(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮ガスが流通されるクーラシェル内にその圧縮ガスを冷却するためのガスクーラを上下で所定の隙間をもって挿入すると共に、上記ガスクーラの上下に上記隙間をシールして上記クーラシェル内を高温側と低温側とに仕切る上側及び下側シール部を設けた圧縮機のガスクーラのシール部構造において、上記シール部を、上記ガスクーラの上下に設けられた断面Ｌ字状のシール取付板に、ステンレス製シール板とこれに重ね合わされるステンレス製補強板とを取り付けて構成し、他方クーラシェルの底面部と上面部の内壁に、挿入後の上記シール部を挟むように突出して一対の凸部をそれぞれ形成し、かつ、ガスクーラの下方の上記シール取付板が上記下方の凸部上を摺動するように形成されたことを特徴とする圧縮機のガスクーラのシール部構造。
【請求項２】
上記クーラシェルは仕切板で仕切られると共に、アフタークーラとインタークーラの二つのガスクーラが、フロントヘッダに一体に設けられ、その二つのガスクーラの上下に上記シール部が設けられると共に、その各シール部を挟むようにクーラシェルの底面部と上面部とに一対の凸部がそれぞれ形成され、これら二つのガスクーラが上記クーラシェルに挿入される請求項１記載の圧縮機のガスクーラのシール部構造。
【請求項３】
上記シール部は、上記ガスクーラの外周部からアール状に曲がって突出され、上記ステンレス製補強板は、上記シール板の内周側に重ね合わされ、上記シール板より短く形成された請求項１又は２記載の圧縮機のガスクーラのシール部構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は圧縮機のガスクーラのシール部構造に係り、特に、圧縮ガスが流通されるクーラシェルと、その内部に挿入されるガスクーラとの間をシールするためのシール部構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、工場等に設置される圧縮機は、外部空気を吸い込んで圧縮し、この高圧となった圧縮空気を各作業箇所に供給するものである。そしてこの圧縮過程において温度上昇があるため、圧縮機にはこれを冷却するためのガスクーラが設けられている。
【０００３】
図９、図１０は従来のガスクーラの取付状態を示し、ガスクーラａは圧縮機のケーシングＣに形成されたクーラシェルｂ内に抜き出し可能に挿入されている。クーラシェルｂ内には比較的高温の圧縮空気ｃが導入され、この圧縮空気ｃはガスクーラａを通過することにより冷却されて送出される。図示するガスクーラａはプレートフィン型であり、即ち、フロントヘッダｄとリアヘッダｅとの間には多数のプレートフィンｆが設けられ、これらプレートフィンｆを貫通してヘッダｄ，ｅ間を往復する冷却管ｇが設けられると共に、冷却管ｇには冷却水が流通されてプレートフィンｆ間を通過する圧縮空気ｃを冷却するようになっている。尚、プレートフィンｆのなす上面部及び下面部はバッフルｈで閉止され、圧縮空気ｃは側方から通過するようになっている。
【０００４】
クーラシェルｂはガスクーラａを所定の隙間をもって覆い、特に高温側から低温側への圧縮空気ｃの吹き抜けを防止すべく、上下のバッフルｈにはシール部ｉが形成されている。即ちシール部ｉは、クーラシェルｂ内を高温側と低温側との２室に仕切るためのものである。
【０００５】
シール部ｉは、ガスクーラａの上面部と下面部とから突出されたシール部材ｊにより形成され、シール部材ｉはシリコンゴム製の断面Ｘ字状とされてクーラシェルｂの上面及び底面壁に弾性的に当接される。クーラシェルｂの上面及び底面壁にはシール部材ｊを挟むように一対の凸部ｋが形成されてシール性の向上が図られている。なお、このゴム製シール部材ｊには断面Ｙ字状とされたものもある。
【０００６】
ガスクーラａはクーラシェルｂ内に水平方向に挿入されると共に、フロントヘッダｅがケーシングＣにボルト接続されることで片持ち支持されている。またこの挿入時、シール部材ｊは凸部ｋ間の溝内を滑ってガスクーラａのスライド移動を案内する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の場合だと、シール部材ｊがシリコンゴム製であるため耐熱性、耐腐蝕性に限界があり、耐熱温度としては  ２００°Ｃが限界で、使用ガスの種類によっては腐蝕が生じシールが悪化する問題がある。また経年劣化も著しいために長期間使用できないといった耐久性の問題もある。さらに、ガスクーラａの挿入時に大きな摩擦抵抗を生じ、挿入を容易に行えないなどの欠点もある。
【０００８】
一方これに代わって、耐熱性、耐腐蝕性等に優れたステンレス製のシール板を用いたものもあるが、従来これは１枚で使用していたため剛性や押し付けが弱く、またガスクーラａの挿入時に折れ曲ることがありシールが悪化する問題がある。
【０００９】
そこで、上記課題を解決すべく本発明は創案されたものであり、その目的は、剛性とシール性とを兼ね備え、ガスクーラの挿入を容易とする圧縮機のガスクーラのシール部構造を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、圧縮ガスが流通されるクーラシェル内にその圧縮ガスを冷却するためのガスクーラを上下で所定の隙間をもって挿入すると共に、上記ガスクーラの上下に上記隙間をシールして上記クーラシェル内を高温側と低温側とに仕切る上側及び下側シール部を設けた圧縮機のガスクーラのシール部構造において、上記シール部を、上記ガスクーラの上下に設けられた断面Ｌ字状のシール取付板に、ステンレス製シール板とこれに重ね合わされるステンレス製補強板とを取り付けて構成し、他方クーラシェルの底面部と上面部の内壁に、挿入後の上記シール部を挟むように突出して一対の凸部をそれぞれ形成し、かつ、ガスクーラの下方の上記シール取付板が上記下方の凸部上を摺動するように形成されたものである。
【００１１】
【作用】
上記構成によれば、ステンレス製シール板は、自身の弾性力とステンレス製補強板の押付力とによりクーラシェルとの隙間を確実にシールする。
【００１２】
【実施例】
以下本発明の好適実施例を添付図面に基づいて詳述する。
【００１３】
図５乃至図７は、本発明に係るガスクーラのシール部構造を適用した圧縮機の全体図である。圧縮機１は、遠心式の１段圧縮機２と２段圧縮機３とを原動機４で同軸駆動すると共に、吸入口５から外部空気を吸込んでこれを各圧縮機２，３で高圧とし、その高圧空気を吐出口６より吐出するものである。原動機４はギヤケース７内に収められた大径ギヤを回転させ、これには小径のピニオンギヤが接続されて各圧縮機２，３の羽根車を高速で同軸回転させる。これら圧縮機２，３や原動機４の下部にはクーラ収容部８が設けられ、これには２つのクーラシェルが隣接して設けられてそのそれぞれにガスクーラが収容されている。また圧縮機１には、吸入口５から吸込まれた外部空気を１段圧縮機２に導入するための吸気管９、ギヤケース７内に潤滑油を供給するための油圧装置１０、原動機４を制御するための制御盤１１なども設けられている。
【００１４】
図２はこの圧縮機１の構成を概略的に示す図である。クーラ収容部８には、鋳造のケーシングＣに区画形成された第１及び第２のクーラシェル１２，１３がそれぞれ仕切壁３７で仕切られて隣接して形成され、第１のクーラシェル１２には第１のガスクーラたるインタークーラ１４が、第２のクーラシェル１３には第２のガスクーラたるアフタークーラ１５がそれぞれ所定の隙間をもって中心位置に収容される。クーラシェル１２，１３は、圧縮機１の幅方向（図５，図６の左右方向）に沿って水平に伸長された直方体状とされ、その一端は開放されてガスクーラ１４，１５の挿入口１６，１７とされると共に、その挿入方向奥側に位置する他端は閉止され、さらにその奥側には潤滑油を溜めておくためのオイルタンク１８がクーラシェル１２，１３と垂直に延出して設けられている。
【００１５】
インタークーラ１４とアフタークーラ１５とは、前記従来例同様のプレートフィン型とされてフロントヘッダ２３が共用とされている。そしてそれぞれのクーラシェル１２，１３にはそれぞれのクーラ１４，１５が差し込まれて挿入され、フロントヘッダ２３が挿入口１６，１７周囲のケーシングＣ外壁にボルト止めされることでクーラ１４，１５は片持ち支持されるようになっている。なお、図７にはフロントヘッダ２３に設けられた冷却水の入口部２３ａと出口部２３ｂとが示されている。
【００１６】
図示するように、吸気管９から送られてきた空気は１段圧縮機２で１段圧縮され、通路１９を通じて第１のクーラシェル１２に送られてインタークーラ１４で最初の冷却がなされる。そしてこの空気は通路２０で２段圧縮機３に送られ、２段圧縮されて所定の高圧とされた後に通路２１を通じて第２のクーラシェル１３に送られる。さらにそこでアフタークーラ１５による最終的な冷却がなされた後、吐出管２２及び吐出口６を通じて外部に供給される。ここで第１及び第２のクーラシェル１２，１３内では、互いに反対方向となる内側から外側に向かって空気が流通されるようになっており、従ってクーラ１４，１５の上流側は高温側Ｈ、下流側は低温側Ｌとされて、これら高温側Ｈと低温側Ｌとを仕切るよう、クーラ１４，１５には後述するシール部が形成されている。
【００１７】
図３は、インタークーラ１４とアフタークーラ１５とを下方から見た斜視図である。ここでこれらクーラ１４，１５は、フロントヘッダ２３が共用とされて略同様の構成がなされるため、以下アフタークーラ１５についてのみ説明を行いインタークーラ１４に関しては省略することとする。
【００１８】
フロントヘッダ２３からはバンドル２４が延出されている。バンドル２４は、長方形状のプレートフィン２５をクーラ長手方向に沿って多数平行に並べ、これらに図示しない冷却管を貫通させて両者を一体的に溶接して構成されている。こうするとバンドル２４は長手方向に延出された箱状に形成されるが、さらにバンドル２４のフロントヘッダ２３の反対側端部にはリアヘッダ２６が設けられている。バンドル２４の上面部と下面部とには、圧縮空気を横方向のみに通過させるための上側バッフル２７と下側バッフル２８とが、バッフルリテーナ３１により挟持されて着脱自在に設けられている。クーラ長手方向に垂直な断面で見た場合、リアヘッダ２６は、バッフル２７，２８を含むバンドル２４よりもその断面が大きく、よってリアヘッダ２６はそのバンドル２４に対し上下左右に突出したような恰好となっている。そしてさらにバッフル２７，２８には、その幅中心に沿って、上方或いは下方のクーラシェル１３内壁との隙間をシールしてクーラシェル１３内を高温側と低温側とに仕切る上側及び下側シール部２９，３０が設けられている。
【００１９】
これらシール部２９，３０は上下対称的であるため下側シール部３０のみについて説明すると、図１も参照して、下側シール部３０は、下側バッフル２８に溶接され且つリアヘッダ２６にボルト止めされる断面Ｌ字状に折り曲げられたシール取付板３１に、実質的にシールを行うステンレス製シール板３３と、これに重ね合わされる２枚のステンレス製補強板３４，３５とが複数のボルト３２ａ，ナット３２ｂで取り付けられて主に構成される。なおリアヘッダ２６とバッフル２８との間には段差があることから、シール取付板３１はその端部が切り欠かれ折り曲げられてリアヘッダ２６にボルト３６で固定される。
【００２０】
図４に示すように、第１及び第２のクーラシェル１２，１３はそれぞれ仕切壁３７で仕切られて隣接されており、特にそれらの内壁には、挿入されるインタークーラ１４及びアフタークーラ１５の上側及び下側シール部２９，３０の位置に合わせてこれらを挟むよう一対の凸部３８が形成されている。凸部３８は、底面部、奥側の側面部、及び上面部（図示せず）に連続的に形成されて溝３９を区画形成し、そのうち奥側側面部に形成された溝３９ａにはリアヘッダ２６が当接されるゴム製リアシール４０が嵌合されている。そして底面部には、低温側に位置する一方の凸部３８に隣接してドレン溝４１も設けられる。これは高温側にドレン水が発生してもそれが空気の流通により低温側に移動されるからである。尚、ドレン溝４１に溜められたドレン水は図５乃至図７に示すドレン排出管４２より排出される。
【００２１】
図１に示すように、第２のクーラシェル１３内にアフタークーラ１５が挿入された場合、高温側Ｈに位置する一方の凸部３８にはリアヘッダ２６が載置され、アフタークーラ１５は挿入方向奥側の端部においても支持されるようになっている。（図８においても略示する）ここで、両方の凸部３８は等しい高さだけ底面部から突出され、このうち高温側Ｈの凸部３８にのみシール取付板３１が当接される。このため、低温側Ｌの凸部３８とリアヘッダ２６との間にはシール取付板３１の板厚分の隙間が生じるが、低温側Ｌの凸部３８の突出長を大きくしてリアヘッダ２６に当接させたり、スペーサを設けるなどして隙間が生じないような構成とすることもできる。またリアヘッダ２６の底面位置が下側バッフル２８よりも下方となるため、下側バッフル２８は凸部３８に当接しない。
【００２２】
特に、凸部３８間の溝３９には、前述したステンレス製のシール板３３及び補強板３４，３５が収容されている。図３も参照して、これらシール板３３及び補強板３４，３５は、クーラ長手方向に延出された帯状に形成されてシール取付板３１に取り付けられると共に、それら突出方向の長さがシール板３３、補強板３４、補強板３５といった順に順次短くなるよう形成されて、クーラ挿入前は互いに重ね合わされた高温側に向かうアール状に形成されている。そして図１の挿入状態では、外側に位置されたシール板３３が溝３９の内底面との弾性的な当接によりさらにきつく曲げられ、その曲がりによって内側の補強板３４，３５も曲げられると同時にシール板３３に当接方向への押付力を付加するようになっている。そして突出長が順次短くされることで、取付側から当接側にかけて順次剛性が弱まる方向となり、取付側は剛性大となって変形が少なく、逆に当接側は軟らかく変形して当接乃至シールを確実とする。
【００２３】
また図示しないが、上側シール部２９は下側シール部３０と上下対称的で、シール板３３は高温側に曲げられて溝３９の内底面に当接されるが、凸部３８はリアヘッダ２６やシール取付板３１に当接されず僅かな隙間が生じている。
【００２４】
次に本実施例の作用について述べる。
【００２５】
クーラ１４，１５の挿入乃至取り付けに際しては、フロントヘッダ２３を持ってクーラシェル１２，１３内に２本同時に押し込むことになるが、このときシール取付板３１或いはリアヘッダ２６が凸部３８上を摺動し、シール板３３が溝３９の内底面上を摺動するため挿入が容易となる。即ち、従来はゴム製シール部材にクーラの重量がかかり、摩擦抵抗が大きくなって挿入が大変であったが、本実施例ではクーラ１４，１５の重量がかかる各当接部が硬質、即ち金属同士であるため、摩擦抵抗を減じて挿入を大巾に容易とすることができる。特に、凸部３８でクーラ１４，１５の重量を受け、シール板３３には重量をかけず変形も少ないため、シール板３３の変形による摩擦抵抗の増大を防ぎ、少ない力で挿入が可能となる。また上側の凸部３８が無接触とされることでも挿入を容易としている。
【００２６】
さらに挿入後、フロントヘッダ２３がケーシングＣに固定され、これと共にリアヘッダ２６が凸部３８上に載置されるため、クーラ１４，１５が両端支持となってその自重によるクーラシェル１２，１３内での傾きを防止することができる。即ち従来はクーラ自重をゴム製シール部材でも受け持っていたため、経年後にはその変形による傾きが生じて特に上部のシール性が悪くなっていた。本実施例の場合はこのようなことがなく、シール板３３に所定の変形を長期間与えて安定したシール性能を得ることができる。
【００２７】
また特に、本実施例ではシール部２９，３０を、実質的にシールを行うシール板３３とこれを押し付ける補強板３４，３５との合計３枚で構成したため、シール板３３に十分な剛性を与えて挿入時の折れ曲がりなどを防止すると共に、それを確実に当接させてシール性を大いに高めることができる。そしてこれらの突出長を順次異ならせたことで、突出方向の曲がり乃至変形具合を剛性とシール性とを両立させた最適なものとすることができる。本実施例においては各板３３，３４，３５の寸法、材質が最適に定められており、各板３３，３４，３５の厚さがｔ１  ＝ｔ２  ＝ｔ３  ＝  ０．１ｍｍ、突出方向の長さがｌ１  ＝４１ｍｍ，ｌ２  ＝３６ｍｍ，ｌ３  ＝３２ｍｍとされ、材質はＳＵＳ３０４が採用されている。また、これらはステンレス製なので耐熱性、耐腐蝕性、耐久性に極めて優れ、よって取り扱うガスの種類、温度等を、常温の空気以外にも広範囲で適用できる。そしてシール板３３及び補強板３４，３５が高温側に向けて曲げられるため、高温側から低温側に向かう圧縮ガスの洩れを完全に防止できる。
【００２８】
尚、本実施例の変形例は様々考えられ、例えば補強板３４，３５の数を変更することも可能である。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００３０】
（１）剛性とシール性とを兼ね備え、高いシール性能を長期間確保することができる。
【００３１】
（２）ガスクーラの挿入を容易とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシール部構造の一実施例を示す縦断側面図である。
【図２】圧縮機を示す概略斜視図である。
【図３】ガスクーラを示す斜視図である。
【図４】クーラシェルを示す要部拡大斜視図である。
【図５】圧縮気の全体を示す正面図である。
【図６】圧縮気の全体を示す平面図である。
【図７】圧縮気の全体を示す側面図である。
【図８】アフタークーラが支持される様子を示す概略縦断正面図である。
【図９】従来例を示す縦断正面図である。
【図１０】図９のＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
１  圧縮機
１２，１３  クーラシェル
１４，１５  ガスクーラ
２９，３０  シール部
３３  ステンレス製シール板
３４，３５  ステンレス製補強板
３８  凸部
Ｈ  高温側
Ｌ  低温側
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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