(57)【要約】【課題】溶湯用測温プローブの高融点保護管の内部で蒸気化する金属酸化物の発生を抑制するとともに、セラミック保護管に固着するのを極力阻止して、溶湯用測温プローブの耐用寿命を長期化する。【解決手段】セラミック保護管４とモリブデン・ジルコニア管５の隙間に高融点のセラミックパウダーＳＰを充填する。これにより、モリブデン・ジルコニア管５の内部で、モリブデンが酸素と反応し酸化モリブデンとなって蒸気化するのを抑制することができる。セラミックパウダーがセラミック保護管４の表面の大部分を覆うことにより、モリブデン・ジルコニア管の上部付近まで上昇し冷却されて析出する酸化モリブデンが、セラミック保護管４に固着するのを極力阻止できる。セラミック保護管４が折損しなくても、酸化モリブデンとの反応により、その成分が内部へ浸透して熱電対２が汚染、劣化するのを防止できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱電対を内蔵する有底のセラミック保護管を、有底の高融点保護管に挿入してなる溶湯用測温プローブにおいて、
前記セラミック保護管と高融点保護管の隙間に高融点のセラミックパウダーを充填したことを特徴とする溶湯用測温プローブ。
【請求項２】
前記高融点保護管がサーメット製であることを特徴とする請求項１に記載の溶湯用測温プローブ。
【請求項３】
前記高融点保護管が金属製であることを特徴とする請求項１に記載の溶湯用測温プローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融金属等の溶湯の温度を連続的若しくは断続的に測定する溶湯用測温プローブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱電対を内蔵する有底のアルミナ保護管を、有底の高融点保護管に挿入してなる溶湯用温度センサーが、特開平６−３０７９４４号公報、特開平８−２７１３４７号公報に開示されている。上記構成の溶湯用温度センサーは、溶融金属等の溶湯中に浸漬して連続的に測温するものである。
【０００３】
しかしながら、高温の溶融金属中に浸漬されると、高融点保護管の内部が高熱雰囲気となって、該高融点保護管に含まれる金属成分が酸素と反応し酸化物となって蒸気化するものがある。そして、蒸気化した酸化物は、溶融金属中に浸漬されない高融点保護管の上部付近まで上昇し、冷却されて析出しアルミナ保護管に固着する。この酸化物とアルミナ保護管が反応すると、該アルミナ保護管が劣化し場合によっては折損することがある。そして、折損部分から侵入する酸化物を含む不純物により熱電対が汚染され、測温異常や断線を生じるおそれがある。また、仮にアルミナ保護管が折損しなくても、酸化物の成分が反応により内部へ浸透して、熱電対を汚染させたり劣化させたりすることもある。
【特許文献１】特開平６−３０７９４４号公報
【特許文献２】特開平８−２７１３４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする問題点は、溶湯用測温プローブの高融点保護管の内部で蒸気化する金属酸化物の発生を抑制するとともに、アルミナ等のセラミック保護管に固着するのを極力阻止して、溶湯用測温プローブの耐久性を向上することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題点を解決するための請求項１に記載の溶湯用測温プローブは、熱電対を内蔵する有底のセラミック保護管を、有底の高融点保護管に挿入してなる溶湯用測温プローブにおいて、前記セラミック保護管と高融点保護管の隙間に高融点のセラミックパウダーを充填したことを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の溶湯用測温プローブは、請求項１に記載の構成において、前記高融点保護管がサーメット製であることを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の溶湯用測温プローブは、請求項１に記載の構成において、前記高融点保護管が金属製であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の溶湯用測温プローブによれば、セラミック保護管と高融点保護管の隙間に高融点のセラミックパウダーを充填したから、溶湯中に浸漬される測温時に高温雰囲気となる高融点保護管の内部で、該高融点保護管に含まれる金属成分が酸素と反応し蒸気化するのを抑制することができる。これとともにセラミックパウダーがセラミック保護管の表面の大部分を覆うことにより、溶融金属中に浸漬されない高融点保護管の上部付近まで上昇し冷却されて析出する酸化物が、セラミック保護管に固着するのを極力阻止できる。従って、酸化物と反応してセラミック保護管が劣化して折損し、折損部分から侵入する酸化物を含む不純物により熱電対が汚染されて測温異常や断線が生じるのを防止でき、測温プローブの耐久性を向上できる。また、セラミック保護管が折損しなくても、酸化物との反応により、その成分が内部へ浸透して熱電対が汚染、劣化するのを防止できる。
【０００９】
請求項２に記載の溶湯用測温プローブによれば、高融点保護管をサーメット製としたもので、該保護管が高融点であるとともに熱伝導度が非常に高く、しかも高温度で化学的に安定しているから、長期間にわたって安定した状態で溶湯の温度を測温することができ、熱電対が汚染されるのを防止できるのと相俟って、測温プローブの耐久性を著しく向上できる。
【００１０】
請求項３に記載の溶湯用測温プローブによれば、高融点保護管を浸漬する溶湯温度よりも高融点の金属製とすることにより、安定した状態で溶湯の温度を測温することができ、熱電対が汚染されるのを防止できるのと相俟って、測温プローブの耐久性を著しく向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
溶湯用測温プローブの耐用寿命を長期化するという目的を、セラミック保護管と高融点保護管の隙間に高融点のセラミックパウダーを充填することにより実現した。
【実施例】
【００１２】
本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本実施例に係る溶湯用測温プローブ（以下測温プローブという）１の断面図である。測温プローブ１の本体部分は、熱電対２、アルミナ、ムライト、マグネシア等からなるセラミック絶縁管３、同じくアルミナ、ムライト、マグネシア等からなる有底のセラミック保護管４、有底の高融点保護管５及び耐火性の保護スリーブ６等から構成されている。
【００１３】
図２及び図３に示すように、セラミック絶縁管３は、軸方向に平行な封入孔３ａ，３ｂが形成され、該封入孔３ａ，３ｂに熱電対２の導線２ａ，２ｂが封入されている。このセラミック絶縁管３は、導線２ａ，２ｂの接合部２ｃが露出する一端部からセラミック保護管４に挿入されている。このセラミック保護管４は有底部から高融点保護管５に挿入されている。
【００１４】
高融点保護管５の基端部には、雄ネジ５ａが形成されている。本実施例の場合、上記高融点保護管５として、高融点であるとともに熱伝導度が非常に高くしかも高温度で化学的に安定しているサーメット製のモリブデン・ジルコニア管が用いられている。そして、高融点保護管（以下モリブデン・ジルコニア管という）５は、有底の先端部を除く外周にアルミナ・グラファイト製の耐火性保護スリーブ６が嵌装されている。
尚、耐火性保護スリーブ６については、上記の他にマグネシア・グラファイト製、ジルコニア・グラファイト製、スピネル・グラファイト製等のものも利用される。
【００１５】
上記構成の測温プローブ１の本体部分に対して、保持金具１１が装着されている。保持金具１１は、下端部が二重筒構造に形成されていて、外側のキャップ状筒部１２を耐火性保護スリーブ６の基端部に被せるとともに、内側の筒部１３に形成した雌ネジ１３ａをモリブデン・ジルコニア管５の基端部に形成した雄ネジ５ａにねじ込んでいる。内側の筒部１３から上方に延長させた筒部１４の外周には、キャップ体１５が形成されている。そして、筒部１４の外周には断熱材１６が被覆されるとともに、キャップ体１５の内側にも断熱材１６が充填されている。
【００１６】
上記セラミック保護管４とモリブデン・ジルコニア管５との隙間には、アルミナ、マグネシア、窒化珪素やジルコニヤ等の高融点のセラミックパウダーＳＰが充填されている。このセラミックパウダーＳＰは、モリブデン・ジルコニア管５の基端部から上方の筒部１４内にも充填されている。該筒部１４の上端は端子台１７を嵌めて封止されていて、筒部１４の上端部まで延長されたセラミック保護管４に挿入された熱電対２の導線２ａ，２ｂが端子台１７に接続されており、外部から補償導線が接続されている。
【００１７】
上記構成の測温プローブ１によれば、セラミック保護管４とモリブデン・ジルコニア管５の隙間に高融点のセラミックパウダーＳＰを充填したから、溶湯中に浸漬される測温時に高温雰囲気となるモリブデン・ジルコニア管５の内部で、該モリブデン・ジルコニア管５に含まれるモリブデンが酸素と反応し酸化モリブデンとなって蒸気化するのを抑制することができる。これとともにセラミックパウダーがセラミック保護管４の表面の大部分を覆うことにより、溶融金属中に浸漬されないモリブデン・ジルコニア管の上部付近まで上昇し冷却されて析出する酸化モリブデンが、セラミック保護管４に固着するのを極力阻止できる。従って、酸化モリブデンと反応してセラミック保護管４が劣化して折損し、該折損部分から侵入する酸化物を含む不純物により熱電対２が汚染されて測温異常や断線が生じるのを防止でき、測温プローブ１の耐久性を向上できる。また、セラミック保護管４が折損しなくても、酸化モリブデンとの反応により、その成分が内部へ浸透して熱電対２が汚染、劣化するのを防止できる。また、高融点であるとともに熱伝導度が非常に高く、しかも高温度で化学的に安定しているサーメット製のモリブデン・ジルコニア管５を用いることにより、測温プローブの耐久性を著しく向上できる。
【００１８】
また、高融点保護管の材質として、浸漬する溶湯温度よりも高融点であるインコネルやステンレス等の金属を用いることができる。これにより、安定した状態で溶湯の温度を測温することができ、熱電対が汚染されるのを防止できるのと相俟って、測温プローブの耐久性を著しく向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る溶湯用測温プローブの断面図である。
【図２】同、有底の先端部の拡大断面図である。
【図３】図２に於けるＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１...測温プローブ
２...熱電対
３...セラミック絶縁管
４...セラミック保護管
５...モリブデン・ジルコニア管
６...保護スリーブ
ＳＰ...セラミックパウダー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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