JP2020034381A - 温度測定器 - Google Patents

Abstract

【課題】熱電対素線に悪影響を及ぼす物質が保護管内に生じ得る状況下であっても、熱電対素線の劣化を防止することが可能な温度測定器を提供する。【解決手段】温度測定器２は、熱電対素線２０Ａ及び２０Ｂと、当該熱電対素線２０Ａ及び２０Ｂを被覆する電気絶縁材２０Ｃと、熱電対素線２０Ａ及び２０Ｂ並びに電気絶縁材２０Ｃを包囲する第１保護管２１と、当該第１保護管２１を包囲する第２保護管２２と、を備える。そして、第１保護管２１の先端部２１ａに、貫通孔２１１が設けられている。又、第１保護管２１の基端部２１ｂに、貫通孔２１１を通って流れる対流を発生させる第１通気口２５１が設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、熱電対素線を備えた温度測定器に関する。

温度測定器には、互いに異なる２種類の金属線を熱電対素線として有し、これらの一端を互いに接続することにより測温接点が形成されているものが存在する。そして、その様な温度測定器では、測温接点と基準接点（他端側の接点）との間の温度差に起因して２種類の金属線間に起電力が生じる。このため、当該起電力に基づいて測温接点と基準接点との間の温度差を検出すると共に、当該温度差と基準接点の温度とに基づき、測温接点の温度（即ち、測定対象の温度）を求めることができる。

又、上記温度測定器では、測定可能な温度範囲が、熱電対素線として使用される２本の金属線の種類（即ち、金属線を構成する材料）に応じて規定される。通常、測定可能な温度範囲は、−２００℃から１７００℃までの範囲内において、金属線の種類に応じて規定される。そして、近年、２０００℃を超える温度の測定を可能にする２本の金属線の材料として、タングステン（Ｗ）とレニウム（Ｒｅ）の組合せや、イリジウム（Ｉｒ）とイリジウムロジウム（ＩｒＲｈ）の組合せが注目されている（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２０１５／０２０１７２号 特開２００２−１７４５５４号公報

一方、金属に悪影響を及ぼす物質（炭素や酸素など）が存在する雰囲気に熱電対素線が晒された場合、熱電対素線は、その雰囲気中の物質の影響を受けて劣化（炭化や酸化）する虞がある。特に温度が２０００℃を超える環境下では、熱電対素線は、雰囲気中の上記物質と反応し易く、当該物質の影響を受け易くなる。

そこで、熱電対素線を保護管で包囲して保護する技術が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。具体的には、温度測定器において、熱電対素線を第１保護管で包囲し、且つ、当該第１保護管を第２保護管で包囲する技術が提案されている。しかし、熱電対素線を保護管で保護した場合であっても、保護管自身から発生した物質や、保護管に生じた亀裂を通って保護管内に侵入した物質が、熱電対素線に悪影響（酸化や炭化等の化学反応を含む）を及ぼす虞がある。

そこで本発明の目的は、熱電対素線に悪影響を及ぼす物質が保護管内に生じ得る状況下であっても、熱電対素線の劣化を防止することが可能な温度測定器を提供することである。

本発明に係る温度測定器は、熱電対素線と、当該熱電対素線を被覆する電気絶縁材と、熱電対素線及び電気絶縁材を包囲する第１保護管と、当該第１保護管を包囲する第２保護管と、を備える。そして、第１保護管の先端部に、貫通孔が設けられている。又、第１保護管の基端部に、貫通孔を通って流れる対流を発生させる第１通気口が設けられている。

上記温度測定器によれば、貫通孔を通って流れる対流が発生することにより、第１保護管内、並びに第１保護管と第２保護管との間に対流が発生し易くなる。従って、熱電対素線や電気絶縁材に悪影響を及ぼす物質が第２保護管内（第１保護管の周囲）に発生した場合でも、物質の悪影響が熱電対素線や電気絶縁材に及ぶ前に、その物質を対流で押し流すことが可能になる。よって、当該物質の悪影響が熱電対素線や電気絶縁材に及び難くなる。

上記温度測定器において、第２保護管の基端部に、第１保護管と第２保護管との間に通じる第２通気口が設けられていてもよい。この構成によれば、第１通気口及び第２通気口の何れか一方から他方へ貫通孔を通じて気体（例えば、不活性ガス）を流すことにより、第１保護管と第２保護管との間に対流を発生させると共に、第１保護管内にも対流を発生させることができる。よって、第１保護管内において、物質が熱電対素線や電気絶縁材に悪影響を及ぼす前に、その物質を、第１保護管内に生じた対流で押し流すことができる。

又、上記温度測定器において、貫通孔は、第１保護管の周面に設けられると共に、第１保護管の長手方向において熱電対素線の先端よりも第１保護管の先端に近い位置に配されていてもよい。この様な位置に貫通孔が配されることにより、第１保護管内において、長手方向における広い範囲に亘って対流を発生させることができる。よって、長手方向における広い範囲で、熱電対素線や電気絶縁材を、これらに悪影響を及ぼす物質から保護することができる。

上記温度測定器は、第１通気口及び第２通気口の何れか一方から気体を導入する気体導入部を更に備えていてもよい。又、上記温度測定器において、貫通孔は、第１保護管の周面に複数設けられていてもよい。

本発明に係る他の温度測定器は、熱電対素線と、当該熱電対素線を被覆する電気絶縁材と、熱電対素線及び電気絶縁材を包囲する第１保護管と、当該第１保護管を包囲する第２保護管と、を備える。そして、第１保護管の周面において、先端側に第１貫通孔が設けられ、且つ、基端側に第２貫通孔が設けられている。

上記の他の温度測定器によれば、熱電対素線や電気絶縁材に悪影響を及ぼす物質が第２保護管内（第１保護管の周囲）に発生した場合でも、当該物質の悪影響が熱電対素線や電気絶縁材に及び難くなる。一例として、測温時に温度測定器内に生じる温度差（基端側の温度と先端側の温度との差。即ち、測温接点と基準接点との間の温度差）を利用して、第１貫通孔と第２貫通孔とを通って第１保護管の内周面及び外周面に沿って循環する自然対流を発生させることができる。これにより、第１保護管と第２保護管との間に対流を発生させると共に、第１保護管内にも対流を発生させることができる。よって、熱電対素線や電気絶縁材に悪影響を及ぼす物質が第２保護管内（第１保護管の周囲）に発生した場合でも、当該物質が熱電対素線や電気絶縁材に悪影響を及ぼす前に、その物質を、温度測定器内に発生させた自然対流で押し流すことができる。

上記他の温度測定器において、第１保護管の基端部又は第２保護管の基端部に通気口が設けられ、当該通気口は、第２保護管内に通じていてもよい。この構成によれば、熱電対素線や電気絶縁材に悪影響を及ぼす物質が第２保護管内に発生した場合でも、温度上昇に伴って第２保護管の内圧が上昇することにより、上記物質が通気口から排出される。よって、第２保護管内において上記物質の濃度が上昇することを抑制することができる。

本発明によれば、熱電対素線に悪影響を及ぼす物質が保護管内に生じ得る状況下であっても、熱電対素線の劣化を防止することができる。

本発明の温度測定器が適用される縦型の熱処理炉を示した概念図である。 第１実施形態に係る温度測定器を示した概念図である。 第３保護管を構成する短管の嵌合構造の一例を示した概念図である。 第１実施形態に係る温度測定器の変形例を示した概念図である。 第２実施形態に係る温度測定器を示した概念図である。

図１は、本発明の温度測定器が適用される縦型の熱処理炉１を示した概念図である。図１に示される様に、縦型の熱処理炉１は、プロセスチューブ１１と、ボート１２、開閉蓋１３と、ヒータ１４と、昇降機構１５と、を備える。

プロセスチューブ１１は、開口端１１Ａを有する有底筒状であり、当該開口端１１Ａを下方へ向けた状態で設置されている。ボート１２は、熱処理対象となる半導体ウェハ等のワークＷを支持する支持台であり、プロセスチューブ１１に対するワークＷの搬出入が可能となる様に、開口端１１Ａを通じて昇降させることが可能である。尚、ボート１２の昇降には、ボールネジやシリンダ等を含む昇降機構１５を用いることができる。

開閉蓋１３は、プロセスチューブ１１の開口端１１Ａを開閉するための蓋である。具体的には、開閉蓋１３は、ボート１２の底部に設けられており、ボート１２と共に昇降する。そして、ボート１２を上昇させることで、プロセスチューブ１１内の熱処理位置にワークＷが配置されたとき、開口端１１Ａが開閉蓋１３によって閉じられる。尚、開閉蓋１３と開口端１１Ａとの間には、開口端１１Ａを閉じたときのプロセスチューブ１１の密閉性を高めるべくシール材（不図示）が設けられていてもよい。

ヒータ１４は、プロセスチューブ１１の周面に設けられており、プロセスチューブ１１内に搬入されたワークＷを加熱する。

この様な縦型の熱処理炉１においては、本発明の実施形態に係る温度測定器２は、開閉蓋１３に、これを貫通した状態で設置される（図１参照）。従って、温度測定器２は、長尺状であり、長手方向Ｄｔを縦方向にした状態で測温接点がワークＷの熱処理位置又はその近傍に配置される様に開閉蓋１３に設置される。そして、プロセスチューブ１１の開口端１１Ａを開閉蓋１３で閉じるときに、開閉蓋１３の上昇に伴って、温度測定器２がプロセスチューブ１１内に挿入される。

以下、本発明の実施形態に係る温度測定器２について、具体的に説明する。尚、以下に説明する温度測定器２は、上述した熱処理装置の炉内温度の測定に適用する場合に限らず、様々な環境下での温度測定に適用することができる。

［１］第１実施形態
図２は、第１実施形態に係る温度測定器２を示した概念図である。図２に示される様に、温度測定器２は、熱電対素線２０Ａ及び２０Ｂと、電気絶縁材２０Ｃと、第１保護管２１と、第２保護管２２と、第３保護管２３と、気体導入部２４と、を備える。

熱電対素線２０Ａ及び２０Ｂはそれぞれ、互いに異なる２種類の金属線である。そして、これらの一端を互いに接続することにより測温接点Ｐｔが形成されている。そして、測温接点Ｐｔと基準接点（他端側の接点。不図示）との間の温度差に起因して熱電対素線２０Ａ及び２０Ｂ間（即ち、２種類の金属線間）に起電力が生じる。このため、当該起電力に基づいて測温接点Ｐｔと基準接点との間の温度差を検出すると共に、当該温度差と基準接点の温度とに基づき、測温接点Ｐｔの温度（即ち、測定対象の温度）を求めることができる。

熱電対素線２０Ａ及び２０Ｂに用いられる金属線の材料には、２０００℃を超える温度の測定を可能にするものとして、タングステン（Ｗ）とレニウム（Ｒｅ）の組合せや、イリジウム（Ｉｒ）とイリジウムロジウム（ＩｒＲｈ）の組合せを適用することができる。尚、金属線の材料には、これらの組合せに限定されない種々の組合せが適用されてもよい。

電気絶縁材２０Ｃは、熱電対素線２０Ａ及び２０Ｂを被覆することにより、測温接点Ｐｔと基準接点（不図示）との間での熱電対素線２０Ａ及び２０Ｂどうしの電気的な短絡を防止している。又、第１保護管２１は、熱電対素線２０Ａ及び２０Ｂ並びに電気絶縁材２０Ｃを包囲して保持することにより、熱電対素線２０Ａ及び２０Ｂの湾曲や折れを防止している。

具体的には、第１保護管２１はシース（鞘状のケース）であり、又、電気絶縁材２０Ｃは、第１保護管２１内において、熱電対素線２０Ａ及び２０Ｂのうちの長手方向Ｄｔにおける測温接点Ｐｔを除いた部分を被覆している。尚、特に限定されるものではないが、電気絶縁材２０Ｃにはベリリア（ＢｅＯ）やハフニア（ＨｆＯ_２）を用い、第１保護管２１の構成材料にはモリブデン（Ｍｏ）やイリジウム（Ｉｒ）を用いることができる。

本実施形態では、熱電対素線２０Ａ及び２０Ｂは、１対のみが第１保護管２１内に保持されているが、複数対が第１保護管２１内に保持されていてもよい。そして、それぞれの対が、測温接点Ｐｔの位置をずらせた状態で配置されることにより、１つの温度測定器２で複数の位置の温度を測定することが可能になる。

第２保護管２２は、第１保護管２１を包囲することにより、第２保護管２２内に配された各部（第１保護管２１など）から生じた金属等のコンタミが外部へ流出することを防止する。本実施形態では、第２保護管２２は、第１保護管２１よりも断面の開口面積が大きい鞘状のケースであり、第２保護管２２内に第１保護管２１が挿入されている。これにより、例えば熱処理炉１内に温度測定器２を設置したときに、金属等のコンタミが温度測定器２から流出して熱処理炉１内を汚染してしまうことを防止することができる。尚、特に限定されるものではないが、第２保護管２２の構成材料には、カーボン（Ｃ）や炭化珪素（ＳｉＣ）を用いることができる。

第３保護管２３は、第１保護管２１を包囲している。又、第３保護管２３は、第１保護管２１と共に第２保護管２２内に挿入されることにより、第１保護管２１と第２保護管２２との間に介在している。これにより、第１保護管２１と第２保護管２２とが互いに接触することを防止している。具体的には、第３保護管２３は、第１保護管２１及び第２保護管２２が互いに接触してそれらの構成材料（例えば、モリブデン（Ｍｏ）とカーボン（Ｃ））が反応することを防止している。尚、特に限定されるものではないが、第３保護管２３の構成材料には、ボロンナイトライド（ＢＮ）やアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を用いることができる。

第３保護管２３の構成材料としてボロンナイトライドを用いた場合、長尺状の管を形成することは難しい。このため、第３保護管２３は、複数の短管２３１が第１保護管２１に外挿されて長手方向Ｄｔに並べられることにより構成される。この様な第３保護管２３の構成において、長手方向Ｄｔにおいて隣接する２つの短管２３１を嵌合させるための嵌合構造が、各短管２３１に設けられていてもよい。この場合、第３保護管２３の先端部２３ａは、キャップ状の短管２３１Ａで構成され、他の部分は、筒状の短管２３１Ｂで構成される。

図３は、嵌合構造の一例を示した概念図である。図３に示される様に、各短管２３１において、一方の開口端部２３１ａが、外面側にテーパ面２３２ａを設けることで凸状に形成され、他方の開口端部２３１ｂが、内面側にテーパ面２３２ｂを設けることで凹状に形成されている。そして、凸状の開口端部２３１ａが凹状の開口端部２３１ｂに嵌合することにより、長手方向Ｄｔにおいて隣接する２つの短管２３１が互いに嵌合する。これにより、長尺状の第３保護管２３が構成される。本実施形態では更に、隣接する２つの短管２３１の間（即ち、接触するテーパ面２３２ａ及び２３２ｂの間）には、後述する対流を発生させるための気体Ｇｎを通す隙間が形成される。尚、第３保護管２３が長尺状の１つの管で構成される場合には、対流を発生させるための気体Ｇｎを通す孔が第３保護管２３に設けられる。

本実施形態の温度測定器２は、この様に熱電対素線２０Ａ及び２０Ｂを複数の保護管（本実施形態では、第１保護管２１、第２保護管２２、及び第３保護管２３）で多重に包囲する構造において、更に次の様な構成を有する（図２参照）。即ち、第１保護管２１に貫通孔２１１が設けられている。本実施形態では、貫通孔２１１は、第１保護管２１の周面２１ｃ（長手方向Ｄｔに拡がった筒状の側面）のうちの先端部２１ａの領域に設けられている。より具体的には、貫通孔２１１は、長手方向Ｄｔにおいて熱電対素線２０Ａ及び２０Ｂの先端（測温接点Ｐｔ）よりも第１保護管２１の先端に近い位置に配されている。又、第１保護管２１の基端部２１ｂに、第１保護管２１内に通じる第１通気口２５１が設けられ、第２保護管２２の基端部２２ｂに、第１保護管２１と第２保護管２２との間に通じる第２通気口２５２が設けられている。

そして、気体導入部２４により、第１通気口２５１から温度測定器２の内部に気体Ｇｎが導入される。気体Ｇｎには、温度測定器２の各部構成に悪影響（酸化や炭化等の化学反応を含む。以下において同様）を及ぼす虞のない不活性ガスが用いられる。尚、気体Ｇｎには、温度測定器２の各部構成に悪影響を及ぼす虞のないものであれば、不活性ガスに限定されない様々な気体が用いられてもよい。

本実施形態の温度測定器２によれば、第１通気口２５１から気体Ｇｎ（不活性ガス）が導入されることにより、第１通気口２５１から貫通孔２１１へ向かう対流が第１保護管２１内に発生する。そして、貫通孔２１１を通って第１保護管２１外へ流れた気体Ｇｎは、その一部又は全てが、第３保護管２３を構成する複数の短管２３１の間を通って第３保護管２３と第２保護管２２との間へ流れ、これにより、貫通孔２１１から第２通気口２５２へ向かう対流が第１保護管２１と第２保護管２２との間に発生する。尚、図２では、対流が、温度測定器２内に付された実線矢印によって示されている。

従って、熱電対素線２０Ａ及び２０Ｂや電気絶縁材２０Ｃに悪影響を及ぼす物質が第２保護管２２内（具体的には、第１保護管２１の周囲）に発生した場合でも、当該物質が第１保護管２１内に侵入する前に、その物質を、第１保護管２１と第２保護管２２との間に発生させた対流（貫通孔２１１から第２通気口２５２へ向かう対流）で押し流し、第２通気口２５２を通じて温度測定器２の外部へ排出することができる。その結果として、発生した物質が第１保護管２１内に侵入し難くなる。

又、発生した物質が第１保護管２１内に侵入したとしても、当該物質が熱電対素線２０Ａ及び２０Ｂや電気絶縁材２０Ｃに悪影響を及ぼす前に、その物質を、第１保護管２１内に発生させた対流（第１通気口２５１から貫通孔２１１へ向かう対流）で押し流し、貫通孔２１１を通じて第１保護管２１外へ排出することができる。

よって、本実施形態の温度測定器２によれば、熱電対素線２０Ａ及び２０Ｂや電気絶縁材２０Ｃに悪影響を及ぼす物質が第２保護管２２内に生じ得る状況下であっても、熱電対素線２０Ａ及び２０Ｂや電気絶縁材２０Ｃの劣化を防止することができる。

更に、本実施形態では、貫通孔２１１が、第１保護管２１の周面２１ｃのうちの先端部２１ａの領域（第１保護管２１の先端に近い位置。具体的には、長手方向Ｄｔにおいて熱電対素線２０Ａ及び２０Ｂの先端（測温接点Ｐｔ）よりも第１保護管２１の先端に近い位置）に設けられている。従って、第１保護管２１内において、長手方向Ｄｔにおける広い範囲に亘って対流を発生させることができる。よって、長手方向Ｄｔにおける広い範囲で、熱電対素線２０Ａ及び２０Ｂや電気絶縁材２０Ｃを、これらに悪影響を及ぼす物質から保護することができる。

図４は、第１実施形態に係る温度測定器２の変形例を示した概念図である。図４に示される様に、気体Ｇｎは、気体導入部２４により、第２通気口２５２から導入されてもよい。

この構成によれば、第２通気口２５２から気体Ｇｎ（不活性ガス）が導入されることにより、第２通気口２５２から貫通孔２１１へ向かう対流が第１保護管２１と第２保護管２２との間に発生する。そして、導入された気体Ｇｎは、第３保護管２３を構成する複数の短管２３１の間を通って第１保護管２１と第３保護管２３との間へ流れた後、貫通孔２１１を通って第１保護管２１内へ流れる。これにより、貫通孔２１１から第１通気口２５１へ向かう対流が第１保護管２１内に発生する。尚、図４では、対流が、温度測定器２内に付された実線矢印によって示されている。

従って、熱電対素線２０Ａ及び２０Ｂや電気絶縁材２０Ｃに悪影響を及ぼす物質が第２保護管２２内（具体的には、第１保護管２１の周囲）に発生し、その物質が第１保護管２１内に侵入したとしても、当該物質が熱電対素線２０Ａ及び２０Ｂや電気絶縁材２０Ｃに悪影響を及ぼす前に、その物質を、第１保護管２１内に発生させた対流（貫通孔２１１から第１通気口２５１へ向かう対流）で押し流し、第１通気口２５１を通じて温度測定器２の外部へ排出することができる。

この様に第２通気口２５２から気体Ｇｎ（不活性ガス）を導入した場合でも、熱電対素線２０Ａ及び２０Ｂや電気絶縁材２０Ｃの劣化を防止することができる。

尚、上述した本実施形態の温度測定器２において、貫通孔２１１は、第１保護管２１の先端面２１ｄに設けられていてもよい。但し、上述した様に第１保護管２１の周面２１ｃに貫通孔２１１が設けられることにより、第１保護管２１内から第１保護管２１外（即ち、第１保護管２１と第２保護管２２との間）へ、又はその逆方向へ、気体Ｇｎが流れ易くなり、従って、温度測定器２内に対流を発生させ易くなる。又、上述した本実施形態の温度測定器２は、気体導入部２４によって気体Ｇｎを内部に導入しないものであってもよい。

［２］第２実施形態
図５は、第２実施形態に係る温度測定器２を示した概念図である。本実施形態の温度測定器２では、気体Ｇｎを導入して温度測定器２内に対流を発生させることに代えて、温度測定器２に生じる温度差を利用して自然対流を発生させる。以下、第１実施形態と異なる構成について説明する。

図５に示される様に、本実施形態の温度測定器２では、第１保護管２１の周面２１ｃに貫通孔２１１が複数設けられている。具体的には、第１保護管２１の周面２１ｃにおいて、第１保護管２１の先端側に第１貫通孔２１１ａが設けられ、第１保護管２１の基端側に第２貫通孔２１１ｂが設けられている。一方、本実施形態の温度測定器２には、気体Ｇｎを導入して対流を発生させるための第１通気口２５１及び第２通気口２５２は設けられていない。その代わりに、第２保護管２２内に発生した物質を排出するための通気口２５３が、第２保護管２２の基端部２２ｂに設けられると共に、第１保護管２１と第２保護管２２との間に通じている。尚、図５に示される様に、第１保護管２１の周面２１ｃにおいて、貫通孔２１１が、長手方向Ｄｔにおける複数箇所に設けられている場合には、先端側に位置する一部の貫通孔２１１が第１貫通孔２１１ａとなり、基端側に位置する残りの貫通孔２１１が第２貫通孔２１１ｂとなる。又、通気口２５３は、第１保護管２１の基端部２１ｂに設けられてもよい。

本実施形態の温度測定器２によれば、測温時に温度測定器２内に生じる温度差（基端側の温度と先端側の温度との差。即ち、測温接点Ｐｔと基準接点との間の温度差）を利用して、第１貫通孔２１１ａと第２貫通孔２１１ｂとを通って第１保護管２１の内周面及び外周面に沿って循環する自然対流を発生させることができる。これにより、第１保護管２１と第２保護管２２との間に対流を発生させると共に、第１保護管２１内にも対流を発生させることができる。尚、図５では、循環する自然対流が、温度測定器２内に付された実線矢印によって示されている。

そして、第３保護管２３には、当該第３保護管２３が第１貫通孔２１１ａ及び第２貫通孔２１１ｂを覆って自然対流の発生を妨げてしまうことがない様に、少なくとも第１貫通孔２１１ａ及び第２貫通孔２１１ｂを露出させる開口部２３２が設けられている。本実施形態では、第３保護管２３は、キャップ状の短管２３１Ａと筒状の短管２３１Ｂとを含み、短管２３１Ａが、第１保護管２１の先端部２１ａに被せられると共に、短管２３１Ｂが、第１保護管２１の基端部２１ｂに外挿されている。そして、この様に短管２３１Ａ、２３１Ｂが互いに離間した状態で配置されることにより、これらの間の部分が開口部２３２として用いられている。

従って、熱電対素線２０Ａ及び２０Ｂや電気絶縁材２０Ｃに悪影響を及ぼす物質が第２保護管２２内（具体的には、第１保護管２１の周囲）に発生した場合でも、当該物質が熱電対素線２０Ａ及び２０Ｂや電気絶縁材２０Ｃに悪影響を及ぼす前に、その物質を、温度測定器２内に発生させた自然対流で押し流すことができる。よって、熱電対素線２０Ａ及び２０Ｂや電気絶縁材２０Ｃに悪影響を及ぼす物質が第２保護管２２内に生じ得る状況下であっても、熱電対素線２０Ａ及び２０Ｂや電気絶縁材２０Ｃの劣化を防止することができる。

又、本実施形態では、通気口２５３が、第２保護管２２の基端部２２ｂに設けられると共に、第１保護管２１と第２保護管２２との間に通じている。従って、熱電対素線２０Ａ及び２０Ｂや電気絶縁材２０Ｃに悪影響を及ぼす物質が第２保護管２２内に発生した場合でも、温度上昇に伴って第２保護管２２の内圧が上昇することにより、上記物質が通気口２５３から排出される。よって、第２保護管２２内において上記物質の濃度が上昇することを抑制することができ、その結果として、熱電対素線２０Ａ及び２０Ｂや電気絶縁材２０Ｃの劣化をより確実に防止することができる。尚、第１保護管２１の基端部２１ｂに通気口２５３を設けた場合も、同様に、第２保護管２２内に発生した物質（熱電対素線２０Ａ及び２０Ｂや電気絶縁材２０Ｃに悪影響を及ぼす物質）を排出することができる。

尚、自然対流を発生させる態様として、第１実施形態においても、測温時に温度測定器２内に生じる温度差を利用することにより、気体Ｇｎを導入せずに、第１保護管２１内で、貫通孔２１１を通じて第１通気口２５１まで流れる自然対流又はその逆に流れる自然対流を生じさせてもよい。この自然対流は、例えば次の様な場合に生じる。即ち、第２保護管２２の外側にヒータがあり、第２保護管２２が外側から熱せされた場合に、第２保護管２２内に高温領域と低温領域とが形成され、その結果として、高温領域から低温領域に向かって流れる自然対流が生じる。尚、第１実施形態の温度測定器２にて自然対流を生じさせる場合には、第１保護管２１の周面２１ｃに貫通孔２１１が複数設けられていることが好ましい。又、気体導入部２４はなくてもよい。

［３］他の実施形態
上記第１実施形態及び第２実施形態で説明した温度測定器２の各部構成は、長尺状の温度測定器に限らず、様々な長さの温度測定器に適用することができる。例えば、第３保護管２３の構成材料としてボロンナイトライド（ＢＮ）を用いる場合において、ボロンナイトライドで形成可能な管の長さより温度測定器２の長さが短い場合には、第３保護管２３を１つの短管２３１で構成することができる。

上記第１実施形態及び第２実施形態において、温度測定器２は、第３保護管２３を持たない構成を有していてもよい。

上記第１実施形態及び第２実施形態で説明した温度測定器２は、縦型の熱処理炉１において、先端を上方へ向けた状態でプロセスチューブ１１内に挿入される場合（図１）に限らず、先端を下方へ向けた状態でプロセスチューブ１１内に挿入されてもよい。又、温度測定器２は、縦型の熱処理炉１に限らず、横型の熱処理炉等の様々な装置での測温にも適用することができる。即ち、上述した温度測定器２は、長手方向Ｄｔが縦方向になる様に設置して使用される場合に限らず、横方向になる様に設置して使用されてもよい。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。更に、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１ 熱処理炉
２ 温度測定器
Ｗ ワーク
１１ プロセスチューブ
１１Ａ 開口端
１２ ボート
１３ 開閉蓋
１４ ヒータ
１５ 昇降機構
２０Ａ、２０Ｂ 熱電対素線
２０Ｃ 電気絶縁材
２１ 第１保護管
２１ａ 先端部
２１ｂ 基端部
２１ｃ 周面
２１ｄ 先端面
２２ 第２保護管
２２ｂ 基端部
２３ 第３保護管
２３ａ 先端部
２４ 気体導入部
Ｄｔ 長手方向
Ｇｎ 気体
Ｐｔ 測温接点
２１１ 貫通孔
２１１ａ 第１貫通孔
２１１ｂ 第２貫通孔
２３１、２３１Ａ、２３１Ｂ 短管
２３１ａ、２３１ｂ 開口端部
２３２ 開口部
２３２ａ、２３２ｂ テーパ面
２５１ 第１通気口
２５２ 第２通気口
２５３ 通気口

Claims (6)

1. 熱電対素線と、
   前記熱電対素線を被覆する電気絶縁材と、
   前記熱電対素線及び前記電気絶縁材を包囲する第１保護管と、
   前記第１保護管を包囲する第２保護管と、
   を備え、
   前記第１保護管の先端部に、貫通孔が設けられており、
   前記第１保護管の基端部に、前記貫通孔を通って流れる対流を発生させる第１通気口が設けられている、温度測定器。
2. 前記貫通孔は、前記第１保護管の周面に設けられると共に、前記第１保護管の長手方向において前記熱電対素線の先端よりも前記第１保護管の先端に近い位置に配されており、
   前記第２保護管の基端部に、前記第１保護管と前記第２保護管との間に通じる第２通気口が設けられている、請求項１に記載の温度測定器。
3. 前記第１通気口及び前記第２通気口の何れか一方から気体を導入する気体導入部を更に備える、請求項２に記載の温度測定器。
4. 前記貫通孔は、前記第１保護管の前記周面に複数設けられている、請求項１〜３の何れかに記載の温度測定器。
5. 熱電対素線と、
   前記熱電対素線を被覆する電気絶縁材と、
   前記熱電対素線及び前記電気絶縁材を包囲する第１保護管と、
   前記第１保護管を包囲する第２保護管と、
   を備え、
   前記第１保護管の周面において、先端側に第１貫通孔が設けられ、且つ、基端側に第２貫通孔が設けられている、温度測定器。
6. 前記第１保護管の基端部又は前記第２保護管の基端部に通気口が設けられ、当該通気口は、前記第２保護管内に通じている、請求項５に記載の温度測定器。

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