JP3126141U

JP3126141U - 温度計の保護管構造

Info

Publication number: JP3126141U
Application number: JP2006006293U
Authority: JP
Inventors: 継夫山田; 廣志濱岡; 貴雄道ノ下
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 2006-08-03
Filing date: 2006-08-03
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2016-08-03
Also published as: US20080031306A1; GB0704217D0; GB2442488A

Abstract

【課題】防振帯と保護管表面との間の隙間をなくして保護管の腐食を解消し、しかも、防振帯を簡便に形成することができる温度計の保護管構造を提供する。
【解決手段】筒状部２と、その筒状部２の胴部外壁に螺旋状に形成された１乃至複数本の凸条部３とを有する温度計の保護管構造において、上記凸条部３が、筒状体の胴部外面を切削加工することによって形成されたものであることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本考案は、管壁や容器壁に取り付けられ、それらの内部を流れる流体の温度を測定する温度計の保護管構造に関するものである。

管内を流れる流体の温度を測定する場合、通常、円筒状若しくはテーパ付き円筒状の保護管を、管壁を貫通して取り付け、その保護管内に熱電対、測温抵抗体等の温度センサを挿入することにより、流体の温度測定を行なっている。

ところが、流体が高速で流れる管内部において、流れと直交する方向に温度計保護管を配置すると、カルマン渦による流力振動を受けて温度計保護管が破損する場合がある。

周知なようにカルマン渦とは、一様な流れの中に物体（この場合、温度計保護管）を置いたときにその下流側に交互に発生する渦のことであり、カルマン渦が発生すると温度計保護管が振動する。この流力振動による疲労（温度計保護管の固有振動と流体の流れによる振動との同期現象による疲労）は、しばしば事故をもたらす原因の一つとなっている。

温度計保護管の振動を防止するために、従来から温度計保護管の肉厚を厚くするなどの対策が取られていたが、肉厚を厚くすると温度計の応答が遅くなり、また、測定値に配管外部温度の影響が現れて測定精度が低下するという問題がある。

そこで、図３に示すように、カルマン渦そのものの発生を防止するようにした保護管構造が提案されている（例えば非特許文献１参照）。

同図に示す形態は、円柱形構造物（この場合、温度計保護管）５０の表面に、細長い平板や線条からなる防振帯５１を螺旋状に巻き付けたものであり、防振帯５１の設計仕様は以下のように示されている。

平板、線条の高さ：０．０５Ｄ〜０．１２Ｄ
平板、線条の数：３螺旋、平行巻
巻きのピッチ：３．６Ｄ〜５Ｄ
ただし、Ｄは円柱形構造物５０の直径である。

このような防振帯５１を巻き付ければ渦のでき方が不規則になり、温度計保護管の振動を防止することができる。

上記防振帯５１は、既存の部材を利用することができることから線条、より具体的には針金線で構成することが多い。この針金線を、上記設計仕様に従い、温度計保護管５０の表面に３本巻き付け、図４の拡大図に示すように、温度計保護管５０の表面にＴＩＧスポット溶接を行なうことにより固定していた。なお、図中５１ａは溶接部を示している。
日本機械学会基準「配管内円柱状構造物の流力振動評価指針」，(１９９８年発行)，B83〜B84頁

しかしながら、従来の温度計保護管５０では、溶接されていない範囲の防振帯５１と温度計保護管５０表面との間に隙間の発生することが避けられない。

このような隙間の残る温度計保護管５０を、例えば石油化学プラントにおける流体温度測定に使用した場合、その隙間に不純物が付着し温度計保護管５０を腐食させる原因となる。また、食品工業の分野で使用した場合には、隙間に付着した付着物が腐敗して製品に混入する虞れがある。

さらには、流体中に固形物が含まれていると、その固形物が防振帯５１に繰り返し衝突することにより、防振帯５１が温度計保護管５０の表面から剥離することも懸念される。

このような問題を解消するために、図５(ａ)の側面図、およびそのＣ−Ｃ矢視横断面を示した図５(ｂ)に示すように、温度計保護管５０と防振帯としての巻付線５２との接触部分をすべて溶接する、いわゆる全周溶接を施すことも実施されたが、全周溶接を行なうには、多大な時間と労力を費やさなければならず、また、溶接線が長くなると熱応力や熱ひずみによる悪影響を受けやすくなるという新たな問題も発生する。なお、図中、５３は温度計挿入孔であり、５４は溶接部である。

本考案は以上のような従来の温度計の保護管構造における課題を考慮してなされたものであり、防振帯と温度計保護管表面との間の隙間をなくして温度計保護管の腐食を解消し、しかも、防振帯を簡便に形成することができる温度計の保護管構造を提供するものである。

本考案は、筒状部と、その筒状部の胴部外壁に螺旋状に形成された１乃至複数本の凸条部とを有する温度計の保護管構造において、上記凸条部が、筒状体の胴部外面を切削加工することによって形成されたものである温度計の保護管構造である。

本考案において、筒状体とは筒状部の加工前の形態を示している。

本考案に従えば、筒状部と凸条部を一体構造とすることができるため、筒状部とその胴部外周壁に形成される凸条との間に隙間ができず、針金線を巻き付けて全周溶接する場合に比べ、保護管製作期間を大幅に短縮して労力を削減することができる。また、溶接による熱応力や熱ひずみも発生しないため信頼性の高い保護管を提供することができる。

本考案において、上記筒状体は、テーパを付けることによってその先端側を絞れば、配管に対して取り付け、または取り外しがスムーズに行なえる。

本考案において、上記凸条部の頂部両角部は略直角に形成し、凸条部の裾部と筒状部の胴部外壁面とをアールで連絡すれば、アールがつけられた部分は不純物が付着することを防止し、凸条部の頂部における略直角部分はカルマン渦を防止するための不規則な流れを効果的に形成することができる。

本考案の温度計の保護管構造によれば、切削加工によって防振帯を筒状部と一体に形成しているため、防振帯と保護管表面との間に隙間が存在せず、それにより不純物の付着が防止され、その不純物を原因とする保護管の腐食を解消することができる。

また、全周溶接を行なう場合に比べ製作時間を大幅に短縮することができ、しかも、溶接を施さないため熱応力や熱ひずみの影響を排除して信頼性の高い保護管を提供することができるという長所を有する。

以下、図面に示した実施の形態に基づいて本考案を詳細に説明する。

図１は、本考案に係る温度計の保護管構造の一実施形態を示したものであり、(ａ)は側面図、(ｂ)はＡ−Ａ矢視横断面図である。なお、同図(ａ)において、中心線Ｃ．Ｌより右側半分は保護管１を断面で示し、左側半分は外観図で示している。

これらの図において、本実施形態における温度計の保護管１の材質はＳＵＳ３０４であり、有底の筒状部２を有し、この筒状部２の胴部外壁に凸条部３が形成されている。

上記凸条部３は図１(ｂ)に示すように、円周方向に等間隔に３本配置されており、それぞれ平行な状態で管軸方向に向けて螺旋状に形成されている。

筒状部２の中心（筒軸上）には筒孔Ｓが所定深さ穿設されており、熱電対、測温抵抗体等の温度センサが挿入されるようになっている。

また、筒状部２の胴部外壁にはテーパ（管状部後端側の外径Ｄ₂＞管状部先端の外径Ｄ₁）が付けられており先端側が若干絞られている。それにより、図示しない配管に対して取り付け、または取り外しがスムーズに行なえるようになっている。

上記凸条部３は、従来、筒状部の胴部外壁に巻き付けられていた針金線に相当するものであり、本発明では削り出しにより螺旋状の凸条部３を形成している。この凸条部３がカルマン渦の発生を防止する防振帯として機能する。

具体的には、保護管１は丸棒に対して穴開け加工を施すことにより有底筒状に製作し、保護管１の胴部について、凸条部３と凸条部３の間の範囲をフライス盤でエンドミルを用い溝状に切削することにより、凸条部３を筋状に形成する。

このようにして切削加工によって形成された保護管１は、凸条部３が保護管１と一体物で製作されているため、従来の溶接による針金線取付方法のように保護管と針金線との間に隙間が発生しない。

しかも、図２の拡大図に示すように、凸条部３の裾部３ａと保護管１の胴部外壁面１ａとをアール４で連絡しているため、従来の全周溶接のように保護管１と針金線との接触部分の隙間を埋める溶接ビードがなく滑らかな面で構成されているため、不純物が付着して腐食が発生するという従来の保護管の問題を完全に解消することができるようになっている。

一方、凸条部３の頂部については、両角部３ｂ，３ｂが略直角に形成されているため、断面円形の針金線を溶接したものに比べ、カルマン渦を防止するための不規則な流れを形成する効果が高められている。

〈実施例〉
丸棒に対してドリルで穴開け加工を施すことにより筒状体としての保護管１を製作し、その保護管１の胴部外壁をエンドミルで溝削りすることにより、凸条部３を螺旋状に形成した。

製作された保護管１の外径（凸条部３を除く）は約φ２０ｍｍ（Ｄ）であり、凸条部３の高さは２ｍｍ（約０．１Ｄ）とした。

また、凸条部３は３螺旋、平行巻とし、巻きのピッチは約１００ｍｍ（約５Ｄ）とした。

このようにして得られた保護管１を、流体の流れと直交する方向で測定対象の配管に取り付け、保護管１の筒孔Ｓに熱電対を挿入し、流体の温度を測定した。

上記構成を有する温度計の保護管１によれば、凸条部３に不純物が付着しないことが確認された。

なお、上記実施形態では保護管１の材質としてＳＵＳ３０４を使用したが、保護管１の材質としてはこれに限らず、例えばＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ、その他、用途に応じた耐熱耐食鋼等を使用することもできる。

(ａ)は本考案に係る温度計の保護管構造の構成を示す一部断面を有する側面図であり、(ｂ)はＡ−Ａ矢視横断面図である。図１(ｂ)のＢ部拡大図である。従来のカルマン渦の発生を防止する保護管構造を示した側面図である。図３の要部拡大図である。 (ａ)は従来の保護管構造の別の例を示す一部断面を有する側面図、(ｂ)はＣ−Ｃ矢視横断面図である。

符号の説明

１保護管
１ａ胴部外壁面
２筒状部
３凸条部
３ａ裾部
３ｂ角部
４アール

Claims

筒状部と、その筒状部の胴部外壁に螺旋状に形成された１乃至複数本の凸条部とを有する温度計の保護管構造において、
上記凸条部が、筒状体の胴部外面を切削加工することによって形成されたものであることを特徴とする温度計の保護管構造。
上記筒状体は、テーパが付けられることによりその先端側が絞られている請求項１記載の温度計の保護管構造。
上記凸条部の頂部両角部は略直角に形成され、上記凸条部の裾部と上記筒状部の胴部外壁面とはアールで連絡されている請求項１または２記載の温度計の保護管構造。