专利名称：炉床与使用它的砾床炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种炉床与使用它的砾床炉，这种炉床是在燃烧室中使粒状炉底耐火材料一面向斜下或下方移动一面形成休止角地燃烧被烧物。
一般，以往所用的砾床炉，即使用粒状炉底耐火材料，并且使用这种粒状炉底耐火材料而不让其浮游地移动，以形成层状炉床，在燃烧室中燃烧被烧物，这种炉例如特开平2-203109号公报所记载的那样，在粒状炉底耐火材料层中设置带助燃用空气喷出口的管状物，为了增多喷出空气管而加粗设有助燃用空气喷出口的管状物并且增加该管状物的根数时，则在粒状炉底耐火材料的移动上有可能缺乏通畅性。
另外，如特愿平4-358066号说明中所记载的那样，由设置在燃烧室的炉床部下部的助燃用空气喷出口将空气导入一面在其上面移动一面载放着的粒状炉底耐火材料层内，使由上方投入的被烧物进行燃烧。
在这种情况下，助燃用空气喷出口与在其上移动的粒状炉底耐火材料直接接触，因此，粒状炉底耐火材料往往堵塞空气喷出口，并且粒状炉底耐火材料有可能挂在空气喷出口上，不能进行通畅的移动，妨碍空气的导入。
为解决这一问题，必须充分减小空气喷出口的大小，有时在长时间运转后容易造成空气喷出口堵塞，结果导入空气量减少，不能进行充分的燃烧。
本发明是①一种炉床，其特征在于是使粒状炉底耐火材料一面向斜下或下方移动一面在形成的炉床面上构成休止角地燃烧被烧物的燃烧室的炉床，其构成如下使设置于该炉床的下床上的助燃用空气导入口的空气送入方向通过风道变换成与其他方向，将此变换了方向的空气送入，使其通过粒状炉底的耐火材料层，而使被烧物进行燃烧。
②一种炉床，其特征在于在使粒状炉底耐火材料一面向斜下或下方移动一面在形成的炉床面上构成休止角地燃烧被烧物的燃烧室的炉床，其构成是在该炉的下床上设置助燃用空气导入口，以及离开该导入口并且覆盖其上部地设置风道，在该风道的侧面上设置许多送入空气用的孔隙。
③一种砾床炉，其特征在于是由炉底耐火材料入口部导入的粒状炉底耐火材料一面向斜下或下方移动一面在炉床的炉床面上构成休止角地燃烧被烧物的燃烧室，其构成是在其炉床的下床上设置助燃用空气导入口，以及离开该导入口并且覆盖其上部地设置风道，在该风道的侧面上设置许多送入空气用的孔隙。应用取出机构由与上述燃烧室下部连通的取出口将燃烧后的粒状炉底耐火材料与燃烧残渣混合物取出。
下面结合图说明本发明的最佳实施形态。其中，
图1是本发明炉床与使用它的砾床炉的纵剖视模式图的一例；图2是本发明的去除粒状炉底耐火材料与风道，表示风道12的安装位置的下床10的上面模式图；图3是本发明的安装有风道12的下床10的上面模式图；图4是本发明的载放有粒状炉底耐火材料B与燃烧残渣C的状态下的图3的a-a剖面模式图；图5是本发明的取除粒状底炉耐火材料的下床10与风道12的侧面一部剖视模式图；图6是本发明的取除粒状炉底耐火材料的下床10及固定于其上的风道12的另一类型侧面一部剖视模式图例；图7是本发明的图6的b-b剖面模式图。
本发明是为了解决以往技术的缺点，提供一种改进的炉床与使用这种改进的炉床的砾床炉，这种改进的炉床能使粒状炉底耐火材料向斜下或下方通畅地移动，更容易将足够多量的空气送入燃烧室。
下面，根据例示的图1-图7说明本发明。图1是本发明炉床与使用这种炉床的砾床炉的纵剖视模式图。图2是表示取除粒状炉底耐火材料的本发明炉床的下床10及固定于其上的例槽状风道12的安装位置的作为炉底板的下床10的上面模式图。图3是下床10与安装在下床10上的风道12的上面模式图。图4是载放有粒状炉底耐火材料B与燃烧残渣C的状态下的图3的a-a剖面模式图。图5是取除粒状炉底耐火材料的下床10与风道12的侧面模式图。图6是取除粒状炉底耐火材料的下床10及固定于其上的设置狭缝14而构成的风道12的侧面一部剖视模式图。图7是图6b-b剖面模式图。
在图中，在被烧物A的投入口部1设置有向其开口部2的下方缩小直径的料斗3与单个或多个缓冲器5，上述缓冲器5是在上述料斗3的下部，与上述料斗3及其侧壁部4不直接接触，是利用角铁6、6等离开它们地安装着的单个或多个筒状体，是向上方扩大直径、换言之是向下方缩小直径的筒状体，也可以说是倒圆台形。
设置于被烧物A的投入口部1的下部的侧壁4的高温部分最好以耐火材料等作为内衬，其下部侧壁部是燃烧室7的一部。
另一方面，与被烧物A的投入口1相邻接，粒状炉底耐火材料B的投入口8，经由与其连接的侧壁部9而与倾斜设置于砾床炉的炉床下部的下床10连接。该下床10的倾斜，最好是按照与粒状炉底耐火材料所显示的休止角大致相同的角度构成，在该下床10上具有助燃用空气导入口11，该助燃用空气导入口11具有适当的大小与间隔。
将单个或多个风道12的边缘部固定在上述倾斜的下床10上，该风道12覆盖在设置于下床10上的空气导入口11的上部，与该导入口离开而不与导入口11接触，在倒槽状或倒U字状的侧方具有排放空气用的许多小孔13或狭缝14。该风道12与下床10平行或是大致平行地固定着，以便不妨碍粒状炉底耐火材料B的通畅流下，风道12的上面没有孔隙，作成为平滑的表面。
在上述下床10与风道12的上面，粒状炉底耐火材料B形成层状炉床15而移动流下，因此，为使粒状炉底耐火材料B通畅地移动，最好在风道12的上部没有切口面或将其封闭，下部切口面也要封闭，以防止空气的泄漏。
在此，作为能使用的粒状炉底耐火材料B，也可以说是粒状砾床材料，只要是天然碎矿石、粗砂、碎铁等比较耐高温并且形成炉床时具有用于通过空气的适当空隙的任何材料都能使用，其平均粒径较好是大致1cm-20cm左右，更好是3cm-15cm左右。
构成上述层状炉床15的粒状炉底耐火材料B，不浮游，借助重力与摩擦，沿着下床10与风道12一面和斜下方或下方依次构成休止角一面连续或间歇地移动过去，由该粒状炉底耐火材料B所表现的形成休止角的层状形态，总体来说没有变化，是一定的。
在此，成为层状的层状炉床15，一面形成是由粒状炉底耐火材料的材质、形状、粒度等所确定的一定的倾斜角的休止角一面流动移动，是沿着预先按照近似于休止角的角度倾斜设计、制作的下床10及将边缘部固定于其上的风道12一面形成休止角一面降下的。
在本发明中，燃烧室7大体上是由侧壁部4的下部、壁面19的下部与炉床所包围的部分，炉床是由上述粒状炉底耐火材料层15、风道12与下床10构成。
在该下床10上具有助燃用空气导入口11。该导入口部分可以只是设置口部，但是也可以如图6与图7所示在口周围部使口部侧边向上方延长。
由该导入口11向上方喷出的助燃用空气，经由风道12，通过在其侧面上具有的许多小孔13或狭缝14而改变空气的流动方向，使其向侧方喷出，通过存在于下床10与风道12上部的粒状炉底耐火材料层15的粒状炉底耐火材料B的间隙而上升，用于由上部向燃烧室7投入的被烧物A的助燃。
在此，设置于下床10的助燃用空气导入口11的大小，也可以比较大，例如也可以是直径3cm-10cm左右，但是为使粒状炉底耐火材料不嵌入，在风道12的侧面上所具有的小孔13的直径要作成比所用的粒状炉底耐火材料还要小，较好是设置许多1mm-3cm左右的孔，更好是3mm-8mm左右。
另外，在狭缝14的情况下，其宽度与小孔13的直径相同程度，长度可取任意值，例如只要不会造成风道本身脆弱，比风道的长度短即可，设置于风道上的狭缝的个数也可以是任意的多数，其位置也可以是任意的。
在此，构成燃烧室7的下床、风道、壁面等高温部分最好以耐火材料作为内衬。
在燃烧室7内，被烧物A进行燃烧，生成少量的燃烧残渣C，与作为粒状炉底耐火材料层15而移动降下来的粒状炉底耐火材料B混合形成燃烧混合物D，该燃烧混合物D经由燃烧混合物D的取出口16，应用取出机构将其取出。
作为燃烧混合物D的取出机构，可以应用例如回转传动方式、移动平面构件方式、振动板方式、回转圆筒方式等各种方式。
下面，作为燃烧混合物D的取出机构来说明应用移动平面构件方式的情形。
燃烧混合物D向取出口16的投影面下的移动平面构件例如传送带17上落下。
向传送带17的一端上落下的燃烧混合物D随着传送带17的运行而移动，由其另一端落下，收容到收容箱18内。
在此，对于所生成燃烧混合物D，根据必要进行筛选等，将燃烧残渣C进行分离，可将所得到的粒状炉底耐火材料再次利用到砾床炉内。
在砾床炉下部的燃烧混合物D的取出口16与传送带17之间，构成由上述粒状炉底耐火材料混合物D所形成的具有一定角度的休止角，该角度实际上是与粒状炉底耐火材料B所具有的休止角的角度大体上相同。
在此，由取出口16流出的燃烧混合物D不会扩展到由混合物D所给出的休止角以及燃烧炉下部取出口16与传送带17之间的距离所决定的一定面积以上，因此，如果预先将传送带17设计成超过该面积的一定的大小时，则混合物D不会再由其带17上向不希望的侧方自然扩散而无休止的落下。
再有，根据必要，砾床炉下部取出口16与传送带17之间的距离还可以设计成能适宜变更。
在此，作为移动平面构件给出了传送带的例子，此外，利用履带与回转圆盘等的移动平面构件也可以取出燃烧混合物D。
其次，在燃烧室7内生成的燃烧废气是利用废气强制排出机构排出。
就是说，上述的生成的燃烧废气是沿着以耐火材料所包覆的壁面19上升，经由热交换部20、排气管21、冷却洗涤塔22、排气管23、诱导风机24，向烟道或烟囱25引导。
另外，关于强制燃烧用空气是使在燃烧室7内生成的高温燃烧废气的一部经由导管26、循环风机27、导管28与助燃用空气取入口29进入的常温的新鲜空气按适当比例进行混合，然后由助燃用空气送给口30送入，再由炉床的下床10上的导入口11导入，由风道12的喷出用孔隙13、14等喷出，以用于助燃。
在本发明中能使用的炉床与砾床炉总体的剖面形状可以是大致圆筒形，也可以是矩形、四边形及其他某一种形状，特别是被烧物投入口部1的横剖面形状可以是圆形、椭圆形、矩形等，只要是被烧物能借助自重自然落下的中空形状，什么形状都可以，只是，与其相对应，缓冲器5的形状只要是与被烧物投入口部及其侧壁部的形状相对应地同它们的料斗与侧壁部之间有若干的空隙的形状即可。
其次，在本发明中所使用的被烧物投入口上安装的料斗3，其中央部开口部最好是向下方形成缩小的直径，关于中央开口部的大小，只要是不妨碍被烧物的投入的程度的大小即可。
在此，关于料斗3的角度，只要是被烧物能通畅滑落的角度，并且是能与缓冲器5共同防止排气倒流的角度即可，例如对于投入口侧壁，较好是10°-80°，更好是20°-70°左右为宜。
再有，如图所示，缓冲器5最好是例如安装在被烧物投入口部1的上部附近，成为向上方扩大直径的筒状体，就是说在下方是小直径的筒状体，这样的缓冲器5是使用单个或多个。
在此，使用多个缓冲器5时，最好各自相互隔以某一距离地设置。
该缓冲器5的中央开口部的大小与料斗3的大致相同，为了在其外缘与被烧物投入口部1的侧壁部之间设置倒流废气能流入的空间，该缓冲器5的外缘要减小一些。
另外，缓中器5的最佳角度范围与料斗3的角度相同，但是缓冲器5的角度可以与料斗3的角度相同，也可以不同。
在此，缓冲器5要承受被烧物落下时产生的物理冲击因此为了能经受住这种冲击，如果可能，最好用角铁等牢固地固定在燃烧炉壁等之上。
对于本发明所用的砾床炉的被烧物来说，可以是发热量大的塑料、以及燃烧时产生具有臭味与腐蚀性的气体例如生成HCL、SOx、NOx等的物质及其他生活杂废物等，只要是可燃物质，什么物质都能使用。
上面，说明了本发明使用粒状炉底耐火材料的炉床与砾床炉，此外，也可以适用于以往众所周知的燃烧炉上所使用的被烧物的炉床或炉底部分。
就是说，例如不使用本发明所述的投入装置，不使用移动平面构件，不使用废气强制排出机构，或是不使用强制给排气机构等，不使它们之中的任何一种，而是使用它们以外的装置，作为配合本发明装置的装置，作为砾床炉或燃烧炉来使用也是实施本发明，能实现本发明的目的与效果。
本发明炉床与砾床炉是如上述那样构成，其作用如下本发明炉床构成使被烧物燃烧的砾床炉的炉床部，其下床10设计成具有接近粒状炉底耐火材料所显示出的休止角的倾斜角，风道12将其边缘固定在下床10上，也按大致同样的角度倾斜地进行制作。
倒槽状或倒U字状的风道12的边缘部是固定于下床10上，在附设有该风道12的下床10上设置有助燃用空气导入口11，该导入口11不与粒状炉底耐火材料直接接触，因此，如果将风道12的尺寸作得大时，则导入口11的直径尺寸就可以设计成足够大，可以喷入大量的空气。
再有，该导入口11的形状不仅限于圆形，也可以是四角形、多角形等任意的形状。
在不由风道12覆盖的下床10的部分与固定在下床10上的风道12的上面部分上不设置孔隙，是平滑的，只是在风道12的侧面部分上设置孔隙13、14等。存在于不由风道12覆盖的下床10部分与风道12的上面部位上的粒状炉底耐火材料成为层状地随着取出机构的运行而在其上进行移动。
其结果，由导入口11送入空气的方向，向与此不同的方向进行变换而送入粒状炉底耐火材料层中。
在此，在由粒状炉底耐火材料B的重力直接作用的下床10部分与风道12的上面部分上不设置孔隙，作成平滑的表面，只在重力不直接作用的侧面上设置许多孔隙，使其具有比粒状炉底耐火材料B的直径还要小的直径或宽度，因此，在下床10与风道12上的层状粒状炉底耐火材料通畅地移动、流下，不会堵塞设置于风道12侧面上的孔隙。
其次，本发明砾床炉是将粒状炉底耐火材料B连续或间歇地投进投入口8内，接着借助重力通过侧壁部9而落下到燃烧室的炉床的下床10与风道12上，到达燃烧室7内，构成层状粒状炉床15，该层状粒状炉床15形成炉床的休止角。
被烧物A由投入口1投入，借助重力经由缓冲器5、侧壁4而落下，到达燃烧室7内。
借助该缓中部可防止燃烧废气的倒喷。
燃烧用空气主要是由被烧物的投入口部1与粒状炉底耐火材料的投入口8导入，再有，助燃用空气是高温的燃烧废气与新鲜空气的混合空气，将其由炉床的下床10向与下床10的表面垂直的方向喷出，再由分离地设置于其上方的风道12的侧壁部上所设置的孔隙13、14等将助燃用空气向与上述不同的方向喷出，通过以层状存在的粒状炉底耐火材料15的间隙而向燃烧室导入，对由上方落下的被烧物进行助燃，使其燃烧。
层状的粒状炉底耐火材料15，随着取出机构的运行，在大致按休止角的角度倾斜的例如金属制成的下床10与风道12的上面上滑移。在此，层状的粒状炉底耐火材料15的重力直接作用的表面是不存在风道12的下床10部分与风道12的上面部分，在这些部分上不设置孔隙，作成平滑的表面，因此，能通畅地进行移动。
在此，设置于风道12的侧壁上的许多孔隙13、14是作得比存在的粒状炉底耐火材料B的直径还要稍小，因此，由于粒状炉底耐火材料的重量不会直接作用于侧面上，以及粒状炉底耐火材料较少嵌入上述孔隙中，所以不会对粒状炉底耐火材料的移动造成障碍。
在燃烧室7内随着燃烧的终了，通过取出机构的连续或间歇的运行，将燃烧终了的粒状炉底耐火材料与燃烧残渣的混合物D由取出口16取出。
下面，作为取出机构，仅就使用移动平面构件的例子进行说明。
燃烧终了的粒状炉底耐火材料与燃烧残渣的混合物D被取出到设置于取出口16的投影下面传送带17的一端上，随着传送带17的进行由传送带17的另一端落下，收容到收容槽18内，根据必要，将燃烧残渣经过筛选等之后，生成粒状炉底耐火材料能再次循环使用于燃烧炉内。
这时，燃烧残渣混合物D的至少一部构成倾斜面，是形成休止角的倾斜面。因此，在传送带17的运行停止的情况下，燃烧残渣混合物D的流出同时停止，随着传送带17的运行的再次开始，燃烧残渣混合物D的流出再次开始。实施例今作成图1-图5所示的砾床炉，进行了医疗用废塑料的燃烧。
将日本崎玉县秩父地区出产的蛇纹岩进行破碎，使用破碎后平均直径约5cm的碎石作为炉底耐火材料，将包括使用过的注射器在内的主要是聚烯烃的废塑料破碎屑进行了燃烧。
炉床面积约为0.1m2(0.2m宽×0.5m)，将新鲜的冷空气混合到燃烧废气内成为约300℃的气体，一面将其由助燃用空气喷出口11喷出，一面使废塑料屑进行了燃烧。
在此，设置在助燃用空气的风道12上的空气喷出口13共计为78个，各口为圆形，其直径为1cm，空气喷出量为100L/min·1口，连续运转1个月后，在空气喷出量上也完全没有变化。
与此相反，在上述装置上不设置风道，在下床10上制成直径1cm的相同数量的圆孔，使其与上述发明实施例具有相同的面积，进行了使用，在运转之初，送风空气量为100L/min·1口，但在连续运转1个月后，减少成为50L/min·1口，在燃烧上有了问题。
本发明炉床与砾床炉，具有上述构成与作用，因此，通过实施本发明，可以解决以往的助燃用空气的送风量不足的问题，并且粒状炉底耐火材料的移动通畅，能将以往的砾床炉存在的问题全都解决，其社会效益极大。
结果，通过利用本发明，使稳定而且连续长时间的运转成为可能，与以往的燃烧炉或砾床炉相比是小型炉，而且可以燃烧大容量的被烧物，再有，被烧物即使是产生HCL、SOx。NOx等有害气体或有臭味的气体的废弃物，它们的气体也不会散逸到炉外，或即使是在塑料那样发热量大的情况下，也能防止炉底部由火焰引起的损伤等等，可获得在安全上优异的燃烧炉。
权利要求
1.一种炉床，其特征在于是使粒状炉底耐火材料一面向斜下或下方移动一面在形成的炉床面上构成休止角地燃烧被烧物燃烧室的炉床，其构成如下使设置于上述炉床的下床上的助燃用空气导入口的空气送入方向通过风道变换成与其不同的其他方向，将此变换了方向的空气送入，使其通过粒状炉底耐火材料层，以使被烧物进行燃烧。
2.一种炉床，其特征在于是使粒状炉底耐火材料一面向斜下或下方移动一面在形成的炉床面上构成休止角地燃烧被烧物燃烧室的炉床，其构成是在该炉床的下床上设置助燃用空气导入口，以及离开该导入口并且覆盖其上部地设置风道，在该风道的侧面上设置许多送入空气用的孔隙。
3.一种砾床炉，其特征在于是由炉底耐火材料入口部导入的粒状炉底耐火材料一面向斜下或下方移动一面在炉床的炉床面上构成休止角地燃烧被烧物的燃烧室，其构成是在其炉床的下床上设置助燃用空气导入口，以及离开该导入口并且覆盖其上部地设置风道，在该风道的侧面上设置许多送入空气用的孔隙；应用适当的取出手段由与上述燃烧室下部连通的取出口将燃烧后的粒状炉底耐火材料与燃烧残渣的混合物取出。
全文摘要
一种砾床炉，它是由炉床、炉底耐火材料入口部、被烧物入口部、包括上述炉床的燃烧室与燃烧残渣取出机构构成。炉床的构成是离开设置于下床上的助燃用空气导入口并覆盖其上部地安装风道，在风道的侧面上设置许多送入空气用的孔隙，在上述构造部分上设置粒状炉底耐火材料层，其粒状炉底耐火材料一面向斜下或下方移动一面在炉床面上形成休止角。这种砾床炉能解决助燃用空气的送风量不足的问题，并且能长期稳定地运转。
文档编号F23G5/00GK1114115SQ94190655
公开日1995年12月27日 申请日期1994年9月2日 优先权日1993年9月3日
发明者斋藤繁 申请人:斋藤繁