R410A用の高圧受液器として使用したい円筒胴圧力容器
使用の可否を、いろいろな条件で問われます。落ち着いて考えれば大丈夫かと。
第一種冷凍機械責任者試験 平成21年度 問5（11月試験）
問5 下記仕様で製作された円筒胴圧力容器がある。この容器をR410A用の高圧受液器として使用したい。これについて、次の(1)および(2)の問に、解答用紙の所定欄に計算式を示して答えよ。また、(3)の問に答えよ。
（20点）
ただし、R410Aの基準凝縮温度における設計圧力は、次表の圧力を使用するものとする。
(1) この受液器は、基準凝縮温度50℃で使用できるか否か。この条件での円筒胴板が必要とする板厚を算出して判断せよ。
(2) この受液器に内圧として基準凝縮温度50℃における設計圧力が作用した場合に、円筒胴板に誘起される接線方向の引張応力σt(N/mm^2)はいくらか。
(3) この受液器は、基準凝縮温度55℃で使用できるか否か。また、その理由を述べよ。
(1) この受液器は、基準凝縮温度50℃で使用できるか否か。この条件での円筒胴板が必要とする板厚を算出して判断せよ。
設問の表より基準凝縮温度50℃の設計圧力は2.96Mpaであり、必要とする板厚taは、
（注：Diは内径）
この容器の必要厚さtaを与えられた条件で求め。この容器の厚さtが、必要厚さta以上であれば使用可能である。
ここに、Di＝340－2×9＝322 mm
答え 板厚9mmは必要板厚7.99mmより厚いので基準凝縮温度50℃で使用できる。
(2) この受液器に内圧として基準凝縮温度50℃における設計圧力が作用した場合に、円筒胴板に誘起される接線方向の引張応力σt(N/mm^2)はいくらか。
基準凝縮温度50℃の設計圧力P（2.96Mpa）で生じる接線方向の引張応力σtは、
答え 53.0（N/mm^2）
(3) この受液器は、基準凝縮温度55℃で使用できるか否か。また、その理由を述べよ。
さて、基準凝縮温度55℃の設計圧力は、3.33Mpaである。
『上級 冷凍受験テキスト：日本冷凍空調学会』＜9次：P173左 下から10行目＞＜8次：P166左上＞を読んでいただきたい。
以下引用
以下、引用部分を参照にしてください。
SM400Bは，圧力容器に広く使われているが、この材料は設計圧力が3MPaを超える圧力容器には使用できない(表12.2参照)。
ということなので、答えは、
答え 基準凝縮温度55℃で設計圧力が3.33Mpaである、SM400Bは設計圧力が3Mpaを超える圧力容器には使用できない。
この問題は壮大な引っ掛けかもしれません、だって、上記の引用部分を知らないと…。
許容圧力は最高使用圧力Pa（限界圧力）である。 （テキスト＜9次：P179左 (12.8)式＞＜8次：P172左 (12.8)式＞）
Di ＝ 340 － 2 × 9 ＝ 322 mm
数値代入します。
答え この受液器の許容圧力は3.37Mpaである。基準凝縮温度55℃で設計圧力は3.33Mpaであるから使用可能である。 と、いう解答になって見事に！？撃沈してしまうのである…。
健闘を祈る。
勝利のカツ丼
訂正箇所履歴
【2016/03/20 新設】
- 数式の画像や解説など全般的に見直し。（2017(H29)/05/08）
- 『上級 冷凍受験テキスト』9次改訂版に対応。（2023(R05)/07/13）