(57)【要約】【課題】熱伝導性能をより高めた状態で、配管に残されている保護管の内部に温度センサを設置する。【解決手段】絶縁部材４の外周面に温度検出素子３を囲むように伝熱部材６を設ける。伝熱部材６は熱伝導率の高い固体（例えば、銅，金，銀，黄銅などの金属）とする。伝熱部材６の厚みは、保護管１の内周面と絶縁部材４の外周面との間の隙間ｈよりも僅かに薄くする。これにより、温度センサ８が保護管１の内部に設置された場合、伝熱部材６が保護管１の内周面と絶縁部材４の外周面との間の隙間ｈに位置し、この隙間ｈが埋められ、入り熱の大半が温度検出素子３に伝熱するものとなる。【選択図】  図２
2020118530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体に接する保護管の内部に設置される温度センサであって、
温度を検出するように構成された温度検出素子と、
前記温度検出素子の周囲に設けられた絶縁部材と、
前記絶縁部材の外周面に前記温度検出素子を囲むように設けられ、前記保護管の内部に設置されたときに、前記保護管の内周面と前記絶縁部材の外周面との間の隙間を埋める伝熱部材とを備え、
前記伝熱部材は、
空気より熱伝導率の高い固体材料からなる
ことを特徴とする温度センサ。
【請求項２】
請求項１に記載された温度センサにおいて、
前記伝熱部材は、
前記絶縁部材の外周面に熱収縮チューブ、カシメおよび接着剤のいずれかによって固定されている
ことを特徴とする温度センサ。
【請求項３】
請求項１または２に記載された温度センサにおいて、
前記伝熱部材は、
金属からなる
ことを特徴とする温度センサ。
【請求項４】
請求項１または２に記載された温度センサにおいて、
前記伝熱部材は、
金属以外の固体材料からなる
ことを特徴とする温度センサ。
【請求項５】
熱交換器に接続された配管の前記熱交換器の上流側および下流側のいずれか一方側に設けられ、前記配管の中を流れる熱媒体の温度を計測するように構成された温度計測器と、
前記熱交換器を通過する熱媒体の流量および前記熱交換器の上流側および下流側のいずれか他方側の熱媒体の温度を計測し、この計測した前記熱交換器を通過する熱媒体の流量および前記他方側の熱媒体の温度と、前記温度計測器によって計測された前記一方側の熱媒体の温度とに基づいて、前記熱交換器で消費される熱量を計測するように構成された熱量計とを備え、
前記温度計測器は、
前記熱媒体に接する保護管と、
前記保護管の内部に設置される温度センサとを備え、
前記温度センサは、
請求項１から４のいずれか１項に記載された温度センサである
ことを特徴とする熱量計測システム。
【請求項６】
請求項５に記載された熱量計測システムにおいて、
前記熱量計は、
前記熱交換器を通過する熱媒体の流量を計測するように構成された流量計測部と、
前記熱交換器の上流側および下流側のいずれか他方側の熱媒体の温度を計測するように構成された温度計測部と
を備えることを特徴とする熱量計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度センサおよび熱量計測システムに関し、特に流体に接する保護管の内部に設置される温度センサおよびこの温度センサを用いた熱量計測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、保護管の内部に温度センサを設置し、この温度センサが設置された保護管を流体が流れる配管内に挿入して、配管内の流体の温度を検出する温度検出器が知られている（例えば、特許文献１参照。）。なお、保護管の内部に設置される温度センサは感熱部とも呼ばれる。
【０００３】
図７に、流体が流れる配管１００内に設置された従来の温度計測器２００’の要部の構成を示す。この温度計測器２００’は、配管１００を流れる流体に接する保護管１と、この保護管１の内部に設置された温度センサ８’とを備えている。
【０００４】
温度センサ８’は、温度を検出する温度検出素子３と、この温度検出素子３およびこの温度検出素子３から延びるリード線３ａの周囲に設けられた絶縁部材４とから構成されており、保護管１の内周面と絶縁部材４の外周面との間の隙間ｈは、すなわち保護管１の内周面と温度センサ８’の外周面との間の隙間ｈは、液状のシリコングリス５で満たされている。なお、隙間ｈは、保護管１の内径と温度センサ８’の外径の製作精度の兼ね合いから、０．５ｍｍ程度とされている。また、保護管１はステンレス製とされており、この保護管１に対して温度検出素子３およびリード線３ａを電気的に絶縁するために絶縁部材４が設けられている。また、図では、絶縁部材４を柱状とし、その中に温度検出素子３およびリード線３ａを埋設しているが、頭部が塞がれた筒状に形成されていてもよい。
【０００５】
この温度計測器２００’の配管１００内への設置は配管１００の下側から行われる。すなわち、配管１００の上側から温度計測器２００’を設置した場合、配管１００に流れる流体の量が少なくなった場合に、配管１００内の上部に空気層が生じ、この空気層の温度を計測してしまうことになる。このため、配管１００に流れる流体の量が少なくなった場合でも、配管１００内の流体の温度を計測することができるように、配管１００の下側から温度計測器２００’を設置する。
【０００６】
また、この温度計測器２００’の交換は、例えば８年毎など定期的に行われる。この温度計測器２００’の交換に際し、保護管１を含む全体を取り外すと、配管１００内に流体が溜まっていた場合、この流体が保護管１が取り付けられていた孔から流れ出てしまう。このため、通常は、温度計測器２００’を交換する場合、保護管１を配管１００から取り外すことなく、温度センサ８’のみを交換するという方法がとられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−２７０２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、保護管１を取り外すことなく、温度センサ８’のみを交換した場合、保護管１の内周面と温度センサ８’の外周面との間の隙間ｈに満たされているシリコングリス５が自重で落下し（図８参照）、保護管１の中のシリコングリス５がなくなってしまうことがある。
【０００９】
保護管１を残した状態で、すなわちシリコングリス５がない状態で、交換前と同じタイプの温度センサ（旧タイプの温度センサ）８’を保護管１の内部に設置した場合（図９参照）、保護管１の内周面と温度センサ８’の外周面との間の隙間ｈが空気層となる。この場合、隙間ｈに生じる空気層で断熱され、入熱の大半が温度検出素子３に伝熱する前に保護管１から放熱してしまい、温度測定精度が悪くなる。また、応答性も悪くなるため、温度が安定するまでのしばらくの間は正しい温度を測定することができない。
【００１０】
上記の課題に対応するためには、図１０に示すように、温度センサ８’の外周面にシリコングリス５を塗布した状態で、保護管１の内部に設置するという方法が考えられる。しかし、シリコングリス５が塗布された温度センサ８’を保護管１に挿入する際、塗布されたシリコングリス５が保護管１の内壁面などで擦られ、はげ落ちたりした場合には、温度検出素子３の周囲の隙間ｈに空気層が生じ、上述と同様の問題が生じる。
【００１１】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、熱伝導性能をより高めた状態で、配管に残されている保護管の内部に設置することができる温度センサおよびこの温度センサを用いた熱量計測システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このような目的を達成するために本発明は、流体に接する保護管（１）の内部に設置される温度センサ（８）であって、温度を検出するように構成された温度検出素子（３）と、前記温度検出素子の周囲に設けられた絶縁部材（４）と、前記絶縁部材の外周面に前記温度検出素子を囲むように設けられ、前記保護管の内部に設置されたときに、前記保護管の内周面と前記絶縁部材の外周面との間の隙間を埋める伝熱部材（６）とを備え、前記伝熱部材は、空気より熱伝導率の高い固体材料からなることを特徴とする。
【００１３】
本発明の温度センサは、流体に接する保護管の内部に設置される。保護管の内部に温度センサを設置した場合、絶縁部材の外周面に温度検出素子を囲むように設けられた伝熱部材が、保護管の内周面と絶縁部材の外周面との間の隙間に位置し、その隙間を埋める。この伝熱部材は、空気より熱伝導率の高い固体材料からなるので、保護管に挿入する際にはげ落ちたりすることはなく、入り熱の大半を温度検出素子に伝熱する。
【００１４】
なお、上記説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の構成要素を、括弧を付した参照符号によって示している。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、絶縁部材の外周面に温度検出素子を囲むように伝熱部材を設け、この伝熱部材を空気より熱伝導率の高い固体材料からなるものとしたので、入り熱の大半を温度検出素子に伝熱することができるようになり、熱伝導性能を高めた状態で、配管に残されている保護管の内部に温度センサを設置することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る温度センサの要部を示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る温度センサを配管に残されている保護管に設置した状態を示す図である。
【図３】図３は、従来の温度計測器を用いた熱量計測システムの要部の構成を示す図である。
【図４】図４は、図３に示した熱量計測システムにおいて積算熱量計を一体型の積算熱量計に交換した例を示す図である。
【図５】図５は、図４に示した熱量計測システムにおいて送り側の温度計測器における温度センサを本発明の実施の形態に係る温度センサに交換した例を示す図である。
【図６】図６は、一体型の積算熱量計を熱交換器の上流側に設けるようにした例を示す図である。
【図７】図７は、配管に設置された従来の温度計測器の要部の構成を示す図である。
【図８】図８は、従来の温度計測器において保護管から温度センサを取り出す際に自重で保護管内のシリコングリスが落下する様子を示す図である。
【図９】図９は、シリコングリスがない状態で交換前と同じタイプの温度センサを保護管の内部に設置した状態を示す図である。
【図１０】図１０は、交換前と同じタイプの温度センサの外周面にシリコングリスを塗布するようにして保護管に挿入するようにした例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
〔温度センサ〕
図１は、本発明の実施の形態に係る温度センサ８の要部を示す図である。同図において、図７を参照して説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００１９】
この温度センサ８は、温度検出素子３と、この温度検出素子３およびこの温度検出素子３から引き出されるリード線３ａの周囲に設けられた絶縁部材４と、絶縁部材４の外周面に温度検出素子３を囲むように設けられた伝熱部材６と、この伝熱部材６を絶縁部材４の外周面に固定する熱収縮チューブ７とから構成されている。
【００２０】
この温度センサ８において、伝熱部材６は、銅，金，銀，黄銅などの熱伝導率の高い金属とされている。また、伝熱部材６は、パイプ状とされているが、頭部が塞がれた筒状に形成されていてもよい。
【００２１】
この温度センサ８は、配管１００に残された保護管１の内部に、それまで設置されていた温度センサ（旧タイプの温度センサ）８’（図７）に換えて設置される。以下、温度センサ８を新タイプの温度センサとも呼ぶ。
【００２２】
図２に、新タイプの温度センサ８を保護管１の内部に設置した状態を示す。この場合、温度センサ８における伝熱部材６は、保護管１の内周面と絶縁部材４の外周面との間の隙間ｈに位置する。この実施の形態において、伝熱部材６の厚みは、保護管１の内周面と絶縁部材４の外周面との間の隙間ｈよりも僅かに薄くされている。これにより、温度検出素子３を囲む絶縁部材４の周囲の隙間ｈは、伝熱部材６で埋められる。この伝熱部材６は、熱伝導率が高い金属とされているので、保護管１に挿入する際にはげ落ちたりすることはなく、入り熱の大半を温度検出素子３に伝熱する。
【００２３】
このようにして、本実施の形態では、絶縁部材４の外周面に温度検出素子３を囲むように伝熱部材６を設け、この伝熱部材６を熱伝導率の高い金属とすることによって、入り熱の大半を温度検出素子３に伝熱するものとし、熱伝導性能を高めた状態で、保護管１の内部に温度センサ８を設置することができるようになる。
【００２４】
また、この温度センサ８を保護管１の内部に設置した温度計測器２００では、伝熱部材６として熱伝導率の高い金属を用いているので、熱伝導率が劣るシリコングリス５を使用した従来の温度計測器２００’（図７）と比較し、熱伝導性能が向上し、温度の計測精度が高くなる。
【００２５】
なお、この実施の形態では、伝熱部材６を銅，金，銀，黄銅などの熱伝導率の高い金属としたが、空気よりも熱伝導率の高い固体材料からなるものであればよく、金属以外の固体材料からなるものであっても構わない。例えば、金属以外の固体として、熱伝導率の高い樹脂などが挙げられる。熱伝導率の高い樹脂としては、例えば、高密度ポリエチレンや低密度ポリエチレンなどが挙げられる。
【００２６】
また、この実施の形態では、伝熱部材６を絶縁部材４に熱収縮チューブ７を用いて固定するようにしているが、伝熱部材６を絶縁部材４に接着剤を用いて固定するようにしてもよく、伝熱部材６を絶縁部材４にカシメによって固定するなどしてもよい。
【００２７】
〔熱量計測システム〕
図３に、図７に示した従来の温度計測器２００’を用いた熱量計測システム３００’の要部の構成を示す。この熱量計測システム３００’は、熱交換器１０の上流側（送り側）の冷温水（熱媒体）の温度を計測する送り側の温度計測器２００’（２００Ａ’）と、熱交換器１０の下流側（返り側）の冷温水の温度を計測する返り側の温度計測器２００’（２００Ｂ’）と、熱交換器１０を通過する冷温水の流量を返り側の配管１００内で計測する流量計１１と、積算熱量計１２とを備えている。
【００２８】
この熱量計測システム３００’において、積算熱量計１２は、送り側の温度計測器２００Ａ’によって計測された送り側の冷温水の温度ＴＳと、返り側の温度計測器２００Ｂ’によって計測された返り側の冷温水の温度ＴＲと、流量計１１によって計測された熱交換器１０を通過する冷温水の流量Ｑとに基づいて、熱交換器１０で消費される熱量を計測し、その計測した熱量を積算して行く。
【００２９】
このような熱量計測システム３００’において、積算熱量計１２は、必要に応じて、流量計測機能と温度計測機能を備えた積算熱量計（一体型の積算熱量計）に交換されることがある。図４に、積算熱量計１２を一体型の積算熱量計１３に交換した例を示す。この場合、流量計１１や返り側の温度計測器２００Ｂ’は不要となる。
【００３０】
この一体型の積算熱量計１３は、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して各種機能を実現させるプログラムとによって実現され、熱交換器１０を流れる冷温水の流量Ｑを返り側の配管１００内で計測する流量計測部１３1と、返り側の冷温水の温度ＴＲを計測する温度計測部１３2とを備えている。
【００３１】
この一体型の積算熱量計１３は、流量計測部１３1が計測する熱交換器１０を流れる冷温水の流量Ｑと、温度計測部１３2が計測する返り側の冷温水の温度ＴＲと、送り側の温度計測器２００Ａ’が計測する送り側の冷温水の温度ＴＳとに基づいて、熱交換器１０で消費される熱量を計測し、その計測した熱量を積算して行く。
【００３２】
しかし、この一体型の積算熱量計１３を用いた熱量計測システム３００において、一体型の積算熱量計１３における温度計測部１３2の温度の計測精度は、送り側の温度計測器２００Ａ’の温度の計測精度よりも高い。一体型の積算熱量計１３において、熱交換器１０で消費される熱量の計測に際しては、送り側の冷温水の温度ＴＳと返り側の冷温水の温度ＴＲとの温度差が用いられ、この温度差に送り側の冷温水の温度ＴＳの計測精度と返り側の冷温水の温度ＴＲとの計測精度の違いによる誤差が生じる。このため、熱量の計測精度が悪化する。
【００３３】
この熱量の計測精度の悪化を防ぐため、一体型の積算熱量計１３に交換した後の熱量計測システム３００では、送り側の温度計測器２００Ａ’における旧タイプの温度センサ８’を図１に示した新タイプの温度センサ８に交換する（図５参照）。すなわち、送り側の温度計測器２００Ａ’における旧タイプの温度センサ８’を取り出し、新タイプの温度センサ８を保護管１の内部に設置し、熱伝導性能を向上させた温度計測器２００Ａとする。
【００３４】
保護管１の内部に新タイプの温度センサ８を設置することにより、温度計測器２００Ａの温度の計測精度が高くなり、一体型の積算熱量計１３における温度計測部１３2の温度の計測精度とほゞ等しくなる。これにより、計測精度の違いによる誤差を小さくして、熱量の計測精度の悪化を防ぐことができるようになる。
【００３５】
なお、一体型の積算熱量計１３に交換した後の熱量計測システム３００において、不要となった返り側の温度計測器２００Ｂ’はそのまま残しておいてもよいが、図５に示されるように、保護管１を残して温度センサ８’を取り外すようにしてもよい。
【００３６】
また、図６に示すように、一体型の積算熱量計１３を熱交換器１０の上流側に設け、一体型の積算熱量計１３の温度計測部１３2において送り側の冷温水の温度ＴＳを計測するようにしてもよい。この場合、図４に示されている返り側の温度計測器２００Ｂ’における温度センサ８’を、図１に示した新タイプの温度センサ８に交換し、熱伝導性能を向上させた温度計測器２００Ｂとする。
【００３７】
〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【符号の説明】
【００３８】
１…保護管、３…温度検出素子、４…絶縁部材、６…伝熱部材、７…熱収縮チューブ、８…温度センサ、１０…熱交換器、１３…一体型の積算熱量計、１３1…流量計測部、１３2…温度計測部、１００…配管、２００（２００Ａ，２００Ｂ）…温度計測器、３００…熱量計測システム。
【図１】
2020118530.tif 000003
【図２】
2020118530.tif 000004
【図３】
2020118530.tif 000005
【図４】
2020118530.tif 000006
【図５】
2020118530.tif 000007
【図６】
2020118530.tif 000008
【図７】
2020118530.tif 000009
【図８】
2020118530.tif 000010
【図９】
2020118530.tif 000011
【図１０】
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