JP2005274278A - 温度センサおよびそれを用いた警報装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電源や配線が不要で、構造がシンプルでコンパクトであり、特定温度を幅広く選択することができる温度センサを提供すること、および異常温度を明確に警報することができる警報装置を提供すること。
【解決手段】 熱伝導性の金属製容器と該容器に収納され熱により分解する化合物、例えば火薬類を含むものとからなる温度センサ、およびこの温度センサを内蔵し、温度センサが警報手段、例えば音、色、臭い、光を発生する部品と接続されてなる警報装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、所定の温度を検知する温度センサおよび検知された異常温度を警報する警報装置に関する。

従来から温度検知のためのセンサとして、バイメタルを用いたもの、熱電対を用いたもの、サーミスタを用いたものなどが知られている。しかしながらこれらのセンサは電気的に温度の検知を行うものであり、そのために電気配線が必要であり、センサに常に電力を供給しなければならず、また電気配線が使用できないような製造プラント、危険物施設などでは用いることができないという問題があった。

電源や電気配線が不要で、特定温度を検知するために温度により変色する色素などの示温材を用いたサーモラベルも知られている。しかしながら、このサーモラベルは検知対象物（以下被対象物という）の温度が比較的低い温度で用いられ、また被対象物によっては、サーモラベルに用いられる接着剤などにより汚染されるおそれがあった。
一方、香料が熱溶融性の組成物層で覆われた感熱ラベルも知られている（例えば特許文献１参照）。しかしながら、この感熱ラベルでも被対象物の温度が２００℃程度までである。
また、電源や電気配線が不要で、比較的高い温度、例えば４５０℃の特定温度を検知する温度センサとして、基板上にアモルファス水素化シリコンを成膜し、前記特定温度で水素が離脱して膜の色が薄い黄褐色からこげ茶色に変化する温度センサも知られている（例えば特許文献２参照）。

しかしながら、この温度センサは、アモルファス水素化シリコンを石英などの基板上にプラズマＣＶＤ法により成膜したものであることから製造面で特定の装置が必要なことと、温度により変化する物質が１種類であることから、特定温度を幅広く選択できないという問題があった。

特開平６−６６６４７号公報（第２頁） 特開平５−１０８３１号公報（第２頁）

本発明の目的は、電源や配線が不要で、構造がシンプルでコンパクトであり、特定温度を幅広く選択することができる温度センサを提供することにあり、また別の目的は、異常温度を明確に警報することが可能な警報装置を提供することにある。

本発明の第１は、熱伝導性の金属製容器と、この容器に収容され熱により分解する化合物とからなる温度センサであり、本発明の第２は、前記化合物が火薬類を含むものである前記の温度センサであり、本発明の第３は、前記金属製容器が磁性体である前記の温度センサであり、本発明の第４は、前記の温度センサを内蔵し、この温度センサが警報手段と接続されてなる警報装置であり、本発明の第５は、前記警報手段が、音、色、光および臭いのいずれかによるものである前記の警報装置である。

第１の発明によれば、容器と熱により分解する化合物とからなる温度センサであることから、電源や配線が不要で、構造がシンプルでコンパクトである特徴を有している。
また第２の発明によれば、分解する化合物が火薬類、又は火薬類を含むものであることから異常温度を検知するスピードが早く、また火薬の種類を選択することにより、特定温度を幅広く設定することが可能である。

また第３の発明によれば、金属製容器が磁性体であることから、被対象物が金属製の、例えば装置や配管に容易に取り付けることが可能で、取り付けるための接着剤が不要なことから被対象物が接着剤により汚染されることもない。
また第４の発明によれば、前記温度センサが警報手段と接続された警報装置であるために、検知された異常温度を明確に警報することができる。
さらに第５の発明によれば、警報手段が音、色、光又は臭いによるものであることから明確に警報することができ、遠方からの監視も可能である。

以下に本発明の例を具体的に図面で説明する。
図１は本発明の温度センサの一例を示す断面図である。
図１に示す温度センサはボルト形の温度センサであり、容器１内には熱により分解する化合物２を収納する空隙５を有している。３は前記化合物２を装填した後、容器１を密封するための栓である。６は雄ネジ部である。
この雄ネジ部６は、温度センサを被対象物である例えば、装置や配管に固定するためのものである。

本発明に使用する熱により分解する化合物２としては、分解ないしは燃焼さらには爆発などによりガスを発生する化合物、又は化合物の混合物（以下化合物という）が好ましく、具体的には、例えば下記の表１のような火薬類を含むものである。なお、表１に示される火薬類の発火点はクルップ発火点によるものである。ここで火薬類を含むとしている意味は、火薬類以外の化合物、例えばポリマーなどと火薬類とを混合することにより表１に示される温度以外にもきめ細かな特定温度が設定できるからである。火薬類を用いることが好ましい理由は、その応答性が早いことにある。予想される異常温度、すなわち特定温度によって、化合物を選択することが可能であり、比較的幅広く、かつ高温でも対応することが可能である。

使用される化合物の形態としては、その取扱性などを考慮すると、固体状のものが好ましく、例えば、粒状、顆粒状、ペレット状、シート状、ブロック状などの形状が好ましく、要求性能に応じてその形状は適宜選択される。
使用される量は、温度センサとしての大きさ、空隙５の大きさ、また必要とされる発生ガス量などにより適宜決めることができる。通常は、ごく少量で、数ｇ以下の量である。
本発明に使用される容器の材質は、熱伝導性の良好な金属製の容器であり、具体的には例えば鉄、銅、アルミニウム、ステンレスなどの金属が用いられる。

この金属製の容器内に収容された前記の化合物は、この金属製容器と直接、接するように収納されることにより温度センサとしての感度をより一層高めることができる。
図１の温度センサは、雄ねじ部６により、被対象物に取り付けられて固定され、被対象物の温度が設定温度以上になったときに、化合物２が分解して、分解ガスを発生する。その分解ガスにより空隙５内の圧力が高まり、栓３が外に押し出される。容器１への栓３の嵌合度合いは、前記圧力との関係で、適宜決めることができるし、必要なら、通常の係止構造、例えば爪部を有するバネ体で栓３を保持してもかまわない。

この塞栓の表面には例えば、白色などの塗料を塗布しておき、内側の容器頭部には赤色などの塗料を塗布しておけば、温度センサの作動状況も一目で確認することが可能である。すなわち、温度センサが警報装置にもなるのである。
次に、図２の他の例を示す温度センサは、前記の温度センサの塞栓と容器との間に破裂板７を配設した例である。この例では、ガス圧によって、破裂板７が破裂して破裂音を発生させることができるので、遠方でも作動を確認することが可能である。
また、破裂板の代わりに、ガスが排出する孔（スロート）を狭くすることによって、すなわち笛のような構成にすることによっても音を前記より長い間、発生させることもできる。
図２において、１は容器を、２は化合物を、８は栓を、９は栓の表面を、１０は空隙をそれぞれ示している。

図３に示す温度センサは、さらに別の例を示すもので、図４はその正面図である。
この例では、長方形の容器１１内側の凹部に化合物２が収容され、蓋１２で密封されている。この例では容器１１と蓋１２に磁性体を用いれば、被対象物である各種金属製装置や配管にたやすく設置することが可能である。容器１１と蓋１２との嵌合方法は必要なら適宜公知の手段を採用することができる。また容器１１の内側に赤色の塗料などを塗布しておけば、作動状態を前記のように一目で確認することもできる。

図５は、さらに別の例を示したものであり、作動後の状態を示している。
この例では、空隙にピストン１５を配設し、その外部に突出する部分に赤色などの表示布１６を設けたものである。このような構成とすることで、遠方からも作動状況が視認しやすいようにしたものである。この例も温度センサが警報装置ともなる例である。
図５において、１３は容器を、１４は化合物の分解で発生した分解ガスをそれぞれ示す。
以上の例からも明らかなように、本発明の温度センサは、構造がシンプルでコンパクトである特徴を有している。
本発明の温度センサは、装置や配管などの被対象物内の異常温度を検知できるが、被対象物の外側の異常温度も検知できることはいうまでもない。

次に、図６は本発明の警報装置の一例を示すブロック図であり、前記の温度センサ自身でも色、音などの警報手段を有しているために、そのままでも警報装置となっているが、化合物の分解時のガスを検知するガスセンサやその圧力を検知する圧力センサ、例えば圧電素子などを組み合わせれば、より確実な警報が可能となる。
温度センサ、ガスセンサ、圧力センサからの信号により、色、音、臭い、光例えばランプの点滅などの手段を採用することにより、警報が一層確実なものとなる。

ここで、臭いを利用した警報装置に用いられる臭気物質としては、人体に与える影響が少ないものであって、例えば天然香料や合成香料が用いられる。具体的には動物性や植物性の天然香料や水酸化化合物類、カルボニル化合物類、エーテル類、ラクトン類、エステル類、その他の複素環式化合物、合成ムスクなどの合成香料を挙げることができる。
これらの臭気物質は袋体内に収容され、例えば前記温度センサからの圧力により、袋体を破壊する手段あるいは袋体として熱で溶融する材質などを採用することによって、臭いを発生させて警報することができる。
警報手段が臭いによるものである場合には、被対象物に比較的近い場所での警報が望ましい。なぜなら警報装置が屋外に設置される場合には、風により影響を受ける可能性があるからである。
なお、温度センサからガスセンサまで、又は圧力センサまで、あるいは警報手段までははフレキシブルなパイプや管を用いれば、電気的な配線を被対象物近くに設ける必要がなくなる。
以上の説明から明らかなように、本発明の警報装置によれば、異常温度を簡単な構成で明確に警報することができる特徴を有している。

本発明の温度センサの一例を示す断面図。 本発明の温度センサの他例を示す断面図。 本発明の温度センサの別例を示す断面図。 図３に示す温度センサの正面図。 本発明の温度センサのさらに別の例を示す一部断面を含む側面図。 本発明の警報装置の一例を示すブロック図。

符号の説明

１：容器、２：熱により分解する化合物、３：栓、４：容器頭部、５：空隙、６：雄ネジ部、７：破裂板、８：栓、９：栓の表面、１０：空隙、１１：容器、１２：蓋、１３：容器、１４：分解ガス、１５：ピストン、１６：表示布。

Claims (5)

1. 熱伝導性の金属製容器と、該容器に収納され熱により分解する化合物とからなる温度センサ。
2. 熱により分解する化合物が、火薬類を含むものである請求項１に記載の温度センサ。
3. 金属製容器が、磁性体である請求項１または２のいずれかに記載の温度センサ。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の温度センサを内蔵し、該温度センサが警報手段と接続されてなる警報装置。
5. 警報手段が、音、色、光および臭いのいずれかによるものである請求項４に記載の警報装置。

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