JP2603485Y2 - 屋外用点火装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、コークス炉において石
炭を乾溜するときに生じる可燃性ガスを大気中に排出す
る際に、前記可燃性ガスに点火する屋外用点火装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】鉄鋼生産等に使用されるコークスを製造
するために石炭の乾溜を行うコークス炉が知られてい
る。前記コークス炉は、耐火煉瓦からなる石炭乾溜炉を
多数並列に配置し、前記乾溜炉と乾溜炉とに挟まれた空
間をガス流通路とする構成となっている。前記コークス
炉では前記各乾溜炉は、上昇管を介して捕集管に接続さ
れている。

【０００３】前記コークス炉では、前記乾溜炉内部にコ
ークスの原料となる石炭を供給し、前記ガス流通路に加
熱ガスを流通して、加熱ガスを前記乾溜炉に沿って上
昇、下降させることにより、前記耐火煉瓦を介して前記
石炭を乾溜し、コークスの製造を行う。前記のようにし
てコークスを製造すると、石炭の乾溜に伴ってコールタ
ール、可燃性ガス等が副生し、コールタール、可燃性ガ
スは前記捕集管から回収される。前記可燃性ガスはコー
クス炉ガスと呼ばれ、メタン約３０％、水素約５２％を
主成分とし約５０００ｃａｌ／ｌの発熱量を有するの
で、一部は前記乾溜炉の燃料として使用され、他は製鉄
所内の各種炉の燃料として使用される。前記コークス炉
では、石炭の乾溜が終了すると、前記上昇管に設けられ
た蓋（トップカバー）を開放して前記乾溜炉中に残存し
ている前記コークス炉ガスを大気中に放出したのち、前
記乾溜炉からコークスが取り出される。

【０００４】従来、前記コークス炉ガスは、石炭の乾溜
が終了するとそのまま大気中に放出されていたが、その
成分に一酸化炭素、炭化水素などを含むので、大気汚染
の原因となることが考えられる上、前記乾溜炉内の温度
は部分的に１２００℃程度に達するので前記成分を含み
可燃性を有するコークス炉ガスが自然着火して爆発する
原因となる虞れもある。そこで、近年では前記コークス
炉ガスを大気中に放出する際に点火して燃焼させること
が行われている。

【０００５】前記コークス炉ガスに点火するための点火
装置として、例えば、高電圧による放電を利用する装置
がある。前記点火装置は、前記上昇管の外部に取り付け
られた耐熱性支持部材を介して、前記上昇管の蓋の開口
部に臨む位置に高電圧により放電するプラグが設けられ
ている。前記点火装置では、前記プラグは前記耐熱性支
持部材内部に配設された導線により昇圧変圧器に接続さ
れ、前記上昇管の蓋の開放に合わせて放電を行い、前記
蓋から放出されるコークス炉ガスに点火するようになっ
ている。

【０００６】しかしながら、前記コークス炉ガスは前記
上昇管の蓋の開放と同時に噴出するとは限らず、場合に
よってはコークスの取り出し操作によって初めて噴出す
ることもあるので、前記高電圧による瞬間的な放電を利
用する点火装置では点火するタイミングが難しく、確実
に点火できないことがあるとの不都合がある。

【０００７】また、前記コークス炉ガスに点火するため
には７００〜１２００℃程度の温度が必要とされるた
め、前記プラグには６０００〜７０００Ｖ程度の電圧が
印加されるが、通常の高圧用導線では前記上昇管周囲の
高温環境下での絶縁を確保することが難しく絶縁不良を
起こしたり、前記コークス炉ガスの燃焼熱により前記プ
ラグの接続部分が損傷するなどして、装置の寿命が極め
て短くなるとの不都合がある。

【０００８】さらに、大気中で前記のような高電圧によ
る放電を行うと、前記点火装置の周辺に電子機器がある
ときには、電子機器の誤作動の原因となることがあると
の不都合がある。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】本考案は、かかる不都
合を解消して、コークス炉から排出される可燃性ガスに
確実に点火できるとともに、高温下においても寿命が長
く、周辺の電子機器の誤作動の原因となることのない屋
外用点火装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本考案の屋外用点火装置は、コークス炉において
石炭を乾溜するときに生じる可燃性ガスを大気中に排出
する際に該可燃性ガスに点火する屋外用点火装置であっ
て、該コークス炉の外部に中空の耐熱性支持部材を設
け、発熱抵抗体をセラッミクスにて被覆してなる点火用
ヒータを該耐熱性支持部材を介して前記コークス炉の可
燃性ガスを排出する部分に臨む位置に該点火用ヒータの
発熱部分を露出させると共に、該ヒータの残部を支持す
るヒータ支持部材を前記耐熱性支持部材に空間を存して
内挿して設け、該ヒータ支持部材の後部を前記耐熱性支
持部材の後部に固定し、前記耐熱性支持部材の前面を断
熱部材により遮蔽し、前記点火用ヒータが装着された位
置の耐熱性支持部材の上部に空気排出孔を設けると共
に、可燃性ガスの燃焼位置から離れた耐熱性支持部材の
下部に空気導入孔を設け、前記点火用ヒータの発熱部分
の上方に該発熱部分を降水から保護する耐熱性保護部材
を設けてなることを特徴とする。

【００１１】

【００１２】さらに、前記ヒータ支持部材を中空にし、
前記点火用ヒータを商用電源に接続する耐熱性導線を該
ヒータ支持部材に空間を存して内挿して設けてもよく、
該ヒータ支持部材の上部に空気排出孔と下部に空気導入
孔とを設けてもよい。

【００１３】

【作用】本考案の点火装置によれば、前記可燃性ガス排
出部が開放されてから前記可燃性ガスが噴出するまでの
十分に長い間、前記点火用ヒータを所要の点火温度に維
持しておくことができるので、前記可燃性ガスが確実に
点火される。

【００１４】また、本考案の点火装置によれば、前記可
燃性ガスの燃焼による高温下においても、前記点火用ヒ
ータの接続部や前記点火用ヒータを商用電源に接続する
耐熱性導線が前記耐熱性支持部材の内部に空間を存して
内挿されているため、該耐熱性支持部材内部の空気層に
より断熱され、ヒータの接続部や前記導線が熱によって
損傷することがない。さらに、前記耐熱性支持部材の前
面を断熱部材により遮蔽し、前記ヒータ支持部材の後部
を前記耐熱性支持部材の後部に固定しているため、前記
可燃性ガスの燃焼による熱は前記耐熱性支持部材の前面
から直接伝播せず、前記耐熱性支持部材の前面よりも温
度の低い後部から伝播するため、前記点火用ヒータ周辺
に伝播する熱は少ない。また、前記ヒータ支持部材を中
空とした場合、該ヒータ支持部材内部に空気層が設けら
れるため、さらに断熱される。

【００１５】前記導線は前記点火用ヒータが通常の商用
電源により前記点火温度が得られ高電圧を使用しないこ
とから、前記可燃性ガス排出部近傍の高温環境下で絶縁
不良を起こして短絡することがない。

【００１６】また、前記可燃性ガスが燃焼することによ
り前記耐熱性支持部材の周囲に上昇気流が発生するた
め、前記耐熱性支持部材が冷却される。

【００１７】さらに、前記点火用ヒータが装着された位
置の耐熱性支持部材の上部に空気排出孔と可燃性ガスの
燃焼位置から離れた前記耐熱性支持部材の下部に空気導
入孔とを設けることにより、該上昇気流により前記上部
の空気排出孔から前記耐熱性支持部材の内部の空気が吸
い出されるとともに、前記下部の空気導入孔から冷えた
空気が導入され、前記耐熱性支持部材の内部の前記点火
用ヒータの接続部や前記耐熱性導線が冷却される。

【００１８】本考案の点火装置では、前記点火用ヒータ
は発熱抵抗体がセラミックスで被覆されているので、前
記可燃性ガスにより腐蝕される虞れがない。さらに、前
記点火用ヒータは露出された発熱部分の上方に前記発熱
部分を降水から保護する耐熱性保護部材を設けることに
より前記発熱部分が加熱状態で水滴に接触することが防
止されるので屋外で使用しても破損する虞れがない。

【００１９】また、本考案の点火装置によれば、発熱に
より前記可燃性ガスに点火し、高電圧の放電を行わない
ので、周辺の電子機器が誤作動する虞れがない。

【００２０】

【実施例】次に、添付の図面を参照しながら本考案の屋
外用点火装置についてさらに詳しく説明する。図１はコ
ークス炉上部の構成を示す説明的断面図、図２は本実施
例の屋外用点火装置の構成を示す説明的断面図である。

【００２１】図１に示すように、コークス炉１の上部に
は複数の乾溜炉（図示せず）の上部を連結し、コークス
炉ガスを取り出す上昇管２が設けられており、上昇管２
はコークス炉ガスを燃料として利用するために各種炉に
導く捕集管３に接続されている。上昇管２には、前記乾
溜炉からコークスを取り出す際に前記コークス炉ガスを
大気中に排出する蓋（トップカバー）４がレバー４ａに
より開閉自在に設けられている。そして、上昇管２の外
部に点火装置５が取着されている。

【００２２】図２に示すように、点火装置５は点火用ヒ
ータ６が上昇管２の外部に取り付けられている中空の耐
熱性支持部材７に、蓋４に臨む位置に発熱部分６ａを露
出させて設けられている。点火用ヒータ６は耐熱性支持
部材７の後部に嵌合されている中空のヒータ支持部材８
を介して該耐熱性支持部材７の内部に浮かせた状態で支
持されており、耐熱性支持部材７の前面には断熱部材９
が配設されている。

【００２３】耐熱性支持部材７またはヒータ支持部材８
としては、ステンレス製またはセラミックス製の筒状体
などを挙げることができる。耐熱性支持部材７またはヒ
ータ支持部材８は前記セラミックス製の筒状体とすると
その優れた断熱性により、内部に配設される点火用ヒー
タ６と耐熱性導線１３との接続部の耐久性や耐熱性導線
１３の耐久性を考慮すると有利であるが高価になるの
で、工作が容易で且つ安価であるステンレス製筒状体が
好ましい。

【００２４】前記耐熱性導線としては、２本の耐熱性導
線をガラス繊維製保持具で互いに隔離して絶縁性を確保
させるようにしたものや、２本の導線をそれぞれまたは
共にセラミックス製筒状体に挿通してなるものなどを挙
げることができる。

【００２５】点火用ヒータ６の発熱部分６ａの上方には
発熱部分６ａを降水から保護する耐熱性保護部材１０が
設けられている。また、点火用ヒータ６を図示しない商
用電源に接続する耐熱性導線１３ｃ，１３ｄがヒータ支
持部材８の内部に配設されている。

【００２６】ヒータ支持部材８の後部は、耐熱性支持部
材７の後部に固定されている。また、耐熱性導線１３
ａ，１３ｂは、耐熱性支持部材７及びヒータ支持部材８
の後部を挿通することにより設けられている。

【００２７】次に、点火装置５の各部について、詳細に
説明する。

【００２８】点火用ヒータ６は、タングステン等の発熱
抵抗体をセラミックスで被覆してなるものであり、耐熱
性導線１３ｃ，１３ｄが引き出される基部が耐熱セメン
ト１８によりヒータ支持部材８に固着され、先端の発熱
部分６ａが耐熱性支持部材７の前端から露出している。
そして、耐熱性支持部材７の前面は、断熱材９により覆
われている。

【００２９】耐熱性支持部材７は、略Ｔ字形のステンレ
ス筒状体であり、外周に備えられたロックナット１５
ａ，１５ｂにより、上昇管２の外部に設けられた取付金
具１６に固定されて取り付けられるようになっている。
また、本実施例では点火用ヒータ６が装着された位置の
耐熱性支持部材７の上部に空気排出孔１１ａと、可燃性
ガスの燃焼位置から離れた耐熱性支持部材７の下部に空
気導入孔１１ｂとが設けられている。

【００３０】ヒータ支持部材８はその後部を耐熱性支持
部材７の後部に取り付けねじ１４により挟着することに
より耐熱性支持部材７に固定されている。

【００３１】また、耐熱性導線１３ａ，１３ｂは、ヒー
タ支持部材８及び耐熱性支持部材７の後部を挿通するこ
とにより設けられており、耐熱性電線１３ａ，１３ｂの
先端部は耐熱性導線１３ｃ，１３ｄにかしめられて接続
されている。さらに、耐熱性電線１３ｃ，１３ｄは耐熱
性支持部材７の内部ではそれぞれ複数の短いセラミック
ス製筒状体１７ａ，１７ａ，…に挿通されている。

【００３２】耐熱性保護部材１０は、先端部及び下部が
開放されたステンレス製筒状体であり、耐熱性支持部材
７の前端部に点溶接により固着されている。

【００３３】本実施例の点火装置５では、点火用ヒータ
６がヒータ支持部材８を介して耐熱性支持部材７の後部
より嵌挿され、取り付けねじ１４によりヒータ支持部材
８を挟着することにより交換自在に設けられている。

【００３４】次に、本実施例の点火装置の作動について
説明する。

【００３５】まず、コークス炉１における石炭の乾溜終
了後、商用電源から耐熱性導線１３ａ，１３ｂを介して
点火用ヒータ６に通電されると、点火用ヒータ６が加熱
され、通電後１０秒程度で発熱部分６ａが所要の点火温
度に達する。前記商用電源は前記点火温度が１２００℃
のときには通常の１００Ｖの電源が使用され、点火温度
が１０００℃程度でもよいときには９０Ｖ程度の電源も
使用できる。このように使用電圧を低くすることによ
り、点火用ヒータ６の寿命が延長される。

【００３６】次に、発熱部分６ａの温度が所要の点火温
度に達したならば、レバー４ａを操作して蓋４を開放
し、上昇管２からコークス炉ガスを放出させる。このと
き、コークス炉ガスは蓋４を開放しても直ちに放出され
ないことがあるが、点火装置５によれば点火用ヒータ６
の発熱部分６ａが発熱抵抗体にセラミックスが被覆され
てなるので瞬間的に前記点火温度が得られるのではな
く、継続的に前記点火温度に維持されており、コークス
炉ガスに確実に点火することができる。

【００３７】耐熱性導線１３ｃ，１３ｄはヒータ支持部
材８の内部に空間を存して配設された構成となっている
ため、ヒータ支持部材８の内部に空気層が形成され、耐
熱性支持部材７とヒータ支持部材８との間の空気層とと
もに空気断熱が行われ、さらにそれぞれ複数の短いセラ
ミックス製筒状体１７ａ，１７ａ，…に挿通されて互い
に隔離されているため絶縁不良がおきにくい。

【００３８】また、前記のようにコークス炉ガスに点火
されると、上昇管２に沿って上昇気流が発生し、この上
昇気流により耐熱性支持部材７が冷却される。さらに、
前記上昇気流により空気排出孔１１ａ及び１２ａから耐
熱性支持部材７及びヒータ支持部材８の内部の空気が吸
いだされ、空気導入孔１１ｂ及び１２ｂから前記可燃焼
ガスの燃焼位置から離れている低温の空気が導入される
ため、耐熱性支持部材７及びヒータ支持部材８の内部が
冷却される。従って、耐熱性導線１３ｃ，１３ｄは前記
コークス炉ガスの燃焼に伴う高温環境の近傍にあって
も、その影響を受けにくいため、熱による絶縁不良が起
きにくく、点火用ヒータ６と耐熱性導線１３の接続部も
熱による損傷がおきにくい。

【００３９】発熱部分６ａはその上方に耐熱性保護部材
１０が設けられているので、高温に加熱された状態で降
水による水滴に接触することがなく、前記水滴に急激に
冷却されて生じる熱衝撃により破損する虞れがない。ま
た、点火用ヒータ６において発熱抵抗体を被覆するセラ
ミックスとしてはアルミナまたは窒化珪素があるが、前
記耐熱衝撃性に優れている点から分子式Ｓｉ₃ Ｎ₄ で示
される窒化珪素が好ましい。

【００４０】前記構成とすることにより、点火装置５は
点火用ヒータ６の温度が１０００℃であるときに連続１
００００時間の通電が可能であり、高電圧の放電による
点火プラグに対して、格段に長い寿命を有している。

【００４１】点火装置５は、点火ヒータ６が前記寿命に
達したとき、または点火ヒータ６のロット不良のために
交換の必要が生じたときには、取り付けねじ１４を外
し、ヒータ支持部材８を耐熱性支持部材７から取り外
し、さらにヒータ支持部材８から点火用ヒータ６を取り
外すことにより容易に交換することができる。このと
き、取り付けねじ１４は予め焼付防止剤を介して耐熱性
支持部材７に螺着しておくことにより、前記取り外しを
容易に行うことができる。また、新しい点火ヒータ６を
取り付けるときには、前記と逆の手順、即ち点火用ヒー
タ６をヒータ支持部材８に取り付け、このヒータ支持部
材８を耐熱性支持部材７に挿着し、取り付けねじ１４を
耐熱性支持部材７に螺着することにより行えばよい。従
って、本考案の点火装置は、交換の必要が生じたときに
は点火ヒータだけを交換すればよいので、安価に提供す
ることができる。

【００４２】尚、前記実施例では図２示のように耐熱性
支持部材７及びヒータ支持部材８に空気排出孔１１ａ、
１２ａ及び空気導入孔１１ｂ、１２ｂを設けているが、
設けなくてもよい。このようにすれば、耐熱性支持部材
７及びヒータ支持部材８の内部に空気層が形成され、こ
の空気層により空気断熱が行われるため、耐熱性支持部
材７の内部のヒータ接続部や耐熱性導線１３が熱により
損傷する虞れがない。

【００４３】また、ヒータ支持部材８は筒状に構成され
ているが、板状にしてもよい。このようにしても、耐熱
性支持部材７の内部が空気層により空気断熱されている
ため耐熱性支持部材７の内部のヒータ接続部や耐熱性導
線１３が熱により損傷する虞れがない。

【００４４】また、前記実施例では点火用ヒータ６とし
て通電後１０秒程度で発熱部分６ａが所要の点火温度に
達するものを使用しているが、通電後１〜１．５秒程度
で発熱部分６ａが所要の点火温度に達するものを使用し
てもよい。

【００４５】前記急速に昇温する点火用ヒータ６を使用
するときには、例えば、１００Ｖの電圧を印加すること
により通電後１〜１．５秒程度で前記所要の点火温度に
達し、その後印加電圧を４２Ｖに低下させることにより
前記点火温度が維持されるので、電圧制御回路を設ける
ことにより自動運転に連動させることができる。尚、前
記所要の点火温度に達したのちも当初の印加電圧のまま
にしておくと、発熱部分６ａの温度が上昇を続け、点火
用ヒータ６が焼損する虞れがあるので注意が肝要であ
る。

【００４６】点火用ヒータ６は、前記いずれのタイプに
おいても、発熱部分６ａの温度と印加電圧との関係はヒ
ータの設計により自由に変更することができるので、目
的に応じて最適のものを選択することができる。

【００４７】

【考案の効果】以上のことから明らかなように、本発明
の点火装置によれば、コークス炉から排出される前記可
燃性ガスに確実に点火することができ、大気汚染、爆発
等の虞れをなくすことができる。

【００４８】また、本考案の点火装置は屋外の高温環境
下においても長期間に亘り安定して使用することができ
る。

【００４９】さらに高電圧の放電を行わないので周辺の
電子機器の誤作動を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係わる屋外用点火装置の取付状態を示
す模式図。

【図２】本考案に係わる屋外用点火装置の一実施例の構
成を示す説明的断面図。

【符号の説明】

１…コークス炉、 ４…可燃性ガス排出部、 ５…屋外
用点火装置、６…点火用ヒータ、 ７…耐熱性支持部
材、 ８…ヒータ支持部材 １０…耐熱性保護部材、 １３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１
３ｄ…耐熱性導線。

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】コークス炉において石炭を乾溜するときに
   生じる可燃性ガスを大気中に排出する際に該可燃性ガス
   に点火する屋外用点火装置であって、 該コークス炉の外部に中空の耐熱性支持部材を設け、発
   熱抵抗体をセラッミクスにて被覆してなる点火用ヒータ
   を該耐熱性支持部材を介して前記コークス炉の可燃性ガ
   スを排出する部分に臨む位置に該点火用ヒータの発熱部
   分を露出させると共に、該ヒータの残部を支持するヒー
   タ支持部材を前記耐熱性支持部材に空間を存して内挿し
   て設け、該ヒータ支持部材の後部を前記耐熱性支持部材
   の後部に固定し、前記耐熱性支持部材の前面を断熱部材
   により遮蔽し、前記点火用ヒータが装着された位置の耐
   熱性支持部材の上部に空気排出孔を設けると共に、可燃
   性ガスの燃焼位置から離れた耐熱性支持部材の下部に空
   気導入孔を設け、前記点火用ヒータの発熱部分の上方に
   該発熱部分を降水から保護する耐熱性保護部材を設けて
   なることを特徴とする屋外用点火装置。
2. 【請求項２】 前記ヒータ支持部材が中空であり、前記点
   火用ヒータを商用電源に接続する耐熱性導線を該ヒータ
   支持部材に空間を存して内挿して設けてなることを特徴
   とする請求項１記載の屋外用点火装置。
3. 【請求項３】 前記ヒータ支持部材の上部に空気排出孔と
   下部に空気導入孔とを設けてなることを特徴とする請求
   項２記載の屋外用点火装置。