(57)【要約】【課題】断熱材を用いることなく高温の排気ガスの接触を抑えて高強度で長寿命にする。【解決手段】高温排気筒ユニット１は、高温の排気ガスを流通させる筒部本体３の先端側に次第に縮径するテーパ部４を形成し後端側にスカート部５を形成した排気筒２と、排気筒２内に設置されて高温の排気ガスと外気を層流として流通させる整流器７とを備えた。上側の排気筒２のスカート部５に下側の排気筒２のテーパ部４を対向させて隙間８を開けて設置し、例えば３基の排気筒２Ａ，２Ｂ、２Ｃを直列に配列した。下側の排気筒２Ａ内に流入する高温の排気ガスが、テーパ部４を通ることで高速流となり、ベンチュリー効果によって隙間８が負圧になることで外気が導入され、排気筒２の内面に沿って流れる。排気筒２内で、外気流と排気ガス流は整流器７によって整流化されて外周側の外気流と中央側の排気ガス流との二層の層流となる。【選択図】図１
2017040437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温排気ガスを流通させる筒部の先端側に縮径部を形成し後端側に拡径部を形成した排気筒と、
前記排気筒内に設置されていて前記高温排気ガスと外気を層流として流通させる整流器とを備え、
一の前記排気筒の拡径部に他の前記排気筒の縮径部を隙間を開けて設置することで複数の前記排気筒を配列してなり、
前記隙間を通して前記外気を導入して前記排気筒内で高温排気ガスとその外側の前記外気とが層流として流通するようにしたことを特徴とする高温排気筒。
【請求項２】
前記縮径部は先端側に縮径するテーパ部であり、前記拡径部は後端側に拡径するスカート部である請求項１に記載された高温排気筒。
【請求項３】
前記整流器は前記排気筒の長手方向に沿って格子状または同心円状に板を配列してなる請求項１または２に記載された高温排気筒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば発動発電機等の発電プラントで用いられるガスタービン等の燃焼による高温の排気ガスを排出するための高温排気筒に関する。
【背景技術】
【０００２】
発動発電機を使用する施設では、発動発電機が運転された際に発生する高温の排気ガスを一般的に煙突等を含む排気筒を用いて外気に放出・希釈されるようになっている。排気ガスの放出は施設周辺への影響を少なくするため、可能な限り高所にて行われることが多く、そのため、排気筒には細長い管状のものが使用される。
また、排気ガスの温度や排気圧力は発動発電機の種類によって異なり、それぞれに対応する排気筒仕様とする必要がある。現在、主流となりつつある発動発電機では発動機としてガスタービンエンジンを使用するため、従来、主流であったディーゼルエンジンと比較して排気ガスの温度と流速が高く、一例では排気ガス温度が６００℃、排気ガス風速が４０ｍ/ｓに達する。
【０００３】
ガスタービン等の燃焼排気ガスに用いる高温排気筒として、従来は例えば金属製の二重管の間に断熱材を装填した排気筒を縦方向に積層した排気筒ユニットが知られている。断熱材は例えば無機系材料による繊維状または発泡状材料からなっている。この高温排気筒では、断熱材を挟んだ金属製二重管をジョイント部で上下方向に複数連結して排気筒ユニットを形成していた。
【０００４】
また、他の高温排気ガス用煙突では、構造用炭素鋼によって外壁の煙突筒身を形成し、その内面に断熱材を形成していた。しかも、炭素鋼の煙突筒身の外面温度を６０℃〜７０℃以下に抑える必要から断熱材を厚くライニングせざるを得なかった。
これを改善した特許文献１に記載の高温排気ガス用煙突では、煙突筒身の内面の断熱材を第１層と第２層に分離してその間に空間空気流通路を形成し、煙突筒身の下部内面と第１層の断熱材の間に導入用空間を形成して空間空気流通路に連通させていた。そして、煙突筒身の導入用空間から導入された外気が空間空気流通路を流れて煙突の内外壁を冷却できるので、第１層と第２層による断熱材の厚みを薄くして煙突を軽量化できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３５１１２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した従来の高温排気筒や高温排気ガス用煙突では、ジョイント部や煙突の上端開口を通して雨水等が浸入し易く、これによって内部の断熱材が含水した状態になる可能性が高い。発動発電機が連続して常時稼働している場合には、断熱材に浸入した水が排気熱によって即座に蒸発するため二重管や煙突の内部や断熱材に滞留することはない。
【０００７】
しかしながら、発動発電機が間欠運転される場合、例えば非常用発電機等のように非常時と点検時等に間欠的に運転される場合には二重管の高温排気筒や煙突内に浸入した水が断熱材に含浸され易かった。その状態で発動発電機の運転が間欠的に行われると、特にガスタービンエンジンのように高温排気ガスが二重管の高温排気筒や煙突内を通過した場合、急激な温度上昇によって水分が蒸発し、断熱材内部の急激な圧力上昇によって爆発的な破損をもたらす可能性があった。
これに対し、断熱材を排除して単純な金属製の排気筒や煙突を使用した場合には、排気筒や煙突の構造を支える部分が直接排気熱の影響を受けて例えば６００℃前後に温度上昇することで、例えば鋼製等の金属を使用すれば強度が半分程度に落ちてしまい寿命が低下したり、或いは強度低下により破壊するという欠点が生じる。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、断熱材を用いることなく高温の排気ガスの接触を抑えて高強度で長寿命の高温排気筒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】
【０００９】
本発明による高温排気筒は、高温排気ガスを流通させる筒部の先端側に縮径部を形成し後端側に拡径部を形成した排気筒と、排気筒内に設置されていて高温排気ガスと外気を層流として流通させる整流器とを備え、一の排気筒の拡径部に他の排気筒の縮径部を隙間を開けて設置することで複数の排気筒を配列してなり、隙間を通して外気を導入して排気筒内で高温排気ガスとその外側の外気とが層流として流通するようにしたことを特徴とする。
本発明によれば、直列に配列した複数の排気筒内を、例えば発動発電機の発電機等で燃焼した高温の排気ガスが流通し、整流器を通って乱流や拡散流となることなく層流として上方に流れる。その際、下側の排気筒の縮径部を通って上側の排気筒の拡径部を排気ガスが流れると縮径部で絞られて高速になり、ベンチュリー効果によって負圧となった隙間から外気が流入することになる。そして、排気筒内の排気ガス流と外気流とが整流器によって層流として上方に流れるが、外気は排気筒の内面に沿って外周領域を、排気ガスは中央領域をそれぞれ層状として流れる。そのため、排気筒の内面が高温の排気ガスに接触せず低温の外気流に接触しているため、排気筒が高温になることを抑制して高強度を維持できる。
しかも、雨水等は排気筒に浸入したとしても排気筒の内面を伝わって拡径部から外部に排出できる。
【００１０】
また、縮径部は先端側に縮径するテーパ部であり、拡径部は後端側に拡径するスカート部であることが好ましい。
下側の排気筒のテーパ部と対向するスカート部との間に隙間があるため、テーパ部を流れる層流の流速が高速になるとベンチュリー効果によって隙間部分が負圧になって外気が隙間を通して流入し、外気流が排気筒の内面に沿って流れると共に排気ガス流が中央領域に寄せられるため、外周側の外気流と中央側の排気ガス流とが層流となって排気筒内を高速で流れる。そのため、排気筒の内面に高温の排気ガス流が接触して高温になることを防止できる。
【００１１】
また、整流器は排気筒の長手方向に沿って格子状または同心円状に板を配列してなることが好ましい。
整流器を排気筒の長手方向に沿って格子状または同心円状に形成したため、層流となる排気ガス流と外気流とがそれぞれ整流器の格子や同心円の開口に沿ってガイドされて、流れを乱すことなく層流として高速に流れる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明による高温排気筒によれば、直列に配列した複数の排気筒内を高温の排気ガスが流通することで縮径部でより高速になり、しかも一の排気筒の縮径部と他の排気筒の拡径部との隙間から外気を導入させて、整流器によって層流として流通させることができるので、高温の排気ガスが排気筒に接触せず、高温の排気ガスが接触することによる排気筒の強度低下を抑制して長寿命化できる。
そのため、従来の高温排気筒のように断熱材や二重管を使用しないので製造コストを低減できると共に、雨水が浸入しても排気筒の内面に沿って排出されるため、雨水による悪影響を生じないので屋外にも設置できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第一実施形態による高温排気筒ユニットの一部破断斜視図である。
【図２】図１に示す高温排気筒ユニットにおける単体の排気筒を示す一部破断斜視図である。
【図３】図１における高温排気筒ユニットのＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図１における排気筒と整流器を示すＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】第二実施形態による高温排気筒ユニットを示すものであり、（ａ）は高温排気筒ユニットの一部破断斜視図、（ｂ）は単体の排気筒の一部破断斜視図である。
【図６】第三実施形態による高温排気筒ユニットを示すものであり、（ａ）は高温排気筒ユニットの一部破断斜視図、（ｂ）は単体の排気筒の一部破断斜視図である。
【図７】第四実施形態による高温排気筒ユニットを示すものであり、（ａ）は高温排気筒ユニットの一部破断斜視図、（ｂ）は単体の排気筒の一部破断斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態による高温排気筒ユニットについて図１から図７に基づいて説明する。
まず、本発明の第一実施形態による高温排気筒ユニット１について図１から図４により説明する。図１に示す高温排気筒ユニット１は図２に示す排気筒２を複数個（図では３個）上下方向に直列に配置したものである。
この高温排気筒ユニット１は、例えば発動発電機として図示しないガスタービンで燃料を燃焼した後の排気ガスを放出するための煙突である。ガスタービンで燃焼した後の排気ガスは例えば６５０℃〜６００℃程度の高温高圧となって、図示しない水平排気筒から高温排気筒ユニット１に連結されてなる略Ｌ字状の筒体を高速で流通して大気に放出される。
【００１５】
図２に示す単体の排気筒２は、略円筒状の筒部本体３と、その上部に形成されていて先端側に向けて次第に縮径して小径の開口４ａを備えた筒状の円錐台形状のテーパ部４と、筒部本体３の下部に形成されていて基端側(下方側)に向けて次第に拡径して大径の開口５ａを備えた筒状の円錐台形状のスカート部５とが一体形成されている。
テーパ部４は先端側の開口に向けて内径寸法を次第に絞り込んで縮径しているため、排気筒２内を高温の排気ガスが流通するとテーパ部４での流速が高くなる。なお、スカート部５も後端側の開口から先端側に向けて次第に内径寸法を絞り込んでいるため、後端側に設けたスカート部５を流通する排気ガスも流速が向上する。
【００１６】
そして、排気筒２の筒部本体３の内部には内部を流通する排気ガス等の気体を整流させる整流器７が設置されている。この整流器７は、図２及び図３に示すように、長板状の板部７ａが格子状に組み込まれており、上下面に略四角形状の開口部７ｂ、７ｃが多数形成されている。そのため、下方から整流器７に流入する排気ガス等の気体は複数の角筒が並んだ整流器７で整流されて層状となって上方に流出する。整流器７の上下の開口部７ｂ、７ｃは同一面積にするか、板厚を変化させて上側の開口部７ｂの面積を下側より小さくして圧力損失を小さくしている。
なお、排気筒２と整流器７は例えば鋼製等の金属製である。
【００１７】
また、整流器７は筒部本体３の内面に溶接等で固定されている。或いは、下側に設置される排気筒２のテーパ部４の先端の開口４ａに着座させて係止させてもよい。排気筒２内における整流器７の設置位置は任意の位置に設置できる。製造コストを考慮すると、整流器７の外側側面が円筒状の筒部本体３の内側面に当接するように形成することが好ましく、筒部本体３の内面の長手方向のいずれかの面に設置すればよい。本実施形態では、排気筒２内に流入した外気が整流され易いように筒部本体３の下部に設置して固定している。
【００１８】
次に、上述した構成を備えた排気筒２を複数個上下方向に組み立てた高温排気筒ユニット１の組立構造について図１と図４により説明する。図１に示す例では３個の排気筒２を直列に連結しており、これらの排気筒２を便宜的に下側から上側に排気筒２Ａ，２Ｂ，２Ｃというものとする。
高温排気筒ユニット１では、下側に設置した第一の排気筒２Ａのテーパ部４の上に第二の排気筒２Ｂのスカート部５を設置する。しかも、第一の排気筒２Ａと第二の排気筒２Ｂは図４に示すように非接触であり、テーパ部４とスカート部５が全周に亘って所定距離ａの隙間８を開けて配置されている。そのため、図４の断面視でテーパ部４とスカート部５は略平行に設置されており、後述するように、テーパ部４とスカート部５の隙間８を通って外気が排気筒２内に流入する。
なお、隙間８を形成するテーパ部４とスカート部５は互いに略平行である必要はなく、例えばテーパ部４とスカート部５の距離ａは上端側を下方側より小さくしてもよいし、或いは逆にしてもよい。
【００１９】
そして、第二の排気筒２Ｂの上部に第三の排気筒２Ｃを設置する。上記と同様に、上側の第三の排気筒２Ｃのスカート部５と第二の排気筒２Ｂのテーパ部４との間に全周に亘って距離ａの隙間８が形成されている。
各排気筒２Ａ，２Ｂ、２Ｃは互いに非接触であり、これらの各排気筒２Ａ，２Ｂ、２Ｃは図示を省略した外部の躯体や壁面または支柱等に個々に連結されて支持してもよい。或いは、上側の排気筒２のスカート部５と下側の排気筒２のテーパ部４とを隙間８を介してアーム等で周方向に所定間隔に連結してもよい。
なお、第一の排気筒２Ａのスカート部５の下方側には全周に隙間８を開けてガスタービンの水平排気筒の排気出口６が設置され、高温排気筒ユニット１への排気ガスの排出時に外気が流入するようになっている。
【００２０】
本第一実施形態による高温排気筒ユニット１は上述した構成を備えており、次に高温の排気ガスの排出方法について説明する。
まず、発動発電機として図示しないガスタービンで燃料を燃焼した後の高温の排気ガスが図示しない水平排気筒の排気出口６から高温排気筒ユニット１の第一の排気筒２Ａに流入する。すると、第一の排気筒２Ａでは高温の排気ガスが上方に向けて縮径するスカート部５を流れるため流速を増して集合して筒部本体３内に流入する。
しかも、スカート部５で排気ガスの流速を増すことで排気出口６との隙間８から外気が第一の排気筒２Ａ内に流入してその内面に沿って上方に流れる。筒部本体３内では整流器７が設置されているために、外気は筒部本体３の内面に沿って流れ、排気ガスは中央に集中した状態で整流化される。
【００２１】
そして、筒部本体３から次第に縮径するテーパ部４を通過することで外気と排気ガスは流速を増して第二の排気筒２Ｂに流入する。このとき、外気と排気ガスがテーパ部４で高速となるためベンチュリー効果によって負圧になり、第一の排気筒２Ａのテーパ部４と第二の排気筒２Ｂのスカート部５の隙間８の内側も負圧になるため、外気が全周に亘って隙間８を通って第二の排気筒２Ｂ内に流入する。
しかも、流入する外気は排気ガスと比較して低温であり、第二の排気筒２Ｂの内面に沿って流入するため、高温の排気ガスは中央に寄せられる。そして、これらの外気流と排気ガス流は第二の排気筒２Ｂの整流器７を通過することで更に整流化され、リング状の外気流と中央の排気ガス流とで二層の層流となってテーパ部４に流入する。
【００２２】
そして、第二の排気筒２Ｂの縮径されたテーパ部４で更に外気流と排気ガス流の層流が高速化するため、ベンチュリー効果によって負圧になり、第三の排気筒２Ｃのスカート部５との隙間８から外気が流入して整流器７を通過することで二層の層流が更に整流化されてテーパ部４を通って外気に排出される。
【００２３】
このように、高温排気筒ユニット１内を下方から上方に流通する高温の排気ガス流はその外側に常温に近い比較的低温の外気流の層が流れるため、各排気筒２との接触が抑えられて各排気筒２が高温になることを抑制できる。
また、高温排気筒ユニット１内に雨水等が浸入したり結露したりしたとしても、雨水等の水滴は第一、第二、第三の排気筒２Ａ，２Ｂ，２Ｃの内面を伝わってそれぞれ降下し、各スカート部５の内面から外部に排出される。また、各排気筒２に隙間８を覆うスカート部５を設けたため、雨水等が隙間８から内部に侵入することを防止できる。
【００２４】
上述のように本実施形態による高温排気筒ユニット１によれば、第一、第二、第三の排気筒２Ａ，２Ｂ，２Ｃ内を高温の排気ガスが各排気筒２のテーパ部４を通過することで高速化されると共に隙間８から外気を流入できるため、外気流と排気ガス流が層流になり、高温の排気ガス流が各排気筒２の内面に接触しないので、断熱材を用いなくても、各排気筒２の熱による悪影響を低減させて強度が低下することを抑制できる。
しかも、本実施形態による高温排気筒ユニット１は、断熱材や二重管等を使用しないでよいので製造コストを低減できる。
また、高温排気筒ユニット１内に雨水が浸入したり結露したりしたとしても、水分は各排気筒２の内面を伝わってスカート部５から外部環境に排出されるため、高温排気筒ユニット１が間欠使用される場合でも雨水等による悪影響を考慮しなくてもよい。
【００２５】
なお、本発明は上述した第一実施形態による高温排気筒ユニット１に限定されることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で適宜の変更や置換等が可能であり、これらはいずれも本発明に含まれる。以下に、本発明の他の実施形態や変形例等について説明するが、上述した実施形態と同一または同様な部分や部材には同一の符号を用いて説明を省略する。
【００２６】
次に本発明の第二実施形態による高温排気筒ユニット１Ａについて図５により説明する。
本第二実施形態による高温排気筒ユニット１Ａは各排気筒２の構成と組み合わせは第一実施形態と共通にする。本実施形態では、各排気筒２内に設置固定する整流器１０が第一実施形態の整流器７と相違する。
図５（ａ）、（ｂ）において、本実施形態による整流器１０は各排気筒２における筒部本体３の円筒状の内面に沿って円筒形状の整流筒部１１を同心円状に複数枚（図に示す例では４枚）径方向に略等間隔または不等間隔に設置している。なお、中央の整流筒部１１は排気ガス流だけが流れるため比較的内径寸法を大きくしてもよい。
しかも、複数の同心円状の整流筒部１１に対して径方向に延びる連結板９を所定間隔、例えば略９０度間隔で設置して交差させ、連結板９と筒部本体３の内面との当接部と各整流筒部１１との交差部を溶接等で固定している。
【００２７】
本第二実施形態による高温排気筒ユニット１Ａは上述の構成を備えており、ガスタービンが燃焼した後の排気ガスの排出方法について説明する。
図５（ａ）において、ガスタービンで燃料を燃焼した後の高温の排気ガスが高温排気筒ユニット１Ａの第一の排気筒２Ａに流入すると、高温の排気ガスが上方に向けて縮径するスカート部５を流れるため流速を増し、排気出口６との隙間８からは外気が流入し、排気ガスは中央よりに集合して外気はスカート部５の内面に沿って筒部本体３内に流入する。筒部本体３内では整流器１０によって外気と排気ガスが同心円状の層流となって整流化されて上方に流れ、更にテーパ部４によって排気ガス流速が向上する。
【００２８】
第一の排気筒２Ａのテーパ部４から第二の排気筒２Ｂのスカート部５を通過する際、縮径化したテーパ部４を通過することで外気と排気ガスは流速を増すため、テーパ部４とスカート部５の隙間８の領域は負圧になり、外気が隙間８を通って第二の排気筒２Ｂの筒部本体３内に流入し、その内面に沿って走行する。
【００２９】
しかも、筒部本体３の内面に設置された整流器１０は同心円状の複数の整流筒部１１で形成されているために、外気は筒部本体３の内面と最も外側、またはその内側の整流筒部１１に沿ってリング状の層流として流れる。そのため、排気ガス流は筒部本体３内の中央側に寄せられて複数の中央側の整流筒部１１内を上方に流れる。
こうして二層の層流となった外気と排気ガスの流れは第二の排気筒２Ｂのテーパ部４で流速が高速化され、第三の排気筒２Ｃのスカート部５との隙間８から外気が流入して整流器１０を通過することで二層の層流が更に整流化されてテーパ部４を通って外気に排出される。
【００３０】
このように、本第二実施形態による高温排気筒ユニット１Ａでは、各排気筒２の連結部の隙間８と整流器１０によって、下方から上方に流通する高温の排気ガス流とその外側を流れる比較的低温の外気流との二層の層流として流れるため、高温の排気ガス流と各排気筒２の内面との接触が抑えられて各排気筒２が高温になることを抑制できる。
【００３１】
次に本発明の第三実施形態による高温排気筒ユニット１Ｂについて図６により説明する。
本第三実施形態による高温排気筒ユニット１Ｂでは、各排気筒１２は水平断面視で略四角形の筒状とされている。そして、本実施形態による各排気筒１２は、それぞれ略四角形筒状の筒部本体１４とその上部に形成したテーパ部１５と下部に取り付けたスカート部１６とを備えている。また、各排気筒１２の内面に設置する整流器１３も略四角形筒状に形成され、長板状の板部１３ａが格子状に組み込まれている。
【００３２】
本実施形態においても、上下間に隙間８を開けて複数の排気筒１２が連結されており、排気出口６を通して、下方の第一の排気筒１２Ａのスカート部１６から流入する排気ガス流と排気出口６との隙間８から流入する外気流とは整流器１３で整流化され、テーパ部１５と第二の排気筒１２Ｂのスカート部１６との隙間８からベンチュリー効果によって外気を流入させると共に整流器１３で二層の層流とし、第三の排気筒１２Ｃでも同様な二層の層流を高速流として制御し、上部の開口４ａから外気に排出させる。
そのため、本実施形態による高温排気筒ユニット１Ｂにおいても、各排気筒１２の内面に高温の排気ガスが接触するのを抑えて、外気の層流によって各排気筒１２を保護できる。
【００３３】
次に本発明の第四実施形態による高温排気筒ユニット１Ｃについて図７により説明する。
本第四実施形態による高温排気筒ユニット１Ｃでは、図７（ａ）に示すように、各排気筒１８は第三実施形態と同様に略四角形の筒状とされているが、段付き形状であってテーパ部１５とスカート部１６を有していない点で相違する。
即ち、本第四実施形態による各排気筒１８は、図７（ｂ）に示すように、それぞれ略四角形筒状の拡径部をなす筒状拡径部１９と、段差部２０と、筒状拡径部１９より縮径された略四角形筒状の筒状縮径部２１とを備えている。筒状拡径部１９は下部開口を備え、筒状縮径部２１は上部開口を備えている。そして筒状縮径部２１内には、第三実施形態のものと同様な整流器１３が溶接等で設置されている。
【００３４】
本第四実施形態による高温排気筒ユニット１Ｃは、第一の排気筒１８Ａにおける上部の筒状縮径部２１の上に第二の排気筒１８Ｂの筒状拡径部を設置し、第一の排気筒１８Ａの段差部２０と筒状縮径部２１の上側に所定距離ａの隙間８を開けて第二の排気筒１８Ｂの筒状拡径部１９を設置している。第二の排気筒１８Ｂの段差部２０と筒状縮径部２１の上側にも所定距離ａの隙間８を開けて第三の排気筒１８Ｃの筒状拡径部１９を設置している。
【００３５】
本実施形態においても、高温排気筒ユニット１Ｃは、上下間に隙間８を開けて複数（図に示す例では３つ）の排気筒１８が連結されている。下方の排気出口６から第一の排気筒１８Ａの筒状拡径部１９を通って高速で流入する排気ガス流と排気出口６との隙間８から流入する外気流は整流器１３で整流化される。第一の排気筒１８Ａの段差部２０付近で流速を上げなくても、当初の排気ガスの流速が高ければ縮径しなくても気圧が下がり、第一の排気筒１８Ａの筒状縮径部２１と第二の排気筒１８Ｂの筒状縮径部２１及び段差部２０との隙間８から外気を吸引できる。
隙間８を通して流入する外気は第二の排気筒１８Ｂの筒状縮径部２１の内面に沿って流れ、高温の排気ガス流は中央側に寄せられて、整流器１３を通過することで外側の外気流と中央側の排気ガス流との二層の層流として整流化される。
【００３６】
そして、第二の排気筒１８Ｂの筒状縮径部２１を高速で流れる二層の層流に対して排気ガス流が高速であるため、第二の排気筒１８Ｂの筒状縮径部２１と第三の排気筒１８Ｃの筒状拡径部１９及び段差部２０との隙間８の領域からも外気が流入する。
隙間８を通して流入する外気は第三の排気筒１８Ｃの筒状縮径部２１の内面に沿って流れ、高温の排気ガス流は中央側に寄せられて、整流器１３を通過することで外側の外気流と中央側の排気ガス流との二層の層流として整流化され、第三の排気筒１８Ｃから上部開口を通して外気に放出される。
【００３７】
従って、本第四実施形態による高温排気筒ユニット１Ｃにおいても、各排気筒１８の内面に高温の排気ガスが接触するのを抑えて、外気の層流によって各排気筒１８が排気ガスの高温にさらされるのを阻止して保護できる。
しかも、本第四実施形態による高温排気筒ユニット１Ｃでは、各排気筒１８が段差部２０を介して筒状拡径部１９と筒状縮径部２１を連結した簡略化した形状で構成したため、排気ガス流や外気流の絞り込み構成をより簡略化できて製造コストを低廉にできる。
【００３８】
また、第一及び第二の排気筒１８Ａ，１８Ｂでは、隙間８を形成する筒状縮径部２１の内面は層流の外気流によって冷却すると共に外面は隙間８を通って吸い込まれる外気流によって冷却できるので、筒状縮径部２１の内外両面を冷却できる。しかも、筒状拡径部１９は隙間８を挟んで筒状縮径部２１の外側に位置するために、排気ガス流による伝熱を確実に防止できる。
そのため、本第四実施形態による高温排気筒ユニット１Ｃでは、一層各排気筒１８の冷却効果を発揮できるため、高温の排気ガス流による強度低下を更に抑制できる。
【００３９】
なお、本発明における上述した各実施形態において、テーパ部４、筒状縮径部２１は縮径部に含まれ、スカート部５、筒状拡径部１９は拡径部に含まれるものとする。また、筒部本体３、１４、段差部２０等は筒部に含まれる。
また、上述した各実施形態では、テーパ部４、１５とスカート部５、１６との間の隙間８、筒状縮径部２１と筒状拡径部１９との間の隙間８はそれぞれ全周に亘って形成されていて外気を流入可能であるが、全周から外気を流入させなくてもよい。例えば、テーパ部４、１５とスカート部５、１６の間や筒状縮径部２１と筒状拡径部１９との間の隙間８にアーム部を設けて連結したりして、部分的に隙間８を遮蔽していてもよい。
また、上述した各実施形態による高温排気筒ユニット１、１Ａ、１Ｂ，１Ｃは本発明による高温排気筒に含まれるものとする。しかも、本発明による高温排気筒は高温の排気ガスを排出するための煙突も含むものとする。
【符号の説明】
【００４０】
１、１Ａ、１Ｂ，１Ｃ  高温排気筒ユニット
２、１２、１８  排気筒
２Ａ、１２Ａ，１８Ａ  第一の排気筒
２Ｂ、１２Ｂ，１８Ｂ  第二の排気筒
２Ｃ、１２Ｃ，１８Ｃ  第三の排気筒
３  筒部本体
４  テーパ部
５  スカート部
７、１０、１３  整流器
７ｂ、７ｃ  開口部
８  隙間
１９  筒状拡径部
２０  段差部
２１  筒状縮径部
【図１】
2017040437.tif 000003
【図２】
2017040437.tif 000004
【図３】
2017040437.tif 000005
【図４】
2017040437.tif 000006
【図５】
2017040437.tif 000007
【図６】
2017040437.tif 000008
【図７】
2017040437.tif 000009