特許 5987495 熱交換器のシール構造及び圧縮機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5987495

(24)【登録日】2016年8月19日

(45)【発行日】2016年9月7日

(54)【発明の名称】熱交換器のシール構造及び圧縮機

(51)【国際特許分類】

   F16J 15/22 20060101AFI20160825BHJP

   F16J 15/54 20060101ALI20160825BHJP

   F16J 15/08 20060101ALI20160825BHJP

   F04B 39/06 20060101ALI20160825BHJP

   F04B 39/00 20060101ALI20160825BHJP

【ＦＩ】

   F16J15/22

   F16J15/54

   F16J15/08 B

   F04B39/06 E

   F04B39/00 104Z

【請求項の数】8

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-141941(P2012-141941)

(22)【出願日】2012年6月25日

(65)【公開番号】特開2014-5881(P2014-5881A)

(43)【公開日】2014年1月16日

【審査請求日】2015年4月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100175802

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 光生

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100167553

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 久典

(72)【発明者】

【氏名】平良 智仁

(72)【発明者】

【氏名】加藤 能規

(72)【発明者】

【氏名】武富 敏礼

【審査官】 佐々木 佳祐

(56)【参考文献】

【文献】 特許第３５６９９７７（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２０１２−１１７６７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５２１１８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｊ １５／１６−１５／５４

Ｆ０４Ｂ ３９／００

Ｆ０４Ｂ ３９／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱交換器が抜き出し可能に挿入された筐体の内部空間を気密に仕切る熱交換器のシール構造であって、
前記熱交換器は、矩形箱状であり、
前記熱交換器に設けられ、外側に向かって厚みが順次薄くなるように複数枚の金属製の板状部材を重ね合わせてなるシール部材を有し、
前記シール部材として、前記熱交換器の挿入方向に対する側面に設けられた第１シール部材と、前記挿入方向と交差する先端面に設けられた第２シール部材と、を有し、
前記第１シール部材は、前記先端面よりも前記挿入方向奥側に延設されて、前記内部空間の形状に沿って変形するためのスリットが形成された角シール部を有する、ことを特徴とする熱交換器のシール構造。

【請求項2】

前記スリットは、前記板状部材のそれぞれに、厚み方向で非連続となる配置で設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器のシール構造。

【請求項3】

前記板状部材は、幅が大きくなる順に重ね合わされており、
前記スリットは、前記板状部材の幅の小さくなる順に、前記挿入方向奥側にオフセットして設けられている、ことを特徴とする請求項２に記載の熱交換器のシール構造。

【請求項4】

前記板状部材は、幅の小さくなる順に、前記角シール部における前記挿入方向の長さが短くなっている、ことを特徴とする請求項３に記載の熱交換器のシール構造。

【請求項5】

前記第２シール部材の先端の向きを前記挿入方向に対して斜めにするためのサポート部材を有する、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱交換器のシール構造。

【請求項6】

熱交換器が抜き出し可能に挿入された筐体の内部空間を気密に仕切る熱交換器のシール構造であって、
前記熱交換器は、矩形箱状であり、
前記熱交換器に設けられ、外側に向かって厚みが順次薄くなるように複数枚の金属製の板状部材を重ね合わせてなるシール部材を有し、
前記シール部材として、前記熱交換器の挿入方向に対する側面に設けられた第１シール部材と、前記挿入方向と交差する先端面に設けられた第２シール部材と、を有し、
前記第２シール部材の先端の向きを前記挿入方向に対して斜めにするためのサポート部材を有する、ことを特徴とする熱交換器のシール構造。

【請求項7】

前記第１シール部材と前記第２シール部材の一部は、オーバーラップして設けられている、ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の熱交換器のシール構造。

【請求項8】

請求項１〜７のいずれか一項に記載の熱交換器のシール構造を有する、ことを特徴とする圧縮機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱交換器のシール構造及び圧縮機に関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般に、工場等に設置される圧縮機は、外部空気を吸い込んで圧縮し、この高圧となった圧縮空気を各作業箇所に供給するものである。そして、この圧縮過程においては温度上昇があるため、圧縮機には圧縮空気を冷却するためのガスクーラーが設けられている。
下記特許文献１には、プレートフィン型の矩形箱状のガスクーラーを備える圧縮機が開示されている。このガスクーラーは、圧縮機のケーシングに形成されたクーラーシェル内に抜き出し可能に挿入されている。

【0003】

クーラーシェル内には比較的高温の圧縮空気が導入され、この圧縮空気はガスクーラーを通過することにより冷却されて送出される。クーラーシェルは、ガスクーラーを所定の隙間をもって覆うものであり、当該クーラーシェル内には、高温側から低温側への圧縮空気の吹き抜けを防止すべく、クーラーシェル内を高温側と低温側との２室に仕切るためのシール構造を備えている。

【0004】

このシール構造は、ガスクーラーの上面と下面に設けられたステンレス製のシール板と、ガスクーラーの挿入方向奥側のクーラーシェルの内壁に設けられたゴム製のリアシールとによって構成されている。この構成によれば、ガスクーラーの挿入に際しては、挿入方向に延在するシール板が硬質、即ち金属であるため、摩擦抵抗の増大を防ぎ、少ない力で挿入が可能となり、挿入方向奥側においてガスクーラーの先端面がリアシールに弾性的に当接することによって、クーラーシェル内を２室に仕切ることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第３５６９９７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、近年、圧縮機の高圧縮化による性能の向上が図られており、より高温の流体を扱うようになってきている。
しかしながら、上記従来技術のシール構造では、リアシールに用いているゴムの耐熱性（シリコンゴムの場合は例えば２００℃）の限界を超えてしまうことがあり、圧縮機の高性能化に対応できない場合がある。一方、耐熱性の高いゴムを使用する手段もあるが、例えばフッ素ゴム等は高価であり、コストの関係で採用し難いという問題がある。

【0007】

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、より高温の流体を扱うことのできる熱交換器のシール構造及び圧縮機の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するために、本発明は、熱交換器が抜き出し可能に挿入された筐体の内部空間を気密に仕切る熱交換器のシール構造であって、前記熱交換器は、矩形箱状であり、前記熱交換器に設けられ、外側に向かって厚みが順次薄くなるように複数枚の金属製の板状部材を重ね合わせてなるシール部材を有し、前記シール部材として、前記熱交換器の挿入方向に対する側面に設けられた第１シール部材と、前記挿入方向と交差する先端面に設けられた第２シール部材と、を有する、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、熱交換器の挿入方向に対する側面に設けられた第１シール部材と、熱交換器の挿入方向奥側の先端面に設けられた第２シール部材とが、共に、耐熱性に優れた金属製のシール部材で構成されるため、ゴムの耐熱性を超える高温の流体でも対応が可能となる。また、シール部材は、外側に向かって厚みが順次薄くなるように複数枚の金属製の板状部材を重ね合わせる構成のため、シール部材に十分な剛性を与えて挿入時の折れ曲がりなどを防止すると共に、それを確実に筐体の内部空間に弾性的に当接させてシール性を大いに高めることができる。

【0009】

また、本発明においては、前記第１シール部材は、前記先端面よりも前記挿入方向奥側に延設されて、前記内部空間の形状に沿って変形するためのスリットが形成された角シール部を有する、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、第１シール部材にスリットを形成することで、その先端面から延設された部位が、熱交換器の挿入の際に挿入方向奥側で内部空間に当たり、その形状に沿って柔軟に変形し易くさせることができる。これにより、第１シール部材と第２シール部材とを共に剛性のある金属製のものにした場合であっても、角部におけるシール性を確保することができる。

【0010】

また、本発明においては、前記スリットは、前記板状部材のそれぞれに、厚み方向で非連続となる配置で設けられている、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、スリットを厚み方向で非連続とすることで、スリットを設けることによるシール性の低下を抑制することができる。

【0011】

また、本発明においては、前記板状部材は、幅が大きくなる順に重ね合わされており、前記スリットは、前記板状部材の幅の小さくなる順に、前記挿入方向奥側にオフセットして設けられている、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、シール性を確保する最も幅の大きな板状部材の内側の支持を挿入方向奥側に向かって徐々になくしていくことができるため、根元の剛性を保ちつつその先端を変形させ易くし、それを確実に筐体の内部空間に弾性的に当接させてシール性を大いに高めることができる。

【0012】

また、本発明においては、前記板状部材は、幅の小さくなる順に、前記角シール部における前記挿入方向の長さが短くなっている、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、シール性を確保する最も幅の大きな板状部材の内側の支持を挿入方向奥側に向かって徐々になくしていくことができるため、根元の剛性を保ちつつその先端を変形させ易くし、それを確実に筐体の内部空間に弾性的に当接させてシール性を大いに高めることができる。

【0013】

また、本発明においては、前記第２シール部材の先端の向きを前記挿入方向に対して斜めにするためのサポート部材を有する、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、熱交換器の挿入の際、第２シール部材の先端が挿入方向奥側で筐体の内部空間に当接するときに、第２シール部材の先端の向きが斜めになっていることから、内部空間の形状に沿って滑るようにして変形させることができる。このため、熱交換器の挿入の際に、第２シール部材が異常な形状で変形してシール性を損なうといった事態を回避できる。

【0014】

また、本発明においては、前記第１シール部材と前記第２シール部材の一部は、オーバーラップして設けられている、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、第１シール部材と第２シール部材の一部を重ねることで角部におけるシール性を確保することができる。

【0015】

また、本発明においては、先に記載の熱交換器のシール構造を有する、ことを特徴とする圧縮機を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、高性能でより高温の流体を扱うことのできる圧縮機が得られる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、より高温の流体を扱うことのできる熱交換器のシール構造及び圧縮機が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施形態における圧縮機の概略構成を示す斜視図である。

【図2】本発明の実施形態におけるインタークーラー及びアフタークーラーを下方から視た斜視図である。

【図3】本発明の実施形態におけるケーシングの内部空間の形状を示す斜視図である。

【図4】本発明の実施形態における第１シール部材を示す構成図である。

【図5】本発明の実施形態における第２シール部材を示す構成図である。

【図6】図１に示す領域ｋの拡大図である。

【図7】本発明の実施形態における角シール部の構成を示す斜視図である。

【図8】本発明の別実施形態における角シール部の構成を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施形態の装置について図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、本発明の熱交換器のシール構造を圧縮機に適用した場合を例示する。

【0019】

図１は、本発明の実施形態における圧縮機１の概略構成を示す斜視図である。
本実施形態の圧縮機１は、流体を圧縮する第１段圧縮機２と、一段階圧縮された流体さらに圧縮する第２段圧縮機３と、を具備する２段圧縮機である。第１段圧縮機２及び第２段圧縮機３は、ラジアルインペラによって流体を遠心圧縮するターボ圧縮機であり、同軸接続されたラジアルインペラが不図示の電動機によって同期駆動するようになっている。

【0020】

第１段圧縮機２は、吸入管４を備えている。吸入管４を通過した流体は、第１段圧縮機２に入力される。第１段圧縮機２で一段階目の圧縮が行われると、この圧縮流体はインタークーラー（熱交換器）２０Ａを通って冷却され、第２段圧縮機３に入力される。第２段圧縮機３で二段階目の圧縮が行われると、この圧縮流体はアフタークーラー（熱交換器）２０Ｂを通って冷却され、吐出管５に接続された不図示の産業用機械等に供給される。

【0021】

インタークーラー２０Ａ及びアフタークーラー２０Ｂは、鋳造のケーシング（筐体）１０に対して抜き差し可能に挿入されている。ケーシング１０には、仕切壁１１によって第１の内部空間１２及び第２の内部空間１３が区画形成されている。第１の内部空間１２及び第２の内部空間１３は、ケーシング１０の中に隣接して形成されている。第１の内部空間１２には第１のガスクーラーたるインタークーラー２０Ａが、第２の内部空間１３には第２のガスクーラーたるアフタークーラー２０Ｂがそれぞれ所定の隙間をもって収容されている。

【0022】

内部空間１２，１３は、水平方向に延在する直方体状とされ、その一端は開放されて挿入口１６，１７とされると共に、その挿入方向奥側に位置する他端は閉塞されている。インタークーラー２０Ａとアフタークーラー２０Ｂは、プレートフィン型とされてフロントヘッダ２３が共用とされている。フロントヘッダ２３は、挿入口１６，１７周囲のケーシング１０の外壁にボルト止めされる。これにより、インタークーラー２０Ａ及びアフタークーラー２０Ｂは、内部空間１２，１３のそれぞれにおいて所定の位置に支持されるようになっている。

【0023】

図示するように、吸入管４から送られてきた流体は第１段圧縮機２で一段階圧縮され、通路６を通じて第１の内部空間１２に送られてインタークーラー２０Ａで最初の冷却がなされ、また、この流体は通路７を通じて第２段圧縮機３に送られ、二段階圧縮されて所定の高圧とされた後に通路８を通じて第２の内部空間１３に送られ、アフタークーラー２０Ｂによる最終的な冷却がなされるが、内部空間１２，１３内では、互いに反対方向となるように内側から外側に向かって流体が流通されるようになっている。

【0024】

このように、インタークーラー２０Ａとアフタークーラー２０Ｂの上流側は高温側Ｈ、下流側は低温側Ｌとされており、内部空間１２，１３においてこれら高温側Ｈと低温側Ｌとを気密に仕切るためのシール構造Ａが設けられている。
次に、このシール構造Ａについて、図２〜図７を参照して説明する。ここで、図２に示すように、インタークーラー２０Ａは、フロントヘッダ２３が共用とされてアフタークーラー２０Ｂと同様の構成がなされるため、以下ではアフタークーラー２０Ｂ側の構成についてのみ説明を行い、インタークーラー２０Ａ側の構成についての説明は割愛することとする。

【0025】

図２は、本発明の実施形態におけるインタークーラー２０Ａ及びアフタークーラー２０Ｂを下方から視た斜視図である。図３は、本発明の実施形態におけるケーシング１０の内部空間１３の形状を示す斜視図である。図４は、本発明の実施形態における第１シール部材２１を示す構成図である。なお、図４は、図２の矢視ａ１に対応する。図５は、本発明の実施形態における第２シール部材２２を示す構成図である。なお、図５は、図２の矢視ａ２に対応する。図６は、図１に示す領域ｋの拡大図である。図７は、本発明の実施形態における角シール部４７の構成を示す斜視図である。

【0026】

図２に示すように、フロントヘッダ２３からはバンドル２４が延出して設けられている。バンドル２４は、長方形状のプレートフィン２５をクーラー長手方向に沿って多数平行に並べ、これらに図示しない冷却管を貫通させて両者を一体的に溶接することによって形成されている。バンドル２４は、長手方向に延出された矩形箱状に形成されており、そのバンドル２４のフロントヘッダ２３が設けられる側と反対側の端部にはリアヘッダ２６が設けられている。

【0027】

バンドル２４には、バッフル２７，２８がバッフルリテーナ３１により挟持されて着脱自在に設けられている。バッフル２７，２８は、バンドル２４の長手方向（挿入方向）に対する側面であって、上下の対面の関係にある側面２９ａ，２９ｂを形成している。リアヘッダ２６は、バッフル２７，２８を含むバンドル２４よりもその断面が大きく、バンドル２４に対し上下左右に突出している。リアヘッダ２６は、挿入方向と直角に交差する先端面３０を形成している。

【0028】

アフタークーラー２０Ｂの側面２９ａ，２９ｂには、その長手方向（挿入方向）に沿って第１シール部材２１が設けられている。また、アフタークーラー２０Ｂの先端面３０には、挿入方向と直交する直交方向に沿って第２シール部材２２が設けられている。第１シール部材２１及び第２シール部材２２は、直列に連なるように配置されている。この第１シール部材２１及び第２シール部材２２は、アフタークーラー２０Ｂに設けられ、図４及び図５に示すように、複数枚の金属製の板状部材を順次重ね合わせてなるシール部材である点で構成が共通する。

【0029】

図３に示すように、内部空間１３は、挿入されるアフタークーラー２０Ｂの第１シール部材２１及び第２シール部材２２の位置に合わせてこれらを挟むよう一対の凸部３８が形成されている。一対の凸部３８は、底面部、奥側の側面部、及び不図示の上面部に連続的に形成されている。一対の凸部３８の内側には溝３９が形成され、一対の凸部３８の外側にはドレン溝４０が形成されている。

【0030】

溝３９は、底面部と側面部との間、側面部と不図示の上面部との間において曲げ角度が直角となった角部３９ａを有する。角部３９ａは、ケーシング１０が鋳造で形成されることから、図６に示すように、滑らかなカーブ形状となっている。
ドレン溝４０は、図３に示すように、低温側Ｌに形成されており、アフタークーラー２０Ｂを流通する過程で生じたドレン水を低温側Ｌで回収するものである。なお、ドレン溝４０に溜められたドレン水は不図示のドレン排出管を通り内部空間１３から排出される。

【0031】

第１シール部材２１は、側面２９ａ，２９ｂにそれぞれ設けられているため、以下では側面２９ｂに設けられた第１シール部材２１のみについて説明する。
第１シール部材２１は、図４に示すように、側面２９ｂから外側に向かって厚みが順次薄くなるように複数枚の金属製の板状部材４１ａ，４１ｂ，４１ｃを順次重ね合わせてなるシール部材である。本実施形態の第１シール部材２１は、薄い（０．２ｍｍ程度）のＳＵＳ（ステンレス鋼）板を重ね合わせて形成されている。なお、第１シール部材２１は、ＳＵＳに限らず、耐熱性、剛性及びバネ性を備えれば他の金属材であってもよい。

【0032】

第１シール部材２１は、幅方向一端面を合わせつつ、幅が大きくなる順に板状部材４１ａ，４１ｂ，４１ｃを順次重ね合わせて形成されている。このように、第１シール部材２１は、アフタークーラー２０Ｂの長手方向（挿入方向）に延在する帯状に形成されて、側面２９ｂに対して立設すると共に、その先端までの長さが板状部材４１ａ，４１ｂ，４１ｃの順に大きくなるよう形成されている。第１シール部材２１は、Ｌ字状に曲げられたシール取付板４２に対して、複数のボルト４２ａ，ナット４２ｂによって締結固定されている。

【0033】

図４に示す挿入状態では、外側に位置された板状部材４１ｃが、溝３９の内底面との弾性的な当接によりきつく曲げられ、その曲がりによって内側の板状部材４１ａ，４１ｂも曲げられると同時に板状部材４１ｃに当接方向への押付力を付加するようになっている。そして突出長が順次短くされることで、取付側から当接側にかけて順次剛性が弱まる方向となり、取付側は剛性大となって変形が少なく、逆に当接側は軟らかく変形して当接シールを確実とする。また、挿入状態では、高温側Ｈに曲げ中心を置くアール状となることで、高温側Ｈの高圧を利用して押付力をより高めることができるようになっている。

【0034】

第２シール部材２２は、図５に示すように、先端面３０から外側に向かって厚みが順次薄くなるように複数枚の金属製の板状部材４３ａ，４３ｂ，４３ｃを順次重ね合わせてなるシール部材である。本実施形態の第２シール部材２２は、薄い（０．２ｍｍ程度）のＳＵＳ（ステンレス鋼）板を重ね合わせて形成されている。なお、第２シール部材２２も同様にＳＵＳに限らず、耐熱性、剛性及びバネ性を備えれば他の金属材であってもよい。

【0035】

第２シール部材２２は、幅方向一端面を合わせつつ、幅が大きくなる順に板状部材４３ａ，４３ｂ，４３ｃを順次重ね合わせて形成されている。このように、第２シール部材２２は、アフタークーラー２０Ｂの短手方向（挿入方向と直交する方向）に延在する帯状に形成されて、先端面３０に対して立設すると共に、その先端までの長さが板状部材４３ａ，４３ｂ，４３ｃの順に大きくなるよう形成されている。

【0036】

第２シール部材２２は、Ｌ字状に曲げられたシール取付板４４に対して、曲げ角度が鈍角に曲げられたサポート部材４５と共に複数のボルト４４ａ，ナット４４ｂによって締結固定されている。サポート部材４５は、第２シール部材２２の先端の向きを挿入方向（図５において紙面上下方向）に対して斜めにするためのものである。なお、サポート部材４５は、第２シール部材２２の押付力を確保するために、第２シール部材２２を塑性域で屈曲させるものではなく、弾性域で曲げる（ガイドする）ものである。

【0037】

図５に示す挿入状態では、外側に位置された板状部材４３ｃが、溝３９の内底面との弾性的な当接によりきつく曲げられ、その曲がりによって内側の板状部材４３ａ，４３ｂも曲げられると同時に板状部材４３ｃに当接方向への押付力を付加するようになっている。そして突出長が順次短くされることで、取付側から当接側にかけて順次剛性が弱まる方向となり、取付側は剛性大となって変形が少なく、逆に当接側は軟らかく変形して当接シールを確実とする。また、挿入状態では、高温側Ｈに曲げ中心を置くアール状となることで、高温側Ｈの高圧を利用して押付力をより高めることができるようになっている。

【0038】

図６及び図７に示すように、第１シール部材２１の一端部は、先端面３０よりも挿入方向奥側（紙面右側）に延設されており、第２シール部材２２の内側に潜り込むようにして、オーバーラップ（図６において点線で示す）している。このように、第１シール部材２１と第２シール部材２２の一部を重ねることで、バネ性や圧力差によって第１シール部材２１と第２シール部材２２とが押し付け合って、第１シール部材２１と第２シール部材２２との間からの流体の漏れを防止することができるようになっている。

【0039】

第１シール部材２１は、先端面３０よりも挿入方向奥側に延設されて、内部空間１３の角部３９ａ（図６参照）の形状に沿って変形するためのスリット４６が形成された角シール部４７を有する。スリット４６は、挿入方向と直交する方向に、第１シール部材２１の突出端（幅端）から直線状に当接側から取付側に延びて形成されている。このスリット４６は、図７に示すように、第１シール部材２１を構成する板状部材４１ａ，４１ｂ，４１ｃのそれぞれに形成されている。

【0040】

スリット４６は、板状部材４１ａ，４１ｂ，４１ｃのそれぞれに、厚み方向で非連続となる配置で設けられている。本実施形態のスリット４６は、挿入方向奥側にオフセットして設けられている。詳しくは、板状部材４１ｃに設けられたスリット４６ａは、挿入方向において最も手前側であって、先端面３０の近傍の位置に配置されている。板状部材４１ｃの内側の板状部材４１ｂに設けられたスリット４６ｂは、スリット４６ａよりも挿入方向奥側に所定距離をあけてオフセットして配置されている。板状部材４１ｂの内側の板状部材４１ｃに設けられたスリット４６ｃは、スリット４６ｂよりもさらに挿入方向奥側に所定距離をあけてオフセットして配置されている。

【0041】

角シール部４７は、内部空間１３の角部３９ａの形状に沿って三次元的に変形するものである。図７に示す符号Ｐは、内部空間１３の形状に沿って押し付けられる部分の境界線を表している。板状部材４１ｃのスリット４６ｃは、板状部材４１ｂによって塞がれずに貫通する貫通部４６ｃ１がある。この貫通部４６ｃ１は、内部空間１３に押し付けられる領域に形成されている。このように、本実施形態では、貫通部４６ｃ１を内部空間１３に押し付けられる領域に形成することで、貫通部４６ｃ１からの流体の漏れを防止することができるようになっている。

【0042】

続いて、上記構成のシール構造Ａの作用について説明する。

【0043】

アフタークーラー２０Ｂ（インタークーラー２０Ａも以下同じ）の挿入に際しては、フロントヘッダ２３を持って内部空間１３内に押し込むことになるが、このときシール取付板４２あるいはリアヘッダ２６が凸部３８上を摺動し、第１シール部材２１が溝３９の内底面上を摺動する（図４参照）。アフタークーラー２０Ｂの重量がかかる各当接部は硬質、すなわち金属同士であるため、摩擦抵抗を減じて挿入を大幅に容易とすることができる。特に、凸部３８でアフタークーラー２０Ｂの重量を受け、第１シール部材２１には重量をかけず変形も少ないため、第１シール部材２１の変形による摩擦抵抗の増大を防ぎ、少ない力で挿入が可能となる。

【0044】

アフタークーラー２０Ｂが奥まで挿入されると、第２シール部材２２の先端が内部空間１３の奥側に当接する。第２シール部材２２の先端の向きは、サポート部材４５によって挿入方向に対して斜めに調整されている（図５参照）。このように、本実施形態では、アフタークーラー２０Ｂの挿入の際、第２シール部材２２の先端が挿入方向奥側でケーシング１０の内部空間１３に当接するときに、第２シール部材２２の先端の向きが斜めになっていることから、内部空間１３の形状に沿って滑るようにして変形させることができる。このため、アフタークーラー２０Ｂの挿入の際に、第２シール部材２２が異常な形状で変形してシール性を損なうといった事態を回避できる。なお、第１シール部材２１は、溝３９の底面上を摺動しながら挿入されるため形状を制御でき、異常な形状で変形することはない。

【0045】

また、アフタークーラー２０Ｂが奥まで挿入されると、第１シール部材２１の先端面３０よりも挿入方向奥側に延設された角シール部４７が内部空間１３の角部３９ａに当接する（図６参照）。第１シール部材２１は、先端面３０よりも挿入方向奥側に延設されて、内部空間１３の形状に沿って変形するためのスリット４６が形成された角シール部４７を有する。このように、本実施形態では、第１シール部材２１にスリット４６を形成することで、その先端面３０から延設された部位が、アフタークーラー２０Ｂの挿入の際に挿入方向奥側で内部空間１３に当たり、その形状に沿って柔軟に変形する。したがって、第１シール部材２１と第２シール部材２２とを共に剛性のある金属製のものにした場合であっても、角部３９ａにおけるシール性を確保することができる。

【0046】

スリット４６は、板状部材４１ａ，４１ｂ，４１ｃのそれぞれに、厚み方向で非連続となる配置で設けられている（図７参照）。すなわち、角シール部４７の板状部材４１ａ，４１ｂ，４１ｃにはシールが変形しやすい様なスリット４６ａ，４６ｂ，４６ｃを入れているが、シール性を確保するために、それぞれのスリット位置は挿入方向でずらして配置させている。このように、本実施形態では、スリット４６を厚み方向で非連続とすることで、スリット４６を設けることによるシール性の低下を抑制することができる。

【0047】

また、スリット４６は、板状部材４１ａ，４１ｂ，４１ｃの幅の小さくなる順（４１ｃ、４１ｂ、４１ａの順）に、挿入方向奥側にオフセットして設けられている。このように、本実施形態では、シール性を確保する最も幅の大きな板状部材４１ｃの内側の支持を挿入方向奥側に向かって徐々になくしていくことができるため、根元の剛性を保ちつつその先端を変形させ易くし、それを確実にケーシング１０の内部空間１３に弾性的に当接させてシール性を大いに高めることができる。すなわち、第２シール部材２２と略同様に、内部空間１３の奥側に当接してシール性を高めることができる。

【0048】

このように、本実施形態では、アフタークーラー２０Ｂの挿入方向に対する側面２９ａ，２９ｂに設けられた第１シール部材２１と、アフタークーラー２０Ｂの挿入方向奥側の先端面３０に設けられた第２シール部材２２とが、共に、耐熱性に優れた金属製のシール部材で構成されるため、ゴムの耐熱性を超える高温の流体でも対応が可能となる。また、第１シール部材２１及び第２シール部材２２は、外側に向かって厚みが順次薄くなるように複数枚の金属板を重ね合わせる構成のため、第１シール部材２１及び第２シール部材２２に十分な剛性を与えて挿入時の折れ曲がりなどを防止すると共に、それを確実にケーシング１０の内部空間１３に弾性的に当接させてシール性を大いに高めることができる。

【0049】

したがって、上述の本実施形態によれば、アフタークーラー２０Ｂ（インタークーラー２０Ａも同様）が抜き出し可能に挿入されたケーシング１０の内部空間１３を気密に仕切るシール構造Ａであって、アフタークーラー２０Ｂは、矩形箱状であり、アフタークーラー２０Ｂに設けられ、外側に向かって厚みが順次薄くなるように複数枚の金属製の板状部材４１ａ，４１ｂ，４１ｃを重ね合わせてなるシール部材を有し、該シール部材として、アフタークーラー２０Ｂの挿入方向に対する側面２９ａ，２９ｂに設けられた第１シール部材２１と、該挿入方向と交差する先端面３０に設けられた第２シール部材２２と、を有するという構成を採用することによって、ゴムの耐熱性を超える高温の流体を扱うことができ、圧縮機１の高性能化に対応することができる。

【0050】

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

【0051】

例えば、本発明は、図８に示すような変形例を採用することができる。
図８は、本発明の別実施形態における角シール部４７の構成を示す斜視図である。
図８に示すように、板状部材４１ａ，４１ｂ，４１ｃは、幅の小さくなる順（４１ｃ、４１ｂ、４１ａの順）に、角シール部４７における挿入方向の長さが短くなっている。この構成によれば、シール性を確保する最も幅の大きな板状部材４１ｃの内側の支持を挿入方向奥側に向かって徐々になくしていくことができるため、上記実施形態よりも柔軟にケーシング１０の内部空間１３に当接させてシール性を大いに高めることができる。

【0052】

また、例えば、上記実施形態では、第１シール部材２１及び第２シール部材２２を３枚の金属板で構成したが、本発明はこの構成に限定されず、２枚以上であればよい。例えば、金属板の厚みが小さければ３枚より多い枚数で第１シール部材２１及び第２シール部材２２を構成することができる。

【0053】

また、例えば、上記実施形態では、熱交換器のシール構造をターボ圧縮機に適用した場合を例示したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、例えばスクリュー圧縮機にも適用することができる。

【符号の説明】

【0054】

Ａ…シール構造（熱交換器のシール構造）、１…圧縮機、１０…ケーシング（筐体）、１２，１３…内部空間、２０Ａ…インタークーラー（熱交換器）、２０Ｂ…アフタークーラー（熱交換器）、２１…第１シール部材（シール部材）、２２…第２シール部材（シール部材）、２９ａ，２９ｂ…側面、３０…先端面、３９ａ…角部、４１ａ，４１ｂ，４１ｃ…板状部材、４５…サポート部材、４６…スリット、４７…角シール部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】