JPS5987422A - 内視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、主として高炉炉内を目視観察するだめの内祝
装置に関するものである。

従来、光ファイバからなるイメイジガイドを炉内へ挿入
し、炉内を目視観察する内祝装置は既知である。これら
従来技術を開示しだものとして、実開昭５５−１７１８
５２号公報、特開昭５７−４５５１５号公報等がある。

元ファイバを用いた内祝装置は、光ファイバを保護筒体
に収納し、筒体先端のガラス窓又はレンズを介して、炉
内の状態を光ファイバを通して外部に伝送し、観察する
ものであり、炉内装入物の降下状態、降下速度、流！１
１１１現象、混合層形成状態、層厚、炉壁不動層の形成
状態、粉化状態、粒度、及び軟化融層帯の位置、挙動等
を計測し、まだ、取出される光を分光分析することによ
り、温度、成分等を計測するものである。

しかし、従来のこの種内祝装置においては、筒体先端の
窓板に、光フアイバ先端から出射される照明光が反射し
、観察の邪魔になった。また窓板に炉内の粉塵が付着し
、観察不能になりやすかった。

そこで、本発明は、上記問題点を解決した内祝装置を提
供することを目的とし、その特徴とする処は、先端に透
明窓板を取着しだ保護筒体に、元ファイバを内１扶保持
した内視装置に於いて、ライトガイド先端から出射され
る照明光の窓板反射輝点が、イメイジガイドの視野外に
位１６′、すべく、窓板を光フアイバ先端面に対して傾
斜して設け、かつ該窓板の周縁部−側から一方向へカー
テン流を窓板前面に沿って流すノズル孔が、窓板取着部
に設けられた点にある。

以下、本発明の実旋例を図面に基き詳述する。

第１図において、ｉｌ）は保護筒体であり、同心状の内
筒（２）と外筒（３）とから成る二重筒に成形されてい
る。内筒（２）と外筒（３）間の間隙は、筒体１１）先
端部において前壁（４）で閉基されている。内筒（２）
と外筒（３）の間隙に、両筒［２＋　＋３１と所定間隔
をおいて仕切筒（５）が挿入されており、該仕切筒（５
）の先端と前壁（４）間に所定間隙が形成されている。

この内筒（２）と外筒（３）間には仕切筒（５）を介し
て水又はガスからなる冷却媒体が図示矢印ａ方向に循環
している。冷却媒体の流れは、図示方向と逆であっても
よい。

この内筒（２）と外筒（３）は、製作容易化と、材質を
異ならすために、溶接で継ぎ足し成形されている。

すなわち、筒体ｍ前端部は、冷却媒体による冷却効果を
高めるため、熱伝導率の良好な材料で構成されている。

内油（２）の内孔（６）両端部は開口し、該内孔（６）
内面に所定間隙を保持して光ファイバ束（′７）が挿入
保持されている。この光ファイバ束（７）は、ライトガ
イド化）と、イメイジガイド（９）から成る。内孔（６
）先端部は光ファイバ束（７）を密嵌保持すべく径小に
成形され、その径小部（１０）に、第２図に示すように
ｍｌ１１１方向に宿ったスリン）　（ＩＩ）が設けられ
、内孔（６）の内外を連通している。光ファイバ束（７
）の先端は内孔（６）端より突出している。

上ｇｃ２光ファイバ束（７）と内孔（６）間に、パージ
ガスが矢印す方向に供給されている。しかして、上記ス
リット（１１）は、光ファイバ束（７）の支持と、パー
ジガス流による冷却効果を両立させている。

前記筒体（１）先端部において、外筒（３）は前壁（４
）より前方に突出し、前方開口の凹所を形成している。

この凹所内面にネジ（１２）が設けられ、該ネジ（１２
）に窓板ホルダー（１樟が螺合している。（１４）はネ
ジ底に設けられたバッキングである。

上記窓板ホルダ（１３）はリング状に形成され、その内
孔に透明耐熱ガラスからなる窓板（１５）が取着されて
いる。窓板０５）は、ホルダ（１３）の内孔に嵌合され
だ受金θ匂と当金（１７）を介して、ホルダ（１檜内孔
に螺合されたナラ）Ｈにより軸方向に挾持されている。

ナラ）Ｈ端面には、弾性材よりなるプラグ０９）が設け
られ、該プラグ（１９）を介して当金（１７）を押圧し
ている。

受金（國及び当金（１７）の対向面は、平行傾斜面に形
成され、窓板（１５）を筒軸心に対して傾斜状に保持し
ている。この窓板ホルダ（１→及び受金（１６）Ｘ当金
（ｌ乃の内面は、乱反射防止のため黒色塗装が施されて
いる０ ナツト（１ね、当金（１′７）、受金（Ｉ６）及びホル
ダ（１３）には、互いに連通し、かつ前記スリン）　（
１１）に連通ずる流通路−が設けられ、該流通路−は、
窓板（丙下端前面に開口するノズル孔（２Ｉ）に連通し
ている。

上記ノズル孔（２＋＋は、第３図に示すように、窓板（
１荀前面に沿って、下端から上方に向ってパージガスの
カーテン流を流すように、受金θ（２）と窓板（１５）
間に開口している。従って、前記パージガスは、内筒内
孔（６）からスリン）　（ＩＩ）、流通路（ホ）を通り
ノズルシ１）から噴出し、窓板（１６）前面に付着する
粉塵を吹き飛ばす。これを第４図に示すように、窓板θ
ヴ周辺からパージガスを吹き出させ、第５図（ａ）に示
すよう等方向から中心に向って複数の吹出しとしたり、
または、第５図（ｂ）に示すように旋回流とすると、窓
板（１５ｙ中心部によどみができ、粉塵（２匂等が付着
しやすくなる。しかし、本発明では、第５図（Ｃ）に示
すように、一方向からのエアカーテン流であるから、窓
板（１０に粉塵が付層しない。

尚、＋２３ｉ　＋２４ｉは位置決めビンでちゃ、受金（
１匂とホルダ（１３）、及び当金（１７）とホルダー０
３）間にわたって設けられ、受金（１６）と当金Ｏ′７
）の傾斜が平行となるよう保持するものである。

ＣＩ！句は先端保護キャップであり、窓板ホルダー（国
先端に嵌着されている。このキャップ（至）は、炉内挿
入抵抗を減らすため、コーン状をシし、かつ中間バメで
ホルダー（ｌａに嵌着され、炉内挿入後は熱ＩＦ　ＵＪ
％の差と、ノズル（２１）からのパージガスの圧力で、
ホルダー（１萄先端から離脱する。

次に、第６図に基づき、窓板０荀の傾斜につき説明する
。

光ファイバ束（７）のライトガイド（８）は、照明光を
伝送してその先端より対象物に照射するものであり、イ
メイジガイド（９）は、照明光で照らされた対象物の画
像を伝送するものである。もし、第６図（ａ）に示すよ
うに、光ファイバ束（７）先端面と窓板（１５）が所定
距離離れて互いに平行であれば、ライトガイドｉ８）先
端向の°照明光の輝点□□□は、窓板後面（Ｍｌ）の反
射による輝点（２γａ入窓板前面（Ｍ２）の反射による
輝点（２，’７ｂ）として表われ、図例ではこれら輝点
の内、窓板前面（Ｍ２）の反射による輝点（２’ｉ’ｂ
）が、イメイジガイド（９）の視界（θ）内に入る。こ
のように、イメイジガイド（９）祝ψｆ内（θ）に輝点
列が見えると、照明光のまわりこみによる像のコントラ
ストの低下をきだすことになる。

まだ第６図（ｂ）のように光ファイバ束（７）先端向に
平行な窓板（１５）を、光ファイバ束（７）端面に密着
させても、輝点（２７１は視野（θ）外に出ることがな
い。

まだ、第６図（Ｃ）の方向に芯板０５）を傾斜させても
輝点迄ηの視野（θ）内に入る。

そこで、第６図（ｄ）の方向に窓板（Ｉ５）を傾むける
と、輝点しηは視野（θ）外に去り、前記問題が解消さ
れる。

このことを第７図につき更に詳述する。図中の符号を、 ｌ；　ファイバ端面と芯板との距離 、　窓板の厚さ ｈ；　イメイジガイドとライトガイドの距離θ、　イメ
イジガイドの視野角 θ；　ライトガイド光の輝点をイメイジガイドから見た
角度（ビーム角） θｂ；　窓板の順き角 ｎ；　窓板の屈折率 ｎｏ；　　雰囲気の屈折率 とすると、 （１）芯板（１５）が光ファイバ束（７）に対しで平行
な場合、（ａ）窓板後＋ｎｊ　（ｊ４）−ｃの反射輝点
（２７）の位置と、同輝点（２カをイメイジガイド（９
）から見た角度（θ）との関係は、 （２１−ｄ）ｔａｎθ＋ｄｔａｎ（ｓｉｎ’（（、）ｓ
ｉｎθ）　）＝ｈ但しｌ≧ｄの場合 ７？ｔａｎθ十１ｔａｎ　（ｓｉｎ　’（（％’　）　
ｓｉｎθ））＝ｈ但しｆ＜ｄの場合 となる。

（ｂ）窓板前面（Ｍ２）での反射輝点（２ηと、角度（
θ）との関係は、 （２１＋ｄ）　ｔａｎθ＋ａ　ｍ　（ｓｉｎ　（（−ｊ
Ｔ　）　ｓｉｎθ〕）＝ｈとなる。

（１１）窓板θ０が傾斜した場合は、上記（ａ）、（ｂ
）項の式のｌに（ｌ　＋　ｄｓｉｎ　Ｏｂ　）を代入し
て得られるθに対し、θ′＝θ十θｂ で求められるθ′が、イメインガイド（９）から輝点（
２力を見る角度となる。

以上の関係より、イメイシガイド（９）の視野角（θ）
内に、輝点シ乃が入らないようにするためには、窓板（
１５）の傾き角（θｂ）を、 ０・Ｉ＞％ を満すように設定すればよい。

次に、上記式に数値を代入して計算した結果を、第８図
及び第９図のグラフに示す。

第８図は、　ｈ　＝　１　ｍｍ　、　ｄ　”＝　５ｍｍ
　（サファイア窓）を光ファイバ（７）端面に対して平
行に用いた場合のｌとθとの関係を示すものであり、フ
ァイバ（７）光り１１＾と芯板０５）を密着（１＝ｏ　
）させても、窓板前面（Ｍ２）での輝点（２乃が視野（
／２）内に入ることがわかる０ 第９図は、ｈ：１．、、（１：’ｉ’間の窓板θ０を傾
斜（θすさせた場合であり、例えばｌ＝２ｍｍ、視野角
（０／２）を３０°とすれば、窓板０５）をθｂ＝１５
°以上傾むけることによって輝点ｔｚｉは視野外に出る
ことがわかる。

、■１０図は、窓板０句の傾き（θＯと透過率との関係
を示すグラフであり、窓板（Ｉ５）の傾斜によって窓板
後面（Ｍ２）での反射が増え、透過率が落ちることを示
してりる。しかし、このグラフから明らかなようにθｂ
−４５°以内なら透過率低下は実用上問題ない。

従って、ｈ＝１ｍｍ、　’３−＝’／ｍｍｍｍ１１＝２
、ん＝３０°の場合、窓板傾斜角（θｂ）を１５°〜４
５°の範囲に設定すれば、輝点ｈｉを視野外に出し、か
つ透過率を低下させることなく照明することができる。

以上の如く、本発明の実柿例によれば、■　保護筒体１
１）の先端部を熱伝導率の良好な材料で構成しているの
で、冷却媒体による冷却効果を病めることができ、高炉
等の高温雰囲気内で使用することができる。

■　内筒（２）先端部にスリン）　（ＩＩ）を設けて光
ファイバ（７）を支持しているので、ファイバ（７）の
支持とガス流による冷却効果とを両立させることができ
る。

■　窓板（１５）に清って一方向からエアカーテン流を
流している・ので、窓板に付着しようとする粉塵を有効
にパージすることができる。

■　窓板（１５）を傾けているので、照明光の輝点（２
ηがイメイジガイド視野内（θ）に入るのを防正し、照
明光のまわり込みによる像のコントラスト低下を防止で
きる。

■　保ｎ（ム筒体ｉｌｌの先端にキャップ暖を嵌着して
いるので、炉内挿入時、先端部を損傷させることがない
。しかも、このキャップ（２０は１中人後、自動的に離
脱するので便利である。

等の効果を発揮する。

尚、本発明は、上記実施例に限定されるものではない。

本発明によれば、像のコントラスト低下が防ｆでき、か
つ窓仮に粉塵等が付着しなくなるから、内視観察がやり
やすくなるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す断面図、第２図は第１図
■−■線断面における内筒とファイ・くの斜視図、第３
図は第１図１１１−　ＩＩ線断面図、第４図は比較例を
示す断面図、第５図（ａ）　（ｂ）は比較例を示す正面
図、第５図（Ｃ）は本発明実施例の正ｍ］図、第６図及
び第７図は窓板傾斜と輝点位置の関係を示す説明図、第
８図はファイバ先端と窓板との距離と、ビーム角との関
係を示すグラフ、第９図は窓板傾斜角度とビーム角の関
係を示すグラフ、第１θ図はＲ８板傾斜角度と透過率の
関係を示すグラフである。 ＋＋＋・・・保護筒体、（７）・・・光ファイバ、（８
）・・・ライトガイド、（９）・・・イメイジガイド、
θ５）・・・窓板、し１）・・・ノズル孔、（２７１・
・・反射輝点、（θＧ・・・窓板傾斜角、（θ）・・・
視野。 特　許　出　願　人　　株式会社神戸製鋼所第１図 ＩＩＩ　　　　　１１ 第７ＵＡ 第８図 フ、イ’”−Ｌ％　弓セ、）−ＫＭ　　（ｍｍ）Ｊ：じ
・Ｉ’ｌ斜市度　（０６本） 第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　先端に透明窓板を取着した保護筒体に、光ファイ
   バを内装保持した内祝装置に於いて、ライトガイド先端
   から出射される照明光の窓板反射輝点が、イメイジガイ
   ドの視野外に位置すべく、窓板を光フアイバ先端面に対
   して傾斜して設け、かつ該窓板の因縁部−側から一方向
   へカーテン流を窓板前面に活って流すノズル孔が、窓板
   取着部に設けられたことを特徴とする内祝装置。