JPH0421086Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、高温の固体たとえば鉄鋼片や非鉄金
属片および各種セラミツクなど、高温炉中の物体
に直接測温接点を押しつけて測温する接触型熱電
対に関する。

〔従来の技術〕 被測定物体に直接接触し測温する接触型熱電対
は公知であり、たとえば実公昭58−48593号公報
には、被測定物体に直接接触して測温し測定誤差
の少ない接触型熱電対が開示されている。

しかし、このような接触型の熱電対では被測温
物体と接する測温接点部が最も損傷し易いので、
それを防ぐためいろいろな構造が工夫されてい
る。

例えば、第６図は前記公報に記載された熱電対
にかかる測温接点部の概略縦断面図で、集熱板１
を備えた熱電対２は保護管３のなかに挿入されて
おり、該保護管３は、図示していないスプリング
を介して先端カバー４、中間カバー５のなかに摺
動自在に保持された保持体６に嵌着されている。
７，８は補償導線で、中継端子板９の接続点１０
ａ，１０ｂにおいて熱電対２の素線２ａ，２ｂと
接続されている。１１は中間カバー５の先端に螺
着された第二中間カバーで、前記先端カバー４が
そのなかに摺動自在に内挿されており、さらに該
先端カバー４の後端と中間カバー５の先端との空
隙部１２には図示していないスプリングが挿入さ
れており、該スプリングにより先端カバー４は図
に向つて左方に押圧力が与えられている。したが
つて、先端カバー４を被測温物体に押しつけると
先端カバー４は後退し、集熱板１が被測温物体に
当接することになる。而してさらに押しつけ力を
増すと集熱板１、熱電対２は保護管３、保持体６
と共に後退することになるが、被測定物体と集熱
板１間には前記スプリングによる押圧力が利いて
いるので、接触は充分で測定誤差も少ない。

ところで、先端カバー４の後端と第二中間カバ
ー１１の先端には、互に離脱しないように係合部
１３が設けられている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

本考案者等は前述のような熱電対に類似した接
触型熱電対を製作し、1100〜1300℃の高温に加熱
されている炉内の厚鋼片に、直接接触による測温
を試みた結果、その接触型熱電対は先端集熱板１
や先端カバー４に相当する部分が極めて短時間に
被損すると云う経験を得た。

前記厚鋼片には表面にスケールが生じ易く接触
圧力を高くしなければ測定誤差が大きくなると云
う背景があるにしても、被測定体に接触する部分
は機械的および熱的にさらに頑丈でなければ高温
雰囲気での測定は困難であることが判つた。

したがつて、本考案の目的は、接触型熱電対に
おいて、被測定体に接触する部分に機械的および
熱的に十分な強度を持たすことである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本考案においては、
被測温物体に直接接触し測温する接触型熱電対の
測温接点部を：管内耐熱物中に素線対を内蔵する
と共に管端底部には素線導通孔および止めピン孔
を管端外周部には螺合溝を備えた有底耐熱セラミ
ツク管と；前記止めピン孔と嵌合するピン止め機
構と前記素線導通孔から導出される素線対との溶
着用案内孔を備えたフランジを有する円板形金属
接点と；前記金属接点が突出する中央貫通孔を備
え、該接点のフランジ押え部を有すると共に前記
有底耐熱セラミツク管の螺合溝に螺着する内溝が
設けられた耐熱セラミツクキヤツプと；で構成す
る。

〔作用〕

これによれば、被測温物体に直接接触し測温す
る接触型熱電対の測温接点部は、上述の構成の有
底耐熱セラミツク管、円板形金属接点および耐熱
セラミツクキヤツプを備え、円板形金属接点が有
底耐熱セラミツク管にピン止めされた状態で、耐
熱セラミツクキヤツプが該セラミツク管に螺着さ
れており、円板形金属接点は該セラミツク管に強
く押しつけられ、脱落する恐れが著しく減少する
と共に熱的、機械的衝撃から保護される。このた
め、測温接点部は十分な機械的および熱的強度を
持たせることができる。

〔実施例〕

次に本考案による熱電対の一実施例を第１〜５
図を参照して説明する。

第１図は本考案にかかる熱電対の測温接点部を
示す概略縦断面で、１３ａ，１３ｂは熱電対の対
をなす素線を示し、この素線１３ａ，１３ｂは、
碍子１４ａ，１４ｂ、数珠碍子１５ａ，１５ｂお
よび大径碍子１６で保護され、有底耐熱セラミツ
ク管１７の中の耐熱物充填層１８たとえばアルミ
ナ粉末層中に埋入されている。

前記有底耐熱セラミツク管１７（以下単にセラ
ミツク管と云う）の管端底部１７ａには、素線１
３ａ，１３ｂの導通孔１９ａ，１９ｂおよび止め
ピン孔２０ａ，２０ｂが設けられ、さらに管端外
周部１７ｂには後述する耐熱セラミツクキヤツプ
の内溝と螺合溝２１がきざまれている。

円板形金属接点２２は前記セラミツク管１７の
管端底部外側に当接されており、前記導通孔１９
ａ，１９ｂと連道する溶着用案内孔２３ａ，２３
ｂおよび前記止めピン孔２０ａ，２０ｂに連通す
るピン止め貫通孔と止着用の止ピンからなるピン
止め機構２４ａ，２４ｂを備えている。

前記素線１３ａ，１３ｂは前記導通孔１９ａ，
１９ｂ、溶着用案内孔２３ａ，２３ｂを通つて、
円板形金属接点２２の表面で該円板形金属接点２
２と溶着２５ａ，２５ｂされる。

耐熱セラミツクキヤツプ２６は前記円板形金属
接点２２の突出が可能な中央貫通孔２７と該円板
形金属接点２２のフランジ２２ａを押えるフラン
ジ押え部２８と前記螺合溝２１と螺着する内溝２
９を備えている。

前記円板形金属接点２２がセラミツク管１７に
ピン止めされた状態で、該耐熱セラミツクキヤツ
プ２６をセラミツク管１７に螺着すると、円板形
金属接点２２はセラミツク管１７に強く押しつけ
られ、脱落する恐れが著しく減少すると共に熱
的、機械的衝撃から保護される。

また、セラミツク管１７の保護を強化する必要
がある場合は第１図に示すように保護管３０たと
えば耐熱金属ケースや耐熱セラミツクケースの軸
中央部にセラミツク管１７を収納し耐熱充填材た
とえば耐熱セメント３１ａあるいはアルミナ粉末
３１ｂで固定する。ここで、３２は該保護管３０
のヘツドナツトを示し、該耐熱充填材の漏失防止
およびセパレーターの目的のために用いる。

第１図において耐熱セラミツクキヤツプ２６と
ヘツドナツト３２との空隙３３は、セラミツク管
１７と保護管３０の線膨張の差による押圧被損を
防ぐために設けた空隙である。本考案の測温接点
部とは熱電対の先端において、全長の1/5〜1/15
の範囲を言う。

第２図は第１図で説明した測温接点部３４を有
する屈曲自在型の熱電対３５の概略正面図であ
る。この熱電対３５は図示していない継手と屈曲
制止管３６の作用によつて自在に折曲げたり、真
直にすることが自在であり、この内容は本考案者
等によつて別途出願されている。

本考案の一実施例による熱電対はこのような屈
曲自在な型や真直な型など自由な形態をとる熱電
対に用いることができ、前記測温接点部３４を除
く他の部分たとえば端子ヘツド３７や他の保護管
３８は、JISに採用されている周知の構成部材を
適宜採用することができる。

次に、第１図で説明した前記セラミツク管１７
の詳細を第３ａ図および第３ｂ図に示す。第３ａ
図はセラミツク管１７の側面図で、管端底部外側
を示す。第３ｂ図はセラミツク管１７の縦断面図
で、説明を容易にするために断面について斜線を
省略している。第１図と同符号のものは同一部分
を示しており、説明は省略する。

また、第４ａ図および第４ｂ図には、第１図で
説明した円板形金属接点２２の正面図および縦断
面図を示す。ピン止め貫通孔２４ｃ，２４ｄはフ
ランジ２２ａに穿設されている。

第５図は、耐熱セラミツクキヤツプ２６の概略
縦断面図で、フランジ押え部２８は、図示してい
ない止めピンと共にフランジ２２ａを押えるよう
に作用する。

本考案の熱電対は前述のように構成されている
ので機械的、熱的に非常に頑丈であつて、被測定
物体に強い力で押しつけても損傷することなく、
継続的な測温が可能である。

以下本考案を一態様で実施した具体例について
説明する。

円板形金属接点２２はフランジ直径16mm、厚さ
４mmの白金プレートから製作し、セラミツク管１
７および耐熱セラミツクキヤツプ２６は低熱膨張
性のチタン酸アルミニウム系セラミツクスを用い
て製作した。セラミツク管１７の直径は20mmと
し、長さ600mmのものを採用した。

耐熱セラミツクキヤツプ２６の外径は30mmで高
さ20mmのものを用い、耐熱物充填材としてはアル
ミナ粉末を主として採用した。

次に、この熱電対に冷却装置を付設し、連続加
熱炉中の厚鋼板の1100〜1300℃範囲の測温に用い
た。この結果、従来の接触型熱電対に比して本考
案の熱電対は故障率が1/5〜1/10と低い結果を得
た。

〔考案の効果〕

以上のように、本考案によれば、接触型熱電対
の測温接点部が、円板形金属接点が有底耐熱セラ
ミツク管にピン止めされた状態で、耐熱セラミツ
クキヤツプが該セラミツク管に螺着されており、
円板形金属接点は該セラミツク管に強く押しつけ
られ、脱落する恐れが著しく減少すると共に熱
的、機械的衝撃から保護される。このため、測温
接点部は十分な機械的および熱的強度を持たせる
ことができ、従来の接触型熱電対に比して本考案
の熱電対は故障率が1/5〜1/10と低くなるため、
生産効率を著しく向上させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例による熱電対測温接
点部の縦断面図、第２図は第１図の熱電対測温接
点部を用いる屈曲型熱電対の概略正面図、第３ａ
図および第３ｂ図は第１図のセラミツク管１７の
側面図および縦断面図、第４ａ図および第４ｂ図
は第１図の円板形金属接点２２の正面図および縦
断面図、第５図は第１図の耐熱セラミツクキヤツ
プ２６の概略縦断面図、第６図は従来の接触型熱
電対の測温接点部の概略断面図である。 １……集熱板、２……熱電対、２ａ，２ｂ……
素線、３……保護管、４……先端カバー、５……
中間カバー、６……保持体、７……補償導線、８
……補償導線、９……中継端子板、１０ａ，１０
ｂ……接続点、１１……第二中間カバー、１２…
…空隙部、１３ａ，１３ｂ……素線対、１４ａ，
１４ｂ……碍子、１５ａ，１５ｂ……数珠碍子、
１６……大径碍子、１７……有底耐熱セラミツク
管、１８……耐熱物充填層、１９ａ，１９ｂ……
導通孔、２０ａ，２０ｂ……止めピン孔、２１…
…螺合溝、２２……円板形金属接点、２３ａ，２
３ｂ……溶着用案内孔、２４ａ，２４ｂ……ピン
止め機構、２６……耐熱セラミツクキヤツプ、２
７……中央貫通孔、２８……フランジ押え部、２
９……内溝、３０……保護管、３１ａ……耐熱セ
メント、３１ｂ……アルミナ粉末、３２……ヘツ
ドナツト、３３……空隙、３４……測温接点部、
３５……熱電対、３６……屈曲制止管、３７……
端子ヘツド、３８……保護管。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 被測温物体に直接接触し測温する接触型熱電
   対であつて：測温接点部が、 管内耐熱物中に素線対を内蔵すると共に、管
   端底部には素線導通孔および止めピン孔を、管
   端外周部には螺合溝を備えた有底耐熱セラミツ
   ク管と； 前記止めピン孔と嵌合するピン止め機構と前
   記素線導通孔から導出される素線対との溶着用
   案内孔を備えた、フランジを有する円板形金属
   接点と； 前記金属接点が突出する中央貫通孔を備え、
   該接点のフランジ押え部を有すると共に、前記
   有底耐熱セラミツク管の螺合溝に螺着する内溝
   が設けられた耐熱セラミツクキヤツプと； から構成されている接触型熱電対。 (2) 有底耐熱セラミツク管が、耐熱保護管内に保
   持されている前記実用新案登録請求の範囲第(1)
   項記載の接触型熱電対。