JPH0882557A

JPH0882557A - シース熱電対

Info

Publication number: JPH0882557A
Application number: JP24474094A
Authority: JP
Inventors: Isao Hishikari; 功菱刈; Mitsuo Ishige; 光雄石毛
Original assignee: Chino Corp
Current assignee: Chino Corp
Priority date: 1994-09-13
Filing date: 1994-09-13
Publication date: 1996-03-26

Abstract

(57)【要約】【目的】熱膨張の影響が少く、耐熱性にすぐれたシース
熱電対を提供する。【構成】熱電対の保護管１として、ナイクロシル・ナイ
ルシ等の熱電対素線２とほぼ同一の熱膨張率の金属を用
いるとともに、絶縁材３の粒の大きさに分布をもたせ、
熱膨張に対し機械的安定性をもたせた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、耐熱性の向上を図っ
たシース熱電対に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】異種金属を接合して温度を測定する熱電
対には種々のものがあるが、熱電対、保護管の耐熱特性
の向上が望まれている。

【０００３】特にステンレス（たとえばＳＵＳ３１０
Ｓ）、インコネル等の金属保護管は、１１００℃以上の
高温雰囲気では酸化による劣化のため、長時間使用する
ことは困難であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このため、金属保護管
シースに無機絶縁物を封入して化学的安定性や機械的強
度をもたせたシース熱電対が多用されている。しかしな
がら、素線と保護管とは絶縁材で均密に充填されている
ため熱膨張により機械的にズレを生じ、十分なシース性
能が保たれない問題点がある。

【０００５】この発明の目的は、以上の点に鑑み、熱膨
張の差の影響が少なく、機械的に安定で、酸化雰囲気に
おける耐熱特性の向上を図ったシース熱電対を提供する
ことである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、熱電対の保
護管として、熱電対素線とほぼ同一の膨脹率の金属を用
いるとともに、絶縁剤の粒の大きさに分布をもたせるよ
うにしたシース熱電対である。

【０００７】

【実施例】従来からＮｉを主体としたＫ熱電対（クロメ
ル・アルメル）が知られているが、近年、これの改良と
してＣｒ、Ｓｉ、Ｍｇを含み、耐熱性を向上させたナイ
クロシル・ナイシル（ｎｉｃｒｏｓｏｌ−ｎｉｓｉｉ）
熱電対（Ｎ熱電対）が開発された。

【０００８】ナイクロシルはＮｉ（８４．４％）、Ｃｒ
（１４．２％）、Ｓｉ（１．４％）で、ナイシルはＮｉ
（９５．５％）、Ｓｉ（４．４％）、Ｍｇ（０．１％）
の組成の合金である。このナイクロシルまたはナイシル
を用いたＮ熱電対を例として以下説明する。

【０００９】図１は、この発明の一実施例を示す構成説
明図である。図において、１は上記ナイクロシルまたは
ナイシルよりなる保護管、２はシースの保護管１内に設
けられたナイクロシル・ナイシルの熱電対素線で、保護
管１内に無機絶縁物である絶縁材３を充填し、この保護
管１をたとえばスエージングやドローイング等で減径加
工してシース構造とする。

【００１０】このように保護管１として、ナイクロシル
またはナイシルを用いることにより、酸化雰囲気におけ
る耐熱特性を大幅に向上させることができる。そして、
熱電対素線２と保護管１とは同材質のナイクロシル・ナ
イシルのため、シース構造とした場合、熱膨張率はほぼ
同一で等しくその差はなく、機械的にズレを生じること
なく、十分なシース性能が保たれ、機械的損傷は少く素
線の断線等は少ないものとなる。

【００１１】また、図２で模式的に拡大して示すよう
に、絶縁材３として、粒の大きさの異なる、粒の大きさ
に分布をもたせたものを混在して用いる。大きな粒３
Ａ、中くらいの粒３Ｂ、小さな粒３Ｃを用いたとする
と、熱膨張により、保護管１、熱電対素線２が動こうと
したとき、絶縁材３には大きな粒３Ａの中に小さな粒３
Ｃが存在するため、大きな粒３Ａは形状を保持する作用
を行ない、小さな粒３Ｃが保護管１、熱電対素線２の熱
膨張による動きに対し潤滑作用をなし、保護管１、熱電
対素線２の熱膨張に対して、互いにひっぱられることな
く、形状が安定的で機械的安定性が保たれる。つまり、
保護管１、熱電対素線２は、十分に可動で、種々の温度
での熱膨張があっても、常に安定的な配置をとることが
でき、機械的安定性、適合性を持たせることができる。

【００１２】図３は、他の実施例を示し、保護管４の先
端に１本の熱電対素線５を固着し、保護管４と熱電対素
線５とでナイクロシル・ナイシル熱電対を形成し小型化
を図り、保護管４にナイクロシルまたはナイシルを用い
て耐熱性の向上を図っている。そして、絶縁材３とし
て、図２で示す、粒の大きさの異なる、粒の大きさに分
布をもたせたものを用い、種々の温度で安定的な配置を
とることができ機械的安定性を持たせることができる。

【００１３】なお、素線と保護管とは熱膨脹率が同等で
あれば保護管等の材質は上記に限定されるものではな
く、たとえば、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｓｉ等の他に、微量のＭ
ｇ、Ｎｂ、Ｃｅ、Ｍｏ、Ｗ等々のうち少くとも１つ以上
を用いたものでもよい。また、熱電対の種類としては、
上記Ｎ熱電対の他にＫ熱電対その他とし、保護管も熱電
対の種類にあった熱膨張率で、耐熱性のある合金を選定
してもよい。絶縁材３は図２のように粒度に分布がある
ものを用いればよいが、この絶縁材３は、あらかじめ粒
度の異なるものを保護管１に封入してもよいし、また、
適当な大きさの材料や成型物等を保護管１に封入し、減
径加工して破壊し、大小としてもよいし、また、粉末を
封入して減径加工して不均一に固め、粒に分布をもたせ
てもよい。

【００１４】

【発明の効果】以上述べたように、この発明は、熱電対
の保護管および素線として、同材質のナイクロシルまた
はナイシル等の熱膨張率の等しいものを用い、また、絶
縁材として、粒の大きさに分布をもたせたシース熱電対
である。

【００１５】このため、酸化雰囲気において保護管の耐
熱性を大幅に向上させることができ、特に熱電対素線と
してナイクロシル・ナイシルを用いた熱電対に適用すれ
ば、いっそう長寿命化が図れる。また、ナイシルの方が
加工性に富み、保護管として用いた場合、機械的強度が
強い。また、ナイクロシルを保護管として使用する場
合、Ｍｇ等を添加すると、いっそう酸化雰囲気での耐熱
性が向上する。また、従来、ステンレス等の保護管をナ
イクロシル・ナイシル熱電対等に用いると両者の熱膨張
率が異なるため特にシース構造とした場合、素線等の断
線が生じやすかったが、本願発明では、そのようなこと
はない。

【００１６】また、絶縁材として粒の大きさに分布をも
たせたものを用ているため、大きい粒のみではかみ合っ
てしまう不都合が生じたり、また、小さい粒のみでは絶
縁不良を起こしてショートしてしまうようなおそれはな
く、本願発明では、大きな粒は形状を保持する作用を行
ない、小さな粒が潤滑作用を行ない、保護管、熱電対素
線の熱膨張に対して、互いにひっぱられることなく、機
械的にズレを生じることなく、形状も安定的で機械的安
定性が保たれ、十分なシース性能が保たれ、また、大き
さに分布もたせていることから絶縁材が一方に片寄るこ
ともなく信頼性、機械的適合性等が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す構成説明図である。

【図２】この発明の一実施例を示す構成説明図である。

【図３】この発明の一実施例を示す構成説明図である。

【符号の説明】

１、４シースの保護管２、５熱電対素線３絶縁材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱電対の保護管として、熱電対素線とほぼ
同一の膨脹率の金属を用いるとともに、絶縁材の粒の大
きさに分布をもたせたことを特徴とするシース熱電対。
【請求項２】熱電対の保護管として、ナイクロシルまた
はナイシルを用いたことを特徴とする請求項１記載のシ
ース熱電対。
【請求項３】熱電対素線として、ナイクロシルまたはナ
イシルを用いたことを特徴とする請求項１または請求項
２記載のシース熱電対。
【請求項４】保護管と１本の熱電対素線とで熱電対を構
成したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれ
かに記載のシース熱電対。