JPH09166323A - 炉内制御方法 - Google Patents
炉内制御方法Info
- Publication number
- JPH09166323A JPH09166323A JP32767095A JP32767095A JPH09166323A JP H09166323 A JPH09166323 A JP H09166323A JP 32767095 A JP32767095 A JP 32767095A JP 32767095 A JP32767095 A JP 32767095A JP H09166323 A JPH09166323 A JP H09166323A
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- Japan
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- furnace
- fuel
- temperature
- flow rate
- air
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 炉内に流量を時間的に変更して燃料を供給
し、諸条件に基づく一定流量の空気と混合して火炎の形
成位置を調整して燃焼させる。 【解決手段】 天井に第１、第２温度センサ１４ａ、１
４ｂを設け、前記空気供給装置１２を設けた炉体１１側
面の反対側の側面に第３温度センサ１４ｃを設ける。前
記第１〜第３温度センサ１４ａ〜１４ｃにより炉内各所
における温度を検知してこれらの温度にかかる検知信号
を基にコントロール手段により、空気供給装置１２から
炉内にもたらされる炉温を維持または昇降温させる等の
条件から定められた一定流量の空気に対応した燃料を、
流量と噴出時間を調整して所定の時間内に供給するよう
にする。
し、諸条件に基づく一定流量の空気と混合して火炎の形
成位置を調整して燃焼させる。 【解決手段】 天井に第１、第２温度センサ１４ａ、１
４ｂを設け、前記空気供給装置１２を設けた炉体１１側
面の反対側の側面に第３温度センサ１４ｃを設ける。前
記第１〜第３温度センサ１４ａ〜１４ｃにより炉内各所
における温度を検知してこれらの温度にかかる検知信号
を基にコントロール手段により、空気供給装置１２から
炉内にもたらされる炉温を維持または昇降温させる等の
条件から定められた一定流量の空気に対応した燃料を、
流量と噴出時間を調整して所定の時間内に供給するよう
にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、炉内に流量を時間
的に変更して燃料を供給し、炉温を維持または昇降温さ
せる等の条件から定められた一定流量の空気と混合して
火炎の形成位置を調整して燃焼させることで炉内の温度
分布を大幅に改善した、炉内制御方法に関するものであ
る。
的に変更して燃料を供給し、炉温を維持または昇降温さ
せる等の条件から定められた一定流量の空気と混合して
火炎の形成位置を調整して燃焼させることで炉内の温度
分布を大幅に改善した、炉内制御方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】一般の加熱炉１には図６に示すように、
被加熱物２を炉内に装填した後、炉体２の側面に固定さ
れたバーナ３からの火炎ならびに生成ガスにより加熱す
る構成としたものがあり、炉内の温度をセンサ４により
検知して、これを基に燃料の供給量を制御するようにし
ている。しかし炉壁からの反射熱等もあり、伝熱のメカ
ニズムは複雑である。
被加熱物２を炉内に装填した後、炉体２の側面に固定さ
れたバーナ３からの火炎ならびに生成ガスにより加熱す
る構成としたものがあり、炉内の温度をセンサ４により
検知して、これを基に燃料の供給量を制御するようにし
ている。しかし炉壁からの反射熱等もあり、伝熱のメカ
ニズムは複雑である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような形での加熱
は、バーナ３の位置が固定されているために、火炎の位
置も変わらず、また炉内の燃焼ガスの流れも変わらない
ために、被加熱物１への均一な加熱処理が困難である。
つまりバーナ３に近いところの温度が上昇しやすく、離
れた反対側はなかなか温度が上がらない。これでは製品
の品質に悪影響を与えるだけでなく、処理時間や効率そ
のものにも悪影響を与える結果となっている。そこで炉
内温度の均一化を図るために、バーナ３を多数配設する
方法もあるが、設備や制御方法が複雑且つ大掛かりとな
り、設備コストも大幅にアップするなど難点が多い。本
発明は、このような背景から提案されたものであって、
固定設置されたバーナはそのままに、所定の単位時間内
における燃料総量を定めると共に、前記単位時間内にお
いて、燃料の流量を変更して噴射時間を変えることで、
火炎の炉内における形成位置を調整し、炉内の温度分布
を大幅に改善した、炉内制御方法を提供することを目的
とする。
は、バーナ３の位置が固定されているために、火炎の位
置も変わらず、また炉内の燃焼ガスの流れも変わらない
ために、被加熱物１への均一な加熱処理が困難である。
つまりバーナ３に近いところの温度が上昇しやすく、離
れた反対側はなかなか温度が上がらない。これでは製品
の品質に悪影響を与えるだけでなく、処理時間や効率そ
のものにも悪影響を与える結果となっている。そこで炉
内温度の均一化を図るために、バーナ３を多数配設する
方法もあるが、設備や制御方法が複雑且つ大掛かりとな
り、設備コストも大幅にアップするなど難点が多い。本
発明は、このような背景から提案されたものであって、
固定設置されたバーナはそのままに、所定の単位時間内
における燃料総量を定めると共に、前記単位時間内にお
いて、燃料の流量を変更して噴射時間を変えることで、
火炎の炉内における形成位置を調整し、炉内の温度分布
を大幅に改善した、炉内制御方法を提供することを目的
とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
ために、本発明は、炉内に炉温を維持または昇降温させ
る等の条件から定められた一定流量の空気を供給する一
方、流量を時間的に増減変更して燃料を供給し、前記空
気と混合させて燃焼させるようにした。また本発明は、
炉内に炉温を維持または昇降温させる等の条件から定め
られた一定流量の空気を供給する一方、燃料を供給して
前記空気と混合させて燃焼させるようにした加熱炉にお
いて、所定の単位時間内に供給されるべき量の燃料を、
前記単位時間内において、燃料の流量を変更して噴射時
間を変えることで、火炎の炉内における形成位置を調整
するようにした。また本発明は、炉内に炉温を維持また
は昇降温させる等の条件から定められた一定流量の空気
を供給する一方、燃料を供給して前記空気と混合させて
燃焼させるようにした加熱炉において、所定の単位時間
内に供給されるべき量の燃料を、炉内各所の温度を検出
して、この温度分布を基に前記単位時間内における燃料
の流量を変更して噴射時間を変えることで、火炎の炉内
における形成位置を調整するようにした。さらに本発明
は、炉内に炉温を維持または昇降温させる等の条件から
定められた一定流量の空気を供給する一方、燃料を供給
して前記空気と混合させて燃焼させるようにした加熱炉
において、所定の単位時間内に供給されるべき量の燃料
を、炉内の温度を検出して、炉内の温度と炉の特性を基
に、予め設定された順番で前記単位時間内における燃料
の流量を変更して噴射時間を変えることで、火炎の炉内
における形成位置を調整するようにした。
ために、本発明は、炉内に炉温を維持または昇降温させ
る等の条件から定められた一定流量の空気を供給する一
方、流量を時間的に増減変更して燃料を供給し、前記空
気と混合させて燃焼させるようにした。また本発明は、
炉内に炉温を維持または昇降温させる等の条件から定め
られた一定流量の空気を供給する一方、燃料を供給して
前記空気と混合させて燃焼させるようにした加熱炉にお
いて、所定の単位時間内に供給されるべき量の燃料を、
前記単位時間内において、燃料の流量を変更して噴射時
間を変えることで、火炎の炉内における形成位置を調整
するようにした。また本発明は、炉内に炉温を維持また
は昇降温させる等の条件から定められた一定流量の空気
を供給する一方、燃料を供給して前記空気と混合させて
燃焼させるようにした加熱炉において、所定の単位時間
内に供給されるべき量の燃料を、炉内各所の温度を検出
して、この温度分布を基に前記単位時間内における燃料
の流量を変更して噴射時間を変えることで、火炎の炉内
における形成位置を調整するようにした。さらに本発明
は、炉内に炉温を維持または昇降温させる等の条件から
定められた一定流量の空気を供給する一方、燃料を供給
して前記空気と混合させて燃焼させるようにした加熱炉
において、所定の単位時間内に供給されるべき量の燃料
を、炉内の温度を検出して、炉内の温度と炉の特性を基
に、予め設定された順番で前記単位時間内における燃料
の流量を変更して噴射時間を変えることで、火炎の炉内
における形成位置を調整するようにした。
【０００５】
【発明の実施の形態】次に、本発明にかかる炉内制御方
法を実施するための実施の形態を示し、図面に基づい
て、以下説明する。図１に炉内制御方法を実施するため
の工業炉１０を模式的に示す。この工業炉１０は、ＦＤ
Ｓ（Ｆｕｅｌ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｓｙｓｔｅｍ）方式
の炉、あるいはＦＴＳ（Ｆｕｅｌ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ
Ｓｙｓｔｅｍ）方式の炉とでもいうべきもので、この
工業炉１０は、炉体１１側面に炉内に向けて燃焼に供す
る空気を噴出するための空気供給装置１２を設ける一
方、この空気供給装置１２近傍に、炉内に燃料を噴出す
るための燃料ノズル１３を設ける構成としたものであ
る。
法を実施するための実施の形態を示し、図面に基づい
て、以下説明する。図１に炉内制御方法を実施するため
の工業炉１０を模式的に示す。この工業炉１０は、ＦＤ
Ｓ（Ｆｕｅｌ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｓｙｓｔｅｍ）方式
の炉、あるいはＦＴＳ（Ｆｕｅｌ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ
Ｓｙｓｔｅｍ）方式の炉とでもいうべきもので、この
工業炉１０は、炉体１１側面に炉内に向けて燃焼に供す
る空気を噴出するための空気供給装置１２を設ける一
方、この空気供給装置１２近傍に、炉内に燃料を噴出す
るための燃料ノズル１３を設ける構成としたものであ
る。
【０００６】また、この工業炉１０は、一例として天井
に第１、第２の温度センサ１４ａ、１４ｂが設けられ、
さらに、前記空気供給装置１２が設けられた炉体１１側
面の反対側の側面に第３の温度センサ１４ｃを設けてい
る。そして、第３温度センサ１４ｃを設けた側の炉体１
１近傍の天井には、燃焼した排ガスを排気する排気口１
５が設けられる。また、炉床には、被加熱物が載置され
る。前記空気供給装置１２は、炉温を維持または昇降温
させる等の条件から定められた一定の流量の空気を流す
機能を有している。一方、燃料ノズル１３は、周知の燃
料供給制御機構により供給する構成としたものである。
すなわち、燃料供給制御機構は、第１〜第３温度センサ
１４ａ〜１４ｃにより炉内各所における温度を検知して
これらの温度にかかる検知信号を基にコントロール手段
により、空気供給装置１２から炉内にもたらされる炉温
を維持または昇降温させる等の条件から定められた一定
流量の空気に対応した燃料を、例えば、燃料流路に流量
調整弁（図示せず）を制御操作して開度調整並びに開閉
することで、流量と噴出時間を調整して所定の時間内に
供給するようにしている。
に第１、第２の温度センサ１４ａ、１４ｂが設けられ、
さらに、前記空気供給装置１２が設けられた炉体１１側
面の反対側の側面に第３の温度センサ１４ｃを設けてい
る。そして、第３温度センサ１４ｃを設けた側の炉体１
１近傍の天井には、燃焼した排ガスを排気する排気口１
５が設けられる。また、炉床には、被加熱物が載置され
る。前記空気供給装置１２は、炉温を維持または昇降温
させる等の条件から定められた一定の流量の空気を流す
機能を有している。一方、燃料ノズル１３は、周知の燃
料供給制御機構により供給する構成としたものである。
すなわち、燃料供給制御機構は、第１〜第３温度センサ
１４ａ〜１４ｃにより炉内各所における温度を検知して
これらの温度にかかる検知信号を基にコントロール手段
により、空気供給装置１２から炉内にもたらされる炉温
を維持または昇降温させる等の条件から定められた一定
流量の空気に対応した燃料を、例えば、燃料流路に流量
調整弁（図示せず）を制御操作して開度調整並びに開閉
することで、流量と噴出時間を調整して所定の時間内に
供給するようにしている。
【０００７】さらにいえば前記燃料供給制御機構は、所
定の単位時間を、燃料空気の供給する一つの時間サイク
ルと想定し、この一つの時間サイクル内における、供給
される空気総量と燃料の比率を所定の値に定めるように
している。例えば、図２に示すように前記一つの時間サ
イクルを５秒とし、この時間サイクル内での燃料の噴出
パターンを替えるようにする。すなわち、５秒以内の時
間で、所定量の燃料を噴出させるというものである。
（ａ）では、５秒の間に、一定時の５倍の燃料を１秒間
だけ噴出することを示している。このように、燃料の噴
出パターンにより、火炎、または火の塊、火の玉（以
下、火炎等という）の位置や温度などが決まるが、その
一般的な特性は図３に示すような傾向を有する。例えば
５倍量モードでは、火炎等はバーナから離れたところに
その中心がある。また離れるに従い、火炎等のピーク温
度が下がる傾向にある。 例えば図４に、５倍量モード
で運転する場合の噴出状態を示す。なお、かかる燃料の
噴出パターンにより燃焼させる場合、基本的には、炉内
温度は、燃料が安定的に着火する温度域としておく。
定の単位時間を、燃料空気の供給する一つの時間サイク
ルと想定し、この一つの時間サイクル内における、供給
される空気総量と燃料の比率を所定の値に定めるように
している。例えば、図２に示すように前記一つの時間サ
イクルを５秒とし、この時間サイクル内での燃料の噴出
パターンを替えるようにする。すなわち、５秒以内の時
間で、所定量の燃料を噴出させるというものである。
（ａ）では、５秒の間に、一定時の５倍の燃料を１秒間
だけ噴出することを示している。このように、燃料の噴
出パターンにより、火炎、または火の塊、火の玉（以
下、火炎等という）の位置や温度などが決まるが、その
一般的な特性は図３に示すような傾向を有する。例えば
５倍量モードでは、火炎等はバーナから離れたところに
その中心がある。また離れるに従い、火炎等のピーク温
度が下がる傾向にある。 例えば図４に、５倍量モード
で運転する場合の噴出状態を示す。なお、かかる燃料の
噴出パターンにより燃焼させる場合、基本的には、炉内
温度は、燃料が安定的に着火する温度域としておく。
【０００８】以上のような燃料の噴出パターンにおい
て、複数の温度センサ、第１〜第３温度センサ１４ａ〜
１４ｃからの信号から、温度が所定に達しない部分を割
り出し、その位置を特定した後に、その部分を的確に加
熱する最も適した燃料の噴出パターンを決定する。な
お、空気比は１サイクル内では常に適正であるものとす
る。 また、場合により、温度センサが一つの場合で
も、炉の特性などが事前にわかっていれば、決められた
順番に燃料の噴出パターンを変更して、炉内温度の均一
化を図ることもできる。
て、複数の温度センサ、第１〜第３温度センサ１４ａ〜
１４ｃからの信号から、温度が所定に達しない部分を割
り出し、その位置を特定した後に、その部分を的確に加
熱する最も適した燃料の噴出パターンを決定する。な
お、空気比は１サイクル内では常に適正であるものとす
る。 また、場合により、温度センサが一つの場合で
も、炉の特性などが事前にわかっていれば、決められた
順番に燃料の噴出パターンを変更して、炉内温度の均一
化を図ることもできる。
【０００９】燃料の噴出方法は、いくつか考えられる
が、その代表的な方法を例示する（図５参照）。離れた
位置に燃料を供給したい場合には、可能な限りバーナ近
傍での空気との混合を回避する手法、例えば空気流に対
する燃料の噴出方向（角度）を小さくする等の工夫が必
要であり、空気の流れに燃料流を徐々に交叉させること
が望ましい。なお、燃料ノズル１３を空気供給装置１２
から離れた位置に設けて、空気と独立で燃料を噴出する
ことも可能である。
が、その代表的な方法を例示する（図５参照）。離れた
位置に燃料を供給したい場合には、可能な限りバーナ近
傍での空気との混合を回避する手法、例えば空気流に対
する燃料の噴出方向（角度）を小さくする等の工夫が必
要であり、空気の流れに燃料流を徐々に交叉させること
が望ましい。なお、燃料ノズル１３を空気供給装置１２
から離れた位置に設けて、空気と独立で燃料を噴出する
ことも可能である。
【００１０】以上のように、全体に必要なインプット
は、トータル的に合わせてあるが、負荷の変動（ターン
ダウン）は空気量のコントロールを優先し、１サイクル
という短時間においては、この時点で定められた一定流
量の空気が流れ、これに空気比を加味して１サイクル内
の燃料量を合わせる形が無難である。この燃料量をどの
燃料の噴出パターンで噴出するかは、前述のように、温
度分布等により独立で判断する。
は、トータル的に合わせてあるが、負荷の変動（ターン
ダウン）は空気量のコントロールを優先し、１サイクル
という短時間においては、この時点で定められた一定流
量の空気が流れ、これに空気比を加味して１サイクル内
の燃料量を合わせる形が無難である。この燃料量をどの
燃料の噴出パターンで噴出するかは、前述のように、温
度分布等により独立で判断する。
【００１１】
【発明の効果】以上、本発明によれば、 バーナから離れた場所なども、温度分布を基に火炎
形成位置を調整して的確に加熱することができ、炉内の
温度分布を改善することができる。 炉自体の構造は、多数の燃料側ノズルを設けて、そ
れぞれ噴出制御するというようなことは不要であり、複
数または場合により単数の温度センサと、燃料流量と噴
出時間をコントロールする弁と、これらを制御操作する
周知の制御回路によって炉内温度分布の改善を達成する
ことができる。 所定の単位時間内において、燃料の流量を増やして
噴出時間を短縮すると、火炎等のピーク温度が下がり、
ＮＯｘ濃度が減少する。
形成位置を調整して的確に加熱することができ、炉内の
温度分布を改善することができる。 炉自体の構造は、多数の燃料側ノズルを設けて、そ
れぞれ噴出制御するというようなことは不要であり、複
数または場合により単数の温度センサと、燃料流量と噴
出時間をコントロールする弁と、これらを制御操作する
周知の制御回路によって炉内温度分布の改善を達成する
ことができる。 所定の単位時間内において、燃料の流量を増やして
噴出時間を短縮すると、火炎等のピーク温度が下がり、
ＮＯｘ濃度が減少する。
【００１２】
【図１】本発明にかかる炉内制御方法を実施するための
工業炉の一例を示す、模式的な説明図である。
工業炉の一例を示す、模式的な説明図である。
【図２】図１に示す工業炉における、燃料ノズルから炉
内に噴出する燃料の噴出パターンの例を示した、グラフ
である。
内に噴出する燃料の噴出パターンの例を示した、グラフ
である。
【図３】図１に示す工業炉における、燃料ノズルから炉
内に噴出する燃料の噴出パターンと火炎長と、火炎温度
との関係を示した、グラフである。
内に噴出する燃料の噴出パターンと火炎長と、火炎温度
との関係を示した、グラフである。
【図４】燃料ノズルから炉内に噴出する燃料の噴出パタ
ーンの一例を示したグラフである。
ーンの一例を示したグラフである。
【図５】本発明にかかる工業炉における、火炎の形成位
置を示した模式的な燃焼説明図である。
置を示した模式的な燃焼説明図である。
【図６】現行における工業炉の一例を示した、模式的な
説明図である。
説明図である。
１０ 工業炉 １１ 炉壁 １２ 空気供給装置 １３ 燃料ノズル １４ａ 第１温度センサ １４ｂ 第２温度センサ １４ｃ 第３温度センサ １５ 排気口
Claims (4)
- 【請求項１】 炉内にその時点において炉温を維持ま
たは昇降温させる等の条件から定められた一定流量の空
気を供給する一方、流量を時間的に増減変更して燃料を
供給し、前記空気と混合させて燃焼させるようにしたこ
とを特徴とする炉内制御方法。 - 【請求項２】 炉内に炉温を維持または昇降温させる
等の条件から定められた一定流量の空気を供給する一
方、燃料を供給して前記空気と混合させて燃焼させるよ
うにした加熱炉において、所定の単位時間内に供給され
るべき量の燃料を、前記単位時間内において、燃料の流
量を変更して噴射時間を変えることで、火炎の炉内にお
ける形成位置を調整することを特徴とする炉内制御方
法。 - 【請求項３】 炉内に炉温を維持または昇降温させる
等の条件から定められた一定流量の空気を供給する一
方、燃料を供給して前記空気と混合させて燃焼させるよ
うにした加熱炉において、所定の単位時間内に供給され
るべき量の燃料を、炉内各所の温度を検出して、この温
度分布を基に前記単位時間内における燃料の流量を変更
して噴射時間を変えることで、火炎の炉内における形成
位置を調整することを特徴とする炉内制御方法。 - 【請求項４】 炉内に炉温を維持または昇降温させる
等の条件から定められた一定流量の空気を供給する一
方、燃料を供給して前記空気と混合させて燃焼させるよ
うにした加熱炉において、所定の単位時間内に供給され
るべき量の燃料を、炉内の温度を検出して、炉内の温度
と炉の特性を基に、予め設定された順番で前記単位時間
内における燃料の流量を変更して噴射時間を変えること
で、火炎の炉内における形成位置を調整することを特徴
とする炉内制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32767095A JPH09166323A (ja) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | 炉内制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32767095A JPH09166323A (ja) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | 炉内制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09166323A true JPH09166323A (ja) | 1997-06-24 |
Family
ID=18201667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32767095A Pending JPH09166323A (ja) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | 炉内制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09166323A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106461208A (zh) * | 2014-06-24 | 2017-02-22 | 金成祐 | 柴火和颗粒燃料两用燃烧装置 |
| CN117206458A (zh) * | 2023-11-08 | 2023-12-12 | 江苏锋拓精锻科技有限公司 | 一种合金材料锻造炉 |
-
1995
- 1995-12-15 JP JP32767095A patent/JPH09166323A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106461208A (zh) * | 2014-06-24 | 2017-02-22 | 金成祐 | 柴火和颗粒燃料两用燃烧装置 |
| CN117206458A (zh) * | 2023-11-08 | 2023-12-12 | 江苏锋拓精锻科技有限公司 | 一种合金材料锻造炉 |
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