JPH0972789A

JPH0972789A - 熱電対測温装置

Info

Publication number: JPH0972789A
Application number: JP24861595A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Daitoku; 一美大徳; Toshiaki Umeda; 俊明梅田; Sumihiko Kurita; 澄彦栗田; Masanobu Ichinose; 正信一瀬
Original assignee: Koransha Co Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Koransha Co Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 1995-09-01
Filing date: 1995-09-01
Publication date: 1997-03-18

Abstract

(57)【要約】【課題】優れた温度応答性を有すると共に、保護管に
変形、亀裂等を生じても熱電対の測温部を保護して耐用
性の向上を図ることのできる熱電対測温装置を提供する
ことを目的とする。【解決手段】外部保護管１１によって基端側を支持さ
れた内部保護管１２を備え、内部保護管１２によって保
持される熱電対１５の測温部１６を測定箇所に配置して
測温する熱電対測温装置１０であって、熱電対１５の測
温部１６がセラミックシース１４に埋設されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種燃焼炉及びコ
ークス炉等の燃焼管理に使用される熱電対測温装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に大型コークス炉は、複数の炉団か
らなり、この各炉団は各々に独立して交互に配列された
約３０〜５０組の燃焼室と炭化室とで構成されている。
そして、従来、コークス炉の温度管理は光高温計、輻射
温度計等の光学式温度計を用いて燃焼室の上部から所定
位置の温度を測定していたが、この方法では各燃焼室の
温度を順次測定していくために各々の測定値に同時性が
なく、また、これらの測定値は燃焼切替えサイクルと各
炭化室の焼成コークス押出しと原料炭の装入等の条件に
よって大きく変動し、炉団単位の平均温度を求めること
が困難である。そのため、燃焼室の温度を直接熱電対温
度計で連続測定することにより、各炉団毎の平均温度が
容易に求められ、炉温制御が可能となって操業の安定
化、コークス品質の均一化、熱量原単位の低減等が図ら
れている。

【０００３】上記のような環境で使用される熱電対測温
装置としては、例えば図６に示すような構造のものが知
られている。図７は図６の矢視Ｒ拡大図である。この熱
電対測温装置７０は、絶縁碍子７１によって保持された
熱電対７２がアルミナからなる内部保護管７３内に収納
されている。そして、内部保護管７３の封止された先端
部には耐熱性の無機質繊維７４が緩衝材として装入され
ている。更に内部保護管７３の外側は再結晶炭化珪素か
らなる外部保護管７５により保護されており、外部保護
管７５の端子箱７６側はステンレス等の金属製のパイプ
７７によって固定されている。従って、熱電対７２の測
温部７８は内部保護管７３、無機質繊維７４、及び外部
保護管７５により三重に保護された構造となっている。
前記のような再結晶炭化珪素からなる保護管の炉内ガス
に対する緻密性を向上させるために特開昭５１−９１７
７５号公報には、炭化珪素質の保護管に測定エレメント
を装着するのに先立って、測定対象炉の高温部に予備的
に該保護管のみをセットすることにより、該保護管を加
熱して保護管自体に残留するＣＯガスを逃がし、さら
に、その保護管の表面を溶融させて緻密な被覆層を形成
させ、炉内雰囲気からのＣＯガスの侵入を防ぐ技術が示
されている。また、実開平２−１４６３３５号公報には
セラミックを素材とする熱電対保護管の表面にセラミッ
ク粉末を付着させて保護管自体の耐熱衝撃性の改善を図
る技術が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開昭５１−９１７７５号公報に記載の技術では、炭化珪
素の焼結性が極めて低いために、コークス炉の燃焼温度
で炭化珪素自体の緻密化を図ることは困難である。しか
も、再結晶炭化珪素の強度が低く、保護管の強度を維持
するために保護管の肉厚を厚くすることが必要であり、
その結果、温度応答性が低くなるという問題があった。
さらに、実開平２−１４６３３５号公報に記載の技術
は、保護管自体の耐熱衝撃性の向上は図られるものの、
セラミック粉末の熱伝導率が低いために温度応答性が低
下すると共に、セラミック粉末による被覆層の強度を高
くできないために長期間の使用においては被覆層が剥離
したり、セラミック保護管が変形し炉内ガスがセラミッ
ク保護管の中に侵入して熱電対の測温部を腐蝕し、ある
いは機械的に損傷するという問題があった。本発明はこ
のような事情に鑑みてなされたもので、優れた温度応答
性を有すると共に、保護管に変形、亀裂等を生じても熱
電対の測温部を保護して耐用性の向上を図ることのでき
る熱電対測温装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載の熱電対測温装置は、外部保護管によって基端側を
支持された内部保護管を備え、該内部保護管によって保
持される熱電対の測温部を測定箇所に配置して測温する
熱電対測温装置であって、前記熱電対の測温部がセラミ
ックシースに埋設されるように構成されている。また、
請求項２記載の熱電対測温装置は、請求項１記載の熱電
対測温装置において、前記セラミックシースが、純度９
５ｗｔ％以上のアルミナからなる保護管に収納されるよ
うに構成されている。請求項３記載の熱電対測温装置
は、請求項１又は２記載の熱電対測温装置において、前
記内部保護管が、純度９５ｗｔ％以上のアルミナからな
るように構成されている。請求項４記載の熱電対測温装
置は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱電対測温
装置において、前記保護管の外径が２０ｍｍ以下でか
つ、前記セラミックシースの外径が５ｍｍ以下であるよ
うに構成されている。請求項５記載の熱電対測温装置
は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱電対測温装
置において、前記保護管及び／又はセラミックシースが
長さ方向に分割されており、分割された端部付近の外周
上にそれぞれ突起を設け、該保護管及び／又はセラミッ
クシース同士を該突起を係止して接続する分割ケースを
取り付けてなるように構成されている。請求項６記載の
熱電対測温装置は、請求項１〜５のいずれか１項に記載
の熱電対測温装置において、前記保護管が、それぞれの
径が異なるように、かつ長さ方向に分割されており、径
の小さい保護管端部の円周上に複数の突起を設け、一方
径の大きい保護管端部の内面に該複数の前記突起に嵌合
する複数の切り込みを設け、該突起を有する保護管を該
切り込みを有する前記保護管の中に挿入した後、該保護
管を軸方向に回転させることにより前記突起と前記切り
込みの位置をずらせて係止されるように構成されてい
る。

【０００６】ここで、熱電対とは２種類の金属導線の先
端を溶接した測温部及び該金属導線自体をいう。そし
て、内部保護管に収納される熱電対とは、熱電対の一部
もしくは全部が該内部保護管内に配置保持されている状
態のものをいう。そして、熱電対の測温部がセラミック
シースに埋設されている状態とは、熱電対の挿入孔をセ
ラミックシースの先端部で屈曲させて、Ｕ字状あるいは
Ｖ字状に形成して、該屈曲部に熱電対の測温部が配置さ
れていること、あるいは熱電対の周囲が隙間なくセラミ
ックシースによって充填されている状態をいう。セラミ
ックシースとは、アルミナ、シリカ、ジルコニア、クロ
ミア、窒化珪素及び窒化硼素等の一種以上を原料とし
て、これを焼結あるいは結合材で結合してなる電気絶縁
性、及び耐熱性に優れた棒状の部材であり、熱電対を絶
縁して保持するための挿入孔を有する。

【０００７】

【作用】請求項１〜６記載の熱電対測温装置において
は、外部保護管によって基端側を支持された内部保護管
を備え、該内部保護管によって保持される熱電対の測温
部を測定箇所に配置して測温する熱電対測温装置におい
て、前記熱電対の測温部がセラミックシースに埋設され
ているので、熱電対の測温部が炉内ガスあるいは周囲か
らの機械的な力に影響されることが少ない。特に、請求
項２記載の熱電対測温装置においては、前記セラミック
シースが、純度９５ｗｔ％以上のアルミナからなる保護
管に収納されるので、炉内ガスに対する熱電対の測温部
の遮蔽がより確実にできる。また、周囲から機械的な力
が生じた場合にも熱電対の測温部が保護される。前記ア
ルミナの純度が９５ｗｔ％より少ないと、長期間の使用
条件において保護管がクリープ変形しやすいために、該
保護管内に収納するセラミックシースを損傷させるので
好ましくない。また、請求項３記載の熱電対測装置にお
いては、前記内部保護管が、純度９５ｗｔ％以上のアル
ミナからなるので、炉内温度あるいは炉内ガスによる腐
蝕に対する抵抗性を大幅に増すことができる。また、該
内部保護管のアルミナ純度が９５ｗｔ％より少なくなる
と、該内部保護管の耐熱温度、機械的強度等が低下して
しまい該内部保護管を高温下で長期間維持することが困
難となる。

【０００８】請求項４記載の熱電対測温装置において
は、前記保護管の外径が２０ｍｍ以下でかつ、前記セラ
ミックシースの外径が５ｍｍ以下であるように構成され
ているので、熱電対測温装置使用中の温度変動に伴う熱
衝撃が軽減されると共に、しかも温度応答性を損なうこ
となく、熱電対測温装置の耐久性を維持することができ
る。前記保護管の外径が２０ｍｍより大きくなると、炉
内の熱変動により、保護管の温度の均一性、及び変動の
幅が大きくなり熱衝撃割れの原因となるので好ましくな
い。また、セラミックシースの外径が５ｍｍより大きい
場合には、前記保護管の外径が必然的に大きくなる他
に、熱電対測温部の温度応答性が著しく低下する。請求
項５記載の熱電対測温装置においては、前記保護管及び
／又はセラミックシースが長さ方向に分割されており、
分割された端部付近の外周上にそれぞれ突起を設け、該
保護管及び／又はセラミックシース同士を該突起を係止
して接続する分割ケースを取り付けるので、長尺の熱電
対保護管あるいはセラミックシースをその製造条件に制
約されることなく簡単に構成できると共に、分割されて
いるために熱衝撃が緩和されて熱電対測温装置の耐用性
を向上させることができる。請求項６記載の熱電対測温
装置においては、前記保護管が、それぞれの径が異なる
ように、かつ長さ方向に分割されており、径の小さい保
護管端部の円周上に複数の突起を設け、一方径の大きい
保護管端部の内面に該複数の前記突起に嵌合する複数の
切り込みを設け、該突起を有する保護管を該切り込みを
有する前記保護管の中に挿入した後、該保護管を軸方向
に回転させることにより前記突起と前記切り込みの位置
をずらせて係止されるので、特別な接着剤等を使用する
ことなく、接合部分の機械的強度を高められ、高温使用
下における耐用性が増大する。

【０００９】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに図１（Ａ）、（Ｂ）はそれぞ
れ本発明の第１の実施の形態に係る熱電対測温装置の側
断面図及び正面図、図２（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ図１
（Ａ）の矢視Ｐ部分の拡大側断面図及び正断面図、図３
（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の第２の実施の形態に
係る熱電対測温装置の側断面図及び正面図、図４は図３
（Ａ）の矢視Ｑ拡大図、図５（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ
本発明の第３の実施の形態に係る熱電対測温装置の側断
面図及び正面図、図６（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）はそれ
ぞれ本発明の第４の実施の形態に係る熱電対測温装置の
接合部分を説明する斜視図及び側断面図、図７（Ａ）及
び（Ｂ）はそれぞれ本発明の第５の実施の形態に係る熱
電対測温装置の接合部分を説明する斜視図及び側断面
図、図８（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ従来例における熱
電対測温装置の側断面図及び正面図、図９は図８の矢視
Ｒ拡大図である。

【００１０】図１、図２に示すように本発明の第１の実
施の形態に係る熱電対測温装置１０は、外部保護管１１
を支持するソケット２１とソケット２１に固定配置され
る端子箱１８、及びフランジ１９を有し、該外部保護管
１１によって囲繞支持される内部保護管１２を備え、内
部保護管１２には熱電対１５が収納され、熱電対１５の
測温部１６、及び熱電対１５の金属導線はセラミックシ
ース１４に埋設されて封止あるいは固定配置されてい
る。

【００１１】端子箱１８はアルミダイキャスト法等によ
り形成される略Ｔ字型のアルミ製の鋳造品であり、熱電
対１５の測温部１６と対向して引き出される２本の導線
が端子箱１８上の周囲を絶縁された端子１７に結線され
ている。従って、この端子１７に導線を接続することに
より熱電対１５の測温部１６の温度測定が可能となる。
そして、端子箱１８はステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）か
らなるパイプ状のソケット２１に連接されており、ソケ
ット２１上には、熱電対測温装置１０をコークス炉の炉
壁あるいは天井部に固定するためのステンレス鋼製のフ
ランジ１９が取り付けられ、更に、ソケット２１を延長
する方向にはステンレス鋼からなる内径２４ｍｍ、外径
３４ｍｍ、長さ約４５０ｍｍの外部保護管１１がソケッ
ト２１に連接するように配置されている。内部保護管１
２は内径６ｍｍ、外径１０ｍｍ、長さ約８２０ｍｍのス
テンレス鋼（ＳＵＳ３０４）からなるパイプであり、パ
イプ基端側の約５００ｍｍの長さの部分が外部保護管１
１内に収納配置されている。そして、内部保護管１２と
外部保護管１１の空間に耐熱セメント２２を埋め込んで
固化させ、さらにねじ等の固定止め具２０を介して締め
付けて固定支持されている。このため、熱電対測温装置
１０の全長を規定して長さを調節する操作が容易である
と共に、コークス炉中での操業に伴う熱衝撃を緩和する
ことができる。

【００１２】セラミックシース１４はアルミナ純度９
９．５ｗｔ％、曲げ強さ４５ｋｇｆ／ｍｍ²、密度３．
９３ｇ／ｃｍ³の特性を有するアルミナ質セラミックか
らなり、外径４．２ｍｍ、長さ約１８５０ｍｍであり、
耐熱セメント２２を介して内部保護管１２によって囲繞
固定されている。そして、図２に示すように、セラミッ
クシース１４は熱電対１５の２本の導線を挿入するため
の直径約１．０ｍｍの挿入孔２３が２個平行に配設され
ており、セラミックシース１４の先端部２４における挿
入孔２３はＵ字型あるいはＶ字型となって、前記２本の
導線が前記Ｕ字型の挿入孔２３の屈曲部で連結するよう
に構成されている。

【００１３】セラミックシース１４の製造は、例えばア
ルミナ原料を含むスラリーをＵ字状の消失型が配置され
た型枠中に流し込んで成形した後、前記消失型を加熱燃
焼により除去して挿入孔２３を形成するか、あるいは分
割された部材をセラミック接合の技術により接合するこ
とによりＵ字型をなす挿入孔２３を形成して、一方の挿
入孔２３から熱電対１５を挿入し、反対側の挿入孔２３
から熱電対１５を引き出すことにより作成することもで
きる。また、予め熱電対をスラリー中に埋め込んだまま
成形して、これを焼成することにより作成することも可
能であり、この場合に熱電対１５の測温部１６の気密性
が高められるので好ましい。セラミックシース１４に埋
設されて、あるいは挿入孔２３に挿入されて配置される
熱電対１５は直径０．３〜０．５ｍｍ、長さ約１８９０
ｍｍの白金、及び白金ロジウム合金の導線の先端部を溶
接して測温部１６としたものであり、測温部１６と冷接
点との間の熱起電力を測定することにより１８００℃ま
での温度差の測定を可能としたものである。

【００１４】前記のように構成した熱電対測温装置１０
をフランジ１９を介してコークス炉のフリュー部に天井
から吊り下げて固定し、約５年にわたりコークス炉フリ
ュー部の温度管理を行うことができた。因みに、この間
の平均的な温度変動は１１００℃〜１２００℃であり、
炉内雰囲気中のＣＯガスの濃度は２〜１０％であった。
そして、熱電対測温装置１０は従来例における再結晶炭
化珪素の外部保護管７５を用いた場合に比較して、熱電
対１５の測温部１６の保護層の部分が薄いために温度応
答性が著しく優れており、かつ、熱電対１５自体の化学
的、機械的及び熱的な損傷程度も少なくなることが判明
した。

【００１５】また、前記第１の実施の形態に対応し、セ
ラミックシースのアルミナ純度が異なる比較例１とし
て、セラミックシース１４を、アルミナ純度９２ｗｔ％
（＜９５ｗｔ％）、曲げ強さ２１ｋｇｆ／ｍｍ²、密度
２．５ｇ／ｃｍ³の特性を有するアルミナ質セラミック
に換えて、第１の実施の形態と同様の条件でコークス炉
の温度管理に使用したところ、該アルミナ質セラミック
の溶融軟化温度が低いために熱電対が損傷して、炉内ガ
スによる浸食により劣化してしまい、第１の実施の形態
に比較して低寿命であった。

【００１６】図３及び図４に示すように、第２の実施の
形態における熱電対測温装置３０は、外部保護管３１を
支持するソケット４１とソケット４１に固定配置される
端子箱３８、及びフランジ３９を有し、外部保護管３１
によって囲繞支持される内部保護管３２を備え、内部保
護管３２の内側には、更に熱電対３５の測温部３６、及
びセラミックシース３４を収納する保護管３３が配置さ
れ、熱電対３５の測温部３６はセラミックシース３４に
埋設されて封止あるいは固定配置されている。

【００１７】内部保護管３２は内径２２ｍｍ、外径２
７．２ｍｍ、長さ約８２０ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ
３０４）からなるパイプであり、パイプの基端側の約３
００ｍｍの長さの部分が外部保護管３１内に収納配置さ
れ、アルミナ質の耐熱セメント４２等を介して固定支持
されるようになっている。保護管３３は内部保護管３２
によって端部を囲繞固定されている、内径６ｍｍ、外径
１０ｍｍ、長さ１０００ｍｍのアルミナ質の有底パイプ
であり、アルミナ純度９９．５ｗｔ％（９５ｗｔ％以
上）、曲げ強さ４５ｋｇｆ／ｍｍ²、密度３．９３ｇ／
ｃｍ³の緻密質アルミナ（香蘭社株式会社製の商品名ゼ
ムランに相当）を使用することができる。そして、保護
管３３の内部にセラミックシース３４の先端部が位置付
けられて収納されており、保護管３３の基部側が固定止
め具４０、及び耐熱セメント４２を介して内部保護管３
２内に固定されている。このため、熱電対３５の測温部
３６は保護管３３、及びセラミックシース１４とにより
二重に保護されており、例え保護管３３が変形あるいは
破損しても、セラミックシース３４によって熱電対３５
が保護されるため安全性をより高く維持することができ
る。

【００１８】セラミックシース３４はアルミナ純度９
９．５ｗｔ％、曲げ強さ４５ｋｇｆ／ｍｍ²、密度３．
９３ｇ／ｃｍ³の特性を有するアルミナ質セラミックか
らなり、外径４．２ｍｍ、長さ約１８５０ｍｍであり、
端子箱３８側を耐熱セメント４２、及び固定止め具４０
を介して保護管３３によって囲繞固定されている。そし
て、セラミックシース３４には直径０．３〜０．５ｍ
ｍ、長さ約１８９０ｍｍの白金、及び白金ロジウム系合
金からなる熱電対３５が挿入孔４３に挿入あるいは埋設
されている。従って、熱電対３５の測温部３６はセラミ
ックシース３４、及び保護管３３によって封止、保護さ
れているので、コークス炉内のＣＯガス等によって劣化
することがない。

【００１９】前記のように構成した熱電対測温装置３０
を第１の実施の形態と同様にコークス炉のフリュー部に
天井から吊り下げて固定し、コークス炉の温度管理を行
った。その結果、熱電対測温装置３０は従来例における
再結晶炭化珪素の外部保護管７５を用いた場合に比較し
て、温度応答性が優れており、かつ、熱電対３５の化学
的、機械的及び熱的な損傷程度が極めて少ないため、熱
電対３５の劣化による温度応答性の経年変化も軽微であ
り、耐用性年数は５年となった。

【００２０】続く本発明の第３の実施の形態に係る熱電
対測温装置５０おいては、図５に示すように、前記第２
の実施の形態における内部保護管３２の材質をステンレ
ス鋼（ＳＵＳ３０４）からアルミナ純度９９．５ｗｔ％
（≧９５ｗｔ％）、曲げ強さ４５ｋｇｆ／ｍｍ²、密度
３．９３ｇ／ｃｍ³の特性を有するアルミナ質セラミッ
ク（香蘭社株式会社製商品名ゼムラン相当）とした内部
保護管５２を使用して、第１、２の実施の形態と同様に
コークス炉のフリュー部に天井から吊り下げて、コーク
ス炉の温度管理を行った。その結果、熱電対測温装置５
０はステンレス鋼を使用した場合に較べて、内部保護管
５２の耐熱性が高いために、熱電対測温装置５０内に保
持する熱電対３５の熱的損傷が著しく減少して、耐用年
数を５年に延長することができた。

【００２１】比較例２においては、内部保護管５２を、
アルミナ純度９２ｗｔ％（＜９５ｗｔ％）、曲げ強さ２
１ｋｇｆ／ｍｍ²、密度２．５ｇ／ｃｍ³のアルミナ質
セラミックとして、その他の条件は全て第２の実施の形
態と同様の条件に設定して、実炉おける比較テストを実
施した。その結果、アルミナ純度を９５ｗｔ％未満の保
護管を使用した場合では、炉内温度あるいは炉内ガスに
よる損傷及び腐蝕が顕著になり亀裂等を生じて、機械的
強度等が低下してしまい保護管を高温下で長期間維持す
ることが困難であった。

【００２２】比較例３においては、保護管及びセラミッ
クシースの外径をそれぞれ２２ｍｍ、７ｍｍとして、そ
の他の条件は全て第２の実施の形態と同一の条件になる
ようにして熱電対測温装置を構成して実炉に供したが、
この場合には、使用開始後すぐに熱衝撃による亀裂が保
護管及びセラミックシースに発生して耐用性が低く実用
性に欠けるものであった。

【００２３】続く本発明の第４の実施の形態に係る熱電
対測温装置おいては、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、あるいは個別にそれぞれ
作成された部材を分割ケースにより接合する他は、前記
第３の実施の形態と全て同様にして作成した。前記保護
管の接合方法を図６を用いて更に詳細に説明する。同図
（Ａ）において分割あるいは個別に作成された２つの保
護管６０、６１の端部の外側円周上には、幅をもって円
周上に形成された突起６２、６２ａがそれぞれ配置され
ている。このような突起６２、６２ａの作成方法として
は、肉厚の大きい管状体の外周を切削加工してもよい
し、あるいはリング状に形成した突起を公知の接合手段
により接合して形成することもできる。そして、保護管
６０、６１の端部を合わせた後、図８（Ｂ）に示すよう
な２つに分割されて構成されたアルミナ質セラミック等
からなる分割ケース６３、６３ａにより突起６２、６２
ａを挟み込むようにして２つの保護管６０、６１の端部
を固定する。この際、分割ケース６３、６３ａと保護管
６０、６１の間の空隙部に耐火性のモルタル、セメント
等の接着材６５を充填することにより固定することがで
きる。このようにして接合される熱電対測温装置は長さ
の調整が簡単にでき、また、必要に応じて保護管を交換
して使用することができるため経済的である。そして、
この熱電対測温装置をコークス炉のフリュー部に吊り下
げて使用したところ、従来の接合部のない熱電対測温装
置に較べて熱衝撃による亀裂などはなく耐用性も充分あ
ることが判明した。なお、上述の接合部の構成はセラミ
ックシースの部分においても同様に適用することができ
る。

【００２４】続く本発明の第５の実施の形態に係る熱電
対測温装置おいては、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、あるいは個別にそれぞれ
作成された部材同士を機械的に嵌合することにより接合
する他は、前記第３の実施の形態と全て同様にして作成
したものである。図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、接
合される保護管７０、７１はそれぞれ径の大きさの異な
るパイプ状からなり、保護管７０の接合面側端部の内面
には切り込み７３が略均等に４箇所設けられている。そ
して保護管７０の端部に挿入される保護管７１の端部側
の外周上には切り込み７３に対応する４個の突起７２が
形成されている。従って、突起７２を有する保護管７１
を切り込み７３を備えた保護管７０の内面に挿入するこ
とができる。そして、突起７２を挿入した後に、保護管
７１を挿入方向に対して所要角度回転させることによ
り、切り込み７３によって形成される凸部に突起７２が
掛かるために、保護管７１の保護管７０からの引き抜き
が規制されるようになる。このため、このような接合部
により構成された熱電対測温装置は、必ずしも接着材等
を使用する必要がないために、接着材の耐用温度に制約
されることがないので高温度下での長期使用が可能であ
り、しかも引っ張りに対する機械的な接合強度が高くな
る。

【００２５】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではな
く、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用
範囲である。例えば本実施の形態においては、熱電対を
囲繞するセラミックシースとしてアルミナ質のものを使
用したがこれに限定されることなく、アルミナーシリ
カ、ムライト、アルミナージルコニア、炭化珪素、窒化
珪素及び窒素硼素もしくはそれらの組合わせ等からなる
セラミック材質の使用が可能である。また、セラミック
シースとしては長さが１８９０ｍｍのものを使用した
が、セラミックシースはその先端部で測温部を封止する
ような構造とすれば良く、必要に応じてセラミックシー
スを長さ方向に分割して用いることもできる。

【００２６】

【発明の効果】請求項１〜６記載の熱電対測温装置にお
いては、熱電対の測温部がセラミックシースに埋設され
ているので、熱電対の測温部が炉内ガスあるいは周囲か
らの機械的な力に影響されることが少なく、耐用性と温
度応答性を同時に高められる。更に、セラミックシース
が内部保護管、及び外部保護管により２段に支持される
ので、熱電対測温装置の長さの調節が容易であり、しか
も、保護管によって多層構造となっているために、この
部分で急激な温度変動に伴う熱衝撃等を緩和することが
でき、熱電対測温装置の耐用性を向上できる。特に、請
求項２記載の熱電対測温装置においては、セラミックシ
ースが、純度９５ｗｔ％以上のアルミナからなる保護管
に収納されるので、炉内ガスに対する熱電対の測温部の
遮蔽がより確実にできると共に、機械的外力の影響を回
避することができる。また、請求項３記載の熱電対測温
装置においては、内部保護管が、純度９５ｗｔ％以上の
アルミナからなるので、炉内温度による溶融あるいは炉
内ガスによる腐蝕を回避して長寿命化を達成することが
可能である。

【００２７】請求項４記載の熱電対測温装置において
は、前記保護管の外径が２０ｍｍ以下でかつ、前記セラ
ミックシースの外径が５ｍｍ以下であるように構成され
ているので、熱電対測温装置使用中の温度変動に伴う熱
衝撃が軽減されると共に、しかも温度応答性を損なうこ
となく、熱電対測温装置の耐久性を維持することができ
る。請求項５記載の熱電対測温装置においては、前記保
護管及び／又はセラミックシースが長さ方向に分割され
ており、分割された端部付近の外周上にそれぞれ突起を
設け、該保護管及び／又はセラミックシース同士を該突
起を係止して接続する分割ケースを取り付けるので、長
尺の熱電対保護管あるいはセラミックシースをその製造
条件に制約されることなく簡単に構成できると共に、分
割されているために熱衝撃が緩和されて熱電対測温装置
の耐用性を向上させることができる。請求項６記載の熱
電対測温装置においては、前記保護管が、それぞれの径
が異なるように、かつ長さ方向に分割され、保護管端部
の円周上に複数の突起及び該突起に嵌合する複数の切り
込みを設けて係止されるので、特別な接着剤等を使用す
ることなく、接合部分の機械的強度を高められ、高温使
用下における耐用性を増大させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の第１の実施
の形態に係る熱電対測温装置の側断面図及び正面図であ
る。

【図２】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ図１（Ａ）の矢視Ｐ
部分の拡大側断面図及び正断面図である。

【図３】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の第２の実施
の形態に係る熱電対測温装置の側断面図及び正面図であ
る。

【図４】図３（Ａ）の矢視Ｑ拡大図である。

【図５】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の第３の実施
の形態に係る熱電対測温装置の側断面図及び正面図であ
る。

【図６】（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）はそれぞれ本発明の
第４の実施の形態に係る熱電対測温装置の接合部分を説
明する斜視図、及び側断面図である。

【図７】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ本発明の第５の実
施の形態に係る熱電対測温装置の接合部分を説明する斜
視図、及び側断面図である。

【図８】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ従来例における熱
電対測温装置の側断面図及び正面図である。

【図９】図８の矢視Ｒ拡大図である。

【符号の説明】

１０熱電対測温装置１１外部保護
管１２内部保護管１４セラミッ
クシース１５熱電対１６測温部１７端子１８端子箱１９フランジ２０固定止め
具２１ソケット２２耐熱セメ
ント２３挿入孔２４先端部３０熱電対測温装置３１外部保護
管３２内部保護管３３保護管３４セラミックシース３５熱電対３６測温部３７端子３８端子箱３９フランジ４０固定止め具４１ソケット４２耐熱セメント４３挿入孔５０熱電対測温装置５２内部保護
管６０保護管６１保護管６２突起６２ａ突起６３分割ケース６３ａ分割ケ
ース６４突部６５接着材７０保護管７１保護管７２突起７３切り込み

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者栗田澄彦佐賀県西松浦郡有田町1664番地株式会社香蘭社内 (72)発明者一瀬正信佐賀県西松浦郡有田町1664番地株式会社香蘭社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外部保護管によって基端側を支持された
内部保護管を備え、該内部保護管によって保持される熱
電対の測温部を測定箇所に配置して測温する熱電対測温
装置であって、前記熱電対の測温部がセラミックシースに埋設されてい
ることを特徴とする熱電対測温装置。
【請求項２】前記セラミックシースが、純度９５ｗｔ
％以上のアルミナからなる保護管に収納されている請求
項１記載の熱電対測温装置。
【請求項３】前記内部保護管が、純度９５ｗｔ％以上
のアルミナからなる請求項１又は２記載の熱電対測温装
置。
【請求項４】前記保護管の外径が２０ｍｍ以下でか
つ、前記セラミックシースの外径が５ｍｍ以下である請
求項１〜３のいずれか１項に記載の熱電対測温装置。
【請求項５】前記保護管及び／又はセラミックシース
が長さ方向に分割されており、分割された端部付近の外
周上にそれぞれ突起を設け、該保護管及び／又はセラミ
ックシース同士を該突起を係止して接続する分割ケース
を取り付けてなる請求項１〜４のいずれか１項に記載の
熱電対測温装置。
【請求項６】前記保護管が、それぞれの径が異なるよ
うに、かつ長さ方向に分割されており、径の小さい保護
管端部の円周上に複数の突起を設け、一方径の大きい保
護管端部の内面に該複数の前記突起に嵌合する複数の切
り込みを設け、該突起を有する保護管を該切り込みを有
する前記保護管の中に挿入した後、該保護管を軸方向に
回転させることにより前記突起と前記切り込みの位置を
ずらせて係止される請求項１〜５のいずれか１項に記載
の熱電対測温装置。