チェッカー煉瓦及び熱風炉
【課題】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。
【解決手段】チェッカー煉瓦３０は、六角柱状の煉瓦本体３１と、煉瓦本体３１を上下方向に貫通する複数のガス流路３２と、煉瓦本体３１の上面又は下面に設けられる凸ダボ３３及び凹ダボ３４とを備える。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よりも大きい。複数のチェッカー煉瓦３０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３０の凸ダボ３３と凹ダボ３４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３０のガス流路３２が相互に連通し、下段のチェッカー煉瓦３０のガス流路３２の上端開口３７が、上段のチェッカー煉瓦３０のガス流路３２の下端開口３８を包含する。
【解決手段】チェッカー煉瓦３０は、六角柱状の煉瓦本体３１と、煉瓦本体３１を上下方向に貫通する複数のガス流路３２と、煉瓦本体３１の上面又は下面に設けられる凸ダボ３３及び凹ダボ３４とを備える。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よりも大きい。複数のチェッカー煉瓦３０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３０の凸ダボ３３と凹ダボ３４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３０のガス流路３２が相互に連通し、下段のチェッカー煉瓦３０のガス流路３２の上端開口３７が、上段のチェッカー煉瓦３０のガス流路３２の下端開口３８を包含する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実用新案登録第２５６３０８７号広報
【特許文献２】特開２００４−３１５９２１号公報
【特許文献３】実開平５−９６０４６号公報
【特許文献４】特開平９−２６９１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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することを特徴とする、チェッカー煉瓦が提供される。
【００１５】
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るようにしてもよい。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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いようにしてもよい。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【発明の効果】
【００２４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来のチェッカー煉瓦を示す上面図（ａ）及びＡ−Ａ線断面図（ｂ）である。
【図２】従来のチェッカー煉瓦をラップ積みした構造を示す上面図（ａ）及びＢ−Ｂ線断面図（ｂ）である。
【図３】従来のチェッカー煉瓦が横ずれした状態を示す断面図である。
【図４】図３の波線円で示した部分の拡大断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る熱風炉を示す概略構成図である。
【図６】同実施形態に係るチェッカー煉瓦を示す上面図（ａ）及びＣ−Ｃ線断面図（ｂ）である。
【図７】同実施形態に係るチェッカー煉瓦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。
【図８】同実施形態に係るチェッカー煉瓦が横ずれした状態を示す断面図である。
【図９】図８の波線円で示した部分の拡大断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係るチェッカー煉瓦を示す断面図である。
【図１１】同実施形態に係る上下のガス流路の接合部を示す部分拡大断面図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係るチェッカー煉瓦を示す上面図（ａ）及びＥ−Ｅ線断面図（ｂ）である。
【図１３】同実施形態に係るチェッカー煉瓦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）である。
【図１４】同実施形態に係るチェッカー煉瓦が横ずれした状態を示す断面図である。
【図１５】図１４の波線円で示した部分の拡大断面図である。
【図１６】同実施形態の変更例に係るチェッカー煉瓦を示すＥ−Ｅ線断面図である。
【図１７】同実施形態の変更例に係るチェッカー煉瓦をラップ積みした構造を示すＦ−Ｆ線断面図である。
【図１８】同実施形態に係るチェッカー煉瓦が横ずれした状態を示す断面図である。
【図１９】図１８の波線円で示した部分の拡大断面図である。
【図２０】本発明の第４の実施形態に係るチェッカー煉瓦を示す断面図である。
【図２１】同実施形態に係るガス流路の接合部の拡大断面図である。
【図２２】チェッカー煉瓦の積み重ね方の変更例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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。
【００２７】
＜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。
【００２８】
［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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
［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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。）。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
［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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
［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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
＜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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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）。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
＜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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。）。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。）。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
＜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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。）。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
＜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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【実施例】
【０１０６】
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。
【０１０７】
【表１】
【０１０８】
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。
【０１０９】
（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。
【０１１０】
（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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
（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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【符号の説明】
【０１１７】
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
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実用新案登録第２５６３０８７号広報
【特許文献２】特開２００４−３１５９２１号公報
【特許文献３】実開平５−９６０４６号公報
【特許文献４】特開平９−２６９１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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することを特徴とする、チェッカー煉瓦が提供される。
【００１５】
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るようにしてもよい。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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いようにしてもよい。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【発明の効果】
【００２４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来のチェッカー煉瓦を示す上面図（ａ）及びＡ−Ａ線断面図（ｂ）である。
【図２】従来のチェッカー煉瓦をラップ積みした構造を示す上面図（ａ）及びＢ−Ｂ線断面図（ｂ）である。
【図３】従来のチェッカー煉瓦が横ずれした状態を示す断面図である。
【図４】図３の波線円で示した部分の拡大断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る熱風炉を示す概略構成図である。
【図６】同実施形態に係るチェッカー煉瓦を示す上面図（ａ）及びＣ−Ｃ線断面図（ｂ）である。
【図７】同実施形態に係るチェッカー煉瓦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。
【図８】同実施形態に係るチェッカー煉瓦が横ずれした状態を示す断面図である。
【図９】図８の波線円で示した部分の拡大断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係るチェッカー煉瓦を示す断面図である。
【図１１】同実施形態に係る上下のガス流路の接合部を示す部分拡大断面図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係るチェッカー煉瓦を示す上面図（ａ）及びＥ−Ｅ線断面図（ｂ）である。
【図１３】同実施形態に係るチェッカー煉瓦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）である。
【図１４】同実施形態に係るチェッカー煉瓦が横ずれした状態を示す断面図である。
【図１５】図１４の波線円で示した部分の拡大断面図である。
【図１６】同実施形態の変更例に係るチェッカー煉瓦を示すＥ−Ｅ線断面図である。
【図１７】同実施形態の変更例に係るチェッカー煉瓦をラップ積みした構造を示すＦ−Ｆ線断面図である。
【図１８】同実施形態に係るチェッカー煉瓦が横ずれした状態を示す断面図である。
【図１９】図１８の波線円で示した部分の拡大断面図である。
【図２０】本発明の第４の実施形態に係るチェッカー煉瓦を示す断面図である。
【図２１】同実施形態に係るガス流路の接合部の拡大断面図である。
【図２２】チェッカー煉瓦の積み重ね方の変更例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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。
【００２７】
＜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。
【００２８】
［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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
［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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。）。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
［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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
［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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
＜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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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）。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
＜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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。）。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。）。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
＜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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。）。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
＜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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【実施例】
【０１０６】
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。
【０１０７】
【表１】
【０１０８】
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。
【０１０９】
（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。
【０１１０】
（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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
（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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【符号の説明】
【０１１７】
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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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することを特徴とする、チェッカー煉瓦。
【請求項２】
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ることを特徴とする、請求項１に記載のチェッカー煉瓦。
【請求項３】
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ことを特徴とする、請求項１又は２に記載のチェッカー煉瓦。
【請求項４】
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ことを特徴とする、請求項１又は２に記載のチェッカー煉瓦。
【請求項５】
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いことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のチェッカー煉瓦。
【請求項６】
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ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のチェッカー煉瓦。
【請求項７】
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個設けられることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のチェッカー煉瓦。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の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。
【請求項９】
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ことを特徴とする、請求項８に記載の熱風炉。
【請求項１】
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することを特徴とする、チェッカー煉瓦。
【請求項２】
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ることを特徴とする、請求項１に記載のチェッカー煉瓦。
【請求項３】
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ことを特徴とする、請求項１又は２に記載のチェッカー煉瓦。
【請求項４】
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ことを特徴とする、請求項１又は２に記載のチェッカー煉瓦。
【請求項５】
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いことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のチェッカー煉瓦。
【請求項６】
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ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のチェッカー煉瓦。
【請求項７】
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個設けられることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のチェッカー煉瓦。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の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。
【請求項９】
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ことを特徴とする、請求項８に記載の熱風炉。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１１−２１９７９４（Ｐ２０１１−２１９７９４Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８７９２７（Ｐ２０１０−８７９２７）
【出願日】平成２２年４月６日（２０１０．４．６）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月６日（２０１０．４．６）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
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