本发明涉及一种温度指示计。
本申请根据2020年1月16日向日本申请的特愿2020-005500号要求其优先权,并在此引用其内容。
背景技术:
传统上,作为测量被测量部的温度的温度指示计,根据用途、设置场所等的不同,具有多种多样的形式,例如,如下面的专利文献1,2所示,将玻璃制的棒状温度计作为测温部使用的温度指示计广为所知。
在这种温度指示计中,虽然多数情况下使用酒精等作为测温液,但例如在测量150℃以上高温的温度测量区域时,使用水银作为测温液更适合。但是,近年来,从环境保护的观点出发,开始采取禁止使用水银的措施。
因此,波登管作为一种不利用水银,却能够测量与利用水银时相同水平的温度测量区域的温度指示计而被人所知。
例如,已知一种液压式温度指示计,包括:内部密封有工作液体的感温部;基于工作液体的膨胀、收缩所引起的压力变化进行弹性变位的圆弧形状的波登管;以及放大波登管的弹性变位量并传递给指针的放大传递机构。
根据温度指示计,基于工作液体的膨胀、收缩所引起的压力变化能够使波登管发生弹性变位,并且还可以利用放大传递机构将波登管的弹性变位量以放大状态传递给指针,使该指针旋转。因此,能够在不使用水银的情况下测量高温的温度测量区域。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本实用新型登录第3130262号公报
专利文献2:日本实开昭49-106378号公报
技术实现要素:
发明所要解决的课题
采用波登管的温度指示计,是利用含有工作液体的工作流体的膨胀、收缩所引起的压力变化(体积变化)来测量温度的方式,因此,有必要将波登管相对于该压力变化的变位直线性保持到高温。因此,要求增大内部密封有工作流体的感温筒的内部容积。通过增大内部容积,可以提高波登管的变位直线性(线性),从而能够提高温度测量精度。
具体来说,多数情况下,通过将以预定的外径形成为圆筒形、并且内部能够封入工作流体的感温筒在轴向上形成得较长,来确保大的内部容积。因此,在以往采用波登管的温度指示计中,感温筒通常形成得较长。
这种采用了波登管的温度指示计,在各种用途上被广泛使用,例如安装在冷暖空调管道、冷温水管路、各种锅炉、工业用设备、船舶用发动机等上面使用。具体来说,在这些各个设置场所中,有时会将温度指示计安装在容纳有各种气体或液体等流体的容器或流体流经内部的管路上等。
此时,为了正确测量流体的温度,必须通过设置在容器或管路等的安装口将感温筒从外部插入,在容器或管路内适当地设置了感温筒的状态下安装温度指示计。
但是,例如在船舶用发动机等之中,排气(被测量部)流经的管路的直径较小的情况较多,与此相对应,为了将感温筒插入该管路内的插入长度多数情况下被设定得较短。因此,由于以往的温度指示计中,感温筒的长度较长,导致感温筒的一部分暴露在管路外部,从而无法正确测量排气的温度,有可能产生指示不良等问题。
特别是在船舶用发动机的情况下,由于排气是高温的,因此需要将感温筒整体设置在管路中狭窄的温度测量区域内,但是感温筒的长度较长的以往的温度指示计很难满足这种需求。
本发明是考虑到这样的情况而做出的,其目的在于提供一种温度指示计,其不仅能够实现感温筒和整体尺寸的小型化,而且即使在温度测量区域狭窄且被测量部为高温的情况下也能够正确地进行温度测量。
用于解决课题的手段
(1)本发明的温度指示计包括:感温筒,所述感温筒内部密封有工作流体,所述工作流体根据被测量部的温度而膨胀、收缩;主体壳体,所述主体壳体内部形成有密闭空间;连接管,所述连接管设置于所述感温筒与所述主体壳体之间,并且将所述感温筒和所述主体壳体一体地连接;波登管,所述波登管设置于所述主体壳体内,并且随着所述工作流体的膨胀、收缩所引起的压力变化而弹性变位;毛细管,所述毛细管在使所述感温筒内部和所述波登管内部连通的状态下连接所述感温筒和所述波登管;温度指示部,所述温度指示部设置于所述主体壳体内,并且具有指示与所述波登管的弹性变位对应的温度的指针和刻度板。所述毛细管设置于从所述连接管内部至所述密闭空间内部,并在所述连接管内部与所述感温筒连接,且在所述密闭空间内部与所述波登管的一端部连接。所述指针与所述波登管的另一端部连接,并且可以随着所述波登管的弹性变位而绕旋转轴线进行旋转。从所述旋转轴线的方向看,所述波登管以所述旋转轴线为中心,以预定的圈数形成为涡旋状,并且可以在径向上进行弹性变位。所述波登管的所述另一端部可以随着所述波登管的弹性变位而绕所述旋转轴线移动。所述工作流体密封于所述毛细管内部和所述波登管内部。
根据本发明的温度指示计,密封于感温筒内的工作流体根据被测量部的温度而膨胀、收缩,因此毛细管内和波登管内部的工作流体也随之膨胀、收缩。从而,形成为涡旋状的波登管随着工作流体的膨胀、收缩所引起的压力变化,在径向上进行弹性变位。从而,可以使波登管的另一端部随着波登管的弹性变位而绕旋转轴线进行圆周移动(旋转移动)。因此,可以使指针随着波登管的弹性变位绕旋转轴线进行旋转,通过刻度板和指针进行被测量部的温度指示(温度显示)。
特别的,由于感温筒和波登管之间利用毛细管连接,因此波登管无需延伸至感温筒,可以留在主体壳体内部。因此,和将波登管与感温筒直接连接的方式相比,能够将波登管的全长形成得较短。从而,可以用较少的圈数将波登管形成为涡旋状,能够抑制波登管整体的外径尺寸,实现波登管自身的小型化。
这样,通过缩短全长,以较少的圈数形成涡旋状,实现了波登管的小型化,因此,即使在工作流体的热膨胀率较小的情况下,即工作流体略微膨胀、收缩的情况下,也能够使波登管以良好的反应进行弹性变位。因此,可以减小密封工作流体的感温筒的内部容积,由此与以往相比,感温筒的长度可以更短。因此可以实现感温筒的小型化。
进一步地,由于可以缩短感温筒的长度以实现小型化,因此即使是在狭窄的温度测量区域内,也容易在该温度测量区域内适当地设置感温筒。而且,由于不使用水银等,而是基于工作流体的膨胀、收缩进行温度测量,因此即使被测量部为高温,也能够正确测量温度。由于这些原因,即使在温度测量区域窄且被测量部为高温的情况下,也可以准确地进行温度测量。
进一步地,由于将感温筒和波登管的一端部之间用毛细管连接,所以不仅波登管的全长、曲率、圈数等容易按照设计去设定,而且能够使波登管的移动仅集中于径向的弹性变位,因此能够准确地控制弹性变位量。因此,可以提高测量结果的精度。而且,由于可以不使用齿轮等,而是采用基于波登管的弹性变位使指针旋转的无齿轮方式,因此不会产生齿轮咬合引起的测量误差等。在这一点上,也可以实现测量结果的高精度化。此外,由于可以采用无齿轮方式,所以更容易提高耐久性,可以延长产品寿命。
进一步地,由于可以通过抑制波登管的外径尺寸来实现小型化,因此可以抑制密闭空间的内部容积,并且还可以实现主体壳体本身的小型化。因此,可以实现整个温度指示计的小型化。因此,温度指示计可以更容易地应用于难以确保设置空间的位置,可以适用于例如船舶发动机等。此外,与棒状温度计不同,由于可以采用通过使指针绕旋转轴线旋转来指示温度的刻度盘方式,因此更容易读数,可以进一步提高视觉识别性。
(2)所述毛细管可以包括:与感温筒连接的第一毛细管;与所述波登管的所述一端部连接的第二毛细管;以及第三毛细管。所述第一毛细管、所述第二毛细管和所述第三毛细管可以通过中继部件以彼此连通的状态一体地组合。所述第三毛细管可以用作通过所述第一毛细管和所述第二毛细管将所述工作流体导入所述感温筒内部和所述波登管内部的导入管。
此时,由于毛细管由彼此连通的第一毛细管、第二毛细管和第三毛细管构成,因此可以更容易且可靠地与感温筒及波登管进行连接,并且更容易进行工作流体的密封。
特别的,在连接第一毛细管和波登管以及连接第二毛细管和波登管之后,利用用作导入管的第三毛细管,可以更容易且顺利地密封工作流体。也就是说,通过将工作流体导入到第三毛细管内,可以经过第一毛细管和第二毛细管,顺利地将工作流体导入到感温筒内和波登管内。因此,可以将工作流体密封在感温筒内、毛细管内及波登管内的全体中。因此,即使将波登管小型化时,也可以将工作流体可靠地密封在波登管内,并且可以稳定地进行温度测量。
(3)所述中继部件包括:中继板,所述中继板固定于所述主体壳体,并且在所述中继板中形成有容纳孔;以及中继套筒,所述中继套筒以嵌入的状态固定于所述容纳孔中。在所述中继套筒中可以形成有多个插通孔,该多个插通孔可以沿轴向贯通该中继套筒,并且所述第一毛细管、所述第二毛细管和所述第三毛细管能够分别插通所述多个插通孔。所述第一毛细管、所述第二毛细管和所述第三毛细管可以固定于所述插通孔中,并且在所述容纳孔中彼此连通。
此时,可以利用中继部件将第一毛细管、第二毛细管和第三毛细管以彼此连通的状态可靠地组合。
例如,将第一毛细管、第二毛细管和第三毛细管分别插通中继套筒的插通孔中后,通过焊接等固定,可以将第一毛细管、第二毛细管和第三毛细管与中继套筒一体地组合。然后,将中继套筒嵌入在容纳孔中之后,通过焊接等固定,可以将中继板和中继套筒一体地组合。由此,可以将第一毛细管、第二毛细管和第三毛细管通过中继套筒组合到固定于主体壳体上的中继板上。
因此,不会使第一毛细管、第二毛细管和第三毛细管在主体壳体内例如晃动等,可以维持稳定的姿态。此外,通过将中继套筒嵌入于容纳孔内,可以使第一毛细管、第二毛细管和第三毛细管在容纳孔中相互间可靠地连通。
(4)在所述主体壳体内还可以设有:旋转轴部,所述旋转轴部在与所述旋转轴线同轴设置的状态下与所述主体壳体组合;第一旋转支架,所述第一旋转支架绕所述旋转轴线可旋转地组合于所述旋转轴部,并且安装有所述指针;第二旋转支架,所述第二旋转支架绕所述旋转轴线可旋转地组合于所述旋转轴部,并且与所述波登管的所述另一端部连接,且将所述波登管沿所述旋转轴线方向定位;连结体,所述连结体连结所述第一旋转支架和所述第二旋转支架,并且使所述第一旋转支架随着所述第二旋转支架的旋转而旋转。
此时,由于波登管的弹性变位,另一端部绕旋转轴线移动,可以使第二旋转支架随着该另一端部绕旋转轴线旋转。从而,通过连结体可以使第一旋转支架绕旋转轴线旋转,并且可以使指针绕旋转轴线旋转。因此,可以不通过齿轮等,而是基于波登管的弹性变位最终使指针旋转,进行温度指示。
特别地,由于可以利用与主体壳体组合的旋转轴部,将第一旋转支架、第二旋转支架、连结体、波登管和指针的各个部件进行紧凑地组合,因此即使将主体壳体的尺寸小型化,也可以在维持温度指示的准确度的同时实现稳定的工作性能。
(5)所述连结体可以具有双金属件,所述双金属件复合了热膨胀率不同的高膨胀部和低膨胀部,并且当主体壳体中的温度达到预定温度以上时,所述双金属件根据温度变化而变形。所述双金属件可以通过变形使所述第一旋转支架朝着与基于所述波登管的弹性变位的旋转方向相反的方向旋转。
此时,当主体壳体中的温度达到预定温度以上时,双金属件根据温度变化而变形,使将要伴随第二旋转支架的旋转而旋转的第一旋转支架朝着与波登管的弹性变位方向相反的方向旋转。从而,即使波登管由于主体壳体中的温度变化的影响而弹性变位,也可以消除由主体壳体中的温度变化引起的第一旋转支架的旋转(即指针的旋转)。从而,可以校正由主体壳体中的温度变化引起的温度误差,即使主体壳体中的温度处于例如高温,也可以仅基于被测量部的温度变化来使指针进行温度指示。因此,可以进一步提高测量结果的可靠性。
(6)所述刻度板可以设置为,指示温度的刻度以所述旋转轴线为中心沿周向排列设置,并且所述刻度的间隔以预定的温度范围单位不均等设置。所述刻度可以基于波登管的弹性变位量相对于被测量部的温度变化的变化而不均等设置。
此时,通过使波登管小型化,即使波登管的弹性变位量相对于被测量部的温度变化的变化为非线性变化,与其相对应刻度板的刻度也为非均匀刻度,所以可以准确地指示温度。因此,可以进行可靠性更高的温度表示。
(7)所述连接管可以形成为沿所述感温筒的轴向延伸的直管状。
此时,连接管可以是例如不锈钢直管等,感温筒和主体壳体可以更可靠且更稳定地一体连接。此外,如上所述,由于可以将主体壳体的尺寸小型化,因此可以将温度指示计整体的重心向感温筒侧偏移,从而可以使温度指示计重心降低。因此,不仅可以通过小型化来提高耐振性,并且可以提高包括指针的温度指示部的视觉识别性。
(8)所述连接管能够以与所述旋转轴线交叉的方式连接到所述主体壳体。
此时,由于刻度板和指针可以朝着与感温筒和连接管的轴向不同的方向上,因此可以不是向上表示而是向前表示。因此,可以进一步提高包括刻度板和指针的温度指示部的视觉识别性。
(9)所述连接管可以包括具有可挠性的柔性管。
此时,由于可以将柔性管任意弯曲,因此可以将主体壳体设置在例如远离感温筒的位置等。因此,温度指示计可以根据用途、安装场所等以不同的使用形态使用,并且易于使用,便利性提高。
发明效果
根据本发明的温度指示计,不仅能够实现感温筒和整体尺寸的小型化,而且即使在温度测量区域狭窄且被测量部为高温的情况下也能够正确地进行温度测量。
附图说明
图1为表示本发明实施方式的图,是温度指示计的正视图。
图2为图1中所示温度指示计的侧视图。
图3为图2中所示温度指示计的纵断面图。
图4为图1中所示温度指示计从保护管中拔出状态的正视图。
图5为图3中所示具有杆及感温筒的感温部的纵断面图。
图6为图3中所示主体壳体的周围的放大断面图。
图7为沿图6中所示a-a线的断面图。
图8为图6中所示主体壳体的壳体的正视图。
图9为图7中所示波登管的俯视图。
图10为从箭头b方向上看图9中所示波登管的固定端的放大图。
图11为图6中所示中继板的俯视图。
图12为图11中所示中继板的侧视图。
图13为图6中所示指针轴的纵断面图。
图14为图13中所示指针轴的正视图。
图15为图6中所示波登轴的纵断面图。
图16为图15中所示波登轴的正视图。
图17为图7中所双金属件的俯视图。
图18为图7中所示双金属臂的俯视图。
图19为从箭头c方向上看图18中所示双金属臂的侧视图。
图20为图6中所示中继套筒的侧视图。
图21为沿图20中所示d-d线的断面图。
图22为表示刻度板的变形例的图。
图23为表示刻度板的另一变形例的图。
图24为表示油帽的变形例的图。
图25为表示温度指示计的变形例的侧视图,是将温度指示部朝上方表示时的图。
图26为表示温度指示计的另一变形例的侧视图,是将温度指示部朝斜上方表示时的图。
图27为表示温度指示计的又一变形例的正视图,是具备具有柔性管的连接管的温度指示计的图。
图28为图27中所示柔性管的下端部周围的放大断面图。
图29为包括图27中所示柔性管的上端部周围的主体壳体的侧视图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
在本实施方式中,举例说明了在从船舶用发动机排出的排气流经内部的排气管上安装温度指示计来测量排气的温度的情况。
但不限于此,温度指示计的设置场所和用途可以进行适当地变更。
如图1和图2所示,本实施方式的温度指示计1可以通过保护管10设置于排气管2,保护管10安装在排气(本发明的被测量部)g流经其内部的排气管2上形成的安装筒3上。
安装筒3形成为从排气管2向外突出的圆筒形,使排气管2的内部和外部连通。安装筒3的内周面上形成有第一内螺纹部3a。
另外,在本实施方式中,安装筒3的中心轴线与下述的感温筒20的中心轴线一致。因此,将该共同的中心轴线称为感温轴o1。此外,将沿着感温轴o1远离排气管2的方向称为上方,将与其相反朝向排气管2的方向称为下方。因此,沿着感温轴o1的方向为上下方向l1。进一步地,将与感温轴o1正交的一个方向称为前后方向l2,将与上下方向l1及前后方向l2的双方向正交的方向称为左右方向l3。进一步地,在前后方向l2中,下述刻度板25朝向的方向为前侧或前方,将其相反方向称为后侧或后方。
(保护管)
如图1至图3所示,保护管10例如由不锈钢制成,包括形成为有底筒形的保护管主体11和固定于保护管主体11的上端部的紧固螺母12。
保护管主体11的外径形成为小于安装筒3的内径,且可以通过安装筒3从上方插入排气管2中。在保护管主体11的外周面中位于紧固螺母12下方的部分中,形成有与安装筒3一侧的第一内螺纹部3a螺合的第一外螺纹部11a。因此,通过将第一外螺纹部11a与第一内螺纹部3a螺合,可以将保护管主体11以插入排气管2中预定插入量的状态将保护管10整体安装在安装筒3上。
此外,介于紧固螺母12和安装筒3的上端开口端之间设有金属制(例如铜等)的垫片13。当将保护管10安装在安装筒3上时,垫片13被夹在紧固螺母12和安装筒3的上端开口端之间并与两者紧密接触。由此,确保了安装筒3和保护管主体11之间的高密封性。进一步地,第一内螺纹部3a和第一外螺纹部11a构成为相互间紧密螺合。在这一点上也确保了安装筒3和保护管主体11之间的高密封性。
紧固螺母12主要在将保护管10紧固到安装筒3中时,将第一外螺纹部11a螺合于第一内螺纹部3a上时使用,例如是六角螺母。紧固螺母12的内周面上形成有与下述的顶紧螺钉部件40的第二外螺纹部42a螺合的第二内螺纹部12a。
(温度指示计)
如图1至图3所示,温度指示计1包括:具有感温筒20的感温部21;设于感温部21上方的主体壳体22;将感温筒20与主体壳体22一体连接的直管状的杆(本发明中的连接管)23;以及设于主体壳体22中且具有指针24和刻度板25的温度指示部26。
因此,本实施方式的温度指示计1是感温部21通过杆23直接连接到主体壳体22上的直接连接型。
如图4所示,温度指示计1通过将杆23和感温筒20从上方插入上述保护管10中,可以通过保护管10将感温筒20设置在排气管2中。此外,与之相反,通过将温度指示计1从保护管10内拔出而脱离,可以将温度指示计1从保护管10分离,同时将保护管10留在排气管2一侧。
从而,由于可以通过保护管10将温度指示计1与排气管2组合,可以通过保护管10将排气管2内维持为密闭状态的同时,使温度指示计1可以容易进行安装和拆卸。
此外,温度指示计1通过下述的顶紧螺钉部件40和紧固环45与保护管10一体地组合。
如图3和图5所示,感温部21包括上述感温筒20和封闭感温筒20的上端开口部的塞部30。
感温筒20例如是不锈钢制成,且形成为在上方开口的有底筒形。此外,如上所述,感温筒20的中心轴线(感温轴o1)与安装筒3和保护管10的中心轴线同轴设置。
在本实施方式中,在从感温轴o1方向观察的俯视图中,将与感温轴o1交叉的方向称为径向,并且围绕感温轴o1的方向被称为周向。
感温筒20的外径形成得比保护管10的内径稍小,且形成为沿着感温轴o1的长度较短的有底筒形。在感温筒20的内部密封有工作流体f,工作流体f根据通过保护管10传递的排气g的温度而膨胀、收缩。
此外,工作流体f可以采用例如惰性气体。但不限于此,也可以采用包括惰性气体以外的气体的各种气体,也可以采用液体等代替气体。此外,在包括图3的各图中,用点状阴影线示出了工作流体f。但是,为了使附图易于看懂,仅主要用点状阴影线示出了在感温筒20内部的工作流体f。
塞部30例如由不锈钢制成,设置于感温筒20的上方,并且形成为外径沿感温轴o1多级变化的多级轴状。
塞部30包括:大径部31,其外径形成为与感温筒20的外径相同,并且与感温筒20的上端开口端接触;第一小径部32,其设置于大径部31的下方,并且形成为外径小于大径部31的外径;以及第二小径部33,其设置于大径部31的上方,并且形成为外径小于大径部31的外径。
此外,在塞部30上,与感温轴o1同轴形成有将该塞部30上下贯通的第一贯通孔34。
第一小径部32紧密地嵌合在感温筒20的内侧。从而,塞部30与感温筒20组合,以封闭感温筒20的上端开口部。此外,感温筒20的上端开口端和大径部31之间,全周以焊接等固定。从而密闭感温筒20的内部。
杆23例如由不锈钢制成,且形成为沿感温轴o1延伸的圆筒形。杆23的外径与感温筒20的外径相同,并且在与感温轴o1同轴设置的状态下设置于感温筒20和塞部30的上方。
杆23在内侧将上述塞部30的第二小径部33嵌合的状态下,下端开口端与大径部31接触。从而,杆23在下端开口部被塞部30封闭的状态下与塞部30组合。此外,杆23的下端开口端和大径部31之间,全周以焊接等固定。因此,杆23和感温筒20在通过塞部30一体连结的状态下组合。
在杆23的上端部安装有例如由不锈钢制成的杆连结部35。杆连结部35包括:将杆23的上端部从径向外侧包围的紧固螺母36;以及从紧固螺母36向上方延伸形成的螺纹轴部37。
紧固螺母36主要用于在紧固杆连结部35时,将杆连结部35安装到主体壳体22上,例如是六角螺母。杆23的上端部紧密地嵌合于紧固螺母36的内侧。此外,紧固螺母36和杆23之间,全周以焊接等固定。从而,杆23和杆连结部35在一体连结的状态下组合。
螺纹轴部37的外径小于杆23的外径,在其外周面上形成有第三外螺纹部37a。第三外螺纹部37a与形成在主体壳体22侧的下述第三内螺纹部70a螺合。因此,通过将第三外螺纹部37a与第三内螺纹部70a螺合,主体壳体22和杆23可以通过杆连结部35在连结状态下组合。
此外,螺纹轴部37上安装有弹簧垫圈38,并且主体壳体22和杆连结部35在将弹簧垫圈38夹持的状态下组合。此外,在杆连结部35上,与感温轴o1同轴形成有将该杆连结部35上下贯通的第二贯通孔39。
如上述构造的杆23和感温筒20,如图4所示,可以在感温筒20朝下的状态下插入保护管10内。此时,顶紧螺钉部件40和紧固环45从外部安装在杆23上。
如图3和图4所示,顶紧螺钉部件40包括将杆23从径向外侧包围的紧固螺母41和从紧固螺母41向下方延伸形成的螺纹轴部42。紧固螺母41主要用于在紧固顶紧螺钉部件40时,将顶紧螺钉部件40安装到保护管10上,例如是六角螺母。
螺纹轴部42的外周面上形成有与保护管10侧的第二内螺纹部12a螺合的第二外螺纹部42a。从而,顶紧螺钉部件40可以与保护管10一体组合。
紧固环45在保护管10的紧固螺母12内,以在上下方向l1上夹在顶紧螺钉部件40和保护管10之间而配置。从而,在对保护管10进行紧固操作时,顶紧螺钉部件40能够向下方推压紧固环45。
紧固环45是在周向上分断的金属制(例如铜制)的开槽环。紧固环45的外周面的一部分为具有锥形截面的锥面,该锥形截面随着朝向下方而逐渐朝径向内侧延伸。此外,该锥面与形成在保护管10侧的锥面滑动接触。
从而,紧固环45能够随着被顶紧螺钉部件40向下推压而逐渐变窄地变形,起到从径向外侧挤压杆23的作用。
因此,杆23通过顶紧螺钉部件40和紧固环45保持,并且能够在沿上下方向l1和径向上被定位的状态下收纳在保护管10中。因此,整个温度指示计1被限制为不会无意中从保护管10内脱出,并且以较少的晃动收纳在保护管10中。
如图1至图3所示,主体壳体22设置在以上述方式构造的感温部21及杆23的上方。
主体壳体22包括有底筒形的壳体50和与壳体50组合的壳体盖60,并且在内部形成收纳各个部件的密闭空间s。
如图6至图8所示,壳体50例如是铝制,且形成为前方开口的有顶筒形。壳体50包括:后壁51,从后壁51的外周缘部向前方突出的周壁52,设置在周壁52的前方侧的指示筒53,以及连接指示筒53的后端部和周壁52的前端部的前壁54。
后壁51形成为沿上下方向l1的长度比沿左右方向l3的长度长的板状,其上端缘部和下端缘部形成为具有预定曲率的凸圆弧形。在周壁52中,在上下方向l1上彼此相对的一对周壁52形成为上壁55和下壁56,上壁55和下壁56形成为与后壁51的外形形状相对应的圆弧形。在周壁52中,在左右方向l3上彼此相对的另一对周壁52形成为沿上下方向l1延伸的平坦状的侧壁57。
指示筒53具有与沿左右方向l3的侧壁57之间的间隔同等的外径,并且形成为沿前后方向l2延伸的圆筒形状。因此,指示筒53的中心轴线与感温轴o1交叉设置。
前壁54设置为上下夹着指示筒53。从而,前壁54主要形成为连接指示筒53的后端部和上壁55的前端部,并且还形成为连接指示筒53的后端部和下壁56的前端部。
壳体盖60包括:例如不锈钢制的盖主体61和透明板65,盖主体61从前方与壳体50组合,透明板65设置在盖主体61和壳体盖60之间并封闭壳体50的前方开口部。
如图6所示,盖主体61包括:围绕筒62,其从外侧包围指示筒53并与指示筒53的外周面相接;凸缘壁63,其从围绕筒62的后端部向上方和向下方延伸并从前方与壳体50的前壁54重叠;以及环状壁64,其从围绕筒62的前端部向内侧弯曲。
围绕筒62形成为在前后方向l2上比指示筒53长。从而,在指示筒53的前端开口端和壳体50的环状壁64之间,在前后方向l2上确保预定的间隙。
透明板65利用上述间隙设置在指示筒53的前端开口端和环状壁64之间。此外,在透明板65和指示筒53之间设置有环状的垫片。从而,透明板65通过垫片66被夹在指示筒53的前端开口端和环状壁64之间。
透明板65例如由无机玻璃制成,并且形成为具有预定厚度的圆板状。透明板65形成为具有比环状壁64的内径大且比围绕筒62的内径小的外径。
此外,垫片66例如由具有预定厚度和预定硬度的硅橡胶制成,并且形成为具有与围绕筒62的内径相同的外径且与环状壁64的内径相同的内径的环状。在图示的例子中,垫片66形成为比透明板65厚,但不限于此。
如图1和图2所示,通过利用连结螺钉67将凸缘壁63安装到壳体50的前壁54,将以上述方式构造的壳体盖60被一体组合。
特别地,如图6所示,透明板65和垫片66成为在前后方向l2上被夹在环状壁64和指示筒53之间的状态。因此,透明板65和垫片66以将指示筒53的内侧密封的状态封闭指示筒53的前方开口部。此外,指示筒53和围绕筒62之间设置有o形环68,以确保指示筒53和围绕筒62之间的密封性。
因此,以上述方式构造的主体壳体22的内部空间成为如前所述那样适当密闭的密闭空间s。
如图6至图8所示,在壳体50中的下壁56的最下部形成有将该下壁56上下贯通的连结孔70。连结孔70的内周面上形成有与杆连结部35中的第三外螺纹部37a螺合的第三内螺纹部70a。
从而,如前所述,通过将第三外螺纹部37a与第三内螺纹部70a螺合,通过杆连结部35将主体壳体22和杆23连结的状态下使其组合。
此外,第三外螺纹部37a和第三内螺纹部70a紧密地螺合,确保第三外螺纹部37a和第三内螺纹部70a之间的高密封性。
在壳体50中的上壁55的顶上部形成有将该上壁55上下贯通的油孔71。油孔71的内周面上形成有第四内螺纹部71a。该油孔71上通过o形环73螺接有油帽72,油帽72形成有与第四内螺纹部71a螺合的第四外螺纹部72a。
此外,在主体壳体22的内部(密闭空间s)利用油孔71填充有图中未示出的高粘度油(例如硅油等)。
如图6和图8所示,在壳体50中的后壁51的中央部分形成有将该后壁51在前后方向l2上贯通的枢转孔75。枢转孔75与指示筒53的中心轴线同轴设置。
如图6和图7所示,以上述方式构造的主体壳体22的密闭空间s中主要收纳有:具有波登管80的旋转单元90,连接波登管80和感温筒20的毛细管100,以及具有指针24和刻度板25的温度指示部26。
指针24构造成围绕与壳体50中的指示筒53的中心轴线同轴设置的旋转轴线o2旋转。在本实施方式中,在从旋转轴线o2方向观察的正视图中,与旋转轴线o2交叉的方向被称为径向,并且绕旋转轴线o2的方向被称为周向。
旋转单元90包括:波登管80,其随着工作流体f的膨胀、收缩引起的压力变化而弹性变位;枢转轴(本发明中的旋转轴部)110,其与旋转轴线o2同轴设置;指针轴(本发明中的第一旋转支架)120,其围绕旋转轴线o2可旋转地与枢转轴110组合,且安装有指针24;波登轴(本发明中的第二旋转支架)130,其围绕旋转轴线o2可旋转地与枢转轴110组合,且与波登管80的自由端(本发明中的另一端部)81连接;以及连结指针轴120和波登轴130的连结体175。
如图6,7和9所示,波登管80以旋转轴线o2为中心以预定的圈数形成为涡旋状,并且从固定端82(本发明中的一端部)到自由端81的全体可以在径向上进行弹性变位。
波登管80例如由铜或铜合金形成,并且在其整个长度上形成为在径向上厚度较薄的中空带状,并且被压成了扁平状。波登管80的总长度被设定为预定长度,并且当波登管80以在径向上放大或缩小直径进行弹性变位时,以互相不接触的间隙形成为预定圈数的涡旋状。
波登管80的两端部中设置于最外周一侧的端部作为连接毛细管100的固定端82,设置于最内周一侧的端部作为连接波登轴130的自由端81。
如图9和图10所示,波登管80的固定端82是能够与毛细管100内部连通的开放端,通过毛细管100将工作流体f导入。相反,波登管80的自由端81是封闭的封闭端。因此,工作流体f被密封在波登管80内。
在波登管80的固定端82上部分地形成有在径向上膨胀的膨胀部83。在膨胀部83的内侧形成有能够将毛细管100插入的插入空间84。从而,可以利用膨胀部83,将毛细管100与波登管80的固定端82连接。
波登管80的自由端81可以随着波登管80在径向上弹性变位而绕旋转轴线o2移动(旋转移动)。
以上述方式构造的波登管80通过与自由端81连接的波登轴130以旋转轴线o2方向的前后方向l2上被定位的状态收纳于密闭空间s中。
如图6所示,枢转轴110例如由不锈钢制成,并且形成为具有细直径的圆柱状。枢转轴110通过枢转轴承140和中继板150固定到主体壳体22中的壳体50的后壁51上。
如图6、图11和图12所示,中继板150是被称为“株”的不锈钢制的板,具有预定的厚度,并且在俯视图中形成为长方形,其中沿上下方向l1的长度比沿左右方向l3的长度长。在中继板150的中央部分形成有将该中继板150在前后方向l2贯通的贯通孔151。更进一步地,在中继板150上形成有在左右方向l3的一方上开口的有底状的容纳孔152。
以这种方式构造的中继板150以将贯通孔151与形成于壳体50的后壁51上的枢转孔75连通的状态从前方与后壁51重叠。
如图6所示,枢转轴承140包括:轴主体141,其分别紧密地嵌合于中继板150的贯通孔151的内侧和形成在壳体50的后壁51上的枢转孔75的内侧;以及螺纹轴部142,其形成为从轴主体141的后端部突出至后壁51的后方侧。
轴主体141的前端面与中继板150的前表面齐平,并通过焊接等沿着贯通孔151的开口周缘固定。从而,枢转轴承140和中继板150一体地组合。
螺纹轴部142螺接有连结螺母145。此时,螺纹轴部142上安装有密封垫圈146和弹簧垫圈147,并且在密封垫圈146和弹簧垫圈147被夹在后壁51和连结螺母145之间的状态下与连结螺母145螺接。因此,密封垫圈146和弹簧垫圈147随着连结螺母145的紧固,被压在后壁51和连结螺母145之间。
从而,枢转轴承140和中继板150牢固地固定于壳体50的后壁51上。此外,确保了连通贯通孔151内和枢转孔75内的密闭空间s内部和外部之间高密封性。
在枢转轴承140的前端面上,与旋转轴线o2同轴地形成有向前方开口的轴孔143。轴孔143的内径与枢转轴110的外径相同。枢转轴110通过嵌入轴孔143中而紧密地嵌合在轴孔143的内侧。从而,枢转轴110通过轴孔143固定于枢转轴承140,并且与旋转轴线o2同轴设置。此外,枢转轴110的前端部设置于壳体50中的指示筒53的内侧。
如图6、图7、图13和图14所示,指针轴120例如由黄铜制成,并且装配为从前方覆盖枢转轴110。指针轴120包括:从径向外侧包围枢转轴110的前端部侧的有顶筒形的轴盖121和形成为从轴盖121向前方延伸的保持轴122。
在轴盖121的周壁部上形成有沿前后方向l2及径向开口的狭缝状的槽部123。保持轴122形成为与旋转轴线o2同轴设置的小直径圆柱状,并且向前方延伸,以便比壳体50的指示筒53的内侧更向透明板65侧突出。
以上述方式构造的指针轴120通过装配为从前方覆盖枢转轴110,从而能够在沿前后方向l2被定位的状态下绕旋转轴线o2相对于枢转轴110进行相对旋转。此外,通过使用保持轴122来保持下述的指针24。
如图6、图15和图16所示,波登轴130例如由黄铜制成,并且设置于指针轴120和枢转轴承140之间。波登轴130包括:轴主体131,其外径形成为大于例如指针轴120和枢转轴承140;前方小径部132,其设置在轴主体131的前方侧,并且其外径形成为小于轴主体131的外径;以及后方小径部133,其设置在轴主体131的后方侧,并且其外径形成为小于轴主体131的外径。
更进一步地,在波登轴130上,与旋转轴线o2同轴形成有沿前后方向l2贯通该波登轴130的贯通孔134。从而,波登轴130以枢转轴110插入贯通孔134中的状态设置于指针轴120和枢转轴承140之间。
在轴主体131上形成有向后方侧开口的狭缝状的槽部135。该槽部135中插入有波登管80的自由端81,并例如通过焊接等固定。从而,波登管80的自由端81和波登轴130一体连接。此外,在后方小径部133上安装有用于限制波登管80的自由端81从槽部135内脱出的防脱环136。
因此,随着波登管80在径向上的弹性变位,波登轴130可以与自由端81一起围绕旋转轴线o2旋转。
如图6和图7所示,连结体175是将以上述方式构造的指针轴120和波登轴130连结、并且随着波登轴130的旋转而使指针轴120旋转的部件。
连结体175包括:双金属件160,双金属件160的一端部161连接于指针轴120;以及双金属臂170,双金属臂170与波登轴130一体地组合,并且连接于双金属件160的另一端部162。
如图6、图7和图17所示,双金属件160通过复合热膨胀率不同的高膨胀部和低膨胀部而形成为沿径向厚度较薄的带状。在图中所示的示例中,双金属件160包括:以旋转轴线o2为中心,部分双卷绕的卷绕部163;和通过弯曲部164与卷绕部163连接并沿径向延伸的直线部165。
以这种方式构造的双金属件160设置为从径向外侧包围指针轴120的轴盖121。并且,双金属件160的一端部161(即卷绕部163的内端部)插入形成于轴盖121的槽部123内,并例如通过焊接等固定。从而,双金属件160的一端部161和指针轴120一体地连接。
双金属件160的另一端部162(即直线部165的外端部)例如通过焊接等固定到双金属臂170上。从而,双金属件160的另一端部162和双金属臂170一体地连接。
如图6、7、18和19所示,双金属臂170包括:环形板171,其例如由黄铜制成,且与波登轴130的前方小径部132紧密地外嵌固定;从环形板171向径向外侧延伸的第一支撑臂172;以及第二支撑臂173,其从第一支撑臂172的外端部向前方延伸。
此外,在图中所示的示例中,双金属臂170包括:一对第一支撑臂172和第二支撑臂173,其夹着旋转轴线o2在径向上彼此面对。但不限于此,也可以各具有一个第一支撑臂172和第二支撑臂173。
通过将环形板171固定于前方小径部132上,双金属臂170可以随着波登轴130的旋转而绕旋转轴线o2旋转。第二支撑臂173形成为双股状,从而具有狭缝状的槽部174。并且,双金属件160的另一端部162插入第二支撑臂173的槽部174中,例如通过焊接等固定。从而,双金属件160的另一端部162和双金属臂170一体地连接。
因此,随着波登轴130的旋转,双金属件160可以与双金属臂170一起围绕旋转轴线o2旋转。
进一步地,当主体壳体22内的温度达到预定温度以上时,双金属件160根据主体壳体22内的温度变化而变形,并且可以通过该变形使指针轴120沿与基于波登管80的弹性变位的旋转方向相反的方向旋转。
如图6所示,以上述方式构造的连结体175连接指针轴120和波登轴130,指针轴120在相对于枢转轴110在前后方向l2上被定位的状态下与其组合,波登轴130连接于波登管80的自由端81一侧。因此,波登轴130和波登管80也以在前后方向l2上被定位的状态下设置于密闭空间s中。
如图3,图6以及图7所示,毛细管100是由例如不锈钢制成的细管,且在使感温筒20内部和波登管80内部连通的状态下,连接感温筒20和波登管80。因此,工作流体f也密封于毛细管100中。也即,工作流体f密封于感温筒20内、毛细管100内以及波登管80内。
毛细管100从杆23内部至密闭空间s内部设置,在杆23中与感温筒20连接,并且在密闭空间s中与波登管80的固定端82连接。
以下对毛细管100进行详细说明。
毛细管100包括:连接于感温筒20的第一毛细管101、连接于波登管80的固定端82的第二毛细管102、以及第三毛细管103。第一毛细管101、第二毛细管102和第三毛细管103通过中继部件180以彼此连通的状态进行组合。此外,在图3和图6中,为了便于观察附图,省略或部分省略了第一毛细管101、第二毛细管102和第三毛细管103的图示。
第一毛细管101从杆23内到密闭空间s内地设置。第一毛细管101中设置于杆23中的部分通过形成于杆连结部35的第二贯通孔39,从密闭空间s一侧进入杆23中。并且,第一毛细管101的一端部在杆23中通过嵌入到形成于塞部30的第一贯通孔34内,从而嵌合于第一贯通孔34的内侧。
从而,第一毛细管101的一端部通过塞部30与感温筒20连接,并且与感温筒20内部连通。第一毛细管101的另一端部在密闭空间s中与中继部件180的下述中继套筒190连接。
此外,第一毛细管101和第一贯通孔34的开口周缘部之间,全周以钎焊等固定。进一步地,第一毛细管101和第二贯通孔39的开口周缘部之间,全周以钎焊等固定。
这里对中继部件180进行说明。
如图6所示,中继部件180包括:通过枢转轴承140固定于主体壳体22的壳体50上的中继板150;以及在嵌入中继板150的容纳孔152中的状态下固定的中继套筒190。
如图6、图20及图21所示,中继套筒190例如由黄铜制成,且为外径与容纳孔152的内径相同的外形为圆形的轴主体。中继套筒190沿左右方向l3的长度小于容纳孔152沿左右方向l3的长度(深度)。
在中继套筒190中,形成有将中继部件180沿轴向贯通并且第一毛细管101、第二毛细管102和第三毛细管103能够分别插入的第一插通孔191、第二插通孔192和第三插通孔19。第一插通孔191、第二插通孔192和第三插通孔193隔开间隔设置。
如图6和图7所示,以这种方式构造的中继套筒190在紧密地嵌合于容纳孔152的内侧的状态下,通过钎焊等固定在中继板150上。并且,第一毛细管101的另一端部在插入到中继套筒190的第一插通孔191中的状态下通过钎焊等固定到中继套筒190上。从而,第一毛细管101的另一端部在与第一插通孔191的内部连通的状态下连接于中继套筒190。
此外,第一毛细管101沿着壳体50的周壁52设置在密闭空间s中,以包围包括波登管80的旋转单元90的周围。
第二毛细管102在密闭空间s中设置于中继套筒190和波登管80的固定端82之间。第二毛细管102的一端部插入形成于波登管80的固定端82的膨胀部83中。并且,第二毛细管102的一端部和膨胀部83通过钎焊等固定。从而,第二毛细管102的一端部在与波登管80的内部连通的状态下连接于波登管80的固定端82。
第二毛细管102的另一端部在插入到中继套筒190的第二插通孔192中的状态下通过钎焊等固定到中继套筒190。从而,第二毛细管102的另一端部在与第二插通孔192的内部连通的状态下连接于中继套筒190。
第三毛细管103设置于密闭空间s中,其一端部在插入到中继套筒190的第三插通孔193中的状态下通过钎焊等固定到中继套筒190上。从而,第三毛细管103的一端部在与第三插通孔193的内部连通的状态下连接于中继套筒190。
第三毛细管103以由保持部件(图中未示出)保持的状态收纳在密闭空间s中。此外,第三毛细管103的另一端部处于封闭状态。
如上所述,第一毛细管101、第二毛细管102和第三毛细管103在第一插通孔191内、第二插通孔192内和第三插通孔19内以连通的状态固定于中继套筒190。因此,第一毛细管101、第二毛细管102和第三毛细管103在容纳孔152彼此连通。从而,第三毛细管103通过第一毛细管101和第二毛细管102分别与感温筒20内和波登管80内连通。
第三毛细管103用作通过第一毛细管101和第二毛细管102将工作流体f导入感温筒20内和波登管80内的导入管。并且,在将工作流体f导入感温筒20内、波登管80内和毛细管100内之后,第三毛细管103的另一端部被封闭。从而,可以容易且可靠地将工作流体f密封在感温筒20内、波登管80内和毛细管100内。
如图1和图6所示,温度指示部26包括指针24和刻度板25。
指针24例如由铝制成,并且在设置于垫片66的内侧的状态下紧密地嵌合于指针轴120的保持轴122。从而,指针24可以随着指针轴120一起绕旋转轴线o2旋转,并且可以根据波登管80的弹性变位指示温度。
刻度板25例如由铝制成,并且形成为厚度较薄的圆板状。刻度板25的外径形成为大于指示筒53的内径,且形成为小于指示筒53的外径。刻度板25设置在指针轴120的轴盖121和指针24之间,其外周缘部沿前后方向l2在全周上被夹在指针筒53和垫片66之间。从而,刻度板25以稳定保持的状态设置于密闭空间s中。
此外,在刻度板25的中央部,与旋转轴线o2同轴形成有用于将指针轴120的保持轴122插入的避让孔25a,其在前后方向l2上将刻度板25贯通。
如图1所示,刻度板25的前表面上以旋转轴线o2为中心沿周向排列设置有多个表示温度的刻度25b。此外,刻度25b可以由印刷和刻印等各种公知手段清楚表示。
在图中所示的示例中,刻度25b设置为可以在50℃至650℃的温度区域范围(温度范围)内以10℃为间隔指示温度。此时,以多个刻度25b沿周向均等设置、所谓的均等刻度的情况为例。进一步地,刻度25b被设置为使得与温度区域范围的大致中间温度范围相对应的300℃至400℃的温度范围位于刻度板25的上方侧。
(温度指示计的作用)
下面对利用如上述构造的温度指示计1测量排气g的温度的情形进行说明。
作为初始状态,如图1至图3所示,在感温筒20和杆23适当地插入保护管10中的状态下,杆23由顶紧螺钉部件40和紧固环45保持。从而,感温筒20通过保护管10设置于排气管2内的预定位置。
在这样的初始状态下,在排气管2内流动的排气g的温度变化时,密封在感温筒20内的工作流体f根据排气g的温度(根据温度变化)进行膨胀、收缩。因此,毛细管100内和波登管80内的工作流体f随之进行膨胀、收缩。
从而,可以使涡旋状形成的波登管80随着工作流体f的膨胀、收缩引起的压力变化而在径向上进行扩径和缩径的弹性变位。因此,可以使波登管80的自由端81随着波登管80的弹性变位绕旋转轴线o2进行圆周移动(旋转移动)。
因此,随着波登管80的弹性变位,可以使指针24绕旋转轴线o2旋转。
具体地,通过波登管80的自由端81绕旋转轴线o2移动,可以使波登轴130随着该自由端81绕旋转轴线o2旋转。从而,具有双金属臂170和双金属件160的连结体175的整体绕旋转轴线o2旋转,并且指针轴120可以随之绕旋转轴线o2旋转。因此,指针24可以随着指针轴120绕旋转轴线o2旋转。
其结果,可以利用刻度板25和指针24来进行排气g的温度指示(温度显示)。例如,如图1所示,可以利用指针24指示250℃附近。
特别的,由于感温筒20和波登管80之间利用毛细管100连接,如图6和图7所示,波登管80无需延伸至感温筒20,可以留在主体壳体22的密闭空间s内。因此,和将波登管80与感温筒20直接连接的方式相比,可以缩短波登管80的全长。从而,可以用较少的圈数形成涡旋状的波登管80,以抑制波登管80整体的外径尺寸,实现波登管80自身的小型化。
这样,通过缩短全长,以较少的圈数形成涡旋状,实现了波登管80的小型化,因此,即使在工作流体f的热膨胀率较小的情况下,即工作流体f略微膨胀、收缩的情况下,也能够使波登管80以良好的反应进行弹性变位。
因此,如图3所示,可以减小用于密封工作流体f的感温筒20的内部容积,相应地,与以往相比,感温筒20的长度可以更短。因此可以实现感温筒20的小型化。
并且,由于可以缩短感温筒20的长度以实现小型化,因此即使例如排气管2的尺寸较小、排气管2内是狭窄的温度测量区域,也容易在该温度测量区域内适当地设置感温筒。而且,由于不使用水银等,而是基于工作流体f的膨胀、收缩进行温度测量,因此即使排气g为高温,也能够正确测量其温度。因此,即使在温度测量区域狭窄且排气g为高温的情况下,也可以准确地进行温度测量。
进一步地,由于用毛细管100连接感温筒20和波登管80,因此,如图7所示,不仅波登管80的全长、曲率、圈数等容易按照设计去设定,而且能够使波登管80的移动仅集中于径向的弹性变位,因此能够准确地控制弹性变位量。因此,可以提高测量结果的精度。
而且,由于可以不使用齿轮等,而是采用基于波登管80的弹性变位使指针24旋转的无齿轮方式,因此不会产生齿轮咬合引起的测量误差。在这一点上,也可以实现测量结果的高精度化。此外,由于可以采用无齿轮方式,容易提高耐久性,可以延长产品寿命。
进一步地,由于可以通过抑制波登管80的外径尺寸来实现小型化,因此可以抑制密闭空间s的内部容积,实现主体壳体22本身的小型化。例如,如图1所示,可以将主体壳体22沿左右方向l3的横向宽度w减小到50mm左右。
因此,可以实现整个温度指示计1的小型化。因此,温度指示计1可以更容易地应用于难以确保设置空间的场所,可以适用于船舶发动机。
此外,由于可以将主体壳体22的尺寸小型化,因此可以将温度指示计1整体的重心向感温筒20一侧的下方偏移,从而可以使温度指示计1重心降低。因此,不仅可以通过小型化来提高耐振性,并且可以提高包括指针24的温度指示部26的视觉识别性。
此外,与棒状温度计不同,由于可以采用通过使指针24绕旋转轴线o2旋转来指示温度的刻度盘方式,因此更容易读数,可以进一步提高视觉识别性。
如以上说明的,根据本实施方式的温度指示计1,不仅能够实现感温筒20和整体尺寸的小型化,而且即使在温度测量区域狭窄且排气g为高温的情况下也能够正确地进行温度测量。因此,该温度指示计特别适用于船舶发动机。
此外,根据本实施方式的温度指示计1,可以获得以下作用效果。
也即,如图6所示,由于可以利用与主体壳体22组合的枢转轴110,将波登轴130、指针轴120、连结体175、波登管80和指针24的各个部件进行紧凑地组合,因此即使将主体壳体22的尺寸小型化,也可以在维持温度指示的准确度的同时实现稳定的工作性能。
进一步地,由于连结体175具有双金属件160,因此当主体壳体22内的温度达到预定温度以上时,可以使双金属件160根据温度变化而变形,可以使随着波登轴130的旋转而旋转的指针轴120沿与基于波登管80的弹性变位的旋转方向相反的方向旋转。
从而,即使波登管由于主体壳体22内的温度变化的影响而弹性变位,也可以消除由主体壳体22内的温度变化引起的指针轴120的旋转。从而,可以校正由主体壳体22内的温度变化引起的温度误差,即使主体壳体22内的温度处于例如高温,也可以仅基于排气g的温度变化来使指针24指示温度。因此,可以进一步提高测量结果的可靠性。
进一步地,由于刻度板25和指针24朝向与感温筒20和杆23的轴向(上下方向l1)不同的前方向,因此与例如向上显示的情况相比,能够提高包括刻度板25和指针24的温度指示部26的视觉识别性。
进一步地,由于毛细管100由彼此连通的第一毛细管101、第二毛细管102和第三毛细管103构成,因此可以更容易且可靠地与感温筒20及波登管80进行连接,并且更容易进行工作流体f的密封。
特别的,通过将工作流体f导入到第三毛细管103内,可以通过第一毛细管101和第二毛细管102,顺利地将工作流体f导入到感温筒20内和波登管80内。因此,可以更容易且可靠地将工作流体f密封在感温筒20内、毛细管100内及波登管80内。因此,即使将波登管80小型化,也可以将工作流体f可靠地密封在波登管80内,并且可以稳定地进行温度测量。
进一步地,由于可以利用中继部件180,因此第一毛细管101、第二毛细管102和第三毛细管103能够以彼此连通的状态可靠地组合。
也即,通过将第一毛细管101、第二毛细管102和第三毛细管103分别插入中继套筒190的第一插通孔191内、第二插通孔192内和第三插通孔193内后固定,可以将第一毛细管101、第二毛细管102和第三毛细管103与中继套筒190一体地组合。然后,通过将中继套筒190嵌入在容纳孔152内之后固定,可以将中继板150和中继套筒190一体地组合。从而,可以将第一毛细管101、第二毛细管102和第三毛细管103通过中继套筒190组合到固定于主体壳体22的中继板150上。
因此,第一毛细管101、第二毛细管102和第三毛细管103不会在主体壳体22内发生例如晃动等,可以维持稳定的姿态。此外,通过将中继套筒190嵌入于容纳孔152内,可以使第一毛细管101、第二毛细管102和第三毛细管103在容纳孔152内相互可靠地连通。
(变形例)
在上述实施方式中,以均等设置多个刻度25b、所谓的均等刻度的刻度板25为例进行了说明,但不限定于此,例如图22和图23所示,也可以是以预定的温度范围单位不均等设置刻度25b、所谓的不均等刻度的刻度板200,201。
在本实施方式中,如前所述,由于抑制了波登管80的外径以实现小型化,因此考虑到例如波登管80的弹性变位量相对于排气g的温度变化的变化不是线性变化。即使如此,如图22和图23所示,通过将刻度板200、201的刻度25b与波登管80的弹性变位量对应地设置为不均等刻度,能够正确地指示温度。因此,可以进行可靠性更高的温度表示。
此外,当使用不均等刻度的刻度板200、201时,例如,使具有不同总长度或圈数的波登管80进行实际的弹性变位,并实际测量指针24相对于温度变化的旋转变化量。此时,以图1所示的刻度板25上均等设置的各刻度25b为基准,把握实际测量的指针24与基准刻度25b之间会产生多大程度的差值(例如,温度指示差或角度差)。
基于该结果,可以获得如图22和图23所示的不均等刻度的刻度板200,201。在这些刻度板200、201中,刻度25b例如以每100℃单位的温度范围不均等设置。例如,刻度25b不均等设置以使得100℃至200℃的温度范围宽于500℃至600℃的温度范围。
无论是哪种情况,即使波登管80的弹性变位量相对于排气g的温度变化的变化不是线性变化,也可以通过使用与该波登管80的弹性变位量的变化相对应的不均等刻度的刻度板200、201来更准确地指示温度。
进一步地,在上述实施方式中,形成于壳体50的上壁55的油帽72可以是如图24所示的能够释放压力的带阀油帽210。
带阀油帽210包括盖主体211,盖主体211包括:螺纹轴部212,其在外周面上形成有与油孔71的第四内螺纹部71a螺合的第四外螺纹部72a;以及螺母部213,其一体形成于螺旋轴部212的上端部。
螺母部213主要用于在将带阀油帽210紧固到油孔71内时,将第四外螺纹部71a螺合于第四内螺纹部71a,例如是六角螺母。
在螺母部213中,与感温轴o1同轴形成有向上方开口的第一容纳孔215。进一步地,在螺纹轴部212中,与感温轴o1同轴形成有沿上下方向l1延伸并通过第一容纳孔215向上方开口的第二容纳孔216。在图中所示的示例中,第二容纳孔216的内径形成为小于第一容纳孔215的内径。
在螺纹轴部212的下端部,与感温轴o1同轴形成有第一释压孔217,该第一释压孔217形成为沿上下方向l1贯通螺纹轴部212,并且使第二容纳孔216的内部与主体壳体22的内部(密闭空间s)连通。在第一容纳孔215的内侧紧密地嵌合有有顶筒形的金属制的盖部218,该盖部218从上方封闭第二容纳孔216的内部。在盖部218中,与感温轴o1同轴形成有第二释压孔219,该第二释压孔219形成为沿上下方向l1贯通盖部218,并且将盖部218的内侧与外部连通。
通过上述构成,第二容纳孔216的内部通过第一释压孔217与主体壳体22的内部连通,并且通过第二释压孔219与外部连通。
此外限定第二容纳孔216的底面形成为随着从径向外侧朝向径向内侧而向下方延伸的截面锥形的接触面220。
在第二容纳孔216中,收纳有能够从上方抵接在上述接触面220的球221,以及从上方对球221施压并将球221压在接触面220上的螺旋弹簧222。
球221例如由具有优异耐油性、耐磨性和耐老化性的丁腈橡胶等合成橡胶制成,其能够通过压靠在接触面220上而使第一释压孔217封闭,并且通过与接触面220分离而使第一释压孔217打开。此外,球221的材质不限于合成橡胶,也可以由例如金属制成。
螺旋弹簧222例如由不锈钢制成,并且以压缩状态设置于球221和盖部218之间。螺旋弹簧222的下端部从上方与球221接触,其上端部以伸入盖部218的内侧的状态从下方与盖部218接触。从而,螺旋弹簧222利用自身的弹性恢复力向下方对球221施压,从而将球221压在接触面220上。
此外,螺旋弹簧222被调节弹力(弹簧力),以便弹性变形直至例如主体壳体22的内部(密闭空间s)的压力将要达到预定上限值。
通过如上述构造的带阀油帽210,在测量温度时,例如当主体壳体22内部的温度过度升高并且内部压力(内压)达到上限值附近时,该内部压力通过第一释压孔217作用于球221上,从而克服螺旋弹簧222施加的压力将球221向上方推。从而,球221可以与接触面220分离,并且可以使第一释压孔217打开。因此,能够通过第一释压孔217和第二释压孔219将内部压力向外部释放,能够抑制主体壳体22的内压上升超过上限值。
如上,通过具备带阀油帽210,可以在测量温度时抑制主体壳体22中的过度内压上升。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但是这些实施方式是作为例子而提出,并用于不限定发明的范围。实施方式可以以其他各种方式实施,在不脱离发明的主旨的范围内,可以进行各种省略、替换、变更。实施方式及其变形例包括例如本领域技术人员容易设想到的示例、实质上相同的示例以及范围相等的示例等。
例如,在上述实施方式中,以使用保护管10的情形为例进行了说明,但是保护管10不是必需的,也可以不设置。
进一步地,在上述实施方式中,通过将旋转轴线o2与感温轴o1交叉设置,构成为温度指示部26朝前方的前方显示,但是不限于此。
例如,如图25所示,通过将杆23连接到主体壳体22上,以使得旋转轴线o2与感温轴o1同轴,可以使包括指针24的温度指示部26向上显示。此外,在这种情况下,杆23的上端通过杆连结部35连结到主体壳体22的壳体50的后壁51上。
进一步地,如图26所示,通过将主体壳体22倾斜的状态下与杆23连接,以使旋转轴线o2相对于感温轴o1以预定角度倾斜,也可以将包括指针24的温度指示部26向斜上方显示。此外,在这种情况下,杆23的上端部通过杆连结部35连结到主体壳体22的壳体50的后壁51和下壁56的角部。
进一步地,在上述实施方式中,作为连接管,以直管状形成的杆23作为一个例子进行了说明,但不限于此。例如,如图27所示,温度指示计230还可以包括具有柔性管232的连接管231,该柔性管232具有可挠性。
连接管231包括:在整个长度上具有可挠性的柔性管232;用于将柔性管232的下端部与感温部21连结的下部转接部件233;以及用于将柔性管232的上端部与主体壳体22连结的上部转接部件234。
柔性管232可以是例如由不锈钢制成的长尺寸的蛇管,并且可以在整个长度上任意地弯曲变形。
如图27和图28所示,下部转接部件233包括:沿感温轴o1延伸的圆筒形转接管240;与转接管240的上端部连结的第一转接部250;以及设置于第一转接部250上方并与第一转接部250连结的第二转接部260。
转接管240例如由不锈钢制成,并且其下端部与感温部21中的塞部30可以通过焊接等固定而组合。因此,转接管240和感温筒20在通过塞部30一体地连结的状态下组合。
第一转接部250例如由不锈钢制成,包括:将转接管240的上端部从径向外侧包围的第一转接筒251;以及从第一转接筒251向上方延伸形成的螺纹轴部252。
转接管240的上端部紧密地嵌合于第一转接筒251的内侧。此外,第一转接筒251和转接管240之间在全周上以焊接等固定。从而,第一转接筒251和转接管240在一体地连结的状态下组合。螺纹轴部252的外径小于第一转接筒251的外径,在其外周面上形成有第五外螺纹部252a。
此外,在第一转接部250上,与感温轴o1同轴形成有将该第一转接部250上下贯通的第三贯通孔253。
第二转接部260形成为外径与第一转接筒251的外径相同的圆筒形。在第二转接部260的上下方向l1的下半部的内周面上形成有与第五外螺纹部252a螺合的第五内螺纹部260a。从而,第一转接部250和第二转接部260通过第五外螺纹部252a和第五内螺纹部260a的螺合而一体地组合。
此外,第一转接部250和第二转接部260之间在全周上连续地或隔开间隔地以焊接等固定。从而,第一转接部250和第二转接部260在一体地连结的状态下组合。
柔性管232的下端部从上方插入到第二转接部260的上下方向l1的上半部的内侧。在第二转接部260的上下方向l1的上半部安装有被称为“止动螺钉”等的定位螺钉(setscrew)261。定位螺钉261的顶端部卡接于柔性管232的蛇腹部分。从而,柔性管232通过定位螺钉261在被适当地防脱的状态下插入到第二转接部260的内侧。
此外,第二转接部260的内侧填充有耐热水泥262等,将柔性管232的下端部牢固地固定。从而,柔性管232和第二转接部260在一体地连结的状态下组合。此外,在图27中,省略了耐热水泥262的图示。
如图27和图29所示,上部转接部件234包括之前说明过的杆连结部35和与杆连结部35连结的上部转接部270。
如上所述,杆连结部35以夹着弹簧垫圈38的状态与主体壳体22的下壁56组合。上部转接部270与上述第二转接部260具有类似构造,其上端部紧密地嵌合于杆连结部35的内侧。杆连结部35和上部转接部270之间在全周上以焊接等固定。从而,杆连结部35和上部转接部270在一体地连结的状态下组合。
柔性管232的上端部从下方插入到上部转接部270的内侧。此时,柔性管232的上端部通过设置于上部转接部270的定位螺钉(未示出)被适当地防脱。此外,上部转接部270的内侧同样填充有耐热水泥(未示出)等。
如上述构造的连接管231的内侧设置有第一毛细管101。第一毛细管101通过杆连结部35从主体壳体22的密闭空间s一侧进入柔性管232内。并且,如图28所示,第一毛细管101的一端部通过第三贯通孔253被拉出到感温筒20一侧后,与感温筒20连接。从而,第一毛细管101内部与感温筒20内部连通。
通过上述构造,即使温度指示计230设置有具有柔性管232的连接管231,也可以获得与之前所述温度指示计1相同的作用效果。
此外,根据该种温度指示计230,由于可以将柔性管232任意弯曲,因此可以将主体壳体22设置在例如远离感温筒20的位置等。因此,温度指示计230可以根据用途、设置场所等以不同的使用形态使用,并且易于使用,便利性提高。
另外,该种温度指示计230中,为了便于安装主体壳体22,优选如图27和图29所示,在主体壳体22中设置安装板280。
安装板280例如是由不锈钢制成的金属板,并且通过紧固螺钉281等与主体壳体22的壳体50的后壁51组合。但是,安装板280不是必须的,也可以不具备,也可以适当地变更大小、形状等。
符号说明
f、工作流体
g、排气(被测量部)
s、密闭空间
o2、旋转轴线
1,230、温度指示计
15,200,201、刻度板
20、感温筒
22、主体壳体
23、杆(连接管)
24、指针
25b、刻度
26、温度指示部
80、波登管
81、波登管的固定端(一端部)
82、波登管的自由端(另一端部)
100、毛细管
101、第一毛细管
102、第二毛细管
103、第三毛细管
110、枢转轴(旋转轴部)
120、指针轴(第一旋转支架)
130、波登轴(第二旋转支架)
150、中继板
152、容纳孔
160、双金属件
175、连结体
180、中继部件
190、中继套筒
191、第一插通孔(插通孔)
192、第二插通孔(插通孔)
193、第三插通孔(插通孔)
231、连接管
232、柔性管
1.一种温度指示计,其特征在于,包括:
感温筒,所述感温筒内部密封有工作流体,所述工作流体根据被测量部的温度而膨胀、收缩;
主体壳体,所述主体壳体内部形成有密闭空间;
连接管,所述连接管设置于所述感温筒与所述主体壳体之间,并且将所述感温筒与所述主体壳体一体地连接;
波登管,所述波登管设置于所述主体壳体内,并且随着所述工作流体的膨胀、收缩所引起的压力变化而弹性变位;
毛细管,所述毛细管使所述感温筒内部和所述波登管内部连通的状态下连接所述感温筒和所述波登管;
温度指示部,所述温度指示部设置于所述主体壳体内,并且具有指示与所述波登管的弹性变位对应的温度的指针和刻度板;
所述毛细管从所述连接管内部至所述密闭空间内部设置,并在所述连接管内部与所述感温筒连接,且在所述密闭空间内部与所述波登管的一端部连接,
所述指针与所述波登管的另一端部连接,并且能够随着所述波登管的弹性变位而绕旋转轴线旋转,
从所述旋转轴线的方向看,所述波登管以所述旋转轴线为中心,以预定的圈数形成为涡旋状,并且能够在径向上进行弹性变位,
所述波登管的所述另一端部能够随着所述波登管的弹性变位而绕所述旋转轴线移动,
所述工作流体密封于所述毛细管内部和所述波登管内部。
2.如权利要求1所述的温度指示计,其特征在于,
所述毛细管包括:
与所述感温筒连接的第一毛细管;
与所述波登管的所述一端部连接的第二毛细管;以及
第三毛细管;
所述第一毛细管、所述第二毛细管和所述第三毛细管通过中继部件以彼此连通的状态一体地组合,
所述第三毛细管用作通过所述第一毛细管和所述第二毛细管将所述工作流体导入所述感温筒内部和所述波登管内部的导入管。
3.如权利要求2所述的温度指示计,其特征在于,
所述中继部件包括:
中继板,所述中继板固定于所述主体壳体,并且形成有容纳孔;以及
中继套筒,所述中继套筒以嵌入所述容纳孔内的状态固定;
在所述中继套筒中形成有多个插通孔,所述多个插通孔沿轴向贯通该中继套筒,并且所述第一毛细管、所述第二毛细管和所述第三毛细管能够分别插通所述多个插通孔,
所述第一毛细管、所述第二毛细管和所述第三毛细管固定于所述插通孔内,并且在所述容纳孔中彼此连通。
4.如权利要求1至3中任一项所述的温度指示计,其特征在于,
所述主体壳体内设有:
旋转轴部,所述旋转轴部在与所述旋转轴线同轴设置的状态下与所述主体壳体组合;
第一旋转支架,所述第一旋转支架绕所述旋转轴线可旋转地组合于所述旋转轴部,并且安装有所述指针;
第二旋转支架,所述第二旋转支架绕所述旋转轴线可旋转地组合于所述旋转轴部,并且与所述波登管的所述另一端部连接,且使所述波登管在所述旋转轴线方向上定位;以及
连结体,所述连结体连结所述第一旋转支架和所述第二旋转支架,并且使所述第一旋转支架随着所述第二旋转支架的旋转而旋转。
5.如权利要求4所述的温度指示计,其特征在于,
所述连结体包括双金属件,所述双金属件复合了热膨胀率不同的高膨胀部和低膨胀部,并且当所述主体壳体内的温度达到预定温度以上时,所述双金属件根据温度变化而变形,
所述双金属件通过变形使所述第一旋转支架朝着与基于所述波登管的弹性变位的旋转方向相反的方向旋转。
6.如权利要求1至5中任一项所述的温度指示计,其特征在于,
所述刻度板设置为,指示温度的刻度以所述旋转轴线为中心沿周向排列设置,并且所述刻度的间隔以预定的温度范围单位不均等设置,
所述刻度基于所述波登管的弹性变位量相对于所述被测量部的温度变化的变化而不均等设置。
7.如权利要求1至6中任一项所述的温度指示计,其特征在于,所述连接管形成为沿所述感温筒的轴向延伸的直管状。
8.如权利要求7所述的温度指示计,其特征在于,所述连接管以与所述旋转轴线交叉的方式连接到所述主体壳体。
9.如权利要求1至6中任一项所述的温度指示计,其特征在于,所述连接管包括具有可挠性的柔性管。
技术总结