JPH042840B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「技術分野」 本発明は、例えば集塵装置や、熱交換器などに
適用されるセラミツク管の接続構造に関するもの
である。

「従来技術およびその問題点」 近年、熱交換器や集塵装置において、その効率
向上を図るため、セラミツク管を利用して高温ガ
スを処理する装置が開発されているが、セラミツ
ク管の採用には、種々の技術的困難が伴なつてい
る。すなわち、セラミツク管は、金属材料と比較
したとき、もろく破損しやすい性質を有してお
り、機械的強度や熱的衝撃に弱く、長尺なものは
採用できない。また、セラミツク管と金属部材と
を組付けると、熱膨張差による伸縮が生じセラミ
ツク管に過大な応力が発生して破損することが多
い。さらにセラミツク管と金属部材との接続に際
しては、溶接、ボルト締めなどの通常の接続手段
を採用することはできない。

例えば集塵装置の場合、管板と管板との間隔は
２ｍ程度となることが多く、１本のセラミツク管
でこの間を連結しようとすると、セラミツク管の
成形が困難になるばかりか、強度的にも無理が生
じやすくなる。このため、複数のセラミツク管を
長手方向に接続して用いる必要がある。

セラミツク管の接続構造としては、例えば第６
図に示すように、セラミツク管１，２の開口端部
を互いに整合させ、その間に無機質の接着剤３等
を介在させて接着した構造が知られている。しか
し、この接続構造では、接着剤３による接着力が
充分でなく、また、気密的に接着することも極め
て困難であるため、曲げ応力などに対する強度が
不足し、シール性も充分に得られなかつた。

そこで、第７図に示すように、セラミツク管
１，２の接続部外周にセラミツク製の環状ホルダ
ー４を装着し、セラミツク管１，２と環状ホルダ
ー４との隙間に接着剤３を充填して固着した構造
も提案されている。しかしながら、この構造で
は、各個人の接着技術レベルの相違等により接着
力にバラつきを生じやすく、所定の強度やシール
性を得ることが困難であつた。また、セラミツク
管１，２と金属製の環状ホルダー４との熱膨張差
を吸収する手段が設けられていないので、熱的衝
撃に対しても弱くなつていた。このため、接続部
が破損の原因となることが多かつた。

「発明の目的」 本発明の目的は、上記の問題点を解消し、比較
的簡単な構造で、充分な強度およびシール性が得
られるようにしたセラミツク管の接続構造を提供
することにある。

「発明の概要」 本発明によるセラミツク管の接合構造は、接続
されるべき２本のセラミツク管の開口端部を対向
配置し、この接続部外周に加熱膨張材とセラミツ
クフイバーと有機結合材にて結合させてなる加熱
膨張性マツトを介して環状ホルダーを装着し、前
記加熱膨張性マツトを膨張させて前記セラミツク
管の接続部を把持させたことを特徴とする。

本発明において、「加熱膨張性マツト」とは、
加熱膨張材とセラミツクフアイバーとを有機結合
剤にて結合させてマツト状に形成してなるもの
で、ある程度加熱されると厚さ方向に例えば1.5
〜３倍程度に膨張し、その後は昇降温を繰返して
も膨張状態を維持する特性を有するものを意味す
る。この場合、加熱膨張材としては、例えばバー
ミキユライト、パーライト等が用いられ、セラミ
ツクフアイバーとしては、例えばアルミナ、シリ
カを主成分とする繊維状の無機質材料が用いられ
る。なお、セラミツクフアイバーとして、シリカ
クロスなどを用いることもでき、その場合、シリ
カクロスに加熱膨張材を挟み込んだ構成としても
よい。かかる加熱膨張性マツトの具体例として
は、例えば「インタラム・マツト」（商品名、住
友スリーエム株式会社製）などが挙げられる。

本発明は、このような加熱膨張性マツトの特性
を利用するものである。すなわち、セラミツク管
の接続部外周に上記加熱膨張性マツトを介在させ
て環状ホルダーを装着し、その部位を加熱膨張性
マツトが膨張する温度、例えば400℃以上とする
ことにより、加熱膨張性マツトが膨張してセラミ
ツク管をしつかりと把持させることができる。加
熱膨張性マツトは、上述したように、ある温度以
上で膨張するとその後に室温程度の低温になつて
もその膨張状態を維持するため、充分な把持力が
得られ、良好なシール性をもたらす。また、加熱
膨張性マツトは、ある程度の弾性も有しているた
め、環状ホルダーとセラミツク管との間で生じる
熱膨張差を吸収することもできる。

「発明の実施例」 第１図には、本発明の直接構造の一実施例が示
されている。

すなわち、セラミツク管１１，１２の開口端部
が整合されて近接配置され、その接続部外周に加
熱膨張性マツト１３を介して環状ホルダー１４が
両セラミツク管１１，１２にまたがつて装着され
ている。そして、上記接続部を例えば400℃以上
に加熱処理することにより、加熱膨張性マツト１
３を膨張させて環状ホルダー１４によりセラミツ
ク管１１，１２を把持させている。

この接続構造によれば、加熱膨張性マツト１３
の熱膨張により、セラミツク管１１，１２の接続
部外周がしつかりと把持され、充分な接続強度お
よびシール性が得られる。加熱膨張性マツト１３
は、ある程度の弾性を有するため、熱膨張差に起
因するセラミツク管１１，１２の軸方向あるいは
径方向の相対変位を吸収することができ、熱的衝
撃に対する強度も向上する。

なお、この実施例では、セラミツク管１１，１
２の両端部が所定の隙間を介して近接配置されて
いるが、セラミツク管１１，１２の両端部を隙間
なく接触させてもよい。また、セラミツク管１
１，１２のいずれか一方は、接続部の反対側に位
置する他端が閉塞されたものであつてもよい。さ
らに、環状ホルダー１４はセラミツク製でも金属
製でもよいが、処理ガスが腐食性成分を含むとき
または高温であるときはセラミツク製であること
が好ましい。

次に、上記実施例において、実際に接続強度を
測定した結果を述べる。加熱膨張性マツト１３と
しては、「インタラム・マツト」（商品名、住友ス
リーエム株式会社製）を用いた。この加熱膨張性
マツトは、バーミキユーライト、セラミツクフア
イバーおよび有機結合剤よりなり、400℃以上の
温度に保持されると膨張するものである。また、
セラミツク管の把持は、初期厚4.9mmの加熱膨張
性マツト２を予め3.5mmの厚さまで圧縮しておき、
これをセラミツク管１１，１２と環状ホルダー１
４との隙間（3.5mm）につめ、この部位を550℃に
て１時間保持することにより行なつた。なお、セ
ラミツク管１１，１２の外径は165mm、環状ホル
ダー１４の内径は172mm、軸方向長さは65mmであ
る。こうして得た接続部は、常温で引抜き強度
100Kg以上の充分な把持力を示し、また、粉塵漏
洩率も粒径0.3μｍ以上の粉塵粒子に対し0.02％以
下と良好で充分なシール性を示した。さらに、こ
れらの性能は、500℃程度の温度域においても同
等あるいはそれ以上のものが期待できる。

第２図には、本発明の接続構造の他の実施例が
示されている。

この実施例においては、環状ホルダー１４の内
周に環状の溝１４ａが形成されている。そして、
加熱膨張性マツト１３が膨張したとき、この溝１
４ａに食い込んでより強い把持力が得られるよう
にしている。

なお、上記実施例において、環状の溝１４ａの
代りに環状のリブを設けるなど、他の凹凸形成手
段を設けてもよい。そして、これらの凹凸は、セ
ラミツク管１１，１２の接続端部外周に形成して
もよく、あるいは、環状ホルダー１４の内周およ
びセラミツク管１１，１２の接続端部外周の両方
に形成してもよい。

第３図には、本発明の接続構造のさらに他の実
施例が示されている。

この実施例では、環状ホルダー１４の中間部外
周にフランジ１４ｂが形成されており、このフラ
ンジ１４ｂが管板１５に係合し、ボルト締めなど
の手段で管板１５に接続されるようになつてい
る。この実施例は、管板１５の部分でセラミツク
管１１，１２を接続しようとする場合に適用され
る。

第４図には、第３図の接続構造を変形した他の
実施例が示されている。

すなわち、この実施例では、環状ホルダー１４
の上端部外周にフランジ１４ｂが形成されてい
る。そして、このフランジ１４ｂが管板１５に係
合するようになつている。

第５図には、本発明の接続構造のさらに他の実
施例が示されている。

すなわち、この実施例では、環状ホルダー１４
の外周が下方に向けて先細となつたテーパ壁１４
ｃをなしており、このテーパ壁１４ｃが管板１５
の挿通孔１５ａに係合するようになつている。こ
の場合、管板１５ａの挿通孔１５ａは、テーパ壁
１４ｃが適合する内周形状をなしていることが好
ましい。この実施例も管板１５の部分でセラミツ
ク管１１，１２を接続しようとする場合に適用さ
れる。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明によれば、セラミ
ツク管の接続部外周に加熱膨張性マツトを介して
環状ホルダーを装着し、加熱膨張性マツトを熱膨
張させてセラミツク管の接続部を把持させたの
で、比較的簡単な構造で充分な接続強度およびシ
ール性を得ることができる。また、加熱膨張性マ
ツトがある程度の弾力性を有しているため、熱膨
張差に起因する軸方向あるいは径方向の相対変位
を吸収することができ、熱的衝撃に対する強度も
向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、第４図および第５図
は本発明の接続構造のそれぞれ異なる実施例を示
す断面図、第６図および第７図は従来の接続構造
のそれぞれ異なる例を示す断面図である。 図中、１１，１２はセラミツク管、１３は加熱
膨張性マツト、１４は環状ホルダー、１４ａは環
状の溝、１４ｂはフランジ、１４ｃはテーパ壁、
１５は管板、１５ａは挿通孔である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 接続されるべき２本のセラミツク管の開口端
   部を対向配置し、この接続部外周に加熱膨張材と
   セラミツクフアイバーとを有機結合材にて結合さ
   せてなる加熱膨張性マツトを介して環状ホルダー
   を装着し、前記加熱膨張性マツトを膨張させて前
   記セラミツク管の接続部を把持させたことを特徴
   とするセラミツク管の接続構造。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記環状ホ
   ルダーの外周に、管板に接続されるフランジを形
   成したセラミツク管の接続構造。 ３ 特許請求の範囲第１項において、前記環状ホ
   ルダーの外周に、管板の挿通孔に係合するテーパ
   壁部を形成したセラミツク管の接続構造。 ４ 特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれか一
   において、前記環状ホルダーの内周および／また
   は前記セラミツク管の接合部外周に凹凸を形成し
   たセラミツク管の接続構造。 ５ 特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれか一
   において、前記セラミツク管が多孔質フイルター
   チユーブであるセラミツク管の接続構造。