(57)【要約】【課題】製造コストの増加及び腐食の進行を抑え、さらに、耐久性の低下を抑える。【解決手段】熱交換器１００は、管板２０が、複数の伝熱管３０の端が固定される管板母材２２と、管板母材２２の第一管室１５ａ側の面２２ａを覆う第一当て板２３と、軸部を少なくとも有し、第一当て板２３を管板母材２２に固定する留め具と、を有する。第一当て板２３は、複数の伝熱管３０が挿通される伝熱管挿通孔と、軸部が遊挿される挿通孔と、を有し、第二仕切壁６０の第一端側Ｄ１の端部と接合され、第二仕切壁６０、第一当て板２３及び留め具は、管板母材２２よりも耐腐食性の高い材料で形成されている。【選択図】図１
2019066157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端が閉じた筒状をなす外筒と、
前記外筒の内部を、前記両端のうちの第一端に近い側の位置で、前記第一端側の管内流体室と第二端側の管外流体室とに仕切る管板と、
前記管外流体室に配置され、少なくとも一つの端が前記管板に固定されていると共に、前記管板に固定されている前記端が前記管内流体室に臨んでいる複数の伝熱管と、
前記管外流体室を、前記複数の伝熱管の入口端から延びる入口側管部の集まりである入口側管群が存在する第一管室と、前記複数の伝熱管の出口端から延びる出口側管部の集まりである出口側管群が存在する第二管室と、に仕切る仕切壁と、
を備え、
前記管板は、
複数の前記伝熱管の端が固定される管板母材と、
前記管板母材の前記第一管室側の面を覆う第一当て板と、
軸部を少なくとも有し、前記第一当て板を前記管板母材に固定する留め具と、
を有し、
前記第一当て板は、
複数の前記伝熱管が挿通される伝熱管挿通孔と、
前記軸部が遊挿される挿通孔と、
を有し、前記仕切壁の前記第一端側の端部と接合され、
前記仕切壁、前記第一当て板及び前記留め具は、前記管板母材よりも耐腐食性の高い材料で形成されている熱交換器。
【請求項２】
前記管外流体室内に配置され、複数の前記伝熱管及び前記仕切壁を覆う内筒と、
前記外筒と前記内筒との間に配置され、前記第一管室側の前記外筒と前記内筒の間の空間を、前記第一端側と前記第二端側とに仕切る空間仕切部材と、
前記外筒のうち、前記仕切壁よりも前記第一管室側で前記空間仕切部材よりも前記第二端に近い位置、又は前記仕切壁よりも前記第二管室側の位置に設けられた第一管台と、
前記外筒のうち、前記仕切壁よりも前記第一管室側で且つ前記空間仕切部材と前記管板との間の位置に設けられた第二管台と、
を備え、
前記内筒は、前記第一端側が開口する一方で、前記第二端側が閉じており、
前記仕切壁は、前記内筒内を径方向に２分割し、前記第一管室と前記第二管室とを形成するよう前記内筒と接合され、
前記空間仕切部材は、前記内筒の外周面に接合されている一方で、前記外筒の内周面に接合されずに前記外筒の内周面に対して変位可能とされ、
前記内筒及び前記空間仕切部材は、前記管板母材よりも耐腐食性の高い材料で形成されている請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記外筒の内周面のうち前記第一管室側の前記空間仕切部材と前記管板との間の領域を覆うように配置され、前記外筒よりも耐腐食性の高い材料で形成された第二当て板を備える請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記空間仕切部材の前記第一端側の面と前記第二端側の面との何れか一方と、前記外筒の内周面との間に渡るように配置され、前記外筒に対して前記空間仕切部材を変位可能としつつ前記空間仕切部材と前記外筒の内周面との間に生じた隙間を塞ぐ第一シールを備える請求項２又は３に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記仕切壁の前記第一管室側の面と前記第二管室側の面との何れか一方と、前記外筒の内周面との間に渡るように配置され、前記外筒に対して前記仕切壁を変位可能としつつ前記仕切壁と前記外筒の内周面との間に生じた隙間を塞ぐ第二シールを備える請求項２から４の何れか一項に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記第二当て板は、前記外筒の内周面に沿って複数に分割されている請求項３に記載の熱交換器。
【請求項７】
前記第二管台は、前記外筒よりも耐腐食性の高い材料で形成されている請求項２から６の何れか一項に記載の熱交換器。
【請求項８】
前記留め具は、
前記軸部の外径よりも大きく且つ前記挿通孔の内径よりも小さい内径を有するとともに、前記挿通孔の内径よりも大きい外径を有するワッシャを備える請求項１から７の何れか一項に記載の熱交換器。
【請求項９】
前記第一シールと前記第二シールとの少なくとも一方は、相対的に高圧となる側に凹曲面が配置されるように弾性変形したシート状に形成されている請求項４又は５に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器としては、外筒と、外筒内を管内流体室と管外流体室とに仕切る管板と、この管板に固定され管外流体室に配置されている複数の伝熱管と、を備える多管式熱交換器がある。このような熱交換器では、例えば、複数の伝熱管内に加熱媒体を流し、外筒の管外流体室内に腐食性流体を流して、この腐食性流体を加熱する場合がある。管外流体室を画定する部材を例えば炭素鋼で形成した場合、この管外流体室に腐食性流体を流すと、管外流体室を画定する部材が腐食してしまう。そこで、以下の特許文献では、管外流体室を画定する部材の腐食を抑制する多管式熱交換器が開示されている。
【０００３】
この熱交換器の管板は、炭素鋼で形成された母材と、ステンレス鋼で形成された表面材と、を有する。表面材は、母材の表面であって、管外流体室側の面に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５４３３４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載されている熱交換器では、高価な材料の使用量を抑えつつも管板の腐食を抑制することができる。ところで、この熱交換器では、炭素鋼の線膨張係数とステンレス鋼の線膨張係数との違いにより、熱交換器の使用中に母材と表面材との熱伸び差が生じる。このため、材料間の熱伸び差を考慮しないと熱交換器の耐久性が低下する。
【０００６】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、製造コストの増加及び腐食の進行を抑え、さらに、耐久性の低下を抑えることができる熱交換器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために以下の構成を採用する。
この発明の第一態様によれば、熱交換器は、両端が閉じた筒状をなす外筒と、前記外筒の内部を、前記両端のうちの第一端に近い側の位置で、前記第一端側の管内流体室と第二端側の管外流体室とに仕切る管板と、前記管外流体室に配置され、少なくとも一つの端が前記管板に固定されていると共に、前記管板に固定されている前記端が前記管内流体室に臨んでいる複数の伝熱管と、前記管外流体室を、前記複数の伝熱管の入口端から延びる入口側管部の集まりである入口側管群が存在する第一管室と、前記複数の伝熱管の出口端から延びる出口側管部の集まりである出口側管群が存在する第二管室と、に仕切る仕切壁と、を備え、前記管板は、複数の前記伝熱管の端が固定される管板母材と、前記管板母材の前記第一管室側の面を覆う第一当て板と、軸部を少なくとも有し、前記第一当て板を前記管板母材に固定する留め具と、を有し、前記第一当て板は、複数の前記伝熱管が挿通される伝熱管挿通孔と、前記軸部が遊挿される挿通孔と、を有し、前記第二仕切壁の前記第一端側の端部と接合され、前記仕切壁、前記第一当て板及び前記留め具は、前記管板母材よりも耐腐食性の高い材料で形成されている。
【０００８】
この第一態様では、第一管室側の管板母材の面に、管板母材よりも耐腐食性の高い材料で形成された第一当て板が固定されている。そのため、第一管室を流れる腐食性流体が第二管室を流れる腐食性流体よりも高温となる場合などに、第一管室側の管板母材の面が、腐食性流体と接触して腐食が進むことを抑制できる。さらに、第一当て板は、管板母材に対してネジ留め具によって接続されるとともに第二仕切壁の第一端側の端部と接合されている。つまり、第一当て板は、第二仕切壁とだけ接合され、外筒に接合されず、また、軸部が挿通孔に遊挿された留め具でのみ外板母材に固定されている。そのため、管板母材及び外筒と第一当て板との間に熱伸び差が生じた場合であっても、この熱伸び差により第一当て板に作用する力が、留め具の固定力を上回った時点で、第一当て板を留め具に対して僅かに変位させることができる。そのため、熱伸び差により第一当て板に過大な応力がかかることを抑制できる。
したがって、製造コストの増加及び腐食の進行を抑え、さらに、耐久性の低下を抑えることができる。
【０００９】
この発明の第二態様によれば、第一態様に係る熱交換器は、前記管外流体室内に配置され、複数の前記伝熱管及び前記第二仕切壁を覆う内筒と、前記外筒と前記内筒との間に配置され、前記第一管室側の前記外筒と前記内筒の間の空間を、前記第一端側と前記第二端側とに仕切る空間仕切部材と、前記外筒のうち、前記仕切壁よりも前記第一管室側で前記空間仕切部材よりも前記第二端に近い位置、又は前記仕切壁よりも前記第二管室側の位置に設けられた第一管台と、前記外筒のうち、前記仕切壁よりも前記第一管室側で且つ前記空間仕切部材と前記管板との間の位置に設けられた第二管台と、を備え、前記内筒は、前記第一端側が開口する一方で、前記第二端側が閉じており、前記仕切壁は、前記内筒内を径方向に２分割し、前記第一管室と前記第二管室とを形成するよう前記内筒と接合され、前記空間仕切部材は、前記内筒の外周面に接合されている一方で、前記外筒の内周面に接合されずに前記外筒の内周面に対して変位可能とされ、前記内筒及び前記空間仕切部材は、前記管板母材よりも耐腐食性の高い材料で形成されていてもよい。
この第二態様では、管板母材よりも耐腐食性の高い材料で内筒及び空間仕切部材が形成されている。そのため、第一管室に高温の腐食性流体が流れる場合であっても、内筒及び空間仕切部材が腐食することを抑制できる。さらに、内筒と第二仕切壁とが接合されて、空間仕切部材は外筒に接合されていない。そのため、外筒に対して内筒及び空間仕切部材に熱伸び差が生じた場合であっても空間仕切部材や内筒に応力がかかることを抑制できる。
【００１０】
この発明の第三態様によれば、第二態様に係る熱交換器において、前記外筒の内周面のうち前記第一管室側の前記空間仕切部材と前記管板との間の領域を覆うように配置され、前記外筒よりも耐腐食性の高い材料で形成された第二当て板を備えていてもよい。
この第三態様では、外筒の内周面のうち、第二管台が設けられた空間仕切部材と管板との間の領域を第二当て板により覆っている。そのため、高温の腐食性流体を第二管台から流入又は流出させる際に、高温の腐食性流体が外筒の内周面に触れることを抑制できる。
【００１１】
この発明の第四態様によれば、第二又は第三態様に係る熱交換器は、前記空間仕切部材の前記第一端側の面と前記第二端側の面との何れか一方と、前記外筒の内周面との間に渡るように配置され、前記外筒に対して前記空間仕切部材を変位可能としつつ前記空間仕切部材と前記外筒の内周面との間に生じた隙間を塞ぐ第一シールを備えていても良い。
この第四態様では、空間仕切部材と外筒との間に隙間が形成されていても、第一シールによって隙間が塞がれるので、腐食性流体が隙間を介して流動することを抑制できる。
【００１２】
この発明の第五態様によれば、第二から第四態様の何れか一つの態様に係る熱交換器は、前記仕切壁の前記第一管室側の面と前記第二管室側の面との何れか一方と、前記外筒の内周面との間に渡るように配置され、前記外筒に対して前記仕切壁を変位可能としつつ前記仕切壁と前記外筒の内周面との間に生じた隙間を塞ぐ第二シールを備えていても良い。
この第五態様では、仕切壁と外筒との間に隙間が形成されていても、第二シールによって外筒に対して仕切壁を変位可能としつつ仕切壁と外筒との隙間が塞がれるので、腐食性流体が第一管室と第二管室との間を流動することを抑制できる。
【００１３】
この発明の第六態様によれば、第三態様に係る熱交換器は、前記第二当て板は、前記外筒の内周面に沿って複数に分割されていてもよい。
この第六態様では、複数に分割された第二当て板により外筒の内周面を覆っているので、例えば、外筒と第二当て板との軸線方向の熱伸び差により第二当て板に生じる変形を抑えることができる。
【００１４】
この発明の第七態様によれば、第二から第六態様の何れか一つの態様に係る第二管台は、前記外筒よりも耐腐食性の高い材料で形成されていてもよい。
第七態様では、第一管台が耐腐食性の高い材料で形成されていることで、第一管台を介して高温の腐食性流体を流出入させる場合に、腐食性流体に触れる第一管台の腐食が進むことを抑制できる。
【００１５】
この発明の第八態様によれば、第一から第七態様の何れか一つの態様に係る留め具は、前記軸部の外径よりも大きく且つ前記挿通孔の内径よりも小さい内径を有するとともに、前記挿通孔の内径よりも大きい外径を有するワッシャを備えるようにしてもよい。
第八態様では、ワッシャを備えていることで、腐食性流体が、挿通孔を介して第一当て板と管板との間に入り込むことを抑制できる。
【００１６】
この発明の第九態様によれば、第四又は第五態様に係る第一シールと第二シールとの少なくとも一方は、相対的に高圧となる側に凹曲面が配置されるように弾性変形したシート状に形成されていてもよい。
第九態様では、シート状に形成された第一シールと第二シールが弾性変形することによって、隙間を塞いでいる。そのため、隙間の大きさが変化した場合であってもシール性が低下することを抑制できる。
【発明の効果】
【００１７】
上記熱交換器によれば、製造コストの増加及び腐食の進行を抑え、さらに、耐久性の低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の第一実施形態の熱交換器の概略構成を示す構成図である。
【図２】この発明の第一実施形態における内筒、第二仕切壁、空間仕切部材の概略構成を示す斜視図である。
【図３】この発明の第一実施形態における第一シールの拡大断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】この発明の第一実施形態における第二シールの拡大断面図である。
【図７】この発明の第一実施形態における管板の拡大断面図である。
【図８】この発明の第二実施形態における熱交換器の外筒の部分断面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。
【図１０】この発明の実施形態の第一変形例における第二管台を示す断面図である。
【図１１】この発明の実施形態の第二変形例における管板のネジ挿通孔付近の拡大断面図である。
【図１２】この発明の第三変形例における第二仕切壁と外筒の内周面との間のシール構造を示す断面図である。
【図１３】この発明の第三変形例における迎え板のネジ挿通孔の他の態様を示す図である。
【図１４】この発明の実施形態の第四変形例におけるワッシャを示す図である。
【図１５】この発明の実施形態の第五変形例における図４に相当する断面図である。
【図１６】この発明の実施形態の第五変形例における図５に相当する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第一実施形態）
次に、この発明の第一実施形態における熱交換器を図面に基づき説明する。
図１は、この発明の第一実施形態の熱交換器の概略構成を示す構成図である。
図１に示すように、この第一実施形態の熱交換器１００は、いわゆるシェルアンドチューブ型熱交換器であって、外筒１０と、管板２０と、複数の伝熱管３０と、内筒４０と、第一仕切壁５０と、第二仕切壁６０と、複数の第一バッフル７０ａと、第二バッフル７０ｂと、管支持板８０と、を備えている。
【００２０】
外筒１０は、軸線Ｘを中心とした円筒状の胴部１１と、胴部１１の端に接続されている第一鏡板部１２及び第二鏡板部１３と、を有している。胴部１１は、第一管台１４ａと、第二管台１４ｂと、をそれぞれ備えている。第一管台１４ａは、後述する第二管室１５ｂと外筒１０の外部とを連通させ、第二管台１４ｂは、後述する第一管室１５ａと外筒１０の外部とを連通させる。
以下の説明においては、軸線Ｘが延びる方向を軸方向Ｄｘとし、この軸方向Ｄｘの一方側を第一端側Ｄ１、他方側を第二端側Ｄ２とする。
【００２１】
第一鏡板部１２は、胴部１１の第一端側Ｄ１の端に接続され、この胴部１１の第一端側Ｄ１の開口を塞いでいる。この第一鏡板部１２は、その内面側が第二鏡板部１３から遠ざかる側、つまり第一端側Ｄ１に凹状に滑らかに凹む曲面を有している。この第一鏡板部１２には、管内側入口ノズル１６ａと、管内側出口ノズル１６ｂとが設けられている。管内側入口ノズル１６ａは、熱媒である管内流体Ｆｉを外筒１０の外部から管内流体室１７内に流入させる。管内側出口ノズル１６ｂは、管内流体Ｆｉを管内流体室１７内から外筒１０の外部に流出させる。
【００２２】
第二鏡板部１３は、胴部１１の第二端側Ｄ２の端に接続され、この胴部１１の第二端側Ｄ２の開口を塞いでいる。この第二鏡板部１３は、その内面側が第一鏡板部１２から遠ざかる側、つまり第二端側Ｄ２に凹状に滑らかに凹む曲面を有している。外筒１０は、これら胴部１１、第一鏡板部１２、及び第二鏡板部１３を備えることで、両端が閉じた筒状を成している。第一鏡板部１２で、最も第一端側Ｄ１の部分は、外筒１０の第一端１０ａを成している。また、第二鏡板部１３で、最も第二端側Ｄ２の部分は、外筒１０の第二端１０ｂを成している。
【００２３】
管板２０は、軸方向Ｄｘにおける外筒１０の中心よりも第一端側Ｄ１の位置で、外筒１０の内部を、第一端側Ｄ１の管内流体室１７と第二端側Ｄ２の管外流体室１８とに仕切っている。より具体的には、管板２０は、第一鏡板部１２と胴部１１との境に形成されて管内流体室１７と管外流体室１８とを仕切っている。この実施形態における管板２０は、実質的に円板状を成している。管板２０には、軸方向Ｄｘに貫通する管孔２１が複数形成されている。これら管孔２１には、伝熱管３０の入口端３１及び出口端３２が挿通されて固定される。
【００２４】
伝熱管３０は、直管部３３と、曲管部３４と、を有するＵ字状に形成されている。直管部３３は、入口側管部３３ａと出口側管部３３ｂとを備えている。入口側管部３３ａは、その両端のうち一方の端が入口端３１となっており、他方の端が曲管部３４に接続されている。この入口側管部３３ａの入口端３１は、伝熱管３０内に管内流体Ｆｉが流入する入口となる。出口側管部３３ｂは、その両端のうち一方の端が出口端３２となっており、他方の端が曲管部３４に接続されている。この出口側管部３３ｂの出口端３２は、伝熱管３０内から管内流体Ｆｉが流出する出口となる。入口側管部３３ａ、出口側管部３３ｂは、いずれも、軸方向Ｄｘに延びている。入口端３１と出口端３２とは、それぞれ管板２０に固定されている。
【００２５】
入口端３１は、管板２０における一方の半円（図１中、上側の半円）内に形成された管孔２１に挿通された状態で固定されている。これにより、入口端３１は、いずれも管内流体室１７に臨んでいる。また、出口端３２は、管板２０における他方の半円（図１中、下側の半円）内に形成された管孔２１に挿通された状態で固定されている。これにより、出口端３２は、いずれも、管内流体室１７に臨んでいる。その一方で、直管部３３の大部分、及び曲管部３４の全ては、管外流体室１８に配置されている。
【００２６】
内筒４０は、外筒１０の内部に配置されている。より具体的には、内筒４０は、管外流体室１８内で、直管部３３と曲管部３４とを外側から囲むように形成されている。この内筒４０は、胴部４１と、鏡板部４２と、空間仕切部材４３と、を備えている。胴部４１は、軸線Ｘを中心とした円筒状に形成されている。この胴部４１は、外筒１０の胴部１１の内面から、軸線Ｘに近づく側に離間している。言い換えると、胴部４１は、外筒１０の胴部１１の内径よりも小さい外径を有している。
【００２７】
鏡板部４２は、胴部４１の第二端側Ｄ２に接続されている。つまり、鏡板部４２は、胴部４１における第二端側Ｄ２の開口を閉じている。この鏡板部４２は、その内面側が第二端側Ｄ２に凹状に滑らかに凹む曲面を有している。特に、鏡板部４２の内面は、曲管部３４のうち最も曲率半径の大きい最大曲管部３４ａに沿って滑らかに曲がっている。鏡板部４２の外面は、外筒１０の第二鏡板部１３の内面から、この第二鏡板部１３の内側に離間している。
【００２８】
一方で、内筒４０は、胴部４１における第一端側Ｄ１が開口している。つまり、胴部４１における第一端側Ｄ１の端には、鏡板部等が設けられていない。この実施形態における胴部４１は、その軸方向Ｄｘにおける第一端側Ｄ１の端（言い換えれば、開口）が、第二管台１４ｂと管板２０との間に位置している。
【００２９】
管支持板８０は、内筒４０の内部を、曲管部３４が配置される曲管室１９と、それ以外の室とに仕切っている。管支持板８０は、軸線Ｘと交差する方向に広がる平板状に形成されている。この管支持板８０には、軸方向Ｄｘに伝熱管３０が貫通する複数の管孔８１が形成されている。伝熱管３０は、これら管孔８１に挿通され、管支持板８０に支持されている。
【００３０】
図２は、この発明の第一実施形態における内筒、第二仕切壁、空間仕切部材の概略構成を示す斜視図である。なお、図１以外の図面においては、図示都合上、伝熱管３０、第一バッフル７０ａ、第二バッフル７０ｂの図示を省略している。
図１、図２に示すように、空間仕切部材４３は、胴部４１の外周面４１ａと、外筒１０の内周面１０ｃとの間に形成される空間Ｓ１を軸方向Ｄｘに仕切っている。空間仕切部材４３は、軸線Ｘを中心とした径方向に広がる平板状に形成されている。この空間仕切部材４３は、軸方向Ｄｘから見て半円環状に形成されている（図２参照）。この半円環状の空間仕切部材４３は、軸線Ｘの位置を基準にして第二管台１４ｂに近い側（図１中、上半部）に配置されている。
空間仕切部材４３は、内筒４０の胴部４１の外周面４１ａに対して溶接等で接合されている。その一方で、空間仕切部材４３は、外筒１０の内周面に対しては、溶接等で接合されておらず、その代わりに、外筒１０の内周面１０ｃとの間に生じる隙間を塞ぐ第一シール４４を備えている。
【００３１】
図３は、この発明の第一実施形態における第一シールの拡大断面図である。
第一シール４４としては、いわゆるラミフレックスシール板を用いることができる。図３に示すように、この第一シール４４は、シート状に形成され、外筒１０の内周面１０ｃに近い側の空間仕切部材４３の縁部４３ａに沿って取り付けられている。第一シール４４は、空間仕切部材４３の第二端側Ｄ２を向く面４３ｂと、外筒１０の内周面１０ｃとの間に渡るように設置されている。この実施形態で例示する第一シール４４は、空間仕切部材４３の面４３ｂに対して、ボルト止めされている。より具体的には、第一シール４４は、弾性変形した状態で設置され、高圧側である第二端側Ｄ２に凹曲面が形成されるように弾性変形して湾曲した状態とされている。これによりボルト止めされた第一シール４４は、内周面１０ｃ及び面４３ｂを押圧した状態となっている。なお、第一シール４４の固定方法はボルト止めに限られるものではない。この第一シール４４は、例えば、耐腐食性の高いステンレスの金属等で形成することができる。
【００３２】
図１に示すように、第一仕切壁５０は、管内流体室１７内を入口室１７Ａと出口室１７Ｂとに仕切る。入口室１７Ａは、伝熱管３０の入口端３１の集まりである入口端群を臨み、出口室１７Ｂは、伝熱管３０の出口端３２の集まりである出口端群を臨む。入口室１７Ａは、第一仕切壁５０よりも入口室１７Ａ側に配置された管内側入口ノズル１６ａを介して外部と連通され、出口室１７Ｂは、第一仕切壁５０よりも出口室１７Ｂ側に配置された管内側出口ノズル１６ｂを介して外部と連通されている。
【００３３】
第二仕切壁６０は、上述した内筒４０及び空間仕切部材４３と共に、管外流体室１８内を第一管室１５ａと第二管室１５ｂとに仕切っている。第一管室１５ａ内には、上述した入口側管部３３ａの集まりである入口側管群３３Ｇａが配置され、第二管室１５ｂ内には、上述した出口側管部３３ｂの集まりである出口側管群３３Ｇｂが配置されている。この実施形態における第二仕切壁６０は、軸線Ｘ上に位置し、水平方向に広がる平板状に形成されている。
【００３４】
図２に示すように、この第二仕切壁６０は、空間仕切部材４３よりも第二端側Ｄ２に配置される狭幅部６１と、空間仕切部材４３よりも第一端側Ｄ１に配置される広幅部６２とを備えている。この実施形態における第二仕切壁６０は、後述する管板２０の管板母材２２よりも耐腐食性の高い金属材料により形成されている。
【００３５】
図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。図５は、図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。図６は、この発明の第一実施形態における第二シールの拡大断面図である。
図４に示すように、第二仕切壁６０の狭幅部６１は、軸線Ｘを中心としたその幅方向の両縁部６１ａが、内筒４０の内周面に対して溶接等により隙間なく接合されている。この狭幅部６１は、第一管室１５ａと第二管室１５ｂとを連通する流路を形成する開口形成部６３を備えている（図１、図２参照）。この開口形成部は、狭幅部６１のうち最も管支持板８０側、言い換えれば第二仕切壁６０のうち最も第二端側Ｄ２に配置されている。
【００３６】
広幅部６２は、軸線Ｘを中心としたその幅方向の両縁部６２ａが、外筒１０の内周面１０ｃに対して固定されていない。この広幅部６２の幅寸法は、外筒１０の内径よりも僅かに小さく形成されている。この広幅部６２の両縁部６２ａには、第二シール６４が取り付けられている。この第二シール６４によって第二仕切壁６０と外筒１０の内周面との隙間が塞がれている。
【００３７】
図６に示すように、この第一実施形態における第二シール６４は、第二仕切壁６０の第一管室１５ａ側の面６０ａと、外筒１０の内周面１０ｃとの間に渡るように配置されている。この第二シール６４は、上述した第一シール４４と同様に、シート状に形成された、いわゆるラミフレックスシール板等を用いることができる。この第一実施形態における第二シール６４は、第二仕切壁６０に対してボルト止めされ、高圧側である第一管室１５ａ側に凹曲面が配置されるように弾性変形して湾曲した状態で設置されている。なお、この第二シール６４を第二仕切壁６０に固定する方法はボルト止めに限られるものではない。
【００３８】
図１に示すように、第一バッフル７０ａは、第二管室１５ｂ内に配置され、第二管室１５ｂ内を流れる管外流体Ｆｏの流れる向きを変える。第一バッフル７０ａは、出口側管部３３ｂが延びている軸方向Ｄｘに対して交差する交差方向に広がる仮想面に沿って設けられている。この実施形態で例示する第一バッフル７０ａは、軸線Ｘに対して垂直な方向に広がる仮想面（図示せず）に沿って設けられている。また、第一バッフル７０ａは、軸方向Ｄｘに間隔をあけて複数設けられている。これら第一バッフル７０ａには、出口側管部３３ｂが挿通される第一管孔７１が形成されている。
【００３９】
軸方向Ｄｘで隣り合う第一バッフル７０ａは、それぞれ軸方向Ｄｘから見て互いにずれた位置に窓部７２を有している。ここで、一つの第一バッフル７０ａの窓部７２を通じて軸方向Ｄｘに流れた管外流体Ｆｏは、この第一バッフル７０ａに軸方向Ｄｘで隣り合う第一バッフル７０ａの窓部７２以外の部分によって偏向されて、この軸方向Ｄｘで隣り合う第一バッフル７０ａの窓部７２まで、軸線Ｘに交差する方向に流れる。つまり、これら第一バッフル７０ａは、軸線Ｘに交差する方向すなわち、入口側管部３３ａに交差する方向に管外流体Ｆｏを流す交差方向流路ＣＰを形成している。
【００４０】
第二バッフル７０ｂは、第一管室１５ａ内に配置され、第一管室１５ａ内を流れる管外流体Ｆｏの流れる向きを変える。第二バッフル７０ｂは、入口側管部３３ａが延びている軸方向Ｄｘに対して交差する交差方向に広がる仮想面（図示せず）に沿って設けられている。この第一実施形態で例示する第二バッフル７０ｂは、軸線Ｘに対して垂直な方向に広がる仮想面（図示せず）に沿って設けられている。また、第二バッフル７０ｂは、軸方向Ｄｘに間隔をあけて複数設けられている。これら第二バッフル７０ｂには、入口側管部３３ａが挿通される第二管孔７３が形成されている。
【００４１】
軸方向Ｄｘで隣り合う第二バッフル７０ｂは、第一バッフル７０ａと同様に、それぞれ軸方向Ｄｘから見て互いにずれた位置に窓部７４を有している。つまり、一つの第二バッフル７０ｂの窓部７４を通じて軸方向Ｄｘに流れた管外流体Ｆｏは、この第二バッフル７０ｂに軸方向Ｄｘで隣り合う第二バッフル７０ｂの窓部７４以外の部分によって偏向されて、この軸方向Ｄｘで隣り合う第二バッフル７０ｂの窓部７４まで、軸線Ｘに交差する方向に流れる。これら第二バッフル７０ｂも、第一バッフル７０ａと同様に、軸線Ｘに交差する方向すなわち、入口側管部３３ａに交差する方向に管外流体Ｆｏを流す交差方向流路ＣＰを形成している。なお、第一バッフル７０ａおよび第二バッフル７０ｂにおいて、一つのバッフルあたりに形成される窓部の数は一つに限られず、例えば、二つ以上形成するようにしても良い。また、管外流体Ｆｏが流れる流路の方式は、図１に示すシングルセグメンタル型に限られない。例えば、ダブルセグメンタル型や、ＮＴＩＷ（No Tube In Window）型など、他の方式であってもよい。
【００４２】
図７は、この発明の第一実施形態における管板の拡大断面図である。
図１、図７に示すように、この第一実施形態における管板２０は、管板母材２２と、第一当て板２３と、ネジ留め具９０（図７参照）とを有している。
管板母材２２は、上述した複数の伝熱管３０の入口端３１及び出口端３２が固定される。この管板母材２２は、管外流体Ｆｏ及び管内流体Ｆｉの圧力に耐えうる強度を有している。この管板母材２２を形成する材料としては、例えば、炭素鋼を用いることができる。つまり、この第一実施形態における管板母材２２の材料は、耐腐食性を向上可能なクロム等が意図的に添加されていない金属となっている。
【００４３】
第一当て板２３は、管板母材２２の第一管室１５ａ側の面に接するように配置されている。この第一当て板２３は、管板母材２２よりも薄い板状に形成されて、管板母材２２の第一管室１５ａ側の面を第二端側Ｄ２から覆っている。この実施形態における第一当て板２３は、円盤状に形成され、管板母材２２の第一管室１５ａ側の面２２ａの実質的に全体を覆っている。この第一当て板２３は、第二仕切壁６０の第一端側Ｄ１の端部６０ｃに対して溶接等によって接合されている。この第一当て板２３は、管板母材２２よりも耐腐食性の高い金属材料で形成されている。耐腐食性の高い金属材料としては、例えば、管板母材２２よりも、クロムの含有量が多い金属、例えばステンレス等を例示できる。また、第二仕切壁６０と同一材料で形成しても良い。
【００４４】
第一当て板２３は、ネジ挿通孔２３ａと、複数の伝熱管挿通孔２３ｂ（図１参照）と、を備えている。伝熱管挿通孔２３ｂ（図１参照）は、伝熱管３０の直径よりも僅かに大径に形成され、それぞれ上述した伝熱管３０が挿通される。ネジ挿通孔２３ａには、雄ネジが形成されたネジ留め具９０のネジ軸部９１が遊挿される通し孔である。ここで、「遊挿」とは、例えば、図８に示すように、ネジ挿通孔２３ａの内径がネジ軸部９１の直径よりも大きく形成され、ネジ軸部９１がそのネジ作用により第一当て板２３に締結されることなく、単に挿通された状態を意味する。すなわち、ネジ軸部９１は、ネジ挿通孔２３ａの内部でネジ軸部９１の延びる方向と交差する方向へ僅かに変位することが可能となっている。
【００４５】
ネジ留め具９０は、ネジ作用によって第一当て板２３を管板母材２２に結合する。この第一実施形態のネジ留め具９０は、上記のネジ軸部９１を有したボルト９２と、管板母材２２に形成された雌ネジ２４とにより構成される。つまり、第一当て板２３は、管板母材２２の第二端側Ｄ２を向く面に対して、複数箇所でネジ留め具９０によりボルト止めされている。なお、ネジ留め具９０としては、ネジ作用により締結可能な構造であればよく、ボルト９２と管板母材２２に形成された雌ネジ２４の組合せの他に例えば、ビスとビス穴との組合せ、及び、管板母材２２に挿入及び固定されたスタッドボルトとナットとの組合せ等であってもよい。
【００４６】
この第一実施形態における熱交換器１００は、上述した構成を備えている。次に、この熱交換器１００の動作について図１を参照しながら説明する。
この第一実施形態における熱交換器１００は、硫黄分等を含む腐食性流体であるガスタービン燃料を管外流体Ｆｏとして加熱する。この熱交換機は、入口ノズル１６から管内流体Ｆｉが流入するとともに、第一管台１４ａから管外流体Ｆｏが流入する。
【００４７】
まず、管内流体Ｆｉは、ポンプ等により圧送されて管内側入口ノズル１６ａから入口室１７Ａに流入する。この入口室１７Ａに流入した管内流体Ｆｉは、伝熱管３０の入口端３１から伝熱管３０内部の管内流路に流入し、入口側管部３３ａ、曲管部３４、出口側管部３３ｂを経て出口端３２に至る。出口端３２に至った管内流体Ｆｉは、出口室１７Ｂへ流出した後、管内側出口ノズル１６ｂから外筒１０の外部に流出する。
【００４８】
一方で、管外流体Ｆｏは、第一管台１４ａから、内筒４０と外筒１０との間に形成される筒内入口流路２５を介して、第二管室１５ｂに流入する。ここで、内筒４０と外筒１０との間に形成される空間Ｓ１は、軸方向Ｄｘで空間仕切部材４３によって仕切られている。この空間仕切部材４３の第一端側Ｄ１の面４３ｂに作用する管外流体Ｆｏの圧力Ｐ１は、第二端側Ｄ２の面４３ｂに作用する管外流体Ｆｏの圧力Ｐ２よりも低くなっている（Ｐ１＜Ｐ２）。これは、第一管室１５ａ及び第二管室１５ｂで生じる圧損により第一端側Ｄ１の管外流体Ｆｏの圧力が低下するためである。ここで、空間仕切部材４３と外筒１０の内周面１０ｃとの間には、第一シール４４が設けられているので、上記の圧力差によって空間仕切部材４３と外筒１０の内周面１０ｃとの隙間から管外流体Ｆｏが漏れることが抑制されている。
【００４９】
第二管室１５ｂに流入した管外流体Ｆｏは、この内筒４０の内部に形成された第二管室１５ｂの内部を第一端側Ｄ１から第二端側Ｄ２に向けて流れる。この際、管外流体Ｆｏは、内筒４０と第二仕切壁６０と複数の第一バッフル７０ａとで形成される蛇行した流路を流れる。すなわち、管外流体Ｆｏは、第一管室１５ａを蛇行しながら第一端側Ｄ１から第二端側Ｄ２へ流れる。管外流体Ｆｏは、第一管室１５ａを流れる過程で、複数の出口側管部３３ｂ内を流れる管内流体Ｆｉと熱交換する。
【００５０】
第一管室１５ａの第二端側Ｄ２まで流れた管外流体Ｆｏは、第二仕切壁６０の狭幅部６１の最も第二端側Ｄ２に形成された開口形成部６３の開口を通じて第一管室１５ａに流入する。この第一管室１５ａに流入した管外流体Ｆｏは、第一管室１５ａの内部を第二端側Ｄ２から第一端側Ｄ１に向けて流れる。言い換えれば、管外流体Ｆｏが流れる向きは、開口形成部６３を境に反転している。更に言い換えれば、開口形成部６３が管外流体Ｆｏの流れる流路の折り返し部となっている。
【００５１】
第一管室１５ａに流入した管外流体Ｆｏは、第二管室１５ｂを流れる際と同様に、内筒４０と第二仕切壁６０と複数の第二バッフル７０ｂとで形成される蛇行した流路を流れる。すなわち、管外流体Ｆｏは、第二管室１５ｂを蛇行しながら第二端側Ｄ２から第一端側Ｄ１へ流れる。管外流体Ｆｏは、第一管室１５ａを流れる過程で、複数の入口側管部３３ａ内を流れる管内流体Ｆｉと熱交換する。そして、この入口側管部３３ａ内の管内流体Ｆｉと熱交換した管外流体Ｆｏは、内筒４０の開口から外筒１０の内面と内筒４０の外面との間の筒内出口流路２６に流入する。この際、管外流体Ｆｏは、管板２０の第一当て板２３にのみ接触し、管板母材２２に接触することなく、筒内出口流路２６に流入する。ここで、筒内出口流路２６に流入する管外流体Ｆｏは、高温に加熱され、この高温の管外流体Ｆｏにより、第一管室１５ａ側の管板２０や外筒１０も加熱される。筒内出口流路２６に流入した管外流体Ｆｏは、第二管台１４ｂから外筒１０の外部に流出する。
【００５２】
上述した第一実施形態の熱交換器１００によれば、第一管室１５ａ側の管板母材２２の面２２ａには、管板母材２２よりも耐腐食性の高い材料で形成された第一当て板２３が配置されている。そのため、第一管室１５ａを流れる管外流体Ｆｏが第二管室１５ｂを流れる管外流体Ｆｏよりも高温となる場合に、第一管室１５ａ側の管板母材２２の面２２ａが、腐食性の上がった管外流体Ｆｏと接触して腐食が進むことを抑制できる。さらに、第一当て板２３は、管板母材２２に対してネジ留め具９０によって接続されるとともに第二仕切壁６０の第一端側Ｄ１の端部と接合されている。つまり、第一当て板２３は、第二仕切壁６０とだけ接合され、外筒１０に接合されず、また、ネジ軸部９１がネジ挿通孔２３ａに遊挿されたネジ留め具９０でのみ管板母材２２に固定されている。そのため、管板母材２２及び外筒１０と第一当て板２３との間に熱伸び差が生じた場合であっても、この熱伸び差により第一当て板２３に作用する力がネジ留め具９０による固定力を上回った時点で、第一当て板２３をネジ留め具９０に対して僅かに変位させて、第一当て板２３を逃がすことができる。そのため、熱伸び差により第一当て板２３に過大な応力がかかることを抑制できる。したがって、製造コストの増加及び腐食の進行を抑え、さらに、耐久性の低下を抑えることができる。
【００５３】
さらに、内筒４０及び空間仕切部材４３は、管板母材２２よりも耐腐食性の高い材料で形成されている。そのため、第一管室１５ａに高温の腐食性流体である管外流体Ｆｏが流れる場合であっても、内筒４０及び空間仕切部材４３が腐食することを抑制できる。さらに、内筒４０と第二仕切壁６０とが接合されて、空間仕切部材４３は外筒１０に接合されていない。そのため、外筒１０と内筒４０及び空間仕切部材４３とに熱伸び差が生じた場合であっても、外筒１０に対して内筒４０及び空間仕切部材４３が相対的に変位して、空間仕切部材４３や内筒４０にかかる応力を抑制できる。
【００５４】
さらに、空間仕切部材４３と外筒１０との間に隙間が形成されていても、第一シール４４によって隙間が塞がれるので、管外流体Ｆｏが隙間を介して流動することを抑制できる。そのため、熱交換効率の低下を抑制できる。
同様に、第二仕切壁６０と外筒１０との間に隙間が形成されていても、第二シール６４によって第二仕切壁６０と外筒１０との隙間が塞がれるので、管外流体Ｆｏが第一管室１５ａと第二管室１５ｂとの間を流動することを抑制できる。そのため、熱交換効率の低下を抑制できる。
【００５５】
（第二実施形態）
次に、この発明の第二実施形態の熱交換器を図面に基づき説明する。この第二実施形態の熱交換器は、第一実施形態の熱交換器に対して第二当て板２７を更に設けている点でのみ異なる。そのため、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複する説明を省略する。
【００５６】
図８は、この発明の第二実施形態における熱交換器の外筒の部分断面図である。図９は、図８のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。
図８、図９に示すように、この第二実施形態における熱交換器の外筒１０Ｂは、第二当て板２７を備えている。第二当て板２７は、外筒１０Ｂの内周面１０ｃのうち、第二仕切壁６０よりも第一管室１５ａ側の空間仕切部材４３と管板２０との間の領域を覆うように配置されている。この第二実施形態では、複数の第二当て板２７によって外筒１０Ｂの内周面１０ｃを覆っている。
【００５７】
複数の第二当て板２７は、例えば、外筒１０Ｂの内周面１０ｃの曲面に沿って湾曲した短冊状に形成され、その長手方向が軸線Ｘを中心とした周方向を向くように配置されている。第二当て板２７は、外筒１０Ｂが炭素鋼等の金属で形成されるのに対して、第一当て板２３と同様に、外筒１０Ｂよりも耐腐食性の高い、例えば、ステンレス等の金属で形成されている。さらに、第二当て板２７は、外筒１０Ｂよりも薄く形成されている。これら第二当て板２７は、その周縁部２７ａが外筒１０Ｂの内周面１０ｃに対して肉盛り溶接等で接合されている。また、隣り合う第二当て板２７の隙間も肉盛り溶接等によって埋められている。なお、第二当て板２７は、その周縁部２７ａよりも内側の部分が外筒１０Ｂの内周面１０ｃから浮かないように、この周縁部２７ａよりも内側の部分に点溶接を追加して実施しても良い。
【００５８】
第二実施形態によれば、外筒１０Ｂの内周面１０ｃのうち、第二管台１４ｂが設けられた空間仕切部材４３と管板２０との間の領域を第二当て板２７により覆っている。そのため、高温の腐食性流体である管外流体Ｆｏを第二管台１４ｂから流出させる際に、高温の管外流体Ｆｏが外筒１０Ｂの内周面１０ｃに触れることを抑制できる。
さらに、複数の第二当て板２７により外筒１０Ｂの内周面１０ｃを覆っているので、例えば、外筒１０Ｂと第二当て板２７との軸方向Ｄｘの熱伸び差により第二当て板２７に生じる変形を抑えることができる。また、第二当て板２７が短冊状に形成されているため、第二当て板２７を内周面１０ｃへ取り付ける際の作業性を向上できる。
【００５９】
次に、上述した各実施形態の変形例について説明する。なお、上述した各実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複する説明を省略する。
（第一変形例）
図１０は、この発明の実施形態の第一変形例における第二管台を示す断面図である。
上述した第一、第二実施形態においては、第二管台１４ｂが外筒１０と同一の材料で形成されている場合を例示した。しかし、図１０に示す第一変形例の第二管台１１４ｂのように、第一当て板２３や第二当て板２７と同様に、外筒１０よりも耐腐食性の高い金属材料により形成しても良い。このように構成することで、高温の管外流体Ｆｏが触れることで第二管台の腐食が進行することを抑制できる。
【００６０】
（第二変形例）
図１１は、この発明の実施形態の第二変形例における管板のネジ挿通孔付近の拡大断面図である。
例えば、図１１に示すように、上述したネジ留め具９０は、ネジ軸部９１を挿通可能なワッシャＷを更に備えていても良い。このワッシャＷは、ネジ軸部９１の外径よりも大きく且つネジ挿通孔２３ａの内径よりも小さい内径を有している。このワッシャＷは、ネジ挿通孔２３ａの内径よりも大きい外径を有していてもよい。この第二変形例においては、ネジ留め具９０がボルト９２を備える場合を例示している。この第二変形例におけるワッシャＷの内径は、ボルト頭部９３の六角形の内接円の直径よりも小さく形成されている。なお、ワッシャＷの内径は、ボルト９２に代えてビスを用いる場合、ビス頭部よりも小さく、またスタッドボルトを用いる場合、ナットの内接円の直径よりも小さく形成すればよい。
この第二変形例によれば、ネジ挿通孔２３ａとネジ軸部９１との間の隙間をワッシャＷにより塞いで、管板母材２２と第一当て板２３との間への管外流体Ｆｏの侵入を低減できる。その結果、管板母材２２の腐食を防止できる。
【００６１】
（第三変形例）
上述した第一実施形態においては、ラミフレックスシール等、弾性変形させて湾曲したシート状の第一シール４４及び第二シール６４をそれぞれ用いる場合について説明した。しかし、第二仕切壁６０と外筒１０の内周面との間のシール構造は、上述した第一実施形態のシール構造に限られない。
【００６２】
図１２は、この発明の第三変形例における第二仕切壁と外筒の内周面との間のシール構造を示す断面図である。図１３は、この発明の第三変形例における迎え板のネジ挿通孔の他の態様を示す図である。
図１２に示すように、この第三変形例における外筒１０の内周面１０ｃには、溶接等により迎え板４６が接合されている。この迎え板４６は、第二仕切壁６０に沿うように軸方向Ｄｘに連続している。この迎え板４６は、第二仕切壁６０に対してボルトＢ及びナットＮにより結合されている。
【００６３】
迎え板４６及び第二仕切壁６０に形成されたネジ挿通孔４６ａ，６０ｂは、それぞれボルトＢのネジ軸部Ｂｓの直径よりも大きい内径を有し、ボルトＢ及びナットＮによる結合力を上回る入力が有った場合に、ネジ挿通孔４６ａ，６０ｂに挿通されたネジ軸部Ｂｓがネジ挿通孔４６ａ，６０ｂの範囲内でネジ軸部Ｂｓと交差する方向に変位可能となっている。この第三変形例においては、一組のボルトＢ及びナットＮに対して、一つの環状のワッシャＷ３が用いられている。このワッシャＷ３の内径は、上述したワッシャＷ２と同様に、ボルト頭部の内接円よりも小さく且つ、ネジ軸部Ｂｓの直径よりも僅かに大きい。また、ワッシャＷ３の外径は、ボルト頭部の外接円よりも大きい。なお、図１３に示す迎え板４６のネジ挿通孔１４６ａように、軸方向Ｄｘに長い長孔としても良い。また同様に、第二仕切壁６０のネジ挿通孔６０ｂを長孔としても良い。図１３において、ワッシャＷ３を二点鎖線で示しているがワッシャＷ３は省略しても良い。
【００６４】
したがって、第三変形例によれば、第一実施形態と同様に、管外流体Ｆｏが高圧側から低圧側へ流出することを抑制しつつ、材料が異なる外筒１０と第二仕切壁６０との熱伸び差よって第二仕切壁６０に対して過大な応力が掛かることを抑制できる。
【００６５】
（第四変形例）
図１４は、この発明の実施形態の第四変形例におけるワッシャを示す図である。
上述した第三変形例においては、一組のボルトＢ及びナットＮに対して一つの環状のワッシャＷを用いる場合を例示した。しかし、ワッシャＷの形状は、この形状に限られない。例えば、図１４に示すように、複数のネジ挿通孔１２３ｂ（又は、複数のネジ挿通孔４５ａ）に渡るように形成されたワッシャＷ４を用いるようにしても良い。このようにすることで、部品点数を少なくして組立作業者の負担を軽減できる。なお、ワッシャＷ３も同様に、複数のネジ挿通孔１４６ａ、又は複数のネジ挿通孔６０ｂに渡るように形成された軸方向Ｄｘに延びるワッシャ（図示せず）に置き換えても良い。
【００６６】
（第五変形例）
図１５は、この発明の実施形態の第五変形例における図４に相当する断面図である。図１６は、この発明の実施形態の第五変形例における図５に相当する断面図である。
上述した実施形態及び各変形例においては、第二仕切壁６０を一枚の平板で形成する場合を例示した。しかし、第二仕切壁は、一枚の平板からなる場合に限られない。
例えば、図１５、図１６に示す第五変形例の第二仕切壁２６０のように、多重構造としても良い。なお、図１５、図１６においては、多重構造の一例として二重構造の場合を示しているが、二重以上の多重構造であっても良い。
【００６７】
図１５、図１６に示すように、この第五変形例の第二仕切壁２６０は、第一板部２６０Ａと、第二板部２６０Ｂと、スペーサ（図示せず）と、を備えている。
第一板部２６０Ａは、第一管室１５ａ側に配置され、第二板部２６０Ｂは、第二管室１５ｂ側に配置されている。これら第一板部２６０Ａと第二板部２６０Ｂとは、スペーサ（図示せず）を介して間隔を空けた状態で配置されている。
このように形成された第二仕切壁２６０は、上述した実施形態と同様に、狭幅部２６１と、広幅部２６２と、を備えている。狭幅部２６１の縁部は、それぞれ外筒１０の内周面１０ｃから離間して配置されている。広幅部２６２の縁部は、それぞれ外筒１０の内周面１０ｃから僅かに離間して配置されている。第一板部２６０Ａの広幅部２６２の縁部には、上述した実施形態の第二シール６４と同様に、第一板部２６０Ａと外筒１０の内周面との間の隙間を塞ぐ第二シール２６４が取り付けられている。
なお、図１５、図１６においては、第二シール２６４が、第一管室１５ａ側と第二管室１５ｂ側との両方に向けて湾曲するように取り付けられる場合を例示しているが、第一管室１５ａ側と第二管室１５ｂ側との何れか一方のみを設けるようにしても良い。
また、第二仕切壁２６０の第二端側Ｄ２に形成された開口形成部（図示せず；実施形態の開口形成部６３に相当）には、管外流体Ｆｏが第一板部２６０Ａと第二板部２６０Ｂとの隙間から漏れるのを防止するために、開口形成部を囲むように当該隙間に漏れ防止のスペーサ（図示せず）が設けられている。
【００６８】
この第五変形例における内筒２４０は、それぞれ軸方向Ｄｘに延びる半筒状に形成された第一半部２４１と第二半部２４２とからなる。この第五変形例の第一半部２４１及び第二半部２４２は、軸線Ｘに垂直な断面形状がそれぞれ半円弧状に形成されている。第一半部２４１は、軸線Ｘを中心とした周方向の両端縁が、第一板部２６０Ａの面上に溶接等により接合されている。同様に、第二半部２４２は、軸線Ｘを中心とした周方向の両端縁が、第二板部２６０Ｂの面上に溶接等により接合されている。
【００６９】
空間仕切部材４３は、上述した実施形態と同じ構成であり、内筒２４０の第一半部２４１と第一板部２６０Ａにそれぞれ溶接等により接合されている。そして、空間仕切部材４３は、外筒１０の内周面に対しては、溶接等で接合されておらず、その代わりに、外筒１０の内周面１０ｃとの間に生じる隙間を塞ぐラミフレックスシール等からなる第一シール４４（図示せず）を備えている。
【００７０】
したがって、上述した第五変形例によれば、例えば、第一板部２６０Ａと第一半部２４１と空間仕切部材４３とを接合した第一ユニットと、第二板部２６０Ｂと第二半部２４２とを接合した第二ユニットと、をそれぞれ外筒１０に挿入して熱交換器を組み立てることができる。そのため、容易に組み立てることができる。さらに、この第五変形例によれば、第二仕切壁２６０を多重構造とすることで、第二仕切壁２６０の断熱性を向上できる。
（その他変形例）
この発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。
この発明を、伝熱管がＵ字状に形成される熱交換器に適用する場合について説明したが、伝熱管がＵ字状の熱交換器に限られるものではない。
さらに、軸部を有する留め具として、ネジ軸部に雄ネジが形成されたネジ留め具を例示したが、例えば、リベット等の留め具を用いるようにしても良い。
【００７１】
さらに、上述した第一実施形態では、管外流体Ｆｏを加熱する場合について説明したが、この発明の熱交換器は、管外流体Ｆｏを冷却する場合にも適用できる。この場合、高温の管外流体Ｆｏを第二管台１４ｂから外筒１０内に流入させ、第一管台１４ａから外筒１０外へ流出させる。また、冷媒となる管内流体Ｆｉは、出口端３２から入口端３１へ流せばよい。この場合も、第二管台１４ｂから流入した直後の管外流体Ｆｏの温度が高温であるため、この高温の管外流体Ｆｏによる腐食の進行を抑制しつつ、製造コストの増加や熱伸び差による応力が掛かることで耐久性が低下することを抑制できる。
【００７２】
さらに、上述した各実施形態においては、第一当て板２３が円盤状に形成される場合について説明した。しかし、第一当て板２３は、管板母材２２のうち、少なくとも第一管室１５ａに面する部分のみを覆うようにすればよい。つまり、第一当て板を半円盤状に形成するようにしても良い。
【００７３】
さらに、上述した第一実施形態においては、第一当て板２３が管板母材２２に密着している場合について説明した。しかし、第一当て板２３と管板母材２２との間には隙間が形成されていても良い。
また、上述した熱交換器１００は、ガスタービンの燃料ガスの温度を上げるための熱交換器として用いる場合について説明したが、腐食性流体を管外流体Ｆｏとするものであればガスタービンの燃料ガス以外の熱交換にも用いることができる。
【符号の説明】
【００７４】
１０  外筒
１０ａ  第一端
１０ｂ  第二端
１０Ｂ  外筒
１０ｃ  内周面
１１  胴部
１２  第一鏡板部
１３  第二鏡板部
１４ａ  第一管台
１４ｂ  第二管台
１５ａ  第一管室
１５ｂ  第二管室
１６  入口ノズル
１６ａ  管内側入口ノズル
１６ｂ  管内側出口ノズル
１７  管内流体室
１７Ａ  入口室
１７Ｂ  出口室
１８  管外流体室
１９  曲管室
２０  管板
２１  管孔
２２  管板母材
２２ａ  面
２３  第一当て板
２３ａ  ネジ挿通孔
２３ｂ  伝熱管挿通孔
２４  雌ネジ
２５  筒内入口流路
２６  筒内出口流路
２７  第二当て板
２７ａ  周縁部
３０  伝熱管
３１  入口端
３２  出口端
３３  直管部
３３ａ  入口側管部
３３ｂ  出口側管部
３３Ｇａ  入口側管群
３３Ｇｂ  出口側管群
３４  曲管部
３４ａ  最大曲管部
４０  内筒
４１  胴部
４１ａ  外周面
４２  鏡板部
４３  空間仕切部材
４３ａ  縁部
４３ｂ  面
４４  第一シール
４５ａ  ネジ挿通孔
４６  迎え板
４６ａ  ネジ挿通孔
５０  第一仕切壁
６０  第二仕切壁
６０ａ  面
６０ｂ  ネジ挿通孔
６０ｃ  端部
６１  狭幅部
６１ａ  両縁部
６１ｃ  端部
６２  広幅部
６２ａ  両縁部
６３  開口形成部
６４  第二シール
７０ａ  第一バッフル
７０ｂ  第二バッフル
７１  第一管孔
７２  窓部
７３  第二管孔
７４  窓部
８０  管支持板
８１  管孔
９０  具
９１  ネジ軸部
９２  ボルト
９３  ボルト頭部
１００  熱交換器
１１４ｂ  第二管台
１２３ｂ  ネジ挿通孔
１４６ａ  ネジ挿通孔
２４０  内筒
２４１  第一半部
２４２  第二半部
２６０  第二仕切壁
２６０Ａ  第一板部
２６０Ｂ  第二板部
２６１  狭幅部
２６２  広幅部
２６４  第二シール
Ｂ  ボルト
Ｂｓ  ネジ軸部
ＣＰ  交差方向流路
Ｄ１  第一端側
Ｄ２  第二端側
Ｆｉ  管内流体
Ｆｏ  管外流体
Ｎ  ナット
Ｓ１  空間
Ｗ，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４  ワッシャ
Ｘ  軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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