JP2002304689A - 温度遠隔計測装置及びこれに用いる耐熱容器 - Google Patents

温度遠隔計測装置及びこれに用いる耐熱容器

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JP2002304689A
JP2002304689A JP2001106004A JP2001106004A JP2002304689A JP 2002304689 A JP2002304689 A JP 2002304689A JP 2001106004 A JP2001106004 A JP 2001106004A JP 2001106004 A JP2001106004 A JP 2001106004A JP 2002304689 A JP2002304689 A JP 2002304689A
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heat
heating furnace
telemeter
container
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Saiichi Akiyama
宰一 秋山
Hideki Sato
秀喜 佐藤
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NEC Avio Infrared Technologies Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱炉内での回路基板の半処理やCRTの加
熱処理過程等の温度遠隔計測装置及びこれに用いる耐熱
容器内に使用する温度テレメータを伝導熱や輻射熱から
保護し、加熱炉内の耐熱温度を高め、加熱炉内の滞留時
間を延長し、耐熱容器の小型化を図る。 【解決手段】 耐熱容器21を構成する真空容器4内に
挿入される送信機10や一次電池等の電池電源11から
成る温度テレメータ5を囲繞する様に蓄熱材18を配設
し、真空容器4内の温度上昇を防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は炉内の温度を計測可
能な温度遠隔計測装置及びこの温度遠隔計測装置に用い
る耐熱容器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から電子部品の熱処理工程、半田炉
内の回路基板の温度計測、塗装工程での内部温度計測、
化成品の熱処理過程での内部温度計測、食品の滅菌工程
及び焼成工程での内部温度計測等の温度をリアルタイム
に計測するために温度遠隔計測装置が広く利用されてい
る。
【0003】図3は工業用加熱炉内の温度遠隔計測装置
を説明するための炉内の略線図を示すものである。
【0004】この様な工業用加熱炉は電気や化石燃料を
燃焼させ、熱エネルギーを出し、各種の工業用製品を加
熱する為に用いられているが、これらの工業用加熱炉は
効果的な電力量の消費や二酸化炭素の排出量の抑制を行
い省エネルギーを達成することが必要である。省エネル
ギーを達成するためには加熱炉内を通過していく製品の
内部温度や加熱炉から製品が排出された直後に製品の内
部温度を離れた所からリアルタイムで測定を行ない温度
プロファイルを作成して電力量の削減や二酸化炭素の排
出量の抑制を検討する必要がある。
【0005】加熱炉内を通過していく製品(以下被温度
測定体と記す)の内部温度をリアルタイムで測定を行う
には、従来から超小型の温度テレメータを用いて温度測
定を行なっている。
【0006】図3に於いて、工業用加熱炉1は電気や化
石燃料で加熱され、コンベア2に載置した例えば、熱処
理用の回路基板等の電気部品から成る被温度測定体3に
温度テレメータ5を付随させる、この温度テレメータ5
の耐熱容器(以下ケースと記す)21は図4に示す真空
容器4内に収納した送信機10、電池電源11及び一部
ケース21から突出したアンテナ13並びに熱電対6よ
り成り、この温度テレメータ5の熱電対6を被温度測定
体3に接続し、耐熱容器21を被温度測定体3の温度計
測処理工程と共にコンベア2上を搬送させる。
【0007】この搬送時に温度テレメータ5の送信機1
0からの温度データを加熱炉1内に配設した受信アンテ
ナ7で受信し、加熱炉1外に配設した受信機8で受信し
て温度プロファイルを作成している。この場合、温度テ
レメータ5を加熱炉1内の熱より保護する必要がある。
即ち温度テレメータ5内にある零接点補償回路と、熱電
対6の入力ピンとの温度応答性が異なるため、所定温度
の加熱炉1内にいきなり、温度テレメータを投入して急
激に温度変化させると温度の測定データに誤差が生じ
る。これらの問題を回避するために温度テレメータ5を
ケース21に入れて加熱炉1内に投入する必要がある。
上述の温度テレメータ5を収納した従来のケース21の
側断面図を図4に示す。
【0008】図4で略有底円筒状のステンレス等の金属
を魔法瓶の様な真空容器4と成し、該真空容器4内の中
心部分に同じくステンレスの内部金属ケース15を挿入
し、その周辺にセラミックウールの如き断熱材9を囲繞
させる。又、この断熱材9の上側の金属製蓋14近傍を
シリコン等の断熱材12を覆い、内部金属ケース15内
には一次電池等の電池電源11と、送信機10及び送信
用のアンテナ13の1部並びに熱電対(温度センサ)6
に接続される熱電対ワイヤ6aを挿入し、アンテナ13
及び熱電対ワイヤ6aを内部金属ケース15から真空容
器4を閉蓋する金属製蓋14に穿った透孔を介して真空
容器4外に導出させてケース21を構成している。
【0009】ここで、ケース21の大きさは直径は12
5φmm、高さは314mm、アンテナ13の長さは3
00mm程度で、耐熱温度は250℃で加熱炉1内の滞
留時間は2時間が限度であった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】図4のケース21では
次の各項に示す様な課題を生ずる。 (イ)内容積の大きい耐熱用の真空容器4を使用する必
要がある。 (ロ)加熱炉1内の耐熱温度(約250℃)が低い。 (ハ)ケース21内の内部温度が短時間(約2時間)で
上昇してしまい加熱炉内に滞留している時間が短時間の
ため使用目的に適合しない。 等の課題があった。
【0011】本発明は叙上の課題を解消した温度遠隔計
測装置及びこの温度遠隔計測装置に用いるケースを提供
しようとするものであり、本発明が解決しようとする課
題はケース内の温度遠隔計測装置を加熱炉内の輻射熱や
伝導熱より保護し、ケースの容積を小さく、耐熱温度を
向上させ、滞留時間を延長可能なものを得ようとするも
のである。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1に係わる本発明
は被温度測定体3に温度テレメータ5の熱電対6を接続
し、加熱炉1内の搬送手段2に載置し、加熱搬送中の被
温度測定体3の温度を加熱炉1内の受信アンテナ7を経
て、温度テレメータ5内の送信手段10を介して加熱炉
1外の受信手段8で受信する温度遠隔計測装置23であ
って、図1に示すように温度テレメータ5を囲繞する様
に蓄熱材18を配設し、真空容器4内に収納させて成る
ことを特徴とする温度遠隔計測装置21としたものであ
る。
【0013】斯かる、本発明の温度遠隔計測装置によれ
ば、耐熱温度及び加熱炉の滞留時間を従来に比べて略
1.5倍増加させ、耐熱容器を小型化(従来の1/3)
可能なものが得られる。
【0014】請求項2に係わる本発明は温度計測用の送
信手段10及び電池電源11から成る温度テレメータ5
を真空容器4内に収納して、加熱炉1内に被温度測定体
3と共に搬送させる様に成した耐熱容器21であって、
温度テレメータ5を囲繞する様に蓄熱材18を配設し、
真空容器4内に収納させて成ることを特徴とする耐熱容
器21と成したものである。
【0015】請求項3に係わる本発明は前記真空容器4
の外周を囲繞する様に断熱材16,17を配設して成る
ことを特徴とする請求項2記載の耐熱容器21と成した
ものである。
【0016】請求項4に係わる本発明は前記蓄熱材18
が酢酸ナトリウム3水塩であることを特徴とする請求項
2又は請求項3記載の耐熱容器21と成したものであ
る。斯かる、本発明の耐熱容器21に依れば耐熱容器2
1の小型化が可能で加熱炉内の耐熱温度を高くし、加熱
炉内の滞留時間を長く出来る耐熱容器を提供可能とな
る。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の温度遠隔計測装置
及びこれに用いる耐熱容器を図1及び図2を用いて説明
する。尚、図3及び図4で説明した従来の構成の温度遠
隔計測装置及び耐熱容器との対応部分には同一符号を付
して重複説明を省略する。
【0018】図1は本発明の耐熱容器の1形態例の側断
面図、図2は本発明の温度テレメータを説明する為の要
部の斜視図である。
【0019】本発明に用いる温度遠隔計測装置23は図
3で説明したと同一構成とされる。本発明の耐熱容器2
1を図1で説明する前に、図2を用いて、温度テレメー
タ5を構成する送信機10、電池電源11、アンテナ1
3と加熱炉1外に設けた受信器8の関係を説明する。
【0020】図2に於いて、温度テレメータ5の送信機
10はその大きさが略46mmL×34mmW×31m
mHの略直方体の耐熱性合成樹脂で構成され、重量は略
100g程度の小型、軽量になされ、温度データはPC
Mデータがアンテナ13を介して受信機8に伝送が可能
とされ、送信回路及び零接点補償回路を内蔵し、温度は
0°〜1425℃の範囲でセンサ及びレンジ範囲の選択
が可能である。
【0021】被温度測定体3の測定点3aにセンサの熱
電対6を熱電対ワイヤ6aを介して接続する。熱電対6
はグロメル−アルメル熱電対、カッパーコンスタン熱電
対、白金ロジウム−白金熱電対等の5種類を熱電対入力
端子19に接続可能であり、電池電源11はリチューム
電池或は酸化銀電池等の一次電池が用いられ、例えばそ
の大きさは36mmL×29mmW×16mmH程度の
直方体状と成されている。
【0022】図2で説明した送信機10及び電池電極1
1を含む温度テレメータ5は図1に示す魔法瓶の如きス
テンレス製の真空容器4内に収納される。
【0023】この真空容器4内の中心部には有底円筒状
のステンレス製の内部金属ケース15を挿入する。この
内部金属ケース15内には電池電源11と送信機10、
熱電対ワイヤ4a、アンテナワイヤ13aが挿入され
て、所定方法で例えば、ベース基板等に固定され内部金
属ケース15内に固着される。
【0024】更に内部金属ケース15の外周と真空容器
4の内壁間には真空容器4の内部温度が上昇してしまう
と何処にも逃げる所がない為に真空容器4内の内部温度
が上昇するのを防止するために、蓄熱材18を顆粒状態
で真空容器4内に封入している。
【0025】上述の蓄熱材18は例えば物質形態は常温
時は白色固体で蓄熱時(58℃以上)では透明液体と成
され、水溶不燃性を示し、成分組成は酢酸ナトリウム3
水素60重量%、水、39重量%、添加剤1重量%から
成る無機塩系蓄熱材が選択される。
【0026】上述の蓄熱材18での比熱は固定時0.6
6kcal/kg、液体時1.10kcal/kg、熱
伝導は固定時1.09w/mk/℃、液体時0.54w
/mk/℃で使用温度域は45℃〜85℃程度の値を示
す。
【0027】又、本発明の真空容器4は同じくステンレ
ス等の箱型の外部金属ケース20内に挿入される。この
外部金属ケース20と真空容器4間には熱伝導や輻射熱
を避けるために、断熱キャスダブル17即ち、断熱材で
囲繞する。
【0028】更に、外部金属ケース20を閉蓋するステ
ンレス等の金属製蓋14部分と外部真空容器20の上部
にはポリイミド等の耐熱樹脂材からなる断熱材16で覆
う様に成される。
【0029】金属製蓋14の上側には耐熱性の絶縁基板
上に設けた熱電対入力端子19が設けられ、この熱電対
入力端子19に温度測定用のセンサである熱電対6が接
続され、アンテナ13は外部金属ケース20の外壁に所
定方法で固定される。
【0030】上述の断熱キャスタブル(castables)17
は例えば商品名LC−800(明星工業株式会社)が用
いられる。この断熱キャスダブルの主材料はバーミュキ
レートペレット(vermiculite pelite) で主要化学成分
はAl2 3 10%、SiO 2 62%で熱伝導率は40
0℃で0.10kcal/mk/℃、800℃で0.1
3kcal/mk/℃である。又、外部金属ケース20
内に配設する断熱材16はBPDA(ビフェニルテトラ
カルボン酸二無水物)をベースとした高純度ポリイミド
成形体で商品名ユピモール(SA201(upimol・SA20
1(宇部興産)等が用いられる。本発明では温度テレメー
タ5を構成している各種電気部品の電池電源11を破損
させない様な温度(約100℃)以下にケース21内の
内部温度を保つ必要がある。
【0031】本発明の温度遠隔測定装置及びこれに用い
る耐熱容器によれば耐熱容器21の形状が小型化出来
て、例えば70Lmm×70Lmm×250Hmmで図
4と比べて1/3に小型化が成され、耐熱温度も350
℃で従来比で1.4倍となり加熱炉1内で滞留時間も3
時間と従来比で1.5倍とすることが出来た。
【0032】
【発明の効果】本発明の温度遠隔計測装置及びこれに用
いる耐熱容器では下記の効果が得られる。 (イ)耐熱容器の形状の小型化かが図れる。 (ロ)耐熱温度が向上する。 (ハ)加熱炉内の滞留時間を延長することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1形態例を示す耐熱容器の側断面図で
ある。
【図2】本発明の耐熱容器内に挿入される温度テレメー
タの説明図である。
【図3】従来の温度遠隔計測装置の説明に供する略線図
である。
【図4】従来の耐熱容器の側断面図である。
【符号の説明】
1‥‥工業用加熱炉、2‥‥コンベア(搬送手段)、3
‥‥被温度測定体、4‥‥真空容器、5‥‥温度テレメ
ータ、6‥‥熱電対(センサ)、7‥‥アンテナ、8‥
‥受信機、9,12‥‥断熱材、10‥‥送信機、11
‥‥電池電源、14‥‥金属製蓋、15‥‥内部金属ケ
ース、20‥‥外部金属ケース、21‥‥耐熱容器(ケ
ース)、23‥‥温度遠隔計測装置
フロントページの続き Fターム(参考) 2F056 AE01 AE07 2F073 AA02 AA31 AB04 AB11 BB01 BC02 CC03 CD16 FF01 GG04 3E067 AA11 AB99 AC01 BA01A BB11A CA17 EE41 FB11 FC01 GA13 GA14

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被温度測定体に温度テレメータの熱電対
    を接続し、加熱炉内の搬送手段に載置し、加熱搬送中の
    該被温度測定体の温度を該加熱炉内の受信アンテナを経
    て、該温度テレメータ内の送信手段を介して該加熱炉外
    の受信手段で受信する温度遠隔計測装置であって、 上記温度テレメータを囲繞する様に蓄熱材を配設し、真
    空容器内に収納させて成ることを特徴とする温度遠隔計
    測装置。
  2. 【請求項2】 温度計測用送信手段及び電池電源から成
    る温度テレメータを真空容器内に収納して、加熱炉内に
    被温度測定体と共に搬送させる様に成した耐熱容器であ
    って、 上記温度テレメータを囲繞する様に蓄熱材を配設し、上
    記真空容器内に収納させて成ることを特徴とする耐熱容
    器。
  3. 【請求項3】 前記真空容器の外周を囲繞する様に断熱
    材を配設して成ることを特徴とする請求項2記載の耐熱
    容器。
  4. 【請求項4】 前記蓄熱材が酢酸ナトリウム3水塩であ
    ることを特徴とする請求項2又は請求項3記載の耐熱容
    器。
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