JP7414577B2 - 冷却装置 - Google Patents

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Description

本開示は、冷却装置に関する。
圧縮機で流体を圧縮すると、圧縮後の流体の温度が上昇する。多段圧縮機等において、圧縮後の流体を後段の他の圧縮機等に送り込む場合、後段の圧縮機における流体の圧縮効率を高めるために、流体を冷却する冷却装置が用いられることがある。
例えば、特許文献１には、円筒状のハウジングと、冷却器としてハウジング内に配置された熱交換器と、を備える構成の冷却装置が開示されている。この構成において、流体は、ハウジングに形成された流入口からハウジング内に流入する。流体は、ハウジング内で、熱交換器の流入側部分から熱交換器に流れ込み、流出側部分から流出する。流体は、熱交換器において、ハウジングの軸方向に延びる複数の管の周囲を流れる。管の内部には、冷却媒体（冷却材）が流れている。流体は、管を介して冷却媒体と熱交換することで冷却される。
このような冷却装置では、熱交換器における流体の熱交換効率を高めることが望まれる。このため、特許文献１では、熱交換器の流入側部分に、有孔かつプレート状のフロー均質化要素を備えている。このフロー均質化要素により、流入側部分から熱交換器に流れ込む流体の流れを均質化することで、熱交換器全体としての流体の熱交換効率を高めている。
特開２０１４－１３７２１９号公報
ところで、特許文献１に記載されたような冷却装置は、ハウジング内を流入口と流出口との間で仕切る分離板を備えている。この分離版により、流入口からハウジング内に流入した流体が軸方向に流れ、冷却器である熱交換器を通らずにそのまま流出口からハウジング外に排出されるのを防いでいる。
しかしながら、このような分離板を設けることで、流入口からハウジング内に流入した流体は、冷却器の流入側部分で、軸方向で分離板よりも流出口側の領域にいきわたりにくくなる。このため、流体は、冷却装置の流入側部分で、軸方向で分離板よりも流入口側の領域に集中しやすく、冷却器における熱交換効率には改善の余地がある。
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、冷却器における熱交換効率をさらに高めることができる冷却装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本開示に係る冷却装置は、軸線を中心として延びる筒状に形成されたシェル本体、前記シェル本体の内部に流体を送り込む入口ノズル、及び、前記入口ノズルに対して前記軸線の延びる軸方向に離れて配置され、前記シェル本体の内部の前記流体を外部に送り出す出口ノズルを有するシェルと、前記シェル本体の内部に配置され、前記入口ノズルから前記出口ノズルに向かって流れる前記流体を内部に流通させることで冷却可能とされ、前記入口ノズル及び前記出口ノズルに対向するように前記軸方向に延びる第一面を有する冷却器と、前記第一面に固定され、前記冷却器と前記シェル本体の内周面との間の空間部を、前記入口ノズルに連通する第一空間と、前記出口ノズルに連通する第二空間とに仕切る仕切部材と、を備え、前記仕切部材は、前記軸方向における前記入口ノズルと前記出口ノズルとの間に配置され、前記軸線に交差する方向に広がるように前記第一面から前記シェル本体の内周面まで延びる主仕切板と、前記軸線に交差する方向における前記主仕切板の第一側の端部から前記軸方向における前記入口ノズルに近い前記シェル本体の第一端面に向かって延びる第一案内部と、前記軸線に交差する方向における前記主仕切板の第二側の端部から前記軸方向における前記出口ノズルに近い前記シェル本体の第二端面に向かって延びる第二案内部と、を備え、前記主仕切板は、前記軸線と直交する幅方向における前記第一面の端部から離れた位置に配置され、前記第二案内部は、前記第一面の端部から離れた位置で、前記軸方向に延びている。
本開示の冷却装置によれば、冷却器における熱交換効率をさらに高めることができる。
本実施形態に係る冷却装置を備えた圧縮機システムの概略構成を示す図である。 上記冷却装置の外観を示す斜視図である。 上記冷却装置に設けられた冷却器を示す斜視図である。 上記冷却装置のシェル本体内に設けられた冷却器を上方から見た図である。 図４のＡ－Ａ矢視断面図である。 図４のＢ－Ｂ矢視断面図である。 上記冷却器の管群を構成する管とフィン板とを示す斜視図である。 図７のフィン板を軸方向から見た図である。 管群を流れ方向から見た図である。 上記冷却装置のフィン板に設けた突起部の変形例を示す図である。 上記冷却装置のフィン板に設けた突起部の変形例を示す図である。 上記冷却装置のフィン板に設けた突起部の変形例を示す図である。
以下、添付図面を参照して、本開示による冷却装置を実施するための形態を説明する。しかし、本開示はこの実施形態のみに限定されるものではない。
（圧縮機システムの構成）
図１に示すように、本実施形態における冷却装置１は、圧縮機システム８に設けられている。圧縮機システム８は、直列に設けられた複数の圧縮機９と、冷却装置１と、を備えている。複数の圧縮機９は、直列に接続されている。本実施形態において、圧縮機９は、例えば二台が設けられている。なお、圧縮機システム８に備える圧縮機９の台数は、三台以上であってもよい。
圧縮機システム８において圧縮対象となる流体Ｇは、前段の圧縮機９Ａで圧縮された後、後段の圧縮機９Ｂに送り込まれる。前段の圧縮機９Ａで圧縮された流体Ｇは、後段の圧縮機９Ｂでさらに圧縮される。冷却装置１は、前段の圧縮機９Ａと、後段の圧縮機９Ｂとの間に配置されている。冷却装置１は、前段の圧縮機９Ａの出口側に前段接続管１０Ａを介して接続されている。冷却装置１は、後段の圧縮機９Ｂの入口側に後段接続管１０Ｂを介して接続されている。
（冷却装置の構成）
図２～図４に示すように、冷却装置１は、シェル２と、冷却器３と、仕切部材５（図３、図４参照）と、多孔板４と、を主に備えている。冷却装置１は、前段の圧縮機９Ａで圧縮されたガス状の流体Ｇを冷却する。冷却装置１は、圧縮過程での流体Ｇを中間的に冷却することによって、後段の圧縮機９Ｂの駆動に必要とされる動力を低減している。本実施形態では、冷却装置１で冷却する流体Ｇは、例えば、水分を含有した炭酸（ＣＯ２）ガスである。冷却装置１で冷却する流体Ｇは、炭酸ガスに限られるものではなく、空気や窒素等の他のガスであってもよい。
（シェルの構成）
図２に示すように、シェル２は、中空構造をなしている。シェル２は、シェル本体２１と、入口ノズル２４と、出口ノズル２５とを備えている。シェル本体２１は、軸線Ｏを中心として延びる有底円筒状に形成されている。シェル本体２１は、軸線Ｏを水平方向に一致させるように配置されている。なお、シェル２は、その内部における流体Ｇの偏流を抑えるため、その内径を可能な限り大きくすることが好ましい。
シェル本体２１には、入口ノズル２４と、出口ノズル２５とが一体的に接続されている。入口ノズル２４と出口ノズル２５とは、軸線Ｏの延びる軸方向Ｄａに間隔をあけて配置されている。入口ノズル２４は、軸方向Ｄａにおけるシェル本体２１の中心２１ｃに対して、軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に配置されている。出口ノズル２５は、シェル本体２１の中心２１ｃに対して、軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２に配置されている。図５及び図６に示すように、入口ノズル２４及び出口ノズル２５は、水平な状態に配置されたシェル本体２１に対して、鉛直方向Ｄｖの上部に鉛直上または傾斜させて配置されている。また、入口ノズル２４及び出口ノズル２５は、シェル本体２１の上部から鉛直方向Ｄｖの上方に向かって延びる筒状に形成されている。入口ノズル２４及び出口ノズル２５の下端は、シェル本体２１の内部と連通するように、シェル本体２１の内周面２１ｆで開口している。
（冷却器の構成）
図２に示すように、冷却器３は、シェル本体２１の内部に配置されている。冷却器３は、入口ノズル２４から出口ノズル２５に向かって流れる流体Ｇを内部に流通させることで冷却可能とされている。図３、図５、及び図６に示すように、本実施形態の冷却器３は、管群３１と、第一板部３２と、第二板部３３とを備えている。冷却器３は、全体として、軸方向Ｄａに延びる直方体状を成している。
管群３１は、複数の冷却管３５と、フィン板３７と、を備えている。各冷却管３５は、シェル本体２１内で軸方向Ｄａに延びている。図５に示すように、複数の冷却管３５は、鉛直方向Ｄｖと、軸方向Ｄａに直交する幅方向Ｄｗ（本実施形態における軸線Ｏに交差する方向）とにそれぞれ間隔をあけて配置されている。複数の冷却管３５は、幅方向Ｄｗで互いに隣り合う冷却管３５同士で、鉛直方向Ｄｖにおける設置高さが互いに異なるよう、いわゆる千鳥状に配置されている。つまり、複数の冷却管３５は、軸方向Ｄａから見た際に、最も近い三つの冷却管３５の中心線が三角形（正三角形または二等辺三角形）をなすように配置されている。冷却管３５は、シェル本体２１内で、軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１でＵ字状に折り返されている。各冷却管３５は、例えば直径３０ｍｍ以下とされている。各冷却管３５内には、冷却媒体として、例えば水が供給される。各冷却管３５内において、冷却媒体である水は、軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１から第二側Ｄａ２に向かって流れ、軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２の端部で折り返すように流れ方向が変更され、軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２から第一側Ｄａ１に向かって流れていく。
図９に示すように、フィン板３７は、軸方向Ｄａに間隔をあけて複数配置されている。本実施形態において、冷却装置１で冷却する流体Ｇは、腐食性ガスである炭酸ガスであるので、フィン板３７は、例えば、ＳＵＳ３０４材またはＳＵＳ３１６材等からなるオーステナイト相と、オーステナイト相とフェライト相とを含む二相ステンレス鋼から形成されている。また、冷却装置１で冷却する流体Ｇが、腐食性ガスではない場合、フィン板３７は、アルミニウム合金、銅等から形成することもできる。図７～図９に示すように、フィン板３７は、フィン板本体３７０と、複数の管挿通孔３７１と、複数の突出部３８とを有する。フィン板本体３７０は、軸方向Ｄａに直交する面を有する平板状に形成されている。
管挿通孔３７１は、冷却管３５を軸方向Ｄａに挿通させた状態で固定している。各管挿通孔３７１は、フィン板本体３７０を軸方向Ｄａ（板厚方向）に貫通している。各管挿通孔３７１には、各冷却管３５が摺接するように拡管接合または挿通される。このため、複数の管挿通孔３７１は、複数の冷却管３５のレイアウトに応じて、千鳥状に配置されている。つまり、複数の管挿通孔３７１は、軸方向Ｄａから見た際に、最も近い三つの管挿通孔３７１の中心線Ｌａ、Ｌｂ、及びＬｃが三角形（正三角形または二等辺三角形）をなすように配置されている。各管挿通孔３７１は、フィン板３７に打抜き加工を行うことで形成されている。各管挿通孔３７１には、打抜き加工の際の拡径または挿通工程で形成される縁部３７２が形成されている。縁部３７２は、管挿通孔３７１の周縁部から軸方向Ｄａに筒状に突出して形成されている。
突出部３８は、軸方向Ｄａから見て、複数の管挿通孔３７１の間に形成されている。突出部３８は、一対のフィン板本体３７０の隙間で複数の管挿通孔３７１の間を流れる流体Ｇの流れを乱す乱流部である。図７及び図８に示すように、突出部３８は、千鳥状に配置された複数の管挿通孔３７１において、最も近い三つの管挿通孔３７１の中心線Ｌａ、Ｌｂ、及びＬｃが描く三角形（正三角形または二等辺三角形）の中心線上の位置Ｄに形成されている。突出部３８は、フィン板本体３７０を貫通する貫通孔３７５を有するように、管挿通孔３７１から軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１（一方側）に突出して円筒状に形成されている。突出部３８は、縁部３７２と同じ方向に突出している。突出部３８は、フィン板３７に打抜き加工を行うことで形成されている。
図９に示すように、各突出部３８におけるフィン板本体３７０から軸方向Ｄａへの突出寸法は、軸方向Ｄａで隣り合うフィン板本体３７同士の間の距離と等しい。つまり、突出部３８は、フィン板３７が軸方向Ｄａに並べられた際に、軸方向Ｄａで隣り合う他のフィン板３７に接触するように突出している。また、本実施形態では、突出部３８は、縁部３７２におけるフィン板本体３７０から軸方向Ｄａへの突出寸法と等しい。
図３、図５、及び図６に示すように、第一板部３２は、管群３１に対して、鉛直方向Ｄｖの上方に配置されている。これにより、第一板部３２は、管群３１に対して、入口ノズル２４及び出口ノズル２５に対向する位置に配置されている。第一板部３２は、平板状で、鉛直方向Ｄｖに直交する面（水平面）に沿って広がっている。第一板部３２は、軸方向Ｄａに対して直交する鉛直方向Ｄｖから見て長方形状に形成されている。第一板部３２は、管群３１の全体を鉛直方向Ｄｖの上方から覆うように配置されている。第一板部３２は、鉛直方向Ｄｖにおいて、入口ノズル２４及び出口ノズル２５に対向するように軸方向Ｄａに延びる第一面３２０を有している。つまり、第一面３２０は、第一板部３２において鉛直方向Ｄｖの上方を向く面である。
図５及び図６に示すように、第二板部３３は、管群３１を挟んで第一板部３２の反対側に配置されている。つまり、第二板部３３は、管群３１に対して、鉛直方向Ｄｖの下方に配置されている。第二板部３３は、平板状で、鉛直方向Ｄｖに直交する面（水平面）に沿って広がっている。第二板部３３は、鉛直方向Ｄｖから見て長方形状に形成されている。第二板部３３は、管群３１の全体を鉛直方向Ｄｖの下方から覆うように配置されている。
冷却器３において、流体Ｇは、鉛直方向Ｄｖの上下に配置された第一板部３２と第二板部３３との間を通り抜けることで、管群３１の冷却管３５に接触する。ここで、流体Ｇは、第一板部３２と第二板部３３との間を、軸方向Ｄａに直交する幅方向Ｄｗに沿って流れる。つまり、軸方向Ｄａに直交する幅方向Ｄｗは、冷却器３における流体Ｇの流れ方向Ｄｆと一致している。以下の説明において、幅方向Ｄｗにおいて、冷却器３に流体Ｇが流れ込む側を第一側Ｄｗ１と称し、冷却器３から流体Ｇが流れ出る側を第二側Ｄｗ２と称する。したがって、流れ方向Ｄｆは、幅方向Ｄｗにおいて第一側Ｄｗ１から第二側Ｄｗ２に向かう方向である。
幅方向Ｄｗにおける第一板部３２の第一側Ｄｗ１の端部３２ａは、シェル本体２１との間に間隔をあけて配置されている。幅方向Ｄｗにおける第一板部３２の第二側Ｄｗ２の端部３２ｂは、シェル本体２１との間に間隔をあけて配置されている。
同様に、幅方向Ｄｗにおける第二板部３３の第一側Ｄｗ１の端部３３ａは、シェル本体２１との間に間隔をあけて配置されている。幅方向Ｄｗにおける第二板部３３の第二側Ｄｗ２の端部３３ｂは、シェル本体２１との間に間隔をあけて配置されている。
また、第一板部３２及び第二板部３３は、管群３１との鉛直方向Ｄｖにおける間隔が可能な限り小さくされることが好ましい。本実施形態では、例えば、第一板部３２の下面とフィン板３７の上端との間に、第一板部３２と平行な上部板材３９Ａが挿入されている。これにより、管群３１と第一板部３２とが上部板材３９Ａを介して隙間なく配置されている。また、本実施形態では、例えば、第二板部３３の上面とフィン板３７の下端との間に、第二板部３３と平行な下部板材３９Ｂが挿入されている。これにより、管群３１と第二板部３３とが下部板材３９Ｂを介して隙間なく配置されている。また、上部板材３９Ａや下部板材３９Ｂには、冷却管３５と同じ水力直径となる構造体（リブ等）のショートパス防止ジグを設置してもよい。なお、単に、第一板部３２や第二板部３３を、管群３１の上下に密着させるように配置してもよい。
（延出部の構成）
また、冷却器３は、延出部３４をさらに備えている。延出部３４は、第二板部３３において幅方向Ｄｗの第一側Ｄｗ１の端部（板端部）３３ａからシェル本体２１の内周面２１ｆに向かって延びている。延出部３４は、平板状をなしている。延出部３４は、第二板部３３の端部３３ａから、鉛直方向Ｄｖの下方に向かうにしたがって、幅方向Ｄｗの第一側Ｄｗ１に向かうように傾斜して延びている。第二案内部５３の先端部は、シェル本体２１の下方の内周面２１ｆに接触している。
（仕切部材の構成）
図３～図６に示すように、仕切部材５は、第一板部３２に固定されている。仕切部材５は、第一面３２０に固定されている。仕切部材５は、シェル本体２１において、入口ノズル２４に近い軸方向Ｄａの端面である第一端面２２Ａから、出口ノズル２５に近い軸方向Ｄａの端面である第二端面２２Ｂに向かうように、第一面３２０上で延びている。仕切部材５は、冷却器３とシェル本体２１の内周面２１ｆとの間の空間部２Ｓを仕切っている。具体的には、仕切部材５は、空間部２Ｓを入口ノズル２４に連通する第一空間２１Ｓと、出口ノズル２５に連通する第二空間２２Ｓとに仕切っている。仕切部材５は、主仕切板５１と、第一案内部５２と、第二案内部５３と、を一体に備えている。
（主仕切板の構成）
図３及び図４に示すように、主仕切板５１は、第一面３２０から鉛直方向Ｄｖの上方に向かって延びている。主仕切板５１は、平板状に形成されている。主仕切板５１は、軸線Ｏに交差する方向に広がるように第一面３２０からシェル本体２１の内周面２１ｆまで延びている。つまり、主仕切板５１は、第一面３２０とシェル本体２１の内周面２１ｆと間を横断するように広がっている。
主仕切板５１は、軸方向Ｄａにおいて、入口ノズル２４と出口ノズル２５との間に配置されている。主仕切板５１は、軸方向Ｄａにおける第一板部３２（第一面３２０）の中央部３２ｍに対して、シェル本体２１の第二端面２２Ｂに近い位置に配置されている。主仕切板５１は、軸方向Ｄａにおける第一板部３２の中央部３２ｍに対し、第一板部３２の軸方向Ｄａにおける全長Ｖの約１／８～２／８程度、軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２にオフセットした位置に配置することが好ましい。幅方向Ｄｗにおける主仕切板５１の第一側Ｄｗ１の端部である第一端部５１ａは、幅方向Ｄｗにおける第一面３２０の第一側Ｄｗ１の端部（鉛直方向Ｄｖから見た際の第一板部３２の端部３２ａ）から離れた位置に配置されている。また、幅方向Ｄｗにおける主仕切板５１の第二側Ｄｗ２の端部である第二端部５１ｂは、幅方向Ｄｗにおける第一面３２０の第二側Ｄｗ２の端部（鉛直方向Ｄｖから見た際の第一板部３２の端部３２ｂ）から離れた位置に配置されている。
主仕切板５１は、軸方向Ｄａに直交する面に対して傾斜して広がっている。主仕切板５１は、鉛直方向Ｄｖから見た際に、第一端部５１ａから第二端部５１ｂに向かうにしたがって、軸方向Ｄａにおいて第一側Ｄａ１から第二側Ｄａ２に向かうように傾斜している。主仕切板５１の先端部は、シェル本体２１の上方の内周面２１ｆに接触している。
（第一案内部の構成）
第一案内部５２は、第一面３２０から鉛直方向Ｄｖの上方に向かって延びている。第一案内部５２は、主仕切板５１と同程度の板厚の平板状に形成されている。第一案内部５２は、主仕切板５１に対して、軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に配置されている。第一案内部５２は、主仕切板５１の第二端部５１ｂから、軸方向Ｄａで第一側Ｄａ１に延びている。第一案内部５２は、第二端部５１ｂから第一端面２２Ａに向かって、第一板部３２の端部３２ｂと平行に延びている。図５に示すように、第一案内部５２は、軸方向Ｄａから見て、入口ノズル２４よりも幅方向Ｄｗの第二側Ｄｗ２に配置されている。また、第一案内部５２は、軸方向Ｄａから見て、第一板部３２の端部３２ｂに対して幅方向Ｄｗに間隔を空けて配置されている。第一案内部５２は、第一板部３２の幅方向Ｄｗにおける幅寸法Ｗに対し、第一板部３２の端部３２ｂから幅方向Ｄｗの第一側Ｄｗ１に、２０～５０％程度の位置に配置することが好ましい。第一案内部５２は、入口ノズル２４を向く第一案内面５２０を有する。第一案内面５２０は、第一面３２０からシェル本体２１の内周面２１ｆまで延びている。第一案内面５２０は、入口ノズル２４を向くように傾斜した平面である。したがって、板状の第一案内部５２は、第一面３２０に直交する仮想面に対し、第一板部３２から鉛直方向Ｄｖの上方に向かうにしたがって、幅方向Ｄｗの第二側Ｄｗ２に向かうように傾斜して延びている。第一案内部５２の先端部は、シェル本体２１の上方の内周面２１ｆに接触している。
（第二案内部の構成）
図３及び図４に示すように、第二案内部５３は、第一面３２０から鉛直方向Ｄｖの上方に向かって延びている。第二案内部５３は、主仕切板５１と同程度の板厚の平板状に形成されている。第二案内部５３は、主仕切板５１に対して、軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２に配置されている。第二案内部５３は、主仕切板５１の第一端部５１ａから、軸方向Ｄａで第二側Ｄａ２に延びている。図６に示すように、第二案内部５３は、軸方向Ｄａから見て、出口ノズル２５よりも幅方向Ｄｗの第一側Ｄｗ１に配置されている。また、第二案内部５３は、軸方向Ｄａから見て、第一板部３２の端部３２ａに対して幅方向Ｄｗに間隔を空けて配置されている。第二案内部５３は、第一板部３２の幅方向Ｄｗにおける幅寸法Ｗに対し、第一板部３２の端部３２ａから幅方向Ｄｗの第二側Ｄｗ２に、２０～５０％程度の位置に配置することが好ましい。第二案内部５３は、出口ノズル２５を向く第二案内面５３０を有する。第二案内面５３０は、第一面３２０からシェル本体２１の内周面２１ｆまで延びている。第二案内面５３０は、出口ノズル２５を向くように傾斜した平面である。したがって、板状の第二案内部５３は、第一面３２０に直交する仮想面に対し、第一板部３２から鉛直方向Ｄｖの上方に向かうにしたがって、幅方向Ｄｗの第一側Ｄｗ１に向かうように傾斜して延びている。第二案内部５３の先端部は、シェル２の上方の内周面２１ｆに接触している。
図４に示すように、鉛直方向Ｄｖの上方から見た状態で、主仕切板５１よりも軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１で、第一案内部５２よりも幅方向Ｄｗの第一側Ｄｗ１に露出する第一板部３２の第一領域Ａ１の面積は、主仕切板５１よりも軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２で、第二案内部５３よりも幅方向Ｄｗの第一側Ｄｗ１に露出する第一板部３２の第二領域Ａ２の面積よりも大きい。つまり、鉛直方向Ｄｖの上方から見た際の第一空間２１Ｓに面する第一面３２０である第一領域Ａ１の面積は、第二空間２２Ｓに面する第一面３２０である第二領域Ａ２の面積よりも大きい。
（多孔板の構成）
図３、図５、及び図６に示すように、多孔板４は、冷却器３における幅方向Ｄｗの第一側Ｄｗ１を向く側面に面して配置されている。つまり、多孔板４は、冷却器３における流体Ｇが流入する側面を覆っている。多孔板４は、幅方向Ｄｗの第一側Ｄｗ１から管群３１を覆うように配置されている。多孔板４は、鉛直方向Ｄｖにおいて、第一板部３２と第二板部３３との間に配置されている。多孔板４は、幅方向Ｄｗから見て長方形状に形成されている。図５に示すように、多孔板４は、その全体に形成された複数の孔４１を有している。複数の孔４１は、管群３１における流体Ｇの圧力損失に対し、多孔板４における圧力損失が、例えば３倍程度となるように形成するのが好ましい。多孔板４における複数の孔４１の開口率は、例えば、１０％～３０％程度とするのが好ましい。このような多孔板４は、幅方向Ｄｗに複数枚を積層して設置してもよい。
（シェル内における流体の流れの説明）
図３～図５に示すように、仕切部材５が設けられることで、入口ノズル２４からシェル本体２１内に流入した流体Ｇは、第一空間２１Ｓに流れ込む。第一空間２１Ｓに流れ込んだ流体Ｇは、第一板部３２に衝突し、第一面３２０に沿って広がる。第一面３２０上で、幅方向Ｄｗの第一側Ｄｗ１に流れた流体Ｇ１は、そのまま、端部３２ａとシェル本体２１の内周面２１ｆとの隙間を通り、端部３２ａを回り込むようにして管群３１に対して幅方向Ｄｗの第一側Ｄｗ１に流れていく。また、第一面３２０上で、幅方向Ｄｗの第二側Ｄｗ２に流れた流体Ｇ２は、第一案内部５２に当たることで、その流れ方向が幅方向Ｄｗの第一側Ｄｗ１に反転される。
また、第一面３２０上で、軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２に流れた流体Ｇ３は、主仕切板５１に沿って、第二端部５１ｂから第一端部５１ａに向かって案内され、第二案内部５３に対して幅方向Ｄｗの第一側Ｄｗ１に案内される。また、第一面３２０上で、軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に流れた流体Ｇ４は、軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に位置するシェル本体２１の第一端面２２Ａに当たることで、その流れ方向が軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２に反転される。これにより、空間部２Ｓの流体Ｇを、軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２に押すことになり、空間部２Ｓの流体Ｇの一部は、第二案内部５３に対して幅方向Ｄｗの第一側Ｄｗ１に押し込まれていく。
図６に示すように、主仕切板５１に対して軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２に流れた流体Ｇ（Ｇ３）は、第二案内部５３と、第一面３２０とに沿って軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２に広がっていく。
ここで、軸方向Ｄａに直交する断面における、第二案内部５３と、第一面３２０を延長した仮想面と、シェル本体２１の内周面２１ｆとで囲まれた領域の流路断面積は、第一案内部５２と、第一面３２０と、シェル本体２１の内周面２１ｆとで囲まれた領域の流路断面積よりも非常に小さい。このため、主仕切板５１に対して軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１から、第二案内部５３に沿って軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２に流れ込む流体Ｇの流速が高まる。これにより、流体Ｇが、軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２に、より広がりやすくなっている。軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２に向かった流体Ｇは、第一板部３２の端部３２ａを回り込むようにして管群３１に対して幅方向Ｄｗの第一側Ｄｗ１に流れていく。
（作用効果）
上記構成の冷却装置１は、仕切部材５によって、第一板部３２と第一板部３２に対向するシェル本体２１の内周面２１ｆとの間の空間部２Ｓが、入口ノズル２４と出口ノズル２５との間で仕切られている。流体Ｇは、入口ノズル２４から主仕切板５１に対して軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１である第一空間２１Ｓに流れ込む。主仕切板５１に対して軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に延びる第一案内部５２と第二側Ｄａ２に延びる第二案内部５３とによって、流れ込んだ流体Ｇは、第一空間２１Ｓ内で、軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１と第二側Ｄａ２とに広がるように流れる。これにより、シェル本体２１において、入口ノズル２４の近い軸方向Ｄａで第一側Ｄａ１の奥から入口ノズル２４から離れた軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２の奥まで流体Ｇが流れ込む。これにより、冷却器３に流れ込む流体Ｇの流量分布の均質化が図れる。その結果、冷却器３における熱交換効率をさらに高めることが可能となる。
また、主仕切板５１は、軸方向Ｄａにおける第一板部３２の中央部３２ｍに対して、シェル本体２１の第二端面２２Ｂに近づくように、軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２に配置されている。これにより、入口ノズル２４から第一空間２１Ｓに流れ込んだ流体Ｇは、主仕切板５１に到達するまでに、軸方向Ｄａの中央よりも第二側Ｄａ２に広がるように流れる。その結果、流体Ｇを、軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２の広い領域に効率良く広げることができる。
また、第二案内面５３０は、出口ノズル２５を向くように傾斜している。これにより、冷却器３から流れ出て第二空間２２Ｓにおける第一面３２０上を流れてきた流体Ｇを、出口ノズル２５に効率良く案内することができる。
また、第一案内面５２０は、入口ノズル２４を向くように傾斜している。これにより、入口ノズル２４から第一空間２１Ｓに流れ込んだ流体Ｇは、第一案内面５２０によって、第一空間２１Ｓにおける第一面３２０上に沿うように流れる。その結果、シェル本体２１内に流れ込んだ流体Ｇを、第一面３２０に接続された主仕切板５１、第一案内部５２、及び第二案内部５３に効率良く案内することができる。
また、主仕切板５１の第一端部５１ａは、第一板部３２の端部３２ａから離れている。つまり、主仕切板５１は、鉛直方向Ｄｖから見た際に、幅方向Ｄｗにおける第一面３２０の端部から離れて形成されている。これにより、第二案内部５３は、第一板部３２の端部３２ａから離れた位置で延びている。そのため、鉛直方向Ｄｖから見た際に、第二案内部５３と第一面３２０の端部との間には、第一面３２０の一部が広がった状態となっている。さらに、主仕切板５１は、鉛直方向Ｄｖから見た際に、第一端部５１ａから第二端部５１ｂに向かうにしたがって、軸方向Ｄａで第一側Ｄａ１から第二側Ｄａ２に向かうように傾斜している。そのため、第一空間２１Ｓに流れ込んだ流体Ｇは、主仕切板５１によって、主仕切板５１に対して軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２に位置する第二案内部５３に向かって案内される。第二案内部５３に向かって案内された流体Ｇは、第二案内部５３と第一板部３２の端部３２ａとの間の第一面３２０上を軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２に向かってさらに流れる。その結果、流体Ｇを、軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２の奥まで効率良く広げることができる。
また、第二板部３３において幅方向Ｄｗの第一側Ｄｗ１の端部３３ａには、シェル本体２１の内周面２１ｆに向かって延びる延出部３４が形成されている。延出部３４によって、第二板部３３とシェル本体２１との間が閉塞されている。これにより、冷却器３を回り込むように、第二板部３３の下方に流れ込んだ流体Ｇが、管群３１を通過することなく出口ノズル２５に向かってしまうことを防ぐことができる。したがって、シェル本体２１内の流体Ｇを管群３１に効率良く案内することができる。
また、第一板部３２や第二板部３３が、鉛直方向Ｄｖにおいて管群３１と密着している。このように、第一板部３２や第二板部３３と、管群３１との間に隙間がないことで、流体Ｇが管群３１を通過することなく、管群３１の上下を通り抜けてしまうことを抑制することができる。その結果、シェル本体２１内の流体Ｇを管群３１に効率良く案内することができる。これにより、冷却器３の伝熱性能が低下してしまうことを抑制できる。
また、管群３１に対して幅方向Ｄｗの第一側Ｄｗ１に多孔板４が配置されている。そのため、入口ノズル２４からシェル本体２１内に流れ込んだ流体Ｇは、多孔板４によって、均質化された状態で管群３１に送られる。その結果、冷却器３における熱交換効率をさらに高めることが可能となる。
また、冷却器３は、複数の冷却管３５の間でフィン板本体３７０から軸方向Ｄａに突出する突出部３８と、を備える。管群３１内の通過する流体Ｇは、軸方向Ｄａで互いに隣り合うフィン板本体３７０同士の間の隙間を通る際に、複数の冷却管３５に接触する。その際、図８に示すように、複数の冷却管３５の間に配置された突出部３８に流体Ｇが衝突することで、流体Ｇの流れの方向が分散され、突出部３８の周囲の複数の冷却管３５に当たりやすくなる。これにより、管群３１における流体Ｇの熱交換効率が高められる。また、フィン板３７において、複数の冷却管３５の間は、冷却管３５からの距離が遠いことで、冷却効果が低くなってしまう。その結果、熱が集中しやすく、この部分におけるフィン板本体３７０の熱変形が生じやすい。このように熱が集中しやすい部分に突出部３８が配置されることで、フィン板３７の変形能が高まる。その結果、フィン板３７の熱変形を抑えることができる。これにより、フィン板３７と冷却管３５との接合部分の接触抵抗の低減を抑制することができる。
特に、突出部３８は、千鳥状に配置された複数の管挿通孔３７１において、最も近い三つの管挿通孔３７１の中心線Ｌａ、Ｌｂ、及びＬｃが描く三角形（正三角形または二等辺三角形）の中心位置Ｄに形成されている。つまり、突出部３８は、フィン板本体３７０の中で特に熱が集中しやすい位置に形成される。したがって、特に熱が集中しやすい部分に突出部３８が配置されることで、フィン板３７の変形能が高まる。その結果、フィン板３７の熱変形を効果的に抑えることができる。
さらに、突出部３８によって、管群３１における流体Ｇの熱交換効率が向上することで、アルミニウム合金や銅よりも熱伝導率の低い二相ステンレス鋼の材料でフィン板３７を形成しても、冷却器３として冷却性能を確保することができる。その結果、冷却性能だけでなく、耐食性のような他の性能を向上させることができる。
また、突出部３８は、フィン板本体３７０から軸方向Ｄａに突出する筒状をなしている。これにより、フィン板３７に貫通孔３７５を打抜き加工することで、貫通孔３７５の周縁部から軸方向Ｄａに突出する筒状の突出部３８を容易に形成することができる。したがって、突出部３８を形成するために、別途部品を容易する必要も無く、低コストで突出部３８を形成することが可能となる。
さらに、筒状を成した突出部３８は、軸方向Ｄａで突出部３８の突出方向で隣り合う他のフィン板本体３７０に突き当たっている。これにより、軸方向Ｄａで互いに隣り合うフィン板本体３７０同士の間に、筒状の突出部３８が隙間無く設けられることとなる。したがって、フィン板本体３７０同士の間を流れる流体Ｇを突出部３８に、より効率良く接触させることが可能となる。突出部３８によって流れが乱された流体Ｇは、フィン板本体３７０同士の間で冷却管３５に沿うように流れる。これより、管群３１における流体Ｇの熱交換効率が高められる。
（その他の実施形態）
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
なお、乱流部は、突出部３８であることに限定されるものではない。乱流部は、流体Ｇの流れを乱すことができればよい。したがって、乱流部は、フィン板本体３７０を貫通する貫通孔であってもよい。
また、上記実施形態では突出部３８を円筒状としたが、突出部３８の形状はこのような形状に限定されるものではない。例えば、図１０に示すように、突出部３８Ｂは、軸方向Ｄａから見た際に、楕円状に形成されてもよい。また、図１１に示すように、突出部３８Ｃは、軸方向Ｄａから見た際に、紡錘状（涙滴状）に形成されてもよい。また、図１２に示すように、突出部３８Ｄは、軸方向Ｄａから見た際に、三角形等の多角形状に形成されてもよい。これらは、乱流部を突出部ではなく、貫通孔として形成した場合も同様である。
また、突出部３８に代わって、管挿通孔３７１の縁部３７２の周囲に、スリットを形成することで、フィン板３７の剛性を低下させ、フィン板３７の熱変形を抑えるようにしても良い。
また、突出部３８としては、フィン板３７に形成された貫通孔３７５の周縁部から立ち上がる筒状の突出部３８の他、フィン板３７から隆起するように形成した突起や、フィン板３７を貫通するように設けた筒状の部材や軸状の部材が挙げられる。
＜付記＞
実施形態に記載の冷却装置１は、例えば以下のように把握される。
（１）第１の態様に係る冷却装置１は、軸線Ｏを中心として延びる筒状に形成されたシェル本体２１、前記シェル本体２１の内部に流体Ｇを送り込む入口ノズル２４、及び、前記入口ノズル２４に対して前記軸線Ｏの延びる軸方向Ｄａに離れて配置され、前記シェル本体２１の内部の前記流体Ｇを外部に送り出す出口ノズル２５を有するシェル２と、前記シェル本体２１の内部に配置され、前記入口ノズル２４から前記出口ノズル２５に向かって流れる前記流体Ｇを内部に流通させることで冷却可能とされ、前記入口ノズル２４及び前記出口ノズル２５に対向するように前記軸方向Ｄａに延びる第一面３２０を有する冷却器３と、前記第一面３２０に固定され、前記冷却器３と前記シェル本体２１の内周面２１ｆとの間の空間部２Ｓを、前記入口ノズル２４に連通する第一空間２１Ｓと、前記出口ノズル２５に連通する第二空間２２Ｓとに仕切る仕切部材５と、を備え、前記仕切部材５は、前記軸方向Ｄａにおける前記入口ノズル２４と前記出口ノズル２５との間に配置され、前記軸線Ｏに交差する方向に広がるように前記第一面３２０から前記シェル本体２１の内周面２１ｆまで延びる主仕切板５１と、前記軸線Ｏに交差する方向における前記主仕切板５１の第一側Ｄｗ１の端部から前記軸方向Ｄａにおける前記入口ノズル２４に近い前記シェル本体２１の第一端面２２Ａに向かって延びる第一案内部５２と、前記軸線Ｏに交差する方向における前記主仕切板５１の第二側Ｄｗ２の端部から前記軸方向Ｄａにおける前記出口ノズル２５に近い前記シェル本体２１の第二端面２２Ｂに向かって延びる第二案内部５３と、を備える。
この冷却装置１では、流体Ｇは、入口ノズル２４から主仕切板５１に対して軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１である第一空間２１Ｓに流れ込む。主仕切板５１に対して軸方向Ｄａで第一側Ｄａ１に延びる第一案内部５２と第二側Ｄａ２に延びる第二案内部５３とによって、流れ込んだ流体Ｇは、第一空間２１Ｓ内で、軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１と第二側Ｄａ２とに広がるように流れる。これにより、シェル本体２１において、入口ノズル２４の近い軸方向Ｄａで第一側Ｄａ１の奥から入口ノズル２４から離れた軸方向Ｄａで第二側Ｄａ２の奥まで流体Ｇが流れ込む。これにより、冷却器３に流れ込む流体Ｇの流量分布の均質化が図れる。その結果、冷却器３における熱交換効率をさらに高めることが可能となる。
（２）第２の態様に係る冷却装置１は、（１）の冷却装置１であって、前記主仕切板５１は、前記軸方向Ｄａにおいて、前記第一面３２０の中央部３２ｍに対して、前記シェル本体２１の第二端面２２Ｂに近い位置に配置されている。
これにより、入口ノズル２４から第一空間２１Ｓに流れ込んだ流体Ｇは、主仕切板５１に到達した後、軸方向Ｄａの中央よりも第二側Ｄａ２に広がるように流れる。その結果、流体Ｇを、軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２の広い領域に効率良く広げることができる。
（３）第３の態様に係る冷却装置１は、（１）又は（２）の冷却装置１であって、前記第二案内部５３は、前記第一面３２０から前記シェル本体２１の内周面２１ｆまで延び、前記出口ノズル２５を向くように傾斜した第二案内面５３０を有する。
これにより、冷却器３から流れ出て第二空間２２Ｓにおける第一面３２０上を流れてきた流体Ｇを、出口ノズル２５に効率良く案内することができる。
（４）第４の態様に係る冷却装置１は、（１）から（３）の何れか一つの冷却装置１であって、前記第一案内部５２は、前記第一面３２０から前記シェル本体２１の内周面２１ｆまで延び、前記入口ノズル２４を向くように傾斜した第一案内面５２０を有する。
これにより、入口ノズル２４から第一空間２１Ｓに流れ込んだ流体Ｇは、第一案内面５２０によって、第一空間２１Ｓにおける第一面３２０上に沿うように流れる。その結果、シェル本体２１内に流れ込んだ流体Ｇを、第一面３２０に接続された主仕切板５１、第一案内部５２、及び第二案内部５３に効率良く案内することができる。
（５）第５の態様に係る冷却装置１は、（１）から（４）の何れか一つの冷却装置１であって、前記主仕切板５１は、前記軸線Ｏと直交する幅方向Ｄｗにおける前記第一面３２０の端部から離れた位置に配置され、前記第二案内部５３は、前記第一面３２０の端部から離れた位置で、前記軸方向Ｄａに延びている。
これにより、第二案内部５３は、第一面３２０の端部から離れた位置で延びている。そのため、鉛直方向Ｄｖから見た際に、第二案内部５３と第一面３２０の端部との間には、第一面３２０の一部が広がった状態となっている。そのため、第二案内部５３に向かって案内された流体Ｇは、第二案内部５３と第一面３２０の端部との間の第一面３２０上を軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２に向かってさらに流れる。その結果、流体Ｇを、軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２の奥まで効率良く広げることができる。
（６）第６の態様に係る冷却装置１は、（１）から（５）の何れか一つの冷却装置１であって、前記冷却器３における前記流体が流入する側面を覆うように配置され、複数の孔を有した多孔板４をさらに備える。
これにより、入口ノズル２４からシェル本体２１内に流れ込んだ流体Ｇは、多孔板４によって、均質化された状態で冷却器３に送られる。その結果、冷却器３における熱交換効率をさらに高めることが可能となる。
（７）第７の態様に係る冷却装置１は、（１）から（６）の何れか一つの冷却装置１であって、前記冷却器３は、前記軸方向Ｄａに延びて内部に冷却媒体が流れる複数の冷却管３５と、前記軸方向Ｄａに直交する板状をなし、前記軸方向Ｄａに間隔をあけて配置され、前記冷却管３５を前記軸方向Ｄａに挿通させた状態で固定する複数の管挿通孔３７１を有する複数のフィン板３７と、を備え、前記フィン板３７は、前記管挿通孔３７１の間で前記流体Ｇの流れを乱す乱流部を有する。
これにより、流体Ｇは、軸方向Ｄａで互いに隣り合うフィン板３７同士の間の隙間を通る際に、複数の冷却管３５に接触する。その際、複数の冷却管３５の間に配置された乱流部で流体Ｇの流れが乱されることで、流体Ｇの流れの方向が分散され、乱流部の周囲の複数の冷却管３５に当たりやすくなる。これにより、冷却管３５における流体Ｇの熱交換効率が高められる。
（８）第８の態様に係る冷却装置１は、（７）の冷却装置１であって、前記乱流部は、前記軸方向Ｄａに貫通する貫通孔３７５を有するように筒状をなして前記軸方向Ｄａに突出する突出部３８を有する。
これにより、流体Ｇは、軸方向Ｄａで互いに隣り合うフィン板３７同士の間の隙間を通る際に、複数の冷却管３５に接触する。その際、複数の冷却管３５の間に配置された突出部３８に流体Ｇが衝突することで、流体Ｇの流れが乱されやすくなる。また、フィン板３７において、複数の冷却管３５の間は、冷却管３５からの距離が遠いことで、冷却効果が低くなってしまう。その結果、熱が集中しやすく、この部分におけるフィン板３７の熱変形が生じやすい。このように熱が集中しやすい部分に乱流部が配置されることで、フィン板３７の変形能が高まる。その結果、フィン板３７の熱変形を抑えることができる。これにより、フィン板３７と冷却管３５との接合部分の接触抵抗の低減を抑制することができる。また、フィン板３７に貫通孔３７５を打抜き加工することで、貫通孔３７５の周縁部から軸方向Ｄａに突出する筒状の突出部３８を容易に形成することができる。したがって、突出部３８を形成するために、別途部品を容易する必要も無く、低コストで突出部３８を形成することが可能となる。
（９）第９の態様に係る冷却装置１は、（８）の冷却装置１であって、前記突出部３８は、前記軸方向Ｄａで隣り合う他の前記フィン板３７に接触するように突出している。
これにより、軸方向Ｄａで互いに隣り合うフィン板３７同士の間に、突出部３８が隙間無く設けられることとなる。したがって、フィン板３７同士の間を流れる流体Ｇを突出部３８に、より効率良く接触させることが可能となる。突出部３８によって流れが乱された流体Ｇは、フィン板３７同士の間で冷却管３５に沿うように流れる。これより、冷却器３における流体Ｇの熱交換効率が高められる。
（１０）第１０の態様に係る冷却装置１は、（７）から（９）の何れか一つの冷却装置１であって、複数の前記管挿通孔３７１は、前記軸方向Ｄａから見た際に、最も近い三つの前記管挿通孔３７１の中心線が三角形をなすように配置され、前記乱流部は、前記三角形の中心に位置するように配置される。
これにより、乱流部は、フィン板３７の中で特に熱が集中しやすい位置に形成される。したがって、特に熱が集中しやすい部分に突出部３８のような乱流部が配置されることで、フィン板３７の変形能が大きく高まる。その結果、フィン板３７の熱変形を効果的に抑えることができる。
１…冷却装置
２…シェル
２１…シェル本体
２Ｓ…空間部
２１Ｓ…第一空間
２２Ｓ…第二空間
２１ｆ…内周面
３…冷却器
４…多孔板
５…仕切部材
８…圧縮機システム
９、９Ａ、９Ｂ…圧縮機
１０Ａ…前段接続管
１０Ｂ…後段接続管
２１…シェル本体
２１ｃ…中心
２２Ａ…第一端面
２２Ｂ…第二端面
２４…入口ノズル
２５…出口ノズル
３１…管群
３２…第一板部
３２０…第一面
３２ａ…端部
３２ｂ…端部
３２ｍ…中央部
３３…第二板部
３３ａ…端部（板端部）
３３ｂ…端部
３４…延出部
３５、３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ…冷却管
３７…フィン板
３７０…フィン板本体
３７１…管挿通孔
３７２…縁部
３７５…貫通孔
３８、３８Ｂ、３８Ｃ、３８Ｄ…突出部（乱流部）
３９Ａ…上部板材
３９Ｂ…下部板材
４１…孔
５１…主仕切板
５１ａ…第一端部
５１ｂ…第二端部
５２…第一案内部
５２０…第一案内面
５３…第二案内部
５３０…第二案内面
Ａ１…第一領域
Ａ２…第二領域
Ｄ…中心位置
Ｄａ…軸方向
Ｄａ１…第一側
Ｄａ２…第二側
Ｄｆ…流れ方向
Ｄｗ…幅方向
Ｄｗ１…第一側
Ｄｗ２…第二側
Ｄｖ…鉛直方向
Ｇ、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４…流体
Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ…中心線
Ｏ…軸線
Ｖ…全長
Ｗ…幅寸法

Claims (9)

  1. 軸線を中心として延びる筒状に形成されたシェル本体、前記シェル本体の内部に流体を送り込む入口ノズル、及び、前記入口ノズルに対して前記軸線の延びる軸方向に離れて配置され、前記シェル本体の内部の前記流体を外部に送り出す出口ノズルを有するシェルと、
    前記シェル本体の内部に配置され、前記入口ノズルから前記出口ノズルに向かって流れる前記流体を内部に流通させることで冷却可能とされ、前記入口ノズル及び前記出口ノズルに対向するように前記軸方向に延びる第一面を有する冷却器と、
    前記第一面に固定され、前記冷却器と前記シェル本体の内周面との間の空間部を、前記入口ノズルに連通する第一空間と、前記出口ノズルに連通する第二空間とに仕切る仕切部材と、を備え、
    前記仕切部材は、
    前記軸方向における前記入口ノズルと前記出口ノズルとの間に配置され、前記軸線に交差する方向に広がるように前記第一面から前記シェル本体の内周面まで延びる主仕切板と、
    前記軸線に交差する方向における前記主仕切板の第一側の端部から前記軸方向における前記入口ノズルに近い前記シェル本体の第一端面に向かって延びる第一案内部と、
    前記軸線に交差する方向における前記主仕切板の第二側の端部から前記軸方向における前記出口ノズルに近い前記シェル本体の第二端面に向かって延びる第二案内部と、を備え、
    前記主仕切板は、前記軸線と直交する幅方向における前記第一面の端部から離れた位置に配置され、
    前記第二案内部は、前記第一面の端部から離れた位置で、前記軸方向に延びている冷却装置。
  2. 前記主仕切板は、前記軸方向において、前記第一面の中央部に対して、前記シェル本体の第二端面に近い位置に配置されている請求項１に記載の冷却装置。
  3. 前記第二案内部は、前記第一面から前記シェル本体の内周面まで延び、前記出口ノズルを向くように傾斜した第二案内面を有する請求項１又は２に記載の冷却装置。
  4. 前記第一案内部は、前記第一面から前記シェル本体の内周面まで延び、前記入口ノズルを向くように傾斜した第一案内面を有する請求項１から３の何れか一項に記載の冷却装置。
  5. 前記冷却器における前記流体が流入する側面を覆うように配置され、複数の孔を有した多孔板をさらに備える請求項１から４の何れか一項に記載の冷却装置。
  6. 前記冷却器は、
    前記軸方向に延びて内部に冷却媒体が流れる複数の冷却管と、
    前記軸方向に直交する板状をなし、前記軸方向に間隔をあけて配置され、前記冷却管を前記軸方向に挿通させた状態で固定する複数の管挿通孔を有する複数のフィン板と、を備え、
    前記フィン板は、前記管挿通孔の間で前記流体の流れを乱す乱流部を有する請求項１から５の何れか一項に記載の冷却装置。
  7. 前記乱流部は、前記軸方向に貫通する貫通孔を有するように筒状をなして前記軸方向に突出する突出部を有する請求項６に記載の冷却装置。
  8. 前記突出部は、前記軸方向で隣り合う他の前記フィン板に接触するように突出している請求項７に記載の冷却装置。
  9. 複数の前記管挿通孔は、前記軸方向から見た際に、最も近い三つの前記管挿通孔の中心線が三角形をなすように配置され、
    前記乱流部は、前記三角形の中心に位置するように配置される請求項６から８のいずれか一つに記載の冷却装置。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2024060876A (ja) * 2022-10-20 2024-05-07 三菱重工コンプレッサ株式会社 ガスクーラの設計方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005127595A (ja) 2003-10-23 2005-05-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 熱交換器
JP2014137219A (ja) 2013-01-18 2014-07-28 Man Diesel & Turbo Se 冷却器

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2092687A1 (en) * 1970-06-08 1972-01-28 American Precision Ind Tube and plate heat exchanger
CA1121799A (en) * 1978-08-17 1982-04-13 Maurice R. Garrison Heat exchanger of the tube and plate type
US4415024A (en) * 1980-11-05 1983-11-15 Joy Manufacturing Company Heat exchanger assembly
JPS57114279U (ja) * 1980-12-26 1982-07-15
US4548260A (en) * 1983-03-11 1985-10-22 American Precision Industries, Inc. Heat exchanger
JPH06109331A (ja) 1991-03-30 1994-04-19 Takashi Takahashi 裏側流下式汲置集熱器
JPH05187655A (ja) 1992-01-10 1993-07-27 Hitachi Ltd 空気調和機
JPH05322470A (ja) 1992-05-28 1993-12-07 Hitachi Ltd 熱交換器
JPH0642888A (ja) 1992-07-23 1994-02-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd プレートフィンチューブ形熱交換器
JPH06341784A (ja) 1993-05-28 1994-12-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd プレートフィン アンド チューブ型熱交換器
JP3342121B2 (ja) 1993-08-26 2002-11-05 三菱重工業株式会社 プレートフィンアンドチューブ型熱交換器
IL114613A (en) * 1995-07-16 1999-09-22 Tat Ind Ltd Parallel flow condenser heat exchanger
JPH10206055A (ja) 1997-01-14 1998-08-07 Daikin Ind Ltd クロスフィン熱交換器
US6415860B1 (en) * 2000-02-09 2002-07-09 Board Of Supervisors Of Louisiana State University And Agricultural And Mechanical College Crossflow micro heat exchanger
US6460353B2 (en) * 2001-03-02 2002-10-08 Honeywell International Inc. Method and apparatus for improved aircraft environmental control system utilizing parallel heat exchanger arrays
JP4565372B2 (ja) * 2001-04-10 2010-10-20 本田技研工業株式会社 インタークーラ
JP2003314980A (ja) 2002-04-18 2003-11-06 Toyo Radiator Co Ltd 高温用プレートフィン型熱交換器
JP2006046696A (ja) 2004-07-30 2006-02-16 Daikin Ind Ltd 冷凍装置
US9024460B2 (en) * 2012-01-04 2015-05-05 General Electric Company Waste heat recovery system generator encapsulation
US10914319B2 (en) * 2016-02-26 2021-02-09 Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation Cooling device and compressor system
DE102017208324A1 (de) * 2017-05-17 2018-11-22 Mahle International Gmbh Wärmeübertrager

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005127595A (ja) 2003-10-23 2005-05-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 熱交換器
JP2014137219A (ja) 2013-01-18 2014-07-28 Man Diesel & Turbo Se 冷却器

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