CN107849459A - 焦炉牛腿结构 - Google Patents

Abstract

焦炉牛腿结构包括多个堆叠的耐火砌块层的组件，该组件限定多个大致竖直定向的中心烟道和多个倾斜定向的侧部烟道。组件中的至少一个耐火砌块层包括交替的多个鞍状砌块和中心倾斜烟道砌块。鞍状砌块可以包括：一对在横向上对置的立柱，在这对立柱之间限定矩形沟道；以及大致竖直定向的圆柱形烟道，该圆柱形烟道从鞍状砌块的底表面延伸至其矩形沟道。中心倾斜烟道砌块可以包括限定在其顶表面和底表面之间的凹弓形烟道沟道，使得在顶表面处通向烟道沟道的上开口相对于底表面处的烟道沟道的下开口向内偏移。

Description

焦炉牛腿结构

相关申请的交叉引用

根据美国法典第35卷§119(e)的规定，本申请基于并要求2015年3月26日提交的美国临时专利申请No.62/138,615的国内优先权，并且可以被认为与2015年11月20日提交的共同拥有的同时在审的美国专利申请No.14/947,320以及与本申请同时提交的美国专利申请No.--/---，---(代理人案号6141-52)相关，在先提交的每个申请的全部内容通过引用的方式明确地并入本文中。

技术领域

本文公开的实施例总体上涉及焦炉，特别是与焦炉相关的牛腿结构。在优选的实施例中，本文公开的牛腿结构由单个耐火砌块的组件形成。

背景技术

焦炉传统上包括巨大的耐火砖结构，该结构中存在由许多种不同形状的耐火砖构成的相邻平行壁的组。砖块必须能够承受高温和强大的机械载荷。同时，壁的内部容纳有烟道、燃烧器、烟道气体控制通道等。焦炉的详细设计通常非常复杂，以便在焦炉内获得必要的热量分布和穿过壁的气体流。

由此可见，焦炉是相对昂贵的结构，并且用于维护和修复的任何停产期都可能对经营者造成重大经济损失。

此外，构成壁的陶瓷砖块的生产是相对昂贵的，因而需要总体上减少壁中使用的不同类型的砖块的数量。然而，不期望的是具有如下设计概念：即在建造中使用相对较大的陶瓷砖块。在不使用特殊的机械提升装置的情况下，无法处理太大的砖块。此外，经机械压制形成熔凝石英产品的尺寸大于650mm的砖块通常是难以获得的。虽然比该尺寸大的砖块可以由手工铸造，但它们更加昂贵。虽然大砖块可以由常规石英经机械压制而成，但常规石英砖块会具有如下严重缺点：由其构成的壁需要加热时间，而该加热时间是熔凝石英砖块的加热时间的许多倍。

美国专利No.6,066,236、8,266,853和8,640,635(这些专利的全部内容以引用的方式明确地并入本文中)已经提出：可以组装相对大尺寸的单个耐火砌块以形成焦炉的牛腿结构。通常，这种大尺寸的单个耐火砌块的组件能使焦炉在更短的停产期内被建造和/或修复。

尽管用于焦炉牛腿结构的这些现有方案符合它们的预期目的，但仍然要寻求持续的改进。本文公开的实施例旨在提供这样的改进。

发明内容

本文公开的实施例的焦炉牛腿结构包括多个堆叠的耐火砌块层的组件，所述组件限定多个大致竖直定向的中心烟道和多个倾斜定向的侧部烟道。所述组件中的至少一个耐火砌块层包括多个堆叠的耐火砌块层的组件，所述组件限定多个大致竖直定向的中心烟道和多个总体上倾斜定向的侧部烟道，所述烟道是由交替的多个鞍状砌块和中心倾斜烟道砌块提供的。所述鞍状砌块包括：一对在横向上对置的立柱，在所述立柱之间限定矩形沟道；以及大致竖直定向的圆柱形烟道，所述圆柱形烟道从所述鞍状砌块的底表面延伸至所述矩形沟道。所述中心倾斜烟道砌块包括限定在其顶表面和底表面之间的凹弓形烟道沟道(arcuately concave flue channel)，使得在所述顶表面处通向所述烟道沟道的上开口相对于所述底表面处的所述烟道沟道的下开口向内偏移。

根据一些实施例，所述鞍状砌块和所述中心倾斜烟道砌块总体上呈梯形并且在其对置的侧部边缘上具有台阶表面。所述鞍状砌块可以替代地或附加地包括圆柱形凸部，所述圆柱形凸部被接纳在所述牛腿结构的下一层中的另一砌块的对应地构造的圆柱形凹部内。在所述至少一个耐火砌块层中，所述中心倾斜烟道砌块可以交替相反地定向，使其下开口定位在所述牛腿结构的交替相反的横向侧上。

所述至少一个耐火砌块层还可以包括一系列大致Z形砌块，所述Z形砌块具有中心柱区段以及分别在所述中心柱区段的每一端相反地定向的凸出区段。这样，所述Z形砌块的凸出区段中的一个可以被所述鞍状砌块和所述中心倾斜烟道砌块的台阶表面中的相应一个接纳和支撑。

至少一个耐火砌块层还可以包括在横向上与所述一系列Z形砌块相邻的一系列大致T形砌块。如果存在，则所述T形砌块包括中心柱以及在所述中心柱的上端处彼此相反地向外凸出的凸出区段，其中，所述T形砌块的向外凸出的凸出区段中的一个被所述Z形砌块的相应的相反地定向的凸出区段接纳和支撑。

某些实施例会包括在所述至少一砌块层中被定位成与所述鞍状砌块及中心倾斜烟道砌块中的一个相邻的至少一个总体上呈梯形的间隔件砌块。

所述砌块层中的鞍状砌块中的至少一个还可以包括位于所述大致竖直定向的圆柱形烟道的相应的横向侧的一对相反地定向的弓形侧部烟道。

由所述鞍状砌块限定的矩形沟道可以包括位于所述大致竖直定向的烟道的上端处的圆柱形凹部。替代地或附加地，所述鞍状砌块的底表面可以包括位于所述大致竖直的圆柱形烟道的下端处的圆柱形凸部。所述至少一个耐火砌块层还可以设置有被接纳在所述鞍状砌块的矩形沟道中的相应一个矩形沟道内的大致矩形烟道砌块。

根据所述牛腿结构的一些实施例，所述多个堆叠的耐火砌块层的组件还可以包括位于所述至少一个耐火砌块层下层的第二耐火砌块层，所述第二耐火砌块层包括一系列交替的中心烟道砌块和倾斜烟道砌块。这样，所述中心烟道砌块可以限定大致竖直烟道区段，所述大致竖直烟道区段与所述鞍状砌块的大致竖直定向的圆柱形烟道流体连通。所述倾斜烟道砌块在其一端处可以限定向下且向外倾斜的表面，所述表面与由所述至少一个耐火砌块层中的中心倾斜烟道砌块中的相应一个所限定的凹弓形烟道沟道的下开口流体连通。

所述至少一个耐火砌块层的中心倾斜烟道砌块可以交替地相反定向，使得所述凹弓形烟道沟道的下开口定位在所述牛腿结构的交替相反的横向侧。在这种实施例中，所述第二耐火砌块层中的倾斜烟道砌块交替地相反定向，使其一端处的倾斜表面与所述至少一个耐火砌块层中的中心倾斜烟道砌块的凹弓形烟道沟道中的相应一个流体连通。

本文中的某些实施例会包括至少一个附加层，所述附加层由舌部和凹槽互相连接的多个耐火砌块构成。所述至少一层中的多个互相连接的耐火砌块可以包括大致相互正交的面，所述面限定边缘并且分别包括从其向外突出的细长舌部以及凹入其中的细长凹槽。所述细长舌部和凹槽包括相应的相邻端部，所述相邻端部在由所述耐火砌块的相互正交的面所限定的边缘处彼此共同终止。

所述多个堆叠的耐火砌块层可选地包括相应的端部砌块，所述端部砌块具有正面，其中，所述正面包括大致竖直定向的舌部以及与所述舌部平行的大致竖直定向的凹槽，所述正面的舌部和凹槽分别与该层中相邻砌块的大致竖直面的凹槽和舌部互相连接。

在仔细考虑了本发明的优选示例性实施例的以下详细说明之后，本发明的这些和其他方面及优点将变得更加清楚。

附图说明

通过结合附图参考以下的示例性、非限制性、说明性实施例的详细说明，将会更好且更全面地理解本发明所公开的实施例，在附图中：

图1是示出根据本发明的实施例的支撑在焦炉墩上的示例性牛腿结构的透视图；

图2和图3分别是图1所示的牛腿结构的俯视平面图和前端视图；

图4是形成图1所示的牛腿结构的第一砌块层的放大透视组装图；

图4A-1至图4A-3示出与形成牛腿结构的第一砌块层相关的端部砌块，其中，图4A-1是其透视图，图4A-2是其俯视平面图；并且图4A-3是其正视图；

图4B-1至图4B-3示出与形成牛腿结构的第一砌块层相关的第一沟道砌块，其中，图4B-1是其透视图，图4B-2是其俯视平面图，并且图4B-3是其端视图；

图4C-1至图4C-3示出与形成牛腿结构的第一砌块层相关的第二沟道砌块，其中，图4C-1是其透视图，图4C-2是其俯视平面图，并且图4C-3是其端视图；

图5是从上方看到的形成牛腿结构的第二砌块层的放大透视组装图；

图5A是从下方看到的图5所示的第二砌块层的放大透视组装图；

图5A-1至图5A-5示出与形成牛腿结构的第二砌块层相关的中心端部砌块，其中，图5A-1是其透视图，图5A-2是其仰视平面图，图5A-3是其侧视图，图5A-4是其后端视图，并且图5A-5是沿图5A-1中的线5A-5截取的剖视图；

图5B-1至图5B-4示出与形成牛腿结构的第二砌块层相关的第一侧部端部砌块，其中，图5B-1是其透视图，图5B-2是其俯视平面图，图5B-3是其正视图，并且图5B-4是其端视图；

图5C-1至图5C-4示出与形成牛腿结构的第二砌块层相关的第二侧部端部砌块，其中，图5C-1是其透视图，图5C-2是其俯视平面图，图5C-3是其正视图，并且图5C-4是其端视图；

图5D-1至图5D-4示出与形成牛腿结构的第二砌块层相关的中心烟道砌块，其中，图5D-1是其透视图，图5D-2是其俯视平面图，图5D-3是其仰视平面图，并且图5D-4是其端视图；

图5E-1至图5E-4示出与形成牛腿结构的第二砌块层相关的中心间隔件砌块，其中且图5E-4是其端视图；

图5F-1至图5F-4示出与形成牛腿结构的第二砌块层相关的第一种类型的细长键状砌块，其中，图5F-1是其透视图，图5F-2是其俯视平面图，图5F-3是其侧视图，并且图5F-4是其正视图；

图5G-1至图5G-4示出与形成牛腿结构的第二砌块层相关的第二种类型的细长键状砌块，其中，图5G-1是其透视图，图5G-2是其俯视平面图，图5G-3是其后端视图，并且图5F-4是其前端视图；

图6是形成牛腿结构的第三砌块层的放大透视组装图；

图6A-1至图6A-5示出与形成牛腿结构的第三砌块层相关的中心端部砌块，其中，图6A-1是其透视图，图6A-2是其俯视平面图，图6A-3是其仰视平面图，图6A-4是其正视图，并且图6A-5是其侧视图；

图6B-1至图6B-4示出与形成牛腿结构的第三砌块层相关的侧部端部砌块，其中，图6B-1是其透视图，图6B-2是其俯视平面图，图6B-3是其仰视平面图，图6B-4是其侧视图，并且图6B-5是其端视图；

图6C-1至图6C-4示出第一种类型的中心烟道砌块，该砌块提供了与形成牛腿结构的第三砌块层相关的竖直烟道区段和倾斜侧部烟道区段，其中，图6C-1是其透视图，图6C-2是其俯视平面图，图6C-3是其正视图，图6C-4是沿图6C-2中的线6C-4截取的纬向剖视图；

图6D-1至图6D-3示出与形成牛腿结构的第三砌块层相关的倾斜烟道砌块，其中，图6D-1是其透视图，图6D-2是其俯视平面图，并且图6D-3是其端视图；

图6E-1至图6E-5示出与形成牛腿结构的第三砌块层相关的第二种类型的中心烟道砌块，其中，图6E-1是其透视图，图6E-2是其俯视平面图，图6E-3是其仰视平面图，图6E-4是沿图6E-2中的线6E-4截取的剖视图，并且图6E-5是其端视图；

图6F-1至图6F-3示出与形成牛腿结构的第三砌块层相关的间隔件砌块，其中，图6F-1是其透视图，图6F-2是其俯视平面图，并且图6F-3是其仰视平面图；

图7是从上方看到的形成牛腿结构的第四砌块层的放大透视组装图；

图7A是从下方看到的图7所示的第四砌块层的放大透视组装图；

图7A-1至图7A-3示出与形成牛腿结构的第四砌块层相关的端部砌块，其中，图7A-1是其透视图，图7A-2是其俯视平面图，并且图7A-3是其正视图；

图7B-1至图7B-4示出与形成牛腿结构的第四砌块层相关的第一种类型的鞍状砌块，其中，图7B-1是其前透视图，图7B-2是其后透视图；图7B-3是其俯视平面图，并且图7B-4是沿图7B-3中的线7B-4截取的剖视图；

图7C-1至图7C-4示出与形成牛腿结构的第四砌块层相关的第二种类型的鞍状砌块，其中，图7C-1是其前透视图，图7C-2是其俯视平面图，图7C-3是其正视图，并且图7C-4是沿图7C-2中的线7C-4截取的剖视图；

图7D-1至图7D-4示出与形成牛腿结构的第四砌块层相关的中心倾斜烟道砌块，其中，图7D-1是其透视图，图7D-2是其俯视平面图，图7D-3是其正视图，并且图7D-4是沿图7D-2中的线7D-4截取的剖视图；

图7E-1至图7E-3示出与形成牛腿结构的第四砌块层相关的中心间隔件烟道砌块，其中，图7E-1是其透视图，图7E-2是其俯视平面图，并且图7E-3是其正视图；

图7F-1至图7F-3示出与形成牛腿结构的第四砌块层相关的细长上边缘砌块，其中，图7F-1是其透视图，图7F-2是其俯视平面图，图7F-3是其侧视图，并且图7F-4是其正视图；

图7G-1和图7G-2示出与形成牛腿结构的第四砌块层相关的第一种类型的中心架砌块，其中，图7G-1是其透视图，并且图7G-2是其正视图；

图7H-1和图7H-2示出与形成牛腿结构的第四砌块层相关的第二种类型的中心架砌块，其中，图7H-1是其透视图，并且图7H-2是其正视图；并且

图7I-1至图7I-3示出与形成牛腿结构的第四砌块层相关的侧部架砌块，其中，图7I-1是其透视图，图7I-2是其俯视平面图，并且图7I-3是其正视图。

具体实施方式

附图1至3示出根据本发明的实施例的示例性牛腿结构10，该牛腿结构被支撑在与焦炉相关的墩部P上。在这方面，应该理解的是，常规焦炉会包括多个间隔开的墩部P，每个墩部支撑牛腿结构10并且在各墩部之间限定蓄热区，蓄热区内设置有检验砖块(未示出)。牛腿结构10又支撑单个焦炉(未示出)的耐火壁和地板。

牛腿结构10总体上基本由4个层100、200、300和400构成，这些层由特别地构造的耐火砌块(稍后详细描述)彼此堆叠地组装而成。层100、200、300和400共同限定大致竖直定向的中心烟道60和大致倾斜定向的侧部烟道72，这些烟道与焦炉壁的壁内对应的烟道(未示出)连通，以允许其中的空气和煤气燃烧并且将热废气输送到蓄热区和从蓄热区输送出来。

图4是形成牛腿结构的第一层100的互相连接的耐火砌块的透视组装图，图4A-1至图4C-3示出其单个耐火砌块的相应视图。在这方面，将会看到的是，第一砌块层100分别由端部砌块102和第一沟道砌块104及第二沟道砌块106的组件形成，从而形成细长的大致水平沟道108，以允许气体从牛腿结构10的一端流向其另一端。

图4A-1至图4A-3示出第一层100的端部砌块102。如图所示，端部砌块102限定了大致水平的平台表面102a，以允许气体进入由组装的第一沟道砌块104和第二沟道砌块106共同限定的沟道108中。端部砌块102包括在纬向上分开的一对升高的轮廓区段105、107。与区段105相比，区段107在砌块102的纵向方向上具有更小的尺寸，以建立由与纵向沟道108连通的平台表面102a限定的侧部入口沟道。区段105、107中的每个区段包括升高的纵向定向的中心脊部105a、107a，中心脊部105a、107a分别定位在一对纵向定向的U形槽105b、107b之间。

在图4B-1至图4B-3中示出第一沟道砌块104中的代表性砌块。如通过比较图4B-3和图4A-3的正视轮廓图所看到的，后者限定了与后者相同的上表面轮廓。因此，砌块104会包括沟道108的中心纵向定向区段，该区段定位在一对彼此对置的纵向定向的升高的轮廓区段110、112之间。区段110、112中的每个区段包括升高的纵向定向的中心脊部110a、112a，这些中心脊部分别定位在一对纵向定向的U形凹槽110b、112b之间，如前面注意到的，这些中心脊部以及U形凹槽分别与脊部105a、107a以及凹槽105b、107b是在纵向上一致的。

图4C-1至图4C-3所示的第二种类型的沟道砌块106与前文描述的砌块104大致相同，主要的不同之处在于，与第二种类型的沟道砌块104的同一尺寸相比，第一砌块层100在纵向上测得的尺寸更小。因此，与砌块104相比，砌块106的相对厚度更小，由此使得砌块104和106能够根据需要而相邻地组装起来，以适应与牛腿结构10相关的第一砌块层100的变化的纵向尺寸的要求。因此，使用与砌块104所采用的附图标记相同但带有单引号角标(’)的附图标记来表示砌块106的相似的结构部件。

图5和图5A分别示出从形成与牛腿结构10相关的第二砌块层200的互相连接的耐火砌块的上方和下方看到的透视组装图，其中，图5A-1至图5G-4示出其单个耐火砌块的相应视图。在这方面，第二砌块层200由端部组件提供，该端部组件包括中心砌块202和侧部砌块204、206以及一系列中心烟道砌块208，这些中心烟道砌块在实施例中被示出为与间隔件砌块210相邻地交替布置。设置细长的内部键状砌块212、214(参见图5B)来从位置上锁定和支撑中心端部砌块202。

图5A-1至图5A-5更详细地示出中心端部砌块202。如图所示，中心端部砌块202是总体上长方形平行六面体，并具有从其端部向外延伸的突出部202a。中心端部砌块的底表面包括一对细长舌部202b，该舌部与下方的砌块(例如内部键状砌块212、214中的一个砌块)上对应的凹槽相配合。半圆柱形凹槽202c形成在砌块202的底表面中并且朝其后端开口。

图5B-1至图5B-4示出与形成牛腿结构10的第二砌块层200相关的第一侧部端部砌块204。如图所示，砌块204总体上呈两个相连的长方形平行六面体区段204a、204b的形式，其中，区段204a相对于区段204b在横向上偏移，以便从区段204b横向地突出。顶表面和底表面设置有细长凹槽204c和舌部204d，用以分别与上方和下方的砌块的对应的舌部和凹槽配合。

图5B-1至图5B-4中示出第二侧部端部砌块206，该第二侧部端部砌块定位在中心砌块202的与侧部端部砌块204相反的一侧。如图所示，砌块206基本上设置有中心正方形平行六面体区段206a以及在其前端和后端处向外突出的一对平行六面体区段206b、206c。区段206c在其一端处通过竖直定向的斜面206d连接到区段206a。区段206a的顶表面设置有凹槽206e，同时其前端和底表面分别设置有共同延伸的舌部206f、206g。

图5D-1至图5D-4示出与形成牛腿结构10的第二砌块层200相关的中心烟道砌块208。如这些附图中所示，中心烟道砌块208总体上呈设置有上面的升高的平台区段208a的长方形平行六面体形状，上面的升高的平台区段208a限定大致竖直烟道60的区段。在该升高的平台区段的上表面上形成圆柱形凹部208a1，以便容纳适当尺寸的陶瓷气体喷嘴220(参见图5)。在砌块208的底侧上形成细长的倒U形沟道208b。砌块208的每个横向侧区段208c、208d分别包括相应的侧部倒U形沟道208c1、208d1，沟道208b定位在U形沟道208c1和208d1之间。顶表面和底表面上的细长凹槽208e1、208f1及208e2、208f2分别与在区段208c、208d的彼此背对的前表面及后表面上共同延伸的舌部208g、208h及凹槽208i、208j配对。

图5E-1至图5E-4所示的中心间隔件砌块210与中心烟道砌块208大致相同，但不包括烟道60的圆柱形区段或凹部208a1。这样，砌块210具有更小的厚度尺寸(即，在牛腿结构10的纵向方向上测得的砌块210的尺寸)。因此，使用带有单引号角标(’)的相同附图标记来表示砌块210中对应的结构。

在图5F-1至图5F-4中示出与牛腿结构10的第二层200相关的第一种类型的键状砌块212。如图所示，键状砌块212是总体上细长的平行六面体，在其顶表面和底表面上具有凹槽212a和舌部212b，这些凹槽及舌部分别与在键状砌块的前表面和后表面上的舌部212c及凹槽212d共同延伸。键状砌块212可以以不同的长度尺寸设置，以适应牛腿结构10的特定设计属性。

第二种类型的键状砌块214与砌块212的相似之处在于，在顶表面和底表面上设置有顶部凹槽214a和底部舌部214b，这些凹槽及舌部与形成在砌块的后表面上的舌部214c共同延伸。然而，与砌块212不同的是，砌块214包括平坦的倾斜前表面214d。

图6示出从上方看到的形成与牛腿结构10相关的第三砌块层300的互相连接的耐火砌块的透视组装图，其中，图6A-1至图5F-3示出其单个耐火砌块的相应视图。在这方面，第三砌块层300由包括中心端部砌块302和一对侧部端部砌块304的端部组件提供。第三层300还包括一系列第一中心烟道砌块308和第二中心烟道砌块312以及以相反地交替定向的方式***它们之间的倾斜烟道砌块310。在牛腿结构10设计中，还可以根据需要设置间隔件砌块314。

图6A-1至图6A-5示出与形成牛腿结构10的第三砌块层300相关的中心端部砌块302。中心端部砌块302是梯形实心结构，具有彼此背对的向下会聚的平坦侧表面302a、302b以及彼此背对的大致竖直的前表面302c和后表面302d。在其顶表面上形成升高的中心平台302e，而在其与平台302e相反的底表面上形成倒U形沟道302f。梯形沟道303a、303b形成在每个侧表面302a、302b中。

如图6B-1至图6B-4所示，与中心端部砌块302类似地，侧部端部砌块304是梯形结构。然而，侧部端部砌块304包括具有细长梯形凸部305a、305b的彼此背对的向下扩张的平坦侧表面304a、304b，凸部305a、305b被接纳在中心端部砌块302的对应地构造的沟道303a、303b内。在大致竖直的前表面304c和后表面304d之间，在砌块304中形成一系列圆柱形孔304-1。顶表面304e和底表面304f分别是平坦的并且彼此大致平行。纬向踵状部304g在侧表面304a、304b之间从底表面304f向外延伸。

附图6C-1至图6C-4中示出与形成牛腿结构10的第三砌块层300相关的第一种类型的中心烟道砌块308，该砌块同时提供竖直烟道区段60和倾斜侧部烟道区段72两者。如图所示，砌块308是总体上梯形实心结构，该结构具有：彼此背对的向下会聚的平坦侧表面308a和308b、彼此背对的竖直平坦前表面308c和后表面308d、以及彼此背对的水平的平坦顶表面308e和底表面308f。每个侧表面308a、308b包括侧部倾斜U形沟道308a1、308b1。底表面308f限定中心倒U形沟道308f1。上表面308e限定中心圆柱形凹槽309a，该中心圆柱形凹槽与限定竖直烟道区段60的圆锥形凹槽309b连通(参见图6C-4)。

图6D-1至图6D-3中示出与形成牛腿结构10的第三砌块层300相关的倾斜烟道砌块310。如图所示，砌块310在一端处包括向上且向内倾斜的表面310a并且在另一端处包括向下且向内倾斜的表面310b。另外，砌块310具有大致平行的竖直的平坦前表面310c和后表面310d以及大致平行的水平的平坦顶表面310e和底表面310f。向上且向内倾斜的表面310相对于底表面310f形成锐角内角，而向下且向内倾斜的表面相对于底表面310f形成钝角内角。

图6E-1至图6E-5所示的第二种类型的中心烟道砌块312与第一种类型的中心烟道砌块308大致相同，但不包括侧部倾斜U形沟道308a1、308b1。这样，砌块312具有更小的厚度尺寸(即，在牛腿结构10的纵向方向上测得的砌块312的尺寸)。因此，使用带有单引号角标(’)的相同附图标记来表示砌块312中与砌块308中示出的结构相对应的结构。

类似地，图6F-1至图6F-3所示的间隔件砌块314与第二种类型的中心烟道砌块312大致相同，但不包括圆柱形凹部309a’或圆锥形凹部309b’。这样，砌块314具有更小的厚度尺寸(即，在牛腿结构10的纵向方向上测得的砌块314的尺寸)。因此，使用带有双引号角标(”)的相同附图标记来表示砌块314中与砌块312中示出的结构相对应的结构。

图7和图7A示出分别从上方和下方看到的形成与牛腿结构10相关的第四砌块层400的互相连接的耐火砌块的透视组装图，其中，图7A-1至图7I-3示出其单个耐火砌块的相应视图。在这方面，第四砌块层400由相邻地定位的串联的中心端部砌块402、第一种类型的鞍状烟道砌块404及第二种类型的鞍状烟道砌块406、中心倾斜烟道砌块408、间隔件砌块410、细长上边缘砌块412、第一种类型的中心架砌块及第二种类型的中心架砌块(分别用附图标记414、416表示代表性的几个中心架砌块)以及侧部架砌块(用附图标记418表示代表性的几个侧部架砌块)。

在图7A-1至图7A-3中更详细地示出与形成牛腿结构10的第四砌块层400相关的端部砌块402。如图所示，端部砌块402总体上是梯形结构，该结构在其每个横向侧面上具有上台阶表面402a和下台阶表面402b。总体上矩形凸部402c1从大致水平前表面402c向外突出，大致水平前表面402c背对着大致平坦的后表面402d。顶表面402e和底表面402f分别是大致平坦的矩形表面。

图7B-1至图7B-4示出与形成牛腿结构10的第四砌块层400相关的第一种类型的鞍状砌块404。如图所示，砌块404总体上是梯形结构，该结构具有：位于其每个横向侧面上的上台阶表面404a和下台阶表面404b、彼此背对的大致竖直的前平坦表面404c和后平坦表面404d以及彼此背对的大致水平的平坦顶表面404e和底表面404f。分别在顶表面404e和后面404d中形成端部开口的矩形凹部405，以便接纳对应地构造的烟道砌块407(参见图7)。每个烟道砌块407的底部包括圆柱形凸部(未示出)，该圆柱形凸部被接纳在对应地构造的圆柱形凹部405a内，该圆柱形凹部与砌块404的大致竖直定向的圆柱形烟道405b连通(参见图7B-4)。如图所示，烟道砌块407可以具有不同的竖直高度。底表面404f包括圆柱形凸部405c；当砌块404叠置在砌块308上时，圆柱形凸部405c被接纳在砌块308的对应地构造的圆柱形凹槽309a内(参见图6C-1至图6C-4)。在砌块404内，在顶表面404e和底表面404f之间限定一对背对的凹弓形烟道404-1、404-2，使得通向每个烟道沟道404-1、404-2的上开口相对于其下开口向内偏移。

在图7C-1至图7C-4中示出与形成牛腿结构10的第四砌块层400相关的第二种类型的鞍状砌块406。如图所示，与砌块402及404类似地，砌块406在其每个横向侧面上包括上台阶表面406a和下台阶表面406b。砌块406还包括在横向上对置的一对立柱406-1、406-2，在这对立柱之间限定矩形沟道409用于接纳相应地构造的烟道砌块407。如前面注意到的，每个烟道砌块407的底部包括圆柱形凸部(未示出)，该圆柱形凸部被接纳在对应地构造的圆柱形凹部409a内，该圆柱形凹部与砌块406的大致竖直定向的圆柱形烟道409b连通(参见图7C-4)。底表面406f包括圆柱形凸部409c；当砌块406堆叠在第三砌块层300的烟道砌块312上时，圆柱形凸部409c被接纳在烟道砌块312的对应地构造的圆柱形凹部309a’内(参见图6E-1至图6E-5)。

图7D-1至图7D-4示出与形成牛腿结构10的第四砌块层400相关的中心倾斜烟道砌块408。如图所示，与砌块402、404及406类似地，烟道砌块408是总体上梯形结构，该结构具有在其每个横向侧面上的上台阶表面408a和下台阶表面408b、彼此背对的大致竖直的前平坦面408c和后平坦面408d以及彼此背对的大致水平的平坦顶表面408e和底表面408f。在砌块408内在顶表面408e和底表面408f之间限定凹弓形烟道沟道408-1，使得通向烟道沟道408-1上开口相对于其下开口向内偏移。

图7E-1至图7E-3中示出可以被用在形成牛腿结构10的第四砌块层400中的中心间隔件砌块410。如图所示，与砌块402、404、406及408类似地，间隔件砌块410是总体上梯形结构，该结构具有在其每个横向侧面上的上台阶表面410a和下台阶表面410b、彼此背对的大致竖直的平坦前表面410c和后表面410d、以及彼此背对的大致水平的顶表面410e和底表面410f。

图7F-1至图7F-3中示出与形成牛腿结构10的第四砌块层400相关的细长上边缘砌块412。如图所示，边缘砌块412在结构上类似于前文结合第二砌块层200描述的键状砌块212。如图所示，边缘砌块412是总体上细长的平行六面体，在其顶表面和底表面上分别具有凹槽412a和舌部412b，该凹槽和舌部分别与前表面及后表面上的舌部412c和凹槽412d共同延伸。边缘砌块412可以以不同的纵向尺寸设置，以适应牛腿结构10的特定设计属性。

图7G-1和7G-2示出在牛腿结构10的第四层400中采用的第一种类型的中心架砌块414。如图所示，砌块414大致为T形结构，该结构具有中心柱区段414a和相反地向外凸出的凸出区段414b、414c。

图7H-1和图7H-2示出在牛腿结构10的第四层400中采用的第二种类型的中心架砌块416。如图所示，与砌块414类似地，砌块416是大致T形结构，该结构具有中心柱区段416a和相反地向外凸出的凸出区段416b、416c。另外，砌块416还包括一对向下突出的足部416-1、416-2，这对足部之间限定倒U形沟道416-3。

图7I-1至图7I-3示出与形成牛腿结构10的第四砌块层400相关的侧部架砌块418。如图所示，砌块418是大致Z形结构，具有中心柱区段418a以及在其每一端处相反地定向的凸出区段418b、418c。如图7和图7A所示，相反地定向的一对Z形架砌块418与T形架砌块414或416中的一个T形架砌块相关，使得向外突出的凸出区段414b、414c或416b、416c被相应的砌块418的凸出区段418c接纳和支撑。另外，可以从图7和7A观察到，内部的一系列砌块418的凸出区段418b被相关的相邻砌块402、404、406、408和410的相应的下台阶表面402b、404b、406b、408b和410b接纳和支撑。因此，砌块412、414和418的共同顶表面提供共面的支撑面，用以支撑一排总体上呈矩形的边缘砌块420(参见图7和图7A)。

以上描述的包括牛腿结构10的各种砌块优选地设置有诸如美国临时专利申请No.62/082,922中描述的互锁的舌部和凹槽结构。

应该理解的是，本文提供的说明是目前被认为是本发明的最实用且优选的实施例。因此，本发明不限于所公开的实施例，而是相反地，意图涵盖包括在其精神和范围内的各种变型和等同构造。

Claims (16)

1.一种用于焦炉的牛腿结构，包括：

多个堆叠的耐火砌块层的组件，其限定多个大致竖直定向的中心烟道和多个总体上倾斜定向的侧部烟道，其中，

所述组件中的至少一个耐火砌块层包括交替的多个鞍状砌块和中心倾斜烟道砌块，其中，

所述鞍状砌块包括：一对在横向上对置的立柱，在所述立柱之间限定矩形沟道；以及大致竖直定向的圆柱形烟道，所述圆柱形烟道从所述鞍状砌块的底表面延伸至鞍状砌块的矩形沟道，并且其中，

所述中心倾斜烟道砌块包括限定在其顶表面和底表面之间的凹弓形烟道沟道，使得在所述顶表面处通向所述烟道沟道的上开口相对于在所述底表面处的所述烟道沟道的下开口向内偏移。

2.根据权利要求1所述的牛腿结构，其中，所述鞍状砌块和所述中心倾斜烟道砌块总体上呈梯形并且在其对置的侧部边缘上具有台阶表面。

3.根据权利要求1所述的牛腿结构，其中，所述鞍状砌块包括圆柱形凸部，所述圆柱形凸部被接纳在所述牛腿结构的下一层中的另一砌块的对应地构造的圆柱形凹部内。

4.根据权利要求2所述的牛腿结构，其中，所述至少一个耐火砌块层还包括一系列大致Z形砌块，所述Z形砌块具有中心柱区段以及分别在所述中心柱区段的每一端相反地定向的凸出区段，其中，所述Z形砌块的凸出区段中的一个被所述鞍状砌块和所述中心倾斜烟道砌块的台阶表面中的相应一个接纳和支撑。

5.根据权利要求4所述的牛腿结构，其中，所述至少一个耐火砌块层还包括在横向上与一系列Z形砌块相邻的一系列大致T形砌块。

6.根据权利要求5所述的牛腿结构，其中，所述T形砌块包括中心柱以及在所述中心柱的上端处彼此相反地向外凸出的凸出区段，其中，所述T形砌块的向外凸出的凸出区段中的一个被所述Z形砌块的相应的相反地定向的凸出区段接纳和支撑。

7.根据权利要求6所述的牛腿结构，其中，所述至少一个耐火砌块层还包括与所述鞍状砌块及中心倾斜烟道砌块中的一个相邻地定位的至少一个总体上呈梯形的间隔件砌块。

8.根据权利要求1所述的牛腿结构，其中，所述鞍状砌块中的至少一个还包括位于所述大致竖直定向的圆柱形烟道的相应的横向侧上的一对相反地定向的弓形侧部烟道。

9.根据权利要求8所述的牛腿结构，其中，所述矩形沟道包括位于大致竖直定向的烟道的上端处的圆柱形凹部。

10.根据权利要求9所述的牛腿结构，其中，所述鞍状砌块的底表面包括位于大致竖直的圆柱形烟道的下端处的圆柱形凸部。

11.根据权利要求1所述的牛腿结构，其中，所述至少一个耐火砌块层还包括被接纳在所述鞍状砌块的矩形沟道中的相应一个内的大致矩形烟道砌块。

12.根据权利要求11所述的牛腿结构，其中，所述中心倾斜烟道砌块在所述至少一个耐火砌块层中交替地相反定向，使得其下开口定位在所述牛腿结构的交替相反的横向侧。

13.根据权利要求1所述的牛腿结构，其中，所述多个堆叠的耐火砌块层的组件还包括位于所述至少一个耐火砌块层下层的第二耐火砌块层，其中，

所述第二耐火砌块层包括一系列交替的中心烟道砌块和倾斜烟道砌块，其中，

所述中心烟道砌块限定大致竖直烟道区段，所述大致竖直烟道区段与所述鞍状砌块的大致竖直定向的圆柱形烟道流体连通，并且其中，

所述倾斜烟道砌块在其一端处限定向下且向外倾斜的表面，所述表面与由所述至少一个耐火砌块层中的中心倾斜烟道砌块中的相应一个所限定的凹弓形烟道沟道的下开口流体连通。

14.根据权利要求13所述的牛腿结构，其中，

所述至少一个耐火砌块层的中心倾斜烟道砌块交替地相反定向，使得所述凹弓形烟道沟道的下开口定位在所述牛腿结构的交替相反的横向侧上，并且其中，

所述第二耐火砌块层中的倾斜烟道砌块交替地相反定向，使得所述倾斜烟道砌块的一端处的倾斜表面与所述至少一个耐火砌块层中的中心倾斜烟道砌块的凹弓形烟道沟道中的相应一个流体连通。

15.根据权利要求14所述的牛腿结构，还包括至少一个附加层，所述附加层由舌部和凹槽互相连接的多个耐火砌块构成，其中，

至少一层中的多个互相连接的耐火砌块包括大致相互正交的面，所述面限定边缘并且分别包括从其向外突出的细长舌部以及凹入其中的细长凹槽，并且其中，

所述细长舌部和凹槽包括相应的相邻端部，所述相邻端部在由所述耐火砌块的相互正交的面所限定的边缘处彼此共同终止。

16.根据权利要求15所述的牛腿结构，其中，所述多个堆叠的耐火砌块层包括相应的端部砌块，所述端部砌块具有正面，其中，所述正面包括大致竖直定向的舌部以及与所述舌部平行的大致竖直定向的凹槽，所述正面的舌部和凹槽分别与该层中相邻砌块的大致竖直面的凹槽和舌部互相连接。