JP2003526005A - 炉内へのカメラの挿入 - Google Patents

炉内へのカメラの挿入

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JP2003526005A
JP2003526005A JP2000560404A JP2000560404A JP2003526005A JP 2003526005 A JP2003526005 A JP 2003526005A JP 2000560404 A JP2000560404 A JP 2000560404A JP 2000560404 A JP2000560404 A JP 2000560404A JP 2003526005 A JP2003526005 A JP 2003526005A
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furnace
lance
lens
operator
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ミラー、デイル、アール、Ｉｉ
チャンバーズ、ロバート、ディー
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フォスベル、インターナショナル、リミテッド
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D9/00—Cooling of furnaces or of charges therein
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    • F27D2009/001—Cooling of furnaces the cooling medium being a fluid other than a gas
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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  • Blast Furnaces (AREA)

Abstract

(57)【要約】 温度がしばしば２０００°Ｆ以上になる所で、セラミック溶接が実施されるような炉（５）の監視システムが、実質的に歪みのない、リアルタイムの監視を可能にしている。炉を監視するために、炉の外側の操作者によって支持できるように設計された液体冷却ランス（１０）が、ランスの遊離端（１２）に設置されたカメラ（１３）（例えば、マイクロカメラ、内視鏡、又はボロスコープ）を持っている。電気的接続（１８）がカメラと炉の外部に設置されたポータブルコントロールユニット（２０）との間に設けられる。静止したビデオモニター（２５）とレコーダー（２６）とが、コントロールユニット（２０）に設置されてもよい。又、ポータブルリアルタイムビデオモニター（２８）がランスを操作している時に操作者が見えるように、操作者のヘッドギア（２７）上に設置される。炉の外部のランスの端に入口（１５）と出口（１６）を持つ水ジャケット（１４）によってランスが冷却され、その水ジャケット（１４）は、実質的にカメラを包囲している。そのカメラは水を通さない金属ケーシング（３０）内に設置され、又コード（１８）は、カメラに隣接したアラミド強化被覆によって覆われている。第２のサファイアレンズ（３３）が放射熱からカメラレンズ（３１）を守っており、加圧空気がまたカメラを冷却するのを助ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 この発明は炉内へのカメラの挿入に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
熱い炉の一部を検査できることが望ましい多くの場合がある。例えば、（米国
特許第５，３７８，４９３号に記載するように、この記載はこれを引用してこの
発明に加える）セラミックウェルド技術によって炉を修理する必要があるかどう
かを決定し、又はとくに炉の近づくことが困難な部分が適切に修理されたかどう
かを決定する場合には、現存する状態を正確に決定することが困難である。従来
の炉カメラシステムでは大抵、炉内の苛酷な条件のために、カメラは炉の外にあ
って、カメラに通じている水で冷却されたレンズチューブが炉内に挿入される。
水で冷却されたレンズチューブは普通長さが短くて真っ直ぐであり、レンズチュ
ーブの端の場所の直線上にある物を視ることができるだけである。これは視るこ
とができる炉の部分を限定しているだけでなく、視たものをゆがめることになる
。ここで引用してこの発明に加える特許第５，３７８，４９３号はＣＣＤカメラ
を近くに位置させるが、セラミック溶接組成物を塗布するのに用いられるランス
の端から必ず離され、カメラはランスの水ジャケットによって冷却され、空気の
カーテンがカメラのレンズ上に通されて、レンズに粒子が付着しないようにし、
レンズの冷却を容易にしている。しかし、ランス上のカメラの位置のために、炉
内のすべての部分の正確な視界がまだ得られないし、またカメラは操作者と希望
するように相互に作用していない。
【０００３】 この発明によると、実際に炉内のどの部分をも正確に視ることができ、また炉
内での色々な操作を容易にするために、操作者にリアルタイムのフィードバック
を容易に与えることができるようなカメラを使用して高温にある炉を検査するた
めのビデオカメラシステムと、検査方法とが提供される。この発明によるシステ
ムは、簡単で少ない数の部品で構成されるが、使用に最適であり、２０００°Ｆ
以上、実際に３０００°Ｆに近い温度までもの殆どすべての実用温度の炉につい
て使用できるものである。
【０００４】 この発明によって提供されるカメラのシャッタースピードは、容易に好ましく
は実質的に瞬間に変えることができる。このために、このカメラはシグナルの「
ブラインディング」（すなわち、多量の光）を止めることができ、また大量の紫
外線、可視光線及び赤外線が存在する場所で使用することができる。シャッター
のスピードは１秒の６０分の１から１秒の１０，０００分の１まで変えることが
でき、ＣＣＵ及びモニター又はビデオヘッドセットにより手で制御できることが
好ましい。
【０００５】 この発明の一面によると、次の部分からなる炉の監視システムが提供される。
その部分は、操作者が支持するに適した第１端と、炉内へ挿入するに適した第２
端とを持った流体で冷却されたランスと、ランス内又はランスの第２端近くに設
置され、ランスとともに冷却され、カメラレンズを含んでいるカメラ（例えばマ
イクロカメラ、内視鏡又はボロスコープ、普通は約３０°の側方視界角度を持っ
ている）と、ランス内に設置され炉の外部へ延びているカメラの電気接続と、炉
外に設置され電気接続具に接続されたコントロールユニット（例えばポータブル
ケーシング、例えば約２０ポンド以下の全重量を持ったもの）である。ポータブ
ルケーシングは空気及び／又は水を通さないことが好ましい。
【０００６】 カメラは（カメラを凝縮から守るために）水を通さない金属ケーシングに入れ
られ、そのケーシングはケーシングから実質的に反対側にあるレンズにまで延び
る電気コードを持つことが好ましく、カメラレンズは第２の耐熱性であるが実質
的に歪を生じない（例えばサファイア）レンズによって放射熱から保護されるこ
とが好ましい。電気コードはアラミド（例えばケブラー）で補強された被覆材で
少なくともケーシング付近を被覆されてもよい。さらにカメラを冷却するために
、加圧空気（例えば少なくとも約３０ｐｓｉ、例えば約６５ｐｓｉに圧縮された
標準加圧空気）に接続された冷却通路を設けることが好ましい。
【０００７】 この発明の好ましい実施態様では、このシステムはカメラに動くように接続さ
れたコントロールユニット中に実質的に静止したビデオモニターを含み、またラ
ンスの操作者のためのヘッドギヤを含むことが好ましい。操作者が視ることので
き、ビデオモニターをコントロールユニットを通して動くようにカメラに接続で
きるようにヘッドギヤにはポータブルリアルタイムビデオモニターを機械的に設
置することが好ましい。また、ビデオコントローラーをコントロールユニットに
設置することができる。簡単のために、システムのすべての部品を動かすための
単一の電源をコントロールユニットに接続することができる。
【０００８】 ランスは、その第１端又はその近くに入口と出口とを持った水ジャケットによ
って冷却することができ、水ジャケットはカメラの全周縁を実質的に包囲してい
ることが好ましい。ランスの水ジャケットとカメラとは、炉内の２０００°Ｆ以
上の温度で作動することができるように構成されて設置され、正確に炉のすべて
の部分を実際に容易に検査できるようにしている。
【０００９】 この発明のとくに好ましい実施態様では、このシステムはランスの操作者のた
めのヘッドギヤを含んでいる。操作者が視ることができるように、またコントロ
ールユニットを通して動くようにカメラに接続されるように、ヘッドギヤにはポ
ータブルリアルタイムビデオモニターを機械的に設置することが好ましい。
【００１０】 この発明の他の実施態様によると、ランスの遊離端に設置されたカメラを用い
て、（例えば２０００°Ｆ以上、約３０００°Ｆまでの）４００°Ｆ以上の温度
にある炉を検査する方法が提供される。その方法は、（ａ）４００°Ｆ（例えば
２０００°Ｆ以上）の温度にある間に炉内に上記ランスの遊離端を挿入し、ラン
スの遊離端を炉内で移動させ、（ｂ）カメラの周囲にある冷却流体ジャケット中
に冷却流体を循環させてカメラを冷却し、（ｃ）炉の外側でカメラ視野内の炉の
部分を好ましくは実質的にゆがんでいない状態で実質的にリアルタイム基調で視
ることを特徴とするものである。
【００１１】 上記（ａ）の工程は、ヘッドギヤを着けている操作者によって実施されるのが
普通であり、上記（ｃ）の工程はそのとき操作者のヘッドギヤに設置されたリア
ルタイムビデオモニターを視て実施される。その方法は、さらにカメラ視野内の
炉の部分を実質的に（使用中に）静止した位置で実質的にリアルタイム基調で（
例えばコントロールユニット中のビデオモニターを）視て、実質的に静止した位
置でカメラから視た影像を（例えば同じコントロールユニット中に設置され記録
された従来のビデオで）有利に記録することを含んでいる。さらにこの方法は、
システムに単一の電源を接続することを含み、その電源はカメラとカメラに関連
しているすべての他の電気部品又は構成品を動かすものを含んでいる。（ｂ）の
工程は、水ジャケット内に液体を循環させ、また加圧空気（例えば少なくとも約
３０ｐｓｉ）をカメラの金属ケーシングを通って流し、さらにカメラを冷却する
ことを含むのが好ましい。この方法が比較的低温の炉内で実施される場合には、
液体又は液体とガスよりも（空気のような）ガスを循環させることによって冷却
を行うことができる。
【００１２】 高温にある間に、簡単で有効な方法により炉の色々な部分を実際に検査する簡
単で有効なシステムと方法とを提供することが、この発明の主たる目的である。
この発明のこの目的と他の目的は、この発明の詳細な説明と、請求の範囲の記載
の検討から明らかとなる。
【００１３】 ［図面の簡単な説明］ 図１には参照数字６によって炉５を監視するためのシステムが一般的に示され
ている。炉５は模型的に示されているが、これは従来タイプの炉であってもよく
、４００°Ｆ以上で、実際は２０００°Ｆ以上、例えば約３０００°Ｆまでで作
動するのが普通である。炉５はランスが貫通する１つ又は２つ以上の側壁７と、
内面８を含む複数内面を持ち、内面８は炉５が高温にあっても正確に視られる。
【００１４】 システム６は操作者の取扱いを容易にするためのハンドル１１を含んだ第１の
端と、第２の遊離端とを持ったランス１０を含んでいる。カメラ１３が遊離端１
２に設置されることが好ましいが、少なくともそれに接近して設置される。ラン
ス１０は冷却液ジャケット好ましくは水ジャケット１４によって冷却され、ジャ
ケットは（炉５の外部にある）ランス１０の第１の端近くに入口１５と出口１６
とを持っている。入口１５と出口１６とは、従来方式で、それ自体従来からある
ように、図１に１７で模型的に示されている水冷却器又は冷水源及び下水道に接
続される。水冷ジャケット１４は部品１５−１７を持つことが好ましく、炉５内
の温度がとくに高くなければ、空気のようなガスを冷却流体として用いることが
できる。
【００１５】 ランス１０は、カメラ１３を受け入れるためにとくに設計されたものであって
もよいが、またオハイオ、ベリアのフォスベル、インコーポレイテイドが使用し
ているようなセラミックの溶接を実施するのに一般に使用されている従来のセラ
ミック溶接ランスの改良物であってもよい。
【００１６】 カメラ１３はマイクロカメラ、内視鏡、又はボロスコープであるのが普通であ
る。マイクロカメラとすると、カメラ１３は米国特許第５，０６６，１２２号に
示されているような従来のミニチュアビデオカメラの改良物であってもよく、そ
のカメラは炉の内面８のような離れた部分の正確な影像（完全にフルカラーで）
実質的に提供することができる。カメラ１３として使用することができる２種の
とくに望ましい内視鏡カメラがキノプテイック、インコーポレイテイドから販売
されている。タイプ３７３．Ａ．００．Ｄ１及びタイプ３６０．Ａ．３３．００
の両者は約３０°（図２の角α）側方視界を持っている。側方角αは、カメラ１
３がマイクロカメラ、内視鏡、又はボロスコープであるかどうかに関係なく、少
なくとも約２０°例えば約２０−５０°であることが好ましい。
【００１７】 システム６は、マイクロカメラ１３から炉壁７の外部のコントロールユニット
２０に至る電気接続１８を含んでいる。コントロールユニット２０はホイールに
設置されてもよいが、ランス１０を含んで約２０ポンド（９キログラム）以下の
重量の運搬ケース内に設置することがさらに好ましい。ユニット２０は空気又は
水を通さないケーシング内にあってもよく、使用中実質的に静止しており、シス
テム６のためのすべての必要な電気部品、電源等を含んでいる。例えば、ユニッ
トは単一の電力源−例えばユニット２０にコード２１によって接続されている１
１０ボルト線−システム６のすべての部品を動かすためのもの−簡単のために単
一の線２１が与えられている。ユニット２０の内部にはカメラ１３のための電源
（電気接続１８に動くように接続されている）、ポータブルフィールドモニター
、電源２３、ＣＣＵ２４、実質的に静止しているビデオモニター２５、及び従来
のビデオレコーダー２６が設置されている。
【００１８】 この発明によると、操作者は、ランス１０を振りまわし、普通硬い帽子の形を
しているが、恐らく場合によっては完全な保護用ずきんの形をしたヘッドギヤ２
７を着ける。この発明によると、ポータブルリアルタイムビデオモニター２８が
ヘッドギヤ２７に機械的に接続され、操作者がモニター２８を容易に見ることが
できるような位置に置かれる。リアルタイムビデオモニター２８は、例えばカリ
フォルニア、ウェストレイク、ヴィレッジの０１プロダクツからＰＴ−０１の商
標で販売されているものであってもよい。ポータブルリアルタイムビデオモニタ
ー２８はコントロールユニット２０によりカメラ１３に作動するように接続され
、コントロールユニット２０はＣＣＵ２４によって電源２３に接続されている。
ビデオモニター２８とヘッドギヤ２７との間の機械的接続は、ファスナー、接着
剤、クランプ等のような従来のどのような接続であってもよい。
【００１９】 システム６を使用すると、操作者は通常は接近することが困難な場合でも炉５
が高温（例えば４００°Ｆ以上、２０００°Ｆ以上でも約３０００°Ｆまでで、
約３０００°Ｆ以下のどのような温度）にあっても、ランス１０の遊離端１２中
のカメラ１３を用いて炉５をとくにその内部を検査することができる。
【００２０】 この方法は、次のことから成るものである。すなわち、
【００２１】 炉５が高温にある間にランス１０の遊離端を炉５の中へ（例えば従来公知のよ
うに壁７等に設けた開口を通して）挿入し、ランス遊離端１２を炉５内で動かし
て内面８を検査する。検査は何を修理する必要があるかを見たり、セラミック溶
接又は修理を検査したり、その他の目的で検査するために行う。これは操作者が
ハンドル１１近くでランス１０を保持し、ヘッドギヤ２７を着け、リアルタイム
ビデオモニター２８を使用してランス１０を操作することによって実施されるの
が普通である。
【００２２】 カメラ１３（例えばカメラ１３のレンズ以外のすべての部分）の周りにある冷
却液ジャケット１４内に、冷却液（好ましくは水のような液体）を循環させるこ
とによって、カメラ１３を冷却する。これは、水ジャケット１４内に、入口１５
から出口１６へ及び水源又は冷却器１７から１７へと液を連続的に循環させるこ
とによって行う。
【００２３】 及び、炉５の外で、炉の一部とカメラ１３の視野（例えば内面８）を実質的に
ゆがみのない状態で実質的にリアルタイム基調で視ること。これは、ヘッドギヤ
２７に設置されたリアルタイムビデオモニター２８を操作者が視ることにより、
及び／又はコントロールユニット２０内のビデオモニター２５を視ることによっ
て行われる。視た影像はまたビデオレコーダー２６に記録される。この方法は、
さらに（コード２１）のような簡単な電源をシステム６に与えることを含んでお
り、システム６は作動させるために（ＣＣＵ２４、モニター２５、２８及びレコ
ーダー２６のような）ものと関連しているすべての電気部品及び構造物を含んで
おり、ユニット２０を非常にポータブルなものにしている。
【００２４】 カメラ１３のシャッタースピードは、（例えば１秒の６０分の１から１０，０
００分の１まで）ＣＣＵ２４を用いてモニター２５又は２８を視ることに対応し
て炉の外で調整することができる。「ブラインデイング」状態に対応して操作者
が「ブラインデイング」状態が、もはや存在しなくなるまで手でシャッタースピ
ードを調整する。
【００２５】 高温（例えば２０００°Ｆ以上）にある炉内でもカメラ１３が正しく機能する
ようにカメラ１３を保護する態様の詳細は図２と図３に示されている。
【００２６】 図２と図３とは、カメラ１３としてのタイプ３７３Ａ００Ｄ１内視鏡を示して
いる。その内視鏡のプラスチックハウジングは水を通さない金属（例えばスチー
ル）ケーシング３０で代用することができ、ケーシング３０は凝縮からカメラを
保護する。カメラ１３のうしろにある電気接続は、また水を通さない金属ケーシ
ングに適しており、従って電気接続１８は、カメラレンズ３１として実質的に反
対側からケーシング３０の外へ通じている。従来のコード１８はアラミド（例え
ばケブラー）で補強された被覆物３２で被覆されて損傷を防いでおり、被覆物３
２は少なくともハウジング３０近くにあって、恐らくランス１０の実質的全長に
延びている。
【００２７】 放射熱からレンズ３１を保護するために、第２のレンズ３３がレンズ３１の正
面に設置される。レンズ３３は、耐熱性の実質的にゆがみのない材料、例えばサ
ファイアで作られている。図２及び図３では図示を明確にするために、レンズ３
３はレンズ３１の正面に離れて設置されているが、レンズ３３はレンズ３１の真
正面に金属ケーシング３０によって設置されてもよい。
【００２８】 図２と図３は、ランス１０内にケーシング３０のために特殊な設置で、水ジャ
ケット１４のための従来の内層及び外層３５、３６を示しており、内層及び外層
はケーシング３０を実質的に周縁全体を包囲している。カメラ１３とケーシング
３０は、マウンテイングスリーブ３８の孔３９内に設置され、固定ねじ４０又は
その役目をする同様なものがケーシング３０をランス１０の開いた正面に対して
位置するような場所に保持している。その場所は、ねじ４０をゆるめ、ケーシン
グ３０をスリーブ３８内の新しい場所に動かすことによって調整することができ
る。
【００２９】 スリーブ３８は、（図３の正面図で）十字形の設置カラー４１によってランス
１０の水ジャケット１４に設置されており、カラー４１はスリーブ３８と一体と
なっていてもよい。カラー４１の十字形（例えば２、３又は４箇以上の「スポー
ク」を持った他の形のものも代りに用いることができる）は、空気源４３（図１
及び図２参照）からの水ジャケット１４の内側周縁の周りに圧縮空気を通すため
のエアダクト４２を形成している。スリーブ３８上を進行し、ダクト４２を通っ
て炉５内に入った圧縮空気は、カメラ１３の冷却を助ける。空気源４３から来た
加圧下の空気は、普通は少なくとも約３０ｐｓｉの圧力を持つことが好ましく、
従来の工場の加圧空気源の例えば約６５ｐｓｉの圧力を持つことがさらに好まし
い。
【００３０】 従って、この発明によれば、高い操作温度にある間にでも、簡単で有効な方法
により、炉を監視することができる。簡単でしかも有効な方法とシステムが提供
されていることが明らかである。この発明は、現在最も実用的で好ましい実施態
様であると考えられているものについて、ここに記載したが、当業者にとっては
この発明の範囲内で変更を加えることができることは明らかであり、この発明の
範囲は、すべての均等システムと均等方法を含むように、特許請求の範囲を最も
広く解釈することを許されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、この発明による方法を実施するための、この発明のシステムの基本的
な構成要素を具体的に記載した模型図である。
【図２】 図２は、この発明におけるカメラとカメラのランスへの設置の詳細を一部断面
一部立面で示した模型的斜視図である。
【図３】 図３は、図２のカメラとランスの正面図である。
【符号の説明】
５ 炉 ６ システム ７ 側壁 ８ 内面 １０ ランス １１ ハンドル １２ 遊離端 １３ カメラ １４ 水ジャケット １５ 入口 １６ 出口 １７ 水冷却器又は冷水源及び下水道 １８ 電気接続又はコード ２０ コントロールユニット ２３ 電源 ２５、２８ モニター ２６ レコーダー ２７ ヘッドギヤ ３０ ケーシング ３１ レンズ ３２ 被覆物 ３３ 第２のレンズ ３８ スリーブ ４０ ねじ ４１ カラー ４３ 空気源
【手続補正書】
【提出日】平成１３年１月１９日（２００１．１．１９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】 炉内へのカメラの挿入
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】 この発明は炉内へのカメラの挿入に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】 熱い炉の一部を検査できることが望ましい多くの場合がある。例えば、（米国
特許第５，３７８，４９３号に記載するように、この記載はこれを引用してこの
発明に加える）セラミック溶接技術によって炉を修理する必要があるかどうかを
決定し、又はとくに炉の近づくことが困難な部分が適切に修理されたかどうかを
決定する場合には、現存する状態を正確に決定することが困難である。従来の炉
カメラシステムでは大抵、炉内の苛酷な条件のために、カメラは炉の外にあって
、カメラに通じている水で冷却されたレンズチューブが炉内に挿入される。水で
冷却されたレンズチューブは普通長さが短くて真っ直ぐであり、レンズチューブ
の端の場所の直線上にある物を視ることができるだけである。これは視ることが
できる炉の部分を限定しているだけでなく、視たものをゆがめることになる。こ
こで引用してこの発明に加える特許第５，３７８，４９３号はＣＣＤカメラを近
くに位置させるが、セラミック溶接組成物を塗布するのに用いられるランスの端
から必ず離され、カメラはランスの水ジャケットによって冷却され、空気のカー
テンがカメラのレンズ上に通されて、レンズに粒子が付着しないようにし、レン
ズの冷却を容易にしている。しかし、ランス上のカメラの位置のために、炉内の
すべての部分の正確な視界がまだ得られないし、またカメラは操作者と希望する
ように相互に作用していない。
【０００３】 この発明によると、実際に炉内のどの部分をも正確に視ることができ、また炉
内での色々な操作を容易にするために、操作者にリアルタイムのフィードバック
を容易に与えることができるようなカメラを使用して高温にある炉を検査するた
めのビデオカメラシステムと、検査方法とが提供される。この発明によるシステ
ムは、簡単で少ない数の部品で構成されるが、使用に最適であり、２０００°Ｆ
以上、実際に３０００°Ｆに近い温度までもの殆どすべての実用温度の炉につい
て使用できるものである。
【０００４】 この発明によって提供されるカメラのシャッタースピードは、容易に好ましく
は実質的に瞬間に変えることができる。このために、このカメラはシグナルの「
ブラインディング」（すなわち、多量の光）を止めることができ、また大量の紫
外線、可視光線及び赤外線が存在する場所で使用することができる。シャッター
のスピードは１秒の６０分の１から１秒の１０，０００分の１まで変えることが
でき、ＣＣＵ及びモニター又はビデオヘッドセットにより手で制御できることが
好ましい。
【０００５】 この発明の一面によると、次の部分からなる炉の監視システムが提供される。
その部分は、操作者が支持するに適した第１端と、炉内へ挿入するに適した第２
端とを持った流体冷却ランスと、ランス内又はランスの第２端近くに設置され、
ランスとともに冷却され、カメラレンズを含んでいるカメラ（例えばマイクロカ
メラ、内視鏡又はボロスコープ、普通は約３０°の側方視界角度を持っている）
と、ランス内に設置され炉の外部へ延びているカメラの電気接続と、炉外に設置
され電気接続具に接続されたコントロールユニット（例えばポータブルケーシン
グ、例えば約２０ポンド以下の全重量を持ったもの）である。ポータブルケーシ
ングは空気及び／又は水を通さないことが好ましい。
【０００６】 カメラは（カメラを凝縮から守るために）水を通さない金属ケーシングに入れ
られ、そのケーシングはケーシングから実質的に反対側にあるレンズにまで延び
る電気コードを持つことが好ましく、カメラレンズは第２の耐熱性であるが実質
的に歪を生じない（例えばサファイア）レンズによって放射熱から保護されるこ
とが好ましい。電気コードはアラミド（例えばケブラー）で補強された被覆材で
少なくともケーシング付近を被覆されてもよい。さらにカメラを冷却するために
、加圧空気（例えば少なくとも約３０ｐｓｉ、例えば約６５ｐｓｉに圧縮された
標準加圧空気）に接続された冷却通路を設けることが好ましい。
【０００７】 この発明の好ましい実施態様では、このシステムはカメラに動くように接続さ
れたコントロールユニット中に実質的に静止したビデオモニターを含み、またラ
ンスの操作者のためのヘッドギヤを含むことが好ましい。操作者が視ることので
き、ビデオモニターをコントロールユニットを通して動くようにカメラに接続で
きるようにヘッドギヤにはポータブルリアルタイムビデオモニターを機械的に設
置することが好ましい。また、ビデオコントローラーをコントロールユニットに
設置することができる。簡単のために、システムのすべての部品を動かすための
単一の電源をコントロールユニットに接続することができる。
【０００８】 ランスは、その第１端又はその近くに入口と出口とを持った水ジャケットによ
って冷却することができ、水ジャケットはカメラの全周縁を実質的に包囲してい
ることが好ましい。ランスの水ジャケットとカメラとは、炉内の２０００°Ｆ以
上の温度で作動することができるように構成されて設置され、正確に炉のすべて
の部分を実際に容易に検査できるようにしている。
【０００９】 この発明のとくに好ましい実施態様では、このシステムはランスの操作者のた
めのヘッドギヤを含んでいる。操作者が視ることができるように、またコントロ
ールユニットを通して動くようにカメラに接続されるように、ヘッドギヤにはポ
ータブルリアルタイムビデオモニターを機械的に設置することが好ましい。
【００１０】 この発明の他の実施態様によると、ランスの遊離端に設置されたビデオカメラ を用いて、（例えば２０００°Ｆ以上、約３０００°Ｆまでの）４００°Ｆ以上
の温度にある炉を検査する方法が提供される。その方法は、（ａ）４００°Ｆ以 上 （例えば２０００°Ｆ以上）の温度にある間に炉内に上記ランスの遊離端を挿
入し、ランスの遊離端を炉内で移動させ、（ｂ）カメラの周囲にある冷却流体ジ
ャケット中に冷却流体を循環させてカメラを冷却し、（ｃ）炉の外側でカメラ視
野内の炉の部分を好ましくは実質的にゆがんでいない状態で実質的にリアルタイ
ムベースで視ることを特徴とするものである。
【００１１】 上記（ａ）の工程は、ヘッドギヤを着けている操作者によって実施されるのが
普通であり、上記（ｃ）の工程はそのとき操作者のヘッドギヤに設置されたリア
ルタイムビデオモニターを視て実施されるのが好ましい。その方法は、さらにカ
メラ視野内の炉の部分を実質的に（使用中に）静止した位置で実質的にリアルタ
イムベースで（例えばコントロールユニット中のビデオモニターを）視て、有利 には 実質的に静止した位置でカメラから視た影像を（例えば同じコントロールユ
ニット中に設置され記録された従来のビデオで）記録することを含むことが好ま しい 。さらにこの方法は、システムに単一の電源を接続することを含み、その電
源はカメラとカメラに関連しているすべての他の電気部品又は構成品を動かすも
のを含んでいる。（ｂ）の工程は、水ジャケット内に液体を循環させ、また加圧
空気（例えば少なくとも約３０ｐｓｉ）をカメラの金属ケーシングを通って流し
、さらにカメラを冷却することを含むことが好ましい。この方法が比較的低温の
炉内で実施される場合には、液体又は液体とガスよりも（空気のような）ガスを
循環させることによって冷却を行うことができる。
【００１２】 高温にある間に、簡単で有効な方法により炉の色々な部分を実際に検査する簡
単で有効なシステムと方法とを提供することが、この発明の主たる目的である。
この発明のこの目的と他の目的は、この発明の詳細な説明と、請求の範囲の記載
の検討から明らかとなる。
【００１３】 ［図面の簡単な説明］ 図１には参照数字６によって炉５を監視するためのシステムが一般的に示され
ている。炉５は模型的に示されているが、これは従来タイプの炉であってもよく
、４００°Ｆ以上で、実際は２０００°Ｆ以上、例えば約３０００°Ｆまでで作
動するのが普通である。炉５は、ランスが貫通することができる１つ又は２つ以
上の側壁７と、内面８を含む複数内面を持っており、内面８は炉５が高温にあっ
ても正確に視られることが好ましい。
【００１４】 システム６は操作者の取扱いを容易にするためのハンドル１１を含んだ第１の
端と、第２の遊離端１２とを持ったランス１０を含んでいる。カメラ１３が遊離
端１２に設置されることが好ましいが、少なくともそれに接近して設置される。
ランス１０は冷却流体ジャケット好ましくは水ジャケット１４によって冷却され
、ジャケットは（炉５の外部にある）ランス１０の第１の端近くに入口１５と出
口１６とを持っている。入口１５と出口１６とは、従来方式で、それ自体従来か
らあるように、図１に１７で模型的に示されている水冷却器又は冷水源及び下水
道に接続される。水冷ジャケット１４は部品１５−１７を持つことが好ましく、
炉５内の温度がとくに高くなければ、空気のようなガスを冷却流体として用いる
ことができる。
【００１５】 ランス１０は、カメラ１３を受け入れるためにとくに設計されたものであって
もよいが、またオハイオ、ベリアのフォスベル、インコーポレイテイドが使用し
ているようなセラミックの溶接を実施するのに一般に使用されている従来のセラ
ミック溶接ランスの改良物であってもよい。
【００１６】 カメラ１３はマイクロカメラ、内視鏡、又はボロスコープであるのが普通であ
る。マイクロカメラとすると、カメラ１３は米国特許第５，０６６，１２２号に
示されているような従来のミニチュアビデオカメラの改良物であってもよく、そ
のカメラは炉の内面８のような離れた部分の完全に正確な影像（好ましくはフル
カラーで）実質的に提供することができる。カメラ１３として使用することがで
きる２種のとくに望ましい内視鏡カメラがキノプテイック、インコーポレイテイ
ドから販売されている。タイプ３７３．Ａ．００．Ｄ１及びタイプ３６０．Ａ．
３３．００の両者は約３０°（図２の角α）側方視界を持っている。側方視界角 度 αは、カメラ１３がマイクロカメラ、内視鏡、又はボロスコープであるかどう
かに関係なく、少なくとも約２０°例えば約２０−５０°であることが好ましい
。
【００１７】 システム６は、マイクロカメラ１３から炉壁７の外部のコントロールユニット
２０に至る電気接続１８を含んでいる。コントロールユニット２０はホイールに
設置されてもよいが、ランス１０を除いて約２０ポンド（９キログラム）以下の
重量の運搬ケース内に設置することがさらに好ましい。ユニット２０は空気又は
水を通さないケーシング内にあってもよく、使用中実質的に静止しており、シス
テム６のためのすべての必要な電気部品、電源等を含んでいる。例えば、ユニッ
トは単一の電力源（例えばユニット２０にコード２１によって接続されている１
１０ボルト線）システム６のすべての部品を動かすためのもの、簡単のために単
一の線２１が与えられている。ユニット２０の内部にはカメラ１３のための電源
（電気接続１８に動くように接続されている）、ポータブルフィールドモニター
、電源２３、ＣＣＵ２４、実質的に静止しているビデオモニター２５、及び従来
のビデオレコーダー２６が設置されている。
【００１８】 この発明によると、操作者は、ランス１０を振りまわし、普通硬い帽子の形を
しているが、恐らく場合によっては完全な保護用ずきんの形をしたヘッドギヤ２
７を着ける。この発明によると、ポータブルリアルタイムビデオモニター２８が
ヘッドギヤ２７に機械的に接続され、操作者がモニター２８を容易に見ることが
できるような位置に置かれる。リアルタイムビデオモニター２８は、例えばカリ
フォルニア、ウェストレイク、ヴィレッジの０１プロダクツからＰＴ−０１の商
標で販売されているものであってもよい。ポータブルリアルタイムビデオモニタ
ー２８はコントロールユニット２０によりカメラ１３に作動するように接続され
、コントロールユニット２０はＣＣＵ２４によって電源２３に接続されている。
ビデオモニター２８とヘッドギヤ２７との間の機械的接続は、ファスナー、接着
剤、クランプ等によって接続されたブラケットのような従来のどのような接続で
あってもよい。
【００１９】 システム６を使用すると、操作者は通常は接近することが困難な場合でも炉５
が高温（例えば４００°Ｆ以上、２０００°Ｆ以上でも約３０００°Ｆまでで、
約３０００°Ｆ以下のどのような温度）にあっても、ランス１０の遊離端１２中
のカメラ１３を用いて炉５をとくにその内面８を検査することができる。
【００２０】 この方法は、次のことから成るものである。すなわち、
【００２１】 炉５が高温にある間にランス１０の遊離端１２を炉５の中へ（例えば従来公知
のように壁７等に設けた開口を通して）挿入し、ランス遊離端１２を炉５内で動
かして内面８を検査する。検査は何を修理する必要があるかを見たり、セラミッ
ク溶接又は修理を検査したり、その他の目的で検査するために行う。これは操作
者がハンドル１１近くでランス１０を保持し、ヘッドギヤ２７を着け、リアルタ
イムビデオモニター２８を使用してランス１０を操作することによって実施され
るのが普通である。
【００２２】 カメラ１３（例えばカメラ１３のレンズ以外のすべての部分）の周りにある冷 却流体ジャケット １４内に、冷却液（好ましくは水のような液体）を循環させる
ことによって、カメラ１３を冷却する。これは、水ジャケット１４内に、入口１
５から出口１６へ及び水源又は冷却器１７から水源又は冷却器１７へと液を連続
的に循環させることによって行うことが好ましい。
【００２３】 及び、炉５の外で、炉の一部とカメラ１３の視野（例えば内面８）を実質的に
ゆがみのない状態で実質的にリアルタイムベースで視ること。これは、普通ヘッ
ドギヤ２７に設置されたリアルタイムビデオモニター２８を操作者が視ることに
より、及び／又はコントロールユニット２０内のビデオモニター２５を視ること
によって行われる。視た影像はまたビデオレコーダー２６に記録されることが好 ましい 。この方法は、さらに（コード２１）のような単一の電源をシステム６に
与えることを含んでおり、システム６はカメラ１３を作動させるために（ＣＣＵ
２４、モニター２５、２８及びレコーダー２６のような）ものと関連しているす
べての電気部品及び構造物を含んでおり、ユニット２０を非常にポータブルなも
のにしている。
【００２４】 カメラ１３のシャッタースピードは、（例えば１秒の６０分の１から１０，０
００分の１まで）ＣＣＵ２４を用いてモニター２５又は２８を視ることに対応し
て炉の外で調整することができる。「ブラインディング」状態に対応して操作者
が「ブラインディング」状態が、もはや存在しなくなるまで手でシャッタースピ
ードを調整する。
【００２５】 高温（例えば２０００°Ｆ以上）にある炉内でもカメラ１３が正しく機能する
ようにカメラ１３を保護する態様の詳細は図２と図３に示されている。
【００２６】 図２と図３は、カメラ１３としてのタイプ３７３．Ａ．００．Ｄ１内視鏡を示
している。その内視鏡のプラスチックハウジングは水を通さない金属（例えばス
チール）ケーシング３０で代用することができ、ケーシング３０は凝縮からカメ
ラを保護する。カメラ１３のうしろにある電気接続は、また水を通さない金属ケ
ーシングに適しており、従って電気接続１８は、カメラレンズ３１として実質的
に反対側からケーシング３０の外へ通じている。従来のコード１８はアラミド（
例えばケブラー）で補強された被覆物３２で被覆されて損傷を防いでおり、被覆
物３２は少なくともハウジング３０近くにあって、恐らくランス１０の実質的全
長に延びている。
【００２７】 放射熱からレンズ３１を保護するために、第２のレンズ３３がレンズ３１の正
面に設置される。レンズ３３は、耐熱性の実質的にゆがみのない材料、例えばサ
ファイアで作られている。図２及び図３では図示を明確にするために、レンズ３
３はレンズ３１の正面に離れて設置されているが、レンズ３３はレンズ３１の真
正面に金属ケーシング３０によって設置されてもよい。
【００２８】 図２と図３は、またランス１０内にケーシング３０のために特殊な設置で、水
ジャケット１４のための従来の内層及び外層３５、３６を示しており、内層及び
外層はケーシング３０を実質的に周縁全体を包囲している。カメラ１３とケーシ
ング３０は、マウンテイングスリーブ３８の孔３９内に設置され、固定ねじ４０
又はその役目をする同様なものがケーシング３０をランス１０の開いた正面に対
して位置するような場所に保持している。その場所は、ねじ４０をゆるめ、ケー
シング３０をスリーブ３８内の新しい場所に動かすことによって調整することが
できる。
【００２９】 スリーブ３８は、（図３の正面図で）十字形の設置カラー４１によってランス
１０の水ジャケット１４に設置されており、カラー４１はスリーブ３８と一体と
なっていてもよい。カラー４１の十字形（例えば２、３又は４箇以上の「スポー
ク」を持った他の形のものも代りに用いることができる）は、空気源４３（図１
及び図２参照）からの水ジャケット１４の内側周縁の周りに圧縮空気を通すため
のエアダクト４２を形成している。スリーブ３８上を進行し、ダクト４２を通っ
て炉５内に入った圧縮空気は、カメラ１３の冷却を助ける。空気源４３から来た
加圧下の空気は、普通は少なくとも約３０ｐｓｉの圧力を持つことが好ましく、
従来の工場の加圧空気源の例えば約６５ｐｓｉの圧力を持つことがさらに好まし
い。
【００３０】 従って、この発明によれば、高い操作温度にある間にでも、簡単で有効な方法
により、炉を監視することができる簡単でしかも有効な方法とシステムが提供さ
れていることが明らかである。この発明は、現在最も実用的で好ましい実施態様
であると考えられているものについて、ここに記載したが、当業者にとってはこ
の発明の範囲内で変更を加えることができることは明らかであり、この発明の範
囲は、すべての均等システムと均等方法を含むように、特許請求の範囲を最も広
く解釈することを許されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、この発明による方法を実施するための、この発明のシステムの基本的
な構成要素を具体的に記載した模型図である。
【図２】 図２は、この発明におけるカメラとカメラのランスへの設置の詳細を一部断面
一部立面で示した模型的斜視図である。
【図３】 図３は、図２のカメラとランスの正面図である。
【符号の説明】 ５ 炉 ６ システム ７ 側壁 ８ 内面 １０ ランス １１ ハンドル １２ 遊離端 １３ カメラ １４ 水ジャケット １５ 入口 １６ 出口 １７ 水冷却器又は冷水源及び下水道 １８ 電気接続又はコード ２０ コントロールユニット ２３ 電源 ２５、２８ モニター ２６ レコーダー ２７ ヘッドギヤ ３０ ケーシング ３１ レンズ ３２ 被覆物 ３３ 第２のレンズ ３８ スリーブ ４０ ねじ ４１ カラー ４３ 空気源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ａ，ＺＷ (72)発明者 チャンバーズ、ロバート、ディー アメリカ合衆国、オハイオ州 44286、リ ッチフィールド、フォックス ラン ロー ド 3315 Ｆターム(参考） 4K015 AD08 KA03 4K056 FA24 【要約の続き】 ８）は、カメラに隣接したアラミド強化被覆によって覆 われている。第２のサファイアレンズ（３３）が放射熱 からカメラレンズ（３１）を守っており、加圧空気がま たカメラを冷却するのを助ける。

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 操作者によって支持されるに適した第１端と、炉内へ挿入す
    るに適した第２端とを持った液体冷却ランスと、 ランスの第２端に設置され、ランスとともに冷却され、カメラレンズを含んだ
    カメラと、 ランス内に設置され炉の外部へ延びるカメラへの電気的接続と、炉の外部に設
    置され、上記電気的接続に接続されたコントロールユニット、 とからなることを特徴とする炉の監視システム。
  2. 【請求項２】 上記コントロールユニット中に上記カメラに手又は機械で接
    続されるビデオモニターをさらに含んでいる、請求項１に記載のシステム。
  3. 【請求項３】 上記ランスの操作者用のヘッドギヤと、操作者が見えるよう
    にヘッドギヤ上に機械的に設置されたポータブルリアルタイムビデオモニターと
    を含み、ポータブルビデオモニターは上記コントロールユニットを通って上記カ
    メラに手又は機械で接続されている、請求項１又は２に記載のシステム。
  4. 【請求項４】 上記コントロールユニット中にさらにビデオレコーダーを含
    んでいる、請求項２又は３に記載のシステム。
  5. 【請求項５】 上記システムのすべての部品を動かすために、上記コントロ
    ールユニットに接続された単一電源をさらに含んでいる、請求項１−４の何れか
    １つの項に記載のシステム。
  6. 【請求項６】 上記ランスの第１端又はその近くに配置されて入口と出口と
    を含んだ水ジャケットによってランスが冷却され、上記水ジャケットは上記レン
    ズを除いて上記カメラを包囲している、請求項１−５の何れか１つの項に記載の
    システム。
  7. 【請求項７】 カメラが炉内で２０００°Ｆ以上の温度で作動するようにカ
    メラと水ジャケットとが構成され設置されている、請求項６に記載のシステム。
  8. 【請求項８】 上記カメラが水を通さない金属ケーシング内に収容され、上
    記電気的接続が上記の水を通さない金属ケーシングから実質的に反対側の上記カ
    メラレンズに延びている、請求項１−７の何れか１つの項に記載のシステム。
  9. 【請求項９】 上記カメラレンズを放射熱から守るために、カメラレンズの
    正面に耐熱性で実質的に歪のない材料で作られた第２レンズを含んでいる、請求
    項１−８の何れか１つの項に記載のシステム。
  10. 【請求項１０】 上記第２レンズがサファイアレンズである、請求項９に記
    載のシステム。
  11. 【請求項１１】 少なくとも約２０ｐｓｉの圧力下にある空気で上記カメラ
    をさらに冷却するために、上記ランス中に空気冷却通路をさらに含んでいる、請
    求項１０に記載のシステム。
  12. 【請求項１２】 上記カメラが、マイクロカメラ、内視鏡、又はボロスコー
    プを含み、少なくとも約２０°の側方視界角度を持っている、請求項１−１１の
    何れか１つの項に記載のシステム。
  13. 【請求項１３】 ランスの遊離端に設置されたカメラを使用して４００°Ｆ
    以上の温度にある炉内を検査する方法であって、 （ａ）４００°Ｆ以上の温度にある間に炉内に上記ランスの遊離端を挿入し 、ランスの遊離端を炉内で移動させ、 （ｂ）カメラの周囲にある冷却流体ジャケット中に冷却流体を循環させてカ メラを冷却し、 （ｃ）炉の外側でカメラ視野内の炉の部分を、好ましくは実質的にゆがんで いない状態で、リアルタイム基調で視る、 ことからなることを特徴とする炉内検査方法。
  14. 【請求項１４】 上記（ａ）の工程が操作者が身に付けているヘッドギヤに
    よって行われ、上記（ｃ）の工程が操作者のヘッドギヤに設置されたリアルタイ
    ムビデオモニターを操作者が視ることによって行われることを特徴とする、請求
    項１３に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 カメラ視野内の炉の部分を実質的に静止した位置で実質的
    にリアルタイム基調で視て、実質的に静止した位置でカメラから視た影像を記録
    することを特徴とする、請求項１３又は１４に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 上記（ｂ）の工程が、水ジャケット内に液体を実質的に連
    続して循環させ、また少なくとも３０ｐｓｉの圧力下にある空気をカメラ近くに
    向けることによって行われることを特徴とする、請求項１３−１５の何れか１つ
    の項に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 カメラと、それに関連しているすべての他の電気部品又は
    構成品を動かすために単一の電源を設置することを特徴とする、請求項１３−１
    ６の何れか１つの項に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 上記（ａ）の工程が、２０００°Ｆ以上の温度で実施され
    、上記（ｃ）の工程に対応して炉外でカメラシャッタースピードを調整すること
    を特徴とする、請求項１３−１７の何れか１つの項に記載の方法。
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