高温工業炉の炉蓋システム
相互間に充填列が配置されて互いに間隔を離された第１および第２の吊りレンガ列と、複数の電気ケーブルを含んだケーブルシステムとを有する高温工業炉の炉蓋システムである。充填列は、熱源を伴った少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールを有する複数の充填要素を含んでいる。ケーブルシステムは、熱源を作動させうるように電力源と接続すると共に、着脱自在な加熱モジュールが、それぞれの熱源を作動させうるように電力源と接続されたままで、それぞれの充填要素に対して着脱されることを可能とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して工業炉に関する。
【０００２】
一態様において、本発明は、より特定的には、工業炉を稼働させたままで故障した熱源に到達してこれを交換するのに炉蓋充填モジュールを用いるための装置および方法に関する。
【０００３】
もう一つの態様において、本発明は、より特定的には、工業炉を稼働させたままでの熱源への到達およびその交換を容易にし得るような高温工業炉の炉蓋システムに加えて、それに関連した操作方法にも関する。
【背景技術】
【０００４】
工業炉は、多くの応用に用いられる。それらの応用は、例えば、錫浴上でのガラスの製造、金属の熱処理、溶融、および／または精錬、コークスのか焼、廃棄物の焼却などであるが、それらには限定されない。工業炉はしばしば、特許文献１および２によって教示されるように、耐火材で構成される。特許文献１および２は、それらの教示全体が本明細書に援用される。炉蓋構造のために吊りレンガと充填用レンガを用いることが、工業炉において、特にガラスの製造のためには有効である。
【０００５】
工業炉における錫浴システムが、板ガラスを製造するのに現在用いられている。溶融錫合金の浴に渡って溶融ガラスを分散させることによって、ガラスが平坦な薄板に形成される。ガラスは、より低い比重を有しているので、溶融金属の上に浮かぶのである。ガラスと溶融錫合金との界面は、ほぼ完全に平坦であり、薄板の一方の面を形成する。この薄板は、一方の面において溶融金属によって加熱されると共に、その他方の面においては熱源によって加熱される。これは、当該薄板を伸張させたり弛緩させたりする工程に備えるためであり、結果として実質的に平坦な上面が得られる。
【０００６】
錫浴システムの稼働中、時には熱源が故障することもある。時がたてば、１つないし複数の熱源の故障がガラスの形成作業を危うくするかもしれず、極端な場合には、故障した熱源を修理したり交換したりするために、作業を止める必要があるかもしれない。結果として生じる生産時間の損失は、製造者にとって非常に高く付く可能性がある。錫浴の稼働中に故障熱源の交換を可能とする充填要素が、特に工業炉の狭い場所しか周囲の環境に曝されない限り、大いに望まれる。更には、炉環境の望ましくない成分への作業者の暴露を回避したり最小限にしたりしながら、そのような錫浴稼働中の故障熱源の交換や取外しを容易にする高温工業炉の炉蓋システムである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第６,４２７,６１０号明細書
【特許文献２】米国特許第４,９６０,０５８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明のある一つの態様における１つの目的は、工業炉の炉蓋構造のための改良された充填要素を提供することである。
【０００９】
本発明のもう一つの態様における１つの目的は、改良された高温工業炉の炉蓋システムおよび操作方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の上記目的およびその他の目的は、工業炉の炉蓋用の充填要素を用いて、少なくとも部分的に達成することができる。充填要素は、加熱面のある下側部分を有することができ、その過熱面は、概して矩形とし、および／または概して平坦にすることができる。下側部分は、少なくとも１つの穴を有することができる。下側部分は、少なくとも１つの吊りレンガと係合することができる。
【００１１】
充填要素は、概して矩形の底部を有した少なくとも１つのモジュールであって、その底部に少なくとも１つの突起が設置されたモジュールを含むことができる。各突起は、下側部分の少なくとも１つの穴に対応することができる。各モジュールは、下側部分に対して可動に取り付けられて、突起を穴と係合させることができる。各モジュールは、当該モジュールと突起との両方を貫通して延びる少なくとも１つのボアを有することができる。各モジュールは、少なくとも１つの吊上げラグを有することが望ましいが、必ずしもそうである必要はない。
【００１２】
充填要素は、モジュールのボアを貫通して定置可能な少なくとも１つの熱源を含むことができ、および／または、各熱源が下側部分の穴を貫通して定置可能である。
【００１３】
そのような充填要素は、炉が稼働している間の故障熱源の交換を、容易にもたらすことができる。更に、そのような充填要素は、故障した熱源を交換してるときに、工業炉の周囲環境に対する暴露を最小限にする。
【００１４】
また、工業炉の内部温度を上げるために少なくとも１つの熱源に給電を行う、工業炉を操作するための方法も提供される。各熱源は、工業炉の炉蓋における少なくとも１つの充填要素の少なくとも１つのボアを貫通して定置可能とすることができる。各ボアはモジュールを貫通して延びることができ、および／または、ボアはモジュールの底部にある少なくとも１つの突起を貫通して延びることができる。各熱源は、下側部分における少なくとも１つの穴を貫通して定置可能とすることができる。各穴は、突起と係合可能にすることができる。
【００１５】
この方法は、故障するまで熱源を作動させることを含むことができる。工業炉の稼働温度を上げたままで、故障した熱源への給電を断つことができる。
【００１６】
故障した熱源のモジュールの上方に、案内スリーブを設置することができる。案内スリーブは、近接した炉のレンガを支持するように係合可能とすることができる。また、案内スリーブは、モジュールの取外し、および／または挿入を導くことができる。
【００１７】
故障した熱源のモジュール上の少なくとも１つの吊上げラグに、吊上げ具を係合させることができる。吊上げ具は、少なくとも１つのフックと、少なくとも１つのスライド自在および／またはロック可能なステーとで作ることができる。ロック状態における堅固な結合を形成するために、フックを吊上げラグと係合させることができ、ステーをモジュールの表面に接触させることができる。
【００１８】
故障した熱源の充填モジュールは、吊上げ具を用いて工業炉の炉蓋から取り外すことができ、また案内スリーブによって導くことができる。故障した熱源の充填要素から吊上げ具を解き放すことができ、この吊上げ具を交換用の熱源の充填モジュールと係合させることができる。
【００１９】
交換用の熱源の充填モジュールは、吊上げ具および案内スリーブを用いて、工業炉の炉蓋内へと挿入することができる。交換用の熱源の充填モジュールから吊上げ具を解き放し、案内スリーブを取り外すと共に、交換用の熱源に給電を行うことができる。
【００２０】
本発明の一態様による改良された高温工業炉の炉蓋システムは、互いに間隔を離された第１および第２の吊りレンガ列、並びに、それらの吊りレンガ列同士の間に配置された充填列を含んでいる。その充填列は、少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールを包含した複数の充填要素を含み、その着脱自在な加熱モジュールは、当該モジュールを貫通して定置可能な少なくとも１つの熱源を有しているのが望ましい。当該システムは、複数の電気ケーブルを包含したケーブルシステムを更に含んでいる。そのケーブルシステムは、少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールの各々が、それぞれの熱源が作動するように電力源と接続されたままで、それぞれの充填要素に対して着脱されることを可能とする。
【００２１】
もう一つの実施形態による高温工業炉の炉蓋システムは、その幅よりも実質的に大きい長さを有すると共に、交互に並んだ吊りレンガ列および充填用レンガ列を含んでいる。それらの吊りレンガ列は、端部同士の接した複数の吊りレンガを含んでいる。充填用レンガ列は、複数の充填要素を含んでいる。各充填要素は少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールを含み、この加熱モジュールは、当該モジュールのボアを貫通して定置可能な少なくとも１つの熱源を有している。当該高温工業炉の炉蓋システムは、複数の電気ケーブルから成るケーブルシステムを更に含んでいる。異なる１つのケーブルが、異なる１つの充填要素における少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールの熱源を作動させるように電力源と接続する。ケーブルシステムは、少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールが、熱源が作動するように電力源と接続されたままで、充填要素に対して着脱されることを可能とする。
【００２２】
少なくとも第１の熱源が、少なくとも第１の着脱自在な加熱モジュールを貫通して定置可能となっている工業炉を操作する方法であって、工業炉の内部温度を上げるために少なくとも第１の熱源に給電を行うことを含む方法もまた提供される。第１の熱源は、少なくとも第１の熱源を作動させるように電力源と接続する電気ケーブルを通じて給電される。第１の熱源は、工業炉の温度を上げたままで給電を断たれる。第１の熱源が作動するように電力源と接続されたまま、少なくとも第１の熱源を含む第１の着脱自在な加熱モジュールが工業炉の炉蓋から取り外されて、炉蓋開口部を形成する。その後で、取り外された第１の着脱自在な加熱モジュールの第１の熱源を、電力源から切り離すことができる。それから、取り外された第１の着脱自在な加熱モジュールを、第２の熱源を含む交換用の着脱自在な加熱モジュールと交換することができる。その後で、交換用の着脱自在な加熱モジュールの第２の熱源を作動させるように電力源と接続することができ、交換用の着脱自在な加熱モジュールを、工業炉の炉蓋開口部内へと移動させることができる。
【００２３】
その他の目的および利点は、添付した特許請求の範囲および図面と共同して理解される以下の詳細な説明から当業者に明らかとなるであろう。
【００２４】
本発明の上記目的およびその他の目的は、以下の図面を考慮して明細書を読み取ったときに、より良く理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態による充填要素の斜視図。
【図２】本発明の一実施形態による充填要素の部分的に分解された斜視図。
【図３】本発明の一実施形態による充填要素の部分的に分解された斜視図。
【図４Ａ】本発明の一実施形態による案内スリーブの正面図。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態による、図４Ａの案内スリーブの（図４Ａに示すような線Ａ−Ａに沿って切った）断面図。
【図４Ｃ】本発明の一実施形態による、図４Ａの案内スリーブの（図４Ａに示すような線Ｂ−Ｂに沿って切った）断面図。
【図５Ａ】本発明の一実施形態による吊上げ具の正面図。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態による、図５Ａの吊上げ具の（図５Ａに示すような線Ａ−Ａに沿って切った）断面図。
【図５Ｃ】本発明の一実施形態による、図５Ａの吊上げ具の（図５Ａに示すような線Ｂ−Ｂに沿って切った）断面図。
【図６】故障した熱源を交換するための工程を部分的に断面で示す側面図。
【図７】本発明の一実施形態による高温工業炉の炉蓋システムの部分的な斜視図。
【図８】炉の一側において概して炉の長さに沿った断面を示す単純化された模式図。
【図９】図８と同様に、炉の一側において概して炉の長さに沿った断面を示す単純化された模式図ではあるが、ここでは本発明の一実施形態による加熱モジュールの着脱を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は、本発明の一実施形態による組立済みの充填要素１０を示している。充填要素１０は、工業炉の高温に耐えられる材料の１つないし複数のブロックを備えることができる。そのような材料は、鋼鉄、ステンレス鋼、合金、クロム合金、ニッケル合金、セラミック、耐火材、および／または、当業者に知られた如何なる他の適当な材料をも包含することができる。一般的な耐火材は、ジルコン、耐火粘土、シリカ、ドロマイト、マグネサイト、アルミナ、亜クロム酸塩、珪線石、および／または炭化ケイ素を包含することができる。適当な耐火材は、工業炉の諸基準に基づいて当業者が選択することができる。それらの諸基準は、例えば、稼働温度、ｐＨや化学的性質、耐火材の費用、断熱の要求度、およびメンテナンス間隔であるが、それらには限定されない。
【００２７】
充填要素１０は、工業炉設計の必要性に応じて、様々な寸法や形状のものとすることができる。いくつかのガラス炉については、充填要素１０が約６インチから約２４インチの幅を有しているのが一般的ではあるが、必ずしもそうとは限らない。本発明の一実施形態において、充填要素１０は約１０インチの幅を有している。本発明のもう一つの実施形態において、充填要素１０は約２０インチの幅を有している。充填要素１０は、任意の適当な方向に、例えば工業炉の長さに対して概して平行および／または垂直に向けることができる。工業炉の長さに対する他の如何なる適当な角度の向き、例えば３０度、４５度、６０度、および／または他の適当な角度も可能である。
【００２８】
本発明の特定の実施形態において、充填要素１０の形状は概して矩形である。他の諸形状は、正多角形や不等辺多角形を形成する直線および／または曲線の組合せを包含することができ、工業炉の炉蓋のために用いることができる。充填要素１０の断面形状は、三角形、四角形（正方形）、台形、六角形、および／または八角形を包含していてもよいが、それらには限定されない。工業炉の炉蓋構造は、当該炉蓋構造で用いられる互いに異なった形状および／または寸法の充填要素１０を含むことができるが、築造に使われる互いに異なった型のブロックの数を最小限にすることが好ましい。
【００２９】
本発明の一実施形態によれば、充填要素１０は下側部分１２を含むことができる。この下側部分１２は、ベース、ベース部材、ベースタイル、および／またはベースブロックと称されてもよい。典型的には、少なくとも下側部分１２の加熱面１４を、工業炉の内部チャンバ容積に向けて定置することができる。加熱面１４は、例えば工業炉内部に略平坦な天井を形成するために、概して矩形で概して滑らかなものとすることができる。下側部分１２のための材料は、珪線石および／または炭化ケイ素などの比較的稠密な耐火材とすることができる。
【００３０】
図２及び図３に示すように、下側部分１２は、孔、ボア、切抜、切欠、および／または任意の他の適当な空隙などの、少なくとも１つの穴１６を含むことができる。いくつかの実施形態においては、下側部分１２を貫通する複数の穴１６が、互いに相対した角部に定置されている。穴１６は、概して丸い、概して矩形の、および／または別の適当な形状とすることができる。穴１６の寸法を最小限にすることによって、故障した熱源２６の交換中における工業炉の周囲環境への暴露を減らすことができる。本発明の一実施形態によれば、例えば穴１６の開口部が下側部分１２の底部よりも下側部分１２の上部の方でより大きくなるように、穴１６の少なくとも１つの側面が、テーパ付きにされ、傾斜させられ、および／または斜めに削がれる。
【００３１】
下側部分１２は、例えば、少なくとも１つの吊りレンガによる水平および／または垂直方向の支持のための縁、隆起、切欠、溝、窪み、および／または別の適当な係合部を形成する少なくとも１つの段部１８を含むことができる。
【００３２】
充填要素１０は、加熱器、加熱要素、若しくは熱源２６を、収容、支持、および／または保持するためのモジュール２０を含むことができる。モジュール２０は、下側部分１２と同じか、または類似した稠密な耐火材から製造することができる。モジュールは、工業炉の構造的および／またはメンテナンス的な修復を容易にするために、任意の様々な形状、並びに／または、概して下側部分１２と同等の、および／若しくは下側部分１２よりも小さい任意の様々な寸法とすることができる。
【００３３】
本発明の一実施形態によれば、モジュール２０は底部側に、瘤、小塊、および／またはラグなどの少なくとも１つの突起２２を有している。突起２２は、例えば形状および／または寸法などにおいて、下側部分１２の穴１６に対応することができる。突起２２は、穴１６と係合し、穴１６内に入り、穴１６内に嵌り込み、穴１６の中に据えられ、および／または穴１６と結合することができる。本発明の一実施形態によれば、突起２２には、穴１６のテーパに対応するようにテーパを付けることができる。
【００３４】
モジュール２０は、少なくとも１つのボア（bore）２４を有することができる。本発明の一実施形態において、モジュール２０は、３つのボア２４を略一列に有することができる。ボア２４は、熱源２６が当該ボア２４を通じて入る、および／または当該ボア２４を貫通することができるような、孔、穴、および／または開口とすることができる。モジュール２０は、特にボア２４内および／またはボア２４周囲の場所において、通常の取扱および／または使用中のクラッキング（ひび割れ）および／または耐火性の減退を防止するために、充分な厚さを有している。
【００３５】
本発明のいくつかの実施形態において、ボア２４は、モジュール２０を貫通すると共に、突起２２をも貫通して延びている。モジュール２０は、熱源２６の交換を可能とするよう、下側部分１２に対して可動に取り付けることができる。
【００３６】
モジュール２０は、断熱層３４を備えることができる。この断熱層３４は、熱抵抗体とすることができ、或いは周囲環境に対する熱伝達を減少させる材料のものとすることができるが、工業炉の内部の雰囲気および／または温度との直接的な接触に耐える特性を有してはいないかもしれない。断熱層３４に適した耐火材は、様々なアルミナ−シリカ混合物、例えば断熱性耐火レンガなどを含むことができる。そのような耐火レンガ材料は、下側部分１２に用いられ得る稠密な耐火材よりも費用効果を高くすることができる。
【００３７】
断熱層３４は、本発明の一実施形態によれば、図３に示すようにスロット３２を有していてもよい。スロット３２、或いは任意の他の適当な溝、溝路、および／またはトラフは、ワッシャ（座金）４２を収容してもよく、また充填要素２０の組立体の中に含むことができる。ワッシャ４２、或いは任意の他の適当なスペーサ（間座）、フェルール（口輪）、および／またはディスクは、断熱層３４に用いられるより柔軟な材料に対しての損傷を防止することができる。１つないし複数のワッシャ４２を、断熱層３４の上および／または下に用いることができる。本発明の特定の実施形態によれば、ワッシャ４２はセラミックである。
【００３８】
モジュール２０と断熱層３４とを互いに構造的に取り付ける、および／または固締するのに、ロッド３０を用いることができる。本発明の一実施形態において、ロッド３０は、工業炉の稼働温度に耐えられる高合金材料で構成される。ロッド３０は、一端部ないし両端部に、ネジ山が付けられ、および／または、フックや別の連結具を有している。ロッド３０は、モジュール２０に対して吊上げラグ２８を固締したり取り付けたりすることもできる。吊上げラグ２８は、ループやアイレットとすることができ、および／または、モジュール２０を着脱するための如何なる他の適当な設計をも有することができる。ロッド３０に対して吊上げラグ２８を固締したり取り付けたりするのに、ナットを用いることができる。
【００３９】
熱源２６は、電気誘導式加熱器、電気抵抗式加熱器、電気アーク式加熱器、高周波発生器、燃焼装置、および／または、工業炉に対して熱エネルギを供給したり熱を伝達したりするための任意の他の適当な機器とすることができる。電気的な必要条件には、低電圧、高電圧、交流電流、直流電流、高電流量、低電流量、および／または任意の他の適当な給電を含むことができる。燃焼用の燃料は、例えば、水素、天然ガス、液体炭化水素、石炭、木材、および／または、燃焼時に熱を放出できる他の適当な材料を含んでいてもよい。
【００４０】
本発明の一実施形態によれば、熱源２６は複数（例えば３つ）の電気抵抗式加熱要素を含んでいる。各加熱要素は、ロッドの形状にすることができる。そのロッドは、安定性を与えるために、ブロックを用いて別のロッドと、それらのロッドの底部または下端部の所で束ねる、および／または固定することができる。
【００４１】
充填要素１０は、少なくとも１つの密封レンガ３６を備えることができる。本発明の一実施形態によれば、また図１に示すように、充填要素１０は６つの密封レンガ３６を含むことができる。密封レンガ３６は、例えば断熱性耐火レンガ材料のものとすることができる。密封レンガ３６は、エンド（端部）ブロック、キャップ（蓋）ブロック、ディバイダ（仕切）ブロック、および／またはスペーサ（間隔）ブロックの役目を果たすことができる。密封レンガ３６は、工業炉内に配置するまでは固定していない状態のままにしておくことができ、および／または、１つないし複数の留付け方法、例えば概して後述されるような方法を用いて固定することができる。
【００４２】
工業炉の断熱および／または加熱の必要条件に応じて、充填要素１０の一部を断熱ブロック３８とすることができる。断熱ブロック３８は、ブランクモジュールと称することができる。本発明の一実施形態によれば、各モジュール２０について、少なくとも１つの断熱ブロック３８が存在する。断熱ブロック３８とモジュール２０とは、工業炉の長さに沿って交互に並んでいることができる。１つないし複数の層（layers or strata）４３によって断熱ブロック３８を形成することができる。層４３同士は、概して後述される１つないし複数の留付け方法を用いて付着させることができる。断熱ブロック３８のための適当な材料は、断熱性耐火レンガ、および／または他の耐火材、例えば上述したものを含む。断熱ブロック３８はまた、吊上げ環または吊上げループ４０を含んでいてもよい。
【００４３】
耐火性のレンガおよび／または成形物は、丸められた、直角にされた、および／または面取りされた外側の角部を有することができる。耐火性のレンガおよび／または成形物の内側の角部は、直角にする、および／または丸めることができる。本発明の充填要素２０は、アーチ、曲線、垂直な壁、および／または他の角度を有する耐火構造での使用、および／または、熱源２６を必要とするかもしれない工業炉内の他の箇所での使用に、難なく適合させる（そのために改造する）ことができる。
【００４４】
耐火材同士を互いに留め付けるのにあり得る方式は、機械的な留付け手段、例えばネジ、だぼ、クランプ、ピン、釘、締まり嵌め要素、および／または他の適当な連結装置を含む。その他の留付け方式は、セメント、モルタル、マスチック、接着剤、および／または他の適当な接合剤の使用を含んでいてもよい。
【００４５】
充填要素１０は、本発明のいくつかの実施形態によれば、図４Ａ、図４Ｂ、および図４Ｃに示すような案内スリーブ４４を備えていてもよい。案内スリーブ４４は、モジュール２０の上、上方、および／または周囲での当該案内スリーブ４４の設置を支持し、安定させ、固定し、および／または容易にするためのブレース４６を備えることができる。本発明の特定の実施形態によれば、案内スリーブ４４は、板金で構成されると共に、上方の幅５０が下方の幅５２よりも大きくなる所であるテーパ４８を含んでいる。テーパ４８は、交換用の熱源２６を取り付けている間に、モジュール２０の挿入を補助し、案内し、導き、および／または助けることができる。案内スリーブ４４は、例えば故障した熱源２６の交換中に、密封レンガ３６、モジュール２０、および／または断熱ブロック３８を所定位置に保持することができる。
【００４６】
充填要素１０は、図５Ａ、図５Ｂ、および図５Ｃに示すように、本発明の特定の実施形態によれば、吊上げ具５４を備えていてもよい。吊上げ具５４は、この吊上げ具５４を吊り上げ、持ち上げ、降ろし、および／または位置決めするためのハンドル５６を備えることができる。ハンドル５６は、クレーン、チェーンフォール、および／またはホイストなどの動力式吊上げ装置と相互作用するための如何なる他の適当な機械的なリンクや装置にも置き換えることができる。吊上げ具５４は、吊上げラグ２８と係合させるためのフック５８を備えていてもよい。ステー６０は、剛性の平らな棒材とすることができ、また少なくとも１つの留め輪６２を有することができる。その留め輪６２は、吊上げ具５４を位置決めすると共に、ステー６０に対する吊上げ具５４のスライド自在な取付けをもたらすためのものである。ステー６０は、ロック機構６４を備えることもできる。それは、係合時に、ロック機構６４が、ステー６０に対して吊上げ具５４を固定するようにするためである。本発明の一実施形態によれば、ロック機構６４は、手動式の係合をもたらすための蝶ナットおよびネジ式の連結部を備えることができる。
【００４７】
吊上げ具５４は、脚部６６を備えることもでき、また例えば９０度の角度を成すように曲げられた平らな棒材であってもよい。本発明の一実施形態によれば、脚部６６がモジュール２０の頂部に当接し、その結果、吊上げ具５４が吊上げラグ２８と係合したときに、剛性の、および／または堅固な、連結および／または結合によって捩りに抵抗することができる。
【００４８】
本発明は、工業炉の操作のための方法を備えることができる。一方法は、例えば抵抗式加熱器のための電気回路を完成させるよう、熱源２６に電力を供給することを含むことができる。当該方法は、故障、例えば抵抗式加熱器に電流の断絶が生じるときまで、熱源２６を作動させることを含むことができる。本発明の一実施形態によれば、故障した熱源２６は、安全上の理由から電力供給を絶つことができる。
【００４９】
図６に示すように、当該方法は、工業炉を稼働させながら、故障した熱源２６を伴うモジュール２０の上および／または上方に、案内スリーブ４４を係合させ、或いは配置することを更に含むことができる。当該方法はまた、故障した熱源２６を伴うモジュール２０上に吊上げ具５４を定置して、フック５８を吊上げラグ２８と係合させること、並びに、ロック機構６４を適用したときに剛性の、および／または堅固な連結を形成することができるように、モジュール２０の頂部をステー６０の脚部６６と接触させることを含んでいてもよい。互いに一体にされた吊上げ具５４とモジュール２０を、案内スリーブ４４を用いて取り外すことができる。
【００５０】
吊上げ具５４を、故障した熱源２６を伴うモジュール２０から取り外し、交換用の熱源２６を伴う第２のモジュール２０と係合させて、案内スリーブ４４を用いた工業炉の炉蓋内への挿入を可能とすることができる。吊上げ具５４を、交換用の熱源２６を伴うモジュール２０から取り外すことができる。案内スリーブ４４を取り外すことができる。それから、熱源２６に電力を供給することができる。
【００５１】
図７に変わると、そこには、本発明の一実施形態による、全般的に参照符号１００で示された高温工業炉の炉蓋システムが示されている。好適な一実施形態によれば、炉蓋システム１００は、例えば関連した炉構造に対応するように、その幅よりも実質的に大きい長さを有することができるのが望ましい。
【００５２】
炉蓋システム１００は、交互に並んだ吊りレンガ列１０２と充填用レンガ列１０４とを含んでいる。吊りレンガ列１０２は、例えば当該技術で知られているように、端部同士の接した複数の吊りレンガ１０６を含むのが典型的である。それらの吊りレンガ１０６は、当該技術で知られているように、例えば吊下げロッド１１０から吊り下げられることによって、所望の態様で適切に定置される。
【００５３】
充填用レンガ列１０４は、例えば上述したような充填要素１１２を複数含んでいる。各充填要素１１２は、少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュール１１４を含んでいる。その加熱モジュール１１４は、例えば当該モジュール１１４を貫通して定置可能な少なくとも１つの熱源１１６を有している。
【００５４】
炉蓋システム１００は、複数の電気ケーブル１２２を包含したケーブルシステム１２０をも含んでいる。ケーブルシステム１２０は、着脱自在な加熱モジュール１１４の熱源１１６を作動させうるように電力源１２４と接続する。下記でより詳細に述べるように、ケーブルシステム１２０によって、着脱自在な各加熱モジュールを、それぞれの熱源が作動しうるように電力源と接続されたままで、それぞれの充填要素に対して着脱することが可能となる。当業者によって正しく認識され、また本明細書で与えられる教示によって導かれることとなるように、高温工業炉の炉蓋システムに関連して今まで使用されてきたよりも長い長さの電気ケーブルを用いることが、望ましく且つ有利となり得る。更に、より長い長さのケーブルを用いることで、適正なケーブルの管理が、安全で効率的な炉の操作における、より重要な要因となり得る。
【００５５】
図７には、着脱自在な加熱モジュール１２６が、関連した充填要素に対して着脱される過程で示されている。
【００５６】
ここで図８および図９に変わると、そこには、炉１４０の一端部における炉１４０の長さに沿った断面の単純化された模式図であって、本発明の一実施形態による高温工業炉の炉蓋システム１４２を示す図が示されている。
【００５７】
炉の側壁１４４は棚部１４６を有し、この棚部１４６の上に端部炉蓋耐火材が載せられ、上述したようなやり方で炉蓋構造が吊り下げられている。
【００５８】
高温工業炉の炉蓋システム１４２における充填列１５０が示されている。充填列１５０は、例えば上述したような充填要素１５２を複数含んでいる。充填要素１５２は各々、少なくとも１つ、図示の実施形態では２つの着脱自在な加熱モジュール１５４および１５６を含んでいることが望ましい。それらの加熱モジュール１５４，１５６は各々、例えば、それぞれのモジュールを貫通して（例えば、当該モジュール内のボア１６２を貫通して）定置可能な少なくとも１つの熱源１６０を有している。
【００５９】
ケーブルシステム１６４は、各熱源１６０を作動させうるように電力源１７０と接続するための複数の電気ケーブル１６６を含んでいる。図９に示すように、着脱自在な加熱モジュール１７２は、高温工業炉の炉蓋システム１４２に対する自らの着脱のための着脱経路１７４を有している。より具体的には、図示の実施形態において、着脱自在な加熱モジュール１７２は充填要素１７６に対して、充填要素下側部分１８２の加熱面１８０と垂直な方向に着脱自在となっている。
【００６０】
ケーブルシステム１６４は、近接した着脱自在な加熱モジュールのケーブルを、着脱経路１７４の外側に固定することが望ましい。その目的のために、ケーブルシステムは、１つないし複数の１つのケーブル経路設定用支持体１８４を含むことができるのが望ましい。それらの支持体１８４は、第２の充填要素における着脱自在な加熱モジュールの熱源を作動させうるように電力源と接続している電気ケーブルが、他のモジュール、特に近接したモジュールの着脱経路の外側にあるようなやり方で、電気ケーブルを追加的に固定する。その目的のために、ケーブル支持体１８４は、吊りレンガ吊下げ式炉蓋支持構造１８６の上方に定置されていることが望ましい。
【００６１】
対応した、或いは関連した工業炉の操作方法もまた提供される。一実施形態によれば、少なくとも第１の着脱自在な加熱モジュールを貫通して第１の熱源が定置可能となっている工業炉を操作する方法であって、工業炉の内部温度を上げるために第１の熱源に給電を行うことを含んだ方法が提供される。そのような給電は、第１の熱源を作動させうるように電力源と接続する電気ケーブルを通じて実現できるのが望ましい。その後の何らかの時点において、例えば第１の熱源や関連した加熱モジュール、或いは当該加熱モジュールの他の構成部分が故障した場合などに、第１の熱源への給電が断たれる。それから、第１の熱源が作動しうるように電力源と接続されたまま、そして工業炉の温度を上げたままで、第１の着脱自在な加熱モジュールを工業炉の炉蓋から取り外して炉蓋開口部を形成することができる。その後、例えば加熱モジュールを炉蓋の環境や構造の外部へと取り外した後で、第１の熱源を電力源から切り離すことができる。取り外された加熱モジュールは、適当な交換用の着脱自在な加熱モジュールと交換することができる。その交換は、例えば、交換用の着脱自在な加熱モジュールの熱源を作動させうるように電力源と接続すること、および交換用の着脱自在な加熱モジュールを工業炉の炉蓋開口部内へと移動させることによって成される。
【００６２】
上記のことを考慮すれば、そのよう炉蓋システムおよび操作方法は、修理、操作、メンテナンスその他の作業員が、加熱要素を関連した電力源からボルトを外すなどして分離するために、高温工業炉の炉蓋の限定された空間へ入る必要性を望ましく回避するものである、ということが正しく認識されるであろう。かくして、本発明の一態様によれば、炉蓋システムに対する加熱モジュールの着脱を、直接的な炉環境の外側ないし外部に置かれたり位置したりする作業者を通じて、有利に達成し、実施するなどして実現するすることができる。すなわち、モジュールを取り外して炉のケーシングの外側へ移動させている間、モデルをケーブルに結び付けたままにしておくことができるのである。
【００６３】
以上の明細書において、本発明をその特定の実施形態との関連において説明すると共に、例示の目的で多くの詳細を述べてきたが、次のことは当業者にとって明らかであろう。すなわち、本発明が追加的な実施形態を許容するものであるということ、および、本明細書で説明した詳細の内のいくつかは、本発明の基本原理から逸脱することなく相当に変形させることが可能であるということである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して工業炉に関する。
【０００２】
一態様において、本発明は、より特定的には、工業炉を稼働させたままで故障した熱源に到達してこれを交換するのに炉蓋充填モジュールを用いるための装置および方法に関する。
【０００３】
もう一つの態様において、本発明は、より特定的には、工業炉を稼働させたままでの熱源への到達およびその交換を容易にし得るような高温工業炉の炉蓋システムに加えて、それに関連した操作方法にも関する。
【背景技術】
【０００４】
工業炉は、多くの応用に用いられる。それらの応用は、例えば、錫浴上でのガラスの製造、金属の熱処理、溶融、および／または精錬、コークスのか焼、廃棄物の焼却などであるが、それらには限定されない。工業炉はしばしば、特許文献１および２によって教示されるように、耐火材で構成される。特許文献１および２は、それらの教示全体が本明細書に援用される。炉蓋構造のために吊りレンガと充填用レンガを用いることが、工業炉において、特にガラスの製造のためには有効である。
【０００５】
工業炉における錫浴システムが、板ガラスを製造するのに現在用いられている。溶融錫合金の浴に渡って溶融ガラスを分散させることによって、ガラスが平坦な薄板に形成される。ガラスは、より低い比重を有しているので、溶融金属の上に浮かぶのである。ガラスと溶融錫合金との界面は、ほぼ完全に平坦であり、薄板の一方の面を形成する。この薄板は、一方の面において溶融金属によって加熱されると共に、その他方の面においては熱源によって加熱される。これは、当該薄板を伸張させたり弛緩させたりする工程に備えるためであり、結果として実質的に平坦な上面が得られる。
【０００６】
錫浴システムの稼働中、時には熱源が故障することもある。時がたてば、１つないし複数の熱源の故障がガラスの形成作業を危うくするかもしれず、極端な場合には、故障した熱源を修理したり交換したりするために、作業を止める必要があるかもしれない。結果として生じる生産時間の損失は、製造者にとって非常に高く付く可能性がある。錫浴の稼働中に故障熱源の交換を可能とする充填要素が、特に工業炉の狭い場所しか周囲の環境に曝されない限り、大いに望まれる。更には、炉環境の望ましくない成分への作業者の暴露を回避したり最小限にしたりしながら、そのような錫浴稼働中の故障熱源の交換や取外しを容易にする高温工業炉の炉蓋システムである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第６,４２７,６１０号明細書
【特許文献２】米国特許第４,９６０,０５８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明のある一つの態様における１つの目的は、工業炉の炉蓋構造のための改良された充填要素を提供することである。
【０００９】
本発明のもう一つの態様における１つの目的は、改良された高温工業炉の炉蓋システムおよび操作方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の上記目的およびその他の目的は、工業炉の炉蓋用の充填要素を用いて、少なくとも部分的に達成することができる。充填要素は、加熱面のある下側部分を有することができ、その過熱面は、概して矩形とし、および／または概して平坦にすることができる。下側部分は、少なくとも１つの穴を有することができる。下側部分は、少なくとも１つの吊りレンガと係合することができる。
【００１１】
充填要素は、概して矩形の底部を有した少なくとも１つのモジュールであって、その底部に少なくとも１つの突起が設置されたモジュールを含むことができる。各突起は、下側部分の少なくとも１つの穴に対応することができる。各モジュールは、下側部分に対して可動に取り付けられて、突起を穴と係合させることができる。各モジュールは、当該モジュールと突起との両方を貫通して延びる少なくとも１つのボアを有することができる。各モジュールは、少なくとも１つの吊上げラグを有することが望ましいが、必ずしもそうである必要はない。
【００１２】
充填要素は、モジュールのボアを貫通して定置可能な少なくとも１つの熱源を含むことができ、および／または、各熱源が下側部分の穴を貫通して定置可能である。
【００１３】
そのような充填要素は、炉が稼働している間の故障熱源の交換を、容易にもたらすことができる。更に、そのような充填要素は、故障した熱源を交換してるときに、工業炉の周囲環境に対する暴露を最小限にする。
【００１４】
また、工業炉の内部温度を上げるために少なくとも１つの熱源に給電を行う、工業炉を操作するための方法も提供される。各熱源は、工業炉の炉蓋における少なくとも１つの充填要素の少なくとも１つのボアを貫通して定置可能とすることができる。各ボアはモジュールを貫通して延びることができ、および／または、ボアはモジュールの底部にある少なくとも１つの突起を貫通して延びることができる。各熱源は、下側部分における少なくとも１つの穴を貫通して定置可能とすることができる。各穴は、突起と係合可能にすることができる。
【００１５】
この方法は、故障するまで熱源を作動させることを含むことができる。工業炉の稼働温度を上げたままで、故障した熱源への給電を断つことができる。
【００１６】
故障した熱源のモジュールの上方に、案内スリーブを設置することができる。案内スリーブは、近接した炉のレンガを支持するように係合可能とすることができる。また、案内スリーブは、モジュールの取外し、および／または挿入を導くことができる。
【００１７】
故障した熱源のモジュール上の少なくとも１つの吊上げラグに、吊上げ具を係合させることができる。吊上げ具は、少なくとも１つのフックと、少なくとも１つのスライド自在および／またはロック可能なステーとで作ることができる。ロック状態における堅固な結合を形成するために、フックを吊上げラグと係合させることができ、ステーをモジュールの表面に接触させることができる。
【００１８】
故障した熱源の充填モジュールは、吊上げ具を用いて工業炉の炉蓋から取り外すことができ、また案内スリーブによって導くことができる。故障した熱源の充填要素から吊上げ具を解き放すことができ、この吊上げ具を交換用の熱源の充填モジュールと係合させることができる。
【００１９】
交換用の熱源の充填モジュールは、吊上げ具および案内スリーブを用いて、工業炉の炉蓋内へと挿入することができる。交換用の熱源の充填モジュールから吊上げ具を解き放し、案内スリーブを取り外すと共に、交換用の熱源に給電を行うことができる。
【００２０】
本発明の一態様による改良された高温工業炉の炉蓋システムは、互いに間隔を離された第１および第２の吊りレンガ列、並びに、それらの吊りレンガ列同士の間に配置された充填列を含んでいる。その充填列は、少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールを包含した複数の充填要素を含み、その着脱自在な加熱モジュールは、当該モジュールを貫通して定置可能な少なくとも１つの熱源を有しているのが望ましい。当該システムは、複数の電気ケーブルを包含したケーブルシステムを更に含んでいる。そのケーブルシステムは、少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールの各々が、それぞれの熱源が作動するように電力源と接続されたままで、それぞれの充填要素に対して着脱されることを可能とする。
【００２１】
もう一つの実施形態による高温工業炉の炉蓋システムは、その幅よりも実質的に大きい長さを有すると共に、交互に並んだ吊りレンガ列および充填用レンガ列を含んでいる。それらの吊りレンガ列は、端部同士の接した複数の吊りレンガを含んでいる。充填用レンガ列は、複数の充填要素を含んでいる。各充填要素は少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールを含み、この加熱モジュールは、当該モジュールのボアを貫通して定置可能な少なくとも１つの熱源を有している。当該高温工業炉の炉蓋システムは、複数の電気ケーブルから成るケーブルシステムを更に含んでいる。異なる１つのケーブルが、異なる１つの充填要素における少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールの熱源を作動させるように電力源と接続する。ケーブルシステムは、少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールが、熱源が作動するように電力源と接続されたままで、充填要素に対して着脱されることを可能とする。
【００２２】
少なくとも第１の熱源が、少なくとも第１の着脱自在な加熱モジュールを貫通して定置可能となっている工業炉を操作する方法であって、工業炉の内部温度を上げるために少なくとも第１の熱源に給電を行うことを含む方法もまた提供される。第１の熱源は、少なくとも第１の熱源を作動させるように電力源と接続する電気ケーブルを通じて給電される。第１の熱源は、工業炉の温度を上げたままで給電を断たれる。第１の熱源が作動するように電力源と接続されたまま、少なくとも第１の熱源を含む第１の着脱自在な加熱モジュールが工業炉の炉蓋から取り外されて、炉蓋開口部を形成する。その後で、取り外された第１の着脱自在な加熱モジュールの第１の熱源を、電力源から切り離すことができる。それから、取り外された第１の着脱自在な加熱モジュールを、第２の熱源を含む交換用の着脱自在な加熱モジュールと交換することができる。その後で、交換用の着脱自在な加熱モジュールの第２の熱源を作動させるように電力源と接続することができ、交換用の着脱自在な加熱モジュールを、工業炉の炉蓋開口部内へと移動させることができる。
【００２３】
その他の目的および利点は、添付した特許請求の範囲および図面と共同して理解される以下の詳細な説明から当業者に明らかとなるであろう。
【００２４】
本発明の上記目的およびその他の目的は、以下の図面を考慮して明細書を読み取ったときに、より良く理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態による充填要素の斜視図。
【図２】本発明の一実施形態による充填要素の部分的に分解された斜視図。
【図３】本発明の一実施形態による充填要素の部分的に分解された斜視図。
【図４Ａ】本発明の一実施形態による案内スリーブの正面図。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態による、図４Ａの案内スリーブの（図４Ａに示すような線Ａ−Ａに沿って切った）断面図。
【図４Ｃ】本発明の一実施形態による、図４Ａの案内スリーブの（図４Ａに示すような線Ｂ−Ｂに沿って切った）断面図。
【図５Ａ】本発明の一実施形態による吊上げ具の正面図。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態による、図５Ａの吊上げ具の（図５Ａに示すような線Ａ−Ａに沿って切った）断面図。
【図５Ｃ】本発明の一実施形態による、図５Ａの吊上げ具の（図５Ａに示すような線Ｂ−Ｂに沿って切った）断面図。
【図６】故障した熱源を交換するための工程を部分的に断面で示す側面図。
【図７】本発明の一実施形態による高温工業炉の炉蓋システムの部分的な斜視図。
【図８】炉の一側において概して炉の長さに沿った断面を示す単純化された模式図。
【図９】図８と同様に、炉の一側において概して炉の長さに沿った断面を示す単純化された模式図ではあるが、ここでは本発明の一実施形態による加熱モジュールの着脱を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は、本発明の一実施形態による組立済みの充填要素１０を示している。充填要素１０は、工業炉の高温に耐えられる材料の１つないし複数のブロックを備えることができる。そのような材料は、鋼鉄、ステンレス鋼、合金、クロム合金、ニッケル合金、セラミック、耐火材、および／または、当業者に知られた如何なる他の適当な材料をも包含することができる。一般的な耐火材は、ジルコン、耐火粘土、シリカ、ドロマイト、マグネサイト、アルミナ、亜クロム酸塩、珪線石、および／または炭化ケイ素を包含することができる。適当な耐火材は、工業炉の諸基準に基づいて当業者が選択することができる。それらの諸基準は、例えば、稼働温度、ｐＨや化学的性質、耐火材の費用、断熱の要求度、およびメンテナンス間隔であるが、それらには限定されない。
【００２７】
充填要素１０は、工業炉設計の必要性に応じて、様々な寸法や形状のものとすることができる。いくつかのガラス炉については、充填要素１０が約６インチから約２４インチの幅を有しているのが一般的ではあるが、必ずしもそうとは限らない。本発明の一実施形態において、充填要素１０は約１０インチの幅を有している。本発明のもう一つの実施形態において、充填要素１０は約２０インチの幅を有している。充填要素１０は、任意の適当な方向に、例えば工業炉の長さに対して概して平行および／または垂直に向けることができる。工業炉の長さに対する他の如何なる適当な角度の向き、例えば３０度、４５度、６０度、および／または他の適当な角度も可能である。
【００２８】
本発明の特定の実施形態において、充填要素１０の形状は概して矩形である。他の諸形状は、正多角形や不等辺多角形を形成する直線および／または曲線の組合せを包含することができ、工業炉の炉蓋のために用いることができる。充填要素１０の断面形状は、三角形、四角形（正方形）、台形、六角形、および／または八角形を包含していてもよいが、それらには限定されない。工業炉の炉蓋構造は、当該炉蓋構造で用いられる互いに異なった形状および／または寸法の充填要素１０を含むことができるが、築造に使われる互いに異なった型のブロックの数を最小限にすることが好ましい。
【００２９】
本発明の一実施形態によれば、充填要素１０は下側部分１２を含むことができる。この下側部分１２は、ベース、ベース部材、ベースタイル、および／またはベースブロックと称されてもよい。典型的には、少なくとも下側部分１２の加熱面１４を、工業炉の内部チャンバ容積に向けて定置することができる。加熱面１４は、例えば工業炉内部に略平坦な天井を形成するために、概して矩形で概して滑らかなものとすることができる。下側部分１２のための材料は、珪線石および／または炭化ケイ素などの比較的稠密な耐火材とすることができる。
【００３０】
図２及び図３に示すように、下側部分１２は、孔、ボア、切抜、切欠、および／または任意の他の適当な空隙などの、少なくとも１つの穴１６を含むことができる。いくつかの実施形態においては、下側部分１２を貫通する複数の穴１６が、互いに相対した角部に定置されている。穴１６は、概して丸い、概して矩形の、および／または別の適当な形状とすることができる。穴１６の寸法を最小限にすることによって、故障した熱源２６の交換中における工業炉の周囲環境への暴露を減らすことができる。本発明の一実施形態によれば、例えば穴１６の開口部が下側部分１２の底部よりも下側部分１２の上部の方でより大きくなるように、穴１６の少なくとも１つの側面が、テーパ付きにされ、傾斜させられ、および／または斜めに削がれる。
【００３１】
下側部分１２は、例えば、少なくとも１つの吊りレンガによる水平および／または垂直方向の支持のための縁、隆起、切欠、溝、窪み、および／または別の適当な係合部を形成する少なくとも１つの段部１８を含むことができる。
【００３２】
充填要素１０は、加熱器、加熱要素、若しくは熱源２６を、収容、支持、および／または保持するためのモジュール２０を含むことができる。モジュール２０は、下側部分１２と同じか、または類似した稠密な耐火材から製造することができる。モジュールは、工業炉の構造的および／またはメンテナンス的な修復を容易にするために、任意の様々な形状、並びに／または、概して下側部分１２と同等の、および／若しくは下側部分１２よりも小さい任意の様々な寸法とすることができる。
【００３３】
本発明の一実施形態によれば、モジュール２０は底部側に、瘤、小塊、および／またはラグなどの少なくとも１つの突起２２を有している。突起２２は、例えば形状および／または寸法などにおいて、下側部分１２の穴１６に対応することができる。突起２２は、穴１６と係合し、穴１６内に入り、穴１６内に嵌り込み、穴１６の中に据えられ、および／または穴１６と結合することができる。本発明の一実施形態によれば、突起２２には、穴１６のテーパに対応するようにテーパを付けることができる。
【００３４】
モジュール２０は、少なくとも１つのボア（bore）２４を有することができる。本発明の一実施形態において、モジュール２０は、３つのボア２４を略一列に有することができる。ボア２４は、熱源２６が当該ボア２４を通じて入る、および／または当該ボア２４を貫通することができるような、孔、穴、および／または開口とすることができる。モジュール２０は、特にボア２４内および／またはボア２４周囲の場所において、通常の取扱および／または使用中のクラッキング（ひび割れ）および／または耐火性の減退を防止するために、充分な厚さを有している。
【００３５】
本発明のいくつかの実施形態において、ボア２４は、モジュール２０を貫通すると共に、突起２２をも貫通して延びている。モジュール２０は、熱源２６の交換を可能とするよう、下側部分１２に対して可動に取り付けることができる。
【００３６】
モジュール２０は、断熱層３４を備えることができる。この断熱層３４は、熱抵抗体とすることができ、或いは周囲環境に対する熱伝達を減少させる材料のものとすることができるが、工業炉の内部の雰囲気および／または温度との直接的な接触に耐える特性を有してはいないかもしれない。断熱層３４に適した耐火材は、様々なアルミナ−シリカ混合物、例えば断熱性耐火レンガなどを含むことができる。そのような耐火レンガ材料は、下側部分１２に用いられ得る稠密な耐火材よりも費用効果を高くすることができる。
【００３７】
断熱層３４は、本発明の一実施形態によれば、図３に示すようにスロット３２を有していてもよい。スロット３２、或いは任意の他の適当な溝、溝路、および／またはトラフは、ワッシャ（座金）４２を収容してもよく、また充填要素２０の組立体の中に含むことができる。ワッシャ４２、或いは任意の他の適当なスペーサ（間座）、フェルール（口輪）、および／またはディスクは、断熱層３４に用いられるより柔軟な材料に対しての損傷を防止することができる。１つないし複数のワッシャ４２を、断熱層３４の上および／または下に用いることができる。本発明の特定の実施形態によれば、ワッシャ４２はセラミックである。
【００３８】
モジュール２０と断熱層３４とを互いに構造的に取り付ける、および／または固締するのに、ロッド３０を用いることができる。本発明の一実施形態において、ロッド３０は、工業炉の稼働温度に耐えられる高合金材料で構成される。ロッド３０は、一端部ないし両端部に、ネジ山が付けられ、および／または、フックや別の連結具を有している。ロッド３０は、モジュール２０に対して吊上げラグ２８を固締したり取り付けたりすることもできる。吊上げラグ２８は、ループやアイレットとすることができ、および／または、モジュール２０を着脱するための如何なる他の適当な設計をも有することができる。ロッド３０に対して吊上げラグ２８を固締したり取り付けたりするのに、ナットを用いることができる。
【００３９】
熱源２６は、電気誘導式加熱器、電気抵抗式加熱器、電気アーク式加熱器、高周波発生器、燃焼装置、および／または、工業炉に対して熱エネルギを供給したり熱を伝達したりするための任意の他の適当な機器とすることができる。電気的な必要条件には、低電圧、高電圧、交流電流、直流電流、高電流量、低電流量、および／または任意の他の適当な給電を含むことができる。燃焼用の燃料は、例えば、水素、天然ガス、液体炭化水素、石炭、木材、および／または、燃焼時に熱を放出できる他の適当な材料を含んでいてもよい。
【００４０】
本発明の一実施形態によれば、熱源２６は複数（例えば３つ）の電気抵抗式加熱要素を含んでいる。各加熱要素は、ロッドの形状にすることができる。そのロッドは、安定性を与えるために、ブロックを用いて別のロッドと、それらのロッドの底部または下端部の所で束ねる、および／または固定することができる。
【００４１】
充填要素１０は、少なくとも１つの密封レンガ３６を備えることができる。本発明の一実施形態によれば、また図１に示すように、充填要素１０は６つの密封レンガ３６を含むことができる。密封レンガ３６は、例えば断熱性耐火レンガ材料のものとすることができる。密封レンガ３６は、エンド（端部）ブロック、キャップ（蓋）ブロック、ディバイダ（仕切）ブロック、および／またはスペーサ（間隔）ブロックの役目を果たすことができる。密封レンガ３６は、工業炉内に配置するまでは固定していない状態のままにしておくことができ、および／または、１つないし複数の留付け方法、例えば概して後述されるような方法を用いて固定することができる。
【００４２】
工業炉の断熱および／または加熱の必要条件に応じて、充填要素１０の一部を断熱ブロック３８とすることができる。断熱ブロック３８は、ブランクモジュールと称することができる。本発明の一実施形態によれば、各モジュール２０について、少なくとも１つの断熱ブロック３８が存在する。断熱ブロック３８とモジュール２０とは、工業炉の長さに沿って交互に並んでいることができる。１つないし複数の層（layers or strata）４３によって断熱ブロック３８を形成することができる。層４３同士は、概して後述される１つないし複数の留付け方法を用いて付着させることができる。断熱ブロック３８のための適当な材料は、断熱性耐火レンガ、および／または他の耐火材、例えば上述したものを含む。断熱ブロック３８はまた、吊上げ環または吊上げループ４０を含んでいてもよい。
【００４３】
耐火性のレンガおよび／または成形物は、丸められた、直角にされた、および／または面取りされた外側の角部を有することができる。耐火性のレンガおよび／または成形物の内側の角部は、直角にする、および／または丸めることができる。本発明の充填要素２０は、アーチ、曲線、垂直な壁、および／または他の角度を有する耐火構造での使用、および／または、熱源２６を必要とするかもしれない工業炉内の他の箇所での使用に、難なく適合させる（そのために改造する）ことができる。
【００４４】
耐火材同士を互いに留め付けるのにあり得る方式は、機械的な留付け手段、例えばネジ、だぼ、クランプ、ピン、釘、締まり嵌め要素、および／または他の適当な連結装置を含む。その他の留付け方式は、セメント、モルタル、マスチック、接着剤、および／または他の適当な接合剤の使用を含んでいてもよい。
【００４５】
充填要素１０は、本発明のいくつかの実施形態によれば、図４Ａ、図４Ｂ、および図４Ｃに示すような案内スリーブ４４を備えていてもよい。案内スリーブ４４は、モジュール２０の上、上方、および／または周囲での当該案内スリーブ４４の設置を支持し、安定させ、固定し、および／または容易にするためのブレース４６を備えることができる。本発明の特定の実施形態によれば、案内スリーブ４４は、板金で構成されると共に、上方の幅５０が下方の幅５２よりも大きくなる所であるテーパ４８を含んでいる。テーパ４８は、交換用の熱源２６を取り付けている間に、モジュール２０の挿入を補助し、案内し、導き、および／または助けることができる。案内スリーブ４４は、例えば故障した熱源２６の交換中に、密封レンガ３６、モジュール２０、および／または断熱ブロック３８を所定位置に保持することができる。
【００４６】
充填要素１０は、図５Ａ、図５Ｂ、および図５Ｃに示すように、本発明の特定の実施形態によれば、吊上げ具５４を備えていてもよい。吊上げ具５４は、この吊上げ具５４を吊り上げ、持ち上げ、降ろし、および／または位置決めするためのハンドル５６を備えることができる。ハンドル５６は、クレーン、チェーンフォール、および／またはホイストなどの動力式吊上げ装置と相互作用するための如何なる他の適当な機械的なリンクや装置にも置き換えることができる。吊上げ具５４は、吊上げラグ２８と係合させるためのフック５８を備えていてもよい。ステー６０は、剛性の平らな棒材とすることができ、また少なくとも１つの留め輪６２を有することができる。その留め輪６２は、吊上げ具５４を位置決めすると共に、ステー６０に対する吊上げ具５４のスライド自在な取付けをもたらすためのものである。ステー６０は、ロック機構６４を備えることもできる。それは、係合時に、ロック機構６４が、ステー６０に対して吊上げ具５４を固定するようにするためである。本発明の一実施形態によれば、ロック機構６４は、手動式の係合をもたらすための蝶ナットおよびネジ式の連結部を備えることができる。
【００４７】
吊上げ具５４は、脚部６６を備えることもでき、また例えば９０度の角度を成すように曲げられた平らな棒材であってもよい。本発明の一実施形態によれば、脚部６６がモジュール２０の頂部に当接し、その結果、吊上げ具５４が吊上げラグ２８と係合したときに、剛性の、および／または堅固な、連結および／または結合によって捩りに抵抗することができる。
【００４８】
本発明は、工業炉の操作のための方法を備えることができる。一方法は、例えば抵抗式加熱器のための電気回路を完成させるよう、熱源２６に電力を供給することを含むことができる。当該方法は、故障、例えば抵抗式加熱器に電流の断絶が生じるときまで、熱源２６を作動させることを含むことができる。本発明の一実施形態によれば、故障した熱源２６は、安全上の理由から電力供給を絶つことができる。
【００４９】
図６に示すように、当該方法は、工業炉を稼働させながら、故障した熱源２６を伴うモジュール２０の上および／または上方に、案内スリーブ４４を係合させ、或いは配置することを更に含むことができる。当該方法はまた、故障した熱源２６を伴うモジュール２０上に吊上げ具５４を定置して、フック５８を吊上げラグ２８と係合させること、並びに、ロック機構６４を適用したときに剛性の、および／または堅固な連結を形成することができるように、モジュール２０の頂部をステー６０の脚部６６と接触させることを含んでいてもよい。互いに一体にされた吊上げ具５４とモジュール２０を、案内スリーブ４４を用いて取り外すことができる。
【００５０】
吊上げ具５４を、故障した熱源２６を伴うモジュール２０から取り外し、交換用の熱源２６を伴う第２のモジュール２０と係合させて、案内スリーブ４４を用いた工業炉の炉蓋内への挿入を可能とすることができる。吊上げ具５４を、交換用の熱源２６を伴うモジュール２０から取り外すことができる。案内スリーブ４４を取り外すことができる。それから、熱源２６に電力を供給することができる。
【００５１】
図７に変わると、そこには、本発明の一実施形態による、全般的に参照符号１００で示された高温工業炉の炉蓋システムが示されている。好適な一実施形態によれば、炉蓋システム１００は、例えば関連した炉構造に対応するように、その幅よりも実質的に大きい長さを有することができるのが望ましい。
【００５２】
炉蓋システム１００は、交互に並んだ吊りレンガ列１０２と充填用レンガ列１０４とを含んでいる。吊りレンガ列１０２は、例えば当該技術で知られているように、端部同士の接した複数の吊りレンガ１０６を含むのが典型的である。それらの吊りレンガ１０６は、当該技術で知られているように、例えば吊下げロッド１１０から吊り下げられることによって、所望の態様で適切に定置される。
【００５３】
充填用レンガ列１０４は、例えば上述したような充填要素１１２を複数含んでいる。各充填要素１１２は、少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュール１１４を含んでいる。その加熱モジュール１１４は、例えば当該モジュール１１４を貫通して定置可能な少なくとも１つの熱源１１６を有している。
【００５４】
炉蓋システム１００は、複数の電気ケーブル１２２を包含したケーブルシステム１２０をも含んでいる。ケーブルシステム１２０は、着脱自在な加熱モジュール１１４の熱源１１６を作動させうるように電力源１２４と接続する。下記でより詳細に述べるように、ケーブルシステム１２０によって、着脱自在な各加熱モジュールを、それぞれの熱源が作動しうるように電力源と接続されたままで、それぞれの充填要素に対して着脱することが可能となる。当業者によって正しく認識され、また本明細書で与えられる教示によって導かれることとなるように、高温工業炉の炉蓋システムに関連して今まで使用されてきたよりも長い長さの電気ケーブルを用いることが、望ましく且つ有利となり得る。更に、より長い長さのケーブルを用いることで、適正なケーブルの管理が、安全で効率的な炉の操作における、より重要な要因となり得る。
【００５５】
図７には、着脱自在な加熱モジュール１２６が、関連した充填要素に対して着脱される過程で示されている。
【００５６】
ここで図８および図９に変わると、そこには、炉１４０の一端部における炉１４０の長さに沿った断面の単純化された模式図であって、本発明の一実施形態による高温工業炉の炉蓋システム１４２を示す図が示されている。
【００５７】
炉の側壁１４４は棚部１４６を有し、この棚部１４６の上に端部炉蓋耐火材が載せられ、上述したようなやり方で炉蓋構造が吊り下げられている。
【００５８】
高温工業炉の炉蓋システム１４２における充填列１５０が示されている。充填列１５０は、例えば上述したような充填要素１５２を複数含んでいる。充填要素１５２は各々、少なくとも１つ、図示の実施形態では２つの着脱自在な加熱モジュール１５４および１５６を含んでいることが望ましい。それらの加熱モジュール１５４，１５６は各々、例えば、それぞれのモジュールを貫通して（例えば、当該モジュール内のボア１６２を貫通して）定置可能な少なくとも１つの熱源１６０を有している。
【００５９】
ケーブルシステム１６４は、各熱源１６０を作動させうるように電力源１７０と接続するための複数の電気ケーブル１６６を含んでいる。図９に示すように、着脱自在な加熱モジュール１７２は、高温工業炉の炉蓋システム１４２に対する自らの着脱のための着脱経路１７４を有している。より具体的には、図示の実施形態において、着脱自在な加熱モジュール１７２は充填要素１７６に対して、充填要素下側部分１８２の加熱面１８０と垂直な方向に着脱自在となっている。
【００６０】
ケーブルシステム１６４は、近接した着脱自在な加熱モジュールのケーブルを、着脱経路１７４の外側に固定することが望ましい。その目的のために、ケーブルシステムは、１つないし複数の１つのケーブル経路設定用支持体１８４を含むことができるのが望ましい。それらの支持体１８４は、第２の充填要素における着脱自在な加熱モジュールの熱源を作動させうるように電力源と接続している電気ケーブルが、他のモジュール、特に近接したモジュールの着脱経路の外側にあるようなやり方で、電気ケーブルを追加的に固定する。その目的のために、ケーブル支持体１８４は、吊りレンガ吊下げ式炉蓋支持構造１８６の上方に定置されていることが望ましい。
【００６１】
対応した、或いは関連した工業炉の操作方法もまた提供される。一実施形態によれば、少なくとも第１の着脱自在な加熱モジュールを貫通して第１の熱源が定置可能となっている工業炉を操作する方法であって、工業炉の内部温度を上げるために第１の熱源に給電を行うことを含んだ方法が提供される。そのような給電は、第１の熱源を作動させうるように電力源と接続する電気ケーブルを通じて実現できるのが望ましい。その後の何らかの時点において、例えば第１の熱源や関連した加熱モジュール、或いは当該加熱モジュールの他の構成部分が故障した場合などに、第１の熱源への給電が断たれる。それから、第１の熱源が作動しうるように電力源と接続されたまま、そして工業炉の温度を上げたままで、第１の着脱自在な加熱モジュールを工業炉の炉蓋から取り外して炉蓋開口部を形成することができる。その後、例えば加熱モジュールを炉蓋の環境や構造の外部へと取り外した後で、第１の熱源を電力源から切り離すことができる。取り外された加熱モジュールは、適当な交換用の着脱自在な加熱モジュールと交換することができる。その交換は、例えば、交換用の着脱自在な加熱モジュールの熱源を作動させうるように電力源と接続すること、および交換用の着脱自在な加熱モジュールを工業炉の炉蓋開口部内へと移動させることによって成される。
【００６２】
上記のことを考慮すれば、そのよう炉蓋システムおよび操作方法は、修理、操作、メンテナンスその他の作業員が、加熱要素を関連した電力源からボルトを外すなどして分離するために、高温工業炉の炉蓋の限定された空間へ入る必要性を望ましく回避するものである、ということが正しく認識されるであろう。かくして、本発明の一態様によれば、炉蓋システムに対する加熱モジュールの着脱を、直接的な炉環境の外側ないし外部に置かれたり位置したりする作業者を通じて、有利に達成し、実施するなどして実現するすることができる。すなわち、モジュールを取り外して炉のケーシングの外側へ移動させている間、モデルをケーブルに結び付けたままにしておくことができるのである。
【００６３】
以上の明細書において、本発明をその特定の実施形態との関連において説明すると共に、例示の目的で多くの詳細を述べてきたが、次のことは当業者にとって明らかであろう。すなわち、本発明が追加的な実施形態を許容するものであるということ、および、本明細書で説明した詳細の内のいくつかは、本発明の基本原理から逸脱することなく相当に変形させることが可能であるということである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温工業炉の炉蓋システムであって、
互いに間隔を離された第１および第２の吊りレンガ列、並びに、それらの吊りレンガ列同士の間に配置された充填列を備えており、前記充填列は、少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールを備えた複数の充填要素を含み、その着脱自在な加熱モジュールは、当該加熱モジュールを貫通して定置可能な少なくとも１つの熱源を有しており、かつ、
複数の電気ケーブルを備えたケーブルシステムを備えており、前記ケーブルシステムは、前記少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールの少なくとも１つの熱源を作動させうるように電力源と接続し、前記ケーブルシステムは、前記少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールの各々が、それぞれの熱源が当該熱源を作動させうるように前記電力源と接続されたままで、それぞれの前記充填要素に対して着脱されることを可能とするものである、
高温工業炉の炉蓋システム。
【請求項２】
異なる１つの充填要素における少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールの少なくとも１つの熱源を、異なるケーブルが作動させうるように前記電力源と接続する、請求項１記載の高温工業炉の炉蓋システム。
【請求項３】
前記少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールは、当該高温工業炉の炉蓋システムに対する当該少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールの着脱のための着脱経路を有し、前記ケーブルシステムは、近接した着脱自在な加熱モジュールのケーブルを前記着脱経路の外側に固定する、請求項１記載の高温工業炉の炉蓋システム。
【請求項４】
前記充填要素は、
加熱面のある下側部分であって、前記加熱面は概して矩形で概して平坦な形状を有し、前記下側部分が、少なくとも１つの穴を有すると共に、少なくとも１つの吊りレンガと係合可能である、前記加熱面のある前記下側部分と、
概ね矩形の底部と、この底部に設置された少なくとも１つの突起とがある本体を有した、少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールであって、前記突起が前記下側部分の前記少なくとも１つの穴に対応し、前記加熱モジュールが前記下側部分に対して可動に取り付けられ、前記突起が少なくとも１つの穴と係合し、前記加熱モジュールが、当該加熱モジュールの前記本体と前記突起との両方を貫通して延びる少なくとも１つのボアを有し、前記加熱モジュールが少なくとも１つの吊上げラグをも有している、前記加熱モジュールと、
少なくとも１つの熱源であって、前記熱源が、前記モジュールの前記ボアを貫通して定置可能であると共に、各熱源が前記下側部分の前記穴を貫通して定置可能である、前記少なくとも１つの熱源と、
を有している、請求項１記載の高温工業炉の炉蓋システム。
【請求項５】
前記少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールは、前記充填要素に対して、前記下側部分の前記加熱面に垂直な第１の方向に着脱自在となっている、請求項４記載の高温工業炉の炉蓋システム。
【請求項６】
前記吊りレンガ列は、炉蓋支持構造から吊り下げられた複数の吊りレンガを備え、
前記少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールの前記少なくとも１つの熱源を当該熱源が作動しうるように接続する前記電気ケーブルを、吊りレンガ吊下げ炉蓋支持構造の上方に経路設定するための少なくとも１つのケーブル経路設定用支持体を、ケーブル経路設定システムが付加的に備えている、請求項１記載の高温工業炉の炉蓋システム。
【請求項７】
第２の充填要素の熱源が当該熱源を作動させうるように前記電力源と接続されたままで、第１の充填要素から前記少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールが取り外される間、前記第２の充填要素における前記少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールの前記少なくとも１つの熱源を作動させうるように接続している前記電気ケーブルを、前記少なくとも１つのケーブル経路設定用支持体が付加的に固定する、請求項６記載の高温工業炉の炉蓋システム。
【請求項８】
交互に並んだ複数の吊りレンガ列および充填用レンガ列を備える、請求項１記載の高温工業炉の炉蓋システム。
【請求項９】
前記少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールは、当該高温工業炉の炉蓋システムに対する当該少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールの着脱のための着脱経路を有し、前記ケーブルシステムは、近接した着脱自在な加熱モジュールのケーブルを前記着脱経路の外側に固定する、請求項８記載の高温工業炉の炉蓋システム。
【請求項１０】
自らの幅よりも実質的に大きい長さを有した高温工業炉の炉蓋システムであって、
交互に並んだ吊りレンガ列および充填用レンガ列を備え、前記吊りレンガ列は端部同士の接した複数の吊りレンガを備え、前記充填用レンガ列は複数の充填要素を備え、各充填要素は少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールを備え、この加熱モジュールは、当該加熱モジュールのボアを貫通して定置可能な少なくとも１つの熱源を有しており、かつ、
複数の電気ケーブルを備えたケーブルシステムを備え、異なる１つの前記ケーブルが、異なる１つの充填要素における前記少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールの熱源を作動させうるように電力源と接続し、前記ケーブルシステムは、前記少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールの各々が、熱源を作動させうるように前記電力源と接続されたままで、前記充填要素に対して着脱されることを可能とする、
高温工業炉の炉蓋システム。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールは、当該高温工業炉の炉蓋システムに対する当該少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールの着脱のための着脱経路を有し、前記ケーブルシステムは、近接した着脱自在な加熱モジュールのケーブルを前記着脱経路の外側に固定する、請求項１０記載の高温工業炉の炉蓋システム。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールの前記少なくとも１つの熱源を作動させうるように接続する前記電気ケーブルを、吊りレンガ吊下げ炉蓋支持構造の上方に経路設定するための少なくとも１つのケーブル経路設定用支持体を、ケーブル経路設定システムが付加的に備えている、請求項１０記載の高温工業炉の炉蓋システム。
【請求項１３】
前記充填要素は、
加熱面のある下側部分であって、前記加熱面が概して矩形で概して平坦な形状を有し、前記下側部分が、少なくとも１つの穴を有すると共に、少なくとも１つの吊りレンガと係合可能である、前記加熱面のある前記下側部分と、
概ね矩形の底部と、この底部に設置された少なくとも１つの突起とがある本体を有した、少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールであって、前記突起が前記下側部分の前記少なくとも１つの穴に対応し、前記加熱モジュールが前記下側部分に対して可動に取り付けられ、前記突起は少なくとも前記１つの穴と係合し、前記加熱モジュールが、当該加熱モジュールの前記本体と前記突起との両方を貫通して延びる少なくとも１つのボアを有し、前記加熱モジュールが少なくとも１つの吊上げラグをも有している、前記加熱モジュールと、
少なくとも１つの熱源であって、前記熱源が、前記モジュールの前記ボアを貫通して定置可能であると共に、各熱源が前記下側部分の穴を貫通して定置可能である、前記熱源と、
を有している請求項１０記載の高温工業炉の炉蓋システム。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールの前記少なくとも１つの熱源を作動させうるように接続する前記電気ケーブルを、吊りレンガ吊下げ炉蓋支持構造の上方に経路設定するための少なくとも１つのケーブル経路設定用支持体を、ケーブル経路設定システムが付加的に備えている、請求項１３記載の高温工業炉の炉蓋システム。
【請求項１５】
工業炉を操作する方法であって、
少なくとも第１の着脱自在な加熱モジュールを貫通して定置可能となっている少なくとも第１の熱源に、少なくとも第１の熱源を作動させうるように電力源と接続する電気ケーブルを通じて給電して、工業炉の内部温度を上げることと、
前記工業炉の温度を上げたまま、前記第１の熱源への給電を断つことと、
第１の熱源が当該第１の熱源を作動させうるように電力源と接続されたまま、少なくとも第１の熱源を含む少なくとも第１の着脱自在な加熱モジュールを工業炉の炉蓋から取り外して、炉蓋開口部を形成することと、
取り外された前記第１の着脱自在な加熱モジュールの前記第１の熱源を、前記電力源から切り離すことと、
取り外された前記第１の着脱自在な加熱モジュールを、第２の熱源を含む交換用の着脱自在な加熱モジュールと交換することと、
を含む工業炉の操作方法。
【請求項１６】
取り外された前記第１の着脱自在な加熱モジュールを、前記第２の熱源を含む交換用の着脱自在な加熱モジュールと交換することは、
前記第２の熱源を作動させうるように電力源と接続することと、
前記交換用の着脱自在な加熱モジュールを、前記工業炉の前記炉蓋開口部内へと移動させることと、
を含んでいる、請求項１５記載の工業炉の操作方法。
【請求項１】
高温工業炉の炉蓋システムであって、
互いに間隔を離された第１および第２の吊りレンガ列、並びに、それらの吊りレンガ列同士の間に配置された充填列を備えており、前記充填列は、少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールを備えた複数の充填要素を含み、その着脱自在な加熱モジュールは、当該加熱モジュールを貫通して定置可能な少なくとも１つの熱源を有しており、かつ、
複数の電気ケーブルを備えたケーブルシステムを備えており、前記ケーブルシステムは、前記少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールの少なくとも１つの熱源を作動させうるように電力源と接続し、前記ケーブルシステムは、前記少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールの各々が、それぞれの熱源が当該熱源を作動させうるように前記電力源と接続されたままで、それぞれの前記充填要素に対して着脱されることを可能とするものである、
高温工業炉の炉蓋システム。
【請求項２】
異なる１つの充填要素における少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールの少なくとも１つの熱源を、異なるケーブルが作動させうるように前記電力源と接続する、請求項１記載の高温工業炉の炉蓋システム。
【請求項３】
前記少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールは、当該高温工業炉の炉蓋システムに対する当該少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールの着脱のための着脱経路を有し、前記ケーブルシステムは、近接した着脱自在な加熱モジュールのケーブルを前記着脱経路の外側に固定する、請求項１記載の高温工業炉の炉蓋システム。
【請求項４】
前記充填要素は、
加熱面のある下側部分であって、前記加熱面は概して矩形で概して平坦な形状を有し、前記下側部分が、少なくとも１つの穴を有すると共に、少なくとも１つの吊りレンガと係合可能である、前記加熱面のある前記下側部分と、
概ね矩形の底部と、この底部に設置された少なくとも１つの突起とがある本体を有した、少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールであって、前記突起が前記下側部分の前記少なくとも１つの穴に対応し、前記加熱モジュールが前記下側部分に対して可動に取り付けられ、前記突起が少なくとも１つの穴と係合し、前記加熱モジュールが、当該加熱モジュールの前記本体と前記突起との両方を貫通して延びる少なくとも１つのボアを有し、前記加熱モジュールが少なくとも１つの吊上げラグをも有している、前記加熱モジュールと、
少なくとも１つの熱源であって、前記熱源が、前記モジュールの前記ボアを貫通して定置可能であると共に、各熱源が前記下側部分の前記穴を貫通して定置可能である、前記少なくとも１つの熱源と、
を有している、請求項１記載の高温工業炉の炉蓋システム。
【請求項５】
前記少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールは、前記充填要素に対して、前記下側部分の前記加熱面に垂直な第１の方向に着脱自在となっている、請求項４記載の高温工業炉の炉蓋システム。
【請求項６】
前記吊りレンガ列は、炉蓋支持構造から吊り下げられた複数の吊りレンガを備え、
前記少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールの前記少なくとも１つの熱源を当該熱源が作動しうるように接続する前記電気ケーブルを、吊りレンガ吊下げ炉蓋支持構造の上方に経路設定するための少なくとも１つのケーブル経路設定用支持体を、ケーブル経路設定システムが付加的に備えている、請求項１記載の高温工業炉の炉蓋システム。
【請求項７】
第２の充填要素の熱源が当該熱源を作動させうるように前記電力源と接続されたままで、第１の充填要素から前記少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールが取り外される間、前記第２の充填要素における前記少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールの前記少なくとも１つの熱源を作動させうるように接続している前記電気ケーブルを、前記少なくとも１つのケーブル経路設定用支持体が付加的に固定する、請求項６記載の高温工業炉の炉蓋システム。
【請求項８】
交互に並んだ複数の吊りレンガ列および充填用レンガ列を備える、請求項１記載の高温工業炉の炉蓋システム。
【請求項９】
前記少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールは、当該高温工業炉の炉蓋システムに対する当該少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールの着脱のための着脱経路を有し、前記ケーブルシステムは、近接した着脱自在な加熱モジュールのケーブルを前記着脱経路の外側に固定する、請求項８記載の高温工業炉の炉蓋システム。
【請求項１０】
自らの幅よりも実質的に大きい長さを有した高温工業炉の炉蓋システムであって、
交互に並んだ吊りレンガ列および充填用レンガ列を備え、前記吊りレンガ列は端部同士の接した複数の吊りレンガを備え、前記充填用レンガ列は複数の充填要素を備え、各充填要素は少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールを備え、この加熱モジュールは、当該加熱モジュールのボアを貫通して定置可能な少なくとも１つの熱源を有しており、かつ、
複数の電気ケーブルを備えたケーブルシステムを備え、異なる１つの前記ケーブルが、異なる１つの充填要素における前記少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールの熱源を作動させうるように電力源と接続し、前記ケーブルシステムは、前記少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールの各々が、熱源を作動させうるように前記電力源と接続されたままで、前記充填要素に対して着脱されることを可能とする、
高温工業炉の炉蓋システム。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールは、当該高温工業炉の炉蓋システムに対する当該少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールの着脱のための着脱経路を有し、前記ケーブルシステムは、近接した着脱自在な加熱モジュールのケーブルを前記着脱経路の外側に固定する、請求項１０記載の高温工業炉の炉蓋システム。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールの前記少なくとも１つの熱源を作動させうるように接続する前記電気ケーブルを、吊りレンガ吊下げ炉蓋支持構造の上方に経路設定するための少なくとも１つのケーブル経路設定用支持体を、ケーブル経路設定システムが付加的に備えている、請求項１０記載の高温工業炉の炉蓋システム。
【請求項１３】
前記充填要素は、
加熱面のある下側部分であって、前記加熱面が概して矩形で概して平坦な形状を有し、前記下側部分が、少なくとも１つの穴を有すると共に、少なくとも１つの吊りレンガと係合可能である、前記加熱面のある前記下側部分と、
概ね矩形の底部と、この底部に設置された少なくとも１つの突起とがある本体を有した、少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールであって、前記突起が前記下側部分の前記少なくとも１つの穴に対応し、前記加熱モジュールが前記下側部分に対して可動に取り付けられ、前記突起は少なくとも前記１つの穴と係合し、前記加熱モジュールが、当該加熱モジュールの前記本体と前記突起との両方を貫通して延びる少なくとも１つのボアを有し、前記加熱モジュールが少なくとも１つの吊上げラグをも有している、前記加熱モジュールと、
少なくとも１つの熱源であって、前記熱源が、前記モジュールの前記ボアを貫通して定置可能であると共に、各熱源が前記下側部分の穴を貫通して定置可能である、前記熱源と、
を有している請求項１０記載の高温工業炉の炉蓋システム。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの着脱自在な加熱モジュールの前記少なくとも１つの熱源を作動させうるように接続する前記電気ケーブルを、吊りレンガ吊下げ炉蓋支持構造の上方に経路設定するための少なくとも１つのケーブル経路設定用支持体を、ケーブル経路設定システムが付加的に備えている、請求項１３記載の高温工業炉の炉蓋システム。
【請求項１５】
工業炉を操作する方法であって、
少なくとも第１の着脱自在な加熱モジュールを貫通して定置可能となっている少なくとも第１の熱源に、少なくとも第１の熱源を作動させうるように電力源と接続する電気ケーブルを通じて給電して、工業炉の内部温度を上げることと、
前記工業炉の温度を上げたまま、前記第１の熱源への給電を断つことと、
第１の熱源が当該第１の熱源を作動させうるように電力源と接続されたまま、少なくとも第１の熱源を含む少なくとも第１の着脱自在な加熱モジュールを工業炉の炉蓋から取り外して、炉蓋開口部を形成することと、
取り外された前記第１の着脱自在な加熱モジュールの前記第１の熱源を、前記電力源から切り離すことと、
取り外された前記第１の着脱自在な加熱モジュールを、第２の熱源を含む交換用の着脱自在な加熱モジュールと交換することと、
を含む工業炉の操作方法。
【請求項１６】
取り外された前記第１の着脱自在な加熱モジュールを、前記第２の熱源を含む交換用の着脱自在な加熱モジュールと交換することは、
前記第２の熱源を作動させうるように電力源と接続することと、
前記交換用の着脱自在な加熱モジュールを、前記工業炉の前記炉蓋開口部内へと移動させることと、
を含んでいる、請求項１５記載の工業炉の操作方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公表番号】特表２０１３−５０４７３９（Ｐ２０１３−５０４７３９Ａ）
【公表日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５２８８３３（Ｐ２０１２−５２８８３３）
【出願日】平成２２年９月１日（２０１０．９．１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０４７５１０
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０３１６０７
【国際公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【出願人】（５９３１７７６７５）マークル、インターナショナル、インコーポレーテッド (2)
【氏名又は名称原語表記】ＭＥＲＫＬＥ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ， ＩＮＣ．
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１日（２０１０．９．１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０４７５１０
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０３１６０７
【国際公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【出願人】（５９３１７７６７５）マークル、インターナショナル、インコーポレーテッド (2)
【氏名又は名称原語表記】ＭＥＲＫＬＥ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ， ＩＮＣ．
【Ｆターム（参考）】
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