(57)【要約】【課題】熱交換部の表面が耐火部によって覆われていても、溶接部の状態を電気的に検査可能な熱交換ユニットの検査方法及び検査装置の提供。【解決手段】熱交換ユニットの検査方法は、複数の突起部のうちからそれぞれ選択された第１の突起部と第２の突起部との間の電気抵抗を測定する第１測定工程と、複数の突起部のうちから選択された第３の突起部と第２の突起部との間の電気抵抗を測定する第２測定工程と、第１の突起部と第３の突起部との間の電気抵抗を測定する第３測定工程と、第１測定工程、第２測定工程、及び、第３測定工程の測定結果に基づいて、第１の突起部、第２の突起部及び第３の突起部のうち少なくとも１つの突起部と熱交換部の表面との間に存在する溶接部の状態を判定する判定工程とを備える。【選択図】図３
2015094745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの管を含む熱交換部と、
前記熱交換部の表面に溶接部を介してそれぞれ固定された複数の突起部と、
前記複数の突起部間に設けられ、前記熱交換部の表面を覆う耐火部とを有する熱交換ユニットの検査方法において、
前記複数の突起部のうちからそれぞれ選択された第１の突起部と第２の突起部との間の電気抵抗を測定する第１測定工程と、
前記複数の突起部のうちから選択された第３の突起部と前記第２の突起部との間の電気抵抗を測定する第２測定工程と、
前記第１の突起部と前記第３の突起部との間の電気抵抗を測定する第３測定工程と、
前記第１測定工程、前記第２測定工程、及び、前記第３測定工程の測定結果に基づいて、前記第１の突起部、前記第２の突起部及び前記第３の突起部のうち少なくとも１つの突起部と前記熱交換部の表面との間に存在する溶接部の状態を判定する判定工程と
を備えることを特徴とする熱交換ユニットの検査方法。
【請求項２】
前記判定工程において、
前記第１測定工程、前記第２測定工程、及び、前記第３測定工程の測定結果に基づいて、前記第１の突起部、前記第２の突起部及び前記第３の突起部のうち少なくとも１つの突起部の電気抵抗と、当該突起部と前記熱交換部の表面との間に存在する前記溶接部との電気抵抗とを合わせた電気抵抗の合計値が演算され、
前記電気抵抗の合計値の大きさに基づいて前記溶接部の状態が判定される
ことを特徴とする請求項１に記載の熱交換ユニットの検査方法。
【請求項３】
前記第１の突起部、前記第２の突起部及び前記第３の突起部として、前記熱交換部の表面において直線上に配列された３つの突起部が選択される
ことを特徴とする請求項２に記載の熱交換ユニットの検査方法。
【請求項４】
前記判定工程において、
前記３つの突起部のうち中央の突起部の電気抵抗と、当該中央の突起部と前記熱交換部の表面との間に存在する溶接部との電気抵抗とを合わせた電気抵抗の合計値が演算され、
前記電気抵抗の合計値の大きさに基づいて前記溶接部の状態が判定される
ことを特徴とする請求項３に記載の熱交換ユニットの検査方法。
【請求項５】
前記第１測定工程、前記第２測定工程及び前記第３測定工程において、４端子法により前記電気抵抗が測定されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の熱交換ユニットの検査方法。
【請求項６】
前記第１測定工程、前記第２測定工程及び前記第３測定工程において、ブリッジ回路を用いて前記電気抵抗が測定されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の熱交換ユニットの検査方法。
【請求項７】
少なくとも１つの管を含む熱交換部と、
前記熱交換部の表面に溶接部を介して固定された複数の突起部と、
前記複数の突起部間に設けられ、前記熱交換部の表面を覆う耐火部とを有する熱交換ユニットの検査装置において、
前記複数の突起部のうちから選択された第１の突起部に当接可能に構成された第１プローブと、
前記複数の突起部のうちから選択された第２の突起部に当接可能に構成された第２プローブと、
前記複数の突起部のうちから選択された第３の突起部に当接可能に構成された第３プローブと、
前記第１プローブ及び前記第２プローブを用いて前記第１の突起部と前記第２の突起部との間の電気抵抗を測定するように構成された第１測定部と、
前記第２プローブ及び前記第３プローブを用いて前記第２の突起部と前記第３の突起部との間の電気抵抗を測定するように構成された第２測定部と、
前記第１プローブ及び前記第３プローブを用いて前記第１の突起部と前記第３の突起部との間の電気抵抗を測定するように構成された第３測定部と、
前記第１測定部、前記第２測定部、及び、前記第３測定部の測定結果に基づいて、前記第１の突起部、前記第２の突起部及び前記第３の突起部のうち少なくとも１つの突起部と前記熱交換部の表面との間に存在する溶接部の状態を判定するように構成された判定部と
を備えることを特徴とする熱交換ユニットの検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ボイラに使用される熱交換ユニットの検査方法及び検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばバイオマスを燃料とする流動床ボイラ等の産業用ボイラには、耐火物で覆われた熱交換ユニットを用いるものがある。
具体的には、熱交換ユニットは、少なくとも１つの管を含む熱交換部と、熱交換部の表面に溶接部を介してそれぞれ固定された複数の突起部と、突起部間に設けられ、前記熱交換部の表面を覆う耐火部とを有する。熱交換ユニットによれば、管内の水又は蒸気に対し、複数の突起部を介して外部から熱を与えることができる。
【０００３】
この種の熱交換ユニットでは、溶接部が腐蝕すると突起部とともに耐火部が脱落することがある。このため、ハンマー等で突起部を叩く打音検査によって、溶接部の状態が検査されている。
【０００４】
打音検査の場合、作業者によって検査結果がばらついてしまうことがある。そこで、特許文献１に開示されているように、母材（熱交換部）とスタッド（突起部）との間の電気抵抗を測定し、測定結果に基づいて溶着部（溶接部）の状態（接合率）を判定することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２１５７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、熱交換部の表面が耐火物からなる耐火部によって覆われている場合、電気抵抗を測定するための端子を熱交換部の表面に直接当接させることは困難である。
本発明の少なくとも一実施形態の目的は、熱交換部の表面が耐火部によって覆われていても、溶接部の状態を電気的に検査可能な熱交換ユニットの検査方法を提供することにある。
また本発明の少なくとも一実施形態の目的は、熱交換部の表面が耐火部によって覆われていても、溶接部の状態を電気的に検査可能な熱交換ユニットの検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、少なくとも１つの管を含む熱交換部と、前記熱交換部の表面に溶接部を介してそれぞれ固定された複数の突起部と、前記複数の突起部間に設けられ、前記熱交換部の表面を覆う耐火部とを有する熱交換ユニットの検査方法において、前記複数の突起部のうちからそれぞれ選択された第１の突起部と第２の突起部との間の電気抵抗を測定する第１測定工程と、前記複数の突起部のうちから選択された第３の突起部と前記第２の突起部との間の電気抵抗を測定する第２測定工程と、前記第１の突起部と前記第３の突起部との間の電気抵抗を測定する第３測定工程と、前記第１測定工程、前記第２測定工程、及び、前記第３測定工程の測定結果に基づいて、前記第１の突起部、前記第２の突起部及び前記第３の突起部のうち少なくとも１つの突起部と前記熱交換部の表面との間に存在する溶接部の状態を判定する判定工程とを備えることを特徴とする熱交換ユニットの検査方法が提供される。
【０００８】
この構成では、第１測定工程、第２測定工程及び第３測定工程の各々において、熱交換部の表面と突起部との間で電気抵抗を測定するのではなく、突起部と突起部との間で電気抵抗が測定される。このため、熱交換部の表面が耐火部によって覆われていても、電気抵抗を測定することができる。
一方、この構成では、第１測定工程、第２測定工程及び第３測定工程の３つの測定工程を行うことで、各測定工程で突起部と突起部との間の電気抵抗を測定していても、１つの突起部と熱交換部の表面との間に位置する１つの溶接部の状態を判定することができる。
【０００９】
幾つかの実施形態では、前記判定工程において、前記第１測定工程、前記第２測定工程、及び、前記第３測定工程の測定結果に基づいて、前記第１の突起部、前記第２の突起部及び前記第３の突起部のうち少なくとも１つの突起部の電気抵抗と、当該突起部と前記熱交換部の表面との間に存在する前記溶接部との電気抵抗とを合わせた電気抵抗の合計値が演算され、前記電気抵抗の合計値の大きさに基づいて前記溶接部の状態が判定される。
【００１０】
この構成によれば、１つの突起部の電気抵抗と、当該突起部と熱交換部の表面との間に存在する溶接部との電気抵抗とを合わせた電気抵抗の合計値を演算し、電気抵抗の合計値の大きさに基づいて前記溶接部の状態を判定することで、確実に溶接部の状態を判定することができる。
【００１１】
幾つかの実施形態では、前記第１の突起部、前記第２の突起部及び前記第３の突起部として、前記熱交換部の表面において直線上に配列された３つの突起部が選択される。
この構成によれば、第１の突起部、第２の突起部及び第３の突起部として、熱交換部の表面において直線上に配列された３つの突起部を選択することで、１つの突起部の電気抵抗と、当該突起部と熱交換部の表面との間に存在する溶接部との電気抵抗とを合わせた電気抵抗の合計値を正確に演算することができる。この結果として、溶接部の状態を高い精度にて判定することができる。
【００１２】
幾つかの実施形態では、前記判定工程において、前記３つの突起部のうち中央の突起部の電気抵抗と、当該中央の突起部と前記熱交換部の表面との間に存在する溶接部との電気抵抗とを合わせた電気抵抗の合計値が演算され、前記電気抵抗の合計値の大きさに基づいて前記溶接部の状態が判定される。
この構成によれば、中央部の突起部の電気抵抗と、対応する溶接部の電気抵抗とを合わせた電気抵抗の合計値は、熱交換部の電気抵抗の大きさに影響を受けずに求めることができる。このため、電気抵抗の合計値をより正確に演算することができ、溶接部の状態を高い精度にて判定することができる。
【００１３】
幾つかの実施形態では、前記第１測定工程、前記第２測定工程及び前記第３測定工程において、４端子法により前記電気抵抗が測定される。
この構成によれば、４端子法により電気抵抗を正確に測定することができる。この結果として、溶接部の状態を高い精度にて判定することができる。
【００１４】
幾つかの実施形態では、前記第１測定工程、前記第２測定工程及び前記第３測定工程において、ブリッジ回路を用いて前記電気抵抗が測定される。
この構成によれば、ブリッジ回路を用いることにより電気抵抗を正確に測定することができる。この結果として、溶接部の状態を高い精度にて判定することができる。
【００１５】
また、本発明の少なくとも一実施形態によれば、少なくとも１つの管を含む熱交換部と、前記熱交換部の表面に溶接部を介して固定された複数の突起部と、前記複数の突起部間に設けられ、前記熱交換部の表面を覆う耐火部とを有する熱交換ユニットの検査装置において、前記複数の突起部のうちから選択された第１の突起部に当接可能に構成された第１プローブと、前記複数の突起部のうちから選択された第２の突起部に当接可能に構成された第２プローブと、前記複数の突起部のうちから選択された第３の突起部に当接可能に構成された第３プローブと、前記第１プローブ及び前記第２プローブを用いて前記第１の突起部と前記第２の突起部との間の電気抵抗を測定するように構成された第１測定部と、前記第２プローブ及び前記第３プローブを用いて前記第２の突起部と前記第３の突起部との間の電気抵抗を測定するように構成された第２測定部と、前記第１プローブ及び前記第３プローブを用いて前記第１の突起部と前記第３の突起部との間の電気抵抗を測定するように構成された第３測定部と、前記第１測定部、前記第２測定部、及び、前記第３測定部による測定結果に基づいて、前記第１の突起部、前記第２の突起部及び前記第３の突起部のうち少なくとも１つの突起部と前記熱交換部の表面との間に存在する溶接部の状態を判定するように構成された判定部とを備えることを特徴とする熱交換ユニットの検査装置が提供される。
【００１６】
この構成によれば、第１測定部、第２測定部及び第３測定部によって、熱交換部の表面と突起部との間で電気抵抗を測定するのではなく、突起部と突起部との間で電気抵抗が測定される。このため、熱交換部の表面が耐火部によって覆われていても、電気抵抗を測定することができる。
一方、この構成では、第１測定部、第２測定部及び第３測定部により３つの測定を行うことで、各測定で突起部と突起部との間の電気抵抗を測定していても、１つの突起部と熱交換部の表面との間に位置する１つの溶接部の状態を判定することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、熱交換部の表面が耐火部によって覆われていても、溶接部の状態を電気的に検査可能な熱交換ユニットの検査方法が提供される。
また、本発明の少なくとも一実施形態によれば、熱交換部の表面が耐火部によって覆われていても、溶接部の状態を電気的に検査可能な熱交換ユニットの検査装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】熱交換ユニットを概略的に示す斜視図である。
【図２】図１の熱交換ユニットの概略的な断面図である。
【図３】幾つかの実施形態に係る熱交換ユニットの検査方法の概略的な手順を示すフローチャートである。
【図４】図３中の第１測定工程を説明するための図である。
【図５】図３中の第２測定工程を説明するための図である。
【図６】図３中の第３測定工程を説明するための図である。
【図７】第１測定工程における測定対象の等価回路を示す図である。
【図８】第２測定工程における測定対象の等価回路を示す図である。
【図９】第３測定工程における測定対象の等価回路を示す図である。
【図１０】溶接部面積率と電気抵抗の合計値との関係を表すグラフである。
【図１１】４端子法を用いた熱交換ユニットの検査方法を説明するための図である。
【図１２】ブリッジ回路を用いた熱交換ユニットの検査方法を説明するための図である。
【図１３】幾つかの実施形態に係る熱交換ユニットの検査装置の構成を概略的に示す図である。
【図１４】幾つかの実施形態に係る熱交換ユニットの検査装置の構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。ただし、この実施形態に記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状及びその相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００２０】
図１は、本発明の少なくとも一つの実施形態に係る熱交換ユニットの検査方法が適用される熱交換ユニット１０を概略的に示す斜視図であり、図２は、図１の熱交換ユニット１０の断面を概略的に示している。
熱交換ユニット１０は、例えばバイオマスを燃料とする流動床ボイラ等の産業用ボイラに適用される。具体的には、熱交換ユニット１０は、少なくとも１つの管１２を含む熱交換部１４と、熱交換部１４の表面に溶接部１６を介してそれぞれ固定された複数の突起部１８と、複数の突起部１８間に設けられ、熱交換部１４の表面を覆う耐火部２０とを有する。
【００２１】
管１２は金属からなり、水や蒸気等の流体を流すことができるように構成されている。幾つかの実施形態では、熱交換部１４は、相互に平行に配列された複数の管１２と、複数の管１２を相互に連結する複数の金属製の側板２２とを有する。側板２２と管１２は相互に溶接されている。
【００２２】
複数の突起部１８の各々は金属からなり、例えば円柱形状を有する。各突起部１８は、熱交換部１４の表面に対し略垂直に溶接されている。幾つかの実施形態では、複数の突起部１８は、熱交換部１４の表面に千鳥状或いは格子状に配置されている。
【００２３】
耐火部２０は耐火物からなり、例えば、熱交換部１４の周囲に型枠を設けたうえで不定形耐火物を流し込んだり、不定形耐火物を吹き付けることによって形成される。耐火部２０は、溶接部１６や突起部１８の外周を覆っているが、突起部１８の外端面は露出している。換言すれば、突起部１８の外端面２４は耐火部２０の外表面と面一をなしている。
【００２４】
図３は、本発明の少なくとも一実施形態に係る熱交換ユニットの検査方法の概略的な手順を示すフローチャートである。
図３に示したように、検査方法は、第１測定工程Ｓ１０と、第２測定工程Ｓ１２と、第３測定工程Ｓ１４と、判定工程Ｓ１６とを有する。
【００２５】
図４は、第１測定工程Ｓ１０を説明するための図であり、図５は、第２測定工程Ｓ１２を説明するための図であり、図６は、第３測定工程Ｓ１４を説明するための図である。
第１測定工程Ｓ１０では、図４に示したように、測定器２６を用いて、複数の突起部１８のうちから選択された第１の突起部１８ａと第２の突起部１８ｂとの間の電気抵抗が測定される。なお、第１の突起部１８ａと第２の突起部１８ｂとの間の電気抵抗とは、第１の突起部１８ａの外端面２４と第２の突起部１８ｂの外端面２４との間の電気抵抗である。
【００２６】
第２測定工程Ｓ１２では、図５に示したように、測定器２６を用いて、複数の突起部１８のうちから選択された第３の突起部１８ｃと第２の突起部１８ｂとの間の電気抵抗が測定される。なお、第３の突起部１８ｃと第２の突起部１８ｂとの間の電気抵抗とは、第３の突起部１８ｃの外端面２４と第２の突起部１８ｂの外端面２４との間の電気抵抗である。
第３測定工程Ｓ１４では、図６に示したように、測定器２６を用いて、第１の突起部１８ａと第３の突起部１８ｃとの間の電気抵抗が測定される。なお、第１の突起部１８ａと第３の突起部１８ｃとの間の電気抵抗とは、第１の突起部１８ａの外端面２４と第３の突起部１８ｃの外端面２４との間の電気抵抗である。
【００２７】
判定工程Ｓ１６では、第１測定工程Ｓ１０、第２測定工程Ｓ１２、及び、第３測定工程Ｓ１４の測定結果に基づいて、第１の突起部１８ａ、第２の突起部１８ｂ及び第３の突起部１８ｃのうち少なくとも１つの突起部と熱交換部１４の表面との間に存在する溶接部１６の状態が判定される。
【００２８】
この構成では、第１測定工程Ｓ１０、第２測定工程Ｓ１２及び第３測定工程Ｓ１４の各々において、熱交換部１４の表面と突起部１８との間で電気抵抗を測定するのではなく、突起部１８と突起部１８との間で電気抵抗が測定される。このため、熱交換部１４の表面が耐火部２０によって覆われていても、電気抵抗を測定することができる。
一方、この構成では、第１測定工程Ｓ１０、第２測定工程Ｓ１２及び第３測定工程Ｓ１４の３つの測定を行うことで、各測定で突起部１８と突起部１８との間の電気抵抗を測定していても、１つの突起部１８と熱交換部１４の表面との間に位置する１つの溶接部１６の状態を判定することができる。
【００２９】
幾つかの実施形態では、判定工程Ｓ１６において、第１測定工程Ｓ１０、第２測定工程Ｓ１２、及び、第３測定工程Ｓ１４の測定結果に基づいて、第１の突起部１８ａ、第２の突起部１８ｂ及び第３の突起部１８ｃのうち少なくとも１つの突起部の電気抵抗と、当該突起部と熱交換部１４の表面との間に存在する溶接部１６との電気抵抗とを合わせた電気抵抗の合計値が演算され、電気抵抗の合計値の大きさに基づいて溶接部１６の状態が判定される。
【００３０】
この構成によれば、１つの突起部１８の電気抵抗と、当該突起部１８と熱交換部１４の表面との間に存在する溶接部１６との電気抵抗とを合わせた電気抵抗の合計値を演算し、電気抵抗の合計値の大きさに基づいて溶接部１６の状態を判定することで、確実に溶接部１６の状態を判定することができる。
【００３１】
ここで、図７は、第１測定工程Ｓ１０における測定対象の等価回路を示しており、図８は、第２測定工程Ｓ１２における測定対象の等価回路を示しており、図９は、第３測定工程Ｓ１４における測定対象の等価回路を示している。
図７〜図９において、Ｒｓ１は、第１の突起部１８ａの電気抵抗と、第１の突起部１８ａと熱交換部１４の表面との間に存在する溶接部１６（以下、第１溶接部１６ａともいう）の電気抵抗とを合わせた電気抵抗の合計値を表し、Ｒｓ２は、第２の突起部１８ｂの電気抵抗と、第２の突起部１８ｂと熱交換部１４の表面との間に存在する溶接部１６（以下、第２溶接部１６ｂともいう）の電気抵抗とを合わせた電気抵抗の合計値を表し、Ｒｓ３は、第３の突起部１８ｃの電気抵抗と、第３の突起部１８ｃと熱交換部１４の表面との間に存在する溶接部１６（以下、第３溶接部１６ｃともいう）の電気抵抗とを合わせた電気抵抗の合計値を表す。
【００３２】
そして、Ｒｔ１２は、第１溶接部１６ａと第２溶接部１６ｂとの間を延びる熱交換部１４の部分の電気抵抗を表し、Ｒｔ２３は、第２溶接部１６ｂと第３溶接部１６ｃとの間を延びる熱交換部１４の部分の電気抵抗を表し、Ｒｔ１３は、第１溶接部１６ａと第３溶接部１６ｃとの間を延びる熱交換部１４の部分の電気抵抗を表す。
【００３３】
従って、第１測定工程Ｓ１０で測定される第１の突起部１８ａの外端面２４と第２の突起部１８ｂの外端面２４との間の電気抵抗をＲｓ１２とし、第２測定工程Ｓ１２で測定される第２の突起部１８ｂの外端面２４と第３の突起部１８ｃの外端面２４との間の電気抵抗をＲｓ１２とし、第３測定工程Ｓ１４で測定される第１の突起部１８ａの外端面２４と第３の突起部１８ｃの外端面２４との間の電気抵抗をＲｓ１３とすれば、電気抵抗Ｒｓ１２，Ｒｓ２３，Ｒｓ１３は、以下の式（１），（２），（３）で表される。
Ｒｓ１２＝Ｒｓ１＋Ｒｔ１２＋Ｒｓ２＝Ｒｓ１＋Ｒｔ＋Ｒｓ２・・・（１）
Ｒｓ２３＝Ｒｓ２＋Ｒｔ２３＋Ｒｓ３＝Ｒｓ２＋Ｒｔ＋Ｒｓ３・・・（２）
Ｒｓ１３＝Ｒｓ１＋Ｒｔ１３＋Ｒｓ３＝Ｒｓ１＋２Ｒｔ＋Ｒｓ３・・・（３）
なお、式（１），（２），（３）のＲｔは次式（ａ），（ｂ）で表される。
Ｒｔ１２＝Ｒｔ２３＝Ｒｔ・・・（ａ）
Ｒｔ１３＝Ｒｔ１２＋Ｒｔ２３＝２Ｒｔ・・・（ｂ）
【００３４】
式（１）より次式（１’）が得られる。
Ｒｓ２＝Ｒｓ１２−Ｒｓ１−Ｒｔ・・・（１’）
式（２）と式（１’）より次式（２’）が得られる。
Ｒｓ３＝Ｒｓ２３−Ｒｓ２−Ｒｔ
＝Ｒｓ２３−（Ｒｓ１２−Ｒｓ１−Ｒｔ）−Ｒｔ
＝Ｒｓ２３−Ｒｓ１２＋Ｒｓ１・・・（２’）
式（３）と式（２’）より次式（３’）が得られる。
Ｒｓ１３＝Ｒｓ１＋２Ｒｔ＋（Ｒｓ２３−Ｒｓ１２＋Ｒｓ１）
＝２Ｒｓ１＋２Ｒｔ＋Ｒｓ２３−Ｒｓ１２・・・（３’）
【００３５】
式（３’）より次式（４）が得られる。
２Ｒｓ１＝Ｒｓ１３−（２Ｒｔ＋Ｒｓ２３−Ｒｓ１２）
Ｒｓ１＝１／２＊（Ｒｓ１３−２Ｒｔ−Ｒｓ２３＋Ｒｓ１２）・・・（４）
式（４）を式（１）に代入すると次式（５）が得られる。
Ｒｓ２＝Ｒｓ１２−１／２＊（Ｒｓ１３−２Ｒｔ−Ｒｓ２３＋Ｒｓ１２）−Ｒｔ
＝１／２＊（Ｒｓ１２＋Ｒｓ２３−Ｒｓ１３）・・・（５）
式（４）を式（２’）に代入すると次式（６）が得られる。
Ｒｓ３＝Ｒｓ２３−Ｒｓ１２＋１／２＊（Ｒｓ１３−２Ｒｔ−Ｒｓ２３＋Ｒｓ１２）
＝１／２（Ｒｓ１３−２Ｒｔ−Ｒｓ１２＋Ｒｓ２３）・・・（６）
【００３６】
電気抵抗Ｒｔの値、即ち、電気抵抗Ｒｔ１２や電気抵抗Ｒｔ２３の値は、熱交換部１４の形状や材質によって計算により求めることができる。同様に、電気抵抗２Ｒｔの値、即ち、電気抵抗Ｒｔ１３の値は、熱交換部１４の形状や材質によって計算により求めることができる。
【００３７】
従って、式（４）に、電気抵抗２Ｒｔと測定された電気抵抗Ｒｓ１２，Ｒｓ２３，Ｒｓ１３を代入すれば、第１の突起部１８ａの電気抵抗と第１の溶接部１６ａの電気抵抗とを合わせた電気抵抗の合計値Ｒｓ１を求めることができる。
同様に、式（６）に、電気抵抗２Ｒｔと測定された電気抵抗Ｒｓ１２，Ｒｓ２３，Ｒｓ１３を代入すれば、第３の突起部１８ｃの電気抵抗と第３の溶接部１６ｃの電気抵抗とを合わせた電気抵抗の合計値Ｒｓ３を求めることができる。
そして、式（５）に、測定された電気抵抗Ｒｓ１２，Ｒｓ２３，Ｒｓ１３を代入すれば、第２の突起部１８ｂの電気抵抗と第２の溶接部１６ｂの電気抵抗とを合わせた電気抵抗の合計値Ｒｓ２を求めることができる。
【００３８】
かくして求められる電気抵抗の合計値Ｒｓ１，Ｒｓ２，Ｒｓ３は、自身が含む溶接部１６の電気抵抗に応じてそれぞれ変化する。
ここで、図１０は、溶接部面積率と電気抵抗の合計値との関係を表している。溶接部面積率とは、正常な溶接部の面積に対する、現在の溶接部の面積の比率を示している。図１０から、腐蝕等により溶接部１６の面積が減少すると、電気抵抗の合計値が大きくなることがわかる。
【００３９】
従って、電気抵抗の合計値Ｒｓ１，Ｒｓ２，Ｒｓ３の大きさに基づいて溶接部１６の状態を判定することができる。
なお、溶接部１６の状態の判定方法は特に限定されることはなく、電気抵抗の合計値Ｒｓ１，Ｒｓ２，Ｒｓ３の大きさを閾値と比較したり、段階的に設定された複数の範囲のいずれに属するかを評価してもよい。
【００４０】
幾つかの実施形態では、第１の突起部１８ａ、第２の突起部１８ｂ及び第３の突起部１８ｃとして、熱交換部１４の表面において直線上に配列された３つの突起部１８が選択される。
この構成によれば、第１の突起部１８ａ、第２の突起部１８ｂ及び第３の突起部１８ｃとして、熱交換部１４の表面において直線上に配列された３つの突起部１８を選択することで、１つの突起部１８の電気抵抗と、当該突起部１８と熱交換部１４の表面との間に存在する溶接部１６との電気抵抗とを合わせた電気抵抗の合計値を正確に演算することができる。この結果として、溶接部１６の状態を高い精度にて判定することができる。
【００４１】
幾つかの実施形態では、判定工程Ｓ１６において、３つの突起部１８のうち中央の突起部１８の電気抵抗と、当該中央の突起部１８と熱交換部１４の表面との間に存在する溶接部１６との電気抵抗とを合わせた電気抵抗の合計値が演算され、電気抵抗の合計値の大きさに基づいて溶接部１６の状態が判定される。
【００４２】
この構成によれば、中央部の突起部１８の電気抵抗と、対応する溶接部１６の電気抵抗とを合わせた電気抵抗の合計値は、熱交換部１４の電気抵抗の大きさに影響を受けずに求めることができる。例えば、式（５）に示したように、第２の突起部１８ｂの電気抵抗と第２の溶接部１６ｂの電気抵抗とを合わせた電気抵抗の合計値Ｒｓ２は、電気抵抗Ｒ１２，Ｒ２３，Ｒ１３の大きさに拘わらず、測定された電気抵抗Ｒｓ１２，Ｒｓ２３，Ｒｓ１３によって求めることができる。このため、電気抵抗の合計値をより正確に演算することができ、溶接部１６の状態を高い精度にて判定することができる。
【００４３】
幾つかの実施形態では、第１測定工程Ｓ１０、第２測定工程Ｓ１２及び第３測定工程Ｓ１４において、４端子法により電気抵抗が測定される。
図１１は、４端子法を用いた熱交換ユニットの検査方法を説明するための図である。４端子法に用いられる熱交換ユニットの検査装置は、電流を流すための１対の電流供給用プローブ３０と、電圧を測定するための１対の電圧測定用プローブ３２とを有し、測定器２６は、１対の電流供給用プローブ３０に接続される電流電源部３４と、１対の電圧測定用プローブ３２に接続される電圧測定部３６とを有する。
【００４４】
４端子法による電気抵抗の測定方法では、１対の電流供給用プローブ３０の先端を測定対象の１対の突起部１８の外端面２４に当接させた状態で、１対の電流供給用プローブ３０間に電流が流される。この一方で、１対の電圧測定用プローブ３２の先端を測定対象の１対の突起部１８の外端面２４に当接させ、１対の電圧測定用プローブ３２間の電圧が測定される。そして、流されている電流の値と測定された電圧に基づいて電気抵抗を求めることができる。
この構成によれば、４端子法により突起部１８の外端面２４間の電気抵抗を正確に測定することができる。この結果として、溶接部１６の状態を高い精度にて判定することができる。
【００４５】
幾つかの実施形態では、第１測定工程Ｓ１０、第２測定工程Ｓ１２及び第３測定工程Ｓ１４において、ブリッジ回路を用いて電気抵抗が測定される。
図１２は、ブリッジ回路３８を用いた熱交換ユニットの検査方法を説明するための図である。
ブリッジ回路３８は、測定器２６の一部を構成しており、４つの抵抗Ｒｂ１，Ｒｂ２，Ｒｂ３，Ｒ４を有する。ブリッジ回路３８を用いた熱交換ユニットの検査装置は１対のプローブ４０を有し、プローブ４０が測定対象に当接させられる。測定対象は、プローブ４０を介してブリッジ回路３８の一辺に組み込まれる。図１２の場合、測定対象は抵抗Ｒｂ１と直列に接続される。
【００４６】
また、測定器２６は、ブリッジ回路３８に電圧を印加する電源部４２と、ブリッジ回路３８における差圧を増幅する増幅部４４と、増幅部４４によって増幅された差圧を測定する電圧測定部４６とを有する。なお、電源部４２は、ブリッジ回路３８の４つの節点のうち対向する２つの節点に接続され、増幅部４４は、電源部４２が接続された接点とは異なる２つの接点に接続される。
この構成によれば、ブリッジ回路３８を用いることにより、突起部１８の外端面２４間の電気抵抗を正確に測定することができる。この結果として、溶接部１６の状態を高い精度にて判定することができる。
【００４７】
図１３は、幾つかの実施形態に係る熱交換ユニットの検査装置の構成を概略的に示している。
図１３に示された熱交換ユニットの検査装置は、第１プローブ４８、第２プローブ５０、第３プローブ５２を有する。
第１プローブ４８は、複数の突起部１８のうちから選択された第１の突起部１８ａの外端面２４に当接可能に構成されている。
【００４８】
第２プローブ５０は、複数の突起部１８のうちから選択された第２の突起部１８ｂの外端面２４に当接可能に構成されている。
第３プローブ５２は、複数の突起部１８のうちから選択された第３の突起部１８ｃの外端面２４に当接可能に構成されている。
【００４９】
そして、熱交換ユニットの検査装置を構成する測定器２６は、第１測定部５４、第２測定部５６、第３測定部５８及び判定部６０を有する。
第１測定部５４は、第１プローブ４８及び第２プローブ５０を用いて第１の突起部１８ａの外端面２４と第２の突起部１８ｂの外端面２４との間の電気抵抗を測定するように構成されている。
【００５０】
第２測定部５６は、第２プローブ５０及び第３プローブ５２を用いて第２の突起部１８ｂの外端面２４と第３の突起部１８ｃの外端面２４との間の電気抵抗を測定するように構成されている。
第３測定部５８は、第１プローブ４８及び第３プローブ５２を用いて第１の突起部１８ａの外端面２４と第３の突起部１８ｃの外端面２４との間の電気抵抗を測定するように構成されている。
【００５１】
判定部６０は、第１測定部５４、第２測定部５６、及び、第３測定部５８による測定結果に基づいて、第１の突起部１８ａ、第２の突起部１８ｂ及び第３の突起部１８ｃのうち少なくとも１つの突起部と熱交換部１４の表面との間に存在する溶接部１６の状態を判定するように構成されている。
【００５２】
この構成によれば、第１測定部５４、第２測定部５６及び第３測定部５８によって、熱交換部１４の表面と突起部１８との間で電気抵抗を測定するのではなく、突起部１８と突起部１８との間で電気抵抗が測定される。このため、熱交換部１４の表面が耐火部２０によって覆われていても、電気抵抗を測定することができる。
一方、この構成では、第１測定部５４、第２測定部５６及び第３測定部５８により３つの測定を行うことで、各測定で突起部１８と突起部１８との間の電気抵抗を測定していても、１つの突起部１８と熱交換部１４の表面との間に位置する１つの溶接部１６の状態を判定することができる。
幾つかの実施形態では、第１測定部５４、第２測定部５６及び第３測定部５８は、４端子法またはブリッジ回路を用いて電気抵抗を測定する。
【００５３】
図１４は、幾つかの実施形態に係る熱交換ユニットの検査装置の構成を概略的に示している。図１４の熱交換ユニットの検査装置では、測定器２６が、第１プローブ４８、第２プローブ５０及び第３プローブ５２と測定部６４との間にスイッチ６２を有している。測定部６４は、第１測定部５４、第２測定部５６及び第３測定部５８としての機能を有しており、スイッチ６２を操作することで、第１の突起部１８ａ、第２の突起部１８ｂ及び第３の突起部１８ｃのうちから選択される全ての突起部の組み合わせについて電気抵抗の測定を順次行うことができるように構成されている。
幾つかの実施形態では、測定部６４は、４端子法またはブリッジ回路を用いて電気抵抗を測定する。
【００５４】
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
例えば、熱交換ユニットの検査装置は、判定結果を作業者に知らせるための報知装置を有していてもよい。報知装置は、モニタ、スピーカ、或いは、ランプ等によって構成することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１０    熱交換ユニット
１２    管
１４    熱交換部
１６    溶接部
１８    突起部
２０    耐火部
２２    側板
２４    外端面
２６    測定器
３０    電流供給用プローブ
３２    電圧測定プローブ
３４    電流電源部
３６    電圧測定部
３８    ブリッジ回路
４０    プローブ
４２    電源部
４４    増幅部
４６    電圧測定部
４８    第１プローブ
５０    第２プローブ
５２    第３プローブ
５４    第１測定部
５６    第２測定部
５８    第３測定部
６０    判定部
６２    スイッチ
【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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