JPH0519772Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、温度炉等内を被測定物と共に移動し
て、温度炉等内の各種データを連続的に計測して
記録、記憶または送信する耐熱計測装置に関す
る。

［従来の技術］ 温度炉等内の各種データを計測して記録、記憶
または送信するために、従来用いられてきた各種
データ計測用の耐熱計測装置の一例を第７図に示
す。

第７図中、符号１は、二重構造を有する有底筒
状の真空断熱容器である。この真空断熱容器１の
外部には各種データを収集するためのセンサ２が
設置されており、さらに内底部には時間計測用の
時計や温度、時間記憶用等の電子部品から構成さ
れている記録器３が配設されている。また真空断
熱容器１の開口部には、断熱構造を有する蓋体４
が取り付けられ、この蓋体４には端子５が備えら
れていて、この端子５から導線６によつてセンサ
２と記録器３とが接続されている。ここで上記記
録器３は各種電子部品により構成されているの
で、その作動温度範囲は一般的な電子部品の作動
温度範囲である約−40℃〜85℃であり、したがつ
て−40℃以下や85℃以上で計測を行うために、記
録器３は真空断熱容器１内に収められ熱的に保護
されている。

このような耐熱計測装置はたとえば、ある製品
が製造工程中、温度炉内で加工されるような場合
に、被加工物である中間製品と共に温度炉等内を
移動して、被加工物が置かれた環境の温度、湿
度、圧力等の各種データをセンサ２によつて測定
収集し、記録器３中でデータを記録、記憶したの
ち、被測定物と共に回収されるものである。

［考案が解決しようとする問題点］ 上記説明したような耐熱計測装置によつて計測
できる限界温度は記録器を保護する断熱容器の性
能に依存しており、耐熱計測装置がどれだけの高
温雰囲気中に何時間滞在するかにより、記録器の
限界温度に達するまでの時間が決まり、一般的に
は200℃で１時間程度に限られているので長時間
にわたる連続測定が不可能であつた。また電子部
品の作動範囲が限られているために記録器の使用
可能雰囲気が狭くなり、高温雰囲気中での測定デ
ータの測定、記録が不可能である等の問題があ
る。

［問題点を解決するための手段］ この考案は、金属製真空構造からなる断熱容器
と、この容器外部に取り付けられたセンサと、上
記断熱容器内に配設され上記センサからの信号を
計測する記録器と、この記録器に近接して配置さ
れ、記録器の作動温度範囲の上限以下に融点をも
ち、かつ常温で固体を保持する物質をブローケー
スに収納した蓄熱体と、前記記録器からセンサへ
の配線が貫通し前記記録器の上方に空間を隔てて
配置される無機質断熱材よりなる断熱蓋と、蓋体
止め具と蓋パツキンとからなり、前記断熱容器の
開口部には段部を設け蓋パツキンを挟んで前記断
熱蓋を設置し蓋体止め具で密封したことを解決手
段とした。

［作用］ 断熱容器内に配設された記録器に近接して、こ
の記録器の作動温度範囲の上限以下に融点を有す
るような物質からなる蓄熱体を配設することによ
り、断熱容器内の温度が記録器の作動温度範囲の
上限近くまで上昇してくると、蓄熱体が溶融に伴
う潜熱の形で断熱容器内の熱エネルギーを吸収す
るので、見掛け上の真空断熱容器の熱容量が大き
くなる。これにより断熱容器内の記録器の作動限
界温度にまで温度が上昇するのを遅らせることが
できるので、従来の耐熱計測装置では計測、記録
が不可能であつた高温雰囲気中での使用が可能と
なり、従来と同一環境であれば、長時間にわたる
データの連続計測、記録が可能となつた。

［実施例］ （実施例 １） 以下、本考案による耐熱計測装置の実施例の一
例を第１図に示し詳しく説明する。

第１図に示した耐熱計測装置が第７図に示した
ものと異なるところは、真空断熱容器１中に記録
器３に近接して蓄熱体７を配設したところであ
る。

第１図中、符号１は第７図と同様に断熱二重構
造を有する有底筒状の真空断熱容器である。この
真空断熱容器１の外部には、被測定物が置かれた
環境の温度、湿度、圧力等の各データを測定する
ためのセンサ２が取り付けられており、内底部に
は、記録器３が配設されており、この記録器３に
近接して記録器３の作動温度範囲の上限以下に融
点をもつ物質からなる蓄熱体７が配置されてい
る。一般的にこの耐熱計測装置が使用される温度
炉等内の環境温度は300℃前後であるので、真空
断熱容器１には加工が容易で熱伝導率が小さいス
テンレス鋼を主に使用することができるが、これ
よりも高温雰囲気中で使用する場合にはインコネ
ル等の耐熱材料を使用するのが好ましく、蓄熱体
７には記録器３の作動温度範囲の上限温度（約80
℃）よりも低い融点を有し、融解に伴う潜熱が大
きい物質を用いることができる。

また真空断熱容器１の開口部には金属製の外枠
４ｂの内部に断熱材４ａを有する蓋体４が取り付
けられている。この蓋体４には端子５が備えられ
ており、この端子５から導線６によつてセンサ２
と記録器３とが接続されている。蓋体４の外枠４
ｂは真空断熱容器１と同様にステンレス鋼やイン
コネル等の耐熱材料からなり、内部の断熱材４ａ
にはフオームガラス、ケイ酸カルシウム、パーラ
イト、バーミキユライト等の使用温度範囲が比較
的高い無機質断熱材が用いられることが望まし
い。さらに蓋体４の下端外周部には蓋パツキン８
が取り付けられている。真空断熱容器１の開口部
付近にこの蓋パツキン８と液密のシール構造を形
成するための段部１ａを設け、この上に蓋パツキ
ン８を配して蓋体４を置き、ついで蓋体４の外側
から蓋体止め具９によつて密閉して真空断熱容器
１の気密性を高め、断熱効果を上げている。

第２図は、蓄熱体７の詳細図であり、蓄熱体７
はポリ塩化ビニル製等のブローケース７ａ中にマ
イクロクリスタリンワツクスやパラフインワツク
ス等の記録器３の作動温度範囲の上限以下に融点
を有する物質からなる蓄熱物質７ｂを収納して、
密栓７ｃにより封止されている構造をもつ。蓄熱
体７に使用される蓄熱物質７ｂとしては、融解に
伴う潜熱が大きく、その融点が記録器３の作動温
度範囲の上限温度である、約80℃以下であるよう
な物質を使用することができる。一般に、融解熱
はイオン結合性物質では大きく、共有結合性物質
では小さく、さらに共有結合性物質のなかでは、
結晶性の高いものでは高いので、この蓄熱物質７
ｂにイオン結合性物質を使用することが考えられ
るが、イオン結合性物質の溶融体は電気伝導性を
有し、蓄熱物質７ｂが記録器３に近接して配設さ
れる本考案の場合には、ブローケース７ａまたは
密栓７ｃの破損等から起こる蓄熱物質７ｂの液漏
れによる漏電等のトラブルを防ぐために、蓄熱効
果がイオン結合性物質に比べて低下するが、溶融
体が電気絶縁性の共有結合性物質を蓄熱物質７ｂ
として使用することが望ましい。このような、共
有結合性物質としては、マイクロクリスタリンワ
ツクス、パラフインワツクス等の種々のワツクス
のうち、結晶性に優れていて、その融解熱が大き
く、融点が約80℃以下程度のものが好ましい。ま
た、このようなワツクス類のほか、アルコールや
ナフタリンあるいは氷のような物質を用いてもよ
い。さらに、融点が常温以上の化合物を蓄熱体７
として用いると、測定時以外には蓄熱体７は固体
状態なので、使用によつて液体となつた蓄熱体７
を常温に戻すことによつて容易に固体となり再利
用が可能であるとともに、その保管や耐熱計測装
置のメインテナンス等が容易になるので好まし
い。

第３図は第１図中のＡ部の拡大詳細図で蓋体４
に取り付けられた調圧バルブ４ｃを示したもので
あり、符号１０は蓋体４に取り付けられた調圧弁
であり、真空断熱容器１内の圧力が異常に上昇し
た場合に調圧弁１０がバルブ本体１０ａから離れ
ることにより内部圧力を真空断熱容器１の外部へ
逃がして、蓋体４全体が真空断熱容器１から離脱
したり、真空断熱容器１やその中に内蔵されてい
る記録器３が破損するのを防ぐものである。

なお、記録器３によつて収集された各種データ
はその内部の半導体メモリや磁気メモリに記憶し
て回収するほかに、光フアイバ他のケーブルによ
りリアルタイムで送信および受信してデータを直
接回収すると共に、記録器３を外部から制御する
ことが可能である。

（実施例 ２） 第４図は本考案による耐熱計測装置の第２の実
施例を示したものである。

第４図に示した耐熱計測装置が第１図に示した
ものと異なるところは、記録器３の設置場所と蓋
体４と蓄熱体７の構造である。蓋体４はセラミツ
クス等のそのもの自体が断熱効果を有する材質で
一体成形されており、その内側の適所に取り付け
具３ａによつて、蓋体４との間に適宜の空間１０
を設けて記録器３が取り付けられている。このよ
うな空間１０を蓋体４と記録器３との間に設ける
ことにより、蓋体４から記録器３への熱伝導を防
ぎ、記録器３の蓋体４側の側面３ｂにおける温度
と真空断熱容器１の内底部側の側面３ｃにおける
温度とを略同一に低温に保つことが可能である。
以上のように蓋体４をセラミツクス等により構成
すると、記録器３によつて収集された各種データ
は無線等によつて、リアルタイムで送受信されて
直接回収されるとともに記録器３や温度炉の操作
設定等を外部から制御することが可能となる。

また、第４図中に示したように、種々の形状を
有する、いくつかに小さく分割された蓄熱体ユニ
ツト７ｄによつて蓄熱体７を構成すると、記録器
３の大きさや、蓋体４への取り付け位置に対応し
て蓄熱体７ｄの量や配置場所を自由に変化させる
ことができるので、真空断熱容器１内の空間にま
んべんなく蓄熱体７を配置して、より高い断熱効
果を上げることができる。

（実施例 ３） さらに第５図は、本考案の耐熱計測装置の他の
実施例を示したものである。

第５図の耐熱計測装置が第１図および第４図で
示したものと異なるところは、記録器３と蓄熱体
７との配置の方法である。蓄熱体７に記録器３の
大きさに合わせて予め形成された凹部７ｅ内に記
録器３が収納されるような構造と、蓋体４の内部
に断熱材４ａに近接して蓄熱体ユニツト７ｄを着
脱自在に収納可能とした構造である。この耐熱計
測装置を繰り返し使用する場合には、蓄熱体ユニ
ツト７ｄのみを交換すれば良く、さらに蓄熱体ユ
ニツト７ｄが蓋体４内に収納されているので、蓋
体４がより高い断熱効果を果たすことができる。

また、本実施例では記録器３を、取り付け具３
ａを用いずに、蓄熱体７の凹部７ｅ内に収納し
て、蓄熱体７の上部が蓋体４と対面する部分およ
び記録器３の底部側の側面側面３ｃと対面する部
分とに凸部７ｆを設けてこの凸部７ｆに直接、記
録器３を載せ蓋体４で記録器３の蓋体４側の側面
３ｂを押さえ付けることにより、支持固定するこ
とができる。さらに、蓋体４の記録器３と対面す
る適所に凸体４ｃを設けることにより、記録器３
と蓄熱体７とを真空断熱容器１内に固定して使用
することも可能である。

［実験例］ 200℃の雰囲気中で、真空断熱容器として、
SUS304製で内筒内径185mm、内筒高さ160mm、外
筒外径190mm、板厚0.5mm、全高200mmのデユワー
瓶を用意して、これに蓋体として厚さ30mmのコル
ク栓をして、内筒内底部に記録器を配設したの
ち、１Kgの氷をポリ塩化ビニル製のブローケース
に入れて蓄熱体として、真空断熱容器内の空間に
収納し、真空断熱容器内の温度の変化を調べた。
この結果を第６図に示す。第６図中、破線は蓄熱
体として氷１Kgを収納した場合、実線は蓄熱体を
全く収納しない場合の真空断熱容器内の温度の変
化を示すものである。この結果、蓄熱体を収納し
ない場合には、約２時間経過後には真空断熱容器
内の温度が記録器の作動温度範囲を越える100℃
に達したが、蓄熱体を１Kg収納した場合には真空
断熱容器内の温度は０℃に保たれたまま、約4.5
時間後に温度が上昇を始め、より長時間の計測が
可能となつた。

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案の耐熱計測装置
は、金属製真空構造からなる断熱容器と、この容
器外部に取り付けられたセンサと、上記断熱容器
内に配設され上記センサからの信号を計測する記
録器と、この記録器に近接して配置され、記録器
の作動温度範囲の上限以下に融点をもち、かつ常
温で固体を保持する物質をブローケースに収納し
た蓄熱体と、前記記録器からセンサへの配線が貫
通し前記記録器の上方に空間を隔てて配置される
無機質断熱材よりなる断熱蓋と、蓋体止め具と蓋
パツキンとからなり、前記断熱容器の開口部には
段部を設け蓋パツキンを挟んで前記断熱蓋を設置
し蓋体止め具で密封したものであるので、断熱容
器内の温度が上昇すると、断熱容器内の蓄熱体が
溶融を始め、溶融に伴う潜熱の形で熱エネルギー
を吸収するので、断熱容器の熱容量が見掛け上大
きくなり、断熱容器内の記録器の作動限界温度ま
で温度が上昇するのを遅らせることができる。よ
つて、従来の耐熱計測装置では収集不可能であつ
た高温雰囲気中での使用が可能となり、従来と同
一環境であれば、長時間にわたる連続測定が可能
となつた。また、蓄熱体物質をブローケースに収
めて、断熱容器内に収納するので、耐熱計測装置
内から記録器を取り出す場合の取り扱いが容易で
あるばかりでなく、蓄熱体を種々の形状の小さく
分割された蓄熱体ユニツトから構成すると、記録
器３の大きさや、蓋体４への取り付け位置に対応
して蓄熱体の量や配置場所を自由に変化させるこ
とができるので、断熱容器内の空間にまんべんな
く蓄熱体を配置して、より高い断熱効果を上げる
ことができる。

さらに、断熱容器の蓋体をセラミツクス製等に
すると、断熱容器内の記録器と外部との無線によ
る交信が可能となるので、被測定物に沿つて、リ
アルタイムで各種データを直接収集できると共
に、記録器や温度炉の操作設定等を外部から制御
することが可能である。また、特に蓄熱体を蓋体
内に収納した場合には、耐熱計測装置を繰り返し
使用する際には蓄熱体のみを交換すれば良く、蓋
体の断熱効果も上げることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第４図、第５図は本考案による耐熱計
測装置の一例をそれぞれ示した概略断面図であ
る。第２図は第１図中の蓄熱体７の拡大断面図で
あり、第３図は第１図中の蓋体４に取り付けられ
た調圧バルブ４ｃと蓋体４のＡ部拡大断面図であ
る。第６図は、本考案による耐熱計測装置に蓄熱
体を収納した場合と、収納しない場合における断
熱容器内の温度の経時変化をそれぞれ示したグラ
フである。第７図は従来用いられている耐熱計測
装置の一例を示した概略断面図である。 １……真空断熱容器、２……センサ、３……記
録器、７……蓄熱体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 金属製真空構造からなる断熱容器と、この容器
   外部に取り付けられたセンサと、上記断熱容器内
   に配設され上記センサからの信号を計測する記録
   器と、この記録器に近接して配置され、記録器の
   作動温度範囲の上限以下に融点をもち、かつ常温
   で固体を保持する物質をブローケースに収納した
   蓄熱体と、前記記録器からセンサへの配線が貫通
   し前記記録器の上方に空間を隔てて配置される無
   機質断熱材よりなる断熱蓋と、蓋体止め具と蓋パ
   ツキンとからなり、前記断熱容器の開口部には段
   部を設け蓋パツキンを挟んで前記断熱蓋を設置し
   蓋体止め具で密封したことを特徴とする耐熱計測
   装置。