JPH0329785A - タンク構造体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は改良されたタンク構造体、及び該改良されたタ
ンク構造体を製造する方法に関する。より具体的には、
本発明は直炊き温水ヒータに使用可能であるように設計
されたした改良されたタンク構造体に関する。しかし、
本発明のタンク構造体及びその製造方法は温水ヒータ内
に使用されるタンクにのみ限定されるものではなく、そ
の他の型式のタンクにも適用可能である。

（課題を解決するための手段） 内面を有する金属材料から成る外側シェルを備えるタン
ク構造体が提供される。このタンク構造体は外側シェル
の内側に鋳造された非腐食性の材料から成る内側シェル
をさらに備え、該内側シェルの外面が外側シェルの内面
に隣接して位置決めされている。非腐食性の材料から成
る該内側シェルは上記外側シェルに対して略漏洩無しの
緊密なライナーを提供し、タンクの中身及び外側シェル
間の実質的な接触を阻止する。

（実施例） 第１図、第１ａ図及び第１ｂ図には、多年に亘り家庭用
温水ヒータの製造に使用されている型式のガラスライニ
ング加工された従来のタンク１０の構造体が図示されて
いる。

このタンクｌＯは外側シェル部材ｌ２と、頂部部材ｌ４
と、及びｒＩＥ部部材ｌ６とを備えている。

外側シエルｌ２は第１図に参照符号ｌ８で示すように縦
方向に溶接された圧延鋼板から成る。適当な接続具が頂
部部材ｌ４及び外側シェルｌ２に溶接されている。接続
具１　９　ａ．　１　９　ｂ，　　１　９　ｃ．１９ｄ
（第１ｂ図）はそれぞれ温水接続具、冷水接続具、犠牲
陽極の取り付け板、及び温度一圧力−逃し弁の取り付け
板である。接統具１９ｅ，１９ｆ（第１図）はそれぞれ
加熱要素及びサーモスタット継手用のものである一方、
接続具１９ｇは排液弁を接続するためのものである。

頂部材ｌ４は溶接部２０により外側シェルｌ２に固着さ
れる。頂部部材ｌ４及び外側シェルｌ２が組み立てられ
かつ溶接された後、ガラスライニング２４（第１ａ図参
照）が当該技術分野にて周知の従来の方法により頂部部
材の内面及び外側シェルに施される。

かかるガラスライニングは、又底郡部材１６を構成する
部材にも施される。ガラスライニングが施された底部材
１６は次に、溶接２２により外側シェルｌ２の底部に溶
接され、タンクの製造を完了する。第１（ａ）図は外側
シエル１２に施されｌ；ガラスライニング２４を示す第
１図の領域Ａの拡大図である。上述のように、頂部及び
底部材ｌ４、ｌ６は外側シエル１２上のライニング２４
と同様のガラスライニング加工が施される。底部材１６
を外側シエル１２に固着する最終溶接を行うとき、溶接
部にて生じた熱によりその領域のガラスライニングに毛
のように細い亀裂又はその他の損傷が生じる可＃！性が
ある。ガラスライニングが破損したことに起因して、タ
ンク内にて水に接触するタンクの金属部分が腐食するの
を遅らせるため、電気防食用陽極（水中構造物などの防
食のための陽極）部材２ｌが設けられている。

本発明のタンク構造体について該タンクを製造する方法
を段階毎に説明する。

第２図及び第３図を参照すると、完成されたタンク２８
の外側シェル２６は上半分部材３０及び下半分半部材３
２という２つの部分から成っている。本発明の一実施例
において、これら半分部材３０，３２は鋼又はその他適
当な金属にて形成され、各々、深絞り法によりかかる金
属の単一の素材から形成される。使用する金属の型式及
び仕上げられた各半分部材３０、３２の肉厚は関係する
タンクの用途いかんにより異なる。定格能力４０ガロン
の家庭用電気温水ヒータ用の鋼製タンクの典型的な実施
例は次の仕様を備えている。

鋼一冷間圧延（Ａ．Ｋ．Ｄ．Ｑ） 肉厚−０．０４０−　０．０６５インチ（１．０２〜１
．６５問）直径一約１６インチ（４１１．６ｃ＠）垂直
高さ （各半分）一約２３インチ（５ｇ．４ｃ鳳）深絞り方法
一引き抜き一逆引き抜き一再引き抜き法の組合わせ 外側シェル２６は２以上の部分から構成することも可能
である。例えば非常に長い外側シェルは頂部及び底部材
、さらに円筒状の中間部材にて形成することも出来る。

又、好適実施例において、温水及び冷水管に接続するた
め、内部の加熱要素を取り付けかつ接続するため、排液
管を接統するため、その他任意の所望の目的のため、複
数の接続具３４が半分部材に取り付けられる、本発明の
タンクに使用し得るように特に設計された接続具の特別
の構造及びその製造方法は　月　日の出願の特許第　　
　　号に開示されている。

第３図を参照すると、これら半分部材は確実な方法にて
相互に固着され、完成した外側シェル２６を形成してい
る。好適な実施例において、半分部材３０、３２は溶接
により相互に確実に固着される。この目的に適当な溶接
継手が第７図、第８図、第９図、第１０図及び第１１図
に図示されている。

第７図の実施例において、半分部材２０は箇所３６にて
変形され、溶接部４２により相互に固着された半分部材
３０、３２を重ね合わせ嵌めさせる。第８図の実施例に
おいて、半分部材３０、３２には７ランジ４０が設けら
れ、これらの半分部材３０、３２は溶接部４２により相
互に固着されている。第９図の実施例において、半分部
材３０は箇所４４にて変形され、溶接部４６により相互
に固着された半分部材を重ね合わせ嵌めさせる。

第１０図の実施例において、これら半分部材の端縁は当
接状態に位置決めされ、次に、溶接部４８により相互に
固着される。第１１図の実施例において、半分部材３０
、３２は箇所５０、５２にて変形され、溶接部５４にて
相互に固着された半分部材を重ね合わせ嵌めさせる。

完成した外側シェルが上述のようにして製造された後、
非腐食性材料（即ち、重合体系の材料）から成る内側シ
ェル４４が外側シェル２６（第５図及び第６図）の内面
４６に隣接して該外側シェルの内側に形成される。例え
ば、非腐食性材料はポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リブチレン、ポリスルホン又はナイロンとすることが出
来る。

より具体的には、好適実施例において、非腐食性材料は
チーグラー触媒によりブタンーｌを重合化させて形戊さ
れたポリブチレン材である。一実施例において、外側シ
ェルは回転鋳造法により形戒される。より具体的には、
重合体材料は適当な任意の穴を介して外側シエル２６内
に導入され、次に、全ての穴は適当な方法により閉じら
れる。この材料は粉末の形態であることが望ましい。

上述の製造方法と異なる方法が第１２図及び第１３図に
図示されている。第１３図には、コンベヤ千段３ｌ上に
取り付けられたタンクの半分部材３０（ａ）、及び自動
分配手段３３が図示されている。このタンクの半分部分
３０（ａ）は分配手段３３に対して動かされ、適当なと
きに、測定された量の重合体材料３５が分配手段３３か
らタンク半分部材３０（ａ）の他端に分配される。

第１３図には、タンクの半分部材３０（ａ）、３２（ａ
）同士を溶接する段階が図示されている。溶接部３５は
参照符号３７にて略図的に示した適当な任意の溶接装置
（レーザ溶接機のような）により形戒される。この溶接
部３５は第１３図に矢印４ｌで示すように、タンクの半
分部材３０（ａ）、３２（ａ）をタンクの縦軸線３９を
中心として溶接装置３７に対して回転させることにより
形成することが出来る。溶接部３５はタンクの軸線３９
が垂直位置にあるように形成される。この方法を実行す
ることにより、タンクの重合体材料は溶接工程中、溶接
領域から遠方のタンク底部に位置決めされる。

上述のように重合体材料が装荷された外側シェル２６は
次に、外側シェルを加熱する間に回転鋳造法を行う。第
４図に示すように、かかる回転動作は、外側シェルを加
熱する間に、外側シェル２６を軸線Ａ−Ａ及びＢ−Ｂを
中心として同時に回転させて行うことが出来る。第４図
の実施例において、軸線Ａ−Ａ及びＢ−Ｂは相互に直角
であり、外側シエル２６の中心にて外側シェル２６に交
差する。完全又は一部を問わずその他の回転動作を利用
して、タンク内の材料が外側シェル２６の内面全体に均
一に分配されるようにする。

再び家庭用の電気温水ヒータに使用される典型的な４０
ガロン＜　１：　ｓ　１リットル）のタンクを参照する
と、回転鋳造法の仕様は次のようにすることが出来る。

非腐食性材料一重合体 非腐食性の材料の重量−ＣＯ乃至？．Ｏ　ｌｂｓ（０．
９１〜３．１８Ｋｇ） 回転中に外側シェルに 加えられる温度−３５０乃至８００°Ｆ　（１７７〜４
２７℃）の範囲 一つの許容し得る回転鋳造法において、タンクは第４図
に示した軸線Ａを中心として回転する速度の４倍の速度
にて軸線Ｂを中心として回転する。

又、一実施例において、回転時間は６−１３分の範囲内
とする。

第２の許容可能な回転鋳造法が第１４図及び第１５図に
図示されている。ここに図示するように、組み立てられ
た複数の外側シェル３６（内部に重合体材料が導入され
た）は略図で示し、参照符号４３で識別した回転可能な
ラック構造体上に取り付けられる。このラック構造体４
３は略図で示し参照符号４５で識別した鋳造加熱炉内に
取り付けられる。このラック４３は軸線４３を中心とし
て回転可能であるように加熱炉内に取り付けられる。

ラック４３は（その上に取り付けた外側シェル２６と共
に）適当な任意の駆動手段（図示せず）により鋳造加熱
炉内にて回転される。加熱炉自体は軸線４９上に取り付
けられ、軸線４９を中心として水平位置から前後に揺動
することが出来る。

実際上、重合体材料が装荷された外側シエル２６はラッ
ク４３上の加熱炉４５内に役入される。

次にラックを軸線４７を中心として回転させ、これと同
時に、加熱炉を軸線４９を中心として揺動させる。かか
る回転及び遥動中、ラック上の外側シェル２６が加熱さ
れる。加熱温度は３５０１００’　Ｆ（１７７〜４２７
°Ｃ）の範囲内とし、水平方向からの揺動角度は参照符
号５ｌで示すように５００±５°とする。

上述の一つの方法を実行することにより、内側シエル４
４は該内側シエル４４の外面４Ｂが外側シェル２６の内
面４６に隣接して位置決めされる状態にて外側シエ几２
６の内側の適所に鋳造される。上述の実施例において、
内側シエル４４の肉厚は０．０５０乃至ｏ．ｏｓｏイン
チ（ｌ．３〜ＬＯ＋ｉａ＋）の範囲内とすることが出来
る。

このようにして内側シエル４４は外側シェル２６に対し
て連続的でかつ漏洩無しのライナーを提供し、タンクの
中身及び外側シェル間の実質上の接触を阻止する。接続
具３４にて幾分極く僅かな浸出が生じ、外側シェルに接
触することはある。

しかしかかる浸出が生じても水は初期腐食が極めて僅か
であり、その後の腐食は無視し得る程度であるため、直
ちに酸素不足となる。このため、実際的な目的上、タン
ク中身（水のような）による外側シェルの腐食は解消さ
れる。

スリーブ２６は取り外し又は再使用することは出来ない
が、完成されたタンク２８の一部となる鋳型として機能
する。上述の回転鋳造法は所望の結果が得られるように
設計した適当な任意の装置により実行することが出来る
。

上述の説明から、本発明の完成されたタンク２８は外側
シェル２６を８００’　Ｆ（４２７°Ｃ）以上の温度に
加熱しなくとも製造可能であることが理解されよう。こ
のため、外側シエル２６の鋼材料を８０００Ｆ以上の温
度まで加熱すること（従来のガラスライニングしたタン
クのように）は必要ないため、従来のガラスライニング
とタンク構造体に必要とされるよりも著しく薄い肉厚の
外側シェルを使用して、適用可能な工業標準により要求
される最小の内部水圧試験の圧力に耐えるタンク強度を
得ることが出来る。所定の任意の容量のタンクを製造す
るのに必要とされる鋼材の量はかくて著しく軽減される
。

さらに、外側シェルが単一の溶接継手により相互に固着
された一対の深絞り半分部材から製造される本発明のタ
ンクにおいて、必要とされる溶接は従来のライニング加
工したタンクと比べ著しく軽減される。

又、外側シェルが内側シェルによりタンク内の水又はそ
の他の液体による腐食作用から保護されるタンク構造体
において、タンク内に取り付けらｔ１た犠牲陽極部材の
ような腐食保護手段は不要となり、その結果、コストは
一層軽減される。

【図面の簡単な説明】

第１図は家庭用温水ヒータに使用される従来のタンクを
一部切断して示す図、 Ｍｌ（ａ）図は第１図の円で示した領域Ａの拡大部分図
、 第１（ｂ）図は第１図に示した温水ヒータの平面図、 第２図はタンクの外側シェルの２つの部分を組み立てて
完成された外側シェルにする前におけるこれら２つの部
分の斜視図、 第３図は２つの部分が相互に固着されたタンクの外側シ
ェルの斜視図、 第４図は回転動作を受けたときのタンクの外側シェルの
部分略図、 第５図は外側シェル及び内側シェルの一部を切り欠いた
完成されたタンクの側面図、 第６図は第５図の領域６の拡大部分図、第７図は外側シ
ェルの２つの部分間の溶接継手の一実施を示す拡大部分
断面図、 第８図乃至第１１図は外側シェルの２つの部分間の溶接
部の他の実施例を示す拡大部分断面図、第１２図は半分
部材が相互に溶接される前に外側シェルの半分部材に重
合材料が導入される製造段階を示す部分略斜視図、 第ｌ３図は２つの半分部材が相互に溶接された状態を示
す部分略図、 第１４図は本発明の方法に採用するのに適した回転鋳造
装置の部分略平面図、 第１５図は第１４図の装置の部分略端面図である。 ｌＯ・・・タンク ｌ２、２６・・・外側シェル部材 ｌ４・・・頂部部材　　　　１６・・・底部部材ｌ８・
・・圧延鋼板

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、タンク構造体であって、 内面を有する金属材料から成る外側シェルと、内面を有
   する非腐食性材料から成る内側シェルにして、該内側シ
   ェルの前記外面が前記金属製外側シェルの前記内面に隣
   接して位置決めされた状態にて、前記外側シェルの内側
   に鋳造される、非腐食性材料から成る前記内側シェルと
   を備え、非腐食性材料から成る前記内側シェルが前記外
   側シェルに対して略漏洩無しのライナーを提供し、これ
   によりタンクの中身及び外側シェル間の接触を阻止し、
   前記外側シェルが内側シェルに対する鋳型として機能し
   、前記鋳型が完成されたタンクの恒久的な一部分となる
   ことを特徴とするタンク構造体。 ２、タンク構造体であって、 内面を有する金属材料から成る外側シェルと、内面を有
   する非腐食性材料から成る内側シェルにして、該内側シ
   ェルの前記外面が前記金属製外側シェルの前記内面に隣
   接して位置決めされた状態にて、回転鋳造法により前記
   外側シェルの内側に鋳造される、非腐食性材料から成る
   前記内側シェルとを備え、 非腐食性材料から成る前記内側シェルが前記外側シェル
   に対して略漏洩無しのライナーを提供し、これにより、
   タンクの中身及び外側シェル間の接触を阻止し、前記外
   側シェルが内側シェルに対する鋳型として機能し、前記
   鋳型が完成されたタンクの恒久的な一部分となることを
   特徴とするタンク構造体。 ３、タンク構造体であつて、 内面を有する鋼材から成る外側シェルにして、夫々深絞
   りにより形成された２つの半分部材同士を溶接して構成
   された前記外側シェルと、 内面を有する非腐食性材料から成る内側シェルにして、
   該内側シェルの前記外面が前記金属製外側シェルの前記
   内面に隣接して位置決めされた状態にて、回転鋳造法に
   より前記外側シェルの内側に鋳造される、非腐食性材料
   から成る前記内側シェルとを備え、 非腐食性材料から成る前記内側シェルが前記外側シェル
   に対して略漏洩無しのライナーを提供し、これにより、
   タンクの中身及び外側シェル間の接触を阻止し、前記外
   側シェルが内側シェルに対する鋳型として機能し、前記
   鋳型が完成されたタンクの恒久的な一部分となることを
   特徴とするタンク構造体。 ４、前記内側シェルの前記非腐食性材料が重合体材料で
   あることを特徴とする請求項３記載のタンク構造体。 ５、内面を有する鋼材から成る外側シェルにして、夫々
   深絞りにより形成された２つの半分部材同士を溶接して
   構成された前記外側シェルと、内面を有する非腐食性材
   料から成る内側シェルにして、該内側シェルの外面が前
   記金属製外側シェルの前記内面に隣接して位置決めされ
   た状態にて、回転鋳造法により前記外側シェルの内側に
   鋳造される、非腐食性材料から成る前記内側シェルとを
   備え、 非腐食性材料から成る前記内側シェルが前記外側シェル
   に対して略漏洩無しのライナーを提供し、これにより、
   タンクの中身及び外側シェル間の接触を阻止し、 前記内側シェルの前記回転鋳造法が前記外側シェルに非
   腐食性材料を装荷し、次に、外側シェルを加熱する間に
   外側シェルに回転鋳造動作を付与することにより行い、 前記外側シェルが内側シェルに対する鋳型として機能し
   、前記鋳型が完成されたタンクの恒久的な一部分となる
   ことを特徴とするタンク構造体。 ６、前記外側シェルの前記回転動作が約２つの別個の軸
   線を中心として該外側シェルを同時に回転させることか
   ら成ることを特徴とする請求項５記載のタンク構造体。 ７、タンクを製造する方法であって、 （ｉ）深絞りにより一対の頂部及び底部部材を形成する
   段階と、 （ｉｉ）深絞りにより頂部及び底部の半分部材を固着す
   る段階と、 （ｉｉｉ）外側シェルに非腐食性の重合体材料を装荷す
   る段階と、 （ｉｖ）加熱下、タンクを回転動作させ、重合体材料が
   外側シェルの内面上に均一に配分されるようにし、これ
   により、外側シェルの内側に非腐食性材料から成る内側
   シェルを形成し、内側シェルが外側シェルに対して略漏
   洩無しのライナーを提供し、これにより、タンクの中身
   及び外側シェル間の接触を阻止し、前記外側シェルが内
   側シェルに対する鋳型として機能し、前記鋳型が完成さ
   れたタンクの恒久的な一部分となるようにする段階とを
   備えることを特徴とするタンクの製造方法。 ８、前記段階（ｉｖ）にて加えられる熱が３５０乃至８
   ００゜Ｆ（１７７〜４２７℃）の範囲内にあることを特
   徴とする請求項７記載のタンクの製造方法。 ９、前記段階（ｉｉｉ）にて外側シェルに装荷される重
   合体の重量が２乃至７ポンド（０．９１〜３．１８Ｋｇ
   ）の範囲内にあることを特徴とする請求項７記載のタン
   クの製造方法。 １０、前記段階（ｉｖ）における回転動作が２つの別個
   の軸線を中心として外側シェルを同時に回転させること
   から成ることを特徴とする請求項７記載のタンクの製造
   方法。 １１、前記段階（ｉｖ）における回転動作がその縦軸線
   を中心として外側シェルを回転させると同時に、前記縦
   軸に対して直角に伸長する第２の軸線を中心として前記
   外側シェルを前後に揺動させることから成ることを特徴
   とする請求項７記載のタンクの製造方法。 １２、第２の軸線を中心とする前記前後方向への揺動が
   水平方向から約５０°伸長することを特徴とする請求項
   １１記載のタンクの製造方法。 １３、（ｉ）深絞りにより一対の頂部及び底部部材を形
   成する段階と、 （ｉｉ）半分部材が垂直位置にあるとき、前記半分部材
   の一方に重合体材料を装荷する段階と、 （ｉｉｉ）頂部及び底部半分部材同士を溶接により固着
   する段階にして、前記溶接法が頂部及び底部半分部材が
   垂直位置にあるときに行われ、その内部の重合体材料が
   前記半分部材の一方の底部に位置するようにする前記固
   着段階と、 （ｉｖ）加熱下、タンクを回転動作させ、重合体材料が
   外側シェルの内面上に均一に配分されるようにし、これ
   により、外側シェルの内側に非腐食性材料から成る内側
   シェルを形成し、内側シェルが外側シェルに対して略漏
   洩無しのライナーを提供し、これにより、タンクの中身
   及び外側シェル間の接触を阻止し、前記外側シェルが内
   側シェルに対する鋳型として機能し、前記鋳型が完成さ
   れたタンクの恒久的な一部分となるようにする段階とを
   備えることを特徴とするタンクの製造方法。