JP2022538489A - 燃焼火格子用の火格子ブロック - Google Patents

Abstract

本発明は、燃焼火格子用の火格子ブロック（１０）に関する。火格子ブロック（１０）は、それに沿って燃焼物が搬送され支持面（１６）を形成する上壁部（１４）と、下部支持縁（２３）を有する前壁部（２０）とを有するブロック本体（１２）を含んでおり、前記支持縁（２３）はスラスト方向Ｓで隣接する火格子ブロックの支持面と接触するように定められ、前記上壁部（１４）は空気供給路（３８）によって形成された空気供給口（３５）を有する。空気供給口（３５）は、支持面（１６）から突き出た厚肉部（５０）によって少なくとも部分的に囲まれており、前記厚肉部（５０）は空気供給路（３８）を延長する保護管路（５７）を形成して、液体が空気供給口（３５）に流入するのを防ぐように定められている。

Description

本発明は、請求項１の前提部分に記載された燃焼火格子用の火格子ブロック、及び請求項１２の前提部分に記載された当該火格子ブロックを製造するための方法に関する。さらに、本発明は火格子を形成する火格子ブロックの上壁部に固定するための成形品に関する。

本発明はさらに、少なくとも１つのそのような火格子ブロックを含む火格子と、当該火格子の廃棄物の焼却のための使用、並びにそのような火格子を含む廃棄物焼却プラントに関する。

廃棄物の工業的規模の焼却に用いる火格子は、当業者には長い間知られている。このような火格子は、例えばストーカー・ストロークを行うのに適した可動部を含む前進燃焼火格子の形態で存在し得る。燃焼物は火格子の入口端から出口端まで搬送されて、この間に燃やされる。燃焼に必要な酸素を火格子に供給するために、火格子を貫通する相応の空気供給部が設けられており、これを通して一次空気とも呼ばれる空気が導入される。

頻繁に使用される火格子は、いわゆる階段火格子である。これは互いに並置されてそれぞれ格子列を形成する火格子ブロックを含む。火格子ブロック列は互いに上下に階段状に配置されており、いわゆるスラスト火格子の場合はスラスト方向に見て火格子ブロックの前端が、搬送方向で隣接する火格子ブロックの支持面上に載って、相応のスラスト運動でこの支持面上を移動する。

いわゆる往復火格子の場合、火格子ブロックは前進火格子に対して、焼却物の輸送方向で見てほぼ１８０°だけ回転して配置されている。したがって、往復火格子の場合には、摺動方向で見て火格子ブロックの前端部は、それぞれ先行する火格子ブロックの載置面上に載置されている。前進火格子とは異なり、往復火格子の場合、摺動方向はこれにより、往復火格子の傾斜によって生じる輸送方向とは逆となる。

特許文献１で開示されている火格子は、燃焼物の搬送方向に見て相前後して階段状に配置された複数列の格子棒を含む。さらに、火格子は、格子棒と同様の形状を有し、ノズルプレートの長さに応じて短縮された搬送格子棒を含む。一実施形態において、ノズルプレートは中空ノズルボックスによって形成することができ、その中に燃焼物の搬送方向に見て前面と前上部に複数列の空気ノズル、特に渦ノズルが内蔵されている。渦ノズルの構成は、詳細に述べられていない。ノズルプレートには、ノズルプレートを搬送格子棒に掛着するための装置が装備されている。いわゆる渦ノズル格子ウェブは、複数の搬送格子棒と、搬送格子棒に掛着されたノズルプレートによって形成され、火格子の全幅にわたって延びることができる。渦ノズル格子ウェブは、火格子の一次空気系とは独立に圧縮空気と渦空気で負荷することができる。圧縮空気をパルス状に供給することにより、燃料物層又はスラグ層が攪拌されて循環する。循環が達成されると、格子上の燃料物がほぐされて、燃え尽きなかった燃焼物粒子の完全燃焼を改善することを可能にする。さらに圧縮空気パルスは、空気ノズル内に浸入した燃焼物やスラグ粒子が再び吹き出されるのでノズルプレートの自己洗浄を引き起こす。

特許文献２に開示された燃焼火格子用の格子棒では、火格子は燃焼物の搬送方向に見て相前後して階段状に配置された複数列の格子棒を含む。格子棒は、前面足部と、より高く配置された格子棒列の格子棒の前面足部に対する上側摺動面を含む。摺動面は、火格子の格子棒列のスラスト運動中により高く配置された列の格子棒を変位させるための凸部及び／又は凹部を備えた輪郭を有する。但し、この文書では、格子棒内に空気供給口を設けることは述べられていない。

特許文献３に開示された、バルク材料を搬送及び冷却、加熱、乾燥又は燃焼するための鋳鋼で作られた格子板は、その上側に格子状に配置されたトラフを有する。トラフ内には空気通過孔が配置されている。空気通過孔の開口部をトラフ内、即ち格子板の上側の平面の下方に位置する平面に形成することは、バルク材料の比較的大きい材料部分が空気通過孔の縁部に衝突せずに格子板の上を通過するという知見を利用している。さらに一定の時間が経過するとトラフ内に微細材料の薄い層が沈殿してクッションとして作用する結果、空気通過孔の縁面が保護される。これにより空気通過は、格子版の検査を必要とせずに長時間保証されている。

火格子ブロックは、特に燃焼中又は火室内の高温のために、非常に強い熱負荷に暴露されている。火格子の通常運転でこの熱負荷は、特に燃焼物がそれに沿って搬送される火格子ブロックの支持面を形成する上壁部と、燃焼物を送るためのスラスト面を形成する火格子ブロックの前壁部の領域で高い。

燃焼物が火格子上に不均一に分布し、断熱作用のある薄い燃焼物層が局所的にしか形成されないか、全く存在しない場合に、非常に高い負荷が発生する。この熱負荷は、磨耗による浸食や、支持面で発生して支持面をさらに損傷させる化学反応による浸食を促進する。その結果として最終的に火格子ブロックの寿命の減少につながる。

火格子ブロックを冷却し、並びに火格子に空気を供給するために、空気通過孔をなす空気供給路を上壁部及び／又は前壁部内に形成することができる。

特に、空気供給路を上壁部に形成した場合、燃焼物及び／又は燃焼残渣物による目詰まりが生じることがあり、そのため火格子ブロックを冷却し、並びに燃焼物の燃焼を促進するための空気供給が効率的に行われなくなる。これは最終的に保守コストの増加と火格子ブロックの耐用年数の減少につながる。

さらに、燃焼物は、燃焼中に少なくとも一部液体になる可能性がある材料、例えば金属、プラスチック又はタールを含んでいる。本出願では、燃焼物の「部分量」という用語は、燃焼物中に含まれるこれらの材料を指し、液体状態にある部分量を「液相部分量」と呼ぶ。

液相部分量も同様に空気供給路内に流入し、特に上壁部内に形成された空気供給路で、空気供給の障害につながることがある。固化状態では、この部分量は空気供給路の永久的な閉塞を引き起こすことがある。

特許文献４に記載された、火格子を構成するための火格子ブロックは、箱状に形成されたブロック本体を含む。ブロック本体は、燃焼物の支持面を形成する上壁部を有し、上壁部は、ガス、特に空気を燃焼物に導入し、火格子ブロックを冷却するための、空気供給路によって形成された空気供給口を有する。一実施形態において空気供給口はスリットとして形成されており、燃焼物又は燃焼残渣物が空気供給口に浸入して落下するのを防ぐ障害を形成するために、断面で見るとガス入口で重力と反対方向にサイフォン状に湾曲している。上壁部が空気供給路を有することにより、上壁部を冷却することができる。しかしながら開示された空気供給路の設計は、燃焼物が液体状態で空気供給路内に堆積するのを助長する。

独国特許出願公開第１９５０２２６１（Ａ１）号明細書 独国実用新案登録出願第２０２０１７００６４２９（Ｕ１）号明細書 独国実用新案登録出願第２９８０７１６１（Ｕ１）号明細書 欧州特許出願公開第０１６７６５８（Ａ１）号明細書

発明が解決しようとする課題は、運転中、空気供給路による空気供給の障害のリスクを最小限にする、冒頭に記載した火格子ブロックを提供することである。

上記の課題は、請求項１で規定された火格子ブロックによって解決される。

本発明による火格子ブロックの好適な実施形態は、従属請求項に記載されている。

請求項１によれば、本発明は燃焼火格子用の火格子ブロックに関し、連続する火格子ブロックが互いに上下に階段状に配置されて、燃焼中に互いに相対的に行われるスラスト運動によって燃焼物を重ね直しながら搬送するように構成されている。このスラスト運動は公知の方法で、例えば火格子の異なる階段の火格子ブロック間の相対的運動によって行うことができる。このような火格子は、冒頭で述べたように階段格子とも呼ばれる。

さらに火格子ブロックは、好ましくは鋳造品として形成されたブロック本体を含む。原則として、ブロック本体は、実質的に長手方向軸Ｌを有する細長い直方体の形で形成されている。

ブロック本体は、燃焼物がそれに沿って搬送される支持面を形成する上壁部を含み、支持面は上壁部の燃焼物側を画定する。スラスト方向Ｓに見て支持面の最前端は縁部を形成し、支持面はこの縁部を介して前壁部によって形成されたスラスト面へと下降している。

上壁部の支持面とは反対側と、前壁部のスラスト面とは反対側が、ブロック本体の冷却空気側を画定する。

さらに、前壁部はその最下端領域が足の形で形成されており、これはスラスト方向Ｓに隣接する火格子ブロックの支持面上に載るように定められている。

したがって、本発明による火格子ブロックが前進火格子用に定められた好適な実施形態では、足部は、燃焼物の搬送方向Ｔで後続の火格子ブロック又はその支持面に載っている。しかしまた、本発明による火格子ブロックが往復火格子用に定められていることも考えられる。この場合には、足部は燃焼物の搬送方向Ｔで先行する火格子ブロック又はその支持面上に載っている。

スラスト方向Ｓとは、火格子ブロックのスラスト面によって押される方向を指す。原則としてスラスト方向Ｓは長手方向軸Ｌに対して平行である。

搬送方向Ｔとは、燃焼物が火格子の入口から出口までの燃焼物の運動方向を指す。搬送方向Ｔは主として火格子の傾斜によって生じる。

少なくともスラスト面の前支持縁は、長手方向軸Ｌに対して実質的に直角に延びる平面Ｅ内に配置されている。これに関して、前壁部の最下端領域に配置された面が、その下端部は前支持縁によって形成されて、平面Ｅ内に配置されていることが考えられる。しかしながら、前支持縁によって描かれる線のみが平面Ｅ内に配置されていることも考えられる。

さらに、上壁部は、この上壁部を貫通する空気供給路によって形成された空気供給口を有する。本出願の意味において、空気供給口は、空気供給出口としても理解されるべきである。これにより火格子又は火格子上の火床への最適な空気供給が得られ、これは燃焼物の非常に高い完全燃焼に寄与する。

以下において、「空気」という用語は、火格子又は火格子上の火床に供給される、いわゆる一次空気を含む。一次空気は、主に燃焼物の完全燃焼に寄与すると同時に、火格子の火格子ブロックの冷却にも寄与する。

前壁部は、別の空気供給口を有することができ、これは火格子に空気を供給するために縦断面で見てスラスト面に対して直角又は斜めに延びる別の空気供給路によって形成されている。このことも燃焼物の完全燃焼を助長する。

本発明によれば、空気供給口は、支持面から突き出た厚肉部によって少なくとも部分的に囲まれている。厚肉部は空気供給路を延長する保護管路を形成して、液体が空気供給口に流入するのを防ぐように定められている。なぜなら既に説明したように、燃焼物は燃焼時に少なくとも一部が液体になり、空気供給路に流入する可能性があるからである。その結果、空気供給が損なわれると、燃焼物の燃焼及び火格子ブロックの冷却が効率的に進まない。本発明による厚肉部を提供することにより、液相部分量は空気供給路に浸入する代わりに厚肉部の周囲を流れることになる。これにより、空気供給路の閉塞のリスクを低減することができる。特に、凝固した状態の部分量による空気供給路の目詰まりを低減することができる。

空気供給口が支持面から突き出た厚肉部によって完全に囲まれていることが好ましい。このことは、厚肉部が空気供給口の連続した周縁部を形成することを意味する。これにより、液相部分量が保護管路内に、続いて空気供給路内に流入するのを、少なくともほぼ回避できる。

保護管路は、厚肉部の内側面によって囲まれている。さらに厚肉部は、内側面に続いて保護管路とは反対側で下降する外側面を有する。これにより外側面は、基本的に燃焼物に暴露された厚肉部の外側領域に対応する。この文脈において「側面」という用語は、場合によっては傾いた厚肉部の側壁を画定する。

保護管路は、保護管路の支持面に向けられた端部にある下側保護管路開口部と、保護管路の支持面とは反対側の端部、即ち厚肉部の燃焼物に向けられた側にある上側保護管路開口部とを含む。

一実施形態において、内側面は、空気供給口に隣接して形成できる。即ち下側保護管路開口部は空気供給口を囲んでいる。「隣接する」という用語は、空気供給口と内側面との間に、空気供給口の周囲に支持面の領域が存在し得ることとして理解されるべきである。このような配置は、例えば修理後に、交換厚肉部が空気供給口の周囲に溶接される場合、後述するように、交換厚肉部の保護管路の内のり開口が以前の厚肉部の保護管路の内のり開口よりも広い場合に起こる可能性がある。但し、これについては、この実施形態における保護管路は、その拡張部によって燃焼物と燃焼残渣物に対する一種の捕捉領域を形成することに留意すべきである。この効果を限界内に保つために、有利には下側保護管路開口部の輪郭が空気供給口の輪郭にできるだけ近く延びている。

特に好ましくは、内側面は空気供給口の縁部に直接隣接して形成されている。換言すれば、内側面は直接空気供給口の縁部から始まり、したがって下側保護管路開口部は空気供給口に対応している。これにより保護管路の拡大を低減することができ、空気供給口の周囲に燃焼物を捕捉する望ましくない効果を最小限に抑えることができる。これは閉塞を低減することによって火格子ブロックの効率的な冷却を助長する。

好適な実施形態では、厚肉部はビードの形で、したがって湾曲して形成されている。壁厚肉部を湾曲して形成することにより、燃焼物が火格子ブロック上を妨げられずに、即ち角張った起伏に引っかからずに搬送されることが保証される。

好適な実施形態では、空気供給路は長手方向に位置合わせされたスリット状の空気供給口を有する。この場合、空気供給口の幅は、燃焼物の燃焼によって発生するスラグと燃焼残渣物が空気供給路に落下して閉塞を引き起こすのをできるだけ少なくするように選択されている。これにより火格子ブロックの確実な冷却を保証できる。

好適な実施形態では、内側面と外側面の間に延びる厚肉部の移行領域は、平坦にされているか、又は丸みを帯びている。厚肉部をこのように形成することにより、燃焼物が火格子上を搬送される際に厚肉部の角張った領域によって妨害され、空気供給路が全部又は一部を閉塞するリスクを低減する。このことは、火格子ブロックの効率的な冷却をさらに助長する。

以下において、「断面」という用語は、支持面に対して直角に延びる平面における断面として理解されるべきである。

好適な実施形態では、内側面は断面で見て、少なくとも内側面の支持面に向けられた下部領域で、支持面に対して少なくともほぼ直角に延びている。そうすることによって保護管路の拡大がさらに減少して、捕捉効果が低減され、最終的に保護管路に溜まる燃焼物が少なくなる。その結果、空気供給路を通した空気供給が改善される。

内側面は、好ましくは少なくともほぼ内側面の全高にわたり支持面に対して直角に延びている。この実施形態では、保護管路の中空断面は、空気供給口とほぼ同じである。これにより、上側保護管路開口部が保護管路の最も狭い箇所を規定するので、燃焼物が保護管路内に溜まるリスクを最小限に抑えることができる。

好適な実施形態では、保護管路の断面が、保護管路の支持面とは反対側の端部から支持面に向かって拡大して、特に連続的に拡大して形成されている。保護管路をこのように形成することにより、保護管路内に入った燃焼残渣物を容易に導出することが可能になる。なぜならば、これらの燃焼残渣物は、火格子ブロック上にある燃焼物によって冷却空気側に向かってさらに保護管路内に押し込まれて、保護管路が拡大しているために解放されるからである。これにより、空気供給の閉塞を回避することができる。

好適な実施形態では、空気供給路の断面は、支持面から離れる方向で、特に連続的に拡大している。それにもかかわらず燃焼物、特にスラグが空気供給路内に流入した場合、この実施形態は、保護管路に関連して既に説明されたように、燃焼物はこの拡大によってより容易に流出できるという利点を有する。これにより空気供給路の閉塞を回避し、効率的な空気供給、即ち特に火格子ブロックの効率的な冷却を保証することができる。

好適な実施形態では、空気供給路及び／又は保護管路の断面は、円錐の形で拡大しており、ここで円錐の母線は、支持面に対して直角に延びる方向Ｒに対して、１０°－３０°の角度をなしている。角度は、好ましくは１５°である。この実施形態は、その製造が、特に鋳造法において容易に実現できるという別の利点を有する。

好適な実施形態では、外側面は断面で見て、厚肉部の支持面とは反対側の端部から支持面に向かって、特に連続的に拡大するように延びている。そのため厚肉部の基本形状は火山を連想させる。この形状により、厚肉部は火格子ブロックの表面に、燃焼物の障害となり得る実質的な起伏を形成しない。

好適な実施形態では、外側面は断面で見て、曲線状に延びている。このように形成することにより、液相部分量が厚肉部の周囲を流れ過ぎることが助長される。これにより液相部分量が外側面によって部分的に妨害されるリスクを低減できる。具体的にはこの実施形態により、液相部分量が厚肉部の外側に溜まり、搬送方向に移動する燃焼物によって厚肉部を超えて押し出され、最終的に空気供給口内に流入するリスクに対処できる。

外側面は、好ましくは少なくともほぼ四分円の凹面又は凸面をしている。この形状により、厚肉部を特に簡単に製造することが可能になる。

好適な実施形態では、外側面は少なくともほぼ直線状に延びている。この形状によっても、特に鋳造法において厚肉部を非常に簡単に製造することが可能になる。

外側面は、断面で測定して、好ましくは支持面に対して２０°－４５°の角度をなし、特に好ましくは３０°をなしている。この角度範囲は、厚肉部が火格子ブロックの表面に、燃焼物に対する障害として作用し得る実質的な起伏を形成しないことにつながる。

好適な実施形態では、厚肉部は実質的に中空の、好ましくは楕円形の底面を有する円錐台の形状を有する中空の形状を有する。この実施形態は、液相部分量が厚肉部領域に溜まるリスクを低減すると同時に、特に量産用に単純な設計を可能にする最適な構成形態を提供する。

好適な実施形態では、厚肉部は支持面に対して平行に延びる平面Ａで見て、Ｕ字型又はＶ字型を有しており、Ｕ字型又はＶ字型の開口部は搬送方向Ｔに位置合わせされている。この実施形態では、保護管路内に溜まった燃焼物は、搬送方向に移動する燃焼物によってＵ字型又はＶ字型の開口部を通って妨げられることなくさらに下流に押し出されて、搬送方向Ｔに搬送されることができる。さらに厚肉部により、搬送方向Ｔに見て、Ｕ字型又はＶ字型の厚肉部の上流にある液相部分量が、厚肉部の側方を通って流れ過ぎるのを可能にする。

好適な実施形態では、厚肉部のＵ字型又はＶ字型の腕部は、搬送方向Ｔに見て少なくとも空気供給口の最も遠い上流端まで延びている。

好適な実施形態では、厚肉部の高さは、支持面から測定して５ｍｍ－３０ｍｍである。厚肉部のこの高さにより、液相部分量を厚肉部の周囲に効率的に迂回させることが可能になり、その結果として液相部分量は厚肉部を越えて空気供給路内に流入しない。厚肉部の高さは好ましくは１０ｍｍであり、そうすると燃焼物の搬送が厚肉部の高さによって損なわれることはさらにない。したがって厚肉部は、燃焼物に対する障害として作用し得るような、火格子ブロックの表面の実質的な起伏を形成しない。それと同時に、厚肉部が燃焼物によって早期に磨耗しないことが保証される。これにより火格子ブロックの寿命を最適化することができる。

好適な実施形態では、空気供給口は、スラスト方向Ｓに見て、搬送方向Ｔで先行する火格子ブロックのスラスト運動の最終位置の手前にある、上壁部の部分に形成されている。このようにすることにより、火格子又は火格子上の火床への空気供給が得られて、燃焼物の完全燃焼を助長する。

好適な実施形態では、厚肉部は成形品として存在し、厚肉部は火格子ブロック上に溶接されている。これにより従来の火格子ブロック、即ち厚肉部のない火格子ブロックは、必要に応じて厚肉部を装備することができる。したがってこの実施形態により、例えば火格子の一領域に若干の火格子ブロックのみを装備する必要がある場合に、火格子の格子ブロックをフレキシブルに設計することが可能になる。

好適な実施形態では、厚肉部は成形品として存在し、火格子ブロックに機械的に固定されている。この実施形態は、このために溶接の特別な資格を持たない職人による固定を可能にする。さらに、機械的固定は容易に取り外すことができ、厚肉部は、ブロック本体を特別加工することなく、例えば溶接シームを研削することなく再び取り外すことができる。

この文脈において、機械的接続は形状接続及び／又は摩擦接続を含み、溶接などの材料結合から区別される。

好適な実施形態では、厚肉部は火格子ブロックと一体的に成形されている。「一体的」という用語は、厚肉部と火格子ブロックが単一ブロックを形成し、例えば鋳造によって製造することができ、継ぎ目がないこととして理解されるべきである。これによりコスト的に有利な製造が可能になる。

念のために言及すると、上壁部を貫通する複数の空気供給路を設けて、厚肉部を装備することができる。これは前壁部にも同様に該当し、厚肉部によって囲むことができる追加の空気供給路を持つことができる。このようにすることにより、火格子又は火格子上の火床への最適な空気供給が得られ、それは燃焼物の非常に高い完全燃焼に寄与する。

別の態様によれば、本発明はまた上記の少なくとも１つの火格子ブロックを含む火格子に関する。

さらに、本発明は、上記の火格子の廃棄物の焼却への使用、並びにこのような火格子を含む廃棄物焼却プラントに関する。

発明の別の態様は、上壁部内に形成された空気供給口の周囲で火格子ブロックのブロック本体の上壁部に固定するための成形品に関し、空気供給口は上壁部を貫通する空気供給路によって形成されており、火格子ブロックは燃焼火格子用に定められ、ブロック本体は鋳造品として形成されており、上壁部は燃焼物がそれに沿って搬送される支持面を形成し、成形品は固定状態で支持面から突き出た厚肉部を形成し、厚肉部は空気供給口を囲んで空気供給路を延長する保護管路を形成し、液体が空気供給口に流入するのを防ぐように定められており、保護管路は、厚肉部、即ち成形品の内側面によって囲まれており、厚肉部は内側面に続いて保護管路とは反対側で下降する外側面を有する。

さらに、成形品の保護管路は上側保護管路開口部と下側保護管路開口部を含み、上側保護管路開口部は成形品が固定状態で見て、成形品の燃焼物に向けられた側、即ち保護管路の支持面とは反対側の端部に配置されており、下側保護管路開口部は上側保護管路開口部とは反対側に配置されている。

成形品は、成形品の燃焼物とは反対側に保護管路によって貫通された基部を有し、その外側基面は、成形品が固定状態で、支持面と少なくともほぼ同一平面上に延びている。

好適な実施形態では、成形品は、火格子ブロックのブロック本体の上壁部に形成された空気供給口の周囲に溶接されることが定められている。したがって成形品を固定する方法は、上壁部に溶接することによって実行される。これについてさらに言及すると、溶接は、上壁部の燃焼物に向けられた側、又は上壁部の燃焼物とは反対側で行うことができる。これにより成形品とブロック本体との少なくともほぼ気密な接続が確保されて、燃焼物への空気供給が制御されて行われる。

好適な実施形態では、成形品は、ブロック本体の上壁部に機械的に固定されている。この実施形態は、溶接の特別な知識なしに簡単に固定することを可能にする。その上、機械的固定は容易に取り外すことができ、成形品は、ブロック本体を特別加工することなく、例えば溶接シームを研削することなく再び取り外すことができる。

成形品は、第１段階で最初に固定手段を介して機械的に固定し、次いで第２段階で溶接によって固定するように形成することも考えられる。この実施形態は、成形品が既に固定手段によって別の補助手段を使うことなくその使用位置に保持されるので、溶接を特に効率的に行うことができるという利点を有する。

この火格子ブロックは燃焼火格子用に定められており、鋳造品として形成することができる。

好適な実施形態では、成形品は鋳造品としても形成することができる。このような鋳造された成形品は、コスト的に有利に製造できるため、特に経済的な観点からは非常に有利である。さらにこの実施形態では、鋳物と鋳物の溶接を必要としない機械的接続が好都合である。

好適な実施形態では、成形品は、ブロック本体の材料とは別の材料から製造される。したがって火格子ブロックは、ブロック本体用の第１の材料と、第１の材料とは異なる成形品用の第２の材料を含む。ブロック本体と成形品に対して異なる材料を選択することにより、ブロック本体と成形品の異なる負荷、例えば異なる摩損、異なる使用温度、又は形状や機械的特性などの異なる構成特徴を考慮に入れることができるが、これらは若干の例示にすぎない。さらに異なる製造工程も検討することができるため、互いに独立に製造の最適化が可能である。

成形品には、鋼、耐食性クロム鋼、耐熱鋼などフライス加工できる材料が特に適している。これらの材料はまた、鋳造された成形品の場合よりも複雑な形状の成形品の製造を可能にする。

好適な実施形態では、成形品は、ブロック本体の材料よりも硬い材料で作られている。このことは、成形品の摩損が少ないために火格子ブロックの保守は、より長い時間間隔で行うことができるという利点を有する。

好適な実施形態では、保護管路の断面は、上側保護管路開口部から下側保護管路開口部に向かって拡大しており、特に連続的に拡大して形成されている。既に上述したように、保護管路をこのように形成することにより、保護管路に浸入した燃焼残渣物を容易に導出することが可能になる。

好適な実施形態では、成形品は、実質的に中空の、好ましくは楕円形の底面を有する円錐台の形状を有する。この実施形態は、最適な構成を提供すると同時に、厚肉部の領域に液相部分量が溜まるリスクを低減する。また、特に量産用の単純な設計が可能になる。

成形品を固定するための固定手段として、成形品に属さないねじなどの固定手段が考えられる。

好適な実施形態では、成形品は、機械的固定上壁部への形状接続によって、例えば成形品を上壁部の凹部に圧入することによって行われるように形成された固定手段を含む。

好適な実施形態では、成形品は、機械的固定が上壁部への摩擦接続によって、例えば成形品を上壁部の凹部内に挟み込まれることによって行われるように形成された固定手段を含む。

これらの固定方法を組み合わせることが可能である。

好適な実施形態では、固定手段は突出部の形で成形品の基部から、成形品の燃焼物に向けられた側から離れる方向に、即ち固定状態で火格子ブロックの方向に突き出している。突出部は、少なくとも部分的に凹部内に受容され、機械的接続によって、例えば形状接続及び／又は摩擦接続によって保持されるように定められている。

形状接続は、例えば突出部が凹部内に挿入され、凹部は先細部、即ち狭隘部を有し、突出部は拡張部を有する。この場合、突出部の拡張部を狭隘部に圧入でき、そうすることによって突出部が挟み込まれて保持されるように、拡張部の最大断面は狭隘部の最小断面よりも大きく寸法設定されている。

好適な実施形態では、突出部はねじ部を有し、凹部はねじ受け部を有していて、突出部は凹部にねじ込むことができる。

形状接続及び摩擦接続による固定方法は、簡単に実行でき、成形品を火格子ブロックにしっかり固定できるという利点がある。

必要に応じて、突出部は保護管路を囲んで延長することができる。

突出部は、突出部が凹部に受容されている固定状態で、成形品の保護管路とブロック本体の空気供給路が流体接続されるように形成されている。

固定状態では、溶接された状態と機械的に固定された状態に関わらず、成形品は厚肉部を形成し、この厚肉部は、本発明による厚肉部に関連して上述したように、空気供給路による空気供給の障害のリスクを低減するための解決策を提供する。

これとの関連で、この成形品により、例えば火格子の一領域に若干の火格子ブロックのみを装備することができるので、火格子の火格子ブロックのフレキシブルな設計が可能になる。

さらに、この成形品は、好ましくは上記開示により、以前に火格子ブロック上に形成された、空気供給口を囲む厚肉部が摩損したときにこれを交換するのに使用できる。これは、火格子ブロック全体を交換する必要がないため、保守コストの削減に寄与する。

必要に応じて、この成形品は、火格子の運転によって火格子ブロックの空気供給口が破損し、例えば空気供給口の縁部が部分的に削り取られた場合にも使用できる。成形品は、この破損した領域を覆って再び火格子ブロックを使用できるように、溶接したり、機械的に固定したりできる。

好適な実施形態では、火格子ブロックは、連続する火格子ブロックが互いに上下に階段状に配置されて、燃焼中に互いに相対的に行われるスラスト運動によって燃焼物を重ね直しながら搬送するように構成された燃焼火格子用に定められている。また、支持面の、長手方向軸Ｌに対して実質的に平行に位置合わせされたスラスト方向Ｓに見て最前端は縁部を形成し、この縁部を介して支持面は前壁部によって形成されたスラスト面へと下降している。さらに、前壁部は、長手方向軸Ｌに対して実質的に直角に延びる平面Ｅ内に配置された下部支持縁を有しており、この下部支持縁はスラスト方向Ｓで隣接する火格子ブロックの支持面と接触するように定められている。

本発明の別の態様は、上記開示による火格子ブロックを製造する方法に関し、
ａ）鋳造品として形成された、上壁部を有し、長手方向軸Ｌを規定するブロック本体が提供され、上壁部は、燃焼物がそれに沿って搬送される支持面を形成し、この支持面の、長手方向軸Ｌに対して実質的に平行に位置合わせされたスラスト方向Ｓに見て最前端は縁部を形成し、この縁部を介して支持面は前壁部によって形成されたスラスト面へと下降しており、前壁部は、長手方向軸Ｌに対して実質的に直角に延びる平面Ｅ内に配置された下部支持縁を有し、下部支持縁はスラスト方向Ｓで隣接する火格子ブロックの支持面と接触するように定められ、上壁部は上壁部を貫通する空気供給路によって形成された空気供給口を有し、支持面はこの空気供給口の周囲に実質的に平坦に形成されており、
ｂ）空気供給口の周囲に厚肉部が溶接又は機械的に固定される。

支持面を平坦に形成することは、厚肉部が固定前に火格子ブロック上に安定して座着して、固定作業が簡素化されるという利点がある。しかしまた、例えば機械的固定を簡素化するために、支持面を空気供給口の周囲に、厚肉部の支持面に向けられた側の形状と相補的に設ける構成も可能である。

好適な実施形態では、厚肉部は、上記開示された成形品によって形成されている。これにより火格子ブロックは、ブロック本体と厚肉部又は成形品を含む。

これに関連して、対応する厚肉部又は対応する成形品に関する上記開示から、この方法の利点が生じる。

本発明の別の態様は、上記開示による火格子ブロックを製造するための方法に関し、火格子ブロックの運転に起因して、厚肉部の高さの少なくとも５０％、好ましくは少なくとも８０％の摩耗が発生した後で、厚肉部を修復するために交換厚肉部が溶接されるか、又は機械的に固定される。この方法により火格子ブロックを後から装備することができ、それにより新規製造を不要にすることができる。

好適な実施形態では、置換厚肉部は、上記開示された成形品によって形成されている。

本発明を添付の図面に基づいて説明する。

図１は、本発明による火格子ブロックの斜視図である。 図２は、図１による火格子ブロックの部分を図１に示す切断面ＩＩ－ＩＩで切断した縦断面図であり、厚肉部は火格子ブロックと一体的に形成されている。 図３は、図１による火格子ブロックの部分を図１に示す切断面ＩＩ－ＩＩで切断した縦断面図であり、厚肉部は火格子ブロック上に溶接されている。 図４は、別の本発明による火格子ブロックの部分の縦断面図であり、成形品は火格子ブロックの上壁部に機械的に固定されている。 図５は、火格子ブロックを省いた図４に示す成形品の縦断面図である。 図６は、成形品を省いた図４に示す火格子ブロックの上壁部の縦断面図である。

図１から分かるように、火格子ブロック１０は、鋳造品として形成されたブロック本体１２を含み、このブロック本体１２は実質的に長手方向軸Ｌを有する細長い直方体の形で形成されている。

ブロック本体１２は、上壁部１４を含み、この上壁部１４は長手方向軸Ｌに対して平行に延びる支持面１６を形成し、この支持面に沿って燃焼物が搬送され、支持面の、スラスト方向Ｓに見て最前端は縁部を形成し、この縁部を通って支持面は前壁部によって形成されたスラスト面へと下降している。

図示の実施形態では、支持面は第１支持面領域１６ａと第２支持面領域１６ｂを有し、いずれも長手方向軸Ｌに対して平行に延びているが、第１支持面領域１６ａは第２支持面領域１６ｂに対して上方にずらして配置されていて、面取りされた移行部１７を介して第２支持面領域１６ｂと接続されている。

ブロック本体１２は前壁部２０の反対側に、少なくとも１つのフック２６を装備された後壁部２４を有し、火格子ブロック１０はこのフック２６でブロック保持パイプに引っ掛けることができる。さらに、火格子ブロック１０の支持面１６と反対の下側には中央ブリッジ２９が配置されている。

火格子ブロック１０は、横方向ではそれぞれ長手方向Ｌに延びる側壁部２８ａによって閉じられている。

火格子ブロック１０は、火格子内ではスラスト方向Ｓで後続の火格子ブロックの上に載っている。このために前壁部２０の最下端領域はブロック３４の形で形成されており、スラスト方向Ｓに隣接する火格子ブロックの支持面上に載ることが定められている。最下端領域は、この最下端領域によって形成された、スラスト面の支持縁を含めて、長手方向軸Ｌに対して実質的に直角に延びる平面Ｅ内に配置されている。

図２から分かるように、上壁部１４はさらに、上壁部１４を貫通する空気供給路３８によって形成された空気供給口を有する。空気供給路３８を通して火格子又は火格子上の火床に一次空気が供給される。

図示の実施形態において、空気供給路３８は上壁部１６にスリット状の空気供給口３５を形成しており、この空気供給口３５は火格子ブロック１０の長手方向に位置合わせされており、空気供給路３８が長手方向対称面Ｐを規定する。図２では、切断面ＩＩ－ＩＩは長手方向対称面Ｐ内に延びている。

空気供給路３８は、支持面１６に対して直角に延び、且つ、長手方向対称面Ｐ内を通る軸Ｒに対して同心円状に延びており、空気供給路３８の内のり開口は実質的に楕円形で、支持面１６から離れる方向で連続的に円錐の形で拡大している。空気供給路３８は、支持面１６に向けられた第１空気供給路部分３８ａと、支持面とは反対側で第１空気供給路部分３８ａに続く第２空気供給路部分３８ｂを含み、第２空気供給路部分３８ｂの広がりは第１空気供給路部分３８ａのひろがりよりも大きい。軸Ｒに対して円錐の母線は第１空気供給路部分３８ａでは１０°の第１の角度をなし、第２空気供給路部分３８ｂでは１５°の第２の角度をなしている。

さらに、空気供給口３５は、支持面１６から突き出た厚肉部５０によって完全に囲まれている。厚肉部５０は、空気供給路３８を延長する保護管路５７を形成し、液体が空気供給口３５内に流入することが定められている。

保護管路５７は、保護管路５７の、支持面１６に向けられた端部にある下側保護管路開口部５７ａと、上側保護管路開口部５７ｂの、支持面１６とは反対側、即ち厚肉部の燃焼物に向けられた側の端部にある上側保護管路開口部５７ｂを含む。

さらに、保護管路３８は厚肉部５０の内側面５４で囲まれており、内側面５４は、空気供給口５８の支持面内に延びる端部に直接隣接して形成されている。また、厚肉部５０は、内側面５４に続いて保護管路とは反対側で下降する外側面を有する。さらに、内側面５４と外側面５５との間には厚肉部５０の平坦にされた移行領域６０が延びている。図示の実施形態では、厚肉部の高さｈは、支持面から測定して約２０ｍｍである。また、内側面は断面で見て、第１空気供給路部分３８ａの周面の少なくともほぼ延長上に延びている。

図２では、厚肉部５０は鋳造法で火格子ブロック１０と一体的に形成されている。

図３では、図１による火格子ブロックが示されており、厚肉部は成形品５０’によって形成され、火格子ブロック１０上に溶接されている。したがって火格子ブロック１０は、成形品５０’と支持面１６との界面に溶接シーム７０を有する。成形品５０’は、実質的に楕円形の底面を持つ円錐台の形を有する。軸Ｒに対して同心円状に延びる。さらに、成形品５０’は軸Ｒに対して同心円状に延びる保護管路５７を有しており、この保護管路５７は空気供給路３８を延長することが定められている。保護管路５７は、その内側面５４が空気供給路３８の周面の延長上に延びるように形成されている。

図３に示す火格子ブロック１０の部分の他の特徴は、図２と同様であり、対応する説明から読み取ることができる。

運転時に火格子ブロック１０はブロック保持パイプによって互いに相対的に動かされる。ブロック保持パイプが固定火格子ブロックか可動火格子ブロックに割り当てられているかに応じて、ブロック保持パイプは静止ブラケットか、又は可動格子キャリッジに配置されたブラケットに固定される。

駆動は、ローラーを介して格子キャリッジを対応する摺動面上で往復移動させる油圧シリンダーによって行われる。

これによって得られた相対運動によって、第１火格子ブロック１０の足部は、それぞれ後続の火格子ブロック１０の支持面１６上を前後に移動され、その際に燃焼物が支持面１６上を搬送され、次いで縁部１９を介して後続の火格子ブロック１０の支持面１６上に落とされる。

図４には、本発明による火格子ブロック１０の部分が示されており、厚肉部は成形品５０’によって形成され、火格子ブロック１０に機械的に固定されている。この火格子ブロック１０は、図１の火格子ブロックと同じ構造特徴を有するブロック本体１２を含む。以下では相違点のみ詳述し、同一の部材は同じ参照符号で示す。

ブロック本体１２は、空気供給口３５の周囲に延びる凹部７２を有する。この例では、空気供給口３５と凹部７２は、支持面１６に対して直角に延び、且つ、空気供給口３５によって画定される軸Ｑを中心に回転対称に形成されている。凹部７２は、リップ７４の形態で先細部、即ち狭隘部を有して、支持面１６に続いている。

成形品５０’は、図４及び図５に示されているように、実質的に中空の、楕円形の底面を有する円錐台の形状を持つ。成形品は、成形品の燃焼物とは反対側に、保護管路によって貫通された基部８０を有し、その外側基底面８２は円錐台の底面と一致している。図４に示す実施形態では、成形品の固定状態で、外側基底面８２は、支持面１６と少なくともほぼ同一平面上に延びている。

さらに、成形品５０’は固定手段を突出部８４の形で有しており、この突出部８４は成形品の基部８０から、成形品の燃焼物に向けられた側から離れる方向に突き出している。突出部８４は軸Ｑに対して回転対称に形成されている。突出部８４は、凹部７２に受容され、機械的接続によって保持されることが定められている。

この目的のために、突出部８４を狭隘部７４内に圧入できるように、拡張部の最大断面は狭隘部７４の最小断面よりも大きく寸法設定されている。そうすることによって突出部８４は凹部７２内に挟み込まれて保持されたままである。

１０ 火格子ブロック
１２ ブロック本体
１４ 上壁部
１６ 支持面
１６ａ 支持面領域
１６ｂ 支持面領域
１７ 移行部
１９ 縁部
２０ 前壁部
２４ 後壁部
２６ フック
２８ａ 側壁部
２８ｂ 側壁部
２９ 中央ブリッジ
３４ ブロック
３５ 空気供給口
３８ 空気供給路
３８ａ 第１空気供給路部分
３８ｂ 第２空気供給路部分
５０ 厚肉部又は成形品
５０’ 厚肉部又は成形品
５４ 内側面
５５ 外側面
５７ 保護管路
５７ａ 下側保護管路開口部
５７ｂ 上側保護管路開口部
５８ 空気供給口（の縁部）
６０ 移行領域
７０ 溶接シーム
Ｅ 前壁部の平面
Ｌ 長手方向軸
Ｓ スラスト方向
Ｐ 長手方向対称面
Ｒ 軸
ｈ 厚肉部の高さ
７２ 凹部
７４ リップ
８０ 基部
８２ 基底面
８４ 突出部
Ｑ 軸

Claims (17)

1. 燃焼火格子用の火格子ブロック（１０）であって、
   前記火格子ブロック（１０）は、上壁部（１４）を有し、長手方向軸Ｌを規定するブロック本体（１２）を備え、前記上壁部（１４）は、燃焼物がそれに沿って搬送される支持面（１６）を形成し、該支持面（１６）の最前端は、長手方向軸Ｌに対して実質的に平行に位置合わせされたスラスト方向Ｓに見て、縁部（１９）を形成し、該縁部（１９）を介して前記支持面（１６）は前壁部（２０）によって形成されたスラスト面（２２）へと下降し、前記前壁部（２０）は、長手方向軸Ｌに対して実質的に直角に延びる平面Ｅ内に配置された下部支持縁（２３）を有し、前記下部支持縁（２３）はスラスト方向Ｓで隣接する火格子ブロックの支持面と接触するように定められ、前記上壁部（１４）は該上壁部（１４）を貫通する空気供給路（３８）によって形成された空気供給口（３５）を有する、火格子ブロック（１０）において、
   前記空気供給口（３５）は、前記支持面（１６）から突き出た厚肉部（５０）によって少なくとも部分的に囲まれ、該厚肉部（５０）は空気供給路（３８）を延長する保護管路（５７）を形成して、液体が空気供給口（３５）に流入するのを防ぐように定められ、前記保護管路（５７）は厚肉部（５０）の内側面（５４）によって囲まれ、前記厚肉部（５０）は、前記内側面（５４）に続いて前記保護管路（５７）とは反対側で下降する外側面（５５）を有する、ことを特徴とする火格子ブロック（１０）。
2. 前記内側面（５４）は、前記支持面（１６）内に形成された前記空気供給口（３５）の縁部（５２）に隣接して、好ましくは直接隣接して形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の火格子ブロック（１０）。
3. 前記保護管路（５７）の断面は、該保護管路（５７）の前記支持面（１６）とは反対側の端部から前記支持面（１６）に向かって拡大しており、特に連続的に拡大して形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の火格子ブロック（１０）。
4. 前記空気供給路（３８）の断面は、前記支持面（１６）から離れる方向で拡大しており、特に連続的に拡大していることを特徴とする、請求項１～３の何れか一項に記載の火格子ブロック（１０）。
5. 前記厚肉部（５０）は、実質的に中空の、好ましくは楕円形の基底面を有する円錐台の形状を有することを特徴とする、請求項１～４の何れか一項に記載の火格子ブロック（１０）。
6. 前記厚肉部（５０）は、前記支持面（１６）に対して平行に延びる平面に見て、Ｕ字型又はＶ字型を有しており、Ｕ字型又はＶ字型の開口部が搬送方向にＴに位置合わせされていることを特徴とする、請求項１～５の何れか一項に記載の火格子ブロック（１０）。
7. 前記厚肉部（５０）は、火格子上に溶接されているか、又は機械的に固定されていることを特徴とする、請求項１～６の何れか一項に記載の火格子ブロック（１０）。
8. 前記厚肉部（５０）は、火格子ブロックと一体的に成形されていることを特徴とする、請求項１～６の何れか一項に記載の火格子ブロック（１０）。
9. 請求項１～６の何れか一項に記載の火格子ブロック（１０）を含む燃焼火格子。
10. 焼却廃棄物に関する請求項９に記載の燃焼火格子の使用。
11. 請求項９に記載の燃焼火格子を含む廃棄物焼却プラント。
12. 請求項１～７の何れか一項に記載の火格子ブロック（１０）を製造するための方法において、
    ａ）上壁部（１４）を有し、長手方向軸Ｌを規定する、鋳造品として形成されたブロック本体（１２）が提供され、前記上壁部（１４）は、燃焼物がそれに沿って搬送される支持面（１６）を形成し、該支持面（１６）の最前端は、長手方向軸Ｌに対して実質的に平行に位置合わせされたスラスト方向Ｓに見て、縁部（１９）を形成し、該縁部（１９）を介して前記支持面（１６）は前壁部（２０）によって形成されたスラスト面（２２）へと下降し、前記前壁部（２０）は、長手方向軸Ｌに対して実質的に直角に延びる平面Ｅ内に配置された下部支持縁（２３）を有し、前記下部支持縁（２３）はスラスト方向Ｓで隣接する火格子ブロックの支持面と接触するように定められ、前記上壁部（１４）は該上壁部（１４）を貫通する空気供給路（３８）によって形成された空気供給口（３５）を有し、前記支持面は前記空気供給口（３５）の周囲に実質的に平坦に形成されていること、及び
    ｂ）前記空気供給口（３５）の周囲に厚肉部が溶接又は機械的に固定されること、を特徴とする方法。
13. 請求項１～８の何れか一項に記載の火格子ブロック（１０）を製造するための方法において、
    前記火格子ブロック（１０）の運転に起因して、厚肉部の高さの少なくとも５０％、好ましくは少なくとも８０％の摩耗が発生した後で、厚肉部を修復するために交換厚肉部が溶接されるか、又は機械的に固定されることを特徴とする方法。
14. 上壁部（１４）内に形成され、該上壁部（１４）を貫通する空気供給路（３８）によって形成された、空気供給口の周囲で火格子ブロックのブロック本体（１２）の上壁部（１４）に固定するための成形品であって、
    前記火格子ブロックは燃焼火格子用に定められ、前記ブロック本体（１２）は鋳造品として形成され、前記上壁部（１４）は燃焼物がそれに沿って搬送される支持面（１６）を形成し、前記成形品は、固定状態で、前記支持面（１６）から突き出た厚肉部（５０）を形成し、前記厚肉部（５０）は空気供給口（３５）を囲み、前記空気供給路（３８）を延長する保護管路（５７）を形成し、液体が空気供給口（３５）に流入するのを防ぐように定められ、前記保護管路（５７）は厚肉部（５０）の内側面（５４）によって囲まれ、前記厚肉部（５０）は、内側面（５４）に隣接し、前記保護管路（５７）とは反対側で下降する外側面（５５）を有する成形品。
15. 前記保護管路（５７）の断面は、該保護管路（５７）の支持面（１６）とは反対側の端部から支持面（１６）に向かって拡大しており、特に連続的に拡大して形成されていることを特徴とする、請求項１４に記載の成形品。
16. 実質的に中空の、好ましくは楕円形の基底面を有する円錐台の形状を有することを特徴とする、請求項１４又は１５に記載の成形品。
17. 前記上壁部（１４）に機械的に固定するための固定手段を特徴とする、請求項１４～１６の何れか一項に記載の成形品。

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