JP2000295502A - 炉内観察装置 - Google Patents

炉内観察装置

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純雄 海江田
Masahiko Murazaki
雅彦 村崎
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Abstract

(57)【要約】 【課題】光学系部材を冷却するための冷却機能を備える
ことなく簡単な構造で高温雰囲気炉内の状態を観察する
ことができる炉内観察装置を提供する。 【解決手段】本発明は、炉内温度よりも軟化点の高い石
英ガラスで形成された光学系部材14を、炉壁28の貫
通孔30に配置し、この光学系部材14から伝送された
炉内の観察像を、炉外に設置されたCCDカメラ20で
撮像する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス溶融炉、焼
却炉等の高温雰囲気炉内の状態を観察するための炉内観
察装置に関する。
【0002】
【従来の技術】特開平9−307795号公報に開示さ
れた炉内観察装置は、炉内に挿入される筒部材の先端部
にCCDカメラが取り付けられるとともに、前記筒部材
が複数の筒からなる多重筒構造に構成され、これらの筒
と筒との間の隙間に冷却液や冷却ガスを供給して、CC
Dカメラを冷却させながら、高温雰囲気炉内の状態を撮
像するように構成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の炉内観察装置は、冷却機能を筒部材に持たせるため
に、筒部材を多重筒構造に構成しているので、装置構造
が複雑になるという欠点があった。また、前記炉内観察
装置は、CCDカメラを冷却した冷却エアが炉内に漏れ
る構造なので、漏れたエアによって炉内にNOxが発生
する場合があり、更に、漏れたエアで炉が冷却されると
いう欠点があった。特に、ガラス溶融炉の場合では、炉
内にNOxが発生したり炉内の温度が変化したりする
と、ガラスの品質を低下させる原因になっていたり、あ
るいは環境対策上好ましいものではなかった。
【0004】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、前記光学系部材を冷却するための冷却機能を持
たせることなく簡単な構造で高温炉内の状態を観察する
ことができる炉内観察装置を提供することを目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、高温雰囲気炉内の状態を観察する炉内観
察装置において、前記炉の炉壁に形成された貫通孔に挿
入配置されるとともに、炉内温度よりも軟化点が高く且
つ炉内の観察像を伝送可能な材料で形成された光学系部
材と、炉外に設置されるとともに、前記光学系部材から
伝送された炉内の観察像を撮像する撮像手段と、を備え
たことを特徴とする炉内観察装置を提供する。
【0006】本発明によれば、炉内温度よりも軟化点が
高く且つ炉内の観察像を伝送可能な材料で形成された光
学系部材を、炉壁の貫通孔に配置し、この光学系部材か
ら伝送された炉内の観察像を、炉外に設置された撮像手
段で撮像する。これにより、光学系部材を冷却するため
の冷却機能を備えることなく簡単な構造で高温炉内の状
態を観察することができる。
【0007】また、本発明によれば、前記炉内観察装置
の光学系部材は、石英ガラス製であることを特徴とす
る。光学系部材を石英ガラスで形成すれば、耐熱性がよ
いので高温雰囲気の炉内でも問題なく使用することがで
きる。更に、本発明によれば、前記炉内観察装置には、
前記撮像手段を冷却する冷却手段が設けられていること
を特徴とする。これによって、炉の熱による撮像手段の
故障を冷却手段によって防止することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
る炉内観察装置の好ましい実施の形態について詳説す
る。図1は、本発明の実施の形態に係る炉内観察装置1
0がガラス溶融炉12に設置された状態を説明する要部
断面図である。同図に示す炉内観察装置10は、ガラス
溶融炉12で溶融された溶融ガラスGの素地面の状態を
観察する観察装置であり、図2の如く、棒状に形成され
た導光体としての光学系部材14、集光レンズ16、減
光フィルタ18、CCDカメラ20、モニタ22、及び
空冷装置24等から構成されている。
【0009】前記光学系部材14は、炉内温度よりも軟
化点の高い材料、例えば石英ガラスで作られており、そ
の先端面は図2、図3の如く凹状に形成されて対物部1
4Aをなし、その後端面は接眼部14Bをなしている。
また、光学系部材14の外周面14Cは、艶消し加工が
施されている。これにより、前記対物部14Aから取り
込まれた観察像の光は、光学系部材14から漏れること
が少なく、光学系部材14の外周面で全面反射されて接
眼部14Bに伝送される。
【0010】前記光学系部材14は図2に示すように、
筒状ケーシング26内に挿入されて棒状の光学系部材の
軸方向の周囲は炉内の雰囲気に直接曝されないようにな
っている。この光学系部材用のケーシング26は、炭化
珪素、またはアルミナ等の耐熱性のある材料で作られて
いる。前記ケーシング26に挿入された状態で前記光学
系部材14は、炉壁28に形成された貫通孔30に挿入
配置される。また、前記ケーシング26は、光学系部材
14の対物部14Aが溶融ガラスGの素地面を観察する
ことができる位置に、且つ、接眼部14Bが炉外に位置
する位置に、それぞれ配置されることにより、貫通孔3
0に対する挿入位置が設定される。そして、ケーシング
26は、前記挿入位置が設定された後に、キャスクブル
煉瓦、煉瓦、またはセラミックウール等の耐熱性のある
シール材32を介して前記貫通孔30に取り付けられ
る。前記シール材32によって、炉内と炉外とが隔離さ
れ、炉内温度の温度低下が防止される。また、セラミッ
クウール等のシール材33を使用して、光学系部材14
がケーシング26に取り付けられている。
【0011】前記光学系部材14の接眼部14Bの後方
(図2上右側)には、集光レンズ16、減光フィルタ1
8、及びCCDカメラ20からなる撮像装置(撮像手段
に相当)が配置されている。この撮像装置は、箱型の撮
像装置用ケーシング34内に配置されている。前記撮像
装置の作用は次の通りである。まず、光学系部材14の
接眼部14Bに伝送された観察像の光は、集光レンズ1
6によって集光され、そして、集光された光は、減光フ
イルタ18によって所定の明るさまで減光される。この
減光された観察像の光が、CCDカメラ20のCCD受
光面に結像される。これにより、CCDカメラ20によ
って溶融ガラスGの素地面が所定の明るさで撮像され、
この撮像された素地面の画像がモニタ22に表示され
る。モニタ22は、ガラス溶融炉12を遠隔操作する操
作室(不図示)に設置され、オペレータによって監視さ
れる。
【0012】なお、集光レンズ16、CCDカメラ20
は、それぞれ載置台36、38上に載置固定され、この
載置台36、38は、ケーシング34内に設置されたテ
ーブル40上に、光学系部材14の光軸A方向に前後移
動自在に設けられている。よって、集光レンズ16、C
CDカメラ20の取り付け位置は、前記載置台36、3
8を光軸A方向に前後移動させて設定される。減光フィ
ルタ18は、集光レンズ16側に取り付けてもよく、C
CDカメラ20側に取り付けもよい。また、前記テーブ
ル40上には、光学系部材14の接眼部14Bを支持す
る支持部材42が設置されている。
【0013】前記ケーシング34には、パイプ44を介
して空冷装置24が連結される。前記空冷装置24は、
外気を吸引するブロアによって構成され、このブロアが
駆動されると、ブロアで吸引された外気がパイプ44を
介してケーシング34内に供給される。前記パイプ44
は、ケーシング34の下部に取り付けられ、また、排気
管46はケーシング34の上部に取り付けられているの
で、ケーシング34に供給された外気は、上昇流となっ
て前記撮像装置を通過し、排気管46から外部に排気さ
れる。この外気の流れによって、耐熱性を有しない撮像
装置が効率よく冷却される。
【0014】次に、前記の如く構成された炉内観察装置
10の作用について説明する。図1の如く炉内観察装置
10のケーシング26を、炉壁28の貫通孔30に挿入
配置すると、溶融ガラスGの素地面の観察像が、図2の
光学系部材14の対物部14Aから接眼部14Bに伝送
される。そして、伝送された観察像は、炉外に配置され
た撮像装置のCCDカメラ20によって撮像され、そし
て、モニタ22に表示される。
【0015】本実施の形態では、前記光学系部材14を
炉内温度よりも軟化点の高く、且つ光学的にも均質な石
英ガラス、具体的には軟化点が1500℃以上の、特に
好ましくは1650℃以上の溶融石英ガラス、合成石英
ガラス等の石英ガラスで形成したので、光学系部材14
を冷却するための冷却装置が不要になる。したがって、
本実施の形態の炉内観察装置10によれば、光学系部材
14を炉壁28の貫通孔30に配置するだけで溶融ガラ
スGの素地面を撮像することができるので、従来の炉内
観察装置と比較して構造が簡単になる。
【0016】また、本実施の形態では、耐熱性を有しな
いCCDカメラ20等の撮像装置の撮像装置用ケーシン
グ内を、空冷装置24によって冷却したので、炉の輻射
熱による撮像装置の故障を防止することができる。な
お、本実施の形態では、前記光学系部材14を石英ガラ
スで形成したが、これに限られるものではなく、炉内温
度よりも軟化点が高く、且つ光学系として適用できる材
料であればよい。
【0017】また、本実施の形態では、炉内観察装置1
0をガラス溶融炉12に適用した例について説明した
が、これに限られるものではなく、ごみ焼却炉等の他の
各種炉にも、本実施の形態の炉内観察装置10を適用す
ることができる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る炉内
観察装置によれば、炉内温度よりも軟化点が高く且つ炉
内の観察像を伝送可能な材料で形成された光学系部材
を、炉壁の貫通孔に配置し、この光学系部材の対物部か
ら接眼部に伝送された炉内の観察像を、炉外に設置され
た撮像手段で撮像するようにしたので、光学系部材自身
を冷却するための冷却機能を備えることなく簡単な構造
で高温雰囲気の炉内の状態を観察することができる。
【0019】また、本発明によれば、前記光学系部材を
高い軟化点を有する石英ガラスで形成したので、耐熱性
がよく高温雰囲気の炉内でも十分に使用することができ
る。更に、本発明によれば、耐熱性を有しない撮像手段
を冷却手段によって冷却したので、炉の熱による撮像手
段の故障を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る炉内観察装置が適用
されたガラス溶融炉の要部断面図
【図2】図1に示した炉内観察装置の構造図
【図3】図1に示した炉内観察装置の光学系部材の側面
【符号の説明】
10…炉内観察装置、12…ガラス溶融炉、14…光学
系部材、16…集光レンズ、18…減光フィルタ、20
…CCDカメラ、22…モニタ、24…空冷装置、2
6、34…ケーシング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4K056 AA05 AA19 CA10 CA20 FA22 FA23 5C022 AA03 AB13 AB39 AB44 AC13 AC21 AC42 AC51 AC54 AC55 AC64 AC77 AC78

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高温雰囲気炉内の状態を観察する炉内観
    察装置において、 前記炉の炉壁に形成された貫通孔に挿入配置されるとと
    もに、炉内温度よりも軟化点が高く且つ炉内の観察像を
    伝送可能な材料で形成された光学系部材と、 炉外に設置されるとともに、前記光学系部材から伝送さ
    れた炉内の観察像を撮像する撮像手段と、 を備えたことを特徴とする炉内観察装置。
  2. 【請求項2】 前記炉内観察装置の光学系部材は、石英
    ガラス製であることを特徴とする請求項1記載の炉内観
    察装置。
  3. 【請求項3】 前記炉内観察装置には、前記撮像手段を
    冷却する冷却手段が設けられていることを特徴とする請
    求項1または2に記載の炉内観察装置。
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