JP2010052966A - Method for manufacturing ceramic pipe - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セラミックス管の製造方法に関し、例えば屈曲部を有するセラミックス管の製造に適したセラミックス管の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a ceramic tube, for example, a method for manufacturing a ceramic tube suitable for manufacturing a ceramic tube having a bent portion.
従来からセラミックス管は、例えば特許文献1に記載されているような熱電対保護管、反応炉内にガスを導入するガス導入管等に用いられており、直線状のセラミックス管が一般的に用いられている。
この直線状のセラミックス管は、金型により所定寸法形状に成形された後、焼成することによって製造することができ、比較的容易に製造することができる。
Conventionally, ceramic tubes have been used for thermocouple protection tubes as described in
This linear ceramic tube can be manufactured by being fired after being formed into a predetermined dimension by a mold, and can be manufactured relatively easily.
一方、屈曲形状のセラミックス管は、例えば、特許文献2の実施例2に記載される方法で製造することができる。即ち、真空混練押出成形機にてパイプ形状に押出成形した成形体を、L字のブロー成形型に装填し、成形体の一端部を封じ、他端部から成形体に圧縮空気を送り、空気圧により押出成形体を膨脹させ、L字状にブロー成形する。そして、得られた成形体を焼成し、L字形状のガス導入ノズル(管)を製造することができる。
On the other hand, the bent ceramic tube can be manufactured by the method described in Example 2 of
更に、屈曲したL字状のセラミックス管を製造する場合には、図6(a)に示すように、先ず、2本の直線状のセラミックス管30,31に、前記セラミックス管30,31の側壁に貫通孔30a、31aを形成する。
そして、図6(b)に示すように、前記セラミックス管30の貫通孔30aにセラミックス管31を嵌合させ、セラミックス管30とセラミックス管31とを接続し、L字状のセラミックス管を製造する。
Further, when manufacturing a bent L-shaped ceramic tube, as shown in FIG. 6 (a), first, two linear
Then, as shown in FIG. 6B, the
また、図7に示すように、屈曲したコ字状のセラミックス管を製造する場合には、L字状のセラミックス管の製造方法と同様に、3本の直線状のセラミックス管32,33、34を嵌め合わせることにより、製造される。
尚、セラミックス管を接合した接合部Aからの洩れ、あるいは外気侵入を阻止するために、接着材またはコーティング材が接合部Aに塗布され、気密性が図られる。
In order to prevent leakage from the joined portion A joined with the ceramic tube or intrusion of outside air, an adhesive or a coating material is applied to the joined portion A to achieve airtightness.
前記したように、特許文献2に示した製造方法にあっては、押出成形を行った後ブロー成形を行うため、製造に手間と時間がかかり、容易かつ安価に製造できないという技術的課題があった。また、L字状よりも複雑な形状の場合には、押出成形、ブロー成形を行うことができず、製造することができないという技術的課題があった。
一方、直線状のセラミックス管を接続する製造方法の場合、複数のセラミックス管を接続しなければならず、製造に手間と時間がかかり、容易かつ安価に製造できないという技術的課題があった。また、接着材あるいはコーティング材の組成とセラミックス管の組成が異なるため、熱が作用すると熱膨張率の差により、接着材あるいはコーティング材が接合部から剥がれ、気密性を保持できないという技術的課題があった。
As described above, in the manufacturing method shown in
On the other hand, in the case of a manufacturing method for connecting linear ceramic tubes, there is a technical problem that a plurality of ceramic tubes must be connected, which takes time and effort to manufacture, and cannot be manufactured easily and inexpensively. In addition, since the composition of the adhesive or coating material is different from the composition of the ceramic tube, there is a technical problem that the adhesive or coating material is peeled off from the joint due to the difference in thermal expansion coefficient when heat is applied, and the airtightness cannot be maintained. there were.
本願発明者等は、上記事情に鑑み、押出成形した後ブロー成形によって屈曲形状のセラミックス管を製造する方法、また直線状のセラミックス管を接続し、この接合部に接着材、コーティング材を塗布するという従来の製造方法を根本的に変え、屈曲形状のセラミックス管の成形体を成形方法について鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。 In view of the above circumstances, the inventors of the present invention connect a linear ceramic tube by extrusion molding and then blow-molded ceramic tube by blow molding, and apply an adhesive or coating material to the joint. As a result of radically changing the conventional manufacturing method and studying a method of forming a bent ceramic tube compact, the present invention has been completed.
本発明は、上記技術的課題を解決するためになされたものであり、屈曲したセラミックス管を容易に製造でき、しかも気密性を保持できるセラミックス管の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above technical problem, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a ceramic tube that can easily manufacture a bent ceramic tube and maintain airtightness.
前記した課題を解決するためになされた本発明に係るセラミックス管の製造方法は、管の軸線に沿って延設された、断面半円状のセラミックスからなる管上半部と、管の軸線に沿って延設されると共に、断面が半円状に形成され、前記管上半部と合体して、一つの円筒状の管を形成する、セラミックスからなる管下半部と、合体した前記管上半部と管下半部の外周囲を覆い、合体した前記管上半部と管下半部を保持するセラミックスからなる保持体とを備えたセラミックス管の製造方法であって、前記管上半部のセラミックス成形体、管下半部のセラミックス成形体、保持体のセラミックス成形体の夫々を形成する成形工程と、前記成形工程によって得られた管上半部セラミックス成形体、管下半部セラミックス成形体の夫々を所定の温度で仮焼成すると共に、前記管上半部セラミックス成形体、管下半部セラミックス成形体の仮焼成温度よりも低い温度で、保持体セラミックス成形体を仮焼成する仮焼成工程と、前記仮焼成工程によって得られた管上半部仮焼成体と管上半部仮焼成体とを合体させ、一つの管状の仮焼成体とした後、管状の仮焼成体を保持体仮焼成体によって保持し、セラミックス管仮焼成体として組み立てる組立工程と、前記組立工程を経たセラミックス管仮焼成体を仮焼成温度よりも高い温度で焼成する焼成工程とを含むことを特徴としている。 A method of manufacturing a ceramic tube according to the present invention, which has been made to solve the above-described problems, includes an upper half of a tube made of ceramic having a semicircular cross-section, which extends along the axis of the tube, and an axis of the tube. And a tube lower half part made of ceramics, which is formed in a semicircular shape in cross section and is combined with the upper half part of the pipe to form one cylindrical pipe. A method of manufacturing a ceramic tube, comprising: an upper half portion of a pipe that covers the outer periphery of an upper half portion and a lower half portion of the pipe; and a holding body made of ceramics that holds the lower half portion of the pipe, A forming process for forming a ceramic molded body of the half, a ceramic molded body of the lower half of the pipe, and a ceramic molded body of the holding body, and the upper half ceramic molded body and the lower half of the pipe obtained by the molding process Each ceramic molded body at a predetermined temperature Obtained by calcining and calcining the holding ceramic molded body at a temperature lower than the calcining temperature of the upper half ceramic molded body and the lower half ceramic molded body, and the preliminary calcining step. The obtained tube upper half calcined body and tube upper half calcined body are combined into a single tubular calcined body, and then the tubular calcined body is held by the holder calcined body, and the ceramic tube It includes an assembly process for assembling as a pre-fired body, and a firing process for firing the ceramic tube pre-fired body that has undergone the assembly process at a temperature higher than the pre-sintering temperature.
本発明にかかるセラミックス管は、管の軸線に沿って延設された、断面半円状のセラミックスからなる管上半部と、管の軸線に沿って延設された、断面半円状のセラミックスからなる管下半部とを合体すると共に、保持体によって、合体した前記管上半部と管下半部を保持し、一つの円筒状の管になしている。
即ち、前記管上半部と管下半部をいわゆる半割り形状になしているため、前記管上半部のセラミックス成形体、管下半部のセラミックス成形体を容易に製作することができる。
A ceramic tube according to the present invention includes an upper half of a tube made of a ceramic having a semicircular cross section extending along the axis of the tube, and a semicircular ceramic having a semicircular cross section extending along the axis of the tube. The lower half of the pipe is united and the combined upper half of the pipe and lower half of the pipe are held by a holding body to form one cylindrical pipe.
That is, since the upper half of the tube and the lower half of the tube are so-called halved, the ceramic molded body of the upper half of the tube and the ceramic molded body of the lower half of the tube can be easily manufactured.
そして、この保持体セラミックス成形体を、前記管上半部セラミックス成形体と管下半部セラミックス成形体の仮焼成温度よりも低い温度で仮焼成した後、前記管上半部仮焼成体と管上半部仮焼成体とを合体させ、一つの管状の仮焼成体とした後、管状の仮焼成体を保持体仮焼成体によって保持し、セラミックス管仮焼成体として組み立てる。
この組み立てられたセラミックス管仮焼成体を仮焼成温度よりも高い温度で焼成することにより、前記管上半部仮焼成体と管上半部仮焼成体の収縮量よりも、保持体仮焼成体の収縮量が大きくなるため、前記管上半部と管下半部は、保持体によって強固に保持され、一つのセラミックス管として形成される。
このような製造方法による場合には、従来のような接合部が形成されていないため、接着材あるいはコーティング材を塗布する必要もなく、気密性が保持される。
And after carrying out temporary baking of this holding body ceramic molded body at a temperature lower than the temporary baking temperature of the said tube upper half ceramic molded body and the tube lower half ceramic molded body, the said tube upper half temporary fired body and tube The upper half calcined body is combined to form one tubular calcined body, and then the tubular calcined body is held by the holder calcined body and assembled as a ceramic tube calcined body.
By firing the assembled ceramic tube temporary fired body at a temperature higher than the temporary firing temperature, the holding body temporary fired body is smaller than the shrinkage amount of the tube upper half temporary fired body and the tube upper half temporary fired body. Therefore, the upper half of the tube and the lower half of the tube are firmly held by the holding body and formed as one ceramic tube.
In the case of such a manufacturing method, since the conventional joint portion is not formed, it is not necessary to apply an adhesive or a coating material, and airtightness is maintained.
ここで、前記管上半部の一部が管下半部の一部を覆うことにより合体したセラミックス管の製造方法にあっては、仮焼成工程において、管上半部セラミックス成形体が、管下半部セラミックス成形体の仮焼成温度よりも低い温度で仮焼成されることが望ましい。 Here, in the method of manufacturing a ceramic tube in which a part of the upper half of the tube covers a part of the lower half of the tube, in the temporary firing step, the upper half ceramic molded body is It is desirable to perform temporary firing at a temperature lower than the temporary firing temperature of the lower half ceramic molded body.
また、前記仮焼成工程において、管上半部セラミックス成形体が1000℃、管下半部セラミックス成形体が、1200℃、保持体セラミックス成形体が、900℃で仮焼成されることが望ましい。 In the preliminary firing step, it is desirable that the upper half ceramic molded body is temporarily fired at 1000 ° C., the lower half ceramic molded body is 1200 ° C., and the holder ceramic molded body is temporarily fired at 900 ° C.
更に、前記管上半部、管下半部、保持体が、同一の組成からなることが望ましい。また、前記保持体は、合体した管上半部と管下半部の外周囲を覆うと共に、管上半部と管下半部を保持するリング体であることが望ましい。 Furthermore, it is desirable that the upper half of the tube, the lower half of the tube, and the holding body have the same composition. The holding body is preferably a ring body that covers the outer periphery of the combined upper half and lower half of the pipe and holds the upper half and lower half of the pipe.
本発明によれば、屈曲したセラミックス管を容易に製造でき、しかも気密性を保持できるセラミックス管の製造方法を得ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the ceramic tube which can manufacture a bent ceramic tube easily and can maintain airtightness can be obtained.
次に、本発明にかかるセラミックス管の製造方法の一実施形態について、図1及び図2に基づいて説明する。尚、図1は、本発明にかかるセラミックス管の製造方法によって製造されたセラミックス管の平面図、図2は、図1のI−I断面図である。 Next, an embodiment of a method for manufacturing a ceramic tube according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a plan view of a ceramic tube manufactured by the method for manufacturing a ceramic tube according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG.
このセラミックス管1は、管の軸線Lに沿って延設された断面半円状の管上半部1aと、管の軸線Lに沿って延設されると共にその断面が半円状に形成された管上半部1aと合体して、一つの円筒状セラミックス管1を形成する管下半部1bと、合体した前記管上半部1aと管下半部1bの外周囲を覆い、合体した前記管上半部1aと管下半部1bを保持するリング体2とを備えている。
This
また、管上半部1aにおける管下半部1bの対向面1a1の内側には、管の軸線Lに沿って凹部1a2が形成されている。一方、管下半部1bにおける管上半部1aの対向面1b1の外側には、管の軸線Lに沿って凹部1b2が形成されている。
そして、管上半部1aの対向面1a1の外側部が、管下半部1bの凹部1b2に嵌合し、管下半部1bの対向面1b1の内側部が、管上半部1aの凹部1a2に嵌合し、一体化した管に形成されるように構成されている。
A concave portion 1a2 is formed along the axis L of the tube on the inner side of the opposed surface 1a1 of the lower half 1b of the upper half 1a. On the other hand, a concave portion 1b2 is formed along the axis L of the tube on the outer side of the facing surface 1b1 of the upper half 1a of the tube lower half 1b.
And the outer side part of the opposing surface 1a1 of the upper pipe half 1a is fitted into the recess 1b2 of the lower pipe half 1b, and the inner part of the opposing face 1b1 of the lower pipe half 1b is the concave part of the upper pipe half 1a. It is configured to fit into 1a2 and be formed into an integrated tube.
本発明にかかるセラミックス管の製造方法にあっては、管上半部1aの成形体、管下半部1bの成形体、リング体2の成形体を製造し、管上半部成形体、管下半部成形体の仮焼成温度よりも低い温度で、リング体成形体を仮焼成する。
そして、管上半部仮焼成体と管上半部仮焼成体とを組合わせ、一つの管状の仮焼成体とし、リング体の仮焼成体内を挿通させる。その後、この組み立てられたセラミックス管を仮焼成温度よりも高い温度で焼成する点に特徴がある。
In the method for manufacturing a ceramic tube according to the present invention, a molded body of the upper half 1a, a molded body of the lower half 1b, and a molded body of the
Then, the tube upper half calcined body and the tube upper half calcined body are combined to form one tubular calcined body, and the ring calcined body is inserted. Thereafter, the assembled ceramic tube is characterized in that it is fired at a temperature higher than the pre-baking temperature.
このように、管上半部1aと管下半部1bは、管の軸線Lに沿って延設され、断面半円状に形成されるため、セラミックス管1が屈曲している場合であっても、管上半部1a、管下半部1bの成形体を容易に製造することができる。
また、管上半部1aの成形体、管下半部1bの成形体の仮焼成温度よりも低い温度で、リング体2の成形体が仮焼成されるため、組み立てられたセラミックス管1を本焼成した際、リング体2の仮焼成体の収縮量が管上半部1aの仮焼成体、管下半部1bの仮焼成体の収縮量よりも大きくなる。
その結果、前記管上半部1a、管下半部1bは、前記リング体2によって締めつられ、一体化したセラミックス管1として保持される。
As described above, the upper half 1a and the lower half 1b of the pipe are extended along the axis L of the pipe and are formed in a semicircular cross section, so that the
Further, since the molded body of the
As a result, the upper half 1a and the lower half 1b of the tube are clamped by the
ここで、図2に示すように、管上半部1aの対向面1a1の外側部が、管下半部1bの凹部1b2に嵌合し、管下半部1bの対向面1b1の内側部が、管上半部1aの凹部1a2に嵌合し、一体化したセラミックス管1に形成される場合には、仮焼成工程において、管上半部1aの成形体が、管下半部1bの成形体の仮焼成温度よりも低い温度で仮焼成される必要がある。
このように、管下半部1bの成形体の仮焼成温度よりも低い温度で、管上半部1aの成形体が仮焼成されるため、組み立てられたセラミックス管を本焼成した際、管上半部1aの仮焼成体の収縮量が管下半部1bの仮焼成体の収縮量よりも大きくなり、両者が強固に嵌合したセラミックス管になすことができる。
尚、管上半部1aの対向面1a1の外側部の内径と、管下半部1bの対向面1b1の内側部の外径は、仮焼成体の寸法で同一寸法、あるいは管上半部1aの対向面1a1の外側部の内径が管下半部1bの対向面1b1の内側部の外径より、僅かに大きな寸法に形成されるのが好ましい。
このような寸法形状にすることにより、管上半部1aの収縮によって、管上半部1aの対向面1a1の外側部が管下半部1bの対向面1b1の内側部を締付ける。
Here, as shown in FIG. 2, the outer side of the facing surface 1a1 of the upper half 1a of the tube is fitted into the recess 1b2 of the lower half 1b of the tube, and the inner side of the facing surface 1b1 of the lower half 1b of the tube is In the case where the
Thus, since the molded body of the upper half 1a of the tube is temporarily fired at a temperature lower than the temporary firing temperature of the molded body of the lower half 1b of the tube, when the assembled ceramic tube is fully fired, The shrinkage amount of the pre-fired body of the half portion 1a becomes larger than the shrinkage amount of the pre-fired body of the lower half portion 1b, and a ceramic tube in which both are firmly fitted can be formed.
The inner diameter of the outer side of the facing surface 1a1 of the upper half 1a of the tube and the outer diameter of the inner side of the facing surface 1b1 of the lower half 1b of the tube are the same as the dimensions of the calcined body, or the upper half 1a. It is preferable that the inner diameter of the outer surface of the facing surface 1a1 is slightly larger than the outer diameter of the inner portion of the facing surface 1b1 of the lower pipe half 1b.
By adopting such a dimensional shape, the outer side of the facing surface 1a1 of the upper half 1a of the tube tightens the inner side of the facing surface 1b1 of the lower half 1b of the tube by contraction of the upper half 1a.
前記管上半部1a、管下半部1b、リング体2は、一般的なセラミックス成形体を製造する方法によって製造することができる。
一例を挙げれば、平均粒径5μmのアルミナ原料粉末100重量部、イオン交換水20重量部、分散剤としてポリアクリル酸アンモニウム少量、バインダーとしてポリビニルアルコール1重量部をポットミルにて混合してスラリーを調製する。
得られたスラリーをスプレードライヤーを用いて造粒し、得られた造粒粉をCIPを用い2トン/cm2の圧力で、直径9mm、内径6mm、所定長さの半円筒状のL字状の管上半部の成形体及び管下半部の成形体を製造する。
また、同様にして、得られたスラリーをスプレードライヤーを用いて造粒し、得られた造粒粉をCIPを用い2トン/cm2の圧力で、直径12mm、内径9.3mm、幅2mmの輪状のリング体の成形体を製造する。
The upper half 1a, the lower half 1b, and the
For example, 100 parts by weight of an alumina raw material powder having an average particle size of 5 μm, 20 parts by weight of ion exchange water, a small amount of ammonium polyacrylate as a dispersant, and 1 part by weight of polyvinyl alcohol as a binder are mixed in a pot mill to prepare a slurry. To do.
The obtained slurry is granulated using a spray dryer, and the obtained granulated powder is CIP and is 2 ton / cm 2 pressure, 9 mm in diameter, 6 mm in inner diameter, semi-cylindrical L shape with a predetermined length. The molded product of the upper half of the tube and the molded product of the lower half of the tube are manufactured.
Similarly, the obtained slurry is granulated using a spray dryer, and the obtained granulated powder is obtained using CIP at a pressure of 2 tons / cm 2 with a diameter of 12 mm, an inner diameter of 9.3 mm, and a width of 2 mm. A molded body of a ring-shaped ring body is manufactured.
そして、管上半部の成形体、管下半部の成形体、リング体の成形体を焼成して仮焼成体を得る。図2に示すように、管上半部1aの対向面1a1の外側部が管下半部1bの凹部1b2に嵌合し、管下半部1bの対向面1b1の内側部が管上半部1aの凹部1a2に嵌合した一体化した管に形成される場合には、管上半部1aの成形体を大気中1000℃で焼成し、管下半部1bの成形体を大気中1200℃で焼成し、リング体1の成形体を大気中900℃で焼成し、夫々の仮焼成体を得る。
Then, the molded body of the upper half of the tube, the molded body of the lower half of the tube, and the molded body of the ring body are fired to obtain a temporarily fired body. As shown in FIG. 2, the outer side of the facing surface 1a1 of the upper pipe half 1a is fitted into the recess 1b2 of the lower pipe half 1b, and the inner side of the facing face 1b1 of the lower pipe half 1b is the upper pipe half. When formed into an integrated tube fitted in the recess 1a2 of 1a, the molded body of the upper half 1a is fired at 1000 ° C. in the atmosphere, and the molded body of the lower half 1b is 1200 ° C. in the atmosphere. And the molded body of the
更に、管上半部1aの仮焼成体、管下半部1bの仮焼成体、リング体2の仮焼成体を組立て、一つのセラミックス管の仮焼成体とする。
このとき、必要があれば精度を向上させるため、管上半部1aの仮焼成体、管下半部1bの仮焼成体、リング体2の仮焼成体に機械加工を施した上で、組み立てても良い。
Further, the pre-fired body of the upper half 1a, the pre-fired body of the lower half 1b, and the pre-fired body of the
At this time, in order to improve accuracy, if necessary, the pre-fired body of the upper half 1a, the pre-fired body of the lower half 1b, and the pre-fired body of the
その後、組み立てられたセラミックス管の仮焼成体を、大気中1800℃で焼成して焼成体を得る。
このとき、前記管上半部1aの仮焼成体、管下半部1bの仮焼成体、リング体2の仮焼成体の仮焼成温度が異なるため、その収縮量が異なる。即ち、収縮量は、管下半部1bの仮焼成体が最も少なく、リング体2の仮焼成体が最も大きくなる。
その結果、前記管上半部1aと管下半部1bの間、リング体2と管上半部1a及び管下半部1bと間には、収縮に伴う締付け力が作用し、一体のセラミックス管1として形成される。
Then, the temporarily fired body of the assembled ceramic tube is fired at 1800 ° C. in the atmosphere to obtain a fired body.
At this time, the temporary firing temperatures of the upper half 1a of the tube, the temporary firing body of the lower half 1b of the tube, and the temporary firing temperature of the
As a result, a tightening force due to contraction acts between the upper half 1a and the lower half 1b of the tube, and between the
以上説明したように、このセラミックス管1は、いわゆる半割り形状であるため、前記管上半部の成形体、管下半部の成形体を容易に得ることができる。
また、前記成形体を仮焼成し、その後本焼成する際、管上半部仮焼成体と管上半部仮焼成体の収縮量よりも、保持体仮焼成体の収縮量が大きくなるため、前記管上半部と管下半部は、保持体によって強固に保持され、一つのセラミックス管として形成される。
尚、前記管上半部の一部が管下半部の一部を覆うことにより合体したセラミックス管の製造方法にあっては、仮焼成工程において、管上半部セラミックス成形体が、管下半部セラミックス成形体の仮焼成温度よりも低い温度で仮焼成される。
このような製造方法による場合には、屈曲したセラミックス管であっても、従来のような接合部が形成されていないため、接着材、コーティング材を塗布する必要もなく、気密性が確実に保持され、洩れ、外気の侵入等を防止することができる。
As described above, since the
Further, when the molded body is pre-fired and then main-fired, the shrinkage amount of the holding body pre-fired body is larger than the shrinkage amount of the upper half-fired body and the upper half-fired body of the tube, The upper half and the lower half of the tube are firmly held by a holding body, and are formed as a single ceramic tube.
In the method of manufacturing a ceramic tube in which a part of the upper half of the tube covers a part of the lower half of the tube, in the temporary firing step, the upper half ceramic molded body is Temporary baking is performed at a temperature lower than the temporary baking temperature of the half ceramic molded body.
In the case of such a manufacturing method, even a bent ceramic tube does not have a conventional joint, so there is no need to apply an adhesive or coating material, and airtightness is reliably maintained. It is possible to prevent leakage and intrusion of outside air.
次に、本発明にかかる変形例を図3、図4に基づいて説明する。尚、図3、図4は、図2に相当する図である。
図3に示す変形例は、図2に示す保持体としてのリング体2が管上半部1a、管下半部1bの外周囲を全域を覆うように形成されているのに対し、保持体2が断面円弧状に形成されたものである。このように、前記保持体2が断面円弧状に形成されている場合であっても、少なくとも、管上半部1aと管下半部1bの嵌合した部分を覆うように形成されるのが好ましい。
Next, the modification concerning this invention is demonstrated based on FIG. 3, FIG. 3 and 4 are diagrams corresponding to FIG.
In the modification shown in FIG. 3, the
図4に示す変形例にあっては、保持体2が断面円弧状に形成されたものにおいて、管上半部1aの外周面に、軸線Lに沿って延設された突起1a3が相対向して形成されている。一方、保持体4には凹部4aが相対向して形成され、前記突起1a3が嵌合するように構成されている。
このように、図3、図4に示す構造のセラミックス管であっても、図1,2に示したセラミックス管と同様な効果を得ることができる。
In the modification shown in FIG. 4, in the case where the holding
Thus, even the ceramic tube having the structure shown in FIGS. 3 and 4 can obtain the same effects as those of the ceramic tube shown in FIGS.
この本願発明の製造方法によれば、屈曲したセラミックス管を製造することができるため、図5に示すように、熱電対装置10の熱電対保護管11をL字状に一体的に形成することができる。尚、図中、符号12は熱電対保護管11するリング体12である。
この熱電対装置10は、管上半部、管下半部の仮焼成体、リング体の仮焼成体を製作し、これら部材の仮焼成体を組み立てる際、管内部にアルミナ碍子が設けられた熱電対を設置し、その後、所定温度で焼結することによって製造することができる。
そのため、この製造方法による場合には、いわゆる半割りの管上半部、管下半部(熱電対保護管11)内部に熱電対を設置することができ、その設置作業を容易に行なうことができる。
According to the manufacturing method of the present invention, since a bent ceramic tube can be manufactured, as shown in FIG. 5, the thermocouple protection tube 11 of the
This
Therefore, in the case of this manufacturing method, the thermocouple can be installed inside the so-called half-divided upper half of the tube and the lower half of the tube (thermocouple protection tube 11), and the installation work can be easily performed. it can.
上記実施形態にあってはセラミックスとしてアルミナを例にとって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の種類のセラミックスであっても良い。
また、管上半部1aと管下半部1bの嵌合部分の構造は、図2に示した構造に限定されるものではなく、その構造であっても良い。特に、確実に洩れ、外気侵入を防止するためには、嵌合部分の面精度を構成度に機械加工するのが望ましい。
更に、管上半部、管下半部、保持体(リング体)は、同一の組成で形成されるのが好ましい。これら部材が同一の組成で形成される場合には、収縮量を計算し易く、各部材間の締付け力を適正な力に容易になすことができる。
In the above embodiment, alumina has been described as an example of ceramics. However, the present invention is not limited to this, and other types of ceramics may be used.
Moreover, the structure of the fitting part of the pipe upper half 1a and the pipe lower half 1b is not limited to the structure shown in FIG. In particular, in order to reliably leak and prevent outside air from entering, it is desirable to machine the surface accuracy of the fitting portion to the degree of composition.
Furthermore, the upper half of the tube, the lower half of the tube, and the holding body (ring body) are preferably formed with the same composition. When these members are formed with the same composition, the amount of shrinkage can be easily calculated, and the tightening force between the members can be easily set to an appropriate force.
本発明が所定の効果を奏することを、下記の実験1、2によって確認した。
(実験例1)
平均粒径3μmのアルミナ原料粉末100重量部、イオン交換水25重量部、分散剤としてポリアクリル酸アンモニウム少量、バインダーとしてポリビニルアルコール1重量部をポットミルにて混合してスラリーを調製する。
得られたスラリーをスプレードライヤーを用いて造粒し、得られた造粒粉を、スリップキャスト法によって、図7に示すようなコの字形状の管上半部、管下半部の成形体を製作した。
そして、これら管上半部、管下半部の成形体を、1000℃、1200℃で仮焼成し、図7に示すようなコの字形状の管上半部、管下半部(いわゆる半割パイプ:直胴部200mm、屈曲部より先100mm、外径20mm、内径14mm、肉厚3mm、夫々の凹部幅1.5mm)の仮焼成体を得た。
同様に、同一のスラリーを用いて、図2に示す輪形状のリング体の成形体を製作した。
It was confirmed by the following
(Experimental example 1)
A slurry is prepared by mixing 100 parts by weight of an alumina raw material powder having an average particle size of 3 μm, 25 parts by weight of ion exchange water, a small amount of ammonium polyacrylate as a dispersant, and 1 part by weight of polyvinyl alcohol as a binder in a pot mill.
The obtained slurry is granulated using a spray dryer, and the obtained granulated powder is formed into a molded body of the upper half of the U-shaped pipe and the lower half of the pipe as shown in FIG. 7 by a slip casting method. Was made.
Then, the upper half of the pipe and the lower half of the pipe are temporarily fired at 1000 ° C. and 1200 ° C., and the upper half of the U-shaped pipe and the lower half of the pipe (so-called half-pipe as shown in FIG. 7). Split pipe: a pre-fired body having a straight body portion of 200 mm, a tip portion of 100 mm, an outer diameter of 20 mm, an inner diameter of 14 mm, a wall thickness of 3 mm, and a concave portion width of 1.5 mm).
Similarly, a ring-shaped ring body molded body shown in FIG. 2 was manufactured using the same slurry.
そして、リング体の成形体を、900度で仮焼成し、図2に示すような輪形状のリング体(外径15mm、内径11mm、肉厚2mm、幅2mm)の仮焼成体を得た。この後、管上半部、管下半部の仮焼成体を組み合わせ、更にリング体の仮焼成体を40mm間隔でセットした。
更に、コの字形状の管の一方の先端を塞ぐシール用のアルミナ管をセットし、これを1700度の炉内で焼結し、一体構造品を得た。
得られた焼結体を真空炉にセットし真空引き、リークチェックを行ったところ、到達真空度1.2Pa、リーク量4×10-9[Pa・m3/sec]を得た。
Then, the molded body of the ring body was temporarily fired at 900 degrees to obtain a temporary fired body of a ring-shaped ring body (outer diameter 15 mm, inner diameter 11 mm,
Further, a sealing alumina tube for closing one end of the U-shaped tube was set and sintered in a furnace at 1700 degrees to obtain an integral structure.
Evacuation set resulting sintered body in a vacuum furnace was subjected to leakage check, give ultimate vacuum 1.2 Pa, the
このように、本願発明にかかる製造方法による場合には、コ字状に屈曲したセラミックス管であっても、従来のような接合部が形成されていないため、接着材、コーティング材を塗布する必要もなく、気密性が確実に保持されることが確認された。 As described above, in the case of the manufacturing method according to the present invention, even a ceramic tube bent in a U-shape does not have a joint portion as in the conventional case, so it is necessary to apply an adhesive or a coating material. It was confirmed that the airtightness was reliably maintained.
(実験例2)
実験例1と同様の材料を用い、管上半部、管下半部の仮焼成体、リング体の仮焼成体を製作した。そして、これら部材の仮焼成体を組み立てる際、管内部にアルミナ碍子が設けられた熱電対を設置した。
その後、実験例1と同様に、1700度で焼結し一体構造を得た。
そして、このセラミックス管のリークチェックを行ったところ、到達真空度1.4Pa、リーク量4.0×10-9[Pa・m3/sec]が得られ、また熱電対の動作についても問題ないことが確認された。
(Experimental example 2)
Using the same materials as in Experimental Example 1, a pre-fired body of the upper half of the tube, a lower half of the tube, and a pre-fired body of the ring body were manufactured. And when assembling the temporary calcination body of these members, the thermocouple provided with the alumina insulator inside the pipe was installed.
Thereafter, similarly to Experimental Example 1, sintering was performed at 1700 degrees to obtain an integral structure.
When the leak check of this ceramic tube was performed, the ultimate vacuum was 1.4 Pa, the leak amount was 4.0 × 10 −9 [Pa · m 3 / sec], and there was no problem with the operation of the thermocouple. It was confirmed.
1 セラミックス管
1a 管上半部
1b 管下半部
2 リング体(保持体)
3 保持体
4 保持体
10 熱電対装置
L セラミックス管の軸線
DESCRIPTION OF
3
Claims (5)
管の軸線に沿って延設されると共に、断面が半円状に形成され、前記管上半部と合体して、一つの円筒状の管を形成する、セラミックスからなる管下半部と、
合体した前記管上半部と管下半部の外周囲を覆い、合体した前記管上半部と管下半部を保持するセラミックスからなる保持体とを備えたセラミックス管の製造方法であって、
前記管上半部のセラミックス成形体、管下半部のセラミックス成形体、保持体のセラミックス成形体の夫々を形成する成形工程と、
前記成形工程によって得られた管上半部セラミックス成形体、管下半部セラミックス成形体の夫々を所定の温度で仮焼成すると共に、前記管上半部セラミックス成形体、管下半部セラミックス成形体の仮焼成温度よりも低い温度で、保持体セラミックス成形体を仮焼成する仮焼成工程と、
前記仮焼成工程によって得られた管上半部仮焼成体と管上半部仮焼成体とを合体させ、一つの管状の仮焼成体とした後、管状の仮焼成体を保持体仮焼成体によって保持し、セラミックス管仮焼成体として組み立てる組立工程と、
前記組立工程を経たセラミックス管仮焼成体を仮焼成温度よりも高い温度で焼成する焼成工程とを含むことを特徴とするセラミックス管の製造方法。 An upper half of the tube made of ceramic with a semicircular cross section, extending along the axis of the tube;
A tube lower half made of ceramics, which extends along the axis of the tube, has a semicircular cross section, and merges with the tube upper half to form one cylindrical tube;
A method of manufacturing a ceramic tube comprising an outer periphery of the combined upper half and lower half of the tube, and a holding body made of ceramic that holds the combined upper half and lower half of the tube ,
Forming step of forming each of the ceramic molded body of the upper half of the tube, the ceramic molded body of the lower half of the tube, and the ceramic molded body of the holding body;
Each of the upper half ceramic molded body and the lower half ceramic molded body obtained by the molding step is temporarily fired at a predetermined temperature, and the upper half ceramic molded body and the lower half ceramic molded body are formed. A preliminary firing step of temporarily firing the holding ceramic molded body at a temperature lower than the preliminary firing temperature of
The tube upper half calcined body and the tube upper half calcined body obtained by the calcining step are combined to form one tubular calcined body, and then the tubular calcined body is used as the holder calcined body. An assembly process for holding assembling as a ceramic tube temporary fired body,
And a firing step of firing the ceramic tube temporary fired body that has undergone the assembly step at a temperature higher than the temporary firing temperature.
仮焼成工程において、管上半部セラミックス成形体が、管下半部セラミックス成形体の仮焼成温度よりも低い温度で仮焼成されることを特徴とする請求項1に記載されたセラミックス管の製造方法。 In the method of manufacturing a ceramic tube in which a part of the upper half of the tube covers a part of the lower half of the tube,
2. The ceramic tube production according to claim 1, wherein in the pre-baking step, the upper half ceramic molded body is pre-fired at a temperature lower than the pre-baking temperature of the lower half ceramic molded body. Method.
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