(57)【要約】      （修正有）【課題】ストーカ型のごみ焼却炉において、可動火格子の先端壁、上面壁の冷却を効率良く行い、長期の使用に耐え得るようにしたごみ焼却炉用火格子を提供する。【解決手段】可動火格子１の本体が、下向きのコの字形を呈する形状に構成され、可動火格子１の先端部が、下端部から立ち上がる前面を有する前面壁と、該前面壁から後方上方に延びる傾斜面を有する傾斜壁と、該傾斜壁に繋がる上面壁１Ｇとを備える。且つ、前記可動火格子１は、相互に上下に重なるように配置された固定火格子２に対して摺動されるように構成され、以って、これらの火格子の上方のごみを前方に送ることができるように構成する。さらに、前記可動火格子１の前記前面壁に、前後方向に貫通する少なくとも１個の通風孔３を開口させる。【選択図】図８
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
可動火格子（１）の本体（１Ａ）が、下向きのコの字形を呈する形状に構成され、前記可動火格子（１）の先端部（１Ｂ）が、下端部から立ち上がる前面（１ａ）を有する前面壁（１Ｃ）と、該前面壁（１Ｃ）から後方上方に延びる傾斜面（１ｂ）を有する傾斜壁（１Ｄ）と、該傾斜壁（１Ｄ）に繋がる上面壁（１Ｇ）とを備え、且つ、前記可動火格子（１）は、該可動火格子（１）と同様に構成され且つ相互に上下に重なるように配置された固定火格子（２）に対して摺動されるように構成され、以って、これらの火格子の上方のごみを前方に送ることができるように構成されたストーカ型のごみ焼却炉における火格子であって、
前記可動火格子（１）の本体（１Ａ）のコの字の内側には、該可動火格子（１）の長手方向に沿って少なくとも２本のリブ（１Ｅ）が、コの字の前記本体（１Ａ）の両側壁（１Ｆ，１Ｆ）と所定の間隔を隔てて、該本体（１Ａ）の後端部（１Ｈ）側から前記前面壁（１Ｃ）に繋がるように設けられ、前記通風孔（３）が、該リブ（１Ｅ）の両側位置において前記前面壁（１Ｃ）に夫々少なくとも１個づつ開口されていることを特徴とするストーカ型のごみ焼却炉における火格子。
【請求項２】
前記通風孔（３）が、前記本体（１Ａ）の両側壁（１Ｆ，１Ｆ）と前記２本のリブ（１Ｅ）との間及び前記リブ（１Ｅ）の間で、夫々少なくとも２個づつ開口されていることを特徴とする請求項１に記載のストーカ型のごみ焼却炉における火格子。
【請求項３】
前記可動火格子（１）の後端部（１Ｈ）が可動支持体（４）の上に載置され、該可動火格子（１）の後端部（１Ｈ）の下側に形成された嵌合凹部（１ｅ）が、前記可動支持体（４）の上側に位置された可動火格子用連結杆（５）に対して枢動自在に上方から係合され、バネ（７）からなる附勢機構（６）が、前記可動支持体（４）と前記可動火格子（１）の前記可動火格子用連結杆（５）よりも前方側で、その下側部分（１ｄ）との間に設けられ、該バネ（７）により前記可動火格子（１）の先端部（１Ｂ）が下方に向けて附勢されるように構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のストーカ型のごみ焼却炉における火格子。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本考案は、ストーカー型のごみ焼却炉における火格子の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  ストーカー型のごみ焼却炉の火格子の支持装置乃至設置構成としては、種々のタイプのものが提案されているが、可動火格子と固定火格子とを夫々横並べし、且つ、それらを複数段の階段状に配置し、その可動火格子を固定火格子に対して摺動移動させることでごみを前方側に送って行くという基本構成は共通している。【０００３】  そして、これらの可動火格子と固定火格子は、その摺動自在の構成となっていること、高温下での長期使用などの理由で摩損、損傷が激しいこと、鋳鋼で構成されていても長期の使用に耐え難いものであることに鑑み、ごみ焼却炉のストーカーの下側には、相当量の冷却風、例えば、ごみ処理能力が２トン／ｈ程度の焼却炉であれば、１００００ｍ３／ｈの７０％程度の風量が流れるように構成されており、ストーカーの火格子の表面温度が４００℃〜５００℃程度以下に抑えることができるように空冷されている。尚、前記７０％の風量についても、その後に火格子同士の隙間から上方の燃焼空間へ抜けて燃焼に寄与する。
上記の従来技術を示す文献としては、次のものが挙げられる。【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２２１３０９。
【特許文献２】特開２００５−２１４５８９。
【特許文献３】特開２００３−９７８０７。
【特許文献４】特許３９２２９９２
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】  上述した各火格子相互間、及び、特に各可動火格子と固定火格子間（通常、ピアノの黒鍵（可動火格子：上側）と白鍵（固定火格子：下側）のように配置）は、摺動移動がスムースに行い得るように、その火格子相互間に隙間が形成されていて、個々の隙間から冷却風が上側の燃焼空間側に抜けるようにされており（上述した７０％の風量）、その流路抵抗を小さくできて火格子を冷却する機能を果たしながら所用の燃焼が行い得るように設計されているが、この場合、冷却されるのは、主にその隙間に面した火格子の側面壁であり、火格子の先端部の冷却は期待でき難いものであった。その結果、火格子の先端部、特に、ごみをプッシュするときの負荷が大きい可動火格子の先端壁及び火格子の上面壁の熱損傷、摩損が進行し易く、長期の使用に問題を生じ、比較的短期間で取替えねばならなかった。
【０００７】  こうした火格子の熱損傷を回避乃至軽減するために、上記引用の特許文献４に記載のような手段も提案されていた。このような空冷ノズルと、これにエアーを供給する付加構造は、火格子全体を複雑にしてコストを大幅に高める欠点があった。
【０００７】  本考案は、かかる問題に鑑みて案出されたものであり、ストーカ型のごみ焼却炉において、特に熱損傷が大きな可動火格子の先端壁、上面壁の冷却を効率良く行い、火格子の熱損傷を抑えて長期の使用に耐え得るようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  本考案にかかるストーカ型のごみ焼却炉における火格子は、上記目的を達成するために、可動火格子（１）の本体（１Ａ）が、下向きのコの字形を呈する形状に構成され、前記可動火格子（１）の先端部（１Ｂ）が、下端部から立ち上がる前面（１ａ）を有する前面壁（１Ｃ）と、該前面壁（１Ｃ）から後方上方に延びる傾斜面（１ｂ）を有する傾斜壁（１Ｄ）と、該傾斜壁（１Ｄ）に繋がる上面壁（１Ｇ）とを備え、且つ、前記可動火格子（１）は、相互に上下に重なるように配置された固定火格子（２）に対して摺動されるように構成され、以って、これらの火格子の上方のごみを前方に送ることができるように構成されたストーカ型のごみ焼却炉における可動火格子であって、前記可動火格子（１）の前記前面壁（１Ｃ）に、前後方向に貫通する少なくとも１個の通風孔（３）を開口させてあることを特徴とする。
【０００９】  本考案に言うストーカ型のごみ焼却炉とは、既存の全てのタイプのストーカ型のものを言う。
また、本考案は、実施例説明の高温発生の燃焼域ストーカー（燃焼床）における可動火格子に限定されず、必要あれば、乾燥域、後燃焼域の可動火格子についても、適用できるものである。。
【考案の効果】
【００１０】  本考案によれば、ストーカ型のごみ焼却炉において、特に、可動故に熱損傷が大きくなり易い可動火格子の先端壁、上面壁の冷却を、その通風孔と２本のガイド機能のリブとによって、効率良く行い、火格子の熱損傷を抑えて長期の使用に耐え得るようにすることが出来るに至った。
本考案にかかるその他の利点は、以下の記載から明らかとなろう。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１１】  本考案の実施に際し、前記通風孔（３）が、前記本体（１Ａ）の両側壁（１Ｆ，１Ｆ）と前記２本のリブ（１Ｅ）との間及び前記リブ（１Ｅ）の間で、夫々少なくとも２個づつ開口されていることが好ましい。【００１２】  このように構成することで、本来、火格子の強度アップのために設けている２本のリブ（１Ｅ）が、冷却気流のガイドの役目を果たし、冷却気流がリブ（１Ｅ）と本体（１Ａ）の両側壁（１Ｆ，１Ｆ）との間及び前記リブ（１Ｅ）の間に沿って流れることで、火格子のコの字の本体（１Ａ）の内面の略全体に接触しながら、その前方の少なくとも２個づつの通風孔（３）から火格子の前方により一層スムースに抜けることができて、通風孔を２個づつとすることによりごみ等の詰まり確率を低減させながら可動火格子の先端壁、上面壁の冷却効率を一層向上させることができる効果がある。【００１２】  また、前記可動火格子（１）の後端部（１Ｈ）が可動支持体（４）の上に載置され、該可動火格子（１）の後端部（１Ｈ）の下側に形成された嵌合凹部（１ｅ）が、前記可動支持体（４）の上側に位置された可動火格子用連結杆（５）に対して枢動自在に上方から係合され、バネ（７）からなる附勢機構（６）が、前記可動支持体（４）と前記可動火格子（１）の前記可動火格子用連結杆（５）よりも前方側で、その下側部分（１ｄ）との間に設けられ、該バネ（７）により前記可動火格子（１）の先端部（１Ｂ）が下方に向けて附勢されるように構成されていることが好ましい。【００１３】  上述のように構成されている場合、可動火格子（１）の先端下部からのゴミ或いは燃焼灰などの噛み込みに起因する持ち上がりよる可動火格子用連結杆（５）からの可動火格子（１）の脱落を未然に回避できながら、可動火格子（１）の下側の冷却風の流れを向上させることで、前記附勢機構（６）のバネ（７）の冷却効率が向上することになって、かかる脱落防止の効果を長期に亘って維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本考案にかかるごみ焼却炉の火格子の要部の全体斜視図。
【図２】本考案にかかるごみ焼却炉の火格子の駆動系を示す概略正面図。
【図３】本考案にかかる火格子の平面図。
【図４】本考案にかかる火格子の底面図。
【図５】本考案にかかる火格子の側面図。
【図６】本考案にかかる火格子の図５におけるＡ−Ａ線矢視断面図。
【図７】本考案にかかる火格子の一作用状態を示す要部の正面図。
【図８】本考案にかかる火格子の一作用状態を示す要部の正面図。
【図９】本考案にかかる火格子の別態様を示す側面図。
【図１０】本考案にかかる火格子の図９のＢ−Ｂ線矢視断面図。
【図１１】本考案にかかる可動火格子の附勢機構を示す要部の正面図。
【実施例】
【００１５】  本考案にかかるストーカ型のごみ焼却炉の火格子について、以下、図面を参照して詳述する。
図１は、火格子の要部の全体斜視図であり、横一列に並べられた複数（ここでは、１５本）の固定火格子２が下方の固定支持体８を介して機台９に保持され、同様に横一列に並べられた複数（ここでは、１６本）の可動火格子１が下方の可動支持体４を介して機台９に保持されている。ここでは、燃焼火格子について引用しているが、通常、その上手側には、乾燥火格子、下手側には、後燃火格子が存在する。【００１６】  そして、前記固定支持体８及び可動支持体４は、横並びの固定支持体８を支持する横桁材１０及び横並びの可動支持体４を支持する横桁材１１と、図２に示すように、該横桁材１０，１１を支持する固定支持材と可動支持材とで構成されており、該固定支持材は、夫々機台９の一部に固定され、そして、上下２段の可動支持材は相互に連結されていて、その一つに後述の駆動機構１２が連動連結され、且つ、機台９のローラー支承構造（前後方向２箇所）によって、前後動自在に支承されている。【００１７】  図３乃至図６は、１本の可動火格子１の平面図、底面図，側面図及び図５のＡ−Ａ矢視の縦断側面図を示す。前記固定火格子２も実質同じ構成とされており、ここでは、図示省略するが、便宜上、その固定火格子２の前面壁２Ｃの記号を、前記可動火格子１の前面壁１Ｃの横に併記する。この可動火格子１は、ここでは、全長が約５６０ｍｍ、全幅が約１２０ｍｍ、全高が約１２０ｍｍの鋳鋼製のもの（重量約２０Ｋｇ）が用いられ、図４の底面図及び図５の側面図から解るように、内部に長手方向に沿って２本のリブ１Ｅ，１Ｅが形成されている。図３において、１３は、位置決め用孔であって、可動火格子１を上方から可動支持体４に載置する際に、この上に固定された可動火格子用連結杆５に突設されたピン１４に嵌合される（図６参照）。このピン１４は、各可動火格子６に対応する位置に設けられている。【００１８】  前記可動火格子１の本体１Ａは、下向きの断面形状がコの字形を呈する形状に構成され、前記可動火格子１の先端部１Ｂが、下端部から立ち上がる前面１ａを有する前面壁１Ｃと、該前面壁１Ｃから後方上方に延びる傾斜面１ｂを有する傾斜壁１Ｄ、及びこれに続く上面壁１Ｇとを備えている。
そして、この実施例では、前記可動火格子１の前記前面壁１Ｃに、前後方向に貫通する少なくとも１個の通風孔３、ここでは、直径７ｍｍ程度の３個の通風孔３を開口させてある。この通風孔３は、ここでは、前面壁１Ｃの内面側が大径で、前面１ａ側が小径の断面がテ―パ状になるように形成されている。【００１９】  また、前記本体１Ａのコの字の内側には、該可動火格子１の長手方向に沿って少なくとも１本のリブ１Ｅ、ここでは、２本のリブ１Ｅ，１Ｅが、コの字の前記本体１Ａの両側壁１Ｆ，１Ｆと所定の間隔を隔てて、該本体１Ａの後端部１Ｈ側から前記前面壁１Ｃに繋がるように設けられ、前記通風孔３が、該リブ１Ｅの両側位置において前記前面壁１Ｃに夫々少なくとも１個づつ開口されているのである。
こうした通風孔３の総開口面積は、ストーカー全体の火格子として、後述する下方を流れる冷却風（ブロア風量全体の７０％程度）の内の７％〜１０％程度となるように設計されている。勿論、この風量調節は、上述した通風孔３の直径７ｍｍを変える場合、その穿孔個数を変えることで調整できる。【００２０】  そして、前記固定火格子２と可動火格子１とが、前記可動火格子１の先端部１Ｂの下面が、ごみ送り方向側の固定火格子２の上面に摺接して可動され得るように、ごみの送り方向の上手側に前記可動火格子１が位置され、その下手側に前記固定火格子２が位置される状態で、ごみの送り方向に交互に複数段（ここでは５段）の階段状に配置されている。【００２１】  図１及び図２に、ここでは、前記階段状は、ごみ送り方向の上手側から、可動火格子１、その下側に固定火格子２という順序で、夫々３列が並び、最下段に固定火格子２が配置されている。尤も、この階段状配置は、ごみ焼却炉の大きさによって、更に多段となる場合がある。
尚、前記可動火格子１は、ピアノの黒鍵盤と白鍵盤のように、下側の固定火格子の横並びの繋ぎ部を跨ぐように配置され、上下に揃って配置されてはいない。【００２２】  そして、これら固定火格子１及び可動火格子２が、前記固定支持体８及び可動支持体４に対して着脱自在に上方から載置する方式で設置されるように構成されている。
この設置構造は、前記可動火格子１の後端部１Ｈが前記可動支持体４の上に載置され、該可動火格子１の後端部１Ｈの下側に形成された嵌合凹部１ｅが、前記可動支持体２の上側に位置された可動火格子用連結杆５に対して枢動自在に上方から係合されるものである。、【００２３】  そして、前記可動支持体１に駆動機構１２が連動連結されて前記可動火格子１を前記固定火格子２に対して摺動させて、上方から投入されたごみを前方に送ることができるように構成されている。
尚、前記駆動機構１２は、この実施例では、油圧シリンダー１２Ａを用いており、そのピストンロッドの先端部が前記可動支持体４に連結されている。この駆動機構１２を、既存の方式である電動モーターなどによるクランク等の機械式に置換してよい。【００２４】  そして、上述した可動火格子１及び固定火格子２の下方のフロアー側は、空冷用の通路として構成されており、図示省略の排風機（ブロア）によって、多量の空気が後方から前方側に流れるするようにされている。因みに、本考案の実施例のような、２ｔ／ｈ程度のごみ処理能力の焼却炉では、１００００ｍ３／ｈの７０％程度の風量が流れるように構成されている（流速は１ｍ／ｓｅｃ程度）。【００２５】  （作用）
上述のように構成された可動火格子１によれば、冷却風が、後方から前方に流れる際に、その先端部１Ｂの前面壁１Ｃに穿孔された通風孔３の存在により、このコの字形の本体１Ａの内側に沿った空気の流れが形成され易くなり、結果として、前記本体１Ａの上面壁１Ｇの内面への空気の接触が増えて上面壁１Ｇの冷却効率が改善され、且つ、前面壁１Ｃを通過することで、前面壁１Ｃ自体の冷却が進むことになる。上述の傾斜壁１Ｄに通風孔を開口すると、前面壁１Ｃの下端部の冷却効果が悪くなることが解っている。
特に、可動火格子１は前後動されるので、図７及び図８に示すように、前進後に後退する瞬間、その前面壁１Ｃの前面１ａとごみの塊との間に隙間が生じ、前方への排出抵抗が小さくなって、冷却風の流れがスムースになり、空冷効果が高まる。【００２６】  通常、可動火格子１の上面壁１Ｇ及び前面壁１Ｃは、４００℃乃至５００℃程度に加熱されているが、実験の結果、上述の通風孔３の存在によって、通風孔３のある可動火格子１については、通風孔３の無い可動火格子に比べ、その上面壁１Ｇは３０〜５０℃程度、前面壁１Ｃは、５０〜８０℃程度の温度低下を見ることができ、温度降下幅は大きくないが、これによって、金属の機械強度の転換域である４００℃近辺に抑えることができたのである。
この実験の温度検知は、熱伝対の温度センサーを、通風孔３のある可動火格子１と通風孔３の無い可動火格子とを隣接配置し、それらの可動火格子１の内側上壁と、前面壁の内面に設けて行い、比較したものである。
これにより、可動火格子１の熱損傷を大幅に低減でき、火格子の寿命を大幅に伸ばすことができてコスト削減に貢献できたのである。【００２７】  （一部変形例）
図９及び図１０に示すのは、上述の一つの通風孔３を、実施例よりも更に小径とし（５ｍｍ程度）、リブ１Ｅと側壁１Ｆとの間で、夫々上下に２個づつ並べて穿孔して、一つの可動火格子１の前面壁１Ｃに６個の通風孔３を形成するようにしている。
このように形成することで、通風孔３を通過する風量は変わらないが、小径とすることで、前面１ａからの小塊のごみの侵入を防止し、詰まりを未然に回避しながら空冷を果たすことができる。
また、複数の通風孔３とすることで、前方に抜けて行く空気の流れがスムースになることが分かっており、その通過速度（１ｍ／ｓｅｃ）も落ちることがない。【００２８】  （別態様）
図１１に示すように、前記各固定火格子２及び各可動火格子１のうち、ここでは、前記各可動火格子１の先端部１Ｂを前記各固定火格子２の上面に対して所定の圧力で圧接させる附勢機構６を夫々設けてある。
この附勢機構６は、ここでは、前記可動支持体２と前記可動火格子６の後端部１Ｈとの間に介在されたバネ７から成る。【００２９】  この附勢機構６は、具体的には、可動火格子１の後端部１１Ｈに敷設のブラケット６ａと、前記可動支持体２に敷設のブラケット６ｂとの間に介装されたコイルバネ７Ａと、両ブラケット６ａ，６ｂに挿通されたボルト６ｃ及びナット６ｄから構成されており、これによって、前記バネ１１により前記可動火格子１の先端部１Ａが、前記可動火格子用連結杆５を枢軸（嵌合凹部１ｃの遊びによる枢動）として、下方に向けて附勢されるように構成されているのである。【００３０】  そして、前記ボルト６ｃ、ナット６ｄの締め付け調節で、コイルバネ７Ａの反発力を調節し、可動火格子１の先端部６Ｂの固定火格子２に対する適正な接当圧力が得られるように構成されている。
ここでは、実証試験から、可動火格子６の先端部６Ａからのごみの噛み込みを抑制しながら異常事態では逃げの作動を可能とするために、前記接当圧力が、可動火格子１の自重（２０Ｋｇ）による接当圧を、１０〜３０％増大する範囲であれば好ましいことが分かっており、こうした接当圧を生じるコイルバネ７Ａが用いられる。尤も、接当圧を３０％から５０％程度増大させるようにしても目的は達成できる。【００３１】  上述のように構成された火格子によれば、可動火格子１の先端部１Ａが、附勢機構６のバネ７により所定の押圧力で下方の固定火格子２の上面に圧接している状態で、駆動機構１２によって、前後移動される。従って、可動火格子１の先端部１Ｂに、ごみの固まりや異物が接触し、進行抵抗が増大することがあっても容易に浮き上がらないのである。その結果、ごみ等の噛み込みによる可動火格子１の全体の浮き上がりに起因する可動火格子１の前記可動支持体４及び可動火格子用連結杆５からの脱落事故を未然に回避できるのである。【００３２】  また、可動火格子１に対する多大の負荷、装置全体に対する異常な振動、駆動機構１２の不測の事態等により、可動火格子１及び固定火格子２相互の動作がロック状態となる程の多大の抵抗が可動火格子１に加わる場合には、前記附勢機構６のバネ７が作用して、この可動火格子１の先端部１Ｂの上方への逃げを少しだけ許容できるのであり、これによって、可動火格子１の作動を継続させて、焼却炉の運転を止める事態を回避でき、自然復元の機会を得ることができる。【００３３】  こうした附勢機構６による可動火格子１の機能は、上述の如く、そのバネ７によって達成されるが、本考案のように、可動火格子１の前面壁１Ｃに通風孔３を穿孔形成したことで、この可動火格子１の下側の冷却風の流れが改善され、結果として、バネ７をも冷却することとなって、熱によるバネの弾性係数の変動を軽減し、かかる可動火格子１の先端部１Ｂの附勢機能を長期に亘って十分に維持し易いのである。
【産業上の利用可能性】
【００３４】  本考案にかかるごみ焼却炉の火格子は、どのようなタイプのストーカーに対しても適用可能であるので、その応用範囲は広い。
【符号の説明】
【００３５】１：可動火格子
１Ａ：本体
１Ｂ：先端部
１Ｃ：前面壁
１Ｄ：傾斜壁
１Ｅ：リブ
１Ｆ：側壁
１Ｇ：上面壁
１Ｈ：後端部
１ａ：前面
１ｂ：傾斜面
１ｃ：嵌合凹部
１ｄ：下側部分
２：固定火格子
３：通風孔
４：可動支持体
５：可動火格子用連結杆
６：附勢機構
７：バネ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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