(57)【要約】【課題】本発明は熱センサ装置に関し、電気系統を必要としない構成として、防爆区域に安全に適用可能とすることを課題とする。【解決手段】発光用ファイバ２２と受光用ファイバ２３とが一体化された検出ヘッド２１と対向して発光用ファイバの端より出た光を反射させて受光用ファイバの端に入射させる反射板３０と、反射板を係止する係止部材６０と、温度が上昇して所定温度に到ったときに記憶されている形状を回復する形状記憶部品４０とを有する。形状記憶部品４０の回復動作によって係止部材６０が回動され、反射板に対する係止が解除されて、反射板がばね３２によって検出ヘッドと対向しない位置に移動されて、光の受光用ファイバの端へ入射が断たれる。これによって、温度が上昇して所定温度に到ったことが光学的に検出される。【選択図】        図１
2005038679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光用ファイバと受光用ファイバとが一体化された検出ヘッドと対向して配置され、回動可能に支持される反射板と、
該反射板を前記検出ヘッドに対向する位置に係止する係止手段と、
温度が上昇して所定温度に到ったときに記憶されている形状を回復する形状記憶部品とを有し、
前記反射板に対する前記係止手段による係止が、上記形状記憶部品の回復動作によって解除されて、該反射板が上記検出ヘッドと対向しない位置に移動され、光の受光用ファイバの端へ入射が断たれて、温度が上昇して所定温度に到ったことを光学的に検出する構成としたことを特徴とする熱センサ装置。
【請求項２】
発光用ファイバと受光用ファイバとが一体化されており、所定位置に固定してある検出ヘッドと、
固定された検出ヘッドと対向する対向位置と検出ヘッドに対向しない非対向位置との間で回動可能に設けてある反射板と、
対向位置に位置する反射板を非対向位置の方向に回動付勢する第１のばね部材と、
該反射板を係止する係止位置と、該反射板を係止しない非係止位置との間で回動可能に設けてあり、係止位置においては、該反射板を上記対向位置に位置させるように係止する係止部材と、
該係止板を上記係止位置の方向に回動付勢する第２のばね部材と、
温度が上昇して所定温度に到ったときに記憶されている形状を回復するように変形して、係止位置に位置している係止板を第２のばね部材に抗して非係止位置へ回動させる形状記憶部品とよりなり、
通常は、反射板は係止部材によって係止されて対向位置にあり、発光用ファイバの端より出た光は反射板によって反射されて受光用ファイバの端に入射している状態にあり、
温度が上昇して所定温度に到ると、形状記憶部品が形状を回復するように変形して係止板を第２のばね部材に抗して非係止位置へ回動させ、反射板が係止を解除されて第１のばね部材によって非対向位置の方向に回動され、発光用ファイバの端より出た光が反射板によって反射されなくなって、受光用ファイバの端への光の入射が無くなる状態とされて、温度が上昇して所定温度に到ったことを光学的に検出するように構成としたことを特徴とする熱センサ装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の熱センサ装置と、
発光用ファイバ及び受光用ファイバの反対側の端に接続してあり、受光用ファイバの端からの光の出射を監視しており、光の出射が無くなったときに警報を発する警報装置とよりなる構成としたことを特徴とする過熱警報装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱センサ装置及びこれを有する過熱警報装置に係り、特に、石油タンカーのポンプルーム等の爆発の危険のある環境である防爆区域に安全に適用可能である熱センサ装置及びこれを有する過熱警報装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば石油タンカー等の船舶には火災予防のための防爆区域が設定されている。そして、この防爆区域においてもポンプの設置が不可欠である場合があり、この防爆区域に設置されたポンプについては作動中のポンプの異常過熱の発生を常に監視する必要がある。そこで、ポンプ本体や軸受部のケーシングの温度を監視してこれを運転室のコントロールパネルに表示するようにしてある。
【０００３】
ところで、防爆区域では電気系統が使用できないために、防爆区域に設置されたポンプ等の温度が異常に上昇したことを検出する熱センサ装置は、特別の構成とする必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、電気系統を使用しないで所定の温度で確実に警報を出力することができる熱センサ装置が要求されている。
【０００５】
本発明は、上記要求を満たす熱センサ装置及びこれを有する過熱警報装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、発光用ファイバと受光用ファイバとが一体化された検出ヘッドと対向して配置され、回動可能に支持される反射板と、
該反射板を前記検出ヘッドに対向する位置に係止する係止手段と、
温度が上昇して所定温度に到ったときに記憶されている形状を回復する形状記憶部品とを有し、
前記反射板に対する前記係止手段による係止が、上記形状記憶部品の回復動作によって解除されて、該反射板が上記検出ヘッドと対向しない位置に移動され、光の受光用ファイバの端へ入射が断たれて、温度が上昇して所定温度に到ったことを光学的に検出する構成としたものである。
【０００７】
発熱する部分が過熱状態に到ったことは、形状記憶部品が形状を回復する動作を利用し反射板を回動させることにより、光が受光用ファイバの端へ入射していた状態から入射しなくなった状態に変化することによって行われるため、電気系統を使用せず、よって、爆発の危険のある環境にも安全に適用可能である。
【０００８】
形状記憶部品は、形状の回復をある時間をかけて行うけれども、反射板は瞬時に回動して非対向位置に到る。よって、受光用ファイバの端への光の入射は、徐々に減少して無くなるのではなく、瞬時に無くなるので、検出はより確実に行われる。
【０００９】
請求項２の発明は、発光用ファイバと受光用ファイバとが一体化されており、所定位置に固定してある検出ヘッドと、
固定された検出ヘッドと対向する対向位置と検出ヘッドに対向しない非対向位置との間で回動可能に設けてある反射板と、
対向位置に位置する反射板を非対向位置の方向に回動付勢する第１のばね部材と、
該反射板を係止する係止位置と、該反射板を係止しない非係止位置との間で回動可能に設けてあり、係止位置においては、該反射板を上記対向位置に位置させるように係止する係止部材と、
該係止板を上記係止位置の方向に回動付勢する第２のばね部材と、
温度が上昇して所定温度に到ったときに記憶されている形状を回復するように変形して、係止位置に位置している係止板を第２のばね部材に抗して非係止位置へ回動させる形状記憶部品とよりなり、
通常は、反射板は係止部材によって係止されて対向位置にあり、発光用ファイバの端より出た光は反射板によって反射されて受光用ファイバの端に入射している状態にあり、
温度が上昇して所定温度に到ると、形状記憶部品が形状を回復するように変形して係止板を第２のばね部材に抗して非係止位置へ回動させ、反射板が係止を解除されて第１のばね部材によって非対向位置の方向に回動され、発光用ファイバの端より出た光が反射板によって反射されなくなって、受光用ファイバの端への光の入射が無くなる状態とされて、温度が上昇して所定温度に到ったことを光学的に検出するように構成としたものである。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の熱センサ装置と、
発光用ファイバ及び受光用ファイバの反対側の端に接続してあり、受光用ファイバの端からの光の出射を監視しており、光の出射が無くなったときに警報を発する警報装置とよりなる構成としたものである。
【００１１】
爆発の危険のある環境にも安全に適用可能である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１、図２（Ａ）、（Ｂ），（Ｃ）及び図３は本発明の一実施例になる熱センサ装置１０を示す。熱センサ装置１０は、反射型光ファイバユニット２０と、反射板３０と、形状記憶合金部品４０とを有する防爆の構造である。
【００１３】
取付板５１上の装置台５０上に、クランク形状のブラケット５２がねじ止めしてある。このブラケット５２は、反射型光ファイバユニット２０の先端の検出ヘッド２１を固定するための検出ヘッド固定部５２ａ及び反射板３０を取り付けるための反射板取付け部５２ｂを有する。
【００１４】
反射板３０は、真鍮板製であり、ねじ部材３１とナット３１ａとによってねじりばね３２と共に反射板取付け部５２ｂに、垂直面内で、図５（Ａ）に示す垂直である対向位置Ａと図５（Ｂ）に示す略水平である非対向位置Ｂとの間で回動可能に取り付けてある。反射板３０は、通常は、後述する係止部材６０によって係止されて、対向位置Ａに位置しており、ねじりばね３２によって矢印Ｓ１方向に、即ち、非対向位置Ｂの方向に付勢されている。対向位置とは、検出ヘッド２１に対向する位置という意味である。非対向位置とは、検出ヘッド２１に対向しない位置という意味である。
【００１５】
また、装置台５０上には、ねじりばね形状の形状記憶部品４０と係止部材６０とが、ねじ部材６１とナット６１ａとによってねじりばね６２及び略円板形状の支持軸部材６３と共に取り付けてある。係止部材６０は、支持軸部材６３の上面に支持されて、水平面内で、図５（Ａ）に示す係止位置Ｃと図５（Ｂ）に示す非係止位置Ｄとの間で回動可能であり、ねじりばね６２によって矢印Ｑ１方向に付勢されており、通常はブラケット５２の根元の部分に当って係止位置Ｃに位置しており、その位置でもって係止部材６０の先端が矢印Ｓ１方向に付勢されている反射板３０を受け止めて係止している。ねじりばね６２の一の腕部は装置台５０上のピン６４に係止されている。
【００１６】
形状記憶部品４０は、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｕの材質の線材を加工したものであり、図４（Ａ）に示すように、コイル部４１とコイル部４０の両端より延びている腕部４２，４３とを有し、腕部４２，４３の間の開き角はα１である。図４（Ｂ）は記憶されている形状であり、腕部４２，４３の開き角はα２であり、α１より小さく、α２＜α１である。復帰境界温度は約８０℃である。図４（Ａ）に示す形状の形状記憶部品４０は、その温度が上昇して約８０℃に到ると、図４（Ｂ）に示すように腕部４２，４３の開き角が狭まるように変形して記憶されている形状に回復する。ここで、形状記憶部品４０の形状及び線材の径ｄ等は、形状記憶部品４０がその腕部４２，４３の開き角が狭まるように変形するときに発生する力が、ねじりばね６２のバネ力を上回るように定めてある。
【００１７】
形状記憶部品４０は、図４（Ａ）に示すように、コイル部４１が略円板形状の支持軸部材６３に嵌合し、腕部４２がピン６４を係止し、腕部４３が係止部材６０の折曲げ部６０ａを係止し、腕部４２と腕部４３とがその間にピン６４と折曲げ部６０ａとを挟むようにして、組み込んである。形状記憶部品４０のコイル部４１及び腕部４２は装置台５０の上面に接触している。
【００１８】
係止部材６０及び形状記憶部品４０は、装置台５０にねじ止めしてあるカバー部材６５によって覆われている。
【００１９】
また、透明樹脂製のカバー部材６６が、ポスト６７、６８上に固定されて設けてあり、主に、検出ヘッド２１及び反射板３０を覆って保護する。
【００２０】
反射型光ファイバユニット２０は、対をなして平行に配されている発光用ファイバ２２と受光用ファイバ２３と、この発光用ファイバ２２の端と受光用ファイバ２３の端とが所定の配置で固定してある検出ヘッド２１とを有する。この検出ヘッド２１は、図６（Ａ）に併せて示すように、ブラケット５２の先端の検出ヘッド固定部５２ａの穴５２ａ１にに差し込んでナット２５、２６によって固定してあり、対向位置Ａの反射板３０と間隔Ｅをおいて対向している。間隔Ｅは、４〜５ｍｍである。
【００２１】
次に、熱センサ装置１０の動作について説明する。
【００２２】
通常の状態では、反射板３０は係止部材６０によって係止されて対向位置Ａに位置しており、検出ヘッド２１は反射板３０に対向しており、発光用ファイバ２２の端より出た光ＥＬは反射板３０によって反射され、反射された光ＲＬの一部が受光用ファイバ２３の端に入射している。
【００２３】
温度が上昇して約８０℃に到ると、形状記憶部品４０が図５（Ｂ）のように変形して係止部材６０がねじりばね６２のバネ力に抗してＱ２方向に回動されて非係止位置Ｄに到り、反射板３０は係止を解除されて、ねじりばね３２によって瞬時にＳ１方向に回動されて非対向位置Ｂに到り、図６（Ｂ）に示すように光ＥＬは反射されなくなって、受光用ファイバ２３の端への光の入射が無くなる。受光用ファイバ２３の端へ光が入射している状態から光が受光用ファイバ２３の端へ入射しなくなる状態への変化は瞬時に行われ、応答性が良い。
【００２４】
上記のように、熱センサ装置１０は電気系統を備えていず、且つ熱センサ装置１０動作は、形状記憶部品４０の変形、係止部材６０の回動、反射板３０の回動であるため、熱センサ装置１０は防爆区域内に備えても爆発を引き起こすおそれなく動作する。
【００２５】
なお、温度が常温に戻った後に反射板３０をＳ２方向に回動させることによって、反射板３０は係止部材６０によって係止されて対向位置Ａに保持され、熱センサ装置１０はリセットされる。
【００２６】
図７熱センサ装置１０の設置態様を示す。
【００２７】
１１０は船舶の一つポンプルームであり、防爆区域であり、ポンプ１１１が設置してある。１１２はポンプ１１１のポンプケーシング又は軸受ハウジングである。１１５はバルクヘッドである。
【００２８】
１２０は船舶内の別の部屋であり、非防爆区域である。
【００２９】
熱センサ装置１０は、ポンプ１１１のポンプケーシング又は軸受ハウジング１１２に取り付けてある。ポンプケーシング又は軸受ハウジング１１２の平らな場所に取付板５１が完全に密着するように溶接してあり、この取付板５１上に熱センサ装置１０の装置台５０がねじ止めされている。よって、熱センサ装置１０は少しも加熱されないで、ポンプケーシング又は軸受ハウジング１１２に取り付けられる。
【００３０】
反射型光ファイバユニット２０はバルクヘッド１１５の穴を通ってポンプルーム１１０の外部に延在して非防爆区域１２０まで到っており、その端は警報装置１３０と接続してある。
【００３１】
警報装置１３０は、内部にアンプユニット、赤色ＬＥＤ１３１、フォトダイオード１３２、警報信号発生回路等を有する構成であり、発光用ファイバ２２の端が赤色ＬＥＤ１３１に対向し、受光用ファイバ２３の端がフォトダイオード１３２に対向している。
【００３２】
熱センサ装置１０、警報装置１３０、及びその間に延在している反射型光ファイバユニット２０が、過熱警報装置１００を構成する。
【００３３】
赤色ＬＥＤ１３１は発光しており、赤色光が発光用ファイバ２２内に沿って送られている。ポンプ１１１が通常に動作している間は、熱センサ装置１０においては反射板３０が検出ヘッド２１に対向しており、フォトダイオード１３２は赤色光を受光している。
【００３４】
例えばポンプ１１１の負荷が過度になって発熱して過熱され約８０℃に到ると、形状記憶部品４０が図５（Ｂ）のように変形して係止部材６０がねじりばね６２のバネ力に抗して回動されて非係止位置Ｄに到り、反射板３０は係止を解除されて、ねじりばね３２によって瞬時に回動されて非対向位置Ｂに到り、図５（Ｂ）、図６（Ｂ）に示すようになって、受光用ファイバ２３の端への光の入射が無くなり、フォトダイオード１３２は赤色光を受光しなくなって、警報信号発生回路が警報信号を発生する。警報を認識した作業者は、ポンプ１１１を停止させて処置を講ずる。
【００３５】
ここで、熱センサ装置１０は電気系統を備えていず、且つその動作は、形状記憶部品４０の変形、係止部材６０の回動、反射板３０の回動であるため、熱センサ装置１０は防爆区域であるポンプルーム１１０内において爆発を引き起こすおそれなく動作する。
【００３６】
また、取付板５１及び装置台５０は共に金属板であり、且つ、取付板５１はポンプケーシング又は軸受ハウジング１１２に密着し、装置台５０は取付板５１に密着してあり、形状記憶部品４０は装置台５０の上面に接触してあるため、ポンプケーシング１１２の熱は形状記憶部品４０に速やかに伝達される。よって、熱センサ装置１０はポンプケーシング又は軸受ハウジング１１２の温度が約８０℃に到ると速やかに動作し、応答性が良い。
【００３７】
また、反射板３０はねじりばね３２によって付勢されており、係止部材６０はねじりばね６２によって付勢されており、重力の影響を受けないため、熱センサ装置１０は水平に限らず、自由な姿勢で取り付けられる。
【００３８】
また、熱センサ装置１０は液面センサとしても機能する。即ち、ポンプルーム１１０に海水等が溜まって、海水等の液面が上昇して熱センサ装置１０にまで達すると、発光用ファイバ２２の端より出た光は海水等の内部を進行することになって弱まり、受光用ファイバ２３の端に入射する光の量が殆ど零となって、警報信号発生回路が警報信号を発生する。
【００３９】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、発光用ファイバと受光用ファイバとが一体化された検出ヘッドと対向して配置され、回動可能に支持される反射板と、該反射板を前記検出ヘッドに対向する位置に係止する係止手段と、温度が上昇して所定温度に到ったときに記憶されている形状を回復する形状記憶部品とを有し、上記反射板に対する上記係止手段による係止が、上記形状記憶部品の回復動作によって解除されて、該反射板が上記検出ヘッドと対向しない位置に移動され、光の受光用ファイバの端へ入射が断たれて、温度が上昇して所定温度に到ったことを光学的に検出する構成としたため、防爆区域にも安全に適用可能である熱センサ装置を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例になる熱センサ装置の斜視図である。
【図２】（Ａ）は熱センサ装置の正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は平面図である。
【図３】図１の熱センサ装置の分解斜視図である。
【図４】形状記憶部品を示す図であり、（Ａ）は通常時の形状、（Ｂ）は記憶された形状を示す。
【図５】図１の熱センサ装置の要部を取り出して拡大して示す図であり、（Ａ）は通常時の状態、（Ｂ）は動作後の状態を示す。
【図６】（Ａ）は図５（Ａ）に対応する図、（Ｂ）は図５（Ｂ）に対応する図である。
【図７】本発明の一実施例になる過熱警報装置を示す図である。
【符号の説明】
１０  熱センサ装置
２０  反射型光ファイバユニット
２１  検出ヘッド
２２  発光用ファイバ
２３受光用ファイバ
３０  反射板
３２、６２  ねじりばね
４０  形状記憶部品
４１  コイル部
４２，４３  腕部
５０  装置台
５１  取付板
５２  ブラケット
６０  係止部材
６３  支持軸部材
１００  過熱警報装置
１１０  ポンプルーム
１１１  ポンプ
１１２  ポンプケーシング又は軸受ハウジング
１２０非防爆区域
１３０  警報装置
【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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