专利名称：压力容器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在压缩机用气体制冷器等中使用的压力容器。
背景技术：
一般而言，在压力容器中，力学上的最佳形状是球形，接下来是圆筒形。但是，例如在作为压缩机用气体制冷器而使用的压力容器的情况下，需要考虑其他的主要零件、部件或与配管类的连接、在压力容器内收纳的热交换器的形 状、进而压力容器自身的设置场所等。因此，为了有效利用装置内的空间，优选将其形状做成长方体。例如，在专利文献I中公开了一种长方体形状的压力容器。需要说明的是，作为长方体形状的压力容器，不限于压缩机用气体制冷器，在其他的机械、装置中也是常使用的形状。另外，对压力容器要求有刚性或强度上的设计要件。在上述专利文献I记载的长方体形状的压力容器中，为了满足其要求的设计要件，在容器的外周设有格子状的肋。在先技术文献专利文献专利文献I :日本特开2003-106668号公报一般而言，作为压力容器，在满足所要求的设计要件的同时，还存在尽可能想要实现轻量化的需求。但是，上述专利文献I记载的压力容器会由于在容器的外周设置的格子状的肋的缘故，导致重量相应增加，不能说可以实现轻量化。
发明内容
本发明是为了解决上述那样的问题而提出的，其目的在于提供一种在满足所要求的设计要件的同时，可以实现轻量化的压力容器。为了解决所述问题，本发明人着眼于在通过收容的高压介质的内压作用在压力容器的各壁上而产生的应力的分布上产生不均。即，着眼于在设有一定高度的格子状的肋的各壁上，有只产生相对小的应力的部分，这些部分为过度被加强的构造。因此，想到取代设置成为导致压力容器重量增加的原因的、一定高度的格子状的肋的构造，为了消除产生的应力分布的不均，通过削减被过度加强的部分的肋，由此削减材料而能够实现轻量化。本发明是鉴于这样的观点而提出的，其提供一种压力容器，其具有四方形的上壁；在该上壁的下方设置的四方形的底壁；在所述上壁的周缘和与之对应的所述底壁的周缘之间设置的侧壁；通过向外侧凸出的曲面连接所述上壁的周缘和所述侧壁的上端的上侧曲面部；以及通过向外侧凸出的曲面连接所述底壁的周缘和所述侧壁的下端的下侧曲面部，其特征在于，压力容器具有
上壁第一肋，其以沿第一方向延伸的方式形成在所述上壁的外表面；上壁第二肋，其以沿着垂直于所述第一方向的第二方向延伸的方式形成在所述上壁的外表面；上侧曲面部第一肋，其以与所述上壁第一肋连设的方式形成在所述上侧曲面部的外表面；上侧曲面部第二肋，其以与所述上壁第二肋连设的方式形成在所述上侧曲面部的外表面；底壁第一肋，其以沿所述第一方向延伸的方式形成在所述底壁的外表面；底壁第二肋，其以沿所述第二方向延伸的方式形成在所述底壁的外表面；·下侧曲面部第一肋，其以与所述底壁第一肋连设的方式形成在所述下侧曲面部的外表面；下侧曲面部第二肋，其以与所述底壁第二肋连设的方式形成在所述下侧曲面部的外表面；侧壁第一肋，其以连接所述上侧曲面部第一肋及所述下侧曲面部第一肋的方式形成在所述侧壁的外表面；以及侧壁第二肋，其以连接所述上侧曲面部第二肋及所述下侧曲面部第二肋的方式形成在所述侧壁的外表面，所述上壁第一肋中的通过所述上壁的中央的上壁中央部的中央上壁第一肋具有位于其中央部的中央上壁第一肋中央部、与所述上侧曲面部第一肋连设的中央上壁第一肋连设部、及位于所述中央上壁第一肋中央部和所述中央上壁第一肋连设部之间且在该中央上壁第一肋中形成得最薄的中央上壁第一肋薄壁部，所述底壁第一肋中的通过所述底壁的中央的底壁中央部的中央底壁第一肋具有位于其中央部的中央底壁第一肋中央部、与所述下侧曲面部第一肋连设的中央底壁第一肋连设部、及位于所述中央底壁第一肋中央部和所述中央底壁第一肋连设部之间且在该中央底壁第一肋中形成得最薄的中央底壁第一肋薄壁部。根据本发明的压力容器，通过在只产生相对小的应力的部分、即位于通过上壁中央部的中央上壁第一肋的中央上壁第一肋中央部和中央上壁第一肋连设部之间的部分上，以及在位于通过底壁中央部的中央底壁第一肋的中央底壁第一肋中央部和中央底壁第一肋连设部之间的部分上，设置肋的高度形成得小于中央上壁第一肋中央部及中央底壁第一肋中央部的薄壁部，由此，作为压力容器整体，能够在满足所要求的设计要件的同时，削减材料而实现轻量化。另外，能够抑制向压力容器的上壁及底壁的应力分布的不均的产生。另外，在本发明中，优选所述上侧曲面部的内表面及所述下侧曲面部的内表面具有相同的曲率半径，在从上方观察所述上壁时所述中央上壁第一肋薄壁部从所述侧壁的内表面朝向所述上壁中央部位于所述曲率半径的I倍到3倍的范围，在从下方观察所述底壁时所述中央底壁第一肋薄壁部从所述侧壁的内表面朝向所述底壁中央部位于所述曲率半径的I倍到3倍的范围。如此，容易消除在上壁及底壁产生的应力分布的不均，同时容易实现压力容器的轻量化。另外，在本发明中，优选所述中央上壁第一肋薄壁部位于在作用有内压时在所述上壁产生的正方向的弯曲力矩和在所述上侧曲面部产生的负方向的弯曲力矩平衡的部分，所述中央底壁第一肋薄壁部位于在作用有内压时在所述底壁产生的正方向的弯曲力矩和在所述下侧曲面部产生的负方向的弯曲力矩平衡的部分。如此，上壁第一肋薄壁部位于上壁中的正方向的弯曲力矩和负方向的弯曲力矩平衡的位置，即应力的产生极小的部分，底壁第一肋薄壁部位于底壁上的同一部分，因此，能够进一步减小这些各第一肋薄壁部的高度，能够实现压力容器的进一步的轻量化。
另外，在本发明中，优选所述中央上壁第一肋薄壁部的高度为所述中央上壁第一肋中央部的高度的二分之一以下，所述中央底壁第一肋薄壁部的高度为所述中央底壁第一肋中央部的高度的二分之一以下。如此，能够在满足压力容器所要求的设计要件的同时，削减更多的材料而实现轻量化。另外，在本发明中，优选所述上壁第一肋中的通过所述上壁中央部以外的区域的侧方上壁第一肋的高度为所述中央上壁第一肋中央部的高度的二分之一以下，所述底壁第一肋中的通过所述底壁中央部以外的区域的侧方底壁第一肋的高度为所述中央底壁第一肋中央部的高度的二分之一以下。如此，减小上壁中央部及通过底壁中央部以外的区域的部分，即只产生相对小的应力的部分的肋的高度，由此，能够在满足压力容器所要求的设计要件的同时，削减更多的材料而实现轻量化。另外，在本发明中，优选所述上壁及所述底壁是在所述第一方向上长的长方形，所述上壁第二肋中的通过所述上壁中央部的中央上壁第二肋、与其连设的所述上侧曲面部第二肋、所述侧壁第二肋、所述下侧曲面部第二肋及所述底壁第二肋中的通过所述底壁中央部的中央底壁第二肋被形成为与所述中央上壁第一肋中央部相同的高度。如此，利用与高度相对大的中央上壁第一肋中央部相同的高度的各第二肋，对在压力容器中产生相对大的应力的部分、即上壁、上侧曲面部、侧壁、下侧曲面部及底壁的长边方向的中央部分进行加强，由此，容易满足压力容器所要求的设计要件。发明效果如以上所述，根据本发明，能够提供一种在满足所要求的设计要件的同时，可以削减材料而实现轻量化的压力容器。
图I是本发明的一实施方式的压力容器的二分之一模型立体图。图2是图I所示的模型的中央上壁第一肋的放大侧视图。图3是说明图I所示的模型的设置上侧曲面部内表面肋的部位的图。图4是表示上侧曲面部内表面肋的第一形状的图。图5是表示上侧曲面部内表面肋的第二形状的图。图6是长方体形状的压力容器的二分之一模型的立体图。图7是说明在图6的VII-VII剖面产生的弯曲力矩的分布的图。图8是设有格子状肋的现有容器的二分之一模型的立体图。符号说明
I上壁Ia上壁中央部Ib中央上壁第一肋(上壁第一肋)Ic中央上壁第一肋中央部Id中央上壁第一肋连设部Ie中央上壁第一肋薄壁部If侧方上壁第一肋(上壁第一肋)
Ig中央上壁第二肋(上壁第二肋)Ih侧方上壁第二肋(上壁第二肋)2侧壁2a主面2b主面连结部2c侧壁第一肋2d侧壁第二肋3上侧曲面部3a边部3b拐角部3c上侧曲面部第一肋3d上侧曲面部第二肋3e上侧曲面部内表面肋
具体实施例方式在内压作用于长方体形状的压力容器的情况下，该容器以基本上接近球体的方式发生变形。首先，对于该点，参照图6以及图7进行说明。图6是长方体形状的压力容器的二分之一模型的立体图。需要说明的是，在图6中，示出了长方体形状的压力容器中的上壁。图7示意地表示作用于图6的VII-VII剖面的弯曲力矩的分布图。在该图中的A部，作用有使曲率减少的方向、即正方向的弯曲力矩。另一方面，在B部作用有使曲率增加的方向、即负方向的弯曲力矩。此时，在Z部附近，由于弯曲力矩的正负倒转，因此，力矩成为零、或者非常小的状态。本实施方式是使在压力容器的外表面设置的肋的形状大致对应于上述那样分布的力矩的大小的实施方式。即，基本上,增大力矩的绝对值大的部分的肋的高度，减小绝对值为零、或者小的部分的肋的高度。如此，通过使在压力容器设置的肋的高度匹配于力矩的大小，容器作为整体均匀负担负载，因此可以将压力容器形成为没有浪费的形状。换言之，在设有一定高度的格子状的肋的现有的长方体形状的压力容器中，即使是只产生相对小的弯曲力矩的部分，也是具有与产生相对大的弯曲力矩的部分相同的高度的肋的形状，所以该部分成为被过度加强的
多余壁厚，导致重量增加。下面，对于本发明的优选实施方式，参照附图进行说明。
图I是本发明的一实施方式的压力容器的二分之一模型的立体图。本实施方式的压力容器由于是相对于Z的各方向的中央对称的形状，所以使用在Z的各方向的各自的中央切断的二分之一的模型来进行说明。需要说明的是，在图I中，示出本实施方式的压力容器之中的上壁。图2是将图I所示的模型的中央上壁第一肋放大的侧视图。如图I所示，本实施方式的压力容器的二分之一模型具有上壁I ;在上壁I与未图示的底壁之间设置的侧壁2 ;以及通过向外侧凸出的曲面连接上壁I的周缘和侧壁2的上端的上侧曲面部3。该压力容器I还在其内部具有热交换器或配管等，但它们的图示省略。上壁I形成为在其中央具有上壁中央部Ia的平面 状，并在其外表面形成有与第一方向(Y轴方向)平行延伸的上壁第一肋以及与垂直于第一方向的第二方向(X轴方向)平行延伸的上壁第二肋。上壁第一肋具有通过上壁中央部Ia的多个中央上壁第一肋Ib以及通过上壁中央部Ia以外的区域的多个侧方上壁第一肋If。另外，上壁第二肋具有通过上壁中央部Ia的多个中央上壁第二肋Ig以及通过上壁中央部Ia以外的区域的多个侧方上壁第二肋lh。而且，上壁I是在第一方向上长的长方形，其内表面平坦地形成。在此，所谓上壁中央部Ia是指上壁I中的第一方向的中央区域和第二方向的中央区域重合的部分，即将上壁I在第一方向四等分后的中央的两区所占的区域和将上壁I在第二方向四等分后的中央的两区所占的区域相重合的部分。在本实施方式中，如图I所示，中央上壁第一肋lb、侧方上壁第一肋If、中央上壁第二肋Ig及侧方上壁第二肋Ih分别各形成两条。而且，当设上壁I的第二方向的长度为Sp时，从上壁I的长边侧的一端起算，在Ip及7p的位置上形成有侧方上壁第一肋lf，在3p及5p的位置上形成有中央上壁第一肋lb。另外，当设上壁I的第一方向的长度为8q时，从上壁I的短边侧的一端起算，在Iq及7q的位置上形成有侧方上壁第二肋lh，在3q及5q的位置上形成有中央上壁第二肋lg。如图2所示，中央上壁第一肋Ib具有位于上壁中央部Ia的中央上壁第一肋中央部Ic ;与后述的上侧曲面部第一肋3c连设的中央上壁第一肋连设部Id ;位于中央上壁第一肋中央部Ic和中央上壁第一肋连设部Id之间且在该中央上壁第一肋Ib中形成得最薄的中央上壁第一肋薄壁部le。上壁中央部Ia由于作用有高压介质的内压，所以在该上壁中央部Ia产生的应力在容器内最大，所以中央上壁第一肋中央部Ic的高度以在中央上壁第一肋Ib中最大的方式形成。而且，中央上壁第一肋Ib的高度形成为从中央上壁第一肋中央部Ic到中央上壁第一肋薄壁部Ie逐渐减小，且从中央上壁第一肋薄壁部Ie到中央上壁第一肋连设部Id逐渐变大。需要说明的是，中央上壁第一肋薄壁部Ie可形成为在第一方向上具有规定尺寸。中央上壁第一肋薄壁部Ie形成为从上方看上壁I时，从侧壁2上中央上壁第一肋连设部Id所在的主面2a的内表面朝向上壁中央部Ia,位于后述的上侧曲面部3的内表面的曲率半径r的O. 5倍到3倍的范围。更优选的是，形成于在上壁I产生的正方向的弯曲力矩和在上侧曲面部3产生的负方向的弯曲力矩平衡的部分，即弯曲力矩的合计为零或者非常小的状态的部分。另外，中央上壁第一肋薄壁部Ie的高度优选是中央上壁第一肋中央部Ic的高度的二分之一以下。进而，从图7所示的力矩分布可知，中央上壁第一肋薄壁部Ie的高度可以为零，即中央上壁第一肋中央部Ic和中央上壁第一肋连设部Id分开。
侧方上壁第一肋If的高度一样，形成为在中央上壁第一肋中央部Ic的高度的二分之一以下。这是因为，该侧方上壁第一肋If所在的部分在上壁I中只产生相对小的应力。中央上壁第二肋Ig的高度一样，形成为与中央上壁第一肋中央部Ic的高度相同。这是因为，该中央上壁第二肋Ig所在的部分在上壁I中产生相对大的应力。侧方上壁第二肋Ih的高度一样，形成为中央上壁第一肋中央部Ic的高度的二分之一以下。这是因为，该侧方上壁第二肋Ih所在的部分在上壁I中只产生相对小的应力。侧壁2设置于上壁I的周缘和底壁的周缘之间。侧壁2具有图I中呈与XZ面平行的面的主面2a以及呈与YZ面平行的面的主面2a ;以及将这些主面2a彼此连结起来的主面连结部2b。而且，在呈与XZ面平行的面的主面2a的外表面形成有与上侧曲面部第一肋3c连设的侧壁第一肋2c，在呈与YZ面平行的面的主面2a的外表面形成有与上侧曲面部第二肋3d连设的侧壁第二肋2d。另外，各主面2a的内表面平坦地形成。主面连结部2b是对在相互正交的方向上扩展的主面2a彼此进行连结的部分，呈·向外侧凸出的曲面形状。该主面连结部2b具有对各主面2a的平坦的内表面彼此进行连结的曲面状的内表面。上壁I的短边所在的主面2a的中央部分在该主面2a内产生相对大的应力。因此，与经上侧曲面部第一肋3c与侧方上壁第一肋If连设的侧壁第一肋2c相比，经上侧曲面部第一肋3c与中央上壁第一肋Ib连设的侧壁第一肋2c形成为其高度更大。具体地说，经上侧曲面部第一肋3c与侧方上壁第一肋If连设的侧壁第一肋2c的高度形成为经上侧曲面部第一肋3c与中央上壁第一肋Ib连设的侧壁第一肋2c的高度的二分之一以下。所述侧壁第一肋2c在其上端与上侧曲面部第一肋3c连接，在其下端与未图示的下侧曲面部第一肋连接。上壁I的长边所在的主面2a的中央部分在该主面2a内产生相对大的应力。因此，与经上侧曲面部第二肋3d与侧方上壁第二肋Ih连设的侧壁第二肋2d相比，经上侧曲面部第二肋3d与中央上壁第二肋Ig连设的侧壁第二肋2d形成为其高度更大。具体地说，经上侧曲面部第二肋3d与侧方上壁第二肋Ih连设的侧壁第二肋2d的高度形成为经上侧曲面部第二肋3d与中央上壁第二肋Ig连设的侧壁第二肋2d的高度的二分之一以下。所述侧壁第二肋2d在其上端与上侧曲面部第二肋3d连接，在其下端与未图示的下侧曲面部第二肋连接。上侧曲面部3是由向外侧凸出的曲面连接上壁I的周缘和侧壁2的上端的部分，并具有与上壁I的各边对应的边部3a以及对相邻的边部3a彼此进行连结的拐角部3b。而且，在位于上壁I的短边的边部3a的外表面形成有与中央上壁第一肋Ib及侧方上壁第一肋If连设的上侧曲面部第一肋3c，在位于上壁I的长边的边部3a的外表面形成有与中央上壁第二肋Ig及侧方上壁第二肋Ih连设的上侧曲面部第二肋3d。另外，边部3a具有对上壁I的平坦的内表面和主面2a的平坦的内表面进行连接的曲面状的内表面。拐角部3b具有对相邻的边部3a的曲面状的内表面彼此进行连结，并对上壁I的内表面和主面连结部2b的内表面进行连接的曲面状的内表面。而且，上侧曲面部3的内表面形成为具有给定的曲率半径r的圆弧状。上壁I的短边所在的边部3a的中央部分在该边部3a内产生相对大的应力。因此，相比于与侧方上壁第一肋If连设的上侧曲面部第一肋3c，与中央上壁第一肋Ib连设的上侧曲面部第一肋3c形成为其高度更大。具体地说，与侧方上壁第一肋If连设的上侧曲面部第一肋3c的高度形成为与中央上壁第一肋Ib连设的上侧曲面部第一肋3c的高度的二分之一以下。另外，与中央上壁第一肋Ib连设的上侧曲面部第一肋3c的高度形成为与中央上壁第一肋中央部Ic相同的高度。上壁I的长边所在的边部3a的中央部分在该边部3a内产生相对大的应力。因此，相比于与侧方上壁第二肋Ih连设的上侧曲面部第二肋3d，与中央上壁第二肋Ig连设的上侧曲面部第二肋3d形成为其高度更大。具体地说，与侧方上壁第二肋Ih连设的上侧曲面部第二肋3d的高度形成为与中央上壁第二肋Ig连设的上侧曲面部第二肋3d的高度的二分之一以下。另外，与中央上壁第二肋Ig连设的上侧曲面 部第二肋3d的高度形成为与中央上壁第二肋Ig相同的高度。另外，在内压作用于压力容器之际，在弯曲力矩作用下，与上壁I的短边所在的边部2a的中央部分相比，上壁I的长边所在的边部3a的中央部分产生更大的拉伸应力。因此，如图3所示，优选在上壁I的长边所在的边部3a的内表面的中央部分设置上侧曲面部内表面肋3e，对该部分进行加强。需要说明的是，该上侧曲面部内表面肋3e由于设置于上侧曲面部3的内表面，所以从容器的外表面是看不到的，但在图3中，为了便于说明，表示得好像可从外表面看到。该上侧曲面部内表面肋3e，可以如图3或图4所示，是沿着边部3a的长度方向延伸的直线状，也可以如图5所示，是在上侧曲面部3的内表面的曲面状的部分架设(架《■渡+)的形状。另外，在将上侧曲面部内表面肋3e设置为直线状时，如图3所示，从上壁I的短边侧的一端起算，优选设置在2q至6q的范围。在此，以包围压力容器的外周的方式连接的各第二肋的高度在压力容器的外周的全部范围内形成为一样的高度。即，中央上壁第二肋lg、与其连接的上侧曲面部第二肋3d、侧壁第二肋2d、下侧曲面部第二肋及中央底壁第二肋的各自高度形成为相同。另外，侧方上壁第二肋lh、与其连接的上侧曲面部第二肋3d、侧壁第二肋2d、下侧曲面部第二肋及侧方底壁第二肋的各自高度形成为相同。需要说明的是，通常，压缩机用气体制冷器由于是通过铸造法制造的，所以即便是如本实施方式那样肋的高度变化的形状的容器也可以制造。如上所述，在本实施方式的压力容器中，通过在只产生相对小的应力的部分、即位于通过上壁中央部Ia的中央上壁第一肋Ib的中央上壁第一肋中央部Ic和中央上壁第一肋连设部Id之间的部分上，以及在位于通过底壁中央部的中央底壁第一肋的中央底壁第一肋中央部和中央底壁第一肋连设部之间部分上，设置肋的高度形成得小于中央上壁第一肋中央部Ic及中央底壁第一肋中央部的薄壁部，由此，作为压力容器整体，能够在满足所要求的设计要件的同时，削减材料而实现轻量化。另外，能够抑制向压力容器的上壁及底壁的应力分布的不均的产生。另外，在本实施方式中，上侧曲面部3的内表面及下侧曲面部具有相同的曲率半径r，在从上方看上壁I时中央上壁第一肋薄壁部Ie从侧壁2的内表面朝向上壁中央部Ia位于曲率半径r的I倍到3倍的范围，在从下方看底壁时中央底壁第一肋薄壁部从侧壁2的内表面朝向底壁中央部位于曲率半径r的I倍到2倍的范围，因此，容易消除在上壁I及底壁产生的应力分布的不均，同时容易实现压力容器的轻量化。另外，在本实施方式中，中央上壁第一肋薄壁部Ie位于在作用有内压时在上壁I产生的正方向的弯曲力矩和在上侧曲面部3产生的负方向的弯曲力矩平衡的部分，中央底壁第一肋薄壁部位于在作用有内压时在底壁产生的正方向的弯曲力矩和在下侧曲面部产生的负方向的弯曲力矩平衡的部分，因此，能够进一步减小这些各薄壁部的壁厚，能够实现压力容器的进一步的轻量化。另外，在本实施方式中，中央上壁第一肋薄壁部Ie的高度是中央上壁第一肋中央部Ic的高度的二分之一以下，中央底壁第一肋薄壁部的高度是中央底壁第一肋中央部的高度的二分之一以下，因此，能够在满足所要求的设计要件的同时，进一步削减材料而实现轻量化。另外，在本实施方式中，侧方上壁第一肋If的高度是中央上壁第一肋中央部Ic的高度的二分之一以下，侧方底壁第一肋的高度是中央底壁第一肋中央部的高度的二分之一以下。如此，减小上壁中央部Ia及通过底壁中央部以外的区域的部分的肋的高度，即只产生相对小的应力的部分的肋的高度，由此，能够在满足压力容器所要求的设计要件的同时，进一步削减更多材料而实现轻量化。·
另外，在本实施方式中，上壁I及底壁是在第一方向上长的长方形，中央上壁第二肋lg、与其连设的上侧曲面部第二肋3d、侧壁第二肋2d、下侧曲面部第二肋及中央底壁第二肋形成为与中央上壁第一肋中央部Ic相同的高度。因此，利用与高度相对大的中央上壁第一肋中央部Ic相同的高度的各第二肋，对在压力容器中产生相对大的应力的部分、即上壁I、上侧曲面部3、侧壁2、下侧曲面部及底壁的长边方向的中央部分进行加强，由此，容易满足压力容器所要求的设计要件。进而，在本实施方式中，由于对应于在压力容器上产生的应力分布而使肋的高度变化，所以能够抑制向容器的各壁的应力分布的不均的产生，且，能够由压力容器整体有效负担负荷。需要说明的是，今次公开的实施方式在所有的方面都是例示，不应认为限制于此。本发明的范围并不是由上述的实施方式的说明表示，而是由权利要求的范围表示，还包括在与权利要求范围等同意义以及范围内的所有变更。例如，在上述实施方式中，例示了上壁I以及底壁是长方形的例子，但其不限于长方形，也可以是正方形。在上壁I及底壁是正方形的情况下，上壁第二肋为与上壁第一肋同样的形状，即为如下形状在其中央具有高度大的中央上壁第二肋中央部，在该中央上壁第二肋中央部和与上侧曲面部第二肋3d连接的中央上壁第二肋连设部之间具有高度小的中央上壁第二肋薄壁部。对于底壁第二肋也同样。另外，在上述实施方式中，例示了与第一方向连接的各第一肋及与第二方向连接的各第二肋分别各有四条的例子，但这些肋的条数各为几条都可以。但是，通过上壁中央部Ia和底壁中央部的各第一肋及各第二肋需要至少各有一条。另外，在上述实施方式中，例示了侧方上壁第一肋If、侧方上壁第二肋lh、侧方底壁第一肋及侧方底壁第二肋分别具有规定高度的例子，但设置这些肋的位置由于只产生相对小的应力，所以这些肋都可以省略。另外，在上述实施方式中，例示了中央上壁第一肋中央部Ic及中央上壁第一肋薄壁部le、中央上壁第一肋薄壁部Ie及中央上壁第一肋连设部Id、中央底壁第一肋中央部及中央底壁第一肋薄壁部、中央底壁第一肋薄壁部及中央底壁第一肋连设部分别连接为直线状的例子，但这些部位都可以连接成曲线状。下面，与图8所示的设有一定高度的格子状的肋的现有的长方体形状的压力容器相比，说明关于本实施方式的压力容器的实施例。实施例制作图8所示的现有的长方体形状的压力容器及图I所示的本实施方式的压力容器的FEM解析模型，通过弹塑性解析比较在作用有内压时的应力分布。另外，还对于重量一并进行比较。在此，本实施方式的压力容器，即在压缩机用气体 制冷器中使用的压力容器的主要的刚性、强度上的设计要件为设最小耐压破坏强度8. 19MPa时的最大应力(以下，称为“设计要件值”。)为430MPa以下。需要说明的是，以下，基于实施例说明本实施方式，但本实施方式只要不超过其要旨，不限于以下的实施例。(比较例)图8是现有的长方体形状的压力容器的解析模型。本模型是壳要素模型，考虑对称性，为上侧二分之一模型。关于本模型的大小，板厚中心的值为长772. 5mm，宽631mm及高180mm，板厚是17mm。另外，肋的高度为26. 5mm (壳模型上为26. 5+17/2 = 35mm)，Y轴方向肋的厚度为23mm, X轴方向的肋的厚度为46mm。在该比较例中，容器整体的重量为254kg，设计要件值为404MPa。(实施例)下面，对图I所示的本实施方式的压力容器I的实施例进行说明。本模型的大小为长772. 5mm，宽631mm及高180mm，板厚为17mm。另外，设中央上壁第一肋中央部Ic及中央上壁第二肋Ig的高度为与上述比较例相同的26. 5mm(壳模型上为26. 5+17/2 = 35mm)，设中央上壁第一肋薄壁部le、侧方上壁第一肋If及侧方上壁第二肋Ih的高度为中央上壁第一肋中央部Ic的二分之一即13. 25mm(壳模型上为13. 25+17/2 = 21. 75m m)。而且，材质使用FCD450。在该实施例中，容器整体的重量为224. 4kg，设计要件值为408MPa。从以上的结果可以确认，本实施例的压力容器满足所要求的设计要件，并且与现有的压力容器相比，能够实现约12%的轻量化。另外，在本实施例的压力容器中，结果是应力大致遍及容器整体而大致均匀分布，容器作为整体而没有浪费地分担负载。相对于此，在图8所示的现有容器的情况下，与本发明的实施例相比，在大范围产生相对低应力的部分，因此，结果是在容器整体上无法有效分担负载。
权利要求
1.一种压力容器，其具有 四方形的上壁； 在该上壁的下方设置的四方形的底壁； 在所述上壁的周缘和与之对应的所述底壁的周缘之间设置的侧壁； 通过向外侧凸出的曲面连接所述上壁的周缘和所述侧壁的上端的上侧曲面部；以及 通过向外侧凸出的曲面连接所述底壁的周缘和所述侧壁的下端的下侧曲面部， 其特征在于， 压力容器具有 上壁第一肋，其以沿第一方向延伸的方式形成在所述上壁的外表面； 上壁第二肋，其以沿着垂直于所述第一方向的第二方向延伸的方式形成在所述上壁的外表面； 上侧曲面部第一肋，其以与所述上壁第一肋连设的方式形成在所述上侧曲面部的外表面； 上侧曲面部第二肋，其以与所述上壁第二肋连设的方式形成在所述上侧曲面部的外表面； 底壁第一肋，其以沿所述第一方向延伸的方式形成在所述底壁的外表面； 底壁第二肋，其以沿所述第二方向延伸的方式形成在所述底壁的外表面； 下侧曲面部第一肋，其以与所述底壁第一肋连设的方式形成在所述下侧曲面部的外表面； 下侧曲面部第二肋，其以与所述底壁第二肋连设的方式形成在所述下侧曲面部的外表面； 侧壁第一肋，其以连接所述上侧曲面部第一肋及所述下侧曲面部第一肋的方式形成在所述侧壁的外表面；以及 侧壁第二肋，其以连接所述上侧曲面部第二肋及所述下侧曲面部第二肋的方式形成在所述侧壁的外表面， 所述上壁第一肋中的通过所述上壁的中央的上壁中央部的中央上壁第一肋具有位于其中央部的中央上壁第一肋中央部、与所述上侧曲面部第一肋连设的中央上壁第一肋连设部、及位于所述中央上壁第一肋中央部和所述中央上壁第一肋连设部之间且在该中央上壁第一肋中形成得最薄的中央上壁第一肋薄壁部， 所述底壁第一肋中的通过所述底壁的中央的底壁中央部的中央底壁第一肋具有位于其中央部的中央底壁第一肋中央部、与所述下侧曲面部第一肋连设的中央底壁第一肋连设部、及位于所述中央底壁第一肋中央部和所述中央底壁第一肋连设部之间且在该中央底壁第一肋中形成得最薄的中央底壁第一肋薄壁部。
2.如权利要求I所述的压力容器，其特征在于， 所述上侧曲面部的内表面及所述下侧曲面部的内表面具有相同的曲率半径， 在从上方观察所述上壁时所述中央上壁第一肋薄壁部从所述侧壁的内表面朝向所述上壁中央部位于所述曲率半径的O. 5倍到3倍的范围，在从下方观察所述底壁时所述中央底壁第一肋薄壁部从所述侧壁的内表面朝向所述底壁中央部位于所述曲率半径的O. 5倍到3倍的范围。
3.如权利要求I所述的压力容器，其特征在于， 所述中央上壁第一肋薄壁部位于在作用有内压时在所述上壁产生的正方向的弯曲力矩和在所述上侧曲面部产生的负方向的弯曲力矩平衡的部分， 所述中央底壁第一肋薄壁部位于在作用有内压时在所述底壁产生的正方向的弯曲力矩和在所述下侧曲面部产生的负方向的弯曲力矩平衡的部分。
4.如权利要求I所述的压力容器，其特征在于， 所述中央上壁第一肋薄壁部的高度为所述中央上壁第一肋中央部的高度的二分之一以下，所述中央底壁第一肋薄壁部的高度为所述中央底壁第一肋中央部的高度的二分之一以下。
5.如权利要求I所述的压力容器，其特征在于， 所述上壁第一肋中的通过所述上壁中央部以外的区域的侧方上壁第一肋的高度为所述中央上壁第一肋中央部的高度的二分之一以下，所述底壁第一肋中的通过所述底壁中央部以外的区域的侧方底壁第一肋的高度为所述中央底壁第一肋中央部的高度的二分之一以下。
6.如权利要求I所述的压力容器，其特征在于， 所述上壁及所述底壁是在所述第一方向上长的长方形， 所述上壁第二肋中的通过所述上壁中央部的中央上壁第二肋、与其连设的所述上侧曲面部第二肋、所述侧壁第二肋、所述下侧曲面部第二肋及所述底壁第二肋中的通过所述底壁中央部的中央底壁第二肋被形成为与所述中央上壁第一肋中央部相同的高度。
7.如权利要求I所述的压力容器，其特征在于， 所述上壁及所述底壁是正方形， 所述上壁第二肋的形状形成得与所述上壁第一肋的形状相同，所述底壁第二肋的形状形成得与所述底壁第一肋的形状相同。
全文摘要
提供一种满足要求的设计要件，且能实现轻量化的压力容器。该压力容器具有在上壁(1)的外表面形成的上壁第一肋及上壁第二肋、在上侧曲面部(3)的外表面形成的上侧曲面部第一肋(3c)及上侧曲面部第二肋(3d)、在底壁的外表面形成的底壁第一肋及底壁第二肋、在下侧曲面部的外表面形成的下侧曲面部第一肋及下侧曲面部第二肋、及在侧壁(2)的外表面形成的侧壁第一肋(2c)及侧壁第二肋(2d)，中央上壁第一肋(1b)具有中央上壁第一肋中央部(1c)、中央上壁第一肋连设部(1d)、及中央上壁第一肋薄壁部(1e)，中央底壁第一肋具有中央底壁第一肋中央部、中央底壁第一肋连设部、及中央底壁第一肋薄壁部。
文档编号F16J12/00GK102954214SQ201210270158
公开日2013年3月6日 申请日期2012年7月31日 优先权日2011年8月24日
发明者片冈保人, 滨口裕充 申请人:株式会社神户制钢所