(57)【要約】【課題】ガラス製の覗き窓が適用できる温度範囲を拡張する覗き窓を提供すること、および安全率を確保するために安全性およびコストの両面が改善される覗き窓を提供すること。【解決手段】壁部３の外側に、その内部孔４２を開口部３１に連通してノズル４０が固定され、内部ガラス板６１が内部孔４２内に設けられ、外部ガラス板６２が空間部６３を介して内部孔４２内に設けられ、内部ガラス板６１と外部ガラス板６２の間に形成される空間部６３に内部ガラス板６１を固定するバネ９が設けられていることを特徴とする。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁部に開口部が形成され、該壁部の外部から前記開口部を遮蔽する透明なガラス板を介して該壁部の内部を観察可能とする覗き窓において、
前記ガラス板が、空間部を介在させて配置された内部ガラス板と外部ガラス板とを備えていることを特徴とする覗き窓。
【請求項２】
請求項１記載の覗き窓において、
前記壁部の外側に、その内部孔を前記開口部に連通してノズルが接合され、前記内部ガラス板が前記開口部または前記内部孔内に設けられ、前記外部ガラス板が前記空間部を介して前記内部孔内に設けられていることを特徴とする覗き窓。
【請求項３】
請求項１または２記載の覗き窓において、
前記開口部または前記内部孔内に設けられた前記内部ガラス板および前記外部ガラス板が移動しないように押さえ部材で支持されていることを特徴とする覗き窓。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の覗き窓において、
前記内部ガラス板または前記外部ガラス板の間に存在する前記空間部と前記開口部は連通孔で通じていることを特徴とする覗き窓。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の覗き窓において、前記ノズルの外面上に複数のフィンが設けられていることを特徴とする覗き窓。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の覗き窓において、
前記空間部に熱媒を通過させるための入口部および出口部が、前記ノズルの側壁部に設けられることを特徴とする覗き窓。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の覗き窓において、
前記ノズルの側壁部の外側に外壁部が設けられ、前記側壁部と前記外壁部の間に熱媒を通過させる外空間部が設けられ、該外空間部に熱媒を通過させるための入口部および出口部が、前記外壁部に設けられることを特徴とする覗き窓。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の覗き窓において、前記内部ガラス板と前記外部ガラス板の間に形成される前記空間部に、前記内部ガラス板と同等の中間部ガラス板を設置して前記空間部を複数に分割し、前記内部ガラス板、前記中間部ガラス板および前記外部ガラス板を固定する押さえ部材が設けられていることを特徴とする覗き窓。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、燃焼炉、蒸気発生器、オートクレーブおよび低温容器等の壁部内外の温度差が大きい個所に利用される覗き窓に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の容器の覗き窓は、燃焼炉、蒸発発生器、オートクレーブおよび低温容器等、壁部内外の温度差が大きい個所の内部を観察するための覗き窓として利用されている。
【０００３】
図６は、従来の覗き窓の一例を示すものである。
図６において、覗き窓１は、容器２の壁部３に接合されたノズル４、押さえ金具５、ガラス板６、パッキン７、クッション８およびクッションシート１０からなる構成となっている。
ノズル４は、筒状の形状をしており、筒状部４１と端部がフランジ４３構造となっており、フランジ４３と反対側のノズル４の筒状部４１端面が壁部３に設けられた開口部３１に連通するように接合されている。
また、押さえ金具５も同じく筒状の形状をしており、筒状部５１と端部がフランジ５３構造となっており、フランジ５３と反対側の押さえ金具５の筒状部５１は、ノズル４の中空部に嵌合するように形成されている。
ガラス板６は、一方の面が中空のパッキン７を介して壁部３、もう一方の面が、衝撃から保護されるために設けられたクッション８を介して押さえ金具５の端面と接し、周囲に巻かれたクッションシート１０を介してノズル４の内部孔に嵌合するように形成されている。
【０００４】
なお、フランジ４３とフランジ５３は、図示していないボルト（又は、ボルト、ナット）で締結される構成となっており、増し締めすれば押さえ金具５、クッション８を介してパッキン７はガラス板６と壁部３のタッチ面に締付けられ、開口部３１から容器２内部の流体がリークしないようにシールされる。パッキン７、クッション８は、覗き窓の視野を阻害せぬように押さえ金具５の端面と同じ形状をしている。従って、従来技術の覗き窓は、上記構成により、ガラス板６を介して容器２の外部から開口部３１の容器２内部が観察できるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ガラス板は、金属材料と比較して、機械的性質、特に熱応力および熱衝撃に対する性質が著しく劣っており、材料そのものの安定性も金属材料と比較してかなり劣っている。又、一般に強度が最も優れているのは、常温に近い温度域であり、高温、低温になるほど劣ってくる。
【０００６】
以上から、ガラス製の覗き窓が適用できる温度範囲も限られており改善が望まれていた。又、安全率を確保するには、強度的に優れている高価なガラスを使用するか、もしくはガラスの厚みに依存する他手法がなく安全性およびコストの両面から同じく改善が望まれていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、壁部に開口部が形成され、該壁部の外部から前記開口部を遮蔽する透明なガラス板を介して該壁部の内部を観察可能とする覗き窓において、前記ガラス板が、空間部を介在させて配置された内部ガラス板と外部ガラス板とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の覗き窓において、前記壁部の外側に、その内部孔を前記開口部に連通してノズルが接合され、前記内部ガラス板が前記開口部または前記内部孔内に設けられ、前記外部ガラス板が前記空間部を介して前記内部孔内に設けられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１または２記載の覗き窓において、前記開口部または前記内部孔内に設けられた前記内部ガラス板および前記外部ガラス板が移動しないように押さえ部材で支持されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１から３のいずれかに記載の覗き窓において、前記内部ガラス板または前記外部ガラス板の間に存在する前記空間部と前記開口部は連通孔で通じていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項１から４のいずれかに記載の覗き窓において、前記ノズルの外面上に複数のフィンが設けられていることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に係る発明は、請求項１から５のいずれかに記載の覗き窓において、前記空間部に熱媒を通過させるための入口部および出口部が、前記ノズルの側壁部に設けられることを特徴とする。
【００１３】
請求項７に係る発明は、請求項１から６のいずれかに記載の覗き窓において、前記ノズルの側壁部の外側に外壁部が設けられ、前記側壁部と前記外壁部の間に熱媒を通過させる外空間部が設けられ、該外空間部に熱媒を通過させるための入口部および出口部が、前記外壁部に設けられることを特徴とする。
【００１４】
請求項８に係る発明は、請求項１から７のいずれかに記載の覗き窓において、前記内部ガラス板と前記外部ガラス板の間に形成される前記空間部に、前記内部ガラス板と同等の中間部ガラス板を設置して前記空間部を複数に分割し、前記内部ガラス板、前記中間部ガラス板および前記外部ガラス板を固定する押さえ部材が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、該実施形態の説明に用いる説明済みの実施形態と同一構成要素には同一符号を付し、説明を省略する。
本発明の第１の実施形態である覗き窓１１は、従来技術と比較して内部ガラス板６１を設けたことに特徴がある。図１を参照し説明する。但し、従来技術と同一構成要素には同一符号を付し、係る説明を省略することもある。
覗き窓１１は、容器２の壁部３に形成され開口部３１に連通して容器２の壁部３にノズル４０、押さえ金具５、内部ガラス板６１、外部ガラス板６２、パッキン７、クッション８、クッションシート１０およびバネ９を備えた構成となっている。
【００１６】
ノズル４０は、中空部が径の異なる内部孔４２と内部孔４４からなる筒状の形状をしており、筒状部４１と端部がフランジ４３構造となっている。また、開口部３１に連通して内部孔４２、内部孔４４の順に形成されている。
内部ガラス板６１は、容器２内部の流体の流れを阻止する目的で設置したものであり、内部孔４２に嵌合されるように設けられ、一方の面が開口部３１と接し、他方の面が移動しないように例えばバネ９やスペーサ或いは固定金具等と同等の機能を有した部材で支持されている。
外部ガラス板６２は、容器２の内部と外気を遮蔽する目的で設置したものであり、周囲に巻かれたクッションシート１０を介して内部孔４４に嵌合されるように設けられ、一方の面がパッキン７を介してその内部孔４２、４４から形成される中空面に接し、他方の面がクッション８を介して押さえ金具５の端面と接している。
従って、押さえ金具５のフランジ５３とフランジ４３を締結している図示していないボルト（又は、ボルト、ナット）を増し締めすればパッキン７は、上記中空面と外部ガラス板６２の一方の面で締付けられシールされる構造となっている。
【００１７】
なお、図示していないが、開口部３１および内部ガラス板６１と外部ガラス板６２の間に形成される空間部６３に圧力差が生じないように連通孔が設けられている。
【００１８】
次に、上記の構成からなる容器覗き窓の作用について説明する。
覗き窓１１は、開口部３１から容器２の内部を外部ガラス板６２、空間部６３および内部ガラス板６１を介して観察する。
従来技術においてガラス板は、一部分がパッキン７、クッション８、クッションシート１０を介してノズル４０および押さえ金具５に接しており、この部分は熱伝導による熱の出入りが主と考えられる。又、ガラス板の１面は容器２の流体、もう一方の面は外気にそれぞれ直接接しており、この部分は、対流伝熱による熱の出入りが主と考えられる。
覗き窓１１は、開口部３１からの対流を阻害する目的で内部ガラス板６１を設けたことを特徴とする。即ち、上記の連通孔が十分に細いとすれば開口部３１と空間部６３の間の対流は殆ど生じないと考えられる。
また、一般にガラスの熱伝導率は、金属材料と比較して十分小さく（炭素鋼の略１／３０）、内部ガラス板６１を設けることによる開口部３１から空間部６３への熱の出入りを軽減することは可能である。
従って、上記により外部ガラス板６２への熱の出入りを軽減でき、同外部ガラス板６２の温度を従来技術と比較して外気温度に近づけられる。言い換えれば、温度が外気温度に近づいたことにより許容応力および熱応力的に有利となる。
さらに、容器２の内部の流体に異変が生じても、外部ガラス板６２がその異変を直接受けにくくなり、従来技術の課題の一解決策として効果が期待できる。
【００１９】
図２に示す本発明における第２の実施形態である覗き窓１２は、第１の実施形態と比較して内部ガラス板６１の位置をできるだけ容器２の壁部３の内壁に近い位置に設けたことに特徴があり、その他の構成は第１の実施形態と同じである。即ち、覗き窓を設けたことにより容器２の内部構造が変化しないように配慮したものであり、例えば、容器２内部が気水混合物である場合、開口部３３が大きな窪みになっておれば対流等によりこの部に搬送された気泡塊が溜まり気泡溜まりとなって内部観察に支障を来たす可能性がある。本実施形態は、このような不具合の発生を避けるよう考慮したものである。
【００２０】
図３に示す本発明の第３の実施形態である覗き窓１３は、第１の実施形態である覗き窓１１のノズル４０の筒状部４１外周面にフィン４６を設けたことを特徴とする。即ち、フィン４６を設けたことによりノズル４０の外表面積が拡大され外気とノズル４０外表面との伝熱量が増し、従来技術に比較して外部ガラス板６２の温度を外気温度に近づけることが可能となる。
なお、図示していないが覗き窓１２、１４および前記［００１４］に記載した手段の覗き窓の内、前記［００１３］に記載した手段の覗き窓を除いた覗き窓にフィンを適用した場合もノズル４０の外表面積が拡大され外気とノズル４０外表面との伝熱量が増し、従来技術に比較してガラス板６２の温度を外気温度に近づけることが可能となる。
【００２１】
図４に示す本発明の第４の実施形態である覗き窓１４は、第１の実施形態である覗き窓１１のノズル４０に熱媒の出入口部４８、４７を設けたことを特徴とする。
即ち、熱媒は、容器２内部に保有する流体と性状が同じ、或いは異なる流体であり、温度は容器２内部に保有する流体より外気温度に近い温度であるとする。
図示してない熱媒供給装置から導かれた熱媒を入口部４７から直接空間部６３に流し出口部４８から同じく図示してない熱媒排出ラインに排出しようとするものである。
以上より、本実施形態は、熱媒の温度、流量等広範囲に選択でき強制的に伝熱を促進できる。従って、従来技術に比較して外部ガラス６２の温度を外気温度に近づけるのは可能である。
【００２２】
図５に示す本発明の第５の実施形態である覗き窓１５は、第１の実施形態である覗き窓１１においてノズル４０の側壁部の外側に外壁部９０を設け、前記側壁部と前記外壁部９０からなる該外空間部９６に熱媒を通過させるための入口部９１および出口部９２が、前記外壁部９０に設けられることを特徴とする。
即ち、熱媒は、容器２内部に保有する流体と性状が同じ或いは、異なる流体であり、温度は容器２内部に保有する流体より外気温度に近い温度であるとする。
図示してない熱媒供給装置から導かれた熱媒を入り口部９１から外空間部９６に流し、出口部９２から同じく図示してない熱媒排出ラインに排出しようとするものである。
以上より、本実施形態は、熱媒の温度、流量等広範囲に選択でき強制的に伝熱を促進できる。従って、従来技術に比較して外部ガラス板６２の温度を外気温度に近づけるのは可能である。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１、２に係る覗き窓１１は、内部ガラス板を設け、伝熱が抑制され外部ガラス板の温度を従来技術と比較して或る程度外気に近づけることが可能となった。従って、従来技術と同じ使用条件下では本提案の構成による覗き窓の方が安全上有利な覗き窓の提供が可能である。
【００２４】
請求項１、２に係る覗き窓１２は、上述の通り従来技術に比較して安全上有利な覗き窓の提供が可能となり、加えて、壁部内部の現象に影響の小さな覗き窓の提供が可能になった。又、壁部内部の現象の影響を受けにくく比較的確実に内部の観察が可能な覗き窓の提供が可能となった。
【００２５】
請求項５に係る発明は、従来技術の覗き窓と比較して外気との熱の出入りが盛んになるようにしたものであり、従来技術の覗き窓と比較して外部ガラス板の温度をより外気温度に近づけることを可能とした。従って、従来技術の覗き窓より更に安全な覗き窓の提供を可能とした。
【００２６】
請求項６に係る発明は、熱媒を強制的に流す構造としたものであり、実施例では空間部に直接熱媒を流す構造としたが、空間部にコイル状の熱媒を流す管路を設けるか又は、ノズルに熱媒を流す流路を設けても可能である。
従って、外部ガラスの温度を或る程度任意に制御することが可能となることから、従来技術の覗き窓と比較して外部ガラスの寸法形状と材質の選択範囲が広くできることを可能にした。
又、適用できる温度範囲の拡張を可能にした。
【００２７】
請求項７に係る発明は、同じく熱媒を強制的に流す構造としたものであり、ノズルの外側に熱媒の流路を設けたことから、比較的工作が簡単でしかも安価に製作が可能である。
なお、請求項６と同様外部ガラスの温度を或る程度任意に制御することが可能となることから、従来技術の覗き窓と比較して外部ガラスの寸法形状と材質の選択範囲が広くできることを可能にした。又適用できる温度範囲の拡張を可能にした。
【００２８】
請求項８による発明は、ガラス板による空間部を任意の数にできる構成としたことから、中でもフィン構造と合わせた構成に特色があり、従来技術の覗き窓と比較して自然対流のみを利用した構成により外部ガラス板の温度を外気温度に比較的近づけることを可能にした。
即ち、極めて安定で安全な覗き窓の提供を可能にした他、適用できる温度範囲の拡張を可能にした。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明における第１の実施の形態に係る覗き窓の断面図である。
【図２】この発明における第２の実施の形態に係る覗き窓の断面図である。
【図３】この発明における第３の実施の形態に係る覗き窓の断面図である。
【図４】この発明における第４の実施の形態に係る覗き窓の断面図である。
【図５】この発明における第５の実施の形態に係る覗き窓の断面図である。
【図６】従来の覗き窓の断面図である。
【符号の説明】
１、１１、１２、１３、１４、１５　覗き窓
２　容器
３　壁部
４、４０　ノズル
５　押さえ金具
６　ガラス板
７　パッキン
８　クッション
９　バネ
４６　フィン
４７、９１　入口部
４８、９２　出口部
６１　内部ガラス板
６２　外部ガラス板
６３　空間部
９０　外壁部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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