(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行に配置され、長さ方向にビード領域（８、１０）を形成する、C形の断面形状を有するジャケットシェル（２、４）からなり、端部が、湾曲した底部材（１６、１８）により閉じられたジャケットを備える圧力容器であって、
前記ジャケットシェルの間に平坦な壁（６、６ａ、６ｂ）である引張部材が配置され、該引張部材の上縁部（１２）又は下縁部（１４）は前記ビード領域の内部へ伸び又は該ビード領域を貫き、前記長さ方向に伸びかつ前記ジャケットシェルと前記引張部材とを連結するシェル部材（４２）が、前記ビード領域に桁構造が形成されるように、前記ジャケットシェルと前記引張部材の面取りされた縁部（１２、１２ａ、１４、１４ａ）とに固定されている、圧力容器。
【請求項２】
前記シェル部材は、前記ジャケットの少なくとも一部を取り巻き、該ジャケットに固定された外側のジャケットの一部である、請求項１に記載の圧力容器。
【請求項３】
前記シェル部材は、前記長さ方向に伸びるキャンバー又は縁部分（４７）を有する、請求項１又は２に記載の圧力容器。
【請求項４】
前記底部材の開放された輪郭は前記ビード領域において前記ジャケットシェルの形状と異なる形状を有し、前記ビード領域は前記長さ方向の軸線に対して垂直かつ平坦なスパンドレル（２４、２６）により閉じられている、請求項２又は３に記載の圧力容器。
【請求項５】
前記スパンドレルは前記引張部材の端部と前記シェル部材とに固定されている、請求項４に記載の圧力容器。
【請求項６】
前記スパンドレルは、前記ビード領域における前記底部材の内側の輪郭に沿って伸びる外側輪郭領域（２８、３４）と、前記ビード領域における前記ジャケットシェルの輪郭の内方にある内側輪郭領域（３０、３６）とを有し、前記外側輪郭領域及び前記内側輪郭領域は、トップ部（７）及びベース部（９）にある端部（３２、３８）において鋭角をなして交差している、請求項４又は５に記載の圧力容器。
【請求項７】
前記スパンドレルの前記端部はリブ状の延長部分（１３２ａ、１３２ｂ）を有し、該延長部分は前記底部材及び前記ジャケットシェルの共通の輪郭に沿って前記トップ部及び前記ベース部を超えて伸びている、請求項４ないし６のいずれか１項に記載の圧力容器。
【請求項８】
前記ジャケットシェルの少なくとも１つは、上方のビード領域及び下方のビード領域のそれぞれにおける１つの周縁部（２ａ、２ｃ、４ａ、４ｃ）と、前記トップ部と前記ベース部との間の１つの周縁部（２ｂ、４ｂ）とを含み、前記トップ部と前記ベース部との間の周縁部の曲率が前記ビード領域における周縁部の曲率より大きい又は前記上方のビード領域における周縁部の曲率が前記下方のビード領域における周縁部の曲率と異なる、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の圧力容器。
【請求項９】
前記周縁部は互いに異なる厚さを有する、請求項８に記載の圧力容器。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の圧力容器を備えるタンクコンテナユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平行に配置され、長さ方向にビード領域を形成する、C形の断面形状を有するジャケットシェルからなり、端部が、湾曲した底部材により閉じられたジャケットを備える圧力容器に関する。八角形に類似する断面形状を有するジャケットシェルを備える圧力容器が知られている（特許文献１ないし４参照）。前記圧力容器は、タンクセミトレーラーのような路上走行車のための輸送コンテナ又は高さ寸法が小さい構造空間を効果的に使用し、材料の重量を減らしつつ高い圧縮強度を確保する容器を要するタンクコンテナに適している。
【背景技術】
【０００２】
最大圧縮強度は円形断面により与えられ、水平な長い側部を有する構造空間の矩形断面を使用することは不適当である。高さ寸法が小さい構造空間の断面は、平行ないくつかの完全な円筒形の圧力容器で満たされている（図１０）。このような構造により空間の大きな損失が生じる。箱形、楕円形（図１１）又は長円形（図１２）の断面は必要な圧縮強度を与えない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】独国特許出願公開第３６０６２４７号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第３１２５９６３号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第２９５１５５４号明細書
【特許文献４】欧州特許第１０６７３２６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このため、本発明に係る圧力容器が開発された。前記圧力容器は、空間利用に関して完全な円筒形の圧力容器に対して利点があり、圧力工学に関して箱形又は長円形の断面に対して優れている。前記断面は、石油製品に使用されているが、空間を有効に利用することができない。特に長い圧力容器について、圧力工学の観点からビードを結合するためにほぼ円筒形のシェルの間に引張部材を設けることが役立ち、要求されている。この場合、上方又は下方のビード領域の内部へ突入し又は該ビード領域を貫く平坦な壁状の引張部材を製造することが容易である（特許文献４参照）。前記シェルは、互いに隣接し、前記壁に接し、該壁に結合又は溶接されている。
【０００５】
空間利用及び（又は）圧縮強度の観点から、ほぼ円筒形のジャケットシェルを有するジャケットを備える圧力容器を改善することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、本発明に係る圧力容器により解決される。前記圧力容器は、ジャケットシェルと引張部材とを連結するシェル部材を備える。前記シェル部材は、トップ部における屋根部材及びベース部における床部材としてビード領域を閉じ、前記屋根部材及び前記床部材又は前記ビード領域とともに股領域に梁構造を形成する。前記梁構造は内部及び外部の圧縮荷重と転覆荷重とに対する補強をする。
【０００７】
捕捉容器のような、特別な構造的特徴を有しない危険物貯蔵用の容器について、ダブルジャケットを要する。
【０００８】
前記シェル部材の形状安定性はキャンバー（ここでは、長さ方向の軸線に関して円柱状又は角柱状のキャンバーを意味する。）又は縁部分により高められている。
【０００９】
反りを有する床面と前記ジャケット（前記ジャケットシェル）との異なる開放された輪郭により形成された領域が、タンクの前記長さ方向の軸線に対して垂直かつ平坦なスパンドレルにより閉じられている。
【００１０】
前記スパンドレルが前記引張部材の端部に結合されている場合、安定性が増す。
【００１１】
圧力工学及び生産工学の観点から前記スパンドレルは、外側輪郭領域が底部材の内側の輪郭に沿って伸びているとき、すなわち、前記スパンドレルが前記底部材の中に挿入可能であり、前記ビード領域から前記圧力容器の内部へ突入する内側輪郭領域を有し、前記ジャケットシェルの端部の輪郭が前記スパンドレルの接面に沿って伸びているときに利点を有する。前記ジャケットシェルからなる前記ジャケットは、前記底部材の開放された端部に接する前記ジャケットの端面により常に明確に形成され、対応するスパンドレルは、追加の調整作業又は切込み作業を要することなく、縁部と同一平面上にある。前記外側輪郭領域及び前記内側輪郭領域は、前記ジャケットシェルのトップ部及びベース部において鋭角をなして交差しており、圧力工学に関して前記トップ部及び前記ベース部を補強し、前記圧力容器の内部圧力により前記トップ部及び前記ベース部に生じるピーク応力を吸収する。
【００１２】
他の実施例では、前記補強の効果が高められており、前記ピーク応力は、前記スパンドレルの端部に設けられたリブ状の延長部分により吸収される。前記延長部分は、前記底部材及び前記ジャケットシェルの共通の輪郭に沿って、前記ピーク応力が生じる前記トップ部又は前記ベース部を超えて伸びている。
【００１３】
前記ジャケットシェルは、異なる曲率をもつ周縁部を有する。上方のビード領域及び下方のビード領域のそれぞれは、前記ジャケットシェルの前記トップ部と前記ベース部とを連結しかつ前記圧力容器の側部腰領域を形成する周縁部の曲率より小さい曲率を有する、すなわち前記周縁部の曲率半径より大きい曲率半径を有する。このため、前記長さ方向に伸びる前記ジャケットシェルの継ぎ目に形成されたビードの厚さを薄くすることができ、圧縮強度を実質的に低減させることなく前記圧力容器の有効な容積を増すことができる。また、前記底部材の開放された断面と前記ジャケットの断面との差が小さいため、より小さなビード領域を取り巻く開口部を有する前記底部材の取付けが容易である。
【００１４】
前記上方のビード領域の曲率及び前記下方のビード領域の曲率は、異なるものとすることができる。すなわち、下方のビードの厚さは上方のビードの厚さと異なる。より大きい曲率（より小さい曲率半径）はより厚いビードをもたらし、より小さい曲率（より大きい曲率半径）はより薄いビードをもたらす。前記下方のビード領域における薄いビードは、例えば、残りを生じさせずに個々のジャケットシェルの隣接するベース部を空にすることに役立つ。他方、厚いビードは、該ビードの領域における圧力容器のより高い形状安定性をもたらし、前記圧力容器は、セミトレーラーの長さ方向の桁又はフックリフト装置のローディングスキッドのようなタンクベースに沿って伸びる梁に支持される。
【００１５】
前記圧力容器は、周縁部ごとに異なる厚さを有するものとすることができる。
【００１６】
本発明に係る輸送コンテナは前記圧力容器を備える。
【００１７】
以下の図面に本発明の実施例を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る圧力容器の斜視図。
【図２】図１の線Ａ−Ａにおける圧力容器の断面図。
【図３】図１の線Ｂ−Ｂにおける圧力容器の断面図。
【図４】底部材が省略された、図１に示した圧力容器の斜視図。
【図５】スパンドレルを有しない、図４に示した圧力容器の斜視図。
【図６】傾斜したスパンドレルを備える中間壁の斜視図。
【図７】２つの形状を有するスパンドレルを示す図。
【図８Ａ】タンク部材の他の断面形状を示す概略図。
【図８Ｂ】タンク部材の他の断面形状を示す概略図。
【図９】本発明に係る圧力容器を備えるタンクコンテナユニットを示す図。
【図１０】２つの円筒形の断面形状を有する従来の圧力容器を示す図。
【図１１】楕円形（左半分）及び箱形（右半分）の断面形状を有する従来の圧力容器を示す図。
【図１２】長円形の断面形状を有する従来の圧力容器を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１ないし５に示すように、圧力容器１は、それぞれが、平坦な壁６である引張部材に長さ方向に溶接された、C形の横断面形状を有する２つのジャケットシェル２、４を備える（図２及び５）。壁６はジャケットシェル２、４と同じ長さを有する。
【００２０】
各ジャケットシェル２、４は、異なる曲率をもつ周縁部２ａ、２ｂ、２ｃ、４ａ、４ｂ、４ｃを有する。周縁部２ａ、４ａは壁６との接合位置からジャケットシェル２、４のトップライン７へ延びている。周縁部２ｂ、４ｂはトップライン７からジャケットシェル２、４のベースライン９へ延び、周縁部２ｃ、４ｃはベースライン９から壁６へ延びている。周縁部２ｂ、４ｂは胴領域において６００ｍｍないし１３００ｍｍの曲率半径を有し、上方の周縁部２ａ、４ａ及び下方の周縁部２ｃ、４ｃのそれぞれは６００ｍｍないし１３００ｍｍの曲率半径を有する。
【００２１】
このような曲率半径の範囲は、２６００ｍｍの最大幅を有するタンクコンテナ又はタンク車に用いられる。他の寸法については、タンクコンテナ又はタンク車（鉄道、トラック）の実際の外径寸法に適した、異なる曲率半径の範囲及び関係を用いることができる。
【００２２】
周縁部２ａ、４ａは上方のビード領域８を形成し、周縁部２ｃ、４ｃは下方のビード領域１０を形成している。壁６の上縁部１２及び下縁部１４はそれぞれ上方のビード領域８の内部及び下方のビード領域１０の内部へ突入している。下縁部１４はジャケットシェル２、４のベースライン９により形成された面と同じ位置にあり、上縁部１２はジャケットシェル２、４のトップライン７により形成された面を超えている。上縁部１２及び下縁部１４のそれぞれは固定用の面取り部分１２ａ、１４ａを有する。壁６は、カラー５２により補強された開口部５０を有する。
【００２３】
ジャケットシェル２、４の各端部は、湾曲した底部材１６、１８により閉じられており（図１及び３）、底部材１６、１８は、該底部材に取り付けられた端部リング２０により容器フレーム２２中に挿入することができる（図１及び９）。
【００２４】
ビード領域８、１０と長円形の底部材との断面の差を補い、閉じるため、ビード領域８、１０と長円形の底部材との間に、平坦な金属板であるスパンドレル２４、２６が前記長さ方向に対して垂直に配置されている。下方のスパンドレル２６は外側輪郭領域２８を有し（図４）、該外側輪郭領域は、湾曲した底部材１６、１８の直線状の内側の輪郭に沿ってジャケットシェル２、４の２つのベースライン９の間で伸びている。内側輪郭領域３０は、ビード領域１０を形成する周縁部２ｃ、４ｃの輪郭の内方にある。外側輪郭領域２８及び内側輪郭領域３０は、ベース部（ベースライン９）にある端部３２において鋭角をなして交差している。
【００２５】
上方のスパンドレル２４では、外側輪郭領域３４は、湾曲した底部材１６、１８の直線状の内側の輪郭に沿って内側輪郭領域３６の近傍を経て端部３８へ伸び、下方のスパンドレル２６と同様に、トップ部（トップライン７）で終わっている。下方のスパンドレル２６は完全に前記底部材の輪郭の内方にあるのに対して、上方のスパンドレル２４の外側輪郭領域３４は、前記底部材の輪郭から突出し、面取り部分１２ａとほぼ同じ高さにおいて前記底部材の輪郭の外方にある。
【００２６】
図６に、圧力容器１を横切り、前記長さ方向に対して傾斜するスパンドレル２４ａ、２６ａを備える実施例（タンクシェル２、４は図示せず）を示す。この構造は、前記引張部材として機能する壁６を短くし、材料及び重量を軽減することを可能にする。タンクから突出する上方のスパンドレル２４ａの外側輪郭領域は、面取りをされ、面取り部分１２ａと壁６の端部１２とに結合（溶接）されている。
【００２７】
ジャケットシェル２、４に開口部４０が設けられており、該開口部に、マンホール、注水口、空気抜き穴及び安全バルブポートのような典型的なコンテナポートが挿入される（図４）。
【００２８】
前記圧力容器のトップ部に追加のシェル部材４２が設けられており、該シェル部材の側部４４はジャケットシェル２、４の前記トップ部に溶接され、シェル部材４２の端部４６は上方のスパンドレル２４に溶接されている。シェル部材４２の中央部における縁部分４７は、面取り部分１２ａに接し、該面取り部分に栓溶接４８により固定されている。このようにして周縁部２ａ、４ａと面取り部分１２ａを有する壁６の上縁部１２とシェル部材４２とは補強用の前記長さ方向の桁ユニットを構成している。前記桁ユニットは、その端部が上方のスパンドレル２４により閉じられ、これにより補強されている。
【００２９】
ジャケットシェル２、４は、図１、２及び４に示した例では、ダブルジャケット５により取り巻かれている。ダブルジャケット５は、圧力容器１のトップ部（ほぼ最高充填レベル）で終わっており、ベース部２ｂ、４ｃを完全に覆い、２つのベースライン９の間にある下方のビード領域１０を完全に覆っている。ダブルジャケット５は、ジャケットシェル２、４が損傷を受けた場合に製品が漏れることを防止する。ダブルジャケット５が追加の外側の底部材（図示せず）により補強され、該底部材が底部材１６、１８の領域にダブルジャケットを形成していてもよい。圧力容器１のベース部においてダブルジャケット５は補強のために壁６の下縁部１４の面取り部分１４ａに栓溶接により固定されていてもよい。ジャケットシェル２、４の外側における前記ベース部に挿入された中間層（例えば、二重金属板）により前記ベース部に同様の固定がなされ、下方のビード領域１０に補強用の桁部材が設けられていてもよい。
【００３０】
図５では、ダブルジャケット５は省略されている。図示しないが、平坦な、湾曲した又は傾斜したシェル部材が下方のビード領域１０に配置され、上方のシェル部材４２に類似する桁構造を構成することができる。
【００３１】
スパンドレル２４、２６の端部３２、３８は、ジャケットシェル２、４の前記トップ部又は前記ベース部にあり、底部材１６、１８の直線状の周縁部が曲線状の周縁部へ移行する移行部分を構成する。これは圧力工学の観点から特に重要である。内圧の下で、前記移行部分に生じるピーク応力を低減させるために、図７に示す例では、リブ状の延長部分１３２ａ、１３２ｂが底部材１６、１８及びジャケットシェル２、４の共通の輪郭に沿ってトップライン７を超えて伸びている。
【００３２】
構造ａ（左側）では、スパンドレル２４は全体に大きく、延長部分１３２ａは左方のトップライン７から突出している。構造ｂ（右側）では、１つのカバーストラップ１３２ｂのみがトップライン７を超えて伸びている。
【００３３】
図８に示す例では、ジャケットシェル２、４を取り巻く筒状のジャケット領域及び壁６は１つ（構造Ａ）又は２つ（構造Ｂ）の部品から作られている。前記部品の平坦な領域６、６ａ、６ｂは、湾曲したジャケットシェル２、４に接する縁部１０２、１０４を有し、ジャケットシェル２、４の端部は縁部１０２、１０４に溶接されている。２部品の構造Ｂは、それぞれが１つの平坦な領域６ａ、６ｂを有する２つのシェル部材２、４を備える。この構造では、前記ジャケットシェルの端部は縁部１０２、１０４に溶接され、平坦な領域６ａ、６ｂは互いに前記圧力容器の前記長さ方向に溶接されている。
【００３４】
前記ジャケットシェルが独自の曲率半径を有するのみならず、前記周縁部が、異なる厚さを有してもよい（図示せず）。この構造により、大きい曲率半径についての一般に高い圧縮応力を均一にすることができる。このような応力最適化構造は軽量化及び圧縮荷重の増大を可能にする。
【００３５】
ダブルジャケット５を有する圧力容器では、外側のジャケット５は、圧縮荷重を吸収する構造部材として用いることができる。これは、内側の容器と外側の容器との間の力伝達可能な結合を前提とする。前記結合は、例えば、内側の壁と外側の壁との間に設けられ、前記内側の壁と前記外側の壁との間の点状又は線状の力伝達を可能にする支持桁（図示せず）により実現される。特に脆弱な位置に、前記内側の壁に生じるピーク荷重を前記外側の壁へ効果的に伝達させる前記結合のための追加のノードシート（図示せず）を設けることができる。
【００３６】
図９に、タンクコンテナユニット１００の中の圧力容器１を示す。圧力容器１は端部リング２０によりタンクコンテナユニット１００に結合されている。タンクコンテナユニット１００は、フックリフトに適し、ロードスキッド１０１と、機械室１０２と、折畳み式のレールユニット１０３とを含み、自給自足の供給ユニットとして使用することができる。
【００３７】
本発明の他の変形及び構造は当業者に対して特許請求の範囲から明らかになる。
【符号の説明】
【００３８】
１    圧力容器
２、４    ジャケットシェル
２ａ、２ｂ、２ｃ、４ａ、４ｂ、４ｃ    周縁部
６    壁
７    トップ部（トップライン）
８、１０    ビード領域
９    ベース部（ベースライン）
１２    上縁部
１４    下縁部
１６、１８    底部材
２４、２６、２４ａ、２６ａ    スパンドレル
２８、３４    外側輪郭領域
３０、３６    内側輪郭領域
３２、３８    端部
４２    シェル部材
４７    縁部分
１３２ａ、１３２ｂ    延長部分
１００    タンクコンテナユニット
【図１】
0005311520.tif 000002
【図２】
0005311520.tif 000003
【図３】
0005311520.tif 000004
【図４】
0005311520.tif 000005
【図５】
0005311520.tif 000006
【図６】
0005311520.tif 000007
【図７】
0005311520.tif 000008
【図８Ａ】
0005311520.tif 000009
【図８Ｂ】
0005311520.tif 000010
【図９】
0005311520.tif 000011
【図１０】
0005311520.tif 000012
【図１１】
0005311520.tif 000013
【図１２】
0005311520.tif 000014