JPH0519773Y2 - - 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または
記憶するために、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８図に示す。

第８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、記憶または
送信したのち、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３
の限界温度に達するまでの時間が決まり、一般的
には約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
の内部に電気絶縁性を有したふつ素系不活性液体
を蓄熱体として収納し、この容器外部に取り付け
られたセンサと、上記断熱容器内に上記ふつ素系
不活性液体に浸漬して配設され上記センサからの
信号を計測する記録器と、上記記録器からセンサ
への配線が貫通する断熱蓋と、蓋止め具と蓋パツ
キンとからなり、上記断熱容器の開口部に段部を
設け蓋パツキンを挟んで上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の周辺部にふつ
素系不活性液体の蓄熱体を充填し、この中に記録
器を浸漬すると、熱は蓄熱体にも吸収されること
により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
断熱容器内の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測定不可能
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
連続測定が可能となつた。また、蓄熱体に電気絶
縁性のふつ素系不活性液体を使用すれば、断熱容
器内の電子計測器周辺の空間以外に、電子計測器
内部の空間にも蓄熱体を充填することが可能とな
り、より大きな熱容量を得ることができる。

［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８図に示した
ものと異なるところは、真空断熱容器１中に蓄熱
体７が充填されているところである。

第１図中、符号１は第８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、内部には
電気絶縁性のふつ素系不活性液体からなる蓄熱体
７が充填されていて、その内底部には記録器３が
配設されて蓄熱体７に浸漬されている。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にはこの記
録器の作動限界温度よりも高い沸点を有する電気
絶縁性のふつ素系不活性液体のうち鎖状または環
状のパーフロロ炭化水素化合物のうち比熱の大き
いものを用いることが望ましい。これらのふつ素
系不活性液体は表面張力が低く、濡れ性が高いの
で、これらを真空断熱容器１に充填して、その中
に記録器３を浸漬した場合、記録器３内の電子部
品間の空間にも蓄熱体７が充填されることにな
り、より熱容量が大きくとれるので効果的であ
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
４ｂ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４
ａ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。さら
に、蓋体４の適所のＡ部には第２図に拡大して示
したように、蓋体の外枠４ｂの適所に、特に肉薄
部４ｃを設けて、高温によつて真空断熱容器１内
の圧力が異常に上昇した場合に、この肉薄部４ｃ
が内部圧力により破壊されて真空断熱容器内の圧
力を逃す構造になつている。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または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。

（実施例 ２） 第３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３図に示した耐熱計測装置が第１図に示した
のものと異なるところは、蓋体４と蓋パツキン８
と真空断熱容器１の口元端部１０の構造とであ
り、第３図に示した装置ではこれらによりシール
構造を成している。蓋体４は第３図に示したよう
に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、その一部にはＣ
部に示す調圧バルブ４ｄが設けられていて、蓋体
４と真空断熱容器１の口元端部１０との液密シー
ル構造を形成するために蓋パツキン８が取り付け
られている。以上のような蓋の構造を用いること
により、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してデ
ータを直接回収するとともに記録器３を制御する
ことが可能となる。

第４図は第３図中のＢ部の拡大詳細図であり、
記録器３と真空断熱容器１との取り付け構造を示
した図であり、断面Ｕ字状に折り曲げた取り付け
金具１１の一辺を真空断熱容器１の内底部にスポ
ツト溶接し、他辺に形成された長穴１１ａに記録
器３がネジ１２によつて着脱自在に固定されてい
る。この取り付け金具１１に形成された長穴１１
ａによつて記録器３の大きさのバラツキを吸収で
きるようになつている。

第５図は第３図中のＣ部の拡大詳細図で蓋体４
に取り付けられた調圧バルブ４ｄを示したもので
あり、符号１３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１３がバルブ本体１３ａ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。

（実施例 ３） さらに第６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６図の耐熱計測装置が第１図および第３図で
示したものと異なるところは、記録器３を蓋体４
に取り付けたところであり、その他の部分は第１
図および第３図で示した実施例と同様である。記
録器３は、取り付け具３ａによつて蓋体４との間
に適宜の空間１４を設けて、蓋体４の内側の適所
に取り付けられており、蓄熱体７の界面が記録器
３の蓋体４側の側面３ｂより高くなるように、蓄
熱体７が真空断熱容器１内に充填されている。上
記空間１４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。

この実施例のように記録器３を蓋体４に取り付
けると記録器３を取り出す場合に真空断熱容器１
内に充填されている蓄熱体７が妨げにならずに、
データ回収やメインテナンスが容易となる。

［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、内
筒板厚0.5mm、外筒外径200mm、外筒板厚0.8mm、
全高190mm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、比重1.7〜1.9、比熱
0.25cal／ｇ℃のふつ素系不活性液体（3M社、FC
−40）を蓄熱体として充填して真空断熱容器内の
温度の変化を調べた。この結果を第７図に示す。
第７図中、実線はふつ素系不活性液体を１リツト
ル入れた場合、破線はふつ素系不活性液体を２リ
ツトル入れた場合、一点鎖線はふつ素系不活性液
体を入れ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、蓄熱体を充填しな
い場合には、約１時間経過後には真空断熱容器内
の温度が記録器の作動限界温度に近い80℃に達し
たが、蓄熱体を１リツトル充填した場合には80℃
に達するまでに約３時間を要し、蓄熱体を２リツ
トル充填した場合には３時間経過後も真空断熱容
器内の温度は60℃以下であり、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の内部に電
気絶縁性を有したふつ素系不活性液体を蓄熱体と
して収納し、この容器外部に取り付けられたセン
サと、上記断熱容器内に上記ふつ素系不活性液体
に浸漬して配設され上記センサからの信号を計測
する記録器と、上記記録器からセンサへの配線が
貫通する断熱蓋と、蓋止め具と蓋パツキンとから
なり、上記断熱容器の開口部に段部を設け蓋パツ
キンを挟んで上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、蓄熱体が充填されること
により断熱容器の熱容量が大きくなり、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、蓄熱体に電気絶縁性のふつ
素系不活性液体を使用すると、断熱容器内の記録
器周辺の空間以外に、記録器内部の空間も蓄熱体
を充填することが可能となり、より大きな熱容量
を得ることができるだけでなく、記録器内部の部
品を蓄熱体とほぼ等しい温度に保つことが可能と
なる。これは一般に記録器は部品の発熱により雰
囲気温度より高温となるため、部品単体で80℃ま
で使用可能でも記録器としては60℃までしか使用
できない場合が多いことを考えると大きな効果で
ある。

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、記録器を外部から制御することが可能で、特
に記録器を蓋体に取り付けた場合には、記録器を
断熱容器から取り出す場合に断熱容器内に充填さ
れた蓄熱体が妨げにならずに、データ回収やメイ
ンテナンスが容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図、第６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図中の蓋体４のＡ部拡大断面図
であり、第４図は第３図中の真空断熱容器１と記
録器３との接続部のＢ部拡大断面図であり、第５
図は第３図中の蓋体４のＣ部拡大断面図である。
第７図は、本考案による耐熱計測装置に、蓄熱体
を充填した場合と、充填しない場合における真空
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８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の内部に電気
   絶縁性を有したふつ素系不活性液体を蓄熱体とし
   て収納し、この容器外部に取り付けられたセンサ
   と、上記断熱容器内に上記ふつ素系不活性液体に
   浸漬して配設され上記センサからの信号を計測す
   る記録器と、上記記録器からセンサへの配線が貫
   通する断熱蓋と、蓋止め具と蓋パツキンとからな
   り、上記断熱容器の開口部に段部を設け蓋パツキ
   ンを挟んで上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。