JP2015031671A - 熱電対保護管用ガイドパイプおよび熱電対保護管の損傷抑制方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 熱電対保護管の損傷を効果的に抑制する。【解決手段】 熱電対保護管１００の測定部１０１を挟むように、パイプ本体２の先端部２ｂに第１の遮蔽板３と第２の遮蔽板４とを設ける。この第１の遮蔽板３と第２の遮蔽板４とは、第１の遮蔽板３と第２の遮蔽板４との両側縁側と先端縁側とから外気Ｔが熱電対保護管１００の測定部１０１側に流入し、かつ、第１の遮蔽板３または第２の遮蔽板４の一方が石炭灰Ｒの流れに対向して配設された際に、熱電対保護管１００の測定部１０１に石炭灰Ｒが衝突しないように、設けられている。【選択図】 図１

Description

この発明は、熱電対保護管を支持、保護する熱電対保護管用ガイドパイプおよび、熱電対保護管の損傷を抑制・防止する熱電対保護管の損傷抑制方法に関する。

例えば、発電所のボイラの煙道内は、石炭灰などの粒子が流れる環境下にあり、このような煙道内には、複数の温度測定装置が設置されている。この温度測定装置は、熱電対が熱電対保護管内に挿入・配設され、さらに、熱電対保護管がガイドパイプ内に挿入されて支持、保護されている。また、適正な温度測定が行えるように、熱電対保護管の先端部・測定部がガイドパイプの先端部開口から突出して配設されている。このように、熱電対保護管の先端部とガイドパイプとが外部に露出・開放されているため、煙道内を流れる石炭灰などが熱電対保護管の先端部とガイドパイプとに衝突し、熱電対保護管の先端部やガイドパイプが摩耗損傷する。さらに、ガイドパイプが損傷した場合には、熱電対保護管の先端部以外にも石炭灰などが衝突して摩耗損傷する。

このようにして熱電対保護管やガイドパイプが摩耗損傷するため、熱電対保護管やガイドパイプを定期的に交換したり、運用中に摩耗損傷した箇所を修理・修繕したりする必要があり、多大な労力や費用を要していた。一方、熱電対保護管自体の高温耐食性、耐摩耗性を高めることで、熱電対保護管の摩耗損傷を抑制する、という技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００１−２０１４０３号公報

しかしながら、熱電対保護管自体の高温耐食性、耐摩耗性を高めたとしても、熱電対保護管が外部に露出することには変わりがない。このため、使用環境（衝突する粒子など）によっては、熱電対保護管の摩耗損傷を抑制することが困難な場合があり、熱電対保護管の定期的な交換や修理・修繕を行う必要がある。

そこでこの発明は、熱電対保護管の損傷を効果的に抑制することが可能な熱電対保護管用ガイドパイプおよび熱電対保護管の損傷抑制方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、粒子が流れる環境下に配設され、管状で、熱電対保護管の先端側である測定部が先端部開口から突出した状態で、前記熱電対保護管が管内に配設される熱電対保護管用ガイドパイプであって、板状で、軸方向に沿って前記先端部から突出するように設けられた第１の遮蔽板と、板状で、前記第１の遮蔽板とで前記熱電対保護管の測定部を挟むように、軸方向に沿って前記先端部から突出するように設けられた第２の遮蔽板と、を備え、前記第１の遮蔽板と前記第２の遮蔽板とは、前記第１の遮蔽板と前記第２の遮蔽板との両側縁側と先端縁側とから外気が前記熱電対保護管の測定部側に流入し、かつ、前記第１の遮蔽板または前記第２の遮蔽板の一方が前記粒子の流れに対向して配設された際に、前記熱電対保護管の測定部に前記粒子が衝突しないように、設けられている、ことを特徴とする。

また、請求項２の発明は、粒子が流れる環境下に配設され、管状の熱電対保護管用ガイドパイプ内に、先端側である測定部が前記熱電対保護管用ガイドパイプの先端部開口から突出した状態で配設される熱電対保護管の損傷抑制方法であって、板状の第１の遮蔽板を、前記熱電対保護管用ガイドパイプの軸方向に沿って前記先端部から突出するように設けるとともに、板状の第２の遮蔽板を、前記第１の遮蔽板とで前記熱電対保護管の測定部を挟むように、前記熱電対保護管用ガイドパイプの軸方向に沿って前記先端部から突出し、かつ、前記第１の遮蔽板と該第２の遮蔽板との両側縁側と先端縁側とから外気が前記熱電対保護管の測定部側に流入するように設け、前記第１の遮蔽板または前記第２の遮蔽板の一方が前記粒子の流れに対向するように配設して、前記熱電対保護管の測定部に前記粒子が衝突しないようにする、ことを特徴とする。

請求項１および２の発明によれば、第１の遮蔽板または第２の遮蔽板の一方を粒子の流れに対向して配置・配設することで、熱電対保護管の測定部に粒子が衝突しないため、熱電対保護管の摩耗による損傷を効果的に抑制することが可能となる。この結果、熱電対保護管を交換したり修理したりする必要が削減され、熱電対保護管用ガイドパイプのみを交換したり修理したりすればよいため、交換や修理に要する労力や費用を軽減することができる。

しかも、２つの遮蔽板が設けられているため、一方の遮蔽板が摩耗損傷した場合に、他方の遮蔽板を粒子の流れに対向して配置・配設することで、熱電対保護管の摩耗損傷を継続して抑制することができる。つまり、熱電対保護管用ガイドパイプの使用期間を延ばす（延命する）ことができ、交換や修理に要する労力や費用を軽減することができる。

また、熱電対保護管の摩耗損傷が効果的に抑制されるため、発電設備などの運転中に熱電対に不具合が生じることによるトラブルを削減することが可能となる。一方、第１の遮蔽板と第２の遮蔽板との両側縁側と先端縁側とから、外気が熱電対保護管の測定部側に流入するようになっているため、熱電対によって外気温度を適正に測定することができる。

さらに、請求項２の発明によれば、熱電対保護管用ガイドパイプに２つの遮蔽板を設けるだけでよいため、容易かつ低コストで熱電対保護管の損傷を抑制することができ、しかも、既存・既製の熱電対保護管用ガイドパイプおよび熱電対保護管にも適用することができる。

この発明の実施の形態に係る熱電対保護管用ガイドパイプを示す構成図である。 図１の熱電対保護管用ガイドパイプのパイプ本体の先端部周辺を示す拡大図である。 図１の熱電対保護管用ガイドパイプの先端部周辺を示す拡大図である。 図１の熱電対保護管用ガイドパイプの先端面側から見た先端部周辺を示す図である。

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

図１〜４は、この発明の実施の形態を示し、図１は、この発明の実施の形態に係る熱電対保護管用ガイドパイプ１を示す構成図である。この熱電対保護管用ガイドパイプ１は、粒子が流れる環境下に配設され、熱電対保護管１００を支持、保護するパイプ・チューブであり、主として、パイプ本体２と、第１の遮蔽板３と、第２の遮蔽板４とを備えている。ここで、この実施の形態では、発電所のボイラの煙道内に複数の熱電対保護管用ガイドパイプ１が設置され、煙道内には石炭灰Ｒを含む粒子が流れる場合について説明する。

パイプ本体２は、金属製の円管状で、熱電対保護管１００の先端側である測定部１０１が先端部開口２ａから突出した状態で、熱電対保護管１００が管内に配設されるパイプである。すなわち、熱電対（図示せず）の測定部・先端部が測定部１０１に位置するように、熱電対が熱電対保護管１００内に挿入・配設されている。また、この熱電対保護管１００の反測定部１０１側の端部に、複数のボルト孔が形成された保護管フランジ１０２が設けられ、パイプ本体２の反先端部開口２ａ側の端部に、複数のボルト孔が形成されたパイプフランジ２１が設けられている。そして、熱電対保護管１００がパイプ本体２内に挿入されて、保護管フランジ１０２とパイプフランジ２１とがボルト、ナットで締結されることで、熱電対保護管１００がパイプ本体２で支持、保護される。

また、このような状態で、適正な温度測定が行えるように、熱電対保護管１００の測定部１０１がパイプ本体２の先端部開口２ａから突出するようになっている。さらに、図２に示すように、パイプ本体２の先端部２ｂは、先端に向かって径が細くなる円錐状に形成されている。このようなパイプ本体２は、既存・既製の熱電対保護管用ガイドパイプと同等の構成となっている。

第１の遮蔽板３と第２の遮蔽板４とは、同形状の金属板で、平面形状が略長方形の平板状に形成されている。第１の遮蔽板３は、図３に示すように、その板面がパイプ本体２の軸方向に沿い、パイプ本体２の先端縁から突出するように先端部２ｂに設けられている。具体的には、基端部３ａがパイプ本体２の先端部２ｂに沿うように円錐面状に形成され、この基端部３ａがパイプ本体２の先端部２ｂに溶接されている。

第２の遮蔽板４は、第１の遮蔽板３とで熱電対保護管１００の測定部１０１を挟むように、その板面がパイプ本体２の軸方向に沿い、パイプ本体２の先端縁から突出するように先端部２ｂに設けられている。具体的には、基端部４ａがパイプ本体２の先端部２ｂに沿うように円錐面状に形成され、板面が第１の遮蔽板３の板面に対向するように、基端部４ａがパイプ本体２の先端部２ｂに溶接されている。すなわち、パイプ本体２の軸心に対して互いに１８０度回転（反転）した位置に、第１の遮蔽板３と第２の遮蔽板４とが配設されている。

また、第１の遮蔽板３と第２の遮蔽板４とは、第１の遮蔽板３と第２の遮蔽板４との両側縁側と先端縁側とから外気Ｔが熱電対保護管１００の測定部１０１側に流入し、かつ、第１の遮蔽板３または第２の遮蔽板４の一方が石炭灰Ｒの流れに対向して配設された際に、熱電対保護管１００の測定部１０１に石炭灰Ｒが衝突しないように、配設されている。

すなわち、図３、４に示すように、第１の遮蔽板３と第２の遮蔽板４とは、所定の距離Ｌ１を隔てて重なるように平行に配設され、第１の遮蔽板３と第２の遮蔽板４との間の空間の中央部に、熱電対保護管１００の測定部１０１が位置している。そして、先端縁側（前面側）の開口・開放である第１の開口部（通気部）Ｓ１と、一方の側縁側の開口である第２の開口部Ｓ２と、他方の側縁側の開口である第３の開口部Ｓ３とから、外気Ｔが熱電対保護管１００の測定部１０１側に流入するようになっている。また、第１の遮蔽板３と第２の遮蔽板４との距離Ｌ１、つまり開口部Ｓ１〜Ｓ３の大きさは、熱電対保護管１００の測定部１０１によって周囲の外気Ｔの温度を適正に測定できるように設定されている。

また、例えば、図３、４に示すように、第１の遮蔽板３の板面が石炭灰Ｒの流れに直交するように配置・配設された際に、第１の遮蔽板３の板面で石炭灰Ｒを受けて、熱電対保護管１００の測定部１０１に石炭灰Ｒが衝突・直撃しないように、第１の遮蔽板３の長さ（パイプ本体２の軸方向の長さ）Ｌ２と、幅（パイプ本体２の軸方向と直交する方向の長さ）Ｌ３と、配設位置（先端部開口２ａからの突出量）とが設定されている。第２の遮蔽板４も同様に形成、配設されている。また、第１の遮蔽板３または第２の遮蔽板４の一方が石炭灰Ｒの流れに対向して配設されている場合、他方の第２の遮蔽板４または第１の遮蔽板３には、石炭灰Ｒが衝突しない。さらに、熱電対保護管１００の測定部１０１以外の部分については、パイプ本体２で覆われているため、パイプ本体２が損傷しない限り、石炭灰Ｒが衝突しない、つまり摩耗損傷が生じないものである。

このようなパイプ本体２、第１の遮蔽板３および第２の遮蔽板４は、高温耐食性、耐摩耗性が高い同金属で構成されている。

次に、このような構成の熱電対保護管用ガイドパイプ１による熱電対保護管１００の損傷抑制方法について説明する。

まず、熱電対保護管用ガイドパイプ１のパイプ本体２内に熱電対保護管１００を挿入し、熱電対保護管１００の測定部１０１をパイプ本体２の先端部開口２ａから突出させて、熱電対保護管１００の保護管フランジ１０２とパイプ本体２のパイプフランジ２１とをボルト、ナットで締結する。これにより、熱電対保護管１００がパイプ本体２内に支持、保護されるとともに、上記のように、熱電対保護管１００の測定部１０１が第１の遮蔽板３と第２の遮蔽板４とで挟まれた状態となる。

次に、図１に示すように、第１の遮蔽板３の板面が石炭灰Ｒの流れに対向するように配置・配設して、熱電対保護管１００の測定部１０１に石炭灰Ｒが衝突・直撃しないようにする。このとき、熱電対保護管用ガイドパイプ１と熱電対保護管１００とを一緒に軸心周りに回転させて、第１の遮蔽板３が石炭灰Ｒの流れに対向するように配設してもよいし、熱電対保護管１００に対して熱電対保護管用ガイドパイプ１のみを軸心周りに回転させてもよい。

その後、石炭灰Ｒの衝突により第１の遮蔽板３やパイプ本体２の上流側の面（石炭灰Ｒの流れに対向する面）が摩耗損傷した場合には、熱電対保護管用ガイドパイプ１を軸心周りに１８０度反転・回転させて、第２の遮蔽板４の板面が石炭灰Ｒの流れに対向するように配設し、熱電対保護管１００の測定部１０１に石炭灰Ｒが衝突しないようにする。このときも、熱電対保護管用ガイドパイプ１と熱電対保護管１００とを一緒に軸心周りに回転させてもよいし、熱電対保護管１００に対して熱電対保護管用ガイドパイプ１のみを軸心周りに回転させてもよい。

以上のように、この熱電対保護管用ガイドパイプ１および熱電対保護管１００の損傷抑制方法によれば、第１の遮蔽板３または第２の遮蔽板４の一方を石炭灰Ｒの流れに対向して配置・配設することで、熱電対保護管１００の測定部１０１に石炭灰Ｒが衝突しないため、熱電対保護管１００の摩耗による損傷を効果的に抑制することが可能となる。この結果、熱電対保護管１００を交換したり修理したりする必要が削減され、熱電対保護管用ガイドパイプ１のみを交換したり修理したりすればよいため、交換や修理に要する労力や費用を軽減することができる。

しかも、２つの遮蔽板３、４が設けられているため、一方の遮蔽板３、４が摩耗損傷した場合に、他方の遮蔽板３、４を石炭灰Ｒの流れに対向して配設することで、熱電対保護管１００の摩耗損傷を継続して抑制することができる。つまり、熱電対保護管用ガイドパイプ１の使用期間を延ばす（延命する）ことができ、交換や修理に要する労力や費用を軽減することができる。

また、熱電対保護管１００の摩耗損傷が効果的に抑制されるため、発電設備などの運転中に熱電対に不具合が生じることによるトラブルを削減することが可能となる。一方、第１の遮蔽板３と第２の遮蔽板４による開口部Ｓ１〜Ｓ３から、外気Ｔが熱電対保護管１００の測定部１０１側に流入するようになっているため、熱電対によって外気Ｔの温度を適正に測定することができる。

さらに、パイプ本体２に２つの遮蔽板３、４を取り付けるだけでよいため、容易かつ低コストで熱電対保護管１００の損傷を抑制することができる。しかも、既存・既製の熱電対保護管用ガイドパイプをパイプ本体２とすることで、既存・既製の熱電対保護管用ガイドパイプおよび熱電対保護管１００にも、容易に適用することができる。

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、パイプ本体２に第１の遮蔽板３と第２の遮蔽板４とが溶接されているが、第１の遮蔽板３と第２の遮蔽板４とをパイプ本体２に一体的に形成・成形してもよい。また、第１の遮蔽板３と第２の遮蔽板４が平板状であるが、パイプ本体２の周面に沿うように円弧状・湾曲状に形成してもよい。

１ 熱電対保護管用ガイドパイプ
２ パイプ本体（熱電対保護管用ガイドパイプ）
２ａ 先端部開口
２ｂ 先端部
３ 第１の遮蔽板
４ 第２の遮蔽板
１００ 熱電対保護管
１０１ 測定部
Ｒ 石炭灰（粒子）
Ｔ 外気
Ｓ１〜Ｓ３ 開口部

Claims (2)

1. 粒子が流れる環境下に配設され、管状で、熱電対保護管の先端側である測定部が先端部開口から突出した状態で、前記熱電対保護管が管内に配設される熱電対保護管用ガイドパイプであって、
   板状で、軸方向に沿って前記先端部から突出するように設けられた第１の遮蔽板と、
   板状で、前記第１の遮蔽板とで前記熱電対保護管の測定部を挟むように、軸方向に沿って前記先端部から突出するように設けられた第２の遮蔽板と、
   を備え、
   前記第１の遮蔽板と前記第２の遮蔽板とは、前記第１の遮蔽板と前記第２の遮蔽板との両側縁側と先端縁側とから外気が前記熱電対保護管の測定部側に流入し、かつ、前記第１の遮蔽板または前記第２の遮蔽板の一方が前記粒子の流れに対向して配設された際に、前記熱電対保護管の測定部に前記粒子が衝突しないように、設けられている、
   ことを特徴とする熱電対保護管用ガイドパイプ。
2. 粒子が流れる環境下に配設され、管状の熱電対保護管用ガイドパイプ内に、先端側である測定部が前記熱電対保護管用ガイドパイプの先端部開口から突出した状態で配設される熱電対保護管の損傷抑制方法であって、
   板状の第１の遮蔽板を、前記熱電対保護管用ガイドパイプの軸方向に沿って前記先端部から突出するように設けるとともに、
   板状の第２の遮蔽板を、前記第１の遮蔽板とで前記熱電対保護管の測定部を挟むように、前記熱電対保護管用ガイドパイプの軸方向に沿って前記先端部から突出し、かつ、前記第１の遮蔽板と該第２の遮蔽板との両側縁側と先端縁側とから外気が前記熱電対保護管の測定部側に流入するように設け、
   前記第１の遮蔽板または前記第２の遮蔽板の一方が前記粒子の流れに対向するように配設して、前記熱電対保護管の測定部に前記粒子が衝突しないようにする、
   ことを特徴とする熱電対保護管の損傷抑制方法。
   

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