JP2001011465A - コークス炉炭化室の内壁観測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 断熱容器に収納する記録装置の台数が少なく
て小型・軽量であり、内壁面の画像と撮像位置の窯幅と
が対応付けられて記録装置に記録されて観測結果の保管
・管理が容易であるコークス炉炭化室の内壁観測装置の
提供。 【解決手段】 レーザ距離計３，３が計測したコークス
炉炭化室の内壁面までの距離ｄ１，ｄ２に応じた出力電
圧を、信号変換器５，５によって周波数変調し、ビデオ
カメラ１Ａ，１Ｂが撮影した内壁面の画像を、ビデオテ
ープレコーダ６，６の記録媒体であるビデオテープの映
像トラックに、信号変換器５，５によって音声帯域信号
に周波数変調された情報を上述の映像トラックに対応す
るビデオテープの音声トラックに記録する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コークス炉炭化室
の内壁面までの距離を測定するレーザ距離計のような測
定装置、内壁面を撮影するビデオカメラのような撮像装
置、及び測定値と映像とを記録するビデオテープレコー
ダのような記録装置が断熱容器に収納されており、コー
クス炉炭化室に挿入されてコークス炉炭化室の内壁面の
損傷状態を測定し、記録する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コークス炉の炭化室では、長期間の操業
に伴って燃焼室との間の仕切り壁に種々の損傷が生じ
る。これらは、亀裂，目地切れ，レンガ表面の損耗・肌
荒れ・剥離，レンガの部分的な欠損，レンガの変形・移
動によって仕切り壁表面に生じる段差などである。これ
らは、炉体保守にとって極めて有害であるとともに、炉
寿命を延ばすためには早期検知が必要である。これらの
損傷は、窯口近傍にあれば炉外から観測できるが、中央
部にあると炉外から観測できない。

【０００３】そこで、炭化室内部の損傷状態を観測する
方法が幾つか提案されている。その手法には、大きく分
類して、炭化室の窯幅を測定して正常値との差から損傷
の度合いを判別する方法と、炭化室壁面を撮影した映像
から損傷の度合いを判別する方法とがある。

【０００４】例えば、特開平３−１０５１９５号公報に
は、窯口から炭化室内にカメラを挿入して撮影した隔壁
面の映像を基に隔壁の状態を検出する方法（以下、第１
の方法という）が開示されている。

【０００５】また特開平５−１８０６２３号公報には、
先端部にミラーを搭載したゾンデを炭化室の窯口から挿
入し、炭化室の外に設けた２台のレーザ距離計からのレ
ーザ光を、ゾンデ内部を通し、ミラーを介して隔壁の相
対する２カ所に投射し、隔壁までの距離を測定すること
によって炭化室の幅を測定する方法（以下、第２の方法
という）が開示されている。

【０００６】また特開平３−１０５１９６号公報には、
コークス炉押出機の押し出しラムヘッドの後部に耐火性
ミラーを配置し、ミラーに映し出される隔壁面の像を押
出機上に設けたカメラにより撮影することで壁面の状態
を検出する方法（以下、第３の方法という）が開示され
ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】第１の方法には次のよ
うな問題がある。コークス炉炭化室の内部は１０００°
Ｃ前後にも達する高温状態である。従って、炉内に計測
器を挿入して正常動作させるためにはカメラなどの電子
部品を冷却する装置が必須である。そのため、炉内に挿
入するカメラなどは水冷された容器の中に収納する必要
がある。耐熱容器に水冷を施すと、容器自体の重量も重
くなるとともに、冷却水の供給装置，冷却水の配管など
を必要とするため、挿入装置などの設備が大がかりなも
のとなり、コスト高になる。

【０００８】さらに、冷却水供給装置あるいは配管の不
備により、炉内で水漏れが生じた場合には炭化室内のレ
ンガが急冷され、隔壁に亀裂，損傷が生じ、コークス炉
自体が莫大な損傷を被る危険性がある。

【０００９】第２の方法には次のような問題がある。こ
の方法では、炉内に挿入するのがミラーだけであるの
で、第１の方法のように計測器自体に致命的破損が生じ
る可能性は低く、また水ではなくエアでも冷却が可能で
あるとされている。しかし、炉内に挿入されるゾンデを
冷却する水あるいはエアを供給する装置、配管などの敷
設は必須であり、大がかりな装置となることは避けられ
ない。

【００１０】また、コークス炉の全長は１５ｍを超える
場合がある。このようなコークス炉において、本方法の
ように炉外に設けた光学式距離計でミラーを介して壁面
までの距離を測定する場合、コークス炉全長にわたって
計測するためには、少なくとも炭化室の中央付近（７．
５ｍ）までゾンデを挿入する必要がある。しかし、この
ような長距離を高い精度で測定可能な光学式距離計は非
常に高価である。また、ゾンデ内部の光路に温度分布が
生じた場合、光の屈折及び揺らぎを生じ、測定誤差が増
大し得る。これを防ぐためには、ゾンデの冷却能力を高
める必要が生じるため、第１の方法と同じ問題を有して
いることになる。

【００１１】第３の方法には次のような問題がある。本
方法では、コークス炉押出機の押し出しラムヘッドの後
部に配置された耐火性ミラーだけが窯内に挿入されるた
め、装置の冷却を行う必要はない。しかし、冷却を行わ
ないため、急激な温度上昇によりミラーの熱変形，熱歪
みが発生し得る。これを防止するためには、発熱体をミ
ラー背面などに設けて予熱することを推奨しているが設
備費用が増大する。

【００１２】さらに本方法では、炉外に設けたカメラ
で、炉内に挿入されているミラーを介して壁面を撮像す
るが、このような配置では、カメラの光軸光路上の場所
に依っては雰囲気の温度が急激に変動している。特に窯
口付近では、炉内の熱せられた高温空気と、炉外の冷え
た空気が入り混じり、大きな熱揺らぎが生じている。こ
のような状況下で撮像を行った場合、熱揺らぎにより映
像が乱れ、損傷を判断するのに十分な情報を得ることが
困難である。

【００１３】一方、一般的な炉の炉内状況を測定する方
法として、断熱容器に収納した計測器を炉内部に搬入し
て炉内温度などを測定する方法が提案されている。例え
ば、実開昭５５−１３２６３５号公報では、断熱容器に
温度センサ，温度データの記録装置，センサ，記録装置
の制御装置，電源などを収納した計測装置が提案されて
おり、熱処理中の鉄鋼材の温度履歴を容器内部のデータ
記録装置に保存し、炉から取り出した後にデータをパソ
コンなどに吸い上げるようにしている。

【００１４】ある種の熱処理炉では、炉内を移動させな
がら鉄鋼材を加熱するため、対象材に取り付けた熱電対
を炉外まではわせて温度を測定することは、熱電対のね
じれ，切断などを招くため困難であるが、上述のように
計測装置を対象材とともに炉内で移動させれば、前述の
ような障害を生じさせることなく、温度履歴を得ること
が可能となる。

【００１５】これを応用して、各種計測器，計測器の測
定値を記録するデータ記録装置，電源などを収納した断
熱容器を押出機先端に搭載し、炭化室内部の状況を測定
する方法が考えられる。この場合、断熱容器を炉内に挿
入しながら各種計測を行い、その結果をデータ記録装置
に記録することになる。従って、冷却水の供給装置，配
管などが不要なために設備が非常に簡便となり、設備費
用も安価になる。このような断熱容器を用いた測定方法
では、断熱容器のサイズ、即ち、内部に収納する装置の
容積を小さくすることができれば、さらに軽量になり、
可搬性に優れたものとなるとともに、設置場所の制限も
緩やかになる。また取り付け、取り外しの作業性も向上
する。

【００１６】断熱容器を用いる場合、測定結果を全て内
部に記録する必要があるが、カメラで撮影した壁面の画
像は情報量が大きい。画像を大容量の記録媒体である磁
気ディスク，半導体メモリなどに記録することもできる
が、画質とアクセス速度と費用とを考慮して、現状では
ビデオテープに勝るものはない。一方、レーザ距離計の
出力は、通常、電圧または電流であり、情報量も画像に
比較すると少ないので、半導体メモリに記録する方法
が、通常、多用されている。

【００１７】このように、従来では、窯幅と壁面の画像
とを異なる記録媒体に記録している。しかし、記録媒体
を別々にした場合、計測結果を再生する際に窯幅と画像
とを対応付ける作業が煩雑である。また測定結果を保管
・管理する場合、将来においても、窯幅と画像とを対応
付けられるような状態で保管するための作業が必要であ
る。

【００１８】本発明は以上のような問題点を解決するた
めになされたものであって、コークス炉炭化室の所定の
奥行き位置の幅寸法を計測するための基点から、この位
置の炭化室壁面の対向する１対の計測対象点までの距
離、またはこれらの距離の情報から算出した幅寸法を、
ビデオテープレコーダなどの音声入力へ入力が可能な音
声帯域の変調信号に変換し、変換した音声信号を、幅寸
法を計測した奥行き位置の炭化室内壁の映像信号ととも
に、ビデオテープのような１つの記録媒体に対応付けて
記録することにより、断熱容器に収納する記録装置の台
数が少なくて小型・軽量であるとともに、内壁面の画像
と撮像位置の窯幅とが対応付けられて記録装置に記録さ
れて観測結果の保管・管理が容易であるコークス炉炭化
室の内壁観測装置の提供を目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】第１発明のコークス炉炭
化室の内壁観測装置は、コークス炉炭化室の内壁面の対
向する１対の計測対象点と計測の基点との間のそれぞれ
の距離を計測する計測手段、及びコークス炉炭化室の内
壁を撮影する撮像手段を炭化室内部に挿入・移動させな
がらコークス炉炭化室の内壁を観測する装置において、
映像信号及び音声信号の記録が可能な記録媒体が装填さ
れた記録手段と、計測手段により計測された前記距離の
情報を前記記録媒体へ記録が可能な音声帯域の変調信号
に変換する変換手段と、コークス炉炭化室の所定の奥行
き位置のコークス炉炭化室の内壁面の対向する１対の計
測対象点と、該奥行き位置における計測の基点との間の
それぞれの距離を計測手段に計測させる第１の手段、幅
寸法を計測した奥行き位置にて撮像手段にコークス炉炭
化室の内壁を撮影させる第２の手段、及び前記記録手段
に、撮像手段が撮影した前記映像信号及び変換手段が変
換した前記音声信号を対応付けて前記記録媒体に記録さ
せる第３の手段を含む制御手段と、計測手段、記録媒
体、変換手段、及び撮像手段に電力を供給する電源と、
計測手段、記録手段、変換手段、撮像手段、制御手段、
及び電源を収納する断熱容器とを備えたことを特徴とす
る。

【００２０】第２発明のコークス炉炭化室の内壁観測装
置は、第１発明に加えて、計測手段が計測した前記それ
ぞれの距離に基づいて、前記奥行き位置のコークス炉炭
化室の幅寸法を算出する算出手段を備え、変換手段は、
算出手段が算出した幅寸法の情報を前記音声信号に変換
する手段であることを特徴とする。

【００２１】第３発明のコークス炉炭化室の内壁観測装
置は、第１又は第２発明において、前記映像信号は奇数
フィールドと偶数フィールドとを１フレームの画像とす
る信号であり、また制御手段の第２の手段は、撮像手段
に前記奥行き位置のコークス炉炭化室の内壁面の２カ所
を撮影させる手段であり、制御手段の第３の手段は、前
記２カ所の一方を撮影した画像の偶数又は奇数フィール
ドの情報と、他方を撮影した画像の偶数又は奇数フィー
ルドの情報とを結合して、記録手段に１フレームの画像
の映像信号として記録媒体に記録させる手段であること
を特徴とする。

【００２２】第４発明のコークス炉炭化室の内壁観測装
置は、第１又は第２発明において、制御手段の第２の手
段は、撮像手段に前記奥行き位置のコークス炉炭化室の
内壁面の２カ所を撮影させる手段であり、制御手段の第
３の手段は、前記２カ所の一方を撮影した画像の一部領
域の情報と、他方を撮影した画像の前記一部領域以外の
領域に相当する領域の情報とを結合して、記録手段に１
つの画像の映像信号として前記記録媒体に記録させる手
段であることを特徴とする。

【００２３】本発明では、コークス炉炭化室の所定の奥
行き位置の幅寸法を計測するための基点から、この位置
の炭化室壁面の対向する１対の計測対象点までの距離、
またはこれらの距離の情報から算出した幅寸法を、距離
または幅寸法の値に応じた音声帯域信号に変換し、幅寸
法を計測した奥行き位置の炭化室内壁の映像信号ととも
に、映像信号と音声信号の同時記録が可能なビデオテー
プのような１つの記録媒体に対応付けて記録する。これ
により、断熱容器に収納する記録装置の台数が少なくて
小型・軽量になるとともに、内壁面の画像と撮像位置の
窯幅とが対応付けられて記録装置に記録されて観測結果
の保管・管理が容易になる。

【００２４】また本発明では、映像信号が奇数フィール
ドと偶数フィールドとを１フレームの画像とするビデオ
信号のような信号であって、幅寸法を計測した奥行き位
置の内壁面の２カ所を撮影した場合に、２カ所の一方を
撮影した画像の偶数フィールドと他方を撮影した画像の
奇数フィールドとを結合するか、また２カ所の画像の偶
数フィールド同士又は奇数フィールド同士を結合して、
１フレームの画像の映像信号として１つの記録媒体に記
録する。これにより、通常２台のカメラの映像を記録す
るには２台の画像記録装置が必要だが、本発明により、
１台の記録装置に２台のカメラの情報を記録できるた
め、装置の小型化が図れる。

【００２５】また本発明では、幅寸法を計測した奥行き
位置の内壁面の２カ所を撮影した場合に、２カ所の一方
を撮影した画像の一部領域と、他方を撮影した画像の、
この一部領域以外の領域に相当する領域の画像を結合し
て、一つの画像の映像信号として１つの記録媒体に記録
する。これにより、通常２台のカメラの映像を記録する
には２台の画像記録装置が必要だが、本発明により、１
台の記録装置に２台のカメラの情報を記録できるため、
装置の小型化が図れる。

【００２６】

【発明の実施の形態】図１は本発明のコークス炉の内壁
観測装置（以下、本発明装置という）の一例の構成を示
す模式的断面図、図２は本発明装置を先端部のラムヘッ
ドに搭載した状態のコークス炉押出機の側面図である。
図中、１Ａ，１Ｂはビデオカメラである。２台のビデオ
カメラ１Ａ，１Ｂは、断熱容器９に設けられた石英製の
窓２，２を通して炭化室壁面の２カ所をそれぞれ撮影
し、その映像信号はビデオテープレコーダ６，６へ出力
される。ビデオカメラ１Ａ，１Ｂは照明を持たないが、
高温の炭化室壁面からの自発光で撮影を行うことができ
る。

【００２７】２台のレーザ距離計３，３は、炭化室壁面
と垂直な方向にレーザ光を出射して、炭化室の幅寸法
（窯幅）を検出するための、それぞれのレーザ光の出射
基点のような計測の基点から炭化室壁面に垂直な方向の
炭化室壁面までのそれぞれの距離（ｄ１，ｄ２）を測定
できる位置に、一定距離（Ｌ）だけ離して配置されてい
る。レーザ距離計３，３は上述の窓２，２と同様の窓
４，４を通して炭化室壁面にレーザ光を出射し、炭化室
壁面からの反射光を受光するまでの時間によってそれぞ
れの距離（ｄ１，ｄ２）を測定し、測定値に応じた電圧
又は電流の信号を信号変換器５，５へそれぞれ出力す
る。

【００２８】信号変換器５，５は、レーザ距離計３，３
からの出力信号をビデオテープレコーダ６，６の音声入
力規格に一致した電気仕様にそれぞれ変換する。一般的
に、音声入力規格は音声信号周波数の帯域幅と電圧レベ
ルとで決まる。音声信号周波数の帯域幅は、通常２０〜
３０ＫＨｚ、また電圧レベルは０〜２Ｖ程度である。従
って、レーザ距離計３，３の出力信号が電圧の場合、ビ
デオテープレコーダ６，６の音声入力の電気仕様に合わ
せて周波数変調あるいは強度変調することで、距離の測
定値に比例した周波数又は強度の音声情報をビデオテー
プの音声トラックに記録できる。なお、以下では周波数
変調することを前提として説明する。

【００２９】仮に、レーザ距離計３，３の出力が電圧
で、出力（Ｖ）と測定距離（ｍｍ）とが図３のような関
係にある場合、単位距離当たりの電圧変化は、ＶＬ／Ｌ
（Ｖ／ｍｍ）となる。信号変換器５，５は、その出力周
波数（Ｈｚ）と、レーザ距離計３，３の出力（Ｖ）との
関係が図４のようになるように、レーザ距離計３，３の
出力を周波数変調する。なお、レーザ距離計３，３の出
力が電流の場合は、電流を電圧に変換した後で周波数変
調すればよい。

【００３０】２台のビデオテープレコーダ６，６は、画
像情報と音声情報との記録が可能なビデオテープを記録
媒体としている。制御装置７，７は、所定のタイミング
信号を基に、ビデオカメラ１Ａ，１Ｂ、レーザ距離計
３，３、信号変換器５，５、ビデオテープレコーダ６，
６の電源のオン・オフ、及びビデオテープレコーダ６，
６の映像及び音声の記録開始・停止を制御する。

【００３１】即ち、制御装置７，７はビデオテープレコ
ーダ６，６の動作を制御して、ビデオカメラ１Ａ，１Ｂ
から出力された映像信号と、信号変換器５，５から出力
された音声帯域信号とを、ビデオテープの映像トラック
及び対応する音声トラックにそれぞれ記録させる。本発
明装置は電池８，８を電源とし、ビデオカメラ１Ａ，１
Ｂ、レーザ距離計３，３、信号変換器５，５、ビデオテ
ープレコーダ６，６、制御装置７，７、電池８，８は、
熱伝導率が低く、使用上限温度が１０００°Ｃ以上であ
るセラミックファイバー等の断熱材で周囲が覆われた断
熱容器９に収納されている。

【００３２】次に、本発明装置の動作を説明する。図２
のように、本発明装置が押出機のラムヘッドに搭載さ
れ、炭化室の窯口で待機している状態では、制御装置
７，７以外には電力が供給されない。これは消費電力を
低減し、電池８，８の小型化を図るためである。

【００３３】この状態で押し出しを開始すると同時に、
あるいはその直前に、制御装置７，７に対してタイミン
グ信号が発生される。このタイミング信号は、制御装置
７，７自身が有するタイマにより自律的に発生させるこ
とができる。即ち、予め定められた押し出しを開始する
時刻を制御装置７，７に記憶させておくことで、押し出
しとほぼ同時に断熱容器９の内部の各種装置及び機器の
動作を開始することが可能となる。

【００３４】上述の方法以外に、断熱容器９の最外層に
機械的スイッチを設けておいてもよい。例えば、柔軟性
を有する断熱材で断熱容器９の断熱層を構成し、その内
側に配した機械的スイッチを容器外部から操作すること
で、押し出しとほぼ同時に断熱容器９の内部の各種装置
及び機器の動作を開始することが可能である。

【００３５】さらに他の方法として、光又は電磁波を用
いて制御装置７，７に指示を与えてもよい。この場合、
断熱容器９の内部に光受信器又は電波受信器１０を設け
（図５参照）、押し出しを開始すると同時に、断熱容器
９の外部に設置された光送信器又は電磁波送信器（不図
示）から測定の開始を指示する信号を送信し、この信号
を受信した光受信器又は電波受信器１０が受信信号をタ
イミング信号として制御装置７，７に送信する。図２の
ように、本発明装置が押出機のラムヘッドに搭載され、
炭化室の窯口で待機している状態では、光受信器又は電
波受信器１０と制御装置７，７以外には電力が供給され
ない。これは消費電力を低減し、電池８，８の小型化を
図るとともに、電子部品の発熱による内部温度上昇を抑
制するためである。

【００３６】タイミング信号をトリガとして、制御装置
７，７は、ビデオカメラ１Ａ，１Ｂ、レーザ距離計３，
３、信号変換器５，５、ビデオテープレコーダ６，６へ
電力を供給する。それと同時にレーザ距離計３，３は計
測を、ビデオカメラ１Ａ，１Ｂは撮影を開始し、信号変
換器５，５はレーザ距離計３，３からの出力信号を周波
数変調し、ビデオテープレコーダ６，６へ送信する。ビ
デオテープレコーダ６，６は、映像信号及び周波数変調
された信号を、それぞれビデオテープの映像トラック及
び音声トラックに記録し始める。

【００３７】このように、押し出しの開始とほぼ同時
に、断熱容器９の内部の計測器が測定を開始するので、
押出機を炭化室窯口から炉内部に挿入し、反対側の窯口
まで挿入した後に引き戻せば、炭化室の奥行き方向の各
位置における炭化室壁面までの距離情報と炉壁の映像と
がビデオテープに記録される。

【００３８】次に、観測結果を記録したビデオテープを
図６のような手順で再生すると、炭化室の壁面状態の情
報が得られる。ビデオテープに記録された壁面の映像は
ビデオテープレコーダで再生してモニタに表示する。ま
た距離情報は周波数変調されており、そのままでは使え
ないため、図４の関係に基づき、信号復調器によって音
声出力を電圧あるいは電流レベル出力に復調する。

【００３９】復調された電圧あるいは電流出力は、その
ままレーザ距離計３，３の出力電圧または出力電流であ
るので、図３の関係に基づき、この電圧あるいは電流を
距離に換算すれば、図１のｄ１，ｄ２に相当する距離値
が得られる。これらに一定距離Ｌを加算した値（ｄ１＋
ｄ２＋Ｌ）、即ち窯幅Ｗを表示器に表示する等して出力
する。

【００４０】また、観測結果を記録したビデオテープに
は、炭化室壁面までの距離が測定され、またその映像が
撮影された炭化室の奥行き方向における位置情報が記録
されていない。壁面の損傷評価のためには、映像及び距
離（即ち窯幅）と炉内位置とを対応付けることが望まし
い。例えば、映像のレンガ枚数を数えて位置を特定して
もよい。

【００４１】また、前述のような光送信器又は電磁波送
信器を使用する場合、送信器から信号が送信されたタイ
ミングを時間軸の基準として、押出機の移動距離を一定
時間間隔で測定しておく。ビデオテープレコーダ６，６
も、送信器の信号を基に記録を開始するので、ビデオテ
ープのタイムコードを使って、映像及び距離と、その記
録開始からの経過時間により算出される押出機の移動距
離、即ち炉内の位置とを対応付けることができる。

【００４２】なお、以上の説明では、制御装置７，７
が、ビデオレコーダ６，６への電力供給と同時に、映像
と距離の記録を開始する指示を与えたが、ビデオテープ
レコーダによっては、電力供給後すぐに録画ができず、
数秒程度のウォームアップ時間が必要なものも多い。こ
の場合は、ビデオテープレコーダに、タイミング信号の
有無に関わらず常時電力を供給して待機状態にさせてお
く。これによって全体の電力消費量が増えるので、電池
容量は大きくする必要がある。

【００４３】図７は本発明装置の他の例の構成を示す模
式的断面図である。なお、前述の例と同一又は相当部分
には同一符号を付してその説明を省略する。前述の例で
は、レーザ距離計３，３の測定結果を、２台のビデオテ
ープレコーダ６，６にそれぞれ記録したが、本例では、
音声入力がステレオ音声入力である１台のビデオテープ
レコーダ６１に、２台のレーザ距離計３，３の測定結果
を記録する。具体的には、ビデオテープレコーダ６１の
左音声入力から一方のレーザ距離計３の測定データを、
また右音声入力から他方のレーザ距離計３の測定データ
を入力して、ビデオテープのそれぞれの音声トラックに
記録する。本例では、ビデオテープレコーダ６１が１台
であるので、壁面の画像を撮影するビデオカメラ１は１
台とする。

【００４４】なお、図７では光受信器又は電波受信器１
０から制御装置７，７にタイミング信号を送信する構成
としているが、前述のように、このタイミング信号を、
制御装置７，７自身が有するタイマにより自律的に発生
させても、また断熱容器９の最外層に設けた機械的スイ
ッチを容器外部から操作することで、押し出しとほぼ同
時に断熱容器９の内部の各種装置及び機器の動作を開始
する構成としてもよい。

【００４５】次に、観測結果を記録したビデオテープを
図８のような手順で再生すると、炭化室の壁面状態の情
報が得られる。ビデオテープに記録された壁面の映像は
ビデオテープレコーダで再生してモニタに表示する。ま
た距離情報は周波数変調されており、そのままでは使え
ないため、図４の関係に基づき、信号復調器によって左
右の音声出力の変調周波数を電圧あるいは電流レベル出
力に復調する。

【００４６】復調された電圧あるいは電流出力は、その
ままレーザ距離計３，３の出力電圧または出力電流であ
るので、図３の関係に基づき、この電圧あるいは電流を
距離に換算すれば、図１のｄ１，ｄ２に相当する距離値
が得られる。これらに一定距離Ｌを加算した値（ｄ１＋
ｄ２＋Ｌ）、即ち窯幅Ｗを表示器に表示する等して出力
する。

【００４７】図９は本発明装置のさらに他の例の構成を
示す模式的断面図である。なお、前述の例と同一又は相
当部分には同一符号を付してその説明を省略する。本例
では、１台のビデオテープレコーダ６１に、２台のビデ
オカメラ１Ａ，１Ｂが撮影した映像を記録する。一般的
に、ビデオカメラの映像信号は奇数フィールドと偶数フ
ィールドとに分けて記録され、これら２つのフィールド
で１フレーム、即ち、１つの画像が構成される。

【００４８】ここでは、一方のビデオカメラ１Ａの映像
信号（図１０(a) ）の奇数フィールド信号と、他方のビ
デオカメラ１Ｂの映像信号（図１０(b) ）の偶数フィー
ルド信号とを１フレームの奇数及び偶数フィールドの映
像信号として結合し（図１０(c) ）、１つの映像信号に
変換する。

【００４９】または２台のビデオカメラ１Ａ，１Ｂの映
像信号の奇数フィールド信号同士（図１０(d) ）あるい
は偶数フィールド信号同士を１フレームの奇数及び偶数
フィールドの映像信号とし結合し、１つの映像信号に変
換する。このように変換することで、１台のビデオテー
プレコーダ６１に２台のビデオカメラ１Ａ，１Ｂの映像
を記録することができる。

【００５０】次に、観測結果を記録したビデオテープを
図１１のような手順で再生すると、炭化室の壁面状態の
情報が得られる。ビデオテープに記録された壁面の映像
はビデオテープレコーダで再生するが、奇数及び偶数フ
ィールドが２台のビデオカメラ１Ａ，１Ｂで撮影された
映像であるので、映像分解器で奇数フィールドの映像と
偶数フィールドの映像に分解し、それぞれをモニタに表
示する。また距離情報は周波数変調されており、そのま
までは使えないため、図４の関係に基づき、信号復調器
によって左右の音声出力を電圧あるいは電流レベル出力
に復調する。

【００５１】復調された電圧あるいは電流出力は、その
ままレーザ距離計３，３の出力電圧または出力電流であ
るので、図３の関係に基づき、この電圧あるいは電流を
距離に換算すれば、図１のｄ１，ｄ２に相当する距離値
が得られる。これらに一定距離Ｌを加算した値（ｄ１＋
ｄ２＋Ｌ）、即ち窯幅Ｗを表示器に表示する等して出力
する。

【００５２】また、図１２のように、一方のビデオカメ
ラ１Ａの映像の、例えば左側領域と、他方のビデオカメ
ラ１Ｂの映像の例えば右側領域とを画像合成器１１で結
合し、１つの映像信号としてビデオテープレコーダ６１
に記録してもよい。この場合、フィールド毎に分割する
場合のような解像度の劣化がなく、映像を再生する際
も、測定直後のテープをそのまま再生することで映像が
得られる。

【００５３】なお、以上の説明では、２台のレーザ距離
計３，３の測定値をビデオテープに記録したが、これら
の測定値を窯幅値に変換した後で記録してもよい。窯幅
値として記録した場合は、距離値を記録する場合に比べ
てビデオテープに記録する情報量が少なくてよい。

【００５４】なお、ランスに搭載される距離計として
は、光三角法型の距離計，光切断法型の距離計，ＴＯＦ
（Time Of Flight）型の距離計などの非接触型で高速な
距離計を使用してもよい。これら光学式の距離計を使用
する場合、窓から侵入する高温壁面の輻射熱が内部温度
を上昇させるので、窓をできるだけ小さくするととも
に、窓に熱線反射膜等のコーティングを行うことが望ま
しい。

【００５５】また、以上の説明では、レーザ距離計を向
かい合った壁面に対して１台ずつ配したが、複数個の距
離計を配して、複数カ所で窯幅を測定してもよい。広範
囲の測定を行うには、等間隔で複数個の距離計を配する
ことが望ましい。このように複数カ所の窯幅を測定する
場合、窯幅の測定カ所の数に応じてビデオカメラの台数
を増加すれば、内壁面の状態をより細かく観測すること
ができる。

【００５６】

【発明の効果】以上のように、本発明装置は、コークス
炉炭化室の所定の奥行き位置の幅寸法を計測するための
基点から、この位置の炭化室壁面の対向する１対の計測
対象点までの距離、またはこれらの距離の情報から算出
した幅寸法を、音声信号に変換し、幅寸法を計測した奥
行き位置の炭化室内壁の映像信号とともに、映像信号と
音声信号の同時記録が可能なビデオテープのような１つ
の記録媒体に対応付けて記録するので、断熱容器に収納
する記録装置の台数が少なくて小型・軽量であるととも
に、内壁面の画像と撮像位置の窯幅とが対応付けられて
記録装置に記録されて観測結果の保管・管理が容易であ
るという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の一例の構成を示す模式的断面図で
ある。

【図２】本発明装置を先端部のラムヘッドに搭載した状
態のコークス炉押出機の側面図である。

【図３】レーザ距離計の出力電圧と測定距離値との関係
を示すグラフである。

【図４】レーザ距離計の出力電圧と信号変換器により変
調される周波数との関係を示すグラフである。

【図５】図１の本発明装置の変形例の構成を示す模式的
断面図である。

【図６】図１の本発明装置による観測結果の再生手順を
示す図である。

【図７】本発明装置の他の例の構成を示す模式的断面図
である。

【図８】図７の本発明装置による観測結果の再生手順を
示す図である。

【図９】本発明装置のさらに他の例の構成を示す模式的
断面図である。

【図１０】２台のビデオカメラの画像信号を１つの画像
信号に結合する方法の一例を説明する図である。

【図１１】２台のビデオカメラの画像信号を１つの画像
信号に結合した場合の再生手順を示す図である。

【図１２】２台のビデオカメラの画像信号を１つの画像
信号に結合する方法の他の例を説明する図である。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ ビデオカメラ ２，４ 窓 ３ レーザ距離計 ５ 信号変換器 ６，６１ ビデオテープレコーダ ７ 制御装置 ８ 電池 ９ 断熱容器 １０ 光受信器又は電磁波受信器 １１ 画像合成器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コークス炉炭化室の内壁面の対向する１
   対の計測対象点と計測の基点との間のそれぞれの距離を
   計測する計測手段、及びコークス炉炭化室の内壁を撮影
   する撮像手段を炭化室内部に挿入・移動させながらコー
   クス炉炭化室の内壁を観測する装置において、 映像信号及び音声信号の記録が可能な記録媒体が装填さ
   れた記録手段と、 計測手段により計測された前記距離の情報を前記記録媒
   体へ記録が可能な音声帯域の変調信号に変換する変換手
   段と、 コークス炉炭化室の所定の奥行き位置のコークス炉炭化
   室の内壁面の対向する１対の計測対象点と、該奥行き位
   置における計測の基点との間のそれぞれの距離を計測手
   段に計測させる第１の手段、幅寸法を計測した奥行き位
   置にて撮像手段にコークス炉炭化室の内壁を撮影させる
   第２の手段、及び前記記録手段に、撮像手段が撮影した
   前記映像信号及び変換手段が変換した前記音声信号を対
   応付けて前記記録媒体に記録させる第３の手段を含む制
   御手段と、 計測手段、記録媒体、変換手段、及び撮像手段に電力を
   供給する電源と、 計測手段、記録手段、変換手段、撮像手段、制御手段、
   及び電源を収納する断熱容器とを備えたことを特徴とす
   るコークス炉炭化室の内壁観測装置。
2. 【請求項２】 計測手段が計測した前記それぞれの距離
   に基づいて、前記奥行き位置のコークス炉炭化室の幅寸
   法を算出する算出手段を備え、変換手段は、算出手段が
   算出した幅寸法の情報を前記音声信号に変換する手段で
   あることを特徴とする請求項１記載のコークス炉炭化室
   の内壁観測装置。
3. 【請求項３】 前記映像信号は奇数フィールドと偶数フ
   ィールドとを１フレームの画像とする信号であり、また
   制御手段の第２の手段は、撮像手段に前記奥行き位置の
   コークス炉炭化室の内壁面の２カ所を撮影させる手段で
   あり、制御手段の第３の手段は、前記２カ所の一方を撮
   影した画像の偶数又は奇数フィールドの情報と、他方を
   撮影した画像の偶数又は奇数フィールドの情報とを結合
   して、記録手段に１フレームの画像の映像信号として記
   録媒体に記録させる手段であることを特徴とする請求項
   １又は２記載のコークス炉炭化室の内壁観測装置。
4. 【請求項４】 制御手段の第２の手段は、撮像手段に前
   記奥行き位置のコークス炉炭化室の内壁面の２カ所を撮
   影させる手段であり、制御手段の第３の手段は、前記２
   カ所の一方を撮影した画像の一部領域の情報と、他方を
   撮影した画像の前記一部領域以外の領域に相当する領域
   の情報とを結合して、記録手段に１つの画像の映像信号
   として前記記録媒体に記録させる手段であることを特徴
   とする請求項１又は２記載のコークス炉炭化室の内壁観
   測装置。