JP2015004624A

JP2015004624A - 温度計測装置

Info

Publication number: JP2015004624A
Application number: JP2013131067A
Authority: JP
Inventors: 一浩座間; Kazuhiro Zama
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-06-21
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2015-01-08

Abstract

【課題】高温の油槽に浸漬した際の耐油性を確保しつつ、温度計測時の耐熱容器内の過剰な温度上昇を抑えて、温度計測装置の動作停止を確実に防止できる温度計測装置を提供する。
【解決手段】温度計測装置１０は、温度計測データを処理する温度計測装置本体７０と、石膏材にて形成され温度計測装置本体７０を収納する石膏容器５０、断熱材にて形成され石膏容器５０を収納する断熱容器４０、および断熱容器４０を収納する保護容器３０を有する耐熱容器２０とを備え、保護容器３０は一面が開口した第一の容器３１および第二の容器３２と銅材にて構成されたシール部材３３とを備え、第一の容器３１の開口部と第二の容器の開口部３２とをシール部材３３を介装した状態で突き合わせ、前記突き合わせ部を締結部材９０にて締結することで、内部に密閉空間を構成し、保護容器３０には、保護容器３０の内部と外部との連通状態を切り替え可能な調整弁８０が設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、浸炭処理や焼入れ処理等の熱処理を行う際の温度を計測する温度計測装置に関する。

従来、例えば、鉄鋼材料の浸炭処理や焼入れ処理、またはＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）製造におけるガラス基板の熱処理等が行われる高温の炉において、炉内温度を計測する温度計測装置は公知である。また、このような高温環境に曝される温度計測装置では、温度計測データを処理する温度計測装置本体（データロガー）を耐熱容器に収納して高温環境から保護する構成が公知である。

温度計測装置本体を収納する耐熱容器としては、例えば特許文献１に開示されるように、石膏材（蓄熱材）を用いて形成され温度計測装置本体を収納する内側容器と、断熱材を用いて形成され前記内側容器を収納する外側容器とを備えたものがある。
このような構成の耐熱容器によれば、外側容器である程度の高温下でも内側容器の温度上昇を抑えることができるとともに、内側容器が温度上昇しても、当該内側容器は石膏材よりなるため、内部に含む結晶水の熱分解エネルギーによって温度上昇を抑えて、内部に収納された温度計測装置を保護することが可能となっている。

また、温度計測装置本体を収納する耐熱容器として、温度計測装置本体を収納する内耐熱ケースと、内耐熱ケースを内装する蓄熱素材と、蓄熱素材を被包する断熱材と、断熱材を内装する外耐熱ケースとを備えたものが、特許文献２に開示されている。
前記外耐熱ケースは、二分割された前側本体部と後側本体部とを合わせて密着させることにより、密閉された内部空間を形成するように構成されている。また、前側本体部と後側本体部との合わせ面の間には、シール部材が配設されており、高温の炉内温度下における外耐熱ケースの内部空間の密閉性をより高める構成となっている。
このような構成の耐熱容器によれば、炉内雰囲気からの熱が内部に伝導されることが断熱層により抑えられるとともに、炉内雰囲気からの熱が潜熱として蓄熱素材３２内に取り込まれることとなって、断熱効果をより向上することが可能となっている。また、外耐熱ケースは、内部空間の密閉性をより高めるように構成されているので、温度計測装置を高温の油槽に浸漬して焼き入れ時の温度計測を行う際の、外耐熱ケースへの油の侵入を防ぐ耐油性にも優れた構成となっている。

特開２００９−０７５０７６号公報特開２０１２−１１２８４５号公報

前述の特許文献１に開示される耐熱容器は、高温環境下に曝され続けると、内側容器を構成する石膏材の水和水が加熱分解されて水蒸気となる。
また、耐熱容器における外側容器は、容器本体と蓋体とを係合して容器本体の開口部を蓋体にて閉塞することにより構成されており、外側容器には、外側容器の内部と外部とを連通する貫通溝が形成されているため、内側容器の石膏材から生じた水蒸気は、前記容器本体と蓋体との係合部や前記貫通溝を通じて、自由に外側容器内から外側容器外部へ排出される。

ここで、一般的に石膏を乾式加熱すると、次の（１）式に示すように、約１３０℃でβ型半水石膏（β−ＣａＳＯ₄・１／２Ｈ₂Ｏ）となる反応が起こる。この（１）式の反応は吸熱反応であり、当該反応中においては、石膏は１３０℃の温度で一定となる。

特許文献１に開示される耐熱容器においては、内側容器の石膏材から分離した水蒸気が、前記係合部や貫通溝を通じて外部へ自由に通気可能となっているため、耐熱容器を高温環境下に曝した場合には、内側容器を構成する石膏材は、上述のような乾式加熱状態になる。
従って、例えば耐熱容器を６００℃の高温環境下に置いた場合、内側容器の石膏材は乾式加熱されて１３０℃で一定の温度を保持する。これにより、温度計測装置本体を収納する内側容器内の空間の温度が１３０℃程度、あるいはそれ以上の温度になると考えられる。

一般的に、温度計測装置本体の内部に組み込まれるＩＣ素子等の制御素子は、当該素子の温度が１２５℃〜１４０℃の範囲の温度になると動作を停止する。特許文献１に開示される耐熱容器では、内側容器内の温度が、温度計測装置本体の制御素子が安定的に動作できる温度（１２５℃未満の温度）を越えた１３０℃程度となるため、炉内温度の計測中に温度計測装置の動作が停止してしまうおそれがある。
また、特許文献１に開示される耐熱容器は、油槽に浸漬した場合、前記係合部や貫通溝を通じて容器内部に油が浸入することとなるため、十分な耐油性を備えていない。

特許文献２に開示される耐熱容器においては、高温環境下に曝され続けると、無機水和塩等で構成される蓄熱素材が熱を潜熱として取り込み、蓄熱素材が含有する水分が蒸発することとなる。
一方、特許文献２に開示される耐熱容器の外耐熱ケースは、内部空間の密閉性がより高められた構成となっているため、蓄熱素材から蒸発した水分は外耐熱ケースの外部に逃げることができずに、外耐熱ケースの内部圧力が上昇することとなる。さらに、水蒸気が充満した外耐熱ケースの内部圧力の上昇により、外耐熱ケースの内部温度が温度計測装置本体の動作停止温度まで上昇するおそれがある。
このように、特許文献２に開示される耐熱容器においても、炉内温度の計測中に温度計測装置の動作が停止してしまう可能性がある。

そこで、本発明においては、高温の油槽に浸漬した際の耐油性を確保しつつ、温度計測時における耐熱容器内の過剰な温度上昇を抑えて、温度計測中の温度計測装置の動作停止を確実に防止することができる温度計測装置を提供するものである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、温度計測装置は、温度計測データを処理する温度計測装置本体と、石膏材にて形成され前記温度計測装置本体を収納する石膏容器、断熱材にて形成され前記石膏容器を収納する断熱容器、および前記断熱容器を収納する保護容器を有する耐熱容器とを備え、前記保護容器は、一面が開口した第一の容器および第二の容器と、銅材にて構成されたシール部材とを備え、前記第一の容器の開口部と第二の容器の開口部とを、前記シール部材を間に介装した状態で突き合わせて、前記突き合わせ部を締結部材にて締結することで、内部に密閉空間を構成し、前記保護容器には、前記保護容器の内部と外部との連通状態を切り替え可能な調整弁が設けられている。

本発明の温度計測装置よれば、高温の油槽に浸漬した際の耐油性を確保しつつ、温度計測時における耐熱容器内の過剰な温度上昇を抑えて、温度計測中の温度計測装置の動作停止を確実に防止することができる。

油槽に浸漬された温度計測装置を示す模式図である。温度計測装置の耐熱容器を示す側面断面図である。開いた状態の調整弁を示す側面断面図である。閉じた状態の調整弁を示す側面断面図である。周囲が飽和状態の水蒸気で覆われた状態の石膏容器を示す斜視図である。第一の容器のフランジ部と第二容器のフランジ部とをインサート金属を介装した状態で完全な拡散接合にて接合することにより、密閉した保護容器を示す側面断面図である。第一の容器のフランジ部と第二容器のフランジ部とを溶接にて接合することにより、密閉した保護容器を示す側面断面図である。第一の容器のフランジ部と第二容器のフランジ部とをメタルガスケットを介装した状態で締結部材により締結して接合することにより、密閉した保護容器を示す側面断面図である。

次に、本発明を実施するための形態を、添付の図面を用いて説明する。

図１に示す温度計測装置１０は、本発明に係る温度計測装置の実施形態である。本実施形態の温度計測装置１０は、ワークＷが連続浸炭炉の各処理室を搬送される際の各処理室内の温度、または各処理室内のワークＷの温度を計測する装置である。

連続浸炭炉は、浸炭処理を行うための連続する各処理室（例えば、浸炭炉や油焼入れ処理室）を備えている。連続浸炭炉の各処理室では、ワークＷおよび温度計測装置１０が搬送され、浸炭処理の各工程が実施される。
図１に示す本実施形態の温度計測装置１０は、連続浸炭炉における油焼入れ処理室の油槽１１０内に浸漬されたワークＷの温度を計測している。

油槽１１０は、ワークＷの焼入れ処理が実施される油焼入れ処理室に設置されており、油槽１１０には、浸漬されたワークＷを急冷して焼入れを行うための油Ｌが貯留されている。油Ｌは、図示せぬ攪拌機構によって攪拌されており、油槽１１０内において図１における矢印の方向に循環している。

ワークＷ及び温度計測装置１０は、搬送トレイ１２０に搭載された状態で、油槽１１０内に貯溜された油Ｌに浸漬されている。
温度計測装置１０は、耐熱容器２０内に温度計測装置本体７０を収納して構成されており、耐熱容器２０からは温度計測装置本体７０に接続されるプローブ７１・７１・・・が延出している。つまり、温度計測装置１０は、耐熱容器２０、温度計測装置本体７０、および接触端子部５２・５２・・・が形成されたプローブ７１・７１・・・を備えている。

温度計測装置本体７０は、所謂データロガーと称される履歴データ記録装置によって構成される。各プローブ７１・７１・・・は熱電対からなり、各プローブ７１・７１・・・の先端部には、連続浸炭炉の各処理室内の炉内温度を検出するための接触端子部７２・７２・・・がそれぞれ形成されている。各接触端子部７２・７２・・・は、ワークＷに接触した状態で配置されている。

接触端子部７２によって検出されたワークＷの温度は、プローブ７１を通じて温度計測装置本体７０に入力され、温度計測装置本体７０において履歴データ（計測データ）として処理され保存される。

図２に示すように、温度計測装置１０の耐熱容器２０は、温度計測装置本体７０を収納する金属容器６０、金属容器６０を収納する石膏容器５０、石膏容器５０を収納する断熱容器４０、および断熱容器４０を収納する保護容器３０を有している。

金属容器６０は金属部材により形成されており、温度計測装置本体７０を収納するのに十分な内部空間を有しており、当該内部空間に温度計測装置本体７０を収納している。
石膏容器５０は石膏材により形成されており、金属容器６０の外形形状と同様の形状の内部空間を有しており、当該内部空間に金属容器６０を収納している。石膏容器５０に収納された金属容器６０の外周面は、石膏容器５０の内部空間の内周面に密接している。

断熱容器４０は断熱材により形成されており、石膏容器５０の外形形状と同様の形状の内部空間を有しており、当該内部空間に石膏容器５０を収納している。断熱容器４０に収納された石膏容器５０の外周面は、断熱容器４０の内部空間の内周面に密接している。断熱容器４０を形成する断熱材としては、発泡系断熱素材や繊維系断熱素材等の既知の断熱素材を用いることができる。
保護容器３０はＳＵＳ等の金属部材にて形成されており、断熱容器４０の外形形状と同様の形状の内部空間を有しており、当該内部空間に断熱容器４０を収納している。保護容器３０に収納された断熱容器４０の外周面は、保護容器３０の内部空間の内周面に密接している。

金属容器６０には、金属容器６０の内部空間と外部とを連通する引き出し孔６１が形成され、石膏容器５０には、石膏容器５０の内部空間と外部とを連通する引き出し孔５１が形成され、断熱容器４０には、断熱容器４０の内部空間と外部とを連通する引き出し孔４１が形成されている。
金属容器６０の引き出し孔６１、石膏容器５０の引き出し孔５１、および断熱容器４０の引き出し孔４１は、互いに連通するように位置を合わせて形成されている。

また、断熱容器４０の外周面には、引き出し孔４１と連通する連通溝４２が形成されている。さらに、保護容器３０には、保護容器３０の内部空間と外部とを連通する引き出し孔が形成された継手８９が取り付けられている。継手８９の引き出し孔は断熱容器４０の連通溝４２と連通している。

温度計測装置本体７０に接続されるプローブ７１・７１・・・は、金属容器６０の内部空間から、引き出し孔６１、引き出し孔５１、引き出し孔４１、連通溝４２、および継手８９の引き出し孔を通じて耐熱容器２０の外部へ引き出されている。
なお、継手８９の引き出し孔と、前記引き出し孔に挿入されるプローブ７１・７１・・・との間の隙間は、シール材にてシールされている。

保護容器３０は、一面が開口した第一の容器３１および第二の容器３２と、銅材にて構成されたシール部材３３とを備えている。
第一の容器３１および第二の容器３２は、例えばそれぞれ軸方向の一側の面が開口した有底の円筒状部材にて構成されており、前記開口面の周縁部には外側へ突出するフランジ部３１ａ・３２ａが形成されている。
第一の容器３１と第二の容器３２とは、それぞれの開口面を互いに突き合わせてフランジ部３１ａとフランジ部３２ａとを当接させ、フランジ部３１ａ・３２ａをボルト等の締結部材９０により締結することで一体的に接続されており、第一の容器３１と第二の容器３２とを一体的に接続することで、保護容器３０の内部空間が形成されている。

互いに当接される第一の容器３１のフランジ部３１ａと第二の容器３２のフランジ部３２ａとの間には、銅材にて構成されたシール部材３３が介装されている。つまり、フランジ部３１ａとフランジ部３２ａとは、互いの合わせ面の間にシール部材３３を介した状態で締結部材９０により締結されている。
これにより、シール部材３３がフランジ部３１ａおよびフランジ部３２ａの合わせ面に圧接され、第一の容器３１と第二の容器３２との接続部がシールされることとなり、保護容器３０の内部空間が密閉空間となる。

通常、金属部材であるフランジ部３１ａとフランジ部３２ａとを、間に金属部材であるシール部材３３を介装した状態で加圧して密着させ、さらに真空や不活性ガス中などの制御された雰囲気中で加熱すると、フランジ部３１ａ・３２ａとシール部材３３との間で拡散接合が生じ、フランジ部３１ａとフランジ部３２ａとは気密・液密的に接合される。
この場合、フランジ部３１ａ・３２ａとシール部材３３との間に完全な拡散接合が生じると保護容器３０の組立および分解に膨大な時間を要することとなって、保護容器３０に対する温度計測装置本体７０の収納や取り出しが困難となる。

しかし、本実施形態においては、保護容器３０は空気中にて高温雰囲気下に曝されるため、シール部材３３の表面に酸化膜が形成されることとなって、フランジ部３１ａ・３２ａとシール部材３３との間には不完全な拡散接合が生じる。このように、フランジ部３１ａ・３２ａとシール部材３３との間に不完全な拡散接合が生じた場合、フランジ部３１ａとフランジ部３２ａとは気密・液密的に接合される一方で、両者の分離が容易となる。
特に、本実施形態の場合は、シール部材３３として酸化しやすい銅材を用いているので、フランジ部３１ａ・３２ａとシール部材３３との間に不完全な拡散接合を生じさせやすく、フランジ部３１ａとフランジ部３２ａとの接合を、気密・液密的かつ分離容易な接合とすることが容易になっている。

また、保護容器３０には、保護容器３０の内部空間と外部との連通状態を切り替え可能な調整弁８０・８０・・・が複数設けられている。
図３、図４に示すように、調整弁８０は、ベース８１と、コマ８２と、ヘッド８３とを備えている。

ベース８１は、本体部８１ａと装着部８１ｂとを備えている。
本体部８１ａは例えば円柱状に形成されており、本体部８１ａには円筒状のコマ摺動穴８１ｃおよびヘッド装着用穴８１ｄが形成されている。コマ摺動穴８１ｃおよびヘッド装着用穴８１ｄは本体部８１ａの軸方向に沿って配置されており、ヘッド装着用穴８１ｄはコマ摺動穴８１ｃよりも端部側に位置している。また、ヘッド装着用穴８１ｄはコマ摺動穴８１ｃよりも大径に形成されている。コマ摺動穴８１ｃの装着部８１ｂ側端部には、テーパー部８１ｅが形成されている。テーパー部８１ｅは、装着部８１ｂ側へいくに従って縮径するテーパー形状に形成されている。ヘッド装着用穴８１ｄの内周面には雌ネジが形成されている。

装着部８１ｂは、例えば本体部８１ａよりも小径の円柱状に形成されている。また、装着部８１ｂには、装着部８１ｂを軸方向に貫通する連通孔８１ｆが形成されている。連通孔８１ｆはコマ摺動穴８１ｃと連通している。装着部８１ｂの外周面には雄ネジが形成されており、装着部８１ｂを保護容器３０（具体的には第一の容器３１または第二の容器３２）に螺装することで、調整弁８０が保護容器３０に取り付けられる。
調整弁８０が保護容器３０に取り付けられた状態では、コマ摺動穴８１ｃの内部空間と、保護容器３０の内部空間とが連通孔８１ｆにより連通されることとなる。

コマ８２は円柱状部材により形成されており、本体部８２ａおよびテーパー部８２ｂを有している。テーパー部８２ｂは本体部８２ａに連続して形成されており、先端側へいくに従って縮径するテーパー形状に形成されている。本体部８２ａおよびテーパー部８２ｂの外周面には、軸方向に沿って形成される溝８２ｃが形成されている。溝８２ｃは、テーパー部８２ｂの軸方向途中部から本体部８２ａの反テーパー部８２ｂ側端まで連続して形成されている。また、本体部８２ａの反テーパー部８２ｂ側の端面には溝８２ｄが形成されている。溝８２ｃと溝８２ｄとは連通している。
コマ８２は、テーパー部８２ｂを装着部８１ｂ側へ向けた姿勢で、ベース８１のコマ摺動穴８１ｃに嵌装されている。コマ８２はコマ摺動穴８１ｃ内において、軸方向へ摺動自在に構成されている。
コマ８２のテーパー部８２ｂは、コマ８２が装着部８１ｂ側へ移動した際に、ベース８１におけるコマ摺動穴８１ｃのテーパー部８１ｅに当接する。

ヘッド８３はボルト状部材により形成されており、その本体部８３ａの外周面には雄ネジが形成されている。ヘッド８３には、軸方向に貫通する連通孔８３ｂが形成されている。本体部８３ａはベース８１のヘッド装着用穴８１ｄに螺装されている。
ヘッド８３がベース８１に螺装された状態では、ベース８１のヘッド装着用穴８１ｄおよびコマ摺動穴８１ｃの内部空間と外部とが連通孔８３ｂによって連通されることとなる。また、本体部８３ａのヘッド装着用穴８１ｄにおける螺装位置は、コマ８２がコマ摺動穴８１ｃおよびヘッド装着用穴８１ｄ内で軸方向に摺動可能な空間が確保できる位置となっている。即ち、ヘッド８３をヘッド装着用穴８１ｄに螺装した状態で、コマ摺動穴８１ｃに嵌装したコマ８２が、コマ摺動穴８１ｃおよびヘッド装着用穴８１ｄ内において軸方向に摺動可能となっている。

このように構成される調整弁８０においては、コマ８２がコマ摺動穴８１ｃ内をヘッド８３側へ移動した場合、コマ８２のヘッド８３側端面がヘッド８３に当接する位置で停止する（図３に示す状態）。
この状態においては、コマ８２のテーパー部８２ｂとコマ摺動穴８１ｃのテーパー部８１ｅとが離間しており、コマ８２の溝８２ｃとコマ摺動穴８１ｃ内の空間とが連通して、調整弁８０が開いた状態となる。また、コマ８２とヘッド８３とが当接した状態においても、コマ８２の溝８２ｄとヘッド８３の連通孔８３ｂとは連通している。
従って、保護容器３０に装着された調整弁８０のコマ８２がヘッド８３側へ移動した状態では、保護容器３０の内部空間と外部とが、調整弁８０を通じて連通されることとなる。具体的には、保護容器３０の内部空間は、連通孔８１ｆ、コマ摺動穴８１ｃ、溝８２ｃ、溝８２ｄ、および連通孔８３ｂを通じて外部と連通する。

また、調整弁８０において、コマ８２がコマ摺動穴８１ｃ内を装着部８１ｂ側へ移動した場合、コマ８２のテーパー部８２ｂとコマ摺動穴８１ｃのテーパー部８１ｅとが当接する位置で停止する（図４に示す状態）。
この状態においては、コマ８２のテーパー部８２ｂとコマ摺動穴８１ｃのテーパー部８１ｅとが当接することにより、連通孔８１ｆおよびコマ摺動穴８１ｃと溝８２ｃとが分断され、保護容器３０の内部空間と外部とが、調整弁８０により分断されることとなる。即ち、調整弁８０が閉じた状態となる。

このように、調整弁８０は、保護容器の内部と外部との連通状態（連通または分断）を切り替え可能に構成されている。
また、調整弁８０のコマ８２は、例えば保護容器３０の内部空間の圧力が外部よりも高いと当該圧力によりヘッド８３側へ移動し、外部の圧力が保護容器３０の内部空間よりも高いと当該圧力により装着部８１ｂ側へ移動するように構成される。例えば、油槽１１０内に浸漬された保護容器３０においては、保護容器３０内の圧力が大気圧程度であれば、油Ｌの圧力が外部からかかることにより、調整弁８０のコマ８２が装着部８１ｂ側へ移動して調整弁８０が閉じることとなる。
なお、調整弁８０のコマ８２は、保護容器３０の内部空間の圧力と外部の圧力との圧力差が所定値以上となったときに移動を開始するように構成することもできる。

以上のように構成された温度計測装置１０により高温環境下にて温度計測を行う場合、例えば図１に示すような連続浸炭炉における油焼入れ処理室の油槽１１０内に浸漬されたワークＷの温度を計測する場合において、耐熱容器２０が温度計測装置本体７０を熱から保護する様子について説明する。

高温の油Ｌに浸漬された耐熱容器２０においては、油Ｌにより耐熱容器２０が加熱され、耐熱容器２０を構成する石膏容器５０も加熱される。石膏容器５０が加熱されると、石膏容器５０を構成する石膏材の水和水が加熱分解され、さらに加熱により水蒸気となる。
石膏容器５０の外周部を覆う断熱容器４０の構成部材である断熱材は、細かい空洞が多数存在するポーラス状に構成されており、石膏容器５０にて発生した水蒸気は断熱容器４０内に充満し、さらに断熱容器４０を通過して、断熱容器４０の外周部にまで到達する。しかし、断熱容器４０の外周部を覆う保護容器３０は密閉されているため、石膏容器５０から発生した水蒸気が保護容器３０内で飽和状態となる。即ち、図５に示すように、石膏容器５０の周囲が飽和状態の水蒸気で覆われた状態となる。

このように、周囲に飽和状態の水蒸気が存在する状態で石膏容器５０が加熱されると、次の（２）式に示すように、約１００℃で石膏材がα型半水石膏（α−ＣａＳＯ₄・１／２Ｈ₂Ｏ）と水とに分離する反応が起こる。

前記（２）式に示す反応は１００℃付近で生じ、この反応が生じている間は石膏材の温度は一定に保持される。従って、石膏容器５０を湿式加熱状態とすることで、温度計測装置本体７０の収納空間となる石膏容器５０内を１００℃程度の温度に保持することが可能となる。その結果、温度計測装置本体７０の温度を、温度計測装置本体７０の制御素子が安定的に動作できる温度（１２５℃未満の温度である１００℃程度の温度）に維持することが可能となり、温度の計測中に温度計測装置１０の動作が停止してしまうことを防止できる。

また、石膏材を湿式加熱した際に分離した水は石膏材の結晶中に残留し、石膏材の加熱を継続すると、結晶中に残存する水が蒸発する。このように水が蒸発する際には、蒸発潜熱としてエネルギーが消費される。
このように、石膏材の湿式加熱においては、石膏材から水が分離する際の吸熱（−４，１００ｃａｌ／ｍｏｌ）と、水が蒸発する際の潜熱（−９，２７０ｃａｌ／ｍｏｌ）とでエネルギーが消費される（次表参照）。その結果、石膏材の湿式加熱では、石膏材からの水蒸気の分離にのみエネルギーが消費される乾式加熱とは異なり、より多くの熱エネルギーを消費することが可能なるため、耐熱容器２０の耐熱性を向上することができる。

また、耐熱容器２０においては、保護容器３０が密閉状態に構成されるとともに、保護容器３０に装着されている調整弁８０・８０・・・が油Ｌの圧力により閉じた状態となるため、保護容器３０内の圧力は大気圧以上の陽圧に保持されることとなる。これにより、保護容器３０内を石膏容器５０からの水蒸気で飽和させて、石膏容器５０の湿式加熱状態を確実に維持することができる。さらに、保護容器３０は、油槽１１０内において密閉状態が保持されるため、保護容器３０内に油Ｌが侵入することがなく、耐油性を備えている。

一方、保護容器３０内の圧力が、油Ｌから保護容器３０にかかる圧力よりも大きな陽圧になると、調整弁８０・８０・・・が開いて保護容器３０内の圧力を外部へ逃がすこととなる。これにより、保護容器３０内の圧力が過度に上昇することを防止して、圧力上昇による保護容器３０内の温度上昇を抑制し、保護容器３０内の温度を、温度計測装置本体７０の制御素子が安定的に動作できる範囲内に維持することが可能となる。
また、保護容器３０内の水蒸気が調整弁８０・８０・・・から外部へ排出される際には、断熱容器４０の断熱材を通過するが、水蒸気が断熱材を通過する時に断熱材に蓄積された熱を奪うため、断熱材の熱を外部に排出して保護容器３０内を冷却することができ、耐熱容器２０の断熱性能を向上することができる。
なお、浸炭炉等の温度を温度計測装置１０により計測する際には、保護容器３０内の圧力が大気圧よりも所定圧だけ高い圧力になると調整弁８０・８０・・・が開弁するように設定することで、保護容器３０内の圧力を陽圧に保持することが可能となる。

また、石膏容器５０の内部空間には、金属容器６０を介して温度計測装置本体７０を収納することにより、石膏容器５０から生じる水蒸気が温度計測装置本体７０に接触することがなく、温度計測装置本体７０の劣化や破損を防止することが可能となっている。

また、本実施形態における保護容器３０においては、第一の容器３１のフランジ部３１ａと第二の容器３２のフランジ部３２ａとを、シール部材３３を介して不完全な拡散接合により接合して、保護容器３０を密閉しているが、保護容器３０を密閉するためのフランジ部３１ａとフランジ部３２ａとの接合は、次のように行うこともできる。

即ち、図６に示すように、フランジ部３１ａとフランジ部３２ａとを、インサート金属を介装した状態で完全な拡散接合にて接合することによっても保護容器３０を密閉することができる。
但し、この場合は、保護容器３０の分解に膨大な時間を要することとなって、保護容器３０からの温度計測装置本体７０の取り出しが困難となるため、フランジ部３１ａとフランジ部３２ａとを、シール部材３３を介装した状態で不完全な拡散接合により接合する方が好ましい。

また、図７に示すように、フランジ部３１ａとフランジ部３２ａとを、溶接にて接合することによっても保護容器３０を密閉することができる。
但し、この場合は、保護容器３０の組立および分解に膨大な時間を要することとなって、保護容器３０に対する温度計測装置本体７０の収納や取り出しが困難となるため、フランジ部３１ａとフランジ部３２ａとを、シール部材３３を介装した状態で不完全な拡散接合により接合する方が好ましい。

さらに、図８に示すように、フランジ部３１ａとフランジ部３２ａとを、メタルガスケットを介装した状態で締結部材により締結して接合することによっても保護容器３０を密閉することができる。
但し、この場合は、保護容器３０を高温環境下に長時間曝した際に、メタルガスケットの耐力が低下するおそれがあるため、フランジ部３１ａとフランジ部３２ａとを、シール部材３３を介装した状態で不完全な拡散接合により接合する方が好ましい。

１０温度計測装置
２０耐熱容器
３０保護容器
３１第一の容器
３２第二の容器
３３シール部材
４０断熱容器
５０石膏容器
６０金属容器
７０温度計測装置本体
８０調整弁

Claims

温度計測データを処理する温度計測装置本体と、
石膏材にて形成され前記温度計測装置本体を収納する石膏容器、断熱材にて形成され前記石膏容器を収納する断熱容器、および前記断熱容器を収納する保護容器を有する耐熱容器とを備え、
前記保護容器は、一面が開口した第一の容器および第二の容器と、銅材にて構成されたシール部材とを備え、前記第一の容器の開口部と第二の容器の開口部とを、前記シール部材を間に介装した状態で突き合わせて、前記突き合わせ部を締結部材にて締結することで、内部に密閉空間を構成し、
前記保護容器には、前記保護容器の内部と外部との連通状態を切り替え可能な調整弁が設けられている、
ことを特徴とする温度計測装置。