节能器及混合锅炉的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种能够抑制应力集中的产生的节能器。节能器具备：容器、配置于容器的水室且流动有排气的烟管及在与容器之间形成流路的外壳。容器具备：支承烟管的支承板、对流路供给排气的供给口、排出流路的排气的排出口、能够开闭供给口的第1开闭机构、及能够开闭排出口的第2开闭机构。在正常状态下，关闭供给口，关闭排出口。在异常状态下，通过第1开闭机构打开供给口，通过第2开闭机构打开排出口，该异常状态为：在水室中，在烟管周围不存在水的状态下，排气流入烟管。
【专利说明】
节能器及混合锅炉
技术领域
[0001 ]本发明涉及节能器及混合锅炉。
【背景技术】
[0002]作为锅炉，已知如专利文献I及专利文献2公开的具备流动有水的水管的水管锅炉和具备流动有燃烧气体的烟管的烟管锅炉。另外，作为锅炉，已知如专利文献3公开的使烟管节能器与烟管锅炉一体化的烟管式混合锅炉。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献I:日本特开2008-275247号公报
[0006]专利文献2:日本特开2005-147648号公报
[0007]专利文献3:特开平09-329301号公报
[0008]发明所要解决的课题
[0009]在烟管节能器或烟管式混合锅炉中，烟管支承于称为上管板的支承板。由于异常现象的发生，当排气以在烟管的周围不存在水的状态流入烟管时，成为所谓的空烧状态，烟管的温度上升，但包含支承板的容器的温度不上升，因此烟管与容器产生温度差，产生热伸长差。其结果，在支承烟管的支承板的至少一部分产生应力集中，有支承板破损的可能性。
【发明内容】
[0010]本发明的方式的目的在于提供一种能够抑制应力集中的产生的节能器及混合锅炉。
[0011]用于解决课题的手段
[0012]根据本发明的第I的方式，提供一种节能器，其特征在于，具备:容器，该容器具备被供给有水的水室;烟管，该烟管配置于所述水室且流动有排气;及外壳，该外壳具备经由间隙而与所述容器的外表面相对的内表面，该外壳在与所述容器之间形成流路，所述容器具备:支承板，该支承板支承所述烟管;供给口，该供给口对所述流路供给所述排气；排出口，该排出口排出所述流路的所述排气；第I开闭机构，该第I开闭机构能够开闭所述供给口；及第2开闭机构，该第2开闭机构能够开闭所述排出口，在正常状态下，通过所述第I开闭机构关闭所述供给口，通过所述第2开闭机构关闭所述排出口，在异常状态下，通过所述第I开闭机构打开所述供给口，通过所述第2开闭机构打开所述排出口，所述异常状态为:所述水室中，在所述烟管的周围不存在水的状态下，所述排气流入所述烟管。
[0013]根据本发明的第I方式，在包含空烧状态的异常状态下，排气在设置于容器的周围的流路流动，因此抑制烟管与包含支承板的容器的温度差。因此，抑制在支承板产生应力集中。
[0014]在本发明的第I方式中，优选的是，所述容器具备:与所述烟管的流入口连结且被供给来自主内燃机的所述排气的入口烟室;及与所述烟管的流出口连结的出口烟室，所述入口烟室的所述排气的至少一部分经由所述供给口供给至所述流路，所述流路的所述排气的至少一部分经由所述排出口排出到所述出口烟室。
[0015]由此，分别对烟管及流路供给入口烟室的排气。另外，烟管的排气及流路的排气从出口烟室排出。
[0016]在本发明的第I方式中，优选的是，具备温度监视系统，该温度监视系统监视所述容器的温度及从所述烟管流出的所述排气的温度，所述温度监视系统基于所监视的温度数据来判定是否为所述异常状态。
[0017]由此，基于温度数据，识别是否发生了异常状态。
[0018]在本发明的第I方式中，优选的是，所述温度监视系统在判断为从所述烟管流出的所述排气的温度比所述容器的温度高时，判定为所述异常状态。
[0019]由此，可靠地判定是否发生了异常状态。
[0020]在本发明的第I方式中，优选的是，所述温度监视系统监视所述容器的多个部位各自的温度，在判断为所述多个部位间的温度的差的最大值在第I阈值以上时，输出对所述第I开闭机构及所述第2开闭机构的至少一方进行的指令。
[0021]由此，抑制在连接于容器的支承板产生温度分布(温度不均匀)，抑制支承板的扭曲变形。
[0022]在本发明的第I方式中，优选的是，所述支承板包含:连接于所述容器的侧板且支承所述烟管的上端部的上管板;及连接于所述容器的侧板且支承所述烟管的下端部的下管板，所述温度监视系统监视所述侧板中的高度与所述上管板相同的部位的温度。
[0023]由此，能够把握支承板的温度分布。
[0024]在本发明的第I方式中，优选的是，具备监视所述容器的伸长量、所述烟管的伸长量的伸长量监视系统，所述伸长量监视系统基于所监视的伸长量数据来判定是否为所述异常状态。
[0025]由此，基于伸长量数据，识别是否发生了异常状态。
[0026]在本发明的第I方式中，优选的是，所述伸长量监视系统基于流入所述烟管的所述排气的温度与从所述烟管流出的所述排气的温度，算出所述烟管的伸长量，在判断为所述容器的伸长量与所述烟管的伸长量的差在规定值以上时，判定为所述异常状态。
[0027]由此，可靠地判定是否发生了异常状态。
[0028]在本发明的第I方式中，优选的是，所述伸长量监视系统监视所述容器的多个部位各自的伸长量，在判断为所述多个部位间的伸长量的差的最大值在第2阈值以上时，输出对所述第I开闭机构及所述第2开闭机构的至少一方进行调整的指令。
[0029]由此，抑制在连接于容器的支承板产生伸长量分布(伸长量不均匀)，抑制支承板的扭曲变形。
[0030]在本发明的第I方式中，优选的是，所述支承板包含:连接于所述容器的侧板且支承所述烟管的上端部的上管板;及连接于所述容器的侧板且支承所述烟管的下端部的下管板，所述伸长量监视系统监视所述侧板中的高度与所述上管板相同的部位的伸长量。
[0031 ]由此，能够把握支承板的伸长量分布。
[0032]在本发明的第I方式中，优选的是，所述容器具备配置于中心轴的周围的侧板，所述供给口及所述排出口在与所述中心轴正交的面内，相对于通过所述中心轴的假想线线对称地配置。
[0033]由此，流入流路的排气能够在流路中均匀地流动。因此，抑制在容器产生温度分布。
[0034]在本发明的第I方式中，优选的是，所述容器具备配置于中心轴的周围的侧板，所述供给口及所述排出口在所述中心轴的周围等间隔地配置多个。
[0035]由此，流入流路的排气能够在流路中均匀地流动。因此，抑制在容器产生温度分布。
[0036]在本发明的第I方式中，优选的是，具备引导部件，该引导部件配置于所述容器的外表面及所述外壳的内表面的至少一方，且在所述流路引导所述排气。
[0037]由此，流入流路的排气能够在流路中均匀地流动。因此，抑制在容器产生温度分布。
[0038]在本发明的第I方式中，优选的是，还具备烟管，该烟管配置于所述水室，且流动有在火炉产生的燃烧气体。
[0039]由此，能够使节能器具有锅炉功能。
[0040]根据本发明的第2方式，提供一种混合锅炉，其特征在于，具备:容器，该容器具备被供给有水的水室;第I烟管，该第I烟管配置于所述水室且流动有来自主内燃机的排气;第2烟管，该第2烟管配置于所述水室且流动有来自火炉的燃烧气体;及外壳，该外壳具备经由间隙而与所述容器的外表面的至少一部分相对的内表面，该外壳在与所述容器之间形成流路，所述容器具备:支承板，该支承板支承所述第I烟管;供给口，该供给口对所述流路供给排气;排出口，该排出口排出所述流路的排气;第I开闭机构，该第I开闭机构能够开闭所述供给口 ；及第2开闭机构，该第2开闭机构能够开闭所述排出口，在正常状态下，通过所述第I开闭机构关闭所述供给口，通过所述第2开闭机构关闭所述排出口，在异常状态下，通过所述第I开闭机构打开所述供给口，通过所述第2开闭机构打开所述排出口，所述异常状态为:所述水室中在所述第I烟管的周围不存在水的状态下，所述排气流入所述第I烟管。
[0041]根据本发明的第2的方式，在包含空烧状态的异常状态下，排气在设置于容器的周围的流路流动，因此抑制第I烟管与包含支承板的容器的温度差。因此，抑制在支承板产生应力集中。
[0042]在本发明的第2的方式中，优选的是，在所述异常状态下，停止所述火炉中所述燃烧气体的产生。
[0043]由此，抑制第I烟管及第2烟管的温度上升。
[0044]发明效果
[0045]根据本发明的方式，提供一种能够抑制应力集中的产生的节能器及混合锅炉。
【附图说明】
[0046]图1是表示第I实施方式的节能器的一例的侧剖视图。
[0047]图2是表不图1的一部分的剖视图。
[0048]图3是表示第I实施方式的节能器的一例的剖视图。
[0049]图4是不意性地表不第I实施方式的开闭机构的一例的图。
[0050]图5是表示第I实施方式的节能器的一例的侧剖视图。[0051 ]图6是示意性地表示开闭机构的变形例的图。
[0052]图7是示意性地表示开闭机构的变形例的图。
[0053]图8是示意性地表示开闭机构的变形例的图。
[0054]图9是表示第2实施方式的节能器的一例的侧剖视图。
[0055]图10是表示第2实施方式的节能器的一例的剖视图。
[0056]图11是表示第2实施方式的温度监视系统的一例的方框图。
[0057]图12是表示第2实施方式的节能器的使用方法的一例的流程图。
[0058]图13是表示第2实施方式的节能器的使用方法的一例的图。
[0059]图14是表示第2实施方式的节能器的使用方法的一例的图。
[0060]图15是表示第2实施方式的节能器的使用方法的一例的图。
[0061]图16是表示第3实施方式的伸长量监视系统的一例的方框图
[0062]图17是表示第3实施方式的节能器的使用方法的一例的流程图。
[0063]图18是表示第4实施方式的节能器的一例的侧剖视图。
[0064]图19是表示第5实施方式的混合锅炉的一例的侧剖视图。
[0065]符号说明
[0066]IA节能器
[0067]IB节能器
[0068]IC节能器
[0069]2 水室
[0070]3 容器
[0071]3S外表面
[0072]3T 内表面
[0073]4 烟管
[0074]5 外壳
[0075]5S外表面
[0076]5T 内表面
[0077]6 流路
[0078]7 供给口
[0079]8 排出口
[0080]9 第I开闭机构[0081 ]10第2开闭机构
[0082]11 入口烟室
[0083]12 出口烟室
[0084]13 入口
[0085]14 出口
[0086]15 闭塞部件
[0087]16连接部件
[0088]17把手部件
[0089]18引导部
[0090]19连接板
[0091]20闭塞部件
[0092]21铰链机构
[0093]22闭塞部件
[0094]23引导部
[0095]31上管板
[0096]32下管板
[0097]33侧板
[0098]41流入口
[0099]42流出口
[0100]50温度监视系统
[0101]51容器温度传感器
[0102]52入口温度传感器
[0103]53出口温度传感器
[0104]54控制装置
[0105]55警报装置
[0106]56显示装置[0?07]60伸长量监视系统
[0108]61容器伸长量传感器
[0109]70引导部件
[0110]90火炉
[0111]91燃烧室
[0112]92燃烧器
[0113]100混合锅炉
[0114]400烟管
[0115]AX中心轴
[0116]Ga排气
[0117]Gb燃烧气体
[0118]LI假想线
[0119]L2假想线
[0120]W水
【具体实施方式】
[0121]以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明，但本发明不限定于此。在以下说明的各实施方式的结构要素能够进行适当组合。另外，也有不使用一部分的结构要素的情况。
[0122]在以下的说明中，适当地设定XYZ正交坐标系，参照该XYZ正交坐标系来对各部的位置关系进行说明。将水平面内的规定方向设为X轴方向，将水平面内与X轴方向正交的方向设为Y轴方向，将分别与X轴方向及Y轴方向正交的方向设为Z轴方向。Z轴为铅直方向。另夕卜，将以X轴、Y轴及Z轴为中心旋转(倾斜方向)分别设为ΘΧ、ΘΥ及ΘΖ方向。
[0123]〈第丨实施方式>
[0124]对第I实施方式进行说明。图1是表示本实施方式的节能器IA的一例的侧剖视图。节能器IA利用来自如柴油发动机那样的主内燃机的排气Ga来产生蒸气。在本实施方式中，节能器IA是使排气Ga流动的烟管4与水W接触而加热水W的烟管节能器。通过由烟管4加热水W，从而产生蒸气。
[0125]如图1所示，节能器IA具备:容器3，该容器3具有被供给有水W的水室2;烟管4，该烟管4配置于容器3的水室2，使来自主内燃机的排气Ga流动;及外壳5，该外壳5在与容器3之间形成流路6。
[0126]容器3为耐压容器。容器3具备:圆筒状的侧板33、连接于容器3的侧板33且支承烟管4的上端部的上管板31及连接于容器3的侧板33且支承烟管4的下端部的下管板32。在容器3形成有:与烟管4的流入口 41连接并供给来自主内燃机的排气Ga的入口烟室11;与烟管4的流出口 42连接的出口烟室12。
[0127]侦贩33具备:对流路6供给排气Ga的供给口7;排出流路6的排气Ga的排出口 8;能够使供给口 7开闭的第I开闭机构9;及能够使排出口 8开闭的第2开闭机构10。另外，侧板33具备面对水室2的内表面3T和朝向内表面3T的相反方向且面对流路6的外表面3S。
[0128]供给口7能够对流路6供给排气Ga。供给口7是形成于侧板33的下部的开口。供给口7形成为连结入口烟室11与流路6。入口烟室11的排气Ga的至少一部分经由供给口 7供给至流路6。
[0129]排出口8能够排出流路6的排气Ga。排出口8是形成于侧板33的上部的开口。排出口8形成为连结出口烟室12与流路6。流路6的排气Ga的至少一部分经由排出口 8排出到出口烟室12。
[0130]第I开闭机构9能够开闭供给口7。在通过第I开闭机构9打开供给口 7时，入口烟室11的排气Ga的至少一部分能够流入流路6。在通过第I开闭机构9关闭供给口 7时，入口烟室11的排气Ga无法流入流路6。
[0131]第2开闭机构10能够开闭排出口 8。在通过第2开闭机构10打开排出口 8时，流路6的排气Ga的至少一部分能够流出到出口烟室12。在通过第2开闭机构1关闭排出口 8时，流路6的排气Ga无法流出到出口烟室12。
[0132]上管板31由圆盘状的板材构成。连接上管板31的外缘与侧板33。另外，上管板31具备配置烟管4的开口。通过在上管板31的开口配置烟管4的上端部，从而烟管4支承于上管板31ο
[0133]下管板32由圆盘状的板材构成。连接下管板32的外缘与侧板33。另外，下管板32具备配置烟管4的开口。通过在下管板32的开口配置烟管4的下端部，从而烟管4支承于下管板32ο
[0134]在水室2配置有多个烟管4。上管板31及下管板32分别具备多个支承烟管4的开口。烟管4为直管。烟管4以使烟管4的中心轴与Z轴平行的方式支承于上管板31及下管板32。上管板31及下管板32以使烟管4直立的状态支承。
[0135]烟管4具备使来自主内燃机的排气Ga流入的流入口41与使排气Ga流出的流出口42。流入口 41包含形成于烟管4的下端部的开口。流入口 41朝向下方。流出口 42包含形成于烟管4的上端部的开口。流出口 42朝向上方。
[0136]外壳5配置于容器3的周围。外壳5具备面对流路6的内表面5T与朝向内表面5T的相反方向的外表面5S。容器3的外表面3S与外壳5的内表面5T经由间隙相对。外壳5为筒状。夕卜壳5的上端部固定于容器3的至少一部分。外壳5的下端部固定于容器3的至少一部分。
[0137]外壳5具备使来自主内燃机的排气Ga进入的入口13与使排气Ga排出的出口 14。来自主内燃机的排气Ga经由入口 13供给至入口烟室11。供给至入口烟室11的排气Ga分别供给至多个烟管4。入口烟室11的排气Ga从流入口 41流入烟管4的流路。在烟管4的流路流动的排气Ga从流出口 42排出，并供给至出口烟室12。供给至出口烟室12的排气Ga从出口 14排出。
[0138]图2是放大了烟管4的上端部的剖视图。如图2所示，烟管4设置为贯通上管板31。烟管4与上管板31被焊接。
[0139]同样地，烟管4与下管板32被焊接。
[0140]图3是示意性地表示本实施方式的表示节能器IA的一例的与XY平面平行的截面的图。如图3所示，容器3具有中心轴AX。中心轴AX与Z轴平行。容器3的侧板33配置于中心轴AX的周围。在与中心轴AX正交的XY平面内，侧板33的外形实际上是圆形。
[0141]外壳5配置于中心轴AX及容器3的周围。在与中心轴AX正交的XY平面内，外壳5的外形实际上是圆形。在XY平面内，容器3的中心及外壳5的中心与中心轴AX—致。
[0142]供给口7及排出口 8在中心轴AX的周围等间隔地配置多个。另外，在与中心轴AX正交的XY平面内，供给口7及排出口8相对于通过中心轴AX的假想线LI及假想线L2而线对称地配置。假想线LI与X轴平行。假想线L2与Y轴平行。在本实施方式中，分别配置有四个供给口7及排出口 8。
[0143]图4是示意性地表示第I开闭机构9的一例的俯视图。如图4所示，具备能够闭塞供给口7的闭塞部件22与将闭塞部件22向相对于中心轴AX的放射方向引导的引导部23。在图4所示的例中，设置有连接容器3的外表面3S与外壳5的内表面5T的连接板19。供给口7是设置于连接板19的一部分的开口。闭塞部件22相对于中心轴AX的放射方向而向外侧移动，从而打开供给口 7。闭塞部件22相对于中心轴AX的放射方向而向内侧移动，从而关闭供给口 7。
[0144]开闭排出口8的第2开闭机构10为与第I开闭机构9相同的结构。省略关于第2开闭机构1的说明。
[0145]图5是用于对本实施方式的节能器IA的使用方法的一例进行说明的图。图5是表示异常状态时的节能器IA的一例的侧剖视图。在本实施方式中，节能器IA的异常状态包含所谓空烧状态，空烧状态是指，在水室2中在烟管4的周围不存在水W的状态下，排气Ga流入烟管4。另一方面，节能器IA的正常状态包含在水室2中在烟管4的周围存在水W的状态。
[0146]另外，包含空烧状态的异常状态产生的原因，例如考虑有如下情况等:因烟管4的破损而使水室2的水W侵入烟管4而导致水室2的水W消失;容器3的至少一部分破损而使水室2的水W漏出并消失；以及因水室2的供水系统的故障导致不对水室2供给水W等。
[0147]在节能器IA的正常状态下，如图1所示，通过第I开闭机构9关闭供给口7，通过第2开闭机构10关闭排出口8。即，在正常状态下，来自主内燃机的排气Ga不供给至流路6。
[0148]节能器IA在异常状态下，如图5所示，通过第I开闭机构9打开供给口 7，通过第2开闭机构10打开排出口 8。即，在异常状态下，来自主内燃机的排气Ga的至少一部分供给至流路6 0
[0149]在异常状态下，从供给口7对形成于容器3的外表面3S与外壳5的内表面5T之间的流路6供给排气Ga，流路6的排气Ga从排出口8排出，该外壳5的内表面5T经由间隙与该容器3的外表面3S相对。
[0150]如图5所示，来自主内燃机的排气Ga经由入口13供给至入口烟室11。入口烟室11的排气Ga的至少一部分经由供给口 7流入流路6。流入流路6的排气Ga—边与容器3的外表面3S接触，一边在流路6流动。在流路6流动的排气Ga从排出口 8排出，并流入出口烟室12。出口烟室12的排气Ga从出口 14排出。
[0151]另外，如图5所示，入口烟室11的排气Ga的至少一部分经由流入口41流入烟管4的流路。流入烟管4的流路的排气Ga—边与烟管4的内表面接触，一边在烟管4的流路流动。在烟管4的流路流动的排气Ga从流出口42排出，并流入出口烟室12。出口烟室12的排气Ga从出口 14排出。
[0152]当产生空烧状态这样的异常状态时，烟管4的温度上升，但包含上管板31的容器3的温度不上升，因此烟管4与上管板31产生温度差，产生热伸长差。其结果，支承烟管4的上管板31的至少一部分产生应力集中，有上管板31破损的可能性。
[0153]在本实施方式中，在产生异常状态的情况下，打开供给口7，对容器3的周围供给排气Ga。由此，容器3被排气Ga加热。通过容器3被加热，与容器3连接的上管板31也被加热。另外，也对烟管4供给排气Ga，烟管4也被排气Ga加热。即，容器3、上管板31及烟管4各自被来自主内燃机的排气Ga加热。因此，烟管4与上管板31的温度差得到抑制。因此，烟管4与上管板31的热变形量差(伸长量差)得到抑制，在支承烟管4的上管板31产生应力集中得到抑制。
[0154]对节能器IA连续供给来自主内燃机的排气Ga。因此，即使发生如空烧状态这样的异常状态，难以停止从主内燃机对节能器IA供给排气Ga的可能性也较高。在本实施方式中，在发生异常状态时，允许从主内燃机对节能器IA的排气Ga的供给，通过将从主内燃机供给的排气Ga的至少一部分供给至流路6，从而能够抑制上管板31的应力集中。
[0155]如以上所说明的，根据本实施方式，在异常状态下，打开供给口7及排出口8，能够使排气Ga在流路6流通。由此，容器3、上管板31与烟管4的温度差得到抑制。因此，可抑制上管板31的应力集中的发生，防止上管板31的破损。
[0156]另外，在正常状态下，在关闭供给口7及排出口 8的状态下，节能器IA能够正常运转。在正常状态下，关闭供给口 7及排出口8，流路6被封闭。滞留于流路6的内部的空气能够作为保温层(隔热层)发挥功能。因此，能够降低保温材料(隔热材料)的使用量。
[0157](第I开闭机构的变形例I)
[0158]另外，第I开闭机构9也可以为图6所示的方式。在图6中，第I开闭机构9具备能够闭塞供给口 7的闭塞部件15及经由连接部件16与闭塞部件15连接的把手部件17。把手部件17配置于外壳5的外侧。把手部件17通过设置于外壳5的引导部18，在Z轴方向上被引导。作业者能够握住把手部件17在Z轴方向上移动把手部件17。把手部件17在Z轴方向上移动，从而在Z轴方向移动闭塞部件15。闭塞部件15向+Z方向(上方向)移动，从而打开供给口7。闭塞部件15向-Z方向(下方向)移动，从而关闭供给口 7。
[0159](第I开闭机构的变形例2)
[0160]另外，第I开闭机构9也可以为图7及图8所示的方式。图7是变形例2的第I开闭机构9的俯视图，图8为侧剖视图。在连接容器3的外表面3S与外壳5的内表面5T的连接板19设置有供给口 7。第I开闭机构9具备能够闭塞供给口 7的闭塞部件20与设置于外壳5且能够旋转地支承闭塞部件20的铰链机构21。闭塞部件20的顶端部向+Z方向移动以使闭塞部件20旋转，从而打开供给口 7。闭塞部件20的顶端部向一 Z方向移动以使闭塞部件20旋转，从而关闭供给口 7。
[0161]另外，开闭排出口8的第2开闭机构10也可以具备与参照图6至图8来进行说明的第I开闭机构9相同的结构。
[0162]<第2实施方式>
[0163]对第2实施方式进行说明。图9是表示本实施方式的节能器IB的一例的侧剖视图。图10是表示本实施方式的节能器IB的一例的剖视图。
[0164]节能器IB具备温度监视系统，该温度监视系统监视容器3的温度、流入烟管4的排气Ga的温度及从烟管4流出的排气Ga的温度。温度监视系统具备:检测容器3的温度的容器温度传感器51、检测流入烟管4的排气Ga的温度的入口温度传感器52及检测从烟管4流出的排气Ga的温度的出口温度传感器53。
[0165]容器温度传感器51连接于容器3。如图9所示，容器温度传感器51配置于侧板33的高度与上管板31相同的部位。温度监视系统监视侧板33的高度与上管板31相同的部位的温度。
[0166]另外，容器温度传感器51配置于容器3的多个部位。温度监视系统监视容器3的多个部位的各自的温度。
[0167]在本实施方式中，如图10所示，容器温度传感器51在中心轴AX的周围等间隔地配置有多个。例如配置四个容器温度传感器51。
[0168]入口温度传感器52配置于入口烟室11。入口温度传感器52通过检测入口烟室11的排气Ga的温度，从而检测流入烟管4的排气Ga的温度。
[0169]出口温度传感器53配置于出口烟室12。出口温度传感器53通过检测出口烟室12的排气Ga的温度，从而检测从烟管4流出的排气Ga的温度。
[0170]图11是表示本实施方式的温度监视系统50的一例的方框图。如图11所示，温度监视系统50具备:包含计算机系统的控制装置54、容器温度传感器51、入口温度传感器52、出口温度传感器53、警报装置55及显示装置56。将容器温度传感器51的检测结果、入口温度传感器52的检测结果及出口温度传感器53的检测结果输出到控制装置54。
[0171]温度监视系统50基于所监视的温度数据，判定是否为异常状态。温度监视系统50至少基于容器3的温度及从烟管4流出的排气Ga的温度来判定是否为异常状态。控制装置54至少基于容器温度传感器51的检测结果及出口温度传感器53的检测结果来判定是否为异常状态。
[0172]警报装置55能够对作业者发出警报。警报包含警笛声、灯的闪烁发光等。在判定为异常状态时，控制装置54使警报装置55动作。通过警报装置55，作业者能够识别为异常状
??τ O
[0173]显示装置56显示温度监视系统50的监视结果。另外，显示装置56输出对第I开闭机构9及第2开闭机构10的至少一方进行调整的指令。通过显示装置56，作业者能够基于显示装置56的显示结果，调整第I开闭机构9及第2开闭机构10的至少一方。
[0174]接着，参照图12对本实施方式的节能器IB的使用方法的一例进行说明。图12是表示本实施方式的节能器IB的使用方法的一例的流程图。图13、图14及图15是用于对本实施方式的节能器IB的使用方法的一例进行说明的图。
[0175]在以下的说明中，配置有η个容器温度传感器51，监视容器3的η个部位各自的温度tl?tn。将容器3的温度tl?tn称为容器温度tl?tn。另外，将通过入口温度传感器52检测的、流入烟管4的排气Ga的温度称为入口温度Ta，将通过出口温度传感器53检测的、从烟管4流出的排气Ga的温度称为出口温度Tb。
[0176]温度监视系统50监视作为流入烟管4的排气Ga的温度的入口温度Ta、作为从烟管4流出的排气Ga的温度的出口温度Tb及作为容器3的温度的容器温度tl?tn(步骤SAl)。
[0177]将入口温度传感器52的检测结果、出口温度传感器53的检测结果及容器温度传感器51的检测结果输出到控制装置54。控制装置54判定出口温度Tb是否比容器温度tl?tn高(步骤SA2)。
[0178]温度监视系统50的控制装置54在判断为从烟管4流出的排气Ga的温度Tb在容器3的温度tl?tn以下时(步骤SA2:否)，判定为正常状态。控制装置54继续温度监视。在正常状态下，关闭供给口 7及排出口 8。
[0179]温度监视系统50的控制装置54在判断为从烟管4流出的排气Ga的温度Tb比容器3的温度11?tn高时(步骤SA2:是)，判定为异常状态。控制装置54使警报装置55动作，对作业者通报发生了异常状态(步骤SA3)。
[0180]作业者在识别为异常状态后，对第I开闭机构9及第2开闭机构10进行操作，打开供给口 7及排出口 8 (步骤SA4)。
[0181]另外，控制装置54判定容器3的多个部位间的温度tl?tn的差的最大值是否在第I阈值以上(步骤SA5)。
[0182]控制装置54在判断为容器3的多个部位间的温度tl?tn的差的最大值小于第I阈值时(步骤SA5:否)，结束处理。
[0183]控制装置54在判断为容器3的多个部位间的温度tl?tn的差的最大值在第I阈值以上时(步骤SA5:是)，在显示装置56显示监视结果，且输出(显示)对第I开闭机构9及第2开闭机构10的至少一方进行调整的指令(步骤SA6)。
[0184]控制装置54以容器温度11?tn为均匀的方式，运算多个供给口7各自的开口度，或多个排出口 8各自的开口度，将该运算结果输出到显示装置56。作业者基于显示于显示装置56的运算结果，以容器温度tl?tn为均匀的方式，对多个第I开闭机构9中的至少一个的第I开闭机构9，或多个第2开闭机构10中的至少一个第2开闭机构10进行操作，调整多个供给口7各自的开口度，或多个排出口 8各自的开口度(步骤SA7)。
[0185]图13是表示正常状态下的温度监视系统50的监视结果的一例的图。在图13中，横轴表示设置有容器温度传感器51的部位(位置)。纵轴表示温度。在图13所示的例中，表示了容器温度传感器51设置于容器3的四个部位的例。四个部位的容器温度为tl、t2、t3、t4。
[0186]如图13所示，在正常状态下，出口温度Tb在容器温度tl?t4以下。在烟管4流动的排气Ga与烟管4的周围的水W进行热交换，因此出口温度Tb变低。另外，在正常状态下，入口温度Ta为恒定，比出口温度Tb高。容器温度11?t4比入口温度Ta低。
[0187]图14是表示异常状态下的温度监视系统50的监视结果的一例的图。在图14中，横轴表示设置有容器温度传感器51的部位(位置)。纵轴表示温度。在包含空烧状态的异常状态下，在烟管4的周围不存在水W，通过在烟管4流动的排气Ga，使烟管4的温度过度上升。通过烟管4的过度的温度上升，使出口温度Tb也上升。即使发生异常状态，在不对流路6供给排气Ga的状态下，容器温度11?t4也不会上升。因此，如图14所示，在异常状态下，出口温度Tb比容器温度tl?tn高。
[0188]因此，如步骤SA2中说明的那样，控制装置54在判断为出口温度Tb在容器温度11?tn以下时，判定为正常状态。控制装置54在判断为出口温度Tb比容器温度tl?tn高时，判定为异常状态。
[0189]图15是表示判定为异常状态、自对流路6供给排气Ga起经过规定时间后的温度监视系统50的监视结果的一例的图。在图15中，横轴表示设置有容器温度传感器51的部位(位置)。纵轴表示温度。判定为异常状态的话，打开供给口7及排出口8(步骤SA4)。由此，排气Ga流入流路6。排气Ga在流路6流动，从而使上管板31及容器3的温度上升。由此，如图15所示，容器温度11?tn上升，变得比出口温度Tb高。
[0190]由于流路6中的排气Ga的流动状态，有容器温度tl?t4变得不均匀的情况。在容器温度tl?t4不均匀的情况下，在上管板31产生温度分布，因该温度分布，有导致上管板31扭曲变形的可能性。因此，优选的是，容器温度tl?t4为均匀。例如，优选的是，如图13及图15所示，使容器温度tl?t4在预定的规定范围BA内。
[0191 ]在本实施方式中，如步骤SA5中说明的那样，打开供给口 7及排出口 8，使排气Ga在流路6流动后，判定容器温度tl?t4是否均匀。在本实施方式中，在判断为多个容器温度tl?t4的差的最大值小于预定的第I阈值的情况下，判定为容器温度tl?t4为均勾。在判断为多个容器温度tl?t4的差的最大值在预定的第I阈值以上的情况下，判定为容器温度tl?t4为不均勾。
[0192]在本实施方式中，作为用于使不均匀的容器温度tl?t4均匀的处理，实施调整多个供给口 7各自的开口度、或多个排出口 8各自的开口度的处理。例如，在容器温度t4较低的情况下，实施如下处理:使多个供给口 7中的最靠近设置有检测了该容器温度t4的容器温度传感器51的位置的供给口 7的开口度变大。或者，在容器温度t4较低的情况下，实施如下处理:使多个排出口 8中的最靠近设置有检测了该容器温度t4的容器温度传感器51的位置的排出口 8的开口度变小。
[0193]控制装置54基于容器温度tl?t4的分布，输出用于使不均匀的容器温度tl?t4为均匀的指令。例如，控制装置54在判断为容器温度t4较低的情况下，在显示装置56显示如下指令(步骤SA6):应以多个供给口 7中的最靠近设置有检测了该容器温度t4的容器温度传感器51的位置的供给口 7的开口度变大的方式调整第I开闭机构9的指令。或者，控制装置54在判断为容器温度t4较低的情况下，在显示装置56显示如下指令(步骤SA6):应以多个排出口8中的最靠近设置有检测了该容器温度t4的容器温度传感器51的位置的排出口 8的开口度变大的方式调整第2开闭机构10的指令(步骤SA6)。
[0194]作业者依照控制装置54的指令，对第I开闭机构9及第2开闭机构10的至少一方进行操作(步骤SA7)，从而能够使容器温度tl?t4均匀，抑制上管板31的扭曲变形。
[0195]如以上说明的那样，根据本实施方式，能够可靠地判定是否发生了异常状态。另夕卜，在发生异常状态而对流路6供给排气Ga后，判定容器温度tl?tn是否均匀，在判定为不均匀的情况下，输出用于使容器温度tl?tn均匀的指令。由此，抑制上管板31产生扭曲变形。
[0196]<第3实施方式〉
[0197]对第3实施方式进行说明。图16是表示本实施方式的伸长量监视系统60的一例的功能方框图。伸长量监视系统60监视容器3的伸长量、烟管4的伸长量。伸长量监视系统60基于所监视的伸长量数据，判定是否为异常状态。
[0198]如图16所示，伸长量监视系统60具备控制装置54、容器伸长量传感器61、入口温度传感器52、出口温度传感器53、警报装置55及显示装置56。容器伸长量传感器61包含应变片，能够检测容器3的扭曲。将容器伸长量传感器61的检测结果输出到控制装置54。
[0199]容器伸长量传感器61配置于侧板33中的高度与上管板31相同的部位。另外，容器伸长量传感器61在中心轴AX的周围等间隔地配置有多个。伸长量监视系统60能够监视高度与上管板31相同的多个部位的伸长量。
[0200]伸长量监视系统60基于容器3的伸长量与烟管4的伸长量的差，判定是否异常状态。从容器伸长量传感器61的检测结果导出容器3的伸长量。基于作为流入烟管4的排气Ga的温度的入口温度Ta与作为从烟管4流出的排气Ga的温度的出口温度Tb算出烟管4的伸长量。烟管4的伸长量基于配置有流入口 41的烟管4的下端部与配置有流出口 42的烟管4的上端部的温度差而变化。控制装置54具备存储装置，该存储装置存储烟管4的下端部与烟管4的上端部的温度差、与基于该温度差的烟管4的伸长量的关系的表格数据。烟管4的下端部的温度及上端部的温度与入口温度Ta及出口温度Tb等同。控制装置54基于表格数据、入口温度Ta及出口温度Tb，算出烟管4的伸长量。
[0201]接着，参照图17对本实施方式的节能器IB的使用方法的一例进行说明。图17是表示本实施方式的节能器IB的使用方法的一例的流程图。
[0202]配置有η个(例如4个)容器伸长量传感器61，监视容器3的η个部位各自的伸长量Si?Sn。温度监视系统50监视作为入口温度Ta、出口温度Tb及容器3的伸长量的容器伸长量Si?sn(步骤SB1)。控制装置54基于表格数据、入口温度传感器52的检测结果及出口温度传感器53的检测结果，算出烟管4的伸长量E(步骤SB2)。
[0203]控制装置54判定容器伸长量Si?sn与烟管4的伸长量E的差是否在规定值以上(步骤SB3)。伸长量监视系统60的控制装置54在判断为容器3的伸长量Si?sn与烟管4的伸长量E的差小于规定值时(步骤SB3:否)，判定为正常状态。关闭供给口 7及排出口8。
[0204]伸长量监视系统60的控制装置54在判断为容器3的伸长量Si?sn与烟管4的伸长量E的差在规定值以上时(步骤SB3:是)，判定为异常状态。控制装置54使警报装置55动作，对作业者通报发生了异常状态(步骤SB4)。
[0205]在识别为异常状态后，作业者对第I开闭机构9及第2开闭机构10进行操作，打开供给口 7及排出口 8(步骤SB5)。
[0206]控制装置54判定容器3的多个部位间的伸长量Si?sn的差的最大值是否在第2阈值以上(步骤SB6)。控制装置54在判断为容器3的多个部位间的伸长量Si?sn的差的最大值小于第2阈值时(步骤SB6:否)，判定为容器伸长量s I?sn均匀，并结束处理。
[0207]控制装置54在判断为容器3的多个部位间的伸长量Si?sn的差的最大值在第2阈值以上时(步骤SB6:是)，判定为容器伸长量Si?sn不均匀，在显示装置56显示监视结果，且输出(显示)对第I开闭机构9及第2开闭机构10的至少一方进行调整的指令(步骤SB7)。
[0208]控制装置54以容器伸长量Si?sn均匀的方式，运算多个供给口7的开口度或多个排出口 8的开口度，并将该运算结果输出到显示装置56(步骤SB7)。作业者基于显示于显示装置56的运算结果，以容器伸长量Si?sn为均匀的方式，调整多个供给口7的开口度或多个排出口 8的开口度(步骤SB8)。
[0209]如以上说明的，根据本实施方式，能够可靠地判定是否发生了异常状态。另外，在发生异常状态而对流路6供给排气Ga后，判定容器伸长量Si?sn是否均匀，在判定为不均匀的情况下，输出用于使容器伸长量Si?sn均匀的指令。由此，抑制在上管板31产生扭曲变形。
[0210]<第4实施方式>
[0211]对第4实施方式进行说明。图18是表示本实施方式的节能器IC的一例的侧剖视图。如图18所示，节能器IC具备配置于外壳5的内表面5T且在流路6中引导排气Ga的引导部件70。引导部件70包含从内表面5T突出的突出部件。引导部件70以使排气Ga在流路6中螺旋状地流动的方式引导排气Ga。
[0212]另外，引导部件70也可以配置于容器3的外表面3S，也可以配置于容器3的外表面3S及外壳5的内表面5T双方。
[0213]引导部件70以容器温度tl?tn为均匀的方式或以容器伸长量Si?sn为均匀的方式，使排气Ga流动。由此，抑制上管板31的扭曲变形。
[0214]<第5实施方式>
[0215]对第5实施方式进行说明。图19是表示本实施方式的混合锅炉100的一例的侧剖视图。混合锅炉100是使节能器功能与锅炉功能一体化的锅炉。混合锅炉100包含节能器部与锅炉部。
[0216]混合锅炉100具备:具备被供给有水W的水室2的容器3;配置于水室2且使来自主内燃机的排气Ga流动的烟管(第I烟管)4;配置于水室2且使来自火炉90的燃烧气体Gb流动的烟管(第2烟管)400;及具备经由间隙与容器3的外表面3S的至少一部分相对的内表面5T且在与容器3之间形成流路6的外壳5。容器3具备:支承烟管4的上管板31、对流路6供给排气Ga的供给口 7、排出流路6的排气Ga的排出口 8、能够开闭供给口 7的第I开闭机构9及能够开闭排出口 8的第2开闭机构10。
[0217]另外，混合锅炉100也可以为如下节能器1:进一步具备配置于水室2，且使在火炉90产生的燃烧气体Gb流动的烟管400。
[0218]节能器部是具备烟管4的烟管节能器。锅炉部是具备烟管400的烟管锅炉。即，混合锅炉100为烟管式混合锅炉。
[0219]火炉90具备燃烧器92与通过燃烧器92使燃料燃烧的燃烧室91。在燃烧室91产生的燃烧气体在烟管400流动。
[0220]在正常状态下，通过第I开闭机构9关闭供给口7，通过第2开闭机构10关闭排出口8。
[0221]在异常状态(空烧状态)下，通过第I开闭机构9打开供给口7，通过第2开闭机构10打开排出口 8，该异常状态是指，在水室2中在烟管4的周围不存在水W的状态下使排气Ga流入烟管4。
[0222]另外，在异常状态下，停止火炉90中的燃烧气体的产生。
[0223]如以上说明的那样，即使在本实施方式中，在异常状态下对流路6供给排气Ga，从而抑制上管板31产生应力集中。
[0224]另外，在本实施方式中，仅在节能器部的周围配置外壳5，不在锅炉部的周围配置外壳5。锅炉部的烟管400的数量比节能器部的烟管4的数量少。锅炉部的烟管400的数量为节能器部的烟管4的数量例如1/4左右。另外，即使为异常状态、锅炉部的烟管400伸长，该烟管400的伸长由火炉90(构成火炉90的多个结构物)吸收的可能性较高。因此，即使不在锅炉部的周围配置外壳5，也可抑制在上管板31、容器3等产生应力集中。通过仅在节能器部的周围配置外壳5，可抑制混合锅炉100的大型化及制造成本的上升。
【主权项】
1.一种节能器，其特征在于，具备: 容器，该容器具备被供给有水的水室； 烟管，该烟管配置于所述水室且流动有排气;及 外壳，该外壳具备经由间隙而与所述容器的外表面相对的内表面，该外壳在与所述容器之间形成流路， 所述容器具备: 支承板，该支承板支承所述烟管； 供给口，该供给口对所述流路供给所述排气； 排出口，该排出口排出所述流路的所述排气； 第I开闭机构，该第I开闭机构能够开闭所述供给口；及 第2开闭机构，该第2开闭机构能够开闭所述排出口， 在正常状态下，通过所述第I开闭机构关闭所述供给口，通过所述第2开闭机构关闭所述排出口， 在异常状态下，通过所述第I开闭机构打开所述供给口，通过所述第2开闭机构打开所述排出口，所述异常状态为:在所述水室中，在所述烟管的周围不存在水的状态下，所述排气流入所述烟管。2.根据权利要求1所述的节能器，其特征在于， 所述容器具备:与所述烟管的流入口连结且被供给来自主内燃机的所述排气的入口烟室;及与所述烟管的流出口连结的出口烟室， 所述入口烟室的所述排气的至少一部分经由所述供给口供给至所述流路， 所述流路的所述排气的至少一部分经由所述排出口排出到所述出口烟室。3.根据权利要求1所述的节能器，其特征在于， 具备温度监视系统，该温度监视系统监视所述容器的温度及从所述烟管流出的所述排气的温度， 所述温度监视系统基于所监视的温度数据来判定是否为所述异常状态。4.根据权利要求3所述的节能器，其特征在于， 所述温度监视系统在判断为从所述烟管流出的所述排气的温度比所述容器的温度高时，判定为所述异常状态。5.根据权利要求3所述的节能器，其特征在于， 所述温度监视系统监视所述容器的多个部位各自的温度， 在判断为所述多个部位间的温度的差的最大值在第I阈值以上时，输出对所述第I开闭机构及所述第2开闭机构的至少一方进行调整的指令。6.根据权利要求3所述的节能器，其特征在于， 所述支承板包含:连接于所述容器的侧板且支承所述烟管的上端部的上管板;及连接于所述容器的侧板且支承所述烟管的下端部的下管板， 所述温度监视系统监视所述侧板中的高度与所述上管板相同的部位的温度。7.根据权利要求1所述的节能器，其特征在于， 具备监视所述容器的伸长量、所述烟管的伸长量的伸长量监视系统， 所述伸长量监视系统基于所监视的伸长量数据来判定是否为所述异常状态。8.根据权利要求7所述的节能器，其特征在于， 所述伸长量监视系统基于流入所述烟管的所述排气的温度与从所述烟管流出的所述排气的温度，算出所述烟管的伸长量， 在判断为所述容器的伸长量与所述烟管的伸长量的差在规定值以上时，判定为所述异常状态。9.根据权利要求7所述的节能器，其特征在于， 所述伸长量监视系统监视所述容器的多个部位各自的伸长量， 在判断为所述多个部位间的伸长量的差的最大值在第2阈值以上时，输出对所述第I开闭机构及所述第2开闭机构的至少一方进行调整的指令。10.根据权利要求7所述的节能器，其特征在于， 所述支承板包含:连接于所述容器的侧板且支承所述烟管的上端部的上管板;及连接于所述容器的侧板且支承所述烟管的下端部的下管板， 所述伸长量监视系统监视所述侧板中的高度与所述上管板相同的部位的伸长量。11.根据权利要求1所述的节能器，其特征在于， 所述容器具备配置于中心轴的周围的侧板， 所述供给口及所述排出口在与所述中心轴正交的面内，相对于通过所述中心轴的假想线线对称地配置。12.根据权利要求1所述的节能器，其特征在于， 所述容器具备配置于中心轴的周围的侧板， 所述供给口及所述排出口在所述中心轴的周围等间隔地配置多个。13.根据权利要求1所述的节能器，其特征在于， 具备引导部件，该引导部件配置于所述容器的外表面及所述外壳的内表面的至少一方，且在所述流路弓I导所述排气。14.根据权利要求1所述的节能器，其特征在于， 还具备烟管，该烟管配置于所述水室，且流动有在火炉产生的燃烧气体。15.一种混合锅炉，其特征在于，具备: 容器，该容器具备被供给有水的水室； 第I烟管，该第I烟管配置于所述水室且流动有来自主内燃机的排气； 第2烟管，该第2烟管配置于所述水室且流动有来自火炉的燃烧气体;及外壳，该外壳具备经由间隙而与所述容器的外表面的至少一部分相对的内表面，该外壳在与所述容器之间形成流路， 所述容器具备: 支承板，该支承板支承所述第I烟管； 供给口，该供给口对所述流路供给排气； 排出口，该排出口排出所述流路的排气； 第I开闭机构，该第I开闭机构能够开闭所述供给口；及 第2开闭机构，该第2开闭机构能够开闭所述排出口， 在正常状态下，通过所述第I开闭机构关闭所述供给口，通过所述第2开闭机构关闭所述排出口， 在异常状态下，通过所述第I开闭机构打开所述供给口，通过所述第2开闭机构打开所述排出口，所述异常状态为:在所述水室中，在所述第I烟管的周围不存在水的状态下，所述排气流入所述第I烟管。16.根据权利要求15所述的混合锅炉，其特征在于， 在所述异常状态下，停止所述火炉中所述燃烧气体的产生。
【文档编号】F22B35/00GK205504928SQ201620128171
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年2月18日
【发明人】高本健太
【申请人】三菱重工业株式会社