JP2927700B2 - 加熱炉及びその運転方法 - Google Patents

加熱炉及びその運転方法

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JP2927700B2
JP2927700B2 JP7052292A JP5229295A JP2927700B2 JP 2927700 B2 JP2927700 B2 JP 2927700B2 JP 7052292 A JP7052292 A JP 7052292A JP 5229295 A JP5229295 A JP 5229295A JP 2927700 B2 JP2927700 B2 JP 2927700B2
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弘治 小椋
良一 田中
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NIPPON FUAANESU KOGYO KK
NIPPON GAISHI KK
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NIPPON FUAANESU KOGYO KK
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は加熱炉及びその運転方法
に関するものであり、更に詳細には低温焼成と高温焼成
とを必要とする加熱炉及びその運転方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】バーナを用いた炉の加熱方式としては、
次の３つの方法が知られている。第１はバーナを常時燃
焼させながらその出力を調整することにより所望の炉内
温度を得るようにした定常燃焼方式で、最もポピュラー
な方法である。第２はバーナーを負荷100 ％の状態で燃
焼させ、温度制御はバーナのオンオフにより行なう間欠
燃焼方式である。第３は対をなすバーナにそれぞれ蓄熱
器を付加しておき、燃焼させるバーナを短い周期で切り
替えることにより、一方のバーナの排熱を他方のバーナ
の蓄熱器により回収する蓄熱燃焼方式である。
【０００３】一般の金属の熱処理炉等においては、1000
℃を越えるような高温度域までワークを短時間で昇温さ
せるようなヒートカーブが採用されることが多く、この
場合には定常燃焼方式を採用し、炉の排熱を蓄熱燃焼を
含む熱交換器等によって回収すればかなりの省エネルギ
効果も達成することができる。ところがセラミック製品
等の焼成炉においては、高温度域で焼成するに先立ち、
200 〜400℃の低温度域においてワークの乾燥と脱脂と
を必要とする場合が多く、しかもその間の昇温スピード
は10℃/hr 程度と低く、かつ良好な温度分布が要求さ
れ、さらに保持時間が10〜20時間に達することがある。
【０００４】このようなヒートカーブの加熱炉において
は、定常燃焼方式を採用すると長時間にわたりバーナの
出力を絞った状態での燃焼を必要とし、バーナの燃焼効
率が極端に低下するうえ、炉の排熱温度も低いために熱
交換器による排熱回収の効果もほとんど期待できない。
また、良好な温度分布を得るために過剰空気を投入し、
燃焼ガス量を増大させている。従って全体としての熱効
率が低いという問題がある。
【０００５】そこで、低温度域における過剰空気量が抑
えられるとともに熱効率（省エネルギ効果）に優れた間
欠燃焼方式をセラミック製品等の加熱炉に用いることも
検討されている。しかしこの方式は高温度域においては
過剰空気量が少ないため省エネルギ効果は少なく、やは
り全体としての熱効率が低いという問題がある。
【０００６】なお、蓄熱燃焼方式も基本的には蓄熱器に
よる熱回収を行なうものであるため、定常燃焼方式と同
様に高温度域では優れた省エネルギ効果が得られるが、
低温度域における省エネルギ効果は少ない。しかも低温
においてセラミック製品の脱脂を行なうと、ガス中の成
分が蓄熱器や排ガスダクト中に凝縮し、閉塞を生ずるお
それもあるので、やはり上記のようなセラミック製品の
焼成には不向きであった。このように、どの燃焼方式も
低温度域における乾燥と脱脂とを必要とするセラミック
製品等の焼成に関しては、満足することができないもの
であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解決し、低温度域における乾燥と脱脂と、高
温度域における焼成とを必要とするセラミック製品の焼
成等を熱効率よく行なうことができる加熱炉およびその
運転方法を提供するためになされたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明は、間欠燃焼手段と、蓄熱燃焼手段
とを併設したことを特徴とするものである。また上記の
課題を解決するためになされた本発明の加熱炉の運転方
法は、バーナによる炉の加熱を基本的には蓄熱燃焼方式
により行い、特別な場合に間欠燃焼方式に切り替えて行
なうことを特徴とするものである。なお、バーナによる
炉の加熱を高温度域では蓄熱燃焼方式により行い、低温
度域では間欠燃焼方式に切り替えて行なうことが好まし
く、この場合には燃焼方式の切替えは500 〜700 ℃の温
度域で行なうのが適当である。
【０００９】
【作用】本発明によれば、高温度域の加熱は蓄熱燃焼手
段により行なうことができるため、高温度域において優
れた熱効率を得ることができる。また低温度域の加熱は
バーナーを負荷100 ％の状態で燃焼させつつオンオフす
る間欠燃焼手段により行なうことができ、低温度域にお
いても温度分布が良好でかつ優れた熱効率を得ることが
でき、ガス中の成分が凝縮するおそれもない。この結
果、本発明によればどの段階においても優れた省エネル
ギ効果を達成することができる。
【００１０】
【実施例】次に本発明を図示の実施例によって更に詳細
に説明する。図１は第１の実施例を示すもので、１は炉
体、2a、2bは炉体１に取り付けられたバーナである。各
バーナ2a、2bにはバルブ3a、3bと均圧バルブ4a、4bを介
して燃焼用ガスが供給され、またバルブ5a、5bを介して
燃焼用空気が供給されるようになっているが、これらの
バルブ5a、5bとガス供給源との間には切替えバルブ６が
設けられている。この切替えバルブ６は、バルブ5aを空
気供給源に連通させると同時に、バルブ5bを排気バルブ
７に連通させ、また逆にバルブ5bを空気供給源に連通さ
せると同時に、バルブ5aを排気バルブ７に連通させるこ
とができる構造のものである。またこの切替えバルブ６
は、中間位置においては両方のバルブ5a、5bに同時に燃
焼用ガスを供給できるものとする。なお、前記の均圧バ
ルブ4a、4bは空気供給ラインの圧力を感知して空気流量
に対応する燃焼用ガスの供給を行なう。
【００１１】この図１の炉において、図３に示したよう
なヒートカーブでセラミック製品の焼成を行なう手順を
説明する。まず切替えバルブ６を中間位置にセットして
両方のバルブ5a、5bに同時に燃焼用空気を供給できるよ
うにしておき、炉内温度に応じてバルブ5a、5bを間欠的
に開く。バルブ5a、5bが開かれたときには均圧バルブ4
a、4bが燃焼用ガスを同時に供給するので、バーナ2a、2
bが間欠的に燃焼して間欠燃焼方式による加熱が行なわ
れる。このようにして、低温度域における乾燥と脱脂が
行なわれる。この間欠燃焼方式は燃焼中はバーナーを負
荷100％の状態で燃焼させる方式であるから、低温度域
においても優れた熱効率と良好な温度分布を得ることが
できる。
【００１２】次に高温度域の本焼成に移行する際には、
蓄熱燃焼方式による加熱に切り替える。この蓄熱燃焼方
式では、切替えバルブ６を数秒〜30秒程度の周期で作動
させ、燃焼用空気を供給するバルブを交互に切り替え
る。すなわち、まずバーナ2aに燃焼用空気を供給して燃
焼を行なわせ、その燃焼排ガスはバーナ2bを通じて取り
出し、切替えバルブ６から外部へ排出する。この間に燃
焼排ガスの保有熱は蓄熱器8bにより回収される。そして
数秒〜30秒後に切替えバルブ６が切り替えられると、今
度はバーナ2bが燃焼してバーナ2aを通じて燃焼排ガスが
排気されるのであるが、燃焼空気は蓄熱器8bを通る際に
予熱され、また燃焼排ガスは蓄熱器8aにより回収され
る。
【００１３】このように、蓄熱燃焼方式においては蓄熱
器8a、8bによる排熱回収と燃焼用ガスの予熱とが交互に
行なわれるため、高温度域において優れた熱効率を達成
することができる。しかも高温度域においてはガス中の
成分の凝縮の問題もないので、蓄熱器8a、8bに閉塞が生
ずることもない。上記したとおり、本発明の加熱炉によ
れば低温度域の加熱は間欠燃焼方式により行ない、高温
度域の加熱は蓄熱燃焼方式により行なうことができるの
で、全体として優れた省エネルギ効果を達成することが
できる。
【００１４】図２は第２の実施例を示すもので、第１の
実施例の切替えバルブ６の代わりに、排気バルブ9a、9b
が設けられている。これらの排気バルブ9a、9bは低温度
域の加熱は間欠燃焼方式のときには閉じられたままであ
るが、高温度域の蓄熱燃焼方式のときには交互に開閉さ
れる。そして一方のバーナが燃焼中は他方のバーナから
燃焼排ガスを排気しつつ蓄熱器8a、8bによる排熱回収を
行なうことは前記と同様である。
【００１５】以上に説明したように、本発明においては
間欠燃焼方式と蓄熱方式手段とを組合せ、それぞれの温
度域における長所を発揮させるようにしたので、加熱工
程の全体において優れた省エネルギ効果を達成すること
ができる。例えば、炉内容積が25m3の炉においてアルミ
ナ系セラミックスの焼成を行なうにあたり、600 ℃以下
の低温度域では間欠燃焼方式とし、600 〜1400℃の高温
度域では蓄熱燃焼方式とした場合、通常の定常燃焼方式
に比較して間欠燃焼方式では燃料使用量を60％削減する
ことができた。また蓄熱燃焼方式では燃料使用量を40％
削減することができた。このため、全体としての燃料削
減率は約45％となり、通常の定常燃焼方式に比較して非
常に優れた省エネルギ効果を達成することができた。
【００１６】
【発明の効果】上記したように、本発明の加熱炉および
その運転方法によれば、例えば低温度域におけるセラミ
ックスの乾燥・脱脂と、高温度域における焼成とを熱効
率よく行なうことができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例を示す配管系統図である。
【図２】第２の実施例を示す配管系統図である。
【図３】セラミック製品を焼成するヒートカーブを示す
グラフである。
【符号の説明】
１ 炉体、2a、2b バーナ、3a、3b バルブ、4a、4b
均圧バルブ、5a、5bバルブ、６ 切替えバルブ、７ 排
気バルブ、8a、8b 蓄熱器、9a、9b 排気バルブ

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 間欠燃焼手段と、蓄熱燃焼手段とを併設
    したことを特徴とする加熱炉。
  2. 【請求項２】 バーナによる炉の加熱を基本的には蓄熱
    燃焼方式により行い、特別な場合に間欠燃焼方式に切り
    替えて行なうことを特徴とする加熱炉の運転方法。
  3. 【請求項３】 バーナによる炉の加熱を高温度域では蓄
    熱燃焼方式により行い、低温度域では間欠燃焼方式に切
    り替えて行なう請求項２に記載の加熱炉の運転方法。
JP7052292A 1995-03-13 1995-03-13 加熱炉及びその運転方法 Expired - Lifetime JP2927700B2 (ja)

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