(57)【要約】      （修正有）【課題】極めて熱伝導率に優れたダイヤモンド焼結体を用いて、被測定体の温度を正確に測温可能とするとともに、耐摩耗性に優れ、長寿命化を図ることができるダイヤ感熱式保護管を提供する。【解決手段】温度センサに対して着脱可能なダイヤ感熱式保護管であって、ダイヤモンド焼結体により形成され、被測定体に接して前記温度センサの先端部に位置する測温部Ｔａ先端に前記被測定体の温度を伝達する感熱体２と、ダイヤモンド焼結体により形成され、前記感熱体２を内部に保持するとともに、前記感熱体２が前記被測定体に接触するための開口部を有する保護体３と、前記温度センサを同軸で挿通させるとともに、一端部に前記保護体３を接合して、前記温度センサを内部に収納する収納部４と、硬質合金からなり、前記収納部４の前記一端部側における前記被測定体に接する部分に形成された被覆層５とを備える。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
温度センサに対して着脱可能なダイヤ感熱式保護管であって、
ダイヤモンド焼結体により形成され、被測定体に接して前記温度センサの先端部に位置する測温部先端に前記被測定体の温度を伝達する感熱体と、
少なくともダイヤモンドの微粒とタングステンカーバイトの微粉末とが容量比で１対１の割合で配合されてなるダイヤモンド焼結体により形成され、前記感熱体を内部に保持するとともに、前記感熱体が前記被測定体に接触するための開口部を有する保護体と、
前記温度センサを同軸で挿通させるとともに、一端部に前記保護体を接合して、前記温度センサを内部に収納する収納部と、
硬質合金からなり、前記収納部の前記一端部側における前記被測定体に接する部分に形成された被覆層とを備えることを特徴とするダイヤ感熱式保護管。
【請求項２】
前記収納部の他端部には、前記温度センサを固定するための固定部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のダイヤ感熱式保護管。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、ロータリーキルンなどの焼成炉において焼成中の焼成物の温度を測定する温度センサ用のダイヤ感熱式保護管に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、焼成物を回転または流動させて焼成する焼成炉においては、当該焼成物の温度を測定し、ひいてはその測定データを利用して炉内環境を制御するための温度センサが設けられている。
【０００３】
特許文献１においては、温度センサ用の保護管が、オーステナイト系ステンレス鋼からなり、その内部に熱電対を挿入して用いることが記載されている。さらに、当該保護管の表面に対して、クロム系合金の被覆層を設けることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−０６４６２５号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の保護管は、熱電対の測温部をステンレス鋼材の内部に完全に収納し、測温部を周囲の部材と完全に非接触状態とする構成とされているため、被測定体の温度を正確に測定することが困難であるという問題点を有していた。
【０００６】
また、特許文献１に記載の保護管の寿命は、３ヶ月程度が限界であり、これ以上に保護管の寿命を伸ばすことは難しく、保護管を頻繁に交換する必要があり、保護管や温度測定システムの点検、補修および交換に要するコストを削減することが困難であった。
【０００７】
そこで、本考案は、極めて熱伝導率に優れたダイヤモンド焼結体を感熱体として用いて、被測定体の温度を正確に測温可能とするとともに、耐摩耗性に優れ、長寿命化を図ることができるダイヤ感熱式保護管を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するべく、本考案者等は、過去に本考案者が発明した特許第４２５０７３０号「ダイヤ熱電対温度センサ」に記載の温度センサの構成を採用するとともに、さらに硬質合金の耐摩耗性の高さに着目して、熱電対などの既存の温度センサを内包して保護する耐摩耗性に優れた保護管を考案し完成させた。
【０００９】
本考案の第１の態様のダイヤ感熱式保護管は、温度センサに対して着脱可能なダイヤ感熱式保護管であって、ダイヤモンド焼結体により形成され、被測定体に接して前記温度センサの先端部に位置する測温部先端に前記被測定体の温度を伝達する感熱体と、少なくともダイヤモンドの微粒とタングステンカーバイトの微粉末とが容量比で１対１の割合で配合されてなるダイヤモンド焼結体により形成され、前記感熱体を内部に保持するとともに、前記感熱体が前記被測定体に接触するための開口部を有する保護体と、前記温度センサを同軸で挿通させるとともに、一端部に前記保護体を接合して、前記温度センサを内部に収納する収納部と、硬質合金からなり、前記収納部の前記一端部側における前記被測定体に接する部分に形成された被覆層とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本考案の第２の態様のダイヤ感熱式保護管は、前記収納部の他端部に、前記温度センサを固定するための固定部が形成されていることを特徴とする。
【考案の効果】
【００１１】
本考案のダイヤ感熱式保護管によれば、測温部先端に被測定体の温度を伝達する感熱体が熱伝導率に優れたダイヤモンド焼結体により形成するようにされるので、熱応答性に優れた保護管とすることができ、被測定体の温度を正確に追随して測定することを可能とする。
【００１２】
さらに、保護体が、少なくともダイヤモンドの微粒とタングステンカーバイトの微粉末とを容量比で１対１の割合で配合されてなるダイヤモンド焼結体により形成されるとともに、収納部の被測定体に接触する部分が、硬質合金からなる被覆層によって覆われた構成とされることにより、被測定体が硬質のものである場合においても、保護管の摩耗を最小限に抑えて、長期間に亘って温度センサーを保護することが可能な長寿命な保護管を提供することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本考案のダイヤ感熱式保護管の実施形態における概略側面図
【図２】本考案のダイヤ感熱式保護管の実施形態における概略断面図であり、（ａ）は、保護管本体１ａの断面図を示し、（ｂ）は、保護管本体１ａの先端部の断面拡大図を示す。
【考案を実施するための形態】
【００１４】
本考案のダイヤ感熱式保護管は、温度センサを内部に配置して用いることにより、当該温度センサの摩耗を防止する着脱可能な温度センサ用の耐摩耗性保護管であって、ダイヤモンド焼結体により形成され、被測定体に接して温度センサの先端部に位置する測温部先端に被測定体の温度を伝達する感熱体と、少なくともダイヤモンドの微粒とタングステンカーバイトの微粉末とが容量比で１対１の割合で配合されてなるダイヤモンド焼結体により形成され、感熱体を内部に保持するとともに、感熱体が被測定体に接触するための開口部を有する保護体と、温度センサを同軸で挿通させるとともに、一端部に保護体を接合して、温度センサを内部に収納する収納部と、硬質合金からなり、収納部の一端部側における被測定体に接する部分に形成された被覆層とを備えるようにされている。
【００１５】
また、本考案のダイヤ感熱式保護管は、収納部の他端部に、温度センサを固定するための固定部が形成されている。
【００１６】
ここで、ダイヤモンド焼結体とは、ダイヤモンドの微粒を硬質要素材料とし、金属セラミックスなどの微粉末とともに、高温高圧条件にて焼結したもので、例えば、米国ＧＥ社のコンパックス（商品名）や南アフリカのデ・ビアス社のシンダイト（商品名）工具素材のようにダイヤモンド砥粒の含有率が極めて高く、砥粒同士の直接結合により、機械的な強度を有するものである。
【００１７】
このような構成を採用したことにより、ダイヤモンド焼結体により形成された感熱体は、熱伝導率が高く応答速度が極めて速いので、正確な温度測定を行うことができるとともに、焼結により形成されるので、加工を容易に行うことができ、その結果、耐摩耗性および熱応答性に優れた安価な保護管を提供することができる。
【００１８】
また、硬質合金は、耐腐食性、耐摩耗性および高温特性を兼ね備えた材料であればよく、本明細書においては、例えば、超硬合金のような金属材料だけでなく、セラミックス系の耐摩耗性材料も含む。
【００１９】
特に、前記硬質合金は、化学気相成長（ＣＶＤ）や物理気相成長（ＰＶＤ）または溶射などによってコーティングすることにより、所望の範囲に対して、耐摩耗性の被覆層を形成することができる。このような、被覆層を設けることによって、被測定体が硬質の素材からなる場合においても、保護管が容易に摩耗することがなく、長期に亘って温度センサーを保護することが可能な長寿命な保護管を提供することができる。
【００２０】
このような、本考案のダイヤ感熱式保護管の実施形態を図１および図２を用いて説明する。
【００２１】
本実施例においては、温度センサとして、シース型の熱電対を用いて説明するが、測温部が非被覆式の熱電対でもよく、温度センサの形態については特に限定されるものではない。
【００２２】
図１に示すように、本考案のダイヤ感熱式保護管１は、保護管本体１ａの基端部に頭部１ｂが取り付けられた構成とされている。保護管本体１ａは、図２に示すように、内部に感熱体２を保持する保護体３と、熱電対Ｔを同軸に挿通して収納する収納部４とを有している。なお、頭部１ｂは、熱電対Ｔの電極の接続部を収納する部分であり、熱電対Ｔのシース基部のスリーブから電極までのリード部分が長尺とされる場合には、頭部１ｂを省略した形状であってもよい。
【００２３】
感熱体２は、ダイヤモンド焼結体により、例えば、直径６ｍｍ程度、厚さ、０．７ｍｍ程度の円盤状に形成されている。
【００２４】
保護体３は、少なくともダイヤモンドの微粒とタングステンカーバイトの微粉末とが容量比で１対１の割合で配合されていなるダイヤモンド焼結体により、図２（ａ）における左側に示す大径部３ａと右側に示す小径部３ｂとを有する円柱状に形成されている。
【００２５】
保護体３の軸心部には、図２（ｂ）に示すように、感熱体２を収容して保持するための取付孔３ｃが形成されている。取付孔３ｃには、大径部３ａ側に位置する底部に感熱体２を配置するとともに、パイプ３ｄを取付孔３ｃ内に挿入して、取付孔３ｃとパイプ３ｄとによって感熱体２の位置を固定する。さらに、取付孔３ｃの内面とパイプ３ｄの外周面とをロー付けなどにより固着して全体として一体とすることにより、感熱体２を保護体３内の所定位置に固定するようにされている。
【００２６】
また、保護体の大径部３ａには、取付孔３ｃと同軸とされ、感熱体２よりも小径の開口部３ｅが形成され、感熱体２に対して被測定体Ｗが接するようにされている。
【００２７】
収納部４は、オーステナイト系ステンレス鋼材などの、例えば、ＳＵＳ３０４からなる円管とされ、一端部４ａには、保護体３の小径部３ｂが挿入されて、ロー付けなどにより固着されて保護管本体１ａとして一体とされている。
【００２８】
また、収納部４の一端部４ａ側における被測定体Ｗに接触する部分には、硬質合金からなる被覆層５が４ｍｍ程度の厚さで形成されている。
【００２９】
収納部４の他端部４ｂには、熱電対Ｔを所定位置に固定するための固定部６が形成されている。
【００３０】
本考案のダイヤ感熱式保護管１においては、熱電対Ｔを収納部４の他端部４ｂ側から挿入し、パイプ３ｄの内部に挿通させて、図２（ａ）に示すように、感熱体２の右側面に熱電対Ｔの先端部に位置する測温部Ｔａの先端を当接させて配置し、固定部６によって熱電対Ｔを固定するようにされている。
【００３１】
また、少なくとも取付孔３ｃおよび収納部４の内面と熱電対Ｔの外周面との間に形成される隙間には、例えば、シリコン樹脂などの封止材を充填して密封するようにして用いることが好ましく、封止材を充填することによって、ダイヤ感熱式保護管１の内部に熱電対２を確実に固定することができる。
【００３２】
なお、保護体３および収納部４の形状は、熱電対Ｔの形状や、ダイヤ感熱式保護管１を取り付ける装置の形状などに応じて、種々の変更が可能であり、例えば、保護体３を角柱としたり、収納部４を角管としてもよい。
【００３３】
熱電対Ｔに本考案のダイヤ感熱式保護管１を装着した状態において、被測定体Ｗが保護体３の開口部３ｅから感熱体２に接触することによって、被測定体Ｗの温度が感熱体２を介して熱電対Ｔの先端部に位置する測温部Ｔａに伝達して温度測定をすることができる。
【００３４】
この時、ダイヤモンド焼結体によって形成されている感熱体２は、熱伝導率が５４０Ｗｍ−１Ｋ−１であり、従来の単結晶のダイヤモンドにより形成された感熱体の熱伝導率とほぼ同等の熱伝導率を得られ、熱電対Ｔに本考案のダイヤ感熱式保護管１を装着した場合においても、熱応答性が高く、極めて精度の高い温度測定を行うことができる。
【００３５】
なお、タングステンカーバイトの熱伝導率は、１００Ｗｍ−１Ｋ−１、単結晶のダイヤモンドの熱伝導率は、５００〜２０００Ｗｍ−１Ｋ−１、ステンレス鋼の熱伝導率は、１６．７〜２０．９Ｗｍ−１Ｋ−１である。
【００３６】
上記、本考案のダイヤ感熱式保護管１の実施形態によれば、保護体３を少なくともダイヤモンドの微粒とタングステンカーバイトの微粉末とが容量比で１対１の割合で配合されてなるダイヤモンド焼結体により形成されているとともに、収納部４および収納部としての取付体７の被測定体Ｗと接する部分に硬質材料からなる被覆層５を形成するようにされているので、被測定体Ｗが硬質のものとされる場合においても、保護管３が容易に摩耗することがなく、長寿命な温度センサ用の保護管を提供することを可能とする。
【００３７】
本考案のダイヤ感熱式保護管の実施形態は、実施形態に限定されるものではなく、考案の特徴を損なわない範囲内において種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１  温度センサ用耐摩耗性保護管
１ａ  保護管本体
１ｂ  頭部
２  感熱体
３  保護体
３ａ  大径部
３ｂ  小径部
３ｃ  取付孔
３ｄ  パイプ
３ｅ  開口部
４  収納部
４ａ  一端部
４ｂ  他端部
５  被覆層
６  固定部
Ｔ  熱電対
Ｔａ  測温部
Ｗ  被測定体
【図１】
0003179368.tif 000003
【図２】
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