KR19990045712A - 로내부 관찰용 싸이트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로의 운용중 로내부를 육안으로 수시 관찰하여 로내부 상황에 신속히 대처하거나 온도를 제어함에 있어 판단의 기준이 될 수 있도록 하는 로내부 관찰용 싸이트에 관한 것으로, 로내부를 완전히 밀폐시킴과 동시에 적은 비용으로도 싸이트(Sight)를 운용할 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 선단에 투시공(9)이 형성되고, 외함은 티타늄 또는 스테인레스스틸재료를 이용하여 2중구조로서 로에 형성된 구멍(2)내에 밀폐되게 설치되며 외함의 2중 구조의 내부를 진공상태로 유지하는 하우징(8)과, 상기 하우징내에 착탈가능하게 설치된 렌즈 블럭(10)과, 상기 렌즈 블럭에 설치된 복수개의 대물렌즈(11) 및 대안렌즈(12)와, 상기 대안렌즈의 일측에 설치된 가시광선 차단필터(13) 및 적외선 선별적 투과필터(14)와, 상기 렌즈 블럭의 입구측에 설치된 스크린 렌즈(17)와, 상기 렌즈 블럭을 압축공기로 냉각시키는 냉각수단으로 구성하여, 비교적 간단한 구조로 밀폐된 로내부를 깨끗한 화상을 통해 육안으로 볼수 있으며, 또한 유지보수가 쉽고 가격이 저렴한 로내부 관찰용 싸이트를 제공하는데 있다.

Description

로내부 관찰용 싸이트

본발명은 고온의 로(爐)내부를 관찰하는 싸이트(Sight)에 관한 것으로서, 특히 로의 운용시 로내부를 육안으로 수시 관찰하여 그 내부의 상황에 따라 신속히 대처할 수 있음은 물론 온도를 제어하는데 판단의 기준이 될 수 있도록 하는 로내부 관찰용 싸이트에 관한 것이다.

일반적으로 산업용 로(Furnace)의 종류는 생산하는 제품에 따라 여러 종류로 대별된다.

예를 들어, 폐기물 등을 소각하는 산업용 소각로, 금속을 용해하는데 사용되는 제철소용 용광로, 유리를 용해하는데 사용되는 가스로, 시멘트로, 도자기로, 소성로 등이 있다.

이와 같은 여러 종류의 로에서 운용자의 공통된 요구들 중의 하나는 로의 운용중에 로내부를 깨끗한 화상으로 수시 관찰할 수 있느냐 하는 것이다.

로는 한번 작동(화입)되기 시작하면 특별한 고장이 발생되지 않는 한 일정 기간동안은 연속적으로 운용되므로 운용중 로내부를 수시로 관찰하여 로내의 상황을 점검하여야 한다.

산업용 로의 내부를 관찰하는 방법으로는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 로벽(1)에 일정 크기의 구멍(2)을 형성하고 상기 구멍의 입구에는 도어(3)를 개폐가능하게 설치하여 필요에 따라 운용자가 닫혀있던 도어(3)를 열은 다음 구멍(2)을 통해 육안으로 로내부 상황을 확인하는 것이 보편화되어 있다.

이러한 방법은 현재 운용중인 로의 약 70%이상을 차지하고 있는데, 상기한 바와 같이 육안으로 로내부를 관찰할 때, 시력을 보호하고 강한 가시광선을 차단하기 위해 적외선 유리(4)가 부착된 별도의 얼굴가리개(5)를 사용하여야 된다.

그러나 이러한 방법은 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 로벽에 구멍이 형성되므로 인해 열효율이 떨어지고 , 또한 외부로 부터 공기가 유입되어 연소 혼합비율의 변동을 초래한다.

둘째, 로내부의 관찰시 로에서 불똥이 튀어 운용자가 화상을 입을 우려가 있다.

셋째, 강한 열과 광선을 차단하고 정선된 화상을 보기 위해 반드시 얼굴가리개를 사용하여야 되는 불편함이 수반된다.

넷째, 로벽 구멍의 크기가 작고 로벽이 두꺼우므로 육안으로 들여다 볼 수 있는 시야각이 좁으므로 볼 수 있는 부분이 극히 일부로 한정된다.

적은 비용부담으로 상기한 문제점을 개선하기 위해 도 3 및 도 4와 같은 방법을 적용하고 있다.

도 3 및 도 4는 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 로벽(1)에 창문(6)을 설치하여 상기 창문을 통해 로내부의 상황을 관찰하는 방법이다.

이러한 방법은 로내부의 온도가 비교적 높지 않은 타입의 로에 주로 사용되고 있는데, 이 때 창문에 설치되는 유리는 열에 강한 석영성분이 많이 포함되어야 하고, 또한 두꺼워야 된다.

그러나 이러한 방법 또한 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 유리자체가 열에 강하지만, 마모와 부식에는 약하여 시간이 흐름에 따라 유리자체의 투명도가 떨어지게 되므로 화상이 좋지 않게 나타나게 된다.

둘째, 유리에 충격이 가해질 경우 쉽게 파손된다.

셋째, 일 실시예와 마찬가지로 시야각이 좁아서 로내부의 극히 일부분만 관찰 가능하다.

상기한 문제점 등으로 인해 대형로 또는 온도를 정밀하게 제어할 필요가 있는 로의 경우에는 도 5와 같은 싸이트를 사용하게 된다.

도 5는 종래의 또 다른 실시예를 나타낸 종단면도로서, 상기 방법은 렌즈 튜브라고 하는 영상장비를 로내에 집어 넣고 모니터를 통해 로내부를 관찰하는 방법이다.

그 구성을 살펴보면, 로벽(1)에 형성된 구멍(2)으로 로내부에 위치되게 렌즈 튜브(7)를 설치하여 상기 렌즈 튜브를 통해 로내부를 관찰하는데, 상기 렌즈 튜브(7)는 고온의 로내부에 위치되므로 에어 콤프레셔, 물 등을 이용한 냉각장치 및 로내부의 온도가 설정된 온도 이상일 때, 동작하는 리트랙트 씨스템(Retract System)이 반드시 구비되어야 한다.

이는, 고가의 렌즈 튜브(7)가 고온에 의해 파손되는 현상을 미연에 방지하기 위함이다.

그러나 이러한 렌즈 튜브(7)를 이용한 싸이트는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 세트당 가격이 매우 비싸다(한화로 약 5,000 - 1억원 정도).

둘째, 냉각장치 및 리트랙트 씨스템이 고장날 경우 고가의 장비가 전부 소손되므로 운용에 따른 유지 보수비가 많이 소요된다.

셋째, 로내부에 설치되는 설치물들이 매우 복잡하다.

넷째, 로의 로칼(Local)운용자는 현장에서의 영상 파악이 불가능하다.

다섯째, 렌즈 튜브의 냉각에 필요한 부품이 너무 복잡하여 고장이 발생될 우려가 높을 뿐만 아니라, 유지보수가 힘들다.

여섯째, 로내부와의 완전 밀폐가 불가능하므로 로내의 압력변화에 의한 데미지를 집중적으로 받을 가능성이 많다.

본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 로내부를 완전히 밀폐시킴과 동시에 적은 비용으로도 싸이트를 운용할 수 있는 로내부 관찰용 싸이트를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 선단에 투시공이 형성되고, 2중으로 형성되어 로에 형성된 구멍내에 밀폐되게 설치되며, 2중으로 형성된 내부는 진공상태를 유지하는 하우징과, 상기 하우징내에 착탈가능하게 설치된 렌즈 블럭과, 상기 렌즈 블럭에 설치된 복수개의 대물렌즈 및 대안렌즈와, 상기 대안렌즈의 일측에 설치된 가시광선 차단필터 및 적외선 선별적 투과필터와, 상기 렌즈 블럭의 입구측에 설치된 스크린 렌즈와, 상기 렌즈 블럭을 압축공기로 냉각시키는 냉각수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 일 실시예를 나타낸 개략도

도 2는 도 1의 A - A선 단면도

도 3은 종래의 다른 실시예를 나타낸 개략도

도 4는 도 3의 B - B선 단면도

도 5는 종래의 또 다른 실시예를 나타낸 종단면도

도 6은 본 발명의 요부를 나타낸 종단면도

도 7은 도 6의 정면도

도 8은 도 6의 "C"부 상세도

도 9는 노즐의 동작을 설명하기 위한 설명도

도 10은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 개략도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

8 : 하우징 9 : 투시공

10 : 렌즈 블럭 11 : 대물렌즈

12 : 대안렌즈 13 : 가시광선 차단필터

14 : 적외선 선별적 투과필터 15 : 단열재

16 : 렌즈블럭 고정볼트 17 : 스크린 렌즈

22 : 노즐 23 : 냉각핀

25 : 차광부재

이하, 본 발명을 일 실시예로 도시한 도 6 내지 도 10을 참고하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 6은 본 발명의 요부를 나타낸 종단면도이고 도 7은 도 6의 정면도이며 도 8은 도 6의 "C"부를 나타내는 상세도로서, 본 발명은 로벽(1)에 형성된 구멍(2)내에 밀폐되게 설치되는 하우징(8) 외함이 2중으로 형성되어 그 내부가 진공상태를 유지하고 있고 선단에는 로내부를 관찰하기 위해 바늘구멍과 같이 매우 작은 투시공(9)이 형성되어 있다.

상기 하우징(8) 외함을 2중으로 형성하여 그 내부를 진공상태로 유지하는 이유는 고온의 열이 하우징의 내부로 전달되는 현상을 최소화하기 위함이다.

또한, 하우징(8)의 재질은 열전도도 및 팽창률이 낮으며 부식에 매우 강한 티타늄(Titauim) 또는 스테인레스스틸(SUS)의 재질로 되어 있다.

그리고 상기 하우징(8)의 내부에 렌즈 블럭(10)이 착탈가능하게 설치되어 있고 상기 렌즈 블럭의 내부에는 대물렌즈(11) 및 대안렌즈(12)가 설치되어 있으며 상기 대안렌즈의 일측에는 가시광선 차단필터(13) 및 적외선 선별적 투과필터(14)가 차례로 배열되어 있다.

상기 대물렌즈(11) 및 대안렌즈(12)를 구비한 것은 대물렌즈(11)에서 바늘구멍만한 투시공(9)을 통하여 로내의 불꽃 화상을 반전시켜 대안렌즈(12)로 전달하면 상기한 대안렌스(12)가 반전된 화상을 다시 바로잡아 정립된 화상으로 만든 다음 가시광선 차단필터(13) 및 적외선 선별적 투과필터(14)를 통해 스크린 렌즈(17)로 보내기 위함이다.

이에따라 화상이 100%이상 확대되어 육안으로 식별하기 용이하게 스크린 렌즈(17)를 통해 투영된다.

상기 렌즈 블럭(10)은 단열재(15)에 의해 실링(sealing)되도록 렌즈블럭 고정보울트(16)로 하우징(8)에 체결되어 있다.

이때, 상기 하우징(8)과 렌즈 블럭(10)의 접촉면 실링은 단열재(15)로 한정시켰으며, 상기 단열재(15)를 적용하여 열전도도를 최소화하였다.

또한, 상기 렌즈 블럭(10)의 입구측에는 스크린 렌즈(17)가 고정되어 있는데, 상기 스크린 렌즈(17)는 도 8에 나타낸 바와 같이 렌즈 블럭(10)에 형성된 요입홈(18)내에 기밀이 유지되게 고정된다.

상기 렌즈 블럭(10)에는 하우징(8)의 내부로 낮은 온도의 공기를 분사하여 냉각시키는 냉각수단이 구비되어 있다.

상기 냉각수단은 도 7에 나타낸 바와 같이 렌즈 블럭(10)에 서로 통하여 지도록 형성된 에어라인(19)과, 상기 에어라인상에 연결된 입력 에어 콤프레셔(20) 및 출력 에어 콤프레셔(21)와, 상기 하우징내에 위치된 렌즈 블럭의 냉각을 위해 에어라인상에 설치된 복수개의 노즐(22)로 구성되어 있다.

상기 노즐(22)은 렌즈 블럭(10)의 외측에 위치되게 도 7과 같이 배열되어 있다.

상기 렌즈 블럭(10)의 외주면에는 압축공기의 분사시 냉각효율을 증대시키기 위한 복수개의 냉각핀(23)이 형성되어 있는데, 냉각핀(23)은 에어분사방향으로 향하도록 경사지게 형성되어 있다.

이는, 냉각핀(23)에 보다 많은 공기가 오랫동안 접촉되도록 하므로써 냉각효율의 증대를 꾀하기 위함이다.

또한, 압축공기를 분사하는 노즐(22)은 도 9와 같이 출구에 매우 작은 분사공(22a)이 형성되어 있는데, 이에 따라 분사되는 에어의 온도를 약 50% 정도 낮출 수 있게 된다.

입력 에어 콤프레셔(20)의 에어 분사량보다 출력 에어 콤프레셔(21)의 출력 에어량이 약 30% 정도 작도록 설정되어 있다.

이는, 약 30% 의 에어량이 투시공(9)을 통해 로내부로 분사되도록 하여 로내의 고온 및 분진 등이 투시공(9)을 통해 하우징(8)의 내부로 유입되지 않도록 하기 위함이다.

본 발명의 운용시 전원이 차단되어 입력 또는 출력 콤프레셔(20)(21)의 구동이 중단된 상태로 오랫동안 방치하면 냉각수단의 작동중지로 인해 렌즈 블럭(10)내의 렌즈가 고열에 의해 파손될 우려가 있으므로 상기 각 콤프레셔의 전원은 무정전 공급장치(UPS)를 통해 공급하는 것이 안정성 측면에서 보다 바람직하다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 개략도로서, 하우징(8)의 선단에 형성되는 투시공(9)이 하우징(8)의 선단하부에 위치되어 있고 렌즈 블럭(10)의 최선단에 위치된 대물렌즈(11)의 상측으로는 프리즘(24)이 위치되어 운용자가 프리즘을 통해 싸이트의 정면 관찰을 기준으로 좌우상하 각각 45도로 투영하여 로내부를 관찰할 수 있도록 구성된 것이다.

또한, 하우징(8)의 선단에 위치하는 스크린 렌즈(17)의 외주면에 외부의 광원에 의해 투영된 화상이 흐려보이지 않게 차광부재(25)가 설치되어 있다.

이는, 스크린 렌즈(17)에 최종 투영되는 로내부의 화상을 작업자가 직접 식별할 때, 로내부의 화상이 햇빛이나, 그 밖의 광원에 의해 장애를 받지 않도록 하기 위함으로, 상기 차광부재(25)는 햇빛이나, 그 밖의 광원을 충분히 차단할 수 있도록 스크린 렌즈(17)보다 약 10cm 정도 더 길게 형성하고, 그 재질은 내구성을 감안하여 내열성이 우수한 티타늄이나 스테인레스스틸로 형성하는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 종래의 싸이트에 비하여 다음과 같은 장점을 갖는다.

첫째, 로내부 관찰용 사이트에 의해 로내부를 완전히 밀폐하여 로내부를 관찰할 수 있으므로 로의 열손실을 대폭 줄일 수 있어 열효율의 증대를 꾀할 수 있다.

둘째, 로내 관찰용 싸이트의 운용에 따른 여려움 즉, 유지보수 및 관리가 용이하며 렌즈 블럭내의 렌즈가 파손되더라도 해당 렌즈만을 교체하면 되므로 렌즈의 교체에 따른 비용 또한 절감할 수 있게 된다.

셋째, 종래의 로내부 관찰수단들 보다 간단한 구성 및 설치를 통하여 육안으로 로내부의 적정성을 쉽고도 정확하게 파악할 수 있어 로운용을 안정적으로 실시할 수 있다.

넷째, 모든 산업로에 적용이 가능하여 비교적 저렴한 가격에 보급이 용이하며 산업로 산업 전반에 걸쳐 적용시킬 수 있으므로 산업로 산업을 크게 발전시킬 수 있는 등 유용한 발명인 것이다.

Claims (7)

1. 선단에 투시공이 형성되고, 외함이 2중으로 형성되어 로벽에 형성된 구멍내에 밀폐되게 설치되며, 2중으로 형성된 외함 사이의 내부는 진공상태를 유지하는 하우징과;

   상기 하우징내에 착탈가능하게 설치된 렌즈 블럭과;

   상기 렌즈 블럭에 설치된 복수개의 대물렌즈 및 대안렌즈와;

   상기 대안렌즈의 일측에 설치된 가시광선 차단필터 및 적외선 선별적 투과필터와;

   상기 렌즈 블럭의 입구측에 설치되는 스크린 렌즈와;

   상기 렌즈 블럭을 압축공기로 냉각시키는 냉각수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 로내부 관찰용 싸이트.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 냉각수단은 렌즈 블럭에 서로 통하여지도록 형성된 에어라인과; 상기 에어라인상에 연결된 입력 에어 콤프레셔 및 출력 에어 콤프레셔와; 상기 하우징내에 위치된 렌즈 블럭의 냉각을 위해 에어라인상에 설치된 복수개의 노즐;로 구성된 것을 특징으로 하는 로내부 관찰용 싸이트.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 렌즈 블럭의 외주면에 압축공기의 분사방향을 향하도록 비닐모양의 냉각핀을 형성시킨 것을 특징으로 하는 로내부 관찰용 싸이트.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 하우징이 열전도도 및 열팽창률이 낮고 내부식성이 높은 티타늄 또는 스테인레스스틸재질로 형성된 것을 특징으로 하는 로내부 관찰용 싸이트.
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 에어의 입력량보다 출력량이 30% 적게 설정되어 30%가 투시공을 통해 로내부로 분사되도록 구성된 것을 특징으로 하는 로내부 관찰용 싸이트.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 스크린 렌즈에 투영되는 화상이 외부광선에 영향을 받지 않토록 차광부재를 설치한 것을 특징으로 하는 로내부 관찰용 싸이트.
7. 청구항 1에 있어서,

   상기 렌즈 블럭의 최선단에 위치된 대물렌즈의 상측에 프리즘을 설치하여 운용자가 프리즘을 통해 싸이트의 정면 관찰을 기준으로 좌우상하 각각 45도로 투영하여 로내부를 관찰할 수 있도록 한 특징으로 하는 로내부 관찰용 시스템.