JPH0698295B2 - 角型圧力容器用シエルの製造方法 - Google Patents

角型圧力容器用シエルの製造方法

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JPH0698295B2
JPH0698295B2 JP2329822A JP32982290A JPH0698295B2 JP H0698295 B2 JPH0698295 B2 JP H0698295B2 JP 2329822 A JP2329822 A JP 2329822A JP 32982290 A JP32982290 A JP 32982290A JP H0698295 B2 JPH0698295 B2 JP H0698295B2
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pressure vessel
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泰 吉永
和雄 野家
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Japan Steel Works Ltd
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Japan Steel Works Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J3/00Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
    • B01J3/002Component parts of these vessels not mentioned in B01J3/004, B01J3/006, B01J3/02 - B01J3/08; Measures taken in conjunction with the process to be carried out, e.g. safety measures

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、角型圧力容器用シエルの製造方法に関する。
〔従来の技術及びその課題〕
従来、化学物質等を収容する圧力容器としては、一般に
金属製の円筒形容器が使用されている。しかしながら、
円筒形容器は、車両に積載した場合に移動しないように
固定するのに手数を要し、また倉庫等での詰み積みに無
駄な空間を多大に要する。そして、金属によつて円筒形
容器と同容積の4角形容器にすると、重量が大になる。
そこで、化学物質等を収容搬送するために、圧力10kgf/
cm2以下にて使用される圧力容器として、4角筒状体を
なす心材の上に繊維強化プラスチツク製の表面被覆層を
有せしめて軽量化させたものが考えられるが、4角筒状
体をなす心材の上に、繊維強化プラスチツク製の表面被
覆層をフイラメントワインデイング法にて巻き付ける
際、ロービングに心材への押し付け力を充分に作用させ
ることができず、気泡等の空隙欠陥や厚みムラを有して
品質を低下させていた。
しかして本発明は、倉庫、車両等への収容効率が良好
で、かつ積み重ねが可能であると共に、軽量かつ比強度
及び比剛性の共に優れる角型圧力容器用シエルの製造方
法の提供を目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、このような従来の技術的課題に鑑みてなされ
たものであり、その構成は、4角筒状体をなすように配
置する心材にアルミハニカム又はアラミドハニカムを用
い、該心材の外側に繊維強化プラスチック製の表面被覆
層を有する角型圧力容器用シエルの製造方法であつて、
4角筒状体をなすように配置した前記心材の各辺の中央
部を外方に向けて押圧し、中心軸線方向に延在するよう
に膨出させて各心材に曲率を与えた後、フイラメントワ
インデイング法にてロービングを該心材の上に巻き付け
て、表面被覆層を形成する角型圧力容器用シエルの製造
方法である。そして、硬化前の表面被覆層の外面を平板
にて押圧し、心材及び表面被覆層を平坦に矯正すること
ができる。
〔作用〕
この角型圧力容器用シエルの製造方法にあつては、心材
の各辺の中央部を外方に向けて押圧し、中心軸線方向に
延在するように膨出させて各心材に曲率を与えた後、フ
イラメントワインデイング法にてロービングを該心材の
上に巻き付けて、表面被覆層を形成する。従つて、ロー
ビングの張力を押し付けて力として有効活用して、ロー
ビングを心材の上に緊密に巻き付けることができる。そ
の結果、ロービングの巻き付け面及びロービング相互間
に気泡等の空隙の存在しない表面被覆層を形成すること
ができる。ロービングは、角型圧力容器としての使用中
に内圧によつて生ずる応力の作用方向を考慮して、その
巻き付け方向を定めることができる。
このようにして製造された角型圧力容器用シエルに、一
般に底部及び蓋を付属させて圧力容器が構成される。
圧力容器に10kgf/cm2以下の化学物質等を収容すれば、
内圧によつて4角筒体をなすシエルが外側に膨出変形し
ようとする。しかしながら、シエルの膨出変形は、ハニ
カム体をなす心材及びフイラメントワインデイング法に
て形成した表面被覆層によつて良好に阻止される。ま
た、収容物質の内圧によつて生ずる応力の作用方向を考
慮して、表面被覆層のロービングの方向を調整すること
により、シエルの膨出変形を表面被覆層の薄肉化を図り
つつ良好に抑制することができる。
硬化前の表面被覆層の外面を平板にて押圧し、心材及び
表面被覆層を平坦に矯正した場合には、更に良好な4角
筒体が形成され、特に積み付け時の安定度が向上する。
〔実施例〕
以下、本発明に係る実施例について図面を参照して説明
する。
第1〜11図は、本発明の1実施例を示す。符号1はマン
ドレルを示し、第1,2図に示すように4隅に切欠部2aを
有する鉄製の矩形板2を対向配置し、両矩形板2を、外
周縁に強度部材2bを溶接固着させると共に、中央部に軸
3を挿通させて溶接固着し、一体に連結させた構造を有
する。また、各矩形板2の各辺の中央部にそれぞれ切欠
き2cを形成し、各切欠き2cに高剛性角材からなる摺動部
材4を摺動自在に配置し、摺動部材4を外方に向けて押
し出す押出手段5を付属させる。押出手段5は、矩形板
2の各切欠き2cよりも内側に位置させて固着したブラケ
ツト5aと、このブラケツト5aに螺合するねじ部材5bとか
らなり、ねじ部材5bをねじ込むことによつて各切欠き2c
に案内させつつ摺動部材4を外方に向けて押し出すこと
ができる。更に、各矩形板2には4個の穴2dが等間隔に
形成され、この穴部2dには後記する挿通部材21bを挿通
させることができる。
このように各矩形板2を覆うように軽金属(例えば、ア
ルミニウム、アルミニウム合金)製の4枚の板部材6を
配置し、4枚の板部材6はアングル部材7をねじ8にて
結合し、各突き合わせ角部を軸3の中心軸線方向の摺動
自在な軽金属製のアングル部材9にて埋めてある。かく
して、4枚の板部材6及びアングル部材7,9によつて可
撓性を有する4角筒状体を形成させてある。
次に、上記したマンドレル1を使用して、角型圧力容器
用シエルを製造する方法について説明する。
先ず、4枚の板部材6及びアングル部材9の外面に第3
図に示すように分離剤10を塗布するなどして離型処理を
施す。このマンドレル1の外面に、繊維強化プラスチッ
ク製の帯状体を第4図に示すように巻き付け、硬化させ
て内層11を形成する。この内層11は、フイラメントワイ
ンデイング法にて形成することも可能である。
次に、内層11の外面には、4枚の心材であるアルミニウ
ム又はアラミド製のハニカム体12を、その通孔12aが外
表面にほぼ垂直となるよう接着固定する。このハニカム
体12の接着作業は、内層11との間に接着剤を介在させ、
第5図に示すように締付具13を使用して行う。締付具13
は、対向するハニカム体12の外側面に配置した金属板13
aと、各金属板13aの外側面に適宜の間隔に配置した抑え
部材13bと、各抑え部材13bの両端部に挿通させたボルト
部材13cと、各ボルト部材13cに螺合するナツト部材13d
とからなり、ナツト部材13dをねじ込んで対向する一対
のハニカム体12をそれぞれ内層11に圧着させた状態で堅
固に接着させる。他の一対のハニカム体12は、一対のハ
ニカム体12の接着後、又は抑え部材13bの位置をずらせ
た同様の締付具13を使用して、内層11の外周面にそれぞ
れ堅固に接着する。
各ハニカム体12の突き合わせ角部に生ずる空間は、ウレ
タン製又はアルミニウム製の詰め部材14を接着して埋
め、詰め部材14とハニカム体12との間に生ずるわずかの
隙間はパテにて埋める。また、各ハニカム体12の外面に
は、第6,10図に示すようにガラスクロス又はカーボンク
ロスをロービングとする繊維強化プラスチック製の薄い
中間板15を積層し、接着剤を兼ねる樹脂を硬化させる。
次に、このようなマンドレル1は、押出手段5を作用さ
せて第7図に概略を示すように各ハニカム体12に曲率を
持たせる。すなわち、ねじ部材5bをブラケツト5aにねじ
込み、各摺動部材4をそれぞれ切欠き2cに案内させつつ
外方に向けて押し出し、4枚の板部材6、内層11、ハニ
カム体12及び中間板15の各辺の中央部を外方に向けて押
圧し、中心軸線方向に延在するように膨出させることに
よつて曲率を与える。
この状態で、マンドレル1の軸3を回転駆動可能にフイ
ラメントワインデイング成形装置に取付ける。そして、
マンドレル1に回転駆動を与えながらハニカム体12及び
詰め部材14の上に炭素繊維、ガラス繊維などのロービン
グ17aをフイラメントワインデイング法にて巻き付けて
第10図に示す表面被覆層17を形成する。第9図に示すよ
うにロービング17aは、案内ロール18に導いてて樹脂槽1
9中の例えば熱硬化性の溶融樹脂に浸漬させ、一対のロ
ーラ20を通過させて中間板15の上に所定の張力にて巻き
付け、表面被覆層17となす。ロービング17aに適度の張
力を付与しながら巻き付けることにより、押し付け力を
充分に作用させた状態でロービング17aが緊密に巻き付
き、中間板15との間及びロービング17a相互間に気泡等
の空隙の存在しない表面被覆層17を形成することができ
る。このようにして表面被覆層17を形成する際には、角
型圧力容器としての使用中に内圧によつて生ずる応力の
作用方向を考慮して繊維の方向を定める。
表面被覆層17の硬化後に、押出手段5の作用を解除さ
せ、マンドレル1から内層11、ハニカム体12、表面被覆
層17等からなる角型圧力容器用シエルを分離する。この
分離に際しては、予め各アングル部材9を引き抜いて、
マンドレル1の外形を小さくさせておく。分離した角型
圧力容器用シエルの各面は、わずかの曲率を有して外方
に膨出している。
このような構造の角型圧力容器用シエルを使用して、図
外の底部及び蓋を取付けて、角型圧力容器が組み立てら
れる。
角型圧力容器は、化学物質等を収容して、圧力10kgf/cm
2以下にて使用される。収容物質の内圧により、外側に
ふくれるように膨出変形しようとする。しかしながら、
この膨出変形は、内層11、ハニカム体12、中間板15及び
表面被覆層17によつて良好に阻止される。また、ハニカ
ム体12は、通孔12aが各外表面にほぼ垂直となるように
乗せてあるので、軽量かつ比強度、比剛性の点で有効で
ある。更に、収容物質の内圧によつて生ずる応力の作用
方向を考慮して、表面被覆層17の繊維の方向を調整する
ことにより、表面被覆層17の薄肉化を図りつつ圧力容器
の膨出変形を良好に抑制することができる。
ところで、角型圧力容器用シエルの各面は、わずかの曲
率を有して外方に膨出している。この膨出変形を是正さ
せる場合には、第8図に示すように表面被覆層17の硬化
前に押出手段5の作用を解除させ、矯正手段21を作用さ
せる。矯正手段21は、第11図に詳示するように4角形を
なす表面被覆層17の上にそれぞれ配置した平板である矯
正板21a及び押圧部材21e、各矩形板2の穴部2dに挿通さ
せた挿通部材21b、押圧部材21e及び挿通部材21bに挿通
させたボルト部材21c並びにボルト部材21cに螺合するナ
ツト部材21dからなり、ナツト部材21dを締め付けること
によつて内層11、ハニカム体12、中間板15、表面被覆層
17等からなる角型圧力容器用シエルの各辺の膨出を平坦
に矯正できる。平坦に矯正後に、表面被覆層17を硬化さ
せ、矯正手段21を解除させる。
この膨出を矯正した角型圧力容器用シエルを使用した圧
力容器は、良好な角型をなすので、車両への積付け、搬
送が更に容易であり、また倉庫にほとんど隙間なく更に
効率的に積み重ねて収容することができる。
〔発明の効果〕
以上の説明によつて理解されるように、本発明によれ
ば、下記の効果が得られる。
(1).ロービングの巻き付け面及びロービング相互間
に気泡等の空隙欠陥や厚みムラを有しない品質良好な表
面被覆層を形成することができ、比強度及び比剛性の共
に優れる角型圧力容器用シエルを製造することができ
る。加えて、この方法にて製造された角型圧力容器用シ
エルによれば、内圧による外側への膨出変形が、ハニカ
ム体をなす心材及び繊維強化プラスチツク製の表面被覆
層によつて抑制され、4角筒体の形状が強固に保持され
るので、高度の比強度及び比剛性が確保される。その結
果、圧力容器の信頼性及び耐久性が共に良好である。
(2).この方法にて製造された角型圧力容器用シエル
によれば、アルミハニカム又はアラミドハニカムからな
る心材の外側に繊維強化プラスチツク製の表面被覆層を
有する構造であり、比較的軽量である。
(3).この方法にて製造された角型圧力容器用シエル
に底部及び蓋を付属させて構成した圧力容器によれば、
ほぼ4角形をなすため、倉庫、車両等にほとんど隙間な
く積み重ねて効率良く収容することができる。
【図面の簡単な説明】
第1〜11図は本発明の1実施例を示し、第1図はマンド
レルを示す図、第2図は第1図のII−II線断面図、第3
〜8図はそれぞれ製造工程を示す図、第9図はフイラメ
ントワインデイング装置を示す概略図、第10図は角型圧
力容器用シエルの角部を拡大して示す断面図、第11図は
矯正手段を示す図である。 1:マンドレル,2:矩形板,3:軸,4:摺動部材,5:押出手段,
6:板部材,7,9:アングル部材,11:内層,12:ハニカム体
(心材),12a:通孔,13:締付具,14:詰め部材,15:中間板,
17:表面被覆層,17a:ロービング,19:樹脂槽,21:矯正手
段,21a:矯正板(平板)。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】4角筒状体をなすように配置する心材にア
    ルミハニカム又はアラミドハニカムを用い、該心材の外
    側に繊維強化プラスチツク製の表面被覆層を有する角型
    圧力容器用シエルの製造方法であつて、4角筒状体をな
    すように配置した前記心材の各辺の中央部を外方に向け
    て押圧し、中心軸線方向に延在するように膨出させて各
    心材に曲率を与えた後、フイラメントワインデイング法
    にてロービングを該心材の上に巻き付けて、表面被覆層
    を形成することを特徴とする角型圧力容器用シエルの製
    造方法。
  2. 【請求項2】硬化前の表面被覆層の外面を平板にて押圧
    し、心材及び表面被覆層を平坦に矯正する請求項(1)
    記載の角型圧力容器用シエルの製造方法。
JP2329822A 1990-11-30 1990-11-30 角型圧力容器用シエルの製造方法 Expired - Lifetime JPH0698295B2 (ja)

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