(57)【要約】  本発明は焼却装置のための火格子棒（１）に関するものであり、略閉じられた、燃焼側に向いた表面（４）、火格子支持部の上に載せて火格子を形成するために構成された、後方の支持領域（２）、下面に構成された載置面（５）を備えた、表面（４）と前縁（３´）との間で丸みをつけられた前方のノーズ領域（３）、及び、火格子を形成する表面の下面から突出している空冷用冷却フィン（１７）、を有する火格子棒（１）において、ヘッド部（８）の内部には少なくとも部分的に増厚して構成された空冷用ヘッドフィンが、燃焼側に向いた表面（４）の下において長手方向及び垂直方向にある。火格子棒（１）は反転火格子棒として構成することもできる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却装置のための火格子棒（１）であって、略閉じられた、燃焼側に向いた表面（４）、火格子支持部の上に載せて火格子を形成するために構成された、後方の支持領域（２）、下面に構成された載置面（５）を備えた、表面（４）と前縁（３´）との間で丸みをつけられた前方のノーズ（３）、及び、火格子を形成する表面の下面から突き出している空冷用冷却フィン（１７）、を有する火格子棒（１）において、ヘッド部（８）の内部には少なくとも部分的に増厚して構成された空冷用ヘッドフィン（１３；１３´）が、燃焼側に向いた表面（４）の下において長手方向及び垂直方向にあることを特徴とする、火格子棒（１）。
【請求項２】
前記ヘッドフィン（１３；１３´）が２つ以上、望ましくは２つ、３つ、又は４つの、互いに平行に配置された増厚部（２２、２２´；２８、２８´；２９、２９´；３０、３０´；３１、３１´；３４、３４´；３５、３５´；３６、３６）を有することを特徴とする、請求項１に記載の火格子棒（１）。
【請求項３】
前記ヘッドフィン（１３；１３´）が略台形状（２２、２２´）及び／又は漏斗状（３０；３０´）及び／又は四角状（２８、２８´；２９、２９´；３１、３１´；３４、３４´；３６、３６´）及び／又は楔形状の増厚部（３５、３５´）を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の火格子棒（１）。
【請求項４】
側壁（９）と前記ヘッドフィン（１３；１３´）との間にそれぞれヘッドスリット（１４；１４´）が構成されていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の火格子棒（１）。
【請求項５】
前記ヘッドスリット（１４；１４´）が漏斗（１５；１５´）を有しており、該漏斗（１５；１５´）が前記ヘッド部（８）内部に配置されており、また、該漏斗（１５；１５´）が次に前記ヘッドスリット（１４；１４´）の、細く構成された部分（１６；１６´）に開口しており、前記ヘッドスリット（１４；１４´）が側方の端壁（１２）と延長部状のヘッドフィン（１３；１３´）との間に配置されていて、一緒に櫛状構造を形成していることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の火格子棒（１）。
【請求項６】
前記ヘッドフィン（１３；１３´）の前方のおよそ三分の一が増厚して構成されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の火格子棒（１）。
【請求項７】
前記側壁（９）の少なくとも一部が前記ヘッド部（８）に沿って凹部（１０；１０´；１０´´）を有していることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の火格子棒（１）。
【請求項８】
前記火格子棒（１）が背部（７）を有しており、該背部（７）には、該背部（７）において前記表面（４）に向かって開いた少なくとも一つの長手方向スリットが設けられており、また前記冷却フィン（１７）が該背部（７）の内部に突出していることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の火格子棒（１）。
【請求項９】
前記火格子棒（１）が金属製であることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の火格子棒（１）。
【請求項１０】
前記火格子棒が反転火格子棒として構成されており、前方のノーズ（３）及びヘッド部（８）と同じに構成された後方のノーズ及びヘッド部を有することを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の火格子棒（１）。
【請求項１１】
焼却装置の火格子燃焼において使用するための火格子において、請求項１から１０のいずれか一項に記載の火格子棒（１）を有する少なくとも一つの横列が該火格子内に可動式に配置され、第１の横列に隣接して、請求項１から１０のいずれか一項に記載の火格子棒（１）を有する次の横列が固定して配置されていることを特徴とする、火格子。
【請求項１２】
前記火格子棒（１）の載置面（５）が次の火格子棒（１）の表面（４）に、瓦状にずらされてオーバーラップしていることを特徴とする、請求項１１に記載の火格子。
【請求項１３】
複数の火格子棒（１）の長手方向サイドが互いに平行に配置されていることを特徴とする、請求項１１又は１２に記載の火格子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のおいて書きに記載の火格子棒に関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭ごみ、産業廃棄物、木廃材といったさまざまな燃料、堅い燃料又は有孔の燃料、及び、低可燃性燃料、高可燃性燃料を燃焼させるには、従来、火室を持つ焼却装置が用いられ、火室内で燃料は例えば機械的に操作される火格子に載せられ、その上で焼却される。
【０００３】
焼却装置においては通常、発熱量の高い被燃焼物及び発熱量の低い被燃焼物が処理されるため、用いられる火格子要素には高熱により大きな問題が発生する可能性がある。特に火格子要素の火格子ヘッド領域においては、高すぎる熱負荷により火格子要素が燃焼又は腐食する可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、長い寿命を持つ火格子棒を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の課題は、請求項１に記載の火格子棒により解決される。さらなる実施形態は従属請求項に記載されている。
【０００６】
提案される焼却装置用火格子棒は、略閉じられた、燃焼側に向いた表面、後方にあり、火格子支持部上に載せて火格子を形成するための支持領域、及び、前方にあって、表面と前縁との間で丸みをつけたノーズを有しており、該ノーズは下面に構成された載置面、及び火格子を形成する表面の下面から突き出している空冷用冷却フィンを有しており、また、ヘッド部は、内部の燃焼側に向いた表面の下に、少なくとも部分的に増厚して構成された空冷用ヘッドフィンを長手方向及び垂直方向に有している。それにより、本発明の火格子棒の寿命が大幅に長くなる。というのも、例えば特に塩素腐食など、高熱によりノーズが剥離した後も、ヘッドフィンは燃焼スラグにより覆われてはいるものの、ヘッドフィンの増厚部は高熱による剥離に対するさらなる障害であると同時に、ヘッドフィンによりヘッド部の冷却が可能となるからである。
【０００７】
さらなる一つの実施形態では、ヘッドフィンは、互いに平行に配置された２つ以上、望ましくは２つ、３つ、又は、４つの増厚部を有している。それにより火格子棒の寿命をさらに伸ばすことができる。それは、一番外側の燃焼面が剥離した後もまだ少なくともさらに一つの面が高熱による剥離のために備えられているからである。
【０００８】
本発明のさらなる一つの実施形態では、ヘッドフィンが略台形状及び／又は漏斗状及び／又は四角状及び／又は楔形状の増厚部を有している。増厚して構成されたヘッドフィンの形状を任意にたとえば四角状増厚部のみとすること、又は、他の任意の形状と組み合わせることも考慮できる。
【０００９】
本発明のさらなる一つの実施形態では、側壁とヘッドフィンとの間にそれぞれヘッドスリットが形成されている。ヘッド部が、ヘッドフィン又は、その間のヘッドスリットを持つ構成により、燃焼工程により生じた熱又は高温は大きな冷却面を介して伝導される。燃焼空気は、ヘッドスリットのおかげで循環することができる。このとき熱摩耗はまず主に火格子棒のヘッド部に起こる。まずヘッド部の燃焼面が高熱による摩耗で剥離しても、さらなる摩耗に備えて、その後に燃焼スラグで覆われた、ヘッドスリットの台形状増厚部がある。ヘッドスリットのおかげで燃焼空気の循環が可能になり、それにより高温のヘッド部の冷却が可能となる。
【００１０】
さらなる一つの実施形態では、ヘッドスリットは、ヘッド部内部に配置された漏斗を有しており、該漏斗は続いて、ヘッドスリットの、細く構成された部分に開口している。このときヘッドフィン[訳注：ヘッドスリットではないかと思います]は、側方の端壁と、延長部状のヘッドフィンとの間に配置されており、一緒に櫛状構造を形成している。
【００１１】
さらなる一つの実施形態では、ヘッドフィンは前方のおよそ三分の一が増厚して構成されている。
【００１２】
さらなる一つの実施形態では、側壁の少なくとも一部が、ヘッド部に沿って凹部を有している。
【００１３】
さらなる一つの実施形態では、火格子棒は背部を有しており、該背部には、背部において表面に向かって開いている少なくとも一つの長手方向スリットが設けられており、また、冷却フィンは背部の内部に突出している。
【００１４】
さらなる一つの実施形態では、火格子棒は金属製である。
【００１５】
さらなる一つの実施形態では、火格子棒は反転火格子棒として構成されており、前方のノーズ及びヘッド部と同様に構成された、後方のノーズ及びヘッド部を有している。そのような反転火格子棒は、第１のヘッド部の寿命が終わるとひっくり返され、それにより、もう一方のヘッド部を、実際的に同じ耐用年数にわたって再度使用することができる。そのため下面に、火格子棒の中心に関して対称的に配置された２つの載置面が構成されている。
【００１６】
本発明のさらなる態様は、焼却装置の火格子燃焼で使用するための火格子に関するものであり、本発明の火格子棒を備えた少なくとも一つの横列が火格子内に可動に配置されており、この第１の横列に隣接して、本発明の火格子棒を備える次の横列が固定されて配置されている。それにより、被燃焼物を継続的に燃焼側の方向に向かって移動させられる。
【００１７】
さらなる一つの実施形態においては火格子棒の載置面が次の火格子棒の表面に、瓦状にオーバーラップしている。
【００１８】
さらなる一つの実施形態においては複数の火格子棒の長手方向サイドが互いに平行に配置されている。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の火格子棒の図式的な側断面図である。
【図２】図１を図式的に表した図である。
【図３】図２のＥ−Ｅの線で切断した、第１の拡大断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂの線で切断した、第２の拡大断面図である。
【図５】図２のＡ−Ａの線で切断した、第３の拡大断面図である。
【図６】図７の本発明の火格子棒のヘッド部の拡大図である。
【図７】本発明の火格子棒の図式的な上面図である。
【図８ａ】本発明の火格子棒のさらなるヘッド部の図式的な側断面図である。
【図８ｂ】図８ａの図式的な上面図である。
【図９ａ】本発明の火格子棒のまたさらなるヘッド部の図式的な側断面図である。
【図９ｂ】図９ａの図式的な上面図である。
【図１０ａ】本発明の火格子棒のまたさらなるヘッド部の図式的な側断面図である。
【図１０ｂ】図１０ａの図式的な上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施例について図を参照しながら詳述する。
【００２１】
図１には、本発明の、焼却装置用火格子棒１の、図７に示したＣ−Ｃにおける側断面図が図式的に示されている。そのような火格子棒又は要素は、互いに隣接して実際的には任意の幅にまで並べ、接続して配置することができる。その際、火格子棒がまず第１の横列においてその長手方向サイドが互いに平行になるように配置され、その第１の横列に隣接して、少なくとも一つのさらなる横列が配置されることが考慮できる。そのとき第１の横列は、固定して配置された火格子棒を有し、さらなる横列の火格子棒は可動に配置することができる。この火格子棒を動かすことにより被燃焼材を燃焼側に向かう方向に継続的に送ることができる。一つの横列を固定的に配置し、その隣に可動の横列を配置し、その隣はまた固定的に配置する横列を配置する、というようにそれぞれ交互に配置することが考えられる。または、固定及び可動の横列の他の配置も考えられ、たとえば、一つの横列を可動に、その隣に２つの固定的に配置された横列を、その隣に再び一つの可動横列を配置する、ということも考えられる。火格子棒１の端部２は支持領域２としてノーズ状に構成されており、焼却装置において既知の方法で留め具に固定されるようになっている。火格子棒１の前方端部は、前縁３´を備えた、それぞれ上に位置する燃焼面４からの連続部としての、丸みをつけたエッジ又はノーズ３を有している。火格子棒１の内部において燃焼面４の下の面４´は、燃焼面４が高熱による腐食により剥離するやいなや、次の燃焼面となる。支持領域２及びノーズ３は、火格子棒１が瓦状にずらされてオーバーラップするように構成されており、つまり、それぞれノーズ３の下にある載置面５は、次の火格子棒１の表面又は、上の燃焼面４に支えられているか又は載せられており、それにより焼却装置の火格子表面を形成している。火格子棒はさらにクロスフィン６及び背部７を有している。ノーズ３の前縁３´とクロスフィン６との間の領域８はヘッド部８を形成している。
【００２２】
図２は、図１を図式的に表した図である。すでに図１について用いられた符号は図１の特徴に対応している。図２にはさらに、凹部１０、１０´、１０´´を有する側壁９、及び、個々の火格子棒を接続するための取付用開口部１１が図示されている。
【００２３】
図３には、図２のＥ−Ｅの線に沿った第１の拡大断面図が示されている。上にある燃焼面４は閉じられた構成になっており、側方の端壁１２へと移行している。ヘッドフィン１３、１３´は第１部分Ａ１に沿って燃焼面４の下に構成されており、別の表現を使うと、燃焼面の下に構成された、火格子棒１の内部に突出した連続部として構成されている。ヘッドフィン１３はこのとき、まず火格子棒１の長手方向に延び、垂直方向に延在している。ヘッドフィン１３、１３´の間にはヘッドスリット１４、１４´が構成されている。ヘッドスリット１４、１４´はこのときヘッドフィン１３、１３´の間に溝を形成している。中心のヘッドスリット１４´が有する漏斗１５´の幅は、両側に隣接して配置されたそれぞれ２つのヘッドスリット１４の漏斗１５と比較すると、いくらか幅広く構成されている。ヘッドスリット１４、１４´は下が開放された構成になっている。ヘッドスリット１４、１４´は側方の端壁１２と、ヘッド部８の連続部として構成されたヘッドフィン１３、１３´との間に配置されており、ヘッド部８の内部において櫛状構造を形成している。漏斗１５、１５´は、対応するヘッドスリット１４、１４´の、細く構成された部分１６、１６´内に開口している。
【００２４】
図４には図２のＢ−Ｂ線に沿った第２の拡大断面図が示されている。ここでは背部７の冷却フィン１７はさまざまな延長の長さで火格子棒１の内部に突出している。冷却フィン１７の間には間隔１８が構成されている。さらに、側壁９にはそれぞれの凹部１０´´が図示されている。
【００２５】
図５には図２のＡ−Ａ線に沿った第３の拡大断面図が示されている。側壁９は取付用開口部１１により貫通されている。さらに、冷却フィン１７の間にある間隔１８が図示されており、これら冷却フィン１７は、燃焼面４から火格子棒１の内部へ突出している。
【００２６】
図６は、図７の部分Ｚに示した本発明の火格子棒のヘッド部８の拡大図である。燃焼面４の第２部分Ａ２にはヘッドフィン１３、１３´がなく、又は、その間のヘッドスリット１４、１４´がない構成になっており、つまり、第２部分Ａ２は、ヘッド部８のカバーのような部分要素を形成している。第２部分Ａ２に隣接して、台形状ヘッドフィン１３、１３´及びその間にあるヘッドスリット１４、１４´を持つ第３部分Ａ３が形成されている。ヘッドフィン１３、１３´又はヘッドスリット１４、１４´はクロスフィン６に向かう方向に延在しており、その際ヘッド部８の長手方向にも垂直方向にも延びている。ヘッド部８の外側に向かって構成されたヘッドスリット１４、１４´は、それぞれ側方の端壁１２と、対応するヘッドフィン１３との間に形成されている。第２部分Ａ２に隣接して漏斗状の入口１９、１９´が、それぞれ対応するヘッドスリット１４、１４´内に形成されている。ヘッドスリット１４、１４´はそれぞれ細くなった部分１６、１６´を有しており、これは、漏斗状の出口２０、２０´に開口している。出口２０、２０´はこのとき、細く構成された部分１６、１６´に比べてより広いヘッドスリット部分２１、２１´に移行している。それにより、ヘッドフィン１３、１３´の部分２２、２２´は略台形状の増厚部として構成される。
【００２７】
図７には本発明の火格子棒１の上面図が示されており、ヘッドスリット１４、１４´及びヘッドフィン１３、１３´を有するヘッド部８、及び、冷却フィン１７及びその間にある間隔１８を持つ背部７が図示されている。その際ヘッドスリット１４、１４´及び間隔１８は火格子棒１の長手方向において並んでおり、互いに接続されている。空冷された火格子棒では燃焼工程においてヘッド部８の温度が最も高く、また、高熱による摩耗も最も大きい。ヘッドフィン１３、１３´の櫛状構造の冷却表面が大きく、また、燃焼空気がヘッドスリット１４、１４´内で循環することにより、熱を伝導させることができる。第２部分Ａ２（図６参照）が熱による摩耗により剥離しても、次に、ヘッドフィン１４、１４´を持つ次の第３部分Ａ３（図６参照）がさらなる熱摩耗のために備えられている。これは、ヘッドフィン１４、１４´の台形状増厚部２２、２２´も熱により剥離するまで続く。
【００２８】
図８ａには、本発明の火格子棒のさらなる一つのヘッド部８´の側断面図が図示されている。ここでは、高温腐食により剥離する第１層２３が図示されており、これは少なくとも部分的に燃焼面４により形成されている。図８ａにはさらに第２層２４及び第３層２５も図示されている。第２層２４及び第３層２５は増厚して構成されたヘッドフィン１３、１３´により構成されている。第１層２３と第２層２４との間には第１凹部２６が構成されている。第２凹部２７は第２層２４と第３層２５との間にある。第２層２４は、さらなるヘッド部８´の内部に向かう方向において第１層２３に隣接している。第３層２５は、さらなるヘッド部８´の内部に向かう方向において第２層２４に隣接して配置されている。第３層２５に隣接して中央のヘッドスリット１４´が図示されている。高温腐食により剥離するこれら３つの層２３、２４、２５により、第１層２３が高温により剥離しても、さらなる剥離、つまり、熱摩耗に備えてまださらに２つの層２４、２５が備えられているため、本発明の火格子棒の寿命をより長くすることが可能となる。
【００２９】
図８ｂには、図８ａの上面図が図式的に示されている。ここでは３つの層２３、２４、２５が図示されている。第２及び第３層２４、２５はヘッドフィン１３、１３´において四角状増厚部２８、２８´、２９、２９´を有している。これら四角状増厚部２８、２８´、２９、２９´は対応するヘッドフィン１３、１３´から、さらなるヘッド部８´の内部へ突出している。第１層２３の隣には第１の凹部２６があり、第１の凹部２６に隣接して第２層２４がある。第２層２４の隣にはまた第２凹部２７が配置され、その隣に第３層２５がある。第３層２５の隣にはヘッドスリット１４´が延びている。このとき中央に配置された増厚部２８´、２９´は、そのサイド方向にある増厚部２８、２９のおよそ２倍の厚みで構成されている。四角状増厚部２８、２８´、２９、２９´の間にはそれぞれ対応するヘッドスリット１４、１４´がある。
【００３０】
図９ａには本発明の火格子棒のまたさらなるヘッド部８´´の側断面図が図式的に示されている。ここには３つの層２３、２４、２５及び凹部２６、２７が示されている。
【００３１】
図９ｂには図９ａの上面図が図式的に示されている。図８ａと異なるところは、第２層２４には漏斗状に構成された増厚部３０、３０´が、第３層２５には四角状に構成された増厚部３１、３１´があることである。
【００３２】
図１０ａには本発明の火格子棒のさらなるヘッド部８´´´の側断面図が図式的に示されている。ここには３つの層２３、２４、２５が図示されている。さらに第３層２５の隣には、さらなるヘッド部８´´´の内部に向かって第４層３２が隣接している。第３層２５と第４層３２との間にはさらなる凹部３３が形成されている。
【００３３】
図１０ｂには、図１０ａの上面図が図式的に示されている。図８ａ及び図９ａと異なるところは、第２層２４が楔状に構成された増厚部３４、３４´を、第３層２５が四角状に構成された増厚部３５、３５´を有しているところである。さらに、第３層２５の隣には、やはり四角状増厚部３６、３６´を持つ第４層３２が図示されている。それにより本発明の火格子棒は特別に長い寿命が可能となる。
【００３４】
先述の図で記述されたヘッドフィンの増厚部１３、１３´を互いに任意に組み合わせ可能とすることも考えられる。
【００３５】
図１から１０ｂにおいて同じ符号を持つ特徴は、それぞれの図においてそれぞれ同じ技術的特徴を表している。
【符号の説明】
【００３６】
１             火格子棒
２             支持領域
３             ノーズ
３´             前縁
４             表面
５             載置面
６             クロスフィン
７             背部
８             ヘッド部
９             側壁
１０；１０´；１０´´  凹部
１１             取付用開口部
１２             側方の端壁
１３；１３´     ヘッドフィン  
１４；１４´     ヘッドスリット
１５；１５´     漏斗
１６；１６´     細く構成された部分
１７             冷却フィン
１８             間隔
１９、１９´     入口
２０、２０´     出口
２１、２１´     ヘッドスリット部分
２２、２２´     台形状増厚部
２３             第１層
２４             第２層
２５             第３層
２６             第１凹部
２７             第２凹部
２８；２８´     四角状増厚部
２９；２９´     四角状増厚部
３０；３０´     漏斗状増厚部
３１；３１´     四角状増厚部
３２             第４層
３３             凹部
３４；３４´     四角状増厚部
３５；３５´     楔形状増厚部
３６；３６´     四角状増厚部
Ａ１             第１部分
Ａ２             第２部分
Ａ３             第３部分
【図１】
2014507621.tif 000003
【図２】
2014507621.tif 000004
【図３】
2014507621.tif 000005
【図４】
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【図５】
2014507621.tif 000007
【図６】
2014507621.tif 000008
【図７】
2014507621.tif 000009
【図８ａ】
2014507621.tif 000010
【図８ｂ】
2014507621.tif 000011
【図９ａ】
2014507621.tif 000012
【図９ｂ】
2014507621.tif 000013
【図１０ａ】
2014507621.tif 000014
【図１０ｂ】
2014507621.tif 000015
【国際調査報告】
2014507621.tif 000016
2014507621.tif 000017
2014507621.tif 000018
2014507621.tif 000019
2014507621.tif 000020
2014507621.tif 000021