(57)【要約】【課題】【解決手段】焼却炉用の火格子ブロックは、頂部壁と、頂部壁から延びる前壁とを有している。各々が頂部壁及び前壁から延びる１対の側壁がある。火格子ブロックの側壁の各々は、隣接する火格子ブロックの側壁と係合する。側壁の各々は、前壁／上方壁の境界面に近接する凹所を有している。凹所は、隣接する火格子ブロックの側壁の間に空隙を画成する。側壁を貫通する凹所の開口部は、空気が火格子ブロック内のキャビティから流れるのを許容する。２つの隣接する火格子ブロックの凹所により形成されたスロットは、浅い上方凹所により形成された狭小なスロット開口部と、深い下方凹所により形成された広いスロット開口部とを有している。開口部は、いかなる露出面とも直接、整合されないため、空気を火格子ブロックの凹所から出る前に、垂直方向に方向変更することが必要とされる。このことは、一次空気を均一に分配するため火格子ブロックの面を横切って十分に圧力低下するのを許容する。更に、圧力低下は、方向変更により開口部に灰及び塵埃が詰まり難くする。更に、浅い上方凹所よりも下方の深い下方凹所は自然の排出通路を形成する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却炉用の火格子ブロックにおいて、
１対の側壁にして、各々が、隣接する火格子ブロックに面する外面と、内面とを有する、１対の側壁であって、互いに平行であり且つ互いに隔てられており、各々の外面が頂面及び前面から延びている１対の側壁を備え、
前記側壁の少なくとも１つは、空気が通り得るような開口部を内面と外面との間に有する、焼却炉用の火格子ブロック。
【請求項２】
請求項１に記載の火格子ブロックにおいて、頂面を有する上方壁を更に備える、火格子ブロック。
【請求項３】
請求項１に記載の火格子ブロックにおいて、頂面から延びる前面を有する前壁を更に備える、火格子ブロック。
【請求項４】
請求項１に記載の火格子ブロックにおいて、少なくとも１つの側壁は前面に近接する凹所を有する、火格子ブロック。
【請求項５】
請求項４に記載の火格子ブロックにおいて、凹所が、空気流が火格子ブロックから出て火格子ブロックの頂面の平面の上方９０°から頂面の平面の下方１４°までの範囲の角度を形成するような、角度を有する、火格子ブロック。
【請求項６】
請求項４に記載の火格子ブロックにおいて、凹所が、空気流が火格子ブロックから出て火格子ブロックの頂面の平面の表面の下方２０°以上の角度にて突き出すような、角度を有する、火格子ブロック。
【請求項７】
請求項４に記載の火格子ブロックにおいて、凹所が、空気流が火格子ブロックから出て火格子ブロック頂面の平面の上方１２０°から頂面の平面の表面の下方１４°までの範囲の角度を形成するような、角度を有する、火格子ブロック。
【請求項８】
請求項４に記載の火格子ブロックにおいて、凹所が、浅い凹所レベルと、深い凹所レベルという少なくとも２つのレベルを有し、開口部は深い凹所レベルにあり、浅い凹所レベルは上面と開口部との間に介在している、火格子ブロック。
【請求項９】
請求項１に記載の火格子ブロックにおいて、頂面と前面と１対の側面との間に介在する傾斜隅部端縁面を更に備える、火格子ブロック。
【請求項１０】
請求項４に記載の火格子ブロックにおいて、凹所が、空気流が火格子ブロックから出て火格子ブロックの頂面の平面の上方９０°から頂面の平面の下方１４°までの範囲の鋭角な角度を形成するような、角度を有する、火格子ブロック。
【請求項１１】
請求項４に記載の火格子ブロックにおいて、凹所が、側面の少なくとも１つにおける少なくとも２つの別個の凹所と、凹所の各々を通って延びる開口部とを有する、火格子ブロック。
【請求項１２】
焼却炉用の火格子ブロックにおいて、
頂面を有する頂部壁と、
前面を有する前壁と、
１対の側壁にして、各々が、隣接する火格子ブロックと係合する外面を有し、且つ、頂面及び前面から延びている１対の側壁と、
壁に形成された少なくとも１つの溝と、空気が通るための該壁における開口部とを備え、
溝は、空気流が火格子ブロックから出て火格子ブロックの頂面の平面の表面の下方２０°以上の角度にて突き出すような、角度を有する、焼却炉用の火格子ブロック。
【請求項１３】
請求項１２に記載の火格子ブロックにおいて、溝が、空気流が火格子ブロックを出て火格子ブロックの頂面の平面の上方９０°から頂面の平面の表面の下方１４°までの範囲の角度を形成するような、角度を有する、火格子ブロック。
【請求項１４】
請求項１２に記載の火格子ブロックにおいて、溝が、空気流が火格子ブロックを出て火格子ブロックの頂面の平面の上方１２０°から頂面の平面の表面の下方１４°までの範囲の角度を形成するような、角度を有する、火格子ブロック。
【請求項１５】
請求項１２に記載の火格子ブロックにおいて、溝が、浅い溝レベルと、深い溝レベルという少なくとも２つのレベルを有し、開口部は深い溝レベルにあり、浅い溝レベルは上面と開口部との間に介在している、火格子ブロック。
【請求項１６】
請求項１５に記載の火格子ブロックにおいて、頂面と前面と１対の側壁の外面との間に介在した外面を有する傾斜隅部端壁面を更に備える、火格子ブロック。
【請求項１７】
請求項１６に記載の火格子ブロックにおいて、頂面から延びる突き出しアームであって、フック部を画成し且つ前壁の幅寸法から狭小とされた突き出しアームを更に備える、火格子ブロック。
【請求項１８】
焼却炉の火格子システムにおいて、
複数列の固定火格子ブロックと、
１対の可動火格子ブロックの間に介在した複数列の可動火格子ブロックと、
可動火格子ブロック列を固定火格子ブロック列に対して動かし得るよう可動火格子ブロック列の各々に接続された往復運動機構とを備え、
列の各々は複数の火格子ブロックを有し、
火格子ブロックは列の下方にキャビティを画成し、
火格子ブロックの各々は、上方壁と、前壁と、１対の側壁とを有し、側壁の各々は、頂部壁と前壁とから延び、前壁により担持され且つ火格子ブロックの上方壁と係合するフート部とを備え、前記壁は上方壁の下方にキャビティを画成し、
火格子ブロックの側壁の各々は、隣接する火格子ブロックの側壁と係合し、側壁の各々は、前壁／上方壁の境界面に近接する凹所を有し、
前記凹所は、隣接する火格子ブロックの側壁どうしの間に空隙を画成し、
キャビティから火格子ブロック内に流れる空気のための、側壁の凹所を貫通する開口部をさらに備える、焼却炉の火格子システム。
【請求項１９】
請求項１８に記載の焼却炉の火格子システムにおいて、火格子ブロックの側壁における凹所は、浅い凹所レベルと、深い凹所レベルという少なくとも２つのレベルを有し、開口部は、深い凹所レベルにあり、浅い凹所レベルは、上方壁と開口部との間に介在する、焼却炉の火格子システム。
【請求項２０】
請求項１９に記載の焼却炉の火格子システムにおいて、火格子ブロックは、頂部壁と前壁と１対の側壁との間に介在する傾斜隅部端縁壁を更に備える、焼却炉の火格子システム。
【請求項２１】
請求項２０に記載の焼却炉の火格子システムにおいて、凹所が、空気流が火格子ブロックから出て火格子ブロックの頂部壁の上方９０°から下方１４°までの範囲の角度を形成するような、角度を有する、焼却炉の火格子システム。
【請求項２２】
請求項１８に記載の焼却炉の火格子システムにおいて、側壁の各々は、少なくとも３つの凹所を有し、凹所の各々は、キャビティから火格子ブロック内に流れる空気のための、側壁を貫通する開口部を有する、焼却炉の火格子システム。
【請求項２３】
請求項２２に記載の焼却炉の火格子システムにおいて、火格子ブロックは、頂部壁と前壁と１対の側壁との間に介在する傾斜隅部端縁壁を更に備える、焼却炉の火格子システム。
【請求項２４】
請求項２３に記載の焼却炉の火格子システムにおいて、側壁における少なくとも１つの凹所は前壁まで延び、側壁における少なくとも別の凹所は頂部壁まで延び、側壁における少なくとも別の凹所は傾斜隅部端縁壁まで延びる、焼却炉の火格子システム。
【請求項２５】
塵芥を焼却する方法において、
火格子ブロックの複数の固定列と、複数の可動列とを有する火格子組立体を提供するステップと、
塵芥を火格子に沿って動かし得るよう火格子ブロックの可動列を動かすステップと、
空気を火格子ブロックの壁の開口部を通じて強制的に供給するステップとを備える、塵芥を焼却する方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載の方法において、
火格子ブロックの側壁の開口部を通じて空気を向け且つ、側壁を通る前に、空気を方向変更するステップを更に備える、方法。
【請求項２７】
請求項２５に記載の方法において、可動列の動きにより塵芥内に空隙を形成するステップを更に備える、方法。
【請求項２８】
請求項２５に記載の方法において、可動列を往復運動にて動かすステップを更に備える、方法。
【請求項２９】
請求項２５に記載の方法において、空気を側壁の開口を通じて塵芥まで且つ空隙から離れるように向けるステップを更に備える、方法。
【請求項３０】
請求項２５に記載の方法において、火格子ブロック頂面の平面の上方９０°から頂面の平面の下方１４°までの範囲の角度を有する経路にて空気を開口部を通じて向けるステップを更に備える、方法。
【請求項３１】
請求項２５に記載の方法において、火格子ブロックの頂面の平面の上方２０°から頂面の平面の下方２０°までの範囲の角度を有する経路で開口部を通すように空気を向けるステップを更に備える、方法。
【請求項３２】
請求項２５に記載の方法において、側壁の１つに凹所を提供するステップを更に備える、方法。
【請求項３３】
請求項３２に記載の方法において、浅い凹所レベルと、深い凹所レベルとを有する凹所を提供するステップを更に備える、方法。
【請求項３４】
請求項２５に記載の方法において、頂面と前面と側面との間に傾斜隅部端縁面を提供するステップを更に備える、方法。
【請求項３５】
請求項２５に記載の方法において、隣接する格子ブロックの側壁の間に空隙を提供するステップを更に備える、方法。
【請求項３６】
請求項２５に記載の方法において、側壁の各々に、各々が１つの開口部を有する、少なくとも３つの凹所を提供するステップを更に備える、方法。
【請求項３７】
請求項２５に記載の方法において、火格子ブロックを燃焼炉内に配置するステップと、廃棄物をシュートにて炉内に送り込むステップとを更に備える、方法。
【請求項３８】
請求項２５に記載の方法において、廃棄物を収集し得るよう、火格子の下方にホッパを更に備える、方法。
【請求項３９】
請求項２５に記載の方法において、火格子ブロックの各々をある角度にて配置するステップを更に備える、方法。
【請求項４０】
請求項２５に記載の方法において、燃焼室を負の空気圧にて作動させるステップを更に備える、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
塵芥又は廃物の組成が変化する結果として、特に、かかる物質の発熱量が増大することに起因して、燃焼火格子、特に、その特定の個々の部分が高熱応力に曝されることになる。更に、公共の廃棄物の燃焼作業に携わるオペレータは、システム内に送り込まれるごみの組成に関して管理することはできない。任意のある時点においては、火格子のある区域には山になった湿った工場廃棄物がある一方で、別の区域には、高発熱量の袋又は高エネルギを発生させるプラスチック容器があるという状況が存在する。
【背景技術】
【０００２】
換気手段を有する燃焼支援手段として機能、また、燃焼すべき物質に対する移送又は搬送手段としての機能という、燃焼火格子の２重の機能のため、火格子構造体は、交互配置の火格子固定部分および火格子可動部分を有する特徴を有していたり、多数の部分から成る比較的複雑な構造体であったりする。火格子の下方にて空気が均一に分配されるようにすることにより、基本的な設計及び作用は、良好に燃焼するのに十分な空気を保証する。全体として２％以下の未燃焼の炭素含有物が灰残留物中に残る、という完全燃焼状態が実現されるよう、十分な滞在時間が得られるべく、火格子の面積及び長さが選ばれる。
【０００３】
監視し且つ（又は）制御しようとする多数のファクタが燃焼過程には存する。制御しようと試みられる、かかるファクタ又は境界条件の１つは、火格子の温度である。ある具体的な制御による介入方法は、燃焼温度が例えば１０００℃のとき、火格子層の平均温度が３００℃を超えないように燃焼温度の制御を確立するステップを含む。
【０００４】
熱の蓄積に起因して火格子層が局部的に過熱されることは、腐食の増大及びスケール形成量の増大につながる。その結果、比較的短時間にて火格子の部品が過度に摩耗し且つ、大幅な保守が毎年必要となる。これらの毎年の保守期間において、火格子部品の大きな部分は交換されることになる。
【０００５】
高い腐食率又はスケール形成率、また、それに伴って火格子ブロックの大きな部分の早すぎる破壊につながる機械的摩耗の増大を防止する１つの防止策は、火格子ブロックを冷却することにより与えられる。水のような冷却液を火格子ブロック内のチャンバに通し且つ、火格子ブロックを通じて空気を強制的に供給することを含む、幾つかの冷却技術がある。全体として、冷却空気が使用されるとき、この冷却空気は、一次燃焼空気として追加的に使用される。このため、一次燃焼空気の制御は、温度を制御する方策でもある。
【０００６】
強制的な冷却目的のため、火格子下方のブラスト（送風）は、全体として火格子層及び該層に形成される空気通路の開口部に当たるように流れ、それによって、燃焼すべき塵芥床内に冷却媒質の一部分が進むのが許容され、この塵芥床内にて、該冷却媒質は、一次的燃焼空気として燃焼過程に参加する。空気開口部が詰まると、冷却空気通路内の流れが減少し且つ、背圧が上昇し、その結果、火格子層の特定の箇所に熱が蓄積することになる。このことは、火格子部分の熱的過応力、摩耗の増大、より多くのスケール形成量につながり、また、火格子の一部分が短時間にて壊れる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
空気を火格子ブロックの上方に通しても、火格子ブロックの温度を十分低下させて火格子上に蓄積した熱を減少させることはできないことが認識されている。また、火格子上に静止する灰及びごみは、火格子と活発に燃焼するごみとの間に絶縁層を形成することも認識されている。
【０００８】
また、可動火格子ブロックが固定火格子ブロックに対して動くことは、また、ごみ（塵芥又は燃料とも称される）を動かすことに加えて、ごみが一般的に空隙を十分に充填しない材料から成るという意味において、ごみが存在しない空間又は空隙を形成することも認識されている。ごみが空隙を充填しないのには、幾つかの理由があるが、嵩密度の問題、及び一部の物品は寸法が大きいこともその理由である。ごみ及び灰は、空隙の上に橋（ブリッジ）を形成する。
【０００９】
火格子ブロックからの一次空気流は、空気がその上方列の面にて列の頂部における空隙を通って循環するとき、乱れた渦流を形成する。ごみ内に空隙を形成し且つ、燃焼空気を吹き込むことは、燃料、すなわちごみと組み合わせる酸素が増大する領域を形成し、鍛冶屋の炉（ｂｌａｃｋｓｍｉｔｈ  ｆｕｒｎａｃｅ）とも称される高温度領域を形成することが認識されている。このことは、火格子ブロックを高温度に曝す強力な局部的燃焼を生じさせる。
【００１０】
また、可動列が前方に動くとき、空気ノズルは、その面がごみ内に押し込まれるため閉塞され、酸素増大領域は、もはや存在しないことになり、温度は低下する。可動列が戻り行程を行うと、可動列の面にて固定列の頂部に再度、空隙が形成される。可動列の頂部に空隙が形成され、その後、空気ノズルは、固定列の頂部方向と互い違いな行程方向に向けて押し込まれる。この過程によって各行程にて共に強力な燃焼及び冷却を介して熱応力が絶え間なく生ずる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、焼却炉の火格子装置に関するものである。該装置は、複数列の固定火格子ブロックと、１対の列の固定火格子ブロック間にある複数列の可動火格子ブロックとを有している。往復運動機構は、可動の火格子ブロック列を固定火格子ブロック列に対して動かし得るよう可動の火格子ブロック列の各々に接続されている。
【００１２】
列の各々は、複数の火格子ブロックを有している。火格子ブロックの各々は、上方壁と、正面壁と、１対の側壁と有している。側壁の各々は、頂部壁及び正面壁から延びている。火格子ブロックの側壁の各々は、隣接する火格子ブロックの側壁と係合する。側壁の各々は、正面壁／上方壁の境界面に近接して凹所を有している。該凹所は、隣接する火格子ブロックの側壁どうしの間に間隙を形成する。側壁の凹所に形成された開口部は、空気が火格子ブロックのキャビティから流れるのを許容する。
【００１３】
１つの好ましい実施の形態おいて、フート（足）部が正面壁により支持され且つ、火格子ブロックの上方壁と係合する。
１つの好ましい実施の形態において、火格子ブロックの側壁の凹所は、浅い凹所レベルと、深い凹所レベルという少なくとも２つのレベルを有し、開口部は深い凹所レベルに形成され、浅い凹所レベルは上方壁と開口部との間に介在されている。
【００１４】
１つの実施の形態において、火格子ブロックの各々は、頂部壁と、正面壁と、対の側壁との間に介在された傾斜隅部端縁壁を有している。傾斜隅部端縁はごみへの火格子ブロックの切り込みを最小にし、その結果、火格子ブロックの動きによるごみの動きは大きくなる。
【００１５】
１つの好ましい実施の形態において、凹所は、空気流が火格子ブロックから出て且つ、火格子ブロックの頂部壁の平面上方にて９０°ないし下方にて１４°の範囲の鋭角な角度を形成するような角度を有している。
【００１６】
１つの代替的な実施の形態において、側壁の各々は、少なくとも２つの凹所を有し、該凹所の各々は、空気が火格子ブロック内のキャビティから流れるための、側壁を貫通する開口部を有している。側壁の少なくとも１つの凹所は、正面壁まで延び、側壁の少なくとも別の凹所は頂部壁まで延び、側壁の少なくとも別の凹所は傾斜隅部端縁壁まで延びている。
【００１７】
本発明の上記及びその他の目的、特徴及び有利な効果は、それぞれ異なる図面の全体を通じて同一の部品を同様の参照番号で表わす添付図面に示すように、本発明の好ましい実施の形態の以下のより具体的な説明から明らかになるであろう。図面は必ずしも縮尺通りではなく、本発明の原理を示すことに重点を置くものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図面を詳細に参照すると、全体として参照番号４０で示した本発明に従った火格子ブロックが示されている。１つの好ましい実施の形態において、本発明に従った火格子ブロックは、強力な燃焼及び冷却に起因する熱応力を伴わずにごみ又は塵芥を全体として均一に燃焼させることを許容すべく空気流を向ける。
【００１９】
図１を参照すると、燃焼炉２０は、ごみ供給シュート２２を介して供給された、塵芥又は燃料とも称されるごみを有している。該ごみは、典型的に均質ではなく、湿った工場廃棄物、不燃性物質、及び高エネルギ発生又は高発熱値の物質を含む。ごみは供給台２４上に落下し、この供給台の上でプッシャ２６が駆動装置２８により前後方向に動かされる。
【００２０】
供給台２４は、段状に配置された固定列４４と、固定列４４どうしの間に配置された可動列４６とから成る複数の火格子ブロック４０を有する火格子３２の開始部により同一の高さに接続されている。可動列４６は図１の中央位置に示されており、可動列４６は後退位置と伸長位置との間にて、可動列４６の下方に配置された固定列４４の上方に配置されている。
【００２１】
火格子３２の下方には、複数のホッパ３４がある。ホッパ３４の各々は、火格子３２から落下するあらゆるごみ又は灰を集めることができる。火格子ブロック４０の１つが故障しない限り、大量のごみ又は灰が火格子３２から落下することは通常起こらない。更に、ホッパ３４の各々は、図１に示した、一次空気ファン３６のような空気源に接続されている。空気源からの空気は、以下に説明するように、火格子ブロック４０の開口部を通って燃焼チャンバ３８に入る。図１には、２つのホッパ３４が示されているが、燃焼炉２０は、典型的に、ごみの移送方向に向けて４つもの多数のホッパ３４を有している。燃焼炉の幅に依存して、炉は、移送方向に対し垂直な方向に向けて典型的に１ないし６つのホッパを有することができる。可動列４６の前後方向への動きのため、ごみ、すなわち燃料は、落下して完全燃焼されるまで、火格子４２上を下方に傾斜して動き、灰受け入れ部５２内に入り、灰は例えば、コンベア５４によってこの灰受け入れ部から搬出される。
【００２２】
可動列４６の動きは、図３Ａに示すように液圧又はモータ駆動アクチュエータによって実現される。ホッパ３４上方の可動列４６は、１つのユニットとして制御され、それらユニットの各々は個々に制御することができる。燃焼炉２０は、可動列４６の各部分又はユニットの移動速度が互いに異なる速度となるようにすることができる。
【００２３】
例えば、燃焼炉２０内に導入されたごみは、３２０．３６９ｋｇ／ｍ３（２０ｌｂｓ／ｆｔ３）の嵩密度を有し、また、３０行程／時の速度にて動き得る可動のブロックを有することができる。ごみが燃焼するに伴い、形成される灰は、より圧縮可能となり、嵩密度は、灰受け入れ部５２内に落下する前に、約９６１．１１ｋｇ／ｍ３（約６０ｌｂｓ／ｆｔ３）まで増大することができる。灰受け入れ部５２の前方の最後のホッパ上方の可動列４６は、１５行程／時以下の速度を有する。
【００２４】
燃焼炉２０は、火格子４２の上方に配置された燃焼チャンバ３８を有している。燃焼チャンバ３８は、図１の左側にて、トレー２４の方を向いており、プッシャトレーラム２６は、火格子の開始部分の僅かに上方にて開始する壁５８により画成される。燃焼ガスは、通路６２を通って燃焼炉２０の出口６０に達する。図１に示したボイラ管６４のような熱交換器、フィルタ、及び同様のものをボイラの出口１８に接続することができる。
【００２５】
図１を参照すると、本発明による火格子は、以下に説明するようにホッパ３４から火格子ブロック４０を通って進む一次空気にて燃焼が行われるような設計とされている。二次的空気は、矢印６６で示すように、チャンバの上方部分を通って火格子３２及びごみの上方へと燃焼チャンバ３８に導入される。
【００２６】
上述したように配置された火格子ブロック４０を有する燃焼炉２０は、以下に説明するように、火格子ブロック４０の開口部を通る燃焼空気を用いて作動する。燃焼チャンバ３８は、低圧状態にあり、これにより、一次空気ファン３６によって正圧下にある、ホッパからの燃焼空気は、図４に示す火格子ブロック４０の開口部１２０を通じて強制的に送り込まれる。適正な空気分配とすることにより、正確に規制された燃焼状態を設定することができる。
【００２７】
１つの実施の形態において、燃焼チャンバ３８は、−２．５４ｍｍ（−０．１インチ）の圧力下にある。更に、燃焼チャンバを負圧に保つことは、煙及び排ガスが燃焼炉及びホッパ２２の開口部を通って建物に入るのを防止する。
【００２８】
本発明による燃焼炉２０は、再燃焼チャンバを備える設計とすることが好ましく、該再燃焼チャンバ内にて輻射熱及び良好な熱絶縁の結果として発生される極めて高い温度が、未燃焼の全ての汚染物質を熱により分解し、無害のガスを発生させる。燃焼炉２０は、火格子上へのごみの供給及び輸送状態が制御されるため、追加的な火炎を必要とすることなく作動可能である。ごみの量は、いつでも確実に制御され、著しく相違する性質のごみの場合でさえ、規定された温度及び燃焼状態を実現することができる。しかし、環境上の理由のため、ごみを導入する前に燃焼チャンバ３８が十分な温度に達し得るよう、始動バーナを備えることが一般的である。
【００２９】
本発明のごみ燃焼火格子３２の基本構造は、その必須の要素とともに、図２に最も明確に示されている。図２には、火格子ブロック４０の一部が除去された状態にて、火格子３２の一部分が斜視図にて示されている。火格子３２は、矢印６８で示すように、搬送方向に向けて下方に傾斜している。火格子３２は、搬送方向に対し垂直な方向に沿って配置された幾つかのモジュール８０にて形成することができる。それらのモジュールの各々がホッパの上方に位置するようにすることができる。モジュール８０の各々は、複数の緊張ロッド７４により互いに安定状態に接続された１対の側壁ブロック７０、７２を有する。これらの緊張ロッド７４は、１対の側壁ブロック７０、７２に対して垂直に、且つ、１対の側壁ブロック７０、７２の間をその内側幅に沿って延びている。緊張ロッド７４は、各端部にてねじ付きとされ且つ、１対の側壁ブロック７０、７２の開口部を通って延びている。緊張ロッッド７４は、ねじ付き端部にて複数のナットにより１対の側壁ブロック７０、７２に固定されている。緊張ロッド７４は、また、図３Ａに基づいて以下により詳細に説明するように、支持リブを通してロッド７４を受け入れる静止火格子ブロック４０の群に対する支持ロッドとしても機能する。短い緊張ロッドが、以下に説明するように、可動列４６の火格子ブロック４０を通って延びている。搬送方向と反対方向に向けて動く火格子ブロック４０の可動列４６は、第一の固定列４４上に配置されている。可動列４６の火格子ブロック４０の正面下側端縁は、第一の固定列４４の火格子ブロック４０に着座している。今度は、次に高い位置にある固定列４４の正面下側端縁が、可動の火格子ブロック４０上に着座するようになり、その後も同様である。
【００３０】
火格子３２は、火格子の一端から他端までの垂直方向高さが変化するように、勾配を有するものとして示されているが、この勾配は水平方向（すなわち、勾配無し）としてもよいことが認識される。
【００３１】
個別の火格子ブロック４０の各々の側部は、図４に示すように、開口部１２０がある凹所１１８を有しており、燃焼のための一次空気はこの開口部を通って流れ、又は、以下に更に詳細に説明するように、下方から強制的に吹き込まれる。
【００３２】
各々が複数の火格子ブロックを保持する複数のモジュールが一緒に配置されたならば、隣接するモジュールの隣接する側壁ブロック７０、７２どうしは、僅かな間隙を伴って隔てられた状態となる。キャップ７８が間隙を充填する。可動列４６及び固定列４４の双方の火格子ブロック４０は、各々がそれぞれのブロック保持管９２により受け入れられる、図４に示したフック部を有している。固定列４４に対するブロック保持管９２は、各々、少なくとも１対の支持リブ９３により支持されている。支持リブ９３の各々は、搬送方向に対し平行に延びる、図２に示したようなキャリッジレール９４により担持される。同様に、可動列４６に対するブロック保持管９２は、各々、支持リブ９５及びキャリッジレール９６により支持されている。ブロック支持管９２、支持リブ９３、９５及びレール９４、９６を保持するブロックは、図３Ａに更に詳細に示されている。
【００３３】
１つの実施の形態において、隣接する側壁ブロック７０、７２に対し可動列４６の各々の最後の火格子ブロック４０に隣接して僅かな間隙が形成される。可動列に間隙を形成するため、シムが固定列の上に配置され、このため、火格子ブロック４０の全ては同一幅となる。１つの実施の形態において、各列における第一及び第二の火格子ブロック４０は、緊張ロッドの支持リブへの固定に対応し得るように僅かに相違する。
【００３４】
図１に関して上述したように、火格子３２の下方の領域は、複数のホッパ３４を有している。これらのホッパは、火格子モジュール８０により示されるように幾つかの別個の領域を画成する。可動列４６の行程速度を変化させ得ることに加えて、火格子の下方の空気流をホッパ３４により画成される各領域に合わせて調節することができることも特徴である。
【００３５】
一次空気は、可調節減衰器を有する一次空気ファン３６によって個別の領域内に吹き込まれ、その後、この空気は、以下により詳細に説明するように、火格子ブロック４０の開口部を通って燃焼チャンバに達する。
【００３６】
ホッパ３４の各々は、別個の換気装置ファンを有することができ、また、一次空気の容積は、個別の換気装置の速度を変化させることにより調節することができることが認識される。個別の火格子領域に対する一次空気の供給を変化させるこの能力は、標的を定め且つ局所的な対処要領にて燃焼に必要とされる空気量を正確に供給することができるという点において、計算された幾何学的形状の火を形成するのを助ける。
【００３７】
図３Ａに更に示すように、燃焼炉２０は、複数のブロック保持管９２を有している。固定列４４に対するブロック保持管９２は、各々、支持レール９４により担持された支持リブ９３により支持されている。可動列４６に対するブロック保持管９２は、各々、キャリッジレール９６により担持された支持リブ９５により支持されている。火格子ブロック４０は、支持体９４、９６上に支持された軸受手段９２に取り付けられており、ブロック４０はブロック保持管９２に対して回転可能である。
【００３８】
図２に関して説明するように、可動列４６は、アクチュエータ９２によるキャリッジレール９６の動きにより行程速度が調節可能である。キャリッジレール９６は、各部分が１つの実施の形態にてホッパの上方となるように、モジュールに関して区分化されている。
【００３９】
緊張ロッド７４は、ブロック４０を支持し得るよう設けられ且つ、互いに連結されており、ブロックは、グループとして動くことができ、また、長手方向すなわち火格子組立体３２の移動方向に対し垂直に共に組み合わされる。
【００４０】
図示した図面において、緊張ロッド７４は、火格子ブロックの凹所の下方にあるが、端部の火格子ブロックは例外であり、この場合、緊張ロッドは支持リブの穴を通って延び、可動列の火格子ブロックを共に動かす。固定列の火格子ブロックに対する緊張ロッドに関し、緊張ロッドは、火格子ブロックを取り囲み得るよう、上述したように２つの側壁ブロック７０、７２の間を延びている。火格子ブロック４０は、荷重を緊張ロッドから最後のブロックの支持リブ迄、伝達するため使用される固定装置にて火格子ブロックの各々に穴を有することが可能である。
【００４１】
図３Ａを更に参照すると、火格子ブロック４０は、上方壁１００と、正面壁１０２と、傾斜隅部壁１０４とを有している。更に、火格子ブロックは、上方に位置する火格子ブロック４０の下方を延びる突き出しアーム１０６を有している。該アームは、上方ロッド９２を受け入れるフック部１０８を有している。上方壁１００は、上方のブロックの前壁１０２のフート部１１２がその上にて下方ブロックに対して動く増厚部分１１０を有している。
【００４２】
図３Ａを更に参照すると、火格子ブロック４０は、１対の側壁１１４を有している。該側壁は、凹所１１８を有しており、この場合、火格子ブロック４０の幅はブロック４０の他の部分よりも狭い。凹所１１８は、開口部１２０を有しており、該開口部を通って一次空気は、図１に示すように、火格子ブロック４０及びホッパ３４の領域１２２の下方から流れる。
【００４３】
１つの実施の形態における凹所１１８は、９０°の角度すなわち頂部壁１００の平面に対して垂直な角度と頂部壁１１０の平面下方１４°の角度との間に空気のパターンを向ける。この角度は、流れ出る一次空気が、開口部の正面に配置された下方の隣接する火格子ブロックから丁度、外れるようなものである。この流れパターンは、図３Ａに示されており、ここにおいて、一点鎖線で示した流れ１５６は、凹所１１８から出て、バイパスされ、ブロックの下方にある火格子ブロック４０の上方壁１００に対して向けられる。
【００４４】
図３Ｂを参照すると、延びた位置にて可動列４６の火格子ブロック４０の図が示されている。ごみ１０５の一部分は、固定列４４の正面の空隙１０３を示すべく仮想線で示されている。可動列が後退位置にあるとき、空隙は可動列４６の正面壁１０２の正面にある。
【００４５】
一次空気を火格子ブロック４０から出して上方向へ向けることにより、幾つかのことが実現される。空気流をこの方向に向けることは、可動列の火格子ブロックが後方に動くとき、形成された可動列の面における空隙内に燃焼空気が吹き込まれるのを防止する。このため、ごみが燃焼を続ける間、この空隙は、鍛冶屋の炉を形成するような増大した量の酸素を得ることはない。このため、空隙を形成し且つ解消する可動列の動きが、可動列の面の正面における温度を上昇又は低下させることはない。更に、開口部１２０及び凹所１１８の配置について、図４ないし図７に基づいて更に詳細に説明するが、この配置は、開口部にごみが詰まるのも防止する。上述したように、ごみが火格子３２の下方に動くと、ごみと燃焼した灰との組成は変化し、この場合、低密度、小スペースで充填するごみは、可動列の火格子ブロックの動きにより形成された空隙を充填することのできる高密度の灰に変換される。
【００４６】
一次空気の排気中に生じる顕著な圧力低下のため、上述した空気出口の断面積の選択は、多少なりとも、火格子表面上方の塵芥層の厚さと無関係に分配空気分を燃焼させることを許容し、このことは、比較的均一な燃焼パターンにつながる。
【００４７】
図４を参照すると、本発明による火格子ブロック４０の側面図が示されている。火格子ブロックは、上方壁１００と、正面壁１０２と、上方壁１００と正面壁１０２との間に介在する傾斜隅部壁１０４とを有している。突き出しアーム１０６は、図３に示すように、支持ロッド９２を受け入れるフック部１０８を有している。支持リブ１２４が上方壁１００から突き出し且つ、正面壁１０２と係合する。追加的な支持リブ１２６が、正面壁１０２に対し平行に延びている。上方壁１００は、その上に上方に位置する火格子ブロック４０のフート部１１２が着座する増厚部分１１０を有している。支持リブ１２４は、図３Ａに示すように、緊張ロッド７４が延びるのを許容するように形成された凹所１２８を有している。緊張ロッド７４は、相対的な配置状態を示すため、図４に仮想線にて示されている。側壁１１４の凹所１１８の開口部１２０に加えて、火格子ブロックは、隣接する火格子ブロックを互いに固定すべく整合ピンを受け入れる整合ピン穴３０を有している。
【００４８】
図５は、互いに整合された３つの火格子ブロック４０を示す頂面図である。３つの火格子ブロックが図５に示されているが、図２に示すように、可動列又は固定列に１５の火格子ブロックを有することがより一般的である。しかし、火格子ブロックの数は、各ブロックの幅、及びユニットの幅を含む幾つかのファクタに依存することが認識される。突き出しアーム１０６は、各上方壁１００からフック部１０８まで突き出す状態で示されている。支持リブ１２４、１２６は、仮想線で示されている。凹所１１８は、各火格子ブロック４０の側壁１１４、１１６の各々に配置されている。凹所１１８は、図６Ａに最も良く示すように、上方壁１００から傾斜隅部壁１０４に沿い且つ正面壁１０２まで下方に延びている。
【００４９】
ブロック保持管９２は、図５に仮想線で示されている。止めクリップ１２９は、図４に示すように、２つの隣接する火格子ブロックの突き出しアーム１０６の支持リブ１２４から延びており且つ支持管９２の下方に位置する。
【００５０】
図６Ａには、３つの火格子ブロック４０の正面図が示されている。上方壁１００の増厚部分１１０と上方壁１００の下方部分との間に角度があるのを見ることができる。更に、傾斜隅部壁１０４が示されている。凹所１１８は、図６Ｂに最も良く図示するように、深い下方レベル１３２と、浅い上方レベル１３４という２つのレベルを有している。浅い上方レベル１３４は、図４に示すように、傾斜隅部壁１０４に近接している。２つの隣接する火格子ブロック４０が互いに配置されたとき、隣接する凹所１１８は、浅い上方凹所１３４により形成された狭小な開口部１４０の下方に幅の広い開口部１３８を形成する。火格子ブロック４０の各々の開口部１２０は、空気が火格子４２の下方にて領域１２２から流れ出るのを許容する。図６Ｂは、浅い上方凹所１３４により形成された狭小なスロット開口部１４４と、深い下方凹所１３２により形成された幅の広いスロット開口部１４６とを有するスロットを示す、２つの火格子ブロック４０の境界面の拡大図である。
【００５１】
開口部１２０が上方壁１００、正面壁１０２又は傾斜隅部壁１０４の面の何れとも直接、整合されていないため、空気は、火格子ブロック４０の凹所１１８から出る前に、垂直に方向変更することが必要である。このことは、一次空気を均一に分配するため、火格子ブロックの表面を横切って（挟んで）十分に圧力が低下することを許容する。更に、圧力低下は、方向変更することにより開口部１２０（「空気ノズル」）が灰及び塵埃にて詰まり難くする。更に、浅い上方凹所１３４の下方の深い下方凹所１３２は、自然の排出通路を形成し、浅い上方凹所１３４により形成された狭小なスロット開口部１４４に受け入れられた全ての灰又は塵埃は、深い下方凹所１３２はより形成された幅の広いスロット開口部１４６内に落下し且つ、正面壁１０２の開口部により吹き出される。
【００５２】
更に、開口部は火格子ブロック４０の正面壁１０２に対して平行でないため、可動列４６が動く結果、火格子ブロックの動きによりごみが開口部内に機械的に強制的に供給される可能性はない。例えば、ごみの動きによって硬い物が正面壁の開口部と整合するならば、可動列の火格子ブロックがロッドに対して近接するように動くとき、ロッドのような物がごみを開口部内に強制的に押し込むことができよう。火格子ブロックの可動列が後退する結果、ごみが閉じた開口部から外に引き戻されることはない。
【００５３】
火格子ブロック４０の空気は、隣接する火格子ブロックへの空気流の衝突及び再循環を最小にし得るような角度にて外に出る。その結果、鍛冶屋の炉を形成しないことにより、火格子ブロック４０の表面における局部的な温度は低下する。
【００５４】
図７は、火格子ブロック４０の断面図である。支持リブ１２４は、上方壁１００から下方に突き出している。該支持リブ１２６は、支持リブ１２４から側壁１１４、１１６まで外方に突き出している。火格子ブロック４０の全体幅は、突き出しアーム及び支持フック部１０８の領域内にて狭小となり、その結果、重量は減少する。その狭小部分を有する火格子ブロックは、強度及び剛性を提供する支持リブ１２４、１２６を有している。
【００５５】
図８、図９及び図１０には、火格子ブロック１５０の１つの代替的な実施の形態が示されている。火格子ブロック１５０は、以前の実施の形態と同様に、上方壁１００と、正面壁１０２と、傾斜隅部壁１０４とを有している。更に、該火格子ブロックは、突き出しアーム１０６と、フック部１０８とを有している。以前の実施の形態と相違して、火格子ブロック１５０は、凹所を有することに代えて、複数の凹所１５２、１５４及び１５６を有しており、凹所の各々は、側壁１６０、１６２を貫通して延びる開口部１５８を有している。凹所１５２は、一次空気を水平面の上方３０°の角度に向け、また、凹所１５４、１５６は、その空気を上方壁１００に対して垂直に向ける。以前の実施の形態と同様に、開口部１５８は、側壁１６０、１６２に配置されているため、空気は、図１に示すように、凹所１５２ないし１５６を通る前に垂直に方向変更し、燃焼チャンバ５６に入る必要がある。
【００５６】
図１１及び図１２を参照すると、火格子ブロック１８０の１つの代替的な実施の形態が示されている。火格子ブロックは、頂部壁１００から傾斜隅部壁１０４の少なくとも一部分まで下方に延びる少なくとも１つの溝１８２を有している。空気は溝から上方に且つ外方に向けられる。
【００５７】
図１３は、図１１の線１３−１３に沿った火格子ブロック１８０の断面図である。溝１８２は、１つのレベルを有している。火格子ブロック１８０は、溝まで開口部１８４を有しており、該開口部を通じて空気は強制的に供給される。溝の壁１８６は、上方壁１００の平面の上方２０°ないし１１０°の範囲に空気を向ける。この角度範囲は、図３Ｂに示すように形成された空隙内に空気を強制的に供給しない限度において、広く変更することが可能であることが認識される。
【００５８】
図１４は、火格子ブロック１９０の１つの代替的な実施の形態を示す正面図である。図６Ａ及び図６Ｂに示した火格子４０と同様の火格子ブロック１９０は、２つのレベル開口部を有している。開口部が側壁の凹所にある図６Ａ、図６Ｂと相違して、火格子ブロック１９０の開口部は、図１５に最も良く示すように、２つのレベル開口部１９４、１９６を有する溝１９２である。深い下方レベル１９４は開口部１９８を有している。図６Ａ及び図６Ｂに示した実施の形態と同様に、２つのレベルは、溝内に落下する塵埃を自然に排出することを許容する。
【００５９】
図示した実施の形態は、可動ブロックの動きに対して垂直な開口部を有している。図１６を照すると、溝が形成されるようになされているため、動く方向を向いているが、含まれたごみ又は灰のような物が開口部内に強制的に供給される可能性がないような角度とされる開口部を有することが可能である。溝は、空気の流れを方向変更もする。
【００６０】
このように、それ以前のものと著しい相違する空気流通路を含む火格子を案出する必要があった。本発明による火格子ブロックが、図４ないし図７及び図８ないし１０に示されている。開口部を２つのレベル凹所を有する火格子ブロックの側壁に配置し、また、開口部を上述したように向き決めした結果、空気は、空隙内に向けられず、また、鍛冶屋の炉を形成しないことになる。この鍛冶屋の炉を形成しない結果、極限的な高温度は低下する。更に、角度を付けて配置する結果、ごみが火格子ブロックの開口部内に配置され且つ、その開口部を詰まらせる可能性は劇的に減少する。例えば、燃焼チャンバ内の温度は、典型的に、６４８．８９℃（１２００°Ｆ）ないし１２０４．４４℃（２２００°Ｆ）である。空隙により鍛冶屋の炉が形成され、且つ、酸素が該空隙内に向けられる結果、火格子に近接する温度は、１０９３．３３℃（２０００°Ｆ）以上となる。各種の構成要素の寸法によって、ごみが空隙を規則的に充填することはできないため、空隙は、潰れて空隙内に入り込まない大きさのごみにより覆われる。上述したように、この問題点は、空隙を充填する可能性がより大きい灰があまりなく、より可燃性の物質が存在する箇所である、火格子の上端にて、より一般的である。
【００６１】
燃焼炉内の火格子ブロックは、燃焼するとき、ごみ及び灰から粒子を吸収する。これらの粒子は、銅、鉛、カリウム、亜鉛及びアルミニウムのような鉱物及び金属を含むことがある。このため、燃焼炉に曝された火格子ブロックの部分のみが物質を吸収し、突き出しアーム１０６のような下方に位置する他の火格子ブロックのような部分は物質を吸収しない。上述した金属のようなこれらの粒子は、クロムスチール製の火格子ブロックを汚し、これにより合金のマイクロ構造に影響を与えることになる。これらを理由として、使用され、このため、物質を吸収する火格子ブロックは、使用した火格子ブロック内にこれらの追加的な物質があるため、溶融し且つ再鋳造することはできない。燃焼炉に曝された部分のみがこれらの物質を含むが、火格子ブロックの全体を廃棄しなければならない。突き出しアーム１０６にて、火格子ブロック内の物質の量は、図５に示すように、物質の約３０％が減少する。燃焼炉に曝されない突き出し面積を狭小にすることによる、３０％の物質の減少は、火格子ブロックが廃棄するとき、処分しなければならない物質のコスト、重量及び量を減少させることになる。
【００６２】
特許請求の範囲は、別段の記述がない限り、記載した順序又は要素に限定されるものと読むべきではない。このため、特許請求の範囲及びそれらの等価物の範囲及び精神の範囲に属する全ての実施の形態は、発明として権利を請求するものである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】燃焼炉の概略図である。
【図２】火格子ブロックの一部分を除去した、火格子ブロックの一部分の斜視図である。
【図３Ａ】火格子層内に組み立てられた本発明に従った火格子ブロックを示す、部分断面図とした部分側面図である。
【図３Ｂ】延びた位置にある火格子ブロックの可動列を示す概略斜視図である。
【図４】火格子ブロックの側面図である。
【図５】３つの火格子ブロックの頂面図である。
【図６Ａ】３つの火格子ブロックの正面図である。
【図６Ｂ】図６Ａの線６Ｂに沿った拡大図である。
【図７】図４の線７−７に沿った火格子ブロックの断面図である。
【図８】１つの代替的な火格子ブロックの側面図である。
【図９】図８の３つの火格子ブロックの頂面図である。
【図１０】３つの火格子ブロックの正面図である。
【図１１】１つの代替的な火格子ブロックの斜視図である。
【図１２】図１１の火格子ブロックの正面図である。
【図１３】図１１の線１３−１３に沿った火格子ブロックの断面図である。
【図１４】火格子ブロックの１つの代替的な実施の形態を示す正面図である。
【図１５】１つの代替的な実施の形態を示す断面図である。
【図１６】１つの代替的な実施の形態を示す断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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