JPH08145577A - 高温密閉炉内観察装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 全体としてコンパクトで広範囲にわたる観察
が可能であり、かつ水冷機能の低下によるカメラの損傷
を防止することのできる高温密閉炉内観察装置を提供す
る。 【構成】 ケーシング１内を冷却水が導入される外側室
２と冷却気体が導入される内側室３とに画成し、内側室
３内にカメラ１７と、このカメラに入射する光線の入射
角が遠隔操作により調整可能な反射鏡１８とを設ける。
また、ケーシング１の先端面からそのケーシング１の軸
線方向に照明灯１１を突設し、この照明灯１１の照明光
を反射する照明光反射板１２を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば熱風炉のような
高温密閉炉における炉内耐火物の損傷状況を観察する高
温密閉炉内観察装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば熱風炉のような高温密閉炉におい
ては、長期的な操業の中で炉内耐火物が次第に損傷して
いくことから、定期的にその炉内耐火物の損傷状況をチ
ェックしておくことが必要である。なお、熱風炉の場
合、炉内耐火物ライニングの寿命は通常１０年乃至１５
年とされている。

【０００３】ところで、稼働中の熱風炉は常時高温度，
大熱量を蓄熱することを目的としているために、この熱
風炉内の観察で炉内温度を十分に下げて行うことは困難
であり、炉内観察は熱間で行われるのが普通である。ま
た、このような熱風炉において、特に燃焼室と蓄熱室と
を連結するドームおよび基部は常時高温にさらされて損
傷の度合いが大きく、熱風炉の寿命を決定する重要な部
位とされている。

【０００４】従来、この熱風炉の炉内観察は比較的温度
の低い（９００℃以下）部位である燃焼室側壁部分か、
もしくは燃焼室からのドームの一部観察等に限定されて
実施されているに過ぎず、ドームおよび基部を直接に観
察する装置は皆無であるのが実情である。

【０００５】また、関連する技術として、窯炉等の熱間
炉内の炉内耐火物の損傷状況を観察するために、カメラ
ケースを２重水冷構造とし、かつカメラ室へ冷却用エア
ーを吹き込むようにした熱間炉内観察装置において、ガ
ラス面からの輻射熱によるガラスの損傷を防ぐととも
に、広い温度領域での観察ができるようにケース前面に
輝度を制御可能な照明ランプを配置した構造のものが、
特公平４−７２１５５号公報において提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、熱風炉
のドームおよび基部を観察するのに燃焼室から観察して
いたのでは、特に蓄熱室上方のドームおよび基部につい
ては観察することが困難であるという問題点がある。

【０００７】また、９００〜１２００℃の高温部位の観
察に適しているとされている前記公報に記載の観察装置
を適用することも考えられるが、この観察装置は比較的
大径のカメラケースを用いているだけでなく、照明ラン
プが側面に張り出しているために炉壁に大径の測定孔を
別途穿孔しなければならないという問題点がある。ま
た、この公報のものでは、入射光線の光路に設けられる
熱線透過鏡が固定式であるために広範囲の観察を行うこ
とができないという問題点もある。さらに、カメラケー
スが２重水冷構造とされているために、水流が供給側と
排水側とで短絡してケース先端への供給水量が不足した
り乱流化して局部的に水冷機能が低下してしまうという
問題点もある。

【０００８】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、全体としてコンパクトに構成して従来設け
られている温度測定孔から炉内に挿入することができる
とともに、広範囲にわたる観察が可能であり、かつ水冷
機能の低下によるカメラの損傷を防止することのできる
高温密閉炉内観察装置を提供することを目的とするもの
である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明による高温密閉炉内観察装置は、高温密閉
炉における炉内耐火物の損傷状況を観察する高温密閉炉
内観察装置であって、（ａ）冷却水が導入される外側室
と冷却気体が導入される内側室とに画成され、側面の所
要部に撮影開口部を有する略円筒形状のケーシング、
（ｂ）このケーシングの内側室内に設けられるカメラ、
（ｃ）前記撮影開口部を通して前記カメラに入射する光
線の光路に設けられその光線の入射角が遠隔操作により
調整可能な反射鏡、（ｄ）前記ケーシングの先端面から
そのケーシングの軸線方向に突設される高輝度照明灯お
よび（ｅ）この高輝度照明灯の軸線に略平行に前記ケー
シングに取り付けられる照明光反射板を備えることを特
徴とするものである。

【００１０】前記撮影開口部には、熱線反射ガラスと熱
線吸収ガラスとがそれぞれ周囲に微小間隙を隔てて配置
され、この微小間隙を通して前記内側室内の冷却気体が
ケーシング外へ放出されるのが好ましい。

【００１１】また、前記内側室内の冷却気体により前記
高輝度照明灯のソケット部周辺を冷却するのが良い。

【００１２】前記高輝度照明灯の輝度は遠隔操作によっ
て制御可能とするのが好ましい。

【００１３】また、前記外側室は、冷却排水の水路とそ
の水路に対して前記ケーシングの先端部で開口する冷却
給水管とを備えているのが好適である。

【００１４】

【作用】本発明の高温密閉炉内観察装置においては、冷
却水の導入される外側室に囲まれるとともに冷却気体の
導入される内側室内にカメラが設置されているので、こ
のカメラが熱による損傷を受けることなく観察が行え
る。また、高輝度照明灯がケーシングの先端面からその
ケーシングの軸線方向に突設されるように設けられてい
るので、装置全体が細長形状に形成でき、例えば従来炉
壁に設けられている温度測定孔を利用して炉内に挿入す
ることが可能である。さらに、カメラに入射する光線の
光路に設けられる反射鏡が遠隔操作により調整可能とさ
れているので、炉内の広範囲にわたる観察が行える。

【００１５】前記撮影開口部に、熱線反射ガラスと熱線
吸収ガラスとをそれぞれ周囲に微小間隙を隔てて配置
し、この微小間隙を通して前記内側室内の冷却気体をケ
ーシング外へ放出するようにすれば、この微小間隙から
放出される冷却気体によってガラスの表面を冷却して炉
内輻射熱からのガラスの損傷を防ぐことができるととも
に、ガラス面からの輻射熱によるカメラの損傷を防ぐこ
とができる。

【００１６】また、前記内側室内の冷却気体により高輝
度照明灯のソケット部周辺を冷却するようにすれば、こ
の高輝度照明灯からの放熱によるケーシング内部の熱損
傷を防止することができる。

【００１７】前記高輝度照明灯の輝度を遠隔操作によっ
て制御可能とすると、炉内の耐火物の温度に応じて高輝
度照明灯の輝度が調整され、これによって炉壁の凹凸等
の判別を容易に行うことが可能となる。

【００１８】また、前記外側室を、冷却排水の水路とそ
の水路に対して前記ケーシングの先端部で開口する冷却
給水管とを備えるものとすると、冷却水流の短絡による
カメラの冷却機能の低下を確実に防止することができ
る。

【００１９】

【実施例】次に、本発明による高温密閉炉内観察装置の
具体的実施例について、図面を参照しつつ説明する。

【００２０】本発明の一実施例に係る高温密閉炉内観察
装置の縦断面図が図１に、冷却水供給管の配置を中心に
示す図１のＡ−Ａ線断面図が図２に、図１のＢ−Ｂ線断
面図が図３にそれぞれ示されている。図示のように、本
実施例の高温密閉炉内観察装置は全体として円筒細長形
状のケーシング１を備え、このケーシング１の内部空間
がリング状の外側室２とその外側室２を取り囲む円筒形
状の内側室３とに画成されている。

【００２１】外側室２は冷却水室とされ、後端部が冷却
排水管４に接続されるとともに、後端部側から２本の冷
却給水管５，５がその外側室２の前端壁近傍まで挿入さ
れている。したがって、冷却給水管５，５を介して供給
される冷却水はそれら冷却給水管５，５の前端部から外
側室２内に供給され、この外側室２の周辺の熱を吸収し
た後その外側室２の後端部に接続される冷却排水管４を
通して装置外に排出される。

【００２２】一方、内側室３は冷却気体室とされ、後述
のカメラベース１６を支持する支持板を兼ねる仕切板６
（図４参照）により前部側の照明灯収納室７と後部側の
カメラ収納室８とに画成されている。そして、これら各
収納室７，８にはそれぞれ冷却気体供給管９，１０によ
って例えば空気，窒素等の冷却気体が供給される。

【００２３】前記照明灯収納室７内には、炉外から輝度
を遠隔操作可能な高輝度の照明灯１１（例えば定格電力
５ｋｗのハロゲン集魚灯）が照明部を前壁から外側へ突
き出すようにして設置されている。そして、この突き出
された照明部の一側には円弧状断面の照明光反射板１２
がケーシング１の端面から突き出すように設けられてい
る。また、ケーシング１の前端面には断熱材１３が設け
られ、この断熱材１３と照明灯１１の周面との間には数
ミリ程度の微小間隙１４が形成されている。こうして、
冷却気体供給管９を介して照明灯収納室７内に供給され
る冷却気体は照明灯１１のソケット部とその周辺部を冷
却した後、この微小間隙１４を通して装置外に放出され
る。なお、照明灯１１に電流を供給するケーブル１５は
前記冷却気体供給管９内に配線されている。

【００２４】前記カメラ収納室８にはカメラベース１６
が設けられ、このカメラベース１６上には、炉内の状況
を撮影するためのカメラ（ＣＣＤカメラ）１７と、この
カメラ１７に入射する光線の光路に設けられる反射鏡１
８と、この反射鏡１８の操作ノブ１９を収納する収納管
２０とが取り付けられている。また、反射鏡１８に対す
る光路を形成するために、カメラ収納室８からケーシン
グ１の外側まで貫通するように角筒体２１が設けられ、
この角筒体２１の内側部が撮影開口部とされている。こ
の撮影開口部には熱線反射ガラス２２と熱線吸収ガラス
２３とが周縁部に微小間隙２４を有する状態で嵌め込ま
れている。このように構成されているので、冷却気体供
給管１０を介してカメラ収納室８内に供給される冷却気
体はカメラ１７，反射鏡１８等を冷却した後、微小間隙
２４を通して熱線吸収ガラス２３と熱線反射ガラス２２
とを冷却しつつ装置外に放出される。なお、カメラ用制
御ケーブル２５はカメラベース１６に沿うように配線さ
れている。また、ＣＣＤカメラの波長特性は可視光線の
波長よりも高い領域においても反応するために、カメラ
１７には可視光線以外を除去するための赤外線カットフ
ィルターが取り付けられている。

【００２５】次に、反射鏡１８の傾動操作機構を図５に
よって説明する。なお、この図５において（ｂ）は
（ａ）のＣ方向矢視図（部分断面図）である。図示のよ
うに、カメラベース１６に固定されているウォーム軸受
２６，２６にはウォーム軸２７を介してウォーム２８が
支持されている。一方、カメラベース１６に固定されて
いるウォームホイール軸受２９にはウォームホイール軸
３０を介して前記ウォーム２８に噛合するウォームホイ
ール３１が支持されている。さらに、ウォームホイール
軸３０に固定されている固定軸受３２には反射鏡１８を
支持する支持体３３が固定されている。このような構成
において、操作ノブ１９（図１参照）を回転操作してウ
ォーム軸２７を回転させると、ウォーム２８に噛合する
ウォームホイール３１が回転してウォームホイール軸受
２９に支持されているウォームホイール軸３０を中心に
反射鏡１８が回動される。

【００２６】このように構成されている高温密閉炉内観
察装置は、図６に示されているような熱風炉３４におけ
るドーム３５の基部に取り付けて使用される。この場
合、この基部に設けられている温度測定孔（径；１５０
ｍｍ程度）３６が利用される。この高温密閉炉内観察装
置を熱風炉３４に取り付けるには、人手によりもしくは
ホイストトロリーで装置を吊り上げた後、把手３７（図
１参照）を持って先端部側から炉内に挿入し、仮置きす
る。そして、この仮置き状態で照明灯１１を点灯すると
ともにカメラ１７の電源をオン作動し、操作ノブ１９の
操作により反射鏡１８を回動させて炉内の観察を行う。
この観察に際しては、把手３７を持って装置を回転（自
転）させることで図６（ａ）のようにドーム３５の天井
壁だけでなく、図６（ｂ）のようにドーム３５の側壁を
観察することができる。なお、図６において符号Ｐ，
Ｑ，Ｒは撮影可能範囲を示しており、また符号３８は燃
焼室、符号３９は蓄熱室をそれぞれ示している。

【００２７】本実施例では、カメラ１７の傾斜角度の調
整を操作ノブ１９により行うものとしたが、ウォーム軸
２７に小型ＤＣモータを連結し、このＤＣモータの回転
を炉外のコントローラにより制御するか、もしくはその
ＤＣモータに付設するコントローラにより制御する実施
例も可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、全体としてコンパクトに構成して従来設けられてい
る温度測定孔から炉内に挿入することができるととも
に、反射鏡が遠隔操作により調整可能とされているので
広範囲にわたる観察を行うことができる。また撮影開口
部に、熱線反射ガラスと熱線吸収ガラスとをそれぞれ周
囲に微小間隙を隔てて配置し、この微小間隙を通して内
側室内の冷却気体をケーシング外へ放出するようにすれ
ば、この微小間隙から放出される冷却気体によってガラ
スの表面を冷却して炉内輻射熱からのガラスの損傷を防
ぐことができるとともに、ガラス面からの輻射熱による
カメラの損傷を防ぐことができる。また、内側室内の冷
却気体により高輝度照明灯のソケット部周辺を冷却する
ようにすれば、この高輝度照明灯からの放熱によるケー
シング内部の熱損傷を防止することができる。さらに、
高輝度照明灯の輝度を遠隔操作によって制御可能とする
と、炉内の耐火物の温度に応じて高輝度照明灯の輝度が
調整され、これによって炉壁の凹凸等の判別を容易に行
うことが可能となる。また、外側室を、冷却排水の水路
とその水路に対して前記ケーシングの先端部で開口する
冷却給水管とを備えるものとすると、冷却水流の短絡に
よるカメラの冷却機能の低下を確実に防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施例に係る高温密閉炉内
観察装置の縦断面図である。

【図２】図２は、冷却水供給管の配置を中心に示す図１
のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】図３は、図１のＢ−Ｂ線断面図である。

【図４】図４は、内側室における仕切板の形状を示す図
である。

【図５】図５は、反射鏡の傾動操作機構説明図である。

【図６】図６は、熱風炉の縦断面図および横断面図であ
る。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ 外側室 ３ 内側室 ４ 冷却排水管 ５ 冷却給水管 ６ 仕切板 ７ 照明灯収納室 ８ カメラ収納室 ９，１０ 冷却気体供給管 １１ 照明灯 １２ 照明光反射板 １３ 断熱材 １４，２４ 微小間隙 １６ カメラベース １７ カメラ １８ 反射鏡 １９ 操作ノブ ２１ 角筒体 ２２ 熱線反射ガラス ２３ 熱線吸収ガラス ３４ 熱風炉 ３５ ドーム ３６ 温度測定孔

フロントページの続き (72)発明者 鈴木 敏文 愛知県東海市東海町５−３ 新日本製鐵株 式会社名古屋製鐵所内 (72)発明者 師岡 健一 兵庫県高砂市荒井町新浜１丁目３番１号 ハリマセラミック株式会社内 (72)発明者 竹内 正文 兵庫県高砂市荒井町新浜１丁目３番１号 ハリマセラミック株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高温密閉炉における炉内耐火物の損傷状
   況を観察する高温密閉炉内観察装置であって、（ａ）冷
   却水が導入される外側室と冷却気体が導入される内側室
   とに画成され、側面の所要部に撮影開口部を有する略円
   筒形状のケーシング、（ｂ）このケーシングの内側室内
   に設けられるカメラ、（ｃ）前記撮影開口部を通して前
   記カメラに入射する光線の光路に設けられその光線の入
   射角が遠隔操作により調整可能な反射鏡、（ｄ）前記ケ
   ーシングの先端面からそのケーシングの軸線方向に突設
   される高輝度照明灯および（ｅ）この高輝度照明灯の軸
   線に略平行に前記ケーシングに取り付けられる照明光反
   射板を備えることを特徴とする高温密閉炉内観察装置。
2. 【請求項２】 前記撮影開口部には、熱線反射ガラスと
   熱線吸収ガラスとがそれぞれ周囲に微小間隙を隔てて配
   置され、この微小間隙を通して前記内側室内の冷却気体
   がケーシング外へ放出されることを特徴とする請求項１
   に記載の高温密閉炉内観察装置。
3. 【請求項３】 前記内側室内の冷却気体により前記高輝
   度照明灯のソケット部周辺が冷却されることを特徴とす
   る請求項１または２に記載の高温密閉炉内観察装置。
4. 【請求項４】 前記高輝度照明灯の輝度が遠隔操作によ
   って制御可能とされていることを特徴とする請求項１乃
   至３のうちのいずれかに記載の高温密閉炉内観察装置。
5. 【請求項５】 前記外側室は、冷却排水の水路とその水
   路に対して前記ケーシングの先端部で開口する冷却給水
   管とを備えていることを特徴とする請求項１乃至４のう
   ちのいずれかに記載の高温密閉炉内観察装置。