JP2630765B2 - 耐熱カバー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高温中で使用するセンサー等を保護する耐
熱カバーに関するものである。

〔従来の技術〕 高温中で使用するセンサーはさまざまなものがある
が、たとえば溶鉱炉中で溶湯の液面の高さを調べるセン
サーがある。溶湯の表面にはカスがたまりやすく、カス
が多くたまるとかき出さなければならないため、うず電
流を用いたセンサーを溶湯の上に配置し、溶湯の液面の
高さを調べるようにしていたものである。

このセンサーは一般に100℃以下でないと正常に作動
しないのに対し、溶鉱炉中は1000℃以上であるため、セ
ンサーを耐熱カバーに内装して使用していた。この耐熱
カバーは、第３図に示すように一方に開口端を有した筒
状体で耐火煉瓦材より形成したものであった。

〔従来技術の問題点〕

ところが、このような従来の耐熱カバーＫ′は、一重
構造の筒状体であったため、断熱効果が悪く、使用中に
センサーが高温のために故障したり、誤動作を起こし易
いという問題点があった。

また、この耐熱カバーＫ′は耐火煉瓦材より形成され
ていたため、耐ヒートショック性が悪く、常温から急に
1000℃以上の溶鉱炉中に入れられたり又、溶鉱炉内より
急に常温へ取り出すことが多く割れやクラックが発生し
やすかった。そのため、やや温度の低い溶鉱炉中でしか
使用することができず、しかも一度使用すると微細なク
ラックが発生してしまい、再度使用できず、寿命が極め
て短いものであった。

〔問題点を解決するための手段〕

上記に鑑みて、本発明は窒化珪素質またはコージライ
トセラミックよりなる外筒と、該外筒の内側に配置され
た内筒とから耐熱カバーを構成すると共に、該内筒と前
記外筒との間に流体を環流する隙間を形成したものであ
る。

〔実施例〕

以下、本発明に係る耐熱カバーを図によって説明す
る。

第１図に全体形状を、第２図（ａ）（ｂ）に断面図を
示すように耐熱カバーＫは、窒化珪素質またはコージラ
イトセラミックよりなる外筒１と、セラミックよりなる
内筒２より構成されている。内筒２は外筒１の開口端近
傍の内壁面1aに結合されており、該結合部分以外の外筒
１と内筒２の間には隙間３が形成されている。内筒２は
センサーを挿入する内部空間2aを有し、該内部空間2aと
隙間３とを連通するように内筒２の先端面に流通孔2bを
形成し、また内筒２の外筒１との結合部分には隙間３と
外部空間とを連通するように流通路2cが形成してある。
また、外筒１と内筒２の結合は、双方に設けた孔にセラ
ミック製のピン４を挿入し、接着剤５で固着してあるた
め、強固に結合され、外れる恐れはない。

この耐熱カバーＫを使用するときは、内部空間2aにセ
ンサーとともに、空気や水などの流体を噴出するパイプ
Ｐを挿入し、該パイプＰより高速で流体を噴出させれ
ば、流通孔2bから隙間３を通過し、流通路2cより排出す
る流体の流れができる。このように外筒１と内筒２との
間に形成された隙間３を常に空気や水などの流体が環流
するため冷却効果、断熱効果が大きく、また、特に外筒
１は耐ヒートショックの大きい窒化珪素質またはコージ
ライトセラミックにより構成されているため、クラック
や割れが発生しにくい。

このような本発明に係る耐熱カバーＫを第１表に示す
ように、外筒の材質、外径の異なるものを試作し、従来
の耐火煉瓦材よりなる一重筒状体の耐熱カバーＫ′と共
に熱衝撃試験をおこなった。

それぞれの耐熱カバーK,K′内にパイプＰを挿入し、6
0／分の空気を噴出させながら、常温から２〜３秒で
試験温度（1000℃,1100℃,1200℃）に設定した電気炉の
中に入れ、１時間持続させ、再び２〜３秒で常温の大気
中へ取り出した後、クラックの発生を調べた。また、試
験温度1200℃のときの排出空気の温度も測定した結果、
第１表の通りであった。

第１表より、No.6の従来の耐火煉瓦材よりなる一重筒
状体の耐熱カバーＫ′は試験温度1100℃、1200℃でクラ
ックが発生し、またNo.5の外筒１をアルミナより形成し
たものは1000℃で割れてしまった。それに対し、外筒１
を窒化珪素またはコージライトにより形成したNo.1〜N
o.4の本発明に係る耐熱カバーＫは試験温度1000℃〜120
0℃ではクラックが発生せず、ヒートショックに強いも
のであった。

また、外径が同じであるNo.3,No.4,No.5の耐熱カバー
について排出空気温度を比較してみると、No.6の従来の
ものは380℃であるのに比べNo.3,No.4の本発明に係る耐
熱カバーＫはそれぞれ340℃、220℃と低く、断熱冷却効
果が大きいことがわかる。特にNo.4の外筒１をコージラ
イトにより形成したものは排出空気温度が低く、断熱冷
却効果が大きかった。またNo.1,No.2の耐熱カバーＫは
外径が大きいため排出空気温度が高かったが、やはりN
o.2のコージライトにより外筒１を形成したものの方が
排出空気温度が低く断熱冷却効果が大きかった。即ち、
コージライトは、より断熱冷却効果が高いことがわか
る。したがって、第１表に示すように、少なくとも内筒
２の材質としてコージライトを用いることにより耐熱カ
バーの断熱効果を高くすることができる。

次に第１表中、No.4の外筒１、内筒２ともにコージラ
イトよりなる耐熱カバーＫと、No.6の従来の耐熱カバー
Ｋ′について、常温と1200℃を30分ごとに繰り返す熱サ
イクルを与える試験を行った。その結果No.6の従来の耐
熱カバーＫ′は１サイクルでクラックが発生したのに対
し、No.4の本発明に係る耐熱カバーは100サイクル後も
特に異常はなく使用可能な状態をたもっており、寿命が
長いことがわかった。

このような本発明に係る耐熱カバーＫを、溶鉱炉中の
溶湯面の高さを測定するセンサーのカバーとして使用し
てみた。外筒１および内筒２はともにコージライトより
形成し、外筒１の肉厚は5mm、内筒２の肉厚は4mm、隙間
３の幅は3mmとし、全体の外径は65mm、長さは139mmとし
た。また、流通孔2bと流通路2cはそれぞれ４個ずつ形成
し、外筒１と内筒２は２ケ所をピン４で結合させた。

この耐熱カバーＫを1200℃の溶鉱炉中に入れて、内部
に挿入したパイプＰで180／分の空気を噴出させたと
ころ、内筒２の内部空間2aの温度は75℃を保ちつづけセ
ンサーが正確に作動することができた。

また、内筒２に形成する流通孔2b、流通路2cの数、形
状および隙間３の形状などは上記実施例のものに限らず
さまざまに形成してもよい。

〔発明の効果〕

叙上のように本発明によれば、窒化珪素質またはコー
ジライトセラミックよりなる外筒と、該外筒の内側に配
置された内筒とから耐熱カバーを構成し、該内筒と前記
外筒との間に流体を還流させる隙間を形成したことによ
って、断熱冷却効果が大きいため、高温の溶鉱炉などで
もセンサーの故障や誤動作がなく正確な測定が可能であ
る。また耐熱カバーの耐ヒートショック性が大きいた
め、割れやクラックの発生がなく、内装するセンサー、
カバーをともに寿命の長いものとすることができるなど
の多くの特長を持った耐熱カバーを提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る耐熱カバーを示す斜視図である。
第２図（ａ）は第１図におけるＸ−Ｘ線断面図、第２図
（ｂ）は第２図（ａ）におけるＹ−Ｙ線断面図である。 第３図は従来の耐熱カバーを示す縦断面図である。 1:外筒、2:内筒 3:隙間、4:ピン 5:接着剤

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−65135（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−254586（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−73310（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭52−66461（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−14036（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高温中で使用するセンサー等を内装する耐
   熱カバーであって、窒化珪素質セラミックまたはコージ
   ライトセラミックからなり閉じた先端面を有する外筒
   と、コージライトセラミックからなり閉じた先端面に流
   通孔を備えた内筒とから構成し、上記外筒の内側と内筒
   の外側との間に隙間を介するように上記内筒を嵌入して
   配置するとともに、上記内筒の先端面に形成した流通孔
   を通して、上記隙間と内筒の内部空間との間に流体を環
   流させるようにしたことを特徴とする耐熱カバー。