(57)【要約】【課題】ブスバーやブスバー接合ボルトの温度状況を加熱コイルからの誘導磁束の影響を受けずに簡単な装置で監視することにより、温度異常を検出して、事前に点検箇所や保守計画を立案して、保守点検作業を短時間に効率的に行なうことができる誘導加熱装置用温度監視システムを提供するものである。【解決手段】非磁性材料で形成された容器１８に、有臭ガス１９を発生する液体２０を収納して、所定の感熱温度で溶融する半田２１で密閉した感温カプセル１７を、誘導加熱装置のカバー９で覆われた電源部５のブスバー８とブスバー８の接合ボルト１６に取付け、この上方のカバー内側に有臭ガス１９を検知する臭い検出器２２を取付け、これを監視装置２３に接続したものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性材料で形成された容器に、有臭ガスを発生する物質を収納して、所定の感熱温度で溶融する半田で密閉した感温カプセルを、誘導加熱装置のカバーで覆われた電源部のブスバーまたは／およびブスバーの接合ボルトに取付け、この上方のカバー内側に有臭ガスを検知する臭い検出器を取付け、これを監視装置に接続したことを特徴とする誘導加熱装置用温度監視システム。
【請求項２】
カバーで覆われた電源部を複数の空間部に分離し、各空間部のブスバーまたは／およびブスバーの接合ボルトに感温カプセルをそれぞれ取付けると共に、この上方の空間部の内側に有臭ガスを検知する臭い検出器をそれぞれ取付けたことを特徴とする請求項１記載の誘導加熱装置用温度監視システム。
【請求項３】
感温カプセルが、それぞれ異なる温度で溶融する半田で容器が密閉されていると共に、異なる種類の有臭ガスを発生する物質が収納されていることを特徴とする請求項１または２記載の誘導加熱装置用温度監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄鋼ラインにおける圧延材その他の被加熱材料の加熱もしくは熱処理する誘導加熱装置の電源部に取付けたブスバーの異常加熱を検出する温度監視システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に熱間圧延ラインでは被加熱材 (圧延材) を加熱炉で圧延可能な温度にまで加熱し、粗圧延機にて粗圧延バーと呼ばれる状態に成形する。さらに、粗バーを仕上圧延機にかけることで、所望の板圧や板幅を有する製品を得ている。このような熱間圧延ラインにおいては、近年、鋼材の温度降下による圧延機の負荷軽減および昇温や均熱目的として誘導加熱装置を設置する事が一般的な手段となっている。このような誘導加熱装置としては、被加熱材の両エッジ部の温度昇温を目的としたエッジヒータや、被加熱材の全体昇温を目的としたバーヒータが一般に知られている。
【０００３】
従来のバーヒータである誘導加熱装置は図７に示すように台車１に、被加熱材２の全体を昇温するソレノイド状の加熱コイル３と鉄心等で構成されて磁束を発生させるインダクタ４と、これに電源を供給する電源部５とから構成されている。電源部５はコンデンサ７や加熱コイル３に電源を供給するブスバー８が設けられ、カバー９で覆われている。
【０００４】
コンデンサ７やブスバー８、加熱コイル３は、給水母管１２と排水母管１０に冷却水ホース１１で接続されており、各々水冷されている。水冷した冷却水は排水母管１０から一括して排水される。この給水母管１２の出側には流量計１３が取付けられ、また排水母管１０にはサーモスタット１４が取付けられ、冷却水温度を測定している。
【０００５】
このような誘導加熱装置は長期間に亘って運転されており、装置の老朽化や振動による経年変化による焼損などの突発的な事故により設備停止しなければならないことがある。特に大電流が流れるブスバーやブスバーを接合するボルトは使用環境が苛酷であり、経年的に温度が上昇し故障に至る場合がある。
【０００６】
ブスバー８は加熱電源の大電流を通すためジュール熱により温度が上昇する。経年的に高温で使用していると接合面に薄い酸化皮膜が生成する。その酸化皮膜は抵抗が大きいため接触抵抗値を上げ、更に温度が上昇して行く。ブスバー８の温度上昇と共にブスバー接合ボルトも温度上昇するが、金属の熱膨張によりボルトが伸びるのでブスバー８の接触面の面圧が緩んでくる。緩みにより接合面の隙間に空気中の酸素が供給されるので更に酸化皮膜は厚くなる。このような繰り返しにより、経年的に温度が上昇して、加熱効率が低下すると共に、故障に至る場合がある。
【０００７】
この対策として、ブスバーやブスバーの接合ボルトに多数のサーモスタットや熱電対を取付けて温度の異常を監視することもできるが、その配線構造が複雑となり、特に熱電対は、加熱コイル３からの誘導磁束の影響を受けるため正確な温度測定が難しい問題があった。
【０００８】
このため定期的に保守点検を行ってはいるものの、誘導加熱装置の構造が複雑であり、故障・劣化部分の見極めと保守点検には、長期間のライン停止日を利用して行なわなければならず、多くの手間と費用がかかる問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記問題を改善し、誘導加熱装置内に、ブスバーやブスバー接合ボルトの温度状況を加熱コイルからの誘導磁束の影響を受けずに簡単な装置で監視することにより、温度異常を検出して、事前に点検箇所や保守計画を立案して、保守点検作業を短時間に効率的に行なうことができる誘導加熱装置用温度監視システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１記載の誘導加熱装置用温度監視システムは、非磁性材料で形成された容器に、有臭ガスを発生する物質を収納して、所定の感熱温度で溶融する半田で密閉した感温カプセルを、誘導加熱装置のカバーで覆われた電源部のブスバーまたは／およびブスバーの接合ボルトに取付け、この上方のカバー内側に有臭ガスを検知する臭い検出器を取付け、これを監視装置に接続したことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の請求項２記載の誘導加熱装置用温度監視システムは、請求項１において、カバーで覆われた電源部を複数の空間部に分離し、各空間部のブスバーまたは／およびブスバーの接合ボルトに感温カプセルをそれぞれ取付けると共に、この上方の空間部の内側に有臭ガスを検知する臭い検出器をそれぞれ取付けたことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の請求項３記載の誘導加熱装置用温度監視システムは、請求項１または２において、感温カプセルが、それぞれ異なる温度で溶融する半田で容器が密閉されていると共に、異なる種類の有臭ガスを発生する物質が収納されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る請求項１記載の誘導加熱装置用温度監視システムによれば、大電流が流れるブスバーや接合ボルトは、酸化皮膜の影響により温度が上昇していき、ここに取付けた感温カプセルも、容器が非磁性材料で形成されているので漏洩磁束の影響を受けることなくブスバーや接合ボルトと同じ温度に加熱される。感温カプセルが所定の温度に達すると、容器を密閉していた半田が溶融し、内部の物質が加熱されて有臭ガスが発生する。この有臭ガスを、天井側に取付けた臭い検出器で感知し、この信号が監視装置に送られる。この信号により、直ちに点検せずに、次回の保守点検日の点検計画に、点検項目として盛り込んでおくか、また異常に温度が上昇した場合には、直ちに誘導加熱装置の運転を停止して点検するか判断することができる。
【００１４】
また請求項２記載の誘導加熱装置用温度監視システムによれば、カバーで覆われた電源部を複数の空間部に分離し、それぞれのブスバーや接合ボルトに感温カプセルを取付けたので、異常温度の発生部分が容易に特定でき、短時間で点検することができる。
【００１５】
また請求項３記載の誘導加熱装置用温度監視システムによれば、感温カプセルが、それぞれ異なる温度で溶融する半田で容器が密閉されていると共に、異なる種類の有臭ガスを発生する物質が収納されているので、所定の監視温度の設定が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下本発明の実施のー形態を図１ないし図５を参照して詳細に説明する。誘導加熱装置は台車１に、被加熱材２の全体を昇温するソレノイド状の加熱コイル３と鉄心等で構成されて磁束を発生させるインダクタ４と、これに電源を供給する電源部５とが搭載されている。
【００１７】
電源部５はコンデンサ７や加熱コイル３に電源を供給するブスバー８が設けられ、カバー９で覆われている。コンデンサ７やブスバー８、加熱コイル３は、給水母管１２と排水母管１０に冷却水ホース１１で接続されており、各々水冷されている。給水母管１２の出側には流量計１３が取付けられ、また排水母管１０にはサーモスタット１４が取付けられ、冷却水温度を測定している。
【００１８】
前記ブスバー８と、ブスバー８の接続部の接合ボルトには、図２に示すように感温カプセル１７Ａ〜１７Ｃが接着されている。この感温カプセル１７は図３および図４に示すように非磁性材料で形成された中空円筒半割状の容器部材１８Ａ、１８Ｂを組み合わせた中空円筒状の容器１８内に有臭ガス１９を発生させる液体２０を収納して、容器部材１８Ａ、１８Ｂの突き合わせ部を所定の感熱温度で溶融する半田２１で接合して密閉したものである。容器１８を形成する非磁性材料としては例えば銅やステンレスが用いられる。
【００１９】
ブスバー８に取付けた感温カプセル１７Ａ〜１７Ｃは例えば図２に示すように、８０℃と１００℃、およびＩ２０℃で作動する３種類のものが取付けられている。感温カプセル１７Ａ〜１７Ｃはそれぞれの作動温度で溶融する半田２１で接合されていると共に、作動温度に対応してそれぞれ異なる臭いの有臭ガス１９を発生する液体２０が封入されている。
【００２０】
また感温カプセル１７Ａ〜１７Ｃの上方のカバー９の内側天井面には、図１に示すように臭い検出器２２が取付けられている。この臭い検出器２２は図５に示すように、それぞれ作動温度に対応した有臭ガス１９を検知するように３個の臭い検出部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃが形成されている。またこの臭い検出器２２は図１に示すように外部の監視装置２３に接続されている。
【００２１】
上記構成の誘導加熱装置は、ブスバー８が加熱電源の大電流を加熱コイル３に通すためジュール熱により温度が上昇する。経年的に高温で使用していると接合面に抵抗が大きい酸化皮膜が生成し、ブスバー８の温度が上昇する。またブスバー８の温度上昇に伴ない接合ボルト１６の温度も上昇していく。ブスバー８と接合ボルト１６には感温カプセル１７Ａ〜１７Ｃが接合されているので、この容器１８も加熱される。
【００２２】
例えばブスバー８に取付けた８０℃で作動する感温カプセル１７Ａが８０℃になると、図３に示すように容器１８を密閉していた半田２１が溶融し、内部の液体２０が加熱されて有臭ガス１９が外部に発生する。この有臭ガス１９は図１に示すようにカバー９内を上昇し、天井側に取付けた臭い検出器２２の臭い検出部２２Ａで感知し、この信号が監視装置２３に送られ、ブスバー８や接合ボルト１６の温度が８０℃以上になったことを検出することができる。この状態では、直ちに点検せずに、次回の保守点検日の点検計画に、点検項目として盛り込んでおく。
【００２３】
この状態で運転を続け、１００℃で作動する感温カプセル１７Ｂが作動すると臭い検出器２２の臭い検出部２２Ｂで感知し、更に温度が上昇して、１２０℃で作動する感温カプセル１７Ｃが作動し、臭い検出部２２Ｃで感知し場合には、点検日を待たずに直ちに誘導加熱装置の運転を停止して点検する。この場合、感温カプセル１７Ａ〜１７Ｃの容器１８は非磁性材料で形成されているので、加熱コイル３からの漏洩磁束の影響を受けずに接触しているブスバー８や接合ボルト１６の温度と同じであり、精度良く温度を検知することができる。
【００２４】
従って、どの感温カプセル１７Ａ〜１７Ｃが作動するかによって、直ちに点検せずに、次回の保守点検日の点検計画に、点検項目として盛り込んでおくか、また異常に温度が上昇した場合には、直ちに誘導加熱装置の運転を停止して点検するか判断することができ、通常は急激な温度上昇がないので次回の保守点検日まで待つことができる。
【００２５】
図６は本発明の他の実施の形態を示すもので、カバー９で覆われた電源部５を仕切板２４で仕切って複数の空間部２５に分離し、各空間部２５のブスバー８とブスバー接合ボルト１６に感温カプセル１７を取付けると共に、この上方の空間部２５の内側にそれぞれ有臭ガスを検知する臭い検出器２２を取付けたものである。
【００２６】
上記装置は、電源部５を複数の空間部２５に分離し、それぞれのブスバー８とブスバー接合ボルト１６に感温カプセル１７を取付けたので、異常温度の発生部分が容易に特定でき、短時間で点検することができる。
【００２７】
なお上記説明では有臭ガスを発生する物質として液体を用いた場合について示したが、固体でも良い。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施のー形態による誘導加熱装置用温度監視システムの構成図である。
【図２】図１のブスバーと接合ボルトに感温カプセルを取付けた状態を示す斜視図である。
【図３】感温カプセルの斜視図である。
【図４】図３に示す感温カプセルの断面図である。
【図５】臭い検出器の斜視図である。
【図６】本発明の他の実施の形態による誘導加熱装置用温度監視システムの構成図である。
【図７】従来の誘導加熱装置を示す構成図である。
【符号の説明】
【００２９】
１    台車                                                  
２    被加熱材                                              
３    加熱コイル                                            
４    インダクタ                                            
５    電源部                                                
７    コンデンサ                                            
８    ブスバー                                              
９    カバー                                                
１０  排水母管                                              
１１  冷却水ホース                                          
１２  給水母管                                              
１３  流量計                                                
１４  サーモスタット                                        
１６  接合ボルト                                            
１７  感温カプセル                                          
１８  容器                                                  
１９  有臭ガス                                              
２０  液体                                                  
２１  半田                                                  
２２  臭い検出器                                            
２３  監視装置                                              
２４  仕切板                                                
２５  空間部                                                
【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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