R22用高圧受液器
許容圧力、基準凝縮温度と設計圧力、最大引張応力の計算と盛りだくさんです。でも、テキスト読んで過去問をこなしていれば特に問題ないかと。
第一種冷凍機械責任者試験 平成17年度 問5（11月試験）
問5 下記仕様R22用高圧受液器がある。
これについて、次の(1)、(2)および(3)の問に、解答用紙の所定欄に計算式を示して答えよ。
（20点）
ただし、冷凍保安器則関係例示基準によるR22の各基準凝縮温度における設計圧力は、次表の通りである。
(1) この受液器の許容圧力は、何Mpaか。
(2) この受液器は、基準凝縮温度は何℃、また、設計圧力は何Mpaまで可能であるか。
(3) この受液器に内圧として設計圧力が作用した場合に、円筒胴板に誘起される最大の引張応力は何N/mm^2か。
(1) この受液器の許容圧力は、何Mpaか。
許容圧力は最高使用圧力（限界圧力）を求めれば良い。
『上級 冷凍受験テキスト：日本冷凍空調学会』＜8次：P172左 (（下から9行目～）)＞を引用。
限界圧力は、許容圧力を求めるときに用いるが、許容圧力は、(1)設計圧力、(2)腐れしろを除いた肉厚に対応する圧力(＝限界圧力)のうち、いずれか低いほうの圧力となっているので、表12.5から選んだ設計圧力が許容圧力となる。
テキスト9次改訂版については＜9次：P174 12.4.2 設計圧力＞を参照のこと。
＜9次：P174左 下から10行目～＞を引用しておく。
高圧部の設計圧力は、表12.5(a)に示したように、基準凝縮温度によって区分されている。これは、装置を運転しているときの最高使用圧力が設計圧力と考えているからである。
表12.5は、9次改訂版では表12.5(a)と表12.5(b)に分割された。
注） 9次改訂版では、8次改訂版に突如出現した「限界圧力」という語句が見当たらない？
設問の最高使用圧力（限界圧力）Paは、
（テキスト＜9次：P179左 (12.8)式＞＜8次：P172左 (12.8)式＞）
数値代入します。
答え この受液器の許容圧力は、1.63 Mpaである。
(2) この受液器は、基準凝縮温度は何℃、また、設計圧力は何Mpaまで可能であるか。
（1）の解答より許容圧力1.63Mpaなので、設計圧力は設問の冷凍保安器則関係例示の表の1.6Mpaとし、基準凝縮温度は43℃となる。（ ← これを上手な日本語で解答欄にまとめる。）
答え この受液器は、基準凝縮温度は43℃、また、設計圧力は1.6Mpaまで可能である
問題文に数値をあてはめて解答文とした。（これ、Perfect！だよね。）
(3) この受液器に内圧として設計圧力が作用した場合に、円筒胴板に誘起される最大の引張応力は何N/mm^2か。
この受液器に内圧として設計圧力1.6Mpaが作用した場合に、円筒胴板に誘起される最大の引張応力接線方向の引張応力（σt）となる。
基本式
（テキスト＜9次：P176左 (12.1式)＞＜8次：P169右 (12.1式)＞）
数値代入して
答え 設問の条件で円筒胴板に誘起される最大の引張応力は、50.5 N/mm^2である。
時間がなければ、こんなに丁寧に書かなくても良い。「50.5 N/mm^2」だけでも良いと思うよ。（もちろん、"たぶん"だけど。）
訂正箇所履歴
【2016/03/19 新設】
- 数式の画像や解説など全般的に見直し。（2017(H29)/05/07）
- 『上級 冷凍受験テキスト』9次改訂版に対応。（2023(R05)/07/01）