JP2596460Y2 - 耐熱耐圧ファイバスコープ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は高温高圧下にあるボイ
ラー等の内部の観察に用いられる耐熱耐圧ファイバスコ
ープに関するもので、従来同種の用途に用いられていた
内視鏡型スコープに比べて強制冷却を必要としないた
め、小型化が可能となり、かつ観察雰囲気の高温高圧流
体が外部に漏れ出す危険性を減少させ、スコープの安全
性を改善したものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の用途に使用される観察装
置としては、常温下での使用を前提としたペリスコープ
や工業用ファイバスコープなどが用いられていた。

【０００３】従来のファイバスコープは、金属製外装管
内に被覆を有するイメージファイバや照明用ライトガイ
ドを挿入し、金属製外装管の先端にガラス製の光学窓を
設け、イメージファイバやライトガイドと、光学窓との
間に、レンズやプリズムなどの光学系を備えた対物部を
設け、かつ高温環境を観察する場合には、外装管内を強
制冷却する冷却手段を具備した構成になっている。

【０００４】従来のファイバスコープでは、常温で使用
することを前提としているために、装置の耐熱性は考慮
されておらず、例えば高温高圧下にあるボイラー等の内
部の観察等の高温高圧環境下での観察を行う場合には、
イメージファイバやライトガイドなどのファイバ上に設
けられた合成樹脂からなる非耐熱性の樹脂被覆が高温で
焼けを起こすことが無いように、外装管内を空冷または
水冷して強制冷却する必要があった。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】このように従来のファ
イバスコープは、高温高圧環境下で使用する場合には外
装管内を強制冷却する必要があった。このため外装管内
に冷却用流体の流路を設ける等の冷却用装置を設置する
と装置が大型化し、特に外装管が太くなってしまうこと
から、この外装管を観察すべき雰囲気中に挿入すると観
察対象となる流体の流れを乱すという欠点があった。

【０００６】また外装管内部は素通しになっているため
に、内部観察用光学窓あるいは照明用光学窓が高温高圧
により万一破壊された場合には、スコープ外に高温高圧
雰囲気の流体が漏れて危険であり、これを防止するため
に光学窓や外装管の機械的強度を必要以上に高く設定す
る必要があり、これによってファイバスコープが一層大
型化する問題があった。

【０００７】本考案は上記事情に鑑みてなされたもの
で、高温高圧下の観察を安全に行うことができ、しかも
スコープの小型化を図ることのできるファイバスコープ
の提供を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本考案は、金属製外装管
にガラス、サファイヤ等の透明硬質材料からなる耐圧透
明光学窓が設けられ、かつ該外装管内に画像伝送用のイ
メージファイバと照明用のライトガイドが挿入されたフ
ァイバスコープであって、上記耐圧透明光学窓を外装管
の第１の圧力隔壁とし、外装管内に観察雰囲気中の高温
高圧流体の通過を阻止し得る耐熱耐圧性材料からなる第
２の圧力隔壁を設ける。

【０００９】上記イメージファイバおよびライトガイド
は、樹脂被覆を除去し金属製保護管内に収められた耐熱
構造のものである。

【００１０】

【作用】外装管内に、耐熱耐圧性材料からなる第２の圧
力隔壁を設けたので、万一第１の圧力隔壁である光学窓
が破損した場合でも、高温高圧の流体が外装管内を通っ
てスコープ外に漏れ出すのを防止することができる。

【００１１】また外装管内に挿入するイメージファイバ
等を耐熱構造としたので、ファイバスコープの耐熱性が
大幅に改善され、外装管内を強制冷却する冷却機器が不
要となる。

【００１２】

【実施例】図１は本考案の耐熱耐圧ファイバスコープ
(以下、ファイバスコープという)の一実施例を示す図で
ある。このファイバスコープ１は、耐熱および耐圧に優
れる金属からなるパイプ状の外装管２と、その内部に挿
入されたイメージファイバ３およびライトガイド４とを
備えて構成されている。

【００１３】外装管２の先端に形成された開口には、イ
メージファイバ用およびライトガイド用のそれぞれの光
学窓５a,５bがロウ付けにより固着されている。これら
光学窓５a,５bの材料としては、石英ガラスやサファイ
ヤなどの透明硬質材料が用いられている。これらの光学
窓５a,５bは、外装管２の開口を完全に覆って外装管２
内を気密に保ち、外装管２を高温高圧の観察環境に挿入
して使用した場合にも、観察雰囲気の高温高圧流体が外
装管２内に侵入するのを防ぐ第１の圧力隔壁となってい
る。

【００１４】なお外装管２の材質としては、鋼、ステン
レス鋼、銅合金などの通常の金属材料を用いることがで
きるが、ガラスなどの他の光学材料との熱膨張率の格差
が少ない金属材料、例えばコバールなどの材料が好適に
使用される。また外装管２の形状は特に限定されず、円
筒状、角形筒状などの種々の形状のものが使用可能であ
る。

【００１５】外装管２の内部には、イメージファイバ３
とライトガイド４が挿通された状態で外装管２内の流体
の移動を防止する第２の圧力隔壁６が設けられている。
この第２の圧力隔壁６の材料としては、耐熱耐圧性を有
する種々の金属材料が使用されるが、外装管２と同質の
金属材料が好適に用いられる。

【００１６】第２の圧力隔壁６は、図２に示すように一
方がすぼまった柱状をなしており、イメージファイバ３
とライトガイド４を挿通するための２つの貫通孔が形成
されている。一方、外装管２の所定位置の内壁には、第
２の圧力隔壁６を固定するためのテーパ部７が形成され
ている。そして第２の圧力隔壁６は、貫通孔にイメージ
ファイバ３とライトガイド４とを挿通した状態で外装管
２内に挿入され、外装管２のテーパ部７に当接し、反対
側から固定ナット８で締め付けられて外装管２内壁に密
着状態で固定されるようになっている。

【００１７】このように固定ナット８で第２の圧力隔壁
６を外装管内壁に押し付けた状態で固定することによっ
て、万一外装管２内に高圧が加わった場合にも、第２の
圧力隔壁６が抜け出してしまうことがない。

【００１８】また第２の圧力隔壁６の貫通孔に挿通され
たイメージファイバ３およびライトガイド４は、耐熱性
の接着剤や金属ロウにより第２の圧力隔壁６に固定され
ている。これにより第２の圧力隔壁６は、第１の圧力隔
壁である光学窓５a,５bの破壊が生じた場合でも、高温
高圧雰囲気流体の流通を阻止し、この流体がスコープ外
に漏れ出すのを防止している。

【００１９】上記イメージファイバ３は、図３に示すよ
うに、耐熱性のイメージファイバ本体９と、それを被覆
するイメージファイバ保護管１０と、イメージファイバ
本体９の先端側に口金１１を介して接続された対物部１
２と、イメージファイバ本体９の後端側に取り付けられ
た接眼部１３とから構成されている。

【００２０】上記耐熱性のイメージファイバ本体９は被
覆を有しておらず、多数のファイバからなるファイバ束
の端部を口金で固定したものや、多数のファイバを融着
一体化したイメージファイバなどが好適に使用される。
このイメージファイバ本体９と口金１１とは耐熱性接着
剤により固着されている。またイメージファイバ保護管
１０、口金１１および対物部１２は、イメージファイバ
本体８の材料の石英ガラスと熱膨張率の格差の少ないコ
バールなどの金属材料で形成されるのが望ましい。

【００２１】このイメージファイバ保護管１０は途中で
２分割されており、この分割部近傍に形成された凹部に
は、保護管内の圧力隔壁となる圧力境界用スリーブ１４
が嵌合され、耐熱性接着剤で固着されている。この圧力
境界用スリーブ１４は保護管１０の分割部近傍の内壁に
嵌合され、その内面側はイメージファイバ本体９に密着
して保護管１０内の流体の移動を防止している。従っ
て、万一イメージファイバ３先端が破損した場合にも、
高圧により圧力境界用スリーブ１４が後方に移動するこ
とがなく、また高温高圧の流体がイメージファイバ保護
管１０内を通って外部に漏れ出すことがない。

【００２２】また上記ライトガイド４は、図４に示すよ
うにライトガイドファイバ１５と、それを被覆するライ
トガイド保護管１６と、ライトガイドファイバ１５の先
端側に口金１７を介して接続された集光レンズ部１８と
からなっている。またライトガイドファイバ１５の後端
は、照明光を入射するためのファイババンドル１９に接
続されている。これらライトガイド保護管１６、口金１
７および集光レンズ部１８外装は、コバールなどの熱膨
張率がガラスと等しい金属材料で形成されるのが望まし
い。

【００２３】このライトガイド保護管１６は、上記イメ
ージファイバ保護管１０と同様に途中で２分割され、こ
の分割部近傍に形成された凹部に圧力境界用スリーブ２
０が嵌合されている。この圧力境界用スリーブ２０はラ
イトガイド保護管１６の分割部近傍の内壁に嵌合され、
その内面側はライトガイドファイバ１５に密着してライ
トガイド保護管１６内の流体の移動を防止している。こ
れにより万一ライトガイド４先端が破損した場合でも、
高圧により圧力境界用スリーブ２０が後方に移動するこ
とがなく、高温高圧の流体がライトガイド保護管１６を
通って外部に漏れ出すことがない。

【００２４】このファイバスコープ１は、ライトガイド
４に接続されたファイババンドル１９端末より照明光を
入射し、ライトガイドファイバ１５を通り、先端の集光
レンズ部１８により集光された光で観察物を照明し、そ
の観察物の像を対物部１２内の対物レンズによりイメー
ジファイバ本体９の先端面に結像させ、イメージファイ
バ本体９を通って伝送された伝送画像を、接眼レンズを
備えた接眼部１３を通して肉眼あるいはＴＶカメラ等で
観察する。

【００２５】そしてこのファイバスコープ１では、外装
管２内に、外装管内の流体の通過を防ぐ第２の圧力隔壁
６を設けたことによって、高温高圧環境での観察中に、
万一第１の圧力隔壁である光学窓５a,５bが破損した場
合であっても、高温高圧の流体が外装管２内を通ってス
コープ外に漏れ出すのを防止することができ、安全性を
向上させることができる。

【００２６】また外装管２内に挿入するイメージファイ
バ３等を耐熱構造としたので、外装管２内を強制冷却す
る冷却機器等が不要となり、スコープを小型化でき、特
に外装管２を細くできることから、観察環境中に外装管
２を挿入した際に、観察環境中の流体の流れを乱すこと
が少なくなる。

【００２７】なお、上記実施例では、外装管２内に第２
の圧力隔壁６を１つ設けた構成としたが、第２の圧力隔
壁を２重、３重に設け、それぞれを固定ナット８で固定
する構成としても良い。第２の圧力隔壁６を２重、３重
に設けることにより、スコープの安全性を一層向上させ
ることができる。

【００２８】また上記実施例では、第２の圧力隔壁６の
一方側を外装管２のテーパ部７に当接させ、他方側に固
定ナット８を押し当てて固定したが、第２の圧力隔壁６
の外面にネジ部を形成するとともに外装管２内面にネジ
部を形成し、第２の圧力隔壁６を外装管２内に螺着して
固定することもできる。

【考案の効果】以上説明したように、本考案のファイバ
スコープによれば、外装管内に、観察雰囲気中の高温高
圧流体の通過を阻止し得る耐熱耐圧性材料からなる第２
の圧力隔壁を設けたことによって万一第１の圧力隔壁で
ある光学窓が破損した場合でも、高温高圧の流体が外装
管内を通ってスコープ外に漏れ出すのを防止することが
でき、安全性を向上させることができる。また外装管内
に挿入するイメージファイバおよびライトガイドを耐熱
構造としたので、外装管内を強制冷却する冷却装置が不
必要となりスコープを小型化でき、特に外装管を細くす
ることができることから、観察環境中に外装管を挿入し
た際に流体の流れを乱すことが少なくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の耐熱耐圧ファイバスコープの一実施例
を示す側面断面図である。

【図２】図１の要部を詳細に示した要部側面断面図であ
る。

【図３】同イメージファイバ部を示す要部側面断面図で
ある。

【図４】同ライトガイド部を示す要部側面断面図であ
る。

【符号の説明】

１ ファイバスコープ ２ 外装管 ３ イメージファイバ ４ ライトガイド ５a,５b 光学窓 ６ 第２の圧力隔壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 千吉良 定雄 千葉県佐倉市六崎1440番地 藤倉電線株 式会社 佐倉工場内 (72)考案者 真田 和夫 千葉県佐倉市六崎1440番地 藤倉電線株 式会社 佐倉工場内 (72)考案者 村田 秀男 茨城県那珂郡東海村白方字白根２番地の ４ 日本原子力研究所 東海研究所内 (56)参考文献 実開 昭61−171018（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 23/00

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属製外装管にガラス、サファイヤ等の
   透明硬質材料からなる耐圧透明光学窓が設けられ、かつ
   該外装管内に画像伝送用のイメージファイバと照明用の
   ライトガイドが挿入されたファイバスコープであって、 上記耐圧透明光学窓を外装管の第１の圧力隔壁とし、外装管 内に観察雰囲気中の高温高圧流体の通過を阻止し
   得る耐熱耐圧性材料からなる第２の圧力隔壁を設け、 上記イメージファイバおよびライトガイドが、樹脂被覆
   を除去し金属製保護管内に収められた耐熱構造のもので
   あることを特徴とする耐熱耐圧ファイバスコープ。