JP3017861B2 - ストーカ炉に於ける火格子の冷却方法 - Google Patents
ストーカ炉に於ける火格子の冷却方法Info
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- JP3017861B2 JP3017861B2 JP3255857A JP25585791A JP3017861B2 JP 3017861 B2 JP3017861 B2 JP 3017861B2 JP 3255857 A JP3255857 A JP 3255857A JP 25585791 A JP25585791 A JP 25585791A JP 3017861 B2 JP3017861 B2 JP 3017861B2
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- Japan
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- grate
- cooling
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- stoker
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23H—GRATES; CLEANING OR RAKING GRATES
- F23H3/00—Grates with hollow bars
- F23H3/02—Grates with hollow bars internally cooled
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、都市ごみ等の固体燃料
を燃焼するストーカ炉に適用されるものであり、ストー
カを構成する火格子の冷却方法の改良に関するものであ
る。
を燃焼するストーカ炉に適用されるものであり、ストー
カを構成する火格子の冷却方法の改良に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】ストーカ炉に於けるストーカの機能は、
（イ）燃料の送り、（ロ）燃料の攪拌、（ハ）燃焼用空
気の均一な供給等であるが、これらの機能を安定して行
うためには、ストーカを構成する火格子自体の耐久性が
重要な要件となる。炉の作動中、火格子は、その外表面
の大部分が燃料に覆われていて直接火炎にさらされるこ
とは少ないが、高い熱負荷を受ける。また燃料が移動す
る際には火格子の一部が露出することもあり、この時に
は火炎にさらされたり、高温ガスに直接触れることにな
る。この様な過酷な条件に耐える為には、火格子をいか
に効率よく冷却するかが重要な課題となり、当該課題に
対応する為に、（イ）火格子裏面に冷却フィンを付ける
方法、（ロ）火格子の裏面に空気流路を設け、この空気
流路内へ高速で空気を流す等の方法（実公平２−１２４
３５号等）がとられてきた。
（イ）燃料の送り、（ロ）燃料の攪拌、（ハ）燃焼用空
気の均一な供給等であるが、これらの機能を安定して行
うためには、ストーカを構成する火格子自体の耐久性が
重要な要件となる。炉の作動中、火格子は、その外表面
の大部分が燃料に覆われていて直接火炎にさらされるこ
とは少ないが、高い熱負荷を受ける。また燃料が移動す
る際には火格子の一部が露出することもあり、この時に
は火炎にさらされたり、高温ガスに直接触れることにな
る。この様な過酷な条件に耐える為には、火格子をいか
に効率よく冷却するかが重要な課題となり、当該課題に
対応する為に、（イ）火格子裏面に冷却フィンを付ける
方法、（ロ）火格子の裏面に空気流路を設け、この空気
流路内へ高速で空気を流す等の方法（実公平２−１２４
３５号等）がとられてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記（イ）の
火格子裏面に冷却フィンを取付ける方法は、冷却フィン
だけでは冷却効果が不十分であると共に火格子の構造が
極めて複雑になって製造コストの上昇を招く。また、
（ロ）の高速空気を流通させる方法にあっても、埋火時
の燃焼空気を流さない運転や炉の低負荷運転時に燃焼用
空気量の減少に伴って流通する空気量が減少する場合に
は、冷却効果が低下して火格子の損傷を生じ易いという
問題がある。本件発明は、従前のストーカ炉の火格子の
冷却に於ける上述の如き問題の解決を課題とするもので
あり、火格子の構造の複雑化を招くことなく、しかも常
に安定した冷却状態の下で都市ごみ等を円滑に燃焼でき
るようにした火格子の冷却方法を提供するものである。
火格子裏面に冷却フィンを取付ける方法は、冷却フィン
だけでは冷却効果が不十分であると共に火格子の構造が
極めて複雑になって製造コストの上昇を招く。また、
（ロ）の高速空気を流通させる方法にあっても、埋火時
の燃焼空気を流さない運転や炉の低負荷運転時に燃焼用
空気量の減少に伴って流通する空気量が減少する場合に
は、冷却効果が低下して火格子の損傷を生じ易いという
問題がある。本件発明は、従前のストーカ炉の火格子の
冷却に於ける上述の如き問題の解決を課題とするもので
あり、火格子の構造の複雑化を招くことなく、しかも常
に安定した冷却状態の下で都市ごみ等を円滑に燃焼でき
るようにした火格子の冷却方法を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本件発明は、ストーカ１
を構成する各火格子２，３の内部に隔壁１４を設けて上
部空気ダクト１５ａと下部空気ダクト１５ｂを形成し、
冷却用空気Ａを前記上部空気ダクト１５ａから下部空気
ダクト１５ｂの順に流通させて各火格子２，３の上壁２
ｂ，３ｂを冷却し、更に、加熱された冷却用空気Ａの一
部を各火格子２，３の前壁２ａ，３ａに設けた空気供給
口１３より固体燃料１２内へ一次燃焼空気Ａ 1 として供
給すると共に、各火格子２，３の下部空気ダクト１５ｂ
から排出する高温冷却用空気Ａ 0 の風量を調整すること
により、前記一次燃焼空気Ａ 1 の供給量を制御すること
を発明の基本構成とするものである。
を構成する各火格子２，３の内部に隔壁１４を設けて上
部空気ダクト１５ａと下部空気ダクト１５ｂを形成し、
冷却用空気Ａを前記上部空気ダクト１５ａから下部空気
ダクト１５ｂの順に流通させて各火格子２，３の上壁２
ｂ，３ｂを冷却し、更に、加熱された冷却用空気Ａの一
部を各火格子２，３の前壁２ａ，３ａに設けた空気供給
口１３より固体燃料１２内へ一次燃焼空気Ａ 1 として供
給すると共に、各火格子２，３の下部空気ダクト１５ｂ
から排出する高温冷却用空気Ａ 0 の風量を調整すること
により、前記一次燃焼空気Ａ 1 の供給量を制御すること
を発明の基本構成とするものである。
【０００５】
【作用】各火格子２，３の空気ダクト１５内へは、一次
押込送風機によって一次燃焼空気Ａ1の必要最大量より
も多い量の冷却用空気Ａが常時供給され、これによって
火格子２，３の冷却が行われる。火格子２，３を冷却す
ることにより加熱された冷却用空気Ａの一部は一次燃焼
空気Ａ1としてストーカ上の固体燃料１２内へ供給さ
れ、また残余の高温冷却用空気Ａ0は二次燃焼空気Ａ2と
して活用される。また、前記一次燃焼空気Ａ1の供給量
は、自動燃焼制御装置によって所定量に自動制御され
る。
押込送風機によって一次燃焼空気Ａ1の必要最大量より
も多い量の冷却用空気Ａが常時供給され、これによって
火格子２，３の冷却が行われる。火格子２，３を冷却す
ることにより加熱された冷却用空気Ａの一部は一次燃焼
空気Ａ1としてストーカ上の固体燃料１２内へ供給さ
れ、また残余の高温冷却用空気Ａ0は二次燃焼空気Ａ2と
して活用される。また、前記一次燃焼空気Ａ1の供給量
は、自動燃焼制御装置によって所定量に自動制御され
る。
【０００６】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。図１は本発明の第１実施例を示すものであり、図
に於いて１はストーカ、２は可動火格子、３は固定火格
子、４は１次押込送風機、５は２次押込送風機、６は空
気予熱器、７は流量検出器、８は流量計、９は流量制御
装置、１０は流量調整ダンパ、１１は自動燃焼制御装
置、１２は固体燃料、Ａは冷却用空気、Ａ0は残余の高
温冷却用空気、Ａ1は一次燃焼空気、Ａ2は二次燃焼空気
である。
する。図１は本発明の第１実施例を示すものであり、図
に於いて１はストーカ、２は可動火格子、３は固定火格
子、４は１次押込送風機、５は２次押込送風機、６は空
気予熱器、７は流量検出器、８は流量計、９は流量制御
装置、１０は流量調整ダンパ、１１は自動燃焼制御装
置、１２は固体燃料、Ａは冷却用空気、Ａ0は残余の高
温冷却用空気、Ａ1は一次燃焼空気、Ａ2は二次燃焼空気
である。
【０００７】前記ストーカ１は、複数の可動火格子２と
固定火格子３とを交互に階段状に組み合わせることによ
り形成されている。また、前記各可動火格子２は駆動装
置（図示省略）により所定のサイクル及び所定のピッチ
で、前後方向へ往復駆動される構成となっている。
固定火格子３とを交互に階段状に組み合わせることによ
り形成されている。また、前記各可動火格子２は駆動装
置（図示省略）により所定のサイクル及び所定のピッチ
で、前後方向へ往復駆動される構成となっている。
【０００８】前記各可動火格子２及び各固定火格子３
は、図１に示す如く内部が中空状に薄箱型に形成されて
おり、その前壁２ａ，３ａには一次燃焼空気供給口１３
が形成されている。また、各火格子２，３の内部空間は
空気ダクト１５となっており、本実施例では、ほぼ水平
に配設した隔壁１４ににより空気ダクト１５を形成する
内部空間が上・下二室に分割されており、上部空気ダク
ト１５ａと下部空気ダクト１５ｂが夫々形成されてい
る。尚、１６ａは上部空気ダクト１６ａへの空気供給
口、１６ｂは下部空気ダクト１５ｂからの空気排出口で
ある。
は、図１に示す如く内部が中空状に薄箱型に形成されて
おり、その前壁２ａ，３ａには一次燃焼空気供給口１３
が形成されている。また、各火格子２，３の内部空間は
空気ダクト１５となっており、本実施例では、ほぼ水平
に配設した隔壁１４ににより空気ダクト１５を形成する
内部空間が上・下二室に分割されており、上部空気ダク
ト１５ａと下部空気ダクト１５ｂが夫々形成されてい
る。尚、１６ａは上部空気ダクト１６ａへの空気供給
口、１６ｂは下部空気ダクト１５ｂからの空気排出口で
ある。
【０００９】図１を参照して、１次押込送風機４は、一
次燃焼空気Ａ1の必要最大風量よりも多い量の冷却用空
気Ａを送風ダクト１７を通して、各火格子２，３へ連続
的に供給している。各火格子２，３へ供給された冷却用
空気Ａは空気供給口１６ａを通して上部空気ダクト１５
ａ内へ導入され、火格子上壁２ｂ，３ｂを冷却し乍ら流
通する。火格子上壁２ｂ，３ｂを冷却することにより加
熱された冷却用空気Ａは、その一部が火格子前壁２ａ，
３ａに形成された一次燃焼空気供給口１３から、一次燃
焼空気Ａ1としてストーカ上の固体燃料１２内へ噴出さ
れて行く。
次燃焼空気Ａ1の必要最大風量よりも多い量の冷却用空
気Ａを送風ダクト１７を通して、各火格子２，３へ連続
的に供給している。各火格子２，３へ供給された冷却用
空気Ａは空気供給口１６ａを通して上部空気ダクト１５
ａ内へ導入され、火格子上壁２ｂ，３ｂを冷却し乍ら流
通する。火格子上壁２ｂ，３ｂを冷却することにより加
熱された冷却用空気Ａは、その一部が火格子前壁２ａ，
３ａに形成された一次燃焼空気供給口１３から、一次燃
焼空気Ａ1としてストーカ上の固体燃料１２内へ噴出さ
れて行く。
【００１０】一方、前記加熱された冷却用空気Ａの残余
Ａ0は、上部空気ダクト１５ａの先端部で反転して下部
空気ダクト１５ｂ内へ導入され、空気排出口１６ｂから
排出ダクト１８を通して外部へ導出される。尚、前記排
出ダクト１８を通して導出された高温冷却用空気Ａ
0は、必要に応じて２次押込送風機５によって昇圧さ
れ、ガス式或いは蒸気式空気予熱器６を通して再加熱さ
れたあと、二次燃焼空気Ａ2（若しくは後燃焼空気）と
してストーカ炉の燃焼室（図示省略）内へ供給される。
Ａ0は、上部空気ダクト１５ａの先端部で反転して下部
空気ダクト１５ｂ内へ導入され、空気排出口１６ｂから
排出ダクト１８を通して外部へ導出される。尚、前記排
出ダクト１８を通して導出された高温冷却用空気Ａ
0は、必要に応じて２次押込送風機５によって昇圧さ
れ、ガス式或いは蒸気式空気予熱器６を通して再加熱さ
れたあと、二次燃焼空気Ａ2（若しくは後燃焼空気）と
してストーカ炉の燃焼室（図示省略）内へ供給される。
【００１１】前記一次燃焼空気供給口１３から固体燃料
１２内へ供給される一次燃焼空気量は、自動燃焼制御装
置１１からの信号により空気量制御装置９を介して流量
調整ダンパ１０の開度を調整することにより、所定流量
値に自動制御されている。
１２内へ供給される一次燃焼空気量は、自動燃焼制御装
置１１からの信号により空気量制御装置９を介して流量
調整ダンパ１０の開度を調整することにより、所定流量
値に自動制御されている。
【００１２】図２は本発明の第２実施例を示すものであ
り、階段状に組み合わせた各火格子２，３の間隙を通し
て、ストーカホッパ１９内へ供給された空気を固体燃料
１２内へ一次燃焼空気Ａ1として噴出する方式のストー
カ炉に、本発明を適用した場合を示すものである。本実
施例に於いては、１次押込送風機４により各火格子２，
３の空気供給口１６ａへ導入された冷却用空気Ａは、火
格子内部の上部空気ダクト１５ａを流通しつつ火格子上
壁２ｂ，３ｂを冷却し、先端部で反転して下部空気ダク
ト１５ｂを通り、空気排出口１６ｂから排風ダクト１８
内へ排出されて行く。排出された高温の冷却用空気Ａの
一部はストーカホッパ１９内へ排出され、一次燃焼空気
Ａ1として各ストーカ２，３の間隙を通して固体燃料１
２内へ噴出されて行く。
り、階段状に組み合わせた各火格子２，３の間隙を通し
て、ストーカホッパ１９内へ供給された空気を固体燃料
１２内へ一次燃焼空気Ａ1として噴出する方式のストー
カ炉に、本発明を適用した場合を示すものである。本実
施例に於いては、１次押込送風機４により各火格子２，
３の空気供給口１６ａへ導入された冷却用空気Ａは、火
格子内部の上部空気ダクト１５ａを流通しつつ火格子上
壁２ｂ，３ｂを冷却し、先端部で反転して下部空気ダク
ト１５ｂを通り、空気排出口１６ｂから排風ダクト１８
内へ排出されて行く。排出された高温の冷却用空気Ａの
一部はストーカホッパ１９内へ排出され、一次燃焼空気
Ａ1として各ストーカ２，３の間隙を通して固体燃料１
２内へ噴出されて行く。
【００１３】１次押込送風機４から送入される冷却用空
気Ａの風量は、第１実施例の場合と同様に一次燃焼空気
Ａ1の最大必要量よりも多い量に設定されており、残余
の高温冷却用空気Ａ0は、必要に応じて２次押込送風機
５により昇圧され、空気予熱器６で再加熱されたあと、
二次燃焼空気Ａ2等として活用される。また、ストーカ
ホッパ１９内へ戻される一次燃焼空気Ａ1の流量制御
は、自動燃焼制御装置１１からの信号により流量制御装
置９を介して流量調整ダンパ１０の開度を調整すること
により、自動的に最適値に制御される。
気Ａの風量は、第１実施例の場合と同様に一次燃焼空気
Ａ1の最大必要量よりも多い量に設定されており、残余
の高温冷却用空気Ａ0は、必要に応じて２次押込送風機
５により昇圧され、空気予熱器６で再加熱されたあと、
二次燃焼空気Ａ2等として活用される。また、ストーカ
ホッパ１９内へ戻される一次燃焼空気Ａ1の流量制御
は、自動燃焼制御装置１１からの信号により流量制御装
置９を介して流量調整ダンパ１０の開度を調整すること
により、自動的に最適値に制御される。
【００１４】尚、前記各実施例においては、可動火格子
２と固定火格子３を長手方向（燃料の流れ方向）に交互
に階段状に組み合わせた方式のストーカ炉を対象として
いるが、階段状に形成した長筒状の可動火格子と固定火
格子とを炉の横幅方向に交互に組み合わせた方式のスト
ーカ炉であっても、本件方法発明を適用できることは勿
論である。
２と固定火格子３を長手方向（燃料の流れ方向）に交互
に階段状に組み合わせた方式のストーカ炉を対象として
いるが、階段状に形成した長筒状の可動火格子と固定火
格子とを炉の横幅方向に交互に組み合わせた方式のスト
ーカ炉であっても、本件方法発明を適用できることは勿
論である。
【００１５】
【発明の効果】本件発明においては、内部空間に空気ダ
クト１５を設けた比較的構造の簡単な火格子２，３を用
いることが出来るため、ストーカ炉の製造コストが上昇
したり、或いは保守管理に多くの手数を要したりするこ
とが全く無く、経済性に優れている。また、本件発明で
は、火格子２，３の空気ダクト１５内へ常に一次燃焼空
気Ａ 1の必要最大量を越える量の冷却用空気Ａを連続的
に流す構成としているため、炉の運転状態に拘わらず火
格子に対する冷却効果を常に高水準に維持することがで
き、負荷変動に起因する火格子の損傷が皆無となる。更
に、本発明では、余剰の高温冷却用空気Ａ0を二次燃焼
空気Ａ2や後燃焼空気として活用することが出来るう
え、空気予熱器で再加熱する場合でも、火格子下での熱
交換により冷却用空気Ａ0が予熱されているため、大気
をそのまま供給する場合に比べて空気予熱器自体を小さ
くできるとともに、熱交換チューブの管壁温度が上昇す
ることにより、従来この空気予熱器の問題点であった低
温腐食を軽減することができる。本発明は上述の通り、
優れた実用的効用を奏するものである。
クト１５を設けた比較的構造の簡単な火格子２，３を用
いることが出来るため、ストーカ炉の製造コストが上昇
したり、或いは保守管理に多くの手数を要したりするこ
とが全く無く、経済性に優れている。また、本件発明で
は、火格子２，３の空気ダクト１５内へ常に一次燃焼空
気Ａ 1の必要最大量を越える量の冷却用空気Ａを連続的
に流す構成としているため、炉の運転状態に拘わらず火
格子に対する冷却効果を常に高水準に維持することがで
き、負荷変動に起因する火格子の損傷が皆無となる。更
に、本発明では、余剰の高温冷却用空気Ａ0を二次燃焼
空気Ａ2や後燃焼空気として活用することが出来るう
え、空気予熱器で再加熱する場合でも、火格子下での熱
交換により冷却用空気Ａ0が予熱されているため、大気
をそのまま供給する場合に比べて空気予熱器自体を小さ
くできるとともに、熱交換チューブの管壁温度が上昇す
ることにより、従来この空気予熱器の問題点であった低
温腐食を軽減することができる。本発明は上述の通り、
優れた実用的効用を奏するものである。
【図１】本件方法発明を適用したストーカ炉の一例を示
す説明図である。
す説明図である。
【図２】本件方法発明を適用したストーカ炉の他の例を
示す説明図である。
示す説明図である。
１ ストーカ ２ 可動火格子 ２ａ 前壁 ２ｂ 上壁 ３ 固定火格子 ３ａ 前壁 ３ｂ 上壁 ４ １次押込送風機 ５ ２次押込送風機 ６ 空気予熱器 ７ 流量検出器 ８ 流量計 ９ 流量制御装置 １０ 流量調整ダンパ １１ 自動燃焼制御装置 １２ 固体燃料 １３ １次燃焼空気の供給 １４ 隔壁 １５ 空気ダクト １５ａ 上部空気ダクト １５ｂ 下部空気ダクト １６ａ 空気供給口 １６ｂ 空気排出口 １７ 送風ダクト １８ 排風ダクト １９ ストーカホッパ Ａ 冷却用空気 Ａ0 残余の高温冷却用空気 Ａ1 １次燃焼空気 Ａ2 ２次燃焼空気
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23H 3/02 F23H 7/12
Claims (3)
- 【請求項１】 ストーカ（１）を構成する各火格子
（２），（３）の内部に隔壁（１４）を設けて上部空気
ダクト（１５ａ）と下部空気ダクト（１５ｂ）を形成
し、冷却用空気（Ａ）を前記上部空気ダクト（１５ａ）
から下部空気ダクト（１５ｂ）の順に流通させて各火格
子（２），（３）の上壁（２ｂ），（３ｂ）を冷却し、
更に、加熱された冷却用空気（Ａ）の一部を各火格子
（２），（３）の前壁（２ａ），（３ａ）に設けた空気
供給口（１３）より固体燃料（１２）内へ一次燃焼空気
（Ａ 1 ）として供給すると共に、各火格子（２），
（３）の下部空気ダクト（１５ｂ）から排出する高温冷
却用空気（Ａ 0 ）の風量を調整することにより、前記一
次燃焼空気（Ａ 1 ）の供給量を制御する構成としたスト
ーカ炉に於ける火格子の冷却方法。 - 【請求項２】 ストーカ（１）を構成する各火格子
（２），（３）の内部に隔壁（１４）を設けて上部空気
ダクト（１５ａ）と下部空気ダクト（１５ｂ）を形成
し、冷却用空気（Ａ）を前記上部空気ダクト（１５ａ）
から下部空気ダクト（１５ｂ）の順に流通させて各火格
子（２），（３）の上壁（２ｂ），（３ｂ）を冷却し、
更に、下部空気ダクト（１５ｂ）から排出した高温冷却
用空気（Ａ 0 ）の一部を一次燃焼空気（Ａ 1 ）としてスト
ーカホッパ（１９）内へ導入し、各火格子（２），
（３）の下方より両者の間隙を通して固体燃料（１２）
内へ供給する構成としたストーカ炉に於ける火格子の冷
却方法。 - 【請求項３】 冷却用空気（Ａ）の供給量を一定量とす
ると共に、残余の高温冷却用空気（Ａ 0 ）を二次燃焼空
気若しくは後燃焼空気（Ａ 2 ）として活用するようにし
た請求項１又は請求項２に記載のストーカ炉に於ける火
格子の冷却方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3255857A JP3017861B2 (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | ストーカ炉に於ける火格子の冷却方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3255857A JP3017861B2 (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | ストーカ炉に於ける火格子の冷却方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0566006A JPH0566006A (ja) | 1993-03-19 |
| JP3017861B2 true JP3017861B2 (ja) | 2000-03-13 |
Family
ID=17284554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3255857A Expired - Fee Related JP3017861B2 (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | ストーカ炉に於ける火格子の冷却方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3017861B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE538347T1 (de) * | 2008-11-05 | 2012-01-15 | Hitachi Zosen Inova Ag | Luftgekühlter rostblock |
| JP5308847B2 (ja) * | 2009-01-30 | 2013-10-09 | 株式会社タクマ | 水冷式ストーカ炉 |
| KR101143978B1 (ko) * | 2010-01-13 | 2012-05-09 | 진영신 | 소각로용 화격자 |
| JP5314092B2 (ja) * | 2011-07-08 | 2013-10-16 | 株式会社荏原製作所 | ストーカ式燃焼装置 |
| US10309648B2 (en) * | 2016-11-22 | 2019-06-04 | General Electric Company | System and method for active cooling of a grate bar for an incinerator of a waste-to-energy plant |
-
1991
- 1991-09-06 JP JP3255857A patent/JP3017861B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0566006A (ja) | 1993-03-19 |
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