(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水が供給される水室を備える容器と、
前記水室に配置され、排ガスが流れる煙管と、
前記容器の外面と間隙を介して対向する内面を備え、前記容器との間に流路を形成するケーシングと、を備え、
前記容器は、
前記煙管を支持する支持板と、
前記流路に前記排ガスを供給する供給口と、
前記流路の前記排ガスを排出する排出口と、
前記供給口を開閉可能な第１開閉機構と、
前記排出口を開閉可能な第２開閉機構と、
前記煙管の流入口と結ばれ主機関からの前記排ガスが供給される入口煙室と、
前記煙管の流出口と結ばれる出口煙室と、
を備え、
前記入口煙室の前記排ガスの少なくとも一部が、前記供給口を介して前記流路に供給され、
前記流路の前記排ガスの少なくとも一部が、前記排出口を介して前記出口煙室に排出され、
正常状態において、前記第１開閉機構により前記供給口が閉じられ、前記第２開閉機構により前記排出口が閉じられ、
前記水室において前記煙管の周囲に水が存在しない状態で前記煙管に前記排ガスが流入する異常状態において、前記第１開閉機構により前記供給口が開けられ、前記第２開閉機構により前記排出口が開けられる、
エコノマイザ。
【請求項２】
前記容器の温度、及び前記煙管から流出した前記排ガスの温度を監視する温度監視システムを備え、
前記温度監視システムは、監視した温度データに基づいて、前記異常状態か否かを判定する、
請求項１に記載のエコノマイザ。
【請求項３】
前記温度監視システムは、前記煙管から流出した前記排ガスの温度が前記容器の温度よりも高いと判断したとき、前記異常状態であると判定する、
請求項２に記載のエコノマイザ。
【請求項４】
前記温度監視システムは、前記容器の複数の部位それぞれの温度を監視し、
前記複数の部位間の温度の差の最大値が第１閾値以上であると判断したとき、前記第１開閉機構及び前記第２開閉機構の少なくとも一方を調整する指令を出力する、
請求項２又は請求項３に記載のエコノマイザ。
【請求項５】
前記支持板は、前記容器の側板に接続され、前記煙管の上端部を支持する上管板と、前記容器の側板に接続され、前記煙管の下端部を支持する下管板と、を含み、
前記温度監視システムは、前記側板のうち前記上管板と同じ高さの部位の温度を監視する、
請求項２から請求項４のいずれか一項に記載のエコノマイザ。
【請求項６】
前記容器の伸び量、前記煙管の伸び量を監視する伸び量監視システムを備え、
前記伸び量監視システムは、監視した伸び量データに基づいて、前記異常状態か否かを判定する、
請求項１に記載のエコノマイザ。
【請求項７】
前記伸び量監視システムは、前記煙管に流入する前記排ガスの温度と前記煙管から流出した前記排ガスの温度とに基づいて、前記煙管の伸び量を算出し、
前記容器の伸び量と前記煙管の伸び量との差が所定値以上であると判断したとき、前記異常状態であると判定する、
請求項６に記載のエコノマイザ。
【請求項８】
前記伸び量監視システムは、前記容器の複数の部位それぞれの伸び量を監視し、
前記複数の部位間の伸び量の差の最大値が第２閾値以上であると判断したとき、前記第１開閉機構及び前記第２開閉機構の少なくとも一方を調整する指令を出力する、
請求項６又は請求項７に記載のエコノマイザ。
【請求項９】
前記支持板は、前記容器の側板に接続され、前記煙管の上端部を支持する上管板と、前記容器の側板に接続され、前記煙管の下端部を支持する下管板と、を含み、
前記伸び量監視システムは、前記側板のうち前記上管板と同じ高さの部位の伸び量を監視する、
請求項６から請求項８のいずれか一項に記載のエコノマイザ。
【請求項１０】
前記容器は、中心軸の周囲に配置される側板を備え、
前記供給口及び前記排出口は、前記中心軸と直交する面内において、前記中心軸を通る仮想線に対して線対称に配置される、
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のエコノマイザ。
【請求項１１】
前記容器は、中心軸の周囲に配置される側板を備え、
前記供給口及び前記排出口は、前記中心軸の周囲において、等間隔に複数配置される、
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のエコノマイザ。
【請求項１２】
前記容器の外面及び前記ケーシングの内面の少なくとも一方に配置され、前記流路において前記排ガスをガイドするガイド部材を備える、
請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のエコノマイザ。
【請求項１３】
前記水室に配置され、火炉で生成された燃焼ガスが流れる煙管を更に備える、
請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載のエコノマイザ。
【請求項１４】
水が供給される水室を備える容器と、
前記水室に配置され、主機関からの排ガスが流れる第１煙管と、
前記水室に配置され、火炉からの燃焼ガスが流れる第２煙管と、
前記容器の外面の少なくとも一部と間隙を介して対向する内面を備え、前記容器との間に流路を形成するケーシングと、を備え、
前記容器は、
前記第１煙管を支持する支持板と、
前記流路に排ガスを供給する供給口と、
前記流路の排ガスを排出する排出口と、
前記供給口を開閉可能な第１開閉機構と、
前記排出口を開閉可能な第２開閉機構と、
前記第１煙管の流入口と結ばれ主機関からの前記排ガスが供給される入口煙室と、
前記第１煙管の流出口と結ばれる出口煙室と、
を備え、
前記入口煙室の前記排ガスの少なくとも一部が、前記供給口を介して前記流路に供給され、
前記流路の前記排ガスの少なくとも一部が、前記排出口を介して前記出口煙室に排出され、
正常状態において、前記第１開閉機構により前記供給口が閉じられ、前記第２開閉機構により前記排出口が閉じられ、
前記水室において前記第１煙管の周囲に水が存在しない状態で前記第１煙管に前記排ガスが流入する異常状態において、前記第１開閉機構により前記供給口が開けられ、前記第２開閉機構により前記排出口が開けられる、
コンポジットボイラ。
【請求項１５】
前記異常状態において、前記火炉における前記燃焼ガスの生成が停止される、
請求項１４に記載のコンポジットボイラ。
【請求項１６】
容器の水室に配置された煙管を備えるエコノマイザの使用方法であって、
前記煙管の流入口と結ばれ主機関からの排ガスが供給される入口煙室の前記排ガスの少なくとも一部が、前記容器の外面と前記容器の外面と間隙を介して対向するケーシングの内面との間に形成される流路に供給口を介して供給され、
前記流路の前記排ガスの少なくとも一部が、前記煙管の流出口と結ばれる出口煙室に排出口を介して排出され、
支持板に支持された前記煙管の周囲に水が存在しない状態で前記煙管に排ガスが流入する前記エコノマイザの異常状態において、前記流路に前記供給口から前記排ガスを供給し、前記流路の前記排ガスを前記排出口から排出する工程と、
前記エコノマイザの正常状態において、前記供給口及び前記排出口を閉じる工程と、
を含む、
エコノマイザの使用方法。
【請求項１７】
容器の水室に配置され、主機関からの排ガスが流れる第１煙管及び火炉からの燃焼ガスが流れる第２煙管を備えるコンポジットボイラの使用方法であって、
前記第１煙管の流入口と結ばれ前記主機関からの排ガスが供給される入口煙室の前記排ガスの少なくとも一部が、前記容器の外面と前記容器の外面と間隙を介して対向するケーシングの内面との間に形成される流路に供給口を介して供給され、
前記流路の前記排ガスの少なくとも一部が、前記第１煙管の流出口と結ばれる出口煙室に排出口を介して排出され、
支持板に支持された前記第１煙管の周囲に水が存在しない状態で前記第１煙管に前記排ガスが流入する前記コンポジットボイラの異常状態において、前記流路に前記供給口から前記排ガスを供給し、前記流路の前記排ガスを前記排出口から排出する工程と、
前記コンポジットボイラの正常状態において、前記供給口及び前記排出口を閉じる工程と、
を含む、
コンポジットボイラの使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エコノマイザ、コンポジットボイラ、エコノマイザの使用方法、及びコンポジットボイラの使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボイラとして、特許文献１及び特許文献２に開示されているような、水が流れる水管を備える水管ボイラと、燃焼ガスが流れる煙管を備える煙管ボイラとが知られている。また、ボイラとして、特許文献３に開示されているような、煙管エコノマイザと煙管ボイラとを一体化した煙管式コンポジットボイラが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２７５２４７号公報
【特許文献２】特開２００５−１４７６４８号公報
【特許文献３】特開平０９−３２９３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
煙管エコノマイザ又は煙管式コンポジットボイラにおいて、煙管は、上管板と呼ばれる支持板に支持される。異常事象の発生により、煙管の周囲に水が存在しない状態で煙管に排ガスが流入すると、所謂、空焚き状態となり、煙管の温度は上昇するが、支持板を含む容器は温度が上昇しないため、煙管と容器に温度差が生じ、熱伸び差が生じる。その結果、煙管を支持する支持板の少なくとも一部に応力集中が発生し、支持板が破損する可能性がある。
【０００５】
本発明の態様は、応力集中の発生を抑制できるエコノマイザ、コンポジットボイラ、エコノマイザの使用方法、及びコンポジットボイラの使用方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様に従えば、水が供給される水室を備える容器と、前記水室に配置され、排ガスが流れる煙管と、前記容器の外面と間隙を介して対向する内面を備え、前記容器との間に流路を形成するケーシングと、を備え、前記容器は、前記煙管を支持する支持板と、前記流路に前記排ガスを供給する供給口と、前記流路の前記排ガスを排出する排出口と、前記供給口を開閉可能な第１開閉機構と、前記排出口を開閉可能な第２開閉機構と、を備え、正常状態において、前記第１開閉機構により前記供給口が閉じられ、前記第２開閉機構により前記排出口が閉じられ、前記水室において前記煙管の周囲に水が存在しない状態で前記煙管に前記排ガスが流入する異常状態において、前記第１開閉機構により前記供給口が開けられ、前記第２開閉機構により前記排出口が開けられる、エコノマイザが提供される。
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、空焚き状態を含む異常状態において、容器の周囲に設けられる流路に排ガスが流れるので、煙管と支持板を含む容器との温度差が抑制される。そのため、支持板に応力集中が発生することが抑制される。
【０００８】
本発明の第１の態様において、前記容器は、前記煙管の流入口と結ばれ主機関からの前記排ガスが供給される入口煙室と、前記煙管の流出口と結ばれる出口煙室と、を備え、前記入口煙室の前記排ガスの少なくとも一部が、前記供給口を介して前記流路に供給され、前記流路の前記排ガスの少なくとも一部が、前記排出口を介して前記出口煙室に排出されてもよい。
【０００９】
これにより、煙管及び流路のそれぞれに、入口煙室の排ガスが供給される。また、煙管の排ガス及び流路の排ガスは、出口煙室から排出される。
【００１０】
本発明の第１の態様において、前記容器の温度、及び前記煙管から流出した前記排ガスの温度を監視する温度監視システムを備え、前記温度監視システムは、監視した温度データに基づいて、前記異常状態か否かを判定してもよい。
【００１１】
これにより、温度データに基づいて、異常状態が発生したか否かが認識される。
【００１２】
本発明の第１の態様において、前記温度監視システムは、前記煙管から流出した前記排ガスの温度が前記容器の温度よりも高いと判断したとき、前記異常状態であると判定してもよい。
【００１３】
これにより、異常状態が発生したか否かが的確に判定される。
【００１４】
本発明の第１の態様において、前記温度監視システムは、前記容器の複数の部位それぞれの温度を監視し、前記複数の部位間の温度の差の最大値が第１閾値以上であると判断したとき、前記第１開閉機構及び前記第２開閉機構の少なくとも一方を調整する指令を出力してもよい。
【００１５】
これにより、容器に接続された支持板に温度分布（温度の偏り）が発生することが抑制され、支持板の歪み変形が抑制される。
【００１６】
本発明の第１の態様において、前記支持板は、前記容器の側板に接続され、前記煙管の上端部を支持する上管板と、前記容器の側板に接続され、前記煙管の下端部を支持する下管板と、を含み、前記温度監視システムは、前記側板のうち前記上管板と同じ高さの部位の温度を監視してもよい。
【００１７】
これにより、支持板の温度分布を把握することができる。
【００１８】
本発明の第１の態様において、前記容器の伸び量、前記煙管の伸び量を監視する伸び量監視システムを備え、前記伸び量監視システムは、監視した伸び量データに基づいて、前記異常状態か否かを判定してもよい。
【００１９】
これにより、伸び量データに基づいて、異常状態が発生したか否かが認識される。
【００２０】
本発明の第１の態様において、前記伸び量監視システムは、前記煙管に流入する前記排ガスの温度と前記煙管から流出した前記排ガスの温度とに基づいて、前記煙管の伸び量を算出し、前記容器の伸び量と前記煙管の伸び量との差が所定値以上であると判断したとき、前記異常状態であると判定してもよい。
【００２１】
これにより、異常状態が発生したか否かが的確に判定される。
【００２２】
本発明の第１の態様において、前記伸び量監視システムは、前記容器の複数の部位それぞれの伸び量を監視し、前記複数の部位間の伸び量の差の最大値が第２閾値以上であると判断したとき、前記第１開閉機構及び前記第２開閉機構の少なくとも一方を調整する指令を出力してもよい。
【００２３】
これにより、容器に接続された支持板に伸び量分布（伸び量の偏り）が発生することが抑制され、支持板の歪み変形が抑制される。
【００２４】
本発明の第１の態様において、前記支持板は、前記容器の側板に接続され、前記煙管の上端部を支持する上管板と、前記容器の側板に接続され、前記煙管の下端部を支持する下管板と、を含み、前記伸び量監視システムは、前記側板のうち前記上管板と同じ高さの部位の伸び量を監視してもよい。
【００２５】
これにより、支持板の伸び量分布を把握することができる。
【００２６】
本発明の第１の態様において、前記容器は、中心軸の周囲に配置される側板を備え、前記供給口及び前記排出口は、前記中心軸と直交する面内において、前記中心軸を通る仮想線に対して線対称に配置されてもよい。
【００２７】
これにより、流路に流入した排ガスは、流路において均一に流動することができる。そのため、容器に温度分布が生じることが抑制される。
【００２８】
本発明の第１の態様において、前記容器は、中心軸の周囲に配置される側板を備え、前記供給口及び前記排出口は、前記中心軸の周囲において、等間隔に複数配置されてもよい。
【００２９】
これにより、流路に流入した排ガスは、流路において均一に流動することができる。そのため、容器に温度分布が生じることが抑制される。
【００３０】
本発明の第１の態様において、前記容器の外面及び前記ケーシングの内面の少なくとも一方に配置され、前記流路において前記排ガスをガイドするガイド部材を備えてもよい。
【００３１】
これにより、流路に流入した排ガスは、流路において均一に流動することができる。そのため、容器に温度分布が生じることが抑制される。
【００３２】
本発明の第１の態様において、前記水室に配置され、火炉で生成された燃焼ガスが流れる煙管を更に備えてもよい。
【００３３】
これにより、エコノマイザにボイラ機能を持たせることができる。
【００３４】
本発明の第２の態様に従えば、水が供給される水室を備える容器と、前記水室に配置され、主機関からの排ガスが流れる第１煙管と、前記水室に配置され、火炉からの燃焼ガスが流れる第２煙管と、前記容器の外面の少なくとも一部と間隙を介して対向する内面を備え、前記容器との間に流路を形成するケーシングと、を備え、前記容器は、前記第１煙管を支持する支持板と、流路に排ガスを供給する供給口と、流路の排ガスを排出する排出口と、前記供給口を開閉可能な第１開閉機構と、前記排出口を開閉可能な第２開閉機構と、を備え、正常状態において、前記第１開閉機構により前記供給口が閉じられ、前記第２開閉機構により前記排出口が閉じられ、前記水室において前記第１煙管の周囲に水が存在しない状態で前記第１煙管に前記排ガスが流入する異常状態において、前記第１開閉機構により前記供給口が開けられ、前記第２開閉機構により前記排出口が開けられる、コンポジットボイラが提供される。
【００３５】
本発明の第２の態様によれば、空焚き状態を含む異常状態において、容器の周囲に設けられる流路に排ガスが流れるので、第１煙管と支持板を含む容器との温度差が抑制される。そのため、支持板に応力集中が発生することが抑制される。
【００３６】
本発明の第２の態様において、前記異常状態において、前記火炉における前記燃焼ガスの生成が停止されてもよい。
【００３７】
これにより、第１煙管及び第２煙管の温度上昇が抑制される。
【００３８】
本発明の第３の態様に従えば、容器の水室に配置された煙管を備えるエコノマイザの使用方法であって、支持板に支持された前記煙管の周囲に水が存在しない状態で前記煙管に排ガスが流入する前記エコノマイザの異常状態において、前記容器の外面と前記容器の外面と間隙を介して対向するケーシングの内面との間に形成される流路に供給口から前記排ガスを供給し、前記流路の前記排ガスを排出口から排出する工程と、前記エコノマイザの正常状態において、前記供給口及び前記排出口を閉じる工程と、を含む、エコノマイザの使用方法が提供される。
【００３９】
本発明の第３の態様によれば、支持板に応力集中が発生することが抑制される。
【００４０】
本発明の第４の態様に従えば、容器の水室に配置され、主機関からの排ガスが流れる第１煙管及び火炉からの燃焼ガスが流れる第２煙管を備えるコンポジットボイラの使用方法であって、支持板に支持された前記第１煙管の周囲に水が存在しない状態で前記第１煙管に前記排ガスが流入する前記コンポジットボイラの異常状態において、前記容器の外面と前記容器の外面と間隙を介して対向するケーシングの内面との間に形成される流路に供給口から前記排ガスを供給し、前記流路の前記排ガスを排出口から排出する工程と、前記コンポジットボイラの正常状態において、前記供給口及び前記排出口を閉じる工程と、を含む、コンポジットボイラの使用方法が提供される。
【００４１】
本発明の第４の態様によれば、支持板に応力集中が発生することが抑制される。
【発明の効果】
【００４２】
本発明の態様によれば、応力集中の発生を抑制できるエコノマイザ、コンポジットボイラ、エコノマイザの使用方法、及びコンポジットボイラの使用方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は、第１実施形態に係るエコノマイザの一例を示す側断面図である。
【図２】図２は、図１の一部を示す断面図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係るエコノマイザの一例を示す断面図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る開閉機構の一例を模式的に示す図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係るエコノマイザの一例を示す側断面図である。
【図６】図６は、開閉機構の変形例を模式的に示す図である。
【図７】図７は、開閉機構の変形例を模式的に示す図である。
【図８】図８は、開閉機構の変形例を模式的に示す図である。
【図９】図９は、第２実施形態に係るエコノマイザの一例を示す側断面図である。
【図１０】図１０は、第２実施形態に係るエコノマイザの一例を示す断面図である。
【図１１】図１１は、第２実施形態に係る温度監視システムの一例を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、第２実施形態に係るエコノマイザの使用方法の一例を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、第２実施形態に係るエコノマイザの使用方法の一例を示す図である。
【図１４】図１４は、第２実施形態に係るエコノマイザの使用方法の一例を示す図である。
【図１５】図１５は、第２実施形態に係るエコノマイザの使用方法の一例を示す図である。
【図１６】図１６は、第３実施形態に係る伸び量監視システムの一例を示すブロック図である。
【図１７】図１７は、第３実施形態に係るエコノマイザの使用方法の一例を示すフローチャートである。
【図１８】図１８は、第４実施形態に係るエコノマイザの一例を示す側断面図である。
【図１９】図１９は、第５実施形態に係るコンポジットボイラの一例を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する各実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
【００４５】
以下の説明においては、適宜、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交する方向をＺ軸方向とする。Ｚ軸は、鉛直方向である。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸を中心とする回転（傾斜方向）をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。
【００４６】
＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係るエコノマイザ１Ａの一例を示す側断面図である。エコノマイザ１Ａは、ディーゼルエンジンのような主機関からの排ガスＧａを利用して蒸気を生成する。本実施形態において、エコノマイザ１Ａは、排ガスＧａが流れる煙管４と水Ｗとを接触させて水Ｗを加熱する煙管エコノマイザである。煙管４により水Ｗが加熱されることによって、蒸気が生成される。
【００４７】
図１に示すように、エコノマイザ１Ａは、水Ｗが供給される水室２を備える容器３と、容器３の水室２に配置され、主機関からの排ガスＧａが流れる煙管４と、容器３との間に流路６を形成するケーシング５と、を備えている。
【００４８】
容器３は、耐圧容器である。容器３は、円筒状の側板３３と、容器３の側板３３に接続され、煙管４の上端部を支持する上管板３１と、容器３の側板３３に接続され、煙管４の下端部を支持する下管板３２と、を備えている。容器３には、煙管４の流入口４１と結ばれ主機関からの排ガスＧａが供給される入口煙室１１と、煙管４の流出口４２と結ばれる出口煙室１２とが形成されている。
【００４９】
側板３３は、流路６に排ガスＧａを供給する供給口７と、流路６の排ガスＧａを排出する排出口８と、供給口７を開閉可能な第１開閉機構９と、排出口８を開閉可能な第２開閉機構１０と、を備えている。また、側板３３は、水室２に面する内面３Ｔと、内面３Ｔの反対方向を向き、流路６に面する外面３Ｓとを備える。
【００５０】
供給口７は、流路６に排ガスＧａを供給可能である。供給口７は、側板３３の下部に形成された開口である。供給口７は、入口煙室１１と流路６とを結ぶように形成される。入口煙室１１の排ガスＧａの少なくとも一部が、供給口７を介して流路６に供給される。
【００５１】
排出口８は、流路６の排ガスＧａを排出可能である。排出口８は、側板３３の上部に形成された開口である。排出口８は、出口煙室１２と流路６とを結ぶように形成される。流路６の排ガスＧａの少なくとも一部が、排出口８を介して出口煙室１２に排出される。
【００５２】
第１開閉機構９は、供給口７を開閉可能である。第１開閉機構９により供給口７が開いているとき、入口煙室１１の排ガスＧａの少なくとも一部は、流路６に流入することができる。第１開閉機構９により供給口７が閉じているとき、入口煙室１１の排ガスＧａは、流路６に流入することができない。
【００５３】
第２開閉機構１０は、排出口８を開閉可能である。第２開閉機構１０により排出口８が開いているとき、流路６の排ガスＧａの少なくとも一部は、出口煙室１２に流出することができる。第２開閉機構１０により排出口８が閉じているとき、流路６の排ガスＧａは、出口煙室１２に流出することができない。
【００５４】
上管板３１は、円盤状の板材で構成されている。上管板３１の外縁と側板３３とが接続される。また、上管板３１は、煙管４が配置される開口を備えている。上管板３１の開口に煙管４の上端部が配置されることによって、煙管４は、上管板３１に支持される。
【００５５】
下管板３２は、円盤状の板材で構成されている。下管板３２の外縁と側板３３とが接続される。また、下管板３２は、煙管４が配置される開口を備えている。下管板３２の開口に煙管４の下端部が配置されることによって、煙管４は、下管板３２に支持される。
【００５６】
煙管４は、水室２に複数配置される。上管板３１及び下管板３２のそれぞれは、煙管４を支持する開口を複数備える。煙管４は、直管である。煙管４は、煙管４の中心軸とＺ軸とが平行となるように、上管板３１及び下管板３２に支持される。上管板３１及び下管板３２は、煙管４を立てた状態で支持する。
【００５７】
煙管４は、主機関からの排ガスＧａが流入する流入口４１と、排ガスＧａが流出する流出口４２とを備える。流入口４１は、煙管４の下端部に形成された開口を含む。流入口４１は、下方を向く。流出口４２は、煙管４の上端部に形成された開口を含む。流出口４２は、上方を向く。
【００５８】
ケーシング５は、容器３の周囲に配置される。ケーシング５は、流路６に面する内面５Ｔと、内面５Ｔの反対方向を向く外面５Ｓとを備える。容器３の外面３Ｓと、ケーシング５の内面５Ｔとは、間隙を介して対向する。ケーシング５は、筒状である。ケーシング５の上端部は、容器３の少なくとも一部に固定される。ケーシング５の下端部は、容器３の少なくとも一部に固定される。
【００５９】
ケーシング５は、主機関からの排ガスＧａが入る入口１３と、排ガスＧａが出る出口１４とを備える。主機関からの排ガスＧａは、入口１３を介して、入口煙室１１に供給される。入口煙室１１に供給された排ガスＧａは、複数の煙管４のそれぞれに供給される。入口煙室１１の排ガスＧａは、流入口４１から煙管４の流路に流入する。煙管４の流路を流れた排ガスＧａは、流出口４２から排出され、出口煙室１２に供給される。出口煙室１２に供給された排ガスＧａは、出口１４から排出される。
【００６０】
図２は、煙管４の上端部を拡大した断面図である。図２に示すように、煙管４は、上管板３１を貫くように設けられる。煙管４と上管板３１とは、溶接される。
【００６１】
同様に、煙管４と下管板３２とは、溶接される。
【００６２】
図３は、本実施形態に係るエコノマイザ１Ａの一例を示すＸＹ平面と平行な断面を模式的に示す図である。図３に示すように、容器３は、中心軸ＡＸを有する。中心軸ＡＸとＺ軸とは平行である。容器３の側板３３は、中心軸ＡＸの周囲に配置される。中心軸ＡＸと直交するＸＹ平面内において、側板３３の外形は、実質的に円形である。
【００６３】
ケーシング５は、中心軸ＡＸ及び容器３の周囲に配置される。中心軸ＡＸと直交するＸＹ平面内において、ケーシング５の外形は、実質的に円形である。ＸＹ平面内において、容器３の中心及びケーシング５の中心は、中心軸ＡＸと一致する。
【００６４】
供給口７及び排出口８は、中心軸ＡＸの周囲において、等間隔に複数配置される。また、供給口７及び排出口８は、中心軸ＡＸと直交するＸＹ平面内において、中心軸ＡＸを通る仮想線Ｌ１及び仮想線Ｌ２に対して線対称に配置される。仮想線Ｌ１は、Ｘ軸と平行である。仮想線Ｌ２は、Ｙ軸と平行である。本実施形態において、供給口７及び排出口８はそれぞれ、４つ配置される。
【００６５】
図４は、第１開閉機構９の一例を模式的に示す平面図である。図４に示すように、供給口７を閉塞可能な閉塞部材２２と、中心軸ＡＸに対する放射方向に閉塞部材２２をガイドするガイド部２３とを備える。図４に示す例では、容器３の外面３Ｓとケーシング５の内面５Ｔとを接続する接続板１９が設けられる。供給口７は、接続板１９の一部に設けられた開口である。閉塞部材２２が中心軸ＡＸに対する放射方向に関して外側に移動されることによって、供給口７が開けられる。閉塞部材２２が中心軸ＡＸに対する放射方向に関して内側に移動されることによって、供給口７が閉じられる。
【００６６】
排出口８を開閉する第２開閉機構１０は、第１開閉機構９と同様の構造である。第２開閉機構１０についての説明は省略する。
【００６７】
図５は、本実施形態に係るエコノマイザ１Ａの使用方法の一例を説明するための図である。図５は、異常状態のときのエコノマイザ１Ａの一例を示す側断面図である。本実施形態において、エコノマイザ１Ａの異常状態は、水室２において煙管４の周囲に水Ｗが存在しない状態で、煙管４に排ガスＧａが流入する、所謂、空焚き状態を含む。一方、エコノマイザ１Ａの正常状態は、水室２において煙管４の周囲に水Ｗが存在する状態を含む。
【００６８】
なお、空焚き状態を含む異常状態が発生する原因は、例えば、煙管４の破損により水室２の水Ｗが煙管４に浸入して水室２の水Ｗが無くなること、容器３の少なくとも一部が破損して水室２の水Ｗが漏出して無くなること、及び水室２に対する給水システムの故障により水室２に水Ｗが供給されないこと、などが考えられる。
【００６９】
エコノマイザ１Ａの正常状態においては、図１に示したように、第１開閉機構９により供給口７が閉じられ、第２開閉機構１０により排出口８が閉じられる。すなわち、正常状態においては、主機関からの排ガスＧａは、流路６に供給されない。
【００７０】
エコノマイザ１Ａが異常状態においては、図５に示すように、第１開閉機構９により供給口７が開けられ、第２開閉機構１０により排出口８が開けられる。すなわち、異常状態においては、主機関からの排ガスＧａの少なくとも一部が、流路６に供給される。
【００７１】
異常状態においては、容器３の外面３Ｓと、その容器３の外面３Ｓと間隙を介して対向するケーシング５の内面５Ｔとの間に形成される流路６に供給口７から排ガスＧａが供給され、流路６の排ガスＧａが排出口８から排出される。
【００７２】
図５に示すように、主機関からの排ガスＧａは、入口１３を介して入口煙室１１に供給される。入口煙室１１の排ガスＧａの少なくも一部は、供給口７を介して流路６に流入する。流路６に流入した排ガスＧａは、容器３の外面３Ｓと接触しながら、流路６を流れる。流路６を流れた排ガスＧａは、排出口８から排出され、出口煙室１２に流入する。出口煙室１２の排ガスＧａは、出口１４から排出される。
【００７３】
また、図５に示すように、入口煙室１１の排ガスＧａの少なくとも一部は、流入口４１を介して煙管４の流路に流入する。煙管４の流路に流入した排ガスＧａは、煙管４の内面と接触しながら、煙管４の流路を流れる。煙管４の流路を流れた排ガスＧａは、流出口４２から排出され、出口煙室１２に流入する。出口煙室１２の排ガスＧａは、出口１４から排出される。
【００７４】
空焚き状態のような異常状態が発生すると、煙管４の温度が上昇するが、上管板３１を含む容器３の温度は上昇しないため、煙管４と上管板３１とに温度差が生じ、熱伸び差が生じる。その結果、煙管４を支持する支持板４１の少なくとも一部に応力集中が発生し、支持板３１が破損する可能性がある。
【００７５】
本実施形態においては、異常状態が発生した場合、供給口７が開けられ、容器３の周囲に排ガスＧａが供給される。これにより、容器３は、排ガスＧａで加熱される。容器３が加熱されることによって、容器３と接続されている上管板３１も加熱される。また、煙管４にも、排ガスＧａが供給され、煙管４も、排ガスＧａで加熱される。すなわち、容器３、上管板３１、及び煙管４のそれぞれが、主機関からの排ガスＧａで加熱される。そのため、煙管４と上管板３１との温度差が抑制される。したがって、煙管４と上管板３１ｔｐとの熱変形量差（伸び量差）が抑制され、煙管４を支持する上管板３１に応力集中が発生することが抑制される。
【００７６】
エコノマイザ１Ａには、主機関からの排ガスＧａが連続的に供給される。そのため、空焚き状態のような異常状態が発生しても、主機関からエコノマイザ１Ａに対する排ガスＧａの供給を停止することが困難でなる可能性が高い。本実施形態においては、異常状態が発生したとき、主機関からエコノマイザ１Ａに対する排ガスＧａの供給を許容し、主機関から供給された排ガスＧａの少なくとも一部を流路６に供給することによって、上管板３１の応力集中を抑制することができる。
【００７７】
以上説明したように、本実施形態によれば、異常状態において、供給口７及び排出口８が開けられ、排ガスＧａが流路６を流通することができる。これにより、容器３と上管板３１と煙管４との温度差が抑制される。したがって、上管板３１における応力集中の発生が抑制され、上管板３１の破損が防止される。
【００７８】
また、正常状態においては、供給口７及び排出口８が閉じられた状態で、エコノマイザ１Ａは、正常運転することができる。正常状態においては、供給口７及び排出口８が閉じられ、流路６が密閉される。流路６の内部に滞留する空気は、保温層（断熱層）として機能することができる。そのため、保温材（断熱材）の使用量を低減することができる。
【００７９】
（第１開閉機構の変形例１）
なお、第１開閉機構９は、図６に示す形態でもよい。図６において、第１開閉機構９は、供給口７を閉塞可能な閉塞部材１５と、接続部材１６を介して閉塞部材１５と接続される取手部材１７とを備える。取手部材１７は、ケーシング５の外側に配置される。取手部材１７は、ケーシング５に設けられたガイド部１８により、Ｚ軸方向にガイドされる。作業者は、取手部材１７を持って、取手部材１７をＺ軸方向に移動することができる。取手部材１７がＺ軸方向に移動されることによって、閉塞部材１５がＺ軸方向に移動する。閉塞部材１５が＋Ｚ方向（上方向）に移動することによって、供給口７が開けられる。閉塞部材１５が−Ｚ方向（下方向）に移動することによって、供給口７が閉じられる。
【００８０】
（第１開閉機構の変形例２）
なお、第１開閉機構９は、図７及び図８に示す形態でもよい。図７は、変形例２に係る第１開閉機構９の平面図であり、図８は、側断面図である。容器３の外面３Ｓとケーシング５の内面５Ｔとを接続する接続板１９に供給口７が設けられる。第１開閉機構９は、供給口７を閉塞可能な閉塞部材２０と、ケーシング５に設けられ、閉塞部材２０を回転可能に支持するヒンジ機構２１とを備える。閉塞部材２０の先端部が＋Ｚ方向に移動するように閉塞部材２０が回転されることによって、供給口７が開けられる。閉塞部材２０の先端部が−Ｚ方向に移動するように閉塞部材２０が回転されることによって、供給口７が閉じられる。
【００８１】
なお、排出口８を開閉する第２開閉機構１０が、図６から図８を参照して説明した第１開閉機構９と同様の構造を備えてもよい。
【００８２】
＜第２実施形態＞
第２実施形態について説明する。図９は、本実施形態に係るエコノマイザ１Ｂの一例を示す側断面図である。図１０は、本実施形態に係るエコノマイザ１Ｂの一例を示す断面図である。
【００８３】
エコノマイザ１Ｂは、容器３の温度、煙管４に流入する排ガスＧａの温度、及び煙管４から流出した排ガスＧａの温度を監視する温度監視システムを備えている。温度監視システムは、容器３の温度を検出する容器温度センサ５１と、煙管４に流入する排ガスＧａの温度を検出する入口温度センサ５２と、煙管４から流出した排ガスＧａの温度を検出する出口温度センサ５３とを備えている。
【００８４】
容器温度センサ５１は、容器３に接続される。図９に示すように、容器温度センサ５１は、側板３３のうち、上管板３１と同じ高さの部位に配置される。温度監視システムは、側板３３のうち上管板３１と同じ高さの部位の温度を監視する。
【００８５】
また、容器温度センサ５１は、容器３の複数の部位に配置される。温度監視システムは、容器３の複数の部位それぞれの温度を監視する。
【００８６】
本実施形態においては、図１０に示すように、容器温度センサ５１は、中心軸ＡＸの周囲において、等間隔に複数配置される。容器温度センサ５１は、例えば４つ配置される。
【００８７】
入口温度センサ５２は、入口煙室１１に配置される。入口温度センサ５２は、入口煙室１１の排ガスＧａの温度を検出することによって、煙管４に流入する排ガスＧａの温度を検出する。
【００８８】
出口温度センサ５３は、出口煙室１２に配置される。出口温度センサ５３は、出口煙室１２の排ガスＧａの温度を検出することによって、煙管４から流出した排ガスＧａの温度を検出する。
【００８９】
図１１は、本実施形態に係る温度監視システム５０の一例を示すブロック図である。図１１に示すように、温度監視システム５０は、コンピュータシステムを含む制御装置５４と、容器温度センサ５１と、入口温度センサ５２と、出口温度センサ５３と、警報装置５５と、表示装置５６とを備えている。容器温度センサ５１の検出結果、入口温度センサ５２の検出結果、及び出口温度センサ５３の検出結果は、制御装置５４に出力される。
【００９０】
温度監視システム５０は、監視した温度データに基づいて、異常状態か否かを判定する。温度監視システム５０は、少なくとも、容器３の温度、及び煙管４から流出した排ガスＧａの温度に基づいて、異常状態か否かを判定する。制御装置５４は、少なくとも、容器温度センサ５１の検出結果、及び出口温度センサ５３の検出結果に基づいて、異常状態か否かを判定する。
【００９１】
警報装置５５は、作業者に警報を発することができる。警報は、サイレン音、ランプの点滅発光などを含む。制御装置５４は、異常状態であると判定したとき、警報装置５５を作動する。警報装置５５により、作業者は、異常状態であることを認識可能である。
【００９２】
表示装置５６は、温度監視システム５０の監視結果を表示する。また、表示装置５６は、第１開閉機構９及び第２開閉機構１０の少なくとも一方を調整する指令を出力する。表示装置５６により、作業者は、表示装置５６の表示結果に基づいて、第１開閉機構９及び第２開閉機構１０の少なくとも一方を調整可能である。
【００９３】
次に、本実施形態に係るエコノマイザ１Ｂの使用方法の一例について、図１２を参照して説明する。図１２は、本実施形態に係るエコノマイザ１Ｂの使用方法の一例を示すフローチャートである。図１３、図１４、及び図１５は、本実施形態に係るエコノマイザ１Ｂの使用方法の一例を説明するための図である。
【００９４】
以下の説明においては、容器温度センサ５１がｎ個配置され、容器３のｎ箇所の部位それぞれの温度ｔ１〜ｔｎを監視することとする。容器３の温度ｔ１〜ｔｎを、容器温度ｔ１〜ｔｎ、と称する。また、入口温度センサ５２によって検出される、煙管４に流入する排ガスＧａの温度を、入口温度Ｔａ、と称し、出口温度センサ５３によって検出される、煙管４から流出した排ガスＧａの温度を、出口温度Ｔｂ、と称する。
【００９５】
温度監視システム５０は、煙管４に流入する排ガスＧａの温度である入口温度Ｔａ、煙管４から流出した排ガスＧａの温度である出口温度Ｔｂ、及び容器３の温度である容器温度ｔ１〜ｔｎを監視する（ステップＳＡ１）。
【００９６】
入口温度センサ５２の検出結果、出口温度センサ５３の検出結果、及び容器温度センサ５１の検出結果は、制御装置５４に出力される。制御装置５４は、出口温度Ｔｂが容器温度ｔ１〜ｔｎよりも高いか否かを判定する（ステップＳＡ２）。
【００９７】
温度監視システム５０の制御装置５４は、煙管４から流出した排ガスＧａの温度Ｔｂが容器３の温度ｔ１〜ｔｎ以下であると判断したとき（ステップＳＡ２：Ｎｏ）、正常状態であると判定する。制御装置５４は、温度監視を継続する。正常状態においては、供給口７及び排出口８は、閉じられている。
【００９８】
温度監視システム５０の制御装置５４は、煙管４から流出した排ガスＧａの温度Ｔｂが容器３の温度ｔ１〜ｔｎよりも高いと判断したとき（ステップＳＡ２：Ｙｅｓ）、異常状態であると判定する。制御装置５４は、警報装置５５を作動して、異常状態が発生したことを作業者に通報する（ステップＳＡ３）。
【００９９】
作業者は、異常状態であることを認識した後、第１開閉機構９及び第２開閉機構１０を操作して、供給口７及び排出口８を開ける（ステップＳＡ４）。
【０１００】
また、制御装置５４は、容器３の複数の部位間の温度ｔ１〜ｔｎの差の最大値が第１閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳＡ５）。
【０１０１】
制御装置５４は、容器３の複数の部位間の温度ｔ１〜ｔｎの差の最大値が第１閾値未満であると判断したとき（ステップＳＡ５：Ｎｏ）、処理を終了する。
【０１０２】
制御装置５４は、容器３の複数の部位間の温度ｔ１〜ｔｎの差の最大値が第１閾値以上であると判断したとき（ステップＳＡ５：Ｙｅｓ）、表示装置５６に監視結果を表示するとともに、第１開閉機構９及び第２開閉機構１０の少なくとも一方を調整する指令を出力（表示）する（ステップＳＡ６）。
【０１０３】
制御装置５４は、容器温度ｔ１〜ｔｎが均一になるように、複数の供給口７それぞれの開口度、又は複数の排出口８それぞれの開口度を演算し、その演算結果を表示装置５６に出力する。作業者は、表示装置５６に表示された演算結果に基づいて、容器温度ｔ１〜ｔｎが均一になるように、複数の第１開閉機構９のうち少なくとも１つの第１開閉機構９、又は、複数の第２開閉機構１０のうち少なくとも１つの第２開閉機構１０を操作して、複数の供給口７それぞれの開口度、又は、複数の排出口８それぞれの開口度を調整する（ステップＳＡ７）。
【０１０４】
図１３は、正常状態における温度監視システム５０の監視結果の一例を示す図である。図１３において、横軸は、容器温度センサ５１が設けられている部位（位置）を示す。縦軸は、温度を示す。図１３に示す例では、容器温度センサ５１が容器３の４つの部位に設けられる例を示す。４つの部位の容器温度は、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４である。
【０１０５】
図１３に示すように、正常状態においては、出口温度Ｔｂは、容器温度ｔ１〜ｔ４以下である。煙管４を流れる排ガスＧａは、煙管４の周囲の水Ｗと熱交換するため、出口温度Ｔｂは低くなる。また、正常状態においては、入口温度Ｔａは、一定であり、出口温度Ｔｂよりも高い。容器温度ｔ１〜ｔ４は、入口温度Ｔａよりも低い。
【０１０６】
図１４は、異常状態における温度監視システム５０の監視結果の一例を示す図である。図１４において、横軸は、容器温度センサ５１が設けられている部位（位置）を示す。縦軸は、温度を示す。空焚き状態を含む異常状態においては、煙管４の周囲に水Ｗが存在せず、煙管４を流れる排ガスＧａによって、煙管４の温度は過度に上昇する。煙管４の過度の温度上昇により、出口温度Ｔｂも上昇する。異常状態が発生しても、流路６に排ガスＧａが供給されていない状態においては、容器温度ｔ１〜ｔ４は上昇しない。そのため、図１４に示すように、異常状態においては、出口温度Ｔｂは、容器温度ｔ１〜ｔｎよりも高くなる。
【０１０７】
したがって、ステップＳＡ２で説明したように、制御装置５４は、出口温度Ｔｂが容器温度ｔ１〜ｔｎ以下であると判断したとき、正常状態であると判定する。制御装置５４は、出口温度Ｔｂが容器温度ｔ１〜ｔｎよりも高いと判断したとき、異常状態であると判定する。
【０１０８】
図１５は、異常状態と判定され、流路６に排ガスＧａが供給されてから所定時間経過後の温度監視システム５０の監視結果の一例を示す図である。図１５において、横軸は、容器温度センサ５１が設けられている部位（位置）を示す。縦軸は、温度を示す。異常状態と判定されると、供給口７及び排出口８が開けられる（ステップＳＡ４）。これにより、排ガスＧａが流路６に流入する。排ガスＧａが流路６を流れることによって、上管板３１及び容器３の温度が上昇する。これにより、図１５に示すように、容器温度ｔ１〜ｔｎは上昇し、出口温度Ｔａよりも高くなる。
【０１０９】
流路６における排ガスＧａの流動状態により、容器温度ｔ１〜ｔ４が不均一になる場合がある。容器温度ｔ１〜ｔ４が不均一である場合、上管板３１に温度分布が生じ、その温度分布に起因して、上管板３１が歪み変形する可能性がある。そのため、容器温度ｔ１〜ｔ４は、均一であることが好ましい。例えば、図１３及び図１５に示したように、容器温度ｔ１〜ｔ４は、予め定められた所定範囲ＢＡにおさまることが好ましい。
【０１１０】
本実施形態においては、ステップＳＡ５で説明したように、供給口７及び排出口８が開けられて、流路６に排ガスＧａが流れた後、容器温度ｔ１〜ｔ４は均一か否かが判定される。本実施形態においては、複数の容器温度ｔ１〜ｔ４の差の最大値が予め定められた第１閾値未満であると判断された場合、容器温度ｔ１〜ｔ４は均一であると判定される。複数の容器温度ｔ１〜ｔ４の差の最大値が予め定められた第１閾値以上であると判断された場合、容器温度ｔ１〜ｔ４は不均一であると判定される。
【０１１１】
本実施形態においては、不均一な容器温度ｔ１〜ｔ４を均一にするための処理として、複数の供給口７それぞれの開口度、又は、複数の排出口８それぞれの開口度を調整する処理が実施される。例えば、容器温度ｔ４が低い場合、複数の供給口７のうち、その容器温度ｔ４を検出した容器温度センサ５１が設けられている位置に最も近い供給口７の開口度を大きくする処理が実施される。あるいは、容器温度ｔ４が低い場合、複数の排出口８のうち、その容器温度ｔ４を検出した容器温度センサ５１が設けられている位置に最も近い排出口８の開口度を小さくする処理が実施される。
【０１１２】
制御装置５４は、容器温度ｔ１〜ｔ４の分布に基づいて、不均一な容器温度ｔ１〜ｔ４を均一にするための指令を出力する。例えば、制御装置５４は、容器温度ｔ４が低いと判断した場合、複数の供給口７のうち、その容器温度ｔ４を検出した容器温度センサ５１が設けられている位置に最も近い供給口７の開口度を大きくするように第１開閉機構９を調整すべき旨の指令を表示装置５６に表示する（ステップＳＡ６）。あるいは、制御装置５４は、容器温度ｔ４が低いと判断した場合、複数の排出口８のうち、その容器温度ｔ４を検出した容器温度センサ５１が設けられている位置に最も近い排出口８の開口度を小さくするように第２開閉機構１０を調整すべき旨の指令を表示装置５６に表示する（ステップＳＡ６）。
【０１１３】
作業者は、制御装置５４の指令に従って、第１開閉機構９及び第２開閉機構１０の少なくとも一方を操作することにより（ステップＳＡ７）、容器温度ｔ１〜ｔｎを均一にして、上管板３１の歪み変形を抑制することができる。
【０１１４】
以上説明したように、本実施形態によれば、異常状態が発生したか否かを的確に判定することができる。また、異常状態が発生し、流路６に排ガスＧａが供給された後、容器温度ｔ１〜ｔｎが、均一か否かが判定され、不均一であると判定された場合、容器温度ｔ１〜ｔｎを均一にするための指令が出力される。これにより、上管板３１に歪み変形が発生することが抑制される。
【０１１５】
＜第３実施形態＞
第３実施形態について説明する。図１６は、本実施形態に係る伸び量監視システム６０の一例を示す機能ブロック図である。伸び量監視システム６０は、容器３の伸び量、煙管４の伸び量を監視する。伸び量監視システム６０は、監視した伸び量データに基づいて、異常状態か否かを判定する。
【０１１６】
図１６に示すように、伸び量監視システム６０は、制御装置５４と、容器伸び量センサ６１と、入口温度センサ５２と、出口温度センサ５３と、警報装置５５と、表示装置５６とを備えている。容器伸び量センサ６１は、歪みゲージを含み、容器３の歪みを検出可能である。容器伸び量センサ６１の検出結果は、制御装置５４に出力される。
【０１１７】
容器伸び量センサ６１は、側板３３のうち、上管板３１と同じ高さの部位に配置される。また、容器伸び量センサ６１は、中心軸ＡＸの周囲において、等間隔に複数配置される。伸び量監視システム６０は、上管板３１と同じ高さの複数の部位の伸び量を監視可能である。
【０１１８】
伸び量監視システム６０は、容器３の伸び量と煙管４の伸び量との差に基づいて、異常状態か否かを判定する。容器３の伸び量は、容器伸び量センサ６１の検出結果から導出される。煙管４の伸び量は、煙管４に流入する排ガスＧａの温度である入口温度Ｔａと、煙管４から流出した排ガスＧａの温度である出口温度Ｔｂとに基づいて算出される。煙管４の伸び量は、流入口４１が配置された煙管４の下端部と、流出口が配置された煙管４の上端部との温度差に基づいて変化する。制御装置５４は、煙管４の下端部と煙管４の上端部との温度差と、その温度差に基づく煙管４の伸び量との関係を示すテーブルデータを記憶する記憶装置を備える。煙管４の下端部の温度及び上端部の温度は、入口温度Ｔａ及び出口温度Ｔｂと等価である。制御装置５４は、テーブルデータと、入口温度Ｔａと、出口温度Ｔｂとに基づいて、煙管４の伸び量を算出する。
【０１１９】
次に、本実施形態に係るエコノマイザ１Ｂの使用方法の一例について、図１７を参照して説明する。図１７は、本実施形態に係るエコノマイザ１Ｂの使用方法の一例を示すフローチャートである。
【０１２０】
容器伸び量センサ６１がｎ個（例えば４個）配置され、容器３のｎ箇所の部位それぞれの伸び量ｓ１〜ｓｎが監視される。温度監視システム５０は、入口温度Ｔａ、出口温度Ｔｂ、及び容器３の伸び量である容器伸び量ｓ１〜ｓｎを監視する（ステップＳＢ１）。制御装置５４は、テーブルデータと入口温度センサ５２の検出結果と出口温度センサ５３の検出結果とに基づいて煙管４の伸び量Ｅを算出する（ステップＳＢ２）。
【０１２１】
制御装置５４は、容器伸び量ｓ１〜ｓ２と煙管４の伸び量Ｅとの差が予め定められた所定値以上か否かを判定する（ステップＳＢ３）。伸び量監視システム６０の制御装置５４は、容器３の伸び量ｓ１〜ｓｎと煙管４の伸び量Ｅとの差が所定値未満であると判断したとき（ステップＳＢ３：Ｎｏ）、正常状態であると判定する。供給口７及び排出口８は閉じられる。
【０１２２】
伸び量監視システム６０の制御装置５４は、容器３の伸び量ｓ１〜ｓｎと煙管４の伸び量Ｅとの差が所定値以上であると判断したとき（ステップＳＢ３：Ｙｅｓ）、異常状態であると判定する。制御装置５４は、警報装置５５を作動して、異常状態が発生したことを作業者に通報する（ステップＳＢ４）。
【０１２３】
作業者は、異常状態であることを認識した後、第１開閉機構９及び第２開閉機構１０を操作して、供給口７及び排出口８を開ける（ステップＳＢ５）。
【０１２４】
制御装置５４は、容器３の複数の部位間の伸び量ｓ１〜ｓｎの差の最大値が第２閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳＢ６）。制御装置５４は、容器３の複数の部位間の伸び量ｓ１〜ｓｎの差の最大値が第２閾値未満であると判断したとき（ステップＳＢ６：Ｎｏ）、容器伸び量ｓ１〜ｓｎは均一であると判定し、処理を終了する。
【０１２５】
制御装置５４は、容器３の複数の部位間の伸び量ｓ１〜ｓｎの差の最大値が第２閾値以上であると判断したとき（ステップＳＢ６：Ｙｅｓ）、容器伸び量ｓ１〜ｓｎは不均一であると判定し、表示装置５６に監視結果を表示するとともに、第１開閉機構９及び第２開閉機構１０の少なくとも一方を調整する指令を出力（表示）する（ステップＳＢ７）。
【０１２６】
制御装置５４は、容器伸び量ｓ１〜ｓｎが均一になるように、複数の供給口７の開口度又は複数の排出口８の開口度を演算し、その演算結果を表示装置５６に出力する（ステップＳＢ７）。作業者は、表示装置５６に表示された演算結果に基づいて、容器伸び量ｓ１〜ｓｎが均一になるように、複数の供給口７の開口度又は複数の排出口８の開口度を調整する（ステップＳＢ８）。
【０１２７】
以上説明したように、本実施形態によれば、異常状態が発生したか否かを的確に判定することができる。また、異常状態が発生し、流路６に排ガスＧａが供給された後、容器伸び量ｓ１〜ｓｎが、均一か否かが判定され、不均一であると判定された場合、容器伸び量ｓ１〜ｓｎを均一にするための指令が出力される。これにより、上管板３１に歪み変形が発生することが抑制される。
【０１２８】
＜第４実施形態＞
第４実施形態について説明する。図１８は、本実施形態に係るエコノマイザ１Ｃの一例を示す側断面図である。図１８に示すように、エコノマイザ１Ｃは、ケーシング５の内面５Ｔに配置され、流路６において排ガスＧａをガイドするガイド部材７０を備えている。ガイド部材７０は、内面５Ｔから突出する突出部材を含む。ガイド部材７０は、流路６において排ガスＧａがスパイラル状に流動するように、排ガスＧａをガイドする。
【０１２９】
なお、ガイド部材７０は、容器３の外面３Ｓに配置されてもよいし、容器３の外面３Ｓ及びケーシング５の内面５Ｔの両方に配置されてもよい。
【０１３０】
ガイド部材７０は、容器温度ｔ１〜ｔｎが均一になるように、又は、容器伸び量ｓ１〜ｓｎが均一になるように、排ガスＧａを流動させる。これにより、上管板３１の歪み変形が抑制される。
【０１３１】
＜第５実施形態＞
第５実施形態について説明する。図１９は、本実施形態に係るコンポジットボイラ１００の一例を示す側断面図である。コンポジットボイラ１００は、エコノマイザ機能とボイラ機能とを一体化したボイラである。コンポジットボイラ１００は、エコノマイザ部と、ボイラ部と、を含む。
【０１３２】
コンポジットボイラ１００は、水Ｗが供給される水室２を備える容器３と、水室２に配置され、主機関からの排ガスＧａが流れる煙管（第１煙管）４と、水室２に配置され、火炉９０からの燃焼ガスＧｂが流れる煙管（第２煙管）４００と、容器３の外面３Ｓの少なくとも一部と間隙を介して対向する内面５Ｔを備え、容器３との間に流路６を形成するケーシング５と、を備える。容器３は、煙管４を支持する上管板３１と、流路６に排ガスＧａを供給する供給口７と、流路６の排ガスＧａを排出する排出口８と、供給口７を開閉可能な第１開閉機構９と、排出口８を開閉可能な第２開閉機構１０と、を備えている。
【０１３３】
なお、コンポジットボイラ１００が、水室２に配置され、火炉９０で生成された燃焼ガスＧｂが流れる煙管４００を更に備えるエコノマイザ１であってもよい。
【０１３４】
エコノマイザ部は、煙管４を備える煙管エコノマイザである。ボイラ部は、煙管４００を備える煙管ボイラである。すなわち、コンポジットボイラ１００は、煙管式コンポジットボイラである。
【０１３５】
火炉９０は、燃焼バーナ９２と、燃焼バーナ９２により燃料が燃焼される燃焼室９１とを備える。燃焼室９１で生成された燃焼ガスが、煙管４００を流れる。
【０１３６】
正常状態において、第１開閉機構９により供給口７が閉じられ、第２開閉機構１０により排出口８が閉じられる。
【０１３７】
水室２において煙管４の周囲に水Ｗが存在しない状態で煙管４に排ガスＧａが流入する異常状態（空焚き状態）において、第１開閉機構９により供給口７が開けられ、第２開閉機構１０により排出口８が開けられる。
【０１３８】
また、異常状態において、火炉９０における燃焼ガスの生成が停止される。
【０１３９】
以上説明したように、本実施形態においても、異常状態において流路６に排ガスＧａが供給されることにより、上管板３１に応力集中が発生することが抑制される。
【０１４０】
なお、本実施形態においては、エコノマイザ部の周囲にのみケーシング５が配置され、ボイラ部の周囲にはケーシング５が配置されない。ボイラ部の煙管４００の数は、エコノマイザ部の煙管４の数よりも少ない。ボイラ部の煙管４００の数は、エコノマイザ部の煙管４の数の、例えば１／４程度である。また、異常状態になり、ボイラ部の煙管４００が伸びても、その煙管４００の伸びは、火炉９０（火炉９０を構成する複数の構造物）で吸収される可能性が高い。そのため、ボイラ部の周囲にケーシング５を配置しなくても、上管板３１や容器３などに応力集中が発生することが抑制される。エコノマイザ部の周囲にのみケーシング５が配置されることにより、コンポジットボイラ１００の大型化、及び製造コストの上昇が抑制される。
【符号の説明】
【０１４１】
１Ａ  エコノマイザ
１Ｂ  エコノマイザ
１Ｃ  エコノマイザ
１Ｄ  エコノマイザ
２  水室
３  容器
３Ｓ  外面
３Ｔ  内面
４  煙管
５  ケーシング
５Ｓ  外面
５Ｔ  内面
６  流路
７  供給口
８  排出口
９  第１開閉機構
１０  第２開閉機構
１１  入口煙室
１２  出口煙室
１３  入口
１４  出口
１５  閉塞部材
１６  接続部材
１７  取手部材
１８  ガイド部
１９  接続板
２０  閉塞部材
２１  ヒンジ機構
２２  閉塞部材
２３  ガイド部
３１  上管板
３２  下管板
３３  側板
４１  流入口
４２  流出口
５０  温度監視システム
５１  容器温度センサ
５２  入口温度センサ
５３  出口温度センサ
５４  制御装置
５５  警報装置
５６  表示装置
６０  伸び量監視システム
６１  容器伸び量センサ
７０  ガイド部材
９０  火炉
９１  燃焼室
９２  燃焼バーナ
１００  コンポジットボイラ
４００  煙管
ＡＸ  中心軸
Ｇａ  排ガス
Ｇｂ  燃焼ガス
Ｌ１  仮想線
Ｌ２  仮想線
Ｗ  水
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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