(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端が開口した紙管よりなる熱電対外管の一方の開口端側に熱電対線および該熱電対線に接続される電極端子を備えた熱電対チップを嵌挿し、前記熱電対外管の他方の開口端側に導線および該導線と接線される電極端子接点を備えた熱電対プラグを嵌挿し、前記熱電対外管の内部で前記熱電対チップの前記電極端子と前記熱電対プラグの前記電極端子接点とを電気的に接続した熱電対において、
前記熱電対外管の外周面に、前記熱電対チップの前記電極端子と前記熱電対プラグの前記電極端子接点との接続点を覆い、かつ前記紙管の一方の開口端から突出して前記熱電対線の基端部を囲うようにセラミック繊維シートを巻回して耐熱層を形成し、前記耐熱層の先端に内側へ曲る突出縁を周設し、前記一方の開口端から突出した前記耐熱層で囲われる部分に前記熱電対チップの先端面を覆いかつ前記突出縁にまで達するようにセラミックの短繊維を充填したことを特徴とする熱電対。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融金属温度等の温度測定に使用される消耗型の熱電対に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の熱電対は図４に示されるように両端が開口した紙管よりなる熱電対外管１０１の一方の開口端に熱電対線１０２および該熱電対線１０２に接続される電極端子１０３，１０３を備えた熱電対チップ１０４を嵌挿し、熱電対外管１０１の他方の開口端側に導線１０５，１０５および該各導線１０５，１０５と接続される電極端子接点１０６，１０６を備えた熱電対プラグ１０７を嵌挿し、前記熱電対外管１０１の外周面にはセラミックシート１０８を薄く巻回し、内部で前記熱電対チップ１０４の電極端子１０３，１０３と前記熱電対プラグ１０７の電極端子接点１０６，１０６とを電気的に接続して構成されている。
【０００３】
そこで、前記熱電対１００をその熱電対線１０２を下側にして熱電対外管１０１の下部が一部漬るようにして１０００〜１５００℃の溶融金属内に２または３秒間浸漬してその溶融金属の温度を測定し、測定後の熱電対１００は熱電対外管１０１が紙で成形されている関係上燃えて焼損してしまうので、そのまま投棄するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように消耗型の熱電対は比較的製造コストが安く押えられているも、一回きりの測定で投棄してしまうのでトータル的なコストが高くつくという課題が有った。
【０００５】
また、測定する場合、熱電対１００を溶融金属Ｍ中に深く漬けると、熱電対外管１０１の内部に熱電対線１０２に接続した電極端子１０３，１０３と導線１０５，１０５に接続した電極端子接点１０６，１０６とが設けられているために、この接続点に不要な温度が加ってしまい測定誤差が生じてしまうという危険があった。このため、熱電対１００を溶融金属Ｍ中には余り深く漬けないようその測定に熟練を要していた。
そこで本発明は上記課題を解決すべくなされたもので、数回の使用を可能としてトータル的なコストを軽減させると共に、測定にも熟練を必要としない熱電対を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため本発明は、両端が開口した紙管よりなる熱電対外管の一方の開口端側に熱電対線および該熱電対線に接続される電極端子を備えた熱電対チップを嵌挿し、熱電対外管の他方の開口端側に導線および該導線と接線される電極端子接点を備えた熱電対プラグを嵌挿し、前記熱電対外管の内部で熱電対チップの電極端子と熱電対プラグの電極端子接点とを電気的に接続した熱電対において、前記熱電対外管の外周面に、熱電対チップの電極端子と熱電対プラグの電極端子接点との接続点を覆い、かつ紙管の一方の開口端から突出して熱電対線の基端部を囲うようにセラミック繊維シートを巻回して耐熱層を形成し、前記耐熱層の先端に内側へ曲る突出縁を周設し、前記一方の開口端から突出した耐熱層で囲われる部分に熱電対チップの先端面を覆いかつ前記突出縁にまで達するようにセラミックの短繊維を充填した構成よりなる。
【０００７】
このようにセラミック繊維シートの耐熱層及びセラミックの短繊維によって紙管よりなる熱電対外管の周囲を覆うようにすることにより、熱電対外管を熱から保護して焼損を押え、しかも熱電対チップの電極端子と熱電対プラグの電極端子接点との接続点を覆って測定誤差をなくすようにしている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る熱電対の実施の形態を図面と共に説明する。図１は熱電対の外観斜視図であり、図２はその縦断面図である。この熱電対Ａは両端が開口した熱電対外管１と、熱電対チップ２と、熱電対プラグ３とより主として構成され、その内、熱電対外管１は紙管により形成されている。また、該熱電対外管１の外周面にはセラミック製のシート４が薄く巻回してある。
【０００９】
熱電対チップ２は熱電対線５を例えば石英管等のＵ字管６に収容し、このＵ字管６を耐熱絶縁材７を介して熱電対チップ外管８で保持させるが、Ｕ字管６の大部分は耐熱絶縁材７より下方に突出させている。また、前記熱電対線５の両端を熱電対リード材９，９に点溶着して固定する。この熱電対リード材９，９には電極端子１０，１０を接続し、両電極端子１０，１０を電極端子保持体１１で保持させ、この電極端子保持体１１を前記熱電対チップ外管８に固定している。そして、この熱電対チップ２は前記熱電対外管１の一方の開口端に着脱可能に嵌着されることとなる。
【００１０】
また、熱電対プラグ３はプラグ外管１２内に電気絶縁材１３を介して電極端子接点１４，１４を保持させると共に、前記電気絶縁材１３内で前記電極端子接点１４，１４と導線１５，１５とのろう付け部を形成し、前記プラグ外管１２の上端部に形成したおねじ部１２ａとニップル１６のめねじ部１６ａとを螺合させてニップル１６を固定する。そして、この熱電対プラグ３は熱電対外管１の他方の開口端に着脱可能に嵌着されることとなる。
【００１１】
そして、熱電対外管１の下の開口端側から熱電対チップ２を嵌挿すると共に、熱電対外管１の上の開口端側から熱電対プラグ３を嵌挿し、熱電対チップ２の中心側の電極端子１０と熱電対プラグ３の中心部の環状の電極端子接点１４とを電気的に接続すると同時に、熱電対チップ２の偏心側の電極端子１０と熱電対プラグ３の部分環状の電極端子接点１４とをそれぞれ接続する。
【００１２】
しかして、前記熱電対外管１のほぼ全体の外周面に耐熱層１７が被覆形成される。この耐熱層１７は熱電対外管１の下の開口端側では耐熱絶縁材７から突出するＵ字管６の基端部を囲う長さ分突設させると共に、その先端に内側へ曲る突出縁１８を周設している。前記耐熱層１７はアルミナ及びシリカを主成分とし、コロイド状の無機質バインダーを含浸させたセラミック繊維製のシート（イソライト工業（株）商品名カオウールウェットフェルト）を密度を高くして３重に巻回し、終端に複数の針１９を打ち込んで固定して形成される。
そして、熱電対外管１の下の開口端から突出した耐熱層１７で囲われる部分に熱電対チップ２の先端面を覆うようにアルミナ及びシリカを主成分にしたセラミックの短繊維（イソライト工業（株）商品名カオウール１４００バルク）２０を０．２〜０．３ｇ／ｃｍ3 の密度で充填させる。さらに、耐熱層１７の他方端には熱電対外管１と耐熱層１７との間に接着剤２１を肉盛り状に塗着させている。
【００１３】
前記耐熱層１７は乾燥すると軽量で表面の硬化した弾力性の有る断熱材となる。また、熱電対外管１の下の開口端側は耐熱層１７で囲われる部分にセラミックの短繊維２０が充填されるので、このまま熱電対Ａを溶融金属中に浸漬しても、耐熱層１７または耐熱層１７と短繊維２０との間に溶融金属が侵入することがなく、これにより熱電対外管１は焼損することなく保護される。特に、耐熱層１７の下端は内側へ突出する突出縁１８が形成されているので密閉性に優れる。更に、熱電対チップ２の電極端子１０，１０と熱電対プラグ３の電極端子接点１４，１４との接続点は前記耐熱層１７でその周囲と完全に囲われることとなる。
【００１４】
このように熱電対外管１の外周面に耐熱層１７を被着すると共に、熱電対外管１の下の開口端より突出させた耐熱層１７で囲われる空間部にセラミック繊維の短繊維２０を充填した本発明の熱電対Ａは、溶融金属の温度測定に使用する際に、先端から溶融金属に漬けたとき、紙管からなる熱電対外管１が燃えたりして焼損することが少なく、これにより熱電対Ａは数回使用することができ、また、その漬ける深さに深浅が有っても耐熱層１７及び耐熱性の短繊維２０によって熱の伝導が悪くなり、熱電対Ａを漬ける深さにバラツキがあっても測定誤差を生ずることがなくなる。
【００１５】
【発明の効果】
以上述べたように本発明に係る熱電対は、紙管よりなる熱電対外管のほぼ全外周面並びに該熱電対外管の一方の開口端とを耐熱性の高いセラミック繊維のシートや短繊維で被覆するようにしたので、熱電対外管である紙管を焼損しにくく、これにより熱電対を数回使うことができ、その分トータル的なコストを低減することができる。また、電極端子と電極端子接点との接続点が耐熱層で覆われることとなるので、溶融金属に漬けたときに深浅の許容範囲が広くなり、熟練を必要とせずしかも測定誤差も生じさせないという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係わる熱電対の斜視図。
【図２】  図１の縦断面図。
【図３】  図１のＸ−Ｘ線断面図。
【図４】  従来の熱電対の断面図。
【符号の説明】
Ａ            熱電対
１            熱電対外管
２            熱電対チップ
５            熱電対線
１０，１０    電極端子
１４，１４    電極端子接点
１５，１５    導線
１７          耐熱層
１８          突出縁
２０          セラミック繊維の短繊維
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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