KR200214689Y1 - 금속용융물 온도측정용 열전대 온도계 - Google Patents

Abstract

본 고안은 열전대 소선이 보호관으로 둘러 쌓인 열전대 온도계에 있어서 보호관의 파손으로 인하여 측정온도가 부정확해지는 것을 방지할 수 있도록 개선한 금속용융물 온도측정용 열전대 온도계에 관한 것으로, 종래의 열전대 온도계는 하부에 측온접점(11a')을 갖는 한 쌍의 측정 열전대 소선(11')만이 설치되어 있을 뿐 보호관(12')의 침식을 경보하는 별도의 수단이 없었기 때문에 이렇듯 보호관(12')이 침식 및 충격에 파손되어 측정 열전대 소선(11')에 도전체인 금속용융물이 닿게 되면 열전대 소선(11') 하단에 마련되는 측온접점(11a')이외에 새로운 접점이 생성되게 되어 측정하고자 하는 부위의 금속용융물 온도를 정확하게 측정할 수 없게 되고, 그에 따라 측온접점(11a')의 상부에 생성되는 새로운 접점에서 비교적 저온의 온도가 측정되어 열전대 온도계와 연동하는 가열장치에 잘못된 신호를 보내게 되는 관계로 용탕이 과도하게 가열되어 에너지가 낭비됨은 물론 금속용융물이 연소되어 못쓰게 되고 특히 전력제어 인버터가 망손되는 문제가 있었던 바, 측정 열전대 소선(11)의 인근에 하단부가 서로 접촉되지 않은 한 쌍의 스위치 금속소선(13)을 설치한 것을 특징으로 하는 본 고안에 의하면 보호관(12)이 침식되었을 때에 오프상태의 스위치 소선(13)이 온상태가 되어 외부의 경보장치나 표시장치, 히터차단장치 등을 가동시킬 수 있게 되므로 보호관(12)의 침식을 통한 열전대 온도계(10)의 오동작을 예방할 수 있게 된다.

Description

금속용융물 온도측정용 열전대 온도계 { a thermocouple thermometer for a molten metal }

본 고안은 열기전력을 이용하여 알루미늄 등의 금속용융물 등의 온도를 측정할 수 있도록 하는 열전대 온도계에 관한 것으로, 더 자세하게는 금속소선이 보호관으로 둘러 쌓인 열전대 온도계에 있어서 보호관의 파손으로 인하여 측정온도가 부정확해지는 것을 방지할 수 있도록 개선한 것에 관한 것이다.

일반적으로 열기전력을 이용하여 온도를 측정할 수 있도록 하는 열전대 온도계(thermocouple thermometer)는 2종의 금속소선의 한쪽 끝을 접합하여 측온접점을 형성한 후 그 측온접점을 측정할 부위에 위치시키고 다른 쪽 끝을 기준온도로 하여 열기전력을 측정함으로써 측정부위의 온도를 알 수 있게 되는 것인 바, 그 구조가 비교적 간단하고 극저온에서부터 3000℃ 정도의 고온까지 넓은 범위의 온도를 측정할 수 있게 되므로 알루미늄 등의 금속용융물의 온도측정 뿐만 아니라 각종 공업용 온도측정에 많이 사용되고 있다.

본 고안은 특히 금속용융물의 온도측정용으로 사용되는 열전대 온도계에 관계하는 것인 바, 이러한 금속용융물 온도측정용 열전대 온도계는 고온의 용탕에 1회 투입되어 온도를 측정한 후 폐기하는 소모형과 용탕의 온도를 일정기간동안 연속 측정하므로 자동화 운전이 가능하도록 하는 연속형으로 대별할 수 있다.

상기에서 연속형 열전대 온도계는 용탕 내부로 투입되는 측정 열전대 소선 둘레에 스테인레스 등의 금속보호관이나 실리콘카바이드 등의 비금속보호관이 설치되어 고온의 용탕에 투입되어도 일정기간동안 견딜 수 있게 되는 바, 대부분의 보호관은 금속용융물과 열반응, 화학반응 등 각종 반응을 일으키게 되어 시간이 지남에 따라 서서히 침식되게 되어 결국 열전대 소선이 금속용융물에 노출되어 닿게 된다.

그런데 종래의 열전대 온도계는 도 4와 같이 하부에 측온접점(11a')을 갖는 한 쌍의 측정 열전대 소선(11')만이 설치되어 있을 뿐 보호관(12')의 침식을 경보하는 별도의 수단이 없었기 때문에 이렇듯 보호관(12')이 침식되어 열전대 소선(11')에 도전체인 금속용융물이 닿게 되면 열전대 소선(11') 하단에 마련되는 측온접점(11a')이외에 새로운 접점이 생성되게 되어 측정하고자 하는 부위의 금속용융물 온도를 정확하게 측정할 수 없게 되는 문제가 있었다.

즉, 종래에는 보호관(12')이 침식되어 측정 열전대 소선(11')에 금속용융물이 닿게 되는 경우에 측온접점(11a')의 상부에 생성되는 새로운 접점에서 비교적 저온의 온도가 측정되어 열전대 온도계와 연동하는 가열장치에 잘못된 신호를 보내게 되는 관계로 용탕이 과도하게 가열되어 에너지가 낭비됨은 물론 금속용융물이 연소되어 못쓰게 되고 고가의 전력제어용 인버터가 파손되는 등의 문제가 있었다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 금속용융물 온도측정용 열전대 온도계의 문제점을 감안하여 안출한 것이며, 그 목적이 열전대 소선의 외부에 설치되는 보호관이 침식되어 부정확하게 온도를 측정함으로써 그에 연동되는 각종 장치들이 오동작을 일으키게 되는 것을 방지할 수 있도록 하는 금속용융물 온도측정용 열전대 온도계를 제공하는 데에 있는 것이다.

도 1은 본 고안의 한 실시예의 일부 절개 정면도

도 2는 동 실시예의 요부 사시도

도 3은 동 실시예의 회로 결선도

도 4는 도 2에 대비한 종래 열전대 온도계의 요부 사시도

＜ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 열전대 온도계 11 : 열전대 소선

11a : 측온접점 12 : 보호관

13 : 스위치 소선 14 : 절연관 또는 충전된 무기절연재

20 : 용해 도가니 21 : 금속용융물

본 고안은 상기의 목적을 달성하기 위하여 하단부에 측온접점이 마련되는 측정 열전대 소선의 인근에 하단부가 서로 접촉되지 않은 한 쌍의 스위치 소선을 설치하는 것을 특징으로 하며, 이하 그 구체적인 기술내용을 첨부도면에 의거하여 더욱 자세히 설명하면 다음과 같다.

즉, 도 1에서 3까지에는 본 고안의 한 실시예가 도시되어 있는 바, 본 고안은 금속용융물(21)의 내부로 침적되고, 하단부에 측온접점(11a)이 마련된 한 쌍의 측정 열전대 소선(11) 둘레에 보호관(12)이 설치되는 금속용융물 온도측정용 열전대 온도계(10)를 구성함에 있어서, 상기 측정 열전대 소선(11)의 인근에 하단부가 서로 접촉되지 않은 한 쌍의 스위치 소선(13)을 설치하여서 되는 것이다.

도시된 실시예는 열전대 소선(11) 및 스위치 소선(13)이 절연관 또는 무기절연재(14)와 일체로 형성된 일체형(sheath type)으로 구성되고, 절연관 또는 무기절연재(14)의 외곽 둘레에 보호관(12)이 설치된 형태를 갖는다.

한편 본 고안에 있어서 측정 열전대 소선(11) 및 스위치 소선(13)은 제어회로를 통해 경보장치나 표시장치, 히터차단장치 등에 접속되며, 도면부호중 미설명부호 20은 용해 도가니이다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 있어서는 측온접점(11a)이 형성된 측정 열전대 소선(11)과 스위치 소선(13)이 내장된 절연관 또는 무기절연재(14)의 외곽 둘레에 설치되는 보호관(12)이 용해 도가니(20)의 금속용융물(21)과 열반응, 화학반응 등의 각종 반응으로 침식되어 하단부가 서로 접촉되지 않은 스위치 소선(13)에 금속용융물(21)이 닿게 되면 스위치가 온상태로 되어 그에 접속된 경보장치나 표시장치 등을 통해 보호관(12)이 침식되었음을 외부로 알려줄 수 있게 된다.

따라서 본 고안에 있어서는 보호관(12)이 사용이 불가능할 정도로 침식되거나 갑자기 물리적 또는 열충격에 의해 파손되어 그 기능이 다한 열전대 온도계(10)의 교체시기를 용이하게 파악할 수 있게 되어 열전대 온도계(10)의 오동작으로 인한 각종 폐해를 예방할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은 보호관(12)의 내부에 측온접점(11a)을 통해 접속된 한 쌍의 측정 열전대 소선(11)과 함께 서로 접촉되지 않은 개방된 한 쌍의 스위치 소선(13)을 설치하여 보호관(12)이 침식되었을 때에 외부에서 용이하게 알 수 있게 한 것으로, 본 고안에 의하면 보호관(12)의 침식을 통한 열전대 온도계(10)의 오동작을 예방할 수 있게 되어 에너지 낭비를 방지할 수 있게 됨은 물론 금속용융물(21)의 손실 및 제어장치의 손상을 방지할 수 있게 되고, 용해 도가니(20)의 수명을 연장할 수 있게 되는 등의 효과를 얻을 수 있게 된다.

Claims (1)

1. 금속용융물(21) 내부로 침적되고, 하단부에 측온접점(11a)이 마련된 한 쌍의 측정 열전대 소선(11) 둘레에 보호관(12)이 설치되는 것에 있어서, 상기 측정 열전대 소선(11)의 인근에 하단부가 서로 접촉되지 않은 한 쌍의 스위치 소선(13)을 설치한 것을 특징으로 하는 금속용융물 온도측정용 열전대 온도계.