JP6630181B2 - センサ用継手 - Google Patents

Description

本願は、配管と該配管内の流体の温度を検出するセンサとを接続するセンサ用継手に関する。

例えば特許文献１に開示されているように、各種プラントや製造装置等の配管に取り付けられ、その配管内を流れる流体の温度を検出するセンサが知られている。このセンサは、検出部である先端が配管内に貫通して取り付けられ、先端が配管内の流体に接することで流体の温度を検出する。

特開２０１５−１４８６２０号公報

ところで、上述したようなセンサの取付形態においては、センサがバルブ等の流路開閉機構を介して配管に取り付けられることがある。即ち、センサのメンテナンスや交換等を行うためにセンサを取り外した際、センサの取付部から配管内の流体が洩れ出ないように、配管からセンサまでの流路をバルブ等によって遮断してからセンサの取り外しが行われる。しかしながら、このようにセンサをバルブ等を介して取り付ける形態では、配管内からセンサまでの流路長さが長くなるため、配管内の流体がセンサまで充分に流れなかったり、センサまで流れた流体が長時間滞留する虞があった。そのため、流体温度の検出精度が不安定であった。

本願に開示の技術は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、センサの取外し時には流体の洩れを防止しつつ、流体温度の検出精度を向上させることができるセンサ用継手を提供することにある。

本願のセンサ用継手は、検出用流路と、センサ取付部と、２つの開閉機構とを備えている。上記検出用流路は、流体が流れる配管の外周に入口および出口が接続され、上記配管の流体の一部が上記入口から流入し上記出口から上記配管に戻るものである。上記センサ取付部は、上記検出用流路の途中に設けられ、該検出用流路の流体に接して該流体の温度を検出するセンサが取り付けられるものである。上記２つの開閉機構は、上記検出用流路において上記センサ取付部の上流側および下流側に設けられ、上記検出用流路を開閉するものである。
ことを特徴とするセンサ用継手。

以上のように、本願のセンサ用継手によれば、配管の流体が入口から流入し出口から配管に流出する検出用流路を備えるようにしたため、検出用流路において検出対象である流体の流れを常に形成することができる。そして、本願のセンサ用継手では、検出用流路にセンサ取付部を設けるようにしているので、常に流れている流体の温度を検出することができる。これにより、配管を流れる流体の温度を正確に検出することができる。さらに、本願のセンサ用継手によれば、センサ取付部の上流側および下流側において検出用流路を開閉する２つの開閉機構を設けるようにした。そのため、センサのメンテナンスや交換等を行うためにセンサ取付部からセンサを取り外す際は、２つの開閉機構によってセンサ取付部の上流側と下流側の検出用流路を閉じる（遮断する）ことで、配管内の流体がセンサ取付部から洩れ出ることを防止することができる。以上より、本願のセンサ用継手によれば、センサの取外し時には流体の洩れを防止しつつ、流体温度の検出精度を向上させることができる。

図１は、実施形態に係るセンサ用継手の概略構成をバルブが閉じた状態で示す断面図である。 図２は、実施形態に係るセンサ用継手の概略構成をバルブが開いた状態で示す断面図である。 図３は、実施形態に係るセンサ用継手の概略構成を上下流方向に視て示す断面図である。 図４は、センサ用継手の要部を示す断面図である。 図５は、センサ用継手の要部を下方から視て示す図である。 図６は、実施形態の変形例に係る仕切部材を示す正面図である。

以下、本願の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本願に開示の技術、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

本実施形態のセンサ用継手１０は、図１〜図５に示すように、例えば蒸気システムの蒸気配管（以下、単に配管１という。）に用いられるものである。配管１は、流体として高温高圧の蒸気が流れる。センサ用継手１０は、配管１を流れる蒸気の温度を検出するためのセンサ５を配管１に接続する継手である。

配管１は、断面が円形の配管であり、ここでは水平方向に延びているものとして説明する。配管の頂部には、センサ用継手１０が連結される連結部２が設けられている。連結部２は、軸が鉛直方向（上下方向）に延びる円筒であり、内部が配管１の内部と連通している。配管１の外周は断熱材３で覆われている。

センサ用継手１０は、１つのケーシング１１と、２つのバルブ３０とを備えている。

ケーシング１１は、下部に棒状部１２が設けられ、上部にセンサ取付部１３が設けられ、両側部にバルブ取付部１４，１５が設けられている。ここに、両側部とは、配管１の上下流方向における両側である。そして、ケーシング１１の内部には、検出用流路２０が形成されている。

検出用流路２０は、入口２１ａおよび出口２１ｂが配管１の外周に接続され、配管１の蒸気の一部が入口２１ａから流入し出口２１ｂから配管１に戻る蒸気流路である。具体的に、検出用流路２０は、開口２１と、流入出路２２と、上流側接続路２４および下流側接続路２５と、主路２６とを有している。

ケーシング１１の棒状部１２は、鉛直方向に延びる円筒状に形成され、その下端部が配管１の連結部２に連結される。図示しないが、棒状部１２の下端部の外周面には雄ねじが形成され、連結部２の内周面には雌ねじが形成され、棒状部１２と連結部２とは螺合接合によって連結される。そして、棒状部１２では、下端が検出用流路２０の開口２１となっており、鉛直方向に延びる内部空間が検出用流路２０の流入出路２２となっている。つまり、検出用流路２０では、開口２１が配管１の内部と連通し、その開口２１に流入出路２２が繋がっている。流入出路２２の上部は、幅広の円板状部２３となっている。

図１および図２に示すように、円板状部２３の上部には、上流側接続路２４および下流側接続路２５が接続されている。上流側接続路２４は主路２６の一端である上流端に接続され、下流側接続路２５は主路２６の他端である下流端に接続されている。主路２６は、水平方向（即ち、配管１の上下流方向）に延びる直線状の流路である。つまり、主路２６の両端（上流端および下流端）は開口２１に連通している。

棒状部１２には、１つの仕切部材３５が設けられている。仕切部材３５は、鉛直方向に延びる細長い矩形の板状部材である。図４および図５に示すように、仕切部材３５は、棒状部１２に挿入されて円板状部２３を含む流入出路２２の全長に亘って配置されている。仕切部材３５は、検出用流路２０の開口２１を配管１の上下流方向（図４において左右方向）に仕切り、その仕切られた上流側（図４において左側）を入口２１ａとし、下流側（図４において右側）を出口２１ｂとするものである。つまり、本実施形態の検出用流路２０は、配管１の上下流方向において入口２１ａは出口２１ｂよりも上流側に位置している。また、仕切部材３５は、開口２１と同様に検出用流路２０の流入出路２２を配管１の上下流方向に仕切り、その仕切られた上流側を流入路２２ａとし、下流側を流出路２２ｂとするものである。また、仕切部材３５は、下端が配管１の内部まで延びている。つまり、仕切部材３５は、検出用流路２０の開口２１から配管１内まで突出すると共に、配管１の上下流方向（即ち、蒸気の流れ方向）に対向して設けられている。

上記のように構成された検出用流路２０では、配管１を流れる蒸気の一部が開口２１の入口２１ａから流入路２２ａに流入する。その際、配管１の蒸気は仕切部材３５の下端部に衝突して開口２１の入口２１ａに導かれる。つまり、仕切部材３５は、検出用流路２０の開口２１および流入出路２２を入口側と出口側とに仕切る機能だけでなく、配管１の蒸気を積極的に開口２１の入口２１ａに導入する機能も兼ねている。流入路２２ａに流入した蒸気は、順に、上流側接続路２４、主路２６、下流側接続路２５および流出路２２ｂを流れ、開口２１の出口２１ｂから配管１に流出する（戻る）。こうして検出用流路２０では、配管１の蒸気の一部が流れる蒸気流れが形成される。なお、図１や図２に示すように、検出用流路２０では、配管１の上下流方向において上流側接続路２４は下流側接続路２５よりも上流側に位置している。

センサ取付部１３は、主路２６の途中（本実施形態では、中央）に設けられている。センサ取付部１３には、蒸気の温度を検出するセンサ５が取り付けられる。センサ５は、その検出部６が主路２６内に位置し主路２６（検出用流路２０）を流れる蒸気に接することで蒸気の温度を検出するように構成されている。

２つのバルブ３０は、それぞれバルブ取付部１４，１５に取り付けられている。２つのバルブ３０は、主路２６の上流端および下流端に設けられている。つまり、２つのバルブ３０は検出用流路２０においてセンサ取付部１３の上流側および下流側に設けられている。２つのバルブ３０は、主路２６の上流端および下流端（検出用流路２０）を開閉する開閉機構である。バルブ３０は、ハンドル３１および弁部３２を有している。弁部３２は、棒状部材であり、バルブ取付部１４，１５において水平方向に挿入されている。バルブ３０は、ハンドル３１を回転させることにより、弁部３２が進退して主路２６の上流端および下流端を開閉する。例えば、ハンドル３１を正回転すると、弁部３２が前進して主路２６の上流端および下流端が閉じられ（図１に示す状態）、ハンドル３１を逆回転すると、弁部３２が後退して主路２６の上流端および下流端が開く（図２に示す状態）。

以上のように、上記実施形態のセンサ用継手１０によれば、配管１の蒸気が入口２１ａから流入して出口２１ｂから配管に流出する（戻る）検出用流路２０を備えるようにしたため、検出用流路２０において温度検出対象である蒸気の流れを確実に形成することができる。そして、上記実施形態のセンサ用継手１０では、検出用流路２０にセンサ取付部１３が設けられているため、常に流れている蒸気の温度を検出することができる。これにより、配管１を流れる蒸気の温度を正確に検出することができる。

さらに、上記実施形態のセンサ用継手１０では、センサ取付部１３の上流側および下流側において検出用流路２０を開閉する２つのバルブ３０（開閉機構）を設けるようにした。そのため、センサ５のメンテナンスや交換等を行うためにセンサ取付部１３からセンサ５を取り外す際は、２つのバルブ３０によってセンサ取付部１３の上流側と下流側の検出用流路を閉じる（遮断する）ことにより、配管１内の蒸気がセンサ取付部１３から洩れ出ることを防止することができる。以上より、上記実施形態のセンサ用継手１０によれば、センサ５の取外し時には蒸気（流体）の洩れを防止しつつ、蒸気温度の検出精度を向上させることができる。

また、上記実施形態のセンサ用継手１０では、内部に検出用流路２０を形成したケーシング１１を備え、そのケーシング１１にセンサ取付部１３や２つのバルブ３０を設けるようにした。これにより、センサ用継手１０のコンパクト化を図ることができる。

また、上記実施形態のセンサ用継手１０では、検出用流路２０の入口２１ａおよび出口２１ｂを１つの開口２１を仕切部材３５で２つに仕切ることによって構成するようにしたため、センサ用継手１０と配管１との連結箇所を１箇所にすることができる。つまり、例えば入口および出口がそれぞれ独立して別々の箇所に設けられる場合に比べて、センサ用継手１０と配管１との連結箇所を少なくすることができる。これにより、配管１へのセンサ用継手１０の取付作業を簡易にすることができる。

しかも、開口２１を配管１の上下流方向（蒸気の流れ方向）に仕切り、その仕切られた上流側を入口２１ａとし下流側を出口２１ｂとするようにしたため、確実に配管１を流れる蒸気を出口２１ｂではなく入口２１ａに流入させることができる。つまり、仕切られた２つの口のうち、常に、一方を入口２１ａとして他方を出口２１ｂとして機能させることができる。これにより、検出用流路２０において配管１の蒸気が入口２１ａから流入して主路２６を流れ出口２１ｂから再び配管１に戻る蒸気流れをより確実に形成することができる。したがって、蒸気温度の検出精度をより向上させることができる。

また、上記実施形態のセンサ用継手１０では、板状の仕切部材３５を、検出用流路２０の開口２１から配管１の内部まで突出させると共に、配管１の上下流方向に対向して設けるようにした。これにより、配管１の蒸気を仕切部材３５の下端部に衝突させて検出用流路２０の入口２１ａに導くことができる。これにより、より確実に配管１の蒸気を入口２１ａに流入させることができるので、検出用流路２０においてより確実に且つ安定した蒸気流れを形成することができる。

また、上記実施形態のセンサ用継手１０では、検出用流路２０の主路２６が水平方向に延びる直線状の流路であるため、主路２６においてドレンが溜まるのを防止することができる。即ち、蒸気は温度変化により凝縮してドレンになる虞があるところ、主路２６が水平方向に延びる直線状の流路であるため、ドレンは主路２６に溜まることなく流れ出る。主路２６においてドレンが溜まると検出用流路２０における蒸気の流れが阻害されてしまうが、上記実施形態ではこれを回避することができる。なお、上記実施形態の検出用流路２０では、主路２６以外の上流側接続路２４や下流側接続路２５、流入出路２２（流入路２２ａおよび流出路２２ｂ）は実質的に鉛直方向に延びる流路であるためドレンは溜まらずに流れ出る。

なお、上記実施形態のセンサ用継手１０では、仕切部材３５を図６に示す仕切部材３６に変更するようにしてもよい。この仕切部材３６は、板状部材であり、鉛直方向に延びる細長い矩形の基部３６ａと、該基部３６ａの上部に連続して形成された幅広部３６ｂとから構成されている。基部３６ａは、検出用流路２０の開口２１および流入出路２２を上記実施形態と同様に２つに仕切る部分である。幅広部３６ｂは、その幅が円板状部２３の直径と略同じであり、円板状部２３を配管１の上下流方向に２つに仕切る部分である。つまり、仕切部材３６によれば、円板状部２３も流入路２２ａ側と流出路２２ｂ側とに完全に仕切られる。これにより、検出用流路２０においてより確実に且つ安定した蒸気流れを形成することができる。

また、上記実施形態のセンサ用継手１０では、図示しないが、検出用流路２０の主路２６を以下のように構成してもよい。例えば、主路２６は、センサ取付部１３の位置から下流（即ち、主路２６の下流端側）にいくに従って鉛直下方へ傾斜するものであってもよい。これは、主路２６の全体が下流にいくに従って鉛直下方に傾斜するものでもよいし、主路２６においてセンサ取付部１３から下流端側の部分だけが下流にいくに従って鉛直下方に傾斜するものでもよい。また、主路２６は、センサ取付部１３の位置を頂部としその上流端側および下流端側の部分が鉛直下方に傾斜する山型に屈曲したものでもよい。このように主路２６を傾斜させることにより、主路２６においてドレンが溜まるのを確実に防止することができる。

また、上記実施形態のセンサ用継手１０では、仕切部材３５を省略するようにしてもよい。この場合、検出用流路２０では、１つの開口２１が入口および出口としての共通の開口となる。つまり、検出用流路２０では、配管１を流れる蒸気の一部が開口２１から流入出路２２に流入する。流入出路２２に流入した蒸気は、順に、上流側接続路２４、主路２６、下流側接続路２５および流入出路２２を流れ、再び開口２１から配管１に流出する（戻る）。したがって、仕切部材３５が省略されたセンサ用継手１０であっても、検出用流路２０において蒸気（流体）の流れを確実に形成することができる。

また、本願のセンサ用継手は、上記実施形態のようにケーシング１１の内部に検出用流路２０が形成されるものに限らず、両端が入口および出口となる１つの管によって検出用流路を構成するものであってもよい。この場合、１つの管にセンサ取付部や２つのバルブが設けられる。

また、本願のセンサ用継手は、検出対象の流体は蒸気以外のものであってもよいし、センサは温度だけでなく流体の圧力や振動も検出するものであってもよい。

また、上記実施形態のセンサ用継手１０では、バルブ３０は手動式および電動式の別を問わないし、バルブ３０以外の開閉機構であってもよい。

本願に開示の技術は、配管と該配管内の流体の温度を検出するセンサとを接続するセンサ用継手について有用である。

１ 配管
５ センサ
１０ センサ用継手
１１ ケーシング
１３ センサ取付部
２０ 検出用流路
２１ 開口
２１ａ 入口
２１ｂ 出口
２６ 主路
３０ バルブ（開閉機構）
３５ 仕切部材

Claims (6)

1. 流体が流れる配管の外周に入口および出口が接続され、上記配管の流体の一部が上記入口から流入し上記出口から上記配管に戻る検出用流路と、
   上記検出用流路の途中に設けられ、該検出用流路の流体に接して該流体の温度を検出するセンサが取り付けられるセンサ取付部と、
   上記検出用流路において上記センサ取付部の上流側および下流側に設けられ、上記検出用流路を開閉する２つの開閉機構とを備えている
   ことを特徴とするセンサ用継手。
2. 請求項１に記載のセンサ用継手において、
   内部に上記検出用流路が形成されたケーシングを備えており、
   上記センサ取付部および上記２つの開閉機構は、上記ケーシングに設けられている
   ことを特徴とするセンサ用継手。
3. 請求項１または２に記載のセンサ用継手において、
   上記検出用流路は、上記入口および出口が共通の開口となっており、上記センサ取付部が設けられ、両端が上記開口に連通する主路を有し、上記開口から流入した流体が上記主路を流れて上記開口から上記配管に流出する
   ことを特徴とするセンサ用継手。
4. 請求項３に記載のセンサ用継手において、
   上記検出用流路の開口を上記配管の上下流方向に２つに仕切り、その仕切られた上流側を上記入口とし下流側を上記出口とする仕切部材を備えている
   ことを特徴とするセンサ用継手。
5. 請求項４に記載のセンサ用継手において、
   上記仕切部材は、上記検出用流路の開口から上記配管内まで突出すると共に上記配管の上下流方向に対向して設けられる板状に形成されている
   ことを特徴とするセンサ用継手。
6. 請求項３に記載のセンサ用継手において、
   上記検出用流路の主路は、上記センサ取付部の位置から下流にいくに従って鉛直下方へ傾斜している
   ことを特徴とするセンサ用継手。
   

Images