JP3407749B2 - 誘導炉の棚吊り保護装置 - Google Patents

誘導炉の棚吊り保護装置

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JP3407749B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、誘導炉の溶湯材料が
棚吊り状態になって炉壁が損傷するのを防止する誘導炉
の棚吊り保護装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１１は湯洩れ検出装置を備えている誘
導炉の構造の従来例を示した構成図である。この図１１
に示しているように、誘導炉の炉体は耐火材料５で構築
するのであるが、この耐火材料５の外周には断熱材６を
使用して炉壁が完成する。炉体の外周には大電流を流す
ことが出来るコイル８を巻き重ね、このコイル８に交流
電流を流すと、電磁誘導作用により炉内に挿入した溶湯
材料３或いは溶湯２に電流が流れて加熱されるので溶湯
材料３は溶解し、溶湯２の温度は上昇する。尚、コイル
８は通常数千アンペアから数万アンペアの大電流を流す
のでコイル８は中空構造の導体であって、この中空部に
冷却水を通水してコイル８の温度上昇を抑制するように
している。
【０００３】耐火材料５を長時間使用すれば徐々に損傷
するが、溶湯２の温度が異常に高くなると耐火材料５は
急激に損傷して、遂には溶湯２が外部へ洩れ出す湯洩れ
事故に発展してしまう。そこで炉体の外周と前述のコイ
ル８との間には絶縁材７で絶縁した第２アンテナ１２を
設け、且つ炉底には第１アンテナ１１を設け、これら第
１アンテナ１１と第２アンテナ１２とを検出電源１３と
湯洩れ検出器１４を介して相互に接続することで湯洩れ
検出装置を構成している。もしも耐火材料５の損耗によ
り洩れ出した溶湯２が第２アンテナ１２に接触すると、
炉底に設けた第１アンテナ１１は既に溶湯２に接触して
いるので、検出電源１３→湯洩れ検出器１４→第２アン
テナ１２→溶湯２→第１アンテナ１１→検出電源１３の
経路で電流が流れるので湯洩れ検出器１４が作動して湯
洩れ警報接点１４Ａが湯洩れを警報する。
【０００４】図１２は誘導炉の電気回路の従来例を示し
た回路図である。この図１２において、交流電源２０か
らの交流電力は遮断器２１と変圧器２２とを介してイン
バータ装置２３に与えられる。このインバータ装置２３
は整流器２３Ｒと直流リアクトル２３Ｌ及びサイリスタ
インバータ２３Ｓとで構成しており、入力交流を所望の
周波数の交流に変換して誘導炉のコイル８に与えてい
る。変圧器２２の一次側には電圧検出器２４とこれに接
続した電圧制限回路２６、電流検出器２５とこれに接続
した電流制限回路２７とを設置していて、これらにより
コイル８へ印加する電圧と電流とが所定値を越えないよ
うに制限している。
【０００５】図１３は誘導炉の運転特性を示したグラフ
であって、横軸は電流、縦軸は電圧を表しているが、Ｉ
Lは図１２に図示の電流制限回路２７が設定する電流制
限値、ＶLは電圧制限回路２６が設定する電圧制限値で
ある。誘導炉が運転を開始する時点の運転特性はこのグ
ラフ上の直線Ａで表される。これは溶湯材料３又は溶湯
２の温度が低いために電流が流れ易いことを意味してい
る。しかし温度が上昇するのに従って電流は流れ難くな
るから、時間の経過と共に運転特性は直線Ｄの方向に移
動することとなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述したように誘導炉
を操業するにあたっては、先ず炉内に溶湯材料３を挿入
してからコイル８に交流電流を流して、電磁誘導作用で
この溶湯材料３を加熱溶解するので溶湯２となる。溶湯
２の温度が上昇すれば炉頂部から溶湯材料３を挿入する
が、この溶湯材料３の溶湯２への落ち込みで溶湯温度は
一時的に低下するが、誘導加熱により再び温度が上昇す
れば更に溶湯材料３を炉頂部から溶湯２へ落とし込む作
業を繰り返す。このとき図１３のグラフに図示の運転特
性は、前述したように直線Ａから直線Ｄへと変化する
が、溶湯材料３が溶湯２へ落ち込んで溶湯温度が低下す
ると、運転特性は再び直線Ａへ戻ってから温度上昇と共
に直線Ｄの方向へ移動して行く変化を繰り返すこととな
る。
【０００７】図１４は棚吊り状態を示している誘導炉の
構成図である。この図１４に示しているように、炉頂部
から挿入した溶湯材料３が絡み合ってしまって溶湯２へ
落下しない、所謂棚吊り状態になると、この誘導炉へ与
えられている電力は溶湯２へは吸収されるけれども、棚
吊り状態になっている溶湯材料３へは吸収されないの
で、溶湯２の温度のみが上昇し、甚だしいときは２００
０°Ｃに達する場合もある。耐火材料５はこのような高
温で損耗が加速され、湯洩れ事故に発展する恐れがあ
る。湯洩れによりコイル８が破断すれば、コイル８の冷
却水に溶湯２が触れて水蒸気爆発を起こす恐れがある
し、湯洩れ事故にならなくても、溶湯２の温度が極めて
高いときに棚吊り状態にある溶湯材料３が崩れて溶湯２
へ落ち込むと、急激にガスが発生して溶湯２を吹き上げ
る恐れがあるし、密閉した誘導炉では発生ガスの圧力で
爆発する危険もある。
【０００８】しかしながら溶湯材料３が棚吊り状態にな
っているか否かは視認する以外に確認の方法が無いが、
作業環境が良くない場所で常時棚吊り状態を視認するの
は困難であるし危険も伴う。まして炉頂部を閉鎖してい
る密閉形の誘導炉の場合は視認による棚吊り状態の確認
は不可能である。図１５は誘導炉が棚吊り状態で操業し
ているときの運転特性を示したグラフであって、横軸は
電流、縦軸は電圧を表し、ＩLは電流制限値でＶLは電圧
制限値であることは前述した図１３に図示のグラフと同
様である。誘導炉が棚吊り状態になると溶湯材料３の溶
湯２への落ち込みが無いので溶湯２の温度は低下しな
い。従って運転特性は前述した図１３のグラフとは異な
り、直線Ｄの状態を維持することになる。
【０００９】そこでこの発明の目的は、溶湯材料が棚吊
り状態になって加熱を続けることで炉壁が損傷してしま
うのを未然に防止することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めにこの発明の誘導炉の棚吊り保護装置は、周囲と底面
とを所定の厚さの耐火材料で構築している炉体と、この
炉体の外周に敷設したコイル状導体と、このコイル状導
体と当該炉体との間の空間に設置して湯洩れを検出する
湯洩れアンテナと、この湯洩れアンテナに接続して警報
を発する湯洩れ警報手段とを備え、前記コイル状導体に
交流電流を流して前記炉体の内部空間に装入した金属を
誘導加熱する際に、前記耐火材料が損耗して前記湯洩れ
アンテナに溶解した前記金属が触れれば前記湯洩れ警報
手段が作動する構成の誘導炉の保護装置において、前記
耐火材料の内部に複数の温度検出センサを埋め込み、こ
の温度検出センサを前記湯洩れアンテナに接続し、１つ
以上の温度検出センサが所定値以上の温度を検出すれ
ば、又は前記湯洩れ警報手段が作動すれば、警報を発
し、又は周囲と底面とを所定の厚さの耐火材料で構築し
ている炉体の外周にコイル状導体を敷設してこのコイル
状導体に交流電源を接続し、この交流電源が出力する電
圧と電流とを別個に所定値以内に制限する電圧制限手段
と電流制限手段とを備えて、このコイル状導体に流れる
電流で前記炉体の内部空間に装入した金属を誘導加熱す
る誘導炉において、前記交流電源からコイル状導体に与
える電圧と電流とを別個に検出する電圧検出手段と電流
検出手段と、これら電圧検出値の時間変化率を演算する
電圧変化率演算手段と、電流検出値の時間変化率を演算
する電流変化率演算手段と、これら電圧変化率演算値と
電流変化率演算値とを入力して、この両入力値が予め定
めた値以下となっている期間が一定時間継続したことを
検出する第１論理回路とを備え、この第１論理回路の出
力信号で警報を発し、又は前記電圧検出値と電流検出値
とから演算する電力演算手段と、この電力演算値の時間
変化率を演算する電力変化率演算手段と、前記電圧検出
値又は電流検出値のいずれかの時間変化率を演算する電
圧変化率演算手段又は電流変化率演算手段と、これら電
力変化率演算値と、電圧変化率演算値又は電流変化率演
算値のいずれかとの両者が、予め定めた値以下となって
いる期間が一定時間継続したことを検出する第２論理回
路とを備えて、この第２論理回路の出力信号で警報を発
令し、又は前記電圧検出値と電流検出値とからコイルイ
ンピーダンス値を演算するコイルインピーダンス演算手
段と、このコイルインピーダンス値の時間変化率を演算
するインピーダンス変化率演算手段と、このインピーダ
ンス変化率演算値が所定値以下となっている期間が一定
時間継続したことを検出する第３論理回路とを備え、こ
の第３論理回路の出力信号で警報を発令し、又は前記交
流電源からコイル状導体に与える電圧の周波数を検出す
る周波数検出手段と、この周波数検出値の時間変化率を
演算する周波数変化率演算手段と、この周波数変化率演
算値が予め定めた値以下となっている期間が一定時間継
続したことを検出する第４論理回路とを備え、この第４
論理回路の出力信号で警報を発令するものとする。
【００１１】
【作用】この発明は、誘導炉に挿入する溶湯材料が棚吊
り状態になって溶湯温度が上昇するのを、炉体を構成し
ている耐火材料の内部に埋め込んだ温度センサで検出す
るのであるが、この温度センサを湯洩れ検出用のアンテ
ナに接続することで、湯洩れ事故も併せて検出するもの
である。又誘導炉内の溶湯温度に対応して、この誘導炉
のコイルへ供給される交流電力の各種電気データ（例え
ば電圧・電流・電力・周波数等）が変化することから、
これら電気データの時間的な変化を監視して、その変化
の度合いから溶湯材料が棚吊り状態になったか否かを判
断する。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の第１実施例を表した誘導炉の
構成図であるが、図１１で既述の従来例に記載の溶湯材
料３、断熱材６、絶縁材７、コイル８は本発明には無関
係なので、これらの図示は省略している。
【００１３】この第１実施例は、炉体を構成している耐
火材料５の内部に複数の温度センサ３１を埋め込んでお
り、温度検出回路３２が各温度センサ３１からの温度信
号を監視している。棚吊りが発生すれば、前述したよう
に溶湯２のみが電力を吸収してその温度を上昇させるこ
とから、温度センサ３１の検出温度が予め設定した値を
越えたことを温度検出回路３２が検出すれば、温度警報
接点３２Ａが動作して警報を発する。
【００１４】温度センサ３１としては温度を電気信号に
変換して検出する素子、例えば熱電対や抵抗温度素子を
使用するのが通例である。そこで本発明では、これら温
度センサ３１を温度検出回路３２に接続するのと同時に
湯洩れ検出用の第２アンテナ１２にも接続する。このよ
うな構成にしておくと、耐火材料５が損傷した場合、炉
壁に穴が開いて第２アンテナ１２が湯洩れ事故を検出す
る前に、溶湯２は先ず温度センサ３１と接触するから、
この時点で湯洩れ検出器１４が湯洩れを検出して湯洩れ
警報接点１４Ａが警報を発する。
【００１５】図２は本発明の第２実施例を表した誘導炉
の構成図であるが、前述した図１の第１実施例と同様
に、図１１で既述の従来例に記載の溶湯材料３、断熱材
６、絶縁材７、コイル８は本発明には無関係なので、こ
れらの図示は省略する。又温度センサ３１、温度検出回
路３２と温度警報接点３２Ａの名称・用途・機能は図１
で既述の第１実施例の場合と同じであるから、これらの
説明も省略する。
【００１６】この第２実施例では耐火材料５に埋め込ん
でいる温度センサ３１の位置が、炉体高さＨの１／３よ
りも低い部分に限定されているのが前述の図１に図示の
第１実施例とは異なる点である。
【００１７】誘導炉は溶湯２を取り出すために炉体を傾
けるし、炉体内部に溶湯材料３を挿入するスペースが必
要であることなどから、溶湯２の上面は予め定めた位置
よりも高くはしない。炉体高さをＨとすると溶湯２の上
面は一般にその１／３よりも低くする。それ故この第２
実施例では、耐火材料５に埋め込む温度センサ３１の位
置を、炉体高さの１／３よりも低い場所に限定してい
る。
【００１８】図３は本発明の第３実施例を表した回路図
であるが、この図３の第３実施例回路に記載のコイル
８、交流電源２０、遮断器２１、変圧器２２、整流器２
３Ｒと直流リアクトル２３Ｌとサイリスタインバータ２
３Ｓとで構成しているインバータ装置２３、電圧検出器
２４、及び電流検出器２５の名称・用途・機能は図１２
で既述の従来例回路の場合と同じであるから、これらの
説明は省略する。又電圧と電流は電圧制限回路２６と電
流制限回路２７とで所定値に制限されているが、これら
の図示も省略している。
【００１９】この第３実施例回路では、電圧検出器２４
で検出した電圧の時間的な変化の度合いを電圧変化率演
算回路４１で演算し、電流検出器２５で検出した電流の
時間的な変化の度合いを電流変化率演算回路４２で演算
し、これらの演算結果を第１論理回路４３へ入力してい
る。これら電圧変化率が零に近い値を一定時間継続し、
且つ電流変化率が零に近い値を一定時間継続したことを
第１論理回路４３が検出すると、警報接点４３Ａが動作
して棚吊り状態にあることを警報する。
【００２０】図４は図３に図示の第３実施例回路を備え
た誘導炉の運転特性を示したグラフであって、横軸は電
流でＩLは電流制限値を表し、縦軸は電圧でＶLは電圧制
限値を表し、電流制限値ＩLと電圧制限値ＶLとの交点が
Ｘ点である。このグラフで、溶湯２の温度の低いときの
運転特性は直線Ａであるが、温度が高くなると運転特性
は直線Ｄへ移行し、溶湯材料３の落ち込みにより溶湯２
の温度が低下すれば運転特性は再び直線Ａへ戻るのは、
図１３で既述したとおりである。
【００２１】図５は図４に図示の運転特性が直線Ａから
直線Ｄへ移行する際の電圧・電流・電力の変化を表した
タイムチャートであるが、この図５で明らかなように、
Ｘ点を通過するまでは電圧と電力は増加し、電流は制限
値ＩLで制限されて一定である。しかしＸ点通過以後は
電流と電力は減少し、電圧は制限値ＶLに制限されて一
定となる。即ち誘導炉が正常操業しているときは電圧又
は電流のいずれかが変化しており、図１５で既述の如く
運転特性が直線Ｄの状態を継続すれば（このとき誘導炉
は棚吊り状態にある）、電流・電圧の両者は変化しな
い。図３に図示の第３実施例回路はこのような状態であ
るか否かを検出するものである。
【００２２】図６は本発明の第４実施例を表した回路図
であるが、この図６の第４実施例回路に記載のコイル
８、交流電源２０、遮断器２１、変圧器２２、整流器２
３Ｒと直流リアクトル２３Ｌとサイリスタインバータ２
３Ｓとで構成しているインバータ装置２３、電圧検出器
２４、及び電流検出器２５の名称・用途・機能は図１２
で既述の従来例回路の場合と同じであるから、これらの
説明は省略する。又電圧は電圧制限回路２６で所定値に
制限されているが、これの図示も省略する。
【００２３】この第４実施例回路では電圧検出器２４で
検出した電圧の時間的な変化の度合いを電圧変化率演算
回路４１で演算すると共に、この電圧検出器２４で検出
した電圧と電流検出器２５で検出した電流とを電力演算
回路５１に与えて電力値を演算し、次いでこの電力演算
値の時間的な変化の度合いを電力変化率演算回路５２で
演算ししおり、第２論理回路５３はこれら電圧変化率演
算値と電力変化率演算値とを入力して、これら両入力が
共に零に近い値を一定時間継続するか否かを検出してい
る。両入力が零に近い値を一定時間継続すれば警報接点
５３Ａが動作して棚吊り状態にあることを警報する。
【００２４】図７は図６に図示の第４実施例回路を備え
た誘導炉の運転特性を示したグラフであって、横軸は電
流でＩLは電流制限値を表し、縦軸は電圧でＶLは電圧制
限値を表す。更に一点鎖線で描いている曲線が電力制限
値ＰLを表している。ここで電流制限値ＩLと電力制限曲
線ＰLとの交点をＹ点、電圧制限値ＶLと電力制限曲線Ｐ
Lとの交点をＺ点とする。このグラフで溶湯２の温度の
低いときの運転特性は直線Ａであるが、温度が高くなる
のに従って運転特性は直線Ａ→直線Ｂ→直線Ｃと変化
し、溶湯材料３の落ち込みにより溶湯２の温度が低下す
れば運転特性は再び直線Ａへ戻るのは、図１３で既述の
場合と同じである。
【００２５】図８は図７に図示の運転特性が直線Ａ→直
線Ｂ→直線Ｃへ移行する際の電圧・電流・電力の変化を
表したタイムチャートであるが、この図８で明らかなよ
うに、Ｙ点を通過するまでは電圧と電力は増加し、電流
は制限値ＩLで制限されて一定である。しかしＹ点通過
以後でＺ点を通過するまでは電流は減少するが電圧は増
加し、電力は制限値ＰLで制限されて一定である。更に
Ｚ点通過以後は電流と電力は減少し、電圧は制限値ＶL
に制限されて一定である。即ち誘導炉が正常操業してい
るときは、電圧・電流・電力のうちのいずれか２つが変
化している。従って図１５で既述の如く運転特性が直線
Ｄの状態を継続すれば（このとき誘導炉は棚吊り状態に
ある）、電力・電圧の両者は変化しない。図６に図示の
第４実施例回路はこのような状態であるか否かを検出す
るものである。
【００２６】尚、図６に図示の第４実施例回路は電力と
電圧の変化率から棚吊り状態の有無を検出するのである
が、電力と電流の変化率から棚吊り状態の有無を検出す
る構成にすることも出来るのは勿論である。図９は本発
明の第５実施例を表した回路図であるが、この図９の第
５実施例回路に記載のコイル８、交流電源２０、遮断器
２１、変圧器２２、整流器２３Ｒと直流リアクトル２３
Ｌとサイリスタインバータ２３Ｓとで構成しているイン
バータ装置２３、電圧検出器２４、及び電流検出器２５
の名称・用途・機能は図１２で既述の従来例回路の場合
と同じであるから、これらの説明は省略する。
【００２７】この図９に図示の第５実施例回路では、イ
ンピーダンス演算回路６１が検出電圧と検出電流とから
インピーダンスを計算し、次いでこのインピーダンス演
算値の時間的な変化の度合いをインピーダンス変化率演
算回路６２が演算する。前述した図１５のグラフに図示
している直線Ｄはインピーダンスを表した直線である。
従って、第３論理回路６３はこのインピーダンス変化率
が一定時間継続してほぼ零であること、即ちインピーダ
ンスが変化しないことを検出するのであるが、インピー
ダンスが変化しないということは電流と電圧が共に変化
しないことであって誘導炉が棚吊り状態になったことを
意味する。よって警報接点６３Ａが動作して警報を発す
る。
【００２８】図１０は本発明の第６実施例を表した回路
図であるが、この図１０の第６実施例回路に記載のコイ
ル８、交流電源２０、遮断器２１、変圧器２２、整流器
２３Ｒと直流リアクトル２３Ｌとサイリスタインバータ
２３Ｓとで構成しているインバータ装置２３、電圧検出
器２４、及び電流検出器２５の名称・用途・機能は図１
５で既述の従来例回路の場合と同じであるから、これら
の説明は省略する。
【００２９】この図１０に図示の第６実施例回路では、
コイル８の印加電圧を検出する電圧検出器７１に接続し
た周波数検出回路７２でコイル８に流す交流電流の周波
数を検出し、周波数変化率演算回路７３がこの周波数の
時間的な変化の度合いを演算する。コイル８のインピー
ダンスはコイルのインダクタンス値と周波数との積に比
例する。よって周波数が変化しないことはインピーダン
スが一定であり、前述の第８実施例の場合と同様に誘導
炉が棚吊り状態に有ることを意味しており、このとき警
報接点７４Ａが動作して警報を発する。
【００３０】
【発明の効果】誘導炉に挿入した溶湯材料が途中で絡み
合って溶湯へ落ち込まない、所謂棚吊り状態になると、
誘導炉へ供給している電気エネルギーは溶湯材料へは吸
収されずに溶湯にのみ吸収されるので、溶湯温度が異常
に上昇して炉体を構成している耐火材料を損傷させ、甚
だしい場合はこの耐火材料に穴が開いて湯洩れ事故にま
で発展してしまう恐れがあるが、従来は溶湯材料が棚吊
り状態であるか否かの判別は視認に頼るのみであった。
しかし作業環境が悪く、危険でもあるので棚吊り状態の
視認は困難であるし、密閉して操業する誘導炉の場合は
視認も不可能である。
【００３１】そこでこの発明の請求項１又は２又は３で
は、炉体を構成している耐火材料の内部に熱電対や抵抗
温度素子のような温度センサの複数を適切な位置（例え
ば炉体全体、或いは溶湯の上面位置よりも低い部分の
み）に埋め込んでいるので、溶湯の温度異常上昇を素早
く検出して、耐火材料の損傷を未然に防止する効果を得
ることが出来る。
【００３２】また、前述の耐火材料に埋め込んだ温度セ
ンサを、誘導炉の湯洩れ検出用アンテナに接続すること
により、溶湯の温度の異常上昇を検出すると共に、耐火
材料が損傷して溶湯がこの温度センサに接触すれば湯洩
れ警報を発することで、炉壁に穴が開く以前に湯洩れ警
報を発令するので、湯洩れ検出手段が二重化されて検出
の信頼性が向上すると共に、湯洩れの早期検出により大
事故を未然に防止出来る効果も得られる。
【００３３】請求項４又は５又は６又は７では、溶湯が
溶湯材料を溶解してその温度を上昇させる過程では各種
の電気データが時間的な変化をしているので、この各種
の電気データの一部又は全部が一定時間殆ど変化しない
ことを検出すれば、溶湯材料の溶湯への落ち込みが無い
状態、即ち棚吊り状態発生と判断するので、視認によら
なくても棚吊り発生を簡単な回路構成で検出出来る効果
が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を表した誘導炉の構成図
【図２】本発明の第２実施例を表した誘導炉の構成図
【図３】本発明の第３実施例を表した回路図
【図４】図３に図示の第３実施例回路を備えた誘導炉の
運転特性を示したグラフ
【図５】図４に図示の運転特性が直線Ａから直線Ｄへ移
行する際の電圧・電流・電力の変化を表したタイムチャ
ート
【図６】本発明の第４実施例を表した回路図
【図７】図６に図示の第４実施例回路を備えた誘導炉の
運転特性を示したグラフ
【図８】図７に図示の運転特性が直線Ａ→直線Ｂ→直線
Ｃへ移行する際の電圧・電流・電力の変化を表したタイ
ムチャート
【図９】本発明の第５実施例を表した回路図
【図１０】本発明の第６実施例を表した回路図
【図１１】湯洩れ検出装置を備えている誘導炉の構造の
従来例を示した構成図
【図１２】誘導炉の電気回路の従来例を示した回路図
【図１３】誘導炉の運転特性を示したグラフ
【図１４】棚吊り状態を示している誘導炉の構成図
【図１５】誘導炉が棚吊り状態にあるときの運転特性を
示したグラフ
【符号の説明】
２ 溶湯 ３ 溶湯材料 ５ 耐火材料 ６ 断熱材 ７ 絶縁材 ８ コイル １１ 第１アンテナ １２ 第２アンテナ １３ 検出電源 １４ 湯洩れ検出器 １４Ａ 湯洩れ警報接点 ２０ 交流電源 ２２ 変圧器 ２３ インバータ装置 ２４ 電圧検出器 ２５ 電流検出器 ２６ 電圧制限回路 ２７ 電流制限回路 ３１ 温度センサ ３２ 温度検出回路 ３２Ａ 温度警報接点 ４１ 電圧変化率演算回路 ４２ 電流変化率演算回路 ４３ 第１論理回路 ４３Ａ 警報接点 ５１ 電力演算回路 ５２ 電力変化率演算回路 ５３ 第２論理回路 ５３Ａ 警報接点 ６１ インピーダンス演算回路 ６２ インピーダンス変化率演算回路 ６３ 第３論理回路 ６３Ａ 警報接点 ７１ 電圧検出器 ７２ 周波数検出回路 ７３ 周波数変化率演算回路 ７４ 第４論理回路 ７４Ａ 警報接点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F27D 21/00 F27B 14/20

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】周囲と底面とを所定の厚さの耐火材料で構
    築している炉体と、この炉体の外周に敷設したコイル状
    導体と、このコイル状導体と当該炉体との間の空間に設
    置して湯洩れを検出する湯洩れアンテナと、この湯洩れ
    アンテナに接続して警報を発する湯洩れ警報手段とを備
    え、前記コイル状導体に交流電流を流して前記炉体の内
    部空間に装入した金属を誘導加熱する際に、前記耐火材
    料が損耗して前記湯洩れアンテナに溶解した前記金属が
    触れれば前記湯洩れ警報手段が作動する構成の誘導炉の
    保護装置において、 前記耐火材料の内部に複数の温度検出センサを埋め込
    み、この温度検出センサを前記湯洩れアンテナに接続
    し、１つ以上の温度検出センサが所定値以上の温度を検
    出すれば、又は前記湯洩れ警報手段が作動すれば、警報
    を発することを特徴とする誘導炉の棚吊り保護装置。
  2. 【請求項２】周囲と底面とを所定の厚さの耐火材料で構
    築している炉体と、この炉体の外周に敷設したコイル状
    導体と、このコイル状導体と当該炉体との間の空間に設
    置して湯洩れを検出する湯洩れアンテナと、この湯洩れ
    アンテナに接続して警報を発する湯洩れ警報手段とを備
    え、前記コイル状導体に交流電流を流して前記炉体の内
    部空間に装入した金属を誘導加熱する際に、前記耐火材
    料が損耗して前記湯洩れアンテナに溶解した前記金属が
    触れれば前記湯洩れ警報手段が作動する構成の誘導炉の
    保護装置において、 前記炉体の高さの所定寸法よりも低い部分の前記耐火材
    料の内部に複数の温度検出センサを埋め込み、この温度
    検出センサを前記湯洩れアンテナに接続し、１つ以上の
    温度検出センサが所定値以上の温度を検出すれば、又は
    前記湯洩れ警報手段が作動すれば、警報を発することを
    特徴とする誘導炉の棚吊り保護装置。
  3. 【請求項３】請求項２に記載の誘導炉の棚吊り保護装置
    において、複数の前記温度検出センサは前記炉体の高さ
    の３分の１よりも低い部分の前記耐火材料の内部に埋め
    込むことを特徴とする誘導炉の棚吊り保護装置。
  4. 【請求項４】周囲と底面とを所定の厚さの耐火材料で構
    築している炉体の外周にコイル状導体を敷設してこのコ
    イル状導体に交流電源を接続し、この交流電源が出力す
    る電圧と電流とを別個に所定値以内に制限する電圧制限
    手段と電流制限手段とを備えて、このコイル状導体に流
    れる電流で前記炉体の内部空間に装入した金属を誘導加
    熱する誘導炉において、 前記交流電源からコイル状導体に与える電圧と電流とを
    別個に検出する電圧検出手段と電流検出手段と、これら
    電圧検出値の時間変化率を演算する電圧変化率演算手段
    と、電流検出値の時間変化率を演算する電流変化率演算
    手段と、これら電圧変化率演算値と電流変化率演算値と
    を入力して、この両入力値が予め定めた値以下となって
    いる期間が一定時間継続したことを検出する第１論理回
    路とを備え、この第１論理回路の出力信号で警報を発令
    することを特徴とする誘導炉の棚吊り保護装置。
  5. 【請求項５】周囲と底面とを所定の厚さの耐火材料で構
    築している炉体の外周にコイル状導体を敷設してこのコ
    イル状導体に交流電源を接続し、この交流電源が出力す
    る電圧と電流と電力とを別個に所定値以内に制限する電
    圧制限手段と電流制限手段と電力制限手段とを備えて、
    このコイル状導体に流れる電流で前記炉体の内部空間に
    装入した金属を誘導加熱する誘導炉において、 前記交流電源からコイル状導体に与える電圧と電流とを
    別個に検出する電圧検出手段と電流検出手段と、これら
    電圧検出値と電流検出値から電力を演算する電力演算手
    段と、この電力演算値の時間変化率を演算する電力変化
    率演算手段と、前記電圧検出値又は電流検出値のいずれ
    かの時間変化率を算出する電圧変化率演算手段又は電流
    変化率演算手段と、これら電力変化率演算値と、電圧変
    化率演算値又は電流変化率演算値のいずれかとを入力し
    て、この両入力値が予め定めた値以下となっている期間
    が一定時間継続したことを検出する第２論理回路とを備
    え、この第２論理回路の出力信号で警報を発令すること
    を特徴とする誘導炉の棚吊り保護装置。
  6. 【請求項６】周囲と底面とを所定の厚さの耐火材料で構
    築している炉体の外周にコイル状導体を敷設してこのコ
    イル状導体に交流電源を接続し、この交流電源からこの
    コイル状導体へ流れる電流で前記炉体の内部空間に装入
    した金属を誘導加熱する誘導炉において、 前記交流電源からコイル状導体に与える電圧と電流とを
    別個に検出する電圧検出手段と電流検出手段と、これら
    電圧検出値と電流検出値とからコイルインピーダンス値
    を演算するコイルインピーダンス演算手段と、このコイ
    ルインピーダンス値の時間変化率を算出するインピーダ
    ンス変化率演算手段と、このインピーダンス変化率演算
    値が所定値以下となっている期間が一定時間継続したこ
    とを検出する第３論理回路とを備え、この第３論理回路
    の出力信号で警報を発令することを特徴とする誘導炉の
    棚吊り保護装置。
  7. 【請求項７】周囲と底面とを所定の厚さの耐火材料で構
    築している炉体の外周にコイル状導体を敷設してこのコ
    イル状導体に交流電源を接続し、この交流電源からこの
    コイル状導体に流れる電流で前記炉体の内部空間に装入
    した金属を誘導加熱する誘導炉において、 前記交流電源からコイル状導体に与える電圧の周波数を
    検出する周波数検出手段と、この周波数検出値の時間変
    化率を算出する周波数変化率演算手段と、この周波数変
    化率演算値が予め定めた値以下となっている期間が一定
    時間継続したことを検出する第４論理回路とを備え、こ
    の第４論理回路の出力信号で警報を発令することを特徴
    とする誘導炉の棚吊り保護装置。
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