压力容器制造技术

提供一种在满足所要求的设计要件的同时，能够实现轻量化的压力容器。其具有：多边形的上壁(1)、在该上壁(1)的下方设置的多边形的底壁、在上壁(1)的周缘和底壁的周缘之间设置的侧壁(2)、通过向外侧凸出的曲面连接上壁(1)的周缘和侧壁(2)的上端的上侧曲面部(3)、及通过向外侧凸出的曲面连接底壁的周缘和侧壁(2)的下端的下侧曲面部。上壁(1)的中央的上壁中央部(1a)的壁厚、上侧曲面部(3)的壁厚、在上壁中央部(1a)和上侧曲面部(3)之间形成的上壁环状部(1b)的壁厚顺次变小，底壁的中央的底壁中央部的壁厚、下侧曲面部的壁厚、在底壁中央部和下侧曲面部之间形成的底壁环状部的壁厚顺次减小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在压缩机用气 体制冷器等中使用的压力容器。
技术介绍
一般而言，在压力容器中，力学上的最佳形状是球形，接下来是圆筒形。但是，例如在作为压缩机用气体制冷器而使用的压力容器的情况下，需要考虑其他的主要零件、部件或与配管类的连接、在压力容器内收纳的热交换器的形状、进而压力容器自身的设置场所等。因此，为了有效利用装置内的空间，优选将其形状做成长方体。例如，在专利文献I中公开了一种长方体形状的压力容器。需要说明的是，作为长方体形状的压力容器，不限于压缩机用气体制冷器，在其他的机械、装置中也是常使用的形状。另外，对压力容器要求有刚性或强度上的设计要件。在上述专利文献I记载的长方体形状的压力容器中，为了满足其要求的设计要件，在容器的外周设有格子状的肋。在先技术文献专利文献专利文献I :日本特开2003-106668号公报一般而言，作为压力容器，在满足所要求的设计要件的同时，还存在尽可能想要实现轻量化的需求。但是，上述专利文献I记载的压力容器会由于在容器的外周设置的肋的缘故，导致重量相应增加，不能说可以实现轻量化。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种在满足所要求的设计要件的同时，可以实现轻量化的压力容器。为了解决所述问题，本专利技术人着眼于在通过收容的高压介质的内压作用在压力容器的各壁上而产生的应力的分布上产生不均。即，着眼于在各壁上有只产生相对小的应力的部分，这些部分为过度被加强的构造。因此，想到取代设置直接导致压力容器重量增加的肋的构造，为了消除产生的应力分布的不均，削减被过度加强的部分，由此削减材料而能够实现轻量化。本专利技术是鉴于这样的观点而提出的，其提供一种压力容器，其具有多边形的上壁；多边形的底壁，其设置于该上壁的下方；侧壁，其设置于所述上壁的周缘和与之对应的所述底壁的周缘之间；上侧曲面部，其通过向外侧凸出的曲面连接所述上壁的周缘和所述侧壁的上端；以及下侧曲面部，其通过向外侧凸出的曲面连接所述底壁的周缘和所述侧壁的下端，其特征在于，所述压力容器形成为所述上壁的中央的上壁中央部的壁厚、所述上侧曲面部的壁厚、在所述上壁中央部和所述上侧曲面部之间形成的上壁环状部的壁厚顺次减小，所述底壁的中央的底壁中央部的壁厚、所述下侧曲面部的壁厚、在所述底壁中央部和所述下侧曲面部之间形成的底壁环状部的壁厚顺次减小。根据本专利技术的压力容器，通过使产生相对大的应力的上壁中央部以及底壁中央部的壁厚增大，使只产生相对小的应力的上壁环状部以及底壁环状部的壁厚减小，从而作为压力容器整体，能够在满足所要求的设计要件的同时，削减材料而实现轻量化。另外，能够抑制向压力容器的上壁以及底壁产生不均匀的应力分布。另外，在本专利技术中，优选所述上壁中央部以及所述上壁环状部由曲面连接，所述上壁环状部以及所述上侧曲面部由曲面连接，所述底壁中央部以及所述底壁环状部由曲面连接，且，所述底壁环状部以及所述下侧曲面部由曲面连接。如此，则容易消除在上壁以及底壁产生的应力分布的不均，能够进一步实现压力容器的轻量化。另外，在本专利技术中，优选所述上侧曲面部的内表面以及所述下侧曲面部的内表面具有相同的曲率半径，在从上方观察所述上壁时所述上壁环状部从所述侧壁的内表面朝向所述上壁中央部位于所述曲率半径的二分之一倍到2倍的范围内，在从下方观察所述底壁时所述底壁环状部从所述侧壁的内表面朝向所述底壁中央部位于所述曲率半径的二分之一倍到2倍的范围内。如此，容易在消除在上壁以及底壁上产生的应力分布的不均的同时，实现压力容器的轻量化。另外，在本专利技术中，优选所述上壁环状部位于在作用有内压时在所述上壁中央部产生的正方向的弯曲力矩和在所述上侧曲面部产生的负方向的弯曲力矩平衡的部分，所述底壁环状部位于在作用有内压时在所述底壁中央部产生的正方向的弯曲力矩和在所述下侧曲面部产生的负方向的弯曲力矩平衡的部分。如此，由于上壁环状部位于上壁上的正方向的弯曲力矩和负方向的弯曲力矩平衡的位置，即应力的产生极少的部分，底壁环状部位于底壁上的相同部分，因此，能够进一步减小所述上壁环状部以及底壁环状部的壁厚，能够实现压力容器的进一步的轻量化。另外，在本专利技术中，优选所述侧壁具有从该侧壁中的对主面彼此进行连结的主面连结部朝向所述主面的中央的主面中央部其厚度逐渐变大的形状。如此，由于能够消除在侧壁产生的应力分布的不均，同时使主面连结部减薄，因此能够进一步实现压力容器的轻量化。另外，在本专利技术中，优选所述侧壁的各主面在所述主面连结部和所述主面中央部之间具有厚度大于所述主面中央部的厚度的主面壁厚部。如此，主面壁厚部能够负担在侧壁产生的应力，即主面壁厚部能够有助于满足侧壁部分所要求的设计要件，因此能够在整体上减薄主面，能够实现压力容器的轻量化。 另外，在本专利技术中，优选所述上壁以及所述底壁是四方形。如此，容易有效确保压力容器的内部空间。专利技术效果如上所述，根据本专利技术，能够提供一种在满足所要求的设计要件的同时，可以削减材料而实现轻量化的压力容器。附图说明图I是本专利技术的一实施方式的压力容器的八分之一模型的立体图。图2是表示图I的模型的内表面的状态的立体图。 图3是图I的模型的俯视图。图4是图3的IV-IV剖面的剖面图。图5是长方体形状的压力容器的二分之一模型的立体图。图6是说明在图5的VI-VI剖面上产生的弯曲力矩的分布的图。图7是设有格子状肋的现有容器的二分之一模型的立体图。图8是表示比较例以及实施例的解析结果的图。图9是将图8的结果做成坐标图的图。符号说明I 上壁Ia上壁中央部Ib上壁环状部2 侧壁2a 主面2b主面连结部2c主面中央部2d主面壁厚部3上侧曲面部3a 边部3b拐角部具体实施例方式在内压作用于长方体形状的压力容器的情况下，该容器以基本上接近球体的方式发生变形。首先，对于该点，参照图5以及图6进行说明。图5是长方体形状的压力容器的二分之一模型的立体图。需要说明的是，在图5中，示出了长方体形状的压力容器中的上壁。图6示意地表示作用于图5的VI-VI剖面的弯曲力矩的分布图。在该图中的A部，作用有使曲率减少的方向、即正方向的弯曲力矩。另一方面，在B部作用有使曲率增加的方向、即负方向的弯曲力矩。此时，在Z部附近，由于弯曲力矩的正负倒转，因此，力矩成为零、或者非常小的状态。本实施方式是使压力容器的形状大致对应于上述那样分布的力矩的大小的实施方式。S卩，基本上，增大力矩的绝对值大的部分的壁厚，减小绝对值为零、或者小的部分的壁厚。如此，通过使压力容器的壁厚匹配于力矩的大小，容器作为整体均匀负担负载，因此可以形成没有浪费的形状。换言之，在现有的长方体形状的压力容器中，即使是只产生相对小的弯曲力矩的部分，也是具有与产生相对大的弯曲力矩的部分相同的厚度的肋的形状，所以该部分成为被过度加强的多余壁厚，导致重量增加。下面，对于本专利技术的优选实施方式，参照附图进行说明。图I是本专利技术的一实施方式的压力容器的八分之一模型的立体图。即，本实施方式的压力容器由于是相对于x、Y、z的各方向的中央对称的形状，所以使用在X、Y、Z的各方向的各自的中央切断的八分之一的模型来进行说明。需要说明的是，在图I中，示出本实施方式的压力容器之中的上壁的一部分。图2是从-Z方向观察图I所示的模型的状态、即表示上壁的内表面的状态的立体图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压力容器，其具有：多边形的上壁；多边形的底壁，其设置于该上壁的下方；侧壁，其设置于所述上壁的周缘和所述底壁的周缘之间；上侧曲面部，其通过向外侧凸出的曲面连接所述上壁的周缘和所述侧壁的上端；以及下侧曲面部，其通过向外侧凸出的曲面连接所述底壁的周缘和所述侧壁的下端，其特征在于，所述压力容器形成为：所述上壁的中央的上壁中央部的壁厚、所述上侧曲面部的壁厚、在所述上壁中央部和所述上侧曲面部之间形成的上壁环状部的壁厚顺次减小，所述底壁的中央的底壁中央部的壁厚、所述下侧曲面部的壁厚、在所述底壁中央部和所述下侧曲面部之间形成的底壁环状部的壁厚顺次减小。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：片冈保人，滨口裕充，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：