(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力が供給されて発熱するヒーティングコイルと、
前記ヒーティングコイルに隣接して配置されている滞留域形成部材と、を有し、
前記滞留域形成部材は、前記ヒーティングコイルと連結していることを特徴とするイグナイタ。
【請求項２】
工業プラントの壁面に設置され、
前記ヒーティングコイルに電力を供給する電源設備と、
前記電源設備と前記ヒーティングコイルとを接続する接続部と、を有することを特徴とする請求項１に記載のイグナイタ。
【請求項３】
前記ヒーティングコイルは、前記接続部からの距離に応じてコイルの径が変化することを特徴とする請求項２に記載のイグナイタ。
【請求項４】
前記ヒーティングコイルは、前記接続部からの距離が大きくなるにつれてコイル径が小さくなることを特徴とする請求項３に記載のイグナイタ。
【請求項５】
前記ヒーティングコイルは、前記接続部からの距離が大きくなるにつれてコイル径が大きくなることを特徴とする請求項３に記載のイグナイタ。
【請求項６】
前記ヒーティングコイルは、前記接続部からの距離が大きくなるにつれてコイル径が大きくなり、その後コイル径が小さくなることを特徴とする請求項３に記載のイグナイタ。
【請求項７】
工業プラントの壁面に設置され、
前記ヒーティングコイルに電力を供給する電源設備を有することを特徴とする請求項３から６のいずれか一項に記載のイグナイタ。
【請求項８】
前記ヒーティングコイルは、
第１の方向に沿って延在する第一のヒーティングコイルと、
前記第一のヒーティングコイルの最も面積の大きい面に対面して配置されて前記第一のヒーティングコイルとの間に可燃性ガスが通過する空間を形成する第二のヒーティングコイルと、を有することを特徴とする請求項１に記載のイグナイタ。
【請求項９】
工業プラントの壁面に設置され、
前記第１の方向は、前記壁面に沿った方向であり、
前記第一のヒーティングコイル及び前記第二のヒーティングコイルに電力を供給する電源設備と、
前記電源設備と前記第一のヒーティングコイル及び前記第二のヒーティングコイルとを接続する接続部と、を有することを特徴とする請求項８に記載のイグナイタ。
【請求項１０】
前記ヒーティングコイルは、一方向に複数の層が積層された多重構造を形成し、かつ、前記一方向から見て複数の層の位置がずれた状態で配置されていることを特徴とする請求項１に記載のイグナイタ。
【請求項１１】
工業プラントの壁面に設置され、
前記ヒーティングコイルは、壁面に垂直な方向に延びた第一の部分と壁面に平行な方向に延びた第二の部分を有し、前記第一の部分と前記第二の部分とが前記第一の部分の中央付近において立体的に交差していることを特徴とする請求項１に記載のイグナイタ。
【請求項１２】
工業プラントの壁面に設置され、
前記ヒーティングコイルに電力を供給する電源設備と、
前記電源設備と前記ヒーティングコイルとを接続する接続部と、を有することを特徴とする請求項１０または１１に記載のイグナイタ。
【請求項１３】
前記ヒーティングコイルに隣接して配置されたふく射板を有することを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載のイグナイタ。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載のイグナイタを備えることを特徴とする原子力プラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工業プラント内に設置されるイグナイタ及びこれを有する原子力プラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
工業プラント等においてはアクシデントにより可燃性ガスが発生する場合がある。工業用プラントの一例である原子力プラントの原子炉は、炉心を収容する原子炉圧力容器と、原子炉圧力容器を格納する原子炉格納容器とを備えている。原子炉圧力容器内の金属の酸化反応により発生した可燃性ガスが原子炉格納容器内に放出される事象が発生したとき、イグナイタを使ってその可燃性ガスの少なくとも一部を燃焼させる技術が特許文献１に開示されている。また、流体加熱装置であるが、コイルを用いて対象を加熱する装置もある（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３６１１８６５号公報
【特許文献２】特開２０１２−１３２６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、可燃性ガスを着火させる装置にはヒーティングコイルを用いたイグナイタがある。より広い空間に対応できるイグナイタが求められている。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、可燃性ガスの着火の効率がよいイグナイタ及び原子力プラント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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、電力が供給されて発熱するヒーティングコイルと、前記ヒーティングコイルに隣接して配置されている滞留域形成部材と、を有することを特徴とする。
【０００７】
イグナイタは、工業プラントの壁面に設置され、前記ヒーティングコイルに電力を供給する電源設備と、前記電源設備と前記ヒーティングコイルとを接続する接続部と、を有することが好ましい。
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、電力が供給されて発熱するヒーティングコイルと、前記ヒーティングコイルと接続された接続部と、を有し、前記ヒーティングコイルは、前記接続部からの距離に応じてコイルの径が変化することを特徴とする。
【０００９】
また、前記ヒーティングコイルは、前記接続部からの距離が大きくなるにつれてコイル径が小さくなることが好ましい。
【００１０】
また、前記ヒーティングコイルは、前記接続部からの距離が大きくなるにつれてコイル径が大きくなることが好ましい。
【００１１】
また、前記ヒーティングコイルは、前記接続部からの距離が大きくなるにつれてコイル径が大きくなり、その後コイル径が小さくなることが好ましい。
【００１２】
イグナイタは、工業プラントの壁面に設置され、前記ヒーティングコイルに電力を供給する電源設備を有することが好ましい。
【００１３】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、第１の方向に沿って延在する第一のヒーティングコイルと、前記第一のヒーティングコイルの最も面積の大きい面に対面して配置されて前記第一のヒーティングコイルとの間に可燃性ガスが通過する空間を形成する第二のヒーティングコイルと、を有することを特徴とする。
【００１４】
イグナイタは、工業プラントの壁面に設置され、前記第１の方向は、前記壁面に沿った方向であり、前記第一のヒーティングコイル及び前記第二のヒーティングコイルに電力を供給する電源設備と、前記電源設備と前記第一のヒーティングコイル及び前記第二のヒーティングコイルとを接続する接続部と、を有するが好ましい。
【００１５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、電力が供給されて発熱するヒーティングコイルと、前記ヒーティングコイルは、一方向に複数の層が積層された多重構造を形成し、かつ、前記一方向から見て複数の層の位置がずれた状態で配置されていることを特徴とする。
【００１６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、電力が供給されて発熱するヒーティングコイルと、前記ヒーティングコイルは、壁面に垂直な方向に延びた第一の部分と壁面に平行な方向に延びた第二の部分を有し、前記第一の部分と前記第二の部分とが前記第一の部分の中央付近において立体的に交差していることを特徴とする。
【００１７】
イグナイタは、工業プラントの壁面に設置され、前記ヒーティングコイルに電力を供給する電源設備と、前記電源設備と前記ヒーティングコイルとを接続する接続部と、を有することが好ましい。
【００１８】
また、前記ヒーティングコイルに隣接して配置されたふく射板を有することが好ましい。
【００１９】
本発明は、原子力プラントであって、上記のいずれかに記載のイグナイタを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、効率よく可燃性ガスを着火させることができ、燃焼できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、第１実施形態に係る原子力プラントの一例を示す概略構成図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る原子力プラントの一例を示す概略構成図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係るイグナイタの一例を示す概略構成図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係るイグナイタの一例を示す概略構成図である。
【図５】図５は、第２実施形態に係るイグナイタの一例を示す概略構成図である。
【図６】図６は、第２実施形態に係るイグナイタの一例を示す概略構成図である。
【図７】図７は、第２実施形態の変形例に係るイグナイタの一例を示す概略構成図である。
【図８】図８は、第２実施形態の変形例に係るイグナイタの一例を示す概略構成図である。
【図９】図９は、第２実施形態の変形例に係るイグナイタの一例を示す概略構成図である。
【図１０】図１０は、第２実施形態の変形例に係るイグナイタの一例を示す概略構成図である。
【図１１】図１１は、第３実施形態に係るイグナイタの一例を示す概略構成図である。
【図１２】図１２は、第３実施形態に係るイグナイタを図１１のＡ方向から見た平面図である。
【図１３】図１３は、第３実施形態に係るイグナイタを図１１のＢ方向から見た平面図である。
【図１４】図１４は、第３実施形態に係るイグナイタを図１１のＣ方向から見た平面図である。
【図１５】図１５は、第４実施形態に係るイグナイタの一例を示す斜視図である。
【図１６】図１６は、第４実施形態に係るイグナイタを図１５のＡ方向から見た平面図である。
【図１７】図１７は、第４実施形態に係るイグナイタを図１５のＢ方向から見た平面図である。
【図１８】図１８は、第４実施形態に係るイグナイタを図１５のＣ方向から見た平面図である。
【図１９】図１９は、第４実施形態に係るイグナイタの変形例を示す平面図である。
【図２０】図２０は、変形例に係るイグナイタの変形例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。例えば、以下の実施形態では、イグナイタ１を原子力プラントＦＡに設置した場合を説明するが、これに限定されない。イグナイタ１は、アクシデント発生時に燃焼させる必要がある可燃性ガスを発生させる各種工業プラントに用いることができる。
【００２３】
＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る原子力プラント（原子力発電プラント）ＦＡの一例を示す概略構成図である。図２は、本実施形態に係る原子力プラントＦＡの一部を示す概略構成図である。
【００２４】
原子力プラントＦＡは、原子炉１０１を有する。原子炉１０１は、炉心を収容する原子炉圧力容器１１２と、原子炉圧力容器１１２を格納する原子炉格納容器１１１とを備えている。本実施形態において、原子炉１０１は、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器１１３に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電する加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized  Water  Reactor）である。原子炉１０１は、一次冷却水が循環する一次冷却システムＦＡ１を含み、その一次冷却システムＦＡ１で生成された高温高圧水を蒸気発生器１１３に送って、二次冷却システムＦＡ２を循環する二次冷却水を蒸気発生器１１３において一次冷却水と熱交換させて、その二次冷却水を蒸気に変換する。
【００２５】
本実施形態において、原子力プラントＦＡは、原子炉格納容器１１１内に配置されるイグナイタ１と、原子炉格納容器１１１内にミストを供給可能なスプレー装置１０３とを備えている。イグナイタ１及びスプレー装置１０３は、原子炉格納容器１１１に格納される。本実施形態において、原子炉格納容器１１１内の可燃性ガスは、水素ガスを含む。イグナイタ１は、その水素ガスに点火可能である。
【００２６】
図１に示すように、原子炉格納容器１１１は、内部に原子炉圧力容器１１２及び蒸気発生器１１３が格納されている。原子炉圧力容器１１２と蒸気発生器１１３とは高温側送給配管１１４及び低温側送給配管１１５を介して連結されている。高温側送給配管１１４に加圧器１１６が設けられ、低温側送給配管１１５に一次冷却水ポンプ１１７が設けられている。一次冷却システムＦＡ１は、減速材及び一次冷却水（冷却材）として軽水を用い、炉心部における一次冷却水の沸騰を抑制するために、加圧器１１６により１５０〜１６０気圧程度の高圧状態を維持するように制御される。
【００２７】
原子炉圧力容器１１２において、燃料（原子燃料）として低濃縮ウランまたはＭＯＸにより一次冷却水として軽水が加熱され、高温の一次冷却水が加圧器１１６により所定の高圧に維持された状態で、高温側送給配管１１４を通して蒸気発生器１１３に送られる。蒸気発生器１１３では、高温高圧の一次冷却水と二次冷却水との間で熱交換が行われ、冷やされた一次冷却水は低温側送給配管１１５を通して原子炉圧力容器１１２に戻される。
【００２８】
蒸気発生器１１３は、加熱された二次冷却水（つまり、蒸気）を送給する配管１３１を介して蒸気タービン１３２と連結されている。配管１３１に主蒸気隔離弁１３３が設けられている。蒸気タービン１３２は、高圧タービン１３４及び低圧タービン１３５を有し、発電機（発電装置）１３６と接続されている。高圧タービン１３４と低圧タービン１３５との間に湿分分離加熱器１３７が設けられている。配管１３１から分岐した冷却水分岐配管１３８が湿分分離加熱器１３７に連結されている。高圧タービン１３４と湿分分離加熱器１３７とは低温再熱管１３９により連結されている。湿分分離加熱器１３７と低圧タービン１３５とは高温再熱管１４０により連結されている。
【００２９】
蒸気タービン１３２の低圧タービン１３５は、復水器１４１を有する。復水器１４１は、バイパス弁１４２を有し、配管１３１から分岐したタービンバイパス配管１４３と接続されるとともに、冷却水（例えば、海水）を給排する取水管１４４及び排水管１４５と連結されている。取水管１４４は、循環水ポンプ１４６を有する。取水管１４４及び排水管１４５それぞれの他端部は、海中に配置されている。
【００３０】
復水器１４１は、配管１４７と接続されている。配管１４７には、復水ポンプ１４８、グランドコンデンサ１４９、復水脱塩装置１５０、復水ブースタポンプ１５１、低圧給水加熱器１５２、脱気器１５３、主給水ポンプ１５４、高圧給水加熱器１５５、及び主給水制御弁１５６が設けられている。
【００３１】
蒸気発生器１１３において、高温高圧の一次冷却水との熱交換により生成された蒸気は、配管１３１を通して蒸気タービン１３２（高圧タービン１３４から低圧タービン１３５）に送られる。その蒸気により蒸気タービン１３２が駆動され、発電機１３６が発電を行う。蒸気発生器１１３からの蒸気は、高圧タービン１３４を駆動した後、湿分分離加熱器１３７に送られる。湿分分離加熱器１３７は、蒸気の湿分の除去及び加熱を行う。湿分分離加熱器１３７において湿分除去及び加熱された蒸気は、低圧タービン１３５を駆動する。
【００３２】
蒸気タービン１３２を駆動した蒸気は、復水器１４１において海水により冷却されて復水となり、グランドコンデンサ１４９、復水脱塩装置１５０、低圧給水加熱器１５２、脱気器１５３、高圧給水加熱器１５５などを通して蒸気発生器１１３に戻される。
【００３３】
図２に示すように、原子炉格納容器１１１は、岩盤等の堅固な地盤上に設けられる。原子炉格納容器１１１の内部は、鉄筋コンクリートのような構造物により複数のコンパートメントＲＫに区画される。また、原子炉格納容器１１１には、原子炉圧力容器１１２などの上方に配置されたポーラクレーン１６２が設けられている。
【００３４】
原子炉格納容器１１１は、中央部に形成されたコンクリート構造物１６１を有する。原子炉圧力容器１１２は、コンクリート構造物１６１に支持される。加圧器１１６（図２では不図示）、蒸気発生器１１３、及び一次冷却水ポンプ１１７は、原子炉圧力容器１１２の周囲の少なくとも一部に配置される。原子炉圧力容器１１２、加圧器１１６、蒸気発生器１１３、及び一次冷却水ポンプ１１７のそれぞれは、複数のコンパートメントＲＫのそれぞれに配置される。原子力プラントＦＡは、イグナイタ１を複数有する。本実施形態において、イグナイタ１は、複数のコンパートメントＲＫのそれぞれに配置される。イグナイタ１は、原子炉圧力容器１１２の上方、加圧器１１６の上方、蒸気発生器１１３の上方、及び一次冷却水ポンプ１１７の上方のそれぞれに配置される。
【００３５】
次に、図３及び図４を用いて、第１実施形態に係るイグナイタ１の一例について説明する。図３は、第１実施形態に係るイグナイタの一例を示す概略構成図である。図４は、第１実施形態に係るイグナイタの一例を示す概略構成図である。図４は、イグナイタ１の断面図である。また、以下の説明では、壁面に平行な方向をｙ軸方向、壁面に直交する方向をｚ軸方向とし、ｘ軸及びｙ軸の双方に直交する方向をｘ軸方向とする。また、壁面は、鉛直方向に沿って配置された、側壁である。
【００３６】
イグナイタ１は、例えば、原子炉１０１にシビアアクシデントが発生した場合に作動する。原子力プラントＦＡは、炉心の部品の一つであるジルコニウム製の燃料被覆管が高温になると、そのジルコニウムが酸化して、可燃性ガスである水素ガスが発生する可能性がある。また、原子炉圧力容器１１２の内部で発生した水素ガスが原子炉格納容器１１１内に放出されてしまう可能性がある。その水素ガスの放出により、原子炉格納容器１１１の内部の水素ガス濃度が上昇して閾値（爆轟限界）を超えた濃度で発火する、衝撃波をともなうデトネーション（爆轟）が生じる可能性がある。イグナイタ１は、原子炉格納容器１１１の内部の水素ガス濃度の上昇を抑制するために、水素ガスに着火してその水素ガスの少なくとも一部を燃焼させる。すなわち、イグナイタ１は、原子炉格納容器１１１の内部の水素ガス濃度が閾値を超える前に、水素ガスに着火して燃焼させることによって、原子炉格納容器１１１の内部の水素ガス濃度が閾値を超えることを抑制する。
【００３７】
イグナイタ１は、コンパートメントＲＫに配置されている。コンパートメントＲＫは、原子炉格納容器１１１の内部の空間である。本実施形態において、イグナイタとして、ヒーティングコイルイグナイタ（グローイグナイタ，グロープラグ）が用いられる。ヒーティングコイルイグナイタはいわゆる電熱式の加熱ヒーターを表面着火式イグナイタとして用いるものである。イグナイタ１は、ヒーティングコイル２と、電源３と、電力供給部材４と、接続部５と、滞留域形成部材６と、を有する。
【００３８】
ヒーティングコイル２は、コンパートメントＲＫを流れる水素ガス（可燃性ガス）を着火可能な状態に加熱する。ヒーティングコイル２は、原子炉格納容器１１１内の水素ガスに着火可能である。ヒーティングコイル２は、例えば円周状に巻かれた電熱線である。ヒーティングコイル２の素材は、例えば２ｍｍ程度のニクロム線等を用いることができるがこれに限られない。ヒーティングコイル２は、中心軸がｚ軸方向でありｚ軸方向を長手方向として延在する。ヒーティングコイルの周りの可燃性ガスは主にはｙ軸方向の流れである。図３及び図４に示すように、本実施例においては、ヒーティングコイルの外周は、ほぼ円形である。なお、ヒーティングコイルの外形は、四角形でもよいし、五角形でもよいし、六角形でもよいし、楕円形でも良い。この点は、他の実施形態でも同様である。
【００３９】
電源（電源設備）３は、ヒーティングコイル２に電力を供給する。電源３は、他の機器に電力を供給してもよいし、ヒーティングコイル２のみに電力を供給してもよい。電力供給部材４は、電線を含み、電源３からの電力を、ヒーティングコイル２に供給する。接続部５は、ヒーリングコイル２と壁面との間に設置されており、ヒーティングコイル２を壁面に固定する。また、接続部５は、電力供給部材４とヒーティングコイル２とを接続する。接続部５は、ヒーティングコイル２の端部に設けられ、ヒーティングコイル２を他の部材に対して固定し、直接また他の部材を介して電源３と接続する部材である。
【００４０】
滞留域形成部材６は、ヒーティングコイル２に隣接して複数配置される部材である。滞留域形成部材６は、ヒーティングコイル２の円周の外周側に設けている。滞留域形成部材６は、少なくともヒーティングコイル２の長手方向の全長の１４％以上８６％以下の長さとすることが好ましい。滞留域形成部材６は、耐熱性および遮熱性の高い材料で形成することが好ましく、例えばセラミック等を用いることができる。
【００４１】
次に、イグナイタ１の動作の一例について説明する。まず、原子炉圧力容器１１２の内部で発生した水素ガスが原子炉格納容器１１１内に放出され、原子炉格納容器１１１の内部の水素ガス濃度が上昇し、その水素ガス濃度が閾値を超えた場合、水素ガスが爆轟する可能性がある。イグナイタ１は、電源３により、電力供給部材４を介してヒーティングコイル２に電力を供給することで、ヒーティングコイル２で発熱させ、加熱された状態とする。イグナイタ１は、ヒーティングコイル２を加熱することで、ヒーティングコイル２が設置されている空間を流れる可燃性ガスを加熱する。イグナイタ１は、ヒーティングコイル２で可燃性ガスを加熱することで、可燃性ガスを着火し燃焼させる。このように、イグナイタ１は、可燃性ガスを加熱することで、原子炉格納容器１１１内の水素ガス濃度が閾値を超える前に、可燃性ガスに着火させることができる。
【００４２】
また、イグナイタ１は、滞留域形成部材６により、可燃性ガスの流れ方向９０の向きから見て滞留域形成部材６の後方側に、可燃性ガスの滞留域αを形成する。滞留域αでは、可燃性ガスが循環する状態となって可燃性ガスが他の領域よりも長い時間コイルの周りに滞留する。これにより、可燃性ガスをより加熱することができ、着火しやすい状態にすることができる。つまり、滞留域可燃性ガスの滞留域αで可燃性ガスが着火及び補炎し、低濃度の状態で可燃性ガスを燃焼させることができる。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態によれば、滞留域形成部材６で滞留域αを形成することで、可燃性ガスを効率的に加熱することができ、より着火しやすくすることができる。これにより、シビアアクシデントが発生して、可燃性ガスが原子炉格納容器１１１内に放出されても、ヒーティングコイル２で効率よく原子炉格納容器１１１内の可燃性ガスに着火して燃焼させることにより、原子炉格納容器１１１内の可燃性ガス濃度の上昇を抑制することができる。したがって、可燃性ガス濃度の上昇に起因する、その可燃性ガスの発火（爆発）が抑制することができる。以上より、イグナイタ１は比較的広い空間においても簡単な構成で着火しやすくなる効果が得られる。
【００４４】
ここで、滞留域形成部材６は、６本以上設けることが好ましい。滞留域形成部材６を６本以上設けることで、様々な方向からの流れに対応することが可能となる。なお、滞留域形成部材６を配置する位置は、ヒーティングコイル２の内周側であってもよいし、外周側及び内周側の両方に設けてもよい。滞留域形成部材６は、ヒーティングコイル２と隣接して連結させることが望ましい。滞留域形成部材６は、ヒーティングコイル２と連結させることで、イグナイタ１の構造を強化することができる。
【００４５】
第１実施形態では、滞留域形成部材６を設け、滞留域形成部材６で滞留域αを設けることで、着火性を高くしたが、本発明はこれに限定されない。イグナイタ１は、ヒーティングコイルの形状によって、着火性を高くすることができる。
【００４６】
＜第２実施形態＞
図５及び図６は、それぞれ第２実施形態に係るイグナイタの一例を示す概略構成図である。図５及び図６に示す第２実施形態のイグナイタ１ａは、ヒーティングコイル２ａと、電源３と、電力供給部材４と、接続部５とを有する。図５及び図６では、電源３と電力供給部材４の図示を省略した。電源３と、電力供給部材４と、接続部５とは、第１実施形態のイグナイタ１の各部と同様の構造であるので、詳細な説明は省略する。本実施形態のイグナイタ１ａは、接続部５がヒーティングコイル２ａよりも壁面側に配置されている。すなわち、イグナイタ１ａは、ヒーティングコイルの壁面からの距離が大きくなる方向と、ヒーティングコイルの接続部からの距離が大きくなる方向が同じ方向となる。したがって、以下の実施例においては、壁面からの距離という表現を用いるが、接続部からの距離と読み替えてもよい。
【００４７】
図５及び図６に示すヒーティングコイル２ａは、壁面に直交する方向を軸とした方向に巻かれた形状であり、壁面に直交する方向に延在している。ヒーティングコイル２ａは、図６に示すように、軸の方向から見た場合、コイル（電熱線）が円となるように巻かれている。また、ヒーティングコイル２ａは、壁面からの距離に応じてコイルの径が変化する。ヒーティングコイル２ａは、壁面からの距離が大きくなるにつれてコイル径が小さくなる。本実施形態のヒーティングコイル２ａは、径（可燃性ガスの流れ方向９０ａに沿った方向の幅）が二次曲線状に変化している。ヒーティングコイル２ａは、二次曲線と外接している。これにより二次曲線の分布を持つ流速に沿う形状とすることができる。
【００４８】
イグナイタ１ａは、ヒーティングコイル２ａを、壁面からの距離が大きくなるにつれてコイル径が小さくなる形状とすることで、可燃性ガスの流速の小さい壁面側で接触面積を大きくすることができ、より可燃性ガスを壁側で着実に着火させることができる。
【００４９】
ここで、イグナイタ１ａは、ガスが十分に拡散する空間に設置することが好ましい。例えば、施設の下部で可燃性ガスが発生するとした場合にガスが十分に拡散する空間となる施設上部に配置することが好ましい。
【００５０】
また、ヒーティングコイル２ａは、上記効果を好適に得ることができるため、壁面側を限定とし、ｙ＝ｘ２となる二次曲線に沿って径を変化させることが好ましいが、これに限定されない。ヒーティングコイル２ａは、例えば、流速の分布が異なればそれに応じて径を変化させればよい。また、ヒーティングコイル２ａは、壁面からの距離が大きくなるにつれて径が小さくなる形状であればよく、階段状につまり多段階で径が変化しても、二次曲線以外の曲線状に径が変化しても、直線状に径が変化してもよい。
【００５１】
＜変形例＞
図７は、第２実施形態の変形例に係るイグナイタの一例を示す概略構成図である。図７イグナイタ１ｂは、ヒーティングコイル２ｂと、電源３と、電力供給部材４と、接続部５とを含む。図７では、電源３と電力供給部材４の図示を省略した。電源３と、電力供給部材４と、接続部５とは、第１実施形態のイグナイタ１の各部と同様の構造であるので、詳細な説明は省略する。図７に示すヒーティングコイル２ｂは、図５に示すヒーティングコイル２ａと同様に、壁面からの距離に応じてコイルの径が変化する特徴を有する。図７に示すヒーティングコイル２ｂは、図５に示すヒーティングコイル２ａとは逆に壁面からの距離が大きくなるにつれてコイル径が大きくなる。本実施形態のヒーティングコイル２ｂは、径（可燃性ガスの流れ方向９０ｂに沿った方向の幅）が二次曲線状に変化している。ヒーティングコイル２ｂは、二次曲線と内接している。
【００５２】
イグナイタ１ｂは、流速が大きい部分であるヒーティングコイル２ｂの壁面からの距離が最も長い部分で加熱接触面積を大きくすることができる。これにより、流速が速い部分の径を大きく、流速が遅い部分の径を小さくできるため、可燃性ガスの加熱を均一化でき、着火性をより高くすることができる。
【００５３】
また、ヒーティングコイル２ｂも、上記効果を好適に得ることができるため、壁面側を限定とし、ｙ＝ｘ２となる二次曲線に沿って径を変化させることが好ましいが、これに限定されない。一例としては、壁からの距離ｚに対して径Ｄ∝ｚ＾（１／７）とすることが好ましい。ヒーティングコイル２ｂは、壁面からの距離が大きくなるにつれて径が大きくなる形状であればよく、階段状につまり多段階で径が変化しても、二次曲線以外の曲線状に径が変化しても、直線状に径が変化してもよい。
【００５４】
図８は、第２実施形態の変形例に係るイグナイタの一例を示す概略構成図である。図８に示すイグナイタ１ｃは、ヒーティングコイル２ｃと、電源３と、電力供給部材４と、接続部５とを含む。図８では、電源３と電力供給部材４の図示を省略した。電源３と、電力供給部材４と、接続部５とは、第１実施形態のイグナイタ１の各部と同様の構造であるので、詳細な説明は省略する。図８に示すヒーティングコイル２ｃは、図５に示すヒーティングコイル２ａと、壁面からの距離に応じてコイルの径が変化する。ヒーティングコイル２ｃは、壁面からの距離が大きくなるにつれて径が大きくなり、その後径が小さくなる。つまり、ヒーティングコイル２ｃは、コイルの径が最大となる位置は、壁面に直交する方向の中央付近に設けられ、径が最も大きくなる位置から壁面に直交する方向に移動すると径が小さくなる。ヒーティングコイル２ｃは、コイルが球形状となり内部に空間が形成される。
【００５５】
イグナイタ１ｃは、ヒーティングコイル２ｃが、壁面からの距離が大きくなるにつれて径が大きくなり、その後径が小さくなる形状であることで、壁面に平行な流れ方向９０ｂの流れが生じた場合に、可燃性ガスがヒーティングコイル２ｃに接触した後、ヒーティングコイル２ｃの内部に流入する。また、イグナイタ１ｃは、ヒーティングコイル２ｃが、壁面からの距離が大きくなるにつれて径が大きくなり、その後径が小さくなる形状であることで、壁面に直交する流れ方向９０ｃの流れが生じた場合も、可燃性ガスがヒーティングコイル２ｃに接触した後、ヒーティングコイル２ｃの内部に流入する。これにより、いずれの方向の流れが生じた場合も、ヒーティングコイル２ｃで囲まれたヒーティングコイル２ｃの内部の空間で流速を遅くすることができる。これにより、ヒーティングコイル２ｃで囲まれた空間の可燃性ガスの流れを遅くすることができ、可燃性ガスをより加熱できるために着火しやすくなる。ここで、イグナイタ１ｃは、施設空間中央部へ吊り下げる場合に用いることが好ましい。施設空間中央部は流れの方向が一方向ではないので、上記効果を好適に得ることができる。
【００５６】
図９及び図１０は、第２実施形態の変形例に係るイグナイタの一例を示す概略構成図である。図９及び図１０に示すイグナイタ１ｄは、ヒーティングコイル２ｄと、電源３と、電力供給部材４と、接続部５とを含む。図９及び図１０では、電源３と電力供給部材４の図示を省略した。電源３と、電力供給部材４と、接続部５とは、第１実施形態のイグナイタ１の各部と同様の構造であるので、詳細な説明は省略する。
【００５７】
ヒーティングコイル２ｄは、第一のヒーティングコイル７と、第二のヒーティングコイル８と、連結コイル９と、を有する。第一のヒーティングコイル７は、壁面に沿った方向に延在する板状のコイルであり、電熱線が平面状に巻かれている。第一のヒーティングコイル７は、一方の端部が接続部５に接続され、他方の端部が連結コイル９に接続されている。第二のヒーティングコイル８は、壁面に沿った方向に延在する板状のコイルであり、電熱線が平面状に巻かれている。第二のヒーティングコイル８は、第一のヒーティングコイル７と対面している。第二のヒーティングコイル８は、一方の端部が連結コイル９に接続され、他方の端部が終端している。連結コイル９は、第一のヒーティングコイル７と第二のヒーティングコイル８とを連結している。第一のヒーティングコイル７と、第二のヒーティングコイル８との形状は、円形に限られず、板状であれば三角形でもよいし、四角形でもよいし、五角形でもよい。
【００５８】
ヒーティングコイル２ｄは、板状の第一のヒーティングコイル７と、第二のヒーティングコイル８とを対面して配置することで、板状の第一のヒーティングコイル７と、第二のヒーティングコイル８とで挟まれた空間βを形成することができる。空間βは、２つのヒーティングコイル７、８で挟まれた空間となるため、通過する可燃性ガスを２つのヒーティングコイル７、８で加熱される。これにより、空間βを通過する可燃性ガスは着火しやすくなる。
【００５９】
第一のヒーティングコイル７と第二のヒーティングコイル８の互いに対向する面の表面積は異なっていてもよい。第一のヒーティングコイル７と第二のヒーティングコイル８の間の空間βの距離ｄは、第一のヒーティングコイル７と第二のヒーティングコイル８の互いに対向する面の径をＤとした場合、１/５Ｄ以下とすることが好ましい。なお、第一のヒーティングコイル７と第二のヒーティングコイル８の径の大きさが異なる場合は、より小さいほうの径をＤとする。
【００６０】
本実施形態のヒーティングコイル２ｄは、第一のヒーティングコイル７と第二のヒーティングコイル８とを連結コイル９で接続し、１本のコイルとしたがこれに限定されない。ヒーティングコイル２ｄは、第一のヒーティングコイル７と第二のヒーティングコイル８を繋ぐ連結コイル９がない構成としてもよく、第一のヒーティングコイル７と第二のヒーティングコイル８は、それぞれが接続部を介して壁面に接続され、それぞれが電源と接続していてもよい。
【００６１】
＜第３実施形態＞
図１１は、第３実施形態に係るイグナイタの一例を示す概略構成図である。図１２は、第３実施形態に係るイグナイタを図１１のＡ方向から見た平面図である。図１３は、第３実施形態に係るイグナイタを図１１のＢ方向から見た平面図である。図１４は、第３実施形態に係るイグナイタを図１１のＣ方向から見た平面図である。
【００６２】
図１１から図１４に示すイグナイタ１ｅは、ヒーティングコイル２ｅと、電源３と、電力供給部材４と、接続部５とを含む。図１１から図１４では、電源３と電力供給部材４の図示を省略した。電源３と、電力供給部材４と、接続部５とは、第１実施形態のイグナイタ１の各部と同様の構造であるので、詳細な説明は省略する。ヒーティングコイル２ｅは、複数の主部２０と複数の連結部２１、２２、２３と、壁面接続部２４と、を有する。ヒーティングコイル２ｅは、複数の主部２０と複数の連結部２１、２２、２３と、壁面接続部２４と、が一筆書きで連結されている。複数の主部２０は、棒形状であり、ｚ軸方向に延びている。主部２０は、ｙ軸方向に複数並んで配置され、１つの層となる。また、主部２０は、複数並んで配置された１つの層が、ｘ軸方向に多層積層されている。次に、連結部２１は、ｙ軸方向に延在しており、主部２０の一方の端部側に配置され、主部２０と他の主部２０とを連結している。連結部２２は、ｙ軸方向に延在しており、主部２０の他方の端部側に配置され、主部２０と他の主部２０とを連結している。連結部２２は、連結部２１とは異なる主部２０同士を接続している。連結部２３は、ｘ軸方向に延在しており、１つの層の主部２０と異なる層の主部２０とを連結している。壁面側連結部２４は、一筆書きの主部２０の端部と、接続部５とを接続する。
【００６３】
ヒーティングコイル２ｅは、１つの層の主部２０と、他の層の主部２０とが、ｙ軸方向にずれた位置に配置されている。つまり、ヒーティングコイル２ｅは、各層の電熱線である主部２０が、ずれて配置されている。また、ヒーティングコイル２ｅは、１つの層の連結部２１、２２と、他の層の連結部２１、２２とが、ｙ軸方向にずれた位置に配置されている。
【００６４】
イグナイタ１ｅは、ヒーティングコイルを積層構造とし、さらに積層したヒーティングコイルの位置を層間でずらすことで、可燃性ガスとヒーティングコイルの熱交換の投影面積を増やすことができる。投影面積が増えることで、可燃性ガスとヒーティングコイルとの接触面積を増やすことができ、着火が容易となる。なお、イグナイタ１ｅは、本実施形態のように、可燃性ガスの流れ方向に積層構造とし、流れ方向９０から見た場合、主部の位置が層間でずれていることが好ましい。
【００６５】
＜第４実施形態＞
図１５は、第４実施形態に係るイグナイタの一例を示す斜視図である。図１６は、第４実施形態に係るイグナイタを図１５のＡ方向から見た平面図である。図１７は、第４実施形態に係るイグナイタを図１５のＢ方向から見た平面図である。図１８は、第４実施形態に係るイグナイタを図１５のＣ方向から見た平面図である。図１９は、第４実施形態に係るイグナイタの変形例を示す平面図である。イグナイタ１ｆは、ヒーティングコイル２ｆと、電源３と、電力供給部材４と、接続部５とを含む。図１５から図１９では、電源３と電力供給部材４の図示を省略した。電源３と、電力供給部材４と、接続部５とは、第１実施形態のイグナイタ１の各部と同様の構造であるので、詳細な説明は省略する。ヒーティングコイル２ｆは、第一ヒーティングコイルユニット３０と、第二ヒーティングコイルユニット３３と、壁面側連結部３４と、連結部３５とを有する。ヒーティングコイル２ｆは、第一ヒーティングコイルユニット３０と、第二ヒーティングコイルユニット３３と、壁面側連結部３４と、連結部３５と、が一筆書きで接続されている。
【００６６】
第一ヒーティングコイルユニット３０は、複数の主部３０ａ及び連結部３０ｂ、３０ｃと有する。第一ヒーティングコイルユニット３０は、複数の主部３０ａ及び連結部３０ｂ、３０ｃが一筆書きとなるように接続されている。複数の主部３０は、棒形状であり、ｚ軸方向に延びている。主部３０は、ｙ軸方向に複数並んで配置され、１つの層となる。連結部３０ｂは、ｙ軸方向に延在しており、主部３０ａの一方の端部側に配置され、主部３０ａと他の主部３０ａとを連結している。連結部３０ｃは、ｙ軸方向に延在しており、主部３０ａの他方の端部側に配置され、主部３０ａと他の主部３０ａとを連結している。
【００６７】
第二ヒーティングコイルユニット３３は、複数の主部３３ａ及び連結部３３ｂ、３３ｃと有する。第二ヒーティングコイルユニット３３は、複数の主部３３ａ及び連結部３３ｂ、３３ｃが一筆書きとなるように接続されている。複数の主部３３は、棒形状であり、ｘ軸方向に延びている。主部３３は、ｙ軸方向に複数並んで配置され、１つの層となる。連結部３３ｂは、ｙ軸方向に延在しており、主部３３ａの一方の端部側に配置され、主部３３ａと他の主部３３ａとを連結している。連結部３３ｃは、ｙ軸方向に延在しており、主部３３ａの他方の端部側に配置され、主部３３ａと他の主部３３ａとを連結している。
【００６８】
壁面側連結部３４は、第一ヒーティングコイルユニット３０の一筆書きの端部と、接続部５とを接続する。連結部３５は、第一ヒーティングコイルユニット３０の一筆書きの端部と第二ヒーティングコイルユニット３３の一筆書きの端部とを連結するコイルである。連結部３５は、ｚ軸方向に延びたのち、第一ヒーティングコイル３０の主部３０ａの中心で折れてｘ軸方向に延びている。連結部３５は、ｚ軸方向に延びた端部が第一ヒーティングコイルユニット３０と接続され、ｘ軸方向に延びた端部が第二ヒーティングコイルユニット３３と連結されている。
【００６９】
イグナイタ１ｆは、第一ヒーティングコイルユニット３０に加え、第二ヒーティングコイルユニット３３を設けることで、可燃性ガスとヒーティングコイルの熱交換の面積を増やすことができる。また、第二ヒーティングコイルユニット３３を流れ方向９０に沿った方向に配置することで、流れ方向への加熱距離を増やすことができる。これにより、イグナイタ１ｆは、可燃性ガスをより着火しやすくできる。
【００７０】
また、上記実施形態では、第一ヒーティングコイルユニットを単層構造としたが、図１９に示すイグナイタ１ｇに示すヒーティングコイル２ｇのように、積層構造としてもよい。
【００７１】
図２０は、変形例に係るイグナイタの変形例を示す平面図である。また、イグナイタ１ｈは、図２０に示すように、ヒーティングコイル２ｈを覆うようにふく射板５０を設けることが好ましい。ふく射板５０は、ヒーティングコイル２ｂの周囲に配置され、ヒーティングコイル２ｂで発生した熱線、可燃性ガスが燃焼された発生された熱線を反射させる。イグナイタ１ｈは、ふく射板５０を設けることで、ヒーティングコイル２ｂの周囲をより加熱した状態にすることができる。つまり、ヒーティングコイル２ｂの周囲の温度をより高くすることができ、可燃性ガスをより着火しやすい状態にすることができる。図２０では、ヒーティングコイル２ｂの形状を、イグナイタ１ｂと同様の形状としたが、ヒーティングコイルを他の実施形態の形状とした場合も、ふく射板５０を設けることで同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００７２】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ  イグナイタ
２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆ、２ｇ、２ｈ  ヒーティングコイル
３  電源
４  電力供給部材
５  接続部
６  滞留域形成部材
７  第一のヒーティングコイル
８  第二のヒーティングコイル
９  連結コイル
２０、３０ａ、３３ａ  主部
２１、２２、２３、３０ｂ、３０ｃ、３３ｂ、３３ｃ、３５  連結部
３０  第一ヒーティングコイルユニット
３３  第二ヒーティングコイルユニット
３４  壁面側連結部
９０  流れ方向
α  滞留域
β  空間
【図１】
0006675838.tif 000002
【図２】
0006675838.tif 000003
【図３】
0006675838.tif 000004
【図４】
0006675838.tif 000005
【図５】
0006675838.tif 000006
【図６】
0006675838.tif 000007
【図７】
0006675838.tif 000008
【図８】
0006675838.tif 000009
【図９】
0006675838.tif 000010
【図１０】
0006675838.tif 000011
【図１１】
0006675838.tif 000012
【図１２】
0006675838.tif 000013
【図１３】
0006675838.tif 000014
【図１４】
0006675838.tif 000015
【図１５】
0006675838.tif 000016
【図１６】
0006675838.tif 000017
【図１７】
0006675838.tif 000018
【図１８】
0006675838.tif 000019
【図１９】
0006675838.tif 000020
【図２０】
0006675838.tif 000021