JPH06241439A - 複数バーナのｏｎ−ｏｆｆ燃焼により制御する炉の加熱法 - Google Patents
複数バーナのｏｎ−ｏｆｆ燃焼により制御する炉の加熱法Info
- Publication number
- JPH06241439A JPH06241439A JP3176093A JP3176093A JPH06241439A JP H06241439 A JPH06241439 A JP H06241439A JP 3176093 A JP3176093 A JP 3176093A JP 3176093 A JP3176093 A JP 3176093A JP H06241439 A JPH06241439 A JP H06241439A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- burners
- heating
- furnace
- zones
- temperature
- Prior art date
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- Pending
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- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
- Control Of Combustion (AREA)
- Feeding And Controlling Fuel (AREA)
- Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 炉内の雰囲気温度を均一に制御したい。
【構成】 炉本体１の内部をゾーン分けして夫々のゾー
ンにバーナ及び温度センサーを取り付けると共に各バー
ナの着火タイミング周期は一定に設定し、各温度センサ
ーで検出されたゾーン毎の温度と設定温度との偏差量に
基づいて各バーナの燃焼時間を制御する。
ンにバーナ及び温度センサーを取り付けると共に各バー
ナの着火タイミング周期は一定に設定し、各温度センサ
ーで検出されたゾーン毎の温度と設定温度との偏差量に
基づいて各バーナの燃焼時間を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱処理炉・加熱炉等に
おいて複数個のバーナの燃焼をＯＮ−ＯＦＦ燃焼しなが
ら炉内の温度分布を均一に制御する炉の加熱法に関す
る。
おいて複数個のバーナの燃焼をＯＮ−ＯＦＦ燃焼しなが
ら炉内の温度分布を均一に制御する炉の加熱法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】金属類の熱処理炉の場合、この熱処理温
度の管理は品質に大きく影響することから極めて重要で
ある。従来の温度管理方法としては、バーナの燃焼量を
増減して制御する方法及びバーナの燃焼をＯＮ−ＯＦＦ
制御する方法に大別できる。バーナの燃焼をＯＮ−ＯＦ
Ｆ制御する方法としては次のようなものが公知である。
度の管理は品質に大きく影響することから極めて重要で
ある。従来の温度管理方法としては、バーナの燃焼量を
増減して制御する方法及びバーナの燃焼をＯＮ−ＯＦＦ
制御する方法に大別できる。バーナの燃焼をＯＮ−ＯＦ
Ｆ制御する方法としては次のようなものが公知である。
【０００３】炉内に臨ませた複数個のバーナ１，２，…
…，８が、所望の着火タイミング間隔ｘを保ち且つ予め
定めた順序に従って全数順次着火を、周期的に繰り返
し、また１回の着火時間ｔは不変とし且つ前記所望の着
火タイミング間隔ｘは必要熱量に応じて変化させ、而も
各バーナの燃焼量は最大の空気噴出量及び燃料噴出量に
おける定空気比燃焼を行うことを特徴とする複数のバー
ナのオン・オフ燃焼による炉の加熱法（特公平３−4672
6 号公報）。
…，８が、所望の着火タイミング間隔ｘを保ち且つ予め
定めた順序に従って全数順次着火を、周期的に繰り返
し、また１回の着火時間ｔは不変とし且つ前記所望の着
火タイミング間隔ｘは必要熱量に応じて変化させ、而も
各バーナの燃焼量は最大の空気噴出量及び燃料噴出量に
おける定空気比燃焼を行うことを特徴とする複数のバー
ナのオン・オフ燃焼による炉の加熱法（特公平３−4672
6 号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記オン・オ
フ燃焼による炉の加熱法においては次のような問題点が
ある。
フ燃焼による炉の加熱法においては次のような問題点が
ある。
【０００５】ａ．複数のバーナは予め定めた順序に従っ
て全数順次着火を周期的に繰り返すことから、炉内の積
載物（負荷）の偏重に対して、着火順序設定変更や割り
込み等が必要となり、省力化と炉内全体の温度分布の均
一化に限界がある。
て全数順次着火を周期的に繰り返すことから、炉内の積
載物（負荷）の偏重に対して、着火順序設定変更や割り
込み等が必要となり、省力化と炉内全体の温度分布の均
一化に限界がある。
【０００６】ｂ．炉内全体の温度を一律に昇温又は降温
する際の追従性が悪く、特に制御開始時の温度の変動幅
が大きい。
する際の追従性が悪く、特に制御開始時の温度の変動幅
が大きい。
【０００７】ｃ．必要熱量に応じて着火タイミング間隔
を変化させるため、バーナのＯＮ−ＯＦＦ回数が全体的
に多くなり、この分バーナの寿命が短くなる。
を変化させるため、バーナのＯＮ−ＯＦＦ回数が全体的
に多くなり、この分バーナの寿命が短くなる。
【０００８】本発明の目的は、複数バーナ燃焼のＯＮ−
ＯＦＦ燃焼により制御する炉の加熱法において、上記し
たａ〜ｃの問題点を改善することである。
ＯＦＦ燃焼により制御する炉の加熱法において、上記し
たａ〜ｃの問題点を改善することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる複数バー
ナのＯＮ−ＯＦＦ燃焼により制御する炉の加熱法は次の
とおりである。
ナのＯＮ−ＯＦＦ燃焼により制御する炉の加熱法は次の
とおりである。
【００１０】炉内を複数の加熱ゾーンに分けて、この加
熱ゾーン内に夫々単数又は複数の加熱バーナと温度セン
サーを取り付けると共に、前記全ゾーンの加熱バーナの
着火タイミング周期は一定に設定し、燃焼時間を温度検
出センサーで検出される温度との偏差量に基づき制御す
る、複数バーナのＯＮ−ＯＦＦ燃焼による炉の加熱法。
熱ゾーン内に夫々単数又は複数の加熱バーナと温度セン
サーを取り付けると共に、前記全ゾーンの加熱バーナの
着火タイミング周期は一定に設定し、燃焼時間を温度検
出センサーで検出される温度との偏差量に基づき制御す
る、複数バーナのＯＮ−ＯＦＦ燃焼による炉の加熱法。
【００１１】
【作用】基本的には、１つのゾーンに１加熱バーナ及び
温度センサーの組合せであり、しかも複数の加熱ゾーン
を１台の制御器で制御する。複数の加熱ゾーンは一定の
周期（例えば0.5 〜1.0 sec.）で走査（スキャンニン
グ）を繰り返し、加熱設定温度と各ゾーンの温度センサ
ーで検出される温度との偏差量から制御量を演算する。
予め制御器には図３の偏差量基本パターンとして、制御
量出力をバーナの間欠燃焼時間ｔ2 に転換して８つのパ
ターンに分け、偏差量の増減に基づいていずれかの制御
量パターンを選択し、一定の着火タイミング周期ＴでＯ
Ｎ−ＯＦＦ燃焼を行う。
温度センサーの組合せであり、しかも複数の加熱ゾーン
を１台の制御器で制御する。複数の加熱ゾーンは一定の
周期（例えば0.5 〜1.0 sec.）で走査（スキャンニン
グ）を繰り返し、加熱設定温度と各ゾーンの温度センサ
ーで検出される温度との偏差量から制御量を演算する。
予め制御器には図３の偏差量基本パターンとして、制御
量出力をバーナの間欠燃焼時間ｔ2 に転換して８つのパ
ターンに分け、偏差量の増減に基づいていずれかの制御
量パターンを選択し、一定の着火タイミング周期ＴでＯ
Ｎ−ＯＦＦ燃焼を行う。
【００１２】１つのゾーンに複数のバーナが取り付けら
れている場合は、この応用パターンとして着火タイミン
グ周期Ｔは一定で、着火タイミングのズレ時間ｔ1 を遅
らせて、前記と同じくバーナの間欠燃焼時間ｔ2 でＯＮ
−ＯＦＦ燃焼を行う。
れている場合は、この応用パターンとして着火タイミン
グ周期Ｔは一定で、着火タイミングのズレ時間ｔ1 を遅
らせて、前記と同じくバーナの間欠燃焼時間ｔ2 でＯＮ
−ＯＦＦ燃焼を行う。
【００１３】図４の偏差量応用パターンは、１つのゾー
ンに４台のバーナを取り付け、炉内を４ゾーンに分割し
て加熱するときの応用パターン例を示している。なお、
バーナの数とその組み合せは、炉の大きさ、形状、用途
等により決定される。
ンに４台のバーナを取り付け、炉内を４ゾーンに分割し
て加熱するときの応用パターン例を示している。なお、
バーナの数とその組み合せは、炉の大きさ、形状、用途
等により決定される。
【００１４】
【実施例】図１、図２に本発明を実施した炉を示す。符
号の１は炉本体を示し、２は炉床、３は炉扉、４は両側
壁を示す。上記の炉本体１の内部は、図２に示すように
Ａ〜Ｄの加熱ゾーンに区分けされており、各ゾーンには
常に最高出力を出すように設計されたＡ１〜Ａ４、Ｂ１
〜Ｂ４、Ｃ１〜Ｃ４、Ｄ１〜Ｄ４に示すバーナが夫々取
り付けられている。又、各ゾーンには、Ａ′、Ｂ′、
Ｃ′、Ｄ′に示すようにほぼ中央に位置するようにゾー
ン温度検出センサーが取り付けられている。５は制御器
にして、次の制御を行う。
号の１は炉本体を示し、２は炉床、３は炉扉、４は両側
壁を示す。上記の炉本体１の内部は、図２に示すように
Ａ〜Ｄの加熱ゾーンに区分けされており、各ゾーンには
常に最高出力を出すように設計されたＡ１〜Ａ４、Ｂ１
〜Ｂ４、Ｃ１〜Ｃ４、Ｄ１〜Ｄ４に示すバーナが夫々取
り付けられている。又、各ゾーンには、Ａ′、Ｂ′、
Ｃ′、Ｄ′に示すようにほぼ中央に位置するようにゾー
ン温度検出センサーが取り付けられている。５は制御器
にして、次の制御を行う。
【００１５】Ａ〜Ｄの４つの加熱ゾーンの各温度センサ
ーＡ′〜Ｄ′を一定の周期で走査（スキャンニング）し
ながら、各々の温度センサーにより検出される温度と制
御器の設定温度の偏差を演算し、この偏差量に基づいて
演算した図４の偏差量応用パターンの制御量１〜８パタ
ーンのいずれかを選択し、予め決められた着火タイミン
グ周期Ｔ内において着火順序と着火タイミングのズレ時
間ｔ1 に従い、バーナの間欠燃焼時間ｔ2 で各バーナを
燃焼させる。
ーＡ′〜Ｄ′を一定の周期で走査（スキャンニング）し
ながら、各々の温度センサーにより検出される温度と制
御器の設定温度の偏差を演算し、この偏差量に基づいて
演算した図４の偏差量応用パターンの制御量１〜８パタ
ーンのいずれかを選択し、予め決められた着火タイミン
グ周期Ｔ内において着火順序と着火タイミングのズレ時
間ｔ1 に従い、バーナの間欠燃焼時間ｔ2 で各バーナを
燃焼させる。
【００１６】図５〜図９はゾーンの広がりに変化をもた
らせ、且つバーナの組合せに変化をもたせた応用例であ
る。
らせ、且つバーナの組合せに変化をもたせた応用例であ
る。
【００１７】図５は１０台のバーナを取り付けた炉で、
各ゾーンを２台のバーナで均等に分けた例であり、図６
及び図７は同じ１０台のバーナで、３台と４台、２台と
４台の組合せでゾーンを分けた例を示している。又、図
８は１６台のバーナを各ゾーンごとに４台のバーナで均
等に分けた例、図９は同じ１６台のバーナで、３台と４
台に分けた例を示している。
各ゾーンを２台のバーナで均等に分けた例であり、図６
及び図７は同じ１０台のバーナで、３台と４台、２台と
４台の組合せでゾーンを分けた例を示している。又、図
８は１６台のバーナを各ゾーンごとに４台のバーナで均
等に分けた例、図９は同じ１６台のバーナで、３台と４
台に分けた例を示している。
【００１８】
【発明の効果】本発明は、以上のように炉内をゾーン分
けし、ゾーン毎に温度を検出してその偏差量を基にバー
ナの燃焼時間を制御することにより、次の効果を奏す
る。
けし、ゾーン毎に温度を検出してその偏差量を基にバー
ナの燃焼時間を制御することにより、次の効果を奏す
る。
【００１９】ａ．品質向上 炉内の温度分布を均一にし精度を上げると共に、積載物
の偏重に対しても均一性を維持する事が出来、品質の向
上に繋がる。
の偏重に対しても均一性を維持する事が出来、品質の向
上に繋がる。
【００２０】ｂ．追従性の向上 炉内温度を昇温又は降温制御する際の追従性が良く、特
に制御開始時のオーバーシュートの問題が改善される。
に制御開始時のオーバーシュートの問題が改善される。
【００２１】ｃ．多目的 ターダンウンレシオが１：１００と広範囲にとれ、しか
も低温域から高温域まで均一な温度分布が得られるた
め、一つの炉で多目的な用途に使用できる。
も低温域から高温域まで均一な温度分布が得られるた
め、一つの炉で多目的な用途に使用できる。
【００２２】ｄ．省エネルギー バーナの燃焼時間を必要最少限に制御することにより、
無駄な燃料が節約できる。
無駄な燃料が節約できる。
【００２３】ｅ．運転の省力化 常に炉に最適な燃焼状態が得られるため、種々の微調整
が全く不要。
が全く不要。
【００２４】ｆ．廉価な計装費用 多数の制御ゾーンでも全て１台の制御器で行い、しかも
ＯＮ−ＯＦＦ燃焼タイミングプログラムは基本的に一つ
で、着火タイミング周期のみ予め決定するだけで、複雑
なソフトを必要としない。
ＯＮ−ＯＦＦ燃焼タイミングプログラムは基本的に一つ
で、着火タイミング周期のみ予め決定するだけで、複雑
なソフトを必要としない。
【図１】本発明を実施した扉の部分を除いた状態の炉の
説明図（立体図）。
説明図（立体図）。
【図２】本発明を実施した炉の説明図（平面図）。
【図３】偏差量に基づいてバーナを制御する基本パター
ンの説明図。
ンの説明図。
【図４】ＯＮ−ＯＦＦ燃焼タイミングプログラムの説明
図。
図。
【図５】ゾーンとバーナ及び温度検出センサーの組合せ
例の説明図。
例の説明図。
【図６】ゾーンとバーナ及び温度検出センサーの組合せ
例の説明図。
例の説明図。
【図７】ゾーンとバーナ及び温度検出センサーの組合せ
例の説明図。
例の説明図。
【図８】ゾーンとバーナ及び温度検出センサーの組合せ
例の説明図。
例の説明図。
【図９】ゾーンとバーナ及び温度検出センサーの組合せ
例の説明図。
例の説明図。
１ 炉本体 ２ 炉床 ３ 炉扉 ４ 側壁 ５ 制御器 Ａ〜Ｄ ゾーン Ａ１〜Ａ４ バーナ Ｂ１〜Ｂ４ バーナ Ｃ１〜Ｃ４ バーナ Ｄ１〜Ｄ４ バーナ Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′ ゾーン温度センサー
Claims (1)
- 【請求項１】 炉内を複数の加熱ゾーンに分けて、この
加熱ゾーン内に夫々単数又は複数の加熱バーナと温度セ
ンサーを取り付けると共に、前記全ゾーンの加熱バーナ
の着火タイミング周期は一定に設定し、各加熱バーナの
燃焼時間を加熱設定温度と温度センサーで検出される温
度との偏差量に基づき制御する複数バーナのＯＮ−ＯＦ
Ｆ燃焼による炉の加熱法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3176093A JPH06241439A (ja) | 1993-02-22 | 1993-02-22 | 複数バーナのｏｎ−ｏｆｆ燃焼により制御する炉の加熱法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3176093A JPH06241439A (ja) | 1993-02-22 | 1993-02-22 | 複数バーナのｏｎ−ｏｆｆ燃焼により制御する炉の加熱法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06241439A true JPH06241439A (ja) | 1994-08-30 |
Family
ID=12339991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3176093A Pending JPH06241439A (ja) | 1993-02-22 | 1993-02-22 | 複数バーナのｏｎ−ｏｆｆ燃焼により制御する炉の加熱法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06241439A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0675325A1 (en) * | 1994-03-28 | 1995-10-04 | Ngk Insulators, Ltd. | Process for controlling combustion of burners in furnace and an apparatus therefor |
| JP2007085589A (ja) * | 2005-09-20 | 2007-04-05 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 加熱装置 |
-
1993
- 1993-02-22 JP JP3176093A patent/JPH06241439A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0675325A1 (en) * | 1994-03-28 | 1995-10-04 | Ngk Insulators, Ltd. | Process for controlling combustion of burners in furnace and an apparatus therefor |
| JP2007085589A (ja) * | 2005-09-20 | 2007-04-05 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 加熱装置 |
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