JPS6044686A - 接合構造物 - 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】 本発明は配管等の−の筒状構造物に他の筒状構造物が結
合して成る接合構造物に関づるものである。

一般に、塔槽類、熱交換器等の圧力容器構造物にはノズ
ルやブーツ等の管台が取イ」けられたり、また、ダクト
や配管系では分岐管が設（〕られたすする。このような
圧力容器構造物や配管等の−の筒状構造物〈筒状には通
常の筒体のみならず例えばりＪ形断面のものや半割状の
筒体をも含むものとする。）の筒壁に管台や分岐管等の
他の筒状構造物の一端が上記−の筒状構造物の筒壁に連
通孔を形成して接合されて成る接合構造物にあつＣは、
外部荷重がかかるとその接合部に局部的な応力集中が生
じるという不都合がある“。例えば、第１図に示すよう
に、シェル１に管台２が接合された接合構造物ではその
接合部に局部応ノＪσが１しる。

この局部応力σはシェル１の母線上（ｌ軸）にあって管
台２との接合部に近づくにつれ（２→Ｏ）また管台２の
母線上〈Ｘ軸）にあってシェル１との接合部に近づくに
つれ（Ｘ→Ｏ）、それぞれ増加し、９荷が過大な時には
接合部に永久変形が生じるに至る。そこで、従来は第２
図に示ずように、シェル１の外周に当て板３を溶接Ｊ−
るか、あるいは、シェル１もしくは管台２の板厚自体を
増づことにＪ：す、この局部応力σの低減を図っていた
。

ところが、前者においては当て板３の板厚をかなり厚く
ゼねばならず、その曲面加工等に手数がかかる。また、
後者は接合部以外の部分の板厚が必凹以上に大きくなる
ので、製品重量が重くなる上にコスト高となり、経欝的
ではないという欠点があった。

本発明は筒状構造物の筒壁に連通孔を横断しかつ周方向
に沿う補強部材を設【プて、上記従来の問題点を解消し
たもので、筒状構造物に外部荷重が作用しても接合部に
大きな局部応力が生じることはなく、したがって、塑性
変形の危惧もない接合構造物を提供することを目的とり
゛る。

以下、本発明を図面に基づいて説明り゛る。

第３図および第４図は本発明の一実施例を示すもので、
図中１０は円筒状のシェル（−の筒状構造物）である。

このシェル１０の外周壁には円筒状の管台（他の筒状構
造物）１１の一端がシェル１０の外周壁に連通孔１１を
形成しＣ接合されている。また、ト記シェル１０の内壁
には断面口字状の補強部材１２がシェル１０の周方向に
沿って、かつ、上記連通孔１１を横断して溶接によって
設（）られている。この補強部材１２はシェル１０と管
台１１の接合部に生じる局部応力を軽減りるものであり
、その長さは全周に補強部４Ａを訛りない場合には連通
孔１１の孔径の２倍以上好ましくは３倍以上長いことが
望ましい。

上記のように構成された接合構造物にあっては、シ」刀
し１０や管台１１に外部荷重が作用りると、イの接合部
に局部応力が生じるが、補強部材１２にＪ、リシエル１
０の強度が増大けしめられているので塑性変形が生じる
ことはない。つまり、従来の接合構造物において、構造
物相互の取イ４番ノ部を介してのみ、構造物に伝わつＣ
いた外部荷重を、４７４造物断面で負担さけ、構造物の
殻構造としての強さを利用して、上記取（＝Ｊ（プ部近
辺の変形を抑制し、該取（−Ｊり部にお（ノる局部応力
の低下を実現づることができるのである。

次に、本発明の他の実施例について説明づる。

第５図および第６図は補強部材１２をその両端側をシェ
ル１０の外周壁に固着し、中間部を管台１１の内部を横
切るように設けた場合を示し、上記実施例と同一の効果
を奏づる。また、第７図および第８図は矩形断面のシェ
ル１０に同じく矩形断面の管台１１を接合づるどともに
、補強部材１３として断面り字状の部材な用い、その垂
直部１３ａの先端部１３ｂをシェル１０の内面に固着し
た場合を示ず。さらに、第９図と第１０図は断面口字状
の補強部材１４を、シェル１０の内壁全周に亘って設【
ノて該補強部材１４の端部の応力集中を避けるとどもに
、外部荷重が作用した場合にＪ３【ノる補強部材１４の
ねじれ変形を抑止したもの（・ある。

また、第１１図は断面１”字状の補強部材１５を用い、
その垂直部１５ａの先端１５ｂをシェル１０の内壁に取
ｆ＝Ｊ　４ノてシェル１０と管台１１間の流体の流れを
極力さえぎらずに補強部材１５の断面二次モーメン１〜
を大きくさせたもの、第１２図は前記補強部材１５に、
シェル１０の軸方向に貴通り−る複数の流通孔１５Ｃを
設けて流体の流れる［Ｊ７ｉ面積をできるだけ大きくし
、かつ補強部材１５の断面二次モーメントの低下を余り
きたさないようにしたものである。８らにまた、第１３
図は？ｎｉ強部種部４第１６面形状をＨ字形となしたも
の、第１４図は補強部材１７の連通孔１１側の一部に切
欠部１７ａを設けたものであり、上記と同様の効果を右
する。

なｄ３、上記において、補強部材１２〜１７は連通孔り
の中心を横断するように配されているが、圧）ｊによる
外部荷重は通常連通孔１１の中心を中心として対称に作
用づるため、この位置が最も効果的であるからである。

したがって、外部荷重の作用状態によっては、補強部材
１２〜１７は連通孔１１の中心から外れた位置に取ｆ」
ける方がよい場合もあるか、その場合でも連通孔１１を
横断するように取（＝Ｊりなりればならないことはいう
までもない。

また、上記においては補強部材１２〜１７は１つよりた
だ１）であるが、複数段（）でもよい。さらに、本発明
は、−の筒状構造物と他の筒状構造物が溶接により結合
されて成る接合構造物の場合の他、両筒状構造物が成形
加工によって一体的に結合されＣ成る接合４ｆｅ３ｍ物
に対しても適用できる。

以上のように、本発明の接合構造物に７１５つでは、筒
状構造物の筒壁に連通孔を横１ｉ　シかつ周方向に）ａ
う補強部材が説けられているので、外部荷重が作用して
も接合部に不都合な応力集中が生じることがなく叶全性
が高い。また、簡単な部Ｉを所用箇所に取１ｊけるだ【
ノであるので、１品重量もそれほど増大Ｊることなく、
かつ製作が容易であり経済的でもある。

【図面の簡単な説明】

第１図おにび第２図は従来の接合構造物の斜視図である
。また、第３図ｄ３よび第４図は本発明の一実施例を示
すもので、第３図は縦断面図、第４図は第３図のバー１
ｖ矢視断面図である。さらに第５図は第２の実施例を示
？ｌ縦断ｍ１（８）、第６図は第５図のＶｌ　−Ｖｌ矢
視ｐｉ面図、第７図は第３の実施例を示？ｌ縦断面図、
第８図は第７図の■−■矢祝矢面断面図９図は第４の実
施例を示１縦断面図、第１０図は第９図のＸ−Ｘ矢視断
面図である。またさらに、第１゛１図ないし第１４図は
それぞれ第５ないし第８の実施例を示ず断面図である。 １０・・・・・・シェル（−の筒状構造物）、１１・・
・・・・９３台（他の筒状構造物）、ｈ・・目・・連通
孔、　１２〜１７・・・・・・補強部材。 ＬＸ　Ｉｔ　ＩＪ　Ａ 第６図 第８図 第１０図 第１１図 第１３図 第１２図 第１４図 手続補正書岨発） 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第１５２８２８号 ２、　発明の名称 接合構造物 ３、補正をする者 特許出願人 （３ｑ３）株式会社　新潟鉄工所 ４、代理人 （１）第７頁第６行と同第７行との間に次の文章を加入
する。 「　次に、実験例を示して本発明をさらに具体的に説明
する。 実験例 第１５図に示す圧力容器で下記榮件のものを原型モデル
とし、これに下記の如く各種補強部材を付設してモデル
Ｉ及び本発明の実施例であるモデル…を形成した。そし
て、これら各モデルに対し　−で水を注入して満水状態
とし、さらに１．５シの内圧を負荷としてかけ、第１８
図に示す計１３箇所の応力評価点（１）、・・・す３）
における主応力値ｓ、＋８２を、有限要素法に基づく数
値計算によって算定し、実験により追認した。 Ｏ材料 材　質　５ＵＳ３０４ 縦弾性係数　１９５００　〜 ホルン化　０．５ 比　重　７．９３ ０形状 原型モデル 第１５図において、 １　５０００ｍｍ ６、　２０００ｍ＋ｉ ｄ、　１００８＃ｌ＋１１ ｔ、　５　關 ＋２４　ｍｍ また、図中２０．はウェアー、２１は１３０ｍｍＸ１３
０龍×９龍のアングル材から成る容器の支持部材である
。 モデルＩ 第１６図に示すもので、原型モデルのシェル１０と管台
１１の各外周部分の３箇所１７（、１３Ｑｍｄ１３０ｍ
ｍＸ９ｍｍのアングル材よシ成る補強部材２２をそれぞ
れ設けたものである。 モデル■ 第１７図に示すように、上記モデルＩのシェルｌＯの内
壁に、１３０ｍｍＸ　１３０ｍｌ＋ＩＸ　９ｍｍのアン
グル材よシ成る補強部材２３を、シェル１０の周方向に
活って、かつ、連通孔りを横断して設けたもので、本発
明の実施例である。 第１表は、上記の結果を示すもので、この表において各
棟内の上段の値は内表面上での主応力値、下段の値は゛
外表面上での主応力値で、それぞれ正符号は引張応力、
負符号は圧縮応力を表す。また、第１９図は、この第１
表に基づいて、上記各圧力容器において問題となる応力
評価点＋１＋、　＋２１．　＋８１の６箇所について、
その内表面上に発生した主応力値をグラフ化したもので
ある。その結果、モデルｌと原型モデルとは発生応力が
犬きく変わらず、よって、補強部材２２を設けてもその
場所が適切でないと応力を低減する効果は小さい。これ
に対して、本発明の実施例であるモデルＩｌは、原型モ
デルと比べて発生応力が大幅に抑えられており、補強部
材２３一本で大きな応力低減効果が得られたことがわか
る。」 （２）第７頁第１８行、「・・・である。」の後に次の
文を加入する。 「　また、第１５図ないし第１７図は順に圧力容　。 器の原型モデル、モデル１１モデル田なそれぞれ示すも
ので、（→は正面から見た半断面図、（ｂ）は（ａ）の
ｂ−ｂ矢視の断面部を有する側面図、第１８図は応力評
価点の位置を示すための説明図、第１９図は実験結果の
グラフである。」 （３）第８頁第２行、「〜１７」を「〜１７，２３Ｊと
補正する。 （４）　第１５図ないし第１９図として別紙の図面を追
加する。 以上 第１５図 （Ｑ） ｂ″″′１ ５ヨ （ｂ） 第１６図 （０） ｂ二 ｂ」 第１７図 （ａ） ｂ′″′″１ ｂ二 （ｂ） 第１８図 （ａ） （ｂ） 第１９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一の筒状構造物の筒壁に他の筒状構造物の一端が−の筒
   状構造物の筒壁に連通孔を形成して接合された接合構造
   物にａ３いて、上記−の筒状構造物の筒壁には補強部材
   が連通孔を横断しかつ周方向に沿って設（）られて成る
   ことを特徴とづる接合（Ｍ進物。