JPH026953B2

JPH026953B2 -

Info

Publication number: JPH026953B2
Application number: JP57002165A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Tamura; Hayaharu Ishimoto; Nobuhiro Okazaki; Ikuhei Sakaguchi; Toshibumi Chihara
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1982-01-09
Filing date: 1982-01-09
Publication date: 1990-02-14
Also published as: JPS58121391A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、温度測定用の熱電対等のセンサ用
に使される高温強度の優れた耐熱保護管に関する
ものである。

従来から、高温炉内や高温ガス管等の温度測定
用熱電対の保護管にはアルミナ磁器等が使用され
ている。

これらの保護管は、高温度に急熱急冷の繰返し
使用されるため、極端に粗い粒子の境界が生じ、
粒間破壊が起こることがしばしばある。

また、温度測定時には、保護管の長さ方向に沿
つて生ずる温度勾配によつて、保護管中に熱応力
が生じ、結局は粒間破壊を導くため、高温炉内へ
の挿入、取出し時には、徐熱徐冷を必要とした。

また、熱風炉等では1300〜1400℃にも及ぶ高温
雰囲気となり、アルミナ磁器の保護管であつて
も、1000℃を超えると急激に強度低下をきたすた
め、繰返し長期に使用することが不可能である。

更に、高温金属ガスに保護管が侵され損傷され
る等の欠点があつた。

このような高温強度の低下の防止策として、ア
ルミナ磁器管に窒化硅素、あるいは炭化硅素など
の高温下でも安定で、強度低下の少ない高級耐火
物を二重に被せて使用することも行なわれてい
る。

しかし、窒化硅素や炭化硅素は高価であり、ま
た、難焼結性であるため、その経済性と加工性の
面で不都合であるばかりでなく、保護管や断熱材
を単に何層にも重ねたり、隙間が存在すること
は、熱電対の耐熱保護管としては、熱電対への熱
伝達を損じるという欠点がある。

この発明は、このような欠点を除くもので、安
価で経済的であり、しかも高温雰囲気でも、長期
に繰り返し使用に耐える優れた高温強度を持ち、
しかも、被測定雰囲気の温度を熱電対に、極力速
やかに、かつ、良好に熱伝達する耐熱保護管を提
供するものである。

すなわち、この発明の要旨は、セラミツク管の
外面を耐熱性セラミツクフアイバーで被覆し、該
被覆面にコロイダルシリカ、またはコロイダルア
ルミナ等の耐熱無機バインダーを含浸せしめて、
セラミツク管に粘結コーテングした後、加熱焼結
して一体の保護管としたことを特徴とするもので
ある。

以下添付図面にもとづいてこの発明を説明す
る。第１図、第２図はこの発明の１実施例を示す
図である。セラミツク管１の外面に酸化物系セラ
ミツクフアイバー（織物、テープ、布、チユー
ブ、スリーブ、網、ペーパ等）の、例えば第２図
に示す網状のセラミツクフアイバー２を被覆し、
これに例えばコロイダルシリカ、またはコロイダ
ルアルミナ等の、コロイド状の耐熱無機バインダ
ー３を含浸させてセラミツク管１に粘結コーテン
グした後、加熱焼結してセラミツク管１と一体化
するものである。

この場合、セラミツクフアイバーとしては、例
えばアルミナ酸化物24％の組成のものを使用する
と、平均フイラメント直径10〜12μｍで、引張り
強さ1550MN／m²、短時間使用最高温度1600℃、
長期連続使用温度1400℃と耐熱温度も高く、引張
強度も強い補強材とすることができる。

なお、セラミツクフアイバーは第２図に示す網
状のほか、布状、あるいは、テープ状のものを被
せる等により被覆するものである。

更にセラミツクフアイバーをペーパー状に抄い
たものを、同様にして被覆しても効果に変わりは
ない。

このような被覆管に、無機バインダーを粘結コ
ーテングするが、耐熱性の無機バインダーとし
て、例えば、コロイダルシリカを使用した場合
は、約1200℃以上に加熱焼結することによつて、
アルミナとシリカによつてムライトボンドが形成
され、セラミツク管１の表面に高強度、高耐火度
のセラミツクフアイバーで補強されたコーテング
層をセラミツク管１と一体に得ることができる。

また、コロイダルアルミナは、その中に含まれ
ているアルミナ粒子が極度に高い陽性電荷を帯び
ており、陰性電荷を帯びた物質の表面に急速に吸
着する等の機能を有しており、耐火度の高い強固
なフイルムを生成する能力を有するものである。

また、コロイダルシリカやコロイダルアルミナ
等の無機バインダーは、耐火度の優れたコロイド
状のバインダーで、バインダーとしての作用も大
で、乾燥強度も大きく、加熱焼成すると焼結し
て、耐熱コーテング層を形成するため、高温雰囲気に本発明の耐熱保護管を挿入した
時、耐熱コーテング層でまず熱衝撃を受けること
になるが、耐熱セラミツクフアイバーでセラミツ
ク管１を被覆しているため熱衝撃を緩和し、セラ
ミツク管１内に生ずる熱応力の発生も緩和し、粒
間破壊を防止できる。

また、このコーテング層は、耐熱温度1400℃以
上で引張強度の強い耐熱性セラミツクフアイバー
を、耐熱温度1500℃以上の無機バインダーで加熱
焼結してあるため、熱衝撃に強く長期に連続使用
が可能である。

また、セラミツク管１を外側から焼嵌め状にコ
ーテングしているため、セラミツク管１は、耐熱
性及び耐熱衝撃性が高く、しかも高温下での機械
的強度の高い耐熱保護管とすることができる。

更に、本発明の保護管においては、セラミツク
管１の表面に、耐熱コーテング層をセラミツク管
１と一体に焼結するので、コーテング層も比較的
に薄くても強度がとれ、かつ、空間層も無いの
で、熱伝達損も少なく、測定雰囲気の温度変化
を、熱電対に迅速忠実に伝達できる特徴を有する
ものである。

また、セラミツク管１の容器貫通部分にフラン
ジを高機密にメタライズ接合することができるの
で、高圧あるいは真空容器内の高温度情報を高気
密に取り出すこともできるものである。

以上のように、熱電対等の保護管は、従来セラ
ミツク管にアルミナ磁器等が使われていたが、
1000℃を超えると急激に機械的強度が低下して破
損し、高温雰囲気での使用に支障を来たしていた
が、この発明の耐熱保護管は、セラミツク管に耐
熱性セラミツクフアイバーを耐熱無機バインダー
により粘結焼成して一体化することにより、高温
炉内への挿入取り出し時の熱衝撃を緩和し、耐熱
衝撃性ならびに長期耐熱性を付与し、しかも、熱
伝達性もよく高温度測定における繰り返し使用
を、長期間可能にすることができる。

また、セラミツク管が使用中に破損、折損して
も強固に焼結を一体化して、被覆してあるセラミ
ツクフアイバーにより、保護管の分離脱落を防止
できる。

さらに、セラミツク管を耐熱性セラミツクフア
イバーと無機バインダーにより焼結コーテングす
ればよいので、安価で経済的であるなど多くの優
れた効果をもつものである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はこの発明の１実施例を示す図
である。図中、１はセラミツク管、２はセラミツクフア
イバー、３は無機バインダー。

Claims

【特許請求の範囲】

１耐熱保護用のセラミツク管の外面を耐熱性セ
ラミツクフアイバーで被覆し、耐熱無機バインダ
ーを含浸せしめて、セラミツク管に粘結コーテン
グ後、加熱焼結して、一体の保護管としたことを
特徴とする、高温強度の優れたセンサ用の耐熱保
護管。