TW201829951A - 壓力容器 - Google Patents

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Abstract

本發明之壓力容器，係具備容器本體、側面肋條、上面肋條。側面肋條，係從側面朝向橫方向突出，並朝向上下方向延伸。上面肋條，係與側面肋條連續設置，從上面朝向上下方向突出，並朝向橫方向延伸。內部空間的橫方向的寬度，係比內部空間的上下方向的寬度更小。從上面朝向容器本體的外側且上下方向之上面肋條的突出量的最大值(H2)，係比從側面朝向容器本體的外側且橫方向之側面肋條的突出量的最大值(H1)更小。

Description

壓力容器
[0001] 本發明係關於壓力容器。
[0002] 例如，於專利文獻1等，記載有以往之壓力容器。該文獻所記載之壓力容器，係具備容器本體，以及從容器本體朝向外側突出的肋條。容器本體，係具備第1面(例如該文獻中之周壁)、第2面(例如該文獻中之上壁、底壁)。當容器本體作用有內壓，則容器本體以朝向外側膨脹的方式變形。因此，藉由肋條，能夠抑制該變形。 [先前技術文獻] [專利文獻] 　　[0003] 　　[專利文獻1]日本特開2015-200373號公報
[發明所欲解決的技術課題] 　　[0004] 於該文獻所記載之技術中，設置於第1面的肋條的突出量的最大值，係與設置於第2面的肋條的突出量的最大值相同。因此，有肋條大型化之問題。故而，有產生壓力容器的質量增大的問題、壓力容器的材料剩餘的問題、壓力容器的成本增大的問題、壓力容器增大的問題，以及需要用以配置壓力容器的寬廣空間的問題之虞。另一方面，若僅是縮小肋條，則有壓力容器之強度不足之虞。 　　[0005] 因此，本發明係以提供一種壓力容器為目的，其係能夠確保壓力容器的強度並且使肋條較小。 [用以解決課題的技術方案] 　　[0006] 本發明之壓力容器，係具備容器本體，以及肋條。前述容器本體，係能夠於內部空間收容流體。前述肋條，係從前述容器本體，朝向前述容器本體的外側突出。前述容器本體，係具備第1面以及第2面。前述第1面，係朝向作為前述容器本體的軸方向的容器本體軸方向延伸，並朝向作為正交於容器本體軸方向之方向的第1方向延伸，形成前述內部空間。前述第2面，係與前述第1面連接，朝向容器本體軸方向延伸，並朝向作為正交於容器本體軸方向以及第1方向之方向的第2方向延伸，形成前述內部空間。前述肋條，係具備第1肋條以及第2肋條。前述第1肋條，係從前述第1面朝向第2方向突出，並朝向第1方向延伸。前述第2肋條，係與前述第1肋條連續設置，從前述第2面朝向第1方向突出，並朝向第2方向延伸。前述內部空間的第2方向的寬度，係比前述內部空間的第1方向的寬度更小。從前述第2面朝向前述容器本體的外側且第1方向的前述第2肋條的突出量的最大值，係比從前述第1面朝向前述容器本體的外側且第2方向的前述第1肋條的突出量的最大值更小。 [發明之效果] 　　[0007] 藉由前述構成，能夠確保壓力容器的強度並且使肋條較小。
[0009] (第1實施形態) 　　參照第1圖～第8圖，針對第1實施形態之壓力容器1(參照第1圖)進行說明。 　　[0010] 壓力容器1，係能夠收容流體的容器。壓力容器1所收容的流體，係氣體、空氣、液體皆可。壓力容器1，係構成為比起壓力容器1的外部的壓力，內部的壓力更高。壓力容器1，係藉由鑄造所製造的鑄造物。壓力容器1，係用以冷卻流體的容器，例如為氣體冷卻器。壓力容器1，係具備後冷卻器1a(第1容器)以及中間冷卻器1i(第2容器)。 　　[0011] 例如，該壓力容器1，係構成壓縮機單元(未圖示)。壓縮機單元，係具備壓縮機以及壓力容器1。該壓縮機，係無油壓縮機。該壓縮機，係以2階段壓縮空氣者，並具備1段壓縮機及2段壓縮機。藉由1段壓縮機被壓縮而成為高溫(被絕熱壓縮)的空氣，係藉由中間冷卻器1i冷卻而回到室溫。回到室溫的空氣，係藉由2段壓縮機再次被壓縮。藉由2段壓縮機被壓縮而成為高溫的空氣，係藉由後冷卻器1a再次冷卻而回到室溫，並供給予使用者(壓縮空氣的利用者)。 　　[0012] 該壓力容器1，係後冷卻器1a與中間冷卻器1i一體構成者(一體型)。因此，與後冷卻器1a與中間冷卻器1i並非一體的情形(例如該等配置在彼此分離的位置的情形等)相比，能夠減少中間冷卻器1i及後冷卻器1a的配置所必要的空間。因此，能夠使壓縮機單元小型化。後冷卻器1a及中間冷卻器1i係彼此為相同構成。於以下主要針對後冷卻器1a進行說明，並省略後冷卻器1a與中間冷卻器1i的共通點的說明。壓力容器1，係具備容器本體10、流體出入口20、肋條30。 　　[0013] 容器本體10，係能夠收容流體的部分。流體係收容於容器本體10的內部空間10s。容器本體10的形狀係非圓筒型，並係內部為空洞的大致長方體狀，且係具有軸方向的形狀。將容器本體10的軸方向，設為容器本體軸方向Z。將正交於容器本體軸方向Z的方向(1方向)，設為上下方向Y(第1方向)。將正交於容器本體軸方向Z及上下方向Y的方向，設為橫方向X(第2方向)。又，「上」「下」及「橫」，僅係說明之權宜使用的用語。例如，上下方向Y並無為垂直方向之必要，橫方向X並無為水平方向之必要。從容器本體軸方向Z觀察時，容器本體10的剖面形狀，無論容器本體軸方向Z的位置，係一定或是幾乎一定。從容器本體軸方向Z觀察時，容器本體10的剖面形狀係大致長方形。容器本體10，係具備蓋(未圖示)亦可。該蓋係設置於容器本體10的容器本體軸方向Z的端部。容器本體10，係具備側面11(第1面)、上面12(第2面)、下面13(第2面)、圓徑部15、隔壁17。 　　[0014] 內部空間10s，係容器本體10的內部的空間。從容器本體軸方向Z觀察時，內部空間10s的剖面形狀係大致長方形。內部空間10s，於1個容器本體10設置有2個。於內部空間10s，係具有中間冷卻器側內部空間10si、後冷卻器側內部空間10sa。於各內部空間10s，收容有熱交換器(未圖示)亦可，不收容亦可。 　　[0015] 側面11(第1面)，係形成內部空間10s的面。就作為形成內部空間10s之面而言，上面12、下面13、圓徑部15以及隔壁17亦相同。側面11，係朝向容器本體軸方向Z延伸，並且朝向上下方向Y延伸。側面11，係平面狀或大致平面狀。就係平面狀或是大致平面狀之點而言，上面12、下面13以及隔壁17亦相同。側面11，係設置於2處。2處之側面11，係配置為彼此平行，並於橫方向X相對向。 　　[0016] 上面12(第2面)，係與側面11連接，並分別與2處之側面11上下方向Y的一端(上端)連接，並透過圓徑部15與側面11連接。上面12，係朝向容器本體軸方向Z延伸，並且朝向橫方向X延伸。上面12的厚度(上下方向Y寬度)，係與側面11的厚度(橫方向X的寬度)相同。 　　[0017] 下面13(第2面)，係與上面12於上下方向Y對稱設置。下面13與上面12，係配置為彼此平行，並於上下方向Y相對向。 　　[0018] 圓徑部15，係配置於容器本體10的角部之曲面狀的部分。如第2圖所示，從容器本體軸方向Z觀察時，圓徑部15，係設置於大致長方形的容器本體10的4處的角部。從容器本體軸方向Z觀察時，圓徑部15係圓弧形或大致圓弧形。 　　[0019] 隔壁17，係隔開中間冷卻器側內部空間10si與後冷卻器側內部空間10sa(分隔)。隔壁17，係將2個第2面(上面12及下面13)彼此連接，並與側面11平行配置。隔壁17，係與上面12及下面13各自之橫方向X中央部連接之中央隔壁。 　　[0020] 該隔壁17，係形成中間冷卻器側內部空間10si之壁，且係形成後冷卻器側內部空間10sa之壁。因此，與分別設置該等之壁的情形相比，能夠使壓力容器1輕量化，而能夠抑制壓力容器1的成本。 　　[0021] 該隔壁17，係如以下般作用。於中間冷卻器側內部空間10si與後冷卻器側內部空間10sa作用有內壓，使容器本體10欲以朝向外側膨脹的方式變形時，於隔壁17作用有拉伸力(上下方向Y的拉伸力)。因此，上面12與下面13之藉由隔壁17連接的部分(橫方向X中央)的位移量被抑制，能夠抑制上面12及下面13之應力。因此，能夠使上面12下面13的厚度較薄，故能夠使容器本體10的厚度較薄。另外，能夠抑制上面12及下面13的應力，故能夠使肋條30較小。更詳細言之，能夠使肋條30的厚度較薄，另外，能夠使從容器本體10之肋條30的突出量較小。因此，能夠使壓力容器1輕量化，而能夠抑制壓力容器1的成本。 　　[0022] 流體出入口20，如第1圖所示，係連通容器本體10的外部與內部(內部空間10s)的孔。流體出入口20，係具備中間冷卻器入口21i、中間冷卻器出口23i、後冷卻器入口21a、後冷卻器出口(未圖示)。中間冷卻器入口21i，係從容器本體10的外部朝向中間冷卻器側內部空間10si之流體的入口。中間冷卻器出口23i，係從中間冷卻器側內部空間10si朝向容器本體10的外部之流體的出口。後冷卻器入口21a，係從容器本體10的外部朝向後冷卻器側內部空間10sa之流體的入口。後冷卻器出口，係從後冷卻器側內部空間10sa朝向容器本體10的外部之流體的出口。中間冷卻器入口21i、中間冷卻器出口23i以及後冷卻器入口21a，係例如設置於上面12。後冷卻器出口，係例如設置於側面11。流體出入口20，係不包含於肋條30。從容器本體10之流體出入口20的突出量，比從容器本體10之肋條30的突出量更大亦可，更小亦可。 　　[0023] 肋條30(補強肋條)，係補強容器本體10。肋條30，係抑制在容器本體10的內面作用有內壓時之容器本體10的變形或所產生的應力。肋條30，係從容器本體10，朝向容器本體10的外側突出。「容器本體10的外側」，係對於容器本體10與內部空間10s為相反側。肋條30，係於容器本體軸方向Z等間隔設置有複數個。肋條30，係環繞容器本體10的全周或幾乎全周，以包圍容器本體10的方式設置。肋條30，係於容器本體10的所謂周方向延伸。肋條30，係板狀或大致板狀。肋條30，係與容器本體10一體構成。如第2圖所示，肋條30，係具備側面肋條31(第1肋條)、上面肋條32(第2肋條)、下面肋條33(第2肋條)、圓徑部肋條35。 　　[0024] 側面肋條31(第1肋條)，係從側面11朝向橫方向X突出，並朝向上下方向Y延伸。側面肋條31，係配置為從橫方向X觀察為直線狀。 　　[0025] 上面肋條32(第2肋條)，係從上面12朝向上下方向Y突出，並朝向橫方向X延伸。上面肋條32，係配置為從上下方向Y觀察為直線狀。上面肋條32，係與側面肋條31連續設置。上面肋條32，係透過圓徑部肋條35，與側面肋條31連續設置。上面肋條32的厚度(容器本體軸方向Z的寬度)，係與側面肋條31的厚度相同(下面肋條33及圓徑部肋條35之各自的厚度亦相同)。 　　[0026] 下面肋條33(第2肋條)，係與上面肋條32於上下方向Y對稱設置。以下係省略下面肋條33的說明。 　　[0027] 圓徑部肋條35，係從圓徑部15，朝向容器本體10的外側突出。圓徑部肋條35，係從4處之各個圓徑部15，朝向容器本體10的外側突出。圓徑部肋條35，係與第2肋條(上面肋條32或是下面肋條33)、側面肋條31連接。 　　[0028] (寬度L1、寬度L2、最大彎曲力矩) 　　將內部空間10s的上下方向Y的寬度設為寬度L1。寬度L1，係從上面12至下面13的上下方向Y的距離(最短距離)。將內部空間10s的橫方向X的寬度設為寬度L2。寬度L2，係從隔壁17至側面11的橫方向X的距離。寬度L2，係比寬度L1更小。後冷卻器側內部空間10sa的橫方向X的寬度L2，係比後冷卻器側內部空間10sa的上下方向Y的寬度L1更小(中間冷卻器側內部空間10si亦相同)。側面11的最大彎曲力矩M1，係於側面11之相鄰於內部空間10s的上下方向Y中央部的部分產生，並於側面11的上下方向Y中央部產生。上面12的最大彎曲力矩M2，係於上面12之相鄰於內部空間10s的橫方向X中央部的部分產生。因寬度L2係比寬度L1更小，上面12的最大彎曲力矩M2，係比側面11的最大彎曲力矩M1更小。 　　[0029] (肋條30的突出量) 　　將從側面11朝向容器本體10的外側且橫方向X之側面肋條31的突出量(高度)，設為第1突出量h1。將第1突出量h1的最大值，設為最大第1突出量H1。將從上面12朝向容器本體10的外側且上下方向Y之上面肋條32的突出量，設為第2突出量h2。將第2突出量h2的最大值，設為最大第2突出量H2。最大第2突出量H2，係比最大第1突出量H1更小。藉此，固定於最大彎曲力矩較小一方的面(上面12)之肋條30的突出量的最大值，係比固定於最大彎曲力矩較大一方的面(側面11)之肋條30的突出量的最大值更小。於本實施形態中，第1突出量h1，無論上下方向Y的位置皆為一定，係最大第1突出量H1。於本實施形態中，從上面12朝向上下方向Y之上面肋條32的突出量，無論橫方向X的位置皆為一定，係最大第2突出量H2。 　　[0030] 最大第1突出量H1及最大第2突出量H2，係對應於寬度L1與寬度L2之比(L1/L2)進行設定。最大第1突出量H1及最大第2突出量H2，係設定為最大第1突出量H1與最大第2突出量H2之比(H1/H2)係在比(L1/L2)的2次方之0.7倍以上且1.3倍以下的範圍內。亦即，最大第1突出量H1及最大第2突出量H2，係以滿足下述式A1的方式進行設定。[0031] 在此，側面11的最大彎曲力矩M1，係與L12 成比例。另外，上面12的最大彎曲力矩M2，係與L22 成比例。因此，在滿足式A1的情形，最大第1突出量H1及最大第2突出量H2，係對應於最大彎曲力矩M1與最大彎曲力矩M2之比(M1/M2)進行設定。 　　[0032] (塑性剖面係數) 　　如第3圖所示，從上下方向Y觀察時，側面11及複數個側面肋條31，係具有反覆單位剖面C1於容器本體軸方向Z進行反覆的構造。反覆單位剖面C1，係側面11及側面肋條31的反覆單位的剖面，且係從上下方向Y觀察的剖面。反覆單位剖面C1，係包含側面肋條31的第1突出量h1成為最大第1突出量H1的部分的剖面。反覆單位剖面C1的塑性剖面係數Zp1，係根據最大第1突出量H1(參照第2圖)決定(詳情下述)。 　　[0033] 如第4圖所示，從橫方向X觀察時，上面12及複數個上面肋條32，係具有反覆單位剖面C2於容器本體軸方向Z進行反覆的構造。反覆單位剖面C2，係上面12及上面肋條32的反覆單位的剖面，且係從橫方向X觀察的剖面。反覆單位剖面C2，係包含上面肋條32的第2突出量h2成為最大第2突出量H2的部分的剖面。反覆單位剖面C2的塑性剖面係數Zp2，係根據最大第2突出量H2(參照第2圖)決定(詳情下述)。 　　[0034] 第2圖所示之最大第1突出量H1及最大第2突出量H2，係對應於塑性剖面係數Zp1與塑性剖面係數Zp2之比(Zp1/Zp2)進行設定。最大第1突出量H1及最大第2突出量H2，係設定為比(Zp1/Zp2)在比(L1/L2)的2次方之0.7倍以上且1.3倍以下的範圍內。亦即，最大第1突出量H1及最大第2突出量H2，係以滿足下述式A2的方式進行設定。[0035] (塑性剖面係數之詳情) 　　式A2，係如以下般求出。第5圖所示之反覆單位剖面C1的面積Ac1，係藉由以下式表示。 　　Ac1=t1・H1+a1・b1 　　t1：側面肋條31的厚度(容器本體軸方向Z的寬度) 　　a1：側面11的厚度(橫方向X的寬度) 　　b1：1個反覆單位剖面C1之側面11的容器本體軸方向Z的寬度 　　[0036] 在此，設 　　Ac1’=(t1・H1＋a1・b1)/2 　　e1=Ac1’/b1。 　　e1，係從側面肋條31的端面且係相鄰於內部空間10s(參照第2圖)之側的端面，至反覆單位剖面C1的塑性中立軸為止的距離。反覆單位剖面C1的塑性剖面係數Zp1，係藉由以下之式B1表示。[0037] 反覆單位剖面C1的全塑性力矩(全塑性狀態的最大彎曲力矩Mp1)，係藉由以下之式B2表示。在此，σy1，係側面11及側面肋條31的材料的降伏應力。 　　[0038] 第6圖所示之反覆單位剖面C2的面積Ac2，係藉由以下式表示。 　　Ac2=t2・H2+a2・b2 　　t2：上面肋條32的厚度(容器本體軸方向Z的寬度) 　　a2：上面12的厚度(上下方向Y的寬度) 　　b2：1個反覆單位剖面C2之上面12的容器本體軸方向Z的寬度 　　[0039] 在此，設e2，係從上面12的端面且係相鄰於內部空間10s(參照第2圖)之側的端面，至反覆單位剖面C2的塑性中立軸為止的距離。反覆單位剖面C2的塑性剖面係數Zp2，係藉由以下之式B3c表示。[0040] 反覆單位剖面C2的全塑性力矩(全塑性狀態的最大彎曲力矩Mp2)，係藉由以下之式B4表示。在此，σy2，係上面12及上面肋條32的材料的降伏應力。於本實施形態中，係上面12及上面肋條32的材料，與側面11及側面肋條31的材料相同。 　　[0041] 於第2圖所示之容器本體10作用有內壓P(等分布荷重)時，作用於側面11的最大彎曲力矩Mp1，係藉由以下之式B5表示。[0042] 同樣地，於容器本體10作用有內壓P時，作用於上面12的最大彎曲力矩Mp2，係藉由以下之式B6表示。[0043] 藉由式B2、式B4、式B5以及式B6，獲得以下式B7，自式B7獲得式B8。[0044] 構成壓力容器1的各部的材料的降伏應力，係有不均。例如鑄造物(鑄鐵)的強度的不均，係最大為平均值±30%左右(0.7σy～1.3σy左右)。因此，認為式B8之(σy2/σy1)係0.7以上且1.3以下。以滿足以下式B9的方式，設定Zp1/Zp2為佳。式B9，與式A2為相同之式。[0045] 於容器本體10需要最高的強度的部位，係側面11的上下方向Y中央部。依據該部位所必要的強度，決定側面肋條31的最大第1突出量H1。在此，表示從最大第1突出量H1(已知值)求取上面肋條32的最大第2突出量H2(未知值)之式。 　　[0046] 藉由式B8，獲得以下之式B10。在此，設。 　　[0047] 藉由式B3a、式B3b以及式B3c，獲得以下之式B11。[0048] 藉由式B10以及式B11，獲得以下之式B12。[0049] 若將式B12變形，並整理H2之2次方程式，則可獲得以下之式B13。[0050] 式B13能夠整理以下。在此，設 　　A=t2 　　B=a2・(b2+t2) 　　C=a22 ・b2-4・J・(σy1/σy2)。 　　[0051] 藉由式B14，最大第2突出量H2，係藉由以下之式B15表示。[0052] 藉由式B15，依據關於反覆單位剖面C1(參照第3圖)的尺寸、關於反覆單位剖面C2(參照第3圖)的尺寸、第2圖所示的內部空間10s的寬度L1、寬度L2以及(σy1/σy2)，能夠算出最大第2突出量H2。與式B9相同，針對式B15，認為(σy1/σy2)係0.7以上且1.3以下為佳。 　　[0053] (比較) 　　比較本實施形態的壓力容器1與比較例的壓力容器501(參照第12圖)。針對壓力容器1及壓力容器501之各者，進行了於分析用的殼體模型(薄板模型)作用有內壓時之彈塑性分析。作為該分析，係使用FEM(Finite Element Method，有限元法)分析。第7圖，係顯示了本實施形態之壓力容器1的殼體模型。該模型，係利用上下方向Y、橫方向X以及容器本體軸方向Z之各自的壓力容器1的對稱性，將壓力容器1分為1/8之模型(1/8模型)。該模型，係滿足式A1及式A2。又，於第7圖中，將壓力容器1分為1/2者，以2點虛線及實線表示。 　　[0054] 於第12圖所示之比較例之壓力容器501中，從容器本體10之肋條530的突出量係一定。於比較例之壓力容器中，側面肋條531的最大第1突出量H1，與上面肋條532的最大第2突出量H2係相等。比較例之壓力容器501之從容器本體10之肋條530的突出量以外的構成(尺寸、形狀)，係與本實施形態之壓力容器1相同。 　　[0055] 本實施形態之壓力容器1的von Mises應力分布係表示於第8圖。比較例之壓力容器501的von Mises應力分布係表示於第12圖。於第8圖及第12圖中，von Mises應力越高的部位以越深的顏色表示。若將壓力容器1之中應力較高的部分(高應力區域)的應力，與壓力容器501的高應力區域的應力進行比較，係幾乎相同(除了第8圖所示之部分31c)。因此，壓力容器1的耐壓強度，可謂與壓力容器501的耐壓強度為相同程度。 　　[0056] 第12圖所示之壓力容器501的上面12及上面肋條532所產生的應力，與第8圖所示之壓力容器1的上面12及上面肋條32所產生的應力，係範圍較廣且較低(顏色較淺)。因此，於第12圖所示之比較例之壓力容器501中，可知材料強度有餘裕的區域較廣，材料有多餘之區域較廣。另一方面，於第8圖所示之本實施形態之壓力容器1中，係在上面12及上面肋條32之幾乎全部的區域，能夠將上面12及上面肋條32所產生的應力提高到與側面11及側面肋條31所產生的應力為相同程度。 　　[0057] 與第12圖所示之比較例之上面肋條532的最大第2突出量H2相比，第8圖所示之本實施形態之上面肋條32的最大第2突出量H2係較小。因此，本實施形態之壓力容器1，能夠確保與比較例為相同程度之耐壓強度，並且能夠比比較例更小且輕量化。 　　[0058] (第1發明之效果) 　　第1圖所示之壓力容器1所達成之效果係如以下所述。壓力容器1，係具備能夠於內部空間10s收容流體的容器本體10，以及從容器本體10朝向容器本體10的外側突出的肋條30。容器本體10，係具備側面11及上面12。側面11，係朝向作為容器本體10的軸方向的容器本體軸方向Z延伸，並朝向作為正交於容器本體軸方向Z的方向的上下方向Y延伸，形成內部空間10s。上面12，係與側面11連接，朝向容器本體軸方向Z延伸，並朝向作為正交於容器本體軸方向Z以及上下方向Y的方向的橫方向X延伸，形成內部空間10s。肋條30，係具備側面肋條31及上面肋條32。側面肋條31，係從側面11朝向橫方向X突出，並朝向上下方向Y延伸。上面肋條32，係與側面肋條31連續設置，從上面12朝向上下方向Y突出，並朝向橫方向X延伸。 　　[0059] [構成1-1] 　　如第2圖所示，內部空間10s的橫方向X的寬度L2，係比內部空間10s的上下方向Y的寬度L1更小。 [構成1-2] 　　從上面12朝向容器本體10的外側且上下方向Y之上面肋條32的突出量的最大值(最大第2突出量H2)，係比從側面11朝向容器本體10的外側且橫方向X之側面肋條31的突出量的最大值(最大第1突出量H1)更小。 　　[0060] 藉由前述[構成1-1]，上面12之與內部空間10s的橫方向X中央部相鄰的部分的最大彎曲力矩M2，係比側面11之與內部空間10s的上下方向Y中央部相鄰的部分的最大彎曲力矩M1更小。因此，與側面11所必要的強度相比，上面12所必要的強度較低。因此，壓力容器1，係具備前述[構成1-2]。因此，能夠確保壓力容器1的強度，並且使肋條30(上面肋條32)較小。因此，能夠使壓力容器1輕量化，並能夠抑制壓力容器1的材料的浪費，而能夠抑制壓力容器1的成本，並能夠使壓力容器1較小，故能夠使壓力容器1之配置所必要的空間較小。 　　[0061] (第2發明之效果) [構成2] 　　將內部空間10s的上下方向Y的寬度設為L1。將內部空間10s的橫方向X的寬度設為L2。將從側面11朝向容器本體10的外側且橫方向X之側面肋條31的突出量的最大值設為H1。將從上面12朝向容器本體10的外側且上下方向Y之上面肋條32的突出量的最大值設為H2。此時，係滿足0.7・(L1/L2)2 ≦H1/H2≦1.3・(L1/L2)2 。 　　[0062] 藉由前述[構成2]，與未滿足該條件的情形相比，能夠更為確實地確保壓力容器1的強度，並且使上面肋條32較小。 　　[0063] (第3發明之效果) [構成3] 　　如第1圖所示，肋條30，係於容器本體軸方向Z等間隔設置有複數個。如第3圖所示，將側面11及側面肋條31的反覆單位的剖面且係從上下方向Y觀察的剖面(反覆單位剖面C1)之塑性剖面係數設為Zp1。如第4圖所示，將上面12及上面肋條32的反覆單位的剖面且係從橫方向X觀察的剖面(反覆單位剖面C2)之塑性剖面係數設為Zp2。此時，係滿足0.7・(L1/L2)2 ≦Zp1/Zp2≦1.3・(L1/L2)2 。 　　[0064] 藉由前述[構成3]，與未滿足該條件的情形相比，能夠更為確實地確保壓力容器1的強度，並且使上面肋條32較小。又，就本發明之實施形態之壓力容器而言，承受耐壓試驗，並通過該試驗，需有多種要求。於耐壓試驗中，為了確認壓力容器的耐壓強度，藉由對於壓力容器所賦予的應力，檢驗容器之變形從彈性區域轉移至塑性區域的狀態。因此，並非藉由彈性剖面係數，而必須藉由塑性剖面係數進行評估。 　　[0065] (第2實施形態) 　　參照第9圖，針對第2實施形態之壓力容器201，說明與第1實施形態之不同處。又，對於第2實施形態之壓力容器201之與第1實施形態之共通點，係附加與第1實施形態相同的符號，或是省略符號，並省略說明(就省略共通點之符號或說明之處而言，其他實施形態的說明亦相同)。如第1圖所示，於第1實施形態中，側面肋條31的厚度，無論上下方向Y的位置皆一定。另一方面，如第9圖所示，於第2實施形態中，側面肋條231的厚度，係並非一定。側面肋條231，係具備薄壁部231a及厚壁部231b。又，於第9圖中，係省略流體出入口20(參照第1圖)。 　　[0066] 厚壁部231b，係如以下般設置。如第8圖所示，有於第1實施形態之側面肋條31的上下方向Y中央部的極小一部分(部分31c)，產生與其他部分相比為更高的應力的情形。因此，為了抑制該應力，設置有第9圖所示之厚壁部231b。厚壁部231b，係設置於側面肋條231的上下方向Y中央部。厚壁部231b的厚度(容器本體軸方向Z的寬度)，係比薄壁部231a的厚度更大。側面肋條231的上下方向Y中央部的厚度，係比側面肋條231的上下方向Y中央部以外的部分的厚度更大。例如，厚壁部231b的上下方向Y的寬度，係寬度L1(參照第2圖)之1/2倍、1/3倍、1/4倍或是1/5倍等。厚壁部231b，係例如為錐狀。具體而言，厚壁部231b的厚度，係越接近側面肋條231的上下方向Y中央部則越大。例如，在壓力容器201係藉由鑄造進行製作的情形，藉由使側面肋條231的厚度以按上下方向Y的位置改變的方式製造鑄造模具，能夠輕易地製作側面肋條231。 　　[0067] (第4發明之效果) 　　第9圖所示之本實施形態之壓力容器201所達成的效果係如以下所述。 [構成4] 　　側面肋條231的上下方向Y中央部(厚壁部231b)的厚度，係比側面肋條231的上下方向Y中央部以外的部分(薄壁部231a)的厚度更大。 　　[0068] 藉由前述[構成4]，能夠抑制側面肋條231的上下方向Y中央部的應力。另外，與將側面肋條231的整體設定為一定的厚度的情形相比，能夠使側面肋條231較小。 　　[0069] (第3實施形態) 　　參照第10圖，針對第3實施形態之壓力容器301，說明與第1實施形態之不同處。不同之處，係在於側面肋條331、上面肋條332以及下面肋條333的形狀。 　　[0070] 側面肋條331，係如以下般構成。於第1實施形態中，如第2圖所示，側面肋條31的第1突出量h1，無論上下方向Y的位置皆一定。另一方面，於本實施形態中，如第10圖所示，側面肋條331的第1突出量h1，依上下方向Y的位置有所不同。在側面11的彎曲力矩較大的上下方向Y位置，第1突出量h1設定為較大，在側面11的彎曲力矩較小的上下方向Y位置，第1突出量h1設定為較小。從橫方向X觀察時之與內部空間10s的上下方向Y中央部重疊的位置的第1突出量h1，比從橫方向X觀察時之與內部空間10s的上下方向Y中央部以外的部分重疊的位置的第1突出量h1更大。藉由該構成，與第1突出量h1無論上下方向Y的位置皆一定的情形(參照第2圖)相比，能夠使側面肋條331較小。 　　[0071] 上面肋條332，係如以下般構成。於第1實施形態中，如第2圖所示，上面肋條32的第2突出量h2，無論橫方向X的位置皆一定。另一方面，於本實施形態中，如第10圖所示，上面肋條332的第2突出量h2，依橫方向X的位置有所不同。在上面12的彎曲力矩較大的橫方向X位置，第2突出量h2設定為較大，在上面12的彎曲力矩較小的橫方向X位置，第2突出量h2設定為較小。從上下方向Y觀察時之與內部空間10s的橫方向X中央部重疊的位置的第2突出量h2，比從上下方向Y觀察時之與內部空間10s的橫方向X中央部以外的部分重疊的位置的第2突出量h2更大。藉由該構成，與第2突出量h2無論橫方向X的位置皆一定的情形(參照第2圖)相比，能夠使上面肋條332較小。下面肋條333，係與上面肋條332於上下方向Y對稱設置。 　　[0072] (第4實施形態) 　　參照第11圖，針對第4實施形態之壓力容器401，說明與第1實施形態之不同處。於第1實施形態，如第2圖所示，係後冷卻器1a與中間冷卻器1i為一體。另一方面，於本實施形態中，後冷卻器401a與中間冷卻器401i為不同個體。 　　[0073] 後冷卻器401a及中間冷卻器401i，係藉由緊固構件450固定(緊固、剛性連結)，於橫方向X對稱配置。於以下若為特別明言，係針對後冷卻器401a與中間冷卻器401i被固定的狀態進行說明。後冷卻器401a的上面肋條32，與中間冷卻器401i的上面肋條32，係彼此不同個體，並以於橫方向X連續的方式配置(對於下面肋條33亦相同)。後冷卻器401a，係具備相當於第1實施形態之隔壁17(參照第2圖)的第1隔壁417a、第1緊固構件安裝部440a。中間冷卻器401i，係具備相當於第1實施形態之隔壁17的第2隔壁417i、第2緊固構件安裝部440i。 　　[0074] 第1隔壁417a與第2隔壁417i，係配置為彼此平行，且彼此相接。第1緊固構件安裝部440a，係從第1隔壁417a與第2面(上面12及下面13)的連接位置，朝向容器本體10的外側且上下方向Y突出。第2緊固構件安裝部440i，係從第2隔壁417i與第2面(上面12及下面13)的連接位置，朝向容器本體10的外側且上下方向Y突出。 　　[0075] 緊固構件450，藉由將第1緊固構件安裝部440a與第2緊固構件安裝部440i鎖緊，將後冷卻器401a與中間冷卻器401i固定。緊固構件450，係例如為螺栓等。 　　[0076] (變形例) 　　前述之各實施形態係進行各種變形亦可。各實施形態之構成元件的數目進行變更亦可，構成元件的一部分不設置亦可。構成元件的配置或形狀進行變形亦可。第1圖所示之壓力容器1，不使用於壓縮機亦可，並非用以冷卻流體的容器亦可。於前述實施形態中，壓力容器1，雖係具備2個容器(中間冷卻器1i及後冷卻器1a)，然而，僅具備1個容器亦可，具備3個以上的容器亦可。 　　[0077] 將不同的實施形態的構成元件彼此進行組合亦可。第2圖所示之第1實施形態之側面肋條31，係置換為第10圖所示之第3實施形態之側面肋條331亦可。第2圖所示之第1實施形態之上面肋條32，係置換為第10圖所示之第3實施形態之上面肋條332亦可。例如，於第1圖中雖表示了5片肋條30，然而變更肋條30的片數亦可。 　　[0078] 構成壓力容器1的材料，並非鑄鐵亦可。在構成壓力容器1的材料的強度的不均，與鑄鐵的強度的不均為相同程度或更小的情形，至少滿足前述之式A1及式A2之至少任一者即可。 　　[0079] 如第2圖所示，於前述實施形態中，在從容器本體軸方向Z觀察的剖面，與隔壁17正交的方向(橫方向X)之內部空間10s的寬度L2，係比隔壁17所延伸的方向(上下方向Y)之內部空間10s的寬度L1更小。另一方面，在從容器本體軸方向Z觀察的剖面，與隔壁17正交的方向(橫方向X)之內部空間10s的寬度，比隔壁17所延伸的方向(上下方向Y)之內部空間10s的寬度更大亦可。於前述實施形態中，在從容器本體軸方向Z觀察的剖面，隔壁17係配置在大致長方形之內部空間10s的長邊的部分。另一方面，在從容器本體軸方向Z觀察的剖面，隔壁17係配置在內部空間10s的短邊的部分亦可。 　　[0080] 本申請案係根據2017年1月11日所提出之日本國專利申請案(特願2017-2820)者，其內容係在此援用作為參照。
[0081]
1、201、301、401‧‧‧壓力容器
10‧‧‧容器本體
10s‧‧‧內部空間
11‧‧‧側面(第1面)
12‧‧‧上面(第2面)
13‧‧‧下面(第2面)
30‧‧‧肋條
31、231、331‧‧‧側面肋條(第1肋條)
32、332‧‧‧上面肋條(第2肋條)
33、333‧‧‧下面肋條(第2肋條)
231a‧‧‧薄壁部
231b‧‧‧厚壁部
X‧‧‧橫方向(第2方向)
Y‧‧‧上下方向(第1方向)
Z‧‧‧容器本體軸方向
[0008] 　　[第1圖]係壓力容器的立體圖，且係表示切斷壓力容器的一部分的狀態的圖。 　　[第2圖]係從容器本體軸方向Z觀察第1圖所示之壓力容器的剖面圖。 　　[第3圖]係第2圖的F3-F3箭視剖面圖。 　　[第4圖]係第2圖的F4-F4箭視剖面圖。 　　[第5圖]係第3圖所示之F5部分的放大圖。 　　[第6圖]係第4圖所示之F6部分的放大圖。 　　[第7圖]係顯示了第1圖所示的壓力容器的分析用的殼體模型的立體圖。 　　[第8圖]係顯示了第7圖所示的壓力容器的von Mises應力分布的立體圖。 　　[第9圖]係第2實施形態之第1圖等效圖。 　　[第10圖]係第3實施形態之第2圖等效圖。 　　[第11圖]係第4實施形態之第2圖等效圖。 　　[第12圖]係比較例之第8圖等效圖。

Claims (5)

  1. 一種壓力容器，其特徵為：係具備： 　　容器本體，係能夠於內部空間收容流體；以及 　　肋條，係從前述容器本體，朝向前述容器本體的外側突出； 　　前述容器本體，係具備： 　　第1面，係朝向作為前述容器本體的軸方向的容器本體軸方向延伸，並朝向作為正交於容器本體軸方向的方向的第1方向延伸，形成前述內部空間；以及 　　第2面，係與前述第1面連接，朝向容器本體軸方向延伸，並朝向作為正交於容器本體軸方向以及第1方向的方向的第2方向延伸，形成前述內部空間； 　　前述肋條，係具備： 　　第1肋條，係從前述第1面朝向第2方向突出，並朝向第1方向延伸；以及 　　第2肋條，係與前述第1肋條連續設置，從前述第2面朝向第1方向突出，並朝向第2方向延伸； 　　前述內部空間的第2方向的寬度，係比前述內部空間的第1方向的寬度更小， 　　從前述第2面朝向前述容器本體的外側且第1方向的前述第2肋條的突出量的最大值，係比從前述第1面朝向前述容器本體的外側且第2方向的前述第1肋條的突出量的最大值更小。
  2. 如請求項1所述之壓力容器，其中， 　　若將前述內部空間的第1方向的寬度設為L1， 　　將前述內部空間的第2方向寬度設為L2， 　　將從前述第1面朝向前述容器本體的外側且第2方向之前述第1肋條的突出量的最大值設為H1， 　　將從前述第2面朝向前述容器本體的外側且第1方向之前述第2肋條的突出量的最大值設為H2， 　　則滿足 　　0.7・(L1/L2)2 ≦ H1/H2 ≦ 1.3・(L1/L2)2 。
  3. 如請求項1或2所述之壓力容器，其中， 　　前述肋條，係於容器本體軸方向等間隔設置有複數個， 　　若將前述內部空間的第1方向的寬度設為L1， 　　將前述內部空間的第2方向寬度設為L2， 　　將前述第1面及前述第1肋條的反覆單位的剖面且係從第1方向觀察的剖面之塑性剖面係數設為Zp1， 　　將前述第2面及前述第2肋條的反覆單位的剖面且係從第2方向觀察的剖面之塑性剖面係數設為Zp2， 　　則滿足 　　0.7・(L1/L2)2 ≦ Zp1/Zp2 ≦ 1.3・(L1/L2)2 。
  4. 如請求項1或2所述之壓力容器，其中， 　　前述第1肋條的第1方向中央部的厚度，係比前述第1肋條的第1方向中央部以外的部分的厚度更大。
  5. 如請求項3所述之壓力容器，其中， 　　前述第1肋條的第1方向中央部的厚度，係比前述第1肋條的第1方向中央部以外的部分的厚度更大。
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