(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ここで、炉内の圧力が上昇したり、炉体が振動するなどして窓体(窓ガラス)が破損した場合に、窓体を遮蔽し、水素などの炉内の雰囲気が外部に流出しないように遮断弁を設ける構成が、特許文献2に開示されている。しかし、この場合、遮断弁が設けられたノズルを介して炉内を監視することとなり、視野が狭く、炉内を十分に監視することが難しい。
【0005】
そこで、本発明では、炉内の雰囲気が外部に流出することを防止しながら、炉内の監視性を向上させることができる、炉内監視装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、炉内を監視するための炉内監視装置であって、
炉体に形成された開口部の外面縁部に取り付けられるプレートと、
前記プレートに形成された孔を前記炉体と反対側から閉止する窓体と、
貫通孔が形成され、前記炉体に形成された前記開口部と前記窓体との間を遮断又は開放するシャッタ板と、を備え、
前記プレートは、前記炉体と反対側から前記シャッタ板に当接し、前記シャッタ板を前記外面縁部及び前記プレートに当接させることによって、前記シャッタ板を前記外面縁部に対して固定することが可能となっており、
前記プレートは、前記プレートと前記炉体との距離が変更可能となるよう、前記炉体に対してベローズを介して取り付けられており、
前記ベローズは、前記プレートと前記炉体との間をシールしている。
【0007】
前記構成によれば、炉内を目視で監視するとき以外は、シャッタ板によって窓体を遮断し、プレートがシャッタ板を炉体の開口部の外面縁部に固定することによって、炉内の圧力が上昇してもその影響は窓体に及ばず、窓体が破損することを防止できる。また、炉体の振動で窓体が破損したとしても、シャッタ板を開放しない限り、炉内の雰囲気が外部に流出することはない。したがって、炉内の雰囲気が外部に流出することを防止できる。さらに、シャッタ板によって窓体を開放し、プレートに形成された孔を閉止する窓体から炉内を監視することによって、窓体と炉内との間の距離を短くして、窓体からの炉内の監視性を向上させることができる。また、ベローズによって、プレートと炉体との間のシールを確保しながら、プレートと炉体との距離を変更可能とすることにより、開口部と窓体との間を遮断又は開放するためのシャッタ板の移動を容易とすることができる。
【0008】
本発明は、さらに、次のような構成を備えるのが好ましい。
(1)前記プレートを貫通して前記シャッタ板に連結されるシャフトと、
前記シャフトに連結され、前記シャフトを回転中心として前記シャッタ板を回転させるハンドルと、を備え、
前記ハンドルによる前記シャッタ板の回転によって、前記貫通孔と前記窓体とが対向することにより、前記炉体に形成された前記開口部と前記窓体との間が開放され、
前記ハンドルによる前記シャッタ板の回転によって、前記シャッタ板の前記貫通孔以外の部分と前記窓体とが対向することにより、前記炉体に形成された前記開口部と前記窓体との間が遮断され、
前記プレートに対して前記シャフトを前記シャフトの軸方向に移動可能としながら、前記シャフトと前記プレートとの間をシールする軸シールを備える。
【0009】
(2)前記シャッタ板を前記外面縁部に対して固定する際に、前記シャッタ板と前記プレートの前記孔との間をシールするOリングを備える。
【0010】
(3)前記炉体に対して、前記プレートを固定する固定ボルトを備える。
【0011】
(4)前記炉体に対して、前記プレートを位置決めするガイドピンを備える。
【0012】
前記構成(1)によれば、ハンドルによってシャフトを回転中心としてシャッタ板を回転させることによって、シャッタ板の貫通孔と窓体とが対向またはシャッタ板の貫通孔以外の部分と窓体とが対向し、炉体の開口部と窓体との間の遮断、開放を容易に行うことができる。また、軸シールによって、シャフトとプレートとの間のシールを確保しながら、炉体に対してシャッタ板を固定または解放することを容易に行うことができる。
【0013】
前記構成(2)によれば、シャッタ板を外面縁部に固定する際、シャッタ板とプレートの孔との間のシール性を確保し、窓体が損傷しても、炉内ガスが外部に漏洩することを防止できる。
【0014】
前記構成(3)によれば、固定ボルトによって、プレートを炉体に対して安定して固定することができる。
【0015】
前記構成(4)によれば、ガイドピンによって、プレートを炉体に対して容易に位置決めすることができる。また、プレート及びシャッタ板を鉛直方向に延びる状態で炉体に対して固定する際、プレート及びシャッタ板が炉体から落下することを防止できる。
【発明の効果】
【0016】
要するに、本発明によると、炉内の雰囲気が外部に流出することを防止しながら、炉内の監視性を向上させることができる、炉内監視装置を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0018】
図1は、本発明の実施形態に係る炉内監視装置10の側面概略図である。
図1に示されるように、炉内監視装置10は、炉体9に形成された開口部91の外面縁部91aに取り付けられるプレート2と、プレート2に形成された孔21を炉体9と反対側から閉止する透明な窓体3と、炉体9に形成された開口部91と窓体3との間を遮断又は開放するシャッタ板4と、を備えている。開口部91、シャッタ板4及びプレート2はいずれも円形状を有しており、シャッタ板4の外径は、開口部91の外径より大きくなっており、プレート2の外径より小さくなっている。また、孔21及び窓体3はいずれも円形状を有しており、窓体3の外径は、孔21の外径より大きくなっている。
【0019】
図2は、窓体3がプレート2に取り付けられている状態を示す拡大側面概略図である。
図2に示されるように、プレート2は、プレート本体2aと、窓体3が嵌まる凹部2b1を有する嵌合部材2bと、嵌合部材2bに嵌められた窓体3を外方から固定する固定部材2cとを備えている。嵌合部材2bは、プレート本体2aにOリング2b4でシールされながら固定ボルト2b2で取り付けられており、内周面2b3で孔21を形成している。内周面2b3の軸方向端部には、全周に亘って凹部2b1が形成されており、凹部2b1に窓体3が嵌まるようになっている。
【0020】
固定部材2cは、嵌合部材2bに固定ボルト2c1で取り付けられており、軸方向内側端面2c2で、窓体3の外側端面を押さえ、外方から固定するようになっている。窓体3の外側端面と固定部材2cの軸方向内側端面2c2との間には、Oリング2c3が配置されており、Oリング2c3は、窓体3と固定部材2cとの間をシールしている。
【0021】
プレート2は、プレート2と炉体9との距離が変更可能となるよう、炉体9に対してベローズ5を介して取り付けられている。ベローズ5は、プレート2と炉体9との間をシールしている。
【0022】
窓体3は、透明な耐熱ガラスでできており、表面反射による光量ロスを少なくするため、表面には、反射防止膜がコーティングされていてもよい。
【0023】
炉内監視装置10はさらに、プレート2を貫通してシャッタ板4に連結されるシャフト6と、シャフト6に連結され、シャフト6を回転中心としてシャッタ板4を回転させるハンドル7と、を備えている。
【0024】
図3は、監視状態から非監視状態への変更を説明する炉内監視装置10の側面概略図であり、
図4は、非監視状態の炉内監視装置10の側面概略図である。ここで、監視状態とは、シャッタ板4が炉体9に形成された開口部91と窓体3との間を開放しており、窓体3から炉内を監視できる状態を意味している。また、非監視状態とは、シャッタ板4が炉体9に形成された開口部91と窓体3との間を遮断しており、窓体3から炉内を監視できない状態を意味している。
【0025】
図1、
図3及び
図4に示されるように、シャッタ板4には、貫通孔41が形成されており、ハンドル7によるシャッタ板4の回転によって、貫通孔41と窓体3とが対向すると、炉体9に形成された開口部91と窓体3との間が開放され、窓体3から炉内を監視可能となる。貫通孔41は円形状を有しており、貫通孔41の外径は、プレート2の孔21の外径より大きくなっている。
【0026】
また、ハンドル7によるシャッタ板4の回転によって、シャッタ板4の貫通孔41以外の部分と窓体3とが対向すると、炉体9に形成された開口部91と窓体3との間が遮断され、窓体3から炉内を監視できなくなる。
【0027】
シャフト6とプレート2との間には、プレート2に対してシャフト6をシャフト6の軸方向に移動可能としながら、シャフト6とプレート2との間をシールする軸シール61が設けられている。
【0028】
炉内監視装置10は、シャッタ板4を炉体9の開口部91の外面縁部91aに対して固定する際に、シャッタ板4とプレート2との間をシールするOリング8を備えている。プレート2には、嵌合部材2bを介して孔21が形成されているので、Oリング8は、プレート2のシャッタ板側表面における孔21の外周近傍のOリング溝8aに嵌められて配置される。なお、Oリング溝8aは、Oリングが脱落しないよう、底部が広がった形状(アリ溝)となっている。
【0029】
図4に示されるように、炉内監視装置10は、炉体9に対して、プレート2を固定する固定ボルト22を備えている。固定ボルト22は、プレート2によってシャッタ板4を炉体9に押し付けるとき、すなわち非監視状態に使用される。プレート2には、固定ボルト22が貫通する貫通孔23が円周状に均等間隔で複数形成されており(本実施形態では、90度間隔で設けられ、全周で4個形成されている)、炉体9には、固定ボルト22がネジ止めされるネジ穴92が、貫通孔23に対応して形成されている。
【0030】
また、炉体9に対して、プレート2を位置決めするガイドピン24が設けられる。ガイドピン24は、プレート2によってシャッタ板4を炉体に押しつけるとき、すなわち非監視状態のみならず、プレート2によってシャッタ板4を炉体に押しつけないとき、すなわち監視状態においてもプレート2を鉛直方向に延びた炉体9に対して落下しないように保持するために使用される。プレート2には、ガイドピン24が貫通する貫通孔25が形成されており、炉体9には、ガイドピン24が挿入される穴93が、貫通孔25に対応して形成されている。ここで、固定ボルト22が貫通する貫通孔23及びネジ止めされるネジ穴92は、円周状に均等間隔で複数設けられるが、ガイドピン24が貫通する貫通孔25及び挿入される穴93は、上部にそれぞれ1つ又は複数、設けられればよい。
【0031】
なお、固定ボルト22をガイドピン24として使用することも可能である。この場合、固定ボルト22が貫通する貫通孔23を、ガイドピン24が貫通する貫通孔25として使用し、固定ボルト22がネジ止めされるネジ穴92を、ガイドピン24が挿入される穴93として使用される。また、穴93をネジ穴とし、固定ボルト22を総ネジボルトとナット(共に図示せず)の組み合わせとして、ガイドピン24の役割を兼ね備えてもよい。
【0032】
炉内監視装置10は、次のように作動するようになっている。
【0033】
図1は、炉内監視装置10の監視状態、すなわち、シャッタ板4が炉体9に形成された開口部91と窓体3との間を開放しており、窓体3から炉内を監視できる状態を示している。炉内監視装置10では、監視状態から、非監視状態、すなわち、シャッタ板4が炉体9に形成された開口部91と窓体3との間を遮断しており、窓体3から炉内を監視できない状態への変更は、以下のとおり行われる。
【0034】
図1に示されるように、監視状態では、プレート2の孔21とシャッタ板4の貫通孔41とが対向している。また、プレート2とシャッタ板4とは接触しておらず、ベローズ5は伸長した状態にあり、シャッタ板4と炉体9とは接触していない。プレート2は、ベローズ5のみで保持されており、ベローズ5の強度によっては、ベローズ5が延びてプレート2が垂れ下がってくる可能性があるため、上述のガイドピン24を利用してプレート2が垂れ下がらないように保持してもよい(図示せず)。
【0035】
監視状態から非監視状態への変更は、まず、
図3に示されるように、ハンドル7によって、シャフト6を回転中心としてシャッタ板4を回転させ、シャッタ板4の貫通孔41以外の部分とプレート2の孔21とを対向させる、すなわち、貫通孔41以外の部分と窓体3とを対向させる。
【0036】
そして、
図4に示されるように、シャフト6の軸方向において、プレート2をシャッタ板4に対して接近させ、プレート2とシャッタ板4とをOリング8を介して当接させる。このとき、プレート2とシャフト6とは、軸シール61でシールされながら摺動する。
図5は、
図4のV−V矢視図である。
【0037】
次に、ガイドピン24をプレート2の貫通孔25に貫通させ、炉体9の穴93に挿入する。そして、ガイドピン24でプレート2を炉体9に対して位置決めした状態で、固定ボルト22をプレート2の貫通孔23に貫通させ、炉体9のネジ穴92にネジ止めする。
【0038】
その結果、プレート2は、シャッタ板4を炉体9に対して押し付けて固定し、ベローズ5は収縮する。そして、プレート2とシャッタ板4との間に設けられたOリング8は、プレート2とシャッタ板4との間をシールする。シャッタ板4は、炉体9に形成された開口部91と窓体3との間を遮断しており、炉内の雰囲気が窓体3を通して外部に流出することを防止した状態としながら、炉内監視装置10は非監視状態となる。
【0039】
前記構成の炉内監視装置10によれば、次のような効果を発揮できる。
【0040】
(1)炉内を目視で監視するとき以外は、シャッタ板4によって窓体3を遮断し、プレート2がシャッタ板4を炉体9の開口部91の外面縁部91aに固定することによって、炉内の圧力が上昇してもその影響は窓体に及ばず、窓体3が破損することを防止できる。また、炉体の振動で窓体が破損したとしても、シャッタ板を開放しない限り、炉内の雰囲気が外部に流出することはない。したがって、炉内の雰囲気が外部に流出することを防止できる。さらに、シャッタ板4によって窓体3を開放し、プレート2に形成された孔21を閉止する窓体3から炉内を監視することで、窓体3と炉内との間の距離を短くして、窓体3からの炉内の監視性を向上させることができる。このとき、炉体9、シャッタ板4、プレート2が密着していれば、Oリング8を不要とすることも可能であるが、Oリング8によって完全に隔離することができ、炉内雰囲気の外部への流出の可能性をより低減させる上で、Oリング8を備えることが好ましい。
【0041】
(2)ベローズ5によって、プレート2と炉体9との間のシールを確保しながら、プレート2と炉体9との距離を変更可能とすることにより、開口部91と窓体3との間を遮断又は開放するためのシャッタ板4の移動を容易とすることができる。
【0042】
(3)ハンドル7によってシャフト6を回転中心としてシャッタ板4を回転させることによって、シャッタ板4の貫通孔41と窓体3とが対向またはシャッタ板4の貫通孔41以外の部分と窓体3とが対向し、炉体9の開口部91と窓体3との間の遮断、開放を容易に行うことができる。
【0043】
(4)軸シール61によって、シャフト6とプレート2との間のシールを確保しながら、炉体9に対してシャッタ板4を固定または解放することを容易に行うことができる。
【0044】
(5)シャッタ板4を炉体9の開口部91の外面縁部91aに固定する際、シャッタ板4とプレート2の孔21との間のシール性を確保し、シャッタ板4を開放しない限り、窓体3が損傷しても、炉内雰囲気が外部に流出することを防止できる。また、非監視状態において、炉内圧から窓体3を保護することができる。
【0045】
(6)固定ボルト22によって、プレート2を炉体9に対して安定して固定することができる。
【0046】
(7)ガイドピン24によって、プレート2を炉体9に対して容易に位置決めすることができる。また、プレート2及びシャッタ板4を鉛直方向に延びる状態で炉体9に対して固定する際、プレート2及びシャッタ板4が炉体から落下することを防止できる。
【0047】
(8)Oリング8は、プレート2のシャッタ板側表面における孔21の外周近傍に配置されるので、シャッタ板4とプレート2の孔21近傍との間の隙間のシールを確実にし、窓体3を炉内雰囲気から隔離できるので、炉内雰囲気の外部への流出の可能性をより低減させることができる。
【0048】
上記実施形態では、プレート2とシャッタ板4との間をシールするOリング8は、プレート2に取り付けられているが、シャッタ板4に取り付けられてもよい。
図6は、Oリングがシャッタ板4に取り付けられる場合の側面概略図であり、
図7は、
図6のVII-VII矢視図である。
【0049】
図6及び
図7に示されるように、Oリング81、82は、シャッタ板4に取り付けられている。Oリング81、82がシャッタ板4に取り付けられる場合、シャッタ板4には貫通孔41が形成されているので、Oリング81は、シャッタ板4のプレート側表面における貫通孔41の外周近傍に配置され、Oリング82は、シャッタ板4の外周近傍に配置される。Oリング81、82が、上記のとおり配置されることによっても、シャッタ板4とプレート2との間のシールを確実にし、窓体3を炉内雰囲気から隔離できるので、炉内雰囲気の外部への流出の可能性をより低減させることができる。
【0050】
上記実施形態では、監視状態において、プレート2はシャッタ板4を炉体9に押しつけるようになっていないが、監視状態においても、非監視状態と同様、プレート2がシャッタ板4を炉体9に押しつけるようになっていてもよい。
【0051】
上記実施形態では、シャッタ板4は円形状を有しているが、シャッタ板4の形状は円形状に限定されず、シャッタ板4をハンドル7によって回動させると、シャッタ板4に設けられた貫通孔41が窓体3と対向する、又は、シャッタ板4の貫通孔41以外の部分が窓体3と対向するようになればよい。したがって、上記を満たせば、シャッタ板4は、多角形状、楕円形状等様々な形状を有することができる。また、プレート2に設けられた孔21及びシャッタ板4に設けられた貫通孔41はいずれも円形状を有しているが、これらも円形状に限定されず、多角形状、楕円形状等様々な形状を有することができる。
【0052】
上記実施形態では、ガイドピン24によって炉体9に対してプレート2を位置決めし、固定ボルト22によってプレート2を固定しているが、固定ボルト22をガイドピン24としても利用し、固定ボルト22によってプレート2を位置決めしながら、炉体9に対して固定してもよい。
【0053】
特許請求の範囲に記載された本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、各種変形及び変更を行うことも可能である。
【解決手段】 炉内を監視するための炉内監視装置10であって、炉体9に形成された開口部91の外面縁部91aに取り付けられるプレート2と、プレート2に形成された孔21を炉体9と反対側から閉止する窓体3と、貫通孔41が形成され、炉体9に形成された開口部91と窓体3との間を遮断又は開放するシャッタ板4と、を備え、プレート2は、炉体9と反対側からシャッタ板4に当接し、シャッタ板4を外面縁部91a及びプレート2に当接させることによって、シャッタ板4を外面縁部91aに対して固定することが可能となっており、プレート2は、プレート2と炉体9との距離が変更可能となるよう、炉体9に対してベローズ5を介して取り付けられており、ベローズ5は、プレート2と炉体9との間をシールしている。