JPH06294492A - セラミックベンド管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 粉体などの輸送管に適用する分割型のセラミ
ックベンド管を提供すること。 【構成】 図１に示すようにセラミック内管１、ゴムラ
イニング２、ゴム−鉄板接合フランジ３（ゴム３ａ、鉄
板３ｂ）からなり、“角度(θ)＝15度”とした分割型の
ベンド管であり、セラミック内管１の材質としてアルミ
ナ（純度90〜99.9％）、ジルコニア、サイアロン又は炭
化珪素を使用したもの。 【効果】 本発明の分割型ベンド管は、(1) 軽量であっ
て取付けやメンテナンスが容易であり、(2) 剥離脱落等
による異常摩耗や輸送物の堆積といった問題が皆無であ
り、(3) 摩耗部分のみを容易に交換することができ、
(4) セラミック材質についてもその特性、特に耐摩耗性
を考慮して目的に適したセラミック材質を任意に選定す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、分割型のセラミックベ
ンド管に関し、詳細には、該分割型ベンド管を連続的に
連結して所要の曲率（曲管部：Ｒ部）を形成することが
できる粉体等の輸送用耐摩耗性の分割型セラミックベン
ド管に関する。特に本発明は、粉体等の固形分あるいは
これらを流体に分散させた混合物等の輸送に用いられる
輸送管の屈曲部（曲管部：Ｒ部）に適用する分割型セラ
ミックベンド管に関する。

【０００２】

【従来の技術】粉体等の輸送管に適用するベンド管とし
て、従来より所定の曲率をもたせた鋼製のベンド管以外
に、(1) 金属管内にセラミック管を挿入した金属−セラ
ミック複合管（特開平3−164480号公報）、(2) 多数の
板状体（セラミック製タイル）をゴム内面に固着したタ
イル内張りゴムホ−ス（実開昭60−31574号公報）、(3)
大口径の遊嵌部と小口径部とを形成した焼結耐摩材か
らなる筒状ユニットを相互に遊嵌した構造からなる焼結
耐摩材を内層とした可撓性ホ−ス（実開昭62−45491号
公報）、が提案されている。

【０００３】その他、粉体等の輸送管に適用するベンド
管として、(4) 曲管部摩耗面に耐摩耗材からなる防護板
を配置したベンド管（実開昭60−49387号公報）及び曲
管部内面に一体成形されたセラミック板で被覆したベン
ド管（実開昭63−84487号公報）、(5) 多数のセラミッ
クプレ−トを内壁面に配置したベンド管（実開昭62−17
9494号公報）及び複数個に分割したセラミックスリ−ブ
を金属管の内面に配置した粉体用輸送管（特開平3−205
216号公報）、(6) 耐摩耗性に優れたセラミックをライ
ニングしたベンド管（特開平1−150097号公報）及び直
管部の自由端周縁にフランジを突設したセラミックライ
ニングベンド管（特開平2−21097号公報）、が提案され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
上記(1)〜(6)からなる粉体等の輸送管では、次のような
欠点を有している。即ち、上記(1)の金属管にセラミッ
ク管を挿入し複合形状とした場合、重量が非常に大きな
ものとなり、取付けやメンテナンスが非常に困難である
という問題がある。また、上記(2)のように板状体（セ
ラミック製タイル）をゴム内面に固着して所要曲率をも
たせるためには、この板状体を必然的に小さくする必要
があり、その製作に時間がかかるという問題点以外に使
用時に板状体が剥離脱落するといった現象がしばしば発
生し、その結果その箇所が異常摩耗したり、あるいは、
輸送物中にその板状体が異物となって混入し、その性状
に著しく悪影響を及ぼす恐れがあった。

【０００５】更に、上記(3)のように焼結耐摩材を用い
て可撓され得るホ−スを考えた場合構造が非常に複雑と
なり、製作面で手間がかかるという欠点を有し、また、
輸送物が筒状ユニットの遊嵌部に生じる隙間に堆積して
輸送物の流れが悪くなったり、輸送物を変更した場合、
堆積した輸送前の材料が異物として変更後の材料に混入
するという問題がある。この問題を解決するため一体型
とすることも考えられるが、一体型では一ケ所が摩耗し
た場合全体を交換する必要があり、高価につくという問
題がある。

【０００６】通常のＲ型ベンド管の場合、配管場所によ
って摩耗損傷の激しい箇所がほぼ決まっており、一様に
摩耗損傷するものではない。上記(4)〜(6)のベンド管で
は、一体型構造からなり、分割型構造のものではないの
で、摩耗部分のみを交換することが不可能ないしは非常
に困難である欠点を有している。更に、粉体等を輸送す
る管におけるベンド管として、その材質をセラミック製
とすることが従来より提案されているが、用いるセラミ
ックの特性の相違による耐摩耗性の差など、目的に適し
た材質選定に関する詳細な検討はこれまでなされていな
かった。

【０００７】従来の粉体等の輸送管は、以上詳記したと
おり、金属管にセラミック管を挿入し複合管とする構造
の場合、非常に重く、取付け及びメンテナンスが面倒な
ものになり、また、セラミックなどの板状体を鋼管など
の内面に固着させるには非常に手間がかかり、剥離脱落
等による異常摩耗の問題、粉体等への異物混入のため輸
送物の性状に著しく悪影響を及ぼす恐れがある。また、
可撓性構造を製作するにあたっては、その形状からみて
非常に高価になったり、または可撓されたセラミック管
の隙間に輸送物が堆積するといった問題があり、更に、
ベンド管を一体型構造とすれば、摩耗部分のみを交換す
ることが不可能ないしは非常に困難である欠点を有して
いる。

【０００８】本発明者等は、粉体等の輸送管、それに適
用するベンド管について鋭意研究を重ねた結果、セラミ
ックの耐摩耗性の長所を活かし、取扱いも容易であり、
かつランニングコストの点においても優れたセラミック
ベンド管を発明したものであって、本発明の目的は、前
記従来の問題点、欠点を解消するセラミックベンド管を
提供することにある。詳細には、本発明は、軽量であっ
て取付けやメンテナンスが容易であり、剥離脱落等によ
る異常摩耗や輸送物の堆積といった問題が皆無であり、
しかも摩耗部分のみを容易に交換することができ、更に
セラミック材質についてもその特性、特に耐摩耗性を考
慮して目的に適したセラミック材質を適宜選定し得るベ
ンド管を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そして、本発明のベンド
管は、セラミック内管と高分子材料製外管又は金属材料
製外管よりなる点及び一体型ではなく分割型構造とする
点を特徴とするものであり、これにより前記目的とする
ベンド管を提供するものである。即ち、本発明は、「セ
ラミック内管と高分子材料製外管又は金属材料製外管と
からなり、端面に高分子材料製フランジ又は金属材料製
フランジあるいは高分子材料と金属材料とを組み合わせ
たフランジを接合した分割型構造からなることを特徴と
するセラミックベンド管。」を要旨とする。

【００１０】以下、本発明を詳細に説明すると、本発明
のベンド管は、上記したとおり、 ・セラミック内管と高分子材料製外管又は金属材料製外
管、とからなる複合構造とした分割形状のものであっ
て、その端部に ・高分子材料製フランジ又は金属材料製フランジあるい
は高分子材料と金属材料とを組み合わせたフランジ、を
接合したものである。そして、本発明のベンド管は、分
割型構造としたものであり、この分割型ベンド管の所要
個数を連続的にフランジ接合連結することにより所望の
曲率（屈曲部：Ｒ部）を有する屈曲管を形成させるもの
である。

【００１１】従って、本発明の分割型ベンド管は、内周
部に板状体（セラミック製タイル）を貼り合わせたもの
でないため、接着剤等による固着の必要がなく、板状体
の剥離脱落の恐れもない。また、構造においても可撓性
をもたせた従来のものに比べて非常に単純な構造であ
り、板状体を固着させたベンド管や可撓性をもたせたベ
ンド管に比較して製作に手間がかからず、安価に製造で
きるというメリットを有する。

【００１２】本発明において、セラミック内管の材質と
しては、アルミナ、ジルコニア、炭化珪素、窒化珪素、
サイアロン、陶磁気質などなどを使用することができ
る。特に好適な材質としては、アルミナ（純度：90〜9
9.9％）、ジルコニア、サイアロン、炭化珪素(SiC)であ
り、これらの特性を表１に示す。なお、比較のため金属
系材料（S50C、ハイクロム鋳鉄）の特性を同じく表１に
付記した。

【００１３】

【表１】

【００１４】本発明における上記セラミック材質につい
て、サンドブラスト摩耗試験を行った。一般に粉体輸送
に用いられるベンド管の特性を調査、測定するには、摩
耗試験としてのエロ−ジョン試験結果が実際の使用条件
に最もよく一致するのでここで用いた。そして、耐エロ
−ジョン性を調べるためにサンドブラスト摩耗試験を行
った。この試験は、粒径50μｍのシリコンカ−バイド粒
を距離50ｍｍ、時間2分、圧力0.49MPaで吹き付ける方法
によるものであり、評価方法としては、試験片の摩耗量
（摩耗体積）を測定し比較した。

【００１５】ここで使用したセラミック試験片は、アル
ミナ（純度90％、94％、95％、98％、99.8％、99.9％の
以上計６種類）、ジルコニア、サイアロン、炭化珪素(S
iC)であり、また、比較検討するために用いた金属試験
片は、S50C、ハイクロム鋳鉄である。これらの試験片に
対するサンドブラスト摩耗試験の試験結果を図２に示
す。

【００１６】図２からみて、通常のベンド管に用いられ
る金属系材料（S50C、ハイクロム鋳鉄）との比較では、
耐摩耗性の点で試験に用いた上記セラミック材が数倍〜
十数倍程度優れていることが理解できる。また、セラミ
ック材の中でもアルミナについては、純度が高いほど摩
耗量は少ないことが認められた。特にアルミナの高純度
品（99.8％以上）は、ジルコニア、サイアロン、炭化珪
素と殆ど差がないことを確認した。

【００１７】本発明のベンド管は、前記したとおり、上
記セラミック製内管と高分子材料製外管又は金属材料製
外管からなる点及び一体型ではなく分割型構造とする点
を特徴とするものである。分割型構造としては、後記実
施例に示すように角度(θ)＝15度（図１参照）とするの
が好ましいが、本発明はこの角度(θ)にのみ限定される
ものではなく、任意の角度を選択することができる。

【００１８】上記高分子材料製外管の材質としては、特
に限定するものではないが、ゴム製とするのが好まし
く、また、上記セラミック管の外周にゴムライニングを
施し、エポキシ系接着剤を用いて、あるいは加硫接合し
てゴム製外管を形成するのが好ましい。更に、本発明の
分割型ベンド管は、端面に高分子材料製フランジ又は金
属材料製フランジあるいは高分子材料と金属材料とを組
み合わせたフランジを接合するものであり、これも限定
するものではないが、このうちの高分子材料としてゴム
を用い、、かつゴム製外管と一体に形成するのが好まし
い。

【００１９】本発明の分割型ベンド管について更に説明
すると、本発明は、重量軽減による取扱いの容易さ及び
局所摩耗時に摩耗部の管のみの交換によるト−タルライ
フの向上とコスト低減を図るため、具体的には、セラミ
ック管外周部にゴムライニングを施し、フランジ部とし
てゴムと鉄板を張合わせた構造とし、後記実施例に示す
ように角度(θ)＝15度（図１参照）の分割型構造とする
のが好ましい。この具体例に示す分割タイプのゴムライ
ニング型ベンド管は、R800、内径φ100形状で分割数６
個の場合（これによって90度ベンドされた屈曲管が形成
される）、金属−セラミック管一体型に比べて重量面で
は1／2以下となり（後記表２参照）、軽量化を図ること
ができる。

【００２０】また、このベンド管が摩耗したときの交換
についても、通常のＲ型ベンド管の場合配管場所によっ
て摩耗損傷の激しい箇所はほぼ決まっているため、分割
型構造の場合は、その箇所だけを交換すればよく、前述
の６個の分割型の場合、一体型と比較してト−タルライ
フで4〜6倍になる。更に、本発明の分割型ベンド管にお
いては、損傷摩耗の激しい部分のみを耐摩耗性の高いア
ルミナの高純度品あるいはサイアロン、ジルコニアと
し、他の部分は耐摩耗性は劣るが価格の安い低純度のア
ルミナ又は陶磁器質とすることも可能である。

【００２１】

【作用】本発明のベント管は、セラミック製内管と高分
子材料製外管又は金属材料製外管からなる複合体から構
成され、なおかつ分割型であるため、従来の金属管−セ
ラミック管複合体に比べて軽量であり、取付け時及びメ
ンテナンス時の取扱いが非常に容易である作用が生じ
る。また、本発明のベント管は、内管をセラミック製に
したことにより耐摩耗性が向上し、かつ分割型構造とし
たことにより摩耗部分のみの交換を可能にしたものであ
るから、本発明のベント管に係るト−タルライフは、一
体型のセラミックベンド管と比較して4〜6倍、従来の一
体型鋼製ベンド管と比較して数十倍となる作用が生じ
る。更に、従来の板状体構造で発生する剥離脱落現象や
脱落物による異物混入もなく、構造も単純であることか
ら安価に作製できる利点を有する。

【００２２】また、本発明のベント管は、フランジ部の
連結する面を高分子材料製とすることができ、この場合
該フランジの接合連結時にわずかながら可撓性があり、
取付け作業を容易にすることができる。その上、材質的
にも輸送材料及びベンド管の設置配管場所による交換の
容易さと寿命等を考慮して、所望条件に適した耐摩耗性
の材質を任意に選定することができる利点を有する。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例であるベンド管の構造
を図１に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施例
である分割型ベンド管の縦断面図であって、セラミック
内管１、ゴムライニング２、ゴム−鉄板接合フランジ３
（ゴム３ａ、鉄板３ｂ）からなり、分割型“角度(θ)”
のベンド管であり、セラミック内管１にゴムライニング
２及びゴム−鉄板接合フランジ３を接合する際、エポキ
シ系接着剤を用いて又は加硫接合して作製したものであ
る。

【００２４】図１に示すベンド管は、角度(θ)が任意の
分割型であるので、これを複数個組合わせて任意の曲率
（曲管部：Ｒ部）を有する粉体等の耐摩耗性輸送管とす
ることができる。例えば図１に示す角度(θ)を15度とし
た場合、この分割型ベンド管を６個用いることにより、
90度に屈曲させた上記輸送管を作製することができる。

【００２５】次に、セラミック内管１の材質について、
本発明の実施例を比較例と共に挙げ本発明をより詳細に
説明する。セラミック内管１の材質として表２に示すア
ルミナ（純度90〜99.9％）、ジルコニア、サイアロン、
炭化珪素を使用し、同じく表２に示す接合方法（加硫接
合、エポキシ接着）で接合したゴム製外管又は鋼製外管
（表２ではゴム、鋼管と表示した。）からなる輸送管を
作製した。

【００２６】この輸送管に対し、R800、内径φ100形状
で輸送物としてアルミナ粉、カ−ボン粉を用いた実機使
用の結果（寿命）を測定した。その結果を表２に示す。
なお、比較のため金属（S45C）からなる一体型の輸送管
を用い、上記と同一の実機使用の結果（寿命）を測定し
た。その結果を表２に示した。

【００２７】表２中の“輸送物（実施に際して用いた輸
送物）”は、 ・アルミナ粉→粒度：20〜40μｍ、流速：20〜30ｍ／ｓ ・カ−ボン粉→粒度：50〜60μｍ、流速：20〜30ｍ／ｓ とした。また、表２中の“寿命”については、分割型
は、分割した１個のベンド管が摩耗し、穴開きになった
時点を寿命とし、その穴が開いた時点での輸送物の輸送
量(kg)を寿命の値とした。

【００２８】

【表２】

【００２９】表２の“寿命”の値からみて、アルミナ
は、低純度である程ライフが短いが、高純度品（99％以
上）では他の材質のセラミックとほぼ同等であることが
理解できる。また、図２のサンドブラスト試験結果と同
様、金属系材料における摩耗損傷は激しく、ライフは非
常に短く、アルミナ高純度品の約1／10程度であること
が認められた。

【００３０】摩耗による穴開きの寿命までのライフ及び
製作に要するセラミック管の費用から、実機使用にあた
っての最適な材質を検討した結果、前記の使用条件では
ト−タルコストにおいて純度95％のアルミナが有利であ
った。

【００３１】

【発明の効果】本発明は、以上詳記したとおり、セラミ
ック内管と高分子材料製外管又は金属材料製外管とから
なる点及び一体型ではなく分割型構造とする点を特徴と
するものであり、これにより従来の一体型の金属管−セ
ラミック管に比べて１個の複合体（輸送管）の重量は約
1／2以下と軽量であり 、その結果取付け時、メンテナ
ンス時の取扱いが非常に容易となる効果が生じる。ま
た、本発明は、ベンド管の局所摩耗に対して、分割され
た摩耗部のみを交換することにより対処することがで
き、従来の一体型に比してト−タルライフが約4〜6倍に
改善されるという顕著な効果が生じ、ト−タルコストの
点でも有利である。

【００３２】更に、本発明のベンド管は、輸送物との接
触内層が耐摩耗性材料からなる板状体を固着した構造の
ものではないので、その板状体の剥離脱落による早期損
傷や脱落物の輸送物への異物混入などの恐れがなく、高
安全性と高耐久性を有する効果が生じる。その上、本発
明のベンド管は、セラミック内筒の構造により可撓性を
もたせた管に比較して、製作時の価格の面で優れている
と共にセラミック連結部隙間への粉体等の堆積の問題も
なく、従来の技術に比し優れた実用的効果を有する。以
上のとおり、本発明によれば、粉体等の固形分あるいは
これらを流体に分散させた混合物等の屈曲部を有する輸
送用管として好適なセラミックベンド管を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である分割型ベンド管の縦断
面図。

【図２】各種セラミック試験片及び金属試験片に対する
サンドブラスト摩耗試験の試験結果を示す図。

【符号の説明】

１ セラミック内筒 ２ ゴムライニング ３ ゴム−鉄板接合フランジ３ ３ａ ゴム ３ｂ 鉄板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミック内管と高分子材料製外管又は
   金属材料製外管とからなり、端面に高分子材料製フラン
   ジ又は金属材料製フランジあるいは高分子材料と金属材
   料とを組み合わせたフランジを接合した分割型構造から
   なることを特徴とするセラミックベンド管。
2. 【請求項２】 端面に接合した高分子材料製フランジ又
   は金属材料製フランジあるいは高分子材料と金属材料と
   を組み合わせたフランジが高分子材料製外管又は金属材
   料製外管と一体に形成してなることを特徴とする請求項
   １に記載のセラミックベンド管。
3. 【請求項３】 高分子材料製外管及び高分子材料製フラ
   ンジ又は高分子材料と金属材料とを組み合わせたフラン
   ジの高分子材料部分がゴム製であることを特徴とする請
   求項１又は請求項２に記載のセラミックベンド管。
4. 【請求項４】 セラミック内管がアルミナ、ジルコニ
   ア、炭化珪素、窒化珪素、サイアロン、陶磁器質などの
   セラミック質材料からなることを特徴とする請求項１又
   は請求項２に記載のセラミックベンド管。