JPS63120991A - 内壁面の耐摩耗性を向上させた管部材およびその製法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、内壁の耐摩耗強度を飛躍的に向上させた管
部材およびその製法に関する。

【従来の技術およびその問題点】

たとえば、汚泥輸送管路、工業における洗浄水輸送管路
など、固体を含む液体を輸送する管路、あるいは、粉体
や粒体の空気輸送のための管路などを構成する管部材の
内壁は、高い流体動圧に支援された固体が衝突するため
、流体のみを輸送する場合に（らべて比較にならないほ
ど摩耗が激しい。 管部材は、引抜き鋼管が最も機械的強度があり、このよ
うな鋼管が上記のような固体を含む流体を輸送する管路
を構成するための管部材として使用されている。しかし
ながら、それが鋼管である以上、内壁の耐摩耗性には限
界があり、外壁ならともかく、内壁全域に表面処理を施
こすことはコスト的にも、技術的にもほとんど不可能に
近い、かといって、管部材自体をセラミックなどの耐摩
耗性にすぐれた材料で作ることは、成形の困難性、もろ
さ、あるいはコストの点で現時点では実現性にとぼしい
。 この発明は、上記の事情のもとで考え出されたもので、
内壁の耐摩耗強度が従来に比べて非常に高められ、かつ
製造が容易である新たな構造の管部材およびその製法を
提供することをその課題とする。

【問題を解決するための手段】

上記の問題を解決するため、本発明の管部材は、管部材
の内面に、互いに隣接して帯状に並ぶ多数個のセラミッ
クプレートを含むセラミックプレート列を、１周毎に管
部材の軸方向に実質的に密接するように螺旋状に配し、
かつこれらのセラミックプレートを上記管部材の内面に
固定して構成されている。 そして上記の管部材の製法は、帯部材上に多数個のセラ
ミックプレートを隣接して並ぶように保持してなるセラ
ミックプレート帯を用意し、このセラミックプレート帯
を、１周毎に管部材の軸方向に実質的に隣接する螺旋を
形成するように管部材の内部に挿入する工程と、上記セ
ラミックプレート帯を、管部材の内面に固定する工程と
を含んでいる。 上記管部材としては、所望の耐圧強度を満足するもので
あれば材質を問わない、セラミックプレートとしては、
基本的に平面視矩形状のものを使用すると、帯方向に隣
接させたときのすきま、あるいはセラミック帯を１周毎
に密接する螺旋状に巻いたときの管の軸方向に隣り合う
部位のすきまをなくすことができるので好都合である。 なお、セラミックは、たとえばアルミナ焼結体が適当で
ある。また、セラミックプレートを管部材に対して固定
するための手段としては、管部材の材質により、これと
セラミックプレートとを固定しうる手段であればよく、
管部材が塩化ビニルなどの樹脂であれば、樹脂性接着材
が適当であり、管部材が鋼管などの金属管であれば、こ
れと同種金属による融着、あるいは接着を選択しうる。

【作用および効果】

本発明の管部材は、その内壁に固定されるセラミックプ
レートの独特な配列により、はじめて管部材の内面にセ
ラミックプレートを互いに密集して貼り付けることが可
能となっている。 たとえば、セラミックプレートを一枚ずつ管端面から管
内部に入れ、かつこれを所定の配列で密集状に配置する
ことは、管内部が視認できないこと、あるいは、長状の
保持治具の先端に保持させたプレートを管の奥部まで挿
入しながら作業しなければならないことから、非常な困
難を伴なうことは容易に想像できる。 一方、本発明では、互いに隣接して帯状に並ぶ多数個の
セラミックプレートを含むセラミックプレート列を、１
周毎に管部材の軸方向に実質的に密接するように螺旋状
に配するようにしているから、帯部材上に多数個のセラ
ミックプレートを隣接して並ぶように仮保持してなるセ
ラミックプレート帯を用意し、このセラミックプレート
帯を、１周毎に管部材の軸方向に実質的に隣接する螺旋
を形成するように管部材の内部に挿入することで、きわ
めて容易に管部材内面を整列させられた多数のセラミッ
クプレートで覆うことができる。 すなわち、たとえば、管部材の入口から、セラミックプ
レート帯を管内面に沿うように輪にしながら順次押し込
むだけで、管内部において自然にこのセラミックプレー
ト帯は管の軸方向に密接した螺旋状となって送り込まれ
るのである。そしてこのように管の入口から出口まで挿
入されたセラミックプレート帯は、すべてつながってい
るので、管の入口からこのセラミックプレート帯を螺旋
状に挿入するときに帯方向の押し力を作用させながら作
業を行なうと、帯の長手方向に隣接するセラミックプレ
ート同士が突っ張り、これによってすべてのセラミック
プレートが管内面に対してすきまなく沿うように都合よ
く配置されるのである。 そしてまた、本発明による内面の耐摩耗性を向上させた
管部材は、互いに隣接して帯状に並ぶ多数個のセラミッ
クプレートを含むセラミックプレート列を、１周毎に管
部材の軸方向に実質的に密接するように螺旋状に配する
というセラミックプレートの配列構造を採用しているか
ら、単位セラミックプレートの上記帯方向の長さを、管
部材の内周の長さに制限されずにある程度自由に定める
ことができる。このことは、管部材の断面が途中で縮小
、拡大している場合でも、螺旋の径を変化させるだけで
問題なくその管部材の内面にセラミックプレートを密集
整列配置することができるし、また、内径が異なる管部
材であっても、問題なくその内面にセラミックプレート
を密集整列配置することができることを意味する。 以上のように本発明の内面の耐摩耗性を向上させた管部
材およびその製法によれば、口径に対して軸方向長さが
長い管部材であっても、その内面に密集整列配置された
多数個のセラミックプレートからなる耐摩耗壁が、都合
よく形成される。

【実施例の説明】

以下、本発明の実施例を図面を参照して具体的に説明す
る。 本発明方法を使用し、管部材１の内壁に密集整列配置さ
れる多数個のセラミックプレート２・・・からなる耐摩
耗壁３を形成するには、まず、第２図に表れているよう
に、帯部材４などによって多数個のセラミックプレート
２・・・を隣接して並ぶように保持してなるセラミック
プレート帯５を用意する。 第２図および第３図に示す例では、帯部材４としてたと
えばある程度の引張り強度をもつ紙テープを使用し、こ
れを各セラミックプレート２・・・の表面に貼着させる
ことにより、上記セラミックプレート帯５を構成してい
る。 セラミックプレート２・・・としては、矩形状の平面視
形状をもつものが隣接するもの同士のすきまをなくす上
で好ましいが、第２図に表れているように、整列方向前
後に突起６と凹部７とを設けておき、帯部材４上に整列
させたとき上記隣接する突起６と凹部７とが互いに嵌合
するようにしておくと、帯と交差する方向に各プレート
２・・・がずれなくなるので好都合である。また、後記
するようにこのセラミックプレート帯５を管部材１内に
挿入し、かつ各プレート２・・・を固定した後には上記
帯部材４は洗浄除去するので、帯部材４に対して各セラ
ミックプレート２を保持させるには、たとえば澱粉糊な
どの接着力がそれほど強くない糊を使用するとよい。ま
た、上記各セラミックプレート２は、管部材１の内壁に
その１周あたりに配置すべき個数が多い場合には平面的
なものでよいが、管部材１内壁の曲率と対応して湾曲さ
せたものを使用すると、管部材１の内壁に対してより密
接状に接着固定することができ、また、管摩擦抵抗を低
減することができるので好都合である。 上記のようにして用意されたセラミックプレート帯５は
、たとえば、次のようにして管部材１の入口１ａから内
部に送入される。 まず、あらかじめ管部材１の内壁に熱硬化性の樹脂接着
材を塗布しておき、第３図に表れているように管部材１
の入口において、管部材１の内径と対応するようにして
セラミックプレート帯５の端部で輪を作ってこれを上記
人口１ａから管内壁に沿うように挿入し、つづいて同様
にして順次輸を作りながらこれを前に挿入した輪のあと
から押し込むようにして管部材ｌ内に挿入してゆくので
ある。連続するセラミックプレート帯５で輪を作りなが
らこれらを管部材１内に挿入してゆくので、管部材１の
内部には、第１図に示すように自然と上記帯状のセラミ
ックプレート列が螺旋状に密接配列されることになる。 その際、帯が延びる方向にも押しながら作業を進めると
、帯方向に連続して並ぶ各セラミックプレート２・・・
が互いに突っ張り、都合よく管内面に密着させることが
できる。 そうして、管端末部骨には、たとえば第４図に示すよう
な端末補正用セラミックプレート帯５ａを挿入すれば、
管部材１の全長にわたる内面に、多数のセラミックプレ
ート２・・・を密接状に整列配置することができる。そ
して次に、このようにセラミックプレート２・・・を内
面に配置された管部材を図示しない過熱炉に装填して各
セラミックプレート２・・・と管部材１の内面との管に
介在する上記の熱硬化性接着材８を固化させ、各セラミ
ックプレート２を管内壁に対して固定する。そして最後
に、セラミックプレート帯５を形成するために使用した
帯部材４を洗い落とす、なお、過熱炉に装填する前に管
部材内に砂などを一時的に充填してこれを管端から突き
固める工程を加えると、砂が各セラミックプレートを管
の内面に押しつけるので、各セラミックプレート２・・
・をより確実に管部材内面に密着させることができる。 上記セラミックプレート帯５を螺旋状に管部材１内面に
配列するには、次のような手法を採用することもできる
。すなわち、第５図に示すように、管部材１の内径から
セラミックプレート２・・・の厚みのほぼ２倍の寸法を
減じた寸法の外径をもつ保持内筒９を用意し、これにあ
らかじめ上記セラミックプレート帯５を密接螺旋状に巻
き付けておく。 そしてこれを内面に接着材を塗布した管部材１の内部に
挿入し、その後保持内筒９を抜き取るのである。この手
法によれば、各セラミックプレート２・・・を管部材１
の内壁に固定する手段として、管部材ｌ内面とセラミッ
クプレート層の間に溶融金属を流し込み、セラミックプ
レート２を金属融着により管部材１の内壁に固定すると
いう手段をとることができる。 さらに、図示は省略するが、自然状態で上記管部材１の
内壁に密着するような外径をもつコイルばねを用意し、
このコイルばねの両端を引っ張ってその外径をやや縮小
させた状態で、このコイルばねの外周に上記セラミック
プレート帯５を１周ごとにバネの伸びに対応する隙間を
あけながら巻き付けておき、これを内面に接着材を塗布
した管部材ｌの内部に挿入し、そうしてばねの両端に対
する引張り力を解除するという方法を採用することもで
きる。このようにすると、挿入時にはコイルばねの外径
が縮小しているから、これにセラミックプレート帯５を
巻き付けた状態で管部材１内に挿入する作業が容易であ
る一方、挿入後コイルばねに対する引張り力を解除する
とコイルばねの外径が拡大してセラミックプレート帯５
を管部材の内壁に押圧するので、各セラミックプレート
２がより確実に管部材の内壁に密着させられる。 以上は管部材工が直管である場合の例であるが、管部材
ｌがベンドやエルボなどの曲がり管である場合にも本発
明を適用することができる。 この場合には、第６図に示すように、管部材工の入口か
らセラミックプレート帯５の輪を作ってこれを挿入する
際に、あらかじめ用意した第７図に示すような補正帯１
０を隣接する輪と輪との間に挟みこんでゆけばよい、上
記補正帯１０は、セラミックプレート帯５を所定形状に
裁断することによって得ることができ、その全長は、は
ぼ管部材１の内周に対応しており、その両端部の最細部
１０ａ、１０ａが管部材１の内側内面と対応するように
しながら上記のように挟み込んでゆくのである。なお、
この補正帯１０の最大幅は、曲がり管の曲率と対応して
決定されるが、曲がり管の最外径Ｌｌと最内径Ｌ２との
比が２：１である場合には、上記セラミックプレート帯
５と同幅、すなわち単位セラミックプレート２・・・の
幅と同等となる。 もちろん、この発明の範囲は上述した実施例に限定され
ることはない。 たとえば、セラミンクプレート２・・・を整列状に保持
させてセラミックプレート帯５を形成するだめの手法と
しては、上述の実施例のように、祇テープを使用する他
にも種々考えられる。 たとえば、第８図に示すように、各セラミックプレート
２・・・にその前後方向に貫通する穴１１を開けておき
、これにたとえば針金１２を連通挿させることによって
も、上記セラミックプレート帯５が構成でき、これを用
いることによっても上述と同様にしてセラミックプレー
ト２・・・を管内面に螺旋状に整列配置させることがで
きる。このようにすると、上述の実施例のように紙テー
プを洗浄除去するという工程が省略され、製造が闇単に
なる。 さらに、第９図ないし第１Ｌ図に示す例では、各セラミ
ックプレート２・・・の裏面に入口より奥部が幅広とな
った溝１３を前後方向に延びるように設け、上記入口幅
より若干広い幅をもつ金属ベルト１４を上記各セラミッ
クプレートの谷溝１３に通挿することによってセラミッ
クプレート帯５を形成している。このようにすると、各
セラミックプレート２・・・を平面視で単なる矩形状に
形成しておいても、金属ベル）１４によって幅方向のず
れが阻止される。そして、図示例では、各セラミックプ
レート２・・・を平面視正方形に形成するとともに、上
記溝１３を各セラミックプレート２・・・について十字
状に形成しており、このようにすると、セラミックプレ
ート２・・・の自動機による方向揃えが容易となり、溝
１３に上記金属ベルト１４を通す作業も容易に行なえる
ようになる。 また、上記金属ベルト１４の裏面には、その幅方向中央
部に凸条１４ａを形成して、この凸条部での厚みが上記
溝１３の潔さより若干大きくなるようにしている。この
ようにすると、こうしてできたセラミックプレート帯５
を管内壁に沿わせたときに、第１１図に示すように屈曲
部において上記金属ベルト１４の凸条１４ａがかならず
管内壁に接触することとなる。この状態でセラミックプ
レート帯５と管内壁に介在させた接着材を固化させると
、管部材ｌを金属で構成した場合に、金属同士であるこ
とから管内壁と金属ベルト１４が互いに強固に接着固定
され、その結果、各セラミックプレート２・・・が管内
壁に対してより強固に、安定的に固定されて剥離の可能
性がきわめて少な（なる。 また、管部材の材質は問われない、所望の耐圧強度の材
質を採択すればよい。なお本発明によれば、耐圧強度が
それほど問題とならない場合にはむしろ、従来より機械
強度の落ちる材質の管部材を採用することができる。 また、単位セラミンクプレートの形状も問われない、す
なわち、本発明の趣旨から、隣接して並んで所定幅の帯
が形成されるのであればどような形状を採用しても差支
えない。 さらに、実施例では、セラミックプレート帯５を、−列
のセラミックプレート列で構成しているが、より小さい
セラミックプレートを２列あるいは３列にしてセラミッ
クプレート帯５を構成し、これを使用して管部材に螺旋
配置のセラミックプレート列を形成するようにしてもよ
い。 さらに、実施例のセラミックプレート帯５を２本あるい
は３本並列させながら、すなわち２条ねしあるいは３条
ねじのようにして、管部材１の内部に螺旋配置してもよ
い、セラミックプレートの大きさに対して管部材の内径
が大きい場合には、このようにすれば作業がより効率的
に行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の管部材の縦断面図、第２図はセラミッ
クプレート帯の一例の裏面斜視図、第３図はセラミック
プレート帯を管部材に挿入する手法の一例の説明図、第
４図は端末補正用セラミックプレート帯の平面図、第５
図はセラミックプレート帯を管部材に挿入する手法の他
の一例を示す説明図、第６図は管部材が曲がり管である
場合におけるセラミックプレート帯を管部材に挿入する
手法の説明図、第７図は補正帯の平面図、第８図はセラ
ミックプレート帯の他の例の裏面斜視図、第９図はセラ
ミックプレート帯のさらに他の例の裏面図、第１０図は
第９図のＸ−Ｘ線拡大断面図、第１１図は第９図のセラ
ミックプレート帯が管内面に沿うように配置された状態
の断面図である。 １・・・管部材、２・・・セラミックプレート、４・・
・帯部材、５・・・セラミックプレート帯。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）管母材の内面に、互いに隣接して帯状に並ぶ多数
   個のセラミックプレートを含むセラミックプレート列を
   、１周毎に管母材の軸方向に実質的に密接するように螺
   旋状に配し、かつこれらのセラミックプレートを上記管
   母材の内面に固定して構成されることを特徴とする、内
   壁面の耐摩耗性を向上させた管部材。
2. （２）帯部材上に多数個のセラミックプレートを隣接し
   て並ぶように保持してなるセラミックプレート帯を用意
   し、このセラミックプレート帯を、１周毎に管母材の軸
   方向に実質的に隣接する螺旋を形成するように管母材の
   内部に挿入する工程と、上記セラミックプレート帯を、
   管母材の内面に固定する工程とを含むことを特徴とする
   、内壁面の耐摩耗性を向上させた管部材の製法。