(57)【要約】【課題】配管の曲がり部分に取り付けた場合であっても、配管の振動などにより、取り付けの位置ずれと緩みを防止できるセンサ取付装置を提供する。【解決手段】配管１を音波により検査するセンサを配管１に取り付けるためのセンサ取付装置１０。配管１の外周部を締め付けるように配管１に取り付けられる２つのリング状部材３を備え、２つのリング状部材３は、配管の軸方向に互いに離間するように配管に取り付けられる。さらに、２つのリング状部材３の間隔を一定に保持するように２つのリング状部材３を連結する連結部材５を備える。センサは、リング状部材３または連結部材５に対し取り付けられる。【選択図】図３
2011038812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管を音波により検査するセンサを配管に取り付けるためのセンサ取付装置であって、
配管の外周部を締め付けるように配管に取り付けられる２つのリング状部材を備え、該２つのリング状部材は、配管の軸方向に互いに離間するように配管に取り付けられ、
さらに、２つのリング状部材の間隔を一定に保持するように２つのリング状部材を連結する連結部材を備え、
センサは、前記リング状部材または連結部材に対し取り付けられる、ことを特徴とするセンサ取付装置。
【請求項２】
前記リング状部材に支持され、かつ、該リング状部材に沿って周方向に自身の位置が調整可能な第１の位置調節機構を備え、
センサは、前記第１の位置調整機構に取り付けられる、ことを特徴とする請求項１に記載のセンサ取付装置。
【請求項３】
前記第１の位置調整機構は、該第１の位置調整機構に支持され、かつ、前記配管の軸方向に自身の位置が調整可能な第２の位置調節機構を有し、
センサは、第２の位置調節機構に取り付けられる、ことを特徴とする請求項２に記載のセンサ取付装置。
【請求項４】
第１および第２の位置調整機構が複数組設けられる、ことを特徴とする請求項１、２または３に記載のセンサ取付装置。
【請求項５】
前記配管は、曲がり部分を有し、
第１および第２の位置調節機構は、それぞれ、前記曲がり部分の配管曲面と整合する第１および第２の曲面を有し、
第１の位置調節機構は、前記曲がり部分に取り付けられた２つのリング状部材に架け渡されるようにこれらリング状部材に支持され、この状態で、第１の曲面の向きは、配管曲面の向きとほぼ一致し、
第２の位置調節機構は、第２の曲面を第１の曲面に押し付けることで、第２の曲面の向きが第１の曲面の向きと一致するように調節され、これにより、第２の位置調節機構に取り付けられたセンサも第１の曲面の向きと一致するように調節される、ことを特徴とする請求項３または４に記載のセンサ取付装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管を音波により検査するセンサを配管に取り付けるためのセンサ取付装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
センサは、例えば、内部に高温流体を流す配管に取り付けられて、配管厚みの減少など、配管の劣化を監視する超音波センサである。この監視において、超音波センサは、検査対象部に超音波を発信し、検査対象部からの該超音波の反射波を受信し、該発信と反射波とに基づいて配管の状態（劣化の有無）を検査する（例えば、下記特許文献１）。
【０００３】
図１は、従来におけるセンサ取付装置の構成を示す。図１は、配管の軸方向から見た図である。図１の構成では、Ｕ字型部材７１、押さえ板７３、皿ばね７５、およびボルト７７を備える。センサ７９は、押さえ板７３に取り付けられる。皿ばね７５を介してボルト７７をＵ字型部材７１に締めることで、Ｕ字型部材７１と押さえ板７３とで配管１の外周部を締め付ける。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−０２３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１の構成では、２つの問題点がある。第１の問題点として、配管の曲がり部分に、センサ取付装置を取り付けた場合、配管の振動などにより、その取り付けが緩む可能性がある。第２の問題点として、センサの正確な位置決めが困難である。
【０００６】
本願の発明者は、上述の問題点の原因を以下のように検討した。
【０００７】
図２は、センサ取付装置の取り付けが緩む原因の説明図である。配管１の曲がり部分において、図２のように、曲がり部分の曲率半径の中心点Ｐを通る平面Ｌ１による配管１の断面（以下最小断面という）では、配管断面の寸法（径）が最小となり、その断面形状は円形となる。中心点Ｐを通る平面以外の平面Ｌ２による配管１の断面では、上述の最小断面と比較して、配管断面の寸法（径）が大きくなり、その断面形状は楕円となる。平面Ｌ２上にセンサ取付装置を取り付けた場合、配管１の振動などにより、センサ取付装置は、最も安定した平面Ｌ１上の位置へ移動することになり、その結果、センサ取付装置に緩みが生じ、超音波の配管１への伝達が損なわれることになる。また、最小断面の位置を正確に特定することも困難である。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、配管の曲がり部分に取り付けた場合であっても、配管の振動などにより、取り付けの位置ずれと緩みを防止できるセンサ取付装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明によると、配管を音波により検査するセンサを配管に取り付けるためのセンサ取付装置であって、
配管の外周部を締め付けるように配管に取り付けられる２つのリング状部材を備え、該２つのリング状部材は、配管の軸方向に互いに離間するように配管に取り付けられ、
さらに、２つのリング状部材の間隔を一定に保持するように２つのリング状部材を連結する連結部材を備え、
センサは、前記リング状部材または連結部材に対し取り付けられる、ことを特徴とするセンサ取付装置が提供される。
【００１０】
本発明の好ましい実施形態によると、センサ取付装置は、前記リング状部材に支持され、かつ、該リング状部材に沿って周方向に自身の位置が調整可能な第１の位置調節機構を備え、
センサは、前記第１の位置調整機構に取り付けられる。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態によると、前記第１の位置調整機構は、該第１の位置調整機構に支持され、かつ、前記配管の軸方向に自身の位置が調整可能な第２の位置調節機構を有し、
センサは、第２の位置調節機構に取り付けられる。
【００１２】
第１および第２の位置調整機構が複数組設けられてよい。
【００１３】
また、本発明の好ましい実施形態によると、前記配管は、曲がり部分を有し、
第１および第２の位置調節機構は、それぞれ、前記曲がり部分の配管曲面と整合する第１および第２の曲面を有し、
第１の位置調節機構は、前記曲がり部分に取り付けられた２つのリング状部材に架け渡されるようにこれらリング状部材に支持され、この状態で、第１の曲面の向きは、配管曲面の向きとほぼ一致し、
第２の位置調節機構は、第２の曲面を第１の曲面に押し付けることで、第２の曲面の向きが第１の曲面の向きと一致するように調節され、これにより、第２の位置調節機構に取り付けられたセンサも第１の曲面の向きと一致するように調節される。
【発明の効果】
【００１４】
上述した本発明によると、配管の曲がり部分に取り付ける場合、一方のリング状部材が位置ずれしやすい第１方向と、他方のリング状部材が位置ずれしやすい第２方向とが互いに逆になるように、センサ取付装置を配管に取り付けることができる。即ち、配管の振動などにより、一方のリング状部材が第１方向に、位置ずれしようとしても、連結部材により、他方のリング状部材には、第１方向に力が作用するが、他方のリング状部材は、第１方向と逆方向に位置ずれする傾向があるため第１方向には位置ずれし難いので、リング状部材の位置ずれが防止される。このように、配管の振動などにより、その取り付け位置がずれることを防止できる。その結果、その取り付けが緩むことも防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来のセンサ取付装置を示す。
【図２】センサ取付装置がずれる原因の説明図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるセンサ取付装置を示す。
【図４】（Ａ）は、図３のＡ−Ａ矢視図でもあり、図３のＢ−Ｂ矢視図でもあり、（Ｂ）は、リング状部材を開いた状態を示し、（Ｃ）は、図４（Ａ）のＣ−Ｃ矢視図であり、（Ｄ）は、図４（Ａ）の矢印Ｄで示す部分の拡大図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ矢視図である。
【図６】（Ａ）は、図３のＶＩＡ−ＶＩＡ矢視図であり、（Ｂ）は、図６（Ａ）のＢ−Ｂ矢視図であり、（Ｃ）は、図６（Ａ）の部分拡大図でありセンサのみを示す。
【図７】図１のセンサ取付装置の作用効果の説明図である。
【図８】本発明の第２実施形態によるセンサ取付装置を示す。
【図９】（Ａ）は、図８において配管内側に配置された第１および第２の位置調整機構の拡大図であり、（Ｂ）は、図８において配管外側に配置された第１および第２の位置調整機構の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を実施するための最良の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００１７】
［第１実施形態］
図３は、本発明の第１実施形態によるセンサ取付装置１０を示す。図３では、センサ取付装置１０は、配管１に取り付けられた状態にある。図４（Ａ）は、配管１の軸方向から見た図であり、図３のＡ−Ａ矢視図でもあり、図３のＢ−Ｂ矢視図でもある。
【００１８】
センサ取付装置１０は、図３のように、２つのリング状部材３、連結部材５、第１の位置調整機構７、第２の位置調整機構９などを備える。
【００１９】
各リング状部材３は、配管１の外周部を締め付けるように配管１に取り付けられる。２つのリング状部材３は、配管１の軸方向に互いに離間するように配管１に取り付けられる。
図４（Ａ）のように、各リング状部材３は、（紙面と垂直な方向を向く）軸Ｃ１を中心に互いに回転可能に連結されている１対の部分リング１１と、軸Ｃ１と反対側において１対の部分リング１１を結合する結合部材１３とを有する。図４（Ａ）は、１対の部分リング１１を閉じた状態を示し、図４（Ｂ）は、閉じた状態から軸Ｃ１回りに、１対の部分リング１１を互いに対し回転させて開いた状態を示す。
結合部材１３は、例えばボルトである。図４（Ｃ）は、図４（Ａ）のＣ−Ｃ矢視図であるが、結合部材１３に関連する構成のみを示す。ボルト１３は、一方の部分リング１１に軸Ｃ２回りに回転可能に取り付けられる一端部と、ナット１５が螺合する他端部とを有する。他方の部分リング１１には、１対の係止板部１６が設けられる。１対の係止板部１６の間には、ボルト１３の回転により、ボルト１３が出入り可能である。１対の係止板部１６の間にボル１３トを挿入させた状態で、ナット１５を締めることで、ナット１５が係止板部１６の端面を押し付け、これにより、結合部材１３が１対の部分リング１１を結合させる。
また、各部分リング１１は、その内周面に取り付けられた複数の締付力調節具１７を有する。図４（Ｄ）は、図４（Ａ）において矢印Ｄで示す破線で囲んだ部分の拡大図であり、締結力調節具１７を示す。締付力調節具１７は、リング状部材３の内周面に固定されネジ孔１９ａが形成された支持部１９と、該ネジ孔１９ａに螺合するネジ部２１とを有する。ネジ部２１を、人が回転させることで、リング状部材３の内周面から内側（配管側）へネジ部２１が突出する量を調節でき、これにより、１対の部分リング１１を閉じた時に（即ち、図４（Ａ）の状態で）、締結力調節具１７が、配管１の外面を押し付ける力を調節できる。即ち、リング状部材３が配管１の外周部を締め付ける力を調節できる。
好ましくは、２つのリング状部材３は、同じ寸法、同じ形状、および同じ構造を有する。
【００２０】
連結部材５は、２つのリング状部材３の間隔を一定に保持するように２つのリング状部材３を連結する。図５は、図３のＶ−Ｖ矢視図であり、連結部材５の構成を示す。図５の例では、連結部材５は、リング状部材３が挿入可能な窪み部２３が形成される。また、連結部材５には、ネジ孔２５と、このネジ孔２５に螺合するネジ部２７が設けられ、ネジ部２７を回転させることで、ネジ部２７が、窪み部２３に挿入されたリング状部材３を窪み部２３の内壁面２９に押し付け、これにより、リング状部材３に連結部材５を固定できる。ネジ部２７を緩めることで、連結部材５をリング状部材３から取り外すことができる。このような連結部材５が、リング状部材３の周方向に複数設けられる。
【００２１】
第１の位置調整機構７は、前記リング状部材３に支持され、かつ、該リング状部材３に沿って周方向に位置調整可能である。第１の位置調節機構７は、２つのリング状部材３に架け渡されるようにこれらリング状部材３に支持される。
図６（Ａ）は、図３のＩＶＡ−ＩＶＡ矢視図である。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のＡ−Ａ矢視図である。図６のように、第１の位置調整機構７は、リング状部材３が挿入可能な窪み部３１が形成される。また、第１の位置調整機構７は、その本体に形成されたネジ孔３３と、このネジ孔３３に螺合するネジ部３５とを有し、ネジ部３５を回転させることで、ネジ部３５が、窪み部３１に挿入されたリング状部材３を窪み部３１の内壁面３７に押し付け、これにより、リング状部材３に第１の位置調整機構７を固定できる。ネジ部３５を緩めることで、リング状部材３に沿って第１の位置調整機構７を周方向に人の手で移動して第１の位置調整機構７の周方向位置を調節でき、または、第１の位置調整機構７をリング状部材３から取り外すことができる。また、窪み部３１には、周方向におけるリング状部材３の任意の部分を挿入できるので、任意の周方向部分に第１の位置調整機構７を位置決めして固定できる。
図６（Ｃ）は、図６（Ａ）の部分拡大図でありセンサ２のみを示す。センサ２は、例えば図６（Ｃ）に示す超音波センサであってよい。図６（Ｃ）の例では、超音波センサ２は、前面金属板６１に圧電素子６５が接合されている。圧電素子６５は、前面金属板６１に固定されたケース６２内に収容される。圧電素子６５には、配線６３、６４により電圧が印加され、これにより、圧電素子６５は、超音波を前面金属板６１を透過させて配管１へ発信する。なお、前面金属板６１の前面が、後述のセンサ２の前面２ｂとなっており、ケース６２の後面が、後述のセンサ２の後面２ａとなっている。
【００２２】
第１の位置調整機構７は、第２の位置調整機構９を有する。第２の位置調整機構９は、第１の位置調整機構７に支持され、かつ、前記配管１の軸方向に位置調整可能である。第２の位置調整機構９は、図６のように、第１板部３９、第２板部４１、複数の連結棒４３、および複数のナット４５を有する。
第１板部３９は板状の部材であってよく、第１板部３９には、複数の連結棒４３の一端部が固定されている。第２板部４１は、板状の部材であってよく、第２板部４１には、複数の連結棒４３が貫通する貫通孔４７が形成されている。連結棒４３の他端部には、ナット４５が螺合している。また、第２板部４１の前面４１ａには、音波により配管を検査するセンサ２（例えば超音波センサ）の後面２ａが接触または結合される。また、センサ２は、第１の位置調整機構７に配管１の軸方向に長く形成された長孔４９を貫通するように配置される。第１板部３９には、センサ２が貫通する貫通孔５１が形成されている。
この構成で、センサ２が長孔４９を貫通している状態で、第２の位置調整機構９は、第１の位置調整機構７に対し、長孔４９に沿って配管１の軸方向に移動可能となっている。この状態から、各ナット４５を、第１板部３９側へ該ナット４５が移動するように回転させると、第２板部４１が第１板部３９側へ移動する。即ち、第１板部３９と第２板部４１との距離が縮まる。これにより、センサ２は、その後面２ａが第２板部４１の前面に押されて第２板部４１と共に第１板部３９側へ移動し、センサ２の前面２ｂを配管１の外面に接触させ、さらに、各ナット４５を、第１板部３９側へ該ナット４５が移動するように回転させると、センサ２の前面２ｂが配管１の外面１ａに押し付けられる。すると、この反力により、センサ２の後面２ａが、第２板部４１を配管１の外面１ａと反対側へ押す。その結果、連結棒４３により第２板部４１と一体となっている第１板部３９も配管１の外面１ａと反対側へ押され、これにより、第１板部３９の後面９ａが第１の位置調整機構７の本体の前面７ａに押し付けられる。その結果、第２の位置調整機構９が第１の位置調整機構７の本体に固定される。
【００２３】
上述した第１および第２の位置調整機構７、９は、複数組設けられてもよい。
【００２４】
上述した本発明の第１実施形態によると、配管１の曲がり部分に取り付ける場合、一方のリング状部材３が位置ずれしやすい第１方向と、他方のリング状部材３が位置ずれしやすい第２方向とが互いに逆になるように、センサ取付装置を配管１に取り付けることができる。図７を参照して説明する。図７において、配管１の曲がり部分の曲率半径の中心点Ｐを通る平面Ｌ１による配管１の断面（以下最小断面という）では、配管１の断面の寸法（径）が最小となり、その断面形状は円形となる。中心点Ｐを通る平面以外の平面Ｌ２による配管１の断面では、上述の最小断面と比較して、配管１の断面の寸法（径）が大きくなり、その断面形状は楕円となる。即ち、平面Ｌ１に対する平面Ｌ２の傾きが大きくなるほど、平面Ｌ２による配管１の断面寸法は大きくなる。従って、配管１の振動などにより、一方のリング状部材３が最小断面に向かう第１方向Ｄ１に位置ずれしようとして（即ち、点Ｘを中心に最小断面側へ回転しようとして）、連結部材５により、他方のリング状部材３には、同じ第１方向Ｄ１に力が作用するが、第２方向Ｄ２に位置ずれする傾向のある他方のリング状部材３は、第１方向Ｄ１には位置ずれできないので、一方のリング状部材３の位置ずれが防止される。他方のリング状部材３が第２方向に位置ずれしようとする場合も、同様である。このように、配管１の振動などにより、その取り付け位置がずれることを防止できる。その結果、その取り付けが緩むことも防止される。
【００２５】
[第２実施形態]
本発明の第２実施形態によるセンサ取付装置１０を説明する。第２実施形態の構成は、以下で説明する以外の点は、第１実施形態の構成と同じであってよい。
【００２６】
図８は、第１および第２の位置調整機構７，９が２組設けられた場合を示す。図８において、符号Ｐは、配管の曲がり部分の曲率半径の中心点を示す。図９（Ａ）は、図８における、矢印Ａが示す破線で囲んだ部分の拡大図であり、図９（Ｂ）は、図８における、矢印Ｂが示す破線で囲んだ部分の拡大図である。即ち、図９（Ａ）は、最も中心点Ｐ側に配置された第１および第２の位置調整機構７、９を示し、図９（Ｂ）は、最も中心点Ｐと反対側に配置された第１および第２の位置調整機構７、９を示す。また、図示を省略するが、図８に示された２組の第１および第２の位置調整機構７、９以外の位置に、第１および第２の位置調整機構７、９を配置してもよい。
【００２７】
図９（Ａ）、図９（Ｂ）、または、これら図の場合と異なる周方向位置に配置される第１および第２の位置調節機構７，９は、それぞれ、前記曲がり部分における配管１の外面１ａ（以下、配管曲面という）と整合する第１および第２の曲面７ａ，９ａを有する。第１の曲面７ａは、第１の位置調整機構７の本体の前面であってよく、第２の曲面９ａは、第２板部４１の後面であってよい。第１の位置調節機構７は、上述のように前記曲がり部分に取り付けられた２つのリング状部材３に架け渡されるようにこれらリング状部材３に支持され、この状態（例えば、図９（Ａ）、図９（Ｂ）の状態）で、第１の曲面７ａの向きは、配管曲面１ａの向きと一致する（配管曲面１ａの向きと正反対となる）。第２の位置調節機構９は、上述したナット４５の回転により、第２の曲面９ａを第１の曲面７ａに押し付けることで、第２の曲面９ａの向きが第１の曲面７ａの向きと一致するように調節され、これにより、第２の位置調節機構９に取り付けられたセンサ２も第１の曲面７ａの向きと一致するように調節される。その結果、センサ２の向きが、配管曲面１ａの法線方向に調節され、センサ２による検査精度が向上する。
【００２８】
本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２９】
例えば、上述の各実施形態では、センサ２は、第１の位置調整機構７を介して間接的にリング状部材３に取り付けられたが、センサ２は、リング状部材３、連結部材５、または第１の位置調整機構７に直接または間接的に取り付けられてもよい。
【００３０】
本発明のセンサ取付装置１０は、配管１の曲がり部分だけでなく、直線的に延びている配管の直線部分に取り付けられてもよい。
【００３１】
第２実施形態の構成を有する第１および第２の位置調整機構７，９は、２組だけでなく、１組または３組以上設けられてもよい。
【００３２】
上述のセンサ２は、超音波センサの代わりに、ＡＥセンサなど他のセンサであってもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１  配管、３  リング状部材、５  連結部材、
７  第１の位置調整機構、９  第２の位置調整機構、
１０  センサ取付装置、１１  部分リング、１３  結合部材
【図１】
2011038812.tif 000003
【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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