JP6413989B2 - 蓄熱式バーナの点火方法及び点火制御装置 - Google Patents

Description

本開示は、蓄熱式バーナの点火方法及び点火制御装置に関する。

工業用の加熱炉に用いられる蓄熱式バーナでは、メインバーナの点火を確実に行うために、通常、メインバーナの近傍にパイロットバーナが設置される。例えば、特許文献１には、メインバーナの燃料と燃焼用空気とが混合される位置の近傍にパイロットバーナを設置し、燃料と燃焼用空気とが供給されると直ちに燃焼を可能とする構成が開示されている。

また、特許文献２には、パイロットバーナの燃焼熱を用いて蓄熱体を蓄熱させ、蓄熱体に蓄熱された熱によって昇温された燃焼空気の温度が燃料着火温度以上となった時に、メインバーナに燃料を供給して、点火する方法が開示されている。特許文献２によれば、特許文献１に比べ、メインバーナ及びパイロットバーナの補修が容易となり、さらにメインバーナが安定して着火し、且つ、メインバーナの燃焼が安定して継続可能となる。

特開昭６２−９４７０３号公報 特許第３０５２７５５号公報

ところで、従来のバーナ炉に蓄熱式バーナを増設する場合、設備スペースの制約から、パイロットバーナの設置が困難な場合があるため、燃料の自己着火によりメインバーナを点火する必要がある。この場合、蓄熱式バーナ以外の他のバーナを加熱炉に設け、この他のバーナにより炉内の雰囲気温度を燃料の発火点以上とした後、メインバーナに燃料と燃焼用空気とを供給することで、供給された燃料の自己着火によりメインバーナを点火する方法が知られている。しかし、このような点火方法では、炉内に供給される燃料及び燃焼用空気は炉内温度に比べて低いため、炉内の雰囲気温度が局所的に燃料の発火点よりも低くなり、点火が不安定となる問題がある。

また、特許文献２のように炉内の雰囲気ガスを蓄熱体に吸引させることで蓄熱体を蓄熱させ、蓄熱体に蓄熱された熱によって燃焼用空気を昇温させ、昇温された燃焼用空気を用いて燃料を自己着火する方法では、炉内の雰囲気ガスを吸引する時間が長くなることで、蓄熱体から排出される排気の温度が上昇し、各種弁やファンなどの機械品が破損する恐れがある。特に、炉立ち上げなどの非定常の場合、吸引した排気の熱量は蓄熱体以外にバーナ本体にも抜熱されるため、所定の蓄熱量を達成するためには、炉内の雰囲気ガスの吸引量や吸引時間を増加させる必要があることから、機械品の破損の可能性が高くなる。

そこで、本発明は、上記の課題に着目してなされたものであり、パイロットバーナを有さない蓄熱式バーナを点火する際に、機械品に過剰な熱負荷を与えることなく、メインバーナを安定して着火させることができる蓄熱式バーナの点火方法及び点火制御装置を提供することを目的としている。

本発明の一態様によれば、パイロットバーナを有さない蓄熱式バーナのメインバーナを点火する際に、上記蓄熱式バーナの加熱対象の炉内温度が閾値以上となった後に、上記蓄熱式バーナの蓄熱体に炉内ガスを引き込み、引き込まれた上記炉内ガスの熱を上記蓄熱体に伝熱及び蓄熱させる蓄熱工程と、上記蓄熱体に燃焼空気を供給し、上記蓄熱体を抜熱する抜熱工程と、を交互に繰り返す予熱工程と、上記抜熱工程において上記蓄熱体から排出される上記燃焼空気の温度が上記燃料ガスの発火点以上となった後、上記メインバーナに上記燃焼空気と上記燃料ガスとを供給させて、上記メインバーナを点火させる点火工程とを備えることを特徴する蓄熱式バーナの点火方法が提供される。

本発明の一態様によれば、パイロットバーナを有さない蓄熱式バーナのメインバーナの点火を制御する点火制御装置であって、上記蓄熱式バーナの加熱対象の炉内温度を測定する炉内温度計と、上記蓄熱式バーナの蓄熱体から排出される燃焼空気の温度を測定する第１蓄熱体温度計と、上記蓄熱式バーナへの燃料ガス及び上記燃焼空気の供給、並びに上記蓄熱式バーナからの炉内ガスの排出を制御する制御部とを備え、上記制御部は、上記炉内温度計の測温結果から、上記炉内温度が閾値以上となった後に、上記炉内ガスを排出することで上記蓄熱体に上記炉内ガスを引き込み、引き込まれた上記炉内ガスの熱を上記蓄熱体に伝熱及び蓄熱させる蓄熱工程と、上記蓄熱体に燃焼空気を供給し、上記蓄熱体を抜熱する抜熱工程と、を交互に繰り返し、上記抜熱工程において、上記第１蓄熱体温度計の測温結果から、上記蓄熱体から排出される上記燃焼空気の温度が上記燃料ガスの発火点温度以上となった後、上記メインバーナに上記燃焼空気と上記燃料ガスとを供給させて、上記メインバーナを点火させることを特徴する蓄熱式バーナの点火制御装置が提供される。

本発明の一態様によれば、パイロットバーナを有さない蓄熱式バーナを点火する際に、機械品に過剰な熱負荷を与えることなく、メインバーナを安定して着火させることができる。

本発明の一実施形態における加熱炉の構成を示す模式図である。 第２予熱工程における加熱炉の状態を示す模式図である。 第２予熱工程における加熱炉の状態を示す模式図である。 第１メインバーナを点火する際の加熱炉の状態を示す模式図である。 第２メインバーナを点火する際の加熱炉の状態を示す模式図である。 比較例における第１及び第２蓄熱体温度計の測定結果を示すグラフである。 実施例における第１及び第２蓄熱体温度計の測定結果を示すグラフである。

以下の詳細な説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するように多くの特定の細部について記載される。しかしながら、かかる特定の細部がなくても１つ以上の実施態様が実施できることは明らかであろう。他にも、図面を簡潔にするために、周知の構造及び装置が略図で示されている。

＜蓄熱式バーナの構成＞
図１を参照して、本発明の一実施形態における加熱炉１について説明する。加熱炉１は、工業用の加熱炉であり、加熱装置として複数のバーナ２、蓄熱式バーナ３及び点火制御装置４が設けられる。
バーナ２は、蓄熱式でなければどのような燃焼方式のバーナであってもよい。

蓄熱式バーナ３は、着火のためのパイロットバーナを有さない蓄熱式のバーナであり、第１メインバーナ５ａと、第２メインバーナ５ｂと、第１蓄熱容器６ａと、第２蓄熱容器６ｂとを備える。また、蓄熱式バーナ３は、各種ガスの経路及び調整設備となる、燃料ガス供給管７と、２個の燃料ガス流量調整弁８ａ，８ｂと、燃焼空気供給管９と、排気ガス排出管１０と、２個の燃焼空気流量調整弁１１ａ，１１ｂと、２個の排気ガス遮断弁１２ａ，１２ｂと、蓄熱容器接続管１３ａ，１３ｂとを備える。

第１及び第２メインバーナ５ａ，５ｂは、燃料ガスを噴射する燃料ガスノズルと、燃焼用空気を噴射する燃焼用空気ノズルとを内部にそれぞれ有する。第１蓄熱容器６ａ，６ｂは、内部に蓄熱体１４ａ，１４ｂをそれぞれ有する。蓄熱体１４ａ，１４ｂは、アルミナ、マグネシア、シリカ、ジルコニア及び炭化ケイ素のうち少なくとも１種類以上のセラミックからなる。蓄熱体１４ａ，１４ｂは、燃焼用空気や炉内ガスなどが通過可能なように内部に空隙を有し、例えば複数の球状体やハニカム構造体などからなる。

燃料ガス供給管７は、不図示の燃料ガス供給装置から供給される燃料ガスを、２個の燃料ガス流量調整弁８ａ，８ｂを介して第１及び第２メインバーナ５ａ，５ｂの燃料ガスノズルにそれぞれ供給する。２個の燃料ガス流量調整弁８ａ，８ｂは、燃料ガス供給管７の第１及び第２メインバーナ５ａ，５ｂへの接続経路の途中にそれぞれ設けられ、第１及び第２メインバーナ５ａ，５ｂに供給される燃料ガスの流量をそれぞれ調整する。

燃焼空気供給管９は、不図示の燃焼空気供給装置から供給される燃焼空気を、２個の燃焼空気流量調整弁１１ａ，１１ｂ並びに第１及び第２蓄熱容器６ａ，６ｂへ接続される蓄熱容器接続管１３ａ，１３ｂを介して第１及び第２蓄熱容器６ａ，６ｂにそれぞれ供給する。２個の燃焼空気流量調整弁１１ａ，１１ｂは、燃焼空気供給管９の蓄熱容器接続管１３ａ，１３ｂへの接続経路の途中にそれぞれ設けられ、第１及び第２蓄熱容器６ａ，６ｂに供給される燃焼空気の流量をそれぞれ調整する。

排気ガス排出管１０は、不図示のブロアに接続され、第１及び第２蓄熱容器６ａ，６ｂへ接続される蓄熱容器接続管１３ａ，１３ｂ並びに２個の排気ガス遮断弁１２ａ，１２ｂを介して、第１及び第２蓄熱容器６ａ，６ｂから排出される排気ガスをブロアへと送る。２個の排気ガス遮断弁１２ａ，１２ｂは、排気ガス排出管１０の第１及び第２蓄熱容器６ａ，６ｂへの接続経路の途中にそれぞれ設けられ、排気ガス排出管１０内の排気ガスの流れを遮断または開放する。なお、排気ガス排出管１０内の排気ガスの流量は、ブロアによって制御される。

点火制御装置４は、蓄熱式バーナ３の点火を制御する装置であり、制御部１５と、炉内温度計１６と、２個の第１蓄熱体温度計１７ａ，１７ｂと、２個の第２蓄熱体温度計１８ａ，１８ｂとを有する。
制御部１５は、炉内温度計１６、２個の第１蓄熱体温度計１７ａ，１７ｂ及び２個の第２蓄熱体温度計１８ａ，１８ｂに電気的に接続され、各温度計での測温結果を取得する。また、制御部１５は、取得した測温結果に応じて、２個の燃料ガス流量調整弁８ａ，８ｂ、２個の燃焼空気流量調整弁１１ａ，１１ｂ及び２個の排気ガス遮断弁１２ａ，１２ｂを制御することで蓄熱式バーナ３の点火制御を行う。蓄熱式バーナ３の点火方法については、後述する。

炉内温度計１６は、測定部が加熱炉１の炉内に設けられ、炉内温度を測定する。２個の第１蓄熱体温度計１７ａ，１７ｂは、第１及び第２メインバーナ５ａ，５ｂ内の第１及び第２蓄熱容器６ａ，６ｂ側に測定部が位置するようにそれぞれ設けられる。２個の第１蓄熱体温度計１７ａ，１７ｂは、第１及び第２メインバーナ５ａ，５ｂに第１及び第２蓄熱容器６ａ，６ｂから供給される燃焼空気の温度をそれぞれ測定する。２個の第２蓄熱体温度計１８ａ，１８ｂは、第１及び第２蓄熱容器６ａ，６ｂ内の蓄熱体１４ａ，１４ｂよりも蓄熱容器接続管１３ａ，１３ｂ側に測定部が位置するようにそれぞれ設けられる。２個の第２蓄熱体温度計１８ａ，１８ｂは、蓄熱容器接続管１３ａ，１３ｂを介して排気ガス排出管１０へと排出される排気ガスの温度をそれぞれ測定する。

＜蓄熱式バーナの点火方法＞
次に、図２〜図５を参照して、本実施形態に係る蓄熱式バーナ３の点火方法について説明する。本実施形態に係る点火方法では、まず、複数のバーナ２を用いて加熱炉１を加熱する（第１予熱工程）。第１予熱工程では、炉内温度計１６によって測定される、加熱炉１内の雰囲気温度が燃料ガスの発火点（例えば、８００℃）以上となるまで加熱が行なわれる。また、第１予熱工程では、２個の燃料ガス流量調整弁８ａ，８ｂ及び２個の燃焼空気流量調整弁１１ａ，１１ｂは閉じた状態となり、第１及び第２メインバーナ５ａ，５ｂへの燃料ガス及び燃焼空気の供給は行われない。さらに、第１予熱工程では、２個の排気ガス遮断弁１２ａ，１２ｂも同様に閉じた状態（排気ガスの流れが遮断された状態）となる。なお、第１予熱工程において、制御部１５は、炉内温度計１６の測温結果から、炉内温度が発火点以上となった場合に、第１予熱工程が終了したと判断し、第２予熱工程における制御を開始させる。

第１予熱工程の後、第１及び第２メインバーナに対して蓄熱工程と抜熱工程とが繰り返される第２予熱工程が実施される。第２予熱工程では、第１予熱工程と同様に、複数のバーナ２による加熱炉１の加熱が行なわれた状態で、蓄熱式バーナ３の蓄熱体１４ａ，１４ｂへの蓄熱が行われる。第２予熱工程では、制御部１５は、２個の燃焼空気流量調整弁１１ａ，１１ｂ及び２個の排気ガス遮断弁１２ａ，１２ｂが、図２及び図３に示す状態を繰り返すように、２個の燃焼空気流量調整弁１１ａ，１１ｂ及び２個の排気ガス遮断弁１２ａ，１２ｂの開閉動作を制御する。また、第２予熱工程では、第１予熱工程と同様に、２個の燃料ガス流量調整弁８ａ，８ｂは閉じた状態となっており、燃料ガスの第１及び第２メインバーナへの供給は行われない。図２及び図３において、各弁（燃料ガス流量調整弁８ａ，８ｂ、２個の燃焼空気流量調整弁１１ａ，１１ｂ及び２個の排気ガス遮断弁１２ａ，１２ｂ）の白抜きの状態は弁が開いていることを示し、ハッチングの状態は弁が閉じていることを示す。

図２に示す状態では、燃焼空気流量調整弁１１ａ及び排気ガス遮断弁１２ｂがそれぞれ開いた状態となり、燃焼空気流量調整弁１１ｂ及び排気ガス遮断弁１２ａがそれぞれ閉じた状態となる。このような状態では、第１メインバーナ５ａでは、燃焼空気が蓄熱体１４ａ通じて燃焼空気ノズルから加熱炉１内へと吹き込まれる。この場合、第１蓄熱容器６ａ内の蓄熱体１４ａは、蓄熱体１４ａの温度が常温よりも高い場合には、通過する常温の燃焼空気によって抜熱される（抜熱工程）。一方、第２メインバーナ５ｂでは、加熱炉１内の発火点以上の炉内ガス（炉内の雰囲気ガス）が第２メインバーナ５ｂ内へと流入する。第２メインバーナ５ｂに流入した炉内ガスは、蓄熱体１４ｂを通じて、排気ガス排出管１０へと排出される。この場合、第２蓄熱容器６ｂ内の蓄熱体１４ｂは、通過する炉内の炉内ガスによって、加熱され、蓄熱される（蓄熱工程）。つまり、図２の状態では、第１メインバーナ５ａの蓄熱体１４ａでは抜熱工程が実施され、第２メインバーナ５ｂの蓄熱体１４ｂでは蓄熱工程が実施されることとなる。

図３に示す状態では、燃焼空気流量調整弁１１ｂ及び排気ガス遮断弁１２ａがそれぞれ開いた状態となり、燃焼空気流量調整弁１１ａ及び排気ガス遮断弁１２ｂがそれぞれ閉じた状態となる。このような状態では、第１メインバーナ５ａでは、加熱炉１内の発火点以上の炉内ガスが第１メインバーナ５ａ内へと流入する。第１メインバーナ５ａに流入した炉内ガスは、蓄熱体１４ａを通じて、排気ガス排出管１０へと排出される。この場合、第１蓄熱容器６ａ内の蓄熱体１４ａは、通過する炉内の炉内ガスによって、加熱され、蓄熱される（蓄熱工程）。一方、第２メインバーナ５ｂでは、燃焼空気が蓄熱体１４ｂ通じて燃焼空気ノズルから加熱炉１内へと吹き込まれる。この場合、第２蓄熱容器６ｂ内の蓄熱体１４ｂは、蓄熱体１４ｂの温度が常温よりも高い場合には、通過する常温の燃焼空気によって抜熱される（抜熱工程）。つまり、図３の状態では、図２の状態と逆となり、第１メインバーナ５ａの蓄熱体１４ａでは蓄熱工程が実施され、第２メインバーナ５ｂの蓄熱体１４ｂでは抜熱工程が実施されることとなる。

つまり、第２予熱工程では、図２に示す状態と図３に示す状態とが繰り返されることで、第１及び第２メインバーナ５ａ，５ｂにて蓄熱工程と抜熱工程とがそれぞれ繰り返し実施される。また、第２予熱工程では、蓄熱体１４ａ，１４ｂに対して、蓄熱工程と抜熱工程とが交番して実施される。この際、制御部１５は、２個の燃焼空気流量調整弁１１ａ，１１ｂ及び２個の排気ガス遮断弁１２ａ，１２ｂの開閉動作を、所定時間毎に行う。つまり、蓄熱体１４ａ，１４ｂに対して、蓄熱工程と抜熱工程とが所定時間で切り替えられて、実施される。所定時間は、抜熱工程及び蓄熱工程が行われるときの第１蓄熱体温度計１７ａ，１７ｂの実績や計算に応じて、予め設定される時間である。この際、排気ガス排出管１０に接続されたブロアによって調整される、加熱炉１内から排出された炉内ガスの流量は一定となる。また、２個の燃焼空気流量調整弁１１ａ，１１ｂによって調整される、加熱炉１に供給される燃焼空気の流量も一定となる。なお、第２予熱工程では、抜熱工程で蓄熱体１４ａ，１４ｂから抜熱される熱量に比べ、蓄熱工程で蓄熱される熱量第１及び第２蓄熱体１４ａ，１４ｂが大きくなる。このため、第２予熱工程では、蓄熱工程と抜熱工程とが繰り返し実施されることで、蓄熱体１４ａ，１４ｂが蓄熱される。

さらに、第２予熱工程では、制御部１５は、２個の第１蓄熱体温度計１７ａ，１７ｂの測温結果を取得し、２個の第１蓄熱体温度計１７ａ，１７ｂで測定された温度が、燃料ガスの発火点温度以上となったか否かを判断する。この判断の結果、２個の第１蓄熱体温度計１７ａ，１７ｂで測定された温度が、燃料ガスの発火点温度未満となる場合には、蓄熱工程と抜熱工程とによる上記の蓄熱体１４ａ，１４ｂへの蓄熱動作が継続して行われる。一方、２個の第１蓄熱体温度計１７ａ，１７ｂで測定された温度が、燃料ガスの発火点温度以上となる場合には、制御部１５は、第２予熱工程が終了したと判断し、点火工程を実施する。

第２予熱工程が終了した後、制御部１５は、第１メインバーナ５ａ又は第２メインバーナ５ｂのいずれか一方に燃料ガスを供給させて、燃料ガスを供給させたメインバーナを点火させる（点火工程）。点火工程では、制御部１５は、点火させる方のメインバーナ側の燃料ガス流量調整弁及び燃焼空気流量調整弁を開放し、燃料ガス及び燃焼空気を燃焼ガスノズル及び燃焼空気ノズルから吹き込ませる。吹き込まれた燃料ガスは、燃焼空気と混合される。この際、加熱炉１の内部の雰囲気温度及び燃焼空気の温度が燃料ガスの発火点以上となっているため、燃料ガスが加熱炉１内で発火し、燃料ガスが吹き込まれた方のメインバーナが点火する。なお、他方のメインバーナは、燃料ガス流量調整弁及び燃焼空気流量調整弁が閉じられ、排気ガス遮断弁が開放した状態となる。このため、燃料ガスの燃焼によって発生する燃焼ガスを含む加熱炉１内の雰囲気ガス（排気ガス）は、他方のメインバーナ側の蓄熱体を通過して、排気ガス排出管１０へと排出される。この際、排気ガスが通過する蓄熱体では、排気ガスの顕熱が蓄熱体に蓄熱される。

図４に、点火工程において、第１メインバーナ５ａを点火する際の加熱炉１の状態を示す。第１メインバーナ５ａを点火する場合、燃料ガス流量調整弁８ａ及び燃焼空気流量調整弁１１ａが開いた状態となり、排気ガス遮断弁１２ａが閉じた状態となることで、第１メインバーナ５ａが点火する。なお、第２メインバーナ５ｂ側では、燃料ガス流量調整弁８ｂ及び燃焼空気流量調整弁１１ｂが閉じた状態となり、排気ガス遮断弁１２ｂが開いた状態となることで、排気ガスが蓄熱体１４ｂを通過して、排気ガス排出管１０へと排出される。

一方、図５には、点火工程において、第２メインバーナ５ｂを点火する際の加熱炉１の状態を示す。第２メインバーナ５ｂを点火する場合、燃料ガス流量調整弁８ｂ及び燃焼空気流量調整弁１１ｂが開いた状態となり、排気ガス遮断弁１２ｂが閉じた状態となることで、第２メインバーナ５ｂが点火する。なお、第１メインバーナ５ａ側では、燃料ガス流量調整弁８ａ及び燃焼空気流量調整弁１１ａが閉じた状態となり、排気ガス遮断弁１２ａが開いた状態となることで、排気ガスが蓄熱体１４ａを通過して、排気ガス排出管１０へと排出される。

以上のように、点火工程では、図４または図５のいずれかの状態となることで、第１メインバーナ５ａまたは第２メインバーナ５ｂが点火する。なお、点火工程では、複数のバーナ２は、着火していればよく、第１及び第２予熱工程程度に燃料が供給されなくてもよい。
点火工程の後は、点火工程にて点火されたメインバーナに、所定時間の間、所定量の燃料ガスが供給される。その後、点火工程にて点火されたメインバーナへの燃料ガス及び燃焼空気の供給が停止され、他方のメインバーナが点火される。他方のメインバーナの点火方法は、点火工程における点火方法と同様である。そして、他方のメインバーナに、所定時間の間、所定量の燃料ガスが供給される。その後、他方のメインバーナへの燃料ガス及び燃焼空気の供給が停止され、点火工程にて点火されたメインバーナが点火される。上記の動作が繰り返し行われることで、蓄熱式バーナ３による加熱炉１内部の加熱が行なわれる。

＜変形例＞
以上で、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これら説明によって発明を限定することを意図するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態の種々の変形例とともに本発明の別の実施形態も明らかである。従って、特許請求の範囲は、本発明の範囲及び要旨に含まれるこれらの変形例または実施形態も網羅すると解すべきである

例えば、上記実施形態では、蓄熱式バーナ３の加熱対象を加熱炉としたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、蓄熱式バーナ３の加熱対象は、取鍋や溶銑鍋などの設備でもよい。
また、上記実施形態では、第１予熱工程が終了する際の炉内温度を燃料ガスの発火点以上としたが、本発明はかかる例に限定されない。第１予熱工程の後に行われる第２予熱工程においても、加熱炉１の炉内温度が上昇するのであれば、発火点よりも低い温度で第１予熱工程が終了し、第２予熱工程が開始されてもよい。この際、発火点よりも低い閾値を設定し、炉内温度が閾値以上となった場合に、第１予熱工程が終了する。

さらに、上記実施形態では、バーナ２が複数設けられるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、加熱炉１などの加熱対象の大きさや、バーナ２の性能によっては、設けられるバーナ２は１個であってもよい。
さらに、上記実施形態では、蓄熱式バーナ３が、第１及び第２メインバーナ５ａ，５ｂの一対のメインバーナを有する構成としたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、蓄熱式バーナ３には、複数対のメインバーナを有する構成であってもよい。

さらに、上記実施形態では、第２予熱工程において、蓄熱体１４ａが蓄熱工程の場合には蓄熱体１４ｂが抜熱工程となり、蓄熱体１４ａが抜熱工程の場合には蓄熱体１４ｂが蓄熱工程となり、蓄熱体１４ａ，１４ｂが交番するとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、第２予熱工程では、蓄熱体１４ａ，１４ｂは、交番せずに、同時に蓄熱工程または抜熱工程となってもよい。

さらに、上記実施形態では、蓄熱工程及び抜熱工程において、加熱炉１内から排出された炉内ガスの流量及び加熱炉１に供給される燃焼空気の流量が一定であるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、制御部１５は、第２蓄熱体温度計１８ａ，１８ｂの測温結果を取得し、蓄熱体１４ａ，１４ｂから排出される炉内ガスの温度に応じて、蓄熱体１４ａ，１４ｂへの炉内ガスの引き込み流量、及び蓄熱体１４ａ，１４ｂへ供給される燃焼空気の流量を変化させることで、炉内ガスの引き込み流量と燃焼空気の流量との比率（排気／空気）を変化させてもよい。この際、例えば、蓄熱体１４ａ，１４ｂから排出される炉内ガスの温度が例えば機械品の耐熱温度より低い場合には、排出される炉内ガスの温度に応じて、炉内ガスの引き込み流量を増加、あるいは燃焼空気の流量を減少させることで、排気／空気の比率を任意量増加させる。これにより、燃焼空気の温度が上昇するまでの時間を短縮することができる。一方、蓄熱体１４ａ，１４ｂから排出される炉内ガスの温度が例えば機械品の耐熱温度以上となる場合には、排出される炉内ガスの温度に応じて、炉内ガスの引き込み流量を減少、あるいは燃焼空気の流量を増加させることで、排気／空気の比率を任意量減少させる。これにより、蓄熱体１４ａ，１４ｂから排出される炉内ガスの温度が、想定よりも高い場合などにおいても、排出される炉内ガスの温度を低減させることができる。

さらに、上記実施形態では、第２予熱工程において、蓄熱工程及び抜熱工程が所定時間で切り替えられて実施されるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、制御部１５は、第２蓄熱体温度計１８ａ，１８ｂの測温結果を取得し、蓄熱体１４ａ，１４ｂから排出される炉内ガスの温度に応じて、蓄熱体１４ａ，１４ｂへの炉内ガスの引き込み時間と、蓄熱体１４ａ，１４ｂへの燃焼空気の供給時間とを変化させてもよい。例えば、蓄熱体１４ａ，１４ｂから排出される炉内ガスの温度が機械品の耐熱温度よりも高い場合には、排出される炉内ガスの温度に応じて、蓄熱工程及び抜熱工程をより短い時間で切り替える。これにより、蓄熱体１４ａ，１４ｂから排出される炉内ガスの温度が、想定よりも高い場合などにおいても、排出される炉内ガスの温度を低減させることができる。

＜実施形態の効果＞
（１）本発明の一態様に係る蓄熱式バーナ３の点火方法は、パイロットバーナを有さない蓄熱式バーナ３のメインバーナ５ａ，５ｂを点火する際に、蓄熱式バーナ３の加熱対象の炉内温度が閾値以上となった後に、蓄熱式バーナ３の蓄熱体１４ａ，１４ｂに炉内ガスを引き込み、引き込まれた炉内ガスの熱を蓄熱体１４ａ，１４ｂに伝熱及び蓄熱させる蓄熱工程と、蓄熱体１４ａ，１４ｂに燃焼空気を供給し、蓄熱体１４ａ，１４ｂを抜熱する抜熱工程と、を交互に繰り返す予熱工程（第２予熱工程）と、抜熱工程において蓄熱体１４ａ，１４ｂから排出される燃焼空気の温度が燃料ガスの発火点以上となった後、メインバーナ５ａ，５ｂに燃焼空気と燃料ガスとを供給させて、メインバーナ５ａ，５ｂを点火させる点火工程とを備える。

上記（１）の構成によれば、予熱工程では、蓄熱工程と抜熱工程とを繰り返すことで、蓄熱工程における蓄熱体１４ａ，１４ｂから排出される炉内ガスの温度の上昇を抑えることができ、排気ガス排出管１０やブロアなどに設けられた各種弁やファンなどの機械品に与える熱負荷を低減することができる。また、上記（１）の構成によれば、蓄熱体１４ａ，１４ｂから排出される燃焼空気の温度が発火点以上となった状態で、メインバーナ５ａ，５ｂの点火が行われる。つまり、燃料ガスが炉内に吹き込まれる際に、炉内温度及び燃焼空気の温度は共に発火点以上となっているため、燃料ガスを安定して発火させることができる。

（２）上記（１）の構成において、閾値を、燃料ガスの発火点とする。
上記（２）の構成とすることで、炉内の昇温速度に関わらず、安定して予熱工程を実施することができる。
（３）上記（１）または（２）の構成において、蓄熱式バーナ３の加熱対象を、加熱炉とする。
上記（３）の構成によれば、設備スペースの制約があるバーナ炉に蓄熱式バーナ３を増設する場合においても、安定してパイロットバーナのない蓄熱式バーナ３を用いることができる。

（４）上記（１）〜（３）のいずれかの構成において、蓄熱工程では、蓄熱体１４ａ，１４ｂから排出される炉内ガスの温度を測定し、蓄熱工程及び抜熱工程では、測定された炉内ガスの温度に応じて、蓄熱体１４ａ，１４ｂへの炉内ガスの引き込み流量と、蓄熱体へ供給される燃焼空気の流量との比率を変化させる。
上記（４）の構成によれば、排出される炉内ガスの温度が低い場合には、燃焼空気の温度が上昇するまでの時間を短縮できる。また、排出される炉内ガスの温度が高い場合には、排出される炉内ガスの温度を下げることができ、機械品に与える熱負荷を低減することができる。

（５）上記（１）〜（３）のいずいれかの構成において、蓄熱工程では、蓄熱体１４ａ，１４ｂから排出される炉内ガスの温度を測定し、蓄熱工程及び抜熱工程では、測定された炉内ガスの温度に応じて、蓄熱体１４ａ，１４ｂへの炉内ガスの引き込み時間と、蓄熱体１４ａ，１４ｂへの燃焼空気の供給時間とを変化させる。
上記（５）の構成によれば、排出される炉内ガスの温度を下げることができ、機械品に与える熱負荷を低減することができる。

（６）本発明の一態様に係る蓄熱式バーナ３の点火制御装置４は、パイロットバーナを有さない蓄熱式バーナ３のメインバーナ５ａ，５ｂの点火を制御する点火制御装置４であって、蓄熱式バーナ３の加熱対象の炉内温度を測定する炉内温度計１６と、蓄熱式バーナ３の蓄熱体１４ａ，１４ｂから排出される燃焼空気の温度を測定する第１蓄熱体温度計１７ａ，１７ｂと、蓄熱式バーナ３への燃料ガス及び燃焼空気の供給、並びに蓄熱式バーナ３からの炉内ガスの排出を制御する制御部１５とを備え、制御部１５は、炉内温度計１６の測温結果から、炉内温度が閾値以上となった後に、炉内ガスを排出することで蓄熱体１４ａ，１４ｂに炉内ガスを引き込み、引き込まれた炉内ガスの熱を蓄熱体１４ａ，１４ｂに伝熱及び蓄熱させる蓄熱工程と、蓄熱体１４ａ，１４ｂに燃焼空気を供給し、蓄熱体１４ａ，１４ｂを抜熱する抜熱工程と、を交互に繰り返し、抜熱工程において、第１蓄熱体温度計１７ａ，１７ｂの測温結果から、蓄熱体１４ａ，１４ｂから排出される燃焼空気の温度が燃料ガスの発火点温度以上となった後、メインバーナ５ａ，５ｂに燃焼空気と燃料ガスとを供給させて、メインバーナ５ａ，５ｂを点火させる。
上記（６）の構成によれば、上記（１）の構成と同様な効果を得ることができる。

次に、本発明者が行った実施例について説明する。
実施例では、上記実施形態に係る点火方法を用いて、図１に示す加熱炉１に設けられた蓄熱式バーナ３を点火した。また、比較例として、第２予熱工程において、抜熱工程を行わずに蓄熱工程のみを実施し、蓄熱式バーナ３の点火を行った。
図６に比較例における、第１蓄熱体温度計１７ａ及び第２蓄熱体温度計１８ａの測温結果、図７に実施例に、第１蓄熱体温度計１７ａ及び第２蓄熱体温度計１８ａの測温結果をそれぞれ示す。

図６に示すように、蓄熱工程のみを実施した比較例の場合、メインバーナ５ａへの抜熱が時間経過とともに小さくなることで、第１蓄熱体温度計１７ａによって測定される温度が、徐々に上昇することが確認された。また、第２蓄熱体温度計１８ａによって測定される温度である蓄熱体１４ａから排出される炉内ガスの温度は、蓄熱体１４ａへの抜熱が時間経過に従い小さくなることで、急激に上昇することが確認された。そして、蓄熱体１４ａから排出される炉内ガスの温度は、第１蓄熱体温度計１７ａによって測定される温度が燃料ガスの発火点となる前に、機械品の耐熱温度以上となることが確認された。

一方、図７に示すように、上記実施形態に係る点火方法を用いた場合、第１蓄熱体温度計１７ａによって測定される温度は、抜熱工程では時間経過と共に低下するものの、最終的に燃料ガスの発火点まで上昇することが確認できた。また、第２蓄熱体温度計１８ａによって測定される温度である蓄熱体１４ａから排出される炉内ガスの温度は、第１蓄熱体温度計１７ａによって測定される温度が燃料ガスの発火点となる時でも、機械品の耐熱温度以下となることを確認できた。

１ 加熱炉
２ バーナ
３ 蓄熱式バーナ
４ 点火制御装置
５ａ 第１メインバーナ
５ｂ 第２メインバーナ
６ａ 第１蓄熱容器
６ｂ 第２蓄熱容器
７ 燃料ガス供給管
８ａ，８ｂ 燃料ガス流量調整弁
９ 燃焼空気供給管
１０ 排気ガス排出管
１１ａ，１１ｂ 燃焼空気流量調整弁
１２ａ，１２ｂ 排気ガス遮断弁
１３ａ，１３ｂ 蓄熱容器接続管
１４ａ，１４ｂ 蓄熱体
１５ 制御部
１６ 炉内温度計
１７ａ，１７ｂ 第１蓄熱体温度計
１８ａ，１８ｂ 第２蓄熱体温度計

Claims (5)

1. 加熱炉に設けられたパイロットバーナを有さない蓄熱式バーナのメインバーナを点火する際に、
   前記メインバーナへの燃料ガス及び燃焼空気の供給は行わず、前記メインバーナへの前記加熱炉の炉内からの排気ガスの流れが遮断された状態で、前記加熱炉に設けられたバーナで、前記加熱炉を加熱する第１予熱工程と、
   前記第１予熱工程にて前記加熱炉の炉内温度が閾値以上となった後に、前記蓄熱式バーナの蓄熱体に炉内ガスを引き込み、引き込まれた前記炉内ガスの熱を前記蓄熱体に伝熱及び蓄熱させる蓄熱工程と、前記蓄熱体に燃焼空気を供給し、前記蓄熱体を抜熱する抜熱工程と、を交互に繰り返す第２予熱工程と、
   前記抜熱工程において前記蓄熱体から排出される前記燃焼空気の温度が燃料ガスの発火点以上となった後、前記メインバーナに前記燃焼空気と前記燃料ガスとを供給させて、前記メインバーナを点火させる点火工程と
   を備えることを特徴する蓄熱式バーナの点火方法。
2. 前記閾値を、前記燃料ガスの発火点とすることを特徴とする請求項１に記載の蓄熱式バーナの点火方法。
3. 前記蓄熱工程では、前記蓄熱体から排出される前記炉内ガスの温度を測定し、
   前記蓄熱工程及び前記抜熱工程では、測定された前記炉内ガスの温度に応じて、前記蓄熱体への前記炉内ガスの引き込み流量と、前記蓄熱体へ供給される前記燃焼空気の流量との比率を変化させる
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の蓄熱式バーナの点火方法。
4. 前記蓄熱工程では、前記蓄熱体から排出される前記炉内ガスの温度を測定し、
   前記蓄熱工程及び前記抜熱工程では、測定された前記炉内ガスの温度に応じて、前記蓄熱体への前記炉内ガスの引き込み時間と、前記蓄熱体への前記燃焼空気の供給時間とを変化させる
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の蓄熱式バーナの点火方法。
5. 加熱炉に設けられたパイロットバーナを有さない蓄熱式バーナのメインバーナの点火を制御する点火制御装置であって、
   前記加熱炉の炉内温度を測定する炉内温度計と、
   前記蓄熱式バーナの蓄熱体から排出される燃焼空気の温度を測定する第１蓄熱体温度計と、
   前記蓄熱式バーナへの燃料ガス及び前記燃焼空気の供給、並びに前記蓄熱式バーナからの炉内ガスの排出を制御する制御部と
   を備え、
   前記制御部は、前記炉内温度計の測温結果から、前記メインバーナへの燃料ガス及び燃焼空気の供給は行わず、前記メインバーナへの前記加熱炉の炉内からの排気ガスの流れが遮断された状態で、前記加熱炉に設けられたバーナで加熱される前記炉内温度が閾値以上となった後に、
   前記炉内ガスを排出することで前記蓄熱体に前記炉内ガスを引き込み、引き込まれた前記炉内ガスの熱を前記蓄熱体に伝熱及び蓄熱させる蓄熱工程と、前記蓄熱体に燃焼空気を供給し、前記蓄熱体を抜熱する抜熱工程と、を交互に繰り返し、
   前記抜熱工程において、前記第１蓄熱体温度計の測温結果から、前記蓄熱体から排出される前記燃焼空気の温度が前記燃料ガスの発火点温度以上となった後、前記メインバーナに前記燃焼空気と前記燃料ガスとを供給させて、前記メインバーナを点火させることを特徴する蓄熱式バーナの点火制御装置。

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