JP2831958B2 - 冷却式火格子ブロック - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、特許請求の範囲の請
求項１のプレアンブルに従う冷却式火格子ブロックに関
する。

【０００２】

【従来技術】従来の廃棄物焼却プラントでは、廃棄物を
火格子に載せて燃焼室の中を運搬し、この工程中、廃棄
物を乾燥させて燃やすことが知られている。この搬送機
能に加えて、火格子は、また、廃棄物の新しい面を、再
三、燃焼室での熱処理に晒させるために、廃棄物を絶え
間なく完全混合させる。この目的のために、火格子路
は、階段のように次々に配置された複数の火格子ブロッ
ク列を有し、ここに、固定および可動火格子ブロック列
が交互に続いている。火格子の上に置かれる廃棄物、例
えばゴミは、可動火格子ブロック列の並進運動によって
前方に押され、同時に、完全に混合される。火格子列
は、各場合に、支持パイプで隣接して支持され、また、
テンションロッドによって互いに支えられた複数の、一
般的に１６ないし２４の火格子ブロックによって作られ
る。個々の火格子ブロックは、空気の流れによって冷却
され、この空気の流れを通じて、同時に、燃焼格子で、
燃焼に必要な酸化媒体として働く。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】空冷にも係わらず、火
格子ブロックは高い熱負荷を受け、この結果、火格子ブ
ロックの材料に大きな熱応力を生じさせる。この材料に
クラックが発生し、これが原因で、腐食の恐れが大きく
なる。火格子ブロックは、高品質な材料、例えば高合金
鋼(highalloy steel) で作らなければならない。大きな
熱膨張のために、個々の火格子ブロックの大きさが制限
される。すなわち、一つの火格子ブロック列に、比較的
数多くの火格子ブロックが必要とされる。この場合に、
廃棄物の焼却すべき部分（ブライトメタル(bright meta
l)、ダストなど）が個々の火格子ブロックの間のギャッ
プを通じて落下するという欠点がある。このギャップ
は、炉の燃焼の連鎖および始動、停止によって引き起こ
される異なるブロック温度による反復した膨張および収
縮によって形成され、廃棄物の一部は、燃え尽きること
なく、スラグの中に入る。２または３つの火格子路を隣
接して用いると、テンションロッドのための保持具およ
び漏出空気のためのシールを火格子の外側だけでなく、
火格子路の間にも設けなければならない。かくして、個
々の火格子ブロックの交換は、複雑であり、保守に長時
間を要する。

【０００４】本発明は、火格子ブロックの熱負荷を低減
し、また、組立および保守の意味で簡単であり、それだ
けでなく、全ての作動条件に耐えることのできる火格子
を構成することができことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、この目
的は、請求項１の特徴部分で特定した構成によって達成
される。

【０００６】本発明によって達成される利点は、特に、
効果的な冷却の中で見ることができ、その結果、火格子
ブロックでの熱応力および熱膨張を相当に減じることが
できる。かくして、簡単な方法で連結される、数少ない
比較的広い火格子ブロックで火格子ブロックの列を作る
ことができる。その結果、組立体および交換が簡単にな
るだけでなく、火格子を通って落下する物質の量を相当
に減じることができる。この場合、火格子ブロックは従
来よりも低品質材料で作ることができる。

【０００７】スイス特許出願第 01510/94-8(A 10364 C
H) に従う方法で用いられるPyrolysis 火格子のため
に、本発明の火格子ブロックを用いると、更に特有の利
点が生じる。この方法では、空気は酸化媒体としては全
く火格子を通過しない。すなわち、本発明によれば、空
気は、同様に、冷却媒体として存在しないので、火格子
ブロックは、詰まる恐れのある空気の開口を備える必要
はない。

【０００８】

【実施例】本発明を、添付の図面を参照にして詳細に説
明する。図１は、廃棄物の熱処理用のプラントのための
火格子の一部としての火格子要素３を示す。傾斜した火
格子路が複数の火格子要素３の長さ方向に形成されてい
る。すなわち、全体として３ないし５つの火格子要素３
が前後に配置されている。更に、複数の火格子路を隣合
わせに設けることができる。すなわち、一般的に１ない
し４つの火格子路が火格子の幅を作る。火格子要素３お
よび火格子路の数は、廃棄物および発熱量の単位時間当
たりの所定の量による。

【０００９】火格子要素３の各々は、前後に配置された
複数の、好ましくは８つの火格子ブロックの列４、５を
有し、ここに、可動火格子ブロック５が、固定火格子ブ
ロック列４の後に続く。今まで、火格子ブロック列４で
１６ないし２４個の空冷式の火格子ブロック６’が互い
に隣接して配置されていた。図１に示すように、それら
は、ブロック保持チューブ７に取付けられ、また、テン
ションロッド１４及びターンバックルスリーブ（図示せ
ず）によって支えられていた。この発明では、火格子列
４、５の僅か３ないし４個の水冷式の火格子ブロック６
が（これらはブロック保持チューブ７に取付けられ
る）、例えば、ネジで互いに固定的に連結されている。
サイドパネル１５は、各固定ブロック列の最も外側のブ
ロックにネジ止めされている。

【００１０】固定火格子ブロック列４のブロック保持チ
ューブ７は、図１のように定置ブラケット８によって支
持されている。可動の火格子ブロック列５のブロック保
持チューブ７は、可動火格子キャリッジ１０に設けられ
たブラケット９に取付けられている。各火格子要素３
は、火格子キャリッジ１０に取付けられている。火格子
キャリッジ１０は、平行に配置された２つの液圧シリン
ダ１１によって駆動され、また、走行面１３のローラ１
２によって前後に移動される。かくして、可動火格子ブ
ロック列５も移動し、火格子路２に位置する廃棄物にス
ラスト及び剪断作用を及ぼし、廃棄物の新し面が再々燃
焼室での熱処理を受け、同時に廃棄物が前に運ばれる。

【００１１】燃焼火格子用の本発明に従う火格子ブロッ
ク６の実施例を図２ないし図４を参照して以下に説明す
る。火格子ブロック６は、Ｕ字状断面のブロック本体２
０を有し、その上壁が図３及び図４で「２３」で示され
ている。上壁２３の外面は、処理すべき廃棄物が載置さ
れる積載面３３を形成し、また、積載面３３に沿って廃
棄物が搬送される。ブロック本体２０の後壁２１には、
ブロック保持チューブ７（図１）に掛止するためのフッ
ク２２が設けられている。上壁２３と前壁２４との間に
コーナ２５がある。火格子ブロック６は、その底に、傾
斜底２８と足２６とが設けられている。格子ブロック６
の足２６は、次の格子ブロック６の上壁２３に夫々当て
がわれている。すなわち、これにより、それらは互いに
関してある範囲で変位可能である。

【００１２】内側冷却空間２７は、ブロック本体２０、
底２８、足２６および２つの側壁２９によって囲まれて
いる。水供給ライン３０は、冷却空間２７に開口してい
る。図３に矢印Ｗ１で水供給を示す。これを横断する水
供給ライン３１が後壁２１と平行に延び、水供給ライン
３１は、水供給ライン３０に連結され、また、ある場所
に出口３２（図２では３つ図示）が設けられている。こ
の水の吐出は、図３でＷ２で示されている。横断水供給
ライン３１から分岐して、複数の、好ましくは３つ、長
手方向に配置された水供給分岐ライン３４を有し、この
分岐ライン３４は、前壁２４まで直角に延び、足２６の
直前に出口３５が位置するように前壁２４で曲げられて
いる。出口３５から出た水の流れは、出口３２から出た
水（矢印Ｗ２）と一緒になって、閉鎖した冷却空間２７
を矢印Ｗ３の方向に満たし、これら２つの水は、ある範
囲で互いに対向して流れ、水の有効な完全混合および高
い冷却効果を確かなものにする。この場合、特に、大き
な機械的負荷を受ける火格子ブロック６の場所、いわゆ
る足２６に冷却水によって直接的に作用されることが重
要である。

【００１３】前側コーナ２５は、最も高い熱に晒され、
また、それゆえ、最も大きな熱負荷を受ける（特に図１
を参照して、可動および固定火格子列４、５が瞬間的に
位置する相対的な位置に関係なく、同図から、火格子の
どの領域が直接的な熱負荷つまり廃棄物の層との直接接
触を受けるかが直ちに分かる）。熱せられた軽い水は、
冷却空間２７のこの場所に上昇して、更に、そこで熱せ
られ続ける。複数の、好ましくは２つの排水分岐ライン
４０（図２参照）の入口４１（図４）が、この領域で直
接形成されている。排水分岐ライン４０の中への熱水の
侵入は、図４で矢印Ｗ４で示されている。排水分岐ライ
ン４０は、底２８に沿って傾斜して延びて横断排水ライ
ン４２に通じ、横断排水ライン４２は、横断水供給ライ
ン３１と平行に配置され、また、横断水供給ライン３１
に関して低位にオフセットされている。そこから、熱水
は、ドレンライン４３によって冷却空間２７から矢印Ｗ
５（図４）の方向に導かれる。

【００１４】冷水の供給（出口３５）および熱水のドレ
ン（入口４１）の適切な配置によって、最高の冷却流れ
を確実にし（このことは、また、例えば、非循環水を特
定の場所で作り又は蒸気の気泡をコーナ２５の領域で発
生させる、いわゆる「水ポケット」を回避する）、機械
的負荷がかかった足２６に歪みを引き起こすことなく、
また、前側コーナ２５の領域での極端に大きな熱応力を
回避する。

【００１５】水供給ライン３０および排水ライン４３
は、詳細に説明しない方法で、冷水低圧システムに接続
されている。熱交換器を組み込んだクローズド冷水シス
テムへの接続は、好ましいものである。

【００１６】図２ないし図４で説明した燃焼火格子用の
火格子ブロック６の実施例では、燃焼のために必要な酸
化媒体としての空気が、火格子ブロックの幅に沿って均
等に分配され且つ底２８と前壁２４との間の冷却空間２
７を通って延びる複数のチューブ４６を通じて矢印Ｌ１
（図３）の方向に下から供給される。図３を参照して、
前壁２４は、チューブ４６に設けられる複数の空気出口
４７を有し、ここから出た燃焼空気は矢印Ｌ２の方向に
流れる。空気は、前述したように冷却媒体としてでな
く、燃焼媒体としてだけに用いられるので、従来よりも
遙に少ない空気出口４７（詰まりのために骨の折れる掃
除をしなければならない）でよい。

【００１７】本発明に従う水冷式火格子ブロック６をパ
イロクシス(pyrolysis) 火格子に用いれば（ここでは酸
化媒体として空気が全く火格子を通過しないのもである
が）、詰まりの恐れがあるチューブ４６および空気出口
４７は全く必要とされない。火格子１を通って全く空気
が導かれないので、一層薄い層の廃棄物を火格子１に供
給することができる。

【００１８】燃焼火格子では、着火バーナによって迅速
に点火されるように意図された第１の火格子要素３は、
ここでは空気の代わりに水が冷却するので、同様に、チ
ューブ４６および空気出口４７の無い火格子ブロック６
を有する。

【００１９】本発明による個々の火格子ブロック６の水
冷では、空気と比較して水の一層好ましい熱伝達効率の
効果によって、火格子上での平均温度の値を実質的に低
下させることができる。これらの値が、空冷では約３５
０℃ないし７００℃の間で変動するとすれば、水冷によ
って、約５０℃ないし１００℃まで低下させることがで
きる。空冷式火格子ブロック６’では一般的であった高
い熱が原因の、材料での応力および膨張は、本発明の水
冷式には当てはまらない。その結果、先の火格子の設計
とは対照的に、数が少なく（３ないし４）、比較的広い
火格子ブロック６を、火格子ブロック列４、５で困難性
無く、互いに隣接して配置することができ、火格子路２
の幅を作ることができる。同様に、テンションロッド１
４（図１）による従来の支持を無しにすることができ
る。すなわち、火格子ブロック列４または５の火格子ブ
ロック６を簡単な方法でネジ止めすることができる。マ
ルチ路の火格子の場合、個々の路の間にテンションロッ
ドのために従来必要とされた支持具は、かくして、必要
とされない。その結果、必要な火格子ブロック６の変更
は実質的に簡単であり、また、短い保守時間で足りる。
更に、先の高い温度では、しばしば、例えば毎年、交換
が必要であった。本発明による実質的な利点は、また、
少ない火格子ブロック６の使用又はギャップの省略によ
り、火格子を通って落下する物質の量が相当に減じられ
る点にある。すなわち、例えばブライトメタル（bright
metal）又はダストが火格子を通って落下し、燃え尽き
ることなくスラグの中に入る恐れを相当に減じることが
できる。

【００２０】火格子ブロック６の低い温度おび低い熱負
荷のために、材料で生じた、腐食を促進する熱応力、ク
ラックによる恐れを相当に減じることができる。かくし
て、火格子ブロック６のために低品質の材料を考慮する
ことができる。

【００２１】固定および可動火格子ブロック列４、５の
双方を水冷式火格子ブロック６で構成するのが好まし
い。しかしながら、水冷式および空冷式を互いに組み合
わせることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の火格子の部品としての火格子要素の例示
的な具体例を示す。

【図２】本発明による火格子ブロックの例示的な実施例
を概略的に示し、図１の矢印Ｐの方向で下から見た図。

【図３】図２の矢印Ｓの方向で見た火格子ブロックの部
分断面の側面図。

【図４】図２のII−II線に沿った断面図。

フロントページの続き (56)参考文献 米国特許5235921（ＵＳ，Ａ) 欧州公開621449（ＥＰ，Ａ２) 欧州公開683358（ＥＰ，Ａ１) 独国特許発明230498（ＤＥ，Ｃ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F23H 3/02 F23H 11/10 - 11/18

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上壁（２３）を有し、該上壁（２３）の
   外面が、処理すべき廃棄物が置かれる積載面（３３）を
   形成し、また、前記上壁（２３）に沿って前記廃棄物が
   搬送される、廃棄物の熱処理のためのプラント用の火格
   子の一部としての冷却式火格子ブロックにおいて、 前記上壁（２３）がその下に位置する冷却空間（２７）
   を形成し、また、該冷却空間（２７）を水供給ライン
   （３０，３１，３４）および排水ライン（４０，４２，
   ４３）が通り、これら水供給ライン（３０，３１，３
   ４）および排水ライン（４０，４２，４３）は、前記冷
   却空間（２７）で終わって、複数の出口（３５）と複数
   の入口（４１）とを夫々備えており、 前記排水ライン（４０，４２，４３）の入口（４１）
   が、前記上壁（２３）から廃棄物の搬送方向前壁（２
   ４）への移行部分に形成されたコーナー（２５）の領域
   に配置されている、ことを特徴とする冷却式火格子ブロ
   ック。
2. 【請求項２】 前記冷却空間（２７）が、Ｕ形状のブロ
   ック体（２０）の中に形成され、また、側部が２つの側
   壁（２９）によって閉じられ、下から底（２８）および
   足（２６）によって閉じられ、該火格子ブロック（６）
   の足（２６）は、変位可能なように、下流側の火格子ブ
   ロック（６）の上壁（２３）に夫々当てがわれている、
   ことを特徴とする請求項１の冷却式格子ブロック。
3. 【請求項３】 前記水供給ライン（３０、３１、３４）
   の出口（３５）が前記足（２６の領域に配置されてい
   る、ことを特徴とする請求項２の冷却式格子ブロック。
4. 【請求項４】 前記水供給ライン（３０，３１，３４）
   が、前記ブロック本体（２０）の廃棄物の搬送方向後壁
   （２１）と平行に配置された横断ライン（３１）と、該
   横断ライン（３１）に接続され、前記冷却空間（２７）
   の廃棄物の搬送方向前領域まで直角に突き出て前記出口
   （３５）が設けられた複数の分岐ライン（３４）とを有
   する、ことを特徴とする請求項２又は請求項３の冷却式
   火格子ブロック。
5. 【請求項５】 前記排水ライン（４０，４２，４３）
   が、前記ブロック本体（２０）の廃棄物の搬送方向後壁
   （２１）と平行に配置された横断ライン（４２）と、該
   横断ライン（４２）に接続され、前記冷却空間（２７）
   の前領域まで直角に突き出て入口（４１）が設けられた
   複数の分岐ライン（４０）とを有する、ことを特徴とす
   る請求項２又は請求項３の冷却式火格子ブロック。
6. 【請求項６】 前記横断ライン（３１）には、複数の追
   加の水出口（３２）が設けられている、ことを特徴とす
   る請求項４の冷却式火格子ブロック。
7. 【請求項７】 冷却式火格子ブロックが廃棄物燃焼プラ
   ントの燃焼火格子の一部を形成し、更に、前記ブロック
   本体（２０）の廃棄物の搬送方向前壁（２４）には、前
   記火格子ブロックの全幅にわたって均一に分布された複
   数の空気出口（４７）が設けられ、該空気出口（４７）
   に、これに対応する、前記底（２８）と前記前壁（２
   ４）との間で前記冷却空間（２７）を通過するチューブ
   （４６）を通じて燃焼媒体としての空気が供給される、
   ことを特徴とする請求項２ないし請求項６のいずれか１
   項の冷却式火格子ブロック。
8. 【請求項８】 前記水供給ライン（３０，３１，３４）
   および排水ライン（４０，４２，４３）が、熱交換器を
   備えたクローズド冷却水システムに接続されている、こ
   とを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項
   の冷却式火格子ブロック。
9. 【請求項９】 ブロック保持チューブ（７）に接続され
   て一緒に連結されて火格子ブロック列（４又は５）を形
   成する複数の火格子ブロック（６）を有する、請求項１
   ないし請求項８のいずれか１項に従う冷却式火格子ブロ
   ック（６）で作られた火格子において、前記火格子ブロ
   ック列（４又は５）が最大で４つの火格子ブロック
   （６）で作られている、ことを特徴とする火格子。
10. 【請求項１０】 隣接する前記火格子ブロック（６）の
    側壁（２９）がネジ止めされている、ことを特徴とする
    請求項９の火格子。
11. 【請求項１１】 交互に互いに後に続いて配置された、
    複数の固定火格子ブロック列（４）と、複数の可動火格
    子ブロック列（５）とを有する、請求項９又は請求項１
    ０の火格子において、前記固定火格子ブロック列（４）
    と前記可動火格子ブロック（５）の両者が水冷式の火格
    子ブロック（６）によって形成されている、ことを特徴
    とする火格子。