压力容器.pdf

1、(10)申请公布号 CN 102954213 A (43)申请公布日 2013.03.06 C N 1 0 2 9 5 4 2 1 3 A *CN102954213A* (21)申请号 201210269823.5 (22)申请日 2012.07.31 2011-182509 2011.08.24 JP F16J 12/00(2006.01) (71)申请人株式会社神户制钢所 地址日本兵库县 (72)发明人片冈保人 滨口裕充 (74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任 公司 11021 代理人雒运朴 (54) 发明名称 压力容器 (57) 摘要 提供一种满足要求的设计要件，能实现轻量 化的压

2、力容器。其具有：多边形的上壁；多边形的 底壁；在上壁和底壁之间设置的侧壁；连接上壁 和侧壁的上侧曲面部；连接底壁和侧壁的下侧曲 面部；形成为包括上壁的中央的上壁中央部并沿 特定方向延伸的上壁中央肋；形成为对上壁的相 邻的边的大致中央部彼此分别进行连结并包围上 壁中央肋的上壁环状肋；形成于上侧曲面部的各 边的大致中央部的上侧曲面部肋；形成为包括底 壁的中央的底壁中央部并沿特定方向延伸的底壁 中央肋；形成为对底壁的相邻的边的大致中央部 彼此分别进行连结并包围底壁中央肋的底壁环状 肋；形成于下侧曲面部的各边的大致中央部的下 侧曲面部肋；及形成于侧壁的各主面的大致中央 部的主面肋。 (30)优先权数据

3、 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书8页 附图5页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 8 页 附图 5 页 1/2页 2 1.一种压力容器，其具有： 多边形的上壁； 多边形的底壁，其设置于该上壁的下方； 侧壁，其设置于所述上壁的周缘和与之对应的所述底壁的周缘之间； 上侧曲面部，其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；以及 下侧曲面部，其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， 其特征在于， 压力容器具有： 上壁中央肋，其形成为包括所述上壁的中央的上壁中央部并沿特定方向延伸； 上壁环状肋，其形成为

4、对所述上壁的相邻的边的大致中央部彼此分别进行连结并包围 所述上壁中央肋； 上侧曲面部肋，其形成于所述上侧曲面部的各边的大致中央部，并且与所述上壁中央 肋及所述上壁环状肋连接设置； 底壁中央肋，其形成为包括所述底壁的中央的底壁中央部并沿特定方向延伸； 底壁环状肋，其形成为对所述底壁的相邻的边的大致中央部彼此分别进行连结并包围 所述底壁中央肋； 下侧曲面部肋，其形成于所述下侧曲面部的各边的大致中央部，并且与所述底壁中央 肋及所述底壁环状肋连接设置；以及 主面肋，其形成于所述侧壁的各主面的大致中央部，并且与所述上侧曲面部肋及所述 下侧曲面部肋连接设置。 2.如权利要求1所述的压力容器，其特征在于，

5、所述上壁中央肋具有：包括所述上壁中央部的上壁中央肋主体、与所述上侧曲面部肋 连接的上壁中央肋连设部、及位于所述上壁中央肋主体和所述上壁中央肋连设部之间且在 该上壁中央肋中形成得最薄的上壁中央肋薄壁部，所述上壁中央肋具有从所述上壁中央肋 主体的中央部朝向所述上壁中央肋薄壁部厚度逐渐减小的形状， 所述上壁环状肋具有：上壁环状肋主体、与所述上侧曲面部肋连接的上壁环状肋连设 部、及位于所述上壁环状肋主体和所述上壁环状肋连设部之间且在该上壁环状肋中形成得 最薄的上壁环状肋薄壁部， 所述底壁中央肋具有：包括所述底壁中央部的底壁中央肋主体、与所述下侧曲面肋连 接的底壁中央肋连设部、及位于所述底壁中央肋主体和

6、所述底壁中央肋连设部之间且在该 底壁中央肋中形成得最薄的底壁中央肋薄壁部，所述底壁中央肋具有从所述底壁中央肋主 体的中央部朝向所述底壁中央肋薄壁部厚度逐渐减小的形状， 所述底壁环状肋具有：底壁环状肋主体、与所述下侧曲面部肋连接的底壁环状肋连设 部、及位于所述底壁环状肋主体和所述底壁环状肋连设部之间且在该底壁环状肋中形成得 最薄的底壁环状肋薄壁部。 3.如权利要求2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上壁中央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二分之一倍到2倍的范围， 权 利 要

7、求 书CN 102954213 A 2/2页 3 在从下方观察所述底壁时所述底壁中央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二分之一倍到2倍的范围。 4.如权利要求2或3所述的压力容器，其特征在于， 所述上壁中央肋薄壁部及所述上壁环状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，所述底 壁中央肋薄壁部及所述底壁环状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。 5.如权利要求1所述的压力容器，其特征在于， 所述上壁及所述底壁是四方形。 权

8、利 要 求 书CN 102954213 A 1/8页 4 压力容器 技术领域 0001 本发明涉及一种压缩机用气体制冷器等中使用的压力容器。 背景技术 0002 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1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

9、也是常使用的形状。 0003 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1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。 0004 在先技术文献 0005 专利文献 0006 专利文献1：日本特开2003-106668号公报 0007 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1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 0008 本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种在满足所要求的设计 要件

10、的同时，可以实现轻量化的压力容器。 0009 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，想到取代设置直接导致压力容器重量增加 的格子状的肋的构造，为了消除产生的应力分布的不均，削减被过度加强的部分，由此削减 材料而能够实现轻量化。 0010 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： 0011 多边形的上壁； 0012 多边形的底壁，其设置于该上壁的下方； 0013 侧壁，其设置于所述上壁的周缘和与之对应的所述底壁的周缘之

11、间； 0014 上侧曲面部，其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； 以及 0015 下侧曲面部，其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， 0016 其特征在于， 0017 压力容器具有： 说 明 书CN 102954213 A 2/8页 5 0018 上壁中央肋，其形成为包括所述上壁的中央的上壁中央部并沿特定方向延伸； 0019 上壁环状肋，其形成为对所述上壁的相邻的边的大致中央部彼此分别进行连结并 包围所述上壁中央肋； 0020 上侧曲面部肋，其形成于所述上侧曲面部的各边的大致中央部，并且与所述上壁 中央肋及所述上壁环状肋连接设置； 0021 底壁中央肋

12、，其形成为包括所述底壁的中央的底壁中央部并沿特定方向延伸； 0022 底壁环状肋，其形成为对所述底壁的相邻的边的大致中央部彼此分别进行连结并 包围所述底壁中央肋； 0023 下侧曲面部肋，其形成于所述下侧曲面部的各边的大致中央部，并且与所述底壁 中央肋及所述底壁环状肋连接设置；以及 0024 主面肋，其形成于所述侧壁的各主面的大致中央部，并且与所述上侧曲面部肋及 所述下侧曲面部肋连接设置。 0025 根据本发明的压力容器，通过在产生相对大的应力的部分，即上壁中央部、环状包 围上壁中央部的部分、上侧曲面部的各边的大致中央部、底壁中央部、环状包围底壁中央部 的部分、下侧曲面部的各边的大致中央部及主

13、面的大致中央部设置壁厚增大的肋，减小只 产生相对小的应力的其他的部分的壁厚，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、侧壁及底壁的 应力分布的不均的产生。 0026 另外，在本发明中，优选所述上壁中央肋具有：包括所述上壁中央部的上壁中央肋 主体、与所述上侧曲面部肋连接的上壁中央肋连设部、及位于所述上壁中央肋主体和所述 上壁中央肋连设部之间且在该上壁中央肋中形成得最薄的上壁中央肋薄壁部，所述上壁中 央肋具有从所述上壁中央肋主体的中央部朝向所述上壁中央肋薄壁部厚度逐渐减小的形 状， 0027 所述上壁环状肋具有：上壁环状肋主体

14、、与所述上侧曲面部肋连接的上壁环状肋 连设部、及位于所述上壁环状肋主体和所述上壁环状肋连设部之间且在该上壁环状肋中形 成得最薄的上壁环状肋薄壁部， 0028 所述底壁中央肋具有：包括所述底壁中央部的底壁中央肋主体、与所述下侧曲面 肋连接的底壁中央肋连设部、及位于所述底壁中央肋主体和所述底壁中央肋连设部之间且 在该底壁中央肋中形成得最薄的底壁中央肋薄壁部，所述底壁中央肋具有从所述底壁中央 肋主体的中央部朝向所述底壁中央肋薄壁部厚度逐渐减小的形状， 0029 所述底壁环状肋具有：底壁环状肋主体、与所述下侧曲面部肋连接的底壁环状肋 连设部、及位于所述底壁环状肋主体和所述底壁环状肋连设部之间且在该底壁

15、环状肋中形 成得最薄的底壁环状肋薄壁部。 0030 如此，通过在各肋中增大产生相对大的应力的部分的壁厚，减小只产生相对小的 应力的部分的壁厚，由此，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，能够进一步抑制向压力容器的上壁及底壁的应力分布的不均的产生。 0031 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， 0032 在从上方观察所述上壁时所述上壁中央肋薄壁部从所述侧壁的内表面朝向所述 说 明 书CN 102954213 A 3/8页 6 上壁中央部位于所述曲率半径的二分之一倍到2倍的范围， 0033 在从下方观察所述底壁

16、时所述底壁中央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二分之一倍到2倍的范围。 0034 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。 0035 另外，在本发明中，优选所述上壁中央肋薄壁部及所述上壁环状肋薄壁部位于在 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，所述底壁中央肋薄壁部及所述底壁环状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。 0036 如此，由于上壁中央肋薄壁部及上壁环状肋薄壁部位于上壁的正方向的弯

17、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，底壁中央肋薄壁部及底壁环 状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薄壁部的壁厚，能够实现 压力容器的进一步的轻量化。 0037 另外，在本发明中，优选所述上壁及所述底壁是四方形。 0038 如此，容易有效确保压力容器的内部空间。 0039 发明效果 0040 如上所述，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。 附图说明 0041 图1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。 0042 图2是表示图1所示的模型的内表面的状态的立体图。 0043 图3是

18、图1的III-III剖面的立体图。 0044 图4是长方体形状的压力容器的二分之一模型的立体图。 0045 图5是说明在图4的V-V剖面上产生的弯曲力矩的分布的图。 0046 图6是设有格子状肋的现有容器的二分之一模型的立体图 0047 图7是表示比较例以及实施例的解析结果的图。 0048 符号说明 0049 1 上壁 0050 1a 上壁中央部 0051 1b 上壁中央肋 0052 1c 上壁中央肋主体 0053 1d 上壁中央肋连设部 0054 1e 上壁中央肋薄壁部 0055 1f 上壁辅助肋 0056 1g 上壁辅助肋主体 0057 1h 上壁辅助肋连设部 0058 1i 上壁辅助肋薄

19、壁部 说 明 书CN 102954213 A 4/8页 7 0059 1j 上壁环状肋 0060 1k 上壁环状肋主体 0061 1l 上壁环状肋连设部 0062 1m 上壁环状肋薄壁部 0063 2 侧壁 0064 2a 主面 0065 2b 主面连结部 0066 2c 主面肋 0067 3 上侧曲面部 0068 3a 边部 0069 3b 拐角部 0070 3c 上侧曲面部肋 具体实施方式 0071 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4以及图5进行说明。图4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

20、图4中，示出了长方体形状的压力容器中的上 壁。 0072 图5示意地表示作用于图4的V-V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。 0073 本实施方式是使在压力容器上设置的肋的位置及其壁厚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，在力矩的绝对值大的部分设置壁厚大的肋，减小 力矩的绝对值为零、或力矩小的部分的壁厚。 0074 如此，通过使在压力容器上设置的肋的位置及其壁厚匹配于力矩的大小，容

21、器作 为整体均匀负担负载，因此可以使压力容器形成为没有浪费的形状。换言之，在现有的长方 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厚度的肋的形状，所以该部分成为被过度加强的多余壁厚，导致重 量增加。 0075 下面，对于本发明的优选实施方式，参照附图进行说明。 0076 图1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1中，示出本实施方式的压力容 器之中的上壁。图2是从-Z方向观察图

22、1所示的模型的状态、即表示上壁的内表面的状态 的立体图。图3是表示在III-III剖面切断图1的模型的状态的立体图。 0077 如图1所示，本实施方式的压力容器的二分之一模型具有：上壁1；在上壁1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1的周缘和侧壁2的 上端的上侧曲面部3。该压力容器1还在其内部具有热交换器或配管等，但它们的图示省 说 明 书CN 102954213 A 5/8页 8 略。 0078 上壁1具有：以包括上壁1的中央的上壁中央部1a且沿特定方向(X轴方向)延 伸的方式形成的上壁中央肋1b；在该上壁中央肋1b的附近形成的上壁辅助肋1f；以及以 分别连结上

23、壁1的相邻的各边的大致中央部彼此的方式形成的上壁环状肋1j。另外，如图 2所示，上壁1的内面平坦地形成。 0079 如图3所示，上壁中央肋1b具有：包括上壁中央部1a的上壁中央肋主体1c；与后 述的上侧曲面部肋3c连接的上壁中央肋连设部1d；以及在上壁中央肋主体1c和上壁中央 肋连设部1d之间形成为在上壁中央肋1b中最薄的上壁中央肋薄壁部1e。上壁中央部1a 由于作用有高压介质的内压，所以在该上壁中央部1a产生的应力在容器内最大，所以上壁 中央肋1b中的上壁中央肋主体1c的中央的厚度以在该上壁中央肋1b中最大的方式形成。 而且，该上壁中央肋1b具有从上壁中央部1a到上壁中央肋薄壁部1e厚度逐渐

24、减小且其外 表面由向外侧凸出的曲面连接的形状。具体而言，上壁中央肋1b中最厚的部分的厚度优选 是上壁中央肋薄壁部1e的厚度的2.5倍到8倍。 0080 上壁中央肋薄壁部1e形成为：从上方看上壁1时，从侧壁2的与上壁中央肋连设 部1d连接的主面2a的内表面朝向上壁中央部1a，位于后述的上侧曲面部3的内表面的曲 率半径r的二分之一倍到2倍的范围。更优选的是，形成于在上壁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。该上壁中央肋薄壁部1e的外表面形成为向内侧凸出的曲面。另外，与 上壁1的在后述的拐角部3b附近的厚度相比，上壁中

25、央肋薄壁部1e的厚度可以比其大，可 以比其小，或也可以相同。 0081 上壁辅助肋1f在上壁中央肋1b的长度方向的各端部的附近各形成一对，从而对 上壁中央肋1b负担的负载进行辅助。上壁辅助肋1f具有沿着与上壁中央肋1b的长度方 向平行的方向延伸的形状，并具有：上壁辅助肋主体1g；与上侧曲面部肋3c连接的上壁辅 助肋连设部1h；以及位于上壁辅助肋主体1g和上壁辅助肋连设部1h之间且在上壁辅助肋 1 0082 f中以最薄的方式形成的上壁辅助肋薄壁部1i。而且，该上壁辅助肋1 0083 f的外表面形成为上壁辅助肋薄壁部1i的部分向内侧凸出，其他部分向外侧凸出 的曲面。 0084 上壁环状肋1j以连结

26、上壁1的相邻的各边的大致中央部彼此的方式形成。该上壁 环状肋1j具有如下形状：相比于对上壁1的相邻的边的大致中央部彼此进行连结的线段， 以上壁环状肋1j的中央部分更向上壁中央部1a靠近的方式弯曲。上壁环状肋1j具有：上 壁环状肋主体1k；与上侧曲面部肋3c连接的上壁环状肋连设部1l；以及位于上壁环状肋 主体1k和上壁环状肋连设部1l之间且在该上壁环状肋1j中以最薄的方式形成的上壁环 状肋薄壁部1m。 0085 上壁环状肋薄壁部1m形成为：从上方看上壁1时，从与上壁1的给定的边连接的 主面2a的内表面的大致中央部朝向连接于与该给定的边相邻的边的主面2a的内表面的大 致中央部，位于上侧曲面部3的内

27、表面的曲率半径r的二分之一倍到2倍的范围。更优选 的是，形成于在上壁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，上壁环状肋薄壁部1m 说 明 书CN 102954213 A 6/8页 9 的外表面形成为向内侧凸出的曲面。 0086 侧壁2设置在上壁1的周缘和底壁的周缘之间。侧壁2具有：图1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，各主面2a在其大致中央部具有主面肋2c。在本实施方式中，由于上 壁1是在一方向(Y方向)上长的长方形，所以在

28、其短边(与X轴平行的边)上形成有一个 主面肋2c，在其长边(与Y轴平行的边)上形成有两个主面肋2c。另外，如图2所示，主面 2a的内表面平坦地形成。 0087 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。如图2所示，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。 0088 主面肋2c形成于当高压介质的内压作用时在主面2a产生的应力最大的主面2a 内的中央部。主面肋2c在其上端与上侧曲面部肋3c连接，在其下端与未图示的下侧曲面 部肋连接。 0089 上侧曲面部3是由向外侧凸出的曲面连接上壁1的周缘和侧壁2的上端的

29、部分， 其具有与上壁1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，在边部3a的中央部形成有上侧曲面部肋3c。 0090 如图2所示，边部3a具有对上壁1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3 0091 a的曲面状的内表面彼此进行连结，并且对上壁1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，拐角部3b的厚度形成得在上侧曲面部3中最小。 另外，如图2所示，上侧曲面部3的内表面形成为具有规定的曲率半径r的圆弧状。 0092 上侧曲面部肋3c形成于当高压介质的内压作用时在边部3a产生的应力最大的

30、边 部3a的中央部。位于长边的上侧曲面部肋3c在其上端与上壁中央肋连设部1d、上壁辅助 肋连设部1h及上壁环状肋连设部1l连接，在其下端与主面肋2c连设即连接设置。另外， 位于短边的上侧曲面部肋3c在其上端与上壁环状肋连设部1l连接，在其下端与主面肋2c 连设。 0093 需要说明的是，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 实施方式那样壁厚变化的形状的容器也可以制造。 0094 如上所述，在本实施方式的压力容器中，通过在产生相对大的应力的部分，即上壁 中央部1a、环状包围上壁中央部1a的部分、上侧曲面部3的各边的大致中央部、底壁中央 部、环状包围底壁中央部的部分、下侧曲面部

31、的各边的大致中央部及主面2a的大致中央部 设置壁厚增大的肋，减小只产生相对小的应力的其他的部分的壁厚，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1、底壁及侧壁2的应力分布的不均的产生。 0095 另外，在本实施方式中，上壁中央肋1b具有从上壁中央部1a到上壁中央肋薄壁部 1e其厚度逐渐减小的形状，上壁环状肋1j具有上壁环状肋薄壁部1m。另外，底壁中央肋具 有从底壁中央部到底壁中央肋薄壁部其厚度逐渐减小的形状，底壁环状肋具有底壁环状肋 薄壁部。如此，通过在各肋中增大产生相对大的应力的部分的壁厚，减小只产生相对小的应 力的部分

32、的壁厚，由此，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 说 明 书CN 102954213 A 7/8页 10 化。另外，能够进一步抑制向压力容器的上壁1的应力分布的不均的产生。 0096 另外，在本实施方式中，上侧曲面部3及下侧曲面部的内表面具有相同的曲率半 径r，上壁中央肋薄壁部1e在从上方看上壁1时从侧壁2的内表面朝向上壁中央部1a位于 曲率半径r的二分之一倍到2倍的范围，底壁中央肋薄壁部在从下方看底壁时从侧壁2的 内表面朝向底壁中央部位于曲率半径r的二分之一倍到2倍的范围，因此，容易消除在上壁 1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。 0097 另

33、外，在本实施方式中，上壁中央肋薄壁部1e及上壁环状肋薄壁部1m位于在作用 有内压时在上壁1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，即应力的产生极小的部分，底壁中央肋薄壁部及底壁环状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，即应力的产生极小的部分，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。 0098 另外，在本实施方式中，由于上壁1及底壁是四方形，因此容易确保压力容器的内 部空间。 0099 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设置肋并且 使

34、该肋的壁厚变化，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。 0100 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。 0101 例如，在上述实施方式中，例示了上壁1以及底壁是四方形的例子，但其不限于四 方形，也可以是其他的多边形。需要说明的是，在是其他的多边形的情况下，也起到与四方 形的情况下同样的作用、效果。尤其，在上壁1及底壁是正方形的情况下，上壁中央肋1b形 成为包括上壁中央部1a并连结相对的边

35、彼此的十字状，底壁中央肋形成为包括底壁中央 部并连结相对的边彼此的十字状，在各主面2a上分别形成一个主面肋2c。 0102 另外，在上述实施方式中，例示了上壁中央肋1b具有上壁中央肋薄壁部1e，上壁 辅助肋1f具有上壁辅助肋薄壁部1i，上壁环状肋1j具有上壁环状肋薄壁部1m，底壁中央 肋具有底壁中央肋薄壁部，底壁辅助肋具有底壁辅助肋薄壁部，底壁环状肋具有底壁环状 肋薄壁部的例子，但所述各薄壁部可以省略。 0103 另外，在上述实施方式中，例示了上壁中央肋1b及上侧曲面部肋3 0104 c由曲面连接，上壁环状肋1j及上侧曲面部肋3c由曲面连接，底壁中央肋及下侧 曲面部肋由曲面连接，底壁环状肋及下

36、侧曲面部肋由曲面连接的例子，但这些部位全都可 以由平面连接。 0105 另外，在上述实施方式中，例示了上壁1具有上壁辅助肋1f，底壁具有底壁辅助肋 的例子，但所述各辅助肋可以省略。此时，仅仅通过省略各辅助肋是不能满足所要求的设计 要件的，因此，需要较大地形成其短边方向(Y轴方向)的宽度，使得上壁及底壁的各中央肋 能够负担这些辅助肋所负担的负载部分。 0106 下面，比较说明关于本实施方式的压力容器的实施例与图6所示的现有的长方体 形状的压力容器。 说 明 书CN 102954213 A 10 8/8页 11 0107 【实施例】 0108 制作图6所示的现有的长方体形状的压力容器、以及图1所示

37、的本实施方式的压 力容器的F E M解析模型，通过弹塑性解析比较在作用有内压时的应力以及变位。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以下两点。 0109 (1)使最高使用压力1.14MPa时的最大变位量(以下，称为“要件1的值”。)为 2.5m m以下； 0110 (2)使最小耐压破坏强度8.19MPa时的最大应力(以下，称为“要件2的值”。)为 430MPa以下。 0111 需要说明的是，以下，基于实施例说明本实施方式，本实施方式只要不超过其要 旨，不限于以下的实施例。 0112 (比较例) 011

38、3 图6是具有格子状的加强肋的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、高180mm，板厚为17mm。另外，肋的高度为26.5mm(壳模型上为 26.5+17/235mm)，Y方向肋的厚度为23mm，X方向的肋的厚度为46mm。 0114 在该比较例中，容器整体的重量为254kg，要件1的值为1.36mm，要件2的值为 425MPa。 0115 (实施例) 0116 下面，对图1所示的本实施方式的压力容器1的实施例进行说明。本模型的内表 面大小为：长755.5mm、宽614mm以

39、及高度163mm。另外，材质使用FCD 450。在该实施例中， 容器整体的重量为170kg，要件1的值为1.12mm，要件2的值为420MPa。 0117 图7示出将以上的结果做成表格。从该图7可知，本实施例的压力容器可满足设 计要件，并且比现有的压力容器更能实现轻量化。更具体地说，在实施例的压力容器中，能 够确保在现有的压力容器以上的强度特性，同时是现有的压力容器的约67的重量。 0118 另外，在实施例的压力容器中，结果是除拐角部外大致遍及容器整体都为大致均 匀的应力，容器作为整体而没有浪费地分担负载。相对于此，在图6所示的现有容器的情况 下，与本实施方式的实施例相比，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。 说 明 书CN 102954213 A 11 1/5页 12 图1 说 明 书 附 图CN 102954213 A 12 2/5页 13 图2 说 明 书 附 图CN 102954213 A 13 3/5页 14 图3 图4 说 明 书 附 图CN 102954213 A 14 4/5页 15 图5 图6 说 明 书 附 图CN 102954213 A 15 5/5页 16 图7 说 明 书 附 图CN 102954213 A 16