JP2004045334A - Sheathed thermocouple - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、シース熱電対に関し、詳しくは補償導線を接続する接続部を有するシース熱電対に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
熱電対は、温度の測定が必要な装置等に広く使用されており、その測定対象によって各種のものが製作されている。これらの熱電対において、一般に、金属製の管であるシースの内部に2本の熱電対素線を通し、シース内に充填した絶縁物である酸化マグネシウム等により、シースと熱電対素線、及び、熱電対素線相互間を絶縁したものをシース熱電対と称している。このシース熱電対を用いる場合、その測温場所から、その熱電対の測定装置の所在場所まで、シースを敷設する必要がある。しかし、シース熱電対は高価であることや、シースは金属製であることから、この金属シースでの配線が機器等の短絡を引き起こす恐れのある個所等での敷設にはこの金属シースに代えて補償導線が用いられる。そのため、シース熱電対のシースと補償導線とを接続する必要があり、従来、一般に、図3に示すような接続部を有するシース熱電対が用いられている。
【0003】
図3において、この従来例のシース熱電対における接続部21は、シース熱電対のステンレス等の金属製のシース22の端部と、補償導線24の端部とが同軸上に対向して配設されて、シース熱電対と補償導線24とが接続されている。この接続には、シース22と同軸の筒状のスリーブで、補償導線24側の基端27aが開口しており、他端はシース22に挿着されているスリーブ27が使用されている。そして、このスリーブ27の内部空間内で、シース22の端部から露出させた2本の熱電対素線23,23が、これらのそれぞれの接続相手である補償導線24の端部から露出させた2本の芯線25,25に接続させるとともに、これらの接続部分26,26が、接触しないようにセパレータ29,29でこの接続部分26,26を囲んでいる。その上で、接続部分26,26や、熱電対素線23,23に応力がかかって接続部分26,26や、熱電対素線23,23等が破損するのを防ぐため、スリーブ27の内部空間内に、充填材としてエポキシ樹脂28が充填されて、接続部分26,26や、熱電対素線23,23がスリーブ27の内部空間に固着されている。シース熱電対では、一般に、シースの端部の端面から、湿気等がシース内に進入して酸化マグネシウム等の電気的絶縁低下を引き起こすが、この従来例のシース熱電対の接続部21では、シース22の端部の端面が、スリーブ27内に充填されたエポキシ樹脂28内に埋設されているため、シース22の端部の端面から湿気等がシース22内に進入するのを防止することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来例のシース熱電対における接続部21は、上述したように、充填材としてエポキシ樹脂を用いているが、エポキシ樹脂は、200℃程度までの環境には耐えられる。しかし、それ以上の温度になると、エポキシ樹脂が劣化することから、従来例のシース熱電対を、200℃を超える高温で使用することが困難である。そこで、高温での使用が可能なシース熱電対における接続部21として、充填材に、高温での使用が可能なガラスを用いることが考えられた。しかし、ガラスは、充填するためには、高温に加熱して溶融させた後、常温に戻して固着させる必要があり、これに用いるガラスと金属製のスリーブ27の熱膨張率はできるだけ近いものを用いるにしても、全く同じとすることはかなり困難であるため、上記の従来例のシース熱電対における接続部21において、ガラスをスリーブ27の内部空間内に充填すると、ひび割れを起こしたり、スリーブ27との間に隙間ができたりして、良品を製作するのが極めて困難であった。
そこで、この発明は、この問題を解決するためになされたものであって、ガラスを充填材として使用することを可能にして、補償導線を接続する接続部の高温での使用が可能なシース熱電対を提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明のシース熱電対は、その接続部の構造を工夫することによって、充填材としてガラスを使用できるようにしたものである。具体的には、本発明の第1のシース熱電対は、シース熱電対のシースと補償導線とを、外部スリーブの内部空間内で接続したシース熱電対において、外部スリーブは、筒状で補償導線側の基端に開口端を有し、他端をシースに挿着しており、外部スリーブの内部空間内に設けられた、筒状で補償導線側の基端が軸方向に斜めに横切る面で形成された傾斜開口端である内部スリーブの他端をシースに挿着し、内部スリーブの内部空間内にシースの端部を位置付けるとともに、この端部から露出させた2本の熱電対素線を傾斜開口端から突出させ、内部スリーブの内部空間内に耐熱性及び気密性に優れた第1の充填材を充填し、外部スリーブの内部空間内に補償導線の端部を位置付けるとともに、この端部から露出させた2本の芯線を熱電対素線に接続し、外部スリーブの内部空間内に第2の充填材を充填してなることを特徴としている。
【0006】
また、本発明の第2のシース熱電対は、シース熱電対のシースと補償導線とを、外部スリーブの内部空間内で、中継線を介して接続したシース熱電対において、外部スリーブは、筒状で補償導線側の基端に開口端を有し、他端をシースに挿着しており、外部スリーブの内部空間内に設けられた、筒状で中継線側の基端が軸方向に斜めに横切る面で形成された傾斜開口端である内部スリーブの他端をシースに挿着し、内部スリーブの内部空間内にシースの端部を位置付けるとともに、この端部から露出させた2本の熱電対素線の先端に、この熱電対素線と同材質で熱電対素線よりも太い中継線を内部スリーブの内部空間内で接続して、中継線を傾斜開口端から突出させ、内部スリーブの内部空間内に耐熱性及び気密性に優れた第1の充填材を充填し、外部スリーブの内部空間内に補償導線の端部を位置付けるとともに、この端部から露出させた2本の芯線を中継線に接続し、外部スリーブの内部空間内に第2の充填材を充填してなることを特徴としている。
【0007】
上記の第1または第2のシース熱電対において、第1の充填材として、ガラスを用いるのが好ましい。
この場合、このガラスとして、その熱膨張率が内部スリーブの熱膨張率に近いソーダバリウムガラスまたは鉛ガラスを用いるのが推奨される。
【0008】
また、上記の第1または第2のシース熱電対において、第2の充填材として、第1の充填材よりも耐熱性に優れた充填材を用いるのが好ましい。
この場合、第2の充填材として、耐熱セメントを用いるのが推奨される。
【0009】
また、上記の第1または第2のシース熱電対において、補償導線の芯線が、補償導線内部でその軸方向に移動するのを抑制する芯線移動抑制手段を、外部スリーブの内部空間内に位置する補償導線に設けるようにしてもよい。
【0010】
また、上記の第1のシース熱電対において、熱電対素線の2本のそれぞれの長さを等しくするとともに、熱電対素線の第1の充填材中に埋設された部分の2本のそれぞれの長さが、ともに等しくなるように、傾斜開口端を形成するのが好ましい。
【0011】
或は、上記の第2のシース熱電対において、熱電対素線に中継線が接続された2本のそれぞれの合計の長さを等しくするとともに、熱電対素線に中継線が接続されたものの、第1の充填材中に埋設された部分の2本のそれぞれの長さが、ともに等しくなるように、傾斜開口端を形成するのが好ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例につき、図面に基づき詳しく説明する。図1(a)は、本発明の第1実施例のシース熱電対における接続部の垂直断面図であり、(b)は、水平断面図である。図1(a)、(b)において、本発明の第1実施例のシース熱電対における接続部1は、シース熱電対のシース2の端部と補償導線6の端部とを同軸上に対向して配設してシース熱電対と補償導線とを接続する。シース熱電対のシース2は一般に金属製で、本第1実施例のシース熱電対ではステンレス製である。シース熱電対と補償導線との接続には、外部スリーブ10と内部スリーブ8とを使用する。
外部スリーブ10はステンレス製で、シース熱電対のシース2と同軸で、内部に空間を有する円筒であり、補償導線6側の基端が開口しているとともに、他端は基端から遠ざかるにつれてラッパ状にすぼませて、シース2に挿着して、このシース2に固定している。
内部スリーブ8は、外部スリーブ10の内部空間内に設けられ、ステンレス製または鉄−ニッケル合金製で、シース2と同軸で、内部に空間を有する円筒であり、補償導線6側の基端が開口しており、他端をシース2の端部に挿着して、このシース2に固定している。この内部スリーブ8の基端には、この内部スリーブ8をその軸を軸方向に斜めに横切る斜面で構成される傾斜開口端8aを有している。即ち、この内部スリーブ8は中空のパイプを斜めに切断した形状をしている。
【0013】
この内部スリーブ8の内部空間内において、シース熱電対のシース2の端部から露出させた2本の同じ長さの熱電対素線3を、内部スリーブ8の軸にほぼ平行に相互に絶縁間隔を十分保った状態で、内部スリーブ8の傾斜開口端8aから突出させる。そして、この内部スリーブ8の内部空間内に、耐熱性、及び、気密性、即ち、耐吸湿性に優れた第1の充填材9を充填する。この第1の充填材9としては、ソーダバリウムガラス(以下ガラスと称する)を用いる。このガラスは、その軟化点が700℃前後であり、500℃以上の耐熱性を有しているとともに耐吸湿性に優れている。この充填は内部スリーブ8の傾斜開口端8aから、シース2の端部に挿着している他端へ向かって、溶融したガラスを注入して行われ、内部スリーブ8の傾斜開口端8aをガラス9で閉塞する。即ち、ガラス9で充填後の、内部スリーブ8の形状は、中空のパイプの中空内にガラスを充填したパイプを、斜めに切断したのと同じ形状である。このように内部スリーブ8の形状を、単なる円筒形とせずに、中空のパイプを斜めに切断したような形状とするのは、次のような理由による。即ち、単なる円筒形とすると、その中に溶融したガラス9を充填した際に、ステンレス製または鉄−ニッケル合金製の内部スリーブ8と充填されたガラス9の熱膨張率の違いにより、そのガラス9が凝固する際に、内部スリーブ8との間に隙間が出来たり、ガラス9にひびが入ったりし易い。しかし、中空のパイプを斜めに切断したような形状とすることにより、このような隙間やひび割れの発生を避けることが出来る。
【0014】
上記の形状の内部スリーブ8を用いることにより、内部スリーブ8に充填したガラス9のひび割れ等を防止することができるが、このガラス9のひび割れ等の防止の観点からは、内部スリーブ8の材質の熱膨張率と、この内部スリーブ8に充填するガラスの熱膨張率とができるだけ近似していることが望ましい。例えば、ガラスとして、本実施例のようにソーダバリウムガラスを用いる場合、その熱膨張率は90〜110×10−7/℃であり、内部スリーブ8の材質としてステンレスや鉄−ニッケル合金を用いる場合、それらの熱膨張率が90〜110×10−7/℃のものが存在する。これらの中の最適なものを組み合わせることにより、内部スリーブ8に充填したガラス9のひび割れ等の防止を効果的に行うことができる。
【0015】
内部スリーブ8へのガラス9の充填の結果、ガラス9中に、シース2の端部とその端面2a、及び、熱電対素線3の一部が、絶縁間隔を十分保った状態で埋設される。また、前述したように、シース熱電対のシース2内には、シース2と熱電対素線3間、及び、熱電対素線3相互間を絶縁するため、酸化マグネシウム等の絶縁物が充填されているが、このシース2の端面を空気中にさらすと、このシース2の端面から湿気が侵入して、酸化マグネシウムの電気的絶縁を低下させる恐れがある。しかし、上述したように、本第1実施例ではシース2の端部の端面2aが耐吸湿性に優れたガラス9中に埋設されるので、シース2の端部の端面2aからの吸湿を防止することができる。また、この充填により、傾斜開口端8aから、内部スリーブ8の軸に平行に2本の熱電対素線3が突出した状態となる。この際、この2本の熱電対素線3の各突出位置からシース2の端部までの距離、即ち、2本の熱電対素線3がガラス9中に埋設される部分の長さが、ともに等しくなるように、傾斜開口端8aを形成する。そして、補償導線6の端部から露出させた2本の芯線5を、外部スリーブ10の内部空間内でこれらのそれぞれの接続相手である、内部スリーブ8の傾斜開口端8aから突出させた上記2本の熱電対素線3に、溶接して接続する。ここで、2本の熱電対素線3がガラス9中に埋設される部分の長さをともに等しくなるようにするのは、もともと、2本の熱電対素線3の長さが同じであることから、このようにすることにより、傾斜開口端8aから突出する2本の熱電対素線3を同じ長さにそろえることができ、下記に述べる外部スリーブ10の内部空間内に第2の充填材11を充填する際に、突出する2本の熱電対素線3に対する、絶縁間隔の保持や折れ曲がり等に対する強度を同じとすることができるからであり、これにより、品質レベルを一定に保つことができる。
【0016】
また、補償導線6の端部付近を、この補償導線6の中の芯線5が軸方向に移動しないように、補償導線外周部からその軸中心に向かって金属製のバンドである芯線移動抑制金具7を用いて強く締め付ける。これは、補償導線6を敷設の際、補償導線6を曲げたりした際に、その芯線5が補償導線6内部でその軸方向に移動することにより、熱電対素線3と芯線5との接続部分4に、圧縮応力や引っ張り応力がかかって、この接続部分4が破損したり変形したりするのを防ぐためである。この芯線移動抑制金具7や補償導線6の端部、補償導線6の芯線5、熱電対素線3の一部、補償導線6の芯線5と熱電対素線3との接続部分4、及び、内部スリーブ8は、外部スリーブ10の内部空間内に納まるように配設される。この状態で、外部スリーブ10の内部空間内に第2の充填材11を充填して、内部スリーブ8とともに、芯線移動抑制金具7、補償導線6の端部、補償導線6の芯線5、熱電対素線3の一部、及び、補償導線6の芯線5と熱電対素線3との接続部分4を、外部スリーブ10の内部空間内に固着する。従って、外部スリーブ10内で、内部スリーブ8、芯線移動抑制金具7、補償導線6の端部、補償導線6の芯線5、熱電対素線3の一部、及び、補償導線6の芯線5と熱電対素線3との接続部分4が動くことはないので、外部スリーブ10内の、補償導線6の芯線5、熱電対素線3の一部、及び、補償導線6の芯線5と熱電対素線3との接続部分4に、曲げ応力、圧縮応力や引っ張り応力がかかるのを防ぐことができ、機械的な耐衝撃性に優れた接続部とすることができる。また、充填用の第2の充填材11としては、内部スリーブ8保護の観点から、対吸湿性は多少劣っても内部スリーブ8に充填する第1の充填材9よりも、耐熱性に優れたものが好ましい。外部スリーブ10の充填材11が内部スリーブ8に充填する第1の充填材9よりも、耐熱性に優れたものを用いることによって、内部スリーブ8に対する熱的な耐衝撃性を向上させることができ、内部スリーブ8に充填する第1の充填材9の耐熱温度まで、確実に使用できることを保証することができ、熱的な耐衝撃性に優れた接続部とすることができる。ここでは、この第2の充填材として、耐熱セメントを用いている。
【0017】
第1実施例のシース熱電対によれば、その接続部1において、軸方向に斜めに横切る斜面で構成される傾斜開口端8aを有する内部スリーブ8を用いることにより、この内部スリーブ8に耐熱性、耐吸湿性に優れたガラス9を充填することが可能となり、シース2の端部の端面2aを耐吸湿性に優れたガラス9中に埋設させることで、シース2の端部の端面2aからの吸湿を防止することができるので、高温での使用が可能な接続部を備えたシース熱電対を提供することができる。
【0018】
上記の第1実施例のシース熱電対では、その接続部1において、補償導線6の端部から露出させた2本の芯線5を、外部スリーブ10の内部空間内でこれらのそれぞれの接続相手である、内部スリーブ8の傾斜開口端8aから突出させた上記2本の熱電対素線3に、直接溶接して接続している。熱電対素線3が比較的太い場合は、この方法で問題は生じないが、熱電対素線3の直径が、例えば、0.05mmのような細い熱電対素線の場合、次のような問題を生じる。即ち、熱電対素線3を、内部スリーブ8の傾斜開口端8aから突出させて、この内部スリーブ8の内部空間内に、融点が700℃前後の溶融したガラス9を充填すると、このガラス9の熱で熱電対素線3が酸化してもろくなる可能性が大きく、熱電対素線3を補償導線6の芯線5に溶接して接続する際や、外部スリーブ10の内部空間内に第2の充填材11を充填する際に、切断しやすくなる。そこで、次に、この問題に対する解決を図った第2実施例のシース熱電対について説明する。
【0019】
図2(a)は、第2実施例のシース熱電対における接続部の垂直断面図であり、(b)は、水平断面図である。第2実施例のシース熱電対における接続部は、第1実施例のシース熱電対とほとんど同じであり、図2(a)、(b)において、第1実施例と同じ部分は、図1(a)、(b)の第1実施例と同じ番号を用いている。第1実施例と異なるのは、補償導線6の芯線5を、内部スリーブ8の傾斜開口端8aから突出させた熱電対素線3に、直接接続するのではなく、補償導線6の芯線5と熱電対素線3との間に、これらを中継する熱電対素線3と同材質で、熱電対素線3よりも太い中継線15を用いていることである。
【0020】
即ち、図2(a)、(b)において、内部スリーブ8の内部空間内において、シース熱電対のシース2の端部から露出させた2本の熱電対素線3の先端に、熱電対素線3と同材質で、熱電対素線3よりも太く、かつ、内部スリーブ8の傾斜開口端8aから突出させることができる長さの2本の中継線15を、それぞれ溶接して接続する。そして、2本の熱電対素線3、中継線15、及び、熱電対素線3と中継線15との接続部分16の各絶縁間隔を十分保った状態で、この内部スリーブ8の内部空間内に、耐熱性、及び、耐吸湿性に優れたガラス9を第1実施例と同様にして充填する。その結果、ガラス9中に、シース2の端部とその端面2a、熱電対素線3、中継線15の一部、及び、熱電対素線3と中継線15との接続部分16が、絶縁間隔を十分保った状態で埋設される。この充填の際、中継線15は熱電対素線3と同材質で、熱電対素線3よりも太いので、熱電対素線3と比べて中継線15はガラス9が溶融する際の熱により酸化しても、もろくなりにくく、中継線15を補償導線6の芯線5に溶接して接続する際や、外部スリーブ10の内部空間内に耐熱セメントを充填する際の切断事故を防止することができる。
【0021】
この第2実施例では、2本の熱電対素線3の先端に中継線15を接続した2本のそれぞれの全体の長さを同一とするとともに、この2本の熱電対素線3の先端に中継線15を接続したものの、第1の充填材9中に埋設される部分のそれぞれの長さが、ともに等しくなるように、傾斜開口端8aを形成する。こうすることにより、2本の中継線15が傾斜開口端8aから突出する部分の長さを同じとすることができ、そのため、外部スリーブ10の内部空間内に第2の充填材11を充填する際に、傾斜開口端8aから突出する2本の中継線15に対する、絶縁間隔の保持や折れ曲がり等に対する強度を同じとすることができ、品質レベルを一定に保つことができる。
【0022】
また、この第2実施例では、第1実施例と同様に、芯線移動抑制金具7を設ける。また、補償導線6の端部から露出させた2本の芯線5を、これらのそれぞれの接続相手である、内部スリーブ8の傾斜開口端8aから突出させた2本の中継線15に、外部スリーブ10の内部空間内で接続するとともに、外部スリーブ10の内部空間内に第2の充填材11を充填して、内部スリーブ8とともに、芯線移動抑制金具7、補償導線6の端部、補償導線6の芯線5、中継線15と補償導線6の芯線5との接続部分17、及び、内部スリーブ8の傾斜開口端8aから突出している中継線15を、外部スリーブ10の内部空間内に固着する。この第2の充填材11として、第1実施例と同様に、耐熱セメントを用いている。
【0023】
上記の構造から明らかなように、第2実施例のシース熱電対においても、上述した中継線15の作用効果のほか、第1実施例のシース熱電対と同様の作用効果を有する。
【0024】
上記の第1実施例または第2実施例のシース熱電対では、第1の充填材として、ソーダバリウムガラスを用いているが、鉛ガラスやその他のガラスを用いるようにしてもよい。この場合、これらのガラスの熱膨張率が内部スリーブの材質の熱膨張率に近いものが望ましい。また、第1の充填材としては、ガラスには限られず、耐熱性と気密性に優れているものであれば、いかなる充填材を使用してもよい。また、第2の充填材として、耐熱セメントを用いているが、外部スリーブの内部空間内における埋設物の固着が可能で耐熱性を備えた充填材であれば、いかなるものでもよい。
【0025】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、シース熱電対のシースと補償導線とを接続するのに、軸方向に斜めに横切る斜面で構成される傾斜開口端を有する内部スリーブを用いることにより、この内部スリーブに耐熱性及び気密性に優れた第1の充填材を充填することが可能となり、シースの端部の端面を耐熱性及び気密性に優れた第1の充填材中に埋設させることで、シースの端部の端面からの吸湿を防止することができるので、高温での使用が可能なシース熱電対を提供することができる。
【0026】
請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の発明の効果のほか、次の効果を有する。シース熱電対のシースと補償導線との接続において、熱電対素線にこの熱電対素線と同材質で熱電対素線よりも太い中継線を接続して用いるので、溶融した高温の充填材を内部スリーブの内部空間内に充填する際も、中継線は熱電対素線と比べて充填材溶融の際の熱により酸化しても、もろくなりにくく、中継線を補償導線の芯線に接続する際や、外部スリーブの内部空間内に耐熱セメントを充填する際の切断事故を防止することができるシース熱電対を提供することができる。
【0027】
請求項3または4記載の発明によれば、シース熱電対のシースと補償導線との接続において、内部スリーブの充填する第1の充填材として耐熱性及び気密性に優れたガラスを用いるので高温での使用が可能なシース熱電対を提供することができる。
【0028】
請求項5または6記載の発明によれば、シース熱電対のシースと補償導線との接続において、外部スリーブの内部空間内に充填するのに用いる第2の充填材を内部スリーブに充填する第1の充填材よりも、耐熱性に優れた充填材を用いるので、内部スリーブに充填する第1の充填材の耐熱温度まで、確実に使用できることを保証することができるとともに、熱的及び機械的な耐衝撃性に優れたシース熱電対を提供することができる。
【0029】
請求項7記載の発明によれば、シース熱電対のシースと補償導線との接続において、補償導線の芯線が、補償導線内部でその軸方向に移動するのを抑制する芯線移動抑制手段を、外部スリーブの内部空間内に位置する補償導線に設けているので、補償導線を敷設の際、補償導線を曲げたりした際に、その芯線が補償導線内部でその軸方向に移動することにより、熱電対素線と芯線との接続部分に、圧縮応力や引っ張り応力がかかって、この接続部分が破損したり変形したりするのを防ぐことができるシース熱電対を提供することができる。
【0030】
請求項8または9記載の発明によれば、シース熱電対のシースと補償導線との接続において、2本の熱電対素線、または2本の中継線が傾斜開口端から突出する部分の長さを同じとすることができ、そのため、外部スリーブの内部空間内に第2の充填材を充填する際に、傾斜開口端から突出する2本の熱電対素線、または2本の中継線に対する、絶縁間隔の保持や折れ曲がり等に対する強度を同じとすることができ、品質レベルを一定に保つことができるシース熱電対を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、第1実施例のシース熱電対における接続部の垂直断面図であり、(b)は、水平断面図である。
【図2】(a)は、第2実施例のシース熱電対における接続部の垂直断面図であり、(b)は、水平断面図である。
【図3】従来例のシース熱電対における接続部の断面図である。
【符号の説明】
1 シース熱電対の接続部
2 シース
2a シースの端部の端面
3 熱電対素線
4 熱電対素線と芯線との接続部分
5 補償導線の芯線
6 補償導線
7 芯線移動抑制金具
8 内部スリーブ
8a 内部スリーブの傾斜開口端
9 第1の充填材(ソーダバリウムガラス)
10 外部スリーブ
11 第2の充填材(耐熱セメント)
15 中継線
16 熱電対素線と中継線との接続部分
17 中継線と補償導線の芯線との接続部分
21 シース熱電対の接続部
22 シース
23 熱電対素線
24 補償導線
25 芯線
26 接続部分
27 スリーブ
27a スリーブの基端
28 エポキシ樹脂
29 絶縁用セパレータ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a sheath thermocouple, and more particularly, to a sheath thermocouple having a connecting portion for connecting a compensating lead wire.
[0002]
[Prior art]
Thermocouples are widely used in devices and the like that require temperature measurement, and various types of thermocouples are manufactured depending on the measurement target. In these thermocouples, generally, two thermocouple wires are passed through a sheath that is a metal tube, and the sheath and the thermocouple wire are separated by magnesium oxide or the like that is an insulator filled in the sheath. Insulation between thermocouple wires is called a sheath thermocouple. When this sheath thermocouple is used, it is necessary to lay a sheath from the temperature measuring location to the location of the measuring device of the thermocouple. However, since the sheath thermocouple is expensive and the sheath is made of metal, it should be replaced with this metal sheath when laying at places where wiring with this metal sheath may cause short-circuiting of equipment etc. A compensating lead is used. Therefore, it is necessary to connect the sheath of the sheath thermocouple and the compensating conductor, and a sheath thermocouple having a connection portion as shown in FIG. 3 is generally used.
[0003]
In FIG. 3, a connecting
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the
Therefore, the present invention has been made to solve this problem, and it has been made possible to use glass as a filler, and to use a sheath thermoelectric device which can use a connecting portion for connecting a compensating wire at a high temperature. It is intended to provide a pair.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The sheath thermocouple of the present invention is such that glass can be used as a filler by devising the structure of the connection portion. Specifically, the first sheath thermocouple of the present invention is a sheath thermocouple in which the sheath of the sheath thermocouple and the compensating conductor are connected in the inner space of the outer sleeve. Surface having an open end at the base end on the side, the other end being inserted into the sheath, and a cylindrical, base end on the compensating wire side obliquely crossing in the axial direction provided in the internal space of the outer sleeve. The other end of the inner sleeve, which is the inclined open end formed by the above, is inserted into the sheath, the end of the sheath is positioned in the inner space of the inner sleeve, and the two thermocouple wires exposed from this end are provided. Is projected from the inclined open end, the inner space of the inner sleeve is filled with a first filler excellent in heat resistance and airtightness, and the end of the compensating wire is positioned in the inner space of the outer sleeve. Two core wires exposed from the part are thermocouple wires Connect, is characterized by formed by filling the second sealing member within the interior space of the outer sleeve.
[0006]
The second sheath thermocouple of the present invention is a sheath thermocouple in which the sheath of the sheath thermocouple and the compensating conductor are connected via a relay wire in the inner space of the outer sleeve. Has an open end at the base end on the compensating lead side, the other end is inserted into the sheath, and the cylindrical base end on the relay wire side provided in the internal space of the outer sleeve is oblique in the axial direction. The other end of the inner sleeve, which is an inclined open end formed by a plane crossing the inner sleeve, is inserted into the sheath, the end of the sheath is positioned in the inner space of the inner sleeve, and the two thermoelectrics exposed from this end are inserted. At the end of the pair of wires, a relay wire made of the same material as the thermocouple wire and having a larger thickness than the thermocouple wire is connected in the internal space of the inner sleeve. Fill the interior space with the first filler with excellent heat resistance and airtightness. Then, the end of the compensating lead wire is positioned in the inner space of the outer sleeve, and the two core wires exposed from the ends are connected to the relay wire to fill the inner space of the outer sleeve with the second filler. It is characterized by becoming.
[0007]
In the above-described first or second sheath thermocouple, it is preferable to use glass as the first filler.
In this case, it is recommended to use soda barium glass or lead glass whose glass has a coefficient of thermal expansion close to that of the inner sleeve.
[0008]
In the first or second sheath thermocouple, it is preferable to use, as the second filler, a filler having higher heat resistance than the first filler.
In this case, it is recommended to use heat-resistant cement as the second filler.
[0009]
In the above-mentioned first or second sheath thermocouple, the core wire movement suppressing means for preventing the core wire of the compensating wire from moving in the axial direction inside the compensating wire is located in the internal space of the outer sleeve. You may make it provide in a compensating lead.
[0010]
In the first sheath thermocouple, each of the two thermocouple wires has the same length, and each of the two portions of the thermocouple wire embedded in the first filler. It is preferable to form the inclined open ends so that the lengths are equal.
[0011]
Alternatively, in the above-described second sheath thermocouple, the total length of each of the two thermocouple wires to which the relay wire is connected is equal, and the relay wire is connected to the thermocouple wire. It is preferable to form the inclined open end so that the lengths of the two portions buried in the first filler are equal to each other.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1A is a vertical sectional view of a connecting portion in a sheath thermocouple according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a horizontal sectional view. 1 (a) and 1 (b), a connecting portion 1 in a sheath thermocouple according to a first embodiment of the present invention is coaxially opposed to an end of a
The
The
[0013]
In the internal space of the
[0014]
By using the
[0015]
As a result of filling the
[0016]
In addition, a core wire movement suppressing metal fitting, which is a metal band from the outer peripheral portion of the compensating conductor toward the center of the axis, so that the
[0017]
According to the sheath thermocouple of the first embodiment, by using the
[0018]
In the sheath thermocouple of the above-described first embodiment, the two
[0019]
FIG. 2A is a vertical sectional view of a connecting portion in the sheath thermocouple of the second embodiment, and FIG. 2B is a horizontal sectional view. The connection part in the sheath thermocouple of the second embodiment is almost the same as that of the sheath thermocouple of the first embodiment. In FIGS. 2A and 2B, the same parts as those of the first embodiment are the same as those of FIG. The same numbers as in the first embodiment of FIGS. The difference from the first embodiment is that the
[0020]
That is, in FIGS. 2A and 2B, in the internal space of the
[0021]
In the second embodiment, the two total lengths of the two
[0022]
Further, in the second embodiment, similarly to the first embodiment, a core wire movement suppressing bracket 7 is provided. Also, the two
[0023]
As is clear from the above structure, the sheath thermocouple of the second embodiment also has the same operation and effect as the sheath thermocouple of the first embodiment, in addition to the operation and effect of the
[0024]
In the sheath thermocouple of the first embodiment or the second embodiment, soda barium glass is used as the first filler, but lead glass or another glass may be used. In this case, it is desirable that the coefficient of thermal expansion of these glasses be close to the coefficient of thermal expansion of the material of the inner sleeve. Further, the first filler is not limited to glass, and any filler having excellent heat resistance and airtightness may be used. Although the heat-resistant cement is used as the second filler, any filler can be used as long as the filler can fix the embedded object in the internal space of the outer sleeve and has heat resistance.
[0025]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the inner sleeve having an inclined open end formed by a slope that crosses in the axial direction is used to connect the sheath of the sheath thermocouple and the compensating conductor. It becomes possible to fill the sleeve with the first filler excellent in heat resistance and airtightness, and by embedding the end face of the end of the sheath in the first filler excellent in heat resistance and airtightness, Since moisture absorption from the end face of the end of the sheath can be prevented, a sheath thermocouple that can be used at a high temperature can be provided.
[0026]
According to the second aspect of the invention, in addition to the effects of the first aspect of the invention, the following effects are provided. In the connection between the sheath of the sheath thermocouple and the compensating conductor, the thermocouple wire is connected to a relay wire of the same material as this thermocouple wire and larger than the thermocouple wire. Even when filling the inner space of the inner sleeve, the junction wire is less fragile even if oxidized by the heat of melting the filler compared to the thermocouple wire, and when connecting the junction wire to the core of the compensating conductor Also, it is possible to provide a sheath thermocouple that can prevent a cutting accident when filling the heat-resistant cement into the inner space of the outer sleeve.
[0027]
According to the third or fourth aspect of the present invention, in the connection between the sheath of the sheath thermocouple and the compensating conductor, glass having excellent heat resistance and airtightness is used as the first filler to be filled in the inner sleeve. Can be provided.
[0028]
According to the fifth or sixth aspect of the present invention, in the connection between the sheath of the sheath thermocouple and the compensating conductor, the first filler used to fill the inner space of the outer sleeve is filled in the inner sleeve. Since the filler having a higher heat resistance than the filler of the above is used, it is possible to ensure that the filler can be used up to the heat resistant temperature of the first filler to be filled in the inner sleeve, and it is also possible to use thermal and mechanical materials. A sheath thermocouple excellent in impact resistance can be provided.
[0029]
According to the invention described in claim 7, in the connection between the sheath of the sheath thermocouple and the compensating conductor, the core movement suppressing means for suppressing the core of the compensating conductor from moving in the axial direction inside the compensating conductor is provided externally. Since it is provided on the compensating conductor located in the internal space of the sleeve, when the compensating conductor is laid, when the compensating conductor is bent, the core wire moves in the axial direction inside the compensating conductor, so that the thermocouple It is possible to provide a sheath thermocouple capable of preventing a connection portion between a strand and a core wire from being damaged or deformed by applying a compressive stress or a tensile stress to the connection portion.
[0030]
According to the invention described in
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a vertical sectional view of a connecting portion in a sheath thermocouple of a first embodiment, and FIG. 1B is a horizontal sectional view.
FIG. 2 (a) is a vertical sectional view of a connecting portion in a sheath thermocouple of a second embodiment, and FIG. 2 (b) is a horizontal sectional view.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a connection portion in a conventional sheath thermocouple.
[Explanation of symbols]
1 Sheath thermocouple connection
2 sheath
2a End face of sheath end
3 Thermocouple strand
4. Connection between thermocouple wires and core wires
5 Core wire of compensating conductor
6 Compensation conductor
7 Core wire movement suppression bracket
8 Inner sleeve
8a Inclined open end of inner sleeve
9 First filler (soda barium glass)
10 External sleeve
11 Second filler (heat-resistant cement)
15 trunk line
16 Connection between thermocouple wires and relay wires
17 Connection part between relay wire and core wire of compensation conductor
21 Connecting part of sheath thermocouple
22 sheath
23 Thermocouple wire
24 Compensating conductor
25 core wire
26 Connection part
27 sleeve
27a Base end of sleeve
28 Epoxy resin
29 Insulation separator
Claims (9)
前記外部スリーブは、筒状で前記補償導線側の基端に開口端を有し、他端を前記シースに挿着しており、
前記外部スリーブの内部空間内に設けられた、筒状で前記補償導線側の基端が軸方向に斜めに横切る面で形成された傾斜開口端である内部スリーブの他端を前記シースに挿着し、前記内部スリーブの内部空間内に前記シースの端部を位置付けるとともに、この端部から露出させた2本の熱電対素線を前記傾斜開口端から突出させ、前記内部スリーブの内部空間内に耐熱性及び気密性に優れた第1の充填材を充填し、
前記外部スリーブの内部空間内に前記補償導線の端部を位置付けるとともに、この端部から露出させた2本の芯線を前記熱電対素線に接続し、前記外部スリーブの内部空間内に第2の充填材を充填してなることを特徴とするシース熱電対。In a sheath thermocouple in which the sheath of the sheath thermocouple and the compensating lead wire are connected in the inner space of the outer sleeve,
The outer sleeve has an open end at the base end on the compensation lead side in a cylindrical shape, and the other end is inserted into the sheath,
The other end of the inner sleeve, which is a sloped open end formed in a plane whose base end on the side of the compensating lead wire obliquely crosses in the axial direction, provided in the inner space of the outer sleeve, is inserted into the sheath. Then, while positioning the end of the sheath in the inner space of the inner sleeve, the two thermocouple wires exposed from the ends are projected from the inclined opening end, and are inserted into the inner space of the inner sleeve. Filling the first filler excellent in heat resistance and airtightness,
An end of the compensating wire is positioned in the inner space of the outer sleeve, and two core wires exposed from the ends are connected to the thermocouple wires, and a second wire is inserted in the inner space of the outer sleeve. A sheath thermocouple characterized by being filled with a filler.
前記外部スリーブは、筒状で前記補償導線側の基端に開口端を有し、他端を前記シースに挿着しており、
前記外部スリーブの内部空間内に設けられた、筒状で前記中継線側の基端が軸方向に斜めに横切る面で形成された傾斜開口端である内部スリーブの他端を前記シースに挿着し、前記内部スリーブの内部空間内に前記シースの端部を位置付けるとともに、この端部から露出させた2本の熱電対素線の先端に、この熱電対素線と同材質で前記熱電対素線よりも太い前記中継線を前記内部スリーブの内部空間内で接続して、前記中継線を前記傾斜開口端から突出させ、前記内部スリーブの内部空間内に耐熱性及び気密性に優れた第1の充填材を充填し、
前記外部スリーブの内部空間内に前記補償導線の端部を位置付けるとともに、この端部から露出させた2本の芯線を前記中継線に接続し、前記外部スリーブの内部空間内に第2の充填材を充填してなることを特徴とするシース熱電対。In a sheath thermocouple in which the sheath of the sheath thermocouple and the compensating lead wire are connected via a relay wire in the internal space of the outer sleeve,
The outer sleeve has an open end at the base end on the compensation lead side in a cylindrical shape, and the other end is inserted into the sheath,
The other end of the inner sleeve, which is a sloped open end formed in a plane whose base end on the relay wire side crosses obliquely in the axial direction and is provided in the inner space of the outer sleeve, is inserted into the sheath. Then, the end of the sheath is positioned in the internal space of the inner sleeve, and the thermocouple element made of the same material as the thermocouple element is attached to the tip of two thermocouple elements exposed from the ends. The relay wire, which is thicker than the wire, is connected in the internal space of the inner sleeve, and the relay wire is projected from the inclined opening end. The first wire having excellent heat resistance and airtightness in the internal space of the internal sleeve. Filling material of
An end of the compensating conductor is positioned in the inner space of the outer sleeve, and two core wires exposed from the ends are connected to the relay wire, and a second filler is provided in the inner space of the outer sleeve. A sheath thermocouple characterized by being filled with.
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KR20130115173A (en) * | 2012-04-11 | 2013-10-21 | 야마리산교오 가부시기가이샤 | Connection structure and method for the extended cable of temperature measuring apparatus |
JP2019128338A (en) * | 2018-01-19 | 2019-08-01 | ティーイー ワイヤー アンド ケーブル エルエルシーTe Wire&Cable Llc | Thermocouple termination/closure and method |
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2002
- 2002-07-15 JP JP2002205977A patent/JP2004045334A/en active Pending
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