JP3033623U - 溶接継目のない高圧ガス容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶接継目を有する液化ガス容器は、溶接によ
る継目の周囲が他の部分に比べ腐食し易く、そのためこ
の部分からガスが漏出することを防止する。 【解決手段】 アルミニウム合成製の板材１を２回以上
プレス成形することにより形成した円筒状容器の開口部
の直径を縮小させ、かつ円筒体１００の部分に比して厚
肉になるようにネッキング加工したネック１１０部を有
するとともに、このネック部に、開閉バルブ１１２及び
保護キャップ１１３取り付けのための螺子部１１１を形
成した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

この考案は、溶接による継目を有しない一体型の中空容器である高圧ガス容器 をアルミニウム合金材で形成するとともに、ネックの肉厚を円筒体の肉厚より厚 肉に形成した溶接継目のない高圧ガス容器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般的に、各種の高圧ガスを収納するための耐圧容器は、数片の鋼材を溶接し て作られている。したがってこのような鋼材容器は通常、円筒体の容器の胴体部 の長手方向に一箇所、また円周方向には容器の大きさに応じて一箇所ないし二箇 所の溶接継目が形成されていた。

【０００３】 一方、容器に対して開閉栓を結合するために設けられるネックリングは、容器 の上部に設けられた通孔に挿入した後、この結合部の外周面を溶接することによ り、容器と一体となるように構成されていた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記のように鋼材を溶接して形成した容器は、溶接による継目 の周囲が他の部分に比べ腐食し易いため、この部分からガスが漏出することがあ り得、これがため爆発事故を惹起し、人身事故を招く等のおそれがあった。特に 、容器にガスを注入したり開閉栓を開閉する際に、ネックリングに過度な力を加 えるとネックリングと容器との接合部に亀裂が生じてガス漏出の直接的な原因の 一つとなることもあった。

【０００５】 また、容器が鋼材により形成されているので、その重量も大となるので、その 取り扱いにおいて不便なことはもとより、取り扱い時に溶接継目に加えられる衝 撃により、容器の使用寿命が短くなる等、種々の課題を有していた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

そこでこの考案に係る溶接継目のない高圧ガス容器は前記の課題を解決するた めに、アルミニウム合金製の板材を２回以上プレス成形することにより形成した 円筒状容器の開口部の直径を縮小させ、かつ円筒体の部分に比して厚肉になるよ うにネッキング加工したネック部を有するとともに、このネック部の内外周面に 、開閉バルブ及び保護キャップ取り付けのための螺子部を形成したものである。

【０００７】

【作用】

すなわちこの考案に係る溶接継目のない高圧ガス容器は、その使用方法におい ては従来のものと変わらないが、溶接継目を有しないことによりガス漏れ、及び これに基づく爆発事故等の発生するおそれがないのみならず、ネック部の肉厚が 円筒部の肉厚より厚肉に形成されているために、開閉バルブ及び保護キャップ着 脱用の螺溝を深く形成することができることになるのである。

【０００８】

【考案の実施の態様】

次にこの考案に係る溶接継目のない高圧ガス容器の実施の態様を図面に基づい て説明すると、その断面は、図１６に示す通りである。すなわち同図において符 号１００は、アルミニウム合金製の板材を、少なくとも２回以上プレス加工（絞 り形成）することによりガスボンベ適性形状に形成した容器であり、１１０はそ のネック部である。このネック部１１０は、前記容器１００の円筒部の肉厚より も厚い肉厚に形成されているとともに、その内外周面には開閉バルブ１１０及び 保護カップ１１３を着脱するための螺子部１１１が形成されている。

【０００９】 以下、上記構造を有するこの考案に係る溶接継目のない高圧ガス容器の製造方 法について述べることにする。図１乃至図７は、この考案に用いるアルミニウム 合金製板材１を製造する工程、すなわちこの考案に関する準備工程の説明図であ り、公知のものであるが、この考案の理解に必要であると思われるので、簡略に 説明する。

【００１０】 鋼材の溶接により得られる高圧ガス容器に関する試験基準によると、耐圧性及 び耐破裂性試験において、２５０kg/cm²の圧力に耐え得るものでなければならな いと定められている。前記の試験基準に適合するためには、その材質を韓国工業 規格（ＫＳ−Ｂ６２１１ １９９１）のＡ６０６１，Ａ２０２４又はＡ７０７５ 板材を使用することが望ましい。これらの板材を用いると、液体化処理、時効硬 化及び熱処理を実施した状態で、３５０kg/cm²（5000psi ）以上の圧力に耐え得 ることが判明された。

【００１１】 図１は、上記合金を連続鋳造法で鋳造することを示すものであり、このときス ラグ等の不純物の混入を防止しなければならない。

【００１２】 図２は前記図１の連続鋳造装置により連続鋳造したスラブＳの斜視図であり、 図３はこのスラブＳの表面に形成された不純物を切削・除去する作業を示し、図 ４は、スラブＳを圧延機Ｍで圧延しつつローリングして薄板Ｂに加工する作業状 態を示し、図５は、薄板Ｂをプレス機Ｐで円板状の板材１にパンチングするプレ ス作業工程を示す図である。

【００１３】 図６は、上記プレス工程により得られた板材１を図示したものであり、この板 材１は円板状にパンチング加工することが最も望ましいが、多角形状に切断した ものでも次の工程に何ら差し支えない。

【００１４】 このように得られた円板状の板材１には、不純物の混入がほとんどないので比 較的加工性がよく、また加工中亀裂も発生しない。図７に示すように上記円板状 の板材１は、これを焼鈍しすることにより深絞り加工を行うプレス工程に適する ように軟質化する。

【００１５】 図８及び図９は前記工程により得られた円板状の板材１を有底状の円筒形に成 形するためのプレス工程を図示すもので、この考案の実施例の高圧ガス容器を製 造する方法に関して具体的に説明する。

【００１６】 焼鈍し工程を経た直径９５０mm、厚さ１５mmの円板状の前記板材１の表面に潤 滑油を塗布して、これを円筒状のダイス２０ａの上に置き、前記板材１の上部か らポンチ３０ａを下降させ、図８（Ａ）のように板材１の中央部をプレスして、 同図（Ａ）右側に示す直径３５０mm、高さ６５０mm、厚さ１２．５mmの有底状円 筒体１０ａを形成した（１次プレス工程）。

【００１７】 次いで上記１次プレス工程により得られた円筒体１０ａを図８（Ｂ）に示すよ うに、１次プレス工程のダイス２０ａより小さい直径の円筒型ダイス２０ｂの上 に被せるように係合し、ポンチ３０ｂを下降させ、円筒体１０ａの底面よりプレ スして、同図（Ｂ）右側に示す直径２３２mm、高さ１３００mm、厚さ１０．４mm となるように１次プレス工程から得られたものより細長い円筒体１０ｂを形成し た（２次プレス工程）。

【００１８】 これにより１次プレス工程により得られた円筒体１０ａの外周面と内周面とが 、２次プレス工程により裏返されるようにして変わるとともに、１次プレス工程 によってポンチ３０ａの進行方向に現れる表面凝結現象を２次プレス工程により 分散させ、円筒体１０ｂの亀裂や破裂を防止できた。

【００１９】 また、１次プレス工程により得られた円筒体１０ａの長さと、２次プレス工程 により押し伸ばされた円筒体１０ｂの長さの比率は、製作しようとする容器の容 量（規格）に合わせて絞り成形できるが、最も望ましくは円筒体１０ａに比べ、 円筒体１０ｂの長さが２倍程度となるように絞り成形することであることが確認 された。

【００２０】 一方、大容量（規格）容器は、表面凝結を再分散させ、高強度の製品に製作す るのが望ましいので、上記２次プレス工程により得られた円筒体１０ｂを、その 内・外周面が入れ替わるように再絞り（３次プレス工程）することにより、より 緻密な組織を有する円筒体１０ｃを形成することができる（図９参照）。

【００２１】 図９に示す前記３次プレス工程は例示に過ぎず、３次プレス工程は図８（Ｂ） の方法によっても可能であり、また２次プレス工程は図９の方法によっても可能 である。

【００２２】 図１０は上記工程により得られた円筒体１０ｂを再び絞り成形してその底面を 曲面に成形する工程を示してある。このようにして得られた容器１００を洗浄・ 焼鈍した後、容器１００を図１１に示すように高速回転させながら、その開口部 外周を押出し加工温度（４７０℃）で加熱した後、図１２に示すように駆動ロー ラー２００を容器１００の外周面より内向きに向けて徐々に移動させることによ り円筒体１００の部分に比べてかなり厚いネック部分１１０を形成する。

【００２３】 円筒状の容器１００の上部直径は、このようなネック形成により著しく縮小さ れ、図１６に示すようにその内外周面に螺子部を形成することができる程度の肉 厚が付与され、その厚肉のネック部分１１０の先端を図１３に示すように所定の 長さに切断処理して、容器１００を成形完了する。

【００２４】 次に成形完了した容器１００を図１４に示すように、溶体化処理及び時効硬化 処理をする。また図１５に示すように熱処理を施すことにより、十分な強度を確 保する。

【００２５】 尚、図１６は熱処理を経た容器１００のネック部分１１０の内外周面に各々開 閉バルブ１１２及び保護カップ１１３を螺着するための螺子部１１１を形成する 工程を示すものであり、最終的には、図１７（Ａ）、（Ｂ）及び図１８に示すよ うに容器１００の内外面を洗浄した後、その外側表面を酸素、水素、炭酸ガス、 窒素等の用途別に着色コーティングすると、腐食の防止を図ることはもとより、 美的外観を有する高圧ガス容器を得ることができるのである。

【００２６】 また、図１８は容器１００のネック部分１１０にバルブ１１２と保護キャップ １１３を取り付ける状態を示してある。

【００２７】 上記製造方法以外にも、前記Ａ６０６１、Ａ２０１４及びＡ７０７５等の規格 のアルミニウム板材を使用して上記実施例と同様な方法で成形した結果（Ａ６０ ６１の場合には溶体化処理をした）、上記と同様な容器を得ることができた。

【００２８】

【考案の効果】

前記のように、この考案に係る溶接継目のない高圧ガス容器によれば、アルミ ニウム合金製の板材を２回以上プレス成形することにより形成した円筒状容器の 開口部の直径を縮小させ、かつ円筒体の部分に比して厚肉になるようにネッキン グ加工したネック部を有するとともに、このネック部に、開閉バルブ及び保護カ ップ取り付けのための螺子部を形成してあるので、従来指摘されていた溶接継目 を有するものにおける継目の部分が集中的に腐食された従来の課題を解決するこ とができるとともに、前記のようにネック部の肉厚を円筒部の肉厚より厚肉に形 成することにより、開閉栓装着用の螺溝を深く形成することが可能となり、その 結果、ネックに対する開閉バルブの螺合を強固に行うことができるため、安全性 も高くなるという効果を有するのである。

【００２９】 また、鋼材の溶接による容器に比して、耐圧性、気密性及び耐破裂性に優れた 半永久的な耐久性を得ることはもとより、従来の容器に比べ、その重量もほぼ半 減でき、かつその取扱もが容易となる等、種々の効果を有するのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案に係る溶接継目のない高圧ガス容器の
素材となるアルミニウム合金の連続鋳造装置の説明図で
ある。

【図２】図１における連続鋳造装置によって鋳造したス
ラブの斜視図である。

【図３】鋳造したスラブの表面に形成された不純物を切
削・除去する作業状態を示す斜視図である。

【図４】スラブを圧延機でローリングして薄板にする作
業を示す斜視図である。

【図５】薄板をプレス機で円板状の板材にパンチングす
るプレス工程を示す側面図である。

【図６】パンチングしたプレス工程により得られた板材
を示す斜視図である。

【図７】円板状の板材を焼鈍しする作業を示す説明図で
ある。

【図８】この考案に係る溶接継目のない高圧ガス容器を
形成するに際し、深絞り加工を行うプレス工程を示す説
明図であり、（Ａ）は１次プレス工程を、（Ｂ）は２次
プレス工程を示すものである。

【図９】３次プレス工程を示す説明図であり、（Ａ）は
プレス初期、（Ｂ）はプレス完了時を示すものである。

【図１０】容器の底面を曲面に成形する工程を示す断面
図である。

【図１１】容器を高速回転させながら、その開口部の周
辺を加熱する状態を示す説明図である。

【図１２】駆動ローラーを容器の外周面より内向きに向
けて徐々に移動させることによりネックを形成する方法
を示す説明図である。

【図１３】ネック部分の先端を切断する方法を示す説明
図である。

【図１４】容器を溶体化処理及び時効硬化処理する作業
を示す説明図である。

【図１５】容器を熱処理する作業を示す説明図である。

【図１６】ネック部の内外周面に螺子部を形成する方法
を示す説明図である。

【図１７】容器内部を洗浄する方法（Ａ）及び外部を洗
浄する方法（Ｂ）を示す説明図である。

【図１８】容器にバルブ及び保護キャップを取り付ける
状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 板材 １０ 円筒体 １０ａ 円筒体 １０ｂ 円筒体 ２０ａ ダイス ２０ｂ ダイス ３０ａ ポンチ ３０ｂ ポンチ １００ 容器 １１０ ネック １１１ 螺子部 １１２ 開閉バルブ １１３ 保護キャップ ２００ 駆動ローラー Ｓ スラブ Ｍ 圧延機 Ｂ 薄板

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウム合金製の板材を２回以上プ
   レス成形することにより形成した円筒状容器の開口部の
   直径を縮小させ、かつ円筒体の部分に比して厚肉になる
   ようにネッキング加工したネック部を有するとともに、
   このネック部に、開閉バルブ及び保護キャップの取り付
   けのための螺子部を形成したことを特徴とする溶接継目
   のない高圧ガス容器。