JPH0894065A - 蓄熱式バーナ装置における燃焼制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】熱回収効率を高めながら加熱室内の温度低下や
廃ガス温度の酸露点以下への低下を確実に防止する蓄熱
式バーナ装置の燃焼制御装置を提供する。 【構成】畜熱式バーナ装置を構成する一対のガスバーナ
の一方１０ａに燃料ガスを燃料遮断弁１８ａを介して供
給し且つ空気ブロア２６から燃焼空気を空気遮断弁２４
ａを介して蓄熱体２３ａで予熱して供給して燃焼状態と
し、他方のガスバーナ１０ｂは、燃料遮断弁１８ｂを閉
じて非燃焼状態とし、且つ空気給排口１４ａを蓄熱体２
３ｂ、廃ガス遮断弁２７ｂを介して廃ガス吸引ファン８
に連通して加熱室内の廃ガスを吸引することにより、高
温の廃ガスを蓄熱体２３ｂで熱交換させて蓄熱し、燃焼
側の蓄熱体２３ａの出側の燃焼空気温度を燃焼空気温度
センサ３０ａで検出し、これが下限設定温度以下となっ
たときに、燃焼状態のガスバーナ１０ａを非燃焼状態
に、非燃焼状態のガスバーナ１０ｂを燃焼状態に切換え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は加熱室内に少なくとも一
対のバーナを配設し、これらバーナを交互に燃焼させる
と共に、非燃焼側バーナから排出される廃ガスを蓄熱体
で熱交換することにより蓄熱し、燃焼時に蓄熱体で燃焼
空気を加熱するようにした蓄熱式バーナ装置の燃焼制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の蓄熱式バーナ装置の燃焼制御装置
としては、例えば特開平１−２１９４１１号公報に記載
されているものがある。この従来例では、加熱室に一対
のバーナを配設し、このバーナに燃焼空気及び加熱室か
らの廃ガスを選択的に通過させる燃焼管を接続し、この
燃焼管の途上に蓄熱器を配設することにより、一方のバ
ーナを燃焼させているときには、この燃焼バーナに対し
て燃焼空気を蓄熱器を介して供給することにより蓄熱器
の蓄熱で加熱し、他方の非燃焼バーナ側では加熱室内の
廃ガスを蓄熱器を介して排出することにより、蓄熱器に
蓄熱するようにし、燃焼バーナの切換を１０秒ないし数
分毎に行うようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の蓄熱式バーナ装置の燃焼制御装置にあっては、燃焼
バーナの切換を燃焼空気温度や廃ガス温度にかかわらず
１０秒ないし数分毎に行うようにしているため、蓄熱体
の蓄熱温度の利用効率が必ずしも高いものとはいえない
ものであった。

【０００４】すなわち、非燃焼バーナ側の蓄熱体の蓄熱
温度は加熱室内の廃ガス温度で飽和する一方、燃焼バー
ナ側の蓄熱体は燃焼空気との熱交換によって放熱される
ため、蓄熱体の放熱が多くなると燃焼バーナに供給され
る燃焼空気温度が低下することにより、加熱室内温度が
低下して、加熱室内を目標温度に制御することが困難と
なり、一方非燃焼側の蓄熱体の蓄熱温度は加熱室内の廃
ガス温度で飽和するため、それ以上の時間蓄熱しても意
味がないことから、燃焼バーナ側の放熱温度及び非燃焼
側の蓄熱温度が最適状態となる切換時間を設定し、この
切換時間毎に燃焼バーナを切換えることになり、最大限
の燃焼効率を達成することができないという未解決の課
題がある。

【０００５】そこで、本出願には、先行技術として、非
燃焼バーナ側の蓄熱体の出側における廃ガス温度を検出
して、蓄熱体の蓄熱温度を推測し、これが所定温度に達
したときに燃焼度バーナを切換えるようにした蓄熱式バ
ーナ装置の燃焼制御装置を提案している。この先行技術
によれば、蓄熱体の蓄熱温度の管理を行うようにしてい
るので、無駄な蓄熱時間を設けることなく、燃焼バーナ
の切換制御を効率良く行うことができるが、燃焼バーナ
側の蓄熱体については何ら管理していないので、蓄熱体
の過放熱による燃焼空気の温度低下が発生するおそれが
あり、これによって加熱室の温度が目標温度より低下し
てしまうおそれがあると共に、蓄熱体の過放熱により、
これを非燃焼バーナに切換えて廃ガスと熱交換したとき
に、排出される廃ガス温度が廃ガス中のＳ（硫黄）成分
（ＳＯ₃ 、Ｈ₂ Ｓ等）が化学反応して硫酸が生成される
ときの温度である酸露点以下となって、酸腐食を発生さ
せるという新たな課題がある。

【０００６】そこで、本発明は、上記従来例及び先行技
術の未解決の課題に着目してなされたものであり、蓄熱
体の蓄熱温度の利用効率を高めながら加熱室内の温度低
下や廃ガス温度が酸露点以下となることを確実に防止す
ることができる蓄熱式バーナ装置の燃焼制御装置を提供
することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る蓄熱式バーナ装置の燃焼制御装置
は、加熱室内に配設した少なくとも一対のバーナと、各
バーナに接続された燃料供給管及び空気供給兼廃ガス排
出管と、前記空気供給兼廃ガス排出管の途上に介装され
た蓄熱体とを備え、各バーナを交互に切換燃焼させると
共に、非燃焼側バーナから前記加熱室内の廃ガスを前記
蓄熱体に導入して熱交換を行うようにした蓄熱式バーナ
装置において、前記燃焼側のバーナに供給する燃焼空気
の温度を蓄熱体の出側で検出する燃焼空気温度検出手段
と、該燃焼空気温度検出手段の検出温度が第１の設定値
以下となったとき燃焼バーナの切換えを行う切換制御手
段とを備えていることを特徴としている。

【０００８】また、請求項２に係る蓄熱式バーナ装置の
燃焼制御装置は、加熱室内に配設した少なくとも一対の
バーナと、各バーナに接続された燃料供給管及び空気供
給兼廃ガス排出管と、前記空気供給兼廃ガス排出管の途
上に介装された蓄熱体とを備え、各バーナを交互に切換
燃焼させると共に、非燃焼側バーナから前記加熱室内の
廃ガスを前記蓄熱体に導入して熱交換を行うようにした
蓄熱式バーナ装置において、前記燃焼側のバーナに供給
する燃焼空気の温度を蓄熱体の出側で検出する燃焼空気
温度検出手段と、非燃焼側バーナの蓄熱体から排出され
る廃ガスの温度を検出する廃ガス温度検出手段と、前記
燃焼空気温度検出手段の空気温度が第１の設定値以下と
なったとき及び前記廃ガス温度検出手段の廃ガス温度が
第２の設定値以上となったときの何れか一方の条件を満
たすときに燃焼バーナの切換えを行う切換制御手段とを
備えていることを特徴としている。

【０００９】

【作用】請求項１に係る発明においては、燃焼バーナに
供給される燃焼空気の蓄熱体の出側の温度を燃焼空気温
度検出手段で検出することにより、蓄熱体の放熱状態を
検出することができ、これに基づいて切換制御手段で燃
焼バーナの切換えを行うことにより、加熱室内の温度低
下を抑制すると共に、蓄熱体の過放熱を防止して、非燃
焼バーナ側への切換時に廃ガス温度の酸露点以下への低
下を防止する。

【００１０】また、請求項２に係る発明においては、燃
焼バーナに供給される燃焼空気の蓄熱体の出側の温度を
燃焼空気温度検出手段で検出することにより、蓄熱体の
放熱状態を検出すると共に、非燃焼バーナから排出され
る廃ガスの蓄熱体出側の温度を廃ガス温度検出手段で直
接検出することにより、切換制御手段で、燃焼空気温度
の低下及び廃ガス温度の低下の何れか一方を検出したと
きに燃焼バーナを切換えることにより、加熱室内の温度
低下及び廃ガス温度の酸露点への低下を確実に阻止す
る。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明を連続式加熱炉に適用した場合の第
１実施例を示す概略構成図である。図中、１は連続して
搬送されるスラブを加熱する連続式加熱炉であって、ス
ラブを左側から搬入し、予熱帯２、第１加熱帯３、第２
加熱帯４及び均熱帯５を順次通過して加熱され、加熱を
終了したスラブが右側から搬出されて次工程に搬送され
る。

【００１２】第１加熱帯３及び第２加熱帯４には、夫々
４台の蓄熱式バーナ装置６Ａ〜６Ｄ及び７Ａ〜７Ｄが取
付けられ、これら蓄熱式バーナ装置６Ａ〜６Ｄ及び７Ａ
〜７Ｄから排出される廃ガスが廃ガス吸引ファン（ＩＤ
Ｆ）８によって吸引されて煙突９から大気に放出され
る。蓄熱式バーナ装置６Ａ〜６Ｄ及び７Ａ〜７Ｄの夫々
は、図２に示すように、第１加熱帯３及び第２加熱帯４
の左右側壁に互いに対向して配設された一対のガスバー
ナ１０ａ，１０ｂを有する。これらガスバーナ１０ａ，
１０ｂの夫々は、図３に示すように、左右側壁に配設さ
れるバーナ本体１１の中心部に内部にセンターエア管１
２を配設し燃料ガス供給口１３ａから供給される燃焼ガ
スを噴射するガスノズル１３が配設され、且つこのガス
ノズル１３の回りに燃料空気給排口１４ａに接続された
燃焼空気室１４が形成され、この燃焼空気室１４にガス
ノズル１３から噴射される燃料ガスに対して６０°の空
気噴射角で燃焼空気を噴射する空気１次ノズル１５が連
通されていると共に、これらの外側にガスノズル１３と
平行に燃焼空気を噴射すると共に、第１加熱帯３又は第
２加熱帯４の加熱廃ガスを吸引する空気２次ノズル１６
が配設され、ガスノズル１３から噴射される燃料ガスと
空気１次ノズル１５から噴射される燃焼空気との合流点
近傍にパイロットバーナ１７ａ，１７ｂが配設された構
成を有する。

【００１３】そして、ガスバーナ１０ａ，１０ｂの燃料
ガス供給口１３ａが燃料遮断弁１８ａ，１８ｂを介し、
さらにメイン遮断弁１９、流量調節弁２０を介して燃料
ガスとしてのＭガスを供給するＭガス供給源２１に接続
されている。また、パイロットバーナ１７ａ，１７ｂも
遮断弁２２ａ，２２ｂを介してＭガス供給源２１に接続
されている。

【００１４】また、ガスバーナ１０ａ，１０ｂの燃焼空
気給排口１４ａが蓄熱体２３ａ，２３ｂの一端に接続さ
れ、この蓄熱体２３ａ，２３ｂの他端が空気遮断弁２４
ａ，２４ｂを介し、さらに流量調節弁２５を介して燃焼
空気を圧送する空気ブロアー２６に接続されていると共
に、廃ガス遮断弁２７ａ，２７ｂを介し、さらに流量調
節弁２８を介して廃ガス吸引ファン８に接続されてい
る。

【００１５】ここで、蓄熱体２３ａ，２３ｂの夫々は、
気体流通炉に沿って蓄熱媒体として例えば直径１９ｍｍ
のアルミナボールが９８０ｋｇ充填されており、このア
ルミナボールに第１加熱帯３又は第２加熱帯４から排出
される高温（例えば１３００℃程度）の廃ガスと熱交換
されて蓄熱され、この蓄熱が低温の燃焼空気と熱交換さ
れて放熱される。

【００１６】そして、ガスバーナ１０ａ，１０ｂの燃焼
空気給排口１４ａと蓄熱体２３ａ，２３ｂとの間の流路
に燃焼空気温度を検出する燃焼空気温度検出手段として
の例えばＰＲ熱電温度計で構成される燃焼空気温度セン
サ３０ａ，３０ｂが配設されている。そして、燃料遮断
弁１８ａ，１８ｂ、遮断弁１９、流量調節弁２０、空気
遮断弁２４ａ，２４ｂ、流量調節弁２５、廃ガス遮断弁
２７ａ，２７ｂ及び流量調節弁２８が連続式加熱炉１全
体を統括するプロセスコンピュータ３１に接続されたダ
イレクトディジタルコントローラ（以下、ＤＤＣと称
す）３２によって制御される。

【００１７】ＤＤＣ３２は、少なくとも燃焼空気温度セ
ンサ３０ａ，３０ｂ及び第１加熱帯３及び第２加熱帯４
間の炉温を検出する炉温センサ３３ａ，３３ｂの温度検
出値を読込み、炉温センサ３３ａ，３３ｂの温度検出値
に基づいて燃料ガス流量、燃焼空気流量及び廃ガス流量
を設定して、これらに基づいて流量調節弁２０，２５及
び２８の流量目標値を設定すると共に、燃焼空気温度セ
ンサ３０ａ，３０ｂの温度検出値に基づいて燃焼バーナ
の切換えタイミングを決定し、これに応じて燃料遮断弁
１８ａ，１８ｂ、空気遮断弁２４ａ，２４ｂ及び廃ガス
遮断弁２７ａ，２７ｂを開閉制御して、燃焼状態の一方
のガスバーナ例えば１０ａを燃焼停止させ、非燃焼状態
の他方のガスバーナ１０ｂを燃焼状態に切換える。

【００１８】次に、上記第１実施例の動作をＤＤＣ３２
の燃焼切換処理手順の一例を示す図４のフローチャート
を伴って説明する。ＤＤＣ３２は、連続式加熱炉１の操
業を開始する際に、所定の初期化処理を行って炉内温度
を予め設定された目標温度Ｔ_T （例えば１３００℃）ま
で昇温する昇温処理を実行する。

【００１９】この昇温処理は、簡単に説明すると、先ず
パイロットバーナ１７ａ，１７ｂに点火した状態で、一
対のガスバーナ１０ａ，１０ｂの双方の燃料遮断弁１８
ａ，１８ｂ、メイン遮断部１９を開状態とすると共に、
空気遮断弁２４ａ，２４ｂを開状態、廃ガス遮断弁２７
ａ，２７ｂを閉状態に夫々制御することにより、両ガス
バーナ１０ａ，１０ｂを燃焼状態に制御する。そして、
炉温センサ３３ａ，３３ｂで検出される温度検出値
Ｔ_D1，Ｔ_D2が共に設定温度Ｔ_S （例えば燃料ガスの着火
点以上の９００℃）に達したときに、予め設定された何
れか一方例えばガスバーナ１０ｂを燃焼停止させて非燃
焼状態に切換えるために、先ず燃料遮断弁１８ｂに対す
る指令信号ＣＳ_F2をオフ状態として、燃料遮断弁１８ｂ
を閉操作し、次いで、燃料遮断弁１８ｂが完全に閉状態
となるまでに要する所定時間（例えば１秒以内）経過し
た後に空気遮断弁２４ｂに対する制御信号ＣＳ_A2をオフ
状態として、空気遮断弁２４ｂを閉操作し、これと同時
に廃ガス遮断弁２７ｂに対する制御信号ＣＳ_G2をオン状
態として廃ガス遮断弁２７ｂを開操作する。その後、予
め設定された所定時間ｔ_S （例えば６０秒以内）が経過
する毎に、燃焼バーナを交互に切換え、炉温センサ３３
ａ，３３ｂで検出される温度検出値Ｔ_D1，Ｔ_D2が目標温
度Ｔ_T に達すると、昇温処理を終了して、図４のに示す
定常切換制御処理を実行する。

【００２０】この状態となると、各ガスバーナ１０ａ，
１０ｂの蓄熱体２３ａ，２３ｂでの蓄熱が１０００℃以
上１２００℃以下の範囲内となり、燃焼空気の予熱に好
適な状態となる。定常切換制御処理は、所定時間（例え
ば１０ｍｓｅｃ）毎のタイマ割込処理として実行され、
先ず、ステップＳ１で、現在燃焼中のガスバーナ１０ｉ
（ｉ＝ａ，ｂ）を検出し、次いで、ステップＳ２に移行
して、燃焼中のガスバーナ側の燃焼空気温度センサ３０
ｉで検出した燃焼空気温度Ｔ_Aiを読込み、次いでステッ
プＳ３に移行して、燃焼空気温度Ｔ_Aiが予め設定した下
限設定温度Ｔ_L （例えば１０００℃）に達したか否かを
判定する。この判定は、蓄熱体２３ｉで予熱された燃焼
空気の温度が低下して、炉内温度を低下させる要因とな
るか否かを判定するものであり、Ｔ_Ai＞Ｔ_L であるとき
には、蓄熱体２３ｉで予熱された燃焼空気によって炉内
温度が低下することがないものと判断して、そのままタ
イマ割込処理を終了して炉内温度を監視制御する所定の
メインプログラムに復帰し、Ｔ_Ai≦Ｔ _L であるときに
は、炉内温度を低下させる要因となるものと判断してス
テップＳ４に移行する。

【００２１】このステップＳ４では、現在燃焼状態のガ
スバーナ１０ｉを燃焼停止させて非燃焼状態に切換える
ために、先ずガスバーナ１０ｉの燃料遮断弁１８ｉに対
する制御信号ＣＳ_Fiをオフ状態として、燃料遮断弁１８
ｉを閉操作し、次いでステップＳ５に移行して、燃料遮
断弁１８ｉが完全に閉じるまでに要する所定時間（例え
ば１秒以内）経過した後に空気遮断弁２４ｉに対する制
御信号ＣＳ_Aiをオフ状態として空気遮断弁２４ｉを閉操
作し、且つ廃ガス遮断弁２７ｉに対する制御信号ＣＳ_Gi
をオン状態として廃ガス遮断弁２７ｉを開操作すること
により、ガスバーナ１０ｉを非燃焼状態に切換える。

【００２２】次いで、ステップＳ６に移行して、他の非
燃焼状態のガスバーナ１０ｊ（ｊ＝ｂ、ａ）を燃焼状態
に切換えるために、その廃ガス遮断弁２７ｊに対する制
御信号ＣＳ_Gjをオフ状態として廃ガス遮断弁２７ｊを閉
操作し、且つ空気遮断弁２４ｊに対する制御信号ＣＳ_Aj
をオン状態として空気遮断弁２４ｊを開操作し、その後
所定時間経過した後にガスバーナ１０ｊの燃料遮断弁１
８ｊに対する制御信号ＣＳ_Fjをオン状態として、燃料遮
断弁１８ｊを開操作することにより、ガスバーナ１０ｊ
に燃料ガスを供給して、これをパイロットバーナ１７ｊ
で点火することにより、ガスバーナ１０ｊを燃焼状態に
切換えてからタイマ割込処理を終了してメインプログラ
ムに復帰する。

【００２３】したがって、連続式加熱炉が操業開始し
て、昇温制御処理によって炉内温度が目標温度に達する
と、図４の定常切換制御処理が実行されることになる。
このとき、一方のガスバーナ１０ａが燃焼状態にあり、
他方のバスバーナ１０ｂが非燃焼状態にあるものとする
と、この状態では、燃焼状態のガスバーナ１０ａに対し
ては、外気から空気ブロア２６によって圧送される冷風
状態（例えば２０℃）の燃焼空気が流量調節弁２５、空
気遮断弁２４ａを介して蓄熱体２３ａに供給され、この
蓄熱体２３ａで蓄熱されたアルミナボールと熱交換され
て１０００℃以上に予熱されてガスバーナ１０ａの燃焼
空気給排口１４ａに供給され、ガスノズル１３から噴射
される燃料ガスと混合されて燃焼されて、炉内を加熱す
る。

【００２４】これと同時に、他方の非燃焼状態のガスバ
ーナ１０ｂでは、空気一次ノズル１５及び空気２次ノズ
ル１６が燃焼空気室１４、燃焼空気給排口１４ａ、蓄熱
体２３ｂ、廃ガス遮断弁２７ｂ、流量調節弁２８を介し
て廃ガス吸引ファン８に連通され、この廃ガス吸引ファ
ン８によって炉内の廃ガスが吸引されて蓄熱体２３ｂを
通って排出されることにより、蓄熱体２３ｂ内のアルミ
ナボールと熱交換することにより、蓄熱体２３ｂの蓄熱
温度が徐々に上昇される。

【００２５】このとき、ガスバーナ１０ａが燃焼状態
に、ガスバーナ１０ｂが非燃焼状態に夫々切換えられた
直後であるものとすると、燃焼状態のガスバーナ１０ａ
側の蓄熱体２ａで予熱された燃焼空気の温度は、図５で
実線図示の特性曲線Ｌ_a で示すように、蓄熱体２３ａの
飽和温度例えば１２００℃であり、一方、非燃焼状態の
ガスバーナ１０ｂの蓄熱体２３ｂの温度は、一点鎖線図
示の特性曲線Ｌ_b で示すように、前回の燃焼時に放熱さ
れた設定下限温度Ｔ_L である１０００℃となっており、
ガスバーナ１０ｂ側の廃ガス遮断弁２７ｂの出側の温度
は、図５の特性曲線Ｌ_c で示すように、酸露点温度（１
７０℃前後）より高い例えば１９０℃程度になってい
る。

【００２６】このため、図４の処理が実行されると、ス
テップＳ１で燃焼状態であるガスバーナ１０ａが検出さ
れ、次いで、このガスバーナ１０ａ側の燃焼空気温度セ
ンサ３０ａの燃焼空気温度Ｔ_Daを読込み、次いでステッ
プＳ３で読込んだ燃焼空気温度Ｔ_Daが下限設定温度Ｔ_L
以下であるか否かを判定するが、この状態ではガスバー
ナ１０ａで燃焼を開始した直後であるため、蓄熱体２３
ａの蓄熱温度が１２００℃程度であり、燃焼空気温度も
略等しいので、Ｔ_Da＞Ｔ_L となり、そのままタイマ割込
処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。

【００２７】したがって、ガスバーナ１０ａでの燃焼状
態が継続されると共に、ガスバーナ１０ｂでの廃ガス回
収状態が継続されるが、ガスバーナ１０ａに供給される
燃焼空気の温度は、図５の特性曲線Ｌ_a で示すように、
時間の経過と共に徐々に低下する一方、ガスバーナ１０
ｂ側の蓄熱体２３ｂの温度が図５の特性曲線Ｌ_b で示す
ように徐々に上昇し、これに伴って廃ガス遮断弁２７ｂ
の出側温度も図５の特性曲線Ｌ_c に示すように、徐々に
上昇する。

【００２８】その時、時点ｔ₁ でガスバーナ１０ａに供
給される燃焼空気温度Ｔ_Daが下限設定温度Ｔ_L に達する
と、図４の処理が実行されたときに、ステップＳ３から
ステップＳ４に移行することになり、ガスバーナ１０ａ
の燃料遮断弁１８ａに対する制御信号ＣＳ_Faをオフ状態
として、燃料遮断弁１８ａを閉操作する。このため、図
６に示すように、燃料遮断弁１８ａが徐々に閉じられ
る。

【００２９】次いで、ステップＳ５に移行して、燃料遮
断弁１８ａが完全に閉じるまでに要する所定時間（例え
ば１秒以内）経過した時点ｔ₂ では、燃料遮断弁１８ａ
が閉じ切ることにより、バスバーナ１０ａへの燃料ガス
の供給が完全に遮断され、これによってガスバーナ１０
ａの燃焼が停止される。これと同時に、時点ｔ₂ で空気
遮断弁２４ａに対する制御信号ＣＳ_Aaをオフ状態として
空気遮断弁２４ａを閉操作し、且つ廃ガス遮断弁２７ａ
に対する制御信号ＣＳ_Gaをオン状態として廃ガス遮断弁
２７ａを開操作することにより、図６に示すように、空
気遮断弁２４ａが徐々に閉じられ、これと同時に廃ガス
遮断弁２７ａが徐々に開かれ、これによってガスバーナ
１０ａが非燃焼状態の廃ガス回収状態に切換えられる。

【００３０】次いで、ステップＳ６に移行して、他の非
燃焼状態のガスバーナ１０ｂの廃ガス遮断弁２７ｂに対
する制御信号ＣＳ_Gbをオフ状態として廃ガス遮断弁２７
ｂを閉操作し、且つ空気遮断弁２４ｂに対する制御信号
ＣＳ_Abをオン状態として空気遮断弁２４ｂを開操作する
ことにより、図６に示すように、時点ｔ₂ から廃ガス遮
断弁２７ｂが徐々に閉じると共に、空気遮断弁２４ｂが
徐々に開かれることにより、廃ガス回収状態からガスバ
ーナ１０ｂに高温の蓄熱体２３ｂで予熱された燃焼空気
を供給する燃焼準備状態に移行し、その後所定時間経過
した空気遮断弁２４ｂ及び廃ガス遮断弁２４ａが全開状
態となった後の時点ｔ₄ でガスバーナ１０ｂの燃料遮断
弁１８ｂに対する制御信号ＣＳ_Fbをオン状態として、図
６に示すように、燃料遮断弁１８ｂを開操作することに
より、ガスバーナ１０ｂに燃料ガスが供給開始され、こ
れがパイロットバーナ１７ｂで点火されることにより、
ガスバーナ１０ｂを燃焼状態に切換える。

【００３１】このように、ガスバーナ１０ｂが燃焼状態
に切換わると、時間の経過と共に図５の特性曲線Ｌ_b で
示すように、燃焼空気温度Ｔ_Dbが徐々に低下し、逆にガ
スバーナ１０ａで回収された廃ガスによって蓄熱体２３
ａの温度が徐々に上昇され、これに応じて廃ガス遮断弁
２７ａの出側の廃ガス温度が特性曲線Ｌ_d で示すよう
に、徐々に上昇する。

【００３２】そして、このガスバーナ１０ｂの燃焼状態
が、燃焼空気温度Ｔ_Dbが下限設定温度Ｔ_L 以下となるま
で継続され、燃焼空気温度Ｔ_Dbが加減設定温度Ｔ_L 以下
となると、ガスバーナ１０ｂが燃焼状態から非燃焼状態
に、逆にガスバーナ１０ａが非燃焼状態から燃焼状態に
切換えられる。その後、燃焼状態のガスバーナ１０ｉに
供給される燃焼空気温度Ｔ_Diが下限設定温度Ｔ_L 以下と
なる毎に燃焼バーナの切換えが行われる。

【００３３】このように、上記第１実施例によると、燃
焼状態のガスバーナ１０ｉに供給される燃焼空気温度Ｔ
_Diが下限設定温度Ｔ_L 以下となる毎に燃焼バーナの切換
えが行われるので、燃焼空気温度の低下により連続式加
熱炉１の炉温が低下することを確実に防止することがで
きると共に、燃焼バーナ１０ｉ側の蓄熱体２３ｉの過放
熱を防止することができ、これに応じて燃焼バーナ１０
ｉが非燃焼状態となって廃熱回収状態となったときに、
蓄熱体２３ｊの出側が温度が低下して例えば廃ガス遮断
弁２７ｊの出側の廃ガス温度が酸露点以下となって、廃
ガス中の硫黄成分が化学反応して硫酸が生成されること
を確実に防止することができる。

【００３４】次に、本発明の第２実施例を図７及び図８
を伴って説明する。この第２実施例は、前述した第１実
施例に加えて熱回収効率も向上させるようにしたもので
ある。すなわち、図７に示すように、図２の構成におい
て、蓄熱体２３ａ、２３ｂの出側にその廃ガス温度を検
出する廃ガス温度検出手段としての例えばＰＲ熱電温度
計で構成される廃ガス温度センサ３５ａ、３５ｂを設
け、これら廃ガス温度センサ３５ａ、３５ｂで蓄熱体２
３ａ、２３ｂで熱交換した直後の廃ガス温度Ｔ_Ga、Ｔ_Gb
を検出し、この廃ガス温度Ｔ_Ga、Ｔ_GbをＤＤＣ３２に供
給して、このＤＤＣ３２で蓄熱体２３ａ、２３ｂの蓄熱
許容量を越えているか否かを判断し、蓄熱許容量を越え
ているとき又は前述したように燃焼側ガスバーナ１０ｉ
に供給される燃焼空気温度Ｔ_Diが下限設定温度Ｔ_L 以下
となったときの何れかの条件を満足したときに燃焼バー
ナの切換えを行うようにしたものであり、図２との対応
部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略す
る。

【００３５】この第２実施例では、ＤＤＣ３２で図８の
定常切換制御処理が実行される。この定常切換制御処理
は、図４の処理におけるステップＳ３〜Ｓ４間に非燃焼
状態のガスバーナ１０ｊの廃ガス温度センサ３５ｊの廃
ガス温度Ｔ_Gjを読込むステップＳ１１と読込んだ廃ガス
温度Ｔ_Gjが予め設定された蓄熱体２３ｊの熱許容量に相
当する上限設定温度Ｔ_H に達したか否かを判定するステ
ップＳ１２が介装され、このステップＳ１２でＴ_Gi＜Ｔ
_H であるときには蓄熱体２３ｊの熱許容量を越えていな
いものと判断してそのままタイマ割込処理を終了して所
定のメインプログラムに復帰し、Ｔ_Gi≧Ｔ_H であるとき
には、蓄熱体２３ｊの熱許容量を越えたものと判断して
ステップＳ４に移行することを除いては図４と同様の処
理を行い対応部分には同一符号を付して、その説明はこ
れを省略する。

【００３６】この第２実施例によると、燃焼状態にある
ガスバーナ１０ｉに供給する燃焼空気温度Ｔ_Aiが下限設
定温度Ｔ_L 以下となると、前述した第１実施例と同様
に、燃焼バーナを切換えて、炉内温度の低下や蓄熱体の
過放熱による廃ガス温度の低下を抑制することができる
と共に、燃焼状態にあるガスバーナ１０ｉに供給する燃
焼空気温度Ｔ_Aiが下限設定温度Ｔ_L 以下となっていない
状態であっても、非燃焼状態即ち廃熱回収状態にあるガ
スバーナ１０ｊの蓄熱体２３ｊの廃ガス温度Ｔ_Gjが上限
設定温度Ｔ_H に達すると、ステップＳ４に移行して、燃
焼バーナの切換処理が行われることになり、蓄熱体２３
ｊの熱許容量を越えて外部に排出される廃ガス温度が不
必要に高くなることを抑制して、熱回収効率を向上させ
ることができる。

【００３７】なお、上記各実施例においては、ガスバー
ナ１０ａ、１０ｂに供給する燃料としてＭガスを使用す
る場合について説明したが、これに限定されるものでは
なく、他の燃料ガスや重油等の液体燃料を適用すること
ができるものである。また、上記各実施例においては、
ガスバーナ１０ａ、１０ｂの燃焼切換制御をＤＤＣ３２
で行うようにした場合について説明したが、これに限ら
ず他のプログラマブルコントローラやシーケンス制御回
路等によってシーケンス制御するようにしてもよい。

【００３８】さらに、上記各実施例においては、ガスバ
ーナ１０ａ、１０ｂに対する燃焼空気の供給及び廃ガス
の排出を個別の空気遮断弁２４ａ、２４ｂ及び廃ガス遮
断弁２７ａ、２７ｂで行う場合について説明したが、こ
れに限らずエアシリンダ等によって流路を切り換える方
向切換弁や、特開平１−２１９４１１号公報に開示され
ているように流体力学的にコアンダ効果を利用して切換
機構を構成するようにしてもよい。

【００３９】さらにまた、上記各実施例においては、温
度検出手段としてＰＲ熱電温度計を適用した場合につい
て説明したが、これに限定されるものではなく、他の熱
電温度計を適用することができる。また、上記各実施例
においては、本発明を連続式加熱炉に適用した場合につ
いて説明したが、これに限定されるものではなく、他の
加熱炉や熱処理炉等にも適用し得るものである。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る蓄
熱式バーナ装置における燃焼制御装置によれば、燃焼側
のバーナに供給する燃焼空気の温度を燃焼空気温度検出
手段で蓄熱体の出側で検出し、この検出温度が第１の設
定値以下となったとき切換制御手段で燃焼バーナの切換
えを行うようにしたので、燃焼空気温度の低下によって
加熱室温度の低下を確実に防止することができると共
に、蓄熱体の過放熱を抑制して、非燃焼側に切換えたと
きの廃ガス温度の低下を抑制して、廃ガス温度が酸露点
以下に低下して、硫黄成分による硫酸の生成を確実に阻
止することができるという効果が得られる。

【００４１】また、請求項２に係る蓄熱式バーナ装置に
おける燃焼制御装置によれば、上記構成に加えて非燃焼
側バーナの蓄熱体から排出される廃ガスの温度を検出す
る廃ガス温度検出手段を設け、切換制御手段で燃焼空気
温度が第１の設定値以下となるとき及び廃ガス温度が第
２の設定値以上となるときの何れかの条件を満たすとき
に燃焼バーナの切換えを行うようにしたので、上記請求
項１の効果に加えて非燃焼側バーナの蓄熱体の熱許容量
を越える熱回収を抑制して、熱回収効率を向上させるこ
とができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を連続式加熱炉に適用した場合の一実施
例を示す概略構成図である。

【図２】蓄熱式バーナ装置の一例を示す概略構成図であ
る。

【図３】ガスバーナの一例を示す断面図である。

【図４】ダイレクトディジタルコントローラでの定常切
換処理の一例を示すフローチャートである。

【図５】燃焼バーナの切換えによる蓄熱体の前後の温度
変化及び廃ガス温度変化を示すタイムチャートである。

【図６】本発明の動作の説明に供する各弁の切換タイミ
ングを示すタイムチャートである。

【図７】本発明の第２の実施例における蓄熱式バーナ装
置を示す概略構成図である。

【図８】第２実施例における定常切換処理の一例を示す
フローチャートである。

【符号の説明】

１ 連続式加熱炉 ２ 予熱帯 ３ 第１加熱帯 ４ 第２加熱帯 ５ 均熱帯 ６Ａ〜６Ｄ、７Ａ〜７Ｄ 蓄熱バーナ装置 ８ 廃ガス吸引ファン １０ａ、１０ｂ ガスバーナ １８ａ、１８ｂ 燃料遮断弁 ２３ａ、２３ｂ 蓄熱体 ２４ａ、２４ｂ 空気遮断弁 ２７ａ、２７ｂ 廃ガス遮断弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱室内に配設した少なくとも一対のバ
   ーナと、各バーナに接続された燃料供給管及び空気供給
   兼廃ガス排出管と、前記空気供給兼廃ガス排出管の途上
   に介装された蓄熱体とを備え、各バーナを交互に切換燃
   焼させると共に、非燃焼側バーナから前記加熱室内の廃
   ガスを前記蓄熱体に導入して熱交換を行うようにした蓄
   熱式バーナ装置において、前記燃焼側のバーナに供給す
   る燃焼空気の温度を蓄熱体の出側で検出する燃焼空気温
   度検出手段と、該燃焼空気温度検出手段の検出温度が第
   １の設定値以下となったとき燃焼バーナの切換えを行う
   切換制御手段とを備えていることを特徴とする蓄熱式バ
   ーナ装置における燃焼制御装置。
2. 【請求項２】 加熱室内に配設した少なくとも一対のバ
   ーナと、各バーナに接続された燃料供給管及び空気供給
   兼廃ガス排出管と、前記空気供給兼廃ガス排出管の途上
   に介装された蓄熱体とを備え、各バーナを交互に切換燃
   焼させると共に、非燃焼側バーナから前記加熱室内の廃
   ガスを前記蓄熱体に導入して熱交換を行うようにした蓄
   熱式バーナ装置において、前記燃焼側のバーナに供給す
   る燃焼空気の温度を蓄熱体の出側で検出する燃焼空気温
   度検出手段と、非燃焼側バーナの蓄熱体から排出される
   廃ガスの温度を検出する廃ガス温度検出手段と、前記燃
   焼空気温度検出手段の空気温度が第１の設定値以下とな
   ったとき及び前記廃ガス温度検出手段の廃ガス温度が第
   ２の設定値以上となったときの何れか一方の条件を満た
   すときに燃焼バーナの切換えを行う切換制御手段とを備
   えていることを特徴とする蓄熱式バーナ装置における燃
   焼制御装置。