(57)【要約】【課題】製造効率が高く、圧力タンク内に真空バルブ等の開閉部を収納することを阻害しない圧力タンクを得る。【解決手段】本発明の圧力タンクは、少なくとも一つの貫通するスリット状のほぞ穴１５が形成され、内部に空間を形成するタンク本体５と、端部に一方向を向いて形成されたほぞ部１７を有し、ほぞ穴１５にほぞ部１７を挿入してタンク本体５の内壁面に取り付けられた補強材１０と、ほぞ部１７の先端を、タンク本体５の外側から熔解させほぞ穴１５とほぞ部１７とを隙間なく閉塞して固定した溶接部１８と、を備えたものである。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくも一つの貫通するスリット状のほぞ穴が形成され、内部に空間を形成するタンク本体と、
端部に一方向を向いて形成されたほぞ部を有し、前記ほぞ穴に前記ほぞ部を挿入して前記タンク本体の内壁面に取り付けられた補強材と、
前記ほぞ部の先端を、前記タンク本体の外側から熔解させ前記ほぞ穴と前記ほぞ部とを隙間なく閉塞して固定した溶接部と、
を備えた圧力タンク。
【請求項２】
前記補強板の断面形状がＵ字型であることを特徴とする請求項１に記載の圧力タンク。
【請求項３】
前記補強板の断面形状が板状であることを特徴とする請求項１に記載の圧力タンク。
【請求項４】
前記補強板がブロック状であることを特徴とする請求項１に記載の圧力タンク。
【請求項５】
前記補強板がの断面形状が山型であることを特徴とする請求項１に記載の圧力タンク。
【請求項６】
請求項１〜５に記載した前記圧力タンクを備えたことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
【請求項７】
内部に空間を形成するタンク本体に少なくとも一つの貫通するスリット状のほぞ穴が形成される工程と、
前記タンク本体の厚さよりも高さが大きいほぞ部を端部に一方向を向いて形成した補強材を、前記ほぞ穴に前記ほぞ部を挿入して前記タンク本体の内側に取り付ける工程と、
前記タンク本体の外表面から突出した前記ほぞ部の先端を、前記圧力タンクの外側から熔解して前記ほぞ穴と前記ほぞ部との隙間を閉塞して溶接部を形成する工程と、
を備えることを特徴とする圧力タンクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧力タンク、これを用いたガス絶縁開閉装置および圧力タンクの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガス絶縁開閉装置は、絶縁性と消弧能力とに優れたガスを充てんした圧力タンク内に真空バルブ等からなる開閉部を固定した構造をしている。この圧力タンク内は、一般に０．０３〜０．６ＭＰａ程度の圧力でガスを充てんしており、従来の気中絶縁開閉装置に比べて、絶縁性能、消弧性能に優れ、大幅な小型化が可能である。また、開閉部は圧力タンク内に密閉されているため汚損の影響がなく、信頼性が高く安全であるという特長を有している。
【０００３】
このガス絶縁開閉装置では、圧力タンク内にガスを安定して保持し、角部分への圧力集中による圧力タンクの破壊を防止することが必要である。このような目的に対応するために、この圧力タンクは金属板からなる壁面材を組合せ、壁面材相互間の接続部分を溶接により接続し、さらに圧力タンクの内壁面には棒状部材または曲げ加工した板材が溶接され補強されている（例えば特許文献１および特許文献２）。
【０００４】
また、一般にタンク等の容器の強度を高める構造として、タンクを構成する各壁面材のうち、対向する壁面材間に板状の補強材を形成してタンク内に壁を形成する構造がある（例えば特許文献３）。この板状の補強材と壁面材の接合は、板状の補強材の対向する二辺に突出したほぞ部を形成し、対向する壁面材には、ほぞ部を挿入するための壁面材を貫通するスリット状のほぞ穴を形成する。タンクの内側から、補強材の二辺に形成したほぞ部を対向する２つの壁面材のほぞ穴に挿入、嵌合させ、タンクの外側からほぞ部とほぞ穴を溶接することでタンク内の対向する壁面材間に板状の補強材を固定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−６８２５号公報
【特許文献２】特開平６−２３１０９７号公報
【特許文献３】特表２００９−５３５６００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、圧力タンクを構成するタンク本体の壁面材を、内側からこの棒状部材等により補強する場合、作業を行うための空間が狭く、限られた空間内で溶接等の作業を行うため、作業効率が低くなるという問題があった。さらに、溶接を行った部分の付近にはスパッタが生じ、スパッタ清掃が不可欠であり、歪が生じ、歪を取り除く作業も必要となるという問題があった。
【０００７】
また、板状の補強材を対向する壁面材の間に形成した場合、タンク本体内に開閉部等を取り付けるための領域が小さくなり、ガス絶縁開閉装置を構成することが困難であるという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであって、圧力タンクを構成するタンク本体の壁面材に、内側から棒状部材等を取り付け、溶接作業はタンク本体の外側から実施するものであり、タンク本体の外側から溶接作業を行うため作業性が高く、溶接後のスパッタ清掃や歪取りはタンク本体の外側からのみ行うため従来よりも製造効率を高くすることができ、また、棒状部材等を用いるためタンク本体内に真空バルブ等からなる開閉部を取り付ける領域を小さくすることのない圧力タンクを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の圧力タンクは、少なくとも一つの貫通するスリット状のほぞ穴が形成され、内部に空間を形成するタンク本体と、端部に一方向を向いて形成されたほぞ部を有し、ほぞ穴にほぞ部を挿入してタンク本体の内側に取り付けられた補強材と、ほぞ部の先端を、壁面材の外側から熔解させほぞ穴とほぞ部とを隙間なく閉塞して固定した溶接部と、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の圧力タンクは、圧力タンクを構成するタンク本体の壁面材に形成したほぞ穴に、補強材の一方向に突出したほぞ部を挿入し、タンク本体の外部から溶接により固定することで、製造効率が高く、タンク本体内に開閉部等を収納することを阻害しない圧力タンクを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置の模式図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置の圧力タンクの投影図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る補強材の投影図である。
【図４】本発明の図２に示す圧力タンクのＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明の図２に示す圧力タンクのＢ−Ｂ断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る圧力タンクの補強材の投影図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係る圧力タンクの補強材の投影図である。
【図８】本発明の実施の形態４に係る圧力タンクの補強材の投影図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態の説明及び各図において、同一の符号を付した部分は、同一又は相当する部分を示すものである。
【００１３】
実施の形態１．
＜ガス絶縁開閉装置の構造＞
図１はガス絶縁開閉装置を模式的に示したものであり、破線で示された部分は圧力タンク４の内部に収納された開閉部を示している。ガス絶縁開閉装置は、絶縁ロッド６、真空バルブ７、固定端子８、絶縁ホルダ９からなり圧力タンク４内に収納した開閉部と、それを動作させるばね２とばね操作装置１とが接続されている。真空バルブ７等で構成される開閉部とばね操作装置１とは、フランジ３で隔てられており、フランジ３は圧力タンク４の蓋として固定されている。
【００１４】
図１においては、複数の壁面材を相互に溶接して固定、密閉した、直方体の箱状であるタンク本体５を基本構造とし、その内面に棒状の補強材１０が設けられて、圧力タンク４が構成されている。つまり、タンク本体５は、複数の壁面材により周囲を囲み、相互に溶接して固定、密閉した容器であり、このタンク本体５に補強材１０等を取り付けて強度を高め、ガス絶縁開閉装置を構成する構成部品の一つである圧力タンク４を形成している。
【００１５】
＜圧力タンクの構造＞
図２は圧力タンク４の投影図であり、（ａ）は真空バルブ７等からなる開閉部を挿入し、フランジ３で蓋をする方向から観察したタンク前面１１である。（ｂ）はタンク側面１２であり、（ｃ）はタンク前面１１とは反対方向から観察したタンク背面１３である。（ｄ）は上面から観察したタンク上面１４を示している。タンク側面１２とタンク背面１３には、詳細は後述するが、本実施の形態で用いる断面形状がＵ字型となるよう曲げ加工した補強材１０をタンク本体５内部に取り付けるためのスリット状のほぞ穴１５が複数個形成されている。なお、タンク前面１１を示した図２（ａ）に記載された補強材１０は、タンク背面１３のタンク本体５の内側に取り付けた補強材１０を示している。
【００１６】
＜補強材の構造＞
図３は本実施の形態において用いた断面形状がＵ字型となるように曲げ加工した補強材１６の形態を示す投影図である。図３において、（ａ）は補強材１６の断面形状、（ｂ）は補強材１６の側面形状を示している。（ｃ）は補強材１６の底面形状を示しており、ほぞ部１７の延びる方向から観察した。補強材１６は先に述べたように、内側からタンク本体５の壁面材１２、１３に取り付けて用いられるが、図３においては、未だ壁面材１２、１３に取り付けていない、補強材１６の単独での形状を示している。
【００１７】
図３に示すように、本実施の形態で用いた補強材１６は、断面形状がＵ字型となるように曲げ加工した構造をしており、図３（ｂ）の下部分には、壁面材に形成されたスリット状のほぞ穴１５と嵌合し、壁面材１２、１３に補強材１６を固定するためのほぞ部１７が形成されている。このほぞ部１７は、図３（ａ）に示した、Ｕ字型の断面形状の右面と左面の双方の下端に形成されており、右面と左面との双方の下端に形成されてほぞ部１７はいずれも同じ壁面材１２、１３に形成されたほぞ穴１５に挿入し嵌合するために、補強材１６の右面のほぞ部１７と左面のほぞ部１７は、ともに同じ方向（図３（ａ）、（ｂ）では下方向）に向いて形成されている。
【００１８】
＜補強材の取り付け＞
図４は、図２（ｂ）に示したタンク本体５の内部に補強材１６を取り付けた状態をＡ−Ａ断面について観察した圧力タンク４のＡ−Ａ断面図である。図５（ａ）（ｂ）は図２（ｃ）に示したタンク本体５の内部から補強材１６を取り付けた状態をＢ−Ｂ断面について観察した圧力タンク４のＢ−Ｂ断面図である。
【００１９】
図４に示すように、圧力タンク４の内部の側面および背面の壁面材１２、１３に補強材１６が取り付けられている。先に述べたように、補強材１６のほぞ部１７は、断面形状がＵ字型となるように折り曲げられた補強材１６の両端に、同一方向を向いて形成されている。一つの補強材１６の右面と左面に形成されたほぞ部１７はともに同一の壁面材１２、１３に形成されたほぞ穴１５に挿入し嵌合させて取りつけられている。
【００２０】
図５（ａ）は、ほぞ穴１５にほぞ部１７が挿入され、未だ溶接等により固定されていない状態を示している。図５（ｂ）は、ほぞ部１７の壁面材１３から突出したほぞ部１７の先端部を熔解し、溶接後の固定された状態を示している。図５（ａ）で溶接前のＢ−Ｂ断面部分を詳細に示すように、ほぞ穴１５は、ほぞ部１７とわずかに隙間が生じるように、ほぞ穴１５が少し大きく形成されている。また、ほぞ部１７の高さは、ほぞ穴１５を形成した壁面材の厚みよりも、わずかに高く形成されている。つまり、図５（ａ）に示すように、溶接前においては、ほぞ穴１５にほぞ部１７を嵌合させた状態では、ほぞ部１７の周囲に隙間が生じ、ほぞ部１７は壁面材の外表面からわずかに突出した状態となる。
【００２１】
次に、この状態において、溶接の手法を用いて、ほぞ部１７の突出した部分を熔解させ、ほぞ部１７の周囲のほぞ穴１５との隙間部分に流し込むようにして固定する。図５（ｂ）に示すように、ほぞ部１７とほぞ穴１５との隙間は、熔解した金属で埋められ、溶接部１８が形成される。これにより、タンク本体５の壁面材から突出したほぞ部１７は平坦化され、ほぞ部１７とほぞ穴１５との隙間はなくなり、溶接部１８により壁面材１３に補強材１６が強く固定される。
【００２２】
ほぞ部１７の高さは、上述のように壁面材の厚みより大きいことが好ましく、熔解させることで、圧力タンク４表面を平坦化することができることが好ましい。また、ほぞ部１７とほぞ穴１５の大きさの関係は、ほぞ穴１５にはほぞ部１７を挿入し嵌合させることができ、その後にほぞ部１７の先端を熔解させてほぞ穴１５とほぞ部１７の間を埋め、溶接部１８を形成して固定することができる大きさの関係であることが必要である。
【００２３】
本実施の形態においては、ほぞ部１７の高さは壁面材の厚みよりも０．３ｍｍ高くしたが、これに限定されるものではない。たとえば、０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍ高くすることで本実施の形態の構成と同様の効果を得ることができる。また、０．５ｍｍ〜１ｍｍ高くした場合でも、やや加工時間は長くなるものの、同様の効果を得ることができる。
【００２４】
本実施の形態においては、ほぞ穴１５の大きさは、縦方向および横方向ともに、ほぞ部１７の大きさよりも０．３ｍｍ大きくしたが、これに限定するものではない。たとえば、縦方向および横方向の大きさを、０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍ大きくした場合でも、実施の形態の構成と同様の効果を得ることができる。また、０．５ｍｍ〜１ｍｍ大きくした場合でも、やや加工時間は長くなるものの、同様の効果を得ることができる。
【００２５】
本実施の形態においては、断面形状がＵ字型になるように折り曲げた補強材１６を、タンク本体５の壁面材１２、１３の内側に固定したことで、圧力タンク４の強度を大きく高めることができた。断面形状がＵ字型となるように補強材１６を折り曲げ、ほぞ部１７を同一方向に向けて形成したことにより、たとえば、断面形状が平板状である補強材の両端の対向する二辺にほぞ部１７を設け、対向する二つ壁面材間に跨って補強材を固定する場合のように、タンク本体５内に収容する開閉部の大きさ、形態に制限を加えることなく、圧力タンク４の強度を高めることができた。
【００２６】
さらに本実施の形態においては、圧力タンク４を構成するタンク本体５の壁面材１２、１３にほぞ穴１５を形成し、補強材１６に形成されたほぞ部１７をタンク本体５の内側から挿入し嵌合させることで、溶接の作業をタンク本体５の外部から行うことができた。これにより、圧力タンク４内の溶接後のスパッタ清掃が不要となり、溶接作業自体も容易となる。
【００２７】
また、圧力タンク４の内部から溶接した場合、溶接が完了した部分では高温で熔解した材料が急激に冷却され、溶接作業面がくぼむ方向に歪が生じるが、本実施の形態のように、圧力タンク４の外部から溶接したことによって、この歪を軽減することができ、圧力タンク４の溶接後の歪取りの時間を短縮することができる。
【００２８】
この圧力タンク４内の補強材１６を用いた補強構造は、圧力タンク４内に設置する機器の大きさ、圧力タンク４内に充填するガスの圧力、圧力タンク４内の電界強度等によって補強材の数、大きさ、取りつけ間隔等を調整することができる。また、ほぞ穴１５の形態は長方形に限定するものではなく、ほぞ部１７と嵌合し、溶接可能な形態であれば用いることができる。
【００２９】
実施の形態２．
本実施の形態においては、実施の形態１と比較して、補強材の形状のみが異なっており、その他の構造、加工条件等は同様である。
【００３０】
本実施の形態で用いた断面形状が平板状の補強材１９の投影図を図６に示す。図６（ａ）は補強材１９の断面形状を示しており、図６（ｂ）は側面、図６（ｃ）は底面の形状を示している。実施の形態１においては、Ｕ字型に折り曲げ、その両端に、同一方向のほぞ部１７が形成されていたのに対し、本実施の形態においては、平板状の補強材１９の一方の端部にほぞ部１７が形成されている点で異なっている。
【００３１】
本実施の形態においても、外部から溶接したことにより、溶接工程を簡略化することができ、溶接後のスパッタ清掃が容易となり、さらに溶接後の歪取り工程を短縮することができる等、実施の形態１と同様の効果を得ることができた。
【００３２】
実施の形態３．
本実施の形態においては、実施の形態１と比較して、補強材の形状のみが異なっており、その他の構造、加工条件等は同様である。
【００３３】
本実施の形態で用いたブロック状の補強材２０の投影図を図７に示す。図７（ａ）は補強材２０の断面形状を示しており、図７（ｂ）は側面、図７（ｃ）は底面の形状を示している。実施の形態１においては、Ｕ字型に折り曲げ、その両端に、同一方向のほぞ部１７が形成されていたのに対し、本実施の形態においては、ブロック状の補強材２０の一方の面にほぞ部１７が形成されている点で異なっている。
【００３４】
本実施の形態においても、外部から溶接したことにより、溶接工程を簡略化することができ、溶接後のスパッタ清掃が容易となり、さらに溶接後の歪取り工程を短縮することができる等、実施の形態１と同様の効果を得ることができた。
【００３５】
実施の形態４．
本実施の形態においては、実施の形態１と比較して、補強材の形状のみが異なっており、その他の構造、加工条件等は同様である。
【００３６】
本実施の形態で用いた山型の補強材２１の投影図を図８に示す。図８（ａ）は補強材２１の断面形状を示しており、図８（ｂ）は側面、図８（ｃ）は底面の形状を示している。実施の形態１においては、Ｕ字型に折り曲げ、その両端に、同一方向のほぞ部１７が形成されていたのに対し、本実施の形態においては、山型の補強材２１の一方の底面にほぞ部１７が形成されている点で異なっている。
【００３７】
本実施の形態においても、外部から溶接したことにより、溶接工程を簡略化することができ、溶接後のスパッタ清掃が容易となり、さらに溶接後の歪取り工程を短縮することができる等、実施の形態１と同様の効果を得ることができた。
【符号の説明】
【００３８】
１  ばね操作装置、２  ばね、３  フランジ、４  圧力タンク、５  タンク本体、６  絶縁ロッド、７  真空バルブ、８  固定端子、９  絶縁ホルダ、１０  補強材、１１  タンク前面、１２  タンク側面、１３  タンク背面、１４  タンク上面、１５  ほぞ穴、１６  Ｕ字型補強材、１７  ほぞ部、１８ 熔解部、１９  平板状補強材、２０  ブロック状補強材、２１  山型補強材。
【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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【図８】
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