JPH07190627A

JPH07190627A - トンネル式連続焼成炉

Info

Publication number: JPH07190627A
Application number: JP5333465A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Ogata; 政廣緒方; Izumi Yagawa; 泉八河
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 1993-12-27
Filing date: 1993-12-27
Publication date: 1995-07-28
Anticipated expiration: 2017-09-09
Also published as: JP3321947B2

Abstract

(57)【要約】【目的】焼成負荷変動が生じたときに炉内雰囲気を安
定させるよう自動的に対応できるトンネル式連続焼成炉
である。【構成】トンネル式連続焼成炉に、冷却帯内の炉内空
気を炉入口方向へ押し込む押込ファンと、前記押込ファ
ンからの吐出風量を調節する吐出風量調節手段と、焼成
帯と冷却帯との境界付近の緩衝帯における炉内酸素濃度
を検出する酸素濃度検出手段とを設け、酸素濃度検出手
段の信号により吐出風量調節手段を制御する。従って、
焼成時間の変更、焼成負荷の変動等の焼成条件の変化に
対して、リアルタイムでヒートカーブの調節を自動的に
行い、炉内雰囲気を安定させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に、衛生陶器、タイ
ル等の陶磁器を焼成するのに好適なトンネル式連続焼成
炉であって、焼成負荷変動が生じたときに炉内雰囲気を
安定させるよう自動的に対応できるトンネル式連続焼成
炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のトンネル式連続焼成炉は、入口側
から出口側に向けて順に配列された、予熱帯と、焼成帯
と、冷却帯の３つの部分から構成されている。

【０００３】そして、焼成帯には焼成バーナーが配置さ
れており、焼成帯で発生した燃焼ガスを、予熱帯と対応
する位置で炉外に設けた排気ファンによって、予熱帯側
に導引し、その後、炉外に排出している。

【０００４】また、冷却帯内に、炉外に設けた急冷ファ
ンにより冷却用空気を吹き込み、焼成帯において焼成さ
れた焼成品を冷却することにしている。

【０００５】一方、焼成炉の出口部には、炉内入口側に
向かって空気を吹き込む出口ファンが設けられている。

【０００６】さらに、冷却帯には、余熱回収ファンが配
置されており、同ファンは、冷却帯内に吹きこまれた冷
却用空気が焼成品と接触して熱交換し加熱されることに
よって生じる加熱後の空気を回収することができる。

【０００７】そして、このようなトンネル式連続焼成炉
においては、前記した、排気ファン、急冷ファン、余熱
回収ファン及び各ファンの吸込み側、排出側に設けられ
たダンパー等の開度をコントロールして、予熱帯、冷却
帯のヒートカーブ（熱曲線）を設定している。一方、焼
成帯のヒートカーブは焼成バーナーによって、コントロ
ールされている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記したトンネル式連
続焼成炉の操作において、焼成時間の変更、焼成負荷の
変動（焼成する製品の大小、数量の増減等）が生じた場
合、焼成帯の焼成バーナーの燃焼量が変動し、発生する
燃焼ガスの量が増減し、炉内の燃焼ガスの流れや圧力が
変わり、所定のヒートカーブが維持できなくなり焼成製
品に欠点が発生していた。

【０００９】そこで、従来、所定のヒートカーブを維持
するために、炉の操作者が経験に基づいて、前記排気フ
ァン、冷却ファン、余熱回収ファン等のダンパー操作に
より風量を調整しているが、次のような問題がある。

【００１０】(1) 調節するタイミングが、炉の操作者が
変動を確認してからの調節となりリアルタイムの対応が
できない。

【００１１】(2) 調節する量を決定する際、調節量が操
作者毎によって異なり、焼成品質が安定しない。

【００１２】(3) 調節する量も、調節後の結果を確認し
ながら数回繰り返し、適性値をみつけるため調節に時間
を要する。

【００１３】本発明の目的は、焼成時間の変更、焼成負
荷の変動等が生じた場合でも、精度よく、しかも操作者
の熟練を要せず、所定の焼成条件に設定できるトンネル
式連続焼成炉を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、予熱帯と、焼
成帯と、冷却帯の３つの部分から構成され、前記焼成帯
で発生する燃焼ガスを予熱帯へ導引して炉外に排出する
排気ファンと、前記冷却帯にて焼成品を急冷却するため
の空気を冷却帯に吹き込む急冷ファンと、吹き込んだ空
気を回収する余熱回収ファンとを具備するトンネル式連
続焼成炉であって、冷却帯内の炉内空気を炉入口方向へ
押し込む押込ファンと、前記押込ファンからの吐出風量
を調節する吐出風量調節手段と、焼成帯と冷却帯との境
界付近の緩衝帯における炉内酸素濃度を検出する酸素濃
度検出手段とを備え、前記酸素濃度検出手段の信号によ
り前記吐出風量調節手段を制御することを特徴とするト
ンネル式連続焼成炉に係るものである。

【００１５】本発明は、また、前記予熱帯における炉内
の圧力を検出する圧力検出手段と、前記排気ファンから
の排出風量を調節する排出風量調節手段とを備え、前記
圧力検出手段の信号により前記排出風量調節手段を制御
すること、及び、前記押込ファンで冷却帯の炉出口付近
の炉内空気を吸込み、焼成帯側に向かって吐出するよう
にしたことにも構成上の特徴を有する。

【００１６】

【作用】冷却帯の緩衝帯に設けた酸素濃度検出器によっ
て、その部分の酸素濃度を検出測定することにより、焼
成帯から冷却帯への燃焼ガスの流入、また反対に冷却帯
から焼成帯への冷却帯内空気の流入が判断され、それに
よって押込ファンから焼成帯に向かって押し込む空気が
制御され、焼成帯と冷却帯との圧力バランスが維持され
る。

【００１７】また、急激な負荷変動に対しては、前記押
込ファンから焼成帯に向かって押し込む空気の制御とと
もに、予熱帯内に設けた圧力検出器によって、予熱帯内
の圧力変動を検出し、排気ファンからの排気量を制御し
て、炉内のバランスが維持される。

【００１８】

【実施例】以下、添付図に示す実施例を参照して、本発
明を具体的に説明する。

【００１９】図１は、衛生陶器を焼成するトンネル式連
続焼成炉 (トンネル炉) Ａの概念的構成を示し、図２
は、同トンネル式連続焼成炉内のヒートカーブ（熱曲
線）を示す。

【００２０】図１及び図２に示すように、トンネル式連
続焼成炉Ａは、炉入口から炉出口に向けて、順に、予熱
帯１と、焼成帯２と、冷却帯３とを具備する。

【００２１】(予熱帯１)まず、予熱帯１の構成について
説明すると、予熱帯１は、炉の両側壁や下部に形成され
た煙道( 図示しない) を設けている。

【００２２】一方、予熱帯１の一側側壁の外部には排気
ファン６が配設されており、同排気ファン６は、所定の
長手方向間隔で炉の予熱帯１の両側壁に取付けた複数の
ダクト９を介して、予熱帯１内の前記煙道と連絡してい
る。

【００２３】従って、排気ファン６の作動によって、焼
成帯２内で発生する燃焼ガスを、煙道を介して炉入口側
ないし予熱帯１内に引き込み、その後、ダクト９を介し
て外部に排出することができる。

【００２４】また、図１において、７は排気ファン６の
入気側に設けられたダンパーであり、８はそれぞれのダ
クト９の中途に設けたダンパーである。

【００２５】予熱帯１は、焼成帯２に近い領域に、ヒー
トカーブ設定のための予熱バーナー41を配設している。

【００２６】さらに、図１及び６に示すように、予熱帯
１は、その一側側壁に、炉内圧力を検出する圧力検出器
10を取付けており、同圧力検出器10は、炉外に配置した
圧力測定器11と接続されている。一方、圧力測定器11
は、図６及び図８に示すように、排気ファン６の回転数
制御装置 (インバータ)31 に接続されている。

【００２７】(焼成帯２)次に上記した予熱帯１の下流側
に連設した焼成帯２の構成について説明する。

【００２８】図１に示すように、焼成帯２は、その両側
壁に、長手方向に間隔を開けて複数の焼成バーナー12を
取付けている。そして、同焼成バーナー12の作動によっ
て生じる高温の燃焼ガスによって (図２参照) 、未焼成
品を焼成することができる。

【００２９】(冷却帯３)次に上記した焼成帯２の下流側
に連設した冷却帯３の構成について説明する。

【００３０】図１及び図２に示すように、冷却帯３は、
上流側をなす急冷部４と、下流側をなす徐冷部５とから
構成されている。

【００３１】ここに、急冷部４は焼成帯２において焼成
された焼成品を急激に冷却する領域であり、急冷ファン
15を炉外に配置するとともに、ダンパー16を中途に取付
けたダクト15a を介して、低温である室温空気を、急冷
部４に吹き込み可能としている。

【００３２】一方、徐冷部５は、急冷部４で所定の温度
まで冷却された焼成品を、室温まで徐々に冷却していく
領域である。

【００３３】また、図１に示すように、急冷部４の焼成
帯側をなす緩衝帯42には、同領域における炉内の酸素濃
度を検出するための酸素濃度検出器13を配置している。
配置位置を緩衝帯42としたのは、この緩衝帯42は、焼成
帯２の焼成バーナー12及び急冷ファン15からの吹き込み
空気の影響を受けない領域だからである。

【００３４】酸素濃度検出器13は、図５に示すように、
炉側壁に、その先端が炉内に臨むように取付けられてお
り、一方、同酸素濃度検出器13は、図５及び図７に示す
ように、炉外に配置した酸素濃度測定器 (酸素濃度分析
計)14 と連結されており、同酸素濃度測定器14は、酸素
濃度調節器32を介して押込ファン21の回転数制御装置
(インバータ)30 に接続されている。

【００３５】また、冷却帯３は、図１に示すように、そ
の徐冷部５の下流側をなす炉出口部に出口吹き込みファ
ン25を配置しており、同吹き込みファン25の作動によっ
て、室内空気を吸い込んで、徐冷部５内に吹き込むこと
ができる。

【００３６】さらに、冷却帯３は、その炉外に余熱回収
ファン17を配設しており、同ファン17は、上記した出口
吹き込みファン25によって徐冷部５内に吹きこまれた空
気、及び、炉出口から徐冷部５内に侵入する外気を、複
数の分岐吸気ダクト20及び集合吸気ダクト18a を介して
吸い込んで炉外に排出することができる。

【００３７】なお、19は分岐吸気ダクト20のそれぞれに
設けたダンパー、18は集合吸気ダクト18a に設けたダン
パーである。

【００３８】このように、冷却帯３では、吸い込んだ低
温の空気と焼成品が接触して焼成品が所定の温度カーブ
で冷却されることになる。

【００３９】さらに、冷却帯３は、その炉出口近くの炉
側壁に押込ファン21を配置しており、同押込ファン21
は、その吸引口を吸引ダクト21a によって徐冷部５の炉
出口側空間と連通させるとともに、その吐出口を吐出ダ
クト21b によって上記炉出口側空間の上流側をなす空間
に連通させている。

【００４０】そして、吐出ダクト21b の吐出開口は、図
３及び図４に示すように、焼成帯２に向けて指向してい
る。

【００４１】また、図１, 図３及び図４に示すように、
吸引ダクト21a と吐出ダクト21b には、それぞれ、炉内
空気の吸込量を調節するダンパー23と、炉内空気の吐出
量を調節するダンパー22とが設けられている。

【００４２】かかる構成によって、押込ファン21の作動
によって、冷却帯３の徐冷部５の比較的温度の低い温度
領域の炉内の空気( 約100 〜200 ℃) を吸引ダクト21a
を介して吸込み、吸い込んだ空気を、吐出ダクト21b を
介して、炉内の上流部( 焼成帯側) に向かって吹き込
む、すなわち、押し込むことができる。

【００４３】この場合、図１に示すように、押込ファン
21の吸込側にて、ダンパー24を具備する一部室内空気吸
引ダクト24a を介して、一部室内空気を一緒に吸込むよ
うにしている。

【００４４】(動作)ついで、上記構成を有するトンネル
式連続焼成炉の動作を説明する。

【００４５】図２のヒートカーブは予め設定された定常
状態でのヒートカーブを示し、焼成帯２と冷却帯３の圧
力のバランスがとれており、燃焼ガスは冷却帯３側へ流
れ込まない状態となっている。この状態では、焼成帯２
と冷却帯３の緩衝部42の炉内酸素濃度は設定値( 例え
ば、15±１％) となっている。

【００４６】焼成を所定の時間よりも短時間で行う場
合、焼成重量が増えるために焼成バーナー12からの燃焼
量が多く必要となり、発生する燃焼ガスが増大し、焼成
帯２の炉内圧力が高くなり、燃焼ガスの一部が冷却帯３
側へ流れ込み、急冷部４の酸素濃度が低下する。

【００４７】図５及び図７に示すように、酸素濃度検出
器13からの信号を酸素濃度測定器14で受け、酸素濃度が
設定値より低下すると、酸素濃度測定器14からの信号を
前記押込ファン21の回転数制御装置 (インバータ)30 が
受け、押込ファン21の回転数を上げて、冷却帯３の炉内
圧力を高くして、燃焼ガスが同冷却帯３内へ流入するの
を阻止する。これによって、設定されたヒートカーブを
維持することができることになる。

【００４８】また、焼成品の重量が急激に増加した場
合、燃焼バーナ12からの燃焼量が異常に増加し、焼成帯
２の炉内圧力が高くなると共に焼成帯２の温度が上昇
し、所定のヒートカーブが維持できなくなる。そうする
と燃焼ガスの一部が予熱帯１の炉入り口部から吹き出し
てくる。

【００４９】この状態においては、予熱帯１の炉内圧力
が設定値以上に上昇し、その圧力上昇を圧力検出器10で
検出する。この検出信号を受けて圧力測定器11が圧力を
測定し、その信号により排気ファン６の排出風量調節手
段としての回転数制御装置(インバータ)31 を制御し、
排気ファン６の回転数を上げ、予熱帯１の炉内圧力を設
定値に制御する。これによって、設定されたヒートカー
ブを維持することができることになる。

【００５０】一方、反対に焼成を所定の時間よりも長い
時間で行う場合、焼成重量が減るために焼成バーナー12
の燃焼量が減少し、燃焼帯２の炉内圧力が低くなり、冷
却帯３からの低い温度の空気が焼成帯２に流入して、急
冷部４の酸素濃度が上昇すると共に焼成帯２の温度が低
下し、所定のヒートカーブが維持できなくなり、製品の
焼き不足等の欠点が発生したり、温度を維持するために
必要以上の燃料を使用し、熱ロスも増大する。

【００５１】この場合、酸素濃度検出器13が冷却帯３の
急冷部４の炉内の酸素濃度の上昇を検出して押込ファン
21の回転数を下げて冷却帯３の炉内圧力を低下させ、冷
却帯３から焼成帯２への低い温度の空気の流入を防止す
る。

【００５２】また、焼成品の重量が定常の状態から急激
に減少した場合、焼成バーナー12からの燃焼量が急激に
減少し、排気ファン６が焼成帯２からの燃焼ガス以外
に、炉入口から低い温度の空気を吸い込み、予熱帯１の
ヒートカーブが維持できなくなる。

【００５３】この状態においては、押込ファン21の回転
数を制御すると共に排気ファン６の回転数の制御を行
う。即ち、図６及び図８に示すように、予熱帯１の炉内
圧力の所定値以下の下降を圧力検出器10で検出する。検
出信号を受けて圧力測定器11にて圧力を測定し、その信
号により排気ファン６の回転数制御装置 (インバータ)3
1を制御し、排気ファン６の回転数を下げ、炉内圧力を
所定値に制御する。

【００５４】本実施例において、押込ファン21からの吐
出風量調節手段としては、押込ファン21の回転数を制御
する回転数制御装置 (インバータ) を使用しているが、
押込ファン21の回転数は一定とし、押込ファン21の吐出
側ダンパー22をコントロール式ダンパーとし、その開度
を調節して吐出風量を調節するようにすることもでき
る。

【００５５】同様に、本実施例では、排気ファン６から
の排出風量調節手段としては、排気ファン６の回転数を
制御する回転数制御装置 (インバータ) を使用している
が、排気ファン６の回転数は一定とし、排気ファン６の
入気側ダンパー７をコントロール式ダンパーとし、その
開度を調節して排出風量を調節するようにすることもで
きる。

【００５６】また、押込ファン21が吸い込む空気として
は冷却帯３の炉内空気に限定されず、別に空気を加熱す
る装置を設けて室温空気を加熱し、加熱された空気を吸
い込んでもよい。

【００５７】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明では、
トンネル式連続焼成炉に、冷却帯内の炉内空気を炉入口
方向へ押し込む押込ファンと、前記押込ファンからの吐
出風量を調節する吐出風量調節手段と、焼成帯と冷却帯
との境界付近の緩衝帯における炉内酸素濃度を検出する
酸素濃度検出手段とを設け、酸素濃度検出手段の信号に
より吐出風量調節手段を制御することとしている。

【００５８】また、トンネル式連続焼成炉に、さらに、
予熱帯における炉内の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記排気ファンからの排出風量を調節する排出風量調節
手段とを設け、圧力検出手段の信号により前記排出風量
調節手段を制御したり、押込ファンで冷却帯の炉出口付
近の炉内空気を吸込み、焼成帯側に向かって吐出するよ
うにしている。

【００５９】従って、本発明は、以下の効果を奏する。

【００６０】焼成時間の変更、焼成負荷の変動（焼成
する製品の大小、数量の増減等）等の焼成条件の変化に
対して、リアルタイムでヒートカーブの調節を自動的に
行い、炉内雰囲気を安定させることができる。

【００６１】焼成条件の変化にかかわらず、最適条件
で焼成することができるので、製品の焼成欠点の発生が
防止でき、製品の品質が安定する。

【００６２】酸素濃度検出値や圧力検出値に基づいて
自動的に焼成条件を制御できるので、手作業で行う場合
と比べて焼成条件を設定するのに熟練を要しない。

【００６３】押込ファンで冷却帯の低い温度領域の空
気を吸い込むので、押込ファンに耐熱性が要求されずコ
ストダウンとなる。また、吸い込んだ低い温度の空気を
再び炉内に吹き込むので、焼成品を冷却する効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るトンネル式連続焼成炉の概念的構
成を示す全体平面図である。

【図２】同トンネル式連続焼成炉内における炉内温度の
変化を示すグラフである。

【図３】押込ファンの設置状態を示す平面図である。

【図４】押込ファンの設置状態を示す側面図である。

【図５】酸素濃度測定器の設置状態を示す断面図であ
る。

【図６】圧力検出器の設置状態を示す断面図である。

【図７】酸素濃度測定による押込ファン制御ブロック図
である。

【図８】圧力測定による排気ファン制御ブロック図であ
る。

【符号の説明】

１予熱帯２焼成帯３冷却帯６排気ファン 15 急冷ファン 17 余熱回収ファン 21 押込ファン 42 緩衝帯

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】予熱帯(1) と、焼成帯(2) と、冷却帯
(3) の３つの部分から構成され、前記焼成帯(2) で発生
する燃焼ガスを予熱帯(1) へ導引して炉外に排出する排
気ファン(6) と、前記冷却帯(3) にて焼成品を急冷却す
るための空気を冷却帯(3) に吹き込む急冷ファン(15)
と、吹き込んだ空気を回収する余熱回収ファン(17)とを
具備するトンネル式連続焼成炉であって、冷却帯(3) 内の炉内空気を炉入口方向へ押し込む押込フ
ァン(21)と、前記押込ファン(21)からの吐出風量を調節
する吐出風量調節手段と、焼成帯(2) と冷却帯(3) との
境界付近の緩衝帯(42)における炉内酸素濃度を検出する
酸素濃度検出手段とを備え、前記酸素濃度検出手段の信号により前記吐出風量調節手
段を制御することを特徴とするトンネル式連続焼成炉。
【請求項２】前記予熱帯(1) における炉内の圧力を検
出する圧力検出手段と、前記排気ファン(6) からの排出
風量を調節する排出風量調節手段とを備え、前記圧力検
出手段の信号により前記排出風量調節手段を制御するこ
とを特徴とする請求項１記載のトンネル式連続焼成炉。
【請求項３】前記押込ファン(21)で冷却帯(3) の炉出
口付近の炉内空気を吸込み、焼成帯側に向かって吐出す
ることを特徴とする請求項１又は２記載のトンネル式連
続焼成炉。