JP2014005950A - 船舶用ボイラ - Google Patents
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Abstract
【課題】 燃焼ボイラの燃料消費量の低減を図り、省エネに優れた効果を発揮する船舶用ボイラを得る。
【解決手段】 上部管寄せ１と下部管寄せ２との間を、内部に燃焼室３を形成して多数の水管群４で連結した燃焼ボイラ５と、水管の外面を主機排ガスが流れるようにして熱回収を行うようにした主機排熱回収ボイラ６とを組み合わせたコンポジットボイラ７において、さらに、補機の排ガスの熱を回収する補機排熱回収ボイラ８とコンポジットボイラ７の缶水が連通するように接続し、補機排熱回収ボイラ８から発生する蒸気をコンポジットボイラ７の上部管寄せ１を介して蒸気使用機器へ供給されるようにして、補機の排熱を有効に利用して、燃焼ボイラでの燃料消費量を削減することができるようにした。
【選択図】 図１
【解決手段】 上部管寄せ１と下部管寄せ２との間を、内部に燃焼室３を形成して多数の水管群４で連結した燃焼ボイラ５と、水管の外面を主機排ガスが流れるようにして熱回収を行うようにした主機排熱回収ボイラ６とを組み合わせたコンポジットボイラ７において、さらに、補機の排ガスの熱を回収する補機排熱回収ボイラ８とコンポジットボイラ７の缶水が連通するように接続し、補機排熱回収ボイラ８から発生する蒸気をコンポジットボイラ７の上部管寄せ１を介して蒸気使用機器へ供給されるようにして、補機の排熱を有効に利用して、燃焼ボイラでの燃料消費量を削減することができるようにした。
【選択図】 図１
Description
本発明は船舶用ボイラに関する。
従来、この種のボイラとして、上部管寄せと下部管寄せとの間を、内部に燃焼室を形成して多数の水管群で連結した燃焼ボイラと、前記水管の外面を主機排ガスが流れるようにして熱回収を行うようにした主機排熱回収ボイラとを組み合わせて構成したボイラがある（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１に記載されたコンポジットボイラは、熱源として主機となる船舶エンジンの排ガスの保有する排熱を利用するボイラに、燃焼装置を備えた補助ボイラを付設し、エンジンの負荷の変動或いは停止により排ガスの熱量が不足したときは、補助ボイラの燃焼装置にて追い焚きを行い、所要の熱量を得ている。
特許文献１に記載されたコンポジットボイラは、熱源として主機となる船舶エンジンの排ガスの保有する排熱を利用するボイラに、燃焼装置を備えた補助ボイラを付設し、エンジンの負荷の変動或いは停止により排ガスの熱量が不足したときは、補助ボイラの燃焼装置にて追い焚きを行い、所要の熱量を得ている。
上記のように、特許文献１に記載されたコンポジットボイラは、主機となる船舶エンジンの排ガスの保有する排熱を主たる熱源として利用しているが、近年、環境問題から船舶エンジンの改良が進み、エンジンの効率が向上したことにより、船舶エンジンから排出される排ガスの温度が低下し、従来どおりの熱回収量を確保するにはボイラの大型化による設置スペースの増大、あるいは燃焼ボイラ側の燃焼負荷の増加などの問題が生じている。
本発明者等は、このような問題点を解決するため研究を重ねた結果、船舶に備えられた発電機等、メインエンジン以外の機器（以下、補機という。）が排出する排ガスの熱を利用することに着目し、本発明を完成するに至った。
本発明者等は、このような問題点を解決するため研究を重ねた結果、船舶に備えられた発電機等、メインエンジン以外の機器（以下、補機という。）が排出する排ガスの熱を利用することに着目し、本発明を完成するに至った。
本発明の目的は、燃焼ボイラの燃料消費量の低減を図り、省エネに優れた効果を発揮する船舶用ボイラを提供することにある。
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、上部管寄せと下部管寄せとの間を、内部に燃焼室を形成して多数の水管群で連結した燃焼ボイラと、前記水管の外面を主機排ガスが流れるようにして熱回収を行うようにした主機排熱回収ボイラとを組み合わせたコンポジットボイラにおいて、さらに、補機の排ガスの熱を回収する補機排熱回収ボイラと前記コンポジットボイラの缶水が連通するように接続し、前記補機排熱回収ボイラから発生する蒸気を前記コンポジットボイラの前記上部管寄せを介して蒸気使用機器へ供給されるようにしたことを特徴とする。
請求項１に記載の発明によれば、前記補機の排ガスの熱を回収する前記補機排熱回収ボイラと前記コンポジットボイラの缶水が連通するように接続し、前記補機排熱回収ボイラから発生する蒸気を前記コンポジットボイラの前記上部管寄せを介して蒸気使用機器へ供給されるようにしたので、これまで回収が行われず排出されていた補機の排熱を有効に利用して、前記燃焼ボイラでの燃料消費量を削減することができる。
また、前記補機排熱回収ボイラと前記コンポジットボイラの缶水が連通するように接続してるので、どの補機の熱回収を行っても常に蒸気を発生させることができるとともに、前記コンポジットボイラの前記上部管寄せに設定圧力に等しい飽和温度の飽和水を貯留することができ、負荷の要求に対して直ぐの蒸気供給が可能となる。
また、個々の補機の排ガスの熱を回収する複数台の補機排熱回収ボイラをコンポジットボイラに接続すると、複数の補機から排出される排ガスの熱を効率よく回収し、蒸気を発生させることができる。
さらに、補機の排ガスの熱を回収する補機排熱回収ボイラは、前記コンポジットボイラの缶水との連通だけで他に相互に共通する構成はなく、排ガス流入ダクト及び排ガス放出ダクトを独立した構成とすることにより、船舶規格に求められる船級を満たすものとすることができる。
また、前記補機排熱回収ボイラと前記コンポジットボイラの缶水が連通するように接続してるので、どの補機の熱回収を行っても常に蒸気を発生させることができるとともに、前記コンポジットボイラの前記上部管寄せに設定圧力に等しい飽和温度の飽和水を貯留することができ、負荷の要求に対して直ぐの蒸気供給が可能となる。
また、個々の補機の排ガスの熱を回収する複数台の補機排熱回収ボイラをコンポジットボイラに接続すると、複数の補機から排出される排ガスの熱を効率よく回収し、蒸気を発生させることができる。
さらに、補機の排ガスの熱を回収する補機排熱回収ボイラは、前記コンポジットボイラの缶水との連通だけで他に相互に共通する構成はなく、排ガス流入ダクト及び排ガス放出ダクトを独立した構成とすることにより、船舶規格に求められる船級を満たすものとすることができる。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の、前記補機排熱回収ボイラは、水室に煙管を内装して構成され、前記水室と前記コンポジットボイラの前記上部管寄せおよび前記下部管寄せとが連結管で連結されていることを特徴とする。
請求項２に記載の発明によれば、前記補機排熱回収ボイラは、水室に内装された煙管を通る補機の排ガスと水室内の水が熱交換し、加熱された気液が混合する缶水が前記コンポジットボイラの前記上部管寄せに流れて気液分離され、気体である蒸気は蒸気使用機器へ供給される。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の、前記補機排熱回収ボイラは、上室部と下室部との間を水管で連結し、前記水管の外面を補機排ガスが流れるように構成され、前記上室部と前記コンポジットボイラの前記上部管寄せとが上部連結管で、前記下室部と前記コンポジットボイラの前記下部管寄せとが下部連結管で、それぞれ連結されていることを特徴とする。
請求項３に記載の発明によれば、前記水管内の水と前記水管の外面を流れる補機排ガスが熱交換し、加熱された気液が混合する缶水が前記コンポジットボイラの前記上部管寄せに流れて気液分離され、気体である蒸気は蒸気使用機器へ供給される。
請求項４に記載の発明は、上部管寄せと下部管寄せとの間を、内部に燃焼室を形成して多数の水管群で連結した燃焼ボイラと、前記水管の外面を主機排ガスが流れるようにして熱回収を行うようにした主機排熱回収ボイラとを組み合わせたコンポジットボイラにおいて、上部管寄せと下部管寄せとの間を仕切板で仕切り、仕切板で仕切られた一方の空間を、前記燃焼ボイラと前記主機排熱回収ボイラとを組み合わせたコンポジットボイラとし、他方の空間を補機排ガス流入空間とする補機排熱回収ボイラとしたことを特徴とする。
請求項４に記載の発明によれば、上部管寄せと下部管寄せとの間を仕切板で仕切り、仕切板で仕切られた一方の空間を、前記燃焼ボイラと前記主機排熱回収ボイラとを組み合わせたコンポジットボイラとし、他方の空間を補機排ガス流入空間とする補機排熱回収ボイラとしたので、これまで回収が行われず排出されていた補機の排熱を有効に利用して、前記燃焼ボイラでの燃料消費量を削減することができる。
また、前記コンポジットボイラの前記仕切板で仕切られた空間にある水管内の水が水管の外面を流れる補機排ガスと熱交換し、加熱されるので、どの補機の熱回収を行っても常に蒸気を発生させることができるとともに、設定圧力に等しい飽和温度の飽和水を貯留することができ、負荷の要求に対して直ぐの蒸気供給が可能となる。
また、前記補機排熱回収ボイラとしての補機排熱回収部分をコンポジットボイラの内部に設けることができるので、ボイラ全体をコンパクトに構成することができる。
さらに、補機の排ガスの熱を回収する補機排熱回収ボイラは、排ガス流入ダクト及び排ガス放出ダクトを独立した構成とすることにより、船舶規格に求められる船級を満たすものとすることができる。
また、前記コンポジットボイラの前記仕切板で仕切られた空間にある水管内の水が水管の外面を流れる補機排ガスと熱交換し、加熱されるので、どの補機の熱回収を行っても常に蒸気を発生させることができるとともに、設定圧力に等しい飽和温度の飽和水を貯留することができ、負荷の要求に対して直ぐの蒸気供給が可能となる。
また、前記補機排熱回収ボイラとしての補機排熱回収部分をコンポジットボイラの内部に設けることができるので、ボイラ全体をコンパクトに構成することができる。
さらに、補機の排ガスの熱を回収する補機排熱回収ボイラは、排ガス流入ダクト及び排ガス放出ダクトを独立した構成とすることにより、船舶規格に求められる船級を満たすものとすることができる。
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１に記載の、前記補機排熱回収ボイラには、補機排ガスの流入口または流出口のいずれか一方若しくは双方に消音手段を設けたことを特徴とする。
請求項５に記載の発明によれば、補機排ガスの流入口または流出口に消音手段を持たせたので、補機から発生する音を低減することができ、停泊域周辺の環境を良好にすることができる。
本発明によれば、燃焼ボイラと主機排熱回収ボイラとを組み合わせたコンポジットボイラに補機の排ガスの熱を回収する補機排熱回収ボイラを組み合わせる構造としたので、補気排熱回収ボイラから排出される排熱を有効に利用して、燃焼ボイラの燃料消費量を削減することができる。特に、停泊中など主機が停止している場合であっても、補機の熱回収を行うことで、蒸気を常時供給することができるとともにボイラ内の缶水は設定圧力に等しい飽和温度の飽和水を貯留することができ、負荷の要求に対して直ぐの蒸気供給が可能になるとともに、燃焼ボイラ側の燃料消費量の削減を図り、コストを低減することができる。
以下、本発明に係る船舶用ボイラの実施例を図面を参照して詳細に説明する。
図１、図２は本発明に係る船舶用ボイラの実施の形態の第１例を示すものであり、図１は本例の全体構造説明図、図２は図１のＡ−Ａ線端面図である。
図１、図２は本発明に係る船舶用ボイラの実施の形態の第１例を示すものであり、図１は本例の全体構造説明図、図２は図１のＡ−Ａ線端面図である。
本例の船舶用ボイラは、蒸気室として機能する上部管寄せ１と水室として機能する下部管寄せ２との間を、内部に燃焼室３を形成して多数の水管群４で連結した燃焼ボイラ５と、水管４ａの外面を主機排ガスが流れるようにして熱回収を行うようにした、主機の排熱を回収する主機排熱回収ボイラ６とを組み合わせた水管式のコンポジットボイラ７に、さらに、補機の排ガスの熱を回収する補機排熱回収ボイラ８とコンポジットボイラ７の缶水が連通するように接続し、補機排熱回収ボイラ８で加熱された水（蒸気と液体の混合体）をコンポジットボイラ７の上部管寄せ１で気液分離させて、蒸気を蒸気使用機器へ供給するようになっている。本例では、前記主機として船舶のエンジンが使用され、補機として発電機が使用されている。
詳細には、上部管寄せ１は環状に形成され、下部管寄せ２は円筒状に形成されており、上部管寄せ１と下部管寄せ２は水管群４で連通しており、上部管寄せ１と下部管寄せ２の間は円筒状に形成された外周壁９で覆われている。
環状に形成された上部管寄せ１の炉内側１０には燃焼装置１１が設けられている。上部管寄せ１と下部管寄せ２を連結する水管群４のうちの水管４ａが、上部管寄せ１に開口する部分を囲むように密に配置されて、円筒状の水管壁１２を形成し、燃焼室３を形成している。さらに、この燃焼室３となる水管壁１２と連通し、外周壁９に達するように水管４ｂが密に配置されて水管壁１４が形成され、燃焼室３で燃焼した燃焼ガスを燃焼ボイラ排ガス排出口１６へ導く排ガス流路１５が形成されている。燃焼ボイラ排ガス排出口１６には船外へ排ガスを排出するための排ガス排出ダクトが接続される。
環状に形成された上部管寄せ１の炉内側１０には燃焼装置１１が設けられている。上部管寄せ１と下部管寄せ２を連結する水管群４のうちの水管４ａが、上部管寄せ１に開口する部分を囲むように密に配置されて、円筒状の水管壁１２を形成し、燃焼室３を形成している。さらに、この燃焼室３となる水管壁１２と連通し、外周壁９に達するように水管４ｂが密に配置されて水管壁１４が形成され、燃焼室３で燃焼した燃焼ガスを燃焼ボイラ排ガス排出口１６へ導く排ガス流路１５が形成されている。燃焼ボイラ排ガス排出口１６には船外へ排ガスを排出するための排ガス排出ダクトが接続される。
前記燃焼ボイラ５は、上部管寄せ１の炉内側１０に設けられた燃焼装置１１と、円筒状の水管壁１２の内側で形成される燃焼室３と、水管壁１４で形成された排ガス流路１５で構成されている。
燃焼室３を形成する水管４ａで構成される水管壁１２と排ガス流路１５を形成する水管４ｂで構成される水管壁１４の外側にある水管群４の水管４ｃは、所定の間隔をおいて配置されている。上部管寄せ１と下部管寄せ２の間を覆っている外周壁９には主機排ガス流入口１７と主機排ガス流出口１８が設けられており、主機排ガス流入口１７から外周壁９内に入った主機排ガスは水管群４の水管４ｃの外面を流れ、主機排ガス流出口１８から外周壁９外に排出される。外周壁９の主機排ガス流入口１７には外周壁９内に主機排ガスを導入する主機排ガス導入ダクトが接続され、主機排ガス流出口１８には船外で主機排ガスを排出するための主機排ガス排出ダクトが接続される。
前記主機排熱回収ボイラ６は、燃焼室３を形成する水管壁１２と排ガス流路１５を形成する水管壁１４の外側にある水管群４と、主機排ガス流入口１７と主機排ガス流出口１８が設けられている外周壁９で構成されている。
燃焼室３を形成する水管４ａで構成される水管壁１２と排ガス流路１５を形成する水管４ｂで構成される水管壁１４の外側にある水管群４の水管４ｃは、所定の間隔をおいて配置されている。上部管寄せ１と下部管寄せ２の間を覆っている外周壁９には主機排ガス流入口１７と主機排ガス流出口１８が設けられており、主機排ガス流入口１７から外周壁９内に入った主機排ガスは水管群４の水管４ｃの外面を流れ、主機排ガス流出口１８から外周壁９外に排出される。外周壁９の主機排ガス流入口１７には外周壁９内に主機排ガスを導入する主機排ガス導入ダクトが接続され、主機排ガス流出口１８には船外で主機排ガスを排出するための主機排ガス排出ダクトが接続される。
前記主機排熱回収ボイラ６は、燃焼室３を形成する水管壁１２と排ガス流路１５を形成する水管壁１４の外側にある水管群４と、主機排ガス流入口１７と主機排ガス流出口１８が設けられている外周壁９で構成されている。
補機の排ガスの熱を回収する補機排熱回収ボイラ８にあっては、本例では、筒状をなす耐圧の胴板２５の上端と下端を上部管板１９と下部管板２０で仕切り、上部管板１９と下部管板２０で仕切られた間で水室２１を形成し、水室２１の下側に排ガス流入口２２を形成し、水室２１の上側に排ガス流出口２３を形成し、水室２１には排ガス流入口２２と排ガス流出口２３との間を連結した複数の煙管２４を内装し、水室２１内の水が煙管２４を通る補機排ガスの熱と熱交換するように構成した煙管式となっている。
排ガス流入口２２には補機の排ガスを排ガス流入口２２に導入する補機排ガス導入ダクトが接続される。また、排ガス流出口２３には補機排熱回収ボイラ８で熱回収され温度が低下した補機の排ガスを船へ排出するための補機排ガス排出ダクトが接続される。
このように構成された補機排熱回収ボイラ８の水室２１とコンポジットボイラ７の缶水が連通するように、水室２１の上部を仕切る上部管板１９とコンポジットボイラ７の上部管寄せ１が上部連結管２９で連結され、水室２１の下部を仕切る下部管板２０とコンポジットボイラ７の下部管寄せ２が下部連結管３０で連結されている。
排ガス流入口２２には補機の排ガスを排ガス流入口２２に導入する補機排ガス導入ダクトが接続される。また、排ガス流出口２３には補機排熱回収ボイラ８で熱回収され温度が低下した補機の排ガスを船へ排出するための補機排ガス排出ダクトが接続される。
このように構成された補機排熱回収ボイラ８の水室２１とコンポジットボイラ７の缶水が連通するように、水室２１の上部を仕切る上部管板１９とコンポジットボイラ７の上部管寄せ１が上部連結管２９で連結され、水室２１の下部を仕切る下部管板２０とコンポジットボイラ７の下部管寄せ２が下部連結管３０で連結されている。
また、排ガス流出口２３には補機の排気騒音を低減するための消音手段３２が備えられている。本例では、消音手段３２は排ガス流出口２３に備えられているが、排ガス流入口２２に備えてもよく、また、排ガス流出口２３と排ガス流入口２２の双方に備えてもよい。
消音手段としてはパンチングメタルで円筒状に形成された筒の外周と排ガス流出口２３の内周面間にガラスウールなどの吸音効果を持つ材料を挟持させた構成のものが使用されたり、また、排ガス流出口２３の長さを長くしたり、排ガス流出口２３に段差を付けた構成のものが使用されるが、特に限定されない。
消音手段としてはパンチングメタルで円筒状に形成された筒の外周と排ガス流出口２３の内周面間にガラスウールなどの吸音効果を持つ材料を挟持させた構成のものが使用されたり、また、排ガス流出口２３の長さを長くしたり、排ガス流出口２３に段差を付けた構成のものが使用されるが、特に限定されない。
このように構成された本例の船舶用ボイラによれば、前記燃焼ボイラ５における燃焼室で燃焼する燃焼装置の燃焼ガスは、水管４ａ及び水管４ｂ内の水と熱交換し、主機排熱回収ボイラ６における外周壁９内へ主機排ガスが流入することにより、上部管寄せ１と下部管寄せ２を連結している水管群４の水管４ｃ内の水が加熱され、上部管寄せ１内で気液分離されて、蒸気使用機器へ供給される。
また、補機排熱回収ボイラ８にあっては、煙管２４を下方から上方へ流れる補機排ガスにより水室２１内の水は加熱され、上部連結管２９から蒸気を含む缶水が上部管寄せ１に流れ、上部管寄せ１で気液分離して、燃焼ボイラ５と主機排熱回収ボイラ６で構成されるコンポジットボイラ７で生成される蒸気とともに蒸気使用機器へ供給される。
また、補機排熱回収ボイラ８にあっては、煙管２４を下方から上方へ流れる補機排ガスにより水室２１内の水は加熱され、上部連結管２９から蒸気を含む缶水が上部管寄せ１に流れ、上部管寄せ１で気液分離して、燃焼ボイラ５と主機排熱回収ボイラ６で構成されるコンポジットボイラ７で生成される蒸気とともに蒸気使用機器へ供給される。
このように、補機排熱回収ボイラ８において、補気排熱を有効に利用して補機から発生する排ガスから熱回収を行い、燃焼ボイラ５の燃料消費量を削減することができる。
また、停泊中など主機が停止している場合であっても、補機の熱回収を行うことで、蒸気を常時供給することができるとともにボイラ内の缶水は設定圧力に等しい飽和温度の飽和水を貯留することができ、負荷の要求に対して直ぐの蒸気供給が可能になるとともに、燃焼ボイラ５側の燃料消費量の削減を図り、コストを低減することができる。
また、本例では、排ガス流出口２３に補機の排気騒音を低減するための消音手段３２が備えられているので、停泊域周辺の環境を良好にすることができる。
また、図１において、補機排熱回収ボイラ８は、コンポジットボイラ７に隣接しているが、上部連結管２９と下部連結管３０の長さをコンポジットボイラ７と補機（図示せず。）の船内配置に合わせて変更し、補機排熱回収ボイラ８をコンポジットボイラ７に自由に接続することも可能である。
なお、補機排熱回収ボイラ８の水室２１の上部を仕切る上部管板１９とコンポジットボイラ７の上部管寄せ１を連結する上部連結管２９と、水室２１の下部を仕切る下部管板２０とコンポジットボイラ７の下部管寄せ２を連結する下部連結管３０に、それぞれバルブを設け、そのバルブを閉じて補機排熱回収ボイラ８とコンポジットボイラ７との縁切りを行うことにより、補機排熱回収ボイラ８の修理や交換を容易に行うことも可能になる。
また、停泊中など主機が停止している場合であっても、補機の熱回収を行うことで、蒸気を常時供給することができるとともにボイラ内の缶水は設定圧力に等しい飽和温度の飽和水を貯留することができ、負荷の要求に対して直ぐの蒸気供給が可能になるとともに、燃焼ボイラ５側の燃料消費量の削減を図り、コストを低減することができる。
また、本例では、排ガス流出口２３に補機の排気騒音を低減するための消音手段３２が備えられているので、停泊域周辺の環境を良好にすることができる。
また、図１において、補機排熱回収ボイラ８は、コンポジットボイラ７に隣接しているが、上部連結管２９と下部連結管３０の長さをコンポジットボイラ７と補機（図示せず。）の船内配置に合わせて変更し、補機排熱回収ボイラ８をコンポジットボイラ７に自由に接続することも可能である。
なお、補機排熱回収ボイラ８の水室２１の上部を仕切る上部管板１９とコンポジットボイラ７の上部管寄せ１を連結する上部連結管２９と、水室２１の下部を仕切る下部管板２０とコンポジットボイラ７の下部管寄せ２を連結する下部連結管３０に、それぞれバルブを設け、そのバルブを閉じて補機排熱回収ボイラ８とコンポジットボイラ７との縁切りを行うことにより、補機排熱回収ボイラ８の修理や交換を容易に行うことも可能になる。
図３は本発明に係る船舶用ボイラの実施の形態の第２例を示す全体構造説明図である。
本例の船舶用ボイラについて、前記第１例と同一の構成については同一の符号を付しその説明を省略し、第１例と異なる構成についてのみ説明する。
本例と第１例と異なる構成は、補機排熱回収ボイラ８の構成だけである。
本例の補機排熱回収ボイラ８にあっては、筒状をなす耐圧の上室部３３と下室部３４との間を複数の水管３５で連結し、上室部３３と下室部３４の間は円筒状に形成された外周壁３６で覆われている。外周壁３６には補機の排ガス流入口２２と補機の排ガス流出口２３が設けられており、水管３５内の水が外周壁３６内に導入され水管３５の外面を流れる補機排ガスの熱と熱交換するように構成した水管式となっている。
排ガス流入口２２には補機の排ガスを外周壁３６に導入する補機排ガス導入ダクトが接続される。また、排ガス流出口２３には補機排熱回収ボイラ８で熱回収され温度が低下した補機の排ガスを船へ排出するための補機排ガス排出ダクトが接続される。
このように構成された補機排熱回収ボイラ８とコンポジットボイラ７とは、補機排熱回収ボイラ８の上室部３３とコンポジットボイラ７の上部管寄せ１とは、液相部同士と気相部同士がそれぞれ、または液相部同士と気相部同士のいずれかが上部連結管２９ａ、２９ｂで連結され、下室部３４とコンポジットボイラ７の下部管寄せ２が下部連結管３０で連結されている。本例では、補機排熱回収ボイラ８の上室部３３とコンポジットボイラ７の上部管寄せ１とは、液相部と気相部同士がそれぞれ上部連結管２９ａ、２９ｂで連結されている。上部連結管２９ａ、２９ｂと下部連結管３０にはバルブを設けてもよい。
本例の船舶用ボイラについて、前記第１例と同一の構成については同一の符号を付しその説明を省略し、第１例と異なる構成についてのみ説明する。
本例と第１例と異なる構成は、補機排熱回収ボイラ８の構成だけである。
本例の補機排熱回収ボイラ８にあっては、筒状をなす耐圧の上室部３３と下室部３４との間を複数の水管３５で連結し、上室部３３と下室部３４の間は円筒状に形成された外周壁３６で覆われている。外周壁３６には補機の排ガス流入口２２と補機の排ガス流出口２３が設けられており、水管３５内の水が外周壁３６内に導入され水管３５の外面を流れる補機排ガスの熱と熱交換するように構成した水管式となっている。
排ガス流入口２２には補機の排ガスを外周壁３６に導入する補機排ガス導入ダクトが接続される。また、排ガス流出口２３には補機排熱回収ボイラ８で熱回収され温度が低下した補機の排ガスを船へ排出するための補機排ガス排出ダクトが接続される。
このように構成された補機排熱回収ボイラ８とコンポジットボイラ７とは、補機排熱回収ボイラ８の上室部３３とコンポジットボイラ７の上部管寄せ１とは、液相部同士と気相部同士がそれぞれ、または液相部同士と気相部同士のいずれかが上部連結管２９ａ、２９ｂで連結され、下室部３４とコンポジットボイラ７の下部管寄せ２が下部連結管３０で連結されている。本例では、補機排熱回収ボイラ８の上室部３３とコンポジットボイラ７の上部管寄せ１とは、液相部と気相部同士がそれぞれ上部連結管２９ａ、２９ｂで連結されている。上部連結管２９ａ、２９ｂと下部連結管３０にはバルブを設けてもよい。
また、排ガス流出口２３には補機の排気騒音を低減するための消音手段３２が備えられている。本例では、消音手段３２は排ガス流出口２３に備えられているが、排ガス流入口２２に備えてもよく、また、排ガス流出口２３と排ガス流入口２２の双方に備えてもよい。
消音手段としてはパンチングメタルで円筒状に形成された筒の外周と排ガス流出口２３の内周面間にガラスウールなどの吸音効果を持つ材料を挟持させた構成のものが使用されたり、また、排ガス流出口２３の長さを長くしたり、排ガス流出口２３に段差を付けた構成のものが使用されるが、特に限定されない。
消音手段としてはパンチングメタルで円筒状に形成された筒の外周と排ガス流出口２３の内周面間にガラスウールなどの吸音効果を持つ材料を挟持させた構成のものが使用されたり、また、排ガス流出口２３の長さを長くしたり、排ガス流出口２３に段差を付けた構成のものが使用されるが、特に限定されない。
このように構成された本例の船舶用ボイラによれば、補機排熱回収ボイラ８にあって、上室部３３と下室部３４を連結している水管３５内の水が、外周壁３６内に流入した排ガスの熱により加熱されて高温となって上室部３３に収容されるとともに上室部３３で蒸発し、上室部３３に収容される高温水と上室部３３で蒸発し水分を含んだ蒸気が上部連結管２９ａ、２９ｂからコンポジットボイラ７の上部管寄せ１の液相部と気相部に流れ、上部管寄せ１の気相部に流れた蒸気は、燃焼ボイラ５と主機排熱回収ボイラ６で構成されるコンポジットボイラ７で生成される蒸気とともに蒸気使用機器へ供給される。
このように、燃焼ボイラ５と主機排熱回収ボイラ６とを組み合わせたコンポジットボイラ７に補機の熱を回収する補機排熱回収ボイラ８を組み合わせる構造としたので、補機から排出される排熱を有効に利用して、燃焼ボイラ５の燃料消費量を削減することができる。
また、停泊中など主機が停止している場合であっても、補機の熱回収を行うことで、蒸気を常時供給することができ、燃焼ボイラ５側の燃料消費量の削減を図り、コストを低減することができる。
また、補機排熱回収ボイラ８の上室部３３とコンポジットボイラ７の上部管寄せ１とは液相部と気相部同士がそれぞれ上部連結管２９ａ、２９ｂで連結する構造では、缶水の循環を行いながら補機排熱回収ボイラ８から発生した蒸気を単独で供給できるので、起蒸を早めることが可能となる。
また、図２において、補機排熱回収ボイラ８は、コンポジットボイラ７に隣接しているが、上部連結管２９と下部連結管３０の長さをコンポジットボイラ７と補機（図示せず。）の船内配置に合わせて変更し、補機排熱回収ボイラ８をコンポジットボイラ７に自由に接続することも可能である。
その他の効果は、前記第１例と同様なので、第１例の説明を援用する。
また、停泊中など主機が停止している場合であっても、補機の熱回収を行うことで、蒸気を常時供給することができ、燃焼ボイラ５側の燃料消費量の削減を図り、コストを低減することができる。
また、補機排熱回収ボイラ８の上室部３３とコンポジットボイラ７の上部管寄せ１とは液相部と気相部同士がそれぞれ上部連結管２９ａ、２９ｂで連結する構造では、缶水の循環を行いながら補機排熱回収ボイラ８から発生した蒸気を単独で供給できるので、起蒸を早めることが可能となる。
また、図２において、補機排熱回収ボイラ８は、コンポジットボイラ７に隣接しているが、上部連結管２９と下部連結管３０の長さをコンポジットボイラ７と補機（図示せず。）の船内配置に合わせて変更し、補機排熱回収ボイラ８をコンポジットボイラ７に自由に接続することも可能である。
その他の効果は、前記第１例と同様なので、第１例の説明を援用する。
図４は本発明に係る船舶用ボイラの実施の形態の第３例を示す概略説明図である。
本例の船舶用ボイラについて、前記第１例、第２例と同一の構成については同一の符号を付しその説明を省略し、第１例と異なる構成についてのみ説明する。
本例と第１例と異なる構成は、補機排熱回収ボイラ８の台数だけである。
本例では、個々の補機の排ガスの熱を回収する複数台の補機排熱回収ボイラ８をコンポジットボイラ７に接続している。
本例の補機排熱回収ボイラ８として、第１例、第２例で示すいずれの方式の補機排熱回収ボイラ８も適用できる。
このように構成された本例の船舶用ボイラによれば、簡単な構成で補機の台数分の熱回収ボイラをコンパクトにコンポジットボイラ７に接続でき、補機のいずれかが作動していれば、蒸気を常時供給することが可能となる。
また、上部連結管２９と下部連結管３０の長さをコンポジットボイラ７と補機（図示せず。）の船内配置に合わせて変更して、補機排熱回収ボイラ８を自由に設置することも可能となる。
その他の効果は、前記第１例と同様なので、第１例の説明を援用する。
本例の船舶用ボイラについて、前記第１例、第２例と同一の構成については同一の符号を付しその説明を省略し、第１例と異なる構成についてのみ説明する。
本例と第１例と異なる構成は、補機排熱回収ボイラ８の台数だけである。
本例では、個々の補機の排ガスの熱を回収する複数台の補機排熱回収ボイラ８をコンポジットボイラ７に接続している。
本例の補機排熱回収ボイラ８として、第１例、第２例で示すいずれの方式の補機排熱回収ボイラ８も適用できる。
このように構成された本例の船舶用ボイラによれば、簡単な構成で補機の台数分の熱回収ボイラをコンパクトにコンポジットボイラ７に接続でき、補機のいずれかが作動していれば、蒸気を常時供給することが可能となる。
また、上部連結管２９と下部連結管３０の長さをコンポジットボイラ７と補機（図示せず。）の船内配置に合わせて変更して、補機排熱回収ボイラ８を自由に設置することも可能となる。
その他の効果は、前記第１例と同様なので、第１例の説明を援用する。
図５、図６は本発明に係る船舶用ボイラの実施の形態の第４例を示すものであり、図５は本発明に係る船舶用ボイラの実施の形態の第４例を示す全体構造説明図、図６は図５のＢ−Ｂ線断面図である。
本例の船舶用ボイラについて、前記第１例と同一の構成については同一の符号を付しその説明を省略し、第１例と異なる構成についてのみ説明する。
本例の船舶用ボイラについて、前記第１例と同一の構成については同一の符号を付しその説明を省略し、第１例と異なる構成についてのみ説明する。
本例の船舶用ボイラは、上部管寄せ１と下部管寄せ２の間を覆っている外周壁９内で、上部管寄せ１と下部管寄せ２の間が仕切板３７で仕切られ、仕切板３７で仕切られた一方の空間Ｓ１を、燃焼ボイラ５と主機排熱回収ボイラ６とを組み合わせたコンポジットボイラ７としている。即ち、一方の空間Ｓ１内に、内側が燃焼室３となる水管壁１２と、燃焼室３で燃焼した燃焼排ガスを燃焼ボイラ排ガス排出口１６へ導く排ガス流路１５が形成されて燃焼ボイラ５が構成され、一方の空間Ｓ１を覆う外周壁９には、主機排ガス流入口１７と主機排ガス流出口１８が設けられて主機排熱回収ボイラ６が構成されている。
仕切板３７で仕切られた他方の空間Ｓ２を覆う外周壁９には、補機の排ガス流入口２２と補機の排ガス流出口２３が設けられており、排ガス流入口２２には補機の排ガスを他方の空間Ｓ２に導入する補機排ガス導入ダクトが接続され、また、排ガス流出口２３には補機排熱回収ボイラ８で熱回収され温度が低下した補機の排ガスを船へ排出するための補機排ガス排出ダクトが接続され、船外で補機排ガスを排出するための補機排ガス排出ダクトが排ガス流出口２３に設けたフランジ２８で接続され、他方の空間Ｓ２が補機排ガス熱流入空間３８となる補機排熱回収ボイラ８が構成されている。
排ガス流入口２２から補機排ガス流入空間３８に入った補機排ガスは、補機排ガス流入空間３８で上部管寄せ１と下部管寄せ２の間を連結している水管４ｃの外面を流れ、排ガス流出口２３に接続されている補機排ガス排出ダクトから排出される。
排ガス流入口２２から補機排ガス流入空間３８に入った補機排ガスは、補機排ガス流入空間３８で上部管寄せ１と下部管寄せ２の間を連結している水管４ｃの外面を流れ、排ガス流出口２３に接続されている補機排ガス排出ダクトから排出される。
また、排ガス流出口２３には補機の排気騒音を低減するための消音手段３２が備えられている。本例では、消音手段３２は排ガス流出口２３に備えられているが、排ガス流入口２２に備えてもよく、また、排ガス流出口２３と排ガス流入口２２の双方に備えてもよい。
消音手段としてはパンチングメタルで円筒状に形成された筒の外周と排ガス流出口２３の内周面間にガラスウールなどの吸音効果を持つ材料を挟持させた構成のものが使用されたり、また、排ガス流出口２３の長さを長くしたり、排ガス流出口２３に段差を付けた構成のものが使用されるが、特に限定されない。
消音手段としてはパンチングメタルで円筒状に形成された筒の外周と排ガス流出口２３の内周面間にガラスウールなどの吸音効果を持つ材料を挟持させた構成のものが使用されたり、また、排ガス流出口２３の長さを長くしたり、排ガス流出口２３に段差を付けた構成のものが使用されるが、特に限定されない。
このように構成された本例の船舶用ボイラによれば、コンポジットボイラ７の上部管寄せ１と下部管寄せ２との間を仕切板３７で仕切り、仕切板３７で仕切られた一方の空間Ｓ１を、燃焼ボイラ５と主機排熱回収ボイラ６とを組み合わせたコンポジットボイラ７とし、他方の空間Ｓ２を補機排熱回収ボイラ８としたので、コンポジットボイラ７と補機排熱回収ボイラ８を一体化することができ、ボイラ全体の小型化が図れる。
その他の効果は、前記第１例と同様なので、第１例の説明を援用する。
その他の効果は、前記第１例と同様なので、第１例の説明を援用する。
図７は本発明に係る船舶用ボイラの実施の形態の第５例を示す断面図である。
本例の船舶用ボイラについて、前記第４例と同一の構成については同一の符号を付しその説明を省略し、第４例と異なる構成についてのみ説明する。
本例と第４例と異なる構成は、本例の船舶用ボイラは、上部管寄せ１と下部管寄せ２の間を覆っている外周壁９内で、上部管寄せ１と下部管寄せ２の間が仕切板３７で仕切られた他方の空間Ｓ２の構成だけである。
本例の船舶用ボイラについて、前記第４例と同一の構成については同一の符号を付しその説明を省略し、第４例と異なる構成についてのみ説明する。
本例と第４例と異なる構成は、本例の船舶用ボイラは、上部管寄せ１と下部管寄せ２の間を覆っている外周壁９内で、上部管寄せ１と下部管寄せ２の間が仕切板３７で仕切られた他方の空間Ｓ２の構成だけである。
本例では、他方の空間Ｓ２を、さらに仕切板３９で仕切って複数の空間を形成し、複数の空間を覆う外周壁９に、それぞれ補機の排ガス流入口２２と補機の排ガス流出口２３を設ており、排ガス流入口２２には補機の排ガスを他方の空間Ｓ２に導入する補機排ガス導入ダクトが接続され、また、排ガス流出口２３には補機排熱回収ボイラ８で熱回収され温度が低下した補機の排ガスを船へ排出するための補機排ガス排出ダクトが接続され、他方の空間Ｓ２における複数の空間がそれぞれ補機排ガス熱流入空間３８となる補機排熱回収ボイラ８が構成されている。
このように構成された本例の船舶用ボイラによれば、それぞれの排ガス流路が独立して設けられ、缶水を共有しているため、作動している補機から排出される排ガスの熱を効率よく回収し、蒸気を発生させることができる。
その他の効果は、前記第４例と同様なので、第４例の説明を援用する。
その他の効果は、前記第４例と同様なので、第４例の説明を援用する。
１ 上部管寄せ
２ 下部管寄せ
３ 燃焼室
４ 水管群
４ａ、４ｂ、４ｃ 水管
５ 燃焼ボイラ
６ 主機排熱回収ボイラ
７ コンポジットボイラ
８ 補機排熱回収ボイラ
９ 外周壁
１０ 炉内側
１１ 燃焼装置
１２、１４ 水管壁
１５ 排ガス流路
１６ 燃焼ボイラ排ガス排出口
１７ 主機排ガス流入口
１８ 主機排ガス流出口
１９ 上部管板
２０ 下部管板
２１ 水室
２２ 排ガス流入口
２３ 排ガス流出口
２４ 煙管
２５ 胴板
２９、２９ａ、２９ｂ 上部連結管
３０ 下部連結管
３２ 消音手段
３３ 上室部
３４ 下室部
３５ 水管
３６ 外周壁
３７ 仕切板
３８ 補機排熱流入空間
３９ 仕切板
Ｓ１ 一方の空間
Ｓ２ 他方の空間
２ 下部管寄せ
３ 燃焼室
４ 水管群
４ａ、４ｂ、４ｃ 水管
５ 燃焼ボイラ
６ 主機排熱回収ボイラ
７ コンポジットボイラ
８ 補機排熱回収ボイラ
９ 外周壁
１０ 炉内側
１１ 燃焼装置
１２、１４ 水管壁
１５ 排ガス流路
１６ 燃焼ボイラ排ガス排出口
１７ 主機排ガス流入口
１８ 主機排ガス流出口
１９ 上部管板
２０ 下部管板
２１ 水室
２２ 排ガス流入口
２３ 排ガス流出口
２４ 煙管
２５ 胴板
２９、２９ａ、２９ｂ 上部連結管
３０ 下部連結管
３２ 消音手段
３３ 上室部
３４ 下室部
３５ 水管
３６ 外周壁
３７ 仕切板
３８ 補機排熱流入空間
３９ 仕切板
Ｓ１ 一方の空間
Ｓ２ 他方の空間
また、排ガス流出口２３には補機の排気騒音を低減するための消音手段３２が備えられている。本例では、消音手段３２は排ガス流出口２３に備えられているが、排ガス流入口２２に備えてもよく、また、排ガス流出口２３と排ガス流入口２２の双方に備えてもよい。
消音手段３２としてはパンチングメタルで円筒状に形成された筒の外周と排ガス流出口２３の内周面間にガラスウールなどの吸音効果を持つ材料を挟持させた構成のものが使用されたり、また、排ガス流出口２３の長さを長くしたり、排ガス流出口２３に段差を付けた構成のものが使用されるが、特に限定されない。
消音手段３２としてはパンチングメタルで円筒状に形成された筒の外周と排ガス流出口２３の内周面間にガラスウールなどの吸音効果を持つ材料を挟持させた構成のものが使用されたり、また、排ガス流出口２３の長さを長くしたり、排ガス流出口２３に段差を付けた構成のものが使用されるが、特に限定されない。
また、排ガス流出口２３には補機の排気騒音を低減するための消音手段３２が備えられている。本例では、消音手段３２は排ガス流出口２３に備えられているが、排ガス流入口２２に備えてもよく、また、排ガス流出口２３と排ガス流入口２２の双方に備えてもよい。
消音手段３２としてはパンチングメタルで円筒状に形成された筒の外周と排ガス流出口２３の内周面間にガラスウールなどの吸音効果を持つ材料を挟持させた構成のものが使用されたり、また、排ガス流出口２３の長さを長くしたり、排ガス流出口２３に段差を付けた構成のものが使用されるが、特に限定されない。
消音手段３２としてはパンチングメタルで円筒状に形成された筒の外周と排ガス流出口２３の内周面間にガラスウールなどの吸音効果を持つ材料を挟持させた構成のものが使用されたり、また、排ガス流出口２３の長さを長くしたり、排ガス流出口２３に段差を付けた構成のものが使用されるが、特に限定されない。
このように、燃焼ボイラ５と主機排熱回収ボイラ６とを組み合わせたコンポジットボイラ７に補機の熱を回収する補機排熱回収ボイラ８を組み合わせる構造としたので、補機から排出される排熱を有効に利用して、燃焼ボイラ５の燃料消費量を削減することができる。
また、停泊中など主機が停止している場合であっても、補機の熱回収を行うことで、蒸気を常時供給することができ、燃焼ボイラ５側の燃料消費量の削減を図り、コストを低減することができる。
また、補機排熱回収ボイラ８の上室部３３とコンポジットボイラ７の上部管寄せ１とは液相部と気相部同士がそれぞれ上部連結管２９ａ、２９ｂで連結する構造では、缶水の循環を行いながら補機排熱回収ボイラ８から発生した蒸気を単独で供給できるので、起蒸を早めることが可能となる。
また、図３において、補機排熱回収ボイラ８は、コンポジットボイラ７に隣接しているが、上部連結管２９ａ，２９ｂと下部連結管３０の長さをコンポジットボイラ７と補機（図示せず。）の船内配置に合わせて変更し、補機排熱回収ボイラ８をコンポジットボイラ７に自由に接続することも可能である。
その他の効果は、前記第１例と同様なので、第１例の説明を援用する。
また、停泊中など主機が停止している場合であっても、補機の熱回収を行うことで、蒸気を常時供給することができ、燃焼ボイラ５側の燃料消費量の削減を図り、コストを低減することができる。
また、補機排熱回収ボイラ８の上室部３３とコンポジットボイラ７の上部管寄せ１とは液相部と気相部同士がそれぞれ上部連結管２９ａ、２９ｂで連結する構造では、缶水の循環を行いながら補機排熱回収ボイラ８から発生した蒸気を単独で供給できるので、起蒸を早めることが可能となる。
また、図３において、補機排熱回収ボイラ８は、コンポジットボイラ７に隣接しているが、上部連結管２９ａ，２９ｂと下部連結管３０の長さをコンポジットボイラ７と補機（図示せず。）の船内配置に合わせて変更し、補機排熱回収ボイラ８をコンポジットボイラ７に自由に接続することも可能である。
その他の効果は、前記第１例と同様なので、第１例の説明を援用する。
また、排ガス流出口２３には補機の排気騒音を低減するための消音手段３２が備えられている。本例では、消音手段３２は排ガス流出口２３に備えられているが、排ガス流入口２２に備えてもよく、また、排ガス流出口２３と排ガス流入口２２の双方に備えてもよい。
消音手段３２としてはパンチングメタルで円筒状に形成された筒の外周と排ガス流出口２３の内周面間にガラスウールなどの吸音効果を持つ材料を挟持させた構成のものが使用されたり、また、排ガス流出口２３の長さを長くしたり、排ガス流出口２３に段差を付けた構成のものが使用されるが、特に限定されない。
消音手段３２としてはパンチングメタルで円筒状に形成された筒の外周と排ガス流出口２３の内周面間にガラスウールなどの吸音効果を持つ材料を挟持させた構成のものが使用されたり、また、排ガス流出口２３の長さを長くしたり、排ガス流出口２３に段差を付けた構成のものが使用されるが、特に限定されない。
Claims (5)
- 上部管寄せと下部管寄せとの間を、内部に燃焼室を形成して多数の水管群で連結した燃焼ボイラと、前記水管の外面を主機排ガスが流れるようにして熱回収を行うようにした主機排熱回収ボイラとを組み合わせたコンポジットボイラにおいて、
さらに、補機の排ガスの熱を回収する補機排熱回収ボイラと前記コンポジットボイラの缶水が連通するように接続し、前記補機排熱回収ボイラから発生する蒸気を前記コンポジットボイラの前記上部管寄せを介して蒸気使用機器へ供給されるようにしたことを特徴とする船舶用ボイラ。 - 前記補機排熱回収ボイラは、水室に煙管を内装して構成され、前記水室と前記コンポジットボイラの前記上部管寄せおよび前記下部管寄せとが連結管で連結されていることを特徴とする請求項１に記載の船舶用ボイラ。
- 前記補機排熱回収ボイラは、上室部と下室部との間を水管で連結し、前記水管の外面を補機排ガスが流れるように構成され、前記上室部と前記コンポジットボイラの前記上部管寄せとが上部連結管で、前記下室部と前記コンポジットボイラの前記下部管寄せとが下部連結管で、それぞれ連結されていることを特徴とする請求項１に記載の船舶用ボイラ。
- 上部管寄せと下部管寄せとの間を、内部に燃焼室を形成して多数の水管群で連結した燃焼ボイラと、前記水管の外面を主機排ガスが流れるようにして熱回収を行うようにした主機排熱回収ボイラとを組み合わせたコンポジットボイラにおいて、
上部管寄せと下部管寄せとの間を仕切板で仕切り、仕切板で仕切られた一方の空間を、前記燃焼ボイラと前記主機排熱回収ボイラとを組み合わせたコンポジットボイラとし、他方の空間を補機排ガス流入空間とする補機排熱回収ボイラとしたことを特徴とする船舶用ボイラ。 - 前記補機排熱回収ボイラには、補機排ガスの流入口または流出口のいずれか一方若しくは双方に消音手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載の船舶用ボイラ。
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