KR101299497B1 - 노 내 관찰 장치 및 그것을 구비한 압출 램 - Google Patents

Abstract

고온의 노 내를 정밀하게 관찰할 수 있는 노 내 관찰 장치는 냉각용 공기의 도입부와 그 냉각용 공기가 냉각에 제공된 후 배출되는 배출부를 갖는 하우징(13)과, 이 하우징(13) 내의 배출부 근방에 수납되는 촬상 장치(20)를 갖고, 이 촬상 장치(20)는 촬상 소자(16)와, 흡열면측이 촬상 소자 본체의 주위를 감싼 상태로 배치되는 플레이트형상의 열전 냉각 소자(18a~18d)와, 촬상 소자 본체와 열전 냉각 소자(18a~18d)의 흡열면 측의 간극을 메우는 열전도 블럭(17a~17d)과, 열전 냉각 소자(18a~18d)의 방열면측에 형성된 냉각핀(19a~19d)을 일체화하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

노 내 관찰 장치, 압출 램

Description

노 내 관찰 장치 및 그것을 구비한 압출 램{FURNACE MONITORING APPARATUS AND PUSH-OUT RAM HAVING THE SAME}

본 발명은 고온의 노 내를 관찰하기 위한 노 내 관찰 장치 및 코크스로의 노 내 관찰에 바람직한 노 내 관찰 장치가 부착된 압출 램에 관한 것이다.

코크스로는 탄화실과 연소실이 노단(爐團) 방향으로 교대로 배치되어 있는 구조로 이루어지고, 코크스로의 노 상을 노단 방향으로 주행하는 석탄 장입차로부터 탄화실 내로 석탄이 장입되고, 연소실의 열을 그 탄화실에 전함으로써 장입된 석탄을 건조 증류해 코크스를 제조하도록 되어 있다.

이러한 종류의 코크스로의 대부분은 축로로부터 30년을 경과해 노후화되어 있고, 탄화실의 벽면을 구축하고 있는 내화 벽돌은 노벽 손상 부분에 부착된 카본이 코크스 압출 또는 석탄 장입에 의해 박리되어 노벽이 더 손상된다는 사이클을 반복하고 있어, 노벽이 변형되는 등 조업을 저해하는 요인이 현재화(顯在化)되고 있다.

특히, 카본의 부착 상태는 일상의 조업에 있어서도 미묘하게 달라 노벽의 상태를 관찰하는 것은 안정 조업을 얻기 위해 매우 중요한 검사 항목이 되고 있다.

이 노 내 관찰은, 도 6에 나타내는 바와 같이, 코크스 압출이 행해지고 있을 때, 구체적으로는 노뚜껑이 벗겨져 탄화실(50)에서 건조 증류된 적열 코크스(51)를 램 빔(52) 선단의 램 헤드(53)에 의해 노 밖에 대기하고 있는 가이드차(도시하지 않음)에 압출하고 있을 동안에 행해지고, 통상 압출기 운전실(54)의 위치에서 오퍼레이터(55)의 육안에 의해 행해지고 있다.

또한, 노 내 관찰에 있어서는 노 내 온도가 약 1100℃로 고온이어서 노의 근처까지 접근할 수 없는 점, 노 폭은 450㎜ 전후로 좁은 것에 대하여 안길이는 약 15m로 길어서 시야가 나쁜 점, 또한 조업도에도 의하지만 노 내를 관찰할 수 있는 시간이 약 2~10분 정도로 제한되어 있는 점 등 제약도 많다.

이러한 사정때문에 숙련된 오퍼레이터(55)여도 육안으로 노 내 전체를 관찰하는 것은 불가능하다고 여겨지고 있다. 또한, 도면 중 56은 노벽에 부착된 카본을 나타내고 있고, 각 석탄 장입 구멍(57)의 하방에 부착되는 경향이 있다.

그래서, 수냉(水冷) 또는 공냉(空冷)된 카메라를 노 내에 삽입하여 노 밖에 배치된 모니터의 화면 상에 그 카메라로 촬영된 벽면 화상을 비추어 손상 상태를 관찰하는 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 일본 실용 신안 공개 평5-27599호 공보 참조).

이러한 종류의 노 내 관찰 장치는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 외측 냉각통(60)과 내측 냉각통(61)으로 이루어지는 ２중 통형상의 냉각통(62)을 갖고, 이 냉각통(62) 선단부의 한쪽 측면에는 내열 유리로 이루어지는 관찰창(63)이 형성되어 있다.

냉각통(62) 내에는 그 관찰창(63)과 대향되어 반사경(64)이 배치되고, 반사 경(64)에 의해 절곡된 광로는 줌 렌즈(65)에 안내되며, 그로 인해 줌 업된 노벽이 CCD 카메라(66)에 의해 촬영될 수 있도록 되어 있다.

또한, 외측 냉각통(60)과 내측 냉각통(61) 사이의 통로에는 냉각수 또는 냉각 공기(F)가 도입된다.

또한, 냉각통(62)의 내벽에는 펠티에 효과를 발생시키는 복수의 열전 냉각 소자(67)가 배치되어 있어 CCD 카메라(66) 등의 측정 기기를 고온으로부터 보호하도록 되어 있다.

상기한 노 내 관찰 장치에 의하면, 숙련자가 아니어도 노 내의 안쪽부까지 관찰하는 것이 가능해진다. 그러나, 이 노 내 관찰 장치에서는 반사경(64) 등을 사용하여 노벽을 간접적으로 관찰하는 구성 상, 진동이 가해진 것만으로 모니터 화면에 비추어지는 화상이 흐트러지거나 초점이 어긋나거나 하는 등, 노 내 관찰을 정확하게 행할 수 없는 경우가 있다.

또한, 반사경(64)으로부터 줌 렌즈(65)까지의 광로를 길게 취할 필요가 있기 때문에 노 내 관찰 장치가 대형화된다는 문제도 있다.

이와 같이 반사경(64)을 이용하여 노 내를 간접적으로 관찰하는 이유는 2중통형상을 구성하고 있지 않은 관찰창(63) 근방에 CCD 카메라(66)를 배치하면 CCD 카메라(66)가 고온에 노출되어 고장나 버리기 때문이다.

또한, 열전 냉각 소자(67)에 의한 냉각은 공기를 통한 간접 냉각이 되기 때문에 냉각 속도가 늦어 온도 제어가 어렵다. 또한, 밀폐 실내에서의 냉각이기 때문에 공기가 교반되지 않아서 균일한 냉각 효과, 필요로 하는 온도 강하가 얻어지지 않는다. 또한, 이 열전 냉각 소자(67)의 능력을 높이려고 해도 냉각통(62) 내의 스페이스가 한정되어 있기 때문에 열전 냉각 소자(67)의 사이즈를 크게 하는 것은 불가능하다.

본 발명은 이상과 같은 종래의 노 내 관찰 장치에 있어서의 과제를 고려하여 이루어진 것으로서, 제 1 목적은 고온의 노 내를 정밀하게 관찰할 수 있는 노 내 관찰 장치를 제공하는 것에 있고, 제 2 목적은 컴팩트화를 도모함으로써 램 빔에 노 내 관찰 장치를 설치할 수 있도록 한 노 내 관찰 장치가 부착된 압출 램을 제공하는 것에 있다.

본 발명은 냉각용 공기의 도입부와 그 냉각용 공기가 냉각에 제공된 후 배출되는 배출부를 갖는 하우징과, 이 하우징 내의 상기 배출부 근방에 수납되는 촬상 장치를 갖고, 상기 촬상 장치는 촬상 소자와, 흡열면측이 촬상 소자 본체의 주위를 감싼 상태로 배치되는 플레이트형상의 열전 냉각 소자와, 촬상 소자 본체와 열전 냉각 소자의 흡열면측의 간극을 메우는 열전도체와, 열전 냉각 소자의 방열면에 형성된 냉각핀을 일체화하여 이루어지는 노 내 관찰 장치이다.

본 발명에 있어서, 상기 촬상 장치를 통형상의 단열부 내에 수납한 상태에서 하우징 내에 수납하면 그 단열부 외벽과 상기 하우징 내벽 사이에 냉각용 공기를 흘리기 위한 냉각 통로가 형성되고, 이 냉각 통로를 통해 하우징 내로 침입해 오는 열을 흡수하여 배출부로부터 배출시킬 수 있다.

또한, 상기 하우징 내벽에는 단열재를 부착하는 것이 바람직하다. 그로 인해, 하우징으로부터 냉각 통로 내로 침입하는 열을 억제할 수 있다.

또한, 상기 하우징의 앞면에 있어서 촬상 소자의 렌즈와 대향되는 위치에 관찰창을 형성하고, 이 관찰창을 내열 유리와 적외선 흡수 필터와 적외선 반사 필터의 적층체로 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 냉각핀의 외주부가 상기 통형상의 단열부에 의해 둘러싸임으로써 각 냉각핀의 간극은 냉각 공기를 흘리기 위한 제 2 냉각 통로를 형성한다. 상기 냉각 통로에 냉각용 공기를 통과시켜 하우징 외부로부터의 열의 침입을 억제한 상태에서 제 2 냉각 통로에 냉각용 공기를 통과시킴으로써 냉각핀의 냉각 효율을 높일 수 있고, 그로 인해 열전 냉각 소자를 안정 동작시키는 것이 가능해진다.

또한, 상기 통형상의 단열부에 있어서의 냉각용 공기의 흐름의 하류측 단부에 제 2 냉각 통로를 통과한 냉각용 공기의 흐름 방향을 관찰창측을 향해 변경시키기 위한 흐름 방향 변경부를 형성할 수 있다. 이 방향 전환된 냉각용 공기는 관찰창에 부착된 분진 등을 날려버리도록 작용한다.

본 발명은 상기 구성을 갖는 노 내 관찰 장치를 코크스로에 배치되는 압출 램의 램 빔에 설치한 노 내 관찰 장치가 부착된 압출 램이다.

상기 노 내 관찰 장치가 부착된 압출 램에서는 램 빔에 부설된 단열 배관 내에 냉각용 공기를 노 내 관찰 장치에 공급하는 호스와, 촬상 소자 및 열전 냉각 소자에 전원을 공급함과 아울러 촬영 화상을 출력하기 위한 케이블과, 열전 냉각 소자의 온도 제어를 행하기 위한 제어 신호를 송신하는 케이블을 수납할 수 있다.

상기한 본 발명의 노 내 관찰 장치에 의하면, 고온의 노 내를 정밀하게 관찰할 수 있다.

또한, 상기한 본 발명의 노 내 관찰 장치가 부착된 압출 램에 의하면 컴팩트화가 도모되기 때문에 램 빔에 노 내 관찰 장치를 설치할 수 있고, 일상의 코크스 압출 작업시에 있어서 상시 탄화실 내를 정밀하게 관찰하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명에 따른 노 내 관찰 장치를 압출 램에 설치한 상태를 나타내는 측면도이다.

도 2는 도 1에 나타내는 노 내 관찰 장치의 확대 종단면도이다.

도 3의 (a)는 노 내 관찰 장치에 장착되는 카메라 유닛의 구성을 나타내는 일부 절개를 갖는 사시도, (b)는 그 정면도이다.

도 4는 도 2에 나타내는 노 내 관찰 장치의 필터 부분 및 그 주변 구조를 나타내는 주요부 확대도이다.

도 5는 노 내 관찰 장치의 전면측의 구성을 나타내는 정면도이다.

도 6은 코크스 압출 작업시에 행해지는 종래의 노 내 관찰 방법을 설명하는 측면도이다.

도 7은 종래의 노 내 관찰 장치의 내부 구성을 나타내는 단면도이다.

이하, 도면에 나타낸 실시 형태에 기초하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1에 있어서 코크스 압출기는 램 헤드(1)와, 이 램 헤드(1)를 수평 방향으로 왕복 이동시키기 위한 램 빔(2)을 갖는 압출 램(3)을 구비하고 있고, 코크스로 내에서 건조 증류된 적열 코크스를 램 헤드(1)에 의해 노 밖으로 밀어내도록 되어 있다.

램 빔(2) 상이며 또한 램 헤드(1) 쪽에는 지지 스탠드(4)가 세워 설치되어 있고, 이 지지 스탠드(4)에 노 내 관찰 장치(5)가 설치되어 있다.

또한, 도면 중 A는 압출 램(3)의 압출 방향을 나타내고 있다. 또한, B는 노 내 관찰 장치(5)에 의한 관찰 방향을 나타내고, θa는 노 내 관찰 장치(5)에 탑재되어 있는 CCD 카메라(후술함)의 화각을 나타내고 있다.

노 내 관찰 장치(5)의 신호 계통은 권취 장치(6)의 드럼 한쪽(드럼 축에 있어서)으로부터 풀린 신호/전원 케이블(7)을 통해 도시하지 않은 압출기 운전실 내의 컨트롤러와 접속되어 있고, 노 내의 영상은 운전실 내에서 관찰할 수 있도록 되어 있다. 또한, 필요한 경우에는 그 영상을 기록 장치에 기록할 수 있도록 되어 있다.

상기 신호 계통이란, 구체적으로는 CCD 카메라 및 열전 냉각 소자(펠티에 소자)에 전원을 공급하는 전원 라인, CCD 카메라에 의해 촬영된 화상 신호를 출력하는 출력 라인, 열전 냉각 소자를 온도 제어하기 위한 제어 신호 라인 등이 포함된다.

노 내 관찰 장치(5)의 냉각 계통은 같은 권취 장치(6)의 드럼 다른쪽으로부터 풀린 호스(8)를 통해 냉각용 공기를 저류하는 탱크(9)와 접속되어 있고, 이 탱크(9)에는 냉각용 공기를 소정 압(배관 등의 압력 손실로 잃는 압력을 공급할 수 있는 압력, 예를 들면 0.4~0.7㎫)으로 유지하기 위한 컴프레서(10)가 접속되어 있 다. 상기 권취 장치(6), 탱크(9) 및 컴프레서(10)는 압출기에 탑재되어 있다.

11은 CCD 카메라(후술함)용의 화상 변환 장치, 열전 냉각 소자(후술함)의 전원 공급 장치를 포함하는 변환기·온도 제어 장치이며, 노 내의 열의 영향이 미치지 않는 램 빔(2) 후단부에 배치되어 있다.

또한, 신호/전원 케이블(7) 및 호스(8)는 램 빔(2) 후단부로부터 램 빔(2) 내에 부설된 단열 배관(12) 내를 통과하여 램 빔(2) 선단측에 설치된 노 내 관찰 장치(5)에 접속되어 있다. 또한, 신호/전원 케이블(7)은 내열 케이블을 사용하고 있다.

도 2는 상기 노 내 관찰 장치(5)를 확대하여 나타낸 것이다.

동 도면에 있어서, 노 내 관찰 장치(5)는 단열된 상자형의 하우징(13)을 갖고, 이 하우징(13) 내에 CCD 카메라, 열전 냉각 소자, 온도 관리용의 열전대 등, 필요 최소한의 장치를 조합시킨 촬상 장치로서의 전자 냉각 장치가 부착된 카메라를 수납하고 있다.

상세하게는, 하우징(13)은 각통부(角筒部)(13a)와, 이 각통부(13a)의 후측 끝면(관찰 방향(B)에 대하여 후측이 됨)을 폐쇄하는 후면판(13b)과, 앞측에 배치되는 전면판(13c)으로 구성되어 있다. 각통부(13a)의 내면 및 후면판(13b)의 내면에는 각각 세라믹제의 단열재(14)가 부착되어 있다.

후면판(13b)에는 배관(12)을 접속시키기 위한 접속부(15)가 구비되어 있고, 배관(12)을 통해 냉각용 공기(ca)가 하우징(13) 내에 도입되도록 되어 있다. 또한, 신호/전원 케이블(7)에 수용된 촬영 케이블(7a)을 통해 화상 신호가 출력되고, 제 어 케이블(7b)을 통해 열전 냉각 소자를 온도 제어하기 위한 제어 신호가 송신되도록 되어 있다. 또한, 상기 접속부(15)에 있어서의 배관(12)은 냉각용 공기(ca)의 도입부로서 기능한다.

도 3(a)는 전자 냉각 장치가 부착된 카메라(20)의 구성을 일부 절개를 갖는 사시도로 나타낸 것이고, 동 도면 (b)는 그 정면도를 나타낸 것이다.

도 3(a)에 있어서, 전자 냉각 장치가 부착된 카메라(20)는 촬상 소자로서의 CCD 카메라(16)와, 이 CCD 카메라(16)의 주위에 배치되는 열전도체(17)(도 2)와, 열전도체(17)의 외측에 배치되는 열전 냉각 소자군(18)(도 2)과, 또한 그들 열전 냉각 소자군(18)의 외측에 배치되는 냉각핀군(19)(도 2)을 일체화한 구조로 구성되어 있다.

CCD 카메라(16)는 예를 들면 유효 화소수 40만 화소의 1/2형 CCD를 탑재한 소형 컬러 CCD 카메라를 사용할 수 있다. 또한, CCD 카메라(16)의 유효 화소수에 대해서는 40만 화소 정도이면 노 내의 관찰이 가능하지만, 물론 그 이상의 화소수를 갖는 CCD 카메라를 사용해도 좋다. 또한, 노 내에서는 좌우의 벽면을 촬영하기 위해 광각계의 렌즈를 장착하고 있지만, 노 내 벽면의 클로즈 업이 필요한 경우에는 줌 렌즈를 장착하는 등, 목적에 맞는 렌즈를 장착하여 촬영하는 것이 가능하다.

이 CCD 카메라(16)의 본체를 둘러싸도록 하여 그 주위에 열전도체(17)를 구성하는 4개의 알루미늄제의 열전도 블럭(17a~17d)이 배치되어 있다. 단, 바로 앞측의 열전도 블럭(17d)에 대해서는 내부 구성을 설명하는 편의상 떼어내어 있다.

열전도 블럭(17a~17d)의 각 외면에는 각각 열전 냉각 소자(18a~18d)(도면에 서는 18c 및 18d의 일부가 나타나 있음)가 밀착된 상태로 배치되어 있고, 열전도 블럭(17a~17d)의 주위를 바구니형상으로 덮고 있다.

도 3(b)에 있어서, 각 열전 냉각 소자(18a~18d)는 플레이트형상의 열전 냉각 소자를 2장 적층함으로써 구성되어 있고, 열전 냉각 소자(18a)를 대표로 설명하면 흡열면(18e)을 CCD 카메라(16)측을 향해서, 방열면(18f)을 냉각핀(19a)측을 향해서 배치하고 있다.

이와 같이 구성함으로써 CCD 카메라(16) 본체의 표면 온도는 열전도 블럭(17a~17d)을 통해 열전 냉각 소자군(18)에 의해 제어되게 된다.

열전도 블럭(17a~17d)으로 둘러싸이고 또한 열전 냉각 소자군(18)으로 둘러싸인 CCD 카메라(16)는 열전도부재로 이루어지는 각통형상의 하우징(19e) 내에 수납된다. 이 하우징(19e)의 외벽 각 면에는 냉각핀군(19)을 구성하고 있는 냉각핀(19a~19d)이 형성되어 있어 열전 냉각 소자군(18)의 발열을 방열하도록 되어 있다.

또한, 하우징(19e)의 내벽과 열전도 블럭(17a~17d)의 네 귀퉁이 사이에 생기는 작은 간극은 단열재(30)로 막혀 냉각용 공기(ca)가 냉각핀(19a~19d) 이외에 흐르지 않도록 되어 있다.

이와 같이 유닛화된 전자 냉각 장치가 부착된 카메라(이하 카메라 유닛으로 약칭함)(20)는 하우징(13) 내부의 앞측에 배치된다.

도 2로 돌아가 설명한다.

하우징(13) 내부의 앞측에는 하우징(13)의 각통부(13a) 각 내벽으로부터 소 정의 간극을 둔 상태로 한 단계 작은 각통형상의 칸막이부재(통형상의 단열부)(21)가 수납되어 있고, 이 칸막이부재(21)는 스테인리스제의 박판과 세라믹으로 구성되어 있다.

상기 간극은 냉각용 공기(ca)의 일부(ca₁)를 하우징 내벽을 따라 흘리기 위한 냉각 통로(Pa)로 되어 있다. 또한, 칸막이부재(21)와 하우징 내벽은 하우징 길이 방향을 따라 배치된 복수의 봉상 부재(도시하지 않음)에 의해 부분적으로 접속되어 있다.

이 칸막이부재(21) 내에 상기 카메라 유닛(20)이 수납되어 있다.

카메라 유닛(20)이 수납된 상태에서 냉각핀군(19)의 핀 외주단과 칸막이부재(21)의 내벽이 접속되어 냉각핀군(19)의 각 냉각핀의 간극에도 냉각용 공기(ca₂)가 흐르게 된다. 이들 냉각핀의 간극은 제 2 냉각 통로(Pb)(도 3(a) 참조)를 구성한다.

단, 냉각핀군(19)의 각 냉각핀은 칸막이부재(21)의 통축 방향을 향해 배치되어 있다.

또한, 상기 칸막이부재(21) 앞측 단부(흐름 방향 변경부)(21a)는 내측을 향해 L자형상이 되도록 하우징(13)의 통축 방향과 직교하는 방향으로 소정 길이 절곡되어 있고, 그 선단은 상하 및 좌우 모두 각도(θb)(도 4 참조)로 열린 테이퍼로 형성되어 있다. 이 각도(θb)는 CCD 카메라(16)의 렌즈(16a)의 화각(θa)보다 약간 넓게 설정되어 있다.

이 앞측 단부(21a)와 평행하게 카메라 유닛(20) 앞측 단부에는 플레이트형상의 필터 지지부재(22)가 배치되고, 이 필터 지지부재(22)의 중심에 뚫려 형성된 구멍부에 후술하는 필터군이 배치되어 있다.

또한, 도면 중 30은 CCD 카메라(16)의 본체 주위를 피복하고 있는 단열재이고, 냉각핀군(19)으로 통하는 방열 경로 이외를 단열하고 있다.

도 4는 관찰창 및 그 주변의 구조를 확대하여 나타낸 것이다.

동 도면에 있어서, 23은 내열 유리의 내측에 적외선 반사 필터를 중합한 복층 필터를 더 적층한 내열 유리이다.

이 내열 유리(23)로부터 간극(S)을 두고, 그 내측에 적외선 흡수 필터·적외선 반사 필터·내열 유리를 스페이서를 통해 조합(24~26) 배치함으로써 관찰창이 구성되어 있다. 이 내열 유리(26)에 대하여 CCD 카메라(16)의 렌즈(16a)가 대향되도록 되어 있다.

또한, 앞측 단부(21a)가 L자형상으로 절곡되어 있음으로써 냉각용 공기(ca₂)는 제 2 냉각 통로(Pb)를 통과한 후 그 방향이 90° 변경되고, 필터 지지부재(22)와 앞측 단부(21a) 사이의 간극(D)을 흘러 내열 유리(23)의 중심에서 합류되며, 외측을 향해 중앙부 개구(27)로부터 본체(13)의 외부로 방출된다.

또한, 필터 지지부재(22)와 앞측 단부(21a) 사이의 간극을 상향으로 흐르는 냉각용 공기(ca₃)는 내열 유리(23)의 전후 양측을 분기하여 흘러 하향으로 흐르는 냉각용 공기(ca₄)와 합류된다. 그로 인해, 내열 유리(23)를 그 양면으로부터 효율적 으로 냉각할 수 있음과 아울러 내열 유리(23)의 외면에 부착된 분진 등을 냉각용 공기(ca₃ 및 ca₄)에 의해 날려버릴 수 있도록 되어 있다.

또한, 냉각 통로(Pa)를 흐른 냉각용 공기(ca₁)는 전면판(13c)에 형성되어 있는 슬릿형상 개구(13d)(후술함)로부터 하우징(13)의 외부로 방출되도록 되어 있다.

도 5는 전면판(13c)에 형성된 슬릿형상 개구(13d)의 배치를 나타낸 것이다.

동 도면에 있어서, 슬릿형상 개구(13d)는 전면판(13c)의 상하 및 좌우에 합계 4개소 각각에 직사각형 개구를 나란히 설치한 상태로 배치되어 있다. 각 슬릿형상 개구(13d)에는 그 사이즈보다 약간 큰 사이즈를 갖는 띠판형상 부재로 이루어지는 커버(28)가 구비되어 있다.

이 커버(28)는 나사(29)를 느슨하게 함으로써 슬릿형상 개구(13d)의 길이 방향과 직교하는 방향(화살표(C) 방향)으로 이동시킬 수 있고, 그로 인해 슬릿형상 개구(13d)로부터 내뿜어지는 냉각용 공기(ca₁)의 유량을 조절할 수 있도록 되어 있다. 이로 인해, 장기 사용에 의해 냉각 공기량의 밸런스가 변화된 경우에도 상황에 맞춰 밸런스 조정이 가능해진다. 또한, 냉각 공기(ca₁)의 내뿜는 양의 측정은 관측 전에 측정되어 소정의 개방도로 설정된다.

도 4에 나타낸 중앙부 개구(27) 및 상기 슬릿형상 개구(13d)는 냉각용 공기(ca)가 냉각에 제공된 후 배출되는 배출부를 구성한다.

그런데, 냉각용 공기(ca)를 램 빔(2)의 선단측에 설치된 노 내 관찰 장치(5)에 공급하는 경우, 냉각용 공기(ca)를 공급하는 호스를 단열 배관(12) 내에 수납해 도 노 내 관찰 장치(5)에 도달한 시점에서 공급한 냉각용 공기(ca)의 온도는 100℃ 정도로 승온되어 버린다.

이와 같이 승온된 냉각용 공기(ca)가 하우징(13) 내에 도입되면 CCD 카메라(16)의 표면 온도를 상승시켜 버린다. CCD 카메라(16)의 동작 온도 범위는 통상 0~+40℃이기 때문에 100℃로 승온된 냉각용 공기(ca)의 온도를 60℃ 정도로 강하시킬 필요가 있다.

종래의 노 내 관찰 장치에는 냉각 수단으로서 관찰 장치 내에 열전 냉각 소자를 복수 배치한 것도 있지만, 이러한 종류의 관찰 장치는 열전 냉각 소자를 단지 장치 내벽에 부착하여 우선 CCD 카메라가 배치되어 있는 장치 내의 공간을 냉각시키고, 냉각된 분위기에 의해 간접적으로 CCD 카메라를 냉각시키는 것이기 때문에 60℃ 정도로 강하시키는 것은 불가능하다.

이에 대하여, 본 발명의 노 내 관찰 장치(5)에서는 CCD 카메라(16)에 대하여 열전도체(17)를 통해 열전 냉각 소자군(18)의 흡열측을 밀착시키고, 그 열전 냉각 소자군(18)의 방열측에 냉각핀군(19)을 부착하여 일체화시킴으로써 열전 냉각 소자군(18)을 고효율로 냉각 동작시키도록 구성하고 있다.

상기 열전 냉각 소자군(18)을 구성하고 있는 열전 냉각 소자(18a~18d)는 소형 열 펌프로서 기능하여 정밀한 국소 온도 조정이 가능한 전자 부품으로 이루어진다. 그 구성은 2장의 세라믹판과, 양 세라믹판 사이에 배치되는 n형·p형이 쌍으로 된 복수의 반도체 소자로 이루어지고, 리드선을 통해 통전되면 세라믹판의 한쪽 면이 흡열(냉각)되며, 반대 면이 방열(가열)되도록 되어 있다.

본 실시 형태에서는 냉각 효과를 높이기 위해 열전 냉각 소자를 2장 적층하여 사용하고 있다. 또한, 각 열전 냉각 소자(18a~18a)의 외형 치수(L×W×H)를 예시하면 40×40×7㎜이고, 흡열면과 방열면의 최대 온도차가 60℃ 이상인 것을 사용하고 있다.

냉각 동작을 구체적으로 설명하면, CCD 카메라(16)의 표면 온도를 열전대로 감시하고, 40℃를 넘어서는 경우에는 열전 냉각 소자군(18)을 ON 동작시킨다. 열전 냉각 소자군(18)을 ON 동작시키면 방열측 온도는 항상 소정의 온도로 유지되고 있는 냉각용 공기(ca)의 온도와 대략 같은 온도가 되기 때문에 열전 냉각 소자군(18)은 안정되게 CCD 카메라(16)를 냉각시킬 수 있다. 그로 인해, CCD 카메라(16)의 표면 온도를 40℃ 이하로 유지하는 것이 가능해지고, CCD 카메라(16)를 안정 동작시키는 것이 가능해진다.

또한, 도 2에 있어서 하우징(13) 외부로부터 노 내 관찰 장치(5) 내로 침입하는 열은 우선 하우징(13) 내벽에 부착되어 있는 단열재(14)에 의해 차단되고, 열의 일부가 그 단열재(14)를 통과해도 냉각 통로(Pa)를 흐르는 냉각용 공기(ca₁)에 의해 그 대부분이 빼앗긴다. 그 때문에, 제 2 냉각 통로(Pb)에 배치되어 있는 냉각핀군(19)을 통과하는 냉각용 공기(ca₂)에 미치는 영향은 적다.

다음으로, 상기 구성을 갖는 노 내 관찰 장치(5)의 동작에 대해 설명한다.

탄화실에서 건조 증류된 적열 코크스(51)를 노 밖으로 밀어내는 압출 작업에 있어서 노뚜껑이 벗겨지면, 도 1에 나타낸 압출 램(3)이 탄화실 내로 삽입되어 램 빔(2) 선단의 램 헤드(1)에 의해 적열 코크스가 밀려난다.

압출 램(3)이 탄화실 내를 이동해 갈 때 압출 램(3)의 삽입 방향과 반대 방향으로 설치되어 있는 노 내 관찰 장치(5)는 탄화실의 노벽을 압출기측으로부터 가이드차측을 향해 촬영하고, 그 화상 신호를 압출 램(3)의 위치 신호 정보와 관련시켜 상술한 컨트롤러에 출력한다.

노 내 관찰 장치(5)에는 냉각용 공기(ca)가 배관(12)을 통해 상시 공급되고 있고, 노 내 관찰 장치(5)에 공급된 냉각용 공기(ca)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 냉각 통로(Pa)와 제 2 냉각 통로(Pb)로 나뉘어 하우징(13) 내를 흐른다.

냉각 통로(Pa)를 흐르는 냉각용 공기(ca₁)는 하우징(13) 내벽에 부착된 단열재(14)을 통과하여 하우징(13) 내로 침입해 오는 열을 흡수하고, 열 교환에 제공된 냉각용 공기(ca₁)는 전면판(13c)에 형성된 슬릿형상 개구(13d)로부터 하우징(13) 외부로 방출된다.

카메라 유닛(20) 내의 CCD 카메라(16)는 그 주위에 배치된 열전도 블럭(17a~17d)을 통해 열전 냉각 소자(18a~18d)의 흡열측과 접촉되어 있기 때문에 열전 냉각 소자(18a~18d)가 온도 제어됨으로써 냉각된다.

또한, 열전 냉각 소자(18a~18d)의 발열은 냉각핀(19a~19d)에 전달되고, 이들 냉각핀(19a~19d)이 배치되어 있는 제 2 냉각 통로(Pb)에는 냉각용 공기(ca₂)가 상시 흐르고 있기 때문에 열전 냉각 소자(18a~18d)에 의해 생긴 발열은 그 냉각 공기(ca)에 의해 방열된다.

제 2 냉각 통로(Pb)를 통과하여 열 교환에 제공된 냉각용 공기(ca₂)는 또한 칸막이부재(21) 앞측 단부와 필터 지지부재(22)의 간극(D)(도 4 참조)을 흐름으로써 그 방향을 내열 유리(23)에 집중하는 방향으로 변환하고, 내열 유리(23)의 표면에 분진 등이 부착되는 것을 방지한다.

또한, 제 2 냉각 통로(Pb)를 통과한 냉각용 공기(ca₂)의 일부는 내열 유리(23)와 적외선 흡수 필터(24)(도 4 참조) 사이에 형성된 간극에도 흐르고, 그로 인해 내열 유리(23)를 효율적으로 냉각시키도록 되어 있다.

또한, 상기 노 내 관찰 장치(5)는 압출 램(3)에 의한 코크스 압출시(한쪽 방향만)에 동작시키는 것이어도 좋고, 또한 코크스 압출시와 압출 램(3)이 되돌아올 때(양 방향)에 동작시키는 것이어도 좋다.

본 발명의 노 내 관찰 장치는 코크스로, 전로, 소성로, 소각 보일러, 발전용 보일러, 그 밖의 고온의 노 내를 관찰하는 경우에 바람직하게 이용할 수 있다.

Claims (9)

1. 냉각용 공기의 도입부와 그 냉각용 공기가 냉각에 제공된 후 배출되는 배출부를 갖는 하우징과, 이 하우징 내의 상기 배출부 근방에 수납되는 촬상 장치를 갖고:

   상기 촬상 장치는

   촬상 소자;

   흡열면측이 상기 촬상 소자 본체의 주위를 감싼 상태로 배치되는 플레이트형상의 열전 냉각 소자;

   상기 촬상 소자 본체와 상기 열전 냉각 소자의 흡열면측의 간극을 메우는 열전도체; 및

   상기 열전 냉각 소자의 방열면측에 형성된 냉각핀을 일체화하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 노 내 관찰 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 촬상 장치는 통형상의 단열부에 수납된 상태로 상기 하우징 내에 수납되고, 상기 단열부 외벽과 상기 하우징 내벽 사이에 냉각용 공기를 흘리기 위한 냉각 통로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 노 내 관찰 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 하우징 내벽에 단열재가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 노 내 관찰 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 하우징의 앞면에 있어서 상기 촬상 소자의 렌즈와 대향되는 위치에 관찰창이 형성되고, 이 관찰창은 내열 유리와 적외선 흡수 필터와 적외선 반사 필터의 적층체로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 노 내 관찰 장치.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 냉각핀의 외주부는 상기 통형상의 단열부에 의해 둘러싸이고, 각 냉각핀의 간극은 냉각 공기를 흘리기 위한 제 2 냉각 통로를 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 노 내 관찰 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 하우징의 앞면에 있어서 상기 촬상 소자의 렌즈와 대향되는 위치에 관찰창이 형성되고, 또한 상기 통형상의 단열부에 있어서의 냉각용 공기의 흐름 방향의 하류측 단부에 상기 제 2 냉각 통로를 통과한 냉각용 공기의 흐름 방향을 상기 관찰창측을 향해 변경시키는 흐름 방향 변경부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 노 내 관찰 장치.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 노 내 관찰 장치를 코크스로에 배치되는 압출 램의 램 빔에 설치한 것을 특징으로 하는 노 내 관찰 장치가 부착된 압출 램.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 램 빔에 부설된 단열 배관 내에 냉각용 공기를 상기 노 내 관찰 장치에 공급하는 호스와, 상기 촬상 소자 및 열전 냉각 소자에 전원을 공급함과 아울러 촬영 화상을 출력하기 위한 케이블과, 상기 열전 냉각 소자의 온도 제어를 행하기 위한 제어 신호를 송신하는 케이블이 수납되어 있는 것을 특징으로 하는 노 내 관찰 장치가 부착된 압출 램.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 압출 램에 상기 냉각용 공기를 저류하기 위한 탱크와, 이 탱크 내의 냉각용 공기를 소정 압으로 유지하기 위한 컴프레서가 탑재되어 있는 것을 특징으로 하는 노 내 관찰 장치가 부착된 압출 램.

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