WO2020157946A1 - 温度検出装置 - Google Patents

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WO2020157946A1
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optical fiber
silo
folded
jig
end side
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栄 今田
昭典 吉光
和成 大櫃
司 吉崎
丈夫 笠嶋
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中国電力株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D90/00—Component parts, details or accessories for large containers
    • B65D90/48—Arrangements of indicating or measuring devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/14—Supports; Fastening devices; Arrangements for mounting thermometers in particular locations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • G01K11/32—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres

Definitions

  • the present invention relates to a temperature detecting device.
  • a temperature sensor using a thermocouple is known as a temperature detecting device for detecting temperature (see Patent Document 1). Further, a temperature detecting device that detects a temperature using an optical fiber is also known (see Patent Document 2).
  • positioned inside the coal storage tank are enclosed with the wire rope.
  • an optical fiber extending along the belt conveyor is provided to detect the temperature of coal on the belt conveyor.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a temperature detection device that detects the temperature of an object contained in a silo using an optical fiber.
  • the temperature detecting device is provided inside the silo, and comprises an optical fiber having a forward optical fiber portion, a folded portion and a backward optical fiber portion, the forward optical fiber portion being in the axial direction of the silo.
  • the folded-back portion Extending from one end side to the other end side, the folded-back portion has a curved shape, is integrally connected to the end portion of the outward optical fiber portion, the return optical fiber portion, the axis of the silo. It extends from the other end in the direction toward one end and is integrally connected to the end of the folded portion.
  • an optical fiber can be used to detect the temperature of an object contained in the silo.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a temperature detection system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged schematic view of the main part of FIG.
  • FIG. 3 is a schematic diagram near the bottom of the optical fiber according to the second embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic diagram near the bottom of the optical fiber according to the third embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic diagram near the bottom of the optical fiber according to the fourth embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic diagram near the bottom of the optical fiber according to the fifth embodiment.
  • FIG. 7 is a sectional view of the first jig shown in FIG.
  • FIG. 8 is a sectional view taken along line VIII-VIII of FIG.
  • FIG. 9 is a side view of the second jig shown in FIG. FIG.
  • FIG. 10 is a plan view of FIG. 9 viewed from the direction A.
  • FIG. 11 is a front view of FIG. 9 viewed from the direction B.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing a state in which an optical fiber is wound around the outer circumference of the second jig.
  • FIG. 13 is a schematic view showing a state in which the optical fiber is wound around the outer circumference of the second jig.
  • FIG. 14 is a schematic view showing a state in which the optical fiber is wound around the outer circumference of the second jig.
  • the same elements as those described in regard to the already-existing drawings are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof may be appropriately omitted.
  • the vertical direction will be referred to as the silo axial direction.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a temperature detection device according to the first embodiment of the present invention.
  • the temperature inside the silo is detected using an optical fiber, but this principle will be briefly described.
  • the pulsed light slightly scatters inside the optical fiber and progresses while becoming various scattered lights. Since Raman scattered light, which is one of the scattered lights, has temperature dependence, the temperature is detected by detecting the Raman scattered light.
  • the temperature detecting device 1 has, for example, an optical fiber arranged inside a silo.
  • the optical fiber 10 includes a first division unit 11, a second division unit 12, a third division unit 13, a fourth division unit 14, a fifth division unit 15, and a sixth division unit 16.
  • the first silo 31 and the second silo 32 are provided with a contained material such as coal or grain.
  • the end portion 11a on the downstream side in the light traveling direction and the end portion 12a on the upstream side in the light traveling direction in the second division portion 12 are fused and connected at a fusion point. ..
  • the fusion point is arranged inside the first fusion box 21.
  • the end portion 12b on the downstream side in the light traveling direction and the end portion 13a on the upstream side in the traveling direction of the light in the third dividing portion 13 are fused and connected at a fusion point. ..
  • the fusing point is arranged inside the second fusing box 22.
  • the end portion 13b on the downstream side in the light traveling direction and the end portion 14a on the upstream side in the light traveling direction in the fourth division portion 14 are fused and connected at a fusion point. ..
  • the fusing point is arranged inside the second fusing box 22.
  • the end portion 14b on the downstream side in the light traveling direction and the end portion 15a on the upstream side in the light traveling direction in the fifth division portion 15 are fused and connected at a fusion point. ..
  • the fusion point is arranged inside the first fusion box 21.
  • the end portion 15b on the downstream side in the light traveling direction and the end portion 16a on the upstream side in the light traveling direction in the sixth division portion 16 are fused and connected at a fusion point. ..
  • the fusion point is arranged inside the first fusion box 21.
  • An end portion 16b on the downstream side in the light traveling direction of the sixth division portion 16 is connected to a measuring device (not shown).
  • the measurement device includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) that is an example of a processor, a memory that is an example of a storage unit that stores programs and data executed by the CPU, and a display unit that is an example of an output unit that outputs a measurement result.
  • a CPU Central Processing Unit
  • memory that is an example of a storage unit that stores programs and data executed by the CPU
  • display unit that is an example of an output unit that outputs a measurement result.
  • first silos 31 and second silos 32 there are two (plural) first silos 31 and second silos 32.
  • the third dividing portion 13 is arranged inside the first silo 31.
  • the fifth division part 15 is arranged inside the second silo 32.
  • FIG. 2 is an enlarged schematic view of the main part of FIG. More specifically, it is an enlarged schematic view of a lower portion of the third division portion 13 arranged near the bottom portion of the first silo 31. Note that the lower portion of the fifth division portion 15 arranged near the bottom portion of the second silo 32 also has the same shape.
  • the optical fiber of the third division section 13 has a forward optical fiber section 100, a turnback section 200, and a backward optical fiber section 300.
  • the outward optical fiber portion 100, the turnback portion 200, and the return optical fiber portion 300 are integrally connected.
  • the outward optical fiber unit 100 extends from the upper end side to the lower end side of silos (first silo 31 and second silo 32) extending in the vertical direction. That is, the outward optical fiber portion 100 extends from one end side (upper end side) of the silo in the axial direction (vertical direction) toward the other end side (lower end side).
  • the folded portion 200 has a curved shape. Specifically, the curved shape is a U-shape.
  • the folded-back portion 200 may have a J-shape.
  • the upper end 201 of the folded-back portion 200 is integrally connected to the lower end 101 of the outward optical fiber portion 100.
  • the backward optical fiber portion 300 extends from the lower end side of the silo extending in the vertical direction toward the upper end side. That is, the silo extends from the other end side (lower end side) in the axial direction toward one end side (upper end side).
  • the upper end 202 of the folded-back portion 200 is integrally connected to the lower end 301 of the backward optical fiber portion 300.
  • the temperature detecting device 1 is arranged inside the silo (first silo 31, second silo 32), and the forward optical fiber section 100, the turnback section 200, and the return optical fiber.
  • An optical fiber 10 having a section 300 is provided.
  • the outward optical fiber portion 100 extends from one end side (upper end side) in the axial direction of the silo toward the other end side (lower end side), and the folded-back portion 200 has a curved shape.
  • the optical fiber unit 300 on the return path side extends from the other end side (lower end side) in the axial direction of the silo toward one end side (upper end side) and is integrally connected to the end of the turnback unit 200. ..
  • the optical fiber 10 has the characteristics of excellent temperature detection accuracy, responsiveness, and stability.
  • the optical fiber 10 is arranged inside the silo, so that the temperature of the contained object accommodated inside the silo can be detected using the optical fiber 10. Therefore, it is possible to detect the temperature of the contents of the silo with high accuracy and high responsiveness and stability.
  • a conveyor (not shown) is arranged below the silo, and the stored items in the silo that have reached a high temperature can be discharged from the bottom of the silo and conveyed by the conveyor to cool the stored items.
  • the folding part 200 is arranged at the bottom of the silo (first silo 31, second silo 32). Since the optical fiber 10 is arranged over the entire length of the silo in the axial direction, it is possible to detect the temperature of almost the entire inside of the silo. Further, since the portion arranged at the bottom of the silo is the portion to which the load is applied most in the optical fiber 10, the damage of the optical fiber 10 can be suppressed by arranging the curved folded portion 200 in the portion. ..
  • the folded-back portion 200 is curved in a U-shape in a side view.
  • the optical fiber 10 is less likely to be damaged because there are few regions where stress is locally concentrated.
  • a plurality (two) of silos (first silo 31, second silo 32) are provided, an optical fiber 10 is provided for each silo, and the optical fibers 10 are connected to each other. According to this, temperature management can be performed with one optical fiber 10 for a plurality of silos.
  • the contained material in the silo is coal. According to this, coal is apt to become hot and spontaneously ignites. Therefore, fire or the like can be prevented in advance by controlling the temperature with high precision by the optical fiber 10.
  • FIG. 3 is a schematic diagram near the bottom of the optical fiber according to the second embodiment.
  • the second embodiment shows a mode in which two optical fibers are arranged inside one silo.
  • the two optical fibers are a first optical fiber 41 and a second optical fiber 42.
  • the 1st optical fiber 41 has the same shape as the optical fiber 10 of the 3rd division part 13 shown in FIG. That is, the first optical fiber 41 has the forward path side optical fiber section 411, the folded section 412, and the return path side optical fiber section 413 which are integrally connected.
  • the second optical fiber 42 has a forward path side optical fiber section 421, a folded section 422, and a return path side optical fiber section 423 which are integrally connected.
  • the height positions of the lower ends of the first optical fiber 41 and the second optical fiber 42 are substantially the same.
  • the optical fiber 10 according to the present embodiment is provided in plural (two) for one silo. According to this, even if one optical fiber is broken, another optical fiber can be reconnected and used.
  • FIG. 4 is a schematic diagram near the bottom of the optical fiber according to the third embodiment.
  • a bending member is provided.
  • the bending member 50 has disk portions 51 and 52 and a cylindrical portion 53.
  • the outer diameters of the disk portions 51 and 52 are larger than the outer diameter of the cylindrical portion 53.
  • the two disk portions 51 and 52 are arranged apart from each other along the axial direction (left-right direction) of the cylindrical portion 53.
  • the two disk portions 51, 52 are connected by the cylindrical portion 53.
  • the two disk parts 51 and 52 and the cylindrical part 53 are coaxial.
  • the folded-back portion 200 in the optical fiber 10 of the third divided portion 13 described in FIG. 2 is wound around the outer circumference of the cylindrical portion 53.
  • the folded-back portion 200 may be tightly wound around the outer periphery of the cylindrical portion 53 without a gap, or the folded-back portion 200 may be wound around the outer periphery of the cylindrical portion 53 with a slight gap.
  • the bending member 50 having the shape of the folded-back portion 200 is arranged on the inner peripheral side of the folded-back portion 200 of the optical fiber 10.
  • the shape of the folded-back portion 200 is held by the bending member 50, so that the optical fiber 10 is less likely to be damaged.
  • the folding part 200 is wound around the bending member 50. Therefore, even when the folded-back portion 200 is pushed by the contained item, the folded-back portion 200 is unlikely to come off from the bending member 50, so that the optical fiber 10 is not easily damaged.
  • FIG. 5 is a schematic diagram near the bottom of the optical fiber according to the fourth embodiment.
  • a bending member is provided.
  • the bending member 60 has disk portions 61, 62, 63 and a cylindrical portion 64.
  • the outer diameters of the disk portions 61, 62, 63 are larger than the outer diameter of the cylindrical portion 64.
  • Three disk portions 61, 62, 63 are arranged apart from each other along the axial direction (left-right direction) of the cylindrical portion 64. That is, the first disc portion 61, the second disc portion 62, and the third disc portion 63 are connected by the cylindrical portion.
  • the first disc portion 61, the second disc portion 62, the third disc portion 63, and the cylindrical portion 64 are coaxial.
  • the three disk parts 61, 62, 63 are arranged at equal intervals along the axial direction of the cylindrical part 64.
  • the folded-back portions 412 and 422 of the first optical fiber 41 and the second optical fiber 42 described in FIG. 3 are wound around the outer circumference of the cylindrical portion 64. More specifically, the folded-back portion 422 of the second optical fiber 42 is arranged between the first disc portion 61 and the second disc portion 62, and the folded-back portion 412 of the first optical fiber 41 corresponds to the second disc portion 62. It is arranged between the third disc portion 63 and the third disc portion 63.
  • the folded-back portions 412, 422 may be closely wound around the outer periphery of the cylindrical portion 64 without any gap, or the folded-back portions 412, 422 may be wound around the outer periphery of the cylindrical portion 64 with a slight gap. Good.
  • a plurality of optical fibers (the first optical fiber 41 and the second optical fiber 42) are wound around one bending member 60. According to this, even when both the first optical fiber 41 and the second optical fiber 42 press the folded-back portions 412 and 422 with the contained items, the folded-back portions 412 and 422 are less likely to come off from the bending member 60, so that the first The optical fiber 41 and the second optical fiber 42 are less likely to be damaged.
  • FIG. 6 is a schematic diagram near the bottom of the optical fiber according to the fifth embodiment.
  • FIG. 7 is a sectional view of the first jig shown in FIG.
  • FIG. 8 is a sectional view taken along line VIII-VIII of FIG.
  • FIG. 9 is a side view of the second jig shown in FIG.
  • FIG. 10 is a plan view of FIG. 9 viewed from the direction A.
  • FIG. 11 is a front view of FIG. 9 viewed from the direction B.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing a state in which an optical fiber is wound around the outer circumference of the second jig.
  • FIG. 7 is a sectional view of the first jig shown in FIG.
  • FIG. 8 is a sectional view taken along line VIII-VIII of FIG.
  • FIG. 9 is a side view of the second jig shown in FIG.
  • FIG. 10 is a plan view of FIG. 9 viewed from the direction A.
  • FIG. 11 is a
  • FIG. 13 is a schematic view showing a state in which the optical fiber is wound around the outer circumference of the second jig.
  • FIG. 14 is a schematic view showing a state in which the optical fiber is wound around the outer circumference of the second jig.
  • a bending member is provided in the fifth embodiment.
  • the bending member 70 has a first jig 71, a second jig 72, a main body cover 73, a tip cover 74, and a wire rope 75.
  • the second jig 72 is fixed to the first jig 71 via a fixing member (not shown).
  • the wire rope 75 is arranged on the outer peripheral side of the small diameter portion 711 of the first jig 71.
  • a cylindrical main body cover 73 is arranged on the outer peripheral sides of the first jig 71 and the second jig 72, and the lower ends of the first jig 71 and the second jig 72 are covered with a tip cover 74.
  • the tip cover 74 has, for example, a hemispherical shape.
  • the body cover 73 has, for example, a cylindrical shape.
  • the first jig 71 has a small diameter portion 711 and a large diameter portion 712.
  • the small diameter portion 711 and the large diameter portion 712 are integrated.
  • the outer peripheral surface 711a of the small diameter portion 711 is a cylindrical surface.
  • the outer peripheral surface 712a of the large diameter portion 712 is a cylindrical surface.
  • a through hole extending in the central axis direction is provided inside the first jig 71. This through hole includes a first through hole 713, a second through hole 714, and a third through hole 715.
  • the inner diameter of the first through hole 713 is smaller than the inner diameter of the third through hole 715.
  • the second through hole 714 is arranged between the first through hole 713 and the third through hole 715.
  • the inner diameter of the second through hole 714 gradually increases from the first through hole 713 to the third through hole 715. That is, the inner peripheral surface of the second through hole 714 is a truncated cone-shaped tapered surface.
  • Two mounting holes 716 are provided through the outer peripheral surface 712a of the large-diameter portion 712 along the central axis direction.
  • the material of the first jig 71 is preferably a material having high corrosion resistance such as polytetrafluoroethylene (PTFE), but is not limited to this and various materials can be applied.
  • the second jig 72 will be described with reference to FIGS. 9 to 11.
  • the second jig 72 has a substantially elliptical shape when viewed from the side.
  • the second jig 72 has main body portions 721 and 722 and an intermediate portion 723. As shown in FIG. 11, the main body 721 and the main body 722 are arranged to be separated from each other in the left-right direction on the paper surface of FIG. 11. An intermediate portion 723 is provided between the main body 721 and the main body 722.
  • the main body 721 has a flange 7211 over the entire circumference when viewed from the side, as shown in FIG. 9.
  • the outer peripheral edge 7211a of the flange 7211 has a substantially elliptical shape when viewed from the side.
  • the main body portion 722 has a flange 7221 over the entire circumference as shown in FIG. 9.
  • the outer peripheral edge 7221a of the flange 7221 has a substantially elliptical shape when viewed from the side.
  • the outer periphery 723a of the intermediate portion 723 also has a substantially elliptical shape when viewed from the side.
  • the outer periphery 723a of the intermediate portion 723 is arranged on the inner periphery side of the outer peripheral edge 7211a and the outer peripheral edge 7221a. Therefore, the groove is constituted by the flange 7221, the outer periphery 723a of the intermediate portion 723, and the flange 7221.
  • the optical fiber 10 is wound around the groove as shown in FIGS. 13 and 14 described later.
  • two through holes 724 penetrating the main body portion 721, the main body portion 722, and the intermediate portion 723 are arranged along the longitudinal direction.
  • the through hole 724 is arranged corresponding to the mounting hole 716 of the first jig 71. That is, the through hole 724 and the mounting hole 716 are aligned with each other, and a fastener such as a bolt is passed through the through hole 724 and the mounting hole 716 to be fastened, whereby the first jig 71 and the second jig 72 are connected.
  • the material of the second jig 72 is preferably an aluminum alloy having high corrosion resistance such as JIS A5052, but the material is not limited to this and various materials can be applied.
  • FIGS. 12 to 14 A state in which the folded-back portion 200A of the optical fiber 10 is wound around the outer periphery of the second jig 72 will be described with reference to FIGS. 12 to 14.
  • the folded-back portion 200A is wound around the second jig 72 a plurality of times.
  • the groove is constituted by the flange 7211, the outer circumference 723 a of the intermediate portion 723, and the flange 7221. Therefore, as shown in FIGS. 12 to 14, the folded portion 200A of the optical fiber 10 is wound around the groove a plurality of times.
  • the number of windings is not limited.
  • the folded-back portion 200A may be tightly wound around the outer circumference 723a of the intermediate portion 723 without any gap, or the folded-back portion 200A may be wound around the outer circumference 723a with some gap.
  • the folded-back portion 200A is wound around the second jig 72 of the bending member 70 a plurality of times. Therefore, even when the folded-back portion 200A is pushed by the contained item, the folded-back portion 200A is unlikely to come off from the bending member 70, so that the optical fiber 10 is less likely to be damaged.
  • the first jig 71 is arranged on the outer peripheral side of the second jig 72. Therefore, the first jig 71 protects the second jig 72 and the folded portion 200A. Specifically, it is possible to prevent the second jig 72 and the folded portion 200A from coming into contact with the wire rope 75 and being damaged.
  • the main body cover 73 and the tip cover 74 protect the first jig 71, the second jig 72, and the folded-back portion 200A.
  • two optical fibers are arranged inside one silo.
  • two optical fibers may be arranged inside one silo.
  • the storage item in the silo is coal has been described, but the storage item may be grain.
  • grain for example, corn root, wheat, barley, soybean, corn, rapeseed, etc. are applicable. According to the present invention, these grains can also be controlled within their respective proper temperature reference ranges.
  • Temperature Detector 10 Optical Fiber 31 First Silo (Silo) 32 Second silo 50, 60 Bending member 100 Forward path optical fiber section 200, 200A Folding section 300 Return path optical fiber section 412, 422 Folding section

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Abstract

温度検出装置は、サイロの内部に配置され、往路側光ファイバ部、折り返し部及び復路側光ファイバ部を有する光ファイバを備え、前記往路側光ファイバ部は、前記サイロの軸方向の一端側から他端側へ向けて延び、前記折り返し部は、湾曲した形状を有し、前記往路側光ファイバ部の端部と一体に繋がり、前記復路側光ファイバ部は、前記サイロの軸方向の他端側から一端側へ向けて延び、前記折り返し部の端部と一体に繋がる。

Description

温度検出装置
　本発明は、温度検出装置に関する。
　従来、温度を検出する温度検出装置として、熱電対を用いた温度センサが公知である（特許文献１参照）。また、光ファイバを用いて温度を検出する温度検出装置も知られている（特許文献２参照）。特許文献１では、貯炭槽の内部に配置されたシース熱電対の周囲をワイヤロープで囲んでいる。特許文献２では、ベルトコンベアに沿って延びる光ファイバを備え、ベルトコンベア上の石炭の温度を検出する。
特許第５２７４５１１号公報 特開平７－２９６２７４号公報
　サイロの内部に収容された収容物の温度を光ファイバを用いて検出する温度検出装置が望まれている。
　本発明は、前記の課題に鑑みてなされたもので、サイロの内部に収容された収容物の温度を光ファイバを用いて検出する温度検出装置を提供することを目的とする。
　本発明に係る温度検出装置は、サイロの内部に配置され、往路側光ファイバ部、折り返し部及び復路側光ファイバ部を有する光ファイバを備え、前記往路側光ファイバ部は、前記サイロの軸方向の一端側から他端側へ向けて延び、前記折り返し部は、湾曲した形状を有し、前記往路側光ファイバ部の端部と一体に繋がり、前記復路側光ファイバ部は、前記サイロの軸方向の他端側から一端側へ向けて延び、前記折り返し部の端部と一体に繋がる。
　本発明によれば、光ファイバを用いて、サイロの内部に収容された収容物の温度を検出することができる。
図１は、本発明の第１実施形態に係る温度検出システムを示す模式図である。 図２は、図１の要部を拡大した模式図である。 図３は、第２実施形態に係る光ファイバの底部近傍の模式図である。 図４は、第３実施形態に係る光ファイバの底部近傍の模式図である。 図５は、第４実施形態に係る光ファイバの底部近傍の模式図である。 図６は、第５実施形態に係る光ファイバの底部近傍の模式図である。 図７は、図６の第１治具の断面図である。 図８は、図７のVIII－VIII線による断面図である。 図９は、図６の第２治具の側面図である。 図１０は、図９をＡ方向から見た平面図である。 図１１は、図９をＢ方向から見た正面図である。 図１２は、第２治具の外周に光ファイバが巻きついた状態を示す模式図である。 図１３は、第２治具の外周に光ファイバが巻きついた状態を示す模式図である。 図１４は、第２治具の外周に光ファイバが巻きついた状態を示す模式図である。
　以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。
　また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。なお、以下の説明においては、上下方向をサイロの軸方向と称する。
　[第１実施形態]
　まず、本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る温度検出装置を示す模式図である。
　なお、以下の各実施形態では、サイロの内部の温度を光ファイバを用いて検出するが、この原理を簡単に説明する。光ファイバにパルス光を入射すると、当該パルス光は光ファイバの内部で僅かに散乱を起こして種々の散乱光となりながら進行する。その散乱光の一つであるラマン散乱光には温度依存性があるため、ラマン散乱光を検知することにより温度を検出する。
　第１実施形態に係る温度検出装置１は、例えば、サイロの内部に配置される光ファイバを有する。光ファイバ１０は、詳細には、第１分割部１１と、第２分割部１２と、第３分割部１３と、第４分割部１４と、第５分割部１５と、第６分割部１６と、を有する。なお、図示しないが、第１サイロ３１及び第２サイロ３２の内部には、石炭又は穀物などの収容物が設けられている。
　第１分割部１１において、光の進行方向下流側の端部１１ａと、第２分割部１２における光の進行方向上流側の端部１２ａとは、融着点で融着して接続されている。融着点は、第１融着箱２１の内部に配置される。第２分割部１２において、光の進行方向下流側の端部１２ｂと、第３分割部１３における光の進行方向上流側の端部１３ａとは、融着点で融着して接続されている。融着点は、第２融着箱２２の内部に配置される。第３分割部１３において、光の進行方向下流側の端部１３ｂと、第４分割部１４における光の進行方向上流側の端部１４ａとは、融着点で融着して接続されている。融着点は、第２融着箱２２の内部に配置される。
　第４分割部１４において、光の進行方向下流側の端部１４ｂと、第５分割部１５における光の進行方向上流側の端部１５ａとは、融着点で融着して接続されている。融着点は、第１融着箱２１の内部に配置される。第５分割部１５において、光の進行方向下流側の端部１５ｂと、第６分割部１６における光の進行方向上流側の端部１６ａとは、融着点で融着して接続されている。融着点は、第１融着箱２１の内部に配置される。第６分割部１６における光の進行方向下流側の端部１６ｂは、図示しない測定装置に接続される。
　測定装置は、例えばプロセッサの一例であるＣＰＵ（Central　Processing　Unit）、ＣＰＵが実行するプログラムやデータを格納する記憶手段の一例であるメモリ、及び測定結果を出力する出力手段の一例である表示部を有する。
　本実施形態では、２つ（複数）の第１サイロ３１と第２サイロ３２を有する。第１サイロ３１の内部には、第３分割部１３が配置される。第２サイロ３２の内部には、第５分割部１５が配置される。
　図２は、図１の要部を拡大した模式図である。詳細には、第１サイロ３１の底部近傍に配置される第３分割部１３の下部を拡大した模式図である。なお、第２サイロ３２の底部近傍に配置される第５分割部１５の下部も同様の形状を有する。
　第３分割部１３の光ファイバは、往路側光ファイバ部１００と、折り返し部２００と、復路側光ファイバ部３００と、を有する。これらの往路側光ファイバ部１００と、折り返し部２００と、復路側光ファイバ部３００とは、一体に繋がる。
　図１及び図２に示すように、往路側光ファイバ部１００は、上下方向に延びるサイロ（第１サイロ３１及び第２サイロ３２）の上端側から下端側に向けて延びる。即ち、往路側光ファイバ部１００は、サイロの軸方向（上下方向）の一端側（上端側）から他端側（下端側）へ向けて延びる。
　折り返し部２００は、湾曲した形状を有する。詳細には、湾曲した形状は、Ｕ字状の形状である。なお、折り返し部２００をＪ字状の形状としてもよい。折り返し部２００の上端２０１は、往路側光ファイバ部１００の下端１０１と一体に繋がっている。
　復路側光ファイバ部３００は、上下方向に延びるサイロの下端側から上端側に向けて延びる。即ち、サイロの軸方向の他端側（下端側）から一端側（上端側）へ向けて延びる。折り返し部２００の上端２０２は、復路側光ファイバ部３００の下端３０１と一体に繋がっている。
　以上説明したように、本実施形態に係る温度検出装置１は、サイロ（第１サイロ３１、第２サイロ３２）の内部に配置され、往路側光ファイバ部１００、折り返し部２００及び復路側光ファイバ部３００を有する光ファイバ１０を備える。往路側光ファイバ部１００は、サイロの軸方向の一端側（上端側）から他端側（下端側）へ向けて延び、折り返し部２００は、湾曲した形状を有し、往路側光ファイバ部１００の端部と一体に繋がり、復路側光ファイバ部３００は、サイロの軸方向の他端側（下端側）から一端側（上端側）へ向けて延び、折り返し部２００の端部と一体に繋がる。
　光ファイバ１０は、温度検出の精度、応答性及び安定性が優れるという性質を有する。本実施形態に係る温度検出装置１では、光ファイバ１０をサイロの内部に配置しているため、光ファイバ１０を用いて、サイロの内部に収容された収容物の温度を検出することができる。よって、サイロの収容物の温度を精度よく、かつ、高い応答性及び安定性をもって検出することができる。なお、サイロの下側には、図示しないコンベアが配置され、高温になったサイロの収納物をサイロの底部から排出し、前記コンベアで搬送することにより、収納物を冷却させることができる。
　折り返し部２００は、サイロ（第１サイロ３１、第２サイロ３２）の底部に配置される。光ファイバ１０がサイロの軸方向の全長に亘って配置されるため、サイロの内部の略全域の温度を検出することができる。また、サイロの底部に配置される部位が、光ファイバ１０において最も荷重がかかる部位であるため、当該部位に湾曲した折り返し部２００を配置することにより、光ファイバ１０の損傷を抑制することができる。
　折り返し部２００は、側面視でＵ字状に湾曲している。Ｕ字状の形状は、局所的に応力が集中する部位が少ないため、光ファイバ１０が損傷しにくい。
　サイロ（第１サイロ３１、第２サイロ３２）は複数（２つ）設けられ、それぞれのサイロについて光ファイバ１０がそれぞれ設けられ、各光ファイバ１０同士は、互いに繋がっている。これによれば、複数のサイロについて１本の光ファイバ１０で温度管理を行うことができる。
　サイロ（第１サイロ３１、第２サイロ３２）内の収容物は、石炭である。これによれば、石炭は、高温になりやすく、自然発火しやすい。よって、光ファイバ１０による高精度な温度管理をすることで火災等を未然に防止することができる。
　[第２実施形態]
　次いで、第２実施形態に係る光ファイバについて説明する。図３は、第２実施形態に係る光ファイバの底部近傍の模式図である。
　第２実施形態においては、１つのサイロの内部に、２本の光ファイバを配置した態様を示す。２本の光ファイバは、第１光ファイバ４１及び第２光ファイバ４２である。第１光ファイバ４１は、図２に示す第３分割部１３の光ファイバ１０と同一形状を有する。即ち、第１光ファイバ４１は、一体に繋がった往路側光ファイバ部４１１と折り返し部４１２と復路側光ファイバ部４１３とを有する。また、第２光ファイバ４２は、一体に繋がった往路側光ファイバ部４２１と折り返し部４２２と復路側光ファイバ部４２３とを有する。第１光ファイバ４１及び第２光ファイバ４２の下端の高さ位置は略同一である。
　以上説明したように、本実施形態に係る光ファイバ１０は、一つのサイロについて複数本（２本）設けられる。これによれば、一の光ファイバが断線した場合でも、他の光ファイバを繋ぎ直して使用することができる。
　[第３実施形態]
　次いで、第３実施形態に係る光ファイバについて説明する。図４は、第３実施形態に係る光ファイバの底部近傍の模式図である。第３実施形態においては、湾曲部材が設けられる。
　図４に示すように、湾曲部材５０は、円盤部５１，５２と、円筒部５３と、を有する。円盤部５１，５２の外径は、円筒部５３の外径よりも大きい。円筒部５３の軸方向（左右方向）に沿って２つの円盤部５１，５２が離隔して配置される。２つの円盤部５１，５２同士を円筒部５３で連結している。２つの円盤部５１，５２と、円筒部５３とは同軸である。図２で説明した第３分割部１３の光ファイバ１０における折り返し部２００が円筒部５３の外周に巻き付けられる。なお、折り返し部２００が円筒部５３の外周に隙間なく密着して巻き付けられてもよく、折り返し部２００が円筒部５３の外周に多少の隙間をもった状態で巻回されてもよい。
　以上説明したように、本実施形態では、光ファイバ１０の折り返し部２００の内周側には、折り返し部２００の形状に沿った湾曲部材５０が配置される。
　これによれば、折り返し部２００が収容物で押された場合でも、湾曲部材５０によって折り返し部２００の形状を保持するため、光ファイバ１０が損傷しにくい。
　また、折り返し部２００は、湾曲部材５０に巻きついている。よって、折り返し部２００が収容物で押された場合でも、折り返し部２００が湾曲部材５０から外れにくいため、光ファイバ１０が損傷しにくい。
　[第４実施形態]
　次いで、第４実施形態に係る光ファイバについて説明する。図５は、第４実施形態に係る光ファイバの底部近傍の模式図である。第４実施形態においては、湾曲部材が設けられる。
　図５に示すように、湾曲部材６０は、円盤部６１，６２，６３と、円筒部６４と、を有する。円盤部６１，６２，６３の外径は、円筒部６４の外径よりも大きい。円筒部６４の軸方向（左右方向）に沿って３つの円盤部６１，６２，６３が離隔して配置される。即ち、第１円盤部６１、第２円盤部６２及び第３円盤部６３同士を円筒部で連結している。第１円盤部６１と、第２円盤部６２と、第３円盤部６３と、円筒部６４とは同軸である。
　３つの円盤部６１，６２，６３は、円筒部６４の軸方向に沿って等間隔に配置される。図３で説明した第１光ファイバ４１及び第２光ファイバ４２における折り返し部４１２，４２２が円筒部６４の外周に巻き付けられる。詳細には、第２光ファイバ４２の折り返し部４２２は、第１円盤部６１と第２円盤部６２との間に配置され、第１光ファイバ４１の折り返し部４１２は、第２円盤部６２と第３円盤部６３との間に配置される。なお、折り返し部４１２，４２２が円筒部６４の外周に隙間なく密着して巻き付けられてもよく、折り返し部４１２，４２２が円筒部６４の外周に多少の隙間をもった状態で巻回されてもよい。
　以上説明したように、本実施形態では、１つの湾曲部材６０に、複数の光ファイバ（第１光ファイバ４１及び第２光ファイバ４２）が巻回される。これによれば、第１光ファイバ４１及び第２光ファイバ４２の双方ともに折り返し部４１２，４２２が収容物で押された場合でも、折り返し部４１２，４２２が湾曲部材６０から外れにくいため、第１光ファイバ４１及び第２光ファイバ４２が損傷しにくい。
　[第５実施形態]
　次いで、第５実施形態に係る光ファイバについて説明する。図６は、第５実施形態に係る光ファイバの底部近傍の模式図である。図７は、図６の第１治具の断面図である。図８は、図７のVIII－VIII線による断面図である。図９は、図６の第２治具の側面図である。図１０は、図９をＡ方向から見た平面図である。図１１は、図９をＢ方向から見た正面図である。図１２は、第２治具の外周に光ファイバが巻きついた状態を示す模式図である。図１３は、第２治具の外周に光ファイバが巻きついた状態を示す模式図である。図１４は、第２治具の外周に光ファイバが巻きついた状態を示す模式図である。第５実施形態においては、湾曲部材が設けられる。
　図６に示すように、湾曲部材７０は、第１治具７１と、第２治具７２と、本体カバー７３と、先端カバー７４と、ワイヤロープ７５と、を有する。第２治具７２は、第１治具７１に図示しない固定部材を介して固定されている。第１治具７１の小径部７１１の外周側にはワイヤロープ７５が配置される。第１治具７１及び第２治具７２の外周側には、円筒状の本体カバー７３が配置され、第１治具７１及び第２治具７２の下端部は、先端カバー７４で覆われる。図示しない円環状のバンドで本体カバー７３を締め付けることにより、ワイヤロープ７５が第１治具７１の小径部７１１の外周側から圧縮して締め付ける。先端カバー７４は、例えば半球状の形状を有する。本体カバー７３は、例えば円筒状の形状を有する。
　図７及び図８に示すように、第１治具７１は、小径部７１１と、大径部７１２と、を有する。小径部７１１と大径部７１２とは、一体である。小径部７１１の外周面７１１ａは、円筒面である。大径部７１２の外周面７１２ａは、円筒面である。第１治具７１の内方には、中心軸方向に延びる貫通孔が設けられる。この貫通孔は、第１貫通孔７１３と、第２貫通孔７１４と、第３貫通孔７１５と、を含む。第１貫通孔７１３の内径は、第３貫通孔７１５の内径よりも小さい。第２貫通孔７１４は、第１貫通孔７１３と第３貫通孔７１５との間に配置される。第２貫通孔７１４の内径は、第１貫通孔７１３から第３貫通孔７１５まで徐々に大きくなる。即ち、第２貫通孔７１４の内周面は、円錐台状のテーパ面である。大径部７１２の外周面７１２ａには、中心軸方向に沿って２つの取付孔７１６が貫通して設けられる。第１治具７１の材質は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）等の耐腐食性の高い材質が好ましいが、これに限定されず、種々の材質が適用可能である。
　図９から図１１を用いて第２治具７２について説明する。第２治具７２は、側方から見て略楕円状の形状を有する。第２治具７２は、本体部７２１，７２２と、中間部７２３と、を有する。図１１に示すように、本体部７２１と本体部７２２とは、図１１の紙面の左右方向に離隔して配置される。本体部７２１と本体部７２２との間に中間部７２３が設けられる。本体部７２１は、図９に示すように側方から見て全周に亘ってフランジ７２１１を有する。フランジ７２１１の外周縁７２１１ａは、側方から見て略楕円状の形状を有する。本体部７２２は、図９に示すように全周に亘ってフランジ７２２１を有する。フランジ７２２１の外周縁７２２１ａは、側方から見て略楕円状の形状を有する。中間部７２３の外周７２３ａも、側方から見て略楕円状の形状を有する。中間部７２３の外周７２３ａは、外周縁７２１１ａ及び外周縁７２２１ａよりも内周側に配置される。従って、フランジ７２２１と、中間部７２３の外周７２３ａと、フランジ７２２１とによって溝が構成される。
　後述する図１３及び図１４に示すように、当該溝に光ファイバ１０が巻回される。なお、本体部７２１と本体部７２２と中間部７２３とを貫通する貫通孔７２４が長手方向に沿って２つ配置される。貫通孔７２４は、第１治具７１の取付孔７１６と対応して配置される。即ち、貫通孔７２４と取付孔７１６とを合致させて、ボルト等の締結具を貫通孔７２４と取付孔７１６とを貫通させて締結することにより、第１治具７１と第２治具７２とを締結することができる。また、第２治具７２の材質は、例えば、ＪＩＳ　Ａ５０５２等の耐腐食性の高いアルミニウム合金が好ましいが、これに限定されず、種々の材質が適用可能である。
　図１２から図１４を用いて、光ファイバ１０の折り返し部２００Ａが第２治具７２の外周に巻き付けられる状態について説明する。本実施形態では、折り返し部２００Ａは、第２治具７２の周りに複数回巻き付けられている。
　図９から図１１で説明したように、フランジ７２１１と、中間部７２３の外周７２３ａと、フランジ７２２１とによって溝が構成される。よって、図１２～図１４に示すように、当該溝に光ファイバ１０の折り返し部２００Ａを複数回にわたって巻き付ける。なお、巻回する回数は限定されない。なお、折り返し部２００Ａが中間部７２３の外周７２３ａに隙間なく密着して巻き付けられてもよく、折り返し部２００Ａが外周７２３ａに多少の隙間をもった状態で巻回されてもよい。
　以上説明したように、本実施形態では、折り返し部２００Ａは、湾曲部材７０の第２治具７２に複数回巻き付いている。よって、折り返し部２００Ａが収容物で押された場合でも、折り返し部２００Ａが湾曲部材７０から外れにくいため、光ファイバ１０が損傷しにくい。
　また、第１治具７１を第２治具７２の外周側に配置している。このため、第１治具７１によって、第２治具７２及び折り返し部２００Ａが保護される。具体的には、第２治具７２及び折り返し部２００Ａがワイヤロープ７５と接触して破損することが抑制される。
　なお、本体カバー７３及び先端カバー７４によって、第１治具７１、第２治具７２及び折り返し部２００Ａが保護される。
　なお、前記実施形態の具体的構成はあくまで一例であってこれに限られるものでなく、適宜変更可能である。
　例えば、第２実施形態において、１つのサイロの内部に２本の光ファイバを配置している。しかし、１つのサイロの内部に２本の光ファイバを配置してもよい。また、実施形態では、サイロの収納物が石炭の場合を説明したが、収納物は穀物でもよい。穀物の例として、例えばとうもとこし、小麦、大麦、大豆、こうりゃん、菜種などが適用可能である。これらの穀物も本発明によってそれぞれの適正な温度基準の範囲に管理することができる。
１　温度検出装置
１０　光ファイバ
３１　第１サイロ（サイロ）
３２　第２サイロ（サイロ）
５０，６０　湾曲部材
１００　往路側光ファイバ部
２００，２００Ａ　折り返し部
３００　復路側光ファイバ部
４１２，４２２　折り返し部

Claims (8)

  1. 　サイロの内部に配置され、往路側光ファイバ部、折り返し部及び復路側光ファイバ部を有する光ファイバを備え、
    　前記往路側光ファイバ部は、前記サイロの軸方向の一端側から他端側へ向けて延び、
    　前記折り返し部は、湾曲した形状を有し、前記往路側光ファイバ部の端部と一体に繋がり、
    　前記復路側光ファイバ部は、前記サイロの軸方向の他端側から一端側へ向けて延び、前記折り返し部の端部と一体に繋がる
    　温度検出装置。
  2. 　前記折り返し部は、前記サイロの底部に配置される
    　請求項１に記載の温度検出装置。
  3. 　前記折り返し部は、側面視でＵ字状に湾曲している
    　請求項１又は２に記載の温度検出装置。
  4. 　前記折り返し部の内周側には、当該折り返し部の形状に沿った湾曲部材が配置される
    　請求項１から３のいずれか１項に記載の温度検出装置。
  5. 　前記折り返し部は、湾曲部材に巻きついている
    　請求項４に記載の温度検出装置。
  6. 　光ファイバは、１つのサイロについて複数本設けられる
    　請求項１から５のいずれか１項に記載の温度検出装置。
  7. 　サイロは複数設けられ、各々のサイロについて光ファイバがそれぞれ設けられ、各光ファイバ同士は、互いに繋がっている
    　請求項１から６のいずれか１項に記載の温度検出装置。
  8. 　前記サイロ内の収容物は、石炭である
    　請求項１から７のいずれか１項に記載の温度検出装置。
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