| 【発明の名称】 |
蓄熱式バーナをそなえた炉の炉温制御方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】中村 元親
【氏名】松尾 政博
【氏名】新井 信一
【氏名】平松 弥幸
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| 【要約】 |
【課題】蓄熱式バーナをそなえた炉において、被熱物を加熱むらの少ない良好な温度分布状態に加熱できる炉温制御方法を提供する。
【解決手段】バーナと蓄熱器を組合わせて成る蓄熱式バーナを少なくとも一対そなえ、対をなす蓄熱式バーナを所定の切替サイクル時間で燃焼側と排気側に切替えて燃焼側の蓄熱式バーナの燃焼排ガスを排気側の蓄熱式バーナの蓄熱器を通して排出させるとともに、対をなす蓄熱式バーナの各バーナの燃焼量を所定の燃焼量に維持した状態で、前記切替サイクル時間内における前記各バーナの燃焼時間を調節して炉温を所定値に維持するようにした蓄熱式バーナをそなえた炉の炉温制御方法において、対をなす前記蓄熱式バーナのうちの一方の蓄熱式バーナＢの燃焼時間Ｔb を、他方の蓄熱式バーナＡの燃焼時間Ｔa より大とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 バーナと蓄熱器を組合わせて成る蓄熱式バーナを少なくとも一対そなえ、対をなす蓄熱式バーナを所定の切替サイクル時間で燃焼側と排気側に切替えて燃焼側の蓄熱式バーナの燃焼排ガスを排気側の蓄熱式バーナの蓄熱器を通して排出させるとともに、対をなす蓄熱式バーナの各バーナの燃焼量を所定の燃焼量に維持した状態で、前記切替サイクル時間内における前記各バーナの燃焼時間を調節して炉温を所定値に維持するようにした蓄熱式バーナをそなえた炉の炉温制御方法において、対をなす前記蓄熱式バーナのうちの一方の蓄熱式バーナの燃焼時間を、他方の蓄熱式バーナの燃焼時間より大としたことを特徴とする蓄熱式バーナをそなえた炉の炉温制御方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、蓄熱式バーナをそなえた炉の炉温制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】バーナと蓄熱器を組合わせて成る蓄熱式バーナを少なくとも一対そなえ、対をなす蓄熱式バーナを所定の切替サイクル時間で燃焼側と排気側に切替えて燃焼側の蓄熱式バーナの燃焼排ガスを排気側の蓄熱式バーナの蓄熱器を通して排出させるようにした炉は、蓄熱器による燃焼排ガスの回収熱を切替後の燃焼用空気の予熱に有効利用できるので熱効率がすぐれ、加熱炉その他の各種工業用炉として多く用いられるようになった。
【０００３】そしてこの蓄熱式バーナをそなえた炉における炉温制御方法として、図５に示すように、対をなす蓄熱式バーナＡ，Ｂの各燃焼量を所定の燃焼量に維持した状態で、蓄熱式バーナ設置ゾーンの検出炉温と設定炉温の偏差に応じて、切替サイクル時間Ｔs 内における各バーナの燃焼時間Ｔを調節して炉温を所定値に維持する時間比例制御方式があり、燃焼負荷や炉温設定が大巾に増減される炉においても、バーナの燃焼量を大きく絞る必要がないので、採用されることが多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記時間比例制御方式においては、対をなす蓄熱式バーナの各バーナの燃焼時間Ｔは等しい。このためたとえば、上記各バーナのうち一方が炉入口から離間した位置にあり他方が炉入口部近傍にある場合や、一方が炉内搬送用コンベヤ上の被熱物の上方位置にあり他方が該コンベヤの下側位置にある場合など、各バーナと炉体や炉内収容物・障害物との相対位置が異なる場合は、大型の被熱物の一側部が加熱不足あるいは過熱状態となり、パレット等に収容された多数個の小型被熱物のうちの一部が加熱不足あるいは過熱状態となるなど、被熱物の温度分布が劣り加熱むらが生じやすいという問題があった。
【０００５】この発明は上記従来の問題点を解決しようとするもので、蓄熱式バーナをそなえた炉において、被熱物を加熱むらの少ない良好な温度分布状態に加熱できる炉温制御方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の蓄熱式バーナをそなえた炉の炉温制御方法は、バーナと蓄熱器を組合わせて成る蓄熱式バーナを少なくとも一対そなえ、対をなす蓄熱式バーナを所定の切替サイクル時間で燃焼側と排気側に切替えて燃焼側の蓄熱式バーナの燃焼排ガスを排気側の蓄熱式バーナの蓄熱器を通して排出させるとともに、対をなす蓄熱式バーナの各バーナの燃焼量を所定の燃焼量に維持した状態で、前記切替サイクル時間内における前記各バーナの燃焼時間を調節して炉温を所定値に維持するようにした蓄熱式バーナをそなえた炉の炉温制御方法において、対をなす前記蓄熱式バーナのうちの一方の蓄熱式バーナの燃焼時間を、他方の蓄熱式バーナの燃焼時間より大としたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下図１〜図４により、この発明の実施の形態の一例を説明する。図１および図２において、１はローラハース式連続加熱炉から成る加熱炉で、入口２から炉体３内に装入された被熱物Ｗは、ハースロール４により炉内搬送されつつ加熱帯５，６，７を通過して加熱処理され、出口８から炉外へ送出される。炉体３の一方の側壁部に、加熱帯５用に蓄熱式バーナＡ，Ｂが、加熱帯６用に蓄熱式バーナＡ，Ｂが、加熱帯７用に蓄熱式バーナＡ，Ｂが、それぞれ上下および左右（図２における左右）に位相をずらせた状態で、取付けてある。
【０００８】図３は上記加熱帯７に設けた蓄熱式バーナＡ，Ｂの配管系統を示し、蓄熱式バーナＡ，Ｂは、先端部にバーナタイル部を設けてバーナ１１ａ，１１ｂを形成したケーシング内に蓄熱体１２を充填して、蓄熱器１３ａ，１３ｂを形成して成る。燃料供給管２１は、手動式の流量調節弁２２を経て分岐し、開閉弁（燃料弁）２３，２４を介してバーナ１１ａ，１１ｂにそれぞれ接続されている。また給気用のブロワ３０に接続された給気管３１は、手動式の流量調節弁３２を経て分岐し、開閉弁（空気弁）３３，３４を介して蓄熱器１３ａ，１３ｂ部にそれぞれ接続されている。
【０００９】また４１は、図示しない排気用ブロワに接続された排気管で、手動式の流量調節弁４２を経て分岐し、開閉弁（排気弁）４３，４４を介して蓄熱器１３ａ，１３ｂ部に接続されている。また５１は炉温検出用の熱電対、５２はこの熱電対５１の検出炉温と設定炉温との偏差に応じて時間比例制御方式による燃焼時間信号および各開閉弁への開閉指令信号を発する制御装置（コントローラ）である。なお上記各開閉弁は電磁開閉弁から成り、また他の加熱帯５，６の各蓄熱式バーナＡ，Ｂも、上記と同様な構造および同様な配管系統を有するものである。
【００１０】次に上記構成の装置を用いた炉温制御方法について、図３および図４により説明する。先ず流量調節弁２２，３２，４２の開度は、被熱物Ｗに応じて予め設定された所定の開度に、手動設定しておく。熱電対５１の検出炉温および設定炉温に基づいて、制御装置５２は各開閉弁への開閉指令信号および蓄熱式バーナＡ燃焼制御用の燃焼時間信号Ｔa （たとえば２０秒）を出力し、これによって開閉弁３３，４４が開き、所定のプレパージ時間Ｔw （たとえば１秒）後に開閉弁２３が開いて、蓄熱式バーナＡ（詳しくはバーナ１１ａ）において燃焼がおこなわれ、燃焼排ガスは蓄熱式バーナＢの蓄熱器１３ｂを通り排熱回収後、排気管４１から排出される。燃焼の終期に開閉弁２３は閉じて所定のパージ時間Ｔp （たとえば１秒）後に燃焼時間Ｔa 経過により開閉弁３３，４４が閉じ、各開閉弁は閉状態を維持する。
【００１１】切替サイクル時間Ｔs （たとえば３０秒）経過時に、制御装置５２は開閉指令信号およびバーナＢ燃焼制御用の燃焼時間信号Ｔb （たとえば２２秒）を出力し、これによって開閉弁３４，４３が開き所定のプレパージ時間Ｔw （たとえば１秒）後に開閉弁２４が開いて蓄熱式バーナＢ（詳しくはバーナ１１ｂ）において燃焼がおこなわれ、燃焼排ガスは蓄熱式バーナＡの蓄熱器１３ａを通り排熱回収後、排気管４１から排出される。燃焼の終期に開閉弁２４が閉じてパージ時間Ｔp （たとえば１秒）後に燃焼時間Ｔb 経過により開閉弁３４，４３も閉じ、各開閉弁は閉状態を維持する。以下、切替サイクル時間Ｔs （たとえば３０秒）経過時に上記と同様な蓄熱式バーナＡの燃焼、次いで蓄熱式バーナＢの燃焼が交互に繰返しておこなわれる。
【００１２】上記において燃焼時間Ｔb は燃焼時間Ｔa より大となるように設定してあり、これによって蓄熱式バーナＢの燃焼熱量は蓄熱式バーナＡよりも大となり、熱損失の大きい炉の出口８側でかつ干渉物であるハースロール４の下側にあるため加熱不足となる蓄熱式バーナＢによる被熱物加熱特性が補正され、被熱物Ｗの加熱むらが減少し、良好な温度分布状態に加熱できるのである。
【００１３】この例では燃焼時間Ｔb は燃焼時間Ｔa に対して、Ｔb ＝ｋＴa ［但しｋは１より大となる比例定数。上記の例ではｋ＝１．１］なる算式で算出するようにしてあり、上記比例定数ｋは、加熱炉設置時に各部温度測定用の熱電対を取付けた被熱物Ｗを用いてテスト操業をおこない、被熱物Ｗの温度分布状態の改善状況を見ながら決定する。
【００１４】上記の制御方法は、加熱帯７について説明したが、他の加熱帯５，６においても、同様な制御をおこなえばよく、この場合前記比例定数ｋとしては、各加熱帯に応じた値を用いる。またバーナの配置等によって被熱物Ｗの温度むらが少ない加熱帯においては、Ｔb ＝Ｔa の通常の時間比例制御をおこなうようにしてもよい。
【００１５】この発明は上記の例に限定されるものではなく、たとえば加熱炉の形式は上記以外のものでもよく、また対をなす蓄熱式バーナを対向する炉壁部に設けるなど、蓄熱式バーナの配置も上記以外のものとしてもよい。
【００１６】また上記の例では、被熱物の加熱不足側の蓄熱式バーナの燃焼時間を、通常の時間比例制御による燃焼時間より大としたが、被熱物の過熱側の蓄熱式バーナの燃焼時間を、通常の時間比例制御による燃焼時間より小として、被熱物の温度分布を改善するようにしてもよく、この場合は上記の過熱側の蓄熱式バーナが本発明にいう「他方の蓄熱式バーナ」に、通常の時間比例制御による燃焼時間で燃焼をおこなう方の蓄熱バーナが本発明にいう「一方の蓄熱式バーナ」に、それぞれ相当する。
【００１７】また上記の例では、対をなす蓄熱式バーナの両燃焼時間の比率（上記の例では比例定数ｋ）を一定としたが、このかわりに一方の蓄熱式バーナの燃焼時間に所定時間（たとえば数秒）を加算あるいは減算して、両燃焼時間に差を設けるようにしてもよい。さらに上記の例では、蓄熱式バーナの燃焼時間として、バーナの実燃焼時間にプレパージ時間Ｔw およびパージ時間Ｔp を加算したＴa ，Ｔb を用いて制御をおこなったが、上記各パージ時間を除いた実燃焼時間を用いて制御をおこなうようにしてもよい。
【００１８】また上記の例では蓄熱式バーナＡ燃焼時の切替サイクル時間（Ｔs ）と蓄熱式バーナＢ燃焼時の切替サイクル時間（Ｔs ）を等しいとしたが、燃焼時間が長い一方の蓄熱式バーナ（上記の例ではＢ）燃焼時の切替サイクル時間を、他方の蓄熱式バーナ（上記の例ではＡ）の切替サイクル時間より大（たとえばｋ倍）として、燃焼時間と同様な大小関係にある切替サイクル時間としてもよく、この場合は時間比例制御による燃焼時間が長くなり切替サイクル時間に近いゾーンで制御されるケースでも、燃焼時間の大きい方の蓄熱式バーナの燃焼も支障なく（切替サイクル時間で制限されることなく）おこなえ、広範囲にわたり被熱物の温度分布状態の改善がおこなえるという点で好ましい。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、蓄熱式バーナをそなえ時間比例制御方式により燃焼量を制御して炉温制御をおこなう炉において、対をなす蓄熱式バーナの各バーナ部と炉体や炉内収容物・障害物との相対位置の差等により両バーナの被熱物加熱性能に差がある場合でも、両蓄熱式バーナの燃焼時間に差を設けて被熱物の加熱不足側の加熱量追加あるいは過熱側の加熱量削減をおこなえるようにしたので、被熱物を加熱むらの少ない良好な温度分布状態に加熱することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３７１３
【氏名又は名称】大同特殊鋼株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年７月２８日（１９９８．７．２８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７９０２７
【弁理士】
【氏名又は名称】乾 昌雄
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| 【公開番号】 |
特開２０００−４６３１９（Ｐ２０００−４６３１９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年２月１８日（２０００．２．１８） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２２８６５１ |
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