(57)【要約】【課題】  圧縮ガスの流路内に配置する圧縮ガスの流れをガイドするサイドプレートが、圧縮ガスによる圧力脈動などの外力の作用に対して応力集中を生じ無いようにした圧縮機およびクーラを提供することにある。【解決手段】圧縮機は、流体を圧縮する圧縮機本体と、圧縮機本体からの流体を冷却するクーラとを有し、クーラは、流体の流れをガイドする、固定管板と遊動管板とサイドプレートとを有し、遊動管板は、前記固定管板に対向して配置され、サイドプレートは、固定管板と遊動管板との間に配置され、サイドプレートの端部を自由端とするように、サイドプレート、固定管板および遊動管板に嵌合部が形成されている。【選択図】図４Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を圧縮する圧縮機本体と、
前記圧縮機本体からの前記流体を冷却するクーラとを有する圧縮機であって、
前記クーラは、
前記流体の流れをガイドする、固定管板と遊動管板とサイドプレートとを有し、
前記遊動管板は、前記固定管板に対向して配置され、
前記サイドプレートは、前記固定管板と前記遊動管板との間に配置され、
前記サイドプレートの端部を自由端とするように、前記サイドプレート、前記固定管板および前記遊動管板に嵌合部が形成されていることを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
請求項１に記載の圧縮機において、前記固定管板と前記遊動管板には、前記嵌合部としてのスリットが形成されていることを特徴とする圧縮機。
【請求項３】
請求項１に記載の圧縮機において、前記サイドプレートの端部が前記嵌合部として機能していることを特徴とする圧縮機。
【請求項４】
請求項１に記載の圧縮機において、前記固定管板と前記サイドプレートとの間、および、前記遊動管板と前記サイドプレートとの間には、前記嵌合部としてのスリットを有するブロックを配置したことを特徴とする圧縮機。
【請求項５】
請求項１に記載の圧縮機において、前記サイドプレートには、前記嵌合部としてのスリットが形成されていることを特徴とする圧縮機。
【請求項６】
請求項１に記載の圧縮機において、前記固定管板と前記遊動管板には、前記嵌合部としての突起部が形成されていることを特徴とする圧縮機。
【請求項７】
請求項１に記載の圧縮機において、前記固定管板と前記サイドプレートとの間、および、前記遊動管板と前記サイドプレートとの間には、前記嵌合部としての突起部を有するブロックを配置したことを特徴とする圧縮機。
【請求項８】
請求項１に記載の圧縮機において、前記固定管板と前記遊動管板との間に複数のクーラ冷却管を有したことを特徴とする圧縮機。
【請求項９】
請求項１に記載の圧縮機において、前記サイドプレートを内部に配置したクーラケーシングを有し、前記クーラケーシングと前記サイドプレートとの間に、前記流体の流れをシールする弾性体を配置したことを特徴とする圧縮機。
【請求項１０】
圧縮機本体からの流体を冷却するクーラであって、
前記流体の流れをガイドする、固定管板と遊動管板とサイドプレートとを有し、
前記遊動管板は、前記固定管板に対向して配置され、
前記サイドプレートは、前記固定管板と前記遊動管板との間に配置され、
前記サイドプレートの端部を自由端とするように、前記サイドプレート、前記固定管板および前記遊動管板に嵌合部が形成されていることを特徴とするクーラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クーラの構造に関し、特に、応力集中を生じ無いようにした圧縮機用のクーラの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
管外側をガスが、管内側を冷却水が流通するクーラネストを有し、このクーラネストをクーラケーシング内に取出し可能に取付けることによって、ガスの流路が形成される、ガスクーラがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２１７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このガスクーラを圧縮機から吐出される圧縮ガスの冷却に用いると、圧縮ガスの流路内に設置することができるため流路の構成部品点数を削減して経済性を向上させることができる。このようなガスクーラの一例として特許文献１に記載のガスクーラがある。
【０００５】
一方でクーラネスト全体が圧縮ガスの流路内に置かれるために、圧縮ガスによる圧力脈動や圧力変動、振動や熱応力などが繰返し作用する環境に曝される。そのため、特に、クーラネストの一部を構成し、クーラの入口側から出口側に圧縮ガスの流れをガイドするためのサイドプレートは、その固定部分に外力による応力が集中して破損し易いという課題があった。
【０００６】
本発明の目的は、圧縮ガスの流路内に配置する圧縮ガスの流れをガイドするサイドプレートが、圧縮ガスによる圧力脈動などの外力の作用に対して応力集中を生じ無いようにした圧縮機およびクーラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の好ましい一例は、流体を圧縮する圧縮機本体と、前記圧縮機本体からの前記流体を冷却するクーラとを有する圧縮機であって、前記クーラは、前記流体の流れをガイドする、固定管板と遊動管板とサイドプレートとを有し、前記遊動管板は、前記固定管板に対向して配置され、前記サイドプレートは、前記固定管板と前記遊動管板との間に配置され、前記サイドプレートの端部を自由端とするように、サイドプレート、固定管板および遊動管板に嵌合部が形成されている圧縮機である。
【０００８】
また、本発明の好ましい他の例は、圧縮機本体からの流体を冷却するクーラであって、前記流体の流れをガイドする固定管板と遊動管板とサイドプレートとを有し、前記遊動管板は、前記固定管板に対向して配置され、前記サイドプレートは、前記固定管板と前記遊動管板との間に配置され、前記サイドプレートの端部を自由端とするように、サイドプレート、固定管板および遊動管板に嵌合部が形成されているクーラである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、圧縮ガスの流路内に配置する圧縮ガスの流れをガイドするサイドプレートが、圧縮ガスによる圧力脈動などの外力の作用に対して応力集中を生じ無いようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１におけるパッケージ形圧縮機の圧縮流体の流れ経路を示す系統図。
【図２】図１に示すパッケージ形圧縮機内の、圧縮機本体とガスクーラの位置関係を示す斜視図。
【図３Ａ】図１に示すパッケージ形圧縮機内に取付ける、比較例のガスクーラの斜視図。
【図３Ｂ】図３Ａのガスクーラをクーラ冷却管の長手方向に対して垂直に見た断面図。
【図４Ａ】実施例１のクーラの斜視図。
【図４Ｂ】図４Ａのクーラの差込みスリット部を拡大した上面図。
【図４Ｃ】図４Ａのクーラをクーラ冷却管の長手方向に対して垂直に見た断面図。
【図５Ａ】実施例２のクーラの斜視図。
【図５Ｂ】図５Ａにおけるクーラのブロック差込みスリット部を拡大した上面図。
【図５Ｃ】実施例２のブロックの差込みスリット構造の一例を示す図。
【図６】実施例１又は実施例２の変形例の断面の一例を示す図。
【図７】実施例１又は実施例２の変形例の斜視図の一例を示す図。
【図８】実施例１又は実施例２の変形例の斜視図の他の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施例について、図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、実施例１におけるパッケージ形２段式圧縮機の圧縮流体の流れ系統図である。パッケージ形２段式圧縮機は、圧縮機本体である低圧段圧縮機１０１、高圧段圧縮機１０２と、インタークーラ１０３、アフタークーラ１０４等の構成部品を、それらの構成部品を内部に配置したクーラケーシング１０５（図１では、クーラケーシング１０５は、ギアケーシング１０８と兼用している。）に一体化した装置である。最終的に構成部品全体を防音カバー１０９で覆うことにより一つの装置としてパッケージ化される。圧縮機の設置スペースやメンテナンススペースを削減して、パッケージを小型化するために、内部に搭載された構成部品の小型化や、設置間隔を狭めた密集配置を行い、クーラを圧縮機のガス流路内に設置している。また、実施例でガスクーラとは、インタークーラ１０３、および／または、アフタークーラ１０４のことをいう。クーラケーシング１０５内に、インタークーラ１０３、アフタークーラ１０４が配置される。
【００１３】
パッケージの吸込口より吸入した流体は、まず、低圧段圧縮機１０１によって圧縮され、高温となった流体は、その後、インタークーラ１０３によって冷却される。冷却された流体は、次に、高圧段圧縮機１０２によってさらに圧縮され、再び高温となった流体は、その後、アフタークーラ１０４によって再度冷却される。２段階の圧縮により必要圧力まで昇圧された流体は、パッケージ外へと吐出される。なお、本実施例では、２段式圧縮機について説明しているが、単段式圧縮機及び３段以上の多段式圧縮機の場合にも適用できる。
【００１４】
図２は、図１に示すパッケージ形２段式圧縮機内の低圧段圧縮機１０１、高圧段圧縮機１０２、インタークーラ１０３、アフタークーラ１０４、クーラケーシング１０５、ベース１０６、電動機１０７、防音カバー１０９の位置関係を示す斜視図である。隣合せに設置されたインタークーラ１０３、アフタークーラ１０４が、クーラケーシング１０５内のガス流路内に設置されている。
【００１５】
図３Ａは、図２に示すパッケージ形２段式圧縮機のクーラケーシング１０５内に設置される、比較例としてのインタークーラ１０３およびアフタークーラ１０４の斜視図である。クーラの上流側から流入する高温圧縮ガスは、固定管板２と遊動管板５間に設置されたクーラ冷却管３によって冷却される。高温圧縮ガスを効率良く冷却するためには高温圧縮ガスがクーラ冷却管３を、通過するようにガスの流れをガイドし、バイパスしないようにする。そこで、圧縮された流体が通過する経路を囲むように、クーラネストの４方向を取り囲む必要がある。そのため、固定管板２と遊動管板５のほかにサイドプレート８の配置が必要である。
【００１６】
比較例としてのインタークーラ１０３およびアフタークーラ１０４は、このサイドプレート８を固定管板２および遊動管板５にサイドプレート固定ボルト７で取付け、さらにサイドプレート同士をタイロッド４（上）（下）で固定している。図３Ｂは、図３Ａに示すガスクーラを、クーラ冷却管３の長手方向に対して垂直に見た断面図である。図３Ａに記載の比較例のガスクーラを実際に用いた場合、タイロッド４とサイドプレート８との接合部やサイドプレート８と固定管板２および遊動管板５の接合部に応力が集中し、破損の恐れがある。
【００１７】
図４Ａは、図３Ａのガスクーラに対し、サイドプレート８が、上下左右に自由に移動及び変形可能にして、応力集中を防止するために、固定管板２と遊動管板５に、サイドプレート８を差込むためのスリットを設けた実施例１のクーラの斜視図である。図４Ａは、クーラネストの全体構成を示す図である。また、図４Ｂは、図４Ａのクーラの差込みスリット部付近４０を拡大した上面図、図４Ｃは、図４Ａのクーラをクーラ冷却管３の長手方向に対して垂直に見た断面図である。
【００１８】
固定管板２と遊動管板５に設けたスリットと、サイドプレート８との間には、サイドプレート８が高温圧縮ガスによる熱膨張や、ガスの圧力脈動や圧力変動、機械振動などに対して拘束して応力集中部を生じることが無いよう十分な隙間を設けている。すなわち、固定管板２と遊動管板５の嵌合部であるスリットと、サイドプレート８の嵌合部であるサイドプレート８の端部と、が十分な隙間をもって嵌め合っている。前記十分な隙間があることで、サイドプレート８は固定管板２側と遊動管板５側の端部で、自由端となる。そのため、サイドプレート８の両端部で、応力集中部を生じることが無いようにできる。図４Ａに示すように、サイドプレート８は、対向するように２個配置され、いずれのサイドプレート８も固定管板２側と遊動管板５側の端部で、自由端となる。ここで、自由端とは、例えば、外力を受けることで、サイドプレート８の端部が限られた範囲であるが動くことが可能となり、サイドプレートをボルトで固定したときに比べて、応力を集中させないような端部のことを言う。
【００１９】
固定管板２および遊動管板５に設けたスリットは、下流側には貫通させず途中までにしてサイドプレートの荷重を支える構造にしている。固定管板２の前には、外部からクーラ冷却管３への冷却水出入口である水室カバー１を配置し、遊動管板５の後ろにはリターンカバーを配置している。
【００２０】
また、比較例でサイドプレート８同士を固定していたタイロッド４の無い構造にしてサイドプレート８の移動及び変形を容易にしている。また、サイドプレート８および固定管板２、遊動管板５のガス下流側に、ネストシール（弾性体）１０のガイドを形成するそれぞれ独立したネストシールホルダ９を取り付けている。そのため、ネストシールホルダ９同士を締結しないようにすることで、サイドプレート８の移動や変形を自由にする。さらに、ネストシールホルダ９への応力集中を防止している。
【００２１】
ネストシール（弾性体）１０は、ネストシールホルダ９とクーラケーシング１０７の間に取付けられ、ネストシール（弾性体）１０によって、上流側からの圧縮ガスが、クーラ冷却管で構成されるクーラネストをバイパスして冷却効率を低下させることを防いでいる。尚、差込みスリットとサイドプレート８の隙間には、サイドプレート８の移動や変形を阻害しないようなシリコンコーキング等の弾性体で充填しても良い。
【実施例２】
【００２２】
図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃは、実施例２のクーラを説明する図である。図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃに示した実施例１に対し、実施例２では、サイドプレート８が、上下左右に自由に移動及び変形可能にするための手段として、固定管板２と遊動管板５にスリットを設ける代わりに、スリットを設けたブロック１１を、固定管板２と遊動管板５に取付ける構造とした。その構造によって、図５Ａから図５Ｃに示したように、サイドプレート８、固定管板２および遊動管板５、ならびにブロック１１に嵌合部が形成されることになる。
【００２３】
そのような構造にすることで、サイドプレート８をブロック１１に、上下左右に自由に移動及び変形可能に差込むことを可能にした。図５Ａは、図４Ａと同様に、クーラネストの全体構成を示した、実施例２のクーラの斜視図である。図５Ｂは、図５Ａのクーラのブロック１１の差込みスリット部付近５０を拡大した上面図を示す。図５Ｃは、ブロック１１の差込みスリット構造と、サイドプレート８の一例を示す図である。実施例２では、固定管板２と遊動管板５にスリットを設ける必要はないので、固定管板２と遊動管板５の加工が容易になるとともに、設計の自由度が高くなる。
【００２４】
次に、実施例１の固定管板２と遊動管板５、および実施例２のブロック１１の構造と、サイドプレート８の構造の変形例について、図６から図８を用いて説明する。
【００２５】
図６は、差込みスリット構造にサイドプレート８が差し込まれている状態の断面図の一例である。図６の差込みスリット構造は、固定管板２と遊動管板５に設けられたものであっても、ブロック１１に設けられたものであっても良い。
【００２６】
（ａ）から（ｃ）は、スリット構造が単純な溝となっており、固定管板２と遊動管板５、またはブロック１１同士の間隔が広がることでサイドプレート８が容易に取り外せる構造となっている。また、スリットの幅が一定であれば（ａ）より（ｂ）、（ｂ）より（ｃ）のほうがサイドプレート８のスリットに差し込まれていない部分が肉厚となっており、より強度を確保することができる。また、（ａ）（ｂ）（ｃ）は共振周波数が異なるため、サイドプレート８が共振する場合は異なる形状のサイドプレートを選択することにより共振周波数をずらして騒音や振動等を防止することができる。
【００２７】
（ｄ）から（ｇ）は、スリット構造の溝の入口部分が溝の奥の部分よりも狭くなっており、サイドプレート８もスリット構造に沿うように先端部分が溝の入口部分よりも厚くなっており、サイドプレート８が固定管板２と遊動管板５、またはブロック１１同士の間隔が広がらないように半固定している。このような構造にすることで、メンテナンス等でクーラケーシングを分解する際に先にサイドプレート８を上部に抜き取らなければ固定管板２と遊動管板５を取り外すことができなくなり、予期せぬサイドプレート８の脱落による事故を防止することができる。
【００２８】
また、特に（ｆ）の構造はサイドプレート８を裏表逆に取り付けることができない構造となっており、製造またはメンテナンス後の組み立ての際にサイドプレート８が誤って取付けられることを防止することができる。
【００２９】
図７は、固定管板２と遊動管板５またはブロック１１に設けられたスリット構造の斜視図の一例である。実施例１および２では、サイドプレート８をスリット構造に上部から差し込んで設置していたが、固定管板２と遊動管板５の間隔を広げてサイドプレート８を設置し、その後に固定管板２と遊動管板５の間隔を狭めるという方法を取れば、図７の（ａ）から（ｃ）のようなスリット構造であってもサイドプレート８の端部を自由端としつつクーラケーシングを構成することができる。
【００３０】
図８は、実施例１や実施例２とは異なり、サイドプレート８に設けられたスリット構造に、固定管板２や遊動管板５やブロック１１に設けられた突起部９０が差し込まれる構造となっており、このスリット構造と突起部９０により嵌合部が形成された変形例である。この変形例においても、スリット構造の幅は突起部９０よりも充分広く構成されており、サイドプレート８の端部は自由端となっている点は実施例１や実施例２と同様である。
【００３１】
なお、上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は、分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００３２】
２…固定管板、３…クーラ冷却管、５…遊動管板、８…サイドプレート、１０１…低圧段圧縮機、１０２…高圧段圧縮機、１０３…インタークーラ、１０４…アフタークーラ、１０５…クーラケーシング
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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