(57)【要約】【課題】設置高さ・設置スペースを最小限に抑えつつ効果的に冷却・除湿を行うことが可能な横型ドレインセパレータ及び冷却・除湿ユニットを提供する。【解決手段】ドレインセパレータ１は、略横型筒状で、内部を冷却室２とするケーシング３と、ケーシング３の一側部３ａ側下方に開口して冷却室２内に気体Ｇを供給する吸気ダクト４と、ケーシング３の他側部３ｂ側上方に開口して冷却室２内の気体Ｇを排出する排気ダクト５と、冷却室２内の吸気ダクト４から排気ダクト５までの流通経路Ｓに設けられ、吸気ダクト４から流入する気体Ｇを冷却する横型ガスクーラ６と、冷却室２内の流通経路Ｓで、ガスクーラ６と排気ダクト５との間に設けられ、気体Ｇの除湿を行うミストセパレータ７とを備え、ガスクーラ６及びミストセパレータ７のそれぞれは、気体Ｇの流入面６ａ、７ａ及び流出面６ｂ、７ｂが水平面に対して傾斜するようにして冷却室２内に配設されている。【選択図】図１
2010012373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略横型筒状で、内部を冷却室とするケーシングと、
該ケーシングの一側部側下方に開口して前記冷却室内に気体を供給する吸気ダクトと、
前記ケーシングの前記一側部側と反対の他側部側上方に開口して前記冷却室内の気体を排出する排気ダクトと、
前記冷却室内の前記吸気ダクトから前記排気ダクトまでの流通経路に設けられ、前記吸気ダクトから流入する気体を冷却する横型ガスクーラと、
前記冷却室内の前記流通経路で、前記ガスクーラと前記排気ダクトとの間に設けられ、気体の除湿を行うミストセパレータとを備え、
前記ガスクーラ及び前記ミストセパレータのそれぞれは、気体の流入面及び流出面が水平面に対して傾斜するようにして前記冷却室内に配設されていることを特徴とするドレインセパレータ。
【請求項２】
請求項１に記載のドレインセパレータにおいて、
前記ガスクーラは、一端部が、前記ケーシングの前記一側部側の鉛直方向略中央に固定されているとともに、他端部が、前記ケーシングの前記他側部側下方に固定され、
前記ミストセパレータは、一端部が、前記ケーシングの前記一側部側上方に固定されているとともに、他端部が、前記ケーシングの前記他側部側の鉛直方向略中央に固定されていることを特徴とするドレインセパレータ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のドレインセパレータを備えることを特徴とする冷却・除湿ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体の冷却及び除湿を行う横型ドレインセパレータ及び該ドレインセパレータを搭載した冷却・除湿ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、大気や天然ガスなど様々な気体について、冷却及び除湿を行うドレインセパレータが知られており、例えば、圧縮機によって供給される圧縮気体を冷却・除湿を行って次工程に供給する際などに用いられている。このようなドレインセパレータは、より具体的には、内部を冷却室とする横置き筒状のケーシングと、ケーシング上部一端側に開口した吸気ダクトと、ケーシング上部他端側に開口した排気ダクトと、冷却室内に配設されて吸気ダクトから流入する気体を冷却する横型ガスクーラと、ガスクーラで冷却された気体の除湿を行って排気ダクトに送るミストセパレータとを備えている（例えば、特許文献１参照）。このような横型ドレインセパレータでは、冷却室内において、吸気ダクトから供給されて一端部上方から下方に向かって流入する気体は、一端部側から他端部側へ流通する過程においてガスクーラによって冷却される。そして、冷却された気体は、ミストセパレータを通過することで除湿され、除湿により分離された液分は下方へ流下する一方、除湿された気体は上方の排気ダクトへ送られて、次工程に供給されることとなる。
【特許文献１】特開平９−１７７５６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１のような横型ドレインセパレータでは、吸気ダクトと排気ダクトとがともに上部に開口しているため、全体にわたって上方にダクトを配管するためのスペースを確保する必要があり、設置スペースが大きくなってしまう問題があった。また、ミストセパレータによって気体から分離した液分は、当該気体が上方へ流通するのと対向するようにして下方へ流下することとなり、これによりミストセパレータ内における気体の流通する面積が減少して、流速が増大することで除湿効率が低下することがあった。効果的に除湿を行うためには、ミストセパレータの設置面積を大きくする必要があるが、この場合には、装置全体が大型化して設置スペースが大きくなってしまい、あるいは、冷却室内におけるガスクーラの設置範囲が縮小して効果的に冷却を行うことができなくなってしまう問題があった。
【０００４】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、設備高さ・設置スペースを最小限に抑えつつ効果的に冷却・除湿を行うことが可能なドレインセパレータ及び冷却・除湿ユニットを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明は、略横型筒状で、内部を冷却室とするケーシングと、該ケーシングの一側部側下方に開口して前記冷却室内に気体を供給する吸気ダクトと、前記ケーシングの前記一側部側と反対の他側部側上方に開口して前記冷却室内の気体を排出する排気ダクトと、  前記冷却室内の前記吸気ダクトから前記排気ダクトまでの流通経路に設けられ、前記吸気ダクトから流入する気体を冷却する横型ガスクーラと、前記冷却室内の前記流通経路で、前記ガスクーラと前記排気ダクトとの間に設けられ、気体の除湿を行うミストセパレータとを備え、前記ガスクーラ及び前記ミストセパレータのそれぞれは、気体の流入面及び流出面が水平面に対して傾斜するようにして前記冷却室内に配設されていることを特徴としている。
【０００６】
この構成によれば、一方の吸気ダクトを一側部下方に開口させつつ、他方の排気ダクトを他側部上方に開口させることで、上方の配管スペースを最小限とすることができる。そして、吸気ダクトから流入し、排気ダクトへ流出する冷却室内における気体の流通経路は、吸気ダクト及び排気ダクトの位置関係によりケーシングの一側部側下方側から他側部側上方側へ傾斜するものとなる。ここで、ガスクーラ及びミストセパレータのそれぞれは、流入面及び流出面が水平面に対して傾斜するようにして配設されているので、流通経路に沿って気体を効率良く流通させて冷却及び除湿を行うことができ、それ故に冷却室の容量を最小限とすることができる。さらに、ミストセパレータでは、流入面及び流出面が傾斜するように配設されていることで、分離した液分は、傾斜した流通経路に沿って流通する気体に対して交差するように流入面に沿って排出されることとなる。このため、分離した液分によって阻害されてしまうことなく気体を流通させることができ、効果的に気体の除湿を行うことができる。
【０００７】
また、上記のドレインセパレータにおいて、前記ガスクーラは、一端部が、前記ケーシングの前記一側部側の鉛直方向略中央に固定されているとともに、他端部が、前記ケーシングの前記他側部側下方に固定され、前記ミストセパレータは、一端部が、前記ケーシングの前記一側部側上方に固定されているとともに、他端部が、前記ケーシングの前記他側部側の鉛直方向略中央に固定されていることがより好ましい。
【０００８】
この構成によれば、ガスクーラが一端部でケーシングの一側部側の鉛直方向略中央に固定され、他端部でケーシングの他側部側下方に固定されていることで、ケーシングの一側部側下方において、吸気ダクトの開口をガスクーラの下方となる範囲で最大限に確保することができる。このため、吸気ダクトから供給される気体の流量を最大限確保することができるとともに、供給された気体をガスクーラに流入面から効率良く流通させることができる。また、ミストセパレータが、一端部でケーシングの一側部側上方に固定され、他端部でケーシングの他側部側の鉛直方向略中央に固定されていることで、ガスクーラと干渉しないように配置することができるとともに、ケーシングの他側部側上方において、排気ダクトの開口をミストセパレータの上方となる範囲で最大限に確保することができる。このため、ミストセパレータで除湿され流出面から流出される気体を排気ダクトに効率良く流通させることができる。
【０００９】
また、本発明の冷却・除湿ユニットは、上記のドレインセパレータを備えることを特徴としている。
この構成によれば、ユニット全体の小型化を図りつつ、効率良く気体の冷却・除湿を行うことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のドレインセパレータでは、ガスクーラ及びミストセパレータを上記のとおり傾斜して配設することにより、設置スペースを最小限に抑えつつ効果的に冷却・除湿を行うことができる。
また、本発明の冷却・除湿ユニットでは、上記ドレインセパレータにより、ユニット全体の小型化を図りつつ、効率良く気体の冷却・除湿を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施形態を図１に基づいて説明する。図１に示すように、本実施形態のドレインセパレータ１は、横型で、例えば、圧縮機から排出される圧縮空気を冷却するとともに、除湿を行って次工程に供給するのに用いられるものであり、略横型円筒状で内部を冷却室２とするケーシング３と、冷却室２内に気体Ｇを供給する吸気ダクト４と、冷却室２内から気体Ｇを排出する排気ダクト５と、冷却室２内に設けられた横型ガスクーラ６及びミストセパレータ７とを備える。吸気ダクト４は、ケーシング３の一側部３ａ側下方に水平方向Ｘに沿って取り付けられて、冷却室２内に開口している。また、排気ダクト５は、ケーシング３の一側部３ａと反対側の他側部３ｂ側上方に鉛直方向Ｙに沿って取り付けられて、冷却室２内に開口している。そして、吸気ダクト４及び排気ダクト５の位置関係により吸気ダクト４から供給され排気ダクト５に排出される気体Ｇの冷却室２内における流通経路Ｓは、一側部３ａ側下方から他側部３ｂ側上方へ傾斜するように設定されている。
【００１２】
また、ガスクーラ６は、冷却室２内の流通経路Ｓ上に設けられて流通する気体Ｇを冷却するものである。このようなガスクーラ６は、図示しないが、例えば、ケーシング３の軸方向（紙面奥行き方向）に延設され、内部に冷却液が流通する多数の冷却管と、ケーシング３の内面に固定されて多数の冷却管を支持するバッフルプレートとで構成されている。そして、ガスクーラ６は、ケーシング３の内面において、一端部６ａが一側部３ａ側鉛直方向Ｘ略中央となる位置で固定されているとともに、他端部６ｂが他側部３ｂ側下方となる位置で固定されていることで、吸気ダクト４から供給される気体Ｇが流入する流入面６ｃ及び流出する流出面６ｄが水平面に対して傾斜するように配設されている。また、ミストセパレータ７は、略コの字状の一対のサポート部材８により、ケーシング３の内面において、一端部７ａが一側部３ａ側上方に固定されているとともに、他端部７ｂが他側部３ｂ側の鉛直方向略中央に固定されていることで、ガスクーラ６で冷却された気体Ｇが流入する流入面７ｃ及び流出する流出面７ｄが水平面に対して傾斜し、ガスクーラ６と略平行となるように配設されている。ここで、ガスクーラ６及びミストセパレータ７のそれぞれの流入面６ａ、７ａ及び流出面６ｂ、７ｂの水平面に対する傾斜角度θ６、θ７としては、２０度〜５０度であることが好ましく、特に３０度程度であることがより好ましい。
【００１３】
次に、この実施形態のドレインセパレータ１の作用について説明する。図１に示すように、吸気ダクト４から冷却室２内に供給された気体Ｇは、流通経路Ｓに沿って、ガスクーラ６に流入面６ｃから流入して冷却され、流出面６ｄから流出する。そして、ガスクーラ６によって冷却された気体Ｇは、温度条件、気圧条件等に応じて過飽和状態となり、下流側のミストセパレータ７に流入面７ｃから流入して除湿され、流出面７ｄから流出することとなり、除湿された気体Ｇは、排気ダクト５により排出されることとなる。
【００１４】
ここで、ガスクーラ６及びミストセパレータ７のそれぞれは、流入面６ａ、７ａ及び流出面６ｂ、７ｂが水平面に対して傾斜するようにして配設されているので、流通経路Ｓに沿って気体Ｇを効率良く流通させて冷却及び除湿を行うことができる。このため、ガスクーラ６及びミストセパレータ７は必要な能力を確保しつつ最小限の大きさにできるとともに、吸気ダクト４からガスクーラ６へ、また、ミストセパレータ７から排気ダクト５への流通スペースを、導入路などを別途設けずに最小限の大きさとすることができ、冷却室２の容量を最小限とすることができる。また、本実施形態のドレインセパレータ１では、吸気ダクト４を一側部３ａ下方に開口させつつ、排気ダクト５を他側部３ｂ上方に開口させることで、装置上方の配管スペースを最小限とすることができる。以上のように、本実施形態のドレインセパレータ１では、吸気ダクト４、排気ダクト５、ガスクーラ６及びミストセパレータ７の設置位置により、冷却、除湿を効果的に行うことを可能としつつ、装置全体の省スペース化を図ることができる。
【００１５】
特に、本実施形態では、ガスクーラ６が、一端部６ｃでケーシング３の一側部３ａ側の鉛直方向Ｙ略中央に固定され、他端部６ｂでケーシング３の他側部３ｂ側下方に固定され、好ましくは傾斜角度θ６を２０度から５０度の範囲としている。このため、ケーシング３の一側部３ａ側下方において、吸気ダクト４の開口をガスクーラ６の下方となる範囲で最大限に確保することができる。これにより、吸気ダクト４から供給される気体Ｇの流量を最大限確保することができるとともに、供給された気体Ｇをガスクーラ６に流入面６ａから効率良く流通させることができる。また、ミストセパレータ７が、一端部７ｃでケーシング３の一側部３ａ側上方に固定され、他端部７ｂでケーシング３の他側部３ｂ側の鉛直方向Ｙ略中央に固定されていて、好ましくは傾斜角度θ７を２０度から５０度の範囲としていることで、ガスクーラ６と干渉しないように配置することができ、また、ケーシング３の他側部３ｂ側上方において、排気ダクト５の開口をミストセパレータ７の上方となる範囲で最大限に確保することができる。このため、ミストセパレータ７で除湿され流出面７ｂから流出される気体Ｇを排気ダクト５に効率良く流通させることができる。さらに、ミストセパレータ７では、流入面７ｃ及び流通面７ｄが傾斜するように配設されていることで、気体Ｇから分離した液分Ｒは、傾斜した流通経路Ｓに沿って流通する気体Ｇに対して交差するように流入面７ｃに沿って排出されることとなる。このため、分離した液分Ｒによって阻害されてしまうことなく気体Ｇを流通させることができ、効果的に気体Ｇの除湿を行うことができる。
【００１６】
図２は、本実施形態のドレインセパレータ１を搭載した冷却・除湿ユニットの一例を示している。図２に示すように、ユニット１０は、例えば、化学プラントなどにおいて気体を圧縮、冷却、除湿して供給する装置であり、支持フレーム１１と、気体Ｇを圧縮するための複数の圧縮機１２と、圧縮機１２の動力源である蒸気タービン１３と、各圧縮機１２から排出される圧縮された気体Ｇを冷却、除湿する複数のドレインセパレータ１とを備える。支持フレーム１１は、蒸気タービン１３及び複数の圧縮機１２を支持する上部フレーム１１ａと、上部フレーム１１ａの下方で各ドレインセパレータ１を支持する下部フレーム１１ｂとを有する。また、圧縮機１２は、本実施形態では、例えば、第一の圧縮機１２Ａと第二の圧縮機１２Ｂと二つ備え、上部フレーム１１ａ上で蒸気タービン１３と回転軸１４によって直列に接続されている。また、ドレインセパレータ１は、本実施形態では第一の圧縮機１２Ａから供給される気体Ｇを冷却・除湿し、第二の圧縮機１２Ｂに供給する第一のドレインセパレータ１Ａと、第二の圧縮機１２Ｂから供給される気体Ｇを冷却・除湿し、外部設備に供給する第二のドレインセパレータ１Ｂと、圧縮機１２と対応して二つ備えている。
【００１７】
そして、ユニット１０では、蒸気タービン１３を駆動させることで、まず、第一の圧縮機１２Ａにより気体Ｇを圧縮して、圧縮された気体Ｇは、対応する第一のドレインセパレータ１Ａに送出され、冷却、除湿される。冷却・除湿された気体Ｇは、第二の圧縮機１２Ｂに送出され、第二の圧縮１２Ｂでさらに圧縮されることとなる。そして、第二の圧縮機１２Ｂで圧縮された気体Ｇは、対応する第二のドレインセパレータ１Ｂに送出されて、第二のドレインセパレータ１Ｂで冷却・除湿され、外部設備に供給されることとなる。ここで、本実施形態では、ユニット１０において、ドレインセパレータ１を搭載していることで、各ドレインセパレータ１の吸気ダクト４及び排気ダクト５を各圧縮機１２と接続するために曲管を配設する必要性を最小限に抑えることができる。すなわち、曲管配置のためのスペースを確保する必要性を最小限とすることができ、これによりドレインセパレータ１自体で小型化を図ることができる効果と相俟って、ユニット１０全体の小型化を図ることができ、結果、低コスト化、また、ユニット全体としての輸送性の向上も図ることができる。
【００１８】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態のドレインセパレータの概要を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態のドレインセパレータを搭載したユニットの一例を示す側面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  ドレインセパレータ
２  冷却室
３  ケーシング
４  吸気ダクト
５  排気ダクト
６  ガスクーラ
７  ミストセパレータ
１０  ユニット
Ｇ  気体
【図１】
2010012373.tif 000003
【図２】
2010012373.tif 000004