JP2020159214A - Compressor and shell and tube type heat exchanger - Google Patents

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Abstract

To provide a compressor which enables reduction of a housing internal temperature of a compressor by a simplified structure with improved cost efficiency.SOLUTION: A compressor includes: a driving source; a compressor body which is supplied with power by the driving source; a heat exchanger which cools a compressed gas discharged by the compressor body; and a housing which stores the compressor body and the heat exchanger. The heat exchanger includes: an external casing in which a cooling medium circulates; and one or multiple pipes which are disposed within the external casing and in which the compressed gas circulates. One or multiple fins which conduct heat exchange with atmospheric air in the housing are provided at an outer periphery of the external casing.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、圧縮機及びシェルアンドチューブ型熱交換器に係り、特に、周囲との熱交換を行うシェルアンドチューブ型熱交換器及び圧縮機に関する。 The present invention relates to a compressor and a shell-and-tube heat exchanger, and more particularly to a shell-and-tube heat exchanger and a compressor that exchange heat with the surroundings.

空気等の気体を圧縮する圧縮機は、圧縮に伴って発生する圧縮気体の熱や、圧縮機本体等の駆動部で使用する潤滑液(油や水等)の熱を冷却するための熱交換器を備える。 A compressor that compresses a gas such as air exchanges heat to cool the heat of the compressed gas generated by the compression and the heat of the lubricating liquid (oil, water, etc.) used in the drive unit of the compressor body, etc. Equipped with a vessel.

熱交換器としては、ファン風等による空冷式と、冷却液(水)による液冷式に主に分けられる。液冷式の熱交換器として、シェルアンドチューブ型の熱交換器が知られている。 The heat exchanger is mainly divided into an air-cooled type using fan wind and the like and a liquid-cooled type using a coolant (water). As a liquid-cooled heat exchanger, a shell-and-tube heat exchanger is known.

特許文献1は、シェルアンドチューブ式熱交換器の出口部で多量のドレンが発生するのを抑制することができ、チューブに発生する熱応力を低減できるシェルアンドチューブ式熱交換器で冷却するスクリュー圧縮機を開示している。 Patent Document 1 describes a screw that cools with a shell-and-tube heat exchanger that can suppress the generation of a large amount of drainage at the outlet of the shell-and-tube heat exchanger and reduce the thermal stress generated in the tube. The compressor is disclosed.

特開2013−204506JP 2013-204506

圧縮機は機器保守のために、設置可能とする周囲温度に限界がある。特に、圧縮機本体や駆動源といった圧縮機ユニットを筐体に格納するパッケージ型圧縮機の場合、筐体内部の温度(機械室や制御室等)も高くなる傾向にあり、設置周囲温度の管理は重要である。 There is a limit to the ambient temperature at which a compressor can be installed due to equipment maintenance. In particular, in the case of a packaged compressor in which the compressor unit such as the compressor body and the drive source is stored in the housing, the temperature inside the housing (machine room, control room, etc.) tends to be high, and the ambient temperature of the installation is controlled. Is important.

筐体内温度を低下させることで、圧縮機の性能向上を図ることもできるが、例えば、パッケージ内に配置した冷却ファンの回転数を増加させることはその分電力を必要とするし、騒音の一因ともなる。ファンを大型化することで装置全体の大型化を招来する。 It is possible to improve the performance of the compressor by lowering the temperature inside the housing, but for example, increasing the rotation speed of the cooling fan placed in the package requires electric power and noise. It is also a cause. Increasing the size of the fan leads to an increase in the size of the entire device.

一方、特許文献1には、簡便かつコスト的に効率化して、圧縮機筐体(パッケージ)内温度を低減させることについては、配慮されていない。簡便かつコスト的に効率的に圧縮機の筐体内温度を低減できる技術が望まれる。 On the other hand, Patent Document 1 does not give consideration to reducing the temperature inside the compressor housing (package) by making it simple and cost-effective. A technology that can reduce the temperature inside the compressor housing easily and cost-effectively is desired.

本発明の目的は、簡便かつコスト的に効率化して、圧縮機の筐体内温度を、低減させることができる圧縮機及びシェルアンドチューブ型熱交換器を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a compressor and a shell-and-tube heat exchanger that can reduce the temperature inside the housing of the compressor in a simple and cost-effective manner.

本発明の好ましい一例は、駆動源と、前記駆動源によって動力を供給される圧縮機本体と、前記圧縮機本体が吐き出す圧縮気体を冷却する熱交換器と、前記圧縮機本体及び前記熱交換器を内部に格納する筐体とを備える圧縮機であって、
前記熱交換器は、
冷却媒体が内部を流通する外部ケーシングと、
前記外部ケーシング内に配置され内部を前記圧縮気体が流通する1又は複数の配管とを備え、
前記外部ケーシングの外周に、前記筐体内部の大気と熱交換を行う1又は複数のフィンを備える圧縮機である。
A preferred example of the present invention is a drive source, a compressor body powered by the drive source, a heat exchanger that cools the compressed gas discharged from the compressor body, the compressor body, and the heat exchanger. A compressor equipped with a housing for storing the gas inside.
The heat exchanger is
An external casing through which the cooling medium circulates inside,
It is provided with one or more pipes arranged in the outer casing and through which the compressed gas flows.
A compressor having one or more fins on the outer periphery of the outer casing that exchange heat with the atmosphere inside the casing.

また、本発明の好ましい他の例は、冷却媒体が内部を流通するシェルと、前記シェル内に配置され、内部を前記圧縮気体が流通する1又は複数のチューブと備えるシェルアンドチューブ型熱交換器であって、
前記シェルの外周に、
前記シェルの外部にある大気と熱交換を行う1又は複数のフィンを備えるシェルアンドチューブ型熱交換器である。
In addition, another preferred example of the present invention is a shell-and-tube heat exchanger in which a cooling medium is provided inside the shell and one or more tubes arranged inside the shell through which the compressed gas flows. And
On the outer circumference of the shell
A shell-and-tube heat exchanger having one or more fins that exchange heat with the atmosphere outside the shell.

本発明によれば、簡便かつコスト的に効率化して、圧縮機の筐体内温度を、低減させることができる。 According to the present invention, the temperature inside the housing of the compressor can be reduced easily and cost-effectively.

実施例1の圧縮機を模式的に示した斜視図である。It is a perspective view which shows typically the compressor of Example 1. 実施例1の圧縮機を示した正面図・右側面図・背面図である。It is a front view, a right side view, and a rear view which showed the compressor of Example 1. FIG. 実施例1のインタクーラを示した正面及び径方向断面図である。It is a front view and a radial sectional view which showed the intercooler of Example 1. FIG. 実施例1のアフタクーラを示した正面及び径方向断面図である。It is a front view and a radial sectional view which showed the aftercooler of Example 1. FIG. 実施例1のアフタクーラの外観構成を示す斜視図と正面図である。It is a perspective view and the front view which show the appearance structure of the aftercooler of Example 1. FIG. 実施例2のアフタクーラの外観構成を示す斜視図と正面図である。It is a perspective view and the front view which show the appearance structure of the aftercooler of Example 2. FIG. 実施例3のアフタクーラの外観構成を示す斜視図と正面図である。It is a perspective view and the front view which show the appearance structure of the aftercooler of Example 3. FIG. 実施例4のアフタクーラの外観構成を示す斜視図と正面図である。It is a perspective view and the front view which show the appearance structure of the aftercooler of Example 4. FIG. 実施例5のアフタクーラの外観構成を示す斜視図と正面図である。It is a perspective view and the front view which show the appearance structure of the aftercooler of Example 5. FIG. 実施例6のアフタクーラの組み立ての遷移を模式的に示した斜視図である。It is a perspective view which showed typically the transition of assembly of the aftercooler of Example 6. 実施例6のアフタクーラの外観構成を示す斜視図と正面図である。It is a perspective view and the front view which show the appearance structure of the aftercooler of Example 6.

以下に、本発明を実施例について図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、実施例1の空気圧縮機1(以下、単に「圧縮機1」と称する場合がある。)を模式的に表した斜視図を示す。また、図2は、圧縮機1の正面・右側面・背面を示す図である。図2(a)は、圧縮機1の正面図を示し、図2(b)は、圧縮機1の右側面図を示し、図2(c)は、圧縮機1の背面図を示す。圧縮機1は、圧縮媒体として空気(大気)を吸込み圧縮空気を吐き出す多段圧縮機である。なお、本実施例は多段式の空気圧縮機に限定するものではない。 FIG. 1 shows a perspective view schematically showing the air compressor 1 of the first embodiment (hereinafter, may be simply referred to as “compressor 1”). Further, FIG. 2 is a view showing the front surface, the right side surface, and the back surface of the compressor 1. 2A shows a front view of the compressor 1, FIG. 2B shows a right side view of the compressor 1, and FIG. 2C shows a rear view of the compressor 1. The compressor 1 is a multi-stage compressor that sucks air (atmosphere) as a compression medium and discharges compressed air. Note that this embodiment is not limited to the multi-stage air compressor.

圧縮機1は、ベース5に、電動機10、ギアケース11、1段目圧縮機本体である低圧段圧縮機本体12、インタクーラ13、2段目圧縮機本体である高圧段圧縮機本体14、アフタクーラ15、インバータ室19等を備え、筐体6によってこれらが格納される構成を有する。 The compressor 1 has an electric motor 10, a gear case 11, a low-pressure stage compressor body 12 which is a first-stage compressor body, an intercooler 13, a high-pressure stage compressor body 14 which is a second-stage compressor body, and an aftercooler on a base 5. It is provided with 15, an inverter chamber 19, and the like, and has a configuration in which these are stored by a housing 6.

電動機10は、低圧段圧縮機本体12及び高圧段圧縮機本体14を駆動する駆動源である。インバータ室19に格納されたインバータが、電動機10に供給する電力の周波数を制御することで、電動機の回転速度を制御する。本実施例では、駆動源として電動機10を用いるが、他の駆動源として内燃機関、蒸気機関、風力といった自然エネルギを用いることもできる。 The electric motor 10 is a drive source for driving the low-pressure stage compressor main body 12 and the high-pressure stage compressor main body 14. The inverter stored in the inverter chamber 19 controls the rotation speed of the electric motor by controlling the frequency of the electric power supplied to the electric motor 10. In this embodiment, the electric motor 10 is used as the drive source, but natural energy such as an internal combustion engine, a steam engine, or wind power can also be used as another drive source.

ギアケース11は、低圧段圧縮機本体12と高圧段圧縮機本体14とに、電動機10からの駆動力を伝達するギヤを内部に備える。電動機10と、低圧段圧縮機本体12及び高圧段圧縮機本体14との間にギアケース11が配置される。ギアケース11は、電動機10と低圧段圧縮機本体12及び高圧段圧縮機本体14とを支持して一体に構成する機能を有する。 The gear case 11 includes a gear for transmitting the driving force from the electric motor 10 inside the low-pressure stage compressor main body 12 and the high-pressure stage compressor main body 14. The gear case 11 is arranged between the electric motor 10 and the low-pressure stage compressor main body 12 and the high-pressure stage compressor main body 14. The gear case 11 has a function of supporting the electric motor 10, the low-pressure stage compressor main body 12, and the high-pressure stage compressor main body 14 and integrally forming the gear case 11.

本実施例において、電動機10の負荷側出力軸はブルギアを備え、低圧段圧縮機本体12及び高圧段圧縮機本体14の駆動軸に配置する夫々のギアとの噛み合いで、両圧縮機本体の圧縮機構(例えばスクリューロータ)を駆動するようになっている。なお、本実施例では、ギヤ接続の例で説明したが、ベルト懸架型や軸直結の構成であってもよい。 In this embodiment, the load side output shaft of the electric motor 10 is provided with a bull gear, and the compression of both compressor bodies is performed by meshing with the respective gears arranged on the drive shafts of the low pressure stage compressor main body 12 and the high pressure stage compressor main body 14. It is designed to drive a mechanism (for example, a screw rotor). In this embodiment, although the gear connection example has been described, a belt suspension type or a shaft direct connection configuration may be used.

低圧段圧縮機本体12は、無給液式のオイルフリースクリュー形圧縮機であり、雄雌ロータの歯溝の噛み合いによって空気を圧縮する容積形ツインスクリューロータ式の圧縮機構を備える。 The low-pressure stage compressor main body 12 is a liquid-free oil-free screw type compressor, and includes a positive displacement twin screw rotor type compression mechanism that compresses air by meshing the tooth grooves of male and female rotors.

なお、前記の容積形ツインスクリューロータ式の圧縮機構に限定するものではなく、スクリュー式であれば、ゲートロータとスクリューロータとからなるシングルスクリュー式や、3以上のスクリューロータの噛み合いからなるマルチ式等種々の形式を用いることができる。 The compression mechanism is not limited to the positive displacement twin screw rotor type, and if it is a screw type, it is a single screw type consisting of a gate rotor and a screw rotor, or a multi type consisting of meshing of three or more screw rotors. Etc. Various formats can be used.

更に、圧縮機構としてスクリュー式以外に、他の容積形圧縮機構や遠心形等を用いることもできる。低圧段圧縮機本体12は、吸込口16から空気を吸込み、一段目圧縮機で圧縮された空気をインタクーラ13に吐き出すようになっている。 Further, as the compression mechanism, in addition to the screw type, another positive displacement compression mechanism, a centrifugal type, or the like can be used. The low-pressure stage compressor main body 12 sucks in air from the suction port 16 and discharges the air compressed by the first-stage compressor to the intercooler 13.

インタクーラ13は、低圧段圧縮機本体12から吐き出された一段目圧縮機で圧縮された空気を冷却するシェルアンドチューブ型の熱交換器である。シェルアンドチューブ式の熱交換器は、図3に示すように、外部ケーシングとなる筒状のシェル30の内部に、圧縮気体等が内部を流れる1又は複数の被冷却配管(チューブ35)を直線、蛇行或いは螺旋状に配置し、シェル30に配置する外部給液入口から出口に向かって冷却媒体である液体(水等)が流入し、内部に配置する被冷却配管と熱交換を行う構成である。出口から排出された冷却液は、例えば、水冷又は空冷の他の冷却装置(圧縮機システムの場合は冷却棟として実装される場合も多い。)に流れ出て、再度冷却液管を入口から還流するようにしてもよい。 The intercooler 13 is a shell-and-tube type heat exchanger that cools the air compressed by the first-stage compressor discharged from the low-pressure stage compressor main body 12. In the shell-and-tube heat exchanger, as shown in FIG. 3, one or a plurality of cooled pipes (tubes 35) through which compressed gas or the like flows is linearly arranged inside a tubular shell 30 which is an outer casing. , A structure in which liquid (water, etc.), which is a cooling medium, flows in from the external liquid supply inlet arranged in the shell 30 toward the outlet and exchanges heat with the cooled pipe arranged inside. is there. The coolant discharged from the outlet flows out to, for example, another water-cooled or air-cooled cooling device (often implemented as a cooling building in the case of a compressor system), and the coolant pipe is recirculated from the inlet again. You may do so.

インタクーラ13は、低圧段圧縮機本体12及び高圧段圧縮機本体14の下方側で、これらに跨って延在するように配置する。インタクーラ13は、給水口20aを介して、圧縮機1の外部から供給された冷却液(本例では水とする。)と、一段目圧縮機で圧縮された空気との熱交換を行い、圧縮空気の中間冷却を行うようになっている。 The intercooler 13 is arranged below the low-pressure stage compressor main body 12 and the high-pressure stage compressor main body 14 so as to extend over them. The intercooler 13 exchanges heat between the coolant supplied from the outside of the compressor 1 (referred to as water in this example) and the air compressed by the first-stage compressor via the water supply port 20a, and compresses the mixture. It is designed to perform intermediate cooling of air.

中間冷却された圧縮空気は、中間配管17を介して、高圧段圧縮機本体14の吸込側に流れるようになっている。インタクーラ13について、詳細は後述する。 The intermediate-cooled compressed air flows to the suction side of the high-pressure stage compressor main body 14 via the intermediate pipe 17. The details of the intercooler 13 will be described later.

高圧段圧縮機本体14は、低圧段圧縮機本体12と同様に無給液式のツインスクリュー圧縮機形式を適用する。なお、他の形式を適用できるのは低圧段圧縮機本体12と同様である。二段目圧縮機である高圧段圧縮機本体14が、一段目圧縮機で圧縮された空気を吸込み、これから更に昇圧した高圧に圧縮した空気を吐き出すようになっている。二段目圧縮機である高圧段圧縮機本体14から吐き出された圧縮された空気は、アフタクーラ15に流れるようになっている。 The high-pressure stage compressor main body 14 applies the liquid-free twin screw compressor type as in the low-pressure stage compressor main body 12. It should be noted that other types can be applied in the same manner as the low pressure stage compressor main body 12. The high-pressure stage compressor main body 14, which is the second-stage compressor, sucks in the air compressed by the first-stage compressor, and then discharges the air compressed to a higher pressure. The compressed air discharged from the high-pressure stage compressor main body 14, which is the second-stage compressor, flows to the aftercooler 15.

アフタクーラ15は、高圧段圧縮機本体14から吐き出された二段目圧縮機で圧縮された空気を冷却するシェルアンドチューブ型の熱交換器である。アフタクーラ15は、インタクーラ13と同様に、低圧段圧縮機本体12及び高圧段圧縮機本体14の下方側で、これらに跨って延在するように配置し、インタクーラ13よりも圧縮機1の右側面寄りに配置する。 The aftercooler 15 is a shell-and-tube type heat exchanger that cools the air compressed by the second-stage compressor discharged from the high-pressure stage compressor main body 14. Like the intercooler 13, the aftercooler 15 is arranged below the low-pressure stage compressor main body 12 and the high-pressure stage compressor main body 14 so as to extend over them, and is located on the right side surface of the compressor 1 with respect to the intercooler 13. Place it closer.

アフタクーラ15は、給水口20aを介して、圧縮機1の外部から供給された冷却液と、二段目圧縮機で圧縮された圧縮空気との熱交換を行い、圧縮空気の二段目の冷却を行うようになっている。二段目の冷却をされた圧縮空気は、アフタクーラ15の吐出口18を介して、圧縮機1の外部(ユーザ側配管系等)に流れるようになっている。アフタクーラ15について、詳細は後述する。 The aftercooler 15 exchanges heat between the coolant supplied from the outside of the compressor 1 and the compressed air compressed by the second-stage compressor via the water supply port 20a, and cools the compressed air in the second stage. Is supposed to do. The compressed air cooled in the second stage flows to the outside of the compressor 1 (user-side piping system, etc.) through the discharge port 18 of the aftercooler 15. The details of the aftercooler 15 will be described later.

筐体6は、電動機10、ギアケース11、低圧段圧縮機本体12、インタクーラ13、高圧段圧縮機本体14、アフタクーラ15、制御室9及びインバータ室19等を正面・側面・背面・上面から囲むパネルからなる。 The housing 6 surrounds the electric motor 10, the gear case 11, the low-pressure stage compressor main body 12, the intercooler 13, the high-pressure stage compressor main body 14, the aftercooler 15, the control room 9, the inverter room 19, etc. from the front, side, back, and top surfaces. It consists of a panel.

筐体6の上面には、外部から空気を吸気するための外部吸込口7を配置し(図1を参照)、外部吸込口7から低圧段圧縮機本体12の吸込口16の間の機械室25には、吸気ダクト4が配置するようになっている(図2を参照)。また、本実施例では、電動機10、低圧段圧縮機本体12、高圧段圧縮機本体14、インタクーラ13及びアフタクーラ15等を格納する機械室25と、インバータ室19とは内部区画壁8で区画されるようになっている。 An external suction port 7 for sucking air from the outside is arranged on the upper surface of the housing 6 (see FIG. 1), and a machine room between the external suction port 7 and the suction port 16 of the low-pressure compressor main body 12. An intake duct 4 is arranged in the 25 (see FIG. 2). Further, in the present embodiment, the machine room 25 for storing the electric motor 10, the low-pressure stage compressor main body 12, the high-pressure stage compressor main body 14, the intercooler 13, the aftercooler 15, and the like, and the inverter room 19 are partitioned by an internal partition wall 8. It has become so.

また、制御室9は、圧縮機1を制御する制御装置を格納する筐体である。本実施例では、筐体6によって、電動機10、低圧段圧縮機本体12、高圧段圧縮機本体14、インタクーラ13、アフタクーラ15等と同じ内部空間(機械室25)に制御室9を配置しているが、配置場所はこれに限定するものではない。 Further, the control room 9 is a housing for storing a control device for controlling the compressor 1. In this embodiment, the control room 9 is arranged in the same internal space (machine room 25) as the electric motor 10, the low-pressure stage compressor main body 12, the high-pressure stage compressor main body 14, the intercooler 13, the aftercooler 15, etc. by the housing 6. However, the location is not limited to this.

筐体6のパネルは、各面で1枚或いは複数のパネルから構成され、圧縮機1の内部は、一部の吸気や排気用の開口を除き、機器保守や防音を図るために外部との視覚的な開放は略無い半密閉構造となっている。この為、圧縮機1の機械室25は、電動機10、低圧段圧縮機本体12、高圧段圧縮機本体14等の発熱によって高温となる傾向にある。 The panel of the housing 6 is composed of one or more panels on each side, and the inside of the compressor 1 is external to the outside for equipment maintenance and soundproofing except for some openings for intake and exhaust. It has a semi-enclosed structure with almost no visual opening. Therefore, the machine room 25 of the compressor 1 tends to become hot due to heat generation of the electric motor 10, the low-pressure stage compressor main body 12, the high-pressure stage compressor main body 14, and the like.

仮に、内部区画壁8がなく、インバータ室19と、機械室25とが同一空間内に配置する場合には、電力変換装置の熱も圧縮機1の内部空間温度上昇に寄与することとなる。内部空間温度の上昇は、潤滑油の耐熱温度を超えて性能を満たさなくなる場合や、電子部品の寿命を短くするといった悪影響を及ぼす。特に、圧縮機1を設置した周囲の温度が高温の場合、この傾向は更に増加することとなる。 If the inverter chamber 19 and the machine room 25 are arranged in the same space without the internal partition wall 8, the heat of the power conversion device also contributes to the increase in the internal space temperature of the compressor 1. An increase in the internal space temperature has adverse effects such as exceeding the heat resistant temperature of the lubricating oil and not satisfying the performance, or shortening the life of the electronic component. In particular, when the ambient temperature at which the compressor 1 is installed is high, this tendency is further increased.

本実施例の特徴の1つは、シェルアンドチューブ型の熱交換器であるインタクーラ13及びアフタクーラ15の表面温度を利用して、圧縮機1の内部空間温度を低減させるようにしていることにある。以下、インタクーラ13及びアフタクーラ15について詳細に説明する。 One of the features of this embodiment is that the surface temperatures of the intercooler 13 and the aftercooler 15, which are shell-and-tube heat exchangers, are used to reduce the internal space temperature of the compressor 1. .. Hereinafter, the intercooler 13 and the aftercooler 15 will be described in detail.

まず、図3を用いて、インタクーラ13の内部構成を説明する。図3(a)は、インタクーラ13の長手方向側断面図であり、図3(b)は、これに直交する上流側付近断面図である。インタクーラ13は、シェル30、ヘッダ32a・32b、フランジ33a・33b、バッフルプレート34及びチューブ35を備える。 First, the internal configuration of the intercooler 13 will be described with reference to FIG. FIG. 3A is a sectional view taken along the longitudinal direction of the intercooler 13, and FIG. 3B is a sectional view taken along the upstream side orthogonal to the cross section. The intercooler 13 includes a shell 30, headers 32a / 32b, flanges 33a / 33b, a baffle plate 34, and a tube 35.

シェル30は、例えば長手方向の両端部に開口を有する円筒形状からなり、インタクーラ13の本体部を成す。シェル30の長手方向一方端部(図3(a)の左側端部)には、低圧段圧縮機本体12の吐出圧縮本体の吐出側流路と接続するヘッダ32aを備え、他方端部(図3(a)の右側端部)には、高圧段圧縮機本体14の吸込側流路と接続するヘッダ32bを備える。 The shell 30 has, for example, a cylindrical shape having openings at both ends in the longitudinal direction, and forms the main body of the intercooler 13. One end of the shell 30 in the longitudinal direction (the left end of FIG. 3A) is provided with a header 32a connected to the discharge side flow path of the discharge compression body of the low-pressure compressor body 12, and the other end (FIG. 3A). The right end of 3 (a)) is provided with a header 32b connected to the suction side flow path of the high-pressure compressor main body 14.

シェル30は、その外周のヘッダ32b寄りに、シェル30内部に、冷却水を供給するために冷却水を取り込む冷却水入口(配管)31aを備える。また、シェル30は、ヘッダ32a寄りに、冷却水をシェル30から排出する冷却水出口(配管)31bを備える。冷却水入口(配管)31a及び冷却水出口(配管)31bは、内部配管を介して夫々圧縮機1の給水口20a・排水口20b(図1等を参照)と接続する。 The shell 30 is provided with a cooling water inlet (pipe) 31a for taking in cooling water to supply cooling water inside the shell 30 near the header 32b on the outer periphery thereof. Further, the shell 30 is provided with a cooling water outlet (pipe) 31b for discharging the cooling water from the shell 30 near the header 32a. The cooling water inlet (piping) 31a and the cooling water outlet (piping) 31b are connected to the water supply port 20a and the drainage port 20b (see FIG. 1 and the like) of the compressor 1 via internal piping, respectively.

ヘッダ32a、ヘッダ32bは、共に内部を圧縮空気が流通可能な管形状を有し、一方の端部がシェル30の端部に夫々ボルト等により接続される。 Both the header 32a and the header 32b have a pipe shape through which compressed air can flow, and one end thereof is connected to the end of the shell 30 by a bolt or the like.

シェル30の両端の開口部と、ヘッダ32a・32bとの接続部付近には、フランジ33a・33bを備える。フランジ33a・33bは、シェル30の内径と略同外径を有した所定厚みの円盤形状からなり、図3(b)に示すように、中央に複数の貫通穴36を有する。貫通穴36は、後述するチューブ35の外径と略同内径を有し、チューブ35の両端部が貫通穴36と接続する。これによって、シェル30の両端部間を複数のチューブ35が延在し、チューブ35の内部を圧縮空気が流通するようになっている。 Flange 33a and 33b are provided near the openings at both ends of the shell 30 and the connection portions between the headers 32a and 32b. The flanges 33a and 33b have a disk shape having a predetermined thickness having substantially the same outer diameter as the inner diameter of the shell 30, and have a plurality of through holes 36 in the center as shown in FIG. 3B. The through hole 36 has substantially the same inner diameter as the outer diameter of the tube 35 described later, and both ends of the tube 35 are connected to the through hole 36. As a result, a plurality of tubes 35 extend between both ends of the shell 30, and compressed air flows through the inside of the tubes 35.

また、シェル30の内部には、図3(a)に示すように、複数のチューブ35を支持すると共にシェル30内を流れる冷却水の流れ方向を変更する複数のバッフルプレート34を備える。バッフルプレートは、シェル30の内径断面の外周部の一部を切欠いた形状を有する。 Further, as shown in FIG. 3A, the inside of the shell 30 is provided with a plurality of baffle plates 34 that support the plurality of tubes 35 and change the flow direction of the cooling water flowing in the shell 30. The baffle plate has a shape in which a part of the outer peripheral portion of the inner diameter cross section of the shell 30 is cut out.

例えば、半円形状以上から円形状未満の断面形状となるように外周側の一部を切欠いた形状を有する。複数のハッブルプレート34は、シェル30内部の径方向に向かって、切欠きが流水方向で一致しないように適宜回転位相(例えば180度)をして配置するようになっている。 For example, it has a shape in which a part of the outer peripheral side is cut out so that the cross-sectional shape is from a semicircular shape or more to a circular shape or less. The plurality of Hubble plates 34 are arranged in an appropriate rotational phase (for example, 180 degrees) so that the notches do not match in the water flow direction toward the radial direction inside the shell 30.

即ち図3(a)に示すように、シェル30の内部を流れる冷却水が、ハッブルプレート34によって蛇行する流れとなり、チューブ35との接触時間を増大させ、熱交換の効率を向上させるようになっている。なお、パッブルプレート34の構成や冷却水の流れ方は本例に限定するものではなく任意である。 That is, as shown in FIG. 3A, the cooling water flowing inside the shell 30 becomes a meandering flow by the Hubble plate 34, increasing the contact time with the tube 35 and improving the efficiency of heat exchange. ing. The configuration of the pable plate 34 and the flow of the cooling water are not limited to this example and are arbitrary.

次いで、図4を用いて、アフタクーラ15の内部構成を説明する。図4(a)は、アフタクーラ15の長手方向側断面図であり、図4(b)は、これに直交する上流側付近断面図である。 Next, the internal configuration of the aftercooler 15 will be described with reference to FIG. FIG. 4A is a sectional view taken along the longitudinal direction of the aftercooler 15, and FIG. 4B is a sectional view taken along the upstream side orthogonal to the sectional view taken along the longitudinal direction.

インタクーラ13での説明と重複した記載は省略する。アフタクーラ15は、シェル40の長手方向一方端部(図4(a)の左側端部)には、高圧段圧縮機本体14側流路と接続するヘッダ42aを備え、他方端部(図4(a)の右側端部)には、圧縮機1の外部(ユーザ側配管系等)と繋がった吐出口の流路と接続するヘッダ42bを備える。 The description duplicated with the description in the intercooler 13 is omitted. The aftercooler 15 is provided with a header 42a connected to the flow path on the high-pressure stage compressor main body 14 at one end (left end in FIG. 4A) of the shell 40 in the longitudinal direction, and the other end (FIG. 4 (a)). The right end of a) is provided with a header 42b connected to a flow path of a discharge port connected to the outside of the compressor 1 (user-side piping system, etc.).

シェル40は、その外周のヘッダ42b寄りに、シェル40内部に供給される冷却水入口(配管)41aを備え、ヘッダ42a寄りに、冷却水出口(配管)41bを備える。
シェル40に設けるチューブ45やバッフルプレート44の個数は、目標の冷却性能に応じて任意に決めてよい。
The shell 40 is provided with a cooling water inlet (piping) 41a supplied to the inside of the shell 40 near the header 42b on the outer periphery thereof, and is provided with a cooling water outlet (piping) 41b near the header 42a.
The number of tubes 45 and baffle plates 44 provided on the shell 40 may be arbitrarily determined according to the target cooling performance.

ここで、シェルアンドチューブ型熱交換器であるインタクーラ13及びアフタクーラ15は、シェル30及びシェル40の径方向外周面が比較的低温となるという特徴がある。即ちシェル30及びシェル40が冷却対象とする圧縮空気は、その内部に延在するチューブ35・45を流れる。そして、チューブ35・45の外側には低温の冷却水があることから、径方向外周表面の裏側(内部側)は、低温の冷却水が流通する。この径方向外周表面の温度は、前記したように電動機10、低圧段圧縮機本体12、高圧段圧縮機本体14等から駆動時に発生する熱で満たされた圧縮機1の筐体6の内部温度よりも低温である。 Here, the intercooler 13 and the aftercooler 15, which are shell-and-tube heat exchangers, are characterized in that the radial outer peripheral surfaces of the shell 30 and the shell 40 are relatively low in temperature. That is, the compressed air to be cooled by the shell 30 and the shell 40 flows through the tubes 35 and 45 extending inside the shell 30 and the shell 40. Since there is low-temperature cooling water on the outside of the tubes 35 and 45, the low-temperature cooling water flows on the back side (inside side) of the outer peripheral surface in the radial direction. As described above, the temperature of the outer peripheral surface in the radial direction is the internal temperature of the housing 6 of the compressor 1 filled with the heat generated during driving from the electric motor 10, the low-pressure stage compressor main body 12, the high-pressure stage compressor main body 14, and the like. It is colder than.

本実施例では、シェル30・40の径方向外周に、外部に延伸するフィン50を備えることを特徴の1つとする。 One of the features of this embodiment is that fins 50 extending outward are provided on the outer circumference of the shells 30 and 40 in the radial direction.

図5は、アフタクーラ15の外観構成を示し、図5(a)は斜視図を、図5(b)は正面図を示す。なお、インタクーラ13も同趣旨の為、代表してアフタクーラ15の構成について主に説明する。 5A and 5B show an external configuration of the aftercooler 15, FIG. 5A shows a perspective view, and FIG. 5B shows a front view. Since the intercooler 13 has the same purpose, the configuration of the aftercooler 15 will be mainly described as a representative.

アフタクーラ15のシェル40は、径方向外周に、その外周形状に沿った少なくとも1つの環状のフィン50を備える。本例では複数配置するものとして説明する。 The shell 40 of the aftercooler 15 is provided with at least one annular fin 50 along the outer peripheral shape thereof on the outer circumference in the radial direction. In this example, it will be described as arranging a plurality.

各フィン50は、シェル40の径方向外周表面から鉛直方向に延びるとともに、シェル40の中心角度で360度に渡って延伸した形状である。フィン50は、例えばシェル40が鉄系素材の鋳物からなるとすれば、一体に鋳物成型によって構成されるようになっている。 Each fin 50 has a shape extending in the vertical direction from the radial outer peripheral surface of the shell 40 and extending over 360 degrees at the center angle of the shell 40. The fin 50 is integrally formed by casting, for example, if the shell 40 is made of a casting of an iron-based material.

即ちシェル40とフィン50が熱伝導する構成である。これにより、シェル40の表面積が増大し、内部を流通する冷却水の低温に対する圧縮機1の内部空間熱をアフタクーラ15の表面に吸熱しやすくなり、圧縮機1内部空間の温度を低下させることが可能となる。 That is, the shell 40 and the fins 50 are thermally conductive. As a result, the surface area of the shell 40 is increased, the internal space heat of the compressor 1 with respect to the low temperature of the cooling water flowing inside is easily absorbed by the surface of the aftercooler 15, and the temperature of the internal space of the compressor 1 can be lowered. It will be possible.

また、本実施例ではインタクーラ13とアフタクーラ15という2つの熱交換器を圧縮機1の内部空間の吸熱要素として利用することから、より内部空間の冷却性能の向上効果が期待できる。 Further, in this embodiment, since the two heat exchangers, the intercooler 13 and the aftercooler 15, are used as the endothermic elements of the internal space of the compressor 1, the effect of further improving the cooling performance of the internal space can be expected.

また、圧縮機1内部空間の冷却に専用のファン装置等の部品追加や当該部品を駆動するためのエネルギ増加といったコスト面での優位性も確保できる。 In addition, it is possible to secure cost advantages such as adding parts such as a fan device dedicated to cooling the internal space of the compressor 1 and increasing energy for driving the parts.

更に、実施例1のフィン50は、シェル40と一体に成型し且つシェル40の径方向外周の略全てに渡って環状に配置することから、冷却媒体から一定の内部圧力が発生するシェル40における冷却媒体への対圧力性能の向上も期待できる。 Further, since the fins 50 of the first embodiment are integrally molded with the shell 40 and arranged in an annular shape over substantially the entire radial outer circumference of the shell 40, the fin 50 in the shell 40 in which a constant internal pressure is generated from the cooling medium. Improvement of pressure resistance to the cooling medium can also be expected.

実施例2は、アフタクーラ15(インタクーラ13)の複数のフィン50同士間隔が異なる点が、実施例1と異なる。以下、図面を用いて説明するが、実施例1と同一の構成要素については同一符号を用い、詳細な説明を省略する場合がある。 The second embodiment is different from the first embodiment in that the intervals between the plurality of fins 50 of the aftercooler 15 (intercooler 13) are different from each other. Hereinafter, the description will be made with reference to the drawings, but the same components as those in the first embodiment may be referred to with the same reference numerals and detailed description thereof may be omitted.

図6は、実施例2のアフタクーラ15の外観構成を示し、図6(a)は斜視図を、図6(b)は正面図を示す。本実施例ではアフタクーラ15について説明するが、インタクーラ13についても同趣旨である。図6に示すように、アフタクーラ15は、シェル40の長手方向の両端側の各フィン50の間隔に比べて、中央付近のフィン50の間隔を長くする構成を特徴とする。 6A and 6B show an external configuration of the aftercooler 15 of the second embodiment, FIG. 6A shows a perspective view, and FIG. 6B shows a front view. Although the aftercooler 15 will be described in this embodiment, the same applies to the intercooler 13. As shown in FIG. 6, the aftercooler 15 is characterized in that the distance between the fins 50 near the center is longer than the distance between the fins 50 on both ends in the longitudinal direction of the shell 40.

かかる構成であっても、実施例1と同様の効果を期待することができるとともに、単一のクーラにおいて、長手方向での吸熱性に指向性を発揮することができる。 Even with such a configuration, the same effect as in the first embodiment can be expected, and a single cooler can exhibit directivity in heat absorption in the longitudinal direction.

例えば、アフタクーラ15の周辺で、特にシェル30の長手方向の両端部付近に存在する発熱源(吐出配管等)があれば、当該領域に近い部分のフィン50の間隔を密にすることで、当該領域に対する吸熱性効果の更なる向上が期待できる。 For example, if there is a heat generation source (discharge pipe, etc.) existing around both ends of the shell 30 in the longitudinal direction around the aftercooler 15, the fins 50 in the portion close to the region can be closely spaced. Further improvement of the endothermic effect on the region can be expected.

実施例3は、アフタクーラ15(インタクーラ13)の冷却水入口41a側のフィン50の高さが、冷却水出口41b側のフィン50よりも高い点が、実施例1及び2と異なる。 Example 3 is different from Examples 1 and 2 in that the height of the fin 50 on the cooling water inlet 41a side of the aftercooler 15 (intercooler 13) is higher than the fin 50 on the cooling water outlet 41b side.

以下、図面を用いて説明するが、実施例1及び2と同一の構成要素については同一符号を用い、詳細な説明を省略する場合がある。 Hereinafter, the description will be made with reference to the drawings, but the same components as those of the first and second embodiments may be used with the same reference numerals and detailed description thereof may be omitted.

図7は、実施例3のアフタクーラ15の外観構成を示し、図7(a)は斜視図を、図7(b)は正面図を示す。本実施例ではアフタクーラ15について説明するが、インタクーラ13についても同趣旨である。図7に示すように、冷却水入口41a側のフィン50の高さが、冷却水出口41b側のフィン50の高さよりも高くしてある。 7A and 7B show an external configuration of the aftercooler 15 of the third embodiment, FIG. 7A shows a perspective view, and FIG. 7B shows a front view. Although the aftercooler 15 will be described in this embodiment, the same applies to the intercooler 13. As shown in FIG. 7, the height of the fin 50 on the cooling water inlet 41a side is higher than the height of the fin 50 on the cooling water outlet 41b side.

更に、冷却水入口41a側のフィン50同士の間隔が、冷却水出口41b側のフィン50同士の間隔よりも短くした点も特徴とする。かかる構成であっても、実施例1及び2と同様の効果を期待することができると共に以下の効果も期待できる。 Further, the distance between the fins 50 on the cooling water inlet 41a side is shorter than the distance between the fins 50 on the cooling water outlet 41b side. Even with such a configuration, the same effects as in Examples 1 and 2 can be expected, and the following effects can also be expected.

一般に冷却を目的とする熱交換器において、冷却媒体である冷却水の温度は冷却水出口側よりも冷却水入口側の方が低い。そこで、より低温となる冷却水入口41a側のシェルの外表面に配置するフィン50の高さを、冷却水出口側の高さよりも高くする。もしくは冷却水入口41a側のフィン50の間隔を、冷却水出口側での間隔より短くする。 Generally, in a heat exchanger for cooling, the temperature of the cooling water, which is a cooling medium, is lower on the cooling water inlet side than on the cooling water outlet side. Therefore, the height of the fins 50 arranged on the outer surface of the shell on the cooling water inlet 41a side, which is lower in temperature, is made higher than the height on the cooling water outlet side. Alternatively, the distance between the fins 50 on the cooling water inlet 41a side is made shorter than the distance on the cooling water outlet side.

そのような構成とすることで、圧縮機1の内部空間に対して、シェルの外表面が低温である部分の吸熱面積を広くするとともに、相対的に高温になる傾向のある冷却水出口41b側の表面積を抑制し、チューブ45内の空気の冷却性を確保することができる。 With such a configuration, the heat absorption area of the portion where the outer surface of the shell is low temperature is widened with respect to the internal space of the compressor 1, and the cooling water outlet 41b side, which tends to be relatively high temperature, is widened. The surface area of the tube 45 can be suppressed and the cooling property of the air in the tube 45 can be ensured.

実施例4は、アフタクーラ15(インタクーラ13)のフィン50の延在方向が実施例1〜3と異なる。以下、図面を用いて説明するが、実施例1〜3と同一の構成要素については同一符号を用い、詳細な説明を省略する場合がある。 In the fourth embodiment, the extending direction of the fins 50 of the aftercooler 15 (intercooler 13) is different from that of the first to third embodiments. Hereinafter, the description will be made with reference to the drawings, but the same components as those in the first to third embodiments may be used with the same reference numerals and detailed description thereof may be omitted.

図8は、実施例4のアフタクーラ15の外観構成を示し、図8(a)は斜視図を、図8(b)は正面図を示す。本実施例ではアフタクーラ15について説明するが、インタクーラ13についても同趣旨である。 8A and 8B show an external configuration of the aftercooler 15 of the fourth embodiment, FIG. 8A shows a perspective view, and FIG. 8B shows a front view. Although the aftercooler 15 will be described in this embodiment, the same applies to the intercooler 13.

フィン50は、シェル40の径方向外周において、長手方向に沿って直線状に延伸する形状である。各フィン50の周方向間隔はフィン50の数で除した同位相角度とするが、これに限定するものではなく異なる位相確度で配置する構成であってもよい。 The fin 50 has a shape that extends linearly along the longitudinal direction on the outer circumference of the shell 40 in the radial direction. The circumferential distance between the fins 50 is the same phase angle divided by the number of fins 50, but the configuration is not limited to this, and the fins may be arranged with different phase accuracy.

また、図8では各フィン50の高さは同一とするが、これが異なる高さであってもよい。異なる高さとは、フィン50同士の高さが異なる場合や、1つのフィン50で高さが異なる構成であってもよい。例えば、実施例3のように、外周面がより低温となる傾向にある冷却水入口41a側部分のフィン50の高さを、冷却水出口41b側部分のフィン50の高さより、高くした形状であってもよい。 Further, although the heights of the fins 50 are the same in FIG. 8, they may have different heights. The different heights may mean that the fins 50 have different heights, or that one fin 50 has a different height. For example, as in the third embodiment, the height of the fin 50 on the cooling water inlet 41a side portion where the outer peripheral surface tends to be lower is higher than the height of the fin 50 on the cooling water outlet 41b side portion. There may be.

以上の構成でも、フィン50が圧縮機1の内部空間温度を冷却する吸熱作用を発揮しえる。 Even with the above configuration, the fins 50 can exert an endothermic action of cooling the internal space temperature of the compressor 1.

実施例5は、アフタクーラ15(インタクーラ13)のフィン50の延在方向が実施例4と同様にシェル40の長手方向であるが、外周表面の一部にのみフィン50を配置する点で異なる。
以下、図面を用いて説明するが、実施例1〜4と同一の構成要素については同一符号を用い、詳細な説明を省略する場合がある。
The fifth embodiment is different in that the extending direction of the fins 50 of the aftercooler 15 (intercooler 13) is the longitudinal direction of the shell 40 as in the fourth embodiment, but the fins 50 are arranged only on a part of the outer peripheral surface.
Hereinafter, the description will be made with reference to the drawings, but the same components as those in the first to fourth embodiments may be referred to with the same reference numerals and detailed description thereof may be omitted.

図9は、実施例5のアフタクーラ15の外観構成を示し、図9(a)は斜視図を、図9(b)は正面図を示す。本実施例ではアフタクーラ15について説明するが、インタクーラ13についても同趣旨である。図9に示すように、フィン50は、シェル40の水平方向周面付近にのみ配置する。外周表面の一部にのみフィン50を配置する構成であっても、実施例4と同様の効果を期待することができると共に以下の効果も期待できる。 9 shows an external configuration of the aftercooler 15 of the fifth embodiment, FIG. 9A shows a perspective view, and FIG. 9B shows a front view. Although the aftercooler 15 will be described in this embodiment, the same applies to the intercooler 13. As shown in FIG. 9, the fins 50 are arranged only near the horizontal peripheral surface of the shell 40. Even if the fins 50 are arranged only on a part of the outer peripheral surface, the same effect as in the fourth embodiment can be expected, and the following effects can also be expected.

即ち、単一のクーラにおいて、吸熱作用に周方向の指向性も発揮しえる。例えば、図1に示すように、本例の圧縮機1では、インタクーラ13及びアフタクーラ15が、低圧段圧縮機本体12及び高圧段圧縮機本体14の下方で、低圧段圧縮機本体12及び高圧段圧縮機本体14の両者に渡って延在して配置される。このような配置をすることで、配管を短くできると共に、インタクーラ13及びアフタクーラ15の保守を容易にできる。 That is, in a single cooler, the endothermic action can also exhibit circumferential directivity. For example, as shown in FIG. 1, in the compressor 1 of this example, the intercooler 13 and the aftercooler 15 are below the low-pressure stage compressor main body 12 and the high-pressure stage compressor main body 14, and the low-pressure stage compressor main body 12 and the high-pressure stage It is arranged so as to extend over both of the compressor main body 14. With such an arrangement, the piping can be shortened and the maintenance of the intercooler 13 and the aftercooler 15 can be facilitated.

低圧段圧縮機本体12及び高圧段圧縮機本体14といった圧縮本体は、圧縮機1内部空間において比較的高い発熱体である。 The compression main body such as the low pressure stage compressor main body 12 and the high pressure stage compressor main body 14 is a relatively high heating element in the internal space of the compressor 1.

したがって、図では示していないが、フィン50を、アフタクーラ15もしくはインタクーラ13の上部側の周面付近であって、低圧段圧縮機本体12もしくは高圧段圧縮機本体14と対向する外周面側のみに配置することで、低圧段圧縮機本体12もしくは高圧段圧縮機本体14といった発熱源からの熱の吸熱効果を向上させることができる。さらに、ベース5側については、チューブ45を流れる圧縮空気の冷却効果を確保することができる。 Therefore, although not shown in the figure, the fins 50 are provided only on the outer peripheral surface side of the aftercooler 15 or the intercooler 13 on the upper peripheral surface and facing the low-pressure compressor main body 12 or the high-pressure compressor main body 14. By arranging them, the heat absorption effect of heat from a heat generating source such as the low-pressure stage compressor main body 12 or the high-pressure stage compressor main body 14 can be improved. Further, on the base 5 side, the cooling effect of the compressed air flowing through the tube 45 can be ensured.

実施例1〜5では、シェル30・40と、フィン50とが同一素材からなる(例えば鋳物の)一体成形物として説明した。実施例6は、フィン50がシェル30・40とは別体成形物としたり、これに加えて異なる素材から構成する例である点が他の実施例と異なる点である。以下、図面を用いて説明するが、実施例1〜5と同一の構成要素については同一符号を用い、詳細な説明を省略する場合がある。 In Examples 1 to 5, the shells 30 and 40 and the fins 50 have been described as integrally molded products made of the same material (for example, by casting). The sixth embodiment is different from the other embodiments in that the fins 50 are formed separately from the shells 30 and 40, or are made of different materials in addition to the fins 50. Hereinafter, the description will be given with reference to the drawings, but the same components as those in the first to fifth embodiments may be referred to with the same reference numerals and detailed description thereof may be omitted.

図10は、実施例6のアフタクーラ15の組み立ての遷移を模式的に示した斜視図である。図11は、実施例6のアフタクーラ15の外観構成を示し、図11(a)は斜視図を、図11(b)は正面図を示す。本実施例ではアフタクーラ15について説明するが、インタクーラ13も同趣旨である。実施例6では、シェル30・40とフィン50とは別体であり、両者が、ボルト締め、カシメ、溶接、接着、係止や嵌合構造或いはこれらの組み合わせ等により接続する構成であるものの両者の熱伝導性は保持する構造である。 FIG. 10 is a perspective view schematically showing the transition of the assembly of the aftercooler 15 of the sixth embodiment. 11A and 11B show an external configuration of the aftercooler 15 of the sixth embodiment, FIG. 11A shows a perspective view, and FIG. 11B shows a front view. Although the aftercooler 15 will be described in this embodiment, the intercooler 13 has the same purpose. In the sixth embodiment, the shells 30 and 40 and the fins 50 are separate bodies, and both are configured to be connected by bolting, caulking, welding, bonding, locking or fitting structure, or a combination thereof. It is a structure that retains the thermal conductivity of.

図10は、上から下に向かって順に別体構成の接続遷移を示す。本実施例において、フィン50は、シェル30・40の外周面に沿った半弧形状であり、これが前記した接続方法によって順に接続配置するようになっている。 FIG. 10 shows the connection transitions of the separate configurations in order from top to bottom. In this embodiment, the fins 50 have a semi-arc shape along the outer peripheral surfaces of the shells 30 and 40, and the fins 50 are sequentially connected and arranged according to the connection method described above.

また、実施例1等の環状のフィン50とする場合には、逆側(下方)から別の半弧状フィンを接続する等により実現できる。また、環状にせずとも、図11に示すように、シェル30・40の上方及び下方に、長手方向に間隔を違えて交互にフィン50接続するようにする構成も可能である、
また、フィン50は、シェル30・40よりも熱伝導率の高い素材で構成するようにしてもよい。例えば、シェル30・40が鉄であれば、フィン50はアルミ等である。
Further, in the case of the annular fin 50 as in the first embodiment, it can be realized by connecting another semi-arc fin from the opposite side (lower side). Further, as shown in FIG. 11, it is possible to connect the fins 50 alternately above and below the shells 30 and 40 at different intervals in the longitudinal direction without forming an annular shape.
Further, the fin 50 may be made of a material having a higher thermal conductivity than the shells 30 and 40. For example, if the shells 30 and 40 are iron, the fins 50 are aluminum or the like.

また、全てのフィン50が同一素材で構成されるものでなくてもよい。例えば、実施例1〜5で、フィン50の形状、大きさ、間隔、配置領域等について種々の例を述べたが、これら種々の構成例の趣旨に沿って、より吸熱効果を期待する部分(領域)のフィン50が、熱伝導率の高い素材から構成するものであってもよい。また、一部のフィン50がシェル30・40と一体成型からなり、他のフィン50が別体構成物となる構成とすることも可能である。 Further, not all fins 50 need to be made of the same material. For example, in Examples 1 to 5, various examples have been described regarding the shape, size, spacing, arrangement area, etc. of the fins 50, but in line with the purpose of these various configuration examples, a portion where a more endothermic effect is expected ( The fin 50 of the region) may be made of a material having high thermal conductivity. It is also possible that some of the fins 50 are integrally molded with the shells 30 and 40, and the other fins 50 are separate components.

以上、実施例について説明したが、前記構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。例えば、他の実施例の一部又は全部の構成を含む又は置換することも可能である。 Although the examples have been described above, the present invention is not limited to the above configuration, and various changes can be made without departing from the spirit of the above. For example, it is possible to include or replace some or all of the configurations of other embodiments.

また、前記した例では、フィン50をシェル30・40の径方向側面の周方向や長手方向に沿って延在する形状について例示したが、格子となるフィン形状や、複数の突起(針状)からなるフィン形状等であってもよい。 Further, in the above-mentioned example, the shape in which the fin 50 extends along the circumferential direction and the longitudinal direction of the radial side surface of the shells 30 and 40 is illustrated, but the fin shape as a lattice and a plurality of protrusions (needle shape) are illustrated. It may have a fin shape or the like.

また、フィン50は、インタクーラ13とアフタクーラ15の両方に配置する例を説明したが、何れか一方のみに配置する構成であってもよい。 Further, although the example in which the fins 50 are arranged in both the intercooler 13 and the aftercooler 15 has been described, the fins 50 may be arranged in only one of them.

また、前記の例ではインタクーラ13やアフタクーラ15の冷却水供給方向と圧縮空気の流通方向も前記の例に限定するものではなく、仕様に応じて任意の両方に設定することもできる。 Further, in the above example, the cooling water supply direction and the compressed air flow direction of the intercooler 13 and the aftercooler 15 are not limited to the above example, and can be set to any one according to the specifications.

また、前記の例では、インタクーラ13とアフタクーラ15について、シェル30・40が長手筒状の形状を有するシェルアンドチューブ型熱交換器について説明したが、外部ケーシング内部に被冷却媒体が流通し、外表面側に冷却媒体が流通する構成であれば、前記の実施例を適用することができる。例えば、シェルの断面形状は、円に限らず、内部に冷却媒体などを流通させるのであれば、矩形などの形状でもよい。また、前記の例では、冷却媒体である水をシェル内に流す例で説明したが、冷却媒体としては、液体に限らず、気体であってもよい。 Further, in the above example, regarding the intercooler 13 and the aftercooler 15, a shell-and-tube heat exchanger in which the shells 30 and 40 have a longitudinal tubular shape has been described, but the cooled medium circulates inside the outer casing and is outside. The above embodiment can be applied as long as the cooling medium is distributed on the surface side. For example, the cross-sectional shape of the shell is not limited to a circle, and may be a rectangle or the like as long as a cooling medium or the like is circulated inside. Further, in the above example, although the example of flowing water as a cooling medium into the shell has been described, the cooling medium is not limited to a liquid but may be a gas.

また、前記の例では圧縮機1として、多段式の無給液式空気圧縮機を例としたが、給液式圧縮機、空気以外の気体を圧縮する圧縮機、種々の形式の容積形・遠心形の圧縮機にも前記の実施例を適用することができる。 Further, in the above example, as the compressor 1, a multi-stage non-supply type air compressor is taken as an example, but a liquid supply type compressor, a compressor that compresses a gas other than air, and various types of volumetric / centrifugal compressors are used. The above embodiment can also be applied to a compressor of the form.

1…圧縮機、6…筐体、10…電動機、12…低圧段圧縮機本体、13…インタクーラ、14…高圧段圧縮機本体、15…アフタクーラ、19…インバータ室、30、40…シェル、31a、41a…冷却水入口、31b、41b…冷却水出口、35、45…チューブ 1 ... Compressor, 6 ... Housing, 10 ... Electric motor, 12 ... Low pressure stage compressor body, 13 ... Intercooler, 14 ... High pressure stage compressor body, 15 ... Aftercooler, 19 ... Inverter room, 30, 40 ... Shell, 31a , 41a ... Cooling water inlet, 31b, 41b ... Cooling water outlet, 35, 45 ... Tube

Claims (20)

駆動源と、
前記駆動源によって動力を供給される圧縮機本体と、
前記圧縮機本体が吐き出す圧縮気体を冷却する熱交換器と、
前記圧縮機本体及び前記熱交換器を内部に格納する筐体とを備える圧縮機であって、
前記熱交換器は、
冷却媒体が内部を流通する外部ケーシングと、
前記外部ケーシング内に配置され内部を前記圧縮気体が流通する1又は複数の配管とを備え、
前記外部ケーシングの外周に、前記筐体内部の大気と熱交換を行う1又は複数のフィンを備えることを特徴とする圧縮機。
With the drive source
The compressor body, which is powered by the drive source,
A heat exchanger that cools the compressed gas discharged from the compressor body,
A compressor including the compressor body and a housing for storing the heat exchanger inside.
The heat exchanger is
An external casing through which the cooling medium circulates inside,
It is provided with one or more pipes arranged in the outer casing and through which the compressed gas flows.
A compressor comprising one or a plurality of fins that exchange heat with the atmosphere inside the casing on the outer periphery of the outer casing.
請求項1に記載の圧縮機において、
複数の前記フィンのうち少なくとも一部のフィン同士の間隔が等幅又は異なるものであることを特徴とする圧縮機。
In the compressor according to claim 1,
A compressor characterized in that at least a part of the fins has the same width or different distances from each other.
請求項1に記載の圧縮機において、
複数の前記フィンのうち少なくとも一部の前記フィンの高さが、他の前記フィンの高さと異なることを特徴とする圧縮機。
In the compressor according to claim 1,
A compressor characterized in that the height of at least a part of the fins is different from the height of the other fins.
請求項1に記載の圧縮機において、
前記外部ケーシングは、
前記冷却媒体を内部に供給する冷却媒体入口と、冷却媒体出口とを夫々少なくとも1つ備え、
前記フィンを、前記冷却媒体入口及び前記冷却媒体出口の少なくとも一方寄りに配置することを特徴とする圧縮機。
In the compressor according to claim 1,
The outer casing
At least one cooling medium inlet and at least one cooling medium outlet for supplying the cooling medium to the inside are provided.
A compressor characterized in that the fins are arranged at least one side of the cooling medium inlet and the cooling medium outlet.
請求項1に記載の圧縮機において、
前記外部ケーシングは、
前記冷却媒体を内部に供給する冷却媒体入口と、冷却媒体出口とを夫々少なくとも1つ備え、
前記冷却媒体入口及び前記冷却媒体出口の少なくとも一方寄りに配置する前記フィン同士の間隔が、他の部分に配置する前記フィン同士の間隔と異なることを特徴とする圧縮機。
In the compressor according to claim 1,
The outer casing
At least one cooling medium inlet and at least one cooling medium outlet for supplying the cooling medium to the inside are provided.
A compressor characterized in that the distance between the fins arranged at least one side of the cooling medium inlet and the cooling medium outlet is different from the distance between the fins arranged in other portions.
請求項1に記載の圧縮機において、
前記外部ケーシングは、
前記冷却媒体を内部に供給する冷却媒体入口と、冷却媒体出口とを夫々少なくとも1つ備え、
前記冷却媒体入口及び前記冷却媒体出口の少なくとも一方寄りに配置する前記フィンの高さが、他の部分に配置する前記フィンの高さと異なることを特徴とする圧縮機。
In the compressor according to claim 1,
The outer casing
At least one cooling medium inlet and at least one cooling medium outlet for supplying the cooling medium to the inside are provided.
A compressor characterized in that the height of the fins arranged at least one side of the cooling medium inlet and the cooling medium outlet is different from the height of the fins arranged in other portions.
請求項1に記載の圧縮機において、
前記フィンは、前記外部ケーシングの外周面に沿った環状又は弧状の形状であることを特徴とする圧縮機。
In the compressor according to claim 1,
The compressor is characterized in that the fins have an annular or arcuate shape along the outer peripheral surface of the outer casing.
請求項1に記載の圧縮機において、
前記フィンは、前記外部ケーシングの長手方向に沿って直線状に延伸していることを特徴とする圧縮機。
In the compressor according to claim 1,
The compressor is characterized in that the fins are linearly extended along the longitudinal direction of the outer casing.
請求項1に記載の圧縮機において、
前記外部ケーシングと前記フィンは、同一素材が連続する一体成形物からなることを特徴とする圧縮機。
In the compressor according to claim 1,
A compressor characterized in that the outer casing and the fins are integrally molded products of the same material.
請求項1に記載の圧縮機において、
前記外部ケーシングと前記フィンは、同一素材からなる別体成形物からなり、
前記フィンは、前記外部ケーシングと熱伝導可能に接続することを特徴とする圧縮機。
In the compressor according to claim 1,
The outer casing and the fins are made of separate molded products made of the same material.
A compressor characterized in that the fins are thermally conductively connected to the outer casing.
請求項1に記載の圧縮機において、
前記外部ケーシングと前記フィンは、異なる素材からなる別体構成物からなり、
前記フィンは、前記外部ケーシングと熱伝導可能に接続することを特徴とする圧縮機。
In the compressor according to claim 1,
The outer casing and the fins are made of separate components made of different materials.
A compressor characterized in that the fins are thermally conductively connected to the outer casing.
請求項1に記載の圧縮機において、
前記外部ケーシングと前記フィンは、異なる素材からなる別体構成物からなり、
前記フィンは、前記外部ケーシングよりも熱伝導率の高い素材からなり、前記外部ケーシングと熱伝導可能に接続することを特徴とする圧縮機。
In the compressor according to claim 1,
The outer casing and the fins are made of separate components made of different materials.
A compressor characterized in that the fins are made of a material having a higher thermal conductivity than the outer casing and are thermally conductively connected to the outer casing.
請求項1に記載の圧縮機において、
前記熱交換器は、前記圧縮機本体の下方に配置されたことを特徴とするものである圧縮機。
In the compressor according to claim 1,
The heat exchanger is a compressor characterized in that it is arranged below the compressor main body.
請求項1に記載の圧縮機において、
前記圧縮機は、給液式又は無給液式であり、容積形又は遠心形であることを特徴とする圧縮機。
In the compressor according to claim 1,
The compressor is a liquid-supply type or non-liquid-supply type, and is characterized in that it is a positive displacement type or a centrifugal type.
請求項1に記載の圧縮機において、
1段目圧縮機本体と、
2段目圧縮機本体と、
前記1段目圧縮機本体と前記2段目圧縮機本体との間に配置され、前記1段目圧縮機本体から吐出される圧縮空気を冷却するインタクーラと、
前記2段目圧縮機本体から吐出される圧縮空気を冷却するアフタクーラとを備え、
前記熱交換器は、
前記インタクーラもしくは前記アフタクーラのいずれか、
または、前記インタクーラおよび前記アフタクーラの両方として配置されたことを特徴とする圧縮機。
In the compressor according to claim 1,
1st stage compressor body and
2nd stage compressor body and
An intercooler that is arranged between the first-stage compressor main body and the second-stage compressor main body and cools the compressed air discharged from the first-stage compressor main body.
It is equipped with an aftercooler that cools the compressed air discharged from the second-stage compressor body.
The heat exchanger is
Either the intercooler or the aftercooler,
Alternatively, a compressor characterized in that it is arranged as both the intercooler and the aftercooler.
請求項1に記載の圧縮機において、
前記駆動源を制御するインバータと、
前記駆動源と前記圧縮機本体と前記熱交換器とを配置した機械室と、
前記インバータを配置したインバータ室と前記機械室とを区画する内部区画壁とを有し、
前記圧縮機本体の下に前記熱交換器が配置されたことを特徴とする圧縮機。
In the compressor according to claim 1,
The inverter that controls the drive source and
A machine room in which the drive source, the compressor body, and the heat exchanger are arranged, and
It has an inverter chamber in which the inverter is arranged and an internal partition wall that partitions the machine room.
A compressor characterized in that the heat exchanger is arranged under the compressor main body.
請求項16に記載の圧縮機において、
前記フィンは、前記外部ケーシングの外周のうち、前記圧縮機本体に対向した側にのみ配置したことを特徴とする圧縮機。
In the compressor according to claim 16,
The compressor is characterized in that the fins are arranged only on the side of the outer circumference of the outer casing facing the compressor main body.
請求項1に記載の圧縮機において、
前記熱交換器は、シェルアンドチューブ型熱交換器であり、
シェル内に前記冷却媒体を取り込む冷却媒体入口と、
前記シェルから前記冷却媒体を排出する冷却媒体出口とを有し、
前記フィンの高さを、前記冷却媒体入口側の方が前記冷却媒体出口側に比べて高くする、もしくは、
前記フィンの間隔を、前記冷却媒体入口側の方が前記冷却媒体出口側に比べて短かくすることを特徴とする圧縮機。
In the compressor according to claim 1,
The heat exchanger is a shell-and-tube heat exchanger.
A cooling medium inlet that takes in the cooling medium in the shell,
It has a cooling medium outlet for discharging the cooling medium from the shell.
The height of the fins is higher on the inlet side of the cooling medium than on the outlet side of the cooling medium, or
A compressor characterized in that the distance between the fins is shorter on the inlet side of the cooling medium than on the outlet side of the cooling medium.
冷却媒体が内部を流通するシェルと、
前記シェル内に配置され、内部を圧縮気体が流通する1又は複数のチューブと備えるシェルアンドチューブ型熱交換器であって、
前記シェルの外周に、
前記シェルの外部にある大気と熱交換を行う1又は複数のフィンを備えることを特徴とするシェルアンドチューブ型熱交換器。
A shell through which the cooling medium circulates inside,
A shell-and-tube heat exchanger that is arranged inside the shell and includes one or more tubes through which compressed gas flows.
On the outer circumference of the shell
A shell-and-tube heat exchanger comprising one or more fins that exchange heat with the atmosphere outside the shell.
請求項19に記載のシェルアンドチューブ型熱交換器において、
前記シェル内に前記冷却媒体を取り込む冷却媒体入口と、
前記シェルから前記冷却媒体を排出する冷却媒体出口とを有し、
前記フィンの高さを、前記冷却媒体入口側の方が前記冷却媒体出口側に比べて高くする、
もしくは、
前記フィンの間隔を、前記冷却媒体入口側の方が前記冷却媒体出口側に比べて短かくすることを特徴とするシェルアンドチューブ型熱交換器。
In the shell-and-tube heat exchanger according to claim 19.
A cooling medium inlet that takes in the cooling medium in the shell,
It has a cooling medium outlet for discharging the cooling medium from the shell.
The height of the fins is made higher on the inlet side of the cooling medium than on the outlet side of the cooling medium.
Or
A shell-and-tube heat exchanger characterized in that the distance between the fins is shorter on the inlet side of the cooling medium than on the outlet side of the cooling medium.
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