JP2000268647A - 温度センサー付水冷ケーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】水冷ケーブルのスプラッシュ等による過熱、損
傷を早期に発見でき、水冷ケーブルの焼損を未然に防止
するための手段を提供する。 【解決手段】導体と、その端末に固着された冷却水路を
備える端子と、上記導体を覆い上記端子に水密に取付ら
れた水密ホースとを備える水冷ケーブルにおいて、上記
水密ホースの温度を検出する温度センサを備える。より
具体的には、水冷ケーブルの水密ホースの外周に、温度
センサを配列した帯状の耐熱クロスを巻付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は製鋼用アーク炉等の
電気炉などに用いられる給電用水冷ケーブルに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】製鋼用アーク炉等の電気炉に用いる給電
ケーブルとして従来から使用されている水冷ケーブルは
図４に示すような構造をしているのが普通である。図４
において（ａ）は水冷ケーブル端末部分を端末方向から
見た外観を示す上面図、（ｂ）は水冷ケーブル端末部分
の側面外観を示す側面図、（ｃ）は上記の上面図（ａ）
に示されているＡ−Ａ’を通る面における、水冷ケーブ
ル端末部分の縦断面図を示す。

【０００３】水冷ケーブルの端子３１は水密ホース３２
の端部に嵌入される概略円柱状のホース嵌入部３３と、
そのホース嵌入部につながった、外部装置の電極に接続
される羽子板部３４により構成される。上記ホース嵌入
部３３には導体３５が接続され、また上記端子３１の軸
心には冷却水通路３６が設けられ、羽子板部３４の端面
に開口している。上記冷却水通路３６は接続された上記
導体３５近傍において分岐され、上記ホース嵌入部３３
の側方に開口している。上記冷却水路３６の上記羽子板
部３４の端面に開口する部分には、図示しない接続すべ
き相手方給水管との接続に使用されるテーパねじ３７が
設けられている。

【０００４】このような水冷ケーブルは電気炉近傍の高
温かつ過酷な環境下で用いられるため、ガラスやセラミ
ックの繊維を織って布状にした耐熱クロスが保護のため
に表面に巻付けられて使用されることがある。電気炉近
傍の高温下での水冷ケーブルの使用に際し、水冷ケーブ
ルの使用状況を監視する方法としては、水冷ケーブルの
冷却水の温度を冷却水の出口側で測定することが一般に
行われている。また、特に導体の断線状態を把握するた
めに、導体の一端の温度変化を熱電対により直接測定す
るもの（実開平２−５６３１６号公報）などが知られて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような水冷ケーブ
ルは電気炉の近傍で使用され、高温環境下で電気炉から
の熱輻射に長時間さらされ、さらに、高温のスプラッシ
ュが降りかかることがある。スプラッシュとは製鋼用ア
ーク炉等の電気炉より飛散る高温の溶融金属等の飛沫を
指すものである。これら熱輻射やスプラッシュから水冷
ケーブルを保護するために、上述のように耐熱クロスが
水冷ケーブルに巻付けられ、通常の炉の運転における熱
輻射や少量のスプラッシュに対してはある程度の耐熱効
果を示している。しかし、上記耐熱クロスの厚さは限ら
れたものであり、かつ水冷ケーブルの水密ホースはゴム
でできていることから水冷ケーブルの耐熱性には限界が
生じる。水冷ケーブルにスプラッシュが大量に降注いだ
場合には、時により水密ホースが高温でダメージを受け
て水漏が生じる。また最悪の場合には水冷ケーブルが焼
損し、これにより火災につながることも考えられる。

【０００６】このような水冷ケーブルのスプラッシュに
よる損傷を完全に防止することは難しいため、水冷ケー
ブルの使用状況を適宜監視し、水冷ケーブルの高温・ス
プラッシュによる劣化や損傷を把握することが望まし
い。現状では上述のように水冷ケーブルの冷却水の温度
を測定するほか、電気炉の運転作業員が適宜目視により
水冷ケーブル外観の監視を行うことで対応している。し
かし、冷却水の温度の測定は水冷ケーブル全体の冷却状
況を把握するのには適しているものの、外部からのスプ
ラッシュによる水冷ケーブル表面の部分的な過熱や損傷
を早期に発見するのに適したものではない。また電気炉
の制御室は水冷ケーブルの使用されている場所から離れ
ていることも多く、運転作業者が全ての水冷ケーブルに
ついて絶えず目視による監視を行うことは困難である。
したがって、水冷ケーブルのスプラッシュ等による過
熱、損傷を早期に発見でき、水冷ケーブルの焼損を未然
に防止するための手段が要求されている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の手段は、導体と、
その導体の端末に接続された冷却水路を備える端子と、
上記導体を覆い上記端子に水密に取付られた水密ホース
とを備える水冷ケーブルにおいて、上記水密ホースの温
度を検出する温度センサを備えることである。

【０００８】水密ホースの温度を検出する温度センサを
備えることで、電気炉近傍の過酷な環境にさらされてお
りかつゴムでできているために耐熱性に限りがある水密
ホースの、熱輻射やスプラッシュ等による過熱、損傷を
直接的に検知することが可能となる。また電気炉の運転
中に、外部環境や通電電流、冷却水量によって変化する
水冷ケーブル表面の温度をリアルタイムで連続して測定
することができる。これにより水冷ケーブルが過熱した
際には即座に、通電電流を下げたり電気炉の運転を停止
するなどの対応をとることができるようになる。大量の
スプラッシュを浴びるなどして、ケーブルが異常過熱や
焼損を受け水漏を生じるような場合においても、即座に
異常を検出でき、被害の拡大や火災の発生を未然に防止
することが可能になる。

【０００９】第２の手段は、水冷ケーブルの水密ホース
の外周に、温度センサを配列した耐熱帯状体が巻付けら
れていることである。

【００１０】温度センサを耐熱性の帯状体の上に配列す
ることで、上記帯状体を水冷ケーブルに巻付けた状態で
は、温度センサとそれにつながるリード線は水密ホース
外周と上記耐熱性の帯状体の両者に挟まれる場所に位置
することになる。温度センサが水密ホース外周に直接接
触する位置にあるため、ゴムでできており耐熱性に限り
がある水密ホースの温度をじかに測定することができ
る。また温度センサおよび計測リード線は上記耐熱性の
帯状体の下側に位置するので外界からの熱輻射やスプラ
ッシュから保護されており、水冷ケーブル自体が大きな
損傷を受ける前に温度センサが損傷してしまうことを防
ぐことができる。また複数の水冷ケーブルが並行して設
置される場合には、水冷ケーブル相互に通電電流による
電磁力が働くために水冷ケーブルは電流変動に応じて衝
突や振動を起すが、そのような場合でも温度センサおよ
び計測リードが上記耐熱性の帯状体により保護されてお
り容易に破損するおそれがない。また温度センサやリー
ド線がケーブル外部に突出して邪魔になったりすること
がなく、複数の温度センサおよびリード線をコンパクト
かつスマートに配列することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例を、同
部分には同符号を付した図１乃至３を用いて説明する。

【００１２】図１は本発明による水冷ケーブルの構造を
示す説明図である。水密ホース１の両端には端子２が嵌
挿されており、この水密ホース１と端子２は、バンド３
を用いて固定されている。上記水密ホース１の内部に
は、導体（図示せず）が挿通されており、その導体の両
端は上記端子２に固着されている。上記端子２には、図
示しない冷却水通路が設けられており、上記水密ホース
１と導体の相互間に冷却水を通水するようになってい
る。上記水密ホース１には、その外面を覆うように、帯
状の耐熱クロス４が適当な一定のピッチをもってラップ
巻きされている。上記耐熱クロス４には温度センサ５が
等間隔に配列されており、この各温度センサ５はリード
線６により電気的に配線されている。

【００１３】上記温度センサ５の配列された上記耐熱ク
ロス４の構造の詳細を図２に示す。耐熱クロス４の表面
には温度センサ５として熱電対が０．５ｍ間隔で配列さ
れており、各熱電対はリード線６につながれている。上
記温度センサ５および上記リード線６は、上からガラス
粘着テープ７が貼付けられることで上記耐熱クロス４に
固定されており、全体として一体の帯状をなしている。

【００１４】図３は本発明による水冷ケーブルの使用状
況を示す説明図である。水冷ケーブル８の両端に位置す
る上記端子２は、図示しない電気炉および電源装置につ
ながる外部電極９に接続されており、また外部よりつな
がる冷却水配管１０が接続されている。上記水冷ケーブ
ル８の外側に巻かれた上記耐熱クロス４に取付けられて
いる上記リード線６は、上記耐熱クロス４の片側の端に
おいて外部に引出され、外部配線１１につながれて温度
測定器１２に接続されている。温度測定器１２からの出
力信号は、記録・表示器１３に伝達される。

【００１５】上記水冷ケーブル８には冷却水が通水され
た状態で、図示しない電気炉を運転するために運転電流
が通電される。電気炉運転時には、炉体からの熱輻射や
周辺温度の上昇、通電電流による発熱により、上記水冷
ケーブル８の表面温度が上昇し、この表面温度は上記温
度センサ５および上記温度測定器１２により連続して測
定され、測定データは上記記録・表示器１３により記
録、表示される。この測定データにより上記水冷ケーブ
ル８の運転状態をリアルタイムで把握でき、冷却水の流
量や通電電流の設定を適切に調整することができる。

【００１６】上記水冷ケーブル８が大量のスプラッシュ
を浴びるなどして異常過熱が生じ、上記温度センサ５に
よる測定温度があらかじめ設定していた値を超えた際に
は、上記記録・表示器１３に警報信号が表示され、電気
炉の運転作業者に異常の発生が知らされる。これにより
運転作業者は初期の段階で異常を発見でき、上記水冷ケ
ーブル８からの漏水によるトラブルや水冷ケーブルの焼
損を未然に防止することができる。

【００１７】本実施の例によれば、上記耐熱クロス４に
一定の間隔をもって上記温度センサ５が配列され、かつ
上記耐熱クロス４は適当な一定のピッチをもって上記水
密ホース１上にラップ巻されているため、水冷ケーブル
の表面全域に等間隔に上記温度センサ５が配列されるこ
とになる。これにより、上記水冷ケーブル８が部分的に
大量のスプラッシュを浴びて高温となるような場合で
も、確実に異常を検出することができる。

【００１８】また上記耐熱クロス４と上記温度センサ５
および上記リード線６を一体化することで、上記水冷ケ
ーブル８の表面に温度センサを取付けたりリード線をは
わせたりする必要がなくコンパクトに配設することがで
き、水冷ケーブルの使用時にそれらがじゃまになったり
破損したりするおそれがない。上記温度センサ５を上記
水密ホース１に取付ける作業は、従来よりおこなわれて
いた耐熱クロスを水密ホースに巻付ける作業によって同
時に行われるので、別個に温度センサを取付けたりリー
ド線を這わせたりする手間がかからず、製造の容易さの
面でも有利なものである。

【００１９】

【発明の効果】上述のように本発明においては、水密ホ
ースの温度を検出する温度センサを備えることで、電気
炉近傍の過酷な環境にさらされておりかつゴムでできて
いるために耐熱性に限りがある水密ホースの、熱輻射や
スプラッシュ等による過熱、損傷を直接的に関知するこ
とが可能となる。また電気炉の運転中に、外部環境や通
電電流、冷却水量によって変化する水冷ケーブル表面の
温度をリアルタイムで連続して測定することができる。
これにより水冷ケーブルが過熱した際には即座に、通電
電流を下げたり電気炉の運転を停止するなどの対応をと
ることができるようになる。大量のスプラッシュを浴び
るなどして、ケーブルが異常過熱や焼損を受け水漏を生
じるような場合においても、即座に異常を検出でき、被
害の拡大や火災の発生を未然に防止することが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による水冷ケーブルの構造を示す説明図
である。

【図２】本発明による水冷ケーブルに用いる耐熱クロス
の構造を示す説明図である。

【図３】本発明による水冷ケーブルの使用状況を示す説
明図である。

【図４】一般的に用いられている水冷ケーブルの構造を
示す説明図である。

【符号の説明】

１ 水密ホース ２ 端子 ４ 耐熱クロス ５ 温度センサ ６ リード線

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２７Ｄ 21/00 Ｆ２７Ｄ 21/00 Ｇ Ｈ０１Ｂ 7/32 Ｈ０１Ｂ 7/32 Ａ Ｈ０２Ｇ 15/24 Ｈ０２Ｇ 15/24 Ｃ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導体と、その導体の端末に接続された冷却
   水路を備える端子と、前記導体を覆い前記端子に水密に
   取付られた水密ホースとを備える水冷ケーブルにおい
   て、前記水密ホースの温度を検出する温度センサを備え
   たことを特徴とする水冷ケーブル。
2. 【請求項２】導体と、その導体の端末に接続された冷却
   水路を備える端子と、前記導体を覆い前記端子に水密に
   取付られた水密ホースとを備える水冷ケーブルにおい
   て、前記水密ホースの外周に、温度センサを配列した耐
   熱性の帯状体が巻付けられていることを特徴とする水冷
   ケーブル。