TW526320B - Grate block as part of a grate for a plant for the thermal treatment of waste - Google Patents

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526320 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（1) 本發明有關根據申請專利範圍前文之一種可作爲廢棄 物熱處理工廠之爐柵一部份的爐柵塊。 Ε'Ρ— Α - 0 8 4 4 438號揭露一種焚化工廠 之爐柵，此爐柵由具有曲折狀行進的管狀冷卻元件之爐柵 塊所組成，這些冷卻元件或冷卻管係一體鑄造成一塊體部 ，此塊體部具有對於待處理廢棄物之一頂支撐表面。這些 爐栅塊的造價很昂貴（昂貴的鑄造型式製造，及複雜的鑄 造方法）。此外，無法在冷卻管與鑄造件之間確保具有滿 意的連接，故造成熱傳遞的負面影響。尙且，具有一體鑄 造部份的鑄造件容易呈現顯著的收縮空腔及裂痕，故難以 避免需要費力檢驗且預期會產生高的廢棄率。因爲不具有 裂痕，爐柵塊體部中可容忍收縮空腔或孔隙並且鑄造件必 .須緊密。因此在各塊體部上進行一壓力及洩漏測試，故時 常難以避免複雜的熔接後加工。由於鑄造材料與一體鑄造 的冷卻管之間具有不同的熱膨脹，一體鑄造的冷卻管在蒸 發期間及/或高局部熱負載期間將可能撕裂。在洩漏或受 損的塊體部情形中，冷卻媒體將逸入爐中，且塊體部不再 進行預定功能。此外，在具有一體鑄造的冷卻元件之爐柵 塊情形中，因爲各情形均需要特別的鑄造型式，所以配合 改用不同的需求及負載將是複雜且冗長的過程。 本發明之目的係提供一種引文所述類型的爐柵塊，此 爐柵塊具有很簡單且合乎成本效益的製造方式，其中製成 鑄造件之塊體部不再需要複雜的壓力及洩漏檢驗，並可以 較簡單的方式來適應不同的需求。 本紙張尺度賴中關轉準（eNS)八4規格（21Qx 297公楚） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 526320 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（2) 藉由一種具有申請專利範圍的特徵之爐栅塊來達成根 據本發明之此目的。 因:爲可藉由一底固持部份與塊體部之間的可釋放式連 接將冷卻兀件固定在與塊體部相接觸之一預定位置中，塊 體部不再具有任何不可取及的腔體，可藉由一種簡單標準 的鑄造方法以合乎成本效益的方式製造塊體部，且不需進 行複雜的壓力及洩漏測試。因爲冷卻元件及塊體部彼此分 離且可具有不同的膨脹，故大幅降低了冷卻元件中產生洩 漏或裂痕之危險，冷卻元件此外可由多種不同材料製成並 可具有幾乎任何所需要的形狀。 根據本發明之爐柵塊的較佳發展係形成了申請專利範 圍依附項之主體。 參照圖式更加詳細地說明本發明，其中： 圖1以部份立體圖顯示根據本發明之一種爐柵塊之第 一示範性實施例，其中具有一塊體部、一固持部份及一冷 卻元件； 圖2至4顯示對於根據圖1的爐柵塊之冷卻元件的各 種剖面形狀；及 圖5以縱剖面顯示一種爐栅塊的另一項示範性實施例 〇 主要元件對昭旁 1 :爐柵塊 2 :塊體部 ___1—Γ:___pI (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） -5- 526320 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（3) 3 :後壁 4 :頂壁5 :前k 6 :鉤 7 :足部 8 :支撐表面 10:冷卻元件 1 1，1 1 ’ ：冷卻通道 1 5，1 5 ’ ：固持部份 1 7 :凹部 2〇：冷卻管 21:冷卻元件 2 2 :冷卻元件 2 3 :冷卻元件 2 4 :冷卻元件 2 5 ··肋 2 8 :冷卻板 2 9 :冷卻元件 3〇：熱傳導材料 3 2 :壓力條 3 3 :支撐表面 3 7 :孔 3 8 :絕緣物 4〇：螺絲 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣. 訂 ♦ 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） -6 - 526320 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印繁 五、發明説明（4) 圖1顯示可作爲廢棄物熱處理工廠之一爐柵一部份的 一爐柵瑰1，爐柵塊1包含一大致U形剖面的塊體部2， 此塊體部2製成一鑄造件並具有一後壁3、一頂壁4及一 前壁5。塊體部2的前壁5係連接至一足部7，頂壁4具 有對於待處理廢棄物之一支撐表面9，後壁3具有一或多 個鉤6，圖1只可看見一個飽，此等鉤預定將爐柵塊1懸 掛在一塊固持元件上。此情形中，利用未圖示的已知方式 ’彼此相鄰配置並懸掛在共同塊固持元件上並較佳爲螺接 式彼此連接之複數個爐柵塊係形成一爐柵塊橫列，爐柵具 有配置於後方彼此呈階梯狀之複數個爐柵塊橫列。各情形 中，一可移除式爐柵塊橫列係依循一固定的爐柵塊橫列， 可移除式爐柵塊橫列係在位於爐柵上的廢棄物材料上施加 一推力及剪效應，使得新的廢棄物表面在廢棄物材料同時 往前移動期間於爐中重覆受到熱處理，此情形中，各爐柵 塊1藉由其足部7以可相對位移方式停靠在下游的爐柵塊 1之支撐表面8上。 現在描述工廠操作期間受到顯著熱應力的塊體部2之 冷卻方式。 圖1以範例顯示提供一冷卻元件1 0藉以冷卻塊體部 2，此冷卻元件1 0係爲曲折狀配置的管形並形成一冷卻 通道1 1且連接至一冷卻水系統，本文“冷卻水”係指一 般所使用的水以及任何其他適當的冷卻液體。冷卻元件 1 0經過支撐表面8底下、往上延伸至前壁5 、並具有下 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X29*7公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣·

、1T -蠕- -7 - 52632〇 A7 B7 五、發明説明（5) 降至足部7之段1 0 a。藉由可從下抵住塊體部2且可釋 放式連接至塊體部2之一固持部份1 5 ，將冷卻元件1 〇 固持在、與塊體部2相接觸的一位置中。基於此目的’在底 部開啓之一槽或凹部1 7係在平坦的塊體部底側1 6平面 中一體鑄成，此塊體部底側1 6可能具有肋（圖1未顯示 肋），此槽或凹部1 7的形狀係爲冷卻元件1 〇的對偶部 份（冷卻元件1 0可作爲此情形的一型式），冷卻元件 1 〇因而亦包括凹部1 了係當然具有與圖1不同的輪廓’ 或者可對於每個爐柵塊1提供複數個冷卻元件1 〇及凹部 17。 如圖2至4的部份示範性實施例所顯示，冷卻元件或 冷卻通道可具有各種剖面形狀。若不用習知圓形剖面的冷 卻管2 0 (圖2 )，可能適合採用譬如具有正方形或長方 形剖面的冷卻管或冷卻元件2 1 (圖3 )、或具有三角形 剖面的冷卻管或冷卻元件2 2 (圖4 )。如圖所示利用根 據圖2及3之冷卻元件2 3、2 4的範例，冷卻元件亦可 具有肋2 5。然而，如圖所示利用圖4之冷卻元件2 9的 範例，其中具有一個熔接至三個冷卻管2 0 ’的冷卻板 2 8，一冷卻元件亦譬如可包含一冷卻板2 8 (或複數個 冷卻板）或其他冷卻體部。這些冷卻板或冷卻體部可附接 在具有特定熱性危險之位置。 一或多個凹部1 7較佳分別在插入一或多個冷卻元件 1 0或2 0至2 4或2 9之前塗覆或充塡有一熱傳導材料 ，譬如一熱傳導化合物。冷卻兀件1 0或2 0至2 4或 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 «1. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -8- 526320 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7___五、發明説明（6) 2 9分別壓入熱傳導化合物中，剝除溢出的熱傳導化合物 ，然後藉由固持部份1 5分別固定冷卻元件1 〇或2 0至 2 4或'2 9。圖中將熱傳導材料標示爲3 0，固持部份 1 5較佳具有壓力條3 2，壓力條3 2如圖2至4所示在 固持部份1 5處以其支撐表面3 3支承抵住塊體部底側 1 6，壓力條3 2係突入凹部1 7、分別支承抵住冷卻元 件1 0或2 0至2 4或2 9並將其固定在相對於塊體部2 的位置中。然而，冷卻元件1 0或20至24或29分別 可藉由固持部份1 5的頂支撐表面3 3直接固定在其位置 中，圖中無法看見固持部份1 5與塊體部2之間的可釋放 式固定或連接；圖1的固持部份1 5中只顯示對於連接螺 絲設置的孔並標爲3 7，若不用螺絲連接，亦可適用一鍵 .式接合件、一快關式連接部或另一種可釋放式連接部。 若不用熱傳導化合物，亦可使用細鋼絨或類似物作爲 熱傳導材料並可能在壓入一或多個冷卻元件之前即插入凹 部1 7中。然而，譬如市售的石墨膏等熱傳導化合物因爲 具有比鋼更高的熱傳導性，使用時將特別有利。 固持部份1 5可能由各種材料（鋼、鋁等）製成’其 可能爲一鑄造件或一金屬片，亦可設計成一格柵。可依需 要在組裝之前，將絕緣物（化合物、墊、發泡玻璃等）在 各別的壓力條3 2之間插入固持部份1 5中，圖1以3 8 標示此絕緣物。然而，亦可在組裝後以絕緣物作爲噴灑化 合物加壓驅入並可充塡腔體。 根據未圖示之另一項爐栅塊實施例的變化，如圖2至 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ -9- 526320 A7 B7 經濟部智慧財產局R工消費合作社印製 五、發明説明（7) 4所示的冷卻元件1 〇或2 0至2 4或2 9分別並未插入 塊體部底側1 6中一體鑄造之凹部1 7中，此等冷卻元件 1 〇或：2 0至2 4或2 9可插入固持部份1 5頂表面中之 對應凹部內，並可與固持部份1 5頂表面一起壓抵住塊體 部底側1 6並固定在接觸位置中。此處，同樣地，使用放 入固持部份的凹部中藉以改善或確保接觸之熱傳導材料將 是特別有利的方式，此熱傳導材料較佳爲一熱傳導化合物 。此變化方式中，熱傳導化合物較佳亦分散於固持部份 1 5的頂支撐表面3 3及塊底側1 6之間（亦適用於圖1 至4所描述的變化方式）。 但亦可能不使用熱傳導材料，譬如在用於爐栅的“燃 盡區（burn-out region) ”之爐柵塊中，亦即具有較低熱 負載的地點。 若以特定方式設計冷卻元件（軟或粗表面，大的接觸 區域），亦可能不使用熱傳導材料。若在固持部份1 5的 頂支撐表面3 3與塊底側1 6之間不使用熱傳導化合物， 此位置中亦可能使接觸區域變得粗糙以改善接觸。 相較於具有塊體部中一體鑄造的冷卻管之已知爐柵塊 ，根據本發明之兩種爐柵塊變化方式（固定在塊體部2的 凹部1 7中之冷卻元件；配置於固持部份1 5的凹部1 7 中並一起固定在與塊體部接觸位置之冷卻元件）係具有顯 著的優點。可藉由一種簡單的標準鑄造方法將無不可取及 腔體之塊體部2鑄造成爲一種簡單的鑄造件。因爲幾乎無 收縮空腔或裂痕的危險，塊體部2並不需要壓力或洩漏測 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -10- 526320 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（8) 試亦無熔接後加工。冷卻元件及塊體部2彼此分離、亦即 不會彼此固定式連接，故可依據熱負載及不同的熱膨脹係 數而產'k不同的膨脹，而大幅降低冷卻管中產生洩漏或裂 痕的危險。冷卻元件可能由許多不同材料製成並幾乎可具 有任何需要的形狀，可順利地從爐柵底側更換具有冷卻元 件的固持部份1 5，根據本發明之解決方案可允許一種模 組化構造，其可適應爐柵的熱負載（預乾區至燃盡區）。 對於不同需求及負載具有簡單的適應方式；可以簡單的型 式改變將冷卻元件的形狀與尺寸變化納入考量。 藉由將冷卻元件配置於固持部份1 5的凹部1 7中並 一起固定在與塊體部2接觸位置中之變化方式，亦很可能 將原本對於具有另一冷卻系統（空氣式冷卻、另一種水冷 .卻）的爐柵塊所提供之既有塊體部予以改裝，此變化方式 並不需要位於塊體部2中的’凹部1 7，並且現在可根據本 發明對於這些既有塊體部提供一種更容易製造且具有更可 靠操作並更能適應不同需求之冷卻系統。 另一優點在於：根據本發明之冷卻系統得以對於倂排 配置成一塊橫列之所有爐柵塊1使用一種共同冷卻元件， 譬如圖1的曲折狀冷卻管1 0 ，此共同冷卻元件係連接至 一進水口與出水口。至今習慣經由管狀中間件將與塊體部 一體鑄造之相鄰爐柵塊的各別冷卻管彼此連接，由於現在 不需使用中間件，故產生較少的洩漏點並可簡化組裝。 圖5顯示另一種可能的爐栅塊變化方式，其中支承抵 住塊體部2且與其呈現可釋放式連接之底固持部份1 5 ’ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -1^^. 訂 Φ— -11 - 526320 A7 B7 五、發明説明（9) 本身係形成一冷卻元件並具有至少一個冷卻通道1 i，。 固持部份1 5 ’爲一種鑄造件，其中冷卻通道1 i，（或 冷卻通、道1 1 )可直接一體鑄成。同樣地，此變化方式中 ’受到高熱負載的塊體部2並無不可取及的腔體，所以不 具有收縮空腔及裂痕的危險，可藉由標準鑄造方法製造塊 體部2且不需昂貴的測試方法即可使用。冷卻水不會進入 爐中，可由鑄造觀點以最佳方式設計固持部份1 5，並可 順利地予以製造。 因爲此實施例中塊體部2不需要任何特殊的槽或凹部 ’既有的塊體部（依需要略作鑄造型式的配合改用）可再 度配備有固持元件或冷卻元件1 5 ’ 。 譬如圖5所示，可再度藉由螺絲或任何其他已知方式 ，在固持部份1 5 ’與塊體部之間實行可釋放式連接。此 實施例中，同樣地，將一層熱傳導材料施加至固持部份 15’與塊底側1 6之間，或者藉由一種接觸區域的特殊 設計（譬如變得粗糙的表面）來改善接觸。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 費 合 社 印 製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -12-

Claims (1)

1. 526320 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 1 · 一種可作爲廢棄物熱處理工廠之爐栅一部份的爐 栅塊，該爐柵塊具有一塊體部（2)，該塊體部（2)設 計爲一鑄造件並具有對於該待處理廢棄物之一頂支撐表面 (8 )，並具有配置於該支撐表面（8)底下且附有連接 至一冷卻水系統的一冷卻通道（1 1 ; 1 1 ’ ）之至少一 個冷卻元件（10;20;21;22;23;24; 2 9 ; 1 5 ’ )，並包括可帶到與該塊體部（2 )相接觸 的一位置中且與該塊體部（2 )呈現可釋放式連接之一底 固持部份（1 5 ; 1 5 ’.），此情形中可藉由該固持'部份 (1 5 ; 1 5 ’ ）與該塊體部（2 )之間的連接將該冷卻 元件（1 〇·，2 0 ; 2 1 ; 2 2 ; 2 3 ; 2 4 ; 2 9 ; 15’ ）固定在與該塊體部（2 )相接觸之一預定位置中 〇 2 ·如申請專利範圍第1項之爐柵塊，其中可藉由該 固持部份（1 5 )將該冷卻元件（1 0 ; 2 0 ; 2 1 ; 22 ; 23 ; 24 ; 29)固定在該塊體部（.2)中的一 槽形凹部（17)中。 3 _如申請專利範圍第1項之爐柵塊，其中該冷卻元 件（1〇；20;21;22;23;24;29)係容 納在該固持部份（1 5 )的一槽形凹部中並可與該固持部 份（1 5 )的槽形凹部一起固定在與該塊體部（.2 )相接 觸的位置中。 4 .如申請專利範圍第2或3項之爐栅塊，其中在該 冷卻元件（1 0 ; 2 0 ; 2 1 ; 2 2 ; 2 3 ; 2 4 ; 2 9 (锖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Μ 、1Τ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4洗格（210X29*7公嫠） -13- 526320 A8 B8 C8 _____ D8 六、申請專利範圍 )與該槽形凹部（1 7 )之間具有一熱傳導材料（3〇） 0 5 ·如申請專利範圍第4項之爐柵塊，其中所使用的 該熱傳導材料（3 0 )爲一熱傳導化合物且較佳爲一石墨 膏。 6 ·如申請專利範圍第4項之爐柵塊，其中所使用的 該熱傳導材料（3 0 )爲細鋼絨。 7 ·如申請專利範圍第1項之爐栅塊，其中該冷卻元 件（10 ; 20 ; 21 ;22 ; 23 ; 24 ; 29)·包含 -管狀部份，該管狀部份係形成該冷卻通道（1 1 )並具 有一圓形或多角形剖面。 8 ·如申請專利範圍第7項之爐柵塊，其中該冷卻元 件（23 ; 24)具有肋（25)。 9 ·如申請專利範圍第7或8項之爐柵塊，其中該冷· 卻元件（2 9 )包含一冷卻板（2 8 )。 1 0 .如申請專利範圍第1項之爐柵塊，其中可釋放 式連接至該塊體部（2 )之該固持部份（1 5 ’ ）係形成 該冷卻元件並具有連接至該冷卻水系統之至少一個冷卻通 道（1 1 ’）。 1 1 ·如申請專利範圍第1 〇項之爐柵塊，其中該冷 卻通道（1 1 ’ ）係一體鑄造於該固持部份（1 .5 ’ ）中 〇 1 2 .如申請專利範圍第1 〇或1 1項之爐柵塊’其 中在該塊體部（2 )與該固持部份（1 5 ’ ）之間具有一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -14 - 526320 A8 B8 C8 _____ D8 六、申請專利範圍 層熱傳導材料（3 0 )。 1 3 · —種爐柵，其包含爐柵塊橫列，該等爐柵塊橫 列係由稂據申請專利範圍第1項之爐柵塊（1 )倂排配置 所形成。 1 4 ·如申請專利範圍第1 3項之爐柵，其中一爐栅 塊橫列的該等爐柵塊（1 )係配備有行經所有該等爐柵塊 (1 )並連接至一進水口及一出水口之一共同的管狀冷卻 元件（1〇；2〇；21;22;23;24)。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -崦- 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -15-