(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関の排気管外周に排ガス熱により直接熱媒油を加熱する熱媒油タンクを設け、該排気管中心線上に配置した軸に、下端に鍔をもった排気筒を固着し、該軸を上下に操作することで連動して該排気筒が移動する構造配置とし、該熱媒油タンク内部は、上下間に縦リブを設け内部を２分し、該縦リブを境として熱媒油が繰り返し反転するように、該排気管外周に沿って水平状態に折返し流れる１本の油路を設けたことを特徴とする熱媒油ボイラ。
【請求項２】
前記排気筒は、該軸を上方に操作し、該鍔が該排気管下部まで移動した時、該排気筒外部と該排気管との間の風路を該鍔が閉鎖し、該排気筒内部の風路を排ガスが通過するバイパス回路と、該軸を下方に操作し、該排気筒を下端まで移動した時、該鍔がシールリングと接触し、該排気筒内部の該風路を閉鎖し、該排気筒外部と該排気管間の該風路を排ガスが通過する加熱経路を有することを特徴とする請求項１記載の熱媒油ボイラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、機関の排ガス熱により直接熱媒油を加熱する船舶に搭載する熱媒油ボイラに関する。
【背景技術】
【０００２】  船舶の熱媒油ボイラでは機関から発生した高温排ガスはケーシング内部を通過する際に内部の熱媒油ヒートコイルを加熱した後、船外に排出している。しかし、従来の熱媒油加熱器は、熱媒油加熱器への排ガスは切替ダンパを設け、排ガスの該ケーシング内の供給を停止し、排ガス迂回路としてバイパス排気管が設けている。【０００３】  排ガス熱を利用した直接熱媒油を加熱する熱媒油ボイラでは、熱媒油加熱器、切替ダンパ及びバイパス排気管と別々で構成したものが主流になっている。【０００４】  以下、図により従来の機関の排ガス熱により直接熱媒油を加熱する船舶に搭載する熱媒油ボイラについて説明する。【０００５】    図１により説明をすると、機関１からの排ガスは、排気管２を経由して排ガスダンパ３の入口Ａに接続され、ダンパ４がｂ側に位置するとき、出口Ｂは閉鎖され、出口Ｃからバイパス排気管１５を経由して排ガス管１１に接続され船外に排出する。【０００６】  また、該ダンパ４をｃ側に操作した時は、出口Ｃが閉鎖され、排ガスは、出口Ｂから排ガス管５をへて熱媒油加熱器７の排ガス導入口Ｄに至る。【０００７】  該熱媒油加熱器７のケーシング６内部には多数の熱媒油ヒートコイル８が配設され、該熱媒油ヒートコイル８の端部は、該ケーシング６外部の熱媒油入口集合管９及び熱媒油出口集合管１０にそれぞれ接続されている。【０００８】  該排ガス導入口Ｄに至った排ガスは、該ケーシング６内を通過する際に該該熱媒油ヒートコイル８を加熱して、排ガス出口Ｅから該排ガス管１１経由で船外に排出される。【０００９】  熱媒油は、熱媒油循環ポンプ１２により管１３を経て該熱媒油入口集合管９に供給され、排ガスが該熱媒油加熱器７に供給された時、排ガスにより熱媒油が加熱され、該熱媒油出口集合管１０から管１４で燃料油加熱器１６に供給され、管１７から熱媒油循環ポンプ１２に至る循環回路となっている。【００１０】  該熱媒油加熱器７の該熱媒油出口集合管１０の熱媒油温度を監視し、熱媒油が規定上限温度より高い場合には、該機関１の排ガス該ダンパ４をｂ側に操作し、該バイパス排気管１５側に切替え、該熱媒油加熱器７への排ガスを遮断する。【００１１】  また、熱媒油が規定下限温度より低くなれば、排ガス該ダンパ４をｃ側に切替え、該熱媒油加熱器７側に切替えて、熱媒油を加熱し、規定上限温度から規定下限温度間をＯＮ−ＯＦＦ制御で規定温度範囲内に制御している。【００１２】  以上説明したように、該機関１からの排ガスは該排ガスダンパ３から該熱媒油加熱器７に供給し船外に排出する経路と、該排ガスダンパ３から該バイパス排気管１５を経由して船外に排出される２つの経路とから成る。【００１３】  しかし、該熱媒油加熱器７と該バイパス排気管１５を経由する２系統の排気管経路及び排ガスダンパ３を設備する場合には大きな場所が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特許公開  ２０１１−１１７７１４  熱媒ボイラ
【特許文献２】特許公開  ２０１１−０９９６０１  熱媒ボイラ
【特許文献３】特許公開  ２０１０−１４５０６１  熱媒システム
【特許文献４】特許公開  平０８−１５９５５４  熱媒ボイラの自動台数制御装置
【特許文献５】特許公開  平０７−２２５０５５  熱媒ボイラ
【特許文献６】特許公開  平０７−１５８９７０  熱媒ボイラ用循環ポンプの異常判定装置
【特許文献７】特許公開  平０７−０１９５９９  熱媒ボイラの燃焼制御装置
【特許文献８】特許公開  平０７−０１９５９８  熱媒ボイラの起動制御装置
【特許文献９】特許公開  平０６−３４１６０６  熱媒ボイラの自動冷却運転方法
【特許文献１０】実用新案開平０７−００６６４２  熱媒ボイラにおける熱媒の温度制御装置
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】ＪＩＳ  Ｂ  ８２０１鋼製ボイラ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】  以上に述べた従来の熱媒油ボイラの問題点は、機関からの排気ガスは、排ガスダンパで２方に切替えて、一方は、熱媒油加熱器を経由する経路と、もう一方はバイパス排気管を経て船外に排出する経路の２系統の構成となり、該熱媒油ボイラの主要機器である該熱媒油加熱器、該排ガスダンパ及び該バイパス排気管を据え付けるには大きな場所が必要である、これらの主機器は、該機関の上方に据え付ける必要があり、必然的に機関室ケージング内に据付けることになるが、小型船舶では総トン数に制限され機関室ケーシングが狭く、据え付けることが困難である。【００１７】  本発明はこのような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、熱媒油ボイラの構成をシンプルとし、コンパクトで効率的な熱媒油ボイラを実現することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】本発明は上記目的を達成するために  機関の排気管外周に排ガス熱により直接熱媒油を加熱する熱媒油タンクを設け、該熱媒油タンク内部は、上下間に縦リブを設け内部を２分し、該縦リブを境として熱媒油が繰り返し反転するように、該排気管外周に沿って水平状態に折返し流れる１本の油路を設けたことを特徴とする。【００１９】この熱媒油ボイラの熱媒油加熱部である該熱媒油タンクは、該熱媒油タンク内部に該排気管外周に沿って折返し油路を形成した構造としたことで、熱媒油が該熱媒油タンク内を繰り返し反転することで、内部の流れを乱流とすることで、排ガス熱で効率よく熱媒油を加熱して該排気管外周にコンパクトに配置することが出来る。従来の熱媒油加熱器のように排ガスの通る場所に熱媒油ヒートコイルを設置する必要がなく、排ガスを通過する該排気管の内部を空洞にする事が出来る。【００２０】この熱媒油ボイラにおいて、該熱媒油タンクを形成する該排気管中心線上に配置した軸に、下端に鍔をもった該排気筒を固着し、該軸を上下に操作することで連動して該排気筒が移動する構造配置としたことを特徴とする。【００２１】  この場合、下端に鍔をもった該排気筒は、該軸を上方に操作し、該鍔が該排気管下部まで移動した時、該排気筒外部と該排気管との間の風路を該鍔が閉鎖し、該排気筒内部の風路を排ガスが通過するバイパス回路と、該軸を下方に操作し、該排気筒を下端まで移動した時、該鍔がシールリングと接触し、該排気筒内部の該風路を閉鎖し、該排気筒外部と該排気管間の該風路を排ガスが通過する加熱経路を有することを特徴とする
【発明の効果】
【００２２】  熱媒油ボイラの熱媒油加熱器である熱媒油タンクを排気管の外部に設置し、該排気管内部が空洞となり、該排気管中心線上に配置した軸に、下端に鍔をもった排気筒を固着し、該軸を上下に操作し該排気筒が移動する２重管構造配置としたことで熱媒加熱器の中にバイパス回路と加熱経路と一体とした構成とすることでコンパクトで効率的な熱媒油ボイラとすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来の機関の排ガスで直接熱媒油を加熱する熱媒油ボイラの概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係る機関の排ガスで直接熱媒油を加熱する熱媒油ボイラの概略系統図である。
【図３】本発明の実施形態に係る熱媒油加熱器の縦断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る熱媒油タンクの内部構造の概略図である。
【図５】本発明の実施形態に係る排ガス分配箱の縦断面である。
【図６】本発明の実施形態に係る排気筒を駆動する駆動装置の縦断面である。
【図７】本発明の実施形態に係る排ガス加熱経路についての動作状態を示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係る排ガスバイパス回路についての動作状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】以下、本発明の実施の形態として一実施例を図２〜図８に基づいて説明する。
【００２５】  図２〜図８を用いて本発明の熱媒油ボイラの一実施例について説明すると、
図２では、熱媒油熱ボイラの概略系統図について説明すると。熱媒ボイラでは熱媒加熱器４ａ、熱媒油循環ポンプ９ａ、膨張タンク１８ａおよび熱媒油ドレンタンク１９ａで構成し、排ガスは、機関１ａから、排気管２ａを経由して、熱媒油加熱器４ａの排ガス導入口３ａに接続され、排ガス短管６ａより、排ガス管５ａを経由して船外に排出される。
【００２６】  熱媒油は、熱媒油循環ポンプ９ａにより熱媒管１０ａを経て該熱媒油給油管８ａに供給され、熱媒油加熱器４ａを通過し、該熱媒油取出管７ａから排ガスにより加熱された熱媒油は、熱媒管１１ａを経由して燃料油加熱器１２ａに供給され、燃料油と熱交換された熱媒油は熱媒管１３ａから熱媒油循環ポンプ９ａに至る循環回路となっている。熱により加熱されて膨張した熱媒油は熱媒管１４ａを経由して熱媒油膨張タンク１８ａに至る。膨張タンク１８ａから吐き出された空気は空気管１５ａで熱媒油ドレンタンク１９ａに至り、空気管１７ａから大気に放出する。
【００２７】  該熱媒油加熱器４ａについて図３にて説明すると、該熱媒油加熱器４ａは熱媒油タンク２１、排ガス分配箱２２、該排ガス短管６ａ及び駆動装置４０から構成される。該熱媒油タンク２１は、排気管２４の外周上部に熱媒油止めのリング２５を、外周下部にも熱媒油止めのリング２６を設け、該リング２５外周と該リング２６外周の間を接続する外周管２７で構成され、それぞれの部材周囲を溶接した構造物とする。排気管２４の下端部外周には排ガス分配箱２２と接続するための接続リング２９と上端部内周には該排ガス短管６ａと接続するための接続リング２８を配置し、それぞれを排気管２４に溶接で固着する。
【００２８】  該熱媒油タンク２１内部構造について図４にて説明すると、該排気管２４に、該リング２５下面と該リング２６上面の間を縦方向に仕切った熱媒油止めの縦リブ３１を溶接し、該縦リブ３１を境にして該熱媒油タンク２１内部を２分する。
該熱媒油タンク２１の上部から１段目の水平リブ３２は該縦リブ３１に接し右側に向かって該排気管２４の外周約３５０度に渡って沿い水平状態に配置溶接し、水平リブ３２と該縦リブ３１間に開口３３を設け、該水平リブ３２と２段目水平リブ３４の段差は熱媒油流量により計算された間隔とし、該水平リブ３４は該縦リブ３１に接し左側に向かって該排気管２４の外周約３５０度に渡って沿い水平状態に配置溶接し、水平リブ３４と該縦リブ３１間に開口３５を配置する。これらの配置と同じように、該リング２５と該リング２６の間を繰り返し配置することで、熱媒油が上部から下部へと流れる１本の油路３６が形成され、該油路３６の上端部には熱媒油給油管８ａを、下端部には熱媒油取出管７ａを設け、熱媒油は該熱媒油給油管８ａから該熱媒油取出管７ａまで繰り返し反転して流れる構造とする。
【００２９】  該排ガス分配箱２２について図５にて説明すると、従来の熱媒ボイラでの切替ダンパに相当する機能を、該熱媒油加熱器４ａの内部に装備したものである。
【００３０】  熱媒油該排ガス分配箱２２の垂直壁面に設けた排ガス導入口３ａは、該排ガス分配箱２２の排ガス入口となり、該排ガス分配箱２２の上面に設けた接続リング３９は、接続リング２９とボールト４１により該熱媒油タンク２１と接続され、該排ガス分配箱２２の垂直壁面下端に設けた下端リング４４に底板４２とはボールト３０にて接続し、底板４２の上面にはシールリング４３が配置溶接する。
【００３１】  該排気管２４の中心線上に配置した軸４５は、排ガス短管６ａに設けた支持金物５１と底板４２に取り付けた貫通金物５０で支持され、該排気筒４７は、下端部外周に凹型の鍔４６を配置溶接し、１体化し、該軸４５に固定金物４９および固定金物５４にて固着し、該軸４５が上下することで該排気筒４７も移動する構造とする。
【００３２】  該排気筒４７を駆動する該駆動装置４０について図６にて説明すると、該駆動装置４０は、該排ガス分配箱２２の底板４２下側に支持台５５で取り付けた電動ジャッキ５６の軸５７の先端部に設けたフランジ５８と軸４５の下端フランジ５９は接続され、該電動ジャッキ５６の電動機５３が作動すると軸５７は、上方または下方に操作することで軸４５がつれて上下することで該排気筒４７が移動する。
【００３３】  排ガスの分配動作について図７にて説明すると、図中において、斜線部は排ガスの通過状態を示し、該電動ジャッキ５６を下降に操作すると該軸５７が下降し、該軸４５、該排気筒４７が連れて下降し、凹型の該鍔４６の下面とシールリング４３の上面が接した時、該排気筒４７の内側が閉鎖され、該排気筒４７の上端部は降下して排ガス短管６ａ下端までの間が広く開放され、該熱媒油タンク２１側の該排気管２４と該排気筒４７との間の風路５２は解放され、排ガス導入口３ａから入った排ガスは風路５２を通過して熱媒油タンク２１の壁面が加熱され内部の熱媒油が加熱され、排ガス短管６ａを経由して排出される加熱経路となる。
【００３４】  排ガスが該熱媒油タンク２１内該風路５２を回避するバイパス回路となる作動について図８にて説明すると、図中において、斜線部は排ガスの通過状態を示し、該電動ジャッキ５６が上昇に操作すると該軸５７が上昇し、該軸４５、該排気筒４７が連れて上昇し、凹型の鍔４６の上面が接続リング３９の下面に接した時、該排気管４７の上端部が該排ガス短管６ａの内部下端部より上方にラップすることで、該熱媒油タンク２１の該風路５２は閉鎖されて、該排ガス導入口３ａから入った排ガスは、該排気筒４７の内側を通過し、該排ガス短管６ａを経由して排出され、該熱媒油タンク２１は加熱されなくなる。
【００３５】  熱媒油制御については、熱媒油の設定温度上限値より熱媒油温度が高くなった場合には、該駆動装置４０は該電動ジャッキ５６が上昇に作動し、該熱媒油タンク２１の該風路５２は閉鎖されて排ガスは供給が停止され徐々に熱媒油温度が低下し、設定温度下限に至れば該駆動装置４０は該電動ジャッキ５６が下降に作動し、排気筒４７の入口が閉鎖され、該熱媒油タンク２１の該風路５２は解放されて排ガスは供給されて徐々に熱媒油温度が上昇する。熱媒油の温度は設定温度上限値と設定温度下限値の間でＯＮ−ＯＦＦ制御が出来る。
【００３６】    熱媒油制御がＯＮ−ＯＦＦ制御より制御幅を小さくするには、操作の結果得られた制御量の値を設定温度（目標値）と比較し、その判断によって修正する動作、すなわち、訂正動作を行うようなフィードバック制御も可能である。
【符号の説明】
【００３７】１ａ  機関
２ａ  排気管
３ａ  排ガス導入口
４ａ  熱媒油加熱器
５ａ  排ガス管
６ａ  排ガス短管
７ａ  熱媒油取出管
８ａ  熱媒油給油管
９ａ  熱媒油循環ポンプ
１０ａ  熱媒管
１１ａ  熱媒管
１２ａ  熱媒油熱交換器
１３ａ  熱媒管
１４ａ  熱媒管
１５ａ  オーバフロ管
１６ａ  熱媒落管
１７ａ  空抜き管
１８ａ  膨張タンク
１９ａ  熱媒油ドレンタンク
２１  熱媒油タンク
２２  排ガス分配箱
２４  排気管
２５  リング
２６  リング
２７  外周管
２８  接続リング
２９  接続リング
３０  ボールト
３１  縦リブ
３２  水平リブ
３３  開口
３４  水平リブ
３５  開口
３６  油路
３９  接続リング
４０  駆動装置
４１  ボールト
４２  底板
４３  シールリング
４４  下端リング
４５  軸
４６  鍔
４７  排気筒
４９  固定金物
５０  貫通金物
５２  風路
５３  電動機
５４  固定金物
５５  支持台
５６  電動ジャッキ
５７  軸
５８  フランジ
５９  フランジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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