JP2000257821A - セラミクスラジアントチューブ及びセラミクスラジアントチューブ接合部の接合方法 - Google Patents

セラミクスラジアントチューブ及びセラミクスラジアントチューブ接合部の接合方法

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JP2000257821A
JP2000257821A JP11061124A JP6112499A JP2000257821A JP 2000257821 A JP2000257821 A JP 2000257821A JP 11061124 A JP11061124 A JP 11061124A JP 6112499 A JP6112499 A JP 6112499A JP 2000257821 A JP2000257821 A JP 2000257821A
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JP
Japan
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tube
ceramic
radiant tube
heat
sleeve
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JP11061124A
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English (en)
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Noriyasu Kimura
憲泰 木村
Hiroki Kitahata
宏起 北畑
Fujio Kobayashi
富士夫 小林
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Osaka Gas Co Ltd
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Osaka Gas Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、高温での長時間の使用によって
も、スリーブ部材とチューブ部材とを接合するための接
着剤が部分的に剥離する虞れは殆どなく、またラジアン
トチューブの気密性が低下することもないセラミクスラ
ジアントチューブを開発することを課題とする。 【解決手段】 本発明のセラミクスラジアントチューブ
は、フランジ部材及びスリーブ部材が金属からなり、チ
ューブ部材がセラミクスからなるラジアントチューブで
あって、スリーブ部材とチューブ部材との接合部がセラ
ミクスベース接着剤で接合され、且つ該接合部の一部が
耐熱シール材でシールされてなるものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミクスラジア
ントチューブ及びセラミクスラジアントチューブ接合部
の接合方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ラジアントチューブは、炉、例えば加熱
炉、熱処理炉、乾燥炉、溶解炉等の分野で広く使用され
ている。
【0003】従来、ラジアントチューブは金属製であ
り、最も一般的なものは耐熱鋼製であった。しかるに、
近年の対象処理物の多様化により、従来以上の処理温度
が要求される場合が少なくない。そこで、ラジアントチ
ューブの耐熱性を向上させ、長期間安定して使用するこ
とを可能にするために、ラジアントチューブのセラミク
ス化が検討され、実用化されるに至っている。これは、
チューブ材質にSiC、Si34等の耐熱性の高いセラ
ミクスを用いることにより、使用温度や耐久性の向上を
図ろうとするものである。
【0004】セラミクスラジアントチューブとしては、
今日までに、以下の2種類のものが開発されている。
【0005】一つは、フランジ部材及びチューブ部材が
全てセラミクスからなり、フランジ部材とチューブ部材
とが一体化されたセラミクスラジアントチューブ(以下
「一体型セラミクスラジアントチューブ」という)であ
る。他の一つは、フランジ部材及びスリーブ部材が金属
からなり、チューブ部材のみをセラミクス化したセラミ
クスラジアントチューブ(以下「部分セラミクス化ラジ
アントチューブ」という)である。
【0006】しかしながら、これら従来のセラミクスラ
ジアントチューブには、それぞれ問題点がある。
【0007】前者の一体型セラミクスラジアントチュー
ブは、一体型であるために、スリーブ部とチューブ部と
を接合する必要がないという利点を有している反面、
(1)セラミクスチューブの形状が複雑になること、(2)チ
ューブの炉壁への接合形態が複雑になるため、殊に既設
の金属チューブをセラミクスに変更する場合等におい
て、フランジ部を炉壁に締め付ける部分又は取り付ける
部分の改造等に多大なコストが必要になるという欠点が
ある。
【0008】また、後者の部分セラミクス化ラジアント
チューブは、セラミクスチューブの形状が単純であるた
め低コスト化が可能になる、既設金属チューブのセラミ
クス化が簡易であるという利点を有している一方におい
て、(3)高温での長時間の使用によりスリーブ部とチュ
ーブ部とを接合するための耐熱接着剤が部分的に剥離す
る、(4)高温での長時間の使用によりラジアントチュー
ブの気密性が低下し、その結果ラジアントチューブのス
リーブ部とチューブ部との接合部から燃焼ガスが漏れる
という欠点がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記(3)及
び(4)の欠点のない部分セラミクス化ラジアントチュー
ブを提供することを課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために種々の研究を重ねた結果、フランジ部材
及びスリーブ部材が金属からなり、チューブ部材がセラ
ミクスからなるラジアントチューブにおいて、スリーブ
部材とチューブ部材との接合部をセラミクスベース接着
剤で接合し、且つ該接合部の一部を耐熱シール材でシー
ルすることにより、所望の部分セラミクス化ラジアント
チューブが得られることを見い出した。本発明は、斯か
る知見に基づき完成されたものである。
【0011】本発明によれば、フランジ部材及びスリー
ブ部材が金属からなり、チューブ部材がセラミクスから
なるラジアントチューブであって、スリーブ部材とチュ
ーブ部材との接合部がセラミクスベース接着剤で接合さ
れ、且つ該接合部の一部が耐熱シール材でシールされて
なる部分セラミクス化ラジアントチューブ(以下単に
「セラミクスラジアントチューブ」という)が提供され
る。
【0012】また、本発明によれば、フランジ部材及び
スリーブ部材が金属からなり、チューブ部がセラミクス
からなるラジアントチューブにおいて、スリーブ材とチ
ューブ材との接合部をセラミクスベース接着剤で接合
し、且つ該接合部の一部を耐熱シール材でシールするこ
とを特徴とするセラミクスラジアントチューブ接合部の
接合方法が提供される。
【0013】また、本発明によれば、上記セラミクスラ
ジアントチューブが組み込まれた炉が提供される。
【0014】本発明のセラミクスラジアントチューブ
は、従来のセラミクスラジアントチューブの有する上記
(3)及び(4)の欠点のないものである。即ち、本発明のセ
ラミクスラジアントチューブは、高温での長時間の使用
によっても、スリーブ部材とチューブ部材とを接合する
ための接着剤が部分的に剥離する虞れは殆どなく、また
ラジアントチューブの気密性が低下することもない。
【0015】本発明のセラミクスラジアントチューブ
は、たとえ高温での長時間の使用によりスリーブ部材と
チューブ部材とを接合するための接着剤が部分的に剥離
したとしても、ラジアントチューブの気密性が保持さ
れ、ラジアントチューブから燃焼ガスが漏れる虞れはな
い。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明のセラミクスラジアントチ
ューブは、フランジ部材及びスリーブ部材が金属からな
り、チューブ部材がセラミクスからなるラジアントチュ
ーブであって、スリーブ部材とチューブ部材との接合部
がセラミクスベース接着剤で接合され、且つ該接合部の
一部が耐熱シール材でシールされてなるものである。
【0017】フランジ部材及びスリーブ部材を構成する
金属は、特に限定されるものではなく、従来のセラミク
スラジアントチューブのフランジ部及びスリーブ部に用
いられている金属を広く使用できる。このような金属と
しては、例えばFeベースの耐熱鋼とそれ以外の金属を
ベースにした耐熱合金等が挙げられる。耐熱鋼として
は、具体的には低クロム耐熱鋼、高クロム耐熱鋼、高ア
ルミ耐熱鋼等のフェライト系耐熱鋼、オーステナイト系
耐熱鋼等を例示できる。本発明では、耐熱鋼が好まし
く、これらの中でもオーステナイト系耐熱鋼が特に好ま
しい。
【0018】チューブ部材を構成するセラミクスは、特
に限定されるものではなく、従来のセラミクスラジアン
トチューブのチューブ部に用いられているセラミクスを
広く使用できる。このようなセラミクスとしては、例え
ば炭化ケイ素セラミクス(SiC)、窒化ケイ素セラミ
クス(Si34)等の耐熱性の高いセラミクスを好まし
く例示できる。
【0019】本発明のセラミクスラジアントチューブ
は、スリーブ部材とチューブ部材との接合部の少なくと
も1/2をセラミクスベース接着剤で接合され、且つ該
接合部の残りの部分が耐熱シール材でシールされてい
る。
【0020】セラミクスベース接着剤としては、従来公
知のものを広く使用でき、例えばアルミナ−シリカベー
スの耐熱接着剤、ジルコニアベースの接着剤、マグネシ
アベースの接着剤、アルミナベースの接着剤等が挙げら
れる。これらの中でも、アルミナ−シリカベースの耐熱
接着剤が好ましい。アルミナ−シリカベースの耐熱接着
剤としては、例えば東亜合成(株)製のアロンセラミク
ス等が挙げられる。
【0021】耐熱シール材としては、従来公知のペース
ト状の耐熱パテを広く使用でき、例えばアルミナベース
の耐熱パテ、ステンレスベースの耐熱パテ、アルミニウ
ムベースの耐熱パテ等が挙げられる。これらの中でも、
アルミナベースの耐熱パテが好ましい。アルミナベース
の耐熱パテとしては、例えばオーデック(株)製のパイ
ロパテ等が挙げられる。
【0022】本発明では、セラミクスベース接着剤とし
てアルミナ−シリカベースの耐熱接着剤を用い、且つ耐
熱シール材としてアルミナベースの耐熱パテを用いるの
が、特に好ましい。
【0023】本発明のセラミクスラジアントチューブに
おいては、セラミクスラジアントチューブを構成するス
リーブ部材とチューブ部材との接合部がセラミクスベー
ス接着剤で接合され、接合部の一部が耐熱シール材でシ
ールされている。
【0024】セラミクスラジアントチューブを構成する
スリーブ部材とチューブ部材との接合部の全ての部分が
セラミクスベース接着剤で接合される場合には、上記従
来の技術で述べたように、(3)及び(4)の欠点が生ずる。
また、スリーブ部材とチューブ部材との接合部の全ての
部分が耐熱シール材でシール接合される場合には、スリ
ーブ部材とチューブ部材との接合強度が不十分となり、
セラミクスラジアントチューブとしての使用に耐えられ
ない。
【0025】セラミクスラジアントチューブを構成する
スリーブ部とチューブ部との接合部を、セラミクスベー
ス接着剤で接合させ、且つ耐熱シール材でシールするこ
とにより、スリーブ部とチューブ部の接着性及びセラミ
クスラジアントチューブの気密性が共に満足する所望の
セラミクスラジアントチューブとすることができる。
【0026】スリーブ部とチューブ部との接合部におけ
るセラミクスベース接着剤で接合された部分と耐熱シー
ル材でシールされた部分との割合(面積比)は、本発明
の課題を達成できる限り限定されるものではない。スリ
ーブ部とチューブ部との接合部におけるセラミクスベー
ス接着剤で接合された部分と耐熱シール材でシールされ
た部分との割合(面積比)は、前者:後者=150/3
00〜299/300:150/300〜1/300が
好ましく、前者:後者=200/300〜299/30
0:100/300〜1/300がより好ましく、前
者:後者=250/300〜295/300:50/3
00〜5/300が特に好ましい。
【0027】セラミクスベース接着剤で接合された部分
の割合が上記の範囲より多くなると、高温での長時間の
使用によりスリーブ部とチューブ部とを接合している接
着剤が部分的に剥離し、気密性が充分に得られなくなる
虞れが生ずる。また逆に、セラミクスベース接着剤で接
合された部分の割合が上記の範囲より少なくなると、ラ
ジアントチューブを固定するための充分な接合強度が得
られなくなる虞れが生ずる。
【0028】本発明では、セラミクスラジアントチュー
ブを構成するスリーブ部材とチューブ部材との接合部の
どの部分が耐熱シール材でシールされていてもよい。例
えば、スリーブ部材とチューブ部材との接合部の一端が
耐熱シール材でシールされ、他端がセラミクスベース接
着剤で接合されていてもよい。或いは、スリーブ部材と
チューブ部材との接合部の両端がセラミクスベース接着
剤で接合され、中間部分が耐熱シール材でシールされて
いてもよい。或いは、スリーブ部材とチューブ部材との
接合部がセラミクスベース接着剤及び耐熱シール材で交
互に接合又はシールされていてもよい。
【0029】本発明のセラミクスラジアントチューブの
一例を図1に示す。図1は、本発明のセラミクスラジア
ントチューブにおけるセラミクス外管の断面図である。
【0030】フランジ部(1)及びスリーブ部(2)が
金属からなり、チューブ部(5)(セラミクス外管)が
セラミクスからなっている。
【0031】スリーブ部(2)及びチューブ部(5)と
の接合部は、セラミクス接着剤(3)により接合され、
耐熱シール材(4)によりシールされている。
【0032】本発明のセラミクスラジアントチューブの
接合部位を拡大して耐熱シール材の配置を示したものを
図2に示す。図2(a)では、耐熱シール材(4)は金
属フランジ(1)の逆側に配置されている。図2(b)
では、耐熱シール材(4)は金属フランジ(1)側に配
置されている。図2(c)では、耐熱シール材(4)は
金属スリーブ(2)の中間部に配置されている。これら
の態様の中では、図2(a)の配置が特に好ましい。
【0033】本発明のセラミクスラジアントチューブを
製造するに当たっては、従来公知の方法に従えばよい。
金属スリーブ(2)とチューブ部材(5)との接合に当
たっては、先にセラミクス接着剤を用いて接合し、次い
で耐熱シール材を用いてシールしてもよいし、先に耐熱
シール材を用いてシールし、次いでセラミクス接着剤を
用いて接合してもよい。或いは、耐熱シール材によるシ
ールとセラミクス接着剤による接合とを同時に行っても
よい。
【0034】本発明のセラミクスラジアントチューブを
使用するに当たっては、特に制限がなく、従来のセラミ
クスラジアントチューブと同じように使用することがで
きる。
【0035】例えば、本発明のセラミクスラジアントチ
ューブは、加熱炉、熱処理炉、乾燥炉、溶解炉等の炉に
組み込まれて使用される。
【0036】
【発明の効果】本発明のセラミクスラジアントチューブ
は、従来のセラミクスラジアントチューブの有する上記
(3)及び(4)の欠点のないものである。即ち、本発明のセ
ラミクスラジアントチューブは、高温での長時間の使用
によっても、スリーブ部材とチューブ部材とを接合する
ための接着剤が部分的に剥離する虞れは殆どなく、また
ラジアントチューブの気密性が低下することもない。
【0037】本発明のセラミクスラジアントチューブ
は、たとえ高温での長時間の使用によりスリーブ部とチ
ューブ部とを接合するための接着剤が部分的に剥離した
としても、ラジアントチューブの気密性が保持され、ラ
ジアントチューブから燃焼ガスが漏れる虞れはない。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明のセラミクスラジアントチュー
ブにおけるセラミクス外管の断面図である。
【図2】図2は、本発明のセラミクスラジアントチュー
ブの接合部位の拡大図である。
【符号の説明】
1:金属フランジ 2:金属スリーブ 3:セラミクス接着剤 4:耐熱シール材 5:セラミクス外管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 富士夫 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 Fターム(参考) 3K017 BA10 BB05 BB10 BC05 BE13 BG03

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フランジ部材及びスリーブ部材が金属か
    らなり、チューブ部材がセラミクスからなるラジアント
    チューブであって、スリーブ部材とチューブ部材との接
    合部がセラミクスベース接着剤で接合され、且つ該接合
    部の一部が耐熱シール材でシールされてなるセラミクス
    ラジアントチューブ。
  2. 【請求項2】 フランジ部材及びスリーブ部材が金属か
    らなり、チューブ部材がセラミクスからなるラジアント
    チューブにおいて、スリーブ部材とチューブ部材との接
    合部をセラミクスベース接着剤で接合し、且つ該接合部
    の一部を耐熱シール材でシールすることを特徴とするセ
    ラミクスラジアントチューブ接合部の接合方法。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載のセラミクスラジアント
    チューブが組み込まれた炉。
  4. 【請求項4】 炉が加熱炉、熱処理炉、乾燥炉又は溶解
    炉である請求項3に記載の炉。
JP11061124A 1999-03-09 1999-03-09 セラミクスラジアントチューブ及びセラミクスラジアントチューブ接合部の接合方法 Pending JP2000257821A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113348590A (zh) * 2019-02-28 2021-09-03 松下知识产权经营株式会社 二次电池

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113348590A (zh) * 2019-02-28 2021-09-03 松下知识产权经营株式会社 二次电池

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