[发明专利]X形梁结构和具有X形梁结构的压力罐

说明书

技术领域

本发明涉及一种压力罐，并且具体地，涉及一种具有梁网格结构的压力罐，梁网格结构能够通过使棱柱形的压力罐中包括X形梁的网格结构及其加固构件而经受住由高压气体产生的压力并且能够通过制成棱柱形状来提高空间效率和材料消耗率。

背景技术

为了容置高压流体，已经开发出了不同形状的压力罐，并且已经提交了许多压力罐专利。

图1示出了根据相关技术的压力罐，其中，图1a为球状压力罐，图1b为圆筒状压力罐，图1c为叶状压力罐，并且图1d为格状压力罐。

罐的效率由容积效率和材料消耗率确定。

【等式1】

上面的等式1可以得到容积效率。在上面的等式1中，ξ表示容积效率，V_罐表示罐的容积，并且V_棱柱表示完全环绕罐的最小的矩形平行六面体箱形体积的容积。

ξ的值越大，罐的容积效率越大，这意味着更好地利用罐占用的实际空间。

【等式2】

上面的等式2表示材料消耗率。在上面的等式2中，η表示材料消耗率，V_材料表示用来制造罐的材料的体积，V_存储表示能够填充在罐中的流体的量。

η的值越小，构造相同容积的罐的材料的量越小，这意味着更好地提高了罐的效率。

表1

【表1】

上面的表1表示根据相关技术的罐的容积效率和材料消耗率。应当注意的是，圆筒状、叶状和格状罐的材料率并不包括端部封罩，使得实际的材料比率将稍微高于表中示出的材料比率。

如从上面的表1能够理解到的，格状罐具有最有效的容积效率，并且圆筒状罐、叶状罐和格状罐具有大致相似的材料消耗率。

应当注意的是，叶状罐通过将两个或更多个圆筒状罐结合并重叠而制成，叶状罐具有跨越在相交线之间的内壁并且通常用双重弯曲的端部壳体来封盖端部。这种设计相当复杂且难以制造，并且罐壁上发生显著的弯曲。由于格状罐并不需要为大容量罐增大板厚度，因此格状罐具有 高的容积效率并且是有效的；可以仅增大格的数目。然而，由于相当复杂的形状，格状罐不易制造；此外，端部封盖问题尤其是个挑战。

在所有涉及弯曲壳体的罐，即球状罐、圆筒状罐、叶状罐和格状罐的情况下，即使并非不可能，设计外部壁的完整的双重屏障也是非常困难的。

【引用列表】

【专利文档】

韩国专利公开公报No.2003-0050314

发明内容

技术问题

本发明的目的是提供一种棱柱形压力罐，具体地，提供一种能够使其大小扩展成其任何尺寸并经受住内部流体的高压和温度变化的压力罐。

本发明的另一目的是提供一种具有高的容积效率的压力罐，具体地，提供一种能够防止流体从压力罐的内部泄漏的压力罐。

本发明的又一目的是提供一种能够减少由于流体以及施加至罐壁的分布力而产生的晃荡现象的压力罐。

问题的解决方案

一个总体方面，X形梁结构包括多个梁和多个十字交叉部，所述多个梁在X轴方向、Y轴方向和Z轴方向上延伸并形成网格形状，X轴梁、Y轴梁和Z轴梁在所述多个十字交叉部130处彼此相会合，其中，每个梁的横截面具有成直角的X形状，并且十字部130设置有连续梁110和附接梁120，其中，一个梁连续形成并且梁120焊接至连续梁110。

X轴梁可以与定位在同一平面上并与该X轴梁相邻的X轴梁间隔开相同的距离，Y轴梁可以与定位在同一平面上并与该Y轴梁相邻的Y轴梁间隔开相同的距离，并且Z轴梁可以与定位在同一平面上并与该Z轴梁相邻的Z轴梁间隔开相同的距离。

附接梁120可以具有形成在其端部处的呈有角的形状的突出部121， 并且突出部121的中央部分可以设置有切口122，切口122与连续梁110的横截面形状一致。

十字交叉部130可以形成为使得切口122与连续梁110接触的部分以及突出部121与相邻的突出部121接触的部分具有从内侧朝向外侧变小的横截面面积。其原因是适应依据焊接进行的梁的接合。

十字交叉部130的端部表面可以焊接至交叉部支架141和142。

另一总体方面，具有上述X形梁结构100的压力罐还包括罐本体200，罐本体200具有容置在其中的高压流体并制成棱柱形状，其中，X形梁结构100设置在罐本体200中并从罐本体200的一个侧壁到达另一个相对的侧壁并且有规律地和正交地设置。