TWM537201U - 高溫爐爐內攝影系統 - Google Patents

Description

高溫爐爐內攝影系統

本新型是有關於一種攝影系統，特別是指一種可用於拍攝高溫爐內部的運作狀況的高溫爐爐內攝影系統。

高溫爐運作時，會利用攝影機拍攝爐內影像，以監控爐內燃燒狀態。而一般為了避免爐內攝影機因高溫損壞，常需將攝影機置於一冷卻模組內以冷卻空氣噴吹，並於冷卻模組前端觀察窗爐內側形成冷卻氣膜以阻絕爐內高溫，但也導致冷卻空氣大多直接噴入爐膛內，冷卻空氣會影響爐氛，尤其當攝影機裝設於接近火焰處時，更會影響火焰與燃燒特性。此外，於起爐階段，因觀察窗與爐氛溫差過大，爐氛中水氣容易於觀察窗上凝結起霧，造成拍攝監測效果不佳。基於上述缺失，有必要提出改良解決之道。

因此，本新型之目的，即在提供一種能避免影響爐氛與火焰，且拍攝監測效果佳的高溫爐爐內攝影系統。

於是，本新型高溫爐爐內攝影系統，適用於拍攝該高溫爐內部，該高溫爐界定出一個爐內空間，該高溫爐爐內攝影系統包含一個界定出一個容室的外殼、一個安裝於該容室並朝向該爐內空間的影像擷取模組、一個冷卻模組，及一個恆溫模組。

該冷卻模組包括二個前後間隔並位於該影像擷取模組與該爐內空間之間的耐熱玻璃、一個位於該等耐熱玻璃間的冷卻空間，以及一個延伸於該影像擷取模組周圍並通過該冷卻空間的冷卻管路，該冷卻管路能供一冷卻流體流通，該冷卻流體是以閉迴路循環的方式流動。該恆溫模組連接該冷卻管路，並用於維持該冷卻流體的溫度，使該溫度不小於該高溫爐爐氛的露點溫度，且不大於該冷卻流體的沸騰溫度。

本新型之功效在於：藉由該等耐熱玻璃隔出該冷卻空間，並供該冷卻流體流動於其中，形成三明治之冷卻結構，可以有效隔絕高溫爐之輻射熱，保護該影像擷取模組。該冷卻流體為閉迴路循環的方式流動，不會噴進該爐內空間，可避免影響爐氛與火焰。再搭配該恆溫模組控制該冷卻流體的溫度，可避免耐熱玻璃起霧，達到良好的拍攝監測效果。

參閱圖1、2、3，本新型高溫爐爐內攝影系統之一實施例，適用於拍攝該高溫爐1的內部運作情況。該高溫爐1包含一個高溫爐鐵殼11、一個用於固定本實施例之系統的窺視孔法蘭12，以及一個以耐火材製成的爐壁13，該爐壁13界定出一個用於進行燃燒作業之爐內空間111。本實施例的高溫爐爐內攝影系統包含一個外殼2、一個支架3、一個影像擷取模組4、一個冷卻模組5、一個恆溫模組6、一個濾光鏡7、一個送風模組8，以及一個監控模組9。

該外殼2前側局部伸入該高溫爐1的爐內空間111，該外殼2大致呈中空管柱狀，並包括一個朝向該爐內空間111且呈環形的安裝壁21、一個間隔地位於該安裝壁21後側的端壁22，以及一個自該安裝壁21朝該端壁22延伸連接的圍壁23，該圍壁23與該安裝壁21、該端壁22共同界定一容室20。該外殼2與該高溫爐1間可以透過螺絲鎖固或其他種固定方式相結合。

該支架3的一端固定於該外殼2的該端壁22上，並自該端壁22朝該安裝壁21延伸。該支架3的結構無特殊限制，只要能供該影像擷取模組4架設安裝即可。

該影像擷取模組4安裝於該支架3前側，並位於該容室20前端處。該影像擷取模組4包括一個與該支架3結合的本體41、一個位於該本體41前側且朝向該爐內空間111的鏡頭42，以及一個設置於該本體41的無線訊號發射器43。該無線訊號發射器43用於將該鏡頭42拍攝到的影像訊號，利用無線傳輸方式傳送給該監控模組9。但於實施時，該影像擷取模組4與該監控模組9間也可以採用有線方式傳送訊號。此外，可將一電力單元44連接該影像擷取模組4，以提供電力。該電力單元44可以電連接於該影像擷取模組4外部，也可以是一內建的電池。

該冷卻模組5包括二個前後間隔並位於該影像擷取模組4與該爐內空間111間的耐熱玻璃51、一個位於該等耐熱玻璃51間的冷卻空間52、四個墊圈531、532、一個冷卻管路54，以及一個連接該冷卻管路54的幫浦55。

該等耐熱玻璃51嵌裝於該外殼2的該安裝壁21上，而且彼此間隔進而界定出該冷卻空間52。該等耐熱玻璃51可耐受該高溫爐1運作時產生的高溫，並能將該爐內空間111與該影像擷取模組4完全隔開，以避免高溫爐1的高溫損傷該影像擷取模組4。該等墊圈531、532分別塞裝於該等耐熱玻璃51與該安裝壁21間，可確保耐熱玻璃51與該安裝壁21間的結合穩固性與密封性，同時也確保該冷卻空間52的密封性。其中該等墊圈531較為靠近該爐內空間111，可以使用耐熱墊圈，該等墊圈532較遠離該爐內空間111，可以使用一般墊圈。

該冷卻管路54局部伸入該外殼2的容室20中，局部位於該外殼2之外。該冷卻管路54大致沿著該外殼2的圍壁23與安裝壁21延伸，並且延伸於該影像擷取模組4周圍且通過該冷卻空間52。該冷卻管路54能供一冷卻流體流通，因此該冷卻流體會流動於該等耐熱玻璃51間，該冷卻流體是以閉迴路循環的方式流動，而且因為該等耐熱玻璃51的阻隔，使該冷卻流體不會流入該爐內空間111。該冷卻流體可以是液體或氣體，在本實施例中是使用水。該幫浦55可用於將該冷卻流體泵送到該冷卻管路54中進行冷卻循環運作。

該恆溫模組6設置於該外殼2外部，並且連接該冷卻管路54。該恆溫模組6包括一個能用於加熱的加熱件61，以及一個用於降溫以進行溫控的冷卻件62，該恆溫模組6用於維持該冷卻流體的溫度，使該溫度不小於該高溫爐1爐氛的露點溫度，且不大於該冷卻流體的沸騰溫度。其中，由於冷卻流體溫度過低時，例如若為一般室溫20幾℃時，此時與該高溫爐1內的溫度落差較大，會造成高溫爐一開始開爐使用時，面向該高溫爐1的該耐熱玻璃51表面有水氣凝結而起霧，導致該影像擷取模組4無法拍攝影像，因此本新型限制該溫度不小於該高溫爐1爐氛的露點溫度，於高溫爐一開始開爐使用時，可避免水氣凝結而造成的起霧問題。在本實施例中，該恆溫模組6於高溫爐開爐時，控制該冷卻流體之水溫維持在60℃，待爐內溫度升高後可以利用該冷卻件62降低冷卻流體水溫，該冷卻件62的運作原理，例如可利用冷媒吸收冷卻流體熱量而降溫。藉由該加熱件61與該冷卻件62搭配，可以更有效地控制該冷卻流體水溫。

該濾光鏡7位於該影像擷取模組4與該等耐熱玻璃51間，可用於過濾部分不想要的光線。例如，高溫爐1燃燒運作時會呈現火紅顏色，導致拍攝出的影像較紅，故該濾光鏡7可採用能過濾部分波段的濾光鏡7，以將高溫爐1燃燒產生的特定波段光線過濾，以拍攝所需之影像。

該送風模組8包括一用於輸出空氣的空壓機81、一個連接該空壓機81並延伸至該影像擷取模組4周遭的輸氣管82，以及連接於該輸氣管82管路上的一個球閥83與一個調壓閥84。該輸氣管82可將該空壓機81輸送而來的空氣吹向該影像擷取模組4，以冷卻該影像擷取模組4。該球閥83具有開關功能，用於控制該空壓機81是否輸出空氣。該調壓閥84可調節輸出空氣的流量大小，以控制吹送到該影像擷取模組4的氣流強弱。

該監控模組9包括一個顯示器91，以及一個訊號連接該顯示器91與該無線訊號發射器43的無線訊號接收器92。該無線訊號接收器92可接收該無線訊號發射器43傳送而來的影像訊號，並控制該顯示器91顯示該影像擷取模組4拍攝到的影像。

本新型使用時，透過該影像擷取模組4拍攝該高溫爐1內的影像，再由該監控模組9播放影像，以供使用者監控該高溫爐1爐內火焰型態與燃燒狀態。其中，該冷卻模組5與該恆溫模組6搭配，持續提供維持在一定溫度範圍內的冷卻流體，藉由該冷卻流體吸收高溫爐1之輻射熱，可達到隔離熱的效果。此外可再透過該送風模組8朝該影像擷取模組4吹送空氣，以進一步輔助降溫。而且本實施例採用水作為冷卻流體，由於水對於紅外線有一定的吸收率，故冷卻流體採用水可以減輕拍攝影像偏紅的問題，再搭配該濾光鏡7效果更佳。

綜上所述，藉由該冷卻模組5的該等耐熱玻璃51隔出該冷卻空間52，並供該冷卻流體流動於其中，形成三明治之冷卻結構，可以有效隔絕高溫爐1之輻射熱，保護該影像擷取模組4。同時又因為該冷卻流體為閉迴路循環的方式流動，不會噴進該爐內空間111，使本新型可在不影響爐氛與火焰下長時間監測高溫爐1內的火焰型態，並能適用於需精確控制爐氛之燃燒爐，如純氧燃燒爐。再搭配該恆溫模組6控制該冷卻流體的溫度，可避免耐熱玻璃51起霧，從而使該影像擷取模組4拍攝的影像品質佳，達到良好的拍攝監測效果。

惟以上所述者，僅為本新型之實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，凡是依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧高溫爐
11‧‧‧高溫爐鐵殼
12‧‧‧窺視孔法蘭
13‧‧‧爐壁
111‧‧‧爐內空間
2‧‧‧外殼
20‧‧‧容室
21‧‧‧安裝壁
22‧‧‧端壁
23‧‧‧圍壁
3‧‧‧支架
4‧‧‧影像擷取模組
41‧‧‧本體
42‧‧‧鏡頭
43‧‧‧無線訊號發射器
44‧‧‧電力單元
5‧‧‧冷卻模組
51‧‧‧耐熱玻璃
52‧‧‧冷卻空間
531‧‧‧墊圈
532‧‧‧墊圈
54‧‧‧冷卻管路
55‧‧‧幫浦
6‧‧‧恆溫模組
61‧‧‧加熱件
62‧‧‧冷卻件
7‧‧‧濾光鏡
8‧‧‧送風模組
81‧‧‧空壓機
82‧‧‧輸氣管
83‧‧‧球閥
84‧‧‧調壓閥
9‧‧‧監控模組
91‧‧‧顯示器
92‧‧‧無線訊號接收器

本新型之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是本新型高溫爐爐內攝影系統的一實施例的一示意圖； 圖2是圖1的局部放大圖；及 圖3是該實施例的部分元件的一功能方塊圖。

2‧‧‧外殼

20‧‧‧容室

21‧‧‧安裝壁

23‧‧‧圍壁

4‧‧‧影像擷取模組

41‧‧‧本體

42‧‧‧鏡頭

5‧‧‧冷卻模組

51‧‧‧耐熱玻璃

52‧‧‧冷卻空間

531‧‧‧墊圈

532‧‧‧墊圈

54‧‧‧冷卻管路

7‧‧‧濾光鏡

Claims (7)

1. 一種高溫爐爐內攝影系統，適用於拍攝該高溫爐內部，該高溫爐界定出一個爐內空間，該高溫爐爐內攝影系統包含： 一個外殼，界定出一個容室； 一個影像擷取模組，安裝於該容室，並朝向該爐內空間； 一個冷卻模組，包括二個前後間隔並位於該影像擷取模組與該爐內空間之間的耐熱玻璃、一個位於該等耐熱玻璃間的冷卻空間，以及一個延伸於該影像擷取模組周圍並通過該冷卻空間的冷卻管路，該冷卻管路能供一冷卻流體流通，該冷卻流體是以閉迴路循環的方式流動；及 一個恆溫模組，連接該冷卻管路，並用於維持該冷卻流體的溫度，使該溫度不小於該高溫爐爐氛的露點溫度，且不大於該冷卻流體的沸騰溫度。
2. 如請求項1所述的高溫爐爐內攝影系統，其中，該外殼包括一個朝向該爐內空間且呈環形的安裝壁、一個間隔地位於該安裝壁後側的端壁，以及一個自該安裝壁朝該端壁延伸連接的圍壁，該圍壁與該安裝壁、該端壁共同界定該容室，該冷卻模組的該等耐熱玻璃固定於該安裝壁上，該冷卻模組還包括四個分別塞裝於該等耐熱玻璃與該安裝壁間的墊圈，且該等墊圈之其中兩個靠近該爐內空間的所述墊圈為耐熱墊圈。
3. 如請求項2所述的高溫爐爐內攝影系統，還包含一個自該外殼的該端壁朝該安裝壁延伸，並供該影像擷取模組架設的支架。
4. 如請求項1所述的高溫爐爐內攝影系統，還包含一個位於該影像擷取模組與該等耐熱玻璃間的濾光鏡。
5. 如請求項1所述的高溫爐爐內攝影系統，其中，該冷卻流體為水，該恆溫模組包括一個能用於加熱的加熱件，以及一個用於降溫以進行溫控的冷卻件。
6. 如請求項1所述的高溫爐爐內攝影系統，還包含一個送風模組，該送風模組包括一個用於輸出空氣的空壓機，以及一個連接該空壓機並延伸至該影像擷取模組周遭的輸氣管，該輸氣管可將該空壓機輸送而來的空氣吹向該影像擷取模組。
7. 如請求項1所述的高溫爐爐內攝影系統，其中，該影像擷取模組包括一個無線訊號發射器，該高溫爐爐內攝影系統還包含一個監控模組，該監控模組包括一個顯示器，以及一個訊號連接該顯示器與該無線訊號發射器的無線訊號接收器，該無線訊號接收器可接收該無線訊號發射器傳送而來的影像訊號，並控制該顯示器顯示該影像擷取模組拍攝到的影像。