(57)【要約】      （修正有）【課題】熱電対の感温部近傍に温度表示部を低コストで付設し、異常発生時等における計測現場での計測温度の確認を容易にする。【解決手段】温度計測装置は、細管状の感温部１４と、感温部１４が取り付けられた端子箱１６と、端子箱１６に接続された専用ケーブル１８とからなる熱電対と、制御室又は操作室の内部に設けられた温度監視計器又はコンピュータ２２とで構成されている。感温部１４がボイラ炉内に配設され、ボイラ炉内の温度は温度監視計器又はコンピュータ２２の表示画面２４に表示される。端子箱１６に計測温度を表示するデジタル表示部３０を備えた計測器３４を設け、計測器３４に直流電源装置４０からリレー回路４２ａ及び補償導線（−極）１８ｂ及び第２の補償導線（−極）３２ｂを介して直流電力を送ることで、専用の電力供給ケーブルを不要としている。【選択図】図２
2013142662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異種金属からなる２本の熱電対素線を内蔵し、該熱電対素線が先端で接続されて測定接点を構成する感温部と、該感温部が接続された端子箱と、一端側が端子箱において前記２本の熱電対素線と接続され、他端側が互いに接続されて基準接点を構成する２本の補償導線と、前記基準接点側に設けられ前記２本の補償導線間に発生する電位差と該基準接点の温度とから、前記測定接点の温度を計測する第１の計測器と、該第１の計測器の電力供給源としての直流電源装置とを備えた温度計測装置において、
前記端子箱に設けられ前記２本の熱電対素線に発生する電位差に基づいて前記測定接点の温度を計測して表示する表示部を有する第２の計測器と、
該直流電源装置の電力を前記第１の計測器又は前記第２の計測器に切替え供給可能に構成すると共に、前記第２の計測器には前記２本の補償導線の一方の負極側導線を介して接続可能にする切換回路と、
該切換回路を設定時間毎に切り替えて、前記第１の計測器への電力供給時に第１の計測器によって前記測定接点の温度を計測させ、前記第２の計測器への電力供給時に第２の計測器の表示部に前記測定接点の温度を表示させる制御装置とを備えていることを特徴とする温度計測装置。
【請求項２】
前記２本の熱電対素線間の抵抗を検出する抵抗検出器を設け、前記第２の計測器の表示部に前記基準接点の温度又は該抵抗検出器の検出値を切り替え表示可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載の温度計測装置。
【請求項３】
太陽光、室内照明光又は炉の火炎光を取り入れて発電するソーラ発電機を設け、該ソーラ発電機で発電した電力を前記第２の計測器に供給可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載の温度計測装置。
【請求項４】
火力発電プラントに設けられた加熱炉の炉内温度計測に用いられることを特徴とする請求項１に記載の温度計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端子箱付き熱電対を備えた温度計測装置に関し、詳しくは、端子箱に計測温度等を表示する表示装置を備え、計測現場での計測温度等の確認を容易にしたものである。
【背景技術】
【０００２】
火力発電プラントに設けられたボイラ炉等の内部は高温ガスに晒され、熱的に厳しい環境に置かれるため、温度管理を必要とする。特許文献１には、石炭ガス化複合発電システムに組み込まれた石炭ガス化室の炉壁を通して炉内に熱電対を挿入して温度計測を行う温度計測装置が開示されている。また、特許文献２には、尾端部が端子箱に接続され、熱電対素線が内装された保護管を備え、該保護管を焼却炉等の炉内に延出させ、炉内温度を計測する温度計測装置が開示されている。
【０００３】
図６に示すように、本発明者等は、火力発電プラントに設けられたボイラ炉等、加熱炉内部の温度計測を、熱電対１０２を備えた温度計測装置１００を用いて行っていた。熱電対１０２は、異種金属からなる２本の熱電対素線を細径の保護管に内蔵してなる感温部１０４と、感温部１０４の尾端部が接続された端子箱１０６と、端子箱１０６の内部で熱電対素線に接続された補償導線を内蔵した専用ケーブル１０８とからなる。感温部１０４が、例えばボイラ炉に穿設された貫通孔からボイラ炉の内部に挿入され、ボイラ炉内の温度を感知する。
【０００４】
専用ケーブル１０８は、計測現場から制御室又は操作室１１０まで延設され、制御室又は操作室１１０の内部に設けられた温度監視計器又はコンピュータ１１２に接続されている。温度計測場所と制御室又は操作室１１０とは、遠距離、例えば１００〜２００ｍ離れている。温度監視計器又はコンピュータ１１２で検出された温度は、温度監視計器又はコンピュータ１１２に設けられた表示画面１１４に表示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２３７４６６号公報
【特許文献２】特開２００２−２２５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
作業員が現場で計測箇所の温度を確認したいとき、あるいはプラント内の加熱炉で異常が発生した時、作業員が現場まで計測用計器及び計測用電源ケーブルを運搬し、異常箇所とみられる箇所等を調査していた。作業員が計測現場で計測データを確認したいとき、別に計測機器が必要となり、また、制御室又は操作室１１０から計器機器に電力を供給する電源装置も必要となる。
【０００７】
そこで、本発明者等は、端子箱１０６に計測温度を表示する温度表示器を付設することを考えた。しかし、この場合、計測現場から制御室又は操作室１１０まで、温度表示器用の専用ケーブルを、熱電対用専用ケーブル１０８と並行して長く敷設する必要がある。そのため、敷設作業に手間がかかると共に、コスト高となる。
【０００８】
本発明は、かかる課題に鑑み、計測現場の近傍に温度表示装置を付設することで、異常発生時等に計測現場での計測データの確認を容易にすると共に、該温度表示装置を低コストで付設可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的を達成するため、本発明は、異種金属からなる２本の熱電対素線を内蔵し、熱電対素線が先端で接続されて測定接点を構成する感温部と、感温部が接続された端子箱と、一端側が端子箱において２本の熱電対素線と接続され、他端側が互いに接続されて基準接点を構成する２本の補償導線と、基準接点側に設けられ２本の補償導線間に発生する電位差と基準接点の温度とから、測定接点の温度を計測する第１の計測器と、第１の計測器の電力供給源としての直流電源装置とを備えた温度計測装置を対象としている。
【００１０】
本発明の温度計測装置は、端子箱に設けられ２本の熱電対素線に発生する電位差に基づいて測定接点の温度を計測して表示する表示部を有する第２の計測器と、直流電源装置の電力を第１の計測器又は第２の計測器に切替え供給可能に構成すると共に、第２の計測器には２本の補償導線の一方の負極側導線を介して接続可能にする切換回路と、切換回路を設定時間毎に切り替えて、第１の計測器への電力供給時に第１の計測器によって測定接点の温度を計測させ、第２の計測器への電力供給時に第２の計測器の表示部に測定接点の温度を表示させる制御装置とを備えている。
【００１１】
このように、計測した温度を表示する表示部を端子箱に備えた第２の計測器を設けたことにより、作業員は計測現場で計測温度を確認できる。これによって、異常発生時等において、計測現場での計測温度の確認が容易になる。前記切換回路は、リレー回路又は半導体回路等で構成され、直流電源装置を第１の計測器又は補償導線の負極側導線に切替え接続するものである。
【００１２】
制御室又は操作室等に設けられた計測器は常時作動させておく必要はなく、データの確認を要する時のみ作動させればよい。そのため、制御装置により切換回路を設定時間毎に切り替え、直流電源装置の電力を第１の計測器又は第２の計測器に切替え供給する。第２の計測器に電力を供給するとき、補償導線の負極側導線を介して電力を供給する。このように、既設の補償導線を介して電力を供給するようにしているので、新たにケーブルを設ける必要がなくなり、ケーブル敷設に要する費用を節減できる。また、制御装置によって切換回路を設定時間毎に切り替えるようにしているので、第１の計測器又は第２の計測器を夫々必要な時に作動できる。
【００１３】
本発明において、２本の熱電対素線間の抵抗を検出する抵抗検出器を設け、第２の計測器の表示部に測定接点の温度又は該抵抗検出器の検出値を切り替え表示可能に構成するとよい。熱電対を構成する２本の熱電対素線間の抵抗値で２本の熱電対素線又は２本の補償導線の断線や短絡等を確認できる。そのため、計測現場で計測温度のみならず、熱電対の断線又は短絡等の異常を検出できる。
【００１４】
本発明において、太陽光、室内照明光又は炉の火炎光を取り入れて発電するソーラ発電機を設け、ソーラ発電機で発電した電力を第２の計測器に供給可能にするとよい。これによって、第２の計測器を構成する第２の電位差計及び表示装置に供給する電力を節減できる。また、直流電源装置が異常の時又は故障した時、補助的にソーラ発電機から第２の計測器に電力を供給できる。
【００１５】
火力発電プラント等に設けられたボイラ炉等の加熱炉は、熱電対で計測した温度が表示される制御室又は操作室とは相当離れている。そのため、端子箱に表示部を設け、表示部に計測温度を表示させることで、加熱炉内の計測温度を計測現場で確認できる。従って、加熱炉に異常が発生した時の応急措置を遅滞なく行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、熱電対の端子箱に計測温度の表示部を備えた第２の計測器を設けることで、計測現場での計測データの確認が容易になる。また、切換回路によって、計測器に電力を供給する直流電源装置から負極側の補償導線を介して第２の計測器に電力を供給するようにしているので、専用ケーブルを付設する必要がなく、専用ケーブルの敷設に要する費用を節減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明をボイラ炉内の温度計測に適用した第１実施形態に係る説明図である。
【図２】第１実施形態の回路図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る回路図である。
【図４】第２実施形態に係る熱電対の動作手順を示す説明図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る回路図である。
【図６】本発明者等が実施していた温度計測方法（関連技術）を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００１９】
（実施形態１）
本発明をボイラ炉内部の温度計測に適応した第１実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。図１において、本実施形態の温度計測装置１０は熱電対１２を備えている。熱電対１２は、異種金属からなる２本の熱電対素線を金属製保護管の内部に内蔵した細管状の感温部１４と、感温部１４の尾端部が接続された端子箱１６と、端子箱１６と制御室又は操作室２０間に配設された専用ケーブル１８とで構成されている。
【００２０】
専用ケーブル１８は、端子箱１６の内部に設けられた端子を介して前記２本の熱電対素線に夫々接続された２本の補償導線を内蔵している。感温部１４に内蔵された２本の熱電対素線は先端で接続され、測定接点を構成している。感温部１４は、ボイラ炉に穿設された貫通孔からボイラ炉の内部に挿入され、ボイラ炉内の温度を感知する。
【００２１】
専用ケーブル１８は、計測現場から制御室又は操作室２０まで延設され、制御室又は操作室２０の内部に設けられた温度監視計器又はコンピュータ２２に接続されている。温度監視計器又はコンピュータ２２で検出された計測温度は、温度監視計器又はコンピュータ２２に設けられた表示画面２４に表示される。端子箱１６にはデジタル表示部３０を備えた計測器３４が付設され、デジタル表示部３０にも測定接点の温度が表示される。
【００２２】
図２に温度計測装置１０の回路構成を示す。図２において、感温部１４はボイラ炉壁１に設けられた貫通孔（図示省略）からボイラ炉の内部に挿入される。感温部１４に内蔵された２本の熱電対素線１４ａ（＋極）及び１４ｂ（−極）は、先端で接続され測定接点ａを構成する。熱電対素線１４ａ、１４ｂは金属製保護管と先端部分で接続されておらず、該金属製保護管と絶縁されている非接地型である。
【００２３】
熱電対素線１４ａ、１４ｂは、端子箱１６の内部に設けられた端子１６ａ、１６ｂを介して専用ケーブル１８に内蔵された補償導線１８ａ、１８ｂに接続されている。補償導線１８ａ、１８ｂの他端は、制御室又は操作室２０に設けられた温度監視計器又はコンピュータ２２に引き込まれ、温度監視計器又はコンピュータ２２の内部で互いに接続され、基準接点を構成する。温度監視計器又はコンピュータ２２には、補償導線１８ａ、１８ｂ間の電圧を計測する電圧計２６と、基準接点の温度を計測する温度センサー２８とが設けられている。温度監視計器又はコンピュータ２２では、電圧計２６で計測された電圧と温度センサー２８で計測された温度とから測定接点の温度を検出する。検出された温度は表示画面２４に表示される。
【００２４】
端子箱１６内の端子１６ａ、１６ｂには、熱電対素線１４ａ、１４ｂに対して補償導線１８ａ、１８ｂと並列に第２の補償導線３２ａ、３２ｂが接続されている。第２の補償導線３２ａ、３２ｂは計測器３４に引き込まれ、計測器３４の内部で互いに接続され、第２の基準接点を構成している。計測器３４は、電圧計３６、温度センサー３８及びデジタル表示部３０を備えており、電圧計３６で計測した電圧及び温度センサー３８で計測した第２の基準接点の温度から測定接点の温度を検出する。検出した温度はデジタル表示部３０に表示される。熱電対素線１４ａ、１４ｂは非接地型であるため、端子１６ａ、１６ｂは熱電対１２に発生した熱起電力の電位差を維持できる。
【００２５】
温度計測装置１０には、直流電源装置４０及び切替えスィッチ４２ａを備えたリレー回路４２が設けられている。直流電源装置４０は、リレー回路４２を介して温度監視計器又はコンピュータ２２、又は補償導線（−極）１８ｂに切替え接続可能になっている。直流電源装置４０は、温度監視計器又はコンピュータ２２に接続されたとき、温度監視計器又はコンピュータ２２に設けられた電圧計２６、温度センサー２８及び表示画面２４に直流電力を供給する。
【００２６】
直流電源装置４０が補償導線１８ｂに接続されたとき、直流電力が補償導線（−極）１８ｂ及び第２の補償導線（−極）３２ｂを介して計測器３４に供給され、計測器３４に設けられた各機器を作動させる。リレー回路４２の切替え動作は制御装置４４で制御する。制御装置４４は制御室又は操作室２０の内部に設けられている。補償導線１８ｂにはコンデンサ４６が接続されている。直流電源装置４０が補償導線１８ｂに接続されている時、コンデンサ４６に直流電力を蓄電することができる。これによって、直流電源装置４０に異常が発生したとき、補助的にコンデンサ４６から計測器３４に電力を供給できる。なお、温度監視計器又はコンピュータ２２、計測器３４、直流電源装置４０及びコンデンサ４６は接地されている。
【００２７】
かかる構成において、通常は直流電源装置４０を温度監視計器又はコンピュータ２２に接続し、温度監視計器又はコンピュータ２２でボイラ炉内の温度を監視する。常時ボイラ炉内の温度を監視する必要はないので、ボイラ炉付近で温度確認する必要が生じた時、又はボイラ炉に異常が発生した時、制御装置４４でリレー回路４２を切り替え、直流電源装置４０を補償導線１８ｂに接続する。これによって、計測器３４に直流電力が供給されて計測器３４が作動し、デジタル表示部３０にボイラ炉内の温度が表示される。
【００２８】
本実施形態によれば、ボイラ炉付近の計測現場で温度確認が生じた時、又はボイラ炉に異常が発生した時、制御装置４４でリレー回路４２を切り替え、計測器３４に直流電力を供給し、計測器３４を作動させることにより、計測現場でボイラ炉内の温度を確認できる。また、直流電源装置４０からリレー回路４２を介して計測器３４に電力を供給するようにしているので、計測器３４に電力を供給する専用ケーブルを敷設する手間を省くことができると共に、専用ケーブルの敷設費用を節減でき、低コストで済む。
【００２９】
また、直流電源装置４０が補償導線１８ｂに接続されている時に蓄電可能なコンデンサ４６を設けたことにより、直流電源装置４０に異常が発生した時、補助的にコンデンサ４６から計測器３４に電力を供給し、計測器３４を作動させることができる。
【００３０】
（実施形態２）
次に、本発明の第２実施形態を図３及び図４により説明する。本実施形態は、第１実施形態の構成に加えて、端子箱１６の端子１６ａ、１６ｂに抵抗検出器５０を接続したものである。そして、抵抗検出器５０で計測した熱電対素線１４ａ、１４ｂ間の抵抗値を制御装置４４に入力し、制御装置４４によってデジタル表示部３０に第２の基準接点の温度又は該抵抗値を切替え表示可能にしている。また、デジタル表示部３０には、第２の基準接点又は抵抗検出器５０で計測した抵抗値を切替え表示させる切替えスィッチ５２が設けられている。その他の構成は第１実施形態と同一である。
【００３１】
かかる構成において、切替えスィッチ５２を温度表示側に操作すると、デジタル表示部３０に第２の基準接点の温度が表示される。熱電対１２に断線又は短絡等の異常が発生した時、デジタル表示装置３０の表示は点滅した「ＯＶＥＲ」表示となる。そして、作業員が切替えスィッチ５２を抵抗表示側に操作すると、デジタル表示部３０には抵抗検出器５０で計測した抵抗値が表示される。表示された抵抗値により熱電対１２の異常を確認できる。
【００３２】
本実施形態によれば、デジタル表示部３０の熱電対素線１４ａ、１４ｂ間の抵抗値を表示するようにしたので、熱電対１２の異常有無を確認できる。なお、制御装置４４によって、デジタル表示部３０に表示される温度又は抵抗を設定時間間隔で定期的に切替え表示させるようにしてもよい。
【００３３】
（実施形態３）
次に、本発明の第３実施形態を図５により説明する。本実施形態は、第１実施形態又は第２実施形態の構成に加えて、太陽光、室内光又はボイラ炉から発する火炎光ｈを取り入れて発電するソーラ発電機５４を設け、ソーラ発電機５４で発生させた電力を計測器３４の各機器に供給可能したものである。その他の構成は第１実施形態又は第２実施形態と同一である。
【００３４】
本実施形態によれば、ソーラ発電機５４から電力を計測器３４に供給できるようにしたため、直流電源装置４０の電力供給を節減できる。また、直流電源装置４０に異常が発生したとき、直流電源装置４０の代わりに、ソーラ発電機５４から計測器３４に電力を供給できる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明によれば、熱電対の端子箱に計測温度を表示できる表示部を低コストで付設できると共に、該表示部によって計測現場で計測温度を容易に確認できる。
【符号の説明】
【００３６】
１                            ボイラ炉壁
１０                          温度計測装置
１２                          熱電対
１４                          感温部
１４ａ、１４ｂ                熱電対素線
１６                          端子箱
１８                          専用ケーブル
１８ａ、１８ｂ                補償導線
２０                          制御室又は操作室
２２                          温度監視計器又はコンピュータ（第１の計測器）
２４                          表示画面
２６、３６                    電圧計
２８、３８                    温度センサー
３０                          デジタル表示部
３２ａ、３２ｂ                第２の補償導線
３４                          計測器（第２の計測器）
４０                          直流電源装置
４２                          リレー回路
４２ａ                        切替えスィッチ
４４                          制御装置
４６                          コンデンサ
５０                          抵抗検出器
５２                          切替えスィッチ
５４                          ソーラ発電機
ａ                            測定接点
【図１】
2013142662.tif 000003
【図２】
2013142662.tif 000004
【図３】
2013142662.tif 000005
【図４】
2013142662.tif 000006
【図５】
2013142662.tif 000007
【図６】
2013142662.tif 000008