JP2000337600A - 液圧ループの過大圧防止回路とその交換方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 メインループから分離された際に内部の作動
液が熱膨張して圧力上昇しても、液圧ループの過大圧を
低減して損傷を防止することができ、かつ内部の作動液
の漏洩を最小限に抑えて再利用ができ、軽量かつコンパ
クトで信頼性が高く、安価に製作できる液圧ループの過
大圧防止回路とその交換方法を提供する。 【解決手段】 液圧ループ１に連結された第１バースト
ディスク２と、これに直列に連結された第２バ−ストデ
ィスク３と、この間の液圧を検出する圧力センサ４と、
この間の液を外部に放出する放出弁５と、第１バースト
ディスクの上流側及び下流側にそれぞれ設けられた１対
のクイックディスコネクト６ａ，６ｂと、上流側クイッ
クディスコネクト６ａと液圧ループとの間に設けられた
元弁８と、を備え、圧力センサ４の検出液圧の上昇によ
り、第１バーストディスク２の作動を検出し、元弁８を
閉鎖してクイックディスコネクトで第１バーストディス
ク２を交換する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、宇宙空間で使用す
る液圧ループの過大圧防止回路とその交換方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】宇宙ステーション等の宇宙空間で使用す
る液圧ループ、特に太陽光に直接さらされる曝露部で使
用される液圧回路では、太陽光が直射するときと日影で
放熱するときとで、温度が大きく変動する。このため、
曝露部で使用される液圧ループには、フロリナートと呼
ぶフロン系の作動液の温度膨張等による圧力上昇の安全
化手段としてアキュムレ−タが主として使用されてい
る。

【０００３】更に、宇宙空間で使用する液圧ループのう
ち、その一部は、全体の液圧ループ（メインループ）か
ら着脱できるようになっているものがある。かかるサブ
ループは、例えば、曝露部のシステムを維持する機器、
電力を分配する機器、曝露部の機能を維持する機器、等
を交換可能に備えたものであり、メインループから供給
される作動液により、機器の作動や冷却等を行うように
なっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】サブループは、バルブ
等で内部の作動液が漏れないように密封して、メインル
ープから分離される。しかし、この分離後に太陽光の直
射等により内部の作動液が熱膨張して圧力上昇すると、
メインループのアキュムレ−タからは切り離されている
ため、サブループ内の圧力が過大となり、サブループを
構成する機器に亀裂等が生じるおそれがあった。

【０００５】そのため、従来は主として、個々のサブル
ープにそれぞれバ−ストディスクを備え、過大圧が発生
したときには、バ−ストディスクが破裂して内部の作動
液を放出し、圧力上昇を防ぐようになっていた。しか
し、この場合には、内部の作動液全てが宇宙空間に放出
されてしまうため、作動液の損失量が大きく、そのサブ
ループの再使用ができなくなる問題点があった。

【０００６】また、この問題を解決するために、個々の
サブループにそれぞれアキュムレ−タを備える案があ
る。しかし、この場合、アキュムレ−タは重量が重くか
つ大きいことから、サブループの重量及び容積が増大
し、打ち上げロケットや宇宙ステーションの建設費用が
膨大となる。更に、バ−ストディスクの代わりに再使用
が可能なリリ−フ弁を用いる案もある。しかし、バ−ス
トディスクと違い、リリ−フ弁は、作動液の漏洩量が大
きく、作動圧力の設定精度も悪い問題がある。更に、リ
リ−フ弁は構造が複雑で信頼性に乏しく、かつ高価であ
る問題がある。

【０００７】本発明は、かかる問題点を解決するために
創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、メ
インループから分離された際に内部の作動液が熱膨張し
て圧力上昇しても、液圧ループの過大圧を低減して損傷
を防止することができ、かつ内部の作動液の漏洩を最小
限に抑えて再利用ができ、軽量かつコンパクトで信頼性
が高く、安価に製作できる液圧ループの過大圧防止回路
とその交換方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、液圧ル
ープ（１）に連結された第１バーストディスク（２）
と、これに直列に連結された第２バ−ストディスク
（３）と、第１バーストディスクと第２バ−ストディス
クの間の液圧を検出する圧力センサ（４）と、この間の
液を外部に放出する放出弁（５）と、第１バーストディ
スクの上流側及び下流側にそれぞれ設けられた１対のク
イックディスコネクト（６ａ，６ｂ）と、上流側クイッ
クディスコネクト（６ａ）と液圧ループとの間に設けら
れた元弁（８）と、を備えたことを特徴とする液圧ルー
プの過大圧防止回路が提供される。

【０００９】また、本発明によれば、液圧ループ（１）
に連結された第１バーストディスク（２）と、これに直
列に連結された第２バ−ストディスク（３）と、第１バ
ーストディスクと第２バ−ストディスクの間の液圧を検
出する圧力センサ（４）と、この間の液を外部に放出す
る放出弁（５）と、第１バーストディスクの上流側及び
下流側にそれぞれ設けられた１対のクイックディスコネ
クト（６ａ，６ｂ）と、上流側クイックディスコネクト
（６ａ）と液圧ループとの間に設けられた元弁（８）
と、を備え、（Ａ）放出弁（５）を閉鎖した状態で使用
し、（Ｂ）圧力センサ（４）による検出液圧の上昇によ
り、第１バーストディスク（２）の作動を検出し、
（Ｃ）元弁（８）を閉鎖し、クイックディスコネクト
（６ａ，６ｂ）により第１バーストディスク（２）を交
換し、放出弁（５）を開放して残留液を放出し、（Ｄ）
放出弁（５）を閉鎖し、元弁（８）を開放する、ことを
特徴とする過大圧防止回路の交換方法が提供される。

【００１０】上述した本発明の液圧ループの過大圧防止
回路とその交換方法によれば、液圧ループ（サブルー
プ）の圧力が上昇し、例えば最大設計圧力を越えた場
合、第１バーストディスク（２）が作動して内部の圧力
を第１バーストディスクと第２バ−ストディスクの間
（第１空間）に逃がす。放出弁（５）が閉鎖しているの
で、第１空間に漏れた液は外部に漏洩せずそのまま保持
される。

【００１１】この状態が続くと第１空間が液で満たさ
れ、圧力センサ（４）による検出液圧が上昇することか
ら、第１バーストディスク（２）の作動を遠隔から検出
することができる。次いで、宇宙空間において、作動が
確認されたサブループの元弁（８）を閉め、クイックデ
ィスコネクト（６ａ，６ｂ）を使って第１バーストディ
スクを交換する。この際、クイックディスコネクトから
はその特性上、わずかな液しか漏れない。次いで、放出
弁（５）を開いて残留液を外部へ放出し、放出弁を閉状
態に戻す。なお、この交換作業を放置した場合でも、第
２バ−ストディスク（３）の作動により、再度の液圧上
昇を防止することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下本発明の好ましい実施形態に
ついて、図面を参照して説明する。なお、各図において
共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省
略する。図１は、本発明による液圧ループの過大圧防止
回路の構成図である。この図に示すように、本発明の過
大圧防止回路は、アキュムレータを持たない液圧ループ
１（例えば、上述したサブループ）に連結された第１バ
ーストディスク２とこれに直列に連結された第２バ−ス
トディスク３とを備える。この第１バーストディスク２
と第２バ−ストディスク３で囲まれる空間（第１空間）
は、通常の温度上昇による熱膨張量よりも大きく設定さ
れている。また、第１バーストディスク２及び第２バ−
ストディスク３は、それぞれ内蔵する薄いディスク板が
所定の圧力で破裂して液を上流側から下流側に流すよう
になっている。この第１バーストディスク２の作動圧力
は、液圧ループ１の最大設計圧力（例えば約１２ｋｇ／
ｃｍ ² ）よりも若干低く設定されている。また、第２バ
−ストディスク３の作動圧力は、第１バーストディスク
２と同等か或いは若干高く設定されている。

【００１３】この構成により、液圧ループ（サブルー
プ）の圧力が上昇し、例えば最大設計圧力を越えた場
合、第１バーストディスク２が作動して内部の圧力を第
１バーストディスク２と第２バ−ストディスク３の間
（第１空間）に逃がし、第１空間に漏れた液を外部に漏
洩せずそのまま保持できる。更に、後述する交換作業を
せずそのまま放置した場合でも、第２バ−ストディスク
３の作動により、再度の液圧上昇を防止することができ
る。

【００１４】本発明の液圧ループの過大圧防止回路は更
に、第１バーストディスク２と第２バ−ストディスク３
の間（第１空間）の液圧を検出する圧力センサ４と、こ
の間の液を外部に放出する放出弁５とを備える。圧力セ
ンサ４は、その検出圧力が宇宙ステーション等の内部で
確認できる通信型であるのがよい。また、放出弁５は、
簡易には手動弁であるが、好ましくは遠隔操作弁である
のがよい。この構成により、第１空間の液圧上昇を遠隔
から検出して、第１バーストディスク２の作動を遠隔か
ら検出することができる。また、放出弁５の開放によ
り、第１空間の液を外部（真空中）に放出し、再度の液
圧上昇に備えることができる。

【００１５】本発明の液圧ループの過大圧防止回路は更
に、第１バーストディスク２の上流側及び下流側にそれ
ぞれ設けられた１対のクイックディスコネクト６ａ，６
ｂと、上流側クイックディスコネクト６ａと液圧ループ
との間に設けられた元弁８とを備える。クイックディス
コネクト６ａ，６ｂは、雄雌の継手と内蔵された逆止弁
とからなるクイックジョイントであり、容易に着脱で
き、かつ分離後に内部の逆止弁により液が漏れないよう
になっている。なお、着脱の際には若干の液が漏れる。
この構成により、元弁８を閉め、クイックディスコネク
ト６ａ，６ｂを使って第１バーストディスク２を短時間
に容易に交換することができる。

【００１６】図２は、図１の過大圧防止回路の交換方法
を示す図である。この図に示すように、本発明の方法で
は、（Ａ）に示すように、放出弁５を閉鎖した状態で正
常時には使用する。 （Ｂ）圧力センサ４の検出液圧が上昇することにより、
第１バーストディスク２の作動を検出する（これは自動
でアラーム等が表示されるのがよい）。 （Ｃ）次に、遠隔又は手動により元弁８を閉鎖し、宇宙
飛行士の船外作業により、クイックディスコネクト６
ａ，６ｂにより作動した旧い第１バーストディスク２を
新しい第１バーストディスク２’に交換する。次いで、
必要により放出弁５を開放して内部の残留液を放出し、
（Ｄ）放出弁５を閉鎖し、元弁８を開放することによ
り、元の状態（Ａ）に復帰することができる。

【００１７】上述した本発明の液圧ループの過大圧防止
回路とその交換方法によれば、液圧ループ（サブルー
プ）の圧力が上昇し、例えば最大設計圧力を越えた場
合、第１バーストディスク２が作動して内部の圧力を第
１バーストディスク２と第２バ−ストディスク３の間
（第１空間）に逃がす。放出弁５が閉鎖しているので、
第１空間に漏れた液は外部に漏洩せずそのまま保持され
る。

【００１８】また、この状態が続くと第１空間が液で満
たされ、圧力センサ４による検出液圧が上昇することか
ら、第１バーストディスク２の作動を遠隔から検出する
ことができる。次いで、宇宙空間において、作動が確認
されたサブループの元弁８を閉め、クイックディスコネ
クト６ａ，６ｂを使って第１バーストディスクを交換す
る。この際、クイックディスコネクトからはその特性
上、わずかな液しか漏れない。次いで、放出弁５を開い
て残留液を外部へ放出し、放出弁を閉状態に戻すことが
できる。

【００１９】なお、本発明は上述した実施形態及び実施
例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
に変更できることは勿論である。

【００２０】

【発明の効果】上述したように、本発明の液圧ループの
過大圧防止回路とその交換方法によれば、従来のバース
トディスクを直列に設置した軽量かつコンパクトで信頼
性が高く、かつ安価に製作できる構成で、メインループ
から分離された際に内部の作動液が熱膨張して圧力上昇
しても、液圧ループの過大圧を低減して損傷を防止する
ことができ、かつ内部の作動液の漏洩を最小限に抑えて
再利用ができる、等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液圧ループの過大圧防止回路の構
成図である。

【図２】図１の過大圧防止回路の交換方法を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 液圧ループ ２ 第１バーストディスク ３ 第２バ−ストディスク ４ 圧力センサ ５ 放出弁 ６ａ，６ｂ クイックディスコネクト ８ 元弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液圧ループ（１）に連結された第１バー
   ストディスク（２）と、これに直列に連結された第２バ
   −ストディスク（３）と、第１バーストディスクと第２
   バ−ストディスクの間の液圧を検出する圧力センサ
   （４）と、この間の液を外部に放出する放出弁（５）
   と、第１バーストディスクの上流側及び下流側にそれぞ
   れ設けられた１対のクイックディスコネクト（６ａ，６
   ｂ）と、上流側クイックディスコネクト（６ａ）と液圧
   ループとの間に設けられた元弁（８）と、を備えたこと
   を特徴とする液圧ループの過大圧防止回路。
2. 【請求項２】 液圧ループ（１）に連結された第１バー
   ストディスク（２）と、これに直列に連結された第２バ
   −ストディスク（３）と、第１バーストディスクと第２
   バ−ストディスクの間の液圧を検出する圧力センサ
   （４）と、この間の液を外部に放出する放出弁（５）
   と、第１バーストディスクの上流側及び下流側にそれぞ
   れ設けられた１対のクイックディスコネクト（６ａ，６
   ｂ）と、上流側クイックディスコネクト（６ａ）と液圧
   ループとの間に設けられた元弁（８）と、を備え、 （Ａ）放出弁（５）を閉鎖した状態で使用し、 （Ｂ）圧力センサ（４）による検出液圧の上昇により、
   第１バーストディスク（２）の作動を検出し、 （Ｃ）元弁（８）を閉鎖し、クイックディスコネクト
   （６ａ，６ｂ）により第１バーストディスク（２）を交
   換し、放出弁（５）を開放して残留液を放出し、 （Ｄ）放出弁（５）を閉鎖し、元弁（８）を開放する、
   ことを特徴とする過大圧防止回路の交換方法。