JP4392469B2 - 船舶用ボイラーにおけるブロー水の熱回収方法及びその装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、船舶に搭載されたボイラーにおいて、このボイラーから排出されるブロー水が有している熱エネルギーを回収するシステムとのその装置とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
一般に、ボイラーにおいては、その缶内のボイラー水はこれに添加したスケール防止剤等の薬品の濃度が濃縮によって高くなるから、その一部をブロー水として排出することによって、ボイラー水における水質を正常に維持すること、及び、缶内におけるボイラー水の水位が所定値を越えた場合に余分のボイラー水をブロー水として排出することによって、所定の水位を維持することが行われる。
【０００３】
この場合、従来、船舶に搭載したボイラーにおいては、このボイラーからのブロー水を、直接に船外に放出するようにしている。
【０００４】
しかし、このブロー水は、高い温度で大きな熱エネルギーを有するから、これをそのまま船外に直接に放出することは、高い危険度を伴うのであり、しかも、熱エネルギーをこれだけ消失するという問題があった。
【０００５】
また、前記ブロー水の船外への放出に際しての危険度が高いことから、このブロー水の船外への放出作業は、専ら手動に行うようにしなければならず、このブロー水の船外への放出を自動化することができないのであった。
【０００６】
本発明は、一般に海上を運行する船舶においては、これに搭載したボイラーにおいて発生した蒸気を熱源とするか、又はディーゼル機関等の内燃機関における循環冷却水を熱源として原料海水を加熱蒸発することによって淡水を製造するという淡水造水装置が搭載されていることに着目し、この淡水造水装置を利用して、前記の問題を解消することを技術的課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を達成するため本発明の熱回収方法は、請求項１に記載したように、
「船舶用ボイラーと、このボイラーで発生した蒸気を熱源とするか或いは前記船舶に搭載した内燃機関における循環冷却水を熱源とすることによって原料海水を加熱蒸発しその水蒸気を凝縮して淡水を製造する淡水造水装置とを備え、前記淡水造水装置における原料海水を、前記ボイラーから排出されるブロー水によっても加熱する。」
ことを特徴としている。
【０００８】
本発明の熱回収装置は、第１に、請求項２に記載したように、
「船舶に搭載したボイラーからのブロー水排出管路と、前記ボイラーで発生した蒸気を熱源とするか或いは前記船舶に搭載した内燃機関における循環冷却水を熱源とすることによって原料海水を加熱蒸発する蒸発缶及びこの蒸発缶で発生した水蒸気に対する凝縮器にて構成した淡水造水装置とを備え、更に、前記ブロー水排出管路を、前記淡水造水装置に、当該ブロー水排出管路におけるブロー水を前記淡水造水装置における原料海水に混合するように接続する。」
ことを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の熱回収装置は、第２に、請求項３に記載したように、
「船舶に搭載したボイラーから船外まで延びるブロー水排出管路と、前記ボイラーで発生した蒸気を熱源とするか或いは前記船舶に搭載した内燃機関における循環冷却水を熱源とすることによって原料海水を加熱蒸発する蒸発缶及びこの蒸発缶で発生した水蒸気に対する凝縮器にて構成した淡水造水装置とを備え、更に、前記ブロー水排出管路中に、当該ブロー水排出管路におけるブロー水を熱源として前記淡水造水装置における原料海水を間接的に加熱する熱交換器を備えている。」
ことを特徴としている。
【００１０】
これに加えて、本発明の熱回収装置は、請求項４に記載したように、
「前記請求項２または３の記載において、前記ブロー水排出管路中に、ボイラーに設けた水質センサーによって、水質に応じて開閉するブロー排出弁を設ける。」
ことを特徴としている。
【００１１】
また、本発明の熱回収装置は、請求項５に記載したように、
「前記請求項２または３の記載において、前記ブロー水排出管路中に、前記蒸発缶に設けた温度センサーによって、蒸発缶における温度が上昇すると閉じるようにした流量制御弁を設ける。」
ことを特徴としている。
【００１２】
【発明の作用・効果】
前記したように、船舶に搭載されている淡水造水装置における原料海水を，船舶に搭載のボイラーから排出されるブロー水によっても加熱することにより、前記ブロー水が有する熱エネルギーは、前記淡水造水装置における原料海水を加熱することに熱回収することができるから、この熱回収の分だけ、前記淡水造水装置における淡水の造水量を多くすることができる一方、ブロー水を船外に放出する場合における危険度を大幅に低くできるのである。
【００１３】
この場合において、前記ボイラーから排出されるブロー水を、請求項２のように、前記淡水造水装置における原料海水に混合する場合には、前記ブロー水を、前記淡水造水装置における蒸発缶から排出される蒸発後のブライン海水と一緒にこれに混合された状態で、船外に放出されるので、船外に放出する場合における危険度をより低減することができ、しかも、前記蒸発缶における原料海水は、これに混合されるブロー水によって塩分濃度が下がることになるから、蒸発缶及びこれにおける加熱器にスケールが発生することを低減できるとともに、製造した淡水の純度を向上できる。
【００１４】
その上、ボイラーにおける缶内水には、脱酸剤としてヒドラジンが添加されることにより、前記ボイラーから排出されるブロー水は、前記ヒドラジンを含んでいるが、このヒドラジンは、淡水造水装置において還元作用により消費され、無害化する。
【００１５】
また、前記ボイラーから船外に排出されるブロー水にて、当該ブロー水に含まれている各種の薬品が、淡水製造装置にて製造した淡水に混じることが懸念される場合には、請求項３のように、熱交換器において、前記ボイラーから船外に排出されるブロー水と前記淡水製造装置における原料海水を間接的に加熱することにすれば、ブロー水に含まれている各種の薬品が、淡水製造装置にて製造した淡水に混じることがない。また、淡水の純度が、ブロー水に含まれている各種の薬品にて低下することを確実に回避できる。
【００１６】
特に、請求項４の構成にすることにより、前記ボイラーからのブロー水の放出を自動化することができる利点がある。
【００１７】
また、請求項５の構成にすることにより、淡水造水装置の蒸発缶内における原料海水に、過剰な沸騰・蒸発が発生することを抑制できるから、過剰な沸騰・蒸発によって淡水の純度が下がることを確実に回避できる利点がある。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面について説明する。
【００１９】
図１は、第１の実施の形態を示す。
【００２０】
この図１において、符号１は、船舶における船体を、符号２は、前記船体１に搭載したボイラーを各々示し、前記ボイラー２には、その上部における缶肌弁３及び逆止弁を兼ねた中間弁４と、その下部における缶肌弁５及び逆止弁を兼ねた中間弁６と、減圧手段としてのオリフィス７とを備えたブロー水排出管路８が設けられ、このブロー水排出管路８は、船外への手動操作式のブロー水放出弁装置９を備えたブロー水放出管路１０に接続されている。
【００２１】
次に、符号１１は、前記船体１に搭載した淡水造水装置を示す。
【００２２】
この淡水造水装置１１は、蒸発缶１２と、その内部の下部に設けた加熱器１３と、その内部の上部に設けた凝縮器１４とから成り、前記加熱器１３は、前記ボイラー２において発生した蒸気を熱源とするか、或いは、船体１に搭載したディーゼル機関等の内燃機関（図示せず）に対する循環冷却水を熱源とすることによって、蒸発缶１２内における原料海水を加熱して沸騰・蒸発する。
【００２３】
前記凝縮器１４は、ポンプ１５にて船外から汲み上げた海水を冷却水として、前記蒸発缶１２内において発生した水蒸気を凝縮するもので、この凝縮器１４における凝縮水は、淡水としてポンプ１６にて取り出されたのち、淡水タンク１７に蓄えられる一方、この凝縮器１４において温められた冷却用海水の一部は、供給管路１８より原料海水として前記蒸発缶１２内の下部に供給される。
【００２４】
一方、前記蒸発缶１２内において蒸発した後のブライン海水は、管路１９を介して、前記ポンプ１５からの海水にて駆動される水エゼクター２０にて吸引されたのち、放出管路２１より船外に放出される。
【００２５】
また、前記蒸発缶１２内は、その内部の不凝縮性ガスを管路２２を介して前記水エゼクター２０にて吸引することにより、大気圧より低い減圧に維持され、減圧状態で沸騰・蒸発を行うように構成されている。
【００２６】
そして、前記ボイラー２におけるブロー水排出管路８を、減圧手段としてのオリフィス７′とブロー水排出弁２３とを備えた熱回収管路２４を介して前記蒸発缶１２への原料海水の供給管路１８に接続することにより、前記ボイラー２から排出されるブロー水を、前記蒸発缶１２への原料海水に混合するように構成する。
【００２７】
この混合に際しては、二点鎖線で示すように、混合装置２５等の混合手段を使用しても良い。
【００２８】
この構成において、前記ボイラー２におけるブロー水は、淡水造水装置１１における蒸発缶１２への原料海水に混合される。これにより、前記蒸発缶１２における原料海水の温度が高くなって、この蒸発缶１２内における原料海水の沸騰・蒸発が促進されるから、淡水の製造量が増大する。
【００２９】
つまり、前記ブロー水が有する熱エネルギーは、前記淡水造水装置１１において製造する淡水の造水量を多くするように回収することができる一方、このように熱回収した後のブロー水は、前記蒸発缶１２内の蒸発後におけるブライン海水と一緒に水エゼクター２０に吸引され、前記水エゼクター２０を駆動する大量の海水と混合されたのち船外に放出されるので、ブロー水を船外に放出する場合における危険度は大幅に低くなる。
【００３０】
また、前記蒸発缶１２内における原料海水の塩分濃度は、これにブロー水が混合されることにより下げされる。
【００３１】
なお、前記ボイラー２からのブロー水は、その熱回収を行わない場合には、前記ブロー水放出弁装置９を手動操作に開くことによって船外に放出される。また、前記淡水タンク１７に蓄えられた淡水は、船舶における飲料水等に使用されるほか、前記ボイラー２におけるボイラー水としても使用される。
【００３２】
次に、図２は、第２の実施の形態を示す。
【００３３】
この第２の実施の形態は、前記淡水造水装置１１における蒸発缶１２への原料海水の供給管路１８の途中に、熱交換器２６を設け、この熱交換器２６に、前記ブロー水排出管路８からの熱回収管路２４を接続したもので、その他の構成は前記第１の実施の形態と同様である。
【００３４】
この第２の実施の形態は、ボイラー２からのブロー水は、熱回収管路２４を経て熱交換器２６に至り、この熱交換器２６において、蒸発缶１２への原料海水と熱交換する。これにより、前記蒸発缶１２における原料海水の温度が高くなって、この蒸発缶１２内における原料海水の沸騰・蒸発が促進されるから、淡水の製造量が増大する。
【００３５】
つまり、前記ブロー水が有する熱エネルギーは、前記淡水造水装置１１において製造する淡水の造水量を多くするように回収することができる一方、このように熱回収した後のブロー水は、前記熱回収により温度及び圧力が下がったのち、ブロー放出管路２７より船外に放出されるので、ブロー水を船外に放出する場合における危険度は大幅に低くなる。
【００３６】
この第２の実施の形態によると、ブロー水に含まれている各種の薬品が、淡水造水装置１１にて製造した淡水に混じることを回避できる。
【００３７】
なお、この第２の実施の形態においては、前記熱交換器２６からのブロー放出管路２７を、前記水エゼクター２０の吸い込み側に接続することによって、ブロー水を海水と混合したのち船外に放出するように構成することができる。
【００３８】
そして、図３は、第３の実施の形態を示す。
【００３９】
この第３の実施の形態は、前記第１の実施の形態又は第２の実施の形態において、前記ブロー水排出管路８からの熱回収管路２４中に、電磁式のブロー排出弁２８を設け、このブロー排出弁２８を、前記ボイラー２に設けた電気伝導率等によって水質を検出する水質センサー２９にて、水質が所定値よりも悪化したときにおいて自動的に開くように構成したものである。
【００４０】
この構成によると、前記ボイラー２におけるボイラー水の水質が悪化した場合において、前記ブロー排出弁２８が自動的に開くことになるから、前記ボイラー２からのブロー水の放出操作を自動化することができる。
【００４１】
また、前記第３の実施の形態においては、前記ブロー水排出管路８からの熱回収管路２４中に、流量制御弁３１を設け、この流量制御弁３１を、前記蒸発缶１２に設けた温度センサー３２により、前記蒸発缶１２内における原料海水の温度が高いときには開き原料海水の温度が低いときには閉じるように構成している。
【００４２】
この構成によると、ブロー水が有する熱を淡水造水装置１１において回収にするに際して、淡水造水装置１１の蒸発缶１２内に沸騰・蒸発が過剰に発生することを防止できる。
【００４３】
なお、この第３の実施の形態においては、水質センサー２９に連動するブロー排出弁２８と、蒸発缶１２の温度センサー３２に連動する流量制御弁３１とを並列に設けた構成にすることができるほか、これらブロー排出弁２８及び流量制御弁３１のうちいずれか一方又は両方に対して、各々入り口側弁３３及び出口側弁３４を設けることに加えて、バイパス弁３５を備えたバイパス通路３６を設けることにより、前記ブロー排出弁２８及び流量制御弁３１のうちいずれか一方が故障したとき、この故障に関係なくブロー水を、前記淡水造水装置１１に供給できるように構成している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における第１の実施の形態を示すフローシートである。
【図２】本発明における第２の実施の形態を示すフローシートである。
【図３】本発明における第３の実施の形態を示すフローシートである。
【符号の説明】
１ 船体
２ ボイラー
８ ブロー水排出管路
１１ 淡水造水装置
１２ 蒸発缶
１３ 加熱器
１４ 凝縮器
１５ 海水ポンプ
１８ 原料海水の供給管路
２０ 水エゼクター
２３ ブロー水排出弁
２４ ブロー水の熱回収管路
２８ ブロー排出弁
２９ 水質センサー
３１ 流量制御弁
３２ 温度センサー
Claims (5)
- 船舶用ボイラーと、このボイラーで発生した蒸気を熱源とするか或いは前記船舶に搭載した内燃機関における循環冷却水を熱源とすることによって原料海水を加熱蒸発しその水蒸気を凝縮して淡水を製造する淡水造水装置とを備え、前記淡水造水装置における原料海水を、前記ボイラーから排出されるブロー水によっても加熱することを特徴とする船舶用ボイラーにおけるブロー水の熱回収方法。
- 船舶に搭載したボイラーからのブロー水排出管路と、前記ボイラーで発生した蒸気を熱源とするか或いは前記船舶に搭載した内燃機関における循環冷却水を熱源とすることによって原料海水を加熱蒸発する蒸発缶及びこの蒸発缶で発生した水蒸気に対する凝縮器にて構成した淡水造水装置とを備え、更に、前記ブロー水排出管路を、前記淡水造水装置に、当該ブロー水排出管路におけるブロー水を前記淡水造水装置における原料海水に混合するように接続することを特徴とする船舶用ボイラーにおけるブロー水の熱回収装置。
- 船舶に搭載したボイラーから船外まで延びるブロー水排出管路と、前記ボイラーで発生した蒸気を熱源とするか或いは前記船舶に搭載した内燃機関における循環冷却水を熱源とすることによって原料海水を加熱蒸発する蒸発缶及びこの蒸発缶で発生した水蒸気に対する凝縮器にて構成した淡水造水装置とを備え、更に、前記ブロー水排出管路中に、当該ブロー水排出管路におけるブロー水を熱源として前記淡水造水装置における原料海水を間接的に加熱する熱交換器を備えていることを特徴とする船舶用ボイラーにおけるブロー水の熱回収装置。
- 前記請求項２または３の記載において、前記ブロー水排出管路中に、前記ボイラーに設けた水質センサーによって、水質に応じて開閉するブロー排出弁を設けることを特徴とする船舶用ボイラーにおけるブロー水の熱回収装置。
- 前記請求項２または３の記載において、前記ブロー水排出管路中に、前記蒸発缶に設けた温度センサーによって、蒸発缶における温度が上昇すると閉じるようにした流量制御弁を設けることを特徴とする船舶用ボイラーにおけるブロー水の熱回収装置。
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