JPWO2019150622A1 - 熱電対構造及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
負極素線1b)の組み合わせが、(PtRh13%,Pt)、(PtRh10%、Pt)、(PtRh30%、PtRh6%)である。
次に本実施形態に係る熱電対構造の製造方法について説明する。図6は、図1に示した熱電対構造の製造方法を説明する図である。本実施形態に係る熱電対構造の製造方法は、(1)正極素線1aの一端と負極素線1bの一端とが接合している熱電対1の正極素線1a及び負極素線1bをガラス部材30で正極素線1aと負極素線1bを非接触にする第1工程と、(2)第1工程で作製した熱電対を、中空ガラス管31に差し込んだ状態とする第2工程と、(3)中空ガラス管31の端のうち、熱電対の接点1cに近い端を加熱して軟化させ、次いで、中空ガラス管31の長さ方向に沿って、中空ガラス管31の中空を無くしながら軟化し次いで冷却を進めて、柱状ガラス体(図1の符号2)を形成する第3工程と、を有する。
ガラス部材30は、正極素線1aと負極素線1bを非接触にする限り、形状については特に制限はなく、棒状のガラス片、ガラスウールなどが例示でき、確実に非接触にするという点で図6に示すように中空ガラス管が好ましい。ガラス部材30のガラス組成は、中空ガラス管31と異なる組成でもよいが、同組成であることが好ましい。中空ガラス管31は非晶質石英ガラスで形成されていることがより好ましい。なお、第1工程において、「正極素線と負極素線を非接触にする」とは、正極素線と負極素線の接点以外を非接触にすることを意味する。
第1工程で作製した熱電対とは、図6では中空ガラス管であるガラス部材30を負極素線1bに通して正極素線1aとの接触が防止されている熱電対1であるが、正極素線1aに通して負極素線1bとの接触を防止してもよい(不図示)。この熱電対1を中空ガラス管31に差し込んだ状態とする。
中空ガラス管31の端のうち、熱電対の接点1cに近い端を火炎バーナーなどの加熱器32で加熱する。加熱によって中空ガラス管31及び中空ガラス管であるガラス部材30が軟化し、融着し合って一体化する。そして、中空ガラス管31の長さ方向に沿って、中空ガラス管31の中空(内部空間31a)を無くしながら軟化し次いで冷却を進めて、柱状ガラス体(図1の符号2)を形成する。柱状ガラス体2は、中空ガラス管31及び中空ガラス管であるガラス部材30が、融着して一体化されることによって形成される。
次に本実施形態に係る多点測温式の熱電対構造の製造方法について説明する。図7は、図4に示した多点測温式の熱電対構造の製造方法を説明する図である。本実施形態に係る熱電対構造の製造方法は、(1)第1工程で正極素線と負極素線を非接触にした熱電対を複数作製し、(2)第2工程において、第1工程で作製した複数の熱電対をそれぞれ他の熱電対の正極素線及び負極素線と非接触の状態で前記中空ガラス管に差し込み、かつ、熱電対の接点を互いにずらした状態とし、(3)その後第3工程で柱状ガラス体を形成することが好ましい。耐久性が良好で、測定点のズレがない多点測温素子を提供できる。
第1工程で正極素線と負極素線を非接触にした熱電対を複数作製する。図7では、熱電対12について一方の素線を中空ガラス管であるガラス部材34に挿入して、熱電対11について正極素線11aと負極素線11bの両方を中空ガラス管であるガラス部材33,35に挿入している。このようにすることで、正極素線11a、負極素線11b、正極素線12a及び負極素線12bが相互に接触することが防止される。熱電対12において他方の素線である正極素線12aを中空ガラス管であるガラス部材に挿入してもよい。
図7に示すように、第1工程で作製した複数の熱電対11,12をそれぞれ他の熱電対の正極素線及び負極素線と非接触の状態で中空ガラス管36に差し込み、かつ、熱電対の接点11c,12cを互いにずらした状態とする。中空ガラス管36の内部空間36aに複数の熱電対11,12が挿入されたとき、ガラス部材33,34,35によって、素線同士が相互に接触することが防止される。
その後、第3工程で柱状ガラス体を形成することが好ましい。耐久性が良好で、測定点のズレがない多点測温素子を提供できる。中空ガラス管36の端のうち、熱電対11の接点11cに近い端を火炎バーナーなどの加熱器32で加熱する。加熱によって中空ガラス管36及び中空ガラス管であるガラス部材33,34,35が軟化し、融着し合って一体化する。そして、中空ガラス管36の長さ方向に沿って、中空ガラス管36の中空(内部空間36a)を無くしながら軟化し次いで冷却を進めて、柱状ガラス体(図4の符号13)を形成する。柱状ガラス体13は、中空ガラス管36及び中空ガラス管であるガラス部材33,34,35が、融着して一体化されることによって形成される。
1,11,12 熱電対
1a,11a,12a 正極素線
1b,11b,12b 負極素線
1c,11c、12c 熱電対の接点
2,13 柱状ガラス体
2a,13a 柱状ガラス体の一方の端面
2b,13b 柱状ガラス体の先端
3 熱電対の被加熱領域
4 熱電対の非加熱領域
5 加熱炉
5a 加熱炉の内部空間
6 起電力測定器
30,33,34,35 ガラス部材
31,36 中空ガラス管
31a,36a 中空ガラス管の内部空間
32 加熱器
40 排気手段
Claims (10)
- 正極素線の一端と負極素線の一端とが接合された熱電対と、1本の柱状ガラス体と、を有し、
前記熱電対の接点を含む前記正極素線と前記負極素線とが、前記接点以外は互いに接触することなく並列に前記柱状ガラス体の長さ方向に沿って埋め込まれた状態となっており、かつ、前記正極素線の他端側と前記負極素線の他端側とが前記柱状ガラス体の外側に引き出されていることを特徴とする熱電対構造。 - 前記正極素線の他端側と前記負極素線の他端側とが前記柱状ガラス体の一方の端面から両方とも引き出されていることを特徴とする請求項1に記載の熱電対構造。
- 前記柱状ガラス体が非晶質石英ガラスからなることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱電対構造。
- 前記熱電対が白金又は白金合金からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の熱電対構造。
- 前記正極素線の側面と前記柱状ガラス体のガラスとは隙間なく接触し合っており、かつ、前記負極素線の側面と前記柱状ガラス体のガラスとは隙間なく接触し合っていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の熱電対構造。
- 前記柱状ガラス体の長さは、前記熱電対の被加熱領域よりも長いことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の熱電対構造。
- 前記熱電対が複数の熱電対であり、
前記柱状ガラス体の中に複数の熱電対が互いに接触することなく並列に前記柱状ガラス体の長さ方向に沿って埋め込まれた状態となっており、かつ、熱電対の接点が前記柱状ガラス体の長さ方向に沿って互いにずれた状態で配置されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の熱電対構造。 - 正極素線の一端と負極素線の一端とが接合している熱電対の前記正極素線及び前記負極素線をガラス部材で前記正極素線と前記負極素線を非接触にする第1工程と、
第1工程で作製した熱電対を、中空ガラス管に差し込んだ状態とする第2工程と、
前記中空ガラス管の端のうち、前記熱電対の接点に近い端を加熱して軟化させ、次いで、前記中空ガラス管の長さ方向に沿って、前記中空ガラス管の中空を無くしながら軟化し次いで冷却を進めて、柱状ガラス体を形成する第3工程と、を有することを特徴とする熱電対構造の製造方法。 - 前記中空ガラス管は、一端が解放されており、他端が閉じられており、
第3工程において、前記中空ガラス管の内部を減圧状態としながら、軟化し次いで冷却を行うことを特徴とする請求項8に記載の熱電対構造の製造方法。 - 第1工程で正極素線と負極素線を非接触にした熱電対を複数作製し、第2工程において、第1工程で作製した複数の熱電対をそれぞれ他の熱電対の正極素線及び負極素線と非接触の状態で前記中空ガラス管に差し込み、かつ、熱電対の接点を互いにずらした状態とし、その後第3工程で柱状ガラス体を形成することを特徴とする請求項8又は9に記載の熱電対構造の製造方法。
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