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公開番号2025091056
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-18
出願番号2023206024
出願日2023-12-06
発明の名称水冷却システムおよびそれを備える空気分離装置
出願人レール・リキード-ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード
代理人個人,弁理士法人ユニアス国際特許事務所
主分類F28B 7/00 20060101AFI20250611BHJP(熱交換一般)
要約【課題】乾式水冷却器と湿式水冷却器とを備えたシステムにおいて、圧縮空気冷却器によって凝縮水を生成し、この凝縮水を湿式水冷却器へ供給することで補給水を抑制できる、水冷却システムを提供する。
【解決手段】水冷却システムA1は、圧縮空気を冷却する圧縮空気冷却器12と、圧縮空気冷却器12で生じた凝縮水を、補給水として導入される湿式水冷却器13と、湿式水冷却器13から導出された冷却水によって圧縮空気を冷却するために圧縮空気冷却器12の冷端へ送る冷却水ポンプ14と、圧縮空気冷却器12の温端から導出された温水を冷却する乾式水冷却器15と、凝縮水の流量を調整する第一流量調整弁121とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
被処理ガスを取り込む圧縮機で圧縮された圧縮ガスを冷却する圧縮ガス冷却器と、
前記圧縮ガス冷却器で生じた凝縮水を、補給水として導入される湿式水冷却器と、
前記湿式水冷却器から導出された冷却水によって前記圧縮ガスを冷却するために前記圧縮ガス冷却器の冷端へ送る冷却水ポンプと、
前記圧縮ガス冷却器の温端から導出された前記冷却水を冷却する乾式水冷却器と、
前記圧縮ガス冷却器から導出される凝縮水を送る第一凝縮水ライン配管と、
前記第一凝縮水ライン配管へ設けられ、凝縮水の流量を調整する第一流量調整弁と、を備える、
水冷却システム。
続きを表示（約 570 文字）【請求項２】
前記湿式水冷却器から導出された冷却水を、前記圧縮ガス冷却器の冷端へ送り、前記圧縮ガス冷却器の温端から前記乾式水冷却器へ送り、導出された前記冷却水を前記湿式水冷却器へ送る冷却水ライン配管を備える、
請求項１に記載の水冷却システム。
【請求項３】
前記凝縮水を貯留する水バッファを備える、
請求項１に記載の水冷却システム。
【請求項４】
前記水バッファから前記湿式水冷却器へ凝縮水を送る第二凝縮水ライン配管と、
前記第二凝縮水ライン配管に設けられ、凝縮水の流量を調整する第二流量調整弁と、を備える、
請求項３に記載の水冷却システム。
【請求項５】
前記第一流量調整弁を制御し、凝縮水の供給量を制御する第一制御部を備える、
請求項１に記載の水冷却システム。
【請求項６】
前記第二流量調整弁を制御し、凝縮水の供給量を制御する第一制御部を備える、
請求項４に記載の水冷却システム。
【請求項７】
電力コストの増減に合わせて、前記乾式水冷却器の稼働率を制御する第二制御部を備える、
請求項１に記載の水冷却システム。
【請求項８】
請求項１に記載の水冷却システムを備える、空気分離装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、水冷却システムに関し、例えば特に空気圧縮機に使用される冷却水を冷却する水冷却システムに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
機器の冷却に用いられる冷却水は、一般的に湿式水冷却器および乾式水冷却器で冷却される（例えば、引用文献１参照）。
湿式水冷却器は、冷却水の一部を蒸発させ、その潜熱によって冷却水を冷却するものであって、大気に解放されたものや、大気から遮断されて減圧下で行われる構成（例えば、引用文献２参照）等ある。しかし、蒸発によって失われる冷却水を補給する必要がある。
補給水は、冷却水と混合する構成と、冷却水と混合せずに熱交換器を介して間接的に冷却する構成が考えられる。しかし、いずれの構成においても水の蒸発損失があることは共通の課題である。また、補給水と冷却水を混合すると、水中に含まれるミネラル成分等の濃縮を伴う問題もある。
乾式水冷却器は、冷却水を大気との熱交換器によって冷却するものであって、熱交換の効率を向上させるために送風機等を適用する必要がある（例えば、引用文献３参照）。
【０００３】
水資源および電力の供給能力を鑑み、湿式水冷却器および乾式水冷却器を組み合わせて水冷却システムを最適化することは以前より知られているが、何れにせよ湿式冷却器を稼働するためには補給水の供給が必要となる。
特に水資源と電力の両方の供給が切迫する昨今においては、冷却を必要とする設備を追加することなく、環境の条件に応じて水および電力の使用を最適化するシステムの構築が求められる。この需要は、空気圧縮機を備えた空気分離装置において特に顕著である。一般的に空気圧縮機の冷却水と大気の温度差は小さく、大気冷却の場合、送風量が増大して送風機の負荷が大きくなるので、水の蒸発潜熱を利用して水を冷却し、送風機の消費電力を低減する経済的合理性が高いためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
実開昭５１－０５６６４４公報
特開２００４－２３２９２５号公報
米国特許公開第２０２１／０３４１２２２Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、上記問題および要望に鑑みて、乾式水冷却器と湿式水冷却器とを備えたシステムにおいて、圧縮ガス冷却器によって凝縮水を生成し、この凝縮水を湿式水冷却器へ供給することで補給水を抑制できる、水冷却システムを提供する。
また、この水冷却システムを備える空気分離装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の水冷却システムは、
被処理ガスを取り込む圧縮機で圧縮された圧縮ガスを冷却する圧縮ガス冷却器と、
前記圧縮ガス冷却器で生じた凝縮水を、補給水として導入される湿式水冷却器と、
前記湿式水冷却器から導出された冷却水によって前記圧縮ガスを冷却するために前記圧縮ガス冷却器の冷端へ送る冷却水ポンプと、
前記圧縮ガス冷却器の温端から導出された前記冷却水を冷却する乾式水冷却器と、
前記圧縮ガス冷却器から導出される凝縮水を送る第一凝縮水ライン配管と、
前記第一凝縮水ライン配管へ設けられ、凝縮水の流量を調整する第一流量調整弁と、を備える。
【０００７】
被処理ガスは、例えば、空気（大気）、液化天然ガス（ＬＮＧ）、天然ガス（ＮＧ）、ボイルオフガスなどが挙げられる。
圧縮ガスは、例えば、圧縮空気、圧縮天然ガス、圧縮ボイルオフガスなどが挙げられる。
【０００８】
本開示の水冷却システム（Ａ１、Ａ２、Ａ３）は、
大気を取り込む空気圧縮機（１１）で圧縮された圧縮空気を冷却する圧縮空気冷却器（１２）と、
前記圧縮空気冷却器（１２）で生じた凝縮水を、補給水として導入される湿式水冷却器（１３）と、
前記湿式水冷却器（１３）から導出された冷却水によって前記圧縮空気を冷却するために前記圧縮空気冷却器（１２）の冷端へ送る冷却水ポンプ（１４）と、
前記圧縮空気冷却器（１２）の温端から導出された温水（熱交換された冷却水）を冷却する乾式水冷却器（１５）と、
前記圧縮空気冷却器（１２）から導出される凝縮水を（前記前記湿式水冷却器（１３）へ）送る第一凝縮水ライン配管（Ｌ２）と、
前記第一凝縮水ライン配管（Ｌ２）へ設けられ、凝縮水の流量を調整する第一流量調整弁（１２１）と、
を備えていてもよい。
【０００９】
本開示の水冷却システム（Ａ１、Ａ２、Ａ３）は、
前記湿式水冷却器（１３）から導出された冷却水を、前記圧縮空気冷却器（１２）の冷端へ送り、前記圧縮空気冷却器（１２）の温端から前記乾式水冷却器（１５）へ送り、導出された前記冷却水を前記湿式水冷却器（１３）へ送る冷却水ライン配管（Ｌ３）を備えていてもよい。
【００１０】
前記水冷却システム（Ａ１、Ａ２、Ａ３）は、
前記大気を前記空気圧縮機（１１）へ送り、前記空気圧縮機（１１）から圧縮空気を前記圧縮空気冷却器（１２）へ送る大気ライン配管（Ｌ１）と、を備えていてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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