JPS62155395A - Structure connecting tube and tube plate - Google Patents

Structure connecting tube and tube plate

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JPS62155395A
JPS62155395A JP29568485A JP29568485A JPS62155395A JP S62155395 A JPS62155395 A JP S62155395A JP 29568485 A JP29568485 A JP 29568485A JP 29568485 A JP29568485 A JP 29568485A JP S62155395 A JPS62155395 A JP S62155395A
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tube
ceramic
metal holder
buffer layer
layer
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紀之 織田
徹雄 竹原
佐竹 正弘
裕史 前野
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 「技術分野」 本発明は、セラミックス製管を用いた熱交換器やフィル
ター装置などに適用される管と管板との接続構造に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a connection structure between a tube and a tube sheet that is applied to a heat exchanger, a filter device, etc. using ceramic tubes.

「従来技術およびその問題点」 従来、金属管を使用した熱交換器などにおいては、管は
管板に直接溶接されたり、あるいは拡管によって取り付
けられていた。したがって、加熱流体と被加熱流体との
気密性は充分に保持されていた。しかしながら、800
℃以上の高温流体の熱交換を金属管で行なうのは困難で
ある。このような場合にはセラミックス製管が利用され
るが、この場合、溶接や拡管による接続ができないのは
いうまでもない。また、セラミックス製管の接続に際し
ては、セラミックス製管と金属製の管板あるいは缶体と
の間に生じる熱膨張差や機械的衝撃を吸収する構造とす
ることが必要となる。
"Prior Art and its Problems" Conventionally, in heat exchangers using metal tubes, the tubes have been attached by welding directly to the tube plate or by expanding the tubes. Therefore, the airtightness between the heating fluid and the heated fluid was sufficiently maintained. However, 800
It is difficult to exchange heat with high-temperature fluids above ℃ using metal tubes. In such cases, ceramic tubes are used, but needless to say, in this case, connection by welding or tube expansion is not possible. Furthermore, when connecting ceramic tubes, it is necessary to have a structure that absorbs the difference in thermal expansion and mechanical shock that occurs between the ceramic tube and the metal tube plate or can body.

上記の要請に基き、本出願人は、既に特願昭60−93
782号で、セラミックス製管と管板との間に生じる熱
膨張差や機械的衝撃を吸収し、しかも充分なシール性が
確保されたセラミックス製管と管板との接続構造を提案
している。しかしながら、この接続構造では、セラミッ
クス製管の接続部外周に設けた無機質の断熱層と水冷構
造の管板の水冷壁との間に有機ゴム系の緩衝層を流し込
み成形することにより、セラミクス製管を管板の保持孔
で挿通保持するものであるため、セラミックス製管の管
板への脱着の際、有機ゴム系緩衝層を注入したり、ある
いはこれを除去する作業に多大の工数を必要とし、装置
の大型化を妨げていた。
Based on the above request, the applicant has already filed a patent application in
No. 782 proposes a connection structure between ceramic tubes and tube sheets that absorbs the thermal expansion difference and mechanical shock that occur between the ceramic tubes and the tube sheets, and also ensures sufficient sealing performance. . However, in this connection structure, an organic rubber-based buffer layer is poured and formed between the inorganic heat insulating layer provided on the outer periphery of the connection part of the ceramic pipe and the water-cooled wall of the tube sheet of the water-cooled structure. Because the ceramic tube is inserted and held through the holding hole in the tube sheet, it requires a large amount of man-hours to inject or remove the organic rubber buffer layer when attaching or removing the ceramic tube to the tube sheet. This has hindered the ability to increase the size of the device.

「発明の目的」 本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、セラ
ミックス製管と管板との接続をより簡単にし、さらには
充分なシール性が確保された管と管板とを接続する構造
を提供することにある。
``Object of the Invention'' The purpose of the present invention is to solve the problems of the prior art described above, to make the connection between the ceramic tube and the tube sheet easier, and to connect the tube and the tube sheet with sufficient sealing performance. The goal is to provide a structure that connects the

「発明の概要」 本発明による管と管板とを接続する構造によれば、セラ
ミックス製管の接続部外周を無機質の断熱層が囲み、こ
の無機質の断熱層の外周をポリマー系の緩衝層が囲み、
さらにこの緩衝層の外周を金属ホルダが囲んで前記セラ
ミックス製管と前記金属ホルダとを一体化し、前記金属
ホルダにより前記セラミックス製管が管板に保持されて
いる。
"Summary of the Invention" According to the structure for connecting a tube and a tube sheet according to the present invention, an inorganic heat insulating layer surrounds the outer periphery of the connection part of the ceramic tube, and a polymeric buffer layer surrounds the outer periphery of the inorganic heat insulating layer. box,
Furthermore, a metal holder surrounds the outer periphery of this buffer layer to integrate the ceramic tube and the metal holder, and the ceramic tube is held on the tube plate by the metal holder.

したがって、金属ホルダの接続部分を管板に載置あるい
は連結するだけで、セラミックス製管を管板に接続でき
るので、セラミック製管の管板に対する脱着が非常に容
易になり、煩雑な現場施工の工数を大幅に削減できると
共に、流体間のシールも充分に行なうことができる。
Therefore, the ceramic tube can be connected to the tube sheet simply by placing or connecting the connection part of the metal holder on the tube sheet, making it extremely easy to attach and detach the ceramic tube to the tube sheet, eliminating the need for complicated on-site construction. The number of man-hours can be significantly reduced, and the fluid can be sufficiently sealed.

本発明についてより具体的に説明すると、無機質の断熱
層は、管と同質のセラミックスや、キャスタブル耐火物
、モルタルなどにより、セラミックス製管を囲むように
例えば筒状に形成される。
To explain the present invention in more detail, the inorganic heat insulating layer is formed, for example, in a cylindrical shape, using ceramics of the same quality as the tube, castable refractories, mortar, etc., so as to surround the ceramic tube.

この場合、断熱層は、セラミックス管と熱膨張差が生じ
ないような材質とすることが好ましい。
In this case, the heat insulating layer is preferably made of a material that does not cause a difference in thermal expansion from the ceramic tube.

また、より好ましい態様においては、断熱層はセラミッ
クス質のファイバー、ペーパー、織布などからなる内層
と、キャスタブル耐火物からなる外層とによって構成さ
れる。断熱層をキャスタブル耐火物などの層だけで構成
すると、始動時などの過渡的な状態において、セラミッ
クス製管の熱膨張に断熱層の熱膨張が追随せず、セラミ
ックス製管に周囲から圧縮応力がかかって割れたり、逆
にセラミックス製管と断熱層との間に隙間が生じ、シー
ル性が劣る可能性がある。しかるに、この断熱層をこの
ような内層と外層との二重構造とすることにより、内層
のクッション性および耐熱性によってかかる懸念を回避
できる。
In a more preferred embodiment, the heat insulating layer is composed of an inner layer made of ceramic fiber, paper, woven fabric, etc., and an outer layer made of castable refractory material. If the heat insulating layer is composed only of layers such as castable refractories, the thermal expansion of the heat insulating layer will not follow the thermal expansion of the ceramic tube during transient conditions such as during startup, and compressive stress will be applied to the ceramic tube from the surroundings. This may cause cracking, or conversely, a gap may form between the ceramic tube and the heat insulating layer, resulting in poor sealing performance. However, by making this heat insulating layer have a dual structure of an inner layer and an outer layer, such concerns can be avoided due to the cushioning properties and heat resistance of the inner layer.

ポリマー系の緩衝層としては、例えば、シリコーンゴム
系やフッ素ゴム系のものが耐熱性、高弾力性、または、
高温ガス中の腐食性成分に対する耐性などの観点から好
ましく使用される。緩衝層は、好ましくは上記のような
有機ゴム系の物質を、無機質の断熱層と金属ホルダを構
成する金属壁との間に注入したり、あるいは断熱層の外
周や金属ホルダの金属壁内周に予め塗布しておくことに
より、断熱層と金属ホルダとの隙間を埋めてシールする
ように形成される。また、ポリマー系緩衝材としては、
エナメル質からなる無機ポリマーも弾力性を有しており
、耐熱性、耐腐食性の点から、より好ましく使用される
As a polymer-based buffer layer, for example, silicone rubber-based or fluororubber-based ones are heat resistant, highly elastic, or
It is preferably used from the viewpoint of resistance to corrosive components in high-temperature gas. The buffer layer is preferably formed by injecting an organic rubber-based substance as described above between the inorganic heat insulating layer and the metal wall constituting the metal holder, or by injecting it into the outer periphery of the heat insulating layer or the inner periphery of the metal wall of the metal holder. By applying the metal holder in advance, it is formed so as to fill the gap between the heat insulating layer and the metal holder and seal it. In addition, as a polymer cushioning material,
Inorganic polymers made of enamel also have elasticity and are more preferably used from the viewpoint of heat resistance and corrosion resistance.

緩衝層を形成するさらに別の方法としては、有機ゴム系
の円筒状成形品や、有機ゴム系の板を筒状に巻いたもの
を、断熱層と金属ホルダとの隙間に挿入してもよく、さ
らにまた、その表面の一部または全部を不定形有機ゴム
で接着・シールしたりするなどの方法で固着したものも
有効である。
As yet another method of forming the buffer layer, a cylindrical molded organic rubber product or a cylindrical-shaped organic rubber plate may be inserted into the gap between the heat insulating layer and the metal holder. Furthermore, it is also effective to have a part or all of the surface fixed by a method such as adhesion or sealing with an amorphous organic rubber.

無機質の断熱層により、緩衝層の有機ゴムがその弾力性
を維持できる温度1例えば200℃〜250℃程度まで
下げられることが望まれるが、より積極的には、緩衝層
は水などの低温流体により間接的に冷却される構造とさ
れることが好ましい。具体的には、管板を冷却構造とし
、金属ホルダが温度の低い管板の冷却壁によって輻射冷
却されるようにする。これにより、冷却された金属ホル
ダがポリマー系の緩衝層を保冷するので、緩衝層は、金
属ホルダと無a質の断熱層の双方によって弾性を保持で
きる程度まで温度が下げられ、管と管板あるいは缶体と
の間に生じる熱膨張差や機械的衝撃を吸収する。
It is desirable that the inorganic heat insulating layer lowers the temperature at which the organic rubber of the buffer layer can maintain its elasticity to, for example, 200 to 250 degrees Celsius, but it is more preferable to use the buffer layer with a low-temperature fluid such as water. It is preferable to have a structure in which cooling is performed indirectly. Specifically, the tube sheet is provided with a cooling structure so that the metal holder is radiantly cooled by the cooling wall of the tube sheet, which has a low temperature. As a result, the cooled metal holder insulates the polymer-based buffer layer, so that the buffer layer is cooled down to a level where it can maintain its elasticity by both the metal holder and the aluminous insulation layer. Alternatively, it absorbs the difference in thermal expansion and mechanical shock that occurs between it and the can.

本発明の接続構造は、例えば熱交換器におけるセラミッ
クス製伝熱管と管板との接続の他、高温ガスからの除塵
装置におけるセラミックス製フィルター管と管板との接
続などにも適用することができる。
The connection structure of the present invention can be applied, for example, to the connection between a ceramic heat transfer tube and a tube sheet in a heat exchanger, as well as the connection between a ceramic filter tube and a tube sheet in a dust removal device from high-temperature gas. .

「発明の実施例」 :jrJ1図には、本発明による接続構造をセラミック
ス製管11の下端部に適用した場合の一実施例が示され
ている。この接続構造を熱交換器に適用する場合には、
例えば、セラミックス製管11の内部空間3Bに高温の
加熱ガスが流され、外部空間37に低温の被加熱ガスが
流される。この逆であってもよい、また、除塵装置に適
用する場合には、フィルター機能を有するセラミックス
製管11の内部空間36に高温の含塵ガスが流され、セ
ラミックス製管11を通過した清浄ガスが外部空間37
を波れる。
"Embodiment of the Invention": Fig. jrJ1 shows an embodiment in which the connection structure according to the present invention is applied to the lower end portion of the ceramic tube 11. When applying this connection structure to a heat exchanger,
For example, high-temperature heating gas is flowed into the inner space 3B of the ceramic tube 11, and low-temperature heated gas is flowed into the outer space 37. This may be reversed, and when applied to a dust removal device, high-temperature dust-containing gas is flowed into the internal space 36 of the ceramic tube 11 having a filter function, and the clean gas that has passed through the ceramic tube 11 is is the external space 37
waves.

この逆であってもよい。The opposite may be true.

金属製の管板12は冷却室13の形成された冷却構造と
され、セラミックス製管11の下端接続部は冷却壁14
によって形成された保持孔15に挿通保持されるように
なっている。セラミックス製管11の下端部外周にはセ
ラミックス製織布18が巻かれており、このセラミック
ス製織布16の外周にはさらに断熱材としてのキャスタ
ブル耐火物層17が配置されている。キャスタブル耐火
物層17の外周には、さらに所定間隙を保って金属ホル
ダ18が配置されている。
The metal tube plate 12 has a cooling structure in which a cooling chamber 13 is formed, and the lower end connection part of the ceramic tube 11 is connected to a cooling wall 14.
It is inserted into and held in a holding hole 15 formed by. A woven ceramic cloth 18 is wrapped around the outer periphery of the lower end of the ceramic tube 11, and a castable refractory layer 17 as a heat insulating material is further arranged around the outer periphery of the woven ceramic cloth 16. A metal holder 18 is further arranged on the outer periphery of the castable refractory layer 17 with a predetermined gap maintained therebetween.

金属ホルダ18は、上端に外周方向に向けて形成された
外周フランジ18、下端に内周方向に向けて形成された
内周フランジ20を有している。内周フランジ20上面
にはセラミックス製管11およびキャスタブル耐火物層
17の下面が当接されており、キャスタブル耐火物層1
7と金属ホルダ18との間に生じた間隙にはシリコーン
ゴムなどを流し込み成形した緩衝層21が形成されてい
る。そして、この緩衝層21およびキャスタブル耐火物
層17を介してセラミックス製管11が、金属ホルダ1
Bと一体化されている。緩衝層21は、この実施例にお
いては、0.5〜3mm程度の厚さとされている。
The metal holder 18 has an outer circumferential flange 18 formed toward the outer circumferential direction at the upper end, and an inner circumferential flange 20 formed toward the inner circumferential direction at the lower end. The lower surfaces of the ceramic tube 11 and the castable refractory layer 17 are in contact with the upper surface of the inner peripheral flange 20.
A buffer layer 21 formed by pouring silicone rubber or the like is formed in the gap created between the metal holder 7 and the metal holder 18 . Then, the ceramic tube 11 is attached to the metal holder 1 via the buffer layer 21 and the castable refractory layer 17.
It is integrated with B. In this embodiment, the buffer layer 21 has a thickness of about 0.5 to 3 mm.

また、外周フランジ18の外縁部下面には環状突起22
が形成され、管板12上面の保持孔15付近に設けられ
たパツキン23と当接される。したがって、セラミック
ス製管11は、金属ホルダ1Bを介してその環状突起2
2が管板12上面のパツキン23上に当接載置されるこ
とによって保持されることとなる。
Further, an annular projection 22 is provided on the lower surface of the outer edge of the outer peripheral flange 18.
is formed and comes into contact with a packing 23 provided near the holding hole 15 on the top surface of the tube plate 12. Therefore, the ceramic tube 11 is inserted into the annular projection 2 through the metal holder 1B.
2 is held in contact with and placed on the gasket 23 on the upper surface of the tube plate 12.

この場合、環状突起22と管板12上面との間のシール
はパツキン23によって行なわれるが、シール面圧を大
きくするため、パツキン23に対する環状突起22の当
り幅をナイフェツジ状に加工して小さくしである。なお
、若干の工数は増加するが、ボルト締め付けによってシ
ール面圧を確保してもよいことは勿論である。
In this case, the seal between the annular protrusion 22 and the upper surface of the tube plate 12 is performed by the packing 23, but in order to increase the sealing surface pressure, the contact width of the annular protrusion 22 with respect to the packing 23 is machined into a knife shape to reduce it. It is. Note that it is of course possible to secure the sealing surface pressure by tightening the bolts, although the number of man-hours increases slightly.

上記のようなセラミックス製管11の下端部を管板12
の保持孔15で挿通保持するには、セラミックス製管1
1と一体化されている金属ホルダ18の環状突起22の
部分を管板12上面のパツキン23上に載置するだけで
よい、これにより、パツキン23にはセラミックス製管
11などの自重がかかり、管板12上面と環状突起22
間はパツキン23を介して気密にシールされ、流体漏れ
を防止することができる。
The lower end of the ceramic tube 11 as described above is attached to the tube plate 12.
To insert and hold the ceramic tube 1 through the holding hole 15 of
It is only necessary to place the annular protrusion 22 of the metal holder 18 that is integrated with the metal holder 1 on the packing 23 on the upper surface of the tube plate 12. As a result, the weight of the ceramic tube 11 etc. is applied to the packing 23. Top surface of tube plate 12 and annular projection 22
The space between the two is airtightly sealed with a gasket 23 to prevent fluid leakage.

したがって、この接続構造によれば、セラミックス製管
11の管板12に対する脱着が非常に容易となり1組立
、開放点検に要する時間が大幅に短縮される。
Therefore, according to this connection structure, the ceramic tube 11 can be attached and detached from the tube plate 12 very easily, and the time required for one assembly and open inspection can be significantly shortened.

この接続構造において、セラミックス製管11内を通過
するガスの温度が700℃であるとすると、キャスタブ
ル耐火物層17が断熱層として作用し、かつ、金属ホル
ダ1Bが冷却壁14によって輻射冷却されるため、緩衝
層21は約180℃程度に保冷されて緩衝力が保持され
、熱膨張差や機械的衝撃に伴なうセラミックス製管11
と管板12間の相対変位を吸収する。また、始動時など
の過渡的な状態において、セラミックス製管11の熱膨
張にキャスタブル耐火物層17の熱膨張が追随せず、セ
ラミックス製管11とキャスタブル耐火物層17との間
に応力が生ずることがあるが、この応力はセラミックス
製織布16によって吸収されることとなる。
In this connection structure, assuming that the temperature of the gas passing through the ceramic tube 11 is 700° C., the castable refractory layer 17 acts as a heat insulating layer, and the metal holder 1B is radiantly cooled by the cooling wall 14. Therefore, the buffer layer 21 is kept cool at about 180°C to maintain its buffering force, and the ceramic tube 11 is kept cool due to thermal expansion differences and mechanical shocks.
and the tube sheet 12. Furthermore, in a transient state such as during startup, the thermal expansion of the castable refractory layer 17 does not follow the thermal expansion of the ceramic tube 11, and stress is generated between the ceramic tube 11 and the castable refractory layer 17. However, this stress will be absorbed by the ceramic woven fabric 16.

第2図には、本発明による接続構造をセラミックス製管
11上端部に適用した他の実施例が示されている。なお
、第1図におけると同極の部位については、同一符号を
付して説明を省略する。セラミックス製管11の上端部
外周にはセラミックス製織布16が巻かれており、この
セラミックス製織布16の外側には金属ホルダ18によ
って保持されたキャスタブル耐火物層17が配置されて
いる。このキャスタブル耐火物層17の外周と金属ホル
ダ18の内周との間隙には、シリコーンゴムなどからな
る約0.5〜3■の厚さの筒状の緩衝層21が配置され
ている。そして、この緩衝層21およびキャスタブル耐
火物層17を介して、セラミックス製管11が金属ホル
ダ18と一体化されている。
FIG. 2 shows another embodiment in which the connection structure according to the present invention is applied to the upper end portion of the ceramic tube 11. Note that parts having the same polarity as those in FIG. 1 are given the same reference numerals, and a description thereof will be omitted. A woven ceramic cloth 16 is wound around the outer periphery of the upper end of the ceramic tube 11, and a castable refractory layer 17 held by a metal holder 18 is disposed outside the woven ceramic cloth 16. In the gap between the outer periphery of the castable refractory layer 17 and the inner periphery of the metal holder 18, a cylindrical buffer layer 21 made of silicone rubber or the like and having a thickness of about 0.5 to 3 cm is arranged. The ceramic tube 11 is integrated with the metal holder 18 via the buffer layer 21 and the castable refractory layer 17.

セラミックス製管11と金属ホルダ18との一体化は、
例えば次のようにしてなされる。あらかじめセラミック
ス製織布16を巻回されたセラミックス製管11の外側
に図示せぬ板状仮枠を配置し、あらかじめシリコーンゴ
ムなどのペーストを内側に厚塗りされた金属ホルダ18
を板状仮枠の上に載置する。金属ホルダ18とセラミッ
クス製管11との間隙の仮枠の上にキャスタブル耐火物
のスラリーを流し込み、次いでこのスラリーを自硬させ
た後、仮枠を取り外す、この際、キャスタブル耐火物層
の要部は予成形品を用い、セラミックス製織布16に接
する部分のみ、あるいはさらに緩衝層21に接する部分
にキャスタブル耐火物スラリーを流し込み、あるいは圧
入してもよい、また、セラミックス製織布lBの内部に
こうしたスラリーが余りに浸透し過るような場合には、
セラミックス製織布16の外周に樹脂フィルムを介在さ
せておくとよい。
The integration of the ceramic tube 11 and the metal holder 18 is as follows:
For example, it is done as follows. A plate-shaped temporary frame (not shown) is placed on the outside of the ceramic tube 11 that has been wrapped with a ceramic woven cloth 16 in advance, and a metal holder 18 is coated with a thick paste such as silicone rubber on the inside.
Place it on the plate-like temporary frame. A slurry of castable refractory is poured onto the temporary frame in the gap between the metal holder 18 and the ceramic tube 11, and after this slurry is allowed to harden, the temporary frame is removed. At this time, the main parts of the castable refractory layer are removed. Using a preformed product, the castable refractory slurry may be poured or press-fitted only in the part that contacts the ceramic woven fabric 16 or further in the part that contacts the buffer layer 21. If this slurry penetrates too much,
It is preferable to interpose a resin film around the outer periphery of the ceramic woven fabric 16.

(第1図のように、内周フランジ20を備えている場合
には、上記した仮枠は不要である。)金属ホルダ18は
、その上端に外方に向けて取付用フランジ24を有して
おり、取付用フランジ24上には、パツキン25を介し
てベローズリング2Bがポルト27により締め付は固定
されるようになっている。ベローズリング26の外端に
は、ベローズ2日の一端が取り付けられている。また、
管板12上面の保持孔15付近には、パツキン29を介
してベローズリング30がポル)31により締め付は固
定されるようになっており、ベローズリング30内端に
はベローズ28の他端が取り付けられている。この実施
例では、このベローズ28により、管板12とセラミッ
クス製管11との相対的な変位を許容しつつ流体間のシ
ールを確実に行なうようにしている6なお、管板12の
下面位置、金属ホルダ18とキャスタブル耐火物層17
の下面位置には断熱材32.33が貼着もしくは吊下げ
により配置されている。また、34はフェルール状の形
状をした断熱材であり、セラミックス製管11を管板1
2に対して接続した後に配置される。
(If the inner peripheral flange 20 is provided as shown in FIG. 1, the temporary frame described above is not necessary.) The metal holder 18 has a mounting flange 24 facing outward at its upper end. On the mounting flange 24, the bellows ring 2B is tightened and fixed by a port 27 via a packing 25. One end of the bellows 2 is attached to the outer end of the bellows ring 26. Also,
A bellows ring 30 is fastened to the vicinity of the holding hole 15 on the upper surface of the tube plate 12 via a packing 29 by a pin 31, and the other end of the bellows 28 is attached to the inner end of the bellows ring 30. installed. In this embodiment, the bellows 28 allows relative displacement between the tube sheet 12 and the ceramic tube 11 while ensuring a fluid seal. Metal holder 18 and castable refractory layer 17
Insulating materials 32 and 33 are placed on the lower surface of the housing 32 and 33 by pasting or hanging them. Further, 34 is a heat insulating material having a ferrule shape, and the ceramic tube 11 is connected to the tube sheet 1.
Placed after connecting to 2.

セラミックス製管11の管板12に対する接続は、セラ
ミックス製管11を保持孔15に挿通し、第2図には図
示を省略したセラミックス製管11の下方部分に設けた
載置構造を同じく図示を省略した管板なとの載置台上に
載置する0次いで、取付用フランジ24上にパツキン2
5を介してベローズリング26をポルト27により締め
付は固定するとともに、管板12上にはパツキン29を
介してベローズリング3゜をポル)31により同じく締
め付は固定する。これによりセラミックス製管11は管
板12の保持孔15で接続され、ベローズ28が流体間
を確実にシールする。この場合、ベローズリング26ま
たはベローズリング30のいずれか一方を予め固定して
おけば、接続作業はさらに容易となる。
To connect the ceramic tube 11 to the tube plate 12, the ceramic tube 11 is inserted into the holding hole 15, and a mounting structure provided at the lower part of the ceramic tube 11, which is not shown in FIG. Next, place the packing 2 on the mounting flange 24 (not shown).
5, the bellows ring 26 is tightened and fixed by a port 27, and the bellows ring 3° is also tightened and fixed by a port 31 on the tube plate 12 via a packing 29. Thereby, the ceramic tube 11 is connected through the holding hole 15 of the tube plate 12, and the bellows 28 reliably seals the fluid. In this case, if either the bellows ring 26 or the bellows ring 30 is fixed in advance, the connection work will be made easier.

この接続構造において、セラミックス製管11の長さを
211とし、セラミックス製管11上部より700℃の
高温ガスを流入させるとする。その場合、流入開始時に
セラミックス製管11だけが高温になり、セラミックス
製管11が上方向に約1.5mm伸び、流入後1時間程
で缶体鉄皮が約70”Cに昇温し、膨張してセラミック
ス製管11の伸びに追いついてくることになるが、この
間の軸方向および半径方向の熱膨張差をセラミックス製
織布16およびa+層21が吸収し、セラミックス製管
11の破損が防止される。
In this connection structure, the length of the ceramic tube 11 is set to 211, and high temperature gas at 700° C. is introduced from the top of the ceramic tube 11. In that case, only the ceramic tube 11 becomes high temperature at the start of the inflow, the ceramic tube 11 extends upward by about 1.5 mm, and the temperature of the can body steel rises to about 70"C in about an hour after the inflow. The expansion will catch up with the elongation of the ceramic tube 11, but the difference in thermal expansion in the axial and radial directions during this time will be absorbed by the ceramic woven fabric 16 and the a+ layer 21, preventing the ceramic tube 11 from being damaged. Prevented.

なお、緩衝層21は、例えばその下部外周が金属ホルダ
18内周部に接着され、その上部内周をキャスタブル耐
火物層17外周部に接着保持ないしはゴム弾性を利用し
た圧着保持をされるようにし、緩衝層21の上下方向中
央部をキャスタブル耐火物層17にも金属ホルダ18に
も接着しないようにすれば、金属ホルダ18に対し、セ
ラミックス製管11がその軸方向により大きな相対変位
を起こしても、これを吸収することが可能となる。
Note that, for example, the lower outer circumference of the buffer layer 21 is bonded to the inner circumference of the metal holder 18, and the upper inner circumference thereof is bonded and held to the outer circumference of the castable refractory layer 17, or crimped and held using rubber elasticity. If the vertical center of the buffer layer 21 is not bonded to either the castable refractory layer 17 or the metal holder 18, the ceramic tube 11 will undergo a larger relative displacement in the axial direction with respect to the metal holder 18. It is also possible to absorb this.

「発明の効果」 以上説明したように、本発明によれば、無機質の断熱層
および輻射冷却された金属ホルダにより、緩衝層がその
弾力性を保持できる程度に保冷される。また、緩衝層に
より熱膨張差や機械的衝撃が吸収される。また、金属ホ
ルダを介した管と管板との接続にあたり、その接続部に
パツキンとシール面圧の大な外周フランジとの組み合わ
せ、あるいはベローズのような適切なシール手段を講じ
であるので、気体間のシールを確実に行なうことができ
る。さらに加えて、管板に対する管の脱着が極めて容易
となり、組立、開放点検に要する時間が大幅に短縮され
る。そして、セラミックス製管の採用により、例えば、
1000℃を越すような高温のガスも処理することが可
能となる。
"Effects of the Invention" As explained above, according to the present invention, the inorganic heat insulating layer and the radiation-cooled metal holder keep the buffer layer cool enough to maintain its elasticity. In addition, the buffer layer absorbs thermal expansion differences and mechanical shocks. In addition, when connecting the tube and tube sheet via a metal holder, the connection part is equipped with a combination of a gasket and an outer peripheral flange with a high sealing surface pressure, or an appropriate sealing means such as a bellows is used to prevent gas from leaking. It is possible to reliably seal the space between the two. In addition, the tubes can be attached and detached from the tube sheet extremely easily, and the time required for assembly and opening inspection can be greatly reduced. By using ceramic tubes, for example,
It becomes possible to process gases at temperatures exceeding 1000°C.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明による接続構造を管の下端部に適用した
場合の一実施例を示す要部断面図、第2図は本発明によ
る接続構造を管の上端部に適用した場合の要部断面図で
ある。 11・・・セラミックス製管、12・・・管板、14・
・・冷却壁、15・・・保持孔、16・・・セラミック
ス製織布、I7・・・キャスタブル耐火物層、18・・
・金属ホルダ、18・・・外周フランジ、20・・・内
周フランジ、21・・・緩衝層、22・・・環状突起、
23.25.29・・・パツキン、24・・・取付用フ
ランジ、 26.30・・・ベローズリング、2日・・
・ベローズ。 第2図
FIG. 1 is a cross-sectional view of the main parts of an embodiment in which the connection structure according to the present invention is applied to the lower end of a pipe, and FIG. 2 is a main part when the connection structure according to the present invention is applied to the upper end of the pipe. FIG. 11... Ceramic tube, 12... Tube sheet, 14.
...Cooling wall, 15... Holding hole, 16... Ceramic woven fabric, I7... Castable refractory layer, 18...
- Metal holder, 18... Outer flange, 20... Inner flange, 21... Buffer layer, 22... Annular projection,
23.25.29...Packskin, 24...Mounting flange, 26.30...Bellows ring, 2nd...
・Bellows. Figure 2

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)セラミックス製管の接続部外周を無機質の断熱層
が囲み、この無機質の断熱層の外周をポリマー系の緩衝
層が囲み、さらにこの緩衝層の外周を金属ホルダが囲ん
で前記セラミックス製管と前記金属ホルダとを一体化し
、前記金属ホルダにより前記セラミックス製管が管板に
保持されていることを特徴とする管と管板とを接続する
構造。
(1) An inorganic heat insulating layer surrounds the outer periphery of the connecting portion of the ceramic tube, a polymeric buffer layer surrounds the outer periphery of the inorganic heat insulating layer, and a metal holder surrounds the outer periphery of the buffer layer. and the metal holder are integrated, and the ceramic tube is held on the tube plate by the metal holder. A structure for connecting a tube and a tube plate.
(2)前記無機質の断熱層は、セラミックス質のファイ
バー、ペーパーまたは織布からなる内層と、キャスタブ
ル耐火物からなる外層とによって構成されている特許請
求の範囲第1項に記載の管と管板とを接続する構造。
(2) The tube and tubesheet according to claim 1, wherein the inorganic heat insulating layer is composed of an inner layer made of ceramic fiber, paper, or woven fabric, and an outer layer made of castable refractory material. A structure that connects.
(3)前記ポリマー系の緩衝層は、シリコーンゴム系ま
たはフッ素ゴム系あるいは無機質ポリマー系の少なくと
も一つからなる特許請求の範囲第1項または第2項に記
載の管と管板との接続する構造。
(3) The polymer-based buffer layer is made of at least one of silicone rubber, fluororubber, or inorganic polymer, and is used to connect the tube and tube sheet according to claim 1 or 2. structure.
(4)前記金属ホルダは水などの低温流体により間接的
に輻射冷却され、前記緩衝層が前記金属ホルダにより保
冷されている特許請求の範囲第1項ないし第3項のいず
れか一に記載の管と管板とを接続する構造。
(4) The metal holder is indirectly cooled by radiation with a low-temperature fluid such as water, and the buffer layer is kept cool by the metal holder. A structure that connects pipes and tube sheets.
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JPS59225721A (en) * 1983-06-07 1984-12-18 Asahi Glass Co Ltd Dust collecting apparatus

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