KR101446137B1 - 스프링 탄성을 이용한 열전대 고정장치 - Google Patents

Abstract

스프링 탄성을 이용한 열전대 고정장치를 개시한다. 상기 스프링 탄성을 이용한 열전대 고정장치는 열전대가 인입되도록 중공이 형성되고, 고로 또는 고온 챔버의 외측면에 부착되며, 외측 방향으로 돌출된 돌기가 대향되도록 구비된 고정부재(110); 내측 공간 내에 상기 열전대가 연결되고, 상기 열전대가 상기 고로 또는 고온 챔버 내에 수평 방향으로 인입되어 고정되도록 상기 고정부재(110)와 회전 착탈방식으로 체결되는 커넥터(120); 및 상기 수평 방향으로 상기 열전대(200)를 가압하는 탄성부재(132)가 구비된 가압부재(130)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서 본 발명의 열전대 고정장치는 고로 또는 고온 챔버(200) 내에 열전대를 수평방향으로 안전하게 인입하여 상기 고로 또는 고온의 챔버 내에 구비된 측정 대상물의 표면온도를 정확하게 측정할 수 있다. 또한, 기존에 용접 또는 볼트를 통해 상기 고로 또는 고온의 챔버에 부착하던 방식이 아닌, 회전식 착탈 방식을 통해 간편하면서도 용이하게 열전대를 고정시킬 수 있다는 이점이 있다. 또한, 가압부재를 이용하여 측정 대상물의 표면에 닿는 열전대에 가변되는 가압을 제공함으로써 가압이 적용된 열전대에 측정 대상물의 표면에서의 서로 다른 온도를 측정할 수 있다.

Description

스프링 탄성을 이용한 열전대 고정장치{Thermocouple attachment apparatus with constant pressure using the elasticity of a spring}

본 발명은 열전대 고정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스프링을 이용하여 항상 일정한 압력으로 열전대를 고정하는 장치에 관한 것이다.

과학 실험, 석유, 화학 플랜트 또는 화력, 원자력 발전소에 있어서, 용기나 배관의 표면 및 내부를 흐르는 유체의 온도와, 노 내부의 온도제어는 반응 온도의 안정된 제어를 통한 반응 조건의 최적화 측면에서 매우 중요하다.

그러나 온도측정위치의 미세한 변화, 열전대와 측정 대상사이의 거리변화, 측정을 위한 열전대와 대상물의 접촉압력 등에 의해 크게 변하므로 온도를 측정한다는 것은 일반적으로 생각하는 것에 비해 매우 어려운 일이다. 따라서 항상 일관성 있는 조건 하에서 온도를 측정하는 것은 실험의 정확성 및 공정의 효율제고에 있어 중요한 관건이 된다.

일반적인 열전대는 고정장치를 볼트와 너트를 이용하여 히터의 측면에 고정시키거나 밴드 등을 이용하여 부착하도록 제작되어왔다.

고정장치와 히터가 체결된 후, 히터 내부에 인입된 열전대가 수평이 아닌 기울어진 형태로 인입될 가능성이 종종 발생됨에 따라 측정 대상물의 온도를 정확하게 측정할 수 없다는 문제점이 있다. 또한, 열전대를 수시로 제거 고정할 필요가 있는 경우, 탈착이 어렵거나, 측정조건이 수시로 바뀌게 되어 일관된 측정치를 얻기가 힘들어진다. 기존의 열전대는 고정만을 목적으로 하여, 측정 대상물과 접촉되는 가압에 따른 온도를 측정할 수 없다는 문제점이 있다. 즉, 측정 대상물의 표면을 가압하여 측정된 온도와 단지 접촉되는 경우의 온도는 다를 수 있다.

또한, 작업자의 실수에 의하여 열전대 커넥터가 쉽게 파손될 경우, 커넥터의 구조적 문제로 인하여 교체 작업이 용이하지 못하다는 문제점을 가지고 있다.

한국공개특허 제10-2011-0013736호

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 스프링 탄성을 이용한 열전대 고정장치는 고로 또는 고온 챔버 내에 열전대를 수평방향으로 안전하게 인입하여 상기 고로 또는 고온의 챔버 내에 구비된 측정 대상물의 표면온도를 항상 일정한 조건하에서 정확하게 측정할 수 있고, 또한, 기존에 용접 또는 볼트를 통해 상기 고로 또는 고온의 챔버에 부착하던 방식이 아닌, 회전식 착탈 방식을 통해 간편하면서도 용이하게 열전대를 고정시킬 수 있고, 또한, 가압에 따른 측정 대상물의 표면 온도를 측정할 수 있는 가압을 이용한 열전대 측정 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 스프링 탄성을 이용한 열전대 고정장치는 열전대가 인입되도록 중공이 형성되고, 고로 또는 고온 챔버의 외측면에 부착되며, 외측 방향으로 돌출된 돌기가 대향되도록 구비된 고정부재(110); 내측 공간 내에 상기 열전대가 연결되고, 상기 열전대가 상기 고로 또는 고온 챔버 내에 수평 방향으로 인입되어 고정되도록 상기 고정부재(110)와 회전 착탈방식으로 체결되는 커넥터(120); 및 상기 수평 방향으로 상기 열전대(200)를 가압하는 탄성부재(132)가 구비된 가압부재(130)를 포함하고, 상기 커넥터(120)는 일측이 개구된 중공을 갖는 원통형으로 형성되고, 외측면에 체결홈(122a)이 형성된 열전대 고정부(122); 및 상기 열전대 고정부(122)의 일정부분을 감싸도록 중공을 갖는 원통형으로 형성되며, 내측에 상기 열전대 고정부(122)의 체결홈(122a)과 체결되는 돌출부(123a)가 형성된 회전부재(123)를 포함하며, 상기 회전부재(123)는 상기 고정부재(110)의 돌기(111)와 체결되도록, 외측면에 'ㄴ'자 형상 또는 사선 방향으로 절개된 절연홀(121a)을 구비되고, 'ㄴ' 자 패턴으로 회전하여 상기 고정부재(110)와 탈착되며, 상기 고정부재(110)는 상기 열전대(200)가 인입되어 관통되도록 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명의 스프링 탄성을 이용한 열전대 고정장치는 고로 또는 고온 챔버 내에 열전대를 수평방향으로 안전하게 인입하여 상기 고로 또는 고온의 챔버 내에 구비된 측정 대상물의 표면온도를 정확하게 측정할 수 있다.

또한, 기존에 용접 또는 볼트를 통해 상기 고로 또는 고온의 챔버에 부착하던 방식이 아닌, 회전식 착탈 방식을 통해 간편하면서도 용이하게 열전대를 고정시킬 수 있다는 이점이 있다.

또한, 가압부재를 이용하여 측정 대상물의 표면에 닿는 열전대에 가변되는 가압을 제공함으로써 가압이 적용된 열전대에 측정 대상물의 표면에서의 서로 다른 온도를 측정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 스프링 탄성을 이용한 열전대 고정장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 회전부재와 고정부재의 체결과정을 예시적으로 나타낸 순서도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 스프링 탄성을 이용한 열전대 고정장치를 보다 상세하게 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 스프링 탄성을 이용한 열전대 고정장치를 나타낸 사시도이다.

도 2는 도 1의 분해 사시도이다.

도 3은 도 1의 회전부재와 고정부재의 체결과정을 예시적으로 나타낸 순서도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 스프링 탄성을 이용한 열전대 고정장치(100)는 고정부재(110), 커넥터(120) 및 가압부재(130)를 포함한다.

상기 고정부재(110)는 고로 또는 고온 챔버(미도시)의 외측면에 부착되며, 외측 방향으로 돌출된 돌기(111)가 대향되도록 구비된다.

상기 커넥터(120)는 내측 공간 내에 열전대(200)가 연결되고, 상기 열전대(200)가 상기 고로 또는 고온 챔버 내에 수평 방향으로 인입되어 고정되도록 상기 고정부재(110)에 체결된다.

보다 구체적으로, 상기 커넥터(120)는 열전대 고정부(122) 및 회전부재(123)를 포함한다.

상기 열전대 고정부(122)는 열 전달율이 높은 금속으로 형성되며, 일측면이 개구되어 중공을 갖는 원통형으로 형성되며, 내부 중앙에는 상기 열전대가 용접을 통해 연결된다.

타단에는 열전대 소선(210)과 연결되어, 상기 열전대(200)로부터 전달되는 열을 상기 열전대 소선(210)에 전달하는 매개체 역할을 수행함과 동시에 상기 열전대(200)를 고정시키는 기능을 수행한다. 참고로 상기 열전대 소선(210)은 열 측정 장치(미도시)와 연결될 수 있다.

또한, 상기 열전대 고정부(122)의 외측면에는 체결홈(122a)이 형성될 수 있다. 상기 체결홈(122a)은 상기 회전부재(123)의 돌출부(123a)와 체결된다.

상기 회전부재(123)는 상기 열전대 고정부(122)의 일정부분을 감싸도록 중공을 갖는 원통형으로 형성되며, 내측에 상기 열전대 고정부(122)의 체결홈(122a)과 체결되는 돌출부(123a)가 형성된다.

또한, 상기 회전부재(123)의 외측면에는 상기 고정부재(110)의 돌기(111)가 인입되어 고정되는 절연홈(121a)이 형성된다.

보다 구체적으로, 상기 절연홈(121a)은 상기 회전부재(123)의 외측면에 'ㄴ'방향을 갖도록 형성되어, 상기 절연홈(121a)의 양끝단 중 하나는 상기 돌출부가 인입되며, 다른 하나는 상기 절연홈(121a)에 인입된 상기 돌기(111)를 고정하도록 형성된다.

따라서, 도 3의 (a)를 참조하면, 상기 회전부재(123)는 상기 돌기(111)를 인입한 후, 회전하여 체결되어, 상기 회전부재(123)는 'ㄴ' 자 패턴으로 회전하여 상기 고정부재(110)와 착,탈된다.

상기 가압부재(130)는 상기 수평 방향으로 상기 열전대(200)를 가압하는 기능을 수행하며, 보다 구체적으로 지지판(131) 및 탄성부재(132)를 포함한다.

상기 지지판(131)은 중앙이 돌출된, 'ㅗ' 자형으로 형성되되, 돌출된 부분이 상기 탄성부재(132) 내로 인입되며, 상기 돌출된 부분의 외측 표면에는 상기 탄성부재(132)의 일단과 용접 또는 체결부재를 통해 결합된다.

상기 탄성부재(132)는 고탄력 스프링일 수 있으며, 일단이 상기 돌출된 부분의 외측표면과 고정되며, 타단은 열전대 고정부(122)와 용접 또는 체결부재를 통해 결합된다.

따라서, 본 발명의 스프링 탄성을 이용한 열전대 고정장치(100)는 고로 또는 고온 챔버 내에 열전대(200)를 수평방향으로 안전하게 인입하여 상기 고로 또는 고온의 챔버 내에 구비된 측정 대상물의 표면온도를 정확하게 측정할 수 있다.

또한, 기존에 용접 또는 볼트를 통해 상기 고로 또는 고온의 챔버에 부착하던 방식이 아닌, 회전 착탈 방식을 통해 간편하면서도 용이하게 열전대를 고정시킬 수 있다는 이점이 있다.

또한, 가압부재를 이용하여 측정 대상물의 표면에 닿는 열전대에 가변되는 가압을 제공함으로써 가압이 적용된 열전대에 측정 대상물의 표면에서의 서로 다른 온도를 측정할 수 있다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 그리고, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당 업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시 예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는 데 당 업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

100: 열전대 고정장치 110: 고정부재
120: 커넥터 122: 열전대 고정부
121a: 절연홀
122a: 체결홈 123: 회전부재
123a: 돌출부 130: 가압부재
131: 지지판 132: 탄성부재
200: 열전대 210: 열전대 소선

Claims (5)

1. 열전대가 인입되도록 중공이 형성되고, 고로 또는 고온 챔버의 외측면에 부착되며, 외측 방향으로 돌출된 돌기가 대향되도록 구비된 고정부재(110);
   내측 공간 내에 상기 열전대가 연결되고, 상기 열전대가 상기 고로 또는 고온 챔버 내에 수평 방향으로 인입되어 고정되도록 상기 고정부재(110)와 회전 착탈방식으로 체결되는 커넥터(120); 및
   상기 수평 방향으로 상기 열전대(200)를 가압하는 탄성부재(132)가 구비된 가압부재(130)를 포함하고,
   상기 커넥터(120)는,
   일측이 개구된 중공을 갖는 원통형으로 형성되고, 외측면에 체결홈(122a)이 형성된 열전대 고정부(122); 및
   상기 열전대 고정부(122)의 일정부분을 감싸도록 중공을 갖는 원통형으로 형성되며, 내측에 상기 열전대 고정부(122)의 체결홈(122a)과 체결되는 돌출부(123a)가 형성된 회전부재(123)를 포함하며,
   상기 회전부재(123)는,
   상기 고정부재(110)의 돌기(111)와 체결되도록, 외측면에 'ㄴ'자 형상 또는 사선 방향으로 절개된 절연홀(121a)을 구비되고, 'ㄴ' 자 패턴으로 회전하여 상기 고정부재(110)와 탈착되며, 상기 고정부재(110)는 상기 열전대(200)가 인입되어 관통되도록 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 스프링 탄성을 이용한 열전대 고정장치.
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