JPH0518558Y2

JPH0518558Y2 -

Info

Publication number: JPH0518558Y2
Application number: JP4846588U
Authority: JP
Priority date: 1988-04-11
Filing date: 1988-04-11
Publication date: 1993-05-17
Anticipated expiration: 2003-04-11
Also published as: JPH01150297U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は、溶融金属等の高温液体の移送用配管
継手部に関し、特に、セラミツクの管を使用した
高温液体移送用配管継手部に関する。

［従来の技術］治金や鋳造、その他溶融金属を取り扱う分野に
おいては、上記溶融金属を溶融炉等から移送する
ための配管は、移送する溶融金属の融点以上の高
温に耐える耐熱性が要求され、また、腐蝕性の強
いアルミニウムや亜鉛等の溶融金属を移送するた
めの配管では、さらに、耐蝕性が要求される。従
来、この様な要求から、上記の移送用配管にはセ
ラミツク材料が使用されてきているが、しかしな
がら、これらセラミツクは、弾性に欠け、しかも
非常に脆いという欠点があつた。

一方、近年、セラミツク材料に関する技術は著
しく向上しており、高温強度特性と高温耐蝕性に
優れた窒化珪素（Si₃N₄）セラミツクや炭化珪素
（SiC）セラミツク等を用いて円筒状の管に形成
したものが製作され、溶融金属の移送用配管とし
て用いられる様になつて来ている。しかしなが
ら、この様なセラミツク管も金属管に比べればま
だ強度や柔軟性において相当劣つており、例えば
炉と炉を上記セラミツク管で直接接続することは
出来ず、強いてこれを行えば、これの熱膨張によ
つて破損を生じてしまう。

また、上記セラミツク管の接続には、従来、耐
熱性を確保するため、特殊な耐熱性の高い接着剤
が使用され、それらに対応した各種の接合方法が
提案されている。例えば、無機接着剤を使用する
方法、酸化物をソルダーとして用い、このソルダ
ーを被接合部材との間に入れて加熱処理する方
法、この酸化物の代わりに特殊金属をソルダーと
して用いる方法がある。また、セラミツク管の間
のスライド部またはその回転接触部にシール材を
用いてシールする方法も行われており、この場
合、アルミナ・シリカ系の耐熱性に優れたセラミ
ツク繊維綿等を固めたシートが用いられる。さら
に、例えば実公昭62−8474号によれば、接着剤を
使用せず、セラミツク管の端部をボルトによつて
連結し、かつ、この連結状態をバネによつて引き
締める様にしたものも知られている。

［考案が解決しようとする問題点］しかしながら、上記の従来技術によれば、接着
剤やソルダーを使用する場合、接着に長時間を要
し、高温加熱が必要となり、あるいは特殊な接続
用の装置を要する等、セラミツクの接続には技術
を要し、また、その接続の信頼性にも問題があつ
た。また、上記の様な方法により強固に接続され
たセラミツク管は、一旦接続した後これらを分離
することは極めて困難であり、この為、例えば配
管を変更する場合や、配管の一部に破損が生じた
場合等、前後する配管をも含めて一体に交換しな
ければならず、経済性に欠ける。さらに、セラミ
ツクは柔軟性に欠け、金属管の様に管自身の曲が
りによつて熱応力を緩和することが出来ず、接着
剤でこの熱応力を緩和することは出来ない。

また、耐熱性のシートを用いる方法では、その
アルミナ・シリカ系セラミツク繊維は、溶融アル
ミニウムに対しては、アルミニウムとシリカ
（SiO₂）が、 3SiO₂＋4Al→2Al₂O₃＋3Si の化学反応を起こし、次第に黒く変色し、金属珪
素が遊離し、硬くかつ脆くなつてしまいシール効
果が無くなつてしまう。また、摺動面や回転面の
シール部のセラミツク繊維は擦れると繊維綿がほ
つれ、次第にシール効果が減少して行く。

そして、上記実公昭62−8474号の様に、セラミ
ツク管をボルトによつて連結し、この連結状態を
バネによつて引き締める方法はセラミツク配管の
継手として有効な方法ではあるが、上記の窒化珪
素（Si₃N₄）セラミツクや炭化珪素（SiC）セラ
ミツクの様ないわゆるフアインセラミツクは、や
や複雑な形状の形成物では成形加工に難点があ
り、その性能や信頼性に問題点が残る。

そこで、本考案は、上記の従来技術における問
題点に鑑み、容易に接続することが可能であり、
熱応力が発生することなく、かつセラミツク管の
摺動や回転にも拘らずそのシール性に優れた高温
液体移送用配管継手部を提供することにある。

［問題を解決するための手段］上記の本考案の目的は、高温の液体を移送する
配管の継手部において、接合すべき一対の配管の
端部をスリーブの両端から嵌入して突き合わせる
と共に、前記スリーブと前記配管の端部との間
に、それらの全周に亙つて溝を形成し、移送する
液体の融点よりも融点の低い溶融塩を前記溝に封
入したことを特徴とする高温液体移送用配管継手
部によつて達成される。

［作用］すなわち、上記の高温液体移送用配管継手部に
よれば、スリーブと配管との隙間に高粘度の溶融
塩が充填され、これによつて溶融金属等の高温液
体をシールし、かつ、スリーブ内面と配管の外表
面は上記高粘度の溶融塩の薄膜を介して接してい
るので、上記配管が熱膨張によつて軸方向に伸び
が生じても熱応力が発生することもなく、配管の
接続と分離も容易である。

［実施例］以下、本考案の実施例について、添付の図面を
参照しながら説明する。

図において、本考案になる高温液体移送用配管
継手部は、例えば窒化珪素（Si₃N₄）や炭化珪素
（SiC）等のセラミツクから製造された、一対の
接続すべきセラミツク嵌合１，１の端部を、やは
り窒化珪素（Si₃N₄）や炭化珪素（SiC）等のセ
ラミツクから製造されたスリーブ２の両端から嵌
入し、その略中央部で突き合わせて構成されてい
る。そして、これらのセラミツク管１，１の端部
付近の外周には、その全周に亙つて溝３が設けら
れ、いわゆる溶融塩溜４を形成しており、後に詳
細に説明する様に、上記セラミツク管１，１の端
部と上記スリーブ２との間をシールするための溶
融塩が充填される様になつている。すなわち、ス
リーブ２と配管１，１と間の隙間に高粘度の溶融
塩を充填し、これによつてその中を流れて移送す
る溶融金属等の高温液体をシールし、かつ、スリ
ーブ内面と配管の外表面とは上記高粘度の溶融塩
の薄膜を介して接合しているいる。

また、上記セラミツクスリーブ２には、上記溶
融塩溜４に通じる溶融塩補給用の穴５，５が設け
られ、これらの溶融塩補給用の穴５，５には溶融
塩補給用の金属管６，６が嵌入されている。これ
らの溶融塩補給用の金属嵌合６，６は、図にも明
らかなように、上記セラミツクスリーブ２の上側
に取り付けられ、上記溶融塩補給用の金属管６，
６から溶融塩が零れ落ちない様になつている。ま
た、上記セラミツク管１，１の外周には、セラミ
ツクスリーブ２が所定の範囲内に在る様にするた
め、いわゆるストツパ７，７が突起してセラミツ
ク管の全周に亙つて形成されている。

さらに、上記セラミツク管１，１及び上記セラ
ミツクスリーブ２の外周には、その内部を通るア
ルミニウムや亜鉛等の溶融金属が凝固しない様
に、すなわち溶融金属と同等の温度まで加熱昇温
するためのヒータ８（例えば電気ヒータ）が巻き
付けられている。尚、ヒータ８の巻き付けは、上
記スリーブ２が上記セラミツク管１，１よりも多
少早く昇温出来る様に巻き付けられている。そし
て、上記セラミツク管１，１及び上記セラミツク
スリーブ２の外周は、さらに、放熱を防止する為
に、ほぼ一定の厚みを持つた保温材９で覆われて
いる。

上記の配管継手部を通して溶融金属を移送する
に当たつては、予め顆粒状の上記低融点の塩を溶
融塩補給用の金属管６，６から溶融塩補給用の穴
５，５を介して溶融塩溜４，４に入れておき、温
度が上昇するに従つてその不足分を補給して少な
くとも上記溶融塩溜４，４が溶融した上記低融点
の塩で充填される様にする。この確認は、例えば
針金等を上記溶融塩補給用の金属管６から差し込
んで、この針金の先端に溶融塩がどの程度付着し
ているかを確認することによつて容易に行うこと
が可能である。

以上説明した実施例において、特に、その溶融
塩の材料について例示すれば、 KCl：MgCl：NaCl＝20：50：30 のモル％比の混合物を挙げることが出来る。この
溶融塩の融点は396℃である。更に、この溶融塩
に多少の硼砂（Na₂B₄O₇）を加えて使用するこ
とも出来る。この溶融塩としては移送する金属の
融点以下でかつ低融点の溶融塩が望ましく、また
セラミツクと反応せずに安定でかつ毒性が無く、
さらにその作動時粘度が高いことが望ましい。そ
のため、上記の溶融塩としては、上述の例にとど
まらず、さらに例えば金属の溶融メツキに使用さ
れる溶融フラツクス、金属の電解精製に用いられ
る溶融塩浴、さらには金属熱処理用塩浴炉等に用
いられる各種組成の塩浴等の中から選定すること
が出来る。また、この溶融塩としては出来るだけ
低温で溶融するものが望ましい。これは、一旦顆
粒状の塩を溶融し、その使用後に継手部の温度を
下げた際、上記溶融塩は溶融塩溜４に完全に充填
された状態で凝固する。このため、再び使用する
ために上記継手部の温度を上昇するが、このとき
上記の凝固した塩が低融点の塩でなければ上記溶
融塩溜４に完全に充填された塩が速やかに溶融せ
ず、これでは温度上昇に伴う配管１の軸方向の伸
びを吸収できず、むしろ上記配管１に過大な熱応
力が掛かつて破損の原因になつてしまうからであ
る。

また、上記のセラミツク管１の材質は、その内
部を通す溶融金属の種類によつて選定されなけれ
ばならず、また上記スリーブ２の材質も上記セラ
ミツク管１と同一のものが用いられる。例えば、
アルミニウムや亜鉛等の腐蝕性の強い溶融金属に
対しては、窒化珪素（Si₃N₄）やサイアロン
（Sialon）が選ばれる。また、ステンレス管の内
面に上記セラミツクをコートして配管１あるいは
スリーブ２として用いることも可能である。

［考案の効果］以上の説明からも明らかなように、本考案によ
れば、配管とスリーブとの間の隙間に高粘度の溶
融塩が充填されているので、上記配管の自由な摺
動が可能であり、また回転にも耐え、上記配管が
熱膨張により軸方向の伸びが生じても熱応力が発
生せず、上記配管とスリーブの破損を防止するこ
とが出来る。また、上記接続部の構造も簡素化さ
れており、その製作も容易となり、また、配管の
接続及び分離も迅速かつ容易に行うことが可能で
あり、もつて、配管や補修作業の簡略を図ること
が出来る高温液体移送用配管継手部を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本考案の実施例である高温液体移送用
配管継手部の構造を示す一部断面を含む斜視図で
ある。１……セラミツク管、２……スリーブ、３……
溝、４……溶融塩溜、５……溶融塩補給用の穴、
６……溶融塩補給用の金属管、７……ストツパ、
８……ヒータ、９……保温材。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

高温の液体を移送する配管の継手部において、
接合すべき一対の配管の端部をスリーブの両端か
ら嵌入して突き合わせると共に、前記スリーブと
前記配管の端部との間に、それらの全周に亙つて
溝を形成し、移送する液体の融点よりも融点の低
い溶融塩を前記溝に封入したことを特徴とする高
温液体移送用配管継手部。