(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定火格子と可動火格子とが前後方向に交互に配設された階段摺動式ストーカに於て、前記各火格子を、火床フレームに取付けられて後側から前側下部に亘って空気通路が形成された中空状を呈する火格子体と、火格子体の前側に脱着可能に設けられて空気通路の一部を形成すると共に前段の火格子体の上面に摺動可能に当合される摺動体と、火格子体の前側下端と摺動体の前側上端との間に形成されて空気通路に連通する空気吹出口と、から構成し、摺動体は、昇降可能に設けられている事を特徴とする階段摺動式ストーカ。
【請求項２】
火格子体を掛合手段に依り火床フレームに取付けた請求項１に記載の階段摺動式ストーカ。
【請求項３】
摺動体を火格子体の横幅に対して１〜５倍の長さにした請求項１に記載の階段摺動式ストーカ。
【請求項４】
各火格子を所定の前方仰角だけ傾斜して設けた請求項１に記載の階段摺動式ストーカ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばごみ焼却炉に適用される階段摺動式ストーカの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の階段摺動式ストーカとしては、例えば図６〜図８に示したものが知られている。
当該階段摺動式ストーカ５０は、固定火格子５１と可動火格子５２とが前後方向に交互に配設されている。各火格子５１，５２は、火床フレーム（火格子取付フレーム）５３に取付けられ、そのうちの可動火格子用の火床フレーム５３は、作動フレーム５４に取付けられている。往復駆動装置（図示せず）が作動されると、作動フレーム５４が滑台５５上を前後方向に移動され、固定火格子５１に対して可動火格子５２が往復され、ごみが火床の上流から下流へ移送されながら焼却される。
火床の下には、落下灰を受ける灰出しホッパ５６が設けられ、これの下には、落下灰を搬出する落下灰コンベヤ（図示せず）が設けられている。
燃焼用空気Ａは、灰出しホッパ５６内へ送入され、各火格子５１，５２の先端に形成された空気吹出口５７（隣接する上下の火格子５１，５２間に形成された間隙）からごみ層内に噴出され、ごみを燃焼する様になっている。
各火格子５１，５２を構成する火格子体５８は、温度を下げる為のフィン５９を備え、燃焼用空気Ａの接触に依り熱放散が行なわれる様になっている。
階段摺動式ストーカ５０上のごみ層は、紙、プラスチック、厨芥、木竹、缶、ガラス等雑多な物の混合体であり、紙やプラスチックの燃焼が速く、これらがごみ層に吹き抜け穴を作り、燃焼用空気が吹き抜けてごみ層の均一燃焼を妨げ、焼きむらが生じ、灰の熱灼減量が低下する。従って、完全燃焼を行なう為には火床面積の大きなものが必要となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のものは、燃焼用空気が灰出しホッパ内を経て各火格子の空気吹出口から単に噴出されるだけであったので、火床上のごみ層の如何に拘らず、常に均一な空気分布を行なう事ができなかった。
本発明は、叙上の問題点に鑑み、これを解消する為に創案されたもので、その目的とする処は、火床上のごみ層の如何に拘らず、常に均一な空気分布を行なう事ができる階段摺動式ストーカを提供するにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の階段摺動式ストーカは、基本的には、固定火格子と可動火格子とが前後方向に交互に配設された階段摺動式ストーカに於て、前記各火格子を、火床フレームに取付けられて後側から前側下部に亘って空気通路が形成された中空状を呈する火格子体と、火格子体の前側に脱着可能に設けられて空気通路の一部を形成すると共に前段の火格子体の上面に摺動可能に当合される摺動体と、火格子体の前側下端と摺動体の前側上端との間に形成されて空気通路に連通する空気吹出口と、から構成した事に特徴が存する。
【０００５】
往復駆動装置に依り固定火格子に対して可動火格子が前後方向に往復されると、ごみが火床の上流から下流へ移送されながら焼却される。
燃焼用空気は、火格子体の後側から空気通路を通過して火格子内に設置されたノズルを通過し、空気吹出口から噴射される。その結果、各火格子からの排出空気量を等しくする事ができ、火床上のごみ層の如何に拘らず、常に均一な空気分布を得る事ができる。
この時、火格子体は、空気通路が形成されているので、ここを通過する燃焼用空気に依り冷却され、ごみ層からの輻射熱を受けても焼損が防止される。
摺動体は、火格子体に脱着可能に設けられて常に前段の火格子体の上面に摺動可能に当合しているので、空気通路を通過する燃焼用空気がここから漏れる事がないと共に、火格子体上の焼却灰を前方へ押し出す事ができる。
空気吹出口は、火格子体の前側下端と摺動体の前側上端との間に形成されて摺動体の前側高さ分だけ上方に位置しているので、火格子体上の焼却灰に依り閉塞され難い。
空気吹出口から焼却灰が侵入しても、空気通路からの燃焼用空気に依りごみ層内に吹出す事ができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る階段摺動式ストーカの概要を示す縦断側面図。図２は、図１のａ−ａ、ｂ−ｂ、ｃ−ｃ、ｄ−ｄ、ｅ−ｅの各矢視を示す正面図。図３は、図１の斜視図。図４は、各火格子を水平に設置したごみ焼却炉を示す概要図。図５は、各火格子を傾斜して設置したごみ焼却炉を示す概要図である。
【０００７】
階段摺動式ストーカ１は、固定火格子２と可動火格子３とが前後方向（ごみ送り方向、図１に於て左右方向）に交互に配設され、各火格子２，３は、火格子体４、摺動体５、空気吹出口６とから構成されている。
【０００８】
火格子体４は、火床フレーム７に取付けられて後側から前側下部に亘って空気通路８が形成された中空状を呈するもので、この例では、上壁９と、これの前側に連設された前壁１０と、これらの両側に設けられた左右の側壁１１と、上壁９と前壁１０に跨がって垂設されて空気通路８を複数（五つ）に区分する複数（四つ）のフィン１２と、上壁９の前側寄りで両側壁１１間に垂設されて空気通路８とフィン１２を前後に分断する仕切壁１３と、これの上部に穿設されて分断された各空気通路８を連通する複数（五つ）の空気孔１４と、両側壁１１の内側中程に突設されて左右一対で前後に二組の受突起１５と、仕切壁１３より後側のフィン１２の下側と受突起１５との間に挿入されて各空気通路８を形成する板状の空気ガイド１６とから成っている。上壁９と前壁１０との角部は、円弧状にされている。空気孔１４は、火格子２，３に圧力損失（例えば５０〜１５０ｍｍＨ2Ｏ）を持たせて火格子２，３から均一に燃焼用空気Ａを焼却炉内に供給させる所謂絞り孔であり、空気孔１４の大きさを変える事に依り任意の圧力損失を得る事ができる。
【０００９】
火格子体４は、掛合手段１７に依り火床フレーム７に着脱可能に取付けられる。掛合手段１７は、横方向の移動を許容してそれ以外の移動を阻止するもので、火床フレーム７の上部に設けられて左右に分割されたアリ１８と、これに適合されて火格子体４の両側壁１１の後側下部に削設されたアリ溝１９とから成っている。而して、火格子体４は、横方向にスライドされて掛合手段１７に依り火床フレーム７に嵌め込まれて行く。この様な取付構造に依り火格子２，３の浮き上がりや下がりが防止されると共に、熱膨張や収縮が吸収される。当然、火格子２，３の横方向の隣接間は、隙間が生じない様に火格子２，３の両端部から締め付ける様にして置く。
この様にしたならば、火格子２，３が火床フレーム７に略固定される事になり、摺動体５に火格子２，３の重量を掛けなくて済む。もし、火格子２，３の重量が摺動体５に掛る様にしたならば、摺動面の磨耗が激しくなり、短期間に取替えの必要が生じる事になる。
【００１０】
摺動体５は、火格子体４の前側に脱着可能に設けられて空気通路８の一部を形成すると共に前段の火格子体４の上面に摺動可能に当合されるもので、この例では、断面略凸型を呈し、嵌合手段２０に依り常時密封されつつ直線昇降可能に設けられ、前端が火格子体４の前端下方まで延びている。嵌合手段２０は、火格子体４の仕切壁１３の下部に窪設されて下方が開放された凹溝２１と、これに適合されて摺動体の上部に突設された凸条２２とから成っている。
摺動体５は、火格子体４の横幅Ｗの１〜５倍（整数倍）の長さＬにされ、自重に依り前段の火格子体４の上面に摺動可能に当合される。この長さＬは、長ければ長い程、自重が増して摺動体５と前段の火格子体４との当合度が高まり、燃焼用空気Ａの漏洩が少なくなる。
摺動体５の材質を火格子体４と異なるもの、例えば火格子体４より柔らかい材質を使用する事に依り火格子体４の磨耗を少なくする事ができる。この場合、摺動体５は、一定量の磨耗が生じた段階で取り替える事ができる。
摺動体５は、嵌合手段２０に依り火格子体４に脱着可能に設けられているので、摺動体５が磨耗してもこれが下方に下がるだけで、燃焼用空気Ａが嵌合手段２０に依り常にシールされ、ここから燃焼用空気Ａが洩れる事がない。
【００１１】
空気吹出口６は、火格子体４の前側下端と摺動体５の前側上端との間に形成されて空気通路８に連通するもので、この例では、摺動体５の前側高さ分だけ上方に位置している。
【００１２】
次に、この様な構成に基づいて、作用を述解する。
往復駆動装置が作動されて作動フレームが前後方向に移動されると、固定火格子２に対して可動火格子３が往復され、ごみが火床の上流から下流へ移送されながら焼却される。
燃焼用空気Ａは、灰出しホッパ内を経て火格子体４の後側から空気通路８に供給され、空気孔１４に依り絞られて圧力損失を持たされた後、空気吹出口６から噴出される。その結果、火格子２，３からの排出空気量を等しくする事ができ、火床上のごみ層の如何に拘らず、常に均一な空気分布を得る事ができる。
この時、火格子体４は、空気通路８並びに空気孔１４が形成されているので、ここを通過する燃焼用空気Ａに依り上壁９並びに前壁１０が冷却され、ごみ層からの輻射熱を受けても焼損が防止される。空気通路８には、複数のフィン１２が設けられているので、放熱面積と空気速度が増して放熱伝達率を上げる事ができる。
摺動体５は、火格子体４に脱着可能に設けられて常に前段の火格子体４の上面に摺動可能に当合しているので、空気通路８を通過する燃焼用空気Ａがここから漏れる事がないと共に、火格子体４上の焼却灰Ｂを前方へ押し出す事ができる。
空気吹出口６は、火格子体４の前側下端と摺動体５の前側上端との間に形成されて摺動体５の前側高さ分だけ上方に位置しているので、火格子体４上の焼却灰Ｂに依り閉塞され難い。
空気吹出口６から焼却灰Ｂが侵入しても、空気通路８からの燃焼用空気Ａに依りごみ層内に吹出す事ができる。
【００１３】
階段摺動式ストーカ１は、図４に示す如く、火格子２，３を水平に設置する事ができる。この場合、火格子２，３の高さと長さの関係から階段摺動式ストーカ１の全体が前側下方に傾斜したものになる。従って、この様な階段摺動式ストーカ１を用いたごみ焼却炉２３は、炉高Ｈが高くなる。
【００１４】
階段摺動式ストーカ１は、図５に示す如く、火格子２，３を所定の前方仰角θだけ傾斜して設置する事もできる。この場合、階段摺動式ストーカ１の全体を水平にする事もできる。従って、この様な階段摺動式ストーカ１を用いたごみ焼却炉２３は、炉高Ｈを低くできると共に、ごみの送りと持ち上げ効果が高まってごみの攪拌作用が向上される。この為、カロリーの低いごみに対しても、効率の良い燃焼を行なう事ができる。
前傾仰角θとしては、例えば水平を越えて５０°、好ましくは１０〜４０°、特に好ましくは２０〜３０°である。この範囲より小さくなると、ごみの攪拌効率が悪い傾向があり、一方大きくなると、ごみの搬送効率が悪い傾向がある。
而して、この様なものは、以下に示す理想的な火格子の条件を全て解決する事ができる。
▲１▼  空気の供給……ごみ流れ方向に供給空気量を細かくコントロールできる事。空気供給量をコンパートメント化できる構造とする事。
▲２▼  火格子の圧損……火格子の空気圧損を高くし、火格子上から均一に空気を供給できる事。
▲３▼  リドリング……火格子のすき間からの落塵、溶けたアルミ、プラスチック類の落下がない構造とする事。
▲４▼  火格子冷却率……焼損防止のため、火格子冷却率を大きくとる事。
▲５▼  火格子燃焼率……ごみ攪拌効果が大きく、火格子燃焼率を大きくとれる構造とする事。
▲６▼  炉高の低い火格子……火格子間の段差を無くし、かつ水平火格子とし、炉高を低くできる構造とする事。
▲７▼  メンテナンス……メンテナンスが容易な構造にする事。
▲８▼  火格子駆動方式……各燃焼過程毎に火格子のストロークを調整できる構造とする事。
【００１５】
尚、火格子体４は、先の例では、空気ガイド１６が別体であったが、これに限らず、例えば一体であっても良い。
火格子体４は、先の例では、上壁９と前壁１０との角部が円弧状であったが、これに限らず、例えば傾斜状でも良い。
摺動体５は、先の例では、直線昇降可能に設けていたが、これに限らず、例えば横軸廻りに俯仰昇降可能に設けても良い。
【００１６】
【発明の効果】
以上、既述した如く、本発明に依れば、次の様な優れた効果を奏する事ができる。
（１）  各火格子を火格子体と摺動体と空気吹出口とで構成し、とりわけ、火床フレームに取付けられて空気通路が形成された中空状を呈する火格子体の前側に前段の火格子体の上面に摺動可能に当合される摺動体を脱着可能に設けると共に、火格子体の前側下端と摺動体の前側上端との間に空気吹出口を形成したので、火床上のごみ層の如何に拘らず、常に均一な空気分布を得る事ができる。
（２）  空気吹出口を火格子体の前側下端と摺動体の前側上端との間に形成したので、空気吹出口が摺動体の前側高さ分だけ上方に位置する事になり、それだけ焼却灰に依り閉塞され難い。
（３）  火格子体を掛合手段に依り火床フレームに取付けた場合には、火格子の浮き上がりや下がりが防止されると共に、熱膨張や収縮が吸収される。
（４）  摺動体を火格子体の横幅に対して１〜５倍の長さにした場合には、自重が増して摺動体と前段の火格子体との当合度が高まり、燃焼用空気の漏洩が少なくなる。
（５）  各火格子を所定の前方仰角だけ傾斜して設けた場合には、ごみ層の攪拌効果を高め、燃焼効率の良いストーカにする事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る階段摺動式ストーカの概要を示す縦断側面図。
【図２】図１のａ−ａ、ｂ−ｂ、ｃ−ｃ、ｄ−ｄ、ｅ−ｅの各矢視を示す正面図。
【図３】図１の斜視図。
【図４】各火格子を水平に設置したごみ焼却炉を示す概要図。
【図５】各火格子を傾斜して設置したごみ焼却炉を示す概要図。
【図６】従来のごみ焼却用の階段摺動式ストーカの構造を示す斜視図。
【図７】可動火格子の後退状態を示す作動図。
【図８】可動火格子の前進状態を示す同様図。
【符号の説明】
１，５０…階段摺動式ストーカ、２，５１…固定火格子、３，５２…可動火格子、４，５８…火格子体、５…摺動体、６，５７…空気吹出口、８…空気通路、７，５３…火床フレーム、９…上壁、１０…前壁、１１…側壁、１２，５９…フィン、１３…仕切壁、１４…空気孔、１５…受突起、１６…空気ガイド、１７…掛合手段、１８…アリ、１９…アリ溝、２０…嵌合手段、２１…凹溝、２２…凸条、２３…ごみ焼却炉、５４…作動フレーム、５５…滑台、５６…灰出しホッパ、Ａ…燃焼用空気、Ｂ…焼却灰、Ｈ…炉高、θ…前方仰角。
【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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