侧壁单元及其制造方法以及具有该侧壁单元的液体储藏罐的制作方法

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侧壁单元及其制造方法以及具有该侧壁单元的液体储藏罐的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种构成液体储藏罐的至少一部分的侧壁单元,该液体储藏罐即使容纳了大容量的液体,也不发生从单元之间的接合部分液体的泄漏。制造侧壁单元的方法包含第一接合结构体形成工序、变形消除工序、第二接合结构体形成工序、侧壁单元组装工序。变形消除工序是消除由焊接部件时产生的热量引起的变形的工序。在该工序中,在对接合结构体和侧壁板进行接合之前,对接合结构体施加与凸缘面的大致垂直的方向的作用力和/或与凸缘面大致水平的方向的作用力。使用了本发明所提供的侧壁单元的液体储藏罐,即使容纳了大容量的液体,也能可靠地防止液体的泄漏。
【专利说明】侧壁单元及其制造方法以及具有该侧壁单元的液体储藏罐
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种装配式液体储藏罐。更详细地讲,本发明涉及一种侧壁单元及其制造方法,该侧壁单元被制造成在由多个单元构成的装配式液体储藏罐中,即使内部容纳了大容量液体,也不会从单元之间的接合部分发生液体泄漏。
【背景技术】
[0002]对于在内部具有容纳液体的空间的液体储藏罐而言,除了能够采用没有接缝的结构的情况之外,通常采用装配式的结构。装配式的液体储藏罐预先在制造工厂等中被制造成适合搬运的预定大小的多个单元。被制造的多个单元通常由车辆搬运至设置现场并被组装。在设置现场中,将多个单元沿周向接合而构成为筒状部件,然后将多个筒状部件沿高度方向叠合,从而能够组装成液体储藏罐。在此,在本说明书中,“周向”是指在液体储藏罐中与地面平行的方向,“高度方向”是指横穿周向的方向。作为这种装配式的液体储藏罐,提出了例如包括专利文献I (日本特开2009-12849)中所记载的圆筒形积存罐在内的各种罐。
[0003]对于这种装配式的液体储藏罐而言,如何防止液体从单元间的接合部分泄漏成为重要课题。在以往的装配式的液体储藏罐中,为了防止液体泄漏,例如提出有如下技术方案。
[0004]专利文献2 (日本特公昭63-6432)中记载的技术是通过设法对单元间的接合部分的结构进行改进,从而防止泄露。专利文献2中记载的技术如权利要求书和图5及图6所示,是设法对各个单元的边缘结构进行改进的技术,提出了在两个单元的接合部分形成槽,并在该槽内填充糊状密封部件的技术方案。还提出有多种如专利文献2中记载的技术那样,通过研究接合部分的结构来防止液体泄漏的技术。
[0005]专利文献3 (日本特开2010-13155)中记载的技术是通过设法对接合部分的密封材料的施工方法进行改进来防止泄露的技术。在专利文献3中记载的技术中,在单元间的接合部分中从相当于罐内侧的一侧涂敷湿固化型密封材料。然后,在密封剂的表面被固化时往罐内装满水。若罐内装满水,由水的压力引起接合部分被撑开,未固化的密封剂进入接合部分的内部,由此提高接合部分的防漏水性。
[0006]专利文献4 (日本特开2005-105083)中记载的技术是通过将设法对于接缝填充用粘结剂本身进行的改进和设法对于接合部分的结构进行的改进予以结合,从而防止泄露的技术。在专利文献4中记载的技术中,使用以单组分湿固化型树脂作为主成分,作为增粘剂包含硅烷偶联剂,且包含纤维填充材料的罐接缝填充用粘结剂,防止从单元间的接合部分的泄漏。并且,在填充了接缝填充用粘结剂的凸缘以覆盖整个凸缘的方式覆盖金属制按压部件。
[0007]并且,专利文献5 (日本特开平8-26381)中提出了一种液体积存罐,在通过将多个板状体的端部边缘相互接合而构成的液体积存罐中,在不会降低积存性能的情况下,能够提高组装时的操作性和减少成本。在装配式液体储藏罐中,如此,还需要考虑通过将单元接合而进行液体储藏罐的组装时的操作性。[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:日本特开2009-12849号公报
[0011]专利文献2:日本特公昭63-6432号公报
[0012]专利文献3:日本特开2010-13155号公报
[0013]专利文献4:日本特开2005-105083号公报
[0014]专利文献5:日本特开平8-26381号公报

【发明内容】

[0015]技术问题
[0016]在装配式液体储藏罐中,虽然将可靠地防止液体从接合部分泄漏作为大前提是毋庸置疑的,但是从在设置现场的组装和拆卸的容易性以及制造成本的观点出发,也要求将构成液体储藏罐的单元彼此的接合部分的结构以及在现场的接合方法尽量简化。因此,为了简化在设置现场的组装工序,大容量的液体储藏罐的单元优选地构成为:在将单元彼此接合时,只要使接合凸缘彼此对置,然后使用螺母和螺栓等机械紧固件将这些接合凸缘进行接合,就能够组装罐。这种简化结构的单元,从制造成本的观点来看也较为有利。
[0017]并且,通过采用这种接合结构以及方法,还存在液体储藏罐的拆卸变得容易的优点。就大容量的液体储藏罐而言,有时并不是需要使用罐的经营者本公司拥有罐,而是采用由拥有罐的租赁经营者通过租赁予以提供的形式。对于这种罐,如果使用后返还给租赁经营者时容易拆卸,则从工期以及成本的观点来看较为有利。
[0018]但是,在例如IOOOm3以上的大容量的液体储藏罐中,特别是对位于罐下部的单元作用的内压极其大,因此这些单元的接合凸缘面即便存在微小的变形,也会发生内部的液体从单元之间的接合部分泄漏的问题。
[0019]为了防止液体的泄漏,虽然提出了包括如上所述的技术在内的各种现有技术,但是这些现有技术没有考虑到消除在组装罐时因焊接热引起的接合部分的变形,特别是,由于在容纳一定容量以上的液体的大容量的液体储藏罐中极其难以解决泄漏问题,以及在设置现场中的组装和拆卸的容易性和制造成本的观点上存在问题等这些理由,往往很难在大容量的液体储藏罐中采用现有技术。
[0020]本发明的目的在于提供一种侧壁单元和使用这种侧壁单元的液体储藏罐,该侧壁单元构成即使容纳一定容量以上的大容量的液体,也不会从单元之间的接合部分发生液体泄漏的液体储藏罐的至少一部分。
[0021]技术方案
[0022]上述的技术问题可以通过如下方式解决,S卩,在制造构成液体储藏罐的至少一部分的侧壁单元的各个的工序中,通过设置正确地消除在用于与另一个侧壁单元接合的接合部分产生的因焊接热引起的变形的工序,以及在侧壁单元将包含接合凸缘的接合部分的结构构成为能够确保接合时的操作性的同时,即使长期使用也不会发生接合部分的变形的结构。
[0023]根据第一方式,本发明提供在至少具有底壁和侧壁的液体储藏罐的制造中所使用的侧壁单元的制造方法。侧壁通过一个筒状部件或者由多个筒状部件沿高度方向层叠而构成,筒状部件的至少一个通过将多个侧壁单元沿周向接合而构成。本方法包含准备构成侧壁单元的部件的工序、第一接合结构体形成工序、第一弯曲消除工序、第二接合结构体形成工序、侧壁单元组装工序。在准备部件的工序中,准备矩形的侧壁板和安装在侧壁板的对置的两个周向边缘部的各个的接合结构体中包含的部件,接合结构体中包含具有长边和短边的基底部件、具有长边和短边的周向接合凸缘以及具有以预定的角度交叉的相邻的两个边缘部的多个加固部件。
[0024]在第一接合结构体形成工序中,以周向结合凸缘的与凸缘面相反侧的非凸缘面与基底部件的一侧面按照预定的角度交叉的方式、并以周向接合凸缘的长边和基底部件的长边相平行的位置关系使周向接合凸缘和基底部件结合,并且在由非凸缘面与一侧的面形成的内角侧,通过使多个加固部件以相互分开间隔而竖起的方式将相邻的两个边缘部的各个的至少一部分分别与非凸缘面和一侧的面结合,由此形成第一接合结构体。在第一弯曲工序中,在如此形成的第一接合结构体上对第一接合结构体的长度方向中央部和长度方向两端部分别同时施加从非凸缘面朝向凸缘面的方向的作用力和从凸缘面朝向非凸缘面的方向的作用力,从而消除第一接合结构体的弯曲。
[0025]本方法进一步包含:第二接合结构体形成工序,通过与准备部件,形成第一接合结构体并消除其变形的工序相同的工序形成第二接合结构体;侧壁单元组装工序,将弯曲了的侧壁板的对置的周向边缘部的一侧与第一接合结构体的基底部件的长边结合,将周向边缘部的另一侧与第二接合结构体的基底部件的长边结合。
[0026]本发明的第二方式也与第一方式相同,本发明提供在至少具有底壁和侧壁的液体储藏罐的制造中所使用的侧壁单元的制造方法。侧壁通过一个筒状部件或者由多个筒状部件沿高度方向层叠而构成,筒状部件的至少一个通过将多个侧壁单元沿周向接合而构成。本方法包含在消除变形的同时形成第一接合结构体的第一变形消除和第一接合结构体形成工序,由此替代在第一方式中作为独立的工序而进行的第一接合结构体形成工序和第一变形消除工序。
[0027]在第一变形消除和第一接合结构体形成工序中,首先,以周向结合凸缘的与凸缘面相反侧的非凸缘面与基底部件的一侧的面按照预定的角度交叉的方式、并以周向接合凸缘的长边和基底部件的长边相平行的位置关系使周向接合凸缘和基底部件预结合,并且在由非凸缘面与一侧的面形成的内角侧,使多个加固部件以相互分开间隔而竖起的方式将相邻的两个边缘部的各个的至少一部分分别与非凸缘面和一侧的面预结合,由此制作第一中间体。接着,以与制作第一中间体的工序相同的工序制作第二中间体。接着,在将第一中间体和第二中间体通过各自的凸缘面预组装而进行约束的状态下,至少将第一中间体的周向接合凸缘和基底部件以及多个加固部件的各个进行相互结合,最后得到解除了第一中间体和第二中间体的预组装的第一接合结构体。第二接合结构体也可以由第二中间体形成。
[0028]在第二方式的一个实施方式中,在第一变形消除和第一接合结构体形成工序之后,可以进一步包含第二变形消除工序,通过在第一接合结构体上对第一接合结构体的长度方向中央部和长度方向两端部分别同时施加从非凸缘面朝向凸缘面的方向的作用力和从凸缘面朝向非凸缘面的方向的作用力,从而消除第一接合结构体的变形。
[0029]在第一和第二方式的一个实施方式中,可以进一步包含第三变形消除工序,通过在第一接合结构体上对第一接合结构体的长度方向中央部和长度方向两端部分别同时施加从基底部件的一侧的面朝向与该一侧的面相反侧的另一侧的面的方向的作用力和从另一侧的面朝向一侧的面的方向的作用力,从而消除第一接合结构体的变形。
[0030]在一个实施方式中,部件的结合和/或预结合可以按照如下顺序进行,S卩,将周向接合凸缘与多个加固部件的各个结合,将周向接合凸缘与基底部件结合,将多个加固部件与基底部件结合。在另一个实施方式中,部件的结合和/或预结合可以按照如下顺序进行,即,将周向接合凸缘与基底部件结合,然后将多个加固部件的各个与周向接合凸缘和基底部件分别结合。并且,优选地,周向接合凸缘、基底部件以及多个加固部件的结合和/或预结合可以相对于周向接合凸缘的长边方向从中央部附近的结合处向短边方向的结合处顺序进行。
[0031]根据本发明,在构成液体储藏罐的至少一部分的侧壁单元的制造工序中,由于能够有效地消除在对构成侧壁单元的部件之间进行结合时因焊接热引起的周向接合凸缘的变形,因此能够高精度地接合侧壁单元彼此。另外,并不是将周向接合凸缘和侧壁板直接结合,而是在周向接合凸缘与侧壁板之间插置有具有预定长度的短边的刚性体的基底部件,从而能够减少基底部件与侧壁板之间的因焊接热引起的周向接合凸缘的变形的发生。并且,由罐内的液体引起较高的内压时,接合凸缘与侧壁板被直接结合的现有技术中无法保持两者间的角度,相邻的接合凸缘的凸缘面有时会从内侧撑开,但根据本发明,由于两者之间插置有比侧壁板厚的作为刚性体的基底部件,从而能够保持基底部件与周向接合凸缘之间的角度,因此相邻的周向接合凸缘的凸缘面不会被撑开,能够提高周向接合凸缘之间的接合性。
[0032]在本发明的另一个实施方式中,多个加固部件优选为使周向接合凸缘的长度方向中央部的间隔比长度方向端部的间隔窄。加固部件为板状体,并包含比基底部件的短边长且结合于基底部件以及侧壁板的第一边缘部、以预定的角度与第一边缘部交叉并结合于非凸缘面的第二边缘部、与第一边缘部对置并具有对应于基底部件的短边的长度的第三边缘部、与第二边缘部对置并连结第一边缘部的一端和第三边缘部的一端的第四边缘部。在多个加固部件中,更加优选地,在对应于第一边缘部和第二边缘部的交点的部分以及在第一边缘部上的相当于基底部件与侧壁板的结合位置的部分的某一侧或两侧形成切口部。
[0033]通过采用这种加固部件的设置位置以及形状,能够在保持周向接合凸缘与基底部件之间的角度的状态下而焊接两者。并且,通过多个加固部件,即使由罐内的液体施加较高的内压,也能够保持周向接合凸缘与基底部件之间的角度,因此相邻的周向接合凸缘的凸缘面不会被撑开,能够防止液体的泄漏。
[0034]在本发明的另一个实施方式中,优选地,本方法进一步包含在周向接合凸缘的长边方向形成用于插入机械紧固件的多个通孔的工序,多个通孔在周向接合凸缘的长边方向中央部的直径大于长边方向端部的直径。另外,优选地,本方法进一步包含在周向接合凸缘的凸缘面形成用于装入密封层的槽的工序。
[0035]如此,通过在高度方向上改变用于接合周向接合凸缘彼此的机械紧固件的强度,能够进一步提高周向接合凸缘之间的接合强度。并且,通过在凸缘面设置用于形成密封层的槽,因此能够更加可靠地防止内部液体的泄漏,并且能够避免在组装液体储藏罐时的密封层的错位。
[0036]根据本发明的第三方式提供一种构成用于液体储藏罐的筒状部件的侧壁单元,该液体储藏罐至少包含底壁、由一个筒状部件构成的侧壁或多个筒状部件沿高度方向层叠而构成的侧壁,筒状部件的至少一个由多个侧壁单元沿周向接合而构成。侧壁单元包含弯曲的矩形的侧壁板、分别安装在侧壁板的对置的两个周向边缘部的一对接合结构体,一对接合结构体的各个包含具有短边和长边的基底部件、具有短边和长边的周向接合凸缘、具有以预定的角度交叉的相邻的两个边缘部的多个加固部件。
[0037]周向接合凸缘和基底部件以周向结合凸缘的与凸缘面相反侧的非凸缘面与基底部件的一侧面按照预定的角度交叉的方式,并以周向接合凸缘的长边和基底部件的长边相平行的位置关系结合。在由非凸缘面与基底部件的一侧的面形成的内角侧,多个加固部件以相互分开间隔而竖起的方式将相邻的两个边缘部的各个的至少一部分分别与非凸缘面和一侧的面结合。此外,在侧壁板的对置的周向边缘部的各个结合一对接合结构体的各个的基底部件的长边。
[0038]通过使用这种结构的侧壁单元,能够保持周向接合凸缘与基底部件之间的角度,并且即使由罐内的液体施加内压,也能保持周向接合凸缘与基底部件之间的角度,因此相邻的周向接合凸缘的凸缘面不会被撑开,能够防止液体的泄漏。
[0039]根据第四方式,本发明提供一种具备通过权利要求1?权利要求16中的任意一项中记载的方法制造的侧壁单元的液体储藏罐。
[0040]并且,根据第五方式,本发明提供一种具备权利要求17?权利要求25中的任意一项中记载的侧壁单元的液体储藏罐。
[0041]根据本发明,能够得到即使容纳大容量的液体,也能可靠地防止液体的泄漏的液体储藏罐。
【专利附图】

【附图说明】
[0042]图1为使用本发明的一个实施方式的侧壁单元组装的大容量液体储藏罐的立体图。
[0043]图2为使用本发明的另一实施方式的侧壁单元组装的大容量液体储藏罐的立体图。
[0044]图3为本发明的一个实施方式的侧壁单元的立体图。
[0045]图4A为图3中示出的侧壁单元中所包含的接合结构体以及侧壁板的一部分的立体图。
[0046]图4B为表示接合结构体的另一实施方式的立体图。
[0047]图4C为表示接合结构体的又一实施方式的立体图。
[0048]图5 Ca)为表示图4中示出的加固部件的形状的立体图,图5 (b)为表示加固部件的另一种形状的立体图。
[0049]图6为用于说明消除接合结构体的变形的方法的图。
[0050]图7为用于说明消除与图6不同方向上的接合结构体的变形的方法的图。
[0051]图8为用于说明消除接合结构体的变形的同时形成接合结构体的方法的图。
[0052]图9为用于说明消除接合结构体的变形的同时形成接合结构体的方法的图。
[0053]图10为示出在接合凸缘面设置的用于配置密封层的凹部的立体图。
[0054]图11为设有高度方向接合凸缘的侧壁单元的立体图。[0055]符号说明
[0056]1、I’液体储藏罐
[0057]2、2’筒状部件
[0058]10、10’侧壁单元
[0059]12侧壁板
[0060]14、16周向边缘部
[0061]18,20高度方向边缘部
[0062]22、24接合结构体
[0063]22’、22〃中间体
[0064]26基底部件
[0065]28周向接合凸缘
[0066]30加固部件
[0067]32通孔
[0068]40、41槽
[0069]50高度方向接合凸缘
【具体实施方式】
[0070]以下,参照【专利附图】
附图
【附图说明】本发明的实施方式。
[0071]1.侧壁单元的结构
[0072]图1示出使用本发明的一个实施方式的侧壁单元组装成的大容量的液体储藏罐的一例。侧壁单元在周向两端部具有接合结构体,接合结构体包含周向接合凸缘。就液体储藏罐而言,通过介由周向接合凸缘来相互结合接合构造体彼此,从而沿周向连接多个侧壁单元,并通过将由多个侧壁单元连接而形成的多个筒状部件沿高度方向层叠在独立制造的底壁上,由此进行组装。需要说明的是,在本说明书中,“筒状部件”并不局限于圆形筒状体的部件,还可以包含多边形筒状体的部件。对于所使用的侧壁单元的数量以及筒状部件的数量并不进行限定,可以根据液体储藏罐的大小以及用途而进行适当选择。本发明的侧壁单元优选使用于容量至少比1000m3大的大容量的液体储藏罐,即便使用于例如内径12m以上、高度IOm以上、容量1200m3以上的液体储藏罐,也能够可靠地防止液体从侧壁单元之间的接合部泄漏。
[0073]本发明的侧壁单元通过包含消除焊接产生的接合结构体的热变形的工序的制造工序制造,由于具有该变形消除工序,因此能够获得即使在液体储藏罐中施加高内压,也能够防止从相邻的侧壁单元之间的接合部分泄漏液体的侧壁单元。并且,本发明的侧壁单元的接合结构体具有如在下面进行了详细说明的特殊的结构,通过该结构,在施加了高内压的情况下也能够保持周向接合凸缘和基底部件之间的角度,从而能够防止接合结构体的变形。此外,根据该结构,接合结构体和侧壁板之间的结合部不会发生变形,因此不仅仅在短期内,在长期施加了高内压的情况下,液体的泄漏防止效果也极其显著。就大容量的液体储藏罐而言,尤其在罐的下方施加到侧壁的内压变得极其大,因此在没有考虑消除单元间的接合部分的制造时的热变形,而且不具有本发明的接合结构体那样的特殊的结构的现有的单元中,无法可靠地防止液体从接合部分泄漏。[0074]使用了侧壁单元的液体储藏罐主要有下面的两种形态,本发明的侧壁单元可以用于包含这些形态的任意一种形态的液体储藏罐中。两种形态中的一种如图1中示出的那样,是筒状部件层叠型的液体储藏罐I。这是将在横向长度较长的侧壁板的周向边缘部(即,侧壁板的短边)的各个安装有接合结构体的多个侧壁单元10沿周向接合而制作筒状部件2,在底壁上沿高度方向层叠多个筒状部件2,使该多个筒状部件2成为侧壁的结构。在液体储藏罐I的上方施加的内压比下方低,因此采用这种形态的情况下,构成上方的侧壁的筒状部件2中不必一定要使用本发明的侧壁单元10。即,可以将本发明的侧壁单元用作位于液体储藏罐I的下方的单元,将现有技术的单元用作位于上方的单元。
[0075]第二种形态如图2中示出的那样,是单个筒状部件型的液体储藏罐I'。这是将在纵向长度较长的侧壁板的周向边缘部(即,侧壁板的长边)的各个安装有接合结构体的多个侧壁单元10'沿周向接合,在底壁上制作筒状部件2',使该一个筒状部件成为液体储藏罐P的侧壁的结构。采用该形态的情况下,需要对所有单元使用本发明的侧壁单元。
[0076]这里,以图1中示出的层叠型的液体储藏罐I为例,说明本发明的一个实施方式的侧壁单元10的结构。图3表示本发明的一个实施方式的侧壁单元10。侧壁单元10包含侧壁板12和安装在侧壁板12的对置的两个周向边缘部14、16的各个的两个接合结构体22、
24。在下面的说明中,如图1所示 ,基于一个筒状部件2由四个横向长度较长的侧壁单元构成的例子说明本发明。
[0077][接合结构体]
[0078]图4A表示被安装在侧壁板12的周向边缘部14的接合结构体22。在此,由于接合结构体24通常也具有与接合结构体22相同的结构,因此在下面仅对于接合结构体22的结构进行详细说明。接合结构体22具有基底部件26、周向接合凸缘28、多个加固部件30。在图4A中,还示出了安装在接合结构体的侧壁板12。
[0079]基底部件26和周向接合凸缘28以周向结合凸缘28的与凸缘面28B相反侧的非凸缘面28A与基底部件26的一侧面26A按照预定的角度交叉的方式结合。该预定的角度是根据液体储藏罐I的直径确定的角度,优选为90度或者大于90度。即,在液体储藏罐I中,基底部件26的主表面(即,面26A)沿着筒状罐I的壁面配置,与此相对地,周向接合凸缘28的凸缘面28B需要相对于液体储藏罐I的壁面垂直配置。因此,周向接合凸缘28的非凸缘面28A和基底部件26的一侧的面26A之间的交叉角度成为90度或者大于90度的角度。所组装的液体储藏罐I的直径越大,可以使该角度越接近90度,直径越小,可以使该角度越大。周向接合凸缘28的长边28L和基底部件26的长边26L之间的位置关系,可以设置成实际上平行。在图4A中,虽然以基底部件26从周向接合凸缘28的非凸缘面28A的短边方向端部竖起的方式示出,但是也可以使基底部件26从周向接合凸缘28的非凸缘面28A的端部以外的位置,例如在短边方向的中央附近竖起。在这种情况下,如图4B所示,侧壁单元10的周向接合凸缘28成为进入到液体储藏罐I的内侧的形态,在该内侧的部分也能使用例如机械紧固件接合相邻的周向接合凸缘28,从而进一步提高相邻的周向接合凸缘之间的接合强度,能够获得更好的防止液体泄漏的效果。
[0080]并且,在图4A中,虽然以基底部件26从非凸缘面28A竖起的方式示出,但也可以使周向接合凸缘28从基底部件26的一侧的面26A的短边方向端部竖起。然而,当构成为这种结构时,在接合结构体22与其他的接合结构体进行接合时的接合面上,需要进行对周向接合凸缘28与基底部件26的结合部分的焊接部分进行切屑加工而使该结合面变得平坦的工序,因此不仅导致工序数量变多,而且进行该工序的结果,可能导致周向接合凸缘28的凸缘面28B与基底部件26的长边26L的端面之间产生阶梯差。在这种情况下,存在引起从接合结构体22的相邻的结构体之间的接合面泄漏液体的隐患,因此需要充分地保证平坦化的精度。
[0081]多个加固部件30在由非凸缘面28A与基底部件26的一侧的面26A形成的内角侧相互以预定的间隔竖起的方式,使相邻的两个边缘部30A、30B的各个的至少一部分分别与基底部件26的一侧的面26A和非凸缘面28A结合。
[0082][侧壁板]
[0083]可以使侧壁板12为长方形的金属板,其中,对置的两个周向边缘部14、16是短边,对置的两个高度方向边缘部18、20是长边。侧壁板12根据被容纳于液体储藏罐I内部的液体种类和液体储藏罐的使用年限,可以由铁、不锈钢等任意的材料制作。侧壁板12的形状根据液体储藏罐I的形状以及构成一个筒状部件2的侧壁单元10的数量,可以构成为横向长度较长的矩形、纵向长度较长的矩形或者正方形的任意一种。对于侧壁板12的厚度、周向边缘部14、16的长度以及高度方向边缘部18、20的长度并不进行限定,可以根据液体储藏罐I的大小,进行适当地选择。侧壁板12可以在将接合结构体安装在周向边缘部14、16之前的任意时间点,配合液体储藏罐I的壁面的曲率而被弯曲。
[0084][基底部件]
[0085]本实施方式的基底部件26可以由具有两个长边26L和两个短边26S的金属板状体构成。基底部件26根据被容纳于液体储藏罐I内部的液体种类和液体储藏罐的使用年限,可以由铁、不锈钢等任意的材料制作。长边26L的一侧是通过焊接与侧壁板12的周向边缘部14结合的边缘部,因此其长度优选为与周向边缘部14的长度相等。短边26S的长度优选为被设置成能够确保在基底部件26和侧壁板12被焊接时产生的焊接热的影响不会波及到后述的周向接合凸缘28的距离。
[0086]对基底部件26的厚度并不进行限定,可以根据液体储藏罐I的大小进行适当地选择。基底部件26优选为设置成比侧壁板12厚。通过使用厚度比侧壁板12厚的基底部件26,可以更坚固地保持基底部件26和周向接合凸缘28之间的预定角度。如现有技术那样,在将侧壁板和周向接合凸缘直接结合的情况下,存在受到来自内部的液体的高压力时,无法保持侧壁板和凸缘面之间的角度,相邻的单元之间的对置的凸缘面从相当于罐内侧的方向撑开,而导致内部液体泄漏的情况。
[0087][周向接合凸缘]
[0088]本实施方式中的周向接合凸缘28可以由具有两个长边28L和两个短边28S的金属板状体构成。周向接合凸缘28根据被容纳于液体储藏罐I内部的液体种类和液体储藏罐的使用年限,可以由铁、不锈钢等任意的材料制作。长边28L的长度优选为与基底部件26的长边26L的长度相同。对于周向接合凸缘28的厚度和短边28S的长度并不进行特别限定,但是优选为具有足够的厚度及长度,以能够确保与相邻的侧壁单元10的周向接合凸缘28的接合强度。
[0089]在周向接合凸缘28上可以设置通孔32,以插入用于与相邻的侧壁单元10的周向接合凸缘28进行机械接合的紧固件,例如螺母和螺栓等的机械紧固件。通孔32在周向接合凸缘28的长边方向无需以等间隔设置,可以根据需要以任意的间隔设置。例如,在大容量液体储藏罐中,在侧壁单元10中离高度方向的接合部分较远的高度方向中央附近施加有使侧壁单元10发生向外侧膨胀的变形的内压。因此,为了进一步提高周向接合凸缘28所对应的一部分的接合强度,如图4C所示,相邻的通孔32之间的间隔在周向接合凸缘28的长边方向(即,高度方向)从端部朝向中央部越变越窄(即,通孔32的数量变多)。在此,为了进一步提高周向接合凸缘28的接合强度,除了改变通孔32的间隔之外,或者,还可以改变间隔并且使通孔32的直径变大,以能够插入直径较大的螺栓。通孔32的短边方向的位置优选为尽量接近基底部件的位置。
[0090][加固部件]
[0091]多个加固部件30的各个可由金属板状体构成,如图4A所示,可以至少具有一部分焊接在基底部件26的一侧的面26A上的第一边缘部30A、相对于第一边缘部30A以预定的角度交叉并焊接在非凸缘面28A的至少一部分的第二边缘部30B。因此,根据第一边缘部30A和第二边缘部30B,能够保持基底部件26与周向接合凸缘28之间的预定的角度。如上所述,该预定的角度是可以根据液体储藏罐I的直径来确定的角度。对第一边缘部30A和第二边缘部30B的长度并不进行限定。第一边缘部30A优选为具有至少与基底部件26的短边26S相同的长度。在另一个实施方式中,更优选地,第一边缘部30A比基底部件26的短边26S长,使其焊接在侧壁板12的面12A上。通过将第一边缘部30A的长度设置成从基底部件26的一侧的面26A延伸至侧壁板12的面12A,从而使基底部件26与侧壁板12之间的结合部不会因内压而变形,而且能够加强相对于内压的侧壁板12的强度。
[0092]如图5 (a)所不,加固部件30可以进一步包含与第一边缘部30A对置并具有与基底部件26的短边26S对应的长度的第三边缘部30C、与第二边缘部30B对置并连接第一边缘部30A的一端和第三边缘部30C的一端的第四边缘部30D。第三边缘部30C的长度优选为与基底部件的短边26S相同。在采用该形状的情况下,加固部件30形成为由第一边缘部30A、第二边缘部30B以及第三边缘部30C形成的四边形和将第一边缘部30A中与侧壁板12的面12A结合的部分与第四边缘部30D作为相邻的两边的三角形被组合的形状。通过将加固部件30形成为这种形状,四边形的部分起到保持基底部件26与周向接合凸缘28之间的角度的作用,三角形的部分起到加强侧壁板12相对于内压的强度的作用,其结果,在内压较高的大容量液体储藏罐中,也能够可靠地防止液体从相邻的侧壁单元10之间的接合部分泄漏。
[0093]在多个加固部件30中,如图5 (b)所示,更优选地,在与第一边缘部30A和第二边缘部30B之间的交点对应的部分形成切口部31。对于没有切口部31的形状的加固部件30而言,当接合结构体22受到内压时,应力集中在第一边缘部30A和第二边缘部30B的交点处,存在从该部分产生破损的可能性,而通过设置切口部31,能够防止该问题的发生。另外,当没有切口部31时,基底部件26与周向接合凸缘28之间的焊接在第一边缘部30A和第二边缘部30B之间的交点的位置变得不连续,而通过形成切口部31,还具有能够将两者连续地焊接的优点。
[0094]另外,在本实施方式中,如图5 (a)所示,第一边缘部30A更优选为在中部设有阶梯差。在本实施方式中,基底部件26的厚度比侧壁板12的厚度厚,而且如图4A所示,由于将基底部件26和侧壁板12以基底部件26的另一侧的面26B与侧壁板12的内表面12B大致位于同一个平面的方式结合,因此基底部件26的一侧的面26A与侧壁板12的外表面12A之间产生阶梯差,与此对应地,形成加固部件30。因此,当用于以基底部件26的一侧的面26A与侧壁板12的外表面12A大致位于同一个平面的方式结合的实施方式时,无需在第一边缘部30A设置阶梯差。并且,在另一个实施方式中,如图5 (b)所示,更优选为在相当于第一边缘部30A的阶梯差的部分,即对应于侧壁板12和基底部件26的结合位置的部分,形成切口部34。通过形成切口部34,能够获得与切口部31的效果相同的如下效果:防止阶梯差部分的应力集中以及防止侧壁板12与基底部件26之间的焊接不连续。
[0095]在本实施方式中,多个加固部件30的各个的间隔相同,但并不局限于此,可以根据需要设置成任意的间隔。在另一个实施方式中,如图4C所示,多个加固部件30可以结合成与周向接合凸缘28的长边方向的端部的间隔相比,长边方向的中央附近的间隔较窄。通过以这种间隔结合加固部件30,能够更有效地对抗在侧壁单元10的高度方向中央附近所受到的内压。
[0096]2.侧壁单元的制造方法
[0097]接着,以图3中示出的侧壁单元10为例,参照图6?图9说明本发明的侧壁单元的制造方法。
[0098][部件的准备]
[0099]在本方法中,首先准备构成侧壁单元10的部件。
[0100]如上所述,一个侧壁单元10至少包含一个侧壁板12、两个接合结构体22、24,接合结构体22以及24的各个至少包含一个基底部件26、一个周向接合凸缘28、多个加固部件30。对于加固部件30的数量并不进行限定,可以根据液体储藏罐I的内壁所承受的压力进行适当地选择。用于液体储藏罐I的侧壁单元10的数量可以根据液体储藏罐I的大小、用途或内压等进行适当地选择,为了制造一个液体储藏罐I而准备的部件,即,侧壁板12、基底部件26、周向接合凸缘28以及加固部件30的数量根据所使用的侧壁单元10的数量而变化。例如,如图1所示,当液体储藏罐10使用四个筒状部件2而构成,一个筒状部件2使用四个侧壁单元10构成时,所使用的侧壁单元10的数量为16个。
[0101](I)第一实施方式(不进行预组装的制造工序)
[0102]本发明的第一实施方式的制造方法可以包含第一接合结构体形成工序、第一变形消除工序、第二接合结构体形成工序、侧壁单元组装工序。另外,根据需要可以包含第三变形消除工序和/或辅助性变形消除工序。第一实施方式的制造方法与后述的第二实施方式的制造方法不同,不进行接合结构体之间的预组装而形成接合结构体。
[0103][第一接合结构体形成工序]
[0104]第一接合结构体形成工序是形成接合结构体22或24的工序。在这里,将图4A中示出的接合结构体22作为第一接合结构体进行说明。在该工序中,首先,将各个部件配置在预定的位置,以使与周向接合凸缘28的凸缘面28B相反的一侧的面的非凸缘面28A与基底部件26的两个长边26L中的一侧的端面相对齐。此时,基底部件26的一侧的面26A与非凸缘面28A以预定的角度交叉的方式被配置。并且,在由一侧的面26A与非凸缘面28A形成的内角侧相互隔开预定的间隔而配置多个加固部件30。多个加固部件30优选为被配置成加固部件30的主表面垂直于面26A和面28A。可以使周向接合凸缘28的长边28L和基底部件26的长边26L之间的位置关系为实际上平行。[0105]接着,在基底部件26的长边26L与非凸缘面28A之间、面26A与加固部件30的第一边缘部30A的至少一部分之间、以及面28A与加固部件30的第二边缘部30B的至少一部分之间均通过焊接而结合。这里所说的结合与后述的第二实施方式中所使用的预结合不同,是指在将基底部件26、周向接合凸缘28以及多个加固部件30相互组装成液体储藏罐时,以能够确保针对内压的耐受性的足够的强度来进行焊接。在本说明书中,将该结合称为正式结合。
[0106]通常,在被焊接的部分,焊接部分被冷却时产生材料的热收缩。因此,当将长边26L的面26A —侧与面28A进行焊接时,对于基底部件26和周向接合凸缘28作用有使由面26A和面28A形成的内角小于预定的角度的作用力。但是,在本发明中,通过在面26A与面28A之间事先竖起第一边缘部30A和第二边缘部30B之间的角度为预定角度的加固部件30,从而能够对抗焊接热被冷却时的收缩,而保持这些面之间的角度。
[0107]对于基底部件26、周向接合凸缘28以及多个加固部件30之间的结合顺序并不进行特别限定。在一个实施方式中,基底部件26、周向接合凸缘28以及多个加固部件30之间的结合按照如下顺序进行:首先,将周向接合凸缘28与多个加固部件30的各个结合;接着,将周向接合凸缘28与基底部件26结合;最后,将多个加固部件与基底部件26结合。在另一个实施方式中,基底部件26、周向接合凸缘28以及多个加固部件30之间的结合可以按照如下顺序进行:首先,将基底部件26与周向接合凸缘28结合;接着,将多个加固部件30的各个与基底部件26以及周向接合凸缘28分别结合。从尽量减少由焊接热引起的变形的观点来看,基底部件26、周向接合凸缘28以及多个加固部件30的结合优选为按照从周向接合凸缘28的长边方向中央附近的结合处朝向长边方向端部的结合处的顺序进行。
[0108][第一变形消除工序]
[0109]在本发明的侧壁单元的制造方法中,最重要的是消除接合结构体的变形以能够经受接合了侧壁单元的液体储藏罐的高内压。为此,本方法的特征在于在侧壁单元的制造工序中包含消除因焊接引起的接合结构体的变形的工序。图6表示用于消除所制作的接合结构体22的变形的第一变形消除工序。
[0110]因焊接热引起的被焊接部件的收缩量,焊接量越多变得越大。因此,接合结构体22受到基底部件26与周向接合凸缘28之间的焊接以及周向接合凸缘28与多个加固部件28之间的焊接热的影响,从基底部件26的一侧的面26A的一侧观察时,如图6 (a)所示,以周向接合凸缘28的长边(28L)方向中央部向非凸缘面28A —侧突出的方式变形。需要说明的是,图6 (a)是为了说明本发明的工序而夸大了突出量予以示出的,希望对此予以留意。对于后述的图7 (a)也相同。
[0111]因此,在第一变形消除工序中,对于接合结构体22,通过对接合结构体22的长度方向两端部和长度方向中央部施加图6 Ca)的箭头所示的相互为相反方向的作用力,从而能够消除接合结构体22的变形。可使施加到长度方向中央部的作用力为从非凸缘面28A朝向凸缘面28B的方向的作用力,使施加到长度方向两端部的作用力为从凸缘面28B朝向非凸缘面28A方向的作用力。具体来讲,第一变形消除工序可根据如下方式实现:例如通过夹持工具夹持接合结构体22的凸缘面28B的长边方向两端部,然后例如使用油压起重机等,在基底部件26的长边26L的中央附近施加朝向凸缘面28B的方向的作用力。如此,如图6 (b)所示,可以得到凸缘面28B没有变形的、即凸缘面28B精确地成为平面的接合结构体22。该变形消除工序在接合结构体22与侧壁板12被结合之后实际上无法进行消除,因此在接合结构体22与侧壁板12被结合之前进行。
[0112]在此,虽然在图6中示出在与非凸缘面28A和凸缘面28B垂直的方向施加作用力,但施加作用力的方向并不局限于此。根据接合结构体22的变形的情况,有时例如在与非凸缘面28A和/或凸缘面28B垂直的方向具有适当的角度的方向施加作用力。
[0113][第三变形消除工序]
[0114]图7表示用于消除所制作的接合结构体22的其他方向的变形的第三变形消除工序。如上所述,因焊接热引起的收缩,从周向接合凸缘28的非凸缘面28A的一侧观察时,如图7 (a)所示,存在接合结构体22以基底部件26的长边(26L)方向中央部向周向接合凸缘28的一侧突出的方式变形的情况。
[0115]因此,在第三变形消除工序中,通过对接合结构体22的长度方向两端部和长度方向中央部施加如图7 Ca)的箭头所示的相互为相反方向的作用力,从而能够消除接合结构体22的变形。可使施加到长度方向中央部的作用力为从基底部件26的一侧的面26A朝向与该一侧的面26A相反的一侧的面的另一侧的面26B的方向的作用力,使施加到长度方向两端部的作用力为从另一侧的面26B朝向一侧的面26A的作用力。具体来讲,第三变形消除工序可以根据如下方式实现:例如通过夹持工具夹持接合结构体22的基底部件26的另一侧面26B的长边方向两端部,然后例如使用油压起重机等,在周向接合凸缘28的长边28L的中央附近施加朝向另一侧的面26B的方向的作用力。如此,如图7 (b)所示,可以得到基底部件26的另一侧的面26B没有变形的、即另一侧的面26B精确地成为平面的接合结构体22。
[0116]在图7中,虽然示出在与基底部件26的一侧的面26A和另一侧的面26B垂直的方向施加作用力,但施加作用力的方向并不局限于此。根据接合结构体22的变形的情况,有时例如在与一侧的面26A和/或另一侧的面26B垂直的方向具有适当的角度的方向施加作用力。
[0117]在此,当仅从防止大容量的液体储藏罐I的液体泄漏的观点考虑时,第三变形消除工序未必一定要进行。即,大容量的液体储藏罐I的液体泄漏通常在周向接合凸缘28的凸缘面28B没有精确地成为平面的情况下可能发生。因此,只要凸缘面28B变为平面,则即使接合结构体22以与基底部件26的一侧的面26A或另一侧的面26B垂直的方向突出的方式变形,该变形也不会成为导致液体从大容量的液体储藏罐I泄漏的问题。因此,第三变形消除工序也能被省略。
[0118][第二接合结构体形成工序]
[0119]接着,通过与上述的第一接合结构体形成工序、第一变形消除工序以及根据需要进行的第三变形消除工序相同的工序,形成第二接合结构体。在这里,将图3中示出的接合结构体24作为第二接合结构体。
[0120][侧壁板的弯曲工序]
[0121]根据用于制造液体储藏罐I的侧壁单元10的数量,使侧壁板12以成为预定的曲率的方式弯曲。当例如用于图1中示出的筒状部件层叠型的液体储藏罐I中时,可以使侧壁板12以长边成为圆弧状的方式弯曲,当例如用于图2中示出的单一筒状部件型的液体储藏罐I'时,可以使侧壁板12以短边成为圆弧状的方式弯曲。弯曲侧壁板12的方法可以采用本领域技术人员公知的方法。
[0122][侧壁单元组装工序]
[0123]接着,在侧壁单元组装工序中,可以将侧壁板12和第一接合结构体22以及第二接合结构体24进行结合。在侧壁单元组装工序中,包含以下工序:通过焊接将被弯曲的侧壁板12的对置的周向边缘部14、16的一侧14与第一接合结构体22的基底部件26的长边26L结合,通过焊接将周向边缘部的另一侧16与第二接合结构体24的基底部件26的长边26L结合。从液体储藏罐I的针对内压的耐受性的观点考虑,侧壁板12的周向边缘部14、16与接合结构体22、24之间的结合优选为,如上所述,按照基底部件26的另一侧的面26B、即朝向液体储藏罐I的内侧的面与侧壁板12中朝向液体储藏罐I的内侧的面12B大致成为同一个平面的方式结合。
[0124][辅助性的变形消除工序]
[0125]然而,在本发明的侧壁单元中,如图4A中示出的接合结构体22的基底部件26的短边26S的长度优选为在焊接接合结构体22的基底部件26的长边26L和侧壁板12的周向边缘部14时产生的热量不会传递到周向接合凸缘28的程度的长度。这是因为如果焊接时的热量被传递到周向接合凸缘28,则存在周向接合凸缘28的凸缘面28B发生变形的隐患。但是,实际上,有时无法避免焊接时的热量传递到周向接合凸缘28,在这种情况下,在结合了侧壁板12和接合结构体之后的侧壁单元10中,周向接合凸缘28中可能会残留变形。并且,即使在不发生侧壁板与接合结构体的结合引起的变形的情况下,也存在该结合之前的工序中发生的变形未能被完全消除而残留在其中的情况。
[0126]在本发明的一个实施方式中,侧壁单元制造方法可以包含用于消除这些变形的辅助的变形消除工序。根据接合结构体中产生的变形情况,该工序可以是上述的第一变形消除工序以及第三变形消除工序中的任意一种或者两种。
[0127](2)第二实施方式(进行预组装的制造工序)
[0128]本发明的第二实施方式的制造方法可以包含第一变形消除和第一接合结构体形成工序、第二接合结构体形成工序、侧壁单元组装工序。并且,根据需要,可以包含第二变形消除工序、第三变形消除工序以及/或辅助性变形消除工序。在第二实施方式的制造方法中,与第一实施方式的制造方法不同,在制作将基底部件26、周向接合凸缘28以及多个加固部件30彼此预结合的中间体,并对两个中间体进行预组装而使其被约束之后,对每一个部件进行结合(相对于预结合而言,可以称之为正式结合)。通过在两个中间体被约束的状态下使中间体的部件彼此被焊接,并在该状态下使焊接部分被冷却,从而使冷却时发生的变形因所处的约束状态而被抑制,结果能够制造消除了变形的接合结构体。
[0129][第一变形消除和第一接合结构体形成工序]
[0130]第一变形消除和第一接合结构体形成工序是在消除变形的同时形成第一接合结构体的工序。在这里,将图4A中示出的接合结构体22作为第一接合结构体,将工序中的中间体作为第一中间体22’和第二中间体22"。图8表示第一中间体22’,图9表示对第一中间体体22’和第二中间体22"进行预组装而使其被约束的状态。
[0131]在该工序中,与上述的第一实施方式相同,首先,将各个部件配置在预定的位置,以使与周向接合凸缘28的凸缘面28B相反的一侧的面的非凸缘面28A与基底部件26的两个长边26L中的一侧的端面相对齐。此时,基底部件26的一侧的面26A与非凸缘面28A以预定的角度交叉的方式被配置。并且,在由一侧的面26A与非凸缘面28A形成的内角侧相互隔开预定的间隔而配置多个加固部件30。多个加固部件30优选为被配置成加固部件30的主表面垂直于面26A和面28A。可以使周向接合凸缘28的长边28L和基底部件26的长边26L之间的位置关系实际上为平行。
[0132]接着,如图8所示,在基底部件26的长边26L与非凸缘面28A之间、面26A与加固部件30的第一边缘部30A之间、以及面28A与加固部件30的第二边缘部30B之间均通过焊接而预结合。这里所说的预结合是指,将基底部件26、周向接合凸缘28以及多个加固部件30配置成彼此处于所期望的位置,以足够保持彼此的位置关系所需的最小限度的强度进行了焊接的状态。预结合可通过在需要结合的地方进行例如长度为2cm左右的长度的焊接来实现。据此,形成图8所示的第一中间体体22’。
[0133]对于基底部件26,周向接合凸缘28以及多个加固部件30之间的预结合顺序并不进行特别限定。在一个实施方式中,基底部件26、周向接合凸缘28以及多个加固部件30之间的预结合按照如下顺序进行:首先,将周向接合凸缘28与多个加固部件30的各个预结合;接着,将周向接合凸缘28与基底部件26预结合;最后,将多个加固部件与基底部件26预结合。在另一个实施方式中,基底部件26、周向接合凸缘28以及多个加固部件30之间的预结合可以按照如下顺序进行:首先,将基底部件26与周向接合凸缘28预结合;接着,将多个加固部件30的各个与基底部件26以及周向接合凸缘28分别预结合。从尽量减少由焊接热引起的变形的观点来看,基底部件26、周向接合凸缘28以及多个加固部件30的预结合优选为按照从周向接合凸缘28的长边28L方向中央附近的结合处朝向短边28S方向的结合处的顺序进行。
[0134]接着,按照与形成第一中间体22’的工序相同的工序形成第二中间体22"。在此,在本实施方式中,假定第二中间体22"最终成为与接合结构体24不同的接合结构体而进行说明。在另一个实施方式中,可以将成为接合结构体24的中间体作为中间体22",在又一个实施方式中,也可以将组装液体储罐I时介由接合结构体22和周向接合凸缘而被组装的成为组装对象的接合结构体的中间体作为中间体22"。
[0135]接着,如图9所示,所形成的第一中间体22’和第二中间体22"通过周向接合凸缘28的凸缘面28B被预组装而被约束。可以使用机械紧固件将第一中间体22’和第二中间体22"接合来进行约束。
[0136]接着,至少在第一中间体22’中,将每一个基底部件26、周向接合凸缘28、多个加固部件30的各个相互结合(即,正式结合)。通过焊接进行结合的部分,如上所述,会产生材料的收缩。如第一实施方式,在不通过预组装进行约束而以一个接合结构体独自的状态下结合每一个部件的情况下,如图6(a)所示,会以周向接合凸缘28的长边方向中央部朝非凸缘面28A—侧突出的方式发生变形。在第一实施方式中,在形成第一接合结构体之后,通过在第一接合结构体施加图6 (a)的箭头中所示的作用力,从而可以消除所产生的变形。相对于此,在第二实施方式中,通过在约束第一中间体22’和第二中间体22"的状态下进行结合(正式结合),从而可以在图6 (a)的箭头中所示的作用力始终施加在第一中间体22’和第二中间体22"的每一个的状态下,进行部件之间的焊接和之后的冷却。周向接合凸缘的变形通常在冷却时发生,但是因为冷却时两个中间体依然处于被约束的状态,因此能够在消除变形的同时(或者,抑制变形的发生的同时)形成第一接合结构体。[0137]与第一实施方式相同,当对长边26L的面26A —侧和面28A进行了焊接时,会对基底部件26和周向接合凸缘28施加使由面26A与面28A形成的内角小于预定的角度的作用力。但是,在本发明中,通过在面26A和面28A之间竖起第一边缘部30A和第二边缘部30B之间的角度为预定的角度的加固部件30,从而能够对抗焊接热被冷却时的收缩,保持这些面之间的角度。
[0138]此外,与第一实施方式相同,对于基底部件26、周向接合凸缘28以及多个加固部件30之间的结合(正式结合)顺序并不进行特别限定。在一个实施方式中,基底部件26、周向接合凸缘28以及多个加固部件30之间的结合按照如下顺序进行:首先,将周向接合凸缘28与多个加固部件30的各个结合;接着,将周向接合凸缘28与基底部件26结合;最后,将多个加固部件30与基底部件26结合。在另一个实施方式中,基底部件26、周向接合凸缘28以及多个加固部件30之间的结合可以按照如下顺序进行:首先,将基底部件26与周向接合凸缘28结合;接着,将多个加固部件30的各个与基底部件26和周向接合凸缘28分别结合。从尽量减少由热量引起的变形的观点来看,基底部件26、周向接合凸缘28以及多个加固部件30的结合优选为按照从周向接合凸缘28的长边28L方向中央部附近的结合处朝向短边28S方向的结合处的顺序进行。
[0139]最后,在处于预组装状态的第一中间体22’和第二中间体22"中,解开通过机械紧固件的约束而解除预组装,从而第一中间体22’最终成为第一接合结构体22。
[0140][第二变形消除工序]
[0141]在上述的第一变形消除和第一接合结构体形成工序中,可以在结合部件时消除周向接合凸缘28的长边方向中央附近朝向非凸缘面28A的一侧突出的变形的同时,形成第一接合结构体。但是,仅通过该工序,也存在不能消除第一接合结构体的变形的情况。在这种情况下,通过对第一接合结构体22的长度方向中央部和长度方向两端部分别同时施加从非凸缘面28A向凸缘面28B的方向的作用力和从凸缘面28B向非凸缘面28A的方向的作用力,从而进行进一步消除第一接合结构体的变形的第二变形消除工序。第二变形消除工序可以通过与第一实施方式中的第一变形消除工序相同的方法进行。
[0142]在所形成的第一接合结构体22中,根据预组装时的焊接的状态,例如会存在以周向接合凸缘28的长边方向中央附近朝向凸缘面28B的一侧突出的方式发生变形的情况。在这种情况下,第二变形消除工序也可以是通过对第一接合结构体22的长度方向中央部和长度方向两端部分别同时施加从凸缘面28B向非凸缘面28A的方向的作用力和从凸缘面28B向非凸缘面28A的方向的作用力,从而进一步消除第一接合结构体的变形的工序。
[0143][第三变形消除工序]
[0144]在第一变形消除和第一接合结构体形成工序之后,第二实施方式的第一接合结构体22从周向接合凸缘28的非凸缘面28A的一侧观察时,如图7 (a)所示,基底部件26的长边方向中央部向周向接合凸缘28的一侧突出的变形没有被消除。因此,当发生这种变形时,可以进一步进行第三变形消除工序。第三变形消除工序可以通过与第一实施方式的第三变形消除工序相同的方法进行。
[0145][第二接合结构体形成工序]
[0146]接着,通过与上述的第一变形消除和第一接合结构体形成工序相同的工序(根据需要,还可以进行第二变形消除工序和第三变形消除工序)从而可形成第二接合结构体。在这里,将图3中示出的接合结构体24作为第二接合结构体。
[0147][其他的工序]
[0148]接着,与第一实施方式相同,使侧壁板12弯曲,结合侧壁板12和第一接合结构体22以及第二接合结构体24,并根据需要进行辅助性的变形消除工序,由此形成侧壁单元10。
[0149]3.制造液体储藏罐
[0150]使用根据本发明的制造方法制造的多个侧壁单元10和/或具有本发明的结构的多个侧壁单元10可制造液体储藏罐I。图1中示出的液体储藏罐I可以通过如下方法制造:在另外准备的底壁3 (未图示)之上层叠而接合沿周向接合多个侧壁单元10而形成的筒状部件2,进一步在其之上顺序层叠以同样的方式形成的所需数量的筒状部件2并使其彼此接合。另外,图2所示的液体储藏罐I’可通过在另外准备的底壁3’(未图示)之上沿周向接合多个侧壁单元10’来形成筒状部件2’而制造。虽然没有图示,但液体储藏罐I或I’上可以设置人可以走动的走廊部和用于攀登到走廊部的梯子。该走廊部在组装液体储藏罐时还可以用作临时脚手架。下面说明图1中示出的液体储藏罐I的制造。
[0151]在将沿周向接合多个侧壁单元10而成的筒状部件2层叠而作为液体储藏罐I的情况下,如图1所示,各个侧壁单元10的接合结构体22、24的位置优选以在每一个筒状部件2上沿高度方向相互错开的方式层叠。例如,在像图1的液体储藏罐I那样在一个筒状部件2使用4个侧壁单元10的情况下,优选地,从下面数第2层的筒状部件2相对于从下面数第I层的筒状部件2以旋转45度平面角的状态层叠,第3层的筒状部件2相对于第2层的筒状部件2旋转45度平面角的状态层叠。第4层的筒状部件2相对于第3层的筒状部件2也按相同的方式层叠。如此,通过以接合结构体的接合部分不在高度方向上集中在一列的方式层叠筒状部件2,能够得到平衡性良好的结构的液体储藏罐I。
[0152][底壁]
[0153]用于液体储藏罐I的底壁3对其结构、厚度、材料等并没有特别限定,在用于大容量的液体储藏罐I时,只要是以不会导致内部液体泄漏的状态适当地容纳液体的结构、厚度、材料等即可。在一个实施方式中,底壁3优选为预先在制造工厂等中被制造成适合搬运的预定大小的多个单元,被制造的多个单元通过车辆搬运到设置现场,然后使用例如螺栓和螺母等机械紧固件被组装。底壁的最外周可以具有用于与筒状部件2接合的接合部。
[0154][机械紧固件]
[0155]一个筒状部件2可以通过使相邻的侧壁单元10的接合结构体上的周向接合凸缘28的凸缘面28B对置,并使用例如机械紧固件相互接合而形成。相邻的接合结构体之间的接合优选为通过在每一个接合结构体的周向接合凸缘28设置通孔32,在所设置的通孔32中插入螺栓,用螺母连接该螺栓而进行。
[0156]在液体储藏罐I中,通常,越是罐的下方,壁面上受到的内压大。因此,将相邻的接合结构体之间进行接合的强度优选为与上方的筒状部件2相比,下方的筒状部件2 —侧更大。作为实现该接合强度的方法,主要可以采用下面的两种方法中的任意一种或者两种。其一种是,越是下方的筒状部件2,越使用机械紧固件本身的强度高的方式;另一种是,越是下方的筒状部件2,所使用的机械紧固件的数量越多。
[0157]采用前者的情况下,通过使作为机械紧固件而使用的螺栓的直径变粗,从而能够提高接合强度。因此,在这种情况下,设置在侧壁单元10的周向接合凸缘28的通孔32的大小优选为越是用在液体储藏罐I下方,通孔的大小越大。另外,也可以采用越是下方的筒状部件2,越使用机械强度高的材料的紧固件的方式。
[0158]采用后者的情况下,设置在侧壁单元10的周向接合凸缘28的通孔32的数量优选为越是用在液体储藏罐I的下方,数量越多。在这种情况下,在沿高度方向层叠筒状部件2而制造的液体储藏罐I中,优选地,越是下方的侧壁单元10,使加固部件30的数量越多。
[0159][密封层]
[0160]在使相邻的侧壁单元10上的周向接合凸缘28的凸缘面28B对置而使其彼此接合时,优选地,在对置的凸缘面28B之间配置用于防止内部的液体泄漏的密封层。对于该密封层并没有进行限定,但是优选使用水膨胀性弹性密封层,在凸缘面28B隔着通孔32而配置在对应于罐内侧的区域和对应于罐外侧的区域的某一侧或两侧。并且,在凸缘面28B上,隔着该密封层而在对应于罐内侧的区域和对应于罐外侧的区域的某一侧或两侧,可以进一步配置硅密封层等的其他密封层。
[0161]为了得到更加可靠的液体泄漏防止效果,例如,如图10所示,可以在周向接合凸缘28的凸缘面28B设置用于配置密封层的槽40和/或41。通过在如此设置的槽40、41的内部配置密封层,从而具有即使相邻的周向接合凸缘28被彼此强力地接合,也能防止密封层被损坏的优点。如果在不设置这种槽40、41的状态下而在凸缘面28B配置密封层,则在将周向接合凸缘28强力地接合时,存在密封层被损坏,降低防止液体泄漏的效果的情况。并且,作为另一个优点,通过设置用于配置密封层的槽40、41,从而在组装液体储藏罐时,能够获得避免密封层错位的效果以及容易进行相邻的周向接合凸缘28的位置对齐的效果。
[0162][高度方向接合凸缘]
[0163]在通过沿高度方向层叠将多个侧壁单元10沿周向接合而得到的多个筒状部件2而制造的液体储藏罐I的情况下,通过在各个侧壁单元10的对置的高度方向端部设置高度方向接合凸缘,将相邻的高度方向接合凸缘的对置的凸缘面使用例如机械紧固件进行接合,从而能够将筒状部件2层叠。在沿高度方向层叠筒状部件的情况下,凸缘面会根据筒状部件2的自重而闭合,而根据筒状部件2的自重而闭合的凸缘面的闭合力远大于水压,因此高度方向接合凸缘使用现有技术中的通常形态的接合凸缘即可。用于此的接合凸缘,可以通过在侧壁单元10的高度方向端部的整个长度范围内,以从侧壁单元10垂直竖起的方式焊接金属板状体而形成。
[0164]但是,为了进一步提高高度方向的接合强度,如图11所示,更加优选地,也可以将截面形状为L字形的角钢材料(也称为山型钢材)作为高度方向接合凸缘来使用。其理由主要在于如下几点。第一,由角钢材料构成的高度方向接合凸缘50,其一侧的板部51在与板部51对置的两个长边的整个范围内焊接在侧壁单元10。因此,高度方向接合凸缘50与侧壁单元10之间的接合处被分为两个地方(S卩,两个长边与单元的结合部分),具有能够分散应力,并且难以将高度方向接合凸缘50的焊接热传递到凸缘本身的优点。相对于此,在侧壁单元10上焊接了板状体的形态的高度方向接合凸缘的情况下,由于结合处位于一个地方或较近的地方,因此存在应力容易集中,焊接热被传递到凸缘而可能产生变形的问题。
[0165]第二,由角钢材料构成的高度方向接合凸缘50与板状体的接合凸缘相比,即使使凸缘面的板部52的厚度变薄,也能够保持同样的强度。这种凸缘面薄的高度方向接合凸缘50,在使用机械紧固件接合对置的凸缘面时,更能提高紧贴性。相对于此,在板状体的接合凸缘的情况下,由于凸缘面的厚度变大,因此使用机械紧固件进行接合时难以提高紧贴性。
[0166]虽然图11中没有示出,但是在高度方向接合凸缘50的凸缘面52上也优选设置防止液体泄漏的密封层。密封层的种类、配置方法以及位置等的详细内容与周向接合凸缘28的情况相同。另外,与周向接合凸缘28的凸缘面28B相同,在凸缘面52上也可以设置用于配置密封层的槽。
【权利要求】
1.一种侧壁单元的制造方法,该侧壁单元用于液体储藏罐的制造,该液体储藏罐至少包含底壁、由一个筒状部件构成的侧壁或多个筒状部件沿高度方向层叠而构成的侧壁,所述筒状部件的至少一个由多个侧壁单元沿周向接合而构成,所述侧壁单元的制造方法的特征在于,包含: (A)准备构成所述侧壁单元的部件的工序,在该工序中准备: 矩形的侧壁板; 安装在所述侧壁板的对置的两个周向边缘部的各个的接合结构体中包含的、具有长边和短边的基底部件、具有长边和短边的周向接合凸缘以及具有以预定的角度交叉的相邻的两个边缘部的多个加固部件; (B)第一接合结构体形成工序,以所述周向结合凸缘的与凸缘面相反侧的非凸缘面与所述基底部件的一侧的面按照预定的角度交叉的方式,并以所述周向接合凸缘的长边和所述基底部件的长边相平行的位置关系使所述周向接合凸缘和所述基底部件结合,并且在由所述非凸缘面与所述一侧的面形成的内角侧,通过使所述多个加固部件以相互分开间隔而竖起的方式将相邻的两个边缘部的各个的至少一部分分别与所述非凸缘面和所述一侧的面结合,由此形成第一接合结构体; (C)第一变形消除工序,通过在所述第一接合结构体上对所述第一接合结构体的长度方向中央部和长度方向两端部分别同时施加从所述非凸缘面朝向所述凸缘面的方向的作用力和从所述凸缘面朝向所述非凸缘面的方向的作用力,由此消除所述第一接合结构体的变形; (D)第二接合结构体形成工序,通过与所述(A)~(C)的工序相同的工序形成第二接合结构体; (E)侧壁单元组装工序,将弯曲了的所述侧壁板的对置的所述周向边缘部的一侧与所述第一接合结构体的所述基底部件的长`边结合,将所述周向边缘部的另一侧与所述第二接合结构体的所述基底部件的长边结合。
2.—种侧壁单元的制造方法,该侧壁单元用于液体储藏罐的制造,该液体储藏罐至少包含底壁、由一个筒状部件构成的侧壁或多个筒状部件沿高度方向层叠而构成的侧壁,所述筒状部件的至少一个由多个侧壁单元沿周向接合而构成,所述侧壁单元的制造方法的特征在于,包含: (A)准备构成所述侧壁单元的部件的工序,在该工序中准备: 矩形的侧壁板; 安装在所述侧壁板的对置的两个周向边缘部的各个的接合结构体中包含的、具有长边和短边的基底部件、具有长边和短边的周向接合凸缘以及具有以预定的角度交叉的相邻的两个边缘部的多个加固部件; (B)第一变形消除和第一接合结构体形成工序,在消除变形的同时形成第一接合结构体, 以所述周向结合凸缘的与凸缘面相反侧的非凸缘面与所述基底部件的一侧的面按照所述预定的角度交叉的方式,并以所述周向接合凸缘的长边和所述基底部件的长边相平行的位置关系使所述周向接合凸缘和所述基底部件预结合,并且在由所述非凸缘面与所述一侧的面形成的内角侧,通过使所述多个加固部件以相互分开间隔而竖起的方式将所述相邻的两个边缘部的各个的至少一部分分别与所述非凸缘面和所述一侧的面预结合,由此形成第一中间体, 通过与制作所述第一中间体的工序相同的工序制作第二中间体, 在将所述第一中间体和所述第二中间体介由各自的凸缘面预组装而进行约束的状态下,至少将所述第一中间体的所述周向接合凸缘和所述基底部件以及所述多个加固部件的各个相互结合, 解除所述第一中间体和所述第二中间体的预组装而得到所述第一接合结构体; (C)第二接合结构体形成工序,根据与所述(A)~(B)相同的工序形成第二接合结构体; (D)侧壁单元组装工序,将弯曲了的所述侧壁板的对置的所述周向边缘部的一侧与所述第一接合结构体的所述基底部件的长边结合,将所述周向边缘部的另一侧与所述第二接合结构体的所述基底部件的长边结合。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述第二接合结构体由所述第二中间体形成。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在第一变形消除和第一接合结构体形成工序之后,进一步包含第二变形消除工序,通过在所述第一接合结构体上对所述第一接合结构体的长度方向中央部和长度方向两端部分别同时施加从所述非凸缘面朝向所述凸缘面的方向的作用力和从所述凸缘面朝向所述非凸缘面的方向的作用力,由此消除所述第一接合结构体的变形。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的方法,其特征在于,进一步包含第三变形消除工序,通过在所述第一接合结构体上对所述第一接合结构体的长度方向中央部和长度方向两端部分别同时施加从所述基底部件的所述一侧的面朝向与该一侧的面相反侧的另一侧的面的方向的作用力和从所述另一侧的面朝向所述一侧的面的方向的作用力,由此消除所述第一接合结构体的变形。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的方法,其特征在于,所述周向接合凸缘、所述基底部件以及所述多个加固部件的所述结合和/或所述预结合按照如下顺序进行: 将所述周向接合凸缘与所述多个加固部件的各个结合; 将所述周向接合凸缘与所述基底部件结合; 将所述多个加固部件与所述基底部件结合。
7.根据权利要求1至5中的任意一项所述的方法,其特征在于,所述周向接合凸缘、所述基底部件以及所述多个加固部件的所述结合和/或所述预结合按照如下顺序进行: 将所述周向接合凸缘与所述基底部件结合; 将所述多个加固部件的各个与所述周向接合凸缘以及所述基底部件分别结合。
8.根据权利要求1至5中的任意一项所述的方法,其特征在于,所述周向接合凸缘、所述基底部件以及所述多个加固部件的所述结合和/或所述预结合相对于所述周向接合凸缘的长边方向从中央部附近的结合处向短边方向的结合处顺序进行。
9.根据权利要求1至5中的任意一项所述的方法,其特征在于,所述多个加固部件被结合成使所述周向接合凸缘的长度方向中央部的间隔比长度方向端部的间隔窄。
10.根据权利要求1至5中的任意一项所述的方法,其特征在于,所述加固部件为板状体,并包含: 比所述基底部件的短边长且结合于所述基底部件以及所述侧壁板的第一边缘部; 以所述预定的角度与所述第一边缘部交叉并结合于所述非凸缘面的第二边缘部; 与所述第一边缘部对置并具有对应于所述基底部件的短边的长度的第三边缘部;与所述第二边缘部对置并连结所述第一边缘部的一端和所述第三边缘部的一端的第四边缘部。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,进一步包含: 在所述多个加固部件中,在与所述第一边缘部和所述第二边缘部的交点对应的部分形成切口部的工序;以及在所述第一边缘部的与所述基底部件和所述侧壁板的结合位置对应的部分形成切口部的工序中的一种或两种。
12.根据权利要求1至5中的任意一项所述的方法,其特征在于,所述基底部件以从所述周向接合凸缘的非凸缘面的短边方向端部以外的部分竖起的方式结合于所述周向接合凸缘。
13.根据权利要求1至5中的任意一项所述的方法,其特征在于,进一步包含在所述周向接合凸缘的长边方向形成用于插入机械紧固件的多个通孔的工序。
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述多个通孔在所述周向接合凸缘的长边方向中央 部的直径大于长边方向端部的直径。
15.根据权利要求1至5中的任意一项所述的方法,其特征在于,进一步包含在所述周向接合凸缘的所述凸缘面形成用于装入密封层的槽的工序。
16.根据权利要求1至5中的任意一项所述的方法,其特征在于,进一步包含在对置的两个高度方向端部结合截面为L字形状的高度方向接合凸缘的工序。
17.—种侧壁单元,构成用于液体储藏罐的筒状部件,该液体储藏罐至少包含底壁、由一个筒状部件构成的侧壁或多个筒状部件沿高度方向层叠而构成的侧壁,所述筒状部件的至少一个由多个侧壁单元沿周向接合而构成,所述侧壁单元的特征在于,包含: 弯曲的矩形的侧壁板; 安装在所述侧壁板的对置的两个周向边缘部的各个的一对接合结构体, 所述一对接合结构体的各个包含: 具有短边和长边的基底部件; 具有短边和长边的周向接合凸缘; 具有以预定的角度交叉的相邻的两个边缘部的多个加固部件, 所述周向接合凸缘和所述基底部件以所述周向结合凸缘的与凸缘面相反侧的非凸缘面与所述基底部件的一侧的面按照所述预定的角度交叉的方式,并以所述周向接合凸缘的长边和所述基底部件的长边相平行的位置关系结合, 在由所述非凸缘面与所述一侧的面形成的内角侧,所述多个加固部件以相互分开间隔而竖起的方式将所述相邻的两个边缘部的各个分别与所述非凸缘面和所述一侧的面结合,在所述侧壁板的对置的所述周向边缘部的各个结合所述一对接合结构体的各个的所述基底部件的长边。
18.根据权利要求17所述的侧壁单元,其特征在于,所述多个加固部件之间的所述间隔中,所述周向接合凸缘的长度方向中央部的间隔比长度方向端部的间隔窄。
19.根据权利要求17所述的侧壁单元,其特征在于,所述多个加固部件为板状体,并包含: 比所述基底部件的短边长且结合于所述基底部件以及所述侧壁板的第一边缘部; 以所述预定的角度与所述第一边缘部交叉并结合于所述非凸缘面的第二边缘部; 与所述第一边缘部对置并具有对应于所述基底部件的短边的长度的第三边缘部;与所述第二边缘部对置并连结所述第一边缘部的一端和所述第三边缘部的一端的第四边缘部。
20.根据权利要求19所述的侧壁单元,其特征在于,在所述多个加固部件中,在与所述第一边缘部和所述第二边缘部的交点对应的部分以及在所述第一边缘部的与所述基底部件和所述侧壁板的结合位置对应的部分的某一侧或两侧形成切口部。
21.根据权利要求17所述的侧壁单元,其特征在于,所述基底部件以从所述周向接合凸缘的非凸缘面的短边方向端部以外的位置竖起的方式结合于所述周向接合凸缘。
22.根据权利要求17所述的侧壁单元,其特征在于,在所述周向接合凸缘的长边方向上形成用于插入机械紧固件的多个通孔。
23.根据权利要求22所述的侧壁单元,其特征在于,所述多个通孔在所述周向接合凸缘的长边方向中央 部的直径大于长边方向端部的直径。
24.根据权利要求17所述的侧壁单元,其特征在于,在所述周向接合凸缘的所述凸缘面形成用于装入密封层的槽。
25.根据权利要求17所述的侧壁单元,其特征在于,在对置的两个高度方向端部结合截面为L字形状的高度方向接合凸缘。
26.—种液体储藏罐,其特征在于,具有使用权利要求1至16中的任意一项中记载的方法制造的侧壁单元。
27.一种液体储藏罐,其特征在于,具有权利要求17至25中的任意一项中记载的侧壁单元。
【文档编号】B65D90/08GK103764522SQ201280039150
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2012年7月25日 优先权日:2011年8月10日
【发明者】岩下干 申请人:东京机材工业株式会社
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