JP6204870B2 - ガスクーラ - Google Patents

Description

本発明は、ガスクーラに関するものである。

特許文献１には、圧縮機本体、圧縮機本体で圧縮された圧縮空気を冷却するインタークーラ、及びインタークーラでの冷却により圧縮空気内で凝縮した液滴を分離するドレンセパレータを有するスクリュ圧縮機が開示されている。

このスクリュ圧縮機では、ドレンセパレータは、液滴一次分離手段、及び液滴二次分離手段により構成されている。ドレンセパレータの液滴一次分離手段はインタークーラの出口に連結され、液滴二次分離手段は液滴一次分離手段の下流側に連結されている。液滴二次分離手段の下流側には、液滴を分離した圧縮空気を導出する導出管がさらに連結されている。

液滴一次分離手段では、水平方向に導入された圧縮空気を、流れに対して略垂直な壁面に衝突させる。これにより、圧縮空気中の液滴が一次的に分離される。

液滴二次分離手段では、液滴一次分離手段で前記壁面に衝突させた後、垂直方向上向きに導入された圧縮空気を、流れに対して略垂直な壁面に衝突させる。これにより、圧縮空気中の液滴が二次的に分離される。

前記スクリュ圧縮機では、液滴一次分離手段で分離しきれなかった液滴を液滴二次分離手段で分離できるようにドレンセパレータを構成することで、液滴分離性能を向上させている。

しかしながら、前記スクリュ圧縮機のように、液滴一次分離手段、及び液滴二次分離手段を有するドレンセパレータを外部に設ける構成においては、配管構造が複雑となるため、組立性に劣る。また、複数の連結部を必要とするため、ガス漏れによる性能低下を生じるリスクが増大する。

特開２００４−６８６５８号公報

本発明は、組立性の向上、及びガス漏れによる性能低下の防止を図ることを課題とする。

本発明のガスクーラは、底壁部、及び該底壁部から立ち上がる側壁部を有するケーシングと、前記ケーシングの内部にガスを導入する導入口と、前記側壁部の前記底壁部側に設けられ、前記ケーシングの内部から前記ガスを導出する導出口と、前記ケーシングに収容され、前記ガスを冷却する冷却部と、少なくとも一部が前記導出口に隣接するように前記底壁部に設けられ、前記冷却部による冷却により前記ガス中の水分が凝縮したドレン水を回収するドレン回収部と、前記導出口が設けられた前記側壁部と交差する方向に延びるように、前記ドレン回収部の上方に配置された吹上防止部と、を備える。

この構成によれば、導入口から導入されたガスは冷却部で冷却され、ガス中の水分が凝縮してドレン水となって底壁部に落下する。底壁部に落下したドレン水は、導出口へのガスの流れによって、底壁部に沿って移動させられ、ドレン回収部に回収される。ドレン回収部の上方に吹上防止部が配置されているので、ドレン回収部に回収されたドレン水が導出口へ流れるガスによって吹き上げられて前記ガスに随伴されることが回避される。導出口に隣接するようにガスクーラの内部にドレン回収部を設け、該ドレン回収部の上方にドレン水の外部への流出を防止する吹上防止部を設けることにより、外部でのドレンセパレータの配管連結の必要性を排除できるので、組立性を向上させることができる。また、ガスクーラは、外部の連結部を増加させない構造であるため、ガス漏れのリスクの増大を回避でき、ガス漏れによる性能低下を防止できる。

本発明のガスクーラは、ケーシングと、前記ケーシングの内部に収容され、ガスを冷却する冷却部と、前記冷却部に設けられ、前記冷却部を通過する前のガスが流通する上部側の空間と前記冷却部を通過した後のガスが流通する底部側の空間とに、前記ケーシングの内部を区画するシールプレートと、前記ケーシングの前記上部側の空間に前記ガスを導入する導入口と、前記ケーシングの前記底部側の空間から前記ガスを導出する導出口と、少なくとも一部が前記導出口に隣接するように当該導出口より低位置となる前記ケーシングの底部に設けられ、前記冷却部による冷却により前記ガス中の水分が凝縮したドレン水を回収するドレン回収部と、前記導出口と隣接する前記ドレン回収部の上方を覆うように、前記導出口と前記ドレン回収部とが隣接する位置に配置された吹上防止部とを備える。

この構成によれば、導出口と隣接するドレン回収部の上方を覆うように、導出口とドレン回収部とが隣接する位置に吹上防止部が配置されているので、ドレン回収部に回収されたドレン水が導出口へ流れるガスによって吹き上げられて前記ガスに随伴されることが回避される。ガスクーラの内部に吹上防止部を設けることにより、外部でのドレンセパレータの配管連結の必要性を排除できるので、組立性を向上させることができる。また、ガスクーラは、外部の連結部を増加させない構造であるため、ガス漏れのリスクの増大を回避でき、ガス漏れによる性能低下を防止できる。

前記ドレン回収部は排水孔を有する凹部であり、前記排水孔に連結され、前記ドレン水を外部に排出する排出部と、前記排出部に設けられ、開閉が制御装置により制御される電磁弁とを備えることが好ましい。この構成によれば、ドレン回収部の凹部に回収されたドレン水を、電磁弁を開弁することにより、排出部から自動で排水できる。

前記冷却部は内部を冷却水が流通する複数の冷却水流路を備えた熱交換器であり、前記導入口は前記熱交換器の上方に配置されており、前記ガスの流れが降下流となるように、前記複数の冷却水流路の間にガス流路が設けられることが好ましい。この構成によれば、ガス流路を通るガスの降下流により、冷却部で冷却し凝縮させたガス中の水分を容易に落下させることができる。

前記熱交換器は、前記ガス流路に配備され、上下方向に前記ガスの流れを誘導しながら当該ガスを冷却する複数のフィンを備えることが好ましい。この構成によれば、導入口から導入されたガスを上から下に向かって流れ易くするように冷却部にフィンを設けているので、ガスの冷却効率、及びドレン分離効率を向上させることができる。

前記複数の冷却水流路は、前記ケーシングの水平方向一側から水平方向他側に向かって延びる直線部分を有し、当該直線部分が互いに平行な複数の冷却管で構成されており、前記複数のフィンは、前記ケーシングの水平方向一側から水平方向他側に向かって互いに間隔をあけて配置され、前記冷却管と一体的に構成されており、前記導入口は前記水平方向一側に配置され、前記導出口は前記水平方向他側に配置されるものでもよい。この構成によれば、導入口から導入されたガスを上から下に向かって流れ易くするように冷却部にフィンを設けているので、ガスの冷却効率、及びドレン分離効率を向上させることができる。すなわち、導入口から導出口に向かって冷却部を斜め方向に横切るような最短ルートのガス流れがなくなるので、ガスの冷却効率、及びドレン分離効率を向上させることができる。

本発明のガスクーラでは、前記導入口は、前記ケーシングの内部に導入するガスを前記導出口に対して一旦遠ざける方向へ流す向きに開口していることが好ましい。この構成によれば、導入口から導入されたガスが導出口までの最短ルートで流れる量を減少させることができるので、より効果的なガス冷却ができる。

前記吹上防止部は、前記導出口の下端に沿って設けられたプレートであることが好ましい。この構成によれば、簡易な構成でケーシングの内部の底（底部）に形成されるドレン回収部で回収されたドレン水の吹き上がりを防止できる。

前記プレートは、パンチングメタルプレートであることが好ましい。この構成によれば、冷却部から吹上防止部の上面に滴下したドレン水をドレン回収部に落下させることができる。

本発明によれば、導出口に隣接するようにガスクーラの内部にドレン回収部を設け、該ドレン回収部の上方にドレン水の外部への流出を防止する吹上防止部を設けることにより、外部でのドレンセパレータの配管連結の必要性を排除できるので、組立性を向上させることができる。また、ガスクーラは、外部の連結部を増加させない構造であるため、ガス漏れのリスクの増大を回避でき、ガス漏れによる性能低下を防止できる。

本発明にかかるガスクーラの平面図。 本発明にかかるガスクーラの前側面図。 本発明のガスクーラにおける導入口、導出口、及び接続口の水平方向の位置関係を示す概略図。 図２に示したＩＩＩ−ＩＩＩ線断面の概略図。 図２に示したＩＶ−ＩＶ線断面の概略図。 図２に示したＶ−Ｖ線断面の概略図。 図１ＡのＶＩＡ−ＶＩＡ線断面図。 取付部を取り外したケーシングの右側面図。 冷却部の挿入方向の断面を示す概略図。 複数のフィンが一体的に設けられた複数の冷却管を説明するための概略図。 第１導出口及び吹上防止部材を示す第１ケーシングの長手方向の断面図。 第１導出口及び吹上防止部材を示す第１ケーシングの短手方向の断面図。 本発明の吹上防止部材が設けられた第１ケーシング内部のガスの流れを示す断面図。 本発明の吹上防止部材が設けられていない第１ケーシング内部のガスの流れを示す断面図。

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。

図１Ａ及び図１Ｂは、それぞれ、本発明にかかるガスクーラ１０の平面図、及び前側面図である。このガスクーラ１０は、例えば圧縮機本体から吐出される圧縮空気を冷却するために圧縮機に組み込まれる。本実施形態のガスクーラ１０は、インタークーラ（第１ガスクーラ）２０とアフタークーラ（第２ガスクーラ）５０とを有し、略直方体状に一体形成されている。以下、本発明にかかるガスクーラ１０を、オイルフリーの二段スクリュ圧縮機本体を含むスクリュ圧縮機に組み込んだ例を説明する。前記スクリュ圧縮機では、インタークーラ２０が低段側スクリュ圧縮機と高段側スクリュ圧縮機との間のガス経路に設けられ、アフタークーラ５０が高段側スクリュ圧縮機の下流のガス経路に設けられる。

図２ないし図５に示すように、インタークーラ２０は、略直方体状に形成され両端が開口した第１ケーシング２１を備える。第１ケーシング２１の開口は、熱交換器挿入口である基端側第１開口２１１と、先端側第１開口２１２とからなっている。基端側第１開口２１１の周囲の第１ケーシング２１の部分は、側壁部分８９である。先端側第１開口２１２の周囲の第１ケーシング２１の部分は、側壁部分９０である。側壁部分８９に外部から、後述する第１取付部３６が連結される。第１ケーシング２１は、第１天壁部２２、第１外側壁部２３、第１内側壁部２４、及び第１底壁部２５を備える。第１外側壁部２３、及び第１内側壁部２４は、それぞれ、第１底壁部２５から立ち上がるように形成され、互いに対向している。図６Ｂに示すように、第１外側壁部２３、及び第１内側壁部２４には、後述する第１冷却部（熱交換器）３５を支持する第１支持リブ２６がそれぞれ設けられている。

アフタークーラ５０は、略直方体状に形成され両端が開口した第２ケーシング５１を備える。第２ケーシング５１の開口は、熱交換器挿入口である基端側第２開口５１１と、先端側第２開口５１２とからなっている。基端側第２開口５１１の周囲の第２ケーシング５１の部分は、側壁部分８９である。先端側第２開口５１２の周囲の第２ケーシング５１の部分は、側壁部分９０である。側壁部分８９に外部から、後述する第２取付部６６が連結される。第２ケーシング５１は、第２天壁部５２、第２外側壁部５３、第２内側壁部５４、及び第２底壁部５５を備える。第２外側壁部５３、及び第２内側壁部５４は、それぞれ、第２底壁部５５から立ち上がるように形成され、互いに対向している。第２外側壁部５３、及び第２内側壁部５４には、後述する第２冷却部（熱交換器）６５を支持する第２支持リブ５６がそれぞれ設けられている。

インタークーラ２０とアフタークーラ５０とは、中間部８０を介して連結されている。図１Ａ、及び図５に示すように、中間部８０の、インタークーラ２０の第１天壁部２２とアフタークーラ５０の第２天壁部５２とを連結する部分は、中間天壁部８１である。第１天壁部２２、中間天壁部８１、及び第２天壁部５２は一体形成され、共通天壁部８４を構成している。また、図３に示すように、中間部８０の、インタークーラ２０の第１底壁部２５とアフタークーラ５０の第２底壁部５５とを連結する部分は、中間底壁部８２である。第１底壁部２５、中間底壁部８２、及び第２底壁部５５は一体形成され、共通底壁部８５を構成している。本実施形態では、中間部８０は、第１内側壁部２４、及び第２内側壁部５４と一体形成されている。

図３、及び図６Ａに示すように、インタークーラ２０の第１内側壁部２４の第１天壁部２２側には、第１ケーシング２１の内部にガスを導入する第１導入口２７が設けられている。第１導入口２７は水平方向（第１ケーシング２１の長手方向）一側に配置されている。第１導入口２７は略半円状である。図１Ａに示すように、共通天壁部８４には、低段側スクリュ圧縮機の吐出側と接続される導入側第１接続口２８が設けられている。導入側第１接続口２８は、第１導入口２７の上方に位置する中間天壁部８１に配置されている。中間部８０には、導入側第１接続口２８と第１導入口２７とを接続する導入側第１連通路２９が設けられている。

図４、及び図６Ａに示すように、インタークーラ２０の第１内側壁部２４の第１底壁部２５側には、第１ケーシング２１の内部からガスを導出する第１導出口３１が設けられている。第１導出口３１は前記水平方向他側、すなわち第１内側壁部２４の長手方向における第１導入口２７の反対側に配置されている。第１導出口３１は略矩形状の開口である。第１導出口３１の開口下端は、後述する第１ドレン回収部４３を除く第１底壁部２５の上面と略同じ高さに位置している。第１導出口３１の水平方向の長さ（幅）は上下方向の長さ（高さ）よりも長い。図１Ａに示すように、共通天壁部８４には、高段側スクリュ圧縮機の吸込側と接続される導出側第１接続口３２が設けられている。導出側第１接続口３２は、第１導出口３１の上方に位置する中間天壁部８１に配置されている。中間部８０には、導出側第１接続口３２と第１導出口３１とを接続する導出側第１連通路３３が設けられている。

図１Ａ、図１Ｂ及び図６Ａに示すように、第１冷却部３５には、第１ケーシング２１の基端側第１開口２１１を閉塞して開口２１１に対する気密性を保持する第１取付部３６が設けられている。第１取付部３６は、第１冷却部３５の一部を構成しており、第１ケーシング２１に対して取り付けられている。また、第１取付部３６には、第１冷却部（熱交換器）３５の冷却水流路に冷却水を流入させるための第１流入ポート３８と、冷却水流路から冷却水を流出させるための第１流出ポート３９とを備えた基端側カバー９３が設けられている。具体的には、基端側カバー９３は第１取付部３６に対して液密性を保持するように取り付けられている。第１流出ポート３９は、第１流入ポート３８よりも上方に配置されている。また、インタークーラ２０には、第１ケーシング２１の先端側第１開口２１２を閉塞して開口２１２に対する気密性を保持する第１閉塞部３７が設けられている。この第１閉塞部３７は、第１冷却部（熱交換器）３５の先端側において、冷却水流路から第１ケーシング２１の内部へ冷却水が漏洩することを防止するシール機能を更に備えている。また、第１閉塞部３７には、第１先端側カバー９４Ａが設けられている。具体的には、第１先端側カバー９４Ａは第１閉塞部３７に対して液密性を保持するように取り付けられている。

第１流入ポート３８は、冷却水の供給部（図示せず）と接続されている。第１流出ポート３９は、冷却水の排水部（図示せず）と接続されている。排水部は、供給部と接続して、インタークーラ２０の循環流路を形成してもよい。

図７Ａ及び図７Ｂに示すように、第１冷却部３５は、熱交換器であり、ガスを冷却するために内部を冷却水が流通する冷却水流路を構成する複数の冷却管４０を備えている。冷却水流路は、冷却管４０の直線部分と、第１先端側カバー９４Ａ内に設けられた折り返し部分（図示せず）とからなる蛇行した形状に形成されている。前記直線部分の各冷却管４０は、略水平方向に互いに平行に配置されている。そのため、各冷却管（各冷却水路）４０の間にはガス流路が設けられることになる。図６Ａに示すように、第１冷却部３５は、第１ケーシング２１に収容され、水平方向一側と水平方向他側との間に配置される。また、第１冷却部３５は、第１導入口２７よりも下方に位置し、かつ第１導出口３１よりも上方に位置する範囲に配置される。

各冷却管４０の始端開口部は、第１取付部３６の第１流入ポート３８に接続されている。各冷却管４０の終端開口部は、第１取付部３６の第１流出ポート３９に接続されている。図７Ｂに示すように、第１冷却部３５（熱交換器）は、ガス流路に配備され、ガスの流れを誘導しながら当該ガスを冷却する複数のフィン４１を備えている。図７Ｂに示す例では、複数の冷却管４０は、一体的に設けられた上下方向に延びる複数のフィン４１を備える。複数のフィン４１は第１ケーシング２１の水平方向一側から水平方向他側に向かって互いに間隔をあけて配置されている。すなわち、第１ケーシング２１の水平方向一側から水平方向他側にわたってフィン４１，４１間にガスを上下方向に誘導するための流路が形成されるように、第１冷却部３５が構成されている。図６Ａ及び図６Ｂに示すように、第１冷却部３５は、第１ケーシング２１の第１支持リブ２６に支持されている。

図３や図６Ｂに示すように、第１支持リブ２６は、第１ケーシング２１の基端側第１開口２１１の周縁よりも内側に突出しており、突出した部分が第１ケーシング２１の一端側から他側に亘って延設されている。

図７Ａに示すように、第１冷却部３５には、上下に開放部分８７を残しつつ両側部を覆うように２つのシールプレート４２が取り付けられている。２つのシールプレート４２は、パイプ状の連結スペーサ８６を介して一体化されている。各シールプレート４２は、上下端に曲げ加工による段差部が形成され、下側の段差部により生じる下向きの段差面４２Ａが第１支持リブ２６の上面によって支持される。これにより、段差面４２Ａと第１支持リブ２６の上面との間が第１冷却部３５の第１ケーシング２１の一端側から他側に亘ってシールされる。つまり、第１冷却部３５には、第１冷却部３５を通過する前のガスが流通する上部側の空間２１３と第１冷却部３５を通過した後のガスが流通する底部側の空間２１４とに、第１ケーシング２１の内部を区画するシールプレート４２が設けられている。

図６Ａに示すように、第１ケーシング２１の第１底壁部２５には、第１冷却部３５での冷却によりガス中の水分が凝縮したドレン水を回収する第１ドレン回収部４３が設けられている。第１ドレン回収部４３は、一部が第１導出口３１に隣接するように配置されている。第１ドレン回収部４３は凹部である。第１ドレン回収部４３（凹部）の底部には、外部と連通する第１排水孔４７が設けられている。

図６Ｂに示すように、ガスクーラ１０の第１排水孔４７には、第１ドレン回収部４３に流入したドレン水を外部に排出する第１排出部４５が設けられている。第１排出部４５には、第１電磁弁４６が設けられている。第１電磁弁４６は、制御装置（図示せず）によりその開閉が制御される。なお、第１排出部４５、及び第１電磁弁４６は、図６Ｂ以外の図においては、それらの記載を省略している。

図６Ａに示すように、第１内側壁部２４には、第１ドレン回収部４３からのドレン水の吹き上がりを防止する第１吹上防止部４８が設けられている。第１吹上防止部４８は、第１内側壁部２４と交差する方向に延びるように、第１ドレン回収部４３の直上に配置されている。第１吹上防止部４８は、第１ドレン回収部４３との間に介在物が存在しないように第１内側壁部２４に配置されている。本実施形態における第１吹上防止部４８は、第１導出口３１より下方に設けられ、第１内側壁部２４に対して直交する方向に延びるプレートである。本実施形態では、第１吹上防止部４８は、第１導出口３１の開口下端に沿うように配置されている。すなわち、第１吹上防止部４８は、ガスの流れを阻止しない位置に配置されている。第１吹上防止部４８の幅は第１導出口３１の幅と同じである。第１外側壁部２３と第１内側壁部２４との間の間隔をＤとした場合、第１吹上防止部４８の長さＬは、１／３〜１／４Ｄである。

図２ないし図４に示すように、アフタークーラ５０の第２天壁部５２の内面側には、第２ケーシング５１の内部にガスを導入する第２導入口５７ａ，５７ｂが設けられている。第２導入口５７ａ，５７ｂは水平方向（第２ケーシング５１の長手方向）の略中央に配置されている。第２導入口５７ａの導入方向は前記水平方向一側（第２閉塞部６７側）である。第２導入口５７ｂの導入方向は前記水平方向他側（第２取付部６６側）である。第２導入口５７ａ，５７ｂは、開口した側から見て略半円状である。図１Ａに示すように、共通天壁部８４には、高段側スクリュ圧縮機の吐出側と接続される導入側第２接続口５８が設けられている。導入側第２接続口５８は、第２天壁部５２の長手方向の中央に配置されている。第２ケーシング５１の内部には、導入側第２接続口５８と第２導入口５７ａ，５７ｂとを接続する導入側第２連通路５９が設けられている。

図２、及び図４に示すように、アフタークーラ５０の第２外側壁部５３の第２底壁部５５側には、第２ケーシング５１の内部からガスを導出する第２導出口６１が設けられている。第２導出口６１は前記水平方向他側（第２取付部６６側）に配置されている。第２導出口６１は略矩形状の開口である。第２導出口６１の水平方向の長さ（幅）は上下方向の長さ（高さ）よりも長い。第２導出口６１には、圧縮空気の供給先（図示せず）と接続される導出側第２接続口６２が設けられている。

図１Ａに示すように、アフタークーラ５０には、インタークーラ２０と同様に、第２取付部６６、基端側カバー９３、第２閉塞部６７、及び第２先端側カバー９４Ｂが設けられている。第２取付部６６には、第２冷却部（熱交換器）６５の冷却水流路に冷却水を流入させるための第２流入ポート（図示せず）と、冷却水流路から冷却水を流出させるための第２流出ポート６９とを備えた基端側カバー９３が設けられている。具体的には、基端側カバー９３は第２取付部６６に対して液密性を保持するように取り付けられている。第２流出ポート６９は、第２流入ポート（図示せず）よりも上方に配置されている。また、アフタークーラ５０には、第２ケーシング５１の先端側第２開口５１２を閉塞して開口５１２に対する気密性を保持する第２閉塞部６７が設けられている。この第２閉塞部６７は、第２冷却部（熱交換器）６５の先端側において、冷却水流路から第２ケーシング５１の内部へ冷却水が漏洩することを防止するシール機能を更に備えている。また、第２閉塞部６７には、第２先端側カバー９４Ｂが設けられている。具体的には、第２先端側カバー９４Ｂは第２閉塞部６７に対して液密性を保持するように取り付けられている。

第２流入ポート（図示せず）は、冷却水の供給部（図示せず）と接続されている。第２流出ポート６９は、冷却水の排水部（図示せず）と接続されている。排水部は、供給部と接続して循環流路を形成してもよい。

アフタークーラ５０の第２ケーシング５１に取り付けられる第２冷却部６５は、インタークーラ２０の第１ケーシング２１に取り付けられる第１冷却部３５と同様に構成されている。第２冷却部６５の各冷却管（図示せず）の始端開口部は、第２取付部６６の第２流入ポート（図示せず）に接続されている。第２冷却部６５の各冷却管（図示せず）の終端開口部は、第２取付部６６の第２流出ポート６９に接続されている。

なお、図１Ａに示す例では、第１取付部３６と第２取付部６６に取り付けられる基端側カバー９３が一体的に構成されている。しかしながら、基端側カバー９３は、それぞれの取付部３６，６６毎に取り付けられるように個別に構成されていてもよい。また、第１閉塞部３７と第２閉塞部６７には、先端側カバー９４Ａ，９４Ｂがそれぞれ個別に取り付けられている。しかしながら、第１閉塞部３７と第２閉塞部６７に取り付けられる先端側カバー９４Ａ，９４Ｂは、一体的に構成されていてもよい。

図６Ａに示す第１ドレン回収部４３と同様に、第２ケーシング５１の第２底壁部５５には、第２ドレン回収部（図示せず）が設けられている。

第２ケーシング５１には、第１ケーシング２１と同様に、第２排出部７５、第２電磁弁７６、及び第２排水孔７７が設けられている。

第２外側壁部５３には、インタークーラ２０の第１吹上防止部４８と同様に、第２吹上防止部材（図示せず）が設けられている。

以上の構成からなる本発明のガスクーラ１０の動作について説明する。

低段側スクリュ圧縮機の吐出側からインタークーラ２０の導入側第１接続口２８へガス（圧縮空気）が送気される。図６Ａに示すように、導入側第１接続口２８を通して第１導入口２７から導入されたガス（圧縮空気）は、内部空間へ導入され、上方から第１冷却部３５へ送られる。第１冷却部３５へ送られたガスは、図７Ｂに示すように、フィン４１，４１に沿って上から下へと移動する。その際、ガスは第１冷却部３５の冷却管４０の外面及びフィン４１と接触することにより、冷却管４０内部の冷却水と熱交換して冷却される。冷却されたガス中の水分は、液滴となり、冷却管４０及びフィン４１を伝って、第１底壁部２５へと落下する。また、冷却管４０及びフィン４１に付着した一部の液滴は、上から下へと流れるように誘導されたガスにより、落下が促進される。第１底壁部２５上に落下した液滴はドレン水となる。そして、ドレン水は、第１底壁部２５に沿って移動するガスから推進力を得て、第１吹上防止部４８の下方の第１ドレン回収部４３へと送られる。

図８Ａ及び図８Ｂに示すように、インタークーラ２０内を第１底壁部２５に沿って移動するガスは、第１吹上防止部４８の上側に沿って前進し、第１導出口３１から流出する。第１導出口３１から流出したガスは、導出側第１連通路３３、導出側第１接続口３２を通って、高段側スクリュ圧縮機の吸込側へ送られる。ガスが第１導出口３１から流出する際、図９Ａに示すように、ガスは、第１ドレン回収部４３のドレン水を随伴しない。すなわち、第１ドレン回収部４３に回収されたドレン水は、第１ドレン回収部４３から第１導出口３１へ吹き上げられることが防止される。なお、インタークーラ２０に第１吹上防止部４８が設けられていない場合、図９Ｂに示すように、第１ドレン回収部４３のドレン水は、ガスによって第１導出口３１へ吹き上げられる。すなわち、ガスは、第１ドレン回収部４３のドレン水を随伴し、第１導出口３１から流出する。

アフタークーラ５０では、高段側スクリュ圧縮機の吐出側から導入側第２接続口５８へガス（圧縮空気）が導入される。導入されたガスは、第２導入口５７ａ，５７ｂを通って、第２導出口６１から導出される。導出されたガスは、導出側第２接続口６２へと送られ、圧縮空気の供給先（図示せず）に供給される。

アフタークーラ５０内部における構成および動作もインタークーラ２０内部における構成および動作と同様であるので、その説明を省略する。

上記の構成によれば、第１導入口２７を第１冷却部３５の上方に配置し、第１冷却部３５にフィン４１を設けて第１導入口２７から導入されたガスが上から下に向かって流れ易くなるようにしているので、ガスの冷却効率、及びドレン分離効率を向上させることができる。すなわち、第１導入口２７から導入したガスの流れが降下流となるようにガスを誘導することができ、ガスの冷却効率、及びドレン分離効率を向上させることができる。また、第１導入口２７から第１導出口３１に向かって第１冷却部３５を斜め方向に横切るような最短ルートのガス流れがなくなるので、ガスの冷却効率、及びドレン分離効率を向上させることができる。

第１冷却部３５を、第１導入口２７よりも下方、かつ第１導出口３１よりも上方に配置しているので、第１導入口２７から導入したガスを第１冷却部３５で十分に冷却できる。特に、第１導入口２７を、第１ケーシング２１の長手方向の水平方向一側に配置し、第１導出口３１を水平方向他側に配置しているので、第１ケーシング２１の上部側の空間２１３を設けてガスの流路を拡張させることによりガスの流速を落とすことができ、ガスを十分に冷却できる。したがって、第１冷却部３５でガス中の水分を十分に凝縮させることができ、ガスから水分を十分に分離することができる。したがって、ガスの冷却効率、及びドレン分離効率を向上させることができる。そして、第１冷却部３５を通るガスの降下流により、第１冷却部３５で凝縮したガス中の水分を第１底壁部２５に容易に落下させることができる。なお、第１導入口２７は、第１ケーシング２１の内部に導入するガスを第１導出口３１に対して一旦遠ざける方向へ流す向きに開口している。したがって、導入口から導入されたガスが導出口までの最短ルートで流れる量を減少させることができ、より効果的なガス冷却ができる。

第１底壁部２５に落下した水分、すなわちドレン水は、第１底壁部２５に沿って移動するガスによって第１導出口３１に隣接し第１吹上防止部４８の下方に位置する第１ドレン回収部４３に移動させることができる。特に、第１吹上防止部４８を、第１導出口３１より下方、かつ第１ドレン回収部４３の直上に位置するように、第１内側壁部２４に配置しているので、第１ドレン回収部４３に回収されたドレン水が、流れるガスによって第１導出口３１へ吹き上げられて前記ガスに随伴されることを防止できる。したがって、インタークーラ２０の下流側に接続された装置、すなわち、高段側スクリュ圧縮機にドレン水を流入させることを回避できる。したがって、ドレン水流入による装置（高段側スクリュ圧縮機）の損傷を回避できる。また、ガスの流路を第１吹上防止部４８の上方に形成し、ドレン水の流路を第１吹上防止部４８の下方に形成しているので、空気圧損の発生、すなわち性能低下を回避できる。

第１ドレン回収部４３の凹部に回収されたドレン水は、第１電磁弁４６を開弁することにより、第１排出部４５から自動で排水できる。

また、アフタークーラ５０の下流側に接続された圧縮空気の供給先にドレン水を持ち越すことを回避できる。したがって、ドレン水持ち越しによる圧縮空気の供給先での不具合を回避できる。

本発明によれば、第１導出口３１に隣接するようにガスクーラ１０の内部の底部側の空間２１４に第１ドレン回収部４３を設け、該第１ドレン回収部４３の上方にドレン水の外部への流出を防止する第１吹上防止部４８を設けることにより、外部でのドレンセパレータの配管連結の必要性を排除できるので、組立性を向上させることができる。また、ガスクーラ１０は、外部の連結部を増加させない構造であるため、ガス漏れのリスクの増大を回避でき、ガス漏れによる性能低下を防止できる。

さらに、第１吹上防止部４８をプレートにより設けているので、簡易な構成で第１底壁部２５のドレン水の吹き上がりを防止できる。ガスクーラ１０の外部に、独立したドレンセパレータを設けることなく、冷却機能と水分除去機能とを有する装置を簡易に構成できる。部品点数を削減でき、前記装置のコストを低減できる。ガスクーラ１０の下流にドレンセパレータを設ける必要性を排除できるので、ガス流路の圧損の増加を回避でき、スクリュ圧縮機の性能低下を回避できる。

なお、本発明のガスクーラ１０は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、以下に例示するように、種々の変更が可能である。

第１吹上防止部４８は、第１ケーシング２１と一体的に形成してもよいし、第１ケーシング２１と別体で形成してもよい。

第１吹上防止部４８の幅は、第１導出口３１の幅よりも広くてもよい。また、第１吹上防止部４８の長さは、上記実施形態における長さよりも長くてもよいし、短くてもよい。

第１ドレン回収部４３は、第１底壁部２５上の平面領域であってもよい。すなわち、第１ドレン回収部４３は、凹部を有していなくてもよい。

第１吹上防止部４８は、パンチングメタルプレートであってもよい。この構成によれば、第１冷却部３５から第１吹上防止部４８の上面に滴下したドレン水を第１ドレン回収部４３に落下させることができる。

第１吹上防止部４８は、第１導出口３１の周縁部に沿って当該周縁部からドレン回収部の上方まで延設された筒状部材であってもよい。

第１吹上防止部４８は、第１導出口３１を閉塞するとともに、第１冷却部３５の下方の空間と導出側第１連通路３３とを連通する連通孔を有する円柱部材または角柱部材であってもよい。

本発明のガスクーラは、単体のインタークーラ２０と単体のアフタークーラ５０とを連結したものであってもよいし、インタークーラ２０、及びアフタークーラ５０のいずれか一方のみであってもよい。

本発明のガスクーラでは、ケーシングの内部に導入するガスを導出口に対して一旦遠ざける方向へ流す向きに導入口を開口させる場合、導入口をケーシングの一端側と他端側の中程に設けてもよい。

１０ ガスクーラ
２０ インタークーラ（第１ガスクーラ）
２１ 第１ケーシング
２１１ 基端側第１開口
２１２ 先端側第１開口
２１３ 上部側第１空間
２１４ 底部側第１空間
２２ 第１天壁部
２３ 第１外側壁部
２４ 第１内側壁部
２５ 第１底壁部
２６ 第１支持リブ
２７ 第１導入口
２８ 導入側第１接続口
２９ 導入側第１連通路
３１ 第１導出口
３２ 導出側第１接続口
３３ 導出側第１連通路
３５ 第１冷却部（熱交換器）
３６ 第１取付部
３７ 第１閉塞部
３８ 第１流入ポート
３９ 第１流出ポート
４０ 冷却管（冷却水流路）
４１ フィン
４２ シールプレート
４３ 第１ドレン回収部
４５ 第１排出部
４６ 第１電磁弁
４７ 第１排水孔
４８ 第１吹上防止部
５０ アフタークーラ（第２ガスクーラ）
５１ 第２ケーシング
５１１ 基端側第２開口
５１２ 先端側第２開口
５１３ 上部側第２空間
５１４ 底部側第２空間
５２ 第２天壁部
５３ 第２外側壁部
５４ 第２内側壁部
５５ 第２底壁部
５６ 第２支持リブ
５７，５７ａ，５７ｂ 第２導入口
５８ 導入側第２接続口
５９ 導入側第２連通路
６１ 第２導出口
６２ 導出側第２接続口
６５ 第２冷却部（熱交換器）
６６ 第２取付部
６７ 第２閉塞部
６９ 第２流出ポート
７５ 第２排出部
７６ 第２電磁弁
７７ 第２排水孔
８０ 中間部
８１ 中間天壁部
８２ 中間底壁部
８４ 共通天壁部
８５ 共通底壁部
８６ 連結スペーサ
８７ 開放部分
８９ 側壁部分
９０ 側壁部分
９３基端側カバー
９４Ａ 第１先端側カバー
９４Ｂ 第２先端側カバー

Claims (9)

1. 底壁部、及び該底壁部から立ち上がる側壁部を有するケーシングと、
   前記ケーシングの内部にガスを導入する導入口と、
   前記側壁部の前記底壁部側に設けられ、前記ケーシングの内部から前記ガスを導出する導出口と、
   前記ケーシングに収容され、前記ガスを冷却する冷却部と、
   少なくとも一部が前記導出口に隣接するように前記底壁部に設けられ、前記冷却部による冷却により前記ガス中の水分が凝縮したドレン水を回収するドレン回収部と、
   前記導出口が設けられた前記側壁部と交差する方向に延びるように、前記ドレン回収部の上方に配置された吹上防止部と
   を備えるガスクーラ。
2. ケーシングと、
   前記ケーシングの内部に収容され、ガスを冷却する冷却部と、
   前記冷却部に設けられ、前記冷却部を通過する前のガスが流通する上部側の空間と前記冷却部を通過した後のガスが流通する底部側の空間とに、前記ケーシングの内部を区画するシールプレートと、
   前記ケーシングの前記上部側の空間に前記ガスを導入する導入口と、
   前記ケーシングの前記底部側の空間から前記ガスを導出する導出口と、
   少なくとも一部が前記導出口に隣接するように当該導出口より低位置となる前記ケーシングの底部に設けられ、前記冷却部による冷却により前記ガス中の水分が凝縮したドレン水を回収するドレン回収部と、
   前記導出口と隣接する前記ドレン回収部の上方を覆うように、前記導出口と前記ドレン回収部とが隣接する位置に配置された吹上防止部と
   を備えるガスクーラ。
3. 前記ドレン回収部は排水孔を有する凹部であり、
   前記排水孔に連結され、前記ドレン水を外部に排出する排出部と、
   前記排出部に設けられ、開閉が制御装置により制御される電磁弁と
   を備える、請求項１または２に記載のガスクーラ。
4. 前記冷却部は内部を冷却水が流通する複数の冷却水流路を備えた熱交換器であり、
   前記導入口は前記熱交換器の上方に配置されており、
   前記ガスの流れが降下流となるように、前記複数の冷却水流路の間にガス流路が設けられている、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のガスクーラ。
5. 前記熱交換器は、前記ガス流路に配備され、上下方向に前記ガスの流れを誘導しながら当該ガスを冷却する複数のフィンを備える、請求項４に記載のガスクーラ。
6. 前記複数の冷却水流路は、前記ケーシングの水平方向一側から水平方向他側に向かって延びる直線部分を有し、当該直線部分が互いに平行な複数の冷却管で構成されており、
   前記複数のフィンは、前記ケーシングの水平方向一側から水平方向他側に向かって互いに間隔をあけて配置され、前記冷却管と一体的に構成されており、
   前記導入口は前記水平方向一側に配置され、
   前記導出口は前記水平方向他側に配置されている、請求項５に記載のガスクーラ。
7. 前記導入口は、前記ケーシングの内部に導入するガスを前記導出口に対して一旦遠ざける方向へ流す向きに開口している、請求項１ないし６のいずれか１項に記載のガスクーラ。
8. 前記吹上防止部は、前記導出口の下端に沿って設けられたプレートである、請求項１ないし７のいずれか１項に記載のガスクーラ。
9. 前記プレートは、パンチングメタルプレートである、請求項８に記載のガスクーラ。

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