JP2891672B2 - 高温雰囲気炉内観察装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気炉、コークス
炉などの高温雰囲気炉内の状態を観察するのに適した高
温雰囲気炉内観察装置に関し、詳細には観察装置に使用
するＣＣＤカメラ等の被保護対象物を液体、気体等の冷
却媒体を用いて効率的に冷却するための冷却媒体の循環
構造の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＣＣＤカメラ等の撮影手段を２００℃程
度を越える高温雰囲気下にある炉内や容器内に挿入して
内部の状態を監視する方法として、従来からＣＣＤカメ
ラ等の周囲に冷却ガス等の気体を送風、循環させて、Ｃ
ＣＤカメラ等を冷却する方法や、レンズ部分のプローブ
のみを炉内として上記冷却方法を採用し且つＣＣＤカメ
ラ本体から耐熱性を有しない電子回路部を分離して、こ
の電子回路部を炉外の室温雰囲気部に設置する方法など
がとられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の各方法では、次に述べるような問題があった。すなわ
ち、ＣＣＤカメラの周囲に冷たいガスを送って、ＣＣＤ
カメラを冷却する方法では、ガス自体の熱容量が小さい
ので、ガスの温度がすぐに上昇してしまい、ＣＣＤカメ
ラを効率良く冷却することができないというという問題
があった。また、ＣＣＤカメラ本体から耐熱性が無い電
子回路部を分離して、この電子回路部を室温雰囲気部に
設置する方法においては、２〜３ｍ以上の長い炉内にＣ
ＣＤカメラ本体だけを挿入する手段がなく、また光ファ
イバー等を利用して炉内のＣＣＤカメラ本体と炉外の電
子回路部とを接続した場合には、解像度が極端に落ちる
結果、有用な観察結果を得られないという問題があっ
た。また、従来冷却水等の液体状の冷却媒体をＣＣＤカ
メラを支持する匡体内に設けた空所内に循環させて冷却
を行うこともなされているが、種々の理由から循環経路
中、とりわけカメラ周辺の要冷却部分に於て冷却水の滞
留が起こり、冷却効率を低下させる原因となっていた。
特に、冷却用水として通常用いられる工業用水には汚泥
等の不純物が含まれること多く、この不純物が滞留部に
堆積すると、冷却水の詰まりが発生し、監視装置の故障
を誘発する原因となる。加えて、従来は冷却ジャケット
を炉の側壁に設けた穴から内部に水平に挿入できるだけ
であったため、汎用性の点で問題であった。本発明は上
記の事情に鑑みてなされたものであり、ＣＣＤカメラを
効率良く冷却して、設置方法の如何に関わらずに電気
炉、コークス炉などの高温雰囲気炉内の状態を２４時
間、稼働中であっても連続して観察することができる高
温雰囲気炉内観察装置を提供することを目的としてい
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに請求項１は、水平、垂直、斜め設置等、設置方法の
如何にかかわらず設置できるものにおいて、高温雰囲気
炉内に挿入された撮影部により、前記高温雰囲気炉内の
状態を撮影する高温雰囲気炉内観察装置において、前記
撮影部を構成する複数の筒部材の間に形成された各円筒
状空間の１つにパイプを螺旋状に配置して、スパイラル
流路を構成し、前記撮影部の元端側から前記スパイラル
流路に冷却水に注入して、前記撮影部の先端側に導いた
後、この部分の冷却水を攪拌すると共に、他の円筒状空
間の１つを介して前記冷却水を前記撮影部の元端側に戻
し、前記撮影部を冷却することを特徴としている。ま
た、請求項２では、請求項１に記載の高温雰囲気炉内観
察装置において、前記撮影部の元端側から前記パイプ内
に冷却水を注入して、前記スパイラル流路により強制的
に先端側に誘導すると共に、先端側に放出し、前記他の
円筒状空間にあるスパイラル誘水板を介して前記冷却水
を前記撮影部の元端側に戻して、前記撮影部を冷却する
ことを特徴としている。また、請求項３では、高温雰囲
気炉内に挿入された撮影部により、前記高温雰囲気炉内
の状態を撮影する高温雰囲気炉内観察装置において、前
記撮影部を構成する複数の筒部材の間に形成された各円
筒状空間のうちの１つと、前記各筒部材の先端側に形成
された監視窓を介して、入射した光像を電気信号に変換
するビデオカメラが監視窓の直近に配置されている筒部
材内とに前記撮影部の元端側から冷却エアーを注入し
て、前記撮影部を冷却するとともに、この冷却エアーを
前記監視窓から前記撮影部の外に放出させることを特徴
としている。また、請求項４では、請求項３に記載の高
温雰囲気炉内観察装置において、前記円筒状空間に注入
される前記冷却エアーの量と、前記ビデオカメラが配置
されている筒部材内に注入される前記冷却エアーの量と
を均衡させることを特徴としている。また、請求項５で
は、請求項１、２、３、４のいずれかに記載の高温雰囲
気炉内観察装置において、前記撮影部の先端側に形成さ
れた前記監視窓の内側に波長弁別器を設け、この波長弁
別器によって前記監視窓を介して入射する光像中の熱線
成分をカットして、前記光像中の可視光成分のみを監視
窓直近の前記ビデオカメラに入射させることを特徴とし
ている。

【０００５】上記の構成により、請求項１では、高温雰
囲気炉内に挿入された撮影部により、前記高温雰囲気炉
内の状態を撮影する高温雰囲気炉内観察装置において、
前記撮影部を構成する複数の筒部材の間に形成された各
円筒状空間の１つにパイプを螺旋状に配置して、スパイ
ラル流路を構成し、前記撮影部の元端側から前記スパイ
ラル流路に冷却水に注入して、前記撮影部の先端側に導
いた後、この部分の冷却水を攪拌するとともに、他の円
筒状空間の１つを介して前記冷却水を前記撮影部の元端
側に戻し、前記撮影部を冷却することにより、ＣＣＤカ
メラを効率良く冷却して、電気炉、コークス炉などの高
温雰囲気炉内の状態を２４時間連続して観察する。ま
た、請求項２では、請求項１に記載の高温雰囲気炉内観
察装置において、前記撮影部の元端側から前記パイプ内
に冷却水を注入して、前記スパイラル流路の先端側に強
制的に放出し、前記他の円筒状空間にあるスパイラル誘
水板を介して前記冷却水を前記撮影部の元端側に戻し
て、前記撮影部を冷却することにより、ＣＣＤカメラを
効率良く冷却して、電気炉、コークス炉などの高温雰囲
気炉内の状態を２４時間連続して観察する。また、請求
項３では、高温雰囲気炉内に挿入された撮影部により、
前記高温雰囲気炉内の状態を撮影する高温雰囲気炉内観
察装置において、前記撮影部を構成する複数の筒部材の
間に形成された各円筒状空間のうちの１つと、前記各筒
部材の先端側に形成された監視窓を介して、入射した光
像を電気信号に変換するビデオカメラが監視窓の直近に
配置されている筒部材内とに前記撮影部の元端側から冷
却エアーを注入して、前記撮影部を冷却するとともに、
この冷却エアーを前記監視窓から前記撮影部の外に放出
させることにより、ＣＣＤカメラを効率良く冷却して、
電気炉、コークス炉などの高温雰囲気炉内の状態を２４
時間連続して観察する。また、請求項４では、請求項３
に記載の高温雰囲気炉内観察装置において、前記円筒状
空間に注入される前記冷却エアーの量と、前記ビデオカ
メラが配置されている筒部材内に注入される前記冷却エ
アーの量とを均衡させることにより、ＣＣＤカメラを効
率良く冷却して、電気炉、コークス炉などの高温雰囲気
炉内の状態を２４時間連続して観察する。また、請求項
５では、請求項１、２、３、４のいずれかに記載の高温
雰囲気炉内観察装置において、前記撮影部の先端側に形
成された前記監視窓の内側に波長弁別器を設け、この波
長弁別器によって前記監視窓を介して入射する光像中の
熱線成分をカットして、前記光像中の可視光成分のみを
前記ビデオカメラに入射させることにより、ＣＣＤカメ
ラを効率良く冷却して、電気炉、コークス炉などの高温
雰囲気炉内の状態を２４時間連続して観察する。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した形態
例に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による高温
雰囲気炉内観察装置の一形態例を示す概略構成図であ
る。この図に示す高温雰囲気炉内観察装置１は、炉内温
度が１０００℃以上になるコークス炉２（図９参照）内
の状態を撮影する撮影装置３と、この撮影装置３に冷却
水と冷却エアーとを供給する給水給気装置４と、これら
撮影装置３、給水給気装置４を制御するコントロール装
置５とを備えており、コントロール装置５によって給水
給気装置４を制御し、撮影装置３に冷却水と、冷却エア
ーとを供給している状態で撮影装置３を先端側（下端
側）からコークス炉２内に挿入して固定した後、撮影開
始指示が入力されたとき、撮影装置３の先端側に配置さ
れた筒状の撮影部１０によってコークス炉２内の状態を
撮影し、これによって得られた映像信号を外部のモニタ
装置に出力する。従って、撮影部１０の長さは、観察対
象となる炉の深さ等に適合させた寸法、形状に設定す
る。

【０００７】前記給水給気装置４は、冷却エアー源（図
示は省略する）から前記撮影装置３に供給される２系統
の冷却エアー（例えば、空気、或は窒素ガスやアルゴン
ガスなどの不活性ガスなど）の各流量を計測して、計測
結果を前記コントロール装置５に供給する２つのフロー
スイッチ６、７と、水槽タンク８から前記撮影装置３に
供給される４系統の冷却水（例えば、工業用水など）の
各流量を計測して、計測結果を前記コントロール装置５
に供給する１つのフロースイッチ９とを備えており、冷
却エアー源から撮影装置３に供給される第１、第２系統
の各冷却エアーの流量を計測して、計測結果をコントロ
ール装置５に供給するとともに、水槽タンク８から撮影
装置３に供給される第１〜第４系統の各冷却水の流量を
計測して、計測結果をコントロール装置５に供給する。
なお、本明細書中においてエアーとは、通常の空気の他
に、Ｎ₂ 、ＡＸガス等々の冷却用のガス一般を含むもの
である。

【０００８】また、撮影装置３は、コークス炉２内に挿
入されて炉内の状態を撮影する円柱状の撮影部１０と、
この撮影部１０の上部側（元端側）に固定され、給水給
気装置４から供給される冷却エアー、冷却水を受入れて
撮影部１０を冷却する円柱状の冷却部１１と、この冷却
部１１の上部側に固定され撮影部１０に対して電源電圧
を供給する電源回路や撮影部１０から出力される映像信
号を増幅するアンプ回路などが収納されるアッパー部１
２とを備えており、給水給気装置４から供給される冷却
エアー、冷却水を各逆止弁１３〜１７で受けて、撮影部
１０を冷却しながら、コントロール装置５からの指示に
基づき、コークス炉２内の状態を撮影し、撮影部１０の
撮影動作により得られた映像信号をコントロール装置５
に供給する。この場合、中空筒状の撮影部１０は、図２
の要部縦断面図に示す如く閉止板１８によって先端側開
口が閉止され、且つ先端側側面に矩形状の開口孔２０が
形成された筒部材によって構成される外筒２１と、この
外筒２１の内側に配置される複数の筒部材等によって構
成される。外筒２１の内側に位置する他の筒部材群は、
第１内筒２３、第２内筒２６、第３内筒３０から成る。

【０００９】即ち、先端縁が内側に曲げられて開口する
とともに開口孔２０に対応する部分に開口孔２２が形成
された第１内筒２３と、この第１内筒２３の内側に略同
軸状に配置された筒部材であって当て板２４によってそ
の先端開口部が閉止されるとともに各開口孔２０、２２
に対応する部分に開口孔２５が形成された第２内筒２６
と、この第２内筒２６の内側に略同軸状に配置された筒
部材であって、芯出し用のボス２７により前記当て板２
４に対する位置が決められた当て板２８によってその先
端側が閉止されるとともに、前記各開口孔２０、２２、
２５に対応する部分に開口孔２９が形成された第３内筒
３０と、前記開口孔２２に填込まれて外筒２１と第１内
筒２３とによって形成される空間Ｓ１と第１、第２内筒
２３、２６によって形成される空間Ｓ２とが外筒２１の
外側と連通しないようにしながら、監視窓３１を形成す
る四角枠３２とを備えている。つまり、監視窓３１を挟
んで上下位置にある空間Ｓ１とＳ１、空間Ｓ２とＳ２
は、夫々監視窓３１廻りの空間を介して連通している。
撮影部の最も中心の空所は筒部材中心部空間である。

【００１０】さらに、撮影部１０は、複数のネジ３９に
より、第３内筒３０内において当て板２８の上部に固定
されるミラー固定部材４０と、第３内筒３０内の前記監
視窓３１に対向するようにミラー固定部材４０に固定さ
れ、監視窓３１を介して外筒２１外からの光像を取り込
みその熱線成分を透過させながら可視光成分のみを反射
するミラー３３と、第３内筒３０内のミラー３３上部に
配置されミラー３３で反射された光像を電気信号（映像
信号）に変換してアッパー部１２に供給するＣＣＤカメ
ラ３４と、第１内筒２３と第２内筒２６との間に形成さ
れた円筒状の空間Ｓ２内部を螺旋状に仕切ってスパイラ
ル流路３５を形成するパイプ３６と、前記ＣＣＤカメラ
３４の近傍に配置されこのＣＣＤカメラ３４部分の温度
を計測し補償導線３８を介して計測結果を前記アッパー
部１２に供給する熱電対３７とを備えている。

【００１１】前記冷却部１１から供給される冷却エアー
と、冷却水とによって外筒２１、第１内筒２３、第２内
筒２６、第３内筒３０、ＣＣＤカメラ３４などを冷却し
ながら、監視窓３１を介してコークス炉２内の光像を取
込み、その可視光成分のみを反射して、ＣＣＤカメラ３
４でこれを電気信号に変換するとともに、これによって
得られた映像信号と温度計測動作によって得られた温度
信号とをアッパー部１２に供給し、コントロール装置５
に伝送させる。コントロール装置５は、図１に示す様に
匡体４１と、この匡体４１内に配置され、前記匡体４１
の前面に形成された操作パネル４２の操作内容に応じた
制御指令を発生して撮影装置３などを制御する制御回路
と、前記匡体４１内に配置され操作パネル４２の操作内
容、給水給気装置４から供給される各フロースイッチ信
号および撮影装置３から出力される温度信号などを処理
して警報音などを発生する警報回路と、制御回路の出力
内容および警報回路の出力内容などを処理して表示信号
などを生成する表示回路と、撮影装置３から出力される
映像信号などを取り込んで、指定された信号形式に変換
して、これを出力する画像処理回路などとを備えてい
る。

【００１２】この場合、操作パネル４２には、図３に示
す如くコントロール装置５全体の電源をオン／オフする
際に操作されるメイン電源スイッチ４３と、ＣＣＤカメ
ラ３４の電源をオン／オフする際に操作されるカメラ電
源スイッチ４４と、前記熱電対３７から出力される温度
信号などの処理を開始させる際に操作される温度電源ス
イッチ４５と、ＣＣＤカメラ３４の露光時間を調整し
て、電子アイリスを調整するときに操作される光量調整
用デジタルスイッチ４６と、フロースイッチ６で計測さ
れる第１系統側の冷却エアーの流量が規定値に満たない
とき、内蔵されているランプを点灯させ、このとき発せ
られる警報音の鳴動を停止させる際に操作されるセンタ
側エアー監視スイッチ４７と、フロースイッチ７で計測
される第２系統側の冷却エアーの流量が規定値に満たな
いとき、内蔵されているランプを点灯させ、このとき発
せられる警報音の鳴動を停止させる際に操作されるアウ
タ側エアー監視スイッチ４８と、フロースイッチ９で計
測される各系統の冷却水の流量が規定値に満たないと
き、内蔵されているランプを点灯させ、このとき発せら
れる警報音の鳴動を停止させる際に操作される冷却水監
視スイッチ４９と、ＣＣＤカメラ３４の温度が設定温度
を越えているとき点灯駆動される温度警報ランプ５０
と、ＣＣＤカメラ３４の許容温度を設定する際に操作さ
れる温度警報設定器５１と、ＣＣＤカメラ３４の温度を
３桁のＬＥＤで表示する温度表示器５７とが設けられて
いる。

【００１３】操作パネル４２のメイン電源スイッチ４３
が操作されて電源が投入されたとき、給水給気装置４か
ら出力される各フロースイッチ信号を取り込み、これら
各フロースイッチ信号で示される冷却エアーの流量、冷
却水の流量などが警報条件を満たしているかどうか判定
し、前記冷却エアーの流量、冷却水の流量が警報条件を
満たしていれば、センタ側エアー監視スイッチ４７、ア
ウタ側エアー監視スイッチ４８、冷却水監視スイッチ４
９のうち、対応するものを点灯させるとともに、警報音
を発生してこれをオペレータに知らせる。また、この動
作と並行して、カメラ電源スイッチ４４が操作されれ
ば、撮影装置３を制御してコークス炉２内の状態を撮影
させるとともにこの撮影動作で得られた映像信号を取り
込んで、これを指定された形式の映像信号に変換し、外
部のモニタ装置などに供給する。また、温度電源スイッ
チ４５が操作されて、電源が投入されていれば、撮影装
置３から出力される温度信号を取り込んで、温度表示器
５７上にＣＣＤカメラ３４部分の温度を表示するととも
に、これが設定温度を越えているとき、温度警報ランプ
５０を点灯させて、温度が高過ぎることをオペレータに
知らせる。

【００１４】次に、図１に示す概略構成図、図２に示す
要部断面図、図３に示す正面図を参照しながら、この形
態例の動作を説明する。まず、図４に示す如く前記冷却
部１１によって給水給気装置４から供給されている第１
系統側の冷却エアーが第３内筒３０内に導かれて、第３
内筒３０内、ＣＣＤカメラ３４、ミラー３３を冷却しな
がら、監視窓３１を介して、外筒２１の周囲に放出され
るとともに、冷却部１１によって第２系統側の冷却エア
ーが第２内筒２６と第３内筒３０との間に形成された円
筒状の空間Ｓ３内に導かれて、これら第２内筒２６、第
３内筒３０を冷却しながら、監視窓３１を介して外筒２
１の周囲に放出される。このことは、炉内からの輻射熱
蓄熱による悪影響を防止し、且つ炉内からの温度差によ
る対流熱による悪影響を防止することになる。第１系統
側の冷却エアー量が第２系統側の冷却エアー量より多い
ときには、図５に示す如く第２内筒２６に形成された開
口孔２５の周囲部分に負圧領域が発生し、また第１系統
側の冷却エアー量が第２系統側の冷却エアー量より少な
いときには、図６に示す如く監視窓３１の中央部分に負
圧領域が発生し、これら負圧領域内にコークス炉２内の
高温ガスが引き込まれる不具合があることから、第１系
統側の冷却エアー量と、第２系統側の冷却エアー量とを
ほぼ同一にすることが肝要である。これにより、監視窓
３１の周囲や中央部分で冷却エアーの流れが均一にされ
て、コークス炉２内の高温ガスが第３内筒３０内に配置
されているミラー３３やＣＣＤカメラ３４に接触するこ
とがなくなり、高熱によるダメージを受けることがなく
なる。

【００１５】また、この動作と並行して図７に示す如く
冷却部１１によって給水給気装置４から供給されている
第１、第２系統側の冷却水が第１内筒２３と、第２内筒
２６との間に形成されたスパイラル流路（スパイラル流
路）３５内に導かれて、第１内筒２３と、第２内筒２６
を効率よく冷却しながら、これら第１内筒２３と、第２
内筒２６の先端部分から外筒２１の先端内側に放出され
た後、第１内筒２３と、外筒２１とを冷却しながら、こ
れら第１内筒２３と、外筒２１との間に形成された円筒
状の空間Ｓ１を通って冷却部１１側に戻され、外部に排
水される。なお、符号１００は空間Ｓ１内にスパイラル
状に配置されてスパイラル状の流路を形成するスパイラ
ル誘水板であり、このスパイラル誘水板１００を必要に
応じて空間Ｓ１内に配置することにより、スパイラル状
の排水流路を形成して該流路周辺を有効に冷却させるこ
とが可能となる。なお、スパイラル誘水板１００は、後
述する図１０のパイプ５８を含むものである。

【００１６】さらに、図８に示す如く前記冷却部１１に
よって第３、第４系統側の冷却水がパイプ３６内に導か
れ、このパイプ３６の外側に接している第１内筒２３
と、第２内筒２６を冷却しながら、パイプ３６の先端部
分３６ａから第１内筒２３の先端内側内に放出され、外
筒２１の先端部分に滞留している冷却水（スパイラル流
路３５によって導かれた冷却水）を撹拌し、この部分に
沈澱物が堆積しないように攪拌しながら、第１内筒２３
と、外筒２１とを冷却しつつ、これら第１内筒２３と外
筒２１との間に形成された円筒状の空間を通って冷却部
１１側に戻され、外部に排水される。この冷却水は、炉
内温度の伝導熱対策として用いられている。これによっ
て、冷却水として、浮遊物量が多い工業用水などを使用
した場合にも、外筒２１の先端側の内部に沈澱物が沈澱
しないようにしながら、外筒２１の先端部分の冷却水を
効率良く撹拌して冷却部１１側に戻すことが可能とな
り、この結果長年月の連続使用が可能となる。

【００１７】そして、給水給気装置４によって撮影装置
３に冷却エアー、冷却水が供給されている状態で、図９
に示す如く撮影装置３の撮影部１０がコークス炉２内に
挿入されて、冷却部１１に設けられているフランジ５２
がコークス炉２の上部に固定され、この状態でこのコー
クス炉２内の状態が撮影され、これによって得られた映
像信号がコントロール装置５に伝送されて、外部のモニ
タ装置に供給される。この画像は、監視窓直近に設置さ
れるビデオカメラによりこれまでのリレーレンズ系や光
ファイバー方式と比較して、大幅な高解像、高鮮明な画
像データとして供給されるものである。

【００１８】このように、この形態例では、給水給気装
置４から供給される冷却水を第１内筒２３と、第２内筒
２６との間に形成されたスパイラル流路３５内に導いて
これを旋回させながら、外筒２１の先端内側に放出した
後、第１内筒２３と、外筒２１との間に形成された円筒
状の空間を介して冷却部１１に戻すとともに、給水給気
装置４から供給される冷却ガスを第２内筒２６、第３内
筒３０との間に形成された空間と、第３内筒３０内とに
各々導いて、監視窓３１から外筒２１の外に放出するよ
うにしたので、撮影部１０、ミラー３３およびＣＣＤカ
メラ３４などを効率良く冷却して、電気炉、コークス炉
２などの高温雰囲気炉内の状態を２４時間稼働中連続し
て観察することができる。また、この形態例では、給水
給気装置４から供給される冷却水をパイプ３６内に導い
て外筒２１の先端内側に放出するようにしているので、
外筒２１の先端部分に滞留している冷却水（スパイラル
流路３５によって導かれた冷却水）を撹拌しこの部分に
を効率良く冷却するとともに、沈澱物が堆積しないよう
にすることができ、長年月連続使用に耐えることができ
る。。

【００１９】また、ＣＣＤ部を監視窓直近に据える方式
であるので、これまでの撮像方式（リレーレンズ、ファ
イバー方式等）に比較して格段の高解像度、高鮮明な画
像を得ることが可能となる。また、上述した形態例にお
いては、第１内筒２３と、第２内筒２６との間に形成さ
れた空間内にパイプ３６を螺旋状に配置し、このパイプ
３６によって第１内筒２３と、第２内筒２６との間に形
成された空間を螺旋状に仕切ってスパイラル流路３５を
形成しているが、図１０に示す如く外筒２１と、第１内
筒２３との間に形成された空間にパイプ５８を前記パイ
プ３６の螺旋方向と同じ螺旋方向となるように配置し、
このパイプ５８によって外筒２１と、第１内筒２３との
間に形成された空間を螺旋状に仕切ってスパイラル流路
５９を形成し、このスパイラル流路５９と、前記スパイ
ラル流路３５とを並行して使用するようにしても良い。

【００２０】このようにすることにより、この撮影部１
０ａでは、外筒２１の先端内側から冷却部１１に戻る冷
却水の流路を長くして、外筒２１や第１内筒２３を効率
良く、冷却することができる。また、パイプ５８内に冷
却水を導いて、パイプ５８の先端部分から外筒２１の先
端内側に放出し、外筒２１の先端部分に滞留している冷
却水（スパイラル流路３５によって導かれた冷却水）を
撹拌し、この部分に沈澱物が堆積しないようにすること
により、１本のパイプ３６で冷却水を供給した場合に比
べて、パイプ５８を使用した分だけ、外筒２１の先端部
分に滞留している冷却水（スパイラル流路３５によって
導かれた冷却水）を撹拌する際の効果を高めて、外筒２
１の冷却効率を向上させることができる。つまり、スパ
イラル流路３５自体が攪拌効果を有するものである。

【００２１】また、上述した形態例においては、監視窓
３１を通して入射されるコークス炉２内の光像をミラー
３３で反射してＣＣＤカメラ３４に導くようにしている
が、図１１に示す如くミラー３３を使用することなく、
コークス炉２内の光像を直接、ＣＣＤカメラ３４に導く
ようにしても良い。この場合、この撮影部１０ｂは、筒
状に形成される外筒６０と、この外筒６０の内側に配置
され、先端部分が前記外筒６０の先端部分より少し上に
くる程度の長さに形成される第１内筒６１と、この第１
内筒６１内に配置され先端部分が外筒６０の先端部分と
同じ位置まで延ばされる第２内筒６２と、この第２内筒
６２および前記外筒６０の先端側を閉止するリング状の
閉止板６３と、第２内筒６２の内側に配置される第３内
筒６４と、この第３内筒６４の先端部分に配置され、前
記閉止板６３の中央部分に形成された監視窓６５からの
光像を取り込んで、その熱線成分をカットしながら、可
視光成分のみを透過させる熱線カットフィルタ６６と、
第３内筒６４内の前記熱線カットフィルタ６６の上部側
に配置され、前記熱線カットフィルタ６６を透過した光
像（可視光像）を電気信号（映像信号）に変換して、前
記アッパー部１２に供給するＣＣＤカメラ６７と、第１
内筒６１と第２内筒６２との間に形成された円筒状の空
間を螺旋状に仕切ってスパイラル流路６９を形成するパ
イプ６８と、ＣＣＤカメラ６７の近傍に配置され、この
ＣＣＤカメラ６７部分の温度を計測し、補償導線７１を
介して、計測結果を前記アッパー部１２に供給する熱電
対７０とを備えている。そして、前記冷却部１１から供
給される冷却エアーと、冷却水とによって外筒６０、第
１内筒６１、第２内筒６２、第３内筒６４、ＣＣＤカメ
ラ６７などを冷却しながら、監視窓６５を介してコーク
ス炉２内の光像を取込み、その可視光成分のみを透過さ
せて、ＣＣＤカメラ６７でこれを電気信号に変換すると
ともに、この電気信号をアッパー部１２に供給し、コン
トロール装置５に伝送させる。

【００２２】このように構成することにより、上述した
形態例と同様に給水給気装置４から供給される冷却水を
第１内筒６１と、第２内筒６２との間に形成されたスパ
イラル流路６９内に導いてこれを旋回させながら外筒６
０の先端内側に放出した後、第１内筒６１と、外筒６０
との間に形成された円筒状の空間を介して冷却部１１に
戻すとともに、給水給気装置４から供給される冷却ガス
を第２内筒６２、第３内筒６４との間に形成された空間
と、第３内筒６４内とに各々、導いて、監視窓６５から
外筒６０の外に放出させることにより、撮影部１０ｂ、
熱線カットフィルタ６６およびＣＣＤカメラ６７などを
効率良く冷却しながら、撮影部１０ｂの先端に形成され
た監視窓６５を介して、電気炉、コークス炉２などの高
温雰囲気炉内の状態を連続して観察することができる。
また、上述した各形態例においては、コークス炉２の上
部に形成された開口部から撮影部１０、１０ａ、１０ｂ
を挿入するようにしているが、コークス炉２の斜め上方
などに形成された開口部から撮影部１０、１０ａ、１０
ｂを挿入するようにしても良い。このようにしても、撮
影部１０、１０ａ、１０ｂを効率良く冷却していること
から、コークス炉２内の状態を２４時間連続して撮影す
ることができる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、請
求項１〜５により、ＣＣＤカメラを効率良く冷却して、
電気炉、コークス炉などの高温雰囲気炉内の状態を長年
月にわたり２４時間の稼働中、連続して観察することが
できる。大幅な改造を伴わずに大きな冷却効果を長期的
に得ることができるのでコスト的にも有利であり、また
解像度が高く、高鮮明となるので、機能的にも優れてい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による高温雰囲気炉内観察装置の一形態
例を示す概略構成図である。

【図２】図１に示す撮影部の詳細な構成例を示す要部断
面図である。

【図３】図１に示すコントロール装置を構成する操作パ
ネルの構成例を示す正面図である。

【図４】図１に示す撮影部に冷却エアーを供給している
ときの状態例を示す模式図である。

【図５】図１に示す撮影部に供給される第１系統側の冷
却エアー量が第２系統側の冷却エアー量より多いときの
状態例を示す模式図である。

【図６】図１に示す撮影部に供給される第１系統側の冷
却エアー量が第２系統側の冷却エアー量より少ないとき
の状態例を示す模式図である。

【図７】図１に示す撮影部に第１、第２系統側の冷却水
を供給しているときの状態例を示す模式図である。

【図８】図１に示す撮影部に第１〜第４系統側の冷却水
を供給しているときの状態例を示す模式図である。

【図９】図１に示す撮影部をコークス炉にセットしてこ
のコークス炉内を撮影しているときの一例を示す模式図
である。

【図１０】本発明による高温雰囲気炉内観察装置の他の
形態例で使用される撮影部の要部断面図である。

【図１１】本発明による高温雰囲気炉内観察装置の他の
形態例で使用される撮影部の要部断面図である。

【符号の説明】 １…高温雰囲気炉内観察装置、２…コークス炉（高温雰
囲気炉）、３…撮影装置、４…給水給気装置、５…コン
トロール装置、６…フロースイッチ、７…フロースイッ
チ、８…水槽タンク、９…フロースイッチ、１０…撮影
部、１０ａ…撮影部、１０ｂ…撮影部、１１…冷却部、
１２…アッパー部、１８…閉止板、２０…開口孔、２１
…外筒（筒部材）、２２…開口孔、２３…第１内筒（筒
部材）、２４…当て板、２５…開口孔、２６…第２内筒
（筒部材）、２７…ボス、２８…当て板、２９…開口
孔、３０…第３内筒（筒部材）、３１…監視窓、３２…
四角枠、３３…ミラー（波長弁別器）、３４…ＣＣＤカ
メラ（ビデオカメラ）、３５…スパイラル流路、３６…
パイプ、３７…熱電対、３８…補償導線、３９…ネジ、
４０…ミラー固定部材、４１…匡体、４２…操作パネ
ル、４３…メイン電源スイッチ、４４…カメラ電源スイ
ッチ、４５…温度電源スイッチ、４６…光量調整用デジ
タルスイッチ、４７…センタ側エアー監視スイッチ、４
８…アウタ側エアー監視スイッチ、４９…冷却水監視ス
イッチ、５０…温度警報ランプ、５１…温度警報設定
器、５２…フランジ、５７…温度表示器、５８…パイ
プ、５９…スパイラル流路、６０…外筒（筒部材）、６
１…第１内筒（筒部材）、６２…第２内筒（筒部材）、
６３…閉止板、６４…第３内筒（筒部材）、６５…監視
窓、６６…熱線カットフィルタ（波長弁別器）、６７…
ＣＣＤカメラ（ビデオカメラ）、６８…パイプ、６９…
スパイラル流路、７０…熱電対、７１…補償導線

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高温雰囲気炉内に挿入された撮影部によ
   り、前記高温雰囲気炉内の状態を撮影する高温雰囲気炉
   内観察装置において、 前記撮影部は、外筒と、該外筒の内側に順次略同軸状に
   配置され径が漸減する複数の筒部材を有し、該外筒と各
   筒部材間に形成された各円筒状空間の１つにパイプを螺
   旋状に配置して、スパイラル流路を構成し、 前記撮影部の元端側から前記スパイラル流路に冷却水を
   注入して、前記撮影部の先端側に強制的に冷却水を導
   き、該先端側に於て冷却水を最適に攪拌した後、他の円
   筒状空間の１つを介して前記冷却水を前記撮影部の元端
   側に排水することにより前記撮影部を冷却することを特
   徴とする高温雰囲気炉内観察装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の高温雰囲気炉内観察装
   置において、 前記パイプの先端部は前記撮影部の先端側において開口
   しており、 前記撮影部の元端側から前記パイプ内に注入された冷却
   水を該パイプの先端開口から前記スパイラル流路の先端
   側に放出して滞留冷却水を攪拌し、 排水用の前記他の円筒状空間内にスパイラル誘水板を配
   して該スパイラル状の排水流路を形成することにより、
   該冷却水を前記撮影部の元端側に戻し、前記撮影部を冷
   却することを特徴とする高温雰囲気炉内観察装置。
3. 【請求項３】 高温雰囲気炉内に挿入された撮影部によ
   り、前記高温雰囲気炉内の状態を撮影する高温雰囲気炉
   内観察装置において、 前記撮影部を構成する複数の筒部材の間に形成された各
   円筒状空間のうちの１つと、前記各筒部材の先端側に形
   成された監視窓を介して入射した光像を電気信号に変換
   するビデオカメラが配置されている筒部材中心部空間と
   に前記撮影部の元端側から冷却エアーを注入して撮影部
   を冷却するとともに、この冷却エアーを前記監視窓から
   前記撮影部の外に放出させることを特徴とする高温雰囲
   気炉内観察装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の高温雰囲気炉内観察装
   置において、 前記円筒状空間に注入される前記冷却エアーの量と、前
   記ビデオカメラが配置されている筒部材中心部空間に注
   入される前記冷却エアーの量とを均衡させるようにした
   ことを特徴とする高温雰囲気炉内観察装置。
5. 【請求項５】 請求項１、２、３、４のいずれかに記載
   の高温雰囲気炉内観察装置において、 前記撮影部の先端側に形成された前記監視窓の内側に波
   長弁別器を設け、この波長弁別器によって前記監視窓を
   介して入射する光像中の熱線成分をカットして、前記光
   像中の可視光成分のみを前記ビデオカメラに入射させる
   ようにしたことを特徴とする高温雰囲気炉内観察装置。