(57)【要約】【課題】回転炉の変形量を確実に計測できるオーバリティ計測センサ及びセメントの製造方法を提供する。【解決手段】回転炉の円筒状外周面の周方向に間隔をおいて固定可能な一対の第一磁石と、両第一磁石の間に懸架された弾性変形可能な変形板と、両第一磁石の間で変形板に固定され、両第一磁石を回転炉に固定したときに、回転炉に固定されて変形板を支持する第一支持部材と、変形板の表面に設けられ、該変形板のひずみ値を検出するひずみゲージと、ひずみゲージのひずみ値を測定するとともに外部機器との通信を行う制御部と、変形板に対向して配置され、かつ両第一磁石及び第一支持部材に固定される弾性変形可能な補助板と、補助板の第一磁石に対向する位置に固定され、変形板を該変形板の懸架方向に移動可能かつ回転炉の円筒状外周面に追従する変形板の表面に直交する方向の弾性変形以外の変形を規制して支持する一対の第二支持部材と、を備える。【選択図】図１
2020169762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転炉の円筒状外周面の周方向に間隔をおいて固定可能な一対の第一磁石と、両第一磁石の間に懸架された弾性変形可能な変形板と、両第一磁石の間で前記変形板に固定され、前記両第一磁石を前記回転炉に固定したときに、前記回転炉に固定されて前記変形板を支持する第一支持部材と、前記変形板の表面に設けられ、該変形板のひずみ値を検出するひずみゲージと、前記ひずみゲージの前記ひずみ値を測定するとともに外部機器との通信を行う制御部と、前記変形板に対向して配置され、かつ前記両第一磁石及び前記第一支持部材に固定される弾性変形可能な補助板と、前記補助板の前記第一磁石に対向する位置に固定され、前記変形板を該変形板の懸架方向に移動可能かつ前記回転炉の前記円筒状外周面に追従する前記変形板の表面に直交する方向の弾性変形以外の変形を規制して支持する一対の第二支持部材と、を備えることを特徴とするオーバリティ計測センサ。
【請求項２】
前記一対の第二支持部材は、前記変形板の前記第一磁石とは反対側の面と隙間を開けて固定される上側支持部を備え、
前記上側支持部の前記第一支持部側の端部が前記変形板の表面に当接することにより、前記弾性変形以外の変形を規制することを特徴とする請求項１に記載のオーバリティ計測センサ。
【請求項３】
前記一対の第二支持部材は、前記補助板に対して前記懸架方向及び前記変形板の表面と直交する方向の少なくともいずれか一方に移動可能に構成されていることを特徴とする請求項２に記載のオーバリティ計測センサ。
【請求項４】
前記両第一磁石、前記一対の第二支持部材及び前記補助板には、前記変形板の表面に直交する方向に延びる軸部材が貫通しており、前記変形板には、前記軸部材が貫通する開口部が形成され、該開口部の内周縁と前記軸部材との間には隙間が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のオーバリティ計測センサ。
【請求項５】
前記補助板は、前記変形板よりも前記両第一磁石側に配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のオーバリティ計測センサ。
【請求項６】
前記ひずみゲージ及び前記制御部に電源を供給する熱電変換器をさらに備え、
前記熱電変換器は、前記第一磁石を前記回転炉に固定したときに、前記回転炉に当接可能な吸熱部と、前記吸熱部の前記回転炉とは反対側に設けられた熱電発電モジュールと、該熱電発電モジュールの前記吸熱部とは反対側の面に固定された放熱器と、を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のオーバリティ計測センサ。
【請求項７】
ロータリーキルンにより原料を焼成してセメントクリンカを生成し、該セメントクリンカを用いてセメントを製造するセメントの製造方法であって、
請求項１から６のいずれか一項に記載のオーバリティ計測センサを回転中の前記ロータリーキルンの回転炉に装着した状態で、前記セメントを製造することを特徴とするセメントの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータリーキルンの回転炉に取り付けられ、その回転炉の変位を計測するための回転炉用のオーバリティ計測センサ及びセメントの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ごみ焼却設備やセメント製造設備等で使用されているロータリーキルン（回転炉）は、例えば特許文献１に記載されているように、筒状に形成された長尺な重量物（胴体）により構成され、胴体の軸心方向に沿って並列に配置された複数のタイヤと、このタイヤに転動するローラで支持されている。このため、特許文献１にも記載されているように、ロータリーキルンを長時間稼働させると、タイヤやローラの偏摩耗、キルン支持基礎の沈降（胴体の落ち込み）や熱劣化が生じる。そして、これらの現象が生じる初期段階では、胴体に歪みが生じ、オーバリティ（胴体の変形率）が大きくなることが知られている。
【０００３】
また、特許文献２には、回転炉の直径方向の変形を測定する測定器として、差動トランスを用いた変形測定装置の例が記載されている。この変形測定装置では、差動トランスを固定した細長いビームを回転炉の外面から一定距離に保持し、差動トランスの作動軸先端の接触子をバネにより常に下方に押し下げられるようにして回転炉の外面に接触させ、回転炉の外面の変形状態によって上下に変位する作動軸の変位量を測定することにより、回転炉の変形量（オーバリティ）を算出している。この変形測定装置では、ビームの左右両端部が磁石により回転炉に固定され、その磁石の付近に設けた脚の先端が回転炉外面と接触することで、ビームが回転炉の外面から一定距離に保持されるようになっている。また、ビームの中央箇所には、差動トランスの挿入孔があけられ、差動トランスの作動軸、バネ、接触子が、ビームの下方に顕出する構成とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１８５７８８号公報
【特許文献２】特開昭６２−３４００２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献２に記載されるような変形測定装置（オーバリティ計測センサ）では、差動トランス（測定器）の作動軸先端の接触子を高熱の回転炉外面に直接接触させることから、長期的に継続して測定を行うことができない。また、回転するロータリーキルンの回転炉に取り付けるため、両磁石を安定した姿勢で取り付けることが難しく回転炉の変形量を正確に計測することが難しい。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、回転炉の変形量を確実に計測できるオーバリティ計測センサ及びセメントの製造方法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】
【０００７】
本発明のオーバリティ計測センサは、回転炉の円筒状外周面の周方向に間隔をおいて固定可能な一対の第一磁石と、両第一磁石の間に懸架された弾性変形可能な変形板と、前記両第一磁石の間で前記変形板に固定され、前記両第一磁石を前記回転炉に固定したときに、前記回転炉に固定されて前記変形板を支持する第一支持部材と、前記変形板の表面に設けられ、該変形板のひずみ値を検出するひずみゲージと、前記ひずみゲージの前記ひずみ値を測定するとともに外部機器との通信を行う制御部と、前記変形板に対向して配置され、前記両第一磁石及び前記第一支持部材に固定される弾性変形可能な補助板と、前記補助板の両端に固定され、前記変形板を該変形板の懸架方向に移動可能かつ前記回転炉の前記円筒状外周面に追従する前記変形板の表面に直交する方向の弾性変形以外の変形を規制して支持する一対の第二支持部材と、を備える。
【０００８】
本発明では、両第一磁石が回転炉の円筒状外周面に固定されると、補助板は、一対の両第一磁石及び支持部材の３点で円筒状外周面に支持される。これに対して、変形板は、第一支持部材の部分では、回転炉に固定されるが、両端部では一対の第二支持部材により変形板の懸架方向に移動可能かつ回転炉の円筒状外周面に追従する変形板の表面に直交する方向の弾性変形以外の変形を規制して支持されているので、回転炉の円筒状外周面が変形すると、その変形に伴って表面形状の変化に追従するように弾性変形する。また、回転炉への第一磁石の取付姿勢に若干の歪みが生じ、補助板に不測の変形が生じたとしても、補助板が取付姿勢時の歪みを緩和し、第二磁石と第一磁石間の変形板の左右の形状に差異が生じ難くする機能を有し、かつ、変形板が両第一磁石及び補助板に拘束されていないので、変形板に取り付け時の歪みに伴う応力が生じることを抑制できる。これにより、弾性変形した変形板のひずみ値をひずみゲージにより検出することで回転炉の変位を確実に測定できる。
【０００９】
本発明のオーバリティ計測センサの好ましい態様としては、前記一対の第二支持部材は、前記変形板の前記第一磁石とは反対側の面と隙間を開けて固定される上側支持部を備え、前記上側支持部の前記第一支持部側の端部が前記変形板の表面に当接することにより、前記弾性変形以外の変形を規制するとよい。
【００１０】
上記態様では、一対の第二支持部材の上側支持部の第一支持部側（内側）の端部が変形板の上記弾性変形以外の変形を規制するので、第二支持部材の構成を簡易な構成にでき、オーバリティ計測センサの小型化を図ることができる。
【００１１】
本発明のオーバリティ計測センサの好ましい態様としては、前記一対の第二支持部材は、前記補助板に対して前記懸架方向及び前記変形板の表面と直交する方向の少なくともいずれか一方に移動可能に構成されているとよい。
【００１２】
上記態様では、一対の第二支持部材が補助板に対して懸架方向及び変形板の表面と直交する方向のいずれか又は両方に移動可能であるので、オーバリティ計測センサを固定する回転炉の円筒状外周面の曲率半径等に応じて、一対の第二支持部材の上側支持部の第一支持部材側の端部の位置を変更でき、変形板の不要な変形を確実に抑制できる。したがって、回転炉の変位をより確実に測定できる。
【００１３】
本発明のオーバリティ計測センサの好ましい態様としては、前記両第一磁石、前記一対の第二支持部材及び前記補助板には、前記変形板の表面に直交する方向に延びる軸部材が貫通しており、前記変形板には、前記軸部材が貫通する開口部が形成され、該開口部の内周縁と前記軸部材との間には隙間が設けられているとよい。
【００１４】
上記態様では、両第一磁石が回転中の回転炉に固定された際に、上記隙間により変形板に軸部材が接触することがないので、回転炉にオーバリティ計測センサを固定した際に、変形板に曲げモーメント以外の応力が生じることを抑制でき、回転炉の変形量を確実に計測できる。
【００１５】
本発明のオーバリティ計測センサの好ましい態様としては、前記補助板は、前記変形板よりも前記両第一磁石側に配置されているとよい。
【００１６】
上記態様では、補助板が変形板よりも両第一磁石側、すなわち、円筒状外周面側に位置するので、補助板が遮熱板として機能する。これにより、変形板の表面に設けられたひずみゲージが高温になることを抑制できる。
【００１７】
本発明のオーバリティ計測センサの好ましい態様としては、前記ひずみゲージ及び前記制御部に電源を供給する熱電変換器をさらに備え、前記熱電変換器は、前記第一磁石を前記回転炉に固定したときに、前記回転炉に当接可能な吸熱部と、前記吸熱部の前記回転炉とは反対側に設けられた熱電発電モジュールと、該熱電発電モジュールの前記吸熱部とは反対側の面に固定された放熱器と、を有するとよい。
【００１８】
上記態様では、両第一磁石が回転炉の円筒状外周面に固定されたときに、吸熱部が回転炉（円筒状外周面）に当接するので、回転炉の熱を吸熱部により確実に吸収でき、該熱を熱電発電モジュールに伝達することができる。また、熱電発電モジュールの吸熱部とは反対側の面に放熱器が固定されているので、熱電発電モジュールからの熱を確実に放熱でき、これらにより構成される熱電変換器による発電効率を高めることができる。したがって、略永続的に電源を制御部及びひずみゲージに供給でき、バッテリーの交換を不要にし、かつ回転炉の円筒状外周面（外面）の変位を長期間にわたって測定できる。
【００１９】
本発明のセメントの製造方法は、ロータリーキルンにより原料を焼成してセメントクリンカを生成し、該セメントクリンカを用いてセメントを製造するセメントの製造方法であって、上記オーバリティ計測センサを回転中の前記ロータリーキルンの回転炉に装着した状態で前記セメントを製造する。
【００２０】
本発明では、セメントの製造中（回転炉の回転中）にロータリーキルンの回転炉の変形量を計測できるので、ロータリーキルンを停止させて回転炉の変形量を計測する場合に比べて、セメントの生産効率を向上できる。すなわち、セメントの生産効率が低下することを抑制しつつ、回転炉の変形量を計測できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、回転炉の変形量を確実に計測できるオーバリティ計測センサを提供でき、セメントの生産効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るオーバリティ計測センサの斜視図である。
【図２】図１に示すオーバリティ計測センサの上面図である。
【図３】図１に示すオーバリティ計測センサの側面図である。
【図４】図１に示すオーバリティ計測センサが回転炉の外面に固定された状態を示す図である。
【図５】図１に示すオーバリティ計測センサの端部を拡大して示す断面図である。
【図６】図１に示すオーバリティ計測センサの変形板に形成される開口部及び軸部材を示す平面図である。
【図７】回転炉の外面に固定された状態の図１に示すオーバリティ計測センサの端部を拡大して示す断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るオーバリティ計測センサの正面図である。
【図９】図８に示すオーバリティ計測センサの端部を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
［オーバリティ計測センサの概略構成］
図１〜図５及び図７に示す本発明の第１実施形態に係るオーバリティ計測センサ１は、図４に示すように、高温に加熱される鉄鋼等の磁性体により構成されるロータリーキルンの回転炉（鋼管、シェル）９の円筒状外周面９１に装着され、回転する回転炉９の歪み（変形量）を計測するものである。
【００２５】
オーバリティ計測センサ１は、回転炉９の円筒状外周面９１の周方向に間隔をおいて固定可能な一対の第一磁石２と、両第一磁石２の間に懸架された弾性変形可能な変形板３と、変形板３の表面に設けられ、該変形板３のひずみ値を検出するひずみゲージ４と、ひずみゲージ４のひずみ値を測定するとともに外部機器との通信を行う制御部５と、両第一磁石２の間で変形板３に固定され、両第一磁石２を回転炉９に固定したときに、回転炉９に固定されて変形板３を支持し、ひずみゲージ４及び制御部５に電源を供給する熱電変換器６（第１支持部材）と、を備えている。また、オーバリティ計測センサ１は、変形板３に対向して配置され、両第一磁石２及熱電変換器６に固定される弾性変形可能な補助板７と、補助板７の両端に固定され、変形板３を該変形板３の懸架方向に移動可能かつ回転炉９の円筒状外周面９１に追従する変形板３の表面に直交する方向の弾性変形以外の変形を規制して支持する一対の第二支持部材２３と、を備えている。
【００２６】
［第一磁石の構成］
一対の第一磁石２は、補助板７の裏面７１の両端部に固定され、回転炉９の円筒状外周面９１に固定可能な磁石により構成されている。この磁石としては、例えばアルニコ磁石やサマリウムコバルト磁石等のキュリー温度が高く、高温使用が可能な耐性磁石により構成され、その高さは、例えば１０〜２０ｍｍ程度とされる。このような第一磁石２は、略円柱状に形成され、ねじ部材２２により補助板７に固定される。
【００２７】
［変形板の構成］
変形板３は、図２に示すように、平面視で略矩形の短冊状に形成される弾性変形可能な非磁性の金属性の鋼板である。この変形板３は、例えばＳＵＳ３０４（ステンレス鋼）等により構成されている。なお、本実施形態では、変形板３は、短辺の長さが５０ｍｍ、長辺の長さが３００ｍｍ、厚さ寸法が２．０ｍｍに設定されている。
この変形板３の両端部には、図５〜図７に示すように円形状の開口部３０が形成され、この開口部３０には、ねじ部材２２の軸部２２１（軸部材）が貫通する。この開口部３０の内周縁の径は、例えば、６．０ｍｍに設定され、軸部２２１の外径は４．０ｍｍに設定される。この軸部２２１は、開口部３０の中心に位置することから、図６に示すように、その内周縁との間に隙間Ｗ１，Ｗ２が形成される。この隙間Ｗ１，Ｗ２の各距離は、例えば、１ｍｍに設定される。
【００２８】
［ひずみゲージの構成］
ひずみゲージ４は、電気絶縁物により構成されるベース上に金属箔や抵抗線により構成される抵抗体が形成され、これに引き出し線がつけられたものである。このひずみゲージ４は、測定対象物である変形板３の表面３２及び裏面３１に接着剤等により固定され、変形板３が湾曲（弾性変形）すると、その伸縮に比例して上記抵抗体が伸縮して抵抗値（電圧）が変化し、この変化を検出する。
このようなひずみゲージ４は、図１及び図２に示すように、熱電変換器６と両第一磁石２との間に２つずつ設けられ、２つのひずみゲージ４は、変形板３を挟んで対向して平行に設けられている。これら４つのひずみゲージは、図示を省略するがそれぞれ結線され、４ゲージ法のブリッジ回路を構成し、これらは制御部５に接続されている。
【００２９】
［補助板の構成］
補助板７は、図３〜５及び図７に示すように、変形板３に対向して配置され、この変形板３よりも両第一磁石２側に位置している。この補助板７は、変形板３と略同形状に形成される弾性変形可能な非磁性の金属性の鋼板である。この補助板７は、例えばＳＵＳ３０４（ステンレス鋼）等により構成されている。この補助板７は、第二支持部材２３にねじ部材２２により固定されている。
なお、本実施形態では、補助板７は、短辺の長さが５０ｍｍ、長辺の長さが３００ｍｍ、厚さ寸法が１．０ｍｍに設定されている。
【００３０】
［第二支持部材の構成］
一対の第二支持部材２３はねじ部材２２により補助板７の両端に固定され、変形板３を該変形板３の懸架方向に移動可能かつ回転炉９の円筒状外周面９１に追従する変形板３の表面に直交する方向の弾性変形以外の変形を規制して支持する。この一対の第二支持部材２３は、変形板３の懸架方向に直交する方向から見て、略コの字状に形成され、図３〜５及び図７に示すように、変形板３の上側に位置する上側支持部２３１と、補助板７の表面７２に当接する下側支持部２３２と、これら上側支持部２３１及び下側支持部２３２とを連結する連結部２３３とを備えている。
【００３１】
この上側支持部２３１と下側支持部２３２には、上述したねじ部材２２の軸部２２１が貫通している。すなわち、ねじ部材２２の軸部２２１は、オーバリティ計測センサ１の最も上側に位置する取手２１、上側支持部２３１、変形板３、下側支持部２３２、補助板７及び第一磁石２を貫通し、これらを固定している。なお、上述したように、軸部２２１は、変形板３の開口部３０の中心を貫通しているものの、開口部３０の内周縁と軸部２２１との間には、上記隙間Ｗ１，Ｗ２が形成されている変形板３は、両第一磁石２及び補助板７に拘束されていないので、変形板３は上記懸架方向に移動可能に両第二支持部材２３に支持される。
【００３２】
また、変形板３は、第二支持部材２３の上側支持部２３１と下側支持部２３２との間に位置し、下側支持部２３２の上側にスペーサを介して支持されている。この上側支持部２３１と変形板３との間には、図５に示すように、隙間Ｗ３が形成されている。この隙間Ｗ３は、例えば２００μｍ程度に設定され、両第一磁石２が回転炉９の円筒状外周面９１に固定された際、上側支持部２３１の内側端部Ｐ１と変形板３とが接触する。すなわち、上側支持部２３１の内側端部Ｐ１により、図７に示すように、変形板３の回転炉９の円筒状外周面９１に追従する変形板３の表面に直交する方向の弾性変形以外の変形を規制している。
【００３３】
ここで、上側支持部２３１の内側端部Ｐ１と変形板３との接触位置が固定されている場合、オーバリティ計測センサ１を装着する回転炉９によっては、変形板３に当接する内側端部Ｐ１の位置が適切ではない場合が生じる。このため、本実施形態では、第二支持部材２３は、上記懸架方向に移動可能に構成されている。これにより、オーバリティ計測センサ１を固定する回転炉９の円筒状外周面９１の曲率半径等に応じて、両第二支持部材２３の上側支持部２３１の内側端部Ｐ１の位置を変更可能にしている。
【００３４】
なお、本実施形態では、両第二支持部材２３は、上記懸架方向に移動可能としたが、これに限らず、例えば、両第二支持部材２３は、変形板３の表面と直交する方向に移動可能としてもよい。これによれば、上記隙間Ｗ３の距離を変更でき、その結果、上側支持部２３１の内側端部Ｐ１と変形板３との接触位置を変更可能となる。
【００３５】
［制御部の構成］
制御部５は、外部機器（例えば、無線通信可能なコンピュータ等）との通信を行う。また、制御部５には、メモリ（図示省略）が搭載されている。これにより、例えば制御部５は、上記ブリッジ回路に現れる電位差からひずみ値を算出し、外部機器（図示省略）に送信する。
なお、このような制御部５は、放熱器６３における変形板３に固定されている面とは反対側、すなわち、放熱器６３の上側に設けられており、オーバリティ計測センサ１が回転炉９に装着された際に、該回転炉９の熱にさらされることを抑制している。
【００３６】
［熱電変換器の構成］
熱電変換器６は、図１に示すように、第一磁石２を回転炉９に固定したときに、回転炉９に当接可能な吸熱部６１と、吸熱部６１と変形板３との間に設けられた熱電発電モジュール６２と、該熱電発電モジュール６２とは反対側の変形板３の表面に固定された放熱器６３と、を備え、吸熱部６１と放熱器６３との間の温度差を利用して熱電発電モジュール６２により発電する構成とされている。この熱電発電モジュール６２と制御部５とは、可撓性の第１絶縁被覆線（図示省略）により接続されている。また、制御部５とひずみゲージ４とは、可撓性の第２絶縁被覆線（図示省略）により接続されている。このため、熱電発電モジュール６２で発電された電力は、第１絶縁被覆線を介して制御部５に供給され、さらに制御部５及び第２絶縁被覆線を介してひずみゲージ４に供給される。
【００３７】
吸熱部６１は、アルミニウムや銅などの熱伝導性の高い材料により形成され、本実施形態では、吸熱部６１は、アルミニウムにより形成された矩形板状の金属板により構成されている。この吸熱部６１は、第一磁石２が回転炉９に固定された際に、回転炉９の円筒状外周面９１に当接して回転炉９の熱を吸収する。この吸熱部６１の補助板７側の面には、熱電発電モジュール６２及び熱電対（図示省略）が載置され、回転炉９の熱が吸熱部６１を介して熱電発電モジュール６２及び熱電対に伝達されるようになっている。
【００３８】
熱電発電モジュール６２は、図示は省略するが、配線基板の間に、一対のＰ型熱電変換素子とＮ型熱電変換素子とを、Ｐ型、Ｎ型、Ｐ型、Ｎ型の順に交互に配置されるように、電気的に直列に接続した構成とされ、両配線基板間に温度差を付与して各熱電変換素子にゼーベック効果により起電力を生じさせるものである。なお、熱電発電モジュール６２の吸熱側及び放熱側のそれぞれには、セラミックス板や窒化ケイ素板（図示省略）が配置され、絶縁されている。
【００３９】
この熱電発電モジュール６２は、例えばアルミニウム等により構成される矩形板状の金属板６４を介して変形板３に固定され、その周囲には、第二磁石６５が配置されている。この第二磁石６５は、熱電発電モジュール６２の４隅に配置され、上記第一磁石２と同様に、例えばアルニコ磁石やサマリウムコバルト磁石等のキュリー温度が高く、高温使用が可能な耐性磁石により構成され、その直径は、例えば２０ｍｍに設定されている。このような熱電発電モジュール６２及び第二磁石６５は、吸熱部６１と金属板６４との間に挟持されて固定されている。
このような吸熱部６１及び熱電発電モジュール６２は、補助板７の裏面７１側に位置し、吸熱部６１は、第一磁石２が回転炉９に固定された際に、第二磁石６５の磁力により円筒状外周面９１に当接して変形板３を支持することから、吸熱部６１、熱電発電モジュール６２及び第二磁石６５は、本発明の第一支持部材を構成している。
【００４０】
放熱器６３は、いわゆるヒートシンクであり、アルミニウム、銅等の熱伝導性の高い材料により形成される。本実施形態では、放熱器６３は、熱伝導性とその軽さに優れたアルミニウムにより形成されている。この放熱器６３の上側には、制御部５がスペーサ６６を介して配置されている。なお、制御部５は、放熱器６３の熱電発電モジュール６２から離れた位置に配置すればよく、熱電発電モジュール６２から離して制御部５を配置することで、制御部５に熱が伝達されることを抑制できる。
【００４１】
［セメントの製造方法］
セメントの製造方法は、粉体原料を生成する原料工程と、粉体原料をロータリーキルンにより焼成してセメントクリンカを生成する焼成工程と、セメントクリンカに石灰等を混合してセメントを生成する仕上げ工程と、を備えている。
本実施形態では、オーバリティ計測センサ１は、ロータリーキルンを構成する回転中の回転炉９に装着され、オーバリティ計測センサ１が装着された状態でセメントクリンカ（セメント）が製造される。
【００４２】
［オーバリティ計測センサの回転炉への装着方法］
このようなオーバリティ計測センサ１は、例えば以下の手順にて回転炉９に固定（装着）される。
まず、ユーザは、オーバリティ計測センサ１の両側の取手２１を把持し、回転炉９の円筒状外周面９１に両第一磁石２を当接させる。この際、両第一磁石２は、回転炉９の円筒状外周面９１に磁力により固定される。このように第一磁石２が回転炉９に固定されると、補助板７の両端が回転炉９側に引っ張られて、該補助板７の中央部分に位置する熱電変換器６の吸熱部６１も回転炉９に当接する。また、吸熱部６１の上側には、熱電発電モジュール６２が位置し、その周囲には４つの第二磁石６５が位置しているため、これら第二磁石６５の磁力により吸熱部６１が回転炉９の円筒状外周面９１に確実に当接する。
【００４３】
このように、回転炉９の円筒状外周面９１には、２つの第一磁石２及び吸熱部６１が当接することから、補助板７はこれらにより３点で支持される。これに対して、変形板３は、吸熱部６１（中央）の部分では、回転炉９に固定されるが、両端部では一対の第二支持部材２３により変形板３の懸架方向に移動可能かつ回転炉９の円筒状外周面９１に追従する変形板３の表面に直交する方向の弾性変形以外の変形を規制して支持されているので、回転炉９の円筒状外周面９１が変形すると、図７に示すように、その変形に伴って表面形状の変化に追従するように弾性変形する。このように弾性変形した変形板３の変形は、４つのひずみゲージにより検出され、回転炉９の円筒状外周面９１の変位が算出されることとなる。
【００４４】
なお、回転炉９にオーバリティ計測センサ１を装着する際、回転炉９が回転しているため、２つの第一磁石２を同時に回転炉９の円筒状外周面９１に装着することが難しい。このため、一方の第一磁石２を円筒状外周面９１に固定すると、回転炉９の回転に合わせて吸熱部６１、他方の第一磁石２の順で円筒状外周面９１に固定される。このため、回転炉９への第一磁石２の取付姿勢には若干の歪みが生じやすい。
【００４５】
これに対し、本実施形態では、回転炉９への両第一磁石２の取付姿勢に若干の歪みが生じ、補助板７に不測の変形が生じたとしても、補助板７が取付姿勢時の歪みを緩和し、第二磁石６５と第一磁石２間の変形板３の左右の形状に差異が生じ難くする機能を有し、かつ変形板３が両第一磁石２及び補助板７に拘束されていないので、変形板３に取り付け時の歪みに伴う応力が生じることを抑制できる。これにより、弾性変形した変形板３のひずみ値をひずみゲージ４により検出することで回転炉９の変位を確実に測定できる。
【００４６】
本実施形態では、一対の第二支持部材２３の上側支持部２３１の内側端部Ｐ１が変形板３の上記弾性変形以外の変形を規制するので、第二支持部材２３の構成を簡易な構成にでき、オーバリティ計測センサ１の小型化を図ることができる。また、第二支持部材２３が懸架方向に移動可能であるので、オーバリティ計測センサ１を固定する回転炉９の円筒状外周面９１の曲率半径等に応じて、第二支持部材２３の上側支持部２３１の内側端部Ｐ１の位置を変更でき、変形板３の不要な変形を確実に抑制できる。したがって、回転炉９の変位をより確実に測定できる。さらに、両第一磁石２が回転中の回転炉９に固定された際に、上記隙間Ｗ１，Ｗ２により変形板３に軸部２２１が接触することがないので、回転炉９にオーバリティ計測センサ１を固定した際に、変形板３に曲げモーメント以外の応力が生じることを抑制できる。
【００４７】
本実施形態では、両第一磁石２が回転炉９の円筒状外周面９１に固定されたときに、吸熱部６１が回転炉９（円筒状外周面９１）に当接するので、回転炉９の熱を吸熱部６１により確実に吸収でき、該熱を熱電発電モジュール６２に伝達することができる。また、熱電発電モジュール６２とは反対側の変形板３の表面３２に放熱器６３が固定されているので、熱電発電モジュール６２からの熱を確実に放熱でき、これらにより構成される熱電変換器６による発電効率を高めることができる。したがって、略永続的に電源を制御部５及びひずみゲージ４に供給でき、バッテリーの交換を不要にし、かつ回転炉９の円筒状外周面９１（外面）の変位を長期間にわたって測定できる。
また、補助板７が遮熱板として機能するので、変形板３が高温になることを抑制できる。これにより、回転炉９の外面の変位を継続して測定でき、長期間にわたって監視できる。
さらに、セメントの製造中（回転炉９の回転中）にロータリーキルンの回転炉９の変形量を計測できるので、ロータリーキルンを停止させて回転炉９の変形量を計測する場合に比べて、セメントの生産効率を向上できる。すなわち、セメントの生産効率が低下することを抑制しつつ、回転炉の変形量を計測できる。
【００４８】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について図面を用いて説明する。図８は、本実施形態のオーバリティ計測センサ１Ａの正面図であり、図９は、オーバリティ計測センサ１Ａの第二支持部材を構成する段付きワッシャー２４及びアルミブロック２５を拡大して示す断面図である。
オーバリティ計測センサ１Ａは、一対の第二支持部材２３に代えて、段付きワッシャー２４及びアルミブロック２５を備えている点で上記第１実施形態と異なる。なお、以下の説明では、上記第１実施形態と同一又は略同一の構成については、同じ番号を付し、説明を省略又は簡略化する。
【００４９】
オーバリティ計測センサ１Ａは、図８及び図９に示すように、補助板７の表面７２に固定される段付きワッシャー２４と、変形板３の表面３２に隙間Ｗ３を開けて固定されるアルミブロック２５と、を備えている。段付きワッシャー２４は、補助板７の表面７２に当接する基部２４１と、該基部２４１の上面から突出する円柱状の突出部２４２とを備えている。この突出部２４２の外径は、図９に示すように、開口部３０Ａの内周縁の径よりも小さく設定されている。例えば、円形状の開口部３０Ａの内周縁の径は、４．０ｍｍに設定され、突出部２４２の外径は５．０ｍｍに設定される。この突出部２４２は、開口部３０Ａの中心に位置するようにねじ部材２２の軸部２２１により補助板７及び第一磁石２に固定されている。すなわち、本実施形態においても、変形板３は、段付きワッシャー２４により上記懸架方向に移動可能に支持される。
【００５０】
また、アルミブロック２５は、変形板３の上側に配置され、ねじ部材２２の軸部２２１により変形板３と隙間Ｗ３を開けて固定されている。このアルミブロック２５と変形板３とに形成される隙間Ｗ３は、第１実施形態と同様に例えば２００μｍ程度に設定される。このアルミブロック２５は、上記第１実施形態の上側支持部２３１に相当し、両第一磁石２が回転炉９の円筒状外周面９１に固定された際、アルミブロック２５の内側端部Ｐ２と変形板３とが接触する。すなわち、アルミブロック２５の内側端部Ｐ２により、変形板３の回転炉９の円筒状外周面９１に追従する変形板３の表面に直交する方向の弾性変形以外の変形を規制している。
【００５１】
本実施形態では、第二支持部材を段付きワッシャー２４及びアルミブロック２５により構成したので、オーバリティ計測センサ１の部品点数を少なくできる。また、アルミブロック２５の大きさを都度変更することにより、内側端部Ｐ２の位置を懸架方向に移動でき、回転炉９の円筒状外周面９１の曲率半径が異なる場合でも、内側端部Ｐ２と変形板３との接触位置を適切に変更でき、回転炉９の変位を確実に測定できる。
【００５２】
その他、細部構成は上記各実施形態の構成のもの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において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記各実施形態では、補助板７は、変形板３よりも両第一磁石２側に設けられていることとしたが、これに限らず、補助板７が変形板３の上側（両第一磁石２とは反対側）に設けられていてもよい。
【００５３】
また、上記各実施形態では、上側支持部２３１、下側支持部２３２及び連結部２３３からなる第二支持部材２３を例示したが、第二支持部材の構成は、上記に限らず、変形板３を該変形板３の懸架方向に移動可能かつ回転炉９の円筒状外周面９１に追従する変形板３の表面３２に直交する方向の弾性変形以外の変形を規制して支持する構成であれば、その形状は問わない。
【００５４】
上記実施形態では、変形板３及び補助板７は、例えばＳＵＳ３０４（ステンレス鋼）等により構成されていることとしたが、これに限らず、弾性変形可能で、耐熱性を有するものであればよい。
さらに、上記各実施形態では、熱電変換器６を備えることとしたが、これに限らず、熱電変換器６に代えて電池などを備える構成であってもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１  １Ａ  オーバリティ計測センサ
２  第一磁石
２１  取手
２２  ねじ部材
２２１  軸部（軸部材）
２３  第二支持部材
２３１  上側支持部
２３２  下側支持部
２３３  連結部
３  変形板
３１  裏面
３２  表面
４  ひずみゲージ
５  制御部
６  熱電変換器
６１  吸熱部（第一支持部材）
６２  熱電発電モジュール（第一支持部材）
６３  放熱器
６４  金属板
６５  第二磁石（第一支持部材）
６６  スペーサ
７  補助板
７１  裏面
７２  表面
９  回転炉
９１  円筒状外周面
【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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【図９】
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