特許 6354078 温度測定装置、温度測定装置の製造方法、回転機械、及びガスタービン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6354078

(24)【登録日】2018年6月22日

(45)【発行日】2018年7月11日

(54)【発明の名称】温度測定装置、温度測定装置の製造方法、回転機械、及びガスタービン

(51)【国際特許分類】

   G01K 13/02 20060101AFI20180702BHJP

   F01D 25/00 20060101ALI20180702BHJP

   F02C 7/00 20060101ALI20180702BHJP

   F02C 9/00 20060101ALI20180702BHJP

   G01K 7/02 20060101ALI20180702BHJP

【ＦＩ】

   G01K13/02

   F01D25/00 V

   F02C7/00 A

   F02C9/00 B

   G01K7/02 Z

【請求項の数】8

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-32253(P2014-32253)

(22)【出願日】2014年2月21日

(65)【公開番号】特開2015-158385(P2015-158385A)

(43)【公開日】2015年9月3日

【審査請求日】2016年12月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】310010564

【氏名又は名称】三菱重工コンプレッサ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100210572

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 太一

(74)【代理人】

【識別番号】100134544

【弁理士】

【氏名又は名称】森 隆一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100126893

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 哲男

(72)【発明者】

【氏名】石川 政弘

(72)【発明者】

【氏名】得山 伸一郎

【審査官】 平野 真樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−２４８９６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第００５４６７８６（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 特開平０９−３２９５０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｋ １／００−１９／００

Ｆ０１Ｄ ２５／００

Ｆ０２Ｃ ７／００

Ｆ０２Ｃ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被測定流体が流れる配管に該配管の中心軸と交差する方向に挿入される外側管と、
前記外側管の先端部に前記中心軸と平行に設けられて連通するとともに、該配管の内部に向かって開口する管状のキールと、
これら外側管とキールとに挿入された熱電対およびその配線と、
前記配線と前記外側管との間に設けられて前記配線を前記外側管の内部の所定位置で支持する内側管と、
前記外側管の前記先端部とは反対側の基端部が固定されるとともに、外側管の径方向を含む平面状に延在するフランジと、
前記外側管と前記内側管とを互いに固定する溶接部と、
前記内側管と前記配線とを互いに固定するろう付け部と、
を有し、
前記溶接部と前記ろう付け部とは前記中心軸と交差する方向においてそれぞれ異なる位置に設けられた温度測定装置。

【請求項2】

前記配線は、前記内側管に加締められて固定された請求項１に記載の温度測定装置。

【請求項3】

前記フランジと前記配管とが互いに溶接された請求項１又は２に記載の温度測定装置。

【請求項4】

前記外側管は、長さ方向に複数に分割されている請求項１から３のいずれか一項に記載の温度測定装置。

【請求項5】

内部に前記被測定流体が流通する回転機械であって、請求項１から４のいずれか一項に記載の温度測定装置を備える回転機械。

【請求項6】

請求項５に記載の回転機械を備えるガスタービン。

【請求項7】

被測定流体が流れる配管に中心軸と交差する方向に挿入される外側管と、前記外側管の先端部に前記中心軸と平行に設けられて連通する管状のキールと、これら外側管とキールとに挿入された熱電対およびその配線と、前記配線と前記外側管との間に設けられて前記配線を前記外側管の内部の所定位置で支持する内側管と、前記外側管の一端が固定されるとともに、平面状に延在するフランジと、を有する温度測定装置の製造方法であって、
前記内側管と前記配線とを互いに固定するろう付け部を設けるろう付け工程と、
前記ろう付け部とは前記中心軸と交差する方向において異なる位置で、前記外側管と前記内側管とを互いに固定する溶接部を設ける溶接工程と、
を含む温度測定装置の製造方法。

【請求項8】

前記配線を前記内側管の内部に加締めることで、前記配線の前記内側管に対する相対位置を決定する位置決め工程を含む請求項７に記載の温度測定装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、温度測定装置と、その製造方法、並びに温度測定装置を備える回転機械、ガスタービンに関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、ガスタービン等のように、その内部に流体が流通する回転機械では、流体の状態を管理するため、熱電対等の温度測定装置を用いて流体の温度を測定する。

【0003】

このような装置として、例えば特許文献１のような温度計測器が知られている。この温度計測器は、ガスの温度を測定する主温度センサと、この主温度センサの受感部をガス中に露出させて保持する保持部と、この保持部に他の受感部を埋設して保持部の温度を間接的に測定する副温度センサと、主温度センサと副温度センサとの間における伝熱による温度低下を算出して補正を行う補正手段とを有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平９−３２９５０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記特許文献１の温度計測器は、保持部に伝播した温度を間接的に測定することによって主温度センサの測定値の補正を行って測定を行うため、ガスの温度変化に対して十分な応答性が得られない可能性がある。
また、受感部がガスに対して露出しているため、高圧下での使用には制限が伴う可能性もある。

【0006】

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、流体の温度変化に対する十分な応答性を有するとともに、高圧下での測定を行うことができるような温度測定装置、及び温度測定装置の製造方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するため、本発明の温度測定装置、及び温度測定装置の製造方法は、以下の手段を提案している。
本発明の一態様に係る温度測定装置は、被測定流体が流れる配管に該配管の中心軸と交差する方向に挿入される外側管と、外側管の先端部に中心軸と平行に設けられて連通するとともに、該配管の内部に向かって開口する管状のキールと、これら外側管とキールとに挿入された熱電対およびその配線と、配線と外側管との間に設けられて配線を外側管の内部の所定位置で支持する内側管と、外側管の先端部とは反対側の基端部が固定されるとともに、外側管の径方向を含む平面状に延在するフランジ部と、外側管と内側管とを互いに固定する溶接部と、内側管と配線とを互いに固定するろう付け部と、を有し、溶接部とろう付け部とは中心軸と交差する方向においてそれぞれ異なる位置に設けられている。

【0008】

この構成によれば、熱電対が流体に対して露出しながらも、ろう付け部によって、内側管と配線との間の間隙が閉塞される。したがって、高圧下の環境であっても、該間隙から温度測定装置の内部に流体が流入することを抑制することができる。

【0009】

また、本発明の一態様に係る温度測定装置では、配線は内側管に加締められて固定されていてもよい。

【0010】

この構成によれば、加締めによって熱電対の配線の相対位置を決定することができる。ここで、温度測定装置の先端部に位置するキールを設けるに当たっては、外側管に内側管、及び配線（熱電対）を挿通したのち、例えば、該外側管と内側管とに対して同時に曲げ加工を施す工程を経る。加締めによる位置決めを行わない場合、曲げ加工に伴って内側管に対する配線の相対位置がずれる可能性がある。しかしながら、内側管の加締めによって配線の位置を決定すれば、そのようなずれを抑制することができる。したがって、前述のろう付け部を設けるに際して、配線４０が長さ方向にずれることで生じる位置ずれが抑制される。

【0011】

さらに、本発明の一態様に係る温度測定装置では、フランジ部と配管とが互いに溶接されていてもよい。

【0012】

この構成によれば、内部に流体が流通する配管に対して、フランジ部が溶接固定されているため、たとえ高圧の流体が配管に流通する場合であっても、十分な耐圧性能を得ることができる。

【0013】

また、本発明の一態様に係る温度測定装置では、外側管は、長さ方向に複数に分割されていてもよい。

【0014】

この構成によれば、外側管内部の長さ方向における中央部付近に上述の溶接部を設ける場合であっても、所望の外側管長さに比して、単位長さ当たりの外側管長さを短くすることができる。したがって、工作機械や加工治具等が容易に外側管の該中央部付近に到達しやすく、外側管に対して内側管を溶接する作業が容易になる。
加えて、長さ方向における単位長さごとに分割された複数の外側管を互いに接続することで、所望の長さの外側管を容易に得ることができる。ここで、外側管のような筒状の部材を流体の流れに対して交差する方向に配置した場合、外側管の交流にはカルマン渦が形成されることが知られている。カルマン渦は、外側管の長さ寸法によっては共振現象を誘発する要因となるが、上述のように外側管の長さ寸法を調節することで所望の長さを得ることが可能である場合、このような共振現象を回避できる長さを有する外側管を容易に得ることができる。

【0015】

さらに、本発明の他の態様に係る回転機械は、内部に被測定流体が流通する回転機械であって、上述の各態様に係る温度測定装置を備える。

【0016】

この構成によれば、回転機械の内部を流通する高圧の被測定流体に対しても、高い応答性を伴って温度測定を行うことができる。

【0017】

また、本発明の他の態様に係るガスタービンは、上述の態様に係る回転機械を備える。

【0018】

この構成によれば、ガスタービンの内部を流通する高圧の流体に対しても、高い応答性を伴って温度測定を行うことができる。

【0019】

さらに、本発明の一態様に係る温度測定装置の製造方法では、被測定流体が流れる配管に中心軸と交差する方向に挿入される外側管と、外側管の先端部に該配管の中心軸と平行に設けられて連通するとともに、該配管の内部に向かって開口する管状のキールと、これら外側管とキールとに挿入された熱電対およびその配線と、配線と外側管との間に設けられて配線を外側管の内部の所定位置で支持する内側管と、外側管の一端が固定されるとともに、平面状に延在するフランジ部と、を有する温度測定装置の製造方法であって、前記内側管と前記配線とを互いに固定するろう付け部を設けるろう付け工程と、前記ろう付け部とは前記中心軸と交差する方向において異なる位置で、前記外側管と前記内側管とを互いに固定する溶接部を設ける溶接工程と、を含む。

【0020】

この方法によれば、高圧下の環境であっても、該間隙から温度測定装置の内部に流体が流入することを抑制することができるような温度測定装置を得ることができる。

【0021】

さらに、本発明の一態様に係る温度測定装置の製造方法では、配線を内側管の内部に加締めることで、配線の内側管に対する相対位置を決定する位置決め工程を含んでいてもよい。

【0022】

この方法によれば、キールを設けるための、外側管、内側管に対する曲げ加工時に生じる内側管と配線とのずれを抑制することができる。

【発明の効果】

【0023】

本発明の温度測定装置によれば、高圧の流体に対しても十分な応答性を得ることができる。また、本発明の温度測定装置の製造方法によれば、高圧の流体に対しても十分な応答性を得ることができる温度測定装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の実施形態に係る温度測定装置が適用される回転機械を示す図である。

【図2】本発明の実施形態に係る温度測定装置が適用されるガスタービンを示す図である。

【図3】本発明の実施形態に係る温度測定装置の断面図である。

【図4】本発明の実施形態に係る温度測定装置の断面における要部拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

本発明に係る温度測定装置１は、例えば図１に示す遠心圧縮機２００（回転機械）に適用される。遠心圧縮機２００は、ケーシング２と、ケーシング２を貫通するように配置された軸線Ｏ１を中心に延在する回転軸３と、キーを介して回転軸３に一体に回転可能に固定された複数のインペラ５と、を主に備えている。

【0026】

ケーシング２は、略円柱状の外郭をなすように形成されたもので、中心を貫くようにして回転軸３を配置している。ケーシング２のうち回転軸３の軸線Ｏ１の延びる方向である軸線Ｏ１方向の両端には、ジャーナル軸受６１が設けられ、一端には、スラスト軸受６２が設けられている。

【0027】

ケーシング２は、軸線Ｏ１方向の一方側（図１における紙面左側）の端部には、ガス等の流体Ｆを外部から流入させる吸込口６３が設けられ、他方側（図１における紙面右側）の端部には、流体Ｆを外部に吐出する吐出口６４が設けられている。ケーシング２は、吸込口６３及び吐出口６４にそれぞれ連通して、縮径及び拡径を繰り返す内部空間が設けられている。この内部空間にはインペラ５が収容される。そして、インペラ５を収容した際にインペラ５同士の間となる位置にインペラ５を流通する流体Ｆを上流側から下流側に流通させるケーシング流路４が形成されており、吸込口６３と吐出口６４とはインペラ５及びケーシング流路４を介して連通している。

【0028】

回転軸３は、ケーシング２に収容されたインペラ５が外嵌されて、これらと共に軸線Ｏ１を中心に回転する。また回転軸３はジャーナル軸受６１及びスラスト軸受６２によってケーシング２に対して回転自在に支持されており、また図示しない原動機によって回転駆動される。

【0029】

さらに、遠心圧縮機２００は、上述のケーシング流路４上に温度測定装置１を備えている。この温度測定装置１は、ケーシング２の外表面からケーシング流路４の内部に向けて挿通されている。

【0030】

以下、本発明に係る温度測定装置１の実施形態について図３、図４を参照して説明する。

【0031】

温度測定装置１は、例えば上述の遠心圧縮機２００を流通する流体Ｆの温度を測定するためのものである。なお、ここでは上述のケーシング流路４を含む流体流路の総称として、配管１００と呼ぶことにする。
配管１００は外形視で略円筒状に形成された公知の部材であり、その内部には流体Ｆが流通するための内部空間Ｖが形成されている。図３中の矢印で示すように、流体Ｆは後述のキール２１に設けられた開口部３２と対向する方向から、配管の中心軸Ｏに対して概ね平行な方向に沿って流通する。本実施形態では、配管１００の内部には比較的高圧に圧縮された流体Ｆが流通することを想定している。一方で、配管１００の外側には大気が存在している。また、配管１００には、配管１００の内外を貫通するとともに、温度測定装置１を挿通するための挿通孔１０１が設けられている。

【0032】

温度測定装置１は、配管１００の内部から外部に向かって延びる管状の支持管１０と、基端部が支持管１０の内部に挿通されるとともに先端部が支持管１０から内部空間Ｖに対して露出する外側管２０と、外側管２０の内部に配される内側管３０と、内側管３０の内部に配される熱電対４１及びその配線４０と、を備えている。さらに、外側管２０の先端部、すなわち配管１００の内部空間Ｖ側に位置する端部には、外側管２０と交差（本実施形態では略直角に交差）する方向に延在するとともに、配管１００の中心軸Ｏと平行な方向に設けられたキール２１を備えている。加えて、支持管１０における配管１００の外側に位置する一端側には、フランジ８０が設けられている。

【0033】

支持管１０は、外形視で円筒状の部材であり、耐熱性を有する金属によって形成される。ここで言う耐熱性とは、被測定流体Ｆに長期間曝露しても溶融劣化等を生じない程度の耐熱性能を指す。
支持管１０の一端には、径方向の寸法が他の部分に比して拡大するように設定された拡径部１１が設けられている。拡径部１１の寸法は、配管１００に設けられた前述の挿通孔１０１の開孔径よりも大きく設定されている。

【0034】

外側管２０は、支持管１０の内部に挿通された、内部が中空の円筒状部材である。外側管２０は支持管１０に対して、任意の箇所を溶接することで互いに分離不能に固定されている。なお、外側管２０を支持管１０に対して固定する方法としては、上述の溶接の他、圧入を用いてもよい。すなわち、支持管１０の内径と外側管２０の外径の各寸法を略同一に設定し、外側管２０を支持管１０の内部に圧入する等の方法が考えられる。

【0035】

外側管２０の先端部には、上述のように配管１００の中心軸と平行な方向に向かって延在するキール２１が設けられている。キール２１は、外側管２０を形成する円筒状部材の先端部側の箇所を略直角に曲げる曲げ加工を施すことで設けられる。この直角をなす部分は屈曲部２３とされている。キール２１の一端、すなわち外側管２０が位置する側と反対側の端部は開口して、開口部３２とされている。開口部３２の詳細な形状については後述する。
また、本実施形態においては、キール２１と外側管２０とは一の部材によって一体に形成されている。一方で、キール２１を別の部材とし、これを溶接等の方法によって外側管２０に固定するものとしてもよい。
また、外側管２０は、支持管１０と同様に耐熱性を有する金属によって形成される。

【0036】

内側管３０は、外側管２０の内部に挿通された部材であって、外側管２０と同様に、内部が中空の円筒状部材である。内側管３０の径は外側管２０の径よりも小さく設定されている。さらに、内側管３０は外側管２０よりも長さ寸法が小さい。言い換えると、内側管３０は図３、又は図４に示すように外側管２０の長さ方向における一部のみに延在するように配置される部材である。また、本実施形態では、内側管３０は外側管２０の内部に、外側管の長さ方向で互いに離間して複数設けられている。
また、内側管３０は外側管２０に対して、溶接部５１に溶接を施すことによって所定の位置で互いに分離不能に固定される。本実施形態において、溶接部５１は図３、図４に示すように、外側管２０の長さ方向において支持管１０と重複せず、キール２１に及ばない領域に設けられる。
また、上述の開口部３２の詳細な形状は下記の通りである。すなわち、図４に示すように、キール２１は、屈曲部２３から開口部３２に向かうにしたがって、次第に拡径して漏斗状をなすように形成されている。さらに、該拡径する部分とキール２１の直管部分とがなす角度を角度θとした場合、角度θの値は約２０〜３０°の範囲に含まれるように設定されている。これにより、所定量以上の流体Ｆが開口部３２から流入する流体Ｆの量を制限することができ、温度測定装置１が規定以上に高感度となることを抑制することができる。
また、後述のろう付け部５２とは外側管２０の長さ方向において異なる位置に設けられる。さらに、溶接部５１は、支持管１０と外側管２０との間に存在する径方向の間隙を閉塞するように設けられる。すなわち、溶接部５１は外形視で円環状を呈している。

【0037】

溶接の方法として、種々の手段がこれまでに提案されているが、本実施形態においては、様々な性情の金属に対して適用可能なＴＩＧ（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ Ｉｎｅｒｔ Ｇａｓ）溶接の採用が好適である。

【0038】

さらに、キール２１上の所定の位置には、前述の外側管２０の外部と内側管３０の内部とを径方向に連通する複数の脱気孔２２が設けられている。このように脱気孔２２を設けることにより、被測定流体がキール２１の内部で滞留することを抑制することができる。

【0039】

熱電対４１及びその配線４０は、異なる２種の金属における温度差によって生じる熱起電力によって温度を測定する温度測定装置である。
熱電対４１は、前述のキール２１に収納されて、その先端が配管１００の内部空間Ｖに対して露出している。また、熱電対４１の配線４０は、その一部が内側管３０の内部を通るとともに、延在する長さ全体にわたって外側管に挿通されている。さらに、配線４０は内側管３０に対して、ろう付け部５２によってろう付けされることで、互いに脱落不能に固定される。

【0040】

ろう付け部５２は、上述の溶接部５１とは、内側管３０（外側管２０）の長さ方向において互いに異なる位置に設けられる。また、ろう付け部５２は、内側管３０と配線４０との間に存在する径方向の間隙を閉塞するように設けられる。すなわち、ろう付け部５２は外形視で円環状を呈している。
なお、熱電対４１が位置する側とは反対側の配線４０の端部には、不図示の表示装置等が接続される。

【0041】

フランジ８０は、支持管１０の径方向外側を囲むようにして略平面状に延在する、外形視厚肉円盤状の部材である。より詳細には、フランジ８０は配管１００の中心軸Ｏと直交する方向から見た平面視で円形を成すとともに、断面円形の配管１００の外周形状に沿うように湾曲した形状を成している。すなわち、配管１００の中心軸Ｏと直交する方向から見た断面の形状が概略円弧状となるように湾曲している。また、フランジ８０の厚さ方向の２面を形成する面のうち、配管１００に当接する側の面（以下、下方向とする）には径が段差状に縮小する縮径部８２が設けられている。さらに、縮径部８２径方向内側には、平面視円形の凹溝が設けられており、該凹溝にはＯリング８１が挿入される。

【0042】

また、図３に示すように、フランジ８０は支持管１０の外周面に対して溶接によって互いに分離不能に固定されている。

【0043】

さらに、フランジ８０の縮径部８２の下側の面には固定部Ｗが設けられている。固定部Ｗは、溶接部５１と同様にＴＩＧ溶接等のビードによって構成されており、該固定部Ｗによってフランジ８０は配管１００の外周面に対して固定される。すなわち、温度測定装置１はフランジ８０及び固定部Ｗを介して配管１００に固定されている。

【0044】

次に、温度測定装置１の製造方法について説明する。
まず、所定の長さに形成された内側管３０の内部に熱電対４１、及び配線４０を挿通する。本実施形態では２つの内側管３０が用いられる。次に、内側管３０に配線４０が挿通された状態で、内側管３０の外方から径方向内側に向けて内側管３０を加締める（加締め部）。この加締め部によって配線４０は内側管３０に対する相対位置が位置決めされる。すなわち、後続のろう付け工程において、配線４０が内側管３０の長さ方向にずれることで生じる位置ずれが抑制される（位置決め工程）。

【0045】

続いて、内側管３０の内部に配線４０が挿通された状態で、上述の加締め部とは長さ方向で異なる位置で、配線４０と内側管３０の内周との間の間隙を閉塞するようにろう付けして、ろう付け部５２を設ける（ろう付け工程）。このとき、配線４０は内側管３０の軸線に概ね沿う状態でろう付けされることが望ましい。

【0046】

さらに、内部に配線４０がろう付けされた状態の内側管３０を、外側管２０の内部に挿通し、内側管３０を外側管２０に対して相対移動不能に固定する溶接工程を実施する。溶接工程では、内側管３０と外側管２０の内周との間の間隙を閉塞するように溶接して溶接部５１を設ける（溶接工程）。また、溶接部５１は上述のろう付け部５２とは長さ方向で異なる位置に設けられる。さらに、このとき、ろう付け部５２と同様に、内側管３０は外側管２０の軸線に概ね沿う状態で溶接されることが望ましい。

【0047】

次に、上述のように内部に内側管３０等が挿通された外側管２０を形成する円筒状部材
の先端部を、曲げ加工することによって略直角に折り曲げる。本工程により前述のキール２１が構成される。

【0048】

続いて、上述のようにキール２１が構成されるとともに、内部に内側管３０等が挿通された状態の外側管２０を、支持管１０の内部に挿通する。さらに、支持管１０に対して外側管２０を、溶接によって固定する。なお、該固定手段は溶接に限らず、圧入等によってもよい。

【0049】

続けて、支持管１０の外周で、かつ上述の拡径部にフランジ８０を溶接固定する。なお、フランジ８０の凹溝には予めＯリング８１が挿入されている。以上により、温度測定装置１の製造が完了する。

【0050】

次に、温度測定装置１の取扱方法、及び作用を説明する。
まず、上述の製造方法によって製造された温度測定装置１を、キール２１が配管１００の内部に向かうようにして、配管１００に設けられた挿通孔に挿入する。ここで、温度測定装置１は、支持管１０に設けられた拡径部と、フランジ８０の縮径部８２によって相対移動不能に位置決めされる。続いて、フランジ８０の縮径部８２と配管１００の外表面が当接する部位を溶接することによって固定部Ｗを設ける。これにより、温度測定装置１は配管１００から脱落不能に支持固定される。以後、配管１００に接続された機器の運転休止の状態を問わず、常態的に温度測定装置１は配管１００に固定された状態となる。その後、配管１００を流通する被測定流体Ｆの温度を測定する。

【0051】

被測定流体Ｆの温度を測定するに際しては、図４に示すように、内側管３０と配線４０との間の間隙がろう付け部５２によって閉塞されているため、被測定流体Ｆがろう付け部５２よりも支持管１０側、すなわち温度測定装置１の内部に漏洩することがない。ここで、ろう付け部５２を設けない場合は、内側管３０と配線４０との間の間隙から高圧の被測定流体が流入し、温度測定装置１を損傷する可能性がある。

【0052】

しかしながら、本実施形態ではろう付け部５２が設けられていることにより、そのような可能性が低減されるとともに、熱電対４１が被測定流体に対して露出した状態で、温度測定を行うことができる。これにより、被測定流体が高圧である場合でも、十分な応答性を維持しながら温度測定を行うことができる。

【0053】

さらに、このろう付け部５２は、外側管２０と内側管３０とを互いに固定するための溶接部５１とは、外側管２０の配管１００の中心軸と交差する方向、すなわち外側管２０（内側管３０）の長さ方向で異なる位置に設けられている。したがって、溶接部５１を設けるに際して、溶接による高熱が伝搬してろう付け部５２を溶融してしまう可能性が低減される。

【0054】

加えて、本実施形態に係る温度測定装置１では、配線４０が内側管３０に対して加締められることによって固定されている。したがって、前述のろう付け部５２を設けるに際して、配線４０が長さ方向にずれることで生じる配線４０の位置ずれが抑制される。この構成によれば、加締めによって熱電対４１及びその配線４０の相対位置を決定することができる。ここで、温度測定装置１の先端部に位置するキール２１を設けるに当たっては、外側管２０に内側管３０、及び配線４０（熱電対）を挿通したのち、例えば、該外側管２０と内側管３０とに対して同時に曲げ加工を施す工程を経る。加締めによる位置決めを行わない場合、曲げ加工に伴って内側管３０に対する配線４０の相対位置がずれる可能性がある。しかしながら、内側管３０の加締めによって配線４０の位置を決定すれば、そのようなずれを抑制することができる。

【0055】

また、フランジ８０と配管１００とは互いに溶接されて固定されている。したがって、他の固定手段（例えば、ねじ等）によって固定されている場合に比して、より強固に温度測定装置１を配管１００に固定することができる。これにより、被測定流体が高圧である場合でも、温度測定装置１を適用することができる。

【0056】

さらに、本実施形態に係る温度測定装置１の製造方法によれば、上述のような構成を備えた温度測定装置１を製造することができる。

【0057】

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

【0058】

なお、上述の実施形態では、外側管２０は、長さ方向に複数（本実施形態では２つ）に分割されるとともに、継ぎ部３３において溶接によって互いに接続される構成としてもよい。この構成によれば、例えば外側管の長さ方向における中央部に上述の溶接部を設ける場合であっても、工作機械や加工治具等が容易に該中央部に到達しやすく、外側管に対して内側管を溶接することが容易となる。
加えて、長さ方向における単位長さごとに分割された複数の外側管を互いに接続することで、所望の長さの外側管を容易に得ることができる。ここで、外側管のような筒状の部材を流体の流れに対して交差する方向に配置した場合、外側管の交流にはカルマン渦が形成されることが知られている。カルマン渦は、外側管の長さ寸法によっては共振現象を誘発する要因となるが、上述のように外側管の長さ寸法を容易に調節することが可能である場合、このような共振現象を回避できる長さを有する外側管を容易に得ることができる。

【0059】

なお、本実施形態に係る温度測定装置１が適用される対象は、上述の遠心圧縮機に限定されない。例えば、図２に示すガスタービン３００の圧縮機３０１に適用することも可能である。
ガスタービン３００は、多量の空気を内部に取り入れて圧縮する圧縮機３０１と、圧縮機３０１にて圧縮された空気に燃料を混合して燃焼させる燃焼器３０２と、燃焼器３０２で発生させた燃焼ガスがその内部に導入されるとともに燃焼ガスの熱エネルギーを回転エネルギーに変換して回動するタービン３０３と、該タービン３０３の回動する動力の一部を圧縮機３０１に伝達して圧縮機３０１を回動させるロータ５とを有している。

【0060】

上述のような構成のガスタービン３００において、タービン３０３は、ロータ３０５に設けられた動翼３０７に燃焼ガスを吹き付けることで燃焼ガスの熱エネルギーを機械的な回転エネルギーに変換して動力を発生する。タービン３０３には、ロータ３０５側の複数の動翼３０７の他に、タービン３０３のケーシング３０８側に複数の静翼３０６が設けられるとともに、これら動翼３０７と静翼３０６とが、ロータ３０５の軸方向に交互に配列されている。
動翼３０７はロータ３０５の軸方向に流れる燃焼ガスの圧力を受けて軸線回りにロータ３０５を回転させ、ロータ３０５に与えられた回転エネルギーは軸端から取り出されて利用される。

【0061】

圧縮機３０１はロータ３０５にてタービン３０３と同軸で接続されており、タービン３０３の回転を利用して外気を圧縮して圧縮空気を燃焼器３０２に供給する。ここで、圧縮機３０１と燃焼器３０２とは、互いにケーシング流路３０９ａを介して接続されており、圧縮空気はこのケーシング流路３０９ａの内部を流通する。
また、タービン３０３と同様に、圧縮機３０１においてもロータ３０５に複数の動翼３０７と、圧縮機３０１のケーシング３０８側に複数の静翼３０６が設けられており、動翼３０７と静翼３０６とがロータ３０５の軸方向に交互に配列されている。

【0062】

温度測定装置１をガスタービン３００に適用するに際しては、例えば圧縮機３０１におけるケーシング流路３０９ａに温度測定装置１が設けられることが望ましい。しかしながら、温度測定装置１を設ける位置や個数は本実施形態によっては限定されず、設計に応じて任意に決定されてよい。
さらに、温度測定装置１が適用される対象は圧縮機３０１に限らず、タービン３０３に設けられて、内部の流体温度を測定する構成であってもよい。

【符号の説明】

【0063】

１ …温度測定装置
２ …ケーシング
３ …回転軸
４ …ケーシング流路
５ …インペラ
１０ …支持管
１１ …拡径部
２０ …外側管
２１ …キール
２２ …脱気孔
２３ …屈曲部
３０ …内側管
３２ …開口部
３３ …継ぎ部
４０ …配線
４１ …熱電対
５１ …溶接部
５２ …ろう付け部
６１ …ジャーナル軸受
６２ …スラスト軸受
６３ …吸込口
６４ …吐出口
８０ …フランジ
８１ …Ｏリング
８２ …縮径部
１００ …配管
１０１ …挿通孔
２００ …遠心圧縮機
３００ …ガスタービン
３０１ …圧縮機
３０２ …燃焼器
３０３ …タービン
３０５ …ロータ
３０６ …静翼
３０７ …動翼
３０８ …ケーシング
３０９ａ …ケーシング流路
Ｆ …流体
Ｏ …中心線
Ｏ１ …軸線
Ｒ …回転方向
Ｖ …内部空間
Ｗ …固定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】