JPH037366Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は高温フイルター、ガス噴出パイプ等と
して利用可能な多孔質セラミツク筒状体に関す
る。

（従来の技術） 従来、多孔質セラミツク筒状体は高温フイルタ
ー等に利用されており、例えば特公昭61−33604
号公報に記載されている。この高温フイルターに
あつては、高温フイルターを構成する多孔質セラ
ミツク筒状体であるチユーブを端プレートに固着
する手段の一つとして、第２４図に示すように端
プレート２０等の開口２１に多孔質セラミツク筒
状体６０を嵌合し、この端プレート２０と各多孔
質セラミツク筒状体６０との間の残されるスペー
スにセラミツク粉末７０を充填し、多孔質セラミ
ツク筒状体６０の端部と端プレート２０とからな
る領域を熱処理する方法が採られている。しかし
ながら、この方法によつて多孔質セラミツク筒状
体６０を端プレート２０に固着した高温フイルタ
ーは、炉体等に取付けられた場合、炉体等の微小
な振動により多孔質セラミツク筒状体６０と端プ
レート２０との固着状態が劣化し、耐久性に乏し
いという問題点を有している。そこで、炉体等の
微小な振動により固着状態が劣化するという問題
点を解決するため、第２５図に示すように開口端
部８１にフランジ８２を設けた多孔質セラミツク
筒状体８０が知られている。この多孔質セラミツ
ク筒状体８０は、端プレート２０ａ，２０ｂをボ
ルト４０、ナツト５０で締付けることにより、キ
ヤスタブル等の熱層３０を介して端プレート２０
ａ，２０ｂに取付けられる。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、開口端部８１にフランジ８２を
設けた従来の多孔質セラミツク筒状体８０は、フ
ランジ８２のネツク部８３を端プレート２０ａ，
２０ｂ等に直接固着して炉体等に取付けられた場
合、炉体等の微小な振動により、このフランジ８
２が容易に破損し易い欠点を有している。そのた
め、第２５図に示すようにフランジ８２とキヤス
タブル等の断熱層３０との間にクツシヨン材９０
が挿入されるが、フランジ８２とクツシヨン材９
０、及び断熱層３０とクツシヨン材９０とをシー
ルすることが困難であり耐久性に問題がある。

本考案は以上のような実状に鑑みなされたもの
であり、その目的は端プレート等とのシールが容
易に行なえるよう、端プレートとの固着部分にク
ツシヨン材等を要しない高強度の取付部品を有し
てなる多孔質セラミツク筒状体を提供することに
ある。

（問題点を解決するための手段） 本考案者は、前述の如き従来知られた多孔質セ
ラミツク筒状体の欠点を改良し、特に端プレート
等へ固着される部分の強度に優れた多孔質セラミ
ツク筒状体を提供することを目的として種々研究
を積重ねた結果、端プレート等へ固着される基体
の開口端部に緻密質セラミツクよりなる取付部品
を結合した多孔質セラミツク筒状体によつて、前
記目的を満足することのできることを新規に知見
するに至り本考案を完成した。

以上のような問題点を解決するために本考案の
採つた手段は、 気孔率が20〜60容量％の多孔質セラミツクによ
り基体１１が形成される多孔質セラミツク筒状体
であつて、前記基体１１の開口端部１２の少なく
とも外周１３に、気孔率が20容量％以下の緻密質
セラミツクよりなる取付部品１５が結合されてな
ることを特徴とする多孔質セラミツク筒状体１０
である。

本考案において、基体１１を形成する多孔質セ
ラミツク及び取付部品１５を構成する多孔質セラ
ミツクの気孔率を設定することが必要な理由は、
基体１１を形成する多孔質セラミツクの気孔率が
20容量％より小さいと、この多孔質セラミツク筒
状体１０を高温フイルター等に利用した場合に高
い濾過圧力が必要となるからであり、一方、気孔
率が60容量％よりも大きいと、機械的な強度が低
下するため取扱い性に劣るためである。また、取
付部品１５を形成する多孔質セラミツクの気孔率
が20容量％より大きいと、特に機械的強度が必要
とされる取付部の機械的強度が低下するからであ
る。

本考案にあつては、基体１１に取付部品１５を
結合する方法は、焼成することにより結合する方
法が最も好ましいが、基体１１に取付部品１５が
確実に結合されるものであれば他の方法、例えば
焼ばめ、冷しばめ、あるいはネジ、ピン等で固定
する方法などを適用することが可能である。ま
た、本考案にあつては、基体１１の開口端部１２
の外周１３あるいは端面１４に突起部１６あるい
は溝部１８を設け、かつ取付部品１５に前記基体
１１の突起部１６に対応する溝部１７あるいは溝
部１８に対応する突起部１９を設けることによ
り、シール性をさらに向上させることができる。

本考案における基体１１及び取付部品１５を形
成するセラミツクの材料としては種々のものが適
用でき、中でもAl₂O₃，SiO₂，ZrO₂，SiC，TiC，
TaC，B₄C，Cr₃C₂，Si₃N₄，BN，TiN，AlN，
TiB₂，CrB₂，ZrB₂、コージエライト、ムライ
ト、TiO₂あるいはこれらの化合物から選ばれる
いずれか少なくとも１種を主として含有するもの
を適用することができる。これら具体的に例記し
たセラミツク材料は、特に本考案の基体１１であ
る多孔質セラミツク筒状体１０としての耐久性お
よび加工性が良好であるばかりでなく、材料の入
手性も容易である等の種々の利点があるものであ
る。

次に、本考案の多孔質セラミツク筒状体１０の
製造方法のうち、基体１１の開口端部１２の外周
１３に突起部１６を設け、かつ取付部品１５に基
体１１の突起部１６に対応する溝部１７を設け、
基体１１の開口端部１２に取付部品１５を焼成に
よつて結合し、製造する方法について説明する。

(イ) 開口端部１２の外周１３に突起部１６を有す
る基体１１を形成する工程。

(ロ) 前記突起部１６に対応する溝部１７を有する
取付部品１５を形成する工程。

(ハ) 前記(イ)工程で形成した基体１１の突起部１５
を前記(ロ)工程で形成した取付部品１５の溝部１
７で包み込むように基体１１に対して取付部品
１５を位置決めする工程。

(ニ) 取付部品１５が緻密化する温度で焼成する工
程。

なの、前記(イ)工程の基体１１の取付部品１５と
の接合部の寸法ｄ、前記(ロ)工程の取付部品１５の
基体１１との接合部の寸法Ｄの関係は次のようで
あるのが好ましい。

0.7d（１−ａ）≦Ｄ（１−Ａ）＜ｄ（１−ａ） ｄ＜Ｄ ここで、ａは基体１１の(ニ)工程における焼成収
縮率、Ａは(ロ)工程の緻密化する取付部品１５の焼
成収縮率である。

また、溝部１７の先端部は0.5R以上にするの
が好ましく、溝部１７の幅Ｘと突起部１６の幅Ｙ
との関係は、 0.7Y（１−ａ）≦Ｘ（１−Ａ）＜Ｙ（１−ａ） となるように設定すればより好適である。

（考案の作用） 上述のような手段を採ることにより、以下のよ
うな作用がある。

気孔率が20〜60容量％の多孔質セラミツクによ
り形成される基体の開口端部の少なくとも外周
に、気孔率が20容量％以下の緻密質セラミツクよ
りなる取付部品を結合することにより、基体の開
口端部に取付部が形成される。このように、緻密
質セラミツクにより形成された取付部のネツク部
は強度が大きく、端プレートに直接固着した後、
炉体等に取付けられた微小な振動が加えられても
破損するようなことがなく、クツシヨン材等を要
しない。したがつて、この多孔質セラミツク筒状
体は、キヤスタブル等の硬い断熱層や端プレート
にボルト、ナツトで締付けることにより直接固着
することができ、断熱層とのシールが容易になさ
れる。

また、特に緻密質セラミツクよりなる取付部品
は、取付部品の焼成収縮率を基体の焼成収縮率よ
り小さくし、焼成して結合させることにより、基
体の開口端部の外周と取付部品とのシール性を高
めることができる。

さらには、基体の開口端部の外周あるいは端面
に突起部あるいは溝部を設け、かつ取付部品に前
記基体の突起部に対応する溝部あるいは前記基体
の溝部に対応する突起部を設けることにより、基
体の開口端部と取付部品とのシール性をより高め
ることができる。

（実施例） 以下、第１図に示す一実施例にしたがつて、本
考案をより詳細に説明する。

第１図は本考案に係る多孔質セラミツク筒状体
１０の一実施例であり、気孔率が20〜60容量％の
多孔質セラミツクにより基体１１が形成される多
孔質セラミツク筒状体であつて、前記基体１１の
開口端部１２の外周１３に気孔率が20容量％以下
の緻密質セラミツクよりなる取付部品１５が焼成
することにより結合されている。また、この基体
１１は開口端部１２の外周１３に突起部１６を有
し、かつ前記取付部品１５はこの突起部１６に対
応する溝部１７を有している。

以下、本考案の多孔質セラミツク筒状体をSiC
を主成分とするセラミツクによつて製造する方法
について説明する。

2wt％の遊離カーボンを含むβ型炭化珪素微粉
末に有機バインダーとして２％のポリビニールア
ルコールを加えて水を分散媒として湿式混合を10
時間行なつた後、噴霧乾燥を行ない成形顆粒を得
た。

この成形顆粒を用いて1.3t／cm²ラバープレス機
により、内径Φ40mm、外径Φ50mm、長さ500mmの
第２図に示すような開口端部１２の外周１３に突
起部１６を有する円筒状の基体１１を形成した。
この基体１１は10℃／minの割合で、2100℃迄昇
温しAr雰囲気下で焼成すると内径Φ38.8mm、外径
Φ48.5mm、長さ485mmに焼成収縮する。この焼結
体をさらに10℃／minの割合で、2200℃迄昇温し
で焼結すると、内径Φ38.7mm、外径Φ48.4mm、長
さ484mmとなつた。

次いで、2wt％のB₄Cと、2wt％の遊離カーボ
ンを含むβ型炭化珪素微粉末を使用して、同様の
方法で成形顆粒を得た。

この成形顆粒を用いて3t／cm²ラバープレス機に
より、内径Φ56.2mm、外径Φ80mm、長さ30mmの第
２図に示すような突起部１６に対応する溝部１７
を有するリング状の取付部品１５を形成した。な
お、この取付部品１５は2100℃焼成時に内径
Φ47.2mm、外径Φ67.2mm、長さ25.2mmに焼成収縮す
る。

次いで、この基体１１の突起部１６を取付部品
１５の溝部１７で包み込むように基体１１に対し
て取付部品１５を位置決めし、10℃／minの割合
で、2100℃迄昇温し、Ar雰囲気下で5Hr焼成し
た。

得られた成形体である多孔質セラミツク筒状体
１０の嵌合部は、第３図に示すように極めて良好
であつた。

なお、焼成することにより突起部１６と溝部１
７が第３図に示すように完全にシールされるのが
望ましいが第４図〜第７図に示すように用途によ
り取付部品１５の収縮する方向を制限し、突起部
１６と溝部１７が部分的にシールされるようにし
てもよい。

また、本考案にあつては例えば第８図及び第９
図に示すように基体１１及び取付部品１５に突起
部１６，１８あるいは溝部１７，１９が設けられ
ないもの、第１０図及び第１１図に示すように基
体１１と取付部品１５との結合部分にセラミツク
粉末７０またはセラミツク繊維が充填されたも
の、第１２図及び第１３図に示すように基体１１
の開口端部１２の外周１３に溝部１８、取付部品
１５に基体１１の溝部１８に対応する突起部１９
を設けたもの、第１４図〜第１７図に示すように
基体１１の開口端部１２の外周１３及び取付部品
１５に設けられる溝部１６，１８がＶ溝であるも
の、第１８図及び第１９図に示すように基体１１
の端面１４に取付部品１５を結合させるもの、第
２０図〜第２３図に示すように基体１１の開口端
部１２の端面１４に突起部１６あるいは溝部１８
を設け、取付部品１５に基体１１の突起部１６に
対応する溝部１７あるいは基体１１の溝部１８に
対応する突起部１９を設けたもの等でもよく、基
体１１の開口端部１２の少なくとも外周１３に、
緻密質セラミツクよりなる取付部品１５が結合さ
れるものであれば、突起部１６，１９及び溝部１
７，１８の有無、突起部１６，１９及び溝部１
７，１８の形状、その結合方法等は特に限定され
ない。なお、以上のような場合、基体１１の結合
部の寸法ｄと、緻密化する取付部品１５の結合部
の寸法Ｄとの関係は次のようであるのが好まし
い。

0.7d（１−ａ）≦Ｄ（１−Ａ）＜ｄ（１−ａ） ここで、ａは基体１１の結合部の焼成に伴う寸
法変化率、Ａは緻密化する取付部品１５の結合部
の寸法変化率である。

このように形成された多孔質セラミツク筒状体
１０は、端プレート２０ａ，２０ｂをボルト４
０、ナツト５０で締付けることにより、キヤスタ
ブル等の断熱層３０を介して端プレート２０ａ，
２０ｂに直接固着することができ、断熱層３０と
のシールが容易になされる。したがつて、炉体等
に直接固着した後、その固着状態が劣化すること
がない。

（考案の効果） 以上のように本考案に係る多孔質セラミツク筒
状体によれば、気孔率が20〜60容量％の多孔質セ
ラミツク筒状体により形成される基体の開口端部
の少なくとも外周に、気孔率が20容量％以下の緻
密質セラミツクよりなる取付部品を結合したこと
により、基体の開口端部に取付部が形成される。
このように、緻密質セラミツクにより形成された
取付部のネツク部は強度が大きく、端プレートに
直接固着した後、炉体等に取付けられ微小な振動
が加えられても破損するようなことがなく、クツ
シヨン材等を要しない。したがつて、この多孔質
セラミツク筒状体は、キヤスタブル等の硬い断熱
層や端プレートに端プレートをボルト、ナツトで
締付けることにより、直接固着することができ、
断熱層とのシールを容易に行なうことができる。
また、このような特徴を有する本考案に係る多孔
質セラミツク筒状体を高温フイルター、ガス噴出
パイプ等として利用すれば、耐久性に優れた高温
フイルター、ガス噴出パイプ等を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る多孔質セラミツク筒状体
の一実施例の使用状態を示す断面図、第２図は第
１図の多孔質セラミツク筒状体の焼成前の状態を
示す部分拡大断面図、第３図は第１図の多孔質セ
ラミツク筒状体の焼成後の状態を示す部分拡大断
面図、第４図は本考案に係る別の多孔質セラミツ
ク筒状体の焼成前の状態を示す部分拡大断面図、
第５図は第４図の多孔質セラミツク筒状体の焼成
後の状態を示す部分拡大断面図、第６図は本考案
に係るさらに別の多孔質セラミツク筒状体の焼成
前の状態を示す部分拡大断面図、第７図は第６図
の多孔質セラミツク筒状体の焼成後の状態を示す
部分拡大断面図、第８図は突起部あるいは溝部を
有しない基体及び取付部品を示す断面図、第９図
は第８図の基体と取付部品とを焼成することによ
り結合した状態を示す断面図、第１０図その結合
部分にセラミツク粉末またはセラミツク繊維が充
填される基体及び取付部品を示す断面図、第１１
図は第１０図の基体と取付部品とを焼成すること
により結合した状態を示す断面図、第１２図は開
口端部の外周に溝部を有する基体及び基体の溝部
に対応する突起部を有する取付部品を示す断面
図、第１３図は第１２図の基体と取付部品とを焼
成することにより結合した状態を示す断面図、第
１４図は開口端部の外周に突起部を有する基体及
び基体の突起部に対応するＶ溝である溝部を有す
る取付部品を示す断面図、第１５図は第１４図の
基体と取付部品とを焼成することにより結合した
状態を示す断面図、第１６図は開口端部の外周に
Ｖ溝である溝部を有する基体及び基体の溝部に対
する突起部を有する取付部品を示す断面図、第１
７図は第１６図の基体と取付部品とを焼成するこ
とにより結合した状態を示す断面図、第１８図は
開口端部に取付部品が結合される端面を有する基
体及び基体の開口端部の端面に結合される取付部
品を示す断面図、第１９図は第１８図の基体と取
付部品とを焼成することにより結合した状態を示
す断面図、第２０図は開口端部の端面に突起部を
有する基体及び基体の突起部に対応する溝部を有
する取付部品を示す断面図、第２１図は第２０図
の基体と取付部品とを焼成することにより結合し
た状態を示す断面図、第２２図は開口端部の端面
に溝部を有する基体及び基体の溝部に対応する突
起部を有する取付部品を示す断面図、第２３図は
第２２図の基体と取付部品とを焼成することによ
り結合した状態を示す断面図、第２４図は従来の
多孔質セラミツク筒状体の使用状態を示す断面
図、第２５図は従来の別の多孔質セラミツク筒状
体の使用状態を示す断面図である。 符号の説明、１０……多孔質セラミツク筒状
体、１１……基体、１２……開口端部、１３……
外周、１４……端面、１５……取付部品、１６…
…突起部、１７……溝部、１８……溝部、１９…
…突起部、２０……端プレート、３０……断熱
層、４０……ボルト、５０……ナツト、６０，８
０……従来の多孔質セラミツク筒状体、７０……
セラミツク粉末、９０……クツシヨン材。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 気孔率が20〜60容量％の多孔質セラミツクに
   より基体が形成される多孔質セラミツク筒状体
   であつて、前記基体の開口端部の少なくとも外
   周に、気孔率が20容量％以下の緻密質セラミツ
   クよりなる取付部品が結合されてなることを特
   徴とする多孔質セラミツク筒状体。 ２ 前記緻密質セラミツクよりなる取付部品は焼
   成することにより結合されてなることを特徴と
   する実用新案登録請求の範囲第１項に記載の多
   孔質セラミツク筒状体。 ３ 前記基体は開口端部の外周あるいは端面に突
   起部あるいは溝部を有し、かつ前記取付部品は
   前記基体の突起部に対応する溝部あるいは基体
   の溝部に対応する突起部を有することを特徴と
   する実用新案登録請求の範囲第１項または第２
   項に記載の多孔質セラミツク筒状体。