JP2011047661A - ブルドン管およびこのブルドン管を備える温度計 - Google Patents

Abstract

【課題】銅または銅合金で形成されるブルドン管の、導管との接続部分の具体的な構成を提案すること。
【解決手段】圧力式温度計に使用されるブルドン管２は、銅または銅合金で形成されるとともに、所定の曲率中心を中心とする略円弧状に形成されている。このブルドン管２には、曲率中心を中心とする円周方向とブルドン管２の扁平方向とに略直交する第１方向における中間位置が扁平方向に押し潰されて形成された押潰部２ａと、第１方向の両端に配置され流体が充填される充填用空間がその内部に形成される流体充填部２ｂとが形成されるとともに、円周方向におけるブルドン管２の一端側には、導管が挿入される導管挿入部２ｄが流体充填部２ｂに繋がるように形成されている。導管挿入部２ｄの内径は、流体充填部２ｂの内径よりも大きく、かつ、導管の外径に応じた大きさとなっている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ブルドン管およびこのブルドン管を備える温度計に関する。

従来、被測定部位の温度を測定する温度計として、ブルドン管を利用した圧力式温度計が知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の温度計は、被測定部位にセットされる感温部と、接続管を介して感温部に接続される導管と、導管に接続されるブルドン管とを備えている。

また、従来、温度計用のブルドン管として、たとえば、図５に示すブルドン管１０１が知られている。ブルドン管１０１は、図５（Ａ）に示すように、全体として略３／４円弧状に形成されている。また、ブルドン管１０１は、略円弧状に形成されるブルドン管１０１の曲率中心を中心とする円周方向とブルドン管１０１の扁平方向（図５（Ｃ）の上下方向）とに直交する方向（図５（Ｃ）の左右方向）における中間位置が扁平方向に押し潰されて、図５（Ｃ）の左右方向の両端に流体が充填される充填用空間１０１ａが配置されるように形成されている。なお、図５（Ｂ）は（Ａ）のＬ−Ｌ方向からブルドン管１０１を示す図であり、図５（Ｃ）は（Ａ）のＭ−Ｍ断面の断面図である。

特開平９−１５０５９号公報

上述のように、特許文献１に記載の温度計では、ブルドン管と導管とが接続されている。しかしながら、特許文献１には、ブルドン管と導管との接続部分の具体的な構成は開示されていない。

そこで、本発明の課題は、銅または銅合金で形成されるブルドン管の、導管との接続部分の具体的な構成を提案することにある。

上記の課題を解決するため、本発明のブルドン管は、被測定部に取り付けられる感温部と、感温部にその一端側が接続される導管と、導管の他端側が接続されるブルドン管とを備える圧力式温度計に使用されるブルドン管であって、銅または銅合金で形成されるとともに、所定の曲率中心を中心とする略円弧状に形成され、ブルドン管には、曲率中心を中心とする円周方向とブルドン管の扁平方向とに略直交する第１方向における中間位置が扁平方向に押し潰されて形成された押潰部と、第１方向の両端に配置され流体が充填される充填用空間がその内部に形成される流体充填部とが形成されるとともに、円周方向におけるブルドン管の一端側には、導管の他端側が挿入される導管挿入部が流体充填部に繋がるように形成され、導管挿入部の内径は、流体充填部の内径よりも大きく、かつ、導管の外径に応じた大きさとなっていることを特徴とする。

ここで、ブルドン管の材質が鋼鉄である場合には、ブルドン管に接続される導管の材質は一般的に鋼鉄であり、ブルドン管と導管とは溶接によって互いに固定される。一方、ブルドン管の材質が銅または銅合金である場合には、ブルドン管と導管とが溶接で互いに固定されると以下の問題が生じる。すなわち、銅の熱伝導率は比較的高いため、銅や銅合金で形成されたブルドン管と導管とが溶接で互いに固定されると、加えられた溶接熱が急速にブルドン管に拡散してしまい、溶接部のなじみが悪くなって、接合不良等の欠陥が生じやすいといった問題や、銅の線膨張係数が比較的大きいため、銅や銅合金で形成されたブルドン管と導管とが溶接で互いに固定されると、ブルドン管の溶接時の変形が大きくなり、冷却時の収縮歪みが溶接部に集中して溶接部に割れが発生しやすくなるといった問題等が生じる。そのため、ブルドン管の材質が銅または銅合金である場合には、ブルドン管と導管とは、はんだ付け等のろう付けで互いに固定されることが好ましい。

本発明のブルドン管では、導管の他端側が挿入される導管挿入部がブルドン管の一端側に、かつ、流体充填部に繋がるように形成され、導管挿入部の内径は、導管の外径に応じた径となっている。そのため、ブルドン管の材質が銅または銅合金であり、ブルドン管の一端側と導管の他端側とがろう付けで互いに固定される場合であっても、導管の内部や充填用空間へのろうの流れ込みを導管の外周面と導管挿入部の内周面との間で止めることが可能になる。したがって、ブルドン管や導管の目詰まりを防止しつつ、銅または銅合金で形成されるブルドン管と導管とを適切に固定することが可能になる。

本発明において、たとえば、導管挿入部の内径の大きさは、導管の外径の大きさと略同じになっている。

本発明のブルドン管は、感温部と導管とを備える温度計に用いることができる。この温度計では、ブルドン管や導管の目詰まりを防止しつつ、銅または銅合金で形成されるブルドン管と導管とを適切に固定することが可能になる。また、この温度計では、たとえば、導管は、銅または銅合金で形成され、ブルドン管と導管とは、ろう付けで互いに固定されている。

以上のように、本発明では、ブルドン管や導管の目詰まりを防止しつつ、銅または銅合金で形成されるブルドン管と導管とを適切に固定することが可能になる。

本発明の実施の形態にかかる温度計の概略構成を説明するための正面図である。 図１に示すブルドン管の斜視図である。 図１に示すブルドン管の構成を説明するための図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＥ−Ｅ方向からブルドン管を示す図、（Ｃ）は（Ａ）のＦ−Ｆ断面の断面図、（Ｄ）は（Ａ）のＧ−Ｇ断面の断面図である。 図１に示すブルドン管と導管との接続部分の構成を説明するための断面図である。 従来技術にかかるブルドン管の構成を説明するための図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＬ−Ｌ方向からブルドン管を示す図、（Ｃ）は（Ａ）のＭ−Ｍ断面の断面図である。 従来技術にかかるブルドン管と導管との接続部分の構成を説明するための断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

（温度計の概略構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかる温度計１の概略構成を説明するための正面図である。

本形態の温度計１は、ブルドン管２を利用した圧力式温度計である。この温度計１は、ブルドン管２に加え、温度の被測定部に取り付けられる感温部３と、２本の導管４とを備えている。導管４の基端側は、感温部３に接続され、導管４の先端側は、ブルドン管２の基端に接続されている。また、ブルドン管２の先端部は、変位拡大機構５を介して指針６に連結されている。また、導管４の先端側の一部、ブルドン管２、変位拡大機構５および指針６等は、有底円筒状に形成されたケース７の内部に配置されている。

ブルドン管２の基端は開口している。また、ブルドン管２の先端は閉じている。感温部３は、たとえば、有底円筒状に形成されており、その開口側（図１の上側）に導管４が接続されている。導管４は、細長い円筒状に形成された金属管である。本形態の導管４は、銅または銅合金で形成されている。ブルドン管２の詳細な構成、および、ブルドン管２と導管４との接続部分の構成については後述する。

指針６は、図示を省略する目盛板上の目盛に沿って回動する。指針６の回動中心となる回動軸には、ピニオン８が固定されている。変位拡大機構５は、ブルドン管２の先端部の変位量を拡大して指針６に伝達する機能を果たしている。変位拡大機構５の入力部分には、ブルドン管２の先端部が固定されている。また、変位拡大機構５の出力部分には、ピニオン８に噛み合うセクタギア９が配置されている。

本形態の温度計１は、ブルドン管２、感温部３および導管４の内部がアルコール等の液体で満たされた液体圧力式の温度計である。この温度計１では、感温部３の周囲の温度が変化すると、感温部３内の液体が膨張、収縮し、感温部３内の液体の膨張、収縮に伴う感温部３内の圧力変化が導管４を経てブルドン管２の内部に伝達される。なお、温度計１は、感温部３の内部がエーテル等の低温揮発性の液体とその蒸気で満たされるとともにブルドン管２および導管４の内部が低温揮発性の液体の蒸気で満たされた蒸気圧式の温度計であっても良い。また、温度計１は、ブルドン管２、感温部３および導管４の内部が不活性ガス等の気体で満たされた気体圧力式の温度計であっても良い。

（ブルドン管の構成およびブルドン管と導管との接続部分の構成）
図２は、図１に示すブルドン管２の斜視図である。図３は、図１に示すブルドン管２の構成を説明するための図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＥ−Ｅ方向からブルドン管２を示す図、（Ｃ）は（Ａ）のＦ−Ｆ断面の断面図、（Ｄ）は（Ａ）のＧ−Ｇ断面の断面図である。図４は、図１に示すブルドン管２と導管４との接続部分の構成を説明するための断面図である。

ブルドン管２は、銅または銅合金で形成されている。本形態のブルドン管２は、焼き入れ処理が可能なベリリウム銅で形成されている。また、ブルドン管２は、図３（Ａ）に示すように、略Ｃ形状に形成されている。具体的には、ブルドン管２は、所定の曲率中心Ｏを中心とする略３／４円弧状に形成されている。

また、ブルドン管２には、曲率中心Ｏを中心とする円周方向とブルドン管２の扁平方向（図３（Ｃ）の上下方向）とに略直交する第１方向（図３（Ａ）の紙面垂直方向、図３（Ｂ）、（Ｃ）の左右方向）における中間位置が扁平方向に押し潰されて形成された押潰部２ａと、第１方向の両端に配置される流体充填部２ｂとが形成されており、押潰部２ａによって２個の流体充填部２ｂが繋がれるように、ブルドン管２が形成されている。また、流体充填部２ｂの内部には、上述のアルコール等の液体が充填される充填用空間２ｃが形成されている。すなわち、曲率中心Ｏを中心とするブルドン管２の円周方向に直交する方向におけるブルドン管２の断面形状は、図３（Ｃ）に示すように、第１方向の両端の２箇所に液体が充填される充填用空間２ｃが配置される略メガネ形状となっている。

押潰部２ａは、曲率中心Ｏを中心とするブルドン管２の円周方向の全域に形成されている。流体充填部２ｂは、略円筒状に形成されている。また、流体充填部２ｂは、ブルドン管２の基端側を除くブルドン管２の円周方向の全域に形成されている。

ブルドン管２の基端側には、導管４の先端側が挿入される２個の導管挿入部２ｄが流体充填部２ｂに繋がるように形成されている。導管挿入部２ｄは、略円筒状に形成されており、導管挿入部２ｄの内径は、流体充填部２ｂの内径よりも大きくなっている。また、導管挿入部２ｄの内径は、導管４の外径に応じた大きさになっている。具体的には、導管挿入部２ｄの内径の大きさは、導管４の外径の大きさと略同じになっている。より具体的には、導管４の外径は、導管挿入部２ｄの内径よりもわずかに小さくなっている。また、導管挿入部２ｄの内周側は、充填用空間２ｃと繋がっている。また、図３（Ｄ）の左右方向において、２個の導管挿入部２ｄの間に形成される押潰部２ａの幅は、他の部分の押潰部２ａの幅よりも狭くなっている。

なお、本形態では、流体充填部２ｂの内径の大きさと導管４の内径の大きさとが略等しくなっているが、流体充填部２ｂの内径の大きさと導管４の内径の大きさとが異なっていても良い。また、本形態では、流体充填部２ｂの外径の大きさと導管４の外径の大きさとが略等しくなっているが、流体充填部２ｂの外径の大きさと導管４の外径の大きさとが異なっていても良い。ただし、導管４の外径は、流体充填部２ｂの内径よりも大きく形成される。

ブルドン管２と導管４とは、はんだや銀ろう等のろう（すなわち、母材となるブルドン管２および導管４よりも融点の低い合金）１１を用いたろう付けで互いに固定されている。具体的には、図４に示すように、導管挿入部２ｄに導管４の先端側が挿入された状態で、ブルドン管２の基端にろう１１が塗布され、塗布されたろう１１が硬化することで、ブルドン管２と導管４とが互いに固定されている。なお、導管挿入部２ｄの外周側および導管４の外周側に配置される継ぎ手（図示省略）を利用して、ブルドン管２と導管４とを固定しても良いし、継ぎ手を利用せずに、ブルドン管２と導管４とを固定しても良い。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、導管４の先端側が挿入される導管挿入部２ｄがブルドン管２の基端側に形成されている。また、導管４の外径は、導管挿入部２ｄの内径よりもわずかに小さくなっている。そのため、銅または銅合金で形成されるブルドン管２と導管４とがろう付けで互いに固定される場合であっても、導管４の内部や充填用空間２ｃへろう１１が流れ込むのを、導管挿入部２ｄの内周面と導管４の外周面との間で止めることが可能になる。

一方、導管挿入部２ｄが形成されていない従来のブルドン管１０１の場合、ブルドン管１０１と導管４とがろう付けで互いに固定されると、たとえば、図６に示すように、ブルドン管１０１の基端と導管４の先端との隙間から導管４の内部や充填用空間１０１ａにろう１１が流れ込んでしまうおそれがある。本形態では、導管４の内部や充填用空間２ｃへろう１１が流れ込むのを、導管挿入部２ｄの内周面と導管４の外周面との間で止めることが可能になるため、ブルドン管２や導管４の目詰まりを防止しつつ、銅または銅合金で形成されるブルドン管２と導管４とを適切に固定することが可能になる。

また、本形態では、導管挿入部２ｄの内周面と導管４の外周面との間に流れ込むろう１１によって、ブルドン管２と導管４との固定強度を高めることが可能になる。

（他の実施の形態）
上述した形態では、導管４の外径は、導管挿入部２ｄの内径よりもわずかに小さくなっているが、導管４の内部や充填用空間２ｃへろう１１が流れ込むのを、導管挿入部２ｄの内周面と導管４の外周面との間で止めることができるのであれば、導管４の外径は、導管挿入部２ｄの内径よりも大幅に小さくなっていても良い。すなわち、導管挿入部２ｄの内径は、導管４の内部や充填用空間２ｃへろう１１が流れ込むのを、導管挿入部２ｄの内周面と導管４の外周面との間で止めることができるように、導管４の外径に応じた大きさに形成されていれば良い。また、上述した形態では、導管挿入部２ｄは、略円筒状に形成されているが、導管挿入部２ｄは、略四角筒状や六角筒状等の略多角筒状あるいは略楕円筒状に形成されても良い。

なお、上述した形態では、ブルドン管２は、圧力式温度計に使用されているが、ブルドン管２は、圧力計に使用されても良い。

１ 温度計
２ ブルドン管
２ａ 押潰部
２ｂ 流体充填部
２ｃ 充填用空間
２ｄ 導管挿入部
３ 感温部
４ 導管
Ｏ 曲率中心

Claims (4)

1. 被測定部に取り付けられる感温部と、前記感温部にその一端側が接続される導管と、前記導管の他端側が接続されるブルドン管とを備える圧力式温度計に使用されるブルドン管であって、
   銅または銅合金で形成されるとともに、所定の曲率中心を中心とする略円弧状に形成され、
   前記曲率中心を中心とする円周方向と前記ブルドン管の扁平方向とに略直交する第１方向における中間位置が前記扁平方向に押し潰されて形成された押潰部と、前記第１方向の両端に配置され流体が充填される充填用空間がその内部に形成される流体充填部とが形成されるとともに、
   前記円周方向における前記ブルドン管の一端側には、前記導管の他端側が挿入される導管挿入部が前記流体充填部に繋がるように形成され、
   前記導管挿入部の内径は、前記流体充填部の内径よりも大きく、かつ、前記導管の外径に応じた大きさとなっていることを特徴とするブルドン管。
2. 前記導管挿入部の内径の大きさは、前記導管の外径の大きさと略同じになっていることを特徴とする請求項１記載のブルドン管。
3. 請求項１または２記載のブルドン管と、前記感温部と、前記導管とを備えることを特徴とする温度計。
4. 前記導管は、銅または銅合金で形成され、
   前記導管と前記ブルドン管とは、ろう付けで互いに固定されていることを特徴とする請求項３記載の温度計。

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