特許 5750405 圧力容器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5750405

(24)【登録日】2015年5月22日

(45)【発行日】2015年7月22日

(54)【発明の名称】圧力容器

(51)【国際特許分類】

   F17C 1/00 20060101AFI20150702BHJP

   F17C 1/08 20060101ALI20150702BHJP

【ＦＩ】

   F17C1/00 A

   F17C1/00 B

   F17C1/08

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-138773(P2012-138773)

(22)【出願日】2012年6月20日

(65)【公開番号】特開2014-1830(P2014-1830A)

(43)【公開日】2014年1月9日

【審査請求日】2014年9月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001199

【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】100067828

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 悦司

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100137143

【弁理士】

【氏名又は名称】玉串 幸久

(72)【発明者】

【氏名】片岡 保人

【審査官】 佐野 健治

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００８−５０３７０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２４３０１５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１７Ｃ １／００

Ｆ１７Ｃ １／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

高圧のガスを収容する容器本体と、この容器本体内を第一室と第二室とに二等分するように当該容器本体内に形成された隔壁とを有する圧力容器であって、
前記容器本体は、前記隔壁の上端と接続される上壁と、この上壁と対向するとともに前記隔壁の下端と接続される底壁と、前記上壁の周縁と前記底壁の周縁とを接続する周壁とを有し、
前記隔壁は、一方向に長い形状を有し、当該隔壁の長手方向の中央を含む領域に位置する第一壁の厚さよりも、前記長手方向の一端側に位置する第二壁の厚さ及び前記長手方向の他端側に位置する第三壁の厚さの方が小さい圧力容器。

【請求項2】

請求項１に記載の圧力容器であって、
前記周壁は、前記隔壁の長手方向と平行な方向に伸びる形状を有して前記隔壁と対向する隔壁対向部を有し、
前記第二壁の前記長手方向の寸法は、前記隔壁と前記隔壁対向部との間の寸法の２分の１以下であり、前記第三壁の前記長手方向の寸法は、前記隔壁と前記隔壁対向部との間の寸法の２分の１以下である圧力容器。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の圧力容器であって、
前記第一壁の表面と前記第二壁の表面とは滑らかにつながっており、前記第一壁の表面と前記第三壁の表面とは滑らかにつながっている圧力容器。

【請求項4】

請求項１ないし３のいずれか１項に記載の圧力容器であって、
前記容器本体内に前記高圧のガスが収容されたときに前記第一壁に前記長手方向及び前記隔壁の厚さ方向のそれぞれに直交する短手方向の引張荷重が作用することによって当該第一壁に生じる応力が当該第一壁内で均一に分布するようにこの第一壁の厚さが設定され、
前記容器本体内に前記高圧のガスが収容されたときに前記第二壁に前記短手方向の引張荷重が作用することによって当該第二壁に生じる応力が当該第二壁内で均一に分布するようにこの第二壁の厚さが設定され、
前記容器本体内に前記高圧のガスが収容されたときに前記第三壁に前記短手方向の引張荷重が作用することによって当該第三壁に生じる応力が当該第三壁内で均一に分布するようにこの第三壁の厚さが設定された圧力容器。

【請求項5】

請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧力容器であって、
前記上壁は、前記周壁の上端及び前記隔壁の上端に接続される上壁本体と、この上壁本体のうち前記第一室側の外面に立設された上壁第一室側リブと、前記上壁本体のうち前記第二室側の外面に立設された上壁第二室側リブとを有し、
前記底壁は、前記周壁の下端及び前記隔壁の下端に接続される底壁本体と、この底壁本体のうち前記第一室側の外面に立設された底壁第一室側リブと、前記底壁本体のうち前記第二室側の外面に立設された底壁第二室側リブとを有し、
前記上壁第一室側リブ及び前記上壁第二室側リブは、前記上壁本体の外面のうち前記第一壁の厚さ方向において当該第一壁と隣接する第一領域に立設された部位の高さ寸法よりも、前記上壁本体の外面のうち前記第一領域以外の第二領域に立設された部位の高さ寸法の方が小さな形状を有し、
前記底壁第一室側リブ及び前記底壁第二室側リブは、前記底壁本体の外面のうち前記第一壁の厚さ方向において当該第一壁と隣接する第三領域に立設された部位の高さ寸法よりも、前記底壁本体の外面のうち前記第三領域以外の第四領域に立設された部位の高さ寸法の方が小さな形状を有する圧力容器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧縮機用ガスクーラー等に用いられる圧力容器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、高圧のガスが収容される圧力容器として、その内部を二室に区画する隔壁を備えるものが知られている。例えば、特許文献１には、高圧のガスを収容する容器本体と、この容器本体内を第一室と第二室とに二等分するように当該容器本体内に形成された隔壁とを有する圧力容器が開示されている。前記容器本体は、一方向に長い形状を有する。前記隔壁は、前記容器本体の長手方向と平行な方向に沿って伸びる平板状を呈し、前記容器本体の上部と下部とに接続されている。

【0003】

前記容器本体の各室に高圧のガスが収容されると、当該容器本体のうち各室を取り囲む部位、すなわち、当該容器本体の上部、下部及び側部には、各部位が外側に膨張しようとする荷重が加わる。そして、前記隔壁は、前記容器本体の上部と下部とに接続されていることから、外側に膨張しようとする容器本体の上部及び下部によって上下方向（前記長手方向及び前記隔壁の厚さ方向のそれぞれに直交する方向）に引っ張られることになる。これにより、前記隔壁には、前記上下方向の引張荷重が作用する。なお、この隔壁には、前記厚さ方向に隣接する両室からは等しい圧力が加わるので、各室に高圧のガスが収容された状態であっても、当該隔壁には曲げモーメントはほとんど作用しない。

【0004】

また、圧力容器には、主な強度上の設計要件として、所定値以上の耐圧破壊強度を確保することが要求される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００５−１５５７７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

一般に、圧力容器としては、要求される設計要件を満足しつつ、できる限り軽量化を図りたいというニーズがある。しかしながら、上記特許文献１に記載のような圧力容器では、隔壁として、前記引張荷重に耐えるために十分に大きな厚さを有するものが要求されるので、圧力容器の軽量化を図ることが困難であった。

【0007】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、要求される設計要件を満足しつつ、軽量化を図ることができる圧力容器を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記課題を解決するため、本発明者らは、圧力容器の隔壁には、容器本体に収容される高圧ガスの内圧が作用することによって生じる引張荷重の分布に、不均一が発生していることに着目した。すなわち、一定厚さの隔壁には、相対的に小さな引張荷重しか作用していない部分があり、これらの部分は過剰に補強された構造となっていることに着目した。よって、前記隔壁に発生している引張荷重の分布の不均一を解消するように当該隔壁のうち過剰に補強されている部分を削ることによって、材料が削減されて圧力容器全体として軽量化を図ることができることに想到した。

【0009】

本発明はこのような観点からなされたものであり、高圧のガスを収容する容器本体と、この容器本体内を第一室と第二室とに二等分するように当該容器本体内に形成された隔壁とを有する圧力容器であって、前記容器本体は、前記隔壁の上端と接続される上壁と、この上壁と対向するとともに前記隔壁の下端と接続される底壁と、前記上壁の周縁と前記底壁の周縁とを接続する周壁とを有し、前記隔壁は、一方向に長い形状を有し、当該隔壁の長手方向の中央を含む領域に位置する第一壁の厚さよりも、前記長手方向の一端側に位置する第二壁の厚さ及び前記長手方向の他端側に位置する第三壁の厚さの方が小さい圧力容器を提供する。

【0010】

この発明の圧力容器では、前記隔壁のうち相対的に小さな引張荷重しか作用していない部分の肉厚を小さくしたので、圧力容器全体として、要求される設計要件を満足しつつ、材料の削減による軽量化を図ることができる。具体的に、本発明の圧力容器では、前記隔壁のうち当該隔壁の長手方向の中央を含む領域に位置する第一壁に比べ、当該隔壁のうち前記周壁により近い部位、すなわち、当該隔壁の前記長手方向の一端側に位置する第二壁及び他端側に位置する第三壁には、小さな引張荷重しか作用しない。よって、これら第二壁及び第三壁のそれぞれの厚さを、当該圧力容器に要求される設計要件を満足する範囲内において、前記第一壁の厚さよりも小さくすることができる。これにより、材料が削減されて圧力容器が軽量化される。

【0011】

この場合において、前記周壁は、前記隔壁の長手方向と平行な方向に伸びる形状を有して前記隔壁と対向する隔壁対向部を有し、前記第二壁の前記長手方向の寸法は、前記隔壁と前記隔壁対向部との間の寸法の２分の１以下であり、前記第三壁の前記長手方向の寸法は、前記隔壁と前記隔壁対向部との間の寸法の２分の１以下であることが好ましい。

【0012】

このようにすれば、前記隔壁のうち相対的に大きな引張荷重が作用する第一壁の前記長手方向の寸法を十分に確保することによって前記設計要件を満足しながら、前記第二壁及び前記第三壁のそれぞれの厚さを前記第一壁の厚さよりも小さくすることにより、圧力容器の軽量化を図ることができる。

【0013】

また、本発明において、前記第一壁の表面と前記第二壁の表面とは滑らかにつながっており、前記第一壁の表面と前記第三壁の表面とは滑らかにつながっていることが好ましい。

【0014】

このようにすれば、前記第一壁と前記第二壁との境界近傍、及び前記第一壁と前記第三壁との境界近傍に発生する応力集中を緩和することができる。

【0015】

また、本発明において、前記容器本体内に前記高圧のガスが収容されたときに前記第一壁に前記長手方向及び前記隔壁の厚さ方向のそれぞれに直交する短手方向の引張荷重が作用することによって当該第一壁に生じる応力が当該第一壁内で均一に分布するようにこの第一壁の厚さが設定され、前記容器本体内に前記高圧のガスが収容されたときに前記第二壁に前記短手方向の引張荷重が作用することによって当該第二壁に生じる応力が当該第二壁内で均一に分布するようにこの第二壁の厚さが設定され、前記容器本体内に前記高圧のガスが収容されたときに前記第三壁に前記短手方向の引張荷重が作用することによって当該第三壁に生じる応力が当該第三壁内で均一に分布するようにこの第三壁の厚さが設定されたことが好ましい。

【0016】

このようにすれば、前記第一壁、前記第二壁及び前記第三壁のそれぞれに作用する引張荷重の分布に対応するように各壁の厚さが変化する、すなわち、各壁の厚さが最適化されるので、材料に無駄がなくなり、圧力容器が一層軽量化される。

【0017】

また、本発明において、前記上壁は、前記周壁の上端及び前記隔壁の上端に接続される上壁本体と、この上壁本体のうち前記第一室側の外面に立設された上壁第一室側リブと、前記上壁本体のうち前記第二室側の外面に立設された上壁第二室側リブとを有し、前記底壁は、前記周壁の下端及び前記隔壁の下端に接続される底壁本体と、この底壁本体のうち前記第一室側の外面に立設された底壁第一室側リブと、前記底壁本体のうち前記第二室側の外面に立設された底壁第二室側リブとを有し、前記上壁第一室側リブ及び前記上壁第二室側リブは、前記上壁本体の外面のうち前記第一壁の厚さ方向において当該第一壁と隣接する第一領域に立設された部位の高さ寸法よりも、前記上壁本体の外面のうち前記第一領域以外の第二領域に立設された部位の高さ寸法の方が小さな形状を有し、前記底壁第一室側リブ及び前記底壁第二室側リブは、前記底壁本体の外面のうち前記第一壁の厚さ方向において当該第一壁と隣接する第三領域に立設された部位の高さ寸法よりも、前記底壁本体の外面のうち前記第三領域以外の第四領域に立設された部位の高さ寸法の方が小さな形状を有することが好ましい。

【0018】

このように、前記上壁本体のうち相対的に小さな応力しか生じない部位、すなわち、前記上壁本体のうち前記第一壁の厚さ方向において当該第一壁と隣接する第一領域以外の第二領域に立設されたリブの高さ寸法を、前記上壁本体のうち相対的に大きな応力が生じる前記第一領域に立設されたリブの高さ寸法よりも小さくすることにより、大幅な重量増を回避しながら、前記上壁本体の強度を向上させることができる。このことは、底壁側についても同様である。

【発明の効果】

【0019】

以上のように、本発明によれば、要求される設計要件を満足しつつ、材料を削減して軽量化を図ることができる圧力容器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の一実施形態の圧力容器の斜視図である。

【図2】図１の圧力容器を異なる角度から見た状態の斜視図である。

【図3】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線での断面図である。

【図4】図１のＩＶ−ＩＶ線での断面図である。

【図5】（ａ）隔壁のＸＹ面での断面図である。（ｂ）（ａ）に示すものの変形例である。

【図6】第二壁の長さ寸法と応力との関係を示したグラフである。

【図7】各リブの高さ寸法を変えた例の断面図である。

【図8】容器本体の上半分を下方から見た状態の斜視図である。

【図9】容器本体の上半分を下方から見た状態の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

本発明の好ましい実施形態について、図１ないし図９を参照しながら説明する。

【0022】

図１に示すように、本実施形態の圧力容器は、高圧のガスを収容する略直方体形状の容器本体と、この容器本体内を第一室と第二室とに二等分する隔壁４０とを有する。前記第一室及び前記第二室には、熱交換器や配管等が収容されるが、これらは図示を省略している。容器本体は、隔壁４０の上端と接続される上壁１０と、この上壁１０と対向するとともに隔壁４０の下端と接続される底壁２０と、上壁１０の周縁と底壁２０の周縁とを接続する周壁３０とを有する。また、以下の説明では、上壁１０と底壁２０との並び方向をＺ軸方向とし、第一室と第二室との並び方向をＹ軸方向とし、Ｚ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向をＸ軸方向とする。

【0023】

図１に示すように、上壁１０は、平板状の上壁本体１１と、この上壁本体１１の表面から外側に向かって突出する形状の上壁突出部１２と、上壁本体１１の外面のうち前記第一室側に立設された上壁第一室側リブ１３ａと、上壁本体１１の外面のうち前記第二室側に立設された上壁第二室側リブ１３ｂとを有する。

【0024】

上壁本体１１は、周壁３０の上端を塞ぐ形状を有し、この周壁３０の上端とつながっているとともに隔壁４０の上端とつながっている。図４に示すように、この上壁本体１１と周壁３０との境界は、外側に向かって凸となった湾曲面となっている。本実施形態では、この上壁本体１１は、一方向（Ｙ軸方向）に長い略矩形状としている。

【0025】

図４に示すように、上壁突出部１２は、上壁本体１１の外面のうち当該上壁本体１１の内面と隔壁４０の上端との接続部の裏側に位置する部位を含むように形成される。この上壁突出部１２は、上壁本体１１の長手方向の略中央を当該上壁本体１１の短手方向（Ｘ軸方向）に沿って伸びる形状を有する。本実施形態では、上壁突出部１２の上壁本体１１の外面からの突出量を、当該上壁突出部１２の長手方向の全域にわたって一定としている。この上壁突出部１２の短手方向（Ｙ軸方向）の寸法は、上壁本体１１の内面と隔壁４０の上端との接続部の寸法よりも大きくなるように設定されている。

【0026】

上壁第一室側リブ１３ａは、上壁本体１１のうち前記第一室側の部位を補強する。この上壁第一室側リブ１３ａは、上壁本体１１の短手方向と平行な方向に沿って伸びる形状の短手方向リブ１４ａと、上壁本体１１の長手方向と平行な方向、すなわち、上壁突出部１２と交差する方向に沿って伸びる形状の長手方向リブ１５ａとを有する。これら短手方向リブ１４ａと長手方向リブ１５ａとは、それぞれ同じ高さを有し、その高さは上壁突出部１２よりも高く設定されている。長手方向リブ１５ａは、上壁突出部１２の側面及び上面とつながる形状を有する。本実施形態では、短手方向リブ１４ａを３本、長手方向リブ１５ａを６本としている。また、この上壁第一側リブ１３ａは、上壁本体１１の隅角部には形成されない。すなわち、短手方向リブ１４ａのうち最も外側に立設されたものの長さは、そのすぐ内側に立設されたものの長さよりも短く、また、長手方向リブ１５ａのうち最も外側に立設されたものの長さは、そのすぐ内側に立設されたものの長さよりも短くなっている。

【0027】

上壁第二室側リブ１３ｂは、上壁本体１１のうち前記第二室側の部位を補強する。この上壁第二室側リブ１３ｂは、上壁本体１１の短手方向と平行な方向に沿って伸びる形状の短手方向リブ１４ｂと、上壁本体１１の長手方向と平行な方向、すなわち、上壁突出部１２と交差する方向に沿って伸びる形状の長手方向リブ１５ｂとを有する。これら短手方向リブ１４ｂと長手方向リブ１５ｂとは、それぞれ同じ高さを有し、その高さは上壁突出部１２よりも高く設定されている。長手方向リブ１５ｂは、上壁突出部１２の側面及び上面とつながる形状を有する。また、上壁第一室側リブ１３ａの長手方向リブ１５ａと上壁第二室側リブ１３ｂの長手方向リブ１５ｂとは、上壁突出部１２の上面で互いにつながる形状を有する。すなわち、各長手方向リブ１５ａ，１５ｂは、上壁突出部１２と接触しつつ当該上壁突出部１２の上側を跨ぐように上壁本体１１の長手方向に沿って伸びる形状を有する。本実施形態では、短手方向リブ１４ｂを３本、長手方向リブ１５ｂを６本としている。また、この上壁第二側リブ１３ｂは、上壁本体１１の隅角部には形成されない。すなわち、短手方向リブ１４ｂのうち最も外側に立設されたものの長さは、そのすぐ内側に立設されたものの長さよりも短く、また、長手方向リブ１５ｂのうち最も外側に立設されたものの長さは、そのすぐ内側に立設されたものの長さよりも短くなっている。

【0028】

図２に示すように、底壁２０は、上壁本体１１と同形状の底壁本体２１と、この底壁本体２１の表面から外側に向かって突出する形状の底壁突出部２２と、底壁本体２１の外面のうち前記第一室側に立設された底壁第一室側リブ２３ａと、上壁本体１１の外面のうち前記第二室側に立設された底壁第二室側リブ２３ｂとを有する。

【0029】

底壁本体２１は、周壁３０の下端を塞ぐ形状を有し、この周壁３０の下端とつながっているとともに隔壁４０の下端とつながっている。図４に示すように、この底壁本体２１と周壁３０との境界は、外側に向かって凸となった湾曲面となっている。

【0030】

図４に示すように、底壁突出部２２は、底壁本体２１の外面のうち当該底壁本体２１の内面と隔壁４０の下端との接続部の裏側に位置する部位を含むように形成される。この底壁突出部２２は、底壁本体２１の長手方向の略中央を当該底壁本体２１の短手方向（Ｘ軸方向）に沿って伸びる形状を有する。本実施形態では、底壁突出部２２の底壁本体２１の外面からの突出量を、当該底壁突出部２２の長手方向の全域にわたって一定としている。この底壁突出部２２の短手方向（Ｙ軸方向）の寸法は、底壁本体２１の内面と隔壁４０の下端との接続部の寸法よりも大きくなるように設定されている。また、底壁本体２１のうち底壁突出部２２とつながった部位は、底壁本体２１のその他の部位よりも外側（図４では下側）に突出する形状を有する。

【0031】

底壁第一室側リブ２３ａは、底壁本体２１のうち前記第一室側の部位を補強する。この底壁第一室側リブ２３ａは、底壁本体２１の短手方向と平行な方向に沿って伸びる形状の短手方向リブ２４ａと、底壁本体２１の長手方向と平行な方向、すなわち、底壁突出部２２と交差する方向に沿って伸びる形状の長手方向リブ２５ａとを有する。これら短手方向リブ２４ａと長手方向リブ２５ａとは、それぞれ同じ高さを有し、その高さは底壁突出部２２よりも低く設定されている。長手方向リブ２５ａは、この底壁突出部２２の側面とつながる形状を有する。本実施形態では、短手方向リブ２４ａを２本、長手方向リブ２５ａを４本としている。

【0032】

底壁第二室側リブ２３ｂは、底壁本体２１のうち前記第二室側の部位を補強する。この底壁第二室側リブ２３ｂは、底壁本体２１の短手方向と平行な方向に沿って伸びる形状の短手方向リブ２４ｂと、底壁本体２１の長手方向と平行な方向、すなわち、底壁突出部２２と交差する方向に沿って伸びる形状の長手方向リブ２５ｂとを有する。これら短手方向リブ２４ａと長手方向リブ２５ａとは、それぞれ同じ高さを有し、その高さは底壁突出部２２よりも低く設定されている。長手方向リブ２５ｂは、この底壁突出部２２の側面とつながる形状を有する。本実施形態では、短手方向リブ２４ｂを２本、長手方向リブ２５ｂを４本としている。

【0033】

周壁３０は、上壁本体１１の周縁と底壁本体２１の周縁とを接続する。本実施形態では、この周壁３０は、全周にわたって一定の厚さを有する略四角筒状としている。そして、周壁３０のうち隔壁４０と対向する隔壁対向部３０ａは、隔壁４０の長手方向と平行な方向に伸びる形状としている。この周壁３０は、隔壁４０と交差する部位に形成された第一側壁３１及び第二側壁３２を有する。第一側壁３１は、前記第一室内と容器本体外とを連通する第一開口部３１ａと、前記第二室内と容器本体外とを連通する第二開口部３１ｂとを有する。同様に、第二側壁３２は、前記第一室内と容器本体外とを連通する第一開口部３２ａと、前記第二室と容器本体外とを連通する第二開口部３２ｂとを有する。第一室及び第二室への熱交換器や配管等の収容後、各開口部は、それぞれ当該開口部を覆う形状の蓋により塞がれる。なお、各図では、前記蓋の図示は省略している。

【0034】

この圧力容器に高圧ガスが封入されると、上壁１０、底壁２０及び周壁３０には、これら各壁がそれぞれ外側に膨張する方向の荷重が作用する。このとき、隔壁４０は、外側に膨張する上壁１０と底壁２０とにより、当該上壁１０と底壁２０とを結ぶ上下方向（Ｚ軸方向）に引っ張られるので、当該隔壁４０には前記上下方向の引張荷重が作用する。この引張荷重は、隔壁４０の全域にわたって均等に分布していない。つまり、この隔壁４０には、相対的に大きな引張荷重が作用する部位と小さな引張荷重が作用する部位とが存在する。具体的には、上壁本体１１及び底壁本体２１は、その中央部での変形量が最も大きくなり、当該中央部から周壁３０との接続部に向かうにしたがってその変形量が小さくなるので、隔壁４０に作用する引張荷重も、当該隔壁４０の中央部で最大となり、当該中央部から隔壁４０の両端部に向かうにしたがって小さくなる。本実施形態の圧力容器は、隔壁４０の厚さを当該隔壁４０に作用する前記引張荷重の分布に略対応させるものである。すなわち、基本的には、前記引張荷重が相対的に大きくなる部位の肉厚を大きくするとともに、前記引張荷重が相対的に小さくなる部位の肉厚を小さくするものである。

【0035】

具体的に、隔壁４０は、図３及び図４に示すように、上壁本体１１との接続部と底壁本体２１との接続部とを結ぶ方向（Ｚ軸方向）及び当該各壁４０の厚さ方向（Ｙ軸方向）のそれぞれに直交する方向（Ｘ軸方向）に長い矩形の平板状を呈する。なお、図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線での断面図であるが、このＩＩＩ−ＩＩＩ線は、図１の上壁突出部１２と当該上壁突出部１２のすぐ隣に隣接する短手方向リブ１４ｂとの間を通る。この隔壁４０は、当該隔壁４０の長手方向の中央を含む領域に位置する第一壁４１と、前記長手方向の一端側に位置する第二壁４２と、前記長手方向の他端側に位置する第三壁４３とを有する。これらの各壁は、前記長手方向の一端側から他端側に向かって第二壁４２、第一壁４１及び第三壁４３の順につながっている。なお、本実施形態では、隔壁４０が、Ｙ軸方向からみて一方向に長い矩形である例について示すが、この隔壁４０は、同方向からみて正方形であってもよく、以下、いずれの場合であっても、Ｘ軸方向を当該隔壁４０の長手方向として説明する。

【0036】

第一壁４１、第二壁４２及び第三壁４３は、すべて一方向（Ｘ軸方向）に長い矩形の平板状を呈する。第一壁４１は、その上端が上壁本体１１とつながっており、その下端が底壁本体２１とつながっている。第二壁４２及び第三壁４３は、その上端が上壁本体１１とつながっており、その下端が底壁本体２１とつながっており、そして、その第一壁４１とつながった側と反対側の端部が周壁３０とつながっている。図５（ａ）に示すように、第二壁４２は、その厚さが第一壁４１の厚さよりもの方が小さな形状を有し、かつ、第三壁４３は、その厚さが第一壁４１の厚さよりも小さな形状を有する。本実施形態では、これら第一壁４１、第二壁４２及び第三壁４３は、それぞれその長手方向の全域にわたって一様な厚さとしており、かつ、それぞれの厚さ方向の中心軸が一致する配置としている。ただし、図５（ｂ）に示すように、第一壁４１の表面と第二壁４２の表面とは滑らかにつながっており、第一壁４１の表面と第三壁４３の表面とは滑らかにつながっていることが好ましい。このようにすれば、第一壁４１と第二壁４２との境界近傍、及び第一壁４１と第三壁４３との境界近傍に発生する応力集中を緩和することができる。

【0037】

そして、第二壁４２の長手方向の寸法Ｌ１及び第三壁４３の長手方向の寸法Ｌ２は、それぞれ周壁３０のうち隔壁４０と対向する隔壁対向部３０ａと隔壁４０との間の寸法Ｂ（図１を参照）の２分の１以下とされることが好ましい。これは、図６に示すように、前記寸法Ｌ１が前記寸法Ｂの２分の１以下となる範囲では、第二壁４２に発生する応力が第一壁４１に発生する応力の２分の１以下となるという理由による。そのため、前記寸法Ｌ１を前記寸法Ｂの２分の１以下とすることにより、第二壁４２の厚さを第一壁４１の厚さの２分の１以下に設定することが可能となる。このことは、第三壁４３についても同様である。本実施形態では、第二壁４２の長手方向の寸法Ｌ１と第三壁４３の長手方向の寸法Ｌ２とを同一としている。

【0038】

さらに、容器本体内に高圧のガスが収容されて第一壁４１に上下方向の引張荷重が作用することによって当該第一壁４１に生じる応力が、第一壁４１内で均一に分布するようにこの第一壁４１の厚さが設定されてもよい。第二壁４２及び第三壁４３についても同様である。このようにすれば、各壁の厚さが最適化されて材料に無駄がなくなり、圧力容器が一層軽量化される。

【0039】

また、これまで説明してきた容器本体に高圧ガスが封入されたとき、相対的に高応力となる部位は、上壁本体１１と周壁３０の隔壁対向部３０ａとの境界及び底壁本体２１と隔壁対向部３０ａとの境界であるので、当該容器本体は、この境界近傍を補強する補強部をさらに有することが好ましい。本実施形態では、高応力となる部位が上壁１０側及び底壁２０側で同様であるので、上壁１０側を例にとって説明する。具体的には、図８及び図９に示すように、上側補強部５１，５２を設けることが好ましい。図８に示す上側補強部５１は、隔壁対向部３０ａの内面と上壁本体１１の内面との境界から内側に向かって膨出するとともに当該境界に沿って伸びる形状を有する。図９に示す上側補強部５２は、隔壁対向部３０ａの内面と上壁本体１１の内面との境界を跨ぐように当該隔壁対向部３０ａの内面と上壁本体１１の内面とに接続される形状を有する。なお、これら上側補強部５１，５２は、容器本体の内面ではなく外面に設けられてもよい。

【0040】

以上説明したように、本実施形態の圧力容器では、隔壁４０のうち相対的に小さな引張荷重しか作用していない部分の肉厚を小さくしたので、圧力容器全体として、要求される設計要件を満足しつつ、材料の削減による軽量化を図ることができる。具体的には、第二壁４２及び第三壁４３のそれぞれの厚さを、当該圧力容器に要求される設計要件を満足する範囲内において、第一壁４１の厚さよりも小さくしたので、材料が削減されて圧力容器が軽量化される。

【0041】

また、本実施形態では、第二壁４２及び第三壁４３のそれぞれの長手方向の寸法Ｌ１を隔壁４０と隔壁対向部３０ａとの間の寸法Ｂの２分の１以下としたので、隔壁４０のうち相対的に大きな引張荷重が作用する第一壁４１の長手方向の寸法が十分に確保されて前記設計要件の満足が容易となるとともに、第二壁４２及び第三壁４３のそれぞれの厚さを第一壁４１の厚さよりも小さくすることにより、圧力容器の軽量化を図ることができる。

【0042】

また、本実施形態では、上壁本体１１と隔壁４０との接続部は上壁突出部１２により補強されるので、この部分への応力集中の発生が抑制される。そして、上壁本体１１は、上壁第一室側リブ１３ａ及び上壁第二室側リブ１３ｂにより補強されているので、この上壁本体１１の変形が抑制される。さらに、これら上壁第一室側リブ１３ａ及び上壁第二室側リブ１３ｂは、上壁突出部１２とつながる形状を有するので、上壁本体１１のうち前記接続部近傍の変形が一層抑制され、これにより前記接続部近傍への応力集中の発生が抑制される。このことは、底壁側についても同様である。

【0043】

ここで、本実施形態の変形例について、図７を参照しながら説明する。先に説明したように、容器本体の第一室及び第二室に高圧ガスが封入されたときの上壁本体１１の変形量は、その中央部に比べ、周壁３０との接続部に近い部位の方が小さくなる。具体的には、上壁本体１１のうち第一壁４１の厚さ方向（Ｙ軸方向）において当該第一壁４１と隣接する第一領域の変形量よりも、この第一領域以外の第二領域（上壁本体１１のうち第二壁４２の厚さ方向において当該第二壁４２と隣接する領域、及び上壁本体１１のうち第三壁４３の厚さ方向において当該第三壁４３と隣接する領域）の変形量の方が小さくなる。そのため、上壁第一室側リブ１３ａ及び上壁第二室側リブ１３ｂは、前記第一領域に立設された部位の高さ寸法よりも、前記第二領域に立設された部位の高さ寸法を小さくすることができる。このように、上壁本体１１のうち相対的に小さな応力しか生じない前記第二領域に立設されたリブの高さ寸法を、上壁本体１１のうち相対的に大きな応力が生じる前記第一領域に立設されたリブの高さ寸法よりも小さくすることにより、大幅な重量増を回避しながら、上壁本体１１の強度を向上させることができる。このことは、底壁２０側についても同様である。

【0044】

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

【0045】

例えば、上記実施形態では、容器本体がＹ軸方向に長い直方体形状である例について示したが、Ｘ軸方向に長い直方体形状であってもよい。

【0046】

また、上記実施形態では、周壁３０の隔壁対向部３０ａは、隔壁４０の長手方向と平行な方向に伸びる形状を有する例について示したが、この隔壁対向部３０ａは、容器本体の外側に向かって凸となった湾曲面であってもよい。

【0047】

また、上記実施形態では、上壁本体１０が上壁突出部１２、上壁第一室側リブ１３ａ及び上壁第二室側リブ１３ｂを有する例について示したが、これらは省略が可能である。同様に、底壁突出部２２、底壁第一室側リブ２３ａ及び底壁第二室側リブ２３ｂも省略が可能である。

【符号の説明】

【0048】

１０ 上壁
１１ 上壁本体
１２ 上壁突出部
１３ａ 上壁第一室側リブ
１３ｂ 上壁第二室側リブ
１４ａ 短手方向リブ
１４ｂ 短手方向リブ
１５ａ 長手方向リブ
１５ｂ 長手方向リブ
２０ 底壁
２１ 底壁本体
２２ 底壁突出部
２３ａ 底壁第一室側リブ
２３ｂ 底壁第二室側リブ
３０ 周壁
３０ａ 隔壁対向部
３１ 第一側壁
３２ 第二側壁
４０ 隔壁
４１ 第一壁
４２ 第二壁
４３ 第三壁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】