(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
摺動火格子燃焼装置用の火格子棒であって、背部（５）と対向側部（６）とを備えたほぼＵ字状の断面形状を有し、下側に空気が貫流する冷却システムが設けられているとともに、空気出口を備えた火格子棒において、冷却システムが火格子棒（１）の長手方向に延在し、かつ火格子棒（１）の幅方向にその対向側部（６）間の全幅にわたって広がる冷却間隙（９）からなっていること、該冷却間隙はその高さが火格子棒（１）の高さより低く、かつ火格子棒（１）の下側に設けられた、該冷却間隙（９）の幅に相当する幅を有する出口間隙（１０）で終端すること、及び、該冷却間隙への空気の供給口が火格子棒（１）の頭部に設けられ、出口間隙（１０）が火格子棒（１）の端部に設けられており、かつ出口間隙（１０）が下方へ開口していることを特徴とする火格子棒。
【請求項２】
冷却間隙（９）が火格子棒（１）の背部（５）の下側と、火格子棒（１）に固定された覆板（１１）とによって限定されていることを特徴とする、請求項１記載の火格子棒。
【請求項３】
火格子棒（１）の背部（５）がその下側に火格子棒（１）の長手方向に延びる複数の溝（１２）からなる櫛状の表面構造を具備しており、該表面構造に覆板（１１）が当接していることを特徴とする、請求項２記載の火格子棒。
【請求項４】
摺動火格子燃焼装置用の火格子棒であって、背部（５）と対向側部（６）とを備えたほぼＵ字状の断面形状を有し、下側に空気が貫流する冷却システムが設けられているとともに、空気出口を備えた火格子棒において、冷却システムが火格子棒（１）の長手方向に延在し、かつ火格子棒（１）の幅方向にその対向側部（６）間の全幅にわたって広がる冷却間隙（９）からなっていること、該冷却間隙はその高さが火格子棒（１）の高さより低く、かつ火格子棒（１）の下側に設けられた、該冷却間隙（９）の幅に相当する幅を有する出口間隙（１０）で終端すること、及び、該冷却間隙への空気の供給口が火格子棒（１）の端部に設けられ、出口間隙（１０）が火格子棒（１）の頭部に設けられており、かつ出口間隙（１０）が水平方向内方に開口していることを特徴とする火格子棒。
【請求項５】
火格子棒（１）が閉鎖した、中空の、火格子棒（１）の列に共通の火格子棒摺動具（２）に軸支されており、火格子棒摺動具（２）が一方で管部分（１７）を介して火格子棒（１）の冷却間隙（９）に連結され、他方では摺動火格子燃焼装置に燃焼用空気を供給する主空気導管（４）から分岐し、絞り弁（１４）が配設された空気導管（１３）に連結されていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１項記載の火格子棒。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、摺動火格子燃焼装置用の火格子棒であって、背部と対向側部とを備えたほぼＵ字状の断面形状を有し、下側に空気が貫流する冷却システムが設けられているとともに、空気出口を備えた火格子棒に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃焼火格子の火格子棒の冷却のために、いわゆる一次空気として燃焼火格子を通りその上に静置される燃料床の中へ吹付けられる燃焼用空気が利用される。一次空気流による冷却効果は火格子棒の間の間隙寸法によって、または所定の出口開口部と、この箇所での燃料床を通る一次空気の流動抵抗とによって決定される。一次空気流が、たとえば間隙を遮断しまたは出口開口部を目詰まりさせる液状スラグによって移動される場合、該当する火格子棒は実質的に冷却されない。
【０００３】
一次空気による火格子棒の冷却を改善するために、火格子棒は、下側に一次空気が吹付けられる冷却フィンを具備することができる。ＤＥ４１０５３３０Ｃ１公報から、中空箱状の断面形状を有する火格子棒が知られている。前記火格子棒の上側と下側との間に、中央のリブを介して２つのチャンバーが形成されている。後方から導入される空気は、該チャンバーを貫流してスリットノズルを通り火格子棒の正面で燃焼室の中へ流出する。この冷却方式においても、スリットノズルの目詰まりの危険性があるため、空気が火格子棒から流出せず、そのため該火格子棒を冷却することができない。
【０００４】
さらに、ＥＰＯ９２４４６４Ａ１公報から火格子棒の下側に、詳しく説明しない方法で蛇行状に巻き付けた、空気が貫流するコイル管を備えた冷却式火格子棒が公知である。コイル管の貫流によって、空気が火格子棒から該火格子棒の下側で側面に配設された出口開口部を通り流出する。コイル管の固定が不充分な場合は、火格子棒から冷却空気への熱移行がコイル管によって著しく妨げられる。蛇行状に敷設されたコイル管は、原理的に火格子棒内の非対称の温度分布を引き起こす。その結果、並設された火格子棒の間に望ましくない間隙形成を有する火格子棒が収縮する。側面出口開口部から流出する空気が片側でのみその背後にある火格子棒に流入し、これが再び該当する火格子棒内の非対称の温度分布を引き起こす。ただ１つの通路のみが貫流されることによって、冷却空気量が非常に制限され、それによって冷却作用が低くなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、空気で確実かつ均一に冷却し得るように構成された摺動火格子燃焼装置用の火格子棒を提供することをその主たる目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明に係る火格子棒は、摺動火格子燃焼装置用の火格子棒であって、背部と対向側部とを備えたほぼＵ字状の断面形状を有し、下側に空気が貫流する冷却システムが設けられているとともに、空気出口を備えた火格子棒において、冷却システムが火格子棒の長手方向に延在し、かつ火格子棒の幅方向にその対向側部間の全幅にわたって広がる冷却間隙からなっていること、該冷却間隙はその高さが火格子棒の高さより低く、かつ火格子棒の下側に設けられた、該冷却間隙の幅に相当する幅を有する出口間隙で終端すること、及び、該冷却間隙への空気の供給口が火格子棒の頭部に設けられ、出口間隙が火格子棒の端部に設けられており、かつ出口間隙が下方へ開口していることを特徴とするものである。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明に係る火格子棒は、上記に記載の火格子棒において、冷却間隙が火格子棒の背部の下側と、火格子棒に固定された覆板とによって限定されていることを特徴とするものである。
【０００８】
さらに、請求項３に記載の発明に係る火格子棒は、請求項２に記載の火格子棒において、火格子棒の背部がその下側に火格子棒の長手方向に延びる複数の溝からなる櫛状の表面構造を具備しており、該表面構造に覆板が当接していることを特徴とするものである。
【０００９】
さらにまた、請求項４に記載の発明に係る火格子棒は、摺動火格子燃焼装置用の火格子棒であって、背部と対向側部とを備えたほぼＵ字状の断面形状を有し、下側に空気が貫流する冷却システムが設けられているとともに、空気出口を備えた火格子棒において、冷却システムが火格子棒の長手方向に延在し、かつ火格子棒の幅方向にその対向側部間の全幅にわたって広がる冷却間隙からなっていること、該冷却間隙はその高さが火格子棒の高さより低く、かつ火格子棒の下側に設けられた、該冷却間隙の幅に相当する幅を有する出口間隙で終端すること、及び、該冷却間隙への空気の供給口が火格子棒の端部に設けられ、出口間隙が火格子棒の頭部に設けられており、かつ出口間隙が水平方向内方に開口していることを特徴とするものである。
【００１０】
さらに、請求項５に記載の発明に係る火格子棒は、上記いずれかの火格子棒において、火格子棒が閉鎖した、中空の、火格子棒の列に共通の火格子棒摺動具に軸支されており、火格子棒摺動具が一方で管部分を介して火格子棒の冷却間隙に連結され、他方では摺動火格子燃焼装置に燃焼用空気を供給する主空気導管から分岐し、絞り弁が配設された空気導管に連結されていることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る火格子棒を用いた燃焼火格子の概要側面図であり、図２は本発明の第１の実施形態としての火格子棒の縦断側面図であり、図３は図２のIII−III線による縦断面図である。
燃焼摺動火格子として形成された、斜め下方に向けた摺動火格子燃焼装置の燃焼火格子は、並設された火格子棒１の複数の棒列からなっている。摺動火格子燃焼装置は、燃料または燃料層として燃焼火格子上に載置された廃棄物の燃焼に使用される。棒列の火格子棒１は火格子棒摺動具２に軸支される。各火格子棒摺動具２には、該当する棒列を往復動させるための不図示の駆動装置が作動連結されている。個々の棒列の火格子棒１は屋根瓦状に重なっている。
【００１２】
燃焼火格子の下方には、火格子落下物を搬出するためのホッパ３が配置されている。ホッパ３には、燃料の燃焼用空気である一次空気を供給する主空気導管４が接続されている。一次空気は、個々の火格子棒１の間の間隙を通って燃焼火格子上に静置された燃料層の中へ流入する。図１において、矢印は一次空気の流れ方向を示す。
【００１３】
好ましくは鋳造部品からなる火格子棒１は、背部５と互いに対向する２つの側部６とを備えたほぼＵ字状の断面形状を有する。火格子棒１は閉鎖された頭部７と端部８とを具備している。棒列の火格子棒１の頭部７は、摺動式に各々次の棒列の火格子棒１の背部５上に載置されている。端部８は火格子棒摺動具２に軸支されている。
【００１４】
火格子棒１は、その下側に、すなわち燃料層から離間しかつホッパ３に対向する側に空気が貫流する冷却間隙９を具備している。冷却間隙９は火格子棒１の長手方向に延在し、かつ火格子棒１の幅方向にその対向側部６間の全幅にわたって広がっており、冷却間隙９の幅に相当する幅を有する出口間隙１０で終端する。冷却間隙９の高さは、例えば、火格子棒１の高さより１／３〜１／６といった極めて低い高さとすることが望ましい。
【００１５】
冷却間隙９は火格子棒の側部６と、その背部５の下側と、火格子棒１に固定されている覆板１１とによって限定されている。好ましくは、火格子棒１の背部５の下側が複数の溝１２からなる断面櫛状の表面構造を具備している。溝１２は火格子棒１の長手方向に端部８から頭部７まで延びている。溝１２の正確な延長は多様であってよく、熱技術的に最適化されていればよい。図示の例にあっては、覆板１１は溝１２の歯部分の先端に当接されている。
【００１６】
冷却間隙９は、部分流として燃焼火格子に供給された一次空気から分岐した冷却空気が貫流する。このために、主空気導管４から空気導管１３が分岐する。空気導管１３の中に絞り弁１４が配設されている。空気導管１３は分配管１５に通じている。可撓性の分岐管１６を介して分配管１５が、冷却空気の案内のために中空に形成され、かつ端面が閉じられた火格子棒摺動具２に連結されている。火格子棒摺動具２から可撓性の管部分１７が個々の火格子棒１に連絡している。覆板１１は、管部分１７の各々１つが合流する供給口１８を具備している。
【００１７】
図２に示した火格子棒１の場合は、供給口１８が端部８の付近にあり、出口間隙１０が頭部７の付近にある。覆板１１は、冷却間隙９の継続のために頭部７の形状に続き、覆板１１の下角部と頭部７の肩部との間に出口間隙１０を形成する水平の部分が形成されている。火格子棒１に供給された冷却空気は冷却間隙９を火格子棒１の長手方向に全火格子棒幅にわたって頭部７に向かって水平に貫流し、出口間隙１０から水平かつ対称に矢印の方向、すなわち、水平方向内方に流出する。加熱された冷却空気がホッパ３からの一次空気と混合され、火格子棒１の背部５の下側が冷却される。それに続き、冷却空気と混合された一次空気が火格子棒１の間の間隙を通り燃焼火格子の上方にある燃焼空間の中へ流入し、火格子棒１の側部６が冷却される。
【００１８】
図４に示した第２の実施の形態としての火格子棒１の場合は、供給口１８が頭部７の付近にあり、出口間隙１０が端部８の付近にある。覆板１１は、端部８からの所定の間隔をへだてて終端し、それによりこの場合では垂直下方に向けた出口間隙１０を形成する。火格子棒１に供給された冷却空気が冷却間隙９を火格子棒１の長手方向に全火格子棒幅にわたって頭部７の側から出て水平に貫流し、端部８の付近で対称かつ垂直に下方へ出口間隙１０をへて流出する。この変形態様は、低温の冷却空気が直接火格子棒１の高温ゾーンへ導かれ、かつ高い温度差によって当該箇所で改善された冷却を達成できるため、熱技術的に図２に示した変形態様より有利である。加熱された冷却空気が均一な混合温度にホッパ３からの一次空気と混合される。それに続き、加熱された冷却空気と一次空気とからなる混合空気が燃焼火格子の上方にある燃焼空間に火格子棒１の間の間隙を通って流出し、火格子棒１の側部６が冷却される。
【００１９】
火格子棒１に供給された冷却空気の量が全一次空気の部分量として空気導管１３の中の絞り弁１４を介して調節される。それによって、簡単な方法で火格子冷却を被燃焼廃棄物の発熱量の変動に適合することを可能にする。同様に、火格子冷却は、種々の火格子ゾーンに、すなわち燃焼火格子上の熱変換の進展に簡単に適合させることができる。これは、廃棄物焼却施設に対する今日の要請に広範囲の発熱量帯に関して決定的な役割を果たしている。
【００２０】
本発明に係る火格子棒は、上記の如く構成されているので、これによれば、火格子棒は空気で確実かつ均一に冷却される。そして、出口間隙は燃焼火格子上に載置された燃料床による目詰まりを阻止させるため、火格子棒は貫流する冷却空気により常に冷却されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  燃焼火格子の概略側面図。
【図２】  火格子棒の縦断側面図。
【図３】  図２のIII−III線による縦断面図。
【図４】  本発明の他の実施態様を示す縦断側面図。
【図５】  図４のIII−III線による縦断側面図。
【符号の説明】
１      火格子棒
５      背部
６      側部
９      冷却間隙
１０    出口間隙
１２    溝
【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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