(57)【要約】【課題】計測対象とされる発熱体の外面の変位や温度等のデータの変化を継続して計測でき、これらのデータを長期間にわたって監視できる発熱体用計測装置を提供する。【解決手段】発熱体用計測装置１０１は、計測対象の発熱体９１に設置される固定部１０と、９１発熱体を計測する検出部２０Ａと、検出部２０Ａを制御するとともに外部機器との通信を行う制御部３０Ａと、検出部２０Ａ及び制御部３０Ａに電源を供給する電源部４０Ａとを備え、電源部４０Ａは、固定部１０側に配置されて固定部１０の熱が伝達される集熱部４１Ａと、固定部１０とは反対側に配置される放熱部４２Ａと、集熱部４１Ａと放熱部４２Ａとの間の温度差を利用して発電する熱電発電モジュール４３とを備え、制御部３０Ａが放熱部４２Ａの熱電発電モジュール４３から離れた位置に配置されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測対象の発熱体に設置される固定部と、
前記発熱体を計測する検出部と、
前記検出部を制御するとともに外部機器との通信を行う制御部と、
前記検出部及び前記制御部に電源を供給する電源部とを備え、
前記電源部は、
前記固定部側に配置されて該固定部の熱が伝達される集熱部と、
前記固定部とは反対側に配置される放熱部と、
前記集熱部と前記放熱部との間の温度差を利用して発電する熱電発電モジュールとを備え、
前記制御部が前記放熱部の前記熱電発電モジュールから離れた位置に配置されていることを特徴とする発熱体用計測装置。
【請求項２】
前記放熱部は、放熱用フィンを有することを特徴とする請求項１に記載の発熱体用計測装置。
【請求項３】
前記固定部は、磁石を用いて形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発熱体用計測装置。
【請求項４】
前記集熱部は、前記発熱体に対向配置され、前記発熱体側に突出して形成される熱伝導部を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の発熱体用計測装置。
【請求項５】
前記熱伝導部が強磁性材料で形成されていることを特徴とする請求項４に記載の発熱体用計測装置。
【請求項６】
前記熱伝導部は、前記固定部を前記発熱体に設置させたときに、前記発熱体に接触して配設されることを特徴とする請求項４又は５に記載の発熱体用計測装置。
【請求項７】
前記集熱部は、
前記固定部が固定される外枠部と、
該外枠部の開口孔の内部に配設される前記熱伝導部と、
前記外枠部と前記熱伝導部とを連結し、該熱伝導部を前記発熱体側に突出する方向に付勢する弾性部材とを有することを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載の発熱体用計測装置。
【請求項８】
前記固定部を前記発熱体に設置させたときに、前記熱伝導部と前記発熱体との間に挟持され、前記発熱体の熱を前記熱伝導部に伝達する熱誘導部材を有することを特徴とする請求項４から７のいずれか一項に記載の発熱体用計測装置。
【請求項９】
前記熱伝導部と前記発熱体との対向間の周囲を囲む防風壁部を有することを特徴とする請求項４から８のいずれか一項に記載の発熱体用計測装置。
【請求項１０】
前記防風壁部は、熱伝導性を有する部材により形成され、前記固定部を前記発熱体に設置させたときに、前記集熱部と前記発熱体との間を接続して設けられることを特徴とする請求項９に記載の発熱体用計測装置。
【請求項１１】
前記発熱体と前記制御部との間に遮熱又は断熱の少なくとも一方の機能を有する閉鎖板が配置されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の発熱体用計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータリーキルンの回転炉等の発熱体に取り付けられ、その発熱体の変位や温度等を計測するための発熱体用計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ごみ焼却設備やセメント製造設備等で使用されているロータリーキルン（回転炉）は、例えば特許文献１に記載されているように、筒状に形成された長尺な重量物（胴体）により構成され、胴体の軸心方向に沿って並列に配置された複数のタイヤと、このタイヤに転動するローラで支持されている。このため、特許文献１にも記載されているように、ロータリーキルンを長時間稼働させると、タイヤやローラの偏摩耗、キルン支持基礎の沈降（胴体の落ち込み）や熱劣化が生じる。そして、これらの現象が生じる初期段階では、胴体に歪みが生じ、オーバリティ（胴体の変形率）が大きくなることが知られている。
【０００３】
そこで、定期的に胴体の歪みを測定することにより、胴体の摩耗や劣化の状況を把握し、胴体の不具合を管理することが行われている。
例えば、胴体の歪み（変位）を測定する装置として、非特許文献１に示されるオーバリティセンサが知られている。このオーバリティセンサは、電力供給源としてバッテリーを備えており、外部からの電力供給のための配線等を必要としない。また、オーバリティセンサは、回転する胴体に耐熱磁石により取り付けられるようになっており、ロータリーキルンを稼働させた状態で測定を実施する。そして、胴体の回転に伴い変化する歪みゲージの値と角速位置センサの値とを測定し、無線通信により、コンピュータで測定データをリアルタイムに取得できるようになっている。
【０００４】
また、特許文献２には、炉本体の内部温度を測定するためのロータリーキルン炉用温度測定装置が記載されている。このロータリーキルン炉用温度測定装置は、炉本体からの放熱を回収して炉本体に配設された送信機に電力を供給する熱電池を備えており、特許文献２には、バッテリー交換をすることなく送信機を作動させて連続的に測定データを得られることが記載されている。また、特許文献２に記載のロータリーキルン炉用温度測定装置において、熱電池は、炉本体側に配置される熱吸収板と、この熱吸収板と対向配置される熱放出板と、これら熱吸収板と熱放出板との間に配設された熱電素子とを備えており、熱吸収板と熱放出板との間に温度差が生じた場合に、熱電素子にゼーベック効果により起電力が発生して電流が流れる構成とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４‐１８５７８８号公報
【特許文献２】特開２００８−２４１６４８号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｏｖａｌｉｔｙ  Ｓｅｎｓｏｒ，ＴｏｍＴｏｍ‐Ｔｏｏｌｓ，インターネット＜ＵＲＬ：http://tomtomtools.com/product/ovality-sensor/＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、ロータリーキルンにおいては、オーバリティセンサ等により定期的に点検が行われ、点検の結果により補修等が施されるが、トラブルの発生を完全に防ぎ、又はトラブルが発生した場合の被害を最小限にとどめるためには、継続的に各種の点検項目を計測し、監視することが望ましい。
【０００８】
しかし、非特許文献１のオーバリティセンサでは、長期使用を想定しておらず、バッテリーを使用していることからも、電力供給に制限があり、短時間における測定は可能であるが、長期的に継続して測定を行うことはできない。また、非特許文献１のオーバリティセンサは、胴体の対向面に遮熱板を配置して各種センサ（歪みゲージ、角度位置センサ等）が高温にさらされることを防止しているが、長期使用においては、高温にさらされることを完全に回避できずに、各種センサに不具合を生じることが懸念される。
【０００９】
一方、特許文献２のロータリーキルン温度測定装置には、装置が配設される炉本体からの放熱を回収して電力を供給する熱電池が備えられているが、熱電池の熱吸収体が炉本体から離れて配置されており、炉本体の温度が低い場合には熱量が不足するおそれがある。この場合、熱吸収体と熱放出板との間に十分な温度差を生じさせることが難しくなり、電力供給が不足して、装置を継続して動作させることが難しくなる。なお、特許文献２の第２実施形態には、炉本体の外表面と熱電池の熱吸収板との間の空間を取り囲む円筒部を設けることにより熱電池の発電効率の向上を図ることが記載されているが、炉本体の温度が低い場合には、やはり十分な熱量を熱吸収板により回収することが難しくなる。
【００１０】
また、上述したオーバリティセンサに限らず、このオーバリティセンサのような発熱体に取り付けられ、過酷な動作環境下で使用される計測装置においては、トラブルの発生を事前に予測し、トラブルに即時に対応可能とするため、継続して長期的に計測が可能な計測装置が求められている。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、計測対象とされる発熱体の外面の変位や温度等のデータの変化を継続して計測でき、これらのデータを長期間にわたって監視できる発熱体用計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の発熱体用計測装置は、計測対象の発熱体に設置される固定部と、前記発熱体を計測する検出部と、前記検出部を制御するとともに外部機器との通信を行う制御部と、前記検出部及び前記制御部に電源を供給する電源部とを備え、前記電源部は、前記固定部側に配置されて該固定部の熱が伝達される集熱部と、前記固定部とは反対側に配置される放熱部と、前記集熱部と前記放熱部との間の温度差を利用して発電する熱電発電モジュールとを備え、前記制御部が前記放熱部の前記熱電発電モジュールから離れた位置に配置されている。
【００１３】
発熱体用計測装置の電源部を構成する熱電発電モジュールは、配線基板の間に、一対のＰ型熱電変換素子とＮ型熱電変換素子とを、Ｐ型、Ｎ型、Ｐ型、Ｎ型の順に交互に配置されるように、電気的に直列に接続した構成とされ、両配線基板間に温度差を付与して各熱電変換素子にゼーベック効果により起電力を生じさせるものである。
発熱体用計測装置では、熱電発電モジュールを有する電源部を備え、固定部を計測対象である発熱体に設置し、固定部及び集熱部を介して発熱体から集熱して熱電発電モジュールで発電することにより、外部電源を必要とせずに、電源部から継続して電力を供給できるため、長期にわたり計測を継続することができる。
また、制御部は、放熱部の熱電発電モジュールから離れた位置の低温部側に配置されているので、制御部が高温にさらされることを回避できるとともに、制御部に不具合が生じることを回避でき、計測を安定して継続できる。
【００１４】
本発明の発熱体用計測装置において、前記放熱部は、放熱用フィンを有するとよい。
放熱用フィンにより、放熱部の冷却効果を高めることができる。
【００１５】
本発明の発熱体用計測装置において、前記固定部は、磁石を用いて形成されているとよい。
発熱体用計測装置の固定部を、例えばアルニコ磁石やサマリウムコバルト磁石等のキュリー温度が高く、高温使用が可能な耐熱磁石を用いて形成した場合、高温に加熱されるロータリーキルンの胴体（鋼管）等の発熱体に設置する際にも、磁力により安定して固定できる。
【００１６】
本発明の発熱体用計測装置において、前記集熱部は、前記発熱体に対向配置され、前記発熱体側に突出して形成される熱伝導部を有するとよい。
【００１７】
発熱体に設置される固定部とは別に、発熱体に対向配置され、発熱体側に突出して形成される熱伝導部を設けておくことにより、発熱体に近接される熱伝導部から効率的に集熱でき、集熱部における集熱効率を向上させることができる。また、磁石の熱伝導度は低いが、固定部に磁石を用いた場合でも熱伝導部を設けておくことにより、発熱体から安定して集熱できる。これにより、発電効率を向上でき、電源部により安定した電力供給が行える。
【００１８】
本発明の発熱体用計測装置において、前記熱伝導部は、前記固定部を前記発熱体に設置させたときに、前記発熱体に接触して配設されるとよい。
【００１９】
熱伝導部を発熱体に直接接触させることで、熱伝導部と発熱体とを離して配置した場合よりも効率的に熱伝導部を介して集熱でき、集熱部における集熱効率を向上できる。
【００２０】
本発明の発熱体用計測装置において、
前記集熱部は、前記固定部が固定される外枠部と、該外枠部の開口孔の内部に配設される前記熱伝導部と、前記外枠部と前記熱伝導部とを連結し、該熱伝導部を前記発熱体側に突出する方向に付勢する弾性部材とを有するとよい。
【００２１】
熱伝導部を弾性部材により発熱体側に突出する方向に付勢された状態で支持することで、固定部を発熱体に設置させたときに、弾性部材の付勢力によって熱伝導部を確実に発熱体に接触して配設できる。したがって、熱伝導部と発熱体との密着性を向上でき、熱伝導部における集熱効率を向上できる。
【００２２】
本発明の発熱体用計測装置は、前記固定部を前記発熱体に設置させたときに、前記熱伝導部と前記発熱体との間に挟持され、前記発熱体の熱を前記熱伝導部に伝達する熱誘導部材を有するとよい。
【００２３】
熱誘導部材は、例えば熱伝導グリース、熱伝導シート、アルミニウム箔、発泡金属等の熱伝導性が高く、容易に変形可能な部材や、リン青銅、銅合金又はニッケル合金等からなるばね部材により構成される。このような熱誘導部材を熱伝導部と発熱体との間に介在させることで、発熱体の外面に凹凸がある場合でも、この熱誘導部材が発熱体及び熱伝導部の形状に追従して容易に変形するので、これらの間に生じる空隙を最小にできる。したがって、発熱体の熱を熱誘導部材を介して熱伝導部に円滑に伝えることができ、集熱部における集熱効率を向上できる。
【００２４】
本発明の発熱体用計測装置は、前記熱伝導部と前記発熱体との対向間の周囲を囲む防風壁部を有するとよい。
【００２５】
熱伝導部と発熱体との間に風が吹き込まれると、発熱体から熱伝導部への熱伝達が阻害され、発電効率を低下させるおそれがある。防風壁部を設けることで、熱伝導部と発熱体との対向空間への風の吹き込みを防止でき、発熱体の熱を熱伝導部に円滑に伝えることができるので、集熱部における集熱効率を向上できる。
【００２６】
本発明の発熱体用計測装置において、前記防風壁部は、熱伝導性を有する部材により形成され、前記固定部を前記発熱体に設置させたときに、前記集熱部と前記発熱体との間を接続して設けられるとよい。
【００２７】
固定部及び集熱部に加えて、防風壁部によっても発熱体の熱を集熱できるので、熱電発電モジュールにおける発電効率を向上でき、電源部により安定した電力供給が行える。
【００２８】
本発明の発熱体用計測装置において、前記熱伝導部が強磁性材料で形成されているとよい。
熱伝導部を軟鉄やニッケル等の強磁性材料で形成することにより、磁石の磁極間の磁力を発熱体の取付面に集中させることができ、磁石の吸着力を増幅させることができる。したがって、発熱体用計測装置を安定して固定できる。
【００２９】
本発明の発熱体用計測装置において、前記発熱体と前記制御部との間に遮熱又は断熱の少なくとも一方の機能を有する閉鎖板が配置されているとよい。
発熱体と制御部との間に閉鎖板を配置することで、制御部に与えられる発熱体の熱による影響を抑制できる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、計測対象とされる発熱体から集熱して発電できるので、外部電源を必要とせずに、電源部からの電力供給により発熱体の外面の変位や温度等のデータの変化を継続して計測でき、これらのデータを長期間にわたって監視できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態の発熱体用計測装置の斜視図である。
【図２】図１に示す発熱体用計測装置の分解斜視図である。
【図３】放熱部の他形態を説明する斜視図である。
【図４】本発明の第２実施形態の発熱体用計測装置の斜視図である。
【図５】図４に示す発熱体用計測装置の分解斜視図である。
【図６】本発明の第３実施形態の発熱体用計測装置の斜視図である。
【図７】図６に示す発熱体用計測装置の正面図である。
【図８】本発明の第４実施形態の発熱体用計測装置の正面図である。
【図９】本発明の第５実施形態の発熱体用計測装置の正面図である。
【図１０】本発明の第６実施形態の発熱体用計測装置の正面図である。
【図１１】本発明の第７実施形態の発熱体用計測装置の正面図である。
【図１２】本発明の第８実施形態の発熱体用計測装置の斜視図である。
【図１３】図１２に示す発熱体用計測装置の要部縦断面図である。
【図１４】本発明の第９実施形態の発熱体用計測装置の斜視図である。
【図１５】図１４に示す発熱体用計測装置の要部縦断面図である。
【図１６】本発明の第１０実施形態の発熱体用計測装置の斜視図である。
【図１７】図１６に示す発熱体用計測装置の要部縦断面図である。
【図１８】熱伝導部の他形態を説明する断面模式図である。
【図１９】熱伝導部の他形態を説明する断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
第１実施形態の発熱体用計測装置１０１は、図１に示されるように、計測対象の発熱体９１に設置される固定部１０と、発熱体９１を計測する検出部２０Ａと、検出部２０Ａを制御するとともに外部機器（図示略）との通信を行う制御部３０Ａと、検出部２０Ａ及び制御部３０Ａに電源を供給する電源部４０Ａとを備える。
【００３３】
発熱体用計測装置１０１の計測対象の発熱体９１は、例えば、高温に加熱されるロータリーキルンの胴体（鋼管）等の金属炉、ボイラー、及び高温配管等とされる。
【００３４】
検出部２０Ａは、発熱体９１の外面の温度を測定する温度センサや、発熱体９１の外面の変位を測定する変位センサや、発熱体９１の外面の歪みを測定する歪みセンサ等のあらゆるセンサにより構成される。なお、検出部２０Ａには、接触式のセンサ、非接触式のセンサのいずれも採用できる。このうち、歪みセンサ等の接触式のセンサは、図１に示すように、検出部２０Ａがアーム２９等を介して発熱体９１の外面に直接取り付けられる。一方、図示は省略するが、レーザ変位計や放射温度計等の非接触式のセンサは、検出部は発熱体の外面から離れて配置される。また、周辺温度を計測するための温度センサや、傾き等を計測する角度センサ、加速度センサ、方位センサ等の各種のセンサを搭載することもできる。これらのセンサは、制御部３０Ａに組み込むことができる。
【００３５】
制御部３０Ａは、検出部２０Ａを制御するとともに、無線通信可能なコンピュータ等の外部機器（図示略）との通信を行う。また、制御部３０Ａにメモリを設けておくことで、メモリに計測結果等を記録することもできる。
【００３６】
固定部１０は、図２に示すように、発熱体９１の外面に設置されるベース部材１１と、ベース部材１１上に重ねて配置された磁石１２と、磁石１２上に重ねて配置された緩衝部材１３とを備える。図２では、固定部１０は、全体として円柱状に形成されており、ベース部材１１と緩衝部材１３との間に磁石１２を挟んで、皿ねじ１４により電源部４０Ａの下部に固定された構成とされる。そして、発熱体用計測装置１０１は、固定部１０に設けられた磁石１２の磁力により、鋼材で形成された発熱体９１の外面に固定されるようになっている。
【００３７】
本実施形態では、ベース部材１１は、例えばステンレスや鉄等によりリング円板状に形成されており、ベース部材１１の中央部分には、厚み方向に貫通する貫通孔１１ｂとともに、皿ねじ１４の頭部１４ａを収容するための皿穴１１ａが設けられている。
【００３８】
また、磁石１２は、円筒状に形成されており、その中央部分にベース部材１１の貫通孔１１ｂに連続して貫通する連通孔１２ｂが設けられている。磁石１２は、例えばアルニコ磁石やサマリウムコバルト磁石等のキュリー温度が高く、高温使用が可能な耐熱磁石により形成される。このような耐熱磁石を用いることで、発熱体用計測装置１０１を３２０℃〜４００℃の高温に加熱されるロータリーキルンの胴体等の発熱体９１に設置する際にも、磁石１２の磁力により安定して固定できる。なお、ロータリーキルンの胴体の内部温度は、１４５０℃以上の最高温度になる。
【００３９】
また、緩衝部材１３は、黒鉛シート等の弾性を有する熱伝導性シートによりリング円板状に形成されており、中央部分には、磁石１２の連通孔１２ｂに連続して貫通する開口孔１３ｂが設けられている。なお、皿ねじ１４は、非磁性のアルミ等の材料により形成されたものが用いられる。
【００４０】
電源部４０Ａは、固定部１０側に配置されて固定部１０の熱が伝達される集熱部４１Ａと、固定部１０とは反対側に配置される放熱部４２Ａと、集熱部４１Ａと放熱部４２Ａとの間に配置される熱電発電モジュール４３とを備え、集熱部４１Ａと放熱部４２Ａとの間の温度差を利用して熱電発電モジュール４３により発電する構成とされる。熱電発電モジュール４３で発電された電力は、制御部３０Ａに供給され、さらに制御部３０Ａを介して検出部２０Ａに供給される。
【００４１】
熱電発電モジュール４３は、図示は省略するが、配線基板の間に、一対のＰ型熱電変換素子とＮ型熱電変換素子とを、Ｐ型、Ｎ型、Ｐ型、Ｎ型の順に交互に配置されるように、電気的に直列に接続した構成とされ、両配線基板間に温度差を付与して各熱電変換素子にゼーベック効果により起電力を生じさせるものである。
【００４２】
集熱部４１Ａは、アルミニウム、銅等の熱伝導性の高い材料により形成される。本実施形態では、集熱部４１Ａは、アルミニウムにより形成された平板状の受熱板部４４により構成されており、図示は省略するが、受熱板部４４の下面の中央部分に雌ねじ部が設けられ、その雌ねじ部に皿ねじ１４のねじ部１４ｂ先端を螺合させることにより、受熱板部４４の下面と固定部１０の緩衝部材１３とを接触させた状態で、集熱部４１Ａと固定部１０とが一体に固定されている。そして、このように集熱部４１Ａが固定部１０に取り付けられることで、集熱部４１Ａには、固定部１０を介して発熱体９１からの熱が伝達されるようになっている。
【００４３】
また、集熱部４１Ａ（受熱板部４４）の上面には、図２に示すように、熱電発電モジュール４３が載置され、固定部１０から伝達された熱が集熱部４１Ａを介して、熱電発電モジュール４３に伝達されるようになっている。
【００４４】
図２に符号４５で示す長尺状の部材は、熱電発電モジュール４３を保護するためのスペーサ部材であり、熱電発電モジュール４３と同程度の厚みに形成される。このスペーサ部材４５を介して集熱部４１Ａと放熱部４２Ａとの間で熱交換がされることを防止するため、スペーサ部材４５は、セラミックス等の熱伝導性の低い材料により形成される。また、受熱板４４（集熱部４１Ａ）の上面には、放熱部４２Ａを固定するための雌ねじ部４４ｂが設けられ、頭部４６ａを有するねじ４６のねじ部４６ｂ先端を雌ねじ部４４ｂに螺合させることにより、集熱部４１Ａと放熱部４２Ａとの間に熱電発電モジュール４３を挟んた状態で、これら集熱部４１Ａ、熱電発電モジュール４３、放熱部４２Ａを順に積層した電源部４０Ａが構成されている。なお、ねじ４６を通じて集熱部４１Ａと放熱部４２Ａとの間で熱交換されることを防止するため、ねじ４６には、チタン等の熱伝導性の低い材料により形成されたものが用いられる。
【００４５】
放熱部４２Ａは、いわゆるヒートシンク（放熱器）であり、アルミニウム、銅等の熱伝導性の高い材料により形成される。本実施形態では、放熱部４２Ａは、放熱性と強度とのバランスに優れたアルミニウムにより形成されており、熱電発電モジュール４３に対向する平板状の熱拡散部４７と、この熱拡散部４７の熱電発電モジュール４３とは反対側の上面に立設された複数の帯板状の放熱用フィン４８とを有している。そして、熱拡散部４７の下面を熱電発電モジュール４３上に載置することで、熱拡散部４７の下面から伝達された熱電発電モジュール４３の熱は、熱拡散部４７から放熱用フィン４８に向けて拡散するとともに、表面積が広く設けられた放熱用フィン４８により外気に放出されるようになっている。このため、放熱部４２Ａにおいては、熱電発電モジュール４３から離れるにつれて、すなわち熱拡散部４７の下面側から放熱用フィン４８の先端側に向かうにつれて温度が低くなり、放熱部４２Ａの上部側が下部側よりも低温になる。なお、放熱部４２Ａでは、放熱用フィン４８の先端側が最も低温となる。
【００４６】
そして、発熱体用計測装置１０１においては、放熱部４２Ａの熱電発電モジュール４３から離れた位置の低温部側であり、また、放熱部４２Ａにおいて最も低温となる放熱用フィン４８の先端側に、制御部３０Ａが配置されている。なお、制御部３０Ａは、放熱部４２Ａの熱電発電モジュール４３から離れた位置に配置すれば良く、熱電発電モジュール４３から離して制御部３０Ａを配置することで、放熱部４２Ａにおいて最も高温と熱拡散部４７の下面よりも低温部に制御部３０Ａを配置できる。また、熱電発電モジュール４３は、集熱部４１Ａの受熱板部４４の上面と放熱部４２Ａの熱拡散部４７の下面との間に介在され、受熱板部４４の上面と熱拡散部４７の下面との温度差によって発電する。なお、集熱部４１Ａ（受熱板４４の上面）と熱電発電モジュール４３との間、及び熱電発電モジュール４３と放熱部４２Ａ（熱拡散部４７の下面）との間には、熱伝導性を高めるための黒鉛シート等の熱伝導シート等が配置されるか、もしくはシリコングリース等が塗布される。
【００４７】
なお、第１実施形態の発熱体用計測装置１０１では、放熱部４２Ａを平板状の熱拡散部４７と帯板状の放熱用フィン４８とを有する構成としたが、放熱部の形状はこれに限定されるものではない。例えば、図３に示す放熱部８０のように、平板状の熱拡散部４７の上面に、ピン状の放熱用フィン８１が複数立設した形状を採用することもできるし、発熱体用計測装置の構成に応じて適宜形状を変更したその他の形状を有する放熱部を採用することができる。
また、固定部１０や電源部４０Ａの固定方法も、ねじ止めに限定されるものではなく、その他の固定手段を用いることができる。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態の発熱体用計測装置１０１では、熱電発電モジュール４３を有する電源部４０Ａを備え、固定部１０を計測対象である発熱体９１に設置し、固定部１０及び集熱部４１Ａを介して発熱体９１から集熱して熱電発電モジュール４３で発電することにより、外部電源を必要とせずに、電源部４０Ａから継続して電力を供給できる。このため、長期にわたり計測を継続することができる。
また、制御部３０Ａを、放熱部４２Ａの熱電発電モジュール４３から離れた位置の低温部側に配置しているので、制御部３０Ａが高温にさらされることを回避でき、制御部３０Ａに不具合が生じることを回避できるので、計測を安定して継続できる。
【００４９】
次に、図４に示される本発明の第２実施形態の発熱体用計測装置１０２について説明する。
図１に示される第１実施形態の発熱体用計測装置１０１では、発熱体用計測装置１０１が１個の固定部１０により発熱体９１の外面に固定される構成とされていたが、図４に示される第２実施形態の発熱体用計測装置１０２は、間隔をおいて配置された複数個（この場合、４個）の固定部１０により、計測対象の発熱体９２の外面に固定される構成とされており、図４に示すように、取付面（外面）が円筒面状に形成された発熱体９２の計測に最適な実施形態である。以下、第２実施形態の発熱体用計測装置１０２の説明において、第１実施形態の発熱体用計測装置１０１の構成と同じ部分については、説明を一部省略する。
【００５０】
第２実施形態の発熱体用計測装置１０２は、図５に示されるように、第１実施形態と同様に、計測対象の発熱体９２に設置される固定部１０と、発熱体９２を計測する検出部２０Ｂと、検出部２０Ｂを制御するとともに外部機器（図示略）との通信を行う制御部３０Ｂと、検出部２０Ｂ及び制御部３０Ｂに電源を供給する電源部４０Ｂとを備えるとともに、これらに加えて、発熱体９２と制御部３０Ｂとの間に配置され、遮熱又は断熱の少なくとも一方の機能を有する閉鎖板５０を備える。
【００５１】
上述したように、発熱体用計測装置１０２には、固定部１０が４個設けられており、各固定部１０は、それぞれ間隔をあけて電源部４０Ｂに固定されている。なお、各固定部１０は、第１実施形態で用いた発熱体用計測装置１０１と同じ構成のものであり、ベース部材１１と緩衝部材１３との間に磁石１２を挟んた構成とされ、固定部１０に設けられた磁石１２の磁力により、鋼材で形成された発熱体９２の外面に固定されるようになっている。
【００５２】
また、検出部２０Ｂは、発熱体９２の外面の温度を測定する温度センサや、発熱体９２の外面の変位を測定する変位センサや、発熱体９２の外面の歪みを測定する歪みセンサ等のあらゆるセンサにより構成され、接触式変位計や熱電対等の接触式のセンサや、レーザ変位計や放射温度計等の非接触式のセンサのいずれも採用できる。このうち、検出部２０Ｂを構成する非接触式のセンサは、図５に二点鎖線で示すように、制御部３０Ｂに組み込むことができる。
【００５３】
電源部４０Ｂは、第１実施形態と同様に、集熱部４１Ｂと放熱部４２Ｂとの間に熱電発電モジュール４３を配置し、集熱部４１Ｂと放熱部４２Ｂとの間の温度差を利用して熱電発電モジュール４３により発電する構成とされる。なお、図示は省略するが、集熱部４１Ｂ（受熱板部４４の上面）と熱電発電モジュール４３との間、及び熱電発電モジュール４３と放熱部４２Ｂ（熱拡散部４７の下面）との間には、熱伝導性を高めるための黒鉛シート等の熱伝導シート等が配置されるか、もしくはシリコングリース等が塗布される。発熱体用計測装置１０２は、図５に示すように、発熱体用計測装置１０２の両側部に２個の熱電発電モジュール４３を備えており、熱電発電モジュール４３と同数（２個）の集熱部４１Ｂが設けられている。そして、各集熱部４１Ｂの受熱板部４４の下面に、固定部１０が２個ずつ固定されている。
【００５４】
集熱部４１Ｂは、アルミニウム、銅、ステンレス等の熱伝導性の高い材料により形成される。本実施形態では、集熱部４１Ｂは、アルミニウムにより形成されており、平板状の受熱板部４４と、発熱体９２に対向配置されて発熱体９２側に突出して形成された熱伝導部４９とを有する形状とされる。熱伝導部４９は、図４及び図５に示すように、受熱板部４４の内側面から下方（発熱体９２側）に向けて延出して形成されている。また、発熱体９２に対向配置された熱伝導部４９は、図５に示すように、各集熱部４１Ｂに２個ずつ設けられ、２個の熱伝導部４９がそれぞれ発熱体用計測装置１０２の中央部に向けて平行に延びて設けられ、各熱伝導部４９の先端部４９ａは、発熱体９２の外面に沿うように折り曲げられた形状とされている。そして、各熱伝導部４９の先端部４９ａは、各固定部１０の近傍において、発熱体９２の外面に設置、すなわち発熱体９２の外面に接触して配設可能に設けられている。
【００５５】
このように、集熱部４１Ｂは、受熱板部４４と熱伝導部４９とを備えているので、各受熱板部４４の下面に固定された固定部１０を介して発熱体９２からの熱が伝達されるとともに、発熱体９２に対向配置され、発熱体９２側に突出して形成される熱伝導部４９により発熱体９２からの熱が受熱板部４４に伝達される。そして、各集熱部４１Ｂの受熱板部４４の上面に載置された熱電発電モジュール４３に、受熱板部４４を介して発熱体９２からの熱が伝達されるようになっている。
【００５６】
発熱体９２に設置される固定部１０とは別に、発熱体９２に対向配置され、発熱体９２側に突出して形成される熱伝導部４９を設けておくことにより、熱伝導部４９から積極的に集熱でき、集熱部４１Ｂによる集熱効率を向上させることができる。また、固定部１０に用いられる磁石１２は熱伝導度が低いが、このように集熱部４１Ｂに、発熱体９２に対向配置される熱伝導部４９を設けておくことにより、発熱体９２から安定して集熱できる。
【００５７】
放熱部４２Ｂは、アルミニウム、銅、ステンレス等の熱伝導性の高い材料により形成され、本実施形態では、放熱性と強度とのバランスに優れたアルミニウムにより形成されている。放熱部４２Ｂは、各熱電発電モジュール４３に重ねて配置される２個の平板状の熱拡散部４７と、これら２個の熱拡散部４７の間を接続する一対のフレーム部６１と、各フレーム部６１の側面同士を連結して熱拡散部４７と平行に複数立設された円柱状の連結棒６２とを有する。放熱部４２Ｂでは、複数の連結棒６２によりフレーム部６１同士の間を連結することで、フレーム部６１の全体の強度が高められている。また、放熱部４２Ｂを構成する熱拡散部４７、フレーム部６１及び連結棒６２は、いずれも熱伝導性の高いアルミニウムにより形成されていることから、熱拡散部４７の下面から伝達された熱電発電モジュール４３の熱は、熱拡散部４７からフレーム部６１に拡散し、さらに、フレーム部６１から連結棒６２に向けて拡散することで、熱拡散部４７、フレーム部６１及び連結棒６２の表面から徐々に外気に放出される。これにより、放熱部４２Ｂにおいては、熱電発電モジュール４３から離れるにつれて、すなわち放熱部４２Ｂの下部側から上部側に向かうにつれて温度が低くなり、上部側が下部側よりも低温になる。
【００５８】
そして、この放熱部４２Ｂの熱電発電モジュール４３から離れた位置であり、放熱部４２Ｂの上部側、すなわち放熱部４２Ｂの低温部側に、制御部３０Ｂが配置されている。なお、制御部３０Ｂは、放熱部４２Ｂの熱電発電モジュール４３から離れた位置に配置すれば良く、このように熱電発電モジュール４３から離して制御部３０Ｂを配置することで、放熱部４２Ｂにおいて最も高温となる熱拡散部４７の下面よりも低温部に制御部３０Ｂを配置できる。
【００５９】
また、フレーム部６１の下部には、フレーム部６１の両側部に配置された２個の熱拡散部４７の間を接続するように、閉鎖板５０が取り付けられている。閉鎖板５０は、遮熱又は断熱の少なくとも一方の機能を有するもので構成される。閉鎖板５０は、例えばセラミック等の遮熱・断熱材料により形成した断熱板を用いることができる。また、この断熱板の上面に、アルミニウム等からなる遮熱フィルム、又はアルミニウム板を積層した多層構造とすることで、断熱機能と遮熱機能とを備えた閉鎖板５０を構成できる。そして、前記のアルミニウム板の下面に黒色のアルマイト処理を施すことで、遮熱性能を向上させた閉鎖板５０を構成することもできる。なお、閉鎖板５０には、計測用の窓部５１が設けられており、窓部５１は例えばセラムガラス等の赤外線を通すガラスで形成される。なお、検出部２０Ｂに接触式のセンサを用いる場合には、閉鎖板５０には、窓部５１の代わりに厚み方向に貫通する貫通孔が形成される。
【００６０】
このように構成された閉鎖板５０を、発熱体９２と制御部３０Ｂとの間に配置することにより、すなわち、閉鎖板５０の上方に制御部３０Ｂを配置することにより、発熱体９２の熱が閉鎖板５０により遮られ、発熱体９２の熱により制御部３０Ｂが受ける影響を抑制できる。
【００６１】
なお、熱拡散部４７は、フレーム部６１に対して軸部６３を介して回転可能に取り付けられている。軸部６３は、フレーム部６１の側面から立設する連結棒６２と平行に設けられており、熱拡散部４７に固定された集熱部４１Ｂ、固定部１０等も、熱拡散部４７と一体に軸部６３回りに回転可能に設けられている。
【００６２】
なお、これらの熱拡散部４７等は、固定部１０を発熱体９２の外面に設置させる前の状態において、集熱部４１Ｂの受熱板部４４の内側面から下方に向けて延出した熱伝導部４９が設けられているので、自重により内側に傾いた姿勢で保持される。すなわち熱伝導部４９の先端部４９ａが、固定部１０の下面よりも下側に突出した姿勢となる。このため、発熱体９２の外面に発熱体用計測装置１０２を近づけると、熱伝導部４９の先端部４９ａが固定部１０の下面よりも先に発熱体９２の外面に接触する。そして、さらに発熱体用計測装置１０２を近づけると、熱伝導部４９の先端部４９ａが発熱体９２の外面を滑りながら、熱拡散部４７とともに軸部６３回り回転して、固定部１０の下面が発熱体９２の外面に設置される。このように、発熱体９２の外面に熱伝導部４９を先に設置させて固定部１０の設置を案内することで、発熱体用計測装置１０２が傾いて設置されることを防止でき、円筒面状の発熱体９２の外面に安定して固定できる。
【００６３】
第２実施形態の発熱体用計測装置１０２においても、計測対象である発熱体９２から集熱して熱電発電モジュール４３で発電することにより、電源部４０Ｂから継続して電力を供給できる。このため、長期にわたり計測を継続することができる。また、制御部３０Ｂを、放熱部４２Ｂの熱電発電モジュール４３から離れた位置の低温部側に配置しているので、制御部３０Ｂが高温にさらされることを回避でき、制御部３０Ｂに不具合が生じることを回避できるので、計測を安定して継続できる。
【００６４】
次に、図６及び図７に示される本発明の第３実施形態の発熱体用計測装置１０３について説明する。第３実施形態の発熱体用計測装置１０３は、図６に示すように、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、計測対象の発熱体９１に設置される固定部１０と、発熱体９１を計測する検出部２０Ｃと、検出部２０Ｃを制御するとともに外部機器（図示略）との通信を行う制御部３０Ｃと、検出部２０Ｃ及び制御部３０Ｃに電源を供給する電源部４０Ｃとを備える。以下、第３実施形態の発熱体用計測装置１０３の説明において、第１実施形態及び第２実施形態の構成と同じ部分については、同一符号を用いて説明を一部省略する。
【００６５】
発熱体用計測装置１０３には、固定部１０が４個設けられており、各固定部１０は、それぞれ間隔をあけて電源部４０Ｃに固定されている。なお、各固定部１０は、第１実施形態で用いた発熱体用計測装置１０１と同じ構成のものであり、ベース部材１１と緩衝部材１３との間に磁石１２を挟んた構成とされる。そして、固定部１０は、磁石１２の磁力により、鋼材で形成された発熱体９１の外面に固定されるようになっている。
【００６６】
また、検出部２０Ｃは、発熱体９１の外面の温度を測定する温度センサや、発熱体９１の外面の変位を測定する変位センサや、発熱体９１の外面の歪みを測定する歪みセンサ等のあらゆるセンサにより構成され、接触式変位計や熱電対等の接触式のセンサや、レーザ変位計や放射温度計等の非接触式のセンサのいずれも採用できる。なお、図６では、一例として検出部２０Ｃを接触式のセンサとして図示している。
【００６７】
電源部４０Ｃは、集熱部４１Ｃと放熱部４２Ｃとの間に熱電発電モジュール４３を配置し、集熱部４１Ｃと放熱部４２Ｃとの間の温度差を利用して熱電発電モジュール４３により発電する構成とされる。なお、図示は省略するが、集熱部４１Ｃ（受熱板部４４の上面）と熱電発電モジュール４３との間、及び熱電発電モジュール４３と放熱部４２Ｃ（熱拡散部４７の下面）との間には、熱伝導性を高めるための黒鉛シート等の熱伝導シート等が配置されるか、もしくはシリコングリース等が塗布される。
【００６８】
集熱部４１Ｃは、アルミニウム、銅、ステンレス等の熱伝導性の高い材料により形成される。本実施形態では、集熱部４１Ｃをアルミニウムにより形成しており、集熱部４１Ｃは、平板状の受熱板部４４と、発熱体９１に対向配置されて発熱体９１側に突出して形成される熱伝導部２１とを有する形状とされる。
【００６９】
熱伝導部２１は、受熱板部４４の下面の中央部分から下方（発熱体９１側）に向けて延出した複数のピン状（円柱状）の集熱用フィン２２により構成されている。また、受熱板部４４の下面の四隅にはそれぞれ固定部１０が取り付けられているが、熱伝導部２１は、固定部１０の取付位置よりも内側の受熱板部４４の下面の中央部分に設けられている。そして、固定部１０を発熱体９１に設置させたときに、各集熱用フィン２２の先端部が発熱体９１の外面に対向して配置され、熱伝導部２１が発熱体９１に近接して配設されるようになっている。
【００７０】
このように、集熱部４１Ｃは受熱板部４４と熱伝導部２１とを備えているので、集熱部４１Ｃに、受熱板部４４の下面に固定された固定部１０を介して発熱体９１からの熱が伝達されるとともに、発熱体９１に対向配置されて発熱体９１側に突出して形成される熱伝導部２１によっても発熱体９１からの熱が伝達されるようになっている。また、受熱板部４４と発熱体９１との対向間に、空気よりも熱抵抗の低い金属により形成された熱伝導部２１（集熱用フィン２２）を配設し、熱伝導部２１を発熱体９１に近接させているので、発熱体９１からの熱を熱伝導部２１から積極的に集熱できる。そして、集熱部４１Ｃに伝達された発熱体９１からの熱が、受熱板部４４を介して、受熱板部４４の上面に載置された熱電発電モジュール４３に円滑に伝達されるようになっている。
【００７１】
また、発熱体用計測装置１０３では、熱伝導部２１を発熱体９１との間を近接させているが、熱伝導部２１と発熱体９１とが接触することがないように僅かな隙間Ｓを形成するようにしている。これにより、発熱体９１の外面に凹凸がある場合でも、熱伝導部２１が発熱体９１に接触して固定部１０と発熱体９１との接触が阻害されることがないので、固定部１０を発熱体９１の外面に確実に設置できる。したがって、発熱体用計測装置１０３を発熱体９１の外面に安定して固定できる。なお、熱伝導部２１と発熱体９１との間の隙間Ｓ、すなわち固定部１０の下面（底面）と各集熱用フィン２２の先端部との高低差は、発熱体９１の外面の凹凸を考慮して、その発熱体９１の外面の凹凸の高低差よりも大きく形成することが望ましい。
【００７２】
放熱部４２Ｃは、アルミニウム、銅、ステンレス等の熱伝導性の高い材料により形成され、本実施形態では、放熱性と強度とのバランスに優れたアルミニウムにより形成している。放熱部４２Ｃは、熱電発電モジュール４３に重ねて配置される平板状の熱拡散部４７と、この熱拡散部４７の上面に立設された複数の帯板状の放熱用フィン４８とを有する。熱拡散部４７の下面から伝達された熱電発電モジュール４３の熱は、熱拡散部４７から放熱用フィン４８に向けて拡散し、熱拡散部４７及び放熱用フィン４８の表面から徐々に外気に放出される。これにより、放熱部４２Ｃでは、熱電発電モジュール４３から離れるにつれて、すなわち放熱部４２Ｃの下部側から上部側に向かうにつれて温度が低くなり、上部側が下部側よりも低温になる。
【００７３】
そして、この放熱部４２Ｃの熱電発電モジュール４３から離れた位置であり、放熱部４２Ｃの上部側、すなわち放熱部４２Ｃの低温部側に、制御部３０Ｃが配置されている。
【００７４】
このように構成される第３実施形態の発熱体用計測装置１０３においても、計測対象である発熱体９１から集熱して熱電発電モジュール４３で発電することにより、電源部４０Ｃから継続して電力を供給できる。このため、長期にわたり計測を継続することができる。また、制御部３０Ｃを、放熱部４２Ｃの熱電発電モジュール４３から離れた位置の低温部側に配置しているので、制御部３０Ｃが高温にさらされることを回避でき、制御部３０Ｃに不具合が生じることを回避できるので、計測を安定して継続できる。
【００７５】
また、第３実施形態の発熱体用計測装置１０３では、集熱部４１Ｃの熱伝導部２１を、複数のピン状の集熱用フィン２２により構成したが、熱伝導部の形状はこれに限定されるものではない。
【００７６】
例えば、図８に示す第４実施形態の発熱体用計測装置１０４のように、電源部４０Ｄの集熱部４１Ｄに、ブロック形状で形成された熱伝導部２３を採用することもできる。この場合においても、熱伝導部２３をアルミニウム、銅、ステンレス等の空気よりも熱伝導性の高い材料により形成することで、発熱体９１からの熱を熱伝導部２３から効率的に集熱できる。また、受熱板部４４と発熱体９１との対向間の大部分に、空気よりも熱抵抗の低い金属により形成された熱伝導部２３を介在させることにより、熱伝導部２３を設けずに受熱板部４４と発熱体９１との対向間の大部分に空気が介在する場合と比較して、熱伝導部２３から積極的に集熱できる。したがって、電源部４０Ｄにおける発電効率を向上でき、電源部４０Ｄにより安定した電力供給が行える。
【００７７】
また、図９に示す第５実施形態の発熱体用計測装置１０５のように、熱伝導部２３と発熱体９１との間に熱誘導部材２４を配設することもできる。なお、第５実施形態の発熱体用計測装置１０５において、熱誘導部材２４を除く他の構成は、第４実施形態の発熱体用計測装置１０４と同じであり、第４実施形態と同一符号を用いて説明を省略する。
【００７８】
熱誘導部材２４は、例えば熱伝導グリース、熱伝導シート、アルミニウム箔、発泡金属等の熱伝導性が高く、容易に変形可能な部材や、リン青銅、銅合金又はニッケル合金等からなるばね部材により構成される。固定部１０を発熱体９１に設置させたときに、このような熱誘導部材２４を熱伝導部２３と発熱体９１との間に介在させることで、発熱体９１の外面に凹凸がある場合でも、熱誘導部材２４が熱伝導部２３と発熱体９１との間に挟持され、発熱体９１及び熱伝導部２３の形状に追従して容易に変形するので、これらの間に生じる空隙を最小にできる。したがって、発熱体９１の熱を熱誘導部材２４を介して熱伝導部２３に円滑に伝えることができ、集熱部４１Ｄにおける集熱効率を向上できる。
【００７９】
また、図１０に示す第６実施形態の発熱体用計測装置１０６のように、発熱体９１に対向する熱伝導部２５Ａの先端部２６Ａを基端部２７よりも大型に、すなわち大面積で形成し、発熱体９１の外面との対向面積を大きくすることで、発熱体９１の外面の広範囲から熱を集熱する構成とすることもできる。
【００８０】
この場合、熱伝導部２５Ａの先端部２６Ａを、軟鉄やニッケル等の強磁性材料により形成することで、固定部１０の磁石１２の磁力を熱伝導部２５Ａの先端部２６Ａを介して発熱体９１まで作用させることができる。このとき、固定部１０の磁石１２が発熱体９１の外面に吸着されることで、熱伝導部２５Ａの先端部２６Ａが発熱体９１と固定部１０との間に挟持される。これにより、先端部２６Ａを発熱体９１の外面に密着させて配設でき、発熱体９１の熱を熱伝導部２５Ａを介して円滑に集熱できる。したがって、集熱部４１Ｅにおける集熱効率を向上でき、電源部４０Ｅにより安定した電力供給が行える。
【００８１】
また、熱伝導部の先端部を強磁性材料ではなくアルミニウム等で形成する場合は、図１１に示す第７実施形態の発熱体用計測装置１０７のように、熱伝導部２５Ｂの先端部２６Ｂに、固定部１０を挿通させるための固定用貫通孔２８を形成する。これにより、固定用貫通孔２８を介して固定部１０の磁石１２の磁力を発熱体９１の外面まで作用させることができ、発熱体用計測装置１０７を発熱体９１の外面に安定して固定できる。
【００８２】
また、第７実施形態の発熱体用計測装置１０７においても、発熱体９１に対向する熱伝導部２５Ｂの先端部２６Ｂを基端部２７よりも大型に形成し、発熱体９１の外面との対向面積を大きくしているので、発熱体９１の外面の広範囲から熱を集熱できる。したがって、発熱体９１の熱を熱伝導部２５Ｂを介して円滑に集熱でき、集熱部４１Ｆにおける集熱効率を向上でき、電源部４０Ｆにより安定した電力供給が行える。
【００８３】
図１２及び図１３は、本発明の第８実施形態の発熱体用計測装置１０８を示している。第８実施形態の発熱体用計測装置１０８は、図１２及び図１３に示すように、集熱部４１Ｇが、固定部１０が固定される矩形枠状の外枠部３１と、外枠部３１の開口孔３２の内部に配設されるブロック状の熱伝導部３３と、これら外枠部３１と熱伝導部３３とを連結する弾性部材３４とを有する構成とされる。また、熱伝導部３３は、弾性部材３４により、発熱体９１側に突出する方向（図１２及び図１３では、下方）に付勢された状態で、外枠部３１に支持されている。
【００８４】
本実施形態では、弾性部材３４がリン青銅からなる板ばねにより形成されており、合計４個の弾性部材３４により、外枠部３１と熱伝導部３３との間を連結している。また、各弾性部材３４の両端部は、それぞれ固定用ビス３５によって外枠部３１と熱伝導部３３とに固定されている。そして、熱伝導部３３は、弾性部材３４により常に発熱体９１側に突出する方向（下方）に向けて付勢された状態に保持されている。このため、固定部１０を発熱体９１に設置させたときには、弾性部材（板ばね）３４の弾性復元力により、熱伝導部３３の先端部を、常に発熱体９１の外面に接触させておくことができる。したがって、熱伝導部３３と発熱体９１との密着性を向上でき、熱伝導部３３により発熱体９１から積極的に集熱できる。
【００８５】
このように、集熱部４１Ｇでは、外枠部３１の下面に固定された固定部１０を介して発熱体９１からの熱を集熱できるとともに、発熱体９１に接触して配設される熱伝導部３３により発熱体９１からの熱を集熱できる。また、弾性部材３４は熱伝導性の高い材料により形成されているので、固定部１０を介して集熱した発熱体９１の熱は、外枠部３１から弾性部材３４へ、弾性部材３４から熱伝導部３３へと円滑に伝達されるようになっている。したがって、集熱部４１Ｇにおける集熱効率を向上でき、発熱体９１から安定して集熱できる。このため、発熱体用計測装置１０８では、電源部４０Ｇから継続して電力を供給でき、長期にわたり計測を継続できる。
【００８６】
なお、第８実施形態において、発熱体用計測装置１０８を構成するその他の構成（固定部１０、検出部２０Ｃ、制御部３０Ｃ、熱電発電モジュール４３、放熱部４２Ｃ等）は、第３実施形態の発熱体用計測装置１０３と同じであり、同一符号を用いて説明を省略する。
【００８７】
また、第８実施形態の発熱体用計測装置１０８においても、制御部３０Ｃを、放熱部４２Ｃの熱電発電モジュール４３から離れた位置の低温部側に配置しているので、制御部３０Ｃが高温にさらされることを回避できる。したがって、制御部３０Ｃに不具合が生じることを回避でき、計測を安定して継続できる。
【００８８】
図１４及び図１５は、本発明の第９実施形態の発熱体用計測装置１０９を示している。第９実施形態の発熱体用計測装置１０９は、図１４及び図１５に示すように、熱伝導部２３と発熱体９１との対向間の周囲を囲む四角筒状の防風壁部５５と有する構成とされる。なお、第９実施形態において、発熱体用計測装置１０９を構成するその他の構成（固定部１０、検出部２０Ｃ、制御部３０Ｃ、熱電発電モジュール４３、電源部４０Ｄ等）は、第４実施形態の発熱体用計測装置１０４と同じであり、同一符号を用いて説明を省略する。
【００８９】
熱伝導部２３と発熱体９１との間に風が吹き込まれると、発熱体９１から熱伝導部２３への熱伝達が阻害され、発電効率を低下させるおそれがあるが、発熱体用計測装置１０９では、防風壁部５５を設けているので、熱伝導部２３と発熱体９１との対向間への風の吹き込みを防止できる。したがって、発熱体９１の熱を熱伝導部２３に円滑に伝えることができ、集熱部４１Ｄにおける集熱効率を向上できる。
【００９０】
また、図１６及び図１７に示す第１０実施形態の発熱体用計測装置１１０のように、防風壁部５６を、集熱部４１Ｄの受熱板部４４と発熱体９１との間に接続して設けることもできる。この際、防風壁部５６を熱伝導性を有する部材により形成することで、固定部１０及び集熱部４１Ｄに加えて防風壁部５６によっても、発熱体９１の熱を集熱できる。
【００９１】
防風壁部５６は、基端部５６ｂが四角筒状に形成されるとともに、先端部５６ａが四方の各面で切り離された形状とされている。また、その先端部５６ａが、発熱体９１の外面に沿うように折り曲げられた形状とされており、先端部５６ａによって発熱体９１の外面との対向面積が比較的大きく設けられている。このため、発熱体９１の外面と対向する防風壁部５６の先端部５６ａから、より多くの熱を集熱できる。また、防風壁部５６を板ばね等の弾性部材により形成した場合には、弾性部材の弾性復元力により、防風壁部５６の先端部５６ａを、常に発熱体９１の外面に接触させておくことができる。したがって、防風壁部５６と発熱体９１との密着性を向上でき、発熱体９１の熱を防風壁部５６を介して円滑に集熱できる。
【００９２】
また、前記実施形態では、固定部１０を、ベース部材１１と、磁石１２と、緩衝部材１３とを備える構成としていたが、これに限定されるものではない。例えば、図１８（ａ），（ｂ）に示すように、固定部１０Ａを、ベース部材１１Ａと磁石１２Ａとを備える構成とし、磁石１２Ａの磁極（図示例では、Ｎ極）に、軟鉄やニッケル等の強磁性材料で形成された熱伝導部７１を重ねて配置することもできる。この図１８（ａ），（ｂ）に示す例では、熱伝導部７１を、磁石１２Ａの上面（Ｎ極）と発熱体９１の表面との間を接続するようにして対向配置させた構成としている。これにより、図１８（ａ）に白抜き矢印で示すように、磁石１２Ａを介して発熱体９１からの熱を伝達できるとともに、発熱体９１に対向配置される熱伝導部７１により発熱体９１からの熱を受熱板４４に伝達できる。また、強磁性材料で形成された熱伝導部７１により、磁石１２Ａの磁極間の磁力を、図１８（ｂ）に鎖線で表したように、発熱体９１の表面（取付面）に集中させることができ、磁石１２Ａの吸着力を増幅させることができるので、発熱体用計測装置を磁石１２Ａの磁力により安定して固定できる。
【００９３】
また、磁石は円柱状の形状に限定されるものではなく、例えば図１９（ａ），（ｂ）に示すように、リング状の磁石１２Ｂを用いることもできる。この場合も、発熱体９１の外面に対向配置される熱伝導部７２を、強磁性材料により形成することで、図１９（ａ）に白抜き矢印で示すように、磁石１２Ｂを介して発熱体９１からの熱を伝達できるとともに、発熱体９１に対向配置される熱伝導部７２により発熱体９１からの熱を受熱板４４に伝達できる。また、強磁性材料で形成された熱伝導部７２により、磁石１２Ｂの磁極間の磁力を、図１９（ｂ）に鎖線で表したように、発熱体９１の表面（取付面）に集中させることができ、磁石１２Ｂの吸着力を増幅させることができる。
【００９４】
なお、本発明は、上記実施形態のものに限定されるものではなく、細部構成においては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態においては、固定部に磁石を用いて、この磁石の磁力により発熱体用計測装置を発熱体の外面に固定する構成としていたが、磁石を用いることなく、例えばねじ止めやはんだ付け等、他の固定手段を用いることも可能である。
【符号の説明】
【００９５】
１０  固定部
１１  ベース部材
１２，１２Ａ，１２Ｂ  磁石
１３  緩衝部材
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ  検出部
２１  熱伝導部
２２  集熱用フィン
２３  熱伝導部
２４  熱誘導部材
２５Ａ，２５Ｂ  熱伝導部
２８  固定用貫通孔
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ  制御部
３１  外枠部
３２  開口孔
３３  熱伝導部
３４  弾性部材
４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ，４０Ｅ，４０Ｆ，４０Ｇ  電源部
４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆ，４１Ｇ  集熱部
４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ  放熱部
４３  熱電発電モジュール
４４  受熱板部
４５  スペーサ部材
４７  熱拡散部
４８  放熱用フィン
４９  熱伝導部
５０  閉鎖板
５１  窓部
５５，５６  防風壁部
６１  フレーム部
６２  連結棒
６３  軸部
７１，７２  熱伝導部
８０  放熱部
８１  放熱用フィン
９１，９２  発熱体
１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８，１０９，１１０  発熱体用計測装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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