JP2019128338A

JP2019128338A - 熱電対の終端／閉鎖および方法

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Publication number: JP2019128338A
Application number: JP2018012797A
Authority: JP
Inventors: カウリー、ピーター; Cowley Peter
Original assignee: Ccpi Europe Ltd; TE Wire and Cable LLC
Current assignee: Ccpi Europe Ltd; TE Wire and Cable LLC
Priority date: 2018-01-19
Filing date: 2018-01-29
Publication date: 2019-08-01
Also published as: EP3514514A1; US20200348185A1; CN110060799A; US20190226917A1; EP3514514B1; US10753807B2; US11060923B2

Abstract

【課題】二重壁無機絶縁ケーブルの双方の壁またはシージング材料を確実に封止または閉鎖する。【解決手段】複合シース１０５は、金属合金外部シース１１０と、第１の導体１３０および第２の導体１４０と金属合金外部シース１１０との間に配置されたニッケル系内部シース１２０とを有し、内部キャップ１６０および外部キャップ１７０は、熱電対ケーブルの溶接閉鎖領域における熱電対ケーブルの端部に設け、第１の導体１３０および第２の導体１４０は、熱電対ケーブルの端部に溶接ビード熱接点１５０を形成し、内部キャップ１６０が内部シース１２０と同じ材料から形成され、外部キャップ１７０が外部シース１１０と同じ材料から形成される。【選択図】図１

Description

本発明は、熱電対の終端／閉鎖および方法に関し、特に熱接点領域での熱電対ケーブルの二重壁シージングの終端／閉鎖に関する。

従来の無機絶縁ウォールケーブルにおいては、外部環境に対する適切な封止を設け、物質および水分の侵入を防止するための閉鎖が必要となる。同じ理由から、二重壁無機絶縁ケーブルも、同様に、外部シージングまたは外壁の閉鎖または封止を必要とする。加えて、異なる材料からなる内部シースまたは内壁も、外部シースまたは外壁から熱電対線への成分や材料の移動を止めるために封止される必要がある。この新規な方法には、二重壁ケーブル設計における内部および外部シースまたは内壁および外壁双方の完全性の維持が必要となる。内部シースと外部シース、または内壁と外壁とが異なる材料からなるため、理想的には、可能ならば溶接の際にシージング材料が混合することなく、個別に閉鎖される必要がある。

本発明は、二重壁無機絶縁ケーブルの双方の壁またはシージング材料を確実に封止または閉鎖するという課題を解決する。従来の無機絶縁二重壁ケーブルに用いられてきたものと同じ方法を用いる場合には、温度での動作中、溶接閉鎖が障害をおこし、割裂したり吹き出したりして開放され、内部のＭｇＯ粉末を露出して、封止を破壊する。シースの閉鎖溶接の割裂や吹き出しは、溶接プロセスにおける内部および外部シージング材料の混合によるものであり、ケーブルの他の部分に比べて著しく異なる合金からなる溶接または外部シージング領域が生じる。内壁または内部シースの封止は、外壁または外部シースからの成分の移動を阻止／低減することになる。外壁または外部シースの封止により、環境からの継続的な保護がもたらされることになる。内壁および外壁双方を封止することは、熱電対ケーブルの熱接点領域でのシージングの終端／閉鎖に重要である。

本開示の様態は、複合シース内に延在する第１の導体および第２の導体と、熱電対ケーブルの端部に設けられた内部キャップおよび外部キャップとを備える熱電対ケーブルに関する。複合シースは、金属合金外部シースと、第１の導体および第２の導体と金属合金外部シースとの間に配置されたニッケル系内部シースとを有してもよい。内部キャップおよび外部キャップは、熱電対ケーブルの溶接閉鎖領域における熱電対ケーブルの端部に設けてもよい。第１の導体および第２の導体は、熱電対ケーブルの端部に溶接ビード熱接点を形成してもよい。内部キャップが内部シースと同じ材料から形成されてもよく、外部キャップが外部シースと同じ材料から形成されてもよい。加えて、第１の導体および第２の導体がレーザー溶接されてもよく、溶接閉鎖領域がレーザー溶接されてもよい。

本開示の別の様態は、複合シース内に延在する第１の導体および第２の導体と、熱電対ケーブルの端部に設けられた外部キャップとを備える熱電対ケーブルに関してもよい。複合シースは、金属合金外部シースと、第１の導体および第２の導体と金属合金外部シースとの間に配置されたニッケル系内部シースとを有してもよい。外部キャップは、熱電対ケーブルの溶接閉鎖領域における熱電対ケーブルの端部に設けてもよい。第１の導体および第２の導体は、熱電対ケーブルの端部に溶接ビード熱接点を形成してもよい。外部キャップは、外部シースと同じ材料から形成されてもよい。

本開示のさらに別の様態は、複合シース内に延在する第１の導体および第２の導体と、熱電対ケーブルの端部に設けられたキャップとを備える熱電対ケーブルに関してもよい。複合シースは、金属合金外部シースと、第１の導体および第２の導体と金属合金外部シースとの間に配置されたニッケル系内部シースとを有してもよい。キャップは、熱電対ケーブルの溶接閉鎖領域における熱電対ケーブルの端部に設けてもよい。第１の導体および第２の導体は、熱電対ケーブルの端部に溶接ビード熱接点を形成してもよい。キャップは、外部シース材料に適合する外方部と、内部シース材料に適合する内方部とを含んでもよい。

本開示の別の様態は、複合シース内に延在する第１の導体および第２の導体と、熱電対ケーブルの端部に設けられた冷かしめシース閉鎖部とを備える熱電対ケーブルに関してもよい。複合シースは、金属合金外部シースと、第１の導体および第２の導体と金属合金外部シースとの間に配置されたニッケル系内部シースとを有してもよい。第１の導体および第２の導体は、熱電対ケーブルの端部に溶接ビード熱接点を形成してもよい。冷かしめシース閉鎖部は、外部シースと同じ材料から形成される上半分と、内部シースと同じ材料から形成される下半分とを含んでもよい。

本開示のさらに別の様態は、複合シース内に延在し、レーザー溶接された第１の導体および第２の導体と、熱電対ケーブルの溶接閉鎖領域における熱電対ケーブルの端部に設けられた単一の圧縮キャップとを備える熱電対ケーブルに関してもよい。複合シースは、金属合金外部シースと、第１の導体および第２の導体と金属合金外部シースとの間に配置されたニッケル系内部シースとを有してもよい。第１の導体および第２の導体は、熱電対ケーブルの端部に溶接ビード熱接点を形成してもよい。単一の圧縮キャップは、外部シースと同じ材料から形成される上半分と、内部シースと同じ材料から形成される下半分とを含んでもよい。溶接閉鎖領域はレーザー溶接されてもよい。

本実施形態のその他のシステム、方法、特徴、および利点は、当業者には以下の図面および詳細な説明を精査することにより明らかとなろう。追加的なシステム、方法、特徴、および利点は、全て、本明細書および概要ならびに実施形態の範囲に含まれるものであり、添付の請求項により保護されるものである。

本発明の実施形態は、以下の図面および説明を参照することにより、よりよく理解することができる。図の要素は、必ずしも縮尺通りではなく、当該実施形態の原理を説明することに重点が置かれている。また、図において、全図を通して類似の参照番号は対応する部分を示すものとする。本発明は、例として図示されており、類似の参照番号が類似の要素を示す添付の図面に限定されるものではない。

図１は、本発明の第１の実施形態にかかる熱電対の模式的縦断面図であり、導体がコンデンサ式（capacitance）溶接されて閉鎖部がＴＩＧ溶接された二重キャップを有する熱電対の端部を模式的に示す図である。

図２は、本発明の第２の実施形態にかかる熱電対の模式的縦断面図であり、導体がコンデンサ式（capacitance）溶接されて閉鎖部がＴＩＧ溶接された単キャップを有する熱電対の端部を模式的に示す図である。

図３は、本発明の第３の実施形態にかかる熱電対の模式的縦断面図であり、溶接プロセスにおいて内壁／外壁が混合することになる単キャップを有する熱電対の端部を模式的に示す図である。

図４は、本発明の第４の実施形態にかかる熱電対の模式的縦断面図であり、冷かしめされた閉鎖部とコンデンサ式（capacitance）溶接された導体を有する熱電対の端部を模式的に示す図である。

図５は、本発明の第５の実施形態にかかる熱電対の模式的縦断面図であり、導体および閉鎖部がレーザー溶接されたスリーブ付き二重キャップを有する熱電対の端部を模式的に示す図である。

図６は、本発明の第６の実施形態にかかる熱電対の模式的縦断面図であり、導体および閉鎖部がレーザー溶接された圧縮キャップを有する熱電対の端部を模式的に示す図である。

また、図面が一実施形態における複数の要素の縮尺を示すものであることは言うまでもないが、本開示の実施形態は特定の縮尺に限定されるものではない。

本開示の様態は、二重壁無機絶縁熱電対ケーブル用の熱接点形成およびシース閉鎖の手法およびプロセスに関する。この新規な方法には、二重壁熱電対設計における内部および外部シースまたは内壁および外壁双方の完全性の維持が必要となる。

以下の本発明にかかる各種の例示的構造の説明において、本明細書の一部であり、また各種の例示的装置、システム、および本発明の様態が実施される環境を実例として示すものである添付の図面について述べる。本発明の範囲を逸脱することなく、その他の具体的な要素の配置、例示的装置、システム、および環境を用いても、構造的・機能的修正を行ってもよいことは言うまでもない。また、本明細書において、「上」、「下」、「前」、「後」、「横」、「後方」、などの語句は、本発明の特徴や要素の様々な例を説明するために用いられるが、これらの語句は本明細書において、例えば、図に示す方向例や代表的な使用例に基づいて、便宜上用いられるものである。本明細書の記載はいずれも、本発明の範囲に含まれるために特定の３次元的方向が構造に必要であると解釈するべきものではない。また、読み手には、添付の図面が必ずしも縮尺通りではないことを注意されたい。

図１〜図６に、二重壁の熱電対またはケーブルを示す。一般に、これらの熱電対またはケーブルは、２個の導体と、２個の導体のビードまたは接合部と、内部シースと、外部シースと、端部キャップとを備える。熱電対またはケーブルが備える導体数はこれ以外の数であってもよく、例えば２対の熱電対／導体を含む４個であってもよいし、二重であってもよいし、３対の熱電対／導体を含む６個であってもよいし、三重であってもよい。図１〜図６に示すように、完成した熱電対またはケーブルは、それぞれ、冷接点終端を有する。図１〜図６のそれぞれに示すように、熱電対は、さらに様々な寸法で定義することができる。ケーブルの直径は、Ｄであってもよい。ケーブルの溶接キャップまたは閉鎖部の厚みは、Ｗであってもよい。また、ケーブルの、溶接キャップもしくは閉鎖部の端部からのビードもしく接合部の位置であるビードまたは接合距離は、Ｂであってもよい。また、ケーブルの絶縁厚は、溶接キャップまたは閉鎖部の横からビードまたは接合部までの距離として定義されるが、Ａとすることができる。熱電対またはケーブル用に除去／掘削される寸法および深さは、熱接点深さ、全体的な壁厚み、熱接点位置が、ＩＥＣ１５１５の要求を満たす完成品ができるようなものとする。

図１に、第１の実施形態にかかる熱電対１００の模式的縦断面を示し、熱電対１００の端部、特に二重壁無機絶縁熱電対ケーブル１００の温端閉鎖および接点形成を模式的に示す。熱電対１００は、複合シース１０５内に延在する２個の導体１３０，１４０を備えることができる。既に述べたように、本発明から逸脱することなく、熱電対１００内に４または６個の導体を用いることもできる。導体１３０，１４０は、Ｋ型またはＮ型熱電対などの従来の熱電対と同様のものである。従来の熱電対と同じように、導体１３０，１４０は、熱電対１００の長手方向に沿って、絶縁セラミック材料によって、互いに絶縁され、シース１０５の内表面からも絶縁される。

複合シース１０５は管状とすることができ、外部シース１１０と内部シース１２０とを備えてもよい。本明細書を通して、「シース」という語句は、外壁１１０および内壁１２０など、「壁」という語句と入れ替えることができる。外部シース１１０は、インコネル６００などの従来の耐酸化性合金とすることができるが、どのような従来の耐環境性合金であってもよい。加えて、外部シース１１０は、エキゾチック金属または基準外金属のシージングであってもよい。内部シース１２０は、ニッケル系合金とすることができるが、当該技術分野で周知および用いられているどのようなニッケル系組成物であってもよい。熱電対１００は、これ以上の温度において本設計の熱電対が著しい性能の向上を示す１０００℃を超えるような高温での動作を目的としてもよい。しかしながら、本設計は、３００℃〜８００℃などのより低い温度においても好都合である。

二重壁無機絶縁熱電対またはケーブル１００の準備は、従来の無機絶縁ケーブルによって、内部導体１３０，１４０を掘削し、絶縁粉末を除去することにより行われる。加えて、内壁または内部シース１２０を、キャップ深さまで除去することができる。その後、通常の熱接点形成処理によって、導体１３０，１４０には、部分的な絶縁粉末緩衝材とともに熱接点ビード溶接部１５０が形成される。具体的には、図１に、熱電対１００の先端の溶接閉鎖領域に内部キャップ１６０および外部キャップ１７０を用いることを開示している。内部キャップ１６０および外部キャップ１７０は、二重壁無機絶縁ケーブル１００にフィットするために必要なサイズとすることになる。内部キャップ１６０は、内部シースまたは内壁１２０と同じ材料から形成されてもよい。外部キャップ１７０は、外部シースまたは外壁１１０と同じ材料から形成されてもよい。そして、内部キャップ１６０および外部キャップ１７０は、二重壁無機絶縁ケーブル１００内に挿入または配置することができる。その後、通常の方法によって溶接閉鎖部が設けられ、内部キャップ１６０および外部キャップ１７０により熱電対１００の温端シース閉鎖を完了する。以下に、図１に概略を説明した内部キャップ１６０、外部キャップ１７０、および二重壁無機絶縁ケーブル１００の寸法の概要を示す。

図２に、第２の実施形態にかかる熱電対２００の模式的縦断面を示し、熱電対２００の端部、特に二重壁無機絶縁熱電対ケーブル２００の温端閉鎖および接点形成を模式的に示す。熱電対２００は、複合シース２０５内に延在する２個の導体２３０，２４０を備えることができる。既に述べたように、本発明から逸脱することなく、熱電対２００内に４または６個の導体を用いることもできる。導体２３０，２４０は、Ｋ型またはＮ型熱電対などの従来の熱電対と同様のものである。従来の熱電対と同じように、導体２３０，２４０は、熱電対２００の長手方向に沿って、絶縁セラミック材料によって、互いに絶縁され、シース２０５の内表面からも絶縁される。

複合シース２０５は管状とすることができ、外部シース２１０と内部シース２２０とを備えてもよい。本明細書を通して、「シース」という語句は、外壁２１０および内壁２２０など、「壁」という語句と入れ替えることができる。外部シース２１０は、従来の耐酸化性合金とすることができるが、どのような従来の耐環境性合金であってもよい。加えて、外部シース２１０は、エキゾチック金属または基準外金属のシージングであってもよい。内部シース２２０は、ニッケル系合金とすることができるが、当該技術分野で周知および用いられているどのようなニッケル系組成物であってもよい。熱電対２００は、これ以上の温度において本設計の熱電対が著しい性能の向上を示す１０００℃を超えるような高温での動作を目的としてもよい。しかしながら、本設計は、３００℃〜８００℃などのより低い温度においても好都合である。

二重壁無機絶縁熱電対またはケーブル２００の準備は、従来の無機絶縁ケーブルによって、内部導体２３０，２４０を掘削し、絶縁粉末を除去することにより行われる。加えて、内壁または内部シース２２０を、キャップ深さまで除去することができる。その後、通常の熱接点形成処理によって、導体２３０，２４０には、部分的な絶縁粉末緩衝材とともに熱接点ビード溶接部２５０が形成される。具体的には、図２に、溶接閉鎖部に外部キャップ２６０を単一で用いることを開示している。外部キャップ２６０は、二重壁無機絶縁ケーブル２００にフィットするために必要なサイズとすることになる。外部キャップ２６０は、外部シースまたは外壁２１０と同じ材料から形成されてもよい。そして、外部キャップ２６０は、二重壁無機絶縁ケーブル２００内に挿入または配置することができる。その後、通常の方法によって溶接閉鎖部が設けられ、単一の外部キャップ２６０により温端シース閉鎖を完了する。以下に、図２に概略を説明した外部キャップ２６０および二重壁無機絶縁ケーブル２００の寸法の概要を示す。

図３に、第３の実施形態にかかる熱電対３００の模式的縦断面を示し、熱電対３００の端部、特に二重壁無機絶縁熱電対ケーブル３００の温端閉鎖および接点形成を模式的に示す。熱電対３００は、複合シース３０５内に延在する２個の導体３３０，３４０を備えることができる。既に述べたように、本発明から逸脱することなく、熱電対３００内に４または６個の導体を用いることもできる。導体３３０，３４０は、Ｋ型またはＮ型熱電対などの従来の熱電対と同様のものである。従来の熱電対と同じように、導体３３０，３４０は、熱電対３００の長手方向に沿って、絶縁セラミック材料によって、互いに絶縁され、シース３０５の内表面からも絶縁される。

複合シース３０５は管状とすることができ、外部シース３１０と内部シース３２０とを備えてもよい。本明細書を通して、「シース」という語句は、外壁３１０および内壁３２０など、「壁」という語句と入れ替えることができる。外部シース３１０は、従来の耐酸化性合金とすることができるが、どのような従来の耐環境性合金であってもよい。加えて、外部シース３１０は、エキゾチック金属または基準外金属のシージングであってもよい。内部シース３２０は、ニッケル系合金とすることができるが、当該技術分野で周知および用いられているどのようなニッケル系組成物であってもよい。熱電対３００は、これ以上の温度において本設計の熱電対が著しい性能の向上を示す１０００℃を超えるような高温での動作を目的としてもよい。しかしながら、本設計は、３００℃〜８００℃などのより低い温度においても好都合である。

二重壁無機絶縁熱電対またはケーブル３００の準備は、従来の無機絶縁ケーブルによって、内部導体３３０，３４０を掘削し、絶縁粉末を除去することにより行われる。その後、通常の熱接点形成処理によって、導体３３０，３４０には、部分的な絶縁粉末緩衝材とともに熱接点ビード溶接部３５０が形成される。具体的には、図３に、溶接閉鎖部に単キャップ３６０を用いることを開示している。単キャップ３６０は、二重壁無機絶縁ケーブル３００にフィットするために必要なサイズとすることになる。キャップ３６０は、外部シース３１０と同じ材料から形成されてもよい。必要とされるサイズのキャップ３６０は、（キャップ３６０の上半分が外部シース３１０の組成に適合し、キャップ３６０の下半分が内部シース３２０の組成に適合した状態で）内部シース３２０および外部シース３１０と同じ材料から形成される。そして、キャップ３６０は、二重壁無機絶縁ケーブル３００内に配置することができる。その後、通常の方法によって溶接閉鎖部が設けられ、キャップ３６０により熱電対３００の温端シース閉鎖を完了する。キャップ３６０は、溶接プロセスの際、外部シース３１０および内部シース３２０と混合することになってもよい。以下に、図３に概略を説明したキャップ３６０および二重壁無機絶縁ケーブル３００の寸法の概要を示す。

図４に、第４の実施形態にかかる熱電対４００の模式的縦断面を示し、熱電対４００の端部、特に二重壁無機絶縁熱電対ケーブル４００の温端閉鎖および接点形成を模式的に示す。熱電対４００は、複合シース４０５内に延在する２個の導体４３０，４４０を備えることができる。既に述べたように、本発明から逸脱することなく、熱電対４００内に４または６個の導体を用いることもできる。導体４３０，４４０は、Ｋ型またはＮ型熱電対などの従来の熱電対と同様のものである。従来の熱電対と同じように、導体４３０，４４０は、熱電対４００の長手方向に沿って、絶縁セラミック材料によって、互いに絶縁され、シース４０５の内表面からも絶縁される。

複合シース４０５は管状とすることができ、外部シース４１０と内部シース４２０とを備えてもよい。本明細書を通して、「シース」という語句は、外壁４１０および内壁４２０など、「壁」という語句と入れ替えることができる。外部シース４１０は、従来の耐酸化性合金とすることができるが、どのような従来の耐環境性合金であってもよい。加えて、外部シース４１０は、エキゾチック金属または基準外金属のシージングであってもよい。内部シース４２０は、ニッケル系合金とすることができるが、当該技術分野で周知および用いられているどのようなニッケル系組成物であってもよい。熱電対４００は、これ以上の温度において本設計の熱電対が著しい性能の向上を示す１０００℃を超えるような高温での動作を目的としてもよい。しかしながら、本設計は、３００℃〜８００℃などのより低い温度においても好都合である。

二重壁無機絶縁熱電対またはケーブル４００の準備は、従来の無機絶縁ケーブルによって、内部導体４３０，４４０を掘削し、絶縁粉末を除去することにより行われる。導体４３０，４４０には、通常の熱接点形成処理によって、部分的な絶縁粉末緩衝材とともに熱接点ビード溶接部４５０が形成されることになる。具体的には、図４に、冷かしめシース閉鎖部４６０とコンデンサ式（capacitance）溶接された導体４３０，４４０とを開示している。シース閉鎖部４６０は、シースを冷かしめすることにより、シース閉鎖部４６０を設けるために追加の材料を用いることなく設けることができる。冷かしめ閉鎖部４６０は、気密封止を維持するために、ＴＩＧまたはレーザー溶接プロセスを用いた外部シース４１０への封止溶接を必要としてもよい。シース閉鎖部４６０は、シース閉鎖部４６０の上半分４６２が外部シース４１０の材料に適合し、シース閉鎖部４６０の下半分４６４が内部シース４２０の材料に適合した状態で、外部シース４１０および内部シース４２０と同じ材料から形成される。以下に、図４に概略を説明したシース閉鎖部４６０および二重壁無機絶縁ケーブル４００の寸法の概要を示す。

図５に、第３の実施形態にかかる熱電対５００の模式的縦断面を示し、熱電対５００の端部、特に二重壁無機絶縁熱電対ケーブル５００の温端閉鎖および接点形成を模式的に示す。熱電対５００は、複合シース５０５内に延在する２個の導体５３０，５４０を備えることができる。既に述べたように、本発明から逸脱することなく、熱電対５００内に４または６個の導体を用いることもできる。導体５３０，５４０は、Ｋ型またはＮ型熱電対などの従来の熱電対と同様のものである。従来の熱電対と同じように、導体５３０，５４０は、熱電対５００の長手方向に沿って、絶縁セラミック材料によって、互いに絶縁され、シース５０５の内表面からも絶縁される。

複合シース５０５は管状とすることができ、外部シース５１０と内部シース５２０とを備えてもよい。本明細書を通して、「シース」という語句は、外壁５１０および内壁５２０など、「壁」という語句と入れ替えることができる。外部シース５１０は、従来の耐酸化性合金とすることができるが、どのような従来の耐環境性合金であってもよい。加えて、外部シース５１０は、エキゾチック金属または基準外金属のシージングであってもよい。内部シース５２０は、ニッケル系合金とすることができるが、当該技術分野で周知および用いられているどのようなニッケル系組成物であってもよい。熱電対５００は、これ以上の温度において本設計の熱電対が著しい性能の向上を示す１０００℃を超えるような高温での動作を目的としてもよい。しかしながら、本設計は、３００℃〜８００℃などのより低い温度においても好都合である。

二重壁無機絶縁熱電対またはケーブル５００の準備は、従来の無機絶縁ケーブルによって、内部導体５３０，５４０を掘削し、絶縁粉末を除去することにより行われる。加えて、外壁または外部シース５１０を、キャップ深さまで除去し、内部シース５２０を内部キャップ深さに露出した状態とすることができる。その後、通常の熱接点形成処理によって、導体５３０，５４０には、部分的な絶縁粉末緩衝材とともに熱接点ビード溶接部５５０が形成される。具体的には、図５に、熱電対５００の先端の溶接閉鎖領域に内部キャップ５６０と外部キャップ５７０とを有するスリーブ付きの二重キャップを用いることを開示している。管形状の外部シース材料からなる、外部シース５１０の除去された長さよりも長い外部キャップ５７０が、開放領域にかぶせられる。管と外部キャップ５７０が、レーザー溶接機を用いてケーブル５００に溶接されることになる。内部キャップ５６０および外部キャップ５７０は、二重壁無機絶縁ケーブル５００にフィットするために必要なサイズとすることになる。内部キャップ５６０は、内部シースまたは内壁５２０と同じ材料から形成されてもよい。外部キャップ５７０は、外部シースまたは外壁５１０と同じ材料から形成されてもよい。本発明から逸脱することなく、内部キャップ５６０および外部キャップ５７０を、２つの異なる材料からなる圧縮キャップとすることができる。そして、内部キャップ５６０および外部キャップ５７０は、二重壁無機絶縁ケーブル５００内に挿入または配置することができる。その後、レーザー溶接された閉鎖部が設けられ、内部キャップ５６０および外部キャップ５７０により熱電対５００の温端シース閉鎖を完了する。内部キャップ５６０は、内部シース５２０に溶接されてもよい。外部キャップ５７０は、外部シース５１０に溶接されてもよく、外部キャップ５７０および外部シース５１０と同じ材料であってもよい。その後、レーザー溶接プロセスを用いる代わりに、外部キャップ５７０を内部シース５２０の上にスライドして外部シース５１０に突き合わせてまたは隣接させて、突き合わせ溶接を行うことができる。以下に、図５に概略を説明した内部キャップ５６０、外部キャップ５７０、および二重壁無機絶縁ケーブル５００の寸法の概要を示す。

図６に、第３の実施形態にかかる熱電対６００の模式的縦断面を示し、熱電対６００の端部、特に二重壁無機絶縁熱電対ケーブル６００の温端閉鎖および接点形成を模式的に示す。熱電対６００は、複合シース６０５内に延在する２個の導体６３０，６４０を備えることができる。既に述べたように、本発明から逸脱することなく、熱電対６００内に４または６個の導体を用いることもできる。導体６３０，６４０は、Ｋ型またはＮ型熱電対などの従来の熱電対と同様のものである。従来の熱電対と同じように、導体６３０，６４０は、熱電対６００の長手方向に沿って、絶縁セラミック材料によって、互いに絶縁され、シース６０５の内表面からも絶縁される。

複合シース６０５は管状とすることができ、外部シース６１０と内部シース６２０とを備えてもよい。本明細書を通して、「シース」という語句は、外壁６１０および内壁６２０など、「壁」という語句と入れ替えることができる。外部シース６１０は、従来の耐酸化性合金とすることができるが、どのような従来の耐環境性合金であってもよい。加えて、外部シース６１０は、エキゾチック金属または基準外金属のシージングであってもよい。内部シース６２０は、ニッケル系合金とすることができるが、当該技術分野で周知および用いられているどのようなニッケル系組成物であってもよい。熱電対６００は、これ以上の温度において本設計の熱電対が著しい性能の向上を示す１０００℃を超えるような高温での動作を目的としてもよい。しかしながら、本設計は、３００℃〜８００℃などのより低い温度においても好都合である。

二重壁無機絶縁熱電対またはケーブル６００の準備は、従来の無機絶縁ケーブルによって、内部導体６３０，６４０を掘削し、絶縁粉末を除去することにより行われる。通常の熱接点形成処理によって、導体６３０，６４０には、部分的な絶縁粉末緩衝材とともに熱接点ビード溶接部６５０が形成される。具体的には、図６に、レーザー溶接された閉鎖部および導体６３０，６４０を有する１個の圧縮キャップ６６０を開示している。圧縮キャップ６６０は必要なサイズとし、二重壁無機絶縁ケーブル６００内に挿入または配置することができる。圧縮キャップ６６０は、圧縮キャップ６６０の上半分６６２が外部シース６１０の材料に適合し、圧縮キャップ６６０の下半分６６４が内部シース６２０の材料に適合した状態で、外部シース６１０および内部シース６２０と同じ材料から形成されてもよい。その後、レーザー溶接された閉鎖部６７０が設けられて、圧縮キャップ６６０による熱電対６００の温端シース閉鎖を完了する。加えて、図６に示すプロセスとして、外部シース６１０を研磨または除去する方法を用いることができる。以下に、図６に概略を説明した圧縮キャップ６６０および二重壁無機絶縁ケーブル６００の寸法の概要を示す。

以上、各種の実施形態を説明したが、これらの説明は、限定ではなく例示を目的とするものであり、これら実施形態の範囲においてさらに数多くの実施形態および実施例が可能であることは当業者には明らかとなろう。したがって、これら実施形態は、添付の請求項およびその等価例を踏まえることを除いては限定されるべきものではない。また、添付の請求項の範囲において各種の修正および変更を行うこともできる。

Claims

熱電対ケーブルであって、
複合シース内に延在する第１の導体および第２の導体と、
前記複合シースであって、金属合金外部シースと、前記第１の導体および前記第２の導体と前記金属合金外部シースとの間に配置されたニッケル系内部シースとを有する複合シースと、
前記熱電対ケーブルの溶接閉鎖領域における前記熱電対ケーブルの端部に設けられた内部キャップおよび外部キャップとを備え、
前記第１の導体および前記第２の導体が、前記熱電対ケーブルの端部に溶接ビード熱接点を形成し、
前記内部キャップが前記内部シースと同じ材料から形成され、前記外部キャップが前記外部シースと同じ材料から形成される、熱電対ケーブル。
前記第１の導体および前記第２の導体がレーザー溶接され、前記溶接閉鎖領域がレーザー溶接された、請求項１に記載の熱電対ケーブル。
前記第１の導体および前記第２の導体は、絶縁セラミック材料によって、互いに絶縁され、前記複合シースの内表面からも絶縁される、請求項１に記載の熱電対ケーブル。
前記金属合金外部シースは、従来の耐酸化性合金から形成される、請求項１に記載の熱電対ケーブル。
前記金属合金外部シースは、耐環境性合金から形成される、請求項１に記載の熱電対ケーブル。
前記内部キャップおよび前記外部キャップは、前記熱電対ケーブルにフィットするサイズである、請求項１に記載の熱電対ケーブル。
前記金属合金外部シースは、前記ニッケル系内部シースに接触する、請求項１に記載の熱電対ケーブル。
熱電対ケーブルであって、
複合シース内に延在する第１の導体および第２の導体と、
前記複合シースであって、金属合金外部シースと、前記第１の導体および前記第２の導体と前記金属合金外部シースとの間に配置されたニッケル系内部シースとを有する複合シースと、
前記熱電対ケーブルの溶接閉鎖領域における前記熱電対ケーブルの端部に設けられた外部キャップとを備え、
前記第１の導体および前記第２の導体が、前記熱電対ケーブルの端部に溶接ビード熱接点を形成し、
前記外部キャップが前記外部シースと同じ材料から形成される、熱電対ケーブル。
前記第１の導体および前記第２の導体は、絶縁セラミック材料によって、互いに絶縁され、前記複合シースの内表面からも絶縁される、請求項８に記載の熱電対ケーブル。
前記金属合金外部シースは、従来の耐酸化性合金から形成される、請求項８に記載の熱電対ケーブル。
前記金属合金外部シースは、耐環境性合金から形成される、請求項８に記載の熱電対ケーブル。
前記外部キャップは、前記熱電対ケーブルにフィットするサイズである、請求項８に記載の熱電対ケーブル。
前記金属合金外部シースは、前記ニッケル系内部シースに接触する、請求項８に記載の熱電対ケーブル。
熱電対ケーブルであって、
複合シース内に延在する第１の導体および第２の導体と、
前記複合シースであって、金属合金外部シースと、前記第１の導体および前記第２の導体と前記金属合金外部シースとの間に配置されたニッケル系内部シースとを有する複合シースと、
前記熱電対ケーブルの溶接閉鎖領域における前記熱電対ケーブルの端部に設けられたキャップとを備え、
前記第１の導体および前記第２の導体が、前記熱電対ケーブルの端部に溶接ビード熱接点を形成し、
前記キャップが、外部シース材料に適合する外方部と、内部シース材料に適合する内方部とを含む、熱電対ケーブル。
前記キャップの前記内方部および前記外方部は、それぞれ、前記キャップの両半分である、請求項１４に記載の熱電対ケーブル。
前記第１の導体および前記第２の導体は、絶縁セラミック材料によって、互いに絶縁され、前記複合シースの内表面からも絶縁される、請求項１４に記載の熱電対ケーブル。
前記金属合金外部シースは、従来の耐酸化性合金から形成される、請求項１４に記載の熱電対ケーブル。
前記金属合金外部シースは、耐環境性合金から形成される、請求項１４に記載の熱電対ケーブル。
前記外部キャップは、前記熱電対ケーブルにフィットするサイズである、請求項１４に記載の熱電対ケーブル。
前記金属合金外部シースは、前記ニッケル系内部シースに接触する、請求項１４に記載の熱電対ケーブル。
熱電対ケーブルであって、
複合シース内に延在する第１の導体および第２の導体と、
前記複合シースであって、金属合金外部シースと、前記第１の導体および前記第２の導体と前記金属合金外部シースとの間に配置されたニッケル系内部シースとを有する複合シースと、
前記熱電対ケーブルの端部に設けられた冷かしめシース閉鎖部とを備え、
前記第１の導体および前記第２の導体が、前記熱電対ケーブルの端部に溶接ビード熱接点を形成し、
前記冷かしめシース閉鎖部は、前記外部シースと同じ材料から形成される上半分と、前記内部シースと同じ材料から形成される下半分とを含む、熱電対ケーブル。
前記第１の導体および前記第２の導体は、絶縁セラミック材料によって、互いに絶縁され、前記複合シースの内表面からも絶縁される、請求項２１に記載の熱電対ケーブル。
前記金属合金外部シースは、従来の耐酸化性合金から形成される、請求項２１に記載の熱電対ケーブル。
前記金属合金外部シースは、耐環境性合金から形成される、請求項２１に記載の熱電対ケーブル。
前記金属合金外部シースは、前記ニッケル系内部シースに接触する、請求項２１に記載の熱電対ケーブル。
熱電対ケーブルであって、
複合シース内に延在し、レーザー溶接された第１の導体および第２の導体と、
前記複合シースであって、金属合金外部シースと、前記第１の導体および前記第２の導体と前記金属合金外部シースとの間に配置されたニッケル系内部シースとを有する複合シースと、
前記熱電対ケーブルの溶接閉鎖領域における前記熱電対ケーブルの端部に設けられた単一の圧縮キャップとを備え、
前記第１の導体および前記第２の導体が、前記熱電対ケーブルの端部に溶接ビード熱接点を形成し、
前記単一の圧縮キャップは、前記外部シースと同じ材料から形成される上半分と、前記内部シースと同じ材料から形成される下半分とを含み、
前記溶接閉鎖領域はレーザー溶接される、熱電対ケーブル。
前記第１の導体および前記第２の導体は、絶縁セラミック材料によって、互いに絶縁され、前記複合シースの内表面からも絶縁される、請求項２６に記載の熱電対ケーブル。
前記金属合金外部シースは、従来の耐酸化性合金から形成される、請求項２６に記載の熱電対ケーブル。
前記金属合金外部シースは、耐環境性合金から形成される、請求項２６に記載の熱電対ケーブル。
前記金属合金外部シースは、前記ニッケル系内部シースに接触する、請求項２６に記載の熱電対ケーブル。