JP5887125B2 - thermocouple - Google Patents
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Description
本発明は、剪断や曲げ等の外力を受ける条件下で且つ腐食環境下での使用に好適な熱電対に関するものである。 The present invention relates to a thermocouple suitable for use in a corrosive environment under conditions that receive external forces such as shearing and bending.
熱電対は、素線(熱電対素線)を、ステンレスやインコネル等の金属製シースに格納すると共に、該シース内に酸化マグネシウム等の耐熱性を有する絶縁材を充填し、更に、上記シースを保護するために、該シースの外側に、該シースを覆う保護管を被せた構成のものが広く使用されている。 The thermocouple stores the strand (thermocouple strand) in a metal sheath such as stainless steel or Inconel, and fills the sheath with an insulating material having heat resistance such as magnesium oxide, and further includes the sheath. In order to protect, the thing of the structure which covered the protective tube which covers this sheath on the outer side of this sheath is used widely.
上記保護管の材質として金属製の保護管を備えた形式の熱電対は、たとえば、溶融塩のような腐食性の強い物質と接触する環境下で使用すると、該金属製の保護管が腐食され、亀裂を生じたりまたは破孔したりしてしまい、その部位から腐食性物質が侵入する。その結果シースが腐食性物質と接触し腐食されて、最終的には熱電対の素線が損傷を受ける。 A thermocouple of the type provided with a metal protective tube as the material of the protective tube described above will corrode the metal protective tube when used in an environment in contact with a corrosive substance such as a molten salt. Cracks or punctures occur, and corrosive substances enter from the site. As a result, the sheath comes into contact with the corrosive substance and is corroded, and eventually the strand of the thermocouple is damaged.
そのため、腐食性の強い物質と接するところで使用する熱電対は、上記と同様の素線を格納したシースの外側に、磁性保護管(磁器保護管)として、たとえば、JISR1401で規定されているような磁性保護管を、該シースの外側を覆うように設けた形式のものが一般的に使用されている(たとえば、特許文献1参照)。 For this reason, a thermocouple used in contact with a highly corrosive substance has a magnetic protection tube (porcelain protection tube) outside the sheath containing the same wire as described above, for example, as defined in JIS R1401. A type in which a magnetic protective tube is provided so as to cover the outside of the sheath is generally used (see, for example, Patent Document 1).
ところで、高温で使用する装置、たとえば、灰溶融炉等は、炉体(炉殻)の内面に耐火物層が設けてあるが、該耐火物層は、該灰溶融炉の運転時間の経過に伴って次第に侵食されるようになる。そのため、上記灰溶融炉は、運転中は上記耐火物層の温度計測を定期的に行なうことで、該耐火物層の侵食の程度を推定して、メンテナンスの時期を判断することが行われている。 By the way, an apparatus used at a high temperature, for example, an ash melting furnace, has a refractory layer provided on the inner surface of the furnace body (furnace shell). Accompanied by erosion. Therefore, during the operation of the ash melting furnace, the temperature of the refractory layer is periodically measured to estimate the degree of erosion of the refractory layer and to determine the maintenance timing. Yes.
なお、上記灰溶融炉の炉体の内面に設けてある上記耐火物層は、炉内で生じている溶融塩やガス化した塩が、上記耐火物層を構成している耐火物のブロックの目地、あるいは、耐火物のブロック自体を通るようになるため、該耐火物層は上記溶融塩のような腐食性の強い物質が存在する環境となる。 The refractory layer provided on the inner surface of the furnace body of the ash melting furnace is composed of a refractory block in which the molten salt or gasified salt generated in the furnace constitutes the refractory layer. Since the refractory layer passes through the joint or the refractory block itself, the refractory layer becomes an environment where a highly corrosive substance such as the molten salt exists.
そのため、上記灰溶融炉における上記耐火物層の温度計測を行なう場合は、灰溶融炉の炉体に設けた開口部(貫通孔)に、上記磁性保護管を備えた形式の熱電対を、該熱電対の先端側を上記炉体内側の耐火物層に予め設けてある穴に差し込むようにして設置することが行われている。 Therefore, when measuring the temperature of the refractory layer in the ash melting furnace, a thermocouple of the type provided with the magnetic protective tube in the opening (through hole) provided in the furnace body of the ash melting furnace, Installation is performed such that the tip of the thermocouple is inserted into a hole provided in advance in the refractory layer inside the furnace body.
なお、アルミナ質セラミックからなる保護管を、その長さ方向に分割し、該各分割された部材同士を、二分割構造のスリーブ状の別部材を介して連結する考え、及び、各分割部材同士を、互いに径の異なるものとして、細径の分割部材の端部の外周面に周方向に所定間隔で設けてある突起を、太径の分割部材の端部の内周面に周方向に所定間隔で設けてある突起同士の隙間を通して挿入した後、細径の分割部材と太径の分割部材を相対的に回転させることにより、上記各突起同士を互いに係止させて分割部材同士を連結する考えは、従来提案されている(たとえば、特許文献2参照)。 The idea is to divide the protective tube made of alumina ceramic in the length direction, and connect the divided members to each other via a sleeve-like separate member having a two-divided structure, and the divided members to each other. Are different in diameter from each other, and protrusions provided at predetermined intervals in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the end portion of the small-diameter division member are predetermined in the circumferential direction on the inner peripheral surface of the end portion of the large-diameter division member. After inserting through the gaps between the protrusions provided at intervals, by relatively rotating the small-diameter dividing member and the large-diameter dividing member, the above-mentioned protrusions are locked together to connect the dividing members. The idea has been proposed in the past (for example, see Patent Document 2).
ところが、上記灰溶融炉は、冷間と熱間の温度差及び熱間での温度変化により上記炉体及び該炉体内部に設置されている耐火物の体積変化が生じる。 However, in the ash melting furnace, a volume change occurs between the furnace body and the refractory installed inside the furnace body due to a temperature difference between cold and heat and a temperature change between heat.
上記のように炉体と耐火物層の体積変化が生じると、耐火物層の目地の開閉具合や体積変化差により炉体と耐火物層との間で相対位置の変化が生じることがある。又、耐火物層が複数層設けてある場合は、各耐火物層同士についても目地の開閉具合や体積変化差により相対位置の変化が生じることがある。 When the volume change between the furnace body and the refractory layer occurs as described above, the relative position may change between the furnace body and the refractory layer due to the joint opening / closing state of the refractory layer and the volume change difference. In addition, when a plurality of refractory layers are provided, the relative positions of the refractory layers may change depending on the opening / closing state of the joints or the volume change difference.
相対位置の変化が発生すると、耐火物に熱電対を挿入している穴も境界部でずれることとなり、耐火物と熱電対とが接触することで熱電対が剪断方向等に剪断や曲げの外力を受けることとなる。 When the relative position changes, the hole into which the thermocouple is inserted into the refractory also shifts at the boundary, and the thermocouple comes in contact with the thermocouple, causing the thermocouple to shear or bend in the shearing direction. Will receive.
しかし、上記磁性保護管は、脆性材料である磁器製の管を長手方法に連続させたものであるため、部分的な歪みや撓みをほとんど許容できないものであり、よって、上記灰溶融炉における炉体と耐火物との相対位置の変化や、各耐火物層同士の相対位置の変化に起因する外力を受けると、該磁性保護管が割れたり欠けたりして損傷することがある。 However, since the magnetic protective tube is a brittle material made of porcelain made of a continuous tube in the longitudinal direction, partial distortion and bending are hardly allowed. Therefore, the furnace in the ash melting furnace When the external force resulting from the change in the relative position between the body and the refractory or the change in the relative position between the refractory layers is received, the magnetic protective tube may be broken or damaged.
上記磁性保護管に割れや欠け等の損傷が生じた場合は、上記腐食環境下となる耐火物層に存在する溶融塩等の腐食性物資が、損傷個所から該磁性保護管の内部に容易に侵入するようになるため、該磁性保護管内で腐食性物質が上記シースに接触して、シース及び素線が腐食により損傷して温度計測を継続できなくなるという問題がある。 When damage such as cracking or chipping occurs in the magnetic protective tube, corrosive materials such as molten salt present in the refractory layer that is in the corrosive environment can be easily transferred from the damaged portion to the inside of the magnetic protective tube. Since it penetrates, there is a problem that the corrosive substance comes into contact with the sheath in the magnetic protective tube, and the sheath and the strand are damaged by the corrosion and temperature measurement cannot be continued.
なお、特許文献2に示されたもののうち、保護管の分割部材同士を、二分割構造のスリーブ状の連結用の別部材を介して連結する手法では、接合される熱電対測温装置の長さ調整が簡単にでき、又、必要に応じて保護管を交換して使用することができ、さらには熱衝撃による亀裂などを発生させないようにすることができるが、保護管及びシースの材料であるセラミックが変形能を有さず外力によるわずかな歪みや撓みでも破損してしまうため、上記連続した磁性保護管を使用した場合と同様な問題を解決できない。
In addition, among the methods shown in
又、特許文献2に示された径の異なる分割部材を連結する手法でも上記と同様に外力による破損の問題は解決できない。
In addition, the method of connecting the divided members having different diameters disclosed in
そこで、本発明は、温度測定対象物の相対位置の変化や変形等に起因する外力を受けても磁性管による腐食性物質とシースの接触防止機能を維持することができる熱電対を提供しようとするものである。 Therefore, the present invention seeks to provide a thermocouple that can maintain the function of preventing contact between a corrosive substance and a sheath by a magnetic tube even when subjected to an external force due to a change or deformation of the relative position of a temperature measurement object. To do.
本発明は、上記課題を解決するために、請求項1に対応して、素線を格納すると共に耐熱性を有する絶縁材を充填してなる金属製のシースの外側に、上記シースの先端部に被せて固定する先端磁性管部材と、上記先端磁性管部材とは分割されていて、上記シースの中間部の外周に配置する継ぎ磁性管部材と、上記シースの基端寄りの外周に配置し且つ弾性変形状態からの復元力により上記継ぎ磁性管部材を上記シースの先端部に固定してある上記先端磁性管部材の方向へ付勢するための弾性部材とを備えてなる分割式磁性保護管を設けた構成とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention corresponds to claim 1 and includes a distal end portion of the sheath on the outer side of a metal sheath containing a strand and filled with a heat-resistant insulating material. The distal end magnetic tube member to be fixed by being covered and the distal end magnetic tube member are divided, and are arranged on the outer periphery near the proximal end of the sheath, and the joint magnetic tube member disposed on the outer periphery of the intermediate portion of the sheath. And a split-type magnetic protective tube comprising: an elastic member for urging the joint magnetic tube member in the direction of the distal magnetic tube member fixed to the distal end portion of the sheath by a restoring force from an elastically deformed state It is set as the structure which provided.
又、上記構成において、分割式磁性保護管を、シースの中間部の外周に複数の継ぎ磁性管部材をシースの長手方向に配列してなる構成とし、且つ上記各継ぎ磁性管部材を、軸心方向先端側の外径が軸心方向基端側の内径よりも小さくなる構成として、上記分割式磁性保護管におけるシースの長手方向に隣接配置される継ぎ磁性管部材同士で、一方の継ぎ磁性管部材の軸心方向の先端部を、他方の継ぎ磁性管部材の軸心方向の基端部に差し込むことができるようにした構成とする。 Further, in the above configuration, the split type magnetic protection tube is configured by arranging a plurality of joint magnetic tube members in the outer circumference of the intermediate portion of the sheath in the longitudinal direction of the sheath, and each of the joint magnetic tube members has an axial center. a configuration in which the outer diameter direction destination end side is smaller than the inner diameter in the axial direction base end side, in splicing the magnetic tube members to each other to be disposed adjacent to the longitudinal direction of the sheath in the split-magnetic protective tube, one splicing magnetic the above end in the axial direction of the pipe member, a structure that is to be plugged into a base end portion in the axial direction of the other joint magnetic tube member.
同様に、上記構成において、分割式磁性保護管を、シースの中間部の外周に複数の継ぎ磁性管部材をシースの長手方向に配列してなる構成とし、且つ上記各継ぎ磁性管部材を、軸心方向先端面に球面状の凸部を備えると共に、軸心方向基端面に球面状の凹部を備えてなる構成として、上記分割式磁性保護管におけるシースの長手方向に隣接配置される継ぎ磁性管部材同士で、上記球面状凸部と球面状凹部を嵌合させることができるようにした構成とする。 Similarly, in the above configuration, the split magnetic protection tube is configured by arranging a plurality of joint magnetic tube members on the outer periphery of the intermediate portion of the sheath in the longitudinal direction of the sheath, and each joint magnetic tube member is connected to the shaft. the center direction away end face provided with a spherical convex portion, as made comprises a spherical recess configured in the axial direction base end surface, splicing magnetic tube disposed adjacent to the longitudinal direction of the sheath in the split-magnetic protective tube The members are configured such that the spherical convex portion and the spherical concave portion can be fitted to each other.
本発明の熱電対によれば、以下のような優れた効果を発揮する。
(1)素線を格納すると共に耐熱性を有する絶縁材を充填してなる金属製のシースの外側に、上記シースの先端部に被せて固定する先端磁性管部材と、上記先端磁性管部材とは分割されていて、上記シースの中間部の外周に配置する継ぎ磁性管部材と、上記シースの基端寄りの外周に配置し且つ弾性変形状態からの復元力により上記継ぎ磁性管部材を上記シースの先端部に固定してある上記先端磁性管部材の方向へ付勢するための弾性部材とを備えてなる分割式磁性保護管を設けた構成としてあるので、温度測定対象物の変形や歪み等に起因して分割式磁性保護管に外力が作用するときには、分割された保護管同士の相対変位により全体として変形能を持たせることで、先端磁性管部材及び各継ぎ磁性管部材に割れや欠け等の損傷が生じる虞を防止できる。このときシースは金属製であるため変形能を有しており破損することがない。
(2)上記のように継ぎ磁性管部材に変位が生じても、各継ぎ磁性管部材は、弾性部材により先端磁性管部材の方向へ付勢されているため、隣接する先端磁性管部材と継ぎ磁性管部材との間、及び、隣接する各継ぎ磁性管部材同士の間での隙間発生を抑制しながら接触状態を保持できる。よって、腐食性環境で使用する場合に、腐食性物質とシースの接触防止を長期に亘り維持することができる。
(3)分割式磁性保護管を、シースの中間部の外周に複数の継ぎ磁性管部材をシースの長手方向に配列してなる構成とし、且つ上記各継ぎ磁性管部材を、軸心方向先端側の外径が軸心方向基端側の内径よりも小さくなる構成として、上記分割式磁性保護管におけるシースの長手方向に隣接配置される継ぎ磁性管部材同士は、一方の継ぎ磁性管部材の軸心方向の先端部が、他方の継ぎ磁性管部材の軸心方向の基端部に差し込むことができるようにした構成とすることにより、上記(1)(2)の効果に加えて、継ぎ磁性管部材同士が差し込まれた状態を維持しながら変位に追従することで、腐食性物質とシースの接触防止をより効果的に維持することができ、接触防止の効果をより確実なものとすることができる。
(4)分割式磁性保護管を、シースの中間部の外周に複数の継ぎ磁性管部材をシースの長手方向に配列してなる構成とし、且つ上記各継ぎ磁性管部材を、軸心方向先端面に球面状の凸部を備えると共に、軸心方向基端面に球面状の凹部を備えてなる構成として、上記分割式磁性保護管におけるシースの長手方向に隣接配置される継ぎ磁性管部材同士で、上記球面状凸部と球面状凹部を嵌合させることができるようにした構成とすることにより、上記(1)(2)の効果に加えて、変位による接触面積及び接触状態の変化を小さくすることができ、腐食性物質とシースの接触防止の効果を更に確実なものとすることができる。
According to the thermocouple of the present invention, the following excellent effects are exhibited.
(1) A tip magnetic tube member that covers and fixes the distal end portion of the sheath on the outside of a metal sheath that stores an element wire and is filled with an insulating material having heat resistance, and the tip magnetic tube member And a joint magnetic tube member disposed on the outer periphery of the intermediate portion of the sheath, and a joint magnetic tube member disposed on the outer periphery near the proximal end of the sheath and restoring the elastic deformation state to the sheath magnetic tube member. Since the split type magnetic protective tube is provided with an elastic member for urging in the direction of the tip magnetic tube member fixed to the tip of the tip, the deformation or distortion of the temperature measurement object, etc. When an external force acts on the split type magnetic protective tube due to the above, the tip magnetic tube member and each joint magnetic tube member are cracked or chipped by giving the entire deformability by relative displacement between the divided protective tubes. May cause damage It can be prevented. At this time, since the sheath is made of metal, it has deformability and is not damaged.
(2) Even if the joint magnetic tube member is displaced as described above, each joint magnetic tube member is biased by the elastic member in the direction of the tip magnetic tube member. The contact state can be maintained while suppressing the generation of a gap between the magnetic tube members and between the adjacent jointed magnetic tube members. Therefore, when used in a corrosive environment, prevention of contact between the corrosive substance and the sheath can be maintained for a long time.
(3) split the magnetic protective tube, a plurality of splicing magnetic tube member and configured comprising arrayed in the longitudinal direction of the sheath to the outer periphery of the intermediate portion of the sheath, and the respective joint magnetic tube member, axially destination end a configuration in which the outer diameter side is smaller than the inner diameter in the axial direction base end side, splicing magnetic tube members to each other to be disposed adjacent to the longitudinal direction of the sheath in the split-magnetic protective tube of one joint magnetic tube member by-edge portion of the axial direction, a structure in which to be able to plug into a base end portion in the axial direction of the other joint magnetic tube member, in addition to the effect of (1) (2), By following the displacement while maintaining the state where the jointed magnetic tube members are inserted, the contact prevention between the corrosive substance and the sheath can be more effectively maintained, and the effect of the contact prevention can be further ensured. can do.
(4) a split magnetic protective tube, a plurality of splicing magnetic tube member and configured comprising arrayed in the longitudinal direction of the sheath to the outer periphery of the intermediate portion of the sheath, and the respective joint magnetic tube member, axially destination end face As a configuration comprising a spherical convex portion and a spherical concave portion on the base end surface in the axial direction, the joint magnetic tube members arranged adjacent to each other in the longitudinal direction of the sheath in the split magnetic protective tube, In addition to the effects (1) and (2) above, the change in the contact area and the contact state due to displacement is reduced by adopting a configuration in which the spherical convex portion and the spherical concave portion can be fitted. In addition, the effect of preventing contact between the corrosive substance and the sheath can be further ensured.
以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1(a)(b)は本発明の熱電対の実施の一形態を示すものである。 1 (a) and 1 (b) show an embodiment of the thermocouple of the present invention.
すなわち、本発明の熱電対は、図1(a)(b)に符号1で示すように、図示しない素線を格納すると共に耐熱性を有する絶縁材を充填してなるシース2の外側に、分割式磁性保護管3を設けた構成とする。
That is, the thermocouple of the present invention, as indicated by
上記分割式磁性保護管3は、上記シース2の先端部に被せて固定する先端磁性管部材4と、上記シース2の中間部の外周に配置する継ぎ磁性管部材5と、上記シース2の基端寄りの外周に配置する弾性部材6とを備えて、該弾性部材6の弾性変形状態からの復元力により、上記継ぎ磁性管部材5を、上記シース2の先端部に固定してある上記先端磁性管部材4の方向へ付勢できるようにした構成とする。
The split-type magnetic
詳述すると、上記シース2は、基端側が上記図示しない素線を接続する端子(図示せず)を備えたターミナルヘッド(端子箱)7に接続されている。
More specifically, the
上記シース2の基端部の外周には、円筒状の保護ネック8が、該シース2と同心状に配置されている。上記保護ネック8は、上記ターミナルヘッド7に臨む側の端部となる基端部が該ターミナルヘッド7に固定されている。更に、上記保護ネック8は、ステンレスやアルミニウム合金等の金属製としてある。上記保護ネック8の軸心方向中間部の外周には、本発明の熱電対1の設置に用いるためのフランジ9が取り付けられている。
A cylindrical
上記保護ネック8の先端部よりも突出する上記シース2の基端寄りの外周には、上記保護ネック8の外径よりも小さい外径を備えた円筒状の磁性管10が、該シース2と同心状に配置されている。上記磁性管10は、上記保護ネック8に臨む側の端部となる基端部が、該保護ネック8の先端部に、耐熱セメント等の図示しない固定手段を介して取り付けられている。
A cylindrical
上記磁性管10の外周には、該磁性管10の外径よりもやや大きな内径を有する座金状(リング状)の2枚のストッパ11a,11bが遊嵌されていると共に、該2枚のストッパ11aと11bの間に、上記弾性部材6として、たとえば、該磁性管10の外周に嵌めたコイルスプリング6(便宜上、上記弾性部材6と同じ符号が付してある)が配置されている。
On the outer periphery of the
なお、上記コイルスプリング6は、その自由長が、上記磁性管10の軸心方向の長さ寸法から上記2枚のストッパ11a,11bの厚み寸法を引いた寸法よりも所定寸法長くなるように設定されている。これにより、上記コイルスプリング6は、磁性管10の基端側に配置されている一方のストッパ11aが上記保護ネック8の先端面に接する状態で、他方のストッパ11bが上記磁性管10の先端部の外周位置に配置されると、該各ストッパ11aと11b同士の間で収縮方向に弾性変形させられるようにしてある。
The free length of the
上記先端磁性管部材4は、上記シース2の外径よりもやや大きな内径を有する中空円筒状とし且つ先端側となる軸心方向の一端側が閉塞された構成としてある。更に、該先端磁性管部材4は、上記シース2の先端部に被せて、固定手段としての耐熱セメント12を介して該シース2の先端部に固定してある。
The distal magnetic tube member 4 has a hollow cylindrical shape having an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the
上記継ぎ磁性管部材5の軸心方向の長さ寸法は、上記シース2の先端部に固定された先端磁性管部材4の基端部と、上記シース2の基端寄りに配置されている上記磁性管10の先端部との間の距離寸法Lを、複数に均等分割した寸法に対応するように設定すればよい。したがって、上記継ぎ磁性管部材5は、上記シース2の中間部の外周に、上記所定の分割数に応じた個数配列して取り付けるようにすればよい。
The length dimension of the joint
上記各磁性管部材4と5の材質、及び、上記磁性管10の材質は、従来の磁性保護管で用いられている材質と同様の磁器としてあるものとする。
The material of each of the
上記分割式磁性保護管3を上記シース2の外側に取り付ける場合は、ターミナルヘッド7側に保護ネック8を介して固定されている上記磁性管10、及び、上記シース2の外周に、該シース2の先端側より、ストッパ11a、コイルスプリング6、ストッパ11b、上記所定個数の継ぎ磁性管部材5を順に嵌めた後、該各継ぎ磁性管部材5のうちの最もシース2の先端寄りに配置されるものを、シース2の基端方向へ押し付けて、上記コイルスプリング6を収縮させ、この状態を保持したままで、上記先端磁性管部材4を、上記耐熱セメント12を介して該シース2の先端部に固定するようにすればよい。これにより、上記収縮方向に弾性変形しているコイルスプリング6の復元力により、上記シース2の外周に嵌めてある各継ぎ磁性管部材5が、該シース2の先端部に固定してある上記先端磁性管部材4の方向へ付勢されるようになる。
When the split magnetic
上記シース2の中間部の外周に取り付けられた各継ぎ磁性管部材5の内周面と、その内側に位置している該シース2の外周面との間には、酸化マグネシウム等の耐熱性を有する図示しない絶縁材が充填されている。更に、上記先端磁性管部材4とその内側に位置する上記シース2との間に隙間が存在する場合は、該隙間にも、上記図示しない絶縁材を充填するようにしてある。更には、上記磁性管10と、その内側に位置するシース2との間にも、上記図示しない絶縁材が充填されている。
Between the inner peripheral surface of each joint
なお、図1(a)は、本発明の熱電対の取付方法の一例を示しているものである。図1(a)に示すように、本発明の熱電対1は、上記温度測定対象物13である灰溶融炉の二重ケーシングとなっている炉体14の外側ケーシングに設けた熱電対取付座18に、上記フランジ9を取り付けたときに、上記シース2における先端磁性管部材4と各継ぎ磁性管部材5に覆われた部分のみが、該炉体14の内側ケーシングに配置されるように、該本発明の熱電対1の全長や、上記保護ネック8の長さ寸法や、該保護ネック8に対する上記フランジ9の取付位置を設定するようにする。これにより、上記本発明の熱電対1は、上記各継ぎ磁性管部材5を先端磁性管部材4の方向へ付勢するために設けてある弾性部材としてのコイルスプリング6が、炉体14の外側に配置されるようにした構成としてある。
In addition, Fig.1 (a) has shown an example of the attachment method of the thermocouple of this invention. As shown in FIG. 1A, the
炉体14は、二重ケーシングの内側から炉内側に、順に、セラミックファイバー等のボード層15と、2層目としての耐火物層16bと、1層目としての耐火物層16bとが積層されている。17はセラミックファイバー等のボード層15と継ぎ磁性管部材5との間の環状空間部に充填されられたセラミックファイバー等のウール材である。
In the
以上の構成としてある本発明の熱電対1は、図1(a)に示すように、温度測定対象物13である灰溶融炉の炉体14に設置して使用するようにする。この際、本発明の熱電対1は、上記耐火物層16aと16bの境界部まで挿入すると、先端磁性管部材4の先端部を耐火物層16bの表面に接触させているだけの状態となるようにする。
As shown in FIG. 1A, the
この状態で、たとえば、図2(a)に示す如く、上記炉体14の内側に設けてある複数の耐火物層16aと16bとの相対位置の変化で、たとえば、耐火物層16bが矢印A方向に変位したときや、図2(b)に示す如く、炉体14のセラミックファイバー等のボード層15と耐火物層16a及び16bの変形で、たとえば、耐火物層16aが矢印B方向に変位したときなどに起因して、本発明の熱電対1の上記分割式磁性保護管3における耐火物層16bに接する先端部や上記ボード層15と耐火物層16aとの境界に対応する個所に、外力が作用すると、本発明の熱電対1は、該分割式磁性保護管3における上記外力を受けた個所に配置されている上記継ぎ磁性管部材5を構成する分割部材同士が相対変位することで、上記分割式磁性保護管3を形成している先端磁性管部材4及び各継ぎ磁性管部材5の割れや欠け等の損傷を防止することができる。又、上記のように分割式磁性保護管3を形成している一部の継ぎ磁性管部材5に変位が生じても、すべての継ぎ磁性管部材5は、上記コイルスプリング6により先端磁性管部材4の方向へ付勢されているため、上記シース2の長手方向に隣接する先端磁性管部材4と継ぎ磁性管部材5との間の隙間、及び、隣接する各継ぎ磁性管部材5同士の間の隙間が生じることを抑制することができる。
In this state, for example, as shown in FIG. 2A, a change in the relative position of the plurality of
更に、該磁性管部材4,5の内側シース2との隙間には、上記酸化マグネシウム等の耐熱性を有する絶縁材が充填してあり、上記灰溶融炉の耐火物層16a,16bに存在する溶融塩のような腐食性物質が継ぎ目を通して進入する際の抵抗とすることができる。
Further, the gap between the
このように、本発明の熱電対1は、温度測定対象物13の変形や歪み等に起因する外力を受けても、分割式磁性保護管3の損傷を防止することができて、腐食性環境で使用する場合に、腐食性物質とシース2の接触防止を長期に亘り維持することができる。
As described above, the
更に、上記分割式磁性保護管3を構成している先端磁性管部材4は、軸心方向の一端側を閉塞した円筒状であり、各継ぎ磁性管部材5は、円筒状であって、いずれも内周面や外周面に突起を設けるような複雑な構造とする必要はない。よって、本発明の熱電対1は、上記分割式磁性保護管3の製造に要する手間及びコストを抑えることが可能になる。
Furthermore, the tip magnetic tube member 4 constituting the split
次に、図3(a)(b)は本発明の実施の他の形態を示すもので、図1(a)(b)に示したと同様の構成において、分割式磁性保護管3に単純な円筒形状の継ぎ磁性管部材5を備えた構成に代えて、分割式磁性保護管3を、先端側となる軸心方向一端側の外径が、基端側となる軸心方向他端部の内径よりも小さくなるテーパ形状の周壁を有する中空筒状の継ぎ磁性管部材5aを備えた構成としたものである。
Next, FIGS. 3A and 3B show another embodiment of the present invention. In the same configuration as shown in FIGS. 1A and 1B, the split
これにより、上記継ぎ磁性管部材5aは、シース2の中間部の外周に該シース2の長手方向に沿って複数個配列するときに、該各継ぎ磁性管部材5aの隣接配置されるもの同士で、継ぎ磁性管部材5aの軸心方向一端部を、そのシース2先端寄り側に隣接する別の継ぎ磁性管部材5aの軸心方向他端部の内側へ差し込むことができるようにしてある。
Thereby, when a plurality of the joint
更に、上記分割式磁性保護管3の先端磁性管部材4aは、基端側となる軸心方向の他端側の内径が、上記継ぎ磁性管部材5aの軸心方向一端側の外径よりも大きくなる構成としてある。これにより、上記シース2の中間部の外周に配置される各継ぎ磁性管部材5aのうち、最もシース2の先端寄りに配置される継ぎ磁性管部材5aの軸心方向一端部を、該先端磁性管部材4aの軸心方向他端部の内側へ挿入することができるようにしてある。
Further, the distal end magnetic tube member 4a of the split type magnetic
なお、本実施の形態では、上記各継ぎ磁性管部材5aの軸心方向寸法は、図1(a)(b)の実施の形態で説明した継ぎ磁性管部材5の軸心方向寸法の設定手法で定まる寸法に比して、本実施の形態における継ぎ磁性管部材5aの軸心方向一端部が、別の継ぎ磁性管部材5aや上記先端磁性管部材4aの軸心方向他端部に差し込まれる分、長くなるように設定すればよい。
In the present embodiment, the axial dimension of each joint
その他の構成は図1(a)(b)に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。 Other configurations are the same as those shown in FIGS. 1A and 1B, and the same components are denoted by the same reference numerals.
本実施の形態の熱電対1によれば、たとえば、図2(a)(b)に示す如く、温度測定対象物13である炉体14の耐火物層16aと16b同士の相対位置の変化やボード層15と耐火物層16aの相対位置の変化が生じた際には、図3(b)に示す如く分割式磁性保護管3が変位できるので、図1(a)(b)の実施の形態と同様の効果が得られる。これに加えて、上記分割式磁性保護管3では、シース2の外周に該シース2の長手方向に配置されている各継ぎ磁性管部材5a同士の各継目、及び、継ぎ磁性管部材5aと先端磁性管部材4aとの継目では、互いの周壁が重ねて配置されているため、該各継目に腐食性物質が侵入することをより確実に抑制できる。
According to the
よって、本実施の形態の熱電対1は、温度測定対象物13の変形や歪み等に起因する外力を受けても、分割式磁性保護管3の損傷を防止することができ、更に、腐食性物質とシース2の接触防止の効果をより信頼性の高いものとすることができる。
Therefore, the
次いで、図4(a)(b)は本発明の実施の更に他の形態を示すもので、図1(a)(b)に示したと同様の構成において、分割式磁性保護管3の継ぎ磁性管部材5を単純な円筒形状とした構成に代えて、継ぎ磁性管部材5bが、円筒形状の外形における軸心方向一端面に、球面状の凸部19を備え、且つ軸心方向他端面に、球面状の凹部20を備えてなる構成としたものである。
4 (a) and 4 (b) show still another embodiment of the present invention. In the same configuration as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the joint magnetism of the split magnetic
これにより、上記継ぎ磁性管部材5bは、シース2の中間部の外周に該シース2の長手方向に沿って複数個配列するときに、該各継ぎ磁性管部材5bの隣接配置されるもの同士で、継ぎ磁性管部材5bの軸心方向一端側の球面状凸部19を、そのシース2先端寄り側に隣接する別の継ぎ磁性管部材5bの軸心方向他端側の球面状凹部20に嵌合させることができるようにしてある。
Thereby, when a plurality of the joint
更に、上記分割式磁性保護管3の先端磁性管部材4bは、基端側となる軸心方向の他端面に、上記継ぎ磁性管部材5bの軸心方向他端側の球面状凹部20と同様の球面状凹部20aを備えた構成としてある。これにより、上記シース2の中間部の外周に配置される各継ぎ磁性管部材5bのうち、最もシース2の先端寄りに配置される継ぎ磁性管部材5bの軸心方向一端側の球面状凸部19を、該先端磁性管部材4bの軸心方向他端側の球面状凹部20aに嵌合させることができるようにしてある。
Further, the distal end
なお、本実施の形態では、上記各継ぎ磁性管部材5bの軸心方向寸法は、図1(a)(b)の実施の形態で説明した継ぎ磁性管部材5の軸心方向寸法の設定手法で定まる寸法に比して、本実施の形態における継ぎ磁性管部材5bの軸心方向一端側の球面状凸部19の突出する分、長くなるように設定すればよい。
In the present embodiment, the axial center dimension of each joint
その他の構成は図1(a)(b)に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。 Other configurations are the same as those shown in FIGS. 1A and 1B, and the same components are denoted by the same reference numerals.
本実施の形態の熱電対1によれば、分割式磁性保護管3の各継ぎ磁性管部材5bは、図4(b)に示すように変位できるので、図1(a)(b)の実施の形態と同様の効果が得られる。これに加えて、上記分割式磁性保護管3では、シース2の外周に該シース2の長手方向に配置されている各継ぎ磁性管部材5b同士の各継目、及び、継ぎ磁性管部材5bと先端磁性管部材4bとの継目では、球面状凸部19と球面状凹部20及び20aの嵌合構造が形成されているため、上記分割式磁性保護管3に外力が作用することに伴って、該各継目で多少の角度変化が生じるとしても、隣接する各磁性管部材5b同士又は5bと4b同士の接触面積や接触状態の変化は小さく、隙間が生じる虞はない。このため、本実施の形態の熱電対1は、上記各継目に腐食性物質が侵入することをより確実に防止できる。
According to the
よって、本実施の形態の熱電対1は、温度測定対象物13の変形や歪み等に起因する外力を受けても、分割式磁性保護管3の損傷を防止することができ、更に、腐食性物質とシース2の接触防止の効果を更に信頼性の高いものとすることができる。
Therefore, the
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、上記各実施の形態は、弾性部材6として、コイルスプリング6を備えてなる構成を示したが、上記各継ぎ磁性管部材5,5a,5bよりもシース2の基端寄りの外周に配置してあって、且つ弾性変形状態からの復元力により、シース2の中間部の外周に遊嵌されている上記各継ぎ磁性管部材5,5a,5bを該シース2の先端部に固定された先端磁性管部材4,4a,4bの方向へ付勢することができるようにしてあれば、皿ばね等のコイルスプリング6以外のばね部材、更には、ゴム等、コイルスプリング6以外の弾性部材6を備えた構成としてもよい。
The present invention is not limited only to the above-described embodiment, and each of the above-described embodiments has shown the configuration in which the
図3(a)(b)の実施の形態における継ぎ磁性管部材5aは、軸心方向一端側の外径が、軸心方向他端側の内径よりも小さくて、隣接配置される継ぎ磁性管部材5a同士で、一方の継ぎ磁性管部材5aの軸心方向一端側の端部を、他方の継ぎ磁性管部材5aの軸心方向他端側の端部に差し込むことができるようにしてあれば、継ぎ磁性管部材5aの外周壁、及び、内周壁の形状は、図示した以外の形状としてもよい。
The joint
図1(a)(b)、図2(a)(b)の実施の形態、及び、図3(a)(b)の実施の形態は、図4(a)(b)の実施の形態と同様に、シース2の先端寄りに配置されている継ぎ磁性管部材5,5aを、耐熱セメント12を介してシース2に固定するようにしてもよい。又、図4(a)(b)において、図1(a)(b)、図2(a)(b)及び図3(a)(b)と同様に、耐熱セメント12は、先端磁性管部材4bの内側とシース2との間のみに介在させるようにしてもよい。
1 (a) (b), FIG. 2 (a) (b), and FIG. 3 (a) (b) are the same as the embodiment of FIG. 4 (a) (b). Similarly to the above, the joint
更に、各実施の形態では、本発明の熱電対1の分割式磁性保護管3における外力が作用すると想定される位置に応じて、シース2の先端寄りに配置されている継ぎ磁性管部材5,5a,5bのシース2に固定する数を自在に変更してよい。
Furthermore, in each of the embodiments, the joint
先端磁性管部材4,4a,4b、更には、上記のように必要に応じて継ぎ磁性管部材5,5a,5bをシース2に固定するための固定手段は、耐熱セメント12を例示したが、従来の熱電対にて部材同士の固定に用いられている任意の耐熱性を有する固定手段を採用してもよい。
As the fixing means for fixing the tip
又、図3(a)に示す実施の形態では、先端磁性管部材4aを、外径が先細形状となるテーパ形状とした場合を図示したが、先端磁性管部材4aは、軸心方向に同一外径寸法となる形状としてもよい。 In the embodiment shown in FIG. 3A, the tip magnetic tube member 4a is shown as having a tapered shape with a tapered outer diameter, but the tip magnetic tube member 4a is the same in the axial direction. It is good also as a shape used as an outer diameter dimension.
本発明の熱電対1は、灰溶融炉以外の任意の温度測定対象物の温度計測に適用してもよい。
The
その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。 Of course, various changes can be made without departing from the scope of the present invention.
1 熱電対
2 シース
3 分割式磁性保護管
4,4a,4b 先端磁性管部材
5,5a,5b 継ぎ磁性管部材
6 コイルスプリング(弾性部材)
19 球面状凸部
20 球面状凹部
DESCRIPTION OF
19 Spherical convex 20 Spherical concave
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