2023-137365 熱交換器の伝熱チューブ用封止器具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023137365

(43)【公開日】2023-09-29

(54)【発明の名称】熱交換器の伝熱チューブ用封止器具

(51)【国際特許分類】

   F28D 7/16 20060101AFI20230922BHJP

   F28F 1/40 20060101ALI20230922BHJP

   F28F 21/08 20060101ALI20230922BHJP

【ＦＩ】

F28D7/16 A

F28F1/40 Z

F28F21/08 G

F28F21/08 Z

【審査請求】有

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022043547

(22)【出願日】2022-03-18

(71)【出願人】

【識別番号】591107333

【氏名又は名称】株式会社ＳＰＦ

(74)【代理人】

【識別番号】100131048

【弁理士】

【氏名又は名称】張川 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100174377

【弁理士】

【氏名又は名称】山内 健吾

(74)【代理人】

【識別番号】100215038

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 友子

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼安 彰

(72)【発明者】

【氏名】大塚 真言

【テーマコード（参考）】

3L103

【Ｆターム（参考）】

3L103AA13

(57)【要約】

【課題】複数の伝熱チューブを備えた熱交換器における一部の伝熱チューブに欠陥が生じた場合に、欠陥の伝熱チューブを簡単に封止できる伝熱チューブ用封止器具を提供する。
【解決手段】伝熱チューブ用封止器具１は、伝熱チューブ１０１に挿入される棒状部２と、棒状部２の両端６に装着されるブッシュ１０及びナット１８と、伝熱チューブ１０１の出入口１０３、１０４を封止する第１シール材２０及び第２シール材２１とを備える。ブッシュ１０は、棒状部２の端に設けられる雄ネジ部６に装着されて、伝熱チューブ１０１を支持する管板１２０の外側から伝熱チューブ１０１の出入口１０３、１０４を塞ぐ。ナット１８は雄ネジ部６に螺合により締結する。第１シール材２０は、ブッシュ１０と管板１２０の間に挟み込まれ、かつ、管板１２０の穴１２２ａを囲むように設けられる。第２シール材２１は、伝熱チューブ１０１の内周面と棒状部２の間に設けられる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

温度調整対象の流体を流して、前記流体へ伝熱させるための複数の伝熱チューブと、
各々の前記伝熱チューブの端部が挿入される前記伝熱チューブごとの穴が形成された外表面を有する管板とを備える熱交換器に適用され、
前記伝熱チューブ内に挿入される棒状部と、
前記棒状部の両端のそれぞれに設けられて、前記外表面の外側から前記伝熱チューブの出入口を塞ぐ閉塞部と、
前記閉塞部との間で前記伝熱チューブを封止するシール部とを備え、
少なくとも一方の前記閉塞部は前記棒状部に着脱可能である、
熱交換器の伝熱チューブ用封止器具。

【請求項2】

前記棒状部と前記閉塞部とは螺合により接続する請求項１に記載の熱交換器の伝熱チューブ用封止器具。

【請求項3】

前記棒状部の端部は、前記伝熱チューブに挿入されたときに前記外表面の前記穴から外側に突出するとともに、外周にネジ山が形成された雄ネジ部であり、
前記閉塞部は、
前記雄ネジ部が挿入される貫通穴が形成されて、前記シール部の位置を保持するシール保持部を有した本体部と、
前記本体部の前記貫通穴から突出した前記雄ネジ部に締結する雌ネジ部とを備える請求項１又は２に記載の熱交換器の伝熱チューブ用封止器具。

【請求項4】

前記棒状部は、棒状本体と、前記棒状本体の端部に接続された、前記閉塞部が取り付けられる取付部とを備え、
前記取付部は前記棒状本体よりも耐酸性の高い材料で形成される請求項１～３のいずれか１項に記載の熱交換器の伝熱チューブ用封止器具。

【請求項5】

前記シール部は、前記閉塞部と前記外表面との間に設けられる外側シール部を含む請求項１～４のいずれか１項に記載の熱交換器の伝熱チューブ用封止器具。

【請求項6】

前記シール部は、前記閉塞部と前記棒状部との間で前記伝熱チューブの内周面に接触するように設けられる内側シール部を含む請求項１～５のいずれか１項に記載の熱交換器の伝熱チューブ用封止器具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は複数の伝熱チューブを備えた熱交換器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、温度調整対象の流体を流して、その流体へ伝熱させるための複数の伝熱チューブを備えた多管式熱交換器が知られている（例えば特許文献１参照）。伝熱チューブの両端の位置には管板が設けられており、伝熱チューブの端部はその管板に形成された伝熱チューブごとの穴に挿入される形態で支持されている。また、特許文献１には、酸洗プロセスラインにおける酸洗液の温度を調整する熱交換器の、酸洗液と接触する部材又は部分が高融点活性材料（チタン、ジルコニウム、ニオブ、タンタル等の金属若しくはこれらの合金）で構成されることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実開平４－１２９６９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

この種の熱交換器にあっては、伝熱チューブを流れる流体中に混入した異物や、熱交換器の稼働と停止が繰り返されることによる温度変化により生じる熱応力などにより、伝熱チューブ、又は伝熱チューブと管板との溶接部などに表面欠陥、貫通穴などの損傷が生じる場合がある。また、メンテンナンス時に伝熱チューブに物がぶつかってしまうと、伝熱チューブが変形してしまう場合もある。

【0005】

このような場合、欠陥の伝熱チューブから流体が漏れてしまうのを防ぐための処置が必要となる。ところが、伝熱チューブは管板に溶接されており、簡単には取り外しができない。また、伝熱チューブ及び管板が高融点活性材料（タンタル、タンタル合金、ニオブ、ニオブ合金、ジルコニウム、ジルコニウム合金、チタン、チタン合金など）で構成されている場合、高融点活性材料に対してガスシールドアーク溶接を行うときの、不活性ガスによるシールドが現場では難しい。そのため、従来では、熱交換器を設置現場から外して、修理工場に持ち込み、修理工場において、欠陥の伝熱チューブを新しい伝熱チューブに交換し、又は欠陥の伝熱チューブに対して補修溶接を行うなどの処置を実施していた。

【0006】

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、一部の伝熱チューブに欠陥が生じた場合に、修理工場に持ち込まなくても、欠陥の伝熱チューブから流体の漏れを防ぐ処置を設置現場で簡単に行うことができる発明を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するため、本発明の熱交換器の伝熱チューブ用封止器具は、
温度調整対象の流体を流して、前記流体へ伝熱させるための複数の伝熱チューブと、
各々の前記伝熱チューブの端部が挿入される前記伝熱チューブごとの穴が形成された外表面を有する管板とを備える熱交換器に適用され、
前記伝熱チューブ内に挿入される棒状部と、
前記棒状部の両端のそれぞれに設けられて、前記外表面の外側から前記伝熱チューブの出入口を塞ぐ閉塞部と、
前記閉塞部との間で前記伝熱チューブを封止するシール部とを備え、
少なくとも一方の前記閉塞部は前記棒状部に着脱可能である。

【0008】

本発明の熱交換器の伝熱チューブ用封止器具によれば、閉塞部及びシール部により、伝熱チューブを封止できるので、伝熱チューブ内に流体が入るのを抑制でき、ひいては伝熱チューブから流体が漏れてしまうのを抑制できる。また、棒状部の両端のそれぞれに設けられた閉塞部の少なくとも一方は棒状部に着脱可能なので、閉塞部を棒状部から取り外した状態で、棒状部を対象の伝熱チューブ内に挿入できる。その後、伝熱チューブに挿入された状態の棒状部に閉塞部を取り付けることで、その閉塞部で、管板外表面の外側から伝熱チューブの出入口を塞ぐことができるとともに、シール部の位置を保持させた状態にできる。また、管板の外側に閉塞部が設けられることで、伝熱チューブ用封止器具が伝熱チューブから外れてしまうのを抑制できる。以上より、一部の伝熱チューブに欠陥が生じた場合に、修理工場に持ち込まなくても、欠陥の伝熱チューブから流体の漏れを防ぐ処置（具体的には伝熱チューブを封止する処置）を設置現場で簡単に行うことができる。なお、本発明の「棒状部」における「棒状」とは、中空の棒（つまり管、筒）と中実の棒の両方を含む意味である。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】伝熱チューブに伝熱チューブ用封止器具が取り付けられた状態の断面図である。

【図2】伝熱チューブ用封止器具の一部を構成する棒状部の断面図である。

【図3】伝熱チューブ用封止器具の一部を構成するブッシュの断面図である。

【図4】伝熱チューブ用封止器具の一部を構成するナットの断面図（同図（ａ））及び平面図（同図（ｂ））である。

【図5】伝熱チューブ用封止器具の一部を構成する第１シール材の断面図である。

【図6】伝熱チューブ用封止器具の一部を構成する第２シール材の断面図である。

【図7】熱交換器の断面図である。

【図8】熱交換器の管板の斜視図である。

【図9】熱交換器の伝熱チューブ及びこの端部を支持する管板の断面図であって、伝熱チューブ用封止器具が取り付けられていない状態を示す図である。

【図10】熱交換器の伝熱チューブ及びこの端部を支持する管板の断面図であって、管板外面部の変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。図１は熱交換器の伝熱チューブに、本実施形態の伝熱チューブ用封止器具を取り付けた状態を示している。また、図２～図６は、伝熱チューブ用封止器具を構成する各部品を示している。また、図７～図９は、伝熱チューブ用封止器具の取付対象となる熱交換器を示している。先ず、図７～図９を参照して、熱交換器について説明する。

【0011】

図７の熱交換器１００は、複数の伝熱チューブ１０１を備えた多管式熱交換器として構成されている。熱交換器１００は、例えば熱延鋼帯、冷延鋼板、ステンレス鋼帯等のデスケーリングのために、高温・高濃度の塩酸又は硫酸等の酸洗液を用いる酸洗プロセスラインにおいて、その酸洗液の温度を調整（例えば７０～１２０℃程度に調整）するために用いられる。

【0012】

熱交換器１００は、複数の伝熱チューブ１０１と、ハウジング１１０と、管板１２０とを備えている。各伝熱チューブ１０１は、温度調整対象の流体を流して、外部（熱媒又は冷媒）とその流体との間で熱を伝導させるための管である。なお、温度調整対象の流体は例えば上記酸洗液（塩酸、硫酸等）である。各伝熱チューブ１０１は真っすぐに伸びた管状（言い換えれば円筒状）に形成されている。また、各伝熱チューブ１０１は互いに同一形状（同一長さ及び同一径）かつ同一材料で形成されている。また、熱交換器１００のコストを抑えるために、伝熱チューブ１０１の厚みは例えば１ｍｍ以下としてよい。

【0013】

また、複数の伝熱チューブ１０１はハウジング１１０内において、伝熱チューブ１０１の軸線Ｌ２に直角な方向に間隔をあけて互いに平行に設けられる。各伝熱チューブ１０１の両端部１０２は管板１２０に支持されている。具体的には、各端部１０２は、管板１２０に形成された貫通穴１２１ａ、１２２ａ（図８、図９参照）に挿入された形態で管板１２０に支持されている。端部１０２の外周面は貫通穴１２１ａ、１２２ａの内周面に接触している。また、端部１０２の先端に位置する開口１０３、１０４の外周部と、管板１２０の外表面であるシート面１２２に形成された穴１２２ａの外周部とが溶接１２３により固定されている（図９参照）。

【0014】

伝熱チューブ１０１の軸線Ｌ２方向における先端に形成される一方の開口１０３（図７、図９の紙面で左側の開口）は伝熱チューブ１０１への流体（温度調整前の流体）の入口に定められる。その入口１０３の、伝熱チューブ１０１の軸線Ｌ２方向における位置は、複数の伝熱チューブ１０１の間で互いに同一の位置に設定される。また、入口１０３は管板１２０の外表面であるシート面１２２に位置する（図７、図９参照）。伝熱チューブ１０１の他方の開口１０４は、伝熱チューブ１０１からの流体（温度調整後の流体）の出口に定められる。その出口１０４の、伝熱チューブ１０１の軸線Ｌ２方向における位置は、複数の伝熱チューブ１０１の間で互いに同一の位置に設定される。また、出口１０４は、入口１０３を支持する管板１２０と反対側の管板１２０のシート面１２２に位置する（図７、図９参照）。

【0015】

伝熱チューブ１０１は、ハウジング１１０内に供給される熱媒又は冷媒と、伝熱チューブ１０１内を流れる流体との間で伝熱が可能な材料（具体的には例えば金属）で形成される。なお、熱媒又は冷媒は例えば気体（高温の蒸気又は冷気）でもよいし、液体でもよい。また、伝熱チューブ１０１は、例えば高温かつ高濃度の酸に耐性を有する材料（耐酸性かつ耐熱性の材料）で形成され、具体的には例えば高融点活性材料で形成される。高融点活性材料は、例えばタンタル（Ｔａ）、タンタル合金、ジルコニウム（Ｚｒ）、ジルコニウム合金、ニオブ（Ｎｂ）、ニオブ合金、チタン（Ｔｉ）、チタン合金である。タンタル、ジルコニウム、ニオブ、チタンのうち、最も耐酸性かつ耐熱性を有しているのはタンタルである。また、タンタル、ジルコニウム、ニオブ、チタンのうち最も安価なものはチタンであるが、タンタル、ジルコニウム、ニオブに比べると耐酸性又は耐熱性に劣る。なお、高融点活性材料としては、上記タンタル等の材料以外に、モリブデン、モリブデン合金、タングステン、タングステン合金もある。

【0016】

ハウジング１１０は、内側に、各伝熱チューブ１０１を収容するとともに、熱媒又は冷媒が供給される空間１１１を有した形状に形成される。本実施形態では、ハウジング１１０は、伝熱チューブ１０１の軸線Ｌ２に平行な中心軸線Ｌ１（図７参照）を有した管状に形成されている。ハウジング１１０は、内側空間１１１内に熱媒又は冷媒を入れる導入部１１２と、内側空間１１１から熱媒又は冷媒を排出する排出部１１３とを備える。導入部１１２及び排出部１１３は、ハウジング１１０の中心軸線Ｌ１に直角な方向（径方向）から熱媒又は冷媒を導入又は排出するように設けられる。また、導入部１１２及び排出部１１３は、中心軸線Ｌ１の方向における互いに反対側に位置する。すなわち、導入部１１２は、２つの管板１２０のうちの一方（図７の紙面で右側の管板１２０）に寄った位置に設けられる。これに対して、排出部１１３は他方の管板１２０（図７の紙面で左側の管板１２０）に寄った位置に設けられる。伝熱チューブ１０１の出口１０４は排出部１１３よりも導入部１１２に近い位置に設けられる。伝熱チューブ１０１の入口１０３は導入物１１２よりも排出部１１３に近い位置に設けられる。すなわち、内側空間１１１における熱媒又は冷媒の流れ方向は、伝熱チューブ１０１内を流れる温度調整対象の流体の流れ方向と逆方向に設定されている。

【0017】

また、導入部１１２及び排出部１１３は、中心軸線Ｌ１に直角な方向において互いに反対側に位置する。導入部１１２は図７の紙面で上側に位置しているのに対し、排出部１１３は下側に位置している。

【0018】

ハウジング１１０は耐熱性を有する材料で形成され、例えばステンレス鋼、銅などの金属で形成される。なお、ハウジング１１０に、高温・高濃度の塩酸又は硫酸等の酸洗液が接触することは想定していないので、ハウジング１０１は伝熱チューブ１０１よりも耐酸性が劣る材料で形成されてよい。

【0019】

管板１２０は、ハウジング１１０の中心軸線Ｌ１の方向における両端を塞ぐように該両端のそれぞれに設けられている。各管板１２０は、上述したように、各伝熱チューブ１０１の端部１０２を支持する。管板１２０は、図８、図９に示すように、管板本体１２１と外面部１２２とを備える。管板本体１２１はハウジング１１０の端を塞ぐとともに、外面部１２２を支持する。具体的には、管板本体１２１は、ハウジング１１０の外径よりも大きい径の円板状に形成されている。管板本体１２１の径方向の中心が、ハウジング１１０の中心軸線Ｌ１上に位置する。管板本体１２１の厚み（ハウジング１１０の中心軸線Ｌ１に平行な方向いおける板厚）は外面部１２２よりも大きい。また、管板本体１２１は、ハウジング１１０に対して径方向外側に張り出した張出部を有する。

【0020】

管板本体１２１は、各伝熱チューブ１０１が挿入される貫通穴１２１ａが形成されている。管板本体１２１に、温度調整対象の流体（酸洗液）が接触することは想定していないので、管板本体１２１は外面部１２２及び伝熱チューブ１０１よりも耐酸性が劣る材料で形成されてよい。具体的には例えば管板本体１２１はステンレス鋼、銅などの金属で形成される。

【0021】

外面部１２２は管板１２０の外表面（シート面）を形成する部材である。外面部１２２は、管板本体１２１よりも小さい板厚、かつ管板本体１２１よりも小さい径の円板状に形成されている。外面部１２２は、管板本体１２１の表面に固定されている。このとき、外面部１２２の中心と管板本体１２１の中心とが一致している。

【0022】

外面部１２２には、伝熱チューブ１０１ごとの貫通穴１２２ａが形成されている。この穴１２２ａは、図９に示すように、伝熱チューブ１０１の軸線Ｌ２又はハウジング１１０の中心軸線Ｌ１に平行な方向かつ外側に突出するように設けられる。なお、図１０の変形例の管板外面部１３０のように、伝熱チューブ１０１ごとの貫通穴１３１が外側に突出せずに、管板外面部１３０がフラットに構成されてもよい。以下では、図９の管板外面部１２２の説明をするが、以下の説明の内容は図１０の外面部１３０にも当てはまる。外面部１２２の穴１２２ａの中心軸線と、管板本体１２１の貫通穴１２１ａの中心軸線とが一致している。また、穴１２２ａの径は、管板本体１２１の貫通穴１２１ａの径と同じである。各穴１２２ａに、伝熱チューブ１０１の端部１０２が挿入されている。上述したように、穴１２２ａの先端外周部には、伝熱チューブ１０１の出入口１０３、１０４の外周部を固定する溶接部２３が設けられる。

【0023】

外面部１２２には温度調整対象の流体（酸洗液）が接触する。そのため、外面部１２２は、伝熱チューブ１０１と同様に、耐酸性かつ耐熱性の材料で形成されている。具体的には、上記高融点活性材料（タンタル（Ｔａ）、タンタル合金、ジルコニウム（Ｚｒ）、ジルコニウム合金、ニオブ（Ｎｂ）、ニオブ合金、チタン（Ｔｉ）、チタン合金など）で形成されている。より具体的には、外面部１２２は、高融点活性材料のうちの、伝熱チューブ１０１と同じ材料で形成されている。また、外面部１２２は、管板本体１２１よりも耐酸性が高い材料で形成されてよい。

【0024】

上記した構成を備えた熱交換器１００は、ハウジング１１０の中心軸線Ｌ１が鉛直方向に向くように設けられてもよいし、中心軸線Ｌ１が水平方向に向くように設けられてもよい。熱交換器１００は、図７の左側から各伝熱チューブ１０１に流体が導入されるとともに、ハウジング１１０内に熱媒や冷媒が導入される。各伝熱チューブ１０１に導入された流体は熱媒によって温められたり冷媒によって冷やされた後、図７の右側へと流出する。

【0025】

次に、図１～図６を参照して、伝熱チューブ用封止器具１（以下、単に封止器具という場合がある）について説明する。封止器具１は、図２の棒状部２と、図３のブッシュ１０と、図４のナット１８と、図５の第１シール材２０と、図６の第２シール材２１とを備えている。

【0026】

図２の棒状部２は筒部３とボルト部４とを備える。筒部３は、真っすぐに伸びた円筒状（言い換えれば管状）に形成されている。筒部３の外径は、伝熱チューブ１０１の内径より小さい径に定められる。すなわち、筒部３が伝熱チューブ１０１内に挿入された状態で、筒部３の外周面と伝熱チューブ１０１の内周面との間に隙間を有している。

【0027】

また、筒部３の長さは、伝熱チューブ１０１よりも短いが、伝熱チューブ１０１の長さに近い長さに定められている。具体的には、筒部３の長さは、例えば、伝熱チューブ１０１内に筒部３が挿入されたときに、筒部３の端部（ボルト部４との接合部）が管板本体１２１の貫通穴１２１ａ内に位置するように定められている。また、筒部３の長さは、例えば伝熱チューブ１００に形成された穴、傷等の欠陥部１０５（図１参照）を内側から覆うように定められる。

【0028】

筒部３は高融点活性材料（タンタル（Ｔａ）、タンタル合金、ジルコニウム（Ｚｒ）、ジルコニウム合金、ニオブ（Ｎｂ）、ニオブ合金、チタン（Ｔｉ）、チタン合金など）で形成されている。なお、筒部３は、ボルト部４、ブッシュ１０、及びナット１８に比べて温度調整対象の流体（酸洗液）に接触する可能性が低い。そこで、筒部３は、ボルト部４、ブッシュ１０、及びナット１８よりも耐酸性に劣る材料（安価な材料）で形成されてよい。ただし、ボルト部４が高融点活性材料で形成される場合に、筒部３が高融点活性材料以外の材料で形成されると、筒部３とボルト部４との溶接による固定が難しくなる。そこで、筒部３とボルト部４との溶接による固定を容易にするために、筒部３は上記高融点活性材料の中で、ボルト部４よりもコストが安い材料（例えばチタン）で形成されてよい。これによれば、封止器具１のコストを抑えることができる。なお、これに限定されず、筒部３は、ボルト部４と同一材料で形成されてもよい。なお、筒部３が本発明の棒状本体に相当する。

【0029】

ボルト部４は、図４のナット１８と螺合により接続可能な接続部である。ボルト部４は、筒部３の両端のそれぞれに設けられている。各ボルト部４は、筒部３に溶接により固定されて、筒部３と一体化されている。すなわち、ボルト部４と筒部３との接合部９には溶接部が含まれる。各ボルト部４は、具体的には、筒部３の端部に溶接により固定される基部５と、基部５から突出する雄ネジ部６とを有する。基部５の側面には、雄ネジ部６の軸線Ｌ４に直角な方向に突出する凸部７が形成されている。凸部７は、軸線Ｌ４周りの全周に亘って連続して形成されている。換言すれば、凸部７は、軸線Ｌ４に直角な断面で見て、軸線Ｌ４を中心とした円を描くように形成される。凸部７は、図６の第２シール材２１を着座させる着座部として機能する。言い換えれば、凸部７は、第２シール材２１が棒状部２に装着された状態（つまり図１の状態）で、軸線Ｌ４の方向における筒部３の側への第２シール材２１の移動を規制する規制部である。凸部７は、棒状部２が伝熱チューブ１０１内に挿入された状態（図１の状態）で、伝熱チューブ１０１の内周面に接触するよう形成されてもよいし、該内周面との間で若干隙間を有するように形成されてもよい。

【0030】

基部５の、凸部７よりも雄ネジ部６側の外周側面８は、軸線Ｌ４に直角な断面で見て、軸線Ｌ４を中心とした円を描くように形成される。図１の状態では、外周側面８の外側に環状の第２シール材２１が装着される。言い換えれば、第２シール材２１の内側に外周側面８が挿入される。図１の状態では、外周側面８と第２シール材２１の内周面とが接触する。このように、外周側面８は第２シール材２１の内周面を支持する支持部として機能する。

【0031】

雄ネジ部６は、基部５と同一材料で一体に形成されている。また、雄ネジ部６はボルト部４の軸線Ｌ４を規定する丸棒状に形成される。雄ネジ部６は基部５よりも小径に形成されている。雄ネジ部６の外周面には、図４のナット１８と螺合締結するネジ溝が形成されている。雄ネジ部６は、その軸線Ｌ４が筒部３の軸線Ｌ３と一致するように、かつ、筒部３から遠ざかる方向に基部５から突出するように設けられる。なお、筒部３の両端に設けられる２つのボルト部４は、基部５からの雄ネジ６の突出方向が互いに反対方向である点を除いて、互いに同一形状に形成されている。

【0032】

ボルト部４（雄ネジ部６）の長さは、封止器具１が伝熱チューブ１０１に取り付けられた状態（図１の状態）で、管板１２０の外表面１２２（シート面）から外側に突出し、なおかつ、ブッシュ１０からも突出するように定められる。

【0033】

ボルト部４は、高融点活性材料（タンタル（Ｔａ）、タンタル合金、ジルコニウム（Ｚｒ）、ジルコニウム合金、ニオブ（Ｎｂ）、ニオブ合金、チタン（Ｔｉ）、チタン合金など）で形成されている。なお、ボルト部４は、筒部３に比べて温度調整対象の流体（酸洗液）に接触する可能性が高い。そこで、ボルト部４は、高融点活性材料のうち、筒部３よりも耐酸性の高い材料（例えばタンタル）で形成されてよい。また、ボルト部４は、高融点活性材料のうち、ブッシュ１０又はナット１８と同一材料で形成されてもよいし、異なる材料で形成されてもよい。なお、ボルト部４が本発明の雄ネジ部及び取付部に相当する。

【0034】

図３のブッシュ１０は、封止器具１が伝熱チューブ１０１に取り付けられた状態（図１の状態）で、棒状部２の両端６（雄ネジ部）のそれぞれに設けられる。２つのブッシュ１０は互いに同一形状かつ同一材料で形成されている。ブッシュ１０は、ボルト部４（雄ネジ部６）に着脱可能であり、管板１２０の外表面１２２の外側から伝熱チューブ１０１の出入口１０３、１０４を塞ぐための部材である。また、ブッシュ１０は、管板１２０の外表面１２２との間で図５の第１シール２０材を挟み込むための部材である。さらに、ブッシュ１０は、ボルト部４の凸部７との間で図６の第２シール材２１を挟み込むための部材である。また、ブッシュ１０は、第１シール材２０を介して間接的に又は直接に管板１２０の外表面１２２に接触することで、封止器具１が伝熱チューブ１０１から外れないようにするための部材である。すなわち、ブッシュ１０は、外表面１２２の外側に設けられて、管板１２０の穴１２２ａよりも大径に形成される。

【0035】

ブッシュ１０は貫通穴１１を有した筒状に形成されている。貫通穴１１は雄ネジ部６を挿入させるための穴である。なお、貫通穴１１の内周面にはネジ溝が形成されていない。貫通穴１１の径は、雄ネジ部６が挿入された状態で、雄ネジ部６の外周面と貫通穴１１の内周面とが接触するよう定められてもよいし、それら外周面と内周面との間に若干隙間を有するように定められてもよい。ブッシュ１０の軸線Ｌ５（貫通穴１１の中心軸線）方向における一方の端面１７は平坦面に形成されている。この端面１７は、図１の状態でナット１８側を向いた面であり、ナット１８が着座する着座面に設定される。すなわち、端面１７は、雄ネジ部６とナット１８との嵌合量を規定する面である。

【0036】

ブッシュ１０の軸線Ｌ５方向における端面１７と反対側の端部１８は、図１の状態で管板１２０の外表面１２２の方を向く。その端部１８には、軸線Ｌ５に平行な方向に突出する突出部１２が形成されている。突出部１２は、軸線Ｌ５周りの全周に亘って連続して形成されている。換言すれば、突出部１２は、軸線Ｌ５に直角な断面で見て、軸線Ｌ５を中心とした円を描くように形成される。この突出部１２は、図１の状態において、管板１２０の外表面１２２の外側から、管板１２０の外表面１２２の穴１２２ａ及び伝熱チューブ１０１の内側に入って、ボルト部４の凸部７との間で第２シール材２１を挟み込むための部分である。図１の状態では、突出部１２の先端１３側の一部がボルト部４の基部５の側面の外側を囲むとともに、突出部１２の先端１３が第２シール材２１に接触している。図１の状態において、突出部１２は、管板１２０の穴１２２ａの内周面に接触してもよいし、その内周面と突出部１２との間で若干隙間を有してもよい。このように、突出部１２は、軸線Ｌ５の方向における貫通穴１１の側への第２シール材２１の移動を規制する規制部として機能し、言い換えれば、第２シール材２１の位置を保持するシール保持部として機能する。

【0037】

また、端部１８の、突出部１２より径方向外側かつ突出部１２の隣りの位置に、凹部１４が形成されている。この凹部１４は、管板１２０の外表面１２２から突出するように形成された環状部１２２ａ（穴１２２ａを形成する部分）を入れるための部分である。凹部１４は、軸線Ｌ５周りの全周に亘って連続して形成されている。換言すれば、凹部１４は、軸線Ｌ５に直角な断面で見て、軸線Ｌ５を中心とした円を描くように形成される。

【0038】

さらに、端部１８は、凹部１４より径方向外側かつ凹部１４の隣りの位置に、外側部１５を有する。外側部１５は、軸線Ｌ５周りの全周に亘って連続して形成されている。換言すれば、外側部１５は、軸線Ｌ５に直角な断面で見て、軸線Ｌ５を中心とした円を描くように形成される。外側部１５は、図１の状態で、管板１２０の外表面１２２に形成された穴１２２ａよりも径方向外側に位置する。すなわち、外側部１５は、図１の状態で、外表面１２２の穴１２２ａの周りを全周に亘って囲むように設けられる。

【0039】

外側部１５は、外表面１２２との間で第１シール材２０を挟み込むための部分である。具体的には、外側部１５の、軸線Ｌ５方向における端面には凹部１６が形成されている。凹部１６は、軸線Ｌ５周りの全周に亘って連続して形成されている。換言すれば、凹部１６は、軸線Ｌ５に直角な断面で見て、軸線Ｌ５を中心とした円を描くように形成される。凹部１６は、第１シール材２０の軸方向における一部を入れて、第１シール材２０の位置を保持するための部分である。すなわち、凹部１６は第１シール材２０の位置を保持するシール保持部として機能する。

【0040】

ブッシュ１０は、高融点活性材料（タンタル（Ｔａ）、タンタル合金、ジルコニウム（Ｚｒ）、ジルコニウム合金、ニオブ（Ｎｂ）、ニオブ合金、チタン（Ｔｉ）、チタン合金など）で形成されている。なお、ブッシュ１０は、筒部３に比べて温度調整対象の流体（酸洗液）に接触する可能性が高い。そこで、ブッシュ１０は、高融点活性材料のうち、筒部３よりも耐酸性の高い材料（例えばタンタル）で形成されてよい。また、ブッシュ１０は、高融点活性材料のうち、ボルト部４又はナット１８と同一材料で形成されてもよいし、異なる材料で形成されてもよい。

【0041】

図４のナット１８は、封止器具１が伝熱チューブ１０１に取り付けられた状態（図１の状態）で、棒状部２の両端６（雄ネジ部）のそれぞれに設けられる。２つのナット１８は互いに同一形状かつ同一材料で形成されている。ナット１８は、ボルト部４（雄ネジ部６）に着脱可能である。具体的には、ナット１８は貫通穴１９を有した筒状に形成されている。この貫通穴１９の内周面にネジ溝が形成されている。なお、ナット１８は例えば六角ナットとしてよい（図４（ｂ）参照）。ナット１８は、図１に示すように、ブッシュ１０が装着された雄ネジ部６の、ブッシュ１０から突出した部分に螺合締結することで、管板１２０の外表面１２２との間でブッシュ１０を挟み込みための部材である。

【0042】

ナット１８は、高融点活性材料（タンタル（Ｔａ）、タンタル合金、ジルコニウム（Ｚｒ）、ジルコニウム合金、ニオブ（Ｎｂ）、ニオブ合金、チタン（Ｔｉ）、チタン合金など）で形成されている。なお、ナット１８は、筒部３に比べて温度調整対象の流体（酸洗液）に接触する可能性が高い。そこで、ナット１８は、高融点活性材料のうち、筒部３よりも耐酸性の高い材料（例えばタンタル）で形成されてよい。また、ナット１８は、高融点活性材料のうち、ボルト部４又はブッシュ１０と同一材料で形成されてもよいし、異なる材料で形成されてもよい。なお、ナット１８が本発明の雌ネジ部に相当する。また、ブッシュ１０及びナット１８が本発明の閉塞部に相当する。ブッシュ１０が閉塞部の本体部に相当する。

【0043】

図５の第１シール材２０は、欠陥を有した伝熱チューブ１０１内に温度調整対象の流体が入らないよう、伝熱チューブ１０１の出入口１０３、１０４を封止するための部材である。具体的には、図１に示すように、第１シール材２０は、ブッシュ１０に形成された凹部１４に第１シール材２０の一部が嵌められて、ブッシュ１０の外側部１５と、管板１２０の外表面１２２との間に挟み込まれた状態に設けられる。このように、第１シール材２０は、ブッシュ１０と外表面１２２との間を封止するためのシール部であり、換言すれば、外表面１２２の穴１２２ａの周囲を取り囲むように封止するシール部である。

【0044】

第１シール材２０は、封止器具１が伝熱チューブ１０１に取り付けられた状態（図１の状態）で、伝熱チューブ１０１の入口１０３側と出口１０４側のそれぞれに１個ずつ設けられる。２つの第１シール材２０は互いに同一形状かつ同一材料で形成されている。

【0045】

第１シール材２０は、図６の第２シール材２１よりも大径の環状に形成されている。なお、図５では、第１シール材２０の断面が四角形の例（つまり、第１シール材２０が角リングの例）を示しているが、断面が円形のＯリングであってもよい。

【0046】

また、第１シール材２０は、例えばエラストマー（弾性体、ゴム）で形成されている。具体的には、第１シール材２０は、耐熱性及び耐腐食性（耐薬品性、耐酸性）の高い材料で形成されており、例えば、パーフロロエラストマーと分類される高分子材料であるカルレッツ（登録商標）で形成されている。カルレッツ（登録商標）（パーフロロエラストマー）は、主鎖部（ＴＦＥ：テトラフルオロエチレン）、枝分れ部（ＰＭＶＥ：パーフロロメチルビニルエーテル）、及び架橋部から成るフッ素系高分子である。なお、一般的なシール材の材料としては、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、シリコンゴム、ニトリルゴム、フッ素ゴム、フッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン等）などがある。熱交換器１００の使用環境に耐えることができるのであれば、第１シール材２０は、パーフロロエラストマー以外の材料で形成されてもよい。なお、第１シール材２０が本発明のシール部及び外側シール部に相当する。

【0047】

図６の第２シール材２１は、欠陥を有した伝熱チューブ１０１内に温度調整対象の流体が入らないよう、伝熱チューブ１０１の出入口１０３、１０４を封止するための部材である。具体的には、図１に示すように、第２シール材２１は、ボルト部４の基部５の外側に嵌めこまれて、伝熱チューブ１０１の内側において、基部５の凸部７と、ブッシュ１０の突出部１２との間に挟み込まれた状態に設けられる。また、第２シール材２１は、図１の状態で、伝熱チューブ１０１の内周面と棒状部２の側面（ボルト部４の基部５の側面）との間に設けられる。このとき、第２シール材２１は、伝熱チューブ１０１の内周面と棒状部２の側面のそれぞれに接触している。このように、第２シール材２１は、ブッシュ１０（突出部１２）とボルト部４の基部５（凸部７）との間、及び、伝熱チューブ１０１の内周面と棒状部２の側面（基部５の側面）との間を封止するシール部である。

【0048】

第２シール材２１は、封止器具１が伝熱チューブ１０１に取り付けられた状態（図１の状態）で、伝熱チューブ１０１の入口１０３側と出口１０４側のそれぞれに２個ずつ設けられる。合計４つの第２シール材２１は互いに同一形状かつ同一材料で形成されている。なお、本実施形態では、片側に２個の第２シール材２１が設けられる例を示したが、所望のシール性能を確保できるのであれば、片側に１個の第２シール材２１が設けられてもよい。また、片側に３個以上の第２シール材２１が設けられてもよい。

【0049】

第２シール材２１は、図５の第１シール材２０よりも小径の環状に形成されている。なお、図６では、第２シール材２１の断面が円形の例（つまり、第２シール材２１がＯリングの例）を示しているが、断面が四角形の角リングであってもよい。

【0050】

また、第２シール材２１は、第１シール材２０と同様に、例えばエラストマー（弾性体、ゴム）で形成されている。具体的には、第２シール材２１は、耐熱性及び耐腐食性（耐薬品性、耐酸性）の高い材料で形成されており、例えば、上述のカルレッツ（登録商標）で形成されている。なお、第２シール材２１は第１シール材２０と同じ材料で形成されてもよいし、異なる材料で形成されてもよい。また、熱交換器１００の使用環境に耐えることができるのであれば、第２シール材２１は、パーフロロエラストマー以外の材料で形成されてもよい。なお、第２シール材２１が本発明のシール部及び内側シール部に相当する。

【0051】

上述の構成を有する封止器具１は、欠陥を有した伝熱チューブ１０１に取り付けられるように用いられる。例えば、温度調整対象の流体中に石等の異物が混入した場合には、この異物により、伝熱チューブ１０１に穴又は傷等の欠陥部１０５（図１、図９参照）が形成されることがある。また、熱交換器１００は稼働時には高温になる一方で停止時には低温となる。熱交換器１００の稼働と停止が繰り返されることによる温度変化によって、熱交換器１００の各部（伝熱チューブ１０１及びそれを支持する管板１２０など）に熱応力が発生する。この熱応力により、伝熱チューブ１０１と管板１２０との溶接部１２３（図９参照）が切断されたり、伝熱チューブ１０１の側面に欠陥部１０５（図９参照）が発生したりすることがある。特に、伝熱チューブ１０１が上記高融点活性材料で形成され、管板１２０が高融点活性材料以外の材料（ステンレス鋼など）で形成される場合には、伝熱チューブ１０１の材料と管板１２０の材料との線膨張係数が異なることで、伝熱チューブ１０１に大きな応力が加わることがある。さらに、熱交換器１００のメンテナンス時や稼働中に、伝熱チューブ１０１に物や内容物がぶつかってしまうと、伝熱チューブ１０１が変形してしまうこともある。

【0052】

伝熱チューブ１０１は、管板１２０に溶接されており、また、伝熱チューブ１０１の材料と管板１２０の材料との線膨張係数の違いにより、伝熱チューブ１０１は管板１２０の穴１２１ａ、１２２ａの内周面に強く固着しているので、伝熱チューブ１０１に欠陥が生じたとしても簡単には取り外しができない。

【0053】

このような場合に、欠陥を有した伝熱チューブ１０１に封止器具１が図１のように取り付けられる。なお、欠陥を有しない伝熱チューブ１０１には封止器具１は取り付けられない。

【0054】

以下、封止器具１を伝熱チューブ１０１に取り付ける手順の一例を説明する。なお、封止器具１を伝熱チューブ１０１に取り付ける前に予め、伝熱チューブ１０１の両端を支持する各管板１２０の外表面１２２を露出させておく。先ず、図２の棒状部２の両端４（ボルト部）のそれぞれに図６の第２シール材２１を装着させる。本実施形態では、各ボルト部４にそれぞれ２個の第２シール材２１を装着させる。このとき、第２シール材２１を、ボルト部４の基部５の外側に装着させる。第２シール材２１は、基部５の凸部７及び外周側面８に支持される。

【0055】

次に、第２シール材２１が装着された棒状部２を、封止対象の伝熱チューブ１０１の内側に挿入する。このとき、棒状部２を、伝熱チューブ１０１の入口１０３側から挿入してもよいし、出口１０４側から挿入してもよい。そして、棒状部２の両側の雄ネジ部６を、管板１２０の外表面１２２の穴１２２ａ（言い換えれば、伝熱チューブ１０１の出入口１０３、１０４）から外側に突出させる。

【0056】

なお、上記では、棒状部２を伝熱チューブ１０１に挿入する前に予め棒状部２に第２シール材２１を装着させていた。これに代えて、棒状部２を伝熱チューブ１０１に挿入した後に、第２シール材２１を棒状部２の基部５の外側に装着させてもよい。

【0057】

次に、図３のブッシュ１０の凹部１６に図５の第１シール材２０を嵌める（装着させる）。そして、伝熱チューブ１０１に挿入された棒状部２の各雄ネジ部６に、第１シール材２０が装着されたブッシュ１０を挿入する。その後、ブッシュ１０の貫通穴１１から突出した雄ネジ部６に、図４のナット１８を締結させる。これにより、図１に示すように、管板１２０の外側の穴１２２ａ及び伝熱チューブ１０１の出入口１０３、１０４は管板１２０の外表面１２２の外側からブッシュで塞がれる。加えて、第１シール材２０は、ブッシュ１０と管板１２０の外表面１２２との間に挟みこまれる。さらに、第２シール材２１は、基部５の凸部７とブッシュ１０の突出部１２との間に挟み込まれる。以上により、封止器具１が伝熱チューブ１０１に取り付けられた状態（図１の状態）となる。

【0058】

なお、上記では、棒状部２を伝熱チューブ１０１に挿入した後に、棒状部２の両端６のそれぞれに第１シール材２０、ブッシュ１０及びナット１８を装着させた例を示した。これに代えて、棒状部２を伝熱チューブ１０１に挿入する前に予め、棒状部２の片方の端部６（雄ネジ部）のみに、第１シール材２０、ブッシュ１０及びナット１８を装着させておく。その後、この棒状部２を、第１シール材２０、ブッシュ１０及びナット１８が装着されていない側から、伝熱チューブ１０１に挿入して、第１シール材２０、ブッシュ１０及びナット１８が装着されていない方の雄ネジ部６を管板１２０の穴１２２ａから突出させる。その後、この雄ネジ部６に、第１シール材２０、ブッシュ１０及びナット１８を装着させてもよい。

【0059】

以下、本実施形態の効果を説明する。本実施形態によれば、伝熱チューブ１０１に欠陥が発生した場合に、その伝熱チューブ１０１を熱交換器１００から取り外さなくてもその伝熱チューブ１０１を封止器具１で封止できる。これにより、熱交換器１００を修理工場に持ち込まなくても、熱交換器１００の稼働を続けることができる。また、熱交換器１００の稼働中に、欠陥の伝熱チューブ１０１に、温度調整対象の流体が入ってしまうのを抑制でき、ひいては、欠陥の伝熱チューブ１０１から外側に流体が漏れてしまうのを抑制できる。伝熱チューブ１０１への封止器具１の取り付けは雄ネジ部６とナット１８との螺合により行われるので、熱交換器１００が設置された現場で簡単に封止器具１の取り付け（欠陥の伝熱チューブを封止する処置）を行うことができる。

【0060】

また、伝熱チューブ１０１の内周面と棒状部２の間には第２シール材２１が設けられるので、仮に、雄ネジ部６と、ナット１８の貫通穴１９又はブッシュ１０の貫通穴１１との隙間を流体が通過したとしても、第２シール材２１により、筒部３側へのこの流体の進入を抑制できる。

【0061】

また、ブッシュ１０と管板１２０の外表面１２２との間には第１シール材２０が設けられるので、ブッシュ１０と外表面１２２との間から流体が進入するのを抑制できる。また、伝熱チューブ１０１と管板１２０との溶接部１２３は、第１シール材２０と第２シール材２１の間の経路に位置するので、溶接部１２３が破損している場合であっても、この溶接部１２３から流体がハウジング１１０内に進入するのを抑制できる。

【0062】

また、棒状部２（筒部３、ボルト部４）、ブッシュ１０及びナット１８は高融点活性材料で形成されるので、封止器具１が取り付けられた状態で熱交換器１００を稼働させたとしても、棒状部２、ブッシュ１０及びナット１８が、高温、高濃度の酸（流体）で劣化するのを抑制できる。また、第１シール材２０及び第２シール材２１は例えばカルレッツ（登録商標）で形成されるので、封止器具１が取り付けられた状態で熱交換器１００を稼働させたとしても、第１シール材２０及び第２シール材２１が高温、高濃度の酸（流体）で劣化するのを抑制できる。

【0063】

また、棒状部２はボルト部４以外の部分３は筒状に形成されるので、封止器具１の重量及びコストを抑えることができる。

【0064】

また、ブッシュ１０は、管板１２０の外側に設けられ、かつ、管板１２０の穴１２２ａより大径に形成されるので、封止器具１が伝熱チューブ１０１から外れてしまうのを抑制できる。

【0065】

なお、本発明は上記実施形態に限定されず種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、棒状部の両端のそれぞれに設けられる２つの閉塞部（ブッシュ、ナット）が共に棒状部に着脱可能な例を示した。これに代えて、一方の閉塞部は棒状部に着脱可能に設けられ、他方の閉塞部は棒状部に着脱不可能（つまり棒状部と一体）に設けられてもよい。これによれば、先ず、着脱可能な方の閉塞部を棒状部から取り外した状態で、棒状部を伝熱チューブに挿入する。その後、この閉塞部を管板外表面の外側から棒状部に装着させることで、伝熱チューブの出入口の両方を、管板外表面の外側から閉塞部で塞いだ状態にできる。

【0066】

また、上記実施形態では、棒状部の棒状本体（棒状部のボルト部以外の部分）が中空の棒状（筒状）に形成された例を示した。これに代えて、棒状本体が中実の棒状に形成されてもよい。この場合、中実の棒状本体とその端部の雄ネジ部とが同一材料で一体に形成されてよい。これによれば、棒状本体と雄ネジ部との接合部（溶接部）を無くすことができる。

【0067】

また、上記実施形態では、棒状部の端部が雄ネジ部、閉塞部が雌ネジ部で構成された例を示した。これに代えて、棒状部の端部が雌ネジ部、閉塞部が雄ネジ部で構成されてもよい。

【符号の説明】

【0068】

１ 伝熱チューブ用封止器具
２ 棒状部
３ 筒部（棒状本体）
４ ボルト部（取付部）
５ ボルト部の基部
６ 雄ネジ部
１０ ブッシュ（閉塞部の本体部）
１８ ナット（雌ネジ部）
２０ 第１シール材（外側シール部）
２１ 第２シール材（内側シール部）
１００ 熱交換器
１０１ 伝熱チューブ
１１０ ハウジング
１２０ 管板
１２２ 管板の外表面
１２２ａ 管板外表面の穴

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【手続補正書】

【提出日】2023-03-20

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

温度調整対象の流体を流して、前記流体へ伝熱させるための複数の伝熱チューブと、
各々の前記伝熱チューブの端部が挿入される前記伝熱チューブごとの穴が形成された外表面を有する管板とを備える熱交換器に適用され、
前記伝熱チューブ内に挿入される棒状部と、
前記棒状部の両端のそれぞれに設けられて、前記外表面の外側から前記伝熱チューブの出入口を塞ぐ閉塞部と、
前記閉塞部との間で前記伝熱チューブを封止するシール部とを備え、
少なくとも一方の前記閉塞部は前記棒状部に着脱可能であり、
前記棒状部の端部は、前記伝熱チューブに挿入されたときに前記外表面の前記穴から外側に突出するとともに、外周にネジ山が形成された雄ネジ部であり、
前記閉塞部は、
前記雄ネジ部が挿入される貫通穴が形成されて、前記シール部の位置を保持するシール保持部を有した本体部と、
前記本体部の前記貫通穴から突出した前記雄ネジ部に締結する雌ネジ部とを備え、
前記シール部は、
前記閉塞部と前記外表面との間に設けられる外側シール部と、
前記閉塞部と前記棒状部との間で前記伝熱チューブの内周面に接触するように設けられる内側シール部とを含み、
前記棒状部は、前記内側シール部を着座させる着座部を有し、
前記貫通穴の内周面はネジ溝が形成されておらず、
前記本体部は、
前記管板の前記穴及び前記伝熱チューブの内側に入って、前記着座部との間で前記内側シール部を挟み込む前記シール保持部としての突出部と、
前記突出部よりも径方向外側の位置において前記外表面の前記穴の周りを全周に亘って囲むように設けられ、前記外表面との間で前記外側シール部を挟み込む外側部とを有する、
熱交換器の伝熱チューブ用封止器具。

【請求項2】

前記棒状部は、棒状本体と、前記棒状本体の端部に接続された、前記閉塞部が取り付けられる、前記雄ネジ部を有する取付部とを備え、
タンタル、タンタル合金、ジルコニウム、ジルコニウム合金、ニオブ、ニオブ合金、チタン、チタン合金、モリブデン、モリブデン合金、タングステン、又はタングステン合金を高融点活性材料として、
前記流体は酸洗液であり、
前記棒状本体、前記取付部、前記本体部、及び前記雌ネジ部は、前記高融点活性材料で形成される請求項１に記載の熱交換器の伝熱チューブ用封止器具。

【請求項3】

前記取付部、前記本体部、及び前記雌ネジ部は、前記棒状本体よりも耐酸性の高い材料で形成される請求項２に記載の熱交換器の伝熱チューブ用封止器具。

【請求項4】

前記棒状本体、前記取付部、前記本体部、及び前記雌ネジ部は同一材料で形成される請求項２に記載の熱交換器の伝熱チューブ用封止器具。

【請求項5】

前記棒状本体は管状であり、
前記棒状本体と前記取付部とは溶接される請求項２～４のいずれか１項に記載の熱交換器の伝熱チューブ用封止器具。

【請求項6】

前記棒状本体の長さは、前記伝熱チューブ内に前記棒状本体が挿入されたときに、前記棒状本体の端部が前記管板内に位置するように定められる請求項２～５のいずれか１項に記載の熱交換器の伝熱チューブ用封止器具。

【請求項7】

前記本体部の、前記貫通穴の中心軸線の方向における前記突出部が設けられる側の端部は、前記本体部の径方向における前記突出部と前記外側部の間に凹部を有し、
前記凹部は、前記中心軸線周りの全周に亘って連続して形成される請求項１～６のいずれか１項に記載の熱交換器の伝熱チューブ用封止器具。

【請求項8】

前記外側シール部及び前記内側シール部はパーフロロエラストマーで形成される請求項１～７のいずれか１項に記載の熱交換器の伝熱チューブ用封止器具。

【手続補正書】

【提出日】2023-08-30

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

温度調整対象の流体を流して、前記流体へ伝熱させるための複数の伝熱チューブと、
各々の前記伝熱チューブの端部が挿入される前記伝熱チューブごとの穴が形成された外表面を有する管板とを備える熱交換器に適用され、
前記伝熱チューブ内に挿入される棒状部と、
前記棒状部の両端のそれぞれに設けられて、前記外表面の外側から前記伝熱チューブの出入口を塞ぐ閉塞部と、
前記閉塞部との間で前記伝熱チューブを封止するシール部とを備え、
少なくとも一方の前記閉塞部は前記棒状部に着脱可能であり、
前記棒状部の端部は、前記伝熱チューブに挿入されたときに前記外表面の前記穴から外側に突出するとともに、外周にネジ山が形成された雄ネジ部であり、
前記閉塞部は、
前記雄ネジ部が挿入される貫通穴が形成されて、前記シール部の位置を保持するシール保持部を有した本体部と、
前記本体部の前記貫通穴から突出した前記雄ネジ部に締結する雌ネジ部とを備え、
前記シール部は、
前記閉塞部と前記外表面との間に設けられる外側シール部と、
前記閉塞部と前記棒状部との間で前記伝熱チューブの内周面に接触するように設けられる内側シール部とを含み、
前記棒状部は、前記内側シール部を着座させる着座部を有し、
前記貫通穴の内周面はネジ溝が形成されておらず、
前記本体部は、
前記管板の前記穴及び前記伝熱チューブの内側に入って、前記着座部との間で前記内側シール部を挟み込む前記シール保持部としての突出部と、
前記突出部と一体に形成され、前記突出部よりも径方向外側の位置において前記外表面の前記穴の周りを全周に亘って囲むように設けられ、前記外表面との間で前記外側シール部を挟み込む外側部とを有し、
前記棒状部は、棒状本体と、前記棒状本体の端部に接続された、前記閉塞部が取り付けられる、前記雄ネジ部を有する取付部とを備え、
タンタル、タンタル合金、ジルコニウム、ジルコニウム合金、ニオブ、ニオブ合金、チタン、チタン合金、モリブデン、モリブデン合金、タングステン、又はタングステン合金を高融点活性材料として、
前記流体は酸洗液であり、
前記棒状本体は、前記高融点活性材料で形成され、
前記取付部、前記本体部、及び前記雌ネジ部は、前記高融点活性材料のうちのタンタル、タンタル合金、ニオブ又はニオブ合金で形成され、
前記外側シール部はパーフロロエラストマーで形成され、
前記内側シール部は、パーフロロエラストマーで形成されたＯリングである、
熱交換器の伝熱チューブ用封止器具。

【請求項2】

前記取付部、前記本体部、及び前記雌ネジ部は、前記棒状本体よりも耐酸性の高い材料で形成される請求項１に記載の熱交換器の伝熱チューブ用封止器具。

【請求項3】

前記棒状本体、前記取付部、前記本体部、及び前記雌ネジ部は同一材料で形成される請求項１に記載の熱交換器の伝熱チューブ用封止器具。

【請求項4】

前記棒状本体は管状であり、
前記棒状本体と前記取付部とは溶接される請求項１～３のいずれか１項に記載の熱交換器の伝熱チューブ用封止器具。

【請求項5】

前記棒状本体の長さは、前記伝熱チューブ内に前記棒状本体が挿入されたときに、前記棒状本体の、前記取付部との溶接部が前記管板内に位置するように定められる請求項４に記載の熱交換器の伝熱チューブ用封止器具。

【請求項6】

前記本体部の、前記貫通穴の中心軸線の方向における前記突出部が設けられる側の端部は、前記本体部の径方向における前記突出部と前記外側部の間に凹部を有し、
前記凹部は、前記中心軸線周りの全周に亘って連続して形成される請求項１～５のいずれか１項に記載の熱交換器の伝熱チューブ用封止器具。