特許 6543452 熱交換器の伝熱管補修方法、ならびに伝熱管補修用の挿入管

(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】6543452

(24)【登録日】2019年6月21日

(45)【発行日】2019年7月10日

(54)【発明の名称】熱交換器の伝熱管補修方法、ならびに伝熱管補修用の挿入管

(51)【国際特許分類】

   F28F 19/00 20060101AFI20190628BHJP

   F28F 1/00 20060101ALI20190628BHJP

   F28D 7/16 20060101ALI20190628BHJP

   F23L 15/00 20060101ALI20190628BHJP

【ＦＩ】

   F28F19/00 511D

   F28F19/00 521

   F28F1/00 C

   F28D7/16 A

   F23L15/00 B

【請求項の数】2

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-209856(P2014-209856)

(22)【出願日】2014年10月14日

(65)【公開番号】特開2016-80215(P2016-80215A)

(43)【公開日】2016年5月16日

【審査請求日】2017年7月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000136804

【氏名又は名称】株式会社プランテック

(73)【特許権者】

【識別番号】000005119

【氏名又は名称】日立造船株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000947

【氏名又は名称】特許業務法人あーく特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岸田 一幸

【審査官】 伊藤 紀史

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０２６８３８９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０３５９２２６１（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１６７５８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−０８９９０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２３６９２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−００２１５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０２６２０８３０（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４９４１５１２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−１４９５９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２８Ｆ １９／００

Ｆ２３Ｌ １５／００

Ｆ２８Ｄ ７／１６

Ｆ２８Ｆ １／００

Ｆ１６Ｌ ５５／１６−５５／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

通路部材内を流通する燃焼排ガスと、前記通路部材に前記燃焼排ガスの流通方向と直交するように取り付けられる直線形状の伝熱管内に導入される空気との間で熱交換するための熱交換器の前記伝熱管内に当該伝熱管の内径寸法よりも小さい外径寸法に設定された直線形状の挿入管を挿入することにより前記伝熱管を補修する方法であって、
前記挿入管の長手方向一端側には端縁へ向けて徐々に拡径する拡径部が設けられていて、この挿入管の長手方向途中には径方向外向きに先細となるように突出する輪状の膨出部が設けられており、かつ、前記膨出部の最大外径寸法は、前記拡径部の最大外径寸法と同一に設定されていて、前記伝熱管の内径寸法よりも僅かに小さいか、あるいは前記伝熱管の内径寸法と同一に設定されており、
前記伝熱管を補修する際に、前記挿入管を前記伝熱管内に挿入するとともに、前記挿入管の長手方向他端側を前記伝熱管の空気導入側の端部に支持させることによって、前記挿入管の拡径部を前記伝熱管内において空気排出側の端縁から内側に入った所定位置に配置させるとともに前記膨出部を前記拡径部よりもさらに内側に入った所定位置に配置させて前記挿入管の外周面と前記伝熱管の内周面との間に環状の隙間を作る状態にする、ことを特徴とする熱交換器の伝熱管補修方法。

【請求項2】

通路部材内を流通する燃焼排ガスと、前記通路部材に前記燃焼排ガスの流通方向と直交するように取り付けられる直線形状の伝熱管内に導入される空気との間で熱交換するための熱交換器の前記伝熱管を補修する際に前記伝熱管内に挿入される直線形状の挿入管であって、
その外径寸法は前記伝熱管の内径寸法よりも小さく設定されており、
前記挿入管の長手方向一端側には端縁へ向けて徐々に拡径する拡径部が設けられていて、この挿入管の長手方向途中には径方向外向きに先細となるように突出する輪状の膨出部が設けられており、
前記膨出部の最大外径寸法は、前記拡径部の最大外径寸法と同一に設定されていて、前記伝熱管の内径寸法よりも僅かに小さいか、あるいは前記伝熱管の内径寸法と同一に設定されている、ことを特徴とする伝熱管補修用の挿入管。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱交換器の伝熱管補修方法、ならびに伝熱管補修用の挿入管に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば特許文献１に示されるごみ焼却炉には、燃焼排ガスを利用して燃焼室に導入する空気を加熱する空気予熱器を備えている。

【0003】

この空気予熱器は、例えば多数の伝熱管を含む構成である。各伝熱管は、直線形状であり、ごみ焼却炉の煙道（通路）に燃焼排ガスの排出方向に直交する姿勢で設置される。各伝熱管の外面は前記煙道を通る高温の燃焼排ガスに曝されるようになっていて、当該各伝熱管の内部に導入される低温の空気と前記高温の燃焼排ガスとの間で熱交換が行われる。

【0004】

特許文献２には、燃焼排ガスの熱を回収する熱回収用熱交換器が記載されている。この熱回収用熱交換器は、燃焼排ガスに曝されるセラミックスケースと、このセラミックスケースで覆われて内部に水蒸気が流れる流路部材とを含む構成であり、前記燃焼排ガスと前記水蒸気との間で熱交換が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７−０５７１１３号公報（図７、段落００１４参照）

【特許文献2】特開２０１４−４３９９４号公報（図３、段落００３４−００４６参照）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記特許文献１に係る従来例では、前記伝熱管内に導入される低温の空気によって前記伝熱管の外面に触れる高温の燃焼排ガスが冷やされることにより、前記伝熱管の外面に結露が発生することがある。

【0007】

仮に、前記燃焼排ガスに金属を腐食する成分（塩素、硫黄など）が含まれるような場合には、前記結露によって発生する水分に前記腐食成分が混じるようになるために、前記伝熱管が腐食されることになって、甚だしい場合には肉厚が減少するおそれがある。

【0008】

このような事情に鑑み、本発明は、伝熱管の結露による腐食の進展を抑制または防止することが可能な熱交換器の伝熱管補修方法の提供を目的としている。また、本発明は、前記伝熱管補修方法で用いるのに適した挿入管を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、通路部材内を流通する燃焼排ガスと、前記通路部材に前記燃焼排ガスの流通方向と直交するように取り付けられる直線形状の伝熱管内に導入される空気との間で熱交換するための熱交換器の前記伝熱管内に当該伝熱管の内径寸法よりも小さい外径寸法に設定された直線形状の挿入管を挿入することにより前記伝熱管を補修する方法であって、前記挿入管の長手方向一端側には端縁へ向けて徐々に拡径する拡径部が設けられていて、この挿入管の長手方向途中には径方向外向きに先細となるように突出する輪状の膨出部が設けられており、かつ、前記膨出部の最大外径寸法は、前記拡径部の最大外径寸法と同一に設定されていて、前記伝熱管の内径寸法よりも僅かに小さいか、あるいは前記伝熱管の内径寸法と同一に設定されており、前記伝熱管を補修する際に、前記挿入管を前記伝熱管内に挿入するとともに、前記挿入管の長手方向他端側を前記伝熱管の空気導入側の端部に支持させることによって、前記挿入管の拡径部を前記伝熱管内において空気排出側の端縁から内側に入った所定位置に配置させるとともに前記膨出部を前記拡径部よりもさらに内側に入った所定位置に配置させて前記挿入管の外周面と前記伝熱管の内周面との間に環状の隙間を作る状態にする、ことを特徴としている。

【0010】

ここで、前記伝熱管の外面が腐食したときなどに前記挿入管を用いて前記伝熱管を補修すると、前記伝熱管と前記挿入管との間に作られる隙間が断熱作用を発揮するために、前記通路部材内を流通する高温の燃焼排ガスが、前記伝熱管に触れたときに前記挿入管内に導入される低温の空気によって急激に冷やされにくくなる。

【0011】

これにより、前記伝熱管の外面に結露が発生することが抑制または防止されるようになるので、当該伝熱管の外面において腐食が進展することが抑制または防止されるようになる。

【0012】

但し、本発明の上記構成では、前記隙間を設けない場合に比べると、前記通路部材内を流通する高温の燃焼排ガスと前記挿入管内に導入される低温の空気との間の熱交換効率が低下することは避けられないので、この熱交換効率と前記断熱作用とを考慮して前記隙間の寸法を適宜に設計することが好ましい。

【0016】

さらに、上記構成では、前記挿入管の前記拡径部と膨出部とによって前記伝熱管と前記挿入管との間に環状の隙間が簡単に作られるようになるとともに、前記隙間をほぼ一定に保つことが簡単に行えるようになる。

【0017】

また、本発明は、通路部材内を流通する燃焼排ガスと、前記通路部材に前記燃焼排ガスの流通方向と直交するように取り付けられる直線形状の伝熱管内に導入される空気との間で熱交換するための熱交換器の前記伝熱管を補修する際に前記伝熱管内に挿入される直線形状の挿入管であって、その外径寸法は前記伝熱管の内径寸法よりも小さく設定されており、前記挿入管の長手方向一端側には端縁へ向けて徐々に拡径する拡径部が設けられていて、この挿入管の長手方向途中には径方向外向きに先細となるように突出する輪状の膨出部が設けられており、前記膨出部の最大外径寸法は、前記拡径部の最大外径寸法と同一に設定されていて、前記伝熱管の内径寸法よりも僅かに小さいか、あるいは前記伝熱管の内径寸法と同一に設定されている、ことを特徴としている。

【0018】

このような構成の挿入管によれば、この挿入管を前記伝熱管内に挿入するだけで、当該挿入管の拡径部と膨出部とによって前記伝熱管と前記挿入管との間に長手方向に一定の環状の隙間を簡単に作ることが可能になる。

【0019】

ここで、前記伝熱管の外面が腐食したときなどに前記挿入管を用いて前記伝熱管を補修すると、前記伝熱管と前記挿入管との間に作られる隙間が断熱作用を発揮するために、前記通路部材内を流通する高温の燃焼排ガスが、前記伝熱管に触れたときに前記挿入管内に導入される低温の空気によって急激に冷やされにくくなる。

【0020】

これにより、前記伝熱管の外面に結露が発生することが抑制または防止されるようになるので、当該伝熱管の外面において腐食が進展することが抑制または防止されるようになる。

【発明の効果】

【0023】

本発明は、伝熱管外面の結露による腐食の進展を抑制または防止することが可能な熱交換器の伝熱管補修方法を提供することができる。また、本発明は、前記伝熱管補修方法に用いるのに適した挿入管を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の適用対象となる熱交換器の一実施形態を示す側面図である。

【図2】図１の熱交換器を空気導入側から見た図である。

【図3】図１および図２の熱交換器に装備される多数の伝熱管のうちの１つを補修した状態を示す断面図である。

【図4】図３の伝熱管の補修過程を示す図である。

【図5】図４に示す補修用挿入管単体の斜視図である。

【図6】図１および図２の熱交換器に装備される多数の伝熱管のうちの１つを補修した状態の他の例を示す断面図である。

【図7】図６の伝熱管の補修過程を示す図である。

【図8】図７に示す補修用挿入管単体の斜視図である。

【図9】本発明の適用対象となる熱交換器ユニットの一実施形態を示す側面図である。

【図10】図９の最上流に配置される第１熱交換器の伝熱管のうちの１つを示す断面図である。

【図11】図９の中間に配置される第２熱交換器の伝熱管のうちの１つを示す断面図である。

【図12】図９の最下流に配置される第３熱交換器の伝熱管のうちの１つを示す断面図である。

【図13】図１１の伝熱管を補修した状態を示す断面図である。

【図14】図１２の伝熱管を補修した状態を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

【0026】

まず、図１から図５を参照して本発明の一実施形態を説明する。図中、１は燃焼排ガスの通路部材、２は熱交換器である。

【0027】

熱交換器２は、枠３（図３参照）と、多数の伝熱管４とを備えている。枠３は、角筒形状に形成されており、通路部材１に連通するように配置されている。伝熱管４は、それぞれ直線形状に形成されており、燃焼排ガスの流通方向と直交する姿勢にされるとともに、枠３内に縦横方向に多数並べた状態で取り付けられている。前記直交する姿勢については、言うまでもないが若干の設置ずれなどを含む。

【0028】

詳しくは、伝熱管４は、隣り合う方向（横方向）と前記燃焼排ガスの流通方向（縦方向）とに所定間隔離した状態で並べて配置されている。

【0029】

伝熱管４は、枠３において平行に対向する第１壁部３ａと第２壁部３ｂとに跨って架け渡されている。第１、第２壁部３ａ，３ｂには、その厚み方向に貫通する第１、第２貫通孔３ｃ，３ｄが設けられている。

【0030】

伝熱管４の長手方向一端側が枠３の第１壁部３ａの第１貫通孔３ｃに貫通する状態で取り付けられており、また、伝熱管４の長手方向他端側が枠３の第２壁部３ｂの第２貫通孔３ｄに貫通する状態で取り付けられている。

【0031】

この伝熱管４は、例えば耐硫酸露点腐食性に優れた鋼材、例えば炭素系鋼、クロム系鋼、ステンレス鋼などの金属で形成されており、その長手方向一端側および他端側には、第１、第２抜け止め部４ａ，４ｂが設けられている。この第１、第２抜け止め部４ａ，４ｂは、径方向外向きに徐々に拡径する形状とされている。

【0032】

この第１、第２抜け止め部４ａ，４ｂは、後で説明するが、伝熱管４を枠３に取り付ける前には形成されておらず、伝熱管４を枠３に取り付ける際にその長手方向一端側および他端側にセートル加工またはフレア加工を施すことによって伝熱管４を抜け止めさせるために形成される。

【0033】

詳しくは、伝熱管４の長手方向一端側および他端側を第１、第２壁部３ａ，３ｂの第１、第２貫通孔３ｃ，３ｄの外側に飛び出すように挿入した後で、当該長手方向一端側および他端側にセートル加工またはフレア加工を施すことによって第１、第２抜け止め部４ａ，４ｂを形成して伝熱管４を抜け止めする。

【0034】

この伝熱管４の内部に低温の空気が導入されるようになっていて、この低温の空気と前記高温の燃焼排ガスとの間で熱交換が行われるようになっている。なお、この実施形態では、伝熱管４の長手方向他端側つまり第２抜け止め部４ｂが存在する側を空気導入側とし、伝熱管４の長手方向一端側つまり第１抜け止め部４ａが存在する側を空気排出側としている。

【0035】

ところで、通路部材１内を流通する高温の燃焼排ガスが伝熱管４に触れたときに当該伝熱管４内に導入される低温の空気により前記燃焼排ガスが冷やされることになって、伝熱管４の外面に結露が発生することがある。

【0036】

ここで、前記燃焼排ガスに金属を腐食する成分（塩素、硫黄など）が含まれるような場合には、前記結露となる水分に前記腐食成分が混じるようになるために、伝熱管４が腐食されることになって、甚だしい場合には肉厚が減少するおそれがある。

【0037】

このように伝熱管４が結露により腐食された場合には、当該腐食の進展を抑制または防止することを狙いとして、補修用挿入管８を用いて伝熱管４を補修するようにしている。

【0038】

補修用挿入管８は、例えば機械構造用炭素鋼（ＳＴＫＭ）などの金属で形成されており、その長手方向一端側に端縁へ向けて徐々に拡径する拡径部８ａが設けられている。

【0039】

この拡径部８ａの最大外径寸法Ｄ１は、伝熱管４の内径寸法ｄよりも僅かに小さいか、あるいは伝熱管４の内径寸法ｄと同一に設定されており、拡径部８ａを除く領域（胴部とも言う）の外径寸法Ｄ０は伝熱管４の内径寸法ｄよりも適宜小さく設定されている。

【0040】

このような補修用挿入管８を伝熱管４内に挿入すると、補修用挿入管８の拡径部８ａが伝熱管４の内周面にルーズフィットあるいはジャストフィットする状態になる。

【0041】

そして、補修用挿入管８を固定するために、第２壁部３ｂの外側に断熱材５を取り付け、この断熱材５の貫通孔５ａ内に補修用挿入管８において第２壁部３ｂよりも外側に突出している部分（空気導入側）を通し、断熱材５の外側に当該断熱材５を押さえるためのパッキン６を配置し、このパッキン６の外側に当該パッキン６を押さえるための押さえ部材７を取り付けるようにしている。

【0042】

押さえ部材７は、例えば断面が丸形状または角形状の棒状部材とされ、パッキン６において補修用挿入管８の存在していない領域に配置されて、その長手方向所定位置が断熱材５の外枠（図示省略）などに固定されている。

【0043】

この場合、補修用挿入管８の長さは、補修用挿入管８の長手方向一端側の拡径部８ａが伝熱管４の第１抜け止め部４ａの付け根位置よりも内側に入った所定位置に配置されて、補修用挿入管８の長手方向他端側が伝熱管４の第２抜け止め部４ｂよりも外側に突出した所定位置に配置されるような長さに設定されている。

【0044】

このように補修用挿入管８の長手方向一端側の拡径部８ａが伝熱管４の内周面に支持されるとともに、補修用挿入管８の長手方向他端側が断熱材５に支持されるので、補修用挿入管８と伝熱管４との間に環状の隙間９が作られるようになって、しかも当該隙間９が一定に保たれるようになる。

【0045】

この実施形態では、補修用挿入管８を伝熱管４における第１抜け止め部４ａ側（空気排出側）から第２抜け止め部４ｂ側（空気導入側）に向けて挿入することにより、例えば図３に示すように、伝熱管４内において第１抜け止め部４ａよりも内側に入った所定位置から第２抜け止め部４ｂまでの領域に重合するように補修用挿入管８が挿入されている。

【0046】

ところで、伝熱管４に対して補修用挿入管８を重合させる領域は、腐食しやすい領域とすることが好ましい。

【0047】

そのため、仮に前記腐食が伝熱管４のほぼ全長にわたって発生するような場合には、図示していないが、補修用挿入管８を伝熱管４の第１抜け止め部４ａの付け根位置から第２抜け止め部４ｂの端縁までの領域に重合させるように、補修用挿入管８の長さを設定することが可能である。

【0048】

また、仮に前記腐食が伝熱管４の長手方向中間に発生するような場合には、図示していないが、補修用挿入管８を伝熱管４内の第１抜け止め部４ａの付け根位置から第２抜け止め部４ｂの付け根位置までの間の所定領域に重合させるように、補修用挿入管８の長さを設定することが可能である。

【0049】

次に、補修用挿入管８を用いて伝熱管４を補修する方法を説明する。

【0050】

図２に示すように、伝熱管４の第１抜け止め部４ａ側（空気排出側）から補修用挿入管８を挿入する。このとき、補修用挿入管８の拡径部８ａを伝熱管４の第１抜け止め部４ａの付け根位置よりも内側に入った所定位置に配置し、当該補修用挿入管８の挿入方向先端側を伝熱管４の第２抜け止め部４ｂよりも外側へ突出させる。これにより、補修用挿入管８と伝熱管４との間に環状の隙間９が作られる。

【0051】

第２壁部３ｂの外側に断熱材５を取り付け、この断熱材５の貫通孔５ａ内に補修用挿入管８において第２壁部３ｂよりも外側に突出している部分（空気導入側）を通す。断熱材５の外側に当該断熱材５を押さえるためのパッキン６を配置し、このパッキン６の外側に当該パッキン６を押さえるための押さえ部材７を取り付ける。

【0052】

このような形態で伝熱管４の補修を行った場合には、補修用挿入管８と伝熱管４との間に作られる環状の隙間９が断熱作用を発揮するようになるので、通路部材１内を流通する高温の燃焼排ガスが伝熱管４に触れたときに補修用挿入管８内に導入される低温の空気によって急激に冷やされにくくなる。

【0053】

これにより、伝熱管４の外面に結露が発生することが抑制または防止されるようになるので、伝熱管４の外面において腐食が進展することが抑制または防止されるようになる。

【0054】

但し、前記断熱作用を発揮する隙間９を設けている場合には、当該隙間９を設けない場合に比べると、通路部材１内を流通する高温の燃焼排ガスと補修用挿入管８内に導入される低温の空気との間の熱交換効率が低下することは避けられないので、この熱交換効率と前記断熱作用とを考慮して前記隙間９の寸法を適宜に設計することが好ましい。

【0055】

なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲内で適宜に変更することが可能である。

【0056】

（１）上記実施形態に示す補修用挿入管８については、例えば図６から図８に示すように、その長手方向途中に径方向外向きに突出する膨出部８ｂを設ける構成とすることが可能である。

【0057】

この膨出部８ｂは、円周方向に連続するように設けられている。この膨出部８ｂの最大外径寸法Ｄ２は、補修用挿入管８の拡径部８ａの最大外径寸法Ｄ１と同一に設定されていて、伝熱管４の内径寸法ｄよりも僅かに小さいか、あるいは伝熱管４の内径寸法ｄと同一に設定されており、拡径部８ａおよび膨出部８ｂを除く領域（胴部とも言う）の外径寸法Ｄ０は伝熱管４の内径寸法ｄよりも適宜小さく設定されている。

【0058】

このような補修用挿入管８を用いる場合、上記実施形態と同等の作用、効果が得られることに加えて、伝熱管４内に補修用挿入管８を挿入するだけで隙間９を確保しながら、当該隙間９を一定に保持できるようになる。

【0059】

なお、膨出部８ｂについては、図示していないが、円周数ヶ所つまり円周方向の所定間隔おきに不連続に設けられるものであってもよい。

【0060】

（２）上記実施形態では、本発明の適用対象として１基の熱交換器２を例に挙げているが、本発明の適用対象はこれのみに限定されるものではなく、例えば多数の熱交換器を組み合わせた構成の熱交換器ユニットを本発明の適用対象とすることが可能である。

【0061】

前記熱交換器ユニットとしては、例えば図９から図１２に示すように、第１、第２、第３熱交換器２０，３０，４０の３基を組み合わせたものを挙げることができる。

【0062】

第１〜第３熱交換器２０〜４０は、高温の燃焼排ガスが流通する通路部材１に燃焼排ガスの流通方向に並んで配置されている。

【0063】

第１、第２、第３熱交換器２０，３０，４０は、枠２１，３１，４１と、伝熱管２２，３２，４２とを備えている。各枠２１〜４１は、角筒形状に形成されており、通路部材１に連通するように配置されている。各伝熱管２２〜４２は、それぞれ直線形状に形成されており、燃焼排ガスの流通方向と直交する姿勢にされるとともに、枠２１〜４１内に縦横方向に互いに平行となるように並べた状態で取り付けられている。

【0064】

詳しくは、各伝熱管２２〜４２は、隣り合う方向（横方向）と前記燃焼排ガスの流通方向（縦方向）とに所定間隔離した状態で互いに平行となるように並べて配置されている。

【0065】

各伝熱管２２〜４２の内部には低温の空気が導入されるようになっていて、この低温の空気と前記高温の燃焼排ガスとの間で熱交換が行われるようになっている。

【0066】

このような構成の熱交換器ユニットでは、通路部材１内を流れる燃焼排ガスの熱を第１〜第３熱交換器２０〜４０内に順次導入される空気に順次伝達させるようにしているから、燃焼排ガスの温度は通路部材１内において流通方向の上流側から下流側へ向けて徐々に低くなる。

【0067】

その関係より、燃焼排ガスの流通方向において最上流に位置する第１熱交換器２０のほうが燃焼排ガスの流通方向において中間に位置する第２熱交換器３０および最下流に位置する第３熱交換器４０に比べて結露が発生しやすくなるので、燃焼排ガス内に金属を腐食する成分（塩素、硫黄など）が含まれるような場合には、前記結露となる水分に前記腐食成分が混じるようになるために、特に第１熱交換器２０の伝熱管２２が腐食されやすくなる。

【0068】

このことを考慮して、上記熱交換器ユニットでは、次のような構成を採用している。

【0069】

まず、第１熱交換器２０は、伝熱管２２内に当該伝熱管２２の内周面との間に環状の隙間２７を作るように予め挿入管２６が挿入された構成になっている。この挿入管２６は、例えば図１０に示すように、伝熱管２２内において長手方向ほぼ全長領域に重合するように挿入されている。この挿入管２６を「既設挿入管」と言うことにする。この既設挿入管２６の固定は、上記実施形態と同様に、断熱材２３、パッキン２４、押さえ部材２５を用いて行われている。

【0070】

第２熱交換器３０は、伝熱管３２内に当該伝熱管３２の内周面との間に環状の隙間３７を作るように予め挿入管３６が挿入された構成になっている。この挿入管３６は、例えば図１１に示すように、伝熱管３２内において第１抜け止め部３２ａよりも内側に入った所定位置から第２抜け止め部３２ｂまでの領域に重合するように挿入されている。この挿入管３６を「既設挿入管」と言うことにする。この既設挿入管３６の固定は、上記実施形態と同様に、断熱材３３、パッキン３４、押さえ部材３５を用いて行われている。

【0071】

第３熱交換器４０の伝熱管４２内には、この実施形態において図１２に示すように、前記したような既設挿入管が挿入されていない。

【0072】

このような第１、第２熱交換器２０，３０の場合、伝熱管２２，３２と既設挿入管２６，３６との間に作られる環状の隙間２７，３７が断熱作用を発揮するので、通路部材１内を流通する高温の燃焼排ガスが、伝熱管２２，３２に触れたときに既設挿入管２６，３６内に導入される低温の空気によって冷やされにくくなる。

【0073】

これにより、第１、第２熱交換器２０，３０の伝熱管２２，３２の外面に結露が発生することが抑制または防止されるようになるので、伝熱管２２，３２の外面において腐食が発生することが抑制または防止されるようになる。

【0074】

但し、前記断熱作用を発揮する隙間２７，３７を設けている場合には、当該隙間２７，３７を設けない場合に比べると、通路部材１内を流通する高温の燃焼排ガスと既設挿入管２６，３６内に導入される低温の空気との間の熱交換効率が低下することは避けられないので、この熱交換効率と前記断熱作用とを考慮して前記隙間２７，３７の寸法を適宜に設計することが好ましい。

【0075】

ところで、仮に、図１１に示す第２熱交換器３０の伝熱管３２において既設挿入管３６の存在していない領域の一部が前記結露によって腐食した場合には、図１３に示すように、第２熱交換器３０の伝熱管３２の外面における腐食の進展を抑制または防止するために、補修用挿入管３８を挿入することができる。

【0076】

この補修用挿入管３８については、その長手方向の一端側および他端側にそれぞれ各端縁へ向けて徐々に拡径する拡径部３８ａ，３８ｂを設けるようにしている。つまり、この補修用挿入管３８は、その長手方向両端の拡径部３８ａ，３８ｂを伝熱管３２の内周面にルーズフィットあるいはジャストフィットするように配置されるようになっている。

【0077】

そして、図１３に示す例では、補修用挿入管３８が伝熱管３２内において既設挿入管３６に隣り合うように配置されている。

【0078】

これにより、伝熱管３２と補修用挿入管３８との間に環状の隙間３９を作ることが可能になるとともに、当該隙間３９を一定に保つことが可能になる。但し、補修用挿入管３８の長さについては、前記腐食範囲に応じて適宜に設定すればよい。

【0079】

一方、図１２に示す第３熱交換器４０については、前記したような既設挿入管が挿入されていないが、この第３熱交換器４０に触れる燃焼排ガスと第３熱交換器４０の伝熱管４２内に導入される空気とは温度差が第１、第２熱交換器２０，３０の場所に比べると小さくなっているために、この第３熱交換器４０の伝熱管４２については、前記したような結露が発生しにくくなっている。

【0080】

しかしながら、仮に、第３熱交換器４０の伝熱管４２の所定領域が前記結露によって腐食した場合には、図１４に示すように、第３熱交換器４０の伝熱管４２内の腐食の進展を抑制または防止するために、第３熱交換器４０の伝熱管４２内に補修用挿入管４６を挿入することができる。

【0081】

この補修用挿入管４６は、その長手方向の一端側のみに端縁へ向けて徐々に拡径する拡径部４６ａを設けるようにしている。つまり、この補修用挿入管４６は、その長手方向一端側の拡径部４６ａを伝熱管４２の内周面にルーズフィットあるいはジャストフィットさせるように挿入して、長手方向他端側を断熱材４３の貫通孔４３ａに挿入してパッキン４４および押さえ部材４５で抜け止めすることにより位置決めされるようになっている。

【0082】

そして、図１４に示す例では、補修用挿入管４６が伝熱管４２内において第１抜け止め部４２ａよりも内側に入った所定位置から第２抜け止め部４２ｂまでの領域に重合するように挿入されている。

【0083】

これにより、伝熱管４２と補修用挿入管４６との間に環状の隙間４７を作ったうえで、当該隙間４７を一定に保つことが可能になる。但し、補修用挿入管４６の長さについては、前記腐食領域に応じて適宜に設定すればよい。

【0084】

（３）上記（２）に示した補修用挿入管３８，４６については、図示していないが、その長手方向途中に、上記（１）で説明した膨出部８ｂと同様の膨出部を設けることが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0085】

本発明は、通路部材内を流通する燃焼排ガスと、前記通路部材に前記燃焼排ガスの流通方向と直交する姿勢で取り付けられる伝熱管内に導入される空気との間で熱交換するための熱交換器の前記伝熱管を補修する方法として好適に利用することが可能である。また、本発明は、前記伝熱管の補修に用いる挿入管として好適に利用することが可能である。

【符号の説明】

【0086】

１ 通路部材
２ 熱交換器
３ 枠
３ａ 第１壁部
３ｂ 第２壁部
３ｃ 第１貫通孔
３ｄ 第２貫通孔
４ 伝熱管
４ａ 第１抜け止め部
４ｂ 第２抜け止め部
５ 断熱材
５ａ 貫通孔
６ パッキン
７ 押さえ部材
８ 補修用挿入管
８ａ 拡径部
９ 隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】