JP2000155055A - 温度検出器および温度検出システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鞘管の強度面の問題を生じさせることなく、
流体温度変化に対する応答性を向上させる。 【解決手段】 流体用温度検出器Ｔは、流体を囲む配
管、容器または機器等の壁面Ｗを貫通して流体内へ延び
る保護管４と、この保護管４内に収納された鞘管２とを
備えている。保護管４の先端部４ａに対応して、鞘管２
内に温度検出素子１が収納されている。温度検出素子１
と鞘管２との間には、金属粉等の粉体３が充填されてい
る。保護管４と鞘管２との間には、略円筒状の空間Ｓが
形成されている。この空間Ｓには、空気よりも熱伝導率
の高いシリコン油やシリコングリース等の液体が充填さ
れ、保護管４から鞘管２への伝熱を促進するようになっ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、温度検出素子を収
納した鞘管を保護管で覆った構造の温度検出器、および
そのような温度検出器を用いた温度検出システムにおけ
る、流体温度変化に対する応答性向上のための改良に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の温度検出器は、流体を囲む配管、
容器または機器等の壁面を貫通して流体内へ延びる保護
管と、この保護管内に収納された鞘管とを備えている。
更に、鞘管内には温度検出素子が収納され、この温度検
出素子と鞘管との間の空間に、金属粉等の熱伝導率の高
い粉体が充填されている。

【０００３】上記保護管は一般的に、略円筒形ないしは
テーパ付きの円筒形をなしている。そして、保護管内部
への鞘管の挿入を容易にするために、保護管の内径は、
鞘管の外径に対して十分余裕を持った大きさに設定さ
れ、保護管と鞘管との間にある程度の大きさの空間が形
成されている。この場合、保護管と鞘管との間の空間
は、空気によって満たされている。

【０００４】従って、このような構成の温度検出器にお
いては、流体の熱は、流体→保護管回りの流体境界層→
保護管→保護管と鞘管との間の空気層→鞘管→鞘管と温
度検出素子との間の粉体→温度検出素子の順で伝達され
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
温度検出器には、以下のような問題点がある。すなわ
ち、保護管と鞘管との間に熱伝導率の極めて低い空気層
が介在しているので、保護管の温度変化が鞘管に伝わり
にくい。また、保護管回りの流体境界層の発達によって
熱伝達率が低下し、流体の温度変化が保護管に伝わりに
くくなる。このため、流体の温度変化が鞘管内の温度検
出素子まで伝わって温度検出素子の出力信号の変化とし
て現れるまでの時間に大きな遅れが生ずる。

【０００６】しかしながら、近年コンピューターによる
システム制御等の導入に伴って、流体温度を精度よく且
つ最小の時間遅れで検出することが必要となっている。
特に、温度を厳密に管理する必要のある爆発性流体等の
危険物流体に対しては、安全性確保の観点からも、その
ような必要性が高まっている。

【０００７】すなわち、上述したような従来の温度検出
器では、流体温度の急速な変化が短時間で温度検出素子
に伝わらないため、実際の流体温度と制御装置等に送ら
れてくる検出温度との間に大きな差が生じ、適切なシス
テム制御ができなくなってしまう。また、上記のような
危険物流体の温度検出に用いるには、安全性の点で不適
当である。

【０００８】これに対して、流体温度変化に対する検出
の遅れを極力低減させるために、保護管に孔を設けるこ
とによって、鞘管を直接流体に接触させるようにした温
度検出器も提案されている。この場合、流体の熱は、流
体→鞘管→鞘管と温度検出素子との間の粉体→温度検出
素子の順で伝達されるため、上述した温度検出器に比べ
て、流体温度変化に対する検出の遅れを大幅に低減させ
ることが可能となる。

【０００９】しかしながら、一般に温度検出対象の流体
はある程度の速度で流れているので、後者のような温度
検出器では、鞘管に流体力が直接作用することになり、
鞘管の強度上の問題が生ずる。例えば、直径の細い鞘管
では長期間の使用が困難であり、鞘管の頻繁な交換によ
るシステム運転上の制限にもつながってしまう。

【００１０】本発明は、このような点を考慮してなされ
たものであり、鞘管の強度面の問題を生じさせることな
く、流体温度変化に対する応答性を向上させることので
きる温度検出器および温度検出システムを提供すること
を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第１の手段は、流体を囲
む壁面を貫通して流体内へ延びる保護管と、この保護管
内に収納され、当該保護管との間に所定の空間を形成す
る鞘管と、この鞘管内に収納された温度検出素子とを備
え、前記保護管と前記鞘管との間の空間に、空気よりも
熱伝導率の高い液体が充填されていることを特徴とする
温度検出器である。

【００１２】この第１の手段によれば、保護管と鞘管と
の間の空間が主に空気で満たされている場合に比べ、保
護管の温度変化が鞘管に伝わりやすくなる。このことに
より、保護管外部の流体の温度変化がより速やかに鞘管
内の温度検出素子に伝達される。また、鞘管を流体に直
接接触させていないので、鞘管の強度面の問題も生じな
い。

【００１３】第２の手段は、第１の手段において、前記
保護管の内面は、前記保護管の先端部から基端部に向か
って上方へ傾斜しているものである。

【００１４】この第２の手段によれば、第１の手段にお
いて、保護管と鞘管との間の空間に充填された液体が保
護管の基端部側から流出しにくくなる。また、当該液体
中に気体が混入した場合であっても、当該混入気体を保
護管の基端部側へ逃がして、混入気体による伝熱性の低
下を防止することができる。

【００１５】第３の手段は、第２の手段において、前記
鞘管の表面に、略軸線方向に延びる溝が形成されている
ものである。

【００１６】この第３の手段によれば、第２の手段にお
いて、鞘管の溝によって、混入気体を保護管の基端部側
へ逃がす作用を促進することができる。

【００１７】第４の手段は、第１の手段において、前記
鞘管の材料を、前記保護管の材料よりも熱膨張率の大き
い材料としたものである。

【００１８】この第４の手段によれば、第１の手段にお
いて、保護管と鞘管の温度が温度検出器の組立時よりも
上昇した場合、保護管と鞘管との間の間隔が両者の熱膨
張差によって狭められる。このため、保護管の温度変化
が鞘管により伝わりやすくなる。

【００１９】第５の手段は、第１の手段において、前記
温度検出素子を、前記保護管の先端部に対応させて配置
すると共に、前記保護管を、その軸線が流体の流れ方向
と略平行で、且つその先端部が流体の流れ方向上流側を
向くように配置したものである。

【００２０】この第５の手段によれば、第１の手段にお
いて、保護管の表面に発生する流体の境界層を、保護管
の先端部で最も薄く、かつ保護管の軸線回りで略対称な
形状とすることができる。このことにより、温度検出素
子に対応した保護管の先端部近傍での熱伝達率を高め
て、保護管外部の流体の温度変化がより速やかに温度検
出素子に伝達されるようにすることができる。また、流
体の流速や粘度の変化による境界層の状態変化の影響を
受けにくくして、検出精度を高く保つことができる。さ
らに、保護管に作用する流体力の作用方向が略軸線方向
となって、保護管に加わる曲げモーメントが小さくなる
ので、保護管の強度の面で有利となる。

【００２１】第６の手段は、第１の手段において、前記
温度検出素子を、前記保護管の先端部に対応させて配置
すると共に、前記保護管の先端部側の外径を、前記保護
管の他の部分の外径より縮小したものである。

【００２２】この第６の手段によれば、第１の手段にお
いて、保護管の基端部側の強度を確保しつつ、温度検出
素子に対応した保護管の先端部側での伝熱性を向上させ
ることができる。

【００２３】第７の手段は、第１の手段において、前記
温度検出素子を、前記鞘管の先端部に対応させて配置
し、前記鞘管の先端部側の外径および内径を、前記鞘管
の他の部分の外径および内径よりも縮小すると共に、前
記保護管の先端部側の内径を、前記鞘管の先端部側の外
径に対応して縮小したものである。

【００２４】この第７の手段によれば、第１の手段にお
いて、鞘管の基端部側の強度を確保しつつ、温度検出素
子に対応した鞘管の先端部側における伝熱性を向上させ
ることができる。

【００２５】第８の手段は、流体を囲む壁面を貫通して
流体内へ延びる金属製の保護管と、この保護管内に収納
された金属製の鞘管と、この鞘管内に収納された温度検
出素子とを備え、前記保護管と前記鞘管とを、前記保護
管の金属および前記鞘管の金属よりも軟らかい金属層を
介して直接接触させたことを特徴とする温度検出器であ
る。

【００２６】この第８の手段によれば、保護管と鞘管と
の間の金属層の変形によって、当該金属層を介して保護
管と鞘管とが広い面積で直接接触する。このことによ
り、保護管と鞘管との間に空間がある場合に比べ、保護
管の温度変化が鞘管に伝わりやすくなる。このため、保
護管外部の流体の温度変化がより速やかに鞘管内の温度
検出素子に伝達される。また、鞘管を流体に直接接触さ
せていないので、鞘管の強度面の問題も生じない。

【００２７】第９の手段は、第１又は第８の手段におい
て、前記保護管の表面に溝部が形成されているものであ
る。

【００２８】この第９の手段によれば、第１又は第８の
手段において、保護管の表面積を増大させて、流体から
保護管への伝熱量を増大させることができる。また、流
体が液滴を含む気体のような場合に、保護管表面に生ず
る液状膜の排出を促進させ、当該液状膜による保護管表
面の伝熱性低下を緩和することができる。

【００２９】第１０の手段は、流体を囲む壁面を貫通し
て流体内へ延びる保護管と、この保護管内に収納された
鞘管と、この鞘管内に収納された熱電対とを有する主温
度検出器と、流体を囲む壁面を貫通して流体内へ延びる
保護管と、この保護管内に収納された鞘管と、この鞘管
内に収納された白金測温抵抗体とを有する副温度検出器
と、流体温度の定常状態において、前記主温度検出器の
熱電対からの出力信号を、前記副温度検出器の白金測温
抵抗体からの出力信号を用いて補正する信号処理手段と
を備えたことを特徴とする温度検出システムである。

【００３０】第１１の手段は、流体を囲む壁面を貫通し
て流体内へ延びる保護管と、この保護管内に収納された
鞘管と、この鞘管内に収納された熱電対および白金測温
抵抗体とを有する温度検出器と、流体温度の定常状態に
おいて、前記温度検出器の熱電対からの出力信号を、前
記温度検出器の白金測温抵抗体からの出力信号を用いて
補正する信号処理手段とを備えたことを特徴とする温度
検出システムである。

【００３１】これらの第１０又は第１１の手段によれ
ば、より精度の高い白金測温抵抗体の出力信号を用い
て、より応答の速い熱電対の出力信号を補正することに
より、検出温度の精度を保ちながら、流体の温度変化に
対する検出の遅れを低減させることができる。また、鞘
管を流体に接触させていないので、鞘管の強度面の問題
も生じない。

【００３２】第１２の手段は、第１０又は第１１の手段
において、流体の圧力を検出する圧力検出器を更に備
え、前記信号処理手段は更に、流体温度の定常状態にお
いて、前記圧力検出器からの出力信号に基づいて流体の
飽和温度を算出すると共に、前記熱電対からの出力信号
と前記白金測温抵抗体からの出力信号とを、前記飽和温
度を用いて補正するように構成されているものである。

【００３３】この第１２の手段によれば、第１０又は第
１１の手段において更に、流体の定常状態における飽和
温度を用いて熱電対の出力信号と白金測温抵抗体の出力
信号とを補正することにより、検出温度の精度を一層向
上させることができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１乃至図１１は本発明に
よる温度検出器の実施の形態を示す図であり、図１２は
本発明による温度検出システムの実施の形態を示す図で
ある。

【００３５】［第１の実施形態］まず、図１及び図２に
より本発明の第１の実施形態の温度検出器について説明
する。図１において、温度検出器Ｔは、流体を囲む配
管、容器または機器等の壁面Ｗを貫通して流体内へ延び
る保護管４と、この保護管４内に収納された鞘管２とを
備えている。更に、保護管４の先端部４ａ近傍に対応し
た鞘管２の先端部２ａ側において、鞘管２内に温度検出
素子１が収納されている。そして、温度検出素子１と鞘
管２との間の空間に、金属粉等の熱伝導率の高い粉体３
が充填されている。

【００３６】上記保護管４は、先端部４ａに向かって内
外径が共に細くなるような、テーパ付きの略円筒形をな
している。そして、保護管４内部への鞘管２の挿入を容
易にするために、保護管４の内径は、鞘管２の外径に対
して十分余裕を持った大きさに設定され、保護管４と鞘
管２との間に略円筒状の空間Ｓが形成されている。

【００３７】この保護管４と鞘管２との間の空間Ｓに
は、空気よりも熱伝導率の高い液体が充填されている。
このような液体としては、例えば、取り扱いの容易なシ
リコン油やシリコングリースが用いられる。

【００３８】従って、この温度検出器Ｔにおいては、流
体の熱は、流体→保護管４回りの流体境界層→保護管４
→保護管４と鞘管２との間の上記液体の層→鞘管２→鞘
管２と温度検出素子１との間の粉体３→温度検出素子１
の順で伝達される。

【００３９】ここで、上記鞘管２の基端部２ｂ側に取付
ねじ部５が設けられ、保護管４の基端部４ｂ側に取付ね
じ部５と螺合する雌ねじ部が形成されている。また、取
付ねじ部５の後方には端子ボックス６が設けられ、この
端子ボックス６から電気ケーブル７が延びている。この
電気ケーブル７は、上記温度検出素子１から鞘管２内に
延びたリード線１ａと接続されている。

【００４０】また、上記電気ケーブル７は、所定の信号
処理装置８に接続され、この信号処理装置８に温度指示
計９と所定の装置またはシステム１０が接続されてい
る。なお、符号１１で示すのは、信号処理装置８に接続
された電源である。この場合、信号処理装置８は、温度
検出素子１から上記リード線１ａおよび上記電気ケーブ
ル７を通じて送られる検出信号を処理して、上記温度指
示計９に検出温度を表示させたり、上記装置またはシス
テム１０に所定の制御用信号を送ったりするように構成
されている。

【００４１】ここで、上記保護管４は、その内面４ｃ，
４ｄが、保護管４の先端部４ａから基端部４ｂに向かっ
て上方へ傾斜するように配置されている。すなわち、保
護管４の上側内面４ｃが水平線となす角度θ1と、下側
内面４ｃが水平線となす角度θ2は、０°＜θ2＜θ1≦
９０°となるように設定されている（ただし、θ2＝θ1
であってもよい）。

【００４２】例えば、温度検出器Ｔを配管の壁面Ｗに設
置する場合は、図２に示すような保護管４の配置とす
る。すなわち、流体の流れ方向に対しては、保護管４の
軸線Ｌが略直交するように配置する（図２(ａ)）が、流
体の流れ方向と直交する面内では、保護管４の上側内面
４ｃが水平線となす角度θ1と、下側内面４ｃが水平線
となす角度θ2が０°＜θ2＜θ1≦９０°となるように
配置する（図２（ｂ））。

【００４３】なお、上記温度検出素子１としては、シス
テム上の要求等に応じて、熱電対、測温抵抗体、サーミ
スタ等の素子を適宜用いることができる。

【００４４】次に、このような構成よりなる本実施形態
の作用効果について説明する。本実施形態によれば、保
護管４と鞘管２との間の空間Ｓに、空気よりも熱伝導率
の高い液体が充填されているので、保護管４と鞘管２と
の間の空間Ｓが主に空気で満たされている場合に比べ、
保護管４の温度変化が鞘管２に伝わりやすくなる。

【００４５】このことにより、保護管４外部の流体の温
度変化がより速やかに鞘管２内の温度検出素子１に伝達
される。また、鞘管２を流体に直接接触させていないの
で、鞘管２の強度面の問題も生じない。従って、本実施
形態の温度検出器によれば、鞘管の強度面の問題を生じ
させることなく、流体温度変化に対する応答性を向上さ
せることができる。

【００４６】また、保護管４は、その内面４ｃ，４ｄ
が、保護管４の先端部４ａから基端部４ｂに向かって上
方へ傾斜するように配置されているので、保護４管と鞘
管２との間の空間Ｓに充填された液体が保護管４の基端
部４ｂ側から流出しにくくなる。

【００４７】ここで、保護管４と鞘管２の組立時には、
まず保護管４内に上記液体を注入し、次に鞘管２を保護
管４内に挿入・固定するが、特に保護管４と鞘管２との
間の間隔が狭い場合は、当該液体内の残留空気が抜けに
くくなる。また、システム等の運転に伴って流体の温度
が大きく変化するような場合には、充填した液体自体の
気化、液体に溶け込んだ気体の脱気、または液体の冷却
収縮による空気の取り込み等が生じうる。このため、保
護管４と鞘管２の組立後にも、内部の上記液体中に空気
が混入し、伝熱性を低下させる可能性がある。

【００４８】しかし、本実施形態では、上記のように保
護管４の内面４ｃ，４ｄが、保護管４の先端部４ａから
基端部４ｂに向かって上方へ傾斜しているので、当該液
体中に気体が混入した場合であっても、当該混入気体を
保護管４の基端部４ｂ側へ逃がして、混入気体による伝
熱性の低下を防止することができる。

【００４９】なお、鞘管２の材料（通常は金属）を、保
護管４の材料（通常は金属）よりも熱膨張率の大きいも
のとすることが好ましい。そのようにすることで、保護
管４と鞘管２の温度が温度検出器の組立時よりも上昇し
た場合、保護管４と鞘管２との間の間隔が両者２，４の
熱膨張差によって狭められる。このため、保護管４の温
度変化が鞘管２により伝わりやすくなる。

【００５０】なお、上記シリコン油等の液体に代えて、
充填時には液体でその後径時的に固化する材料を上記空
間Ｓに充填することも考えられる。しかし、上記シリコ
ン油等の液体の方が、後者のような固化材料に比べて、
鞘管２や保護管４の加工や温度変化で生ずる傷や歪みに
対応できる流動性があるため、上記空間Ｓ内での気体の
残留や発生を防止する上で好ましい。

【００５１】［第２の実施形態］次に、図３により本発
明の第２の実施形態の温度検出器について説明する。本
実施形態は、図３に示すように、鞘管２の表面に軸線方
向に延びる一対の溝２ｇが形成されている点で上記第１
の実施形態と異なり、その他の構成は図１及び図２に示
す上記第１の実施形態と同様である。なお、鞘管２に形
成する溝２ｇの数と周方向の位置とは、条件に応じて適
宜設定することができる。

【００５２】本実施形態によれば、鞘管２の溝２ｇによ
って、上記液体への混入気体を保護管４の基端部４ｂ側
へ逃がす作用を促進することができる。この作用は、特
に保護管４と鞘管２との間の間隔が狭い場合に有効であ
る。

【００５３】［第３の実施形態］次に、図４により本発
明の第３の実施形態の温度検出器について説明する。本
実施形態は、図４に示すように、保護管４を、その軸線
Ｌが流体の流れ方向と略平行で、且つその先端部４ａが
流体の流れ方向上流側を向くように配置した点で上記第
１又は第２の実施形態と異なり、その他の構成は図１乃
至図３に示す上記第１又は第２の実施形態と同様であ
る。

【００５４】具体的には、図４に示すように、例えば配
管３０の一部にエルボまたは曲げ管３２を設け、この部
分に温度検出器Ｔを、上流側の配管３０の軸線と平行に
且つ保護管４の先端部４ａが上流側を向くように設け
る。なお、上記第１の実施形態の場合と同様に充填液体
から混入気体を逃がし易くする観点からは、例えば保護
管４の軸線Ｌが水平線となす角度θ3が０°＜θ3≦９０
°となるように設定することが好ましい。

【００５５】次に、このような構成よりなる本実施形態
の作用効果について説明する。本実施形態によれば、保
護管４を上記のように配置することにより、図４に示す
ように、保護管４の表面に発生する流体の境界層Ｂを、
保護管４の先端部ａで最も薄く、かつ保護管４の軸線Ｌ
回りで略対称な形状とすることができる。

【００５６】このことにより、温度検出素子１に対応し
た保護管４の先端部４ａ近傍での熱伝達率を高めて、保
護管４外部の流体の温度変化がより速やかに温度検出素
子１に伝達されるようにすることができる。また、流体
の流速や粘度の変化による境界層の状態変化の影響を受
けにくくして、検出精度を高く保つことができる。さら
に、保護管４に作用する流体力の作用方向が略軸線Ｌ方
向となって、保護管に加わる曲げモーメントが小さくな
るので、保護管４の強度の面で有利となる。

【００５７】［第４の実施形態］次に、図５により本発
明の第４の実施形態の温度検出器について説明する。本
実施形態は、図５に示すように、保護管４Ａの表面に、
略軸線方向に延びる複数の溝部４０が形成されている点
で上記第１乃至第３の実施形態と異なり、その他の構成
は図１乃至図４に示す上記第１乃至第３の実施形態と同
様である。

【００５８】なお、保護管４の表面に、上記略軸線方向
に延びる溝部４０に代えて、図６に示すような円周方向
の溝部４２や、図７に示すような螺旋状の溝部４４を形
成してもよい。

【００５９】次に、このような構成よりなる本実施形態
の作用効果について説明する。本実施形態によれば、保
護管４の表面に上記溝部４０，４２，４４を形成するこ
とにより、保護管４の表面積を増大させて、流体から保
護管４への伝熱量を増大させることができる。また、流
体が液滴を含む気体のような場合に、保護管４表面に生
ずる液状膜の排出を促進させ、当該液状膜による保護管
４表面の伝熱性低下を緩和することができる。

【００６０】［第５の実施形態］次に、図８により本発
明の第５の実施形態の温度検出器について説明する。本
実施形態は、図８に示すように、保護管４の先端部４
ａ’側の外径を、保護管４の他の部分の外径より縮小し
た点で上記第１乃至第４の実施形態と異なり、その他の
構成は図１乃至図７に示す上記第１乃至第４の実施形態
と同様である。

【００６１】次に、このような構成よりなる本実施形態
の作用効果について説明する。本実施形態によれば、保
護管４の基端部４ｂ側の強度を確保しつつ、温度検出素
子１に対応した保護管４の先端部４ａ’側での伝熱性を
向上させて、流体温度変化に対する応答性をより一層向
上させることができる。

【００６２】［第６の実施形態］次に、図９により本発
明の第６の実施形態の温度検出器について説明する。本
実施形態は、図９に示すように、鞘管２の先端部２ａ’
側の外径および内径を、鞘管２の他の部分の外径および
内径よりも縮小すると共に、保護管４の先端部４ａ" 側
の内径を、鞘管２の先端部２ａ’側の外径に対応して縮
小した点で上記第１乃至第４の実施形態と異なり、その
他の構成は図１乃至図７に示す上記第１乃至第４の実施
形態と同様である。

【００６３】次に、このような構成よりなる本実施形態
の作用効果について説明する。本実施形態によれば、鞘
管２の基端部２ｂ側の強度を確保しつつ、温度検出素子
１に対応した鞘管２の先端部２ａ’側における伝熱性を
向上させて、流体温度変化に対する応答性をより一層向
上させることができる。

【００６４】［第７の実施形態］次に、図１０により本
発明の第７の実施形態の温度検出器について説明する。
本実施形態は、図１０に示すように、保護管４と鞘管２
とを、保護管４の金属および鞘管２の金属よりも軟らか
い金属層１８を介して直接接触させた点で上記第１及び
第４の実施形態と異なり、その他の構成は図１及び図５
乃至図７に示す上記第１及び第４の実施形態と同様であ
る。

【００６５】具体的には、保護管４の内周面と鞘管２の
外周面とをねじ接合するように構成すると共に、当該保
護管４の内周面または鞘管２の外周面に上記金属層１８
をメッキしている。この金属層１８の材料としては、例
えば、金、銀、白金、銅、鉛、錫、アルミニウム、半田
（錫と鉛を主成分とする合金）、ナトリウムまたはウッ
ド合金等を用いることができる。

【００６６】この場合、当該保護管４の内周面または鞘
管２の外周面に油や粉体を塗布しておくことが好まし
い。すなわち、金属同士の間では電子拡散による拡散接
合が発生しやすいので、油や粉体の塗布によって保護管
４と鞘管２との拡散接合による固着を回避することがで
きる。このことにより、温度検出素子１交換時等の温度
検出器の分解を容易にすることができる。また、上記ね
じ接合部におけるねじの谷をＵ字形ないし半円弧形状と
することが、当該部分の応力集中を緩和して亀裂の発生
を防止する観点から好ましい。

【００６７】次に、このような構成よりなる本実施形態
の作用効果について説明する。本実施形態によれば、保
護管４と鞘管２との間の金属層１８の変形によって、当
該金属層１８を介して保護管４と鞘管２とが広い面積で
直接接触する。このことにより、保護管４と鞘管２との
間に空間がある場合に比べ、保護管４の温度変化が鞘管
２に伝わりやすくなる。

【００６８】このため、保護管４外部の流体の温度変化
がより速やかに鞘管２内の温度検出素子１に伝達され
る。また、上記第１の実施形態と同様、鞘管２を流体に
直接接触させていないので、鞘管２の強度面の問題も生
じない。従って、本実施形態の温度検出器によれば、鞘
管２の強度面の問題を生じさせることなく、流体温度変
化に対する応答性を向上させることができる。

【００６９】また、本実施形態によれば、シリコン油や
シリコングリース等を用いることのできない高温域の流
体温度の検出にも適用することができる。

【００７０】［第８の実施形態］次に、図１１により本
発明の第８の実施形態の温度検出器について説明する。
なお、図１１に示す本実施形態において、図１乃至図１
０に示す上記第１乃至第７の実施形態と同様の構成部分
には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。

【００７１】本実施形態の温度検出器においては、図９
に示す上記第６の実施形態と同様、鞘管２の先端部２
ａ’側の外径および内径を、その他の部分の外径および
内径よりも縮小すると共に、保護管４の先端部４ａ" 側
の内径を、鞘管２の先端部２ａ’側の外径に対応して縮
小している。但し、本実施形態では、上記第６の実施形
態と異なり、保護管４の先端部４ａ" 側と鞘管２の先端
部２ａ’側とを上記金属層１８を介したねじ接合により
直接接触させている。

【００７２】また、鞘管２の基端部２ｂ’側（保温材外
側の室温部分）に、上下一対のオーリング溝１６が形成
され、これらのオーリング溝１６にそれぞれ液体シール
用のオーリング１５が装着され、これらのオーリング１
５の外周側が、保護管４の内周面に密着している。ま
た、これらのオーリング１５同士の間には、シリコン油
１７が充填されている。

【００７３】さらに、保護管４の基端部４ｂ’にばね押
さえ２０が螺合し、このばね押さえ２０と鞘管２の基端
部２ｂとの間に、リング状のばね部材（皿ばねやコイル
ばね等）１９が介設されている。

【００７４】次に、このような構成よりなる本実施形態
の作用効果について説明する。本実施形態によれば、温
度検出素子１に対応した保護管４の先端部４ａ" 側と鞘
管２の先端部２ａ’側とを金属層１８を介して直接接触
させたことにより、上記第７の実施形態と同様の作用効
果を奏することができる。

【００７５】また、上記オーリング１５同士の間に充填
されたシリコン油１７によって、保護管４と鞘管２との
間への空気の出入りを防ぎ、内部の金属の酸化や蒸発を
防止することができる。

【００７６】さらに、上記ばね押さえを適度に締め込む
ことにより、ばね部材１９によって、保護管４と鞘管２
との間の軸線方向の熱膨張差を吸収し、いわゆる温度サ
イクル疲労破壊を防止することができる。

【００７７】［第９の実施形態］次に、図１２により本
発明の第９の実施形態の温度検出システムについて説明
する。図１２に示すように、本実施形態の温度検出シス
テムは、上記第１の実施形態の温度検出器において温度
検出素子１を白金測温抵抗体とした副温度検出器Ｔ1
と、同じく温度検出素子１を熱電対とした副温度検出器
Ｔ2とを備えている。また、この温度検出システムは、
流体の圧力を検出する圧力検出器２４と、この圧力検出
器２４と上記２つの温度検出器Ｔ1，Ｔ2とに接続された
信号処理装置（信号処理手段）２５とを備えている。

【００７８】この信号処理装置２５は、流体温度の定常
状態において、流体温度の定常状態において、圧力検出
器２４からの出力信号に基づいて流体の飽和温度を算出
すると共に、主温度検出器Ｔ1の熱電対からの出力信号
と副温度検出器Ｔ2の白金測温抵抗体からの出力信号と
を、当該飽和温度を用いて補正するように構成されてい
る。また、信号処理装置２５は、主温度検出器Ｔ1の熱
電対からの出力信号を、副温度検出器Ｔ2の白金測温抵
抗体からの出力信号を用いて補正し、その補正された出
力信号に基づいて、温度信号２６を出力するように構成
されている。

【００７９】なお、上記のような主温度検出器および副
温度検出器の２つの温度検出器Ｔ1，Ｔ2に代えて、一本
の鞘管２内に上記熱電対と上記白金測温抵抗体を収納し
た単一の温度検出器を用いてもよい。

【００８０】次に、このような構成よりなる本実施形態
の作用効果について説明する。本実施形態によれば、信
号処理装置２５が、より精度の高い主温度検出器Ｔ1の
白金測温抵抗体の出力信号を用いて、より応答の速い副
温度検出器Ｔ2の熱電対の出力信号を補正することによ
り、検出温度の精度を保ちながら、流体の温度変化に対
する検出の遅れを低減させることができる。

【００８１】また、鞘管２を流体に接触させていないの
で、鞘管２の強度面の問題も生じない。従って、本実施
形態の温度検出システムによれば、温度検出器における
鞘管の強度面の問題を生じさせることなく、流体温度変
化に対する応答性を向上させることができる。

【００８２】更に、信号処理装置２５が、流体の定常状
態における飽和温度を用いて主温度検出器Ｔ1の熱電対
の出力信号と副温度検出器Ｔ2の白金測温抵抗体の出力
信号とを補正するので、検出温度の精度をより一層向上
させることができる。

【００８３】なお、信号処理装置２５は、上記飽和温度
と各温度検出器Ｔ1，Ｔ2の検出温度との差、または各温
度検出器Ｔ1，Ｔ2同士の検出温度の差が測定誤差の範囲
を超える有意な値に達した場合に、警報信号２７を発す
るように構成してもよい。その場合は、圧力検出器２４
からの出力信号の値が予め設定したレベルより低い場合
に警報信号２７をバイパスさせるように構成すること
が、起動停止時の誤警報を防止する観点から好ましい。

【００８４】また、上記温度信号２６に基づいた制御を
行う制御装置が、当該温度信号２６の値が高い時にイン
ターロックを作動させるようになっている場合は、上記
飽和温度と各温度検出器Ｔ1，Ｔ2の検出温度の全ての値
が予め設定されたレベルより高い時のみにインターロッ
クが作動するように構成することが、誤動作の確率を下
げる上で好ましい。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
鞘管の強度面の問題を生じさせることなく、流体温度変
化に対する応答性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の温度検出器を示す縦
断面図。

【図２】図１に示す温度検出器を配管に設置する場合の
通常の配置を示す図であって、(ａ)は配管の縦断面にお
いて、（ｂ）は配管の横断面において示す図。

【図３】本発明の第２の実施形態の温度検出器における
鞘管部分を示す図であって、(ａ)は側面図、（ｂ）は鞘
管の横断面図。

【図４】本発明の第３の実施形態の温度検出器の配置を
示す模式的縦断面図。

【図５】本発明の第４の実施形態の温度検出器における
保護管を示す図であって、(ａ)は側面図、（ｂ）は横断
面図。

【図６】図５に示す保護管の変形例を示す側面図。

【図７】図５に示す保護管の他の変形例を示す側面図。

【図８】本発明の第５の実施形態の温度検出器の要部を
模式的に示す縦断面図。

【図９】本発明の第６の実施形態の温度検出器の要部を
模式的に示す縦断面図。

【図１０】本発明の第７の実施形態の温度検出器の要部
を模式的に示す縦断面図。

【図１１】本発明の第８の実施形態の温度検出器の要部
を模式的に示す縦断面図。

【図１２】本発明の第９の実施形態の温度検出システム
を示す模式図。

【符号の説明】

１ 温度検出素子 ２ 鞘管 ２ａ，２ａ’ 鞘管の先端部 ２ｇ 鞘管２の溝 ３ 粉体 ４ 保護管 ４ａ，４ａ’，４ａ" 保護管の先端部 ４ｂ 保護管の基端部 ４ｃ，４ｄ 保護管の内面 １８ 金属層 ２４ 圧力検出器 ２５ 信号処理装置（信号処理手段） ４０，４２，４４ 保護管の溝部 Ｌ 保護管の軸線 Ｓ 空間 Ｔ 温度検出器 Ｔ1 主温度検出器 Ｔ2 副温度検出器 Ｗ 壁面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横 井 美 香 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 彦 坂 英 一 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 小 田 直 敬 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Ｆターム(参考） 2F056 BP01 BP03 BP10 CB05 KC01 KC06 KC08

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流体を囲む壁面を貫通して流体内へ延びる
   保護管と、 この保護管内に収納され、当該保護管との間に所定の空
   間を形成する鞘管と、 この鞘管内に収納された温度検出素子とを備え、 前記保護管と前記鞘管との間の空間に、空気よりも熱伝
   導率の高い液体が充填されていることを特徴とする温度
   検出器。
2. 【請求項２】前記保護管の内面は、前記保護管の先端部
   から基端部に向かって上方へ傾斜していることを特徴と
   する請求項１記載の温度検出器。
3. 【請求項３】前記鞘管の表面に、略軸線方向に延びる溝
   が形成されていることを特徴とする請求項２記載の温度
   検出器。
4. 【請求項４】前記鞘管の材料を、前記保護管の材料より
   も熱膨張率の大きい材料としたことを特徴とする請求項
   １記載の温度検出器。
5. 【請求項５】前記温度検出素子を、前記保護管の先端部
   に対応させて配置すると共に、 前記保護管を、その軸線が流体の流れ方向と略平行で、
   且つその先端部が流体の流れ方向上流側を向くように配
   置したことを特徴とする請求項１記載の温度検出器。
6. 【請求項６】前記温度検出素子を、前記保護管の先端部
   に対応させて配置すると共に、 前記保護管の先端部側の外径を、前記保護管の他の部分
   の外径より縮小したことを特徴とする請求項１記載の温
   度検出器。
7. 【請求項７】前記温度検出素子を、前記鞘管の先端部に
   対応させて配置し、 前記鞘管の先端部側の外径および内径を、前記鞘管の他
   の部分の外径および内径よりも縮小すると共に、 前記保護管の先端部側の内径を、前記鞘管の先端部側の
   外径に対応して縮小したことを特徴とする請求項１記載
   の温度検出器。
8. 【請求項８】流体を囲む壁面を貫通して流体内へ延びる
   金属製の保護管と、 この保護管内に収納された金属製の鞘管と、 この鞘管内に収納された温度検出素子とを備え、 前記保護管と前記鞘管とを、前記保護管の金属および前
   記鞘管の金属よりも軟らかい金属層を介して直接接触さ
   せたことを特徴とする温度検出器。
9. 【請求項９】前記保護管の表面に溝部が形成されている
   ことを特徴とする請求項１又は８記載の温度検出器。
10. 【請求項１０】流体を囲む壁面を貫通して流体内へ延び
    る保護管と、この保護管内に収納された鞘管と、この鞘
    管内に収納された熱電対とを有する主温度検出器と、 流体を囲む壁面を貫通して流体内へ延びる保護管と、こ
    の保護管内に収納された鞘管と、この鞘管内に収納され
    た白金測温抵抗体とを有する副温度検出器と、 流体温度の定常状態において、前記主温度検出器の熱電
    対からの出力信号を、前記副温度検出器の白金測温抵抗
    体からの出力信号を用いて補正する信号処理手段とを備
    えたことを特徴とする温度検出システム。
11. 【請求項１１】流体を囲む壁面を貫通して流体内へ延び
    る保護管と、この保護管内に収納された鞘管と、この鞘
    管内に収納された熱電対および白金測温抵抗体とを有す
    る温度検出器と、 流体温度の定常状態において、前記温度検出器の熱電対
    からの出力信号を、前記温度検出器の白金測温抵抗体か
    らの出力信号を用いて補正する信号処理手段と、を備え
    たことを特徴とする温度検出システム。
12. 【請求項１２】流体の圧力を検出する圧力検出器を更に
    備え、 前記信号処理手段は更に、流体温度の定常状態におい
    て、前記圧力検出器からの出力信号に基づいて流体の飽
    和温度を算出すると共に、前記熱電対からの出力信号と
    前記白金測温抵抗体からの出力信号とを、前記飽和温度
    を用いて補正するように構成されていることを特徴とす
    る請求項１０又は１１記載の温度検出システム。