WO2012114540A1 - 圧力容器 - Google Patents

圧力容器 Download PDF

Info

Publication number
WO2012114540A1
WO2012114540A1 PCT/JP2011/060670 JP2011060670W WO2012114540A1 WO 2012114540 A1 WO2012114540 A1 WO 2012114540A1 JP 2011060670 W JP2011060670 W JP 2011060670W WO 2012114540 A1 WO2012114540 A1 WO 2012114540A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
welded
welding
shape
plate
weld
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2011/060670
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
慶民 浦上
義和 西原
立見　広樹
高司 森部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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 Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to KR1020127028594A priority Critical patent/KR101446405B1/ko
Priority to CN201180023043.6A priority patent/CN102893064B/zh
Priority to US13/699,990 priority patent/US9028234B2/en
Publication of WO2012114540A1 publication Critical patent/WO2012114540A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D30/00—Producing pneumatic or solid tyres or parts thereof
    • B29D30/06—Pneumatic tyres or parts thereof (e.g. produced by casting, moulding, compression moulding, injection moulding, centrifugal casting)
    • B29D30/0601—Vulcanising tyres; Vulcanising presses for tyres
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J12/00—Pressure vessels in general
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K31/00—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by any single one of main groups B23K1/00 - B23K28/00
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K31/00—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by any single one of main groups B23K1/00 - B23K28/00
    • B23K31/003—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by any single one of main groups B23K1/00 - B23K28/00 relating to controlling of welding distortion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K31/00—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by any single one of main groups B23K1/00 - B23K28/00
    • B23K31/12—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by any single one of main groups B23K1/00 - B23K28/00 relating to investigating the properties, e.g. the weldability, of materials
    • B23K31/125—Weld quality monitoring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K33/00—Specially-profiled edge portions of workpieces for making soldering or welding connections; Filling the seams formed thereby
    • B23K33/004—Filling of continuous seams
    • B23K33/006—Filling of continuous seams for cylindrical workpieces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/02—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with incorporated heating or cooling means
    • B29C33/04—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with incorporated heating or cooling means using liquids, gas or steam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/0227—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould using pressure vessels, e.g. autoclaves, vulcanising pans
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D30/00—Producing pneumatic or solid tyres or parts thereof
    • B29D30/06—Pneumatic tyres or parts thereof (e.g. produced by casting, moulding, compression moulding, injection moulding, centrifugal casting)
    • B29D30/0601—Vulcanising tyres; Vulcanising presses for tyres
    • B29D30/065—Tyre-vulcanising presses with two or more moulds, e.g. stacked upon each other
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/04—Tubular or hollow articles
    • B23K2101/12—Vessels

Definitions

  • the present invention relates to a pressure vessel used in, for example, a tire manufacturing apparatus, and more particularly to a plate material welded portion structure such as a top plate or a bottom plate that is welded to a body plate or an end plate in the vessel.
  • pressure vessels that receive a pressure higher than atmospheric pressure are widely used inside the vessel in which end plates are welded to the top and bottom of the body plate.
  • a pressure vessel has a structure in which an end portion of a plate material is attached by welding to a wall member of a body plate or an end plate, such as a top plate that is attached so as to partition the inside of the container body and receives pressure.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a conventional structure of a welded structure portion for attaching a top plate to a wall surface member of a pressure vessel by welding.
  • the end portion of the plate member 1 is welded by the welded portion 3 so as to have a substantially T-shaped cross section with respect to the wall surface member 2.
  • Such a welded portion 3 is machined so as to be an exposed surface 4 that forms a tapered shape, an R shape, or the like in order to relieve stress concentration in the welded portion.
  • machining the welded portion 3 described above into an R shape is disclosed in, for example, Patent Document 1 below.
  • the exposed surface 4 extended by increasing the tapered surface of the welded portion or increasing the radius of the R shape is effective.
  • the amount of heat input by welding also increases as a result.
  • the heat input of welding is limited by the plate thickness t of the wall member 2 to be welded to the plate 1. For this reason, when it is going to relieve stress concentration by the taper surface or R shape mentioned above, the problem that the plate
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and the object thereof is to have a welded portion structure of a plate material that attaches a plate material that receives pressure or load to a wall surface member such as a body plate or an end plate by welding.
  • An object of the present invention is to provide a pressure vessel that relaxes stress concentration by reducing or suppressing an increase in welding amount and wall member plate thickness.
  • the pressure vessel according to the present invention is a pressure vessel having a welded structure in which an end of a member that is attached so as to partition the inside of the vessel main body and receives pressure and load is attached by welding to a wall member of the vessel main body.
  • at least two shape displacement points including the welded portion are provided in the welded structure portion.
  • a suitable shape displacement point in this case is to provide a stepped portion formed in, for example, a taper shape or an R shape on the wall surface member.
  • Such a pressure vessel of the present invention is desirably used for a tire manufacturing apparatus for vulcanizing a tire inside the vessel, for example.
  • the stress concentration portion is dispersed at a plurality of locations by providing at least two shape displacement points including the weld portion in the weld structure portion, the stress peak value acting on the weld structure portion of the pressure vessel And the mechanical life of the pressure vessel can be improved. That is, the welded structure portion can avoid stress concentration relaxation of the welded portion due to the extension of the taper shape, R shape, etc., which increases the welding amount of the welded portion, so that the welding cost and welding distortion can be reduced. Further, since the body plate and the end plate as the wall member do not increase the welding amount, there is no increase in the plate thickness due to the restriction of the heat input amount, and the material cost, can manufacturing cost and transportation cost can be reduced.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a pressure vessel according to the present invention, and is a cross-sectional view showing a weld structure portion in a final state in which a top plate is attached to a wall surface member of the pressure vessel by welding to provide a stepped portion.
  • 1 shows an embodiment of a pressure vessel according to the present invention, and is a cross-sectional view showing a welded structure in a state after welding and before machining. It is a graph of the stress ratio compared with the conventional structure of FIG. 9 about the stress peak value of the welded structure shown in FIG. 1A. It is sectional drawing which shows the structural example of a tire manufacturing apparatus as an application example of the pressure vessel which concerns on this invention.
  • FIG. 10 a structural example of a tire manufacturing apparatus (tire vulcanizer) is shown in FIG.
  • the illustrated tire manufacturing apparatus 10 is an apparatus called an autoclave (or a hot heater) used for vulcanization of tires for large vehicles such as construction machines.
  • the tire manufacturing apparatus 10 is a pressure vessel manufactured based on the first type pressure vessel structure standard in Japan.
  • the pressure vessel used for vulcanizing the tire is detachably connected to the upper dome 11 and the lower dome 12 via a connecting ring 13 so as to block outside air, and the fluid pressure in the cylinder 14 is reduced.
  • a load (pressing force) due to (air, water pressure, hydraulic pressure, etc.) and a load due to the steam pressure in the lower dome 12 are supported.
  • the mold 16 containing the green tire 15 to be vulcanized is stacked on the mold table 17 in three to four stages.
  • reference numeral 18 denotes a ram that transmits the pressing force
  • 19 denotes a flexible hose that supplies hot water and cooling water to the green tire
  • 20 and 21 denote green hot water and cooling water supplied via the flexible hose 19. It is a nozzle that sprays and cools the tire 15.
  • the above-mentioned upper dome 11 is formed by welding an end plate to an upper part of a cylindrical body plate.
  • a plate-like top plate 22 is attached to the upper dome 11 so as to partition the inside of the pressure vessel configured with the lower dome 12 and the connecting ring 13 vertically.
  • the top plate 22 is attached by welding so that the end portion of the plate material has a substantially T-shaped cross section with respect to the wall surface member 30 that forms the cylindrical upper portion of the container body.
  • a welded portion where the top plate 22 is welded to the wall surface member 30 is referred to as a welded portion 40.
  • the wall surface member 30 in this case is a cylindrical body plate constituting the upper dome 11 or a cylindrical portion of an end plate welded to the body plate.
  • the pressure vessel of this embodiment is attached so that the inside of a container main body may be partitioned, and the edge part of the top plate 22 which receives a pressure and a load is attached to the wall surface member 30 of the container main body by the welding part 40 illustration.
  • at least two shape displacement points including the welded portion 40 are provided in the welded structure portion.
  • a stepped portion 50 is provided as a shape displacement point.
  • the stepped portion 50 is a tapered surface generated by reducing (thinning) the plate thickness t of the wall surface member 30 by a thickness d by machining or the like.
  • FIG. 1A shows a final shape after machining, in which machining is performed from the welded portion 40 ′ in the state after welding shown in FIG. 1B. That is, the welded portion 40 ′ after welding has a weld leg length of W, and is subjected to machining from this state to become a final-shaped welded portion 40. Further, a plate thickness t is thickened by machining below the welded portion 40.
  • a step portion 50 is formed at the plate thickness displacement point that is thinned by a distance d.
  • the welding part 40 of this embodiment is machined so that the exposed surface 42 may form a taper surface.
  • the step portion 50 has a shape change starting point at which the distance from the lower surface of the top plate 22 to the weld toe 41 is L 0 and the step portion 50 is started from the weld toe 41.
  • the distance to 51 and L 1 and are provided cutting length from the shape change start point 51 to the shape change end point 52 a (tapered growth) to the L 2.
  • L 0 , L 1 , L 2 and d are 0 ⁇ L 0 ⁇ W, 0 ⁇ L 1 ⁇ 5 L 0 , 0, where W is the weld leg length after welding, that is, the weld leg length before machining.
  • the weld leg length W shown in FIG. 1B is equal to or greater than L 0 of the distance from the lower surface of the top plate 22 to the weld toe 41 (W ⁇ L 0 ).
  • the welded structure portion of the present embodiment in which the top plate 22 is welded to the wall surface member 30 is provided with two shape displacement points such as the welded portion 40 and the stepped portion 50.
  • the stress concentration value can be reduced by dispersing the stress concentration position at two locations. That is, since the shape displacement points of the welded structure portion are provided at two locations of the welded portion 40 and the stepped portion 50, the rigidity of the welded structure portion is lowered and the stress peak value is also lowered.
  • FIG. 2 shows a comparison of calculated stress peak values for the structure of the present application shown in FIG. 1A and the conventional structure shown in FIG. That is, in the welded structure portion having the above-described structure, if the stress peak value ⁇ u of the conventional structure is set to 1, the stress peak value ⁇ of the structure of the present invention provided with the stepped portion 50 is reduced to 1 or less. . As a result, the pressure vessel having the welded structure according to the present embodiment has excellent durability and reliability due to the improvement of the mechanical life.
  • the welding amount of the welded portion 40 may be the same as that of the conventional structure. For this reason, it is possible to reduce welding costs and welding distortion by avoiding an increase in welding amount. Further, since the increase in the welding amount can be avoided with respect to the body plate and the end plate as the wall member 30, it is also possible to avoid an increase in the plate thickness due to the restriction of the heat input amount, and therefore, the material cost, can manufacturing cost and transportation cost can be reduced. It becomes possible.
  • the shape displacement point of the above-described embodiment is a stepped portion 50 having a tapered surface from the shape change start point 51 to the shape change end point 52 by reducing the thickness t of the wall member 30 by the thickness d.
  • it is the formed shape, it is not limited to the shape of the exposed surface 42 of the weld part 40 made into the taper surface.
  • an R-shaped stepped portion 50 ⁇ / b> A that extends from the shape change start point 51 to the shape change end point 52 is formed by reducing the plate thickness of the wall surface member 30 ⁇ / b> A. Even if such a stepped portion 50A is provided, the same effect as the stepped portion 50 having the above-described exposed surface 42 having a tapered surface can be obtained.
  • the exposed surface 42 of the welded portion 40 that is a tapered surface in the above-described embodiment and the first modified example is changed to a welded portion 40A having an R-shaped exposed surface 42A.
  • a step portion 50 in which the R shape is changed to a tapered surface may be employed.
  • L 1 which is the distance from the welding toe 41 in FIG. 1A to the shape change starting point 51 at which the stepped portion 50 starts is eliminated to 0, and the welding toe 41 and the shape changing are performed.
  • the starting points 51 coincide with each other, and an R shape that is continuous with the welded portion 40 ′ and the wall surface member 30B is formed by machining.
  • the shape displacement points in this case are two places, that is, a welded portion 40B in which the exposed surface 42B has an R shape after machining and a step portion 50B in which the exposed surface 42B has an R shape after machining.
  • FIGS. 7A to 7C show a specific example of a shape change by machining.
  • the imaginary line in the figure is the shape before machining.
  • machining is performed from the welded portion 40 ′ and the wall surface member 30 ′ after welding indicated by an imaginary line in FIG.
  • the shape displacement point of the location is formed.
  • the distance L 0 from the lower surface of the top plate 22 to the weld toe 41 is smaller than the weld leg length W (L 0 ⁇ W).
  • machining is performed from the welded portion 40 ′ and the wall surface member 30 ′ after welding indicated by an imaginary line in the drawing, and two places are formed by the welded portion 40C and the stepped portion 50C having a continuous tapered surface.
  • the shape displacement point is formed.
  • the distance L 0 from the lower surface of the top plate 22 to the weld toe 41 is smaller than the weld leg length W (L 0 ⁇ W).
  • machining is performed from the welded portion 40 ′ and the wall surface member 30 ′ after welding indicated by an imaginary line in FIG.
  • the shape displacement point of the location is formed. In this case, the distance L 0 from the lower surface of the top plate 22 to the weld toe 41 is smaller than the weld leg length W (L 0 ⁇ W).
  • a step portion 50D of a concave groove portion having a substantially semicircular cross section as a shape displacement point is formed.
  • the step portion 50D in this case may be combined with the tapered welded portion 40 or may be combined with the R-shaped welded portion 40A.
  • one step portion is added to the welded portion to form a total of two shape displacement points.
  • the number of step portions is not limited to one, and 2 It is good also as more than a location.
  • the welded portion may be either a tapered surface or an R shape, and the one or more step portions combined therewith are one or more types selected from a tapered surface, an R shape or a groove having a substantially semicircular cross section. Adoption is possible.
  • the welded structure described above is not limited to the top plate 22 of the tire manufacturing apparatus 10 described above.
  • the bottom plate of the lower dome 12 mounted in the pressure vessel of the tire manufacturing apparatus 10 is, of course, other
  • the present invention can also be applied to various plate materials attached to the inside of the pressure vessel.
  • this invention is not limited to embodiment mentioned above, In the range which does not deviate from the summary, it can change suitably.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Pressure Vessels And Lids Thereof (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)

Abstract

胴板や鏡板のような壁面部材に圧力や荷重を受ける板材を溶接により取り付ける板材の溶接部構造を有する圧力容器において、その溶接部構造の応力集中を緩和し、溶接量や壁面部材板厚の増大を抑制した圧力容器を提供する。容器本体の内部を仕切るように取り付けられて圧力や荷重を受ける天板（２２）の端部が、容器本体の壁面部材（３０）に溶接をして取り付けられる溶接構造部を有する圧力容器であって、溶接構造部に溶接部（４０）を含む少なくとも２箇所、すなわち溶接部（４０）及び段差部（５０）の形状変位点を設けた。

Description

圧力容器
　本発明は、たとえばタイヤ製造装置等に用いられる圧力容器に係り、特に、容器内で胴板または鏡板に溶接される天板や底板等の板材溶接部構造に関する。
　従来、胴板の上下に鏡板を溶接した容器の内側に、大気圧より高い圧力を受ける圧力容器が広く使用されている。このような圧力容器においては、たとえば容器本体の内部を仕切るように取り付けられて圧力を受ける天板のように、板材の端部を胴板または鏡板の壁面部材に溶接して取り付ける構造がある。
　図９は、天板を圧力容器の壁面部材に溶接で取り付ける溶接構造部について、従来構造を示す断面図である。この溶接構造では、板材１の端部が、壁面部材２に対して略Ｔ字形断面となるように、溶接部３により溶接されている。
　このような溶接部３は、溶接部の応力集中を緩和するため、テーパ形状やＲ形状等を形成する露出面４となるように、機械加工が施されている。
　なお、上述した溶接部３をＲ形状に機械加工することは、たとえば下記の特許文献１に開示されている。
実公平１－２９０５０号公報（第３図等を参照）
　ところで、上述した溶接部３の応力集中緩和は、溶接部のテーパ面を長くすることやＲ形状の半径を大きくすることにより延長した露出面４が有効となる。しかし、長いテーパ面や半径の大きいＲ形状とする露出面４の延長には、溶接部３の溶接量を増す必要があるので、結果として溶接による入熱量も増大する。
　一方、溶接の入熱量は、板材１と溶接される壁面部材２の板厚ｔによる制限を受ける。このため、上述したテーパ面やＲ形状によって応力集中を緩和しようとすると、溶接量の増加に加えて、壁面部材２の板厚ｔも増加するという問題が生じてくる。
　本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、胴板や鏡板のような壁面部材に圧力や荷重を受ける板材を溶接により取り付ける板材の溶接部構造を有する圧力容器において、溶接量や壁面部材板厚の増大を低減または抑制して応力集中を緩和した圧力容器を提供することにある。
　本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
　本発明に係る圧力容器は、容器本体の内部を仕切るように取り付けられて圧力や荷重を受ける部材の端部が、前記容器本体の壁面部材に溶接をして取り付けられる溶接構造部を有する圧力容器であって、前記溶接構造部に前記溶接部を含む少なくとも２箇所の形状変位点を設けたことを特徴とするものである。
　このような圧力容器によれば、溶接構造部に溶接部を含む少なくとも２箇所の形状変位点を設けたので、応力集中部を分散させることにより溶接構造部の応力ピーク値を低減することが可能になる。この場合に好適な形状変位点としては、たとえばテーパ形状やＲ形状等に形成された段差部を壁面部材に設けることである。
　このような本発明の圧力容器は、たとえば容器の内部でタイヤの加硫を行うタイヤ製造装置に用いることが望ましい。
　上述した本発明によれば、溶接構造部に溶接部を含む少なくとも２箇所の形状変位点を設けることにより応力集中部が複数箇所に分散するので、圧力容器の溶接構造部に作用する応力ピーク値を低減し、圧力容器の機械寿命を向上させることができる。
　すなわち、溶接構造部は、溶接部の溶接量を増大させるテーパ形状やＲ形状等の延長による溶接部の応力集中緩和を回避できるようになるため、溶接費や溶接歪みの低減が可能になり、さらに、壁面部材となる胴板や鏡板は、溶接量の増大がないため、入熱量の制限による板厚増加もなくなり、材料費、製缶費及び輸送費の低減が可能になる。
本発明に係る圧力容器の一実施形態を示すもので、圧力容器の壁面部材に対し、天板を溶接で取り付けて段差部を設けた最終状態の溶接構造部を示す断面図である。 本発明に係る圧力容器の一実施形態を示すもので、溶接後で機械加工前の状態にある溶接構造部を示す断面図である。 図１Ａに示した溶接構造部の応力ピーク値について、図９の従来構造と比較した応力比のグラフである。 本発明に係る圧力容器の適用例として、タイヤ製造装置の構造例を示す断面図である。 図１Ａに示した溶接構造部の第１変形例を示す断面図である。 図１Ａに示した溶接構造部の第２変形例を示す断面図である。 図１Ａに示した溶接構造部の第３変形例を示す断面図である。 図１Ａに示した溶接構造部の第４変形例を示す断面図である。 図１Ａに示した溶接構造部の第５変形例を示す断面図である。 図１Ａに示した溶接構造部の第６変形例を示す断面図である。 図１Ａに示した溶接構造部の第７変形例を示す断面図である。 圧力容器の従来例として、天板を圧力容器の壁面部材に溶接で取り付けた溶接構造部を示す断面図である。
　以下、本発明に係る圧力容器の一実施形態を図面に基づいて説明する。
　ここで、本発明に係る圧力容器の適用例として、タイヤ製造装置（タイヤ加硫機）の構造例を図３に示す。図示のタイヤ製造装置１０は、たとえば建設機械等の大型車両用タイヤの加硫に使用されるオートクレーブ（あるいはホットヒーター）と称する装置である。このタイヤ製造装置１０は、日本国内の場合、第一種圧力容器構造規格に基づいて製造される圧力容器である。
　タイヤ製造装置１０において、タイヤの加硫に用いられる圧力容器は、上ドーム１１と下ドーム１２とが外気を遮断するように連結環１３を介して着脱自在に連結され、シリンダ１４内の流体圧力（空気、水圧、油圧など）による荷重（プレス力）及び下ドーム１２内の蒸気圧力による荷重を支持している。
　加硫するグリーンタイヤ１５を収納したモールド１６は、モールドテーブル１７上に３～４段重ねられる。なお、図中の符号１８はプレス力を伝達するラム、１９はグリーンタイヤ１５に温水及び冷却水を供給するフレキシブルホース、２０，２１はフレキシブルホース１９を介して供給される温水及び冷却水をグリーンタイヤ１５に噴射して冷却するノズルである。
　上述した上ドーム１１は、円筒状の胴板上部に鏡板を溶接したものである。この上ドーム１１には、下ドーム１２及び連結環１３とともに構成される圧力容器の内部を上下に仕切るようにして、板状部材の天板２２が取り付けられている。
　この天板２２は、たとえば図１に示すように、板材の端部が容器本体の円筒形上部を形成する壁面部材３０に対して、略Ｔ字形断面となるように溶接をして取り付けられている。以下の説明では、壁面部材３０に天板２２を溶接した溶接部を溶接部４０と呼ぶことにする。
　従って、上述したタイヤ製造装置１０の天板２２には、圧力容器内の圧力やシリンダ１４の荷重が作用している。この場合の壁面部材３０は、上ドーム１１を構成する円筒状の胴板、または、この胴板に溶接された鏡板の円筒部となる。
　そして、本実施形態の圧力容器は、容器本体の内部を仕切るように取り付けられて圧力や荷重を受ける天板２２の端部が、容器本体の壁面部材３０に対し溶接部４０で取り付けられた図示の溶接構造部を有し、この溶接構造部に溶接部４０を含む少なくとも２箇所の形状変位点を設けてある。
　図１Ａに示す実施形態の溶接構造部では、溶接部４０の他に、形状変位点として段差部５０が設けられている。この段差部５０は、壁面部材３０の板厚ｔを機械加工等により厚さｄだけ減じる（薄くする）ことにより生じたテーパ面である。
　図１Ａは、図１Ｂに示す溶接後の状態にある溶接部４０′から機械加工を施した機械加工後の最終形状を示している。すなわち、溶接後の溶接部４０′は溶接脚長がＷとされ、この状態から機械加工を受けて最終形状の溶接部４０となり、さらに、溶接部４０の下方には機械加工により板厚ｔを厚さｄだけ薄くした板厚変位点の段差部５０が形成されている。なお、本実施形態の溶接部４０は、露出面４２がテーパ面を形成するように機械加工されている。
　そして、段差部５０は、機械加工後の溶接部４０において、天板２２の下面から溶接止端４１までの距離をＬ０とし、溶接止端４１から段差部５０が開始される形状変更開始点５１までの距離をＬ１とし、かつ、形状変更開始点５１から形状変更終了点５２までの削り長さ（テーパ形成長）をＬ２とするように設けられている。
　ここで、Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２及びｄは、溶接後の溶接脚長、すなわち機械加工前の溶接脚長をＷとすれば、０≦Ｌ０≦Ｗ、０≦Ｌ１≦５Ｌ０、０≦Ｌ２≦９Ｌ０－Ｌ１、０≦ｄ≦０．８ｔとなるように設定されている。なお、溶接部４０′については、必ずしも機械加工を施す必要はなく、従って、図１Ｂに示す溶接脚長Ｗは、天板２２の下面から溶接止端４１までの距離のＬ０以上（Ｗ≧Ｌ０）あればよい。
　このように、天板２２を壁面部材３０に溶接した本実施形態の溶接構造部には、溶接部４０及び段差部５０のような形状変位点が２箇所設けられているので、圧力容器内に作用する圧力等の入力を受けた溶接構造部では、応力集中を受ける位置が２箇所に分散されて応力ピーク値を低減できる。すなわち、溶接構造部の形状変位点が溶接部４０及び段差部５０の２箇所に設けられたことにより、溶接構造部の剛性が低下するとともに、応力ピーク値も低下する。
　図２は、図１Ａに示す本願構造及び図９に示す従来構造について、段差部５０の有無以外を同じ条件にして、応力ピーク値の計算予測値を比較したものである。すなわち、上述した構造の溶接構造部において、従来構造の応力ピーク値δｕを基準の１とすれば、段差部５０を設けた本願構造の応力ピーク値δは１以下に小さくなっていることが分かる。
　この結果、本実施形態の溶接構造部を有する圧力容器は、機械寿命の向上により優れた耐久性や信頼性を有するものとなる。
　また、本実施形態の溶接構造部は、段差部５０を追加したものであるから、溶接部４０の溶接量については従来構造と同じでよい。このため、溶接量の増大回避により溶接費や溶接歪みの低減が可能になる。さらに、壁面部材３０となる胴板や鏡板については、溶接量の増大を回避できたため、入熱量の制限による板厚の増加も回避でき、従って、材料費、製缶費及び輸送費の低減が可能になる。
　さて、上述した実施形態（図１Ａ）の形状変位点は、壁面部材３０の板厚ｔを厚さｄだけ減じて形状変更開始点５１から形状変更終了点５２に至るテーパ面の段差部５０を形成した形状であるが、テーパ面とした溶接部４０の露出面４２の形状とともに、その形状に限定されることはない。
　図４に示す溶接構造部の第１変形例では、壁面部材３０Ａの板厚を減じて形状変更開始点５１から形状変更終了点５２に至るＲ形状の段差部５０Ａが形成されている。このような段差部５０Ａを設けても、上述した露出面４２がテーパ面の段差部５０と同様の作用効果を得ることができる。
　図５に示す溶接構造部の第２変形例では、上述した実施形態及び第１変形例でテーパ面とした溶接部４０の露出面４２が、Ｒ形状の露出面４２Ａを有する溶接部４０Ａに変更されており、上述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。この場合、段差部５０Ａについては、Ｒ形状をテーパ面に変更した段差部５０を採用してもよい。
　図６に示す第３変形例は、図１Ａにおける溶接止端４１から段差部５０が開始される形状変更開始点５１までの距離であるＬ１をなくして０とし、溶接止端４１及び形状変更開始点５１が一致したものであり、機械加工により溶接部４０′及び壁面部材３０Ｂに連続するＲ形状が形成されている。この場合の形状変位点は、機械加工後に露出面４２ＢがＲ形状となる溶接部４０Ｂと、同じく機械加工後にＲ形状となる段差部５０Ｂとの２箇所である。なお、溶接部４０Ｂ及び壁面部材３０Ｂに連続するＲ形状に代えて、連続するテーパ面としてもよい。
　図７Ａ～図７Ｃに示す溶接構造部の各変形例は、機械加工による形状変化の具体例を示している。なお、図中の想像線は、機械加工前の形状である。
　図７Ａに示す第４変形例では、図中に想像線で示す溶接後の溶接部４０′及び壁面部材３０′から機械加工を施し、Ｒ形状の溶接部４０Ａ及びテーパ面の段差部５０による２箇所の形状変位点を形成している。この場合、天板２２の下面から溶接止端４１までの距離Ｌ０は、溶接脚長Ｗより小（Ｌ０＜Ｗ）である。
　図７Ｂに示す第５変形例では、図中に想像線で示す溶接後の溶接部４０′及び壁面部材３０′から機械加工を施し、連続するテーパ面の溶接部４０Ｃ及び段差部５０Ｃによる２箇所の形状変位点を形成している。この場合、天板２２の下面から溶接止端４１までの距離Ｌ０は、溶接脚長Ｗより小（Ｌ０＜Ｗ）である。
　図７Ｃに示す第６変形例では、図中に想像線で示す溶接後の溶接部４０′及び壁面部材３０′から機械加工を施し、テーパ面の溶接部４０及びテーパ面の段差部５０による２箇所の形状変位点を形成している。この場合、天板２２の下面から溶接止端４１までの距離Ｌ０は、溶接脚長Ｗより小（Ｌ０＜Ｗ）である。
　図８に示す第７変形例は、形状変位点として略半円形断面を有する凹溝部の段差部５０Ｄを形成したものである。この場合の段差部５０Ｄは、テーパ面の溶接部４０と組み合わせてもよいし、あるいは、Ｒ形状の溶接部４０Ａと組み合わせてもよい。
　また、上述した実施形態では、溶接部に１箇所の段差部を加えて合計２箇所の形状変位点を形成しているが、段差部の数については１箇所に限定されることはなく、２箇所以上としてもよい。この場合、溶接部はテーパ面またはＲ形状のいずれでもよく、また、これと組み合わせる１または複数の段差部は、テーパ面、Ｒ形状または略半円形断面の凹溝から選択した１または複数種類の採用が可能である。
　また、上述した溶接構造部は、上述したタイヤ製造装置１０の天板２２に限定されることはなく、たとえばタイヤ製造装置１０の圧力容器内に取り付けられる下ドーム１２の底板は勿論のこと、他の圧力容器内部に取り付けられる各種板材にも適用可能である。
　なお、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
　１０　　タイヤ製造装置
　１１　　上ドーム
　１２　　下ドーム
　１３　　連結環
　１４　　シリンダ
　１５　　グリーンタイヤ
　１６　　モールド
　２２　　天板
　３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｄ，３０′　　壁面部材
　４０，４０Ａ～４０Ｃ，４０′　　溶接部
　５０，５０Ａ～５０Ｄ　　段差部

Claims (2)

  1. 　容器本体の内部を仕切るように取り付けられて圧力や荷重を受ける部材の端部が、前記容器本体の壁面部材に溶接をして取り付けられる溶接構造部を有する圧力容器であって、前記溶接構造部に前記溶接部を含む少なくとも２箇所の形状変位点を設けた圧力容器。
  2. 　容器の内部でタイヤの加硫を行うタイヤ製造装置に用いられる請求項１に記載の圧力容器。
PCT/JP2011/060670 2011-02-25 2011-05-09 圧力容器 Ceased WO2012114540A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020127028594A KR101446405B1 (ko) 2011-02-25 2011-05-09 압력 용기
CN201180023043.6A CN102893064B (zh) 2011-02-25 2011-05-09 压力容器
US13/699,990 US9028234B2 (en) 2011-02-25 2011-05-09 Pressure vessel

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011040723A JP5622615B2 (ja) 2011-02-25 2011-02-25 圧力容器
JP2011-040723 2011-02-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012114540A1 true WO2012114540A1 (ja) 2012-08-30

Family

ID=46720351

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2011/060670 Ceased WO2012114540A1 (ja) 2011-02-25 2011-05-09 圧力容器

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9028234B2 (ja)
JP (1) JP5622615B2 (ja)
KR (1) KR101446405B1 (ja)
CN (1) CN102893064B (ja)
TW (1) TWI461337B (ja)
WO (1) WO2012114540A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015093318A (ja) * 2013-11-14 2015-05-18 国立大学法人九州大学 溶接継手及び溶接部の疲労強度向上方法
JP2016207960A (ja) * 2015-04-28 2016-12-08 小島プレス工業株式会社 ソーラーパネル及びその製造方法
JP7009748B2 (ja) * 2016-08-18 2022-01-26 日本製鉄株式会社 重ね隅肉溶接継手
CN109570935B (zh) * 2019-01-03 2020-01-14 上海江南船舶管业有限公司 压力筒焊接工艺

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0129050Y2 (ja) * 1982-10-14 1989-09-05
JPH1034328A (ja) * 1996-07-19 1998-02-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 耐低サイクル疲労すみ肉溶接方法
JP2005088048A (ja) * 2003-09-17 2005-04-07 Toshiba Plant Systems & Services Corp 配管継手用溶接歪吸収フランジおよび配管継手
JP2008221300A (ja) * 2007-03-14 2008-09-25 Press Kogyo Co Ltd 隅肉溶接部の構造及び隅肉溶接方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3917440A (en) * 1975-02-07 1975-11-04 Ben R Huebert Tire curing chamber
CN201554848U (zh) 2009-12-08 2010-08-18 王行山 球形压力容器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0129050Y2 (ja) * 1982-10-14 1989-09-05
JPH1034328A (ja) * 1996-07-19 1998-02-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 耐低サイクル疲労すみ肉溶接方法
JP2005088048A (ja) * 2003-09-17 2005-04-07 Toshiba Plant Systems & Services Corp 配管継手用溶接歪吸収フランジおよび配管継手
JP2008221300A (ja) * 2007-03-14 2008-09-25 Press Kogyo Co Ltd 隅肉溶接部の構造及び隅肉溶接方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW201302564A (zh) 2013-01-16
KR101446405B1 (ko) 2014-10-01
CN102893064B (zh) 2015-07-29
US20130337097A1 (en) 2013-12-19
JP5622615B2 (ja) 2014-11-12
CN102893064A (zh) 2013-01-23
KR20130025393A (ko) 2013-03-11
TWI461337B (zh) 2014-11-21
US9028234B2 (en) 2015-05-12
JP2012177432A (ja) 2012-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5622615B2 (ja) 圧力容器
DK2886994T3 (en) PLATE HEAT EXCHANGERS WITH ASSEMBLY FLANGES
US9206549B2 (en) Steel-made yankee cylinder
JP6207635B2 (ja) ギヤボックスハウジングおよびギヤボックスハウジングの製造方法
FI4098432T3 (fi) Radiaalipuristin
KR20120049938A (ko) 실린더 헤드 개스킷
EP2672214A1 (en) End-piece & plate heat exchanger comprising, and method of making, such end-piece
JP5694564B2 (ja) 溶接の残留応力低減
US20140322007A1 (en) Turbine diaphragm construction
CN107433306A (zh) 一种用于车辆的整体式桥壳的成型方法
CN104668804B (zh) 一种火箭推进剂贮箱的箱底与筒段的对接结构
JP6813589B2 (ja) 風力原動機に用いられる支持構造
KR20070049084A (ko) 복류 증기 터빈용 유동 분리기 및 복류 증기 터빈
CN103620127B (zh) 波纹钢板的设计方法、及波纹钢板制管
CN110588910B (zh) 一种柔性水上浮体
JP7180397B2 (ja) 空気式防舷材およびその製造方法
JP4485700B2 (ja) 分割フランジ付き伸縮管継手
JP2016204008A (ja) 浮き屋根式タンク用シール材
JP4812558B2 (ja) 熱交換器の製造方法
CN102729518B (zh) 液压机、用于液压机的缸梁结构及其制造方法
CN211463180U (zh) 一种组合式填料环
JP5858341B2 (ja) 筒状ライニング材の絞り治具及び筒状ライニング材の取り外し方法
CN102358404A (zh) 船用护舷结构
JP2010053694A (ja) エンジン本体構造
CN107923420A (zh) 流体压缸

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201180023043.6

Country of ref document: CN

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

Ref document number: 11859183

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20127028594

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2598/MUMNP/2012

Country of ref document: IN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13699990

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: 11859183

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1