JP2002022554A - 高温用熱電対及びその製造方法 - Google Patents
高温用熱電対及びその製造方法Info
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- JP2002022554A JP2002022554A JP2000201054A JP2000201054A JP2002022554A JP 2002022554 A JP2002022554 A JP 2002022554A JP 2000201054 A JP2000201054 A JP 2000201054A JP 2000201054 A JP2000201054 A JP 2000201054A JP 2002022554 A JP2002022554 A JP 2002022554A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 劣化しにくく、また容易な取り扱いにて、測
定温度や測温環境に応じた最適な材質として延命化を図
ることができる高温用熱電対及びその製造方法を提供す
ること。 【解決手段】 ２本の素線２２ａ、２２ｂは固形焼結絶
縁管２３に通されて相互に絶縁されており、固形焼結絶
縁管２３より延出するそれぞれの素線の一端部は接続さ
れて測温接点２２ｃが形成され、少なくとも測温接点２
２ｃを含む先端側は、両端が閉じられた保護管２４内に
収められて高温用熱電対２１が構成される。
定温度や測温環境に応じた最適な材質として延命化を図
ることができる高温用熱電対及びその製造方法を提供す
ること。 【解決手段】 ２本の素線２２ａ、２２ｂは固形焼結絶
縁管２３に通されて相互に絶縁されており、固形焼結絶
縁管２３より延出するそれぞれの素線の一端部は接続さ
れて測温接点２２ｃが形成され、少なくとも測温接点２
２ｃを含む先端側は、両端が閉じられた保護管２４内に
収められて高温用熱電対２１が構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高温度の計測に使
用される高温用熱電対及びその製造方法に関する。
用される高温用熱電対及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は、高温用熱電対６を、真空焼結炉
１の断熱材２で囲まれる加熱区画３の温度測定用として
取り付けた状態を示す。高温用熱電対６は、例えばＭｏ
で成るホルダー５で天井側の断熱材２に吊られ、加熱区
画３内に設けられた熱遮蔽板４を貫通して、その測温接
点６ａが加熱区画３内に挿入されている。基準接点側は
電極端子７に取り付けられている。加熱区画３内の断熱
材２による側壁の内面側には図示しない棒状ヒータが設
置されており、下方から挿入される被処理物を、真空中
で１８００℃の高温で加熱処理する。そして、高温用熱
電対６により測定された温度に基づいて加熱区画３内の
温度制御や過熱警報がなされる。
１の断熱材２で囲まれる加熱区画３の温度測定用として
取り付けた状態を示す。高温用熱電対６は、例えばＭｏ
で成るホルダー５で天井側の断熱材２に吊られ、加熱区
画３内に設けられた熱遮蔽板４を貫通して、その測温接
点６ａが加熱区画３内に挿入されている。基準接点側は
電極端子７に取り付けられている。加熱区画３内の断熱
材２による側壁の内面側には図示しない棒状ヒータが設
置されており、下方から挿入される被処理物を、真空中
で１８００℃の高温で加熱処理する。そして、高温用熱
電対６により測定された温度に基づいて加熱区画３内の
温度制御や過熱警報がなされる。
【０００３】図５に高温用熱電対６の拡大図を示す。２
本の素線１２ａ、１２ｂはタングステン−レニウム系素
線（Ｗ・５％Ｒｅ／Ｗ・２６％Ｒｅ）が使用されてい
る。ホルダー５には、例えばＷから成る細長いＵ字形状
の支持具１３が、素線１２ａ、１２ｂの下端（測温接
点）６ａより低い位置まで延びて取り付けられており、
素線１２ａ、１２ｂの振動を防ぐためにその測温接点６
ａはＴａワイヤ１４で緩く結んで支持具１３に固定され
ている。素線１２ａ、１２ｂはそれそれ高純度のアルミ
ナ焼結絶縁管１５に通され（図においては２本のアルミ
ナ焼結絶縁管１５が紙面を貫く方向に重なっている）、
断熱材２、ホルダー５、支持具１３と接触する部分等は
素線相互間も含め絶縁されている。
本の素線１２ａ、１２ｂはタングステン−レニウム系素
線（Ｗ・５％Ｒｅ／Ｗ・２６％Ｒｅ）が使用されてい
る。ホルダー５には、例えばＷから成る細長いＵ字形状
の支持具１３が、素線１２ａ、１２ｂの下端（測温接
点）６ａより低い位置まで延びて取り付けられており、
素線１２ａ、１２ｂの振動を防ぐためにその測温接点６
ａはＴａワイヤ１４で緩く結んで支持具１３に固定され
ている。素線１２ａ、１２ｂはそれそれ高純度のアルミ
ナ焼結絶縁管１５に通され（図においては２本のアルミ
ナ焼結絶縁管１５が紙面を貫く方向に重なっている）、
断熱材２、ホルダー５、支持具１３と接触する部分等は
素線相互間も含め絶縁されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】素線１２ａ、１２ｂは
熱処理雰囲気中に直接さらされており、被処理物や断熱
材などからの放出物による汚染や、雰囲気ガスによって
は酸化や腐食し、また、高温度での使用により脆くなる
などして、使用期間が短い、取り扱い時に断線しやすい
などの問題がある。
熱処理雰囲気中に直接さらされており、被処理物や断熱
材などからの放出物による汚染や、雰囲気ガスによって
は酸化や腐食し、また、高温度での使用により脆くなる
などして、使用期間が短い、取り扱い時に断線しやすい
などの問題がある。
【０００５】また、従来より、素線が雰囲気の影響を受
けないよう保護されたものがあり、これは図６及び図７
（図６における［７］−［７］線方向の断面図）に示さ
れるように、一端で接続され測温接点９ｃを形成した素
線９ａ、９ｂを金属保護管１０内に収め、素線９ａ、９
ｂ相互の間及び素線９ａ、９ｂと金属保護管１０との間
に粉体絶縁物１１を詰めている。
けないよう保護されたものがあり、これは図６及び図７
（図６における［７］−［７］線方向の断面図）に示さ
れるように、一端で接続され測温接点９ｃを形成した素
線９ａ、９ｂを金属保護管１０内に収め、素線９ａ、９
ｂ相互の間及び素線９ａ、９ｂと金属保護管１０との間
に粉体絶縁物１１を詰めている。
【０００６】粉体絶縁物１１としてはマグネシア（Ｍｇ
Ｏ）やアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）などが用いられるが、１２
００℃以上の高温におけるマグネシアやアルミナの粉体
絶縁物は絶縁抵抗が急激に低下する欠点がある。これに
対し、固形焼結絶縁管の絶縁抵抗は、同質の粉体絶縁物
より約１０倍程度高い値を示す。また、粉体絶縁物を用
いたこの熱電対では、その製造、及び測定温度や測温環
境に応じた材質の変更が容易に行えない。
Ｏ）やアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）などが用いられるが、１２
００℃以上の高温におけるマグネシアやアルミナの粉体
絶縁物は絶縁抵抗が急激に低下する欠点がある。これに
対し、固形焼結絶縁管の絶縁抵抗は、同質の粉体絶縁物
より約１０倍程度高い値を示す。また、粉体絶縁物を用
いたこの熱電対では、その製造、及び測定温度や測温環
境に応じた材質の変更が容易に行えない。
【０００７】本発明は上述の問題に鑑みてなされ、劣化
しにくく、また容易な取り扱いにて、測定温度や測温環
境に応じた最適な材質として延命化を図ることができる
高温用熱電対及びその製造方法を提供することを課題と
する。
しにくく、また容易な取り扱いにて、測定温度や測温環
境に応じた最適な材質として延命化を図ることができる
高温用熱電対及びその製造方法を提供することを課題と
する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するに
あたり、本発明では、２本の素線は固形焼結絶縁管に通
されて相互に絶縁されており、その固形焼結絶縁管より
延出するそれぞれの素線の一端部は接続されて測温接点
が形成され、少なくとも測温接点を含む先端側は、両端
が閉じられた保護管内に収められて高温用熱電対が構成
される。
あたり、本発明では、２本の素線は固形焼結絶縁管に通
されて相互に絶縁されており、その固形焼結絶縁管より
延出するそれぞれの素線の一端部は接続されて測温接点
が形成され、少なくとも測温接点を含む先端側は、両端
が閉じられた保護管内に収められて高温用熱電対が構成
される。
【０００９】また、本発明では、２本の素線を固形焼結
絶縁管に通して互いに絶縁し、その固形焼結絶縁管より
延出するそれぞれの素線の一端部を接続して測温接点を
形成し、少なくとも測温接点を含む先端側を保護管内に
挿入した後、保護管の両端を封じて高温用熱電対を製造
する。
絶縁管に通して互いに絶縁し、その固形焼結絶縁管より
延出するそれぞれの素線の一端部を接続して測温接点を
形成し、少なくとも測温接点を含む先端側を保護管内に
挿入した後、保護管の両端を封じて高温用熱電対を製造
する。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【００１１】図１に本発明の実施の形態による高温用熱
電対２１を示す。２本の素線２２ａ、２２ｂはタングス
テン−レニウム系素線であり、固形焼結絶縁管２３に通
され、この固形焼結絶縁管２３より延出するそれぞれの
一端は例えば溶接などにより接続され測温接点２２ｃを
形成している。基準接点側の他端にはそれぞれ端子２６
ａ、２６ｂが取り付けられ、図４に示す電極端子７に取
り付けられている。
電対２１を示す。２本の素線２２ａ、２２ｂはタングス
テン−レニウム系素線であり、固形焼結絶縁管２３に通
され、この固形焼結絶縁管２３より延出するそれぞれの
一端は例えば溶接などにより接続され測温接点２２ｃを
形成している。基準接点側の他端にはそれぞれ端子２６
ａ、２６ｂが取り付けられ、図４に示す電極端子７に取
り付けられている。
【００１２】固形焼結絶縁管２３は、図１に示すライン
Ａを境にこれより先端側（測温接点２２ｃ側）２３ａは
ベリリア（ＢｅＯ）で構成され、他の部分２３ｂはアル
ミナで構成されている。
Ａを境にこれより先端側（測温接点２２ｃ側）２３ａは
ベリリア（ＢｅＯ）で構成され、他の部分２３ｂはアル
ミナで構成されている。
【００１３】図２は、図１における［２］−［２］線方
向の断面図を示すが、固形焼結絶縁管２３には、長さ方
向に沿って２つの丸孔２７ａ、２７ｂが形成されてお
り、これら丸孔２７ａ、２７ｂに素線２２ａ、２２ｂが
それぞれ通され相互に絶縁されている。
向の断面図を示すが、固形焼結絶縁管２３には、長さ方
向に沿って２つの丸孔２７ａ、２７ｂが形成されてお
り、これら丸孔２７ａ、２７ｂに素線２２ａ、２２ｂが
それぞれ通され相互に絶縁されている。
【００１４】また、図１に示されるように、固形焼結絶
縁管２３は長さ方向に関して複数に分割されており、例
えばベリリアで成る絶縁管２３ａは５分割されている。
縁管２３は長さ方向に関して複数に分割されており、例
えばベリリアで成る絶縁管２３ａは５分割されている。
【００１５】測温接点２２ｃを含む先端側は、一端２４
ａが閉じた保護管２４（Ｔａで成る）内に挿入され、保
護管２４の他端２４ｂは液状セラミックスで封じられて
いる。保護管２４には、ガス抜き孔２４ｃが形成されて
おり、この高温用熱電対２１が図４に示される真空熱処
理炉１に取り付けられ、その加熱区画３内が真空引きさ
れるのにともなって保護管２４内もガス抜きされる。
ａが閉じた保護管２４（Ｔａで成る）内に挿入され、保
護管２４の他端２４ｂは液状セラミックスで封じられて
いる。保護管２４には、ガス抜き孔２４ｃが形成されて
おり、この高温用熱電対２１が図４に示される真空熱処
理炉１に取り付けられ、その加熱区画３内が真空引きさ
れるのにともなって保護管２４内もガス抜きされる。
【００１６】以上のように構成される高温用熱電対２１
は、従来と同様、図４に示される真空熱処理炉１の加熱
区画３内の温度測定に使用され、図３はその取り付けを
示す拡大図である。
は、従来と同様、図４に示される真空熱処理炉１の加熱
区画３内の温度測定に使用され、図３はその取り付けを
示す拡大図である。
【００１７】高温用熱電対２１の保護管２４は、グラフ
ァイトで成るホルダー２８の貫通孔２８ａを貫通してお
り、貫通孔２８ａの直角方向からねじ込まれた２本のボ
ルト２９、２９の先端部で挟み込まれてホルダー２８に
対して取り付けられている。
ァイトで成るホルダー２８の貫通孔２８ａを貫通してお
り、貫通孔２８ａの直角方向からねじ込まれた２本のボ
ルト２９、２９の先端部で挟み込まれてホルダー２８に
対して取り付けられている。
【００１８】そして、高温用熱電対２１は、ホルダー２
８で断熱材２に吊られ、熱遮蔽板４を貫通して、その測
温接点２２ａが加熱区画３に挿入され、加熱区画３の温
度が測定される。
８で断熱材２に吊られ、熱遮蔽板４を貫通して、その測
温接点２２ａが加熱区画３に挿入され、加熱区画３の温
度が測定される。
【００１９】図５に示す従来の高温用熱電対６の交換頻
度が約３ヶ月であったのが、本実施の形態による高温用
熱電対２１では１２ヶ月以上であり延命効果が得られ
た。
度が約３ヶ月であったのが、本実施の形態による高温用
熱電対２１では１２ヶ月以上であり延命効果が得られ
た。
【００２０】また、高温用熱電対２１は、測定温度や測
温環境に応じて、素線２２ａ、２２ｂの材質、保護管２
４の材質、固形焼結絶縁管２３の材質を変えてこれらの
組み合わせにて延命化を図ることができる。例えば、ア
ルミナ絶縁管２３ｂは１８００℃の高温真空中では昇華
により絶縁抵抗が低下するため、約１８００℃に加熱さ
れる加熱区画３内に挿入される部分には、より高温度で
の使用に耐えられるベリリア絶縁管２３ａを用いてい
る。そして、アルミナ絶縁管２３ｂは、１０００℃以下
となる加熱区画３の外部の部分に用いている。
温環境に応じて、素線２２ａ、２２ｂの材質、保護管２
４の材質、固形焼結絶縁管２３の材質を変えてこれらの
組み合わせにて延命化を図ることができる。例えば、ア
ルミナ絶縁管２３ｂは１８００℃の高温真空中では昇華
により絶縁抵抗が低下するため、約１８００℃に加熱さ
れる加熱区画３内に挿入される部分には、より高温度で
の使用に耐えられるベリリア絶縁管２３ａを用いてい
る。そして、アルミナ絶縁管２３ｂは、１０００℃以下
となる加熱区画３の外部の部分に用いている。
【００２１】上記以外にも、素線は白金−ロジウム系素
線、Ｐｔ・Ｍｏ−Ｐｔ系素線、Ｎｉ・Ｍｏ−Ｎｉ系素線
などが用いられ、固形焼結絶縁管はマグネシアなど、金
属保護管はモリブデン、ニオブ、タングステン、ジルコ
ニアなどを用いて、上記で挙げたものと合わせて、測温
環境雰囲気や温度に適した組み合わせとして延命化を図
ることができる。
線、Ｐｔ・Ｍｏ−Ｐｔ系素線、Ｎｉ・Ｍｏ−Ｎｉ系素線
などが用いられ、固形焼結絶縁管はマグネシアなど、金
属保護管はモリブデン、ニオブ、タングステン、ジルコ
ニアなどを用いて、上記で挙げたものと合わせて、測温
環境雰囲気や温度に適した組み合わせとして延命化を図
ることができる。
【００２２】また、固形焼結絶縁管２３を用いることに
より、熱電対の製造が粉体絶縁物を用いた場合に比べて
容易になるとともに、他の材質のものとの交換も容易に
できる。更に、分割されているので、上述したように、
より高温の部分にはベリリアを用いるなど部分的な材質
の変更も容易に行える。
より、熱電対の製造が粉体絶縁物を用いた場合に比べて
容易になるとともに、他の材質のものとの交換も容易に
できる。更に、分割されているので、上述したように、
より高温の部分にはベリリアを用いるなど部分的な材質
の変更も容易に行える。
【００２３】また、従来の高温用熱電対６に比べ小径と
なり、断熱材２及び熱遮蔽板４の貫通孔を小径にするこ
とが可能なため、加熱時における熱損失が小さくできる
省電力効果を奏する。
なり、断熱材２及び熱遮蔽板４の貫通孔を小径にするこ
とが可能なため、加熱時における熱損失が小さくできる
省電力効果を奏する。
【００２４】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発
明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
たが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発
明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００２５】上記実施の形態では、図２に示されるよう
に２本の素線２２ａ、２２ｂは、１本の絶縁管２３に形
成された２つの孔２７ａ、２７ｂにそれぞれ通されて絶
縁されているが、それぞれが中空状の絶縁管２本に、素
線を１本ずつ通して絶縁するようにしてもよい。
に２本の素線２２ａ、２２ｂは、１本の絶縁管２３に形
成された２つの孔２７ａ、２７ｂにそれぞれ通されて絶
縁されているが、それぞれが中空状の絶縁管２本に、素
線を１本ずつ通して絶縁するようにしてもよい。
【００２６】また、測温環境も真空中に限ることはな
く、不活性ガスや、他のガス雰囲気での温度測定にも用
いることができる。
く、不活性ガスや、他のガス雰囲気での温度測定にも用
いることができる。
【００２７】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、長期
にわたる安定な使用を可能とし、また、測定温度や測温
環境に応じた最適な材質とすべく取り扱いを容易且つ安
価に行える。
にわたる安定な使用を可能とし、また、測定温度や測温
環境に応じた最適な材質とすべく取り扱いを容易且つ安
価に行える。
【図１】本発明の実施の形態による高温用熱電対の部分
断面図である。
断面図である。
【図２】図１における［２］−［２］線方向の拡大断面
図である。
図である。
【図３】同高温用熱電対の取り付けを示す断面図であ
る。
る。
【図４】熱処理炉の断面図である。
【図５】従来の高温用熱電対の側面図である。
【図６】他従来の高温用熱電対の要部の断面図である。
【図７】図６における［７］−［７］線方向の断面図で
ある。
ある。
【符号の説明】 ２１ 高温用熱電対 ２２ａ 素線 ２２ｂ 素線 ２２ｃ 測温接点 ２３ 固形焼結絶縁管 ２３ａ ベリリア絶縁管 ２３ｂ アルミナ絶縁管 ２４ 保護管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 増男 神奈川県茅ヶ崎市萩園2500 日本真空技術 株式会社内 (72)発明者 中塚 篤 神奈川県茅ヶ崎市萩園2500 日本真空技術 株式会社内 Ｆターム(参考） 2F056 CB05 KC03 KC06 KC08 KC11 KC12
Claims (6)
- 【請求項１】 ２本の素線は固形焼結絶縁管に通されて
相互に絶縁されており、前記固形焼結絶縁管より延出す
るそれぞれの素線の一端部は接続されて測温接点が形成
され、少なくとも前記測温接点を含む先端側は、両端が
閉じられた保護管内に収められていることを特徴とする
高温用熱電対。 - 【請求項２】 前記固形焼結絶縁管は、長さ方向に関し
て分割されていることを特徴とする請求項１に記載の高
温用熱電対。 - 【請求項３】 熱処理炉の加熱区画内の温度測定に用い
られ、前記加熱区画内に挿入される部分に前記保護管が
設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２
に記載の高温用熱電対。 - 【請求項４】 前記加熱区画内に挿入される部分の固形
焼結絶縁管はベリリアで成ることを特徴とする請求項３
に記載の高温用熱電対。 - 【請求項５】 ２本の素線を固形焼結絶縁管に通して互
いに絶縁し、前記固形焼結絶縁管より延出するそれぞれ
の素線の一端部を接続して測温接点を形成し、少なくと
も前記測温接点を含む先端側を保護管内に挿入し、前記
保護管の両端を封じることを特徴とする高温用熱電対の
製造方法。 - 【請求項６】 前記固形焼結絶縁管は、長さ方向に関し
て分割されていることを特徴とする請求項５に記載の高
温用熱電対の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000201054A JP2002022554A (ja) | 2000-07-03 | 2000-07-03 | 高温用熱電対及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000201054A JP2002022554A (ja) | 2000-07-03 | 2000-07-03 | 高温用熱電対及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002022554A true JP2002022554A (ja) | 2002-01-23 |
Family
ID=18698815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000201054A Pending JP2002022554A (ja) | 2000-07-03 | 2000-07-03 | 高温用熱電対及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002022554A (ja) |
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-
2000
- 2000-07-03 JP JP2000201054A patent/JP2002022554A/ja active Pending
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