特開 2023-127954 重ね耐火板構造物およびロケット発射施設

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023127954

(43)【公開日】2023-09-14

(54)【発明の名称】重ね耐火板構造物およびロケット発射施設

(51)【国際特許分類】

   B64G 5/00 20060101AFI20230907BHJP

【ＦＩ】

B64G5/00

【審査請求】有

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022031953

(22)【出願日】2022-03-02

(71)【出願人】

【識別番号】000004123

【氏名又は名称】ＪＦＥエンジニアリング株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】503361400

【氏名又は名称】国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構

(74)【代理人】

【識別番号】110002963

【氏名又は名称】弁理士法人ＭＴＳ国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100080458

【弁理士】

【氏名又は名称】高矢 諭

(74)【代理人】

【識別番号】100144299

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 崇

(72)【発明者】

【氏名】田中 祐人

(72)【発明者】

【氏名】秋江 辰司

(72)【発明者】

【氏名】平岩 徹夫

(72)【発明者】

【氏名】野中 聡

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 隆

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 直洋

(57)【要約】

【課題】部分的に容易に補修または交換をすることが可能であり、かつ、燃焼ガスを浴びて発生した水蒸気を逃がすことに配慮した耐火板構造物およびロケット発射施設を提供する。
【解決手段】上部耐火板２２と、上部耐火板２２の下方に位置する下部耐火板４２と、上部耐火板２２と下部耐火板４２との間に所定距離のすき間を形成するすき間形成部材３０と、上部耐火板２２および下部耐火板４２を水平面に対して所定の角度だけ傾ける傾斜手段と、を有することを特徴とする重ね耐火板構造物である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

上部耐火版と、
前記上部耐火版の下方に位置する下部耐火版と、
前記上部耐火版と前記下部耐火版との間に所定距離のすき間を形成するすき間形成部材と、
前記上部耐火版および前記下部耐火版を水平面に対して所定の角度だけ傾ける傾斜手段と、
を有することを特徴とする重ね耐火版構造物。

【請求項2】

前記上部耐火版は各部位が同一の組成の材料で構成されており、また、前記下部耐火版も各部位が同一の組成の材料で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の重ね耐火版構造物。

【請求項3】

前記上部耐火版および前記下部耐火版のうちの少なくとも一方は、型枠内に流し込んで打設することで平版状に形成可能な材料で構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の重ね耐火版構造物。

【請求項4】

前記上部耐火版は、厚さが１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、前記すき間形成部材で形成される前記すき間の前記所定距離は５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の重ね耐火版構造物。

【請求項5】

前記上部耐火版および前記下部耐火版のうちの少なくとも一方は、下面に取り付けられた底板鋼板を含むことを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の重ね耐火版構造物。

【請求項6】

前記底板鋼板の上面には、ずれ止めが取り付けられていることを特徴とする請求項５に記載の重ね耐火版構造物。

【請求項7】

前記すき間形成部材は、前記上部耐火版の下面に取り付けられていて前記上部耐火版の下面と平行な方向に相互に所定の間隔を空けて配置されている複数の形鋼であることを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の重ね耐火版構造物。

【請求項8】

前記すき間形成部材を構成する前記複数の形鋼のうち、一部の形鋼は、前記上部耐火版の下面に取り付けられていて前記上部耐火版の下面と平行な一定の方向に相互に所定の間隔を空けて配置され、残りの形鋼は、前記上部耐火版の下面に取り付けられていて前記上部耐火版の下面と平行な方向であって、かつ前記一定の方向とは異なる方向に相互に所定の間隔を空けて配置されていることを特徴とする請求項７に記載の重ね耐火版構造物。

【請求項9】

前記一定の方向と、前記一定の方向とは異なる前記方向とは、略直交する方向であることを特徴とする請求項８に記載の重ね耐火版構造物。

【請求項10】

前記形鋼の上面には、前記上部耐火版の内部に埋め込まれているずれ止めが取り付けられていることを特徴とする請求項７～９のいずれかに記載の重ね耐火版構造物。

【請求項11】

前記上部耐火版は、複数の上部耐火版ブロックに面内方向に分割されて構成されており、面内方向に隣り合う前記上部耐火版ブロック同士は密接して配置されていることを特徴とする請求項１～１０のいずれかに記載の重ね耐火版構造物。

【請求項12】

前記下部耐火版は、複数の下部耐火版ブロックに面内方向に分割されて構成されており、面内方向に隣り合う前記下部耐火版ブロック同士は密接して配置されていることを特徴とする請求項１～１１のいずれかに記載の重ね耐火版構造物。

【請求項13】

前記下部耐火版の下方には、下部スペーサを備えていることを特徴とする請求項１～１２のいずれかに記載の重ね耐火版構造物。

【請求項14】

前記上部耐火版の位置を拘束する拘束部材を備えていることを特徴とする請求項１～１３のいずれかに記載の重ね耐火版構造物。

【請求項15】

前記上部耐火版および前記下部耐火版のうちの少なくとも一方はキャスタブル耐火物で形成されていることを特徴とする請求項１～１４のいずれかに記載の重ね耐火版構造物。

【請求項16】

前記上部耐火版の面内方向の大きさは、前記下部耐火版の面内方向の大きさよりも小さいことを特徴とする請求項１～１５のいずれかに記載の重ね耐火版構造物。

【請求項17】

請求項１～１６のいずれかに記載の重ね耐火版構造物を備えることを特徴とするロケット発射施設。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は耐火版構造物に関する。また、このような耐火版構造物を備えるロケット発射施設に関する。

【背景技術】

【0002】

宇宙ステーションを有効に運用していくためには、人員や物資を宇宙輸送するための補給船が必要である。

【0003】

補給船を宇宙空間に送り出すためにはロケットが必要となるが、ロケットを打ち上げるためには発射台が必要である。また、近年では、補給船を宇宙空間に送り出すために発射したロケットを地上や海上の着陸台に着陸させて再打ち上げすることも行われており、この場合にはロケットを着陸させるための着陸台が必要となる。

【0004】

発射台には、ロケット発射時の燃焼ガスを浴びる部位があり、また、着陸台には、ロケット着陸時の逆噴射の燃焼ガスを浴びる部位がある。これらの部位は極めて高い高温と高温ガス流体に耐えられることが必要であり、例えば、特許文献１には、ロケット発射台の偏向版構造として、コンクリート製基板上にグラウトにより多数のセラミック製ライニングブロックが相隣り合って被覆敷設されている偏向版構造が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開昭６１－１９７９９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

近年開発が進んでいる高性能ロケットエンジン（液体水素／液体酸素エンジン）は、従来のエンジンよりも燃焼ガスの温度が高く（３６００℃程度に達すると言われている。）なっており、より高性能な耐火版が求められてきているが、本発明者は、従来のエンジンよりも高温の燃焼ガスを浴びる耐火版は、損傷を全く受けないようにすることは困難と考え、損傷を受けた部位のみを容易に補修または交換できるように耐火版構造を構成することが重要ではないかと考えた。

【0007】

しかしながら、特許文献１に記載の偏向版構造では、セラミック製ライニングブロックがコンクリート製基版上にグラウトにより取り付けられており、部分的にセラミック製ライニングブロックを容易に補修または交換することは困難である。

【0008】

また、ロケットエンジンの燃焼ガスを浴びる際には耐火版には冷却水をかけるが、燃焼ガスを浴びた冷却水は急激に水蒸気になるため、その際の急激な圧力上昇により耐火版を損傷させる可能性があると本発明者は考えた。

【0009】

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、部分的に補修または交換をすることを容易に行うことができ、かつ、燃焼ガスを浴びて発生した水蒸気を逃がすことに配慮した耐火版構造物およびロケット発射施設を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は前記課題を解決する発明であり、以下のような重ね耐火版構造物およびロケット発射施設である。

【0011】

即ち、本発明に係る重ね耐火版構造物の一態様は、上部耐火版と、前記上部耐火版の下方に位置する下部耐火版と、前記上部耐火版と前記下部耐火版との間に所定距離のすき間を形成するすき間形成部材と、前記上部耐火版および前記下部耐火版を水平面に対して所定の角度だけ傾ける傾斜手段と、を有することを特徴とする重ね耐火版構造物である。

【0012】

本願において、本発明および本発明の実施形態に係る重ね耐火版構造物ならびにその構成部材に関し、上方や下方等の上下を観念する文言の解釈については、上部耐火版が上、下部耐火版が下となるように、本発明および本発明の実施形態に係る重ね耐火版構造物の重ね耐火版構造を水平面上に載置した状態を基準として解釈するものとする。これらのことは、本願の他の箇所の記載においても同様とする。

【0013】

前記上部耐火版は各部位が同一の組成の材料で構成されており、また、前記下部耐火版も各部位が同一の組成の材料で構成されている、ように構成されていてもよい。

【0014】

前記上部耐火版および前記下部耐火版のうちの少なくとも一方は、型枠内に流し込んで打設することで平版状に形成可能な材料で構成されていてもよい。

【0015】

前記上部耐火版は、厚さが１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、前記すき間形成部材で形成される前記すき間の前記所定距離は５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下である、ように構成されていてもよい。

【0016】

前記上部耐火版および前記下部耐火版のうちの少なくとも一方は、下面に取り付けられた底板鋼板を含んでいてもよい。

【0017】

前記底板鋼板の上面には、ずれ止めが取り付けられていてもよい。

【0018】

前記すき間形成部材は、前記上部耐火版の下面に取り付けられていて前記上部耐火版の下面と平行な方向に相互に所定の間隔を空けて配置されている複数の形鋼であってもよい。

【0019】

ここで、「前記上部耐火版の下面に取り付けられ」とは、前記上部耐火版の下面に直接的に取り付けられている場合だけでなく、他の部材を介して前記上部耐火版の下面に間接的に取り付けられている場合も含む。本願の他の箇所の同様の記載も同様に解釈するものとする。

【0020】

前記すき間形成部材を構成する前記複数の形鋼のうち、一部の形鋼は、前記上部耐火版の下面に取り付けられていて前記上部耐火版の下面と平行な一定の方向に相互に所定の間隔を空けて配置され、残りの形鋼は、前記上部耐火版の下面に取り付けられていて前記上部耐火版の下面と平行な方向であって、かつ前記一定の方向とは異なる方向に相互に所定の間隔を空けて配置されている、ように構成してもよい。

【0021】

前記一定の方向と、前記一定の方向とは異なる前記方向とは、略直交する方向であってもよい。

【0022】

前記形鋼の上面には、前記上部耐火版の内部に埋め込まれているずれ止めが取り付けられていてもよい。

【0023】

前記上部耐火版は、複数の上部耐火版ブロックに面内方向に分割されて構成されており、面内方向に隣り合う前記上部耐火版ブロック同士は密接して配置されている、ように構成してもよい。

【0024】

ここで、前記上部耐火版について「面内方向」とは、前記上部耐火版が版状体として面的に広がる方向のことであり、通常の場合、前記上部耐火版の上面および下面と平行な方向である。本願の他の箇所の同様の記載についても同様である。

【0025】

また、「面内方向に隣り合う前記上部耐火版ブロック同士は密接して配置されている」とは、面内方向に隣り合う前記上部耐火版ブロック同士のすき間が実質的にない状態を意味しており、物理的なすき間が零であることを意味しているわけではない。本願の他の箇所の同様の記載も同様に解釈するものとする。

【0026】

前記下部耐火版は、複数の下部耐火版ブロックに面内方向に分割されて構成されており、面内方向に隣り合う前記下部耐火版ブロック同士は密接して配置されている、ように構成してもよい。

【0027】

ここで、前記下部耐火版について「面内方向」とは、前記下部耐火版が版状体として面的に広がる方向のことであり、通常の場合、前記下部耐火版の上面および下面と平行な方向である。本願の他の箇所の同様の記載についても同様である。

【0028】

また、「面内方向に隣り合う前記下部耐火版ブロック同士は密接して配置されている」とは、面内方向に隣り合う前記下部耐火版ブロック同士のすき間が実質的にない状態を意味しており、物理的なすき間が零であることを意味しているわけではない。本願の他の箇所の同様の記載も同様に解釈するものとする。

【0029】

前記下部耐火版の下方には、下部スペーサを備えていてもよい。

【0030】

前記上部耐火版の位置を拘束する拘束部材を備えていてもよい。

【0031】

前記上部耐火版および前記下部耐火版のうちの少なくとも一方はキャスタブル耐火物で形成されていてもよい。

【0032】

前記上部耐火版の面内方向の大きさは、前記下部耐火版の面内方向の大きさよりも小さくてもよい。

【0033】

本発明に係るロケット発射施設の一態様は、前記重ね耐火版構造物を備えることを特徴とするロケット発射施設である。

【発明の効果】

【0034】

本発明によれば、部分的に補修または交換をすることを容易に行うことができ、かつ、燃焼ガスを浴びて発生した水蒸気を逃がすことに配慮した耐火版構造物およびロケット発射施設を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】本発明の実施形態に係る重ね耐火版構造物８の重ね耐火版構造１０の鉛直断面図（図２のＩ－Ｉ線断面図）

【図2】重ね耐火版構造１０を上方から見た平面図

【図3】図１のＩＩＩ部を拡大した拡大鉛直断面図

【図4】缶体２４を上方から見た平面図

【図5】缶体２４を側方から見た側面図

【図6】重ね耐火版構造１０をロケット発射施設１００に煙道用偏向版として設置した状況を模式的に示す鉛直断面図

【発明を実施するための形態】

【0036】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。この説明では、本発明の実施形態に係る重ね耐火版構造物８を、ロケット発射施設１００の煙道用偏向版およびその傾斜手段として用いる場合を念頭に置いて説明をするが、本発明に係る重ね耐火版構造物の適用対象が、ロケット発射施設に限定されるわけではない。

【0037】

（１）本発明の実施形態に係る重ね耐火版構造物の構成および作用効果
図１は、本発明の実施形態に係る重ね耐火版構造物８の重ね耐火版構造１０の鉛直断面図（図２のＩ－Ｉ線断面図）であり、図２は、重ね耐火版構造１０を上方から見た平面図であり、図３は、図１のＩＩＩ部を拡大した拡大鉛直断面図であり、図４は、缶体２４を上方から見た平面図であり、図５は、缶体２４を側方から見た側面図であり、図６は、重ね耐火版構造１０をロケット発射施設１００に煙道用偏向版として設置した状況を模式的に示す鉛直断面図である。なお、図示の都合上、図２では、上部耐火版構造部２０のみを記載しており、下部耐火版構造部４０については反映させていない。

【0038】

本発明の実施形態に係る重ね耐火版構造物８は、重ね耐火版構造１０と、重ね耐火版構造１０を水平面に対して所定の角度だけ傾ける傾斜手段とを有してなるが、本発明の実施形態に係る重ね耐火版構造物８の特徴的な構成部分は重ね耐火版構造１０であるので、以下では、重ね耐火版構造１０を中心に説明をする。

【0039】

重ね耐火版構造１０は、上部耐火版構造部２０と、版間スペーサ３０と、下部耐火版構造部４０と、下部スペーサ５０とを有してなり、上部耐火版構造部２０を下部耐火版構造部４０が版間スペーサ３０を介して下方から支持する２段構成の耐火版構造になっている。図６に模式的に示すように、本実施形態に係る重ね耐火版構造１０をロケット発射施設１００の煙道１０４に設置して煙道用偏向版として用いる場合、ロケット発射施設１００において、水平面に対して所定の角度を設けて据え付けられ、重ね耐火版構造１０はロケット１０２の発射時の燃焼ガス１０６を浴びることになる。重ね耐火版構造１０をロケット発射施設１００の煙道用偏向版に用いる場合に、重ね耐火版構造１０を据え付ける水平面に対する角度は、使用条件等に応じて適宜に定めればよいが、標準的には水平面に対して３０°以上７０°以下に据え付ける。

【0040】

ロケット発射施設１００において、重ね耐火版構造１０を水平面に対して所定の角度を設けて据え付ける場合、具体的には例えば図６に示すように、重ね耐火版構造１０を煙道１０４の床面と壁面に、水平面に対して所定の角度だけ傾斜するように立て掛け、必要に応じて固定治具（図示せず）でその位置を固定することになる。この場合、煙道１０４の床面と壁面は、重ね耐火版構造１０を水平面に対して所定の角度だけ傾ける傾斜手段となる。つまり、煙道１０４の床面と壁面は、上部耐火版構造部２０の耐火版２２および下部耐火版構造部４０の耐火版４２を水平面に対して所定の角度だけ傾ける傾斜手段となる。

【0041】

上部耐火版構造部２０は、耐火版２２と、缶体２４とを有してなり、缶体２４の内部に耐火版２２が設けられていて、耐火版２２は缶体２４と一体化しており、下部耐火版構造部４０は、耐火版４２と、缶体４４とを有してなり、缶体４４の内部に耐火版４２が設けられていて、耐火版４２は缶体４４と一体化している。本発明の実施形態に係る重ね耐火版構造１０において、上部耐火版構造部２０と下部耐火版構造部４０は、前者が上段に位置し、後者が下段に位置するという上下の配置関係が異なるだけで、それぞれの構成自体は同一である。具体的に言えば、上部耐火版構造部２０の耐火版２２と下部耐火版構造部４０の耐火版４２は同一であり、上部耐火版構造部２０の缶体２４（底板鋼板２４Ａ、側板鋼板２４Ｂ、ずれ止め２４Ｃ）と下部耐火版構造部４０の缶体４４（底板鋼板４４Ａ、側板鋼板４４Ｂ、ずれ止め４４Ｃ）は同一である。したがって、下部耐火版構造部４０の各構成部材についての説明は、上部耐火版構造部２０の対応する構成部材の説明をもって代えることとし、下部耐火版構造部４０の各構成部材についての説明は原則として省略する。

【0042】

上部耐火版構造部２０の耐火版２２は、ロケット１０２発射時の燃焼ガス１０６を受け止めて、所定の方向に（煙道１０４の方向に）燃焼ガス１０６を流す役割を有する。したがって、耐火版２２には、優れた耐火性能が要求されるとともに、ロケット１０２発射時の燃焼ガス１０６の圧力に耐える機械的な特性も要求される。

【0043】

耐火版２２、４２の材質は、必要な耐火性能および機械的性能等を発現できるものであれば特には限定されず、必要な耐火性能および機械的性能等に応じて、具体的には例えば、アルミナ、マグネシア、酸化クロム、ジルコニア等を耐火版２２、４２に用いることができる。ブロック体として耐火版２２、４２を作製する際の取り扱い性がよく、また、補修時の施工性がよく、さらにコスト的な面から、耐火版２２、４２の材質としてはキャスタブル耐火物（耐火性の大きな軽量骨材にアルミナセメントを配合したもの）を好適に用いることができる。

【0044】

耐火版２２、４２は、単一の材料で構成されている。ここで言う単一の材料とは、耐火版２２、４２の各部位が同一の組成の材料で構成されていることを意味し、複数種の耐火材料を混合してなる材料を除外する趣旨ではない。耐火版２２、４２は、単一の材料で構成されているため、損傷したときの補修も、当該単一の材料を用いて行うことができ、複数の材料や部材を用いる必要がなく、容易に行うことができる。例えば、耐火版２２、４２をキャスタブル耐火物で形成した場合、損傷個所（例えばロケット１０２発射時の燃焼ガス１０６により削り取られた箇所）をキャスタブル耐火物で補修すればよい。キャスタブル耐火物による補修では、損傷個所（削り取られた箇所等）にキャスタブル耐火物を詰め込んで削り取られた箇所等にキャスタブル耐火物を充填することで補修を行うことができる。なお、安全性が確認できれば、最初に耐火版２２、４２を形成する際に使用した耐火材料とは異なる耐火材料で補修することも可能である。

【0045】

耐火版２２、４２の厚さは、ロケット１０２発射時の燃焼ガス１０６を安全に受け止める観点から、標準的には１００～２００ｍｍ程度である。また、取り扱い性の観点や作製上の容易さの観点から、耐火版２２、４２の面内方向の大きさは標準的には８００～３０００ｍｍ程度である。

【0046】

本実施形態に係る重ね耐火版構造１０においては、耐火版２２は、缶体２４の中にキャスタブル耐火物を打設して形成されており、耐火版４２は、缶体４４の中にキャスタブル耐火物を打設して形成されている。

【0047】

缶体２４は、図４、図５に示すように、底板鋼板２４Ａと、側板鋼板２４Ｂと、ずれ止め２４Ｃとを有してなる。長方形状の底板鋼板２４Ａの面内方向の端部の４辺の位置に、側板鋼板２４Ｂが立設して設けられており、側板鋼板２４Ｂの高さは耐火版２２の厚さ程度の高さであり、缶体２４の全体形状は、上部が開口した平べったい箱状体である。

【0048】

底板鋼板２４Ａは耐火版２２の下面に接して連結する長方形状の鋼板であり、耐火版２２を補強しており、耐火版２２の一部を構成している。底板鋼板２４Ａの厚さは、３～１２ｍｍ程度である。本実施形態に係る重ね耐火版構造１０をロケット１０２の発射台の偏向版に用いる場合、発射時の燃焼ガス１０６に対応するために水を吹きかけるので、水および水蒸気の逃げ道とするために、底板鋼板２４Ａには所定の間隔で直径２０ｍｍ程度の貫通孔２４Ｘを設けている。貫通孔２４Ｘは、１００～２００ｍｍ程度のピッチで設けるのが標準的である。底板鋼板２４Ａに貫通孔２４Ｘを設ける場合、貫通孔２４Ｘの大きさやピッチ、形状は、重ね耐火版構造１０を使用する条件によって適宜に設定すればよい。

【0049】

側板鋼板２４Ｂは、長方形状の底板鋼板２４Ａの面内方向の端部の４辺の位置に、立設して設けられた鋼板であり、耐火版２２の面内方向の位置を拘束する。側板鋼板２４Ｂの厚さは底板鋼板２４Ａと同様、３～１２ｍｍ程度である。側板鋼板２４Ｂの高さは耐火版２２の厚さ程度の高さであり、１００～２００ｍｍ程度である。側板鋼板２４Ｂの下部には、水および水蒸気の逃げ道とするために、１００～２００ｍｍ程度のピッチで貫通孔２４Ｙを設けている。貫通孔２４Ｙの大きさやピッチ、形状は、重ね耐火版構造１０を使用する条件によって適宜に設定すればよい。

【0050】

なお、底板鋼板２４Ａに貫通孔２４Ｘを設けること、および側板鋼板２４Ｂに貫通孔２４Ｙを設けることは必須ではなく、重ね耐火版構造１０を使用する条件によっては設けなくてもよい。なお、耐火版２２をキャスタブル耐火物で形成する場合、底板鋼板２４Ａおよび側板鋼板２４Ｂを型枠として用いることもできる。

【0051】

また、底板鋼板２４Ａの上面にずれ止め２４Ｃを取り付け、該ずれ止め２４Ｃを耐火版２２の内部に埋め込んで設置することにより、耐火版２２と底板鋼板２４Ａとの一体化の程度を向上させて、耐火版２２の耐荷力を向上させることができる。このようにした場合、耐火版２２の厚さを一定の程度薄くしても必要な耐荷力を得ることが可能となる。

【0052】

ずれ止め２４Ｃとしては、具体的には例えば、異形鉄筋や頭付きスタッド等を用いることができる。本実施形態に係る重ね耐火版構造１０においては、ずれ止め２４Ｃとして、直径１６ｍｍの異形鉄筋を折り曲げ角度４５°で折り曲げたものを用いている。なお、ずれ止め２４Ｃの種類、形状や配置ピッチ等は、重ね耐火版構造１０を使用する条件によって適宜に設定すればよい。

【0053】

なお、前述したように、耐火版２２の面内方向の大きさは標準的には８００～３０００ｍｍ程度であるので、ロケット発射施設１００の煙道用偏向版として用いる場合、通常の場合、複数の耐火版２２を面内方向にすき間なく密接して配置して用いることになる。また、前述したように、耐火版２２は、単一の材料で構成されているので、損傷したときの補修も容易に行うことができるが、複数の耐火版２２を面内方向にすき間なく密接して配置して用いる場合、損傷の程度が大きい耐火版２２については、補修をするのではなく、交換することで損傷に対する対応を行うこともできる。

【0054】

版間スペーサ３０は、上部耐火版構造部２０と下部耐火版構造部４０との間に配置されており、上部耐火版構造部２０と下部耐火版構造部４０との間に所定の距離のすき間を形成して、水や水蒸気の逃げ道をつくる役割を有する。したがって、版間スペーサ３０はすき間形成部材であると言える。上部耐火版構造部２０と下部耐火版構造部４０との間を、十分な量の水や水蒸気が通過できるようにするために、上部耐火版構造部２０と下部耐火版構造部４０との間のすき間の大きさは標準的には５０～１００ｍｍ程度にする。したがって、版間スペーサ３０の上下方向の高さは、標準的には５０～１００ｍｍ程度である。また、版間スペーサ３０により、上部耐火版構造部２０と下部耐火版構造部４０との間に前記したようなすき間を設けることで、上部耐火版構造部２０の耐火版２２が損傷した場合の交換作業を容易に行いやすくなる。

【0055】

版間スペーサ３０としては、高さ５０～１００ｍｍ程度の形鋼を通常用い、具体的には例えば高さ５０～１００ｍｍ程度のＬ形鋼や溝形鋼を用いる。本実施形態に係る重ね耐火版構造１０においては、図１～図５に示すように、版間スペーサ３０としてＬ形鋼を用いており、版間スペーサ３０（Ｌ形鋼）のフランジ３０Ｂを底板鋼板２４Ａの下面に溶接で取り付けている。

【0056】

版間スペーサ３０は、耐火版２２の一方の側の面（底板鋼板２４Ａの下面）に接して、耐火版２２の短辺方向の中央部に１本配置されており、また、耐火版２２の長辺方向に相互に所定の間隔を空けて３本配置されており、前述したように、上部耐火版構造部２０の耐火版２２の下方に冷却水および水蒸気の逃げ道をつくる役割を有している。版間スペーサ３０（Ｌ形鋼）のウェブ３０Ａには貫通孔３０Ｘが設けられており、冷却水および水蒸気の逃げ道を確保している。また、図２および図４に示すように、前記した１本の版間スペーサ３０と３本の版間スペーサ３０とは略直交している。

【0057】

また、前述したように、版間スペーサ３０（Ｌ形鋼）のフランジ３０Ｂは、底板鋼板２４Ａの下面に溶接で取り付けられていて、版間スペーサ３０は底板鋼板２４Ａを補強しており、底板鋼板２４Ａを補強することを通して耐火版２２全体を補強している。本実施形態では、ずれ止め２４Ｃを取り付けた底板鋼板２４Ａの部位の下方に版間スペーサ３０を配置しており、耐火版２２と版間スペーサ３０との一体化の程度を向上させて、版間スペーサ３０による補強効果をさらに向上させるようにしている。

【0058】

上部耐火版構造部２０は、版間スペーサ３０を介して下部耐火版構造部４０の上に載置されているだけであるので、上部耐火版構造部２０の位置がずれないようにするために、図示せぬ索（ワイヤーロープ）を版間スペーサ３０のウェブ３０Ａの貫通孔３０Ｘに取り付け、この索（ワイヤーロープ）を外部の固定物に固定するようにして、上部耐火版構造部２０の全体の位置を拘束するようにしてもよい。

【0059】

下部耐火版構造部４０は、上部耐火版構造部２０を下方から支持する役割を有しており、上部耐火版構造部２０を下方から支持するための剛性を備える。本実施形態では、前述したように、本発明の実施形態に係る重ね耐火版構造１０において、上部耐火版構造部２０と下部耐火版構造部４０は、前者が上段に位置し、後者が下段に位置するという上下の配置関係が異なるだけで、それぞれの構成自体は同一である。

【0060】

本発明の実施形態に係る重ね耐火版構造１０においては、上部耐火版構造部２０の下方に下部耐火版構造部４０を配置しており、耐火版２２、４２の２層構造になっているので、万一、ロケット１０２発射時の燃焼ガス１０６によって上部耐火版構造部２０が損傷しても、下部耐火版構造部４０により、ロケット１０２発射時の燃焼ガス１０６を受け止めることができ、安全性の高い構造になっている。

【0061】

下部スペーサ５０は、下部耐火版構造部４０の下方に配置されていて、下部耐火版構造部４０の底板鋼板４４Ａに溶接で取り付けられている。下部スペーサ５０には、版間スペーサ３０と同じ形鋼（Ｌ形鋼）を用いており、底板鋼板４４Ａへの取り付け位置も同じであり、ウェブには貫通孔５０Ｘが設けられている。ただし、下部スペーサ５０は、版間スペーサ３０とは異なり、上部耐火版構造部２０と下部耐火版構造部４０との間にすき間を設けて、冷却水および水蒸気の逃げ道をつくるという役割を有していないので、重ね耐火版構造１０を使用する条件によっては、省略することも可能である。

【0062】

（２）重ね耐火版構造１０のロケット発射施設１００への適用
本発明の実施形態に係る重ね耐火版構造１０は、前述したように、下部耐火版構造部４０の上に上部耐火版構造部２０が載置された２段構成の耐火版構造になっており、耐火版２２と耐火版４２との間に、冷却水および水蒸気の逃げ道が設けられた耐火版構造であり、燃焼ガス１０６を浴びて発生した水蒸気を逃がすことに配慮した耐火版構造であり、耐火性能に優れる。また、重ね耐火版構造１０は、耐火版２２、４２の２層構造になっているので、万一、ロケット１０２発射時の燃焼ガス１０６によって上部耐火版構造部２０が損傷しても、下部耐火版構造部４０により、ロケット１０２発射時の燃焼ガス１０６を受け止めることができ、安全性の高い構造になっている。

【0063】

このため、本発明の実施形態に係る重ね耐火版構造１０は、ロケット発射施設１００の煙道用偏向版として好適に使用可能である。

【0064】

なお、重ね耐火版構造１０を、ロケット発射施設１００の煙道用偏向版として用いる場合、燃焼ガス１０６を直接的に浴びる範囲はほぼ正確に予測できるので、燃焼ガス１０６を直接的に浴びる範囲のみに、２層構造の重ね耐火版構造１０を用い、それ以外の領域においては、上部耐火版構造部２０を用いずに、下部耐火版構造部４０のみを用いるということも、使用条件によっては可能である。

【0065】

（３）補足
本発明の実施形態に係る重ね耐火版構造１０において、上部耐火版構造部２０と下部耐火版構造部４０は、前者が上段に位置し、後者が下段に位置するという上下の配置関係が異なるだけで、それぞれの構成自体は同一であったが、使用条件等に応じて適宜に構成を違えてもよい。具体的には例えば、耐火版２２、４２の厚さや材質等を違えてもよいし、底板鋼板２４Ａ、４４Ａおよび側板鋼板２４Ｂ、４４Ｂの厚さ等を違えてもよいし、ずれ止め２４Ｃ、４４Ｃの形状等を違えてもよい。また、版間スペーサ３０および下部スペーサ５０に用いる形鋼の種類や寸法を違えてもよい。また、前述したように、下部スペーサ５０は使用条件によっては省略することも可能である。

【0066】

また、重ね耐火版構造１０の使用条件によっては、上部耐火版構造部２０の缶体２４および下部耐火版構造部４０の缶体４４は省略してもよく、重ね耐火版構造１０の使用条件によっては、上部耐火版構造部２０を耐火版２２のみで構成し、下部耐火版構造部４０を耐火版４２のみで構成してもよい。また、重ね耐火版構造１０の使用条件によっては、缶体２４を構成する部材（底板鋼板２４Ａ、側板鋼板２４Ｂ、ずれ止め２４Ｃ）の一部の部材のみを省略してもよいし、缶体４４を構成する部材（底板鋼板４４Ａ、側板鋼板４４Ｂ、ずれ止め４４Ｃ）の一部の部材のみを省略してもよい。

【符号の説明】

【0067】

８…重ね耐火版構造物
１０…重ね耐火版構造
２０…上部耐火版構造部
２２、４２…耐火版
２４、４４…缶体
２４Ａ、４４Ａ…底板鋼板
２４Ｂ、４４Ｂ…側板鋼板
２４Ｃ、４４Ｃ…ずれ止め
２４Ｘ、２４Ｙ、３０Ｘ、５０Ｘ…貫通孔
３０…版間スペーサ
３０Ａ…ウェブ
３０Ｂ…フランジ
４０…下部耐火版構造部
５０…下部スペーサ
１００…ロケット発射施設
１０２…ロケット
１０４…煙道
１０６…燃焼ガス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【手続補正書】

【提出日】2023-03-23

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

上部耐火板と、
前記上部耐火板の下方に位置する下部耐火板と、
前記上部耐火板と前記下部耐火板との間に所定距離のすき間を形成するすき間形成部材と、
前記上部耐火板および前記下部耐火板を水平面に対して所定の角度だけ傾ける傾斜手段と、
を有し、
前記上部耐火板および前記下部耐火板のうちの少なくとも一方は、下面に取り付けられた底板鋼板を含むことを特徴とする重ね耐火板構造物。

【請求項2】

前記上部耐火板および前記下部耐火板のうちの少なくとも一方は、型枠内に流し込んで打設することで平板状に形成可能な材料で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の重ね耐火板構造物。

【請求項3】

前記上部耐火板は、厚さが１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、前記すき間形成部材で形成される前記すき間の前記所定距離は５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の重ね耐火板構造物。

【請求項4】

前記底板鋼板の上面には、ずれ止めが取り付けられていることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の重ね耐火板構造物。

【請求項5】

前記すき間形成部材は、前記上部耐火板の下面に取り付けられていて前記上部耐火板の下面と平行な方向に相互に所定の間隔を空けて配置されている複数の形鋼であることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の重ね耐火板構造物。

【請求項6】

前記すき間形成部材を構成する前記複数の形鋼のうち、一部の形鋼は、前記上部耐火板の下面に取り付けられていて前記上部耐火板の下面と平行な一定の方向に相互に所定の間隔を空けて配置され、残りの形鋼は、前記上部耐火板の下面に取り付けられていて前記上部耐火板の下面と平行な方向であって、かつ前記一定の方向とは異なる方向に相互に所定の間隔を空けて配置されていることを特徴とする請求項５に記載の重ね耐火板構造物。

【請求項7】

前記一定の方向と、前記一定の方向とは異なる前記方向とは、略直交する方向であることを特徴とする請求項６に記載の重ね耐火板構造物。

【請求項8】

前記上部耐火板は、複数の上部耐火板ブロックに面内方向に分割されて構成されており、面内方向に隣り合う前記上部耐火板ブロック同士は密接して配置されていることを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の重ね耐火板構造物。

【請求項9】

前記下部耐火板は、複数の下部耐火板ブロックに面内方向に分割されて構成されており、面内方向に隣り合う前記下部耐火板ブロック同士は密接して配置されていることを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載の重ね耐火板構造物。

【請求項10】

前記下部耐火板の下方には、下部スペーサを備えていることを特徴とする請求項１～９のいずれかに記載の重ね耐火板構造物。

【請求項11】

前記上部耐火板の位置を拘束する拘束部材を備えていることを特徴とする請求項１～１０のいずれかに記載の重ね耐火板構造物。

【請求項12】

前記上部耐火板および前記下部耐火板のうちの少なくとも一方はキャスタブル耐火物で形成されていることを特徴とする請求項１～１１のいずれかに記載の重ね耐火板構造物。

【請求項13】

前記上部耐火板の面内方向の大きさは、前記下部耐火板の面内方向の大きさよりも小さいことを特徴とする請求項１～１２のいずれかに記載の重ね耐火板構造物。

【請求項14】

請求項１～１３のいずれかに記載の重ね耐火板構造物を備えることを特徴とするロケット発射施設。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は耐火板構造物に関する。また、このような耐火板構造物を備えるロケット発射施設に関する。

【背景技術】

【0002】

宇宙ステーションを有効に運用していくためには、人員や物資を宇宙輸送するための補給船が必要である。

【0003】

補給船を宇宙空間に送り出すためにはロケットが必要となるが、ロケットを打ち上げるためには発射台が必要である。また、近年では、補給船を宇宙空間に送り出すために発射したロケットを地上や海上の着陸台に着陸させて再打ち上げすることも行われており、この場合にはロケットを着陸させるための着陸台が必要となる。

【0004】

発射台には、ロケット発射時の燃焼ガスを浴びる部位があり、また、着陸台には、ロケット着陸時の逆噴射の燃焼ガスを浴びる部位がある。これらの部位は極めて高い高温と高温ガス流体に耐えられることが必要であり、例えば、特許文献１には、ロケット発射台の偏向板構造として、コンクリート製基板上にグラウトにより多数のセラミック製ライニングブロックが相隣り合って被覆敷設されている偏向板構造が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開昭６１－１９７９９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

近年開発が進んでいる高性能ロケットエンジン（液体水素／液体酸素エンジン）は、従来のエンジンよりも燃焼ガスの温度が高く（３６００℃程度に達すると言われている。）なっており、より高性能な耐火板が求められてきているが、本発明者は、従来のエンジンよりも高温の燃焼ガスを浴びる耐火板は、損傷を全く受けないようにすることは困難と考え、損傷を受けた部位のみを容易に補修または交換できるように耐火板構造を構成することが重要ではないかと考えた。

【0007】

しかしながら、特許文献１に記載の偏向板構造では、セラミック製ライニングブロックがコンクリート製基板上にグラウトにより取り付けられており、部分的にセラミック製ライニングブロックを容易に補修または交換することは困難である。

【0008】

また、ロケットエンジンの燃焼ガスを浴びる際には耐火板には冷却水をかけるが、燃焼ガスを浴びた冷却水は急激に水蒸気になるため、その際の急激な圧力上昇により耐火板を損傷させる可能性があると本発明者は考えた。

【0009】

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、部分的に補修または交換をすることを容易に行うことができ、かつ、燃焼ガスを浴びて発生した水蒸気を逃がすことに配慮した耐火板構造物およびロケット発射施設を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は前記課題を解決する発明であり、以下のような重ね耐火板構造物およびロケット発射施設である。

【0011】

即ち、本発明に係る重ね耐火板構造物の一態様は、上部耐火板と、前記上部耐火板の下方に位置する下部耐火板と、前記上部耐火板と前記下部耐火板との間に所定距離のすき間を形成するすき間形成部材と、前記上部耐火板および前記下部耐火板を水平面に対して所定の角度だけ傾ける傾斜手段と、を有することを特徴とする重ね耐火板構造物である。

【0012】

本願において、本発明および本発明の実施形態に係る重ね耐火板構造物ならびにその構成部材に関し、上方や下方等の上下を観念する文言の解釈については、上部耐火板が上、下部耐火板が下となるように、本発明および本発明の実施形態に係る重ね耐火板構造物の重ね耐火板構造を水平面上に載置した状態を基準として解釈するものとする。これらのことは、本願の他の箇所の記載においても同様とする。

【0013】

前記上部耐火板は各部位が同一の組成の材料で構成されており、また、前記下部耐火板も各部位が同一の組成の材料で構成されている、ように構成されていてもよい。

【0014】

前記上部耐火板および前記下部耐火板のうちの少なくとも一方は、型枠内に流し込んで打設することで平板状に形成可能な材料で構成されていてもよい。

【0015】

前記上部耐火板は、厚さが１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、前記すき間形成部材で形成される前記すき間の前記所定距離は５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下である、ように構成されていてもよい。

【0016】

前記上部耐火板および前記下部耐火板のうちの少なくとも一方は、下面に取り付けられた底板鋼板を含んでいてもよい。

【0017】

前記底板鋼板の上面には、ずれ止めが取り付けられていてもよい。

【0018】

前記すき間形成部材は、前記上部耐火板の下面に取り付けられていて前記上部耐火板の下面と平行な方向に相互に所定の間隔を空けて配置されている複数の形鋼であってもよい。

【0019】

ここで、「前記上部耐火板の下面に取り付けられ」とは、前記上部耐火板の下面に直接的に取り付けられている場合だけでなく、他の部材を介して前記上部耐火板の下面に間接的に取り付けられている場合も含む。本願の他の箇所の同様の記載も同様に解釈するものとする。

【0020】

前記すき間形成部材を構成する前記複数の形鋼のうち、一部の形鋼は、前記上部耐火板の下面に取り付けられていて前記上部耐火板の下面と平行な一定の方向に相互に所定の間隔を空けて配置され、残りの形鋼は、前記上部耐火板の下面に取り付けられていて前記上部耐火板の下面と平行な方向であって、かつ前記一定の方向とは異なる方向に相互に所定の間隔を空けて配置されている、ように構成してもよい。

【0021】

前記一定の方向と、前記一定の方向とは異なる前記方向とは、略直交する方向であってもよい。

【0022】

前記形鋼の上面には、前記上部耐火板の内部に埋め込まれているずれ止めが取り付けられていてもよい。

【0023】

前記上部耐火板は、複数の上部耐火板ブロックに面内方向に分割されて構成されており、面内方向に隣り合う前記上部耐火板ブロック同士は密接して配置されている、ように構成してもよい。

【0024】

ここで、前記上部耐火板について「面内方向」とは、前記上部耐火板が板状体として面的に広がる方向のことであり、通常の場合、前記上部耐火板の上面および下面と平行な方向である。本願の他の箇所の同様の記載についても同様である。

【0025】

また、「面内方向に隣り合う前記上部耐火板ブロック同士は密接して配置されている」とは、面内方向に隣り合う前記上部耐火板ブロック同士のすき間が実質的にない状態を意味しており、物理的なすき間が零であることを意味しているわけではない。本願の他の箇所の同様の記載も同様に解釈するものとする。

【0026】

前記下部耐火板は、複数の下部耐火板ブロックに面内方向に分割されて構成されており、面内方向に隣り合う前記下部耐火板ブロック同士は密接して配置されている、ように構成してもよい。

【0027】

ここで、前記下部耐火板について「面内方向」とは、前記下部耐火板が板状体として面的に広がる方向のことであり、通常の場合、前記下部耐火板の上面および下面と平行な方向である。本願の他の箇所の同様の記載についても同様である。

【0028】

また、「面内方向に隣り合う前記下部耐火板ブロック同士は密接して配置されている」とは、面内方向に隣り合う前記下部耐火板ブロック同士のすき間が実質的にない状態を意味しており、物理的なすき間が零であることを意味しているわけではない。本願の他の箇所の同様の記載も同様に解釈するものとする。

【0029】

前記下部耐火板の下方には、下部スペーサを備えていてもよい。

【0030】

前記上部耐火板の位置を拘束する拘束部材を備えていてもよい。

【0031】

前記上部耐火板および前記下部耐火板のうちの少なくとも一方はキャスタブル耐火物で形成されていてもよい。

【0032】

前記上部耐火板の面内方向の大きさは、前記下部耐火板の面内方向の大きさよりも小さくてもよい。

【0033】

本発明に係るロケット発射施設の一態様は、前記重ね耐火板構造物を備えることを特徴とするロケット発射施設である。

【発明の効果】

【0034】

本発明によれば、部分的に補修または交換をすることを容易に行うことができ、かつ、燃焼ガスを浴びて発生した水蒸気を逃がすことに配慮した耐火板構造物およびロケット発射施設を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】本発明の実施形態に係る重ね耐火板構造物８の重ね耐火板構造１０の鉛直断面図（図２のＩ－Ｉ線断面図）

【図2】重ね耐火板構造１０を上方から見た平面図

【図3】図１のＩＩＩ部を拡大した拡大鉛直断面図

【図4】缶体２４を上方から見た平面図

【図5】缶体２４を側方から見た側面図

【図6】重ね耐火板構造１０をロケット発射施設１００に煙道用偏向板として設置した状況を模式的に示す鉛直断面図

【発明を実施するための形態】

【0036】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。この説明では、本発明の実施形態に係る重ね耐火板構造物８を、ロケット発射施設１００の煙道用偏向板およびその傾斜手段として用いる場合を念頭に置いて説明をするが、本発明に係る重ね耐火板構造物の適用対象が、ロケット発射施設に限定されるわけではない。

【0037】

（１）本発明の実施形態に係る重ね耐火板構造物の構成および作用効果
図１は、本発明の実施形態に係る重ね耐火板構造物８の重ね耐火板構造１０の鉛直断面図（図２のＩ－Ｉ線断面図）であり、図２は、重ね耐火板構造１０を上方から見た平面図であり、図３は、図１のＩＩＩ部を拡大した拡大鉛直断面図であり、図４は、缶体２４を上方から見た平面図であり、図５は、缶体２４を側方から見た側面図であり、図６は、重ね耐火板構造１０をロケット発射施設１００に煙道用偏向板として設置した状況を模式的に示す鉛直断面図である。なお、図示の都合上、図２では、上部耐火板構造部２０のみを記載しており、下部耐火板構造部４０については反映させていない。

【0038】

本発明の実施形態に係る重ね耐火板構造物８は、重ね耐火板構造１０と、重ね耐火板構造１０を水平面に対して所定の角度だけ傾ける傾斜手段とを有してなるが、本発明の実施形態に係る重ね耐火板構造物８の特徴的な構成部分は重ね耐火板構造１０であるので、以下では、重ね耐火板構造１０を中心に説明をする。

【0039】

重ね耐火板構造１０は、上部耐火板構造部２０と、板間スペーサ３０と、下部耐火板構造部４０と、下部スペーサ５０とを有してなり、上部耐火板構造部２０を下部耐火板構造部４０が板間スペーサ３０を介して下方から支持する２段構成の耐火板構造になっている。図６に模式的に示すように、本実施形態に係る重ね耐火板構造１０をロケット発射施設１００の煙道１０４に設置して煙道用偏向板として用いる場合、ロケット発射施設１００において、水平面に対して所定の角度を設けて据え付けられ、重ね耐火板構造１０はロケット１０２の発射時の燃焼ガス１０６を浴びることになる。重ね耐火板構造１０をロケット発射施設１００の煙道用偏向板に用いる場合に、重ね耐火板構造１０を据え付ける水平面に対する角度は、使用条件等に応じて適宜に定めればよいが、標準的には水平面に対して３０°以上７０°以下に据え付ける。

【0040】

ロケット発射施設１００において、重ね耐火板構造１０を水平面に対して所定の角度を設けて据え付ける場合、具体的には例えば図６に示すように、重ね耐火板構造１０を煙道１０４の床面と壁面に、水平面に対して所定の角度だけ傾斜するように立て掛け、必要に応じて固定治具（図示せず）でその位置を固定することになる。この場合、煙道１０４の床面と壁面は、重ね耐火板構造１０を水平面に対して所定の角度だけ傾ける傾斜手段となる。つまり、煙道１０４の床面と壁面は、上部耐火板構造部２０の耐火板２２および下部耐火板構造部４０の耐火板４２を水平面に対して所定の角度だけ傾ける傾斜手段となる。

【0041】

上部耐火板構造部２０は、耐火板２２と、缶体２４とを有してなり、缶体２４の内部に耐火板２２が設けられていて、耐火板２２は缶体２４と一体化しており、下部耐火板構造部４０は、耐火板４２と、缶体４４とを有してなり、缶体４４の内部に耐火板４２が設けられていて、耐火板４２は缶体４４と一体化している。本発明の実施形態に係る重ね耐火板構造１０において、上部耐火板構造部２０と下部耐火板構造部４０は、前者が上段に位置し、後者が下段に位置するという上下の配置関係が異なるだけで、それぞれの構成自体は同一である。具体的に言えば、上部耐火板構造部２０の耐火板２２と下部耐火板構造部４０の耐火板４２は同一であり、上部耐火板構造部２０の缶体２４（底板鋼板２４Ａ、側板鋼板２４Ｂ、ずれ止め２４Ｃ）と下部耐火板構造部４０の缶体４４（底板鋼板４４Ａ、側板鋼板４４Ｂ、ずれ止め４４Ｃ）は同一である。したがって、下部耐火板構造部４０の各構成部材についての説明は、上部耐火板構造部２０の対応する構成部材の説明をもって代えることとし、下部耐火板構造部４０の各構成部材についての説明は原則として省略する。

【0042】

上部耐火板構造部２０の耐火板２２は、ロケット１０２発射時の燃焼ガス１０６を受け止めて、所定の方向に（煙道１０４の方向に）燃焼ガス１０６を流す役割を有する。したがって、耐火板２２には、優れた耐火性能が要求されるとともに、ロケット１０２発射時の燃焼ガス１０６の圧力に耐える機械的な特性も要求される。

【0043】

耐火板２２、４２の材質は、必要な耐火性能および機械的性能等を発現できるものであれば特には限定されず、必要な耐火性能および機械的性能等に応じて、具体的には例えば、アルミナ、マグネシア、酸化クロム、ジルコニア等を耐火板２２、４２に用いることができる。ブロック体として耐火板２２、４２を作製する際の取り扱い性がよく、また、補修時の施工性がよく、さらにコスト的な面から、耐火板２２、４２の材質としてはキャスタブル耐火物（耐火性の大きな軽量骨材にアルミナセメントを配合したもの）を好適に用いることができる。

【0044】

耐火板２２、４２は、単一の材料で構成されている。ここで言う単一の材料とは、耐火板２２、４２の各部位が同一の組成の材料で構成されていることを意味し、複数種の耐火材料を混合してなる材料を除外する趣旨ではない。耐火板２２、４２は、単一の材料で構成されているため、損傷したときの補修も、当該単一の材料を用いて行うことができ、複数の材料や部材を用いる必要がなく、容易に行うことができる。例えば、耐火板２２、４２をキャスタブル耐火物で形成した場合、損傷個所（例えばロケット１０２発射時の燃焼ガス１０６により削り取られた箇所）をキャスタブル耐火物で補修すればよい。キャスタブル耐火物による補修では、損傷個所（削り取られた箇所等）にキャスタブル耐火物を詰め込んで削り取られた箇所等にキャスタブル耐火物を充填することで補修を行うことができる。なお、安全性が確認できれば、最初に耐火板２２、４２を形成する際に使用した耐火材料とは異なる耐火材料で補修することも可能である。

【0045】

耐火板２２、４２の厚さは、ロケット１０２発射時の燃焼ガス１０６を安全に受け止める観点から、標準的には１００～２００ｍｍ程度である。また、取り扱い性の観点や作製上の容易さの観点から、耐火板２２、４２の面内方向の大きさは標準的には８００～３０００ｍｍ程度である。

【0046】

本実施形態に係る重ね耐火板構造１０においては、耐火板２２は、缶体２４の中にキャスタブル耐火物を打設して形成されており、耐火板４２は、缶体４４の中にキャスタブル耐火物を打設して形成されている。

【0047】

缶体２４は、図４、図５に示すように、底板鋼板２４Ａと、側板鋼板２４Ｂと、ずれ止め２４Ｃとを有してなる。長方形状の底板鋼板２４Ａの面内方向の端部の４辺の位置に、側板鋼板２４Ｂが立設して設けられており、側板鋼板２４Ｂの高さは耐火板２２の厚さ程度の高さであり、缶体２４の全体形状は、上部が開口した平べったい箱状体である。

【0048】

底板鋼板２４Ａは耐火板２２の下面に接して連結する長方形状の鋼板であり、耐火板２２を補強しており、耐火板２２の一部を構成している。底板鋼板２４Ａの厚さは、３～１２ｍｍ程度である。本実施形態に係る重ね耐火板構造１０をロケット１０２の発射台の偏向板に用いる場合、発射時の燃焼ガス１０６に対応するために水を吹きかけるので、水および水蒸気の逃げ道とするために、底板鋼板２４Ａには所定の間隔で直径２０ｍｍ程度の貫通孔２４Ｘを設けている。貫通孔２４Ｘは、１００～２００ｍｍ程度のピッチで設けるのが標準的である。底板鋼板２４Ａに貫通孔２４Ｘを設ける場合、貫通孔２４Ｘの大きさやピッチ、形状は、重ね耐火板構造１０を使用する条件によって適宜に設定すればよい。

【0049】

側板鋼板２４Ｂは、長方形状の底板鋼板２４Ａの面内方向の端部の４辺の位置に、立設して設けられた鋼板であり、耐火板２２の面内方向の位置を拘束する。側板鋼板２４Ｂの厚さは底板鋼板２４Ａと同様、３～１２ｍｍ程度である。側板鋼板２４Ｂの高さは耐火板２２の厚さ程度の高さであり、１００～２００ｍｍ程度である。側板鋼板２４Ｂの下部には、水および水蒸気の逃げ道とするために、１００～２００ｍｍ程度のピッチで貫通孔２４Ｙを設けている。貫通孔２４Ｙの大きさやピッチ、形状は、重ね耐火板構造１０を使用する条件によって適宜に設定すればよい。

【0050】

なお、底板鋼板２４Ａに貫通孔２４Ｘを設けること、および側板鋼板２４Ｂに貫通孔２４Ｙを設けることは必須ではなく、重ね耐火板構造１０を使用する条件によっては設けなくてもよい。なお、耐火板２２をキャスタブル耐火物で形成する場合、底板鋼板２４Ａおよび側板鋼板２４Ｂを型枠として用いることもできる。

【0051】

また、底板鋼板２４Ａの上面にずれ止め２４Ｃを取り付け、該ずれ止め２４Ｃを耐火板２２の内部に埋め込んで設置することにより、耐火板２２と底板鋼板２４Ａとの一体化の程度を向上させて、耐火板２２の耐荷力を向上させることができる。このようにした場合、耐火板２２の厚さを一定の程度薄くしても必要な耐荷力を得ることが可能となる。

【0052】

ずれ止め２４Ｃとしては、具体的には例えば、異形鉄筋や頭付きスタッド等を用いることができる。本実施形態に係る重ね耐火板構造１０においては、ずれ止め２４Ｃとして、直径１６ｍｍの異形鉄筋を折り曲げ角度４５°で折り曲げたものを用いている。なお、ずれ止め２４Ｃの種類、形状や配置ピッチ等は、重ね耐火板構造１０を使用する条件によって適宜に設定すればよい。

【0053】

なお、前述したように、耐火板２２の面内方向の大きさは標準的には８００～３０００ｍｍ程度であるので、ロケット発射施設１００の煙道用偏向板として用いる場合、通常の場合、複数の耐火板２２を面内方向にすき間なく密接して配置して用いることになる。また、前述したように、耐火板２２は、単一の材料で構成されているので、損傷したときの補修も容易に行うことができるが、複数の耐火板２２を面内方向にすき間なく密接して配置して用いる場合、損傷の程度が大きい耐火板２２については、補修をするのではなく、交換することで損傷に対する対応を行うこともできる。

【0054】

板間スペーサ３０は、上部耐火板構造部２０と下部耐火板構造部４０との間に配置されており、上部耐火板構造部２０と下部耐火板構造部４０との間に所定の距離のすき間を形成して、水や水蒸気の逃げ道をつくる役割を有する。したがって、板間スペーサ３０はすき間形成部材であると言える。上部耐火板構造部２０と下部耐火板構造部４０との間を、十分な量の水や水蒸気が通過できるようにするために、上部耐火板構造部２０と下部耐火板構造部４０との間のすき間の大きさは標準的には５０～１００ｍｍ程度にする。したがって、板間スペーサ３０の上下方向の高さは、標準的には５０～１００ｍｍ程度である。また、板間スペーサ３０により、上部耐火板構造部２０と下部耐火板構造部４０との間に前記したようなすき間を設けることで、上部耐火板構造部２０の耐火板２２が損傷した場合の交換作業を容易に行いやすくなる。

【0055】

板間スペーサ３０としては、高さ５０～１００ｍｍ程度の形鋼を通常用い、具体的には例えば高さ５０～１００ｍｍ程度のＬ形鋼や溝形鋼を用いる。本実施形態に係る重ね耐火板構造１０においては、図１～図５に示すように、板間スペーサ３０としてＬ形鋼を用いており、板間スペーサ３０（Ｌ形鋼）のフランジ３０Ｂを底板鋼板２４Ａの下面に溶接で取り付けている。

【0056】

板間スペーサ３０は、耐火板２２の一方の側の面（底板鋼板２４Ａの下面）に接して、耐火板２２の短辺方向の中央部に１本配置されており、また、耐火板２２の長辺方向に相互に所定の間隔を空けて３本配置されており、前述したように、上部耐火板構造部２０の耐火板２２の下方に冷却水および水蒸気の逃げ道をつくる役割を有している。板間スペーサ３０（Ｌ形鋼）のウェブ３０Ａには貫通孔３０Ｘが設けられており、冷却水および水蒸気の逃げ道を確保している。また、図２および図４に示すように、前記した１本の板間スペーサ３０と３本の板間スペーサ３０とは略直交している。

【0057】

また、前述したように、板間スペーサ３０（Ｌ形鋼）のフランジ３０Ｂは、底板鋼板２４Ａの下面に溶接で取り付けられていて、板間スペーサ３０は底板鋼板２４Ａを補強しており、底板鋼板２４Ａを補強することを通して耐火板２２全体を補強している。本実施形態では、ずれ止め２４Ｃを取り付けた底板鋼板２４Ａの部位の下方に板間スペーサ３０を配置しており、耐火板２２と板間スペーサ３０との一体化の程度を向上させて、板間スペーサ３０による補強効果をさらに向上させるようにしている。

【0058】

上部耐火板構造部２０は、板間スペーサ３０を介して下部耐火板構造部４０の上に載置されているだけであるので、上部耐火板構造部２０の位置がずれないようにするために、図示せぬ索（ワイヤーロープ）を板間スペーサ３０のウェブ３０Ａの貫通孔３０Ｘに取り付け、この索（ワイヤーロープ）を外部の固定物に固定するようにして、上部耐火板構造部２０の全体の位置を拘束するようにしてもよい。

【0059】

下部耐火板構造部４０は、上部耐火板構造部２０を下方から支持する役割を有しており、上部耐火板構造部２０を下方から支持するための剛性を備える。本実施形態では、前述したように、本発明の実施形態に係る重ね耐火板構造１０において、上部耐火板構造部２０と下部耐火板構造部４０は、前者が上段に位置し、後者が下段に位置するという上下の配置関係が異なるだけで、それぞれの構成自体は同一である。

【0060】

本発明の実施形態に係る重ね耐火板構造１０においては、上部耐火板構造部２０の下方に下部耐火板構造部４０を配置しており、耐火板２２、４２の２層構造になっているので、万一、ロケット１０２発射時の燃焼ガス１０６によって上部耐火板構造部２０が損傷しても、下部耐火板構造部４０により、ロケット１０２発射時の燃焼ガス１０６を受け止めることができ、安全性の高い構造になっている。

【0061】

下部スペーサ５０は、下部耐火板構造部４０の下方に配置されていて、下部耐火板構造部４０の底板鋼板４４Ａに溶接で取り付けられている。下部スペーサ５０には、板間スペーサ３０と同じ形鋼（Ｌ形鋼）を用いており、底板鋼板４４Ａへの取り付け位置も同じであり、ウェブには貫通孔５０Ｘが設けられている。ただし、下部スペーサ５０は、板間スペーサ３０とは異なり、上部耐火板構造部２０と下部耐火板構造部４０との間にすき間を設けて、冷却水および水蒸気の逃げ道をつくるという役割を有していないので、重ね耐火板構造１０を使用する条件によっては、省略することも可能である。

【0062】

（２）重ね耐火板構造１０のロケット発射施設１００への適用
本発明の実施形態に係る重ね耐火板構造１０は、前述したように、下部耐火板構造部４０の上に上部耐火板構造部２０が載置された２段構成の耐火板構造になっており、耐火板２２と耐火板４２との間に、冷却水および水蒸気の逃げ道が設けられた耐火板構造であり、燃焼ガス１０６を浴びて発生した水蒸気を逃がすことに配慮した耐火板構造であり、耐火性能に優れる。また、重ね耐火板構造１０は、耐火板２２、４２の２層構造になっているので、万一、ロケット１０２発射時の燃焼ガス１０６によって上部耐火板構造部２０が損傷しても、下部耐火板構造部４０により、ロケット１０２発射時の燃焼ガス１０６を受け止めることができ、安全性の高い構造になっている。

【0063】

このため、本発明の実施形態に係る重ね耐火板構造１０は、ロケット発射施設１００の煙道用偏向板として好適に使用可能である。

【0064】

なお、重ね耐火板構造１０を、ロケット発射施設１００の煙道用偏向板として用いる場合、燃焼ガス１０６を直接的に浴びる範囲はほぼ正確に予測できるので、燃焼ガス１０６を直接的に浴びる範囲のみに、２層構造の重ね耐火板構造１０を用い、それ以外の領域においては、上部耐火板構造部２０を用いずに、下部耐火板構造部４０のみを用いるということも、使用条件によっては可能である。

【0065】

（３）補足
本発明の実施形態に係る重ね耐火板構造１０において、上部耐火板構造部２０と下部耐火板構造部４０は、前者が上段に位置し、後者が下段に位置するという上下の配置関係が異なるだけで、それぞれの構成自体は同一であったが、使用条件等に応じて適宜に構成を違えてもよい。具体的には例えば、耐火板２２、４２の厚さや材質等を違えてもよいし、底板鋼板２４Ａ、４４Ａおよび側板鋼板２４Ｂ、４４Ｂの厚さ等を違えてもよいし、ずれ止め２４Ｃ、４４Ｃの形状等を違えてもよい。また、板間スペーサ３０および下部スペーサ５０に用いる形鋼の種類や寸法を違えてもよい。また、前述したように、下部スペーサ５０は使用条件によっては省略することも可能である。

【0066】

また、重ね耐火板構造１０の使用条件によっては、上部耐火板構造部２０の缶体２４および下部耐火板構造部４０の缶体４４は省略してもよく、重ね耐火板構造１０の使用条件によっては、上部耐火板構造部２０を耐火板２２のみで構成し、下部耐火板構造部４０を耐火板４２のみで構成してもよい。また、重ね耐火板構造１０の使用条件によっては、缶体２４を構成する部材（底板鋼板２４Ａ、側板鋼板２４Ｂ、ずれ止め２４Ｃ）の一部の部材のみを省略してもよいし、缶体４４を構成する部材（底板鋼板４４Ａ、側板鋼板４４Ｂ、ずれ止め４４Ｃ）の一部の部材のみを省略してもよい。

【符号の説明】

【0067】

８…重ね耐火板構造物
１０…重ね耐火板構造
２０…上部耐火板構造部
２２、４２…耐火板
２４、４４…缶体
２４Ａ、４４Ａ…底板鋼板
２４Ｂ、４４Ｂ…側板鋼板
２４Ｃ、４４Ｃ…ずれ止め
２４Ｘ、２４Ｙ、３０Ｘ、５０Ｘ…貫通孔
３０…板間スペーサ
３０Ａ…ウェブ
３０Ｂ…フランジ
４０…下部耐火板構造部
５０…下部スペーサ
１００…ロケット発射施設
１０２…ロケット
１０４…煙道
１０６…燃焼ガス

【手続補正4】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【手続補正書】

【提出日】2023-07-25

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

上部耐火板と、
前記上部耐火板の下方に位置する下部耐火板と、
前記上部耐火板と前記下部耐火板との間に所定距離のすき間を形成するすき間形成部材と、
前記上部耐火板および前記下部耐火板を水平面に対して所定の角度だけ傾ける傾斜手段と、
を有し、
前記上部耐火板および前記下部耐火板のうちの少なくとも一方は、下面に取り付けられた、貫通孔を有する底板鋼板を含むことを特徴とする重ね耐火板構造物。

【請求項2】

前記底板鋼板は長方形状であり、前記上部耐火板および前記下部耐火板のうちの少なくとも一方は、長方形状の該底板鋼板と、該底板鋼板の面内方向の端部４辺にそれぞれ立設する側板鋼板と、を含み、該側板鋼板は貫通孔を有することを特徴とする請求項１に記載の重ね耐火板構造物。

【請求項3】

前記上部耐火板および前記下部耐火板のうちの少なくとも一方は、前記底板鋼板および前記側板鋼板とで形成される型枠内に流し込んで打設することで平板状に形成可能な材料で構成されていることを特徴とする請求項２に記載の重ね耐火板構造物。

【請求項4】

前記上部耐火板および前記下部耐火板は、どちらも、前記底板鋼板および前記側板鋼板を含むことを特徴とする請求項２に記載の重ね耐火板構造物。

【請求項5】

前記上部耐火板は、厚さが１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、前記すき間形成部材で形成される前記すき間の前記所定距離は５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の重ね耐火板構造物。

【請求項6】

前記底板鋼板の上面には、ずれ止めが取り付けられていることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の重ね耐火板構造物。

【請求項7】

前記すき間形成部材は、前記上部耐火板の下面に取り付けられていて前記上部耐火板の下面と平行な方向に相互に所定の間隔を空けて配置されている複数の形鋼であることを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の重ね耐火板構造物。

【請求項8】

前記すき間形成部材を構成する前記複数の形鋼のうち、一部の形鋼は、前記上部耐火板の下面に取り付けられていて前記上部耐火板の下面と平行な一定の方向に相互に所定の間隔を空けて配置され、残りの形鋼は、前記上部耐火板の下面に取り付けられていて前記上部耐火板の下面と平行な方向であって、かつ前記一定の方向とは異なる方向に相互に所定の間隔を空けて配置されていることを特徴とする請求項７に記載の重ね耐火板構造物。

【請求項9】

前記一定の方向と、前記一定の方向とは異なる前記方向とは、略直交する方向であることを特徴とする請求項８に記載の重ね耐火板構造物。

【請求項10】

前記上部耐火板は、複数の上部耐火板ブロックに面内方向に分割されて構成されており、面内方向に隣り合う前記上部耐火板ブロック同士は密接して配置されていることを特徴とする請求項１～９のいずれかに記載の重ね耐火板構造物。

【請求項11】

前記下部耐火板は、複数の下部耐火板ブロックに面内方向に分割されて構成されており、面内方向に隣り合う前記下部耐火板ブロック同士は密接して配置されていることを特徴とする請求項１～１０のいずれかに記載の重ね耐火板構造物。

【請求項12】

前記下部耐火板の下方には、下部スペーサを備えていることを特徴とする請求項１～１１のいずれかに記載の重ね耐火板構造物。

【請求項13】

前記上部耐火板の位置を拘束する拘束部材を備えていることを特徴とする請求項１～１２のいずれかに記載の重ね耐火板構造物。

【請求項14】

前記上部耐火板および前記下部耐火板のうちの少なくとも一方はキャスタブル耐火物で形成されていることを特徴とする請求項１～１３のいずれかに記載の重ね耐火板構造物。

【請求項15】

請求項１～１４のいずれかに記載の重ね耐火板構造物を備えることを特徴とするロケット発射施設。