JP6763026B2

JP6763026B2 - ワンピースの耐荷重壁ブロックで形成されたガラス炉熱交換器

Info

Publication number: JP6763026B2
Application number: JP2018544078A
Authority: JP
Inventors: ウイルソン、トレバー・ロバート; バウサー、アラン; カローラ、ルー
Original assignee: フォスベル・インコーポレイテッド; ディーエスエフ・リフラクトリーズ・アンド・ミネラルズ・リミテッド
Priority date: 2016-02-18
Filing date: 2017-02-14
Publication date: 2020-09-30
Anticipated expiration: 2037-02-14
Also published as: AU2017221255A1; EP3416920B1; JP2019505473A; WO2017142858A1; KR20180118685A; EP3416920A1; CN108698874B; US10364174B2; CN108698874A; MX2018009454A; FI3416920T3; BR112018015773A2; AU2017221255B2; US20170240451A1

Description

関連出願との相互参照

［0001］本出願は、２０１６年２月１８日に出願された係属中の米国仮特許出願第６２／２９６，８５８号に基づき且つそれの優先権を主張し、２０１６年２月１８日に出願された同時係属中の米国意匠特許出願第２９／５５５，０９６号に関し、そのような先願出願の各々の全内容は、参照により本書に明確に組み込まれる。

［0002］本書に開示された実施形態は、概して、ガラス炉に関連する熱交換器構造体を構築するための、大型且つ耐荷重の予備成形された一体型（ワンピース）耐火部品に関する。

［0003］ガラスを製造するための製造工程では、砂、石灰、ソーダ灰及び他の成分を含む原料が、時としてガラスタンクと呼ばれる炉に供給される。原料は、ガラス炉において約２８００°Ｆ（約１５３８°Ｃ）以上の温度にさらされ、それが原料を溶融させ、それによって、ガラス製品へとさらに下流処理するために、ガラス炉から出るガラスで溶融ベッドを形成させる。

［0004］ガラス炉を加熱する最も一般的な方法は、天然ガス又は石油のような炭化水素燃料源の燃焼によるものである。炭化水素燃料は、炉内の燃焼空気と混合され、燃焼されて、それによって、燃焼熱エネルギーを、炉から出る前のガラス融液及び原料へと伝達させる。

［0005］燃焼処理の熱効率を向上させるために、燃料を燃焼させるために使用される燃焼空気は、熱交換器構造体によって予熱される。より具体的には、燃焼空気の供給源は、熱交換器構造体の内部に収容されたチェッカーブリックのハニカムパックにおいて予熱される。より具体的には、新しい燃焼空気が、熱交換器構造体において加熱されたチェッカーブリックのパックを通して引き出され、熱伝達によって予熱される。予熱された燃焼空気は、その後、燃料と混合され、燃焼され得る。排燃焼ガスは、ガラス炉から出て第２の熱交換器構造体を通過する。排ガスが第２の熱交換器を通過するとき、パックにおけるチェッカーは、排ガスから伝達された熱によって加熱される。所定の時間が経過した後（例えば、約１５乃至３０分後）、処理サイクルは逆転され、その結果、排ガスによる熱伝達により加熱されていた熱交換器構造体のうちの１つにおけるチェッカーブリックが、新しい燃焼空気を予熱するために使用され、一方で、燃焼空気を予熱するために使用された他の熱交換器構造体におけるチェッカーブリックは、その後、排燃焼ガスによる熱伝達によって再加熱される。この点に関しては、米国特許第３，３２６，５４１号（その全内容が参照により本書に明示的に組み込まれる）を参照されたい。

［0006］ガラス熱交換器構造体を構築するための現在のプロセスは、数十万個の耐火レンガの配置が、個々にモルタルで被覆して配置される必要があるため、何週間もかかり、非常に労働集約的である。ガラス製造業界ではよく知られているように、熱交換器構造体の壁に関連付けられたモルタルジョイントは、構造体の最も弱い部分であり、その故に、化学的付着による腐食及び熱交換器を通過する腐食性ホットガスによって生じる鉱物学的変化の影響をより受けやすい。ブリックジョイントが侵食し始めるのにつれて、腐食性ガスが凝縮し始めて壁の耐火材料と反応し、それによって構造体を弱らせるため、熱交換器構造体を形成している壁が受ける衝撃が増大する。構造体が弱体化するのにつれて、ガラス炉それ自体が損なわれ、故障する可能性があり、そして完全な停止及び再構築作業が必要となる可能性がある。

［0007］したがって、熱交換器構造体（例えば、熱交換器壁）をより大型の耐火ブロックから製造することができれば、より少ないモルタル接合部によって、熱交換器構造体の有用寿命を延長し、再構築によるダウンタイムを最小限に抑えることが確実になることが、理解され得る。

［0008］概して、本書に開示される実施形態は、従来の耐火壁構造体と比較してより速い製造を可能にし、それによってガラス製造業者の生産ダウンタイムを減少させる、頑丈なインターロック式の耐火壁ブロックを有するガラス炉熱交換器を対象とする。特定の実施形態によれば、対向する対の側壁と端壁とは、耐火ブロックから形成され、熱交換器の側壁と端壁との少なくとも一方は、インターロック式の複数の耐火ブロックを備え、耐火ブロックは、耐火材料から成る自己支持型であり且つ耐荷重のワンピースプレキャスト構造体である。

［0009］耐火ブロックの少なくともいくつかは、耐火材料の熱伝導率及び溶融温度の少なくとも１つが異なるブロックの縦方向に隣接する一体領域を確立するために、異種のプレキャスト耐火材料で形成され得る。いくつかの実施形態によれば、耐火ブロックの少なくともいくつかの隣接する一体領域を確立するプレキャスト耐火材料は、少なくとも約５０°Ｃの溶融温度差を有し、及び／又は耐火ブロックの少なくともいくつかの一体領域を確立するプレキャスト耐火材料は、少なくとも約１０％の熱伝導率差を有する。

［0010］有利には、耐火ブロックは、インターロック式の舌部(tongue)及び溝部(grooves)を備える。

［0011］いくつかの実施形態によれば、複数の隣接する直立バックステーの各々は、隣接するバックステーの間に延びる複数のロッドを備えた、側壁の外側部分に対して配置された内側フランジを有し、ここにおいてロッドは、内側のフランジに対して摺動するようにバックステーの内側のフランジと係合された、対向する終端部を有する。かくして、タイバックバー(tie back bars)は、タイバックバーがロッドのそれぞれの１つに強固に接続された端部を有するように、耐火ブロックのうちの垂直に隣接する耐火ブロックの間で圧縮保持される（compressively held）。このような実施形態では、熱交換器壁の熱膨張が、使用中に壁の構造的完全性を危険にさらすことなく、順応され得る。耐火ブロックがインターロック式の舌部及び溝部を含む実施形態では、いくつかのブロックの舌部の少なくとも１つは、それぞれのタイバックバーの一部分をその中に収容するように、断続的であり得る。

［0012］特定の実施形態によれば、耐火ブロックの少なくともいくつかは、中にタイバックバーをそれぞれ１つずつ収容するための、緯度方向に配向された凹状のチャネルを備える。チャネルは、タイバックバーの基端部から従属的に延びるピンを中に受け入れる大きさ及び構成を有する孔を画定し得る。それらの実施形態では、ブロックは、その上面に舌部を含み、舌部は、緯度方向に配向された凹状のチャネルによって中断され、それによって間隙を形成している。したがって、タイバックバーには、舌部に対応する断面プロファイルを有する中間突出部が、その中間突出部が間隙中に配置されるときに舌部と一直線になるようにして、さらに設けられている。

［0013］本発明のこれら及び他の態様及び利点は、その好ましい例示的な実施形態の以下の詳細な説明を慎重に考慮した後、より明確になるであろう。

［0014］本発明の開示された実施形態は、図面と併せて例としての非限定的な例示的実施形態の以下の詳細な説明を参照することにより、より良くより完全に理解されるであろう。

［0015］図１は、本書でより完全に説明されているようなワンピースブロックを具体化する熱交換器構造体の非炉側の斜視図である。［0016］図２は、図１と同様であるが炉側から熱交換器構造体を示す斜視図である。［0017］図３は、図１及び図２に示される熱交換器の部分的に組み立てられた下壁部分の斜視図であり、それはさらに、それにおけるライダーアーチの配置を示す。［0018］図４は、図１及び図２に示される熱交換器の上壁部分の斜視断面立面図であり、それはさらに、それにおけるクラウンアーチの配置を示す。［0019］図５は、図１及び図２に示される熱交換器の部分的に組み立てられた壁部分の斜視図であり、そのような壁部分に関連する外側のバックステーを示す。［0020］図５Ａは、図５に示される壁部分の拡大詳細斜視図である。［0021］図５Ｂは、図５に示される壁部分の、図５Ａにおける線５Ｂ−５Ｂに沿った、拡大断面図である。［0022］図５Ｃは、代表的な壁ブロック及びタイバックバーの分解斜視図である。［0023］図６Ａは、本書に開示される構造体に用いられ得るタイバックバーの別の実施形態を示す代表的な壁ブロックの部分的分解斜視図である。［0024］図６Ｂは、図６Ａに示されるタイバックバーの実施形態の拡大詳細斜視図である。［0025］図７Ａは、本書に開示される構造体に用いられ得るタイバックバーのさらに別の実施形態を示す壁部分の斜視図である。［0026］図７Ｂは、図７Ａに示されるタイバックバーの実施形態の拡大詳細斜視図である。

［0027］添付の図１及び図２は、対向する対の側壁１６及び端壁１８をそれぞれ形成する、大型のプレキャスト耐火ブロック（そのうちのいくつかは参照番号１２で示されている）で構成された下壁部分１０Ｌと、大型のプレキャスト耐火ブロック（そのうちのいくつかは参照符号１４で示されている）で構成された上壁部分１０Ｕと、を有する熱交換器構造体１０の、非炉側及び炉側の斜視図をそれぞれ概略的に示している。熱交換器構造体１０はガラス炉（図示せず）と動作可能に組み合わせて使用されること、及び、添付の図１及び図２に概して示されている熱交換器構造体１０は横だきの（side-fired）ガラス炉に使用されるタイプのものであることが、理解されるだろう。しかしながら、本書に説明される本発明の実施形態の属性は、他のガラス炉設計、例えば正面吹出しの（end-fired）ガラス炉に等しく適用可能である。

［0028］熱交換器構造体１０は、予熱された燃焼空気をガラス炉（図示せず）に導入するために、又は動作サイクルに応じて炉から燃焼ガスを排出するために使用される一連のポート１０−１を含む。熱交換器構造体１０の上壁部分１０Ｕは、一連の、隣接して配置されたクラウン（それらのうちの代表的ないくつかが参照番号３０によって示されている）で覆われている。

［0029］図１及び図２には示されていないが、壁１６、１８は、口語的にバックステー２０（図５参照）として知られている外側の直立構造ビームによって構造的に支持されている。本技術分野で知られているように、バックステー２０は、熱交換器構造体１０に対して緯度方向及び長手方向の両方に、対向する対のバックステー２０の間に延び且つこれらを相互に連結するタイロッド(tie rods)（図示せず）によって壁１６、１８に圧縮保持される。

［0030］熱交換器構造体の底部分は、隣接して配置されたライダーアーチ４０（図１及び図２には示されていないが、図３に示されている）を含む。かくして、ライダーアーチ４０は、燃焼空気及びガスを熱交換器構造体１０に出入りさせるためのチャネル１０Ｃを確立するために、及び、その上に熱交換器構造体１０の内部容積を占めるチェッカーブリック（図示せず）のための支持フロアを提供するために、設けられる。

［0031］クラウンアーチ３０、ライダーアーチ４０及び内側のチェッカーブリック（図示せず）、並びに壁１６、１８を形成する様々な一体型（ワンピース）耐火ブロック１２、１４は、２０１５年９月２１日に出願された米国特許出願第１４／８５９，８２０号（その全内容が参照により本書に明示的に組み込まれる）により完全に説明されているアセンブリ装置及び方法により、熱交換器１０の建設及び／又は改修の間に、配置され得る。さらに、クラウンアーチ３０及びライダーアーチ４０は、２０１５年１１月１２日に出願された米国特許出願第１４／９３９，２１０号（その全体の内容は、参照により本書に明示的に組み込まれる）により完全に開示されたものに対応し得る。

［0032］おそらく図３により良好に見られるように、熱交換器１０の下側部分１０Ｌの壁１６、１８は、比較的大きい一体型の圧縮ブロック１２によって形成され、それらは、対である舌部及び溝構造体によって隣接するコースにおいて、及び同じコースにおいて、他のブロックとインターロックされる（舌部及び溝部のそれぞれいくつかは、図３においてそれぞれ１２ａ及び１２ｂで識別される）。ブロック１２は、ライダーアーチ４０のための基礎支持を提供するそれぞれの舌部及び溝端部を有する基礎ストリンガブロック４０ａを収容するように、下壁１０Ｌに所望の幅で組み上げられ得る。

［0033］図４は、熱交換器１０の上側部分１０Ｕに関連づけられた壁１６、１８の一部分をより詳細に示す。示されているように、壁１６、１８の上側部分１０Ｕのブロック１４は、壁の下側部分１０Ｌにおけるブロック１２と比較して幅が小さい。かくして、熱交換器１０の上側部分１０Ｕにおける壁１６、１８の内部は、比較的小さい耐火レンガ（そのうちの代表的ないくつかは参照符号１０ｂで識別されている）で裏打ちされ（lined with）得る。ブロック１４は、ブロック１２と同様に、対である舌部及び溝構造体によって、隣接するコースにおいて及び同じコースにおいて、他のブロックとインターロックされる（舌部及び溝部の代表的ないくつかは、図３において１４ａ及び１４ｂでそれぞれ識別される）。

［0034］ブロック１２及び／又は１４のいくつかは、バックステー２０との構造的な相互接続を容易にするように製造され得る。この点に関して、タイバックバーは、（例えば、使用中に熱膨張を受けるブロックのために必要とされ得るように）バックステー及び壁を形成する耐火ブロックの間での相対運動を可能にするために、耐火ブロック１２及び／又は１４で形成された壁を外側に設けられたバックステー２０に動作可能に接続するように設けられ得る。

［0035］例として、図５は、建設中の熱交換器１０の下側部分１０Ｌのブロック１２のうちのいくつかを示しており、これらには、緯度方向に配向された凹状のタイバックチャネル(tie back channels)２０ａが設けられており、それらの各々は、タイバックバー２０ｂをそれぞれ１つずつ収容する（図５Ｃ参照）。タイバックバー２０ｂは、それの基端部から従属的に延びるピン２０ｃを含み、それは、バー２０ｂをそれぞれの溝部２０ａに保持するようにブロック１２の上部に形成された対応するサイズの孔１２ｃに物理的に収容される。タイバックバー２０ｂはまた、ブロック１２の舌部１２ａの断面***プロファイルに対応する断面***プロファイルを有する中間突出部２０ｄを含む。そのため、凹状のチャネル２０ａ内に配置される場合、タイバックバー２０ｂの中間突出部２０ｄは、それによりチャネル２０ａによって舌部１２ａに形成された間隙１２ｄを橋渡しし、それにより、断面に原則的に連続した舌部プロファイルをもたらす（図５Ｂ参照）。タイバックバー２０ｂはまた、その上に積み重ねられた上方のブロック１２の重量により、凹状のチャネル２０ａに物理的に保持される。

［0036］タイバックバー２０ｂの露出した末端部は、横方向の調整アングルロッド２２に（例えば、溶接によって）強固に接続される。調整アングルロッド２２の各々は、隣接する対のバックステー２０の間のブロック１２（又は１４）のコースに対して平行に、ほぼ水平に延びている。ロッド２２の対向する終端部は、バックステー２０に接続されず、バックステー２０の（壁１６及び１８に対する）内側のフランジに摺動可能に係合される（図５Ｂ参照）。したがって、このようにして、ブロック１２（又は１４）が使用中に加熱されたときに寸法的に膨張すると、調整アングルロッド２２がバックステー２０の長手方向に摺動可能に移動することが可能となり、それにより壁１６及び１８が、そのような熱膨張に順応することが可能となる。

［0037］タイバックバー２０ｂ 'の別の形態が、ブロック１２のチャネル２０ａに配置されほぼ三角形の突出部２０ｄ 'を形成している近位折返し湾曲端部（proximal turn-back bent end）を有するものとして、添付の図６Ａ及び図６Ｂに示されている。突出部２０ｄ 'は、ブロック１２の舌部１２ａと比較して小さい***したプロファイルを有しており、その結果、チャネル２０ａに配置されるとき、突出部２０ｄ'は、垂直方向に隣接するブロック１２の底面における溝部１２ｂによって収容される。前述したバー２０ｂと同様に、バー２０ｂ’の末端部２０ｅ’は、同じように、（例えば、ブロック１２の熱膨張に起因して起こり得るような）バックステー２０に対するブロック１２の垂直方向の配置移動を可能にするために、横方向のロッド２２（図６には示されていないが、図５Ａ及び図５Ｂを参照のこと）に（例えば溶接によって）強固に接続され得る。

［0038］図５Ｂ及び図６Ｂは、横断する溝部２０ａを有するものとしてブロック１２のいくつかを示しているが、ブロック１２から溝部２０ａが省略され得ることが企図され、このような場合、タイバックバー２０ｂ又は２０ｂ'は場合によっては、ブロック１２の舌部の輪郭に適合する中間の湾曲部分を備える。したがって、このような実施形態によれば、タイバックロッド(tie back rods)２０ｂ、２０ｂ’が、それの湾曲部分が舌部１２ａの下側の部分を従順に収容するように、ブロック１２の上面に配置されるようにして、ブロック１２は、それの上面に沿って連続する（中断されていない）舌部を有する。上述したのと同様に、そのような交互に構成されたタイバックバー２０ｂ、２０ｂ’の終端部は、アングルロッド２２に強固に接続され得る。さらに、タイバックバー２０ｂ及び２０ｂ'は、ブロック１２が〜を含む場合、一緒に用いられ得る。

［0039］本書に説明される実施形態で用いられ得るさらなる代替のタイバックバーアセンブリ３０が、図７Ａ及び図７Ｂに示されている。これに関して、タイバックアセンブリ３０は、概して、断続的な舌部１２ａに平行かつ隣接して端から端までそれぞれ配置される一連の内側のタイバックプレート(tie back plates)３２及び外側のタイバックプレート３４から構成される。内側のタイバックプレート３２及び外側タイバックプレート３４はそれぞれ、断続的な舌部１２ａに形成されたそれぞれの間隙１２ｄに収容される同一平面のブリッジプレート３６によって、互いに（例えば、溶接によって）強固に接合される。したがって、このような方法で、内側のタイバックプレート３２、外側のタイバックプレート３４及び相互接続するブリッジプレート３６から成る各タイバックアセンブリ３０の各々は、ブロック１２の上面に配置され、その上に積み重ねられるブロック１２の重さによって固定された状態で圧縮保持される。

［0040］外側のプレート３４は、好ましくは、外縁部分３４ａがブロック１２ａの外面を越えて延びるように寸法決めされる（図７Ｂ参照）。外縁部分３４ａにはまた、対応する一連のコネクタ（例えば、ナット及びボルトアセンブリ、それらのうちの代表的ないくつかは、図７Ａ及び図７Ｂにおいて参照番号３８で示されている）によってすでに説明されたような目的のために、隣接する対のバックステー２０の間に延びる横方向のアングルロッド２２への接続を可能にするために、一連のアパーチャ（図７Ｂにおいて参照番号３４ｂで示されているアパーチャの代表的な１つ）が設けられ得る。しかしながら、必要に応じて、外縁部分３４ａは言うまでもなく、代替的に又は追加的に溶接によってアングルロッド２２に強固に接続され得る。

［0041］「ブロック（block）」という用語は、本書で使用される場合、（例えば、適切なホイスト、リフトなどによる）取扱い及び操作に対する機械的補助を必要とする一般的に大きなサイズの中実の耐火部材に言及することが意図される。より具体的には、本書及び添付の特許請求の範囲で使用される場合、耐火「ブロック（block）」とは、米国労働安全衛生局（ＯＳＨＡ）の一般的に受け入れられているガイドラインに従えば、単一個体によって手動でその重量が持ち上げられることができない耐火部材、例えば、典型的には、約５０ポンドを超える重量の物体に言及することが意図される。したがって、耐火ブロックは、従来の耐火性の手動設置の（hand-laid）レンガと区別される。というのも、後者は、一般的に受け入れられているＯＳＨＡガイドラインに従えば、単一個体によって容易に取扱われ且つ操作され得る小型の中実の耐火部材、例えば、典型的には、重量が約５０ポンド未満の物体であるからである。

［0042］本書に開示される実施形態によって用いられる耐火ブロック１２、１４は、最も好ましくは、例えば、米国特許第２，５９９，２３６号、同第２，８０２，７４９号及び同第２，８７２，３２８号に説明されているように、高温（例えば、約１４００°Ｃまで）で機械的にプレスされ、硬化される耐火材料（例えば、溶融シリカ）で形成される。このような各特許の内容全体は、参照により本書に明確に組み込まれる。耐火ブロック部材が非常に大きなサイズ（例えば、一般的に約６５０ｍｍ以上のサイズを有するブロック部材）である場合、そのようなブロックは、米国特許第５，２７７，１０６号及び第５，４２３，１５２号において説明されているように、耐火材料（例えば、溶融シリカ）を鋳造し、熱硬化させることによって形成され得る。このような各特許の全内容は、参照により本書に明確に組み込まれる。

［0043］上述したように、本書に開示されるような大型の一体型（ワンピース）の耐火ブロック１２、１４は、鋳造可能な耐火材料で形成されたプレキャスト構造体である。鋳造可能な耐火材料は、British Standard（BS）１９０２−３．９：１９８１（その全内容は、参照により本明細書に明確に組み込まれる）に従って測定すると、典型的には、約５×１０^−１５ｍ^２〜約５×１０^-１４ｍ^２（すなわち、熱交換器の壁に現在使用されている従来の押し型れんが（pressed brick）に関わる通気性よりも約１００倍低い）の通気性を有し得る。この比較的低い通気性は、熱交換器において気体成分による浸透をさらに減少させ、それによって壁の腐食の低減にも寄与する。

［0044］熱交換器１０の下壁部分１２及び上壁部分１４をそれぞれ形成するブロック１２及び／又は１４は、同一の溶融耐火材料から頑丈に形成され得るか、異なる耐火材料から形成された複数の部分を含み得る。例えば、一実施形態によれば、ブロックのいくつかは、図５Ｂのブロック１２の異なる断面図によって概略的に示されているように、ブロックの厚み全体にわたって断熱性の勾配を提供するように、一体に融合された１つ（又は複数）の内側の長手方向に延びる部分と比較して、異種の耐火材料から成る外側の長手方向に延びる部分で形成され得る。したがって、このようにして、熱交換器１０の上壁部分１２及び／又は下壁部分１４の特定の領域は、壁構造体における特定のブロックのロケーションに応じて特定の断熱性を有するブロックから製造され得る。

［0045］ブロック１２及び／又は１４が異なる耐火材料から形成された一体部分を含むそのような実施態様では、各部分を形成する溶融耐火材料が、融点及び／又は熱伝導率の少なくとも１つにおいて、一体的に隣接する部分を形成する溶融耐火材料と異なることが、目下好ましい。かくして、いくつかの好ましい実施形態によれば、ブロック１２及び／又は１４の一体的に隣接する部分を形成する溶融耐火材料の融点は、少なくとも５０°Ｃ、時には少なくとも約１００°Ｃ、又は少なくとも１５０°Ｃだけ、互いに対して異なる。代替的に又は追加的に、ブロック１２及び／又は１４の一体的に隣接する部分を形成する溶融耐火材料の熱伝導率は、少なくとも約１０％、時には少なくとも約２０％又はさらには少なくとも約３０％だけ、互いに対して異なる。

［0046］したがって、壁におけるブロック１２及び／又は１４の特定のロケーションに応じて適切な断熱性を提供するために、下壁部分１０Ｌ及び上壁部分１０Ｕをそれぞれ形成するブロック１２及び／又は１４が、「設計され（engineered）」得る。かくして、ブロック１２及び／又は１４のうちのいくつかは、例えば、ブロックの露出された「加熱面（hot face）」により高い融点及び／又はより高い熱伝導率の材料を与えるように、且つ、同じブロックの裏面に比較的低い融点及び／又はより低い熱伝導率の材料を与えるように、異なる耐火材料で各々形成された隣り合った長手方向の部分で形成され得る。したがって、このような方法で、伝統的に熱交換器構造体の壁の厚みにわたって複数の層のレンガの存在を必要としてきた断熱機能を供給するワンピースの単一のブロック構造体として、一体型の耐火ブロック１２及び／又は１４が、提供され得る。

［0047］本書に提供される説明は、本発明の最も実用的で好ましい実施形態であると目下考えられていることが理解されるであろう。かくして、本発明は、開示された実施形態に限定されるものではなく、むしろ、それの精神及び範囲内に含まれる様々な修正及び均等な構成を含むことが意図される。

以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］対向する対の側壁及び端壁を具備するガラス炉熱交換器であって、ここにおいて前記熱交換器の前記側壁及び前記端壁の少なくとも１つは、インターロック式の複数の耐火ブロックを具備し、ここにおいて前記耐火ブロックは、耐火材料から成る自己支持型であり且つ耐荷重一体型のプレキャスト構造体である、ガラス炉熱交換器。
［２］前記耐火材料の熱伝導率及び溶融温度の少なくとも一方が異なる前記耐火ブロックの縦方向に隣接する一体領域を確立するために、前記耐火ブロックの少なくともいくつかが異種のプレキャスト耐火材料で形成されている、［１］に記載のガラス炉熱交換器。
［３］前記耐火ブロックの少なくともいくつかの隣接する前記一体領域を確立する前記プレキャスト耐火材料は、少なくとも約５０℃の溶融温度差を有する、［２］に記載のガラス炉熱交換器。
［４］前記耐火ブロックの少なくともいくつかの前記一体領域を確立する前記プレキャスト耐火材料は、少なくとも約１０％の熱伝導率差を有する、［２］に記載のガラス炉熱交換器。
［５］前記耐火ブロックは、インターロック式の舌部及び溝部を具備する、［１］に記載のガラス炉熱交換器。
［６］前記側壁の外側部分に対して直立するバックステーをさらに具備する、［１］に記載のガラス炉熱交換器。
［７］前記耐火ブロックのうち垂直に隣接する前記耐火ブロックの間に配置される複数のタイバックバーをさらに具備する、［６］に記載のガラス炉熱交換器。
［８］前記耐火ブロックの少なくともいくつかは、中に前記タイバックバーをそれぞれ１つずつ収容するための緯度方向に配向された凹状のチャネルを具備する、［７］に記載のガラス炉熱交換器。
［９］前記チャネルは、孔を画定し、前記タイバックバーは、前記孔に収容される従属ピンを具備する、［８］に記載のガラス炉熱交換器。
［１０］前記耐火ブロックは、上面に間隙を画定する断続的な舌部を含み、前記タイバックバーは、前記舌部と一直線になるように前記間隙に配置される***した横断面プロファイルを有する突出部をさらに具備する、［７］に記載のガラス炉熱交換器。
［１１］前記***した横断面プロファイルは、前記タイバックバーのほぼ三角形の近位折返し湾曲基端部によって形成される、［１０］に記載のガラス炉熱交換器。
［１２］前記耐火ブロックは、その上面に間隙によって中断された舌部を含み、タイバックバーは、
（i）前記耐火ブロックの前記上面の前記舌部に平行かつ隣接して各々配置可能な内側及び外側のタイバックプレートと、
（ii）前記舌部の前記間隙に強固に配置され、前記内側及び外側のタイバックプレートを互いに強固に接続する少なくとも１つのブリッジプレートと、
を含むアセンブリを具備する、［７］に記載のガラス炉熱交換器。
［１３］前記側壁の外側部分に対して配置される内側フランジを各々有する複数の隣接する直立バックステーと、
前記隣接するバックステーの間に延びる複数のロッドと、ここにおいて、前記ロッドは、前記バックステーの内側フランジに摺動可能に係合する対向する終端部を有する、
前記耐火ブロックの垂直に隣接する前記耐火ブロックの間に配置される複数のタイバックバーと、ここにおいて、前記タイバックバーは、前記ロッドのそれぞれ１つに強固に接続される端部を有する、
をさらに備える、［１］に記載のガラス炉熱交換器。
［１４］前記耐火ブロックは、インターロック式の舌部及び溝部を具備する、［１３］に記載のガラス炉熱交換器。
［１５］所定のブロックは、中に前記タイバックバーをそれぞれ１つずつ収容するための間隙を画定する少なくとも１つの断続的な舌部を含む、［１４］に記載のガラス炉熱交換器。
［１６］前記耐火ブロックの少なくともいくつかは、中に前記タイバックバーをそれぞれ１つずつ収容するための前記舌部における前記間隙を画定する緯度方向に配向された凹状のチャネルを具備する、［１５］に記載のガラス炉熱交換器。
［１７］前記チャネルは、孔を画定し、前記タイバックバーは、前記孔に収容される従属ピンを具備する、［１５］に記載のガラス炉熱交換器。
［１８］前記タイバックバーは、前記舌部と一直線になるように前記間隙に配置される***した横断面プロファイルを有する突出部をさらに具備する、［１５］に記載のガラス炉熱交換器。
［１９］前記***した横断面プロファイルが、前記タイバックバーのほぼ三角形の折返し湾曲基端部によって形成される、［１８］に記載のガラス炉熱交換器。
［２０］前記タイバックバーは、
（i）前記ブロックの上面に前記舌部に対して平行且つ隣接して各々配置される内側及び外側のタイバックプレートと、
（ii）前記舌部の前記間隙に強固に配置され、前記内側及び外側のタイバックプレートを互いに強固に接続する少なくとも１つのブリッジプレートと、
を含むアセンブリを具備する、［１５］に記載のガラス炉熱交換器。

Claims

対向する対の側壁及び端壁を具備するガラス炉熱交換器であって、ここにおいて前記熱交換器の前記側壁及び前記端壁の少なくとも１つは、各々が約２５．５９インチ（６５０ｍｍ）以上の寸法を有し、約５０ポンド（２２．６８キログラム）を越える重量のインターロック式の舌部及び溝部を具備する複数の耐火ブロックを具備し、ここにおいて前記耐火ブロックは、耐火材料から成る自己支持型であり且つ耐荷重一体型のプレキャスト構造体であり、前記耐火ブロックは、約５×１０^−１５ｍ ^２から約５×１０^-１４ｍ ^２の間の通気性を有し、
前記耐火ブロックは、前記熱交換器の内側及び外側に隣接する、長手方向に隣接する内側及び外側ブロックの一体領域を備え、前記内側及び外側ブロック領域は、内側ブロック領域から外側ブロック領域へ断熱性の勾配を確立するように、少なくとも約１０％だけ異なる熱伝導率をぞれぞれ有する異種のプレキャスト耐火材料で形成される、ガラス炉熱交換器。
前記耐火ブロックの少なくともいくつかの隣接する前記一体領域を確立する前記プレキャスト耐火材料は、少なくとも約５０℃の溶融温度差を有する、請求項１に記載のガラス炉熱交換器。
前記側壁の外側部分に対して直立するバックステーをさらに具備する、請求項１に記載のガラス炉熱交換器。
前記耐火ブロックのうち垂直に隣接する前記耐火ブロックの間に配置される複数のタイバックバーをさらに具備する、請求項３に記載のガラス炉熱交換器。
前記耐火ブロックの少なくともいくつかは、中に前記タイバックバーをそれぞれ１つずつ収容するための緯度方向に配向された凹状のチャネルを具備する、請求項４に記載のガラス炉熱交換器。
前記チャネルは、孔を画定し、前記タイバックバーは、前記孔に収容される従属ピンを具備する、請求項５に記載のガラス炉熱交換器。
前記耐火ブロックは、上面に間隙を画定する断続的な舌部を含み、前記タイバックバーは、前記舌部と一直線になるように前記間隙に配置される***した横断面プロファイルを有する突出部をさらに具備する、請求項４に記載のガラス炉熱交換器。
前記***した横断面プロファイルは、前記タイバックバーのほぼ三角形の折返し湾曲基端部によって形成される、請求項７に記載のガラス炉熱交換器。
前記耐火ブロックは、その上面に間隙によって中断された舌部を含み、タイバックバーは、
（i）前記耐火ブロックの前記上面の前記舌部に平行かつ隣接して各々配置可能な内側及び外側のタイバックプレートと、
（ii）前記舌部の前記間隙に強固に配置され、前記内側及び外側のタイバックプレートを互いに強固に接続する少なくとも１つのブリッジプレートと、
を含むアセンブリを具備する、請求項４に記載のガラス炉熱交換器。
前記側壁の外側部分に対して配置される内側フランジを各々有する複数の隣接するほぼ垂直方向に配向されたバックステーと、
前記隣接するバックステーのそれぞれの間にほぼ水平方向に延びる複数のロッドと、ここにおいて、前記ロッドは、それの終端部が使用中に前記側壁の熱膨張に応答して前記バックステーの隣接する１つに関して移動することを可能にするように、前記バックステーの前記内側フランジに摺動可能に係合する対向する終端部を有する、
前記耐火ブロックの垂直に隣接する前記耐火ブロックの間に配置される複数のタイバックバーと、ここにおいて、前記タイバックバーは、前記ロッドのそれぞれ１つに強固に接続される末端部を有する、
をさらに備える、請求項１に記載のガラス炉熱交換器。
所定のブロックは、中に前記タイバックバーをそれぞれ１つずつ収容するための間隙を画定する少なくとも１つの断続的な舌部を含む、請求項１０に記載のガラス炉熱交換器。
前記耐火ブロックの少なくともいくつかは、中に前記タイバックバーをそれぞれ１つずつ収容するための前記舌部における前記間隙を画定する緯度方向に配向された凹状のチャネルを具備する、請求項１１に記載のガラス炉熱交換器。
前記チャネルは、孔を画定し、前記タイバックバーは、前記孔に収容される従属ピンを具備する、請求項１２に記載のガラス炉熱交換器。
前記タイバックバーは、前記舌部と一直線になるように前記間隙に配置される***した横断面プロファイルを有する突出部をさらに具備する、請求項１１に記載のガラス炉熱交換器。
前記***した横断面プロファイルが、前記タイバックバーのほぼ三角形の折返し湾曲基端部によって形成される、請求項１４に記載のガラス炉熱交換器。
前記タイバックバーは、
（i）前記ブロックの上面に前記舌部に対して平行且つ隣接して各々配置される内側及び外側のタイバックプレートと、
（ii）前記舌部の前記間隙に強固に配置され、前記内側及び外側のタイバックプレートを互いに強固に接続する少なくとも１つのブリッジプレートと、
を含むアセンブリを具備する、請求項１１に記載のガラス炉熱交換器。