(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端を密閉した内管と外管との間に複数の冷却水供給通路と冷却水排出通路とを設けて基端側から上記供給通路を通じて供給した冷却水を先端側で迂回させて上記排出通路を通じて外管の基端部から外部に排出するように形成してなる水冷ジャケットと、この水冷ジャケットの先端部の適所に配設されてその内外端周縁部を内外管に設けた透窓に固着してなる耐火レンズと、水冷ジャケットの内管内に一定の隙間を介して挿入され、且つ先端が閉止しているペリスコープであって、該ペリスコープは、先端部内にカメラを内蔵しており、該カメラのカメラレンズは上記隙間を介して上記耐火レンズに臨ませていると共に、該カメラのカメラレンズはペリスコープの先端部内に対して気密されて配置されている、ペリスコープと、このペリスコープ内に基端側から上記カメラ近傍部に達する位置まで挿入された冷却空気供給管とからなることを特徴とする熱風炉内の点検装置。
【請求項２】
カメラを画像伝送線を介して炉外の適所に設置したモニター及び制御装置に接続していることを特徴とする請求項１記載の熱風炉内の点検装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は高炉に熱風を供給する熱風炉内の炉壁を点検するための点検装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃焼室内で高温空気を発生させ、この高温空気を熱風として高炉に供給する熱風炉は、その炉壁を1200℃の熱風に耐えることができるように耐火レンガによって形成しているが、この耐火レンガは熱風による損耗やレンガ自体の膨張、収縮による亀裂の発生等により数年で劣化するので、一定の劣化度に達した時に、この熱風炉の稼働を停止し、予備の熱風炉から高炉に熱風を供給してその間に補修を行わなければならない。
【０００３】
上記熱風炉の劣化の進行度合いは、古くから経験によって確認していたが、補修の時期が遅れると熱風炉全体を改修、築造しなければならなくなってコストがかかる一方、早すぎると無駄になるので、使用中に熱風炉の耐火レンガの劣化状態を点検する装置が開発された。このような装置としては従来から、例えば、実開平２ー３３２４１号に開示されているように、内管と外管との間に中間管体を介在させて内管と中間管体との間に供給した冷却水を外管と中間管体との間を通じて排出するように構成してなる水冷ジャケットの下端部に、内外管に連通する透視孔を穿設すると共に内管内に光ファイバーを挿入してなる点検装置が知られており、この点検装置を熱風炉の適所から炉内に挿入して上記光ファイバーにより透視孔を通じて耐火レンガを点検している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の点検装置では、水冷ジャケットが内外管に中間管体を配設した構造としているために、全体的に大径な装置となって取扱い難くなるばかりでなく、光ファイバーによる炉内の点検では拡大写真や縮小写真を得ることができず、従って、耐火レンガよりなる炉の内壁の細部の点検や全体的な点検が困難となってその劣化度を的確に点検することができないという問題点があった。
【０００５】
このような問題点は、光ファイバーに替えて先端にカメラを装着してなるパイプを水冷ジャケット内に挿入し、パイプ内に冷却空気を供給しながら該カメラを上記透視孔に合わせて耐火レンガの写真を撮るように構成すれば解消し得るが、この場合、冷却空気がカメラレンズの前方を流動し、その周囲の高温空気との間に生じる密度の差によって陽炎現象が発生し、耐火レンガの映像が歪んだ状態で写されてきれいな撮影画面を得ることができなくなり、上記同様に耐火レンガの劣化度を的確に点検することができなくなるという問題点があった。本発明はこのような問題点を全面的に解消し得る熱風炉内の点検装置の提供を目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の熱風炉内の点検装置は、先端を密閉した内管と外管との間に複数の冷却水供給通路と冷却水排出通路とを設けて基端側から上記供給通路を通じて供給した冷却水を先端側で迂回させて上記排出通路を通じて外管の基端部から外部に排出するように形成してなる水冷ジャケットと、この水冷ジャケットの先端部の適所に配設されてその内外端周縁部を内外管に設けた透窓に固着してなる耐火レンズと、水冷ジャケットの内管内に一定の隙間を介して挿入され、且つ先端が閉止しているペリスコープであって、該ペリスコープは、先端部内にカメラを内蔵しており、該カメラのカメラレンズは上記隙間を介して上記耐火レンズに臨ませていると共に、該カメラのカメラレンズはペリスコープの先端部内に対して気密されて配置されている、ペリスコープと、このペリスコープ内に基端側から上記カメラ近傍部に達する位置まで挿入された冷却空気供給管とから構成している。なお、カメラの画像伝送線は、請求項２に記載したように、炉外の適所に設置したモニター及び制御装置に接続している。
【０００７】
【作用】
熱風炉の適所に穿設している小径の点検孔を通じて使用中の熱風炉内に上記水冷ジャケットを挿入し、その基端側から供給通路に冷却水を供給してジャケットを高温熱風から保護する。水冷ジャケットは内外二重管からなり、外管と内管との間に冷却水供給通路と排出通路とを円周方向に交互に設けた構造としているので、従来のように内側に冷却水供給通路を、外側に排出通路を設けている水冷ジャケットに比べて全体が小径に形成することができて取扱性が良くなるばかりでなく、内外管を効率良く冷却することができて熱風による内部温度の上昇を効果的に抑制することができる。
【０００８】
さらに、先端部にカメラを内蔵したペリスコープを水冷ジャケットの内管内に挿入し、そのカメラレンズを水冷ジャケットの先端部に装着した耐火レンズを通じて熱風炉の耐火レンガを撮影する。この際、ペリスコープ内に挿入する冷却空気供給管によってカメラ全体が冷却されるが、ペリスコープの先端が閉止しているので、冷却空気はペリスコープ内を流通するだけでペリスコープと内管との隙間に流動しないから、該ペリスコープと水冷ジャケットの内管との隙間の温度は一定に保持され、従って、この隙間に気密的に臨ませているカメラレンズの前方には陽炎現象が生じることがない。
【０００９】
そのため、耐火レンガの映像に歪みが生じることなくその拡大写真や縮小写真を撮影することができ、耐火レンガの劣化の度合いを的確に点検し得るものである。また、装置外の適所に設置したモニターによって耐火レンガの損傷状態や亀裂個所を確認することができると共に制御装置を介して水冷ジャケット及びペリスコープを円周方向、並びに長さ方向に一体的に移動させて熱風炉内の耐火レンガ全体の点検が可能となる。
【００１０】
【実施例】
本発明の実施例を図面について説明すると、図１において、水冷ジャケット１は、内管1aと外管1bとの間に複数の冷却水供給通路２と冷却水排出通路３とを円周方向に交互に設けていると共に、外管1bの上端部に冷却水供給通路２に連通する供給口４と冷却水排出通路３に連通する排水口５とを設けてなるものである。この水冷ジャケット１の構造をさらに詳しく説明すると、内外管1a、1bは一定径と長さを有する円形鋼管からなり、外管1bの先端（下端）開口部を半球状蓋部1cによって閉止していると共に内管1aの先端（下端）開口部を円板形状の蓋部1dによって閉止し、また、内外管1a、1bの基端（上端）間を環状板1eによって連結、密閉している。
【００１１】
さらに、該環状板1eから長さ方向に小間隔を存した基端部に、図２に示すように、内外管1a、1b間の環状空間を閉止するフランジ体６を気密的に固着してこのフランジ体６から基端側（上方側）寄りにおける外管1bの適所に上記冷却水供給口４を連結、連通させていると共に内外管1a、1b間の環状空間部内に上記冷却水供給通路２を形成する複数本の小径鋼管を周方向に一定間隔毎に配設してその外周面を内外管1a、1bの対向面に密接させ、隣接する冷却水供給通路２、２間の環状空間部内を上記冷却水排出通路３に形成している。
【００１２】
また、冷却水供給通路２を形成する各小径鋼管の基端（上端）開口部を上記フランジ体６を貫通して供給口４側に連通させ、先端（下端）開口部を円板形状の上記蓋部1dから下方側における半球状蓋部1c内に空間に連通させて該空間部28を通じて排出通路３に連通させていると共に、これらの排水通路３の基端側における上記フランジ体６の下方近傍部の外管1bの適所に排水通路３と連通する上記排水口５を連結しているものである。
【００１３】
７はこの水冷ジャケット１の先端部における冷却水通路中の一部を貫通して該水冷ジャケット１の内外面間に亘って配設された耐火レンズで、内外管1a、1bの下端部適所に透窓8a、8bを開設し、これらの透窓8a、8bに該耐火レンズ７の外周面に一体的に固着した耐熱性窓枠９の内外端外周縁部を気密的に固着してなるものである。
【００１４】
10は水冷ジャケット１の内管1aよりも小径で且つ長さが内管1aよりも長い鋼管よりなるペリスコープで、その基端部及び先端部の外周面数個所にスペーサ部材11、12を一体的に突設し、これらのスペーサ部材11、12を内管1aの内周面に摺接させることによって該ペリスコープ10と内管1aとの間に環状の隙間13を設けた状態で内管1aと同一管軸上で該内管1a内に挿入するように構成している。
【００１５】
このペリスコープ10の先端開口部は円板形状の蓋部10a によって閉止されている共にペリスコープ10の先端部に内蔵したカメラ14を該蓋部10a の上面に固定させてあり、さらに、このカメラ14の伸縮自在なレンズ筒15の外周面をペリスコープ10の先端周壁部適所に穿設した開口孔10b に気密的に摺動自在に挿通させ、該レンズ筒15内に配設しているカメラレンズ16を上記耐火レンズ７に臨ませるように構成している。
【００１６】
カメラ14には、該カメラ14のシャッタ動作やレンズ筒15の伸縮動作等のカメラ動作を遠隔操作すると共に映像を伝送するための操作伝送線17が接続され、この操作伝送線17はペリスコープ10内から外部に延出して熱風炉外の適所に設置されたモニター兼制御装置18に接続している。19はペリスコープ10の蓋部10a の外底面に固着した当接部材で、内管1aの内底面上に当接させることによってカメラ14のレンズ16の高さ位置を上記耐火レンズ７の中心線上に合致させるものである。20はペリスコープ10内に基端側から上記カメラ14の近傍部に達する位置まで挿入された冷却空気供給管である。
【００１７】
このように構成した点検装置によって点検される熱風炉21の構造は、図３に示すように、その炉壁の内壁が耐火レンガ22によって形成されていると共に炉内の一部に燃焼室23を設けて熱風炉21の下端部に開口している空気供給口24から燃焼室23内に供給される空気を燃焼室下端の燃焼釜25により加熱し、この高温空気を熱風炉21の下端部適所に開口した供給口26を通じて高炉（図示せず）側に熱風として供給するように構成している。そして、この熱風炉21の炉壁の１個所〜数個所（図においては頂部）に、上記点検装置の水冷ジャケット１が挿入可能な小径点検孔27を穿設している。
【００１８】
この点検孔27に点検装置の水冷ジャケット１を挿入し、稼働中の熱風炉21の耐火レンガ22の劣化状態をカメラ14によって点検する。この際、水冷ジャケット１は炉外の冷却水供給源（図示せず）から供給ホースを通じて炉壁から突出している該水冷ジャケット１の基端部の供給口４に冷却水を供給することによって冷却し、炉内の高温空気から保護する。
【００１９】
即ち、供給口４から供給された冷却水は、内外管1a、1b間におけるフランジ体６の上方空間部内に流入し、該フランジ体６の上面に開口している複数の冷却水供給通路２を通じて流下して水冷ジャケット１の先端空間部28内に充満し、さらにこの空間部28から隣接する冷却水供給通路２、２間で形成された冷却水排出通路３を通じて上昇し、炉外の排水口５から適宜な排水ホース（図示せず）を通じて排出される。このように、内外管1a、1b間の空間部に冷却水を充満させた状態で流通させることによって水冷ジャケット１が効率よく冷却される。
【００２０】
なお、冷却水供給通路２は小径管によって形成しているが、このような管体を使用することなく、例えば、内外管1a、1b間の空間部を円周方向に一定間隔毎に縦仕切板で区画して隣接する仕切板間でフランジ体６を介して供給口４に連通する冷却水供給通路と、排水口５に連通する冷却水排出通路とを円周方向に交互に設けた構造としておいてもよい。
【００２１】
こうして冷却される水冷ジャケット１の内管1a内にペリスコープ10を挿入し、その先端当接部材19を内管1aの蓋部1d上に当接させると、このペリスコープ10に内蔵しているカメラ14が水冷ジャケット１の先端部に設けている耐火レンズ７の高さ位置に達する。そして、ペリスコープ10の先端周壁部適所に穿設した開口孔10b に気密的に摺動自在に挿通しているレンズ筒15を耐火レンズ７側に向けてカメラレンズ16で該耐火レンズ７を通じて炉内を透視し、操作伝送線17を通じてカメラレンズ16でとらえた耐火レンガ22をモニターに写し出し、その劣化度合を確認すると共に制御装置18を操作してレンズ筒15を伸縮させると共にシャッター操作を行うことにより耐火レンガ22の所定部分の拡大写真や縮小写真を撮影する。また、水冷ジャケット１をその軸心回りに回動させることにより、炉壁の円周方向にカメラ14の向きを変えて各部の耐火レンガ22を撮影する。
【００２２】
熱風炉21内には1200℃に達する高温空気が生じており、この高熱からペリスコープ10内のカメラ14を保護するために水冷ジャケット１を使用しているが、水冷ジャケット１の管壁等を通じて加熱されるペリスコープ10内の高温空気による影響をなくするために、ペリスコープ10内に挿入した冷却空気供給管20に冷却空気20を圧送してその先端からカメラ14に向かって吹き付け、カメラ14を常時冷却する。
【００２３】
この際、カメラ14を冷却する冷却空気は、ペリスコープ10内の高温空気と混合してペリスコープ10内を流動し、ペリスコープ10の開口基端から炉外に排出される一方、カメラ14の近傍部においては冷却空気と高温空気との間の密度の差により光が屈折して陽炎現象が生じるが、カメラレンズ16はペリスコープ10内に設けられてなく、該レンズ16を冷却空気が流通しなくて一定の温度環境にある水冷ジャケット１の内管1aとペリスコープ10との間の隙間13に気密的に露出させているので、陽炎現象の影響を受けることはない。従って、耐火レンガの映像に歪みが生じさせることなくその拡大写真や縮小写真を撮影することができ、また、モニターに正確よく写しだすことができ、耐火レンガの損傷状態等の劣化度合いを精度のよい点検し得るものである。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本発明の熱風炉内の点検装置によれば、カメラを内蔵してなる水冷ジャケットは、先端を密閉した内管と外管との間に複数の冷却水供給通路と冷却水排出通路とを円周方向に交互に設けて基端側から上記供給通路を通じて供給した冷却水を先端側で迂回させて上記排出通路を通じて外管の基端部から外部に排出するように形成しているので、従来のように内側に冷却水供給通路を、外側に排出通路を設けている二重構造の水冷ジャケットに比べて全体の形状を小径に形成することができ、従って、取扱性が良くなるばかりでなく安価に製作し得るものであり、その上、冷却水供給通路と排出通路を内外管に直接接触させた構造となって効率良く冷却することができ、熱風による内部温度の上昇を効果的に抑制することができるものである。
【００２５】
さらに、カメラは水冷ジャケットの内管内に挿入するペリスコープの先端部に内蔵されていると共にこのペリスコープ内に冷却空気供給管を挿入して該カメラを冷却空気の吹き付けにより冷却させるように構成しているので、ペリスコープ内の高温空気からカメラを確実に保護することができるものであり、その上、カメラレンズを空気の流通が行われない水冷ジャケットの内管とペリスコープの外周面との間の隙間に臨ませているので、該カメラレンズの前方には陽炎現象が生じることがなく、従って、水冷ジャケットの下端部に設けている耐火レンズを通じて歪みの生じていない耐火レンガの映像を正確に写し出すことができると共にその拡大写真や縮小写真を撮影することができて耐火レンガの劣化の度合いを的確に点検し得るものである。
【００２６】
また、装置外の適所に設置したモニターによって耐火レンガの損傷状態や亀裂個所を確認することができると共に制御装置を介して水冷ジャケット及びペリスコープを円周方向、並びに長さ方向に一体的に移動させることにより熱風炉内の耐火レンガ全体の点検が可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】点検装置の縦断側面図、
【図２】そのＡーＡ線における横断面図、
【図３】点検状態を示す簡略縦断側面図。
【符号の説明】
１  水冷ジャケット
1a、1b  内外管
２  冷却水供給通路
３  冷却水排出通路
７  耐火レンズ
8a、8b  透窓
10  ペリスコープ
13  隙間
14  カメラ
16  カメラレンズ
20  冷却空気供給管
21  熱風炉
22  耐火レンガ
【図１】
0003781800.tif 000002
【図２】
0003781800.tif 000003
【図３】
0003781800.tif 000004