(57)【要約】【解決手段】本発明の１つの実施例によれば、１つあるいはそれ以上のパイプ、または、１つあるいはそれ以上の冷却ジャケット、または、流体を運ぶ１つあるいはそれ以上の流体冷却システムを含むシステムの故障を防止するための方法は、１つあるいはそれ以上の箇所において１つあるいはそれ以上のパイプ中の１つあるいはそれ以上の流体の圧力レベルを検知し、その後、検知した圧力レベルを対応する１つあるいはそれ以上の予め定められた制限値と比較する工程を含む。検知した圧力レベルが対応する制限値を超えた場合、シャットダウン信号が発生される。シャットダウン信号は、流体の熱的変化を引き起こすことに関与する１つあるいはそれ以上のシステムの調整を始動させ、システムが故障することを防止し、一方、その後すぐにシステムが連続動作することを許容する。
2009545721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーバーヒート検知のためのシステムであって、流体を運ぶ１つあるいはそれ以上のパイプと、１つあるいはそれ以上のパイプに対し温度および流れに依存する圧力を発生する流体と、を含むシステムにおいて：
システム内の少なくとも１箇所に配置され、少なくとも１箇所で流体の圧力レベルを得るための、少なくとも１つの圧力トランスデューサと；
少なくとも１つの熱発生装置の制御のための電子ゲート制御ボードであって、熱発生装置が電子ビーム銃および出力を有する電子制御ボードと；
ランダムアクセスメモリと接続されたコンピュータであって、ランダムアクセスメモリがソフトウェアを記憶し、ソフトウェアが実行されると：
システム内の少なくとも１箇所に対応する少なくとも１つの予め定められた制限値    をロードし、
少なくとも１つの予め定められた制限値を、少なくとも１つの圧力トランスデュー    サによって得られたシステム内の少なくとも１箇所における流体の圧力レベルと比較    し、
圧力レベルが予め定められた制限値外に存在する場合にシャットダウン信号を発生    し、シャットダウン信号を、少なくとも１つの電子ビーム銃の出力を調整する電子ゲ    ート制御ボードに送る、
工程を実施するコンピュータと；
を備えることを特徴とするシステム。
【請求項２】
少なくとも１つの圧力トランスデューサが半導体圧力トランスデューサを備える請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
少なくとも１つの圧力トランスデューサが高速圧力トランスデューサである請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
少なくとも１つの電子ビームチャンバをさらに備え、少なくとも１つの電子ビーム銃が少なくとも１つの電子ビームチャンバに撃ち込まれる請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
少なくとも１つの電子ビームチャンバ内の少なくとも１つの棚であって、原料を精製のためのチャンバ内に供給するよう構成された少なくとも１つの棚と；
少なくとも１つの炉であって、電子ビーム銃が原料に撃ち込まれ、少なくとも１つの棚から落ち、精製のための少なくとも１つの炉内に原料を溶融する少なくとも１つの炉と；
少なくとも１つのモールドであって、原料が少なくとも１つのモールドに入り、それにより、精製プロセスを完了する少なくとも１つのモールドと；をさらに備える請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
少なくとも１つの電子ビーム銃、少なくとも１つの棚、少なくとも１つの炉および少なくとも１つのモールドの少なくとも１つの周囲の少なくとも１つの冷却ジャケットをさらに備える請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
少なくとも１つのポンプであって、少なくとも１つの冷却ジャケットが少なくとも１つの電子ビーム銃を伝導により冷却するように、流体を少なくとも１つのパイプに送るよう構成された少なくとも１つのポンプをさらに備える請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
少なくとも１つのパイプを備え、熱交換流体を運びシステムの少なくとも１つのパイプを接触させ、熱を伝導により移動する少なくとも１つのパイプを含む熱交換システムをさらに備える請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
熱交換システムが：
冷却タワーシステム；および
システムに隣接する二重壁熱交換器；
を含む請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
ソフトウェアが実行されると、ソフトウェアがコンピュータを、少なくとも１つの圧力トランスデューサから得られる少なくとも１つの圧力レベルの変化率を計算させるようにする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
電子ゲート制御ボードが、少なくとも１つの電子ビーム銃の出力を減少させることにより、少なくとも１つの電子ビーム銃の出力を調整する請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
電子ゲート制御ボードが、少なくとも１つの電子ビーム銃を停止することにより、少なくとも１つの電子ビーム銃の出力を調整する請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
データベースであって、圧力偏差事象に関連するデータを記録するデータベースをさらに備える請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
ソフトウェアが実行されると、ソフトウェアがコンピュータを、システムを管理する責任のある１人あるいはそれ以上の人にｅメールメッセージを送らすようにする請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
システムのオーバーヒート検知のための方法であって、流体を運ぶ１つあるいはそれ以上のパイプと、１つあるいはそれ以上のパイプに対し温度および流れに依存する圧力を発生する流体と、を含む方法において：
システム内の少なくとも１箇所に配置された少なくとも１つの圧力トランスデューサにより、少なくとも１箇所での流体の圧力レベルを取得し；
少なくとも１つの圧力トランスデューサによって得られた少なくとも１つの圧力レベルの、対応する予め定められた制限値に対する比較を実施し；
圧力レベルが予め定められた制限値外に存在する場合にシャットダウン信号を発生し、シャットダウン信号が、少なくとも１つの熱発生装置の出力を調整する電子ゲート制御ボードに伝達され、熱発生装置が電子ビーム銃を含む、ことを特徴とする方法。
【請求項１６】
少なくとも１つの圧力トランスデューサが半導体圧力トランスデューサを備える請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
少なくとも１つの圧力トランスデューサが高速圧力トランスデューサを備える請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
少なくとも１つの電子ビーム銃を少なくとも１つの電子ビームチャンバに撃ち込む工程をさらに備える請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
精製のためのチャンバ内に原料を供給するために、少なくとも１つの棚を構成し；
原料に電子ビーム銃を撃ち込み、原料を少なくとも１つの棚から落とし、精製のため少なくとも１つの炉内で原料を溶融し；
原料が少なくとも１つのモールドに入った場合に精製プロセスを完了する；工程をさらに備える請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
少なくとも１つの電子ビーム銃、少なくとも１つの棚、少なくとも１つの炉および少なくとも１つのモールドのうちの少なくとも１つの周りに、少なくとも１つの冷却ジャケットを設ける工程をさらに備える請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
少なくとも１つのポンプであって、少なくとも１つの冷却ジャケットが少なくとも１つの電子ビーム銃を伝導により冷却するように、流体を少なくとも１つのパイプに送るように構成された少なくとも１つのポンプを設ける工程をさらに備える請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
少なくとも１つのパイプであって、熱交換流体を運びシステムの少なくとも１つのパイプを接触させ、熱を伝導により移動する少なくとも１つのパイプを含む熱交換システムをさらに備える請求項１５に記載のシステム。
【請求項２３】
熱交換システムが：
冷却タワーシステム；および
システムに隣接する二重壁熱交換器；
を含む請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
少なくとも１つの圧力トランスデューサから得られる少なくとも１つの圧力レベルの変化率を計算する工程をさらに備える請求項１５に記載の方法。
【請求項２５】
少なくとも１つの電子ビーム銃の出力を調整する工程が、少なくとも１つの電子ビーム銃の出力を減少する工程を含む請求項１５に記載の方法。
【請求項２６】
少なくとも１つの電子ビーム銃の出力を調整する工程が、少なくとも１つの電子ビーム銃を停止する工程を含む請求項１５に記載の方法。
【請求項２７】
圧力偏差事象に関連するデータをデータベースに記録する工程をさらに備える請求項１５に記載の方法。
【請求項２８】
システムを管理する責任のある１人あるいはそれ以上の人にｅメールメッセージを送る工程をさらに備える請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願のクロスリファレンス
本出願は、２００６年８月３日に出願した米国仮出願Ｎｏ．６０／８３５，３３０の優先権を主張しており、その全内容はここに言及することによって組み込まれる。
【０００２】
本発明は、一般的に、オーバーヒート検知および防止システムに関し、特に、圧力測定の使用を通じてオーバーヒート状態を防止するための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
水のような液体は、熱伝導や調整のための一次機構として産業プロセスにおいてしばしば使用されている。そのようなプロセスにおいて、液体は、しばしばパイプのネットワークによりプロセスセンターへあるいはプロセスセンターから運ばれる。例えば、金属工学の分野において、水は溶融金属材料を望ましい形状まで適切に冷却するために使用されている。
【０００４】
水のような液体を運ぶパイプまたは液体冷却システムの構成部材の温度が上昇すると、液体の温度もまた上昇する。水を運ぶ銅パイプの場合、銅の融点は水の沸点よりかなり高いため、パイプまたは流体冷却システムの構成部材が多量の熱にさらされたとき、水はスチームとなり、検知可能な圧力を出す。パイプの温度が高くなりすぎるた場合、パイプまたは流体冷却システムの構成部材は、溶けるか破裂し、冷却水が望ましくない箇所において漏れたり、流体が必要な箇所に達さなくなる。これは、一般的に、損傷を受けたパイプ、または、パイプまたは流体冷却システムの構成部材が修復されるまで、プロセスの一時的な中止を必要とする。そのような作業の中止は、コストがかかり、効率が悪く、製品の品質悪化の原因となる。
【０００５】
この問題を解決するために種々の試みがなされている。例えば、Covington et al.による米国特許Ｎｏ．４，０９１，６５８（特許文献１）は、漏れを検知するために、流体パイプラインに沿った圧力を測定するためのシステムを開示している。それは、圧力ドロップを測定するための圧力トランスデューサ、および、圧力の全体のドロップまたは予めセットした限界を超える圧力変化が存在するかどうかを決定するロジックを含んでいる。Covington et al.は、異常に低い圧力状態または異常に高い圧力状態の両者の場合、パイプラインを停止することを開示している。
【０００６】
Fanelliによるヨーロッパ特許Ｎｏ．０５５９９９３（特許文献２）は、圧力トランスデューサが加圧下でパイプに沿った種々の位置に配置されるシステムを開示している。Fanelliは、圧力流れのモデル値をトランスデューサによって提供された実際の値と比較して、その比較がパイプラインの破裂による液体の突然のロスを示しているときに、アラーム信号を発生する。
【０００７】
Ledeen et al.による米国特許Ｎｏ．５，７０８，１９３（特許文献３）は、テスト圧力波を造り出し、圧力トランスデューサを用いたテスト圧力波の反射波を検知することによる、圧力測定を提案している。デジタル・フィルタリング技術は、圧力変換トランスデューサからの信号において、漏れ位置の検知を可能にするために使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許Ｎｏ．４，０９１，６５８号公報
【特許文献２】ヨーロッパ特許Ｎｏ．０５５９９９３号公報
【特許文献３】米国特許Ｎｏ．５，７０８，１９３号公報
【特許文献４】米国特許Ｎｏ．５，２６７，５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
同様に、Brownによる米国特許Ｎｏ．５，２６７，５８７（特許文献４）は、公共施設（例えば水およびガス）に対する自動モニタリングシステムを開示している。Brownは、公共施設の圧力変化を検知するための圧力トランスデューサの使用、および、圧力信号が予期せず漏れを示すときに液体（またはガス）の流れを停止するためのソレノイドバルブの使用を提案している。
【００１０】
残念なことに、先行技術によって開示されている解法は、パイプシステムまたは流体を運ぶ流体冷却システムの構成部材がすでに破損している状態を扱っている。従って、システムのシャットダウンの必要性やコストのかかる修理の必要性を避けるために、パイプのシステムやオーバーヒート状態による破損から流体を運ぶ流体冷却システムの構成部材を守るための技術の必要性が存在する。
【００１１】
本発明の目的は、流体搬送システムのオーバーヒート状態による破損を防止するための技術を提供しようとするものである。
【００１２】
本発明の他の目的は、システムが同時に動作し続けることを許すそのような技術を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
これらの目的および以下の記載を参照して明らかになる開示された主題の他の目的を達成するために、開示された主題は、１つあるいはそれ以上のパイプを含むシステムの故障を防ぐための方法およびシステムを提供する。
【００１４】
開示された主題の１実施例は、オーバーヒート検知のためのシステムである。システムは、流体を運ぶ１つあるいはそれ以上のパイプにおけるオーバーヒートを検知でき、このシステムにおいて、流体はその１つあるいはそれ以上のパイプに対する温度および／または流れに依存する圧力を当てる。システムは、少なくとも１箇所において流体の圧力レベルを得るためのシステムにおいて、少なくとも１箇所に位置する少なくとも１つの圧力トランスデューサと、少なくとも１つの熱発生装置の制御のための電子ゲート制御ボードと、を含んでいる。熱発生装置は、例えば、電子ビーム銃またはアーク溶解炉とすることができる。システムは、また、ランダムアクセスメモリと接続されたコンピュータを備え、ランダムアクセルメモリは、実行すると、コンピュータが、システムにおいて少なくとも１箇所に対応する少なくとも１つの予め定められた制限値をロードし、少なくとも１つの予め定められた制限値を、少なくとも１つの圧力トランスデューサによって得られたシステムにおける少なくとも１箇所の流体の圧力レベルと比較し、圧力レベルが予め定めた制限値外にあるときにシャットダウン信号を発生し、このシャットダウン信号は、少なくとも１つの電子ビーム銃の出力を調整する電子ゲート制御ボードに送られる、ソフトウェアを蓄積している。
【００１５】
少なくとも１つの圧力トランスデューサは、半導体の圧力トランスデューサとすることができる。あるいは、少なくとも１つの圧力トランスデューサは、高速圧力トランスデューサとすることもできる。
【００１６】
システムは、また、少なくとも１つの電子ビーム銃が少なくとも１つの電子ビームチャンバに撃ち込むように、少なくとも１つの電子ビームチャンバを備えている。システムは、また、以下に示す部材を備えている：少なくとも１つの電子ビームチャンバ内の少なくとも１つの棚であって、少なくとも１つの棚が原料を精製するためにチャンバ内に供給するよう構成されている棚、少なくとも１つの炉であって、電子ビーム銃が原料に撃ち込まれ、原料が少なくとも１つの棚から落ち、精製するために少なくとも１つの炉内に原料を溶かす炉、および、少なくとも１つのモールドであって、原料が少なくとも１つのモールドに入るモールド。
【００１７】
システムは、また、少なくとも１つの電子ビーム銃、少なくとも１つの棚、少なくとも１つの炉および少なくとも１つのモールドのうちの少なくとも１つの周りに、少なくとも１つの冷却ジャケットを備えている。システムは、また、少なくとも１つのポンプを備えており、少なくとも１つのポンプは流体を少なくとも１つのパイプへ送るよう構成されており、その結果、少なくとも１つの冷却ジャケットは伝導により少なくとも１つの電子ビーム銃を冷却する。
【００１８】
システムは、また、少なくとも１つのパイプを含む熱交換システムを備えており、少なくとも１つのパイプは熱交換流体を運び、システムの少なくとも１つのパイプを接触させ、伝導による熱の伝達を可能にしている。熱交換システムは、それ自身、冷却タワーシステムおよびオーバーヒート検知システムに隣接する二重壁熱交換器を備えることができる。また、ソフトウェアは、実行されると、コンピュータに、少なくとも１つの圧力トランスデューサから得られる少なくとも１つの圧力レベルの変化の速度を計算させる。
【００１９】
システムの電子ゲート制御ボードは、また、少なくとも１つの電子ビーム銃の出力を調整できる。あるいは、システムの電子ゲート制御ボードは、また、少なくとも１つの電子ビーム銃を停止させることにより、少なくとも１つの電子ビーム銃の出力を調整することができる。システムは、また、圧力偏差事象に関連するデータを記録するデータベースを備えることができる。
【００２０】
ソフトウェアは、実行されると、コンピュータに、システムを管理する１人あるいはそれ以上の人にｅメールメッセージを送らせることができる。
【００２１】
他の実施例によれば、１つあるいはそれ以上の流体を運ぶパイプ、１つあるいはそれ以上のパイプに対する温度および／または流れに依存する圧力に影響を与える流体、を備えるシステムのオーバーヒート検知のための方法を開示している。方法は、少なくとも１つの圧力トランスデューサを通して、システムの少なくとも１箇所における少なくとも１つの流体の圧力レベルを得て、少なくとも１つの圧力トランスデューサにより得られた少なくとも１つの圧力レベルを対応する予め定められた制限値と比較して、圧力レベルが予め定められた制限値外にあるときにシャットダウン信号を発生し、シャットダウン信号は少なくとも１つの熱発生装置の出力を調整する電子ゲート制御ボードに伝えられ、システムの運転継続を可能とする。
【００２２】
少なくとも１つの圧力トランスデューサは、半導体圧力トランスデューサとすることができる。あるいは、少なくとも１つの圧力トランスデューサは高速圧力トランスデューサとすることもできる。少なくとも１つの熱発生装置は、例えば、電子ビーム銃とすることができる。
【００２３】
方法は、また、少なくとも１つのパイプを含む熱交換システムを備えており、少なくとも１つのパイプは熱交換流体を接触させ、伝導による熱の伝達を可能としている。この方法において、熱交換システムは、冷却タワーシステムおよびオーバーヒート検知システムに隣接する二重壁熱交換器を備えることができる。方法は、また、少なくとも１つの圧力トランスデューサから得られる少なくとも１つの圧力レベルの変化速度を計算することを含むことができる。
【００２４】
少なくとも１つの電子ビーム銃の出力を調整することは、少なくとも１つの電子ビーム銃の出力を減少させることを含む。あるいは、少なくとも１つの電子ビーム銃の出力を調整することは、少なくとも１つの電子ビーム銃を停止させることを含む。方法は、また、圧力偏差事象に関連するデータを記録するデータベースを含むことができる。
【００２５】
方法は、また、システムを管理する１人あるいはそれ以上の人にｅメールメッセージを送ることを含むことができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の１実施例は数多くの技術的効果を提供することができる。例えば、ある実施例の技術的効果は、その直後にシステムの連続動作を許容するシステムの故障を防止することを含むことができる。この実施例および／または他の実施例の付加的な技術効果は、冷却流体が例えばサブシステムが危険にさらされることにより、溶解チャンバに不注意に導入される危険性を低減することを含み、それにより、溶解チャンバ内で精製される製品のコンタミネーションを防止する。さらに、この実施例および／または他の実施例の付加的な技術効果は、パイプまたは冷却ジャケットの熱的状態のより厳密な規定により、冷却効率を増加させることを含む。
【００２７】
この明細書の部分を構成する添付図面は、本発明の好ましい実施例を示すものであり、本発明の原理を説明するために使用されている。
本発明の実施例およびその効果をより完全に理解できるように、添付図面と併せて参照
番号を以下の記載において付する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】オーバーヒート検知システムの典型的な実施例の線図である。
【図２Ａ】コンピュータにプログラムされたソフトウェアの利用によって行われる、オーバーヒート検知方法の典型的な実施例の各ステップのフローチャートである。
【図２Ｂ】コンピュータにプログラムされたソフトウェアの利用によって行われる、オーバーヒート検知方法の典型的な実施例の各ステップのフローチャートである。
【００２９】
図面を通して、そうでないと言及しない限り、同一の参照番号および文字を、記載された実施例の近似した特徴、要素、構成部材または構成部分を示すために使用する。また、本発明は図面を参照して詳細に記載されるが、具体例と併せてそのような記載をする。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は開示された主題に従うオーバーヒート検知システム１００の具体例の線図である。システムは、水のような流体１０２を運ぶための１つあるいはそれ以上のパイプ１０１の１つあるいはそれ以上のネットワークを含む。一例において、そのようなパイプネットワーク１０１は８個であり、好適な実施例では、５〜１０のパイプネットワーク１０１のいずれかである。パイプは銅または流体を移送するために好適なその他の材料から構成される。好適な実施例は水に対して記載されているが、本発明は水搬送システムに限定されず、他の流体にも適用可能である。
【００３１】
パイプ１０１のネットワークに沿った１つあるいはそれ以上の箇所で流体１０２の１つあるいはそれ以上の圧力レベルを検知することが可能な１つあるいはそれ以上の高速圧力トランスデューサ１０３が、パイプ１０１のネットワークに取り付けられている。好ましくは、ネットワーク１０１中の各パイプは、対応する圧力トランスデューサ１０３に取り付けられており、圧力トランスデューサ１０３は、例えば、０−１００ｐｓｉの圧力範囲および１６０°Ｆの温度制限を有する半導体トランスデューサとすることができる。
【００３２】
圧力トランスデューサ１０３は、オーバーヒート検知アプリケーション１でプログラムされたコンピュータ１０５に接続されている。コンピュータ１０５は、コンピュータ集約型のソフトウェア・アプリケーションを実行するために好適ないかなるコンピュータとすることができ、例えば、パーソナルコンピュータである。都合の良いことに、オーバーヒート検知アプリケーション１は、ソフトウェアで実行することができ、コンピュータ１０５のランダムアクセスメモリに記憶される。ソフトウェアは、例えばソースコードからコンパイルすることによって得られる、実行できるオブジェクトコードの形式をとることができる。ソースコードの翻訳は排除されない。ソースコードは、例えば、フォートラン、パスカルまたは「Ｃ」のようなシーケンス制御命令の形式をとることができる。好ましくは、ビジュアルベーシックがソースコードとして使用される。オーバーヒート検知方法を実行するオーバーヒート検知アプリケーション１は、図２に関連して、以下に詳細に記載される。
【００３３】
コンピュータ１０５は、また、１つあるいはそれ以上の電子ビーム銃制御システム１２５を実行不可能とすることができる電子ゲート制御ボード１０７に接続されている。電子ビーム銃制御システム１２５は、パイプ１０１のネットワークにおいて、流体１０２を熱的に変化させることが可能な電子ビーム銃１２３の動作を規制する。１つの具体的な実施例において、電子ビーム銃１２３および電子ビーム銃制御システム１２５は、フォン・アルデン（Von Ardenne）によって製造され、０−７５０，０００ワットの出力レベルに対して好適である。電子ビーム銃１２３は、電子ビームチャンバ１１１の頂部に設置され、手動で変更できるプログラム可能なスキャンパターンを使用して、予めセットされたターゲット位置のチャンバ１１１内に撃ち込まれる。電子ビームチャンバ１１１は、一方が「ノース」チャンバとして示され、他方が「サウス」チャンバとして示される、２つの電子ビームチャンバを含むことができる。
【００３４】
１つあるいはそれ以上の棚１２７は、電子ビームチャンバ内に設置され、精製のため原料をチャンバ１１１内に供給するために使用される。この実施例では、電子ビーム銃１２３は未精製の原料に撃ち込まれ、原料を溶解するために棚１２７から落ちる。溶解された原料は、次に、精製のため、電子ビーム銃によって加熱された１つあるいはそれ以上の炉１２９に流れ込み、１つあるいはそれ以上の電子ビーム銃によって加熱された１つあるいはそれ以上のモールド１３１に最後に入り込み、精製プロセスを完了する。１つの具体的な実施例では、精製物はチタニウムである。
【００３５】
各パイプネットワーク１０１は、１つあるいはそれ以上の電子ビーム銃１２３の周り、１つあるいはそれ以上の棚１２７の周り、１つあるいはそれ以上の炉１２９の周り、１つあるいはそれ以上のモールド１３１の周り、または、これらの構成部材または必要に応じて他の構成部材の組み合せ、のいずれかに、１つあるいはそれ以上の冷却ジャケット１１３を形成する。各冷却ジャケット１１３は、直列あるいは並列のいずれかの形式で、１つのチャンネルまたはブランチを複数のチャンネルにして形成される。また、各ネットワーク１０１は、直列または並列のいずれかの形式で、１つあるいはそれ以上のジャケット１１３を有する。好適なポンプ１０９は、流体１０２をパイプネットワーク１０１に移送し、その結果、冷却ジャケット１１３が伝導により電子ビーム銃１２３を冷却する。好ましい実施例において、ポンプ１０９は、１分あたり１２００ガロンの速度の、１００馬力（ＨＰ）のポンプである。
【００３６】
オーバーヒート検知システム１００は、また、１つあるいはそれ以上のパイプから形成され、一例として水からなる熱交換流体１２２を運ぶ、熱交換システム１１５を含むことができる。熱交換パイプ１２１は、例えばプレート型の二重壁熱交換器１１９を通過する；なお、二重壁熱交換器は１，６００，０００ＢＴＵ／ｈｒの速度である。各パイプ１０１のネットワークは、また、二重壁熱交換器１１９を通過する。二重壁熱交換器１１９において、熱交換パイプ１２１は、熱の伝導による伝達を可能にするために、パイプ１０１と接触すべきである。パイプ１２１は、また、熱交換流体１２２を冷却するために、冷却タワーシステム１１７を通過する。オーバーヒート検知システム１００の具体的な実施例に対するオーバーヒート検知方法は、図２に関連して、次により詳細に説明する。
【００３７】
次に、図２を参照すると、コンピュータ１０５にプログラムされたオーバーヒート検知アプリケーション１によって実行されるオーバーヒート検知方法が記載されている。オーバーヒート検知アプリケーション１は、（４）から開始し、ロードプリセットスレッシュホールドボタンが実行可能かどうかを決定する（３）。もし実行可能であれば、オーバーヒート検知アプリケーション１は、コンピュータ１０５のレジストリから１つあるいはそれ以上の予め定められた制限値をロードする（６）。予め定められた制限値は、各ネットワークのパイプ１０１の各々に対する、危険なパイプ圧力、言い換えると、流れおよび／または温度を示す最大および最小の公称動作圧力に対応し、また、そのような圧力レベルの許容し得る変化率に関する情報を含むことができる。流体で冷却された棚１２７および流体で冷却された２つの炉１２９を含む極めて好適な実施例において、棚１２７に対する予め定められた制限値は、最小圧力が１．４ｐｓｉ、最大圧力が１７．４ｐｓｉ、最大変化率が９ｐｓｉである。第１の炉に対して、最小圧力が０ｐｓｉ、最大圧力が１６ｐｓｉ、最大変化率が７．６ｐｓｉである。第２の炉に対して、最小圧力が０ｐｓｉ、最大圧力が１２．６ｐｓｉ、最大変化率が７．６ｐｓｉである。
【００３８】
外部データ取得コンピュータ（図示せず）は、どちらの電子ビームチャンバ１１１（例えば、ノースチャンバまたはサウスチャンバ）が使用されているか、電子ビームチャンバ１１１内での溶融の状態、および、棚１２７が使用されているかどうか、を示すデータをコンピュータ１０５に送る（２）。データは、文字列などのどのような都合の良い形式をもとることができる。
【００３９】
次に、オーバーヒート検知アプリケーション１は、ＲＳ２３２シリアル通信ラインを介して、外部データ取得コンピュータから受信したデータを解析する（５）。その後、（７）において、オーバーヒート検知アプリケーション１は、データの解析した文字列から、原料の溶融が電子ビームチャンバ１１１内で起こったかどうかを決定する。もし溶融が起きていれば、（９）において、オーバーヒート検知アプリケーション１は、どの電子ビームチャンバ１１１（例えば、ノースチャンバかサウスチャンバ）において原料の溶融が起きているかを決定する。
【００４０】
オーバーヒート検知アプリケーション１が、使用している電子ビームチャンバ１１１がノースチャンバだと決定した場合は、その後（１０）において、オーバーヒート検知アプリケーション１は、ノース電子ビームチャンバ１１１と関連する圧力トランスデューサ１０３によって検知した流体１０２の圧力レベルを得る。オーバーヒート検知アプリケーション１が、使用している電子ビームチャンバ１１１がサウスチャンバだと決定した場合は、その後（１２）において、オーバーヒート検知アプリケーション１は、サウス電子ビームチャンバ１１１と関連する圧力トランスデューサ１０３によって検知した流体１０２の圧力レベルを得る。
【００４１】
次に、オーバーヒート検知アプリケーション１は、（１０）または（１２）におけるノース電素ビームチャンバ１１１またはサウス電子ビームチャンバ１１１に関連する検知した圧力レベル１０３を、それぞれ、対応する予め定められた制限値を比較する（１３）。好ましくは、オーバーヒート検知アプリケーション１は、また、圧力トランスデューサ１０３から得られた検知した圧力レベルの変化率を計算し、検知した圧力レベルの計算した変化率を対応する予め定めた制限値と比較する。
【００４２】
オーバーヒート検知アプリケーション１が、（１０）または（１２）のいずれかにおいて得られたいかなる検知した圧力レベルも、あるいは、それから計算したいかなる変化率も、適正範囲（圧力偏差事象）を超えるか、あるいは、適正範囲以下に存在すると決定した場合、その後、オーバーヒート検知アプリケーション１はシャットダウン信号を発生し、シャットダウン信号は電子制御ボード１０７に伝達される（１５）。その後、電子ゲート制御ボード１０７は、電子ビーム制御システム１２５を調整し、対応する電子ビーム銃１２３を停止し、それにより、パイプネットワーク１０１が破損することを防いでいる。他の実施例では、同じ目標を、１つまたはそれ以上の電子ビーム銃１２３の出力を減少させることで達成している。
【００４３】
オーバーヒート検知アプリケーション１は、また、データベースに、将来の分析のために、事象の時間および日付を含む圧力偏差事象に関するデータ、事象に関連する圧力レベルの測定、および、測定に関連する変化率を記録する（１６）。そのような分析は、適正な予め定めた制限値を正確に決定するにあたり役立つ。また、シャットダウン信号が発生され伝達された場合、オーバーヒート検知アプリケーション１は、ｅメールメッセージなどのメッセージを、圧力偏差事象を報告するオーバーヒート検知システム１００を管理する責任のある１人あるいはそれ以上の人に送る（１８）。
【００４４】
あるいは、オーバーヒート検知アプリケーション１が、１つあるいはそれ以上の検知した圧力レベルが、あるいは、それから計算した変化率が、予め定められた制限値から決定される適正範囲を超えないか、あるいは、適正範囲以下でないと決定した場合（１３）、オーバーヒート検知アプリケーション１は、また、（５）において解析されたデータを分析することによって、棚が使用されているかどうかを決定する（１４）。棚が使用されている場合、オーバーヒート検知アプリケーション１は、棚と関連する圧力トランスデューサ１０３によって検知された１つあるいはそれ以上の圧力レベルを得ることができ、検知した圧力レベルを予め定められた制限値と比較することができる（１７）。
【００４５】
さらに、（１７）において、オーバーヒート検知アプリケーション１は、棚に関連する圧力トランスデューサ１０３から得られる検知した圧力レベルの変化率を計算することができ、検知した圧力レベルの計算した変化率を予め定められた制限値と比較することができる。オーバーヒート検知アプリケーション１が、１つあるいはそれ以上の検知した圧力レベルのいずれもが、あるいは、それから計算した変化率のいずれもが、予め定められた制限値から決定される適正範囲（圧力偏差事象）を超えるか、あるいは、適正範囲以下に存在すると決定した場合、オーバーヒート検知アプリケーション１は、上述したような処理を行う（１５）。
【００４６】
一方、棚を使用していない場合、あるいは、棚に関連する圧力トランスデューサ１０３によって検知された圧力レベルが、あるいは、それから計算した変化率が、予め定められた制限値から決定される適正範囲を超えないか、あるいは、適正範囲以下でない場合、オーバーヒート検知アプリケーション１は（１１）に続く。（１１）において、オーバーヒート検知アプリケーション１は、すでにそれらがＯＮ状態でない場合、電子ビーム銃１２３をオンにする。最後に、オーバーヒート検知アプリケーション１は、検知した圧力レベルおよび検知した圧力レベルに対応する変化率を記録する（８）。
【００４７】
以上の説明は、本発明の原理を単に記載したものである。記載した実施例に対する種々の改良および変更は、ここでの教示を考慮することで、当業者にとって明らかである。そのため、当業者が、明示的に記載されていなくても、本発明の原理を具現化し、そのため、本発明の精神および範囲内において種々の技術を考え出すことは評価される。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【国際調査報告】
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