JP2941753B2 - 燃焼装置用の火格子 - Google Patents
燃焼装置用の火格子Info
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- F23H2900/03021—Liquid cooled grates
Description
関するものである。すなわち本発明は, 燃焼装置用の
火格子であって,複数の,側壁により両側が仕切られ
た,縦方向に交互に固定火格子ライニングユニット列と
可動火格子ライニングユニット列を有する少なくとも1
つの火格子トラックが備えられ,前記火格子ライニング
ユニット列が,供給導管及び排出導管と冷却通路とを備
えたそれぞれ少なくとも1つの火格子ライニングユニッ
トから成り,しかも,火格子ライニングユニットが,そ
れぞれ後端区域で,固定的な又は可動の火格子ライニン
グ支持体と旋回可能に結合され,かつユニット前端が,
次の火格子ライニングユニットの上又は上方に可動に配
置されており,更に,1つの火格子ライニングユニット
列の火格子ライニングユニットが,それぞれライニング
ユニット下に配置された結合手段によって結合され,そ
れにより,隣接し合っている火格子ライニングユニット
が,それらに配属された火格子ライニング支持体に対し
てある程度旋回可能となるようにされており,更にま
た,前記冷却通路が火格子の縦方向に対してほぼ横方向
に配置されている形式のものに関する。
は,例えばスイス特許第684118号明細書に記載さ
れており, 燃焼に加えて,同時に燃焼物を継送するの
に役立ち,特にごみ焼却装置に使用されるものである。
ートとも呼ばれる火格子ライニングユニットに加えて,
数年来,水冷式の火格子ライニングユニットが使用され
るようになった。ごみの組成の変化によって,発熱量
が,著しく高くなり,これに伴い火格子の摩耗度や運転
費用も増大した。このため,一次空気を冷却媒体として
使用するだけでは,もはや焼却目的には十分ではなくな
った。
24f明細書により公知のストーク式火格子は,固定と
可動交互の火格子バー列から成っている。この場合,固
定火格子バー列が,火格子方向に対し横方向に位置す
る,ボイラー水循環回路内へ接続された冷却管から成
り,これらの冷却管には,冷却管を部分的に取囲む火格
子バーが密着固定され,更に冷却管が相互に一定間隔を
おいて配置されている。
果しか得られない。一方では,冷却管が火格子全体の幅
にわたって張り渡されており,固定火格子バー列以外は
冷却できない。他方,冷却作用が火格子バー列の横方向
には減少する結果,冷却水が排出される火格子バー列側
が,冷却水が供給される火格子バー列側よりも高い熱負
荷を受けることになる。
8号明細書により,可動火格子部材を有する水冷式の階
段式火格子が公知である。この明細書に開示された下方
に向かって階段状にずらして配置された火格子段の場
合,冷却水は,個々の段に配置された冷却水トラフ内
を,火格子の縦方向に対し,すなわち燃焼物の搬送方向
に対し,横方向に流れるようにされている。前記冷却水
トラフは,ルーズに載置された蓋で閉じられ,火格子段
の中央区域だけを直接冷却する。冷却液用の供給管及び
排出管は,それぞれ冷却水トラフの各端部に配置されて
いる。この公知階段式火格子の欠点は,鋳着されたコー
ム状火格子バーに特に熱負荷がかかるにもかかわらず,
それら火格子バーが直接には冷却されない点である。
により公知のスラスト式燃焼火格子に備えられた火格子
プレートは,ほぼ長方形の薄板製中空体から成ってい
る。この中空体は,中空体内を貫流する冷却媒体の供給
接続管を下面の一方の側に,排出接続管を他方の側に有
している。一次空気の供給は,中空体を貫通して延在す
る多数の管状部材を介して行われ,各管状部材への一次
空気供給は,個々に調量される。
の製造費が高額であるのに加えて,火格子ライニングの
熱負荷が火格子ライニングの縦方向に著しく変化するこ
とが周知であるにもかかわらず,冷却部材の冷却作用に
差をもたせていないことである。このため,冷却部材内
に異なる温度が発生し,それによって,内部応力や,場
合によっては腐食の発生が促進される。加えて,この解
決策の場合には,冷却室が供給導管及び排出導管よりも
著しく大である。このように横断面が変化していると,
粒子,例えば腐食生成物及び塵埃が堆積して,時ととも
に流れ像及び熱伝達を変化させる危険がある。急激な横
断面変化は,加えて,渦発生を促進させる結果,往々に
して冷却通路内に気泡を滞留させ,このことが,また熱
伝達に影響し,侵食を生じさせることもある。
663565号明細書により公知の,冷却装置と,火格
子バーに設けた供給開口及び排出開口とを有する火格子
バーの場合,冷却水を案内する少なくとも1つの通路
が,ほぼ火格子バーの縦方向に延在している。有利に
は,火格子バー内に設けた通路が,互いに逆の流れ方向
の2つのほぼ平行な部分通路を有し,これらの部分通路
が,火格子バーの頭部区域に設けた変向部に接続されて
いる。この公知火格子バーの欠点は,この場合も,縦方
向で冷却作用に差をもたせていないため,熱負荷の推移
に対し適応し得ない点にある。
ブラスト域が設けられるのが普通である。このホッパー
形状のため,特に供給及び排出導管用の火格子縁部区域
への接近性が,制限されることが多い。これらの導管
は,ねじり応力を受けないようにするために,同一平面
内での運動を必要とする。
をすべて除去しようとするものである。本発明の根底を
なす課題は,水その他の冷却媒体用の冷却通路を備えた
燃焼装置用火格子ライニングを,製造に好都合に構成
し,かつ火格子縦方向で冷却作用に差をまたせることが
可能になるように構成することにある。加えて,冷却媒
体用の供給導管及び排出導管への接近を容易にし,かつ
冷却媒体の流れ横断面を一様に構成することである。
た形式の火格子において,本発明により,火格子の縦方
向に対しほぼ横方向に延在する冷却通路を,蛇行状に火
格子ライニングユニットに鋳込まれた管として構成し,
これらの管の管間隔を,火格子ライニングユニットの熱
負荷に適応させることによって解決された。
下に記載したとおりである。有利には,請求項2に記載
したように,管間隔が,火格子ライニングユニットの後
端から前端へ向かって減少するようにする。
ユニットと,これらの間に配置された少なくとも1つ
の,本発明による中央火格子ライニングユニットとから
成る火格子の場合,側方火格子ライニングユニットを,
冷却通路の延びに関して互いに鏡像対称に構成し,側方
火格子ライニングユニット内の供給導管及び排出導管の
接続箇所が,それぞれ火格子ライニングユニットの同じ
側に配置されるようにするのが,特に有利である。こう
することにより,接近の困難な火格子トラック縁部区域
に冷却媒体用の供給導管及び排出導管を配置する必要は
なくなり,これらの導管をホッパー状のアンダーブラス
トボックスの縁部区域の外へ配置することが可能にな
る。
し合っている火格子ライニングユニットの冷却管を,連
結部材,特に,U字形又はS字形の管又はホース接続部
材を介して,相互に接続し,かつ供給導管及び排出導
管,連結部材,鋳込まれた冷却管が,等しい内径を有す
るようにするのが,有利である。そうすることによっ
て,冷却媒体のための一様な流れ横断面が実現される。
急激な横断面変化が生じない結果,渦発生及び異物粒子
の堆積が防止されるか,生じにくくなる。
につき詳説する。図面には,本発明の理解に必要な部材
のみを示した。
られた火格子トラック1を有する燃焼装置,例えばごみ
焼却装置のための燃焼火格子である。この火格子は,ま
た中央ビームによって分離された2つ以上の並列配置さ
れた火格子トラック1を備えることもできる。
より構成され,この火格子ライニングは,火格子ライニ
ングユニット11,12,13,すなわちいわゆる火格
子バー又は火格子プレートから構成されている。その場
合,火格子縦方向に交互に固定火格子ライニングユニッ
ト列3と可動火格子ライニングユニット列4とが配置さ
れている。各火格子ライニングユニット11,12,1
3は,後端が,半開の管5として構成されている。各火
格子ライニングユニット11,12,13は,半開の管
5のところが,火格子ライニングユニット支持体6上に
支えられている。支持体6は,この場合,円形横断面を
有するロッドとして構成されている(図2)。固定火格
子ライニングユニット列3に配属された支持体6は,側
壁2と固定結合され,他方,可動火格子ライニングユニ
ット列4に配属された支持体6は,相互に結合され,火
格子縦方向に移動可能に配置されている。可動火格子ラ
イニングユニット列4は,両側に配置された複動式液圧
又は空気圧シリンダ(図1に概略的に示す)によって,
固定火格子ライニングユニット列3に対し往復動する。
3自体は,大部分が,平らなプレートから成り,このプ
レートは,前端が下方へ曲げられ,プレートとほぼ平行
に延在する滑り片7で終わっている。この滑り片7のと
ころで,火格子ライニングユニット11,12,13
は,燃焼物の運動方向で後続する火格子ライニングユニ
ット11,12,13上に載せられている。図示の実施
例では,3列の狭幅の開口(スリット)8が設けられて
おり,これらの開口8は,下方へ向かって,縦方向及び
横方向に拡大され,火格子縦方向と平行に延びている。
これらの開口8を通して,火格子下側から一次空気が供
給される。
図1の実施例では,2個の側方火格子ライニングユニッ
ト11,12と,2個の中央火格子ライニングユニット
13とから成り,これらのユニット11,12,13
が,側部に設けられたボルト穴内に配置されたボルトに
よって,隣接するユニット11,12,13と連結され
ている。1つの列3又は4の中央火格子ライニングユニ
ット13の数は,言うまでもなく,2個でなくともよ
い。別の実施例の場合,各列3,4ごとに1個だけの本
発明による火格子ライニングユニットを配置し,このユ
ニットが,一方の側壁2から他方の側壁2まで延びるよ
うにすることもできる。
グには,燃焼装置の稼動中,高い熱応力が加わる。下方
から火格子を流過する一次空気による冷却のみでは,長
い耐用寿命を有する火格子を得るには不十分なので,本
発明では,燃焼物の移動方向に合致する火格子縦方向に
対しほぼ横方向に蛇行する冷却管9を,火格子ライニン
グユニット11,12,13内に鋳込むようにし,これ
らの冷却管9の管間隔を,一定にせず,火格子ライニン
グユニット11,12,13のそれぞれの熱負荷に適応
するようにした。このため,例えば,火格子ライニング
ユニットの後端から前端へ向かって,管間隔が減少する
ようにされている。これらの冷却管9には,燃焼装置の
稼動中,冷却媒体,有利には水が流過するようにする。
た本発明による3つの火格子ライニングユニットの略示
縦断面が示されている。この場合,左側の火格子ライニ
ングユニットの上方には熱負荷Qが示されている。これ
から分かるように,熱負荷は火格子ライニングユニット
の後端から前端に向かって増大し,頭部域で最大になっ
ている。したがって冷却管9の管間隔は頭部域,つまり
前端において最小になるように選ばれている。一般的に
言うと,本発明による火格子においては,冷却管の管間
隔はその都度予期される熱負荷に適応せしめられてお
り,管間隔の最小の箇所は頭部域とは別の箇所にするこ
ともある。
ユニットが,平面図で略示されている。この実施例の場
合,冷却液が,半開の管片5として構成されたユニット
後端の近くから,接続箇所10を介して冷却管9内へ供
給される。冷却液は,ほぼ横方向に(蛇行)配置された
冷却管9を貫流し,火格子ライニングユニット前端に配
置された第2の接続箇所10に達し,ここから排出導管
(図示せず)へ排出される。冷却管9の管間隔は,火格
子縦方向に火格子ライニングユニット前端へ向うにつれ
て減少している。言うまでもなく,冷却媒体の供給を,
火格子ライニングユニット前端から行い,排出を火格子
ライニングユニット後端から行うことも可能である。図
3に矢印で示した冷却液の流れ方向は,重要な意味をも
たない。なぜなら,火格子ライニングユニットの入口と
出口との間での冷却液の温度差は,比較的僅かだからで
ある。
熱負荷の最大の区域で最大となるようにされており,火
格子縦方向で冷却作用にこのように差をもたせることに
よって,温度や応力に起因する火格子ライニングの摩耗
が低減されることになる。
製造は,比較的簡単かつ経済的である。冷却管9は,半
製品として予め製造され,最終形状にされた冷却管9
が,火格子ライニングユニットの鋳型内へ装入され,火
格子ライニングが鋳造される。
た)が示してある。この実施例の場合,火格子ライニン
グユニット列3は,4個の並置された火格子ライニング
ユニット,すなわち左の側方ユニット11と,右の側方
ユニット12と,2個の中央のユニット13とから成っ
ている。火格子の縁部区域,すなわち,図4に斜線区域
として示したホッパ状アンダーブラスト域14には,接
近が難しい。本発明の解決策によれば,有利にはホース
である冷却媒体供給導管15及び排出導管16を,この
アンダーブラスト域14の外に配置することができる。
3の冷却管9は,相互に,かつまた隣接の側方火格子ラ
イニングユニット11,12と,連結部材20を介して
連結されている。連結部材20は,有利には,U字形又
はS字形の管又はホース継手である。図4は,2個の中
央火格子ライニングユニット13を,側方火格子ライニ
ングユニット11,12の間に,2個のS字形及び1個
のU字形連結部材20を用いて連結可能であることを示
したものである。
ト列の側方(右側)火格子ライニングユニット12が,
詳細図で示してある。図5の平面図から分かる点は,こ
の側方火格子ライニングユニット12内の供給導管15
及び排出導管16の接続箇所10は,1つが,火格子ラ
イニングユニット12の後端に,また1つが,火格子ラ
イニングユニット12の前端に配置され,かつまた双方
が,接近しやすいように,火格子ライニングユニット1
2の同じ狭幅側(図5では上方の狭幅側)に配置されて
いる点である。縦方向での冷却管間隔の差も,同じくこ
の図から見て取れる。
を示したもので,したがって,火格子の縦方向の断面図
である。この図には,供給導管15及び排出導管16も
示され,また側方部材17が示されている。側方部材1
7を介して,側方火格子ライニングユニット12が,ボ
ルト穴18に差し込まれているボルト19(図8も参
照)により中央火格子ライニングユニット13と連結さ
れる。この図から,供給導管15及び排出導管16が,
冷却管9と等しい内径dを有し,したがって,例えば異
物粒子が堆積しやすい等々の周知の悪影響が防止される
ことが分かる。
火格子ライニングユニット12の頭部域,つまり前端を
切断して示した断面図である。この図から,この実施例
の場合,火格子ライニングユニットの頭部区域に一次空
気供給用の開口8が設けられているのが分かる。
ングユニット列の他方の側に配置された,第2の側方
の,この場合は左側の火格子ライニングユニット11
が,火格子ライニングユニット12に対し鏡像対称に構
成され,言い換えると供給導管15及び排出導管16の
接続箇所10が,火格子ライニングユニットの他方の狭
幅側に設けられ,したがって,図5で見て上方にではな
く下方に位置することになる点である。
ット11,12と1つの中央火格子ライニングユニット
13とを有する火格子ライニングユニット列の全体平面
図である。本発明による,側方火格子ライニングユニッ
ト11,12の鏡像対称の構成が,はっきり見て取れ
る。
は,2つの接続箇所10が,火格子ライニングユニット
13の両狭幅側に配置され,側方火格子ライニングユニ
ット11,12の場合のように,一方の側にだけ配置さ
れているのではない点にあり,しかも,その場合,それ
ぞれ1つの接続箇所10が,火格子ライニングユニット
11,12,13の前端と後端とに設けられている。中
央火格子ライニングユニット13の冷却管9は,側方の
火格子ライニングユニット11,12の冷却管9と,S
字形及びU字形の連結部材20を介して連結され,しか
も,連結部材20と,冷却管9と,供給導管15及び排
出導管16とが等しい内径dを有している。これによ
り,冷却媒体の流れ横断面が一様となり,流れ内の渦発
生や異物粒子の堆積が低減される。
央火格子ライニングユニット13と,またこのユニット
13は右側の火格子ライニングユニット12と,ボルト
19を有する側方部材17のボルト継手を介して結合さ
れている。冷却管9の供給導管15と排出導管16と
は,側方火格子ライニングユニット11,12内の,中
央火格子ライニングユニット13と直接隣接する狭幅側
に配置されている。このため,供給導管15及び排出導
管16は,公知技術の場合のように,接近の難しい火格
子縁部区域にではなく,より火格子中央寄りに配置され
ており,この結果,接近しやすくなっている。
が製造に比較的好都合な点にある。冷却管は,半製品と
して予め製造され,次いで,所望の形状に曲げられて,
火格子ライニングユニット内へ鋳込まれる。冷却管鋳造
部材は,従来問題となったいた鋳鋼溶接継ぎ目が生じな
い完全な構成体を形成している。加えて,異なる管間隔
を設定することで,冷却効率を熱負荷に適応させた措置
は,特に効果的である。
成る送り火格子の斜視図である。
子ライニングユニットの略示縦断面図である。
平面図である。
る。
る。
中央火格子ライニングユニットとを有する火格子ライニ
ングユニット列の平面図である。
イニングユニット,4 可動火格子ライニングユニッ
ト, 5 半開管片として構成された火格子ライニング
ユニット後端, 6 火格子ライニングユニット支持体
(ロッド),7 滑り片, 8 ユニットに設けた開
口, 9 冷却管, 10 接続箇所,11 左側の側
方火格子ライニングユニット, 12 右側の側方火格
子ライニングユニット, 13 中央火格子ライニング
ユニット,14 ホッパ状のアンダーブラスト域, 1
5 供給導管, 16 排出導管, 17 側方部材,
18 ボルト用の穴, 19 ボルト, 20 連結部
材, d 符号9,15,16,20で示した各部材の
内径
Claims (7)
- 【請求項1】 燃焼装置用の火格子であって,複数の,
側壁(2)により両側が仕切られた,縦方向に交互に固
定火格子ライニングユニット列(3)と可動火格子ライ
ニングユニット列(4)とを有する少なくとも1つの火
格子トラック(1)が備えられ,前記火格子ライニング
ユニット列(3,4)が,供給導管(15)及び排出導
管(16)と冷却通路とを有するそれぞれ少なくとも1
つの火格子ライニングユニット(11,12,13)か
ら成り,しかも,火格子ライニングユニット(11,1
2,13)が,それぞれ後端区域で,固定的な又は可動
の火格子ライニング保持体(6)と旋回可能に結合さ
れ,かつユニット前端が,次の火格子ライニングユニッ
ト(11,12,13)の上又は上方に可動に配置され
ており,更に,1つの火格子ライニングユニット列
(3,4)の火格子ライニングユニット(11,12,
13)が,それぞれライニングユニット下に配置された
結合手段によって結合され,それにより,隣接し合って
いる火格子ライニングユニット(11,12,13)
が,それらに配属された火格子ライニング支持体(6)
に対してある程度旋回可能にされており,更にまた,前
記冷却通路が火格子の縦方向に対してほぼ横方向に配置
されている形式のものにおいて,前記冷却通路を,蛇行
状に配置された,火格子ライニングユニット(11,1
2,13)内に鋳込まれた冷却管(9)として構成し,
これらの冷却管(9)の管間隔を,火格子ライニングユ
ニット(11,12,13)の熱負荷に適応するように
したことを特徴とする,燃焼装置用の火格子。 - 【請求項2】 管(9)の管間隔が,火格子ライニング
ユニット(11,12,13)の後端から前端へ向かっ
て減少している,請求項1記載の燃焼装置用の火格子。 - 【請求項3】 火格子トラックが,2つの側方火格子ラ
イニングユニット(11,12)と,その間に配置した
少なくとも1つの中央火格子ライニングユニット(1
3)とからなり,側方火格子ライニングユニット(1
1,12)が,冷却通路(9)の延びに関して互いに鏡
像対称的に構成され,供給導管(15)及び排出導管
(16)の接続箇所(10)が,火格子ライニングユニ
ット(11,12)内で,それぞれユニット(11,1
2)の同じ狭幅側に配置されている,請求項1又は2記
載の燃焼装置用の火格子。 - 【請求項4】 火格子ライニングユニット(11,1
2,13)内で,供給導管(15)及び排出導管(1
6)の接続箇所(10)が,1つは,火格子ライニング
ユニット(11,12,13)の後端に,1つは,火格
子ライニングユニット(11,12,13)の前端に,
それぞれ配置されるようにした,請求項3記載の燃焼装
置用の火格子。 - 【請求項5】 火格子ライニングユニット列(3,4)
の隣接し合っている火格子ライニングユニット(11,
12,13)の冷却管(9)が,連結部材(20),有
利には,U字形又はS字形の管又はホース継手を介して
互いに連結されている,請求項1から4までのいずれか
1項記載の燃焼装置用の火格子。 - 【請求項6】 供給導管(15)及び排出導管(16)
と,連結部材(20)と,鋳込まれた冷却管(9)と
が,等しい内径(d)を有している,請求項5記載の燃
焼装置用の火格子。 - 【請求項7】 冷却管(9)の間に,一次空気を供給す
るための開口(8)が設けられている,請求項1から6
までのいずれか1項記載の燃焼装置用の火格子。
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