JPH11276828A - セラミックチューブの管板への取付構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 脆いセラミックチューブの集塵器や熱交換器の管板への
取付構造を提供する。 【課題】 従来のセラミックチューブは固定部にフラン
ジを形成しており、これが破損し易かったので、このフ
ランジを使用しない構造を提案する。 【解決手段】 管板１０のチューブ用孔１２にセラミッ
クチューブ１３の一端を嵌入して固定する際、セラミッ
クチューブ１３の内端に底板１３ｂを配置するととも
に、管板１０のチューブ用孔１２の外側に固定板１４を
取付け、底板１３ｂと固定板１４との間を締結具Ｔで連
結して組立てることによってフランジ部分を省略した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はセラミックチューブ
の管板への取付構造、より詳しくはセラミックチューブ
を用いた集塵器又は熱交換器等において採用されるセラ
ミックチューブの管板への取付構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に排ガスから熱回収する熱交換器又
はこの排ガス中のダストを除去するための集塵器として
は種々の型式が提案実施されている。ところで、ごみ焼
却炉やボイラ等からの排ガスは一般に高温であり、かつ
特にごみ焼却炉からの排ガスは腐食性を有するため、耐
熱性、耐食性を有するセラミックチューブを用いた熱交
換器や集塵器が採用されている。そしてこのセラミック
チューブの中においても特に繊維強化セラミック、所
謂、複合セラミック製のチューブが斯界の注目を集めて
いる。

【０００３】ところで、このようなセラミックチューブ
を用いた熱交換器や集塵器においては、このセラミック
チューブを管板（集塵器においてはケーシング）に取付
ける場合、図１３に示すように下端を盲状に封止したセ
ラミックチューブ１の上端にフランジ２を形成し、この
セラミックチューブ１を熱交換器等の管板３に設けられ
たチューブ用孔４に挿入した後、接着剤５を介在させて
固定板６をボルト７により管板３に固定する構造におい
ては、テーパ付フランジを管板のテーパ穴へ接着剤を介
在させてフランジを押さえつける構造が採用されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
たようなセラミックチューブでの管板への取付構造には
問題がある。即ち、管板とセラミックチューブとは機
密性を保持するよう取付ける必要があり、そのため取付
部を機械加工しなければならないが、この場合に特殊な
加工機械を要するばかりでなく、セラミックチューブ自
体が脆いので破損し易い。かかるセラミックチューブ
は、通常、管板に片持状に支持されるため取付部に融通
を持たせた構造とする必要があり、その結果、製作コス
トが高くなる。加えて熱交換器や集塵器が大型となる
と、このセラミックチューブも長尺なものとなる。この
場合、長尺なセラミックチューブは一体で製造すること
は困難なため、通常短尺の単位セラミックチューブを直
列に複数本接合して形成するためにその接合部の耐久性
が不足する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来技術
の問題点を解決するためになされたものであって次のよ
うに構成されている。 １）管板のチューブ用孔にセラミックチューブの一端を
嵌入して固定する構造であって、前記セラミックチュー
ブの内端に底板を配置するとともに、前記管板のチュー
ブ用孔の外側に固定板を取付け、前記底板と前記固定板
との間を締結具で連結して組立てるように構成してい
る。

【０００６】前記のように構成したセラミックチューブ
の管板への取付構造によれば、管板に取付けられた固定
板とセラミックチューブの内端に配設された底板とを締
結具の緊縛力によって部材間を連結して組立てるため、
この締結具の緊縛力によりセラミックチューブを管板に
強固に、圧縮力を作用させて部材間をシールした組立状
態で取付けることができる。

【０００７】更に、このセラミックチューブの端部、即
ち、管板側端部にはフランジ部が形成されないため特別
の機械加工をする必要がないという特徴がある。 ２）前記セラミックチューブは取付部材と単位セラミッ
クチューブにより構成され、この取付部材が管板に設け
られたチューブ用孔に嵌入され、この取付部材と単位セ
ラミックチューブとが直列に接合される。そしてこの単
位チューブの内端に配置される底板と管板に取付けられ
た固定板とを締結具によって連結する。

【０００８】この場合、管板のチューブ用孔に嵌合する
取付部材は、短管で構成されるために、機械加工が比較
的容易なものとなる。 ３）更に、熱交換器や集塵器が大型となる場合、セラミ
ックチューブは少なくとも２本以上の単位セラミックチ
ューブを直列に接合して構成される。即ち、セラミック
チューブ、特に複合セラミックチューブは、その製造過
程においてＣＶＤ処理がなされるが、この場合、通常大
型の処理炉がないため、例えば１ｍ程度の単位セラミッ
クチューブを直列に接着剤により、継手部材を介して接
合して長尺のセラミックチューブが構成される。

【０００９】そしてこのようなセラミックチューブの内
端に底板を配置し、この底板と管板に取付けられた固定
板とを締結具によって締結する。この締結具は、ボルト
とナットより構成するのが好ましいが、高温中で作動す
るセラミックチューブの締結具としては、セラミックチ
ューブと同一材質で構成するのが好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下図１乃至図１１に基づき本発
明によるセラミックチューブの管板への取付構造の実施
例を集塵器について説明する。図１，図２において、１
０は集塵器のケーシング（以下単に管板という）であっ
て、この管板１０に複数個設けたチューブ用孔１２内に
は、セラミックチューブ１３の一端（上端）を嵌入して
係合している。

【００１１】詳述すれば、このセラミックチューブ１３
は、例えば耐熱性又は耐食性を有する組立型のセラミッ
クチューブであって、管体１３ａと底板１３ｂとで構成
している。そして、このセラミックチューブ１３を構成
している管体１３ａの上端には図２に示されるようにテ
ーパ部１３ｃを形成し、同様にこのテーパ部１３ｃの形
状に合わせて孔１２の周囲にテーパ部１３ｄを形成した
管板１０に、前記管体１３ａの上端を嵌合させ、そして
必要に応じてこの管体１３ａと管板１０との間に接着剤
を介在させた状態で接合する。

【００１２】そして、この管体１３ａの下端に底板１３
ｂを配置する。具体的には、この底板１３ｂの中央部に
ボルト貫通孔１３ｅを貫通させ、上部周面にテーパ部１
３ｆを形成し、このテーパ部１３ｆを管体１３ａの下端
に形成したテーパ部１３ｃに係合させ、この係合部を接
着剤で接合する。この接着剤の種類は特に限定されるも
のではないが、例えばポリカルボシラン、チタノカルボ
シランの如きシリコンとカーボン系のセラミック系接着
剤やジルコニア系又はシリカ系の接着剤を適宜選択する
のが良い。

【００１３】１４は、管板１０の外側（この場合、上
部）に、締結具Ｔを形成するボルト１５とナット１５ａ
で底板１３ｂとチューブ１３を取付けた固定板であっ
て、この固定板１４はセラミックチューブ１３の孔を全
面的に塞がない寸法に構成し、更に必要に応じて逆洗空
気ａを供給するための空気供給管１６を設けている。こ
のボルト１５及びナット１５ａは、耐熱性、耐蝕性と熱
膨張率等を考慮して好ましくは、セラミックチューブ１
３と同一材質で構成するのが良い。

【００１４】集塵器を構成するケーシングである管板１
０には、前記構成によってセラミックチューブ１３が多
数取付けられて筒状のフイルタ部材を構成している。そ
してこのセラミックチューブ１３の外部にダストを含む
排ガスＧ₁ 流が供給され、そしてこのセラミックチュー
ブ１３内を図示しない吸引送風機等により減圧すると、
このセラミックチューブ１３を通過する間に除塵されて
クリーンになった排ガスＧ₂ は前記吸引送風機等で吸引
されながらこのセラミックチューブ１３内より系外へ排
出されることとなる。

【００１５】図４は、締結具Ｔの他の実施例を示してお
り、耐熱性と耐蝕性のある材料で構成した複数の連結体
２０ａ，２０ｂを第１のボルト２１，第２のボルト２
２，及び第３のボルト２３で一体敵に連結して締結具Ｔ
を構成し、この締結具Ｔで底板１３ｂ及び固定板１４で
セラミック管１３を管板１０に締結している。なお、こ
の実施例においては、前記連結体２０ａ，２０ｂは管状
体の側面を長手方向に開口した構造のもの、あるいは長
方形に形成したものを使用している。

【００１６】また、図５は締結具Ｔの更に他の実施例を
示しており、この締結具Ｔは、第１のボルト２４ａと第
２のボルト２４ｂを継手部材２４ｃで連結して連結ボル
ト２４を構成し、このボルト２４とナット２５ａとで締
結具Ｔを形成している。なお、前記図４及び図５に示さ
れる締結具Ｔは、何れもセラミックチューブ１３が比較
的長尺なものとなる場合に使用することができる。

【００１７】図６は、底板１３ｂの固定構造の他の実施
例を示すものであって、内面中央部に連結部材２９を突
出して形成し、この連結部材２９に締結具Ｔの一端をピ
ン３０で取付けるようになっている。勿論、この底板１
３ｂとしてはこの他、種々の形状が適宜選択して形成し
たものを使用することができる。

【００１８】図７は、管板１０のチューブ用孔１２へセ
ラミックチューブ１３を嵌入させる他の実施例であっ
て、このセラミックチューブ１３の上端に、テーパ部１
３ｃと管状部からなる端部部材１３Ａを配置し、このテ
ーパ部１３ｃを管板１０に円錐状に開口したチューブ用
孔１２に嵌入し、更にこの端部部材１３Ａの下部の管状
部の下端と、セラミックチューブ１３の上端にそれぞれ
形成したテーパ部１３ｇを衝合させて連結し、前記管板
１０にボルト１４ａで固定した固定板１４と、図示しな
い底板１３ｂとの間を締結具Ｔで緊縛してセラミックチ
ューブ１３を管板１０に固定している。なお、管板１０
のテーパ部１０ａと端部部材１３Ａのテーパ部１３ｇと
の間に接着剤Ｓを介在させると更に確実に固定できる。

【００１９】図８は管板１０の孔の周囲に形成したテー
パ部１０ａ内に、漏斗状のテーパ部１３ｇを持つ端部部
材１３Ａを嵌合し、この端部部材１３Ａと単位セラミッ
クチューブ３２とを継手部材３３を介在させて接合した
構造を示している。この継手部材３３は円筒体であっ
て、その外面の中央部にフランジを突出させて形成した
ものであって、前記フランジを境にして上部に端部部材
１３Ａを、下部に単位セラミックチューブ３２をそれぞ
れ配置して正確に連結するように構成している。なお、
この端部部材１３Ａは、好ましくはセラミックチューブ
３２と同様で特性を持つ材料で製造する。

【００２０】そしてこの端部部材１３Ａと継手部材３３
と単位セラミックチューブ３２からなる組立体の一方の
端部に固定板１４を、他方の端部に底板１３ｂを配置
し、前記固定板１４と底板１３ｂとの間を、第１のボル
ト２４ａと第２のボルト２４ｂを継手部材２４ｃで連結
した締結具Ｔで締結して全体に押圧力を作用させて一体
化する。なお、必要に応じて接合部に接着剤Ｓを使用し
てシール性を高めることができる。

【００２１】次に、管板１０に開口したテーパ部１０ａ
に端部部材１３Ａのテーパ部１３ｇを嵌合させ、更に前
記固定板１４を管板１０の所定の位置にボルト１４ａで
固定して管板１０の所定の位置にセラミックチューブで
構成された「フイルタ部材」を着脱可能に取付けること
ができる。図９は、図７に示したセラミックチューブ製
のフイルタ部材と同様な組立構造のものを示している。

【００２２】また、図１０は拡開部を形成しない端部部
材１３Ｂと単位セラミックチューブ３２と底板１３ｂの
合面にそれぞれテーパ部を形成し、これらの間を接合剤
で接合する構造を示している。そして端部部材１３Ｂの
上端に管板１０に形成したテーパ部１０ａに嵌合するテ
ーパ部を形成し、この端部部材１３Ｂの下端と単位セラ
ミックチューブ３２の上端、更にこの単位セラミックチ
ューブ３２の下端と底板の周囲に形成したテーパ部との
間をそれぞれ接着剤を使用して接合し、更にこの底板１
３ｂと固定板１４との間をボルトとナットで構成した締
結具Ｔによって緊縛して一体化して「フイルタ部材」を
構成している。なお、前記固定板１４は管板１０上に載
置されて締結具Ｔによって押圧力を発生させているが、
必要に応じてボルト１４ａで固定することもできる。

【００２３】勿論、これら端部部材１３Ｂの形状や、こ
の端部部材１３Ｂと単位セラミックチューブ３２との接
合、又は単位セラミックチューブ３２相互間の接合は、
図８に示したような継手部材３３を介在させても良く、
又は直接接合することもできる。

【００２４】図１１は、固定板１４と管板１０との間に
バネ効果を有する弾性部材３４を介在させて端部部材１
３Ａに弾性力を作用させるようにしたものであって、こ
の端部部材１３Ａのテーパ部と管板１０に開口した孔の
周囲に形成したテーパ部１０ａとを押圧状態で接合した
もので、固定板１４と管板１０との間に弾性部材３４を
介在させた状態でボルト１４ａで固定している。

【００２５】このように弾性部材３４を使用して固定板
１４に弾性力を作用させるような構造にすると、端部部
材１３Ａとセラミックチューブ１３と管板１０との間の
接合部にズレや微小間隔が生じることを防止することが
できる。なお、弾性部材３４は高温でも弾力性を持つ材
質を選定し、例えば偏平な管状体を所定の長さに切断し
てマカロニ状に形成したものを使用するのが良い。

【００２６】また、図１２は、図１１に示した固定板１
４と弾性部材３４を一体とした構造の固定板１４Ａを示
しており、この固定板１４Ａ自体を弾性部材に形成した
ものであり、この弾性部材３４は側面視でロ字形（グラ
ンド形）に形成している。そして端部部材１３Ａの一端
（上端）に形成したテーパ部を、管板１０に下向きに開
口したテーパ部１０ａに嵌合させ、更にこの固定板１４
Ａ，端部部材１３Ａ，単位セラミックチューブ３２，そ
して図示しない底板との間をボルト等の締結具Ｔによっ
て一体的に組上げたものである。

【００２７】このように構成することによって、端部部
材１３Ａと単位セラミックチューブ３２と、図示しない
底板で構成されたセラミックチューブ１３、即ち、フイ
ルタ部材に対して、その長手方向に緊縛力を与えて強固
な構造に組上げることができ、耐久性があり、管板１０
に固定したり、あるいはこれを簡単に分解できるセラミ
ックチューブ１３を構成することができる。

【００２８】前記各実施例は、セラミックチューブ１３
を集塵器のケーシング、即ち、管板１０へ取付ける場合
について説明したが、このセラミックチューブ１３を熱
交換器に使用しようとするときは、このセラミックチュ
ーブ１３に表面処理して機密性を付与するとともに内管
が設けられる構造とすればよい。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によるセラミックチューブの管板への取付構造によれ
ば、管板に開口したチューブ用孔の外側に取付けられた
固定板とセラミックチューブの一端を形成する底板との
間をボルト等締結具により連結するよう構成している。

【００３０】従って、このセラミックチューブはフラン
ジを設けることがなく、管板へ強固に取付けることがで
きる。また、複数の部材に分割形成し、これを組立てる
ように構成したので、機械加工が極めて少なく、かつ容
易なものとすることができるという効果がある。

【００３１】前記のように、脆い性質を持つセラミック
チューブを使用しながら、製造が容易であり、大きな応
力が発生する部分を形成しないことから破損し難く、更
に分解・組立が容易なセラミック構造物を製造すること
ができることから、メンテナンス性に優れた装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるセラミックチューブの管板への取
付構造の実施例を示す一部破断側面図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】図１の要部拡大図である。

【図４】本発明によるセラミックチューブの管板への取
付構造に用いられる締結具の他の実施例を示す正面図で
ある。

【図５】本発明によるセラミックチューブの管板への取
付構造に用いられる締結具の更に他の実施例の側面図で
ある。

【図６】底板と締結具との間の連結構造を示す側面図で
ある。

【図７】セラミックチューブと管板との接合部に端部部
材を設けた構造を示す側断面図である。

【図８】セラミックチューブの更に他の実施例を示す側
断面図である。

【図９】セラミックチューブの更に又他の実施例を示す
側断面図である。

【図１０】セラミックチューブの更に又他の実施例を示
す側断面図である。

【図１１】セラミックチューブの管板への取付部の側面
図である。

【図１２】セラミックチューブの管板への取付部の他の
実施例の側面図である。

【図１３】従来のセラミックチューブの管板への取付構
造を示す側面図である。

【符号の説明】

１０ セラミックチューブ １０ａ テーパ部
１０ｂ 接合剤 １２ チューブ用孔 １３ セラミックチューブ １３Ａ 端部部材 １３ａ 管体 １３ｂ 底板 １３ｃ，１３ｄ，１３ｆ，１３ｇ テーパ部 １３
ｅ 貫通孔 １３ｊ 単位セラミックチューブ １４ 固定板
１４ａ ボルト ２０ａ，２０ｂ 連結体 ２１ 第１のボルト
２２ 第２のボルト ２３ 第３のボルト ２４ 連結ボルト ２４
ａ 第１のボルト ２４ｂ 第２のボルト ２４ｃ 継手部材
２４ｄ ナット ２９ 連結部材 ３０ ピン ３４ 弾性部材
Ｔ 締結具

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管板のチューブ用孔にセラミックチュー
   ブの一端を嵌入して固定する構造であって、前記セラミ
   ックチューブの内端に底板を配置するとともに、前記管
   板のチューブ用孔の外側に固定板を取付け、前記底板と
   前記固定板との間を締結具で連結して組立てるように構
   成したセラミックチューブの管板への取付構造。
2. 【請求項２】 管板のチューブ用孔に取付部材の一部を
   嵌入し、該取付部材の内端にセラミックチューブの一端
   を連結するとともに、該セラミックチューブの内端に底
   板を配置し、前記管板の外側であって前記チューブ用孔
   の外側に固定板を配置し、前記底板と前記固定板とを締
   結具で連結して組立てるように構成したセラミックチュ
   ーブの管板への取付構造。
3. 【請求項３】 少なくとも２以上の単位セラミックチュ
   ーブを直列に接合させてセラミックチューブを構成した
   請求項１及び２記載のセラミックチューブの管板への取
   付構造。
4. 【請求項４】 単位セラミックチューブ間に、又はセラ
   ミックチューブと取付部材間に継手部材を配置してなる
   請求項３記載のセラミックチューブの管板への取付構
   造。
5. 【請求項５】 ボルトとナットよりなる請求項１及び２
   記載の締結具。
6. 【請求項６】 セラミックチューブと同一材質より構成
   された請求項１及び２記載の底板及び締結具。