(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構築物の側壁部及び／又は天井部の施工方法であって、
磁石を備えた複数のブロックを積み重ねることで、前記構築物の側壁部及び／又は天井部を形成する工程を含み、該工程では、前記磁石に磁気吸引される板材の内面に前記磁石を磁気吸着させながら前記板材の形状に沿って前記複数のブロックを隣り合うブロック同士を接合することなく積み重ねる、施工方法。
【請求項２】
前記磁石は、前記ブロックの前記板材の内面と対向する面から前記板材の内面側に一定長さ離れた位置に配置されている、請求項１に記載の施工方法。
【請求項３】
前記磁石は、前記ブロックの前記板材の内面と対向する面に配置されている、請求項１に記載の施工方法。
【請求項４】
前記複数のブロックと、前記板材との間に断熱材を介在させる工程を更に含む、請求項
１〜３のいずれかに記載の施工方法。
【請求項５】
前記構築物の天井部を形成する前記板材はアーチ状に湾曲している、請求項１〜４のいずれかに記載の施工方法。
【請求項６】
側壁部及び／又は天井部は、それぞれが磁石を備えた複数のブロックと、前記磁石に磁気吸引される板材と、を備え、
前記複数のブロックは、前記板材の内面に前記磁石を吸着させた状態で、前記板材の形状に沿って隣り合うブロック同士を接合することなく積み重ねられている、構築物。
【請求項７】
前記天井部を形成する前記板材はアーチ状に湾曲している、請求項６に記載の構築物。
【請求項８】
前記複数のブロックと、前記板材との間に断熱材が介在されている、請求項６又は７に記載の構築物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、側壁部や天井部を備えた構築物、及び、構築物の側壁部及び／又は天井部の施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば炉や窯、煙道などの耐火性が必要とされる構築物は、複数の耐火レンガなどのブロック状の定形耐火材を積み重ねることで、天井部や側壁部が形成される。複数の定形耐火物を積み重ねて天井部や側壁部を形成する際には、複数の定形耐火物の目地に例えばモルタルを充填して隣り合う定形耐火物同士を接合する作業が行われる。また。天井部は、重量の重い天井部を安定して保持するために、複数の定形耐火材をアーチ型に組む構造が一般的に採用されている（例えば特許文献１の図３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第６２４５２０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
天井部や側壁部を形成する際に、複数の定形耐火物を規則正しく綺麗に並べる、例えば複数の定形耐火物を波打つことなく並べるためには、それぞれの目地に充填するモルタルの厚みを揃える必要がある。しかしながら、それぞれの目地のモルタルの厚みを揃えて複数の定形耐火物を規則正しく綺麗に並べるには、熟練した技術を要し、経験豊富な職人による施工でないと困難であるとの課題がある。
【０００５】
また、アーチ型の天井部を備えた構築物は、図９に示すように、床部１０１上に左右の側壁部１０２，１０３が形成された後（図９（Ａ））、左右の側壁部１０２，１０３の間にアーチ型の天井部１０４が形成されるが、その際に、半円柱型の土台１００が用いられる。土台１００を左右の側壁部１０２，１０３の上端位置の間に固定し（図９（Ｂ））、土台１００の円弧状の外周面に沿って複数のブロック状の定形耐火材１０５を左右の側壁部１０２，１０３の間に積み重ねた後（図９（Ｃ））、土台１００を取り除くことで、アーチ型の天井部１０４が形成される（図９（Ｄ）。しかし、上述した土台１００は、天井部１０４を支えるために高い強度が必要であり、大型かつ高重量のものであるため、アーチ型の天井部を形成する際に多大な労力を必要とするうえ、保管の際に嵩張るために保管に広いスペースが必要となる。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決する構築物及び構築物の施工方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第一態様は、構築物の側壁部及び／又は天井部の施工方法に関する。本発明の施工方法は、磁石を備えた複数のブロックを積み重ねることで、前記構築物の側壁部及び／又は天井部を形成する工程を含み、該工程では、前記磁石に磁気吸引される板材の内面に前記磁石を磁気吸着させながら前記板材の形状に沿って前記複数のブロックを積み重ねることを特徴とする。
【０００８】
本発明の施工方法においては、前記磁石は、前記ブロックの前記板材の内面と対向する面から前記板材の内面側に一定長さ離れた位置に配置されるように、構成することができる。
【０００９】
また、本発明の施工方法においては、前記磁石は、前記ブロックの前記板材の内面と対向する面に配置されるように、構成することができる。
【００１０】
また、本発明の施工方法においては、前記複数のブロックと、前記板材との間に断熱材を介在させる工程を更に含むように、構成することができる。
【００１１】
また、本発明の施工方法においては、前記構築物の天井部を形成する前記板材はアーチ状に湾曲するように、構成することができる。
【００１２】
本発明の第二態様は、側壁部や天井部を備えた構築物に関する。本発明の構築物は、側壁部及び／又は天井部は、それぞれが磁石を備えた複数のブロックと、前記磁石に磁気吸引される板材と、を備え、前記複数のブロックは、前記板材の内面に前記磁石を吸着させた状態で、前記板材の形状に沿って積み重ねられていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の構築物においては、前記天井部を形成する板材はアーチ状に湾曲するように、構成することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、板材を磁気吸引する磁石を備えた複数のブロックを、板材の内面に磁石を吸着させながら積み重ねることで、構築物の側壁部及び／又は天井部が形成される。これにより、複数のブロックをそれぞれ定位置に保持しながら板材の形状に沿って積み重ねることができ、最終的に全体として側壁部や天井部を形成することができる。よって、複数のブロックを規則正しく綺麗に並べる、例えば複数のブロックを波打つことなく並べることができる。加えて、複数のブロックを積み重ねて天井部や側壁部を形成する際に、複数のブロックの目地に例えばモルタルを充填して隣り合うブロック同士を接合しなくてもよいので、天井部や側壁部を形成する作業が容易となるうえ、当該作業に熟練した技術を必ずしも必要としない。
【００１５】
また、構築物の天井部を形成する場合には、従来技術で説明したような大型かつ高重量の半円柱型の土台を必要としないので、天井部を形成する際に多大な労力を必要とせず、土台を保管するための広いスペースも必要としない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一形態の構築物の施工方法について一部の工程を説明する図である。
【図２】図１に引き続き、本発明の一形態の構築物の施工方法について一部の工程を説明する図である。
【図３】天井部を構成する定形耐火物（ブロック）の一形態の（Ａ）斜視図、（Ｂ）断面図、である。
【図４】天井部を構成する定形耐火物（ブロック）の他の形態の（Ａ）斜視図、（Ｂ）断面図、である。
【図５】本発明の他の形態の構築物の施工方法について一部の工程を説明する図である。
【図６】図５に引き続き、本発明の他の形態の構築物の施工方法について一部の工程を説明する図である。
【図７】本発明の他の形態の構築物の施工方法により施工された構築物の断面図である。
【図８】（Ａ）（Ｂ）ともに本発明の他の一形態の構築物の概略構成を示す図である。
【図９】従来例の構築物の施工方法について一部の工程を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。本発明は、側壁部や天井部を備えた構築物、及び、構築物の側壁部及び／又は天井部の施工方法に関する。構築物は、特に限定されるものではないが、例えば溶解、精錬、焼成、加熱などに使用される炉や窯、あるいは高温の排ガスを排出する煙道などの耐火性が必要とされる構築物を例示することができる。
【００１８】
本実施形態の施工方法は、図１〜図３に示すように、床部２の上に一対の側壁部３，４を形成する工程と、一対の側壁部３，４の間に天井部６を形成する工程と、を含んでいる。天井部６を形成する工程は、一対の側壁部３，４上に板材１０を設ける工程と、一対の側壁部３，４の間で板材１０の形状に沿って複数のブロック（定形耐火物７）を積み重ねる工程と、天井部６を構成する複数のブロック（定形耐火物７）と板材１０との間に断熱材８を介在させる工程と、を含んでいる。以下、本実施形態の構築物の施工方法、及び、本実施形態の構築物について詳細に説明する。なお、本実施形態では、天井部６について磁石１１を備えたブロック（定形耐火物７）を複数積み重ねることで形成する施工方法及び構築物１を例にして説明している。
【００１９】
図１（Ａ）に示すように、一対の側壁部３，４は、床部２の上に一定距離をあけて互いに対向して起立するとともに、水平方向に一定の長さに亘って延びるように形成される。床部２は、例えば耐火レンガや耐火断熱レンガなどのブロック状の定形耐火材で形成してもよいし、定形耐火材とキャスタブル耐火材の併用で形成してもよい。
【００２０】
一対の側壁部３，４は、それぞれが耐火性を有する複数の定形耐火物５を積み上げる（鉛直方向に積み重ねる）ことで形成される。隣接する定形耐火物５同士は、例えば耐火モルタル；耐火セメント；耐火性を有する接着剤などにより接合される。定形耐火物５としては、例えば耐火レンガや耐火断熱レンガなどの耐火性を有するブロックを用いることができる。各側壁部３，４を構成する定形耐火物６は、本実施形態では断面視が長方形状の四角柱を呈しているが、定形耐火物６の形状は特に限定されるものではない。
【００２１】
各側壁部３，４の外面には、断熱材８、さらに必要に応じて鋼鉄などの金属により形成されたケーシング９を配置することができる。断熱材８としては、例えば断熱レンガ；断熱ボード；ガラスウール、ロックウール、セラミックファイバーなどを綿状にしたもの；珪砂などを用いることができる。各側壁部３，４に断熱材８やケーシング９が外張りされていることにより、構築物１内に保持された熱が外部に分散することを防止できるうえ、外部から構築物１内に空気が流入することを遮断できる。
【００２２】
床部２の上に一対の側壁部３，４を形成すると、次に、図１（Ｂ）に示すように、一対の側壁部３，４上に板材１０を設ける。板材１０は後述する磁石１１に磁気吸引される性質を有しており、例えば鋼鉄などの金属により形成されるものである。板材１０は、図２（Ｂ）に示す最終的に構築される構築物１の天井部６に沿った形状を呈しており、本実施形態では、構築物１の天井部６がアーチ型であるので、板材１０は、上方向に凸をなして折り曲げられたアーチ状、具体的には円弧状を呈している。板材１０の中心角は特に限定されるものではなく、１８０°（半円状）であってもよいし、１８０°未満であってもよい。板材１０の曲率半径は特に限定されるものではなく、天井部６のサイズに合致した大きさ、つまりは天井部６に覆い被さる大きさにすることもできるし、天井部６のサイズよりも大きい大きさ、つまりは天井部６との間に間隔を有する大きさにすることもできる。
【００２３】
板材１０を一対の側壁部３，４上に固定する方法としては、特に限定されるものではなく、例えばクレーンなどにより吊り下げる方法、構築物１を囲む枠（例えば炉枠）を形作る鉄骨に溶接する方法などを例示することができる。
【００２４】
板材１０を一対の側壁部３，４上に設けると、次に、図１（Ｃ）に示すように、一対の側壁部３，４の間で板材１０の形状、本実施形態ではアーチ状に沿って天井部６を形成する。天井部６は、耐火性を有する複数の定形耐火物７を板材１０の形状であるアーチ状に沿って積み重ねることで形作られる。定形耐火物７としては、例えば耐火レンガや耐火断熱レンガなどの耐火性を有するブロックを用いることができる。天井部６を構成する定形耐火物７は、本実施形態では断面視が台形状の四角柱を呈しているが、定形耐火物７の形状は特に限定されるものではない。
【００２５】
天井部６を構成する定形耐火物７は、少なくとも１つの磁石１１を備えている。磁石１１は、例えばネオジウム磁石やフェライト磁石などの永久磁石を用いることができるが、これに限定されるものではなく、板材１０を磁気吸引するものであればよい。磁石１１は、定形耐火物７において、天井部６を形成する際に板材１０の内面と対向する面側に配置されている。
【００２６】
本実施形態では、磁石１１は、図３に示すように、位置調整部材１２を介して、定形耐火物７の板材１０の内面と対向する面から板材１０の内面側に一定長さ離れた位置に配置されている。位置調整部材１２は、例えば鉄筋などの金属製の棒材を用いることができるが、これに限定されるものではなく、磁石１１を定形耐火物７の板材１０の内面と対向する面から板材１０の内面側に一定長さ離れた位置に配置できるものであればよい。位置調整部材１２は、その一部が定形耐火物７内に埋設されることで定形耐火物７に固定されているが、固定方法はこれに限られるものではなく、種々の方法が可能である。位置調整部材１２の残部は定形耐火物７から露出しており、その端に磁石１１が固定されている。位置調整部材１２の、定形耐火物７から露出する部分の長さを変えることで、磁石１１と、定形耐火物７の板材１０の内面と対向する面との間の長さを変えることができる。
【００２７】
天井部６は、図１（Ｃ）及び図２（Ａ）に示すように、板材１０を磁気吸引する磁石１１を備えた複数の定形耐火物７を、板材１０の内面に磁石１１を吸着させながら、一対の側壁部３，４の間で板材１０の形状であるアーチ状に沿って積み重ねることで形成される。具体的には、各側壁部３，４の上端に複数の定形耐火物７を順次積み重ねる際に、各定形耐火物７の磁石１１を板材１０に吸着させる。これにより、複数の定形耐火物７をそれぞれ定位置に保持しながら板材１０のアーチ状に沿って積み重ねることができ、最終的に全体としてアーチ型の天井部６を形成することができる。天井部６には煙突などを形成してもよい。
【００２８】
アーチ型の天井部６を形成した後、板材１０はケーシングとして用いることができ、図２（Ｂ）に示すように、天井部６を構成する複数の定形耐火物７と、板材１０との間に断熱材８を介在させることができる。天井部６に断熱材８やケーシングとしての板材１０が外張りされていることにより、構築物１内に保持された熱が外部に分散することを防止できるうえ、外部から構築物１内に空気が流入することを遮断できる。なお、アーチ型の天井部６を形成した後に板材１０は取り外してもよく、断熱材８だけを天井部６の上面に配置してもよい。
【００２９】
上述した本実施形態の構築物１及び施工方法によれば、板材１０を磁気吸引する磁石１１を備えた複数の定形耐火物７を、板材１０の内面に磁石１１を吸着させながら積み重ねることで、構築物１の天井部６が形成される。これにより、複数の定形耐火物７をそれぞれ定位置に保持しながら板材１０の形状に沿って積み重ねることができ、最終的に全体として天井部６を形成することができる。よって、複数の定形耐火物７を規則正しく綺麗に並べる、例えば複数の定形耐火物７を波打つことなく並べることができる。加えて、複数の定形耐火物７を積み重ねて天井部６を形成する際に、複数の定形耐火物７の目地に例えば耐火モルタルを充填して隣り合う定形耐火物７同士を接合しなくてもよいので、天井部６を形成する作業が容易となるうえ、当該作業に熟練した技術を必ずしも必要としない。
【００３０】
加えて本実施形態の構築物１及び施工方法によれば、アーチ型の天井部６を形成する際に、従来技術で説明したような大型かつ高重量の半円柱型の土台を必要としないので、天井部６を形成する際に多大な労力を必要とせず、土台を保管するための広いスペースも必要としない。また、板材１０は構築物１のケーシングとして用いることができるので、無駄なく構築物１を施工することができる。なお、板材１０を取り外した場合でも、板材１０は他の用途に有効利用することができる。
【００３１】
加えて本実施形態の構築物１及び施工方法によれば、板材１０について、その曲率半径が天井部６のサイズよりも大きいサイズ、つまりは天井部６との間に間隔を有する大きさのものしか用意できない場合であっても、定形耐火物７に対する磁石１１の配置を位置調整部材１２により調整することで、板材１０の曲率半径に拘わらず、所望の大きさの天井部６を形成することができる。
【００３２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００３３】
例えば図４に示すように、磁石１１は、定形耐火物７の板材１０の内面と対向する面に配置されていてもよい。磁石１１は、その一部が定形耐火物７内に埋設されることで定形耐火物７に固定されていてもよいし、接着剤などを用いて固定されていてもよい。また、磁石１１を一端に固定した位置調整部材１２の全部を定形耐火物７内に埋設することで磁石１１を定形耐火物７に固定してもよい。この場合には、板材１０は、その曲率半径Ｒが天井部６のサイズに合致した大きさ、つまりは天井部６に覆い被さる大きさとなるように形成される。
【００３４】
図４に示す定形耐火物７についても、図５及び図６に示すように、床部２の上に一対の側壁部３，４を形成すると（図５（Ａ））、次に、一対の側壁部３，４上にアーチ状に湾曲した板材１０を設け（図５（Ｂ））。そして、複数の定形耐火物７を、板材１０の内面に磁石１１を吸着させながら、一対の側壁部３，４の間で板材１０の形状であるアーチ状に沿って積み重ねることで（図５（Ｃ））、アーチ型の天井部６を形成することができる（図６（Ａ）。アーチ型の天井部６を形成した後、板材１０は複数の定形耐火物７から取り外してもよいし、取り外さなくてもよい。例えば、板材１０を複数の定形耐火物７から取り外した場合には（図６（Ｂ））、図７に示すように、断熱材８や耐火材（耐火レンガや耐火断熱レンガなどの定形耐火材、又はキャスタブル耐火材）を構築物１の各側壁部３，４や天井部６に外張りし、さらに必要に応じてケーシングを外張りすることができる。
【００３５】
また上記実施形態では、構築物１は一対の側壁部３，４を備えていて、両側壁部３，４の間に天井部６が形成されているが、構築物１は一対の側壁部３，４を備えることなく、床部２の上に例えばアーチ型の天井部６が形成されていてもよい。
【００３６】
また上記実施形態では、構築物１の天井部６がアーチ型であり、これに伴い板材１０もアーチ状に湾曲しているが、構築物１の天井部６はアーチ型に限定されるものではなく、例えば三角形型や台形型、あるいは平坦型などであってもよく、これに伴い、板材１０も天井部６の形状に沿った三角形状や台形状に折れ曲がっていてもよいし、あるいは折れ曲がることなく平坦状であってもよい。
【００３７】
また上記実施形態では、構築物１の天井部６について磁石１１を備えた定形耐火物７を複数積み重ねることで形成しているが、両側壁部３，４についても磁石１１を備えた定形耐火物７を複数積み重ねることで形成してもよい。この場合には、施工方法の一対の側壁部３，４を形成する工程は、図８に示すように、床部２上に板材１０を設ける工程と、床部２上に板材１０の形状に沿って複数のブロック（定形耐火物７）を積み重ねる工程と、を含んでいる。
【００３８】
図８の実施形態では、板材１０は、構築物１の天井部６に沿う部分と、構築物１の各側壁部３，４に沿う部分とを備えている。具体的には、板材１０は、例えばアーチ状に湾曲した第１部分１０ａと、第１部分１０ａの両端からそれぞれ鉛直方向に延びる一対の第２部分１０ｂとを備えている。
【００３９】
図８（Ａ）は、図３に示す定形耐火物７を用いて構築物１を構築した例であり、図８（Ｂ）は、図４に示す定形耐火物７を用いて構築物１を構築した例である。いずれの例においても、床部２の上に板材１０を設けた後、磁石１１を備えた複数の定形耐火物７を、板材１０の各第２部分１０ｂの内面に磁石１１を吸着させながら上方向に定形耐火物７を積み重ねることで、一対の側壁部３，４を形成することができる。そして、磁石１１を備えた複数の定形耐火物７を、板材１０の第１部分１０ａの内面に磁石１１を吸着させながら板材１０の第１部分１０ａの形状であるアーチ状に沿って積み重ねることで、さらに天井部６を形成することができる。
【００４０】
図８の実施形態の構築物１及び施工方法によれば、板材１０を磁気吸引する磁石１１を備えた複数の定形耐火物７を、板材１０の内面に磁石１１を吸着させながら積み重ねることで、構築物１の一対の側壁部３，４が形成される。これにより、複数の定形耐火物７をそれぞれ定位置に保持しながら板材１０の形状に沿って積み重ねることができ、最終的に全体として一対の側壁部３，４を形成することができる。よって、複数の定形耐火物７を規則正しく綺麗に並べる、例えば複数の定形耐火物７を波打つことなく並べることができる。加えて、複数の定形耐火物７を積み重ねて一対の側壁部３，４を形成する際に、複数の定形耐火物７の目地に例えば耐火モルタルを充填して隣り合う定形耐火物７同士を接合しなくてもよいので、一対の側壁部３，４を形成する作業が容易となるうえ、当該作業に熟練した技術を必ずしも必要としない。
【００４１】
図８（Ａ）の例の場合は、図示は省略するが、図２（Ｂ）の例と同様にして、板材１０をケーシングとして用いるとともに、複数の定形耐火物７と板材１０との間に断熱材８を介在させることができる。図８（Ｂ）の例の場合は、板材１０を複数の定形耐火物７から取り外した後、図示は省略するが、図７の例と同様にして、断熱材８や耐火材（耐火レンガや耐火断熱レンガなどの定形耐火材、又はキャスタブル耐火材）を構築物１の各側壁部３，４や天井部６に外張りし、さらに必要に応じてケーシングを外張りすることができる。
【００４２】
また上述した実施形態では、構築物１の各側壁部３，４や天井部６を構成するブロックが定形耐火物５，７であったが、耐火物でなくてもよい。また、構築物１は炉や窯、煙道以外のものであってもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１    構築物
２    床部
３    側壁部
４    側壁部
５    定形耐火物（ブロック）
６    天井部
７    定形耐火物（ブロック）
８    断熱材
９    ケーシング
１０  板材
１１  磁石
１２  位置調整材
【要約】
【課題】構築物の側壁部及び／又は天井部を容易に施工する。
【解決手段】構築物の側壁部及び／又は天井部の施工方法は、構築物１の側壁部及３，４び／又は天井部６を形成する工程において、磁石１１に磁気吸引される板材１０の内面に磁石１１を磁気吸着させながら板材１１の形状に沿って複数のブロック（定形耐火物７）を積み重ねることを特徴としている。
【選択図】図２【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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