DE3315083A1

DE3315083A1 - Hochtemperatur-beleuchtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE3315083A1
Application number: DE19833315083
Authority: DE
Inventors: Yasutaka Munakata Fukuoka Hirao; Seiroku Higashiosaka Osaka Oose; Yuzo Fukuoka So; Koichi Suita Osaka Suzuki
Original assignee: Kurosaki Refractories Co Ltd; Dainichi Nippon Cables Ltd
Current assignee: Kurosaki Refractories Co Ltd; Dainichi Nippon Cables Ltd
Priority date: 1982-04-27
Filing date: 1983-04-26
Publication date: 1983-10-27
Also published as: US4509104A; DE3315083C2; CA1199617A

Description

Hochtemperatur-Boleuchtungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Hochtemperatur-Beleuchtungsvorrichtung, also eine gegen hohe Temperaturen widerstandsfähige Beleuchtungsvorrichtung, und insbesondere eine Hochtemperatur-Beleuchtungsvorrichtung, die zum Beleuchten der Wandfläche eines Hochtemperaturofens geeignet ist, der bei über etwa 500⁰C oder über etwa 1000⁰C arbeitet.

Aufgrund der Sicherheitsbestimmungen in Hochtemperaturöfen oder dgl. für beispielsweise Walzwerke ist es erforderlich, regelmäßig den Zustand der Innenwand des Hochtemperaturofens im Betrieb zu überwachen und zu prüfen, ob an der Innenwand ein ungewöhnlicher Zustand, wie beispielsweise eine beschädigte Oberfläche, auftritt. Wenn der Hochtemperaturofen bis auf Raumtemperatur abgekühlt wird, bevor die Innenwand des Ofens überwacht wird, ist die Betriebsgeschwindigkeit des Ofens sehr schlecht. Es ist daher wünschenswert, die Innenwand des Ofens unter dem Zustand zu überprüfen, in dem das Innere des Ofens auf Hochtemperatur gehalten ist. Zur Beobachtung des Innenraumes des Hochtemperaturofens werden eine Lichtquelle, deren Farbtemperatur höher ist als die Farbtemperatur, die zur Innentemperatur des Ofens gleichwertig ist, um die Wandfläche des Ofens mit einer Beleuchtunasstärke zu beleuchten, die höher ist als die Helligkeit der Wandfläche des Ofens, und eine Fernsehkamera oder dgl. benötigt, die den Zustand der Wandfläche beobachtet. Eine der Beleuchtungsvorrichtungen, die

diese Anforderungen erfüllt, ist eine Beleuchtungsvorrichtung, die einen Lichtleiter oder eine Flutlichtlampe verwendet.

Der Lichtleiter besteht gewöhnlich aus einem Bündel optischer Fasern, die so angeordnet sind, daß sie sich in ein metallisches Schutzgehäuse erstrecken, um Lichtstrahlen von einer Lichtquelle einzuführen. Die Lichtquelle, die Licht in ein Ende des Lichtleiters aussendet, ist vorzugsweise eine Wolfram-Halogen-Lampe. Da ein typisches Beispiel des Lichtleiters ein Bündel von 300 optischen Fasern mit einem Außendurchmesser von etwa 100 μΐη ist, ist es praktisch unmöglich, klar die Wandfläche des Ofens zu beleuchten, was auf eine herabgesetzte Wirksamkeit des einfallenden Lichtes, das von der Lichtquelle zu den Strecken der Faser verläuft, und auf eine unzureichende Menge des abgegebenen Lichtes zurückzuführen ist. Zur Steigerung der Eingabewirksamkeit des Lichtes von der Lichtquelle in die Faser könnte die Querschnittsfläche des Lichtleiters vergrößert werden, was aber in der Praxis unzweckmäßig ist. Falls ein Lichtleiter mit ausreichender Wirksamkeit des einfallenden Lichtes tatsächlich hergestellt werden kann, dann ist eine kompakte Beleuchtungsvorrichtung nicht ohne weiteres verfügbar, da der Lichtleiter selbst sperrig und voluminös ist.

Die auf eine Flutlichtlampe aufbauende Beleuchtungsvorrichtung ist dagegen so gestaltet, daß sie beispielsweise eine Xenonlampe benutzt, um direkt die Wandfläche des bei hohen Temperaturen arbeitenden Ofens mit Flutlicht-Lichtstrahlen von der Lampe ohne einen die Wirksamkeit des von der Lichtquelle einfallenden Lichtes beeinträchtigenden Lichtleiter zu beleuchten, und eine Fernsehkamera oder eine andere überwachungseinrichtung greift die von der Wandfläche reflektierten Lichtstrahlen für Uberwachungszwecke auf. Obwohl die Flutlicht-Beleuchtungsvorrichtung von den mit dem Lichtleiter verknüpften Problemen hinsichtlich der Wirksamkeit des von der Lichtquelle einfallenden Lichtes frei ist, tritt eine andere

Schwierigkeit auf, die darin besteht/ daß es aus Gründen der Hitzebeständigkeit schwierig ist/ die Lichtquelle in die Hochtemperaturatmosphäre des Ofens zu bringen und eine gesonderte Bahn im Ofen für das Licht benötigt wird, das von der Lichtquelle zur Wandfläche des Ofens läuft. Um eine Vielzahl gewünschter Punkte im Ofen zu beleuchten, sollte eine Vielzahl der erwähnten Lichtbahnen im Ofen ausgebildet werden. Diese Forderung macht eine Beobachtung der gewünschten Punkte auf der. Innenwand des Ofens praktisch unmöglich.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Hochtemperatur-Beleuchtungsvorrichtung zu schaffen, die gewünschte Punkte auf der Innenwand in einem Hochtemperaturofen in einer Hochtemperaturatmosphäre mit ausreichender Wirksamkeit und Helligkeit zu beleuchten vermag und dabei kompakt aufgebaut ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Hochtemperatur-Beleuchtungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnendem Teil enthaltenen Merkmale gelöst.

Die Erfindung· sieht eine Beleuchtungsvorrichtung vor, die ein aus Metall gebildetes Schutzgehäuse und eine Lichtquelle umfaßt. Das metallische Schutzgehäuse hat einen Raum und ein Fenster aus Glas an geeigneter Stelle des Gehäuses. Eine Kühlbahn verläuft entlang einer Wand des Raumes des metallischen Schutzgehäuses mit Ausnahme des Fensters zur Umwälzung eines geeigneten Kühlmittels, wie beispielsweise Wasser. Eine Lichtquelle ist im Raum untergebracht, um ein Objekt durch das Sichtfenster zu beleuchten.

Die Erfindung schafft die Möglichkeit, daß Flutlicht mit sehr hoher Stärke für die Beobachtung ausgewählte Stellen selbst in einer Umgebung von hoher Temperatur bestrahlen kann. Im Gegensatz zu der auf Lichtleitern beruhenden herkömmlichen Beleuchtungsvorrichtung schließt die Erfindung den Bedarf an

Beleuchtungsfasern aus und gewährleistet eine kompakte Gesamtvorrichtung.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine überwachungseinrichtung in einem Raum eines metallischen Schutzgehäuses vorgesehen. Durch einen Objektivabschnitt der überwachungseinrichtung wird das von einem Beobachtungsobjekt reflektierte Licht über ein Sichtfenster fokussiert. Das mit dem Objektivabschnitt fokussierte Reflexionslicht vom Objekt wird zu einem optischen Faserbündel geführt, um mittels einer Fernsehkamera eine Abbildung vorzunehmen.

In diesem Ausführungsbeispiel erlaubt die überwachungseinrichtung eine Beobachtung eines Bildes des Objektes mit hoher Stärke des Beleuchtungslichtes von der Lichtquelle, so daß es einfach ist, Punkte in Hochtemperaturöfen oder Reaktoren zu beobachten, wo aufgrund der beträchtlich hohen Umgebungstemperatur oder radioaktiver Strahlen eine Beobachtung sehr schwierig ist.

In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird entweder die Lichtquelle oder der Objektivabschnitt mit einem veränderlichen 'Justierwinkel zum Objekt gedreht.

Da in diesem anderen Ausführungsbeispiel die Beleuchtungsrichtung der Lichtquelle bezüglich der Beobachtungsrichtung des Objektabschnittes veränderlich ist, erlaubt dieser Aufbau eine sehr genaue und gewissenhafte Beobachtung des Objektes selbst an Stellen von diesen, die extrem schwierig zu beobachten sind.

In noch einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Innere des Gehäuses gekühlt, und Staub oder andere Fremdsubstanzen um das Sichtfenster oder das Objekt werden entfernt, um eine genaue Beobachtung des Objektes zu gewährleisten, indem Luft oder anderes Gas in den Raum des

metallischen Schutzgehäuses eingeführt und solche Luft oder solches Gas aus der Nachbarschaft des Sichtfensters ausgeblasen wird.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das mit dem Objektivabschnitt fokussierte Reflexionslicht vom Objekt zu einem Ende eines optischen Faserbündels geführt, das eine integrale Einheit einer Vielzahl von Strecken von zusammengeschmolzenen Quarzglasfasern ist, und der Zustand des Objektes wird beispielsweise auf einem Fernsehschirm durch eine Abbildungseinrichtung angezeigt, die am anderen Ende der optischen Faser vorgesehen ist. Da in diesem Fall die Strecken der Quarzglasfaser einheitlich zusammengeschmolzen sind, besteht keine Möglichkeit eines Bruches in der Längsrichtung der Faser, so daß ein klares Bild übertragen werden kann und die Faser insgesamt ausreichend wärmebeständig und mechanisch stabil ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Teildarstellung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 2 eine Teildarstellung eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 3 einen Hauptteil eines in Fig. 1 dargestellten Objektivabschnittes ,

Fig. 4 eine Schnittdarstellung einer Anordnung von Strecken optischer Quarzglasfasern, die in Fig. 2 verwendet werden,

Fig. 5 einen Schnitt von Hauptkomponenten in einem Zustand, . in dem eine Wandfläche eines Hochtemperaturofens mit

der in Fig. 2 dargestellten Hochtemperatur-Beleuchtungsvorrichtung überwacht wird,

Fig. 6 eine Teildarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 7 Hauptkomponenten einer Antriebsanordnung für die im Ausführungsbeispiel von Fig. 6 verwendete Lichtquelle in Perspektive,

Fig. 8 Hauptkomponenten eines anderen Beispieles einer Antriebsanordnung zum Drehen des Objektivabschnittes,

Fig. 9 einen Längsschnitt von im Beispiel von Fig. 8 verwendeten Halteeinrichtungen, und

Fig. 10 eine Darstellung eines anderen Beispiels einer Antriebsanordnung zum Drehen des Objektivabschnittes.

Fig. 1 ist eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung und zeigt einen Schnitt von deren Hauptkomponenten. In Fig. 1 umfaßt ein aus Metall gebildetes Schutzgehäuse 1 eine Kühlleitung 2, einen Aufnahmeabschnitt 3, der in einem relativ großen Querschnitt an einem Spitzenteil der Kühlleitung 2 gebildet ist, und ein Beleuchtungsfenster 4. Die Kühlleitung 2 und der Aufnahmeabschnitt 3 sind in der Form einer integralen Einheit aus wärmebeständigem Metall, wie beispielsweise Edelstahl oder - wenn notwendig - Titan hergestellt, wobei eine Beschichtung aus wärmebeständigem und wärmeisolierendem Material deren Außenfläche bedeckt. Quarzglas 41 ist in das Beleuchtungsfenster 4 eingepaßt.

Die Kühlleitung 2 umfaßt eine Kühlbahn 21 zum Leiten eines Kühlmediums, wie beispielsweise Wasser, zum Aufnähmeabschnitt 3, einen Kühlwasser-Versorgungseinlaß 22 zum Einführen von Kühlwasser in die Vorrichtung und einen Kühlwasser-Abflußaus-

laß 23 zum Abführen des Kühlwassers. Wenn das Kühlwasser über den Kühlwasser-Versorgungseinlaß 22 eingespeist wird, ist die Kühlbahn 21 mit dem Kühlwasser gefüllt, so daß das Kühlwasser umgewälzt und vom Abflußauslaß 23 nach der Kühlung des Aufnahmeabschnittes 3 abgeführt wird. Das aus Metall gebildete Schutzgehäuse 1 ist weiterhin mit einer Gaseinlaßöffnung 32 ausgestattet, durch die Druckluft, nicht entflammbares Gas oder Niedrigtemperaturgas, das ebenfalls als Kühlmedium für das Gehäuse 1 dient, eingeführt wird. Am Rand des Quarzglases 41. im Beleuchtungsfenster 4 ist ein Glasbefestigungsrahmen 42 angebracht, der vorzugsweise aus wärmebeständigem Metall oder Keramik besteht und Öffnungen 33 an verschiedenen Punkten auf seinem Rand hat. Mit einem derartigen Aufbau wird die Luft oder sonstiges Gas, die bzw. das über die Einlaßöffnung. 32 eingeführt ist, zur Außenfläche des Beobachtungsfensters 4 (wie durch einen Pfeil F gezeigt) ausgeblasen, so daß die Außenfläche frei von Staub oder sonstigen Fremdsubstanzen ist.

In einem Raum 31 des Aufnahmeabschnitts 3 befinden sich eine Lichtquelle 5, wie beispielsweise eine Wolfram-Halogen-Lampe mit einer Leistung von 300 W,und ein Reflexionsspiegel 6, der die zur Kühlleitung 2 weisende Seite der Lampe 5 bedeckt. Die Lampe.5 soll die Oberfläche einer Wand in einem Hochtemperaturofen beleuchten, die über das Sichtfenster zu beobachten ist. Ein Stromversorgungskabel 51 für die Lampe 5 erstreckt sich aus der Vorrichtung über ein Trägerrohr 52, das insbesondere aus Metall oder Kunstharz besteht, und eine Nutmutter 53. Das sich nach außen erstreckende Stromversorgungskabel 51 ist mit einem flexiblen Metallschutzschlauch 7 bedeckt, wobei ein Ende hiervon an ein Verbindungsstück 8 für eine Stromquelle angeschlossen ist.

Wenn die oben beschriebene Hochtemperatur-Beleuchtungsvorrichtung und das Verbindungsstück 8 an eine Stromquelle angeschlossen werden, dann kann die Lampe 5 direkt die Wandfläche des Ofens mit einer extrem hohen Beleuchtungsstärke mit Flut-

• ♦ · ·

• · · 4

licht beaufschlagen. Als Ergebnis kann der Zustand der Wandfläche des Ofens visuell mittels einer Fernsehkamera oder anderen Einrichtungen überwacht werden.

Fig. 2 ist eine Teildarstellung einer überwachungseinrichtung nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 3 zeigt in einem Schnitt die Hauptkomponenten eines in Fig. 2 dargestellten Objektivabschnittes 91, und Fig. 4 ist ein Schnitt, der eine Anordnung jeweiliger Strecken von Quarzglasfasern darstellt, die in einem Bündel als ein optisches .Faserbündel 92 (vgl. Fig. 2) gehalten sind.

In dem alternativen Ausführungsbeispiel von Fig. 2 sind die Lampe 5 und die überwachungseinrichtung 9 aus einem Objektivabschnitt 91 und einem optischen Faserbündel 92 in dem aus Metall gebildeten Schutzgehäuse 10 einer Hochtemperatur-Beleuchtungsvorrichtung 11 untergebracht, was es ermöglicht, die Wandfläche des Hochtemperaturofens zu beleuchten und gleichzeitig des Zustand der Wandfläche zu überprüfen. Wie die Hochtemperatur-Beleuchtungsvorrichtung von Fig. 1 enthält das aus Metall gebildete Schutzgehäuse 10 eine Kühlleitung 20 und einen Aufnahmeabschnitt 30. Ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Sichtfenster ist an einer Seite des Gehäuses angebracht. Eine Wasserströmungsleitwand 24 ist vorgesehen, um eine Kühlbahn 27 festzulegen, durch die Kühlwasser zum Aufnahmeabschnitt 30 geführt ist. Weiterhin sind ein Kühlwasser-Versorgungseinlaß 25 zum Zuführen des Kühlwassers und ein Kühlwasser-Abflußauslaß 26 zum Abführen des Kühlwassers vorhanden. Der Aufnahmeabschnitt 30 ist sektorförmig an einem Spitzenteil der Kühlleitung 20 angeordnet und hat einen Raum 34 zum Aufnehmen der Lampe 5 und der überwachungseinrichtung 9.

Die überwachungseinrichtung 9 umfaßt einen Objektivabschnitt 91 und ein Bündel 92 aus optischen Fasern zur Bildübertragung. Das optische Faserbündel 92 kann in einen geeigneten wärmebeständigen Metallschlauch eingeführt sein. Am Spitzenteil des

optischen Faserbündels 92 sind eine Objektivlinse 94, ein Reflexionsspiegel 95 und ein geöffnetes Sichtfenster 96 vorgesehen. Der Reflexionsspiegel 95 soll auf das optische Faserbündel 92 ein Bild der Wandfläche des Ofens werfen, das über das Sichtfenster 96 projeziert wird.

Das bei der Erfindung verwendete optische Faserbündel 92 kann eine große Anzahl von Strecken (beispielsweise etwa 3000 Strecken bis 150000 Strecken) einer Mehrkomponenten-Glasfaser oder insbesondere eine optische Quarzglasfaser mit einem Außendurchmesser von etwa 5 yam bis bo jUm haben. Ein Profil einer einzigen Strecke der optischen Faser besteht aus einem Kernabschnitt zur übertragung von Licht und einer Mantelschicht am Rand des Kernabschnittes, wobei die Mantelschicht aus einem Glasmaterial besteht, dessen Brechungsindex kleiner ist als der Brechungsindex des Kernabschnittes. Bei Bedarf kann die Mantelschicht mit einer Schutzschicht bedeckt sein. Ein Quarzglasfaserbündel wird aus Gründen der Wärmebeständigkeit für das optische Faserbündel bevorzugt. Obwohl es grundsätzlich möglich ist, das Bündel in der Form einzelner Strecken oder einer integralen Einheit von zusammengeschmolzenen Strecken zu verwenden_;ist die integrale und verbundene Form des Bündels frei von jeglichem Bruch während der Verwendung und wirksamer in der Übertragung eines klaren Bildes des beobachteten Objektes. Zusätzlich ist die letztere Ausführungsform hinsichtlich Wärmebeständigkeit und mechanischer Stabilität vorzuziehen.

Figur 4 ist eine Teildarstellung einer Anordnung des Bündels von Strecken von miteinander verbundenen Quarzglasfasern. D.h. jede Strecke einer gezeigten optischen Faser 921 umfaßt einen Kernabschnitt 922 aus reinem Quarzglas zur Bildübertragung, einen Mantelabschnitt 923, der am Rand des Kernabschnittes 922 vorgesehen ist, und einen Trägerabschnitt 924, der am Rand des Mantelabschnittes 923 ausgebildet ist. Der Mantelabschnitt 923 besteht aus reinem Quarzglas, das mit einem

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geeigneten Dotierstoff dotiert ist, um den Brechungsindex des Mantelabschnittes im Vergleich mit dem Brechungsindex des reinen Quarzglases zu verringern. D.h., der Brechungsindex ist einstellbar, damit der Kernabschnitt Licht weiterleitet, indem die Dotierungsmenge des Dotierstoffes verändert wird. Der Trägerabschnitt 9 24 besteht aus reinem Quarzglas. Die Anordnung des Trägerabschnittes 924 ist zweckmäßig, um den Kernabschnitt 922 und den Mantelabschnitt 923 gegen Beschädigung oder Fehljustierung beim Schmelzen der jeweiligen Strecken der Fasern in ein Bündel zu schützen. Eine Herstellungsmethode für das optische Faserbündel 92 besteht darin, daß eine Gesamtmenge von etwa 3000 bis 150000 Strecken aus optischen Fasern 921 vorbereitet wird, wobei jede Strecke den Kernabschnitt 922, den Mantelabschnitt 923 und den Trägerabschnitt 924 aufweist, daß diese Strecken der optischen Fasern in einen Quarzglasschlauch eingeführt werden, daß diese Strecken der optischen Faser unter hoher Temperatur drahtgezogen, werden, und daß die Trägerabschnitte 924 benachbarter Strecken der optischen Fasern nach einer Verringerung der Abmessungen verbunden werden.

Das. Stromversorgungskabel 51, das zur Lampe 5 führt, und das optische Faserbündel 92 sind in die Kühlleitung 20 geleitet, um in eine einzige Einheit innerhalb eines Trägergliedes 28 vereinigt zu sein,, und sie sind schließlich über eine Nutmutter 75 aus der Vorrichtung herausgeführt. Das Stromversorgungskabel 51 und das mit diesem vereinigte optische Faserbündel 9 2 sind mit einem flexiblen Metallschutzschlauch 71 bedeckt, der an seinem gegenüberliegenden Ende einen Verzweigungsabschnitt 72 besitzt. Der Verzweigungsabschnitt 72 trennt das optische Faserbündel 92 von Stromversorgungskabel 51 .' Es ist darauf hinzuweisen, daß das verbleibende Ende des optischen Faserbündels 92 ein Filter 73 und ein Linsensystem 74 aufweist. Das Filter 73 ist vorzugsweise ein Farbfilter, das für optische Systeme verbreitet benutzt wird. Das Linsensystem 74 ist mit einer Fernsehkamera 17 verbunden, wie dies

in Figur 5 gezeigt ist. Das verbleibende Ende des Stromversorgungskabels 51 ist an das Verbindungsstück 8 angeschlossen.

Figur 5 ist eine Darstellung, die in einem Teilschnitt erläutert, wie in bevorzugter Weise die Wandoberfläche des Hochtemperaturofens mittels der in Figur 2 dargestellten überwachungseinrichtung überwacht wird. In Figur 5 ist ein Tisch 110 betriebsmäßig einer Antriebsanordnung 12 zugeordnet, um die Hochtemperatur-Uberwachungsvorrichtung 11 in senkrechter Richtung zu bewegen und die Kühlleitung 2 zu drehen. Die Antriebsanordnung enthält eine vorbestimmte Anzahl von Rollen 13 bis 16. Die Kühlleitung 2 liegt zwischen zwei Paaren der Rollen 13 und 14 sowie 15 und 16. Wenn nicht.gezeigte Motoren angetrieben werden, bewirken diese Rollen 13 bis 16 ein Anheben und Absenken sowie ein Drehen der Hochtemperatur-überwachungsvorrichtung 11 innerhalb des Hochtemperaturofens 100. Das unterste Ende der Kühlleitung 2 ist mit einem Kühlwasser-Versorgungsschlauch 18 und einem Kühlwasser-Abflußschlauch 19 verbunden. Es ist zu ersehen, daß der Kühlwasser-Versorgungsschlauch an den Kühlwasser-Versorgungseinlaß 25 in Figur 2 angeschlossen ist, während der Kühlwasser-Abflußschlauch 19 mit dem Kühlwasser-Abflußauslaß 26 verbunden ist. Wie bereits oben erwähnt wurde, ist das andere Ende des Glasfaserbündels zur Fernsehkamera 17 geführt. Das Verbindungsstück 8 des Stromversorgungskabels 51 (vergleiche Figur 2) ist an die nicht dargestellte Stromquelle angeschlossen.

Bei der obigen Anordnung wirft die Lampe 5 in der Hochtemperatur-Beleuchtungsvorrichtung 11 Flutlicht direkt auf die Wandfläche 101 des Hochtemperaturofens 100 bis zu einer.sehr hohen Helligkeit über das Sichtfenster 4. Das von der Wandfläche des Ofens reflektierte Licht wird in ein Bild am Ende des Glasfaserbündels 92 über das Sichtfenster 4 und den Objektivabschnitt · 91 fokussiert. Dieses Bild wird zur Fernsehkamera 17 über das Glasfaserbündel 92, ein Filter 93 und das Linsensystem 74 geleitet. Die Fernsehkamera 17 erzeugt ein Video-

bild, das den Zustand der Wandfläche 101 wiedergibt. Das durch den Kühlwasser-Versorgungsschlauch 18 gespeiste Kühlwasser läuft durch die Kühlwasserbahn 27 und fließt aus dem Kühlwasser-Abflußschlauch 19, so daß die Hochtemperatur-Beleuchtungsvorrichtung 11 insgesamt gekühlt wird, um nicht die Lampe 5 und die einer Hochtemperaturatmosphäre des Ofens 100 von über beispielsweise 1000 C ausgesetzte überwachungseinrichtung 9 thermisch zu zerstören. Es ist selbstverständlich möglich, gleichmäßig den Zustand der Wandfläche durch drehendes Anheben und Absenken der Hochtemperatur-Beleuchtungsvorrichtung 11 zu beobachten.

Figur 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Teilschnitt, und Figur 7 ist eine teilweise aufgebrochene Darstellung der Antriebsanordnung für eine in Figur 2 dargestellte Lichtquelle in Perspektive.

Das Ausführungsbeispiel von Figur 6 ist mit Ausnahme der folgenden Punkte dem Ausführungsbeispiel von Figur 2 ähnlich. D.h., das Sichtfenster 4 ist am Spitzenteil des Empfangsabschnittes 30 gebildet. Quarzglas 41 ist am Sichtfenster 4 angebracht und mit Gasauslaßöffnungen 33 umgeben. Der Reflexionsspiegel 52 für die Lampe 5 ist mit der Antriebsanordnung 53 drehbar. Insbesondere ist der Reflexionsspiegel 52 zylinderförmig gestaltet und weist einen Ausschnitt in der Beleuchtungsrichtung der Lampe 5 auf, wie dies am besten aus Figur 7 zu ersehen ist. Der Reflexionsspiegel 52 ist mit . einem Getriebe bzw. Zahnrad 56 bekoppelt. Das Zahnrad 56 ist in Eingriff mit einem Schneckenrad 55, das direkt mit einem Motor 54 gekoppelt ist. Nach Drehen des Motores 54 dreht sich das Zahnrad 56 mittels des Schneckenrades 55, so daß der Reflexionsspiegel 52 in der Richtung des Pfeiles in Figur 6 umläuft, wodurch die Beleuchtungsrichtung der Lampe 5 verändert wird.

Der Objektivabschnitt 91 ist in gleicher Weise drehbar mit

einer Antriebsanordnung 97, wie dies unten näher erläutert wird. Steuerkabel 56 und 9 8 für die jeweiligen Antriebsanordnungen 53 und 97 sind außerhalb der Vorrichtung zusammen mit dem Stromversorgungskabel 51 für die Lampe 5 zum Anschluß an das Verbindungsstück 8 geführt. Der Reflexionsspiegel 52 und der Objektivabschnitt 91 sind drehbar ausgelegt, so daß die Beleuchtungsrichtung der Lampe 5 bezüglich der Beobachtungsrlchtung des Objektivabschnittes 91 verändert werden kann. Da eine fehlerhafte oder eine unebene Oberfläche in der Wandfläche des Ofens eine Veränderung im Schatten verursacht, kann ein Bild einschließlich eines solchen Schattens mittels der Fernsehkamera über die überwachungseinrichtung 9 herausgegriffen werden. Obwohl sich der Abstand zwischen der. Wandfläche des Ofens und dem Beobachtungsobjekt verändert, ist es möglich, genau und exakt jeden Fehler oder jede Unebenheit oder jede Form bzw. Gestaltung in der Wandfläche des Ofens zu beobachten.

Figur 8 ist eine Darstellung der Hauptkomponenten eines Beispiels der Antriebsanordnung 97 zum Drehen der in Figur gezeigten überwachungseinrichtung, und Figur 9 ist ein Längsschnitt einer in Figur 8 gezeigten Befestigungseinrichtung .

Das in den Figuren 8 gezeigte Ausführungsbeispiel ist derart gestaltet, daß lediglich die Linse 94 am Spitzenteil des' Glasfaserbündels 92 ohne den in Figur 3 angegebenen Reflexionsspiegel 95 angebracht ist, und ein Ende des Glasfaserbündels 92 ist innerhalb des Raumes 34 in einer das Sichtfenster 4 kreuzenden Richtung drehbar. Das Glasfaserbündel 92 ist in der Befestigungseinrichtung 121 gesichert. Die Befestigungseinrichtung 121 hat ein Durchgangsloch 122, in dem das Glasfaserbündel 92 beweglich gehalten ist. Ein Block 131 liegt neben der Befestigungseinrichtung 121, so daß der Block 131 und die Befestigungseinrichtung 121 frei unabhängig voneinander drehbar sind. D.h., der Block 131 ist bezüglich

eines Stiftes 132 drehbar, indem ein Loch 133 im Block 131 zur Aufnahme des Stiftes 132 gebildet wird, indem weiterhin ein Ende des Stiftes 132 in die Befestigungseinrichtung 121 eingeführt wird, und indem schließlich der Stift 132 an der Befestigungseinrichtung 121 mittels eines Haltebolzens 123 befestigt wird. Ein Ring 134 ist um das andere Ende des Stiftes 132 festgelegt. Der Block 131 ist weiterhin mit einem Gewindeloch 135 in einer Richtung senkrecht zum Durchgangsloch 122 versehen. Eine Welle 137 mit einem Gewindeteil 136 ist in das Gewindeloch 136 eingeführt. Ein Zahnrad 138 ist an einem Ende der Welle 137 angebracht. Das Zahnrad 138 greift in ein Zahnrad 140 ein, das direkt mit einem Motor 139 gekoppelt ist. Mit der Drehung des Motores 139 dreht sich die Welle 137 über das Zahnrad 140 und das Zahnrad 138, um die Befestigungseinrichtung 121 oder das Glasfaserbündel 92 in der Richtung des Pfeiles in Figur 8 zu drehen, während der Gewindeteil 136 der Welle 137 in Eingriff mit dem Gewindeloch 135 im Block 131 ist.

Figur 10 zeigt ein weiteres Beispiel einer Anordnung zum Drehen des Reflexionsspiegels. Das in Figur 10 gezeigte Ausführungsbeispiel ist so gestaltet, daß der im objektivabschriitt 91 enthaltene Reflexionsspiegel 95 gedreht wird (vergleiche Figur 3). Ein Ende des Reflexionsspiegels 95 ist auf einer Welle 951 befestigt, an der ein Stirnrad 952 coaxial angebracht ist. Dieses Stirnrad 952 greift in ein Schneckenrad 954 ein, das in direkter Verbindung mit der Welle eines Motores 953 ist. Daher bewirkt eine Drehung des Motores 953 eine Drehung des Reflexionsspiegels in der Richtung des Pfeiles in Figur 10.

Während der Reflexionsspiegel 52 für die Lampe 5 und der Objektivabschnitt 91 in den obigen Ausführungsbeispielen beide drehbar sind, ist es offensichtlich, daß die Erfindung hierauf nicht beschränkt ist und auch lediglich eine dieser Komponenten drehbar sein kann.

Claims

KLAUS D. KIRSCHNER WOLFGANG GROSSE

DIPL.-PHYSIKER D I P L.-I N G E N 1 E U R

ZUGELASSENE VERTRETER VOR DEM EUROPAISCHEN PATENTAMT

HERZOG-WILHELM-STR. 17 „....■ „ ., _TJ_, D-8 MÜNCHEN 2

Dainichi-Nxppon Cables Ltd.

Amagasaki, Kyogo, Japan ihr zeichen

YOUR REFERENCE'

Kurosaki Refractories Co., Ltd.

Kitakyushu, Fukuoka, Japan unser zeichen:

DATUM: 26.4.1983

Hochtemperatur-Beleuchtungsvorrichtung

Patentansprüche

Hochtemperatur-Beleuchtungsvorrichtung mit einem metallischen Schutzgehäuse und einer Lichtquelle, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Schutzgehäuse (10) einen Raumabschnitt und ein Fenster (4) aus Glas in einer Wand hiervon aufweist und mit einer Kühlbahn (27) entlang einer Wand im Raumabschnitt mit Ausnahme des Fensters (4) zur Umwälzung eines Kühlmediums ausgestattet ist, und daß die Lichtquelle (5) in diesem Raumabschnitt des metallischen Schutzgehäuses (10) zum Beleuchten eines über das Fenster (4) zu beobachtenden Objektes untergebracht ist.
2. Hochtemperatur-Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem metallischen Schutzgehäuse (10) ein optisches Faserbündel (92) und ein an einem Randteil des optischen Faserbündels (92) angebrachter Objektivabschnitt (91) vorgesehen sind, um vom Objekt

IUUUO

über das Fenster (4) reflektierte Lichtstrahlen abzutasten und die reflektierten Lichtstrahlen in einen Spitzenteil des optischen Faserbündels (92) einzuführen.
3. Hochtemperatur-Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch

2, gekennzeichnet durch eine Rotationseinrichtung zum Drehen wenigstens der Lichtauelle (5) oder des Objektivabschnittes (91) mit einer veränderlichen Beobachtungsrichtung auf das Objekt durch das Fenster (4).
4. Hochtemperatur-Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch

3, dadurch gekennzeichnet, daß der Objektivabschnitt (91) einen Reflexionsspiegel (95) aufweist, um die Lichtstrahlen vom Objekt auf den Spitzenteil des optischen Faserbündels (92) zu leiten.
5. Hochtemperatur-Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationseinrichtung Mittel aufweist, um den Reflexionsspiegel (95) zu drehen.
6. Hochtemperatur-Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen zusammen· mit der Lichtquelle

(5) vorgesehenen Reflexionsspiegel (6), wobei die RotaT tionseinrichtung Mittel aufweist, um den Reflexionsspiegel

(6) für die Lichtquelle (5) zu drehen.
7. Hochtemperatur-Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Schutzgehäuse (10) aufweist:

einen Gasversorgungseinlaß zum Einführen von Druckgas in den Raumabschnitt und

einen Gasabfuhrauslaß, der in der Nähe des Fensters (4) vorgesehen ist, um das in den Raumabschnitt eingeführte Gas abzuleiten.
8. ' Hochtemperatur-Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch

2, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Schutzgehäuse (TO) einen zum Raumabschnitt offenen zylinderförmigen Abschnitt aufweist, daß die Lichtquelle (5) ein Stromversorgungskabel hat, und daß der zylinderförmige Abschnitt eine Hülse an seinem Randteil besitzt, um das Stromversorgungskabel und das verbleibende Ende des optischen Faserbündels (92) aus der Vorrichtung herauszuführen.
9. Hochtemperatur-Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine am übrigen Ende des optischen Faserbündels (92) angeordnete Abbildungseinrichtung zum Abbilden der vom Objekt reflektierten Lichtstrahlen. ;
10. Hochtemperatur-Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Faserbündel (92) aus Quarzglas besteht.
11. Hochtemperatur-Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Faserbündel (92) eine Vielzahl von Strecken von Quarzglasfasern aufweist, die zu einer einzigen Einheit zusammengeschmolzen sind, und daß jede Strecke der Quarzglasfasern einen Kernabschnitt (922) aus reinem Quarzglas, einen Mantelabschnitt (923) aus vorwiegend reinem Quarzglas und einen Trägerabschnitt (924), der den Umfang des Mantelabschnittes (923) bedeckt, aufweist.