JP2012177432A - 圧力容器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】容器本体の内部を仕切るように取り付けられて圧力や荷重を受ける天板22の端部が、容器本体の壁面部材30に溶接をして取り付けられる溶接構造部を有する圧力容器であって、溶接構造部に溶接部40を含む少なくとも2箇所、すなわち溶接部40及び段差部50の形状変位点を設けた。
【選択図】図1
Description
このような溶接部3は、溶接部の応力集中を緩和するため、テーパ形状やR形状等を形成する露出面4となるように、機械加工が施されている。
なお、上述した溶接部3をR形状に機械加工することは、たとえば下記の特許文献1に開示されている。
一方、溶接の入熱量は、板材1と溶接される壁面部材2の板厚tによる制限を受ける。このため、上述したテーパ面やR形状によって応力集中を緩和しようとすると、溶接量の増加に加えて、壁面部材2の板厚tも増加するという問題が生じてくる。
本発明に係る圧力容器は、容器本体の内部を仕切るように取り付けられて圧力や荷重を受ける部材の端部が、前記容器本体の壁面部材に溶接をして取り付けられる溶接構造部を有する圧力容器であって、前記溶接構造部に前記溶接部を含む少なくとも2箇所の形状変位点を設けたことを特徴とするものである。
すなわち、溶接構造部は、溶接部の溶接量を増大させるテーパ形状やR形状等の延長による溶接部の応力集中緩和を回避できるようになるため、溶接費や溶接歪みの低減が可能になり、さらに、壁面部材となる胴板や鏡板は、溶接量の増大がないため、入熱量の制限による板厚増加もなくなり、材料費、製缶費及び輸送費の低減が可能になる。
ここで、本発明に係る圧力容器の適用例として、タイヤ製造装置(タイヤ加硫機)の構造例を図3に示す。図示のタイヤ製造装置10は、たとえば建設機械等の大型車両用タイヤの加硫に使用されるオートクレーブ(あるいはホットヒーター)と称する装置である。このタイヤ製造装置10は、日本国内の場合、第一種圧力容器構造規格に基づいて製造される圧力容器である。
加硫するグリーンタイヤ15を収納したモールド16は、モールドテーブル17上に3〜4段重ねられる。なお、図中の符号18はプレス力を伝達するラム、19はグリーンタイヤ15に温水及び冷却水を供給するフレキシブルホース、20,21はフレキシブルホース19を介して供給される温水及び冷却水をグリーンタイヤ15に噴射して冷却するノズルである。
この天板22は、たとえば図1に示すように、板材の端部が容器本体の円筒形上部を形成する壁面部材30に対して、略T字形断面となるように溶接をして取り付けられている。以下の説明では、壁面部材30に天板22を溶接した溶接部を溶接部40と呼ぶことにする。
そして、本実施形態の圧力容器は、容器本体の内部を仕切るように取り付けられて圧力や荷重を受ける天板22の端部が、容器本体の壁面部材30に対し溶接部40で取り付けられた図示の溶接構造部を有し、この溶接構造部に溶接部40を含む少なくとも2箇所の形状変位点を設けてある。
図1(a)は、図1(b)に示す溶接後の状態にある溶接部40′から機械加工を施した機械加工後の最終形状を示している。すなわち、溶接後の溶接部40′は溶接脚長がWとされ、この状態から機械加工を受けて最終形状の溶接部40となり、さらに、溶接部40の下方には機械加工により板厚tを厚さdだけ薄くした板厚変位点の段差部50が形成されている。なお、本実施形態の溶接部40は、露出面42がテーパ面を形成するように機械加工されている。
ここで、L0、L1、L2及びdは、溶接後の溶接脚長、すなわち機械加工前の溶接脚長をWとすれば、0≦L0≦W、0≦L1≦5L0、0≦L2≦9L0−L1、0≦d≦0.8tとなるように設定されている。なお、溶接部40′については、必ずしも機械加工を施す必要はなく、従って、図1(b)に示す溶接脚長Wは、天板22の下面から溶接止端41までの距離のL0以上(W≧L0)あればよい。
この結果、本実施形態の溶接構造部を有する圧力容器は、機械寿命の向上により優れた耐久性や信頼性を有するものとなる。
図4に示す溶接構造部の第1変形例では、壁面部材30Aの板厚を減じて形状変更開始点51から形状変更終了点52に至るR形状の段差部50Aが形成されている。このような段差部50Aを設けても、上述した露出面42がテーパ面の段差部50と同様の作用効果を得ることができる。
図6に示す第3変形例は、図1における溶接止端41から段差部50が開始される形状変更開始点51までの距離であるL1をなくして0とし、溶接止端41及び形状変更開始点51が一致したものであり、機械加工により溶接部40′及び壁面部材30Bに連続するR形状が形成されている。この場合の形状変位点は、機械加工後に露出面42BがR形状となる溶接部40Bと、同じく機械加工後にR形状となる段差部50Bとの2箇所である。なお、溶接部40B及び壁面部材30Bに連続するR形状に代えて、連続するテーパ面としてもよい。
図7(a)に示す第4変形例では、図中に想像線で示す溶接後の溶接部40′及び壁面部材30′から機械加工を施し、R形状の溶接部40A及びテーパ面の段差部50による2箇所の形状変位点を形成している。この場合、天板22の下面から溶接止端41までの距離L0は、溶接脚長Wより小(L0<W)である。
図7(c)に示す第6変形例では、図中に想像線で示す溶接後の溶接部40′及び壁面部材30′から機械加工を施し、テーパ面の溶接部40及びテーパ面の段差部50による2箇所の形状変位点を形成している。この場合、天板22の下面から溶接止端41までの距離L0は、溶接脚長Wより小(L0<W)である。
また、上述した実施形態では、溶接部に1箇所の段差部を加えて合計2箇所の形状変位点を形成しているが、段差部の数については1箇所に限定されることはなく、2箇所以上としてもよい。この場合、溶接部はテーパ面またはR形状のいずれでもよく、また、これと組み合わせる1または複数の段差部は、テーパ面、R形状または略半円形断面の凹溝から選択した1または複数種類の採用が可能である。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
11 上ドーム
12 下ドーム
13 連結環
14 シリンダ
15 グリーンタイヤ
16 モールド
22 天板
30,30A,30B,30D,30′ 壁面部材
40,40A〜40C,40′ 溶接部
50,50A〜50D 段差部
Claims (2)
- 容器本体の内部を仕切るように取り付けられて圧力や荷重を受ける部材の端部が、前記容器本体の壁面部材に溶接をして取り付けられる溶接構造部を有する圧力容器であって、前記溶接構造部に前記溶接部を含む少なくとも2箇所の形状変位点を設けたことを特徴とする圧力容器。
- 容器の内部でタイヤの加硫を行うタイヤ製造装置に用いられることを特徴とする請求項1に記載の圧力容器。
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