特許 7597594 ガスクーラ

(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】

(24)【登録日】2024-12-02

(45)【発行日】2024-12-10

(54)【発明の名称】ガスクーラ

(51)【国際特許分類】

   F04B 39/06 20060101AFI20241203BHJP

   F04C 29/04 20060101ALI20241203BHJP

【ＦＩ】

F04B39/06 L

F04C29/04 N

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021009556

(22)【出願日】2021-01-25

(65)【公開番号】P2022113360

(43)【公開日】2022-08-04

【審査請求日】2023-10-23

(73)【特許権者】

【識別番号】521362885

【氏名又は名称】コベルコ・コンプレッサ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(74)【代理人】

【識別番号】100111039

【弁理士】

【氏名又は名称】前堀 義之

(74)【代理人】

【識別番号】100218132

【弁理士】

【氏名又は名称】近田 暢朗

(72)【発明者】

【氏名】壷井 昇

(72)【発明者】

【氏名】中村 元

(72)【発明者】

【氏名】戸塚 順一朗

(72)【発明者】

【氏名】平田 和也

【審査官】高吉 統久

(56)【参考文献】

【文献】実開昭６３－００９５９８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０６－２８０７４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５６－０９５３２７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１９－０５５３４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２５０４９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０１９４４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第５５１１９５３（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｂ ３９／０６

Ｆ０４Ｃ ２９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガス導入口とガス導出口とが設けられたケーシングと、
前記ケーシングの内部に設けられ、前記ガス導入口が開口する上流側空間と、前記ガス導出口に連通する下流側空間とに前記ケーシングの内部を区画すると共に、前記ケーシングの前記内部に導入されたガスを冷却する冷却部と、
前記下流側空間の底部に設けられ、前記冷却部で前記ガスを冷却することによって前記ガスから分離されたドレンが溜まるドレン回収部と、
前記ドレン回収部に溜まった前記ドレンが前記ガスの一部と共に導入され、前記ドレンと前記ガスとを分離する分離部と、分離された前記ドレンが貯留される貯留部と、前記貯留部から前記ドレンを排出するためのドレン排出口とを有するドレンタンクと、
前記ドレン回収部に溜まった前記ドレンが前記ガスの一部と共に導入されるように、一端が前記ドレン回収部に連通され、他端が前記分離部に連通されているドレン排出流路と、
一端が前記分離部に連通され、他端が前記ドレン回収部より上方の前記下流側空間と前記ガス導出口とに通じるガス流路に連通されている通気流路と
を備える、ガスクーラ。

【請求項2】

前記ガス流路は、前記ドレン回収部から上方に向かって延び、前記下流側空間と前記ガス導出口とを接続する第１ガス流路を含み、
前記通気流路の前記他端は、前記第１ガス流路に連通されている、請求項１に記載のガスクーラ。

【請求項3】

前記第１ガス流路、前記分離部、前記ドレン排出流路、及び前記通気流路それぞれの流路断面積が以下の関係を有する、請求項２に記載のガスクーラ。

Ａ１：第１ガス流路の流路断面積
Ａ２：分離部の流路断面積
Ａ３：ドレン排出流路の流路断面積
Ａ４：通気流路の流路断面積

【請求項4】

前記第１ガス流路と前記分離部とにおけるガスの速度が以下の関係を有する、請求項３に記載のガスクーラ。

Ｕ：終端速度
Ｕ１：第１ガス流路におけるガスの速度
Ｕ２：分離部におけるガスの速度
Ｖ：ドレン回収部に導かれるガスの流量
Ｖ１：第１ガス流路に導かれるガスの流量
Ｖ２：分離部に導かれるガスの流量

【請求項5】

前記ドレンタンクの内側底面の高さ方向の位置が、前記ケーシングの内側底面の高さ方向の位置より相対的に低く、
前記ドレン排出流路は、前記ケーシング側で前記ケーシングの前記内側底面の高さ方向の位置を含むように開口しており、当該ドレン排出流路の底面が水平乃至は前記ドレンタンク側に向う下り傾斜である、請求項１から４のいずれか１項に記載のガスクーラ。

【請求項6】

前記通気流路を通過させるガスの流量を調整する絞り弁を備える、請求項１から５のいずれか１項に記載のガスクーラ。

【請求項7】

前記ドレンタンク内に前記貯留部に貯留される前記ドレンの上方を覆う多孔板を備える、請求項１から６のいずれか１項に記載のガスクーラ。

【請求項8】

前記通気流路の前記他端が、前記ガス導出口に連通されることに代えて大気開放されている、請求項１から７のいずれか１項に記載のガスクーラ。

【請求項9】

前記ドレン回収部に達したガスは、前記ドレン回収部から前記ケーシング内のみを流れ、前記ガス導出口に達する第１流れと、前記ドレン回収部から前記ドレンタンクを経由した後、前記第１流れに合流する第２流れとに分かれる、請求項１から８のいずれか１に記載のガスクーラ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガスクーラに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に開示されている圧縮機用のガスクーラでは、ガス導入口から内部に導入されたガスは、熱交換器で冷却され、ガス導出口から導出される。冷却により凝縮したガス中の液体（ドレン）は、ガスクーラの底部に設けられたドレン回収部に溜まり、ガスクーラのケーシングに設けられた開口（ドレン排出口）から外部に排出される。ケーシング内のガスの流路断面積とドレン排出口との大きさが適切に設定されていない場合や構造上の制約等によって適切に設定できない場合、ドレン回収部に溜まったドレンがガスの流れに同伴して、例えば２段目圧縮機本体に達する恐れがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００２－２１７５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、ガスクーラにおいて、ケーシング内におけるガス流路の流路断面積によらず、ドレンを効率的にケーシング外に排出することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、ガス導入口とガス導出口とが設けられたケーシングと、前記ケーシングの内部に設けられ、前記ガス導入口が開口する上流側空間と、前記ガス導出口に連通する下流側空間とに前記ケーシングの内部を区画すると共に、前記ケーシングの前記内部に導入されたガスを冷却する冷却部と、前記下流側空間の底部に設けられ、前記冷却部で前記ガスを冷却することによって前記ガスから分離されたドレンが溜まるドレン回収部と、前記ドレン回収部に溜まった前記ドレンが前記ガスの一部と共に導入され、前記ドレンと前記ガスとを分離する分離部と、分離された前記ドレンが貯留される貯留部と、前記貯留部から前記ドレンを排出するためのドレン排出口とを有するドレンタンクと、前記ドレン回収部に溜まった前記ドレンが前記ガスの一部と共に導入されるように、一端が前記ドレン回収部に連通され、他端が前記分離部に連通されているドレン排出流路と、一端が前記分離部に連通され、他端が前記ドレン回収部より上方の前記下流側空間と前記ガス導出口とに通じるガス流路に連通されている通気流路とを備える、ガスクーラを提供する。

【0006】

本発明のガスクーラによれば、圧縮機本体から吐出されドレン回収部に達したガスは、ドレン回収部からケーシング内のみを流れ、ガス導出口に達する第１流れと、ドレン回収部からドレンタンクを経由した後、第１流れに合流する第２流れとに分かれる。ドレン回収部に溜まったドレンは、第２流れによってガスと共にドレンタンクの分離部に導かれるため、ドレンが第１流れに同伴してガス導出口に導かれることが抑制され得る。また、第２流れによってガスと共にドレンタンクに導かれたドレンは、分離部でガスとドレンとに分離され、分離されたドレンは貯留部に溜まり、分離されたガスは通気流路を経て第１流れに合流する。従って、ドレンが第２流れに同伴してガス導出口に達することも抑制され得る。また、ドレンタンクの内部に導かれたガスは通気流路を介してガス流路に戻るため、ガスの漏出によるガスの損失が抑制され得る。

【0007】

前記ガス流路は、前記ドレン回収部から上方に向かって延び、前記下流側空間と前記ガス導出口とを接続する第１ガス流路を含み、前記通気流路の前記他端は、前記第１ガス流路に連通されていてもよい。

【0008】

例えば、前記第１ガス流路、前記分離部、前記ドレン排出流路、及び前記通気流路それぞれの流路断面積が以下の関係を有してもよい。

Ａ１：第１ガス流路の流路断面積
Ａ２：分離部の流路断面積
Ａ３：ドレン排出流路の流路断面積
Ａ４：通気流路の流路断面積

【0009】

前記第１ガス流路と前記分離部とにおけるガスの速度が以下の関係を有してもよい。

Ｕ：終端速度
Ｕ１：第１ガス流路におけるガスの速度
Ｕ２：分離部におけるガスの速度
Ｖ：ドレン回収部に導かれるガスの流量
Ｖ１：第１ガス流路に導かれるガスの流量
Ｖ２：分離部に導かれるガスの流量

【0010】

例えばケーシングが既存の部品である場合、流路断面積Ａ１の値は固定される。また、圧縮機の使用状況、例えば顧客要求によって、圧縮機本体から吐出されドレン回収部に導かれるガスの流量Ｖの値も固定される。このような条件であっても、第１ガス流路に導かれるガスの流量Ｖ１を減少させる、すなわち分離部に導かれるガスの流量Ｖ２を増加させることで、第１ガス流路におけるガスの速度Ｕ１は終端速度Ｕ未満となり得る。また、ドレン排出流路、ドレンタンク、及び通気流路それぞれの流路断面積Ａ２～Ａ４は、上記の関係を満たす範囲で任意に設定できる。そのため、例えば、流路断面積Ａ４を大きくすることで流量Ｖ２を増加させたとしても、流路断面積Ａ２を大きくすることで分離部におけるガスの速度Ｕ２を終端速度Ｕ未満に設定できる。以上より、速度Ｕ１と速度Ｕ２とがそれぞれ、終端速度Ｕ未満となり得るため、ドレンがガスの流れに同伴してガス導出口に達することを抑制できる。

【0011】

前記ドレンタンクの内側底面の高さ方向の位置が、前記ケーシングの内側底面の高さ方向の位置より相対的に低く、前記ドレン排出流路は、前記ケーシング側で前記ケーシングの前記内側底面の高さ方向の位置を含むように開口しており、当該ドレン排出流路の底面が水平乃至は前記ドレンタンク側に向う下り傾斜であってもよい。

【0012】

前記の構成によれば、ドレン回収部からドレンタンクへドレンが速やかに導かれ得る。そのため、ドレン回収部でのドレンの滞留を減少でき、ドレンがガス導出口に達することを一層抑制できる。

【0013】

ガスクーラは、前記通気流路を通過させるガスの流量を調整する絞り弁を備えてもよい。

【0014】

前記の構成によれば、絞り弁の開度を調整することによって、流量Ｖ２が適宜設定され、速度Ｕ１と速度Ｕ２とを調整できる。

【0015】

ガスクーラは、前記ドレンタンク内に前記貯留部に貯留される前記ドレンの上方を覆う多孔板を備えてもよい。

【0016】

前記の構成によれば、貯留部に貯留されたドレンがガスの流れにのって持ち上げられることを抑制できるため、ドレンが通気流路を介してガス導出口に達することをより効果的に抑制できる。

【0017】

前記通気流路の前記他端が、前記ガス導出口に連通されることに代えて大気開放されていてもよい。

【0018】

前記の構成によれば、第２流れを第１流れに戻せない場合であっても、ドレンを貯留部に貯留することができる。
前記ドレン回収部に達したガスは、前記ドレン回収部から前記ケーシング内のみを流れ、前記ガス導出口に達する第１流れと、前記ドレン回収部から前記ドレンタンクを経由した後、前記第１流れに合流する第２流れとに分かれてもよい。

【発明の効果】

【0019】

本発明のガスクーラによれば、ケーシング内におけるガス流路の流路断面積によらず、ドレンを効率的にケーシング外に排出できる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の一実施形態に係る圧縮機の概略構成図。

【図2】本発明の第１実施形態に係るガスクーラを備える圧縮機の概略図。

【図3】本発明の第２実施形態に係るガスクーラを備える圧縮機の概略図。

【図4】本発明の第２実施形態の変形例を示す概略図。

【図5】本発明の第３実施形態に係るガスクーラを備える圧縮機の概略図。

【図6】本発明の第４実施形態に係るガスクーラを備える圧縮機の概略図。

【図7】図６の線VII－VIIでの断面図。

【図8】本発明の第５実施形態に係るガスクーラを備える圧縮機の概略図。

【図9】本発明の第６実施形態に係るガスクーラを備える圧縮機の概略図。

【発明を実施するための形態】

【0021】

（第１実施形態）
本実施形態の圧縮機１は、オイルフリー式の２段型スクリュ圧縮機である。取り扱いガスとしては、空気を例に以下説明する。

【0022】

図１を参照すると、圧縮機１は、１段目圧縮機本体２、２段目圧縮機本体３、インタークーラ２０、及びアフタークーラ６０を備える。本実施形態では、空気流路において、１段目圧縮機本体２、インタークーラ２０、２段目圧縮機本体３、及びアフタークーラ６０が、この順で配置され、流体的に接続されている。

【0023】

１段目圧縮機本体２は、大気開放された吸込口４から空気を吸い込み、内部で空気を圧縮し、吐出口５から吐出する。吐出口５から吐出された圧縮空気は、インタークーラ２０を介して２段目圧縮機本体３の吸込口６に送られる。

【0024】

図２を併せて参照すると、１段目圧縮機本体２と２段目圧縮機本体３との間にインタークーラ２０が介在している。インタークーラ２０には冷却部２１が設けられている。冷却部２１では、外部からの冷却液と、１段目圧縮機本体２から吐出された空気との間で熱交換が行われ、１段目圧縮機本体２から吐出された空気が冷却される。冷却部２１を通過する前の空気は例えば１８０℃程度の高温になっているが、冷却部２１を通過した後のインタークーラ２０内の空気は例えば４０℃程度まで冷却される。従って、２段目圧縮機本体３には、適度に冷却された圧縮空気が供給される。

【0025】

２段目圧縮機本体３は、インタークーラ２０から供給される圧縮空気を吸い込んで内部で圧縮し、吐出口７から吐出する。吐出口７から吐出された圧縮空気は、インタークーラ２０と同様に、アフタークーラ６０の冷却部６１によって冷却され、工場などの供給先に供給される。

【0026】

上記構成では、インタークーラ２０又はアフタークーラ６０の内部で空気が冷却された際、空気中の水分が凝縮し、それぞれの内部にドレンが発生する。ドレンは、空気の流れに乗って２段目圧縮機本体３又は供給先に流入することで、故障の原因になり得るが、本実施形態ではインタークーラ２０とアフタークーラ６０とがそれぞれ、ドレンを除去する構造を有している。

【0027】

以下、インタークーラ２０におけるドレンを除去する構造について説明する。本実施形態では、アフタークーラ６０もインタークーラ２０と同様の構造を有する。

【0028】

図２を参照すると、インタークーラ２０（ガスクーラ）は、ケーシング３０、冷却部２１、及びドレンタンク４０を備える。

【0029】

ケーシング３０には、ガス導入口３１とガス導出口３２とが設けられている。ガス導入口３１は、１段目圧縮機本体２の吐出口５に接続されている。ガス導出口３２は、２段目圧縮機本体３の吸込口６に接続されている。

【0030】

冷却部２１は、ケーシング３０の内部に設けられ、ガス導入口３１が開口する上流側空間３６と、ガス導出口３２に連通する下流側空間３７とにケーシング３０の内部を区画している。

【0031】

また、冷却部２１は、ケーシング３０の内部に導入された空気（ガス）を冷却する。具体的には、空気が管巣２２及びフィン２３と接触し、管巣２２内の冷却水と熱交換することで、空気は冷却される。空気が冷却される際、空気中の水分が凝縮して液滴となり落下することで、ドレンは生じる。

【0032】

ケーシング３０は、下流側空間３７の底部に設けられているドレン回収部３３を備える。ドレン回収部３３には、冷却部２１で空気（ガス）を冷却することによって空気（ガス）から分離されたドレンが溜まる。

【0033】

また、ケーシング３０は、ドレン回収部３３より上方の下流側空間３７とガス導出口３２とに通じるガス流路３８を備える。ガス流路３８は、ドレン回収部３３から上方に向かって延び、下流側空間３７とガス導出口３２とを接続する第１ガス流路３９を含む。

【0034】

ドレンタンク４０は、側壁４１、頂壁４２、及び底壁４３を有する円筒状の中空のタンクである。ドレンタンク４０は、ドレンタンク４０の上方に位置する分離部４７と、ドレンタンク４０の下方に位置し、後述するようにドレンが貯留される貯留部４８とを有する。貯留部４８と分離部４７との境界は固定されておらず、貯留されたドレンの液面より上の気相空間が分離部４７である。ドレンタンク４０の内側底面４３ａの高さＨ１は、ケーシング３０の内側底面３０ａの高さＨ２より相対的に低い。なお、高さＨ２は、内側底面３０ａが水平な平坦面でない場合には、内側底面３０ａで最も低い位置とする。

【0035】

また、ドレンタンク４０は、一端がドレン回収部３３に連通され、他端が分離部４７に連通されているドレン排出流路３４を備える。すなわち、ドレン排出流路３４は、一端がケーシング３０のドレン回収部３３の部分に設けられたドレン流出口３５に接続され、他端が側壁４１の分離部４７の部分に設けられたドレン流入口４９に接続されている。

【0036】

ドレンと空気とがドレン排出流路３４を通過した後、分離部４７では、ドレン回収部３３に溜まったドレンが空気（ガス）の一部と共に導入され、ドレンと空気（ガス）とを分離し、分離されたドレンが貯留部４８に貯留される。貯留部４８の深さは、ドレン流入口４９から十分に深く、ドレン流入口４９を塞ぐことなくドレンが貯留されるようになっている。

【0037】

底壁４３には、貯留部４８からドレンを排出するためのドレン排出口４４が設けられている。ドレン排出口４４には、ドレン排出管４５が接続されている。ドレン排出管４５は封止機構４６を介して外部配管に接続されている。封止機構４６は、例えば、電磁弁等のバルブである。

【0038】

インタークーラ２０は、分離部４７の空気をケーシング３０内に戻すための通気流路５０を備える。通気流路５０は、一端がドレンタンク４０の頂壁４２に設けられたガス流出口５１に接続され、他端がガス流路３８の部分のケーシング３０に設けられたガス流入口５２に接続されている。すなわち、通気流路５０は、一端が分離部４７に連通され、他端がガス流路３８に連通されている。換言すると、通気流路５０の他端は、第１ガス流路３９に連通されている。ガス流入口５２は、第１ガス流路３９の最も下流側の部分のケーシング３０に設けられてもよい。

【0039】

以下、空気及びドレンの流れについて詳細に説明する。

【0040】

前述の通り、１段目圧縮機本体２の吐出口５から吐出された圧縮空気は、インタークーラ２０を介して２段目圧縮機本体３の吸込口６に送られる。換言すると、ケーシング３０の内部においてガス導入口３１からガス導出口３２に向かう空気の流れが生じている。

【0041】

本実施形態では、ガス導入口３１からガス導出口３２に向かって流れる空気は、ケーシング３０内のみを流れる流れと、ドレンタンク４０を経由する流れとに分かれる。換言すると、ドレン回収部３３に達した空気は、矢印Ｆ１，Ｆ２で示されているように、第１ガス流路３９を流れる第１流れと、矢印Ｆ３，Ｆ４示されているように、ドレンタンク４０を経由する第２流れとに分かれる。

【0042】

ドレン回収部３３に溜まったドレンは、第２流れによって、空気と共に速やかに分離部４７に導かれる。

【0043】

空気と共に分離部４７に導かれたドレンは、空気から分離され、自重によって貯留部４８に貯留される。分離部４７で分離された空気は、矢印Ｆ４で示されているように、通気流路５０を介して第１ガス流路３９に合流する。また、貯留部４８に貯留されたドレンは、必要に応じて封止機構４６を開くことでドレン排出口４４から排出される。すなわち、封止機構４６は、貯留部４８に貯留されたドレンを排出するためだけに開閉制御される。つまり、ドレン回収部３３から分離部４７にドレンを導くために、封止機構４６の開閉制御は必要ではない。

【0044】

また、貯留部４８にドレンが貯留されている状態を維持するように封止機構４６を開けば、封止機構４６から空気が漏出し得ないため、空気の漏出を最小限に抑えるための封止機構４６の開閉制御は必要ではない。例えば、貯留部４８の所定の下限レベルまでドレンが減少したことを検知する第１の水位センサ７０を高さＨ１から高さＨ３の間の下半部（例えばＨ１近傍）に設け、貯留部４８の所定の上限レベルまでドレンが増加したことを検知する第２の水位センサ７１を高さＨ１から高さＨ３の間の上半部（例えばＨ３近傍）に設ける。そして、第１の水位センサ７０によってドレン貯留量が下限レベルに達したことを検知したときに封止機構４６（電磁弁）を閉じ、第２の水位センサ７１によってドレン貯留量が上限レベルに達したことを検知したときに封止機構４６（電磁弁）を開くようにコントローラ７２によって開閉制御すればよい。なお、第１の水位センサ７０と第２の水位センサ７１は、下限レベルから上限レベルまで連続的に水位を検出できる一つの水位センサに代えてもよい。また、第２の水位センサ７１に代えて、第１の水位センサ７０によってドレン貯留量が下限レベルに達したことを検知してからドレンが上限レベルに達するまでの間の任意の時間を設定可能なタイマーを設け、予め定めた設定時間がカウントされたときに封止機構４６（電磁弁）を開くように開閉制御してもよい。また、封止機構は電磁弁に限らず、フリーフロート式のエアトラップ４６ａであってもよい（図３参照）。フリーフロート式のエアトラップ４６ａによれば電気的な開閉制御自体が不要であるため、開閉制御を行うことなく自動的なドレン排出が可能となる。

【0045】

以上より、ドレン回収部３３に達した空気は、ドレン回収部３３からケーシング３０内のみを流れ、ガス導出口３２に達する第１流れと、ドレン回収部３３からドレンタンク４０を経由した後、第１流れに合流する第２流れとに分かれる。

【0046】

ドレン回収部３３に溜まったドレンは、第２流れによって空気と共にドレンタンク４０の分離部４７に導かれるため、ドレンが第１流れに同伴して２段目圧縮機本体３に導かれることが抑制され得る。また、第２流れによって空気と共にドレンタンク４０に導かれたドレンは、分離部４７で空気とドレンとに分離され、分離されたドレンは貯留部４８に溜まり、分離された空気は通気流路５０を経て第１流れに合流する。従って、ドレンが第２流れに同伴して２段目圧縮機本体３に達することも抑制され得る。また、ドレンタンク４０の内部に導かれた空気は通気流路５０を介してガス流路３８に戻るため、空気の漏出による空気の損失が抑制され得る。

【0047】

以上のように、本実施形態のガスクーラによれば、ケーシング３０内におけるガス流路の流路断面積によらず、ドレンを効率的にケーシング３０外に排出できる。また、ドレンをケーシング３０外に排出するための封止機構４６の開閉制御と、空気の漏出を最小限に抑えるための封止機構４６の開閉制御とを必要とすることなく、ドレンをケーシング３０外に排出できる。

【0048】

以下、引き続き図２を参照して、第１ガス流路３９の流路断面積Ａ１、分離部４７の流路断面積Ａ２、ドレン排出流路３４の流路断面積Ａ３、及び通気流路５０の流路断面積Ａ４のそれぞれに言及しつつ、空気及びドレンの流れについて詳細に説明する。流路断面積とは、流体が各流路を通過する際、流体が流れる方向に対しておおむね垂直な各流路の断面積をいう。気相空間である分離部４７の流路断面積Ａ２は、分離部４７におけるドレンタンク４０の内壁の水平断面の面積である。

【0049】

本実施形態では、第１ガス流路３９、分離部４７、ドレン排出流路３４、及び通気流路５０それぞれの流路断面積Ａ１～Ａ４が次の式（１）の関係を有する。

【0050】

【数1】

【0051】

流路断面積Ａ２は、流路断面積Ａ１より十分に大きく設定されているので、空気の速度が、第１ガス流路３９では終端速度Ｕ以上であっても、分離部４７では終端速度Ｕ未満となり得る。ここで、終端速度Ｕとは、空気中で液滴が自由落下する際に空気抵抗と釣り合って達する最高速度のことをいい、例えば５ｍ／秒程度と設定してもよい。

【0052】

流路断面積Ａ３は、流路断面積Ａ４より十分に大きいため、ドレン回収部３３に溜まったドレンは、第２流れによって、空気と共に速やかに分離部４７に導かれ得る。

【0053】

流路断面積Ａ３は、前述の通りドレン回収部３３に溜まったドレンを速やかに分離部４７に導ける程度の大きさにしつつ、流路断面積Ａ１と比較して小さくすることで、設置性が向上し得る。すなわち、例えば既存のケーシング３０に対してドレンタンク４０等を設けることが容易になり得る。

【0054】

以下、引き続き図２を参照して、第１ガス流路３９における空気（ガス）の速度Ｕ１、分離部４７における空気（ガス）の速度Ｕ２、第１ガス流路３９に導かれる空気（ガス）の流量Ｖ１、及び分離部４７に導かれる空気（ガス）の流量Ｖ２について説明する。なお、本明細書中、「流量」とは「体積流量（単位：ｍ^３／秒）」を意味する。

【0055】

本実施形態では、第１ガス流路３９と分離部４７とにおける空気（ガス）の速度が次の式（２）～（４）の関係を有している。

【0056】

【数2】

【0057】

【数3】

【0058】

【数4】

【0059】

例えばケーシング３０が既存の部品である場合、流路断面積Ａ１の値は固定される。また、圧縮機１の使用状況、例えば顧客要求によって、１段目圧縮機本体２から吐出されドレン回収部３３に導かれる空気の流量Ｖの値も固定される。

【0060】

このような条件であっても、第１ガス流路３９に導かれる空気の流量Ｖ１を減少させる、すなわち分離部４７に導かれる空気の流量Ｖ２を増加させることで、第１ガス流路３９における空気の速度Ｕ１は終端速度Ｕ未満となり得る。

【0061】

また、ドレン排出流路３４、ドレンタンク４０、及び通気流路５０それぞれの流路断面積Ａ２～Ａ４は、上記の関係を満たす範囲で任意に設定することができる。そのため、例えば、流路断面積Ａ４を大きくすることで流量Ｖ２を増加させたとしても、流路断面積Ａ２を大きくすることで分離部４７における空気の速度Ｕ２を終端速度Ｕ未満に設定できる。

【0062】

以上より、速度Ｕ１と速度Ｕ２とがそれぞれ、終端速度Ｕ未満となり得るため、ドレンが空気の流れに同伴して２段目圧縮機本体３に達することを抑制できる。

【0063】

以下、本発明の第２から第６実施形態を説明する。これらの実施形態に関し、特に言及しない点については、前述の第１実施形態と同様である。また、これらの実施形態に関する図面において、第１実施形態と同一の要素には、第１実施形態のものと同一の符号が付されている。

【0064】

（第２実施形態）
図３を参照すると、第２実施形態におけるインタークーラ２０では、ドレン排出流路３４の底面３４ａの高さＨ３は、ケーシング３０の内側底面３０ａの高さＨ２と同一である。すなわち、ドレン排出流路３４は、ケーシング３０側でケーシング３０の内側底面３０ａの高さ方向の位置Ｈ２を含むように開口しており、ドレン排出流路３４の底面３４ａが水平である。また、第２実施形態におけるインタークーラ２０では、封止機構４６の代わりにフリーフロート式のエアトラップ４６ａが設けられている。

【0065】

第２実施形態では、ドレン回収部３３からドレンタンク４０へのドレンの流れに対する抵抗が低減され、ドレンが速やかに導かれ得る。そのため、ドレン回収部３３でのドレンの滞留を減少でき、ドレンがガス導出口３２に達することを一層抑制できる。また、フリーフロート式のエアトラップ４６ａによれば電気的な開閉制御自体が不要であるため、開閉制御を行うことなく自動的なドレン排出が可能となる。

【0066】

図４に示すように、第２実施形態の変形例では、ドレン排出流路３４の底面３４ａがドレンタンク４０側に向う下り傾斜である。

【0067】

第２実施形態の変形例では、重力による下向きの力も加わり、一層速やかにドレンがドレンタンク４０に導かれ得る。

【0068】

（第３実施形態）
図５を参照すると、第３実施形態におけるインタークーラ２０は、通気流路５０を通過させるガスの流量を調整する絞り弁５３を備える。

【0069】

絞り弁５３は、通気流路５０を通過する空気の流量を調整する機能を有する。そのため、絞り弁５３の開度を調整することによって、流量Ｖ２が適宜設定され、速度Ｕ１と速度Ｕ２とを調整できる。

【0070】

（第４実施形態）
図６及び図７を参照すると、第４実施形態におけるインタークーラ２０は、ドレンタンク４０内に貯留部４８に貯留されるドレンの上方を覆う多孔板５４を備える。多孔板５４は、複数の小孔５４ａが設けられた薄い板である。例えば、多孔板５４は、いわゆるパンチングメタルと称されるような金属板を穿孔した部材であってもよいし、ドレン水よりも比重の軽い樹脂板に穿孔した部材であってもよい。

【0071】

多孔板５４の設置方法は、特に限定されず、貯留部４８の所定の深さ位置に固定されてもよいし、ドレンが貯留部４８に溜まった際に浮かぶように貯留部４８の底に単に載置していてもよい。

【0072】

多孔板５４を備えることで、貯留部４８に貯留されたドレンが空気の流れにのって持ち上げられることを抑制できるため、ドレンが通気流路５０を介してガス導出口３２に達することを一層抑制できる。

【0073】

（第５実施形態）
図８を参照すると、第５実施形態では、通気流路５０の他端が、ガス導出口３２に連通されていることに代えて大気開放されている。

【0074】

第５実施形態では、第２流れを第１流れに戻せない場合であっても、ドレンを貯留部に貯留することができる。

【0075】

（第６実施形態）
図９を参照すると、第６実施形態では、通気流路５０の先端（他端）は、ケーシング３０に接続されず大気開放されている。また、第６実施形態におけるインタークーラ２０は、通気流路５０を通過させるガスの流量を調整する絞り弁５３を備える。

【0076】

絞り弁５３は、通気流路５０を通過する空気の流量を調整する機能を有する。そのため、絞り弁５３の開度を調整することによって、流量Ｖ２が適宜設定され、速度Ｕ１と速度Ｕ２とを調整できる。

【0077】

また、第６実施形態では、第２流れを第１流れに戻せない場合であっても、ドレンを貯留部４８に貯留することができる。また、通気流路５０を通過する空気の流量を調整するだけで、すなわち、空気の損失を調整するだけで、ドレンが第１流れに同伴してガス導出口３２に導かれることを抑制できる。

【0078】

以上より、本発明の具体的な実施形態およびその変形例について説明したが、本発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、ケーシング３０、ドレン排出流路３４、ドレンタンク４０および通気流路５０は、それぞれを個別の部材によって形成したものでもよく、少なくとも２つ以上を鋳造品のように一体形成したものであってもよい。また、ケーシング３０の内側底面３０ａが水平な場合を例示したが、内側底面３０ａはドレン流出口３５に向かって連続的または段階的に低くなるように形成したものであってもよい。

【符号の説明】

【0079】

１ 圧縮機
２ １段目圧縮機本体
３ ２段目圧縮機本体
４，６ 吸込口
５，７ 吐出口
２０ インタークーラ
２１，６１ 冷却部
２２，６２ 管巣
２３，６３ フィン
３０ ケーシング
３１ ガス導入口
３２ ガス導出口
３３ ドレン回収部
３４ ドレン排出流路
３５ ドレン流出口
３６ 上流側空間
３７ 下流側空間
３８ ガス流路
３９ 第１ガス流路
４０ ドレンタンク
４１ 側壁
４２ 頂壁
４３ 底壁
４４ ドレン排出口
４５ ドレン排出管
４６ 封止機構
４６ａ エアトラップ（封止機構）
４７ 分離部
４８ 貯留部
４９ ドレン流入口
５０ 通気流路
５１ ガス流出口
５２ ガス流入口
５３ 絞り弁
５４ 多孔板
６０ アフタークーラ
７０，７１ 水位センサ
７２ コントローラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】