KR20130143508A - 선박용 보일러 - Google Patents

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KR20130143508A
KR20130143508A KR1020130070904A KR20130070904A KR20130143508A KR 20130143508 A KR20130143508 A KR 20130143508A KR 1020130070904 A KR1020130070904 A KR 1020130070904A KR 20130070904 A KR20130070904 A KR 20130070904A KR 20130143508 A KR20130143508 A KR 20130143508A
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다쿠마 아시다
유타카 고바야시
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미우라고교 가부시키카이샤
츠네이시 조센 가부시키가이샤
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Abstract

연소 보일러의 연료 소비량의 저감을 도모하여, 에너지 절약에 우수한 효과를 발휘하는 선박용 보일러를 얻는다.
상부 헤더(1)와 하부 헤더(2)의 사이를, 내부에 연소실(3)을 형성하여 다수의 수관군(4)으로 연결한 연소 보일러(5)와, 수관의 외면을 주 기기 배기가스가 흐르도록 하여 열 회수를 행하도록 한 주 기기 배기열 회수 보일러(6)를 조합한 복합 보일러(7)에 있어서, 또한, 보조 기기의 배기가스의 열을 회수하는 보조 기기 배기열 회수 보일러(8)와 복합 보일러(7)의 보일러수가 연통하도록 접속하여, 보조 기기 배기열 회수 보일러(8)로부터 발생하는 증기를 복합 보일러(7)의 상부 헤더(1)를 통해 증기 사용 기기로 공급되도록 하여, 보조 기기의 배기열을 유효하게 이용하여, 연소 보일러에서의 연료 소비량을 삭감할 수 있도록 했다.

Description

선박용 보일러{BOILER FOR VESSEL}
본 발명은 선박용 보일러에 관한 것이다.
종래, 이 종류의 보일러로서, 상부 헤더(header)와 하부 헤더의 사이를, 내부에 연소실을 형성하여 다수의 수관군(水管群)으로 연결한 연소 보일러와, 상기 수관의 외면을 주(主) 기기(機器) 배기가스가 흐르도록 하여 열 회수를 행하도록 한 주 기기 배기열 회수 보일러를 조합하여 구성한 보일러가 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1에 기재된 복합 보일러는, 열원으로서 주 기기로 되는 선박 엔진의 배기가스가 보유하는 배기열을 이용하는 보일러에, 연소 장치를 구비한 보조 보일러를 부설하여, 엔진의 부하의 변동 혹은 정지에 의해 배기가스의 열량이 부족했을 때는, 보조 보일러의 연소 장치에 의해 재가열을 행하여, 소요의 열량을 얻고 있다.
일본 공개특허 특개평7-4604호 공보
상기와 같이, 특허문헌 1에 기재된 복합 보일러는 주 기기로 되는 선박 엔진의 배기가스가 보유하는 배기열을 주된 열원으로서 이용하고 있지만, 최근, 환경 문제 때문에 선박 엔진의 개량이 진행되어, 엔진의 효율이 향상됨으로써, 선박 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 온도가 저하되어, 종래대로의 열 회수량을 확보하기 에는 보일러의 대형화에 의한 설치 공간의 증대, 혹은 연소 보일러측의 연소 부하의 증가 등의 문제가 생기고 있다.
본 발명자들은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 연구를 거듭한 결과, 선박에 구비된 발전기 등, 메인 엔진 이외의 기기(이하, 보조 기기라고 한다)가 배출하는 배기가스의 열을 이용하는 것에 착안하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명의 목적은 연소 보일러의 연료 소비량의 저감을 도모하여, 에너지 절약에 우수한 효과를 발휘하는 선박용 보일러를 제공하는 데에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제 1 태양(態樣)은, 상부 헤더와 하부 헤더의 사이를, 내부에 연소실을 형성하여 다수의 수관군으로 연결한 연소 보일러와, 상기 수관의 외면을 주 기기 배기가스가 흐르도록 하여 열 회수를 행하도록 한 주 기기 배기열 회수 보일러를 조합한 복합 보일러에 있어서, 또한, 보조 기기의 배기가스의 열을 회수하는 보조 기기 배기열 회수 보일러와 상기 복합 보일러의 보일러수(水)가 연통(連通)하도록 접속하고, 상기 보조 기기 배기열 회수 보일러로부터 발생하는 증기를 상기 복합 보일러의 상기 상부 헤더를 통해 증기 사용 기기로 공급되도록 한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 1 태양에 의하면, 상기 보조 기기의 배기가스의 열을 회수하는 상기 보조 기기 배기열 회수 보일러와 상기 복합 보일러의 보일러수가 연통하도록 접속하여, 상기 보조 기기 배기열 회수 보일러로부터 발생하는 증기를 상기 복합 보일러의 상기 상부 헤더를 통해 증기 사용 기기로 공급되도록 했으므로, 지금까지 회수가 행해지지 않고 배출되고 있던 보조 기기의 배기열을 유효하게 이용하여, 상기 연소 보일러에서의 연료 소비량을 삭감할 수 있다.
또, 상기 보조 기기 배기열 회수 보일러와 상기 복합 보일러의 보일러수가 연통하도록 접속하고 있으므로, 어느 보조 기기의 열 회수를 행하더라도 항상 증기를 발생시킬 수 있음과 함께, 상기 복합 보일러의 상기 상부 헤더에 설정 압력과 같은 포화 온도의 포화수(水)를 저류(貯留)할 수 있어, 부하의 요구에 대해 즉각적인 증기 공급이 가능해진다.
또, 개개의 보조 기기의 배기가스의 열을 회수하는 복수 대의 보조 기기 배기열 회수 보일러를 복합 보일러에 접속하면, 복수의 보조 기기로부터 배출되는 배기가스의 열을 효율적으로 회수하여, 증기를 발생시킬 수 있다.
또한, 보조 기기의 배기가스의 열을 회수하는 보조 기기 배기열 회수 보일러는, 상기 복합 보일러의 보일러수와의 연통뿐이며 그 밖에 서로 공통되는 구성은 없고, 배기가스 유입 덕트 및 배기가스 방출 덕트를 독립된 구성으로 함으로써, 선박 규격에 요구되는 선급(船級)을 만족시키는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 제 2 태양은, 제 1 태양에 기재된, 상기 보조 기기 배기열 회수 보일러는, 수실(水室)에 연관(煙管)을 내장하여 구성되고, 상기 수실과 상기 복합 보일러의 상기 상부 헤더 및 상기 하부 헤더가 연결관으로 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 태양에 의하면, 상기 보조 기기 배기열 회수 보일러는, 수실에 내장된 연관을 통과하는 보조 기기의 배기가스와 수실 내의 물이 열 교환하여, 가열된 기액(氣液)이 혼합되는 보일러수가 상기 복합 보일러의 상기 상부 헤더에 흘러 기액 분리되어, 기체인 증기는 증기 사용 기기로 공급된다.
본 발명의 제 3 태양은, 제 1 태양에 기재된, 상기 보조 기기 배기열 회수 보일러는, 상실부(上室部)와 하실부(下室部)의 사이를 수관으로 연결하여, 상기 수관의 외면을 보조 기기 배기가스가 흐르도록 구성되고, 상기 상실부와 상기 복합 보일러의 상기 상부 헤더가 상부 연결관으로, 상기 하실부와 상기 복합 보일러의 상기 하부 헤더가 하부 연결관으로, 각각 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 3 태양에 의하면, 상기 수관 내의 물과 상기 수관의 외면을 흐르는 보조 기기 배기가스가 열 교환하여, 가열된 기액이 혼합되는 보일러수가 상기 복합 보일러의 상기 상부 헤더에 흘러 기액 분리되어, 기체인 증기는 증기 사용 기기로 공급된다.
본 발명의 제 4 태양은, 상부 헤더와 하부 헤더의 사이를, 내부에 연소실을 형성하여 다수의 수관군으로 연결한 연소 보일러와, 상기 수관의 외면을 주 기기 배기가스가 흐르도록 하여 열 회수를 행하도록 한 주 기기 배기열 회수 보일러를 조합한 복합 보일러에 있어서, 상부 헤더와 하부 헤더의 사이를 칸막이판으로 구분하여, 칸막이판으로 구분된 한쪽의 공간을, 상기 연소 보일러와 상기 주 기기 배기열 회수 보일러를 조합한 복합 보일러로 하고, 다른 쪽의 공간을 보조 기기 배기가스 유입 공간으로 하는 보조 기기 배기열 회수 보일러로 한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 4 태양에 의하면, 상부 헤더와 하부 헤더의 사이를 칸막이판으로 구분하여, 칸막이판으로 구분된 한쪽의 공간을, 상기 연소 보일러와 상기 주 기기 배기열 회수 보일러를 조합한 복합 보일러로 하고, 다른 쪽의 공간을 보조 기기 배기가스 유입 공간으로 하는 보조 기기 배기열 회수 보일러로 했으므로, 지금까지 회수가 행해지지 않고 배출되고 있던 보조 기기의 배기열을 유효하게 이용하여, 상기 연소 보일러에서의 연료 소비량을 삭감할 수 있다.
또, 상기 복합 보일러의 상기 칸막이판으로 구분된 공간에 있는 수관 내의 물이 수관의 외면을 흐르는 보조 기기 배기가스와 열 교환하여 가열되므로, 어느 보조 기기의 열 회수를 행하더라도 항상 증기를 발생시킬 수 있음과 함께, 설정 압력과 같은 포화 온도의 포화수를 저류할 수 있어, 부하의 요구에 대해 즉각적인 증기 공급이 가능해진다.
또, 상기 보조 기기 배기열 회수 보일러로서의 보조 기기 배기열 회수 부분을 복합 보일러의 내부에 설치할 수 있으므로, 보일러 전체를 컴팩트하게 구성할 수 있다.
또한, 보조 기기의 배기가스의 열을 회수하는 보조 기기 배기열 회수 보일러는 배기가스 유입 덕트 및 배기가스 방출 덕트를 독립된 구성으로 함으로써, 선박 규격에 요구되는 선급을 만족시키는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 제 5 태양은, 제 1 내지 4 태양 중 어느 하나에 기재된, 상기 보조 기기 배기열 회수 보일러에는, 보조 기기 배기가스의 유입구 또는 유출구 중 어느 한쪽 또는 양쪽에 소음 수단을 설치한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 5 태양에 의하면, 보조 기기 배기가스의 유입구 또는 유출구에 소음 수단을 갖게 했으므로, 보조 기기로부터 발생하는 소리를 저감할 수 있어, 정박 지역 주변의 환경을 양호하게 할 수 있다.
본 발명에 의하면, 연소 보일러와 주 기기 배기열 회수 보일러를 조합한 복합 보일러에 보조 기기의 배기가스의 열을 회수하는 보조 기기 배기열 회수 보일러를 조합하는 구조로 했으므로, 보조 기기 배기열 회수 보일러로부터 배출되는 배기열을 유효하게 이용하여, 연소 보일러의 연료 소비량을 삭감할 수 있다. 특히, 정박 중 등 주 기기가 정지되어 있는 경우이더라도, 보조 기기의 열 회수를 행함으로써, 증기를 상시 공급할 수 있음과 함께 보일러 내의 보일러수는 설정 압력과 같은 포화 온도의 포화수를 저류할 수 있어, 부하의 요구에 대해 즉각적인 증기 공급이 가능해짐과 함께, 연소 보일러측의 연료 소비량의 삭감을 도모하여, 비용을 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관련된 선박용 보일러의 실시형태의 제 1 예를 나타내는 전체 구조 설명도이다.
도 2는 도 1의 A-A선 단면도이다.
도 3은 본 발명에 관련된 선박용 보일러의 실시형태의 제 2 예를 나타내는 전체 구조 설명도이다.
도 4는 본 발명에 관련된 선박용 보일러의 실시형태의 제 3 예를 나타내는 개략적인 설명도이다.
도 5는 본 발명에 관련된 선박용 보일러의 실시형태의 제 4 예를 나타내는 전체 구조 설명도이다.
도 6은 도 5의 B-B선 단면도이다.
도 7은 본 발명에 관련된 선박용 보일러의 실시형태의 제 5 예를 나타내는 단면도이다.
이하에, 본 발명에 관련된 선박용 보일러의 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1, 도 2는 본 발명에 관련된 선박용 보일러의 실시형태의 제 1 예를 나타내는 것이고, 도 1은 본 예의 전체 구조 설명도, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도이다.
본 예의 선박용 보일러는, 증기실로서 기능하는 상부 헤더(1)와 수실로서 기능하는 하부 헤더(2)의 사이를, 내부에 연소실(3)을 형성하여 다수의 수관군(4)으로 연결한 연소 보일러(5)와, 수관(4a)의 외면을 주 기기 배기가스가 흐르도록 하여 열 회수를 행하도록 한, 주 기기의 배기열을 회수하는 주 기기 배기열 회수 보일러(6)를 조합한 수관식의 복합 보일러(7)에, 또한 보조 기기의 배기가스의 열을 회수하는 보조 기기 배기열 회수 보일러(8)와 복합 보일러(7)의 보일러수가 연통하도록 접속하여, 보조 기기 배기열 회수 보일러(8)에 의해 가열된 물(증기와 액체의 혼합체)을 복합 보일러(7)의 상부 헤더(1)에서 기액 분리시켜, 증기를 증기 사용 기기로 공급하도록 되어 있다. 본 예에서는, 상기 주 기기로서 선박의 엔진이 사용되고, 보조 기기로서 발전기가 사용되어 있다.
상세하게는, 상부 헤더(1)는 고리 형상으로 형성되고, 하부 헤더(2)는 원통 형상으로 형성되어 있고, 상부 헤더(1)와 하부 헤더(2)는 수관군(4)에 의해 연통되어 있고, 상부 헤더(1)와 하부 헤더(2)의 사이는 원통 형상으로 형성된 외주벽(9)으로 덮여 있다.
고리 형상으로 형성된 상부 헤더(1)의 노(爐) 내측(10)에는 연소 장치(11)가 설치되어 있다. 상부 헤더(1)와 하부 헤더(2)를 연결하는 수관군(4) 중의 수관(4a)이, 상부 헤더(1)에 개구하는 부분을 둘러싸도록 조밀하게 배치되어, 원통 형상의 수관벽(12)을 형성하고, 연소실(3)을 형성하고 있다. 또한, 이 연소실(3)로 되는 수관벽(12)과 연통하고, 외주벽(9)에 도달하도록 수관(4b)이 조밀하게 배치되어 수관벽(14)이 형성되고, 연소실(3)에서 연소한 연소 가스를 연소 보일러 배기가스 배출구(16)로 유도하는 배기가스 유로(15)가 형성되어 있다. 연소 보일러 배기가스 배출구(16)에는 배 바깥으로 배기가스를 배출하기 위한 배기가스 배출 덕트가 접속된다.
상기 연소 보일러(5)는 상부 헤더(1)의 노 내측(10)에 설치된 연소 장치(11)와, 원통 형상의 수관벽(12)의 내측에 의해 형성되는 연소실(3)과, 수관벽(14)에 의해 형성된 배기가스 유로(15)로 구성되어 있다.
연소실(3)을 형성하는 수관(4a)으로 구성되는 수관벽(12)과 배기가스 유로(15)를 형성하는 수관(4b)으로 구성되는 수관벽(14)의 외측에 있는 수관군(4)의 수관(4c)은, 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 상부 헤더(1)와 하부 헤더(2)의 사이를 덮고 있는 외주벽(9)에는 주 기기 배기가스 유입구(17)와 주 기기 배기가스 유출구(18)가 설치되어 있고, 주 기기 배기가스 유입구(17)로부터 외주벽(9) 내에 들어간 주 기기 배기가스는 수관군(4)의 수관(4c)의 외면을 흘러, 주 기기 배기가스 유출구(18)로부터 외주벽(9) 바깥으로 배출된다. 외주벽(9)의 주 기기 배기가스 유입구(17)에는 외주벽(9) 내에 주 기기 배기가스를 도입하는 주 기기 배기가스 도입 덕트가 접속되고, 주 기기 배기가스 유출구(18)에는 배 바깥에서 주 기기 배기가스를 배출하기 위한 주 기기 배기가스 배출 덕트가 접속된다.
상기 주 기기 배기열 회수 보일러(6)는, 연소실(3)을 형성하는 수관벽(12)과 배기가스 유로(15)를 형성하는 수관벽(14)의 외측에 있는 수관군(4)과, 주 기기 배기가스 유입구(17)와 주 기기 배기가스 유출구(18)가 설치되어 있는 외주벽(9)으로 구성되어 있다.
보조 기기의 배기가스의 열을 회수하는 보조 기기 배기열 회수 보일러(8)에 있어서는, 본 예에서는, 통 형상을 이루는 내압(耐壓)의 몸통판(25)의 상단(上端)과 하단(下端)을 상부관판(19)과 하부관판(20)으로 구분하여, 상부관판(19)과 하부관판(20)으로 구분된 사이에서 수실(21)을 형성하고, 수실(21)의 하측에 배기가스 유입구(22)를 형성하고, 수실(21)의 상측에 배기가스 유출구(23)를 형성하며, 수실(21)에는 배기가스 유입구(22)와 배기가스 유출구(23)의 사이를 연결한 복수의 연관(24)을 내장하고, 수실(21) 내의 물이 연관(24)을 통과하는 보조 기기 배기가스의 열과 열 교환하도록 구성한 연관식(煙管式)으로 되어 있다.
배기가스 유입구(22)에는 보조 기기의 배기가스를 배기가스 유입구(22)에 도입하는 보조 기기 배기가스 도입 덕트가 접속된다. 또, 배기가스 유출구(23)에는 보조 기기 배기열 회수 보일러(8)에 의해 열 회수되어 온도가 저하된 보조 기기의 배기가스를 배 바깥으로 배출하기 위한 보조 기기 배기가스 배출 덕트가 접속된다.
이와 같이 구성된 보조 기기 배기열 회수 보일러(8)의 수실(21)과 복합 보일러(7)의 보일러수가 연통하도록, 수실(21)의 상부를 구분하는 상부관판(19)과 복합 보일러(7)의 상부 헤더(1)가 상부 연결관(29)으로 연결되고, 수실(21)의 하부를 구분하는 하부관판(20)과 복합 보일러(7)의 하부 헤더(2)가 하부 연결관(30)으로 연결되어 있다.
또, 배기가스 유출구(23)에는 보조 기기의 배기 소음을 저감하기 위한 소음 수단(32)이 구비되어 있다. 본 예에서는, 소음 수단(32)은 배기가스 유출구(23)에 구비되어 있지만, 배기가스 유입구(22)에 구비해도 되고, 또, 배기가스 유출구(23)와 배기가스 유입구(22)의 쌍방에 구비해도 된다.
소음 수단(32)으로서는 펀칭 메탈이고 원통 형상으로 형성된 통의 외주와 배기가스 유출구(23)의 내주면 사이에 유리 울(wool) 등의 흡음 효과를 가진 재료를 협지(挾持)시킨 구성의 것이 사용되거나, 또, 배기가스 유출구(23)의 길이를 길게 하거나, 배기가스 유출구(23)에 단차(段差)를 낸 구성의 것이 사용되지만, 특별히 한정되지 않는다.
이와 같이 구성된 본 예의 선박용 보일러에 의하면, 상기 연소 보일러(5)에 있어서의 연소실에서 연소하는 연소 장치의 연소 가스는, 수관(4a) 및 수관(4b) 내의 물과 열 교환하여, 주 기기 배기열 회수 보일러(6)에 있어서의 외주벽(9) 내로 주 기기 배기가스가 유입됨으로써, 상부 헤더(1)와 하부 헤더(2)를 연결하고 있는 수관군(4)의 수관(4c) 내의 물이 가열되고, 상부 헤더(1) 내에서 기액 분리되어, 증기 사용 기기로 공급된다.
또, 보조 기기 배기열 회수 보일러(8)에 있어서는, 연관(24)을 하방으로부터 상방으로 흐르는 보조 기기 배기가스에 의해 수실(21) 내의 물은 가열되고, 상부 연결관(29)으로부터 증기를 포함하는 보일러수가 상부 헤더(1)에 흘러, 상부 헤더(1)에서 기액 분리되어, 연소 보일러(5)와 주 기기 배기열 회수 보일러(6)로 구성되는 복합 보일러(7)에서 생성되는 증기와 함께 증기 사용 기기로 공급된다.
이와 같이, 보조 기기 배기열 회수 보일러(8)에 있어서, 보조 기기 배기열을 유효하게 이용하여 보조 기기로부터 발생하는 배기가스로부터 열 회수를 행하여, 연소 보일러(5)의 연료 소비량을 삭감할 수 있다.
또, 정박 중 등 주 기기가 정지되어 있는 경우이더라도, 보조 기기의 열 회수를 행함으로써, 증기를 상시 공급할 수 있음과 함께 보일러 내의 보일러수는 설정 압력과 같은 포화 온도의 포화수를 저류할 수 있어, 부하의 요구에 대해 즉각적인 증기 공급이 가능해짐과 함께, 연소 보일러(5)측의 연료 소비량의 삭감을 도모하여, 비용을 저감할 수 있다.
또, 본 예에서는 배기가스 유출구(23)에 보조 기기의 배기 소음을 저감하기 위한 소음 수단(32)이 구비되어 있으므로, 정박 지역 주변의 환경을 양호하게 할 수 있다.
또, 도 1에 있어서, 보조 기기 배기열 회수 보일러(8)는 복합 보일러(7)에 인접하고 있지만, 상부 연결관(29)과 하부 연결관(30)의 길이를 복합 보일러(7)와 보조 기기(도시하지 않음)의 선(船) 내 배치에 맞춰 변경하여, 보조 기기 배기열 회수 보일러(8)를 복합 보일러(7)에 자유롭게 접속하는 것도 가능하다.
또한, 보조 기기 배기열 회수 보일러(8)의 수실(21)의 상부를 구분하는 상부관판(19)과 복합 보일러(7)의 상부 헤더(1)를 연결하는 상부 연결관(29)과, 수실(21)의 하부를 구분하는 하부관판(20)과 복합 보일러(7)의 하부 헤더(2)를 연결하는 하부 연결관(30)에, 각각 밸브를 설치하고, 그 밸브를 닫아 보조 기기 배기열 회수 보일러(8)와 복합 보일러(7)의 분리를 행함으로써, 보조 기기 배기열 회수 보일러(8)의 수리나 교환을 용이하게 행하는 것도 가능해진다.
도 3은 본 발명에 관련된 선박용 보일러의 실시형태의 제 2 예를 나타내는 전체 구조 설명도이다.
본 예의 선박용 보일러에 대해, 상기 제 1 예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략하며, 제 1 예와 다른 구성에 대해서만 설명한다.
본 예와 제 1 예와 다른 구성은, 보조 기기 배기열 회수 보일러(8)의 구성뿐이다.
본 예의 보조 기기 배기열 회수 보일러(8)에 있어서는, 통 형상을 이루는 내압의 상실부(33)와 하실부(34)의 사이를 복수의 수관(35)으로 연결하고, 상실부(33)와 하실부(34)의 사이는 원통 형상으로 형성된 외주벽(36)으로 덮여 있다. 외주벽(36)에는 보조 기기의 배기가스 유입구(22)와 보조 기기의 배기가스 유출구(23)가 설치되어 있고, 수관(35) 내의 물이 외주벽(36) 내에 도입되어 수관(35)의 외면을 흐르는 보조 기기 배기가스의 열과 열 교환하도록 구성한 수관식(水管式)으로 되어 있다.
배기가스 유입구(22)에는 보조 기기의 배기가스를 외주벽(36)에 도입하는 보조 기기 배기가스 도입 덕트가 접속된다. 또, 배기가스 유출구(23)에는 보조 기기 배기열 회수 보일러(8)에 의해 열 회수되어 온도가 저하된 보조 기기의 배기가스를 배 바깥으로 배출하기 위한 보조 기기 배기가스 배출 덕트가 접속된다.
이와 같이 구성된 보조 기기 배기열 회수 보일러(8)와 복합 보일러(7)는, 보조 기기 배기열 회수 보일러(8)의 상실부(33)와 복합 보일러(7)의 상부 헤더(1)는, 액상(液相)부끼리와 기상(氣相)부끼리가 각각, 또는 액상부끼리와 기상부끼리 중 어느 한쪽이 상부 연결관(29a, 29b)으로 연결되고, 하실부(34)와 복합 보일러(7)의 하부 헤더(2)가 하부 연결관(30)으로 연결되어 있다. 본 예에서는, 보조 기기 배기열 회수 보일러(8)의 상실부(33)와 복합 보일러(7)의 상부 헤더(1)는, 액상부와 기상부끼리가 각각 상부 연결관(29a, 29b)으로 연결되어 있다. 상부 연결관(29a, 29b)과 하부 연결관(30)에는 밸브를 설치해도 된다.
또, 배기가스 유출구(23)에는 보조 기기의 배기 소음을 저감하기 위한 소음 수단(32)이 구비되어 있다. 본 예에서는, 소음 수단(32)은 배기가스 유출구(23)에 구비되어 있지만, 배기가스 유입구(22)에 구비해도 되고, 또, 배기가스 유출구(23)와 배기가스 유입구(22)의 쌍방에 구비해도 된다.
소음 수단(32)으로서는 펀칭 메탈이고 원통 형상으로 형성된 통의 외주와 배기가스 유출구(23)의 내주면 사이에 유리 울 등의 흡음 효과를 가진 재료를 협지시킨 구성의 것이 사용되거나, 또, 배기가스 유출구(23)의 길이를 길게 하거나, 배기가스 유출구(23)에 단차를 낸 구성의 것이 사용되지만, 특별히 한정되지 않는다.
이와 같이 구성된 본 예의 선박용 보일러에 의하면, 보조 기기 배기열 회수 보일러(8)에 있어서, 상실부(33)와 하실부(34)를 연결하고 있는 수관(35) 내의 물이, 외주벽(36) 내에 유입된 배기가스의 열에 의해 가열되어 고온으로 되어 상실부(33)에 수용됨과 함께 상실부(33)에서 증발하고, 상실부(33)에 수용되는 고온수와 상실부(33)에서 증발에 의해 생기는 수분을 포함한 증기가 상부 연결관(29a, 29b)으로부터 복합 보일러(7)의 상부 헤더(1)의 액상부와 기상부에 흐르고, 상부 헤더(1)의 기상부에 흐른 증기는, 연소 보일러(5)와 주 기기 배기열 회수 보일러(6)로 구성되는 복합 보일러(7)에서 생성되는 증기와 함께 증기 사용 기기로 공급된다.
이와 같이, 연소 보일러(5)와 주 기기 배기열 회수 보일러(6)를 조합한 복합 보일러(7)에 보조 기기의 열을 회수하는 보조 기기 배기열 회수 보일러(8)를 조합하는 구조로 했으므로, 보조 기기로부터 배출되는 배기열을 유효하게 이용하여, 연소 보일러(5)의 연료 소비량을 삭감할 수 있다.
또, 정박 중 등 주 기기가 정지되어 있는 경우이더라도, 보조 기기의 열 회수를 행함으로써, 증기를 상시 공급할 수 있고, 연소 보일러(5)측의 연료 소비량의 삭감을 도모하여, 비용을 저감할 수 있다.
또, 보조 기기 배기열 회수 보일러(8)의 상실부(33)와 복합 보일러(7)의 상부 헤더(1)는 액상부와 기상부끼리가 각각 상부 연결관(29a, 29b)으로 연결되는 구조에서는, 보일러수의 순환을 행하면서 보조 기기 배기열 회수 보일러(8)로부터 발생한 증기를 단독으로 공급할 수 있으므로, 증기 발생을 빠르게 하는 것이 가능해진다.
또, 도 3에 있어서, 보조 기기 배기열 회수 보일러(8)는 복합 보일러(7)에 인접하고 있지만, 상부 연결관(29a, 29b)과 하부 연결관(30)의 길이를 복합 보일러(7)와 보조 기기(도시하지 않음)의 선 내 배치에 맞춰 변경하여, 보조 기기 배기열 회수 보일러(8)를 복합 보일러(7)에 자유롭게 접속하는 것도 가능하다.
그 밖의 효과는 상기 제 1 예와 동일하므로, 제 1 예의 설명을 원용한다.
도 4는 본 발명에 관련된 선박용 보일러의 실시형태의 제 3 예를 나타내는 개략적인 설명도이다.
본 예의 선박용 보일러에 대해, 상기 제 1 예, 제 2 예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략하며, 제 1 예와 다른 구성에 대해서만 설명한다.
본 예와 제 1 예와 다른 구성은 보조 기기 배기열 회수 보일러(8)의 대수(臺數)뿐이다.
본 예에서는, 개개의 보조 기기의 배기가스의 열을 회수하는 복수 대의 보조 기기 배기열 회수 보일러(8)를 복합 보일러(7)에 접속하고 있다.
본 예의 보조 기기 배기열 회수 보일러(8)로서, 제 1 예, 제 2 예에서 나타낸 어느 쪽 방식의 보조 기기 배기열 회수 보일러(8)도 적용할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 예의 선박용 보일러에 의하면, 간단한 구성으로 보조 기기의 대수만큼의 열 회수 보일러를 컴팩트하게 복합 보일러(7)에 접속할 수 있어, 보조 기기 중 어느 하나가 작동하고 있으면, 증기를 상시 공급하는 것이 가능해진다.
또, 상부 연결관(29)과 하부 연결관(30)의 길이를 복합 보일러(7)와 보조 기기(도시하지 않음)의 선 내 배치에 맞춰 변경하여, 보조 기기 배기열 회수 보일러(8)를 자유롭게 설치하는 것도 가능해진다.
그 밖의 효과는 상기 제 1 예와 동일하므로, 제 1 예의 설명을 원용한다.
도 5, 도 6은 본 발명에 관련된 선박용 보일러의 실시형태의 제 4 예를 나타내는 것이고, 도 5는 본 발명에 관련된 선박용 보일러의 실시형태의 제 4 예를 나타내는 전체 구조 설명도, 도 6은 도 5의 B-B선 단면도이다.
본 예의 선박용 보일러에 대해, 상기 제 1 예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략하며, 제 1 예와 다른 구성에 대해서만 설명한다.
본 예의 선박용 보일러는, 상부 헤더(1)와 하부 헤더(2)의 사이를 덮고 있는 외주벽(9) 내에서, 상부 헤더(1)와 하부 헤더(2)의 사이가 칸막이판(37)으로 구분되고, 칸막이판(37)으로 구분된 한쪽의 공간 S1을, 연소 보일러(5)와 주 기기 배기열 회수 보일러(6)를 조합한 복합 보일러(7)로 하고 있다. 즉, 한쪽의 공간 S1 내에, 내측이 연소실(3)로 되는 수관벽(12)과, 연소실(3)에서 연소한 연소 배기가스를 연소 보일러 배기가스 배출구(16)로 유도하는 배기가스 유로(15)가 형성되어 연소 보일러(5)가 구성되고, 한쪽의 공간 S1을 덮는 외주벽(9)에는, 주 기기 배기가스 유입구(17)와 주 기기 배기가스 유출구(18)가 설치되어 주 기기 배기열 회수 보일러(6)가 구성되어 있다.
칸막이판(37)으로 구분된 다른 쪽의 공간 S2를 덮는 외주벽(9)에는, 보조 기기의 배기가스 유입구(22)와 보조 기기의 배기가스 유출구(23)가 설치되어 있고, 배기가스 유입구(22)에는 보조 기기의 배기가스를 다른 쪽의 공간 S2에 도입하는 보조 기기 배기가스 도입 덕트가 접속되고, 또, 배기가스 유출구(23)에는 보조 기기 배기열 회수 보일러(8)에 의해 열 회수되어 온도가 저하된 보조 기기의 배기가스를 배 바깥으로 배출하기 위한 보조 기기 배기가스 배출 덕트가 접속되고, 배 바깥에서 보조 기기 배기가스를 배출하기 위한 보조 기기 배기가스 배출 덕트가 배기가스 유출구(23)에 설치한 플랜지(28)에 의해 접속되고, 다른 쪽의 공간 S2가 보조 기기 배기가스 유입 공간(38)으로 되는 보조 기기 배기열 회수 보일러(8)가 구성되어 있다.
배기가스 유입구(22)로부터 보조 기기 배기가스 유입 공간(38)에 들어간 보조 기기 배기가스는, 보조 기기 배기가스 유입 공간(38)에서 상부 헤더(1)와 하부 헤더(2)의 사이를 연결하고 있는 수관(4c)의 외면을 흘러, 배기가스 유출구(23)에 접속되어 있는 보조 기기 배기가스 배출 덕트로부터 배출된다.
또, 배기가스 유출구(23)에는 보조 기기의 배기 소음을 저감하기 위한 소음 수단(32)이 구비되어 있다. 본 예에서는 소음 수단(32)은 배기가스 유출구(23)에 구비되어 있지만, 배기가스 유입구(22)에 구비해도 되고, 또, 배기가스 유출구(23)와 배기가스 유입구(22)의 쌍방에 구비해도 된다.
소음 수단(32)으로서는 펀칭 메탈이고 원통 형상으로 형성된 통의 외주와 배기가스 유출구(23)의 내주면 사이에 유리 울 등의 흡음 효과를 가진 재료를 협지시킨 구성의 것이 사용되거나, 또, 배기가스 유출구(23)의 길이를 길게 하거나, 배기가스 유출구(23)에 단차를 낸 구성의 것이 사용되지만, 특별히 한정되지 않는다.
이와 같이 구성된 본 예의 선박용 보일러에 의하면, 복합 보일러(7)의 상부 헤더(1)와 하부 헤더(2)의 사이를 칸막이판(37)으로 구분하여, 칸막이판(37)으로 구분된 한쪽의 공간 S1을, 연소 보일러(5)와 주 기기 배기열 회수 보일러(6)를 조합한 복합 보일러(7)로 하고, 다른 쪽의 공간 S2를 보조 기기 배기열 회수 보일러(8)로 했으므로, 복합 보일러(7)와 보조 기기 배기열 회수 보일러(8)를 일체화할 수 있어, 보일러 전체의 소형화가 도모된다.
그 밖의 효과는 상기 제 1 예와 동일하므로, 제 1 예의 설명을 원용한다.
도 7은 본 발명에 관련된 선박용 보일러의 실시형태의 제 5 예를 나타내는 단면도이다.
본 예의 선박용 보일러에 대해, 상기 제 4 예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략하며, 제 4 예와 다른 구성에 대해서만 설명한다.
본 예와 제 4 예와 다른 구성은 본 예의 선박용 보일러는, 상부 헤더(1)와 하부 헤더(2)의 사이를 덮고 있는 외주벽(9) 내에서, 상부 헤더(1)와 하부 헤더(2)의 사이가 칸막이판(37)으로 구분된 다른 쪽의 공간 S2의 구성뿐이다.
본 예에서는 다른 쪽의 공간 S2를, 다시 칸막이판(39)으로 구분하여 복수의 공간을 형성하고, 복수의 공간을 덮는 외주벽(9)에, 각각 보조 기기의 배기가스 유입구(22)와 보조 기기의 배기가스 유출구(23)를 설치하고 있고, 배기가스 유입구(22)에는 보조 기기의 배기가스를 다른 쪽의 공간 S2에 도입하는 보조 기기 배기가스 도입 덕트가 접속되고, 또, 배기가스 유출구(23)에는 보조 기기 배기열 회수 보일러(8)에 의해 열 회수되어 온도가 저하된 보조 기기의 배기가스를 배 바깥으로 배출하기 위한 보조 기기 배기가스 배출 덕트가 접속되고, 다른 쪽의 공간 S2에 있어서의 복수의 공간이 각각 보조 기기 배기가스 유입 공간(38)으로 되는 보조 기기 배기열 회수 보일러(8)가 구성되어 있다.
이와 같이 구성된 본 예의 선박용 보일러에 의하면, 각각의 배기가스 유로가 독립되어 설치되고, 보일러수를 공유하고 있기 때문에, 작동하고 있는 보조 기기로부터 배출되는 배기가스의 열을 효율적으로 회수하여, 증기를 발생시킬 수 있다.
그 밖의 효과는 상기 제 4 예와 같으므로, 제 4 예의 설명을 원용한다.
1: 상부 헤더 2: 하부 헤더
3: 연소실 4: 수관군
4a, 4b, 4c: 수관 5: 연소 보일러
6: 주 기기 배기열 회수 보일러 7: 복합 보일러
8: 보조 기기 배기열 회수 보일러 9: 외주벽
10: 노 내측 11: 연소 장치
12, 14: 수관벽 15: 배기가스 유로
16: 연소 보일러 배기가스 배출구 17: 주 기기 배기가스 유입구
18: 주 기기 배기가스 유출구 19: 상부관판
20: 하부관판 21: 수실
22: 배기가스 유입구 23: 배기가스 유출구
24: 연관 25: 몸통판
29, 29a, 29b: 상부 연결관 30: 하부 연결관
32: 소음 수단 33: 상실부
34: 하실부 35: 수관
36: 외주벽 37: 칸막이판
38: 보조 기기 배기가스 유입 공간 39: 칸막이판
S1: 한쪽의 공간 S2: 다른 쪽의 공간

Claims (5)

  1. 상부 헤더와 하부 헤더의 사이를, 내부에 연소실을 형성하여 다수의 수관군으로 연결한 연소 보일러와, 상기 수관의 외면을 주 기기 배기가스가 흐르도록 하여 열 회수를 행하도록 한 주 기기 배기열 회수 보일러를 조합한 복합 보일러에 있어서,
    또한, 보조 기기의 배기가스의 열을 회수하는 보조 기기 배기열 회수 보일러와 상기 복합 보일러의 보일러수가 연통하도록 접속하여, 상기 보조 기기 배기열 회수 보일러로부터 발생하는 증기를 상기 복합 보일러의 상기 상부 헤더를 통해 증기 사용 기기로 공급되도록 한 것을 특징으로 하는 선박용 보일러.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조 기기 배기열 회수 보일러는, 수실에 연관을 내장하여 구성되고, 상기 수실과 상기 복합 보일러의 상기 상부 헤더 및 상기 하부 헤더가 연결관으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 선박용 보일러.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조 기기 배기열 회수 보일러는, 상실부와 하실부의 사이를 수관으로 연결하여, 상기 수관의 외면을 보조 기기 배기가스가 흐르도록 구성되고, 상기 상실부와 상기 복합 보일러의 상기 상부 헤더가 상부 연결관으로, 상기 하실부와 상기 복합 보일러의 상기 하부 헤더가 하부 연결관으로, 각각 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 선박용 보일러.
  4. 상부 헤더와 하부 헤더의 사이를, 내부에 연소실을 형성하여 다수의 수관군으로 연결한 연소 보일러와, 상기 수관의 외면을 주 기기 배기가스가 흐르도록 하여 열 회수를 행하도록 한 주 기기 배기열 회수 보일러를 조합한 복합 보일러에 있어서,
    상부 헤더와 하부 헤더의 사이를 칸막이판으로 구분하여, 칸막이판으로 구분된 한쪽의 공간을, 상기 연소 보일러와 상기 주 기기 배기열 회수 보일러를 조합한 복합 보일러로 하고, 다른 쪽의 공간을 보조 기기 배기가스 유입 공간으로 하는 보조 기기 배기열 회수 보일러로 한 것을 특징으로 하는 선박용 보일러.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보조 기기 배기열 회수 보일러에는, 보조 기기 배기가스의 유입구 또는 유출구 중 어느 한쪽 또는 양쪽에 소음 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 선박용 보일러.
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