JPH0352539B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、テルミツト反応を利用して、円筒管
内面にセラミツク層を被覆形成して複合構造管を
得るための製造装置の改善に関する。

耐熱性、耐摩耗性、耐食性に優れたセラミツク
層が管内面に一体に被覆形成された複合構造管
は、各種流体の輸送管や工業用配管部材として広
汎な用途に利用されており、この種の複合構造管
を得るに当つて、テルミツト反応と遠心力とを併
用する遠心テルミツト法は既知である。この遠心
テルミツト方法の内容は、例えばアルミニウムー
酸化鉄系のテルミツト反応を利用して、鋼管のよ
うな鉄または鉄合金製円筒管の内面にアルミナ
（Al₂O₃）のセラミツクコーテイング層を一体に
被覆するものについて装置と共に概説すると、第
１図に例示するように、高速回転可能な金枠１の
内面に、図示省略してあるが金属製円筒管の焼付
き防止及び製品取出時の抵抗減を図るための黒鉛
系塗型等を予めコーテイングして置き、金枠１の
内径より若干小径の外径を持つ金属製円筒管、即
ち母管２を内嵌状に挿入し、母管２の軸方向両端
は金枠１側に固定されるバンド（押え蓋）３を接
支させ、母管２内にアルミニウム（Al）と酸化
鉄（Fe₂O₃またはFe₃O₄）の各粉末あるいは粒子
による一定比率の混合物から成るテルミツト剤４
を、バンド中心孔を介して散布装填し、これを金
枠１の高速回転による遠心力場内で着火して既知
のテルミツト反応を誘起させ、この発熱反応によ
り生成される溶融金属（Fe）と溶融セラミツク
（Al₂O₃）とを比重分離し、母管２の内面に金属
層を介してセラミツク層を一体に被覆形成するの
である。この方法はアルミニウムー酸化鉄系のみ
ならず、各種の強還元性元素と金属酸化物とから
成るテルミツト反応系に適用可能であり、テルミ
ツト剤４の装填量を調整することにより、各種金
属製円筒管の内面に所望厚さのもとに各種のセラ
ミツク層を容易に形成でき、かつコーテイング層
は同時に生成される金属層の媒介によつて円筒管
内面に高い密着状態で結合される利点があり、ま
たその装置は既に明らかなように遠心力鋳造装置
を好適に利用でき、生産性も良好である。

しかしながらこの遠心テルミツト法において
は、従来の遠心力鋳造装置をそのまま適用するこ
とは、以下の点において問題点が生じる。即ち金
属製母管２を金枠１内にバンド（押え蓋）３，３
を介して固定状に保持し、母管２内でテルミツト
反応を行わせた場合、該反応によつて生じる高温
は母管２を高温化し、その平均温度に相当する分
だけ、母管２は管軸方向に伸長するのであり、ま
たセラミツクライニングが終了して冷却過程に入
ると、母管２は管軸方向に縮小するのであり、最
終的には元の長さより短かくなる場合もある。か
かる母管２の軸方向伸縮に対して、単に母管２の
軸方向両端を、第１図示のようにコツタピン５等
で固定したバンド（押え蓋）３，３によつて支承
する型式では、かかる伸縮運動に対して即応する
ことができないことは明らかである。

本発明は、上記のような遠心テルミツト法にお
ける製造装置の問題点を解決し、その金枠に内嵌
されて母管の軸方向両端を固定するバンド（押え
蓋）を、母管の軸方向伸縮に即応して同行追随可
能とすると共に、母管の両端支持を安定確実に行
い、かつ予想される高温環境の影響を可及的受け
ない配置、構造としたものであり、従つてその特
徴とする処は、遠心テルミツト法によつて複合構
造管を得るための製造装置として、円筒管を内嵌
状に支持して遠心力場を生成する回転金枠と、該
金枠に内嵌されて円筒管の軸方向両端を支承する
押え蓋と、該押え該を円筒管の軸方向伸縮に同行
追随可能に支持する追随機構とから成る点にあ
る。

以下図示の実施例について本発明を詳述する
と、第２図に示した第１実施例において、回転金
枠１は駆動ローラ６等に支承されて高速回転自在
とされ、該金枠１の軸方向両端（図示では軸方向
一端のみを図示し、軸方向他端にも同様の構造が
設けられるものとする）には、鋼管その他の金属
管による母管２の軸方向両端を支承する押え蓋７
が、金枠１の内面に摺動自在かつ嵌脱自在に内嵌
されるのであり、該押え蓋７は母管２内にテルミ
ツト剤４を装填するための中心孔７ａが開設さ
れ、またその材質は母管２側との焼付き防止のた
めに黒鉛系のものとされる。該押え蓋７の反母管
側にはスライド空間１３を置いて別体の押え蓋８
が金枠１の内面に嵌脱自在に内嵌され、該押え蓋
８は金枠１の周側に挿脱自在に挿設されるコツタ
ピン５等の止め具によつて固定され、材質は通常
の鉄系とされる。このさいコツタピン５は金枠外
周面に複数本が等分放射状に配置されると共に、
押え蓋８にも押え蓋７の中心孔７ａと同様に中心
孔８ａが開設される。該押え蓋８の周方向には中
心孔８ａ周りに少なくとも３個以上６個程度のス
ライド孔９が円周等分状に列設され、各スライド
孔９に追随機構の主要部材としてのスライドバー
１０が摺動自在に挿入され、スライドバー１０の
頭部１０ａは大径とされて押え蓋７の背面に接支
され、固定された押え蓋８の押え蓋７に向う面
と、押え蓋７の背面に接支するバー１０の頭部１
０ａとの間にスプリング１１がバー１０に巻装状
に取付けられて、押え蓋７を弾圧し、スライドバ
ー１０のスライド孔９から突出する他端には、ネ
ジ等を利用してナツト１２がストツパとして設け
られている。即ちスライドバー１０、スプリング
１１、押え蓋８から構成される追随機構により、
押え蓋７が母管２の軸方向伸縮と同行追随できる
ようにしたものであり、このさいスプリング１１
はやや利かし気味として、押え蓋７を弾圧し、母
管２の原寸以下の軸方向縮みに対しても追随可能
とする。勿論図例のスプリング１１以外に、例え
ばエアシリンダ等の進退機構を用いることも可能
である。この実施例によれば、金枠１の予め黒鉛
塗型等をコーテイングした内面に母管２を内嵌さ
せ、母管２の両端に押え蓋７を接支させ、各スラ
イド孔９にスライドバー１０を挿設した押え蓋８
を金枠１に内嵌して、コツタピン５による押え蓋
８の固定を介し、スライドバー１０の頭部１０ａ
をスプリング１１を介して押え蓋７に弾支させて
後、金枠１の回転と共に押え蓋７，８の中心孔７
ａ，８ａより、テルミツト剤供給樋を母管２内に
挿入反転させる等してテルミツト剤４を母管２内
に図示のように装填し、金枠１を高速回転させて
得られる遠心力場内で、テルミツト剤４に着火す
ることによりテルミツト反応を起生させるのであ
る。これによつて先に述べたように金属層とセラ
ミツク層とが溶融状態で生成され、かつ比重分離
されて、母管２の内面に金属層を介し所望のセラ
ミツクス層が一体に被覆形成された複合構造管が
得られ、放熱冷却後、製品は押え蓋７，８の離脱
を介して金枠１から取出されるのである。テルミ
ツト反応によつて生じる高温状態は母管２側に伝
達されて母管２を高温化し、母管２が軸方向に伸
長するさい、押え蓋７はスプリング１１に抗して
スライドバー１０のスライドを介し、母管２と即
応して同行追随し、また放熱、冷却過程における
母管２の軸方向への縮みに対しても、スプリング
１１の弾圧を介して押え蓋７は母管２の動きに同
行追随することになる。即ち母管２の軸方向伸縮
に押え蓋７が同行追随することによつて、母管の
伸縮を阻害することなく、常に安定確実に母管両
端と密着支承し、母管２の曲りや生成される溶融
金属や溶融セラミツクの流動を阻害することな
く、その金属層やセラミツク層の一体被覆を安定
に行わせることができる。

第３図に示した第２実施例は、第１実施例に対
し、追随機構の高温による影響を更に有効に受け
ないようにしたものであり、図面において金枠１
における軸方向両端の内面には、母管２の内嵌さ
れる内面１ａより大径の内面１ｂが段部状に形成
され、内面１ａに内嵌された母管２の両端は、前
記大径内面１ｂに突出される。この突出した母管
２における軸方向両端には黒鉛系材質による押え
蓋７が接支され、このさい押え蓋７の外径は母管
２の外径と同一のものとされると共に、母管２の
両端における外周面並びに押え蓋７の外周面に亘
つて、同じく黒鉛系材質によるスリーブ１４が前
記大径内面１ｂ側に内嵌されつつ、スリーブ内面
が母管２、押え蓋７の外周面に共通に外嵌される
のである。このように押え蓋７及びスリーブ１４
によつて、母管２の軸方向両端を支持すると共
に、押え蓋７の反母管側の面に鉄系材質による押
え蓋８が弾接されるのである。該押え蓋８は金枠
１の大径内面１ｂに摺動自在に内嵌され、かつ押
え蓋８の大径内面１ｂに内嵌される外周面には、
少なくとも３個以上６個程度の係止ピン１５が円
周等分状に放射列設され、この係止ピン１５は大
径内面１ｂから金枠１の外周面に亘つて、係止ピ
ン１５と対応して形成された同数の切欠き１６に
スライド自在に係合され、この係止ピン１５と金
枠１の外周面に対応して列設された係止ピン１７
とに、各スプリング１１が両端係止状に設けられ
ることによつて、押え蓋８が押え蓋７に弾圧状に
重合され、押え蓋７，８の両者が、共に母管２の
軸方向伸縮に同行追随可能とされたものである。
尚コツタピン５は前記各切欠き１６内の所要位置
に挿止されて押え蓋８のストツパとなるものであ
る。また押え蓋７，８には何れもテルミツト剤装
填のための中心孔７ａ，８ａが開設される。この
実施例によれば、テルミツト反応時に生じる高温
によつて母管２が同様に高温化して軸方向に伸長
するさい、押え蓋７はスプリング１１、切欠き１
６、係止ピン１５、押え蓋８から構成される追随
機構により、押え蓋のスライドを介し移動して、
母管２の伸長に同行追随し、また放熱、冷却によ
る母管２の軸方向の縮みに対しても、スプリング
１１の復元を介し押え蓋８の逆方向スライドを介
し、同様に同行追随できるのである。この第２実
施例ではスプリング１１は金枠１における外周面
外方に配置されることにより、高温による影響は
第１実施例よりも更に顕著に受けないことになつ
て、例えばスプリング１１の高熱による復元機能
の喪失等の損傷トラブルを生じないのであり、追
随機構の反復使用の可能、耐用性の増大において
優れた特徴を持つと共に、更に母管２の軸方向端
部に押え蓋７及びスリーブ１４の両者を組合せて
用いることにより、図示α、βで示した伸縮余裕
の構成により、母管２の伸縮をより円滑に行える
のみならず、更には湯さしによる製品取出しの妨
害とならない構造を持つことができるのである。
この実施例においても、スプリング１１の代わり
に、エアシリンダその他の進退機構を用いること
は自由である。

本発明の製造装置によれば、従来の固定バンド
方式による母管２の軸方向両端支持に対し、母管
２の軸方向両端を、押え蓋７によつて支承させ、
この押え蓋７を母管２の軸方向伸縮に同行追随可
能に追随機構で支持させることにより、テルミツ
ト反応時に生じる高温、高熱、また放熱、冷却に
よる過程における母管２の軸方向伸縮を阻害する
ことなく、迅速的確に押え蓋７を同行追随させ、
その伸縮阻害による母管２及びその内面に形成さ
れるセラミツク層に生じる悪影響をなくし、製品
にトラブルを生じるおそれがないのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の遠心テルミツト方式製造装置１
例の説明図、第２、３図は何れも本発明装置実施
例の要部側断面図である。 １……回転金枠、２……母管（円筒管）、４…
…テルミツト剤、７，８……押え蓋、９……スラ
イド孔、１０……スライドバー、１１……スプリ
ング、１４……スリーブ、１５，１７……係止ピ
ン、１６……切欠き。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 円筒管内にテルミツト剤を装填し、遠心力場
   内で該テルミツト剤に着火してテルミツト反応を
   行わせることにより、前記円筒管内面にテルミツ
   ト反応により生成された金属及びセラミツク層を
   一体に被覆形成した複合構造管を得るための装置
   であつて、前記円筒管を内嵌状に支持して遠心力
   場を生成する回転金枠と、該金枠に内嵌されて円
   筒管の軸方向両端を支承する押え蓋と、該押え蓋
   を円筒管の軸方向伸縮に同行追随可能に支持する
   追随機構とから成ることを特徴とする複合構造管
   の製造装置。