WO2013190808A1 - 圧力容器 - Google Patents

圧力容器 Download PDF

Info

Publication number
WO2013190808A1
WO2013190808A1 PCT/JP2013/003723 JP2013003723W WO2013190808A1 WO 2013190808 A1 WO2013190808 A1 WO 2013190808A1 JP 2013003723 W JP2013003723 W JP 2013003723W WO 2013190808 A1 WO2013190808 A1 WO 2013190808A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wall
side wall
bottom wall
peripheral
pressure vessel
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/003723
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
保人 片岡
Original Assignee
株式会社神戸製鋼所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社神戸製鋼所 filed Critical 株式会社神戸製鋼所
Priority to CN201380032191.3A priority Critical patent/CN104395650B/zh
Priority to US14/397,941 priority patent/US9657900B2/en
Publication of WO2013190808A1 publication Critical patent/WO2013190808A1/ja

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C1/00Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
    • F17C1/02Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge involving reinforcing arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J12/00Pressure vessels in general
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C1/00Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01Shape
    • F17C2201/0147Shape complex
    • F17C2201/0157Polygonal
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/05Size
    • F17C2201/056Small (<1 m3)
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/05Size
    • F17C2201/058Size portable (<30 l)
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/01Reinforcing or suspension means
    • F17C2203/011Reinforcing means
    • F17C2203/012Reinforcing means on or in the wall, e.g. ribs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0612Wall structures
    • F17C2203/0614Single wall
    • F17C2203/0617Single wall with one layer
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0107Single phase
    • F17C2223/0123Single phase gaseous, e.g. CNG, GNC
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/036Very high pressure (>80 bar)
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0367Localisation of heat exchange
    • F17C2227/0369Localisation of heat exchange in or on a vessel

Definitions

  • the present invention relates to a pressure vessel used for a gas cooler for a compressor or the like.
  • a rectangular parallelepiped pressure vessel is known.
  • stress concentration occurs at many places as compared to a spherical or cylindrical pressure vessel. It is desirable to reduce the occurrence of this stress concentration as much as possible. Therefore, reinforcing ribs are often formed in a rectangular parallelepiped pressure vessel.
  • Patent Document 1 discloses that a reinforcing rib is provided to suppress the occurrence of stress concentration on a rectangular parallelepiped pressure vessel, and that the weight is reduced by devising the shape of the reinforcing rib. ing.
  • the pressure vessel described in Patent Document 1 has a rectangular upper wall, a rectangular bottom wall, and a peripheral wall connecting the upper wall and the bottom wall.
  • the upper wall includes a rectangular upper wall body and reinforcing ribs erected on the outer surface of the upper wall body.
  • the peripheral wall has an opening. This opening is closed by a lid having a shape capable of closing the opening.
  • the reinforcing rib is formed in a region including the central portion of the upper wall body and not including the four corner portions of the upper wall body. Specifically, the reinforcing ribs are erected at a rectangular outer peripheral rib linearly connecting the central portions of adjacent sides of the upper wall main body and a central portion of a region surrounded by the outer peripheral ribs. And a connecting rib having a shape for connecting the opposing vertices of the outer peripheral rib in a straight line.
  • Such a pressure vessel can be used as, for example, a gas cooler, that is, a vessel capable of accommodating a heat exchanger or the like inside.
  • a gas cooler When this pressure vessel is used as a gas cooler, it is normally used in such a posture that the surface having the reinforcing rib faces downward.
  • the upper wall side of the pressure vessel is sufficiently reinforced while the bottom wall side often needs to be reinforced.
  • the upper wall is usually formed with a plurality of pipe connection portions for connecting pipes from the outside to the heat exchanger accommodated in the pressure vessel. By this pipe connection portion, the upper wall side is sufficiently reinforced.
  • reinforcement is often required on the bottom wall side.
  • the pressure vessel of Patent Document 1 is designed to reduce weight by reducing the amount of material used while satisfying the design requirements required for the pressure vessel by devising the shape of the reinforcing rib as described above. However, it cannot be said that the pressure vessel of Patent Document 1 is sufficiently lightened.
  • An object of the present invention is to provide a pressure vessel that can achieve further weight reduction while satisfying required design requirements.
  • the present inventor has found that the distribution of stress generated in the wall when the internal pressure of the high-pressure gas accommodated in the pressure vessel acts on the wall of the pressure vessel where the reinforcing rib is provided. Focused on being non-uniform. Specifically, a portion of the wall where the reinforcing rib is provided in the vicinity of the opening is reinforced by a lid that closes the opening in addition to the reinforcing rib. For this reason, attention has been paid to the fact that only a relatively small stress is generated in the portion in the vicinity of the opening, that is, the portion is excessively reinforced by the reinforcing rib and the lid. .
  • a rectangular parallelepiped pressure vessel includes a rectangular upper wall, a rectangular bottom wall facing the upper wall, and a peripheral wall connecting the peripheral edge of the upper wall and the peripheral edge of the bottom wall.
  • the peripheral wall allows a first side wall having a first opening that allows insertion of the heat exchanger into a region surrounded by the peripheral wall and insertion of the heat exchanger into a region surrounded by the peripheral wall.
  • a peripheral wall body including a second side wall having a second opening; a first lid having a shape covering the first opening and fixed to the first side wall so as to close the first opening;
  • a bottom wall main body having a shape covering the two openings and a second lid fixed to the second side wall so as to close the second opening, wherein the bottom wall is connected to a lower end of the peripheral wall And a bottom wall reinforcing rib erected on the outer surface of the bottom wall body, the bottom wall
  • the strong rib is a region excluding the four corners of the bottom wall main body, the portion adjacent to the first lid, and the portion adjacent to the second lid, and the bottom wall main body It is characterized by being erected on the outer surface of the region including the central part of the.
  • the pressure vessel of the present embodiment connects a rectangular upper wall 10, a rectangular bottom wall 20 facing the upper wall 10, and a peripheral edge of the top wall 10 and a peripheral edge of the bottom wall 20. And a peripheral wall 30.
  • the upper wall 10 and the bottom wall 20 are each a rectangle that is long in one direction.
  • the lateral direction (width direction) of the top wall 10 and the bottom wall 20 is the X-axis direction
  • the longitudinal direction of the top wall 10 and the bottom wall 20 is the Y-axis direction
  • the (alignment direction of the top wall 10 and the bottom wall 20) is taken as the Z-axis direction.
  • a heat exchanger, piping, etc. are accommodated in this pressure vessel, these illustrations are abbreviate
  • the upper wall 10 has a flat upper wall body and upper wall reinforcing ribs 12 that reinforce the upper wall body.
  • the upper wall body has a shape that closes the upper end of the peripheral wall 30.
  • the upper wall body is connected to the upper end of the peripheral wall 30.
  • the upper wall main body has a pipe connection part (not shown) for connecting the pipe to the heat exchanger.
  • the boundary between the upper wall body and the peripheral wall 30 is curved so as to be convex outward.
  • the upper wall reinforcing rib 12 is erected on the outer surface of the upper wall main body. In the present embodiment, the upper wall reinforcing rib 12 has a lattice shape.
  • the height of the upper wall reinforcing rib 12 is constant over the entire area of the upper wall reinforcing rib 12.
  • the upper wall reinforcing rib 12 includes a rib extending in a direction parallel to the longitudinal direction of the upper wall main body and a rib extending in a direction parallel to the short direction (width direction) of the upper wall main body.
  • the upper wall reinforcing rib 12 may be omitted.
  • the bottom wall 20 includes a flat and substantially rectangular bottom wall body 21 and a bottom wall reinforcing rib 22 erected on the outer surface of the bottom wall body 21.
  • the bottom wall body 21 has a shape that closes the lower end of the peripheral wall 30.
  • the bottom wall body 21 is connected to the lower end of the peripheral wall 30.
  • the bottom wall main body 21 is a part adjacent to four corners 21a, a first adjacent part 21b that is a part adjacent to a first lid 35 described later, and a second lid (not shown) described below. It has two adjacent portions 21c and a central region excluding each corner portion 21a and each adjacent portion 21b, 21c. As shown in FIG. 1, the boundary between the bottom wall main body 21 and the peripheral wall 30 is curved so as to be convex outward.
  • the bottom wall 20 has a shape that is orthogonal to the Y-axis direction and symmetrical with respect to a reference plane that passes through the center of the bottom wall 20 in the Y-axis direction.
  • the bottom wall reinforcing rib 22 has a shape that reinforces a portion of the bottom wall main body 21 where a relatively large load acts. Specifically, the bottom wall reinforcing ribs 22 are erected on the outer surface of the central region including the central portion of the bottom wall main body 21, while the four corner portions 21a and the first adjacent portion 21b of the bottom wall main body 21 are provided. And it is not erected on the outer surface of the second adjacent portion 21c.
  • the bottom wall reinforcing rib 22 includes a plurality of short direction ribs (width direction ribs) 22a extending along a direction parallel to the short direction (width direction) of the bottom wall main body 21, and the bottom wall.
  • a plurality of longitudinal ribs 22b having a shape extending along a direction parallel to the longitudinal direction of the main body 21;
  • Each of the short-side ribs 22a and the long-side ribs 22b is a region excluding each corner portion 21a, the first adjacent portion 21b, and the second adjacent portion 21c, and includes the central portion of the bottom wall main body 21. Stands on the outer surface of the central area.
  • the rib 22a erected on the outermost side among the plurality of short direction ribs 22a is erected on the inner side of each corner 21a, the first adjacent portion 21b, and the second adjacent portion 21c,
  • the corner portion 21a, the first adjacent portion 21b and the second adjacent portion 21c do not overlap with the thickness direction (Z-axis direction) of the bottom wall body 21.
  • the both ends of the longitudinal direction of each longitudinal direction rib 22b are located inside each corner part 21a, the 1st adjacent part 21b, and the 2nd adjacent part 21c, and each corner part 21a, the 1st adjacent part 21 b and the second adjacent portion 21 c do not overlap with the thickness direction (Z-axis direction) of the bottom wall main body 21.
  • the bottom wall reinforcing rib 22 has four short-side ribs 22a and five long-side ribs 22b.
  • Each short-side rib 22a has the same height dimension (the amount of protrusion from the bottom wall main body 21 toward the negative side in the Z-axis direction).
  • Each longitudinal rib 22b has the same height dimension over the entire region.
  • Two short direction ribs 22a erected in the center among the plurality of short direction ribs 22a are shaped to extend from one end side to the other end side in the short direction (width direction) of the bottom wall body 21.
  • Have Two short direction ribs 22a erected on the outer side among the plurality of short direction ribs 22a have a shorter shape than the central rib 22a.
  • Each longitudinal rib 22b has the same length dimension L2.
  • the length dimension L2 of the longitudinal rib 22b is set to be equal to a value obtained by subtracting twice the height dimension H of the peripheral wall 30 from the longitudinal dimension L1 of the bottom wall body
  • the corner portion 21a of the bottom wall main body 21 refers to a quadrangular region including the apex of the bottom wall main body 21 and having a side having the same dimension as the height dimension H of the peripheral wall 30 as one side.
  • the first adjacent portion 21b is overlapped with the first opening 31a in the Z-axis direction in the peripheral portion on the first side wall 31 side (the positive side in the Y-axis direction in FIG.
  • the peripheral wall 30 includes a peripheral wall body, a first lid 35, a second lid (not shown), a third side wall reinforcing rib 37, and a fourth side wall reinforcing rib 38.
  • the peripheral wall 30 has a symmetrical shape with respect to the reference plane.
  • the peripheral wall body has a substantially rectangular tube shape having a constant thickness over the entire circumference.
  • the peripheral wall body includes a first side wall 31 located on one end side in the longitudinal direction of the bottom wall body 21 (the right side in FIG. 1), a second side wall 32 facing the first side wall 31, A third side wall 33 orthogonal to the side wall 31 and the second side wall 32 and a fourth side wall 34 facing the third side wall 33 are provided.
  • the first side wall 31 has a rectangular shape that is long in the short direction (X-axis direction) of the bottom wall main body 21, and has a first opening 31a at the center thereof.
  • the first opening 31 a has a shape that allows the heat exchanger to be inserted into a region surrounded by the peripheral wall 30.
  • the area of the first opening 31 a is set to one fifth or more of the area of the first side wall 31.
  • the first opening 31a is closed by a first lid 35 having a shape that is slightly larger than the first opening 31a, that is, a shape capable of closing the first opening 31a.
  • the first lid 35 is fixed to the first side wall 31 from the outer surface of the first side wall 31 with a bolt or the like.
  • the peripheral wall 30 has a symmetrical shape with respect to the reference plane, the description is simplified on the second side wall 32 side.
  • the 2nd side wall 32 has the 2nd opening part 32a of the same shape as the 1st opening part 31a in the center.
  • the second opening 32 a is closed by a second lid (not shown) having the same shape as the first lid 35. 2 and 3, the third side wall reinforcing rib 37 and each lid are omitted.
  • the third side wall 33 and the fourth side wall 34 each have a rectangular shape that is long in the direction orthogonal to the first side wall 31 (Y-axis direction).
  • the third side wall reinforcing rib 37 is erected on the outer surface of the third side wall 33.
  • the third side wall reinforcing rib 37 extends in a direction parallel to the height direction (Z-axis direction) of the third side wall 33 and has a shape extending from the upper end to the lower end of the third side wall 33.
  • the third side wall reinforcing rib 37 is erected on the outer surface of the third side wall 33 so as to overlap the longitudinal rib 22b in the X-axis direction.
  • the third side wall reinforcing rib 37 is provided at a position adjacent to the rib 22a erected at the center among the plurality of short direction ribs (width direction ribs) 22a.
  • the upper end of the third side wall reinforcing rib 37 is connected to the upper wall reinforcing rib 12, and the lower end of the third side wall reinforcing rib 37 is a rib 22a erected in the center among the plurality of short direction ribs 22a. linked.
  • this 3rd side wall reinforcement rib 37 is set to the same height over the whole region. Since the fourth side wall 34 has the same shape as the third side wall 33 and the fourth side wall reinforcing rib 38 has the same shape as the third side wall reinforcing rib 37, the description thereof is omitted.
  • the third side wall reinforcing rib 37 and the fourth side wall reinforcing rib 38 may be omitted.
  • each corner portion 21a of the bottom wall body 21 includes the apex of the bottom wall body 21 that is sufficiently reinforced by the peripheral wall 30, and has sufficient rigidity.
  • the amount of deformation of the part forming the first opening 31a and the part in the vicinity thereof is relatively small. Therefore, even when a high-pressure gas is stored in the pressure vessel, only a relatively small stress is generated in the first adjacent portion 21b. The same applies to the second side wall 32 side.
  • the pressure vessel of this embodiment only a relatively small stress is generated in each corner 21a and each adjacent portion 21b, 21c. Therefore, there is no need to provide bottom wall reinforcing ribs at these sites, and the pressure vessel is reduced in weight accordingly. Further, the bottom wall reinforcing rib 22 is erected on the outer surface of a region excluding the four corner portions 21a and the adjacent portions 21b and 21c and including the central portion of the bottom wall main body 21, thereby providing a bottom. It is suppressed that the stress distribution generated in the wall main body 21 is non-uniform. In addition, since the peripheral wall 30 of the pressure vessel has openings at two locations, the heat exchanger can be easily accommodated in the pressure vessel.
  • the third side wall reinforcing rib 37 is provided on the outer surface of the third side wall 33, the third side wall 33 can be reinforced. Further, since the third side wall reinforcing rib 37 has a shape connected to the upper wall reinforcing rib 12 and the bottom wall reinforcing rib 22, that is, there is no break at the upper and lower ends thereof. The occurrence of stress concentration near the upper and lower ends of 37 is suppressed. The same applies to the fourth side wall 34 side.
  • the said pressure vessel further has a lower side reinforcement part which reinforces the vicinity of the said boundary.
  • the said pressure vessel further has a lower side reinforcement part which reinforces the vicinity of the said boundary.
  • FIGS. 2 and 3 it is preferable to provide lower reinforcement portions 41 and 42 on the inner surface of the pressure vessel.
  • the lower reinforcing portion 41 shown in FIG. 2 has a shape that bulges inward from the boundary between the inner surface of the third side wall 33 and the inner surface of the bottom wall body 21 and extends along the boundary. The same applies to the fourth side wall 34 side.
  • each lower side reinforcement part 41 and 42 is provided in the inner surface side of the surrounding wall main body and the bottom wall main body 21, the external appearance of a pressure vessel is not impaired.
  • the example in which the upper wall main body and the bottom wall main body 21 are each a rectangle that is long in the Y-axis direction has been shown. It may be.
  • each of the short-side ribs 22 a is parallel to the short-side direction of the bottom wall body 21, and each of the long-side ribs 22 b is parallel to the long-side direction of the bottom wall body 21.
  • the wall reinforcing rib 22 is shown, the shape of the bottom wall reinforcing rib 22 is not limited to this.
  • a first rib extending in a direction inclined with respect to the longitudinal direction of the bottom wall main body 21 and a second rib extending in a direction orthogonal to the first rib are arranged in a lattice shape.
  • a rectangular inner rib similar to the rectangular outer rib is formed on the inner side of a rectangular outer rib formed by a rib extending in a direction parallel to the longitudinal direction of the bottom wall main body 21 and a rib orthogonal to the rib. It may be a shape that stands up sequentially.
  • the surrounding wall main body is 1st side wall, for example 31 and the third side wall 33 may face each other, and the second side wall 32 and the fourth side wall 34 may face each other.
  • the upper wall 10 had the upper wall reinforcement rib 12
  • the 3rd side wall reinforcement rib 37 and the 4th side wall reinforcement rib 38 showed the example connected with the upper wall reinforcement rib 12, although the example was shown.
  • the third side wall reinforcing rib 37 and the fourth side wall reinforcing rib 38 may be connected to a pipe connecting portion (not shown) formed on the upper wall 10 instead of the upper wall reinforcing rib 12.
  • the rectangular parallelepiped pressure vessel of the embodiment includes a rectangular upper wall, a rectangular bottom wall facing the upper wall, and a peripheral wall connecting the peripheral edge of the upper wall and the peripheral edge of the bottom wall.
  • the peripheral wall has a first side wall having a first opening that allows the heat exchanger to be inserted into a region surrounded by the peripheral wall, and a second wall that allows the heat exchanger to be inserted into a region surrounded by the peripheral wall.
  • a peripheral wall body including a second side wall having an opening, a first lid having a shape covering the first opening and fixed to the first side wall so as to close the first opening, and the second opening And a second lid fixed to the second side wall so as to close the second opening.
  • the bottom wall includes a bottom wall body connected to the lower end of the peripheral wall, and bottom wall reinforcing ribs erected on the outer surface of the bottom wall body.
  • the bottom wall reinforcing rib is an area excluding the four corners of the bottom wall main body, the portion adjacent to the first lid, and the portion adjacent to the second lid, It is erected on the outer surface of the region including the central portion of the bottom wall main body.
  • the bottom wall reinforcing ribs erected on the outer surface of the bottom wall body are erected in a region including a central portion where relatively large stress is generated in the bottom wall body, while the bottom wall
  • the main body is designed not to stand at a portion where only a relatively small stress is generated, that is, a portion adjacent to the four corners and each lid, while satisfying the design requirements required for the pressure vessel.
  • the weight can be reduced by reducing the material.
  • the central portion of the bottom wall main body tends to deform most greatly when high pressure gas is accommodated in the pressure vessel.
  • the central portion is reinforced by the bottom wall reinforcing rib, the deformation is suppressed. Therefore, the stress generated in the central portion is reduced.
  • the corner portion includes the apex of the bottom wall body that is sufficiently reinforced by connection with the peripheral wall, this portion has sufficient rigidity. For this reason, the stress which arises in these corners becomes relatively small. Further, since the portion adjacent to each lid in the bottom wall body is reinforced by each lid, only a relatively small stress is generated in the portion adjacent to each lid.
  • part which forms a 1st opening part becomes a free end among said 1st side walls, said 1st lid
  • cover is fixed from the outer surface of said 1st side wall so that said 1st opening part may be covered. For this reason, expansion near the first opening is suppressed by the first lid.
  • the corner portion is a quadrangle that includes the apex of the bottom wall body and has a side having the same dimension as the height dimension of the peripheral wall.
  • the portion adjacent to the first lid has a first side as a portion having a length corresponding to the first lid in the peripheral portion on the first side wall side of the bottom wall body, and an end portion of the first side.
  • it is a quadrangle
  • the portion adjacent to the second lid has a first side as a portion having a length corresponding to the second lid in a peripheral portion on the second side wall side of the bottom wall body, and an end portion of the first side. It is preferable that it is a quadrangle
  • the peripheral wall body has a third side wall different from the first side wall and the second side wall, and a fourth side wall different from the first side wall, the second side wall and the third side wall,
  • the first lower reinforcing part is provided on the inner surface side of the third side wall and the bottom wall main body among the boundary between the third side wall and the bottom wall main body, and the second lower reinforcing part is provided on the fourth side. It is preferable to be provided on the inner surface side of the fourth side wall and the bottom wall body in the boundary between the side wall and the bottom wall body.
  • the upper wall includes an upper wall main body connected to an upper end of the peripheral wall, and an upper wall reinforcing rib erected on an outer surface of the upper wall main body, the first side wall and the first wall
  • the second side wall may face each other and the third side wall and the fourth side wall may face each other.
  • the peripheral wall is erected on the outer surface of the third side wall and extends over the entire height direction of the third side wall and is connected to the upper wall reinforcing rib and the bottom wall reinforcing rib.
  • a fourth side wall reinforcing rib which is erected on the outer surface of the fourth side wall and extends over the entire height direction of the fourth side wall and is connected to the upper wall reinforcing rib and the bottom wall reinforcing rib. Furthermore, it is preferable to have.
  • the third side wall side and the fourth side wall side can be effectively reinforced.
  • the third side wall reinforcing rib has a shape extending over the entire height direction of the third side wall, the third side wall is reinforced.
  • the third side wall reinforcing rib has a shape connected to the upper wall reinforcing rib and the bottom wall reinforcing rib, that is, it is not interrupted at the upper and lower ends thereof, the third side wall reinforcing rib and the upper side reinforcing rib Occurrence of stress concentration at the boundary between the wall reinforcing rib and at the boundary between the third side wall reinforcing rib and the bottom wall reinforcing rib is suppressed. The same applies to the fourth side wall side.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Containers And Packaging Bodies Having A Special Means To Remove Contents (AREA)

Abstract

 直方体形状の圧力容器は、上壁と、底壁と、周壁とを有する。周壁は、第一開口部を有する第一側壁及び第二開口部を有する第二側壁を含む周壁本体と、第一開口部を塞ぐように第一側壁に固定される第一蓋と、第二開口部を塞ぐように第二側壁に固定される第二蓋とを有する。底壁は、底壁本体と、この底壁本体の外面に立設された底壁補強リブとを有する。底壁補強リブは、底壁本体のうち当該底壁本体の四つの隅角部、第一蓋に隣接する部位及び第二蓋に隣接する部位を除いた領域であって、当該底壁本体の中央部を含む領域の外面に立設されている。

Description

圧力容器
 本発明は、圧縮機用ガスクーラー等に用いられる圧力容器に関する。
 従来、直方体形状の圧力容器が知られている。このような直方体形状の圧力容器では、球状や円筒状の圧力容器に比べて応力集中が多くの箇所で発生する。この応力集中の発生はできる限り低減させることが望ましい。そのため、直方体形状の圧力容器には、補強リブが形成されることが多い。また、一般に、圧力容器に対しては、要求される設計要件を満足しつつ、できる限り軽量化を図りたいというニーズがある。
 この問題に関し、特許文献1には、直方体形状の圧力容器への応力集中の発生を抑制するために補強リブを設けること、及びこの補強リブの形状の工夫により軽量化を図ったことが開示されている。具体的には、特許文献1に記載の圧力容器は、四角形の上壁と、四角形の底壁と、前記上壁と前記底壁との間を接続する周壁とを有している。前記上壁は、四角形の上壁本体と、この上壁本体の外面に立設された補強リブとを有する。前記周壁は、開口部を有する。この開口部は、当該開口部を閉塞可能な形状の蓋により塞がれる。そして、前記補強リブは、前記上壁本体の中央部を含むとともに当該上壁本体の四つの隅角部を含まない領域に形成されている。具体的には、この補強リブは、前記上壁本体の互いに隣接する辺の中央部同士を直線的に結んだ四角形状の外周リブと、この外周リブで囲まれた領域の中央部に立設された格子状リブと、前記外周リブの対向する頂点同士を直線状に連結する形状の連結リブとを有する。
 このような圧力容器は、例えばガスクーラー、すなわち、その内部に熱交換器等を収容可能な容器としても用いることができる。この圧力容器がガスクーラーとして用いられる場合、通常、前記補強リブを有する面が下方を向く姿勢で用いられる。これは、圧力容器の上壁側は十分な補強がなされている一方、底壁側は補強が必要となる場合が多いという理由に基づいている。具体的には、通常、上壁には、当該圧力容器内に収容される熱交換器に外部から配管を接続するための配管接続部が複数箇所に形成されている。この配管接続部により、上壁側は十分な補強がなされている。一方、底壁側には前記配管接続部が設けられないので、当該底壁側には補強が必要となる場合が多い。
 特許文献1の圧力容器は、上記のように補強リブの形状を工夫することにより当該圧力容器に要求される設計要件を満足しつつ、材料の使用量の低減による軽量化が図られている。しかしながら、この特許文献1の圧力容器は、十分に軽量化されているとはいえない。
特開2010-243015号公報
 本発明の目的は、要求される設計要件を満足しつつ、一層の軽量化を図ることができる圧力容器を提供することである。
 前記課題を解決するため、本発明者は、圧力容器に収容された高圧ガスの内圧が当該圧力容器のうちの補強リブが設けられている壁に作用したときに当該壁に生じる応力の分布が、不均一となっていることに着目した。具体的には、前記補強リブが設けられる壁のうち前記開口部の近傍の部位は、前記補強リブに加えて前記開口部を塞ぐ蓋によっても補強される。そのため、前記開口部の近傍の部位には、相対的に小さな応力しか生じていないこと、すなわち、この部位は前記補強リブと前記蓋とにより過剰に補強された構造となっていることに着目した。よって、当該圧力容器に発生している応力分布の不均一を解消するように過剰に補強されている部分の補強リブを削ることによって、材料の削減による軽量化が可能であることに想到した。本発明はこのような観点からなされたものである。
 本発明の一局面に従う直方体形状の圧力容器は、四角形の上壁と、前記上壁と対向する四角形の底壁と、前記上壁の周縁と前記底壁の周縁とを接続する周壁とを有し、前記周壁は、当該周壁で取り囲まれる領域内への熱交換器の挿通を許容する第一開口部を有する第一側壁及び当該周壁で取り囲まれる領域内への熱交換器の挿通を許容する第二開口部を有する第二側壁を含む周壁本体と、前記第一開口部を覆う形状を有するとともに当該第一開口部を塞ぐように前記第一側壁に固定される第一蓋と、前記第二開口部を覆う形状を有するとともに当該第二開口部を塞ぐように前記第二側壁に固定される第二蓋とを有し、前記底壁は、前記周壁の下端に接続される底壁本体と、この底壁本体の外面に立設された底壁補強リブとを有し、前記底壁補強リブは、前記底壁本体のうち当該底壁本体の四つの隅角部、前記第一蓋に隣接する部位及び前記第二蓋に隣接する部位を除いた領域であって、当該底壁本体の中央部を含む領域の外面に立設されていることを特徴とする。
本発明の一実施形態の圧力容器の底壁が上を向いた姿勢での斜視図である。 図1の圧力容器の下半分を下方から見た状態の斜視図である。 図1の圧力容器の下半分を下方から見た状態の斜視図である。
 本発明の好ましい実施形態について、図1ないし図3を参照しながら説明する。
 図1に示すように、本実施形態の圧力容器は、四角形の上壁10と、この上壁10と対向する四角形の底壁20と、上壁10の周縁と底壁20の周縁とを接続する周壁30とを有する。本実施形態では、上壁10及び底壁20は、それぞれ一方向に長い長方形となっている。また、以下の説明では、上壁10及び底壁20の短手方向(幅方向)をX軸方向とし、上壁10及び底壁20の長手方向をY軸方向とし、周壁30の高さ方向(上壁10と底壁20との並び方向)をZ軸方向とする。なお、この圧力容器内には、熱交換器や配管等が収容されるが、これらの図示は省略されている。
 上壁10は、平板状の上壁本体と、この上壁本体を補強する上壁補強リブ12とを有する。上壁本体は、周壁30の上端を塞ぐ形状を有する。上壁本体は、周壁30の上端とつながっている。また、上壁本体は、前記熱交換器に前記配管を接続するための配管接続部(図示せず)を有している。図1に示すように、この上壁本体と周壁30との境界は、外側に向かって凸となるように湾曲している。上壁補強リブ12は、上壁本体の外面に立設されている。本実施形態では、この上壁補強リブ12は格子状となっている。上壁補強リブ12の高さは、当該上壁補強リブ12の全域にわたって一定となっている。上壁補強リブ12は、上壁本体の長手方向と平行な方向に延びるリブと、上壁本体の短手方向(幅方向)と平行な方向に延びるリブとにより構成されている。なお、上壁補強リブ12は省略されてもよい。
 底壁20は、平板状で略長方形の底壁本体21と、この底壁本体21の外面に立設された底壁補強リブ22とを有する。底壁本体21は、周壁30の下端を塞ぐ形状を有する。底壁本体21は、周壁30の下端とつながっている。底壁本体21は、四つの隅角部21aと、後述の第一蓋35に隣接する部位である第一隣接部位21bと、後述の第二蓋(図示せず)に隣接する部位である第二隣接部位21cと、各隅角部21a及び各隣接部位21b,21cを除く中央領域とを有する。図1に示すように、底壁本体21と周壁30との境界は、外側に向かって凸となるように湾曲している。底壁20は、Y軸方向と直交し、かつ当該底壁20におけるY軸方向の中央を通る基準面に対して対称な形状を有する。
 底壁補強リブ22は、底壁本体21のうち相対的に大きな荷重が作用する部位を補強する形状を有する。具体的には、底壁補強リブ22は、底壁本体21の中央部を含む中央領域の外面に立設される一方で、底壁本体21の四つの隅角部21a、第一隣接部位21b及び第二隣接部位21cの外面には立設されない。本実施形態では、底壁補強リブ22は、底壁本体21の短手方向(幅方向)と平行な方向に沿って伸びる形状の複数の短手方向リブ(幅方向リブ)22aと、底壁本体21の長手方向と平行な方向に沿って伸びる形状の複数の長手方向リブ22bとを有する。各短手方向リブ22a及び各長手方向リブ22bは、いずれも各隅角部21a、第一隣接部位21b及び第二隣接部位21cを除いた領域であって、底壁本体21の中央部を含む中央領域の外面に立設される。すなわち、複数の短手方向リブ22aのうち最も外側に立設されたリブ22aは、各隅角部21a、第一隣接部位21b及び第二隣接部位21cよりも内側に立設されており、各隅角部21a、第一隣接部位21b及び第二隣接部位21cと底壁本体21の厚さ方向(Z軸方向)に重ならない。そして、各長手方向リブ22bの長手方向の両端は、各隅角部21a、第一隣接部位21b及び第二隣接部位21cよりも内側に位置しており、各隅角部21a、第一隣接部位21b及び第二隣接部位21cと底壁本体21の厚さ方向(Z軸方向)に重ならない。本実施形態では、底壁補強リブ22は、4本の短手方向リブ22aと、5本の長手方向リブ22bとを有している。各短手方向リブ22aは、その全域にわたって高さ寸法(底壁本体21からのZ軸方向の負の側への突出量)が同一に設定されている。各長手方向リブ22bは、その全域にわたって高さ寸法が同一に設定されている。複数の短手方向リブ22aのうち中央に立設された2本の短手方向リブ22aは、底壁本体21の短手方向(幅方向)の一端側から他端側に至るように伸びる形状を有する。複数の短手方向リブ22aのうち外側に立設された2本の短手方向リブ22aは、中央のリブ22aよりも短い形状を有する。各長手方向リブ22bは、すべて同じ長さ寸法L2を有する。この長手方向リブ22bの長さ寸法L2は、底壁本体21の長手方向の寸法L1から周壁30の高さ寸法Hの2倍を引いた値に等しくなるように設定されている。
 ここで、底壁本体21の隅角部21aとは、底壁本体21の頂点を含み周壁30の高さ寸法Hと同寸法の辺を一辺とする四角形の領域を指す。また、第一隣接部位21bとは、底壁本体21の第一側壁31側(図1のY軸方向の正の側)の周縁部のうち、Z軸方向について第一開口部31aと重なり、かつ、第一蓋35のX軸方向の長さと同じ長さを有する部位を第一辺とし、この第一辺の端部から当該第一辺と直交する方向(Y軸方向の負の側)に周壁30の高さ寸法Hと同寸法だけ伸びる部位を第二辺とする四角形の領域を指す。第二隣接部位21cについては、底壁本体21が前記基準面に対して対称な形状を有するので、その説明を省略する。
 周壁30は、周壁本体と、第一蓋35と、第二蓋(図示せず)と、第三側壁補強リブ37と、第四側壁補強リブ38とを有する。なお、図1では、第一蓋35の一部が破断された状態が示されている。周壁30は、前記基準面に対して対称な形状を有する。周壁本体は、全周にわたって一定の厚さを有する略四角筒状を呈する。具体的には、周壁本体は、底壁本体21の長手方向の一端側(図1の右側)に位置する第一側壁31と、この第一側壁31と対向する第二側壁32と、第一側壁31及び第二側壁32と直交する第三側壁33と、この第三側壁33と対向する第四側壁34とを有する。
 第一側壁31は、底壁本体21の短手方向(X軸方向)に長い矩形状であり、その中央に第一開口部31aを有する。第一開口部31aは、当該周壁30で取り囲まれる領域内への熱交換器の挿通を許容する形状を有する。本実施形態では、この第一開口部31aの面積は、第一側壁31の面積の5分の1以上に設定されている。この第一開口部31aは、当該第一開口部31aよりも一回り大きな形状、すなわち、当該第一開口31aを閉塞可能な形状の第一蓋35により塞がれる。なお、この第一蓋35は、第一側壁31の外面からボルト等により当該第一側壁31に固定される。
 第二側壁32側については、周壁30が前記基準面に対して対称な形状を有するので、その説明を簡略化する。図2及び図3に示すように、第二側壁32は、その中央に第一開口部31aと同形状の第二開口部32aを有する。この第二開口部32aは、第一蓋35と同形状の第二蓋(図示せず)により塞がれる。なお、図2及び図3では、第三側壁補強リブ37及び各蓋は省略されている。
 第三側壁33及び第四側壁34は、それぞれ第一側壁31と直交する方向(Y軸方向)に長い矩形状を呈する。
 第三側壁補強リブ37は、第三側壁33の外面に立設されている。第三側壁補強リブ37は、第三側壁33の高さ方向(Z軸方向)と平行な方向に伸びるとともに、当該第三側壁33の上端から下端に至る形状を有する。この第三側壁補強リブ37は、第三側壁33の外面のうち、X軸方向について長手方向リブ22bと重なる範囲に立設される。本実施形態では、第三側壁補強リブ37は、複数の短手方向リブ(幅方向リブ)22aのうち中央に立設されたリブ22aと隣接する位置に設けられている。第三側壁補強リブ37の上端は、上壁補強リブ12とつながっており、かつ、第三側壁補強リブ37の下端は、複数の短手方向リブ22aのうち中央に立設されたリブ22aとつながっている。なお、この第三側壁補強リブ37は、その全域にわたって同じ高さに設定されている。第四側壁34は、第三側壁33と同形状を有し、第四側壁補強リブ38は、第三側壁補強リブ37と同形状を有するので、その説明を省略する。なお、第三側壁補強リブ37及び第四側壁補強リブ38は、省略されてもよい。
 この圧力容器に高圧ガスが封入されると、上壁10、底壁20及び周壁30には、これら各壁がそれぞれ外側に膨張する方向の荷重が作用する。このとき、底壁本体21は平板状であることから、当該底壁本体21の中央部はその他の部位に比べて大きく変形しようとする。しかしながら、底壁本体21の中央部は底壁補強リブ22で補強されているため、その変形は抑制される。よって、底壁本体21の中央部で生ずる応力は低減される。また、底壁本体21の各隅角部21aは、周壁30により十分に補強されている底壁本体21の頂点を含んでおり、十分な剛性を有している。このため、これら隅角部21aに生ずる応力は相対的に小さくなる。そして、底壁本体21の第一隣接部位21bは第一蓋35により補強され、底壁本体21の第二隣接部位21cは第二蓋により補強されるので、各隣接部位21b,21cには相対的に小さな荷重しか作用しない。詳細には、第一側壁31のうち第一開口部31aを形成する部位は自由端になるものの、第一開口部31aを覆うように第一蓋35が第一側壁31の外面に固定される。このため、第一開口部31a付近の膨張は第一蓋35により抑制される。よって、前記第一開口部31aを形成する部位及びその近傍の部位の変形量は相対的に小さくなる。したがって、本圧力容器内に高圧のガスが収容されたときであっても、第一隣接部位21bには相対的に小さな応力しか生じない。このことは、第二側壁32側についても同様である。
 このように、本実施形態の圧力容器では、各隅角部21a及び各隣接部位21b,21cには相対的に小さな応力しか生じない。そのため、これらの部位に底壁補強リブを設ける必要がなく、その分、圧力容器が軽量化される。また、底壁補強リブ22を、四つの隅角部21a及び各隣接部位21b,21cを除く領域であって、当該底壁本体21の中央部を含む領域の外面に立設することにより、底壁本体21に生じる応力分布が不均一となることが抑制される。加えて、この圧力容器の周壁30は、開口部を二箇所に有することから、当該圧力容器内への熱交換器の収容が容易となる。
 また、本実施形態では、第三側壁33の外面に第三側壁補強リブ37を設けたので、第三側壁33を補強することができる。さらに、この第三側壁補強リブ37は、上壁補強リブ12及び底壁補強リブ22につながる形状を有しているので、すなわち、その上下端で途切れることがないので、当該第三側壁補強リブ37の上下端近傍への応力集中の発生が抑制される。このことは、第四側壁34側でも同様である。
 また、本圧力容器に高圧ガスが封入されたとき、底壁本体21と第三側壁33との境界及び底壁本体21と第四側壁34との境界が相対的に高応力となる。よって、当該圧力容器は、前記境界の近傍を補強する下側補強部をさらに有することが好ましい。具体的には、図2及び図3に示すように、当該圧力容器の内面に下側補強部41,42を設けることが好ましい。図2に示す下側補強部41は、第三側壁33の内面と底壁本体21の内面との境界から内側に向かって膨出するとともに当該境界に沿って伸びる形状を有する。このことは、第四側壁34側についても同様である。図3に示す下側補強部42は、第三側壁33の内面と底壁本体21の内面との境界を跨ぐように当該第三側壁33の内面と底壁本体21の内面とに接続される形状を有する。このことは、第四側壁34側についても同様である。このようにすれば、第三側壁33と底壁本体21との境界及び第四側壁34と底壁本体21との境界への応力集中の発生を効果的に抑制することができる。さらに、各下側補強部41,42は、周壁本体及び底壁本体21の内面側に設けられるので、圧力容器の外観を損なうことがない。
 なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
 例えば、上記実施形態では、上壁本体及び底壁本体21がそれぞれY軸方向に長い長方形である例が示されたが、これらはX軸方向に長い長方形であってもよく、さらには、正方形であってもよい。
 また、上記実施形態では、各短手方向リブ22aが底壁本体21の短手方向と平行となり、かつ、各長手方向リブ22bが底壁本体21の長手方向と平行となった格子状の底壁補強リブ22が示されたが、底壁補強リブ22の形状はこれに限られない。例えば、底壁補強リブ22としては、底壁本体21の長手方向に対して傾斜する方向に伸びる第一リブと、この第一リブと直交する方向に伸びる第二リブとが格子状に配置された形状や、底壁本体21の長手方向と平行な方向に伸びるリブとこれに直交するリブとにより形成される四角形の外側リブの内側に、当該四角形の外側リブと相似な四角形の内側リブが順次立設される形状であってもよい。
 また、上記実施形態の周壁本体では、第一側壁31と第二側壁32とが対向し、第三側壁33と第四側壁34とが対向しているが、周壁本体は、例えば、第一側壁31と第三側壁33とが対向し、第二側壁32と第四側壁34とが対向していてもよい。
 また、上記実施形態では、上壁10は上壁補強リブ12を有し、第三側壁補強リブ37及び第四側壁補強リブ38は上壁補強リブ12につながる形状を有する例が示されたが、これら第三側壁補強リブ37及び第四側壁補強リブ38は、上壁補強リブ12ではなく上壁10に形成されている配管接続部(図示せず)につながる形状であってもよい。
 ここで、上記実施形態について概説する。
 (1)前記実施形態の直方体形状の圧力容器は、四角形の上壁と、前記上壁と対向する四角形の底壁と、前記上壁の周縁と前記底壁の周縁とを接続する周壁とを有する。前記周壁は、当該周壁で取り囲まれる領域内への熱交換器の挿通を許容する第一開口部を有する第一側壁及び当該周壁で取り囲まれる領域内への熱交換器の挿通を許容する第二開口部を有する第二側壁を含む周壁本体と、前記第一開口部を覆う形状を有するとともに当該第一開口部を塞ぐように前記第一側壁に固定される第一蓋と、前記第二開口部を覆う形状を有するとともに当該第二開口部を塞ぐように前記第二側壁に固定される第二蓋とを有する。前記底壁は、前記周壁の下端に接続される底壁本体と、この底壁本体の外面に立設された底壁補強リブとを有する。前記底壁補強リブは、前記底壁本体のうち当該底壁本体の四つの隅角部、前記第一蓋に隣接する部位及び前記第二蓋に隣接する部位を除いた領域であって、当該底壁本体の中央部を含む領域の外面に立設されている。
 本圧力容器では、前記底壁本体の外面に立設される底壁補強リブを、前記底壁本体のうち相対的に大きな応力が生じる中央部を含む領域に立設する一方で、前記底壁本体のうち相対的に小さな応力しか生じない部位、すなわち、四つの隅角部及び各蓋に隣接する部位には立設しないようにしたので、当該圧力容器に要求される設計要件を満足しつつ、材料の削減による軽量化が図られる。具体的には、前記底壁本体の中央部は、当該圧力容器に高圧ガスが収容されたときに最も大きく変形しようとする。しかしながら、この中央部は、前記底壁補強リブで補強されているため、その変形が抑制される。よって、当該中央部に生じる応力は低減される。一方で、前記隅角部は、前記周壁との接続により十分に補強されている底壁本体の頂点を含むことから、この部分は十分な剛性を有している。このため、これら隅角部に生ずる応力は相対的に小さくなる。さらに、前記底壁本体のうち各蓋に隣接する部位は、各蓋により補強されるので、当該各蓋に隣接する部位には相対的に小さな応力しか生じない。詳細には、前記第一側壁のうち第一開口部を形成する部位は自由端になるものの、前記第一開口部を覆うように前記第一蓋が前記第一側壁の外面から固定される。このため、第一開口部付近の膨張は前記第一蓋により抑制される。よって、前記第一開口部を形成する部位及びその近傍の部位の変形は抑制される。したがって、当該圧力容器内に高圧のガスが収容されたときであっても、前記底壁本体のうち前記第一蓋に隣接する部位には相対的に小さな応力しか生じない。このことは、第二側壁側についても同様である。
 このように、本圧力容器では、各隅角部及び各蓋に隣接する部位には相対的に小さな応力しか生じない。そのため、これらの部位に底壁補強リブを設ける必要がなく、その分、圧力容器が軽量化される。底壁補強リブを、四つの隅角部及び各蓋に隣接する部位を除く領域であって、当該底壁本体の中央部を含む領域の外面に立設することにより、底壁本体に生じる応力分布が不均一となることが抑制される。加えて、この圧力容器の周壁は、開口部を二箇所に有することから、当該圧力容器内への前記熱交換器の収容が容易となる。
 (2)前記隅角部は、前記底壁本体の頂点を含み前記周壁の高さ寸法と同寸法の辺を一辺とする四角形であることが好ましい。前記第一蓋に隣接する部位は、前記底壁本体の前記第一側壁側の周縁部のうち前記第一蓋に対応する長さを有する部位を第一辺とし、この第一辺の端部から当該第一辺と直交する方向に前記周壁の高さ寸法と同寸法だけ伸びる部位を第二辺とする四角形であることが好ましい。前記第二蓋に隣接する部位は、前記底壁本体の前記第二側壁側の周縁部のうち前記第二蓋に対応する長さを有する部位を第一辺とし、この第一辺の端部から当該第一辺と直交する方向に前記周壁の高さ寸法と同寸法だけ伸びる部位を第二辺とする四角形であることが好ましい。
 このようにすれば、前記底壁本体に発生する応力分布の不均一を解消しつつ、圧力容器の軽量化を図ることが容易となる。
 (3)前記周壁本体と前記底壁本体との境界を補強する第一下側補強部及び第二下側補強部をさらに有することが好ましい。前記周壁本体は、前記第一側壁及び前記第二側壁とは異なる第三側壁と、前記第一側壁、前記第二側壁及び前記第三側壁とは異なる第四側壁とを有しており、前記第一下側補強部は、前記第三側壁と前記底壁本体との境界のうち前記第三側壁及び前記底壁本体の内面側に設けられ、前記第二下側補強部は、前記第四側壁と前記底壁本体との境界のうち前記第四側壁及び前記底壁本体の内面側に設けられることが好ましい。
 このようにすれば、前記第三側壁と前記底壁本体との境界及び前記第四側壁と前記底壁本体との境界への応力集中の発生が効果的に抑制される。しかも、各下側補強部は、各側壁及び前記底壁本体の内面側に設けられるので、圧力容器の外観を損なうことがない。
 (4)前記上壁は、前記周壁の上端に接続される上壁本体と、この上壁本体の外面に立設された上壁補強リブとを有しており、前記第一側壁と前記第二側壁とが互いに対向するとともに前記第三側壁と前記第四側壁とが互いに対向していてもよい。前記周壁は、前記第三側壁の外面に立設され、かつ、当該第三側壁の高さ方向の全域にわたって伸びるとともに前記上壁補強リブ及び前記底壁補強リブにつながる形状の第三側壁補強リブと、前記第四側壁の外面に立設され、かつ、当該第四側壁の高さ方向の全域にわたって伸びるとともに前記上壁補強リブ及び前記底壁補強リブにつながる形状の第四側壁補強リブとをさらに有することが好ましい。
 このようにすれば、前記第三側壁側及び前記第四側壁側を有効に補強することができる。具体的には、前記第三側壁補強リブは、前記第三側壁の高さ方向の全域にわたって伸びる形状を有するので、当該第三側壁が補強される。さらに、この第三側壁補強リブは、前記上壁補強リブ及び前記底壁補強リブにつながる形状を有しているので、すなわち、その上下端で途切れないので、当該第三側壁補強リブと前記上壁補強リブとの境界及び第三側壁補強リブと前記底壁補強リブとの境界への応力集中の発生が抑制される。このことは、第四側壁側でも同様である。
 

Claims (4)

  1.  直方体形状の圧力容器であって、
     四角形の上壁と、
     前記上壁と対向する四角形の底壁と、
     前記上壁の周縁と前記底壁の周縁とを接続する周壁とを有し、
     前記周壁は、当該周壁で取り囲まれる領域内への熱交換器の挿通を許容する第一開口部を有する第一側壁及び当該周壁で取り囲まれる領域内への熱交換器の挿通を許容する第二開口部を有する第二側壁を含む周壁本体と、前記第一開口部を覆う形状を有するとともに当該第一開口部を塞ぐように前記第一側壁に固定される第一蓋と、前記第二開口部を覆う形状を有するとともに当該第二開口部を塞ぐように前記第二側壁に固定される第二蓋とを有し、
     前記底壁は、前記周壁の下端に接続される底壁本体と、この底壁本体の外面に立設された底壁補強リブとを有し、
     前記底壁補強リブは、前記底壁本体のうち当該底壁本体の四つの隅角部、前記第一蓋に隣接する部位及び前記第二蓋に隣接する部位を除いた領域であって、当該底壁本体の中央部を含む領域の外面に立設されている圧力容器。
  2.  請求項1に記載の圧力容器であって、
     前記隅角部は、前記底壁本体の頂点を含み前記周壁の高さ寸法と同寸法の辺を一辺とする四角形であり、
     前記第一蓋に隣接する部位は、前記底壁本体の前記第一側壁側の周縁部のうち前記第一蓋に対応する長さを有する部位を第一辺とし、この第一辺の端部から当該第一辺と直交する方向に前記周壁の高さ寸法と同寸法だけ伸びる部位を第二辺とする四角形であり、
     前記第二蓋に隣接する部位は、前記底壁本体の前記第二側壁側の周縁部のうち前記第二蓋に対応する長さを有する部位を第一辺とし、この第一辺の端部から当該第一辺と直交する方向に前記周壁の高さ寸法と同寸法だけ伸びる部位を第二辺とする四角形である圧力容器。
  3.  請求項1又は2に記載の圧力容器であって、
     前記周壁本体と前記底壁本体との境界を補強する第一下側補強部及び第二下側補強部をさらに有し、
     前記周壁本体は、前記第一側壁及び前記第二側壁とは異なる第三側壁と、前記第一側壁、前記第二側壁及び前記第三側壁とは異なる第四側壁とを有し、
     前記第一下側補強部は、前記第三側壁と前記底壁本体との境界のうち前記第三側壁及び前記底壁本体の内面側に設けられ、
     前記第二下側補強部は、前記第四側壁と前記底壁本体との境界のうち前記第四側壁及び前記底壁本体の内面側に設けられる圧力容器。
  4.  請求項3に記載の圧力容器であって、
     前記上壁は、前記周壁の上端に接続される上壁本体と、この上壁本体の外面に立設された上壁補強リブとを有し、
     前記第一側壁と前記第二側壁とが互いに対向するとともに前記第三側壁と前記第四側壁とが互いに対向しており、
     前記周壁は、前記第三側壁の外面に立設され、かつ、当該第三側壁の高さ方向の全域にわたって伸びるとともに前記上壁補強リブ及び前記底壁補強リブにつながる形状の第三側壁補強リブと、前記第四側壁の外面に立設され、かつ、当該第四側壁の高さ方向の全域にわたって伸びるとともに前記上壁補強リブ及び前記底壁補強リブにつながる形状の第四側壁補強リブとをさらに有する圧力容器。
     
PCT/JP2013/003723 2012-06-20 2013-06-13 圧力容器 WO2013190808A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201380032191.3A CN104395650B (zh) 2012-06-20 2013-06-13 压力容器
US14/397,941 US9657900B2 (en) 2012-06-20 2013-06-13 Pressure vessel

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012138774A JP5750406B2 (ja) 2012-06-20 2012-06-20 圧力容器
JP2012-138774 2012-06-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013190808A1 true WO2013190808A1 (ja) 2013-12-27

Family

ID=49768423

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2013/003723 WO2013190808A1 (ja) 2012-06-20 2013-06-13 圧力容器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9657900B2 (ja)
JP (1) JP5750406B2 (ja)
CN (1) CN104395650B (ja)
WO (1) WO2013190808A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016180488A (ja) * 2015-03-25 2016-10-13 株式会社神戸製鋼所 圧力容器
CN106133428A (zh) * 2014-04-09 2016-11-16 株式会社神户制钢所 压力容器

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013190807A1 (ja) * 2012-06-20 2013-12-27 株式会社神戸製鋼所 圧力容器
WO2016174936A1 (ja) * 2015-04-27 2016-11-03 八千代工業株式会社 燃料タンク
JP6885731B2 (ja) * 2017-01-11 2021-06-16 株式会社神戸製鋼所 圧力容器
CN107740862A (zh) * 2017-10-18 2018-02-27 中国船舶科学研究中心(中国船舶重工集团公司第七0二研究所) 一种用于耐爆型压力容器大开孔的补强结构
US11608939B2 (en) 2019-08-23 2023-03-21 Plug Power Inc. Support structure for shortened cryogenic transport trailer
US11713848B2 (en) * 2019-12-02 2023-08-01 Plug Power Inc. Support structure for cryogenic transport trailer

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2095256A (en) * 1935-10-05 1937-10-12 George T Horton Container
JPH01161428U (ja) * 1987-12-18 1989-11-09
JPH06508589A (ja) * 1991-07-23 1994-09-29 シーメンス ニクスドルフ インフオルマチオーン スジステーメ アクチエンゲゼルシヤフト あらゆる種類の貨物を包装する再使用可能のコンテナ
JP2010038496A (ja) * 2008-08-08 2010-02-18 Hitachi Appliances Inc 冷蔵庫
WO2011145300A1 (ja) * 2010-05-19 2011-11-24 八千代工業株式会社 圧力容器の口金部材とブローピンとの係合構造並びにこれを有する圧力容器の口金構造および圧力容器の製造方法
JP2013044388A (ja) * 2011-08-24 2013-03-04 Kobe Steel Ltd 圧力容器
JP2013044389A (ja) * 2011-08-24 2013-03-04 Kobe Steel Ltd 圧力容器

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5651474A (en) * 1994-12-22 1997-07-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Cryogenic structures
DE10008985A1 (de) * 2000-02-25 2001-08-30 Linde Ag Speicherbehälter
CN2515610Y (zh) * 2001-12-09 2002-10-09 广东科龙电器股份有限公司 可从顶部散热的冰箱
JP4105504B2 (ja) * 2002-08-30 2008-06-25 株式会社プライムポリマー 圧力容器用樹脂材料および圧力容器
DE202006013230U1 (de) * 2006-08-29 2006-11-16 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Kabeldurchführung
DE102008064364A1 (de) * 2008-12-22 2010-07-01 WEW Westerwälder Eisenwerk GmbH Druckbehälter für eine Transportbehälteranordnung
JP2010243015A (ja) 2009-04-03 2010-10-28 Hitachi Appliances Inc 減圧貯蔵容器及びこれを備えた冷蔵庫
KR102052306B1 (ko) * 2011-11-21 2019-12-04 알테어 엔지니어링, 인크. 저장 탱크 봉쇄 시스템

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2095256A (en) * 1935-10-05 1937-10-12 George T Horton Container
JPH01161428U (ja) * 1987-12-18 1989-11-09
JPH06508589A (ja) * 1991-07-23 1994-09-29 シーメンス ニクスドルフ インフオルマチオーン スジステーメ アクチエンゲゼルシヤフト あらゆる種類の貨物を包装する再使用可能のコンテナ
JP2010038496A (ja) * 2008-08-08 2010-02-18 Hitachi Appliances Inc 冷蔵庫
WO2011145300A1 (ja) * 2010-05-19 2011-11-24 八千代工業株式会社 圧力容器の口金部材とブローピンとの係合構造並びにこれを有する圧力容器の口金構造および圧力容器の製造方法
JP2013044388A (ja) * 2011-08-24 2013-03-04 Kobe Steel Ltd 圧力容器
JP2013044389A (ja) * 2011-08-24 2013-03-04 Kobe Steel Ltd 圧力容器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106133428A (zh) * 2014-04-09 2016-11-16 株式会社神户制钢所 压力容器
JP2016180488A (ja) * 2015-03-25 2016-10-13 株式会社神戸製鋼所 圧力容器

Also Published As

Publication number Publication date
US20150090727A1 (en) 2015-04-02
US9657900B2 (en) 2017-05-23
JP2014001831A (ja) 2014-01-09
JP5750406B2 (ja) 2015-07-22
CN104395650B (zh) 2017-03-08
CN104395650A (zh) 2015-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013190808A1 (ja) 圧力容器
JP5646413B2 (ja) 圧力容器
KR101959622B1 (ko) 박스 모서리 보강구
JP2010243015A (ja) 減圧貯蔵容器及びこれを備えた冷蔵庫
JP5750405B2 (ja) 圧力容器
US8740008B2 (en) Pressure vessel
KR101349875B1 (ko) 액화천연가스 저장 탱크의 1차 방벽 보강 부재용 고정 구조체
KR101349865B1 (ko) 액화천연가스 저장탱크의 1차 방벽용 보강 부재 고정 장치
WO2013190807A1 (ja) 圧力容器
JP5750407B2 (ja) 圧力容器
JP2014001833A (ja) 圧力容器
US8714400B2 (en) Pressure vessel with irregular shape
JP6317163B2 (ja) 圧力容器
JP2007022399A (ja) 建設機械のタンク
KR101387750B1 (ko) 액화천연가스 저장탱크의 1차 방벽용 보강 부재 고정 장치
JP6946958B2 (ja) 包装箱
WO2015106713A1 (zh) 用于装运液态货物的集装箱
WO2015156048A1 (ja) 圧力容器
JP2013111257A (ja) 浴槽
JP6034127B2 (ja) 折り畳みコンテナー
JP5881489B2 (ja) 水処理装置
JP3169254U (ja) 角型密閉容器
JP2007141919A (ja) 油入変圧器及び油入変圧器用タンクの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13806822

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14397941

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13806822

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1