JPH0735891B2 - ボイラ用火格子及び該火格子を有するボイラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は階段状に設置されたプレ
−トにより構成され、プレ−トのうちの偶数番目のプレ
−トは駆動装置によって往復動可能であり、燃焼用空気
はプレ−トの間の隙間を通過するボイラ用火格子及び該
火格子を有するボイラに関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料が連続的又は断続的に供給される燃
焼炉において、燃え滓をできるだけ小さく保つために、
燃料をできるだけ完全に燃焼するようにする。そのため
には、燃料が完全に燃焼するのに必要な時間を得るため
に、燃料を比較的長時間火格子の上に存在させることが
望ましい。またそのとき、燃料をほぼ一様に燃焼させる
ために、該燃料は火格子上の一端から他端に向けて移動
される。この場合火格子の一端から新しい燃料が順次に
火格子上に供給され、他端に向けて移動させるので、火
格子上にはほぼ一様な燃焼状態が形成される。燃料を火
格子の一端から他端に運搬するときには、火格子の燃え
滓側端部に達しないうちに、燃料成分が火格子から落下
しないようにしなければならない。何故ならば、落下す
る燃料が場合によっては不完全燃焼状態にあるからであ
る。

【０００３】産業上の利用分野で述べた上記種類の火格
子は、ウィンケ社の装置によって周知である。該火格子
は、階段状に設置された固定のプレ−トと、該プレ−ト
の間に設置された往復動可能なプレ−トすなわち可動プ
レ−トとにより構成されている。可動のプレ−トは中空
に形成され、その間を水が貫流しているので、プレ−ト
の材料は保護される。可動の及び固定のプレ−トの間の
隙間を燃焼用の一次空気が流れ、他方ボイラ壁の側方開
口部を通って二次空気が燃料床の高さの所で流入するこ
とができる。火格子の可動のプレ−トが動くことによっ
て、燃料が火格子の段上で下流側に向かって下降し、火
格子の下流端で燃え滓容器に落下する。燃焼は燃焼室内
に於てボイラの一方の側壁から火格子に向けて形成され
た炎によって行なわれる。この炎は他の燃料、例えばガ
スによって形成される。火格子上を移動する間に生じる
燃焼能力の変化に適合する空気供給を行なうために、火
格子の下方に複数の室が設置され、燃焼用空気は異なっ
た量で該室に送り込まれ、火格子の隙間を通って供給さ
れる。火格子の上方で傾斜して設置された水冷式の耐熱
板は、火格子の上方における燃焼ガスの比較的迅速な冷
却を行なう。可動のプレ−トと固定のプレ−トとの配置
は、２つの固定プレ−トの間には１つの隙間が設けら
れ、可動のプレ−トと固定のプレ−トとは直接接触した
状態になっている。

【０００４】周知の火格子には多数の欠点がある。すな
わち一次空気と二次空気を用いても、完全に制御された
燃焼はできない。同様なことは、燃焼させるのが難しい
燃料、例えばゴミを完全に燃焼できない可動の火格子用
プレ−トの水冷についても言える。固定のプレ−トに支
承された可動のプレ−トはかなり磨耗する。何故なら
ば、重なり合っている２つのプレ−トが相対移動すると
きに、燃料の固い粒子が該プレ−トの表面を損なうから
である。又周知のボイラの他の欠点は、燃料が傾斜面上
をずり落ちて火格子に落下することである。従って、燃
料が停止するまで、燃料が火格子上でどの位移動するか
は、全く不確かであり、燃料部分が火格子上に留まる時
間が確定しないのはそのためである。

【０００５】従って、周知のボイラでは、燃料の完全
で、十分に制御された燃焼はできず、また燃焼ガス中の
有害物質の含有量を減らすことができない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、例え
ばゴミのような、場合によっては問題のある燃料を制御
して完全に燃焼させる火格子及び該火格子を有するボイ
ラを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、入口側か
ら出口側に向かって下方に階段状に設置された複数のプ
レートにより構成され、該プレートのうちの偶数番目の
可動のプレートは、奇数番目の固定のプレートに対し
て、駆動装置によって往復動可能であり、燃焼用空気は
固定のプレートと可動のプレートとの間の隙間を通過す
るボイラ用火格子を、複数の固定のプレートは共通の第
１の取付具に取着され、複数の可動のプレートは共通の
第２の取付具に取着されており、前記可動並びに固定の
プレートを前記第１並びに第２の取付具に夫々取着する
際に高さの調節ができるように構成し、そして共通の第
１の前記取付具に結合され垂直方向に延びたプレート状
の支持部材の上縁は段部と窪みとを有するように階段状
になっており、この窪みに前記固定のプレートが収容さ
れていることににより解決される。

【０００８】

【作用及び効果】火格子に取着された個々のプレートの
高さの調節によって、燃焼用空気が通過する異なった隙
間を調節することができる。その目的は、該隙間を種々
の燃料に適合させること、及び火格子の全長に亘って上
記隙間の幅（実際には高さ）を夫々異なって調整して、
火格子を通過する燃料用空気に望ましい流量変化を発生
させることである。本発明によれば、上記の調節によっ
て火格子の発端部（入口端部）で化学量論的に定められ
た量以下の条件で燃焼を行わせ、出口端部では化学量論
的に定められた量以上の条件のしたに燃焼させることに
より、全体として完全な燃焼を行わせることができる。
このためには、プレート間の隙間は火格子の下流側に位
置するものの方が上量側に位置するものよりも広く（高
く）することが好ましい。また、支持部材の上縁は段部
と窪みとを有するように階段状になっており、この窪み
に前記固定のプレートが収容されていることにより、簡
単な構成で、固定のプレートの支持を確実にしている。

【０００９】本発明の火格子の好適な実施例では、プレ
−ト間の隙間を通過する一次空気のみによって燃焼を行
なわせ、二次空気は使用しないように構成されている。
この場合固定のプレ−トと可動のプレ−トとはそれぞれ
共通の取付具に、隣接する固定のプレ−トと可動のプレ
−トの支承位置が個別的に調節できるように取付けられ
る。これにより、一方の種類のプレ−トを他方の種類の
プレ−トに載置させる必要はなくなり、上記他方の種類
のプレ−トに負荷される一方の種類に基づくかなり大き
な機械的荷重は除去された。本発明に基づいて、固定プ
レ−トと、該プレ−トに隣接する２つの可動プレ−トと
の間、又は可動プレ−トと、該プレ−トに隣接する２つ
の固定プレ−トの間には空気ギャップが生じる。従って
可動プレ−ト用の共通の取付具を用いて、全部の取付具
を往復動させることにより、可動プレ−トを往復動させ
る駆動装置は容易に実現される。

【００１０】上記の場合に於て可動のプレ−トが、往復
動の極端な位置にあっても、２つの隣接する固定プレ−
トと重なり合うように配置されていることは好ましい。
これにより、燃料が火格子の間を通って落下するのが防
止される。

【００１１】又好適な実施例に於ては、プレ−トが、垂
直方向に設けられたプレ−ト状の支持部材に載置され、
該支持部材が共通の取付具に高さの調節が可能に取着さ
れているので、各プレ−トの高さの調節は極めて容易で
ある。

【００１２】可動のプレ−トを取着する共通の第２の取
付具の好ましい例は、断面がほぼチャンネル形の枠とし
て形成されており、該枠の側壁には、可動のプレ−ト用
の垂直方句に設けられた支持部材が取着されていること
は好ましく、可動なプレ−トは、ボルトによって、垂直
方向に設けられた支持部材に結合されている。

【００１３】

【００１４】垂直方向の支持部材は密接配置されてお
り、燃焼用空気は垂直方向の支持部材の内側で供給され
るのが好ましい。このようにして、側方からの二次空気
の供給は確実に防止される。

【００１５】上記の火格子を有する本発明のボイラは、
プレ−トの間の隙間のみを通過する燃焼用空気で作動す
る。燃焼用空気が、燃焼室から下流方向に設けられた吸
引源によって、隙間の間を移動することが好ましい。従
って燃焼室は低圧下にあり、該低圧のために燃焼空気は
火格子用プレ−トの間の隙間を通って吸引され、精密に
定められた燃焼比は上記の低圧の値を変化することによ
って調節される。この場合燃料床の低温を維持すること
は特に好ましい。燃料床のこの低温によって、塩基性の
添加剤の添加によって結合された灰の中に残存する造酸
物が燃焼床が高温の場合のように分解し、有害なガスと
して燃焼ガスに作用することはない。

【００１６】本発明のボイラには再燃焼室を附属させる
ことが好ましい。この場合放射熱と良好に形成された熱
絶縁構造によって非常な高温を発生させ、この高温によ
って非化合の有害物質を高熱によって無害のガスに分解
させることができる。

【００１７】本発明のボイラは追加バ−ナなしに作動す
る。何故ならば、燃料の燃焼は火格子に供給される燃料
の量の時間的割合と、火格子による燃料搬送の時間的割
合を制御することによって定められ、性質が非常に変化
する燃料に対しても、定められた温度とすぐれた燃焼状
態とが達成できるからである。

【００１８】火格子に燃料を供給する供給手段として用
いられる供給用底部が火格子の上流側発端部の高さに設
置されていることにより、火格子に対する燃料の供給を
所定の割合で安定に行なうことができる。

【００１９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明を説明する。

【００２０】燃料は、蓋部に設置された揚げ蓋１を通し
て、図１に概略的に示した燃焼炉に供給される。中和反
応によって造酸物を結合して無害の塩にするため、燃料
を塩基性の添加剤と均等に混合することは好ましい。燃
料は送り用底部２に落下する。該送り用底部２は鋸歯状
の楔形部材３を有し、該楔形部材３のうちの少なくとも
複数個は駆動装置４によって往復動可能である。燃料が
鋸歯状の楔形部材３の平らな傾斜面を越えて移動できる
が、急斜面から前方に押し出されるので、燃料は送り用
底部２の前側縁部４´に移動し、一定時間毎に揺動する
ように懸架された蓋５を押し退けて、底部６に落下す
る。該底部６では、タペット７が駆動装置８によって往
復動される。図１に２つの矢印で示すように、燃焼炉の
蓋部から、底部６にある燃料に、液状の塩基性の添加剤
が添加される。燃料が添加前に塩基性の添加剤と均等に
混合されている場合には、添加剤を添加する必要はな
い。

【００２１】火格子９の上流側端部すなわち発端部は、
底部６と同じ高さの所で、底部６に続いている。火格子
９は階段状に設置された固定のプレ−ト１０と、該プレ
−ト１０の間に設置された可動のプレ−ト１１とにより
構成されている。図１は、可動のプレ−ト１１が引っ込
められた位置にあることを示している。この位置では、
可動のプレ−ト１１は、該プレ−ト１１の下方に設置さ
れた固定のプレ−ト１０と幾らか重なり合っている。タ
ペット７を駆動するのと同じ駆動装置８によって生起さ
れた往復動によって、燃料は火格子９上で順次斜め下方
に移動し、完全燃焼して燃え滓容器１２に落下する。燃
え滓すなわち灰は、例えばねじコンベヤ１３によって燃
え滓容器１２から搬出される。火格子９の上方に設置さ
れた燃焼室１４は、底部６及び送り用底部２の側で壁１
５によって区画されている。該壁１５は、図１及び図２
の（ａ）に示すように、火格子発端部の幾らか上方に設
置された取付具１６に保持される。燃焼ガスは、燃焼室
４の蓋部の下方に形成された排出口１７を通ってボイラ
の出口１８に達する。ボイラ用壁が絶縁性が良好で、熱
容量が大きく、場合によっては熱放射を行なう限り、火
格子９の上方の燃焼室１４は高温に加熱され、燃焼ガス
に含有される有害物質を無害の成分に分解することがで
きる。ボイラの出口１８には、熱交換器、フィルタ等
（図示せず）が接続されている。

【００２２】以下、火格子９の構造を図２の（ｂ）を参
照にして説明する。移動可能なプレ−ト、すなわち可動
プレ−ト１１は、固定されたプレ−トすなわちプレ−ト
１０と同様に、火格子９の幅全体に亘って延びている。
この幅の内側に、断面がほぼコの字形の２個の成形体１
９が設置されており、この成形体１９は共通の第１の取
付具２０として、固定プレ−ト１０の支持に用いられ
る。図３の（ｂ）には１個の成形体１９が示されてい
る。成形体１９には８対の穴２１が開けられており、こ
の穴を介してそれぞれプレ−ト状の支持部材２２（以
下、単に支持部材という）が成形体１９に螺着されてい
る。支持部材２２は２つの長穴２３，２４を有し、両者
のうち一方はＴ字形に形成されており、垂直及び水平方
向への調節が可能である。支持部材２２を長穴２３，２
４に螺着することによって、支持部材２２は共通の第１
の取付具２０に対して高さの調節が可能となっている。
支持部材２２は上縁に段部２５が形成され、該段部２５
によって窪み２６が形成され、この窪み２６は搬送方向
に対して上流側にある支持部材２２側に開放されてい
る。この窪み２６には固定のプレ−ト１０が配置されお
り、該プレ−ト１０は、対向するボイラ用壁付近に設置
された２つの垂直方向の支持部材２２に載置されてい
る。図２では、８つの垂直方向の支持部材２２は密接配
置され、その間に継ぎ目２７を形成している。

【００２３】共通の第１の取付具２０の下方には、断面
がほぼチャンネル形の１個の枠２８が設置されており、
該枠２８は可動のプレ−ト１１用の共通の第２の取付具
２９を形成している。図３の（ａ）には１個の枠２８は
示されており、矩形の底部３０と２つの側壁３１とによ
り構成される。側壁３１の高さは火格子９の傾斜に従っ
て搬送方向に向かって低くなっている。側壁３１には、
一直線上に並ぶ対の穴３２が形成されている。対の穴３
２によって、垂直方向に設置されたプレ−ト状の支持部
材３３（以下、単に支持部材という）がそれぞれ枠２８
の側壁３１に取着されている。ここでも、対の長穴３
４，３５によって支持部材３３が取着されるので、該支
持部材３３の高さは調節が可能である。支持部材３３の
上縁３６には、それぞれ可動のプレ−ト１１が支持され
ている。該プレ−ト１１の上記支持はＬ形部材で形成さ
れた角ブラケットを用いて支持部材３３に螺着すること
によって行なわれる。可動のプレ−ト１１も２つの垂直
方向の支持部材３３によって保持されており、支持点の
間隔は、垂直の支持部材２２によって支持される固定の
プレ−ト１０の支持点の間隔よりも幾らか狭い。垂直の
支持部材３３も密接配置され、その間に継ぎ目３７を形
成している。

【００２４】断面がほぼチャンネル形の枠２８内に空気
が流入する。この流入は火格子９の上方に生起され、プ
レ−ト１０，１１の間の空気を吸出する低圧に基づいて
行なわれる。上記低圧によって生起された空気流出によ
り、極めて一様な空気流が生じ、該空気流は火格子の発
端部から後端部までのプレ−ト１０，１１までの間隔を
種々制御する。上記制御により、火格子の発端部で化学
量論的に定められた反応以下の低温炭化がなされ、後端
部では化学量論的に定められた量以上の反応が行なわ
れ、全体として完全燃焼が行なわれても、燃料床の温度
が許容できないようにすることができる。このようにし
ても、燃料が火格子の後端部で著しく灰化されているの
で、燃焼用空気が供給過剰であるにも拘らず、温度が許
容限度以上に上昇しないのである。ここで過剰となった
酸素は、再反応室において、有害物質の熱分解を促進す
ることができる。

【００２５】プレ−ト１０，１１は垂直方向の支持部材
２２及び３３の縁部によって、両プレ−ト１０，１１の
両端部付近の２本の線上でのみ支持されるので、一定の
最大限の長さ以下のプレ−トのみが用いられる。何故な
らば、長すぎるプレ−トを用いた場合には、プレ−ト１
０，１１が撓んで、そのために所望の燃焼用空気が供給
されない危険性があるからである。燃焼炉に要求される
能力に応じるために、幅の広い火格子が必要である場合
には、該火格子は、図４に概略を示すように、並列に設
けられた複数個の火格子によって構成されていてもよ
い。図示の実施例では３つの個々の火格子９を構成する
プレ−ト１０，１１は、著しい隙間なしに、補い合って
火格子９の望ましい全体幅を形成するので、プレ−ト１
０，１１のそれぞれに過大な負荷が加わって撓む危険性
なしに、広い火格子を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】特にゴミ用の燃焼炉の略図である。

【図２】図１に示した燃焼炉の壁と取付具との結合を示
す図（ａ）と該火格子の詳細図（ｂ）を示す。

【図３】可動のプレ−ト用の、断面がほぼチャンネル形
の枠の図（ａ）及び固定のプレ−トを一側で支持する成
形体の図（ｂ）を示す。

【図４】図２に基づく並設された３つの個々の火格子に
よって構成される幅の広い火格子の図である。

【符号の説明】

９…火格子、１０…可動のプレ−ト、１１…固定のプレ
−ト、２０…取付具、２２…支持部材、２５…段部、２
６…窪み、２８…枠、２９…取付具、３１…側壁、３３
…支持部材。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入口側から出口側に向かって下方に階段
   状に設置された複数のプレート（１０，１１）により構
   成され、該プレート（１０，１１）のうちの偶数番目の
   可動のプレート（１１）は、奇数番目の固定のプレート
   （１０）に対して、駆動装置によって往復動可能であ
   り、燃焼用空気は固定のプレート（１０）と可動のプレ
   ート（１１）との間の隙間を通過するボイラ用火格子に
   おいて、複数の前記固定のプレート（１０）は共通の第
   １の取付具（２０）に取着され、複数の前記可動のプレ
   ート（１１）は共通の第２の取付具（２９）に取着され
   ていること、前記可動並びに固定のプレート（１０，１
   １）を前記第１並びに第２の取付具（２０、２９）に夫
   々取着する際に高さの調節ができること、並びに共通の
   第１の前記取付具（２０）に結合され垂直方向に延びた
   プレート状の支持部材（２２）の上縁は段部（２５）と
   窪み（２６）とを有するように階段状になっており、こ
   の窪みに前記固定のプレート（１０）が収容されている
   こととを特徴とするボイラ用火格子。
2. 【請求項２】 前記可動のプレート（１１）は、往復動
   の最大移動位置でも、２つの隣接する前記固定のプレー
   ト（１０）と重なるように設置されていること、を特徴
   とする請求項１に記載のボイラ用火格子。
3. 【請求項３】 前記固定並びに可動のプレート（１０，
   １１）は、垂直方向に延びたプレート状の複数の第１並
   びに第２の支持部材（２２，３３）に夫々載置されてお
   り、これら支持部材（２２，３３）は共通の前記第１並
   びに第２の取付具（２０，２９）に高さの調節が可能に
   取着されていること、を特徴とする請求項１又は２に記
   載のボイラ用火格子。
4. 【請求項４】 前記可動のプレート（１１）を取着する
   共通の第２の前記取付具（２９）は、断面がほぼチャン
   ネル形の枠（２８）として形成されており、該枠（２
   ８）の側壁（３１）には、前記可動のプレート（１１）
   用の垂直方向に設けられた支持部材（３３）が取着され
   ていること、を特徴とする請求項３に記載のボイラ用火
   格子。
5. 【請求項５】 前記可動なプレート（１１）は、ボルト
   によって、垂直に設けられた支持部材（３３）に結合さ
   れていること、を特徴とする請求項４に記載のボイラ用
   火格子。
6. 【請求項６】 前記窪み（２６）は、傾斜方向に延びて
   いる支持部材（２２）に向かって開口されていること、
   を特徴とする請求項１に記載のボイラ用火格子。
7. 【請求項７】 前記第１の支持部材（２２）相互並びに
   第２の支持部材（３３）相互は、入口側から出口側に沿
   って配設され、隣り合うもの相互が互いに密接している
   こと、及び空気はこれら第１並びに第２の支持部材（２
   ２，３３）の内側に供給されること、を特徴とする請求
   項３乃至６のいずれか１に記載のボイラ用火格子。
8. 【請求項８】 燃焼用空気は固定のプレート（１０）と
   可動のプレート（１１）との間の隙間を通過すること、
   を特徴とする請求項１乃至７のいずれか１に記載のボイ
   ラ用火格子を有するボイラ。
9. 【請求項９】 燃焼用空気は、燃焼室から下流方向に設
   けられた吸引源によって、プレート間の隙間を通るこ
   と、を特徴とする請求項８に記載のボイラ。
10. 【請求項１０】 前記プレート（１０，１１）間の前記
    隙間は、火格子（９）の間を通る空気の所定の流量を調
    節するために、種々の高さに調節されること、を特徴と
    する請求項８又は９に記載のボイラ。
11. 【請求項１１】 前記複数の隙間は前記火格子（９）の
    出口側に向かうのにしたがって順次高くなるように調節
    されていること、を特徴とする請求項１０に記載のボイ
    ラ。
12. 【請求項１２】 前記火格子（９）の入口側の発端部の
    高さに設置された供給用底部（６）が、前記火格子
    （９）の方に燃料を供給する供給手段として設けられて
    いること、を特徴とする請求項８乃至１１のいずれかの
    １に記載のボイラ。