JP2690942B2 - 薄肉大径円筒容器の分岐結合構造 - Google Patents
薄肉大径円筒容器の分岐結合構造Info
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- JP2690942B2 JP2690942B2 JP63116817A JP11681788A JP2690942B2 JP 2690942 B2 JP2690942 B2 JP 2690942B2 JP 63116817 A JP63116817 A JP 63116817A JP 11681788 A JP11681788 A JP 11681788A JP 2690942 B2 JP2690942 B2 JP 2690942B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、圧力容器、特に真空容器に係り、薄肉大径
円筒の分岐結合部に好適な薄肉大径円筒容器の分岐結合
構造に関するものである。
円筒の分岐結合部に好適な薄肉大径円筒容器の分岐結合
構造に関するものである。
一般の圧力容器において、円筒部あるいは鏡部（母
管）にノズル（枝管）が取付けられる場合、その結合部
には不連続構造として大きな応力が発生する。そこで、
上記結合部ではJISB8243（1981年）に規定されていると
おり、母管の直径（Ｄ）と枝管の直径（ｄ）比（d/D）
が0.5以下の場合には、枝管周辺の母管に補強を取付け
なければならない。（以下、面積補強法と呼ぶ）。すな
わち、枝管を取付けることにより母管に生じた開口断面
積に相当する部材を枝管周辺の母管に補強部材として取
付ける必要がある。
管）にノズル（枝管）が取付けられる場合、その結合部
には不連続構造として大きな応力が発生する。そこで、
上記結合部ではJISB8243（1981年）に規定されていると
おり、母管の直径（Ｄ）と枝管の直径（ｄ）比（d/D）
が0.5以下の場合には、枝管周辺の母管に補強を取付け
なければならない。（以下、面積補強法と呼ぶ）。すな
わち、枝管を取付けることにより母管に生じた開口断面
積に相当する部材を枝管周辺の母管に補強部材として取
付ける必要がある。
この補強構造としては、母管，枝管の直径，板厚およ
び両者の直径比により異なるが、枝管の周辺にリブ補強
を行うもの、および当板補強を行うのが最も一般的であ
る。
び両者の直径比により異なるが、枝管の周辺にリブ補強
を行うもの、および当板補強を行うのが最も一般的であ
る。
薄肉の大径円筒、特に直径が10m以上の容器になる
と、上記の当板補強の範囲が広くなり、本体容器と当板
が一体挙動をさせる方策が必要となる。高真空容器の場
合には、基本部材としてステンレス鋼材を使用すること
になり、軽量化、製作コスト低減の観点から薄肉構造に
しなければならない。そのため、外圧容器として座屈に
対する強度を確保する必要があり、加工時の変形、特に
溶接による初期変形をある規定値以下に押えなければな
らない。例えば、薄肉大径（直径が10m以上、板厚16〜2
4mm）の真空容器の分岐結合においては、枝管と母管の
直径比（d/D）の大小にかかわらず、製作工数低減の観
点から一般に当板補強構造が採用されている。この場
合、基本部材はステンレス鋼材、当板補強には軟鋼を用
いる。この当板補強の範囲は、本体容器の直径が大きく
なればなるほど広くなるため、強度的にはこの両者が一
体物として挙動する構造としなければならない。この場
合、一つの方法としては、当板補強を細かい範囲に区切
り、その区分線の位置で両者を溶接することにより一体
化する方法が考えられる。他の方法としては、当板補強
にある一定ピッチ毎に孔を設け、この孔の位置で両者を
プラグ溶接により結合するものである。
と、上記の当板補強の範囲が広くなり、本体容器と当板
が一体挙動をさせる方策が必要となる。高真空容器の場
合には、基本部材としてステンレス鋼材を使用すること
になり、軽量化、製作コスト低減の観点から薄肉構造に
しなければならない。そのため、外圧容器として座屈に
対する強度を確保する必要があり、加工時の変形、特に
溶接による初期変形をある規定値以下に押えなければな
らない。例えば、薄肉大径（直径が10m以上、板厚16〜2
4mm）の真空容器の分岐結合においては、枝管と母管の
直径比（d/D）の大小にかかわらず、製作工数低減の観
点から一般に当板補強構造が採用されている。この場
合、基本部材はステンレス鋼材、当板補強には軟鋼を用
いる。この当板補強の範囲は、本体容器の直径が大きく
なればなるほど広くなるため、強度的にはこの両者が一
体物として挙動する構造としなければならない。この場
合、一つの方法としては、当板補強を細かい範囲に区切
り、その区分線の位置で両者を溶接することにより一体
化する方法が考えられる。他の方法としては、当板補強
にある一定ピッチ毎に孔を設け、この孔の位置で両者を
プラグ溶接により結合するものである。
しかし、いずれの場合にも、軽量化、製作コスト低減
化の観点から、本体容器が超薄肉構造となっており、構
造物としての強度（特に外圧に対する座屈強度）を確保
する必要があり、加工による変形（特に、溶接変形）を
最小限にしなければならないが、上記従来技術において
は、この点に配慮がなされていなかった。
化の観点から、本体容器が超薄肉構造となっており、構
造物としての強度（特に外圧に対する座屈強度）を確保
する必要があり、加工による変形（特に、溶接変形）を
最小限にしなければならないが、上記従来技術において
は、この点に配慮がなされていなかった。
本発明の目的は、分岐結合部の溶接による初期変形を
最小にし、製作コスト低減と強度的信頼性を十分確保し
た薄肉大径円筒容器の分岐結合構造を提供することにあ
る。
最小にし、製作コスト低減と強度的信頼性を十分確保し
た薄肉大径円筒容器の分岐結合構造を提供することにあ
る。
上記目的は、薄肉大径円筒の母管と、該母管に取付け
られる薄肉大径円筒の枝管と、各々に多数の溶接孔が設
けられた多数枚の当板とからなり、各当板は上記母管と
枝管との取付部の境界線の形状に一致する形状の周辺部
を一部に有し、該周辺部の一部を上記境界線に一致させ
るようにして上記境界線に沿って各管に密着して配置さ
れ、各当板はその外周部分と溶接孔の周囲において各管
に対してすみ肉溶接されることにより、達成される。
られる薄肉大径円筒の枝管と、各々に多数の溶接孔が設
けられた多数枚の当板とからなり、各当板は上記母管と
枝管との取付部の境界線の形状に一致する形状の周辺部
を一部に有し、該周辺部の一部を上記境界線に一致させ
るようにして上記境界線に沿って各管に密着して配置さ
れ、各当板はその外周部分と溶接孔の周囲において各管
に対してすみ肉溶接されることにより、達成される。
真空容器の分岐結合部は溶接孔を有する当板補強の結
合構造としたことにより、分岐結合部の溶接による変
形、すなわち、全体構造及び溶接孔周辺の初期変形を小
さく押えることができる。このような結合構造を採用す
ることにより、分岐結合部は本体容器と当板補強が一体
物として挙動することになり、当該結合部の座屈強度の
向上及び異種材料を使用することによる材料コストの低
減、溶接変形の手直し作業を少なくすることによる製作
コストの低減なども図ることができ、全体として信頼性
の高い真空容器を実現することができる。
合構造としたことにより、分岐結合部の溶接による変
形、すなわち、全体構造及び溶接孔周辺の初期変形を小
さく押えることができる。このような結合構造を採用す
ることにより、分岐結合部は本体容器と当板補強が一体
物として挙動することになり、当該結合部の座屈強度の
向上及び異種材料を使用することによる材料コストの低
減、溶接変形の手直し作業を少なくすることによる製作
コストの低減なども図ることができ、全体として信頼性
の高い真空容器を実現することができる。
以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図により説明
する。
する。
図において、１は母管、２は枝管、３は強め輪、4a,4
bは当板による補強を行う当板補強、５は当板補強4a,4b
内に配設した溶接孔、６は母管１及び枝管２と当板補強
4a,4bとのすみ肉溶接である。
bは当板による補強を行う当板補強、５は当板補強4a,4b
内に配設した溶接孔、６は母管１及び枝管２と当板補強
4a,4bとのすみ肉溶接である。
第２図は本発明を適用した薄肉大径円筒の真空容器で
母管１と枝管２が結合する分岐結合部の断面を示したも
ので、補強方法としては当板補強4a,4bと、母管１およ
び枝管２の外周にある一定間隔毎に強め輪３を取付けた
構造とし、外圧に対する座屈強度を確保する。この場
合、前記当板補強4a,4bの取付範囲は、母管1,枝管２の
直径，板厚および両者の直径比（d/D）により異なる。
直径比（d/D）が0.5以下の場合、当板補強4a,4bの大き
さはJISで定められた面積補強法の考え方により、寸法
を決定する。一方、上記直径比が0.5を越える場合に
は、結合部の詳細な応力解析を実施して当板補強4a,4b
の寸法を決定する。
母管１と枝管２が結合する分岐結合部の断面を示したも
ので、補強方法としては当板補強4a,4bと、母管１およ
び枝管２の外周にある一定間隔毎に強め輪３を取付けた
構造とし、外圧に対する座屈強度を確保する。この場
合、前記当板補強4a,4bの取付範囲は、母管1,枝管２の
直径，板厚および両者の直径比（d/D）により異なる。
直径比（d/D）が0.5以下の場合、当板補強4a,4bの大き
さはJISで定められた面積補強法の考え方により、寸法
を決定する。一方、上記直径比が0.5を越える場合に
は、結合部の詳細な応力解析を実施して当板補強4a,4b
の寸法を決定する。
母管１及び枝管２と当板補強4a及び4bは、母管１及び
枝管２の製作寸法精度を十分調整した後、当板補強4a及
び4bをそれぞれ母管１及び枝管２に重ね合せ治具を用い
て密着させる。次に、当板補強4a及び4bは母管１及び枝
管２と各要所で仮付溶接を行った後、第１図に示すよう
に外周4c及び溶接孔５ですみ肉溶接６により結合する。
この場合、当板補強4a,4bに配設する溶接孔５の大きさ
及びピッチは、母管１及び枝管２の直径，板厚及び溶接
孔５毎のに各部が分担することになる荷重の大きさ、溶
接孔５のすみ肉溶接６部の強さを考慮して決定する。
枝管２の製作寸法精度を十分調整した後、当板補強4a及
び4bをそれぞれ母管１及び枝管２に重ね合せ治具を用い
て密着させる。次に、当板補強4a及び4bは母管１及び枝
管２と各要所で仮付溶接を行った後、第１図に示すよう
に外周4c及び溶接孔５ですみ肉溶接６により結合する。
この場合、当板補強4a,4bに配設する溶接孔５の大きさ
及びピッチは、母管１及び枝管２の直径，板厚及び溶接
孔５毎のに各部が分担することになる荷重の大きさ、溶
接孔５のすみ肉溶接６部の強さを考慮して決定する。
なお、当板補強4a,4bと母管１及び枝管２の本体容器
とのすみ肉溶接６は、分岐結合部における全体変形、及
び局部変形の発生を抑制するため、溶接孔５及び外周4c
が分担する荷重に対応できる必要最小限の溶接量にす
る。第３図は、その一例として当板補強4bの溶接孔５の
断面のすみ肉溶接６の状況を示したものである。この場
合、すみ肉溶接６は、溶接孔５が分担する荷重の大きさ
を考慮すると共に、本体容器の溶接変形を抑制するた
め、当板補強4bの板厚の1/2程度とした。このような結
合構造としたことにより、当板補強4bの施工による加工
ひずみを極端に小さく押え、しかも当板補強と本体容器
を一体物として挙動させることができる。
とのすみ肉溶接６は、分岐結合部における全体変形、及
び局部変形の発生を抑制するため、溶接孔５及び外周4c
が分担する荷重に対応できる必要最小限の溶接量にす
る。第３図は、その一例として当板補強4bの溶接孔５の
断面のすみ肉溶接６の状況を示したものである。この場
合、すみ肉溶接６は、溶接孔５が分担する荷重の大きさ
を考慮すると共に、本体容器の溶接変形を抑制するた
め、当板補強4bの板厚の1/2程度とした。このような結
合構造としたことにより、当板補強4bの施工による加工
ひずみを極端に小さく押え、しかも当板補強と本体容器
を一体物として挙動させることができる。
これにより、薄肉円筒容器として強度的に最も厳しく
なる外圧に対する座屈強度を十分確保することができ、
容器全体として、軽量で、製作コスト低減に大きく寄与
することができる。
なる外圧に対する座屈強度を十分確保することができ、
容器全体として、軽量で、製作コスト低減に大きく寄与
することができる。
なお、当板補強は、本実施例のように外面に設ける
他、内面に設置（図示、説明は省略）しても良い。
他、内面に設置（図示、説明は省略）しても良い。
本発明によれば、強度的に厳しくなる分岐結合部の当
板補強取付けによる初期変形を極端に少なくすることが
でき、座屈強度の向上が図れる。さらに、低廉な異種材
料の使用、溶接変形の手直し作業の軽減などにより、全
体として信頼性の高い、製作工数の少ない薄肉大径円筒
容器を得ることができる。
板補強取付けによる初期変形を極端に少なくすることが
でき、座屈強度の向上が図れる。さらに、低廉な異種材
料の使用、溶接変形の手直し作業の軽減などにより、全
体として信頼性の高い、製作工数の少ない薄肉大径円筒
容器を得ることができる。
第１図は本発明の一実施例を示す薄肉大径円筒容器の分
岐結合部の側面図、第２図は同じく分岐結合部の断面
図、第３図は第１図のＡ−Ａ線断面図である。 １……母管、２……枝管、３……強め輪、4a,4b……当
板補強、５……溶接孔、６……すみ肉溶接
岐結合部の側面図、第２図は同じく分岐結合部の断面
図、第３図は第１図のＡ−Ａ線断面図である。 １……母管、２……枝管、３……強め輪、4a,4b……当
板補強、５……溶接孔、６……すみ肉溶接
フロントページの続き (72)発明者 末広 満 山口県下松市大字東豊井794番地 株式 会社日立製作所笠戸工場内 (56)参考文献 特開 昭52−24313（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−101332（ＪＰ，Ａ) 特公 昭52−14838（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭31−9447（ＪＰ，Ｙ１)
Claims (2)
- 【請求項１】薄肉大径円筒の母管と、 該母管に取付けられる薄肉大径円筒の枝管と、 各々に多数の溶接孔が設けられた多数枚の当板とからな
り、 各当板は上記母管と枝管との取付部の境界線の形状に一
致する形状の周辺部を一部に有し、該周辺部の一部を上
記境界線に一致させるようにして上記境界線に沿って各
管に密着して配置され、 各当板はその外周部分と溶接孔の周囲において各管に対
してすみ肉溶接される ことを特徴とする薄肉大径円筒容器の分岐結合構造。 - 【請求項２】上記すみ肉溶接は上記当板の板厚の1/2程
度で行われることを特徴とする請求項１記載の薄肉大径
円筒容器の分岐結合構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63116817A JP2690942B2 (ja) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | 薄肉大径円筒容器の分岐結合構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63116817A JP2690942B2 (ja) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | 薄肉大径円筒容器の分岐結合構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01288665A JPH01288665A (ja) | 1989-11-20 |
| JP2690942B2 true JP2690942B2 (ja) | 1997-12-17 |
Family
ID=14696374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63116817A Expired - Lifetime JP2690942B2 (ja) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | 薄肉大径円筒容器の分岐結合構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2690942B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5618717B2 (ja) * | 2010-09-08 | 2014-11-05 | フタバ産業株式会社 | 溶接構造 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS48101332A (ja) * | 1972-04-03 | 1973-12-20 | ||
| JPS5214838A (en) * | 1975-07-28 | 1977-02-04 | Shin Kobe Electric Machinery | Method of welding electrode group of lead battery |
| JPS5224313A (en) * | 1975-08-20 | 1977-02-23 | Babcock Hitachi Kk | An attachment fixing structure to a pressure device |
-
1988
- 1988-05-16 JP JP63116817A patent/JP2690942B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01288665A (ja) | 1989-11-20 |
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