JPH061122B2 - 吸引式ラジアントチユ−ブバ−ナ−炉の最適燃焼制御方法 - Google Patents

吸引式ラジアントチユ−ブバ−ナ−炉の最適燃焼制御方法

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JPH061122B2
JPH061122B2 JP59115833A JP11583384A JPH061122B2 JP H061122 B2 JPH061122 B2 JP H061122B2 JP 59115833 A JP59115833 A JP 59115833A JP 11583384 A JP11583384 A JP 11583384A JP H061122 B2 JPH061122 B2 JP H061122B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、吸引式ラジアントチユーブバーナ炉の最適燃
焼制御方法に関する。
熱処理炉、例えば連続焼鈍炉の加熱帯、均熱帯には加熱
手段として吸引式ラジアントチユーブバーナが設けられ
る。該吸引式ラジアントチユーブバーナは第1a図(平
面図)及び第1b図(側面図)に示す如く、ラジアント
チユーブ1の一端にバーナー2が、他端にエゼクタ3が
設けられ、エゼクタ3で吸引された燃焼用空気がエゼク
タ管31を通ってバーナ2に流通して燃焼せしめ、ラジ
アントチユーブ1で加熱作用するものである。
該吸引式ラジアントチユーブは、炉内の雰囲気ガスを所
定の状態、例えば露点や雰囲気ガス組成、を厳しく制御
する必要のある熱処理炉に設けられる。そのわけは、吸
引式ラジアントチユーブは燃焼時にラジアントチユーブ
1内が負圧となり、もし例えばラジアントチユーブ1の
一部に“やぶれ”が生じても、該ラジアントチユーブ1
内の燃焼ガスは外部に漏出せず、炉内雰囲気ガスの汚染
が生じないからである。
吸引式ラジアントチユーブで燃焼効率よく加熱するに
は、空燃比を所定範囲内に制御することが重要である。
この燃焼効率を高めるのに空燃比を制御することが重要
であるのは、吸引式ラジアントチユーブバーナーに限ら
ず、バーナーによる直火加熱の場合でも同様である。
〔従来技術〕
従来から熱処理炉における空燃比の制御については提案
がある。例えば、特開昭55−110823号では、温
度設定調節器からの信号で、予め設定した比率により空
気量を設定して燃焼用バーナーに送る。そして、実際に
測定した空気量と設定空気量との偏差がなくなるように
制御する。一方、炉内圧力を振動信号として検出し、該
検出値と予め設定した炉内圧力に応じた周波数との偏差
により、空燃比を補正して燃焼せしめる。
これによると、燃焼状態が良好になるとのことである。
しかし吸引式ラジアントチユーブバーナーは、雰囲気ガ
スを使用する熱処理炉に設けられ、炉内圧力とは独立し
た圧力状態にあるから、この方法によつて空燃比を制御
することは困難である。
吸引式ラジアントチユーブバーナーの従来の燃焼制御方
法は、燃料量、例えば可燃ガス量と吸引用のエゼクタ空
気量を一定の空燃比で制御しており、エゼクタ空気量と
燃焼空気量の相関が、一次回帰であれば十分であるが、
実際にはラジアントチユーブ自体の使用による燃焼スス
などの付着堆積、詰まり、変形等により、その相関は第
2図の曲線aで示す様に非線形となり、一定の空燃比制
御では全負荷域で最適燃焼は得られない。
また、吸引式ラジアントチユーブバーナーは熱処理炉に
複数個設けられるのであるが、その空燃比制御は炉単位
に行なわれている。さらに、吸引式ラジアントチユーブ
のバーナーは、使用経年により燃焼特性が変化すること
が多々みられ、かつ、その変化の程度はバーナーの個々
によつて異なる。このようなことから、熱処理炉に設け
られた吸引式ラジアントチユーブを所定の空燃比で安定
して、かつ、長期にわたつて燃焼せしめることは難しか
った。
〔発明の目的〕
本発明は燃料量と燃焼空気量とを常に適正空燃比で制御
し、かつ、各々の吸引式ラジアントチユーブのバーナー
の燃焼特性を均衡させ、目標とする空気比での最適燃焼
を可能とする、を目的とする。
〔発明の構成・作用〕
次に、本発明を一実施例にもとづき、図面を参照して詳
細に説明する。
第3図は、本発明を一態様で実施する装置構成を示すブ
ロツク図である。第3図において、4は熱処理炉で、前
記第1a図及び第1b図に示した如くの吸引式ラジアン
トチユーブバーナーが複数個設けられている。5はバ
ーナー全体の燃料管で、例えば可燃ガスを吸引式ラジア
ントチユーブバーナーのバーナー2(第1a図参照)
等各バーナーに供給する。6はバーナー全体へのエゼク
タ空気供給管でエゼクタ3(第1a図参照)等各エゼク
ターに空気を供給する。
7はバーナー全体の燃料流量計、例えばオリフイスであ
り、8はバーナー全体の燃料流量調節弁、9はバーナー
全体のエゼクタ空気流量計、10はバーナー全体のエゼ
クタ空気流量調節弁である。11は各吸引式ラジアント
チユーブバーナーに設けられた各バーナー個別の燃料
調整バルブで、12は同様に各々に設けられた各バーナ
ー個別のエゼクタ空気流量調整バルブである。
13は温度計で、炉温を測定しその温度信号を温度調節
器14に入力する。
温度調節器14では、温度計13で測定した温度を設定
温度と比較し、その偏差がなくなるように温度制御信号
を制御演算器、例えばディジタル演算器15に出力す
る。
ディジタル演算器15は、バーナー全体の燃料流量とバ
ーナー全体のエゼクタ空気量を制御し、空燃比を所定範
囲にするものであり、該演算器15には、第2図に示し
た如くのエゼクタ3における吸引用のエゼクタ空気量
と、エゼクタ作用により吸引される燃焼用空気量が非線
形になるのを補正し、全燃焼域にわたって一定の空燃比
で燃焼すべく、燃料量とエゼクタ空気量の関係式が予め
定められ、記憶されている。
しかして、前記温度制御信号を入力された該デイジタル
演算器15は、バーナー全体の燃料流量調節器16にバ
ーナー全体の燃料量指令信号を出力する。この信号で変
換器17を介してバーナー全体の燃料流量調節弁8の開
閉度を制御しバーナー全体の燃料量が制御される。
なお、燃料流量計7にて測定されたバーナー全体の燃料
流量は差圧発信器18、変換器19を介し、流量信号と
してバーナー全体の燃料流量調節器16に入力され、前
記バーナー全体の燃料量指令信号と比較され、この偏差
がなくなるように燃料量を調節する。
一方、ディジタル演算器15は所定の空燃比で燃焼制御
すべく、予め定めた燃料量とエゼクタ空気量の関係式に
よつて、バーナー全体の燃料量指令信号の値に応じたエ
ゼクタ空気量信号を得て、変換器191を介してエゼク
タ空気量調節弁10に出力し、バーナー全体のエゼクタ
空気量を制御する。
なお、空気流量計9で、バーナー全体のエゼクタ空気量
を測定し、差圧発信器181を介してディジタル演算器
15に入力して、ディジタル演算器15においてエゼク
タ空気量と比較し、その偏差がなくなるようにエゼクタ
空気量を調節する。
これにより、吸引式ラジアントチユーブバーナーはエ
ゼクタ空気量とエゼクタ作用により吸引される燃焼用空
気量が非線形であっても、所定の空燃比で燃焼される。
ところで、バーナー2はそれぞれの特性が必ずしも同じ
でなく、また使用経年により燃焼特性が変化するので、
これに対処するように本発明では次のようにする。
各々の吸引式ラジアントチユーブバーナーには、各々
酸素濃度測定計20を設けて、燃焼非ガス中における酸
素濃度を測定する。その測定値が不適、例えば多過ぎれ
ば空気過多であるので、その吸引式ラジアントチユーブ
バーナーの分岐エゼクタ空気管21に設けたエゼクタ
空気調節バルブ12又は燃料調整バルブ11を調整す
る。さらに各々の酸素濃度測定計20からの測定値は演
算器22に入力し、演算器22で燃焼排ガスの平均酸素
濃度値を算出し、設定空燃比における酸素濃度と比較
し、偏差があれば、その偏差がなくなるように補正信号
をディジタル演算器15に出力し、バーナー全体のエゼ
クタ空気量を補正してバーナー全体の燃焼用空気を調整
し、各バーナー2(第1a図参照)の燃焼状態を均衡さ
せる。
〔発明の効果〕
第4図は吸引式ラジアントチユーブバーナーにおいて、
本発明方法でバーナーの燃焼を行なったさいの燃料量
と、燃焼用空気量の関係を概略的に示すものである。
この図中の直線b,c間は、エゼクタ3のエゼクタ空気
量と燃焼用空気との非線形を補正して燃焼した場合であ
り、直線d,e間は、さらに燃焼排ガス中の酸素濃度を
測定し、燃焼用空気を調整して燃焼した場合であり、直
線dは空燃比1.3を、直線eは空燃比1.1を示し、
所定の空燃比で燃焼されることがわかる。
本発明は、以上のようにして吸引式ラジアントチユーブ
バーナーの空燃比が制御されるので、全燃焼域にわたっ
て最適状態で燃焼され、燃焼効率が非常にすぐれる。
【図面の簡単な説明】
第1a図は吸引式ラジアントチユーブバーナーの構造の
一例を示す平面図、第1b図は側面図である。 第2図は吸引式ラジアントチユーブバーナーにおける燃
料量とエゼクタ空気量の関係を示すグラフである。 第3図は本発明を一態様で実施する装置構成を示すブロ
ツク図である。 第4図は本発明の一実施例の燃料量と燃焼用空気量との
関係を示すグラフである。 :ラジアントチユーブバーナー 1:ラジアントチユーブ 2:バーナー 3:エゼクタ 31:エゼクタ管 4:熱処理炉 5:燃料管 6:エゼクタ空気供給管 7:燃料流量計 8:燃料流量調節弁 9:エゼクタ空気流量計 10:エゼクタ空気流量調節弁 11:燃料調整バルブ 12:エゼクタ空気調整バルブ 13:温度計 14:温度調節器 15:ディジタル演算器 16:燃料流量調節器 17:変換器 18:差圧発信器 19:変換器 20:酸素濃度測定計 21:分岐エゼクタ空気管22:演算器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】吸引式ラジアントチユーブバーナを設けた
    炉にて燃焼するにあたり、測定された炉温と設定炉温と
    の温度偏差に基づきバーナー全体に供給される燃料量を
    制御するとともに、予じめ定めた燃料量とエゼクタ空気
    量との関係によりバーナー全体に供給されるエゼクタ空
    気量を制御してバーナーを燃焼せしめるとともに、バー
    ナーからの燃焼排ガス中の酸素濃度をバーナー毎に測定
    し、各バーナー個別の測定値が所定濃度偏差を超えたと
    きには各々のバーナーに設けた空気又は燃量の調整弁を
    制御し、各バーナーの酸素濃度より平均酸素濃度を得
    て、設定空燃比に対応する酸素濃度と比較し、両者の濃
    度偏差に基づきバーナー全体に対するエゼクタ空気量を
    補正し燃焼せしめることを特徴とする吸引式ラジアント
    チユーブバーナ炉の最適燃焼制御方法。
JP59115833A 1984-06-06 1984-06-06 吸引式ラジアントチユ−ブバ−ナ−炉の最適燃焼制御方法 Expired - Lifetime JPH061122B2 (ja)

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