JP6850640B2 - 水中カメラ保護装置、高温室内観察装置、及び、高温室内観察方法 - Google Patents

Description

本発明は、水中カメラ保護装置、高温室内観察装置、及び、高温室内観察方法に関する。

石灰の焼成炉等の高温室内を観察する高温室内観察装置として、中空ロッドと、当該中空ロッドの先端部分に位置するカメラと、を備え、高温環境からカメラを保護するための冷却構造を有するものが知られている。

特開２０１４−８５０６９号公報

従来の高温室内観察装置においては、圧縮空気が流れる空気流路が中空ロッドに設けられ、当該空気流路にカメラが設置されるようになっていた。そして、当該空気流路の周囲（外周）に冷却水が流れる冷却水流路が設けられていた。

そして、空気流路に位置するカメラは、冷却水流路を流れる冷却水により冷やされ、空気流路を流れる圧縮空気により異物の付着が防止されるようになっていた。

しかしながら、当該高温室内観察装置においては、冷却水と圧縮空気がそれぞれ必要となるため、これらに対応する機器及び構造物を準備しなければならず、高温室内観察装置の部品点数が多くなり、その構成が複雑化する問題があった。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高温室内を観察する装置を簡易な構成で実現することにある。

上記目的を達成するための主たる発明は、
内部に冷却水の往路と復路とが設けられた中空ロッドと、
前記中空ロッドの先端に設けられ、前記往路から供給されて前記復路を通して排出される前記冷却水で満たされる空間内に水中カメラを収納するよう構成された、耐熱ガラス窓を有する収納室と、を備えることを特徴とする水中カメラ保護装置である。

本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。

本発明によれば、高温室内を観察する装置を簡易な構成で実現することが可能となる。

炉内観察装置１０の上面図である。 炉内観察装置１０の側面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図１の要部を拡大した拡大断面図である。 図２の要部を拡大した拡大断面図である。 連絡流路４０の変形例を示した図である。

本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。

内部に冷却水の往路と復路とが設けられた中空ロッドと、
前記中空ロッドの先端に設けられ、前記往路から供給されて前記復路を通して排出される前記冷却水で満たされる空間内に水中カメラを収納するよう構成された、耐熱ガラス窓を有する収納室と、を備えることを特徴とする水中カメラ保護装置。

このような水中カメラ保護装置によれば、高温室内を観察する装置を簡易な構成で実現することが可能となる。

かかる水中カメラ保護装置であって、
前記中空ロッドの内部を中心軸を含む面の両側に二分割する仕切りを備え、
前記中空ロッド内の前記往路と前記復路とが、前記仕切りの両側のうちの一方側と他方側とにそれぞれ位置することが望ましい。

このような水中カメラ保護装置によれば、中空ロッドに仕切りを挿入して固定するという簡便な方法で、往路と復路を実現することが可能となる。

かかる水中カメラ保護装置であって、
前記収納室と前記復路とを繋ぐ連絡流路を有し、
前記収納室から冷却水が流出する流出口が前記連絡流路の入口となっており、
前記流出口の最下端は、前記収納室に冷却水が流入する流入口の最上端よりも上側に位置することが望ましい。

このような水中カメラ保護装置によれば、収納室をより適切に冷却水で満たすことが可能となる。

かかる水中カメラ保護装置であって、
前記流出口の最下端は、前記水中カメラが前記収納室に収納された状態において該水中カメラの最上端よりも上側又は同じ位置に位置することが望ましい。

このような水中カメラ保護装置によれば、収納室内に収納された水中カメラをより確実に冷却水中に浸すことができ、これにより水中カメラをより確実に保護することが可能となる。

かかる水中カメラ保護装置であって、
前記収納室は、天井部を備え、
前記流出口は、該天井部に設けられていることが望ましい。

このような水中カメラ保護装置によれば、収納室内に収納された水中カメラをより一層確実に冷却水中に浸すことができ、これにより水中カメラをより確実に保護することが可能となる。

次に、上記水中カメラ保護装置と、前記収納室内に収納され、前記耐熱ガラス窓の方向に向けられた水中カメラと、を備えることを特徴とする高温室内観察装置。

このような高温室内観察装置によれば、高温室内を観察する装置を簡易な構成で実現することが可能となる。

次に、内部に冷却水の往路と復路とが設けられた中空ロッドの先端に設けられた収納室内に、前記中空ロッドを通して冷却水を供給及び排出することと、
前記中空ロッドの前記先端を高温室内に挿入し、前記収納室内に収納された水中カメラで前記高温室内を観察することと、を含む高温室内観察方法。

このような高温室内観察方法によれば、簡易な構成で実現された高温室内観察装置により高温室内を観察することができる。

＝＝＝本実施の形態に係る炉内観察装置１０について＝＝＝
次に、高温室内観察装置の一例としての炉内観察装置１０について、図１乃至図５を用いて説明する。図１は、炉内観察装置１０の上面図である。図２は、炉内観察装置１０の側面図である。図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。図４は、図１の要部を拡大した拡大断面図である。図５は、図２の要部を拡大した拡大断面図である。

なお、本発明における水中カメラ保護装置及び高温室内観察装置の上下方向は、収納室への冷却水注水時の方向を意味している。また以下に説明する本実施の形態の炉内観察装置１０は、収納室３０への冷却水注水時及び炉内観察装置１０が炉内観察のために炉内に設置された時の双方において、中空ロッド２２の長手方向を水平に保ち且つ耐熱ガラス窓３５を上方に向けておくものであるため、以下の説明における炉内観察装置１０の方向（上下方向、水平方向）はこの状態における方向を示している。

本実施の形態に係る炉内観察装置１０は、石灰の焼成炉を観察するためのものである。特に、炉内観察装置１０は、焼成炉の一部を構成する水平チャネル部の天井部分に設けられた耐火物が欠損していないかどうかを検査するためのものである。

炉内観察装置１０は、水中カメラ１２と、当該水中カメラ１２を収容しかつ保護するための水中カメラ保護装置２０と、を備えている。つまり、水中カメラ保護装置２０に水中カメラ１２を取り付けると、炉内観察装置１０が得られるようになっている。そして、水中カメラ保護装置２０は、中空ロッド２２と、収納室３０と、連絡流路４０と、を有している。

中空ロッド２２は、水平方向に延びる長尺状の部材である。この中空ロッド２２の内部は中空となっており、当該内部（中空部）を冷却水が流れるようになっている。本実施の形態において、中空部の断面形状は円形となっている。

また、当該内部（中空部）は、図３に示すように、中空ロッド２２の中心軸２２ａを含む面で仕切り２３により仕切られ、２つの半円形状の部分に分けられている。そして、２つの半円形状の部分の一方が冷却水の往路２４に、他方が冷却水の復路２６になっている。すなわち、中空ロッド２２内の往路２４と復路２６とが、仕切り２３の両側のうちの一方側と他方側とにそれぞれ位置している。なお、本実施の形態においては、仕切面の法線方向は水平方向に沿っており、往路２４と復路２６は水平方向において並ぶように設けられている。

また、中空ロッド２２の先端には、水中カメラ１２が収納される収納室３０が設けられ、中空ロッド２２の後端部分には、往路２４へ冷却水を給水する往路給水部２４ａと復路２６から冷却水を排水する復路排水部２６ａとが備えられている。

そして、往路給水部２４ａから往路２４へ給水された冷却水は、往路２４を水平方向に（後端側から先端側へ）移動し、収納室３０へ至る。収納室３０へ至った冷却水は、さらに、後述する連絡流路４０を経由して、復路２６を水平方向に（先端側から後端側へ）移動し、復路排水部２６ａから排水される。このことにより、収納室３０は、冷却水で満たされることとなる。

なお、本実施の形態に係る中空ロッド２２は、複数のロッドを組み合わせて構成されており、各ロッドはフランジ２２ｂをネジ止めすることにより連結されている。

収納室３０は、水中カメラ１２を収納するための部屋である。この収納室３０は、中空ロッド２２の先端に設けられ、往路２４から供給されて復路２６を通して排出される冷却水で満たされる空間内に水中カメラ１２を収納するように構成されている。

本実施の形態に係る収納室３０は、円形状の底部３１及び天井部３２（上壁）と側部３３（側壁）とを有し、円筒状の形状となっている。そして、底部３１、天井部３２、側部３３が、前記空間を画成している。尚、本発明において天井部とは、収納室内の空間を画成する壁面のうち、収納室への冷却水注水時に上側に位置する壁面を意味している。

収納室３０の底部３１には、図４に示すように、一対のカメラ支持体３４が互いに対向するように立設されている。このカメラ支持体３４は、板状の金属製の部材であり、図５に示すように、上部にカメラ固定部３４ａ（切り欠かれた部分）を有している。そして、水中カメラ１２は、一対のカメラ支持体３４の間に置かれた状態で、カメラ固定部３４ａに蝶ボルト６０で固定されるようになっている。このように、カメラ支持体３４は、冷却水で満たされる空間内に水中カメラ１２が収納されるような構成を実現している。

また、本実施の形態においては、水中カメラ１２が、上方を向くように（上方を観察できるように）カメラ支持体３４に設置されるようになっている。そして、天井部３２には、耐熱ガラス窓３５が設けられており、水中カメラ１２は、耐熱ガラス窓３５を通して上方を検査する（可視範囲を、図５において一点鎖線で示している）。つまり、炉内観察装置１０において、水中カメラ１２は耐熱ガラス窓３５の方向に向けられている。

また、収納室３０には、当該収納室３０に冷却水が流入する流入口Ａ１と、当該収納室３０から冷却水が流出する流出口Ａ２とが、それぞれ設けられている。図４及び図５に示すように、中空ロッド２２の一部（先端部分）が収納室３０の内部（前記空間）に入り込んだ状態で、中空ロッド２２と収納室３０とが固定されている。つまり、中空ロッド２２（換言すれば、往路２４及び復路２６）の小口２２ｃは、収納室３０の内部（前記空間）に位置している。

そして、往路２４の小口２２ｃは、開口となっているため、往路２４の出口２４ｂとなっている。すなわち、当該出口２４ｂが収納室３０に冷却水が流入する流入口Ａ１となっている。

一方で、復路２６の小口２２ｃには、連絡流路４０が連結されており、当該小口２２ｃのうち連絡流路４０が連結されていない部分については、蓋部材により閉じられている。

連絡流路４０は、復路２６と収納室３０とを繋ぐための円形断面の管であり、Ｌ字形状を有している。つまり、連絡流路４０は、水平方向に沿った第一部分４０ａと上下方向に沿った第二部分４０ｂとを備えている。

連絡流路４０の一端側（第一部分４０ａ側）の端部は、復路２６の内部に位置しているものの、連絡流路４０の他の部分は、全て収納室３０の内部（前記空間）に位置している。そして、連絡流路４０の他端側（第二部分４０ｂ側）の小口は、開口となっているため、連絡流路４０の入口４０ｃとなっている。すなわち、当該入口４０ｃが収納室３０から冷却水が流出する流出口Ａ２となっている。

なお、本実施の形態において、連絡流路４０の入口４０ｃ（流出口Ａ２）は、天井部３２の近傍（天井部３２の僅かに下）に位置し、入口４０ｃ（流出口Ａ２）の面内方向は、水平方向に沿っている。そのため、流出口Ａ２（の最下端）は、流入口Ａ１の最上端よりも上側に位置し、さらには、水中カメラ１２が収納室３０に収納された状態において水中カメラ１２の最上端１２ａよりも上側又は同じ位置（本実施の形態においては、上側）に位置する。

このように、収納室３０と往路２４は連絡流路を介さずに直接繋がれているのに対し、収納室３０と復路２６は連絡流路４０を介して繋がれている。そのため、冷却水は、往路２４（すなわち、往路２４の出口２４ｂである流入口Ａ１）から直接収納室３０に流入するのに対し、直接収納室３０から復路２６に流出するのではなく、連絡流路４０（すなわち、連絡流路４０の入口４０ｃである流出口Ａ２）を介して復路２６に流出するようになっている。

そして、上述した構成を備える炉内観察装置１０の収納室３０に冷却水を供給及び排出して収納室３０を冷却水で満たし、中空ロッド２２の先端（収納室３０）を炉内に挿入して収納室３０内に収納された水中カメラ１２で炉内の観察を実行する。

＝＝＝本実施の形態に係る水中カメラ保護装置２０（炉内観察装置１０）の有効性について＝＝＝
上述したとおり、本実施の形態に係る水中カメラ保護装置２０は、内部に冷却水の往路２４と復路２６とが設けられた中空ロッド２２と、中空ロッド２２の先端に設けられ、往路２４から供給されて復路２６を通して排出される冷却水で満たされる空間内に水中カメラ１２を収納するよう構成された、耐熱ガラス窓３５を有する収納室３０と、を備えることとした。また、本実施の形態に係る高温室内観察装置（炉内観察装置１０）は、かかる水中カメラ保護装置２０と、収納室３０内に収納され、耐熱ガラス窓３５の方向に向けられた水中カメラ１２と、を備えることとした。そのため、高温室内を観察する装置を簡易な構成で実現することが可能となる。

従来の高温室内観察装置においては、圧縮空気が流れる空気流路が中空ロッドに設けられ、当該空気流路にカメラが設置されるようになっていた。そして、当該空気流路の周囲（外周）に当該空気流路とは別に冷却水が流れる冷却水流路が設けられていた。

そして、空気流路に位置するカメラは、冷却水流路を流れる冷却水により冷やされ、空気流路を流れる圧縮空気により異物の付着が防止されるようになっていた。

しかしながら、当該高温室内観察装置においては、冷却水と圧縮空気がそれぞれ必要となるため、これらに対応する機器及び構造物を各々毎に準備しなければならず、高温室内観察装置の部品点数が多くなり、その構成が複雑化する問題があった。

これに対し、本実施の形態に係る高温室内観察装置（炉内観察装置１０）及び水中カメラ保護装置２０においては、カメラを水中カメラ１２とし、当該水中カメラ１２を空気ではなく冷却水に直接接触させて水冷する構成としたため、圧縮空気が不要となる。そのため、圧縮空気に対応する機器及び構造物を準備する必要がなくなり、高温室内を観察する装置を簡易な構成で実現することが可能となる。

また、本実施の形態においては、中空ロッド２２の内部を中心軸を含む面の両側に二分割する仕切り２３を備え、中空ロッド２２内の往路２４と復路２６とが、仕切り２３の両側のうちの一方側と他方側とにそれぞれ位置することとした。

そのため、中空ロッド２２に仕切り２３を挿入して固定するという簡便な方法で、往路２４と復路２６を実現することが可能となる。

＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
以上、上記実施の形態に基づき本発明に係る水中カメラ保護装置等を説明したが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。

例えば、上記実施の形態においては、高温室内観察装置として炉内観察装置１０を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。高温室内を観察する装置であれば、どのような装置にも本発明を適用することができる。

また、上記実施の形態においては、収納室３０と復路２６とを繋ぐ連絡流路４０を有し、収納室３０には、収納室３０から冷却水が流出する流出口Ａ２が設けられ、該流出口Ａ２が連絡流路４０の入口４０ｃとなっており、流出口Ａ２の最下端は、収納室３０に冷却水が流入する流入口Ａ１の最上端よりも上側に位置することとした。

しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば以下の構成としても構わない。すなわち、収納室３０と往路２４が連絡流路を介さずに直接繋がれているのと同様、収納室３０と復路２６が連絡流路を介さずに直接繋がれ、復路２６の入口（小口）が収納室３０に冷却水が流入する流入口Ａ１となっていてもよい。

ただし、かかる場合には、流入口Ａ１と流出口Ａ２が上下方向において同じ（高さ）位置となることに起因して、以下の不都合が生じ易くなる。すなわち、流入口Ａ１から収納室３０に流入した冷却水がそのまま流出口Ａ２から復路２６へ流出してしまい、収納室３０のうち流入口Ａ１より上方の空間が冷却水で満たされにくくなる。

一方、上記実施の形態においては、連絡流路４０を別途設けることで流出口Ａ２を流入口Ａ１よりも上方に位置させることとしたため、流入口Ａ１より上方の空間を冷却水で満たすことができる。したがって、収納室３０をより適切に冷却水で満たすことが可能となる点で上記実施の形態の方が望ましい。

また、上記実施の形態において、流出口Ａ２の最下端は、水中カメラ１２が収納室３０に収納された状態において該水中カメラ１２の最上端１２ａよりも上側又は同じ位置に位置することとしたが、これに限定されるものではない。ただし、当該実施形態においては、収納室３０内に収納された水中カメラ１２をより確実に冷却水中に浸すことができ、これにより水中カメラをより確実に保護することが可能となる点で望ましい。

また、流出口Ａ２の最下端を水中カメラ１２の最上端１２ａよりも上側又は同じ位置に位置させる形態としては、図６に示すように、流出口Ａ２を収納室３０の天井部３２に設ける例も考えられる。かかる実施形態においては、冷却水が天井部３２に到達しないと収納室３０から冷却水が流出しないため、収納室３０内に収納された水中カメラ１２をより一層確実に冷却水中に浸すことができ、これにより水中カメラをより確実に保護することが可能となる。なお、図６は、図５に対応した図であり、このような連絡流路４０の変形例を示した図である。

１０ 炉内観察装置
１２ 水中カメラ
１２ａ 最上端
２０ 水中カメラ保護装置
２２ 中空ロッド
２２ａ 中心軸
２２ｂ フランジ
２２ｃ 小口
２３ 仕切り
２４ 往路
２４ａ 往路給水部
２４ｂ 出口
２６ 復路
２６ａ 復路排水部
３０ 収納室
３１ 底部
３２ 天井部
３３ 側部
３４ カメラ支持体
３４ａ カメラ固定部
３５ 耐熱ガラス窓
４０ 連絡流路
４０ａ 第一部分
４０ｂ 第二部分
４０ｃ 入口
６０ 蝶ボルト
Ａ１ 流入口
Ａ２ 流出口

Claims (7)

1. 内部に冷却水の往路と復路とが設けられた中空ロッドと、
   前記中空ロッドの先端に設けられ、前記往路から供給されて前記復路を通して排出される前記冷却水で満たされる空間内に水中カメラを収納するよう構成された、耐熱ガラス窓を有する収納室と、を備えることを特徴とする水中カメラ保護装置。
2. 請求項１に記載の水中カメラ保護装置であって、
   前記中空ロッドの内部を中心軸を含む面の両側に二分割する仕切りを備え、
   前記中空ロッド内の前記往路と前記復路とが、前記仕切りの両側のうちの一方側と他方側とにそれぞれ位置することを特徴とする水中カメラ保護装置。
3. 請求項１又は２に記載の水中カメラ保護装置であって、
   前記収納室と前記復路とを繋ぐ連絡流路を有し、
   前記収納室から冷却水が流出する流出口が前記連絡流路の入口となっており、
   前記中空ロッドの長手方向を水平に保ち且つ前記耐熱ガラス窓を上方に向けた場合において、前記流出口の最下端は、前記収納室に冷却水が流入する流入口の最上端よりも上側に位置することを特徴とする水中カメラ保護装置。
4. 請求項３に記載の水中カメラ保護装置であって、
   前記収納室は、天井部を備え、
   前記流出口は、該天井部に設けられていることを特徴とする水中カメラ保護装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の水中カメラ保護装置と、
   前記収納室内に収納され、前記耐熱ガラス窓の方向に向けられた水中カメラと、を備えることを特徴とする高温室内観察装置。
6. 内部に冷却水の往路と復路とが設けられた中空ロッドと、
   前記中空ロッドの先端に設けられ、前記往路から供給されて前記復路を通して排出される前記冷却水で満たされる空間内に水中カメラを収納するよう構成された、耐熱ガラス窓を有する収納室と、
   前記収納室内に収納され、前記耐熱ガラス窓の方向に向けられた水中カメラと、
   を備える高温室内観察装置であって、
   前記収納室と前記復路とを繋ぐ連絡流路を有し、
   前記収納室から冷却水が流出する流出口が前記連絡流路の入口となっており、
   前記中空ロッドの長手方向を水平に保ち且つ前記耐熱ガラス窓を上方に向けた場合において、前記流出口の最下端は、前記水中カメラの最上端よりも上側又は同じ位置に位置することを特徴とする高温室内観察装置。
7. 内部に冷却水の往路と復路とが設けられた中空ロッドの先端に設けられた収納室内に、前記中空ロッドを通して冷却水を供給及び排出することと、
   前記中空ロッドの前記先端を高温室内に挿入し、前記収納室内に収納された水中カメラで前記高温室内を観察することと、を含む高温室内観察方法。
   

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