特開 2024-49183 測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024049183

(43)【公開日】2024-04-09

(54)【発明の名称】測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 5/08 20060101AFI20240402BHJP

【ＦＩ】

G01B5/08

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022155490

(22)【出願日】2022-09-28

(71)【出願人】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】武田 勝彦

(72)【発明者】

【氏名】上林 正和

(72)【発明者】

【氏名】宮本 大樹

(72)【発明者】

【氏名】浦田 幹康

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 伸彦

(72)【発明者】

【氏名】岩佐 直樹

(72)【発明者】

【氏名】山口 岳彦

【テーマコード（参考）】

2F062

【Ｆターム（参考）】

2F062AA21

2F062AA31

2F062EE01

2F062EE63

2F062EE64

2F062FF03

2F062FF07

2F062MM01

(57)【要約】

【課題】装置構成の簡素化を図ると共に、測定誤差を抑制することが可能な測定装置を提供する。
【解決手段】測定装置は、配管の外径を測定する測定装置であって、フレームと、フレームに支持され、配管の周方向の異なる位置に配置され、配管の外周に接触して当該外周との距離を測定する複数のセンサと、フレームに支持され、配管の外周に接触した状態で配管の中心軸の軸方向へのフレームの移動を案内する案内部とを備え、案内部は、配管の径方向への移動が規制された基準部材を少なくとも１つ有し、基準部材は、センサに対して、配管の中心軸について軸対称となる位置に配置される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

配管の外径を測定する測定装置であって、
フレームと、
前記フレームに支持され、前記配管の周方向の異なる位置に配置され、前記配管の外周に接触して当該外周との距離を測定する複数のセンサと、
前記フレームに支持され、前記配管の外周に接触した状態で前記配管の中心軸の軸方向への前記フレームの移動を案内する案内部と
を備え、
前記案内部は、前記配管の径方向への移動が規制された基準部材を少なくとも１つ有し、
前記基準部材は、前記センサに対して、前記配管の中心軸について軸対称となる位置に配置される
測定装置。

【請求項2】

複数の前記センサは、前記配管の外周に接触する部分に、前記フレームの移動方向に沿って回転可能な回転部材を有する
請求項１に記載の測定装置。

【請求項3】

複数の前記センサは、前記配管の周方向の少なくとも３か所に配置され、
前記基準部材は、少なくとも３か所の前記センサに対して、前記配管の中心軸について軸対称となる位置に配置される
請求項１に記載の測定装置。

【請求項4】

複数の前記センサの少なくとも１つは、前記配管の中心軸の軸方向にずれた位置に配置される
請求項１に記載の測定装置。

【請求項5】

前記配管は、上下方向に延びており、
前記配管の中心軸から径方向に外れた位置に装置重心が位置するように複数の前記センサ、前記案内部及び前記フレームが設けられ、
少なくとも１つの前記基準部材は、前記フレームのうち前記配管に対して前記装置重心が位置する側の下部に配置される
請求項１に記載の測定装置。

【請求項6】

少なくとも１つの前記基準部材は、前記フレームのうち前記配管に対して前記装置重心が位置する側とは反対側の上部に配置される
請求項５に記載の測定装置。

【請求項7】

前記案内部は、前記配管の径方向に移動可能な従動部材を有し、
前記従動部材は、前記配管に対して前記装置重心が位置する側の下部に配置される前記基準部材に対して前記配管の中心軸について軸対称となる位置に配置される
請求項５に記載の測定装置。

【請求項8】

前記フレームを吊り下げるワイヤと、
前記ワイヤを螺旋状に巻き付け可能なドラムと、
前記ワイヤを繰り出す方向及び巻き取る方向のそれぞれに回転可能となるように前記ドラムを支持し、前記ドラムに巻かれる前記ワイヤが重ならないようにかつ前記ドラムから繰り出される前記ワイヤの繰り出し位置が移動しないように前記ドラムの回転に応じて回転軸の軸方向に移動させる支持機構と
を更に備える請求項１に記載の測定装置。

【請求項9】

前記フレームを吊り下げるワイヤと、
所定方向に移動可能な状態と前記所定方向への移動が規制された状態とを切り替え可能であり、前記ワイヤを支持して下方に繰り出すプーリと、
前記プーリに支持された状態で前記ワイヤの巻き取り及び繰り出しを行うワイヤ駆動機構と、
前記ワイヤ駆動機構における前記ワイヤの巻き取り量及び送り出し量を検出する検出部と
を更に備える請求項１に記載の測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ボイラに接続されるボイラ配管等のように高温高圧の流動体が内部を流れる配管においては、流動体の温度及び圧力により配管の一部が膨潤し、外径が大きくなる場合がある。このような配管では、膨潤による破損等を防ぐため、特許文献１に示すような測定装置を用いて配管の外径を定期的に測定している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－１１４４５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の測定装置では、配管の中心軸に対して軸対称となる位置に非接触式のセンサを対向配置させた状態でフレームに固定し、中心軸の軸方向にフレームを移動しながら配管の外径を測定する構成である。しかしながら、このような非接触式のセンサの配置では、装置構成が複雑になり、測定誤差が発生しやすいという問題がある。

【0005】

本開示は、上記に鑑みてなされたものであり、装置構成の簡素化を図ると共に、測定誤差を抑制することが可能な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】

本開示に係る測定装置は、配管の外径を測定する測定装置であって、フレームと、前記フレームに支持され、前記配管の周方向の異なる位置に配置され、前記配管の外周に接触して当該外周との距離を測定する複数のセンサと、前記フレームに支持され、前記配管の外周に接触した状態で前記配管の中心軸の軸方向への前記フレームの移動を案内する案内部とを備え、前記案内部は、前記配管の径方向への移動が規制された基準部材を少なくとも１つ有し、前記基準部材は、前記センサに対して、前記配管の中心軸について軸対称となる位置に配置される。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、装置構成の簡素化を図ると共に、測定誤差を抑制することが可能な測定装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本実施形態に係る測定装置の一例を示す模式図である。

【図2】図２は、本実施形態に係る測定装置の一例を示す模式図である。

【図3】図３は、本実施形態に係る測定装置の一例を示す模式図である。

【図4】図４は、複数のセンサの配置を模式的に示す図である。

【図5】図５は、昇降機構の一例を模式的に示す図である。

【図6】図６は、測定装置の動作の一例を示す図である。

【図7】図７は、昇降機構の他の例を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示に係る測定装置の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、こ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、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

【0010】

図１から図３は、本実施形態に係る測定装置１００の一例を示す模式図である。図１から図３に示す測定装置１００は、ボイラに接続される配管等のように高温高圧の流動体が内部を流れる配管Ｐの外径を測定する。本実施形態では、上下方向に直線状に延びる配管Ｐが一方向に複数並んだ状態で配置される。隣り合う配管Ｐ同士の間隔は、例えば効率から数ｍｍ程度となっている場合が多い。以下の説明において、配管Ｐが延びる上下方向をＺ方向、配管Ｐが並ぶ方向をＸ方向とし、Ｚ方向及びＸ方向にそれぞれ直交する方向をＹ方向として表記する。この場合、座標の矢印の方向を＋方向とし、矢印とは反対方向を－方向として表記する。また、以下の説明において、Ｙ方向の一方（－Ｙ側）を正面側、他方（＋Ｙ側）を背面側と表記する場合がある。また、１つの配管Ｐについて、Ｘ方向の両側を側方と表記する場合がある。測定装置１００の方向を説明する場合、配管Ｐに設置された測定状態における方向として表記する。なお、図１は上方から見た場合の横断面図、図２は側方（－Ｘ側）から見た場合の縦断面図、図３は背面側から見た場合の図である。図１から図３に示すように、測定装置１００は、フレーム１０と、複数のセンサ２０と、案内部３０とを備える。

【0011】

フレーム１０は、複数のセンサ２０及び複数の案内部３０を支持する。フレーム１０は、基部１１と、支持部１２とを有する。基部１１は、配管Ｐを囲う矩形状である。基部１１は、上段部１３及び下段部１４を有する２段構造となっている。上段部１３は、測定時において、上下方向に延びる配管Ｐの上側（＋Ｚ側）に配置される。下段部１４は、測定時において、当該配管Ｐの下側（－Ｚ側）に配置される。上段部１３及び下段部１４は、上下方向に連結され、一体で形成される。

【0012】

基部１１は、－Ｙ側の正面側部分１１ａと、＋Ｙ側の背面側部分１１ｂとを有する。正面側部分１１ａと背面側部分１１ｂとは、不図示の機構により分離及び接合が可能となっている。

【0013】

支持部１２は、基部１１の背面側（＋Ｙ側）に配置される。支持部１２は、基部１１と一体で形成される。支持部１２は、複数のセンサ２０の調整部分２７を支持する。

【0014】

複数のセンサ２０は、フレーム１０に支持される。複数のセンサ２０は、例えば配管Ｐの外周Ｐａに接触した状態で当該外周Ｐａとの距離を測定する、いわゆる接触式のセンサである。それぞれのセンサ２０は、フレーム１０に支持される支持位置から外周Ｐａまでの距離を測定する。

【0015】

複数のセンサ２０は、正面センサ２１と、斜方センサ２２、２３と、側方センサ２４、２５とを有する。図４は、複数のセンサ２０の配置を模式的に示す図である。図４は、上方から見た状態を示している。また、図４には、後述する案内部３０の基準ローラ３１、３２、３３、３４と、従動ローラ３５とを併せて示している。

【0016】

正面センサ２１は、フレーム１０の下段部１４に設けられる。正面センサ２１は、配管Ｐに対して正面側（－Ｙ側）に配置される。正面センサ２１は、ベアリング（回転部材）２１ｂを介して配管Ｐの外周Ｐａに接触する。ベアリング２１ｂは、フレーム１０の移動方向に沿って回転可能である。ベアリング２１ｂは、フレーム１０が所定の移動方向、すなわち配管Ｐの中心軸ＡＸの軸方向に沿って移動する際に、フレーム１０の移動に追従する方向に回転する。

【0017】

斜方センサ２２、２３は、フレーム１０の上段部１３に設けられる。斜方センサ２２、２３は、配管Ｐの正面側から見て、当該配管Ｐの斜め後方に配置される。斜方センサ２２は、配管Ｐの背面に対して周方向の一方（例えば、上方から見て時計回りの方向）側に４５°ずれた位置に配置される。斜方センサ２３は、配管Ｐの背面に対して周方向の他方（例えば、上方から見て反時計回りの方向）側に４５°ずれた位置に配置される。斜方センサ２２は、カンチレバー２２ａと、ベアリング（回転部材）２２ｂと、段ネジ２２ｃとを有する。斜方センサ２３は、カンチレバー２３ａと、ベアリング（回転部材）２３ｂと、段ネジ２３ｃとを有する。斜方センサ２２、２３は、カンチレバー２２ａ、２３ａの先端に段ネジ２２ｃ、２３ｃによりベアリング２２ｂ、２３ｂが回転可能に取り付けられる。カンチレバー２２ａ、２３ａは、調整部分２７に接続される。調整部分２７は、配管Ｐの外径に応じてカンチレバー２２ａ、２３ａの傾きを調整することができる。また、斜方センサ２２、２３は、カンチレバー２２ａ、２３ａの先端に回転可能に取り付けられるベアリング２２ｂ、２３ｂを介して配管Ｐに接触する。ベアリング２２ｂ、２３ｂは、フレーム１０の移動方向に沿って回転可能である。ベアリング２２ｂ、２３ｂは、フレーム１０が所定の移動方向、すなわち配管Ｐの中心軸ＡＸの軸方向に沿って移動する際に、フレーム１０の移動に追従する方向に回転する。この構成では、例えば配管Ｐに対して軸方向に移動する際に溶接部などを乗り越える場合、カンチレバー２２ａ、２３ａが配管Ｐの径方向にしか動かないため、カンチレバー２２ａ、２３ａの不図示の支点への負荷を低減することができる。

【0018】

側方センサ２４、２５は、フレーム１０の下段部１４に設けられる。側方センサ２４、２５は、配管Ｐの正面側（－Ｙ側）から見て、当該配管Ｐの側方に配置される。側方センサ２４は、配管Ｐの正面に対して周方向の一方側に９０°ずれた位置に配置される。側方センサ２５は、配管Ｐの正面に対して周方向の他方側に９０°ずれた位置に配置される。側方センサ２４と側方センサ２５とは、配管Ｐの中心軸ＡＸについて軸対称の位置に配置される。側方センサ２４は、カンチレバー２４ａと、ベアリング２４ｂと、段ネジ２４ｃとを有する。側方センサ２５は、カンチレバー２５ａと、ベアリング２５ｂと、段ネジ２５ｃとを有する。側方センサ２４、２５は、カンチレバー２４ａ、２５ａの先端に段ネジ２４ｃ、２５ｃによりベアリング２４ｂ、２５ｂが回転可能に取り付けられる。カンチレバー２４ａ、２５ａは、調整部分２８に接続される。調整部分２８は、配管Ｐの外径に応じてカンチレバー２４ａ、２５ａの傾きを調整することができる。また、側方センサ２４、２５は、カンチレバー２４ａ、２５ａの先端に回転可能に取り付けられるベアリング２４ｂ、２５ｂを介して配管Ｐに接触する。ベアリング２４ｂ、２５ｂは、フレーム１０の移動方向に沿って回転可能である。ベアリング２４ｂ、２５ｂは、フレーム１０が所定の移動方向、すなわち配管Ｐの中心軸ＡＸの軸方向に沿って移動する際に、フレーム１０の移動に追従する方向に回転する。この構成では、例えば配管Ｐに対して軸方向に移動する際に溶接部などを乗り越える場合、カンチレバー２４ａ、２５ａが配管Ｐの径方向にしか動かないため、カンチレバー２４ａ、２５ａの不図示の支点への負荷を低減することができる。

【0019】

案内部３０は、基準ローラ３１、３２、３３、３４と、従動ローラ３５とを有する。案内部３０は、フレーム１０に支持され、配管Ｐの外周Ｐａに接触した状態で配管Ｐの中心軸ＡＸの軸方向へのフレーム１０の移動を案内する。

【0020】

基準ローラ３１、３２、３３、３４は、センサ２０に対して、配管Ｐの中心軸ＡＸについて軸対称となる位置に配置される。

【0021】

具体的には、基準ローラ３１は、フレーム１０の上段部１３に回転可能に支持される。基準ローラ３１は、フレーム１０の上下方向への移動に沿って回転可能である。基準ローラ３１は、斜方センサ２２と中心軸ＡＸについて軸対称となる位置に配置される。

【0022】

基準ローラ３２は、フレーム１０の上段部１３に回転可能に支持される。基準ローラ３２は、フレーム１０の上下方向への移動に沿って回転可能である。基準ローラ３２は、斜方センサ２３と中心軸ＡＸについて軸対称となる位置に配置される。

【0023】

基準ローラ３３は、フレーム１０の下段部１４に回転可能に支持される。基準ローラ３３は、フレーム１０の上下方向への移動に沿って回転可能である。基準ローラ３３は、正面センサ２１と中心軸ＡＸについて軸対称となる位置に配置される。

【0024】

基準ローラ３４は、フレーム１０の下段部１４に回転可能に支持される。基準ローラ３４は、フレーム１０の上下方向への移動に沿って回転可能である。基準ローラ３４は、配管Ｐの背面に対して周方向の一方側に４５°ずれた位置に配置される。

【0025】

上記した基準ローラ３１、３２、３３、３４は、いずれもフレーム１０により、配管Ｐの径方向への移動が規制される。このため、基準ローラ３１、３２、３３、３４は、本実施形態において、外径計測の基準となる基準部材として機能する。本実施形態では、３か所のセンサ２０（正面センサ２１、斜方センサ２２、２３）に対して、基準部材（基準ローラ３１、３２、３３）が配管Ｐの中心軸ＡＸについて軸対称となる位置に配置された構成である。配管Ｐの中心軸ＡＸについて軸対称となる位置に配置される基準部材及びセンサ２０の組は、２組以下であってもよいし、４組以上であってもよい。また、非接触センサ等、他の種類のセンサと併用してもよい。

【0026】

従動ローラ３５は、フレーム１０の下段部１４に回転可能に支持される。従動ローラ３５は、配管Ｐの径方向に力が加えられることにより、当該力に追従して径方向に移動可能に設けられる。従動ローラ３５は、フレーム１０の下段部１４において、配管Ｐの正面に対して周方向の一方側に４５°ずれた位置に配置される。従動ローラ３５は、基準ローラ３４に対して、配管Ｐの中心軸ＡＸについて軸対称の位置に配置される。

【0027】

測定装置１００は、上記のようにフレーム１０、複数のセンサ２０及び案内部３０が設けられることにより、配管Ｐの中心軸ＡＸから径方向（本実施形態では、＋Ｙ方向）に外れた位置に装置重心Ｇが配置される。このため、基準ローラ３３、３４がフレーム１０の下段部１４の＋Ｙ側、つまり配管Ｐに対して装置重心Ｇが位置する側に配置されることにより、当該基準ローラ３３、３４を介してフレーム１０の下段部１４において配管Ｐに対して安定して支持されることになる。したがって、測定装置１００を下方側から上方側に移動する場合、配管Ｐの溶接部等の段差を容易に乗り越えることができ、円滑に移動することができる。また、本実施形態では、基準ローラ３４に対して、配管Ｐの中心軸ＡＸの軸対称となる位置に従動ローラ３５が配置される。このため、フレーム１０が配管Ｐの段差部を乗り越える場合などに柔軟に姿勢を変動させることができる。

【0028】

また、本実施形態では、フレーム１０のうち配管Ｐに対して装置重心Ｇが位置する側とは反対側（－Ｙ側）の上部に基準ローラ３１、３２が配置される。このため、上記した基準ローラ３３、３４と共に、フレーム１０を上側と下側とで、また、正面側と背面側とで安定して支持することができる。この場合、フレーム１０の上段部１３については、従動ローラ３５を省略することができる。また、フレーム１０の上段部に従動ローラ３５が設けられる場合においても、当該従動ローラ３５の負担が軽減される。

【0029】

上記した測定装置１００は、フレーム１０を上下方向に移動させる昇降機構４０を有する。図５は、昇降機構４０の一例を模式的に示す図である。図５に示すように、昇降機構４０は、ワイヤ４１と、ドラム４２と、支持機構４３とを有する。

【0030】

ワイヤ４１は、フレーム１０を吊り下げる。ワイヤ４１は、一端がフレーム１０に係止可能である。ワイヤ４１は、他端がドラム４２に固定される。

【0031】

ドラム４２は、例えば円筒状であり、ワイヤ４１を螺旋状に巻き付け可能である。本実施形態において、ドラム４２は、支持機構４３により中心軸ＡＸ２を中心として回転可能に支持される。ドラム４２は、内部にナット４２ａが設けられる。ナット４２ａは、後述するネジ軸４７にネジ接合される。昇降機構４０は、中心軸ＡＸ２が例えばＸ方向に沿うように配置することができる。図５には、矢印Ｑ方向から見たドラム４２の構成を併せて示している。ドラム４２は、－Ｘ側の壁部４２ｂに開口部４２ｃを有する。開口部４２ｃは、後述する伝達部材４６の爪部４６ａが挿入される。

【0032】

支持機構４３は、駆動源４４と、出力軸４５と、伝達部材４６と、ネジ軸４７と、軸受部４８とを有する。駆動源４４は、ドラム４２を回転するための回転駆動力を発生させる。駆動源４４としては、例えばモータ等が用いられる。出力軸４５は、駆動源４４で発生した回転を出力する。伝達部材４６は、出力軸４５に接合され、出力軸４５と一体で回転する。伝達部材４６は、ドラム４２に接続される爪部４６ａを有する。爪部４６ａは、中心軸ＡＸ２に沿って直線状に延びている。爪部４６ａは、ドラム４２に対してＸ方向に着脱可能である。爪部４６ａは、ドラム４２に装着された状態において、ドラム４２に対して中心軸ＡＸ２の軸回り方向に係止される。一方、爪部４６ａは、ドラム４２に装着された状態において、ドラム４２のＸ方向への移動を許容する。

【0033】

ネジ軸４７は、Ｘ方向に延び、中心軸ＡＸ２を中心として配置される。ネジ軸４７は、中心軸ＡＸ２の軸回り方向に回転しないように、Ｘ方向の一方の端部が軸受部４８に固定される。また、ネジ軸４７は、出力軸４５の回転により回転しないように、Ｘ方向の他方の端部がベアリング４７ａを介して伝達部材４６に接続される。

【0034】

ネジ軸４７は、上記したドラム４２のナット４２ａにネジ接合される。ネジ軸４７は、ドラム４２と一体でナット４２ａが回転する場合に、ナット４２ａとドラム４２とを一体でＸ方向に移動させる。ネジ軸４７は、ドラム４２が回転する場合において、ドラム４２に巻かれるワイヤ４１が重ならないようにかつワイヤ４１の繰り出し位置がＸ方向で移動しないように、ネジ山の諸元が設定される。

【0035】

次に、上記のように構成された測定装置１００の動作を説明する。図６は、測定装置１００の動作の一例を示す図である。以下では、上下方向に延びる配管Ｐに対して上下に複数段の足場Ｆが設けられる場合について説明する。まず、複数段の足場Ｆのうち最も下側の足場Ｆにおいて、作業者は、フレーム１０の基部１１を正面側部分１１ａと背面側部分１１ｂとにＹ方向に分離させた状態で、複数のセンサ２０及び案内部３０をフレーム１０に装着する。

【0036】

この状態で、配管Ｐの正面側（－Ｙ側）に正面側部分１１ａを配置し、配管Ｐの背面側（＋Ｙ側）に背面側部分１１ｂ及び支持部１２を配置して、配管ＰをＹ方向に挟むようにフレーム１０を接合する。フレーム１０を接合した後、フレーム１０に昇降機構４０のワイヤ４１を装着する。昇降機構４０のドラム４２及び支持機構４３は、例えば最も上側の足場Ｆに配置しておく。ワイヤ４１を装着した後、各センサ２０の回転部材（ベアリング２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ）を配管Ｐの外周に接触させて、各センサ２０を起動させる。図６では、２つの測定装置１００を用いて測定を行う場合を例に挙げているが、これに限定されず、１つ又は３つ以上の測定装置１００を用いてもよい。

【0037】

この状態で昇降機構４０のドラム４２を回転させることで、フレーム１０を上方（＋Ｚ方向）に移動させる。昇降機構４０においては、ドラム４２が回転に伴ってＸ方向に移動するため、Ｘ方向におけるワイヤ４１の繰り出し位置が一定となる。このため、ワイヤ４１にＸ方向の力が加わることが抑制され、フレーム１０を安定して上昇させることができる。

【0038】

フレーム１０の上昇に従い、各センサ２０によりフレーム１０から配管Ｐの外周Ｐａまでの距離がＺ方向の位置毎に検出される。各センサ２０による検出結果は、不図示の演算部に送信される。演算部は、各センサ２０の検出結果に基づいて、配管Ｐの外径及びＺ方向における外径の変化を算出する。

【0039】

本実施形態のように上下に複数段の足場Ｆが設けられる場合、まず、下側の足場Ｆで測定装置１００を接合し、例えば１つ上側の足場Ｆの直下まで昇降機構４０により測定装置１００を上方に移動させて測定を行う。測定装置１００が１つ上側の足場Ｆの直下に到達した場合、当該測定装置１００を分離し、分離した測定装置１００を昇降機構４０により当該１つ上側の足場Ｆまで移動させる。その後、当該１つ上側の足場Ｆにおいて再度測定装置１００を接合し、更に１つ上側の足場Ｆの直下まで昇降機構４０により測定装置１００を上方に移動させて測定を行う。この作業を繰り返し行うことで、複数段の足場Ｆが形成された配管Ｐの外径を上下方向の全体に亘って測定することができる。

【0040】

図７は、昇降機構の他の例を模式的に示す図である。図７に示す昇降機構５０は、例えば足場Ｆが設けられない箇所等において測定装置１００を吊り下げる際に用いることができる。図６に示すように、昇降機構５０は、ワイヤ５１と、プーリ５２と、ワイヤ駆動機構５３と、検出部５４と、ベース部材５５とを有する。ワイヤ５１は、プーリ５２を介してワイヤ駆動機構５３に接続される。ワイヤ駆動機構５３は、モータ等の不図示の駆動源により、ワイヤ５１の巻き取り及び繰り出しを行う。検出部５４は、ワイヤ５１の巻き取り量及び繰り出し量を検出する。検出部５４は、検出結果を不図示の表示部に出力したり、外部端末等に送信したりすることができる。ワイヤ駆動機構５３と検出部５４とが一体となったワイヤエンコーダ等が用いられてもよい。プーリ５２は、ベース部材５５にＸ方向に沿って配置されるレール５６上を移動可能である。プーリ５２は、例えばストッパ５７等により水平方向への移動を規制することができる。ストッパ５７は、プーリ５２の移動が可能な状態とプーリ５２の移動が規制される状態とを切り替えることができる。例えば、Ｘ方向に並ぶ複数の配管Ｐのうち１つの配管Ｐを測定する際には当該１つの配管Ｐに対応する位置にプーリ５２を配置してＸ方向への移動を規制する。当該１つの配管Ｐの測定が終了した後、他の配管Ｐの測定を行う際、プーリ５２のストッパを解除して作業者等によりＸ方向に移動させることで、プーリ５２の位置を測定対象となる配管Ｐに対応する位置に容易に移動させることができる。

【0041】

以上のように、本開示の第１態様に係る測定装置は、配管Ｐの外径を測定する測定装置１００であって、フレーム１０と、フレーム１０に支持され、配管Ｐの周方向の異なる位置に配置され、配管Ｐの外周Ｐａに接触して当該外周Ｐａとの距離を測定する複数のセンサ２０と、フレーム１０に支持され、配管Ｐの外周Ｐａに接触した状態で配管Ｐの中心軸ＡＸの軸方向へのフレーム１０の移動を案内する案内部３０とを備え、案内部３０は、配管Ｐの径方向への移動が規制された基準ローラ３１、３２、３３を有し、基準ローラ３１、３２、３３は、センサ２０に対して、配管Ｐの中心軸ＡＸについて軸対称となる位置に配置される測定装置１００である。

【0042】

この構成によれば、基準ローラ３１、３２、３３がセンサ２０に対して配管Ｐの中心軸ＡＸについて軸対称となる位置に配置されるため、配管Ｐの中心軸ＡＸについて軸対称となる位置にそれぞれセンサ２０を配置する構成に比べて装置構成を簡素化することができ、誤差を半減することができる。また、複数のセンサ２０が接触式のセンサであるため、非接触式のセンサと比較して、配管Ｐの外周Ｐａに付着した灰等の影響を受けずに測定することができる。このため、測定誤差を抑制することができる。

【0043】

本開示の第２態様に係る測定装置は、第１態様に係る測定装置において、複数のセンサ２０が、配管Ｐの外周Ｐａに接触する部分に、フレーム１０の移動方向に沿って回転可能な回転部材（ベアリング２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ）を有する。したがって、フレーム１０の移動を円滑に行うことができる。

【0044】

本開示の第３態様に係る測定装置は、第１態様又は第２態様に係る測定装置において、複数のセンサ２０が、配管Ｐの周方向の少なくとも３か所に配置され、基準ローラ３１、３２、３３は、少なくとも３か所のセンサ２０（正面センサ２１、斜方センサ２２、２３）に対して、配管Ｐの中心軸ＡＸについて軸対称となる位置に配置される。したがって、配管Ｐの外周Ｐａの外径を精度良く測定することができる。

【0045】

本開示の第４態様に係る測定装置は、第１態様から第３態様のいずれか一項に係る測定装置において、複数のセンサ２０の少なくとも１つが、配管Ｐの中心軸ＡＸの軸方向にずれた位置に配置される。したがって、フレーム１０の構成の自由度が高められる。

【0046】

本開示の第５態様に係る測定装置は、第１態様から第４態様のいずれか一項に係る測定装置において、配管Ｐは、上下方向に延びており、配管Ｐの中心軸ＡＸから径方向に外れた位置に装置重心Ｇが位置するように複数のセンサ２０、案内部３０及びフレーム１０が設けられ、基準ローラ３３、３４は、フレーム１０のうち配管Ｐに対して装置重心Ｇが位置する側の下部に配置される。したがって、基準ローラ３３、３４を介してフレーム１０の下段部１４において配管Ｐに対して安定して支持されることになる。このため、測定装置１００を下方側から上方側に移動する場合、配管Ｐの溶接部等の段差を容易に乗り越えることができ、円滑に移動することができる。

【0047】

本開示の第６態様に係る測定装置は、第５態様に係る測定装置において、基準ローラ３１、３２は、フレーム１０のうち配管Ｐに対して装置重心Ｇが位置する側とは反対側の上部に配置される。したがって、基準ローラ３３、３４と共に、フレーム１０を上側と下側とで、また、装置重心Ｇが位置する側とその反対側とで安定して支持することができる。この場合、フレーム１０の上段部１３については、従動ローラ３５を省略することができる。また、フレーム１０の上段部に従動ローラ３５が設けられる場合においても、当該従動ローラ３５の負担が軽減される。

【0048】

本開示の第７態様に係る測定装置は、第５態様又は第６態様に係る測定装置において、案内部３０が、配管Ｐの径方向に移動可能な従動ローラ３５を有し、従動ローラ３５が、配管Ｐに対して装置重心Ｇが位置する側の下部に配置される基準ローラ３３、３４に対して配管Ｐの中心軸ＡＸについて軸対称となる位置に配置される。したがって、フレーム１０が配管Ｐの段差部を乗り越える場合などに柔軟に姿勢を変動させることができる。

【0049】

本開示の第８態様に係る測定装置は、第１態様から第７態様のいずれか一項に係る測定装置において、フレーム１０を吊り下げるワイヤ４１と、ワイヤ４１を螺旋状に巻き付け可能なドラム４２と、ワイヤ４１を繰り出す方向及び巻き取る方向のそれぞれに回転可能となるようにドラム４２を支持し、ドラム４２に巻かれるワイヤ４１が重ならないようにかつドラム４２から繰り出されるワイヤ４１の繰り出し位置が移動しないようにドラム４２の回転に応じて中心軸ＡＸ２の軸方向に移動させる支持機構４３とを更に備える。したがって、測定装置１００の上方への移動を円滑に行うことができる。

【0050】

本開示の第９態様に係る測定装置は、第１態様から第７態様のいずれか一項に係る測定装置において、フレーム１０を吊り下げるワイヤ５１と、水平方向（Ｘ方向）に移動する状態と水平方向（Ｘ方向）への移動が規制された状態とを切り替え可能であり、ワイヤ５１を支持して下方に繰り出すプーリ５２と、プーリ５２に支持された状態でワイヤ５１の巻き取り及び繰り出しを行うワイヤ駆動機構５３と、ワイヤ駆動機構５３におけるワイヤ５１の巻き取り量及び送り出し量を検出する検出部５４とを更に備える。したがって、測定装置１００の上方への移動を円滑に行うことができる。

【0051】

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。例えば、上記実施形態では、複数のセンサ２０の１つとして正面側にセンサ２０（正面センサ２１）を配置する構成を例に挙げて説明したが、この構成に限定されない。例えば、正面センサ２１に代えて、又は正面センサ２１に加えて、背面側にセンサ２０が設けられた構成であってもよい。

【0052】

また、上記実施形態では、正面センサ２１及び斜方センサ２２、２３の３つのセンサについて、配管Ｐの中心軸ＡＸについて軸対称の位置に基準ローラ３１、３２、３３が配置された構成を例に挙げて説明したが、この構成に限定されない。例えば、正面センサ２１、斜方センサ２２、２３のうち１つ又は２つのセンサ２０についてのみ上記配置としてもよい。

【0053】

また、上記実施形態では、フレーム１０において上段部１３及び下段部１４が設けられた２段構成とした場合を例に挙げて説明したが、この構成に限定されない。フレーム１０においては、１段構成又は３段以上の構成であってもよい。

【符号の説明】

【0054】

１０ フレーム
１１ 基部
１１ａ 正面側部分
１１ｂ 背面側部分
１２ 支持部
４８ 軸受部
１３ 上段部
１４ 下段部
２０ センサ
２１ 正面センサ
２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ，２４ｂ，２５ｂ ベアリング
２２，２３ 斜方センサ
２２ａ，２３ａ，２４ａ，２５ａ カンチレバー
２２ｃ，２３ｃ，２４ｃ，２５ｃ 段ネジ
２４，２５ 側方センサ
３０ 案内部
３１，３２，３３，３４ 基準ローラ
３５ 従動ローラ
４０，５０ 昇降機構
４１，５１ ワイヤ
４２ ドラム
４２ａ ナット
４３ 支持機構
４４ 駆動源
４５ 出力軸
４６ 伝達部材
４６ａ 爪部
４７ ネジ軸
４７ａ ベアリング
５２ プーリ
５３ ワイヤ駆動機構
５４ 検出部
５５ ベース部材
５６ レール
１００ 測定装置
ＡＸ，ＡＸ２ 中心軸
Ｆ 足場
Ｇ 装置重心
Ｐ 配管
Ｐａ 外周

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【手続補正書】

【提出日】2022-11-11

【手続補正1】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0002】

ボイラに接続されるボイラ配管等のように高温高圧の流動体が内部を流れる配管においては、流動体の温度及び圧力により配管の一部が膨出し、外径が大きくなる場合がある。このような配管では、膨出による破損等を防ぐため、特許文献１に示すような測定装置を用いて配管の外径を定期的に測定している。