JP6845354B1 - 炉内監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】炉内の雰囲気が外部に流出することを防止しながら、炉内の監視性を向上させることができる、炉内監視装置を提供する。【解決手段】 炉内を監視するための炉内監視装置１０であって、炉体９に形成された開口部９１の外面縁部９１ａに取り付けられるプレート２と、プレート２に形成された孔２１を炉体９と反対側から閉止する窓体３と、貫通孔４１が形成され、炉体９に形成された開口部９１と窓体３との間を遮断又は開放するシャッタ板４と、を備え、プレート２は、炉体９と反対側からシャッタ板４に当接し、シャッタ板４を外面縁部９１ａ及びプレート２に当接させることによって、シャッタ板４を外面縁部９１ａに対して固定することが可能となっており、プレート２は、プレート２と炉体９との距離が変更可能となるよう、炉体９に対してベローズ５を介して取り付けられており、ベローズ５は、プレート２と炉体９との間をシールしている。【選択図】図１

Description

本発明は、炉内を監視するための炉内監視装置に関する。

従来、炉内を監視するための炉内監視装置として、特許文献１に示されるように、炉内監視用窓体が設けられている。

実開昭５８−５２４４０号公報 特開平１１−２１１０７１号公報

ここで、炉内の圧力が上昇したり、炉体が振動するなどして窓体（窓ガラス）が破損した場合に、窓体を遮蔽し、水素などの炉内の雰囲気が外部に流出しないように遮断弁を設ける構成が、特許文献２に開示されている。しかし、この場合、遮断弁が設けられたノズルを介して炉内を監視することとなり、視野が狭く、炉内を十分に監視することが難しい。

そこで、本発明では、炉内の雰囲気が外部に流出することを防止しながら、炉内の監視性を向上させることができる、炉内監視装置を提供することを目的とする。

本発明は、炉内を監視するための炉内監視装置であって、
炉体に形成された開口部の外面縁部に取り付けられるプレートと、
前記プレートに形成された孔を前記炉体と反対側から閉止する窓体と、
貫通孔が形成され、前記炉体に形成された前記開口部と前記窓体との間を遮断又は開放するシャッタ板と、を備え、
前記プレートは、前記炉体と反対側から前記シャッタ板に当接し、前記シャッタ板を前記外面縁部及び前記プレートに当接させることによって、前記シャッタ板を前記外面縁部に対して固定することが可能となっており、
前記プレートは、前記プレートと前記炉体との距離が変更可能となるよう、前記炉体に対してベローズを介して取り付けられており、
前記ベローズは、前記プレートと前記炉体との間をシールしている。

前記構成によれば、炉内を目視で監視するとき以外は、シャッタ板によって窓体を遮断し、プレートがシャッタ板を炉体の開口部の外面縁部に固定することによって、炉内の圧力が上昇してもその影響は窓体に及ばず、窓体が破損することを防止できる。また、炉体の振動で窓体が破損したとしても、シャッタ板を開放しない限り、炉内の雰囲気が外部に流出することはない。したがって、炉内の雰囲気が外部に流出することを防止できる。さらに、シャッタ板によって窓体を開放し、プレートに形成された孔を閉止する窓体から炉内を監視することによって、窓体と炉内との間の距離を短くして、窓体からの炉内の監視性を向上させることができる。また、ベローズによって、プレートと炉体との間のシールを確保しながら、プレートと炉体との距離を変更可能とすることにより、開口部と窓体との間を遮断又は開放するためのシャッタ板の移動を容易とすることができる。

本発明は、さらに、次のような構成を備えるのが好ましい。
（１）前記プレートを貫通して前記シャッタ板に連結されるシャフトと、
前記シャフトに連結され、前記シャフトを回転中心として前記シャッタ板を回転させるハンドルと、を備え、
前記ハンドルによる前記シャッタ板の回転によって、前記貫通孔と前記窓体とが対向することにより、前記炉体に形成された前記開口部と前記窓体との間が開放され、
前記ハンドルによる前記シャッタ板の回転によって、前記シャッタ板の前記貫通孔以外の部分と前記窓体とが対向することにより、前記炉体に形成された前記開口部と前記窓体との間が遮断され、
前記プレートに対して前記シャフトを前記シャフトの軸方向に移動可能としながら、前記シャフトと前記プレートとの間をシールする軸シールを備える。

（２）前記シャッタ板を前記外面縁部に対して固定する際に、前記シャッタ板と前記プレートの前記孔との間をシールするＯリングを備える。

（３）前記炉体に対して、前記プレートを固定する固定ボルトを備える。

（４）前記炉体に対して、前記プレートを位置決めするガイドピンを備える。

前記構成（１）によれば、ハンドルによってシャフトを回転中心としてシャッタ板を回転させることによって、シャッタ板の貫通孔と窓体とが対向またはシャッタ板の貫通孔以外の部分と窓体とが対向し、炉体の開口部と窓体との間の遮断、開放を容易に行うことができる。また、軸シールによって、シャフトとプレートとの間のシールを確保しながら、炉体に対してシャッタ板を固定または解放することを容易に行うことができる。

前記構成（２）によれば、シャッタ板を外面縁部に固定する際、シャッタ板とプレートの孔との間のシール性を確保し、窓体が損傷しても、炉内ガスが外部に漏洩することを防止できる。

前記構成（３）によれば、固定ボルトによって、プレートを炉体に対して安定して固定することができる。

前記構成（４）によれば、ガイドピンによって、プレートを炉体に対して容易に位置決めすることができる。また、プレート及びシャッタ板を鉛直方向に延びる状態で炉体に対して固定する際、プレート及びシャッタ板が炉体から落下することを防止できる。

要するに、本発明によると、炉内の雰囲気が外部に流出することを防止しながら、炉内の監視性を向上させることができる、炉内監視装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る炉内監視装置の側面概略図である。 窓体がプレートに取り付けられている状態を示す拡大側面概略図である。 監視状態から非監視状態への変更を説明する炉内監視装置の側面概略図である。 非監視状態の炉内監視装置の側面概略図である。 図４のＶ−Ｖ矢視図である。 Ｏリングがシャッタ板に取り付けられる場合の炉内監視装置の側面概略図である。 図６のVII-VII矢視図である。

図１は、本発明の実施形態に係る炉内監視装置１０の側面概略図である。図１に示されるように、炉内監視装置１０は、炉体９に形成された開口部９１の外面縁部９１ａに取り付けられるプレート２と、プレート２に形成された孔２１を炉体９と反対側から閉止する透明な窓体３と、炉体９に形成された開口部９１と窓体３との間を遮断又は開放するシャッタ板４と、を備えている。開口部９１、シャッタ板４及びプレート２はいずれも円形状を有しており、シャッタ板４の外径は、開口部９１の外径より大きくなっており、プレート２の外径より小さくなっている。また、孔２１及び窓体３はいずれも円形状を有しており、窓体３の外径は、孔２１の外径より大きくなっている。

図２は、窓体３がプレート２に取り付けられている状態を示す拡大側面概略図である。図２に示されるように、プレート２は、プレート本体２ａと、窓体３が嵌まる凹部２ｂ１を有する嵌合部材２ｂと、嵌合部材２ｂに嵌められた窓体３を外方から固定する固定部材２ｃとを備えている。嵌合部材２ｂは、プレート本体２ａにＯリング２ｂ４でシールされながら固定ボルト２ｂ２で取り付けられており、内周面２ｂ３で孔２１を形成している。内周面２ｂ３の軸方向端部には、全周に亘って凹部２ｂ１が形成されており、凹部２ｂ１に窓体３が嵌まるようになっている。

固定部材２ｃは、嵌合部材２ｂに固定ボルト２ｃ１で取り付けられており、軸方向内側端面２ｃ２で、窓体３の外側端面を押さえ、外方から固定するようになっている。窓体３の外側端面と固定部材２ｃの軸方向内側端面２ｃ２との間には、Ｏリング２ｃ３が配置されており、Ｏリング２ｃ３は、窓体３と固定部材２ｃとの間をシールしている。

プレート２は、プレート２と炉体９との距離が変更可能となるよう、炉体９に対してベローズ５を介して取り付けられている。ベローズ５は、プレート２と炉体９との間をシールしている。

窓体３は、透明な耐熱ガラスでできており、表面反射による光量ロスを少なくするため、表面には、反射防止膜がコーティングされていてもよい。

炉内監視装置１０はさらに、プレート２を貫通してシャッタ板４に連結されるシャフト６と、シャフト６に連結され、シャフト６を回転中心としてシャッタ板４を回転させるハンドル７と、を備えている。

図３は、監視状態から非監視状態への変更を説明する炉内監視装置１０の側面概略図であり、図４は、非監視状態の炉内監視装置１０の側面概略図である。ここで、監視状態とは、シャッタ板４が炉体９に形成された開口部９１と窓体３との間を開放しており、窓体３から炉内を監視できる状態を意味している。また、非監視状態とは、シャッタ板４が炉体９に形成された開口部９１と窓体３との間を遮断しており、窓体３から炉内を監視できない状態を意味している。

図１、図３及び図４に示されるように、シャッタ板４には、貫通孔４１が形成されており、ハンドル７によるシャッタ板４の回転によって、貫通孔４１と窓体３とが対向すると、炉体９に形成された開口部９１と窓体３との間が開放され、窓体３から炉内を監視可能となる。貫通孔４１は円形状を有しており、貫通孔４１の外径は、プレート２の孔２１の外径より大きくなっている。

また、ハンドル７によるシャッタ板４の回転によって、シャッタ板４の貫通孔４１以外の部分と窓体３とが対向すると、炉体９に形成された開口部９１と窓体３との間が遮断され、窓体３から炉内を監視できなくなる。

シャフト６とプレート２との間には、プレート２に対してシャフト６をシャフト６の軸方向に移動可能としながら、シャフト６とプレート２との間をシールする軸シール６１が設けられている。

炉内監視装置１０は、シャッタ板４を炉体９の開口部９１の外面縁部９１ａに対して固定する際に、シャッタ板４とプレート２との間をシールするＯリング８を備えている。プレート２には、嵌合部材２ｂを介して孔２１が形成されているので、Ｏリング８は、プレート２のシャッタ板側表面における孔２１の外周近傍のＯリング溝８ａに嵌められて配置される。なお、Ｏリング溝８ａは、Ｏリングが脱落しないよう、底部が広がった形状（アリ溝）となっている。

図４に示されるように、炉内監視装置１０は、炉体９に対して、プレート２を固定する固定ボルト２２を備えている。固定ボルト２２は、プレート２によってシャッタ板４を炉体９に押し付けるとき、すなわち非監視状態に使用される。プレート２には、固定ボルト２２が貫通する貫通孔２３が円周状に均等間隔で複数形成されており（本実施形態では、９０度間隔で設けられ、全周で４個形成されている）、炉体９には、固定ボルト２２がネジ止めされるネジ穴９２が、貫通孔２３に対応して形成されている。

また、炉体９に対して、プレート２を位置決めするガイドピン２４が設けられる。ガイドピン２４は、プレート２によってシャッタ板４を炉体に押しつけるとき、すなわち非監視状態のみならず、プレート２によってシャッタ板４を炉体に押しつけないとき、すなわち監視状態においてもプレート２を鉛直方向に延びた炉体９に対して落下しないように保持するために使用される。プレート２には、ガイドピン２４が貫通する貫通孔２５が形成されており、炉体９には、ガイドピン２４が挿入される穴９３が、貫通孔２５に対応して形成されている。ここで、固定ボルト２２が貫通する貫通孔２３及びネジ止めされるネジ穴９２は、円周状に均等間隔で複数設けられるが、ガイドピン２４が貫通する貫通孔２５及び挿入される穴９３は、上部にそれぞれ１つ又は複数、設けられればよい。

なお、固定ボルト２２をガイドピン２４として使用することも可能である。この場合、固定ボルト２２が貫通する貫通孔２３を、ガイドピン２４が貫通する貫通孔２５として使用し、固定ボルト２２がネジ止めされるネジ穴９２を、ガイドピン２４が挿入される穴９３として使用される。また、穴９３をネジ穴とし、固定ボルト２２を総ネジボルトとナット（共に図示せず）の組み合わせとして、ガイドピン２４の役割を兼ね備えてもよい。

炉内監視装置１０は、次のように作動するようになっている。

図１は、炉内監視装置１０の監視状態、すなわち、シャッタ板４が炉体９に形成された開口部９１と窓体３との間を開放しており、窓体３から炉内を監視できる状態を示している。炉内監視装置１０では、監視状態から、非監視状態、すなわち、シャッタ板４が炉体９に形成された開口部９１と窓体３との間を遮断しており、窓体３から炉内を監視できない状態への変更は、以下のとおり行われる。

図１に示されるように、監視状態では、プレート２の孔２１とシャッタ板４の貫通孔４１とが対向している。また、プレート２とシャッタ板４とは接触しておらず、ベローズ５は伸長した状態にあり、シャッタ板４と炉体９とは接触していない。プレート２は、ベローズ５のみで保持されており、ベローズ５の強度によっては、ベローズ５が延びてプレート２が垂れ下がってくる可能性があるため、上述のガイドピン２４を利用してプレート２が垂れ下がらないように保持してもよい（図示せず）。

監視状態から非監視状態への変更は、まず、図３に示されるように、ハンドル７によって、シャフト６を回転中心としてシャッタ板４を回転させ、シャッタ板４の貫通孔４１以外の部分とプレート２の孔２１とを対向させる、すなわち、貫通孔４１以外の部分と窓体３とを対向させる。

そして、図４に示されるように、シャフト６の軸方向において、プレート２をシャッタ板４に対して接近させ、プレート２とシャッタ板４とをＯリング８を介して当接させる。このとき、プレート２とシャフト６とは、軸シール６１でシールされながら摺動する。図５は、図４のＶ−Ｖ矢視図である。

次に、ガイドピン２４をプレート２の貫通孔２５に貫通させ、炉体９の穴９３に挿入する。そして、ガイドピン２４でプレート２を炉体９に対して位置決めした状態で、固定ボルト２２をプレート２の貫通孔２３に貫通させ、炉体９のネジ穴９２にネジ止めする。

その結果、プレート２は、シャッタ板４を炉体９に対して押し付けて固定し、ベローズ５は収縮する。そして、プレート２とシャッタ板４との間に設けられたＯリング８は、プレート２とシャッタ板４との間をシールする。シャッタ板４は、炉体９に形成された開口部９１と窓体３との間を遮断しており、炉内の雰囲気が窓体３を通して外部に流出することを防止した状態としながら、炉内監視装置１０は非監視状態となる。

前記構成の炉内監視装置１０によれば、次のような効果を発揮できる。

（１）炉内を目視で監視するとき以外は、シャッタ板４によって窓体３を遮断し、プレート２がシャッタ板４を炉体９の開口部９１の外面縁部９１ａに固定することによって、炉内の圧力が上昇してもその影響は窓体に及ばず、窓体３が破損することを防止できる。また、炉体の振動で窓体が破損したとしても、シャッタ板を開放しない限り、炉内の雰囲気が外部に流出することはない。したがって、炉内の雰囲気が外部に流出することを防止できる。さらに、シャッタ板４によって窓体３を開放し、プレート２に形成された孔２１を閉止する窓体３から炉内を監視することで、窓体３と炉内との間の距離を短くして、窓体３からの炉内の監視性を向上させることができる。このとき、炉体９、シャッタ板４、プレート２が密着していれば、Ｏリング８を不要とすることも可能であるが、Ｏリング８によって完全に隔離することができ、炉内雰囲気の外部への流出の可能性をより低減させる上で、Ｏリング８を備えることが好ましい。

（２）ベローズ５によって、プレート２と炉体９との間のシールを確保しながら、プレート２と炉体９との距離を変更可能とすることにより、開口部９１と窓体３との間を遮断又は開放するためのシャッタ板４の移動を容易とすることができる。

（３）ハンドル７によってシャフト６を回転中心としてシャッタ板４を回転させることによって、シャッタ板４の貫通孔４１と窓体３とが対向またはシャッタ板４の貫通孔４１以外の部分と窓体３とが対向し、炉体９の開口部９１と窓体３との間の遮断、開放を容易に行うことができる。

（４）軸シール６１によって、シャフト６とプレート２との間のシールを確保しながら、炉体９に対してシャッタ板４を固定または解放することを容易に行うことができる。

（５）シャッタ板４を炉体９の開口部９１の外面縁部９１ａに固定する際、シャッタ板４とプレート２の孔２１との間のシール性を確保し、シャッタ板４を開放しない限り、窓体３が損傷しても、炉内雰囲気が外部に流出することを防止できる。また、非監視状態において、炉内圧から窓体３を保護することができる。

（６）固定ボルト２２によって、プレート２を炉体９に対して安定して固定することができる。

（７）ガイドピン２４によって、プレート２を炉体９に対して容易に位置決めすることができる。また、プレート２及びシャッタ板４を鉛直方向に延びる状態で炉体９に対して固定する際、プレート２及びシャッタ板４が炉体から落下することを防止できる。

（８）Ｏリング８は、プレート２のシャッタ板側表面における孔２１の外周近傍に配置されるので、シャッタ板４とプレート２の孔２１近傍との間の隙間のシールを確実にし、窓体３を炉内雰囲気から隔離できるので、炉内雰囲気の外部への流出の可能性をより低減させることができる。

上記実施形態では、プレート２とシャッタ板４との間をシールするＯリング８は、プレート２に取り付けられているが、シャッタ板４に取り付けられてもよい。図６は、Ｏリングがシャッタ板４に取り付けられる場合の側面概略図であり、図７は、図６のVII-VII矢視図である。

図６及び図７に示されるように、Ｏリング８１、８２は、シャッタ板４に取り付けられている。Ｏリング８１、８２がシャッタ板４に取り付けられる場合、シャッタ板４には貫通孔４１が形成されているので、Ｏリング８１は、シャッタ板４のプレート側表面における貫通孔４１の外周近傍に配置され、Ｏリング８２は、シャッタ板４の外周近傍に配置される。Ｏリング８１、８２が、上記のとおり配置されることによっても、シャッタ板４とプレート２との間のシールを確実にし、窓体３を炉内雰囲気から隔離できるので、炉内雰囲気の外部への流出の可能性をより低減させることができる。

上記実施形態では、監視状態において、プレート２はシャッタ板４を炉体９に押しつけるようになっていないが、監視状態においても、非監視状態と同様、プレート２がシャッタ板４を炉体９に押しつけるようになっていてもよい。

上記実施形態では、シャッタ板４は円形状を有しているが、シャッタ板４の形状は円形状に限定されず、シャッタ板４をハンドル７によって回動させると、シャッタ板４に設けられた貫通孔４１が窓体３と対向する、又は、シャッタ板４の貫通孔４１以外の部分が窓体３と対向するようになればよい。したがって、上記を満たせば、シャッタ板４は、多角形状、楕円形状等様々な形状を有することができる。また、プレート２に設けられた孔２１及びシャッタ板４に設けられた貫通孔４１はいずれも円形状を有しているが、これらも円形状に限定されず、多角形状、楕円形状等様々な形状を有することができる。

上記実施形態では、ガイドピン２４によって炉体９に対してプレート２を位置決めし、固定ボルト２２によってプレート２を固定しているが、固定ボルト２２をガイドピン２４としても利用し、固定ボルト２２によってプレート２を位置決めしながら、炉体９に対して固定してもよい。

特許請求の範囲に記載された本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、各種変形及び変更を行うことも可能である。

本発明では、炉内の雰囲気が外部に流出することを防止しながら、炉内の監視性を向上させることができる、炉内監視装置を提供できるので、産業上の利用価値が大である。

２ プレート
２ａ プレート本体
２ｂ 嵌合部材
２ｂ１ 凹部 ２ｂ２ ボルト ２ｂ３ 内周面 ２ｂ４ Ｏリング
２ｃ 固定部材
２ｃ１ 固定ボルト ２ｃ２ 内周端面 ２ｃ３ Ｏリング
２１ 孔
２２ 固定ボルト ２３ 貫通孔
２４ ガイドピン ２５ 貫通孔
３ 窓体
４ シャッタ板
４１ 貫通孔
５ ベローズ
６ シャフト
６１ 軸シール
７ ハンドル
８ Ｏリング
８ａ Ｏリング溝
８１ Ｏリング ８２ Ｏリング
９ 炉体
９１ 開口部
９１ａ 外面縁部
９２ ネジ穴
９３ 穴
１０ 炉内監視装置

Claims (4)

1. 炉内を監視するための炉内監視装置であって、
   炉体に形成された開口部の外面縁部に取り付けられるプレートと、
   前記プレートに形成された孔を前記炉体と反対側から閉止する窓体と、
   貫通孔が形成され、前記炉体に形成された前記開口部と前記窓体との間を遮断又は開放するシャッタ板と、
   前記プレートを貫通して前記シャッタ板に連結されるシャフトと、
   前記シャフトに連結され、前記シャフトを回転中心として前記シャッタ板を回転させるハンドルと、を備え、
   前記プレートは、前記炉体と反対側から前記シャッタ板に当接し、前記シャッタ板を前記外面縁部及び前記プレートに当接させることによって、前記シャッタ板を前記外面縁部に対して固定することが可能となっており、
   前記プレートは、前記プレートと前記炉体との距離が変更可能となるよう、前記炉体に対してベローズを介して取り付けられており、
   前記ベローズは、前記プレートと前記炉体との間をシールしており、
   前記ハンドルによる前記シャッタ板の回転によって、前記貫通孔と前記窓体とが対向することにより、前記炉体に形成された前記開口部と前記窓体との間が開放され、
   前記ハンドルによる前記シャッタ板の回転によって、前記シャッタ板の前記貫通孔以外の部分と前記窓体とが対向することにより、前記炉体に形成された前記開口部と前記窓体との間が遮断され、
   前記プレートに対して前記シャフトを前記シャフトの軸方向に移動可能としながら、前記シャフトと前記プレートとの間をシールする軸シールを備える、炉内監視装置。
   
2. 前記シャッタ板を前記外面縁部に対して固定する際に、前記シャッタ板と前記プレートの前記孔との間をシールするＯリングを備える、請求項１記載の炉内監視装置。
   
3. 前記炉体に対して、前記プレートを固定する固定ボルトを備える、請求項１又は２に記載の炉内監視装置。
   
4. 前記炉体に対して、前記プレートを位置決めするガイドピンを備える、請求項１〜３のいずれか１つに記載の炉内監視装置。
   
   
   
   

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