JPH11311574A - 銅溶湯用セラミック熱電対 - Google Patents
銅溶湯用セラミック熱電対Info
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- JPH11311574A JPH11311574A JP13101798A JP13101798A JPH11311574A JP H11311574 A JPH11311574 A JP H11311574A JP 13101798 A JP13101798 A JP 13101798A JP 13101798 A JP13101798 A JP 13101798A JP H11311574 A JPH11311574 A JP H11311574A
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- Japan
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- ceramic
- thermocouple
- molten copper
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は，測温により無酸素銅溶湯に不純物
が混入することを防止でき，繰り返し測温が可能な長寿
命の銅溶湯用セラミック熱電対を提供する。 【解決手段】 この銅溶湯用セラミック熱電対は，耐熱
材料から成る内側保護管１，内側保護管１内に内包され
且つ端部が結合された組成の異なる一対の金属素線から
成る温度検知体２０，内側保護管１内の温度検知体２０
との間の空隙部２３に充填された充填部材３，内側保護
管１の外周側に配置されたカーボンを主成分とする材料
から成る外側保護管２，及び内側保護管１と外側保護管
２との先端部１５，１６における隙間９に充填された熱
伝導率の大きい材料の粉末６から構成されている。
が混入することを防止でき，繰り返し測温が可能な長寿
命の銅溶湯用セラミック熱電対を提供する。 【解決手段】 この銅溶湯用セラミック熱電対は，耐熱
材料から成る内側保護管１，内側保護管１内に内包され
且つ端部が結合された組成の異なる一対の金属素線から
成る温度検知体２０，内側保護管１内の温度検知体２０
との間の空隙部２３に充填された充填部材３，内側保護
管１の外周側に配置されたカーボンを主成分とする材料
から成る外側保護管２，及び内側保護管１と外側保護管
２との先端部１５，１６における隙間９に充填された熱
伝導率の大きい材料の粉末６から構成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は，銅溶湯の温度を
測定する銅溶湯用セラミック熱電対に関する。
測定する銅溶湯用セラミック熱電対に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，シース型部品は，高温で使用され
るシース型熱電対の保護管として使用され，ＳＵＳ等の
金属で作製されたものが知られている。また，シース型
部品は，１０００℃以上の雰囲気で使用されるものがあ
り，その場合には，インコネル等の特殊耐熱合金で作製
されている。セラミックシース型熱電対は，高温度の液
体や気体の温度を正確に計測するものとして開発されて
いる。熱電対は，液体や気体の温度を，例えば，３００
℃〜１４００℃の範囲の温度を計測するため，各種の測
定材によって作製されている。
るシース型熱電対の保護管として使用され，ＳＵＳ等の
金属で作製されたものが知られている。また，シース型
部品は，１０００℃以上の雰囲気で使用されるものがあ
り，その場合には，インコネル等の特殊耐熱合金で作製
されている。セラミックシース型熱電対は，高温度の液
体や気体の温度を正確に計測するものとして開発されて
いる。熱電対は，液体や気体の温度を，例えば，３００
℃〜１４００℃の範囲の温度を計測するため，各種の測
定材によって作製されている。
【０００３】また，特開昭６１−２４６６３６号公報に
は，溶鋼連続測温用保護管が開示されている。該溶鋼連
続測温用保護管は，嵩密度２．６ｇ／ｃｍ3 より大きい
反応焼結窒化ケイ素から成る外管と，緻密なセラミック
スから成る内管から構成されている。
は，溶鋼連続測温用保護管が開示されている。該溶鋼連
続測温用保護管は，嵩密度２．６ｇ／ｃｍ3 より大きい
反応焼結窒化ケイ素から成る外管と，緻密なセラミック
スから成る内管から構成されている。
【０００４】また，特開平９−８９６８３号公報には，
熱電対の構造が開示されている。該熱電対の構造は，耐
熱性で耐熱ショック性のセラミックスから成る保護パイ
プ，該保護パイプ内に隔置して一端から他端へ長手方向
に延びる種類の異なる一対のプリント帯，保護パイプの
先端部に形成された感温部を構成する薄膜，及び保護パ
イプ内に嵌入されたＳｉ3 Ｎ4 とＴｉＮから成る複合材
から成る絶縁体から構成されている。
熱電対の構造が開示されている。該熱電対の構造は，耐
熱性で耐熱ショック性のセラミックスから成る保護パイ
プ，該保護パイプ内に隔置して一端から他端へ長手方向
に延びる種類の異なる一対のプリント帯，保護パイプの
先端部に形成された感温部を構成する薄膜，及び保護パ
イプ内に嵌入されたＳｉ3 Ｎ4 とＴｉＮから成る複合材
から成る絶縁体から構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで，従来の熱電
対では，約１３００℃の無酸素の銅溶湯等を測温するに
は，比較的に融点が高く，また，大気中で安定なＰｔ−
Ｒｈ素線を使用し，これを紙製パイプに固定したものが
使用されているが，測温回数は１回又は２回程度であっ
た。そのため，無酸素の銅溶湯等の測温の度に，熱電対
を新しい別のものと交換しなければならず，熱電対の交
換作業や搬送作業に手間やコストがかかるという問題が
あった。
対では，約１３００℃の無酸素の銅溶湯等を測温するに
は，比較的に融点が高く，また，大気中で安定なＰｔ−
Ｒｈ素線を使用し，これを紙製パイプに固定したものが
使用されているが，測温回数は１回又は２回程度であっ
た。そのため，無酸素の銅溶湯等の測温の度に，熱電対
を新しい別のものと交換しなければならず，熱電対の交
換作業や搬送作業に手間やコストがかかるという問題が
あった。
【０００６】また，各種の金属溶湯の中でも無酸素銅溶
湯は，不純物が混入すると，電気抵抗が変化し，銅溶湯
の品質が低下するため，熱電対の保護管についても，保
護管の溶損に伴う溶湯中へ，熱電対を構成する材料の混
入或いは反応等が生じない材質で構成しなければならな
い。
湯は，不純物が混入すると，電気抵抗が変化し，銅溶湯
の品質が低下するため，熱電対の保護管についても，保
護管の溶損に伴う溶湯中へ，熱電対を構成する材料の混
入或いは反応等が生じない材質で構成しなければならな
い。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の目的は，上記
の課題を解決することであり，カーボンが銅と反応しな
い性質を有すると共に，カーボンが銅溶湯中に含まれる
酸素を除去する作用を有していることに着眼し，タング
ステン−レニウム合金又は白金−白金ロジウム製素線の
温度検知体を内包した耐熱材料から成る内側保護管の外
側を，カーボンを主成分とする材料で外側保護管で保護
し，無酸素銅溶湯への不純物の混入を防止でき，銅溶湯
の測温を多数回にわたって反復使用できる長寿命の耐久
性に富んだ銅溶湯用セラミック熱電対を提供することで
ある。
の課題を解決することであり，カーボンが銅と反応しな
い性質を有すると共に，カーボンが銅溶湯中に含まれる
酸素を除去する作用を有していることに着眼し，タング
ステン−レニウム合金又は白金−白金ロジウム製素線の
温度検知体を内包した耐熱材料から成る内側保護管の外
側を，カーボンを主成分とする材料で外側保護管で保護
し，無酸素銅溶湯への不純物の混入を防止でき，銅溶湯
の測温を多数回にわたって反復使用できる長寿命の耐久
性に富んだ銅溶湯用セラミック熱電対を提供することで
ある。
【０００８】この発明は，一端が開放端部に他端が閉鎖
端部に形成された耐熱材料から成る内側保護管，前記内
側保護管内に内包され且つ端部が結合された組成の異な
る一対のタングステン−レニウム合金又は白金−白金ロ
ジウム製素線から成る温度検知体，前記内側保護管内の
前記素線との間の空隙部に充填された多孔質セラミック
スから成る充填部材，前記内側保護管の前記開放端部を
封止した耐熱ガラスを含む封止部材，前記内側保護管の
外周側に配置されたカーボンを主成分とする材料から成
る外側保護管，及び前記内側保護管と前記外側保護管と
の先端部における隙間に充填された熱伝導率の大きい材
料の粉末，から成る銅溶湯用セラミック熱電対に関す
る。
端部に形成された耐熱材料から成る内側保護管，前記内
側保護管内に内包され且つ端部が結合された組成の異な
る一対のタングステン−レニウム合金又は白金−白金ロ
ジウム製素線から成る温度検知体，前記内側保護管内の
前記素線との間の空隙部に充填された多孔質セラミック
スから成る充填部材，前記内側保護管の前記開放端部を
封止した耐熱ガラスを含む封止部材，前記内側保護管の
外周側に配置されたカーボンを主成分とする材料から成
る外側保護管，及び前記内側保護管と前記外側保護管と
の先端部における隙間に充填された熱伝導率の大きい材
料の粉末，から成る銅溶湯用セラミック熱電対に関す
る。
【０００９】前記内側保護管は，窒化ケイ素，炭化ケイ
素，サイアロン，それらの複合材，及び耐熱金属のいず
れかの材料から形成されている。
素，サイアロン，それらの複合材，及び耐熱金属のいず
れかの材料から形成されている。
【００１０】この銅溶湯用セラミック熱電対は，前記内
側保護管の前記先端部の内面に形成されたテーパ面の尖
端に，前記温度検知体の前記素線を互いに結合した結合
部が密着するように構成されている。更に，前記温度検
知体の前記結合部が配置された前記内側保護管の前記先
端部と前記外側保護管の前記先端部は，それ以外の他の
部分より小径に形成されている。従って，この銅溶湯用
セラミック熱電対は，前記温度検知体の前記結合部が位
置する測温領域の熱容量を小さく構成でき，しかも，前
記内側保護管内の空隙部及び前記外側保護管と前記内側
保護管との間に存在する空隙によって，前記それ以外の
他の部分への熱の伝達が抑制され，測温レスポンスが極
めて良好に構成できる。
側保護管の前記先端部の内面に形成されたテーパ面の尖
端に，前記温度検知体の前記素線を互いに結合した結合
部が密着するように構成されている。更に，前記温度検
知体の前記結合部が配置された前記内側保護管の前記先
端部と前記外側保護管の前記先端部は，それ以外の他の
部分より小径に形成されている。従って，この銅溶湯用
セラミック熱電対は，前記温度検知体の前記結合部が位
置する測温領域の熱容量を小さく構成でき，しかも，前
記内側保護管内の空隙部及び前記外側保護管と前記内側
保護管との間に存在する空隙によって，前記それ以外の
他の部分への熱の伝達が抑制され，測温レスポンスが極
めて良好に構成できる。
【００１１】前記粉末の熱伝導率は，１０Ｗ／ｍ・Ｋ以
上に構成されている。例えば，前記粉末は，ＡｌＮ，Ｓ
ｉ3 Ｎ4 ，ＳｉＣ，ＴｉＮ，ＢＮ及び発泡グラファイト
粉末から選択される１種以上の粉末である。
上に構成されている。例えば，前記粉末は，ＡｌＮ，Ｓ
ｉ3 Ｎ4 ，ＳｉＣ，ＴｉＮ，ＢＮ及び発泡グラファイト
粉末から選択される１種以上の粉末である。
【００１２】前記充填部材を構成する前記多孔質セラミ
ックスは，ＴｉＮを添加した反応焼結窒化ケイ素，又は
燐酸アルミニウムとＭｇＯの反応により固化したセラミ
ックスである。
ックスは，ＴｉＮを添加した反応焼結窒化ケイ素，又は
燐酸アルミニウムとＭｇＯの反応により固化したセラミ
ックスである。
【００１３】又は，前記充填部材を構成する前記多孔質
セラミックスは，燐酸アルミニウム，ＭｇＯ及びフィー
ラを構成するセラミック粉末から構成されている。更
に，前記セラミック粉末は，Ｓｉ3 Ｎ4 ，Ａｌ2 ＴｉＯ
5 ，ＡｌＮ，ＳｉＣ及びそれらの混合物から選択される
材料である。上記のセラミックス粉末は，銅溶湯を測温
するときの銅溶湯の熱によって焼結され，反応焼結窒化
ケイ素等に焼結されて転化して安定することができる。
セラミックスは，燐酸アルミニウム，ＭｇＯ及びフィー
ラを構成するセラミック粉末から構成されている。更
に，前記セラミック粉末は，Ｓｉ3 Ｎ4 ，Ａｌ2 ＴｉＯ
5 ，ＡｌＮ，ＳｉＣ及びそれらの混合物から選択される
材料である。上記のセラミックス粉末は，銅溶湯を測温
するときの銅溶湯の熱によって焼結され，反応焼結窒化
ケイ素等に焼結されて転化して安定することができる。
【００１４】前記外側保護管は，前記内側保護管に対し
て交換可能に固定されている。従って，この銅溶湯用セ
ラミック熱電対では，前記外側保護管を構成するカーボ
ンの銅溶湯に対する寿命である所定の測温回数（例え
ば，１００回程度）毎に，前記内側保護管から前記外側
保護管を取り外して新しい前記外側保護管に交換するこ
とができる。
て交換可能に固定されている。従って，この銅溶湯用セ
ラミック熱電対では，前記外側保護管を構成するカーボ
ンの銅溶湯に対する寿命である所定の測温回数（例え
ば，１００回程度）毎に，前記内側保護管から前記外側
保護管を取り外して新しい前記外側保護管に交換するこ
とができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下，図面を参照して，この発明
による銅溶湯用セラミック熱電対の実施例を説明する。
図１はこの発明による銅溶湯用セラミック熱電対の一実
施例を示す断面図，及び図２は図１の銅溶湯用セラミッ
ク熱電対の符号Ａの部分の拡大断面図である。
による銅溶湯用セラミック熱電対の実施例を説明する。
図１はこの発明による銅溶湯用セラミック熱電対の一実
施例を示す断面図，及び図２は図１の銅溶湯用セラミッ
ク熱電対の符号Ａの部分の拡大断面図である。
【００１６】この発明による銅溶湯用セラミック熱電対
は，一端が開放端部１７で且つ他端が閉鎖端部１９から
成る内側保護管１内に温度検知体２０が配置されてい
る。内側保護管１の開放端部１７側の端部には継手部１
２が設けられ，継手部１２には，内側保護管１を支持す
るための，ステンレススチール製の支持パイプ１３が取
り付けられている。また，内側保護管１の開放端部１７
は，耐熱ガラスを含む封止部材１４で密封されており，
内側保護管１内の空隙部２３への空気や酸素の侵入を防
止する構造に構成されている。また，封止部材１４は，
金属素線（４，５）から成る温度検知体２０を固定支持
している。
は，一端が開放端部１７で且つ他端が閉鎖端部１９から
成る内側保護管１内に温度検知体２０が配置されてい
る。内側保護管１の開放端部１７側の端部には継手部１
２が設けられ，継手部１２には，内側保護管１を支持す
るための，ステンレススチール製の支持パイプ１３が取
り付けられている。また，内側保護管１の開放端部１７
は，耐熱ガラスを含む封止部材１４で密封されており，
内側保護管１内の空隙部２３への空気や酸素の侵入を防
止する構造に構成されている。また，封止部材１４は，
金属素線（４，５）から成る温度検知体２０を固定支持
している。
【００１７】温度検知体２０は，異なる組成を有する導
体線材から成る一対のタングステン−レニウム合金（Ｗ
−Ｒｅ素線）又は白金−白金ロジウム製金属素線（４，
５）から構成されている。金属素線としてタングステン
−レニウム合金を使用した場合には，一方の金属素線は
Ｗ−５Ｒｅ素線４から構成され，他方の合金素線はＷ−
２６Ｒｅ素線５から構成されている。Ｗ−５Ｒｅ素線４
とＷ−２６Ｒｅ素線５とは，内側保護管１の先端部（測
温部）１５の領域で結合部７で結線され，熱起電力が大
きい温度検知体２０に構成されている。更に，Ｗ−５Ｒ
ｅ素線４とＷ−２６Ｒｅ素線５とは，内側保護管１内
で，例えば，セラミックス等の支持部材で互いに絶縁状
態に支持され，互いに絶縁されて短絡するのが防止され
ている。
体線材から成る一対のタングステン−レニウム合金（Ｗ
−Ｒｅ素線）又は白金−白金ロジウム製金属素線（４，
５）から構成されている。金属素線としてタングステン
−レニウム合金を使用した場合には，一方の金属素線は
Ｗ−５Ｒｅ素線４から構成され，他方の合金素線はＷ−
２６Ｒｅ素線５から構成されている。Ｗ−５Ｒｅ素線４
とＷ−２６Ｒｅ素線５とは，内側保護管１の先端部（測
温部）１５の領域で結合部７で結線され，熱起電力が大
きい温度検知体２０に構成されている。更に，Ｗ−５Ｒ
ｅ素線４とＷ−２６Ｒｅ素線５とは，内側保護管１内
で，例えば，セラミックス等の支持部材で互いに絶縁状
態に支持され，互いに絶縁されて短絡するのが防止され
ている。
【００１８】この銅溶湯用セラミック熱電対は，特に，
内側保護管１の外周側に空隙１０を形成した状態でカー
ボンを主成分とする材料から成る外側保護管２が取付け
取外し可能に配置され，しかも，内側保護管１と外側保
護管２との先端部１５，１６における隙間９には熱伝導
率の大きい材料の粉末６が充填されていることを特徴と
している。外側保護管２は，一端が開放端部１８に且つ
他端が閉鎖端部１６に形成されている。内側保護管１に
対して外側保護管２を取付けるには，外側保護管２の開
放端部１８に形成されたねじ１１に，内側保護管１の継
手部１２の外周面に設けたねじ２１を螺入することによ
って，内側保護管１の先端部１５の外周面は，発泡グラ
ファイト等から成る粉末６を介して外側保護管２の先端
部１６の内周面へ軽く押圧した状態に密着して交換自在
に固定される。この銅溶湯用セラミック熱電対では，外
側保護管２を構成するカーボンの銅溶湯に対する寿命で
ある所定の測温回数（例えば，１００回程度）毎に，内
側保護管１から損傷した外側保護管２を取り外して新し
い外側保護管２に容易に交換することができる。
内側保護管１の外周側に空隙１０を形成した状態でカー
ボンを主成分とする材料から成る外側保護管２が取付け
取外し可能に配置され，しかも，内側保護管１と外側保
護管２との先端部１５，１６における隙間９には熱伝導
率の大きい材料の粉末６が充填されていることを特徴と
している。外側保護管２は，一端が開放端部１８に且つ
他端が閉鎖端部１６に形成されている。内側保護管１に
対して外側保護管２を取付けるには，外側保護管２の開
放端部１８に形成されたねじ１１に，内側保護管１の継
手部１２の外周面に設けたねじ２１を螺入することによ
って，内側保護管１の先端部１５の外周面は，発泡グラ
ファイト等から成る粉末６を介して外側保護管２の先端
部１６の内周面へ軽く押圧した状態に密着して交換自在
に固定される。この銅溶湯用セラミック熱電対では，外
側保護管２を構成するカーボンの銅溶湯に対する寿命で
ある所定の測温回数（例えば，１００回程度）毎に，内
側保護管１から損傷した外側保護管２を取り外して新し
い外側保護管２に容易に交換することができる。
【００１９】また，内側保護管１と外側保護管２との隙
間９に粉末６を充填することによって，内側保護管１と
外側保護管２との間の熱伝導が高められ，銅溶湯からの
熱が外側保護管２から粉末６を通じて内側保護管１へ良
好に伝達される。内側保護管１内には，温度検知体２０
との間の空隙部２３を埋める状態で多孔質セラミックス
から成る充填部材３が充填されている。
間９に粉末６を充填することによって，内側保護管１と
外側保護管２との間の熱伝導が高められ，銅溶湯からの
熱が外側保護管２から粉末６を通じて内側保護管１へ良
好に伝達される。内側保護管１内には，温度検知体２０
との間の空隙部２３を埋める状態で多孔質セラミックス
から成る充填部材３が充填されている。
【００２０】内側保護管１は，窒化ケイ素，炭化ケイ
素，サイアロン，それらの複合材，及び耐熱金属のいず
れかの材料から形成されている。また，内側保護管１の
先端部１５の内面に形成されたテーパ面８の尖端には，
温度検知体２０のＷ−Ｒｅ素線４，５を互いに結合した
結合部７が密着して配置されている。
素，サイアロン，それらの複合材，及び耐熱金属のいず
れかの材料から形成されている。また，内側保護管１の
先端部１５の内面に形成されたテーパ面８の尖端には，
温度検知体２０のＷ−Ｒｅ素線４，５を互いに結合した
結合部７が密着して配置されている。
【００２１】内側保護管１と外側保護管２との間の隙間
９に充填された粉末６は，その熱伝導率が，１０Ｗ／ｍ
・Ｋ以上になるように構成されている。また，粉末６
は，ＡｌＮ，Ｓｉ3 Ｎ4 ，ＳｉＣ，ＴｉＮ，ＢＮ及び発
泡グラファイト粉末から選択される１種以上の粉末から
構成されている。
９に充填された粉末６は，その熱伝導率が，１０Ｗ／ｍ
・Ｋ以上になるように構成されている。また，粉末６
は，ＡｌＮ，Ｓｉ3 Ｎ4 ，ＳｉＣ，ＴｉＮ，ＢＮ及び発
泡グラファイト粉末から選択される１種以上の粉末から
構成されている。
【００２２】充填部材３を構成する多孔質セラミックス
は，ＴｉＮが添加された反応焼結窒化ケイ素，又は燐酸
アルミニウムとＭｇＯの反応により固化するセラミック
スで作製されている。或いは，充填部材３を構成する多
孔質セラミックスは，燐酸アルミニウム，ＭｇＯ及びフ
ィーラを構成するセラミック粉末で構成されており，更
に，セラミック粉末は，Ｓｉ3 Ｎ4 ，Ａｌ2 ＴｉＯ5 ，
ＡｌＮ，ＳｉＣ及びそれらの混合物から選択される材料
で構成されている。
は，ＴｉＮが添加された反応焼結窒化ケイ素，又は燐酸
アルミニウムとＭｇＯの反応により固化するセラミック
スで作製されている。或いは，充填部材３を構成する多
孔質セラミックスは，燐酸アルミニウム，ＭｇＯ及びフ
ィーラを構成するセラミック粉末で構成されており，更
に，セラミック粉末は，Ｓｉ3 Ｎ4 ，Ａｌ2 ＴｉＯ5 ，
ＡｌＮ，ＳｉＣ及びそれらの混合物から選択される材料
で構成されている。
【００２３】−実施例− この実施例の銅溶湯用セラミック熱電対は，次のように
して作製できる。内側保護管１は，その外径が６．５ｍ
ｍのサイズに窒化ケイ素から作製した。外側保護管２
は，その内径が８ｍｍのサイズにカーボンを主成分とす
る材料から作製した。一方，線径が０．２５ｍｍ，長さ
が６００ｍｍで先端部の結合部７が溶接によって接合さ
れたＷ−５％Ｒｅ素線４とＷ−２６％Ｒｅ素線５とから
成る温度検知体２０に，充填部材３を構成するＳｉ3 Ｎ
4 を主成分とする原料粉末を着肉させた。原料粉末を着
肉させた温度検知体２０を，内側保護管１内に押し込
み，次いで，内側保護管１の開放端部１７を耐熱ガラス
から成る封止部材１４で密封した。ここでは，温度検知
体２０としてＷ−５％Ｒｅ素線４とＷ−２６％Ｒｅ素線
５を使用した。また，封止部材１４によって内側保護管
１内にＷ−５％Ｒｅ素線４とＷ−２６％Ｒｅ素線５を固
定支持した。また，外側保護管２の閉鎖端部２２の先端
部１６の内周面に，発泡グラファイトから成る粉末６を
付着させ，次いで，外側保護管２内に内側保護管１をね
じ込んで，外側保護管２の先端部１６の内周面に内側保
護管１の先端部１５の外周面を粉末６を介して密着させ
た。内側保護管１の端部には，ステンレススチール製の
支持パイプ１３を取り付け，本発明による銅溶湯用セラ
ミック熱電対を作製した。
して作製できる。内側保護管１は，その外径が６．５ｍ
ｍのサイズに窒化ケイ素から作製した。外側保護管２
は，その内径が８ｍｍのサイズにカーボンを主成分とす
る材料から作製した。一方，線径が０．２５ｍｍ，長さ
が６００ｍｍで先端部の結合部７が溶接によって接合さ
れたＷ−５％Ｒｅ素線４とＷ−２６％Ｒｅ素線５とから
成る温度検知体２０に，充填部材３を構成するＳｉ3 Ｎ
4 を主成分とする原料粉末を着肉させた。原料粉末を着
肉させた温度検知体２０を，内側保護管１内に押し込
み，次いで，内側保護管１の開放端部１７を耐熱ガラス
から成る封止部材１４で密封した。ここでは，温度検知
体２０としてＷ−５％Ｒｅ素線４とＷ−２６％Ｒｅ素線
５を使用した。また，封止部材１４によって内側保護管
１内にＷ−５％Ｒｅ素線４とＷ−２６％Ｒｅ素線５を固
定支持した。また，外側保護管２の閉鎖端部２２の先端
部１６の内周面に，発泡グラファイトから成る粉末６を
付着させ，次いで，外側保護管２内に内側保護管１をね
じ込んで，外側保護管２の先端部１６の内周面に内側保
護管１の先端部１５の外周面を粉末６を介して密着させ
た。内側保護管１の端部には，ステンレススチール製の
支持パイプ１３を取り付け，本発明による銅溶湯用セラ
ミック熱電対を作製した。
【００２４】上記のように構成した銅溶湯用セラミック
熱電対を用いて，約１３００℃の無酸素銅溶湯の測温を
行なった。本発明の銅溶湯用セラミック熱電対は，安定
化するまでの時間は，約８秒間であった。また，銅溶湯
用セラミック熱電対による無酸素銅溶湯の測温は，例え
ば，１０秒間銅溶湯に浸漬し，２０秒間休止するサイク
ルで行って所定の熱起電力を得た。上記の測温条件によ
って銅溶湯用セラミック熱電対を用いて無酸素銅溶湯を
１００サイクル繰り返して測温を行った後に，銅溶湯用
セラミック熱電対を検査したところ，外側保護管２に亀
裂が認められたので，内側保護管１から外側保護管２を
取り外し，再び内側保護管１に新しい外側保護管２を装
着した。上記のように，銅溶湯用セラミック熱電対によ
って無酸素銅溶湯の測温を繰り返し，３０００回以上，
測温を繰り返して使用したが，所定の熱起電力を得るこ
とができ，測定した熱起電力には変化が生じていないこ
とが確認できた。
熱電対を用いて，約１３００℃の無酸素銅溶湯の測温を
行なった。本発明の銅溶湯用セラミック熱電対は，安定
化するまでの時間は，約８秒間であった。また，銅溶湯
用セラミック熱電対による無酸素銅溶湯の測温は，例え
ば，１０秒間銅溶湯に浸漬し，２０秒間休止するサイク
ルで行って所定の熱起電力を得た。上記の測温条件によ
って銅溶湯用セラミック熱電対を用いて無酸素銅溶湯を
１００サイクル繰り返して測温を行った後に，銅溶湯用
セラミック熱電対を検査したところ，外側保護管２に亀
裂が認められたので，内側保護管１から外側保護管２を
取り外し，再び内側保護管１に新しい外側保護管２を装
着した。上記のように，銅溶湯用セラミック熱電対によ
って無酸素銅溶湯の測温を繰り返し，３０００回以上，
測温を繰り返して使用したが，所定の熱起電力を得るこ
とができ，測定した熱起電力には変化が生じていないこ
とが確認できた。
【００２５】
【発明の効果】この発明による銅溶湯用セラミック熱電
対は，上記のように，銅溶湯が接する外周面がカーボン
から成る外側保護管で形成されているので，銅溶湯への
不純物の混入が防止されると共に，銅溶湯中に酸素が含
まれていても，該酸素をカーボンがＣＯ2 として排除す
ることができ，測温による銅溶湯の品質を低下させるこ
とがなく，信頼性に富んだ製品を提供できる。また，こ
の銅溶湯用セラミック熱電対は，温度検知体の結合部が
位置する測温領域の熱容量を小さく構成でき，しかも，
内側保護管内の空隙部及び外側保護管と内側保護管との
間に存在する空隙によって，それ以外の他の部分への熱
の伝達が抑制され，測温レスポンスを極めて良好に構成
することができる。
対は，上記のように，銅溶湯が接する外周面がカーボン
から成る外側保護管で形成されているので，銅溶湯への
不純物の混入が防止されると共に，銅溶湯中に酸素が含
まれていても，該酸素をカーボンがＣＯ2 として排除す
ることができ，測温による銅溶湯の品質を低下させるこ
とがなく，信頼性に富んだ製品を提供できる。また，こ
の銅溶湯用セラミック熱電対は，温度検知体の結合部が
位置する測温領域の熱容量を小さく構成でき，しかも，
内側保護管内の空隙部及び外側保護管と内側保護管との
間に存在する空隙によって，それ以外の他の部分への熱
の伝達が抑制され，測温レスポンスを極めて良好に構成
することができる。
【００２６】従って，この銅溶湯用セラミック熱電対
は，温度測定精度が高精度となると共に，迅速に銅溶湯
の測温を可能にし，安定した信頼性のある長寿命の熱電
対を提供できる。しかも，この銅溶湯用セラミック熱電
対は，外側保護管を内側保護管に容易に取付け取外しを
行なうことができ，外側保護管を何度も新しいものに取
り換えることによって，コストを安価にすることができ
る。
は，温度測定精度が高精度となると共に，迅速に銅溶湯
の測温を可能にし，安定した信頼性のある長寿命の熱電
対を提供できる。しかも，この銅溶湯用セラミック熱電
対は，外側保護管を内側保護管に容易に取付け取外しを
行なうことができ，外側保護管を何度も新しいものに取
り換えることによって，コストを安価にすることができ
る。
【図１】この発明による銅溶湯用セラミック熱電対の一
実施例を示す断面図である。
実施例を示す断面図である。
【図２】図１の銅溶湯用セラミック熱電対の符号Ａの部
分の拡大断面図である。
分の拡大断面図である。
１ 内側保護管 ２ 外側保護管 ３ 充填部材 ４ Ｗ−５Ｒｅ素線 ５ Ｗ−２６Ｒｅ素線 ６ 粉末 ７ 結合部 ８ テーパ面 ９ 隙間 １０ 空隙 １４ 封止部材 １５，１６ 先端部 １７，１８ 開放端部 １９，２２ 閉鎖端部 ２０ 温度検知体 ２３ 空隙部
Claims (9)
- 【請求項１】 一端が開放端部に他端が閉鎖端部に形成
された耐熱材料から成る内側保護管，前記内側保護管内
に内包され且つ端部が結合された組成の異なる一対のタ
ングステン−レニウム合金又は白金−白金ロジウム製素
線から成る温度検知体，前記内側保護管内の前記素線と
の間の空隙部に充填されたセラミックスから成る充填部
材，前記内側保護管の前記開放端部を封止した耐熱ガラ
スを含む封止部材，前記内側保護管の外周側に配置され
たカーボンを主成分とする材料から成る外側保護管，及
び前記内側保護管と前記外側保護管との先端部における
隙間に充填された熱伝導率の大きい材料の粉末，から成
る銅溶湯用セラミック熱電対。 - 【請求項２】 前記内側保護管は，窒化ケイ素，炭化ケ
イ素，サイアロン，それらの複合材，及び耐熱金属のい
ずれかの材料から形成されていることから成る請求項１
に記載の銅溶湯用セラミック熱電対。 - 【請求項３】 前記内側保護管の前記先端部の内面に形
成されたテーパ面の尖端には，前記温度検知体の前記素
線を互いに結合した結合部が密着していることから成る
請求項１に記載の銅溶湯用セラミック熱電対。 - 【請求項４】 前記温度検知体の前記結合部が配置され
た前記内側保護管と前記外側保護管との前記先端部は，
それ以外の他の部分より小径に形成されていることから
成る請求項３に記載の銅溶湯用セラミック熱電対。 - 【請求項５】 前記粉末の熱伝導率は，１０Ｗ／ｍ・Ｋ
以上に構成されていることから成る請求項１に記載の銅
溶湯用セラミック熱電対。 - 【請求項６】 前記粉末は，ＡｌＮ，Ｓｉ3 Ｎ4 ，Ｓｉ
Ｃ，ＴｉＮ，ＢＮ及び発泡グラファイト粉末から選択さ
れる１種以上の粉末であることから成る請求項１に記載
の銅溶湯用セラミック熱電対。 - 【請求項７】 前記充填部材を構成する前記セラミック
スは，ＴｉＮを添加した反応焼結窒化ケイ素，又は燐酸
アルミニウムとＭｇＯの反応により固化したセラミック
スであることから成る請求項１に記載の銅溶湯用セラミ
ック熱電対。 - 【請求項８】 前記充填部材を構成する前記多孔質セラ
ミックスは，燐酸アルミニウム，ＭｇＯ及びフィーラを
構成するセラミック粉末から成り，前記セラミック粉末
はＳｉ3 Ｎ4 ，Ａｌ2 ＴｉＯ5 ，ＡｌＮ，ＳｉＣ及びそ
れらの混合物から選択される材料であることから成る請
求項１に記載の銅溶湯用セラミック熱電対。 - 【請求項９】 前記外側保護管は，前記内側保護管に対
して交換可能に固定されていることから成る請求項１に
記載の銅溶湯用セラミック熱電対。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13101798A JPH11311574A (ja) | 1998-04-27 | 1998-04-27 | 銅溶湯用セラミック熱電対 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13101798A JPH11311574A (ja) | 1998-04-27 | 1998-04-27 | 銅溶湯用セラミック熱電対 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11311574A true JPH11311574A (ja) | 1999-11-09 |
Family
ID=15048056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13101798A Pending JPH11311574A (ja) | 1998-04-27 | 1998-04-27 | 銅溶湯用セラミック熱電対 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11311574A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001304978A (ja) * | 2000-04-24 | 2001-10-31 | Tokyo Yogyo Co Ltd | 測温プローブ装置 |
| JP2002316897A (ja) * | 2001-04-13 | 2002-10-31 | Nikon Corp | フッ化物単結晶の製造方法および製造装置 |
| JP2012042323A (ja) * | 2010-08-19 | 2012-03-01 | Tokyo Yogyo Co Ltd | 測温プローブ |
| KR20200053371A (ko) * | 2018-11-08 | 2020-05-18 | 이계광 | 열전대 커넥터 제작방법 |
| CN112697292A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-04-23 | 中国人民解放军63653部队 | 一种用于强冲击动载环境的快响应热电偶 |
-
1998
- 1998-04-27 JP JP13101798A patent/JPH11311574A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001304978A (ja) * | 2000-04-24 | 2001-10-31 | Tokyo Yogyo Co Ltd | 測温プローブ装置 |
| JP4601765B2 (ja) * | 2000-04-24 | 2010-12-22 | 東京窯業株式会社 | 測温プローブ装置 |
| JP2002316897A (ja) * | 2001-04-13 | 2002-10-31 | Nikon Corp | フッ化物単結晶の製造方法および製造装置 |
| JP2012042323A (ja) * | 2010-08-19 | 2012-03-01 | Tokyo Yogyo Co Ltd | 測温プローブ |
| KR20200053371A (ko) * | 2018-11-08 | 2020-05-18 | 이계광 | 열전대 커넥터 제작방법 |
| CN112697292A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-04-23 | 中国人民解放军63653部队 | 一种用于强冲击动载环境的快响应热电偶 |
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