JP3288791B2 - 溶融金属の温度測定装置 - Google Patents
溶融金属の温度測定装置Info
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Description
する装置に関する。さらに特定すると、一側を閉鎖され
たセラミック管内に配置され、当該熱電対の熱接点が該
管の閉鎖端部の近傍に配置された熱電対と、一側を閉鎖
された管および保護体の内面間に輪状の空所を形成しな
がら上記管を取り巻き、本質的に耐熱性の金属酸化物お
よびグラファイトより成る外側保護体とを備える、溶融
金属中で温度を測定するための装置に関する。
19 663で周知である。この新案意匠に記述される装置に
あっては、熱電対を取り巻く一側を閉鎖された管が、耐
熱性金属酸化物やグラファイト製の保護体内に挿入され
ており、前記の一側を閉鎖された管と保護体との間に輪
状空隙が形成されている。一側を閉鎖された管内に配置
される熱電対は、溶融金属内を支配する高温度での利用
のため、白金のような高い材料より成る。特に、溶融金
属の常時の制御に必要とされる連続温度測定において
は、熱電対は上述の配置物内に十分には保護されない。
何故ならば、特に反応性ないし腐食性のガスが熱電対を
取り巻く外被内に侵入し、外被や熱電対を破壊すること
があり得るからである。そのため、熱電対の頻繁な交換
が必要となる。溶融金属の高温度の作用下では、装置の
保護体内部に、例えば一酸化珪素や一酸化炭素が生じ、
このガスが酸化アルミニウム製の熱電対を取り巻く管に
侵入する。この際、一酸化炭素は管の多孔性を高め、そ
れにより管はゆっくり破壊される。一酸化珪素は熱電対
および線材と反応するから、これら部材は破壊され、温
度測定は欠陥が多くなり、あるいはもはや遂行不可能と
なる。
新案GB-B 2 193 375で周知である。この装置にあって
は、熱電対は、一側を閉鎖されかつセラミックで被覆さ
れた不透過性のモリブデン管により取り囲まれており、
そして該モリブデン管は、セラミック材料により保護体
内に埋め込まれている。このモリブデン管は、非常に高
価であり、製造に費用がかかる。熱機械的圧力による破
壊を回避するため、モリブデン管は多層のセラミック層
により取り囲まれている。しかして、これらのセラミッ
ク層はモリブデンの含有量が外部に向かって減少してい
る。これらの層は、とりわけ、モリブデン管に沿っての
温度勾配を補償する働きをする。これらのセラミック層
およびモリブデン管は、いずれにせよやはり一酸化炭素
や一酸化珪素のような反応性ガスによって破壊されるこ
とがある。
化学的破壊から防ぎ、それにより熱電対の寿命を長める
温度測定装置を提供することにある。
課題は、本発明に従うと、輪状空所を本質的に金属酸化
物粉末および酸素用還元材で充たし、そしてその酸素還
元材の割合を約5体積%ないし約95体積%にすることに
よって解決される。これらの酸素還元材は、例えば一酸
化珪素や一酸化炭素のような腐食性ないし反応性ガスが
熱電対を取り巻く一側を閉鎖された管(一側閉鎖管)に
達して、該管や熱電対それ自体を破壊するのを妨げる。
還元材料の酸化の際、珪素や炭素が生成するが、これは
熱電対やこれを取り巻く管を腐食することはない。
粉末状に形成され、金属酸化物粉末と混合される。それ
により、輪状空所内において、酸素還元材の均等な分配
が可能となり、この還元材の高効率が保証される。
平行に配置された棒の形で形成することもできる。酸素
還元材を、線材、ペレットおよび/または粒体の型で形
成し、それを金属酸化物内に埋め込むことも可能であ
る。酸素還元材を輪状空間内に格納する他の可能性は、
この還元材材料で金属酸化物粉末を管状に取り囲むこと
より成る。管は、閉鎖円筒面または裂け目を有する円筒
壁を有してよい。粉末の管状配置も考えられる。多くの
形式の酸素還元材の組み合わせも可能である。一般に、
酸素還元材の形態は、上述の形式に限定されない。いず
れにせよ、還元材は、作用を最適にするために、全輪状
空所にわたり分配されるべきである。還元材料が一側閉
鎖管と保護体とを直接的に結合することは回避されるべ
きである。何故ならば、このような結合は熱結合をもた
らし、このため一側閉鎖管が不均一な熱機械的負荷にさ
らされることがあるからである。それに対応する隔絶
が、金属酸化物により行われる。
アルミニウム酸化物、マグネシウム酸化物、ジルコニウ
ム酸化物、チタン酸化物の群の一種の酸化物または複数
の酸化物の混合物より構成されるのが目的に適ってい
る。
ウム、マグネシウム、ジルコニウム、チタンの少なくと
も1種から形成されるのがよい。特に、還元電位のた
め、アルミニウムの使用が目的に適っている。この物質
はまた特に廉価である。
物に基づき約15体積%〜70体積%、特に約25体積%ない
し65体積%が目的に適っている。
いて詳述する。図1に示される金属溶融物内の温度を測
定するための装置は、周知の方法でセラミック双子管
(図示せず)内に配置された熱電対を有する。管は、一
側を閉鎖されたアルミニウム酸化物管1により囲まれて
いる。熱電対の熱接点は、アルミニウム酸化物管1の閉
鎖端部の近傍に存在する。一側を閉鎖されたアルミニウ
ム酸化物管は、例えばアルミニウム酸化物のような耐熱
性の金属酸化物やグラファイトより成る保護体2内に挿
入されている。この保護体2は、一側を閉鎖されたアル
ミニウム酸化物管1の挿入のため、その長手方向に配置
された空所を有しており、そしてその空所は、その閉鎖
された浸漬端部と反対の端部にて保護体2を打ち抜いて
いる。熱電対を具備するアルミニウム酸化物管1は、こ
のようにして形成された開口を通して保護体2内に導入
される。空所の直径は、アルミニウム酸化物管1の直径
よりも約8〜15mm大である。それにより生じた輪状の空
所3は、アルミニウム酸化物粉末とアルミニウム粉末の
混合物で充填されるが、充填物に対するアルミニウム粉
末の割合は約40〜50体積%である。図2に示される装置
は、還元材が粉末の型で存在せず、熱電対を包含するア
ルミニウム酸化物管1に対してほぼ平行なアルミニウム
棒4の型で配置されているという点で、図1に示される
装置と相違している。このアルミニウム棒4は、アルミ
ニウム酸化物粉末中に埋め込まれている。アルミニウム
棒4を何か他の方法で配置することも考えられるが、ア
ルミニウム酸化物管1に対して平行な配置が還元作用の
点からみてもっとも効果的である。
の装置の特別な点は、還元材が線材5の型でアルミニウ
ム酸化物粉末中に配置されていることである。
示されている。この図では、還元材は、アルミニウム製
のペレットないし粒体6の型でアルミニウム酸化物粉末
内に埋め込まれている。
置が示されている(多くの可能性を完成させていない
が)。酸素還元材料は、アルミニウム管7としてアルミ
ニウム酸化物粉末の回りに周回配置されている。この図
において、アルミニウム管7はやはり断面図のみで示さ
れている。アルミニウム管7は、閉鎖円筒面としてもよ
いし、任意の種類の割れ目を有する円筒面としてもよ
い。金属粉末の輪状の配置も考えられる。
中において加熱される際、酸素還元アルミニウムは溶融
する。しかし、保護体2の閉鎖先端部へのアルミニウム
溶融物の流れ下りは、アルミニウム溶融物がアルミニウ
ム酸化物により形成される空所中に即座に侵入し、それ
により下向きの流動を妨げられることによって阻止され
る。
によれば、熱電対を簡単な方法で化学的破壊から防ぎ、
熱電対の寿命を長めることができる温度測定装置が提供
される。
い実施例について説明したが、斯界精通したものであれ
ば、本発明の技術思想から逸脱することなく、この実施
例から種々の変化・変更を思いつくことができよう。
の概略線図である。
例の概略線図である。
例の概略図である。
る本発明の装置の一実施例の概略図である。
の一実施例の概略線図である。
Claims (13)
- 【請求項1】 一側を閉鎖されたセラミック管内に配置
され、当該熱電対の熱接点が該管の閉鎖端部の近傍に配
置された熱電対と、前記の一側を閉鎖された管および保
護体の内面間に輪状の空所を形成しながら前記の一側を
閉鎖された管を取り巻き、かつ本質的に耐熱性の金属酸
化物およびグラファイトより成る外側保護体とを備え
る、溶融金属中で温度を測定するための装置において、
輪状の空所(3)が、本質的に金属酸化物粉体および酸
素還元材料で充たされ、酸素還元材料の割合が約5体積
%ないし約95体積%であることを特徴とする溶融金属中
温度測定装置。 - 【請求項2】 酸素還元材料が粉末形状を有し、金属酸
化物粉末と混合される請求項1記載の温度測定装置。 - 【請求項3】 酸素還元材料が多数の棒(4)として形
成される請求項1記載の温度測定装置。 - 【請求項4】 棒(4)が一側を閉鎖された管(1)の
長手軸線にほぼ平行である請求項3記載の温度測定装
置。 - 【請求項5】 酸素還元材料が線材(5)の型を有し、
該線材が金属酸化物粉末内に埋め込まれている請求項1
記載の温度測定装置。 - 【請求項6】 ペレットおよび/または粒体(6)の型
の酸素還元材が金属酸化物粉末に埋め込まれている請求
項1記載の温度測定装置。 - 【請求項7】 酸素還元材料が、金属酸化物粉末を環状
に取り囲んでいる請求項1記載の温度測定装置。 - 【請求項8】 金属酸化物粉末が、アルミニウム酸化
物、マグネシウム酸化物、ジルコニウム酸化物、チタン
酸化物の群から選択された一種の酸化物または複数種の
酸化物の混合物より形成される請求項1〜7のいずれか
に記載の温度測定装置。 - 【請求項9】 酸素還元材料が、金属アルミニウム、マ
グネシウム、ジルコニウム、チタンの少なくとも1種よ
り成る請求項1〜8のいずれかに記載の温度測定装置。 - 【請求項10】 金属酸化物粉末がアルミニウム酸化物
より成る請求項1〜9のいずれかに記載の温度測定装
置。 - 【請求項11】 酸素還元材料がアルミニウムである請
求項1〜10のいずれかに記載の温度測定装置。 - 【請求項12】 アルミニウム含有量が、輪状空間の充
填物を基準にして約15体積%ないし約70体積%である請
求項11記載の温度測定装置。 - 【請求項13】 アルミニウム含有量が、約25体積%な
いし65体積%である請求項12記載の温度測定装置。
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