分岐連結スタブを備えた分岐連結デバイス、および溶接により少なくとも1つの分岐連結スタブを主管に連結する方法に関する。

背景技術

0002

主管に分岐連結部を設けると、特に、分岐連結部が、主管により搬送される流体との熱交換器を形成する場合に弱い箇所を形成し、主管により搬送される流体と分岐連結部の流体との間に大きい温度差が生じる。

0003

ターボポンプによりエンジン高圧推進剤が供給される宇宙ロケットエンジン用途の場合には、このような熱交換器(これは、「ホット熱交換器」と呼ばれる)は、−263℃の温度で入る液体ヘリウムを、低温エンジン作動条件である20℃近くの出口温度に加熱する。

0004

このような条件下では、分岐連結部、より詳しくは分岐連結を行うべく主管に取付けられるスタブは、極端温度に耐えることができなければならず、温度差により分岐連結部の部品を構成する材料に膨張または構造的変化を生じさせ、これは、部分間の機械的連結部に弱化を生じさせる。

0005

一般に、図1に示すように、主管10に分岐連結部を設けるには、主管10の壁に形成されたカラー16の円形開口に溶接により取付けられる環状フランジ12が使用される。開口14(該開口を通って主管10への分岐連結部が形成される)は、主管の各端部に形成される開口とは異なっている。

0006

この目的のため、カラー16は、パネルビーティング技術、すなわち主管10の壁を構成する金属シートを変形させることにより作られる。より正確には、ロータリ工具を使用して、楕円形オリフィス穿孔しかつ切出す作業、このオリフィスを包囲する材料を横方向に引っ張ってカラー16を形成する作業、次に、ロータリカッタを用いてカラー16およびその円形開口14の最終形状を得る旋削作業を連続的に遂行する。

0007

それにもかかわらず、特に、カラー16を形成すべく材料に加えられる引っ張り力のため、金属シートがカラーの部分で薄くなってしまう。また、カラー16は、流体の圧力および外力による集中応力を受け、このため可塑化の形態で表れる熱変形が生じ、従って、分岐連結部が連続サイクルを受けても完全性を維持することを可能にする弾性喪失される。
このゾーン変質は、許容できない弱化および破壊の危険を招くことは理解されよう。

発明が解決しようとする課題

0008

本発明の目的は、従来技術の欠点を解消できる解決法を提供すること、より詳しくは、分岐連結部が、該分岐連結部および主管が受ける熱的および機械的作用力に耐えることを可能にする技術を用いて分岐連結部を製造することにある。

課題を解決するための手段

0009

上記目的のため、本発明によれば、主管に連結するための分岐連結スタブは、該スタブが回転体の外面を有し、かつ、少なくとも1つの軸線方向通路と、ファスナフランジを備えた後方セグメントと、中間セグメントと、主管の壁の円形開口の回りの平面溶接により取付けるのに適した円形輪郭を有する自由端を備えた前方セグメントとを有し、前記中間セグメントが、第一壁および第二壁を備え、これらの両壁の間に、内部通路を向いた鋭角が形成されていることを特徴とする。

0010

これにより、ファスナフランジが、主管を二次管または他の任意の連結部品に連結すべく機能することは理解されよう。特徴ある態様では、中間セグメントはベローズ折曲げ部の形状を有し、従って、スタブに軸線方向および半径方向のフレキシビリティが付与されるため、差動膨張を吸収できる。

0011

この解決方法はまた、その自由端が平らな円形輪郭を有することにより、溶接を簡単に行えるという付加的長所が得られ、従って均一な溶接ビード保証される。

0012

中間セグメントのベローズ折曲げ部の形状とは、中間セグメントの第一壁と第二壁との間に、内部通路を向いた直角好ましくは鋭角が形成されることを意味する。この凹状面は、3つ以上の壁であって、各々が軸線方向の連続壁対が、これらの壁の間に、内部通路を向いた直角好ましくは鋭角が形成される中間壁によっても得られる。

0013

このようなベローズ折曲げ部の形成を可能にする中間セグメントの第一および第二壁の数ある幾何学的形状のうち、下記の可能性があることに留意されたい。
・中間セグメントの第一壁が、後方セグメントから外方に延びている環状壁を形成し、中間セグメントの第二壁が、中間セグメントの第一壁と前方セグメントとの間に環状壁を形成する形状、
・中間セグメントの第一壁が、後方セグメントから半径方向外方に延びている環状壁を形成するか、前記中間セグメントの第一壁が、後方セグメントから軸線方向に拡がる環状壁、すなわち後方セグメントからの環状フレアを形成する形状、
・中間セグメントの第二壁が、中間セグメントの第一壁から前方セグメントに向かって環状テーパを形成する形状、すなわち、中間セグメントの第二壁が後方セグメントから軸線方向にテーパしている環状壁を形成するか、中間セグメントの第二壁が、中間セグメントの第一壁と前方セグメントとの間で軸線方向に延びる環状通路を形成する形状(この場合には、中間セグメントの第二壁が円筒体を形成する)。

0014

また、好ましくは、中間セグメントの壁および前方セグメントの壁は、実質的に一定で、より詳しくは、後方セグメントの壁の厚さより小さい厚さを有し、これにより、中間セグメントおよび前方セグメント(この前方セグメントが主管に連結される)により形成されるスタブの全体的部分が、スタブに軸線方向および半径方向のフレキシビリティゾーンを形成することを可能にする。

0015

本発明はまた、主管と、少なくとも1つの二次管との間の分岐連結デバイスを提供し、該分岐連結デバイスは、
・主管とは同心状にない平らな円形開口をもつ壁を備えた主管と、少なくとも1つの分岐連結スタブとを有し、該分岐連結スタブが、回転体の外面を備えかつ少なくとも1つの軸線方向内部通路と、ファスナフランジを備えた後方セグメントと、中間セグメントと、主管の壁の円形開口の回りの平面溶接により取付けられるのに適した円形輪郭を有する自由端を備えた前方セグメントとを有し、中間セグメントは第一壁および第二壁を有し、これらの第一壁と第二壁との間に、内部通路を向いた90°以下の小さい角度が形成され、分岐連結スタブの自由端は主管の開口の直径と同じ直径を有し、前記自由端は、前記円形開口の回りの平面溶接により取付けられる。

0016

分岐連結デバイスの1つの可能な形態では、中間セグメントが第一壁および第二壁を有し、これらの両壁の間には内部通路を向いた鋭角が形成される。

0017

概していえば、本発明の解決法により、主管に分岐連結部を形成するスタブが提供され、このスタブでは、分岐連結部が弱化されないだけでなく、スタブに軸線方向および半径方向のフレキシビリティゾーンが存在するため、機械的応力(圧力、力)または熱応力低温温度変化による応力)の如何にかかわらず、これらの作動応力を容易に吸収できる。
本発明の他の長所および特徴は、添付図面を参照して一例について述べる以下の説明を読むことにより明らかになるであろう。

図面の簡単な説明

0018

従来技術による分岐連結部の形態を示す部分断面図である。
図3のII−II線に沿う横断面で、本発明のスタブと主管との分岐連結部を示す部分斜視図である。
図2のIII−III線に沿う主管の長手方向平面で切断した図2の分岐連結デバイスを示す部分斜視図である。
熱交換器として作用するもう1つの分岐連結デバイスを形成すべく、大径主管に取付けられかつ該主管内に収容された2つのコイルチューブの入口および出口として機能する本発明の2つの分岐連結スタブを用いた例を示す図面である。

実施例

0019

主管30に取付けられた本発明の分岐連結スタブ20の一例を示す2つの斜視図である図2および図3を参照すると、これらの図面には、分岐連結デバイス40を形成する組立体が、主管30に対するそれぞれ横断面および縦断面で示されている。

0020

主管30は局部的に穿孔されかつスタンピングされていて、平らなインプリント(平面ゾーン)31が形成されている。この平面ゾーン31の壁には、主管30の両端部を形成する開口とは異なり従って主管30とは同心状にない平らな円形開口32が形成されている。

0021

分岐連結スタブ20は、回転軸線R上の内部通路21の回りの回転体であり、かつその軸線方向において、ファスナ孔23が設けられたラジアルファスナフランジ22aを備えた後方セグメント22と、中間セグメント24と、自由端27とを有し、該自由端27は、主管30の壁内の円形開口の回りの平面溶接(図2および図3に示す溶接ビード29)により取付けられるのに適した円形輪郭を有している。

0022

後方セグメント22はまた、ファスナフランジ22aから軸線方向に延びている円筒状部分22bを有している。
中間セグメント24は第一壁24aおよび第二壁24bを有し、これらの両壁は、内部通路21に向かって互いに鋭角を形成している。

0023

一般に、第一壁24aおよび第二壁24bは、これらの間に90°以下の角度を形成している。この目的は、内部通路21を向いた凹角(reentrant angle)を形成し、これにより中間セグメント24にベローズ折曲げ部の形状を形成することにある。

0024

図示の形状では、第一壁24aは後方セグメント22から半径方向外方に延びている環状壁であり、第二壁24bは、中間セグメント24第一壁24aから前方セグメント26に向かう環状壁を形成する。すなわち、第二壁24bの直径は、第一壁24aから軸線方向に離れるに従って減少する。
上記用語「半径方向」および「軸線方向」は、それぞれ、分岐連結スタブ20の回転軸線Rに直交する方向および回転軸線Rの方向をいう。

0025

図4に示す第二分岐連結スタブ120′に相当する他の実施形態では、第一壁24aは後方セグメントから半径方向外方に延びている環状壁を維持するが、第二壁は円筒状壁である(図4では、第一壁は参照番号124a′、第二壁は参照番号124b′で示す)。

0026

更に別の実施形態(図示せず)では、中間セグメントの第一壁は後方セグメントから拡がる環状壁を形成し、かつ第二壁は中間壁の第一壁から前方セグメントに向かう環状テーパを形成し、これにより、中間セグメント24は、ベローズ折曲げ部の慣用形状に等しい「<>」形状を呈する。

0027

中間セグメント24から前方の前方セグメント26は、円筒状壁26aと、回転軸線Rの回りで半径方向に延びている環状壁26bとを有し、該環状壁26bの外縁部は前方セグメント26の自由端27を形成している。この自由端27は分岐連結スタブ20の前端部を形成しかつ溶接により主管30の円形開口32に取付けられている。

0028

前方セグメント26は、回転軸線Rの回りで半径方向に延びている環状壁26bのみで構成し、中間セグメント24が環状テーパにより構成されているか、円筒状壁により構成されているかにかかわらず、前記環状壁26bを中間セグメント24の第二壁24bから延長できることは理解されよう。

0029

有利なことは、中間セグメント24の第一壁24aおよび第二壁26bと、前方セグメント26の円筒状壁26aおよび環状壁26bとを、実質的に一定でかつ主管30の壁厚に等しい厚さにすることである。これにより、主管30の円形開口32とスタブ20の自由端26の外縁部との間、すなわち同じ厚さを有する2つの部品間の溶接を行うことができる。また、中間セグメント24および前方セグメント26により構成されるスタブ20の軸線方向および半径方向のフレキシビリティゾーンは、より容易にその役目を果たすことができる。なぜならば、このフレキシビリティゾーンが、主管30の平面ゾーン31の壁と同じ厚さを有する材料の延長部を構成し、従っていかなる寸法的不連続性もないからである。

0030

次に、本発明の他の分岐連結デバイス140を示す図4を参照されたい。この分岐連結デバイス140は、2つの分岐連結スタブ120、120′を有し、高温の熱交換器に使用される。
この分岐連結デバイス140では、主管130は、第一および第二の平面ゾーン131、131′の位置で、主管130の共通分岐連結セグメント上で互いに90°の角度に配置された第一および第二の平らな円形開口132、132′を有している。

0031

分岐連結デバイス140は第一および第二の分岐連結スタブ120、120′を有し、第一分岐連結スタブ120は第一円形開口132の回りの平面溶接(溶接ビード129)により取付けられ、第二分岐連結スタブ120′は第二円形開口132′の回りの平面溶接(溶接ビード129′)により取付けられている。

0032

第一分岐連結スタブ120および第二分岐連結スタブ120′の各々は、主管130の内部に収容された2つのベントチューブ150、152を取付けるための第一および第二の軸線方向内部通路121a、121b(または121a′、121b′)を有している。

0033

この分岐連結デバイスは単一の内部通路をもたないどころか、2つの別々の内部通路121a、121bを有するという事実は別にして、かつその中間セグメント124に関する相違は別にして、第一分岐連結スタブ120は図2および図3の分岐連結スタブ20と同様である。第一および第二の内部通路121a、121bは別個でありかつ後方セグメント122の中実円筒状部分122bを通ること、および中間セグメント124および前方セグメント126を占拠する共通の前方内部通路121c内に展開していることに留意すべきである。

0034

この第一分岐連結スタブ120は、その軸線方向に、孔123および円筒状部分122bを備えたラジアルファスナフランジを有する後方セグメント122と、中間セグメント124と、前方セグメント126とを有し、該前方セグメント126の自由端127は、主管130の壁の円形開口132の回りで平面溶接することにより取付けるのに適した円形輪郭を呈している。

0035

中間セグメント124は、2つの壁ではなく、3つの壁を有している。
中間セグメント124は第一壁124aおよび第二壁124bを有し、これらの壁は前方内部通路121cに向かって直角を形成している。第一壁124aは後方セグメント122から半径方向外方に延びている環状壁であり、第二壁124bは、中間セグメント124の第一壁124aから延びた円筒状壁を形成している。

0036

中間セグメント124は更に第三壁124cを有している。この第三壁124cは、第二壁124bから前方セグメント126に向かって環状にテーパし、第二壁124bと第三壁124cとの間に、前方内部通路121cを向いた鈍角を形成しており、これにより、第一壁124aおよび第三壁124cは、これらの両壁の間に、前方内部通路121cを向いた鋭角を形成している。
中間セグメント124から前方の前方セグメント126は円筒状壁126aおよび半径方向を向いた環状壁126bを有し、該環状壁126bの外縁部は、主管130の第一円形開口132に取付けられる第一分岐連結スタブ120の自由端127を形成している。

0037

第二分岐連結スタブ120′は、その軸線方向に、孔123′および円筒状部分122b′を備えたラジアルファスナフランジ122a′を有する後方セグメント122′と、中間セグメント124′と、前方セグメント126′とを有し、該前方セグメント126′は、主管130の壁の円形開口132′の回りで平面溶接することにより取付けるのに適した円形輪郭を呈している。

0038

それにもかかわらず、第二分岐連結スタブ120′には、後方セグメント122′の中実円筒状部分122b′を通る2つの内部通路121a′、121bが存在するだけでなく、図2および図3の分岐連結スタブ20と比較して他の2つの相違点を有している。これらの相違点とは、下記の点である。
・中間セグメント124′が第一壁124a′および第二壁124b′を有し、これらの両壁の間には前方内部通路121c′を向いた直角が形成されていること、および第一壁124′は、後方セグメント122′から半径方向外方に延びている環状壁であり、第二壁124b′は、円筒状壁の形状を有する中間セグメント124′の第一壁124a′から延びていること。
・中間セグメント124′から延びている前方セグメント126′は、半径方向に延びている環状壁126b′のみを有し、該環状壁126b′は、第二分岐連結スタブ120′の自由端127′を形成する外縁部を備え、前記自由端は主管130′の第二円形開口132′内に取付けられること。

0039

かくして、第一分岐連結スタブ120(および第二分岐連結スタブ120′)は、その外面、中間セグメント124(124′)および前方セグメント126(126′)に関して回転体からなる。

0040

分岐連結デバイス140はまた、主管130の内部に配置された第一ベントチューブ150および第二ベントチューブ152を有している。第一ベントチューブ150は、第一分岐連結スタブ120の第一内部通路121aを第二分岐連結スタブ120′の第二内部通路121b′に連結する二重コイルを形成している。第二ベントチューブ152は、第一分岐連結スタブ120の第二内部通路121bを第二分岐連結スタブ120′の第一内部通路121a′に連結する二重コイルを形成している。

0041

かくして、図4に示すように、主管130の分岐連結セグメントは、主管130内を流れる第一流体と、第一および第二分岐連結スタブ120、120′を介して第一および第二ベントチューブ150、152を通って流れる第二流体との間の熱交換器を形成する。

0042

より一般的には、第一分岐連結スタブ120および第二分岐連結スタブ120′の各々には、少なくとも1つの第一軸線方向内部通路および少なくとも1つの第二軸線方向内部通路(121a、121b;121a′、121b′)に設けることができ、これにより、第一および第二分岐連結スタブ120、120′の後方セグメント122、122′に3つより多い軸線方向内部通路が設けられた変形例をカバーできる。同様に、より一般的には、分岐連結デバイスは、主管(130)の内部に配置される少なくとも1つの第一ベントチューブ(150)および少なくとも1つの第二ベントチューブ(152)を有している。

0043

本願の冒頭で述べかつ例示した宇宙用高温熱交換器では、第一流体(加熱されるべき流体)は、−263℃の入口温度を有する液体ヘリウムであり、第二流体(熱源)は約500℃の温度を有する燃焼ガスである。

0044

本発明によれば、主管30(または130)と少なくとも1つの分岐連結スタブ20(または120、120′)との間に溶接連結部を作る方法も提供され、この方法は、次の段階、すなわち、
・主管30(または130)を用意する段階と、
・平面ゾーン(平面ゾーン131、131′)の位置で主管30(または130)の壁を平らにしかつ穿孔すべくスタンピングを行うことにより、平らな円形開口32(132および132′)を形成する段階と、
・少なくとも1つの軸線方向内部通路21(121a−121cおよび121a′−121c′)と、ファスナフランジ22aを備えた後方セグメント22と、中間セグメント24(124、124′)と、主管30(または130)の平らな円形開口32(132、132′)と同じ直径の円形輪郭を有する自由端27(127、127′)を備えた前方セグメント26(126、126′)とを備えた少なくとも1つの分岐連結スタブ20(または120、120′)を用意する段階とを有し、前記中間セグメント24(124、124′)は第一壁24a(124a、124a′)および第二壁24b(124b、124b′)を備え、これらの第一壁と第二壁との間には、内部通路21(121c、121c′)を向いた90°以下の小さい角度が形成され、
・主管30(または130)の壁の前記円形開口32(132、132′)の輪郭と前方セグメント26(126、126′)の自由端(127、127′)との間の平面溶接を行う段階を更に有することを特徴とする。

0045

上記連結方法の可能性ある態様において、前記中間セグメントは第一壁および第二壁を有し、これらの両壁には、内部通路を向いた鋭角が形成されている。
従って、従来技術のカラー16(図1)を形成すべく引っ張るときに生じるように、主管30(または130)の平面ゾーン31(131、131′)が薄くなることはないことは理解されよう。

0046

図2および図3の分岐連結スタブ20によれば、1つの管状要素を、主管30を形成する他の管状要素に取付けることが可能である(2つの管状要素間の連結部は分岐連結スタブ20のいずれかの側に位置している)。

0047

図4の分岐連結スタブ120、120′の場合には、その目的は、スタブの他方の側に配置される2つの管状要素(図示せず)に関連して、3つの管状要素(主管130、第一ベントチューブ150および第二ベントチューブ152)をスタブの一方の側に取付けることにある。

0048

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、本発明の分岐連結スタブは、少なくとも1つの管状要素または複数の管状要素を、1つ以上の内部通路を介して少なくとも1つの他の管状要素または複数の管状要素に連結すべく機能するような他の状況もカバーするものである。

0049

20分岐連結スタブ
22後方セグメント
ラジアルファスナフランジ
24中間セグメント
26前方セグメント
29溶接ビード
30主管
31 平面ゾーン(インプリント)
32円形開口
40 分岐連結デバイス

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