JP2000081293A - ガスクーラ - Google Patents

ガスクーラ

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JP2000081293A
JP2000081293A JP10251514A JP25151498A JP2000081293A JP 2000081293 A JP2000081293 A JP 2000081293A JP 10251514 A JP10251514 A JP 10251514A JP 25151498 A JP25151498 A JP 25151498A JP 2000081293 A JP2000081293 A JP 2000081293A
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和三 長谷川
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浩 上藤
Takashi Hokari
高志 穂刈
Yoshiyuki Ogawa
良行 小河
Toshihiro Taketomi
敏礼 武富
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 伝熱管がガス流路を巡ってからガス出口に至
っても良好にガスを冷却することのできるガスクーラを
提供する。 【解決手段】 胴2の一端部にガスの入口5を、他端部
にガスの出口6を設け、さらに胴2の一端面に冷却液の
入口7と出口8を設け、その入口7と出口8とを結んで
胴2内に多数の伝熱管3を設けたガスクーラ1におい
て、胴2内に、複数の邪魔板11,12を設けて、ガス
入口5からガス出口6に至るガスが伝熱管3に対して直
交してから折り返すよう折り返し流路18を形成し、各
折り返し流路18の冷却液出口側伝熱管19とガス出口
側折り返し流路17の冷却液入口側伝熱管20に多数の
フィン4を設け、ガス入口側折り返し流路15の冷却液
入口側伝熱管20にフィン4を取り付けないようにした
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスクーラに関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】ターボコンプレッサのガスクーラは、タ
ーボ圧縮機で圧縮されて温度上昇されたガスを冷却する
ものであり、ターボ圧縮機の下流側に接続されている。
【0003】図8に示すように、ガスクーラ30は、胴
31の一端部にガスの入口32を設けると共に他端部に
ガスの出口33を設け、さらに胴31の一端面に冷却液
の入口34と出口35を設け、その入口34と出口35
を結んで多数の伝熱管36を胴31内に設けたものであ
り、伝熱管36には多数のフィン37が設けられてい
る。
【0004】また、胴31内には、ガス入口32から胴
31内に入るガスを伝熱管36に対して直交させて流
し、かつ、複数回折り返してガス出口33へ導くように
流路を区画する邪魔板38,39が設けられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図8に示す
ようなターボ圧縮機40とガスクーラ30を多段に接続
して圧縮率を高めるようにしたターボコンプレッサの場
合、レイアウト上の制約から胴31の両端に形成される
ガスの出口33と入口32が段ごとに入れ替わってしま
う。
【0006】このとき、ガス出口33が冷却水入口34
側の端にあるガスクーラ30は効率よくガスを冷却する
ことができ、ガス出口33が冷却水入口34側とは反対
側の端にあり、伝熱管36がガス流路を巡ってからガス
出口33に至るガスクーラ41は同じフィン面積、同じ
冷却水流量であってもガス出口33が冷却水入口34位
置にあるガスクーラ30ほど効率よくガスを冷却するこ
とはできないという課題がある。
【0007】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、伝熱管がガス流路を巡ってからガス出口に至っても
良好にガスを冷却することのできるガスクーラを提供す
ることにある。
【0008】
【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、胴の一端部にガスの入口を、他端部にガス
の出口を設け、さらに胴の一端面に冷却液の入口と出口
を設け、その入口と出口とを結んで胴内に多数の伝熱管
を設けたガスクーラにおいて、上記胴内に、複数の邪魔
板を設けて、上記ガス入口から上記ガス出口に至るガス
が伝熱管に対して直交してから折り返すよう折り返し流
路を形成し、その各折り返し流路の冷却液出口側伝熱管
とガス出口側折り返し流路の冷却液入口側伝熱管に多数
のフィンを設け、ガス入口側折り返し流路の冷却液入口
側伝熱管にフィンを取り付けないようにしたものであ
る。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の好適実施の形態を添付図
面に基づいて詳述する。
【0010】図1、図2、図3及び図4に示すように、
ガスクーラ1は、胴2と、胴2内に設けられた多数の伝
熱管3と、伝熱管3に設けられた多数のフィン4とから
なる。
【0011】胴2は、一端側の側面(一端部)にガスの
入口5を有し、他端側の側面(他端部)にガスの出口6
を有する。
【0012】また、胴2の一端側の端面(以下、一端面
という)には伝熱管3に流す冷却液たる冷却水の入口7
と出口8とが形成されている。具体的には、冷却液出口
8はガス入口5に近接する位置に配されており、冷却液
入口7は、冷却液出口8のガス流下流側に配されてい
る。
【0013】冷却液の入口7と出口8は、一端面上に互
いに隣接して形成されており、図5に示すように、胴2
の一端側には冷却液入口7から流入する冷却液を一旦溜
める入口側ヘッド9が設けられると共に、伝熱管3を流
れてガスクーラ1外に流出させる冷却液を一旦溜める出
口側ヘッド10が設けられている。
【0014】各伝熱管3は、銅製のチューブからなり、
略U字状に形成されている。それぞれの伝熱管3は、一
端を入口側ヘッド9に接続されると共に他端を出口側ヘ
ッド10に接続されており、入口側ヘッド9に流入され
た冷却液を多数の伝熱管3中に分岐して流入させたの
ち、出口側ヘッド10内に流して合流させるようになっ
ている。
【0015】また、特に伝熱管3は、ガス入口5とガス
出口6の近傍まで設けられており、後述するガス出入口
5,6近傍まで延長されるフィン4を冷却するようにな
っている。
【0016】胴2内には、ガス入口5からガス出口6に
至るガスが伝熱管3に対して直交してから折り返すよう
折り返し流路を区画形成し、ガスの流速を増加させるた
めの邪魔板11,12が2枚設けられている。
【0017】具体的には、邪魔板11,12は、ガス入
口5の胴2中央側から伝熱管3に対して直交して延びる
第1邪魔板11と、ガス出口6の胴2中央側から伝熱管
3に対して直交して延びる第2邪魔板12とからなる。
第1邪魔板11と第2邪魔板12は、互いに反対方向に
延びており、邪魔板11,12先端と胴2内面との間に
ガスを流す折り返し部13,14を形成している。
【0018】そして、胴2内に、ガス入口5から入って
伝熱管3に対して直交するガス入口側折り返し流路15
と、第1邪魔板11を挟んで折り返される中央折り返し
流路16と、第2邪魔板12を挟んで再度折り返されガ
ス出口6に接続されるガス出口側折り返し流路17とか
らなる折り返し流路18を形成するようになっている。
【0019】フィン4は、冷却液出口8に接続される直
線状の冷却液出口側(復路側)伝熱管19と、冷却液入
口7に接続される直線状の冷却液入口側(往路側)伝熱
管20のうちガス出口側折り返し流路17を横断する出
口横断部21とにのみ多数設けられており、出口横断部
21の冷却液入口7側には設けられていない。
【0020】また、フィン4はガス入口側折り返し流路
15にあってはガス入口5近傍まで延長するように折り
返し流路18の折り返し部13,14のフィン4より大
きく形成されており、ガス出口側折り返し流路17にあ
ってはガス出口6近傍まで延長するように折り返し部1
3,14のフィン4より大きく形成されている。そし
て、伝熱管3の出口横断部21の冷却液入口7側にフィ
ン4を設けた場合とフィン面積を同等にするようになっ
ている。
【0021】フィン4は、それぞれ伝熱管3の外周に略
等間隔にかしめて固定されている。
【0022】次に作用を述べる。
【0023】冷却液入口7から冷却液を流し、ガス入口
5から冷却すべきガスを流入させると、冷却液は入口側
ヘッド9内に流入し、入口側ヘッド9から各伝熱管3内
に分岐されて流れる。そして、冷却液は、冷却液入口側
伝熱管20内を流れてガス入口側折り返し流路15と中
央折り返し流路16とを横断し、ガス出口側折り返し流
路17の出口横断部21に流れる。
【0024】このとき、冷却液入口側伝熱管20にはガ
ス出口側折り返し流路17の出口横断部21に至るまで
フィン4は設けられていないため、ガス入口側折り返し
流路15と中央折り返し流路16では熱交換は行われ
ず、冷却液は冷えたままの状態で出口横断部21に至
り、出口横断部21に設けられたフィン4で始めてガス
と熱交換される。
【0025】そして、冷却液は冷却液出口側伝熱管19
内へ流れ、ガス出口側折り返し流路17、中央折り返し
流路16、ガス入口側折り返し流路15の順に横断して
出口側ヘッド10内に流れて合流される。
【0026】ガスは、ガス入口5から胴2内に流入し、
ガス入口側折り返し流路15を伝熱管3と直交するよう
にして流れる。このとき、ガス入口5近傍の冷却液出口
側伝熱管19内を流れる冷却液は冷却液出口近傍の比較
的温まった冷却液であるが、フィン4はガス入口5近傍
まで延びて大きく、かつ、熱交換するガスも胴2内で最
も温度の高い最上流のガスであるため良好に熱交換され
る。
【0027】そして、冷却液入口側伝熱管20と交差し
て折り返し、中央折り返し流路16へ流れて再度冷却液
入口側伝熱管20と交差する。このとき、冷却液入口側
伝熱管20にはフィン4が設けられておらず、冷却液入
口側伝熱管20の表面積もフィン4の表面積と比較する
と微々たるものであるため、冷却液−ガス間の熱交換は
ほとんど行われず、冷却液は暖められない。
【0028】その後、ガスは、冷却液出口側伝熱管19
と交差して折り返し、ガス出口側折り返し流路17へ流
れて再度冷却液出口側伝熱管19と交差する。このと
き、冷却液出口側伝熱管19にはフィン4が設けられて
おり、ガスは中央折り返し流路16で冷却液出口側伝熱
管19と熱交換をして冷却されたあと、ガス出口側折り
返し流路17で冷却液出口側伝熱管19と熱交換をして
さらに冷却される。ガスは、冷却液下流で熱交換をした
あと上流へ移って熱交換するため効率よく良好に熱交換
される。
【0029】そして、ガスはガス出口6へ向かって流
れ、冷却液入口側伝熱管20と交差して最後の熱交換を
したあとガス出口6から流出される。このとき、冷却液
入口側伝熱管20内の冷却液は、冷却液入口7から流入
されたときとほとんど変わらない低い温度であるため、
ガスと冷却液との温度差は大きく、また、フィン4が折
り返し部13,14よりも大きく形成されているため、
ガスは流入時の冷却液温近くまで冷却される。
【0030】このように、冷却液出口側伝熱管19とガ
ス出口側折り返し流路17の冷却液入口側伝熱管20に
多数のフィン4を設け、ガス入口側折り返し流路15の
冷却液入口側伝熱管20にフィン4を取り付けないよう
にしたため、ガス出口6に冷たい冷却液を流すことがで
き、ガス出口6でガスと冷却液の温度差を大きくするこ
とにより、図6に示すように、結果としてガスを効率よ
く良好に冷却することができる。
【0031】なお、伝熱管3はU字状のものに限るもの
ではなく、図8に示すように、直線状としてもよい。こ
の場合、胴2の他端側に水室22を形成し、伝熱管を入
口側ヘッド9と水室22を接続する往路側伝熱管(冷却
液入口側伝熱管)23と、水室22と出口側ヘッド10
を接続する復路側伝熱管(冷却液出口側伝熱管)24と
からなるものとするとよい。
【0032】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、伝熱管が
ガス流路を巡ってからガス出口に至っても良好にガスを
冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好適実施の形態を示すガスクーラの平
面図である。
【図2】図1のII−II線矢視図である。
【図3】図1の側面図である。
【図4】図1のIV−IV線矢視図である。
【図5】ガスクーラの概略使用説明図である。
【図6】ガスクーラの性能比較を表すグラフである。
【図7】他の実施の形態のガスクーラの平面図である。
【図8】従来のガスクーラの使用状態を示す概略使用説
明図である。
【符号の説明】
1 ガスクーラ 2 胴 3 伝熱管 4 フィン 5 ガス入口 6 ガス出口 7 冷却液入口 8 冷却液出口 11 邪魔板 12 邪魔板 15 ガス入口側折り返し流路 17 ガス出口側折り返し流路 18 折り返し流路 19 冷却液出口側伝熱管 20 冷却液入口側伝熱管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 穂刈 高志 東京都江東区豊洲三丁目2番16号 石川島 播磨重工業株式会社豊洲総合事務所内 (72)発明者 小河 良行 長野県上伊那郡辰野町伊那富3934 石川島 汎用機械株式会社辰野工場内 (72)発明者 武富 敏礼 長野県上伊那郡辰野町伊那富3934 石川島 汎用機械株式会社辰野工場内 Fターム(参考) 3L103 AA37 BB14 CC27 DD06 DD19 DD33 DD42 DD62

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 胴の一端部にガスの入口を、他端部にガ
    スの出口を設け、さらに胴の一端面に冷却液の入口と出
    口を設け、その入口と出口とを結んで胴内に多数の伝熱
    管を設けたガスクーラにおいて、上記胴内に、複数の邪
    魔板を設けて、上記ガス入口から上記ガス出口に至るガ
    スが伝熱管に対して直交してから折り返すよう折り返し
    流路を形成し、その各折り返し流路の冷却液出口側伝熱
    管とガス出口側折り返し流路の冷却液入口側伝熱管に多
    数のフィンを設け、ガス入口側折り返し流路の冷却液入
    口側伝熱管にフィンを取り付けないようにしたことを特
    徴とするガスクーラ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006145092A (ja) * 2004-11-17 2006-06-08 Max Co Ltd 空調システム及び建物
CN102767974A (zh) * 2012-07-18 2012-11-07 汉纬尔机械(上海)有限公司 风冷式冷却器
JP2014521913A (ja) * 2011-07-25 2014-08-28 ヴァレオ システム テルミク 熱交換器プレート
CN104180704A (zh) * 2014-07-25 2014-12-03 山东旺泰机械科技有限公司 折流组件以及焊接式板式换热器

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