(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た火格子体と、火格子体の後側から前側下部に亘って形成された空気通路と、火格子体の前側に着脱可能に設けられて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、摺動体の頂部に設けられた溝と、摺動体の溝に依り火格子体との間に形成されて空気通路に連通するノズル孔と、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ノズル孔を経た空気通路に連通する空気吹出口と、から構成し、摺動体を加工する際に溝の大きさを変化させてノズル孔の大きさを任意に製作できる事を特徴とする階段摺動式ストーカ。
【請求項２】
火格子体は、掛合手段に依り火床フレームに取付けられている請求項１に記載の階段摺動式ストーカ。
【請求項３】
摺動体は、火格子体の横幅に対して１〜５倍の長さにされている請求項１に記載の階段摺動式ストーカ。
【請求項４】
各火格子は、所定の前方仰角だけ傾斜して設けられている請求項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、例えば都市ごみ等を焼却処理するごみ焼却炉に用いら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、例えば特開平９−６０８５１号や特開平９−２１０３２７号に記載されたものが知られている。
前者のものは、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た火格子体と、火格子体の後側から前側下部に亘って形成された空気通路と、火格子体の前側に着脱可能に設けられて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、火格子体に形成されて空気通路に連通するノズル孔と、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ノズル孔を経た空気通路に連通する空気吹出口と、から構成している。
後者のものは、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た火格子体と、火格子体の後側から前側下部に亘って形成された空気通路と、火格子体の前側に着脱可能に設けられたノズル体と、ノズル体に形成されて空気通路に連通するノズル孔と、ノズル体に着脱可能に設けられて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ノズル孔を経た空気通路に連通する空気吹出口と、から構成している。
而して、何れのものも、ノズル孔は、圧力損失を持たせて各火格子から均一に燃焼用空気をごみ焼却炉内に供給させる所謂絞り孔となり、そ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。従って、ノズル孔の大きさ・形状・数及び配列を変える事に依りごみ焼却炉内の任意の位置へ任意の量だけ燃焼用空気を供給する事ができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前者のものは、火格子体にノズル孔を形成していたので、火格子体の形状が複雑となって鋳造が非常に難しく、不良率が高かった。又、火格子の通風抵抗は、ノズル孔の断面積で決まるので、ごみ質や燃焼過程に依って変化する空気量に対して適切な通風抵抗を得る為にはノズル孔の形状・寸法・数量・配置等が異なる火格子を何種類か作る必要があり、夫々の鋳型が必要となる為に製作コストが高く付くと共に、在庫管理が煩雑であった。
他方、後者のものは、火格子体に着脱可能に設けられたノズル体にノズル孔を形成したので、前者の問題を改善できるものの、ノズル体の分だけ部品点数が増加する為に火格子の組立・分解が煩雑であった。
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、その課題とする処は、ごみ質や燃焼過程に依って複数種類の火格子を製作するに当り、構造が簡単で製作コストが安いと共に、組立・分解・在庫管理が容易な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た火格子体と、火格子体の後側から前側下部に亘って形成された空気通路と、火格子体の前側に着脱可能に設けられて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、摺動体の頂部に設けられた溝に依り火格子体との間に形成されて空気通路に連通するノズル孔と、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ノズル孔を経た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】
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すると共に、摺動体の溝に依り火格子体との間に形成されたノズル孔を通過して空気吹出口から噴射される。
ノズル孔は、火格子体に着脱可能な摺動体の頂部に溝を設ける事に依り火格子体との間に形成したので、火格子体と関係なく容易に形成できる。従って、ノズル孔の形状・断面積を任意に設定する事に依り各火格子からの排出空気量をごみ質や火床位置に依って必要とする空気量に設定する事ができる。
【０００６】
火格子体は、掛合手段に依り火床フレームに取付けられていても良い。この様にすれば、火格子体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。
【０００７】
摺動体は、火格子体の横幅に対して１〜５倍の長さにされていても良い。この様にすれば、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。
【０００８】
各火格子は、所定の前方仰角だけ傾斜して設けられていても良い。この様にすれば、ごみの攪拌効果を高め、燃焼効率の良いストーカにする事ができる。
【０００９】
【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、本発明の第一例に係る階段摺動式ストーカを示す側面図。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、摺動体のみを示す図１の正面図。図４は、摺動体の製作要領を示す図３と同様図である。
【００１０】
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、空気通路５、摺動体６、ノズル孔７、空気吹出口８とからその主要部が構成されている。
【００１１】
各火格子２，３は、前後方向へ並列配置された火床フレーム（火格子取付フレーム）９上に夫々取付けられていると共に、そのうちの可動火格子３用の火床フレーム９が作動フレーム（図示せず）に取付けられ、該作動フレームが油圧シリンダ及びリンク機構等から成る往復駆動装置（図示せず）に依り前後方向へ往復駆動される様に構成されて居り、作動フレームが往復駆動装置に依り往復動されると、可動火格子３が固定火格子２に対して前後方向へ往復動されてごみ層が上流側から下流側へ攪拌・移送されながら燃焼する様になっている。又、燃焼用空気Ａは、火床の下方に配置した灰出しホッパ内へ供給され、各火格子２，３の前端部に形成した空気吹出口８からごみ層内へ噴射されてごみを燃焼する様になっている。
【００１２】
火格子体４は、火床フレーム９に取付けられたもので、この例では、掛合手段１０に依り火床フレーム９に着脱可能に取付けられていると共に、耐熱性や耐摩耗性等に優れた特殊耐熱鋳鋼や特殊耐熱鋳鉄等で作製されて居り、長方形状の上壁１１と、これの前側に連設された前壁１２と、これらの両側に設けられた左右の側壁１３と、上壁１１と前壁１２に跨がって垂設されて空気通路５を複数に区分する複数のフィン１４と、両側壁１３の内側中程に突設された左右一対で前後二組の受突起１５と、フィン１４の下側と受突起１５との間に挿入されて各空気通路５を形成する板状の空気ガイド１６と、両側壁１３の前側寄りに下方が開放すべく削設されて摺動体６が着脱可能に嵌合される凹部１７とから成っている。上壁１１と前壁１２との角部は、円弧状にされている。
【００１３】
掛合手段１０は、火格子体４の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９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１３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１０に依り火床フレーム９に嵌め込まれて行く。この様な取付け構造に依り火格子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９に略固定される事になり、摺動体６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６に掛かる様にしたならば、摺動体６の摩耗が激しくなり、短期間に取替えの必要が生じる事になる。
【００１４】
空気通路５は、火格子体４の後側から前側下部に亘って形成されたもので、この例では、上壁１１と前壁１２と両側壁１３とフィン１４と空気ガイド１６に依って囲繞される部分に複数（五つ）に分割されて形成される。
【００１５】
摺動体６は、火格子体４の前側に着脱可能に設けられて前段の火格子体４の上面に摺動可能に当合されるもので、この例では、水平片と垂直片を備えた断面略凸型を呈し、水平片の前端が火格子体４の前端下方まで延びていると共に、垂直片が火格子体４の凹部１７に嵌合される様になっている。
摺動体６の材質は、火格子体４の材質よりもやや軟質の特殊耐熱鋳鋼や特殊耐熱鋳鉄を使用する事に依り火格子体４の摩耗を少なくする事ができる。この場合、摺動体６は、一定量の摩耗が生じた段階で取り替える事ができる。
【００１６】
ノズル孔７は、摺動体６の頂部に設けられた溝２０に依り火格子体４との間に形成されて空気通路５に連通するもので、この例では、摺動体６の頂部に燃焼用空気Ａの流れ方向に並行に削設されて上方が開放した溝２０と、これの上方を閉塞する火格子体４の上壁１１の下面とに依り構成されて居り、空気通路５の途中に形成された所謂絞り孔であり、火格子２，３に圧力損失（例えば５０〜１５０ｍｍＨ2 Ｏ）を持たせるものである。従って、ノズル孔７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。
【００１７】
ノズル孔７は、ごみ焼却炉内の任意の位置へ任意の量だけ燃焼用空気Ａを供給できる様にサイズが異なるものが必要である。この為、摺動体６の製作時には、図４に示す如く、その高さＨ′をやや大きめに製作して置き、これが所要の高さＨ″になる様に摺動体６の下面（摺動面）と頂部を切削する。例えば下面と頂部を図４のハッチングに示す様に同量づつ切削すれば、溝２０の深さがｈ2 になる。そして、下面を薄く頂部を厚く切削して高さＨ″とすれば、溝２０の深さがｈ1 という様に深さｈ2 より小さくなり、ノズル孔７が小さくなって空気抵抗が増大し、通過空気量を少なくする事ができる。逆に、下面を厚く頂部を薄く切削して高さＨ″とすれば、溝２０の深さがｈ3 という様に深さｈ2 より大きくなり、通過空気量を多くする事ができる。この様に、摺動体６は、同一のものを大量に鋳造して置き、加工時に上述の様に行なう事に依って同一の高さＨ″で溝２０の深さｈ1 , ｈ2 , ｈ3 …が異なる摺動体６を複数種類だけ製作する事ができる。従って、火格子体４と摺動体６の鋳型は、何れも一種類で済む事になる。
【００１８】
空気吹出口８は、火格子体４の前側下端と摺動体６の前側上端との間に形成されてノズル孔７を経た空気通路５に連通するもので、この例では、スリット状の間隙にしてあり、隣接する前段側（下流側）の火格子体４の上面よりも摺動体６の水平片の前側高さ分だけ上方に位置している。
【００１９】
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すると、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５に供給され、ノズル孔７に依り絞られて圧力損失を持たされた後、空気吹出口８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。又、ノズル孔７の大きさ等を任意に選ぶ事に依り焼却炉内の任意の位置に任意の空気量を供給する事ができる。
共通に製作された摺動体６を加工する際に溝２０の大きさを変化させてノズル孔７の大きさを任意に製作できるので、鋳造する部品としては、互換性のある共通部品としての火格子体４一種類と、同様に互換性のある共通部品としての摺動体６一種類との合計二つだけで良い。従って、火格子体４と摺動体６を共通部品として多量に生産する事ができ、生産性や在庫管理等を優れたものにする事ができると共に、火格子２，３の組立・分解も簡単且つ容易なものにする事ができる。
【００２０】
火格子体４は、空気通路５並びにノズル孔７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１１並びに前壁１２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５には複数のフィン１４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６は、火格子体４に着脱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５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の上の焼却灰Ｂを前方へ押し出す事ができる。
空気吹出口８は、火格子体４の前側下端と摺動体６の前側上端との間に形成されて摺動体６の前側高さ分だけ上方に位置しているので、火格子体４の上の焼却灰Ｂに依り閉塞され難い。空気吹出口８から焼却灰Ｂが侵入しても、空気通路５からの燃焼用空気Ａに依りごみ層内に吹き出す事ができる。
【００２１】
次に、本発明の第二例を、図５に基づいて説明する。
第二例は、摺動体６の横幅を火格子体４の横幅Ｗの１〜５倍（整数倍）（この例では３倍）の長さＬにして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様にしたものである。この様にすれば、摺動体６の自重が増してこれと前段の火格子体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。この長さＬは、長ければ長い程、上述の事が顕著になる。
【００２２】
次に、本発明の第三例を、図６及び図７に基づいて説明する。
第三例は、受突起１５と空気ガイド１６を省略した点、フィン１４を摺動体６がある処までにした点、フィン１４の数を三つにした点、掛合手段１０のアリ溝１９の形状を非対称形にした点、等が第一例と異なる。この様なものも、第一例と同様の効果を奏する事ができる。
【００２３】
次に、本発明の第四例を、図８に基づいて説明する。
第四例は、火格子体４の凹部１７を上方に行くに従い漸次狭幅したテーパ状にすると共に、摺動体６の垂直片をこの凹部１７に適合した形状にしたものである。この様にすれば、火格子体４と摺動体６の鋳造が行ない易いと共に、火格子体４に対する摺動体６の取付け取外しが容易になる。
【００２４】
次に、本発明の第五例を、図９に基づいて説明する。
第五例は、火格子体４の凹部１７を上方に行くに従い狭幅したテーパ状にしてその上方角部を円弧状にすると共に、摺動体６の垂直片をこの凹部１７に適合した形状にしたものである。この様にすれば、第四例と同様に、火格子体４と摺動体６の鋳造が行ない易いと共に、火格子体４に対する摺動体６の取付け取外しが容易になる。
【００２５】
次に、本発明の第六例を、図１０に基づいて説明する。
第六例は、摺動体６の水平片の肩部を撫で肩状に傾斜を付けたものである。この様にすれば、摺動体６の鋳造が行ない易くなる。
【００２６】
次に、本発明の第七例を、図１１及び図１２に基づいて説明する。
第七例は、溝２０の数を複数（図１１では二つ、図１２では三つ）にしたものである。この様にすれば、ここを流れる燃焼用空気Ａが均等に分流されて所謂整流する事ができる。
【００２７】
次に、本発明の第八例を、図１３に基づいて説明する。
第８例は、階段摺動式ストーカ１の火格子２，３を水平に設置したものである。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３０は炉高Ｈが高くなる。
【００２８】
次に、本発明の第九例を、図１４に基づいて説明する。
第九例は、階段摺動式ストーカ１の火格子２，３を所定の前方仰角θだけ傾斜して設置したものである。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３０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。前方仰角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、ごみの攪拌効果が悪い傾向があり、一方大きくなると、ごみの搬送効率が悪い傾向がある。
【００２９】
【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空気通路と摺動体とノズル孔と空気吹出口とで構成し、とりわけ、火格子体に着脱可能に設けられた摺動体の頂部に溝を設けてこの溝に依り火格子体との間にノズル孔を形成する様にしたので、ごみ質や燃焼過程に依って複数種類の火格子を製作するに当り、構造が簡単で製作コストを安くする事ができると共に、組立・分解・在庫管理を容易にする事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一例に係る階段摺動式ストーカを示す側面図。
【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】摺動体のみを示す図１の正面図。
【図４】摺動体の作製要領を示す図３と同様図。
【図５】本発明の第二例に係る火格子を示す斜視図。
【図６】本発明の第三例に係る火格子を示す縦断側面図。
【図７】火格子体のみを示す図６の底面図。
【図８】本発明の第四例に係る火格子を示す縦断側面図。
【図９】本発明の第五例に係る火格子を示す縦断側面図。
【図１０】本発明の第六例に係る摺動体を示す正面図。
【図１１】本発明の第七例に係る摺動体を示す正面図。
【図１２】同じく本発明の第七例に係る摺動体を示す側面図。
【図１３】本発明の第八例に係るごみ焼却炉を示す概要図。
【図１４】本発明の第九例に係るごみ焼却炉を示す概要図。
【符号の説明】
１…階段摺動式ストーカ、２…固定火格子、３…可動火格子、４…火格子体、５…空気通路、６…摺動体、７…ノズル孔、８…空気吹出口、９…火床フレーム、１０…掛合手段、１１…上壁、１２…前壁、１３…側壁、１４…フィン、１５…受突起、１６…空気ガイド、１７…凹部、１８…アリ、１９…アリ溝、２０…溝、３０…ごみ焼却炉、Ａ…燃焼用空気、Ｂ…焼却灰、Ｗ…横幅、Ｌ…長さ、Ｈ′，Ｈ″…高さ、ｈ1 , ｈ2 , ｈ3 …深さ、Ｈ…炉高、θ…前方仰角。
【図１】
0003819624.tif 000002
【図２】
0003819624.tif 000003
【図３】
0003819624.tif 000004
【図４】
0003819624.tif 000005
【図５】
0003819624.tif 000006
【図６】
0003819624.tif 000007
【図７】
0003819624.tif 000008
【図８】
0003819624.tif 000009
【図９】
0003819624.tif 000010
【図１０】
0003819624.tif 000011
【図１１】
0003819624.tif 000012
【図１２】
0003819624.tif 000013
【図１３】
0003819624.tif 000014
【図１４】
0003819624.tif 000015