JPH1062267A - 配管の温度表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 配管の温度を容易かつ確実に短時間で確認で
きる配管の温度表示装置を提供すること。 【解決手段】 所定温度における形状を記憶された形状
記憶合金ばね２１を配管１０に巻装して一端を配管１０
に固定し、他端側に可動リング２２を配管１０の長手方
向に移動可能に外挿するとともに、バイアスばね２３で
可動リング２２を形状記憶合金ばね２１が縮む方向に付
勢する。この可動リング２２に指針２７の基端を係合す
ることにより、可動リング２２の位置に応じた配管１０
の温度を表示させる。これにより、指針２７の位置を目
視で確認するだけで、配管１０の温度を短時間で確認す
ることができ、通気不良等を容易かつ確実に発見でき
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、配管の温度表示装
置に関する。

【０００２】

【背景技術】石油精製工場や化学工場においては、プロ
セス配管内を流通する油やガス等の流体が冬場に凍結す
ることがある。このような流体の凍結を防止するため
に、一般に、プロセス配管の外側には加熱用配管および
断熱材が設けられ、この加熱用配管に蒸気等を流通させ
ることによりプロセス配管を温めて流体を保温するよう
にしている。このような加熱用配管には蒸気等の通気不
良が発生することがあるため、人による触手や配管の表
面温度を温度計で測定すること等により定期的に通気状
況を確認していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、触手による通
気の確認は、火傷の危険性があるためほとんど用いるこ
とができなかった。また、配管の表面温度を測定する方
法では、その都度温度計を用いて温度測定をしなければ
ならないので、手間がかかるという問題があった。

【０００４】本発明の目的は、配管の温度を容易かつ確
実に確認できる配管の温度表示装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の配管の温度表示
装置は、配管に巻装されて一端が配管に固定されかつ所
定温度における形状を記憶された形状記憶合金ばねと、
この形状記憶合金ばねの他端側に設けられかつ前記配管
の長手方向に移動可能な可動部と、この可動部を前記形
状記憶合金ばねが変形する方向に付勢する付勢手段と、
前記可動部の位置に応じて前記配管の温度変化を表示す
る表示手段とを有することを特徴とする。

【０００６】本発明では、形状記憶合金ばねを配管に巻
装したため、伝熱によって形状記憶合金ばねは配管と略
同じ温度になる。形状記憶合金ばねには、所定温度にお
ける形状が記憶されているから、例えば、配管内に蒸気
等が流通している正常状態での配管の所定温度における
形状を記憶させておけば、正常状態では配管が所定温度
以上に維持されるので、形状記憶合金ばねには記憶した
形状に復元する力が発生し、その復元力が付勢手段の付
勢力よりも強くなって形状記憶合金ばねは記憶形状に復
元される。一方、配管内に蒸気等が流通していない異常
状態では、配管の温度が所定温度よりも低いから、形状
記憶合金ばねの復元力は付勢手段の付勢力よりも弱く、
付勢手段によって変形された状態に保たれる。

【０００７】このような形状記憶合金ばねの変形および
復元に伴って、形状記憶合金ばねの他端に設けられた可
動部は配管の長手方向に沿って移動するようになる。本
発明の装置は、この可動部の位置に応じて温度変化を表
示する表示手段を有するため、触手や温度計を用いた温
度測定を行うことなく目視によって配管の温度を容易か
つ確実に短時間で確認することができる。これらによ
り、前記目的が達成される。

【０００８】また、前記可動部は前記配管に外挿された
可動リングであり、前記付勢手段は、前記配管に巻装さ
れかつ前記可動リングを前記形状記憶合金ばねが縮む方
向に付勢するバイアスばねであることが望ましい。

【０００９】このように形状記憶合金ばねが縮む方向に
付勢するバイアスばねを配管に巻装して付勢手段を構成
すれば、付勢手段を配管の外周に沿って配置することが
できるので、装置全体の省スペース化を図ることができ
る。また、可動リングは形状記憶合金ばねおよびバイア
スばねにより両側から押圧されることになるため、配管
に外挿するだけでよく簡単に設置できる。

【００１０】前記表示手段は、表示部と、この表示部に
中間より基端寄り部分を支点に回転可能に取り付けられ
かつ前記基端が前記可動部に係合された指針とを有する
ことが望ましい。

【００１１】指針を表示部に回転可能に取り付けてその
基端を可動部に係合すると、可動部の移動に伴って指針
の基端が移動するため、指針が可動部の移動距離に応じ
た角度で回動するようになり、この指針の先端の位置に
より配管の温度状態を確認することができる。このよう
な指針をその中間より基端寄り部分を支点に表示部に取
り付けたため、てこの原理で基端の移動距離よりも指針
の先端の移動距離が大きくなり、可動部の移動距離、す
なわち、配管の温度変化を増幅して表示することができ
る。従って、目視による配管の温度確認を遠方からでも
簡単に行うことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施形態を図面
に基づいて説明する。 ［第一実施形態］図１には、本実施形態の配管１０の温
度表示装置２０が示されている。配管１０は、例えば、
加熱用の配管であり、蒸気等が正常に流通している場合
は比較的高温になり、蒸気等が流通していない場合や通
気不良を起こした場合には正常なときよりも低い温度に
なる。

【００１３】温度表示装置２０は、配管１０に巻装され
た形状記憶合金ばね２１と、配管１０に外挿された可動
部である可動リング２２と、この可動リング２２を付勢
する付勢手段であるバイアスばね２３と、可動リング２
２の位置に応じて温度変化を表示する表示手段２４とを
備えている。形状記憶合金ばね２１は、図２に示すよう
に、半円形の断面形状を備え、その内径と配管１０の外
径との差が0.2〜0.5mmとなるように配管１０に巻装され
ている。このような形状記憶合金ばね２１は、例えば、
Ｎi-Ｔi合金等からなり、図４に示すような伸長した状
態のばね形状を記憶させてあり、その変態点は、蒸気等
が正常に流通したときの配管１０の温度前後に設定され
ている。形状記憶合金ばね２１の一端は、配管１０に固
定された固定リング２５Ａに当接されている。

【００１４】図１に戻って、形状記憶合金ばね２１の他
端には可動リング２２が当接されている。可動リング２
２は、内径が配管１０の外径よりも若干大きく形成さ
れ、配管１０の長手方向に移動できるようになってい
る。この可動リング２２の外周面には、後述する指針２
７と接続するための突部２２Ａが設けられている。可動
リング２２の形状記憶合金ばね２１とは反対側にはバイ
アスばね２３の一端が当接されている。バイアスばね２
３は配管１０に巻装され、その他端は配管１０に固定さ
れた固定リング２５Ｂに当接されている。このバイアス
ばね２３は、圧縮ばねであり、可動リング２２を形状記
憶合金ばね２１が縮む方向に付勢している。

【００１５】表示手段２４は、円弧状に高温領域表示２
６Ａおよび低温領域表示２６Ｂが形成された表示部であ
る表示板２６と、この表示板２６に回転可能に取り付け
られた指針２７とを備えている。指針２７は、その中間
よりも基端寄りの部分を支点に表示板２６に取り付けら
れ、その先端２７Ａが高温領域表示２６Ａおよび低温領
域表示２６Ｂに沿って回動するようになっている。指針
２７の基端には長孔２８が設けられ、この長孔２８に可
動リング２２の突部２２Ａが係合され、これにより、指
針２７が可動リング２２の変位に応じて回動するように
なっている。

【００１６】このように構成された本実施形態において
は、温度表示装置２０の指針２７の先端２７Ａの指す温
度領域表示２６Ａ，２６Ｂを目視することにより配管１
０の通気状況を確認する。すなわち、配管１０に蒸気等
が流通していない状態、或いは通気不良が発生している
状態では、図３に示すように、配管１０が形状記憶合金
ばね２１の変態点よりも低温なため、形状記憶合金ばね
２１の反発力はバイアスばね２３の反発力よりも弱く、
このバイアスばね２３の反発力によって形状記憶合金ば
ね２１は縮んだ状態に変形される。このとき、可動リン
グ２２はバイアスばね２３の反発力によって図３中左側
に移動されるので、指針２７は可動リング２２の位置に
応じた角度で回動した状態となり、先端２７Ａは低温領
域表示２６Ｂを指す。

【００１７】配管１０に正常に蒸気等が流通して配管１
０の温度が上昇すると、図４に示すように、形状記憶合
金ばね２１は変態点以上の温度に加熱されるため、記憶
させた形状に復元する力が発生し、形状記憶合金ばね２
１の反発力がバイアスばね２３の反発力よりも強くなっ
て、伸長した状態のばね形状に復元する。このとき、可
動リング２２は、形状記憶合金ばね２１の反発力によっ
て図４中右側に移動されるので、指針２７は可動リング
２２の位置に応じた角度で回動した状態となり、その先
端２７Ａは高温領域表示２６Ａを指す。

【００１８】このように、配管１０の通気状況が正常な
場合には指針２７が高温領域表示２６Ａを指すので、配
管１０に蒸気等を流通させているにもかかわらず指針２
７の先端２７Ａが低温領域表示２６Ｂ側を指している場
合は、通気不良が発生していることになる。

【００１９】このような本実施形態によれば、以下のよ
うな効果がある。すなわち、配管１０に巻装した形状記
憶合金ばね２１に伸長した状態のばね形状を記憶させる
とともに変態点を正常な通気状態における配管１０の温
度前後に設定し、この形状記憶合金ばね２１をバイアス
ばね２３によって変形する方向に付勢したので、蒸気等
が流通して配管１０が所定温度以上に維持される正常状
態においては形状記憶合金ばね２１が記憶形状に復元さ
れ、蒸気等が流通しておらず配管１０の温度が正常時よ
りも低い異常状態においては形状記憶合金ばね２１はバ
イアスばね２３によって変形された状態に保たれる。

【００２０】この形状記憶合金ばね２１の他端に可動リ
ング２２を設けたため、配管１０の温度変化に応じた形
状記憶合金ばね２１の変形および復元にともなって可動
リング２２が配管１０の長手方向に沿って移動する。本
実施形態では、この可動リング２２の位置に応じて温度
変化を表示する表示手段２４を設けたので、触手や温度
計を用いた温度測定を行うことなく目視によって配管１
０の温度を短時間で確認することができ、通気不良を容
易かつ確実に発見できる。

【００２１】また、形状記憶合金ばね２１を縮む方向に
付勢するバイアスばね２３を配管１０に巻装して付勢手
段を構成したので、付勢手段を配管１０の外周に沿って
配置することができ、温度表示装置２０全体の省スペー
ス化を図ることができる。さらに、可動リング２２は形
状記憶合金ばね２１およびバイアスばね２３により両側
から押圧されるため、配管１０に外挿するだけでよく簡
単に設置できる。また、配管１０に固定リング２５Ａ，
２５Ｂを設けたので、形状記憶合金ばね２１およびバイ
アスばね２３は、配管１０に外挿してこれらの固定リン
グ２５Ａ，２５Ｂに当接させるだけで簡単に設置でき
る。

【００２２】また、指針２７を表示部２６に回転可能に
取り付けてその基端を可動リング２２に係合したので、
可動リング２２の移動に伴って指針２７の基端が移動し
て指針２７が可動リング２２の移動距離に応じた角度で
回動するようになり、この指針２７の先端の位置により
配管１０の温度状態を確認することができる。さらに、
このような指針２７をその中間より基端寄り部分を支点
に表示部２６に取り付けたため、てこの原理で基端の移
動距離よりも先端２７Ａの移動距離の方が大きくなり、
可動リング２２の移動距離、すなわち、配管１０の温度
変化を増幅して表示することができる。従って、目視に
よる配管１０の温度確認を遠方からでも簡単に行うこと
ができる。

【００２３】そして、形状記憶合金ばね２１は半円形の
断面形状を有するので、配管１０との接触面積が円形断
面の場合よりも大きくなり、配管１０の熱を効率よく伝
えることができるので、配管１０の温度を速く正確に表
示することができる。

【００２４】また、形状記憶合金ばね２１をその内径と
配管１０の外径との差が0.2〜0.5mmとなるように配管１
０に巻装したため、配管１０の熱を形状記憶合金ばね２
１に効率よく伝えることができるとともに形状記憶合金
ばね２１を円滑に伸縮させることが可能となり、配管１
０の温度を一層精度よく表示することができる。

【００２５】［第二実施形態］本実施形態の配管１０の
温度表示装置３０は、前記第一実施形態の温度測定装置
２０と略同様な構成を備え、可動リング３１および固定
リング３２Ａ，３２Ｂの構造と、付勢手段とが異なるの
みであるので、同一部分には同一符号を付して詳しい説
明は省略し、以下には異なる部分のみを詳述する。図５
および図６に示すように、本実施形態の可動リング３１
は、両端に鍔部４３を備えた一対の半割リング４１，４
２からなる。これらの半割リング４１，４２は、配管１
０を挟み込んだ状態でその鍔部４３同士がボルト４４お
よびナット４５により締結され、前記第一実施形態と同
様に配管１０の長手方向に自由に移動できるようになっ
ている。各半割リング４１，４２には、配管１０の長手
方向と平行な一対の貫通孔４６がそれぞれ形成されてい
る。

【００２６】この可動リング３１と同様に、固定リング
３２Ａ，３２Ｂも鍔部５３を備えた一対の半割リング５
１，５２からなり、鍔部５３同士をボルト４４およびナ
ット４５により締結されて配管１０に装着されている。
固定リング３２Ａ，３２Ｂの内径は配管１０の外径と同
じ或いは若干小さく形成され、配管１０に対して移動で
きないように固定されている。

【００２７】形状記憶合金ばね２１と反対側の固定リン
グ３２Ｂを構成する各半割リング５１，５２には、それ
ぞれ配管１０の長手方向と平行に一対のガイド軸５４が
設けられ、各ガイド軸５４は可動リング３１の各貫通孔
４６に摺動可能に挿通されている。各ガイド軸５４には
付勢手段であるバイアスばね５５が巻装され、その両端
はそれぞれ可動リング３１および固定リング３２Ｂに当
接されている。このバイアスばね２３は圧縮ばねであ
り、各ガイド軸５４に沿って可動リング２２を形状記憶
合金ばね２１が縮む方向に付勢している。

【００２８】このように構成された本実施形態において
は、半割リング４１，４２で配管１０を両側から挟み、
その状態で鍔部４３同士をボルト４４およびナット４５
により締め付けて可動リング３１を装着し、同様にして
固定リング３２Ａを配管１０の所定位置に固定する。こ
の後、固定リング３２Ｂを構成する半割リング５１，５
２の各ガイド軸５４にバイアスばね５５を巻装し、これ
らの半割リング５１，５２で配管１０を両側から挟み込
み、ガイド軸５４の先端部を可動リング３１の各貫通孔
４６に挿通して、配管１０の所定位置にボルト４４およ
びナット４５で固定する。また、形状記憶合金ばね２１
は、常温で真っ直ぐな状態に伸ばしておき、固定リング
３２Ａおよび可動リング３１の間の配管１０に巻き付け
る。

【００２９】このような本実施形態によれば、前記第一
実施形態と同様な作用、効果を奏することができる他、
以下のような効果がある。すなわち、可動リング３１お
よび固定リング３２Ａ，３２Ｂはそれぞれ半割リング４
１，４２，５１，５２からなるため、既存の配管１０に
対して後付けすることができる。また、バイアスばね５
５は固定リング３２Ｂのガイド軸５４に巻装され、形状
記憶合金ばね２１は常温で伸ばしてから配管１０に巻装
できるため、これらのばね５５，２１を配管１０に挿入
することなく後付けすることができる。従って、温度表
示装置３０全体を既存の配管１０に対して後付けできる
ので、配管１０を分解することなく簡単に設置できる。

【００３０】さらに、バイアスばね５５はガイド軸５４
に沿って伸縮するので、可動リング３１を配管１０の長
手方向に沿った方向に確実に付勢することができるよう
になり、可動リング３１の姿勢を正しい姿勢に維持する
ことができるため、配管１０に沿って可動リング３１を
円滑に移動させることができる。また、可動リング３１
はガイド軸５４に沿って移動するので、配管１０の外表
面に凹凸がある場合でも円滑に移動させることができ
る。

【００３１】なお、本発明は前記各実施形態に限定され
るものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等
を含み、以下に示すような変形なども本発明に含まれ
る。すなわち、前記各実施形態の形状記憶合金ばね２１
の断面形状は半円状であったが、図７に示すように、断
面形状が矩形の形状記憶合金ばね２１としてもよく、或
いは、円形断面であってもよい。また、前記各実施形態
では、バイアスばね２３，５５により形状記憶合金ばね
２１を縮む方向に付勢したが、引張りばね等を用いて形
状記憶合金ばね２１を記憶させた形状よりも伸長する方
向に付勢してもよい。このとき、形状記憶合金ばね２１
に記憶させる形状は縮んだ状態のばね形状としてもよ
い。

【００３２】また、付勢手段はバイアスばね２３，５５
に限らず、例えば、板ばねとしてもよく、形状記憶合金
ばね２１を付勢するものであれば任意である。

【００３３】さらに、前記各実施形態では、指針２７を
中間よりも基端寄りの部分を支点に表示板２６に取り付
けて可動リング２２，３１の移動距離を増幅して表示す
るように構成したが、例えば、可動リング２２，３１に
垂直に指針等を固定して、可動リング２２，３１の変位
をそのまま表示するようにしてもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明では、配管
に巻装した形状記憶合金ばねに所定温度における形状を
記憶させるとともにこの形状記憶合金ばねを付勢手段に
より変形する方向に付勢したので、形状記憶合金ばねに
生じる記憶形状に復元する力が、配管の温度に応じて付
勢手段の付勢力よりも強くなったり弱くなったりして、
形状記憶合金ばねが記憶形状に復元されたり付勢手段に
よって変形されたりする。本発明の装置は、この形状記
憶合金ばねの他端側に設けた可動部の位置に応じて温度
変化を表示する表示手段を有するため、触手や温度計を
用いた温度測定を行うことなく目視によって配管の温度
を短時間で確認することができ、通気不良等を容易かつ
確実に発見できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態を示す正面図。

【図２】前記実施形態の形状記憶合金ばねを断面した拡
大図。

【図３】前記実施形態の配管が低温な場合の温度表示装
置の状態を示す正面図。

【図４】前記実施形態の配管が高温な場合の温度表示装
置の状態を示す正面図。

【図５】本発明の第二実施形態を示す正面図。

【図６】前記第二実施形態の可動リングを示す側面図。

【図７】本発明の他の形状記憶合金ばねを示す拡大図。

【符号の説明】

１０ 配管 ２０，３０ 温度表示装置 ２１ 形状記憶合金ばね ２２，３１ 可動リング（可動部） ２３，５５ バイアスばね（付勢手段） ２４ 表示手段 ２６ 表示部 ２７ 指針

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配管に巻装されて一端が配管に固定され
   かつ所定温度における形状を記憶された形状記憶合金ば
   ねと、この形状記憶合金ばねの他端側に設けられかつ前
   記配管の長手方向に移動可能な可動部と、この可動部を
   前記形状記憶合金ばねが変形する方向に付勢する付勢手
   段と、前記可動部の位置に応じて前記配管の温度変化を
   表示する表示手段とを有することを特徴とする配管の温
   度表示装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載した配管の温度表示装置
   において、前記可動部は前記配管に外挿された可動リン
   グであり、前記付勢手段は、前記配管に巻装されかつ前
   記可動リングを前記形状記憶合金ばねが縮む方向に付勢
   するバイアスばねであることを特徴とする配管の温度表
   示装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載した配管
   の温度表示装置において、前記表示手段は、表示部と、
   この表示部に中間より基端寄り部分を支点に回転可能に
   取り付けられかつ前記基端が前記可動部に係合された指
   針とを有することを特徴とする配管の温度表示装置。