JP6621187B2 - 冷却装置、圧縮機システム - Google Patents

Description

この発明は、冷却装置、圧縮機システムに関する。

遠心圧縮機は、回転するインペラの内部に流体を流通させることでガス状態の流体を圧縮する。このような遠心圧縮機において、大容量化を図るために、インペラを有した圧縮機を複数段に備えたものがある。

例えば、特許文献１には、電動モータによって回転駆動される出力軸と、出力軸にブルギアを介して連結された複数のピニオンギアと、各ピニオンギアの両端に設けられた圧縮機と、を備えた構成の圧縮機システムが開示されている。この圧縮機システムでは、第一のピニオンギアの両端に二つの第一段圧縮機が設けられ、第二のピニオンギアの両端に、第二段圧縮機及び第三段圧縮機が設けられている。流体は、二つの第一段圧縮機で圧縮された後、第二段圧縮機、第三段圧縮機で順次圧縮される。

このように複数段の圧縮機を備えた圧縮機システムにおいては、例えば第一段圧縮機と第二段圧縮機との間に冷却装置であるインタークーラが設けられている。インタークーラは、前段側の二つの第一段圧縮機で圧縮されることによって昇温した流体を冷却することで、後段側の第二段圧縮機での流体の充填効率を高めている。

ところで、上述したインタークーラのような冷却装置は、中空のシェルと、シェルの内部に設けられた冷却部と、を備えている。前段側の圧縮機で圧縮された流体は、シェルに形成された入口からシェルの内部に流入する。シェル内部に流入した流体は、冷却部で冷媒と熱交換することによって冷却される。冷却された流体は出口からシェルの外部に送り出され、後段側の圧縮機へと供給される。

米国特許第８９３９７３２号明細書

しかしながら、上記したような冷却装置では、シェルの内部に流体が流れ込むときに、シェルの内部に設けられた冷却部等の部材に衝突し、流体の流れに剥離や渦等が生じる。その結果、シェル内部の部材やシェル自体が共鳴してしまい、騒音が発生することがある。そのため、冷却装置では、このような騒音を低減することが望まれている。

この発明は、騒音を低減することができる冷却装置、圧縮機システムを提供することを目的とする。

この発明に係る第一態様によれば、冷却装置は、圧縮機に送り込む流体を冷却する冷却装置であって、中空のシェルと、前記シェルの内部に設けられた冷却器と、前記シェルの軸線の延びる軸線方向と直交する断面において、前記冷却器の鉛直方向の上方から前記シェルの内部に前記流体を送り込む入口ノズルと、前記冷却器を経た前記流体を前記シェルの外部に送り出す出口ノズルと、矩形板状をなし、前記入口ノズルから前記シェルの内部に送り込まれた前記流体の流れる方向を前記シェルの内周面に向かうように変えるガイド部材と、を備え、前記ガイド部材は、前記入口ノズルから前記シェルの内部に送り込まれる前記流体の流入方向に対して傾斜する傾斜方向に広がり、前記流体と衝突する衝突面と、前記衝突面の周縁部の少なくとも一部に、前記周縁部に沿って凹凸形状が連続するよう形成された凹凸部と、を有し、前記ガイド部材は、前記断面において、前記衝突面が前記鉛直方向の上方を向いた状態で、前記シェルの幅方向の中心位置から外側に向かうにしたがって、前記鉛直方向の下方に向かうように傾斜して配置される。

このような構成によれば、入口ノズルからシェルの内部に送り込まれた流体は、ガイド部材によって流れ方向が変わった後に冷却部に送られる。このため、シェルの内部に設けられた冷却器に入口ノズルから送り込まれた流体が直接衝突することを抑えることができる。さらに、ガイド部材には、衝突面の周縁部に凹凸部が形成されているため、衝突面の周縁部で流体が剥離するときに生じる渦の強さを抑えることができる。

この発明に係る第二態様によれば、第一態様の冷却装置では、前記凹凸部は、前記周縁部のうち、前記傾斜方向の一方側であって、前記衝突面に沿って流れる前記流体の流れる方向の下流側に位置する周縁部に形成されているようにしてもよい。

入口ノズルからシェルの内部に送り込まれ、ガイド部材の衝突面に衝突した流体は、ガイド部材の傾斜方向に沿って流れる。衝突面に沿って流れる流体の流れ方向の下流側で流体が剥離するときに生じる渦の強さを、凹凸部によってより有効に抑えることができる。

この発明に係る第三態様によれば、第一又は第二態様の冷却装置では、前記凹凸部は、前記周縁部のうち、前記ガイド部材の傾斜方向に対して交差する側方に位置する周縁部に形成されているようにしてもよい。

傾斜方向と交差する方向に流れた一部の流体が衝突面の側方で剥離するときに生じる渦による影響を抑えることができる。

この発明に係る第四態様によれば、第一態様から第三態様のいずれか一つの冷却装置では、前記入口ノズルが複数設けられ、前記ガイド部材は、前記入口ノズル毎に設けられ、互いに間隔を空けて配置されていてもよい。

これにより、それぞれの入口ノズルからシェルの内部に送り込まれた流体は、ガイド部材によって、流れの向きが変えつつ、渦の発生を抑えて騒音が生じることを抑えることができる。ここで、ガイド部材を入口ノズル毎に間隔を空けて設けることで、各ガイド部材の大きさを小さくすることができる。これによって、ガイド部材を、例えば入口ノズル等を通してシェルの内部に持ち込むことができ、既設の冷却装置にガイド部材を容易に取り付けることができる。

この発明に係る第五態様によれば、圧縮機システムは、直列に複数設けられ、流体を順次圧縮する複数の圧縮機と、複数の前記圧縮機同士の間に設けられ、前段側の前記圧縮機で圧縮された流体を冷却し、後段側の前記圧縮機に送り込む第一態様から第四態様のいずれか一つの冷却装置を備える。

これにより、冷却装置に流体が流れ込むときに生じる騒音を抑えつつ、流体を冷却して後段の圧縮機を運転することができる。

上述した冷却装置、圧縮機システムによれば、冷却装置に流体が流れ込むときに生じる騒音を低減することが可能となる。

この発明の実施形態における圧縮機システムの概略構成を示す図である。 この発明の実施形態における圧縮機システムに設けられた第一冷却装置の構成を示す斜視断面図である。 上記第一冷却装置の軸線に直交する断面図である。 上記第一冷却装置に設けられたバッフルプレートを示す斜視図である。 この発明の実施形態における冷却装置の第一変形例の構成を示す斜視図である。 この発明の実施形態における冷却装置の第二変形例の構成を示す斜視図である。

図１は、この発明の実施形態における圧縮機システムの概略構成を示す図である。
図１に示すように、遠心圧縮機システム（圧縮機システム）１は、動力を発生させる駆動源１９と、駆動軸２と、従動軸３と、圧縮機４と、増速機１０と、第一冷却装置（冷却装置）４０と、第二冷却装置２８とを備える。

駆動軸２は、駆動源１９によって、その中心軸回りに回転駆動される。

従動軸３は、増速機１０から伝達された動力により、その中心軸回りに回転駆動される。従動軸３は、駆動軸２を挟んで両側に配置され、それぞれ駆動軸２と平行に延びる、第一従動軸５と第二従動軸６とを有する。

増速機１０は、駆動軸２の回転を増速し、第一従動軸５と第二従動軸６とに伝達させる。増速機１０は、ケーシング２０内に、駆動歯車１１と、第一従動歯車１２及び第二従動歯車１３と、第一中間歯車１４及び第二中間歯車１５と、を備える。

駆動歯車１１は、ケーシング２０を貫通してケーシング２０内に挿入された駆動軸２の先端部に設けられ、駆動軸２と一体に回転する。ここで、駆動軸２は、ケーシング２０に軸受（図示無し）を介して支持されている。

第一従動歯車１２は、第一従動軸５と一体に設けられている。第二従動歯車１３は、第二従動軸６と一体に設けられている。第一従動軸５及び第二従動軸６は、ケーシング２０に軸受（図示無し）を介して支持されている。これら第一従動歯車１２及び第二従動歯車１３は、駆動歯車１１を挟んだ両側に、それぞれ間隔を空けて配置されている。

第一中間歯車１４は、駆動歯車１１と第一従動歯車１２との間に配置されている。第一中間歯車１４は、駆動歯車１１と第一従動歯車１２とに噛み合っている。第二中間歯車１５は、駆動歯車１１と第二従動歯車１３との間に配置されている。第二中間歯車１５は、駆動歯車１１と第二従動歯車１３とに噛み合っている。第一中間歯車１４及び第二中間歯車１５は、いわゆるアイドル歯車である。

このような増速機１０は、駆動源１９の駆動力によって駆動軸２が回転すると、駆動歯車１１が駆動軸２と一体に回転する。駆動歯車１１の回転は、第一中間歯車１４及び第二中間歯車１５を介して第一従動歯車１２及び第二従動歯車１３に伝達され、第一従動歯車１２及び第二従動歯車１３が回転する。この第一従動歯車１２の回転に伴って第一従動軸５が回転する。第二従動歯車１３の回転に伴って第二従動軸６が回転する。すなわち、駆動軸２が駆動されることによって、第一従動軸５及び第二従動軸６が回転する。

圧縮機４は、直列に複数設けられている。複数の圧縮機４は、流体を順次圧縮している。圧縮機４は、駆動軸２から増速機１０を介して従動軸３に伝達された動力により駆動される。圧縮機４は、二つの第一段圧縮機（圧縮機）７ａ及び７ｂと、第二段圧縮機（圧縮機）８と、第三段圧縮機（圧縮機）９と、を備える。

第一段圧縮機７ａ及び７ｂは、遠心圧縮機システム１において、流体Ｆが最初に流入する圧縮機である。第一段圧縮機７ａ及び７ｂは、第一従動軸５の中心軸方向両側の端部にそれぞれ設けられている。二つの第一段圧縮機７ａ及び７ｂは、同一の構成を有しており、それぞれ、ガス導入部２３と、インペラ２５と、を備えている。

ガス導入部２３は、圧縮対象となる流体Ｆを外部から導入する。
インペラ２５は、第一従動軸５に取り付けられ、ガス導入部２３から供給された流体Ｆを圧縮する。

第二段圧縮機８は、第二従動軸６において駆動源１９が設けられた側とは反対側の端部に設けられている。第二段圧縮機８は、流体Ｆを圧縮するインペラ３７を有している。

第三段圧縮機９は、第二従動軸６において駆動源１９が設けられた側と同じ側に設けられている。第三段圧縮機９は、流体Ｆを圧縮するインペラ３８を有している。

次に、圧縮機同士の接続構成について説明する。
二つの第一段圧縮機７ａ及び７ｂは、第一段配管３０を介して第二段圧縮機８と接続されている。第一段配管３０は、２つの第一段圧縮機吐出配管３１ａ及び３１ｂと第二段圧縮機吸込配管３２とから構成されている。

第一段圧縮機吐出配管３１ａ及び３１ｂは、第一段圧縮機７ａ及び７ｂのガス排出口２５ｅに接続されている。
第二段圧縮機吸込配管３２は、第二段圧縮機８のガス導入口３７ｉに接続されている。

第一段圧縮機吐出配管３１ａ及び３１ｂと第二段圧縮機吸込配管３２との間には、第一冷却装置４０が配置されている。第一段圧縮機吐出配管３１ａ及び３１ｂは、第一冷却装置４０に接続されている。第二段圧縮機吸込配管３２は、第一冷却装置４０に接続されている。

第一冷却装置４０は、複数の圧縮機４同士の間に設けられている。第一冷却装置４０は、第二段圧縮機８に送り込む流体を冷却している。第一冷却装置４０は、前段側の第一段圧縮機７ａ及び７ｂの二系統によって圧縮された流体Ｆを冷却し、後段側の第二段圧縮機８に送り込む。つまり、第一冷却装置４０は、第一段圧縮機７ａ及び７ｂから吐出されて第一段圧縮機吐出配管３１ａ及び３１ｂを流通してきた流体Ｆを冷却して、第二段圧縮機吸込配管３２に送っている。第一冷却装置４０は、圧縮過程での流体Ｆを中間的に冷却することによって、第二段圧縮機８の駆動に必要とされる動力を低減している。

第二段圧縮機８は、第二段配管３３を介して第三段圧縮機９と接続されている。第二段配管３３は、第二段圧縮機吐出配管３４と第三段圧縮機吸込配管３５とから構成されている。

第二段圧縮機吐出配管３４は、第二段圧縮機８のガス排出口３７ｅに接続されている。第三段圧縮機吸込配管３５は、第三段圧縮機９のガス導入口３８ｉに接続されている。

第二段圧縮機吐出配管３４と第三段圧縮機吸込配管３５との間には、第二冷却装置２８が設けられている。第二段圧縮機吐出配管３４は、第二冷却装置２８に接続されている。第三段圧縮機吸込配管３５は、第二冷却装置２８に接続されている。

第二冷却装置２８は、複数の圧縮機４同士の間に設けられている。第二冷却装置２８は、第三段圧縮機９に送り込む流体を冷却している。第二冷却装置２８は、前段側の第二段圧縮機８によって圧縮された流体Ｆを冷却し、後段側の第三段圧縮機９に送り込む。つまり、第二冷却装置２８は、第二段圧縮機８から吐出されて第二段圧縮機吐出配管３４を流通してきた流体Ｆを冷却して、第三段圧縮機吸込配管３５に送っている。第二冷却装置２８は、圧縮過程での流体Ｆを中間的に冷却することによって、第三段圧縮機９の駆動に必要とされる動力を低減している。

第三段圧縮機９のガス排出口３８ｅには、第三段圧縮機吐出配管３６が接続されている。第三段圧縮機吐出配管３６は、流体Ｆの供給先である所定のプラントＰに接続されている。

上記したような遠心圧縮機システム１においては、圧縮すべき流体Ｆは、第一段圧縮機７ａ及び７ｂを構成する二つのガス導入部２３，２３より導入され、二つの第一段圧縮機７ａ及び７ｂにおいて圧縮される。

第一段圧縮機７ａ及び７ｂで圧縮された流体Ｆは、第一段圧縮機吐出配管３１ａ及び３１ｂを通り、第一冷却装置４０に導入されて合流する。合流した流体Ｆは、第一冷却装置４０で中間冷却された後、第二段圧縮機吸込配管３２を通って第二段圧縮機８に導入される。

流体Ｆは、第二段圧縮機８において圧縮された後、第二段圧縮機吐出配管３４を通して第二冷却装置２８に送り込まれる。第二冷却装置２８では、送り込まれた流体Ｆを中間冷却する。中間冷却された流体Ｆは、第三段圧縮機吸込配管３５を通して第三段圧縮機９に導入される。

流体Ｆは、第三段圧縮機９において圧縮された後、第三段圧縮機吐出配管３６を通し、圧縮された流体Ｆの需要先である所定のプラントＰに供給される。

ここで、第一冷却装置４０の構成について説明する。
図２は、この発明の実施形態における圧縮機システムに設けられた第一冷却装置の構成を示す斜視断面図である。図３は、第一冷却装置の軸線に直交する断面図である。図４は、第一冷却装置に設けられたバッフルプレートを示す斜視図である。

図２、図３に示すように、本実施形態の第一冷却装置４０は、シェル４１と、冷却器４２と、二つの入口ノズル４５Ａ及び４５Ｂと、出口ノズル４６と、バッフルボード（ガイド部材）５０と、を備えている。

シェル４１は、中空構造をなしている。シェル４１は、軸線Ｃを中心とする有底筒状の部材である。本実施形態のシェル４１は、円筒状をなして水平方向に延びる筒状部４３と、筒状部４３の両端を閉塞する端板部４４と、を備える。

筒状部４３には、二つの入口ノズル４５Ａ及び４５Ｂと、一つの出口ノズル４６とが一体的に接続されている。

二つの入口ノズル４５Ａ及び４５Ｂは、シェル４１の内部に流体Ｆを送り込む。二つの入口ノズル４５Ａ及び４５Ｂは、筒状部４３の上部に、筒状部４３の軸線Ｃ方向に間隔を空けて配置されている。図２に示すように、本実施形態の入口ノズル４５Ａ及び４５Ｂは、筒状部４３の鉛直方向の上方に位置する頂部４３ｔ付近にそれぞれ設けられている。入口ノズル４５Ａ及び４５Ｂは、頂部４３ｔに対し、筒状部４３の軸線Ｃ方向（図２参照）に直交する断面における横方向（以下、この方向を幅方向Ｘと称する）の一方側にオフセットした位置に形成されている。入口ノズル４５Ａには、第一段圧縮機吐出配管３１ａが接続されている。入口ノズル４５Ｂには、第一段圧縮機吐出配管３１ｂが接続されている。入口ノズル４５Ａ及び４５Ｂは、それぞれ筒状部４３を貫通する開口部４５ｈを有している。

出口ノズル４６は、冷却器４２を経た流体Ｆをシェル４１の外部に送り出す。出口ノズル４６は、筒状部４３の側部に配置されている。出口ノズル４６は、頂部４３ｔに対し、幅方向Ｘの他方側にずれた位置に形成されている。この出口ノズル４６には、第二段圧縮機吸込配管３２が接続されている。

冷却器４２は、シェル４１の内部に設けられている。冷却器４２は、冷媒を介して入口ノズル４５Ａ及び４５Ｂから流入した流体Ｆを冷却する。冷却器４２は、筒状部４３の軸線Ｃ方向に延びる複数本の管体４２ｐを備える。これらの管体４２ｐには、水等の冷媒が流通される。冷却器４２は、筒状部４３に支柱（図示無し）を介して支持された底板４７と、冷却器４２の上方を覆う天板４８と、天板４８から上方に延びる仕切板４９とを備えている。

底板４７は、幅方向Ｘの一方側に延びている。底板４７は、その端部４７ａが筒状部４３の内周面に接合されている。これにより、底板４７は、冷却器４２の下部において、筒状部４３内の空間を上下に仕切っている。

仕切板４９は、天板４８の上面の幅方向Ｘの中間位置から鉛直方向の上方に向かって延びている。つまり、仕切板４９は、シェル４１の幅方向Ｘの中心位置に設けられている。仕切板４９は、筒状部４３の頂部４３ｔで筒状部４３の内周面側に接合されている。この仕切板４９により、冷却器４２の上部において、筒状部４３内の空間を左右に仕切っている。

これらの底板４７と仕切板４９とにより、筒状部４３内の空間が、冷却器４２に対して入口側４２ｉ（図３において右方）と、出口側４２ｅ（図３において左方）とで区画されている。入口側４２ｉは、冷却器４２に対して入口ノズル４５Ａ及び４５Ｂは接続された側である幅方向Ｘの一方側である。出口側４２ｅは、冷却器４２に対して出口ノズル４６が接続された側である幅方向Ｘの他方側である。

バッフルボード５０は、入口ノズル４５Ａ及び４５Ｂからシェル４１の内部に送り込まれた流体Ｆの流れ方向を変える。バッフルボード５０は、冷却器４２の天板４８上に設けられている。バッフルボード５０は、少なくとも、各入口ノズル４５Ａ及び４５Ｂの開口部４５ｈの鉛直方向の下方に配置されている。本実施形態のバッフルボード５０は、入口ノズル毎に設けられ、互いに間隔を空けて配置されている。バッフルボード５０は、矩形板状をなしている。バッフルボードは、仕切板４９に近い側の第一端部５０ａから、仕切板４９から幅方向Ｘに離間した側の第二端部５０ｂに向かって、漸次低くなるよう傾斜している。つまり、バッフルボード５０は、軸線Ｃ方向と直交する断面において、幅方向Ｘの中心位置から外側に向かうにしたがって、鉛直方向の下方に向かうよう傾斜している。バッフルボード５０の第一端部５０ａは、天板４８から鉛直方向の上方に離間した位置で仕切板４９に固定されている。バッフルボード５０の第二端部５０ｂは、天板４８に固定されている。本実施形態のバッフルボード５０は、衝突面５０ｔと、凹凸部５１とを有する。

衝突面５０ｔは、入口ノズル４５Ａ及び４５Ｂから流入した流体と衝突する面である。衝突面５０ｔは、入口ノズル４５Ａ及び４５Ｂからシェル４１の内部に送り込まれる流体Ｆの流入方向に対して傾斜する傾斜方向に広がっている。本実施形態の衝突面５０ｔは、バッフルボード５０の鉛直方向の上方を向く平面である。

ここで、本実施形態のバッフルボード５０の衝突面５０ｔは、平面であるが、このような形状に限定されるものではなく、傾斜方向に広がって形成されていればよい。衝突面５０ｔは、例えば、第一端部５０ａと第二端部５０ｂとの間が鉛直方向の上方に膨出した凸面状であってもよいし、第一端部５０ａと第二端部５０ｂとの間が鉛直方向の下方に窪んだ凹面状であってもよい。

ここで、図２に示すように、一方の入口ノズル４５Ａの下方に設けられたバッフルボード５０Ａと、他方の入口ノズル４５Ｂの下方に設けられたバッフルボード５０Ｂとは、筒状部４３の軸線Ｃ方向に間隔を空けて設けられている。

図４に示すように、凹凸部５１は、衝突面５０ｔの周縁部の少なくとも一部に設けられている。つまり、凹凸部５１は、衝突面５０ｔと交差するバッフルボード５０の側端面の一部を形成している。凹凸部５１は、周縁部のうち、傾斜方向の一方側であって、衝突面５０ｔに沿って流れる流体Ｆの流れる方向の下流側に位置する周縁部に形成されている。凹凸部５１は、周縁部のうち、バッフルボード５０の傾斜方向に対して交差する側方に位置する周縁部に形成されている。本実施形態の凹凸部５１は、矩形板状をなす各バッフルボード５０の周囲の四つの側端面のうち、第一端部５０ａ以外の側端面に形成されている。つまり、凹凸部５１は、第二端部５０ｂと、軸線Ｃ方向の両側の側端部５０ｃ及び５０ｃとに形成されている。凹凸部５１は、周縁部に沿って凹凸形状が連続するよう形成されている。具体的には、凹凸部５１は、凹部５２と凸部５３とが交互に形成されることで、凹凸形状が連続するよう形成されている。

凸部５３は、バッフルボード５０の外方に向かって、衝突面５０ｔと直交する方向から見た際に、バッフルボード５０の外方に向かって三角形状に突出している。凹部５２は、衝突面５０ｔと直交する方向から見た際に、バッフルボード５０の内方に向かって三角形状に窪んでいる。凹部５２は、隣り合う二つの凸部５３及び５３の間に配置されている。

このような構成によれば、図２、図３に示すように、入口ノズル４５Ａ及び４５Ｂからシェル４１の内部に流れ込んだ流体Ｆは、バッフルボード５０に衝突し、その流れる方向が変換される。バッフルボード５０によって流れる方向が変換された流体Ｆは、衝突面５０ｔに沿って傾斜方向に流れる。その後、流体Ｆは、シェル４１の内周面に沿うように流れ、シェル４１内で冷却器４２に対して幅方向Ｘの一方側である入口側４２ｉ側に至る。流体Ｆは、冷却器４２を、入口側４２ｉから冷却器４２に対して幅方向Ｘの他方側である出口側４２ｅに向かって通過する。この際、流体Ｆは、冷却器４２の各管体４２ｐの外周面に接触することで、各管体４２ｐ内を流れる冷媒と熱交換して冷却される。冷却器４２を通過し、冷却された流体Ｆは、シェル４１の他方側に開口した出口ノズル４６からシェル４１の外部に送り出される。

このようにして、第一冷却装置４０は、二つの第一段圧縮機７ａ及び７ｂから吐出される二系統の流体Ｆを合流させて冷却し、一系統の流体Ｆとする機能を有している。

上述した実施形態の第一冷却装置４０及び遠心圧縮機システム１によれば、入口ノズル４５Ａ及び４５Ｂからシェル４１内に送り込まれた流体Ｆは、バッフルボード５０によって流れ方向が変わる。具体的には、図４に示すように、入口ノズル４５Ａ及び４５Ｂから鉛直方向の下方に向かってシェル４１内に流れ込み、バッフルボード５０に衝突した流体Ｆは、流体Ｆの流入方向に対して流れる方向がバッフルボード５０の衝突面５０ｔに沿うように変換される。このため、シェル４１内に設けられた冷却器４２や天板４８に、入口ノズル４５Ａ及び４５Ｂから送り込まれた流体Ｆが直接衝突することが抑えられる。

流れ方向が変換された流体Ｆは、第一端部５０ａから第二端部５０ｂや両側端部５０ｃ及び５０ｃに向かって流れる。バッフルボード５０の第二端部５０ｂや両側端部５０ｃ及び５０ｃにおいて、流体Ｆはバッフルボード５０の衝突面５０ｔから剥離するが、第二端部５０ｂ及び両側端部５０ｃ及び５０ｃには、凹部５２と凸部５３とが交互に形成されている。そのため、流体Ｆがバッフルボード５０から剥離して渦Ｓを生成する位置が、凹部５２と凸部５３とでは流体Ｆの流れる方向において異なる。したがって、凹部５２の位置で生じた渦Ｓ１と、凸部５３の位置で生じた渦Ｓ２とは、互いに繋がりにくい。これにより、全体として渦Ｓによる影響を抑えることができ、バッフルボード５０近傍における圧力変動を抑えることができる。したがって、渦Ｓの影響によって、シェル４１や、シェル４１内の部材等が共鳴してしまうことを抑えることができる。その結果、第一冷却装置４０に流体Ｆが流れ込むときに生じる騒音を低減することが可能となる。

また、バッフルボード５０の傾斜方向の下流側の第二端部５０ｂには、凹凸部５１が形成されている。そのため、流体Ｆの流れる方向の下流側である第二端部５０ｂで流体Ｆが剥離するときに生じる渦Ｓによる影響を抑えることができる。したがって、衝突面５０ｔに衝突した流体Ｆが最も多く流れる第二端部５０ｂで効果的に流体Ｆによる騒音への影響を抑えることができる。

また、凹凸部５１は、バッフルボード５０の両側端部５０ｃ及び５０ｃに形成されている。これにより、入口ノズル４５Ａ及び４５Ｂからシェル４１内に送り込まれ、傾斜方向と交差する方向に流れた一部の流体Ｆが両側端部５０ｃ及び５０ｃで剥離するときに生じる渦Ｓによる影響を抑えることができる。したがって、第二端部５０ｂと両側端部５０ｃ及び５０ｃとに凹凸部５１が設けられていることで、流体Ｆが剥離するときに生じる渦Ｓの抑制を、より広い範囲で行うことができる。

また、バッフルボード５０は、複数の入口ノズル４５Ａ及び４５Ｂのそれぞれの開口部４５ｈに対向した位置に、互いに間隔を空けて設けられている。これにより、それぞれの入口ノズル４５Ａ及び４５Ｂからシェル４１内に送り込まれた流体Ｆは、別々のバッフルボード５０によって、流れの向きが変えられる。ここで、バッフルボード５０を入口ノズル４５Ａ及び４５Ｂ毎に別々に設けることで、一つのバッフルボード５０の大きさを小さくすることができる。これによって、バッフルボード５０を、例えば入口ノズル４５Ａ及び４５Ｂ等を通してシェル４１内に持ち込むことができ、既設の第一冷却装置４０にバッフルボード５０を取り付けることができる。

（実施形態の第一変形例）
なお、上記の実施形態では、第一冷却装置４０において、二つの入口ノズル４５Ａ及び４５Ｂのそれぞれに対応して二枚のバッフルボード５０を備えるようにしたが、これに限られない。図５は、この発明の実施形態における冷却装置の第一変形例の構成を示す斜視図である。

図５に示すように、第一変形例としてバッフルボード５０Ｄをシェル４１の軸線Ｃ方向において連続する一枚の部材としてもよい。バッフルボード５０Ｄを、入口ノズル４５Ａ及び４５Ｂに対応する位置だけでなく、シェル４１の軸線Ｃ方向において、冷却器４２の全長にわたって連続させるように設けてもよい。

凹凸部５１は、バッフルボード５０Ｄの周囲の四辺のうち、第一端部５０ａ以外の側端面に形成されている。つまり、凹凸部５１は、上記実施形態と同様に、第二端部５０ｂと軸線Ｃ方向の両側の両側端部５０ｃ及び５０ｃとに形成されている。

このような構成のバッフルボード５０Ｄを備えた第一冷却装置４０においても、上記実施形態と同様、バッフルボード５０Ｄの第二端部５０ｂ及び両側端部５０ｃ及び５０ｃには凹凸部５１が形成されている。そのため、衝突面５０ｔの第二端部５０ｂ及び両側端部５０ｃ及び５０ｃで流体Ｆが剥離するときに生じる渦Ｓ（図４参照）の強さを抑えることができる。したがって、渦Ｓの影響によって、シェル４１や、シェル４１内の部材が共鳴して騒音が生じることを抑えることができる。

（実施形態の第二変形例）
また、上記実施形態では、第一冷却装置４０には、複数の入口ノズル４５Ａ及び４５Ｂを備えた構成を例示したが、このような構成に限られない。例えば、入口ノズルの数は、３以上であってもよい。また、入口ノズルは、１つのみを備えるようにしても良い。

図６は、この発明の実施形態における冷却装置の第二変形例の構成を示す斜視図である。
図６に示すように、第二変形例に示す冷却装置４０Ｅは、入口ノズル４５Ｃを一つのみ有している。

バッフルボード５０は、一つの入口ノズル４５Ｃのみの開口部４５ｈの鉛直方向の下方に配置されている。本実施形態のバッフルボード５０は、入口ノズル４５Ｃの開口部４５ｈのみを覆うように形成されている。

このような構成の冷却装置４０Ｅにおいても、入口ノズル４５Ｃからシェル４１内に送り込まれた流体Ｆは、バッフルボード５０によって流れ方向が変わる。このため、シェル４１内に設けられた冷却器４２や天板４８に、入口ノズル４５Ｃから送り込まれた流体Ｆが直接衝突することを抑えることができる。さらに、バッフルボード５０の第二端部５０ｂ及び両側端部５０ｃ及び５０ｃには凹凸部５１が形成されているため、衝突面５０ｔの第二端部５０ｂ及び両側端部５０ｃ及び５０ｃで流体Ｆが剥離するときに生じる渦Ｓ（図４参照）の強さを抑えることができる。したがって、渦Ｓの影響によって、シェル４１や、シェル４１内の部材が共鳴して騒音が生じることを抑えることができる。

なお、上記したような第二変形例の冷却装置４０Ｅは、例えば、図１に示した第二冷却装置２８に適用可能である。

（その他の実施形態）
なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、設計変更可能である。

例えば、凹凸部５１を、バッフルボード５０の第二端部５０ｂ及び両側端部５０ｃ及び５０ｃに形成したが、これに限られるものではない。凹凸部５１は、バッフルボード５０の周縁部の少なくとも一部に形成されていればよく、例えば第二端部５０ｂにのみ形成してもよい。また、凹凸部５１は、側端部５０ｃ及び５０ｃの一方のみに形成してもよく、バッフルボード５０の周縁部の全てに形成してもよい。

また、凹凸部５１は、三角形状の凹部５２と凸部５３とから形成したが、凹部５２や凸部５３は、三角形状に限らず、例えば半円状、放物線状、矩形状等、適宜他の形状としてもよい。

また、上記実施形態では、遠心圧縮機システム１の構成を示したが、圧縮機の段数、増速機１０の具体的構成等、各部の構成については適宜変更してもよい。

流体の流れ方向に対して傾斜したガイド部材において、流体が当たる衝突面の周縁部の少なくとも一部に凹凸部を形成することで、冷却装置に流体が流れ込むときに生じる騒音を低減することが可能となる。

１ 遠心圧縮機システム（圧縮機システム）
２ 駆動軸
３ 従動軸
４ 圧縮機
５ 第一従動軸
６ 第二従動軸
７ａ、７ｂ 第一段圧縮機
８ 第二段圧縮機
９ 第三段圧縮機
１０ 増速機
１１ 駆動歯車
１２ 第一従動歯車
１３ 第二従動歯車
１４ 第一中間歯車
１５ 第二中間歯車
１７ 第一中間軸
１８ 第二中間軸
１９ 駆動源
２０ ケーシング
２３ ガス導入部
２４ 入口案内翼
２５ インペラ
２５ｅ ガス排出口
２６ アクチュエータ
２８ 第二冷却装置
３０ 第一段配管
３１ａ、３１ｂ 第一段圧縮機吐出配管
３２ 第二段圧縮機吸込配管
３３ 第二段配管
３４ 第二段圧縮機吐出配管
３５ 第三段圧縮機吸込配管
３６ 第三段圧縮機吐出配管
３７ インペラ
３７ｅ ガス排出口
３７ｉ ガス導入口
３８ インペラ
３８ｅ ガス排出口
３８ｉ ガス導入口
４０ 第一冷却装置（冷却装置）
４０Ｅ 冷却装置
４１ シェル
４２ 冷却器
４２ｅ 出口側
４２ｉ 入口側
４２ｐ 管体
４３ 筒状部
４３ｔ 頂部
４４ 端板部
４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃ 入口ノズル
４５ｈ 開口部
４６ 出口ノズル
４７ 底板
４８ 天板
４９ 仕切板
５０ バッフルボード（ガイド部材）
５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｄ バッフルボード
５０ａ 第一端部
５０ｂ 第二端部
５０ｃ 側端部
５０ｔ 衝突面
５１ 凹凸部
５２ 凹部
５３ 凸部
Ｃ 軸線
Ｆ 流体
Ｐ プラント
Ｓ、Ｓ１、Ｓ２ 渦
Ｘ 幅方向

Claims (5)

1. 圧縮機に送り込む流体を冷却する冷却装置であって、
   中空のシェルと、
   前記シェルの内部に設けられた冷却器と、
   前記シェルの軸線の延びる軸線方向と直交する断面において、前記冷却器の鉛直方向の上方から前記シェルの内部に前記流体を送り込む入口ノズルと、
   前記冷却器を経た前記流体を前記シェルの外部に送り出す出口ノズルと、
   矩形板状をなし、前記入口ノズルから前記シェルの内部に送り込まれた前記流体の流れる方向を前記シェルの内周面に向かうように変えるガイド部材と、を備え、
   前記ガイド部材は、
   前記入口ノズルから前記シェルの内部に送り込まれる前記流体の流入方向に対して傾斜する傾斜方向に広がり、前記流体と衝突する衝突面と、
   前記衝突面の周縁部の少なくとも一部に、前記周縁部に沿って凹凸形状が連続するよう形成された凹凸部と、を有し、
   前記ガイド部材は、前記断面において、前記衝突面が前記鉛直方向の上方を向いた状態で、前記シェルの幅方向の中心位置から外側に向かうにしたがって、前記鉛直方向の下方に向かうように傾斜して配置される冷却装置。
2. 前記凹凸部は、前記周縁部のうち、前記傾斜方向の一方側であって、前記衝突面に沿って流れる前記流体の流れる方向の下流側に位置する周縁部に形成されている、請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記凹凸部は、前記周縁部のうち、前記ガイド部材の傾斜方向に対して交差する側方に位置する周縁部に形成されている請求項１又は２に記載の冷却装置。
4. 前記入口ノズルが複数設けられ、
   前記ガイド部材は、前記入口ノズル毎に設けられ、互いに間隔を空けて配置されている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の冷却装置。
5. 直列に複数設けられ、流体を順次圧縮する複数の圧縮機と、
   複数の前記圧縮機同士の間に設けられ、前段側の前記圧縮機で圧縮された流体を冷却し、後段側の前記圧縮機に送り込む請求項１〜４の何れか一項に記載の冷却装置と、を備える圧縮機システム。

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