JPH0614755U - 屋外用点火装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】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、寿命が長く、周辺の電子機器の誤作動の原因
とならない屋外用点火装置を提供する。 【構成】コークス炉１の外部に耐熱性支持部材７を設け
る。発熱抵抗体をセラミックスにて被覆してなる点火用
ヒータ６を耐熱性支持部材７を介してコークス炉１の可
燃性ガスを排出する部分４に臨む位置に点火用ヒータ６
の発熱部分６ａを露出させて設ける。発熱部分６ａの上
方に発熱部分６ａを降水から保護する耐熱性保護部材８
を設ける。点火用ヒータ６を商用電源に接続する耐熱性
導線９ａ，９ｂを耐熱性支持部材７の内部に配設する。

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５ ２％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、絶縁不良を起こすために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、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耐熱性支持部材を設 け、発熱抵抗体をセラミックスにて被覆してなる点火用ヒータを該耐熱性支持部 材を介して該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て設け、該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、該点火用ヒータを商用電源に接続する耐熱性導線を 該耐熱性支持部材の内部に配設してなることを特徴とする。

【００１１】 前記耐熱性支持部材としては、ステンレス製またはセラミックス製の筒状体、 前記点火用ヒータを商用電源に接続する導線を内部に埋設してなるセラミックス 成形体などを挙げることができる。前記耐熱性支持部材は前記セラミックス成形 体とするとその優れた耐熱性により内部に埋設される導線の耐熱性を顧慮する必 要がなく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。

【００１２】 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、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。

【００１３】 本考案の屋外用点火装置では、前記点火用ヒータは前記耐熱性支持部材に交換 自在に設けられてなることを特徴とする。

【００１４】 前記点火用ヒータとしては、基部がセラミックス製碍子に埋設され、先端の発 熱部分が前記セラミックス製碍子から露出されていて、前記基部からリード線が 引き出されているものなどを挙げることができる。前記点火用ヒータを前記耐熱 性支持部材に交換自在に設ける構成としては、例えば、前記セラミックス製碍子 がステンレス等からなり先端に前記耐熱性保護部材が接続されている外套管に嵌 挿され、前記外套管を介して前記耐熱性支持部材に螺着されていて、前記リード 線が前記耐熱性導線にかしめ止めされているものなどを挙げることができる。前 記耐熱性保護部材は前記外套管と一体的に構成されていてもよい。

【００１５】

【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、大気汚染、爆 発等の虞れがなくなる。

【００１６】 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。また前記導線は、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、導線自体が耐熱性支持部材内部に配設され隔離されていることから、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。従 って、前記点火装置は長い寿命が得られる。

【００１７】 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。

【００１８】 本考案の点火装置は、前記点火用ヒータを前記耐熱性支持部材に交換自在に設 けることにより、前記点火装置に交換の必要が生じたときには前記点火用ヒータ だけを交換すればよいので安価に提供される。

【００１９】

【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、図３は他の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。

【００２０】 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。

【００２１】 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 られている耐熱性支持部材７の先端部に大略Ｌ字状の形状に支持され、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８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９ａ， ９ｂが耐熱性支持部材７の内部に配設されている。

【００２２】 次に、点火装置５の各部について、詳細に説明する。

【００２３】 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、リード線９ｃ，９ｄが引き出される基部がセラミックス製碍子１ ０に埋設され、先端の発熱部分６ａがセラミックス製碍子１０から露出している 。そして、セラミックス製碍子１０はステンレス製の外套管１１に嵌挿され、ア ルミナセメント１２により固着されている。

【００２４】 耐熱性支持部材７は、ステンレス製筒状体１３の先端にステンレス製エルボ１ ４が螺着され、ステンレス製筒状体１３は外周に備えられたロックナット１５ａ ，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。

【００２５】 耐熱性保護部材８は、先端部８ａが閉鎖されたステンレス製筒状体８ｂに発熱 部分６ａが露出する窓部８ｃが形成されており、ステンレス製筒状体８ｂは窓部 ８ｃが下方に向いた状態で外套管１１に螺着されている。

【００２６】 耐熱性電線９ａ，９ｂはエルボ１４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，…に挿通されており、ステンレス製筒状体１３内部で は耐熱性電線９ａ，９ｂが共に１本の長いセラミックス製筒状体１７ｂに挿通さ れている。そして、耐熱性電線９ａ，９ｂはステンレス製筒状体１３の下方では ステンレス製フレキシブルチューブ１８内に配設されている。

【００２７】 本実施例の点火装置５では、点火用ヒータ６が外套管１１を介してエルボ１４ のステンレス製筒状体１３が螺着されていない方の端部に螺着されることにより 交換自在に設けられている。また、耐熱性電線９ａ，９ｂの先端部はリード線９ ｃ，９ｄにかしめられて接続されている。

【００２８】 次に、本実施例の点火装置の作動について説明する。

【００２９】 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９ａ ，９ｂ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。

【００３０】 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。

【００３１】 耐熱性導線９ａ，９ｂはステンレス製筒状体１３及びステンレス製エルボ１４ からなる耐熱性支持部材７の内部に配設された構成となっており、さらにエルボ １４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 通されて互いに隔離されている。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ステンレス製筒 状体１３及びステンレス製エルボ１４が冷却される。従って、耐熱性導線９ａ， ９ｂ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 受けにくく、熱による絶縁不良が起きにくい。

【００３２】 発熱部分６ａはその上方に耐熱性保護部材８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。このような窒化珪素により被覆された点火用ヒータ６として、例えば、富士 工業株式会社製ガス点火用セラミックヒーター（飽和タイプ）等を挙げることが できる。

【００３３】 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１００００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。

【００３４】 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、点火ヒータ６を保持しながら エルボ１４から外套管１１を取り外し、リード線９ｃ，９ｄを耐熱性電線９ａ， ９ｂの先端部から切り離すことにより容易に交換することができる。このとき、 外套管１１は予め焼付防止剤を介してエルボ１４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、即ちリード線９ｃ，９ｄを耐熱性電線９ａ，９ｂの 先端部にかしめて接続し、外套管１１を焼付防止剤を介してエルボ１４に螺着す ることにより行えばよい。

【００３５】 尚、前記実施例では図２示のように先端部８ａが閉鎖されたステンレス製筒状 体８ｂからなる耐熱性保護部材８を外套管１１の外周に螺着するようにしている が、耐熱性保護部材８は図３に示すように耐熱性保護部材８の先端部８ａが開放 されて窓部８ｃと連絡しているステンレス筒状体８ｄをエルボ１４に直接螺着す るようにしてもよい。また、この場合にはステンレス筒状体８ｄの窓部８ｂが形 成されていない筒状部分に、点火用ヒータ６が埋設されているセラミックス製碍 子１０をアルミナセメント１２により固着することにより、ステンレス筒状体８ ｄが外套管１１を兼ね、図２示の耐熱性保護部材８と外套管１１とが一体的に形 成された構成となるので、工作が容易になると共に、部品数が削減されるので点 火装置５を安価に製造することができる。

【００３６】 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。このような点火用 ヒータ６として、例えば、富士工業株式会社製ガス点火用セラミックヒーター（ 急速昇温タイプ）等を挙げることができる。

【００３７】 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。

【００３８】 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。

【００３９】

【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。

【００４０】 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、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。

【００４１】 さらに、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。

【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。

【図３】本考案に係わる屋外用点火装置の他の実施例の
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…耐熱性保護部材、９ａ，９ｂ…耐熱性導線。

Claims (2)

【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耐熱性支持部材を設け、発熱抵抗
   体をセラミッ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該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
   させて設け、該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、該点火用ヒータを商用
   電源に接続する耐熱性導線を該耐熱性支持部材の内部に
   配設してなることを特徴とする屋外用点火装置。
2. 【請求項２】前記点火用ヒータが前記耐熱性支持部材に
   交換自在に設けられ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。