JP4873954B2

JP4873954B2 - Observation window device

Info

Publication number: JP4873954B2
Application number: JP2006012213A
Authority: JP
Inventors: 敦史山崎; 彰藤井
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2006-01-20
Filing date: 2006-01-20
Publication date: 2012-02-08
Anticipated expiration: 2026-01-20
Also published as: JP2007192497A

Description

本発明は、異物の付着を防止することができる観察用窓装置に関するものである。 The present invention relates to an observation window device capable of preventing adhesion of foreign matter.

従来から、溶融炉や焼却炉やボイラ等には、バーナの火炎状態や炉の燃焼状態を観察するための内部観察用窓装置が取り付けられているのが一般的である。しかし、微粒子状のダストやタールのような付着性物質を含む流体が満たされている炉においては、窓の透明板にダストやタール等が付着したり、異物の衝突により透明板に傷がついて透明性が低下する場合があり、その結果として正確な観察ができなくなることがある。従って、透明板へのダスト等の付着を防止することが要求されていた。
このようなダスト等の付着を防止する装置として、図５に示されるように、透明板近傍の炉側にパージガス注入口を設けて、ここからパージガスを流し透明板への異物付着の防止を図ったものや、特許文献１に示されるように、パージガスをイオン化してパージガスと同符号の電荷の異物を反発力によって遠ざけ透明板への異物付着の防止を図ったものなどが知られている。 Conventionally, a melting furnace, an incinerator, a boiler, and the like are generally provided with an internal observation window device for observing the flame state of the burner and the combustion state of the furnace. However, in a furnace filled with a fluid containing an adhering substance such as particulate dust or tar, dust or tar adheres to the transparent plate of the window, or the transparent plate is damaged by the collision of foreign matter. Transparency may decrease, and as a result, accurate observation may not be possible. Therefore, it has been required to prevent adhesion of dust or the like to the transparent plate.
As an apparatus for preventing such adhesion of dust and the like, as shown in FIG. 5, a purge gas inlet is provided on the furnace side near the transparent plate, and purge gas is flowed from here to prevent foreign matter from adhering to the transparent plate. In addition, as disclosed in Patent Document 1, a purge gas is ionized, and a foreign substance having the same sign as that of the purge gas is moved away by a repulsive force to prevent the foreign substance from adhering to a transparent plate.

しかしながら、前者の場合は異物付着を防止するのに必要な力をパージガスの流れの慣性力のみによって発生させるため、透明板前方に渦が生じて透明板に異物が付着するという現象があり、十分な付着防止効果を得るにはパージガスを多量に流す必要があるという問題点があった。また、後者の場合はパージガスをイオン化するための装置を外部に別に設ける必要があり、装置が複雑化するとともにコスト的にも高くなるという問題点があった。
特開平１０−９０１６７号公報 However, in the former case, the force necessary to prevent the adhesion of foreign matter is generated only by the inertial force of the purge gas flow, so there is a phenomenon that a vortex occurs in front of the transparent plate and the foreign matter adheres to the transparent plate. In order to obtain a good adhesion preventing effect, it is necessary to flow a large amount of purge gas. In the latter case, it is necessary to separately provide an apparatus for ionizing the purge gas, and there is a problem that the apparatus becomes complicated and the cost increases.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-90167

本発明は上記のような問題点を解決して、多量のパージガスを使用することなく、しかも簡単な構造で透明板への異物の付着を確実に防止することができる観察用窓装置を提供することを目的として完成されたものである。 The present invention solves the above-described problems and provides an observation window device that can reliably prevent foreign matter from adhering to a transparent plate with a simple structure without using a large amount of purge gas. It was completed for the purpose.

上記課題を解決するためになされた本発明の観察用窓装置は、先端を炉内側に向けた筒状本体の後端部に、先端の開口部を通じて炉内を観察する紫外線検出用のウルトラビジョンを取り付けてなる観察用窓装置であって、前記ウルトラビジョンの前方側に異物付着防止用の透明板と、パージガス注入口を順次設けるとともに、該パージガス注入口の前方部には紫外線の通過ルートを確保し、また炉内へ向かうパージガスの流路断面積を小さくするための多孔板を設けたことを特徴とするものである。 The observation window device of the present invention, which has been made to solve the above-mentioned problems, is an ultra-vision for ultraviolet detection for observing the inside of the furnace through the opening at the front end of the cylindrical main body with the front end facing the inside of the furnace. a viewing window device comprising attaching a transparent plate for foreign matter preventing the front side of the ultra-vision, with sequentially provided purge gas inlet, the front portion of the purge gas inlet passage route of ultraviolet This is characterized in that a perforated plate is provided in order to secure and reduce the cross-sectional area of the purge gas flow into the furnace.

本発明では、パージガス注入口の前方部にパージガスの流路断面積を小さくするための多孔板を設けたことにより、多孔板のガス流入側とガス流出側との間にパージガスに急激な圧力差を発生させ、注入されたパージガスの流速をさらに高めることで透明板への異物等の接近を防ぎ、異物の付着防止を可能にするのである。 In the present invention, a porous plate for reducing the cross-sectional area of the purge gas flow path is provided in the front portion of the purge gas inlet, so that a sudden pressure difference is generated between the gas inflow side and the gas outflow side of the perforated plate. And the flow rate of the injected purge gas is further increased to prevent the foreign matter from approaching the transparent plate and to prevent the foreign matter from adhering.

以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。
図面は、本発明を製鉄工場における転炉の燃焼状態を観察する場合に適用した場合を示すものであり、図１は本発明の観察用窓装置をランスに取り付けた状態を示す説明図、図２は本発明の観察用窓装置を示す説明図、図３は本発明の取付構造を示す説明図、図４は多孔板を示す正面図である。
図１において、１０は転炉へ酸素および粉体を供給するためのランスであり、このランス１０の上方部に本発明の観察用窓装置が設置される。
この場合、ランス１０は１０〜２０ｍの筒状体で非常に長く、観察用窓が透明できれいな状態でないと炉内部の正確な観察ができなくなるため、透明板への異物の付着はできるだけ回避する必要がある。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Drawing shows the case where this invention is applied when observing the combustion state of the converter in a steel factory, FIG. 1 is explanatory drawing which shows the state which attached the window apparatus for observation of this invention to the lance, FIG. 2 is an explanatory view showing the observation window device of the present invention, FIG. 3 is an explanatory view showing the mounting structure of the present invention, and FIG. 4 is a front view showing the perforated plate.
In FIG. 1, 10 is a lance for supplying oxygen and powder to the converter, and the observation window device of the present invention is installed above the lance 10.
In this case, the lance 10 is a cylindrical body of 10 to 20 m and is very long. If the observation window is not transparent and clean, accurate observation inside the furnace is impossible. There is a need.

そこで本発明では、図２に示すように、観察用窓装置として先端を炉内側に向けた筒状本体１の後端部に、先端の開口部１ａを通じて炉内を観察する観察用機器２を取り付けてなる透明板観察用窓装置において、前記観察用機器２の前方側に異物付着防止用の透明板３と、パージガス注入口４ａを順次設けるとともに、該パージガス注入口４ａの前方部には炉内へ向かうパージガスの流路断面積を小さくするための多孔板５を設けた構造として、前記透明板３への異物の付着を防止する構造とした。 Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 2, an observation device 2 for observing the inside of the furnace through the opening 1a at the front end is provided at the rear end portion of the cylindrical body 1 with the front end facing the inside of the furnace as an observation window device. In the attached transparent plate observation window device, a transparent plate 3 for preventing foreign matter adhesion and a purge gas inlet 4a are sequentially provided on the front side of the observation device 2, and a furnace is provided in front of the purge gas inlet 4a. The structure in which the perforated plate 5 for reducing the cross-sectional area of the flow path of the purge gas going inward is provided is a structure for preventing the foreign matter from adhering to the transparent plate 3.

前記透明板３としては耐熱性の透明ガラスや透明樹脂が用いられ、またパージガスとしては例えば５〜１０ｋｇ／ｍ^２程度の窒素ガスが用いられる。また、観察用機器２としては紫外線を検出するウルトラビジョンが用いられる。なお、４はパージガス配管、６は紫外線のみを選択するためのフィルタである。
更に、図３に透明板３の詳細な取付構造を示すと、透明板３およびフィルタ６は筒状本体１のフランジ部に内装されフランジボルト７で締付け固定されており、パージガス注入口４ａの前方部に多孔板５がセットされている。また、各々のフランジ部の接続部にはエア漏れを防止するためのＯリング８がセットされている。更に、透明板３、多孔板５、およびフィルタ６の表面には負荷がかからないようにバイトンシートパッキン９が装着されている。 As the transparent plate 3, heat-resistant transparent glass or transparent resin is used, and as the purge gas, for example, nitrogen gas of about 5 to 10 kg / m ² is used. Further, as the observation device 2, an ultravision that detects ultraviolet rays is used. Note that 4 is a purge gas pipe, and 6 is a filter for selecting only ultraviolet rays.
3 shows a detailed mounting structure of the transparent plate 3. The transparent plate 3 and the filter 6 are mounted on the flange portion of the cylindrical main body 1 and are fastened and fixed by flange bolts 7. The front side of the purge gas inlet 4a. A perforated plate 5 is set in the part. In addition, an O-ring 8 for preventing air leakage is set at the connection portion of each flange portion. Further, Viton sheet packing 9 is mounted on the surfaces of the transparent plate 3, the porous plate 5, and the filter 6 so that no load is applied.

図４は多孔板５を示し、例えば板厚が０．１ｍｍ程度のステンレス（ＳＵＳ３０４）からなり、表面には炉内へ向かうパージガスの流路断面積を小さくするための複数の孔５ａが形成されている。この孔５ａの内径は５０〜１０００μｍの範囲であり、また孔５ａの開口率は５〜８０％の範囲となるように設計してある。
孔５ａの内径を５０μｍ以上としたのは、観察用機器２の発する紫外線の通過ルートを確保するためであり、一方、孔５ａの内径を１０００μｍ以下としたのは、これより大きい孔を複数個設けるとパージガスの流路断面積を十分に小さくすることが難しくなるからである。
また、開口率を５％以上としたのは、５％未満ではパージガスの流れが悪くなり、一方、８０％より多いとパージガスの流路断面積を十分に小さくすることが難しくなるからである。 FIG. 4 shows a perforated plate 5, which is made of, for example, stainless steel (SUS304) having a thickness of about 0.1 mm, and a plurality of holes 5a are formed on the surface for reducing the cross-sectional area of the purge gas flow into the furnace. ing. The inner diameter of the hole 5a is in the range of 50 to 1000 μm, and the aperture ratio of the hole 5a is designed to be in the range of 5 to 80%.
The reason why the inner diameter of the hole 5a is set to 50 μm or more is to secure a passage route for ultraviolet rays emitted from the observation device 2, while the inner diameter of the hole 5a is set to 1000 μm or less so This is because it is difficult to sufficiently reduce the cross-sectional area of the purge gas flow path.
Further, the reason why the aperture ratio is set to 5% or more is that when the flow rate is less than 5%, the flow of the purge gas becomes poor. On the other hand, when the flow rate exceeds 80%, it is difficult to sufficiently reduce the cross-sectional area of the purge gas.

以上のように構成された観察用窓装置においては、図２に示されるように、パージガス注入口４ａより流入したパージガスが炉内に向けて流れるが、多孔板５により流路が狭くなっているために多孔板５の手前で急激に圧力が高くなり、多孔板５の炉側との間で大きな圧力差が生じることとなる。この結果、多孔板５を通過するパージガスの流速が急激に速くなり、従来のように透明板３前方に渦が生じて透明板に異物が付着するという現象を的確に防止できることとなる。 In the observation window device configured as described above, as shown in FIG. 2, the purge gas flowing in from the purge gas inlet 4 a flows into the furnace, but the flow path is narrowed by the porous plate 5. For this reason, the pressure suddenly increases in front of the porous plate 5, and a large pressure difference is generated between the porous plate 5 and the furnace side. As a result, the flow rate of the purge gas passing through the perforated plate 5 is rapidly increased, and the phenomenon that a vortex is generated in front of the transparent plate 3 and foreign matter adheres to the transparent plate can be accurately prevented as in the prior art.

以上の説明からも明らかなように、本発明はパージガス注入口の前方にパージガスの流路断面積を小さくするための多孔板を設けた構造としたので、多孔板の前後でパージガスの圧力に大きな差を設けることができ、これによりパージガスの流速を高めて透明板に異物が付着する現象を的確に防止するのである。しかも、パージガスの流量も増加させることなく経済的な運転が可能であり、また透明板への異物の衝突もなく傷が付かないため透明度を長時間維持することが可能であるという利点も有する。
なお、以上の説明は本発明をランスに取り付けた場合について行なったが、これに限定されることなく、その他の焼却炉やボイラ等の内部を観察するための窓装置として利用することができることは勿論である。 As is clear from the above description, the present invention has a structure in which a porous plate for reducing the cross-sectional area of the purge gas flow path is provided in front of the purge gas inlet, so that the pressure of the purge gas is large before and after the porous plate. A difference can be provided, whereby the flow rate of the purge gas is increased and the phenomenon of foreign matter adhering to the transparent plate is accurately prevented. In addition, an economical operation is possible without increasing the flow rate of the purge gas, and there is also an advantage that the transparency can be maintained for a long time because there is no collision of foreign matter with the transparent plate and no damage is caused.
In addition, although the above description was performed about the case where this invention was attached to the lance, it is not limited to this, It can utilize as a window apparatus for observing the inside of other incinerators, boilers, etc. Of course.

本発明をランスに取り付けた状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which attached this invention to the lance. 本発明の実施の形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows embodiment of this invention. 本発明の取付構造を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the attachment structure of this invention. 多孔板を示す正面図である。It is a front view which shows a perforated plate. 従来例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a prior art example.

Explanation of symbols

１筒状本体
１ａ開口部
２観察用機器
３透明板
４パージガス配管
４ａパージガス注入口
５多孔板
５ａ孔
６フィルタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylindrical main body 1a Opening part 2 Observation equipment 3 Transparent plate 4 Purge gas piping 4a Purge gas inlet 5 Porous plate 5a Hole 6 Filter

Claims

An observation window device in which an ultra-vision for ultraviolet detection for observing the inside of the furnace through an opening at the front end is attached to the rear end portion of the cylindrical main body with the front end facing the inside of the furnace, the front side of the ultra vision In order to provide a transparent plate for preventing foreign matter adhesion and a purge gas injection port in order to secure a UV passage route in front of the purge gas injection port and to reduce the cross-sectional area of the purge gas flow channel into the furnace An observation window device provided with a perforated plate.

The observation window device according to claim 1, wherein the hole diameter of the perforated plate is in the range of 50 to 1000 µm and the aperture ratio is in the range of 5 to 80%.