(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に一対の円筒状の外筒を有し、前方の回転部の前方外筒が、後方の固定部の後方外筒に対して回転可能に設けられた低温液中観察装置において、前記回転部の前方外筒が筒状の外側ケースと外側ケースの後端部にその開口部を塞ぐように取り付けられた金属製フランジとからなり、前記外側ケースの前端部にガラス製のビューポートを設け、前記外側ケースの内側に真空断熱層を介して筒状の内側ケースを設けると共に内側ケースの後端を前記外側ケースの内側に固定し、前記内側ケースの前端部にガラス製のビューポートを設け、前記内側ケースの内側に筒状のカメラケースを設け、前記金属製フランジの前方側に断熱部材を設けると共に、その断熱部材の前方に前記カメラケースの後端のカメラケースフランジを当接し、かつ、該カメラケースフランジを断熱部材を介して前記金属製フランジに前記断熱部材と共に結合し、前記カメラケースの内部前方にカメラユニットを収容すると共にカメラケースの内部後方に制御基板を収容し、かつ、前記内側ケースの内部に不活性ガスを充填し、前記断熱部材に、前記制御基板に接続されるケーブル、前記カメラユニットに接続される同軸ケーブルを挿通してカメラケース内に導入し、上記カメラケースの外側に、シート状のヒータを、カメラケースの後端部、前端部、および中間部の３箇所に分割して巻付けて配置し、該カメラケース内の前後両端部に温度検出手段を設けると共に、上記カメラユニットと上記制御基板の間のカメラケース内に温度検出手段を設け、上記制御基板に、各温度検出手段の検出温度によりそれぞれのヒータをＯＮ・ＯＦＦ制御するリレーを設けたことを特徴とする低温液中観察装置。
【請求項２】
前記制御基板に接続されるケーブルは、前記カメラケース内への冷熱の侵入を抑えるためにカメラケース内で引き迴された後、前記制御基板に接続される請求項１記載の低温液中観察装置。
【請求項３】
前記カメラケースは、金属製フランジにＦＲＰボルトにより結合された請求項１又は２に記載の低温液中観察装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＮＧ等の極低温液体が貯蔵されたタンクの内部構造物を観察する低温液中観察装置に係り、特に、装置内部を冷熱から保護するための保温手段を改良した低温液中観察装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ＬＮＧ等の極低温液体が貯蔵されたタンクの内部構造物の検査を行うために、内部にカメラユニットを収容した低温液中観察装置をタンク内に導入して内部構造物を撮影し、その映像を外部のモニタにより観察している。
【０００３】
低温液中観察装置は、極低温液中で使用されるため、内部の電子機器を低温液体による冷却から保護する必要がある。
【０００４】
例えば、特開昭６２−４１４９５号公報に開示されている低温液化ガスタンク用検査ロボットは、テレビカメラを備えた検査ロボットをタンク内に導入し、タンク内壁に沿って移動させて内壁の観察を行うものであり、ケース内に断熱材で囲まれた真空室を形成し、その内部に電子機器を収容すると共に、真空室内に電気ヒータを設けて、電子機器を冷却から保護したものである。
【０００５】
しかし、ケース内に電子機器を収容する真空室を形成するため、装置自体が大掛かりなものとなり、その重量も重くなってしまう。
【０００６】
低温液中観察装置は、人手により扱われるものであるため、より小型化・軽量化することが望まれていた。
【０００７】
そこで、円筒状のケース内にカメラユニット等を収容し、そのカメラユニットの周囲にヒータを設けて保温する低温液中観察装置が考案されている。
【０００８】
例えば、特開平１０−１０６３３１号公報にそのような低温液中観察装置が開示されている。この低温液中観察装置は、ケース内部に一様な容量のヒータを配置し、１箇所の温度検出手段により温度制御するものであった。
【０００９】
また、カメラユニットを覆うように真空断熱層を形成してカメラユニットを保護することも考案されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、低温液中観察装置は、カメラのビューポート部やフランジ部等の各部により材質が異なると共に、その構成上、真空断熱層で覆える部分とそうでない部分とがあり、当然、外部からの入熱も各部によって異なる。
【００１１】
そのため、内部全体を一様な容量のヒータで保温すると、内部温度にばらつきが生じ、保温の過剰部分と不足部分が発生する問題があった。
【００１２】
この問題を解決するために、ＰＷＭ制御によりヒータの加熱容量を制御することも考えられるが、その場合、内部の電子機器のノイズが発生し、カメラの画像に好ましくない影響を与えてしまう問題が生じる。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、装置の内部全体を一定の温度に保温できる低温液中観察装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、軸方向に一対の円筒状の外筒を有し、前方の回転部の前方外筒が、後方の固定部の後方外筒に対して回転可能に設けられた低温液中観察装置において、前記回転部の前方外筒が筒状の外側ケースと外側ケースの後端部にその開口部を塞ぐように取り付けられた金属製フランジとからなり、前記外側ケースの前端部にガラス製のビューポートを設け、前記外側ケースの内側に真空断熱層を介して筒状の内側ケースを設けると共に内側ケースの後端を前記外側ケースの内側に固定し、前記内側ケースの前端部にガラス製のビューポートを設け、前記内側ケースの内側に筒状のカメラケースを設け、前記金属製フランジの前方側に断熱部材を設けると共に、その断熱部材の前方に前記カメラケースの後端のカメラケースフランジを当接し、かつ、該カメラケースフランジを断熱部材を介して前記金属製フランジに前記断熱部材と共に結合し、前記カメラケースの内部前方にカメラユニットを収容すると共にカメラケースの内部後方に制御基板を収容し、かつ、前記内側ケースの内部に不活性ガスを充填し、前記断熱部材に、前記制御基板に接続されるケーブル、前記カメラユニットに接続される同軸ケーブルを挿通してカメラケース内に導入し、上記カメラケースの外側に、シート状のヒータを、カメラケースの後端部、前端部、および中間部の３箇所に分割して巻付けて配置し、該カメラケース内の前後両端部に温度検出手段を設けると共に、上記カメラユニットと上記制御基板の間のカメラケース内に温度検出手段を設け、上記制御基板に、各温度検出手段の検出温度によりそれぞれのヒータをＯＮ・ＯＦＦ制御するリレーを設けた低温液中観察装置である。
【００１６】
請求項２の発明は、前記制御基板に接続されるケーブルは、前記カメラケース内への冷熱の侵入を抑えるためにカメラケース内で引き迴された後、前記制御基板に接続される請求項１記載の低温液中観察装置である。
【００１７】
請求項３の発明は、前記カメラケースは、金属製フランジにＦＲＰボルトにより結合された請求項１又は２に記載の低温液中観察装置である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１９】
図１は本発明に係るＬＮＧ液中観察装置の回転部の断面図、図２は図１におけるＡ−Ａ線断面図、図３（ａ）はＬＮＧ液中観察装置の側面図であり、図３（ｂ）はＬＮＧ液中観察装置の断面図である。
【００２０】
まず、図４を用いて、ＬＮＧ液中観察装置の概略を説明する。
【００２１】
図示するように、ＬＮＧ液中観察装置１０は、円筒状の外筒９，１１を有し、前方（図において左側）の回転部１２と後方の固定部１３とで構成される。
【００２２】
回転部１２の外筒９内部には、ズームレンズ及びＣＣＤカメラ等からなるカメラユニット１９や、制御基板２１等が収容されており、回転部１２の先端部（図において左側）には、ＬＮＧタンクの内壁を映すためのミラーや、そのミラーを傾動するモータ等で構成される観察部２５が設けられている。
【００２３】
一方、固定部１３の外筒１１内部には、回転部１２を回転させるモータ１４、回転機構２０等が設けられている。
【００２４】
また、固定側１３および回転側１２の内部機器に接続される複数本のケーブルからなる総合ケーブル２４が、固定部１３の後端部から導入される。
【００２５】
このＬＮＧ液中観察装置１０を、ＬＮＧタンク（図示せず）の天井部から鉛直方向に挿入して、回転部１２を所望する角度に回転させて、観察部２５に映った内壁の状態を外部のモニタ（図示せず）で随時観察できるようになっている。
【００２６】
ところで、固定部１３の外筒１１には、ガス抜き孔２６が設けられており、その内部までＬＮＧが侵入するように構成されているため、モータ１４等の電気機器は、低温においても使用可能なものが用いられている。
【００２７】
また、観察部２５も、その内部までＬＮＧが侵入する構成であり、モータ等の電子機器は低温においても使用可能なものが用いられている。
【００２８】
それに対して、回転部１２の内部には、ＣＣＤカメラ等の精密機器を備えたカメラユニット１９が設けられているため冷熱から保護する必要がある。
【００２９】
そこで、回転部１２は、ＬＮＧが内部に侵入しないような構造であると共に、冷熱の侵入を防ぐために様々な工夫がされている。
【００３０】
図１および図２を用いて、回転部１２の詳細を説明する。
【００３１】
図に示すように、回転部１２は、円筒状のカメラケース３０と、その外周を覆う円筒状の内側ケース３１と、内側ケース３１を真空断熱層３２を介して覆う円筒状の外側ケース３３とからなる三重構造になっている。
【００３２】
外側ケース３３は鋼製の筒であり、その前端部に、観察部２５に映った映像を取り込むためのガラス製のビューポート３４が設けられており、後端部には鋼製のフランジ３５が、開口部を塞ぐように取り付けられている。この外側ケース３３とフランジ３５との間にはシール部材３６が設けられている。
【００３３】
また、外側ケース３３の外周部には、観察部２５のモータへ接続される観察部用ケーブル３７の配線通路３９が形成されている。
【００３４】
内側ケース３１の前端部には、外側ケース３３と同様に、ガラス製のビューポート４０が設けられており、外側ケース３３のビューポート３４と内側ケース３１のビューポート４０との間に真空断熱層４１が設けられている。
【００３５】
また、内側ケース３１の後端部は、外側ケース３３の内側に固定されており、外側ケース３３と内側ケース３１との間に真空断熱層３２が設けられている。この真空断熱層３２の残留空気を除去して真空度を高めるために、外側ケース３３の内部には吸着材４２が設けられている。
【００３６】
また、内側ケース３１の内部には、不活性ガス（例えば、窒素ガス）が充填されている。
【００３７】
カメラケース３０は、外側から内部にアクセスできるように、その両側に長穴４３が形成されており、内部前方にカメラユニット１９が収容され、内部後方に制御基板２１が収容されている。
【００３８】
制御基板２１には、後述するリレー４６や、省配線機器４５、カメラユニット制御機器４７等が設けられており、制御基板２１は、取付ブラケット４９を介してカメラケース３０内に固定されている。
【００３９】
更に、取付ブラケット４９には、前方に送風して内部温度を均等にするためのファン５０が設けられている。
【００４０】
カメラケース３０の後端部は、カメラケースフランジ３０ａを介して、フランジ３５に結合されており、その結合手段として、断熱ボルト５１（例えばＦＲＰボルト）が用いられている。
【００４１】
フランジ３５の中央部には、発砲断熱材からなる断熱部材５２が設けられており、制御基板２１に接続されるケーブル５３、カメラユニット１９に接続される同軸ケーブル５４が、その断熱部材５２を挿通してカメラケース３０内部に導入される。
【００４２】
ケーブル５３は、セラミック製のコネクタ５５を介して断熱部材５２と接続され、ケーブル５３からの入熱を防ぐために、カメラケース３０内で２００ｍｍ以上引き迴された後、制御基板２１に接続される。
【００４３】
同様に、同軸ケーブル５４も、同軸ケーブル５４からの入熱を防ぐために、カメラケース３０内で２００ｍｍ以上引き迴された後、カメラユニット１９に接続される。
【００４４】
さて、カメラケース３０の外周には、カメラケース３０内部を保温して０〜４０℃程度に保持するために、シート状のヒータ６０がその周方向に巻付けて設けられている。
【００４５】
ヒータ６０は、回転部１２の各部における、材質の違い、および構成上の違いによる冷熱の侵入の違いにより生じる温度差を補うために、カメラケース３０の軸方向に３分割して設けられている。
【００４６】
即ち、ヒータ６０は、図示するように、前端部ヒータ６０ａ、中間部ヒータ６０ｂおよび後端部ヒータ６０ｃとで構成される。
【００４７】
これらヒータ６０の各設置箇所の温度を検出するために、制御基板２１に接続された熱電対６１が、前端部、中間部および後端部にそれぞれ設けられており、この各熱電対６１が検出した温度によってそれぞれのヒータ６０ａ，６０ｂ，６０ｃをＯＮ・ＯＦＦ制御するリレー４６が制御基板２１上に設けられている。
【００４８】
このように、ヒータ６０を軸方向に分割して設け、各ヒータ６０ａ，６０ｂ，６０ｃを別個にＯＮ・ＯＦＦ制御することで、装置各部の温度差を補い、ほぼ一定の温度に制御することができる。
【００４９】
また、取付ブラケット４９の下部にサーモスタット６２が設けてあり、熱電対６１や制御系に異常が発生した時に、各ヒータ６０を強制的に止めることができるようになっている。
【００５０】
次に本発明の作用を述べる。
【００５１】
ＬＮＧ液中観察装置１０をタンク内に挿入すると共に、ヒータ６０を作動させて、回転部１２の内部を保温してＬＮＧの冷熱から保護する。
【００５２】
この時、熱電対６１により装置各部の温度を測定して、各部が所定温度に達したらその部分のヒータ６０を停止する。
【００５３】
カメラケース３０の後端部は、金属製のフランジ３５と結合されていると共に、ケーブル５３を挿通するため真空断熱層を設けることができず、他の部分に比べて冷熱が伝わりやすい。
【００５４】
その結果、内部温度は後端部、中間部、前端部の順に低くなる。
【００５５】
このため、前端部が他の部分よりも速く所定温度に達して、リレー４６により前端部ヒータ６０ａが停止される。
【００５６】
次に、中間部が所定温度に達すると、同様にリレー４６により中間部ヒータ６０ｂが停止され、その後、後端部が所定温度に達したら後端部ヒータ６０ｃが停止される。
【００５７】
また、各部の温度が所定温度以下になると、リレー４６によりその部分のヒータ６０を作動して、内部温度を制御する。
【００５８】
このように、ヒータ６０を分割して設けると共に、別個にＯＮ・ＯＦＦ制御することで内部全体をほぼ一定の温度に保温することができる。
【００５９】
内部の温度の偏りを少なくしたことで、内部機器の長寿命化につながる。
【００６０】
また、リレー４６をカメラケース３０内の制御基板２１に設けたことで、ヒータ６０に電力を供給するために固定部１３内部を通ってフランジ３５から導入されるケーブルを最小（２本）にすることができ、総合ケーブル２４を細くできると共に、装置の軽量化を計ることができる。
【００６１】
ケーブル５３および同軸ケーブル５４の導入部に断熱部材５２を設けたことで、導入部からの入熱を抑えることができる。
【００６２】
カメラケース３０内に導入されたケーブル５３及び同軸ケーブル５４を２００ｍｍ以上引き迴すようにしたため、ケーブル５３及び同軸ケーブル５４からの入熱を防止できる。
【００６３】
カメラケース３０と外側ケース３３との結合に、断熱ボルト５１を用いたので断熱性能が高い。
【００６４】
本発明では、ＰＷＭ制御は用いずに、リレー４６を使用してヒータ６０をＯＮ・ＯＦＦ制御するため、ノイズが発生することはない。
【００６５】
なお、本発明は、ＬＮＧ液中観察装置に限られるものではなく、他の低温タンク内を観察する低温液中観察装置にも適応できる。
【００６６】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、以下に示す如く優れた効果を発揮するものである。
【００６７】
（１）内部全体をほぼ同じ温度に保温することができる。
【００６８】
（２）内部機器の寿命が伸びる。
【００６９】
（３）ケーブルの本数が少なく、軽量化が計れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＬＮＧ液中観察装置の回転部の断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図３】（ａ）は、ＬＮＧ液中観察装置の側面図である。
（ｂ）は、ＬＮＧ液中観察装置の断面図である
【符号の説明】
１９  カメラユニット
２１  制御基板
３０  カメラケース
３１  内側ケース
３２  真空断熱層
３３  外側ケース
４６  リレー
６０  ヒータ
６１  温度検出手段
【図１】
0004610058.tif 000002
【図２】
0004610058.tif 000003
【図３】
0004610058.tif 000004