JPH064725U - 耐熱耐圧ファイバスコープ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高温高圧の観察雰囲気流体の外部への流出に
対する安全性を向上させるとともに、製造を容易にし、
再利用もできるようにする。 【構成】 耐圧透明光学窓１１、１２を有する外装管１
内に、保護管に入れられたライトガイド部２及びイメー
ジファイバ部３を配置し、上記の透明窓を第１の圧力隔
壁部とする。ライトガイド部２及びイメージファイバ部
３を貫通・封着した金属ブロック４１を、外装管１内の
仕切壁１３にねじ込んだ中空ボルト４２に袋ナット４５
で締め付けて封着することによって第２の圧力隔壁部４
を形成し、袋ナット４５をゆるめて固定を解除すること
により外装管１に対してライトガイド部２及びイメージ
ファイバ部３を有する金属ブロック４１を取り外すこと
ができるようにする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、高温高圧下にあるボイラーなどの内部における流体の挙動等の観 察に用いられる耐熱耐圧ファイバスコープに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、ボイラーの内部などの高温高圧下で流体の挙動等を観察する場合、常温 下での使用を前提としたペリスコープや工業用ファイバスコープなどを用い、こ れを強制冷却している。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来では常温用のファイバスコープなどを用いるので、耐熱性 や耐圧性に問題があるばかりでなく、強制冷却装置が必要なため装置が大型化す るという問題もある。

【０００４】 この考案は、上記に鑑み、強制冷却装置を必要とすることなく、耐熱性及び耐 圧性を高めるとともに、観察雰囲気流体の外部への流出に対する安全性を向上さ せ、さらに製造の容易性、再利用（リサイクル）可能性をも考慮した、耐熱耐圧 ファイバスコープを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するため、この考案による耐熱耐圧ファイバスコープでは、 耐圧透明光学窓を有する外装管内に、画像伝送用イメージファイバが挿入された 保護管と照明用の光を伝達する光ファイバが挿入された保護管とを配置し、上記 の耐圧透明光学窓を第１の圧力隔壁部とする。保護管は金属ブロックを貫通した 状態でこの金属ブロックに封着されており、金属ブロックはかしめ固定機構によ り外装管の内部で着脱自在に封着される。このように金属ブロックが外装管の内 部で封着されることにより第２の圧力隔壁部が形成される。

【０００６】

【作用】

光学窓及び画像伝送用イメージファイバによって外装管外部の高温高圧流体な どの観察が可能となる。第１、第２の圧力隔壁部により、その観察高温高圧流体 が阻止されるため安全性が高められている。第２の圧力隔壁部は金属ブロックを 外装管内部にかしめ固定することにより形成されており、そのかしめ固定機構は 着脱自在であるため、金属ブロックを外装管から取り外すこともできる。そのた め、保護管を金属ブロックに貫通させて封着し、その保護管内にイメージファイ バを入れるという組み立てを外装管の外部で行なった後、その金属ブロックを外 装管内にかしめ固定できるので、製造が容易になる。また、イメージファイバが 破壊されたときには金属ブロックを外装管から取り外し、新たなものと交換する ことによって外装管を再利用することが可能となる。

【０００７】

【実施例】

以下、この考案の一実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。図１ はこの考案の一実施例の全体を示すもので、この図に示すように、耐熱性及び耐 圧性に優れる金属からなる円筒パイプ状の外装管１内に、ライトガイド部２とイ メージファイバ部３とを収納している。外装管１の先端（図では右端）には２つ の開口が設けられており、そのそれぞれに耐圧透明光学窓１１、１２がろう付け により封着されている。これらの光学窓１１、１２は、石英ガラスやサファイア などの透明で硬質な材料からなる。これらの光学窓１１、１２は外装管１の先端 を気密に閉じ、外装管１を高温高圧の観察環境に挿入した場合にも、その観察雰 囲気の高温高圧流体がその内部に侵入することを防ぐ第１の圧力隔壁として機能 する。

【０００８】 外装管１の材料としては、鋼、ステンレス鋼、銅合金などの通常の金属材料で よいが、光学窓１１、１２を形成するガラス等の光学材料との熱膨張率の差が少 ない金属材料、たとえばコバールなどの材料が適している。また、外装管１の形 状としては、この実施例では上記のように円筒パイプ状としているが、これに限 らず、角型筒状など、筒形状のものであればどのようなものも使用可能である。

【０００９】 この外装管１の内部のライトガイド部２及びイメージファイバ部３は、第２の 圧力隔壁部４をなす金属ブロック４１に挿通してこれにより保持されている。金 属ブロック４１は、外装管１の仕切壁１３にねじ込まれた中空ボルト４２に、袋 ナット４５を締め付けることにより、封着されている。ライトガイド部２はその 先端に投光レンズ部２１が取り付けられ、後端には光ファイババンドル２２が接 続されている。イメージファイバ部３の先端には対物レンズ部３１が、後端には 接眼レンズ部３２が、それぞれ取り付けられている。

【００１０】 ライトガイド部２は、図２のＡに示すように、耐熱性のライトガイド用光ファ イバ２０と、保護パイプ２３とからなる。光ファイバ２０が保護パイプ２３中に 挿入されて保護される。この保護パイプ２３の先端には、ライトガイド用光ファ イバ２０を通って伝えられた光を投射するための投光レンズ部２１が、口金２７ を介して取り付けられている。照明用の光は光ファイババンドル２２により光フ ァイバ２０の後端に入射させられる。

【００１１】 保護パイプ２３は先（右）側と後（左）側とに２分割されており、その２分割 されたパイプ２４、２５の接合部付近に圧力境界用スリーブ２６が配置される。 このスリーブ２６をパイプ２４、２５に嵌合させるためパイプ２４、２５の内周 面に溝部が形成されている。スリーブ２６を溝部に嵌合した状態で２つのパイプ ２４、２５が突き合わせられ、これらが耐熱接着剤あるいはろう付けにより封着 される。このスリーブ２６の内面側はライトガイド用光ファイバ２０の外周面に 密着している。これら保護パイプ２４、２５、スリーブ２６、口金２７及び投光 レンズ部２１の外装は、コバールなどの熱膨張率がガラスに近い金属材料で構成 されるのが望ましい。

【００１２】 スリーブ２６が保護パイプ２３内の溝部に嵌合されて封着されているため、こ のスリーブ２６が保護パイプ２３内で圧力隔壁として機能し、保護パイプ２３の 先端が万一破損した場合、高温高圧の流体によってスリーブ２６が後方に後退す ることがなく、またその流体が保護パイプ２３内を通って外部に漏れ出すことも 防止できる。

【００１３】 イメージファイバ部３はライトガイド部２と同様の構成であり、図２のＢに示 すように、耐熱性の画像伝送用イメージファイバ３０及びそれを被覆して保護す る保護パイプ３３とからなる。この保護パイプ３３の先端には、対物レンズ部３ １が口金３７を介して取り付けられ、後端には接眼レンズ部３２が結合されてい る。イメージファイバ３０は耐熱性のもので、高温下での焼けを防ぐため、その 樹脂被覆を除去してあり、その先端に口金３７が耐熱性の接着剤で接着されてい る。

【００１４】 このイメージファイバ部３の保護パイプ３３は先（右）側と後（左）側とに２ 分割されており、その２分割されたパイプ３４、３５の接合部付近に圧力境界用 スリーブ３６が配置される。このスリーブ３６をパイプ３４、３５に嵌合させる ためパイプ３４、３５の内周面に溝部が形成されている。スリーブ３６を溝部に 嵌合した状態で２つのパイプ３４、３５が突き合わせられ、これらが耐熱接着剤 あるいはろう付けにより封着される。このスリーブ３６の内面側はイメージファ イバ３０の外周面に密着している。これら保護パイプ３４、３５、スリーブ３６ 、口金３７及び投光レンズ部３１の外装は、コバールなどの熱膨張率がガラスに 近い金属材料で構成されるのが望ましい。

【００１５】 このようにスリーブ３６が保護パイプ３３内の溝部に嵌合されて封着されてい るため、このスリーブ３６が保護パイプ３３内で圧力隔壁として機能し、保護パ イプ３３の先端の破損時、高温高圧の流体によってスリーブ３６が後方に後退す ることがなく、またその流体が保護パイプ３３内を通って外部に漏れ出すことも 防止できる。

【００１６】 第２の圧力隔壁部４は図３に示すように構成されている。この図３において、 円柱状金属ブロック４１にライトガイド部２の保護パイプ２３とイメージファイ バ部３の保護パイプ３３が貫通しており、この状態でこのパイプ２３、３３が金 属ブロック４１にろう付けや耐熱接着剤などにより封着されている。一方、外装 管１の仕切壁１３に設けた貫通孔に、中空ボルト４２のテーパーねじ（雄ねじ） ４３がねじ込まれて、この中空ボルト４２が仕切壁１３に固定されている。この 中空ボルト４２は左端側にも雄ねじ４４を有しており、この雄ねじ４４に袋ナッ ト４５が羅合するようになっている。シール用フェルール４６、４７は、中空ボ ルト４２の左端部付近において、金属ブロック４１に遊嵌している。シール用フ ェルール４６、４７は、いずれもリング型で、その外周面が右先端にいくにした がって細くなるようなテーパー状（くさび形）となっている。これら金属ブロッ ク４１、中空ボルト４２、袋ナット４５、シール用フェルール４６、４７は種々 の金属材料で形成可能であるが、外装管１と同様の金属材料で形成されることが 望ましい。

【００１７】 中空ボルト４２を外装管１内の仕切壁１３の貫通孔にねじ込んで固定した後、 この中空ボルト４２の中空部に金属ブロック４１を挿入する。つぎにシール用フ ェルール４６、４７を金属ブロック４１の左側より挿入し、さらに袋ナット４５ を挿入して、この袋ナット４５を中空ボルト４２の雄ねじ４４に羅合させる。こ の袋ナット４５を締め付けていくと、フェルール４６、４７が中空ボルト４２側 へと押され、フェルール４７のくさび形の右端が中空ボルト４２と金属ブロック ４１との間にくい込むとともに、フェルール４６のくさび形の右端がフェルール ４７と金属ブロック４１との間にくい込む。こうして金属ブロック４１が中空ボ ルト４２に気密にかしめ圧着させられることになる。また、中空ボルト４２自体 は、外装管１の仕切壁１３に、シール材などを巻付けた状態でねじ込まれるため 、気密に固定されている。そこで、これらにより、金属ブロック４１が外装管１ の内部で気密にかしめ圧着させられることになり、光学窓１１、１２の破壊など により高温高圧雰囲気流体が外装管１内に侵入したときにこれを阻止して安全を 確保するための第２の圧力隔壁部４として機能させることができる。

【００１８】 このような構成の耐熱耐圧ファイバスコープにおいて、光ファイババンドル２ ２からの光がライトガイド部２、投光レンズ部２１及び光学窓１１を経て、観察 対象に照射され、その画像が光学窓１２、対物レンズ部３１を経てイメージファ イバ部３に取り込まれ、イメージファイバ３０によって接眼レンズ部３２に伝送 される。こうして観察対象である高温高圧流体などが接眼レンズ部３２において 肉眼あるいはテレビカメラにより観察されることになる。

【００１９】 外装管１内に収納した画像伝送用イメージファイバ３０等は高温下での使用に 耐え得る耐熱性のものとしているため、外装管１内を強制冷却する冷却器等が不 要となり、外装管１を小型化でき、観察雰囲気中に外装管１を挿入する際の観察 流体の乱れを最小にしながら観察することが可能となる。

【００２０】 また、外装管１に設けた光学窓１１、１２を第１の圧力隔壁とし、金属ブロッ ク４１などで第２の圧力隔壁部４を形成するようにしているので、２重構造とな っており、第１の圧力隔壁が破損した場合でも第２の圧力隔壁部４によって高温 高圧の流体が外装管１内を通って外部に漏れるのを防止することができ、安全性 を高めることができる。

【００２１】 さらに、この圧力隔壁部４は、金属ブロック４１を着脱自在にかしめ固定する 機構で外装管１内に封着するようにしているため、袋ナット４５をゆるめれば、 フェルール４６、４７のくい込みが解除されて金属ブロック４１を中空ボルト４ ２から取り外すことができる。これにより金属ブロック４１を外装管１から取り 出すことができるため、ライトガイド用光ファイバ２０や画像伝送用イメージフ ァイバ３０等が振動等により破損した場合に、金属ブロック４１とともにこれら を容易に取り外すことができ、新たなものと交換して再度外装管１内に固定する ことも容易である。このように外装管１の再利用ができるので、資源のリサイク ルにも役立ち、経済性に優れる。また、外装管１の外部で、ライトガイド部２や イメージファイバ部３を組み立てて金属ブロック４１に取り付けるという作業を 行ない、その後、この金属ブロック４１を外装管１内に固定するという作業を行 なうことができるので、組み立て作業性が良好になり、容易に作製できる。

【００２２】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案の耐熱耐圧ファイバスコープによれば、観察対 象であるボイラー中の高温高圧流体などを安全に観察できるとともに、強制冷却 器が不要となるので小型化も可能である。さらに、組み立て作業性が良好で製造 容易であるとともに、資源のリサイクルにも資する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例の断面図。

【図２】同実施例のライトガイド部及びイメージファイ
バ部の断面図。

【図３】同実施例の圧力隔壁部の断面図。

【符号の説明】

１ 外装管 ２ ライトガイド部 ３ イメージファイバ部 ４ 圧力隔壁部 １１、１２ 耐圧透明光学窓 １３ 仕切壁 ２０ ライトガイド用光ファイバ ２１ 投光レンズ部 ２２ 光ファイババンドル ２３、３３ 保護パイプ ２６、３６ スリーブ ２７、３７ 口金 ３０ 画像伝送用イメージファイバ ３１ 対物レンズ部 ３２ 接眼レンズ部 ４１ 金属ブロック ４２ 中空ボルト ４３ テーパーねじ ４４ 雄ねじ ４５ 袋ナット ４６、４７ シール用フェルール

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 外装管と、該外装管の先端に設けられた
   開口に封着されて第１の圧力隔壁部を形成する耐圧透明
   光学窓と、上記外装管内に配置される、画像伝送用イメ
   ージファイバが入れられた保護管と、照明用の光を伝達
   する光ファイバが挿入された保護管と、これら保護管が
   挿入されて封着されている金属ブロックと、この金属ブ
   ロックを上記外装管の内部に着脱自在にかしめ固定する
   ことによって該金属ブロックを外装管内部に封着し、第
   ２の圧力隔壁部を形成させる、かしめ固定機構とを備え
   ることを特徴とする耐熱耐圧ファイバスコープ。