JP2023137365A - Sealing device for heat transfer tube of heat exchanger - Google Patents

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Abstract

To provide a sealing device for a heat transfer tube which can easily seal a defective heat transfer tube when a defect occurs in a part of heat transfer tubes in a heat exchanger including the multiple heat transfer tubes.SOLUTION: A sealing device 1 for a heat transfer tube includes: a rod-like part 2 inserted into a heat transfer tube 101; a bush 10 and a nut 18 attached to both ends 6 of the rod-like part 2; and a first seal material 20 and a second seal material 21 for sealing an inlet 103 and an outlet 104 of the heat transfer tube 101. The bush 10 is attached to a male screw part 6 provided at an end of the rod-like part 2 and closes the inlet 103 and the outlet 104 of the heat transfer tube 101 from the outer side of a pipe plate 120 supporting the heat transfer tube 101. The nut 18 is threadedly engaged with the male screw part 6 to be fastened thereto. The first seal material 20 is provided so as to be sandwiched between the bush 10 and the pipe plate 120 and enclose a hole 122a of the pipe plate 120. The second seal material 21 is provided between an inner peripheral surface of the heat transfer tube 101 and the rod-like part 2.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

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。 The present invention relates to a heat exchanger equipped with a plurality of heat transfer tubes.

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。 BACKGROUND ART Shell-and-tube heat exchangers have been known that are provided with a plurality of heat transfer tubes for flowing a fluid whose temperature is to be adjusted and transferring heat to the fluid (for example, see Patent Document 1). Tube sheets are provided at both ends of the heat transfer tubes, and the ends of the heat transfer tubes are supported so as to be inserted into holes for each heat transfer tube formed in the tube sheet. Furthermore, Patent Document 1 discloses that a heat exchanger that adjusts the temperature of the pickling solution in the pickling process line is made of a high melting point active material (such as titanium, zirconium, niobium, tantalum, etc.) that comes into contact with the pickling solution. It is described that it is composed of metals or alloys thereof.

実開平4-129695号公報Utility Model Publication No. 4-129695

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。 In this type of heat exchanger, heat transfer tubes or Damage such as surface defects and through holes may occur at the welded portion between the heat transfer tube and the tube sheet. Furthermore, if an object hits the heat transfer tube during maintenance, the heat transfer tube may become deformed.

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。 In such cases, measures are required to prevent fluid from leaking from the defective heat transfer tube. However, the heat transfer tube is welded to the tube plate and cannot be easily removed. In addition, if the heat transfer tube and tube sheet are made of a high melting point active material (tantalum, tantalum alloy, niobium, niobium alloy, zirconium, zirconium alloy, titanium, titanium alloy, etc.), the gas Shielding with inert gas when performing shielded arc welding is difficult on site. Therefore, in the past, the heat exchanger was removed from the installation site and brought to a repair shop, and the defective heat transfer tube was replaced with a new heat transfer tube at the repair shop, or the defective heat transfer tube was repaired by welding. Measures were taken such as:

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。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a method to prevent fluid from leaking from the defective heat transfer tube without having to take the defective heat transfer tube to a repair shop when a defect occurs in some of the heat transfer tubes. The objective is to provide an invention that can be easily carried out in the field.

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。
In order to solve the above problems, the sealing device for heat transfer tubes of a heat exchanger of the present invention has the following features:
a plurality of heat transfer tubes for flowing a fluid whose temperature is to be adjusted and transferring heat to the fluid;
applied to a heat exchanger comprising a tube sheet having an outer surface formed with a hole for each heat transfer tube into which an end of each heat transfer tube is inserted;
a rod-shaped part inserted into the heat transfer tube;
a closing part that is provided at each end of the rod-shaped part and closes the entrance and exit of the heat transfer tube from outside the outer surface;
a sealing part that seals the heat transfer tube between the closing part,
At least one of the closing parts is removable from the rod-shaped part.

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。 According to the sealing device for heat transfer tubes of a heat exchanger of the present invention, since the heat transfer tube can be sealed by the closing part and the sealing part, it is possible to suppress fluid from entering the heat transfer tube, and as a result, heat transfer Fluid can be prevented from leaking from the tube. Furthermore, since at least one of the closing portions provided at each of both ends of the rod-shaped portion is removable from the rod-shaped portion, the rod-shaped portion can be inserted into the target heat transfer tube with the closing portion removed from the rod-shaped portion. Thereafter, by attaching a closing part to the rod-shaped part inserted into the heat transfer tube, the closing part can block the entrance and exit of the heat transfer tube from outside the outer surface of the tube sheet, and the position of the sealing part can be changed. It can be kept in a retained state. Further, by providing the closing portion on the outside of the tube sheet, it is possible to suppress the heat transfer tube sealing device from coming off from the heat transfer tube. Based on the above, when a defect occurs in some heat transfer tubes, measures can be taken to prevent fluid leakage from the defective heat transfer tubes (specifically, measures to seal the heat transfer tubes) without having to take the tubes to a repair shop. ) can be easily performed at the installation site. Note that the term "rod-shaped" in the "rod-shaped part" of the present invention includes both hollow rods (ie, tubes, tubes) and solid rods.

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。It is a sectional view of a state where a heat transfer tube sealing device is attached to a heat transfer tube. 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。It is a sectional view of the rod-like part which constitutes a part of sealing device for heat exchanger tubes. 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。It is a sectional view of the bush which constitutes a part of sealing instrument for heat exchanger tubes. 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。They are a sectional view ((a) in the same figure) and a plan view ((b) in the same figure) of a nut that constitutes a part of the sealing device for a heat transfer tube. 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。It is a sectional view of the 1st sealing material which constitutes a part of sealing device for heat transfer tubes. 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。It is a sectional view of the 2nd sealing material which constitutes a part of sealing device for heat transfer tubes. 熱交換器の断面図である。It is a sectional view of a heat exchanger. 熱交換器の管板の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a tube sheet of a heat exchanger. 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。FIG. 2 is a cross-sectional view of the heat transfer tube of the heat exchanger and the tube plate supporting the end portion thereof, showing a state in which a heat transfer tube sealing device is not attached. 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。FIG. 3 is a cross-sectional view of a heat transfer tube of a heat exchanger and a tube sheet that supports the end portion thereof, showing a modification of the outer surface of the tube sheet.

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。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a state in which a heat transfer tube sealing device of this embodiment is attached to a heat transfer tube of a heat exchanger. Further, FIGS. 2 to 6 show each component constituting the heat transfer tube sealing device. Further, FIGS. 7 to 9 show a heat exchanger to which a heat transfer tube sealing device is attached. First, the heat exchanger will be explained with reference to FIGS. 7 to 9.

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。 The heat exchanger 100 in FIG. 7 is configured as a shell-and-tube heat exchanger including a plurality of heat transfer tubes 101. The heat exchanger 100 is used in a pickling process line that uses a pickling solution such as high temperature and high concentration hydrochloric acid or sulfuric acid for descaling hot rolled steel strips, cold rolled steel sheets, stainless steel strips, etc. It is used to adjust the temperature of the washing liquid (for example, to about 70 to 120°C).

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。 The heat exchanger 100 includes a plurality of heat transfer tubes 101, a housing 110, and a tube plate 120. Each heat transfer tube 101 is a tube through which a fluid whose temperature is to be adjusted flows to conduct heat between the outside (heating medium or refrigerant) and the fluid. Note that the fluid whose temperature is to be adjusted is, for example, the above-mentioned pickling liquid (hydrochloric acid, sulfuric acid, etc.). Each heat transfer tube 101 is formed into a straight tube shape (in other words, a cylindrical shape). Further, each heat transfer tube 101 has the same shape (same length and same diameter) and is made of the same material. Furthermore, in order to reduce the cost of the heat exchanger 100, the thickness of the heat transfer tube 101 may be, for example, 1 mm or less.

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)。 Further, the plurality of heat transfer tubes 101 are provided in the housing 110 in parallel to each other at intervals in a direction perpendicular to the axis L2 of the heat transfer tubes 101. Both ends 102 of each heat transfer tube 101 are supported by a tube plate 120. Specifically, each end portion 102 is supported by the tube sheet 120 by being inserted into through holes 121a and 122a (see FIGS. 8 and 9) formed in the tube sheet 120. The outer peripheral surface of the end portion 102 is in contact with the inner peripheral surface of the through holes 121a and 122a. Further, the outer periphery of the openings 103 and 104 located at the tip of the end portion 102 and the outer periphery of the hole 122a formed in the sheet surface 122, which is the outer surface of the tube sheet 120, are fixed by welding 123 (Fig. 9).

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)。 One opening 103 formed at the tip of the heat transfer tube 101 in the direction of the axis L2 (the opening on the left side in the paper plane of FIGS. 7 and 9) is defined as the inlet of the fluid (the fluid before temperature adjustment) to the heat transfer tube 101. It will be done. The position of the inlet 103 in the direction of the axis L2 of the heat transfer tubes 101 is set at the same position among the plurality of heat transfer tubes 101. Further, the inlet 103 is located on the sheet surface 122, which is the outer surface of the tube sheet 120 (see FIGS. 7 and 9). The other opening 104 of the heat transfer tube 101 is defined as an outlet of the fluid (temperature-adjusted fluid) from the heat transfer tube 101 . The position of the outlet 104 in the direction of the axis L2 of the heat transfer tubes 101 is set at the same position among the plurality of heat transfer tubes 101. Further, the outlet 104 is located on the sheet surface 122 of the tube sheet 120 opposite to the tube sheet 120 that supports the inlet 103 (see FIGS. 7 and 9).

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。 The heat transfer tube 101 is made of a material (specifically, for example, metal) that allows heat to be transferred between the heat medium or coolant supplied into the housing 110 and the fluid flowing inside the heat transfer tube 101. Note that the heat medium or the coolant may be, for example, gas (high temperature steam or cold air) or liquid. Further, the heat transfer tube 101 is made of, for example, a material that is resistant to high temperature and high concentration acid (acid-resistant and heat-resistant material), and specifically, made of, for example, a high melting point active material. High melting point active materials are, for example, tantalum (Ta), tantalum alloys, zirconium (Zr), zirconium alloys, niobium (Nb), niobium alloys, titanium (Ti), titanium alloys. Among tantalum, zirconium, niobium, and titanium, tantalum has the most acid resistance and heat resistance. Further, among tantalum, zirconium, niobium, and titanium, titanium is the cheapest, but it is inferior in acid resistance or heat resistance compared to tantalum, zirconium, and niobium. In addition to the above materials such as tantalum, examples of high melting point active materials include molybdenum, molybdenum alloys, tungsten, and tungsten alloys.

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。 The housing 110 is formed into a shape that accommodates each heat transfer tube 101 inside and has a space 111 into which a heat medium or a coolant is supplied. In this embodiment, the housing 110 is formed into a tubular shape with a central axis L1 (see FIG. 7) parallel to the axis L2 of the heat transfer tube 101. The housing 110 includes an introduction part 112 that introduces a heat medium or a coolant into an inner space 111, and a discharge part 113 that discharges a heat medium or a coolant from the inner space 111. The introduction part 112 and the discharge part 113 are provided so as to introduce or discharge the heat medium or the coolant from a direction (radial direction) perpendicular to the central axis L1 of the housing 110. Furthermore, the introduction section 112 and the discharge section 113 are located on opposite sides of each other in the direction of the central axis L1. That is, the introduction part 112 is provided at a position closer to one of the two tube sheets 120 (the right tube sheet 120 in the paper of FIG. 7). On the other hand, the discharge section 113 is provided at a position closer to the other tube sheet 120 (the tube sheet 120 on the left side in the paper of FIG. 7). The outlet 104 of the heat transfer tube 101 is provided at a position closer to the introduction part 112 than the discharge part 113. The inlet 103 of the heat transfer tube 101 is provided at a position closer to the discharge part 113 than the inlet 112. That is, the flow direction of the heat medium or the coolant in the inner space 111 is set to be opposite to the flow direction of the fluid to be temperature adjusted flowing in the heat transfer tube 101.

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。 Moreover, the introduction part 112 and the discharge part 113 are located on opposite sides to each other in the direction perpendicular to the central axis L1. The introduction part 112 is located on the upper side in the paper of FIG. 7, whereas the discharge part 113 is located on the lower side.

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。 The housing 110 is made of a heat-resistant material, for example, a metal such as stainless steel or copper. Note that since it is not assumed that the housing 110 will come into contact with a pickling solution such as high temperature and high concentration hydrochloric acid or sulfuric acid, the housing 101 may be formed of a material that is less acid resistant than the heat transfer tube 101.

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。 The tube plate 120 is provided at each of both ends of the housing 110 in the direction of the central axis L1 so as to close the ends. Each tubesheet 120 supports the end 102 of each heat transfer tube 101, as described above. The tube sheet 120 includes a tube sheet main body 121 and an outer surface portion 122, as shown in FIGS. 8 and 9. The tubesheet body 121 closes the end of the housing 110 and supports the outer surface 122. Specifically, the tube plate main body 121 is formed into a disk shape with a diameter larger than the outer diameter of the housing 110. The radial center of the tube plate body 121 is located on the central axis L1 of the housing 110. The thickness of the tube plate main body 121 (the plate thickness in the direction parallel to the central axis L1 of the housing 110) is larger than the outer surface portion 122. Further, the tube plate main body 121 has a projecting portion projecting outward in the radial direction with respect to the housing 110.

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。 The tube plate body 121 is formed with through holes 121a into which each heat transfer tube 101 is inserted. Since it is not assumed that the fluid (pickling liquid) whose temperature is to be adjusted comes into contact with the tube sheet body 121, the tube sheet body 121 is formed of a material with lower acid resistance than the outer surface portion 122 and the heat transfer tubes 101. It's fine. Specifically, for example, the tube plate body 121 is formed of metal such as stainless steel or copper.

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。 The outer surface portion 122 is a member that forms the outer surface (sheet surface) of the tube sheet 120. The outer surface portion 122 is formed into a disk shape with a thickness smaller than that of the tube plate body 121 and a diameter smaller than that of the tube plate body 121. The outer surface portion 122 is fixed to the surface of the tube sheet body 121. At this time, the center of the outer surface portion 122 and the center of the tube plate body 121 are aligned.

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。 A through hole 122 a for each heat transfer tube 101 is formed in the outer surface portion 122 . As shown in FIG. 9, this hole 122a is provided so as to protrude outward in a direction parallel to the axis L2 of the heat transfer tube 101 or the central axis L1 of the housing 110. Note that, like the tube sheet outer surface section 130 of the modified example of FIG. 10, the tube sheet outer surface section 130 may be configured to be flat without the through holes 131 of each heat transfer tube 101 protruding outward. Although the tubesheet outer surface section 122 of FIG. 9 will be described below, the following description also applies to the outer surface section 130 of FIG. 10. The center axis of the hole 122a in the outer surface portion 122 and the center axis of the through hole 121a in the tube plate body 121 are aligned. Further, the diameter of the hole 122a is the same as the diameter of the through hole 121a of the tube plate body 121. The end portion 102 of the heat transfer tube 101 is inserted into each hole 122a. As described above, the welding part 23 for fixing the outer periphery of the inlet/outlet ports 103 and 104 of the heat transfer tube 101 is provided at the outer periphery of the tip of the hole 122a.

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。 A fluid whose temperature is to be adjusted (pickling liquid) comes into contact with the outer surface portion 122 . Therefore, like the heat transfer tube 101, the outer surface portion 122 is made of an acid-resistant and heat-resistant material. Specifically, it is formed of the above-mentioned high melting point active material (tantalum (Ta), tantalum alloy, zirconium (Zr), zirconium alloy, niobium (Nb), niobium alloy, titanium (Ti), titanium alloy, etc.). More specifically, the outer surface portion 122 is formed of the same material as the heat transfer tube 101, which is a high melting point active material. Further, the outer surface portion 122 may be formed of a material having higher acid resistance than the tube sheet main body 121.

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。 The heat exchanger 100 having the above-described configuration may be provided so that the center axis L1 of the housing 110 is oriented in the vertical direction, or may be provided so that the center axis L1 is oriented in the horizontal direction. In the heat exchanger 100, a fluid is introduced into each heat transfer tube 101 from the left side in FIG. 7, and a heat medium and a refrigerant are introduced into the housing 110. The fluid introduced into each heat transfer tube 101 is heated by the heat medium or cooled by the coolant, and then flows out to the right side in FIG.

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。 Next, a heat transfer tube sealing device 1 (hereinafter sometimes simply referred to as a sealing device) will be described with reference to FIGS. 1 to 6. The sealing device 1 includes a rod-shaped portion 2 shown in FIG. 2, a bush 10 shown in FIG. 3, a nut 18 shown in FIG. 4, a first sealing material 20 shown in FIG. 5, and a second sealing material 21 shown in FIG. There is.

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。 The rod-shaped portion 2 in FIG. 2 includes a cylindrical portion 3 and a bolt portion 4. The cylindrical portion 3 is formed into a straight cylindrical shape (in other words, a tubular shape). The outer diameter of the cylindrical portion 3 is set to be smaller than the inner diameter of the heat transfer tube 101. That is, when the cylinder part 3 is inserted into the heat transfer tube 101, there is a gap between the outer peripheral surface of the cylinder part 3 and the inner peripheral surface of the heat transfer tube 101.

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。 Further, the length of the cylindrical portion 3 is shorter than the heat transfer tube 101, but is determined to be close to the length of the heat transfer tube 101. Specifically, the length of the cylindrical portion 3 is such that, for example, when the cylindrical portion 3 is inserted into the heat transfer tube 101, the end portion of the cylindrical portion 3 (joint portion with the bolt portion 4) is connected to the tube plate main body. 121 so as to be located within the through hole 121a. Further, the length of the cylindrical portion 3 is determined so as to cover, for example, a defective portion 105 (see FIG. 1) such as a hole or scratch formed in the heat transfer tube 100 from the inside.

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。 The cylindrical portion 3 is made of a high melting point active material (tantalum (Ta), tantalum alloy, zirconium (Zr), zirconium alloy, niobium (Nb), niobium alloy, titanium (Ti), titanium alloy, etc.). Note that the cylindrical portion 3 is less likely to come into contact with the fluid (pickling liquid) whose temperature is to be adjusted than the bolt portion 4, the bush 10, and the nut 18. Therefore, the cylindrical portion 3 may be formed of a material (a cheap material) having lower acid resistance than the bolt portion 4, the bush 10, and the nut 18. However, if the bolt part 4 is made of a high melting point active material and the cylindrical part 3 is made of a material other than the high melting point active material, it becomes difficult to fix the cylindrical part 3 and the bolt part 4 by welding. Therefore, in order to facilitate the fixation of the cylindrical part 3 and the bolt part 4 by welding, the cylindrical part 3 is made of a material (for example, titanium) that is cheaper in cost than the bolt part 4 among the above-mentioned high melting point active materials. It's fine. According to this, the cost of the sealing device 1 can be suppressed. Note that the present invention is not limited to this, and the cylindrical portion 3 may be formed of the same material as the bolt portion 4. Note that the cylindrical portion 3 corresponds to the rod-shaped main body of the present invention.

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。 The bolt portion 4 is a connection portion that can be connected to the nut 18 in FIG. 4 by threading. The bolt portions 4 are provided at both ends of the cylindrical portion 3, respectively. Each bolt part 4 is fixed to the cylinder part 3 by welding and is integrated with the cylinder part 3. That is, the joint 9 between the bolt part 4 and the cylinder part 3 includes a welded part. Specifically, each bolt part 4 has a base part 5 fixed to the end of the cylindrical part 3 by welding, and a male screw part 6 protruding from the base part 5. A protrusion 7 is formed on the side surface of the base 5 and protrudes in a direction perpendicular to the axis L4 of the male threaded portion 6. The convex portion 7 is formed continuously over the entire circumference around the axis L4. In other words, the convex portion 7 is formed so as to draw a circle centered on the axis L4 when viewed in a cross section perpendicular to the axis L4. The convex portion 7 functions as a seating portion on which the second sealing material 21 of FIG. 6 is seated. In other words, the convex portion 7 moves the second sealing material 21 toward the cylindrical portion 3 in the direction of the axis L4 when the second sealing material 21 is attached to the rod-shaped portion 2 (that is, the state shown in FIG. 1). This is the regulatory department that regulates. The convex portion 7 may be formed so as to be in contact with the inner circumferential surface of the heat transfer tube 101 when the rod-shaped portion 2 is inserted into the heat transfer tube 101 (the state shown in FIG. 1), or may be formed to contact the inner circumferential surface of the heat transfer tube 101. It may be formed with a slight gap between the two.

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。 The outer circumferential side surface 8 of the base portion 5 on the side closer to the male screw portion 6 than the convex portion 7 is formed to draw a circle centered on the axis L4 when viewed in a cross section perpendicular to the axis L4. In the state shown in FIG. 1, an annular second sealing material 21 is attached to the outside of the outer peripheral side surface 8. As shown in FIG. In other words, the outer peripheral side surface 8 is inserted inside the second sealing material 21 . In the state shown in FIG. 1, the outer circumferential side surface 8 and the inner circumferential surface of the second sealing material 21 are in contact with each other. In this way, the outer circumferential side surface 8 functions as a support portion that supports the inner circumferential surface of the second sealing material 21.

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。 The male threaded portion 6 is integrally formed with the base portion 5 from the same material. Further, the male threaded portion 6 is formed in the shape of a round bar that defines the axis L4 of the bolt portion 4. The male threaded portion 6 is formed to have a smaller diameter than the base portion 5. A thread groove is formed on the outer peripheral surface of the male threaded portion 6 to be screwed into the nut 18 shown in FIG. The male threaded portion 6 is provided so that its axis L4 coincides with the axis L3 of the cylindrical portion 3 and protrudes from the base portion 5 in the direction away from the cylindrical portion 3. The two bolt parts 4 provided at both ends of the cylindrical part 3 are formed in the same shape except that the male threads 6 protrude from the base part 5 in opposite directions.

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。 The length of the bolt part 4 (male thread part 6) is the length from the outer surface 122 (sheet surface) of the tube sheet 120 to the outside when the sealing device 1 is attached to the heat transfer tube 101 (the state shown in FIG. 1). It is determined to protrude and also protrude from the bush 10.

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。 The bolt portion 4 is made of a high melting point active material (tantalum (Ta), tantalum alloy, zirconium (Zr), zirconium alloy, niobium (Nb), niobium alloy, titanium (Ti), titanium alloy, etc.). Note that the bolt part 4 is more likely to come into contact with the fluid (pickling liquid) whose temperature is to be adjusted than the cylinder part 3. Therefore, the bolt part 4 may be formed of a material (for example, tantalum) that has higher acid resistance than the cylindrical part 3 among high melting point active materials. Moreover, the bolt part 4 may be formed of the same material as the bush 10 or the nut 18 among high melting point active materials, or may be formed of a different material. Note that the bolt portion 4 corresponds to the male screw portion and attachment portion of the present invention.

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。 The bush 10 in FIG. 3 is provided at each of both ends 6 (external threaded portion) of the rod-shaped portion 2 in a state where the sealing device 1 is attached to the heat transfer tube 101 (the state shown in FIG. 1). The two bushes 10 have the same shape and are made of the same material. The bush 10 is a member that can be attached to and detached from the bolt portion 4 (male thread portion 6) and closes the entrances and exits 103 and 104 of the heat transfer tube 101 from the outside of the outer surface 122 of the tube sheet 120. Further, the bush 10 is a member for sandwiching the first seal 20 material shown in FIG. 5 between the bush 10 and the outer surface 122 of the tube sheet 120. Further, the bush 10 is a member for sandwiching the second sealing material 21 shown in FIG. 6 between the bush 10 and the convex part 7 of the bolt part 4. The bush 10 also indirectly or directly contacts the outer surface 122 of the tube sheet 120 via the first sealing material 20 to prevent the sealing device 1 from coming off the heat transfer tube 101. It is a member. That is, the bush 10 is provided outside the outer surface 122 and is formed to have a larger diameter than the hole 122a of the tube sheet 120.

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。 The bush 10 is formed into a cylindrical shape with a through hole 11. The through hole 11 is a hole into which the male screw portion 6 is inserted. Note that no thread groove is formed on the inner circumferential surface of the through hole 11. The diameter of the through hole 11 may be determined so that the outer circumferential surface of the male threaded portion 6 and the inner circumferential surface of the through hole 11 come into contact with each other when the male threaded portion 6 is inserted, or the diameter of the outer circumferential surface and the inner circumferential surface of the It may be determined to have a slight gap between it and the surrounding surface. One end surface 17 of the bush 10 in the direction of the axis L5 (center axis of the through hole 11) is formed into a flat surface. This end surface 17 is a surface facing toward the nut 18 in the state shown in FIG. 1, and is set as a seating surface on which the nut 18 is seated. That is, the end surface 17 is a surface that defines the amount of engagement between the male threaded portion 6 and the nut 18 .

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。 An end 18 of the bush 10 opposite to the end surface 17 in the direction of the axis L5 faces toward the outer surface 122 of the tube sheet 120 in the state shown in FIG. The end portion 18 is formed with a protrusion 12 that protrudes in a direction parallel to the axis L5. The protruding portion 12 is formed continuously over the entire circumference around the axis L5. In other words, the protrusion 12 is formed so as to draw a circle centered on the axis L5 when viewed in a cross section perpendicular to the axis L5. In the state shown in FIG. This is a portion for sandwiching the second sealing material 21 between the sealing material 7 and the sealing material 7. In the state shown in FIG. 1, a portion of the protrusion 12 on the tip 13 side surrounds the outside of the side surface of the base 5 of the bolt portion 4, and the tip 13 of the protrusion 12 is in contact with the second sealing material 21. In the state shown in FIG. 1, the protrusion 12 may be in contact with the inner circumferential surface of the hole 122a of the tube sheet 120, or there may be a slight gap between the inner circumferential surface and the protrusion 12. In this way, the protruding part 12 functions as a regulating part that regulates the movement of the second sealing material 21 toward the through hole 11 in the direction of the axis L5, in other words, it maintains the position of the second sealing material 21. Functions as a seal holder.

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。 Further, a recess 14 is formed in the end portion 18 at a position radially outward of the protrusion 12 and adjacent to the protrusion 12 . This recess 14 is a portion into which an annular portion 122a (a portion forming a hole 122a) formed to protrude from the outer surface 122 of the tube sheet 120 is inserted. The recess 14 is formed continuously over the entire circumference around the axis L5. In other words, the recess 14 is formed so as to draw a circle centered on the axis L5 when viewed in a cross section perpendicular to the axis L5.

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。 Further, the end portion 18 has an outer portion 15 at a position radially outer than the recess 14 and adjacent to the recess 14 . The outer portion 15 is formed continuously over the entire circumference around the axis L5. In other words, the outer portion 15 is formed to draw a circle centered on the axis L5 when viewed in a cross section perpendicular to the axis L5. The outer portion 15 is located radially outward from the hole 122a formed in the outer surface 122 of the tube sheet 120 in the state shown in FIG. That is, the outer part 15 is provided so as to surround the entire circumference of the hole 122a of the outer surface 122 in the state shown in FIG.

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。 The outer portion 15 is a portion for sandwiching the first sealing material 20 between the outer surface 122 and the outer surface 122 . Specifically, a recess 16 is formed in the end surface of the outer portion 15 in the direction of the axis L5. The recess 16 is formed continuously over the entire circumference around the axis L5. In other words, the recess 16 is formed to draw a circle centered on the axis L5 when viewed in a cross section perpendicular to the axis L5. The recessed portion 16 is a portion into which a portion of the first sealing material 20 in the axial direction is inserted to maintain the position of the first sealing material 20. That is, the recessed portion 16 functions as a seal holding portion that holds the position of the first sealing material 20.

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。 The bush 10 is made of a high melting point active material (tantalum (Ta), tantalum alloy, zirconium (Zr), zirconium alloy, niobium (Nb), niobium alloy, titanium (Ti), titanium alloy, etc.). Note that the bush 10 is more likely to come into contact with the fluid (pickling liquid) whose temperature is to be adjusted than the cylindrical portion 3. Therefore, the bush 10 may be formed of a material having higher acid resistance than the cylindrical portion 3 (for example, tantalum) among high melting point active materials. Further, the bush 10 may be made of the same material as the bolt portion 4 or the nut 18 among high melting point active materials, or may be made of a different material.

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。 Nuts 18 in FIG. 4 are provided at both ends 6 (externally threaded portions) of rod-shaped portion 2 in a state in which sealing device 1 is attached to heat transfer tube 101 (state in FIG. 1). The two nuts 18 have the same shape and are made of the same material. The nut 18 is attachable to and detachable from the bolt portion 4 (male threaded portion 6). Specifically, the nut 18 is formed into a cylindrical shape with a through hole 19. A threaded groove is formed on the inner circumferential surface of this through hole 19. Note that the nut 18 may be a hexagonal nut, for example (see FIG. 4(b)). As shown in FIG. 1, the nut 18 is screwed onto a portion of the male threaded portion 6 to which the bush 10 is attached, which protrudes from the bush 10, so that the nut 18 is secured to the outer surface 122 of the tube plate 120. It is a member for sandwiching.

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。 The nut 18 is made of a high melting point active material (tantalum (Ta), tantalum alloy, zirconium (Zr), zirconium alloy, niobium (Nb), niobium alloy, titanium (Ti), titanium alloy, etc.). Note that the nut 18 is more likely to come into contact with the fluid (pickling liquid) whose temperature is to be adjusted than the cylindrical portion 3. Therefore, the nut 18 may be formed of a material having higher acid resistance than the cylindrical portion 3 (for example, tantalum) among high melting point active materials. Further, the nut 18 may be made of the same material as the bolt portion 4 or the bush 10 among high melting point active materials, or may be made of a different material. Note that the nut 18 corresponds to the female threaded portion of the present invention. Moreover, the bush 10 and the nut 18 correspond to the closing part of the present invention. The bush 10 corresponds to the main body of the closing part.

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。 The first sealing material 20 in FIG. 5 is a member for sealing the entrances and exits 103 and 104 of the heat transfer tube 101 so that the fluid whose temperature is to be adjusted does not enter the defective heat transfer tube 101. Specifically, as shown in FIG. 1, a portion of the first sealing material 20 is fitted into a recess 14 formed in the bushing 10, so that the outer portion 15 of the bushing 10 and the pipe are connected to each other. It is provided so as to be sandwiched between the outer surface 122 of the plate 120 and the outer surface 122 of the plate 120 . In this way, the first sealing material 20 is a sealing part for sealing between the bush 10 and the outer surface 122, in other words, it seals so as to surround the hole 122a in the outer surface 122. This is the seal part.

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。 One first sealing material 20 is provided on each of the inlet 103 side and the outlet 104 side of the heat transfer tube 101 when the sealing device 1 is attached to the heat transfer tube 101 (the state shown in FIG. 1). The two first sealing materials 20 have the same shape and are made of the same material.

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。 The first sealing material 20 is formed into an annular shape having a larger diameter than the second sealing material 21 in FIG. Although FIG. 5 shows an example in which the first sealing material 20 has a square cross section (that is, the first sealing material 20 is a square ring), it may be an O-ring with a circular cross section.

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。 Further, the first sealing material 20 is made of, for example, an elastomer (elastic body, rubber). Specifically, the first sealing material 20 is made of a material with high heat resistance and corrosion resistance (chemical resistance, acid resistance), such as Kalrez, which is a polymeric material classified as perfluoroelastomer. (registered trademark). Kalrez (registered trademark) (perfluoroelastomer) is a fluoropolymer consisting of a main chain part (TFE: tetrafluoroethylene), a branched part (PMVE: perfluoromethyl vinyl ether), and a crosslinked part. Note that common sealing materials include EPDM (ethylene propylene rubber), silicone rubber, nitrile rubber, fluororubber, and fluororesin (polytetrafluoroethylene, etc.). The first sealing material 20 may be formed of a material other than perfluoroelastomer as long as it can withstand the environment in which the heat exchanger 100 is used. Note that the first sealing material 20 corresponds to the seal portion and the outer seal portion of the present invention.

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。 The second sealing material 21 in FIG. 6 is a member for sealing the entrances and exits 103 and 104 of the heat transfer tube 101 so that the fluid whose temperature is to be adjusted does not enter the defective heat transfer tube 101. Specifically, as shown in FIG. 1, the second sealing material 21 is fitted on the outside of the base 5 of the bolt part 4, and the second sealing material 21 is fitted on the outside of the base 5 of the bolt part 4, and the second sealing material 21 is inserted between the convex part 7 of the base 5 and the bushing inside the heat transfer tube 101. It is provided in a state where it is sandwiched between the protrusion part 12 of 10. Further, the second sealing material 21 is provided between the inner circumferential surface of the heat transfer tube 101 and the side surface of the rod-shaped portion 2 (the side surface of the base portion 5 of the bolt portion 4) in the state shown in FIG. At this time, the second sealing material 21 is in contact with the inner circumferential surface of the heat transfer tube 101 and the side surface of the rod-shaped portion 2, respectively. In this way, the second sealing material 21 is provided between the bush 10 (protrusion 12) and the base 5 (convex part 7) of the bolt part 4, and between the inner circumferential surface of the heat transfer tube 101 and the side surface of the rod-shaped part 2. (the side surface of the base 5).

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。 Two second sealants 21 are provided on each of the inlet 103 side and the outlet 104 side of the heat transfer tube 101 when the sealing device 1 is attached to the heat transfer tube 101 (the state shown in FIG. 1). A total of four second sealing materials 21 have the same shape and are made of the same material. Note that in this embodiment, an example is shown in which two second sealants 21 are provided on one side, but if the desired sealing performance can be ensured, one second sealant 21 may be provided on one side. It's okay. Furthermore, three or more second sealants 21 may be provided on one side.

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。 The second sealing material 21 is formed into an annular shape having a smaller diameter than the first sealing material 20 of FIG. Although FIG. 6 shows an example in which the second sealing material 21 has a circular cross section (that is, the second sealing material 21 is an O-ring), it may be a square ring with a quadrangular cross-section.

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。 Further, like the first sealing material 20, the second sealing material 21 is made of, for example, an elastomer (elastic body, rubber). Specifically, the second sealing material 21 is made of a material with high heat resistance and corrosion resistance (chemical resistance, acid resistance), for example, the above-mentioned Kalrez (registered trademark). Note that the second sealing material 21 may be formed of the same material as the first sealing material 20, or may be formed of a different material. Further, the second sealing material 21 may be formed of a material other than perfluoroelastomer as long as it can withstand the environment in which the heat exchanger 100 is used. Note that the second seal material 21 corresponds to the seal portion and the inner seal portion of the present invention.

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。 The sealing device 1 having the above-described configuration is used so as to be attached to the defective heat transfer tube 101. For example, if a foreign object such as a stone gets mixed into the fluid whose temperature is to be adjusted, this foreign object may cause defects 105 (see FIGS. 1 and 9) such as holes or scratches in the heat transfer tube 101. There is. Further, the heat exchanger 100 becomes high temperature when in operation, but becomes low temperature when stopped. Thermal stress is generated in each part of the heat exchanger 100 (such as the heat transfer tubes 101 and the tube sheets 120 that support them) due to temperature changes due to repeated operation and stop of the heat exchanger 100. This thermal stress may cause the welded portion 123 (see FIG. 9) between the heat transfer tube 101 and the tube sheet 120 to be cut, or cause a defective portion 105 (see FIG. 9) to occur on the side surface of the heat transfer tube 101. be. In particular, when the heat transfer tube 101 is formed of the above-mentioned high melting point active material and the tube sheet 120 is formed of a material other than the high melting point active material (such as stainless steel), the material of the heat transfer tube 101 and the tube sheet 120 are A large stress may be applied to the heat transfer tube 101 due to the difference in linear expansion coefficient from that of the material. Furthermore, if an object or contents collide with the heat transfer tube 101 during maintenance or operation of the heat exchanger 100, the heat transfer tube 101 may be deformed.

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。 The heat transfer tube 101 is welded to the tube sheet 120, and due to the difference in linear expansion coefficient between the material of the heat transfer tube 101 and the material of the tube sheet 120, the heat transfer tube 101 is welded to the hole 121a of the tube sheet 120, Since it is strongly fixed to the inner peripheral surface of the heat transfer tube 122a, it cannot be easily removed even if a defect occurs in the heat transfer tube 101.

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。 In such a case, the sealing device 1 is attached to the defective heat transfer tube 101 as shown in FIG. 1. Note that the sealing device 1 is not attached to the heat transfer tube 101 that does not have any defects.

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。 An example of a procedure for attaching the sealing device 1 to the heat transfer tube 101 will be described below. Note that before attaching the sealing device 1 to the heat transfer tube 101, the outer surface 122 of each tube sheet 120 that supports both ends of the heat transfer tube 101 is exposed in advance. First, the second sealing material 21 shown in FIG. 6 is attached to each of both ends 4 (bolt parts) of the rod-shaped part 2 shown in FIG. In this embodiment, two second sealing materials 21 are attached to each bolt portion 4, respectively. At this time, the second sealing material 21 is attached to the outside of the base portion 5 of the bolt portion 4. The second sealing material 21 is supported by the convex portion 7 and the outer circumferential side surface 8 of the base portion 5 .

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。 Next, the rod-shaped portion 2 equipped with the second sealing material 21 is inserted into the inside of the heat transfer tube 101 to be sealed. At this time, the rod-shaped portion 2 may be inserted from the inlet 103 side of the heat transfer tube 101 or may be inserted from the outlet 104 side. Then, the male threaded portions 6 on both sides of the rod-shaped portion 2 are made to protrude outward from the holes 122a in the outer surface 122 of the tube sheet 120 (in other words, the entrances and exits 103 and 104 of the heat transfer tube 101).

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。 Note that in the above, the second sealing material 21 was attached to the rod-shaped portion 2 in advance before the rod-shaped portion 2 was inserted into the heat transfer tube 101. Alternatively, after the rod-shaped portion 2 is inserted into the heat transfer tube 101, the second sealing material 21 may be attached to the outside of the base portion 5 of the rod-shaped portion 2.

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。 Next, the first sealing material 20 shown in FIG. 5 is fitted into the recess 16 of the bush 10 shown in FIG. 3 (installed). Then, the bush 10 with the first sealing material 20 attached thereto is inserted into each male threaded portion 6 of the rod-shaped portion 2 inserted into the heat transfer tube 101 . Thereafter, the nut 18 shown in FIG. 4 is fastened to the male screw portion 6 protruding from the through hole 11 of the bush 10. Thereby, as shown in FIG. 1, the hole 122a on the outside of the tube sheet 120 and the inlet/outlet ports 103 and 104 of the heat transfer tube 101 are closed with bushes from the outside of the outer surface 122 of the tube sheet 120. In addition, the first sealant 20 is sandwiched between the bushing 10 and the outer surface 122 of the tubesheet 120. Further, the second sealing material 21 is sandwiched between the protrusion 7 of the base 5 and the protrusion 12 of the bush 10. Through the above steps, the sealing device 1 is attached to the heat transfer tube 101 (the state shown in FIG. 1).

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。 Note that, in the above example, after inserting the rod-shaped portion 2 into the heat transfer tube 101, the first sealing material 20, the bush 10, and the nut 18 are attached to each of both ends 6 of the rod-shaped portion 2. Instead, before inserting the rod-like part 2 into the heat transfer tube 101, the first sealing material 20, the bush 10, and the nut 18 are attached to only one end 6 (male threaded part) of the rod-like part 2. I'll let you. Thereafter, this rod-shaped portion 2 is inserted into the heat transfer tube 101 from the side where the first sealing material 20, bushing 10, and nut 18 are not attached, and the first sealing material 20, bushing 10, and nut 18 are attached. The male threaded portion 6 that is not open is made to protrude from the hole 122a of the tube plate 120. Thereafter, the first sealing material 20, the bush 10, and the nut 18 may be attached to the male threaded portion 6.

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。 The effects of this embodiment will be explained below. According to this embodiment, when a defect occurs in the heat transfer tube 101, the heat transfer tube 101 can be sealed with the sealing device 1 without removing the heat transfer tube 101 from the heat exchanger 100. Thereby, the operation of the heat exchanger 100 can be continued without having to bring the heat exchanger 100 to a repair shop. Furthermore, it is possible to prevent the fluid whose temperature is to be adjusted from entering the defective heat transfer tube 101 while the heat exchanger 100 is in operation, and by extension, to prevent the fluid from leaking to the outside from the defective heat transfer tube 101. can be suppressed. Since the sealing device 1 is attached to the heat transfer tube 101 by screwing the male threaded portion 6 and the nut 18, the sealing device 1 can be easily attached (defects can be removed) at the site where the heat exchanger 100 is installed. A procedure for sealing the heat transfer tube can be performed.

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。 Further, since the second sealing material 21 is provided between the inner circumferential surface of the heat transfer tube 101 and the rod-shaped portion 2, it is assumed that the male threaded portion 6 and the through hole 19 of the nut 18 or the through hole 11 of the bush 10 are connected to each other. Even if fluid passes through the gap, the second sealing material 21 can prevent this fluid from entering the cylindrical portion 3 side.

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。 Further, since the first sealing material 20 is provided between the bush 10 and the outer surface 122 of the tube plate 120, it is possible to suppress fluid from entering from between the bush 10 and the outer surface 122. Further, since the welded portion 123 between the heat transfer tube 101 and the tube sheet 120 is located in the path between the first sealing material 20 and the second sealing material 21, even if the welded portion 123 is damaged, , it is possible to suppress fluid from entering into the housing 110 from this welded portion 123.

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。 Furthermore, since the rod portion 2 (cylindrical portion 3, bolt portion 4), bush 10, and nut 18 are made of a high melting point active material, even if the heat exchanger 100 is operated with the sealing device 1 attached, Also, deterioration of the rod-shaped portion 2, bush 10, and nut 18 due to high temperature and high concentration acid (fluid) can be suppressed. Moreover, since the first sealing material 20 and the second sealing material 21 are formed of Kalrez (registered trademark), for example, even if the heat exchanger 100 is operated with the sealing device 1 attached, the first sealing material It is possible to suppress deterioration of the material 20 and the second seal material 21 due to high temperature and high concentration acid (fluid).

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。 Moreover, since the rod-shaped portion 2 has a cylindrical portion 3 other than the bolt portion 4, the weight and cost of the sealing device 1 can be reduced.

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。 Moreover, since the bush 10 is provided outside the tube sheet 120 and is formed to have a larger diameter than the hole 122a of the tube sheet 120, it is possible to suppress the sealing device 1 from coming off from the heat transfer tube 101.

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。 Note that the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible. For example, in the above embodiment, an example is shown in which the two closing parts (bush, nut) provided at each end of the rod-shaped portion are both attachable to and detachable from the rod-shaped portion. Alternatively, one of the closing parts may be provided in a detachable manner on the rod-shaped part, and the other closing part may be provided in a non-removable manner (that is, integrated with the rod-shaped part). According to this, first, the rod-shaped part is inserted into the heat transfer tube with the removable closing part removed from the rod-shaped part. Thereafter, by attaching this closing portion to the rod-shaped portion from outside the outer surface of the tube sheet, both the entrance and exit of the heat transfer tube can be closed with the closing portion from outside the outer surface of the tube sheet.

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。 Further, in the above embodiment, an example was shown in which the rod-shaped main body (portion of the rod-shaped portion other than the bolt portion) of the rod-shaped portion was formed in a hollow rod shape (cylindrical shape). Alternatively, the rod-shaped main body may be formed in the shape of a solid rod. In this case, the solid rod-shaped main body and the male threaded portion at the end thereof may be integrally formed of the same material. According to this, it is possible to eliminate the joint portion (welded portion) between the rod-shaped main body and the male threaded portion.

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。 Further, in the above embodiment, an example was shown in which the end portion of the rod-shaped portion was configured with a male screw portion, and the closing portion was configured with a female screw portion. Alternatively, the end of the rod-like portion may be a female thread, and the closing portion may be a male thread.

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
1 Heat transfer tube sealing device 2 Rod-shaped portion 3 Cylindrical portion (rod-shaped main body)
4 Bolt part (mounting part)
5 Base of bolt part 6 Male thread part 10 Bush (main body part of closing part)
18 Nut (female thread)
20 First seal material (outer seal part)
21 Second seal material (inner seal part)
100 Heat exchanger 101 Heat transfer tube 110 Housing 120 Tube sheet 122 Outer surface of tube sheet 122a Hole on outer surface of tube sheet

Claims (6)

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。
a plurality of heat transfer tubes for flowing a fluid whose temperature is to be adjusted and transferring heat to the fluid;
applied to a heat exchanger comprising a tube sheet having an outer surface formed with a hole for each heat transfer tube into which an end of each heat transfer tube is inserted;
a rod-shaped part inserted into the heat transfer tube;
a closing part that is provided at each end of the rod-shaped part and closes the entrance and exit of the heat transfer tube from outside the outer surface;
a sealing part that seals the heat transfer tube between the closing part,
at least one of the closing parts is removable from the rod-shaped part;
Sealing device for heat transfer tubes of heat exchangers.
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。 The sealing device for a heat transfer tube of a heat exchanger according to claim 1, wherein the rod-shaped portion and the closing portion are connected by screwing. 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。
The end of the rod-shaped portion is a male screw portion that protrudes outward from the hole on the outer surface when inserted into the heat transfer tube, and has a thread formed on the outer periphery;
The closure part is
a main body portion having a seal holding portion that is formed with a through hole into which the male screw portion is inserted and holds the position of the seal portion;
The sealing device for a heat transfer tube of a heat exchanger according to claim 1 or 2, further comprising a female screw portion fastened to the male screw portion protruding from the through hole of the main body portion.
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。
The rod-shaped part includes a rod-shaped main body and an attachment part connected to an end of the rod-shaped main body and to which the closing part is attached,
The sealing device for a heat transfer tube of a heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, wherein the attachment portion is made of a material with higher acid resistance than the rod-shaped main body.
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。 The sealing device for a heat transfer tube of a heat exchanger according to any one of claims 1 to 4, wherein the seal portion includes an outer seal portion provided between the closing portion and the outer surface. 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。 The heat exchanger according to any one of claims 1 to 5, wherein the seal part includes an inner seal part provided between the closing part and the rod-shaped part so as to be in contact with the inner circumferential surface of the heat transfer tube. Sealing device for heat transfer tubes of exchangers.
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