JPH074604A - コンポジットボイラの水管配列構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 船舶エンジンよりの排ガスの流れをコンポジ
ットボイラの半径方向へ均等化できる水管配列構造を提
供する。 【構成】 上部管寄せ１と下部管寄せ２との間を、中央
部に燃焼室１０を形成して多数の水管群で連結し、一側
壁に船舶エンジンの排ガス入口部７を他側壁に排ガス出
口部８を配設した構成のコンポジットボイラＡにおい
て、水管群の排ガス流入部を前記排ガス入口部７に対面
させて略直線的に、かつ前記燃焼室１０の内周壁と前記
上下管寄せ１、２の外周壁６との略中間部に配置し、水
管群の排ガス流出部を前記排ガス出口部８に対面させて
略直線的に、かつ、前記燃焼室１０の内周壁と前記上下
管寄せ１、２の外周壁６との中間部に配置した構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、船舶に使用されるコ
ンポジットボイラの水管配列構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、船舶で使用される補助ボ
イラは船舶エンジンの排ガスの保有する廃熱を利用する
とともに、エンジンの負荷の変動あるいは停止により排
ガスの熱量が不足したときは、その補助ボイラに付設の
燃焼装置にて追い焚きを行ない、所要の蒸気量を得るコ
ンポジットタイプのボイラが一般的である。このコンポ
ジットタイプのボイラは、図３〜４に示すように、環状
に形成した上下管寄せ２１、２２との間を多数の水管２
３で連結し、上部管寄せ２１の中央部に燃焼装置２４を
付設するとともに、前記上下管寄せ２１、２２にて挟ま
れる内側水管群の内部を燃焼室２５としている。又、図
中２６は船舶エンジンの排ガス入口、図中２７は排ガス
出口であって、前記水管群の間を船舶エンジンよりの排
ガス噴出流が熱交換しながら通過し、排ガス出口２７よ
りボイラ系外に排出される。図中２８は、スートブロー
管である。

【０００３】ところで、図４に示す従来の水管配列構造
では船舶エンジンよりの排ガスの主流は、図４に示す半
径の小さい側（Ａ）（燃焼室２５寄り）の方へ偏流し、
半径の大きい側（Ｂ）（外周壁寄り）の流れは、前記半
径の小さい側（Ａ）の約５０％程度となる。又、スート
ブロー管２８の効果も水管群が厚いため、あまり期待で
きず問題となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記問題
点に鑑み、船舶エンジンよりの排ガスの流れをボイラ半
径方向に均等化するとともに、スートブロー管の効果も
向上させる水管配列構造を提供することを目的とするも
のである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】即ち、この発明は、上部
管寄せと下部管寄せとの間を、中央部に燃焼室を形成し
て多数の水管群で連結し、一側壁に船舶エンジンの排ガ
ス入口部を他側壁に排ガス出口部を配設した構成のコン
ポジットボイラＡにおいて、水管群の排ガス流入部を前
記排ガス入口部に対面させて略直線的に、かつ前記燃焼
室の内周壁と前記上下管寄せの外周壁との略中間部に配
置し、水管群の排ガス流出部を前記排ガス出口部に対面
させて略直線的に、かつ、前記燃焼室の内周壁と前記上
下管寄せの外周壁との中間部に配置したことを特徴とし
ている。

【０００６】

【作用】この発明によれば、水管群の排ガス流入部を排
ガス入口部に対面させて略直線的に配置し、水管群の排
ガス流出部を排ガス出口部に対面させて略直線的に配置
したので、排ガスの流線長さは略同一となり、したがっ
て、半径方向に対して排ガスは略均等に流通する。

【０００７】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図１は、この発明を実施したコンポジッ
トボイラＡの一部を破断した正面図であり、図２は、図
１のII〜II断面図である。図中１は、蒸気室として機能
する環状に形成された上部管寄せ、２は、水室として機
能する円筒状に形成された下部管寄せであって、これら
上下管寄せ１、２は、後述する内側水管群３、４および
外側水管群５で連通している。６は、前記ボイラＡの外
周壁で上下管寄せ１、２の間を円筒状に形成してあっ
て、その一側壁側に船舶エンジンよりの排ガス入口部７
を係着し、この排ガス入口部７の反対側の側壁に排ガス
出口部８を係着している。図中９は、燃焼装置である。

【０００８】つぎに、この発明に係る水管配列構造につ
いて説明する。図２に示すように、前記内側水管群３
（第１）は互いに直接的またはヒレ（図示省略）を介し
て間接的に連結し、実質上円環状の水管壁とし上下管寄
せ１、２に連通してあって、水管壁の内側に燃焼室１０
を形成し前記燃焼装置９の燃焼ガスの伝熱面として機能
するようになっている。内側水管群４（第２）は互いに
直接的またはヒレを介して間接的に連結し、前記内側水
管群３（第１）の外側に間隔をおいて同心円状に配設さ
れて実質上円環状の水管壁に形成し、この円環状の内周
壁を燃焼ガスの伝熱面とし、外周壁はエンジン排ガスの
伝熱面として機能するようになっている。外側水管群５
は、上下管寄せ１、２に連通し前記内側水管群４の外側
にそれぞれ間隔をおいて同心円的な略円環状の水管壁に
形成され、水管群の排ガス流入部を前記排ガス入口部７
に対面させて略直線的に、かつ前記燃焼室１０の内周壁
と前記外周壁６との略中間部に配置し、水管群の排ガス
流出部を前記排ガス出口部８に対面させて略直線的に、
かつ、前記燃焼室１０の内周壁と前記外周壁６との中間
部に配置した構成としている。尚、図中１１は、スート
ブロー管であって前記外側水管群５の一部の水管を削除
してそれぞれの位置に配設している。

【０００９】つぎに、この発明の水管配列構造の作用を
説明する。コンポジットボイラを作動する際、船舶のエ
ンジンが稼動しているときは、ボイラの蒸気圧力が設定
値になるまではエンジンの排ガスと燃焼装置９による燃
焼ガスにて加熱が行われ、蒸気圧が設定圧に達すると燃
焼装置９を停止して排ガスのみの加熱が行われる。負荷
の増加あるいはエンジン排ガス保有熱の低下により、蒸
気圧が設定値以下になると燃焼装置９が作動し再び、排
ガスと燃焼ガスによる加熱が行なわれる。又、船舶のエ
ンジンが停止しているときは、蒸気圧力信号による制御
にて燃焼装置９を稼動し加熱が行われる。燃焼装置９が
作動すると燃焼室１０で燃焼が行われ、燃焼ガスは前記
内側水管群３に対し輻射伝熱を行ない燃焼室出口３ａか
ら燃焼ガス流路４ａを通過し、燃焼ガス出口４ｂより外
側水管群５を介して排ガス出口８より系外に排出され
る。

【００１０】一方、エンジンの排ガスは、排ガス入口部
７を介して外側水管群５の平行部最外側配列に対し略交
叉状に流入し、従来のように半径の小さい側に偏流する
ことなく、略平均的に外側水管群５の間を一様に熱交換
しながら排ガス出口８に向って流通し、排ガス出口８よ
り系外に排出される。また、図２に示すように、スート
ブロー管１１を配設したのでほぼ全部の水管をカバーす
ることができる。更に、外側水管群５の外側配列を平行
にしたので排ガス入口側と出口側にできる半月状の空間
部が、丁度マニホールドの役割をし、排ガスが整圧され
る効果があるとともに、メンテナンスにおいても最適で
ある。

【００１１】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように、水管
群の排ガス流入部を前記排ガス入口部に対面させて略直
線的に、かつ前記燃焼室の内周壁と前記外周壁との略中
間部に配置し、水管群の排ガス流出部を前記排ガス出口
部に対面させて略直線的に、かつ、前記燃焼室の内周壁
と前記外周壁との中間部に配置した構造としたので、従
来のように、排ガスの主流が半径の小さい側の方へ偏流
することなく、略平均的に外側水管群の間を一様に熱交
換しながら排ガス出口に向って流通する。したがって、
水管に極部的な高熱負荷域がなくなり水管の寿命が延び
るとともに伝熱面積の最適化が計れる。又、スートブロ
ーの効果拡大が期待でき、排ガス圧損も押えられる等効
果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を実施したコンポジットボイラの一部
を破断して示す正面図である。

【図２】図１のII〜II断面図である。

【図３】従来のコンポジットボイラーの一部を破断して
示す正面図である。

【図４】図３のIV〜IV断面図である。

【符号の説明】

Ａ…コンポジットボイラ １…上部管寄せ ２…下部管寄せ ６…外周壁 ７…排ガス入口部 ８…排ガス出口部 10…燃焼室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部管寄せ１と下部管寄せ２との間を、
   中央部に燃焼室１０を形成して多数の水管群で連結し、
   一側壁に船舶エンジンの排ガス入口部７を他側壁に排ガ
   ス出口部８を配設した構成のコンポジットボイラＡにお
   いて、水管群の排ガス流入部を前記排ガス入口部７に対
   面させて略直線的に、かつ前記燃焼室１０の内周壁と前
   記上下管寄せ１、２の外周壁との略中間部に配置し、水
   管群の排ガス流出部を前記排ガス出口部８に対面させて
   略直線的に、かつ、前記燃焼室１０の内周壁と前記上下
   管寄せ１、２の外周壁６との中間部に配置したことを特
   徴とするコンポジットボイラの水管配列構造。