(57)【要約】【目的】  高温域の温度測定を行う温度計の校正用定点ルツボに係り、被校正温度計を挿入するウェル部の破損を防止する温度計校正用定点ルツボを提供する。【構成】  温度計校正用定点ルツボ１は、高純度の黒鉛で作製されたルツボ本体２と、金属と炭素の共晶組織からなる定点物質３と、ルツボ本体２と同素材で、被校正温度計を保持するためにルツボ本体４に挿入されるウェル部４とがそれぞれ別体構成してなる。ルツボ本体２にウェル部４を収容したときに接触する接触面がウェル部挿入方向に向かって徐々にテーパ状に狭まるように形成されていることにより、温度校正時にルツボ本体２やウェル部４に張り付く定点物質の収縮によって生じる引張応力や圧縮応力を分散緩和して、ウェル部４の破損を防止する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
定点物質を納めるルツボ本体と、該ルツボ本体に収装され、前記定点物質の相平衡の状態である温度定点により校正される被校正温度計を挿入するウェル部とで構成される温度計校正用定点ルツボにおいて、
前記ルツボ本体と前記ウェル部は炭素を主成分とし、
前記ウェル部を前記ルツボ本体に収装したときの接触面が、前記ウェル部の挿入方向に向かって徐々にテーパ状に狭まって形成されていることを特徴とする温度計校正用定点ルツボ。
【請求項２】
前記被校正温度計が、熱電対、抵抗温度計、光ファイバ放射温度計であることを特徴とする請求項１記載の温度計校正用定点ルツボ。
【請求項３】
前記定点物質が、金属と炭素の共晶組織であることを特徴とする請求項１又は２記載の温度計校正用定点ルツボ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば高温域（例えば１１００〜２３００℃前後）の温度測定を行う温度計の校正用定点ルツボに係り、被校正温度計を挿入するウェル部の破損を防止する温度計校正用定点ルツボに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から温度計を校正する際、常温域以上では金属の凝固点もしくは融点が温度の定義定点として採用され、その実現方法として温度定点ルツボが用いられる。温度定点ルツボは通常、純度の高い黒鉛（一般に純度９９．９９％以上）で作製されたルツボ本体と、被校正温度計挿入部であるウェル部（以下、ウェル部と記す）とからなる。
【０００３】
そして、この種の温度定点ルツボを用いた温度計校正用の装置としては、例えばルツボ本体の中に定点物質として純金属を鋳込んだものを収納し、ウェル部を取り付けて断熱材を詰め、酸化防止のための不活性ガス注入口を有する蓋を付けた定点セルが知られている。この定点セルを電気炉で加熱してその内部の温度を温度計で測定し、温度定点ルツボを温度可変の炉の内部に置き環境温度を昇温・降温させたときのルツボの温度変化を観測、定点物質の液相・固相が共存する状態において温度変化がなくなることを利用して温度計の校正を行うものである( （社）日本電気計測器工業会編「新編温度計の正しい使い方」、第７章、日本工業出版社（1997）参照) 。
【０００４】
しかし、このような黒鉛を用いて純金属を鋳込んだ温度定点ルツボにおいて、より高温の融点をもつ金属を黒鉛ルツボで溶解した場合、黒鉛が金属中に溶出し金属の純度が下がり、凝固点降下をもたらすため、１０８５℃の銅点が最高温度となっている。また、金属−金属の共晶組織を定点物質として使用して定点を実現する報告がされているが、やはり定点物質として金属を使用しているため、銅点の１０８５℃が最高温度となる。
【０００５】
そこで、近年、１１００℃以上の温度域での定点を実現するため、下記特許文献１に開示されるような温度計校正用定点ルツボの研究が進められている。この温度計校正用定点ルツボは、定点物質として銅よりも融点が高い金属と炭素の共晶組織を形成するものを定点物質として用いている。これにより、放射温度計、熱電対、その他の高温域で使用されるあらゆる温度計の校正の高精度化を達成することができるようになった。
【特許文献１】特許第２９８７４５９号
【非特許文献１】日本電気計測器工業会編「新編温度計の正しい使い方」、第７章、日本工業出版社（1997）、２５４〜２９０頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記のように温度計校正用定点ルツボに金属と炭素からなる共晶組織で構成された定点物質を使用する場合、定点物質がルツボ部やウェル部に張りついた状態で降温時や相転移時（融解又は凝固）に定点物質が収縮すると、ルツボ部に圧縮応力、ウェル部に引張応力が加わる。このため、ルツボ部とウェル部とが一体或いは固定された構造のまま使用すると、定点物質の収縮によって加わる応力を緩和することができず、その結果ウェル部が破損してしまうという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、金属−炭素からなる共晶組織で構成された定点物質を使用した場合でもウェル部の破損を防止する温度計校正用定点ルツボを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した目的を達成するために、請求項１記載の温度計校正用定点ルツボは、定点物質を納めるルツボ本体と、該ルツボ本体に収装され、前記定点物質の相平衡の状態である温度定点により校正される被校正温度計を挿入するウェル部とで構成される温度計校正用定点ルツボにおいて、
前記ルツボ本体と前記ウェル部は炭素を主成分とし、
前記ウェル部を前記ルツボ本体に収装したときの接触面が、前記ウェル部の挿入方向に向かって徐々にテーパ状に狭まって形成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の温度計校正用定点ルツボは、請求項１記載の温度計校正用定点ルツボにおいて、前記被校正温度計が、熱電対、抵抗温度計、光ファイバ放射温度計であることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の温度計校正用定点ルツボは、請求項１又は２記載の温度計校正用定点ルツボにおいて、前記定点物質が、金属と炭素の共晶組織であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の温度計校正用定点ルツボによれば、ルツボ本体とウェル部とが別体で構成され、ルツボ本体にウェル部を収装したときに接触する接触面がウェル部挿入方向に向かって徐々にテーパ状に狭まるように形成されていることにより、温度校正時にルツボ本体やウェル部に張り付く定点物質の収縮によって生じる引張応力や圧縮応力を分散緩和するため、ウェル部の破損を防止することができる。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、添付した図面を参照しながら具体的に説明する。図１は本発明に係る温度計校正用定点ルツボの各構成を示した全断面図、図２は図１中におけるＳ部分の詳細断面図である。
【００１３】
本例の温度計校正用定点ルツボは、定点物質を収納した温度定点ルツボを温度可変の炉の内部に置き環境温度を昇温・降温させたときのルツボの温度変化を観測、定点物質の液相・固相が共存する状態において温度変化がなくなることを利用して高温域（例えば１１００〜２３００℃前後）の温度測定を行う各種温度計の校正を行うものである。
【００１４】
そして、本例では温度計校正用定点ルツボを構成するウェル部とルツボ本体とが別体で構成され、ウェル部とルツボ本体の接触面が温度計挿入口から挿入方向に向かって徐々に所定角度をなして狭まるようテーパ状に形成されることで温度を昇降させた際にルツボ本体に対してウェル部が僅かに移動し、ウェル部の破損を防止するものである。
【００１５】
まず、添付した図面を参照しながら、本例の温度計校正用定点ルツボの構成について説明する。図１に示すように、温度計校正用定点ルツボ１は、高純度の黒鉛で作製されたルツボ本体２と、金属と炭素の共晶組織からなる定点物質３と、ルツボ本体２と同素材で、被校正温度計を保持するためにルツボ本体２に挿入されるウェル部４とがそれぞれ別体で構成される。
【００１６】
定点物質３は、炭素と共晶組織を形成するものを使用し、この共晶するための材料としては以下のものを使用する。金属材料としては、銅点より融点が高い炭素共晶を形成するものを用いる。具体的には鉄、コバルト、ニッケル、パラジウム、ロジウム、白金、ルテニウム、イリジウム、レニウム、オスミウムが挙げられる。
【００１７】
被校正温度計としては、温度計校正用定点ルツボ１のウェル部４に挿入することができる温度計であれば特に限定されることはなく、例えば熱電対、抵抗温度計、光ファイバ放射温度計（ロッド形、消耗形、黒体形）などを用いる。
【００１８】
次に、上記構成の温度計校正用定点ルツボ１におけるルツボ本体２とウェル部４の詳細な形状について、図１と図２を参照しながら説明する。なお、以下に説明する形状における各径の中心は、図中の中心線Ｌを基準とする。  
【００１９】
図１に示すように、ルツボ本体２は、有底円筒形状をなし、ウェル収納部２Ａとウェル接触部２Ｂとを一体に有している。ウェル収納部２Ａは、外径ａ１、内径ａ２、厚みＸで、底部側にあるルツボ閉塞部の内側部分が断面すり鉢状に形成されている。ウェル接触部２Ｂは、ルツボ本体２にウェル部４を収装した際にウェル部４と接触する部分であり、接触面がウェル収納部２Ａの上端からウェル部挿入口に向かって内径がａ２からａ３、厚さがＸからＺとなるように角度αをなして徐々に拡がるように所定距離形成されている。
【００２０】
ウェル部４は、有底円筒形状をなし、ルツボ挿入部４Ａとルツボ接触部４Ｂとフランジ部４Ｃとを一体に有している。ルツボ挿入部４Ａは、外径ｂ１、内径ｂ２、厚みＹで、底部側にあるウェル閉塞部の形状が外側、内側共に断面すり鉢状に形成され、さらに所定位置から温度計挿入口方向に向かって外径がｂ１からａ２となるように角度βをなして徐々に拡がるように所定距離形成されている。ルツボ接触部４Ｂは、ルツボ本体２にウェル部４を収装した際にルツボ本体２と接触する部分であり、接触面がルツボ挿入部４Ａの上端から温度計挿入口に向かってウェル接触部２Ｂと面接触するように所定距離形成されている。フランジ部４Ｃは、外径ａ１、鍔長がウェル接触部２Ｂの上端と略同等の長さを有し、ウェル部４をルツボ本体２に収装した際にウェル部４とルツボ本体２との間が所定距離空くように一体形成されている。
また、ウェル部４は、ルツボ接触部４Ｂの内側の所定位置から温度計挿入口に向かって内径ｂ２からｂ３になるように角度γをなして徐々に拡がるように所定距離形成されている。
【００２１】
なお、フランジ部４Ｃは、ルツボ本体２からウェル部４の着脱を容易にする効果を奏する部位であるため、特に着脱が不自由でなければ特に形成する必要はなく、またフランジ部を形成する場合は、環境温度を昇温・降温させてもフランジ部４Ｃとルツボ本体２とが接しない程度に、ルツボ本体２とウェル部４との間に所定間隔の空間Ｅを設ける必要がある。また、ウェル接触部２Ｂ、ルツボ接触部４Ｂの接触面の傾斜角度αは鋭角であればよいが、ルツボ本体２に対するウェル部４の移動を容易にするため、角度を３０°よりも鋭角にする方がより好適である。
【００２２】
そして、上記のように形成された温度計校正用定点ルツボ１は、まずルツボ本体２の中に金属と炭素の共晶組織からなる定点物質３を所定量納める。そして、ウェル部４をルツボ本体２に挿入して温度計校正用定点ルツボ１が構成される。被校正温度計をウェル部４に挿入して温度可変の炉の内部に置き、環境温度を昇温・降温させたときのルツボの温度変化を観測、定点物質３の液相・固相が共存する状態において温度変化がなくなることを利用して温度計の校正を行う。
【００２３】
この際、定点物質３がルツボ本体２やウェル部４に張り付き、この状態で降温時や融解又は凝固による相転移が生じた場合、定点物質３の収縮によりウェル接触部２Ｂとルツボ接触部４Ｂとの接触面に引張応力や圧縮応力が加わる。しかし、ルツボ本体２のウェル接触部２Ｂとウェル部４のルツボ接触部４Ｂは、それぞれの接触面が一致するようテーパ状に形成されているため、ルツボ本体２に対してウェル部４が僅かに移動する。従って、ウェル部４に加わる引張応力や圧縮応力を分散緩和することができる。
【００２４】
ところで、本発明の温度計校正用定点ルツボ１の形状について、図１及び図２に基づいて説明したが、これに限定されることはなく、ルツボ本体２とウェル部４の接触面がウェル部４の挿入方向に向かって徐々にテーパ上に狭まるように形成されていればよいので、ルツボ本体２とウェル部４の他の部分の形状については図示に限定されることはない。
【００２５】
このように、上述した温度計校正用定点ルツボ１は、ルツボ本体２とウェル部４とが別体で構成され、温度計校正時に定点物質３がルツボ本体２やウェル部４に張り付き、降温時や融解又は凝固による相転移が生じた場合、定点物質３の収縮によりウェル接触部２Ｂとルツボ接触部４Ｂとの接触面に加わる引張応力や圧縮応力によりウェル部４が軸方向に僅かに移動することにより、ウェル部４に加わる引張応力や圧縮応力を分散緩和する。
これにより、金属と炭素からなる共晶組織で構成された定点物質を使用した場合であってもウェル部の破損を防止する効果を奏する。  
【００２６】
以上、本発明を用いて最良の形態について説明したが、この形態による記述及び図面により本発明が限定されることはない。すなわち、この形態に基づいて当業者等によりなされる他の形態、実施例及び運用技術等はすべて本発明の範疇に含まれることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る温度計校正用定点ルツボの各構成を示した全断面図である。
【図２】図１中におけるＳ部分の詳細断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  温度計校正用定点ルツボ
２  ルツボ本体
３  定点物質
４  ウェル部
【図１】
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【図２】
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