JPH0371392B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は被覆対象物（金属製大形構造物）の表
面にセラミツクス（ZrO₂，SiC，Si₃N₄等）を張
付ける方法に関する。

従来の技術 現在、セラミツクスを金属製大形構造物（以
下、本体と言う）に接合する方法としては（）
ボルト等による接合、（）溶射、（）鋳込み、
（）接着剤による接着等種々の方法が研究され
ているが、本体とセラミツクスの熱膨張率の差や
接合時と本体稼働時の温度差等に起因するトラブ
ル、また本体にセラミツクスを直接口−付け等を
行う場合には大きな設備が必要となるとともに、
本体の熱変形等が問題となる。

そこで、近年このような問題を避ける方法とし
て、第２２図〜第２６図に示すように、セラミツ
クス１を小さなブロツクに分割し、本体２とセラ
ミツクス１の楔状あるいはテーパ面の凹凸の組合
せ（機構的）による接合が提案されるに至つてい
る。

すなわち、第２２図にものは本体２にあり溝３
を形成するとともに、本体２に張付けるセラミツ
クス１にあり溝３に嵌合する突起４を設けたもの
（特公昭58−57657あるいは特公昭58−57658）、第
２３図、第２４図のものは分割したセラミツクス
１を本体２にボルト５で取付けたもの（実開昭59
−10958）、第２５図のものはセラミツクス１に設
けた差し込み棒６を本体２に差し込む形式のも
の、第２６図のものは本体２にセラミツクス１を
Ｉ形金具７を介して取付けたもの（実開昭59−
25357）である。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、これらの方法によればセラミツ
クス１を小型にするため前述の大型の場合の問題
点（温度分布による熱応力）を解消することがで
きるものの実際にこれらの凹凸をもつセラミツク
ス１を製作する場合、次のような問題がある。す
なわち、セラミツクス１自身を各図に示したよう
な形のものに製作する場合、例えば複雑な形状の
成形品を焼成する場合に割れ易いこと、焼成後に
凹凸部を研削する場合は著しくコストがかかるこ
と等である。また、本体２側に凹部に設ける場
合、本体の機械的強度が低下したり、本体の厚み
が薄い場合にはこれらの方法での接合は不可能で
ある。という問題がある。

本発明はこのような問題点を解消することので
きるセラミツクスの張付方法を提供することを目
的とする。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するため、本発明のセラミツ
クスの張付方法は、下面を被覆対象物の表面に沿
うように形成した金属ピースの上面にセラミツク
スを接合し、このセラミツクスを接合した金属ピ
ースの前記下面を、前記被覆対象物の表面に電気
溶接などの接合方で複数個相隣接させて接合し、
前記被覆対象物の表面をセラミツクスで覆うよう
にした。

作 用 すなわち、本方法はセラミツクスを直接被覆対
象物に接合せず、予め金属ピースに接合しておく
ものである。したがつて、金属ピースに接合する
セラミツクスは単純形状のもので良く、被覆対象
物と直接接合しにくい材料であつても何ら問題点
はない。そして、接合性を良くするため凹凸等の
変化をつける場合は、加工しやすい金属ピースの
方に施すというものである。

実施例 以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図において、１０は金属ピース、１１は金
属ピース１０の上面に接合された平板状のセラミ
ツクスで、金属ピース１０に対しては無機質接着
剤による接着や貴金属（Ag−Cu−Ti系）などに
よる口−付けによつて接合されている。１２，１
３は金属ピース１０の両側下部に設けられた凸部
と凹部で、その下端縁には溶接用あるいは逃がし
のための開先１４が形成されている。以下におい
て、このように金属ピース１０にセラミツクス１
１を接合したものをブロツクと称する。

第２図に基づいて上記ブロツク１５を本体１６
に張付ける手順を説明する。

先ず、本体１６に第１番面のブロツク１５Ａの
両開先１４を電気溶接などで溶接する。次に、第
２番目のブロツク１５Ｂを第１番目のブロツク１
５Ａに隣接させるととに第１番目のブロツク１５
Ａの凹部１３に第２番目のブロツク１５Ｂの凸部
１２を挿入する。そして、第２番目のブロツク１
５Ｂの一方の開先１４を溶解する。これらのこと
を繰返すことにより、ブロツク１５Ａ，１５Ｂ…
…は矢印１７の方向に沿つて連続的に本体１６に
接合され、本体１６はブロツク１５Ａ，１５Ｂ…
によつて覆われることになる。なお、必要に応じ
て平行に並べて接合することは言うまでもない。

第３図は、上記ブロツク１５の変形させたブロ
ツク２０を示し、さらに接合力を強くしたもので
ある。すなわち、上面に平板状のセラミツクス２
１を接合した、金属ピース２２の下部に平面視Ｌ
字状の凸部２３と凹部２４を設け、その下端縁に
溶接用あるいは逃しのための開先２５を形成した
ものである。

第４図は複数個の上記ブロツク２０Ａ〜２０Ｆ
を相隣接させて本体２６に溶接したところを示し
ている。すなわち、本ブロツク２０のような形状
であると、溶接部が２方向となり、より接合力が
強固になる。

第５図、第６図は本体３０の表面が平面でない
場合を示している。このような場合は、予め金属
ピース３１の下面を本体３０の表面に沿うように
形成しておき、その上面にセラミツクス３２を接
合する。第５図は本体曲面３３に沿うように金属
ピース３１の下面を形成した場合を示し、第６図
は本体多角面３４に沿うように金属ピース３１の
下面を形成した場合を示す。第６図の場合は、本
体３０側を金属ピース３１の下面に沿うように多
角面に加工することによつても可能である。な
お、凸部３５あるいは凹部３６の流さ、深さおよ
び金属ピース３１の設置角度等は適宜設定する必
要がある。開先３７は前述したのと同じく逃しの
働きも兼ねる。

第７図〜第１０図は平坦な円板状本体４０にブ
ロツク４１を張付ける例を示す。この場合は、第
１０図に示すように４種類のブロツク４１Ａ〜４
１Ｄを用いる。すなわち、第１０図ａ、ｂを示す
ブロツク４１Ａは、三角形状で金属ピース４２の
両側下部に凹部４３が設けられている。第１０図
ｃ，ｄに示すブロツク４１Ｂは、三角形状で金属
ピース４４の両側下部に凸部４５が設けられてい
る。一方、第１０図ｅ，ｆに示すブロツク４１Ｃ
は、台形状で金属ピース４６の両側下部に凹部４
７が設けられている。第１０図ｇ，ｈに示すブロ
ツク４１Ｄは、台形状で金属ピース４８の両側下
部に凸部４９が設けられている。これら何れのも
のも金属ピース４２，４４，４８の上面にセラミ
ツクス５０が接合され、かつ下端縁に溶接用ある
いは逃しのため開先５１が形成されている。

このような構成で、各ブロツク４１Ａ〜４１Ｄ
を本体40に張付けるには、先ず第７図に示すよう
に、ブロツク４１Ａを円板状本体４０の中心部に
等間隔おきに４個溶接し、次に各ブロツク４１Ａ
間にブロツク４１Ｂを外周方向から圧入する。第
８図は接合後の両ブロツク４１Ａ，４１Ｂの関係
を示している。そしてその外周部にブロツク４１
Ｃを等間隔おきに８個溶接し、各ブロツク４１Ｃ
間にブロツク４１Ｄを外周方向から圧入する。第
９図は接合後の両ブロツク４１Ｃ，４１Ｄの関係
を示している。

第１１図〜第１６図はより複雑な形状の（多角
形平面）の本体５５にブロツク５６を張付ける例
を示す。このような場合は、第１３図〜第１６図
に示すように２種類のブロツク５６Ａ，５６Ｂを
用いる。すなわち、第１３図、第１４図を示すブ
ロツク５６Ａは、三角形状で金属ピース５７の外
周面下部に凸部５８が設けられている。第１５
図、第１６図に示すブロツク５６Ｂは、三角形状
で金属ピース５９の外周面下部に凹部６０が設け
られている。そして、両ブロツク５６Ａ，５６Ｂ
の金属ピース５７，５９上面にはセラミツクス６
１が接合され、かつ下端縁に溶接用あるいは逃し
のための開先６２が形成されている。

このような構成で、各ブロツク５６Ａ，５６Ｂ
を本体５５に張付けるには、先ず第１１図に示す
ように、最下段にブロツク５６Ｂを２個配置し、
その二辺の開先６１を溶接する（図中ハツチング
で示す）。そしてブロツク５６Ａを３個、紙面上
方より圧入する。これと同じ手順で二段目、三段
目、四段目の張付けを行う。

第１７図は本体６５が円筒である場合を示し、
この場合も張付け手順は以上に述べたのと同方法
で行うことができる。図において、６６，６７は
下面を本体６５の外周面に沿うように加工した金
属ピース、６８，６９はその両側下部に設けられ
た凸部および凹部、７０は金属ピース６６，６７
の下端縁に形成された溶接用あるいは逃しのため
の開先、７１は金属ピース６６，６７の上面には
接合されたセラミツクスである。

なお、以上の説明および図においては各ブロツ
ク間の間隙などについて言及しなかつたが、接合
時と稼動時の温度差、本体の熱変形などにより、
間隙が発生したり、圧縮力（押合い）が発生して
不都合な場合は第１８図〜第２１図に示すように
あらかじめ圧縮力を加えて組立てるか、間隙を設
けて接合すればよい。また、金属ピースに凹凸を
形成しないで直接底面を本体に溶接するようにし
てもよい。

各実施例の対象製品としては、燃焼器、高温炉
壁などの平坦部には第４図、第８図、第９図、第
１１図に示したものが、コーナー部には第５図、
第６図に示したものが、炉内のパイプetcには第
１７図に示したものがそれぞれ通用できる。

発明の効果 以上本発明によれば、次の効果を得ることがで
きる。

(1) 金属ピースは小さいことから、セラミツクス
と金属ピースとを接合するための設備が小さく
て済み、また温度分布の大きいところでも熱応
力が小さくなりセラミツクスの割れを防止でき
る。これは金属ピースと被覆対象物とセラミツ
クスの熱膨張率の差が大きくても同じである。

(2) セラミツクスは単純形状のもので良いので、
低コストで量産化しやすい。

(3) 複雑な形状の被覆対象物に対しても同一形状
ピースで接合できる。

(4) 製造過程において、金属に比べて材質・強度
のバラツキの大きいセラミツクスの歩止りを高
くすることができる。

(5) 被覆対象物が薄物であつても張付けることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第２１図は本発明の一実施例を示し、
第１図はブロツクの斜視図、第２図は張付手順説
明図、第３図ａはブロツクの平面図、第３図ｂは
同正面図、第３図ｃは同左側面図、第３図ｄは同
右側面図、第４図は張付完成状態を示す平面図、
第５図、第６図はそれぞれ張付完成状態における
横断面図、第７図は張付完成状態を示す平面図、
第８図は第７図のＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｅ矢視図、第
９図は第７図のA′−B′−C′−D′矢視図、第１０
図ａ，ｃ，ｅ，ｇはそれぞれブロツク平面図、第
１０図ｂ，ｄ，ｆ，ｈはそれぞれａ，ｃ，ｅ，ｇ
に対応するブロツク横断面図、第１１図は張付完
成状態を示す平面図、第１２図は第１１図のＸ−
Ｘ矢視図、第１３図はブロツクの平面図、第１４
図は第１３図のＯ−Ｙ断面図、第１５図はブロツ
クの平面図、第１６図は第１５図のＯ−Ｚ断面
図、第１７図は円筒本体にブロツクを張付けた状
態の斜視図、第１８図〜第２１図はそれぞれブロ
ツク間の間隙を説明するための斜視図、第２２図
〜第２６図は従来例を示し、第２２図〜第２４図
はそれぞれ横断面図、第２５図は斜視図、第２６
図は横断面図である。 １０，２２，３１，４２，４４，４６，５７，
５９，６６，６７……金属ピース、１１，２１，
３２，５０，６１，７１……セラミツクス、１
６，２６，３０，４０，５５，６５……本体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 下面を被覆対象物の表面に沿うように形成し
   た金属ピースの上面にセラミツクスを接合し、こ
   のセラミツクスを接合した金属ピースの前記下面
   を、前記被覆対象物の表面に電気溶接などの接合
   方で複数個相隣接させて接合し、前記被覆対象物
   の表面をセラミツクスで覆うことを特徴とするセ
   ラミツクスの張付方法。