JP5477125B2 - Checker bricks and hot stove - Google Patents
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Description
本発明は、熱風炉の蓄熱室内に設置される熱風炉用チェッカー煉瓦及びこれを備えた熱風炉に関する。 The present invention relates to a hot stove checker brick installed in a heat storage chamber of a hot stove and a hot stove equipped with the same.
熱風炉は、相互に連通した燃焼室と蓄熱室を備え、燃焼室で生成された燃焼熱を蓄熱室に蓄熱する蓄熱工程と、蓄熱室から熱風を送風する送風工程とを交互に行うことによって、高炉に例えば1200〜1400℃の熱風を供給する設備である。該熱風炉の蓄熱室には、耐火煉瓦製の多数のチェッカー煉瓦(ギッター煉瓦とも称する。)が多段に積み重ねられている。該チェッカー煉瓦は、上記燃焼室から蓄熱室に供給された燃焼熱を蓄熱するとともに、該蓄熱を用いて空気を加熱する熱交換機能を有しており、ガス流路として多数の貫通孔が上下方向に貫通形成されている。 The hot stove includes a combustion chamber and a heat storage chamber that are in communication with each other, and alternately performs a heat storage step of storing the combustion heat generated in the combustion chamber in the heat storage chamber and a blowing step of blowing hot air from the heat storage chamber. For example, it is a facility for supplying hot air of 1200 to 1400 ° C. to the blast furnace. A large number of checker bricks (also referred to as “gitter bricks”) made of refractory bricks are stacked in a heat storage chamber of the hot stove. The checker brick stores the heat of combustion supplied from the combustion chamber to the heat storage chamber, and also has a heat exchange function of heating air using the heat storage. It is formed penetrating in the direction.
蓄熱工程では、上記燃焼室から蓄熱室の上部に送られた高温の燃焼排ガスが、チェッカー煉瓦のガス流路内を下方向に流通するが、このとき排ガスとチェッカー煉瓦との間の熱交換により、上記燃焼熱がチェッカー煉瓦に蓄熱される。送風工程では、蓄熱室下部から送り込まれた空気(冷風)が、蓄熱領域10に積み重ねられたチェッカー煉瓦のガス流路内を上方向に流通する。このとき、上記蓄熱されたチェッカー煉瓦と該空気との間の熱交換により、該空気が加熱されて1200〜1400℃の熱風が生成され、高炉に供給される。 In the heat storage process, high-temperature combustion exhaust gas sent from the combustion chamber to the upper part of the heat storage chamber flows downward in the gas flow path of the checker brick, but at this time, heat exchange between the exhaust gas and the checker brick The combustion heat is stored in the checker brick. In the blowing process, air (cold air) sent from the lower part of the heat storage chamber flows upward in the gas flow path of the checker bricks stacked in the heat storage region 10. At this time, the air is heated by heat exchange between the heat-stored checker brick and the air, and hot air of 1200 to 1400 ° C. is generated and supplied to the blast furnace.
かかる熱風炉に用いられるチェッカー煉瓦は、例えば特許文献1〜4に記載のように、種々の形状のものが提案されているが、その基本構造について説明する。図1は、従来のチェッカー煉瓦20を示す上面図(a)及びA−A線断面図(b)である。図1に示すように、チェッカー煉瓦20は、略六角柱形状を有する煉瓦本体21と、該煉瓦本体21を上下方向(六角柱形状の軸心方向)に貫通する複数のガス流路22と、煉瓦本体21の上面25に設けられる凸ダボ23と、煉瓦本体21の下面26に設けられる凹ダボ24を備える。従来のチェッカー煉瓦20のガス流路22は、煉瓦本体21の上面25及び下面26に対して垂直な方向にのびる貫通孔であり、煉瓦本体21の上面25から下面26にかけて略同一の断面積を有する。従って、煉瓦本体21の上面25におけるガス流路22の上端開口27は、煉瓦本体21の下面26におけるガス流路22の下端開口28と、略同一の大きさである。 The checker bricks used in such a hot stove have been proposed in various shapes as described in Patent Documents 1 to 4, for example, and the basic structure will be described. FIG. 1A is a top view showing a conventional checker brick 20 and FIG. As shown in FIG. 1, the checker brick 20 includes a brick main body 21 having a substantially hexagonal column shape, and a plurality of gas flow paths 22 penetrating the brick main body 21 in the vertical direction (axial direction of the hexagonal column shape), A convex dowel 23 provided on the upper surface 25 of the brick main body 21 and a concave dowel 24 provided on the lower surface 26 of the brick main body 21 are provided. The gas flow path 22 of the conventional checker brick 20 is a through hole extending in a direction perpendicular to the upper surface 25 and the lower surface 26 of the brick body 21, and has substantially the same cross-sectional area from the upper surface 25 to the lower surface 26 of the brick body 21. Have. Accordingly, the upper end opening 27 of the gas flow path 22 on the upper surface 25 of the brick body 21 is substantially the same size as the lower end opening 28 of the gas flow path 22 on the lower surface 26 of the brick body 21.
かかるチェッカー煉瓦20は、図2に示すように、上下に相隣接するチェッカー煉瓦20、20のガス流路22、22が相互に連通するように、蓄熱室内に多段に積み重ねられる。このように上下のガス流路22、22を相互に連通させることより、蓄熱室内に積み重ねられた多数のチェッカー煉瓦20を上下方向に貫通する同一径のガス流路内を、ガスが流通できるようになる。 As shown in FIG. 2, the checker bricks 20 are stacked in multiple stages in the heat storage chamber so that the gas flow paths 22 and 22 of the checker bricks 20 and 20 adjacent to each other in the vertical direction communicate with each other. Thus, by allowing the upper and lower gas flow paths 22 and 22 to communicate with each other, the gas can flow through the gas flow paths having the same diameter passing through the numerous checker bricks 20 stacked in the heat storage chamber in the vertical direction. become.
ところで、チェッカー煉瓦20のガス流路22は、燃焼室からの燃焼排ガスが流通するため、長期使用していると、ダスト等の付着成長、煉瓦本体21の一部溶融、異物流入等が原因で、ガス流路の途中が閉塞してしまうという問題があった。ガス流路が閉塞すると、チェッカー煉瓦20の蓄熱及び熱交換機能に支障が生じ、熱風炉の熱効率が低下してしまう。 By the way, the gas flow path 22 of the checker brick 20 circulates the combustion exhaust gas from the combustion chamber. Therefore, when it is used for a long time, it is caused by adhesion and growth of dust, partial melting of the brick main body 21, inflow of foreign matter, and the like. There is a problem that the middle of the gas flow path is blocked. When the gas flow path is blocked, the heat storage and heat exchange function of the checker brick 20 is hindered, and the thermal efficiency of the hot stove is lowered.
このようなダスト付着等によるガス流路の閉塞という問題に対処すべく、例えば特許文献1では、チェッカー煉瓦の上下面にバイパス流路を形成して、煉瓦内部のガス流路の途中が閉塞した場合でも、その閉塞部分をバイパスさせてガスを流すようにしている。また、特許文献2では、チェッカー煉瓦の上下面に横方向のカナール孔を設けて、複数の縦方向のカナール孔(上記ガス流路22に相当)を相互に連通することで、縦方向のカナール孔が一カ所で閉塞しても、ガス流路全長にわたって熱交換機能が失われることを防止している。 In order to cope with such a problem of gas channel blockage due to dust adhesion or the like, for example, in Patent Document 1, a bypass channel is formed on the upper and lower surfaces of the checker brick, and the middle of the gas channel inside the brick is blocked. Even in this case, the gas is allowed to flow by bypassing the closed portion. Further, in Patent Document 2, a horizontal canal hole is provided on the upper and lower surfaces of a checker brick, and a plurality of vertical canal holes (corresponding to the gas flow path 22) are communicated with each other, whereby a vertical canal is obtained. Even if the hole is closed at one place, the heat exchange function is prevented from being lost over the entire length of the gas flow path.
上述したように特許文献1、2に記載の従来技術は、チェッカー煉瓦の上下面にバイパス流路を設けることで、個々のチェッカー煉瓦のガス流路の途中が閉塞した場合でも、複数のチェッカー煉瓦全体としてガスが流通できるようにするものである。ところが、本願発明者が鋭意研究したところ、熱膨張によるチェッカー煉瓦の水平方向のずれ(以下、横ずれという。)に起因して、上下に隣接するチェッカー煉瓦のガス流路の接合部の段差が生じ、該段差にダストが付着堆積して、ガス流路が閉塞してしまうという問題があることが判明した。しかしながら、上記特許文献1、2に記載の従来技術は、かかる問題に対処できず、熱膨張によりチェッカー煉瓦が横ずれした場合には、ガス流路の接合部の段差に対するダストの付着を回避することはできなかった。 As described above, the conventional techniques described in Patent Documents 1 and 2 provide a plurality of checker bricks by providing bypass flow paths on the upper and lower surfaces of the checker bricks, even when the gas flow paths of the individual checker bricks are blocked. The gas can be distributed as a whole. However, as a result of extensive research by the present inventor, due to the horizontal displacement (hereinafter referred to as lateral displacement) of the checker brick due to thermal expansion, a difference in level between the gas flow paths of the checker bricks adjacent to each other occurs. It has been found that there is a problem that dust adheres and accumulates on the step and the gas flow path is blocked. However, the prior art described in Patent Documents 1 and 2 cannot cope with such a problem, and when the checker brick is laterally displaced due to thermal expansion, it is possible to avoid the adhesion of dust to the step of the joint portion of the gas flow path. I couldn't.
つまり、熱風炉の操業中は、蓄熱室内に積み上げられた多数のチェッカー煉瓦の温度が完全に均等分布している訳ではないので、各々のチェッカー煉瓦の熱膨張/熱収縮に偏りが生じる。このため、蓄熱室内のチェッカー煉瓦は、熱膨張等により相互に横ずれが生じるため、上下に相隣接するチェッカー煉瓦のガス流路の接合部に段差が発生してしまう。従って、かかるガス流路の接合部の段差にダストが付着堆積することで、ガス流路の閉塞や断面積の減少が生じてしまうという問題があった。 That is, during the operation of the hot stove, the temperature of a large number of checker bricks stacked in the heat storage chamber is not completely evenly distributed, so that the thermal expansion / heat contraction of each checker brick is biased. For this reason, the checker bricks in the heat storage chamber are laterally displaced from each other due to thermal expansion or the like, so that a step is generated at the joint of the gas flow paths of the checker bricks adjacent to each other in the vertical direction. Therefore, there is a problem in that dust adheres to and accumulates on the level difference of the joint portion of the gas flow path, thereby blocking the gas flow path and reducing the cross-sectional area.
この原理について図2〜図4を参照して詳細に説明する。図2に示すように、チェッカー煉瓦20A〜20Cが熱膨張/熱収縮していない場合には、上段のチェッカー煉瓦20Aと下段のチェッカー煉瓦20B、20Cの間に横ずれは生じない。このため、上段のチェッカー煉瓦20Aのガス流路22Aと、下段のチェッカー煉瓦20B、20Cのガス流路22B、22Cとの間にも横ずれは生じていない。 This principle will be described in detail with reference to FIGS. As shown in FIG. 2, when the checker bricks 20A to 20C are not thermally expanded / contracted, no lateral displacement occurs between the upper checker brick 20A and the lower checker bricks 20B and 20C. For this reason, no lateral deviation occurs between the gas flow path 22A of the upper checker brick 20A and the gas flow paths 22B and 22C of the lower checker bricks 20B and 20C.
これに対し、図3に示すように、上段のチェッカー煉瓦20Aが熱膨張/熱収縮した場合には、上段のチェッカー煉瓦20Aと下段のチェッカー煉瓦20B、20Cとの間に横ずれが生じるため、上段のガス流路22Aと下段のガス流路22B、22Cとの間にも横ずれが生じる。この結果、図4(a)に示すように、上段のガス流路22Aの下端開口28Aと、下段のガス流路22Bの上端開口27Bとが横ずれするため、下段のチェッカー煉瓦20Bの上面25Bが流路内に突き出て段差15が生じてしまう。このため、蓄熱工程において燃焼室からの燃焼排ガスがガス流路22A、22B内を下方向に流通する際、該排ガスに含まれるダストが上記段差15に付着堆積しやすくなる。従って、かかる段差15に付着堆積したダスト16が成長すると、ガス流路22Aと22Bの接合部が閉塞したり、その流路断面積が縮小したりするという問題があった。 On the other hand, as shown in FIG. 3, when the upper checker brick 20A undergoes thermal expansion / shrinkage, a lateral shift occurs between the upper checker brick 20A and the lower checker bricks 20B and 20C. Lateral displacement also occurs between the gas flow path 22A and the lower gas flow paths 22B and 22C. As a result, as shown in FIG. 4A, since the lower end opening 28A of the upper gas flow path 22A and the upper end opening 27B of the lower gas flow path 22B are laterally displaced, the upper surface 25B of the lower checker brick 20B is A step 15 is produced by protruding into the flow path. For this reason, when the combustion exhaust gas from the combustion chamber flows downward in the gas flow paths 22A and 22B in the heat storage process, the dust contained in the exhaust gas tends to adhere to and accumulate on the step 15. Therefore, when the dust 16 adhered and deposited on the step 15 grows, there is a problem that the joint portion of the gas flow paths 22A and 22B is blocked or the cross-sectional area of the flow path is reduced.
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、チェッカー煉瓦の水平方向のずれに起因したガス流路の接合部の閉塞や流路断面積の縮小を防止することが可能な、新規かつ改良されたチェッカー煉瓦及び熱風炉を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is to block the gas flow passage joints and flow passage cross-sectional areas due to the horizontal displacement of the checker brick. It is an object of the present invention to provide a new and improved checker brick and a hot stove capable of preventing shrinkage.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、熱風炉の蓄熱室内に積み重ねられる熱風炉用チェッカー煉瓦において、六角柱状の煉瓦本体と、前記煉瓦本体を上下方向に貫通する複数のガス流路と、前記煉瓦本体の上面又は下面の一方に設けられる凸ダボと、前記煉瓦本体の上面又は下面の他方に設けられ、前記凸ダボと嵌合可能な形状を有する凹ダボと、を備え、前記煉瓦本体の上面における前記ガス流路の上端開口は、前記煉瓦本体の下面における前記ガス流路の下端開口よりも大きく、複数のチェッカー煉瓦を積み重ねたときに、上下方向に相隣接する前記チェッカー煉瓦の前記凸ダボと前記凹ダボが嵌合するとともに、上下方向に相隣接する前記チェッカー煉瓦の前記ガス流路が相互に連通し、下段のチェッカー煉瓦の前記ガス流路の上端開口が、上段のチェッカー煉瓦の前記ガス流路の下端開口を包含し、前記ガス流路の上端開口と下端開口の大きさの差は、前記凸ダボと前記凹ダボ間の余裕代以上であり、前記ガス流路の下端開口には、前記ガス流路の下端を部分的に拡開した下端拡開部が形成されており、前記下端拡開部は、前記ガス流路の上端開口よりも小さく、前記下端拡開部と前記ガス流路の上端開口の大きさの差は、前記凸ダボと前記凹ダボ間の余裕代以上であることを特徴とする、チェッカー煉瓦が提供される。
In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention, in a hot stove checker brick stacked in a heat storage chamber of a hot stove, a hexagonal columnar brick body and a plurality of brick bodies penetrating in the vertical direction are provided. A gas flow path, a convex dowel provided on one of the upper surface or the lower surface of the brick body, and a concave dowel provided on the other of the upper surface or the lower surface of the brick body and having a shape that can be fitted to the convex dowel. The upper end opening of the gas flow path on the upper surface of the brick body is larger than the lower end opening of the gas flow path on the lower surface of the brick body, and is adjacent to each other in the vertical direction when a plurality of checker bricks are stacked. The convex dowels and the concave dowels of the checker brick are fitted, and the gas flow paths of the checker bricks adjacent to each other in the vertical direction communicate with each other, in front of the lower checker brick. The upper end opening of the gas flow path, includes the lower end opening of the gas flow path of the upper checker brick, the size difference between the upper end opening and lower end opening of the gas flow path, between the said protruding dowel concave dowel The lower end opening of the gas flow path is formed with a lower end widened part in which the lower end of the gas flow path is partially expanded, and the lower end widened part is formed of the gas flow path. The checker brick is characterized in that a difference in size between the lower end widened portion and the upper end opening of the gas flow path is not less than a margin between the convex dowels and the concave dowels. Provided.
前記ガス流路は、前記煉瓦本体の下面側から上面側にかけて拡張するテーパ孔からなるようにしてもよい。 The gas flow path may comprise a tapered hole that extends from the lower surface side to the upper surface side of the brick body.
前記ガス流路は、上下方向に一定の断面積を有する貫通孔からなり、前記ガス流路の上端開口には、前記ガス流路の上端を部分的に拡開した上端拡開部が形成されているようにしてもよい。 The gas flow path is formed of a through hole having a constant cross-sectional area in the vertical direction, and an upper end widening portion is formed in the upper end opening of the gas flow path, which partially expands the upper end of the gas flow path. You may be allowed to.
前記ガス流路の一部は、前記凹ダボに対応する位置に形成されており、当該凹ダボに対応する位置に形成されたガス流路の下端開口は、当該凹ダボよりも小さいようにしてもよい。 A part of the gas flow path is formed at a position corresponding to the concave dowel, and a lower end opening of the gas flow path formed at a position corresponding to the concave dowel is smaller than the concave dowel. Also good.
前記凸ダボ及び前記凹ダボはそれぞれ、前記煉瓦本体の上面又は下面に3個又は6個設けられるようにしてもよい。 Each of the convex dowels and the concave dowels may be provided on the top or bottom surface of the brick body.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、上述したチェッカー煉瓦が複数積み重ねられた蓄熱室と、前記蓄熱室と連通する燃焼室とを備えた熱風炉において、上下方向に相隣接する前記チェッカー煉瓦の前記凸ダボと前記凹ダボが嵌合するとともに、上下方向に相隣接する前記チェッカー煉瓦の前記ガス流路が相互に連通し、下段のチェッカー煉瓦の前記ガス流路の上端開口が、上段のチェッカー煉瓦の前記ガス流路の下端開口を包含しており、前記蓄熱室に蓄熱する工程において、前記燃焼室から前記蓄熱室の上部に流入したガスは、前記相互に連通したガス流路を下方向に流通し、前記蓄熱室から熱風を送出する工程において、前記蓄熱室の下部から流入した空気は、前記相互に連通したガス流路を上方向に流通することを特徴とする、熱風炉が提供される。 In order to solve the above problems, according to another aspect of the present invention, in a hot stove comprising a heat storage chamber in which a plurality of the checker bricks described above are stacked and a combustion chamber communicating with the heat storage chamber, The convex dowels and the concave dowels of the checker bricks adjacent to each other in the direction are fitted, and the gas flow paths of the checker bricks adjacent to each other in the vertical direction communicate with each other, so that the gas flow of the lower checker bricks The upper end opening of the passage includes the lower end opening of the gas flow path of the upper checker brick, and in the step of storing heat in the heat storage chamber, the gas flowing from the combustion chamber to the upper portion of the heat storage chamber is In the step of flowing down the gas flow path communicating with the heat storage chamber and sending hot air from the heat storage chamber, the air flowing in from the lower portion of the heat storage chamber flows upward in the gas flow path communicating with each other. Wherein the hot air furnace is provided.
奇数段目のチェッカー煉瓦と偶数段目のチェッカー煉瓦とが水平方向にずれて配置されるように、前記複数のチェッカー煉瓦が前記蓄熱室内に多段に積み重ねられるようにしてもよい。 The plurality of checker bricks may be stacked in a multistage manner in the heat storage chamber so that the odd-numbered checker bricks and the even-numbered checker bricks are arranged to be shifted in the horizontal direction.
上記構成によれば、熱風炉の蓄熱室に複数のチェッカー煉瓦を積み重ねたときに、上下方向に相隣接するチェッカー煉瓦の凸ダボと凹ダボが嵌合するとともに、上下方向に相隣接するチェッカー煉瓦のガス流路が相互に連通する。そして、下段のチェッカー煉瓦のガス流路の上端開口と、上段のチェッカー煉瓦のガス流路の下端開口とが接合され、当該上端開口が当該下端開口を包含する。従って、チェッカー煉瓦の熱膨張により上下方向に相隣接するチェッカー煉瓦が水平方向にずれた場合でも、当該下端開口が当該上端開口内に収まるので、上下のガス流路の接合部における段差の発生を防止できる。よって、当該ガス流路の接合部に対するダスト付着や、流路断面積の縮小を防止できる。 According to the above configuration, when a plurality of checker bricks are stacked in the heat storage chamber of the hot stove, the checker bricks of the checker bricks adjacent to each other in the vertical direction are fitted and the checker bricks adjacent to each other in the vertical direction. The gas flow paths communicate with each other. The upper end opening of the gas flow path of the lower checker brick and the lower end opening of the gas flow path of the upper checker brick are joined, and the upper end opening includes the lower end opening. Therefore, even when the checker bricks adjacent to each other in the vertical direction are displaced in the horizontal direction due to the thermal expansion of the checker brick, the lower end opening is accommodated in the upper end opening. Can be prevented. Therefore, it is possible to prevent dust from adhering to the joint portion of the gas flow path and reducing the cross-sectional area of the flow path.
以上説明したように本発明によれば、チェッカー煉瓦の水平方向のずれに起因したガス流路の接合部の閉塞や流路断面積の縮小を防止することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the gas channel joints from being blocked and the channel cross-sectional area from being reduced due to the horizontal displacement of the checker brick.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
<1.第1の実施形態>
最初に、本発明の第1の実施形態に係る熱風炉と、該熱風炉に設けられるチェッカー煉瓦について説明する。
<1. First Embodiment>
First, the hot stove according to the first embodiment of the present invention and the checker bricks provided in the hot stove will be described.
[1.1.熱風炉の全体構成]
まず、図5を参照して、本発明の第1の実施形態に係る熱風炉の全体構成について説明する。図5は、本実施形態に係る熱風炉1を示す概略構成図である。
[1.1. Overall configuration of hot stove]
First, the overall configuration of the hot stove according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing the hot stove 1 according to the present embodiment.
図5に示すように、熱風炉1は、高炉(図示せず。)に送出する例えば1200〜1400℃の熱風を製造する設備である。熱風炉1は、燃焼室4と蓄熱室3を備え、燃焼室4内で燃料ガスを燃焼させて蓄熱室3に蓄熱する蓄熱工程と、蓄熱室3で熱交換した熱風を高炉に送風する送風工程を交互に行う。通常、1基の高炉につき例えば3〜4台の熱風炉1が設置されており、これら複数の熱風炉1が蓄熱工程と送風工程を交互に切り替えて稼働することで、高炉に対して熱風を連続的に送り込む。 As shown in FIG. 5, the hot stove 1 is equipment for producing hot air of, for example, 1200 to 1400 ° C. sent to a blast furnace (not shown). The hot stove 1 includes a combustion chamber 4 and a heat storage chamber 3, a heat storage process in which fuel gas is burned in the combustion chamber 4 to store heat in the heat storage chamber 3, and air that blows hot air exchanged in the heat storage chamber 3 to the blast furnace The steps are performed alternately. Usually, for example, three to four hot stoves 1 are installed per one blast furnace, and these hot stoves 1 are operated by alternately switching between a heat storage process and a blowing process, so that hot air is sent to the blast furnace. Feed continuously.
なお、本実施形態では、熱風炉1は、燃焼室4と蓄熱室3が分離構成された外燃式熱風炉1の例について説明するが、本発明はかかる例に限定されず、燃焼室と蓄熱室が一体構成された内燃式熱風炉、燃焼室が蓄熱室の頂上部に設けられた頂頭式熱風炉など、任意の方式の熱風炉にも適用できる。 In the present embodiment, the hot stove 1 will be described with respect to an example of the external combustion type hot stove 1 in which the combustion chamber 4 and the heat storage chamber 3 are separated, but the present invention is not limited to such an example, and the combustion chamber The present invention can be applied to any type of hot stove such as an internal combustion hot stove in which a heat storage chamber is integrally formed, or a top hot stove in which a combustion chamber is provided at the top of the heat storage chamber.
図5に示す外燃式熱風炉1は、蓄熱室3と燃焼室4と煙突5とが分離構成された構造を有する。蓄熱室3は、基礎2の上に設けられた円筒状の蓄熱設備であり、蓄熱室3の外筒内の蓄熱領域10には、耐火煉瓦製の多数のチェッカー煉瓦30(図6参照。)が多段に積み重ねられており、その積み上げ高さは例えば約30mにも達する。該チェッカー煉瓦30は、燃焼室4から蓄熱室3に供給される排ガスの熱(燃焼熱)を蓄熱し、その熱で冷風を加熱して熱風を生成する熱交換機能を有する。このチェッカー煉瓦30の内部には、ガス流路32として、多数の貫通孔が上下方向に貫通形成されているが詳細は後述する。 The external combustion type hot stove 1 shown in FIG. 5 has a structure in which a heat storage chamber 3, a combustion chamber 4, and a chimney 5 are separated. The heat storage chamber 3 is a cylindrical heat storage facility provided on the foundation 2, and a number of checker bricks 30 made of refractory bricks (see FIG. 6) are provided in the heat storage region 10 in the outer cylinder of the heat storage chamber 3. Are stacked in multiple stages, and the stacked height reaches, for example, about 30 m. The checker brick 30 has a heat exchange function of storing heat (combustion heat) of exhaust gas supplied from the combustion chamber 4 to the heat storage chamber 3 and generating hot air by heating the cold air with the heat. A large number of through holes are formed in the checker brick 30 as gas flow paths 32 in the vertical direction. Details will be described later.
上記蓄熱室3の上部は燃焼室4と連通しており、蓄熱室3の下部は煙突5と連通している。燃焼室4は、蓄熱室3の側方に並設された円筒状の燃焼設備であり、その内部で燃料ガスと空気を混合・燃焼させるためのバーナー8を備える。該燃焼室4の下部にはガス管6と空気管7が接続されており、燃焼室4の上部と蓄熱室3の上部は連絡管9で接続されている。また、煙突5は、蓄熱室3に隣接して基礎2上に立設されており、蓄熱室3の排ガス出口11から排出された排ガスを外部に放出する。 The upper part of the heat storage chamber 3 communicates with the combustion chamber 4, and the lower part of the heat storage chamber 3 communicates with the chimney 5. The combustion chamber 4 is a cylindrical combustion facility provided side by side on the side of the heat storage chamber 3, and includes a burner 8 for mixing and burning fuel gas and air therein. A gas pipe 6 and an air pipe 7 are connected to the lower part of the combustion chamber 4, and the upper part of the combustion chamber 4 and the upper part of the heat storage chamber 3 are connected by a connecting pipe 9. The chimney 5 is erected on the foundation 2 adjacent to the heat storage chamber 3, and discharges the exhaust gas discharged from the exhaust gas outlet 11 of the heat storage chamber 3 to the outside.
次に、上記構成の熱風炉1の動作について説明する。熱風炉1は、蓄熱工程と送風工程を交互に繰り返すようにして稼働する。 Next, operation | movement of the hot stove 1 of the said structure is demonstrated. The hot stove 1 operates so as to alternately repeat the heat storage process and the air blowing process.
まず、蓄熱工程では、燃焼室4は、ガス管6から供給される燃料ガスと、空気管7から供給される燃焼用の空気とを混合して、バーナー8により燃焼させる。かかる燃焼室4での燃焼により得られた高温の排ガス(例えば1300〜1500℃)は、燃焼室4上部から連絡管9を通じて蓄熱室3に送出され、該蓄熱室3の蓄熱領域10に積み重ねられた多数のチェッカー煉瓦30のガス流路32内を下方向に流通する。このとき、排ガスとチェッカー煉瓦30との間の熱交換により、上記燃焼熱がチェッカー煉瓦30に蓄熱される。蓄熱領域10を通過した排ガスは、蓄熱室3下部の排ガス出口11を通じて煙突5に排出される。 First, in the heat storage process, the combustion chamber 4 mixes the fuel gas supplied from the gas pipe 6 and the combustion air supplied from the air pipe 7 and burns them by the burner 8. High-temperature exhaust gas (for example, 1300 to 1500 ° C.) obtained by combustion in the combustion chamber 4 is sent from the upper portion of the combustion chamber 4 to the heat storage chamber 3 through the connecting pipe 9 and stacked in the heat storage region 10 of the heat storage chamber 3. Further, the gas flows in the downward direction in the gas flow paths 32 of the checker bricks 30. At this time, the combustion heat is stored in the checker brick 30 by heat exchange between the exhaust gas and the checker brick 30. The exhaust gas that has passed through the heat storage region 10 is discharged to the chimney 5 through the exhaust gas outlet 11 at the bottom of the heat storage chamber 3.
その後、送風工程では、上記燃焼室4での燃焼を停止して、蓄熱室3の蓄熱領域10の下部側に設けられた冷風入口12から蓄熱室3内に空気(冷風)を送り込む。該空気は、蓄熱領域10に積み重ねられたチェッカー煉瓦30のガス流路32内を上方向に流通する。このとき、上記蓄熱されたチェッカー煉瓦30と該空気との間の熱交換により、該空気が加熱されて1200〜1400℃の熱風が製造される。該熱風は、蓄熱室3上部から連絡管9及び燃焼室4を通り、熱風出口13から排出されて高炉に送られる。 Thereafter, in the blowing process, combustion in the combustion chamber 4 is stopped, and air (cold air) is sent into the heat storage chamber 3 from the cold air inlet 12 provided on the lower side of the heat storage region 10 of the heat storage chamber 3. The air flows upward in the gas flow path 32 of the checker brick 30 stacked in the heat storage region 10. At this time, by the heat exchange between the stored checker brick 30 and the air, the air is heated to produce hot air of 1200 to 1400 ° C. The hot air passes from the upper part of the heat storage chamber 3 through the connecting pipe 9 and the combustion chamber 4, is discharged from the hot air outlet 13, and is sent to the blast furnace.
以上のような構造の熱風炉1において、蓄熱工程では、燃焼室4から蓄熱室3の上部に流入した高温の排ガスが、蓄熱室3内のチェッカー煉瓦30のガス流路32内を下方向に流通する。一方、送風工程では、蓄熱室3の下部から流入した低温の空気(冷風)が、該チェッカー煉瓦30のガス流路32内を上方向に流通する。このようにチェッカー煉瓦30のガス流路32には、蓄熱工程と送風工程とでは相互に逆方向にガスが流通し、これによって、チェッカー煉瓦30は、排ガスの熱を蓄熱し、その熱を用いて空気を加熱する熱交換機能を発揮する。 In the hot stove 1 having the above-described structure, in the heat storage process, the high-temperature exhaust gas flowing from the combustion chamber 4 to the upper portion of the heat storage chamber 3 moves downward in the gas flow path 32 of the checker brick 30 in the heat storage chamber 3. Circulate. On the other hand, in the air blowing process, low-temperature air (cold air) flowing in from the lower part of the heat storage chamber 3 flows upward in the gas flow path 32 of the checker brick 30. Thus, in the gas flow path 32 of the checker brick 30, gas flows in the opposite directions in the heat storage process and the air blowing process, whereby the checker brick 30 stores the heat of the exhaust gas and uses the heat. It exhibits a heat exchange function that heats the air.
[1.2.チェッカー煉瓦の構成]
次に、図6を参照して、本実施形態に係るチェッカー煉瓦30の構成について説明する。図6は、本実施形態に係るチェッカー煉瓦30を示す上面図(a)及びC−C線断面図(b)である。
[1.2. Structure of checker brick]
Next, with reference to FIG. 6, the structure of the checker brick 30 which concerns on this embodiment is demonstrated. FIG. 6 is a top view (a) and a cross-sectional view taken along the line CC of the checker brick 30 according to the present embodiment (b).
図6に示すように、チェッカー煉瓦30は、六角柱形状を有する煉瓦本体31と、該煉瓦本体31を上下方向(六角柱形状の軸心方向)に貫通するテーパ状の貫通孔である複数のガス流路32と、煉瓦本体31の上面に設けられる複数の凸ダボ33と、煉瓦本体31の下面に設けられる複数の凹ダボ34と、煉瓦本体31の側面39に上下方向に形成される複数の溝状のガス流路40、41とを備えている。 As shown in FIG. 6, the checker brick 30 includes a brick main body 31 having a hexagonal column shape and a plurality of tapered through holes penetrating the brick main body 31 in the vertical direction (axial center direction of the hexagonal column shape). The gas channel 32, the plurality of convex dowels 33 provided on the upper surface of the brick main body 31, the plurality of concave dowels 34 provided on the lower surface of the brick main body 31, and the plurality formed vertically on the side surface 39 of the brick main body 31. The groove-shaped gas flow paths 40 and 41 are provided.
煉瓦本体31は、耐火煉瓦製であり、多数のチェッカー煉瓦30を上下に積み重ねた場合でも破壊されない圧縮強度を有する。この煉瓦本体31には、上下方向に複数のガス流路32が貫通形成される。しかし、このガス流路32の設置数を過度に多くしたり、ガス流路32の断面積を過度に大きしたりすると、チェッカー煉瓦30の製造時のプレス能力が不足し、高さ方向に均質な煉瓦材質が得られず、チェッカー煉瓦30の強度が不足してしまうという問題がある。一般に、チェッカー煉瓦30としては、幅が180〜320mm、高さが120〜180mmのものが使用されているが、蓄熱室3内におけるチェッカー煉瓦30の積み上げ高さは、約30〜40mにも達するため、チェッカー煉瓦30にかかる荷重と熱膨張時の応力を考慮すると、経験的に圧縮強さは40MPa以上であることが好ましい。例えば、上記サイズのチェッカー煉瓦30の1個あたりのガス流路22の設置数が37個以上である場合には、煉瓦本体31の十分な圧縮強度が得られない。従って、煉瓦本体31の材質及びサイズに応じて、ガス流路32の設置数と流路間距離を適切に決定することが好ましい。 The brick body 31 is made of refractory bricks and has a compressive strength that is not destroyed even when a large number of checker bricks 30 are stacked one above the other. A plurality of gas flow paths 32 are formed through the brick body 31 in the vertical direction. However, if the number of the gas flow paths 32 is excessively increased or the cross-sectional area of the gas flow paths 32 is excessively large, the press capability at the time of manufacturing the checker brick 30 is insufficient, and it is uniform in the height direction. However, there is a problem that the strength of the checker brick 30 is insufficient. In general, the checker brick 30 has a width of 180 to 320 mm and a height of 120 to 180 mm. The stacked height of the checker brick 30 in the heat storage chamber 3 reaches about 30 to 40 m. Therefore, considering the load applied to the checker brick 30 and the stress at the time of thermal expansion, the compressive strength is preferably 40 MPa or more empirically. For example, when the number of installed gas flow paths 22 per checker brick 30 of the above size is 37 or more, sufficient compression strength of the brick body 31 cannot be obtained. Therefore, it is preferable to appropriately determine the number of installed gas flow paths 32 and the distance between the flow paths according to the material and size of the brick body 31.
そこで、本実施形態に係るチェッカー煉瓦30の煉瓦本体31には、ガス流路として、完全な流路を成す貫通孔状のガス流路32が19個、1/2断面の溝状のガス流路40が12個、1/3断面の溝状のガス流路41が3個設けられている。また、これらのガス流路32、40、41の断面積と流路間距離は、煉瓦本体31の材質及びサイズに応じて適切に設定されている。 Therefore, the brick main body 31 of the checker brick 30 according to the present embodiment has 19 through-hole-shaped gas flow paths 32 forming a complete flow path as a gas flow path, and a groove-shaped gas flow having a ½ cross section. Twelve passages 40 and three groove-like gas passages 41 having a 1/3 cross section are provided. Further, the cross-sectional areas and the distances between the gas flow paths 32, 40, 41 are appropriately set according to the material and size of the brick body 31.
ガス流路32は、煉瓦本体31の上面35及び下面36に対して垂直な方向に煉瓦本体31を貫通する貫通孔である。本実施形態に係るガス流路32の断面形状は、成型の容易さの観点から円形であるが、かかる例に限定されず、例えば、四角形、三角形等の多角形、楕円形、星形、その他の任意の断面形状であってもよい。また、溝状のガス流路40、41の水平断面形状も同様である。 The gas flow path 32 is a through hole that penetrates the brick body 31 in a direction perpendicular to the upper surface 35 and the lower surface 36 of the brick body 31. The cross-sectional shape of the gas flow path 32 according to the present embodiment is a circular shape from the viewpoint of ease of molding, but is not limited to this example, for example, a polygon such as a rectangle or a triangle, an ellipse, a star, or the like Any cross-sectional shape may be used. The horizontal sectional shape of the groove-like gas flow paths 40 and 41 is also the same.
図2に示したように、従来のチェッカー煉瓦20のガス流路22は、煉瓦本体21の上下方向に渡って同一の内径及び断面積であることが一般的であった。これに対し、図6に示すように、本実施形態に係るチェッカー煉瓦30のガス流路32は、煉瓦本体31の下面36側から上面35側に向けて拡張するテーパ孔であることを特徴としている。 As shown in FIG. 2, the gas flow path 22 of the conventional checker brick 20 generally has the same inner diameter and cross-sectional area in the vertical direction of the brick body 21. In contrast, as shown in FIG. 6, the gas flow path 32 of the checker brick 30 according to the present embodiment is a tapered hole that extends from the lower surface 36 side to the upper surface 35 side of the brick body 31. Yes.
即ち、本実施形態に係るチェッカー煉瓦30のガス流路32は、煉瓦本体31の下面36側から上面35にかけて拡径するテーパ孔であるので、ガス流路32の上部側ほど、その内径及び断面積が拡張されている。従って、煉瓦本体31の上面35におけるガス流路32の上端開口37は、煉瓦本体31の下面36におけるガス流路32の下端開口38よりも大きくなる。つまり、ガス流路32の上端開口37の流路径φ2は、下端開口38の流路径φ1よりも大きくなる。よって、ガス流路32を水平面に投影した水平投影面上では、ガス流路32の上端開口37の外縁を成す円(直径φ2)と下端開口38の外縁を成す円(直径φ1)が同心円状に配置され、かつ、前者の円(直径φ2)が後者の円(直径φ1)を、環状の一定の隙間を空けて包囲することとなる。これにより、熱膨張により上下のチェッカー煉瓦30が横ずれしても、下段のガス流路32の上端開口37が、上段のガス流路32の下端開口38を内包できるようになるが、詳細は後述する(図9参照。)。 That is, the gas flow path 32 of the checker brick 30 according to the present embodiment is a tapered hole that expands from the lower surface 36 side to the upper surface 35 of the brick body 31, so The area has been expanded. Therefore, the upper end opening 37 of the gas channel 32 on the upper surface 35 of the brick body 31 is larger than the lower end opening 38 of the gas channel 32 on the lower surface 36 of the brick body 31. That is, the flow path diameter φ 2 of the upper end opening 37 of the gas flow path 32 is larger than the flow path diameter φ 1 of the lower end opening 38. Therefore, on the horizontal projection plane obtained by projecting the gas flow path 32 onto the horizontal plane, a circle (diameter φ 2 ) that forms the outer edge of the upper end opening 37 of the gas flow path 32 and a circle (diameter φ 1 ) that forms the outer edge of the lower end opening 38 are formed. The former circle (diameter φ 2 ) is arranged concentrically, and surrounds the latter circle (diameter φ 1 ) with a certain annular gap. As a result, even if the upper and lower checker bricks 30 are laterally displaced due to thermal expansion, the upper end opening 37 of the lower gas flow path 32 can include the lower end opening 38 of the upper gas flow path 32. Details will be described later. (See FIG. 9).
このように、本実施形態では、煉瓦本体31の内部に貫通形成されるガス流路32はテーパ孔であるが、同様に、煉瓦本体31の側面39に形成される溝状のガス流路40、41も、煉瓦本体31の下面36から上面35に向けて拡張するテーパ状の溝となっている。なお、上記テーパ状のガス流路32を備えたチェッカー煉瓦30を、金型を用いて成型する場合、該ガス流路32に対応するテーパを設けた中子を、チェッカー煉瓦30の上部側に引き抜く金型構造を採用すれば、該ガス流路32を備えたチェッカー煉瓦30を容易に成型可能である。 Thus, in this embodiment, although the gas flow path 32 penetratingly formed inside the brick main body 31 is a taper hole, similarly, the groove-shaped gas flow path 40 formed in the side surface 39 of the brick main body 31 is used. , 41 are also tapered grooves extending from the lower surface 36 to the upper surface 35 of the brick body 31. When the checker brick 30 having the tapered gas flow path 32 is molded using a mold, a core provided with a taper corresponding to the gas flow path 32 is placed on the upper side of the checker brick 30. If a die structure is used, the checker brick 30 having the gas flow path 32 can be easily molded.
また、本実施形態に係るチェッカー煉瓦30においては、煉瓦本体31の上面35に例えば3個の凸ダボ33が突出形成され、煉瓦本体31の下面36に例えば3個の凹ダボ34が陥没形成されている。凸ダボ33と凹ダボ34は相互に嵌合可能な形状を有しており、図示の例の凸ダボ33と凹ダボ34の平面形状は円形である。これらの凸ダボ33と凹ダボ34は、煉瓦本体31の上面35と下面36において相互に対応する位置に設けられる。かかる凸ダボ33と凹ダボ34は、複数のチェッカー煉瓦30を上下に積み重ねたときに相互に嵌合して、チェッカー煉瓦30の大きな横ずれを防止する機能を有する。 Further, in the checker brick 30 according to the present embodiment, for example, three convex dowels 33 project from the upper surface 35 of the brick main body 31, and for example, three concave dowels 34 sink into the lower surface 36 of the brick main body 31. ing. The convex dowels 33 and the concave dowels 34 have shapes that can be fitted to each other, and the planar shapes of the convex dowels 33 and the concave dowels 34 in the illustrated example are circular. The convex dowels 33 and the concave dowels 34 are provided at positions corresponding to each other on the upper surface 35 and the lower surface 36 of the brick body 31. The convex dowels 33 and the concave dowels 34 have a function of preventing a large lateral shift of the checker brick 30 by fitting with each other when the plurality of checker bricks 30 are stacked one above the other.
また、上記ガス流路32は、煉瓦本体31の上面35及び下面36において、凸ダボ33と凹ダボ34がない位置だけでなく、上記3個の凸ダボ33と凹ダボ34に対応する位置にもそれぞれ形成されている。当該凸ダボ33と凹ダボ34に対応する位置に形成されたガス流路32の中心は、凸ダボ33と凹ダボ34の中心と一致している。そして、当該ガス流路32の上端開口37の内径(流路径φ2)は、当該凸ダボ33の外径よりも小さく、当該ガス流路32の下端開口38の内径(流路径φ1)も、凹ダボ34の内径よりも小さい。このように、凸ダボ33及び凹ダボ34と重なる位置にもガス流路32を形成することで、煉瓦本体31全体に均等に複数のガス流路32を配置できる。なお、凸ダボ33及び凹ダボ34と重ならない位置にのみ、複数のガス流路32を配置しても勿論よい。 Further, the gas flow path 32 is not only in a position where the convex dowels 33 and the concave dowels 34 are not provided on the upper surface 35 and the lower surface 36 of the brick body 31 but also in a position corresponding to the three convex dowels 33 and the concave dowels 34. Are also formed. The centers of the gas flow paths 32 formed at positions corresponding to the convex dowels 33 and the concave dowels 34 coincide with the centers of the convex dowels 33 and the concave dowels 34. The inner diameter (flow path diameter φ 2 ) of the upper end opening 37 of the gas flow path 32 is smaller than the outer diameter of the convex dowel 33, and the inner diameter (flow path diameter φ 1 ) of the lower end opening 38 of the gas flow path 32 is also the same. The inner diameter of the concave dowel 34 is smaller. As described above, the gas flow paths 32 are also formed at positions overlapping the convex dowels 33 and the concave dowels 34, so that the plurality of gas flow paths 32 can be evenly arranged in the entire brick body 31. Of course, a plurality of gas flow paths 32 may be arranged only at positions that do not overlap the convex dowels 33 and the concave dowels 34.
また、図示の例では、チェッカー煉瓦30の上面35に凸ダボ33を、下面36に凹ダボ34を設けたが、チェッカー煉瓦30の下面36に凸ダボ33を、上面35に凹ダボ34を設けることも可能である。また、複数のチェッカー煉瓦30を上下に煙突積み(図22(b)参照。)する場合には、チェッカー煉瓦30の上面35及び下面36の任意の位置に凸ダボ33及び凹ダボ34を配置することが可能となる。 In the illustrated example, the convex dowels 33 are provided on the upper surface 35 of the checker brick 30 and the concave dowels 34 are provided on the lower surface 36. However, the convex dowels 33 are provided on the lower surface 36 of the checker brick 30 and the concave dowels 34 are provided on the upper surface 35. It is also possible. Further, when stacking a plurality of checker bricks 30 vertically (see FIG. 22B), the convex dowels 33 and the concave dowels 34 are arranged at arbitrary positions on the upper surface 35 and the lower surface 36 of the checker brick 30. It becomes possible.
[1.3.チェッカー煉瓦の積み重ね構造]
次に、図7を参照して、上記構成の複数のチェッカー煉瓦30を蓄熱室3内に積み重ねる構造について説明する。図7は、本実施形態に係るチェッカー煉瓦30をラップ積みした構造を示す上面図(a)及びD−D線断面図(b)である。
[1.3. Stacked structure of checker bricks]
Next, a structure in which a plurality of checker bricks 30 having the above configuration are stacked in the heat storage chamber 3 will be described with reference to FIG. FIG. 7: is the top view (a) and DD sectional view (b) which show the structure which piled up the checker brick 30 which concerns on this embodiment.
図7に示すように、各チェッカー煉瓦30に形成された複数のガス流路32、40、41が上下に相互に連通するように、複数のチェッカー煉瓦30がラップ積みされる。ラップ積みとは、奇数段目のチェッカー煉瓦30と偶数段目のチェッカー煉瓦30とが水平方向にずれて配置されるように、チェッカー煉瓦30を多段に積み重ねる方式である。 As shown in FIG. 7, the plurality of checker bricks 30 are lapped so that the plurality of gas flow paths 32, 40, 41 formed in each checker brick 30 communicate with each other vertically. The lap stacking is a method in which the checker bricks 30 are stacked in multiple stages so that the odd-numbered checker bricks 30 and the even-numbered checker bricks 30 are arranged to be shifted in the horizontal direction.
このラップ積みでは、図7に示すように、水平面上に複数のチェッカー煉瓦30B、30C、30D・・・を並べて、1段目を構成する。各段において、水平方向に相隣接するチェッカー煉瓦30、30の側面39、39の間には、一定の微細な隙間39aが設けられる。さらに、1段目を構成する複数のチェッカー煉瓦30B、30C、30D・・・上に、該1段目を構成する複数のチェッカー煉瓦30B、30C、30D・・・とは水平方向にずれた水平位置に、複数のチェッカー煉瓦30A・・・を積み、2段目を構成する。このとき、1段目の相隣接する3つのチェッカー煉瓦30B、30C、30Dの中心を頂点とする正三角形の重心上に、2段目のチェッカー煉瓦30Aの中心が配置される。さらに、2段目を構成する複数のチェッカー煉瓦30A・・・上に、上記1段目を構成する複数のチェッカー煉瓦30B、30C、30Dと同じ水平位置に、複数のチェッカー煉瓦30を積み、3段目を構成する。 In this lap stacking, as shown in FIG. 7, a plurality of checker bricks 30B, 30C, 30D,. In each stage, a certain fine gap 39a is provided between the side surfaces 39, 39 of the checker bricks 30, 30 adjacent to each other in the horizontal direction. Further, on the plurality of checker bricks 30B, 30C, 30D... Constituting the first stage, the plurality of checker bricks 30B, 30C, 30D. A plurality of checker bricks 30 </ b> A are stacked at a position to constitute the second stage. At this time, the center of the second-stage checker brick 30A is arranged on the center of gravity of an equilateral triangle having the centers of the three adjacent first-stage checker bricks 30B, 30C, 30D. Further, a plurality of checker bricks 30A are stacked on the plurality of checker bricks 30A... Constituting the second stage at the same horizontal position as the plurality of checker bricks 30B, 30C, 30D constituting the first stage. Configure the steps.
かかる積み方を繰り返して、例えば30〜40mもの積み上げ高さまで、多数のチェッカー煉瓦30が多段に積み上げられる。これにより、奇数段目のチェッカー煉瓦30の中心と偶数段目のチェッカー煉瓦30の中心とが交互に水平方向にずれた状態で、チェッカー煉瓦30を安定的に積み上げることができる。 By repeating such a stacking method, for example, a large number of checker bricks 30 are stacked in multiple stages up to a stacking height of 30 to 40 m. Accordingly, the checker bricks 30 can be stably stacked in a state where the centers of the odd-numbered checker bricks 30 and the centers of the even-numbered checker bricks 30 are alternately shifted in the horizontal direction.
上記のようにして多数のチェッカー煉瓦30をラップ積みした場合、上下に相隣接するチェッカー煉瓦30、30のガス流路32、32が相互に連通し、かつ、上下に相隣接するチェッカー煉瓦30、30の凸ダボ33と凹ダボ34が相互に嵌合する。このように、上下に相隣接するチェッカー煉瓦30、30のガス流路32、32を相互に連通させることより、積み重ねられた多数のチェッカー煉瓦30を上下方向に貫通する複数のガス流路を形成できる。さらに、上下に相隣接するチェッカー煉瓦30、30の凸ダボ33と凹ダボ34が嵌合することで、上下に積み重ねられたチェッカー煉瓦30を相互に拘束して、該チェッカー煉瓦30間の大きな横ずれを防止できる。 When a large number of checker bricks 30 are lap-stacked as described above, the checker bricks 30 adjacent to each other in the vertical direction are connected to each other, and the checker bricks 30 adjacent to each other in the vertical direction are connected to each other. Thirty convex dowels 33 and concave dowels 34 are fitted together. As described above, the gas flow paths 32 and 32 of the checker bricks 30 and 30 adjacent to each other in the vertical direction are communicated with each other, thereby forming a plurality of gas flow paths penetrating the stacked checker bricks 30 in the vertical direction. it can. Further, by fitting the convex dowels 33 and the concave dowels 34 of the checker bricks 30 and 30 adjacent to each other in the vertical direction, the checker bricks 30 stacked up and down are mutually restrained, and a large lateral displacement between the checker bricks 30 is achieved. Can be prevented.
図6に示すように、本実施形態に係るチェッカー煉瓦30では、煉瓦本体31の上面35と下面36に、それぞれ3個の凸ダボ33と凹ダボ34が中心角120°ごとに等間隔で配置されている。これにより、図7に示すように、複数のチェッカー煉瓦30をラップ積みしたときに、上段のチェッカー煉瓦30Aの下面36Aに形成された3個の凹ダボ34Aと、下段のチェッカー煉瓦30B、30C、30Dの上面35B、35C、35Dにそれぞれ形成された合計3個の凸ダボ33B、33C、33Dとを嵌合させることが可能となる。なお、煉瓦本体31の上面35と下面36にそれぞれ6個の凸ダボ33と凹ダボ34を中心角60°ごとに等間隔で設けたてもよい。この場合でも、複数のチェッカー煉瓦30をラップ積みしたときに、上下のチェッカー煉瓦30の凸ダボ33と凹ダボ34を嵌合させることが可能となる。 As shown in FIG. 6, in the checker brick 30 according to the present embodiment, three convex dowels 33 and concave dowels 34 are arranged at equal intervals for each central angle of 120 ° on the upper surface 35 and the lower surface 36 of the brick body 31. Has been. Accordingly, as shown in FIG. 7, when the plurality of checker bricks 30 are lap-stacked, three concave dowels 34A formed on the lower surface 36A of the upper checker brick 30A, and the lower checker bricks 30B, 30C, It is possible to fit a total of three convex dowels 33B, 33C, and 33D formed on the upper surfaces 35B, 35C, and 35D of 30D. Note that six convex dowels 33 and concave dowels 34 may be provided at equal intervals for each central angle of 60 ° on the upper surface 35 and the lower surface 36 of the brick main body 31, respectively. Even in this case, when the plurality of checker bricks 30 are lap-stacked, the convex dowels 33 and the concave dowels 34 of the upper and lower checker bricks 30 can be fitted.
ところで、上記チェッカー煉瓦30の凸ダボ33と凹ダボ34は、隙間無く密接して嵌合するのではなく、チェッカー煉瓦30の熱膨張による小さな横ずれを吸収するために、凸ダボ33と凹ダボ34の間に例えば2.5mmから5mmの余裕代D(熱膨張代)が設けられている。つまり、当該余裕代Dは、凸ダボ33と凹ダボ34を嵌合させたときの水平方向の遊び代であり、凹ダボ34の内径は、凸ダボ33の外径に当該余裕代Dを加えた大きさである。かかる余裕代Dを設けない場合、上下のチェッカー煉瓦30の熱膨張に差が生じたときに、凸ダボ33又は凹ダボ34が破損してしまうおそれがある。これに対し、上記凸ダボ33と凹ダボ34間に余裕代Dを設けることにより、熱膨張したチェッカー煉瓦30が水平方向に最大で当該余裕代Dの分だけ移動可能となるが、この場合、上下に相隣接するチェッカー煉瓦30の間に、当該余裕代D(例えば最大5mm)の水平方向のずれ(横ずれ)が発生する。 By the way, the convex dowels 33 and the concave dowels 34 of the checker brick 30 are not closely fitted together without a gap, but in order to absorb a small lateral shift due to the thermal expansion of the checker brick 30, the convex dowels 33 and the concave dowels 34. For example, a margin allowance D (thermal expansion allowance) of 2.5 mm to 5 mm is provided. That is, the margin D is a horizontal allowance when the convex dowel 33 and the concave dowel 34 are fitted. The inner diameter of the concave dowel 34 is obtained by adding the margin D to the outer diameter of the convex dowel 33. Size. If the margin D is not provided, the convex dowels 33 or the concave dowels 34 may be damaged when there is a difference in thermal expansion between the upper and lower checker bricks 30. On the other hand, by providing a margin D between the convex dowel 33 and the concave dowel 34, the thermally expanded checker brick 30 can move in the horizontal direction by the margin D at the maximum. A horizontal shift (lateral shift) of the margin D (for example, a maximum of 5 mm) occurs between the checker bricks 30 adjacent to each other in the vertical direction.
[1.4.ガス流路の接合部の構造]
ここで、図8及び図9を参照して、本実施形態に係るチェッカー煉瓦30の横ずれについて詳述する。図8は、熱膨張等により上段のチェッカー煉瓦30Aが下段のチェッカー煉瓦30B、30Cに対して右方向に横ずれした状態を示す断面図である。図9は、図8の波線円で示した部分の拡大断面図である。
[1.4. Structure of gas channel joint]
Here, with reference to FIG.8 and FIG.9, the lateral displacement of the checker brick 30 which concerns on this embodiment is explained in full detail. FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state in which the upper checker brick 30A is laterally shifted to the right with respect to the lower checker bricks 30B and 30C due to thermal expansion or the like. FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of a portion indicated by a wavy circle in FIG.
図8に示すように、上段のチェッカー煉瓦30Aが熱膨張した場合には、上段のチェッカー煉瓦30Aが下段のチェッカー煉瓦30B、30Cに対して、上記凸ダボ33と凹ダボ34間の余裕代Dの範囲内で横ずれする。このため、上段のチェッカー煉瓦30Aのガス流路32Aと下段のチェッカー煉瓦30B、30Cのガス流路32B、32Cとの間にも、上記余裕代Dの範囲内で横ずれが生じる。 As shown in FIG. 8, when the upper checker brick 30A is thermally expanded, the upper checker brick 30A has a margin D between the convex dowel 33 and the concave dowel 34 with respect to the lower checker bricks 30B and 30C. The side shifts within the range of. For this reason, a lateral shift occurs within the margin D between the gas flow path 32A of the upper checker brick 30A and the gas flow paths 32B and 32C of the lower checker bricks 30B and 30C.
従来のチェッカー煉瓦では、図3に示したように、上下のチェッカー煉瓦20A、20Bに上記余裕代Dの範囲内の横ずれ(例えば最大5mm)が生じた場合には、図4(a)に示したように、上段のガス流路22Aの下端開口28Aと、下段のガス流路22Bの上端開口27Bとが横ずれして、上下のガス流路22A、22Bの接合部に段差15が生じていた。このため、熱風炉1の蓄熱工程にてガス流路22A、22B内に排ガスを下方向に流通させるときに、該段差15にダスト16が付着堆積して、上下のガス流路22A、22Bの接合部における流路の閉塞や流路断面積の縮小が発生するという問題があった。特に、ガス流路22の流路径φが小さいほど、上記段差15に対するダスト付着の弊害は大きくなる。 In the conventional checker brick, as shown in FIG. 3, when a lateral shift (for example, a maximum of 5 mm) within the range of the margin D occurs in the upper and lower checker bricks 20A and 20B, it is shown in FIG. As described above, the lower end opening 28A of the upper gas flow path 22A and the upper end opening 27B of the lower gas flow path 22B are laterally displaced, and a step 15 is generated at the joint between the upper and lower gas flow paths 22A and 22B. . For this reason, when the exhaust gas is circulated downward in the gas flow paths 22A and 22B in the heat storage process of the hot stove 1, dust 16 adheres to and accumulates on the step 15, and the upper and lower gas flow paths 22A and 22B There is a problem that the flow path is blocked or the cross-sectional area of the flow path is reduced at the joint. In particular, the smaller the channel diameter φ of the gas channel 22, the greater the harmful effect of dust adhesion on the step 15.
これに対し、本実施形態に係るチェッカー煉瓦30では、ガス流路32は上面35側が拡張されたテーパ孔であり、当該テーパ状のガス流路32の上端開口37は、下端開口38よりも上記余裕代D(例えば最大5mm)以上に拡張されている。例えば、テーパ状のガス流路32の下端開口38の流路径φ1が30mmである場合、その上端開口37の流路径φ2は35mm(=30mm+5mm)以上に拡径されている。このように、ガス流路32の上端開口37は下端開口38より少なくとも余裕代D以上大きい。従って、図7に示したように、上下のチェッカー煉瓦30が横ずれしていない場合には、下段のチェッカー煉瓦30Bのガス流路32Bの上端開口37Bは、少なくとも当該余裕代D以上の余裕をもって、上段のチェッカー煉瓦30Aのガス流路32Aの下端開口38Aを包含する。なお、ここで言う包含とは、下端開口38Aに接合された上端開口37Bが、当該下端開口38Aを内側に含むことを意味する。 On the other hand, in the checker brick 30 according to the present embodiment, the gas flow path 32 is a tapered hole whose upper surface 35 is expanded, and the upper end opening 37 of the tapered gas flow path 32 is more than the lower end opening 38. It is extended to a margin D (for example, a maximum of 5 mm) or more. For example, when the flow path diameter φ 1 of the lower end opening 38 of the tapered gas flow path 32 is 30 mm, the flow path diameter φ 2 of the upper end opening 37 is expanded to 35 mm (= 30 mm + 5 mm) or more. Thus, the upper end opening 37 of the gas flow path 32 is larger than the lower end opening 38 by at least the margin D. Therefore, as shown in FIG. 7, when the upper and lower checker bricks 30 are not laterally displaced, the upper end opening 37B of the gas flow path 32B of the lower checker brick 30B has at least a margin greater than the margin allowance D, The lower end opening 38A of the gas flow path 32A of the upper checker brick 30A is included. In addition, the inclusion mentioned here means that the upper end opening 37B joined to the lower end opening 38A includes the lower end opening 38A inside.
また、図8に示すように、上段のチェッカー煉瓦30Aと下段のチェッカー煉瓦30Bとの間に、上記余裕代Dの範囲内の横ずれ(例えば最大5mm)が生じた場合であっても、図9に示すように、下段のチェッカー煉瓦30Bのガス流路32Bの上端開口37B(流路径φ2)は、依然として、上段のチェッカー煉瓦30Aのガス流路32Aの下端開口38A(流路径φ1)を包含している。つまり、上段のガス流路32Aの下端開口38A(流路径φ1)は、下段のガス流路32Bの上端開口37B(流路径φ2)内に収まっている。このため、下段のチェッカー煉瓦30Bの上面35Bは、上段のガス流路32Aの下端開口38Aの内側に突出しておらず、上下のガス流路32の接合部には、図4(a)に示したような段差15が生じない。 Further, as shown in FIG. 8, even when a lateral shift (for example, a maximum of 5 mm) within the margin D is generated between the upper checker brick 30A and the lower checker brick 30B, FIG. As shown in FIG. 4, the upper end opening 37B (flow path diameter φ 2 ) of the gas flow path 32B of the lower checker brick 30B is still the lower end opening 38A (flow path diameter φ 1 ) of the gas flow path 32A of the upper checker brick 30A. Is included. That is, the lower end opening 38A (flow path diameter φ 1 ) of the upper gas flow path 32A is within the upper end opening 37B (flow path diameter φ 2 ) of the lower gas flow path 32B. For this reason, the upper surface 35B of the lower checker brick 30B does not protrude inside the lower end opening 38A of the upper gas flow path 32A, and the joint of the upper and lower gas flow paths 32 is shown in FIG. Such a step 15 does not occur.
従って、図9(a)に示すように、蓄熱工程にて、燃焼室4からの高温の排ガスが、チェッカー煉瓦30のガス流路32内を下方向に流通するときに、上下のガス流路32A、32Bの接合部に対してダストが付着することを防止できる。よって、熱膨張によるチェッカー煉瓦30の横ずれに起因したダスト付着の問題を解消でき、上下のガス流路32A、32Bの接合部における流路の閉塞や、流路断面積の縮小を防止できる。 Therefore, as shown in FIG. 9A, when the high-temperature exhaust gas from the combustion chamber 4 flows downward in the gas flow path 32 of the checker brick 30 in the heat storage process, the upper and lower gas flow paths It is possible to prevent dust from adhering to the joint portions of 32A and 32B. Therefore, the problem of dust adhesion due to the lateral displacement of the checker brick 30 due to thermal expansion can be solved, and blockage of the flow path at the joint of the upper and lower gas flow paths 32A and 32B and reduction of the flow path cross-sectional area can be prevented.
また、従来のチェッカー煉瓦では、図3に示したように、上下のチェッカー煉瓦20A、20Bが横ずれした場合、上段のガス流路22Aの下端開口28A(流路径φ1)と、下段のガス流路22Bの上端開口27B(流路径φ1)とが横ずれする。このため、図4(b)に示したように、上下のガス流路22A、22Bの接合部の流路幅がφ1からWに減少するため、該接合部の流路断面積が大幅に縮小していた。従って、熱風炉1の送風工程にてガス流路22A、22B内に空気を上方向に流通させるときに、流路断面積が狭いガス流路22A、22Bの接合部がボトルネックとなって、送風中の圧力損失が増大してしまうという問題もあった。特に、ガス流路22の流路径φが小さいほど、上記圧力損失の悪影響は大きくなる。 Further, in the conventional checker brick, as shown in FIG. 3, when the upper and lower checker bricks 20A and 20B are laterally displaced, the lower end opening 28A (flow path diameter φ 1 ) of the upper gas flow path 22A and the lower gas flow The upper end opening 27B (flow path diameter φ 1 ) of the path 22B is shifted laterally. Therefore, as shown in FIG. 4 (b), the upper and lower gas channel 22A, since the channel width of the joint 22B is decreased from phi 1 to W, it is much the flow path cross-sectional area of the joint portion It was shrinking. Therefore, when air is circulated upward in the gas passages 22A and 22B in the blowing process of the hot stove 1, the joint portion of the gas passages 22A and 22B having a narrow passage sectional area becomes a bottleneck, There was also a problem that the pressure loss during blowing increased. In particular, the smaller the channel diameter φ of the gas channel 22, the greater the adverse effect of the pressure loss.
これに対し、本実施形態に係るチェッカー煉瓦30によれば、上下のチェッカー煉瓦30A、30Bが横ずれした場合であっても、図9(b)に示すように、下段のガス流路32Bの上端開口37B(流路径φ2)は、上段のガス流路32Aの下端開口38A(流路径φ1)を包含している。従って、上下のガス流路32A、32Bの接合部において、流路幅が縮小せず、横ずれする前の流路幅(φ1)を維持できるので、該接合部の流路断面積も縮小せず、横ずれする前の流路断面積を確保できる。よって、送風工程にてガス流路32A、32B内に空気を上方向に流通させるときに、ガス流路32A、32Bの接合部における圧力損失を低減できる。 On the other hand, according to the checker brick 30 according to the present embodiment, even when the upper and lower checker bricks 30A and 30B are laterally displaced, as shown in FIG. 9B, the upper end of the lower gas flow path 32B. The opening 37B (flow path diameter φ 2 ) includes a lower end opening 38A (flow path diameter φ 1 ) of the upper gas flow path 32A. Accordingly, the flow path width is not reduced at the joint between the upper and lower gas flow paths 32A and 32B, and the flow path width (φ 1 ) before lateral displacement can be maintained. In addition, the cross-sectional area of the flow path before lateral displacement can be ensured. Therefore, when air is circulated upward in the gas flow paths 32A and 32B in the blowing process, the pressure loss at the joint of the gas flow paths 32A and 32B can be reduced.
<2.第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態に係るチェッカー煉瓦30について説明する。第2の実施形態に係るチェッカー煉瓦30は、上記第1の実施形態に係るチェッカー煉瓦30と比べて、ガス流路の形状が相違し、その他の機能構成は第1の実施形態の場合と実質的に同一であるので、その詳細説明は省略する。
<2. Second Embodiment>
Next, a checker brick 30 according to a second embodiment of the present invention will be described. The checker brick 30 according to the second embodiment is different from the checker brick 30 according to the first embodiment in the shape of the gas flow path, and the other functional configurations are substantially the same as those in the first embodiment. The detailed description is omitted.
まず、図10を参照して、第2の実施形態に係るチェッカー煉瓦30の構成について説明する。図10は、第2の実施形態に係るチェッカー煉瓦30を示す断面図である。 First, with reference to FIG. 10, the structure of the checker brick 30 which concerns on 2nd Embodiment is demonstrated. FIG. 10 is a cross-sectional view showing a checker brick 30 according to the second embodiment.
上記第1の実施形態に係るチェッカー煉瓦30では、図6に示したように、ガス流路32を、下面36側から上面35側にかけて拡張するテーパ孔で構成することで、ガス流路32の上端開口37を下端開口38よりも拡張していた。 In the checker brick 30 according to the first embodiment, as shown in FIG. 6, the gas flow path 32 is configured by a tapered hole that extends from the lower surface 36 side to the upper surface 35 side, thereby The upper end opening 37 was expanded more than the lower end opening 38.
これに対し、第2の実施形態に係るチェッカー煉瓦30では、図10に示すように、ガス流路42を、上下方向に一定の断面積(一定の流路径φ1)を有する円柱状の貫通孔で構成し、該ガス流路42の上端を部分的に拡開して、上端拡開部43、44を形成する。これにより、ガス流路42の上端開口47(流路径φ3)が下端開口48(流路径φ1)よりも拡張される。 On the other hand, in the checker brick 30 according to the second embodiment, as shown in FIG. 10, the gas flow path 42 is formed in a cylindrical shape having a constant cross-sectional area (a constant flow path diameter φ 1 ) in the vertical direction. The upper end of the gas flow path 42 is partially expanded to form upper end expanded portions 43 and 44. Thereby, the upper end opening 47 (flow path diameter φ 3 ) of the gas flow path 42 is expanded more than the lower end opening 48 (flow path diameter φ 1 ).
かかるチェッカー煉瓦30を製造する場合、例えば、まず、円柱状のガス流路42に対応する中子を具備した金型を用いて、複数のガス流路42が形成されたチェッカー煉瓦30を成型した後に、該ガス流路42の上端開口47の外縁コーナー部を周方向に面取り加工して、上端拡開部43、44を形成すればよい。例えば、図10(a)に示すチェッカー煉瓦30では、ガス流路42の上端開口47の外縁コーナー部をテーパ状に面取り加工して、上面35側に向けて拡張するテーパ状の上端拡開部43が形成されている。また、図10(b)に示すチェッカー煉瓦30では、ガス流路42の上端開口47の外縁コーナー部を断面R状に面取り加工して、上面35側に向けて拡張する断面R状の上端拡開部44が形成されている。 When manufacturing the checker brick 30, for example, first, the checker brick 30 in which the plurality of gas flow paths 42 are formed is molded using a mold having a core corresponding to the cylindrical gas flow path 42. Later, the upper edge opening portions 43 and 44 may be formed by chamfering the outer edge corner portion of the upper end opening 47 of the gas flow path 42 in the circumferential direction. For example, in the checker brick 30 shown in FIG. 10 (a), a tapered upper end widening portion that chamfers the outer edge corner portion of the upper end opening 47 of the gas flow path 42 into a taper shape and expands toward the upper surface 35 side. 43 is formed. Further, in the checker brick 30 shown in FIG. 10 (b), the outer edge corner portion of the upper end opening 47 of the gas flow path 42 is chamfered into a cross section R shape, and is expanded toward the upper surface 35 side. An opening 44 is formed.
このように、上下方向に一定の流路径φ1を有するガス流路42の上端のみを部分的に拡開して、上端拡開部43、44を形成することで、ガス流路42のうち上端開口47のみを部分的に拡張することができる。上端開口47における上端拡開部43、44の拡張幅は、上述した凸ダボ33と凹ダボ34間の余裕代D以上である。つまり、上端拡開部43、44が形成されたガス流路42の上端開口47の流路径φ3は、ガス流路42の下端開口の流路径φ1より当該余裕代D以上大きい(φ3>φ1+D)。 Thus, only the upper end of the gas flow path 42 having a constant flow path diameter φ 1 in the vertical direction is partially expanded to form the upper end expanded portions 43 and 44, so that Only the upper end opening 47 can be partially expanded. The expansion width of the upper end expanding portions 43 and 44 in the upper end opening 47 is equal to or greater than the margin D between the convex dowel 33 and the concave dowel 34 described above. In other words, the flow path diameter φ 3 of the upper end opening 47 of the gas flow path 42 in which the upper end widened portions 43 and 44 are formed is larger than the flow allowance D by a larger margin D than the flow path diameter φ 1 of the lower end opening of the gas flow path 42 (φ 3 > Φ 1 + D).
ここで、図11を参照して、本実施形態に係るチェッカー煉瓦30の横ずれについて詳述する。図11は、本実施形態に係る上下のガス流路42、42の接合部を示す部分拡大断面図である。 Here, with reference to FIG. 11, the lateral displacement of the checker brick 30 according to the present embodiment will be described in detail. FIG. 11 is a partial enlarged cross-sectional view showing the joint between the upper and lower gas flow paths 42, 42 according to the present embodiment.
上記のように本実施形態では、ガス流路42の上端に上端拡開部43、44を形成することで、上端開口47を下端開口48よりも拡張する。これにより、図11(a)、(b)に示すように、熱膨張等により上下のチェッカー煉瓦30A、30Bが上記余裕代Dの範囲内で横ずれした場合であっても、下段のチェッカー煉瓦30Bのガス流路42の上端に当該余裕代D分の上端拡開部43B、44Bが形成されているので、上段のチェッカー煉瓦30Aのガス流路42Aの下端開口48A(流路径φ1)が、下段のチェッカー煉瓦30Bのガス流路42Bの上端開口47B(流路径φ3)内に収まるようになる。従って、チェッカー煉瓦30が横ずれした場合でも、上下のガス流路42A、42Bの接合部における段差15(図4(a)参照。)の発生を防止できるので、蓄熱工程において、該接合部に対してダストが付着堆積することを好適に防止できる。 As described above, in the present embodiment, the upper end opening 47 is expanded more than the lower end opening 48 by forming the upper end expanding portions 43 and 44 at the upper end of the gas flow path 42. Thus, as shown in FIGS. 11A and 11B, even if the upper and lower checker bricks 30A and 30B are laterally displaced within the margin D due to thermal expansion or the like, the lower checker brick 30B Since the upper end widened portions 43B and 44B corresponding to the margin D are formed at the upper end of the gas flow path 42, the lower end opening 48A (flow path diameter φ 1 ) of the gas flow path 42A of the upper checker brick 30A is The lower checker brick 30B is accommodated in the upper end opening 47B (flow path diameter φ 3 ) of the gas flow path 42B. Therefore, even when the checker brick 30 is laterally displaced, the generation of the step 15 (see FIG. 4A) at the joint between the upper and lower gas flow paths 42A and 42B can be prevented. Thus, it is possible to suitably prevent dust from adhering and accumulating.
<3.第3の実施形態>
次に、本発明の第3の実施形態に係るチェッカー煉瓦30について説明する。第3の実施形態に係るチェッカー煉瓦30は、上記第1の実施形態に係るチェッカー煉瓦30と比べて、ガス流路の下端に下端拡開部を設ける点で相違し、その他の機能構成は第1の実施形態の場合と実質的に同一であるので、その詳細説明は省略する。
<3. Third Embodiment>
Next, a checker brick 30 according to a third embodiment of the present invention will be described. The checker brick 30 according to the third embodiment is different from the checker brick 30 according to the first embodiment in that a lower end widening portion is provided at the lower end of the gas flow path, and other functional configurations are the same. Since this embodiment is substantially the same as that of the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
上述した従来のチェッカー煉瓦20では、図3に示したように、上下のチェッカー煉瓦20A、20Bが横ずれした場合、図4(b)に示したように、上下のガス流路22A、22Bの接合部の流路幅がφ1からWに減少するため、該接合部の流路断面積が大幅に縮小していた。従って、熱風炉1の送風工程にてガス流路22A、22B内に空気を上方向に流通させるときに、流路断面積が狭いガス流路22A、22Bの接合部がボトルネックとなって、送風中の圧力損失が増大してしまうという問題があった。 In the conventional checker brick 20 described above, when the upper and lower checker bricks 20A and 20B are laterally displaced as shown in FIG. 3, as shown in FIG. 4B, the upper and lower gas flow paths 22A and 22B are joined. since the channel width of the part decreases from phi 1 to W, the flow path cross-sectional area of the joint portion was significantly reduced. Therefore, when air is circulated upward in the gas passages 22A and 22B in the blowing process of the hot stove 1, the joint portion of the gas passages 22A and 22B having a narrow passage sectional area becomes a bottleneck, There was a problem that the pressure loss during blowing increased.
これに対し、第1の実施形態では、テーパ状のガス流路32を採用して、該ガス流路32の上端開口37(流路径φ2)と下端開口38(流路径φ1)と、凸ダボ33と凹ダボ34間の余裕代Dとの寸法関係を、φ2>φ1+Dとすることで、上下のガス流路32、32の接合部における段差15の発生を防止していた。これにより、蓄熱工程における該接合部に対するダスト付着を防止するとともに(図9(a)参照。)、送風工程における該接合部の流路断面積の縮小を防止していた(図9(b)参照。)。 On the other hand, in the first embodiment, a tapered gas flow path 32 is adopted, and an upper end opening 37 (flow path diameter φ 2 ) and a lower end opening 38 (flow path diameter φ 1 ) of the gas flow path 32 are provided. By setting the dimensional relationship between the margin D between the convex dowel 33 and the concave dowel 34 to be φ 2 > φ 1 + D, the generation of the step 15 at the joint portion of the upper and lower gas flow paths 32 and 32 was prevented. . This prevented dust from adhering to the joint in the heat storage process (see FIG. 9A) and also prevented reduction in the cross-sectional area of the joint in the air blowing process (FIG. 9B). reference.).
しかしながら、ガス流路32の流路径φが大きいほど、送風工程におけるガス流路32での圧力損失の問題は解消されるが、煉瓦本体31の体積が減少するため、チェッカー煉瓦30の蓄熱効率が低下するという問題がある。従って、ガス流路32での圧力損失を増大させないようにしつつ、チェッカー煉瓦30の蓄熱効率を高めるために、ガス流路32の流路径φを全体的にある程度小さくすることが要求される。ところが、上記第1の実施形態に係るチェッカー煉瓦30構成では、テーパ状のガス流路32の下端開口38の流路径φ1を小さくした場合には、該小さい流路径φ1の下端開口38の流路断面積の縮小による圧力損失の問題が無視できない程度になる。このように、ガス流路32の流路径φによって、チェッカー煉瓦30の蓄熱効率と送風工程での圧力損失とがトレードオフの関係になるという問題がある。 However, the larger the channel diameter φ of the gas channel 32 is, the more the problem of pressure loss in the gas channel 32 in the blowing process is solved. However, since the volume of the brick body 31 is reduced, the heat storage efficiency of the checker brick 30 is increased. There is a problem of lowering. Therefore, in order to increase the heat storage efficiency of the checker brick 30 without increasing the pressure loss in the gas flow path 32, it is required to reduce the flow path diameter φ of the gas flow path 32 to some extent as a whole. However, in the configuration of the checker brick 30 according to the first embodiment, when the flow path diameter φ 1 of the lower end opening 38 of the tapered gas flow path 32 is reduced, the lower end opening 38 of the small flow path diameter φ 1 is reduced. The pressure loss problem due to the reduction of the cross-sectional area of the flow path is not negligible. As described above, there is a problem that the heat storage efficiency of the checker brick 30 and the pressure loss in the blowing process are in a trade-off relationship depending on the flow path diameter φ of the gas flow path 32.
そこで、かかる蓄熱効率と圧力損失のトレードオフの問題を解決すべく、第3の実施形態では、図12〜図19に示すように、テーパ状のガス流路32の下端のみを部分的に拡開して、下端拡開部53、54を形成することを特徴とする。かかる下端拡開部53、54を設けることにより、チェッカー煉瓦30の下面36におけるガス流路32の下端開口38を部分的に拡張することができる。従って、ガス流路32の流路径φを小さくした場合であっても、ガス流路32の下端開口38の流路断面積をある程度確保できるので、送風工程における当該下端開口38での圧力損失を抑制しつつ、ガス流路32の流路径φを小さくして、チェッカー煉瓦30の蓄熱効率を向上できるようになる。以下に第3の実施形態に係るチェッカー煉瓦30について詳述する。 Therefore, in order to solve the trade-off problem between the heat storage efficiency and the pressure loss, in the third embodiment, as shown in FIGS. 12 to 19, only the lower end of the tapered gas flow path 32 is partially expanded. The lower end widened portions 53 and 54 are formed by opening. By providing the lower end widened portions 53 and 54, the lower end opening 38 of the gas flow path 32 on the lower surface 36 of the checker brick 30 can be partially expanded. Therefore, even when the diameter φ of the gas flow path 32 is reduced, the flow path cross-sectional area of the lower end opening 38 of the gas flow path 32 can be secured to some extent, so that the pressure loss at the lower end opening 38 in the blowing process is reduced. The heat storage efficiency of the checker brick 30 can be improved by reducing the flow path diameter φ of the gas flow path 32 while suppressing it. The checker brick 30 according to the third embodiment will be described in detail below.
まず、図12、図16を参照して、第3の実施形態に係るチェッカー煉瓦30の構成について説明する。図12は、第3の実施形態に係るチェッカー煉瓦30を示す上面図(a)及びE−E線断面図(b)であり、図16は、第3の実施形態の変更例に係るチェッカー煉瓦30を示すE−E線断面図である。 First, the configuration of the checker brick 30 according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 12A is a top view showing a checker brick 30 according to the third embodiment, and FIG. 16B is a cross-sectional view taken along line EE, and FIG. 16B is a checker brick according to a modification of the third embodiment. FIG.
図12、図16に示すように、第3の実施形態に係るチェッカー煉瓦30は、第1の実施形態に係るチェッカー煉瓦30(図6参照。)と同様に、煉瓦本体31にテーパ状のガス流路32が複数形成されており、該ガス流路32の下端を拡開した下端拡開部53、54が形成されている点を除いては、第1の実施形態に係るチェッカー煉瓦30と同様の構成である。 As shown in FIGS. 12 and 16, the checker brick 30 according to the third embodiment has a tapered gas applied to the brick body 31 in the same manner as the checker brick 30 (see FIG. 6) according to the first embodiment. The checker brick 30 according to the first embodiment is the same as the checker brick 30 according to the first embodiment except that a plurality of flow paths 32 are formed and lower end widened portions 53 and 54 are formed by expanding the lower ends of the gas flow paths 32. It is the same composition.
図12に示すチェッカー煉瓦30では、テーパ状のガス流路32の下端のみを部分的に拡開することにより、該ガス流路32の下端開口38に、下面36に向けて拡張するテーパ状の下端拡開部53が形成されている。一方、図16に示すチェッカー煉瓦30では、テーパ状のガス流路32の下端のみを部分的に拡開することにより、該ガス流路32の下端開口38に、下面36に向けて拡張する断面R状の下端拡開部53が形成されている。かかる下端拡開部53、54により拡張された下端開口38の流路径φ4は、上端開口37の流路径φ2よりも小さい。例えば、下端開口38の流路径φ4と上端開口37の流路径φ2との差は、上述した凸ダボ33と凹ダボ34間の余裕代D以上である(φ2>φ4+D)。このように、流路径φ4、φ2を調整することによって、上下のチェッカー煉瓦30が横ずれした場合に、上下のガス流路32、32の接合部における段差15の発生を防止できる(図15(a)、図19(a)参照。)。 In the checker brick 30 shown in FIG. 12, only the lower end of the tapered gas flow path 32 is partially expanded so that the lower end opening 38 of the gas flow path 32 expands toward the lower surface 36. A lower end widened portion 53 is formed. On the other hand, in the checker brick 30 shown in FIG. 16, only the lower end of the tapered gas flow path 32 is partially expanded to expand the lower end opening 38 of the gas flow path 32 toward the lower surface 36. An R-shaped lower end widened portion 53 is formed. The flow path diameter φ 4 of the lower end opening 38 expanded by the lower end widened portions 53 and 54 is smaller than the flow path diameter φ 2 of the upper end opening 37. For example, the difference between the channel diameter phi 2 of the channel diameter phi 4 and upper end opening 37 of the lower end opening 38 is margin D or between convex dowel 33 and a concave dowel 34 described above (φ 2> φ 4 + D ). As described above, by adjusting the flow path diameters φ 4 and φ 2 , it is possible to prevent the occurrence of the step 15 at the joint between the upper and lower gas flow paths 32 and 32 when the upper and lower checker bricks 30 are laterally displaced (FIG. 15). (See (a) and FIG. 19 (a).)
上記下端拡開部53、54を具備するチェッカー煉瓦30を製造する場合、例えば、まず、テーパ状のガス流路32に対応する中子を具備した金型を用いて、複数のテーパ状のガス流路32が形成されたチェッカー煉瓦30を成型する。その後、該ガス流路32の下端開口38の外縁コーナー部を周方向に面取り加工して、下端拡開部53、54を形成する。例えば、図12に示すチェッカー煉瓦30では、ガス流路32の下端開口38の外縁コーナー部をテーパ状に面取り加工して、下面36側に向けて拡張するテーパ状の下端拡開部53を形成する。また、図16に示すチェッカー煉瓦30では、ガス流路32の下端開口38の外縁コーナー部を断面R状に面取り加工して、下面36側に向けて拡張する断面R状の下端拡開部54を形成する。 When manufacturing the checker brick 30 having the lower end widened portions 53 and 54, for example, first, a plurality of tapered gas is used by using a mold having a core corresponding to the tapered gas flow path 32. The checker brick 30 in which the flow path 32 is formed is molded. Thereafter, the outer edge corner portion of the lower end opening 38 of the gas flow path 32 is chamfered in the circumferential direction to form lower end widened portions 53 and 54. For example, in the checker brick 30 shown in FIG. 12, the outer edge corner portion of the lower end opening 38 of the gas flow path 32 is chamfered into a taper shape to form a tapered lower end widened portion 53 that expands toward the lower surface 36 side. To do. Further, in the checker brick 30 shown in FIG. 16, the outer edge corner portion of the lower end opening 38 of the gas flow path 32 is chamfered into a cross-section R shape, and is expanded toward the lower surface 36 side. Form.
次に、図13、図17を参照して、上記構成の複数のチェッカー煉瓦30を蓄熱室3内に積み重ねる構造について説明する。図13は、第3の実施形態に係るチェッカー煉瓦30をラップ積みした構造を示す上面図(a)及びF−F線断面図(b)であり、図17は、第3の実施形態の変更例に係るチェッカー煉瓦30をラップ積みした構造を示すF−F線断面図である。 Next, a structure in which a plurality of checker bricks 30 having the above configuration are stacked in the heat storage chamber 3 will be described with reference to FIGS. FIG. 13: is the top view (a) and FF sectional view (b) which show the structure which piled up the checker brick 30 which concerns on 3rd Embodiment, FIG. 17 is a change of 3rd Embodiment. It is the FF sectional view taken on the line which shows the structure which piled up the checker brick 30 which concerns on an example.
図13及び図17に示すように、第3の実施形態も第1の実施形態と同様、上下に相隣接するチェッカー煉瓦30、30のガス流路32、32が相互に連通し、かつ、上下に相隣接するチェッカー煉瓦30、30の凸ダボ33と凹ダボ34が相互に嵌合するように、複数のチェッカー煉瓦30がラップ積みされる。このとき、上段のチェッカー煉瓦30Aのガス流路32Aの下端開口38Aは、下段のチェッカー煉瓦30B、30Cのガス流路32B、32Cの上端開口37B、37Cと接合される。そして、上段のガス流路32Aの下端開口38Aは、下端拡開部53、54により拡張され、その流路径がφ1からφ4に拡径されているが、φ1<φ4<φ2であるので、当該上段のガス流路32Aの下端開口38A(流路径φ4)は、下段のガス流路32B、32Cの上端開口37B、37C(流路径φ2)の内側に収まっている。 As shown in FIGS. 13 and 17, the third embodiment is similar to the first embodiment in that the gas flow paths 32, 32 of the checker bricks 30, 30 adjacent to each other in the vertical direction communicate with each other, and A plurality of checker bricks 30 are lapped so that the convex dowels 33 and the concave dowels 34 of the checker bricks 30 and 30 adjacent to each other are fitted to each other. At this time, the lower end opening 38A of the gas flow path 32A of the upper checker brick 30A is joined to the upper end openings 37B and 37C of the gas flow paths 32B and 32C of the lower checker bricks 30B and 30C. Then, the lower end opening 38A of the upper gas passage 32A is extended by the lower expansion portion 53, but the flow path diameter is enlarged to phi 4 from φ 1, φ 1 <φ 4 <φ 2 since it is, the lower end opening 38A (Nagarero径phi 4) of the upper gas passage 32A is lower gas passage 32B, 32C of the upper opening 37B, is within the inside of the 37C (Nagarero径phi 2).
次に、図14、図15及び図18、図19を参照して、本実施形態に係るチェッカー煉瓦30の横ずれについて詳述する。図14、図18は、熱膨張等により上段のチェッカー煉瓦30Aが下段のチェッカー煉瓦30B、30に対して右方向に横ずれした状態を示す断面図である。図15、図19は、図14、図18の波線円で示した部分の拡大断面図である。 Next, the lateral displacement of the checker brick 30 according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 14 and 18 are cross-sectional views showing a state in which the upper checker brick 30A is laterally shifted to the right with respect to the lower checker bricks 30B and 30 due to thermal expansion or the like. FIGS. 15 and 19 are enlarged cross-sectional views of the portion indicated by the wavy circle in FIGS. 14 and 18.
図14、図18に示すように、上段のチェッカー煉瓦30Aが熱膨張した場合には、上段のチェッカー煉瓦30Aが下段のチェッカー煉瓦30B、30Cに対して、上記凸ダボ33と凹ダボ34間の余裕代Dの範囲内で横ずれする。このため、上段のチェッカー煉瓦30Aのガス流路32Aと下段のチェッカー煉瓦30B、30Cのガス流路32B、32Cとの間にも、上記余裕代Dの範囲内で横ずれ(例えば最大5mm)が生じる。 As shown in FIGS. 14 and 18, when the upper checker brick 30A is thermally expanded, the upper checker brick 30A is located between the convex dowel 33 and the concave dowel 34 with respect to the lower checker bricks 30B and 30C. The side shifts within the margin D. For this reason, a lateral shift (for example, a maximum of 5 mm) occurs within the margin D between the gas flow path 32A of the upper checker brick 30A and the gas flow paths 32B and 32C of the lower checker bricks 30B and 30C. .
かかる横ずれが生じた場合であっても、図15及び図19に示すように、下段のチェッカー煉瓦30Bのガス流路32Bの上端開口37B(流路径φ2)は、依然として、上段のチェッカー煉瓦30Aのガス流路32Aの下端開口38A(流路径φ4)を包含している。つまり、上段のガス流路32Aの下端開口38A(流路径φ4)は、下段のガス流路32Bの上端開口37B(流路径φ2)内に収まっている。このため、下段のチェッカー煉瓦30Bの上面35Bは、上段のガス流路32Aの下端開口38Aの内側に突出しておらず、上下のガス流路32の接合部には、段差15(図4(a)参照。)が生じない。 Even when such a lateral shift occurs, as shown in FIGS. 15 and 19, the upper end opening 37B (flow path diameter φ 2 ) of the gas flow path 32B of the lower checker brick 30B still remains in the upper checker brick 30A. The lower end opening 38A (flow path diameter φ 4 ) of the gas flow path 32A is included. That is, the lower end opening 38A (flow path diameter φ 4 ) of the upper gas flow path 32A is within the upper end opening 37B (flow path diameter φ 2 ) of the lower gas flow path 32B. Therefore, the upper surface 35B of the lower checker brick 30B does not protrude inside the lower end opening 38A of the upper gas flow path 32A, and the step 15 (FIG. 4 (a ))) Does not occur.
従って、図15(a)及び図19(a)に示すように、蓄熱工程にて、燃焼室4からの高温の排ガスが、チェッカー煉瓦30のガス流路32内を下方向に流通するときに、上下のガス流路32A、32Bの接合部に対してダストが付着することを防止できる。よって、熱膨張によるチェッカー煉瓦30の横ずれに起因したダスト付着の問題を解消でき、該接合部における流路の閉塞や、流路断面積の縮小を防止できる。 Therefore, as shown in FIGS. 15A and 19A, when the high-temperature exhaust gas from the combustion chamber 4 flows downward in the gas flow path 32 of the checker brick 30 in the heat storage process. Further, it is possible to prevent dust from adhering to the joint portion between the upper and lower gas flow paths 32A and 32B. Therefore, the problem of dust adhesion due to the lateral displacement of the checker brick 30 due to thermal expansion can be solved, and the blockage of the flow path at the joint and the reduction of the cross-sectional area of the flow path can be prevented.
さらに、図15(b)及び図19(b)に示すように、下端拡開部53A、54Aにより上段のガス流路32Aの下端開口38Aが部分的に拡張されており、当該下端開口38Aの流路断面積が拡大されている。従って、上下のガス流路32A、32Bの接合部において、流路幅が縮小せず、横ずれする前の流路幅(φ4)を維持できるので、該接合部の流路断面積も縮小せず、横ずれする前の流路断面積を確保できる。よって、送風工程にて、空気がガス流路32A、32B内を上方向に流通するときに、ガス流路32A、32Bの接合部における圧力損失を抑制できる。 Further, as shown in FIGS. 15B and 19B, the lower end opening 38A of the upper gas flow path 32A is partially expanded by the lower end widened portions 53A and 54A, and the lower end opening 38A The channel cross-sectional area is enlarged. Accordingly, the flow path width is not reduced at the joint between the upper and lower gas flow paths 32A and 32B, and the flow path width (φ 4 ) before lateral displacement can be maintained, so that the flow path cross-sectional area of the joint is also reduced. In addition, the cross-sectional area of the flow path before lateral displacement can be ensured. Therefore, when air flows upward in the gas flow paths 32A and 32B in the blowing process, it is possible to suppress pressure loss at the joint portion of the gas flow paths 32A and 32B.
以上説明したように、第3の実施形態に係るチェッカー煉瓦30では、テーパ状のガス流路32の下端に下端拡開部53、54を設けて下端開口38を拡張している。これにより、チェッカー煉瓦30が横ずれした場合であっても、当該拡張された下端開口38(流路径φ4)を下段のガス流路32の上端開口37(流路径φ2)内に収めつつ、下端開口38の流路断面積をある程度の大きさに確保できる。従って、チェッカー煉瓦30の蓄熱効率を高めるために、ガス流路32の流路径φをある程度小さくした場合であっても、ガス流路32の下端開口38における流路断面積の縮小の問題を解消できるので、送風工程における当該下端開口38での圧力損失を抑制できる。 As described above, in the checker brick 30 according to the third embodiment, the lower end opening 38 is expanded by providing the lower end expanding portions 53 and 54 at the lower end of the tapered gas flow path 32. Thus, even when the checker brick 30 is laterally displaced, the expanded lower end opening 38 (flow path diameter φ 4 ) is accommodated in the upper end opening 37 (flow path diameter φ 2 ) of the lower gas flow path 32, The flow path cross-sectional area of the lower end opening 38 can be secured to a certain size. Accordingly, the problem of reduction in the cross-sectional area of the flow path at the lower end opening 38 of the gas flow path 32 is solved even when the diameter φ of the gas flow path 32 is reduced to some extent in order to increase the heat storage efficiency of the checker brick 30. Since it can do, the pressure loss in the said lower end opening 38 in a ventilation process can be suppressed.
<4.第4の実施形態>
次に、本発明の第4の実施形態に係るチェッカー煉瓦30について説明する。第4の実施形態に係るチェッカー煉瓦30は、上記第2の実施形態に係るチェッカー煉瓦30と比べて、ガス流路の下端に下端拡開部を設ける点で相違し、その他の機能構成は第2の実施形態の場合と実質的に同一であるので、その詳細説明は省略する。
<4. Fourth Embodiment>
Next, a checker brick 30 according to a fourth embodiment of the present invention will be described. The checker brick 30 according to the fourth embodiment is different from the checker brick 30 according to the second embodiment in that a lower end widening portion is provided at the lower end of the gas flow path, and other functional configurations are the same. Since the second embodiment is substantially the same as the second embodiment, detailed description thereof is omitted.
以下に、図20を参照して、第4の実施形態に係るチェッカー煉瓦30の構成について説明する。図20は、第4の実施形態に係るチェッカー煉瓦30を示す断面図である。 Below, with reference to FIG. 20, the structure of the checker brick 30 which concerns on 4th Embodiment is demonstrated. FIG. 20 is a cross-sectional view showing a checker brick 30 according to the fourth embodiment.
上記第2の実施形態に係るチェッカー煉瓦30では、ガス流路42を、上下方向に一定の断面積(一定の流路径φ1)を有する円柱状の貫通孔で構成しており、該ガス流路42の下端に下端拡開部を設けていなかった。かかる第2の実施形態の構成では、上記第3の実施形態の項で説明したように、ガス流路42の流路径φ1を小さくした場合に、該小さい流路径φ1の下端開口48の流路断面積の縮小による圧力損失の問題が無視できない程度になり、チェッカー煉瓦30の蓄熱効率と送風工程での圧力損失とがトレードオフの関係になるという問題があった。 In the checker brick 30 according to the second embodiment, the gas flow path 42 is constituted by a cylindrical through-hole having a constant cross-sectional area (a constant flow path diameter φ 1 ) in the vertical direction. The lower end widening portion was not provided at the lower end of the path 42. Such a second embodiment of the structure, as described in the section of the third embodiment, when the small passage diameter phi 1 of the gas passage 42, the lower end opening 48 of the small again flow path diameter phi 1 There is a problem that the problem of pressure loss due to the reduction in the cross-sectional area of the flow path is not negligible, and the heat storage efficiency of the checker brick 30 and the pressure loss in the blowing process are in a trade-off relationship.
そこで、かかる蓄熱効率と圧力損失のトレードオフの問題を解決すべく、第4の実施形態では、図20に示すように、ガス流路42の下端のみを部分的に拡開して、下端拡開部54、53を形成することを特徴とする。かかる下端拡開部54、53を設けることにより、チェッカー煉瓦30の下面36におけるガス流路42の下端開口48を部分的に拡張することができる。従って、ガス流路42の流路径φ1を小さくした場合であっても、ガス流路42の下端開口48の流路断面積をある程度確保できるので、送風工程における当該下端開口48での圧力損失を抑制しつつ、ガス流路42の流路径φ1を小さくして、チェッカー煉瓦30の蓄熱効率を向上できるようになる。以下に第4の実施形態に係るチェッカー煉瓦30について詳述する。 Therefore, in order to solve the trade-off problem between the heat storage efficiency and the pressure loss, in the fourth embodiment, as shown in FIG. 20, only the lower end of the gas passage 42 is partially expanded to expand the lower end. Open portions 54 and 53 are formed. By providing the lower end widened portions 54 and 53, the lower end opening 48 of the gas flow path 42 on the lower surface 36 of the checker brick 30 can be partially expanded. Therefore, even when the small passage diameter phi 1 of the gas passage 42, and the passage sectional area of the lower opening 48 of the gas channel 42 to some extent can be secured, pressure loss in the lower end opening 48 of the blower step while suppressing, to reduce the passage diameter phi 1 of the gas channel 42, it becomes possible to improve the heat storage efficiency of the checker brick 30. The checker brick 30 according to the fourth embodiment will be described in detail below.
図20に示すように、第4の実施形態に係るチェッカー煉瓦30では、ガス流路42を、上下方向に一定の断面積(一定の流路径φ1)を有する円柱状の貫通孔で構成し、該ガス流路42の上端を部分的に拡開して、上端拡開部43、44を形成するとともに、該ガス流路42の下端を部分的に拡開して、下端拡開部53、54を形成する。これにより、ガス流路42の上端開口47(流路径φ3)よりも小さい範囲内で、該ガス流路42の下端開口48(流路径φ4)が拡張される。 As shown in FIG. 20, in the checker brick 30 according to the fourth embodiment, the gas flow path 42 is constituted by a cylindrical through-hole having a constant cross-sectional area (a constant flow path diameter φ 1 ) in the vertical direction. The upper end of the gas channel 42 is partially expanded to form upper end expanded portions 43 and 44, and the lower end of the gas channel 42 is partially expanded to expand the lower end expanded portion 53. , 54 are formed. Thereby, the lower end opening 48 (flow path diameter φ 4 ) of the gas flow path 42 is expanded within a range smaller than the upper end opening 47 (flow path diameter φ 3 ) of the gas flow path 42.
かかるチェッカー煉瓦30を製造する場合、例えば、まず、円柱状のガス流路42に対応する中子を具備した金型を用いて、複数のガス流路42が形成されたチェッカー煉瓦30を成型する。その後、該ガス流路42の上端開口47の外縁コーナー部を周方向に面取り加工して、上端拡開部43、44を形成し、さらに、該ガス流路42の下端開口48の外縁コーナー部を周方向に面取り加工して、下端拡開部54、53を形成する。例えば、図20(a)に示すチェッカー煉瓦30では、ガス流路42の上端開口47及び下端開口48の外縁コーナー部をテーパ状に面取り加工して、上面35側に向けて拡張するテーパ状の上端拡開部43と、下面36側に向けて拡張するテーパ状の下端拡開部54を形成する。また、図20(b)に示すチェッカー煉瓦30では、ガス流路42の上端開口47及び下端開口48の外縁コーナー部を断面R状に面取り加工して、上面35側に向けて拡張する断面R状の上端拡開部44と、下面36側に向けて拡張する断面R状の下端拡開部53を形成する。 When manufacturing the checker brick 30, for example, first, the checker brick 30 in which the plurality of gas flow paths 42 are formed is molded using a mold having a core corresponding to the cylindrical gas flow path 42. . Thereafter, the outer edge corner portion of the upper end opening 47 of the gas flow path 42 is chamfered in the circumferential direction to form upper end widened portions 43 and 44, and the outer edge corner portion of the lower end opening 48 of the gas flow path 42. Are chamfered in the circumferential direction to form lower end widened portions 54 and 53. For example, in the checker brick 30 shown in FIG. 20A, the outer edge corners of the upper end opening 47 and the lower end opening 48 of the gas flow path 42 are chamfered into a taper shape and expanded toward the upper surface 35 side. An upper end widened portion 43 and a tapered lower end widened portion 54 that expands toward the lower surface 36 are formed. Further, in the checker brick 30 shown in FIG. 20 (b), a cross section R in which the outer edge corner portions of the upper end opening 47 and the lower end opening 48 of the gas flow path 42 are chamfered into a cross section R shape and expanded toward the upper surface 35 side. Upper end widening portion 44 and lower end widening portion 53 having a R-shaped cross section extending toward the lower surface 36 are formed.
このように、上下方向に一定の流路径φ1を有するガス流路42の上端及び下端を部分的に拡開して、上端拡開部43、44、下端拡開部54、53を形成することで、ガス流路42のうち上端開口47を部分的に拡張するとともに、下端開口48も部分的に拡張することができる。かかる下端拡開部54、53により拡張された下端開口48の流路径φ4は、上端開口47の流路径φ3よりも小さい。例えば、下端開口48の流路径φ4と上端開口47の流路径φ3との差は、上述した凸ダボ33と凹ダボ34間の余裕代D以上である(φ3>φ4+D、φ4>φ1)。このように、流路径φ4、φ3を調整することによって、上下のチェッカー煉瓦30が横ずれした場合に、上下のガス流路42、42の接合部における段差15の発生を防止できる(図21参照。)。 Thus, the upper end and the lower end of the gas flow path 42 having a constant flow path diameter φ 1 in the vertical direction are partially expanded to form the upper end expanded portions 43 and 44 and the lower end expanded portions 54 and 53. Thus, the upper end opening 47 of the gas flow path 42 can be partially expanded, and the lower end opening 48 can also be partially expanded. The flow path diameter φ 4 of the lower end opening 48 expanded by the lower end widened portions 54 and 53 is smaller than the flow path diameter φ 3 of the upper end opening 47. For example, the difference between the channel diameter phi 3 of channel diameter phi 4 and upper end opening 47 of the lower end opening 48 is margin D or between convex dowel 33 and a concave dowel 34 described above (φ 3> φ 4 + D , φ 4 > φ 1 ). As described above, by adjusting the flow path diameters φ 4 and φ 3 , it is possible to prevent the occurrence of the step 15 at the joint between the upper and lower gas flow paths 42 and 42 when the upper and lower checker bricks 30 are laterally displaced (FIG. 21). reference.).
また、上記構成の本実施形態に係るチェッカー煉瓦30は、上記第1〜第3の実施形態と同様にラップ積みされる。このとき、上段のチェッカー煉瓦30Aのガス流路42Aの下端開口48Aは、下段のチェッカー煉瓦30B、30Cのガス流路42Bの上端開口47Bと接合される。そして、上段のガス流路42Aの下端開口48Aは、下端拡開部54、53により拡張され、その流路径がφ1からφ4に拡径されているが、φ1<φ4<φ3であるので、当該上段のガス流路42Aの下端開口48A(流路径φ4)は、下段のガス流路42Bの上端開口47B(流路径φ3)の内側に収まっている。 Moreover, the checker brick 30 according to the present embodiment having the above-described configuration is lapped in the same manner as in the first to third embodiments. At this time, the lower end opening 48A of the gas flow path 42A of the upper checker brick 30A is joined to the upper end opening 47B of the gas flow path 42B of the lower checker bricks 30B and 30C. Then, the lower end opening 48A of the upper gas passage 42A is extended by the lower expansion portion 54, 53, but the flow path diameter is enlarged to phi 4 from φ 1, φ 1 <φ 4 <φ 3 since it is, the lower end opening 48A (Nagarero径phi 4) of the upper gas passage 42A is accommodated in the inside of the upper end opening 47B of the lower gas passage 42B (Nagarero径phi 3).
さらに、図21を参照して、本実施形態に係るチェッカー煉瓦30の横ずれについて詳述する。図21は、本実施形態に係るガス流路の接合部の拡大断面図である。 Furthermore, with reference to FIG. 21, the lateral displacement of the checker brick 30 according to the present embodiment will be described in detail. FIG. 21 is an enlarged cross-sectional view of the joint portion of the gas flow path according to the present embodiment.
上下のチェッカー煉瓦30が上記余裕代Dの範囲内で横ずれ(例えば最大5mm)した場合であっても、図21に示すように、下段のチェッカー煉瓦30Bのガス流路42Bの上端開口47B(流路径φ3)は、依然として、上段のチェッカー煉瓦30Aのガス流路42Aの下端開口48A(流路径φ4)を包含している。つまり、上段のガス流路42Aの下端開口48A(流路径φ4)は、下段のガス流路42Bの上端開口47B(流路径φ3)内に収まっている。このため、下段のチェッカー煉瓦30Bの上面35Bは、上段のガス流路42Aの下端開口48Aの内側に突出しておらず、上下のガス流路42の接合部には、段差15(図4(a)参照。)が生じない。 Even when the upper and lower checker bricks 30 are laterally displaced within the margin D (for example, a maximum of 5 mm), as shown in FIG. 21, the upper end opening 47B (flow) of the gas flow path 42B of the lower checker brick 30B is shown. The path diameter φ 3 ) still includes the lower end opening 48A (flow path diameter φ 4 ) of the gas flow path 42A of the upper checker brick 30A. In other words, the lower end opening 48A of the upper gas passage 42A (Nagarero径phi 4) is accommodated in the upper end opening 47B of the lower gas passage 42B (Nagarero径phi 3). Therefore, the upper surface 35B of the lower checker brick 30B does not protrude inside the lower end opening 48A of the upper gas flow path 42A, and the step 15 (FIG. ))) Does not occur.
従って、第4の実施形態も、上記第3の実施形態と同様、蓄熱工程にて、燃焼室4からの高温の排ガスが、チェッカー煉瓦30のガス流路42内を下方向に流通するときに、上下のガス流路42A、42Bの接合部に対してダストが付着することを防止できる。よって、熱膨張によるチェッカー煉瓦30の横ずれに起因したダスト付着の問題を解消でき、該接合部における流路の閉塞や、流路断面積の縮小を防止できる。 Accordingly, in the fourth embodiment, similarly to the third embodiment, when the high-temperature exhaust gas from the combustion chamber 4 flows downward in the gas flow path 42 of the checker brick 30 in the heat storage process. Further, it is possible to prevent dust from adhering to the joint portion between the upper and lower gas flow paths 42A and 42B. Therefore, the problem of dust adhesion due to the lateral displacement of the checker brick 30 due to thermal expansion can be solved, and the blockage of the flow path at the joint and the reduction of the cross-sectional area of the flow path can be prevented.
さらに、下端拡開部54A、53Aにより上段のガス流路42Aの下端開口48Aが部分的に拡張されており、当該下端開口48Aの流路断面積が拡大されている。従って、上下のガス流路42A、42Bの接合部において、流路幅が縮小せず、横ずれする前の流路幅(φ4)を維持できるので、該接合部の流路断面積も縮小せず、横ずれする前の流路断面積を確保できる。よって、送風工程にて、空気がガス流路42A、42B内を上方向に流通するときに、ガス流路42A、42Bの接合部における圧力損失を抑制できる。 Furthermore, the lower end opening 48A of the upper gas flow path 42A is partially expanded by the lower end widened portions 54A and 53A, and the flow path cross-sectional area of the lower end opening 48A is expanded. Therefore, the flow path width is not reduced at the joint between the upper and lower gas flow paths 42A and 42B, and the flow path width (φ 4 ) before lateral displacement can be maintained. In addition, the cross-sectional area of the flow path before lateral displacement can be ensured. Therefore, when air flows upward in the gas flow paths 42A and 42B in the blowing process, it is possible to suppress pressure loss at the joints of the gas flow paths 42A and 42B.
以上説明したように、第4の実施形態に係るチェッカー煉瓦30では、円柱状のガス流路42の下端に下端拡開部54、53を設けて下端開口48を拡張している。これにより、チェッカー煉瓦30が横ずれした場合であっても、当該拡張された下端開口48(流路径φ4)を下段のガス流路42の上端開口47(流路径φ3)内に収めつつ、下端開口48の流路断面積をある程度の大きさに確保できる。従って、チェッカー煉瓦30の蓄熱効率を高めるために、ガス流路42の流路径φをある程度小さくした場合であっても、ガス流路42の下端開口48における流路断面積の縮小の問題を解消できるので、送風工程における当該下端開口48での圧力損失を抑制できる。 As described above, in the checker brick 30 according to the fourth embodiment, the lower end openings 48 and 53 are provided at the lower end of the columnar gas flow path 42 to expand the lower end opening 48. Accordingly, even when the checker brick 30 is displaced laterally, while housed in the expanded lower end opening 48 (Nagarero径phi 4) in the upper end opening 47 of the lower gas passage 42 (Nagarero径phi 3), The flow path cross-sectional area of the lower end opening 48 can be secured to a certain size. Therefore, even if the flow diameter φ of the gas flow path 42 is reduced to some extent in order to increase the heat storage efficiency of the checker brick 30, the problem of reduction of the flow path cross-sectional area at the lower end opening 48 of the gas flow path 42 is solved. Since it can do, the pressure loss in the said lower end opening 48 in a ventilation process can be suppressed.
<5.まとめ>
以上、本発明の第1〜第4の実施形態に係るチェッカー煉瓦30と、該チェッカー煉瓦30が蓄熱室3内に積み重ねられた熱風炉1について説明した。上記第1〜第4の実施形態によれば、蓄熱工程において燃焼室4からの燃焼排ガスに含まれるダストの付着対策として、個々のチェッカー煉瓦30のガス流路32(42)の上端開口37(47)が、下端開口38(48)よりも拡張されている。
<5. Summary>
The checker brick 30 according to the first to fourth embodiments of the present invention and the hot stove 1 in which the checker brick 30 is stacked in the heat storage chamber 3 have been described above. According to the said 1st-4th embodiment, as the countermeasure against adhesion of the dust contained in the combustion exhaust gas from the combustion chamber 4 in the heat storage process, the upper end opening 37 ( 47) is expanded more than the lower end opening 38 (48).
これにより、熱膨張により上下に隣接するチェッカー煉瓦30、30が水平方向にずれた場合でも、上段のチェッカー煉瓦30のガス流路32(42)の下端開口38(48)が、下段のチェッカー煉瓦30のガス流路32(42)の上端開口37(47)内に収まるようになる。従って、上下のガス流路32(42)の接合部において、段差15が発生しないので、当該接合部に対するダストの付着を防止できる。 Thereby, even when the checker bricks 30 adjacent to each other in the vertical direction are displaced in the horizontal direction due to thermal expansion, the lower end opening 38 (48) of the gas flow path 32 (42) of the upper checker brick 30 is changed to the lower checker brick. The gas passages 32 (42) of the 30 are accommodated in the upper end openings 37 (47). Therefore, no step 15 is generated at the joint between the upper and lower gas flow paths 32 (42), so that dust can be prevented from adhering to the joint.
また、上記第1〜第4の実施形態によれば、ガス流路32(42)の上端開口37(47)と下端開口38(48)の大きさの差(例えば、流路径差φ2−φ1)は、凸ダボ33と凹ダボ34を嵌合したときの余裕代D以上である。該余裕代Dは、熱膨張による上下のチェッカー煉瓦30、30の水平方向の最大ずれ量に相当する。よって、熱膨張により上下のチェッカー煉瓦30、30が最大ずれ量で横ずれした場合であっても、図9、図11、図15、図19、図21に示したように、上段のガス流路32A(42A)の下端開口38A(48A)は、下段のガス流路32B(42B)の上端開口37B(47B)内に収まる。従って、上下のガス流路32A、32B(42A、42B)の接合部に、従来のような段差15が発生しないので、該接合部に対するダストの付着堆積を好適に防止できる。 Further, according to the first to fourth embodiments, the difference in size between the upper end opening 37 (47) and the lower end opening 38 (48) of the gas flow path 32 (42) (for example, the flow path diameter difference φ 2 − φ 1 ) is equal to or greater than a margin D when the convex dowel 33 and the concave dowel 34 are fitted. The margin D corresponds to the maximum amount of horizontal displacement of the upper and lower checker bricks 30 and 30 due to thermal expansion. Therefore, even when the upper and lower checker bricks 30 and 30 are laterally displaced by the maximum displacement due to thermal expansion, as shown in FIGS. 9, 11, 15, 19, and 21, the upper gas flow path The lower end opening 38A (48A) of 32A (42A) is accommodated in the upper end opening 37B (47B) of the lower gas flow path 32B (42B). Accordingly, since the step 15 as in the conventional case does not occur at the joint between the upper and lower gas flow paths 32A and 32B (42A and 42B), it is possible to suitably prevent dust from being deposited on the joint.
さらに、上記第3〜第4の実施形態によれば、送風工程において、ガス流路32(42)の接合部における圧力損失を減少するために、チェッカー煉瓦30のガス流路32(42)の下端開口38(48)に下端拡開部53、54を設けて、当該下端開口38(48)を部分的に拡張している。これにより、上下に隣接するチェッカー煉瓦30、30が水平方向にずれた場合でも、上下のガス流路32(42)の接合部における流路断面積を減少させない構造とすることができる。従って、チェッカー煉瓦30の蓄熱効率を向上するために、チェッカー煉瓦30のガス流路32(42)の流路径φを小さくした場合であっても、上下のガス流路32(42)の接合部における流路断面積を確保できるので、当該接合部での圧力損失を減少させることができる。 Further, according to the third to fourth embodiments, in the blowing process, in order to reduce the pressure loss at the joint portion of the gas flow path 32 (42), the gas flow path 32 (42) of the checker brick 30 is reduced. Lower end widened portions 53 and 54 are provided in the lower end opening 38 (48) to partially expand the lower end opening 38 (48). Thereby, even when the checker bricks 30 and 30 adjacent vertically are displaced in the horizontal direction, it is possible to achieve a structure that does not reduce the flow path cross-sectional area at the joint of the upper and lower gas flow paths 32 (42). Accordingly, in order to improve the heat storage efficiency of the checker brick 30, even if the flow path diameter φ of the gas flow path 32 (42) of the checker brick 30 is reduced, the joint portion between the upper and lower gas flow paths 32 (42). Since the cross-sectional area of the flow path can be secured, pressure loss at the joint can be reduced.
よって、小さい流路径φのガス流路32(42)を備えたチェッカー煉瓦30(例えば、流路径φ及び流路間距離がともに15mmのチェッカー煉瓦30)を適用可能となり、チェッカー煉瓦30の蓄熱効率を上昇させることができる。この結果、1基の高炉に対して用いられる同規模の熱風炉1の基数を4基から3基へ減少することが可能となる。或いは、同等の熱風量を得るために必要な熱風炉1基当たりのチェッカー煉瓦30の使用量を、削減することが可能となる。従って、熱風炉1の建設コストを削減できる。 Therefore, the checker brick 30 (for example, the checker brick 30 having both the flow path diameter φ and the distance between the flow channels of 15 mm) including the gas flow path 32 (42) having the small flow path diameter φ can be applied. Can be raised. As a result, it is possible to reduce the number of hot blast furnaces 1 of the same scale used for one blast furnace from four to three. Or it becomes possible to reduce the usage-amount of the checker brick 30 per hot-blast furnace required in order to obtain an equivalent amount of hot air. Therefore, the construction cost of the hot stove 1 can be reduced.
次に、本発明の実施例について説明する。なお、以下の実施例は、あくまでも本発明を説明するための一具現例に過ぎす、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Next, examples of the present invention will be described. The following examples are merely examples for explaining the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.
表1は、本発明の実施例(No.1から15)及び比較例(No.16から19)に係るチェッカー煉瓦の試作条件と、その性能(圧力損失指数、ダスト付着の有無、熱効率)を評価した試験結果を示す。表1のうち、表面積については、チェッカー煉瓦1個当たりのガス流路の内面積を算出し、1m3の空間に築造できるチェッカー煉瓦の表面積を算出した。また、体積については、1個当たりのチェッカー煉瓦の実体積を算出し、1m3の空間に築造できるチェッカーの煉瓦の実体積を算出した。また、圧損指数は、燃焼時のチェッカー上面の炉内圧力とチェッカー下面の炉内圧力の差を表し、現行形状のNo.19を100として指数化した。本指数は蓄熱工程におけるチェッカー内の圧力を示している。 Table 1 shows the test conditions and performance (pressure loss index, presence / absence of dust adhesion, thermal efficiency) of checker bricks according to examples (No. 1 to 15) and comparative examples (No. 16 to 19) of the present invention. The evaluated test results are shown. In Table 1, for the surface area, the inner area of the gas flow path per checker brick was calculated, and the surface area of the checker brick that can be built in a 1 m 3 space was calculated. Regarding the volume, the actual volume of the checker brick per piece was calculated, and the actual volume of the checker brick that can be built in a space of 1 m 3 was calculated. The pressure loss index represents the difference between the pressure inside the furnace on the upper surface of the checker and the pressure inside the furnace on the lower surface of the checker during combustion. This index indicates the pressure in the checker during the heat storage process.
(1)比較例:No.16〜19
比較例(従来品)に係るチェッカー煉瓦の材質は粘土質れんが(Al2O3含有量が約45%)とした。ガス流路の形状は図1に示す円柱状とし、ガス流路の流路径はφ36mm以下の4種類とし、煉瓦高さは150mmとして、比較例に係るチェッカー煉瓦を製造した。
(1) Comparative example: No. 16-19
The checker brick according to the comparative example (conventional product) was made of clay brick (Al 2 O 3 content was about 45%). The checker brick according to the comparative example was manufactured with the shape of the gas flow path shown in FIG. 1 having four kinds of gas flow path diameters of φ36 mm or less and the brick height of 150 mm.
(2)本発明の実施例:No.1〜15
本発明の実施例に係るチェッカー煉瓦の材質は、比較例と同様に、粘土質れんが(Al2O3含有量が約45%)とした。
(2) Embodiment of the present invention: No. 1-15
The material of the checker brick according to the example of the present invention was clay brick (Al 2 O 3 content was about 45%), as in the comparative example.
ガス流路の流路径は、熱効率を考慮し、φ30mm以下の3種類とした。流路間距離は、表面積と体積のバランスから17mm、15mm、13.5mm、11mmの4種類とし、効率的な組み合わせとした。また、ガス流路の孔形状は、表1に示すように、テーパ孔(第1の実施形態:図6)、円柱孔+上面テーパ(第2の実施形態:図10(a))、円柱孔+上面R(第2の実施形態:図10(b))テーパ孔+下面R(第3の実施形態:図12)、円柱孔+上下面R(第4の実施形態:図20)の5種類を試作した。 In consideration of thermal efficiency, the diameter of the gas flow path was set to three types of φ30 mm or less. The distance between the channels was set to four types of 17 mm, 15 mm, 13.5 mm, and 11 mm from the balance of the surface area and the volume, and an efficient combination was made. Moreover, as shown in Table 1, the hole shape of the gas flow path is a tapered hole (first embodiment: FIG. 6), a cylindrical hole + upper surface taper (second embodiment: FIG. 10 (a)), a cylindrical shape. Hole + upper surface R (second embodiment: FIG. 10B) taper hole + lower surface R (third embodiment: FIG. 12), cylindrical hole + upper and lower surfaces R (fourth embodiment: FIG. 20) Five types were prototyped.
チェッカー煉瓦の製造方法は次の通りである。金型に、混練した材料を投入してプレスを行い、チェッカー煉瓦を成型した。この成型加工では、チェッカー煉瓦を成型したノックアウト(金型の抜き取り)を容易にするため、チェッカー煉瓦を上下転置した状態でプレスする必要があるので、上部ライナーに凹ダボとR加工またはテーパを加工し、下部からテーパを付けた棒状の中子を取り付け、下部ライナーに凸ダボを加工した金型を用いた。さらに、成型されたチェッカー煉瓦を、乾燥させた後に焼成して製品化した。 The manufacturing method of checker bricks is as follows. The kneaded material was put into a mold and pressed to mold a checker brick. In this molding process, it is necessary to press the checker brick in a state where it is displaced up and down in order to facilitate knockout (mold extraction) of the checker brick. Then, a die having a rod-shaped core tapered from the lower part and a convex dowel formed on the lower liner was used. Further, the molded checker brick was dried and then fired to produce a product.
(3)評価結果
単なる円柱状のガス流路が形成された比較例(No.16から19)に係るチェッカー煉瓦は、チェッカー煉瓦の上面にダストの付着が見られた。これに対し、本実施例に係るチェッカー煉瓦についてはは、ガス流路の上面開口を拡張した場合(No.1、3、4、5、8、10、12、14)、ガス流路の上面開口を拡張し、かつ、下端開口にR加工を加えた場合(No.2、6、9、11、13、15)、及び、ガス流路の上面開口を拡張し、かつ、下端開口にテーパ加工を加えた場合(No.7)とも、ダストの付着は見られなかった。従って、本実施例において、チェッカー煉瓦のガス流路の上端開口を拡張することにより、蓄熱工程において上下のガス流路の接合部に対するダストの付着を防止できることが分かる。
(3) Evaluation results In the checker bricks according to the comparative examples (Nos. 16 to 19) in which a simple cylindrical gas flow path was formed, the adhesion of dust was observed on the upper surface of the checker bricks. On the other hand, for the checker brick according to the present embodiment, when the upper surface opening of the gas channel is expanded (No. 1, 3, 4, 5, 8, 10, 12, 14), the upper surface of the gas channel. When the opening is expanded and R processing is added to the lower end opening (No. 2, 6, 9, 11, 13, 15), and the upper surface opening of the gas flow path is expanded and the lower end opening is tapered. Even when the processing was applied (No. 7), no dust adhesion was observed. Therefore, in this embodiment, it can be seen that by expanding the upper end opening of the gas flow path of the checker brick, it is possible to prevent dust from adhering to the joints of the upper and lower gas flow paths in the heat storage process.
また、チェッカー煉瓦を上下に貫通するテーパ状のガス流路を設けた実施例(No.1、2、3、6、8、9、10、11、12、13、14、15)は、比較例No.16〜19における同じ流路径のものと比べて、蓄熱工程における圧力損失が少なく効率的であることが分かる。また、ガス流路の下部の断面を広げた実施例(No.2、6、7、9、11、13、15)も、比較例No.16〜19における同じ流路径のものと比べて、蓄熱工程における圧力損失が小さくなることが分かるが、流路断面の縮小がないため、送風工程における圧力損失も小さくなることは自明である。更にまた、上記テーパ状のガス流路を設け且つ該ガス流路の下部の断面を広げた実施例(No.2、6、9、11、13)は、上記テーパ状のガス流路のみの実施例(No.1、3、8、10、12、14)と比べて、より圧力損失が少なくなり効率的になることが分かる。 In addition, Examples (No. 1, 2, 3, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15) provided with tapered gas passages penetrating the checker brick vertically are compared. Example No. It can be seen that the pressure loss in the heat storage process is small and efficient as compared with those having the same channel diameter in 16-19. In addition, Examples (Nos. 2, 6, 7, 9, 11, 13, and 15) in which the lower cross section of the gas flow path is expanded are also Comparative Examples No. Although it turns out that the pressure loss in a heat storage process becomes small compared with the thing of the same flow path diameter in 16-19, since there is no reduction | decrease of a flow-path cross section, it is self-evident that the pressure loss in a ventilation process also becomes small. Furthermore, the examples (Nos. 2, 6, 9, 11, and 13) in which the tapered gas flow path is provided and the lower cross section of the gas flow path is expanded include only the tapered gas flow path. Compared to the examples (No. 1, 3, 8, 10, 12, 14), it can be seen that the pressure loss is reduced and the efficiency is improved.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.
例えば、上記実施形態では、図22(a)に示すように、蓄熱室3内に複数のチェッカー煉瓦30をラップ積みしたが、本発明のチェッカー煉瓦の積み重ね方法は、かかる例に限定されない。例えば、図22(b)に示すように、複数のチェッカー煉瓦30をいわゆる煙突積みしてもよい。煙突積みは、上下に隣接するチェッカー煉瓦30、30の水平位置をずらすことなく、複数のチェッカー煉瓦30を鉛直方向に単純に積み上げる積み重ね方法である。 For example, in the said embodiment, as shown to Fig.22 (a), the several checker brick 30 was lap-stacked in the thermal storage chamber 3, However, The stacking method of the checker brick of this invention is not limited to this example. For example, as shown in FIG. 22 (b), a plurality of checker bricks 30 may be stacked in a so-called chimney. Chimney stacking is a stacking method in which a plurality of checker bricks 30 are simply stacked in the vertical direction without shifting the horizontal position of the checker bricks 30 and 30 adjacent to each other in the vertical direction.
1 熱風炉
2 基礎
3 蓄熱室
4 燃焼室
5 煙突
6 ガス管
7 空気管
8 バーナー
9 連絡管
10 蓄熱領域
11 排ガス出口
12 冷風入口
13 熱風出口
15 段差
16 ダスト
30 チェッカー煉瓦
31 煉瓦本体
32、42 ガス流路
33 凸ダボ
34 凹ダボ
35 上面
36 下面
37、47 上端開口
38、48 下端開口
39 側面
39a 隙間
40、41 ガス流路
43、44 上端拡開部
53、54 下端拡開部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hot blast furnace 2 Basic 3 Thermal storage chamber 4 Combustion chamber 5 Chimney 6 Gas pipe 7 Air pipe 8 Burner 9 Connection pipe 10 Thermal storage area 11 Exhaust gas outlet 12 Cold wind inlet 13 Hot air outlet 15 Step 16 Dust 30 Checker brick 31 Brick main body 32, 42 Gas Flow path 33 Convex dowel 34 Concave dowel 35 Upper surface 36 Lower surface 37, 47 Upper end opening 38, 48 Lower end opening 39 Side 39a Gap 40, 41 Gas flow path 43, 44 Upper end expanded portion 53, 54 Lower end expanded portion
Claims (7)
六角柱状の煉瓦本体と、
前記煉瓦本体を上下方向に貫通する複数のガス流路と、
前記煉瓦本体の上面又は下面の一方に設けられる凸ダボと、
前記煉瓦本体の上面又は下面の他方に設けられ、前記凸ダボと嵌合可能な形状を有する凹ダボと、
を備え、
前記煉瓦本体の上面における前記ガス流路の上端開口は、前記煉瓦本体の下面における前記ガス流路の下端開口よりも大きく、
複数のチェッカー煉瓦を積み重ねたときに、上下方向に相隣接する前記チェッカー煉瓦の前記凸ダボと前記凹ダボが嵌合するとともに、上下方向に相隣接する前記チェッカー煉瓦の前記ガス流路が相互に連通し、下段のチェッカー煉瓦の前記ガス流路の上端開口が、上段のチェッカー煉瓦の前記ガス流路の下端開口を包含し、
前記ガス流路の上端開口と下端開口の大きさの差は、前記凸ダボと前記凹ダボ間の余裕代以上であり、
前記ガス流路の下端開口には、前記ガス流路の下端を部分的に拡開した下端拡開部が形成されており、前記下端拡開部は、前記ガス流路の上端開口よりも小さく、
前記下端拡開部と前記ガス流路の上端開口の大きさの差は、前記凸ダボと前記凹ダボ間の余裕代以上であることを特徴とする、チェッカー煉瓦。 In hot stove checker bricks stacked in the heat storage chamber of a hot stove,
A hexagonal columnar brick body,
A plurality of gas passages penetrating the brick body in the vertical direction;
A convex dowel provided on one of the upper surface or the lower surface of the brick body;
A concave dowel provided on the other of the upper surface or the lower surface of the brick body, and having a shape that can be fitted to the convex dowel,
With
The upper end opening of the gas passage on the upper surface of the brick body is larger than the lower end opening of the gas passage on the lower surface of the brick body,
When a plurality of checker bricks are stacked, the convex dowels and the concave dowels of the checker bricks adjacent to each other in the vertical direction are fitted, and the gas flow paths of the checker bricks adjacent to each other in the vertical direction are mutually connected. The upper end opening of the gas flow path of the lower checker brick includes the lower end opening of the gas flow path of the upper checker brick ,
The difference in size between the upper end opening and the lower end opening of the gas flow path is equal to or more than a margin allowance between the convex dowel and the concave dowel,
The lower end opening of the gas flow path is formed with a lower end widened portion that partially expands the lower end of the gas flow path, and the lower end widened portion is smaller than the upper end opening of the gas flow path. ,
The checker brick according to claim 1, wherein a difference in size between the lower end widened portion and the upper end opening of the gas flow path is equal to or larger than a margin between the convex dowels and the concave dowels .
前記ガス流路の上端開口には、前記ガス流路の上端を部分的に拡開した上端拡開部が形成されていることを特徴とする、請求項1に記載のチェッカー煉瓦。 The gas flow path comprises a through hole having a constant cross-sectional area in the vertical direction,
The upper end opening of the gas passage, characterized in that the upper flared portion flared upper end of the gas flow path partially is formed, the checker brick of claim 1.
上下方向に相隣接する前記チェッカー煉瓦の前記凸ダボと前記凹ダボが嵌合するとともに、上下方向に相隣接する前記チェッカー煉瓦の前記ガス流路が相互に連通し、下段のチェッカー煉瓦の前記ガス流路の上端開口が、上段のチェッカー煉瓦の前記ガス流路の下端開口を包含しており、
前記蓄熱室に蓄熱する工程において、前記燃焼室から前記蓄熱室の上部に流入したガスは、前記相互に連通したガス流路を下方向に流通し、
前記蓄熱室から熱風を送出する工程において、前記蓄熱室の下部から流入した空気は、前記相互に連通したガス流路を上方向に流通することを特徴とする、熱風炉。 In a hot stove comprising a heat storage chamber in which a plurality of checker bricks according to any one of claims 1 to 5 are stacked, and a combustion chamber communicating with the heat storage chamber,
The convex dowels and the concave dowels of the checker bricks adjacent to each other in the vertical direction are fitted, and the gas flow paths of the checker bricks adjacent to each other in the vertical direction communicate with each other, so that the gas of the lower checker bricks The upper end opening of the flow path includes the lower end opening of the gas flow path of the upper checker brick,
In the step of storing heat in the heat storage chamber, the gas that has flowed from the combustion chamber into the upper portion of the heat storage chamber flows downward through the mutually connected gas flow paths,
In the step of sending hot air from the heat storage chamber, the air flowing in from the lower portion of the heat storage chamber flows upward through the gas flow paths communicating with each other.
As the checker brick of odd-numbered stage and even-numbered stage checker bricks are displaced in a horizontal direction, and the plurality of checker bricks are stacked in multiple stages in the heat storage chamber, to claim 6 The hot stove described.
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