(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な構成で精度よく複数の被測温対象の温度の上昇を検出することが可能な温度検出装置を提供する。【解決手段】複数箇所の温度を計測する温度検出装置１０であって、被測温対象に配置される熱電対１１Ａ〜１１Ｃと、熱電対１１Ａ〜１１Ｃに直列に接続されるサーミスタ１７Ａ〜１７Ｃとを含む検出部１９Ａ〜１９Ｃと、検出部１９Ａ〜１９Ｃが並列に複数接続され、熱電対１１Ａ〜１１Ｃの熱起電力に基づいて被測温対象の温度上昇を検出する計測器とを有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数箇所の温度を計測する温度検出装置であって、
被測温対象に配置される熱電対と、前記熱電対に直列に接続されるサーミスタとを含む検出部と、
前記検出部が並列に複数接続され、前記熱電対の熱起電力に基づいて前記被測温対象の温度上昇を検出する計測器とを有する温度検出装置。
【請求項２】
前記サーミスタは、温度の上昇とともに抵抗値が減少する請求項１に記載の温度検出装置。
【請求項３】
前記検出部の温度が室温の状態において、前記熱電対の熱起電力は前記計測器に出力されず、前記検出部の温度が上昇した場合、前記熱電対の熱起電力が前記計測器に出力される請求項２に記載の温度検出装置。
【請求項４】
前記検出部は、搬送ベルトと、前記搬送ベルトを支持し、前記搬送ベルトの搬送方向に複数配置されるローラとを有するベルトコンベヤ装置の前記ローラの近傍に配置される請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の温度検出装置。
【請求項５】
前記ベルトコンベヤ装置は、前記ローラを回転可能に支持するシャフトを有し、
前記検出部は、前記シャフトに接触又は近接して配置される請求項４に記載の温度検出装置。
【請求項６】
前記熱電対は、１対の熱電対素線を有しており、
前記サーミスタは、１対の前記熱電対素線のいずれか一方に直列に接続される請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の温度検出装置。
【請求項７】
複数の前記熱電対の一方の熱電対素線は、前記計測器の第１端子に電気的に接続され、複数の前記熱電対の他方の熱電対素線は、前記計測器の第２端子に電気的に接続される請求項６に記載の温度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の被測温対象の温度を検出する温度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばベルトコンベヤ装置等の産業機械は、構成部品の摩擦や、可燃性の搬送物等の自然発熱により、温度が上昇する可能性がある。産業機械の発熱を監視する方法として、熱電対を設置する方法や、光ファイバ式温度計を設置して温度を検出する方法が知られている。下記特許文献１には、ベルトコンベヤ装置に非接触で温度を検出することができる赤外線温度検出器を設置して、搬送物の落下又は飛散によって生じる堆積物の温度を計測する発火監視装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２０５８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、産業機械の複数箇所について熱電対で温度を検出する場合には、多数の熱電対を設け、それぞれの熱電対の温度データを検出する計測器を多数設ける必要がある。光ファイバ式温度計は、例えば１ｍあたりの平均温度を示すようになっているため、検出感度が低く、自然発火する前に温度上昇を検出することが困難な場合がある。赤外線温度検出器は、測定箇所に対応する多数の検出器を設ける必要があり、産業機械の複数箇所について温度を監視する場合コストが増大する。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決して、簡単な構成で精度よく複数の被測温対象の温度の上昇を検出することが可能な温度検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様による温度検出装置は、複数箇所の温度を計測する温度検出装置であって、被測温対象に配置される熱電対と、前記熱電対に直列に接続されるサーミスタとを含む検出部と、前記検出部が並列に複数接続され、前記熱電対の熱起電力に基づいて前記被測温対象の温度上昇を検出する計測器とを有する。
【０００７】
これによれば、サーミスタの抵抗値の変化により、熱電対と計測器との間の接続と遮断とが切り換えられる。このため、複数の検出部のうち、温度が上昇した検出部の熱電対から起電力が計測器に出力されるため、精度よく温度を検出することができる。また、検出部が並列に複数接続されているため、計測器の数、及び計測器の端子の数を低減することができるため、簡便な構成で温度を検出することができる。したがって、簡単な構成で精度よく複数の被測温対象の温度の上昇を検出することが可能である。
【０００８】
本発明の望ましい態様として、前記サーミスタは、温度の上昇とともに抵抗値が減少する。これによれば、温度が上昇したサーミスタの抵抗値が減少して、このサーミスタと直列に接続された熱電対の熱起電力が出力される。このため、複数の検出部が接続された場合でも、温度が上昇した検出部の熱電対により選択的に測定することが可能となる。
【０００９】
本発明の望ましい態様として、前記検出部の温度が室温の状態において、前記熱電対の熱起電力は前記計測器に出力されず、前記検出部の温度が上昇した場合、前記熱電対の熱起電力が前記計測器に出力される。これによれば、サーミスタを設けることにより、熱電対の熱起電力の出力と遮断とが切り換えられるため、精度よくベルトコンベヤ装置の温度上昇を検出することができる。
【００１０】
本発明の望ましい態様として、前記検出部は、搬送ベルトと、前記搬送ベルトを支持し、前記搬送ベルトの搬送方向に複数配置されるローラとを有するベルトコンベヤ装置の前記ローラの近傍に配置される。これによれば、ローラの摩擦等による発熱を確実に検出することができる。
【００１１】
本発明の望ましい態様として、前記ベルトコンベヤ装置は、前記ローラを回転可能に支持するシャフトを有し、前記検出部は、前記シャフトに接触又は近接して配置される。これによれば、シャフトは回転しない部材であるため、熱電対及びサーミスタを容易にシャフトに配置することができる。
【００１２】
本発明の望ましい態様として、前記熱電対は、１対の熱電対素線を有しており、前記サーミスタは、１対の前記熱電対素線のいずれか一方に直列に接続される。このような簡単な構成で、精度よく温度を検出することができる。
【００１３】
本発明の望ましい態様として、複数の前記熱電対の一方の熱電対素線は、前記計測器の第１端子に電気的に接続され、複数の前記熱電対の他方の熱電対素線は、前記計測器の第２端子に電気的に接続される。これによれば、複数の熱電対と複数のサーミスタとが、計測器の２つの端子に接続されるため、複数の計測器や、多数の端子を設ける必要がなく、簡単な構成で温度を検出することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一態様による温度検出装置によれば、簡単な構成で精度よく複数の被測温対象の温度の上昇を検出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施形態に係る温度検出装置が適用可能なベルトコンベヤ装置を備えた石炭火力発電所の概略図である。
【図２】図２は、実施形態に係るベルトコンベヤ装置の模式側面図である。
【図３】図３は、実施形態に係るベルトコンベヤ装置の模式正面図である。
【図４】図４は、実施形態に係る温度検出装置の構成を説明するための模式回路図である。
【図５】図５は、検出部のローラへの固定箇所を説明するための斜視図である。
【図６】図６は、実施例に係る温度検出装置の温度検出結果を示す表である。
【図７】図７は、比較例に係る温度検出装置の温度検出結果を示す表である。
【図８】図８は、比較例に係る温度検出装置の構成を説明するための模式回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る温度検出装置の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施形態の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施形態に記載された方法、装置及び変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。
【００１７】
図１は、実施形態に係る温度検出装置が適用可能なベルトコンベヤ装置を備えた石炭火力発電所の概略図である。火力発電所１００は、バンカ１０４、微粉炭機１０５、ボイラ１０６、脱硝装置１０７、電気集塵機１０８及び脱硫装置１０９を有する。石炭運搬船から揚炭機で陸揚げされた石炭は、ベルトコンベヤ装置１０１で貯炭場１０２に送られる。石炭は貯炭場１０２に山積みされ貯炭される。貯炭場１０２の石炭は、消費時にベルトコンベヤ装置１０３でバンカ１０４に移送され、一時的に貯蔵される。バンカ１０４の石炭は、必要量だけ取り出されて微粉炭機１０５に送られる。石炭が微粉炭機１０５で粉砕されることにより、微粉炭が生成される。この微粉炭がボイラ１０６に供給され燃焼することにより高圧蒸気が生成し、蒸気タービンが高圧蒸気により駆動して発電する。排煙は、脱硝装置１０７、電気集塵機１０８及び脱硫装置１０９を通って、排煙に含まれる硫黄酸化物（ＳＯｘ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、粉塵等が除去されたのちに、煙突１１０から排出される。
【００１８】
図２は、実施形態に係るベルトコンベヤ装置の模式側面図である。図３は、実施形態に係るベルトコンベヤ装置の模式正面図である。図２及び図３は、図１に示すベルトコンベア装置１０３の一部を示している。ベルトコンベア装置１０３は、ローラ駆動部２００と、駆動ローラ２０１と、搬送ベルト２０２と、搬送ベルト２０２の搬送側に設けられた搬送側ローラ２０３と搬送ベルト２０２の戻り側に設けられた戻り側ローラ２０６とを有する。搬送側ローラ２０３と戻り側ローラ２０６とは、それぞれ３つずつ図示しているが、搬送ベルト２０２の搬送方向又は戻り方向に沿って多数設けられる。
【００１９】
ローラ駆動部２００は、プーリ等の駆動ローラ２０１に動力を伝達し、駆動ローラ２０１を回転させる。駆動ローラ２０１の回転により、搬送ベルト２０２は所定方向に移動可能となる。上側の搬送ベルト２０２は、図２の右側に移動し、石炭を搬送する。下側の搬送ベルト２０２は、搬送方向とは反対方向に移動し戻ってくる。搬送側ローラ２０３は、それぞれ回転中心軸に沿った搬送側シャフト２０４を有しており、搬送側ローラ支持部２０５に搬送側シャフト２０４が固定される。搬送側ローラ２０３は、軸受（図示しない）を介して搬送側シャフト２０４に回転可能に固定されている。搬送側ローラ２０３は、搬送側の搬送ベルト２０２を支えるために、搬送方向に複数設けられ、搬送ベルト２０２の搬送方向の移動に伴ってそれぞれが回転される。
【００２０】
図３に示すように、搬送側ローラ支持部２０５は、基台２１０の上側に設けられ、搬送側ローラ２０３の両端を支持する。基台２１０は複数の脚部２１１によって支持されている。本実施形態において、搬送側ローラ２０３は、３つの搬送側ローラ２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃが接続されていてもよい。搬送側ローラ２０３ｂは基台２１０と平行に設けられ、搬送側ローラ２０３ｂの両側に搬送側ローラ２０３ａ、２０３ｃがそれぞれ接続されている。搬送側ローラ２０３ａ、２０３ｃは、上方に傾斜しており、搬送側ローラ２０３は正面視で凹状となっている。搬送側シャフト２０４は、屈曲部２０４ａ、２０４ｂを有しており、搬送側ローラ２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃのそれぞれに沿って凹状となっている。この構成により、搬送ベルト２０２は、搬送側ローラ２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃの形状に沿って凹状となり、石炭１５０を搬送する際に落下等を抑制することができる。
【００２１】
図２に示すように、戻り側ローラ２０６は、回転中心軸に沿った戻り側シャフト２０７を有しており、戻り側ローラ支持部２０８に戻り側シャフト２０７が固定される。戻り側ローラ２０６は、軸受（図示しない）を介して戻り側シャフト２０７に回転可能に固定されている。戻り側ローラ２０６は、戻り側の搬送ベルト２０２を支えるために、戻り側方向に沿って複数設けられ、搬送ベルト２０２の戻り側方向の移動に伴ってそれぞれが回転される。
【００２２】
図３に示すように、戻り側ローラ支持部２０８は基台２１０下側に設けられ、戻り側ローラ２０６の両端を支持する。戻り側ローラ２０６は、基台２１０と平行に設けられており、戻り側の搬送ベルト２０２は、平坦となっている。
【００２３】
ベルトコンベア装置１０３は、全長が数百ｍから１ｋｍまで及ぶ場合があり、搬送側ローラ２０３及び戻り側ローラ２０６は、例えば数百個配置されることとなる。搬送側ローラ２０３及び戻り側ローラ２０６は、軸受、シャフトの劣化や損傷により回転異常が発生した場合であっても、ほとんどの搬送側ローラ２０３及び戻り側ローラ２０６は正常に動作するため、搬送ベルト２０２の移動は可能である。しかし、回転異常の搬送側ローラ２０３又は戻り側ローラ２０６は、搬送ベルト２０２との接触による摩擦熱を発生したり、ローラ内部の軸受等の摩擦熱を発生し、発生した摩擦熱が搬送ベルト２０２側に伝達し続ける。このため搬送ベルト２０２の異常加熱が生じベルトコンベヤ火災の原因となる可能性がある。
【００２４】
本実施形態の温度検出装置１０は、複数の検出部１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ、１９Ｄ、１９Ｅ、１９Ｆを有している。複数の検出部１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃは、それぞれ搬送側ローラ２０３の近傍に配置され、複数の検出部１９Ｄ、１９Ｅ、１９Ｆは、それぞれ戻り側ローラ２０６の近傍に配置され、搬送側ローラ２０３及び戻り側ローラ２０６の温度上昇を検出することができる。
【００２５】
図４は、実施形態に係る温度検出装置の構成を説明するための模式回路図である。温度検出装置１０は、複数の検出部１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃと、複数の検出部１９Ｄ、１９Ｅ、１９Ｆが並列に接続される計測器３０を有する。なお、図４では、３つの検出部１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃについて示しているが、戻り側ローラ２０６の検出部１９Ｄ、１９Ｅ、１９Ｆを有していてもよく、複数のローラの個数に対応する４つ以上の検出部を並列に接続してもよい。
【００２６】
計測器３０は、熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの熱起電力に基づいて温度を計測する装置であり、データロガー等を用いることができる。計測器３０には表示部３５が接続されており、計測器３０で計測した温度を表示する。計測器３０は、図２及び図３に示すベルトコンベア装置１０３が稼働している間、連続して温度を計測することが可能である。また、計測器３０は、計測した温度と時間との関係を記憶する記憶部を備えていてもよい。
【００２７】
図４に示すように、検出部１９Ａは、熱電対１１Ａとサーミスタ１７Ａとが直列に接続され、検出部１９Ｂは、熱電対１１Ｂとサーミスタ１７Ｂとが直列に接続され、検出部１９Ｃは、熱電対１１Ｃとサーミスタ１７Ｃとが直列に接続される。複数の検出部１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃが、補償導線１５ａ、１５ｂを介して計測器３０に複数並列に接続される。
【００２８】
複数の熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃは、それぞれ１対の熱電対素線２１、２２が接続されて構成される。本実施形態の熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃは、例えばＫ熱電対を用いることができる。熱電対素線２１は、ニッケル（Ｎｉ）及びクロム（Ｃｒ）を主とした合金（クロメル）であり、計測器３０のプラス側の端子３０ａに接続される。熱電対素線２２は、ニッケル（Ｎｉ）を主とした合金（アルメル）であり、計測器３０のマイナス側の端子３０ｂに接続される。熱電対素線２１と熱電対素線２２とが接続された箇所が温接点２０となる。基準温度となる冷接点（図示しない）は、計測器３０の内部に設けられている。計測器３０は、冷接点の温度変化を補償するための補償回路を含む。
【００２９】
熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃは、温接点２０と冷接点との間に生じる温度差により熱起電力が発生する。この熱起電力により、温接点２０とは離れた箇所で、熱電対素線２１と熱電対素線２２との間に電圧Ｖｔｈが発生する。温接点２０の温度を高温Ｔｈとし、計測器３０の内部の冷接点の温度を低温Ｔｃとすると、Ｖｔｈ＝１／ｋ×（Ｔｈ−Ｔｃ）という関係が成立する。ここで、ｋは比例定数であり、Ｋ熱電対の場合、ｋは約２４℃／ｍＶである。（Ｔｈ−Ｔｃ）は高温Ｔｈと低温Ｔｃの温度差であり、電圧Ｖｔｈは温度差（Ｔｈ−Ｔｃ）に比例する。これにより、計測器３０は、熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃから出力される電圧Ｖｔｈに基づいて温接点２０の温度を検出することができる。
【００３０】
本実施形態では、計測器３０のプラス側の端子３０ａに補償導線１５ａが接続され、マイナス側の端子３０ｂに補償導線１５ｂが接続される。熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの熱電対素線２１は、それぞれ、補償導線１５ａの接続部３１ａ、３２ａ、３３ａに接続されて、プラス側の端子３０ａに電気的に接続される。熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの熱電対素線２２は、それぞれ、補償導線１５ｂの接続部３１ｂ、３２ｂ、３３ｂに接続されて、マイナス側の端子３０ｂに電気的に接続される。このように、複数の熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの熱電対素線２１が一つのプラス側の端子３０ａに電気的に接続され、複数の熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの熱電対素線２２が一つのマイナス側の端子３０ｂに電気的に接続されることで、熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃが並列に接続される。
【００３１】
補償導線１５ａ、１５ｂは、熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃと同等の熱起電力特性を有する金属配線を用いることができる。例えば、プラス側の端子３０ａに接続される補償導線１５ａは、銅（Ｃｕ）や鉄（Ｆｅ）の金属配線を用い、マイナス側の端子３０ｂに接続される補償導線１５ｂは、銅（Ｃｕ）とニッケル（Ｎｉ）を含む合金材料の金属配線を用いることができる。上述のように、ベルトコンベア装置１０３は、全長が数百ｍから１ｋｍまで及ぶ場合があるため、熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃよりも安価な材料で構成される補償導線１５ａ、１５ｂを用いることでコストを低減することができる。なお、補償導線１５ａ、１５ｂは、それぞれ熱電対素線２１、２２と同じ材料を用いてもよい。この場合、より精度よく温度上昇を検出することができる。
【００３２】
温度検出装置１０は、熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの熱電対素線２１、２２を保護するための保護管（図示しない）を設けてもよい。保護管は、例えば絶縁性のセラミックス材料や樹脂材料を用いることができる。保護管を設けた場合、温接点２０及びサーミスタ１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃは保護管の外部に配置されることが好ましい。
【００３３】
サーミスタ１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃは、熱電対素線２２の途中に直列に接続されることで、熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃと直列に接続される。サーミスタ１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃは、温度の上昇とともに抵抗値が減少する温度特性を有する。サーミスタ１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃは、例えばＮＴＣ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）サーミスタやＣＴＲ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｒｅｓｉｓｔｏｒ）サーミスタを用いることができる。
【００３４】
ここで、サーミスタ１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃの抵抗値Ｒは、ＮＴＣ型サーミスタの場合、下記の式（１）で表される。式（１）の抵抗値Ｒ（Ω）は、周囲温度Ｔ（Ｋ）における抵抗値であり、抵抗値Ｒ０（Ω）は基準温度Ｔ０（Ｋ）における基準抵抗値である。Ｂ（Ｋ）は、Ｂ定数と呼ばれる温度特性定数であり、抵抗-温度特性の任意の２点の温度における抵抗値から求めた抵抗変化の大きさを表す。また、ＣＴＲ型サーミスタでは、式（１）のＢ定数が非常に大きく、特定の温度において急激な抵抗値変化をさせることができる。
【００３５】
Ｒ＝Ｒ０×ｅｘｐ｛Ｂ×（１／Ｔ−１／Ｔ０）｝  …  式（１）
【００３６】
本実施形態のサーミスタ１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃは、例えば、周囲温度を２５℃（２９８Ｋ）一定にしたときのゼロ負荷抵抗値が５ｋΩ以上であり、Ｂ定数が４０００Ｋ程度以上のサーミスタを使用することが望ましい。サーミスタ１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃは、例えば２５℃でのゼロ負荷抵抗値が１０ｋΩ、Ｂ定数が４１００Ｋのサーミスタを用いた場合、室温（２５℃）での抵抗値が１０ｋΩと高い値であり、温度が８５℃以上に上昇すると抵抗値は１ｋΩ以下に減少し、１００℃では約６００Ωに減少する。また、ＣＴＲ型サーミスタを用いた場合はより急激に抵抗値が変化し、例えば室温（２５℃）での抵抗値が１ＭΩ程度から、温度が８５℃以上に上昇すると抵抗値は５００Ω程度にまで減少する。
【００３７】
本実施形態の検出部１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃは、上述のようにベルトコンベア装置１０３の複数の被測温対象にそれぞれ配置される。検出部１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃは、熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃとサーミスタ１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃとが、それぞれ直列に接続されているので、ベルトコンベア装置１０３の温度上昇が発生しない場合、すなわち室温の状態では、サーミスタ１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃの抵抗値が高く、各熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの熱起電力が計測器３０に出力されないようになっている。
【００３８】
検出部１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃのうち、例えば検出部１９Ａが配置された被測温対象でベルトコンベア装置１０３の温度上昇が発生した場合、検出部１９Ａのサーミスタ１７Ａの抵抗値が低下する。これにより、このサーミスタ１７Ａと直列接続された熱電対１１Ａの熱起電力が計測器３０に出力される。そして、温度上昇した被測温対象以外に配置された検出部１９Ｂ、１９Ｃのサーミスタ１７Ｂ、１７Ｃは抵抗値が高い状態であり、これらのサーミスタとそれぞれ直列接続された熱電対１１Ｂ、１１Ｃからは熱起電力が計測器３０に出力されない。このように、サーミスタ１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃの抵抗値の変化により、熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃと計測器３０との間の接続と遮断とが切り換えられるようになっている。
【００３９】
サーミスタを接続せず、１対の端子に複数の熱電対を並列に接続した場合、熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの長さや補償導線１５ａ、１５ｂの長さのバランスにより、全ての熱電対の平均温度が計測されたり、各熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの計測温度にバラツキが生じることとなり、精度よく温度を検出することが困難である。本実施形態の温度検出装置１０は、上述のように、サーミスタ１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃの抵抗値の温度特性により、温度上昇しない箇所の熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃからは熱起電力が計測器３０に出力されず、温度上昇が発生した箇所の熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃから熱起電力が計測器３０に出力される。このように、熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃのうち温度が上昇した熱電対から選択的に熱起電力が計測器３０に出力されるため、１対の端子３０ａ、３０ｂに、複数の熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃを並列に接続した場合であっても精度よく温度を検出することができる。したがって、ベルトコンベア装置１０３の温度上昇の発生を検出して、火災事故等を未然に防止できる。
【００４０】
サーミスタ１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃは、例えば１００℃以上で熱起電力が出力されるような抵抗値の温度特性を有していることが好ましい。石炭の種類により異なるが、石炭の自然発火温度は１６０℃程度であるため、ベルトコンベア装置１０３が１００℃に温度上昇したことを温度検出装置１０が検出することで、火災事故を未然に防止することができる。
【００４１】
１対の端子３０ａ、３０ｂに複数の検出部１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃが接続されているため、複数の検出部ごとに接続する場合に比べ、計測器３０の構成を簡便にすることができる。また、補償導線１５ａ、１５ｂも２本で構成されるので、温度検出装置１０の構成が簡便であり、ベルトコンベア装置１０３に容易に設置することができる。
【００４２】
図５は、検出部のローラへの固定箇所を説明するための斜視図である。図５に示すように、検出部１９Ａは搬送側ローラ２０３の搬送側シャフト２０４に固定される。具体的には、熱電対１１Ａの温接点２０及びサーミスタ１７Ａが、搬送側シャフト２０４の端面２０４ｃに固定される。サーミスタ１７Ａは、温接点２０の近傍に配置されるため、温接点２０と同等の温度となる。搬送側ローラ２０３の温度上昇は搬送側シャフト２０４に伝達されて、熱電対１１Ａの温接点２０及びサーミスタ１７Ａの温度が変化する。このため、検出部１９Ａは搬送側ローラ２０３の温度上昇を検出することができる。
【００４３】
検出部１９Ａの固定箇所は、搬送側シャフト２０４の端面２０４ｃに限定されず、搬送側シャフト２０４の端部近傍の外周面２０４ｄであってもよい。熱電対１１Ａの温接点２０及びサーミスタ１７Ａは、搬送側シャフト２０４に直接、接していることが好ましいが、搬送側シャフト２０４と絶縁性樹脂を介して固定されていてもよい。また、固定箇所は、搬送側シャフト２０４の近傍の搬送側ローラ支持部２０５であってもよく、搬送側シャフト２０４の端部と搬送側ローラ支持部２０５とを固定するねじ部材（図示しない）等であってもよい。熱電対１１Ａの温接点２０及びサーミスタ１７Ａの固定方法は特に限定されず、絶縁性の粘着テープや接着剤を用いることができる。なお、図５は、検出部１９Ａ（熱電対１１Ａ及びサーミスタ１７Ａ）について例示しているが、他の検出部１９Ｂ、１９Ｃも同様である。
【００４４】
このように、検出部１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃを搬送側シャフト２０４の端部の近傍に配置することで、回転駆動する搬送側ローラ２０３の温度が搬送側シャフト２０４に伝達されるため、搬送側ローラ２０３の温度上昇を精度よく検出することができる。また、搬送側シャフト２０４は、回転駆動せず搬送側ローラ２０３を支持するため、検出部１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃの固定が容易である。
【００４５】
（実施例）
図６は、実施例に係る温度検出装置の温度検出結果を示す表である。図７は、比較例に係る温度検出装置の温度検出結果を示す表である。実施例の温度検出装置は、図４に示す温度検出装置１０と同様に計測器３０に３つの検出部１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃが並列されたものである。検出部１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃは、それぞれ熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃとサーミスタ１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃとが直列に接続されている。本実施例では、熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１ＣとしてＫ熱電対を用いた。サーミスタ１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃは、２５℃でのゼロ負荷抵抗値が１０ｋΩ、Ｂ定数が４１００ＫのＮＴＣサーミスタを用いた。各熱電対素線２１、２２の長さは約５０ｃｍである。補償導線１５ａは、端子３０ａと接続部３１ａとの間の長さ、接続部３１ａと接続部３２ａとの長さ及び接続部３２ａと接続部３３ａとの長さをそれぞれ２ｍとしている。補償導線１５ｂも接続部３１ａ、３１ｂ、３１ｃ間の長さを２ｍとしている。
【００４６】
図８は、比較例に係る温度検出装置の構成を説明するための模式回路図である。図８に示す比較例の温度検出装置３１０は、３つの熱電対３１１Ａ、３１１Ｂ、３１１Ｃが並列に計測器３３０に接続されている。比較例の温度検出装置３１０は、サーミスタを接続していない点が異なる。熱電対３１１Ａ、３１１Ｂ、３１１Ｃは、実施例と同じＫ熱電対であり、熱電対３１１Ａ、３１１Ｂ、３１１Ｃが接続された補償導線３１５ａ、３１５ｂも、実施例と同じものを用いた。
【００４７】
図６に示す、試験１−３は、直列接続された熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃとサーミスタ１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃとのいずれか１組を、約１００℃の電気炉内に入れ、その他の２組は室温（約２３℃）の状態としている。試験１は、検出部１９Ａの熱電対１１Ａとサーミスタ１７Ａとを高温の炉内に入れて、その他の検出部１９Ｂ、１９Ｃは室温である。試験２は、検出部１９Ｂの熱電対１１Ｂ及びサーミスタ１７Ｂのみを高温の炉内に入れて温度検出を行い、試験３は、検出部１９Ｃの熱電対１１Ｃ及びサーミスタ１７Ｃのみを高温の炉内に入れて温度検出を行った。図７に示す試験４では、比較例の熱電対３１１Ａのみを電気炉内に入れ、その他２つの熱電対３１１Ｂ、３１１Ｃは室温の状態として温度検出を行った。試験５は、熱電対３１１Ｃのみを電気炉内に入れ、その他２つの熱電対３１１Ａ、３１１Ｂは室温の状態として温度検出を行った。図６の表１及び図７の表２に示す、電気炉の炉内温度及び炉外温度は、実施例及び比較例の温度検出装置とは別の熱電対を用意して測定した。
【００４８】
図６に示すように、試験１−試験３では、直列接続された熱電対１１Ａとサーミスタ１７Ａ、熱電対１１Ｂとサーミスタ１７Ｂ、及び熱電対１１Ｃとサーミスタ１７Ｃが、いずれも炉内温度約１０５℃に対して約１００℃の温度を検出している。実施例の温度検出装置は、いずれも正常に温度を検出しており、かつ、それぞれの測定点同士の温度差も小さいことが示された。
【００４９】
このように、実施例の温度検出装置では、サーミスタ１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃの温度が上昇すると抵抗値が低減することにより、熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃのうち温度が上昇した熱電対から選択的に熱起電力が計測器３０に出力されるため、精度よく温度を検出できる。
【００５０】
これに対し、図７に示す試験４、５では、炉内温度約１０５℃に対して、熱電対３１１Ａは９４．０℃の温度を検出し、熱電対３１１Ｃは２５．６℃の温度を検出している。このように比較例の温度検出装置３１０は、熱電対３１１Ａ、３１１Ｃでの温度の検出誤差が大きく、各熱電対３１１Ａ、３１１Ｃ同士の検出感度の差が大きくなっている。これは、高温の熱電対以外の室温状態の熱電対からも熱起電力が計測器３３０に出力されており、複数の熱電対の熱起電力を計測しているためである。また、各熱電対３１１Ａ、３１１Ｂ、３１１Ｃまでの補償導線３１５ａ、３１５ｂの長さの違いにより抵抗値が異なっているため計測器に近い熱電対３１１Ａの熱起電力が高めに検出され、検出感度の差が生じているためである。
【００５１】
以上のように本実施形態の温度検出装置１０は、複数箇所の温度を計測する温度検出装置１０であって、被測温対象に配置される熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃと、熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃに直列に接続されるサーミスタ１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃとを含む検出部１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃと、検出部１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃが並列に複数接続され、熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの熱起電力に基づいて被測温対象の温度上昇を検出する計測器３０とを有する。
【００５２】
これによれば、サーミスタ１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃの抵抗値の変化により、熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃと計測器３０との間の接続と遮断とが切り換えられる。このため、複数の検出部１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃのうち、温度が上昇した検出部の熱電対から熱起電力が計測器３０に出力されるため、精度よく温度を検出することができる。また、検出部１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃが並列に接続されているため、計測器の数、及び計測器の端子の数を低減することができるため、簡便な構成で温度を検出することができる。したがって、簡単な構成で精度よくベルトコンベヤ装置１０３の温度の上昇を検出することが可能である。
【００５３】
本実施形態の望ましい態様として、サーミスタ１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃは、温度の上昇とともに抵抗値が減少する。これによれば、温度が上昇したサーミスタの抵抗値が減少して、この抵抗値が減少したサーミスタと直列に接続された熱電対の熱起電力が出力される。このため、複数の検出部１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃが接続された場合でも温度が上昇した検出部の熱電対により選択的に測定することが可能となる。
【００５４】
本実施形態の望ましい態様として、検出部１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃの温度が室温の状態において、熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの熱起電力は計測器３０に出力されず、検出部１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃの温度が上昇した場合、熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの熱起電力が計測器３０に出力される。これによれば、サーミスタ１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃを設けることにより、熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの熱起電力の出力と遮断とが切り換えられる。よって、温度が上昇した熱電対から選択的に熱起電力が出力されるため、精度よくベルトコンベヤ装置１０３の温度上昇を検出することができる。
【００５５】
本実施形態の望ましい態様として、検出部１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃは、搬送ベルト２０２と、搬送ベルト２０２を支持し、搬送ベルト２０２の搬送方向に複数配置される搬送側ローラ２０３とを有するベルトコンベヤ装置１０３の搬送側ローラ２０３の近傍に配置される。これによれば、搬送側ローラ２０３の摩擦等による発熱を確実に検出することができる。
【００５６】
本実施形態の望ましい態様として、ベルトコンベヤ装置１０３は、搬送側ローラ２０３を回転可能に支持する搬送側シャフト２０４を有し、検出部１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃは、搬送側シャフト２０４に接触又は近接して配置される。これによれば、搬送側シャフト２０４は回転しない部材であるため、熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ及びサーミスタ１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃを容易に搬送側ローラ２０３の近傍に配置することができる。搬送側ローラ２０３の温度上昇は、搬送側シャフト２０４を介して検出部１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃに伝達されるため、精度よく温度を検出することができる。
【００５７】
本実施形態の望ましい態様として、熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃは、１対の熱電対素線２１、２２を有しており、サーミスタ１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃは、１対の熱電対素線２１、２２のいずれか一方に直列に接続される。このような簡単な構成により、温度が上昇した熱電対から選択的に熱起電力が出力されるため、精度よく温度を検出することができる。
【００５８】
複数の熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの一方の熱電対素線２１は、計測器３０の端子３０ａに電気的に接続され、複数の熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの他方の熱電対素線２２は、計測器３０の端子３０ｂに電気的に接続される。これによれば、複数の熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃと複数のサーミスタ１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃとが、計測器３０の２つの端子３０ａ、３０ｂに接続されるため、複数の計測器や、多数の端子を設ける必要がなく、簡単な構成で温度を検出することができる。
【００５９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、この実施形態の内容によりこの発明が限定されるものではなく、適宜変更することができる。例えば、ベルトコンベヤ装置１０３のローラ温度を計測する温度検出装置１０を示したが、あくまで一例であり、温度検出装置１０は、例えばボイラ、原動機、運搬機械、動力伝達機械、工作機械等の産業機械において、複数箇所の温度を計測する用途に適用することができる。熱電対１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃは、測定温度に応じてＫ熱電対以外の熱電対を用いてもよい。サーミスタ１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃのゼロ負荷抵抗値及びＢ定数は例示であり、実施例で示したものに限定されない。また、サーミスタ１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃは、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）サーミスタを用いてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１０  温度検出装置
１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ  熱電対
１５、１５ａ、１５ｂ  補償導線
１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ  サーミスタ
１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ、１９Ｄ、１９Ｅ、１９Ｆ  検出部
２０  温接点
２１、２２  熱電対素線
３０  計測器
３０ａ、３０ｂ  端子
３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂ  接続部
３５  表示部
１００  火力発電所
１０１、１０３  ベルトコンベヤ装置
１０２  貯炭場
１０４  バンカ
１０５  微粉炭機
１０６  ボイラ
１０７  脱硝装置
１０８  電気集塵機
１０９  脱硝装置
１１０  煙突
１５０  石炭
２００  ローラ駆動部
２０１  駆動ローラ
２０２  搬送ベルト
２０３、２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ  搬送側ローラ
２０４  搬送側シャフト
２０４ａ、２０４ｂ  屈曲部
２０４ｃ  端面
２０４ｄ  外周面
２０５  搬送側ローラ支持部
２０６  戻り側ローラ
２０７  戻り側シャフト
２０８  戻り側ローラ支持部
２１０  基台
２１１  脚部
【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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