(57)【要約】【課題】比較的簡単な構成で、楕円管の中に挿入して内部から楕円管の長径方向の厚みが測定可能な楕円管厚み測定装置を提供する。【解決手段】底部に車輪１１、１２を備え楕円管１３内を移動可能な台車１４と、台車１４を楕円管１３の長径側底方向に付勢させる台車位置保持手段１５、１６と、台車１４に昇降可能に取付けられた架台１７を介して取付けられ、先部２２が楕円管１３の長径側内形状に沿った形状となった超音波センサー１８と、プッシュプルワイヤ１９で外部から操作でき、架台１７を台車１４に対して昇降する昇降手段と、台車１４に取付けられた給水管２１から受け入れた水を超音波センサー１８の先部２２と楕円管１３の測定部との間に供給する給水機構２３とを有する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
楕円管の長径側円周部の厚みを測定する楕円管厚み測定装置であって、
底部に車輪を備え前記楕円管内を移動可能な台車と、
前記楕円管に挿入された前記台車を前記楕円管の長径側底方向に付勢させる台車位置保持手段と、
前記台車に昇降可能に取付けられた架台と、
超音波の送信子および受信子を備えて前記架台に取付けられ、先部が前記楕円管の長径側内形状に沿った形状となった超音波センサーと、
プッシュプルワイヤで外部から操作でき、前記架台を前記台車に対して昇降する昇降手段と、
前記台車に取付けられた給水管から受け入れた水を前記超音波センサーの先部と前記楕円管の測定部との間に供給する給水機構とを有することを特徴とする楕円管厚み測定装置。
【請求項２】
請求項１記載の楕円管厚み測定装置において、前記台車位置保持手段は、一端が前記台車の前後にそれぞれに固定され、他端または中間部が前記楕円管の天井部に当接する屈曲した対となるバネ材からなることを特徴とする楕円管厚み測定装置。
【請求項３】
請求項１および２のいずれか１項に記載の楕円管厚み測定装置において、前記昇降手段は、前記台車に回動可能に取付けられたカムと、該カムの一部に一端が固定された前記プッシュプルワイヤと、該プッシュプルワイヤの他端に設けられた操作用レバー機構と、前記架台を前記楕円管の底方向に付勢するスプリングとを有し、前記操作用レバー機構を操作することによって、前記カムを回動し、前記架台を前記スプリングに対抗して移動させることを特徴とする楕円管厚み測定装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の楕円管厚み測定装置において、前記車輪は前記台車の前後にそれぞれ１個ずつ設けられていることを特徴とする楕円管厚み測定装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の楕円管厚み測定装置において、前記台車には前記楕円管に挿入された前記超音波センサーの位置を測定する測定具が設けられていることを特徴とする楕円管厚み測定装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、熱交換器などで使用されている楕円管の局部的な厚みを測定するのに使用する楕円管厚み測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器の管は一般的に断面円形のパイプが使用されているが、更に熱交換率を高めるため流量に対してその表面積を増した楕円管も使用されている。図５に示すように、この楕円管６０を熱交換器内に固定するために、一般にサポート６１、６２が使用される。このサポート６１、６２は楕円管６０の長径側の外側端部に接して配置され、振動などによってこのサポート６１、６２に接した楕円管６０の長径側端部の厚みが徐々に薄くなるので、この減肉状況を測定する装置が要望されていた。
一方、例えば、特許文献１、２などにおいては、管の内面に存在する孔食や減肉状況を、超音波を用いて定量的に測定する装置が提案されていた。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−５０１１８号公報
【特許文献２】特開平６−９４６８５号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１、２の技術は、断面が円形の管についての測定装置であり、従って、全周方向を測定するのでその構造も複雑となっていた。なお、楕円管の場合は、減肉する部分は長径側外周部に集中しており、この部分の測定が行えれば十分であるので、特許文献１、２に記載のような複雑な構成の装置である必要はなく、更には、楕円管の場合、短径側の内径は小さくなっているので、このような装置を円滑に挿入させることは困難であるという問題があった。勿論、楕円管の厚みを外側から測定することも理論上可能であるが、熱交換器を分解する必要があり、極めて手間であるという問題があった。
【０００５】
本考案はかかる事情に鑑みてなされたもので、比較的簡単な構成で、楕円管の中に挿入して内部から楕円管の長径方向の厚みが測定可能な楕円管厚み測定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】
前記目的に沿う請求項１記載の楕円管厚み測定装置は、楕円管の長径側円周部の厚みを測定する楕円管厚み測定装置であって、
底部に車輪を備え前記楕円管内を移動可能な台車と、
前記楕円管に挿入された前記台車を前記楕円管の長径側底方向に付勢させる台車位置保持手段と、
前記台車に昇降可能に取付けられた架台と、
超音波の送信子および受信子を備えて前記架台に取付けられ、先部が前記楕円管の長径側内形状に沿った形状となった超音波センサーと、
プッシュプルワイヤで外部から操作でき、前記架台を前記台車に対して昇降する昇降手段と、
前記台車に取付けられた給水管から受け入れた水を前記超音波センサーの先部と前記楕円管の測定部との間に供給する給水機構とを有する。
【０００７】
請求項１記載の楕円管厚み測定装置においては、台車位置保持手段によって、台車の車輪を底部に付勢状態で当接させ、この状態で、プッシュプルワイヤで楕円管外部から昇降手段を操作し、架台を上昇させ、架台に設けられた超音波センサーを楕円管の天井部に当接させる。超音波センサーと楕円管の内側（即ち、測定部）との間には給水機構によって給水されているので、超音波センサーによって楕円管の測定部の厚みが測定できる。そして、台車をプッシュプルワイヤの操作によって楕円管内で移動させ、楕円管の任意の位置における楕円管の天井部の厚みの測定が可能となる。
【０００８】
請求項２記載の楕円管厚み測定装置は、請求項１記載の楕円管厚み測定装置において、前記台車位置保持手段は、一端が前記台車の前後にそれぞれに固定され、他端または中間部が前記楕円管の天井部に当接する屈曲した対となるバネ材からなる。これによって、台車位置保持手段の構成が簡略化でき、更に、常時台車を楕円管の底部方向に付勢できる。
【０００９】
請求項３記載の楕円管厚み測定装置は、請求項１および２のいずれか１項に記載の楕円管厚み測定装置において、前記昇降手段は、前記台車に回動可能に取付けられたカムと、該カムの一部に一端が固定された前記プッシュプルワイヤと、該プッシュプルワイヤの他端に設けられた操作用レバー機構と、前記架台を前記楕円管の底方向に付勢するスプリングとを有し、前記操作用レバー機構を操作することによって、前記カムを回動し、前記架台を前記スプリングに対抗して移動させる。
【００１０】
請求項４記載の楕円管厚み測定装置は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の楕円管厚み測定装置において、前記車輪は前記台車の前後にそれぞれ１個ずつ設けられている。
そして、請求項５記載の楕円管厚み測定装置は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の楕円管厚み測定装置において、前記台車には前記楕円管に挿入された前記超音波センサーの位置を測定する測定具が設けられている。
【００１１】
なお、この考案において、プッシュプルワイヤとは、フレキシブルなチューブと、チューブ内を移動可能に配置されこのチューブの両端から端部が突出したワイヤとを有し、チューブの一端を固定するとともにこの端部から突出するワイヤの一端を昇降手段（例えば、カム）に連結し、更に固定状態のチューブの他端から突出したワイヤを移動させて、前記した昇降手段をリモートコントロールできる構造のものをいう。
また、超音波センサーは、同軸ケーブルを介して超音波探傷器の制御装置に連結されるが、この超音波探傷器の制御装置は、超音波センサーの送信子にパルス信号を間欠的に送り、受信子によって受信した超音波信号（即ち、楕円管の内側面と外側面の信号）の時間を計測し、楕円管内の超音波の速度からその厚みを測定できる手段を有しているものであればよい。なお、この制御装置として、市販されている超音波探傷装置（超音波センサーを除いた超音波探傷器）を用いることもできる。
また、この考案において、楕円管の長径方向の一方を天井部、他方を底部として説明したが、これらの上下（昇降も同様）方向の区別はなく、天井部は楕円管の長径方向の一方側を、底部は楕円管の長径方向の他方側をいう（以下の実施の形態においても同じ）。
【考案の効果】
【００１２】
請求項１〜５記載の楕円管厚み測定装置は以上の構成となっているので、プッシュプルワイヤの他端を楕円管から突出させた状態で、この装置を楕円管内部に挿入し、給水機構から必要な水を供給することによって、プッシュプルワイヤを操作し、超音波センサーを上昇させて測定部（所定位置の天井部）に当接させ、挿入位置の楕円管の長径側円周部の片側の厚みが測定できる。
測定対象物は楕円管であるので、その形状の特徴を利用し、簡単な構造で楕円管の必要箇所の厚みを測定できることとした。
【００１３】
また、請求項２記載の楕円管厚み測定装置において、台車位置保持手段は、一端が台車の前後にそれぞれに固定され、他端または中間部が楕円管の天井部に当接する屈曲した対となるバネ材からなるので、車輪の付いた台車が常時底部方向に付勢され、楕円管の天井部と超音波センサーの頂部との隙間を確実に確保でき、超音波センサーを移動させる時に楕円管内を無理に擦らないでよいという利点を有する。
【００１４】
請求項３記載の楕円管厚み測定装置において、昇降手段は、台車に回動可能に取付けられたカムと、カムの一部に一端が固定されたプッシュプルワイヤと、プッシュプルワイヤの他端に設けられた操作用レバー機構と、架台を楕円管の底部方向に付勢するスプリングとを有し、操作用レバー機構を操作することによって、カムを回動し、架台をスプリングに対抗して移動（上昇）させているので、簡単な構成となり、楕円管外部からプッシュプルワイヤを操作することで、架台を昇降しこれに伴い超音波センサーを昇降できる。
【００１５】
請求項４記載の楕円管厚み測定装置は、車輪が台車の前後にそれぞれ１個ずつ設けられているので、構成が簡単であるとともに、台車が楕円管の底部に付勢された状態で、楕円管内部にある台車をスムーズに移動させることができる。
そして、請求項５記載の楕円管厚み測定装置は、台車には楕円管に挿入された超音波センサーの位置を測定する測定具（例えば、ゲージ）が設けられているので、簡単に超音波センサーの位置を測定できる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１６】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本考案を具体化した実施の形態につき説明し、本考案の理解に供する。
ここで、図１は本考案の一実施の形態に係る楕円管厚み測定装置の全体構成図、図２（Ａ）、（Ｂ）は同楕円管厚み測定装置の主要部の説明図、図３（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ台車の平面図、正面図、側面図、図４は本考案の楕円管厚み測定装置の原理の説明図である。なお、図１において右を前側、左を後ろ側として説明する。
【００１７】
図１〜図３に示すように、本考案の一実施の形態に係る楕円管厚み測定装置１０は、底部（下部）の前後に車輪１１、１２を備え、楕円管１３内を移動可能な台車１４と、楕円管１３に挿入された台車１４を楕円管１３の底方向（一方向）に付勢させる台車位置保持手段の一例であるバネ材１５、１６と、台車１４に昇降可能に取付けられた架台１７と、架台１７に取付けられた超音波センサー１８と、プッシュプルワイヤ１９によって外部から操作でき架台１７を台車１４に対して昇降するカム２０と、給水管２１から受け入れた水を超音波センサー１８の先部２２と楕円管１３の測定部との間に供給する給水機構２３と、超音波センサー１８にリード線の一例である同軸ケーブル２４によって接続される超音波探傷器２５とを有している。なお、以下の説明において、単に楕円管厚み測定装置１０という場合には、超音波探傷器２５を除いた実際に楕円管１３内に挿入される部分をいう。以下、これらについて詳しく説明する。
【００１８】
台車１４およびその付属品は全てはステンレス素材からなっている。台車１４は、図２（Ａ）、（Ｂ）、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、前後に車輪１１、１２が挿通する切り込み孔２６、２７を、前側中間部に架台１７を入れ込む広幅溝２８とを有し、後ろ側中間部には散水口２９を片側に備えた三角切り込み３０が形成されている。切り込み孔２６、２７には車輪１１、１２を回転自由に支持するピンが挿通する軸孔３１、３２が形成されている。また、広幅溝２８の前後にはガイド孔３３、３４が設けられ、ガイド孔３３、３４の外側には更にスプリングガイド孔３５、３６が設けられている。
そして、幅広溝２８の中間位置の片側下部にはＬ字状のカム２０が軸孔３８を挿通するピンによって回動自在に固定されている。
【００１９】
このカム２０は、図２に示すように、プッシュプルワイヤ１９のワイヤ３９の一端部が固定され、このワイヤ３９は台車１４の片側下部に設けられている切欠き溝４０ａを通って、プッシュプルワイヤ１９のチューブ４０内に挿通されている。このチューブ４０の一端は台車１４の端部に固定されている。
前記したガイド孔３３、３４には架台１７の底部に設けられた２本のピン４１、４２が挿通し、架台１７はスプリングガイド孔３５、３６にそれぞれ下端が固定されたコイル状のスプリング４３、４４によって下方に付勢されている。スプリング４３、４４の下端は台車１４に、上端は架台１７にそれぞれ固定されている。
【００２０】
この状態の架台１７の底部にＬ字状のカム２０の上端部が当接し、ワイヤ３９を後ろ方向に引いた場合には、図１、図２において、カム２０が時計方向に回転し、架台１７をスプリング４３、４４に対抗して持ち上げる。架台１７の上部には超音波センサー１８がねじ固定されている。この周知構造の超音波センサー１８は送信子と受信子を対向して備え、送信子によって送信した超音波の反射波を受信子によって受信するよう、お互いが向き合って少しの角度の傾斜を有して配置されている。なお、超音波センサー１８の先部２２は楕円管１３の長径側内側形状に沿った形状となって、超音波センサー１８の先側ができる限り楕円管１３の長径側内面に接して配置されるようになっている。また、超音波センサー１８の外側ケース４５および架台１７にねじ止めされる取付け台４６はステンレスによって作られている。
【００２１】
台車１４の前側端部および後ろ側端部には、図２に示すように、バネ材１５、１６の端部がねじによって固定されている。このバネ材１５、１６は略半円弧状（円弧角４５〜９０度）に屈曲して、その中間部が楕円管１３の天井部に当接し、台車１４を楕円管１３の底方向に付勢するようになっている。
台車１４の後部には給水管２１の図示しない取付け具（例えば、ホースニップル）が取付けられ、可撓性を有する給水管２１の一端部を固定し、給水管２１によって送られた水は通水孔４７を通って散水口２９から放水できるようになっている。この散水口２９から突出された水は、前述のように、超音波センサー１８の先部２２と楕円管１３の長径方向内側との間に充填され、超音波の媒質を形成している。また、超音波センサー１８からの同軸ケーブル２４は、この散水口２９を通って、通水孔４７および給水管２１を通り、途中に設けられた分岐路（例えば、Ｔ継ぎ手）４８を介して超音波探傷器２５に接続され、給水管２１は水道蛇口４９などの圧力を有する水源に接続される。
【００２２】
前記したプッシュプルワイヤ１９の他端部には、操作用レバー機構５０が設けられ、固定部５１に対してレバー５２を握り締めることによって、固定されたチューブ４０に対して内部のワイヤ３９が摺動移動する構造となっている。
また、台車１４の後端部には測定具の一例である図示しないゲージ（物差し）が設けられ、楕円管１３の端部に対して超音波センサー１８の位置を測定できるようになっている。なお、プッシュプルワイヤ１９、カム２０、操作用レバー機構５０およびスプリング４３、４４を有して昇降手段が構成されている。
【００２３】
続いて、この楕円管厚み測定装置１０の使用方法および動作について説明する。
測定しようとする楕円管１３内にこの楕円管厚み測定装置１０を挿入する。この場合、台車１４の前端にバネ材１５が設けられているので、バネ材１５の端部を適当に押し曲げて、楕円管１３内に挿入し、続いて台車１４部分を入れ込む。後ろ側のバネ材１６も楕円管１３内に挿入されると、楕円管厚み測定装置１０はバネ材１５、１６によって楕円管１３の長径方向下部（即ち、楕円管１３の底部）に車輪１１、１２を介して押圧される。
【００２４】
次に、楕円管厚み測定装置１０を楕円管１３の所定位置（即ち、測定位置）にゲージを見ながら移動させる。次に、水道蛇口４９から所定量の水を流して超音波センサー１８と楕円管内側との間に水による媒質を形成し、操作用レバー機構５０を作動させる。これによって、ワイヤ３９が引っ張られるので、カム２０が軸孔３８を挿通するピンを介して回動し、Ｌ字形のカム２０の水平部が架台１７を持ち上げ、これによって、超音波センサー１８の先部２２が楕円管１３の長径方向内側に接する。
【００２５】
超音波探傷器２５も作動させておくと、超音波探傷器２５のディスプレイ上に、図４に示すようにＢ信号が現れる。ここで、Ｂ信号は楕円管１３の長径側外側面（外表面）で反射した超音波信号である。このＢ信号と基準点Ｒの時間差Ｔと、楕円管１３の超音波の速度Ｖから楕円管１３の厚みはＶ×Ｔ／２となる。
楕円管１３の長径側の一方の部分の厚みの測定が完了した後、楕円管厚み測定装置１０を楕円管１３かち引き抜き、楕円管厚み測定装置１０を上下逆にして、再び楕円管１３内に挿入し、長径側の他方の部分の厚みを測定する。
全部の測定が終わると、楕円管１３の所定位置の長径側円周部の両側の厚みがそれぞれ測定できることになる。
【００２６】
前記実施の形態において、全て手動で操作を行っているが、楕円管厚み測定装置１０に例えば、走行装置を設け、シーケンスに従って、自動操作で行う場合も本考案は適用される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本考案の一実施の形態に係る楕円管厚み測定装置の全体構成図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）は同楕円管厚み測定装置の主要部の説明図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ台車の平面図、正面図、側面図である。
【図４】本考案の楕円管厚み測定装置の原理の説明図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は従来例に係る楕円管の取付け状態を示す図面である。
【符号の説明】
【００２８】
１０：楕円管厚み測定装置、１１、１２：車輪、１３：楕円管、１４：台車、１５、１６：バネ材、１７：架台、１８：超音波センサー、１９：プッシュプルワイヤ、２０：カム、２１：給水管、２２：先部、２３：給水機構、２４：同軸ケーブル、２５：超音波探傷器、２６、２７：切り込み孔、２８：広幅溝、２９：散水口、３０：三角切り込み、３１、３２：軸孔、３３、３４：ガイド孔、３５、３６：スプリングガイド孔、３８：軸孔、３９：ワイヤ、４０：チューブ、４０ａ：切欠き溝、４１、４２：ピン、４３、４４：スプリング、４５：外側ケース、４６：取付け台、４７：通水孔、４８：分岐路、４９：水道蛇口、５０：操作用レバー機構、５１：固定部、５２：レバー
【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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