(57)【要約】【課題】特に現地組み立てが必要となる、大型の熱交換器１の製造乃至設置の作業性を向上させ、その工期の短縮や費用の低減を図る。【解決手段】熱交換器１は、所定方向に並列配置された複数の熱交換器モジュール２と、所定方向に延びると共に、各熱交換器モジュール２が流体の流通可能に接続される第１及び第２ダクト３，４とを備える。第１及び第２ダクト３，４の少なくとも一方は、所定方向に複数に分割された分割ダクト３３，４３同士を締結手段３３２，４３２を通じて連結することによって構成されている。【選択図】図１
2012007839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々コアを含みかつ、所定方向に並列配置された複数の熱交換器モジュールと、
それぞれ前記所定方向に延びると共に、前記各熱交換器モジュールが、流体の流通可能に接続される第１及び第２ダクトと、を備え、
前記第１及び第２ダクトの少なくとも一方は、前記所定方向に複数に分割された分割ダクト同士を締結手段を通じて連結することによって構成されている熱交換器。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換器において、
前記所定方向は水平方向であり、
前記第１ダクトは前記熱交換器モジュールの列を間に挟んだ下側に、前記第２ダクトは前記熱交換器モジュールの列を挟んだ上側に、それぞれ配置され、
前記第１ダクトは、前記分割ダクトを連結して構成されており、
前記各分割ダクトは、前記熱交換器モジュールが載置されると共に、締結手段を通じて当該熱交換器モジュールが固定される載置面を有していると共に、前記載置面上に固定された前記熱交換器モジュールを支持する支持構造を有している熱交換器。
【請求項３】
請求項１に記載の熱交換器において、
前記各熱交換器モジュールと各分割ダクトとは、流体の流通可能に互いに接続された状態で一体化されてユニット化している熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示する技術は、特に複数の熱交換器モジュールを含み、設置場所での現地組み立てが必要となるような大型の熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
要求される熱交換容量が大きく、一つの熱交換器でそれを満たそうとしたときに熱交換器本体が巨大化してしまうような場合等においては、例えば特許文献１に記載されているように、熱交換器本体を複数の熱交換器モジュールに分割することが知られている。この文献に記載されている熱交換器は、複数の熱交換器モジュールを上下方向に積層して配置すると共に、熱交換器モジュールを間に挟んだ両側のそれぞれに、上下方向に延びる給気ダクト及び排気ダクトを配置して構成されており、多数の連絡管が、各熱交換器モジュールと各ダクトとを互いに連通している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１７８０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前述したような大型の熱交換器は、例えば工場において全体を完成させた後に設置場所まで運搬しようとしても、大き過ぎて運搬できない場合があり、その場合は、工場において全体を完成させた後に、それを分解して熱交換器の設置場所まで運搬し、その設置場所にて再度組み立てて熱交換器を完成させたり、工場において運搬可能な程度の大きさに製作した部品を、熱交換器の設置場所まで運搬し、その設置場所にて部品を組み立てて熱交換器を完成させることになる。しかしながら、こうした現地組み立ては、例えば溶接、加工といった作業が必須となり、工期及び費用がかかってしまうという不都合がある。ここで、前述した特許文献１に記載の大容量の熱交換器は、現地組み立てが必要な程度の大きさとなり得るが、特許文献１には熱交換器を現地組み立てする点については何ら記載されておらず、そうした現地組み立てをどのように行うかについては、何ら考慮されていない。
【０００５】
ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、特に現地組み立てが必要となる、大型の熱交換器の製造乃至設置の作業性を向上させ、その工期の短縮や費用の低減を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明者らは、熱交換器本体及びダクトを含んで構成される熱交換器において、熱交換器本体を、複数の熱交換器モジュールに分割して構成するだけでなく、ダクトをも複数に分割して構成すると共に、その分割ダクトの連結構成として、現地組み立てでも容易に行い得る締結手段を通じた連結構成を採用することとした。
【０００７】
具体的に、ここに開示する熱交換器は、各々コアを含みかつ、所定方向に並列配置された複数の熱交換器モジュールと、それぞれ前記所定方向に延びると共に、前記各熱交換器モジュールが、前記コアに対する流体の流通可能に接続される第１及び第２ダクトと、を備え、前記第１及び第２ダクトの少なくとも一方は、前記所定方向に複数に分割された分割ダクト同士を締結手段を通じて連結することによって構成されている。
【０００８】
ここで、「締結手段」とは、現地組み立てにおいて、例えば溶接を行うときのような特別な設備を必要とせずに分割ダクト同士を連結し得る手段である。連結した分割ダクト同士を再度分割することが、必要に応じて可能となり得る手段であってもよい。具体的にはボルト及びボルト・ナットによる締結や、クランプ及びクリップ等を利用した締結を含み得る。
【０００９】
この構成の熱交換器は、複数の熱交換器モジュールを含んで構成されるため、熱交換器モジュールの一つ一つは小型であっても、大きな熱交換容量を満足し得る。このことは、工場における製造の容易化のみならず、製造した熱交換器モジュールを、熱交換器の設置場所まで運搬することも容易になる点で有利である。
【００１０】
また、所定方向、換言すれば複数の熱交換器モジュールを並列配置した列の方向に沿って配置される第１及び／又は第２ダクトは、その全長が長くなりすぎることで、運搬が困難、又は、不可能になることも起こり得るが、前記の構成では、第１及び第２ダクトの少なくとも一方が、複数の分割ダクトを連結して構成されるため、分割ダクトの大きさを運搬可能な大きさとすることによって、分割ダクトの運搬を容易にしつつ、ダクトの長さとして必要な長さを確保し得る。つまり、要求される熱交換容量に応じて決定される熱交換器モジュールの数に対応するダクト長さを確保し得る。そうして、その分割ダクト同士の連結は締結手段を通じた連結であるから、特別な設備等を必要とせず、しかも現地において容易に組み立てることが可能になり、工期の短縮及び費用の低減の点で、極めて有利になり得る。
【００１１】
また、前記の分割構成は、要求される熱交換容量に応じて熱交換器モジュールの数を決定し、その決定したモジュール数に応じて、分割ダクトの数を決定することを可能にする。つまり、要求される熱交換容量に対しては、熱交換器モジュール及び分割ダクトの数を増減することによって対応可能であり、熱交換器の設計が容易になり得るという利点もある。
【００１２】
前記所定方向は水平方向であり、前記第１ダクトは前記熱交換器モジュールの列を間に挟んだ下側に、前記第２ダクトは前記熱交換器モジュールの列を挟んだ上側に、それぞれ配置され、前記第１ダクトは、前記分割ダクトを連結して構成されており、前記各分割ダクトは、前記熱交換器モジュールが載置されると共に、締結手段を通じて当該熱交換器モジュールが固定される載置面を有していると共に、前記載置面上に固定された前記熱交換器モジュールを支持する支持構造を有している、としてもよい。
【００１３】
この構成によると、熱交換器は全体として、水平方向に延びる第１ダクト、水平方向に並んだ複数の熱交換器モジュール、及び水平方向に延びる第２ダクトが上下方向に積層するように配置されて構成される。この構成は、熱交換器の設置面積を小さくする上で有利である。
【００１４】
また、第１ダクトは、それを構成する各分割ダクトが、その載置面に前記熱交換器モジュールを載置して支持する支持構造を有しており、流体が通過し得るダクトとしての機能と、熱交換器モジュールを支持する支持構造体としての機能とを兼用している。このこともまた、熱交換器の設置面積を縮小する上で有利になり得る。さらに、支持構造を有する第１ダクトは必要強度を確保するために、その大きさが大きくなったり、重量が増加したりするところ、分割ダクトに分割していることから、一つ一つの分割ダクトの大きさ及び重さはそれほど増大せず、各分割ダクトの製造や運搬等には支障が生じない。つまり、ダクト兼支持構造体である第１ダクトを分割構造にすることは、その製造及び運搬の点で特に利点が大きい。
【００１５】
さらに、熱交換器モジュールは、締結手段を通じて分割ダクトの載置面に固定されるため、現地組み立ての容易化が図られ得る。
【００１６】
前記各熱交換器モジュールと各分割ダクトとは、流体の流通可能に互いに接続された状態で一体化されてユニット化している、としてもよい。この構成は、現地組み立てをさらに容易化し得る点で有利であると共に、要求される熱交換容量に応じて、熱交換器モジュール及び分割ダクトの数、つまりユニットの数を増減することになるから、前記と同様に、熱交換器の設計を効率的にし得る構成である。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、前記の熱交換器によると、熱交換器モジュールを複数含んで構成すると共に、第１及び第２ダクトの内の少なくとも一方のダクトを分割ダクトによって構成することで、熱交換器モジュール及びダクトを運搬可能な大きさに分割して容易に製造及び運搬可能にしつつ、分割ダクト同士を締結手段を通じて連結することで、現地組み立てを容易にして、熱交換器の製作の工期の短縮及び費用の低減を図り得る。また、例えば要求される熱交換容量に応じて熱交換器モジュール及び分割ダクトの数を増減すればよく、熱交換器の設計が容易になり得るという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】熱交換器の正面図である。
【図２】熱交換器の側面図である。
【図３】熱交換器モジュールと給気及び排気ダクトとの連結部分を拡大して示す拡大側面図である。
【図４】給気ダクト同士の連結部分を拡大して示す拡大正面図である。
【図５】排気ダクト同士の連結部分を拡大して示す正面図である。
【図６】（ａ）熱交換器の組み立ての第１工程を示す平面図、（ｂ）同正面図である。
【図７】（ａ）熱交換器の組み立ての第２工程を示す平面図、（ｂ）同正面図である。
【図８】（ａ）熱交換器の組み立ての第３工程を示す平面図、（ｂ）同正面図である。
【図９】（ａ）熱交換器の組み立ての第４工程を示す正面図、（ｂ）同側面図である。
【図１０】熱交換器モジュールと給気及び排気ダクトとの配置の別の構成を概略的に示す平面図である。
【図１１】熱交換器モジュールと給気及び排気ダクトとの配置のさらに別の構成を概略的に示す側面図である。
【図１２】熱交換器モジュールと給気及び排気ダクトとの配置のさらに別の構成を概略的に示す側面図である。
【図１３】熱交換器モジュールと分割ダクトとを一体化したユニットを概略的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、熱交換器の実施形態を図面を参照しながら説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。図１，２は、熱交換器１の全体構成を示している。この熱交換器１は、例えばガスタービンの再生器として利用され得る熱交換器であり、この熱交換器１は、要求される熱交換容量を達成する上で、所定容量の熱交換器モジュール２を複数個（図例では６個）備えるように構成されている。６個の熱交換器モジュール２は、水平方向に一列に並んで配置されている。以下、説明の便宜上、この熱交換器モジュール２の並び方向を、左右方向（つまり、図１の左右方向）と呼び、それに直交する方向、つまり図２における左右方向を、前後方向と呼ぶ。熱交換器１はまた、複数の熱交換器モジュール２の他に、ガスタービンの排ガスの給排に係る給気ダクト３及び排気ダクト４と、排ガスとの熱交換を行うコンプレッサからの圧縮空気の給排に係る入側ヘッダー配管５及び出側ヘッダー配管６（図１では、理解容易のため図示を省略する）とを、主要部
品として備えて構成されている。
【００２０】
各熱交換器モジュール２は、この例では、左右方向の寸法（幅）、及び、上下方向の寸法（長さ）に比べて、前後方向の寸法（高さ）が高い、全体として概ね直方体形状を有している。その詳細な内部構成の図示は省略するが、この熱交換器モジュール２は、プレートフィン型の熱交換器コアを２つ備え（第１コア２１及び第２コア２２）、図３に示すように、その２つのコア２１，２２が前後方向に並んだ状態で内蔵されている。このように各熱交換器モジュール２は、いわゆる、二個一に構成されている。プレートフィン型である各コア２１，２２の、流路の積層方向は、図示は省略するが前後方向に設定されている。尚、熱交換器モジュール２の構成としてはこれに限定されるものではなく、コアは一つであってもよいし、三個以上のコアを含んでいてもよい。また、熱交換器モジュール２のコアは、プレートフィン型に限定されるものではなく、その他の形式のコアを採用することも可能である。また、プレートフィン型のコアにおいて、２次伝熱面（拡大伝熱面）となるコルゲートフィンの形式も特に限定されるものではなく、例えばプレーン型、パーホレート型、ルーバー型、ヘリンボーン型及びセレート型等から、要求性能に応じて適宜の形式を採用すればよい。
【００２１】
図３に示すように、各熱交換器モジュール２は、その下端部に、当該熱交換器モジュール２を給気ダクト３の載置面３３３（このことの詳細は後述する）に固定するためのフランジ２５が設けられていると共に、その下面には、給気ダクト３からのガスタービン排ガスが流入するための流入口２１１，２２１が、２つのコア２１，２２に対応して、前後方向に２つ並んで開口している。また、各熱交換器モジュール２の上端部は、詳しくは後述するが、当該熱交換器モジュール２と排気ダクト４とを、流体の流通可能に連結する連通部材４５が取付可能に構成されていると共に、その上面には、各コア２１，２２からのガスタービン排ガスを排気ダクト４に排出するための流出口２１２，２２２が、２つのコア２１，２２に対応して、前後方向に２つ並んで開口している（図７，８参照）。この構成により、ガスタービンの排ガスは、熱交換器モジュール２の下面からその内部に流入して、各コア２１，２２内を上向きに流れた後に、熱交換器モジュール２の上面から排気されることになる。
【００２２】
また、熱交換器モジュール２には、前記圧縮空気が前記各コア２１，２２内に流入するための空気流入管２３と、その圧縮空気が各コア２１，２２から流出するための、空気流入管２３よりも径の大きい空気流出管２４と、のそれぞれが取り付けられている。空気流入管２３は、第１及び第２の２つの空気流入管２３１，２３２を含んでおり、第１及び第２空気流入管２３１，２３２の基端はそれぞれ、前記第１及び第２コア２１，２２に連通するように、熱交換器モジュール２の左右一方の側面における相対的に前側の位置と、後側の位置とに固定されている（図７，８参照）。第１及び第２空気流入管２３１，２３２はそれぞれ、当該一方の側面に沿って前方に延びており、第１及び第２空気流入管２３１，２３２の先端に設けられたフランジ２３３，２３４は、それぞれ前向きとなるように配置されていると共に、上下方向に並んで配置されている。
【００２３】
空気流出管２４もまた、第１及び第２の２つの空気流出管２４１，２４２を含んでおり、第１及び第２空気流出管２４１，２４２の基端はそれぞれ、前記空気流入管２３とは逆側の、前記熱交換器モジュール２の他方の側面において、前記第１及び第２コア２１，２２に連通するように相対的に前側の位置と、後側の位置とに固定されている（図７，８参照）。第１及び第２空気流出管２４１，２４２もまた、それぞれ当該他方の側面に沿って前方に延びており、第１及び第２空気流出管２４１，２４２の先端に設けられたフランジ２４３，２４４は、それぞれ前向きとなるように配置されていると共に、上下方向に並んで配置されている。
【００２４】
ここで、図１に端的に示されるように、６個の熱交換器モジュール２は、左右方向の中央位置で左右対称となるように構成されており、正面に向かって左側に配置される３つの熱交換器モジュール２は、空気流入管２３が、熱交換器モジュール２の右側面に取り付けられ、空気流出管２４が、左側面に取り付けられるのに対し、正面に向かって右側に配置される３つの熱交換器モジュール２は、空気流入管２３が、熱交換器モジュール２の左側面に取り付けられ、空気流出管２４が、右側面に取り付けられる。尚、６個の熱交換器モジュール２を、全て同一の構成としてもよい。
【００２５】
この構成により圧縮空気は、熱交換器モジュール２に対して、その側面からモジュール２の内部に流入して、各コア２１，２２内を左右方向に流れた後に、反対側の側面から排気されることになる。
【００２６】
このような熱交換器モジュール２は、例えば工場において製造されて、圧力容器として必要な検査乃至認証を受けた状態で、熱交換器１の設置場所に運搬されることになる。後述するように熱交換器モジュール２は、現地においてボルト・ナットの締結によりダクト及び配管に連結されるだけであるため、熱交換器１の現地組み立て後に、圧力容器として必要な検査乃至認証を再度受ける必要はない。
【００２７】
各熱交換器モジュール２の各空気流入管２３１，２３２は、図２，９に示すように、入側ヘッダー配管５に対してそれぞれ接続されている。入側ヘッダー配管５は、熱交換器１の前面における上部に配置され（具体的には、フレーム７２上に配置され）、かつ、左右方向に延びて配設されている。入側ヘッダー配管５にはまた、その左右方向の中央位置に、空気流入口５１が前向きに開口して形成されていると共に、左右方向の途中位置には、前記各熱交換器モジュール２の各空気流入管２３１，２３２に対応して、複数の（図例では１２個）の、フランジ付き分岐管５２が一体に設けられている。尚、図例ではフランジは下向きであるが、フランジの向きは適宜設定すればよい。各分岐管５２と、各空気流入管２３１，２３２とは、図示は省略する連通管を介して互いに連通される（図２，９の一点鎖線参照）。また、各熱交換器モジュール２の各空気流出管２４１，２４２は、図２，９に示すように、出側ヘッダー配管６に対してそれぞれ接続されており、出側ヘッダー配管６は、熱交換器１の前面における下部に配置され（具体的には、基礎７１上に配置され）、かつ、左右方向に延びて配設されている。出側ヘッダー配管６にはまた、入側ヘッダー配管５と同様に、その左右方向の中央位置に、空気流出口６１が前向きに開口して形成されていると共に、左右方向の途中位置には、前記各熱交換器モジュール２の各空気流出管２４１，２４２に対応して、複数の（図例では１２個）の、フランジ付き分岐管６２が一体に設けられている。尚、図例ではフランジは上向きであるが、フランジの向きは適宜設定すればよい。各分岐管６２と、各空気流出管２４１，２４２とは、図示は省略する連通管を介して互いに連通される（図２，９の一点鎖線参照）。
【００２８】
ここで、入側ヘッダー配管５の流入口、出側ヘッダー配管６の流出口の位置は、左右方向に中央位置に限定されるものではなく、例えば各ヘッダー配管５，６の、左右いずれかの端部に形成してもよい。また、流入口及び流出口を複数個形成してもよく、この場合、複数の熱交換器モジュール２に対する空気の供給及び排出の均一化を図る上で、複数の流入口又は流出口は、左右方向に均等配置としてもよい。
【００２９】
また、前述したように、図示を省略した連通管と、熱交換器モジュール２の空気流入管２３１，２３２及び空気流出管２４１，２４２との接続は、その端部のフランジ同士を、ボルト・ナットによって締結することによって行われる。
【００３０】
給気ダクト３は、図３等に示すように、断面矩形状の中空ダクトであり、予め構築された基礎７１の上に固定されかつ、左右方向に延びて配設されている。給気ダクト３の一端
（図１の左端）には、ガスタービンの排ガスが流入する流入口（図示省略）が開口した流入口部材３１が配置されていると共に、他端（図１の右端）の開口は、蓋部材３２によって閉塞されている（図７も参照）。  
【００３１】
給気ダクト３は、左右方向に複数に分割された分割ダクト３３から構成されており、この例では給気ダクト３は、熱交換器モジュール２の一つ一つに対応するように、６個の分割ダクト３３に分割されている。尚、分割ダクト３３は、熱交換器モジュール２に対して１対１対応としなくてもよく、例えば２個の熱交換器モジュール２に対して１個の分割ダクト３３となるように２対１対応としたり、３対１対応としたりしてもよい。分割ダクト３３の分割数は、例えばそれの運搬を考慮して、分割ダクト３３の一つ当たりの長さが所定長さ以下となるように設定してもよい。
【００３２】
各分割ダクト３３には、図４に拡大して示すように、その左右の両端部にフランジ３３１が一体形成されており、分割ダクト３３同士（前記流入口部材３１及び蓋部材３２を含む）は、フランジ３３１同士をボルト・ナット３３２によって締結することによって、互いに連結されている。従って、分割ダクト３３同士の連結は、現地において極めて容易に行い得る。
【００３３】
各分割ダクト３３は、その上面に、図３，４，６，７等に示すように、前記熱交換器モジュール２が載置されて固定される載置面３３３を有しており、熱交換器モジュール２（その下端部のフランジ２５）と前記載置面３３３とは、ボルト・ナット３３５による締結によって互いに固定される。従って、この熱交換器モジュール２と、給気ダクト３との連結もまた、現地において極めて容易に行い得る。載置面３３３にはまた、給気ダクト３の内部空間に連通する連通孔３４，３４が、前後方向に２つ並んで形成されており、熱交換器モジュール２を載置面３３３に対して固定したときには、連通孔３４，３４及び流入口２１１，２２１が連続することによって、この連通孔３４，３４及び流入口２１１，２２１を通じて、熱交換器モジュール２（第１及び第２コア２１，２２）と給気ダクト３とが互いに連通することになる。
【００３４】
このように熱交換器モジュール２が載置される各分割ダクト３３は、その熱交換器モジュール２を支持するように構成されている。具体的には、各分割ダクト３３には、熱交換器モジュール２の支持に必要な強度を得るために、例えば図４等に示すように、補強部材３３４が適宜取り付けられている。各分割ダクト３３及びそれらを連結した給気ダクト３は、各熱交換器モジュール２にガスタービン排ガスを分配供給するためのダクトとしての機能と、各熱交換器モジュール２を支持する支持構造体としての機能とを有している。
【００３５】
排気ダクト４は、給気ダクト３と同様に、図３等に示すように断面矩形状の中空ダクトであり、左右方向に延びて配設されている。この排気ダクト４は、熱交換器モジュール２及び給気ダクト３を囲むように構築されたフレーム７２上に固定されており、これにより排気ダクト４は、熱交換器モジュール２の上方に配置されている。このように排気ダクトは、フレーム７２に固定されているため、熱交換器モジュール２とは異なり、給気ダクト３には支持されていない。逆に言うと、給気ダクト３は、熱交換器モジュール２のみを支持するように構成され、それに必要な程度の強度を有していればよく、給気ダクト３の強度を、無駄に高める必要はない。
【００３６】
排気ダクト４の一端（図１の左端）の開口は、蓋部材４２によって閉塞されている一方、他端（図１の右端）には、熱交換器モジュール２を通過した後の、ガスタービン排ガスが流出する流出口（図２参照）が開口した流出口部材４１が配置されている。そうしてこの排気ダクト４も、左右方向に複数に分割された分割ダクト４３から構成されており、この例では排気ダクト４は、熱交換器モジュール２の一つ一つに対応するように、６個の分
割ダクト４３に分割されている。これにより、この熱交換器１では、熱交換器モジュール２、給気ダクト３の分割ダクト３３及び排気ダクト４の分割ダクト４３が、１対１対１に対応している。尚、排気ダクト４の分割ダクト４３は、熱交換器モジュール２に対して１対１対応としなくてもよい点は、給気ダクト３の場合と同じである。図５に示すように、各分割ダクト４３には、その左右の両端部にフランジ４３１が一体形成されており、分割ダクト４３同士（前記流出口部材４１及び蓋部材４２を含む）は、フランジ４３１同士をボルト・ナット４３２によって締結することによって、互いに連結されている。従って、分割ダクト４３同士の連結は、現地において極めて容易に行い得る。
【００３７】
そうしてこの排気ダクト４は、給気ダクト３とは異なり、熱交換器モジュール２を支持する構成を有しておらず、各熱交換器モジュール２からの排気を集合して排気するダクトとしての機能のみを有し、支持構造体としての機能は有していない。しかも、熱交換器モジュール２を通過した比較的低温のガスタービン排ガスが流れるのみであるため、排気ダクト４及びその分割ダクト４３は、給気ダクト３及びその分割ダクト３３と比較して、補強部材等を有しない簡易な構造にすることが可能である。
【００３８】
排気ダクト４と各熱交換器モジュール２とは、図３等に示すように、連通部材４５を介して互いに連通している。連通部材４５の内部には、排気ダクト４に連通すると共に、下端に開口する連通孔４５３が形成されている。連通部材４５は、各熱交換器モジュール２の第１及び第２コア２１，２２に対応して、分割ダクト４３毎に２つ設けられており、２つの連通部材４５，４５は、分割ダクト４３の下面に対して、前後方向に並んで配置されて固定されている。各連通部材４５はまた、下向きに延びて配設されており、その下端部に、各熱交換器モジュール２の上面に固定するためのフランジ４５１が一体形成されている。そうして、熱交換器モジュール２と前記連通部材４５とは、ボルト４５２による締結によって、互いに固定されるように構成されており、これによって、熱交換器モジュール２と、排気ダクト４との連結もまた、現地において極めて容易に行い得ることになる。熱交換器モジュール２に対して、連通部材４５を固定することによって、連通孔４５３，４５３及び熱交換器モジュール２の流出口２１２，２２２が連続することになり、この連通孔４５３，４５３及び流出口２１２，２２２を通じて、熱交換器モジュール２（第１及び第２コア２１，２２）と排気ダクト４とが互いに連通することになる。
【００３９】
次に、図６〜９を参照しながら、この熱交換器１の設置手順について説明する。先ず図６は、第１工程を示しており、熱交換器１の設置場所に、レベル出しのために構築した基礎７１の上に、前記の給気ダクト３の分割ダクト３３を、一つ一つ順に載置すると共に（図６（ｂ）参照）、隣り合う分割ダクト３３，３３のフランジ３３１同士をボルト・ナット３３２により締結して連結する（図４参照）。また、基礎７１の左端には流入口部材３１を、右端には蓋部材３２をそれぞれ載置して、隣接する分割ダクト３３に対して、ボルト・ナット３３２により締結固定する。こうして全ての分割ダクト３３並びに流入口部材３１及び蓋部材３２を基礎７１の上に載置して互いに連結することにより、図７に示すように、左右方向に延びる給気ダクト３が完成する。尚、図示は省略するが、給気ダクト３は、ボルト・ナットによって基礎７１に固定される。給気ダクト３の全長は比較的長くなり、そのままでは運搬することが困難、又は、不可能であるところ、給気ダクト３を分割ダクト３３によって構成することにより、工場から設置場所への運搬を容易に行い得る。しかも、分割ダクト３３（及び流入口部材３１、蓋部材３２を含む）同士の連結は、ボルト・ナット３３２の締結によるため、給気ダクト３の組み立ては容易であり、工期の短縮及び費用の低減の点で有利になり得る。
【００４０】
図７に示す第２工程では、第１工程で完成した給気ダクト３の各載置面３３３に、空気流入管２３及び空気流出管２４の各フランジ２３３，２３４，２４３，２４４が前向きとなるような向きで、熱交換器モジュール２を順次載置し、これをボルト・ナット３３５に
より、給気ダクト３に対して締結固定する（図３参照）。これにより、熱交換器モジュール２の取り付けと給気ダクト３に対する連通とが一度に完了する。尚、前述したように、正面に向かって左側に配置される３つの熱交換器モジュール２と、正面に向かって右側に配置される３つの熱交換器モジュール２とは、左右対称な構造を有している。
【００４１】
こうして、全ての熱交換器モジュール２が給気ダクト３の上に配置されて固定されれば、図８に示す第３工程において、給気ダクト３及び各熱交換器モジュール２の全体を囲むようなフレーム７２を組み立て、そのフレーム７２上に、排気ダクト４の分割ダクト４３を、一つ一つ順に並べて配置すると共に、隣り合う分割ダクト４３のフランジ４３１同士を、ボルト・ナット４４２によって互いに締結固定する（図５参照）。また、フレーム７２の左端には蓋部材４２を、右端には流出口部材４１をそれぞれ載置して、隣接する分割ダクト４３に対して、ボルト・ナット４３２により締結固定する。こうして全ての分割ダクト４３並びに流出口部材４１及び蓋部材４２をフレーム７２の上に載置して互いに連結することにより、熱交換器モジュール２の上方で左右方向に延びる排気ダクト４が完成する（図９参照）。尚、図示は省略するが、排気ダクト４は、ボルト・ナットによってフレーム７２に固定される。ここで、排気ダクト４もまた、給気ダクト３と同様に、その全長が比較的長くなり、そのままでは運搬することが困難、又は、不可能であるところ、排気ダクト４を分割ダクト４３によって構成することにより、工場から設置場所への運搬を容易に行い得る。しかも、流出口部材４１、蓋部材４２及び分割ダクト４３の連結は、ボルト・ナット４３２の締結によるため、排気ダクト４の組み立ては容易であり、工期の短縮及び費用の低減の点で有利になり得る。また、排気ダクト４は、給気ダクト３とは異なり、支持構造体としての機能を有しておらず、簡易な構成であることに起因して、比較的軽量であることから、フレーム７２もまた、比較的簡易な構成にすることが可能である。
【００４２】
図９に示す第４工程では、第３工程で完成した排気ダクト４の下面に設けられた連通部材４５の下端のフランジ４５１を、ボルト４５２によって各熱交換器モジュール２の上面に締結固定する（図３参照）。こうして、各熱交換器モジュール２を、排気ダクト４に対して連通させる。また、フレーム７２に対して入側ヘッダー配管５を取付固定すると共に、基礎７１に対して出側ヘッダー配管６を設置固定し、各ヘッダー配管５，６に一体に形成されている分岐管５２，６２と、熱交換器モジュール２の空気流入管２３及び空気流出管２４とを、図示を省略する連通管を介して互いに連通させる（図９の一点鎖線参照）。この連通管の取り付けは、フランジ同士をボルト・ナットにより締結することで行われる。こうして、熱交換器１が完成することになる。
【００４３】
この構成の熱交換器１では、熱交換器１のコアを含む本体に相当する部分が、熱交換器モジュール２として複数に分割されていると共に、その熱交換器モジュール２に接続される給気ダクト３及び排気ダクト４もまた、それぞれ分割ダクト３３，４３に構成されている。このため、熱交換器モジュール２及び分割ダクト３３，４３の一個の大きさは比較的小さくなり、工場での製造が容易になると共に、工場から設置場所までの運搬も容易に行い得る。
【００４４】
設置場所まで運搬された熱交換器モジュール２及び分割ダクト３３，４３は、前述したように組み立てられることになるが、その組み立てに際し、分割ダクト３３，４３（流入口部材３１、流出口部材４１，蓋部材３２，４２を含む）同士の連結が、ボルト・ナット３３２，４３２の締結により行われると共に、熱交換器モジュール２と給気ダクト３及び排気ダクト４との連結もまた、ボルト・ナット３３５，４５２の締結によって行われる。つまり、溶接等を行わずとも、ボルト・ナットの締結によって、熱交換器１を全て組み立てることが可能に構成されており、これにより、現地に、溶接設備等は不要になると共に、組み立てに要する工期を大幅に短縮しかつ、その費用も大幅に低減することが可能である。
【００４５】
ここで、図示は省略するが、熱交換器１における適宜の箇所に伸縮管（ベローズ）を介在させるようにして、熱交換器１の組み立ての際の寸法調整を行うようにしてもよい。つまり、前述したように、この熱交換器１は、多数の分割ダクト３３，４３を互いに連結することによって給気ダクト３及び排気ダクト４をそれぞれ構成すると共に、その給気ダクト３及び排気ダクト４に対して、多数の熱交換器モジュール２を個別に連結することによって、構成されており、それらの組み立てを、現地において行うようになっている。このため、各分割ダクト３３，４３、熱交換器モジュール２の寸法精度や、相互の組み付け精度等に起因して、熱交換器１の組み立ての際に寸法調整が必要になる場合がある。伸縮管は、そうした寸法調整を容易に可能にして、現地組み立ての作業性を大幅に高める点で有利である。伸縮管は、例えば給気ダクト３と各熱交換器モジュール２との間に介在させるようにしてもよく、この場合は、寸法調整機能の他にも、その伸縮管によって、例えば熱膨張の吸収をも行い得るようになる。
【００４６】
また、給気ダクト３（分割ダクト３３）が、支持構造体としての機能を有していることで、熱交換器１の設置面積を可及的に小さくし得る点で有利であると共に、熱交換器１の組み立てもまた簡略化するため、工期の短縮及び費用の低減の点で有利である。さらに、この熱交換器１は、熱交換器モジュール２を水平方向に並べて配置しているため、例えば熱交換器モジュール２を鉛直方向に並べる配置とは異なり、一つの分割ダクト３３は一つの熱交換器モジュール２のみを支持すればよい。つまり、熱交換器モジュール２の横並べ構造は、熱交換器１の設置に係る単位面積当たりの重量を小さくし、その支持構造を比較的簡略化し得るという利点がある。
【００４７】
さらに、熱交換器モジュール２の並列構成は、熱交換器モジュール２の数の増減によって熱交換器１の能力調整が可能であるため、要求される熱交換容量を満たすように、熱交換器モジュール２の１個単位で能力調整を行い得る。また、水平に並んで配置される熱交換器モジュール２の数に応じて、給気ダクト３及び排気ダクト４の全長を変える必要があるところ、前述したように、給気ダクト３及び排気ダクト４は、熱交換器モジュール２に対して１対１となるように分割されているため、熱交換器モジュール２の数に応じて、給気ダクト３及び排気ダクト４の分割ダクト３３，４３の必要数を決めればよく、具体的に、給気ダクト３及び排気ダクト４は、熱交換器モジュール２の数と同数の分割ダクト３３，４３によって構成すればよい。このことは、様々な要求容量に対する、熱交換器１の設計を容易にするという利点がある。特に、前述したように、この熱交換器１は、熱交換器モジュール２の横並べ構造を採用しているため、熱交換器モジュール２の数が増減しても、その支持構造自体の変更はほとんど必要ない。このこともまた、熱交換器１の設計を容易にする上で有利である。
【００４８】
尚、前記の熱交換器１において、排気ダクト４をフレーム７２に支持させるのではなく、熱交換器モジュール２の上に載置するようにして、各熱交換器モジュール２ひいては給気ダクト３に支持させるようにしてもよい。
【００４９】
また、前記の熱交換器１は、給気ダクト３、熱交換器モジュール２、排気ダクト４の順に、これらを下から上に積層配置しているが、給気ダクト３、熱交換器モジュール２及び排気ダクト４の配置はこれに限らず、その順番を逆にしてもよい。この場合は、排気ダクト４を、ダクト兼支持構造体とすればよい。また、上下方向に並べるのではなく、例えば図１０に示すように、給気ダクト３（分割ダクト３３）、熱交換器モジュール２及び排気ダクト４（分割ダクト４３）をそれぞれ、水平方向に並べて配置してもよい。この場合においても、給気ダクト３、熱交換器モジュール２及び排気ダクト４の配置の順番に特に制限はない。また、例えば図１１に示すように、熱交換器モジュール２に対して、給気ダクト３を下側に、排気ダクト４を側方にそれぞれ配置して、側面視で逆Ｌ字型となるように
してもよい。また、図１１において給気ダクト３及び排気ダクト４を入れ替えてもよく、さらに、側面視でＬ字型となるように、例えば熱交換器モジュール２に対して、給気ダクト３を側方に、排気ダクト４を上方にそれぞれ配置してもよい。
【００５０】
また、図１２に概略的に示すように、熱交換器モジュール２を上下方向に並べて配置すると共に、その熱交換器モジュール２の列を間に挟んだ両側のそれぞれに、上下方向に延びる給気ダクト３及び排気ダクト４を配置して、熱交換器１０を構成してもよい。ここで、同図に示す熱交換器１０では、複数の分割ダクト３３，４３を上下方向に連結することによって、上下方向に延びる給気ダクト３及び排気ダクト４をそれぞれ構成している。ここにおける分割ダクト３３，４３同士の連結も、前記と同様に、そのフランジ同士をボルト・ナット等からなる締結手段によって行えばよい。給気ダクト３に対する、ガスタービン排ガスの流入口は、例えばそのダクト下端部の側方に設けるようにしてもよい（同図の白抜きの矢印参照）。これに対し、排気ダクト４の流出口は、給気ダクト３と同様に、例えばそのダクト下端部の側方に設けるようにしてもよい。また、図１２に示すように、排気ダクト４の上端から上向きに設けるようにして、大気に放出する構成を採用してもよく、この場合は、熱交換器１０の設置スペースを小さくする上で、有利な構成となり得る。
【００５１】
また、この熱交換器１０では、各熱交換器モジュール２と給気ダクト３とを互いに連通する第１連通部９１、及び、各熱交換器モジュール２と排気ダクト４とを互いに連通する第２連通部９２をそれぞれ、水平方向に延びて配設していると共に、その第１及び第２連通部９１，９２の内、第１連通部９１を伸縮可能なベローズによって構成している。このベローズは、前述したように、熱交換器１０の組み立ての際の寸法調整用として利用しつつ、熱膨張の吸収に利用することが可能である。
【００５２】
熱交換器１においては、特に排気ダクト４（換言すれば、熱交換器モジュール２の上方に配置されるダクト）は、支持構造体としての機能を有しておらず、比較的簡易な構造を有していることから、分割ダクトとしなくてもよい。
【００５３】
さらに、熱交換器１の組み立てに係る締結手段としては、ボルト・ナットに限定されるものではなく、部材同士を挟み込むことによって、例えば分割ダクト同士や、分割ダクトと熱交換器モジュールとを締結するような手段（例えばクランプやクリップ等）を採用してもよい。また、熱交換器１における締結箇所に応じて、ボルト・ナット、クランプ、クリップ等を使い分けるようにしてもよい。
【００５４】
さらに、例えば図１３に概略的に示すように、熱交換器モジュール２と、それを支持する給気ダクト３の分割ダクト３３とを予め接合して両者を一体化することにより、ユニット８としてもよい。この場合は、例えば図６に示す第１工程において、熱交換器モジュール２と分割ダクト３３とからなるユニット８を、基礎７１の上に順次設置することになる。この構成では、現地での組み立て工数をさらに低減することができるという利点がある。ユニット化するのは、熱交換器モジュール２及び給気ダクト３の分割ダクト３３に限定されず、熱交換器モジュール２と排気ダクト４の分割ダクト４３とを一体化してもよい。さらに、熱交換器モジュール２と、給気ダクト３の分割ダクト３３と、排気ダクト４の分割ダクト４３との３つを、一体化してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上説明したように、ここに開示した熱交換器は、特に現地組み立ての作業性を向上させることができるから、大型の熱交換器について有用である。
【符号の説明】
【００５６】
１    熱交換器
２    熱交換器モジュール
２１    第１コア
２２    第２コア
３    給気ダクト（第１ダクト）
３３  分割ダクト（給気ダクト）
３３２  ボルト・ナット（締結手段）
３３３  載置面
４    排気ダクト（第２ダクト）
４３  分割ダクト（排気ダクト）
４３２  ボルト・ナット（締結手段）
４４２  ボルト・ナット（締結手段）
４５２  ボルト（締結手段）
８    ユニット
【図１】
2012007839.tif 000003
【図２】
2012007839.tif 000004
【図３】
2012007839.tif 000005
【図４】
2012007839.tif 000006
【図５】
2012007839.tif 000007
【図６】
2012007839.tif 000008
【図７】
2012007839.tif 000009
【図８】
2012007839.tif 000010
【図９】
2012007839.tif 000011
【図１０】
2012007839.tif 000012
【図１１】
2012007839.tif 000013
【図１２】
2012007839.tif 000014
【図１３】
2012007839.tif 000015