KR101187436B1 - 누설 방지 스프링 로드 타입 열전대 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 온도 측정 대상 주위에 오일이나 가스의 누출을 방지하기 위한 열전대 조립체로서, 헤드부와, 상기 헤드부의 일단에 연결되고 중앙의 공동에 센서부가 위치하는 니플부를 포함하며, 열전대 시스와 어댑터를 포함하는 상기 센서부는 일단부가 상기 헤드부에 연결되고, 다른 단부는 상기 니플부 외부로 나와 있으며, 상기 열전대 시스는 그 중앙부가 코일 구조 또는 지그재그 구조이고, 상기 어댑터와 상기 열전대 시스의 코일 구조 또는 재그재그 구조 사이에 위치하는 상부 하프 커플링이 상기 열전대 시스가 관통된채로 상기 열전대 시스와 용접 또는 브레이징으로 결합되어, 상부 하프 커플링과 상기 열전대 시스의 사이가 밀봉되고, 복원력을 보충하기 위한 보조 스프링이 상기 니플부 내부에 위치하며, 이 보조 스프링의 일단부는 열전대 시스에 용접된 스탑퍼에 접촉되어 유지되고, 다른 단부는 상기 열전대 시스의 코일 구조 또는 지그재그 구조와 상기 보조 스프링사이에 위치한 볼록부에 접촉되어 유지되는 열전대 조립체에 대한 것이다.

Description

누설 방지 스프링 로드 타입 열전대 조립체{A leakproof spring-load type thermocouple assembly}

본 발명은 측정하고자 하는 대상이 움직임에 따라, 온도계의 측온 부위가 같이 움직이도록 설계된 스프링로드 타입의 열전대 조립체로서, 열전대 조립체를 이용하여 온도를 측정할 때, 측정하고자 하는 대상 주위에 오일이나, 가스가 존재할 경우 누설되지 않도록 기밀을 유지하고, 또한 측정 대상에 밀착되게 설치하기 위하여, 탄성력을 부여함으로써, 측정 온도의 정확도를 향상하며, 누설을 방지한 스프링 로드 타입의 열전대 조립체에 관한 것이다.

도 1 에 도시된 바와 같은 종래의 스프링 로드 타입의 열전대 조립체는 측정하고자 하는 대상의 움직임에 따라, 온도계의 측온 부위가 같이 움직이도록 설계되었다. 종래의 열전대 조립체는 조립체를 구성하는 헤드부와 유니온 니플에 탄성부를 구비하고 있는데, 이 탄성부는 열전대 시스 (2) 에 어댑터 (4) 를 압착하여 결합하고, 어댑터 (4) 에 스프링 (56) 을 장착한 다음, 스탑퍼 (58) 로써 스프링의 탄성을 유지하는 구조로 되어 있다. 그리고 어댑터 (4) 와 스프링 (56) 사이에 세팅 플레이트 (50) 를 설치하여 세팅 플레이트 (50) 의 길이 방향만큼 열전대 시스 (2) 가 움직일 수 있는 구조로 되어 있다. 이 때, 열전대 시스 (2) 의 신호를 전달하고, 열전대 시스 (2) 가 운동 가능하도록 충분한 길이를 가진 유기재질 보상도선 (6) 이 터미널 블록에 설치된 터미널에 연결된다.

그러나 종래의 스프링 로드 타입의 열전대 조립체의 경우, 측정 대상의 주위에 오일이나, 가스 등이 존재할 경우, 특별한 밀봉 장치가 장착되어 있지 않아 외부로 누출되는 문제점이 있었다.

본 발명은 온도 측정을 위한 열전대 조립체가 측정하고자 하는 대상 주위에 오일이나 가스가 존재하여 열전대를 통해 누설이 발생하는 현상을 방지하기 위한 열전대 조립체를 제공하는 것을 그 해결하려는 과제로 한다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 온도 측정 대상 주위에 오일이나 가스의 누출을 방지하기 위한 열전대 조립체로서, 헤드부와, 상기 헤드부의 일단에 연결되고 중앙의 공동에 센서부가 위치하는 니플부를 포함하며, 열전대 시스와 어댑터를 포함하는 상기 센서부는 일단부가 상기 헤드부에 연결되고, 다른 단부는 상기 니플부 외부로 나와 있으며, 상기 열전대 시스는 그 중앙부가 코일 구조 또는 지그재그 구조이고, 상기 어댑터와 상기 열전대 시스의 코일 구조 또는 재그재그 구조 사이에 위치하는 상부 하프 커플링이 상기 열전대 시스가 관통된 채로 상기 열전대 시스와 용접 또는 브레이징으로 결합되어, 상기 상부 하프 커플링과 상기 열전대 시스의 사이가 밀봉되고, 복원력을 보충하기 위한 보조 스프링이 상기 니플부 내부에 위치하며, 이 보조 스프링의 일단부는 상기 열전대 시스에 용접된 스탑퍼에 접촉되어 유지되고, 다른 단부는 상기 열전대 시스의 코일 구조 또는 지그재그 구조와 상기 보조 스프링사이에 위치한 볼록부에 접촉되어 유지되는 열전대 조립체에 대한 것이다.

또한, 본 발명은 온도 측정 대상 주위에 오일이나 가스 누출 방지를 위한 열전대 조립체로서, 헤드부와, 상기 헤드부의 일단에 연결되고 중앙의 공동에 센서부가 위치하는 니플부를 포함하며, 열전대 시스와 어댑터를 포함하는 상기 센서부의 일단부는 상기 헤드부에 연결되고, 다른 단부는 상기 니플부 외부로 나와 있으며, 상기 열전대 시스는 그 중앙부가 코일 구조 또는 지그재그 구조이고, 상기 어댑터 와 상기 열전대 시스의 코일 구조 또는 재그재그 구조 사이에 위치하는 상부 하프 커플링이 상기 열전대 시스가 관통된채로 상기 열전대 시스와 용접 또는 브레이징으로 결합되어 상기 열전대 시스와 상부 하프 커플링사이가 밀봉되고, 복원력을 보충하기 위한 보조 스프링이 상기 니플부 외부에 위치하며, 이 보조 스프링의 일단부는 상기 열전대 시스에 용접된 스탑퍼에 접촉되어 유지되고, 다른 단부는 상기 니플부의 하부 단부에 위치한 금속 링에 접촉되어 유지되는 열전대 조립체에 대한 것이다.

또한, 본 발명은 상기 헤드부에 연결된 세팅 플레이트와 상기 어댑터는 용접되어 결합되는 열전대 조립체에 대한 것이다.

본 발명에 의한 열전대 조립체는 시스에 탄성력이 부여되어, 측온 대상에 직접 닿아 측정하게 되므로, 측정 정확도가 향상되고, 측온 대상 주위의 오일이나 가스의 누출을 방지함으로써, 안전성이 강화된다.

도 1 은 종래의 열전대 조립체의 부분 단면도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전대 조립체의 부분 단면도이다.
도 3 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전대 조립체의 부분 단면도이다.

이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명의 열전대 조립체의 구성에 대해 설명하도록 한다.

도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전대 조립체의 부분 단면도이다. 열전대 조립체는 크게 센서부, 헤드부 및 니플부로 나눌 수 있다. 센서부는 열전대 시스 (102), 어댑터 (104) 및 유기재질 보상도선 (106) 으로 구성된다. 뒤에서 설명할 하부 니플 (142) 내부의 열전대 시스 (102) 는 신축할 수 있도록 코일 구조로 구성된다. 다만, 도 2 에는 코일 구조로 도시되어 있으나, 지그재그 구조 또는 신축할 수 있는 다른 구조도 가능하다.

헤드부는 헤드 바디 (112) 와 헤드커버 (114) 로 구성된다. 니플부는 상부 니플부와 하부 니플부, 유니온 커플러 (120) 로 구성되며, 상부 니플부는 상부 니플 (132) 과 상부 하프 커플링 (134) 이 용접되어 결합되고, 하부 니플부는 하부 니플 (142) 과 하부 하프 커플링 (144) 이 용접되어 결합된다. 세팅 플레이트 (150) 는 헤드 바디 (112) 와 나사 체결된 터미널 블록 (152) 과 나사 체결된다. 상기 상부 하프 커플링 (134) 과 상기 열전대 시스 (102) 는 용접을 통해 결합되어 밀봉되고, 센서부의 상기 어댑터 (104) 와 상기 세팅 플레이트 (150) 또한 용접을 통하여 고정된다. 통상적으로 니플의 외경은 Ø21.7 mm, Ø 27.2 mm, 또는 Ø 34 mm 이다.

상기 헤드 바디 (112) 에 터미널 블록 (152) 과 상부 니플 (132) 이 결합된다. 상기 상부 니플부와 상기 하부 니플부가 O 링과 함께 유니온 커플러 (120) 로 체결된 니플부는 헤드 바디 (112) 와 나사산으로 체결되며 락너트 (154) 로 고정된다. 상기 하부 니플 (142) 은 열전대 시스 (102) 의 코일링된 부분을 보호하는 시스 보호부 (146) 와 시스 복원력을 높여주기 위한 스프링부 (148) 로 나누어진다. 스프링부 (148) 의 일단부는 상기 열전대 시스 (102) 와 용접되어 결합된 스탑퍼 (158) 이고, 다른 단부는 상기 하부 니플부의 볼록부 (160) 가 된다. 열전대 시스 (102) 자체만으로는 복원력이 부족하기 때문에, 상기 스프링부의 내부에 열전대 시스 (102) 의 복원에 필요한 탄성력을 보충하기 위하여 보조 스프링 (156) 이 장착된다. 상기 보조 스프링 (156) 의 일단부는 상기 스탑퍼 (158) 와 밀착되어 유지되고, 다른 단부는 상기 볼록부 (160) 와 밀착되어 유지되며, 상기 보조 스프링 (156) 은 상기 열전대 시스 (102) 를 둘러싸고 있다. 또한, 상기 열전대 시스 (102) 와 상기 보조 스프링 (156) 을 일렬로 배치하여, 탄성부가 갖는 내부 공간을 최소한으로 하여 협소한 장소에 설치될 수 있게 하였다.

도 3 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전대 조립체를 보여주는 부분 단면도이다. 본 실시예는 앞선 실시예와 달리 열전대 시스 (202) 에 탄성력을 부여하기 위한 구조를 지그재그 구조로 배치하였으며, 열전대 시스 (202) 와 상부 니플부의 상부 하프 커플링 (234) 이 브레이징 결합되어 밀봉된다. 또한, 하부 니플 (242) 은 시스의 지그재그 부분을 보호하는 역할만 하며, 보조 스프링 (256) 이 외부로 노출된다. 따라서, 금속 링 (260) 이 하부 니플 (242) 과 용접되어 결합되고 스탑퍼 (258) 가 상기 열전대 시스 (202) 와 압착되어 결합된다. 상기 보조 스프링 (256) 의 일단부는 상기 스탑퍼 (258) 에 접촉되어 유지되고 다른 단부는 상기 금속 링 (260) 에 접촉되어 유지되며, 상기 보조 스프링 (256) 은 상기 열전대 시스 (202) 를 둘러싸고 있다. 기타 구성에 있어서는 도 2 에 따른 실시예와 구성이 동일하다.

이하에서, 본원 발명에 따른 열전대 조립체의 작동에 대해 설명한다. 열전대 조립체의 열전대 시스 (102, 202) 를 측온하고자 하는 물체에 접촉시키면, 온도 정보가 어댑터 (104) 와 유기재질 보상도선 (106) 을 통하여 헤드에 전달된다. 이 때, 측온하고자 하는 물체는 일반적으로 고온이기 때문에 측온 물체에 접촉하는 열전대 시스 (102, 202) 또한 온도 상승으로 인하여 팽창하게 된다. 본원 발명에 따른 열전대 조립체는 상부 하프 커플링 (134) 이 열전대 시스 (102, 202) 와 용접 또는 브레이징으로 결합되어 그 사이가 밀봉되는 바, 열전대 시스 (102, 202) 의 팽창에 의해 열전대 시스 (102, 202) 의 코일 구조 또는 지그재그 구조 부분이 압축되게 된다. 그 후, 열전대 시스 (102, 202) 의 온도가 내려가게 되면, 열전대 시스 (102, 202) 의 코일 구조 또는 지그재그 구조는 탄성력이 있기 때문에, 원래 길이로 복원된다. 만약 열전대 시스 (102, 202) 의 코일 구조 또는 지그재그 구조의 복원력이 부족한 경우에는 상기 보조 스프링 (156, 256) 의 탄성력을 통하여 열전대 시스 (102, 202) 이 원래 길이로 복원되게 된다.

측온 대상이 매우 고온인 경우, 종래의 열전대 조립체는 측온시 열전대 시스가 팽창하게 되는 바, 어댑터가 세팅 플레이트 내부로 밀려들어가고 측온 후 스프링에 의해 복원되는 구성이므로, 주로 측온시 하부 니플 및 상부 니플 내부를 거쳐 어댑터와 세팅 플레이트 사이로 가스 또는 유체가 유입되었다. 또는, 이러한 가스 또는 유체의 유입을 방지하기 위해서는 열전대 시스의 팽창을 고려하여 열전대 시스의 단부를 물체에 접촉하지 않고 측정을 하여야 하는 바, 온도 측정의 정확성에 문제가 있었다.

이와 달리 본원 발명은 앞서 살펴본 바와 같이 측온시 열전대 시스 (102, 202) 의 코일 구조 또는 지그재그 구조의 탄성부에 의해 수축되고, 이 탄성부와 보조 스프링 (156, 256) 의 탄성에 의해 복원되는 구성을 갖게 된다. 상기와 같은 구성을 갖는 결과, 상부 하프 커플링 (134, 234) 과 열전대 시스 (102, 202) 가 용접 또는 브레이징된 부분에서 밀봉될 수 있으므로 가스 또는 유체가 차단되어, 열전대 시스를 직접 측온 대상에 접촉하여도 가스 또는 유체의 유출을 차단할 수 있다. 따라서, 열전대 시스를 직접 측온 대상에 접촉하여 더 정확하게 원하는 온도를 측정할 수 있을 뿐 아니라, 가스 또는 유체가 열전대 조립체를 통하여 유출되는 것을 막을 수 있는 효과를 갖는다.

본 발명이 속하는 기술 분야의 종사자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있을 것이다.

그러므로, 지금까지 전술한 예는 모든 면에서 예시적인 것으로서, 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니며, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위에 의하여 정해진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 균등한 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

102, 202: 열전대 시스 104: 어댑터
106: 유기재질 보상도선
112: 헤드 바디 114: 헤드 커버
120: 유니온 커플러
132: 상부 니플 134, 234: 상부 하프 커플링
142, 242: 하부 니플 144: 하부 하프 커플링
146: 시스 보호부 148: 스프링부
150: 세팅 플레이트 152: 터미널 블록
154: 락 너트 156: 보조 스프링
158, 258: 스탑퍼 160: 볼록부
260 : 금속 링

Claims (3)

1. 삭제
2. 온도 측정 대상 주위에 오일이나 가스 누출 방지를 위한 열전대 조립체로서,
   헤드부와,
   상기 헤드부의 일단에 연결되고 중앙의 공동에 센서부가 위치하는 니플부를 포함하며,
   상기 니플부는 상부 니플부와 하부 니플부, 유니온 커플러 (120) 로 구성되고, 상부 니플부는 상부 니플 (132) 과 상부 하프 커플링 (234) 이 결합되고, 하부 니플부는 하부 니플 (142) 과 하부 하프 커플링 (144) 이 결합되고,
   열전대 시스 (202) 및 열전대 시스 (202) 에 연결된 어댑터 (104) 를 포함하는 상기 센서부의 일단부는 상기 헤드부에 연결되고, 다른 단부는 상기 니플부 외부로 나와 있으며,
   상기 열전대 시스 (202) 는 그 중앙부가 코일 구조 또는 지그재그 구조이고,
   상기 어댑터 (104) 와 상기 열전대 시스 (202) 의 코일 구조 또는 재그재그 구조 사이에 위치하는 상부 하프 커플링 (234) 이 상기 열전대 시스 (202) 가 관통된채로 상기 열전대 시스 (202) 와 용접 또는 브레이징으로 결합되어 상기 열전대 시스 (202) 와 상부 하프 커플링 (234) 사이가 밀봉되고,
   복원력을 보충하기 위한 보조 스프링 (256) 이 상기 니플부 외부에 위치하며, 이 보조 스프링 (256) 의 일단부는 상기 열전대 시스 (202) 에 용접된 스탑퍼 (258) 에 접촉되어 유지되고, 다른 단부는 상기 니플부의 일단부에 위치한 금속 링 (260) 에 접촉되어 유지되고,
   상기 헤드부에 연결된 세팅 플레이트 (150) 와 상기 어댑터 (104) 는 용접되어 결합되는 열전대 조립체.
3. 삭제

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