JPH06201277A

JPH06201277A - 高温雰囲気室の監視装置

Info

Publication number: JPH06201277A
Application number: JP4349614A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Oshima; 英紀大島; Tatsuya Mutou; 達家武藤; Fumihiko Shimizu; 文彦清水; Yoshinori Watanabe; 義則渡辺; Haruhiko Asao; 晴彦浅尾
Original assignee: Onahama Smelting and Refining Co Ltd; Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Onahama Smelting and Refining Co Ltd; Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1992-12-28
Filing date: 1992-12-28
Publication date: 1994-07-19

Abstract

(57)【要約】【目的】高温雰囲気室の内部状況の監視を遠隔操作に
よって行うとともに、熱や室内の浮遊物の付着による監
視装置の機能低下を防止することを目的とする。【構成】先端に集光部を備えかつ後端に検出器が連設
されたた光伝送チューブと、前記光伝送チューブとの間
に第１の掃気用気体の流路を形成するインナーチューブ
と、このインナーチューブを取り囲んで設けられた冷却
液循環路と、この冷却液循環路との間に第２の掃気用気
体の流路を形成するアウターチューブと、前記検出器が
収容されるとともに、外周部に冷却液循環路が形成され
た保護箱とを備えてなり、前記インナーチューブの先端
部には、前記掃気用気体を前記光伝送チューブの先端面
へ向けて屈曲させる偏向板が設けられ、前記アウターチ
ューブの先端部は、前記インナーチューブの先端部より
も前方に突出して設けられていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高温雰囲気室内、例え
ば、炉内の温度が高温でありダストの浮遊物が多く苛酷
な雰囲気の冶金炉や焼却炉の内部等の状況を観察するた
めに用いられる監視装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、冶金炉や焼却炉等の高温雰囲気室
内の溶解状況や燃焼状況を観察するための装置として
は、高温雰囲気室の側壁の適宜箇所に貫通孔を形成する
とともに、この貫通孔を開閉自在に閉塞する扉を装着
し、適宜、この扉を開放することにより、内部を観察す
るようにしたものや、前記貫通孔を覆うようにして耐熱
硝子等を嵌め込み、常時、この耐熱硝子をとおして前記
高温雰囲気室内の状況を観察するようにしたものが挙げ
られる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の装置であると、高温雰囲気室内の状況を観察
するためには、その貫通孔の位置まで近付かなければな
らず、作業が煩雑であるという問題点を有している。ま
た、前者の扉を設けた構成であると、観察の度に扉の開
閉を行わなければならないことから、保安上の問題点が
生じるばかりでなく、長時間の連続運転ができず、ま
た、扉の開閉毎に熱が外部に漏れるといった不具合も生
じる。一方、後者の耐熱硝子を設けた構成であると、そ
の内面が長期の使用によって曇ってしまった場合、ある
いは、炉内の浮遊物が付着した場合、内部の観察が行え
なくなるおそれが生じ、また、その曇りや付着物を除去
するためには、一旦、高温雰囲気室における処理をその
都度停止したのちに、その内部側から除去作業を行う必
要があるため、操業効率の面から好ましくないという問
題点がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述した従来
の問題点を有効に解消し得る高温雰囲気室の監視装置を
提供せんとするもので、特に、高温雰囲気室の壁内に篏
挿されて、その内部の状況を監視する高温雰囲気室の監
視装置であって、先端に集光部を備えかつ後端に検出器
が連設された光伝送チューブと、この光伝送チューブを
取り囲んで設けられ、前記光伝送チューブとの間に第１
の掃気用気体の流路を形成するインナーチューブと、こ
のインナーチューブを取り囲んで設けられた冷却液循環
路と、この冷却液循環路を取り囲んで設けられ、この冷
却液循環路との間に第２の掃気用気体の流路を形成する
アウターチューブと、前記検出器が収容されるととも
に、外周部に冷却液循環路が形成された保護箱とを備え
てなり、前記インナーチューブの先端部には、前記掃気
用気体を前記光伝送チューブの先端面へ向けて屈曲させ
る偏向板が設けられ、前記アウターチューブの先端部
は、前記インナーチューブの先端部よりも前方に突出し
て設けられていることを特徴とする。そして、前記高温
雰囲気室が冶金炉や焼却炉である場合に好適に用いられ
るものであり、また、前記検出器は、高温雰囲気室内の
映像を捕える撮像器あるいは温度を測定する放射温度計
であり、これらがそれぞれ単独にあるいは組み合わせて
用いられる。

【０００５】

【作用】本発明に係わる高温雰囲気室の監視装置は、高
温雰囲気室の壁に嵌挿された光伝送チューブの集光部に
よって高温雰囲気室内の状況が、映像あるいは温度とし
て補足されて後端の検出器に送られ、この検出器におい
て電気信号に変換されて送信される。したがって、高温
雰囲気室から離間した位置おいて、高温雰囲気室の監視
が可能となる。

【０００６】また、インナーチューブ内を流れる第１の
掃気用気体がインナーチューブの先端部に至った際に、
偏向板により光伝送チューブの先端面に吹き付けられる
ことにより、この光伝送チューブの先端に設けられてい
る集光部の曇りが除去される。

【０００７】一方、アウターチューブの先端部がインナ
ーチューブの先端部よりも突出して設けられて、この先
端部にチャンバーが形成され、このチャンバー内の気体
が、前記第１の掃気用気体と、前記アウターチューブか
ら排出される第２の掃気用気体によって装置外へ排出さ
れる。これによって、前記集光部の曇りや炉内の浮遊物
の付着が除去されるとともに、集光部が高温雰囲気室内
の熱からの直接的な影響を受けることが抑制され、か
つ、両掃気用気体により、高温雰囲気室内の浮遊物が、
アウターチューブやインナーチューブ内へ侵入すること
が防止される。

【０００８】さらに、光伝送チューブ、インナーチュー
ブ、および、アウターチューブは、第１の掃気用気体、
第２の掃気用気体、ならびに、冷却液循環路を流れる冷
却液の冷却作用によって温度上昇が抑制され、また、検
出器が、保護箱に形成された冷却液循環路を流れる冷却
液によって冷却される。したがって、これらの複数の流
体による冷却作用により、装置の安定した作動が得られ
る。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を、検出器として撮像器を用い
た一実施例について、図面を参照して説明する。図１中
符号１は本実施例に係わる高温雰囲気室の監視装置（以
下、単に監視装置と略称する）を示し、先端に集光部２
ａを備えかつ後端に撮像器２ｂが連設された光伝送チュ
ーブ（本実施例では画像伝送チューブである）２と、こ
の画像伝送チューブ２を取り囲んで設けられ、画像伝送
チューブ２との間に第１の掃気用気体の流路３を形成す
るインナーチューブ４と、このインナーチューブ４を取
り囲んで設けられた冷却液循環路５と、この冷却液循環
路５を取り囲んで設けられ、この冷却液循環路５との間
に第２の掃気用気体の流路６を形成するアウターチュー
ブ７と、前記撮像器２ｂが収容されるとともに、外周部
に冷却液循環路８が形成された保護箱９とを備えてな
り、前記インナーチューブ４の先端部には、前記掃気用
気体を前記画像伝送チューブ２の先端面へ向けて屈曲さ
せる偏向板１０が設けられ、前記アウターチューブ７の
先端部は、前記インナーチューブ４の先端部よりも前方
に突出して設けられた概略構成となっている。

【００１０】ついでこれらの詳細について説明すれば、
前記画像伝送チューブ２は、例えば、レンズ群やグラス
ファイバー等を円筒状の金属製パイプによって被覆した
構成となされており、その先端に形成された集光部２ａ
には、図２に示すように、耐熱材料によって形成された
フィルター１１が配設されている。このフィルター１１
は、前記画像伝送チューブ２に螺着された押さえナット
１２によってこの画像伝送チューブ２に一体に固着され
ている。

【００１１】また、前記押さえナット１２の外径は、前
記インナーチューブ４の内径とほぼ同一となされてお
り、これによって、前記インナーチューブ４と画像伝送
チューブ２との間隔を規制するようになっている。

【００１２】さらに、前記押さえナット１２の外周面に
は、画像伝送チューブ２の長さ方向に沿った溝１３が周
方向に間隔をおいて複数形成されており、これらの溝１
３によって、前記流路３内に送り込まれる掃気用気体が
画像伝送チューブ２の先端側へ導かれるようになってい
る。

【００１３】前記冷却液循環路５は、前記インナーチュ
ーブ４と、このインナーチューブ４を取り囲んで設けら
れた仕切パイプ１４と、この仕切パイプ１４を取り囲ん
で設けられた中間パイプ１５との間に形成されており、
前記インナーチューブ４と中間パイプ１５の先端部間が
閉塞板１６によって閉塞されるとともに、この閉塞板１
６から前記仕切板１４の先端部が離間して位置させら
れ、また、仕切パイプ１４の後端ならびに中間パイプ１
５の後端部が、それぞれ環状の閉塞板１７・１８によっ
て気密状態で閉塞されることにより（図１参照）、前記
冷却液循環路５が形成されている。

【００１４】また、前記中間パイプ１５は、その後端部
が前記仕切パイプ１５よりも先端側に位置するように短
く形成されており、この仕切パイプ１５の中間パイプ１
５から突出した位置に冷却液供給用パイプ１９が設けら
れ、また、前記中間パイプ１５の後端部分に、冷却液排
出用パイプ２０が設けられている。

【００１５】そして、これらの冷却液供給用パイプ１９
および冷却液排出用パイプ２０は、前記アウターチュー
ブ７を貫通して外部へ突出させられている。

【００１６】一方、前記アウターチューブ７は、図１に
示すように、前記インナーチューブ４よりも長く形成さ
れており、その後端部には、フランジ２１が一体に取り
付けられ、このフランジ２１には、前記インナーチュー
ブ４と略同軸上に貫通孔２２が形成され、この貫通孔２
２を介して、前記画像伝送チューブ２がインナーチュー
ブ４へ挿通されるようになっている。

【００１７】また、前記アウターチューブ７の側壁で、
前記フランジ２１と前記一方の閉塞板１７との間に位置
する部分には、第１の掃気用気体が送り込まれる給気パ
イプ２３が一体に取り付けられ、閉塞板１７よりも前方
側に位置する部分には、第２の掃気用気体が送り込まれ
る給気パイプ２４が一体に取り付けられている。

【００１８】前記保護箱９は、その先端部に、フランジ
２５が一体に取り付けられており、このフランジ２５
が、前記他方のフランジ２１にボルト２６によって連結
されることにより、前記保護箱９がアウターチューブ７
へ取り付けられるようになっている。

【００１９】そして、前記フランジ２５の中央部には、
前記他のフランジ２１に形成されている貫通孔２２と重
なり合うような位置に、同じく貫通孔２７が形成されて
いるとともに、内面には、前記撮像器２ｂが取り付けら
れるアタッチメント２８が取り付けられている。

【００２０】さらに、前記保護箱９は、その周壁部が２
重構造になっており、これによって、前記冷却液循環路
８が形成され、上部および下部に設けられた冷却液の供
給パイプ２９および排出パイプ３０に連通されている。

【００２１】一方、前記偏向板１０は、図２に示すよう
に、前記閉塞板１６にボルト３１によって固定された押
さえ板３２と前記閉塞板１６とによって挟持されるよう
にして取り付けられている。

【００２２】また、この偏向板１０は、その内径が前記
押さえナット１０の内径よりも小さく形成されていると
ともに、取り付けた状態において、前記押さえナット１
０の前方に、前記流路３とほぼ直交する方向の隙間を形
成するようになっている。

【００２３】しかして、このように構成された本実施例
の監視装置１は、例えば、図３ないし図５に示すような
冶金炉としての反射炉５０に装着されて、その内部の監
視に用いられる。すなわち、この監視装置１は、反射炉
５０のバーナー５１が設置された側で、このバーナー５
１よりも反射炉５０の側壁側でかつバーナー５１よりも
上方位置に、前記アウターチューブ７を、炉壁に形成さ
れた貫通孔内に挿入することによって設置される。

【００２４】そして、各流路３・６へ掃気用気体を送り
込むとともに、各冷却液循環路５・８へ冷却液（例えば
水）を送り込んで装置の温度上昇を抑制しつつ反射炉５
０の内部の監視を行う。

【００２５】本実施例においては、図４および図６にＡ
で示す領域の炉内状況が撮影され、その信号が離間した
監視室等に設置されているモニターへ送り込まれる。こ
の領域Ａは、反射炉５０の炉頂に設けられた鉱石投入用
ホッパー５２から投入された鉱石Ｃの溶解状況と、図５
に示すように、バーナー５１の燃焼状態とが監視できる
領域である。

【００２６】そして、例えば、図６に示すように、鉱石
Ｃが溶解により鎖線で示すように減少したとすると、予
め設定されている鉱石Ｃの初期投入形状（図６に実線で
示す）と比較されて、同図に斜線で示す部分の面積が減
少したことが検出されることとなり、この結果に基づ
き、前記ホッパー５２に設けられているダンパー５３が
作動させられて、鉱石Ｃの投入が行われる。

【００２７】したがって、反射炉５０から離れた位置に
おいて鉱石Ｃの溶解状態が監視されるとともに、バーナ
ー５１の燃焼状態が監視される。このように、複数ある
バーナー５１の内、最外部にあるバーナー５１の燃焼状
態を監視するのは、本実施例に示した反射炉５０の構造
であると、各バーナー５１に供給される燃料が単一の供
給管５４から分岐管５５を経て分配される構成であり、
最外部のバーナー５１における燃料や燃焼用空気の供給
バランスが崩れやすいからである。

【００２８】また、鉱石の溶解が行われている近傍の炉
壁も同時に監視することができるので、この炉壁の損傷
具合が検出され、これによって、反射炉５０の早期補修
が可能となる。

【００２９】このような監視操作に際して、前記監視装
置１は、第１の掃気用気体が偏向板１０によってフィル
ター１１へ吹き付けられて、その曇りや付着物が除去さ
れ、かつ、この第１の掃気用気体が押さえナット１２の
中心からフィルター１０の前方へ向けて流れ出すととも
に、中間パイプ１５の周りから、第２の掃気用気体が前
方および中心部へ向けて吹き付けられ、これによって、
フィルター１０の前方部分の気体が反射炉５０の内部へ
向けて吹き飛ばされる。これによって、良好な映像が長
期に亙って確保される。

【００３０】さらに、各冷却液循環路５・８を流れる冷
却液、ならびに、前述した掃気用気体によって監視装置
１が全体的に冷却されて、装置の作動が円滑に行われる
とともに、反射炉５０内の熱から装置が保護される。

【００３１】ここで、前述した反射炉５０に本装置を適
用した場合における前記両掃気用気体、および、両冷却
液の供給条件についてその一例を以下に示す。第１の掃気用気体；圧力＝２ｋｇ／ｃｍ² 流量＝１００〜２００ｌ／ｍｉｎ第２の掃気用気体；圧力＝０．１〜０．２ｋｇ／ｃｍ² 流量＝１０００〜３０００ｌ／ｍｉｎインナーチューブ回りの冷却液；１０〜２０ｌ／ｍｉｎ保護箱への冷却液；適宜量

【００３２】一方、本実施例においては、画像伝送チュ
ーブ２、撮像器２ｂ、および、保護箱９が一体的に組み
上げられているとともに、両フランジ２１・２５および
ボルト２６を介して、インナーチューブ４やその他の構
成部材に着脱自在に取り付けられており、さらに、前記
画像伝送チューブ２はインナーチューブ４内に非固定状
態で挿入されていることから、画像伝送チューブ２、撮
像器２ｂ、および、保護箱９をその他の構成部材から単
独で引き離すことができる。

【００３３】したがって、画像伝送チューブ２の集光部
に、掃気用気体では除去できないような付着物が付着し
た場合でも、前記画像伝送チューブ２を引き出すことに
より、容易にその付着物の除去が行われる。

【００３４】なお、前記実施例において示した各構成部
材の諸形状や寸法等は一例であって、設計要求等に基づ
き種々変更可能である。

【００３５】例えば、前記実施例においては、本装置を
反射炉５０に適用した例について示したが、これに代え
て、図７に示すように、廃棄物等の焼却炉６０への適用
も可能である。

【００３６】この焼却炉６０は、炉本体６１と、この炉
本体６１の側部に連設され廃棄物等が投入される投入シ
ュート６２と、底部に設けられたコットレル６３と、前
記投入シュート６２が設けられた側と反対側の炉壁に設
けられた１次バーナー６４と、前記投入シュート６２の
上方に設けられた２次バーナー６５と、前記炉本体６１
の炉頂に設けられた第１の排気通路６６と、炉本体６１
の側壁に設けられた第２の排気通路６７と、この排気通
路６７の途中に設けられた熱交換器６８と、前記コット
レル６３の下方に設けられ、燃焼灰を排出する排出コン
ベアー６９と、前記熱交換器６８の下方に設けられ、同
じく燃焼灰の排出を行う排出コンベアー７０とを備えて
おり、前記１次バーナー６４の上方に、本実施例に係わ
る監視装置１が装着されている。

【００３７】このように、設置された監視装置１は、１
次バーナー６４の火炎の状態や、投入された廃棄物の燃
焼状態を検出して、その信号を中央監視室へ出力するよ
うになっており、これによって焼却炉６０の遠隔監視が
可能となるとともに、連続監視により、焼却炉６０の連
続操業が可能となる。

【００３８】そして、この場合においても、反射炉５０
に適用した場合と同様に、両掃気用気体および両冷却液
によって、監視装置１の集光部における曇りや炉内の浮
遊物の付着が除去され、かつ、装置全体の温度上昇が抑
制されて、安定した監視が行われる。

【００３９】また、前記実施例においては、検出器とし
て撮像器２ｂを用いた例について説明したが、これに代
えて、放射温度計を用いることも可能であり、また、撮
像器と放射温度計とを組み合わせて用いることも可能で
ある。

【００４０】そして、前記放射温度計を用いる場合に
は、バーナー５１の火炎のエネルギーあるいは高温雰囲
気室内の熱エネルギーから温度を検出することが可能と
なって、温度による高温雰囲気室の制御が可能となる。

【００４１】さらに、前記放射温度計と撮像器とを組み
合わせて用いる場合には、それぞれに光伝送チューブを
接続して独立した計測を行なうようにしてもよく、ある
いは、光伝送チューブの途中に分光器を設けて、集光さ
れた光を分光器によって分岐して放射温度計と撮像器と
に供給することもできる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる高
温雰囲気室の監視装置は、高温雰囲気室の壁内に篏挿さ
れて、その内部の状況を監視する高温雰囲気室の監視装
置であって、先端に集光部を備えかつ後端に検出器が連
設された光伝送チューブと、この光伝送チューブを取り
囲んで設けられ、前記光伝送チューブとの間に第１の掃
気用気体の流路を形成するインナーチューブと、このイ
ンナーチューブを取り囲んで設けられた冷却液循環路
と、この冷却液循環路を取り囲んで設けられ、この冷却
液循環路との間に第２の掃気用気体の流路を形成するア
ウターチューブと、前記検出器が収容されるとともに、
外周部に冷却液循環路が形成された保護箱とを備えてな
り、前記インナーチューブの先端部には、前記掃気用気
体を前記光送チューブの先端面へ向けて屈曲させる偏向
板が設けられ、前記アウターチューブの先端部は、前記
インナーチューブの先端部よりも前方に突出して設けら
れていることを特徴とするもので、つぎのような優れた
効果を奏する。

【００４３】監視操作に際して、第１の掃気用気体を偏
向板によって集光部へ吹き付けて、この集光部の曇りや
付着物を連続的にかつ自動的に除去することができ、良
好な映像を長期に亙って確保することができる。

【００４４】また、各冷却液循環路を流れる冷却液、な
らびに、前述した掃気用気体によって監視装置を全体的
に冷却し、これにより装置の作動を円滑に行わせるとと
もに、高温雰囲気室内の熱から装置を保護することがで
きる。

【００４５】さらに、集光部における曇りが自動的に除
去されるから、高温雰囲気室から離間した位置におい
て、その内部の映像や温度に基づく監視を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す縦断面側面図である。

【図２】本発明の一実施例の要部の拡大図である。

【図３】本発明の一実施例が適用された反射炉を示す縦
断面側面図である。

【図４】図３のＸーＸ線に沿う矢視断面図である。

【図５】本発明の一実施例が適用された反射炉のバーナ
ー部の概略平面図である。

【図６】本発明の一実施例が適用された反射炉における
投入された鉱石部分を示す拡大図である。

【図７】本発明の一実施例が適用された焼却炉を示す概
略図である。

【符号の説明】

１監視装置２画像伝送チューブ２ａ集光部２ｂ撮像器３流路４インナーチューブ５冷却液循環路６流路７アウターチューブ８冷却液循環路９保護箱１０偏向板６０焼却炉

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者清水文彦福島県いわき市小名浜字渚１−１小名浜製錬株式会社小名浜製錬所内 (72)発明者渡辺義則福島県いわき市小名浜字渚１−１小名浜製錬株式会社小名浜製錬所内 (72)発明者浅尾晴彦東京都千代田区丸の内１−５−１三菱マテリアル株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高温雰囲気室の壁内に篏挿されて、その
内部の状況を監視する高温雰囲気室の監視装置であっ
て、先端に集光部を備えかつ後端に検出器が連設された
光伝送チューブと、この光伝送チューブを取り囲んで設
けられ、前記光伝送チューブとの間に第１の掃気用気体
の流路を形成するインナーチューブと、このインナーチ
ューブを取り囲んで設けられた冷却液循環路と、この冷
却液循環路を取り囲んで設けられ、この冷却液循環路と
の間に第２の掃気用気体の流路を形成するアウターチュ
ーブと、前記検出器が収容されるとともに、外周部に冷
却液循環路が形成された保護箱とを備えてなり、前記イ
ンナーチューブの先端部には、前記掃気用気体を前記光
伝送チューブの先端面へ向けて屈曲させる偏向板が設け
られ、前記アウターチューブの先端部は、前記インナー
チューブの先端部よりも前方に突出して設けられている
ことを特徴とする高温雰囲気室の監視装置。
【請求項２】前記高温雰囲気室が冶金炉であることを
特徴とする請求項１記載の高温雰囲気室の監視装置。
【請求項３】前記高温雰囲気室が焼却炉であることを
特徴とする請求項１記載の高温雰囲気室の監視装置。
【請求項４】前記検出器が撮像器であることを特徴と
する請求項１ないし請求項３の何れかに記載の高温雰囲
気室の監視装置。
【請求項５】前記検出器が放射温度計であることを特
徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の高温
雰囲気室の監視装置。
【請求項６】前記検出器が撮像器と放射温度計であ
り、前記光伝送チューブに分光器を介して連設されてい
ることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに
記載の高温雰囲気室の監視装置。