(57)【要約】【課題】新規の隙間計測装置を実施工に適用するに際しての、隙間計測装置の計測性の検証を可能にした計測性検証装置、及び計測性検証方法を提供する。【解決手段】第１保持部２４を配列させ、第１保持部２４間のピッチＰが連続的に変化するように形成した第１固定治具２２と、第２保持部２５を配列させ、第２保持部２５間のピッチＰが連続的に変化するように形成した第２固定治具２３とを、第１保持部２４と第２保持部２５とが互いに内側を向き、かつ千鳥状となるように対向配置させ、第１保持部２４、第２保持部２５にそれぞれ管２１を保持させ、第１保持部２４の第１管群２１Ａと第２保持部２５の第２管群２１Ｂとの間に、複数の隙間スペーサー２６を配し、第１管群２１Ａと第２管群２１Ｂとの間の隙間が隙間スペーサー２６の厚さになるようにした隙間計測装置の計測性検証装置２０。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管を保持するための第１保持部を３以上配列させ、該第１保持部間のピッチが連続的に変化するように形成した第１固定治具と、管を保持するための第２保持部を３以上配列させ、該第２保持部間のピッチが連続的に変化するように形成した第２固定治具とを、前記第１保持部と前記第２保持部とが互いに内側を向き、かつ半ピッチずれた千鳥状となるように対向配置させ、
前記第１固定治具の第１保持部にそれぞれ管を保持させるとともに、前記第２固定治具の第２保持部にそれぞれ管を保持させ、さらに前記第１保持部に保持された第１管群と前記第２保持部に保持された第２管群との間に隙間スペーサーを配し、
前記第１管群と前記第２管群との間の隙間が前記隙間スペーサーの厚さになるように、これら第１管群と第２管群とを隙間スペーサーに当接させてなることを特徴とする隙間計測装置の計測性検証装置。
【請求項２】
管を保持するための第１保持部を３以上配列させ、該第１保持部間のピッチが連続的に変化するように形成した第１固定治具と、管を保持するための第２保持部を３以上配列させ、該第２保持部間のピッチが連続的に変化するように形成した第２固定治具とを、前記第１保持部と前記第２保持部とが互いに内側を向き、かつ半ピッチずれた千鳥状となるように対向配置させ、前記第１固定治具の第１保持部にそれぞれ管を保持させるとともに、前記第２固定治具の第２保持部にそれぞれ管を保持させ、さらに前記第１保持部に保持された第１管群と前記第２保持部に保持された第２管群との間に隙間スペーサーを配し、前記第１管群と前記第２管群との間の隙間が前記隙間スペーサーの厚さになるように、これら第１管群と第２管群とを隙間スペーサーに当接させてなる計測性検証装置の、前記第１管群と前記第２管群との間の隙間に、前記隙間スペーサーを避けて静電容量方式による隙間計測装置のセンサを、前記第１保持部及び第２保持部の配列方向に沿って通しつつ、千鳥状に配置された前記第１管群の管と前記第２管群の管との隙間を計測し、得られた計測値と前記隙間スペーサーの厚さとを比較することを特徴とする隙間計測装置の計測性検証方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、隙間計測装置の計測性検証装置及び計測性検証方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器として、シェル（胴）内に多数のチューブ（伝熱管）を配した形式のものが知られている。このような形式の熱交換器では、伝熱管の内外に流体を流すことにより、内外の流体の温度差によって熱交換を行うようにしている。したがって、伝熱管は熱交換器の性能を決定する部品であり、その製造や組み立てについては非常に注意を要するものとなっている。なお、近年では熱交換率を高めるため、伝熱面積の増加を目的として、伝熱管を千鳥状に配置する形式のものが増えている。
【０００３】
ところで、このような熱交換器にあっては、伝熱管の内外に流体が流れることによって伝熱管が振動し、この振動に起因して伝熱管が破損するおそれがある。そこで、伝熱管の振動を防止するため振れ止め金具を設置するなどの必要上、伝熱管の配置寸法については厳しい公差が要求されている。そして、実施工では伝熱管の配置寸法が公差内になっているか否かを判定するため、管と管との隙間の計測が種々の手法で行われている。
【０００４】
すなわち、このように配置寸法の設計値に対して実施工状態での実測値の記録を取得するために、従来では種々の隙間計測装置が提案され、実用化されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、新規の隙間計測装置を実施工に適用するためには、隙間計測装置の計測性（計測の精度）を検証する必要がある。特に、伝熱管を千鳥状に配置した形式のものに対しては、隙間計測器自体も新しい形態のものが用いられることがあるため、このような計測性の検証が必須となる。
【０００５】
従来、隙間計測装置の計測性を検証するためには、管（伝熱管）２本を任意の位置に固定し、ノギスなどによって管と管との隙間を計測したうえで、同じ隙間を隙間計測器で計測し、その後ノギスなどによる実測値と、隙間計測器による計測値とを比較することで行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６４−７５９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、実施工では管が多数（数千を超える型もある）配置されており、管と管との隙間の連続的な計測が必要になっている。また、一般には管と管との配置のピッチが連続的に変化することが多いことから、このようにピッチが連続的に変化する形態の管配置に対応する、計測が必要になっている。さらに、前記したように管（伝熱管）を千鳥状に配置した形式のものに対しての、計測も必要になってきている。
【０００８】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、例えば新規の隙間計測装置を実施工に適用するに際しての、隙間計測装置の計測性の検証を可能にした計測性検証装置、及び計測性検証方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の隙間計測装置の計測性検証装置は、管を保持するための第１保持部を３以上配列させ、該第１保持部間のピッチが連続的に変化するように形成した第１固定治具と、管を保持するための第２保持部を３以上配列させ、該第２保持部間のピッチが連続的に変化するように形成した第２固定治具とを、前記第１保持部と前記第２保持部とが互いに内側を向き、かつ半ピッチずれた千鳥状となるように対向配置させ、
前記第１固定治具の第１保持部にそれぞれ管を保持させるとともに、前記第２固定治具の第２保持部にそれぞれ管を保持させ、さらに前記第１保持部に保持された第１管群と前記第２保持部に保持された第２管群との間に隙間スペーサーを配し、
前記第１管群と前記第２管群との間の隙間が前記隙間スペーサーの厚さになるように、これら第１管群と第２管群とを隙間スペーサーに当接させてなることを特徴としている。
【００１０】
本発明の隙間計測装置の計測性検証方法は、管を保持するための第１保持部を３以上配列させ、該第１保持部間のピッチが連続的に変化するように形成した第１固定治具と、管を保持するための第２保持部を３以上配列させ、該第２保持部間のピッチが連続的に変化するように形成した第２固定治具とを、前記第１保持部と前記第２保持部とが互いに内側を向き、かつ半ピッチずれた千鳥状となるように対向配置させ、前記第１固定治具の第１保持部にそれぞれ管を保持させるとともに、前記第２固定治具の第２保持部にそれぞれ管を保持させ、さらに前記第１保持部に保持された第１管群と前記第２保持部に保持された第２管群との間に隙間スペーサーを配し、前記第１管群と前記第２管群との間の隙間が前記隙間スペーサーの厚さになるように、これら第１管群と第２管群とを隙間スペーサーに当接させてなる計測性検証装置の、前記第１管群と前記第２管群との間の隙間に、前記隙間スペーサーを避けて静電容量方式による隙間計測装置のセンサを、前記第１保持部及び第２保持部の配列方向に沿って通しつつ、千鳥状に配置された前記第１管群の管と前記第２管群の管との隙間を計測し、得られた計測値と前記隙間スペーサーの厚さとを比較することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の隙間計測装置の計測性検証装置によれば、ピッチが連続的に変化するように配置され、かつ千鳥状に配置された第１管群と第２管群とを、その間の隙間が隙間スペーサーの厚さになるように配しているので、例えば静電容量方式による隙間計測装置のセンサを、前記第１管群と前記第２管群との間の隙間に、前記隙間スペーサーを避けて通すことにより、千鳥状に配置された第１管群の管と第２管群の管との隙間を連続的に計測することができるとともに、ピッチが連続的に変化する形態の管配置における隙間についても連続的に計測することができる。したがって、得られた計測値と隙間スペーサーの厚さとを比較することにより、隙間計測装置の計測性を検証することができる。
【００１２】
また、本発明の隙間計測装置の計測性検証方法によれば、前述のように計測性検証装置によって得られた計測値と隙間スペーサーの厚さとを比較することで隙間計測装置の計測性を検証することができることから、検証済みの隙間計測装置を用いた実施工での隙間測定で得られた計測値について、信頼性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）は熱交換器の概略構成図、（ｂ）は伝熱管の配置を説明するための模式図である。
【図２】（ａ）は静電容量方式の隙間計測装置のセンサの概略構成図、（ｂ）はセンサ部を示す要部拡大図である。
【図３】本発明における隙間計測装置の計測性検証装置の一実施形態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明の隙間計測装置の計測性検証装置及び計測性検証方法は、例えば図１（ａ）、（ｂ）に示すような熱交換器１内の伝熱管（チューブ）２間の隙間を測定するための、隙間測定装置の計測性、すなわち計測の精度を検証し、必要に応じて較正を行うための検証装置と、これを用いた検証方法である。
【００１５】
図１（ａ）に示すように熱交換器１は、シェル（胴）３内に多数の伝熱管（チューブ）２を配したもので、特に伝熱面積の増加を目的として、図１（ｂ）に示すように伝熱管２を千鳥状に配置したものである。
このような構成の熱交換器１においても、前述したように伝熱管２の振動を防止する等の目的で、伝熱管２と伝熱管２との間の隙間を計測し、その配置寸法が公差内になっているか否かを判定する必要がある。
【００１６】
近年、静電容量方式による非接触型の隙間計測装置が実用されるようになってきており、この隙間計測装置を用いて伝熱管２間の隙間を計測することが可能になっている。
そこで、この静電容量方式の隙間計測装置を用い、実施工において図１（ｂ）に示した千鳥状配置の伝熱管２の隙間を計測する試みがなされている。
【００１７】
ところが、図１（ｂ）に示すように実際の千鳥状配置の伝熱管２では、隣り合う伝熱管２のピッチＰ１、Ｐ２…（Ｐ’１、Ｐ’２…）が連続的に変化する箇所があり、また、そもそも図１（ｂ）中の下段側の伝熱管群２Ａと上段側の伝熱管群２Ｂとの間の隙間を、図１（ｂ）中の下段と上段とのギャップＧとして定義した場合に、このギャップＧの測定が非常に難しくなっている。したがって、このようなギャップＧの計測を可能にする特殊なセンサが必要になっている。すなわち、図１（ｂ）中において、伝熱管２ａ１とこれに対応する伝熱管２ｂ１との間のギャップＧや、伝熱管２ａ２とこれに対応する伝熱管２ｂ２との間のギャップＧ等を、順次連続的に計測可能なセンサが必要になっている。
【００１８】
このような要望に応えるセンサとして、図２（ａ）に示すような細長い棒状のセンサ１０が提供されている。このセンサ１０は、その先端側に、所定距離離れて配置された一対のセンサ部１１ａ、１１ｂを有したものである。これらセンサ部１１ａ、１１ｂは、静電容量を検出するタイプのもので、図２（ｂ）に示すように細長く形成されたものである。このように細長く形成されていることにより、センサ部１１ａ、１１ｂは、いずれもセンサ１０の長さ方向での検出範囲が広くなっている。
【００１９】
そして、これらセンサ部１１ａ、１１ｂによって例えば図１（ｂ）に示す伝熱管２ａ１と伝熱管２ｂ１とをそれぞれ検知し、これらの間の隙間、すなわちギャップＧを検出（計測）することができるようになっている。
また、このセンサ１０には、図２（ａ）に示すように、センサ部１１ａ、１１ｂで検知した静電容量に基づき、検出したギャップＧのデータを図示しないコンピューター等に連続して送信する制御部１２が設けられている。
【００２０】
このような構成のもとにセンサ１０は、図１（ｂ）中に示す伝熱管２ａ１とこれに対応する伝熱管２ｂ１との間のギャップＧや、伝熱管２ａ２とこれに対応する伝熱管２ｂ２との間のギャップＧ等を順次連続的に計測し、その結果をコンピューター等に送信し、記憶させることができるようになっている。
【００２１】
次に、本発明における隙間計測装置の計測性検証装置の一実施形態について説明する。
図３は、隙間計測装置の計測性検証装置の一実施形態を示す図であり、図３中符号２０は検証装置である。この検証装置２０は、多数の管２１を並列させた状態で保持する第１固定治具２２と、同様に多数の管２１を並列させた状態で保持する第２固定治具２３と、を備えたものである。
【００２２】
第１固定治具２２は、一対の固定板２２ａ、２２ａと、これら固定板２２ａ、２２ａ間を連結する一対の連結板２２ｂ、２２ｂとからなる矩形枠状のもので、これら固定板２２ａと連結板２２ｂとの間は、ボルト３０によって連結され、固定されている。固定板２２ａ、２２ａには、第１固定治具２２の一方の側（内側）を形成する側面に、管２１を保持するための多数（３以上）の第１保持部２４が形成されている。これら第１保持部２４は、横断面Ｖ状の切欠溝からなっている。また、これら第１保持部２４は、隣り合う第１保持部２４間のピッチＰ（Ｖ字状の切欠溝の中心間の距離）が、図３中の右側（一方の側）から左側（他方の側）に行くに連れて連続的に広くなるように変化して形成されている。例えば、これらピッチＰは、右側から左側に行くに連れ、１ｍｍずつ増加するように形成されている。
【００２３】
一方、第２固定治具２３は、一対の固定板２３ａ、２３ａからなっており、第１固定治具２２の前記一方の側（内側）の側面に対して、ボルト３１によって着脱可能に取り付け締結され、固定されている。固定板２３ａ、２３ａには、第２固定治具２３の一方の側（内側）を形成する側面に、管２１を保持するための多数（３以上）の第２保持部２５が形成されている。これら第２保持部２５も、前記第１保持部２４と同様、横断面Ｖ状の切欠溝からなっている。また、これら第２保持部２５も、隣り合う第２保持部２５間のピッチＰが、図３中の右側（一方の側）から左側（他方の側）に行くに連れて連続的に広くなるように変化して形成されている。例えば、これらピッチＰ（Ｖ字状の切欠溝の中心間の距離）は、前記第１保持部２４と同様、右側から左側に行くに連れ、１ｍｍずつ増加するように形成されている。
なお、第１保持部２４や第２保持部２５におけるピッチＰの変化は、図１（ｂ）に示した実際の千鳥状配置の伝熱管２における、ピッチＰ１、Ｐ２…（Ｐ’１、Ｐ’２…）と同じに形成されている。
【００２４】
ただし、これら第２保持部２５は、第１保持部２４に対して半ピッチずれた千鳥状となるように配置され、その状態で第２固定治具２３の固定板２３ａ、２３ａは、第１固定治具２２の固定板２２ａ、２２ａに固定されている。ここで、第１保持部２４と第２保持部２５とは、それぞれのピッチの変化傾向（ピッチの増大傾向）が同じになるように配置されている。すなわち、本実施形態では、図３に示すようにいずれも図３中の右側から左側に行くに連れてピッチＰが広くなり、またその増加量も１ｍｍずつ増えるように形成配置されている。
【００２５】
また、これら第１固定治具２２と第２固定治具２３との間には、管２１が二段に配設され、前記第１保持部２４及び第２保持部２５にそれぞれ保持固定されている。さらに、第１保持部２４に保持された管２１と第２保持部２５に保持された管２１との間には、一対（複数）の隙間スペーサー２６が配設されている。
【００２６】
すなわち、下側の第１固定治具２２の各第１保持部２４にそれぞれ管２１が配置され、その上に隙間スペーサー２６が載せられ、さらにその上に管２１が上側の第２固定治具２３に保持された状態で載せられ、その状態で第２固定治具２３がボルト３１によって第１固定治具２２に固定されることにより、検証装置２０が形成されている。ここで、下側の第１固定治具２２の各第１保持部２４に保持された管２１により、第１管群２１Ａが形成されており、上側の第２固定治具２３の各第２保持部２５に保持された管２１により、第２管群２１Ｂが形成されている。
【００２７】
管２１は、例えば図１（ｂ）に示した伝熱管２と同じ材質で同じ外径、同じ厚さに形成されたもので、第１固定治具２２における固定板２２ａ、２２ａ間、及び第２固定治具の２３における固定板２２ａ、２２ａ間の距離に対応する長さに形成されたものである。なお、前記の第１保持部２４、第２保持部２５は、管２１の外径に対応して、該管２１を確実に保持固定できる寸法に形成されている。また、管２１と隙間スペーサー２６との密着性を高めるため、第１保持部２４や第２保持部２５内に、ゴムや軟質樹脂等のクッション材（図示せず）を配置してもよい。
【００２８】
隙間スペーサー２６は、細長い矩形状の金属製板体からなるもので、精密加工が施されていることにより、全体が均一な所定厚さに形成されたものである。所定厚さとしては、図１（ｂ）に示した伝熱管２Ａ側と伝熱管２Ｂ側との間のギャップＧに一致する厚さとされる。なお、このようなギャップＧは、熱交換器１の種類や熱交換器１内の場所によって異なる場合もあり、したがって複数のギャップＧに対応するべく、これらギャップＧにそれぞれ対応（一致）した複数種の隙間スペーサー２６が用意され、適宜使い分けられるようになっている。
【００２９】
また、隙間スペーサー２６は、本実施形態では一対用いられ、これらが間隔をおいて配置され、それぞれ上下に配置される固定板２２ａと固定板２３ａとの間に位置させられている。これにより、これら隙間スペーサー２６、２６は、第１管群２１Ａ及び第２管群２１Ｂを介して固定板２２ａと固定板２３ａとの間に確実に固定されている。したがって、第１管群２１Ａ、第２管群２１Ｂを構成する各管２１は、ボルト３１の締結力によって隙間スペーサー２６に当接され密着し、これによって第１管群２１Ａと第２管群２１Ｂとの間のギャップ（隙間）は、隙間スペーサー２６の厚さに一致するようになっている。
【００３０】
次に、このような構成の検証装置を用いた、隙間計測装置の計測性検証方法について説明する。
本実施形態では、隙間計測装置として、図２（ａ）、（ｂ）に示した静電容量方式のセンサ１０を備えた装置を用いる。
【００３１】
すなわち、このセンサ１０の先端側（センサ部１１ａ、１１ｂ側）を、図３中二点鎖線で示すように一対の隙間スペーサー２６、２６間、すなわち第１管群２１Ａと第２管群２１Ｂとの間の隙間で、かつ隙間スペーサー２６、２６間に挿し入れる。そして、第１保持部２４及び第２保持部２５の配列方向に沿って通しつつ、各センサ部１１ａ、１１ｂで管２１の静電容量を検知することにより、千鳥状に配置された第１管群２１Ａの管２１と第２管群２１Ｂの管２１との隙間、すなわち図１（ｂ）に示したギャップＧを計測する。
【００３２】
このようにして第１管群２１Ａの管２１と第２管群２１Ｂの管２１との隙間を連続的に計測すると、例えば図３中の千鳥状配置における右上と左下とに位置する関係の一対の管２１について、その隙間（ギャップＧ）を順次連続的に計測することができる。また、このように連続的に計測した隙間（ギャップＧ）の値（計測値）について、制御部１２を介してコンピューター等に連続的に取り込み、記憶させる（取得する）ことができる。
【００３３】
したがって、記憶（取得）した計測値と隙間スペーサー２６の厚さとを比較することにより、隙間計測装置（センサ１０）の計測性（計測の精度）を検証することができる。
【００３４】
以上説明したように本実施形態の隙間計測装置の計測性検証装置２０によれば、ピッチが連続的に変化するように配置され、かつ千鳥状に配置された第１管群２１Ａと第２管群２１Ｂとを、その間の隙間が隙間スペーサー２６の厚さになるように配しているので、静電容量方式による非接触型の隙間計測装置のセンサ１０を、第１管群２１Ａと第２管群２１Ｂとの間の隙間で、かつ一対の隙間スペーサー２６、２６の間に通すことにより、千鳥状に配置された第１管群２１Ａの管２１と第２管群２１Ｂの管２１との隙間（ギャップＧ）を連続的に計測することができるとともに、ピッチＰが連続的に変化する形態の管配置における隙間についても連続的に計測することができる。したがって、得られた計測値と隙間スペーサー２６の厚さとを比較することにより、隙間計測装置の計測性を検証することができる。
【００３５】
また、本実施形態の隙間計測装置の計測性検証方法によれば、前述のように計測性検証装置２０によって得られた計測値と隙間スペーサー２６の厚さとを比較することで隙間計測装置の計測性を検証することができることから、検証済みの隙間計測装置を用いた実施工での隙間測定で得られた計測値について、信頼性を確保することができる。
また、例えば検証結果から計測値についての信頼性が低い隙間計測装置が確定された場合に、これを実施工では使用しないようにすることで、実施工での計測値に誤差が生じてしまうことを未然に防ぐことができる。
【００３６】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、前記実施形態の検証装置では、第１固定治具２２や第２固定治具２３を一つずつしか開示していないが、第１保持部２４や第２保持部２５のピッチＰやその変化する度合いを適宜に変更した第１固定治具や第２固定治具を別に用意し、実施工で計測する熱交換器に合わせて適宜使い分けるようにしてもよい。同様に、管２１についても、その外径等が異なる管を別に用意し、適宜使い分けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１０…センサ、１１ａ、１１ｂ…センサ部、２０…検証装置、２１…管、２１Ａ…第１管群、２１Ｂ…第２管群、２２…第１固定治具、２３…第２固定治具、２４…第１保持部、２５…第２保持部、２６…隙間スペーサー、Ｐ…ピッチ、Ｇ…ギャップ
【図１】
2012150038.tif 000003
【図２】
2012150038.tif 000004
【図３】
2012150038.tif 000005