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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Bereich der Erfindung
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Diese
Anmeldung betrifft im Allgemeinen eine Vorrichtung zum Überwachen
industrieller Prozesse und betrifft insbesondere eine Videokamera und
damit verbunden eine thermische Schutzvorrichtung zur Betrachtung
des Inneren einer geheizten Kammer.
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Beschreibung des Stands der
Technik
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Videokameras
werden im Allgemeinen in CCTV-Systemen in Verbindung mit dem Betrieb
und der Regelung/Steuerung von industriellen Prozessen verwendet.
Der Stand der Technik lehrt eine Auswahl von Videokamerasystemen
zum Betrachten des Inneren einer heißen, lebensfeindlichen Umgebung wie
zum Beispiel der Kammer eines Hochtemperaturofens durch eine Öffnung,
die in einer Wand der Kammer bereitgestellt ist. Weil ein Ofen typischerweise
Temperaturen in der Größenordnung
von 2000°F–3000°F erreichen
kann, Videokameras aber keine Temperaturen weit über 100°F tolerieren, ist es notwendig,
thermische Isolation und Kühlung
bereitzustellen, um eine Beschädigung
an der Videokamera zu verhindern.
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In
dem gewöhnlichen
Ansatz verwendet der Stand der Technik eine gestreckte Stahlröhre, die sich
durch die Öffnung
in der Wand der Hochtemperaturkammer erstreckt. Die Röhre enthält eine
Reihe von beabstandeten optischen Elementen einschließlich Linsen,
um eine Relayröhre
zu formen. Die Kamera ist außerhalb
oder in der Nähe
der Außenseite der
Kammerwand positioniert, und die Serie von optischen Elementen überträgt das Bild
und fokussiert es auf der Kamera entfernt von der heißen, lebensfeindlichen
Umgebung. Relaylinsenröhren
oder Relayröhren
dieser Art haben typischerweise eine Länge im Bereich von 2 bis 20
Fuß.
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Eine
Schwierigkeit mit solchen Stand-der-Technik-Systemen besteht darin,
dass die hohen Temperaturen und die Variationen in der Temperatur
es extrem schwierig machen, die engen Toleranzen einzuhalten, die
notwendig sind, um das Bild genau durch die Relayröhre zu übertragen.
Diese thermischen Beanspruchungen verursachen eine Relativbewegung
der Relayröhrenkomponenten
und führen
dadurch eine Bildverzerrung ein. Zusätzlich führt jede Linse oder jedes optische
Element einige Verzerrungen als Ergebnis ihrer Imperfektionen ein. Daher
haben Videosysteme, die solche Linsenröhren verwenden, eine eingeschränkte Leistungsfähigkeit und
sind teuer, wobei qualitativ hochwertige Linsen notwendig sind,
um die Bildung eines Bildes von akzeptabler Qualität zu erhalten
und aufrechtzuerhalten.
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Eine
weitere Schwierigkeit mit solchen Stand-der-Technik-Systemen entsteht
aus der Tatsache, dass es eine Vielzahl von verschiedenen Öfen gibt,
und daher solche Systeme die Verfügbarkeit von zahlreichen Linsenröhren erfordern,
um die Variabilitäten
verschiedener Einrichtungen aufzunehmen. Die Notwendigkeit, eine
Auswahl von Linsenröhren zu
gestalten und zu konstruieren, erhöht die Kosten weiter.
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Es
ist daher Aufgabe und Merkmal der vorliegenden Erfindung, die typische
Linsenröhre
und ihre Relayoptik zu beseitigen und die Kamera am inneren Ende
einer thermisch geschützten
Röhrenstruktur
zu positionieren, um die Kosten und Probleme, die mit einer Relaylinsenröhre verbunden
sind, zu beheben und die Bildqualität zu verbessern, wobei ein
Kühlungs-
und thermisches Isolationssystem bereitgestellt wird, das in der
Lage ist, eine Kameraumgebung bei einer Temperatur in der Größenordnung
von 100°F
oder weniger zu halten. Die Beseitigung der Relaylinsenröhre verbessert
nicht nur die Qualität des
vorhandenen Bildes, sondern beseitigt auch die Notwendigkeit und
daher die Kosten für
die Gestaltung und den Betrieb einer breiten Vielfalt von Relaylinsenröhren für verschiedene
Vorrichtungen.
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US 5 162 906 offenbart eine
Kameravorrichtung zur Beobachtung des Inneren eines heißen Ofens.
Eine herkömmliche
Videokamera ist in einem Gehäuse
befestigt, das am Ende einer Unterstützungsröhre aufgehängt ist, wobei beide mit Wasser gekühlt werden.
Kühlungsluft
passiert entlang der Röhre
und dringt in das Gehäuse
ein, wobei sie um die Hitzeschild-Optiken an der Seite des Gehäuses entweicht.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung stellt eine Hochtemperaturkameravorrichtung wie in Anspruch
1 dargelegt bereit.
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In
Ausführungsformen
der Erfindung ist die Kamera auf einem Kamerahalteelement befestigt und
am inneren Ende von umgebenden Schutzröhren positioniert. Eine der
Röhren
ist ein keramisches Hitzeschild, das sich von dem Ofeninnenende
in Richtung der Ofenaußenseite über eine
Distanz erstreckt, die wenigstens teilweise das lineare, axiale Intervall
umgibt, das die Kamera enthält.
Der Ausdruck „Kamera", so lange nicht
anderweitig angegeben, wird verwendet, um sowohl den Kamerabereich zu
umfassen, der ein optisches Bild in ein elektronisches Signal konvertiert,
als auch den Linsenteil, der an dem Kamerabereich zur Fokussierung
des Bildes auf der photosensitiven Oberfläche der Kamera befestigt ist.
Insbesondere weist die Kameravorrichtung eine innerste längliche
Kameragehäuseröhre auf,
die sich durch die Öffnung
in der Wand der geheizten Kammer erstreckt, und einen Lufteinlassverteiler
am äußeren Ende
der Kameragehäuseröhre zum
Transport von Kühlflüssigkeit
in das äußere Ende,
durch die Kameragehäuseröhre und
in den Ofen. Der keramische Hitzeschild umgibt teleskopartig wenigstens einen
Bereich der Kameragehäuseröhre, welche
die Kamera enthält,
und ist von dieser im Abstand angeordnet. Die Kameragehäuseröhre kann
eine äußere reflektierende
Oberfläche
haben, die durch eine Chromplatte und eine Mehrzahl von radial nach
außen
verjüngten
Abstandshaltern gebildet werden, die von der äußeren Oberfläche der
Kameragehäuseröhre vorstehen,
um das Hitzeschild in einer konzentrischen Position zu fixieren,
während
möglichst
wenig Kontakt mit diesem hergestellt wird. Die Vorrichtung kann
auch eine äußere röhrenförmige Stahlhülse aufweisen,
die teleskopartig die keramische Hitzeschildröhre umgibt, eine erste Stahlendplatte
am inneren Ende der Kameragehäuseröhre und
eine zweite keramische Endplatte am inneren Ende der keramischen
Hitzeschildröhre.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Seitenansicht einer Ausführungsform
der Erfindung, wobei ein Segment des inneren Endes des Ofens entfernt
wurde, um die Endplatten und einen Bereich der Kamera, die am inneren
Ende befestigt ist, offen zu legen.
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2 ist
eine Ansicht im Querschnitt, die im Wesentlichen entlang der Linie
2-2 von 1 gemacht wurde und die Ausführungsform
wie in 1 illustriert zeigt.
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3 ist
eine Seitenansicht der Kameragehäuseröhre und
des damit verbundenen Lufteinlassverteilers der Ausführungsform
wie in 1 illustriert.
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4 ist
eine Ansicht des linken Endes der Struktur wie in 3 gezeigt.
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5 ist
eine Ansicht des rechten Endes der Struktur wie in 3 gezeigt.
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6 ist
ein Querschnitt der Ausführungsform
von 1, ebenfalls im Wesentlichen entlang der Linie
2-2 von 1, aber das keramische Hitzeschild
in Seitenansicht zeigend.
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7 ist
eine Ansicht in einem axialen Bereich ähnlich der Bereichsansicht
von 2 und zeigt eine alternative Ausführungsform
der Erfindung.
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8 ist
eine Ansicht in einem axialen Bereich ähnlich der Bereichsansicht
von 2, wobei noch eine weitere alternative Ausführungsform
der Erfindung gezeigt wird, die Wasserkühlung aufweist.
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9 ist
eine Ansicht in einem axialen Bereich, der einen Teil einer weiteren
alternativen Anordnung für
eine Hochtemperaturkameravorrichtung zeigt.
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Durch
die Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die
in den Zeichnungen gezeigt ist, wird zum Zwecke der Klarheit eine bestimmte
Terminologie gebraucht. Jedoch ist es nicht beabsichtigt, dass die
Erfindung auf die bestimmten Ausdrücke beschränkt ist, die derart ausgewählt wurden,
und es ist zu verstehen, dass jeder bestimmte Ausdruck alle technischen Äquivalente
umfasst, die in einer ähnlichen
Weise arbeiten, um ein ähnliches
Ziel zu erreichen.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORM
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Gleichzeitig
auf die 1 bis 6 Bezug nehmend
besteht die Erfindung aus einer Hochtemperaturkameravorrichtung 10 zum
Betrachten des Inneren einer Hochtemperaturkammer wie zum Beispiel
eines Ofens durch eine Öffnung
in einer Wand, die die Kammer in der gleichen Art und Weise umgibt wie
eine herkömmliche
Relaylinsenröhre
des Stands der Technik. Die Kameravorrichtung 10 weist
eine gestreckte Kameragehäuseröhre aus
Stahl 12 auf, die zylindrisch ist und einen inneren Durchlass
aufweist. Die Gehäuseröhre 12 weist
ein äußeres Ende 16 auf zum
Befestigen relativ nahe an der Außenseite der Kammerwand und
ein inneres Ende 18 zum Anbringen nahe an der Innenseite
der Kammerwand auf.
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Innerhalb
der länglichen
Kameragehäuseröhre 12 befindet
sich ein längliches
Kamerahalteelement 20, welches in der bevorzugten Ausführungsform
eine röhrenförmige Leitung
ist, die eine Kamerahaltewand bildet. Eine Videokamera 22 ist
in der Nähe
des inneren Endes 24 des Kamerahalteelements 20 mit
Hilfe eines Paars von Halteklammern 26 angebracht, die
an dem Kamerahalteelement 20 mittels Schweißen befestigt
sind. Das Kamerahalteelement 20 hält die Kamera in der Nähe des inneren Endes
der Kameragehäuseröhre 12 mit
Hilfe von kreisförmigen
Klammern 28 und erstreckt sich über das äußere Ende hinaus. Ein elektrisches
Kabel 30 durchläuft
das Innere des Kamerahalteelements 20 und steht mit der
Kamera 22 zur Zufuhr von elektrischen Signalen in. Das
Kamerahalteelement 20 ist innerhalb einer Buchse 32 mittels
eines radialen Bolzens 34 geklammert, um eine Anpassung
in axialer Richtung zu erlauben, und die Buchse 32 selbst
ist an eine runde Platte 36 angeschweißt.
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Die
Platte 36 ist an einen Lufteinlassverteiler 38 mittels
eines Paares von diametral gegenüberliegenden,
manuell auslösbaren
Klinken 39 befestigt (nur eine ist sichtbar), die sich
auf verbindende Weise zwischen der Platte 36 und einem
Klinkenbefestigungsblock 41 befinden, der als Ansatz auf
dem Äußeren des
Einlassverteilers 38 gebildet ist. Dies erlaubt es, dass
die Platte 36 von Hand von dem Einlassverteiler 38 entfernt
wird, so dass das gesamte Kamerahalteelement 20 und die
darauf befestigte Kamera 22 von der Kameragehäuseröhre 12 zurückgezogen
werden kann und somit leicht zugänglich
für Inspektion
oder Austausch ist.
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Der
Lufteinlassverteiler 38 umfasst einen Lufteinlass 40 in
Fluidverbindung durch das Innere des Verteilers 38 mit
der inneren Passage 14 der Kameragehäuseröhre 12. Dies erlaubt
es, dass Kühlungsluft
in den Lufteinlass 40 geblasen und vom äußeren Ende zum inneren Ende
entlang des inneren Durchlassbereichs 14 zur Kühlung der
Kamera und zum Austritt in den Ofen transportiert wird. Ein Wirbelkühler für die Kühlung der
durch den Lufteinlass 14 eintretenden Luft auf ungefähr 29°F hat sich
als insbesondere wünschenswert
für die
Verwendung mit der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung herausgestellt.
Zusätzlich
wird Luft bevorzugt durch die Ofenkameravorrichtung mit einer Rate
in der Größenordnung
von 10–50
CFM geblasen.
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Eine
zylindrische, keramische Hitzeschildröhre 42 umgibt die
Kameragehäuseröhre 12 und
ist davon im Abstand angeordnet. Sie erstreckt sich innen vom inneren
Ende der Kameragehäuseröhre 12 in
Richtung des äußeren Endes
der Kameragehäuseröhre, ein
Abstand, der mindestens ausreichend ist, um die Videokamera 22 zu
umgeben, er sollte aber bevorzugt deutlich darüber liegen. Zum Beispiel ist
in einer Ausführungsform
der Erfindung die Kameragehäuseröhre ca.
36 Zoll lang, und die keramische Hitzeschildröhre ist ca. 18 Zoll lang. Das
bevorzugte keramische Material ist eine Aluminium-Silika-Oxid-Mischung
mit großen
Poren, die unter dem Markenzeichen Mullite verkauft wird.
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Die
keramische Hitzeschildröhre 42 ist
zu der Kameragehäuseröhre 12 in
einer beabstandeten umgebenden Anordnung angebracht, und zwar mit
Hilfe einer Mehrzahl von Abstandshaltern 44, die um die äußere Oberfläche der
Kameragehäuseröhre 12 verteilt
sind und aus dieser nach außen
herausragen. Diese Abstandshalter 44 sind bevorzugt radial
nach außen
spitz auf einen Punkt zulaufend, zum Beispiel in einer konischen
oder pyramidalen Konfiguration, um den thermischen leitenden Kontakt
zwischen der Kameragehäuseröhre 12 und
der keramischen Hitzeschildröhre 42 zu
minimieren. Die reflektierende Stahlröhre 12 und die keramische
Röhre 42 fungieren
als eine mehrschichtiges Strahlungsschild, wobei sie die auf die
Kameralinsen treffende thermische Strahlung minimiert. Die reflektierende
Oberfläche der
Stahlröhre 112 reflektiert
die von der keramischen Röhre 42 einfallende
thermische Strahlung, was eine Temperaturerhöhung der keramischen Röhre auf
eine hohe Temperatur verursacht und somit das thermische Strahlungspotential
vom Ofen zur keramischen Röhre
verringert. Da die keramische Röhre 42 auf
eine weit höhere
Temperatur als die Stahlröhre
erhitzt werden kann, ist der resultierende thermische Strahlungsfluss
von dem Ofen zur Stahlröhre 12 oder
Kamera signifikant reduziert im Vergleich zur Verwendung der reflektierenden
Stahlröhre 12 ohne
die keramische Röhre 42.
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Bevorzugt
ist die Kameragehäuseröhre 12 dieser
Ausführungsform
eine Stahlröhre,
die mit einer äußeren reflektierenden
Oberfläche
wie Chromüberzug
bereitgestellt ist, die bevorzugterweise poliert ist. Die reflektive
Oberfläche
erhöht
die radial nach außen
gerichtete Reflektion von einfallender thermischer Strahlung, die
radial nach innen von der inneren Oberfläche der keramischen Hitzeschildröhre 42 ausgestrahlt
wird. Eine äußere röhrenförmige Stahlhülse 46 ist
entweder an einen runden Flansch 48 angeschweißt und umgibt
teleskopartig die keramische Hitzeschildröhre 42, oder sie kann
weggelassen werden, und die verbleibenden Komponenten gleiten in ein
vorhandenes Loch durch die feuerbeständige Wand der geheizten Kammer.
Der Flansch 48 der äußeren Buchse 46 ist
an einem kreisförmigen
Flansch 50 angeflanscht, der ein Teil des Lufteinlassverteilers 38 ist.
Der Flansch 50 weist auch einen zentralen Anschluss auf,
in welchen die Kameragehäuseröhre 12 eingefügt und durch
Schweißen
befestigt ist. Die Funktion der äußeren Kohlenstoffstahlröhre 46 besteht
darin, ein Befestigungsverfahren für die Ofenwand bereitzustellen.
Das ofenseitige Ende der Kohlenstoffstahlröhre wird an die Ofenwand angeschweißt. Der
Kameraaufbau stellt dann mit dem Kohlenstoffstahlflansch mittels
Bolzen 49 Verbindung her.
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An
das innere Ende 18 der Kameragehäuseröhre 12 ist eine Stahlendplatte 52 befestigt.
Die Stahlendplatte 52 weist ein Bildloch 54 auf,
das konisch in eine Richtung geformt ist, so dass es sich vom Ofeninneren
nach außen
aufweitet, um das konische Ende der Kamera 22 in Abgleich
mit der Bildachse der Kamera 22 aufzunehmen. Eine Mehrzahl von
beabstandeten Belüftungslöchern 56 umgibt
das Bildloch 54 kreisförmig.
Diese Belüftungslöcher 56 sind
nach innen geneigt in Richtung vom Äußeren zum Inneren der geheizten
Kammer, um das Ausblasen von Kühlungsluft
in die Ofenkammer zu ermöglichen
und den Luftfluss vom Inneren der Kameragehäuseröhre 12 in das Innere
des Ofens zu richten. Durch Positionierung der Belüftungslöcher 56 in
dieser Orientierung und in dieser Anordnung wird die Kühlung der
Endplatte 52 dort maximiert, wo sie die Kamera 22 berührt, und
zusätzlich
hält die
freigesetzte Luft das innere Ende der Vorrichtung frei von Asche
und anderen Fremdkörpern,
die andernfalls die Sicht der Kamera 22 blockieren könnten. Die
Orientierung und Anordnung des Kühlungslochs
minimieren die Größe des Kontakts
der Kühlungsluft
auf der heißen
keramischen Scheibe 60, die eine hohe thermische Beanspruchung
auf der vorderen keramischen Scheibe 60 hervorrufen könnte, die
möglicherweise
zum Bruch führen
würde.
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Das
innere Ende 58 der keramischen Hitzeschildröhre 42 ist
in einer frustohemisphärischen Form
nach innen gedreht. Eine keramische Endplatte 60 ist gegen
das Innere des nach innen gedrehten Endes 58 gesetzt und
bevorzugt daran angeklebt und weist einen Anschluss 62 auf,
der konzentrisch mit dem Bildloch 54 der Stahlendplatte 52 ist.
Die ringförmige
Wand, die den Anschluss 52 der keramischen Endplatte 60 definiert,
ist so abgewinkelt, dass der Anschluss innen vom Äußeren in
Richtung des Inneren des Ofens spitz zuläuft. Dies minimiert die Kühlung der
keramischen Endplatte 60, um die Beanspruchung der Keramik
zu minmieren. Dies hilft auch, sie frei und sauber von Asche und
anderen Fremdkörpern
zu halten.
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Eine
Mehrzahl von Abstandshaltern 64 ist am inneren Ende er
Stahlendplatte 52 befestigt und ragt von dem inneren Ende
der Stahlendplatte 52 in Richtung des Inneren des Ofens.
Diese Abstandshalter 64 sind gegen die keramische Endplatte 60 gesetzt.
Sie laufen auch nach außen
spitz zu, um den Kontakt mit der keramischen Endplatte 60 zu
minimieren. Die keramische Hitzeschildröhre 42, die ihre keramische
Endplatte 60 trägt,
ist durch gespannte Spulenfedern 63 federvorgespannt. Diese
Federn sind ringsum in 120°-Intervallen
außen
um die Kameragehäuseröhre 12 herum
beabstandet und zwischen einem Satz von drei Löchern 70 mit ähnlichem Abstand
gespannt, die radial durch das äußere Ende der
Hitzeschildröhre 42 gebohrt
sind, und einem Satz von drei Löchern 72 mit ähnlichem
Abstand, die radial durch das äußere Ende
der äußeren Hülse 46 gebohrt
sind. Die Federn 63 ziehen die keramische Hitzeschildröhre 42 in
Richtung des Ofenäußeren, wobei
dadurch die keramische Endplatte 60 gegen die Abstandshalter 64 gesetzt
ist, um die Hitzeschildröhre 42 bezüglich ihrer
Position gegen das innere Ende der Abstandshalter zu schützen, die
aus der Stahlendplatte 52 herausragen. Diese Federlast
vermeidet die Anwendung von zu viel Kraft auf die Keramik, wenn
sie aufgeheizt ist, was andernfalls die Wahrscheinlichkeit eines
Bruches erhöhen
würde.
Wenn sich die Keramikröhre 42 erhitzt
und ausdehnt, kann sie sich nach vorne ausdehnen, und die keramische Endplatte 16 könnte die
Sicht der Kamera versperren, falls sie nicht durch die Federn 63 in
Richtung des äußeren Endes
der Feder 63 gezogen werden würde.
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Diese
Kombination einer inneren Kameragehäuseröhre, durch welche Luft geführt wird,
und ein umgebendes keramisches Hitzeschild erlauben es, dass die
Kamera 22 am inneren Ende dieser Struktur montiert wird,
wobei die Notwendigkeit einer Relaylinsenröhre vermieden wird. Dies ist
insbesondere effektiv, wenn die äußere Oberfläche der
Kameragehäuseröhre reflektiv
gefertigt ist und weiter durch die Verwendung einer äußeren röhrenförmigen Stahlhülse erweitert
wird, die teleskopartig die keramische Hitzeschildröhre umgibt.
Man glaubt, dass diese Kombination von Strukturen das erste Videokamerabetrachtungssystem
bereitstellt, das genügend
thermische Isolation bereitstellt, dass die Kamera am inneren Ende
des Aufbaus befestigt werden kann und eine Relaylinsenröhre überflüssig wird.
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7 illustriert
eine alternative Ausführungsform
der Erfindung, die kleinere Variationen der in 1 bis 6 illustrierten
Ausführungsform
aufweist. In 7 erstrecken sich die Federn 80 vom äußeren Ende 82 der
keramischen Hitzeschildröhre 84 in
Verbindung mit Löchern
am Ende einer Stahlröhre 86,
die mit einem ringförmigen
Flansch 88 verbunden ist, der zwischen die Flansche 90 und 92 gedrückt ist.
Zusätzlich
ist das Kamerahalteelement 94 mit drei nach außen gerichteten
Abstandslamellen 96 bereitgestellt, die an das Kamerahalteelement 94 angeschweißt sind,
um das Kamerahalteelement 94 radial zu sichern, und die
Kamera 97 ist in Position innerhalb der Kameragehäuseröhre 98 befestigt
ist.
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8 illustriert
eine andere alternative Ausführungsform
der Erfindung. In der Ausführungsform von 8 berührt ein
Paar von Flüssigkeitskühlmittel-Mantelröhren 100 und 102 abgedichtend
die Kameragehäuseröhre 104 an
beiden ihrer entgegengesetzten Enden. Dies erzeugt ein Paar von
Flüssigkeitskühlmittel-Mantelkammern 106 und 108,
wobei sich eine auf jeder radialen Seite der Kameragehäuseröhre 104 befindet.
Die Paare von Flüssigkeitskühlmittel-Mantelkammern 106 und 108 sind
in Fluidverbindung miteinander verbunden durch eine Mehrzahl von
Anschlüssen 110,
die um das innere Ende der Kameragehäuseröhre 104 herum verteilt
sind. Ein Paar von Kühlmittelleitungen 112 und 114 sind
jeweils in Fluidverbindung mit einer unterschiedlichen der Flüssigkeitskühlmittel-Mantelkammern 106 und 108 verbunden,
so dass eine Leitung als ein Kühlmittel-Eingangsleitung
und die andere als Kühlmittel-Ausgangsleitung
arbeiten kann. Auf diese Weise kann Flüssigkeitskühlmittel, bevorzugt Wasser,
in den Einlass zirkuliert werden, und zwar bevorzugt in die radial
innen gelegene Kühlmitteleinlassleitung 112,
und läuft
parallel zur zentralen Achse der Röhren zum inneren Ende der Kameragehäuseröhre 106 und
dann nach außen
durch die Anschlüsse 110 und zirkuliert
in eine Rückwärtsrichtung
und aus der Röhre 114 heraus.
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Ein
Drahtabstandshalter 113 ist in einer spiralförmigen Konfiguration
in den äußeren Strömungshohlraum 106 gewickelt.
Der Drahtabstandshalter 113 verringert den verfügbaren Strömungsbereich,
indem er ein spiralförmiges
Strömungsmuster erzeugt.
Durch Verringerung des verfügbaren
Strömungsbereichs
wird die Strömung
bei geringeren Flüssigkeits-Kühlmittelraten turbulent, was
den Wärmetransferkoeffizienten
zwischen dem Kühlmittel und
der äußeren Strömungsröhre 100 erhöht. Dies erlaubt
es der äußeren Stahlröhre (mit
Chromüberzug) 100,
auf einer Temperatur unterhalb des Siedepunkts des Kühlmittels
bei weit geringeren Kühlmittelströmungsraten,
z. B. 1 gpm anstelle von 5 gpm, zu bleiben.
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Der
Kühlmantelmerkmale
der vorliegenden Erfindung können
mit jeder der Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung verwendet werden und stellen bevorzugt zusätzliche
Kühlung
bereit, wobei die Luftkühlung
durch den Lufteinlassverteiler 116 auf die oben beschriebene
Art und Weise unterstützt wird.
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9 illustriert
eine alternative Struktur für ein
Kameragehäuse.
In 9 ragt die Kamera 120 innerhalb der Kameragehäuseröhre 122 hervor.
Eine Endplatte 124 ist am inneren Ende der Kameragehäuseröhre 122 befestigt,
so dass ein Bereich der Kamera 120 durch eine zentrale Öffnung 126 durch die
Endplatte 124 ragt. Der keramische Hitzeschild 128 ist
an der Endplatte 124 befestigt und erstreckt sich innerhalb
von dieser. Zusätzlich
ist eine chromüberzogene
und polierte röhrenförmige Blende 136 ebenfalls
an der Endplatte 124 befestigt, und zwar radial innerhalb
des keramischen Schildes 128. Daher umgeben sowohl das
keramische Schild 128 als auch die Blende 136 wenigstens
den Bereich der Kamera 120, der innenliegend an der inneren
Wand der Hochtemperaturkammer liegt.
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Während bestimmte
bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung im Detail offenbart worden sind, ist
zu verstehen, dass verschiedene Modifikationen durchgeführt werden
können, ohne
vom Ziel der folgenden Ansprüche
abzuweichen.