(57)【要約】【課題】大型の圧力室を有する圧力容器を製造する場合でも、残留応力を十分に低減・除去できると共に、製造用の設備費用を低く抑えることができ、さらに、圧力容器内の寸法を高い精度で設定することもできるようにする。【解決手段】圧力容器の最終形状に対応する形状の中間品を形成する中間品形成工程Ｐ２と、中間品における圧力室内に、最終形状の圧力容器における圧力室として必要とされる耐圧力よりも大きな予備圧力を作用させて中間品を塑性変形させる予備圧力作用工程Ｐ３と、予備圧力作用工程で予備圧力が作用された後の中間品を加工して、最終形状に仕上げる仕上げ加工工程Ｐ４と、仕上げ加工された最終形状の圧力容器の圧力室内に、耐圧力を作用させる耐圧試験を実施する耐圧試験工程Ｐ５とを備える圧力容器の製造方法を提供する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被圧される圧力室を有する圧力容器の製造方法であって、
圧力容器の最終形状に対応する形状の中間品を形成する中間品形成工程と、
前記中間品における圧力室内に、前記最終形状の圧力容器における圧力室として必要とされる耐圧力よりも大きな予備圧力を作用させて前記中間品を塑性変形させる予備圧力作用工程と、
予備圧力作用工程で予備圧力が作用された後の中間品を加工して、前記最終形状に仕上げる仕上げ加工工程と、
仕上げ加工された最終形状の圧力容器の圧力室内に、前記耐圧力を作用させる耐圧試験を実施する耐圧試験工程とを備えることを特徴とする圧力容器の製造方法。
【請求項２】
前記予備圧力の大きさは、前記予備圧力を除荷した後の前記中間品における残留圧力が前記予備圧力作用工程前の中間品における残留応力よりも小さくなるように、設定されることを特徴とする請求項１に記載の圧力容器の製造方法。
【請求項３】
前記中間品形成工程では、
前記予備圧力作用工程により前記中間品が塑性変形して該中間品における圧力室の被圧面が変位するように、
かつ、
前記仕上げ加工工程で、前記予備圧力作用工程後の中間品における圧力室の被圧面を、前記最終形状の圧力容器における圧力室の被圧面に仕上げることが可能となるように、
前記最終形状の圧力容器における圧力室の被圧面に余肉を与えて、前記中間品における圧力室の被圧面を形成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の圧力容器の製造方法。
【請求項４】
前記中間品形成工程の前に、前記中間品を設計する設計工程を備え、
該設計工程では、前記最終形状の圧力容器の圧力室内に前記耐圧力を作用させた場合に圧力容器が塑性変形して生じる前記被圧面の変位量を解析し、前記余肉の厚さを前記変位量以上の値に設定することを特徴とする請求項３に記載の圧力容器の製造方法。
【請求項５】
前記設計工程では、
前記被圧面の形状が異なる前記圧力容器の複数の部位について前記被圧面の変位量を解析する第一ステップと、
これら複数の前記被圧面の変位量のうち最も大きい値を最大変位量に設定する第二ステップと、
前記最大変位量よりも大きい値を前記圧力容器における被圧面に与える余肉の厚さとして設定する第三ステップと、
前記余肉の厚さを加味した前記中間品の圧力室内に前記予備圧力を作用させた場合に前記中間品の複数の部位が塑性変形して生じる複数の部位の前記被圧面の変位量を解析する第四ステップとを順次実施した後、
前記第四ステップで解析された複数の部位の前記変位量が複数の部位に各々対応する前記余肉の厚さ以下となるまで、複数の部位のうち第四ステップで解析された変位量が前記余肉の厚さよりも大きい前記中間品の部位の被圧面に、追加余肉を追加して新たな余肉の厚さに設定した上で、前記第四ステップを再度実施し、
前記第四ステップで複数の部位の変形量が複数の部位に各々対応する前記余肉の厚さ以下となった際の余肉の厚さを、前記中間品形成工程で前記圧力容器における圧力室の被圧面に与える余肉の厚さとして設定することを特徴とする請求項４に記載の圧力容器の製造方法。
【請求項６】
前記設計工程では、
前記最終形状の圧力容器の圧力室内に前記耐圧力を作用させた場合に前記圧力容器に生じる試験時応力を解析した上で、
前記余肉の厚さを加味した前記中間品の圧力室内に圧力を作用させた際に生じる応力が前記試験時応力以上となるように、前記予備圧力を設定することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の圧力容器の製造方法。
【請求項７】
前記設計工程では、
前記被圧面の形状が異なる前記圧力容器の複数の部位について前記試験時応力を解析した上で、
前記余肉の厚さを加味した前記中間品の圧力室内に圧力を作用させた際に前記中間品の各部位に生じる各応力が前記各部位に対応する前記試験時応力以上となるように、複数の部位に各々対応する複数の部位別予備圧力を設定し、
複数の部位別予備圧力のうち最も高い値を前記予備圧力として設定することを特徴とする請求項６に記載の圧力容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機やタービン等に使用される圧力容器の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、圧縮機やタービン等の回転機械に使用される圧力容器の製造に際して、塑性加工や溶接等を実施すると、圧力容器に残留応力が発生することが知られている。このような残留応力が残っている状態で、製品として圧力容器に要求される耐圧性を確認する耐圧試験を実施すると、圧力容器が塑性変形して圧力容器に永久ひずみが残ってしまうことがあり、圧力容器が製品としての要求を満たせない。
【０００３】
そこで、従来では、前述の塑性加工や溶接等の工程後に、圧力容器を所定温度以上に加熱して残留応力を低減あるいは除去する焼鈍処理（ＳＲ処理）を実施することが考えられている。通常、焼鈍処理は、圧力容器を熱処理炉に収容した状態で実施する。
また、焼鈍処理の一例として、特許文献１には、管継手の溶接部近傍における残留応力を低減・除去するように、高周波加熱コイル（加熱・冷却コイル）により溶接部近傍を高周波加熱で均一に加熱した後、残留応力を低減・除去しようとする面を冷却するために、加熱・冷却コイルを用いることが記載されている。
【０００４】
さらに、従来では、金属管の残留応力を除去する手法として、管内部に流体を充填して加圧したり（特許文献２）、管内部に充填した液体（水）を冷却・凝固させて固体（氷）とする際の体積膨張を利用する（特許文献３）ことで、金属管を塑性変形させることも考えられている。なお、特許文献２，３に記載されている手法では、金属管を金型や拘束治具に収容した状態で金属管を膨らませることにより、製品状態における金属管の外形寸法を設定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３０８９８５号公報
【特許文献２】特開昭６１−２２７１２６号公報
【特許文献３】特開２００５−９５９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来のように、焼鈍処理を実施するためには、圧力容器を収容できる熱処理炉を用意する必要があるが、圧縮機やタービン等の回転機械に使用する圧力容器は大型のものが多く、このような大型の圧力容器を収容できる熱処理炉を用意することは困難である。なお、仮に大型の熱処理炉を用意できたとしても、圧力容器の製造に要する設備費用が高くなってしまう、という問題がある。
なお、大型の圧力容器の残留応力を低減・除去するために、特許文献１に記載の加熱・冷却コイルを用意することも、熱処理炉の場合と同様に困難であり、また、仮に大型の加熱・冷却コイルを用意できたとしても、圧力容器の製造に要する設備費用が高くなってしまう、という問題がある。
【０００７】
さらに、熱処理炉を用いて焼鈍処理を行う場合には熱処理炉内の温度を均一に保つ必要があるが、大型の熱処理炉では炉内温度を均一に保つことが難しいため、圧力容器の残留応力を十分に低減・除去できない虞があり、また、焼鈍処理の際に圧力容器に生じる内部熱応力によって意図しない塑性変形が発生する虞もある。
また、圧力容器の材質によっては、焼鈍処理を実施すると耐食性の低下を引き起こす虞もある。例えば圧力容器がステンレス鋼からなる場合、焼鈍処理の実施によって材料中のクロムと炭素が結合する鋭敏化という現象が発生し、その結果として圧力容器の耐食性が低下し、さらに、応力腐食割れ（ＳＣＣ）が発生する虞もある。
【０００８】
また、大型の圧力容器の残留応力を低減・除去するために、特許文献２，３に記載の手法を適用する場合でも、前述した熱処理炉の場合と同様に、大型の圧力容器を収容するための大型の金型や拘束治具を用意することは困難であり、仮に大型の金型や拘束治具を用意できたとしても、圧力容器の製造に要する設備費用が高くなってしまう、という問題がある。
さらに、特許文献２，３に記載の手法を圧力容器の製造に適用した場合、金型や拘束治具を用いることで圧力容器の外形寸法を設定することはできるものの、圧力容器内（圧力室）の寸法は設定できない。特に、製造すべき圧力容器の用途が圧縮機やタービン等の回転機械である場合、圧力容器内にインペラやブレード等を高い位置精度で配置しなければならないことから、圧力容器内の寸法には高い精度が要求されるが、特許文献２，３に記載の手法では、この要求に応えることはできない。
【０００９】
本発明は、上述した事情に鑑みたものであって、大型の圧力容器を製造する場合であっても、残留応力を十分に低減・除去できると共に、製造用の設備費用を低く抑えることができ、さらに、圧力容器内の寸法を高い精度で設定することも可能な圧力容器の製造方法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】
【００１０】
この課題を解決するために、本発明の圧力容器の製造方法は、被圧される圧力室を有する圧力容器の製造方法であって、圧力容器の最終形状に対応する形状の中間品を形成する中間品形成工程と、前記中間品における圧力室内に、前記最終形状の圧力容器における圧力室として必要とされる耐圧力よりも大きな予備圧力を作用させて前記中間品を塑性変形させる予備圧力作用工程と、予備圧力作用工程で予備圧力が作用された後の中間品を加工して、前記最終形状に仕上げる仕上げ加工工程と、仕上げ加工された最終形状の圧力容器の圧力室内に、前記耐圧力を作用させる耐圧試験を実施する耐圧試験工程とを備えることを特徴とする。
【００１１】
そして、上記製造方法において、中間品形成工程の際に溶接等を実施すると、従来の場合と同様に、中間品形成工程後の中間品には残留応力が発生する。
次いで、予備圧力作用工程において中間品に予備圧力を作用させて中間品を塑性変形させると、一時的に中間品に生じる残留応力は大きくなるが、この予備圧力を除く（除荷する）ことで、中間品の形状が弾性的に復帰（弾性復帰）する。
【００１２】
このように弾性復帰した予備圧力作用工程後の中間品における残留応力は、予備圧力の大きさを適切に設定することで、予備圧力作用工程前の中間品における残留応力よりも低く設定することが可能である。
言い換えれば、前記圧力容器の製造方法において、前記予備圧力の大きさは、前記予備圧力を除荷した後の前記中間品における残留圧力が、前記予備圧力作用工程前の中間品における残留応力よりも小さくなるように、設定されることになる。
以上のように予備圧力作用工程を実施することで、溶接等によって生じた中間品の残留応力を低減・除去することができる。
【００１３】
そして、予備圧力作用工程よりも後に実施する耐圧試験工程において、圧力容器に作用させる耐圧力は予備圧力よりも低いため、また、溶接等によって生じた残留応力は予備圧力作用工程において低減・除去されているため、圧力容器の圧力室内に耐圧力が作用しても、圧力容器は弾性変形するだけであり、塑性変形しない。すなわち、耐圧試験工程における耐圧力を除く（除荷する）ことで、圧力容器の形状や寸法は、仕上げ加工工程後の状態に戻ることになる。
【００１４】
以上のように、上記製造方法によれば、予備圧力作用工程では、中間品の圧力室内に予備圧力を作用させるため、例え製造すべき圧力容器が大型であっても、中間品の残留応力を十分に低減・除去することが可能である。
また、予備圧力作用工程は、従来でも実施している耐圧試験工程と同様に圧力室内に圧力を作用させる工程であることから、耐圧試験工程と同様の設備を用いて実施することが可能である。さらに、これら予備圧力作用工程や耐圧試験工程では、中間品や圧力容器の内側から圧力をかけるため、中間品や圧力容器を収容する設備が不要である。したがって、上記製造方法によれば、大型の圧力容器を製造する場合であっても、圧力容器の製造に要する設備費用を低く抑えることができる。
【００１５】
さらに、上記製造方法によれば、予備圧力作用工程後から耐圧試験工程前までの間に、仕上げ加工工程を実施して中間品を最終形状の圧力容器に仕上げているが、耐圧試験工程では圧力容器が塑性変形しないため、大型の圧力容器を製造する場合であっても、高い精度の寸法を有する圧力容器を製品として提供することが可能となる。特に、圧力室の寸法を高精度に設定できることで、圧力容器を圧縮機やタービン等の回転機械に使用する製品として提供することが可能となる。
【００１６】
また、上記製造方法によれば、従来のような焼鈍処理を実施しないため、内部熱応力による意図しない塑性変形の発生も防止でき、さらに、圧力容器の材質に関わらず、圧力容器の耐食性の低下や応力腐食割れも防ぐことが可能である。
【００１７】
そして、前記圧力容器の製造方法における前記中間品形成工程では、前記予備圧力作用工程により前記中間品が塑性変形して該中間品における圧力室の被圧面が変位するように、かつ、前記仕上げ加工工程で、前記予備圧力作用工程後の中間品における圧力室の被圧面を、前記最終形状の圧力容器における圧力室の被圧面に仕上げることが可能となるように、前記最終形状の圧力容器における圧力室の被圧面に余肉を与えて、前記中間品における圧力室の被圧面を形成することが好ましい。
【００１８】
すなわち、上記製造方法における中間品形成工程では、予備圧力作用工程において圧力室内に耐圧力よりも高い予備圧力が作用しても中間品が破損することなく塑性変形できる範囲内で、中間品における被圧面をなす壁部の肉厚が、最終形状の圧力容器における壁部の肉厚よりも余肉の分だけ厚くなるように設定される。
そして、上記製造方法によれば、上述した範囲内で、中間品形成工程で中間品における被圧面をなす壁部の肉厚を最終形状の圧力容器における壁部の肉厚よりも厚く設定しておくことで、予備圧力作用工程において中間品を確実に塑性変形させることができ、かつ、予備圧力作用工程後の中間品に対して仕上げ加工工程を実施することができる。
【００１９】
また、前記圧力容器の製造方法においては、前記中間品形成工程の前に、前記中間品を設計する設計工程を備え、該設計工程では、前記最終形状の圧力容器の圧力室内に前記耐圧力を作用させた場合に圧力容器が塑性変形して生じる前記被圧面の変位量を解析し、前記余肉の厚さを前記変位量以上の値に設定するとよい。
【００２０】
このように余肉の厚さを設定することにより、予備圧力作用工程後の中間品における壁部の肉厚は、最終形状の圧力容器における壁部の肉厚以上となる。したがって、仕上げ加工工程においては、切削加工等によって確実に要求された圧力容器の寸法通りに、最終形状の圧力容器を仕上げることが可能となる。言い換えれば、予備圧力作用工程後の中間品に対して、仕上げ加工工程を実施できなくなってしまうことを確実に防止することができる。
【００２１】
さらに、前記圧力容器の製造方法における前記設計工程では、前記被圧面の形状が異なる前記圧力容器の複数の部位について前記被圧面の変位量を解析する第一ステップと、これら複数の前記被圧面の変位量のうち最も大きい値を最大変位量に設定する第二ステップと、前記最大変位量よりも大きい値を前記圧力容器における被圧面に与える余肉の厚さとして設定する第三ステップと、前記余肉の厚さを加味した前記中間品の圧力室内に前記予備圧力を作用させた場合に前記中間品の複数の部位が塑性変形して生じる複数の部位の前記被圧面の変位量を解析する第四ステップとを順次実施した後、前記第四ステップで解析された複数の部位の前記変位量が複数の部位に各々対応する前記余肉の厚さ以下となるまで、複数の部位のうち第四ステップで解析された変位量が前記余肉の厚さよりも大きい前記中間品の部位の被圧面に、追加余肉を追加して新たな余肉の厚さに設定した上で、前記第四ステップを再度実施し、前記第四ステップで複数の部位の変形量が複数の部位に各々対応する前記余肉の厚さ以下となった際の余肉の厚さを、前記中間品形成工程で前記圧力容器における圧力室の被圧面に与える余肉の厚さとして設定すると、さらによい。
【００２２】
上記製造方法によれば、製造すべき圧力容器の圧力室が複雑な形状であっても、前記設計工程では余肉の厚さが圧力容器の部位毎に設定されるため、中間品形成工程において付与する余肉の厚さを最小限に抑えることが可能となる。言い換えれば、中間品における壁部の肉厚が不要に厚くなることを防止できる。
また、余肉の厚さを最小限に抑えることで、仕上げ加工工程において中間品の被圧面を圧力容器の被圧面に加工する量を減らして、当該工程における工数削減を図ることが可能となる。
【００２３】
また、前記圧力容器の製造方法における、前記設計工程では、前記最終形状の圧力容器の圧力室内に前記耐圧力を作用させた場合に前記圧力容器に生じる試験時応力を解析した上で、前記余肉の厚さを加味した前記中間品の圧力室内に圧力を作用させた際に生じる応力が前記試験時応力以上となるように、前記予備圧力を設定するとよい。
【００２４】
このように予備圧力を設定することにより、前記余肉の厚さを加味した中間品に対して予備圧力作用工程を実施する際に、中間品をより確実に塑性変形させ、中間品における圧力室の被圧面をより確実に変位させることができる。また、耐圧試験工程における耐圧力によって最終形状の圧力容器に塑性変形が生じることを確実に防ぐことができる。
【００２５】
さらに、前記圧力容器の製造方法における前記設計工程では、前記被圧面の形状が異なる前記圧力容器の複数の部位について前記試験時応力を解析した上で、前記余肉の厚さを加味した前記中間品の圧力室内に圧力を作用させた際に前記中間品の各部位に生じる各応力が前記各部位に対応する前記試験時応力以上となるように、複数の部位に各々対応する複数の部位別予備圧力を設定し、複数の部位別予備圧力のうち最も高い値を前記予備圧力として設定すると、さらによい。
【００２６】
製造すべき圧力容器の圧力室の被圧面が複雑な形状である場合、被圧面の形状が異なる圧力容器あるいは中間品の複数の部位に生じる負荷応力の種類（例えば引張応力や曲げ応力など）や大きさは、部位によって異なる。例えば、被圧面が曲面である圧力容器あるいは中間品の部位と、被圧面が平面である圧力容器あるいは中間品の部位とでは、各部位に生じる応力の種類や大きさが互いに異なる。
そこで、上記製造方法のように予備圧力を設定すれば、製造すべき圧力容器の圧力室が複雑な形状であっても、予備圧力作用工程の実施に際して、被圧面の形状が異なる中間品の複数の部位全て（中間品全体）を確実に塑性変形させることができ、また、中間品の複数の部位全ての被圧面を確実に変位させることができる。したがって、製造すべき圧力容器の圧力室が複雑な形状であっても、耐圧試験工程における耐圧力によって最終形状の圧力容器に塑性変形が生じることを確実に防ぐことができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、大型の圧力容器を製造する場合であっても、溶接等による残留応力を十分に低減・除去できると共に、製造用の設備費用を低く抑えることが可能となる。
また、圧力室の寸法を高精度に設定できることで、圧力容器を圧縮機やタービン等の回転機械に使用する製品として提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第一実施形態に係る製造方法で製造される圧力容器を備える遠心圧縮機を示す一部切欠斜視図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る製造方法で製造される圧力容器を示す概略断面図である。
【図３】図２における要部Ｉを示す拡大断面図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係る製造方法のフローチャートである。
【図５】本発明の第一実施形態に係る製造方法に対応する中間品及び圧力容器の応力ひずみ線図である。
【図６】本発明の第一実施形態に係る製造方法において、中間品あるいは圧力容器の圧力室内に作用させる圧力と、中間品あるいは圧力容器に生じる応力との関係を示すグラフである。
【図７】本発明の第二実施形態に係る製造方法のうち、設計工程において実施するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
〔第一実施形態〕
以下、図１〜６を参照して本発明の第一実施形態について説明する。なお、本実施形態に係る製造方法は、例えば図１に示すように、遠心圧縮機５０に備える圧力容器１を製造する方法である。
この遠心圧縮機５０は、軸線Ｏ周りに回転させられる円柱状の回転軸Ｓと、回転軸Ｓに固定されて遠心力を利用して流体を圧縮するインペラ５２と、回転軸Ｓを軸線Ｏ方向に挿通させると共にインペラ５２を収容するケーシング５３と、を備えている。
インペラ５２は、軸線Ｏを中心とした円盤状に形成されており、このインペラ５２内部には、流体を径方向内周側から外周側に流すための流路が画成されている。このインペラ５２は、軸線Ｏ方向に適宜間隔をあけて複数配列されている。
【００３０】
ケーシング５３は、略円柱状に形成されて遠心圧縮機５０の外郭をなす圧力容器１と、圧力容器１内に配されて、インペラ５２と共に流体を上流側から下流側に流すための流路を画成する流路画成部材５４と、を備えている。
そして、圧力容器１は、図１，２に示すように、軸線Ｏを中心とする概ね円筒状に形成される周壁部２と、周壁部の軸線Ｏ方向の両端部の開口を覆うように該両端部に形成された円環板状の端板部（鏡板部）３と、を有している。
【００３１】
各端板部３には、回転軸Ｓを回転可能に支持する軸受部５５が端板部３の内周面に対して隙間なく取り付けられている。すなわち、圧力容器１の中心を貫くように配される回転軸Ｓは、一対の軸受部５５を介して圧力容器１に支持されている。
また、この圧力容器１においては、流体を外部から流入させるための吸込管４、及び、流体を外部に流出させるための排出管５が、溶接によって周壁部２に接続されている。さらに、周壁部２には、軸線Ｏ周りに延在して、流体を後述する流路画成部材５４の下流側流路から排出管５に導く排出用流路６が形成されている。
【００３２】
流路画成部材５４は、回転軸Ｓを軸線Ｏ方向に挿通させるように、また、回転軸Ｓに固定されたインペラ５２を収容するように、略円筒状に形成されている。
この流路画成部材５４には、上流側のインペラ５２Ａから径方向外周側に流された流体を径方向内周側に導いた上で下流側のインペラ５２Ｂに導く中間流路５６や、下流側のインペラ５２Ｂから径方向外周側に流された流体を圧力容器１の排出用流路６に導く下流側流路５７が形成されている。また、この流路画成部材５４が圧力容器１内に配されていることで、圧力容器１の内面と流路画成部材５４とによって、流体を吸込管４から上流側のインペラ５２Ａに導く吸込用流路５８が画成される。
【００３３】
このような遠心圧縮機５０では、圧力容器１内（主に周壁部２及び端板部３によって画成される圧力室７）が被圧されるため、流体が流路外や圧力容器１外に漏れ出さないように、圧力容器１に対して高い耐圧性や寸法精度が要求される。なお、高い寸法精度が要求される圧力容器１の部位の寸法としては、例えば流路画成部材５４に対する周壁部２の内径寸法や、軸受部５５に対する端板部３の寸法などが挙げられる。
【００３４】
次に、本実施形態に係る圧力容器１の製造方法について説明する。
本実施形態の製造方法は、図４のフローチャートに示すように、設計工程Ｐ１と、中間品形成工程Ｐ２と、予備圧力作用工程Ｐ３と、仕上げ加工工程Ｐ４と、耐圧試験工程Ｐ５と、を順番に実施するものである。
中間品形成工程Ｐ２は、圧力容器１の最終形状に対応する形状の中間品１Ａ（図２，３参照）を形成する工程であり、設計工程Ｐ１は、圧力容器１の最終形状に基づいて中間品１Ａの形状や寸法を設計する工程である。設計工程Ｐ１の詳細については、後述する。
【００３５】
中間品形成工程Ｐ２では、鋳造工程Ｐ２１と、粗機械加工工程Ｐ２２と、溶接加工工程Ｐ２３と、を備えており、例えば、これら鋳造工程Ｐ２１、粗機械加工工程Ｐ２２及び溶接加工工程Ｐ２３を順番通りに実施する。
鋳造工程Ｐ２１は、中間品１Ａにおける周壁部２Ａ及び端板部３Ａ（図２，３参照）を一体に成形し、また、中間品１Ａにおける吸込管及び排出管それぞれ別個に成形する工程である。また、粗機械加工工程Ｐ２２は、設計工程Ｐ１で設定される中間品１Ａの寸法となるように、鋳造工程Ｐ２１で成形された周壁部２Ａ、端板部３Ａ、吸込管及び排出管に対してそれぞれ切削加工等を施す工程である。さらに、溶接加工工程Ｐ２３は、鋳造工程Ｐ２１後の吸込管及び排出管を溶接によって周壁部２Ａに接続する工程である。
【００３６】
なお、この中間品形成工程Ｐ２では、例えば溶接加工工程Ｐ２３後に、周壁部２Ａ及び端板部３Ａに対して切削加工等を施す粗機械加工工程Ｐ２２を実施してもよい。
また、最終形状の圧力容器１のうち特に周壁部２が大型である場合には、例えば、鋳造工程Ｐ２１において、中間品１Ａにおける周壁部２Ａ及び端板部３Ａを適宜分割した複数の分割体をそれぞれ別個に成形し、溶接加工工程Ｐ２３において、複数の分割体を溶接によって接続することで、中間品１Ａにおける周壁部２Ａ及び端板部３Ａを形成してもよい。
【００３７】
中間品形成工程Ｐ２によって得られる中間品１Ａでは、主に上述した溶接等によって、中間品１Ａの一部あるいは全体に残留応力が発生する。なお、この状態における中間品１Ａでは、図５の応力ひずみ線図においてプロット点ａに位置し、残留応力σａが発生している。
【００３８】
予備圧力作用工程Ｐ３は、中間品形成工程Ｐ２後の中間品１Ａにおける圧力室７Ａ（図２参照）内に予備圧力Ｐｅを作用させて中間品１Ａを塑性変形させる工程である。なお、予備圧力Ｐｅは、後述する耐圧試験工程Ｐ５で圧力容器１における圧力室７内に作用させる耐圧力Ｐｔよりも大きい圧力である。
この予備圧力作用工程Ｐ３では、例えば水圧を予備圧力Ｐｅとして作用させる。すなわち、中間品１Ａのうち外部に開口する部分（例えば、端板部３Ａ、吸込管、排出管の開口部分）を塞ぐように、中間品１Ａに水圧治具（不図示）等を取り付けた上で、中間品１Ａの圧力室７Ａ内を水で満たす。そして、この水により圧力室７Ａ内に予備圧力Ｐｅ（水圧）を作用させ、この予備圧力Ｐｅを所定時間保持する。このように予備圧力Ｐｅを作用させることで、圧力室７Ａ内の被圧面には予備圧力Ｐｅが均一に作用する。その後、圧力室７Ａ内の圧力を予備圧力Ｐｅから下げ、水を圧力室７Ａ内から排出する。
なお、前述の被圧面は、例えば図２，３に示すように、中間品１Ａの周壁部２Ａや端板部３Ａの内面８Ａであり、以下の説明では「被圧面８Ａ」と記載する。
【００３９】
このように実施される予備圧力作用工程Ｐ３では、中間品１Ａの圧力室７Ａ内に予備圧力Ｐｅが作用している状態において中間品１Ａが塑性変形するため、この状態において中間品１Ａに生じる残留応力は一時的に大きくなる。すなわち、ここまでの状態における中間品１Ａでは、図５の応力ひずみ線図においてプロット点ａからプロット点ｂに移動して位置し、残留応力σｂが発生している。
なお、図５の応力ひずみ線図に示すように、予備圧力Ｐｅを作用させることで中間品１Ａに生じる応力、すなわち、予備圧力作用工程Ｐ３前の残留応力σａと、予備圧力作用工程Ｐ３時の残留応力σｂとの差分（σｂ−σａ）を、予備圧力作用時応力σＰｅと定義する。
【００４０】
そして、上記予備圧力Ｐｅを除いて（除荷して）予備圧力作用工程Ｐ３を終了させると、中間品１Ａの形状が弾性的に復帰（弾性復帰）する。この予備圧力Ｐｅの除荷により、中間品１Ａの残留応力が緩和され、図５の応力ひずみ線図においてプロット点ｂからプロット点ｃに移動して位置する。
ここで、プロット点ｃによって示される予備圧力作用工程３後の残留応力δｃの大きさは、予備圧力Ｐｅの大きさによって決められ、応力ひずみ線図の塑性変形域において応力ひずみ線が右肩上がりの領域では、一般に、予備圧力Ｐｅが大きいほど残留応力σｃが低くなる。
【００４１】
したがって、上記予備圧力作用工程Ｐ３における予備圧力Ｐｅの大きさを適切に設定することにより、図５に示すように、残留応力σｃを残留応力σａよりも低く設定することができる。
言い換えれば、予備圧力Ｐｅの大きさは、予備圧力Ｐｅを除荷した後の中間品１Ａにおける残留応力σｃが、予備圧力作用工程Ｐ３前の中間品１Ａにおける残留応力σａよりも小さくなるように設定される。
これにより、溶接等によって生じた残留応力σａを低減・除去することができる。
【００４２】
仕上げ加工工程Ｐ４は、予備圧力作用工程Ｐ３後の中間品１Ａを加工して、圧力容器１を最終形状に仕上げる工程である。すなわち、この工程では、中間品１Ａに切削加工や研削加工等を施すことで、最終形状の圧力容器１が得られる。
【００４３】
最後に実施する耐圧試験工程Ｐ５は、仕上げ加工された最終形状の圧力容器１の圧力室７内に、圧力容器１における圧力室７として必要とされる耐圧力Ｐｔを作用させる工程である。すなわち、耐圧力Ｐｔは、実際に圧力容器１を製品として使用する状態（具体的には圧力容器１を遠心圧縮機５０に組み込んだ状態）において、圧力容器１の圧力室７内に作用しうる最大圧力よりも大きな圧力であり、安全性を考慮して予め設定されるものである。
【００４４】
この耐圧試験工程Ｐ５では、予備圧力作用工程Ｐ３の場合と同様に、水圧を耐圧力Ｐｔとして作用させる。すなわち、圧力容器１のうち外部に開口する部分を塞ぐように、圧力容器１に水圧治具等を取り付けた上で、圧力容器１の圧力室７内を水で満たす。そして、この水により圧力室７内に耐圧力Ｐｔ（水圧）を作用させ、この耐圧力Ｐｔを所定時間保持する。このように耐圧力Ｐｔを作用させることで、圧力室７の被圧面には耐圧力Ｐｔが均一に作用する。その後、圧力室７内に作用する圧力を耐圧力Ｐｔから下げて、水を圧力室７内から排出する。なお、前述の被圧面は、例えば図２，３に示すように、圧力容器１の周壁部２や端板部３の内面８であり、以下の説明では「被圧面８」と記載する。
【００４５】
このように実施される耐圧試験工程Ｐ５では、耐圧力Ｐｔを以下のように設定する必要がある。
図５の応力ひずみ線図に示すように、耐圧力Ｐｔを作用させることで圧力容器１に生じる応力、すなわち、予備圧力作用工程Ｐ３後の残留応力σｃから耐圧力Ｐｔの作用による応力の増加分を、試験時応力σＰｔと定義しておく。
そして、図５の応力ひずみ線図によれば、上記耐圧試験工程Ｐ５において圧力容器１に作用させる耐圧力Ｐｔは、予備圧力作用工程Ｐ３時の残留応力σｂと、予備圧力作用工程Ｐ３後の残留応力σｃと、試験時応力σＰｔとの関係が、
σｂ≧σｃ＋σＰｔ、
を満たす範囲内で設定する必要がある。なお、前述のように、予備圧力Ｐｅは耐圧力Ｐｔよりも高い値に設定されるため、予備圧力作用工程Ｐ３後の残留応力σｃが予備圧力作用工程Ｐ３前の残留応力σａよりも小さくなるように予備圧力Ｐｅを適切に設定すれば、一般にこの関係は満足される。
【００４６】
このように耐圧力Ｐｔが設定されることにより、耐圧試験工程Ｐ５においては、圧力容器１の圧力室７内に耐圧力Ｐｔが作用しても、圧力容器１は弾性変形するだけであり、塑性変形しない。すなわち、耐圧力Ｐｔが圧力室７内に作用した状態における圧力容器１では、図５の応力ひずみ線図においてプロット点ｃからプロット点ｄに移動するだけであり、この圧力容器１に生じる応力は、予備圧力作用工程Ｐ３時の残留応力σｂ以上になることはない。
そして、上記耐圧力Ｐｔを除いて（除荷して）耐圧試験工程Ｐ５を終了させると、圧力容器１が弾性復帰するため、圧力容器１の形状や寸法は仕上げ加工工程Ｐ４後の状態に戻る（図５の応力ひずみ線図においてプロット点ｃに戻る）ことになる。
【００４７】
ところで、本実施形態の製造方法では、予備圧力作用工程Ｐ３において中間品１Ａにおける圧力室７Ａ内に予備圧力Ｐｅを作用させて中間品１Ａを塑性変形させるため、圧力室７Ａの被圧面８Ａが中間品１Ａの外側に変位することになる。そこで、前述した中間品形成工程Ｐ２では、図２，３に示すように、最終形状の圧力容器１における圧力室７の被圧面８に余肉９を与えて、中間品１Ａにおける圧力室７Ａの被圧面８Ａを形成する。
ここで、余肉９の厚さΔｔ（余肉厚さΔｔ）は、少なくとも予備圧力作用工程Ｐ３において中間品１Ａが塑性変形してその被圧面８Ａが変位するように、かつ、仕上げ加工工程Ｐ４で、予備圧力作用工程Ｐ３後の中間品１Ａにおける圧力室７Ａの被圧面８Ａを、最終形状の圧力容器１における圧力室７の被圧面８に仕上げることができる程度に設定されればよい。言い換えれば、中間品形成工程Ｐ２では、予備圧力作用工程Ｐ３において圧力室７Ａに耐圧力Ｐｔよりも高い予備圧力Ｐｅが作用しても中間品１Ａが破損することなく塑性変形できる範囲内で、中間品１Ａにおける壁部の肉厚ｔａが、最終形状の圧力容器１における壁部の肉厚ｔｃよりも余肉厚さΔｔの分だけ厚くなるように設定されればよい。なお、圧力容器１（中間品１Ａ）における壁部は、主に周壁部２（２Ａ）や端板部３（３Ａ）のことを示しており、以下の説明では、「壁部２，３」あるいは「壁部２Ａ，３Ａ」と記載することがある。
【００４８】
そして、本実施形態における余肉厚さΔｔは、中間品形成工程Ｐ２の前に実施する設計工程Ｐ１において設定される。
すなわち、設計工程Ｐ１では、ＦＥＭ解析により、圧力容器１の圧力室７内に耐圧力Ｐｔを作用させた場合に圧力容器１が塑性変形して生じる被圧面８の変位量を解析し、余肉厚さΔｔをこの変位量以上の値に設定する。
ここで、本実施形態の圧力容器１のように被圧面８の形状が圧力容器１の複数の部位（例えば周壁部２や端板部３）の間で異なっている場合、上記ＦＥＭ解析によって解析される被圧面８の変位量も複数の部位に応じて異なるため、本実施形態の設計工程Ｐ１では、複数ある被圧面８の変位量のうち最も大きい値を最大変位量に設定した上で、余肉厚さΔｔを最大変位量以上の値に設定する。なお、具体的な余肉厚さΔｔは、安全性を考慮して例えば最大変位量の２倍以上３倍以下に設定されるとよい。
【００４９】
さらに、設計工程Ｐ１では、上記余肉厚さΔｔを設定した後に、予備圧力作用工程Ｐ３において中間品１Ａの圧力室７Ａ内に作用させる予備圧力Ｐｅを設定する。
具体的に説明すれば、設計工程Ｐ１では、ＦＥＭ解析により、圧力容器１の圧力室７内に耐圧力Ｐｔを作用させた場合に圧力容器１に生じる試験時応力σＰｔを解析した上で、余肉厚さΔｔを加味した中間品１Ａの圧力室７Ａ内に圧力を作用させた際に生じる予備圧力作用時応力σＰｅが試験時応力σＰｔ以上となるように、予備圧力Ｐｅを設定する。
【００５０】
この予備圧力Ｐｅを設定する具体的な方法について図６を参照して説明する。なお、図６のグラフにおいて、横軸は、圧力容器１あるいは余肉厚さΔｔを加味した中間品１Ａにおける圧力室７，７Ａ内に作用させる圧力Ｐであり、縦軸は、圧力Ｐを圧力室７，７Ａ内に作用させることで圧力容器１あるいは中間品１Ａに生じる応力σである。
この図６のグラフから明らかなように、圧力Ｐと応力σとの関係は、圧力Ｐの増加量に対する応力σの増加量（応力σの増加率）が一定である単純な比例関係にある。また、応力σの増加率は、圧力容器１（あるいは中間品１Ａ）における壁部２，３（２Ａ，３Ａ）の肉厚ｔｃ（ｔａ）が大きくなる程小さくなる。すなわち、中間品１Ａにおける応力σの増加率は、圧力容器１における応力σの増加率よりも小さくなる。そして、圧力容器１あるいは中間品１Ａの被圧面８，８Ａに作用する応力σは、被圧面８，８Ａに作用させる圧力Ｐと壁部の肉厚ｔｃ，ｔａとによって一義的に求めることができる。
【００５１】
したがって、耐圧力Ｐｔの作用時に圧力容器１に生じる試験時応力σＰｔは、予め設定される圧力容器１の壁部２，３の肉厚ｔａ、及び、耐圧試験工程Ｐ５で圧力容器１に作用させる耐圧力Ｐｔを考慮して算出することとなる。
具体的には、予備圧力作用時応力σＰｅが試験時応力σＰｔ以上となる予備圧力Ｐｅは、図６に示すように、壁部の肉厚ｔｃである中間品１Ａに作用させる圧力Ｐと中間品１Ａに生じる応力σとの比例関係（図６における直線ｌ）において、試験時応力σＰｔ以上となる圧力Ｐｅ０以上の範囲（図６において符号σＰｅで示すハッチング領域内）で設定することになる。
【００５２】
なお、本実施形態の圧力容器１では、前述したように、被圧面８の形状や壁部２，３の肉厚ｔｃが圧力容器１の複数の部位（周壁部２や端板部３）に応じて異なるため、圧力容器１あるいは中間品１Ａに生じる負荷応力の種類（例えば引張応力や曲げ応力など）や大きさは部位に応じて異なる。例えば、被圧面８が曲面である圧力容器１の周壁部２と、被圧面８が平面である圧力容器１の端板部３とでは、発生する応力の種類や大きさが互いに異なる。
【００５３】
このため、本実施形態の設計工程Ｐ１で前述した予備圧力Ｐｅを設定する場合には、ＦＥＭ解析により、圧力容器１の複数の部位について前述した試験時応力σＰｔを解析した上で、中間品１Ａの各部位に生じる前述の予備圧力作用時応力σＰｅが、中間品１Ａの各部位に対応する圧力容器１の各部位の試験時応力σＰｔ以上となるように、複数の部位に各々対応する部位別予備圧力を設定する。そして、これら複数の部位別予備圧力のうち最も高い値を、予備圧力作用工程Ｐ３において用いる予備圧力Ｐｅとして設定する。
また、上述のように予備圧力Ｐｅを設定する場合、圧力容器１や中間品１Ａの同一部位における試験時応力σＰｔや予備圧力作用時応力σＰｅは、複数種類の負荷応力（例えば、引張応力、曲げ応力など）についてそれぞれ算出した上で、その中で最も大きいものを選択して設定する。
【００５４】
以下、本実施形態の圧力容器１に対する予備圧力Ｐｅの具体的な設定例を示す。
例えば、圧力容器１に作用させる耐圧力Ｐｔ、圧力容器１の周壁部２の肉厚ｔｃ、及び、中間品１Ａの周壁部２Ａの肉厚ｔａが、それぞれ、
Ｐｔ＝６（ＭＰａ）、ｔｃ＝９０（ｍｍ）、ｔａ＝９５（ｍｍ）、
と設定されている場合、中間品１Ａの周壁部２Ａに作用させる部位別予備圧力Ｐｅ１は、
Ｐｅ１≧６×（９５／９０）２＝６．３（ＭＰａ）、
と算出される。
そして、例えば、中間品１Ａの端板部３に作用させる部位別予備圧力Ｐｅ２が、
Ｐｅ２≧６．８（ＭＰａ）、
と算出された場合、予備圧力作用工程Ｐ３において用いる予備圧力Ｐｅは、
Ｐｅ≧６．８（ＭＰａ）、
と設定される。
なお、６．８（ＭＰａ）との数値は予備圧力Ｐｅの下限値であるため、製造後における圧力容器１の安全率や、予備圧力作用工程Ｐ３において中間品１Ａの各部位に作用する圧力のバラツキ等を考慮して、予備圧力Ｐｅを例えば７．０（ＭＰａ）に設定するとよい。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態に係る圧力容器１の製造方法によれば、予備圧力作用工程Ｐ３では、中間品１Ａにおける圧力室７Ａ全体の被圧面８Ａには予備圧力Ｐｅが均一に作用するため、例え製造すべき圧力容器１が大型であっても、中間品１Ａの残留応力を十分に低減・除去することが可能である。
また、予備圧力作用工程Ｐ３は、耐圧試験工程Ｐ５と同様に圧力室７Ａ内に圧力を作用させる工程であることから、耐圧試験工程Ｐ５と同様の設備を用いて実施することが可能である。さらに、これら予備圧力作用工程Ｐ３や耐圧試験工程Ｐ５では、中間品１Ａや圧力容器１の内側から圧力をかけるため、中間品１Ａや圧力容器１を収容する設備も不要である。したがって、大型の圧力容器１を製造する場合であっても、圧力容器１の製造に要する設備費用を低く抑えることができる。
【００５６】
さらに、上記製造方法では、予備圧力作用工程Ｐ３後から耐圧試験工程Ｐ５前までの間に、仕上げ加工工程Ｐ４を実施して中間品１Ａを最終形状の圧力容器１に仕上げているが、耐圧試験工程Ｐ５では圧力容器１が塑性変形しないため、大型の圧力容器１を製造する場合であっても、高い精度の寸法を有する圧力容器１を製品として提供することが可能となる。特に、圧力室７の寸法を高精度に設定できることで、遠心圧縮機５０に使用する製品として提供することが可能となる。
また、上記製造方法では、従来のような焼鈍処理を実施しないため、内部熱応力による意図しない塑性変形の発生も防止でき、さらに、圧力容器１の材質に関わらず、圧力容器１の耐食性の低下や応力腐食割れも防ぐことが可能である。
【００５７】
そして、上記製造方法では、中間品形成工程Ｐ２において、中間品１Ａにおける被圧面８Ａに余肉９を与えて、中間品１Ａにおける壁部２Ａ，３Ａの肉厚ｔａを最終形状の圧力容器１における壁部２，３の肉厚ｔｃよりも厚く設定しておくことで、予備圧力作用工程Ｐ３において中間品１Ａを確実に塑性変形させることができ、また、予備圧力作用工程Ｐ３後の中間品１Ａに対して仕上げ加工工程Ｐ４を実施することができる。
【００５８】
さらに、設計工程Ｐ１においては、余肉厚さΔｔを、圧力容器１の圧力室７内に耐圧力Ｐｔを作用させた場合に圧力容器１が塑性変形して生じる被圧面８の変位量以上の値に設定しているため、予備圧力作用工程Ｐ３後の中間品１Ａにおける壁部２，３の肉厚ｔａが、最終形状の圧力容器１における壁部の肉厚ｔｃ以上となる。したがって、仕上げ加工工程Ｐ４においては、切削加工等によって確実に要求された圧力容器１の寸法通りに、最終形状の圧力容器１を仕上げることが可能となる。言い換えれば、予備圧力作用工程Ｐ３後の中間品１Ａに対して、仕上げ加工工程Ｐ４を実施できなくなってしまうことを確実に防止することができる。
【００５９】
また、本実施形態の製造方法によれば、予備圧力Ｐｅを除荷した後の中間品１Ａにおける残留応力σｃが、予備圧力作用工程Ｐ３前の中間品１Ａにおける残留応力σａよりも小さくなるように予備圧力Ｐｅを設定することで、予備圧力作用工程Ｐ３後の耐圧試験工程Ｐ５において最終形状の圧力容器１が塑性変形することを確実に防ぐことができる。また、このように予備圧力Ｐｅを設定することで、予備圧力作用工程Ｐ３を実施する際に、中間品１Ａをより確実に塑性変形させ、中間品１Ａにおける圧力室７Ａの被圧面８Ａをより確実に変位させることもできる。
【００６０】
特に、本実施形態の製造方法では、中間品１Ａの各部位に生じる予備圧力作用時応力σＰｅが、中間品１Ａの各部位に対応する圧力容器１の各部位の試験時応力σＰｔ以上となるように、各部位における部位別予備圧力を設定し、複数の部位別予備圧力のうち最も高い値を予備圧力Ｐｅとして設定しているため、本実施形態の圧力容器１のように圧力室７Ａが複雑な形状であっても、予備圧力作用工程Ｐ３の実施に際して、中間品１Ａの複数の部位全て（中間品１Ａ全体）を確実に塑性変形させることができ、また、中間品１Ａの複数の部位全ての被圧面８Ａを確実に変位させることができる。したがって、製造すべき圧力容器１の圧力室７が複雑な形状であっても、耐圧試験工程Ｐ５における耐圧力Ｐｔによって最終形状の圧力容器１に塑性変形が生じることを確実に防ぐことができる。
【００６１】
〔第二実施形態〕
次に、図７を参照して本発明の第二実施形態について説明する。なお、この実施形態に係る製造方法は、図４に示す第一実施形態と同様の工程を備えるものであり、設計工程Ｐ１における余肉厚さΔｔの設定手法についてのみ異なる。
図７のフローチャートに示すように、本実施形態に係る製造方法の設計工程Ｐ１では、はじめに、圧力容器１の複数の部位について、ＦＥＭ解析により、圧力容器１の圧力室７内に耐圧力Ｐｔを作用させた場合に圧力容器１が塑性変形して生じる被圧面８の変位量を解析し（第一ステップＳ１）、次いで、複数の被圧面８の変位量のうち最も大きい値を最大変位量に設定する（第二ステップＳ２）。そして、最大変位量以上の値を圧力容器１の被圧面８に与える余肉厚さΔｔ１として設定する（第三ステップＳ３）。これら第一〜第三ステップＳ１〜Ｓ３は、第一実施形態と同様である。
【００６２】
その後、本実施形態の設計工程Ｐ１では、再度ＦＥＭ解析により、余肉厚さΔｔ１を加味した中間品１Ａの圧力室７Ａ内に予備圧力Ｐｅを作用させた場合に中間品１Ａの複数の部位が塑性変形して生じる複数の部位の被圧面８Ａの変位量を解析する（第四ステップＳ４）。
そして、第四ステップにおいて解析された複数の部位の被圧面８Ａの変位量と、対応する各部位の余肉厚さΔｔ１とをそれぞれ比較する（第五ステップＳ５）。
【００６３】
この第五ステップＳ５において、複数の部位の中に、被圧面８Ａの変位量が余肉厚さΔｔ１よりも大きい部位（不足部位）が存在する、と判定された場合には、この不足部位の被圧面８Ａに、追加余肉Δｔ２を追加して、新たな余肉厚さΔｔ１に設定し（第六ステップＳ６）、再度第四ステップを実施する。
なお、第六ステップＳ６において不足部位の被圧面８Ａに追加される追加余肉Δｔ２は、第四ステップで解析された不足部位の被圧面８Ａの変位量と、追加前の余肉厚さΔｔ１との差分以上となるように設定される。すなわち、追加前の余肉厚さΔｔ１を「oldΔｔ１」、新たな余肉厚さΔｔ１を「newΔｔ１」、不足部位の被圧面の変位量を「変位量」とした場合、「newΔｔ１」は、
newΔｔ１＝oldΔｔ１＋Δｔ２≧変位量
となる。
【００６４】
そして、第五ステップＳ５において、複数の部位の変形量が複数の部位に各々対応する余肉厚さΔｔ１以下である、と判定された場合には、この余肉厚さΔｔ１を中間品形成工程Ｐ２で圧力容器１の圧力室７の被圧面８に与える余肉厚さΔｔとして設定する（第七ステップＳ７）。
以上により、本実施形態の設計工程Ｐ１における余肉厚さの設計が完了する。
【００６５】
以上説明したように、第二実施形態に係る圧力容器１の製造方法によれば、第一実施形態と同様の効果を奏する。
また、本実施形態の製造方法では、本実施形態の圧力容器１のように圧力室７が複雑な形状であっても、設計工程Ｐ１において余肉厚さΔｔが圧力容器１の部位毎に設定されるため、中間品形成工程Ｐ２において付与する余肉厚さΔｔを最小限に抑えることが可能となる。言い換えれば、中間品１Ａにおける壁部２Ａ，３Ａの肉厚ｔａが不要に厚くなることを防止できる。
さらに、余肉厚さΔｔを最小限に抑えることで、仕上げ加工工程Ｐ４において中間品１Ａの被圧面８Ａを圧力容器１の被圧面８に加工する量を減らして、当該工程における工数削減を図ることが可能となる。
【００６６】
なお、中間品形成工程Ｐ２において付与する余肉厚さΔｔを最小限に抑えるためには、例えば、追加余肉Δｔ２が、第四ステップで解析される不足部位の被圧面８Ａの変位量と、追加前の余肉厚さΔｔ１との差分と同等になるように、すなわち、
newΔｔ１＝oldΔｔ１＋Δｔ２＝変位量、
となるように設定されることがより好ましい。
【００６７】
以上、本発明の詳細について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
例えば、第二実施形態における第五ステップＳ５での判定は、圧力容器１全体（圧力容器１の全ての部位）に適用されることに限らず、少なくとも圧力容器１のうち高い寸法精度が要求される部位（高要求部位）にのみ適用されてもよい。
この場合、圧力容器１のうち高い寸法精度が要求されない部位（低要求部位）については、第五ステップＳ５における判定を実施しなくてもよいが、例えば、第五ステップＳ５と比較して緩い基準で判定するステップを実施してもよい。
【００６８】
具体的には、第四ステップにおいて解析された低要求部位の被圧面８Ａの変位量が、低要求部位の余肉厚さΔｔ１に仮想の所定厚さを加えたもの（仮想余肉厚さ）と比較して、低要求部位の被圧面８Ａの変位量が仮想余肉厚さ以下となるまで、上記第二実施形態と同様の第六ステップ及び第四ステップを実施し、低要求部位の被圧面８Ａの変位量が仮想余肉厚さ以下となった際に、低要求部位の余肉厚さΔｔ１を中間品形成工程Ｐ２で圧力容器１の圧力室７の被圧面８に与える余肉厚さΔｔとして設定すればよい。
【００６９】
また、上記実施形態の中間品形成工程Ｐ２において実施される工程や順番は、上記実施形態のものに限らず、圧力容器１の用途や形状等によって適宜変更してよい。したがって、中間品形成工程Ｐ２は、例えば、鋳造工程Ｐ２１、粗機械加工工程Ｐ２２及び溶接加工工程Ｐ２３の少なくとも一つあるいは二つだけを備えていてもよいし、鋳造工程Ｐ２１、粗機械加工工程Ｐ２２及び溶接加工工程Ｐ２３の順番を適宜変更してもよい。
【００７０】
さらに、本発明の製造方法は、上記実施形態のように遠心圧縮機５０に用いる圧力容器１に適用されることに限らず、少なくとも被圧される圧力室７を有する圧力容器１に適用することが可能であり、例えば、遠心圧縮機５０とは異なる他の回転機械（例えばタービン）に用いる圧力容器に適用することもできる。
【００７１】
そして、例えば、圧力容器が中空の球体状のような単純な形状である場合や、圧力容器のうち高い寸法精度を要求される部位が単純形状である場合には、設計工程Ｐ１では、前記最大変位量に基づいて余肉厚さΔｔを設定したり、前記部位別予備圧力に基づいて予備圧力Ｐｅを設定しなくてもよい。
また、本発明の製造方法は、例えば上記実施形態のような設計工程Ｐ１を備えていなくてもよく、少なくとも中間品形成工程Ｐ２、予備圧力作用工程Ｐ３、仕上げ加工工程Ｐ４、及び、耐圧試験工程Ｐ５を備えていればよい。
【符号の説明】
【００７２】
１…圧力容器、２…周壁部（壁部）、３…端板部（壁部）、７…圧力室、８…被圧面（内面）、Ｐｔ…耐圧力、１Ａ…中間品、２Ａ…周壁部（壁部）、３Ａ…端板部（壁部）、７Ａ…圧力室、８Ａ…被圧面（内面）、９…余肉、Δｔ，Δｔ１…余肉厚さ、Ｐｅ…予備圧力
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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