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技術 レンガ積層用スペーサーおよびレンガ積み工法

出願人 JFEスチール株式会社
発明者 栗原康行岡田淳内藤理基
出願日 2015年5月13日 (5年7ヶ月経過) 出願番号 2015-098138
公開日 2016年12月15日 (4年0ヶ月経過) 公開番号 2016-211823
状態 特許登録済
技術分野 コークス工業 炉の外套、ライニング、壁、天井(炉一般1)
主要キーワード 調整シロ 射影面積 レンガ壁 モジュールブロック スペーサー構造 レンガ積み 塗りつける 設置精度
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この項目の情報は公開日時点(2016年12月15日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

レンガ相互の間隔を形成するために設置したスペーサーに、モジュールブロック積載する際に生じるスペーサーの位置ズレを防止できるレンガ積層用スペーサーを提案する。

解決手段

スペーサーは、前記レンガ相互の間隔を形成する板状部と、該板状部の厚み方向に突出しホゾ係合する凸部と、を有する構造とする。

概要

背景

コークス炉とは、石炭蒸し焼きにし、コークスとするための炉である。そして、コークス炉は、一般に、炭化室という、装入された石炭を蒸し焼きにしてコークスとする室と、燃焼室という、燃料ガス燃焼させることによって炭化室を高温に保つ室とからなっている。

これら炭化室と燃焼室とは、交互に配置されていて、燃焼室は多数のレンガによって構成され、炭化室との仕切り壁を形成している。
よって、コークス炉の築炉に際しては、多数のレンガを用いて、レンガ壁を組み立てる必要がある。

そして、コークス炉のレンガ壁を組み立てる際、一般に、モジュールブロックと呼ばれる、1〜10トンクラスの予め組み立てたレンガの集合体を用いる。
このようなモジュールブロックを積層する場合、積層上部のモジュールブロックと積層下部のモジュールブロックの間には、モルタル充填される目地と呼ばれる隙間、継ぎ目が形成されるが、これらの隙間、継ぎ目は、一定の間隔を保って積層される必要がある。

この要求に対して、特許文献1には、小さなスペーサーもしくは丸棒状のスペーサーを予め目地の間に設置することで、レンガを積層しても目地間隔を一定に保つことが可能になる技術が開示されている。

概要

レンガ相互の間隔を形成するために設置したスペーサーに、モジュールブロックを積載する際に生じるスペーサーの位置ズレを防止できるレンガ積層用スペーサーを提案する。スペーサーは、前記レンガ相互の間隔を形成する板状部と、該板状部の厚み方向に突出しホゾ係合する凸部と、を有する構造とする。

目的

本発明は、かかる問題を解決するためになされたもので、大重量のレンガ相互の間隔を形成するために設置したスペーサーに、モジュールブロックを積載する際に生じるスペーサーの位置ズレを防止できるレンガ積層用スペーサーと、そのレンガ積層用スペーサーを用いて、レンガを積載したレンガ壁を精度良く組み立てると共に、レンガ壁の施工工期の短縮を図り、ひいては工事費コストダウンが可能となるコークス炉のレンガ壁の施工方法とを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

一方のレンガダボと他方のレンガのホゾを介してレンガを積み重ねる際に、該レンガ相互の間隔を保持するためのスペーサーであって、該スペーサーは、前記レンガ相互の間隔を形成する板状部と、該板状部の厚み方向に突出しホゾと係合する凸部と、を有するレンガ積層用スペーサー。

請求項2

前記凸部が、先細り形状を有する請求項1に記載のレンガ積層用スペーサー。

請求項3

前記凸部が、ダボに相似の凹面とホゾに相似の凸面を対向面として有する請求項1に記載のレンガ積層用スペーサー。

請求項4

前記板状部の厚みが、3〜7mmの範囲である請求項1〜3のいずれか1項に記載のレンガ積層用スペーサー。

請求項5

前記板状部が、先細り形状を有する請求項1〜4のいずれか1項に記載のレンガ積層用スペーサー。

請求項6

前記スペーサーが熱により融解して周囲の硬化物質一体化する物質からなる請求項1〜5のいずれか1項に記載のレンガ積層用スペーサー。

請求項7

前記スペーサーが硬化物質と同一物質で、予め硬化させたものである請求項1〜6のいずれか1項に記載のレンガ積層用スペーサー。

請求項8

請求項1〜7のいずれか1項に記載のレンガ積層用スペーサーを用いたレンガ積み工法であって、レンガを積層するに当たり、スペーサーの凸部をホゾと係合する位置に設置し、次いで硬化物質を充填し、さらに積層上部のレンガを載せるレンガ積み工法。

技術分野

0001

本発明は、コークス炉レンガ壁を組み立てる際のレンガ積み工法とその際に用いるレンガ積層用スペーサーに関する。

背景技術

0002

コークス炉とは、石炭蒸し焼きにし、コークスとするための炉である。そして、コークス炉は、一般に、炭化室という、装入された石炭を蒸し焼きにしてコークスとする室と、燃焼室という、燃料ガス燃焼させることによって炭化室を高温に保つ室とからなっている。

0003

これら炭化室と燃焼室とは、交互に配置されていて、燃焼室は多数のレンガによって構成され、炭化室との仕切り壁を形成している。
よって、コークス炉の築炉に際しては、多数のレンガを用いて、レンガ壁を組み立てる必要がある。

0004

そして、コークス炉のレンガ壁を組み立てる際、一般に、モジュールブロックと呼ばれる、1〜10トンクラスの予め組み立てたレンガの集合体を用いる。
このようなモジュールブロックを積層する場合、積層上部のモジュールブロックと積層下部のモジュールブロックの間には、モルタル充填される目地と呼ばれる隙間、継ぎ目が形成されるが、これらの隙間、継ぎ目は、一定の間隔を保って積層される必要がある。

0005

この要求に対して、特許文献1には、小さなスペーサーもしくは丸棒状のスペーサーを予め目地の間に設置することで、レンガを積層しても目地間隔を一定に保つことが可能になる技術が開示されている。

先行技術

0006

特開昭62−256607号公報

発明が解決しようとする課題

0007

しかしながら、特許文献1に記載されたような従来技術を、特に、大重量のモジュールブロック積みに適用すると、以下のような問題点がある。
ここで、従来のスペーサーの施工状況の模式図を図1に示す。
図1に示したように、従来の形状のスペーサー(1)を用いた場合、積層上部のモジュールブロック(2)を積層下部のモジュールブロック(3)に積載すると、図1(b)に示したように、モルタル(4)が外側に流れ出す。そのため、図1(c)に矢印で示したように、余剰分のモルタル(4)がスペーサー(1)を外側へ押し出す方向に流れ、スペーサー(1)の設置位置が所望の位置からずれる、という現象が起こる。さらには、スペーサー(1)が目地の間からはみ出したり落下したりしてしまい、所望の積層部の間隔を維持することができなくなる、という問題が発生する。

0008

本発明は、かかる問題を解決するためになされたもので、大重量のレンガ相互の間隔を形成するために設置したスペーサーに、モジュールブロックを積載する際に生じるスペーサーの位置ズレを防止できるレンガ積層用スペーサーと、そのレンガ積層用スペーサーを用いて、レンガを積載したレンガ壁を精度良く組み立てると共に、レンガ壁の施工工期の短縮を図り、ひいては工事費コストダウンが可能となるコークス炉のレンガ壁の施工方法とを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0009

本発明の要旨構成は次のとおりである。
1.一方のレンガのダボと他方のレンガのホゾを介してレンガを積み重ねる際に、該レンガ相互の間隔を保持するためのスペーサーであって、該スペーサーは、前記レンガ相互の間隔を形成する板状部と、該板状部の厚み方向に突出しホゾと係合する凸部と、を有するレンガ積層用スペーサー。

0010

2.前記凸部が、先細り形状を有する前記1に記載のレンガ積層用スペーサー。

0011

3.前記凸部が、ダボに相似の凹面とホゾに相似の凸面を対向面として有する前記1に記載のレンガ積層用スペーサー。

0012

4.前記板状部の厚みが、3〜7mmの範囲である前記1〜3のいずれかに記載のレンガ積層用スペーサー。

0013

5.前記板状部が、先細り形状を有する前記1〜4のいずれかに記載のレンガ積層用スペーサー。

0014

6.前記スペーサーが熱により融解して周囲の硬化物質一体化する物質からなる前記1〜5のいずれかに記載のレンガ積層用スペーサー。

0015

7.前記スペーサーが硬化物質と同一物質で、予め硬化させたものである前記1〜6のいずれかに記載のレンガ積層用スペーサー。

0016

8.前記1〜7のいずれかに記載のレンガ積層用スペーサーを用いたレンガ積み工法であって、レンガを積層するに当たり、
スペーサーの凸部をホゾと係合する位置に設置し、次いで硬化物質を充填し、さらに積層上部のレンガを載せるレンガ積み工法。

発明の効果

0017

本発明によれば、モジュールブロック等の目地部を精度良く組み立てることが可能となるので、レンガ壁の施工工期の短縮が図れ、ひいては工事費のコストダウンが可能となる。

図面の簡単な説明

0018

(a)〜(c)は、従来のスペーサーの上レンガ積載時モルタル流れを示す図である。
本発明のスペーサー構造を示す図であり、(a)は、小片タイプ、(b)は、ダボ・ホゾフィットタイプを示す図である。
(a)〜(c)は、本発明のスペーサーを用いた施工例を示す図である。
(a)および(b)は、ダボ・ホゾフィットタイプの設置例を示す図である。
(a)〜(c)は、小片タイプスペーサーの設置例を示す図である。
(a)〜(d)は、小片タイプスペーサーの上レンガ積載時モルタル流れを示す図である。

実施例

0019

以下、本発明を具体的に説明する。
本発明のスペーサーは、一方のレンガのダボと他方のレンガのホゾを介してレンガを積み重ねる際に、レンガ相互の間隔を保持するためのスペーサーである。
このスペーサーは、レンガ相互の間隔を形成する板状部を有するとともに、該板状部の厚み方向に突出しホゾと係合する凸部とを有する。
そして、この凸部は、ホゾと係合することによって、モジュールブロックを積載する際に生じるスペーサーの位置ズレを効果的に防止することができるので、結果、積層上部のモジュールブロックを積層下部のモジュールブロックに積載する構造のレンガ壁を精度良く組み立てることができる。

0020

ここで、本発明における板状部の厚みは、3〜7mmの範囲が好ましい。通常の施工での目地の厚さが5mm程度であるため、調整シロと強度を考慮しているからである。

0021

ここで、板状部の形状は、図2(b)に示したような長方形といった単純形状も可能であるが、ダボおよびホゾから離れるレンガの壁面方向に行くほど細くなる先細り形状が好ましい。また、図2(a)に示した板状部のように、途中まで直線的な形状とし、次いでレンガの壁面方向に行くほど細くなる先細り形状としてもよい。

0022

本発明のスペーサーの凸部は、ホゾと係合することができれば、特に、その形状は限定されないが、先細り形状を有するものが好ましく、図3(a)に示すように、円弧状の先細り形状を有するものがより好ましい、後述するモルタルの流れを効果的に避けることができるからである。
また、三角形状や、台形形状等で先細り形状とすることもできる。
なお、この形状の凸部を有するスペーサーは、本発明で小片タイプ(5)と称する。

0023

また、図2(b)に示すように、凸部を、ダボに相似の凹面とホゾに相似の凸面を対向面として有するものとすることもできる。このスペーサーは、本発明でダボ・ホゾフィットタイプ(6)と称する。

0024

このタイプの凸部は、具体的に、図4(b)に示すように、ダボに相似の凹面とホゾに相似の凸面を有し、ホゾと係合する形状のことをいう。また、下レンガがホゾを有している場合は、逆向きに用いて、ホゾと係合する形状とすれば良い。

0025

また、本発明では、スペーサーと熱により融解して一体化するモルタル等の硬化物質を充填し、硬化物質とスペーサーとを一体化することができる。なお、この場合のスペーサーの素材は、モルタルやキャスタブルレンガ等、従来の目地部に用いられる硬化物質と一体化することができる素材であれば特に限定されない。
より好ましくは、上記スペーサーを、硬化物質と同一物質で、予め硬化させたものとすることである。

0026

ついで、スペーサーの設置数:Nの決め方について説明する。
上レンガの質量W(kg)とすると、スペーサーの許容応力をσy(N/mm2)として、スペーサーの設置数:Nは、受圧面積:A(mm2)と以下の関係式(式1)が成立するように調整される。
N・A・σy ≧ W ・・・(式1)

0027

なお、図2中、小片タイプ(5)として示したスペーサーの受圧面積をA(mm2)とすると、図中の距離r(mm)、距離b(mm)を用いて、
A=πr2 /2 +2br
で求められる。

0028

このように、積層上部のモジュールブロック(本発明では、単に上レンガともいう)の重量に耐えられる設置数:Nを予め求めて、使用することで、上レンガ、積層下部のモジュールブロック(本発明では、単に下レンガともいう)およびスペーサーに損傷を与えることなく、精度良く組み合わせて、コークス炉のレンガ壁を施工することができる。

0029

また、ダボ・ホゾフィットタイプ(6)は、スペーサー射影面積を受圧面積として考えることが可能である。すなわち、受圧面積:Bを、図2(b)に示したように、B=bwとすることで、小片タイプに比べて大きく採ることが可能なので、スペーサーの設置数:Nを大幅に減少させることで、設置回数等が少なくて済むという利点がある。

0030

次に、本発明のレンガ積層用スペーサーを用いたレンガ積み工法について説明する。
本発明では、スペーサーの凸部をホゾと係合する位置に設置し、次いで硬化物質を充填し、さらに積層上部のレンガを載せる手順で、レンガを積層する。

0031

図3および5は、図2(a)のスペーサーを用いて、2つのモジュールブロックを接合する例を示したものである。
図3(a)で示すように、モジュールブロック下段(8)の上面に本発明の小片タイプスペーサーを設置する。この時、スペーサーの受圧面積をA(mm2)とした場合、設置数:N個の調整手段は、前述したとおり、上レンガの質量W(kg)とすると、スペーサーの許容応力をσy(N/mm2)として、スペーサーの設置数:Nは、受圧面積:A(mm2)と、例えば、前述したように、以下の関係式(式1)が成立するようになされる。
N・Aσy ≧ W ・・・(式1)
なお、この接合要領は、受圧面積を前掲したB(mm2)を用いる以外、ダボ・ホゾフィットタイプも同様である。

0032

さらに、図3(a)に示すように、本発明に従うスペーサーを設置するに際しては、凸部を用い、モジュールブロックのホゾに係合する位置に設置する。この際、下レンガがホゾの場合は、ホゾに係合する位置に設置し、上レンガがダボの場合は、ホゾに係合する位置を予め求めておいてから設置すればよい。

0033

ついで、図3(b)に示すように、スペーサー周囲にスペーサーの高さ以上にモルタルなどの硬化物質を隙間無く塗りつける

0034

さらに、図3(c)に示すように、上レンガを降ろして所定の位置に設置する。この時のスペーサーの設置状態を拡大したものを、図4および5に示しているが、本発明に従うスペーサーは、スペーサーの位置ズレを効果的に防止する方向にモルタルが流れるので、その方向に力が効果的に作用する。

0035

すなわち、図3(a)に示すように、ダボ付きのレンガ(8)に本発明のスペーサー(5)を設置し、図3(b)に示すようにモルタル(4)を充填して、図3(c)に示すように、ホゾ付きのレンガ(7)を一体化する。かかる手順を採用することで、ダボとホゾが組み合わさる際のガタツキが減り、設置精度と施工スピードが併せて向上するという本発明の効果が得られる。

0036

ここで、上レンガ(7)を降ろした際のモルタルの流れを図6に模式的に示す。本発明に従うスペーサー(5)は、モルタル(4)の流れがスペーサーをダボ側に押す方向に生じるので、スペーサーをダボ側に押す方向に力が働く(図6(c)(上面図)および(d)(側面図))ことが分かる。そして、本発明に従うスペーサー(5)の凸部が、ダボに密着することでスペーサーの位置ズレを防止していることが分かる。
すなわち、本発明では、この作用を利用することによって、スペーサーが所定の位置から動くこと無く、かつ目地の隙間も安定させて維持することができる。

0037

さらに、スペーサー上面から流れるモルタルの流動性が悪いと、凸部が上レンガの降下に対して反力を示すので、目地の間を一定にするために、モルタルを除去しながら上レンガの降下をするなどの追加の作業が発生するおそれがある。
本発明では、このような場合、スペーサーを、図6(d)に示すように上からのモルタルがスペーサーを避けた方向にスムースに流れる形状にすることができる。かかる形状を採ることで、モルタルによる反力等を受けることなく目地の隙間を簡単に安定させることができるからである。

0038

本発明は、特に、モジュールブロックを用いるコークス炉の築炉に効果的に適用することができるが、その他、土木建築分野において、レンガを大量に積層するレンガ積み工法であれば、応用が可能である。

0039

1 従来の形状のスペーサー
2 積層上部のモジュールブロック(上レンガ)
3 積層下部のモジュールブロック(下レンガ)
4モルタル
5小片タイプのスペーサー
6ダボ・ホゾフィットタイプのスペーサー
7 積層上部のモジュールブロック(上レンガ)
8 積層下部のモジュールブロック(下レンガ)

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