JP2002333286A - 炉内観察装置 - Google Patents

炉内観察装置

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JP2002333286A
JP2002333286A JP2001143508A JP2001143508A JP2002333286A JP 2002333286 A JP2002333286 A JP 2002333286A JP 2001143508 A JP2001143508 A JP 2001143508A JP 2001143508 A JP2001143508 A JP 2001143508A JP 2002333286 A JP2002333286 A JP 2002333286A
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JP
Japan
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furnace
optical system
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observation
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JP2001143508A
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English (en)
Inventor
Norihisa Saotome
典央 五月女
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AGC Technology Solutions Co Ltd
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Asahi Glass Machinery Co Ltd JP
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Abstract

(57)【要約】 【課題】観察像の光の減衰を最小限に抑え、撮像手段に
観察像の光を最大限に与えることができる光学系部材を
備えた炉内観察装置を提供する。 【解決手段】本発明の炉内観察装置10の光学系部材1
4は、主たる本体50が筒状なので、対物レンズ52A
から取り込まれた観察像の光は、減衰されることなくC
CDカメラ20に伝送される。

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】本願出願人は、特開2000−2955
02号公報において、中実棒状の石英ガラス製光学系部
材を適用した炉内観察装置を提案している。
【0003】この光学系部材は、先端面に対物レンズが
形成され、この対物レンズから取り込んだ炉内の観察像
を、光学系部材を介して伝送し、光学系部材の後端部に
配置されたCCDカメラの結像部に結像させている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の炉
内観察装置は、光学系部材が中実棒状に形成されている
ので、重量物となり取り扱いに手間がかかるという問題
があった。また、従来の光学系部材は、対物レンズから
取り込んだ観察像の光が光学系部材の通過中にガラスの
透過率により一部吸収されて減衰するので、CCDカメ
ラで撮像される観察像の解像度が低下するという欠点が
あった。
【0005】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、光の減衰を最小限に抑え、撮像手段に観察像の
光を最大限に与えることができる光学系部材を備えた炉
内観察装置を提供することを目的とする。
【0006】
【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、
炉内の観察像を伝送可能な材料で形成され、且つ、先端
面に対物レンズが形成された筒状の光学系部材と、炉外
に設置されるとともに、前記光学系部材の中空部を介し
て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。
【0007】請求項1に記載の炉内観察装置によれば、
光学系部材を筒状に形成したので、対物レンズから取り
込まれた観察像の光は、光学系部材の中空部を介して撮
像手段に伝送される。これにより、観察像の光の減衰を
抑えて撮像手段に観察像の光を最大限に与えることがで
き、鮮明な観察像を撮像できる。
【0008】請求項2に記載の発明によれば、光学系部
材を本体、レンズ部、及び支持部からなる三部材によっ
て構成した。本体は観察像の光を撮像手段に導く主たる
部材であり、レンズ部と別部品とすることにより、本体
及びレンズ部の製造が容易になる。また、本体の後端部
に連結される支持部は、炉内観察装置本体に支持される
部分であるため、安定支持の観点から強度を持たすため
に本体よりも肉厚に形成されている。また、支持部は、
炉内観察光を通過させる孔が形成されているので、光は
支持部で減衰されない。
【0009】請求項3の発明によれば、前記炉内観察装
置の光学系部材は、石英ガラス製なので、耐熱性がよ
く、高温雰囲気の炉内でも問題なく使用できる。
【0010】
【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。
【0011】図1は、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、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(撮像手段に相当)20、モニタ22、及
び空冷装置24等から構成されている。
【0012】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いるので、耐
熱性がよく、高温雰囲気の炉内でも付加的な冷却手段を
採用することなく使用できる。また、光学系部材14
は、図3に示すように長尺の本体50と、本体50の先
端部に連結されたレンズ部52と、本体50の後端部に
連結された支持部54とから構成されている。
【0013】本体50は、炉12内の観察像の光をCC
Dカメラ20に導く主たる部材であり、レンズ部52か
ら取り込まれた観察像の光の減衰を最小限に抑えるよう
に筒状に形成されている。また、本体50の外周面は、
艶消し加工が施されている。これにより、レンズ部52
から取り込まれた観察像の光は、外乱に影響されること
なく本体50の中空部を介して支持部54に伝送され
る。
【0014】レンズ部52の先端面は、図4の如く凹状
に形成された対物レンズ52Aをなしている。また、レ
ンズ部52の軸方向長さLは、対物レンズ52Aの焦点
距離よりも長い長さに設定されている。また、この長さ
は、対物レンズ52Aの視野範囲に基づいて設定され
る。なお、実施の形態のレンズ部52は、先端面に対物
レンズ52Aが形成された直視タイプのものであるが、
これに限定されるものではなく、図5の如くレンズ部6
0の側面に対物レンズ60Aを有する側視タイプの光学
系部材62でも適用できる。なお、図5において、図3
に示した光学系部材14と同一の部材については同一の
符号を付している。
【0015】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、光学系部材14の外表面
が炉12内の高温雰囲気に直接曝されないようになって
いる。光学系部材14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。
ケーシング26に挿入された状態で、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、ケーシング26は、光学系部材14の対物レ
ンズ52A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、支持部54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30に対す
る挿入位置が設定される。なお、側視タイプの光学系部
材を使用すれば、溶融ガラスGの素地面の観察が更に容
易になる。
【0016】ケーシング26は、前記挿入位置が設定さ
れた後に、キャスタブル煉瓦、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を介して貫通孔3
0に取り付けられる。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。
【0017】光学系部材14の支持部54の後方(図2
上右側)には、集光レンズ16、減光フィルタ18、及
びCCDカメラ20からなる撮像装置が配置されてい
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。
【0018】撮像装置の作用は次の通りである。まず、
光学系部材14の支持部54を通過した観察像の光は、
集光レンズ16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。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
する不図示の操作室に設置され、オペレータによって監
視される。
【0019】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、載置台36、38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、CCD
カメラ20側に取り付けてもよい。また、テーブル40
上には、光学系部材14の支持部54を支持する支持部
材42が設置されている。このため、支持部54は図3
の如く、強度を持たすために本体50よりも肉厚に形成
されている。また、支持部54には、炉内観察光を通過
させる孔56が形成されているので、光は支持部54で
減衰されない。
【0020】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。空冷装置24は、外気を吸
引するブロアによって構成され、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。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(冷却)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、撮像装置が効率よく冷却され
る。
【0021】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。
【0022】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
対物レンズ52Aから本体50の中空部を介して支持部
54の孔56を通過する。そして、孔56を通過した観
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。
【0023】実施の形態の光学系部材14は、図3の如
く主たる本体50が筒状なので、対物レンズ52Aから
取り込まれた観察像の光を、本体50の中空部を介して
CCDカメラ20に導くことができる。これにより、観
察像の光の減衰を抑えてCCDカメラ20に観察像の光
を最大限に与えることができる。よって、光学系部材1
4の長さに影響されることなく、鮮明な観察像を撮像で
きる。
【0024】また、光学系部材14の支持部54を、強
度を持たすために本体50よりも肉厚に形成しているの
で、炉内観察装置本体であるケーシング34に光学系部
材14を安定して支持できる。また、支持部54に、炉
内観察光を通過させる孔56を形成したので、ここでも
光の減衰を最小限に抑える配慮がなされている。
【0025】比較例として、特開2000−29550
2号公報に開示された中実棒状の石英ガラス製光学系部
材(長さ:L=2000mm)と、実施の形態の光学系
部材(長さ:L=2000mm)とを用い、観察像の鮮
明さを比較した。
【0026】その結果、従来の光学系部材は、対物レン
ズから200mm離れた1mm幅の線がボケたのに対
し、実施の形態の光学系部材は、対物レンズから200
mm離れた0.3mm幅の線を鮮明に撮像できた。
【0027】本実施の形態では、炉内観察装置10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を適用できる。
【0028】
【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、光学系部材を筒状に形成したので、
観察像の光の減衰を抑えて撮像手段に観察像の光を最大
限に与えることができる。
【0029】また、本発明によれば、光学系部材を本
体、レンズ部、及び支持部からなる三部材によって構成
したので、光学系部材を容易に製造でき、且つ光学系部
材を炉内観察装置本体に安定支持できる。
【0030】更に、本発明によれば、光学系部材が石英
ガラス製なので、耐熱性がよく高温雰囲気の炉内でも付
加的な冷却手段を採用することなく使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】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断面
【図4】図3に示した光学系部材の対物レンズ近傍の拡
大断面図
【図5】側視タイプの炉内観察装置の側面図
【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、50…本体、52…レンズ部、
52A…対物レンズ、54…支持部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // F23G 5/50 F23G 5/50 A Fターム(参考) 2H040 AA04 BA01 CA23 CA26 DA01 GA04 GA11 3K062 AA18 AA24 AB01 AB03 AC01 AC20 BA05 CA08 CB03 DA05 4K056 AA05 AA09 CA10 CA20 FA12 FA13 FA23 5C022 AA01 AC27 AC42 AC54 AC55 5C054 AA01 AA05 CA04 CC05 CF07 HA01

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、炉内の観察像を伝
    送可能な材料で形成され、且つ、先端面に対物レンズが
    形成された筒状の光学系部材と、 炉外に設置されるとともに、前記光学系部材の中空部を
    介して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】 前記光学系部材は、 筒状に形成された本体と、 前記本体の先端部に連結されるとともに前記対物レンズ
    が形成されたレンズ部と、 前記本体の後端部に連結されるとともに本体より厚肉に
    形成され、本体の中空部を介して伝送された炉内観察光
    を通過させる孔が形成された支持部と、 を有することを特徴とする請求項1に記載の炉内観察装
    置。
  3. 【請求項3】 前記光学系部材は、石英ガラス製である
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の炉内観察装
    置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012172976A (ja) * 2011-02-17 2012-09-10 Kantogiken Co Ltd 放射線環境下監視用カメラ装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012172976A (ja) * 2011-02-17 2012-09-10 Kantogiken Co Ltd 放射線環境下監視用カメラ装置

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