JPH0346986B2 - - Google Patents
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- JPH0346986B2 JPH0346986B2 JP60230087A JP23008785A JPH0346986B2 JP H0346986 B2 JPH0346986 B2 JP H0346986B2 JP 60230087 A JP60230087 A JP 60230087A JP 23008785 A JP23008785 A JP 23008785A JP H0346986 B2 JPH0346986 B2 JP H0346986B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
- G21C17/10—Structural combination of fuel element, control rod, reactor core, or moderator structure with sensitive instruments, e.g. for measuring radioactivity, strain
- G21C17/112—Measuring temperature
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/02—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
- G01K7/04—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples the object to be measured not forming one of the thermoelectric materials
-
- H—ELECTRICITY
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- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/01—Manufacture or treatment
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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Description
【発明の詳細な説明】
発明の背景
熱電対装置は、例えば米国特許第4406011号に
記載される様に、原子炉用を含む種々の用途に使
われており、この為米国特許第3939554号及び同
第4277886号に記載される様な設計の組合せが開
発されている。
記載される様に、原子炉用を含む種々の用途に使
われており、この為米国特許第3939554号及び同
第4277886号に記載される様な設計の組合せが開
発されている。
発明の要約
この発明は核分裂性物質の中にカプセル封じさ
れた金属接点で構成される特定の熱電対構造を対
象とし、この様な熱電対装置を作る独特で改良さ
れた手段を提供する。
れた金属接点で構成される特定の熱電対構造を対
象とし、この様な熱電対装置を作る独特で改良さ
れた手段を提供する。
特にこの発明は1983年12月12日に出願された係
属中の米国特許出願通し番号第560122号に記載さ
れた形式の熱電対の製造に関する。
属中の米国特許出願通し番号第560122号に記載さ
れた形式の熱電対の製造に関する。
フイツシヨンカツプル・センサ素子を製造する
この発明の方法は、高度の制御作用並びに再現性
を持つて、熱電対のワイヤの接点を核分裂性物質
の球の中に同心に包み込み、こうして製品に一貫
性及び精度を持たせる。
この発明の方法は、高度の制御作用並びに再現性
を持つて、熱電対のワイヤの接点を核分裂性物質
の球の中に同心に包み込み、こうして製品に一貫
性及び精度を持たせる。
発明の目的
この発明の主な目的は、金属の球の中にカプセ
ル封じされた熱電対を作る改良された有効な方法
を提供することである。
ル封じされた熱電対を作る改良された有効な方法
を提供することである。
この発明の別の目的は、金属の球にカプセル封
じされた熱電対を作る方法として、カプセル封じ
の組成、その密度並びに一様性、その寸法と球形
度、及びその構成部品の同心度並びに対称性を有
効に制御することが出来る様にする方法を提供す
ることである。
じされた熱電対を作る方法として、カプセル封じ
の組成、その密度並びに一様性、その寸法と球形
度、及びその構成部品の同心度並びに対称性を有
効に制御することが出来る様にする方法を提供す
ることである。
この発明の別の目的は、ワイヤの接点が核分裂
性物質の球の中にカプセル封じされていて、この
球は空所がなく、密度が一様で、接点を同心に取
囲む様な熱電対装置を作る方法を提供することで
ある。
性物質の球の中にカプセル封じされていて、この
球は空所がなく、密度が一様で、接点を同心に取
囲む様な熱電対装置を作る方法を提供することで
ある。
この発明の別の目的は、包み込まれた接点の周
りに一様に近い半径並びに同心度を持つ球形の核
分裂性物質の本体の中にワイヤの接点がカプセル
封じされている熱電対装置を作る方法を提供する
ことである。
りに一様に近い半径並びに同心度を持つ球形の核
分裂性物質の本体の中にワイヤの接点がカプセル
封じされている熱電対装置を作る方法を提供する
ことである。
好ましい実施例の詳しい説明
この発明は、ワイヤ接点が核分裂物質の球の中
にカプセル封じされていて、原子炉並びに放射能
の環境を持つ同様な役目に役立つ改良された熱電
対装置を作る独特な方法を提供する。この熱電対
装置の典型的な構造を説明する。
にカプセル封じされていて、原子炉並びに放射能
の環境を持つ同様な役目に役立つ改良された熱電
対装置を作る独特な方法を提供する。この熱電対
装置の典型的な構造を説明する。
第１図について説明すると、好ましい実施例と
なる普通に使われるクロメル及びアルメルの様な
熱電対合金で典型的に構成された第１のワイヤ１
４及び第２のワイヤ１６を公知の方法で結合する
ことにより、接点１２に熱電対効果が生ずる。両
方のワイヤは直径が非常に小さく、１乃至２ミル
程度である。
なる普通に使われるクロメル及びアルメルの様な
熱電対合金で典型的に構成された第１のワイヤ１
４及び第２のワイヤ１６を公知の方法で結合する
ことにより、接点１２に熱電対効果が生ずる。両
方のワイヤは直径が非常に小さく、１乃至２ミル
程度である。
熱電対接点１２が金属ウランの様な核分裂性物
質の球１８の公称中心にカプセル封じされ、金属
めつき等により、貴金属のさや層２０が設けられ
ている。
質の球１８の公称中心にカプセル封じされ、金属
めつき等により、貴金属のさや層２０が設けられ
ている。
装置１０を構成する全体的な球は典型的には直
径が35乃至40ミルの範囲内であり、中性子を吸収
した時に熱を発生するウラン、トリウム又はプル
トニウムの様な核分裂性物質で構成される。中性
子の作用によつて球１８の核分裂性物質が加熱さ
れると、熱電対接点１２が普通の様に作用して、
出力ワイヤ１４，１６の間に電圧を発生する。こ
の電圧は熱電対接点の温度に対して関係関数を持
つている。
径が35乃至40ミルの範囲内であり、中性子を吸収
した時に熱を発生するウラン、トリウム又はプル
トニウムの様な核分裂性物質で構成される。中性
子の作用によつて球１８の核分裂性物質が加熱さ
れると、熱電対接点１２が普通の様に作用して、
出力ワイヤ１４，１６の間に電圧を発生する。こ
の電圧は熱電対接点の温度に対して関係関数を持
つている。
球１８を包み込むさや層２０は厚さ１ミル未満
の金の薄層で構成することが好ましい。薄いさや
層２０は、金、白金及びパラジウムの様に、熱結
合が出来る一群の貴金属から選ばれる。一般的に
さや層の厚さは0.1乃至0.3ミルであり、約0.2ミル
であることが好ましく、典型的には電解沈積の様
な普通の金属のめつき方法によつて適用される。
の金の薄層で構成することが好ましい。薄いさや
層２０は、金、白金及びパラジウムの様に、熱結
合が出来る一群の貴金属から選ばれる。一般的に
さや層の厚さは0.1乃至0.3ミルであり、約0.2ミル
であることが好ましく、典型的には電解沈積の様
な普通の金属のめつき方法によつて適用される。
この発明の方法の好ましい手順を実施する適当
な手段が第２図に示す装置であり、これはるつぼ
集成体２２で構成される。
な手段が第２図に示す装置であり、これはるつぼ
集成体２２で構成される。
るつぼ集成体２２が金属カツプ２４及びキヤツ
プ２６を持つていて、金属カツプを加熱し、こう
してるつぼ及びその中味を加熱する為の無線周波
コイル２８によつて取巻かれている。カツプ２４
及びキヤツプ２６はモリブデンの様な耐火金属で
構成される。
プ２６を持つていて、金属カツプを加熱し、こう
してるつぼ及びその中味を加熱する為の無線周波
コイル２８によつて取巻かれている。カツプ２４
及びキヤツプ２６はモリブデンの様な耐火金属で
構成される。
金属カツプ２４の中にはアルミナ又はマグネシ
アの様な結晶粒の細かい高級な耐火セラミツクで
形成されたセラミツクのるつぼ３０が入つてい
る。セラミツクのるつぼ３０は適当な寸法の円錐
形を持つ内部空所３２を有し、この空所は精密に
予定の球の半径を持つ半球形頂点３４を有する。
この頂点が、底又は下向きに収斂する空所３２の
末端を形成する。
アの様な結晶粒の細かい高級な耐火セラミツクで
形成されたセラミツクのるつぼ３０が入つてい
る。セラミツクのるつぼ３０は適当な寸法の円錐
形を持つ内部空所３２を有し、この空所は精密に
予定の球の半径を持つ半球形頂点３４を有する。
この頂点が、底又は下向きに収斂する空所３２の
末端を形成する。
るつぼ３０の円錐形空所３２の中に環状ブラケ
ツト３６を設けて、導線１４，１６の様な熱電対
のワイヤを予定の配置で支持して、熱電対接点１
２を形成するそれらの相接する端が円錐形空所３
２の半球形頂点３４内に同心に配置されるように
することが好ましい。カツプ２４に対する金属キ
ヤツプ２６も、仮付け溶接部３８−３８′又はそ
の他の取付け方法等により、導線のワイヤを一定
位置に一時的に固定するのに適切な構造になる。
ツト３６を設けて、導線１４，１６の様な熱電対
のワイヤを予定の配置で支持して、熱電対接点１
２を形成するそれらの相接する端が円錐形空所３
２の半球形頂点３４内に同心に配置されるように
することが好ましい。カツプ２４に対する金属キ
ヤツプ２６も、仮付け溶接部３８−３８′又はそ
の他の取付け方法等により、導線のワイヤを一定
位置に一時的に固定するのに適切な構造になる。
この発明の方法の好ましい実施例では、細いク
ロメル・ワイヤ及び細いアルメル・ワイヤの様な
ワイヤ導線１４，１６がその一端で互いに結合さ
れて典型的な熱電対接点１２を形成するが、セラ
ミツクのるつぼ３０の内部空所３２内に降りて、
上に述べた様にその中に固定される様に適切に位
置ぎめされる。ワイヤ１４及び１６は、熱電対接
点１２を形成するそれらの相接する端が、るつぼ
３０の円錐形内部空所３２の半球形頂点３４内に
同心に配置される様に、対称的に配置され且つ位
置ぎめされる。即ち、接点１２は頂点３４の半球
形の面のあらゆる部分から略同じ距離の所にあ
る。
ロメル・ワイヤ及び細いアルメル・ワイヤの様な
ワイヤ導線１４，１６がその一端で互いに結合さ
れて典型的な熱電対接点１２を形成するが、セラ
ミツクのるつぼ３０の内部空所３２内に降りて、
上に述べた様にその中に固定される様に適切に位
置ぎめされる。ワイヤ１４及び１６は、熱電対接
点１２を形成するそれらの相接する端が、るつぼ
３０の円錐形内部空所３２の半球形頂点３４内に
同心に配置される様に、対称的に配置され且つ位
置ぎめされる。即ち、接点１２は頂点３４の半球
形の面のあらゆる部分から略同じ距離の所にあ
る。
熱電対接点１２をこの様に中心合せしたら、そ
れから伸びるワイヤ導線１４，１６は、残りの製
造手順全体に亘り、接点１２の精密な位置を保つ
様に適当に固定される。例えば、好ましい実施例
では、第２図に示すように、ワイヤ１４，１６
は、円錐形の空所３２の壁と全体的に平行に、上
向き及び外向きに対称的に伸ばされる。この様に
配置して位置ぎめした時に、ワイヤ１４，１６は
仮付け溶接部３８−３８′によつて金属キヤツプ
２６に、又適当な手段によつてブラケツト３６に
固定することができ、キヤツプ２６とブラケツト
３６の両方に固定することが好ましい。
れから伸びるワイヤ導線１４，１６は、残りの製
造手順全体に亘り、接点１２の精密な位置を保つ
様に適当に固定される。例えば、好ましい実施例
では、第２図に示すように、ワイヤ１４，１６
は、円錐形の空所３２の壁と全体的に平行に、上
向き及び外向きに対称的に伸ばされる。この様に
配置して位置ぎめした時に、ワイヤ１４，１６は
仮付け溶接部３８−３８′によつて金属キヤツプ
２６に、又適当な手段によつてブラケツト３６に
固定することができ、キヤツプ２６とブラケツト
３６の両方に固定することが好ましい。
熱電対接点１２及びそれに関連するワイヤ導線
１４，１６を位置ぎめして固定したら、半球形頂
点３４の中にそれと同心に固定された熱電対接点
１２を取巻く様に、るつぼの空所３２の半球形頂
点３４の中に、細かい粉末状の酸化ウランの様な
核分裂性金属の酸化物の計量した量を沈積する。
粉末金属酸化物の量は、この酸化物が還元された
時、半球形頂点３４の設計した通りの直径と大体
対応する、設計した直径を持つ金属の球が出来る
様に予め決定される。
１４，１６を位置ぎめして固定したら、半球形頂
点３４の中にそれと同心に固定された熱電対接点
１２を取巻く様に、るつぼの空所３２の半球形頂
点３４の中に、細かい粉末状の酸化ウランの様な
核分裂性金属の酸化物の計量した量を沈積する。
粉末金属酸化物の量は、この酸化物が還元された
時、半球形頂点３４の設計した通りの直径と大体
対応する、設計した直径を持つ金属の球が出来る
様に予め決定される。
るつぼ集成体２２及びその中味の粉末酸化物を
無線周波コイル２８を用いて予定の温度まで加熱
することにより、熱電対接点１２を取囲んだ
まゝ、金属酸化物が還元されて金属が溶融する。
半球形頂点３４内にこの結果できる溶融金属の表
面張力により、溶融物は、熱電対接点１２を同心
に取囲む略一様な質量の略精密な球に収縮する。
勿論、るつぼ３０及びその中で溶融する核分裂性
物質の夫々の組成は、表面張力によつて、溶融金
属の球形の湾曲及び形が達成され且つ維持される
様に、溶融物がるつぼの材料を濡らさない様に選
ばなければならない。
無線周波コイル２８を用いて予定の温度まで加熱
することにより、熱電対接点１２を取囲んだ
まゝ、金属酸化物が還元されて金属が溶融する。
半球形頂点３４内にこの結果できる溶融金属の表
面張力により、溶融物は、熱電対接点１２を同心
に取囲む略一様な質量の略精密な球に収縮する。
勿論、るつぼ３０及びその中で溶融する核分裂性
物質の夫々の組成は、表面張力によつて、溶融金
属の球形の湾曲及び形が達成され且つ維持される
様に、溶融物がるつぼの材料を濡らさない様に選
ばなければならない。
還元及び溶融の後、るつぼ３０及びその球形の
溶融物を徐々に冷却して、金属を、空所がなく、
熱電対接点１２を同心に取囲む一様な密度を持つ
球として凝固させる。凝固して、周囲温度状態の
近くまで冷却した時、ワイヤ導線１４，１６を任
意の固定手段から離し、核分裂性物質の球１８の
公称中心の中にカプセル封じされた接点１２を持
つ複合熱電対装置をるつぼ装置２２から取出す。
溶融物を徐々に冷却して、金属を、空所がなく、
熱電対接点１２を同心に取囲む一様な密度を持つ
球として凝固させる。凝固して、周囲温度状態の
近くまで冷却した時、ワイヤ導線１４，１６を任
意の固定手段から離し、核分裂性物質の球１８の
公称中心の中にカプセル封じされた接点１２を持
つ複合熱電対装置をるつぼ装置２２から取出す。
その後、普通の金属めつき手順の様な適当な方
法により、例えば金の様な貴金属の薄層２０から
成る保護さやを核分裂性物質の球１８を取囲む様
に適用する。
法により、例えば金の様な貴金属の薄層２０から
成る保護さやを核分裂性物質の球１８を取囲む様
に適用する。
第１図はこの発明の方法によつて作られたカプ
セル封じされた熱電対装置の一例の構造を示す簡
略断面図、第２図はこの発明の方法を実施するの
に用いることが好ましいるつぼ集成体の簡略断面
図である。 主な符号の説明、１２：熱電対接点、１４，１
６：ワイヤ、１８：核分裂性物質の球、２８：無
線周波コイル、３０：るつぼ、３２：内部空所、
３４：半球形頂点。
セル封じされた熱電対装置の一例の構造を示す簡
略断面図、第２図はこの発明の方法を実施するの
に用いることが好ましいるつぼ集成体の簡略断面
図である。 主な符号の説明、１２：熱電対接点、１４，１
６：ワイヤ、１８：核分裂性物質の球、２８：無
線周波コイル、３０：るつぼ、３２：内部空所、
３４：半球形頂点。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 熱電対を作る方法に於て、その底に半球形頂
点を持つ円錐形の内部空所を有する耐火るつぼを
用意し、前記半球形頂点に隣接して接点を形成す
る様にその両端を接するようにして、一対の熱電
対ワイヤを前記るつぼの空所内に位置ぎめし、前
記位置ぎめしたワイヤの相接する端の周りで、る
つぼの空所の半球形頂点の中に或る量の粉末金属
酸化物を沈積し、前記るつぼ及びその中味を加熱
して、粉末金属酸化物を還元並びに溶融すること
により、表面張力によつて、その結果出来た溶融
金属を前記熱電対のワイヤの相接する端を囲む球
に収縮させ、前記るつぼ並びに該るつぼの空所の
半球形頂点内にある溶融金属の球を冷却して、熱
電対のワイヤの相接する端を取囲む金属の球を凝
固させる工程を含む方法。 ２ 特許請求の範囲１に記載した方法に於て、前
記粉末金属酸化物が核分裂性物質である方法。 ３ 特許請求の範囲１に記載した方法に於て、前
記粉末金属酸化物が酸化ウランである方法。 ４ 特許請求の範囲１に記載した方法に於て、熱
電対のワイヤの相接する端を取囲む凝固した金属
の球を貴金属でめつきする方法。 ５ 熱電対を作る方法に於て、その底に半球形頂
点を持つ円錐形の内部空所を有する耐火るつぼを
用意し、前記半球形頂点内に中心合せされた接点
を形成する様にその端が相接するように、前記る
つぼの空所内に一対の熱電対ワイヤを位置ぎめ
し、前記位置ぎめしたワイヤの相接する端の周り
で、前記るつぼの空所の半球形頂点の中に予定量
の核分裂性金属の粉末状酸化物を沈積し、前記る
つぼ及びその中味を加熱して、前記粉末状金属酸
化物を還元並びに溶融することにより、表面張力
によつて、その結果出来た溶融金属が、熱電対の
ワイヤの相接する端がその中心に来る様な球に収
縮するようにし、前記るつぼ及び該るつぼの空所
の半球形頂点内にある溶融金属の球を冷却して、
その中に中心合せされた熱電対のワイヤの相接す
る端を取囲む核分裂性金属の球を凝固させる工程
を含む方法。 ６ 特許請求の範囲５に記載した方法に於て、核
分裂性金属の粉末状酸化物が酸化ウランである方
法。 ７ 特許請求の範囲５に記載した方法に於て、熱
電対のワイヤの相接する端を取囲む凝固した核分
裂性金属の球を貴金属でめつきする方法。 ８ 特許請求の範囲５に記載した方法に於て、熱
電対のワイヤの相接する端を取囲む凝固した核分
裂性金属の球を金でめつきする方法。 ９ 特許請求の範囲５に記載した方法に於て、接
点を形成する熱電対のワイヤの相接する端が、半
球形頂点の中に、従つて凝固した金属の球の中に
同心に位置ぎめされ且つ対称的に位置ぎめされ
て、それから外向きに伸びている方法。 １０ 熱電対を作る方法に於て、その底に予定の
寸法を持つ半球形頂点を持つ円錐形の内部空所を
有する耐火るつぼを用意し、対称的にるつぼの空
所の中に入つて、その端が相接して前記半球形頂
点の中に同心に配置された接点を形成する様に一
対の熱電対のワイヤを位置ぎめし、該接点を形成
する位置ぎめされた熱電対のワイヤの端の周り
で、るつぼの空所の半球形頂点内に予定量の粉末
酸化ウランを沈積し、るつぼ及びその中味を加熱
して粉末酸化ウランを還元並びに溶融することに
より、表面張力によつて、その結果出来た溶融金
属が、半球形頂点の中に同心に配置された接点を
形成する熱電対のワイヤの相接する端を囲む球に
収縮するようにし、前記るつぼ及び該るつぼの空
所の半球形頂点内にある溶融金属の球を冷却し
て、接点を形成する熱電対のワイヤの相接する端
を同心に取囲む金属ウランの球を凝固させ、凝固
した金属ウランの球に金をめつきする工程を含む
方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/661,799 US4581813A (en) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | Method for producing encapsulated thermocouples |
| US661799 | 1984-10-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6197876A JPS6197876A (ja) | 1986-05-16 |
| JPH0346986B2 true JPH0346986B2 (ja) | 1991-07-17 |
Family
ID=24655166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60230087A Granted JPS6197876A (ja) | 1984-10-17 | 1985-10-17 | 熱電対を作る方法 |
Country Status (5)
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|---|---|
| US (1) | US4581813A (ja) |
| JP (1) | JPS6197876A (ja) |
| DE (1) | DE3536096A1 (ja) |
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- 1985-10-17 JP JP60230087A patent/JPS6197876A/ja active Granted
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