特表 2024-533317 冷却要素および冷却要素に関連する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-09-12

(54)【発明の名称】冷却要素および冷却要素に関連する方法

(51)【国際特許分類】

   F27D 1/12 20060101AFI20240905BHJP

   F27D 21/00 20060101ALI20240905BHJP

   F28D 7/00 20060101ALI20240905BHJP

【ＦＩ】

F27D1/12 A

F27D21/00 A

F28D7/00 Z

【審査請求】有

【予備審査請求】有

(21)【出願番号】P 2024515073

(86)(22)【出願日】2021-09-10

(85)【翻訳文提出日】2024-04-25

(86)【国際出願番号】 FI2021050603

(87)【国際公開番号】W WO2023037034

(87)【国際公開日】2023-03-16

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523394066

【氏名又は名称】メッツォ メタルズ オサケ ユキチュア

【氏名又は名称原語表記】Ｍｅｔｓｏ Ｍｅｔａｌｓ Ｏｙ

【住所又は居所原語表記】Ｒａｕｈａｌａｎｐｕｉｓｔｏ ９， ０２２３０ Ｅｓｐｏｏ， Ｆｉｎｌａｎｄ

(74)【代理人】

【識別番号】110001151

【氏名又は名称】あいわ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】ビヨルクルンド、ペテル

(72)【発明者】

【氏名】ソンニネン、バルッテリ

(72)【発明者】

【氏名】ランキ、ティーナ

(72)【発明者】

【氏名】ロンッパネン、ヤーナ

(72)【発明者】

【氏名】ラーニネン、アキ

(72)【発明者】

【氏名】ヘイノネン、ヘイッキ

(72)【発明者】

【氏名】ソラ、ペトリ

(72)【発明者】

【氏名】スイッカネン、パイビ

【テーマコード（参考）】

3L103

4K051

4K056

【Ｆターム（参考）】

3L103AA05

4K051AA01

4K051AA05

4K051AB03

4K051HA01

4K051HA03

4K051HA08

4K051HA18

4K056AA01

4K056AA05

4K056CA01

4K056FA11

4K056FA27

(57)【要約】

炉(1)に用いる冷却要素(4)は、炉(1)の内部(3)を向くように構成されている第１の面(7)と、第１の面(7)の反対側にあり、炉の内側(3)から離れる方向を向くように構成されている第２の面(8)と、冷却流体の循環に用いる冷却流路システム(6)とを有する。冷却要素(4)はさらに、圧力媒体に用いるモニタ管路(11)を含むモニタ管路システム(10)を有する。モニタ管路(11)の少なくとも一部分(12)は、第１の面(7)と第１の面(7)に最も近い冷却流路システム(10)の地点(15)によって画定された平面(14)との間に設けられた冷却要素(4)の部分(13)を延伸している。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

炉に用いる、
該炉の内側を向くように構成されている第１の面と、
第１の面の反対側にあり、前記炉の内側から離れる方向を向くように構成されている第２の面と、
冷却流体の循環に用い、冷却要素の内部に設けられた少なくとも１つの冷却流路を含む冷却流路システムとを有する冷却要素であって、
該冷却要素はさらに、圧力媒体に用いる少なくとも１つのモニタ管路を含むモニタ管路システムを有し、前記モニタ管路の少なくとも一部分は、第１の面と第１の面に最も近い前記冷却流路システムの地点によって画定された平面との間に設けられた前記冷却要素の前記部分を延伸していて、
前記モニタ管路の前記部分は、以下に記載する方向、すなわち、前記平面に平行な方向、第１の面の表面の少なくとも一部分に平行な方向、または、前記平面に対して30度以下の角度をつけた方向のうち少なくともいずれかに延伸していることを特徴とする冷却要素。

【請求項2】

請求項１に記載の冷却要素において、該冷却要素は、２つ以上の冷却流路を有する冷却要素。

【請求項3】

請求項１または２に記載の冷却要素において、前記モニタ管路システムは、冷却媒体に対する２つ以上のモニタ管路を含み、該モニタ管路のうちの少なくともいくつかの少なくとも一部分は、第１の面と第１の面に最も近い前記冷却流路システムの地点によって画定された前記平面との間に設けられた該冷却要素の前記部分を延伸していて、
前記モニタ管路の前記部分は、以下に記載する方向、すなわち、前記平面に平行な方向、第１の面の表面の少なくとも一部分に平行、または、前記平面に対して30度以下の角度をつけた方向のうち少なくともいずれかに延伸している冷却要素。

【請求項4】

請求項３に記載の冷却要素において、前記モニタ管路のうちの少なくともいくつかは、該冷却要素の内部に設けられる少なくとも１つの接続管路によって相互に接続され、前記モニタ管路システムを形成する冷却要素。

【請求項5】

請求項４に記載の冷却要素において、前記接続管路は、前記モニタ管路に直交する方向に、および、前記モニタ管路によって画定された前記平面に平行な平面内を延伸している冷却要素。

【請求項6】

請求項３に記載の冷却要素において、前記モニタ管路のうちの少なくともいくつかは、該冷却要素の外部に設けられた少なくとも１つの接続管路によって相互に接続され、前記モニタ管路システムを形成する冷却要素。

【請求項7】

請求項１ないし６のいずれか一項に記載の冷却要素において、第１の面と第１の面に最も近い前記冷却流路システムの地点によって画定された平面との間に設けられた該冷却要素の部分を延伸している前記モニタ管路の少なくとも一部分を含む前記モニタ管路の数は、前記冷却流路の数の0.2～2.0倍の範囲内にある冷却要素。

【請求項8】

請求項１ないし７のいずれか一項に記載の冷却要素において、第１の面から第２の面の方向を見たときに、各モニタ管路の断面は冷却流路の断面と重なる冷却要素。

【請求項9】

請求項１ないし７のいずれか一項に記載の冷却要素において、第１の面から第２の面の方向を見たときに、各モニタ管路の断面は、いずれの冷却流路の断面とも重ならない冷却要素。

【請求項10】

請求項１ないし９のいずれか一項に記載の冷却要素において、前記モニタ管路の径は、６～20mmの範囲内にある冷却要素。

【請求項11】

請求項１ないし10のいずれか一項に記載の冷却要素において、前記モニタ管路の径は、８～13mmの範囲内にある冷却要素。

【請求項12】

請求項１ないし11のいずれか一項に記載の冷却要素において、前記モニタ管路のそれぞれは、一方の端部が閉じていて、第２の端部は直接または接続管路を介して圧力媒体供給システムに接続されるように構成されている冷却要素。

【請求項13】

請求項１ないし12のいずれか一項に記載の冷却要素において、該冷却要素はさらに、前記モニタ管路システムの少なくとも１つのモニタ管路に接続されるとともに、以下に記載する量、すなわち、前記モニタ管路システムの圧力、前記モニタ管路システムの前記圧力の変化、前記モニタ管路システムの流量、または前記モニタ管路システムの前記流量の変化のうち少なくともいずれかを検出するように設けられる少なくとも１つの検出部を有する冷却要素。

【請求項14】

請求項13に記載の冷却要素において、該冷却要素は、前記モニタ管路システムに接続されるただ１つの検出部を有する冷却要素。

【請求項15】

請求項13または14に記載の冷却要素において、該冷却要素は、ただ１つのモニタ管路システムと、該モニタ管路システムに接続されるただ１つの検出部を有する冷却要素。

【請求項16】

請求項13ないし15のいずれか一項に記載の冷却要素において、前記検出部は、少なくとも圧力センサまたは流量計を含む冷却要素。

【請求項17】

請求項１ないし16のいずれか一項に記載の冷却要素において、前記モニタ管路システムのそれぞれのモニタ管路は、供給圧力が0.2～10バールの範囲内にある圧力媒体に適する構成をとり、前記圧力媒体は、圧縮空気、窒素または他の圧縮気体でなる冷却要素。

【請求項18】

請求項１ないし17のいずれか一項に記載の冷却要素において、該冷却要素は金属生産工程に関連する炉での使用に適する構成をとる冷却要素。

【請求項19】

炉に用いる冷却設備であって、該冷却設備は、
請求項１ないし18のいずれか一項に記載の少なくとも１つの冷却要素と、
前記冷却流路システム内で冷却流体を循環するように設けられた冷却流体循環手段と、
既定の流入圧力および流量のうち少なくともいずれかで、前記モニタ管路システムに圧力媒体を供給する圧力媒体供給システムとを備えることを特徴とする冷却設備。

【請求項20】

請求項19に記載の冷却設備において、前記圧力媒体供給システムは、前記圧力媒体に対する供給ラインを有し、該圧力媒体の供給ラインは、前記供給ラインの圧力を既定の値に下げるように配設された圧力調整手段を備える冷却設備。

【請求項21】

請求項20に記載の冷却設備において、前記既定の値は、0.2～10バールの範囲内である冷却設備。

【請求項22】

請求項19ないし21のいずれか一項に記載の冷却設備において、該冷却設備は、前記モニタ管路システム内の前記圧力または前記流量のうち少なくともいずれかを検出するよう構成された請求項13ないし16のうち少なくとも一項に記載の少なくとも１つの検出部と、
前記検出部によって検出される量に関連する定義済み状態に達したかどうかを判定するモニタ装置とを有し、
前記測定される量は、前記モニタ管路システム内の圧力および前記モニタ管路システム内の流量のうち少なくともいずれかを含む冷却設備。

【請求項23】

請求項22に記載の冷却設備において、前記定義済み状態とは、既定の値またはそれ未満への前記検出圧力の低下、既定の値またはそれ未満への前記検出流量の上昇、定義済みの閾値を超える前記検出圧力の低下、または、定義済みの閾値を超える前記検出流量の上昇のうち少なくともいずれかである冷却設備。

【請求項24】

請求項22または23に記載の冷却設備において、前記検出部は、前記モニタ管路システム内の前記圧力および前記流量のうち少なくともいずれかを、継続的にまたは既定の時間間隔でモニタする冷却設備。

【請求項25】

請求項19ないし25のいずれか一項に記載の冷却設備において、該冷却設備はさらに、前記圧力媒体の供給ラインに設けられた流量制限手段を含み、前記検出部は、前記流量制限部から下流に設けられる冷却設備。

【請求項26】

請求項19ないし25のいずれか一項に記載の冷却設備において、前記モニタ管路システムの前記モニタ管路のうち少なくとも１つは、前記モニタ管路内に圧力媒体流を開通および遮断可能な弁を備える冷却設備。

【請求項27】

請求項26に記載の冷却設備において、前記モニタ管路システムのそれぞれのモニタ管路は、該モニタ管路内に圧力媒体流を開通および遮断可能な弁を備える冷却設備。

【請求項28】

請求項19ないし27のいずれか一項に記載の冷却設備において、該冷却設備は２つ以上の冷却要素およびただ１つの検出部を有する冷却設備。

【請求項29】

請求項１ないし18のいずれか一項に記載の少なくとも１つの冷却要素または請求項19ないし27のいずれか一項に記載の冷却設備のうち少なくともいずれかを有する炉。

【請求項30】

請求項28に記載の炉において、該炉は金属生産工程に関連するものである炉。

【請求項31】

炉に用いる冷却要素に関連する方法であって、前記冷却要素は、請求項１ないし18のいずれか一項に記載の冷却要素で構成され、
該方法は、
冷却流体循環手段を用いて前記冷却流路システムの冷却流体を循環することによって前記冷却媒体を冷却し、
前記少なくとも１つのモニタ管路に圧力媒体供給システムによって圧力媒体を供給する方法。

【請求項32】

請求項30に記載の方法において、前記冷却要素は、
請求項13ないし16のいずれか一項に記載の少なくとも１つの検出部と、
該検出部によって検出された量に関連する定義済み状態に達しているかどうかを判定するモニタ装置とを有し、
該方法はさらに、
前記モニタ管路システム内の圧力または流量を継続的にまたは既定の時間間隔でモニタし、
前記モニタ装置による前記定義済み状態に達しているとの判定に応じて前記冷却設備の摩耗を検出する方法。

【請求項33】

請求項31に記載の方法において、前記定義済み状態とは、既定の値またはそれ未満への前記検出圧力の低下、既定の値またはそれ未満への前記検出流量の上昇、定義済みの閾値を超える前記検出圧力の低下、または、定義済みの閾値を超える前記検出流量の上昇のうち少なくともいずれかである方法。

【請求項34】

請求項31または32に記載の方法において、前記冷却要素はさらに、前記モニタ管路システムの前記モニタ管路のうち少なくとも１つに設けられた前記モニタ管路内に圧力媒体流を開通および遮断可能な弁を有し、
該方法はさらに、一度に１つまたは複数の弁を開閉して、前記制御システム流路内の前記圧力または流量のうち少なくとも一方の低下を引き起こす前記摩耗を特定する方法。

【請求項35】

請求項31ないし33のいずれか一項に記載の方法において、前記モニタ装置は、前記摩耗を操作員に示す信号を生成する方法。

【請求項36】

冷却要素が請求項１ないし18のいずれか一項に記載の冷却要素で構成される、炉に用いる冷却要素の摩耗をモニタする方法であって、該方法は、
前記少なくとも１つのモニタ管路に圧力媒体を供給し、
前記冷却要素に、前記モニタ管路システムの少なくとも１つのモニタ管路に接続された前記少なくとも１つの検出部を備え付け、
前記検出部を、該検出部によって検出された量に関連する定義済み状態に達しているかどうかを判定するモニタ装置に接続し、
前記モニタ管路システム内の圧力または流量を継続的にまたは既定の時間間隔でモニタし、
前記モニタ装置による前記定義済み状態に達しているとの判定に応じて前記冷却要素の摩耗を検出することを特徴とする方法。

【発明の詳細な説明】

【背景】

【0001】

本開示は、炉、より具体的には炉の冷却要素に関するものである。本開示はさらに、このような冷却要素に関連する方法に関するものである。

【0002】

産業上の目的で、特に金属類の製造時に用いられる炉、例えば自溶炉、高炉および電気炉または他の冶金炉に関して、冷却要素が用いられる。一般的には、良好な熱伝導率のため冷却要素は主に銅から造られる。概して、このような冷却要素は水によって冷却されるので冷却水路システムを備え、このような場合に、熱は炉内空間で耐火煉瓦から、冷却要素のハウジングを介して冷却水に伝導する。稼働環境は極度に厳しく、冷却要素はとりわけ、炉内雰囲気または溶融物の接触に起因する強い腐食および浸食の負荷にさらされる。経時的に、冷却要素には摩耗および損傷が生じ得る。損傷が冷却水路システムにまで達すれば、冷却水は炉の内部に漏出することがある。このようなことは、工程不良、予定外のサービス中断および著しい経済的損失につながる可能性がある。

【開示の簡単な説明】

【0003】

本開示は、新たな冷却要素および冷却要素に関連する新たな方法を提供することを目的とする。本目的は、独立請求項の記載により特徴づけられている方法および冷却要素によって達成される。本開示のいくつかの好適な実施態様は、独立請求項に開示されている。

【0004】

本開示は、冷却要素の内部にモニタ管路システムを設ける着想に基づく。より具体的には、冷却要素を炉に据え付けて使用するときに、モニタ管路システムは、冷却流路システムと炉の内部に対向する表面との間にある冷却要素の内部に設けられる。

【0005】

本開示の方法および装置の利点は、起こり得る損傷が冷却流路システムに達する前に冷却設備の摩耗を検出可能なことである。この手段によれば、冷却要素を修理または交換する必要性が予測可能となり、工程の中断を予め計画して他の必要な保守とともに最適化することが可能となる。さらに、本開示は公知の方式よりも簡易な構造ならびに少ない部品数および配管工程で実効性のあるモニタ装置を提供する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

以下において、添付図面を参照しながら好適な実施形態によって本開示をより詳細に説明する。

【図1】炉の細部断面を示す。

【図2】一実施態様における冷却要素の断面を概略的に示す。

【図3】一実施態様における冷却要素の断面を図２の断面に直交する方向から概略的に示す。

【図4】一実施態様における第１の面に最も近い冷却流路の地点によって画成される平面を示す。

【図5】別の実施態様における第１の面に最も近い冷却流路の地点によって画成される平面を示す。

【図6】第１の面に最も近い冷却流路の地点によって画成される平面とモニタ管路の間の角を概略的に示す。

【図7】冷却要素の一端から見た冷却要素の断面を概略的に示す。

【図8】図７で示す交線Ｂ－Ｂの方向に見た図７の冷却要素の拡大断面を概略的に示す。

【図9】冷却要素の一端から見た冷却要素の断面を概略的に示す。

【図10】図９で示す交線Ｂ－Ｂの方向に見た図９の冷却要素の拡大断面を概略的に示す。

【図11】冷却要素の一端から見た冷却要素の断面を概略的に示す。

【図12】図11で示す交線Ｂ－Ｂの方向に見た図11の冷却要素の拡大断面を概略的に示す。

【図13】および

【図14】冷却要素の一端から見た冷却要素の２つの異なる実施態様の断面を概略的に示す。

【図15】ないし

【図23】図13で示す交線Ｃ－Ｃの方向に見た、または図14で示す交線Ａ－Ａの方向に見た冷却要素のさまざまな実施態様の拡大断面を概略的に示す。

【図24】冷却設備を示す。

【図25】一実施態様に係る冷却設備の細部を示す。

【図26】冷却要素に関連する方法を示す。

【図27】炉に用いる冷却要素の摩耗をモニタする方法を示す。 図面は、例証の目的でのみ示されるものであり、縮尺を示すものではなく、対応する構成のすべてを提示しているとは限らない。

【詳細な説明】

【0007】

図１は、炉１の細部断面を示す。当業者にとっては、図１で示す炉はさまざまな型の炉のうちの一例にすぎないことが明白である。このような炉に本明細書および添付図面で開示する冷却設備および方法が使用可能であり、開示の冷却設備および方法は、このような炉に一般的な関連用語や構成を入れて示している。同様に、このような炉は本方式に関係がないことを理由に明細書では言及しない複数の部品および構造体を有することは、当業者にとって明白なことである。

【0008】

炉１は一般的に、炉外被２と、炉外被内に炉空間、言わば炉の内部３とを有し、処理される材料が炉内に供給される。ある実施態様では、炉１は産業目的で使用される。ある実施態様では、炉はより具体的に金属品の製造に用いられる。このような炉１は、自溶炉、高炉、電気炉または他の型の冶金炉であってもよい。

【0009】

一般的には、図１の炉など上述の型の炉は、炉の内部３に対向して炉外被２の側面部上に設けられる冷却要素４を有する。実施態様に応じて、本明細書で開示されている１つ以上の冷却要素４は、炉１の様々な部分に設けられて構わない。冷却要素４は、炉の内部３を全体的に囲繞していてもよく、１つまたは複数の冷却要素４が炉外被２の一部分を覆うように設けられてもよく、または、１つ以上の冷却要素４が炉１で冷却が必要な特定の個所のみに設けられてもよい。一例として、炉１が自溶炉を構成する実施態様では、１つまたは複数の冷却要素４は、反応チャンバ内、下部炉内、および／または通気シャフト内に設けられる。改良した一実施態様では、耐火裏張り５、例えば耐火煉瓦を含む裏張りが、炉の内部３に対向する冷却要素４の表面と連結して設けられる。耐火裏張りは、セラミック材料を含有していてもよい。本明細書では、および／または、という表現を使用する場合、開示した選択肢のうち少なくとも１つ、言わば選択肢のうち１つ以上のことを指す。

【0010】

ある実施態様では、冷却要素４は銅を含有している。ある実施態様では、冷却要素４の体積の少なくとも50パーセントは、銅から成る。冷却要素４の体積のうち、より好ましくは60パーセント以上、最も好ましくは70パーセント以上が銅から成る。ある実施態様によれば、冷却要素４は銅に加えて、または銅に代えて、他の材料で構成される。

【0011】

冷却要素４は、冷却要素の内部を循環する冷却流体、例えば冷却液によって冷却されてもよい。これを果たすために、冷却流路システム６が冷却要素４の内部に設けられてもよい。したがって、熱は耐火裏張り５から冷却要素４のハウジングを介して冷却液に移動することができる。

【0012】

体積の50、60または70パーセントなど、冷却要素４が高率の銅を含有する実施態様の利点は、銅は特に良好な熱伝導率を有し、ゆえに冷却要素４は効率的に熱を炉の内部３に対向する表面から、例えば耐火裏張り５から、冷却流路システム６の冷却流体に伝導できることにある。冷却要素４は溝または畝を備えていてもよく、耐火裏張り５は例えば、セラミックまたは他の種類の材料から作られた耐火煉瓦などのセラミック部材で構成することができる。

【0013】

図２は、一実施態様における冷却要素４の断面を概略的に示す。炉１用の冷却要素４は、炉の内部３に対向するように構成されている第１の面７、および、第１の面７の反対側にあり炉の内部３から離れた方向に構成された第２の面８を含んでいる。言い換えれば、冷却要素４が炉１に付設されている場合に、第１の面７は、炉内空間とも名付けられる炉の内部３に向けて配置された冷却要素４の面を構成し、第２の面８は、炉外被２に向けて配置された冷却要素４の面を構成する。

【0014】

冷却要素４は、冷却流体の循環に用いる冷却流路システム６も備える。冷却流路システム６は、冷却要素４の内部に設けられた少なくとも１つの冷却流路９を有する。実施態様によっては、冷却要素４は２つ以上の冷却流路９を有する。それぞれの冷却流路９は、冷却流体を収容するよう構成されている。したがって、冷却流体の循環は、冷却流路システム６内で行なわれるように構成することができる。冷却流体の循環および冷却流路は当該技術分野では公知であるため、本願での詳細な説明は控える。

【0015】

冷却要素４はさらに、モニタ管路システム10を備える。管路モニタシステム10は、圧力媒体用に少なくとも１つのモニタ管路11を有する。すなわち、モニタ管路11は、圧力媒体を収容するような構成になっている。モニタ管路11内の圧力および／または流量はモニタされ、データは冷却要素４の状態、例えば摩耗をモニタする用途に用いられる。より具体的には、炉１の内部３に対向しているがゆえに高温に晒される第１の面７における冷却要素４の摩耗を検出するために、データが用いられる。冷却要素４の状態をモニタすることは、他の実施態様との関連で後により詳しく述べる。このようなモニタ管路11により、摩耗が冷却流路９に達する前に摩耗を検出することができる。これにより、冷却流体が炉１の内部３に触れる危険性が生じる前に、冷却要素４を例えば交換または修理することができる。実施態様によっては、管路モニタシステム10は、圧力媒体用にただ１つのモニタ管路11を備える。

【0016】

実施態様に応じて、冷却要素４は例えば、連続鋳造、鋳型鋳造または砂型鋳造などの鋳造によって製造されてもよい。実施態様に応じて、モニタ管路11および管路モニタシステム10は、穿孔などの加工によって、あるいは鋳造および／または射出成形に際して冷却要素４の内部に形成されても構わない。

【0017】

モニタ管路11の少なくとも一部分12は、第１の面７と第１の面７に最も近い冷却流路システム６の地点15によって画定される平面14との間に設けられる冷却要素の部分13内を延伸している。これは例えば、一実施態様に係る冷却要素を図２の断面と直交する方向からの断面で概略的に図解している図３に示される。このような実施態様の利点は、たとえば、点状測定すなわち複数の測定点でよりも、冷却要素４および冷却流路システム６のより広い範囲にわたってモニタできることにある。図３は、モニタ管路11が冷却要素４の内部および外部に他の部分も有してよいことを概略的に図示している。当業者にとっては、これが単なる概略的な例であり、モニタ管路11はさまざまな次元で相互に角度を付けた部分を有していてもよいということは明白である。いくつかの例が添付図面に示される。当業者にとっては、冷却流路９が一直線である必要はなく、曲状、波状、ジグザグ状または他の形状を採ってもよいことは明白である。この場合にも、冷却流路９は本明細書で述べたように平面14を画定する地点15を有する。

【0018】

管路11またはいくつかの他の構造上の特徴要素がある方向にもしくは平面をまたはある部分内を延伸しているとは、構造上の特徴要素がその方向もしくは平面にまたはその部分内に実体寸法を有していることを指す。本明細書においては、例えば直線状の孔とは、孔の長手方向、言い換えるとドリルの前進動作の方向に延伸しているものと理解され、孔は当然ながら直径も有しているとはいえ長手方向に直交する方向に延伸しているものと理解すべきではない。図15、19または22のモニタ管路などの曲線状のモニタ管路11は、湾曲方向に延伸していると捉えられ、モニタ管路11の場合には、モニタ管路11の断面18に直交する各地点で湾曲方向に延伸している。曲状の特徴要素とは、波状、環状または螺旋状の特徴要素を含んでいてもよく、例えばモニタ管路11である。同様に、本明細書においては、平面は互いに直交する２つの次元内に延在しているものと捉えられ、他の２つに直交する第３の方向に延在するものではない。したがって、例えばモニタ管路11は、延伸しているとされる方向においてモニタ管路の径20よりも大きな寸法をとっている。

【0019】

ある実施態様では、第１の面７と第１の面７に最も近い冷却流路システム６の地点15によって画定される平面14との間にある冷却要素の部分13を延伸するモニタ管路11の寸法は、モニタ管路11の径20の少なくとも10倍、好ましくはモニタ管路11の径20の少なくとも50倍である。ある実施態様では、第１の面７と第１の面７に最も近い冷却流路システム６の地点15によって画定される平面14との間にある冷却要素の部分13を延伸するモニタ管路11の寸法は、冷却流路９の長さの少なくとも70パーセントである。ある実施態様では、第１の面７と第１の面７に最も近い冷却流路システム６の地点15によって画定される平面14との間にある冷却要素の部分13を延伸するモニタ管路11の寸法は、少なくとも１メートルの長さ、好ましくは少なくとも４メートルの長さである。ある実施態様では、第１の面７と第１の面７に最も近い冷却流路システム６の地点15によって画定される平面14との間にある冷却要素の部分13を延伸する複数のモニタ管路11の寸法の合計は、少なくとも１メートルの長さ、好ましくは少なくとも４メートルの長さである。

【0020】

第１の面７に最も近い冷却流路システム６の地点15とは、冷却流路システム６の冷却流路９と第１の面７に対する横断方向で測定した第１の面７からの最短距離との接点にある３つ以上の地点のことを指す。言わば、最短距離16は、炉の内部３に対向するように構成された第１の面７の表面から測定される。第１の面７に最も近い冷却流路システム６の地点15によって画定される平面14とは、図４で示すようにすべての地点15を通って延在している平面、または、図５でその一例が概略的に示されている、データ点として地点15を用いた内挿法を使用して画定された平面のことを指す。言い換えると、平面14は、各地点15を通って延在している平面または冷却要素４の内部に点在する地点15の高さを示す近似関数から成っていてもよい。そのようにして、モニタ管路11の少なくとも部分12は、冷却要素４の内部で冷却流路システム６と冷却要素の第１の面７との間を延伸している。

【0021】

モニタ管路11の部分12は、モニタ管路部分12と名付けてもよく、同様に、冷却要素の部分13も本明細書においては冷却要素部分13とよぶ。実施態様に応じて、モニタ管路11は部分12に加えて他の部分、例えば、冷却要素４の外部を延伸している部分、ならびに／または、平面14および／もしくは第１の面７に直交する方向に延伸している部分を含んでいてもよい。

【0022】

一実施態様によれば、モニタ管路の部分12は、以下に記載する方向、すなわち、平面14に平行な方向、第１の面７の表面の少なくとも一部分に平行な方向、または、平面14に対して30度以下、好ましくは10度以下の角度Ｘをつけた方向のうち少なくともいずれかに延伸している。言い換えると、モニタ管路部分12は、平面14と第１の面７、より具体的には冷却要素４が炉に付設された場合に炉の内部３に対向する第１の面７の表面との間に延びている。より具体的には、付設している管路部分12は、平面14に対して30度以下、好ましくは10度以下の角度を付けた方向、および／または、第１の面７の表面の少なくとも一部分に平行な方向となる。実際上、このことは、付設している管路部分12が冷却要素４の内部で平面14と第１の面７との間を、第１の面７の表面の少なくとも一部分に対して実質的に平行方向またはわずかに角度をつけた方向に延伸していることを意味する。一実施態様における平面14とモニタ管路11の間の角度Ｘは、図６に示される。図６では平面14に平行な直線が加えられ、角度Ｘをより明確に示している。

【0023】

図２の実施態様などいくつかの実施態様では、第１の面７の表面は平面状ではなくてもよく、および／または、例えば相互に角度をつけたいくつかの部分からな成るものでも構わない。第１の面７の表面は、例えば、畝状に隆起していてもよく、および／または曲線状であってもよい。したがって、第１の面７の表面の部分は、好ましくは、第１の面７から第２の面８の方向へ見たときにモニタ管路11の位置にあるかまたはこの位置に近接した第１の面の表面の一部分である。

【0024】

図７は、冷却要素の端部から見た冷却要素４の断面を概略的に示し、図８は、図７の冷却要素を図７で示す方向Ｂ－Ｂに見た拡大断面部分で概略的に示す。同様に、図９は、冷却要素の端部から見た冷却要素４の断面を概略的に示し、図10は、図９の冷却要素を図９で示す方向Ｂ－Ｂに見た拡大断面部分で概略的に示す。これも同様に、図11は、冷却要素の端部から見た冷却要素の断面を概略的に示し、図12は、図11の冷却要素を図11で示す方向Ｂ－Ｂに見た拡大断面部分で概略的に示す。

【0025】

ある実施態様、例えば図13の実施態様によれば、１つまたは複数のモニタ管路11は、１つの平面上に設けられる。他の実施態様、例えば図14の実施態様では、複数のモニタ管路11は２つ以上の平面上に設けられる。好ましくは、各モニタ管路11の少なくとも一部分12は、第１の面７と第１の面７に最も近い冷却流路システム６の地点15によって画成される平面14の間に設けられる冷却要素の部分13との結びつきをもって延伸している。図15ないし図23は、図13のＣ－Ｃに交差する方向または図14のＡ－Ａに交差する方向に見た、冷却要素４にモニタ管路11を設けて得られる幾何形状のいくつかの実施態様を示す。これらはモニタ管路11を冷却要素４内に配置する多種多様な方法を図解するために示されていること、および、この方向から見たときのモニタ管路の幾何形状がとり得る実施態様は図面に示した実施態様に限定されないことは、当業者にとって明白である。

【0026】

ある実施態様、例えば図７ないし図10の実施態様では、モニタ管路システム10は、圧力媒体用に２つ以上のモニタ管路11を備えることができる。より改良した実施態様によれば、このようなモニタ管路システム10において、少なくとも一部のモニタ管路11での少なくとも１つの部分12は、第１の面７と第１の面７に最も近い冷却流路システム６の地点15によって画成される平面14の間に設けられる冷却要素４の部分13内を延伸している。そして、モニタ管路の複数部分12は、平面14と平行な方向、第１の面７の表面の少なくとも一部分と平行な方向、および／または、平面14に対して30度以下、好ましくは10度以下の角度をつけた方向に延伸している。ある実施態様では、モニタ管路11のうち少なくともいくつかは、冷却要素の内部に設けられる少なくとも１つの接続管路17によって相互に接続され、モニタ管路システム10を形成する。ある実施態様では、モニタ管路11の少なくとも２つが冷却要素の内部に設けられる少なくとも１つの接続管路17によって相互に接続され、モニタ管路システム10を形成する。ある実施態様では、接続管路17は、モニタ管路に直交する方向でありモニタ管路により画定される平面に平行な平面内を延伸している。他の実施態様によれば、接続管路17の少なくとも一部分は、モニタ管路に対して角度をつけた方向でありモニタ管路により画定される平面に対して角度をつけた平面内を延伸している。改良したある実施態様では、モニタ管路に対する接続管路の角度は、５～90度、好ましくは45～90度の範囲内にできる。改良したある実施態様では、モニタ管路により画定される平面に対する接続管路の角度は、０～45度、好ましくは０～20度の範囲内にある。他の実施態様によれば、接続管路17はいくつかの他の方式でモニタ管路11を接続することができる。いくつかの例が図面に示されている。

【0027】

ある実施態様では、モニタ管路11のうち少なくともいくつかは、冷却要素４の外部に設けられる少なくとも１つの接続管路17によって相互に接続され、モニタ管路システム10を形成する。ある実施態様では、モニタ管路11の少なくとも２つが冷却要素の外部に設けられる少なくとも１つの接続管路17によって相互に接続され、モニタ管路システム10を形成する。

【0028】

ある実施態様では、例えば冷却要素４を図２、図８および図10のように断面で見た場合における冷却要素では、第１の面７と第１の面７に最も近い冷却流路システム６の地点15により画定される平面14との間に設けられた冷却要素の部分13で延伸しているモニタ管路の少なくとも１つの部分12を含むモニタ管路11の数は、冷却流路９の数の0.2～2.0倍、好ましくは0.8～1.5倍の範囲にあり、最も好ましくは、冷却流路９毎に１つのモニタ管路である。

【0029】

ある実施態様、例えば図２および図８の実施態様では、それぞれのモニタ管路11の断面18は、第１の面７から第２の面８の方向を見た場合に冷却流路９の断面19と重なる。ある実施態様では、少なくとも１つのモニタ管路11の断面18が、冷却流路９の断面19と重なる。ある実施態様では、少なくとも２つ以上のモニタ管路11の断面18が、それぞれ、冷却流路９の断面19と重なる。ある実施態様では、すべてのモニタ管路11の断面18が、それぞれ、冷却流路の断面19と重なる。実施態様に応じて、冷却流路９の断面19と重なるそれぞれのモニタ管路11の断面18は、冷却流路９の断面19と部分的または完全に重なってもよい。言い換えると、冷却流路９の断面と重なるそれぞれのモニタ管路11の断面19の全体が、図８の実施態様のように、第１の面７の方向から第２の面８の方を見た場合に、冷却流路９の断面19と重なってもよい。図10の実施態様など他の実施態様によれば、それぞれのモニタ管路11の断面18は、第１の面７の方向から第２の面８の方を見た場合に冷却流路９のいずれの断面19にも重ならない。改良した実施態様によっては、冷却要素４において、例えば図12の実施態様のように、モニタ管路11のうち１つまたは複数はそれぞれ冷却流路９と重なってもよく、モニタ管路11のうち１つまたは複数は上述したとおり冷却流路９とは重ならなくてもよい。

【0030】

ある実施態様、例えば図10の実施態様では、１つまたは複数のモニタ管路11はそれぞれが、部分13内であって、第１の面７の方向から第２の面８の方を見たときにおける２つの隣接する冷却流路９の中間に設けられる。

【0031】

図12の実施態様などの一実施態様によれば、モニタ管路11は２つ以上の平面内に設けられる。

【0032】

図面で示される２つ以上のモニタ管路11はそれぞれ、図面には示さなかったが互いに接続され、これにより１つだけのモニタ管路11を形成してもよく、または、これらの管路は個別のモニタ管路11であってもよいと理解すべきである。

【0033】

一実施態様によれば、モニタ管路11の径20は、６～20mmの範囲内、より具体的には８～13mmの範囲内にある。

【0034】

一実施態様によれば、モニタ管路11のそれぞれは、一方の端部が閉じていて、第２の端部は直接または接続管路を介して圧力媒体供給システム（不図示）と接続されるように構成されている。

【0035】

ある実施態様では、冷却要素４はさらに、モニタ管路システム10の少なくとも１つのモニタ管路11に接続された少なくとも１つの検出部21を有し、以下に記載する量、すなわち、モニタ管路システムの圧力、モニタ管路システムの圧力変化、モニタ管路システムの流量またはモニタ管路システムの流量変化のうち少なくともいずれかの量を検出するように配設される。ある実施態様では、冷却要素４はモニタ管路システム10に接続されたただ１つの検出部21を有する。ある実施態様において冷却要素４は、ただ１つのモニタ管路システム10およびモニタ管路システムに接続されたただ１つの検出部21を有する。ある実施態様では、検出部21は少なくとも圧力センサまたは流量計を有する。

【0036】

ある実施態様では、冷却要素４では、モニタ管路システム10にあるそれぞれのモニタ管路11は、供給圧力が0.2～10バールの範囲、好ましくは0.4～4バールの範囲にある圧力媒体に適する構成をとり、圧力媒体は圧縮空気、窒素または他の圧縮された気体でなる。圧力機器指令または同種のものなどの規定を適用する実施態様では、供給圧力は0.2～0.5バールの範囲内であってもよい。

【0037】

ある実施態様では、冷却要素４は金属生産工程に関連する炉１での使用に適した冷却要素である。

【0038】

図24は、炉１に用いる冷却設備22を開示する。図25は、一実施態様における冷却設備の細部を図示する、

【0039】

図24によれば、冷却設備22は、本明細書および／または添付図面に開示された実施態様またはこのような実施態様の組合せに係る少なくとも１つの冷却要素４を有する。図24の実施態様によれば、冷却設備22はさらに、冷却流路システム６の冷却流体を循環するように配設された冷却流体循環手段23と、既定の流入圧力および／または流入量でモニタ管路システム10内に圧力媒体を提供する圧力媒体供給システム24とを含む。

【0040】

ある実施態様では、圧力媒体供給システム24は圧力媒体用の供給ライン30を有し、圧力媒体用の供給ライン24は、供給ライン30の圧力を既定の値に下げるため配設された圧力調整手段25を備える。ある実施態様では、既定の値は0.2～10バールの範囲、好ましくは0.4～4バールの範囲内にある。圧力機器指令または同様のものを例とする規定を適用する実施態様では、既定の圧力は0.2～0.5バールの範囲内である。

【0041】

ある実施態様では、冷却設備22は、冷却要素４の実施態様に関連して開示された実施態様または実施態様の組合せに係る少なくとも１つの検出部21を有する。このときの検出部21は、モニタ管路システム10の圧力および／または流量を検出するように構成されていてもよい。冷却設備はさらに、検出部によって検出される量に関連する定義済み状態に達したかを判断するモニタ装置26を有していてもよい。ある実施態様では、測定される量は、モニタ管路システムの圧力およびモニタ管路システムの流量のうち少なくともいずれかを含んでいてもよい。

【0042】

ある実施態様では、定義済み状態とは、既定の値またはそれ未満への検出圧力の低下、既定の値またはそれ未満への検出流量の上昇、定義済みの閾値を超える検出圧力の低下、または定義済みの閾値を超える検出流量の上昇のうち少なくともいずれかを含む。

【0043】

ある実施態様では、検出部21は、モニタ管路システム10の圧力および／または流量を継続的または既定の時間間隔でモニタするよう構成されている。

【0044】

ある実施態様では、冷却設備22はさらに、圧力媒体用の供給ライン24に設けられた流量制限手段27を含み、検出部21は流量制限手段27から下流に設けられる。

【0045】

ある一実施態様では、モニタ管路システム10のモニタ管路11のうち少なくとも１つは、モニタ管路11内で圧力媒体流を開通および遮断可能な弁28を備える。改良した実施態様によれば、モニタ管路システム10のモニタ管路11はそれぞれ、モニタ管路内で圧力媒体流を開通および遮断可能な弁28を備える。このような実施態様では、モニタ管路システム10内で異常事象が確認されると、その出所をより正確に特定することができる。例えば、検出部によって検出された量に関連する状態に達したとき、弁が一度に１つずつ閉じられ、測定量のモニタによって異常を引き起こしているモニタ管路11またはその一部分を特定することができる。より具体的には、異常を引き起こしているモニタ管路11またはその一部分への圧力媒体の流動が対応するバルブ28を閉じることによって塞がれると、検出部21によって検出される圧力が上昇し始める。

【0046】

一実施態様によれば、冷却設備22は、２つ以上の冷却要素およびただ１つの検出部21を有する。一実施態様によれば、１つのモニタ装置26と１つの検出部21とを有する１つの冷却設備22は、２つ以上の冷却要素４に用いられてもよい。このような実施態様では、冷却要素４のモニタ管路11は、流体接続部によって相互に接続される。

【0047】

ある実施態様において炉１は、本明細書および／または添付図面に開示された一実施態様もしくは実施態様の組合せに係る、少なくとも１つの冷却要素４および／または冷却設備22を有する。ある実施態様において、炉１は金属生産工程に関連する炉である。

【0048】

図26は、炉１用の冷却要素４に関連する方法を開示する。冷却要素４は、本明細書および／または添付図面に開示された一実施態様もしくは実施態様の組合せに係る冷却要素で構成される。

【0049】

図26に係る方法は、冷却流体循環手段23を用いた冷却流路システム６内での冷却流体の循環による冷却要素４の冷却41と、圧力媒体供給システムを用いた少なくとも１つのモニタ管路11内への圧力媒体の供給43とを含む。ある実施態様では、冷却要素４は、冷却要素４および／もしくは冷却設備22の実施態様に関連して開示された一実施態様または実施態様の組合せに係る少なくとも１つの検出部21と、検出部21により検出された量に関連する定義済み状態に達したかどうかを判定するモニタ装置26とを有する。それに関して、本方法はさらに、継続的なまたは既定の時間間隔でのモニタ管路システム10内における圧力または流量のモニタと、モニタ装置による定義済み状態に達したかどうかの判定に応じた冷却要素４の摩耗の検出とを含んでいてもよい。ある実施態様では、定義済み状態とは、既定の値またはそれ未満への検出圧力の低下、既定の値またはそれ未満への検出流量の上昇、定義済みの閾値を超える検出圧力の低下、または定義済みの閾値を超えた検出流量の上昇のうち少なくともいずれかを含む。

【0050】

ある実施態様では、冷却要素４はさらに、モニタ管路11内で圧力媒体流を開放および遮断可能な１つ以上の弁28を有する。ある実施態様によれば、弁28は、モニタ管路システム10のモニタ管路11のうち１つ以上に設けることができる。このとき、本方法はさらに、一度にひとつずつまたは複数ずつの弁28の開閉による制御システム管路内の圧力および／または流量の低下の原因となる摩耗の特定を含んでいてもよい。

【0051】

ある実施態様では、モニタ装置26は、操作員に摩耗を通知する信号を生成するような構成を採っている。

【0052】

図27は、炉１に用いる冷却要素４の摩耗のモニタ方法を開示し、冷却要素４は、本明細書および／または添付図面に開示された実施態様もしくは実施態様の組合せによる冷却要素で構成される。

【0053】

図27の方法は、少なくとも１つのモニタ管路11への圧力媒体の供給51、モニタ管路システム10の少なくとも１つのモニタ管路11に接続された少なくとも１つの検出部21の冷却要素４への備付53、検出器21と検出器により検出された量に関連する定義済み状態に達しているかどうかを判定するモニタ装置26との接続55、継続的または既定の時間間隔でのモニタ管路システム10内の圧力または流量のモニタ57、およびモニタ装置による定義済み状態に達したという判定を受けた冷却要素４の摩耗の検出57を含んでいる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【手続補正書】

【提出日】2023-07-06

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

炉に用いる、
該炉の内側を向くように構成されている第１の面と、
第１の面の反対側にあり、前記炉の内側から離れる方向を向くように構成されている第２の面と、
冷却流体の循環に用い、冷却要素の内部に設けられた少なくとも１つの冷却流路を含む冷却流路システムとを有する冷却要素であって、
該冷却要素はさらに、圧力媒体に用いる少なくとも１つのモニタ管路を含むモニタ管路システムを有し、前記モニタ管路の少なくとも一部分は、第１の面と第１の面に最も近い前記冷却流路システムの地点によって画定された平面との間に設けられた前記冷却要素の前記部分を延伸していて、
前記モニタ管路の前記部分は、以下に記載する方向、すなわち、前記平面に平行な方向、第１の面の表面の少なくとも一部分に平行な方向、または、前記平面に対して30度以下の角度をつけた方向のうち少なくともいずれかに延伸していることを特徴とする冷却要素。

【請求項2】

請求項１に記載の冷却要素において、該冷却要素は、２つ以上の冷却流路を有する冷却要素。

【請求項3】

請求項１または２に記載の冷却要素において、前記モニタ管路システムは、冷却媒体に対する２つ以上のモニタ管路を含み、該モニタ管路のうちの少なくともいくつかの少なくとも一部分は、第１の面と第１の面に最も近い前記冷却流路システムの地点によって画定された前記平面との間に設けられた該冷却要素の前記部分を延伸していて、
前記モニタ管路の前記部分は、以下に記載する方向、すなわち、前記平面に平行な方向、第１の面の表面の少なくとも一部分に平行、または、前記平面に対して30度以下の角度をつけた方向のうち少なくともいずれかに延伸している冷却要素。

【請求項4】

請求項３に記載の冷却要素において、前記モニタ管路のうちの少なくともいくつかは、該冷却要素の内部に設けられる少なくとも１つの接続管路によって相互に接続され、前記モニタ管路システムを形成する冷却要素。

【請求項5】

請求項４に記載の冷却要素において、前記接続管路は、前記モニタ管路に直交する方向に、および、前記モニタ管路によって画定された前記平面に平行な平面内を延伸している冷却要素。

【請求項6】

請求項３に記載の冷却要素において、前記モニタ管路のうちの少なくともいくつかは、該冷却要素の外部に設けられた少なくとも１つの接続管路によって相互に接続され、前記モニタ管路システムを形成する冷却要素。

【請求項7】

請求項１ないし６のいずれか一項に記載の冷却要素において、第１の面と第１の面に最も近い前記冷却流路システムの地点によって画定された平面との間に設けられた該冷却要素の部分を延伸している前記モニタ管路の少なくとも一部分を含む前記モニタ管路の数は、前記冷却流路の数の0.2～2.0倍の範囲内にある冷却要素。

【請求項8】

請求項１ないし７のいずれか一項に記載の冷却要素において、第１の面から第２の面の方向を見たときに、各モニタ管路の断面は冷却流路の断面と重なる冷却要素。

【請求項9】

請求項１ないし７のいずれか一項に記載の冷却要素において、第１の面から第２の面の方向を見たときに、各モニタ管路の断面は、いずれの冷却流路の断面とも重ならない冷却要素。

【請求項10】

請求項１ないし９のいずれか一項に記載の冷却要素において、前記モニタ管路の径は、６～20mmの範囲内にある冷却要素。

【請求項11】

請求項１ないし10のいずれか一項に記載の冷却要素において、前記モニタ管路の径は、８～13mmの範囲内にある冷却要素。

【請求項12】

請求項１ないし11のいずれか一項に記載の冷却要素において、前記モニタ管路のそれぞれは、一方の端部が閉じていて、第２の端部は直接または接続管路を介して圧力媒体供給システムに接続されるように構成されている冷却要素。

【請求項13】

請求項１ないし12のいずれか一項に記載の冷却要素において、該冷却要素はさらに、前記モニタ管路システムの少なくとも１つのモニタ管路に接続されるとともに、以下に記載する量、すなわち、前記モニタ管路システムの圧力、前記モニタ管路システムの前記圧力の変化、前記モニタ管路システムの流量、または前記モニタ管路システムの前記流量の変化のうち少なくともいずれかを検出するように設けられる少なくとも１つの検出部を有する冷却要素。

【請求項14】

請求項13に記載の冷却要素において、該冷却要素は、前記モニタ管路システムに接続されるただ１つの検出部を有する冷却要素。

【請求項15】

請求項13または14に記載の冷却要素において、該冷却要素は、ただ１つのモニタ管路システムと、該モニタ管路システムに接続されるただ１つの検出部を有する冷却要素。

【請求項16】

請求項13ないし15のいずれか一項に記載の冷却要素において、前記検出部は、少なくとも圧力センサまたは流量計を含む冷却要素。

【請求項17】

請求項１ないし16のいずれか一項に記載の冷却要素において、前記モニタ管路システムのそれぞれのモニタ管路は、供給圧力が0.2～10バールの範囲内にある圧力媒体に適する構成をとり、前記圧力媒体は、圧縮空気、窒素または他の圧縮気体でなる冷却要素。

【請求項18】

請求項１ないし17のいずれか一項に記載の冷却要素において、該冷却要素は金属生産工程に関連する炉での使用に適する構成をとる冷却要素。

【請求項19】

炉に用いる冷却設備であって、該冷却設備は、
請求項１ないし18のいずれか一項に記載の少なくとも１つの冷却要素と、
前記冷却流路システム内で冷却流体を循環するように設けられた冷却流体循環手段と、
既定の流入圧力および流量のうち少なくともいずれかで、前記モニタ管路システムに圧力媒体を供給する圧力媒体供給システムとを備えることを特徴とする冷却設備。

【請求項20】

請求項19に記載の冷却設備において、前記圧力媒体供給システムは、前記圧力媒体に対する供給ラインを有し、該圧力媒体の供給ラインは、前記供給ラインの圧力を既定の値に下げるように配設された圧力調整手段を備える冷却設備。

【請求項21】

請求項20に記載の冷却設備において、前記既定の値は、0.2～10バールの範囲内である冷却設備。

【請求項22】

請求項19ないし21のいずれか一項に記載の冷却設備において、該冷却設備は、前記モニタ管路システム内の前記圧力または前記流量のうち少なくともいずれかを検出するよう構成された請求項13ないし16のうち少なくとも一項に記載の少なくとも１つの検出部と、
前記検出部によって検出される量に関連する定義済み状態に達したかどうかを判定するモニタ装置とを有し、
前記測定される量は、前記モニタ管路システム内の圧力および前記モニタ管路システム内の流量のうち少なくともいずれかを含む冷却設備。

【請求項23】

請求項22に記載の冷却設備において、前記定義済み状態とは、既定の値またはそれ未満への前記検出圧力の低下、既定の値またはそれ未満への前記検出流量の上昇、定義済みの閾値を超える前記検出圧力の低下、または、定義済みの閾値を超える前記検出流量の上昇のうち少なくともいずれかである冷却設備。

【請求項24】

請求項22または23に記載の冷却設備において、前記検出部は、前記モニタ管路システム内の前記圧力および前記流量のうち少なくともいずれかを、継続的にまたは既定の時間間隔でモニタする冷却設備。

【請求項25】

請求項19ないし25のいずれか一項に記載の冷却設備において、該冷却設備はさらに、前記圧力媒体の供給ラインに設けられた流量制限手段を含み、前記検出部は、前記流量制限部から下流に設けられる冷却設備。

【請求項26】

請求項19ないし25のいずれか一項に記載の冷却設備において、前記モニタ管路システムの前記モニタ管路のうち少なくとも１つは、前記モニタ管路内に圧力媒体流を開通および遮断可能な弁を備える冷却設備。

【請求項27】

請求項26に記載の冷却設備において、前記モニタ管路システムのそれぞれのモニタ管路は、該モニタ管路内に圧力媒体流を開通および遮断可能な弁を備える冷却設備。

【請求項28】

請求項19ないし27のいずれか一項に記載の冷却設備において、該冷却設備は２つ以上の冷却要素およびただ１つの検出部を有する冷却設備。

【請求項29】

請求項１ないし18のいずれか一項に記載の少なくとも１つの冷却要素または請求項19ないし27のいずれか一項に記載の冷却設備のうち少なくともいずれかを有する炉。

【請求項30】

請求項29に記載の炉において、該炉は金属生産工程に関連するものである炉。

【請求項31】

炉に用いる冷却要素に関連する方法であって、前記冷却要素は、請求項１ないし18のいずれか一項に記載の冷却要素で構成され、
該方法は、
冷却流体循環手段を用いて前記冷却流路システムの冷却流体を循環することによって前記冷却媒体を冷却し、
前記少なくとも１つのモニタ管路に圧力媒体供給システムによって圧力媒体を供給する方法。

【請求項32】

請求項31に記載の方法において、前記冷却要素は、
請求項13ないし16のいずれか一項に記載の少なくとも１つの検出部と、
該検出部によって検出された量に関連する定義済み状態に達しているかどうかを判定するモニタ装置とを有し、
該方法はさらに、
前記モニタ管路システム内の圧力または流量を継続的にまたは既定の時間間隔でモニタし、
前記モニタ装置による前記定義済み状態に達しているとの判定に応じて前記冷却設備の摩耗を検出する方法。

【請求項33】

請求項32に記載の方法において、前記定義済み状態とは、既定の値またはそれ未満への前記検出圧力の低下、既定の値またはそれ未満への前記検出流量の上昇、定義済みの閾値を超える前記検出圧力の低下、または、定義済みの閾値を超える前記検出流量の上昇のうち少なくともいずれかである方法。

【請求項34】

請求項32または33に記載の方法において、前記冷却要素はさらに、前記モニタ管路システムの前記モニタ管路のうち少なくとも１つに設けられた前記モニタ管路内に圧力媒体流を開通および遮断可能な弁を有し、
該方法はさらに、一度に１つまたは複数の弁を開閉して、前記制御システム流路内の前記圧力または流量のうち少なくとも一方の低下を引き起こす前記摩耗を特定する方法。

【請求項35】

請求項32ないし34のいずれか一項に記載の方法において、前記モニタ装置は、前記摩耗を操作員に示す信号を生成する方法。

【請求項36】

冷却要素が請求項１ないし18のいずれか一項に記載の冷却要素で構成される、炉に用いる冷却要素の摩耗をモニタする方法であって、該方法は、
前記少なくとも１つのモニタ管路に圧力媒体を供給し、
前記冷却要素に、前記モニタ管路システムの少なくとも１つのモニタ管路に接続された前記少なくとも１つの検出部を備え付け、
前記検出部を、該検出部によって検出された量に関連する定義済み状態に達しているかどうかを判定するモニタ装置に接続し、
前記モニタ管路システム内の圧力または流量を継続的にまたは既定の時間間隔でモニタし、
前記モニタ装置による前記定義済み状態に達しているとの判定に応じて前記冷却要素の摩耗を検出することを特徴とする方法。

【手続補正書】

【提出日】2024-04-25

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

炉に用いる、
該炉の内側を向くように構成されている第１の面と、
第１の面の反対側にあり、前記炉の内側から離れる方向を向くように構成されている第２の面と、
冷却流体の循環に用い、冷却要素の内部に設けられた少なくとも１つの冷却流路を含む冷却流路システムとを有する冷却要素であって、
該冷却要素はさらに、圧力媒体に用いる少なくとも１つのモニタ管路を含むモニタ管路システムを有し、前記モニタ管路の少なくとも一部分は、第１の面と第１の面に最も近い前記冷却流路システムの地点によって画定された平面との間に設けられた前記冷却要素の前記部分を延伸していて、
前記モニタ管路の前記部分は、以下に記載する方向、すなわち、前記平面に平行な方向、第１の面の表面の少なくとも一部分に平行な方向、または、前記平面に対して30度以下の角度をつけた方向のうち少なくともいずれかに延伸していることを特徴とする冷却要素。

【請求項2】

請求項１に記載の冷却要素において、該冷却要素は、２つ以上の冷却流路を有する冷却要素。

【請求項3】

請求項１または２に記載の冷却要素において、前記モニタ管路システムは、冷却媒体に対する２つ以上のモニタ管路を含み、該モニタ管路のうちの少なくともいくつかの少なくとも一部分は、第１の面と第１の面に最も近い前記冷却流路システムの地点によって画定された前記平面との間に設けられた該冷却要素の前記部分を延伸していて、
前記モニタ管路の前記部分は、以下に記載する方向、すなわち、前記平面に平行な方向、第１の面の表面の少なくとも一部分に平行、または、前記平面に対して30度以下の角度をつけた方向のうち少なくともいずれかに延伸している冷却要素。

【請求項4】

請求項３に記載の冷却要素において、前記モニタ管路のうちの少なくともいくつかは、該冷却要素の内部または該冷却要素の外部に設けられる少なくとも１つの接続管路によって相互に接続され、前記モニタ管路システムを形成する冷却要素。

【請求項5】

請求項１ないし４のいずれか一項に記載の冷却要素において、第１の面と第１の面に最も近い前記冷却流路システムの地点によって画定された平面との間に設けられた該冷却要素の部分を延伸している前記モニタ管路の少なくとも一部分を含む前記モニタ管路の数は、前記冷却流路の数の0.2～2.0倍の範囲内にある冷却要素。

【請求項6】

請求項１ないし５のいずれか一項に記載の冷却要素において、前記モニタ管路の径は、６～20mmの範囲内にある冷却要素。

【請求項7】

請求項１ないし６のいずれか一項に記載の冷却要素において、前記モニタ管路のそれぞれは、一方の端部が閉じていて、第２の端部は直接または接続管路を介して圧力媒体供給システムに接続されるように構成されている冷却要素。

【請求項8】

請求項１ないし７のいずれか一項に記載の冷却要素において、該冷却要素はさらに、前記モニタ管路システムの少なくとも１つのモニタ管路に接続されるとともに、以下に記載する量、すなわち、前記モニタ管路システムの圧力、前記モニタ管路システムの前記圧力の変化、前記モニタ管路システムの流量、または前記モニタ管路システムの前記流量の変化のうち少なくともいずれかを検出するように設けられる少なくとも１つの検出部を有する冷却要素。

【請求項9】

請求項８に記載の冷却要素において、該冷却要素は、前記モニタ管路システムに接続されるただ１つの検出部を有する冷却要素。

【請求項10】

請求項１ないし９のいずれか一項に記載の冷却要素において、前記モニタ管路システムのそれぞれのモニタ管路は、供給圧力が0.2～10バールの範囲内にある圧力媒体に適する構成をとり、前記圧力媒体は、圧縮空気、窒素または他の圧縮気体でなる冷却要素。

【請求項11】

炉に用いる冷却設備であって、該冷却設備は、
請求項１ないし10のいずれか一項に記載の少なくとも１つの冷却要素と、
前記冷却流路システム内で冷却流体を循環するように設けられた冷却流体循環手段と、
既定の流入圧力および流量のうち少なくともいずれかで、前記モニタ管路システムに圧力媒体を供給する圧力媒体供給システムとを備えることを特徴とする冷却設備。

【請求項12】

請求項11に記載の冷却設備において、前記圧力媒体供給システムは、前記圧力媒体に対する供給ラインを有し、該圧力媒体の供給ラインは、前記供給ラインの圧力を既定の値に下げるように配設された圧力調整手段を備え、前記既定の値は0.2～10バールの範囲内である冷却設備。

【請求項13】

請求項11または12に記載の冷却設備において、該冷却設備は、前記モニタ管路システム内の前記圧力または前記流量のうち少なくともいずれかを検出するよう構成された請求項８または９に記載の少なくとも１つの検出部と、
前記検出部によって検出される量に関連する定義済み状態に達したかどうかを判定するモニタ装置とを有し、
前記測定される量は、前記モニタ管路システム内の圧力および前記モニタ管路システム内の流量のうち少なくともいずれかを含む冷却設備。

【請求項14】

請求項１ないし10のいずれか一項に記載の少なくとも１つの冷却要素または請求項11ないし13のいずれか一項に記載の冷却設備のうち少なくともいずれかを有する炉。

【請求項15】

請求項14に記載の炉において、該炉は金属生産工程に関連するものである炉。

【請求項16】

炉に用いる冷却要素に関連する方法であって、前記冷却要素は、請求項１ないし10のいずれか一項に記載の冷却要素で構成され、
該方法は、
冷却流体循環手段を用いて前記冷却流路システムの冷却流体を循環することによって前記冷却媒体を冷却し、
前記少なくとも１つのモニタ管路に圧力媒体供給システムによって圧力媒体を供給する方法。

【請求項17】

請求項16に記載の方法において、前記冷却要素は、
請求項８または９に記載の少なくとも１つの検出部と、
該検出部によって検出された量に関連する定義済み状態に達しているかどうかを判定するモニタ装置とを有し、
該方法はさらに、
前記モニタ管路システム内の圧力または流量を継続的にまたは既定の時間間隔でモニタし、
前記モニタ装置による前記定義済み状態に達しているとの判定に応じて前記冷却設備の摩耗を検出する方法。

【請求項18】

請求項17に記載の方法において、前記定義済み状態とは、既定の値またはそれ未満への前記検出圧力の低下、既定の値またはそれ未満への前記検出流量の上昇、定義済みの閾値を超える前記検出圧力の低下、または、定義済みの閾値を超える前記検出流量の上昇のうち少なくともいずれかである方法。

【請求項19】

請求項16または17に記載の方法において、前記冷却要素はさらに、前記モニタ管路システムの前記モニタ管路のうち少なくとも１つに設けられた前記モニタ管路内に圧力媒体流を開通および遮断可能な弁を有し、
該方法はさらに、一度に１つまたは複数の弁を開閉して、前記制御システム流路内の前記圧力または流量のうち少なくとも一方の低下を引き起こす前記摩耗を特定する方法。

【請求項20】

冷却要素が請求項１ないし10のいずれか一項に記載の冷却要素で構成される、炉に用いる冷却要素の摩耗をモニタする方法であって、該方法は、
前記少なくとも１つのモニタ管路に圧力媒体を供給し、
前記冷却要素に、前記モニタ管路システムの少なくとも１つのモニタ管路に接続された前記少なくとも１つの検出部を備え付け、
前記検出部を、該検出部によって検出された量に関連する定義済み状態に達しているかどうかを判定するモニタ装置に接続し、
前記モニタ管路システム内の圧力または流量を継続的にまたは既定の時間間隔でモニタし、
前記モニタ装置による前記定義済み状態に達しているとの判定に応じて前記冷却要素の摩耗を検出することを特徴とする方法。

【国際調査報告】