JPS6249115A - 舶用デイ−ゼル機関用排ガスボイラ−チユ−ブの煤除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、舶用ディーゼル機関用排ガスボイラーチュー
ブの煤除去装置に関するものである。

（従来技術） 舶用ディーゼル機関の排ガスエネルギーを回収するため
上記機関の排気通路内に排ガスボイラーチューブを介装
して蒸気を発生させる排ガスエコノマイザを設けること
が多く、この場合排ガスボイラーチューブに多量の煤が
付着して熱交換効率が著しく低下したり、煤に着火して
ボイラーチューブの耐久性が損なわれることから、上記
煤を除去するための煤除去装置を設ける必要がある。

従来、上記煤除去装置として、蒸気式又は空気式のスー
ツブロア装置が使用されて来た。

上記スーツブロア装置は、ボイラーチューブに付着した
煤に蒸気や空気を吹き付けることによりその衝撃力で煤
を除去するようにしたものであり、この装置を１日に２
回程度作動させることにより除煤がなされる。

また、停泊時やドック入り時に除煤する装置として、水
洗装置が用いられる。

上記水洗装置は、上記スーツプロアと兼用されたり或い
は別設されるものであるが、要するにボイラーチューブ
の上方より多量の清水を供給することにより水洗するよ
うにしたものである。

（発明が解決しようとする問題点） 上記スーツブロア装置においては、スーツブロアに面し
ていないボイラーチューブには充分な蒸気や空気が吹き
付けられないし、ボイラーチューブの表面には多数のフ
ィンが突設されこのフィンとフィンとの間に大部分の煤
が付着している関係上、蒸気や空気の衝撃力によっては
十分に除煤することが出来ない。

上記水洗装置においては、水洗用の多量の清水を要し、
その洗浄水には多量の煤が含まれ、硫酸などを含むＰＨ
２〜３の酸性液なので、その処分が困難になる。

（問題点を解決するための手段） 本発明に係る舶用ディーゼル機関用排ガスボイラーチュ
ーブの煤除去装置は、排ガスボイラーチューブに付着し
た煤に水を散布して煤を加湿する手段と、上記加湿手段
による加湿後に上記チューブ内に加熱水を供給してチュ
ーブの加熱を行う加熱手段又は加熱水と水とを交互に供
給することによりチューブの加熱と冷却を交互に行なう
加熱冷却手段とを備えたものである。

（作用） 本発明に係る舶用ディーゼル機関用排ガスボイラーチュ
ーブの煤除去装置においては、加湿手段によりチューブ
に付着した煤に水を散布して加湿することにより、フィ
ンとフィンとの間でチューブの表面に環状に付着してい
る煤を一体的に結合させた状態で加熱手段又は加熱冷却
手段によりチューブの加熱を行う又は加熱と冷却とを交
互に行なうと、煤とチューブの熱膨張乃至熱収縮差によ
りチューブの表面から煤が剥離し、また煤の内層部と外
層部との熱膨張差乃至熱収縮差により煤の塊にクランク
が生じ、外部から僅かの衝撃を加えるだけで簡単に除去
できるようになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明するが、本実
施例はチューブの加熱冷却手段を設ける場合のものであ
る。

第１図は、本発明の煤除去装置を組込んだ舶用ディーゼ
ル機関（以下、主機という）の排ガスエコノマイザの全
体構成を示すものである。

図示のように、主機の排ガス通路１の途中部のケーシン
グＩＡ内には排ガスボイラーチューブ２として高圧蒸発
部チューブ２Ｃ２低圧蒸発部チューブ２ｂ及び予熱部チ
ューブ２ａが排ガス流の上流側から順に介装されており
、実線で図示のように航海時には給水タンク６からの給
水は管路７及び給水ポンプ７ａにより、予熱部チューブ
２ａの入口マニホールド３ａへ供給され、予熱部チュー
ブ２ａ内で予熱された給水はその出口マニホールド３ｂ
から管路８により低圧蒸気分離ドラム９（以下、ＬＰド
ラムという）と高圧蒸気分離ドラム１０（以下、ＨＰド
ラムという）とへ供給され、上記ＬＰドラム９からの加
熱水は管路１１及びポンプ９ａにより蒸発部チューブ２
ｂの入口マニホールド４ａへ供給され、蒸発部チューブ
２ｂ内で加熱された飽和水と蒸気との混合流体はその出
口マニホールド４ｂから管路１２によりＬＰドラム９へ
供給され、ＨＰドラム１０内の加熱水は管路１３及びポ
ンプ１０ａにより高圧蒸発部チューブ２ｃの入口マニホ
ールド５ａへ供給され、高圧蒸発部チューブｚｃ内で蒸
気となって、その出口マニホールド５ｂから管路１４に
よりＨＰドラム１０へ還流され、ＨＰドラム１０内の蒸
気は図示外の管路により加熱器を経由してターボ発電機
のタービンへ供給されるようになっている。

上記ＨＰドラム１０は補助ボイラーを兼ねるもので、船
の停泊中にも稼働されるものである。

上記予熱部チューブ２ａ、低圧蒸発部チューブ２ｂ及び
高圧蒸発部チューブ２ｃには、小ピツチで多数のフィン
が設けられており、ディーゼル機関からの排気はケーシ
ングＩＡの入口１５からケーシングＩＡ内へ４人され、
上記チューブ２ｃ・２ｂ・２ａと熱交換して出口１６に
達し、そこから煙突ＩＢ内へ排出される。

上記チューブ２に付着する煤を除去する煤除去装置とし
て、本実施例においては主機の稼働中に煤を除去する第
１煤除去装置と主機の停止中に煤を除去する第２煤除去
装置とを設けた場合について説明する。

上記第１煤除去装置は、各千１−プ２の上方又は下方に
配設されるスーツブロア１７ａ・１７ｂ・１７Ｃと、こ
れらスーツブロア１７ａ・１７ｂ・１７Ｃへ送風路１８
により圧縮空気や蒸気などの加圧ガスを供給する加圧ガ
ス供給装置（例えば、雑用空気圧縮機）とから構成され
、加圧ガス供給装置からの加圧ガスはスーツブロア１７
ａ・１７ｂ・１７Ｃから各チューブ２に向けて上方又は
下方から吹きつけられ、このガス流の衝撃力でチー１−
ブ２に付着していた煤が排気ガス中へ吹き飛ばされて排
出されるが、上記ガス流によっては、煤の表層の比較的
新しい煤を除去し得るに過ぎない。

上記第２煤除去装置は、基本的にはチューブ２に付着し
ている煤に水を散水して煤を加湿する加湿装置と、上記
加湿後にチューブ２内に加熱水と冷水とを交互に供給す
ることによりチューブ２に交互に過熱と冷却とを行なう
加熱冷却装置と、この加熱冷却装置の作動中に煤の外表
に熱風と冷風とを吹きつけて煤の内部と外部との温度差
が極力大きくなるようにする熱風冷風供給装置と、各チ
ューブ２に機械的衝撃を付加して煤の除去を促進する複
数のハンマリング装置とから構成される。

上記加湿装置は、上記スーツブロア１７ａ・１７ｂ・１
７ｃへ連なる送風路１８へ接続された圧縮空気又は蒸気
ライン１．８　ａと水又は蒸気で駆動されるエダクタ１
９とから構成され、水又は蒸気で駆動されるエダクタ１
９により水ライン１９ａより吸込んだ水をスーツブロア
１７ａ・１　７ｂ・１７Ｇへ供給し、チューブ２に付着
している煤に水を十分に散布して煤の内部へ十分に浸透
させるようになっている。

圧縮空気又は蒸気ライン１８ａは主機の稼動中スーツブ
ロア１７ａ−１７ｂ・１７Ｃを作動する際に使用される
。

上記加熱冷却装置は、前記ＨＰドラム１０及び管路７・
８・１１・１２・１３・１４を活用し、そこに下記の管
路や弁類や缶水冷却器などを付加することにより、舶の
停泊中にも稼働しているＩ］Ｐドラム１０から各チュー
ブ２内へ加熱水と冷水とを交互に供給するようにしたも
のである。

即ち、前記管路１３のポンプ１０ａの下流側には、缶水
冷却器２０が介装され、冷媒としての海水がポンプ２０
ａで供給される。

上記缶水冷却器２０よりも下流側において、管路１３は
管路２１により管路７及び管路１１に接続され、図示の
ように電磁開閉弁２２・２３・２４・２５が介装される
。

かくして、上記開閉弁２２・２３・２４・２５を適宜開
閉することにより、缶水冷却器２０を作動させないとき
にはＨＰドラム１０からの加熱水を、また缶水冷却器２
０を作動させたときには缶水冷却器２０で冷却された冷
水を各チューブ２ａ・２ｂ・２ｃへ供給することが出来
る。

上記加熱水や冷水をＨＩ）ドラム１０へ回収するため、
電磁開閉弁２６よりも上流側において、管路１４は管路
２７により管路８及び管路１２に接続され、図示のよう
に電磁開閉弁２８・２９・３０・３１が介装される。

かくして、上記開閉弁２８・２９・３０・３１を適宜開
閉することにより、各チューブ２からの加熱水や冷水を
管路１４の下流部分へ還流させることが出来る。

更に、缶水冷却器２０を作動させて冷水を循環させる際
に冷水を管路１４から管路１３ヘバイパスさせるために
、開閉弁２６よりも上流側において管路１４が管路３２
により管路１３のポンプｌＯａよりも上流部分へ接続さ
れ、この管路３２にはタンク３２ａ及び電磁開閉弁３２
ｂが介装される。

上記加熱冷却装置によって、所定時間ずつ交互に各チュ
ーブ２へ加熱水を供給したり、冷水を供給したりするこ
とが可能になる。

上記熱風冷風供給装置は、上記加熱冷却装置が各チュー
ブ２を加熱しているときには冷風をまた冷却していると
きには熱風を煤の表面に吹きつけて、煤の内層部と外層
部の温度差による熱歪で煤のチューブ２からの剥離及び
煤層中へのクラックの発生を促進するためのもので、次
のように構成される。

上記ケーシングＩＡの入口１５と煤回収部３３とを択一
的に閉じるシャツタ板３４がケーシングＩＡの底部にヒ
ンジ結合され、このシャツタ板３４で塞がれる煤回収部
３３の上部のケーシングＩＡには下部開口３５が開けら
れ、またケーシングＩＡの上部には上部開口３６が開け
られ、上部開口３６と出口１６とを択一的に閉じるシャ
ツタ板３７がケーシングＩＡの上端側部にヒンジ結合さ
れ、下部開口３５と上部開口３６とはダクト３８で接続
され、このダクト３８にはファン３８ａ及び空気加熱器
３９が順に介装される。

上記空気加熱器３９は補助ボイラーや発電用のディーゼ
ル機関や焼却炉からの排ガスによりダクト３８内を流れ
る空気を加熱するようにしたものである。

そして、バイパスダクト４０がファン３８ａと空気加熱
器３９との間から分岐して空気加熱器３９の下流側のダ
クト３８へ接続され、図示のように電磁開閉シャッタ４
１・４２が介装される。

上記開閉シャッタ４１・４２を適宜開閉することにより
、ケーシング】Ａ内とダクト３８とに熱風或いは冷風を
循環させることが出来る。但し、必要に応じてファン３
８ａはケーシングＩＡ外から冷風を吸入可能にしておく
ものとする。

上記ハンマリング装置５０は、電気的に或いは機械的に
衝撃力を発生させるようにした既存の各種の機構のもの
を用いることが出来、各チューブ２に極力効果的に衝撃
を付加できるように、マニホールド３ａ・３ｂ・４ａ・
４ｂ−５ａ−５ｂの夫々に設けられ、またケーシングＩ
Ａにも必要数設けられる。

尚、上記弁類、ポンプ類、シャッタ類、及びハンマリン
グ装置などは操作盤からの操作信号により遠隔操作され
るようになっている。

以下、上記煤除去装置でチューブ２に付着している煤を
除去する方法について説明する。

先ず、主機の稼働中つまり航海中においては、第１煤除
去装置により既述のようにして表層の比較的新しい煤を
除去する。

次に、主機の停止中つまり船が停泊中やトンク入りして
いる場合には、第２煤除去装置により次のようにして除
煤する。

最初に、上記加湿装置によりチューブ２に付着している
煤に十分な量の水を散布して煤を十分に加湿する。

上記加湿の後、ハンマリング装置５０を作動させながら
、加熱冷却装置の開閉弁２２〜２５．２６、２８〜３１
などを適宜切換え、　ポンプ２０ａを停止した状態で、
各チューブ２へ所定時間加熱水を供給してチューブ２を
加熱し、チューブ表面近くの水分を含む煤の内層部から
水分を蒸発させて煤の内層部を急激に乾燥させる。する
と、水分を含んだ外層部よりも内層部の熱膨張が大きい
ので外層部に多数のクランクが生じるだけでなく、チュ
ーブ２の熱膨張率は約１１．７６　Ｘｌ０−’で、煤層
の熱膨張率は０．５〜４．３　Ｘｌ０−”　（２０〜１
００℃）と熱膨張率に大きな差があるためにチューブ２
の表面と煤層との間の剥離も促進される。また、煤の内
層部に含まれる水分の沸騰蒸発によっても煤の剥離が促
進される。

次に、開閉弁２２〜２５．２６．２８〜３１などを適宜
切換えるとともにポンプ２０ａを作動させながら、チュ
ーブ２へ所定時間冷水を供給する。

すると、チューブ２と煤層との熱収縮差により煤層の剥
離が更に促進される。

その後、前記同様に加熱水による加熱と冷水による冷却
とを順次繰り返す。

これにより、煤層の剥離及びクラックの発生が一層促進
されることになる。

この間、ハンマリング装置５０による機械的衝撃によっ
て剥離が促進され、剥離した煤層が順次煤回収部３３へ
落下していくことになる。但し、シャツタ板３４は予め
入口１５を閉じる位置にしである。

上記加熱冷却装置による加熱冷却の効果を一層高めるた
めに、上記チューブ２の加熱及び冷却に並行して、熱風
冷風供給装置によりチューブ２の加熱時にはケーシング
内に冷風を流し、またチューブ２の冷却時にはケーシン
グ内Ａ内に熱風を流すものとする。

このよつにすると、煤の内層部と夕）周部との温度差が
大きくなり、その熱膨張差乃至熱収縮差により煤層の剥
離と煤層中へのクラックの発生・進行が促進される。

また、熱風及び冷風によるチューブ外部からの熱的歪に
よってチューブ２上に落下して堆積していた煤が煤回収
部３３へ落下していくことになる。

尚、前記のように煤を加湿する前に、チューブ２内へ冷
水を流しでチューブ２を冷却してお（と、加湿のための
水の散布量を節減でき、煤層へ水分が浸透し易くなる。

尚、上記実施例を次のように適宜変更することが出来る
。

上記加熱冷却装置は、ＨＰドラム１０及び排気ガスエコ
ノマイザに既設の青系統を活用したが、加熱水供給手段
及び冷水供給手段を夫々独立にチューブ２に接続し、弁
類で切換えるようにしてもよい。

上記実施例においては、チューブの加熱冷却手段を設け
る場合について説明したがデユープの加熱手段のみを設
ける場合は管路３２、　タンク３２ａ、電磁開閉弁３２
ｂ、缶水冷却器２０及びポンプ２０ａが不要となる。

（発明の効果） 本発明に係る舶用ディーゼル機関用排ガスボイラーチュ
ーブの煤除去装置によれば、以ｊ二説明したように、排
ガスボイラーチューブの表面からの煤の剥離を促進し且
つ煤層へのクラックの発生を促進させることができるの
で、外部から僅かの衝撃を加えるだけで煤を簡単に除去
することが出来る。

しかも、従来のように洗浄水で洗浄する場合のように、
多量の清水を用いる必要もなく、煤は粉状若しくは塊の
状態で回収し得るので、焼却処理するなど簡単に処分す
ることが出来る。

そして、加湿手段は、従来のスーツブロアの系統に例え
ばエダクタを介装するなどにより簡単安価に構成できる
し、加熱手段又は加熱冷却手段は排ガスボイラーチュー
ブの系統に弁や管路を介装するなど僅かの改造を加える
だけで簡単・安価に構成することが出来る。

【図面の簡単な説明】

図面ば本発明の実施例を示すもので、第１図は舶用ディ
ーゼル機関の排気系に組込んだ排ガスエコノマイザと第
１煤除去装置と第２煤除去装置の全体構成図である。 ■・・排ガス通路、　　ＩＡ・・ケーシング、ＩＢ・・
煙突、　　２・・排ガスボイラーチューブ、２ａ・・予
熱部チューブ、　２ｂ・・低圧蒸発部チューブ、　　２
ｃ・・高圧蒸気部デユープ、１０・・高圧蒸気分離ドラ
ム、　　１０ａ・・ポンプ、　　１９・・エダク外　２
ｏ・・缶水冷却器、２０ａ・・ポンプ、　７・８・１１
・１２・１３・・管路、　２２〜２５・２６・２８〜３
１・・電磁開閉弁、　３２・・管路、　３２ａ・・タン
ク、　３２ｂ・・電磁開閉弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）舶用ディーゼル機関の排気通路途中部に介装され
   た排ガスボイラーチューブに付着した煤を除去する装置
   において、 上記煤に水を散布して煤を加湿する加湿手段と、上記加
   湿手段による加湿後に上記チューブ内に加熱水を供給し
   てチューブの加熱を行う加熱手段又は加熱水と水とを交
   互に供給することによりチューブの加熱と冷却とを交互
   に行う加熱冷却手段とを備えたことを特徴とする舶用デ
   ィーゼル機関用排ガスボイラーチューブの煤除去装置。