安全装置及びこれを用いた高温荷重装置
【課題】電源断等の異常事態が生じても構造体の破損を抑制しうる安全装置及びこれを用いた高温荷重装置を提供する。
【解決手段】安全装置４０は、対向して配置される構造体支持体２０ａ、２０ｂと、構造体支持体２０ａ、２０ｂの間に設置された屈曲管１００を加熱する加熱装置５０と、構造体支持体２０ａに接続して屈曲管１００に荷重を負荷する荷重負荷装置３０と、を備え、構造体支持体２０ａ、２０ｂが双方の構造体支持体２０ａ、２０ｂを結ぶ直線方向にそれぞれ移動可能である高温荷重装置１の構造体支持体２０ｂに接続される。安全装置４０は構造体支持体２０ｂの移動の規制及び許容を可能に構成され、安全装置４０が構造体支持体２０ｂの移動を規制するとともに、荷重負荷装置３０によって屈曲管１００に荷重が負荷され、加熱装置５０及び／又は荷重負荷装置３０に異常が生じた場合に、安全装置４０は構造体支持体２０ｂの移動を許容する。
【解決手段】安全装置４０は、対向して配置される構造体支持体２０ａ、２０ｂと、構造体支持体２０ａ、２０ｂの間に設置された屈曲管１００を加熱する加熱装置５０と、構造体支持体２０ａに接続して屈曲管１００に荷重を負荷する荷重負荷装置３０と、を備え、構造体支持体２０ａ、２０ｂが双方の構造体支持体２０ａ、２０ｂを結ぶ直線方向にそれぞれ移動可能である高温荷重装置１の構造体支持体２０ｂに接続される。安全装置４０は構造体支持体２０ｂの移動の規制及び許容を可能に構成され、安全装置４０が構造体支持体２０ｂの移動を規制するとともに、荷重負荷装置３０によって屈曲管１００に荷重が負荷され、加熱装置５０及び／又は荷重負荷装置３０に異常が生じた場合に、安全装置４０は構造体支持体２０ｂの移動を許容する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安全装置及びこれを用いた高温荷重装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電用ボイラ等の高温高圧下で用いられる配管等の信頼性を向上させ、保修コストなどを低減するためには、的確な配管余寿命を評価するとともに、この評価に基づいて適切なタイミングで交換等を行う必要がある。この評価を行うため、実機寸法の配管を用い、高温高圧下にて荷重を負荷して配管の余寿命等を評価するクリープ試験が行われている。
【０００３】
直管状の配管を対象とするクリープ試験装置（例えば、特許文献１、特許文献２）は知られている。また、屈曲部を有する配管の強度等の評価に関しては、非特許文献１に挙げるＦＥＭ（Ｆｉｎｉｔｅ−Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）解析が知られている。非特許文献１の解析モデルでは、切り欠きを設けた屈曲管の両端部を保持して繰り返し荷重を加えた場合の、亀裂の伸展挙動をシミュレーションにより評価している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１７０１６１号公報
【特許文献２】特開２００９−１０９３５６号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】高橋由紀夫、他２名、“配管エルボのクリープき裂解析”、［平成２２年１０月２７日検索］インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｌａｔｔｉｃｅ−ｉｎｃ．ｃｏ．ｊｐ／ｃｏｎｔｅｎｔｓ／ＰＡＰＥＲＳ＿ＡＢＡＱＵＳ−９８．ｐｄｆ＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
非特許文献１では、屈曲管のＦＥＭ解析がなされているだけであり、実機の屈曲管のクリープ試験について開示されているものではない。また、特許文献１の解析モデル図（図２−１）に従い、クリープ試験装置を構築して配管エルボのクリープ試験を行ったとすれば、以下の問題が生じる。
【０００７】
配管のクリープ試験は、およそ１年間程度と長期間に渡って行われる。長期に渡る試験中に停電による電源断等の異常事態が生じた場合、両端部を支持する支持体が固定されたまま放置されることになる。例えば、電気炉による加熱が停止した場合、屈曲管は熱膨張した状態から冷却され、収縮する。両端部が固定されたまま屈曲管が収縮すると、屈曲管には熱応力による反力、すなわち、引っ張り応力がかかり、配管エルボの破損につながる。
【０００８】
本発明は、上記事項に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電源断等の異常事態が生じても構造体の破損を抑制しうる安全装置及びこれを用いた高温荷重装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の観点に係る安全装置は、
対向して配置される第１の構造体支持体及び第２の構造体支持体と、前記第１の構造体支持体及び前記第２の構造体支持体の間に設置された構造体を加熱する加熱装置と、前記第１の構造体支持体に接続して前記構造体に荷重を負荷する荷重負荷装置と、を備え、前記第１の構造体支持体及び前記第２の構造体支持体が前記第１の構造体支持体と前記第２の構造体支持体とを結ぶ直線方向にそれぞれ移動可能である高温荷重装置の前記第２の構造体支持体に接続される安全装置であって、
前記安全装置は前記第２の構造体支持体の移動の規制及び許容が可能であり、
前記安全装置が前記第２の構造体支持体の移動を規制するとともに、前記荷重負荷装置によって前記構造体に荷重が負荷され、
前記加熱装置及び／又は前記荷重負荷装置に異常が生じた場合に、前記安全装置は前記第２の構造体支持体の移動を許容する、
ことを特徴とする。
【００１０】
また、前記安全装置は電力供給を受けている状態では前記第２の構造体支持体の移動を規制し、電力供給を受けていない状態では前記第２の構造体支持体の移動を許容するよう構成されていてもよい。
【００１１】
また、前記安全装置は、前記第２の構造体支持体に固定されたボールナットと、前記ボールナットに対し回転可能に挿入されたボールネジと、前記ボールネジの回転を規制及び許容する電磁クラッチと、を備え、
前記電磁クラッチが連結して前記ボールネジの回転を規制することで、前記第２の構造体支持体の移動を規制し、前記電磁クラッチが開放して前記ボールネジの回転を許容することで、前記第２の構造体支持体の移動を許容するよう構成されていてもよい。
【００１２】
本発明の第２の観点に係る高温荷重装置は、
対向して配置される第１の構造体支持体及び第２の構造体支持体と、
前記第１の構造体支持体に接続される荷重負荷装置と、
前記第２の構造体支持体に接続される安全装置と、
前記第１の構造体支持体及び前記第２の構造体支持体の間に設置された前記構造体を加熱する加熱装置と、を備え、
前記第１の構造体支持体及び前記第２の構造体支持体は、前記第１の構造体支持体と前記第２の構造体支持体とを結ぶ直線方向に沿ってそれぞれ移動可能であり、
前記荷重負荷装置は前記第１の構造体支持体を介し、前記構造体に前記直線方向へ所定の荷重を負荷し、
前記安全装置は前記第２の構造体支持体の移動の規制及び許容を行い、
前記安全装置が前記第２の構造体支持体の移動を規制するとともに、前記荷重負荷装置により前記構造体に前記直線方向への所定の荷重が負荷され、
前記加熱装置及び／又は前記荷重負荷装置に異常が生じた場合に、前記安全装置は前記第２の構造体支持体の移動を許容する、
ことを特徴とする。
【００１３】
また、前記安全装置に電力を供給する電力供給手段を備え、
前記安全装置は前記電力供給手段から電力供給を受けている状態で前記第２の構造体支持体の移動を規制し、電力供給を受けていない状態で前記第２の構造体支持体の移動を許容するよう構成されていてもよい。
【００１４】
また、前記加熱装置は電気炉であり、
前記電力供給手段は前記電気炉及び前記安全装置の双方に電力を供給し、
前記電気炉及び前記安全装置への電力供給が断たれた場合に、前記安全装置は前記第２の構造体支持体の移動を許容するよう構成されていてもよい。
【００１５】
また、前記荷重負荷装置は電動ジャッキであり、
前記電力供給手段は前記電動ジャッキ及び前記安全装置の双方に電力を供給し、
前記電動ジャッキ及び前記安全装置への電力供給が断たれた場合に、前記安全装置は前記第２の構造体支持体の移動を許容するよう構成されていてもよい。
【００１６】
また、前記安全装置は、前記第２の構造体支持体に固定されたボールナットと、前記ボールナットに対し回転可能に挿入されたボールネジと、前記ボールネジの回転を規制及び許容する電磁クラッチを備え、
前記電磁クラッチが連結して前記ボールネジの回転を規制することで、前記第２の構造体支持体の移動を規制し、前記電磁クラッチが開放して前記ボールネジの回転を許容することで、前記第２の構造体支持体の移動を許容するよう構成されていてもよい。
【００１７】
また、前記加熱装置及び／又は前記荷重負荷装置の異常を検出する検出装置を備え、
前記検出装置が前記加熱装置及び／又は前記荷重負荷装置の異常を検出した場合に、前記安全装置は前記第２の構造体支持体の移動を許容するよう構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る安全装置は、間に構造体が設置される２つの構造体支持体のいずれかに接続され、構造体支持体の移動及び規制が可能である。構造体を加熱する加熱装置等に異常が生じた際には、構造体の伸縮に応じ、固定されていた構造体支持体の移動を許容する。例えば、加熱装置への電力供給の遮断が生じると、安全装置は構造体支持体の固定を解除し、移動を許容する。熱膨張した構造体が冷却されて収縮する動きに追従して構造体支持体が移動するので、構造体に過度な負荷が掛からず、構造体の破損が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】安全装置を備える屈曲管用の高温荷重装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】安全装置を備える屈曲管用の高温荷重装置の概略構成を示す平面図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は安全装置の動作を示す断面図である。
【図４】他の実施の形態に係る安全装置を備える屈曲管用の高温荷重装置の概略構成を示す側面図である。
【図５】他の屈曲管を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図を参照しつつ、構造体として屈曲管を用い、屈曲管のクリープ試験を例に取って、本実施の形態に係る安全装置、及び、安全装置を備える高温荷重装置について説明する。図１の側面図及び図２の平面図に示すように、高温荷重装置１は、屈曲管１００の一の端部が接続される構造体支持体２０ａと、屈曲管１００の他の端部が接続される構造体支持体２０ｂと、構造体支持体２０ａに接続される荷重負荷装置３０と、構造体支持体２０ｂに接続される安全装置４０と、荷重負荷装置３０が接続される固定部材１０ａと、安全装置４０が接続される固定部材１０ｂと、屈曲管１００を加熱する加熱装置５０と、加熱装置５０を制御する加熱制御装置７０と、荷重を測定する荷重測定装置３１と、荷重負荷装置３０を制御する荷重制御装置７１を備える。
【００２１】
固定部材１０ａ、１０ｂは、地面や床等に固定され、装置全体を支持する部材である。固定部材１０ａには、荷重負荷装置３０が設置されている。一方の固定部材１０ｂには、安全装置４０が設置されている。
【００２２】
屈曲管１００は、火力発電所で用いられる配管等である。屈曲管１００は高クロムＦｅ系合金鋼等の金属製であり、熱により膨張・収縮する管である。
【００２３】
屈曲管１００の両端には、鏡板１０１ａ、１０１ｂが溶接等により取り付けられ、内部は密閉されている。鏡板１０１ａ、１０１ｂは接続部材１０２ａ、１０２ｂに固定され、接続ピン２２ａ、２２ｂを介し、それぞれ構造体支持体２０ａ、２０ｂに接続されている。構造体支持体２０ａ、２０ｂは、それぞれベース２１ａ、２１ｂに設置されており、ベース２１ａ、２１ｂはスライドレール等により移動可能に構成されている。構造体支持体２０ａ、２０ｂは対向して配置され、その間に屈曲管１００が設置されており、構造体支持体２０ａと構造体支持体２０ｂとを結ぶ直線、即ち、接続箇所を結ぶ直線Ｌ（接続ピン２２ａ、２２ｂを結ぶ直線）に沿って移動可能である。
【００２４】
荷重負荷装置３０は、屈曲管１００に、接続箇所を結ぶ直線Ｌの方向へ所定の圧縮応力、引張応力を加える装置である。本実施の形態では、荷重負荷装置３０として、電力供給を受けて荷重を負荷する電動ジャッキが用いられている。
【００２５】
荷重負荷装置３０は、荷重測定装置３１を介して構造体支持体２０ａに接続しており、荷重測定装置３１は、屈曲管１００に加えられる荷重を常時測定する。荷重測定装置３１として、ロードセル等が用いられる。測定した荷重は荷重制御装置７１に送信され、荷重制御装置７１はこの測定値に基づき、屈曲管１００に所定の荷重が加わるよう荷重負荷装置３０を制御する。
【００２６】
安全装置４０は、構造体支持体２０ｂの移動を規制及び許容可能に構成されており、試験中は構造体支持体２０ｂが動かないように規制し、試験中に異常が生じた際には構造体支持体２０ｂの移動を許容して屈曲管１００に加わる負荷を解除する装置である。
【００２７】
本実施の形態に係る安全装置４０は、図３（Ａ）、（Ｂ）の断面図に示すように、電磁クラッチ４１、軸受４２、ボールネジ４３、及び、ボールナット４４から構成されている。軸受４２は固定部材１０ｂに固定されるとともに、ボールネジ４３が回転可能に軸支されている。また、ボールナット４４は構造体支持体２０ｂに固定されている。
【００２８】
ボールナット４４はナット４４ａとボール４４ｂから構成され、ボールナット４４にボールネジ４３が螺入されている。ボールネジ４３の周面には、ボール４４ｂが摺動可能な螺旋状のボール溝４３ａが形成されている。このため、ボールネジ４３は軸回りに回転可能であり、ボールネジ４３が回転すると、ボールナット４４は、ボールネジ４３の長手方向に相対移動可能な構成である。また、ボールネジ４３の電磁クラッチ４１側は、電磁クラッチ４１のロータ４１ａに固定されている。
【００２９】
電磁クラッチ４１は、ボールネジ４３に固定されたロータ４１ａと、軸受４２に固定された基底部４１ｃと、基底部４１ｃに内蔵されている電磁コイル４１ｆ、及び、戻しピン４１ｅを備える。また、ロータ４１ａ及び基底部４１ｃの対向する面には、それぞれ歯４１ｂ、４１ｄが噛合可能に設けられている。
【００３０】
本実施の形態に係る電磁クラッチ４１はいわゆる励磁作動型であり、電磁コイル４１ｆに通電されていない場合、図３（Ａ）に示すように、戻しピン４１ｅに設けられたスプリングの弾性力で、基底部４１ｃとロータ４１ａとが離間している。ロータ４１ａ及び基底部４１ｃのそれぞれに設けられた歯４１ｂ、４１ｄは噛合せず、ロータ４１ａが回転可能な状態にある。
【００３１】
一方、図３（Ｂ）に示すように、電磁コイル４１ｆに通電されると、電磁コイル４１ｆに発生する電磁力で、ロータ４１ａが基底部４１ｃに引き付けられる。そして、ロータ４１ａ及び基底部４１ｃのそれぞれに設けられた歯４１ｂ、４１ｄが噛合し、ロータ４１ａの回転が規制される。
【００３２】
このようにして、ロータ４１ａ及び基底部４１ｃとの連結・切り離しが行われる。したがって、図３（Ａ）に示すように、ロータ４１ａと基底部４１ｃが切り離されている状態では、ロータ４１ａ及びボールネジ４３は回転が許容されるので、ボールナット４４及びこれに固定されている構造体支持体２０ｂは、ボールネジ４３の長手方向（図１に示す直線Ｌの方向）に移動可能となる。
【００３３】
一方、図３（Ｂ）に示すように、ロータ４１ａと基底部４１ｃが連結している状態では、ロータ４１ａ及びボールネジ４３は回転不能であり、ボールナット４４及びこれに固定されている構造体支持体２０ｂの移動が規制される。
【００３４】
加熱装置５０は、屈曲管１００を加熱する装置であり、本実施の形態に係る高温荷重装置１では、加熱装置５０として、電気炉が用いられている。加熱装置５０は、電力供給装置６０から電力供給を受け、屈曲管１００を加熱する。また、加熱装置５０の駆動は加熱制御装置７０により制御されている。
【００３５】
電力供給装置６０は電源等であり、荷重負荷装置３０、安全装置４０、及び、加熱装置５０にそれぞれ電力を供給している。
【００３６】
続いて、本実施の形態に係る高温荷重装置１の動作について説明する。
【００３７】
まず、屈曲管１００の両端に鏡板１０１ａ、１０１ｂ及び接続部材１０２ａ、１０２ｂを溶接等により固定し、構造体支持体２０ａ、２０ｂに設置する。加熱装置５０に通電して駆動させ、屈曲管１００を加熱する。加熱装置５０は、加熱制御装置７０の制御により、屈曲管１００の温度が所定温度になるよう加熱する。
【００３８】
加熱により、屈曲管１００が熱膨張し、構造体支持体２０ａと構造体支持体２０ｂとの距離が広がるが、屈曲管１００が拘束されないよう、以下のようにする。
【００３９】
安全装置４０の電磁クラッチ４１を連結させ、構造体支持体２０ｂの移動を規制しておく場合では、構造体支持体２０ａが屈曲管１００の熱膨張によって移動し、荷重測定装置３１が荷重を検出すれば、荷重負荷装置（電動ジャッキ）３０を構造体支持体２０ａの移動方向に収縮させて、過大な荷重が屈曲管１００に作用しないよう制御する。
【００４０】
または、安全装置４０の電磁クラッチ４１を開放し、構造体支持体２０ｂが移動可能な状態とし、屈曲管１００の熱膨張に応じて構造体支持体２０ｂが自由に移動するようにする。
【００４１】
その後、不図示の給水配管を介して屈曲管１００内に給水し、水の蒸発により屈曲管１００内部の圧力を上昇させる。屈曲管１００内部の圧力は、不図示の圧力センサからのフィードバックにより、所定の圧力になるよう制御される。
【００４２】
屈曲管１００が所定温度まで加熱されて膨張し、平衡状態に達した後、荷重制御装置７１の制御により、荷重負荷装置３０は屈曲管１００に所定の負荷を加える。なお、事前に安全装置４０の電磁クラッチ４１を開放している場合では、電磁クラッチ４１を連結させて構造体支持体２０ｂの移動を規制した後、荷重負荷装置３０が屈曲管１００に所定の負荷を加えるよう制御する。
【００４３】
このように屈曲管１００を高温・高圧に維持し、且つ、所定の荷重が負荷された状態で、所定の期間クリープ試験が行われる。試験期間中は、加熱制御装置７０により屈曲管１００は一定の温度に保たれる。また、荷重制御装置７１により屈曲管１００に一定の荷重が負荷される。
【００４４】
クリープ試験は長期間（約１年間）継続して行われ、この試験期間中に停電等、異常が生じると高温荷重装置１は以下のように動作する。
【００４５】
停電等により、電力供給装置６０からの電力供給が遮断された場合、加熱装置５０の駆動が停止する。また、荷重負荷装置３０が電動ジャッキ等のように電力供給を受けて駆動する場合、荷重負荷装置３０の駆動も停止し、構造体支持体２０ａが固定されたままとなる。
【００４６】
電磁クラッチ４１の電磁コイル４１ｆにも電力が供給されなくなるため、電磁力によるロータ４１ａと基底部４１ｃとの吸着が解除されるとともに、戻しピン４１ｅのスプリングの弾性力により、ロータ４１ａと基底部４１ｃの連結が解除される。これにより、ロータ４１ａ及びこれに連結固定しているボールネジ４３が回転可能な状態となる。
【００４７】
加熱装置５０の駆動が停止するため、屈曲管１００は冷却されて収縮し、屈曲管１００には引っ張り応力が加わる。したがって、構造体支持体２０ｂには、構造体支持体２０ａの方向へ力が加わる。構造体支持体２０ｂに固定されているボールナット４４にも同様の力が加わる。
【００４８】
ボールネジ４３は上記のように回転可能な状態にあるため、ボールナット４４が引っ張られると、ボールナット４４内のボール４４ｂは、ボールネジ４３周面に形成されている螺旋状のボール溝４３ａに沿って摺動するので、ボールネジ４３が軸回りに回転することになる。ボールネジ４３が回転することにより、ボールナット４４及びボールナット４４に固定されている構造体支持体２０ｂの移動が許容される。これにより、屈曲管１００の収縮に追従して構造体支持体２０ｂが移動する。
【００４９】
このように、構造体支持体２０ｂの移動を規制していた安全装置４０は、屈曲管１００が停電等により冷却されて収縮した場合、構造体支持体２０ｂの移動を許容するよう動作する。このため、屈曲管１００が熱応力による反力によって破損することを防止できる。
【００５０】
上記実施の形態では、一例として、電源断等の異常が生じた場合に有効な高温荷重装置１について説明したが、図４に示すように、加熱装置５０や荷重負荷装置３０が故障等によって制御不能になった場合など、それを検出する検出装置８０が設置された高温荷重装置２であってもよい。検出装置８０は、荷重負荷装置３０、加熱装置５０、加熱制御装置７０、荷重制御装置７１に接続しており、それぞれの故障等を検出すると、その検出結果に基づいて電磁クラッチ４１が開放され、構造体支持体２０ｂの移動を許容する。
【００５１】
このような場合、励磁動作型の電磁クラッチのほか、無励磁動作型の電磁クラッチが用いられていてもよい。無励磁動作型の電磁クラッチとは、上述の励磁動作型の電磁クラッチとは逆に動作し、通電状態でクラッチが開放して、無通電状態でクラッチが連結する電磁クラッチである。検出装置８０が荷重負荷装置３０等の故障を検出し、電磁クラッチに通電して、クラッチが開放し構造体支持体２０ｂの移動が許容される。
【００５２】
また、上記では、電磁クラッチ４１を用いた安全装置４０について説明したが、屈曲管１００の伸縮に応じて構造体支持体２０ｂの移動を許容可能とするものであれば、これに限定されることはない。
【００５３】
また、上記では、Ｌ字型の屈曲管１００を例にとり説明したが、高温荷重装置１は、直線状の管体等、種々の形状の管体についても試験を行える。例えば、図５に示すように、分岐管を有する管体１１０についても試験を行える。構造体支持体２０ａ、２０ｂに管体１１０の端部１１０ａ、１１０ｃを直接或いは間接的に接続すればよい。また、構造体支持体２０ａ、２０ｂに管体１１０の端部１１０ｂ、１１０ｃをそれぞれ接続して行ってもよい。
【００５４】
また、構造体として屈曲管１００等の管体を例にとって説明したが、構造体は管体に限られない。熱により膨張・収縮する素材から構成された構造体であれば、いずれについても適用可能であり、例えば、立方体、球体、多角形体等、種々の形状であってもよく、また、内部が中空状でない構造体でもよい。
【００５５】
また、クリープ試験を例にとって説明したが、高温条件下にて構造体に荷重を負荷して保持する装置全般に適用可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 高温荷重装置
２ 高温荷重装置
１０ａ、１０ｂ 固定部材
２０ａ、２０ｂ 構造体支持体
２１ａ、２１ｂ ベース
２２ａ、２２ｂ 接続ピン
３０ 荷重負荷装置（電動ジャッキ）
３１ 荷重測定装置
４０ 安全装置
４１ 電磁クラッチ
４１ａ ロータ
４１ｂ 歯
４１ｃ 基底部
４１ｄ 歯
４１ｅ 戻しピン
４１ｆ 電磁コイル
４２ 軸受
４３ ボールネジ
４３ａ ボール溝
４４ ボールナット
４４ａ ナット
４４ｂ ボール
５０ 加熱装置（電気炉）
６０ 電力供給装置（電源）
７０ 加熱制御装置
７１ 荷重制御装置
８０ 検出装置
１００ 屈曲管
１０１ａ、１０１ｂ 鏡板
１０２ａ、１０２ｂ 接続部材
１１０ 管体
１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ 端部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安全装置及びこれを用いた高温荷重装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電用ボイラ等の高温高圧下で用いられる配管等の信頼性を向上させ、保修コストなどを低減するためには、的確な配管余寿命を評価するとともに、この評価に基づいて適切なタイミングで交換等を行う必要がある。この評価を行うため、実機寸法の配管を用い、高温高圧下にて荷重を負荷して配管の余寿命等を評価するクリープ試験が行われている。
【０００３】
直管状の配管を対象とするクリープ試験装置（例えば、特許文献１、特許文献２）は知られている。また、屈曲部を有する配管の強度等の評価に関しては、非特許文献１に挙げるＦＥＭ（Ｆｉｎｉｔｅ−Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）解析が知られている。非特許文献１の解析モデルでは、切り欠きを設けた屈曲管の両端部を保持して繰り返し荷重を加えた場合の、亀裂の伸展挙動をシミュレーションにより評価している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１７０１６１号公報
【特許文献２】特開２００９−１０９３５６号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】高橋由紀夫、他２名、“配管エルボのクリープき裂解析”、［平成２２年１０月２７日検索］インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｌａｔｔｉｃｅ−ｉｎｃ．ｃｏ．ｊｐ／ｃｏｎｔｅｎｔｓ／ＰＡＰＥＲＳ＿ＡＢＡＱＵＳ−９８．ｐｄｆ＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
非特許文献１では、屈曲管のＦＥＭ解析がなされているだけであり、実機の屈曲管のクリープ試験について開示されているものではない。また、特許文献１の解析モデル図（図２−１）に従い、クリープ試験装置を構築して配管エルボのクリープ試験を行ったとすれば、以下の問題が生じる。
【０００７】
配管のクリープ試験は、およそ１年間程度と長期間に渡って行われる。長期に渡る試験中に停電による電源断等の異常事態が生じた場合、両端部を支持する支持体が固定されたまま放置されることになる。例えば、電気炉による加熱が停止した場合、屈曲管は熱膨張した状態から冷却され、収縮する。両端部が固定されたまま屈曲管が収縮すると、屈曲管には熱応力による反力、すなわち、引っ張り応力がかかり、配管エルボの破損につながる。
【０００８】
本発明は、上記事項に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電源断等の異常事態が生じても構造体の破損を抑制しうる安全装置及びこれを用いた高温荷重装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の観点に係る安全装置は、
対向して配置される第１の構造体支持体及び第２の構造体支持体と、前記第１の構造体支持体及び前記第２の構造体支持体の間に設置された構造体を加熱する加熱装置と、前記第１の構造体支持体に接続して前記構造体に荷重を負荷する荷重負荷装置と、を備え、前記第１の構造体支持体及び前記第２の構造体支持体が前記第１の構造体支持体と前記第２の構造体支持体とを結ぶ直線方向にそれぞれ移動可能である高温荷重装置の前記第２の構造体支持体に接続される安全装置であって、
前記安全装置は前記第２の構造体支持体の移動の規制及び許容が可能であり、
前記安全装置が前記第２の構造体支持体の移動を規制するとともに、前記荷重負荷装置によって前記構造体に荷重が負荷され、
前記加熱装置及び／又は前記荷重負荷装置に異常が生じた場合に、前記安全装置は前記第２の構造体支持体の移動を許容する、
ことを特徴とする。
【００１０】
また、前記安全装置は電力供給を受けている状態では前記第２の構造体支持体の移動を規制し、電力供給を受けていない状態では前記第２の構造体支持体の移動を許容するよう構成されていてもよい。
【００１１】
また、前記安全装置は、前記第２の構造体支持体に固定されたボールナットと、前記ボールナットに対し回転可能に挿入されたボールネジと、前記ボールネジの回転を規制及び許容する電磁クラッチと、を備え、
前記電磁クラッチが連結して前記ボールネジの回転を規制することで、前記第２の構造体支持体の移動を規制し、前記電磁クラッチが開放して前記ボールネジの回転を許容することで、前記第２の構造体支持体の移動を許容するよう構成されていてもよい。
【００１２】
本発明の第２の観点に係る高温荷重装置は、
対向して配置される第１の構造体支持体及び第２の構造体支持体と、
前記第１の構造体支持体に接続される荷重負荷装置と、
前記第２の構造体支持体に接続される安全装置と、
前記第１の構造体支持体及び前記第２の構造体支持体の間に設置された前記構造体を加熱する加熱装置と、を備え、
前記第１の構造体支持体及び前記第２の構造体支持体は、前記第１の構造体支持体と前記第２の構造体支持体とを結ぶ直線方向に沿ってそれぞれ移動可能であり、
前記荷重負荷装置は前記第１の構造体支持体を介し、前記構造体に前記直線方向へ所定の荷重を負荷し、
前記安全装置は前記第２の構造体支持体の移動の規制及び許容を行い、
前記安全装置が前記第２の構造体支持体の移動を規制するとともに、前記荷重負荷装置により前記構造体に前記直線方向への所定の荷重が負荷され、
前記加熱装置及び／又は前記荷重負荷装置に異常が生じた場合に、前記安全装置は前記第２の構造体支持体の移動を許容する、
ことを特徴とする。
【００１３】
また、前記安全装置に電力を供給する電力供給手段を備え、
前記安全装置は前記電力供給手段から電力供給を受けている状態で前記第２の構造体支持体の移動を規制し、電力供給を受けていない状態で前記第２の構造体支持体の移動を許容するよう構成されていてもよい。
【００１４】
また、前記加熱装置は電気炉であり、
前記電力供給手段は前記電気炉及び前記安全装置の双方に電力を供給し、
前記電気炉及び前記安全装置への電力供給が断たれた場合に、前記安全装置は前記第２の構造体支持体の移動を許容するよう構成されていてもよい。
【００１５】
また、前記荷重負荷装置は電動ジャッキであり、
前記電力供給手段は前記電動ジャッキ及び前記安全装置の双方に電力を供給し、
前記電動ジャッキ及び前記安全装置への電力供給が断たれた場合に、前記安全装置は前記第２の構造体支持体の移動を許容するよう構成されていてもよい。
【００１６】
また、前記安全装置は、前記第２の構造体支持体に固定されたボールナットと、前記ボールナットに対し回転可能に挿入されたボールネジと、前記ボールネジの回転を規制及び許容する電磁クラッチを備え、
前記電磁クラッチが連結して前記ボールネジの回転を規制することで、前記第２の構造体支持体の移動を規制し、前記電磁クラッチが開放して前記ボールネジの回転を許容することで、前記第２の構造体支持体の移動を許容するよう構成されていてもよい。
【００１７】
また、前記加熱装置及び／又は前記荷重負荷装置の異常を検出する検出装置を備え、
前記検出装置が前記加熱装置及び／又は前記荷重負荷装置の異常を検出した場合に、前記安全装置は前記第２の構造体支持体の移動を許容するよう構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る安全装置は、間に構造体が設置される２つの構造体支持体のいずれかに接続され、構造体支持体の移動及び規制が可能である。構造体を加熱する加熱装置等に異常が生じた際には、構造体の伸縮に応じ、固定されていた構造体支持体の移動を許容する。例えば、加熱装置への電力供給の遮断が生じると、安全装置は構造体支持体の固定を解除し、移動を許容する。熱膨張した構造体が冷却されて収縮する動きに追従して構造体支持体が移動するので、構造体に過度な負荷が掛からず、構造体の破損が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】安全装置を備える屈曲管用の高温荷重装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】安全装置を備える屈曲管用の高温荷重装置の概略構成を示す平面図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は安全装置の動作を示す断面図である。
【図４】他の実施の形態に係る安全装置を備える屈曲管用の高温荷重装置の概略構成を示す側面図である。
【図５】他の屈曲管を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図を参照しつつ、構造体として屈曲管を用い、屈曲管のクリープ試験を例に取って、本実施の形態に係る安全装置、及び、安全装置を備える高温荷重装置について説明する。図１の側面図及び図２の平面図に示すように、高温荷重装置１は、屈曲管１００の一の端部が接続される構造体支持体２０ａと、屈曲管１００の他の端部が接続される構造体支持体２０ｂと、構造体支持体２０ａに接続される荷重負荷装置３０と、構造体支持体２０ｂに接続される安全装置４０と、荷重負荷装置３０が接続される固定部材１０ａと、安全装置４０が接続される固定部材１０ｂと、屈曲管１００を加熱する加熱装置５０と、加熱装置５０を制御する加熱制御装置７０と、荷重を測定する荷重測定装置３１と、荷重負荷装置３０を制御する荷重制御装置７１を備える。
【００２１】
固定部材１０ａ、１０ｂは、地面や床等に固定され、装置全体を支持する部材である。固定部材１０ａには、荷重負荷装置３０が設置されている。一方の固定部材１０ｂには、安全装置４０が設置されている。
【００２２】
屈曲管１００は、火力発電所で用いられる配管等である。屈曲管１００は高クロムＦｅ系合金鋼等の金属製であり、熱により膨張・収縮する管である。
【００２３】
屈曲管１００の両端には、鏡板１０１ａ、１０１ｂが溶接等により取り付けられ、内部は密閉されている。鏡板１０１ａ、１０１ｂは接続部材１０２ａ、１０２ｂに固定され、接続ピン２２ａ、２２ｂを介し、それぞれ構造体支持体２０ａ、２０ｂに接続されている。構造体支持体２０ａ、２０ｂは、それぞれベース２１ａ、２１ｂに設置されており、ベース２１ａ、２１ｂはスライドレール等により移動可能に構成されている。構造体支持体２０ａ、２０ｂは対向して配置され、その間に屈曲管１００が設置されており、構造体支持体２０ａと構造体支持体２０ｂとを結ぶ直線、即ち、接続箇所を結ぶ直線Ｌ（接続ピン２２ａ、２２ｂを結ぶ直線）に沿って移動可能である。
【００２４】
荷重負荷装置３０は、屈曲管１００に、接続箇所を結ぶ直線Ｌの方向へ所定の圧縮応力、引張応力を加える装置である。本実施の形態では、荷重負荷装置３０として、電力供給を受けて荷重を負荷する電動ジャッキが用いられている。
【００２５】
荷重負荷装置３０は、荷重測定装置３１を介して構造体支持体２０ａに接続しており、荷重測定装置３１は、屈曲管１００に加えられる荷重を常時測定する。荷重測定装置３１として、ロードセル等が用いられる。測定した荷重は荷重制御装置７１に送信され、荷重制御装置７１はこの測定値に基づき、屈曲管１００に所定の荷重が加わるよう荷重負荷装置３０を制御する。
【００２６】
安全装置４０は、構造体支持体２０ｂの移動を規制及び許容可能に構成されており、試験中は構造体支持体２０ｂが動かないように規制し、試験中に異常が生じた際には構造体支持体２０ｂの移動を許容して屈曲管１００に加わる負荷を解除する装置である。
【００２７】
本実施の形態に係る安全装置４０は、図３（Ａ）、（Ｂ）の断面図に示すように、電磁クラッチ４１、軸受４２、ボールネジ４３、及び、ボールナット４４から構成されている。軸受４２は固定部材１０ｂに固定されるとともに、ボールネジ４３が回転可能に軸支されている。また、ボールナット４４は構造体支持体２０ｂに固定されている。
【００２８】
ボールナット４４はナット４４ａとボール４４ｂから構成され、ボールナット４４にボールネジ４３が螺入されている。ボールネジ４３の周面には、ボール４４ｂが摺動可能な螺旋状のボール溝４３ａが形成されている。このため、ボールネジ４３は軸回りに回転可能であり、ボールネジ４３が回転すると、ボールナット４４は、ボールネジ４３の長手方向に相対移動可能な構成である。また、ボールネジ４３の電磁クラッチ４１側は、電磁クラッチ４１のロータ４１ａに固定されている。
【００２９】
電磁クラッチ４１は、ボールネジ４３に固定されたロータ４１ａと、軸受４２に固定された基底部４１ｃと、基底部４１ｃに内蔵されている電磁コイル４１ｆ、及び、戻しピン４１ｅを備える。また、ロータ４１ａ及び基底部４１ｃの対向する面には、それぞれ歯４１ｂ、４１ｄが噛合可能に設けられている。
【００３０】
本実施の形態に係る電磁クラッチ４１はいわゆる励磁作動型であり、電磁コイル４１ｆに通電されていない場合、図３（Ａ）に示すように、戻しピン４１ｅに設けられたスプリングの弾性力で、基底部４１ｃとロータ４１ａとが離間している。ロータ４１ａ及び基底部４１ｃのそれぞれに設けられた歯４１ｂ、４１ｄは噛合せず、ロータ４１ａが回転可能な状態にある。
【００３１】
一方、図３（Ｂ）に示すように、電磁コイル４１ｆに通電されると、電磁コイル４１ｆに発生する電磁力で、ロータ４１ａが基底部４１ｃに引き付けられる。そして、ロータ４１ａ及び基底部４１ｃのそれぞれに設けられた歯４１ｂ、４１ｄが噛合し、ロータ４１ａの回転が規制される。
【００３２】
このようにして、ロータ４１ａ及び基底部４１ｃとの連結・切り離しが行われる。したがって、図３（Ａ）に示すように、ロータ４１ａと基底部４１ｃが切り離されている状態では、ロータ４１ａ及びボールネジ４３は回転が許容されるので、ボールナット４４及びこれに固定されている構造体支持体２０ｂは、ボールネジ４３の長手方向（図１に示す直線Ｌの方向）に移動可能となる。
【００３３】
一方、図３（Ｂ）に示すように、ロータ４１ａと基底部４１ｃが連結している状態では、ロータ４１ａ及びボールネジ４３は回転不能であり、ボールナット４４及びこれに固定されている構造体支持体２０ｂの移動が規制される。
【００３４】
加熱装置５０は、屈曲管１００を加熱する装置であり、本実施の形態に係る高温荷重装置１では、加熱装置５０として、電気炉が用いられている。加熱装置５０は、電力供給装置６０から電力供給を受け、屈曲管１００を加熱する。また、加熱装置５０の駆動は加熱制御装置７０により制御されている。
【００３５】
電力供給装置６０は電源等であり、荷重負荷装置３０、安全装置４０、及び、加熱装置５０にそれぞれ電力を供給している。
【００３６】
続いて、本実施の形態に係る高温荷重装置１の動作について説明する。
【００３７】
まず、屈曲管１００の両端に鏡板１０１ａ、１０１ｂ及び接続部材１０２ａ、１０２ｂを溶接等により固定し、構造体支持体２０ａ、２０ｂに設置する。加熱装置５０に通電して駆動させ、屈曲管１００を加熱する。加熱装置５０は、加熱制御装置７０の制御により、屈曲管１００の温度が所定温度になるよう加熱する。
【００３８】
加熱により、屈曲管１００が熱膨張し、構造体支持体２０ａと構造体支持体２０ｂとの距離が広がるが、屈曲管１００が拘束されないよう、以下のようにする。
【００３９】
安全装置４０の電磁クラッチ４１を連結させ、構造体支持体２０ｂの移動を規制しておく場合では、構造体支持体２０ａが屈曲管１００の熱膨張によって移動し、荷重測定装置３１が荷重を検出すれば、荷重負荷装置（電動ジャッキ）３０を構造体支持体２０ａの移動方向に収縮させて、過大な荷重が屈曲管１００に作用しないよう制御する。
【００４０】
または、安全装置４０の電磁クラッチ４１を開放し、構造体支持体２０ｂが移動可能な状態とし、屈曲管１００の熱膨張に応じて構造体支持体２０ｂが自由に移動するようにする。
【００４１】
その後、不図示の給水配管を介して屈曲管１００内に給水し、水の蒸発により屈曲管１００内部の圧力を上昇させる。屈曲管１００内部の圧力は、不図示の圧力センサからのフィードバックにより、所定の圧力になるよう制御される。
【００４２】
屈曲管１００が所定温度まで加熱されて膨張し、平衡状態に達した後、荷重制御装置７１の制御により、荷重負荷装置３０は屈曲管１００に所定の負荷を加える。なお、事前に安全装置４０の電磁クラッチ４１を開放している場合では、電磁クラッチ４１を連結させて構造体支持体２０ｂの移動を規制した後、荷重負荷装置３０が屈曲管１００に所定の負荷を加えるよう制御する。
【００４３】
このように屈曲管１００を高温・高圧に維持し、且つ、所定の荷重が負荷された状態で、所定の期間クリープ試験が行われる。試験期間中は、加熱制御装置７０により屈曲管１００は一定の温度に保たれる。また、荷重制御装置７１により屈曲管１００に一定の荷重が負荷される。
【００４４】
クリープ試験は長期間（約１年間）継続して行われ、この試験期間中に停電等、異常が生じると高温荷重装置１は以下のように動作する。
【００４５】
停電等により、電力供給装置６０からの電力供給が遮断された場合、加熱装置５０の駆動が停止する。また、荷重負荷装置３０が電動ジャッキ等のように電力供給を受けて駆動する場合、荷重負荷装置３０の駆動も停止し、構造体支持体２０ａが固定されたままとなる。
【００４６】
電磁クラッチ４１の電磁コイル４１ｆにも電力が供給されなくなるため、電磁力によるロータ４１ａと基底部４１ｃとの吸着が解除されるとともに、戻しピン４１ｅのスプリングの弾性力により、ロータ４１ａと基底部４１ｃの連結が解除される。これにより、ロータ４１ａ及びこれに連結固定しているボールネジ４３が回転可能な状態となる。
【００４７】
加熱装置５０の駆動が停止するため、屈曲管１００は冷却されて収縮し、屈曲管１００には引っ張り応力が加わる。したがって、構造体支持体２０ｂには、構造体支持体２０ａの方向へ力が加わる。構造体支持体２０ｂに固定されているボールナット４４にも同様の力が加わる。
【００４８】
ボールネジ４３は上記のように回転可能な状態にあるため、ボールナット４４が引っ張られると、ボールナット４４内のボール４４ｂは、ボールネジ４３周面に形成されている螺旋状のボール溝４３ａに沿って摺動するので、ボールネジ４３が軸回りに回転することになる。ボールネジ４３が回転することにより、ボールナット４４及びボールナット４４に固定されている構造体支持体２０ｂの移動が許容される。これにより、屈曲管１００の収縮に追従して構造体支持体２０ｂが移動する。
【００４９】
このように、構造体支持体２０ｂの移動を規制していた安全装置４０は、屈曲管１００が停電等により冷却されて収縮した場合、構造体支持体２０ｂの移動を許容するよう動作する。このため、屈曲管１００が熱応力による反力によって破損することを防止できる。
【００５０】
上記実施の形態では、一例として、電源断等の異常が生じた場合に有効な高温荷重装置１について説明したが、図４に示すように、加熱装置５０や荷重負荷装置３０が故障等によって制御不能になった場合など、それを検出する検出装置８０が設置された高温荷重装置２であってもよい。検出装置８０は、荷重負荷装置３０、加熱装置５０、加熱制御装置７０、荷重制御装置７１に接続しており、それぞれの故障等を検出すると、その検出結果に基づいて電磁クラッチ４１が開放され、構造体支持体２０ｂの移動を許容する。
【００５１】
このような場合、励磁動作型の電磁クラッチのほか、無励磁動作型の電磁クラッチが用いられていてもよい。無励磁動作型の電磁クラッチとは、上述の励磁動作型の電磁クラッチとは逆に動作し、通電状態でクラッチが開放して、無通電状態でクラッチが連結する電磁クラッチである。検出装置８０が荷重負荷装置３０等の故障を検出し、電磁クラッチに通電して、クラッチが開放し構造体支持体２０ｂの移動が許容される。
【００５２】
また、上記では、電磁クラッチ４１を用いた安全装置４０について説明したが、屈曲管１００の伸縮に応じて構造体支持体２０ｂの移動を許容可能とするものであれば、これに限定されることはない。
【００５３】
また、上記では、Ｌ字型の屈曲管１００を例にとり説明したが、高温荷重装置１は、直線状の管体等、種々の形状の管体についても試験を行える。例えば、図５に示すように、分岐管を有する管体１１０についても試験を行える。構造体支持体２０ａ、２０ｂに管体１１０の端部１１０ａ、１１０ｃを直接或いは間接的に接続すればよい。また、構造体支持体２０ａ、２０ｂに管体１１０の端部１１０ｂ、１１０ｃをそれぞれ接続して行ってもよい。
【００５４】
また、構造体として屈曲管１００等の管体を例にとって説明したが、構造体は管体に限られない。熱により膨張・収縮する素材から構成された構造体であれば、いずれについても適用可能であり、例えば、立方体、球体、多角形体等、種々の形状であってもよく、また、内部が中空状でない構造体でもよい。
【００５５】
また、クリープ試験を例にとって説明したが、高温条件下にて構造体に荷重を負荷して保持する装置全般に適用可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 高温荷重装置
２ 高温荷重装置
１０ａ、１０ｂ 固定部材
２０ａ、２０ｂ 構造体支持体
２１ａ、２１ｂ ベース
２２ａ、２２ｂ 接続ピン
３０ 荷重負荷装置（電動ジャッキ）
３１ 荷重測定装置
４０ 安全装置
４１ 電磁クラッチ
４１ａ ロータ
４１ｂ 歯
４１ｃ 基底部
４１ｄ 歯
４１ｅ 戻しピン
４１ｆ 電磁コイル
４２ 軸受
４３ ボールネジ
４３ａ ボール溝
４４ ボールナット
４４ａ ナット
４４ｂ ボール
５０ 加熱装置（電気炉）
６０ 電力供給装置（電源）
７０ 加熱制御装置
７１ 荷重制御装置
８０ 検出装置
１００ 屈曲管
１０１ａ、１０１ｂ 鏡板
１０２ａ、１０２ｂ 接続部材
１１０ 管体
１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ 端部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向して配置される第１の構造体支持体及び第２の構造体支持体と、前記第１の構造体支持体及び前記第２の構造体支持体の間に設置された構造体を加熱する加熱装置と、前記第１の構造体支持体に接続して前記構造体に荷重を負荷する荷重負荷装置と、を備え、前記第１の構造体支持体及び前記第２の構造体支持体が前記第１の構造体支持体と前記第２の構造体支持体とを結ぶ直線方向にそれぞれ移動可能である高温荷重装置の前記第２の構造体支持体に接続される安全装置であって、
前記安全装置は前記第２の構造体支持体の移動の規制及び許容が可能であり、
前記安全装置が前記第２の構造体支持体の移動を規制するとともに、前記荷重負荷装置によって前記構造体に荷重が負荷され、
前記加熱装置及び／又は前記荷重負荷装置に異常が生じた場合に、前記安全装置は前記第２の構造体支持体の移動を許容する、
ことを特徴とする安全装置。
【請求項２】
前記安全装置は電力供給を受けている状態では前記第２の構造体支持体の移動を規制し、電力供給を受けていない状態では前記第２の構造体支持体の移動を許容する、
ことを特徴とする請求項１に記載の安全装置。
【請求項３】
前記安全装置は、前記第２の構造体支持体に固定されたボールナットと、前記ボールナットに対し回転可能に挿入されたボールネジと、前記ボールネジの回転を規制及び許容する電磁クラッチと、を備え、
前記電磁クラッチが連結して前記ボールネジの回転を規制することで、前記第２の構造体支持体の移動を規制し、前記電磁クラッチが開放して前記ボールネジの回転を許容することで、前記第２の構造体支持体の移動を許容する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の安全装置。
【請求項４】
対向して配置される第１の構造体支持体及び第２の構造体支持体と、
前記第１の構造体支持体に接続される荷重負荷装置と、
前記第２の構造体支持体に接続される安全装置と、
前記第１の構造体支持体及び前記第２の構造体支持体の間に設置された前記構造体を加熱する加熱装置と、を備え、
前記第１の構造体支持体及び前記第２の構造体支持体は、前記第１の構造体支持体と前記第２の構造体支持体とを結ぶ直線方向に沿ってそれぞれ移動可能であり、
前記荷重負荷装置は前記第１の構造体支持体を介し、前記構造体に前記直線方向へ所定の荷重を負荷し、
前記安全装置は前記第２の構造体支持体の移動の規制及び許容を行い、
前記安全装置が前記第２の構造体支持体の移動を規制するとともに、前記荷重負荷装置により前記構造体に前記直線方向への所定の荷重が負荷され、
前記加熱装置及び／又は前記荷重負荷装置に異常が生じた場合に、前記安全装置は前記第２の構造体支持体の移動を許容する、
ことを特徴とする高温荷重装置。
【請求項５】
前記安全装置に電力を供給する電力供給手段を備え、
前記安全装置は前記電力供給手段から電力供給を受けている状態で前記第２の構造体支持体の移動を規制し、電力供給を受けていない状態で前記第２の構造体支持体の移動を許容する、
ことを特徴とする請求項４に記載の高温荷重装置。
【請求項６】
前記加熱装置は電気炉であり、
前記電力供給手段は前記電気炉及び前記安全装置の双方に電力を供給し、
前記電気炉及び前記安全装置への電力供給が断たれた場合に、前記安全装置は前記第２の構造体支持体の移動を許容する、
ことを特徴とする請求項５に記載の高温荷重装置。
【請求項７】
前記荷重負荷装置は電動ジャッキであり、
前記電力供給手段は前記電動ジャッキ及び前記安全装置の双方に電力を供給し、
前記電動ジャッキ及び前記安全装置への電力供給が断たれた場合に、前記安全装置は前記第２の構造体支持体の移動を許容する、
ことを特徴とする請求項５に記載の高温荷重装置。
【請求項８】
前記安全装置は、前記第２の構造体支持体に固定されたボールナットと、前記ボールナットに対し回転可能に挿入されたボールネジと、前記ボールネジの回転を規制及び許容する電磁クラッチを備え、
前記電磁クラッチが連結して前記ボールネジの回転を規制することで、前記第２の構造体支持体の移動を規制し、前記電磁クラッチが開放して前記ボールネジの回転を許容することで、前記第２の構造体支持体の移動を許容する、
ことを特徴とする請求項４乃至７のいずれか一項に記載の高温荷重装置。
【請求項９】
前記加熱装置及び／又は前記荷重負荷装置の異常を検出する検出装置を備え、
前記検出装置が前記加熱装置及び／又は前記荷重負荷装置の異常を検出した場合に、前記安全装置は前記第２の構造体支持体の移動を許容する、
ことを特徴とする請求項４に記載の高温荷重装置。
【請求項１】
対向して配置される第１の構造体支持体及び第２の構造体支持体と、前記第１の構造体支持体及び前記第２の構造体支持体の間に設置された構造体を加熱する加熱装置と、前記第１の構造体支持体に接続して前記構造体に荷重を負荷する荷重負荷装置と、を備え、前記第１の構造体支持体及び前記第２の構造体支持体が前記第１の構造体支持体と前記第２の構造体支持体とを結ぶ直線方向にそれぞれ移動可能である高温荷重装置の前記第２の構造体支持体に接続される安全装置であって、
前記安全装置は前記第２の構造体支持体の移動の規制及び許容が可能であり、
前記安全装置が前記第２の構造体支持体の移動を規制するとともに、前記荷重負荷装置によって前記構造体に荷重が負荷され、
前記加熱装置及び／又は前記荷重負荷装置に異常が生じた場合に、前記安全装置は前記第２の構造体支持体の移動を許容する、
ことを特徴とする安全装置。
【請求項２】
前記安全装置は電力供給を受けている状態では前記第２の構造体支持体の移動を規制し、電力供給を受けていない状態では前記第２の構造体支持体の移動を許容する、
ことを特徴とする請求項１に記載の安全装置。
【請求項３】
前記安全装置は、前記第２の構造体支持体に固定されたボールナットと、前記ボールナットに対し回転可能に挿入されたボールネジと、前記ボールネジの回転を規制及び許容する電磁クラッチと、を備え、
前記電磁クラッチが連結して前記ボールネジの回転を規制することで、前記第２の構造体支持体の移動を規制し、前記電磁クラッチが開放して前記ボールネジの回転を許容することで、前記第２の構造体支持体の移動を許容する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の安全装置。
【請求項４】
対向して配置される第１の構造体支持体及び第２の構造体支持体と、
前記第１の構造体支持体に接続される荷重負荷装置と、
前記第２の構造体支持体に接続される安全装置と、
前記第１の構造体支持体及び前記第２の構造体支持体の間に設置された前記構造体を加熱する加熱装置と、を備え、
前記第１の構造体支持体及び前記第２の構造体支持体は、前記第１の構造体支持体と前記第２の構造体支持体とを結ぶ直線方向に沿ってそれぞれ移動可能であり、
前記荷重負荷装置は前記第１の構造体支持体を介し、前記構造体に前記直線方向へ所定の荷重を負荷し、
前記安全装置は前記第２の構造体支持体の移動の規制及び許容を行い、
前記安全装置が前記第２の構造体支持体の移動を規制するとともに、前記荷重負荷装置により前記構造体に前記直線方向への所定の荷重が負荷され、
前記加熱装置及び／又は前記荷重負荷装置に異常が生じた場合に、前記安全装置は前記第２の構造体支持体の移動を許容する、
ことを特徴とする高温荷重装置。
【請求項５】
前記安全装置に電力を供給する電力供給手段を備え、
前記安全装置は前記電力供給手段から電力供給を受けている状態で前記第２の構造体支持体の移動を規制し、電力供給を受けていない状態で前記第２の構造体支持体の移動を許容する、
ことを特徴とする請求項４に記載の高温荷重装置。
【請求項６】
前記加熱装置は電気炉であり、
前記電力供給手段は前記電気炉及び前記安全装置の双方に電力を供給し、
前記電気炉及び前記安全装置への電力供給が断たれた場合に、前記安全装置は前記第２の構造体支持体の移動を許容する、
ことを特徴とする請求項５に記載の高温荷重装置。
【請求項７】
前記荷重負荷装置は電動ジャッキであり、
前記電力供給手段は前記電動ジャッキ及び前記安全装置の双方に電力を供給し、
前記電動ジャッキ及び前記安全装置への電力供給が断たれた場合に、前記安全装置は前記第２の構造体支持体の移動を許容する、
ことを特徴とする請求項５に記載の高温荷重装置。
【請求項８】
前記安全装置は、前記第２の構造体支持体に固定されたボールナットと、前記ボールナットに対し回転可能に挿入されたボールネジと、前記ボールネジの回転を規制及び許容する電磁クラッチを備え、
前記電磁クラッチが連結して前記ボールネジの回転を規制することで、前記第２の構造体支持体の移動を規制し、前記電磁クラッチが開放して前記ボールネジの回転を許容することで、前記第２の構造体支持体の移動を許容する、
ことを特徴とする請求項４乃至７のいずれか一項に記載の高温荷重装置。
【請求項９】
前記加熱装置及び／又は前記荷重負荷装置の異常を検出する検出装置を備え、
前記検出装置が前記加熱装置及び／又は前記荷重負荷装置の異常を検出した場合に、前記安全装置は前記第２の構造体支持体の移動を許容する、
ことを特徴とする請求項４に記載の高温荷重装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１３２７３３（Ｐ２０１２−１３２７３３Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８３９６０（Ｐ２０１０−２８３９６０）
【出願日】平成２２年１２月２１日（２０１０．１２．２１）
【出願人】（５９６１３３１１９）中電プラント株式会社 (101)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２１日（２０１０．１２．２１）
【出願人】（５９６１３３１１９）中電プラント株式会社 (101)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]