JP2015021461A - Pressure container and manufacturing method of pressure container - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、圧縮機等に用いられる圧力容器および圧力容器の製造方法に関する。 The present invention relates to a pressure vessel used for, for example, a compressor and a method for manufacturing the pressure vessel.
従来、圧力容器としては、特開2011−80426号公報(特許文献1)に記載のものがある。圧力容器としてのアキュムレータの製造方法としては、一般に、鋼板をプレス装置でプレスして塑性変形させて鏡板を成形し、この鏡板に配管を貫通させ、配管と鏡板とを溶接している。そして、鏡板を胴体部に組み付けてアキュムレータを製造している。 Conventionally, as a pressure vessel, there exists a thing of Unexamined-Japanese-Patent No. 2011-80426 (patent document 1). As a method of manufacturing an accumulator as a pressure vessel, generally, a steel plate is pressed by a press device to be plastically deformed to form a mirror plate, a pipe is passed through the mirror plate, and the pipe and the mirror plate are welded. And the end plate is assembled | attached to the trunk | drum, and the accumulator is manufactured.
ところで、上記アキュムレータには、使用時に内圧が負荷される。この内圧が負荷されたとき、アキュムレータに追加の塑性変形が起こる場合がある。この追加の塑性変形が起こると、鏡板と配管との間の溶接部に過大な応力がかかって、残留応力が発生し、クラックの原因になるという問題があった。 Incidentally, the accumulator is loaded with an internal pressure during use. When this internal pressure is applied, additional plastic deformation may occur in the accumulator. When this additional plastic deformation occurs, an excessive stress is applied to the welded portion between the end plate and the pipe, resulting in a residual stress, which causes cracks.
そこで、本発明の課題は、鏡板などの成形品と配管などの貫通部材との間の溶接部に残留応力が発生するのを防止して、クラックが発生するのを防止できる圧力容器および圧力容器の製造方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a pressure vessel and a pressure vessel that can prevent a residual stress from being generated in a welded portion between a molded product such as an end plate and a penetrating member such as a pipe, thereby preventing a crack from being generated. It is in providing the manufacturing method of.
上記課題を解決するため、本発明の圧力容器の製造方法は、
鋼板をプレスして内面と外面とを有する圧力容器の成形品を成形するプレス工程と、
上記成形品の内面に圧力を負荷する加圧工程と、
圧力が負荷された上記成形品に上記成形品を貫通する貫通部材を溶接する溶接工程と
を備えることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the method for producing a pressure vessel of the present invention comprises:
A pressing step of pressing a steel plate to form a molded product of a pressure vessel having an inner surface and an outer surface;
A pressurizing step of applying pressure to the inner surface of the molded product;
A welding step of welding a penetrating member penetrating the molded product to the molded product loaded with pressure.
本発明の圧力容器の製造方法によれば、プレス工程で塑性変形させて成形した成形品の内面に圧力を負荷して、この圧力が負荷された成形品に貫通部材を溶接する。このため、上記溶接後に成形品に内圧が負荷されても、成形品に追加の塑性変形が起こるのを抑制して、成形品と貫通部材との間の溶接部に過大な応力がかかるのを抑制できる。したがって、上記溶接部に残留応力が発生するのを防止して、上記溶接部の疲労強度を向上させ、クラックが発生するのを防止できる。 According to the method for manufacturing a pressure vessel of the present invention, pressure is applied to the inner surface of a molded product formed by plastic deformation in a pressing step, and the penetrating member is welded to the molded product loaded with this pressure. For this reason, even if an internal pressure is applied to the molded product after the above-described welding, it is possible to prevent additional plastic deformation from occurring in the molded product and apply an excessive stress to the welded portion between the molded product and the penetrating member. Can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent the residual stress from being generated in the welded portion, improve the fatigue strength of the welded portion, and prevent the occurrence of cracks.
また、一実施形態の圧力容器の製造方法では、
上記プレス工程と上記加圧工程との間に、上記成形品に上記貫通部材としての配管を予め溶接する事前溶接工程を備え、
上記溶接工程は、上記成形品と上記配管との溶接部を再度溶融することによって、上記成形品に上記配管を溶接し直す工程である。
Moreover, in the manufacturing method of the pressure vessel of one embodiment,
Between the pressing step and the pressurizing step, a pre-welding step of pre-welding the pipe as the penetrating member to the molded product is provided
The welding step is a step of re-welding the pipe to the molded product by melting the welded portion between the molded product and the pipe again.
上記実施形態によれば、加圧工程の前に成形品に配管を予め溶接するので、加圧工程において、この配管を用いて成形品の内側に気体や液体を容易に導入できて、成形品の内面に圧力を容易に負荷できる。また、成形品と配管との溶接部を再度溶融して、成形品に配管を溶接し直すので、上記溶接部に残留応力が発生していても、この残留応力を確実に除去できる。 According to the above-described embodiment, the pipe is pre-welded to the molded product before the pressurizing step. Therefore, in the pressurizing step, gas or liquid can be easily introduced into the molded product using the pipe, and the molded product It is possible to easily apply pressure to the inner surface. Further, since the welded part between the molded product and the pipe is melted again and the pipe is welded again to the molded product, even if residual stress is generated in the welded part, the residual stress can be reliably removed.
また、一実施形態の圧力容器の製造方法では、
上記成形品は、鏡板である。
Moreover, in the manufacturing method of the pressure vessel of one embodiment,
The molded product is an end plate.
また、本発明の圧力容器は、上記鏡板を有する。 Moreover, the pressure vessel of this invention has the said end plate.
上記構成の圧力容器によれば、上記鏡板を有するので、使用時に、鏡板と貫通部材との間の溶接部にクラックが発生するのを防止できる。 According to the pressure vessel having the above configuration, since the end plate is provided, it is possible to prevent the occurrence of cracks in the welded portion between the end plate and the penetrating member during use.
本発明の圧力容器の製造方法によれば、成形品に追加の塑性変形をさせた後で、成形品に貫通部材を溶接するので、成形品と貫通部材との間の溶接部に残留応力が発生するのを防止して、クラックが発生するのを防止できる。 According to the pressure vessel manufacturing method of the present invention, since the penetration member is welded to the molded product after additional plastic deformation of the molded product, residual stress is generated in the welded portion between the molded product and the penetration member. Generation | occurrence | production can be prevented and it can prevent that a crack generate | occur | produces.
また、本発明の圧力容器によれば、上記鏡板を有するので、使用時に、鏡板と貫通部材との間の溶接部にクラックが発生するのを防止できる。 Moreover, according to the pressure vessel of this invention, since it has the said end plate, it can prevent that a crack generate | occur | produces in the welding part between an end plate and a penetration member at the time of use.
以下、本発明を図示の実施形態により詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to illustrated embodiments.
(第1実施形態)
図1は、本発明の圧縮機の一実施形態についての簡略正面図を示している。図1に示すように、この圧縮機は、圧縮機本体1と、アキュムレータ2と、このアキュムレータ2を圧縮機本体1に固定するバンド3とを有する。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a simplified front view of one embodiment of the compressor of the present invention. As shown in FIG. 1, the compressor includes a
この圧縮機は、例えば、高圧ドーム型のロータリ圧縮機であって、図示しない凝縮器、膨張機構および蒸発器とともに、冷凍システムの一例としての空気調和機を構成する。 This compressor is, for example, a high-pressure dome type rotary compressor, and constitutes an air conditioner as an example of a refrigeration system together with a condenser, an expansion mechanism and an evaporator (not shown).
圧縮機本体1は、円筒状の胴体部15と、この胴体部15の両端にそれぞれ設けられた椀形の鏡板16,17と、鏡板16の中央部に設けられた吐出管13とを有する。胴体部15には支持台11が取り付けられている。圧縮機本体1は、アキュムレータ2と、図示しない上記凝縮器とに接続されている。圧縮機本体1は、アキュムレータ2から吸入された冷媒ガスを、高温高圧に圧縮して、吐出管13から凝縮器へ吐出する。
The compressor
アキュムレータ2は、円筒状の胴体部25と、この胴体部25の両端にそれぞれ設けられた椀形の鏡板26,27とを有する。アキュムレータ2は、図示しない上記蒸発器に接続されている。アキュムレータ2の鏡板26は、圧縮機本体1に連通する2つの出口配管21を有している。アキュムレータの出口配管21と圧縮機本体1とは、2本の連結配管5によって連結されている。アキュムレータ2の胴体部25の外周には、バンド3が巻き付けられ、このバンド3の両端が圧縮機本体1の支持台11に取り付けられている。アキュムレータ2は、バンド3と支持台11とによって、圧縮機本体1に固定されている。
The
次に、圧力容器の一例としてのアキュムレータ2の製造方法について説明する。
Next, the manufacturing method of the
図2Aから2Dは、本発明のアキュムレータ2の製造方法の第1実施形態を説明するための断面図を示している。
2A to 2D are sectional views for explaining the first embodiment of the method for manufacturing the
まず、図2Aに示すような円板状の鋼板20を、図示しないプレス加工装置によってプレスして、図2Bに示すような成形品の一例としての鏡板26の概略成形を行う(プレス工程)。鏡板26は、略お椀形状に塑性変形しており、内面26Aおよび外面26Bを有している。鏡板26の中央部には、内面26Aから外面26Bに向けて突出している2つの円筒状の配管挿通部26Cが設けられている。
First, a disk-
次に、図2Cに示すように、鏡板26を内圧負荷用の治具30に取り付ける。この治具30は、平板状の基板31と、この基板31の上面31Aに設けられた環状部材32とを有している。環状部材32は、環状部材32の上面の中央部に設けられた凹部32Aを有している。この凹部32Aに鏡板26の周縁が嵌合され、鏡板26の開口は、基板31によって密閉される。
Next, as shown in FIG. 2C, the
次に、鏡板26の配管挿通部26Cのそれぞれに、配管41を嵌合して取り付けて、配管41のそれぞれから配管挿通部26Cを介して鏡板26の内側に高圧の空気を供給する。この高圧の空気により、鏡板26の内面26Aにアキュムレータ2の使用圧力と少なくとも等しい圧力、好ましくは、使用圧力の1.5倍以上を負荷する(加圧工程)。このとき、鏡板26の内面26Aには、内面26Aに対して直交する方向に外側に向けて荷重が負荷される。
Next, the
次に、鏡板26から治具30および配管41を取り外す。そして、図2Dに示すように、配管挿通部26Cに貫通部材としての出口配管21を挿通させて、この出口配管21と鏡板26とを溶接する(溶接工程)。具体的には、出口配管21の外周部と配管挿通部26Cの端面とを溶接する。この溶接部21Aは、出口配管21の外周を取り囲むように延在している。
Next, the
次に、鏡板26と同様に鏡板27を製造する。そして、別途製造した胴体部25の両端に鏡板26,27をそれぞれ溶接により取り付ける。このようにして、アキュムレータ2を製造する。
Next, the
上記実施形態のアキュムレータ2の製造方法によれば、プレス工程で塑性変形させて成形した鏡板26の内面26Aに圧力を負荷して、この圧力が負荷された鏡板26に出口配管21を溶接している。このため、上記溶接後に鏡板26に内圧が負荷されても、鏡板26に追加の塑性変形が起こるのを抑制して、鏡板26と出口配管21との間の溶接部21Aに過大な応力がかかるのを抑制できる。したがって、溶接部21Aに残留応力が発生するのを防止して、溶接部21Aの疲労強度を向上させ、クラックが発生するのを防止できる。
According to the method of manufacturing the
ここで、鏡板26は、成形時に、プレス装置のプランジャの往復方向に平行な方向に荷重を受ける。一方、アキュムレータ2には運転時に内圧が負荷され、この内圧負荷時に、鏡板26は、鏡板26の内面に直交する面外方向の荷重を受ける。このため、鏡板26は、成形時と内圧負荷時とで異なる方向に荷重を受けることとなる。そこで、本願発明者は、鏡板26の製造時に予め使用圧力よりも大きい内圧を負荷して、追加の塑性変形を発生させることで、運転時に鏡板26に追加の塑性変形が起こるのを抑制して、溶接部21Aに過大な応力がかかるのを抑制できることを発見し、見出したのである。
Here, the
また、上記実施形態のアキュムレータ2の製造方法によれば、運転時に鏡板26に追加の塑性変形が起こるのを抑制するために、例えば鏡板26の肉厚を大きくして剛性を高める必要がない。このため、不必要な部分まで肉厚を大きくして、材料コストや加工コストなどの製造コストが高くなるのを防止できる。
Moreover, according to the manufacturing method of the
また、上記実施形態のアキュムレータ2によれば、鏡板26を有するので、使用時に、鏡板26と出口配管26との間の溶接部にクラックが発生するのを防止できる。
Moreover, according to the
(第2実施形態)
図3Aから3Eは、本発明のアキュムレータ2の製造方法の第2実施形態を説明するための断面図を示している。なお、この第2実施形態において、上記第1実施形態と同一の符号は、上記第1実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。
(Second Embodiment)
3A to 3E are sectional views for explaining a second embodiment of the method for manufacturing the
まず、図2Aおよび図2Bに示したプレス工程と同様に、図3Aに示すような鋼板20を、図示しないプレス加工装置によってプレスして、図3Bに示すような鏡板26の概略成形を行う。
First, similarly to the pressing step shown in FIGS. 2A and 2B, the
次に、図3Cに示すように、配管挿通部26Cに出口配管21を挿通させて、この出口配管21と鏡板26とを予め溶接する(事前溶接工程)。
Next, as shown in FIG. 3C, the
次に、図3Dに示すように、鏡板26を治具30に取り付ける。また、鏡板26の出口配管21のそれぞれに、配管42を取り付ける。そして、配管42のそれぞれから出口配管21を介して、鏡板26の内側に高圧の空気を供給して、鏡板26の内面26Aにアキュムレータ2の使用圧力と少なくとも等しい圧力、好ましくは、使用圧力の1.5倍以上を負荷する(加圧工程)。
Next, as shown in FIG. 3D, the
次に、鏡板26から治具30および圧力配管42を取り外して、鏡板26に対して熱処理を行う。この熱処理としては、例えば完全焼き鈍しや、応力除去焼き鈍し等がある。具体的には、鏡板26を炉に入れる。この炉内において、図3Eに示すように、鏡板26の左右両側に配置された熱源50から鏡板26に熱を加える。そして、この熱により溶接部21Aを再度溶融することによって、鏡板26に配管21を溶接し直す(溶接工程)。
Next, the
このアキュムレータ2の製造方法によれば、加圧工程の前に鏡板26に出口配管21を予め溶接するので、加圧工程において、出口配管21を用いて鏡板26の内側に空気を容易に導入できて、鏡板26の内面26Aに圧力を容易に負荷できる。
According to this
また、鏡板26と出口配管21との溶接部21Aを再度溶融して、鏡板26に出口配管21を溶接し直すので、溶接部21Aに残留応力が発生していても、この残留応力を確実に除去できる。
In addition, since the welded
(第3実施形態)
図4Aから4Eは、本発明のアキュムレータ2の製造方法の第3実施形態を説明するための断面図を示している。なお、この第3実施形態において、上記第2実施形態と同一の符号は、上記第1実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。
(Third embodiment)
4A to 4E are sectional views for explaining a third embodiment of the method for manufacturing the
まず、図3Aおよび図3Bに示したプレス工程と同様に、図4Aに示すような鋼板20を、図示しないプレス加工装置によってプレスして、図4Bに示すような鏡板26の概略成形を行う。
First, similarly to the pressing step shown in FIGS. 3A and 3B, the
次に、図4Cに示すように、鏡板26に出口配管21を予め溶接する。また、胴体部25の一端と鏡板26の一端と、および胴体25の他端と鏡板27(図1参照)の一端とを予め溶接する。この溶接部21Bは、胴体部25の両端の外周を取り囲むように延在している。このようにして、アキュムレータ2全体を組み立てる(事前溶接工程)。
Next, as shown in FIG. 4C, the
次に、図4Dに示すように、鏡板26の出口配管21のそれぞれに、配管42を取り付ける。そして、配管42のそれぞれから出口配管21を介して、アキュムレータ2の内側に高圧の空気を供給して、アキュムレータ2の内面、すなわち、鏡板26の内面26Aや胴体部25の内面25Aにアキュムレータ2の使用圧力と少なくとも等しい圧力、好ましくは、使用圧力の1.5倍以上を負荷する(加圧工程)。
Next, as shown in FIG. 4D, a
次に、鏡板26の出口配管21から圧力配管42を取り外して、アキュムレータ2全体に対して熱処理を行う。この熱処理としては、例えば完全焼き鈍しや、応力除去焼き鈍し等がある。具体的には、アキュムレータ2を炉に入れる。この炉内において、図4Eに示すように、アキュムレータ2の左右両側に配置された熱源50からアキュムレータ2に熱を加える。そして、この熱により溶接部21A,21Bを再度溶融することによって、出口配管21と鏡板26、鏡板26,27と胴体部25を溶接し直す(溶接工程)。このようにして、アキュムレータ2を製造する。
Next, the
このアキュムレータ2の製造方法によれば、加圧工程の前に鏡板26と出口配管21とを予め溶接すると共に、胴体部25と鏡板26,27とを予め溶接して、アキュムレータ2全体を組み立てる。したがって、加圧工程において、治具などを用いることなく出口配管21を用いてアキュムレータ2の内側に高圧の空気を容易に導入できて、アキュムレータ2の内面に圧力を容易に負荷できる。
According to this
また、鏡板26と出口配管21との溶接部21Aおよび胴体部25と鏡板26,27との溶接部21Bを再度溶融して、鏡板26と出口配管21と、および胴体部25と鏡板26,27とを溶接し直す。したがって、溶接部21A,21Bに残留応力が発生していても、これらの残留応力を確実に除去できる。
Further, the welded
なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記第1から第3実施形態のそれぞれの特徴点を様々に組み合わせてもよい。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment. For example, the feature points of the first to third embodiments may be variously combined.
また、上記第1から第3実施形態では、アキュムレータ2の鏡板26を製造していたが、他の圧力容器、例えば圧縮機本体の鏡板を製造してもよい。
In the first to third embodiments, the
また、上記第1から第3実施形態では、鏡板26を製造していたが、圧力容器の他の部分、例えば胴体部を製造してもよい。
Moreover, in the said 1st to 3rd embodiment, although the
また、上記第1から第3実施形態では、鏡板26またはアキュムレータ2の内側に高圧の空気を供給していたが、窒素や二酸化炭素等の他の気体や、油や水等の液体を供給して内圧を負荷してもよい。
In the first to third embodiments, high-pressure air is supplied to the inside of the
また、上記第1から第3実施形態では、鏡板26の挿通孔26Cを介して空気を供給していたが、挿通孔を密閉すると共に、治具の基板から空気を供給して内圧を負荷してもよい。
In the first to third embodiments, air is supplied through the
また、上記第1から第3実施形態では、配管挿通部26Cに出口配管21を挿通させて、この出口配管21と鏡板26とを溶接していたが、例えば、ターミナル等の他の貫通部材を成形品に挿通して、貫通部材と成形品とを溶接してもよい。
In the first to third embodiments, the
また、上記第2,第3実施形態では、鏡板26またはアキュムレータ2を炉に入れていたが、溶接部を再度溶融することで鏡板に配管等を溶接し直すことができれば、どのような方法でもよい。
In the second and third embodiments, the
また、上記第3実施形態では、配管42のそれぞれから出口配管21を介して、アキュムレータ2の内側に高圧の空気を供給していた。しかしながら、これに限られず、例えば鏡板に出口配管を取り付ける前に、鏡板の配管挿通部のそれぞれに配管を取り付けて、配管のそれぞれから配管挿通部を介してアキュムレータの内側に高圧の空気を供給してもよい。
In the third embodiment, high-pressure air is supplied from each of the
20 鋼板
21 出口配管
21A 溶接部
26 鏡板
26A 内面
26B 外面
20
Claims (4)
上記成形品(26)の内面(26A)に圧力を負荷する加圧工程と、
圧力が負荷された上記成形品(26)に上記成形品(26)を貫通する貫通部材(21)を溶接する溶接工程と
を備えることを特徴とする圧力容器の製造方法。 A pressing step of pressing the steel plate (20) to form a molded article (26) of a pressure vessel having an inner surface (26A) and an outer surface (26B);
A pressurizing step of applying pressure to the inner surface (26A) of the molded article (26);
And a welding step of welding a penetrating member (21) penetrating the molded product (26) to the molded product (26) under pressure.
上記プレス工程と上記加圧工程との間に、上記成形品(26)に上記貫通部材(21)としての配管(21)を予め溶接する事前溶接工程を備え、
上記溶接工程は、上記成形品(26)と上記配管(21)との溶接部(21A)を再度溶融することによって、上記成形品(26)に上記配管(21)を溶接し直す工程であることを特徴とする圧力容器の製造方法。 In the manufacturing method of the pressure vessel according to claim 1,
Between the pressing step and the pressurizing step, a pre-welding step of previously welding the pipe (21) as the penetrating member (21) to the molded product (26),
The welding step is a step of re-welding the pipe (21) to the molded product (26) by melting the welded part (21A) between the molded product (26) and the pipe (21) again. A method of manufacturing a pressure vessel, characterized in that:
上記成形品(26)は、鏡板(26)であることを特徴とする圧力容器の製造方法。 In the manufacturing method of the pressure vessel according to claim 1 or 2,
The method for manufacturing a pressure vessel, wherein the molded product (26) is a mirror plate (26).
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