JPH10300063A - 焼成制御装置及び焼成制御方法 - Google Patents
焼成制御装置及び焼成制御方法Info
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- JPH10300063A JPH10300063A JP9108620A JP10862097A JPH10300063A JP H10300063 A JPH10300063 A JP H10300063A JP 9108620 A JP9108620 A JP 9108620A JP 10862097 A JP10862097 A JP 10862097A JP H10300063 A JPH10300063 A JP H10300063A
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- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
- F27B9/14—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment
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- F27B9/2407—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path tunnel furnace being carried by a conveyor the conveyor being constituted by rollers (roller hearth furnace)
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- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
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- F27D17/004—Systems for reclaiming waste heat
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- F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
- F27D17/004—Systems for reclaiming waste heat
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 比較的簡単な構成により、窯炉の温度及び／
又は焼成雰囲気の安定した可変制御を可能にする焼成制
御装置及び焼成制御方法を提供する。 【解決手段】 ローラーハースキルンＲＨは、徐冷雰囲
気を発色帯Ｃに維持・管理する高温空気導入装置１と、
連続還元帯Ｂ１に還元雰囲気の高温燃焼ガスを供給する
還元燃焼炎生成装置２と、連続還元帯の燃焼排ガスを実
質的に完全燃焼せしめる燃焼排ガス処理装置３とを備え
る。装置１、２、３は、低温給気流を導入可能な給気流
導入路ＣＡと、燃焼排ガスを導出する燃焼排ガス導出路
ＥＡとを備える。流路切換装置２１が、給気流導入路Ｃ
Ａ及び燃焼排ガス導出路ＥＡに連結され、連通流路Ｈ
Ａ、ＨＢ、ＨＣが発色帯又は還元帯に連結される。装置
１、２、３は更に、流路切換装置と連通流路との間に配
置された第１・第２熱交換装置１１、１２、第１・第２
燃焼域１３、１４および分流域／合流域１５を備える。
又は焼成雰囲気の安定した可変制御を可能にする焼成制
御装置及び焼成制御方法を提供する。 【解決手段】 ローラーハースキルンＲＨは、徐冷雰囲
気を発色帯Ｃに維持・管理する高温空気導入装置１と、
連続還元帯Ｂ１に還元雰囲気の高温燃焼ガスを供給する
還元燃焼炎生成装置２と、連続還元帯の燃焼排ガスを実
質的に完全燃焼せしめる燃焼排ガス処理装置３とを備え
る。装置１、２、３は、低温給気流を導入可能な給気流
導入路ＣＡと、燃焼排ガスを導出する燃焼排ガス導出路
ＥＡとを備える。流路切換装置２１が、給気流導入路Ｃ
Ａ及び燃焼排ガス導出路ＥＡに連結され、連通流路Ｈ
Ａ、ＨＢ、ＨＣが発色帯又は還元帯に連結される。装置
１、２、３は更に、流路切換装置と連通流路との間に配
置された第１・第２熱交換装置１１、１２、第１・第２
燃焼域１３、１４および分流域／合流域１５を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、焼成制御装置及び
焼成制御方法に関するものであり、より詳細には、陶磁
器等の焼物を焼成する焼成窯炉の窯炉内焼成温度及び／
又は窯炉内焼成雰囲気を任意に制御し得る焼成制御装置
及び焼成制御方法に関するものである。
焼成制御方法に関するものであり、より詳細には、陶磁
器等の焼物を焼成する焼成窯炉の窯炉内焼成温度及び／
又は窯炉内焼成雰囲気を任意に制御し得る焼成制御装置
及び焼成制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】陶磁器等の生地又は素地を焼成し、建築
物の内外装タイル等の各種陶磁器製品を製造する工業用
焼成窯炉が広く実用に供されている。かかる窯炉とし
て、トンネル型キルン（ＴＫ）又はローラハースキルン
（ＲＨＫ）等の連続式焼成窯炉、或いは、バッチ式単独
窯（シャトルキルン）等の各種構造のバッチ式焼成窯炉
が知られている。この種の焼成窯炉においては、焼成す
べき陶磁器原料に適した所定の焼成パターンの温度条件
及び雰囲気条件が設定される。窯炉の焼成パターンは、
一般に、１２００℃乃至１３００℃付近の最高温度域ま
で焼成生地又は素地原料を加熱・焼成する昇温期と、最
高温度域に加熱・焼成した原料を自然放冷又は強制換気
等により冷却する冷却期とを有する。焼成生地又は素地
は、昇温期の還元焼成及び／又は酸化焼成により焼成さ
れ、主に冷却期に所望の色彩又は模様を発現する。陶磁
器の色彩、模様及び物性は、昇温期における窯炉の温度
条件及び焼成雰囲気の影響を受けるばかりでなく、冷却
期の冷却温度特性に実質的に影響される。従って、この
種の焼成窯炉においては、製造目的に適した所望の焼成
パターンを形成し得るとともに、昇温期及び冷却期の全
期間に亘って所期の焼成パターンを維管理し得る温度制
御及び雰囲気制御がなされる。殊に、焼成温度、冷却温
度、酸素濃度及び一酸化炭素濃度等の制御は、陶磁器製
品の発色、物性及び品質に実質的に影響することから、
厳密な維持管理を要求される。
物の内外装タイル等の各種陶磁器製品を製造する工業用
焼成窯炉が広く実用に供されている。かかる窯炉とし
て、トンネル型キルン（ＴＫ）又はローラハースキルン
（ＲＨＫ）等の連続式焼成窯炉、或いは、バッチ式単独
窯（シャトルキルン）等の各種構造のバッチ式焼成窯炉
が知られている。この種の焼成窯炉においては、焼成す
べき陶磁器原料に適した所定の焼成パターンの温度条件
及び雰囲気条件が設定される。窯炉の焼成パターンは、
一般に、１２００℃乃至１３００℃付近の最高温度域ま
で焼成生地又は素地原料を加熱・焼成する昇温期と、最
高温度域に加熱・焼成した原料を自然放冷又は強制換気
等により冷却する冷却期とを有する。焼成生地又は素地
は、昇温期の還元焼成及び／又は酸化焼成により焼成さ
れ、主に冷却期に所望の色彩又は模様を発現する。陶磁
器の色彩、模様及び物性は、昇温期における窯炉の温度
条件及び焼成雰囲気の影響を受けるばかりでなく、冷却
期の冷却温度特性に実質的に影響される。従って、この
種の焼成窯炉においては、製造目的に適した所望の焼成
パターンを形成し得るとともに、昇温期及び冷却期の全
期間に亘って所期の焼成パターンを維管理し得る温度制
御及び雰囲気制御がなされる。殊に、焼成温度、冷却温
度、酸素濃度及び一酸化炭素濃度等の制御は、陶磁器製
品の発色、物性及び品質に実質的に影響することから、
厳密な維持管理を要求される。
【０００３】また、焼成窯炉は、燃焼反応に関与する空
気比又は酸素濃度の調整により、酸化燃焼、弱酸化燃
焼、中性炎燃焼、弱還元燃焼又は還元燃焼等の各種燃焼
形態の焼成雰囲気を形成し、陶磁器原料の焼成反応を制
御するように構成される。かかる焼成雰囲気の制御は、
主に燃焼用空気及び燃焼用燃料の制御により実行され、
例えば、還元焼成においては、空気比又は酸素濃度を制
限した酸素不足の不完全燃焼反応を窯炉内領域に生起
し、比較的多量の一酸化炭素を炉内領域に生成し、ま
た、酸化焼成においては、燃焼反応に関与する空気比を
増大させ、化学量論比又は当量比を超える比較的高濃度
の酸素の存在下に酸化性の燃焼雰囲気を窯炉内を形成す
る。一般には、このような焼成雰囲気を所定のヒートカ
ーブ又は温度特性に従って維持・管理することにより、
炉内の陶磁器原料の焼成反応及び発色反応等を促進する
とともに、均一な色調及び物性を有する陶磁器製品を量
産することが可能となる。
気比又は酸素濃度の調整により、酸化燃焼、弱酸化燃
焼、中性炎燃焼、弱還元燃焼又は還元燃焼等の各種燃焼
形態の焼成雰囲気を形成し、陶磁器原料の焼成反応を制
御するように構成される。かかる焼成雰囲気の制御は、
主に燃焼用空気及び燃焼用燃料の制御により実行され、
例えば、還元焼成においては、空気比又は酸素濃度を制
限した酸素不足の不完全燃焼反応を窯炉内領域に生起
し、比較的多量の一酸化炭素を炉内領域に生成し、ま
た、酸化焼成においては、燃焼反応に関与する空気比を
増大させ、化学量論比又は当量比を超える比較的高濃度
の酸素の存在下に酸化性の燃焼雰囲気を窯炉内を形成す
る。一般には、このような焼成雰囲気を所定のヒートカ
ーブ又は温度特性に従って維持・管理することにより、
炉内の陶磁器原料の焼成反応及び発色反応等を促進する
とともに、均一な色調及び物性を有する陶磁器製品を量
産することが可能となる。
【０００４】このような陶磁器の焼成技術分野において
は、最終製品の色相、色彩及び模様の良否が殊に重視さ
れる。一般に、陶磁器の色彩又は模様は、陶磁器の素地
に含まれる鉄、銅等の各種金属類の化学反応により、実
質的に決定され、焼成雰囲気に相応した固有の色合又は
色調が焼成製品に表出する。例えば、陶磁器タイル又は
セラミックスタイルの生地又は素地を還元焼成すると、
原料素地に含有される酸化第二鉄（Ｆｅ2 Ｏ3 ）は、焼
成工程において一酸化鉄（ＦｅＯ）又は四酸化三鉄（Ｆ
ｅ3 Ｏ4 ）に化学変化する。酸化第二鉄は主に赤色を発
現し、一酸化鉄は主に白色の発現に関与し、他方、四酸
化三鉄は黒色系統の色調を発現する。一般的には、比較
的少量の酸化第二鉄を含有する素地又は生地を焼成する
場合、約１１００℃以上の還元雰囲気において、以下の
化学式に示す化学反応が生じるものと理解されている。 従って、還元焼成雰囲気においては、赤色の酸化第二鉄
が白色の一酸化鉄に変化し、この結果、透き通る鮮やか
な色彩の発色を陶磁器タイル表面の発現せしめることが
可能となる。
は、最終製品の色相、色彩及び模様の良否が殊に重視さ
れる。一般に、陶磁器の色彩又は模様は、陶磁器の素地
に含まれる鉄、銅等の各種金属類の化学反応により、実
質的に決定され、焼成雰囲気に相応した固有の色合又は
色調が焼成製品に表出する。例えば、陶磁器タイル又は
セラミックスタイルの生地又は素地を還元焼成すると、
原料素地に含有される酸化第二鉄（Ｆｅ2 Ｏ3 ）は、焼
成工程において一酸化鉄（ＦｅＯ）又は四酸化三鉄（Ｆ
ｅ3 Ｏ4 ）に化学変化する。酸化第二鉄は主に赤色を発
現し、一酸化鉄は主に白色の発現に関与し、他方、四酸
化三鉄は黒色系統の色調を発現する。一般的には、比較
的少量の酸化第二鉄を含有する素地又は生地を焼成する
場合、約１１００℃以上の還元雰囲気において、以下の
化学式に示す化学反応が生じるものと理解されている。 従って、還元焼成雰囲気においては、赤色の酸化第二鉄
が白色の一酸化鉄に変化し、この結果、透き通る鮮やか
な色彩の発色を陶磁器タイル表面の発現せしめることが
可能となる。
【０００５】他方、比較的多量の酸化第二鉄を含有する
素地又は生地を焼成する場合、約１１００℃以上の還元
雰囲気において、以下の化学式に示す化学反応が生じる
ものと考えられる。 即ち、還元焼成の雰囲気下に赤色の酸化第二鉄が黒色の
四酸化三鉄に変化し、この結果、陶磁器タイル表面は、
黒色系統の発色を表出し得る。上式におけるＦｅ2+←→
Ｆｅ3+の平衡関係は、釉の組成又は鉄の添加量等の影響
を受けるばかりでなく、焼成温度及び焼成雰囲気の実質
的な影響を受ける。特に、鉄は、焼成雰囲気の相違又は
変化の影響を最も受け易い性質を有し、しかも、還元焼
成反応の開始温度は、還元ガス濃度よりも大きく製品の
品質に影響する場合がある。かくして、セラミックスタ
イル又は陶磁器タイルの焼成技術においては、焼成ガス
の温度及び性状、特に酸素濃度とＣＯ濃度とを所定値又
は所定範囲に厳密に制御するとともに、焼成ガス又は焼
成雰囲気を厳密に温度管理すべきことを要求される。
素地又は生地を焼成する場合、約１１００℃以上の還元
雰囲気において、以下の化学式に示す化学反応が生じる
ものと考えられる。 即ち、還元焼成の雰囲気下に赤色の酸化第二鉄が黒色の
四酸化三鉄に変化し、この結果、陶磁器タイル表面は、
黒色系統の発色を表出し得る。上式におけるＦｅ2+←→
Ｆｅ3+の平衡関係は、釉の組成又は鉄の添加量等の影響
を受けるばかりでなく、焼成温度及び焼成雰囲気の実質
的な影響を受ける。特に、鉄は、焼成雰囲気の相違又は
変化の影響を最も受け易い性質を有し、しかも、還元焼
成反応の開始温度は、還元ガス濃度よりも大きく製品の
品質に影響する場合がある。かくして、セラミックスタ
イル又は陶磁器タイルの焼成技術においては、焼成ガス
の温度及び性状、特に酸素濃度とＣＯ濃度とを所定値又
は所定範囲に厳密に制御するとともに、焼成ガス又は焼
成雰囲気を厳密に温度管理すべきことを要求される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】陶磁器タイルの焼成等
に使用されるローラーハースキルンにおいては、予熱
帯、焼成帯、急冷帯及び冷却帯が炉長方向に順次配列さ
れ、陶磁器タイル原料は、炉内のローラー式搬送装置に
より予熱帯、焼成帯、急冷帯及び冷却帯を順次通過し、
陶磁器タイル製品として搬出される。陶磁器タイル原料
を最高温度域まで加熱する焼成帯は、酸化焼成域及び／
又は還元焼成域を有し、他方、急冷帯及び冷却帯は、自
然放冷又は強制換気により陶磁器タイル原料を冷却する
ように構成される。ここに、建築外装用陶磁器タイル等
の焼成においては、最高温度域に達した陶磁器タイル原
料の徐冷により比較的強い赤色系の色調を発現し、建築
用外装タイル等の特定用途に適した色彩又は色調の陶磁
器タイルを製造し得る。かかる赤色系発色の発現は、約
９００℃〜１１００℃の降温域において、比較的高濃度
の酸素の存在下に、緩慢な降温勾配を呈する冷却雰囲気
を所定時間、維持することにより促進される。しかる
に、このような高温且つ高酸素濃度の雰囲気を温度管理
し、適切な徐冷雰囲気の温度勾配を維持・管理し得る実
用化可能な温度調整装置が現実には存在せず、かくし
て、かかる高温域且つ高酸素濃度の徐冷雰囲気を任意に
窯炉内に形成し得る焼成制御装置及び焼成制御方法を実
用化すべき必要性が生じている。
に使用されるローラーハースキルンにおいては、予熱
帯、焼成帯、急冷帯及び冷却帯が炉長方向に順次配列さ
れ、陶磁器タイル原料は、炉内のローラー式搬送装置に
より予熱帯、焼成帯、急冷帯及び冷却帯を順次通過し、
陶磁器タイル製品として搬出される。陶磁器タイル原料
を最高温度域まで加熱する焼成帯は、酸化焼成域及び／
又は還元焼成域を有し、他方、急冷帯及び冷却帯は、自
然放冷又は強制換気により陶磁器タイル原料を冷却する
ように構成される。ここに、建築外装用陶磁器タイル等
の焼成においては、最高温度域に達した陶磁器タイル原
料の徐冷により比較的強い赤色系の色調を発現し、建築
用外装タイル等の特定用途に適した色彩又は色調の陶磁
器タイルを製造し得る。かかる赤色系発色の発現は、約
９００℃〜１１００℃の降温域において、比較的高濃度
の酸素の存在下に、緩慢な降温勾配を呈する冷却雰囲気
を所定時間、維持することにより促進される。しかる
に、このような高温且つ高酸素濃度の雰囲気を温度管理
し、適切な徐冷雰囲気の温度勾配を維持・管理し得る実
用化可能な温度調整装置が現実には存在せず、かくし
て、かかる高温域且つ高酸素濃度の徐冷雰囲気を任意に
窯炉内に形成し得る焼成制御装置及び焼成制御方法を実
用化すべき必要性が生じている。
【０００７】また、陶磁器タイル等の陶磁器の焼成工程
において、炉内の一酸化炭素濃度等を可変制御し、炉内
の還元焼成雰囲気を適当且つ任意に調整することによ
り、適切な焼成窯炉の焼成パターンを維持・管理するこ
とができる。従って、このような焼成雰囲気の可変制御
を比較的簡単な構成により実現し得る焼成制御装置及び
焼成制御方法の開発が、要望される。更に、比較的高濃
度の一酸化炭素等を含有する還元焼成領域の排気は、直
接的に外界に放出し難い。従って、従来のローラーハー
スキルン等においては、還元焼成領域の排ガスは、還元
焼成領域と連通する酸化焼成領域又は予熱領域等の酸化
雰囲気に流入し、未燃成分の酸化反応により無害化され
た後に窯炉外に排気される。しかしながら、異なる焼成
ゾーン間におけるガス流の循環又は流動は、各焼成ゾー
ンの個別制御又は独立制御を不安定化し、或いは、焼成
パターンの制御性を阻害し得るので、望ましくない。か
くて、上記還元性雰囲気の可変制御と関連して、還元焼
成領域の還元性排ガスに含有される未燃成分を酸化し、
還元性排ガスを比較的容易に排気可能に改質し得る簡単
な構成の焼成制御装置又は焼成制御方法の実現が、必要
とされる。
において、炉内の一酸化炭素濃度等を可変制御し、炉内
の還元焼成雰囲気を適当且つ任意に調整することによ
り、適切な焼成窯炉の焼成パターンを維持・管理するこ
とができる。従って、このような焼成雰囲気の可変制御
を比較的簡単な構成により実現し得る焼成制御装置及び
焼成制御方法の開発が、要望される。更に、比較的高濃
度の一酸化炭素等を含有する還元焼成領域の排気は、直
接的に外界に放出し難い。従って、従来のローラーハー
スキルン等においては、還元焼成領域の排ガスは、還元
焼成領域と連通する酸化焼成領域又は予熱領域等の酸化
雰囲気に流入し、未燃成分の酸化反応により無害化され
た後に窯炉外に排気される。しかしながら、異なる焼成
ゾーン間におけるガス流の循環又は流動は、各焼成ゾー
ンの個別制御又は独立制御を不安定化し、或いは、焼成
パターンの制御性を阻害し得るので、望ましくない。か
くて、上記還元性雰囲気の可変制御と関連して、還元焼
成領域の還元性排ガスに含有される未燃成分を酸化し、
還元性排ガスを比較的容易に排気可能に改質し得る簡単
な構成の焼成制御装置又は焼成制御方法の実現が、必要
とされる。
【０００８】本発明は、かかる課題に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、窯炉の温度及び／
又は焼成雰囲気を制御する焼成制御装置及び焼成制御方
法において、比較的簡単な構成により、窯炉の温度及び
／又は焼成雰囲気の安定した可変制御を可能にする焼成
制御装置及び焼成制御方法を提供することにある。本発
明は又、高温且つ高酸素濃度の徐冷雰囲気を窯炉内に形
成し得る焼成制御装置及び焼成制御方法を提供すること
を目的とする。本発明は更に、還元焼成雰囲気又は中性
炎焼成雰囲気等の各種焼成雰囲気を比較的簡単な構成に
より任意に形成し得る焼成制御装置及び焼成制御方法の
提供を目的としている。本発明は又、還元焼成領域の還
元性排ガスに含有される未燃成分を酸化し、還元性排ガ
スを比較的容易に排気可能に改質し得る簡単な構成の焼
成制御装置又は焼成制御方法を提供することを目的とす
る。
のであり、その目的とするところは、窯炉の温度及び／
又は焼成雰囲気を制御する焼成制御装置及び焼成制御方
法において、比較的簡単な構成により、窯炉の温度及び
／又は焼成雰囲気の安定した可変制御を可能にする焼成
制御装置及び焼成制御方法を提供することにある。本発
明は又、高温且つ高酸素濃度の徐冷雰囲気を窯炉内に形
成し得る焼成制御装置及び焼成制御方法を提供すること
を目的とする。本発明は更に、還元焼成雰囲気又は中性
炎焼成雰囲気等の各種焼成雰囲気を比較的簡単な構成に
より任意に形成し得る焼成制御装置及び焼成制御方法の
提供を目的としている。本発明は又、還元焼成領域の還
元性排ガスに含有される未燃成分を酸化し、還元性排ガ
スを比較的容易に排気可能に改質し得る簡単な構成の焼
成制御装置又は焼成制御方法を提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
すべく、本発明は、窯炉の温度及び／又は焼成雰囲気を
制御する焼成制御装置において、直列に配置された第１
熱交換装置及び第１燃焼域と、直列に配置された第２熱
交換装置及び第２燃焼域と、第１及び第２燃焼域を相互
連通する連通部と、低温給気流及び燃焼排ガス流の各流
路を選択的に切換可能な流路切換装置とを有し、前記流
路切換装置は、前記第１熱交換装置に低温給気流を導入
し且つ第２熱交換装置から前記第２燃焼域の燃焼排ガス
を導出する第１位置と、前記第２熱交換装置に低温給気
流を導入し且つ第１熱交換装置から前記第１燃焼域の燃
焼排ガスを導出する第２位置とに交互に切換制御され、
前記窯炉と相互連通可能な連通流路が、前記連通部に連
結され、前記第１位置において前記第１熱交換装置によ
り加熱され且つ前記連通部を介して前記第２燃焼域に流
入した高温気流は、該第２燃焼域において燃焼反応し、
前記第２位置において前記第２熱交換装置により加熱さ
れ且つ前記連通部を介して前記第１燃焼域に流入した高
温気流は、該第１燃焼域にて燃焼反応し、前記燃焼域の
燃焼反応により生成した燃焼排ガスと、前記流路切換装
置を介して導入された低温給気流とが交互に流通する蓄
熱体が、前記第１及び第２熱交換装置に夫々配置され、
該蓄熱体は、前記燃焼排ガスに伝熱接触して蓄熱すると
ともに、前記低温給気流に伝熱接触して放熱し、該低温
給気流を高温給気流に加熱することを特徴とする焼成制
御装置を提供する。
すべく、本発明は、窯炉の温度及び／又は焼成雰囲気を
制御する焼成制御装置において、直列に配置された第１
熱交換装置及び第１燃焼域と、直列に配置された第２熱
交換装置及び第２燃焼域と、第１及び第２燃焼域を相互
連通する連通部と、低温給気流及び燃焼排ガス流の各流
路を選択的に切換可能な流路切換装置とを有し、前記流
路切換装置は、前記第１熱交換装置に低温給気流を導入
し且つ第２熱交換装置から前記第２燃焼域の燃焼排ガス
を導出する第１位置と、前記第２熱交換装置に低温給気
流を導入し且つ第１熱交換装置から前記第１燃焼域の燃
焼排ガスを導出する第２位置とに交互に切換制御され、
前記窯炉と相互連通可能な連通流路が、前記連通部に連
結され、前記第１位置において前記第１熱交換装置によ
り加熱され且つ前記連通部を介して前記第２燃焼域に流
入した高温気流は、該第２燃焼域において燃焼反応し、
前記第２位置において前記第２熱交換装置により加熱さ
れ且つ前記連通部を介して前記第１燃焼域に流入した高
温気流は、該第１燃焼域にて燃焼反応し、前記燃焼域の
燃焼反応により生成した燃焼排ガスと、前記流路切換装
置を介して導入された低温給気流とが交互に流通する蓄
熱体が、前記第１及び第２熱交換装置に夫々配置され、
該蓄熱体は、前記燃焼排ガスに伝熱接触して蓄熱すると
ともに、前記低温給気流に伝熱接触して放熱し、該低温
給気流を高温給気流に加熱することを特徴とする焼成制
御装置を提供する。
【００１０】本発明は又、焼成温度及び／又は焼成雰囲
気を制御する焼成制御方法において、高温の第１熱交換
装置を介して低温給気流を導入し、該低温給気流と前記
第１熱交換装置との伝熱接触による熱交換作用により、
低温給気流を高温に加熱し、連通部を介して、高温気流
を第２燃焼域に導入し、該第２燃焼域において燃焼反応
せしめ、前記第２燃焼域の燃焼反応により生成した燃焼
排ガスを第２熱交換装置を介して排気し、該燃焼排ガス
と前記第２熱交換装置との伝熱接触による熱交換作用に
より、燃焼排ガスの顕熱を前記第２熱交換装置の蓄熱体
に蓄熱する第１加熱工程と、高温の第２熱交換装置を介
して低温給気流を導入し、該低温給気流と前記第２熱交
換装置との伝熱接触による熱交換作用により、低温給気
流を高温に加熱し、連通部を介して、高温気流を第１燃
焼域に導入し、該第１燃焼域において燃焼反応せしめ、
前記第１燃焼域の燃焼反応により生成した燃焼排ガスを
第１熱交換装置を介して排気し、該燃焼排ガスと前記第
１熱交換装置との伝熱接触による熱交換作用により、燃
焼排ガスの顕熱を前記第１熱交換装置の蓄熱体に蓄熱す
る第２加熱工程とを有し、連通流路を介して前記連通部
を前記窯炉の所定領域と相互連通させるとともに、前記
第１加熱工程及び第２加熱工程を所定の時間間隔にて交
互に切換え、前記低温給気流を継続的に高温加熱するこ
とを特徴とする焼成制御方法を提供する。
気を制御する焼成制御方法において、高温の第１熱交換
装置を介して低温給気流を導入し、該低温給気流と前記
第１熱交換装置との伝熱接触による熱交換作用により、
低温給気流を高温に加熱し、連通部を介して、高温気流
を第２燃焼域に導入し、該第２燃焼域において燃焼反応
せしめ、前記第２燃焼域の燃焼反応により生成した燃焼
排ガスを第２熱交換装置を介して排気し、該燃焼排ガス
と前記第２熱交換装置との伝熱接触による熱交換作用に
より、燃焼排ガスの顕熱を前記第２熱交換装置の蓄熱体
に蓄熱する第１加熱工程と、高温の第２熱交換装置を介
して低温給気流を導入し、該低温給気流と前記第２熱交
換装置との伝熱接触による熱交換作用により、低温給気
流を高温に加熱し、連通部を介して、高温気流を第１燃
焼域に導入し、該第１燃焼域において燃焼反応せしめ、
前記第１燃焼域の燃焼反応により生成した燃焼排ガスを
第１熱交換装置を介して排気し、該燃焼排ガスと前記第
１熱交換装置との伝熱接触による熱交換作用により、燃
焼排ガスの顕熱を前記第１熱交換装置の蓄熱体に蓄熱す
る第２加熱工程とを有し、連通流路を介して前記連通部
を前記窯炉の所定領域と相互連通させるとともに、前記
第１加熱工程及び第２加熱工程を所定の時間間隔にて交
互に切換え、前記低温給気流を継続的に高温加熱するこ
とを特徴とする焼成制御方法を提供する。
【００１１】本発明の上記構成によれば、炉内雰囲気と
相互連通する上記連通部には、第１又は第２熱交換装置
により高温に加熱された給気流が供給される。連通部
は、高温給気流を分流する分流域として機能し、或い
は、炉内排ガスを導入可能な合流域として機能し得る。
連通部にて分流した高温気流は、上記連通流路を介して
窯炉に給送され、窯炉内帯域を温度制御する高温の調温
給気流として窯炉内領域に供給される。また、窯炉排ガ
スは、上記連通流路を介して連通部に流入し、該連通部
を介して第１又は第２燃焼域に導入され、該燃焼域にて
燃焼する。本発明の或る観点によれば、上記焼成制御装
置において、上記連通部は、上記高温気流を第１及び第
２給気流に分流する分流域を有する。上記第１給気流
は、上記流路切換装置の第１位置において上記第２燃焼
域に導入され、上記流路切換装置の第２位置において上
記第１燃焼域に導入され、上記第１及び第２燃焼域は、
燃焼用燃料を上記第１給気流に供給可能な燃料供給手段
を有する。また、上記第２給気流は、上記連通流路に導
入され、上記窯炉の温度を制御する高温の調温給気流と
して上記窯炉の所定領域に供給される。上記第１加熱工
程において、高温の加熱給気流は、第２燃焼域に導入す
べき第１加熱給気流と、上記窯炉の所定領域に供給すべ
き第２加熱給気流とに分流される。他方、上記第２加熱
工程において、高温の加熱給気流は、第１燃焼域に導入
すべき第１加熱給気流と、上記窯炉の所定領域に供給す
べき第２加熱給気流とに分流される。
相互連通する上記連通部には、第１又は第２熱交換装置
により高温に加熱された給気流が供給される。連通部
は、高温給気流を分流する分流域として機能し、或い
は、炉内排ガスを導入可能な合流域として機能し得る。
連通部にて分流した高温気流は、上記連通流路を介して
窯炉に給送され、窯炉内帯域を温度制御する高温の調温
給気流として窯炉内領域に供給される。また、窯炉排ガ
スは、上記連通流路を介して連通部に流入し、該連通部
を介して第１又は第２燃焼域に導入され、該燃焼域にて
燃焼する。本発明の或る観点によれば、上記焼成制御装
置において、上記連通部は、上記高温気流を第１及び第
２給気流に分流する分流域を有する。上記第１給気流
は、上記流路切換装置の第１位置において上記第２燃焼
域に導入され、上記流路切換装置の第２位置において上
記第１燃焼域に導入され、上記第１及び第２燃焼域は、
燃焼用燃料を上記第１給気流に供給可能な燃料供給手段
を有する。また、上記第２給気流は、上記連通流路に導
入され、上記窯炉の温度を制御する高温の調温給気流と
して上記窯炉の所定領域に供給される。上記第１加熱工
程において、高温の加熱給気流は、第２燃焼域に導入す
べき第１加熱給気流と、上記窯炉の所定領域に供給すべ
き第２加熱給気流とに分流される。他方、上記第２加熱
工程において、高温の加熱給気流は、第１燃焼域に導入
すべき第１加熱給気流と、上記窯炉の所定領域に供給す
べき第２加熱給気流とに分流される。
【００１２】かかる構成の焼成制御装置及び焼成制御方
法によれば、第１又は第２熱交換装置は、加熱工程にお
いて、低温給気流の成分を実質的に変化させずに昇温さ
せるので、連通部を介して窯炉に供給される高温気流
は、低温給気流（例えば、常態外気）の成分比率と実質
的に同一の構成成分を維持する。従って、比較的高酸素
濃度の高温給気流を窯炉の所定領域、例えば、徐冷領域
に供給することができる。かくして、上記焼成制御装置
及び焼成制御方法を炉内温度制御装置及び炉内温度制御
方法として使用することが可能となる。
法によれば、第１又は第２熱交換装置は、加熱工程にお
いて、低温給気流の成分を実質的に変化させずに昇温さ
せるので、連通部を介して窯炉に供給される高温気流
は、低温給気流（例えば、常態外気）の成分比率と実質
的に同一の構成成分を維持する。従って、比較的高酸素
濃度の高温給気流を窯炉の所定領域、例えば、徐冷領域
に供給することができる。かくして、上記焼成制御装置
及び焼成制御方法を炉内温度制御装置及び炉内温度制御
方法として使用することが可能となる。
【００１３】本発明の他の観点によれば、上記焼成制御
装置において、上記第１及び第２燃焼域は、上記第１及
び第２熱交換装置により加熱された高温気流に対して燃
焼用燃料を供給する燃料供給手段を有し、高温気流及び
燃料の燃焼反応により還元炎又は中性炎を上記燃焼域に
生成する。この結果、上記高温気流は、還元炎又は中性
炎の燃焼反応により還元性又は中性の燃焼ガス流に改質
される。上記連通部は、燃焼ガス流を第１及び第２高温
気流に分流する分流域を有し、上記第１位置において上
記連通部を介して上記第２燃焼域に流入した上記第１高
温気流は、該第２燃焼域において再燃焼反応し、他方、
上記第２位置において上記連通部を介して上記第１燃焼
域に流入した第１高温気流は、該第１燃焼域にて再燃焼
反応する。また、上記第２高温気流は、上記連通流路に
導入され、上記窯炉の焼成雰囲気を制御する還元性又は
中性の高温燃焼ガスとして窯炉の所定領域に供給され
る。
装置において、上記第１及び第２燃焼域は、上記第１及
び第２熱交換装置により加熱された高温気流に対して燃
焼用燃料を供給する燃料供給手段を有し、高温気流及び
燃料の燃焼反応により還元炎又は中性炎を上記燃焼域に
生成する。この結果、上記高温気流は、還元炎又は中性
炎の燃焼反応により還元性又は中性の燃焼ガス流に改質
される。上記連通部は、燃焼ガス流を第１及び第２高温
気流に分流する分流域を有し、上記第１位置において上
記連通部を介して上記第２燃焼域に流入した上記第１高
温気流は、該第２燃焼域において再燃焼反応し、他方、
上記第２位置において上記連通部を介して上記第１燃焼
域に流入した第１高温気流は、該第１燃焼域にて再燃焼
反応する。また、上記第２高温気流は、上記連通流路に
導入され、上記窯炉の焼成雰囲気を制御する還元性又は
中性の高温燃焼ガスとして窯炉の所定領域に供給され
る。
【００１４】即ち、焼成制御装置は、上記第１加熱工程
において、燃焼用燃料の供給により上記第１燃焼域に還
元炎又は中性炎を生成し、第１燃焼域の燃焼反応により
生成した還元性又は中性雰囲気の燃焼ガスを第１ガス流
及び第２ガス流に分流し、該第２ガス流を上記窯炉の所
定領域に供給するとともに、第１ガス流を上記第２燃焼
域に導入し、該第２燃焼域において再燃焼反応せしめ
る。第２燃焼域の再燃焼反応により生成した再燃焼排ガ
スは、第２熱交換装置を介して排気される。他方、焼成
制御装置は、上記第２加熱工程において、燃焼用燃料の
供給により上記第２燃焼域に還元炎又は中性炎を生成
し、第２燃焼域の燃焼反応により生成した還元性又は中
性雰囲気の燃焼ガスを第１ガス流及び第２ガス流に分流
し、該第２ガス流を上記窯炉の所定領域に供給するとと
もに、第１ガス流を第１燃焼域に導入し、該第１燃焼域
において再燃焼反応せしめる。第１燃焼域の再燃焼反応
により生成した再燃焼排ガスは、第１熱交換装置を介し
て排気される。かかる構成の焼成制御装置及び焼成制御
方法は、還元焼成雰囲気又は中性炎焼成雰囲気の一次燃
焼ガスを生成する焼成ガス生成装置及び焼成ガス生成方
法として適用可能な構成を備えており、かかる構成によ
れば、一次燃焼ガス又は焼成ガスにより窯炉の焼成雰囲
気を可変制御することが可能となる。
において、燃焼用燃料の供給により上記第１燃焼域に還
元炎又は中性炎を生成し、第１燃焼域の燃焼反応により
生成した還元性又は中性雰囲気の燃焼ガスを第１ガス流
及び第２ガス流に分流し、該第２ガス流を上記窯炉の所
定領域に供給するとともに、第１ガス流を上記第２燃焼
域に導入し、該第２燃焼域において再燃焼反応せしめ
る。第２燃焼域の再燃焼反応により生成した再燃焼排ガ
スは、第２熱交換装置を介して排気される。他方、焼成
制御装置は、上記第２加熱工程において、燃焼用燃料の
供給により上記第２燃焼域に還元炎又は中性炎を生成
し、第２燃焼域の燃焼反応により生成した還元性又は中
性雰囲気の燃焼ガスを第１ガス流及び第２ガス流に分流
し、該第２ガス流を上記窯炉の所定領域に供給するとと
もに、第１ガス流を第１燃焼域に導入し、該第１燃焼域
において再燃焼反応せしめる。第１燃焼域の再燃焼反応
により生成した再燃焼排ガスは、第１熱交換装置を介し
て排気される。かかる構成の焼成制御装置及び焼成制御
方法は、還元焼成雰囲気又は中性炎焼成雰囲気の一次燃
焼ガスを生成する焼成ガス生成装置及び焼成ガス生成方
法として適用可能な構成を備えており、かかる構成によ
れば、一次燃焼ガス又は焼成ガスにより窯炉の焼成雰囲
気を可変制御することが可能となる。
【００１５】本発明の更に他の観点によれば、上記焼成
制御装置において、上記窯炉の排ガスは、上記連通流路
を介して上記連通部に導入され、該連通部は、排ガスと
上記高温気流とを合流させる合流域を有する。排ガス及
び高温気流の混合気流は、上記第１位置において上記第
２燃焼域に流入し、該第２燃焼域において再燃焼反応
し、他方、上記混合気流は、上記第２位置において上記
第１燃焼域に流入し、該第１燃焼域にて再燃焼反応す
る。かくして、上記排ガスの未燃成分は、上記第１又は
第２燃焼域において実質的に完全燃焼する。即ち、焼成
制御装置は、上記第１加熱工程において、上記第１熱交
換装置により上記低温給気流を高温に加熱した後、高温
の加熱給気流に対して上記窯炉の所定領域の排ガスを合
流せしめ、該加熱給気流及び排ガスの混合流を第２燃焼
域に導入し、該第２燃焼域において上記排ガスの未燃成
分の再燃焼反応を促し、該未燃成分を実質的に完全燃焼
させる。第２燃焼域の再燃焼反応により生成した再燃焼
排ガスは、第２熱交換装置に導入され、第２熱交換装置
を介して排気される。また、焼成制御装置は、上記第２
加熱工程において、上記第２熱交換装置により上記低温
給気流を高温に加熱した後、高温の加熱給気流に対して
上記窯炉の所定領域の排ガスを合流せしめ、該加熱給気
流及び排ガスの混合流を第１燃焼域に導入し、該第１燃
焼域において上記排ガスの未燃成分の再燃焼反応を促
し、該未燃成分を実質的に完全燃焼させる。第１燃焼域
の再燃焼反応により生成した再燃焼排ガスは、第１熱交
換装置に導入され、第１熱交換装置を介して排気され
る。
制御装置において、上記窯炉の排ガスは、上記連通流路
を介して上記連通部に導入され、該連通部は、排ガスと
上記高温気流とを合流させる合流域を有する。排ガス及
び高温気流の混合気流は、上記第１位置において上記第
２燃焼域に流入し、該第２燃焼域において再燃焼反応
し、他方、上記混合気流は、上記第２位置において上記
第１燃焼域に流入し、該第１燃焼域にて再燃焼反応す
る。かくして、上記排ガスの未燃成分は、上記第１又は
第２燃焼域において実質的に完全燃焼する。即ち、焼成
制御装置は、上記第１加熱工程において、上記第１熱交
換装置により上記低温給気流を高温に加熱した後、高温
の加熱給気流に対して上記窯炉の所定領域の排ガスを合
流せしめ、該加熱給気流及び排ガスの混合流を第２燃焼
域に導入し、該第２燃焼域において上記排ガスの未燃成
分の再燃焼反応を促し、該未燃成分を実質的に完全燃焼
させる。第２燃焼域の再燃焼反応により生成した再燃焼
排ガスは、第２熱交換装置に導入され、第２熱交換装置
を介して排気される。また、焼成制御装置は、上記第２
加熱工程において、上記第２熱交換装置により上記低温
給気流を高温に加熱した後、高温の加熱給気流に対して
上記窯炉の所定領域の排ガスを合流せしめ、該加熱給気
流及び排ガスの混合流を第１燃焼域に導入し、該第１燃
焼域において上記排ガスの未燃成分の再燃焼反応を促
し、該未燃成分を実質的に完全燃焼させる。第１燃焼域
の再燃焼反応により生成した再燃焼排ガスは、第１熱交
換装置に導入され、第１熱交換装置を介して排気され
る。
【００１６】上記構成の焼成制御装置及び焼成制御方法
は、窯炉の排ガスを再燃焼させる排ガス処理装置及び排
ガス処理方法として適用可能な構成を備えており、かか
る構成によれば、還元焼成領域の還元性排ガスに含有さ
れる未燃成分は、第１又は第２燃焼域における再燃焼反
応により酸化し、実質的に完全燃焼し、比較的容易に排
気可能な燃焼排ガスに改質される。
は、窯炉の排ガスを再燃焼させる排ガス処理装置及び排
ガス処理方法として適用可能な構成を備えており、かか
る構成によれば、還元焼成領域の還元性排ガスに含有さ
れる未燃成分は、第１又は第２燃焼域における再燃焼反
応により酸化し、実質的に完全燃焼し、比較的容易に排
気可能な燃焼排ガスに改質される。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の好適な実施形態によれ
ば、上記連通部は、上記窯炉と相互連通可能な連通流路
の流路端開口部と、該開口部と対向する連通路縮小手段
とを備え、該縮小手段は、上記高温給気流の流体圧力を
規制するオリフィスとして機能するとともに、気流の分
流方向又は合流方向を規制する気流配向手段として機能
する。本発明の好ましい実施形態によれば、上記蓄熱体
は、上記低温給気流と上記燃焼排ガスとが交互に通過す
る多数の流路を備えたハニカム型蓄熱体からなり、上記
流路切換手段の切換時間間隔は、６０秒以下の所定時間
に設定される。好適には、上記低温給気流は、外界雰囲
気の常態空気であり、上記熱交換装置により、８００℃
以上の高温、更に好適には、１０００℃以上の高温に加
熱される。
ば、上記連通部は、上記窯炉と相互連通可能な連通流路
の流路端開口部と、該開口部と対向する連通路縮小手段
とを備え、該縮小手段は、上記高温給気流の流体圧力を
規制するオリフィスとして機能するとともに、気流の分
流方向又は合流方向を規制する気流配向手段として機能
する。本発明の好ましい実施形態によれば、上記蓄熱体
は、上記低温給気流と上記燃焼排ガスとが交互に通過す
る多数の流路を備えたハニカム型蓄熱体からなり、上記
流路切換手段の切換時間間隔は、６０秒以下の所定時間
に設定される。好適には、上記低温給気流は、外界雰囲
気の常態空気であり、上記熱交換装置により、８００℃
以上の高温、更に好適には、１０００℃以上の高温に加
熱される。
【００１８】本発明の或る好ましい実施形態において、
本発明に係る焼成ガス生成装置と、本発明に係る排ガス
処理装置とが窯炉に配設され、排ガス処理装置の燃焼排
ガスは、少なくとも部分的に排ガス導入路を介して焼成
ガス生成装置の燃焼域に導入される。本発明の他の好適
な実施形態によれば、助燃空気が上記第１及び第２燃焼
域に導入され、上記燃焼域の燃焼反応が、助燃空気の導
入により助勢される。本発明の好適な実施形態によれ
ば、上記焼成制御装置は、ローラーハースキルンの発色
帯に配設され、徐冷温度を制御する高温空気導入装置と
して機能する。他の好適な実施形態によれば、焼成制御
装置は、ローラーハースキルンの焼成帯に配設され、還
元焼成雰囲気を炉内に形成する還元燃焼炎生成装置とし
て機能し、或いは、還元焼成領域の排ガスを再燃焼させ
る燃焼排ガス処理装置として機能する。
本発明に係る焼成ガス生成装置と、本発明に係る排ガス
処理装置とが窯炉に配設され、排ガス処理装置の燃焼排
ガスは、少なくとも部分的に排ガス導入路を介して焼成
ガス生成装置の燃焼域に導入される。本発明の他の好適
な実施形態によれば、助燃空気が上記第１及び第２燃焼
域に導入され、上記燃焼域の燃焼反応が、助燃空気の導
入により助勢される。本発明の好適な実施形態によれ
ば、上記焼成制御装置は、ローラーハースキルンの発色
帯に配設され、徐冷温度を制御する高温空気導入装置と
して機能する。他の好適な実施形態によれば、焼成制御
装置は、ローラーハースキルンの焼成帯に配設され、還
元焼成雰囲気を炉内に形成する還元燃焼炎生成装置とし
て機能し、或いは、還元焼成領域の排ガスを再燃焼させ
る燃焼排ガス処理装置として機能する。
【００１９】本発明の他の好適な実施形態において、上
記焼成制御装置は、バッチ式窯炉に配設され、予熱工
程、焼成工程及び冷却工程等の各種工程に相応する経時
的に可変制御可能な窯炉内雰囲気を所定の焼成パターン
に従って形成し、全工程に亘る焼成パターンを時間制御
又は調時制御下に維持・管理する。更に好ましくは、焼
成制御装置は更に、炉内に生成した燃焼排ガスを処理す
る燃焼排ガス処理装置として、バッチ式窯炉に配設され
る。本発明の更に他の好適な実施形態において、上記焼
成制御装置は、特定の焼成雰囲気の高温給気流を炉内に
局所的に吹込むことができる特定用途の局所的焼成手段
として使用される。焼成領域の一般雰囲気と異なる特定
雰囲気の高温給気流を焼成生地又は素地に局部的又はス
ポット的に差し向けることにより、所謂窯変性の焼成反
応を焼成生地又は素地に生じせしめ、或いは、燻銀又は
ボカシ模様等の不規則な色彩又は模様の発現を促進する
ことが可能となる。本発明の或る実施形態において、酸
化雰囲気又は中性雰囲気の高温給送流が還元焼成雰囲気
の陶磁器焼成領域内に導入され、この結果、予期せぬ美
観を発揮する窯変性発色又は窯変性模様等が陶磁器質の
生地又は素地に表出し得る。また、本発明の他の実施形
態において、還元雰囲気又は中性雰囲気の高温給送流が
酸化焼成雰囲気の陶磁器焼成領域内に導入され、この結
果、特定の発色又は窯変性模様、例えば、低温ボカシ還
元発色等が陶磁器質の生地又は素地に発現し得る。
記焼成制御装置は、バッチ式窯炉に配設され、予熱工
程、焼成工程及び冷却工程等の各種工程に相応する経時
的に可変制御可能な窯炉内雰囲気を所定の焼成パターン
に従って形成し、全工程に亘る焼成パターンを時間制御
又は調時制御下に維持・管理する。更に好ましくは、焼
成制御装置は更に、炉内に生成した燃焼排ガスを処理す
る燃焼排ガス処理装置として、バッチ式窯炉に配設され
る。本発明の更に他の好適な実施形態において、上記焼
成制御装置は、特定の焼成雰囲気の高温給気流を炉内に
局所的に吹込むことができる特定用途の局所的焼成手段
として使用される。焼成領域の一般雰囲気と異なる特定
雰囲気の高温給気流を焼成生地又は素地に局部的又はス
ポット的に差し向けることにより、所謂窯変性の焼成反
応を焼成生地又は素地に生じせしめ、或いは、燻銀又は
ボカシ模様等の不規則な色彩又は模様の発現を促進する
ことが可能となる。本発明の或る実施形態において、酸
化雰囲気又は中性雰囲気の高温給送流が還元焼成雰囲気
の陶磁器焼成領域内に導入され、この結果、予期せぬ美
観を発揮する窯変性発色又は窯変性模様等が陶磁器質の
生地又は素地に表出し得る。また、本発明の他の実施形
態において、還元雰囲気又は中性雰囲気の高温給送流が
酸化焼成雰囲気の陶磁器焼成領域内に導入され、この結
果、特定の発色又は窯変性模様、例えば、低温ボカシ還
元発色等が陶磁器質の生地又は素地に発現し得る。
【００２０】
【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明に係る焼
成制御装置及び焼成制御方法の実施例について、詳細に
説明する。図１は、本発明の実施例に係る炉内温度制御
装置及び炉内燃焼制御装置を備えた陶磁器タイル焼成窯
炉の全体構成及び窯炉内温度条件を示す概略フロー図及
び温度線図である。図２は、図１に示す予熱帯の炉幅方
向及び炉長方向の概略縦断面図であり、図３は、図１に
示す焼成帯及び発色帯の炉幅方向の概略縦断面図であ
る。
成制御装置及び焼成制御方法の実施例について、詳細に
説明する。図１は、本発明の実施例に係る炉内温度制御
装置及び炉内燃焼制御装置を備えた陶磁器タイル焼成窯
炉の全体構成及び窯炉内温度条件を示す概略フロー図及
び温度線図である。図２は、図１に示す予熱帯の炉幅方
向及び炉長方向の概略縦断面図であり、図３は、図１に
示す焼成帯及び発色帯の炉幅方向の概略縦断面図であ
る。
【００２１】建築物外装用薄型タイル等の陶磁器タイル
又はセラミックスタイルの焼成窯炉として構成されたロ
ーラーハースキルンＲＨの全体構成が、図１（Ａ）に概
略的に図示されている。ローラーハースキルンＲＨは、
図２及び図３に示す如く、耐火材料で成形された炉体６
０と、炉体６０内に配設されたローラー式搬送装置６１
とを備える。搬送装置６１は、炉体６０の幅員方向に配
向された多数のセラミック製又は耐熱鋼製ローラー６２
を備え、各ローラー６２は、回転駆動装置（図示せず）
に対して作動的に連結される。相互に狭小間隔を隔てた
多数のローラー６２は、炉体６０の全長に亘って整列配
置され、炉体６０の軸線方向に実質的に連続する焼成原
料搬送手段を炉内領域に形成する。複数の陶磁器タイル
素地Ｗを載荷した耐火・耐熱板６３が、ローラー６２上
に配置される。ローラー６２上の耐火・耐熱板６３は、
予熱帯Ａに導入され、ローラー６２の回転運動により炉
長方向に移送される。耐火・耐熱板６３上の複数の陶磁
器タイル素地Ｗは、所定速度にて炉体６０の軸線方向に
搬送され、各種焼成工程を経た後、冷却帯Ｆを介して窯
炉外に搬出される。
又はセラミックスタイルの焼成窯炉として構成されたロ
ーラーハースキルンＲＨの全体構成が、図１（Ａ）に概
略的に図示されている。ローラーハースキルンＲＨは、
図２及び図３に示す如く、耐火材料で成形された炉体６
０と、炉体６０内に配設されたローラー式搬送装置６１
とを備える。搬送装置６１は、炉体６０の幅員方向に配
向された多数のセラミック製又は耐熱鋼製ローラー６２
を備え、各ローラー６２は、回転駆動装置（図示せず）
に対して作動的に連結される。相互に狭小間隔を隔てた
多数のローラー６２は、炉体６０の全長に亘って整列配
置され、炉体６０の軸線方向に実質的に連続する焼成原
料搬送手段を炉内領域に形成する。複数の陶磁器タイル
素地Ｗを載荷した耐火・耐熱板６３が、ローラー６２上
に配置される。ローラー６２上の耐火・耐熱板６３は、
予熱帯Ａに導入され、ローラー６２の回転運動により炉
長方向に移送される。耐火・耐熱板６３上の複数の陶磁
器タイル素地Ｗは、所定速度にて炉体６０の軸線方向に
搬送され、各種焼成工程を経た後、冷却帯Ｆを介して窯
炉外に搬出される。
【００２２】炉体６０の炉内領域は、炉長方向に順次配
置され且つ相互に連通する一連の予熱帯Ａ、焼成帯Ｂ、
発色帯Ｃ、急冷帯Ｄ、転移点域Ｅおよび冷却帯Ｆに区画
される。陶磁器タイル素地Ｗの焼成に適した所謂ヒート
カーブ（図１（Ｂ））が予め設定され、該ヒートカーブ
は、炉内温度を約５００℃から約１２００乃至１３００
℃の最高温度域まで段階的に昇温する予熱帯Ａ及び焼成
帯Ｂのステップ状昇温部分と、最高温度域から転移点温
度域まで炉内温度を漸減的に降温する発色帯Ｃ及び急冷
帯Ｄの温度降下部分と、転移点温度から窯炉出口温度ま
で降温する転移点域Ｅ及び冷却帯Ｆの最終降温部分とを
含む。殊に、焼成帯Ｂの焼成雰囲気および温度降下部分
（発色帯Ｃ及び急冷帯Ｄ）の温度特性は、陶磁器タイル
原材料Ｗの表層に発現する模様及び色彩に顕著に影響す
る。本実施例において、焼成帯Ｂには、本発明の焼成ガ
ス生成装置及び排ガス処理装置として、還元燃焼炎生成
装置２及び燃焼排ガス処理装置３が配設され、発色帯Ｃ
には、本発明の炉内温度制御装置、即ち、高温空気導入
装置１が配設される。還元燃焼炎生成装置２及び燃焼排
ガス処理装置３は、焼成帯Ｂの還元燃焼雰囲気を制御
し、高温空気導入装置１は、発色帯Ｃの降温特性又は温
度勾配を制御する。
置され且つ相互に連通する一連の予熱帯Ａ、焼成帯Ｂ、
発色帯Ｃ、急冷帯Ｄ、転移点域Ｅおよび冷却帯Ｆに区画
される。陶磁器タイル素地Ｗの焼成に適した所謂ヒート
カーブ（図１（Ｂ））が予め設定され、該ヒートカーブ
は、炉内温度を約５００℃から約１２００乃至１３００
℃の最高温度域まで段階的に昇温する予熱帯Ａ及び焼成
帯Ｂのステップ状昇温部分と、最高温度域から転移点温
度域まで炉内温度を漸減的に降温する発色帯Ｃ及び急冷
帯Ｄの温度降下部分と、転移点温度から窯炉出口温度ま
で降温する転移点域Ｅ及び冷却帯Ｆの最終降温部分とを
含む。殊に、焼成帯Ｂの焼成雰囲気および温度降下部分
（発色帯Ｃ及び急冷帯Ｄ）の温度特性は、陶磁器タイル
原材料Ｗの表層に発現する模様及び色彩に顕著に影響す
る。本実施例において、焼成帯Ｂには、本発明の焼成ガ
ス生成装置及び排ガス処理装置として、還元燃焼炎生成
装置２及び燃焼排ガス処理装置３が配設され、発色帯Ｃ
には、本発明の炉内温度制御装置、即ち、高温空気導入
装置１が配設される。還元燃焼炎生成装置２及び燃焼排
ガス処理装置３は、焼成帯Ｂの還元燃焼雰囲気を制御
し、高温空気導入装置１は、発色帯Ｃの降温特性又は温
度勾配を制御する。
【００２３】各炉内帯域Ａ乃至Ｆの炉内温度は、高温空
気導入装置１、還元燃焼炎生成装置２及び燃焼排ガス処
理装置３を含む各種加熱手段及び冷却手段により所要の
温度に制御され、図１（Ｂ）に示すヒートカーブに相応
する炉内領域の所要温度条件が維持管理される。搬送装
置６１にて搬送される耐火・耐熱板６３上の陶磁器タイ
ル素地Ｗは、温度管理及び雰囲気管理された各帯域Ａ乃
至Ｆの高温焼成雰囲気を通過する間に、所期の温度パタ
ーン及び焼成パターンに従って加熱され且つ冷却され、
所望の陶磁器タイル製品として焼成される。
気導入装置１、還元燃焼炎生成装置２及び燃焼排ガス処
理装置３を含む各種加熱手段及び冷却手段により所要の
温度に制御され、図１（Ｂ）に示すヒートカーブに相応
する炉内領域の所要温度条件が維持管理される。搬送装
置６１にて搬送される耐火・耐熱板６３上の陶磁器タイ
ル素地Ｗは、温度管理及び雰囲気管理された各帯域Ａ乃
至Ｆの高温焼成雰囲気を通過する間に、所期の温度パタ
ーン及び焼成パターンに従って加熱され且つ冷却され、
所望の陶磁器タイル製品として焼成される。
【００２４】予熱帯Ａは、ドロップアーチ（図示せず）
により３つの室又は加熱域に区画され、陶磁器タイル素
地Ｗを導入すべき第１区画域と、第１区画域に後続する
第２区画域及び第３区画域とを有する。切換蓄熱型バー
ナシステム６４が、第２及び第３区画域において、搬送
装置６１の下方域に配設される。図２（Ｂ）に示す如
く、各バーナシステム６４は、炉長方向に所定間隔を隔
てて配置された一対のバーナユニット６４ａ、６４ｂ
と、給排気路６８、６９を介して各バーナユニット６４
ａ、６４ｂに連結された４方弁形式の流路切換装置６５
とを備える。各バーナユニット６４ａ、６４ｂは、多数
の狭小流路を備えたハニカム構造の蓄熱体６６（６６
ａ、６６ｂ）と、ＬＮＧ、ＬＰＧ又は化石燃料等の炭化
水素系燃料を炉内給気流に供給する燃料供給装置６７と
を備える。給排気路６８、６９を介して各バーナユニッ
ト６４ａ、６４ｂに連結された流路切換装置６５は、好
適には６０秒以下、更に好適には、３０秒以下に設定さ
れた所定の時間間隔にて第１又は第２位置に交互に切換
えられ、各バーナユニット６４ａ、６４ｂに対する燃焼
用空気及び燃焼排ガスの給排制御を実施する。
により３つの室又は加熱域に区画され、陶磁器タイル素
地Ｗを導入すべき第１区画域と、第１区画域に後続する
第２区画域及び第３区画域とを有する。切換蓄熱型バー
ナシステム６４が、第２及び第３区画域において、搬送
装置６１の下方域に配設される。図２（Ｂ）に示す如
く、各バーナシステム６４は、炉長方向に所定間隔を隔
てて配置された一対のバーナユニット６４ａ、６４ｂ
と、給排気路６８、６９を介して各バーナユニット６４
ａ、６４ｂに連結された４方弁形式の流路切換装置６５
とを備える。各バーナユニット６４ａ、６４ｂは、多数
の狭小流路を備えたハニカム構造の蓄熱体６６（６６
ａ、６６ｂ）と、ＬＮＧ、ＬＰＧ又は化石燃料等の炭化
水素系燃料を炉内給気流に供給する燃料供給装置６７と
を備える。給排気路６８、６９を介して各バーナユニッ
ト６４ａ、６４ｂに連結された流路切換装置６５は、好
適には６０秒以下、更に好適には、３０秒以下に設定さ
れた所定の時間間隔にて第１又は第２位置に交互に切換
えられ、各バーナユニット６４ａ、６４ｂに対する燃焼
用空気及び燃焼排ガスの給排制御を実施する。
【００２５】図２（Ｂ）に示す流路切換装置６５の第１
位置において、第１バーナユニット６４ａは燃焼作動す
る。炉内の燃焼排ガスは、第２バーナユニット６４ｂの
蓄熱体６６ｂを流通し、蓄熱体６６ｂと熱交換し、該蓄
熱体６６ｂを加熱した後、給排気路６９、排気誘引ファ
ン３０及び排気導出路ＥＡを介して排気される。他方、
流路切換装置６３の第２位置において、第２バーナユニ
ット６４ｂは燃焼作動し、炉内の燃焼排ガスは、第１バ
ーナユニット６４ａ及び給排気路６８を介して排気さ
れ、第１バーナユニット６４ａの蓄熱体６６ａを加熱す
る。外気導入路ＯＡを介して給気押込ファン２０により
流路切換装置６５に圧送された外界雰囲気の燃焼用空気
は、流路切換装置６５の第１位置において、給気路６８
を介して第１バーナユニット６４ａに導入され、高温の
蓄熱体６６ａと伝熱接触し、８００℃以上、好ましく
は、１０００℃以上の高温に予熱される。高温予熱され
た給気流は、該給気流を高速化するように縮径した焚口
７０を介して約６０乃至１００ｍ／ｓの吹込み速度で炉
内領域に流入する。燃料供給装置６７は、炭化水素系燃
料を炉内領域に吐出し、炭化水素系燃料を高温且つ高速
の燃焼用空気流に供給し、高温の予熱空気の存在下に生
起する炭化水素系燃料の燃焼反応により、搬送装置６１
の下方域に火炎を形成する。炉内に生成した燃焼排ガス
は、強制排気ファン又は排気誘引ファン３０の排気誘引
圧力下に第２バーナシステム６４ｂの蓄熱体６６ｂに流
入する。蓄熱体６６ｂの狭小流路（ハニカム流路）を通
過する燃焼排ガスの保有顕熱は、燃焼排ガスと蓄熱体６
６ｂのハニカム壁体との熱交換作用により、蓄熱体６６
ｂのハニカム壁体に伝熱し、蓄熱体６６ｂに蓄熱され
る。蓄熱体６６ｂを加熱した結果として降温した燃焼排
ガスは、排気導出路ＥＡを介して大気に放出される。
位置において、第１バーナユニット６４ａは燃焼作動す
る。炉内の燃焼排ガスは、第２バーナユニット６４ｂの
蓄熱体６６ｂを流通し、蓄熱体６６ｂと熱交換し、該蓄
熱体６６ｂを加熱した後、給排気路６９、排気誘引ファ
ン３０及び排気導出路ＥＡを介して排気される。他方、
流路切換装置６３の第２位置において、第２バーナユニ
ット６４ｂは燃焼作動し、炉内の燃焼排ガスは、第１バ
ーナユニット６４ａ及び給排気路６８を介して排気さ
れ、第１バーナユニット６４ａの蓄熱体６６ａを加熱す
る。外気導入路ＯＡを介して給気押込ファン２０により
流路切換装置６５に圧送された外界雰囲気の燃焼用空気
は、流路切換装置６５の第１位置において、給気路６８
を介して第１バーナユニット６４ａに導入され、高温の
蓄熱体６６ａと伝熱接触し、８００℃以上、好ましく
は、１０００℃以上の高温に予熱される。高温予熱され
た給気流は、該給気流を高速化するように縮径した焚口
７０を介して約６０乃至１００ｍ／ｓの吹込み速度で炉
内領域に流入する。燃料供給装置６７は、炭化水素系燃
料を炉内領域に吐出し、炭化水素系燃料を高温且つ高速
の燃焼用空気流に供給し、高温の予熱空気の存在下に生
起する炭化水素系燃料の燃焼反応により、搬送装置６１
の下方域に火炎を形成する。炉内に生成した燃焼排ガス
は、強制排気ファン又は排気誘引ファン３０の排気誘引
圧力下に第２バーナシステム６４ｂの蓄熱体６６ｂに流
入する。蓄熱体６６ｂの狭小流路（ハニカム流路）を通
過する燃焼排ガスの保有顕熱は、燃焼排ガスと蓄熱体６
６ｂのハニカム壁体との熱交換作用により、蓄熱体６６
ｂのハニカム壁体に伝熱し、蓄熱体６６ｂに蓄熱され
る。蓄熱体６６ｂを加熱した結果として降温した燃焼排
ガスは、排気導出路ＥＡを介して大気に放出される。
【００２６】引き続く流路切換装置６５の第２位置にお
いて、燃焼用空気は、強制給気ファン又は給気押込ファ
ン２０の給気圧力下に給気路６９を介して第２バーナユ
ニット６４ｂに導入され、高温に加熱された第２バーナ
ユニット６４ｂの蓄熱体６６ｂと伝熱接触し、蓄熱体６
６ｂとの熱交換作用により８００℃乃至１０００℃以上
の高温に予熱される。燃料供給装置６７により燃焼用給
気流に導入された炭化水素系燃料は、高温且つ高速の燃
焼用空気流と混合し、高温の予熱空気の存在下に生起す
る炭化水素系燃料の燃焼反応により炉内燃焼火炎を形成
する。炉内に生成した燃焼排ガスは、強制排気ファン３
０の排気誘引圧力下に第１バーナシステム６４ａの蓄熱
体６６ａを介して排気され、燃焼排ガスが保有する顕熱
は、蓄熱体６６ａに蓄熱される。
いて、燃焼用空気は、強制給気ファン又は給気押込ファ
ン２０の給気圧力下に給気路６９を介して第２バーナユ
ニット６４ｂに導入され、高温に加熱された第２バーナ
ユニット６４ｂの蓄熱体６６ｂと伝熱接触し、蓄熱体６
６ｂとの熱交換作用により８００℃乃至１０００℃以上
の高温に予熱される。燃料供給装置６７により燃焼用給
気流に導入された炭化水素系燃料は、高温且つ高速の燃
焼用空気流と混合し、高温の予熱空気の存在下に生起す
る炭化水素系燃料の燃焼反応により炉内燃焼火炎を形成
する。炉内に生成した燃焼排ガスは、強制排気ファン３
０の排気誘引圧力下に第１バーナシステム６４ａの蓄熱
体６６ａを介して排気され、燃焼排ガスが保有する顕熱
は、蓄熱体６６ａに蓄熱される。
【００２７】かくして、高温の燃焼排ガス及び低温の燃
焼用給気流は、ハニカム型蓄熱体６６を短時間に交互に
流通し、燃焼用空気流は、ハニカム型蓄熱体６６を介し
てなされる燃焼排ガスとの直接的な熱交換作用により、
８００℃乃至１０００℃を超える高温給気流として炉内
に導入され、炭化水素系燃料の炉内燃焼反応を生起す
る。予熱帯Ａの各区画域は、各バーナシステム６４によ
り独立制御され、炉内温度は、図１（Ｂ）に示す如く、
段階的に昇温するステップ状ヒートカーブを呈する。な
お、図２には、燃料供給装置６７の燃料供給ノズル先端
部又はバーナスロート部のみが図示されており（図２
Ｂ）、燃料供給設備６７を構成するパイロットバーナ及
び燃料供給制御弁等の付属設備については、図を簡略化
するために、図示を省略されている。
焼用給気流は、ハニカム型蓄熱体６６を短時間に交互に
流通し、燃焼用空気流は、ハニカム型蓄熱体６６を介し
てなされる燃焼排ガスとの直接的な熱交換作用により、
８００℃乃至１０００℃を超える高温給気流として炉内
に導入され、炭化水素系燃料の炉内燃焼反応を生起す
る。予熱帯Ａの各区画域は、各バーナシステム６４によ
り独立制御され、炉内温度は、図１（Ｂ）に示す如く、
段階的に昇温するステップ状ヒートカーブを呈する。な
お、図２には、燃料供給装置６７の燃料供給ノズル先端
部又はバーナスロート部のみが図示されており（図２
Ｂ）、燃料供給設備６７を構成するパイロットバーナ及
び燃料供給制御弁等の付属設備については、図を簡略化
するために、図示を省略されている。
【００２８】図１（Ａ）に示す如く、予熱帯Ａは更に、
炉内の燃焼排ガスを部分的に排気可能な強制排気ファン
７２を備える。強制排気ファン７２の吸引口は、排気導
出路７１を介して予熱帯Ａの第１区画域と連通し、強制
排気ファン７２の吐出口は、排気路７４を介して、ドラ
イヤー等の廃熱利用装置又は廃熱回収装置に連結され
る。強制排気ファン７２は、上記バーナシステム６４に
おける熱交換量を調整すべく、予熱帯Ａの第２及び第３
区画域の燃焼排ガスを部分的に炉外に導出する。第２及
び第３区画域から第１区画域を介して排気導出路７１に
誘引される高温の燃焼排ガスは、第１区画域の雰囲気温
度を昇温させ、第１区画域に加熱雰囲気を形成する。予
熱帯Ａは更に、炉内のガス循環および炉内温度分布の均
一化を企図した強制循環装置、例えば、炉体６０の頂壁
に配置された軸流ファン等の気流循環装置７５を備え
る。気流循環装置７５は、炉内の高温ガス流の循環を助
勢し、炉内の対流伝熱作用を促進する。
炉内の燃焼排ガスを部分的に排気可能な強制排気ファン
７２を備える。強制排気ファン７２の吸引口は、排気導
出路７１を介して予熱帯Ａの第１区画域と連通し、強制
排気ファン７２の吐出口は、排気路７４を介して、ドラ
イヤー等の廃熱利用装置又は廃熱回収装置に連結され
る。強制排気ファン７２は、上記バーナシステム６４に
おける熱交換量を調整すべく、予熱帯Ａの第２及び第３
区画域の燃焼排ガスを部分的に炉外に導出する。第２及
び第３区画域から第１区画域を介して排気導出路７１に
誘引される高温の燃焼排ガスは、第１区画域の雰囲気温
度を昇温させ、第１区画域に加熱雰囲気を形成する。予
熱帯Ａは更に、炉内のガス循環および炉内温度分布の均
一化を企図した強制循環装置、例えば、炉体６０の頂壁
に配置された軸流ファン等の気流循環装置７５を備え
る。気流循環装置７５は、炉内の高温ガス流の循環を助
勢し、炉内の対流伝熱作用を促進する。
【００２９】予熱帯Ａに後続する焼成帯Ｂは、還元燃焼
反応による陶磁器タイル原材料Ｗの炉内焼成工程を実行
する連続還元帯Ｂ１と、酸化燃焼反応による陶磁器タイ
ル原材料Ｗの酸化炎焼成工程を実行する再酸化帯Ｂ２と
を有する。連続還元帯Ｂ１は、ドロップアーチ（図示せ
ず）にて３つの室又は加熱域に区画され、各区画域に
は、還元燃焼ガス導入口４及び燃焼排ガス導出口５が配
設される。還元燃焼ガスを炉内に導入する還元燃焼ガス
導入口４は、燃焼ガス流路ＨＢを介して還元燃焼炎生成
装置２に連結され、炉内に生成した燃焼排ガスを導出す
る燃焼排ガス導出口５は、排ガス流路ＨＣを介して燃焼
排ガス処理装置３に連結される。炉内燃焼制御装置を構
成する還元燃焼炎生成装置２は、例えば、空気比０．６
乃至０．７程度の低空気比の燃焼反応により形成された
還元炎により、濃度約１乃至６％程度の一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）を含む還元性燃焼ガスを生成する。還元燃焼炎生成
装置２は、所要濃度の一酸化炭素、炭素及び水素（Ｃ
Ｏ：Ｃ2 ：Ｈ2 ）を含有する還元性雰囲気の一次燃焼ガ
スを連続還元帯Ｂ１の各区画域に導入し、還元雰囲気の
一次燃焼ガスによる陶磁器タイル原材料Ｗの還元炎焼成
反応を生起し且つ維持する。また、連続還元帯Ｂ１の各
区画域の温度は、各導入口４及導出口５の流量制御等に
より、実質的にゾーン制御又は個別制御され、還元帯Ｂ
１の温度特性は、図１（Ｂ）に示す如く、段階的に昇温
するステップ状ヒートカーブを呈する。
反応による陶磁器タイル原材料Ｗの炉内焼成工程を実行
する連続還元帯Ｂ１と、酸化燃焼反応による陶磁器タイ
ル原材料Ｗの酸化炎焼成工程を実行する再酸化帯Ｂ２と
を有する。連続還元帯Ｂ１は、ドロップアーチ（図示せ
ず）にて３つの室又は加熱域に区画され、各区画域に
は、還元燃焼ガス導入口４及び燃焼排ガス導出口５が配
設される。還元燃焼ガスを炉内に導入する還元燃焼ガス
導入口４は、燃焼ガス流路ＨＢを介して還元燃焼炎生成
装置２に連結され、炉内に生成した燃焼排ガスを導出す
る燃焼排ガス導出口５は、排ガス流路ＨＣを介して燃焼
排ガス処理装置３に連結される。炉内燃焼制御装置を構
成する還元燃焼炎生成装置２は、例えば、空気比０．６
乃至０．７程度の低空気比の燃焼反応により形成された
還元炎により、濃度約１乃至６％程度の一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）を含む還元性燃焼ガスを生成する。還元燃焼炎生成
装置２は、所要濃度の一酸化炭素、炭素及び水素（Ｃ
Ｏ：Ｃ2 ：Ｈ2 ）を含有する還元性雰囲気の一次燃焼ガ
スを連続還元帯Ｂ１の各区画域に導入し、還元雰囲気の
一次燃焼ガスによる陶磁器タイル原材料Ｗの還元炎焼成
反応を生起し且つ維持する。また、連続還元帯Ｂ１の各
区画域の温度は、各導入口４及導出口５の流量制御等に
より、実質的にゾーン制御又は個別制御され、還元帯Ｂ
１の温度特性は、図１（Ｂ）に示す如く、段階的に昇温
するステップ状ヒートカーブを呈する。
【００３０】連続還元帯Ｂ１において、陶磁器タイル原
材料Ｗは、低酸素濃度又は低空気比の還元炎燃焼雰囲気
により生成する一酸化炭素、或いは、炭化水素系燃料の
分解生成物（水素等）の還元作用を受け、還元焼成され
る。炉内を通過し、或いは、炉内に生成した未燃焼成分
（一酸化炭素及び水素等）は、燃焼排ガス処理装置３に
おいて二次燃焼反応し、燃焼排ガスに含有された未燃成
分は、燃焼排ガス処理装置３において実質的に完全燃焼
する。
材料Ｗは、低酸素濃度又は低空気比の還元炎燃焼雰囲気
により生成する一酸化炭素、或いは、炭化水素系燃料の
分解生成物（水素等）の還元作用を受け、還元焼成され
る。炉内を通過し、或いは、炉内に生成した未燃焼成分
（一酸化炭素及び水素等）は、燃焼排ガス処理装置３に
おいて二次燃焼反応し、燃焼排ガスに含有された未燃成
分は、燃焼排ガス処理装置３において実質的に完全燃焼
する。
【００３１】連続還元帯Ｂ１に後続する再酸化帯Ｂ２に
は、上記バーナシステム６４と実質的に同一の構成を有
する下位バーナシステム８０及び上位バーナシステム８
１が配設される。下位及び上位バーナシステム８０、８
１は夫々、上記バーナシステム６４と同様に、炉内に生
成した燃焼排ガスを流通可能な左右一対のハニカム型蓄
熱体（図示せず）と、炭化水素系燃料を炉内に導入可能
な燃料供給装置（図示せず）と、燃焼排ガス及び燃焼用
空気流の流路を所定時間、例えば、６０乃至３０秒以下
の所定時間にて交互に切換制御可能な４方弁形式の流路
切換装置（図示せず）とを備える。各バーナシステム８
０、８１は、各ハニカム型蓄熱体を介してなされる燃焼
用空気流と燃焼排ガス流との直接的な熱交換作用によ
り、燃焼用空気流を８００℃乃至１０００℃を超える高
温給気流として炉内に導入し、燃料供給装置より導入さ
れる炭化水素系燃料の燃焼反応により、炉内領域に火炎
を形成する。再酸化帯Ｂ２の各バーナシステム８０、８
１は、搬送装置６１の下方域及び上方域の焼成雰囲気を
夫々制御し、炉内雰囲気を適正温度に維持・管理すると
ともに、炉内に中性炎又は弱酸化性炎を生成する。比較
的高酸素濃度を有する発色帯Ｃの高温空気が再酸化帯Ｂ
２に流動し、各陶磁器タイル原材料Ｗは、上記バーナシ
ステム８０、８１の中性炎又は弱酸化性炎の燃焼反応お
よび発色帯Ｃの高酸素濃度且つ高温雰囲気の影響を受
け、再酸化反応する。かくして、連続還元帯Ｂ１の還元
炎焼成工程を通過した陶磁器タイル原材料Ｗは、再酸化
帯Ｂ２の再酸化作用により、少なくとも部分的に酸化焼
成される。
は、上記バーナシステム６４と実質的に同一の構成を有
する下位バーナシステム８０及び上位バーナシステム８
１が配設される。下位及び上位バーナシステム８０、８
１は夫々、上記バーナシステム６４と同様に、炉内に生
成した燃焼排ガスを流通可能な左右一対のハニカム型蓄
熱体（図示せず）と、炭化水素系燃料を炉内に導入可能
な燃料供給装置（図示せず）と、燃焼排ガス及び燃焼用
空気流の流路を所定時間、例えば、６０乃至３０秒以下
の所定時間にて交互に切換制御可能な４方弁形式の流路
切換装置（図示せず）とを備える。各バーナシステム８
０、８１は、各ハニカム型蓄熱体を介してなされる燃焼
用空気流と燃焼排ガス流との直接的な熱交換作用によ
り、燃焼用空気流を８００℃乃至１０００℃を超える高
温給気流として炉内に導入し、燃料供給装置より導入さ
れる炭化水素系燃料の燃焼反応により、炉内領域に火炎
を形成する。再酸化帯Ｂ２の各バーナシステム８０、８
１は、搬送装置６１の下方域及び上方域の焼成雰囲気を
夫々制御し、炉内雰囲気を適正温度に維持・管理すると
ともに、炉内に中性炎又は弱酸化性炎を生成する。比較
的高酸素濃度を有する発色帯Ｃの高温空気が再酸化帯Ｂ
２に流動し、各陶磁器タイル原材料Ｗは、上記バーナシ
ステム８０、８１の中性炎又は弱酸化性炎の燃焼反応お
よび発色帯Ｃの高酸素濃度且つ高温雰囲気の影響を受
け、再酸化反応する。かくして、連続還元帯Ｂ１の還元
炎焼成工程を通過した陶磁器タイル原材料Ｗは、再酸化
帯Ｂ２の再酸化作用により、少なくとも部分的に酸化焼
成される。
【００３２】例えば、本実施例における連続還元帯Ｂ１
の還元焼成雰囲気によって、黒色系統の色彩に還元され
た陶磁器タイル原材料Ｗは、再酸化帯Ｂ２の再酸化作用
により、表層を全体的に赤色又は黄色系に再酸化され、
かかる一連の工程、即ち、連続還元焼成工程の結果、原
材料Ｗの芯部は、黒色系統の色彩を発色し、原材料素地
Ｗの表層部は、黄色又は赤色系統の色彩を少なくとも部
分的に発現する。かくして、陶磁器タイル原材料Ｗの表
面は、陶磁器タイル原材料Ｗの表層全体に延在する黄色
又は赤色系統の色彩と、部分的に表層に露出する黒色系
統の色彩とにより、斑模様等の不規則な模様を発現し得
る。
の還元焼成雰囲気によって、黒色系統の色彩に還元され
た陶磁器タイル原材料Ｗは、再酸化帯Ｂ２の再酸化作用
により、表層を全体的に赤色又は黄色系に再酸化され、
かかる一連の工程、即ち、連続還元焼成工程の結果、原
材料Ｗの芯部は、黒色系統の色彩を発色し、原材料素地
Ｗの表層部は、黄色又は赤色系統の色彩を少なくとも部
分的に発現する。かくして、陶磁器タイル原材料Ｗの表
面は、陶磁器タイル原材料Ｗの表層全体に延在する黄色
又は赤色系統の色彩と、部分的に表層に露出する黒色系
統の色彩とにより、斑模様等の不規則な模様を発現し得
る。
【００３３】焼成帯Ｂにおいて高温に加熱され且つ還元
炎焼成反応及び再酸化作用を受けた陶磁器タイル原材料
Ｗは、焼成帯Ｂから発色帯Ｃに送出され、発色帯Ｃにて
冷却作用を受ける。発色帯Ｃは、陶磁器タイル原材料Ｗ
を徐冷し得る所望の温度勾配の冷却雰囲気を有し、徐冷
作用に伴う陶磁器タイル原材料Ｗの所望の発色を促進す
る。ここに、従来構造のローラーハースキルンにあって
は、約１１００℃〜約９００℃の温度領域における発色
帯の冷却温度勾配は、１５０℃／ｈｒ以上の降温速度な
いし降温勾配であったのに対し、本例のローラーハース
キルンＲＨにおいては、該温度領域における発色帯Ｃの
冷却温度勾配は、７５℃／ｈｒ程度の降温速度ないし降
温勾配に規制される。かかる緩慢な冷却雰囲気を通過し
た陶磁器タイル原材料Ｗは、従来のものと異なり、比較
的強い赤色を表層に発現し、建築外装用タイル等の所定
の用途に適した色彩を表出する。
炎焼成反応及び再酸化作用を受けた陶磁器タイル原材料
Ｗは、焼成帯Ｂから発色帯Ｃに送出され、発色帯Ｃにて
冷却作用を受ける。発色帯Ｃは、陶磁器タイル原材料Ｗ
を徐冷し得る所望の温度勾配の冷却雰囲気を有し、徐冷
作用に伴う陶磁器タイル原材料Ｗの所望の発色を促進す
る。ここに、従来構造のローラーハースキルンにあって
は、約１１００℃〜約９００℃の温度領域における発色
帯の冷却温度勾配は、１５０℃／ｈｒ以上の降温速度な
いし降温勾配であったのに対し、本例のローラーハース
キルンＲＨにおいては、該温度領域における発色帯Ｃの
冷却温度勾配は、７５℃／ｈｒ程度の降温速度ないし降
温勾配に規制される。かかる緩慢な冷却雰囲気を通過し
た陶磁器タイル原材料Ｗは、従来のものと異なり、比較
的強い赤色を表層に発現し、建築外装用タイル等の所定
の用途に適した色彩を表出する。
【００３４】炉内の雰囲気温度を制御する高温空気導入
装置１が、高温空気導入路ＨＡを介して、発色帯Ｃの高
温空気吐出口６に連結される。炉内温度制御装置を構成
する高温空気導入装置１は、外界雰囲気の空気を所定温
度に加熱し、常態外気の酸素濃度を有する高温空気を高
温空気吐出口６に給送し、高温空気吐出口６は、比較的
高酸素濃度の高温空気を炉内に導入する。炉内に導入さ
れた所定流量の高温空気は、発色帯Ｃの炉内温度勾配を
制御し、過剰且つ急速な冷却による陶磁器タイル原材料
Ｗの過冷却を防止し、高酸素濃度の徐冷雰囲気を炉内に
維持管理する。
装置１が、高温空気導入路ＨＡを介して、発色帯Ｃの高
温空気吐出口６に連結される。炉内温度制御装置を構成
する高温空気導入装置１は、外界雰囲気の空気を所定温
度に加熱し、常態外気の酸素濃度を有する高温空気を高
温空気吐出口６に給送し、高温空気吐出口６は、比較的
高酸素濃度の高温空気を炉内に導入する。炉内に導入さ
れた所定流量の高温空気は、発色帯Ｃの炉内温度勾配を
制御し、過剰且つ急速な冷却による陶磁器タイル原材料
Ｗの過冷却を防止し、高酸素濃度の徐冷雰囲気を炉内に
維持管理する。
【００３５】急冷帯Ｄは、発色帯Ｃを通過した陶磁器タ
イル原材料Ｗを実質的に転位点温度まで比較的急速に冷
却する。急冷帯Ｄは、炉体６０の頂壁に配設された外気
導入口９０を備え、外気導入口は、外気導入路９１を介
して外気導入ファン９２に連結される。外気導入ファン
９２は、冷却用空気として作用する外界雰囲気の空気を
外気導入路９１及び外気導入口９０を介して急冷帯Ｄに
送入し、冷却用空気を陶磁器タイル原材料Ｗに吹付け
る。
イル原材料Ｗを実質的に転位点温度まで比較的急速に冷
却する。急冷帯Ｄは、炉体６０の頂壁に配設された外気
導入口９０を備え、外気導入口は、外気導入路９１を介
して外気導入ファン９２に連結される。外気導入ファン
９２は、冷却用空気として作用する外界雰囲気の空気を
外気導入路９１及び外気導入口９０を介して急冷帯Ｄに
送入し、冷却用空気を陶磁器タイル原材料Ｗに吹付け
る。
【００３６】急冷帯Ｄに後続する転移点域Ｅは、急冷帯
Ｄにて比較的急速に冷却された陶磁器タイル原材料Ｗを
転移点温度近傍の雰囲気温度にて冷却し、更に、転移点
域Ｅに後続する冷却帯Ｆは、転移点域Ｅを通過した陶磁
器タイル原材料Ｗを２００乃至３００℃付近の搬出可能
温度まで冷却した後、ローラーハースキルンＲＨ外に搬
出する。冷却空気流を概ね水平方向に炉内に吐出する冷
却用空気導入口９４が、炉体６０の側壁に開口し、外気
導入路９５が、冷却用空気導入口９４に連結される。外
気導入路９５は、外気導入ファン９６に連結され、外気
導入ファン９６は、冷却用空気として作用する外界雰囲
気の空気を外気導入路９５及び冷却用空気導入口９４を
介して冷却帯Ｆに導入し、陶磁器タイル原材料Ｗに対し
て平行に流れる冷却空気流を炉内に形成する。比較的高
温の炉内排ガスを誘引する排気誘引ファン９９が、排ガ
ス導出路９８を介して、急冷帯Ｄ及び冷却帯Ｆの排気導
出口９７に連結され、排ガスダクト１００が、排気誘引
ファン９９の吐出口に連結される。排ガスダクト１００
の下流端は、ドライヤー（図示せず）等の廃熱利用装置
に連結され、或いは、所望の廃熱回収装置等に連結され
る。
Ｄにて比較的急速に冷却された陶磁器タイル原材料Ｗを
転移点温度近傍の雰囲気温度にて冷却し、更に、転移点
域Ｅに後続する冷却帯Ｆは、転移点域Ｅを通過した陶磁
器タイル原材料Ｗを２００乃至３００℃付近の搬出可能
温度まで冷却した後、ローラーハースキルンＲＨ外に搬
出する。冷却空気流を概ね水平方向に炉内に吐出する冷
却用空気導入口９４が、炉体６０の側壁に開口し、外気
導入路９５が、冷却用空気導入口９４に連結される。外
気導入路９５は、外気導入ファン９６に連結され、外気
導入ファン９６は、冷却用空気として作用する外界雰囲
気の空気を外気導入路９５及び冷却用空気導入口９４を
介して冷却帯Ｆに導入し、陶磁器タイル原材料Ｗに対し
て平行に流れる冷却空気流を炉内に形成する。比較的高
温の炉内排ガスを誘引する排気誘引ファン９９が、排ガ
ス導出路９８を介して、急冷帯Ｄ及び冷却帯Ｆの排気導
出口９７に連結され、排ガスダクト１００が、排気誘引
ファン９９の吐出口に連結される。排ガスダクト１００
の下流端は、ドライヤー（図示せず）等の廃熱利用装置
に連結され、或いは、所望の廃熱回収装置等に連結され
る。
【００３７】図４及び図５は、図１に示す発色帯Ｃに配
設された高温空気導入装置１の全体構成及び作動態様を
示す概略ブロックフロー図及び概略断面図である。図４
及び図５の各図において、（Ａ）図は、高温空気導入装
置１を構成する流路切換装置２１の第１位置における第
１加熱工程を示し、（Ｂ）図は、流路切換装置２１の第
２位置における第２加熱工程を示す。図４に示す如く、
高温空気導入装置１は、流路切換装置２１を介して給気
給送路ＣＡ又は排気導出路ＥＡに選択的に連通可能な第
１給排路Ｌ１及び第２給排路Ｌ２を備えるとともに、給
気給送路ＣＡを介して導入した低温給気流を所定温度に
加熱する第１熱交換装置１１及び第２熱交換装置１２
と、第１又は第２熱交換装置１１、１２にて加熱した加
熱空気流Ｈを分流する分流域１５と、分流域１５におい
て分流した所定流量の第１加熱空気流Ｈ１の存在下に炭
化水素系燃料の燃焼反応を生起する第１燃焼域１３及び
第２燃焼域１４とを備える。給気給送路ＣＡは、強制給
気ファン２０（図５）の吐出口に連結され、強制給気フ
ァン２０の吸引口は、外気導入路ＯＡを介して、外気吸
入口１９に連結される。強制給気ファン２０は、外気吸
入口１９を介して外界雰囲気の常温外気を吸引し、吸引
した外気を給気給送路ＣＡに圧送する。
設された高温空気導入装置１の全体構成及び作動態様を
示す概略ブロックフロー図及び概略断面図である。図４
及び図５の各図において、（Ａ）図は、高温空気導入装
置１を構成する流路切換装置２１の第１位置における第
１加熱工程を示し、（Ｂ）図は、流路切換装置２１の第
２位置における第２加熱工程を示す。図４に示す如く、
高温空気導入装置１は、流路切換装置２１を介して給気
給送路ＣＡ又は排気導出路ＥＡに選択的に連通可能な第
１給排路Ｌ１及び第２給排路Ｌ２を備えるとともに、給
気給送路ＣＡを介して導入した低温給気流を所定温度に
加熱する第１熱交換装置１１及び第２熱交換装置１２
と、第１又は第２熱交換装置１１、１２にて加熱した加
熱空気流Ｈを分流する分流域１５と、分流域１５におい
て分流した所定流量の第１加熱空気流Ｈ１の存在下に炭
化水素系燃料の燃焼反応を生起する第１燃焼域１３及び
第２燃焼域１４とを備える。給気給送路ＣＡは、強制給
気ファン２０（図５）の吐出口に連結され、強制給気フ
ァン２０の吸引口は、外気導入路ＯＡを介して、外気吸
入口１９に連結される。強制給気ファン２０は、外気吸
入口１９を介して外界雰囲気の常温外気を吸引し、吸引
した外気を給気給送路ＣＡに圧送する。
【００３８】図５に示す如く、流路切換装置２１は、給
気給送路ＣＡに連通する給気流入ポート２２と、排気導
出路ＥＡに連通する排気流出ポート２５を備えるととも
に、第１給排路Ｌ１に連通する第１給排ポート２３と、
第２給排路Ｌ２に連通する第２給排ポート２４とを備え
る。第１給排ポート２３は、第１給排路Ｌ１を介して第
１熱交換装置１１の基端部に連結され、第２給排ポート
２４は、第２給排路Ｌ２を介して第２熱交換装置１２の
基端部に連結される。流路切換装置２１は、第１位置及
び第２位置に選択的に切換制御可能な高速切換式又は高
周期切換式構造を備えた回転式４方弁からなり、中心回
転軸２７に固定された板状の弁体２６を備える。回転軸
２７は、４方弁駆動装置（図示せず）の作動により回転
駆動され、第１位置（図４Ａ：図５Ａ）又は第２位置
（図４Ｂ：図５Ｂ）に選択的に切換制御される。
気給送路ＣＡに連通する給気流入ポート２２と、排気導
出路ＥＡに連通する排気流出ポート２５を備えるととも
に、第１給排路Ｌ１に連通する第１給排ポート２３と、
第２給排路Ｌ２に連通する第２給排ポート２４とを備え
る。第１給排ポート２３は、第１給排路Ｌ１を介して第
１熱交換装置１１の基端部に連結され、第２給排ポート
２４は、第２給排路Ｌ２を介して第２熱交換装置１２の
基端部に連結される。流路切換装置２１は、第１位置及
び第２位置に選択的に切換制御可能な高速切換式又は高
周期切換式構造を備えた回転式４方弁からなり、中心回
転軸２７に固定された板状の弁体２６を備える。回転軸
２７は、４方弁駆動装置（図示せず）の作動により回転
駆動され、第１位置（図４Ａ：図５Ａ）又は第２位置
（図４Ｂ：図５Ｂ）に選択的に切換制御される。
【００３９】４方弁駆動装置は、好適には６０秒以下、
更に好適には３０秒以下に設定された所定時間毎に中心
回転軸２７を回転させ、流路切換装置２１は、給気給送
路ＣＡを第１給排路Ｌ１と連通させ且つ第２給排路Ｌ２
を排気導出路ＥＡと連通させる第１位置と（図４Ａ：図
５Ａ）、給気給送路ＣＡを第２給排路Ｌ２と連通させ且
つ第１給排路Ｌ１を排気導出路ＥＡと連通させる第２位
置（図４Ｂ：図５Ｂ）とに交互に切換えられる。流路切
換装置２１は、第２燃焼域１４が燃焼作動する間、第１
給排路Ｌ１と給気給送路ＣＡとを連通させ且つ第２給排
路Ｌ２と排気導出路ＥＡとを連通させる第１位置に弁体
２６を保持し（図４Ａ：図５Ａ）、他方、第１燃焼域１
３が燃焼作動する間、第２給排路Ｌ２と給気給送路ＣＡ
とを連通させ且つ第１給排路Ｌ１と排気導出路ＥＡとを
連通させる第２位置に弁体２６を保持する（図４Ｂ：図
５Ｂ）。
更に好適には３０秒以下に設定された所定時間毎に中心
回転軸２７を回転させ、流路切換装置２１は、給気給送
路ＣＡを第１給排路Ｌ１と連通させ且つ第２給排路Ｌ２
を排気導出路ＥＡと連通させる第１位置と（図４Ａ：図
５Ａ）、給気給送路ＣＡを第２給排路Ｌ２と連通させ且
つ第１給排路Ｌ１を排気導出路ＥＡと連通させる第２位
置（図４Ｂ：図５Ｂ）とに交互に切換えられる。流路切
換装置２１は、第２燃焼域１４が燃焼作動する間、第１
給排路Ｌ１と給気給送路ＣＡとを連通させ且つ第２給排
路Ｌ２と排気導出路ＥＡとを連通させる第１位置に弁体
２６を保持し（図４Ａ：図５Ａ）、他方、第１燃焼域１
３が燃焼作動する間、第２給排路Ｌ２と給気給送路ＣＡ
とを連通させ且つ第１給排路Ｌ１と排気導出路ＥＡとを
連通させる第２位置に弁体２６を保持する（図４Ｂ：図
５Ｂ）。
【００４０】図５に示す如く、高温空気導入装置１は、
第１熱交換装置１１を収容し且つ第１中間流路Ｌ３及び
第１燃焼域１３を直列に画成する第１加熱炉１０Ａと、
第２熱交換装置１２を収容し且つ第２中間流路Ｌ４及び
第２燃焼域１４を直列に画成する第２加熱炉１０Ｂと、
第１加熱炉１０Ａ及び第２加熱炉１０Ｂを相互連結し且
つ第３中間流路Ｌ５、分流域１５及び第４中間流路Ｌ６
を画成する連通部１０Ｃとを有し、第１及び第２加熱炉
１０Ａ、１０Ｂおよび連通部１０Ｃは、切換式蓄熱型熱
交換システム１０を構成する。左右の第１及び第２加熱
炉１０Ａ、１０Ｂは、実質的に同一の機能及び構造を備
える。第１加熱炉１０Ａ、第２加熱炉１０Ｂ及び連通部
１０Ｃは、高温空気導入装置１の中心軸線に対して対称
に配置され、耐熱性キャスタブル・ライニング材料、耐
熱レンガ、耐火・断熱レンガ又は耐熱性セラミックス材
料等の各種耐火・耐熱性材料により一体的に形成され
る。
第１熱交換装置１１を収容し且つ第１中間流路Ｌ３及び
第１燃焼域１３を直列に画成する第１加熱炉１０Ａと、
第２熱交換装置１２を収容し且つ第２中間流路Ｌ４及び
第２燃焼域１４を直列に画成する第２加熱炉１０Ｂと、
第１加熱炉１０Ａ及び第２加熱炉１０Ｂを相互連結し且
つ第３中間流路Ｌ５、分流域１５及び第４中間流路Ｌ６
を画成する連通部１０Ｃとを有し、第１及び第２加熱炉
１０Ａ、１０Ｂおよび連通部１０Ｃは、切換式蓄熱型熱
交換システム１０を構成する。左右の第１及び第２加熱
炉１０Ａ、１０Ｂは、実質的に同一の機能及び構造を備
える。第１加熱炉１０Ａ、第２加熱炉１０Ｂ及び連通部
１０Ｃは、高温空気導入装置１の中心軸線に対して対称
に配置され、耐熱性キャスタブル・ライニング材料、耐
熱レンガ、耐火・断熱レンガ又は耐熱性セラミックス材
料等の各種耐火・耐熱性材料により一体的に形成され
る。
【００４１】図４に示す如く、第１及び第２燃焼域１
３、１４は夫々、第１及び第２燃焼域１３、１４に火炎
帯を形成する第１及び第２バーナ４３、４４を備える。
第１バーナ４３は、炭化水素系燃料を第１バーナ４３に
供給可能な第１燃料供給管Ｆ２に連結され、第２バーナ
４４は、炭化水素系燃料を第２バーナ４４に供給可能な
第２燃料供給管Ｆ３に連結される。燃料供給管Ｆ２、Ｆ
３は、燃料供給制御装置４０を介して、燃料供給主管Ｆ
１に接続され、燃料供給主管Ｆ１は、炭化水素系燃料の
燃料供給系ＦＳに接続される。
３、１４は夫々、第１及び第２燃焼域１３、１４に火炎
帯を形成する第１及び第２バーナ４３、４４を備える。
第１バーナ４３は、炭化水素系燃料を第１バーナ４３に
供給可能な第１燃料供給管Ｆ２に連結され、第２バーナ
４４は、炭化水素系燃料を第２バーナ４４に供給可能な
第２燃料供給管Ｆ３に連結される。燃料供給管Ｆ２、Ｆ
３は、燃料供給制御装置４０を介して、燃料供給主管Ｆ
１に接続され、燃料供給主管Ｆ１は、炭化水素系燃料の
燃料供給系ＦＳに接続される。
【００４２】燃料供給制御装置４０は、図５に示す如
く、第１燃料供給制御弁４１及び第２燃料供給制御弁４
２を備え、第１燃料供給制御弁４１は、第１燃料供給管
Ｆ２及び燃料供給主管Ｆ１の間に介装され、第２燃料供
給制御弁４２は、第２燃料供給管Ｆ３及び燃料供給主管
Ｆ１の間に介装される。燃料供給装置４０は、電子制御
装置等（図示せず）の制御下に流路切換装置２１と同期
切換作動し、第１及び第２燃料供給制御弁４１、４２を
選択的に開放し、第１及び第２バーナ４３、４４の一方
に交互に燃焼用燃料を供給する。即ち、第１バーナ４３
は、流路切換装置２１の第２位置（図４Ｂ：図５Ｂ）に
おいて燃料を第１燃焼域１３に吹込み、流路切換装置２
１の第１位置（図４Ａ：図５Ａ）において燃料吹込みを
停止し、他方、第２バーナ４４は、流路切換装置２１の
第１位置（図４Ａ：図５Ａ）において燃料を第２燃焼域
１４に吹込み、流路切換装置２１の第２位置（図４Ｂ：
図５Ｂ）において燃料吹込みを停止する。
く、第１燃料供給制御弁４１及び第２燃料供給制御弁４
２を備え、第１燃料供給制御弁４１は、第１燃料供給管
Ｆ２及び燃料供給主管Ｆ１の間に介装され、第２燃料供
給制御弁４２は、第２燃料供給管Ｆ３及び燃料供給主管
Ｆ１の間に介装される。燃料供給装置４０は、電子制御
装置等（図示せず）の制御下に流路切換装置２１と同期
切換作動し、第１及び第２燃料供給制御弁４１、４２を
選択的に開放し、第１及び第２バーナ４３、４４の一方
に交互に燃焼用燃料を供給する。即ち、第１バーナ４３
は、流路切換装置２１の第２位置（図４Ｂ：図５Ｂ）に
おいて燃料を第１燃焼域１３に吹込み、流路切換装置２
１の第１位置（図４Ａ：図５Ａ）において燃料吹込みを
停止し、他方、第２バーナ４４は、流路切換装置２１の
第１位置（図４Ａ：図５Ａ）において燃料を第２燃焼域
１４に吹込み、流路切換装置２１の第２位置（図４Ｂ：
図５Ｂ）において燃料吹込みを停止する。
【００４３】第１及び第２バーナ４３、４４は、第１及
び第２加熱炉１０Ａ、１０Ｂの端壁に配置され、第１又
は第２熱交換装置１１、１２の先端面に対向する火炎帯
を第１及び第２燃焼域１３、１４に形成するように配向
される。なお、第１及び第２バーナ４３、４４には、パ
イロットバーナ及び点火用トランスなどの付帯設備が一
般に設けられるが、これらの付帯設備については、図を
簡略化するために図示を省略してある。
び第２加熱炉１０Ａ、１０Ｂの端壁に配置され、第１又
は第２熱交換装置１１、１２の先端面に対向する火炎帯
を第１及び第２燃焼域１３、１４に形成するように配向
される。なお、第１及び第２バーナ４３、４４には、パ
イロットバーナ及び点火用トランスなどの付帯設備が一
般に設けられるが、これらの付帯設備については、図を
簡略化するために図示を省略してある。
【００４４】連通部１０Ｃは、高温空気導入装置１の中
心軸線に対して対称の構造に形成されるとともに、該中
心軸線上において流路内方に突出する三角形状断面の突
出部１６を備える。高温空気導入路ＨＡの流入口が、高
温空気導入装置１の中心軸線上において連通部１０Ｃの
内壁面に開口し、該流入口は、突出部１６の先端部分と
対向する。突出部１６は、第３中間流路Ｌ５及び第４中
間流路Ｌ６の間に局所的な縮小流路を形成するオリフィ
ス又は流路抵抗として作用するとともに、加熱空気流Ｈ
を第１及び第２加熱空気流Ｈ１：Ｈ２として分割し且つ
各分割流を所定方向に配向する分流手段として機能す
る。強制給気ファン２０及び強制排気ファン３０の吐出
圧力及び吸引圧力が作用する第１及び第２加熱炉１０
Ａ、１０Ｂの流体圧力と、高温空気導入路ＨＡの流体圧
力との圧力バランスは、突出部１６により形成されたオ
リフィスにより調整又は制御され、従って、分流域１５
に流入した加熱空気流Ｈは、突出部１６の動圧規制作用
及び流体分配作用に従って、所望の流量割合の第１及び
第２加熱空気流Ｈ１：Ｈ２に分流する。
心軸線に対して対称の構造に形成されるとともに、該中
心軸線上において流路内方に突出する三角形状断面の突
出部１６を備える。高温空気導入路ＨＡの流入口が、高
温空気導入装置１の中心軸線上において連通部１０Ｃの
内壁面に開口し、該流入口は、突出部１６の先端部分と
対向する。突出部１６は、第３中間流路Ｌ５及び第４中
間流路Ｌ６の間に局所的な縮小流路を形成するオリフィ
ス又は流路抵抗として作用するとともに、加熱空気流Ｈ
を第１及び第２加熱空気流Ｈ１：Ｈ２として分割し且つ
各分割流を所定方向に配向する分流手段として機能す
る。強制給気ファン２０及び強制排気ファン３０の吐出
圧力及び吸引圧力が作用する第１及び第２加熱炉１０
Ａ、１０Ｂの流体圧力と、高温空気導入路ＨＡの流体圧
力との圧力バランスは、突出部１６により形成されたオ
リフィスにより調整又は制御され、従って、分流域１５
に流入した加熱空気流Ｈは、突出部１６の動圧規制作用
及び流体分配作用に従って、所望の流量割合の第１及び
第２加熱空気流Ｈ１：Ｈ２に分流する。
【００４５】低温給気流及び燃焼排ガスが流通する第１
及び第２熱交換装置１１、１２は、多数のセル孔を備え
たハニカム構造のセラミックス製蓄熱体からなり、セル
孔は、低温給気流及び燃焼排ガスが通過可能な複数の流
路を構成する。かかる蓄熱体として、例えば、アンモニ
ア選択接触還元法等においてハニカム型触媒の担体とし
て一般に使用され且つ多数の狭小流路（セル孔）を備え
るセラミック製ハニカム構造体を好適に使用し得る。
及び第２熱交換装置１１、１２は、多数のセル孔を備え
たハニカム構造のセラミックス製蓄熱体からなり、セル
孔は、低温給気流及び燃焼排ガスが通過可能な複数の流
路を構成する。かかる蓄熱体として、例えば、アンモニ
ア選択接触還元法等においてハニカム型触媒の担体とし
て一般に使用され且つ多数の狭小流路（セル孔）を備え
るセラミック製ハニカム構造体を好適に使用し得る。
【００４６】図１０は、第１及び第２熱交換装置１１、
１２を構成する蓄熱体の斜視図（図１０Ａ）及び部分拡
大斜視図（図１０Ｂ）である。第１及び第２熱交換装置
１１、１２を構成する蓄熱体は、図１０に示す如く、第
１及び第２加熱炉１０Ａ、１０Ｂ内に組み込み可能な幅
員Ｗ、全長Ｌ及び全高Ｈの各寸法を備えるとともに、複
数の正方形断面のセル孔（流路）１７を備えた格子状の
ハニカム構造に成形される。各流路１７を形成するセル
壁１８の壁厚ｂ及び各セル壁１８のピッチ（壁体間隔）
Ｐは、好ましくは、蓄熱体の容積効率の最大値に相応し
且つ０．７乃至１．０の範囲内の熱交換装置１１、１２
の温度効率を確保し得る所望の壁厚ｂ及びピッチＰに設
定され、更に好ましくは、１．６mm以下の壁厚ｂ及び５
mm以下のピッチＰに設定される。かかる形式の蓄熱体に
関する具体的な構造詳細については、本願出願人による
特願平５─６９１１号（特開平６−２１３５８５号）に
詳細に開示されているので、更なる詳細な説明は、該特
許出願を引用することにより省略する。
１２を構成する蓄熱体の斜視図（図１０Ａ）及び部分拡
大斜視図（図１０Ｂ）である。第１及び第２熱交換装置
１１、１２を構成する蓄熱体は、図１０に示す如く、第
１及び第２加熱炉１０Ａ、１０Ｂ内に組み込み可能な幅
員Ｗ、全長Ｌ及び全高Ｈの各寸法を備えるとともに、複
数の正方形断面のセル孔（流路）１７を備えた格子状の
ハニカム構造に成形される。各流路１７を形成するセル
壁１８の壁厚ｂ及び各セル壁１８のピッチ（壁体間隔）
Ｐは、好ましくは、蓄熱体の容積効率の最大値に相応し
且つ０．７乃至１．０の範囲内の熱交換装置１１、１２
の温度効率を確保し得る所望の壁厚ｂ及びピッチＰに設
定され、更に好ましくは、１．６mm以下の壁厚ｂ及び５
mm以下のピッチＰに設定される。かかる形式の蓄熱体に
関する具体的な構造詳細については、本願出願人による
特願平５─６９１１号（特開平６−２１３５８５号）に
詳細に開示されているので、更なる詳細な説明は、該特
許出願を引用することにより省略する。
【００４７】図４（Ａ）に示す如く、流路切換装置２１
の第１位置（第１加熱工程）において、第１給排路Ｌ１
に給送された外気又は低温給気流は、第１熱交換装置１
１に供給され、第１熱交換装置１１において加熱され、
第１中間流路Ｌ３、第１燃焼域１３及び第３中間流路Ｌ
５を通過し、所定温度に昇温した加熱空気流Ｈとして分
流域１５に給送される。加熱空気流Ｈは、分流域１５に
おいて、所定の流量割合の第１加熱空気流Ｈ１及び第２
加熱空気流Ｈ２に分流する。第１加熱空気流Ｈ１は、第
４中間流路Ｌ６を介して、燃焼用空気として第２燃焼域
１４に供給される。第２燃焼域１４に供給された第１加
熱空気流Ｈ１は、第２バーナ４４の燃料供給により第２
燃焼域１４において燃焼反応し、高温の燃焼排ガスを生
成する。第２燃焼域１４の燃焼排ガスは、第２中間流路
Ｌ４を介して第２熱交換装置１２の先端部に流入し、第
２熱交換装置１２を流通し、第２熱交換装置１２を所定
温度に加熱した後、第２熱交換装置１２の基端部より第
２給排路Ｌ２に流出する。第２給排路Ｌ２の燃焼排ガス
は、流路切換装置２１及び排気導出路ＥＡを介して、強
制排気ファン３０（図５）に誘引され、排気送出路３１
及び排気口３２を介して大気に放出される。
の第１位置（第１加熱工程）において、第１給排路Ｌ１
に給送された外気又は低温給気流は、第１熱交換装置１
１に供給され、第１熱交換装置１１において加熱され、
第１中間流路Ｌ３、第１燃焼域１３及び第３中間流路Ｌ
５を通過し、所定温度に昇温した加熱空気流Ｈとして分
流域１５に給送される。加熱空気流Ｈは、分流域１５に
おいて、所定の流量割合の第１加熱空気流Ｈ１及び第２
加熱空気流Ｈ２に分流する。第１加熱空気流Ｈ１は、第
４中間流路Ｌ６を介して、燃焼用空気として第２燃焼域
１４に供給される。第２燃焼域１４に供給された第１加
熱空気流Ｈ１は、第２バーナ４４の燃料供給により第２
燃焼域１４において燃焼反応し、高温の燃焼排ガスを生
成する。第２燃焼域１４の燃焼排ガスは、第２中間流路
Ｌ４を介して第２熱交換装置１２の先端部に流入し、第
２熱交換装置１２を流通し、第２熱交換装置１２を所定
温度に加熱した後、第２熱交換装置１２の基端部より第
２給排路Ｌ２に流出する。第２給排路Ｌ２の燃焼排ガス
は、流路切換装置２１及び排気導出路ＥＡを介して、強
制排気ファン３０（図５）に誘引され、排気送出路３１
及び排気口３２を介して大気に放出される。
【００４８】図４（Ａ）に示す如く、流路切換装置２１
が第１位置に位置するとき、給気給送路ＣＡから導入さ
れる低温給気流（温度Tci)は、第１給排路Ｌ１を介して
第１熱交換装置１１の流路１７を通過し、セル壁１８の
伝熱面と伝熱接触し、セル壁１８との熱交換により加熱
され、比較的高温の給気流Ｈ（温度Tco)として第１熱交
換装置１１から分流域１５に給送される。所定割合の高
温給気流（温度Tco)は、第１加熱空気流Ｈ１として第２
燃焼域１４に供給され、第２バーナ４４に供給される燃
焼用燃料により燃焼反応し、所定割合（本例では残余の
流量割合）の高温給気流（温度Tco)は、第２加熱空気流
Ｈ２として高温空気導入路ＨＡに送出され、図３（Ａ）
に示す如く、発色帯Ｃの高温空気吐出口６を介して炉内
領域に導入され、発色帯Ｃの炉内温度を調整する。第２
燃焼域１４の燃焼反応により生成した高温の燃焼排ガス
（温度Thi)は、第２熱交換装置１２の流路１７を通過
し、セル壁１８の伝熱面と伝熱接触し、セル壁１８との
熱交換により第２熱交換装置１２を加熱する。第２熱交
換装置１２との熱交換により降温した燃焼排ガスは、比
較的低温の燃焼排ガス（温度Tho)として、第２給排路Ｌ
２及び流路切換装置２１を介して、排気導出路ＥＡに送
出される。
が第１位置に位置するとき、給気給送路ＣＡから導入さ
れる低温給気流（温度Tci)は、第１給排路Ｌ１を介して
第１熱交換装置１１の流路１７を通過し、セル壁１８の
伝熱面と伝熱接触し、セル壁１８との熱交換により加熱
され、比較的高温の給気流Ｈ（温度Tco)として第１熱交
換装置１１から分流域１５に給送される。所定割合の高
温給気流（温度Tco)は、第１加熱空気流Ｈ１として第２
燃焼域１４に供給され、第２バーナ４４に供給される燃
焼用燃料により燃焼反応し、所定割合（本例では残余の
流量割合）の高温給気流（温度Tco)は、第２加熱空気流
Ｈ２として高温空気導入路ＨＡに送出され、図３（Ａ）
に示す如く、発色帯Ｃの高温空気吐出口６を介して炉内
領域に導入され、発色帯Ｃの炉内温度を調整する。第２
燃焼域１４の燃焼反応により生成した高温の燃焼排ガス
（温度Thi)は、第２熱交換装置１２の流路１７を通過
し、セル壁１８の伝熱面と伝熱接触し、セル壁１８との
熱交換により第２熱交換装置１２を加熱する。第２熱交
換装置１２との熱交換により降温した燃焼排ガスは、比
較的低温の燃焼排ガス（温度Tho)として、第２給排路Ｌ
２及び流路切換装置２１を介して、排気導出路ＥＡに送
出される。
【００４９】図４（Ｂ）に示す流路切換装置２１の第２
位置（第２加熱工程）において、第２給排路Ｌ２に給送
された外気又は低温給気流は、第２熱交換装置１２に供
給され、第２熱交換装置１２において加熱され、第２中
間流路Ｌ４、第２燃焼域１４及び第４中間流路Ｌ６を通
過し、所定温度に昇温した加熱空気流Ｈとして分流域１
５に給送される。加熱空気流Ｈは、分流域１５におい
て、所定の流量割合の第１加熱空気流Ｈ１及び第２加熱
空気流Ｈ２に分流する。第１加熱空気流Ｈ１は、第３中
間流路Ｌ５を介して、燃焼用空気として第１燃焼域１３
に供給される。第１燃焼域１３に供給された第１加熱空
気流Ｈ１は、第１バーナ４３の燃料供給により第１燃焼
域１３において燃焼反応し、高温の燃焼排ガスを生成す
る。第１燃焼域１３の燃焼排ガスは、第１中間流路Ｌ３
を介して第１熱交換装置１１の先端部に流入し、第１熱
交換装置１１を流通し、第１熱交換装置１１を所定温度
に加熱した後、第１熱交換装置１１の基端部より第１給
排路Ｌ１に流出する。第１給排路Ｌ１の燃焼排ガスは、
流路切換装置２１及び排気導出路ＥＡを介して、強制排
気ファン３０（図５）に誘引され、排気送出路３１及び
排気口３２を介して大気に放出される。
位置（第２加熱工程）において、第２給排路Ｌ２に給送
された外気又は低温給気流は、第２熱交換装置１２に供
給され、第２熱交換装置１２において加熱され、第２中
間流路Ｌ４、第２燃焼域１４及び第４中間流路Ｌ６を通
過し、所定温度に昇温した加熱空気流Ｈとして分流域１
５に給送される。加熱空気流Ｈは、分流域１５におい
て、所定の流量割合の第１加熱空気流Ｈ１及び第２加熱
空気流Ｈ２に分流する。第１加熱空気流Ｈ１は、第３中
間流路Ｌ５を介して、燃焼用空気として第１燃焼域１３
に供給される。第１燃焼域１３に供給された第１加熱空
気流Ｈ１は、第１バーナ４３の燃料供給により第１燃焼
域１３において燃焼反応し、高温の燃焼排ガスを生成す
る。第１燃焼域１３の燃焼排ガスは、第１中間流路Ｌ３
を介して第１熱交換装置１１の先端部に流入し、第１熱
交換装置１１を流通し、第１熱交換装置１１を所定温度
に加熱した後、第１熱交換装置１１の基端部より第１給
排路Ｌ１に流出する。第１給排路Ｌ１の燃焼排ガスは、
流路切換装置２１及び排気導出路ＥＡを介して、強制排
気ファン３０（図５）に誘引され、排気送出路３１及び
排気口３２を介して大気に放出される。
【００５０】流路切換装置２１の第２位置（図４Ｂ）に
おいて、第２給排路Ｌ２から導入される低温給気流（温
度Tci)は、第２給排路Ｌ２を介して第２熱交換装置１２
の流路１７を通過し、セル壁１８の伝熱面と伝熱接触
し、セル壁１８との熱交換により加熱される。従って、
低温給気流は昇温され、比較的高温の加熱空気流Ｈ（温
度Tco)として第２熱交換装置１２から分流域１５に給送
され、所定割合の高温給気流（温度Tco)は、燃焼用空気
流（第１加熱空気流）Ｈ１として第１燃焼域１３に供給
され、第１バーナ４３に供給される燃焼用燃料により燃
焼反応し、所定割合（本例では残余の流量割合）の高温
給気流（温度Tco)は、第２加熱空気流Ｈ２として高温空
気導入路ＨＡに送出され、図３（Ａ）に示す如く、発色
帯Ｃの高温空気吐出口６を介して炉内領域に導入され、
発色帯Ｃの炉内温度を制御する。第１燃焼域１３におけ
る燃焼により生成した高温の燃焼排ガス（温度Thi)は、
第１熱交換装置１１の流路１７を通過し、セル壁１８の
伝熱面と伝熱接触し、セル壁１８との熱交換により第１
熱交換装置１１を加熱する。第１熱交換装置１１との熱
交換により降温した燃焼排ガスは、比較的低温の燃焼排
ガス（温度Tho)として、第１給排路Ｌ１及び流路切換装
置２１を介して、排気導出路ＥＡに送出される。
おいて、第２給排路Ｌ２から導入される低温給気流（温
度Tci)は、第２給排路Ｌ２を介して第２熱交換装置１２
の流路１７を通過し、セル壁１８の伝熱面と伝熱接触
し、セル壁１８との熱交換により加熱される。従って、
低温給気流は昇温され、比較的高温の加熱空気流Ｈ（温
度Tco)として第２熱交換装置１２から分流域１５に給送
され、所定割合の高温給気流（温度Tco)は、燃焼用空気
流（第１加熱空気流）Ｈ１として第１燃焼域１３に供給
され、第１バーナ４３に供給される燃焼用燃料により燃
焼反応し、所定割合（本例では残余の流量割合）の高温
給気流（温度Tco)は、第２加熱空気流Ｈ２として高温空
気導入路ＨＡに送出され、図３（Ａ）に示す如く、発色
帯Ｃの高温空気吐出口６を介して炉内領域に導入され、
発色帯Ｃの炉内温度を制御する。第１燃焼域１３におけ
る燃焼により生成した高温の燃焼排ガス（温度Thi)は、
第１熱交換装置１１の流路１７を通過し、セル壁１８の
伝熱面と伝熱接触し、セル壁１８との熱交換により第１
熱交換装置１１を加熱する。第１熱交換装置１１との熱
交換により降温した燃焼排ガスは、比較的低温の燃焼排
ガス（温度Tho)として、第１給排路Ｌ１及び流路切換装
置２１を介して、排気導出路ＥＡに送出される。
【００５１】好適な高温空気導入装置１の設定温度条件
として、例えば、上記低温給気流ＣＡの温度Tci を１０
乃至３０℃程度の範囲内の所定値に設定し、高温給気流
Ｈ、Ｈ１、Ｈ２の温度Tco を８００℃乃至１４００℃程
度の範囲内の所定値に設定し、燃焼域１３、１４の燃焼
排ガスの温度Thi を１０００℃乃至１６００℃程度の範
囲内の所定値に設定し、燃焼排ガスＥＡの温度Tho を２
００℃乃至４００℃程度の範囲内の所定値に設定し得
る。
として、例えば、上記低温給気流ＣＡの温度Tci を１０
乃至３０℃程度の範囲内の所定値に設定し、高温給気流
Ｈ、Ｈ１、Ｈ２の温度Tco を８００℃乃至１４００℃程
度の範囲内の所定値に設定し、燃焼域１３、１４の燃焼
排ガスの温度Thi を１０００℃乃至１６００℃程度の範
囲内の所定値に設定し、燃焼排ガスＥＡの温度Tho を２
００℃乃至４００℃程度の範囲内の所定値に設定し得
る。
【００５２】上記構成の高温空気導入装置１によれば、
外気導入路ＯＡを介して高温空気導入装置１に導入され
た外気等の低温給気流（温度Tci)は、直接燃焼による低
温気流の加熱工程等を要することなく、蓄熱体の蓄熱／
放熱作用を介してなされる第１又は第２燃焼域１３、１
４の燃焼排ガスとの実質的に直接的な熱伝導／加熱工程
により所要の高温度に加熱される。熱交換装置１１、１
２の顕熱放熱作用により所望の温度に調温された高温空
気流、即ち、第２加熱空気流Ｈ２は、発色帯Ｃに導入さ
れ、発色帯Ｃ内の温度を調整し、かくして、発色帯Ｃの
温度勾配は、図１（Ｂ）に示す如く比較的緩慢又は低勾
配の降温特性に制御される。また、第２加熱空気流Ｈ２
の流量及び温度に相応する発色帯Ｃの温度勾配又は温度
降下率は、第１又は第２燃焼域１３、１４の燃焼条件、
給気流量又は燃料供給量の制御、或いは、流路切換装置
２１の切換時間の可変設定等により所望の如く制御し得
る。しかも、高温空気導入装置１は、加熱工程において
低温給気流の成分を実質的に変化させず、従って、第２
加熱空気流Ｈ２の含有酸素濃度等の成分比率は、低温給
気流（常態外気）の成分比率と実質的に同一に維持され
る。かくして、第２加熱空気流Ｈ２の性状又は構成成分
は、高温空気導入装置１の加熱作用により実質的に影響
を受けず、従って、高温空気導入装置１は、酸素補充設
備等の格別の給気流改質手段を要することなく、所望の
酸素濃度を有する所要温度の高温給気流を発色帯Ｃに供
給し、発色帯Ｃの炉内温度を可変制御することができ
る。
外気導入路ＯＡを介して高温空気導入装置１に導入され
た外気等の低温給気流（温度Tci)は、直接燃焼による低
温気流の加熱工程等を要することなく、蓄熱体の蓄熱／
放熱作用を介してなされる第１又は第２燃焼域１３、１
４の燃焼排ガスとの実質的に直接的な熱伝導／加熱工程
により所要の高温度に加熱される。熱交換装置１１、１
２の顕熱放熱作用により所望の温度に調温された高温空
気流、即ち、第２加熱空気流Ｈ２は、発色帯Ｃに導入さ
れ、発色帯Ｃ内の温度を調整し、かくして、発色帯Ｃの
温度勾配は、図１（Ｂ）に示す如く比較的緩慢又は低勾
配の降温特性に制御される。また、第２加熱空気流Ｈ２
の流量及び温度に相応する発色帯Ｃの温度勾配又は温度
降下率は、第１又は第２燃焼域１３、１４の燃焼条件、
給気流量又は燃料供給量の制御、或いは、流路切換装置
２１の切換時間の可変設定等により所望の如く制御し得
る。しかも、高温空気導入装置１は、加熱工程において
低温給気流の成分を実質的に変化させず、従って、第２
加熱空気流Ｈ２の含有酸素濃度等の成分比率は、低温給
気流（常態外気）の成分比率と実質的に同一に維持され
る。かくして、第２加熱空気流Ｈ２の性状又は構成成分
は、高温空気導入装置１の加熱作用により実質的に影響
を受けず、従って、高温空気導入装置１は、酸素補充設
備等の格別の給気流改質手段を要することなく、所望の
酸素濃度を有する所要温度の高温給気流を発色帯Ｃに供
給し、発色帯Ｃの炉内温度を可変制御することができ
る。
【００５３】図６及び図７は、連続還元帯Ｂ１に配設さ
れた還元燃焼炎生成装置２の全体構成及び作動態様を示
す概略ブロックフロー図及び概略断面図である。図８に
おいて、上記高温空気導入装置１（図４及び図５）の各
構成要素又は構成手段と実質的に同じ構成要素又は構成
手段については、同一の参照符号が付されている。還元
燃焼炎生成装置２は、高温空気導入装置１と実質的に同
じ構造を有する流路切換装置２１、第１給排路Ｌ１、第
２給排路Ｌ２、第１熱交換装置１１、第２熱交換装置１
２、第１燃焼域１３、第２燃焼域１４および分流域１５
を備える。還元燃焼炎生成装置２は又、外気導入路ＯＡ
を介して常温外気を吸引する強制給気ファン２０（図
７）と、流路切換装置２１及び排気導出路ＥＡに連結さ
れた強制排気ファン３０（図７）とを備える。
れた還元燃焼炎生成装置２の全体構成及び作動態様を示
す概略ブロックフロー図及び概略断面図である。図８に
おいて、上記高温空気導入装置１（図４及び図５）の各
構成要素又は構成手段と実質的に同じ構成要素又は構成
手段については、同一の参照符号が付されている。還元
燃焼炎生成装置２は、高温空気導入装置１と実質的に同
じ構造を有する流路切換装置２１、第１給排路Ｌ１、第
２給排路Ｌ２、第１熱交換装置１１、第２熱交換装置１
２、第１燃焼域１３、第２燃焼域１４および分流域１５
を備える。還元燃焼炎生成装置２は又、外気導入路ＯＡ
を介して常温外気を吸引する強制給気ファン２０（図
７）と、流路切換装置２１及び排気導出路ＥＡに連結さ
れた強制排気ファン３０（図７）とを備える。
【００５４】第１及び第２燃焼域１３、１４は夫々、第
１及び第２燃焼域１３、１４に還元性の火炎帯を形成す
る第３及び第４バーナ４７、４８を備える。第３バーナ
４７は、炭化水素系燃料を供給可能な第３燃料供給管Ｆ
４に連結され、第４バーナ４８は、炭化水素系燃料を供
給可能な第４燃料供給管Ｆ５に連結される。燃料供給管
Ｆ４、Ｆ５は、燃料供給制御装置４０を介して、燃料供
給主管Ｆ１を含む炭化水素系燃料の燃料供給系ＦＳに接
続される。燃料供給制御装置４０は、図７に示す如く、
第３及び第４燃料供給制御弁４５、４６を備え、第３及
び第４燃料供給制御弁４５、４６は、電子制御装置等
（図示せず）の制御下に流路切換装置２１と同期開閉作
動し、第３及び第４バーナ４３、４４の一方に交互に燃
焼用燃料を供給する。
１及び第２燃焼域１３、１４に還元性の火炎帯を形成す
る第３及び第４バーナ４７、４８を備える。第３バーナ
４７は、炭化水素系燃料を供給可能な第３燃料供給管Ｆ
４に連結され、第４バーナ４８は、炭化水素系燃料を供
給可能な第４燃料供給管Ｆ５に連結される。燃料供給管
Ｆ４、Ｆ５は、燃料供給制御装置４０を介して、燃料供
給主管Ｆ１を含む炭化水素系燃料の燃料供給系ＦＳに接
続される。燃料供給制御装置４０は、図７に示す如く、
第３及び第４燃料供給制御弁４５、４６を備え、第３及
び第４燃料供給制御弁４５、４６は、電子制御装置等
（図示せず）の制御下に流路切換装置２１と同期開閉作
動し、第３及び第４バーナ４３、４４の一方に交互に燃
焼用燃料を供給する。
【００５５】しかるに、還元燃焼炎生成装置２にあって
は、上記高温空気導入装置１と異なり、第３バーナ４７
は、流路切換装置２１の第１位置（図６Ａ：図７Ａ）に
おいて燃料を第１燃焼域１３に吹込み、流路切換装置２
１の第２位置（図６Ｂ：図７Ｂ）において燃料吹込みを
停止し、また、第４バーナ４８は、流路切換装置２１の
第２位置（図６Ｂ：図７Ｂ）において燃料を第２燃焼域
１４に吹込み、流路切換装置２１の第１位置（図６Ａ：
図７Ａ）において燃料吹込みを停止する。第３及び第４
バーナ４７、４８は、第１及び第２加熱炉１０Ａ、１０
Ｂの側壁に配置され、火炎帯を第１及び第２燃焼域１
３、１４に形成する。ここに、第１及び第２バーナ４
３、４４の燃料ノズルを介して第１及び第２燃焼域１
３、１４に吐出する炭化水素系燃料の供給量と、強制給
気ファン２０の給気送風量とが、相対的に制御され、こ
の結果、第３及び第４バーナ４７、４８は、第１及び第
２燃焼域１３、１４に還元炎を形成する。即ち、第３び
第４バーナ４７、４８が供給する炭化水素系燃料の完全
燃焼に要する理論空気量に対して、１．０未満の所定比
率、例えば、０．６乃至０．７程度の空気比に相当する
流量の燃焼用空気流が、強制給気ファン２０の給気圧力
下に第１又は第２熱交換装置１１、１２を介して第１及
び第２燃焼域１３、１４に導入される。ハニカム構造の
第１又は第２熱交換装置１１、１２によって８００乃至
１０００℃以上の高温に予熱された高温給気流の存在下
に、第３及び第４バーナ４７、４８の吐出燃料は、第１
又は第２燃焼域１３、１４に交互に還元炎を形成する。
還元炎の不完全燃焼反応により第１又は第２燃焼域１
３、１４に生成した還元性ガスは、一酸化炭素、炭素及
び水素（ＣＯ；Ｃ2 ；Ｈ2 ）を含む高温の還元性雰囲気
の燃焼ガス流（還元燃焼ガス流）Ｈとして、分流域１５
に導入され、分流域１５において、所定の流量割合の第
１ガス流Ｈ１及び第２ガス流Ｈ２に分流する。
は、上記高温空気導入装置１と異なり、第３バーナ４７
は、流路切換装置２１の第１位置（図６Ａ：図７Ａ）に
おいて燃料を第１燃焼域１３に吹込み、流路切換装置２
１の第２位置（図６Ｂ：図７Ｂ）において燃料吹込みを
停止し、また、第４バーナ４８は、流路切換装置２１の
第２位置（図６Ｂ：図７Ｂ）において燃料を第２燃焼域
１４に吹込み、流路切換装置２１の第１位置（図６Ａ：
図７Ａ）において燃料吹込みを停止する。第３及び第４
バーナ４７、４８は、第１及び第２加熱炉１０Ａ、１０
Ｂの側壁に配置され、火炎帯を第１及び第２燃焼域１
３、１４に形成する。ここに、第１及び第２バーナ４
３、４４の燃料ノズルを介して第１及び第２燃焼域１
３、１４に吐出する炭化水素系燃料の供給量と、強制給
気ファン２０の給気送風量とが、相対的に制御され、こ
の結果、第３及び第４バーナ４７、４８は、第１及び第
２燃焼域１３、１４に還元炎を形成する。即ち、第３び
第４バーナ４７、４８が供給する炭化水素系燃料の完全
燃焼に要する理論空気量に対して、１．０未満の所定比
率、例えば、０．６乃至０．７程度の空気比に相当する
流量の燃焼用空気流が、強制給気ファン２０の給気圧力
下に第１又は第２熱交換装置１１、１２を介して第１及
び第２燃焼域１３、１４に導入される。ハニカム構造の
第１又は第２熱交換装置１１、１２によって８００乃至
１０００℃以上の高温に予熱された高温給気流の存在下
に、第３及び第４バーナ４７、４８の吐出燃料は、第１
又は第２燃焼域１３、１４に交互に還元炎を形成する。
還元炎の不完全燃焼反応により第１又は第２燃焼域１
３、１４に生成した還元性ガスは、一酸化炭素、炭素及
び水素（ＣＯ；Ｃ2 ；Ｈ2 ）を含む高温の還元性雰囲気
の燃焼ガス流（還元燃焼ガス流）Ｈとして、分流域１５
に導入され、分流域１５において、所定の流量割合の第
１ガス流Ｈ１及び第２ガス流Ｈ２に分流する。
【００５６】なお、熱交換装置１１、１２により８００
℃乃至１０００℃以上の高温域に加熱された高温予熱空
気による火炎の超高温予熱空気燃焼モードは、４００℃
以下の予熱空気による通常火炎の燃焼モード、或いは、
４００乃至８００℃の温度範囲に加熱された中高温域の
予熱空気による遷移火炎の燃焼モードと比較し、極めて
広範囲の空気比の燃焼用空気又は混合気により安定燃焼
する。かかる超高温予熱空気燃焼の高度の燃焼安定性
は、空気予熱温度の高温化により反応速度が増大し、燃
焼特性が全く変化したことによるものと考えられる。ま
た、燃料の自己着火温度よりも高い温度に加熱された高
温空気流に吹込まれた燃料は、着火過程において外部着
火を要しない燃焼反応を実現し得る。しかも、このよう
な超高温予熱空気燃焼によれば、失火現象を回避しつ
つ、燃料吹込み部における燃焼用空気（高温給気流）の
通過流速を可成り高速化し、高速の燃焼用空気流による
燃焼域１３、１４の安定燃焼を確保し得る。
℃乃至１０００℃以上の高温域に加熱された高温予熱空
気による火炎の超高温予熱空気燃焼モードは、４００℃
以下の予熱空気による通常火炎の燃焼モード、或いは、
４００乃至８００℃の温度範囲に加熱された中高温域の
予熱空気による遷移火炎の燃焼モードと比較し、極めて
広範囲の空気比の燃焼用空気又は混合気により安定燃焼
する。かかる超高温予熱空気燃焼の高度の燃焼安定性
は、空気予熱温度の高温化により反応速度が増大し、燃
焼特性が全く変化したことによるものと考えられる。ま
た、燃料の自己着火温度よりも高い温度に加熱された高
温空気流に吹込まれた燃料は、着火過程において外部着
火を要しない燃焼反応を実現し得る。しかも、このよう
な超高温予熱空気燃焼によれば、失火現象を回避しつ
つ、燃料吹込み部における燃焼用空気（高温給気流）の
通過流速を可成り高速化し、高速の燃焼用空気流による
燃焼域１３、１４の安定燃焼を確保し得る。
【００５７】流路切換装置２１の第１位置（図６Ａ：図
７Ａ）において、第１燃焼域１３に生成した還元燃焼ガ
ス流Ｈの一部は、分流域１５を介して、第１ガス流Ｈ１
として第２燃焼域１４に供給され、第２燃焼域１４にて
再燃焼反応（アフターバーニング）する。比較的高温の
燃焼排ガス処理装置３の排気ガスが、排気送出路Ｅ１、
制御弁装置５０（第２開閉弁５２）及び排ガス流路Ｅ３
を介して、第２燃焼域１４に導入され、第１ガス流Ｈ１
と混合する。第１ガス流Ｈ１の未燃成分は、高温雰囲気
且つ比較的大容量の第２燃焼域１４において、実質的に
完全燃焼する。第２燃焼域１４に生成した高温の燃焼排
ガスは、第２熱交換装置１２のハニカム流路１７を通過
し、第２熱交換装置１２のセル壁１８を加熱した後、流
路切換装置２１及び排気導出路ＥＡを介して、強制排気
ファン３０に誘引され、排気送出路３１及び排気口３２
を介して大気に放出される。
７Ａ）において、第１燃焼域１３に生成した還元燃焼ガ
ス流Ｈの一部は、分流域１５を介して、第１ガス流Ｈ１
として第２燃焼域１４に供給され、第２燃焼域１４にて
再燃焼反応（アフターバーニング）する。比較的高温の
燃焼排ガス処理装置３の排気ガスが、排気送出路Ｅ１、
制御弁装置５０（第２開閉弁５２）及び排ガス流路Ｅ３
を介して、第２燃焼域１４に導入され、第１ガス流Ｈ１
と混合する。第１ガス流Ｈ１の未燃成分は、高温雰囲気
且つ比較的大容量の第２燃焼域１４において、実質的に
完全燃焼する。第２燃焼域１４に生成した高温の燃焼排
ガスは、第２熱交換装置１２のハニカム流路１７を通過
し、第２熱交換装置１２のセル壁１８を加熱した後、流
路切換装置２１及び排気導出路ＥＡを介して、強制排気
ファン３０に誘引され、排気送出路３１及び排気口３２
を介して大気に放出される。
【００５８】流路切換装置２１の第２位置（図６Ｂ：図
７Ｂ）において、第２燃焼域１４に生成した還元燃焼ガ
スＨの一部は、第１ガス流Ｈ１として第１燃焼域１３に
供給され、第１燃焼域１３にて再燃焼反応（アフターバ
ーニング）する。比較的高温の燃焼排ガス処理装置３の
排気ガスが、排気送出路Ｅ１、制御弁装置５０（第１開
閉弁５１）及び排ガス流路Ｅ２を介して、第１燃焼域１
３に導入され、第１ガス流Ｈ１と混合する。第１ガス流
Ｈ１の未燃成分は、高温雰囲気且つ比較的大容量の第１
燃焼域１３において、実質的に完全燃焼する。第１燃焼
域１３に生成した高温の燃焼排ガスは、第１熱交換装置
１２のセル壁１８を加熱した後、流路切換装置２１及び
排気導出路ＥＡを介して、強制排気ファン３０に誘引さ
れ、排気送出路３１及び排気口３２を介して大気に放出
される。
７Ｂ）において、第２燃焼域１４に生成した還元燃焼ガ
スＨの一部は、第１ガス流Ｈ１として第１燃焼域１３に
供給され、第１燃焼域１３にて再燃焼反応（アフターバ
ーニング）する。比較的高温の燃焼排ガス処理装置３の
排気ガスが、排気送出路Ｅ１、制御弁装置５０（第１開
閉弁５１）及び排ガス流路Ｅ２を介して、第１燃焼域１
３に導入され、第１ガス流Ｈ１と混合する。第１ガス流
Ｈ１の未燃成分は、高温雰囲気且つ比較的大容量の第１
燃焼域１３において、実質的に完全燃焼する。第１燃焼
域１３に生成した高温の燃焼排ガスは、第１熱交換装置
１２のセル壁１８を加熱した後、流路切換装置２１及び
排気導出路ＥＡを介して、強制排気ファン３０に誘引さ
れ、排気送出路３１及び排気口３２を介して大気に放出
される。
【００５９】分流域１５において分流した第２ガス流Ｈ
２は、還元性雰囲気の高温燃焼ガスとして連続的に燃焼
ガス流路ＨＢに送出され、ローラーハースキルンＲＨの
連続還元帯Ｂ１に継続的に供給される。比較的多量の一
酸化炭素及び水素を含有する高温の還元燃焼ガスＨ２
は、図３（Ｂ）に示す如く、燃焼ガス流路ＨＢ及び還元
燃焼ガス導入口４を介して炉内に導入され、炉内に還元
性の焼成雰囲気を形成し、この結果陶磁器タイル原材料
Ｗは、連続還元帯Ｂ１の還元炎焼成雰囲気にて還元焼成
される。図３（Ｂ）に示す如く、炉内に生成した燃焼排
ガスは、燃焼排ガス導出口５を介して排ガス流路ＨＣに
導出され、排ガス流路ＨＣを通して焼排ガス処理装置３
に給送される。
２は、還元性雰囲気の高温燃焼ガスとして連続的に燃焼
ガス流路ＨＢに送出され、ローラーハースキルンＲＨの
連続還元帯Ｂ１に継続的に供給される。比較的多量の一
酸化炭素及び水素を含有する高温の還元燃焼ガスＨ２
は、図３（Ｂ）に示す如く、燃焼ガス流路ＨＢ及び還元
燃焼ガス導入口４を介して炉内に導入され、炉内に還元
性の焼成雰囲気を形成し、この結果陶磁器タイル原材料
Ｗは、連続還元帯Ｂ１の還元炎焼成雰囲気にて還元焼成
される。図３（Ｂ）に示す如く、炉内に生成した燃焼排
ガスは、燃焼排ガス導出口５を介して排ガス流路ＨＣに
導出され、排ガス流路ＨＣを通して焼排ガス処理装置３
に給送される。
【００６０】好適な還元燃焼炎生成装置２の設定温度条
件として、例えば、上記燃焼用空気ＣＡの温度Tci を１
０乃至３０℃程度の範囲内の所定値に設定し、燃焼用空
気流Ｈの温度Tco を８００℃乃至１４００℃程度の範囲
内の所定値に設定し、燃焼域１３、１４の燃焼排ガスの
温度Thi を１０００℃乃至１６００℃程度の範囲内の所
定値に設定し、燃焼排ガスＥＡの温度Tho を２００℃乃
至４００℃程度の範囲内の所定値に設定し得る。また、
流路切換装置２１の切換時間は、好適には、６０秒以下
の所定時間、更に好適には、３０秒以下の所定時間に設
定し得る。
件として、例えば、上記燃焼用空気ＣＡの温度Tci を１
０乃至３０℃程度の範囲内の所定値に設定し、燃焼用空
気流Ｈの温度Tco を８００℃乃至１４００℃程度の範囲
内の所定値に設定し、燃焼域１３、１４の燃焼排ガスの
温度Thi を１０００℃乃至１６００℃程度の範囲内の所
定値に設定し、燃焼排ガスＥＡの温度Tho を２００℃乃
至４００℃程度の範囲内の所定値に設定し得る。また、
流路切換装置２１の切換時間は、好適には、６０秒以下
の所定時間、更に好適には、３０秒以下の所定時間に設
定し得る。
【００６１】図８及び図９は、連続還元帯Ｂ１に配設さ
れた燃焼排ガス処理装置３の全体構成及び作動態様を示
す概略ブロックフロー図及び概略断面図である。図８に
おいて、上記高温空気導入装置１（図４及び図５）及び
還元燃焼炎生成装置２（図６及び図７）の各構成要素又
は構成手段と実質的に同じ構成要素又は構成手段につい
ては、同一の参照符号が付されている。燃焼排ガス処理
装置３は、高温空気導入装置１及び還元燃焼炎生成装置
２と実質的に同じ構造を有する第１給排路Ｌ１、第２給
排路Ｌ２、第１熱交換装置１１、第２熱交換装置１２、
第１燃焼域１３および第２燃焼域１４を備える。燃焼排
ガス処理装置３は又、外気導入路ＯＡを介して常温外気
を吸引する強制給気ファン２０（図９）と、流路切換装
置２１及び排気導出路ＥＡに連結された強制排気ファン
３０（図９）とを備える。
れた燃焼排ガス処理装置３の全体構成及び作動態様を示
す概略ブロックフロー図及び概略断面図である。図８に
おいて、上記高温空気導入装置１（図４及び図５）及び
還元燃焼炎生成装置２（図６及び図７）の各構成要素又
は構成手段と実質的に同じ構成要素又は構成手段につい
ては、同一の参照符号が付されている。燃焼排ガス処理
装置３は、高温空気導入装置１及び還元燃焼炎生成装置
２と実質的に同じ構造を有する第１給排路Ｌ１、第２給
排路Ｌ２、第１熱交換装置１１、第２熱交換装置１２、
第１燃焼域１３および第２燃焼域１４を備える。燃焼排
ガス処理装置３は又、外気導入路ＯＡを介して常温外気
を吸引する強制給気ファン２０（図９）と、流路切換装
置２１及び排気導出路ＥＡに連結された強制排気ファン
３０（図９）とを備える。
【００６２】図８及び図９に示す燃焼排ガス処理装置３
においては、上記高温空気導入装置１及び還元燃焼炎生
成装置２における分流域１５の構造ないし構成は、これ
と実質的に同一構造を備えた合流域１５として機能し、
合流域１５には、排ガス流路ＨＣの高温の燃焼排ガスが
導入される。しかも、本例において、合流域１５は、上
記高温空気導入装置１及び還元燃焼炎生成装置２の分流
域１５と異なり、三角形状断面の突出部１６を備えてお
らず、従って、連通部１０Ｃは、全長に亘って均一な流
路断面形状を有する。
においては、上記高温空気導入装置１及び還元燃焼炎生
成装置２における分流域１５の構造ないし構成は、これ
と実質的に同一構造を備えた合流域１５として機能し、
合流域１５には、排ガス流路ＨＣの高温の燃焼排ガスが
導入される。しかも、本例において、合流域１５は、上
記高温空気導入装置１及び還元燃焼炎生成装置２の分流
域１５と異なり、三角形状断面の突出部１６を備えてお
らず、従って、連通部１０Ｃは、全長に亘って均一な流
路断面形状を有する。
【００６３】また、燃焼排ガス処理装置３は、上記高温
空気導入装置１及び還元燃焼炎生成装置２の流路切換装
置２１に相当する第１給気開閉弁２８、第２給気開閉弁
２９、第１排気開閉弁３８及び第２排気開閉弁３９を備
える。第１及び第２給気開閉弁２８、２９は、給気給送
路ＣＡの分岐連通管路３６（図９）を介して相互連通
し、第１及び第２排気開閉弁３８、３９は、排気導出路
ＥＡの分岐連通管路３７を介して相互連通する。第１給
気開閉弁２８及び第２排気開閉弁３９は、同時に開放し
且つ同時に閉塞するように連動し、第２給気開閉弁２９
及び第１排気開閉弁３８は、同時に開放し且つ同時に閉
塞するように連動する。燃焼排ガス処理装置３の制御装
置（図示せず）は、第１処理工程において、第１給気開
閉弁２８及び第２排気開閉弁３９を開放し且つ第２給気
開閉弁２９及び第１排気開閉弁３８を閉塞する（図９
Ａ）。他方、燃焼排ガス処理装置３の制御装置（図示せ
ず）は、第２処理工程において、第１給気開閉弁２８及
び第２排気開閉弁３９を閉塞し且つ第２給気開閉弁２９
及び第１排気開閉弁３８を開放する（図９Ｂ）。流路切
換装置２１は、第１処理工程に相応する第１位置および
第２処理工程に相応する第２位置に交互に切換えられ
る。流路切換装置２１の切換時間間隔は、好ましくは、
６０秒以下、更に好ましくは、３０秒以下の所定時間に
設定され、第１及び第２熱交換装置１１、１２の各蓄熱
体は、該時間間隔に相応して蓄熱又は放熱を反覆し、強
制給気ファン２０により給気された外気を加熱するとと
もに、第１又は第２燃焼域１３、１４の燃焼排ガスを冷
却する。
空気導入装置１及び還元燃焼炎生成装置２の流路切換装
置２１に相当する第１給気開閉弁２８、第２給気開閉弁
２９、第１排気開閉弁３８及び第２排気開閉弁３９を備
える。第１及び第２給気開閉弁２８、２９は、給気給送
路ＣＡの分岐連通管路３６（図９）を介して相互連通
し、第１及び第２排気開閉弁３８、３９は、排気導出路
ＥＡの分岐連通管路３７を介して相互連通する。第１給
気開閉弁２８及び第２排気開閉弁３９は、同時に開放し
且つ同時に閉塞するように連動し、第２給気開閉弁２９
及び第１排気開閉弁３８は、同時に開放し且つ同時に閉
塞するように連動する。燃焼排ガス処理装置３の制御装
置（図示せず）は、第１処理工程において、第１給気開
閉弁２８及び第２排気開閉弁３９を開放し且つ第２給気
開閉弁２９及び第１排気開閉弁３８を閉塞する（図９
Ａ）。他方、燃焼排ガス処理装置３の制御装置（図示せ
ず）は、第２処理工程において、第１給気開閉弁２８及
び第２排気開閉弁３９を閉塞し且つ第２給気開閉弁２９
及び第１排気開閉弁３８を開放する（図９Ｂ）。流路切
換装置２１は、第１処理工程に相応する第１位置および
第２処理工程に相応する第２位置に交互に切換えられ
る。流路切換装置２１の切換時間間隔は、好ましくは、
６０秒以下、更に好ましくは、３０秒以下の所定時間に
設定され、第１及び第２熱交換装置１１、１２の各蓄熱
体は、該時間間隔に相応して蓄熱又は放熱を反覆し、強
制給気ファン２０により給気された外気を加熱するとと
もに、第１又は第２燃焼域１３、１４の燃焼排ガスを冷
却する。
【００６４】第１処理工程（図９Ａ）において、第１給
気開閉弁２８を介して第１給排路Ｌ１に給送された常温
外気は、第１熱交換装置１１に供給され、第１熱交換装
置１１において加熱され、高温の予熱給気流Ｈ３とし
て、第１中間流路Ｌ３、第１燃焼域１３及び第３中間流
路Ｌ５を通過し、合流域１５において、排ガス流路ＨＣ
の排ガス流Ｈ４と合流する。比較的高酸素濃度且つ高温
の予熱給気流Ｈ３と合流した排ガス流Ｈ５は、比較的大
容積を有する第２燃焼域１４における膨張・拡散作用の
下で乱流化し、排ガス流Ｈ５中の未燃成分、殊に、一酸
化炭素及び水素は、第２燃焼域１４にて再燃焼し、この
結果、連続還元帯Ｂ１の不完全燃焼排ガスは、実質的に
完全燃焼する。排ガス流Ｈ５の再燃焼反応により生成し
た高温の燃焼排ガス流は、ハニカム構造の第２熱交換装
置１２と熱交換し、第２熱交換装置１２を高温に加熱し
た後、第２給排路Ｌ２、第２排気開閉弁３９及び排気導
出路ＥＡを介して、強制排気ファン３０に誘引され、排
気送出路Ｅ１を介して還元燃焼炎生成装置２の制御弁装
置５０（図６及び図７）に供給される。
気開閉弁２８を介して第１給排路Ｌ１に給送された常温
外気は、第１熱交換装置１１に供給され、第１熱交換装
置１１において加熱され、高温の予熱給気流Ｈ３とし
て、第１中間流路Ｌ３、第１燃焼域１３及び第３中間流
路Ｌ５を通過し、合流域１５において、排ガス流路ＨＣ
の排ガス流Ｈ４と合流する。比較的高酸素濃度且つ高温
の予熱給気流Ｈ３と合流した排ガス流Ｈ５は、比較的大
容積を有する第２燃焼域１４における膨張・拡散作用の
下で乱流化し、排ガス流Ｈ５中の未燃成分、殊に、一酸
化炭素及び水素は、第２燃焼域１４にて再燃焼し、この
結果、連続還元帯Ｂ１の不完全燃焼排ガスは、実質的に
完全燃焼する。排ガス流Ｈ５の再燃焼反応により生成し
た高温の燃焼排ガス流は、ハニカム構造の第２熱交換装
置１２と熱交換し、第２熱交換装置１２を高温に加熱し
た後、第２給排路Ｌ２、第２排気開閉弁３９及び排気導
出路ＥＡを介して、強制排気ファン３０に誘引され、排
気送出路Ｅ１を介して還元燃焼炎生成装置２の制御弁装
置５０（図６及び図７）に供給される。
【００６５】他方、第２処理工程（図９Ｂ）において、
第２給気開閉弁２９を介して第１給排路Ｌ１に給送され
た常温外気は、第２熱交換装置１２を流通し、第２熱交
換装置１２において加熱され、高温の予熱給気流Ｈ３と
して、第１中間流路Ｌ４、第２燃焼域１４及び第４中間
流路Ｌ６を通過し、合流域１５において、排ガス流路Ｈ
Ｃの排ガス流Ｈ４と合流し、第１燃焼域１３にて排ガス
流Ｈ４の未燃成分の再燃焼反応を促し、かくして、連続
還元帯Ｂ１の燃焼排ガスを実質的に完全燃焼せしめる。
排ガス流Ｈ５の再燃焼反応により生成した高温の燃焼排
ガス流は、第１熱交換装置１１、第１給排路Ｌ１、第１
排気開閉弁３８及び排気導出路ＥＡを介して、強制排気
ファン３０に誘引され、排気送出路Ｅ１を介して還元燃
焼炎生成装置２の制御弁装置５０（図６及び図７）に供
給される。排気送出路Ｅ１は、所望により、制御弁装置
５０に給送すべき燃焼排ガス流の流量を規制するバイパ
ス流路又は大気開放流路等の流量調整手段（図示せず）
を備える。なお、燃焼排ガス処理装置３において、例え
ば、上記燃焼用空気ＣＡの温度Tci を１０乃至３０℃程
度の範囲内の所定値に設定し、燃焼用空気流Ｈの温度Tc
oを８００℃乃至１４００℃程度の範囲内の所定値に設
定し、燃焼域１３、１４の燃焼排ガスの温度Thi を１０
００℃乃至１６００℃程度の範囲内の所定値に設定し、
燃焼排ガスＥ１の温度Tho を３００℃乃至６００℃程度
の範囲内の所定値に設定することができる。
第２給気開閉弁２９を介して第１給排路Ｌ１に給送され
た常温外気は、第２熱交換装置１２を流通し、第２熱交
換装置１２において加熱され、高温の予熱給気流Ｈ３と
して、第１中間流路Ｌ４、第２燃焼域１４及び第４中間
流路Ｌ６を通過し、合流域１５において、排ガス流路Ｈ
Ｃの排ガス流Ｈ４と合流し、第１燃焼域１３にて排ガス
流Ｈ４の未燃成分の再燃焼反応を促し、かくして、連続
還元帯Ｂ１の燃焼排ガスを実質的に完全燃焼せしめる。
排ガス流Ｈ５の再燃焼反応により生成した高温の燃焼排
ガス流は、第１熱交換装置１１、第１給排路Ｌ１、第１
排気開閉弁３８及び排気導出路ＥＡを介して、強制排気
ファン３０に誘引され、排気送出路Ｅ１を介して還元燃
焼炎生成装置２の制御弁装置５０（図６及び図７）に供
給される。排気送出路Ｅ１は、所望により、制御弁装置
５０に給送すべき燃焼排ガス流の流量を規制するバイパ
ス流路又は大気開放流路等の流量調整手段（図示せず）
を備える。なお、燃焼排ガス処理装置３において、例え
ば、上記燃焼用空気ＣＡの温度Tci を１０乃至３０℃程
度の範囲内の所定値に設定し、燃焼用空気流Ｈの温度Tc
oを８００℃乃至１４００℃程度の範囲内の所定値に設
定し、燃焼域１３、１４の燃焼排ガスの温度Thi を１０
００℃乃至１６００℃程度の範囲内の所定値に設定し、
燃焼排ガスＥ１の温度Tho を３００℃乃至６００℃程度
の範囲内の所定値に設定することができる。
【００６６】また、第１給気開閉弁２８、第２給気開閉
弁２９、第１排気開閉弁３８及び第２排気開閉弁３９を
備えた流路切換装置２１の構成によれば、排気バイパス
流路ＥＢ及びバイパス流量制御弁３５の配設等により、
流路切換装置２１の制御態様を更に多様化し、燃焼排ガ
ス処理装置３における流量制御の自由度を向上すること
ができる。しかも、各開閉弁２８、２９、３８、３９と
して耐熱型開閉制御弁を使用することにより、比較的高
温の燃焼排ガス流ＥＡを確実に制御することができる。
弁２９、第１排気開閉弁３８及び第２排気開閉弁３９を
備えた流路切換装置２１の構成によれば、排気バイパス
流路ＥＢ及びバイパス流量制御弁３５の配設等により、
流路切換装置２１の制御態様を更に多様化し、燃焼排ガ
ス処理装置３における流量制御の自由度を向上すること
ができる。しかも、各開閉弁２８、２９、３８、３９と
して耐熱型開閉制御弁を使用することにより、比較的高
温の燃焼排ガス流ＥＡを確実に制御することができる。
【００６７】以上説明した如く、上記構成のローラーハ
ースキルンＲＨは、比較的高酸素濃度の高温空気流の供
給により、発色帯Ｃの降温特性を比較的緩慢な降温勾配
に規制し、陶磁器タイル表層の所望の赤色発現を促進し
得る徐冷雰囲気を発色帯Ｃに形成する高温空気導入装置
１と、連続還元帯Ｂ１に還元雰囲気の高温燃焼ガスを供
給し、陶磁器タイル原材料Ｗの還元焼成反応を還元帯Ｂ
１に生起し且つ維持する還元燃焼炎生成装置２と、未燃
焼成分（ＣＯ、Ｈ2 ）を含有する還元帯Ｂ１の燃焼排ガ
スを実質的に完全燃焼せしめる燃焼排ガス処理装置３と
を備える。高温空気導入装置１、還元燃焼炎生成装置２
および燃焼排ガス処理装置３は、比較的低温の給気流を
導入可能な給気流導入路ＣＡと、燃焼排ガスを導出する
燃焼排ガス導出路ＥＡと、発色帯Ｃ又は還元帯Ｂ１に連
結された高温空気導入路ＨＡ、燃焼ガス流路ＨＢ又は排
ガス流路ＨＣと、給気流導入路ＣＡ及び燃焼排ガス導出
路ＥＡに連結された流路切換装置２１と、給気流導入路
ＣＡ又は燃焼排ガス導出路ＥＡと選択的に連通可能な第
１又は第２熱交換装置１１、１２および第１又は第２燃
焼域１３、１４と、第１又は第２燃焼域１３、１４を通
過した給気流の分流又は合流手段として機能する分流域
又は合流域１５とを備える。
ースキルンＲＨは、比較的高酸素濃度の高温空気流の供
給により、発色帯Ｃの降温特性を比較的緩慢な降温勾配
に規制し、陶磁器タイル表層の所望の赤色発現を促進し
得る徐冷雰囲気を発色帯Ｃに形成する高温空気導入装置
１と、連続還元帯Ｂ１に還元雰囲気の高温燃焼ガスを供
給し、陶磁器タイル原材料Ｗの還元焼成反応を還元帯Ｂ
１に生起し且つ維持する還元燃焼炎生成装置２と、未燃
焼成分（ＣＯ、Ｈ2 ）を含有する還元帯Ｂ１の燃焼排ガ
スを実質的に完全燃焼せしめる燃焼排ガス処理装置３と
を備える。高温空気導入装置１、還元燃焼炎生成装置２
および燃焼排ガス処理装置３は、比較的低温の給気流を
導入可能な給気流導入路ＣＡと、燃焼排ガスを導出する
燃焼排ガス導出路ＥＡと、発色帯Ｃ又は還元帯Ｂ１に連
結された高温空気導入路ＨＡ、燃焼ガス流路ＨＢ又は排
ガス流路ＨＣと、給気流導入路ＣＡ及び燃焼排ガス導出
路ＥＡに連結された流路切換装置２１と、給気流導入路
ＣＡ又は燃焼排ガス導出路ＥＡと選択的に連通可能な第
１又は第２熱交換装置１１、１２および第１又は第２燃
焼域１３、１４と、第１又は第２燃焼域１３、１４を通
過した給気流の分流又は合流手段として機能する分流域
又は合流域１５とを備える。
【００６８】高温空気導入装置１の第１及び第２燃焼域
１３、１４は、第１加熱空気流Ｈ１の存在下に火炎帯を
形成する第１及び第２バーナ４３、４４を備え、還元燃
焼炎生成装置２の第１及び第２燃焼域１３、１４は、燃
焼域１３、１４に還元炎を生成する第３及び第４バーナ
４７、４８を備える。高温空気導入装置１は、所定の時
間間隔にて交互に切替えられる第１加熱工程及び第２加
熱工程を実行し、低温給気流を継続的に高温加熱し、所
定流量割合の高温給気流を発色帯Ｃに給送し、これによ
り、発色帯Ｃの温度特性を制御し、陶磁器タイル表層の
所望の赤色発現を促す徐冷雰囲気を発色帯Ｃに形成す
る。還元燃焼炎生成装置２は、第１又は第２燃焼域１
３、１４に還元炎を形成し、該燃焼域に生成した高温の
還元性燃焼ガスの所定流量部分を還元帯Ｂ１に給送し、
これにより、陶磁器タイル原材料Ｗの還元焼成雰囲気を
還元帯Ｂ１に形成する。また、燃焼排ガス処理装置３
は、還元帯Ｂ１の排ガスの再燃焼又はアフターバーニン
グ作用を誘起し、還元帯Ｂ１の未燃成分（ＣＯ、Ｈ2 ）
を完全燃焼せしめ、還元帯Ｂ１の排ガスを比較的容易に
排気可能にする。
１３、１４は、第１加熱空気流Ｈ１の存在下に火炎帯を
形成する第１及び第２バーナ４３、４４を備え、還元燃
焼炎生成装置２の第１及び第２燃焼域１３、１４は、燃
焼域１３、１４に還元炎を生成する第３及び第４バーナ
４７、４８を備える。高温空気導入装置１は、所定の時
間間隔にて交互に切替えられる第１加熱工程及び第２加
熱工程を実行し、低温給気流を継続的に高温加熱し、所
定流量割合の高温給気流を発色帯Ｃに給送し、これによ
り、発色帯Ｃの温度特性を制御し、陶磁器タイル表層の
所望の赤色発現を促す徐冷雰囲気を発色帯Ｃに形成す
る。還元燃焼炎生成装置２は、第１又は第２燃焼域１
３、１４に還元炎を形成し、該燃焼域に生成した高温の
還元性燃焼ガスの所定流量部分を還元帯Ｂ１に給送し、
これにより、陶磁器タイル原材料Ｗの還元焼成雰囲気を
還元帯Ｂ１に形成する。また、燃焼排ガス処理装置３
は、還元帯Ｂ１の排ガスの再燃焼又はアフターバーニン
グ作用を誘起し、還元帯Ｂ１の未燃成分（ＣＯ、Ｈ2 ）
を完全燃焼せしめ、還元帯Ｂ１の排ガスを比較的容易に
排気可能にする。
【００６９】図１１は、本発明の第２実施例に係る炉内
温度／燃焼制御装置を備えたバッチ式単独窯炉の全体構
成を示す概略縦断面図であり、図１２及び図１３は、図
１１に示す炉内温度／燃焼制御装置の全体構成を示す概
略ブロックフロー図及び概略断面図である。図１１乃至
図１３において、上記第１実施例（図１乃至図１０）の
各構成要素又は構成手段と実質的に同じ構成要素又は構
成手段については、同一の参照符号が付されている。図
１１に示す如く、バッチ式単独窯炉として構成された窯
炉ＢＫは、高温の燃焼用空気又は燃焼ガスを炉内に導入
する高温給気流導入装置７と、炉内の燃焼排ガスを導出
する燃焼排ガス処理装置８とを備える。高温給気流導入
装置７は、給気路ＨＦを介して給気導入口８２に連結さ
れ、燃焼排ガス処理装置８は、排気路ＨＧを介して排気
導出口８３に連結される。炭化水素系燃料を炉内に吹込
み可能な燃料噴射装置８４が、給気導入口８２に隣接し
て配設される。燃焼排ガス処理装置８は、第１実施例に
おける燃焼排ガス処理装置３（図８及び図９）と実質的
に同一の構成を有するものであるので、燃焼排ガス処理
装置８の構造及び機能に関する詳細な説明は、省略す
る。また、高温給気流導入装置７は、基本構造におい
て、上記第１実施例における高温空気導入装置１及び還
元燃焼炎生成装置２と実質的に同様な構造を備えるとと
もに、高温空気導入装置１及び還元燃焼炎生成装置２の
双方の機能を備える。
温度／燃焼制御装置を備えたバッチ式単独窯炉の全体構
成を示す概略縦断面図であり、図１２及び図１３は、図
１１に示す炉内温度／燃焼制御装置の全体構成を示す概
略ブロックフロー図及び概略断面図である。図１１乃至
図１３において、上記第１実施例（図１乃至図１０）の
各構成要素又は構成手段と実質的に同じ構成要素又は構
成手段については、同一の参照符号が付されている。図
１１に示す如く、バッチ式単独窯炉として構成された窯
炉ＢＫは、高温の燃焼用空気又は燃焼ガスを炉内に導入
する高温給気流導入装置７と、炉内の燃焼排ガスを導出
する燃焼排ガス処理装置８とを備える。高温給気流導入
装置７は、給気路ＨＦを介して給気導入口８２に連結さ
れ、燃焼排ガス処理装置８は、排気路ＨＧを介して排気
導出口８３に連結される。炭化水素系燃料を炉内に吹込
み可能な燃料噴射装置８４が、給気導入口８２に隣接し
て配設される。燃焼排ガス処理装置８は、第１実施例に
おける燃焼排ガス処理装置３（図８及び図９）と実質的
に同一の構成を有するものであるので、燃焼排ガス処理
装置８の構造及び機能に関する詳細な説明は、省略す
る。また、高温給気流導入装置７は、基本構造におい
て、上記第１実施例における高温空気導入装置１及び還
元燃焼炎生成装置２と実質的に同様な構造を備えるとと
もに、高温空気導入装置１及び還元燃焼炎生成装置２の
双方の機能を備える。
【００７０】図１２及び図１３に示す如く、高温給気流
導入装置７は、第１及び第２燃焼域１３、１４に炭化水
素系燃料を吹込み、燃焼域１３、１４に燃焼火炎を形成
する第１及び第２バーナ４７、４８を備える。第１及び
第２バーナ４７、４８は、第１及び第２燃料供給管Ｆ
４、Ｆ５を介して第１及び第２燃料供給制御弁４５、４
６に連結される。燃料供給制御装置４０を構成する第１
及び第２燃料供給制御弁４５、４６は、燃料供給主管Ｆ
１を介して、燃料供給系ＦＳに連結される。燃料供給制
御装置４０は、電子制御装置等（図示せず）の制御下に
流路切換装置２１と同期切換作動し、第１及び第２燃料
供給制御弁４５、４６を選択的に開閉作動し、第１及び
第２バーナ４７、４８の一方に交互に燃焼用燃料を供給
する。
導入装置７は、第１及び第２燃焼域１３、１４に炭化水
素系燃料を吹込み、燃焼域１３、１４に燃焼火炎を形成
する第１及び第２バーナ４７、４８を備える。第１及び
第２バーナ４７、４８は、第１及び第２燃料供給管Ｆ
４、Ｆ５を介して第１及び第２燃料供給制御弁４５、４
６に連結される。燃料供給制御装置４０を構成する第１
及び第２燃料供給制御弁４５、４６は、燃料供給主管Ｆ
１を介して、燃料供給系ＦＳに連結される。燃料供給制
御装置４０は、電子制御装置等（図示せず）の制御下に
流路切換装置２１と同期切換作動し、第１及び第２燃料
供給制御弁４５、４６を選択的に開閉作動し、第１及び
第２バーナ４７、４８の一方に交互に燃焼用燃料を供給
する。
【００７１】窯炉ＢＫは、焼成すべき原料の生地又は素
地Ｗの窯詰工程の完了後、予熱工程、酸化炎焼成工程、
還元炎焼成工程、徐冷却工程および急冷工程等の各種工
程を実行し、窯炉内温度は、図１のヒートカーブに示す
如く、約１１００乃至１３００℃程度の高温域に昇温し
た後、降温する。高温給気流導入装置７は、予熱工程、
酸化炎焼成工程及び徐冷工程において、酸化雰囲気の高
温空気流を窯炉ＢＫ内に供給する第１運転モードにて運
転され、還元炎焼成工程において、還元雰囲気の高温燃
焼ガス流を窯炉ＢＫ内に供給する第２運転モードにて運
転される。ここに、高温給気流導入装置７の第１運転モ
ードは、上記高温空気導入装置１（実施例１）の作動形
態と実質的に同一の作動形態に設定され、高温給気流導
入装置７の第２運転モードは、上記還元燃焼炎生成装置
２（実施例１）の作動形態と実質的に同一の作動形態に
設定される。
地Ｗの窯詰工程の完了後、予熱工程、酸化炎焼成工程、
還元炎焼成工程、徐冷却工程および急冷工程等の各種工
程を実行し、窯炉内温度は、図１のヒートカーブに示す
如く、約１１００乃至１３００℃程度の高温域に昇温し
た後、降温する。高温給気流導入装置７は、予熱工程、
酸化炎焼成工程及び徐冷工程において、酸化雰囲気の高
温空気流を窯炉ＢＫ内に供給する第１運転モードにて運
転され、還元炎焼成工程において、還元雰囲気の高温燃
焼ガス流を窯炉ＢＫ内に供給する第２運転モードにて運
転される。ここに、高温給気流導入装置７の第１運転モ
ードは、上記高温空気導入装置１（実施例１）の作動形
態と実質的に同一の作動形態に設定され、高温給気流導
入装置７の第２運転モードは、上記還元燃焼炎生成装置
２（実施例１）の作動形態と実質的に同一の作動形態に
設定される。
【００７２】第１及び第２運転モードの双方において、
高温給気流導入装置７の流路切換装置２１は、３０乃至
６０秒以下に設定された所定の時間間隔にて、第１位置
（図１２Ａ：図１３Ａ）及び第２位置（図１２Ｂ：図１
３Ｂ）に交互に切換えられる。なお、図１２及び図１３
には、第２運転モード（還元炎生成モ−ド）の作動形態
が例示されている。第１運転モード（酸化／加熱モ−
ド）においては、第２バーナ４８は、第１位置（図１２
Ａ：図１３Ａ）にて燃料を第２燃焼域１４に吹込み、図
１３（Ａ）に破線で示す如く、第２燃焼域１４に火炎帯
を形成し、流路切換装置２１の第２位置（図１２Ｂ：図
１３Ｂ）にて燃料吹込みを停止し、また、第１バーナ４
７は、流路切換装置２１の第２位置（図１２Ｂ：図１３
Ｂ）にて燃料を第１燃焼域１３に吹込み、図１３（Ｂ）
に破線で示す如く、第１燃焼域１３に火炎帯を形成し、
第１位置（図１２Ａ：図１３Ａ）にて燃料吹込みを停止
する。
高温給気流導入装置７の流路切換装置２１は、３０乃至
６０秒以下に設定された所定の時間間隔にて、第１位置
（図１２Ａ：図１３Ａ）及び第２位置（図１２Ｂ：図１
３Ｂ）に交互に切換えられる。なお、図１２及び図１３
には、第２運転モード（還元炎生成モ−ド）の作動形態
が例示されている。第１運転モード（酸化／加熱モ−
ド）においては、第２バーナ４８は、第１位置（図１２
Ａ：図１３Ａ）にて燃料を第２燃焼域１４に吹込み、図
１３（Ａ）に破線で示す如く、第２燃焼域１４に火炎帯
を形成し、流路切換装置２１の第２位置（図１２Ｂ：図
１３Ｂ）にて燃料吹込みを停止し、また、第１バーナ４
７は、流路切換装置２１の第２位置（図１２Ｂ：図１３
Ｂ）にて燃料を第１燃焼域１３に吹込み、図１３（Ｂ）
に破線で示す如く、第１燃焼域１３に火炎帯を形成し、
第１位置（図１２Ａ：図１３Ａ）にて燃料吹込みを停止
する。
【００７３】流路切換装置２１の第１位置において、第
１熱交換装置１１で加熱された高温の加熱空気流Ｈは、
分流域１５にて所定の流量割合の第１加熱空気流Ｈ１及
び第２加熱空気流Ｈ２に分流し、第１加熱空気流Ｈ１
は、第２燃焼域１４において燃焼反応し、高温の燃焼排
ガスとして第２熱交換装置１２を流通し、第２熱交換装
置１２を所定温度に加熱する。流路切換装置２１の第２
位置において、第２熱交換装置１２で加熱された高温の
加熱空気流Ｈは、分流域１５にて所定の流量割合の第１
加熱空気流Ｈ１及び第２加熱空気流Ｈ２に分流し、第１
加熱空気流Ｈ１は、第１燃焼域１３にて燃焼反応し、高
温の燃焼排ガスとして第１熱交換装置１１を流通し、第
１熱交換装置１１を所定温度に加熱する。８００℃乃至
１０００℃以上の高温に加熱された高温の第２加熱空気
流Ｈ２は、給気路ＨＦ及び給気導入口８２（図１１）を
介して炉内領域に流入し、炉内温度を所望の温度に昇温
させる。予熱工程又は酸化炎焼成工程において、所望に
より、炭化水素系燃料が、燃料噴射装置８４から吐出さ
れ、吐出した燃料は、給気導入口８２の近傍において高
速且つ高温の燃焼用空気流に混合し、炉内燃焼火炎を形
成する。窯炉ＢＫの排ガスは、炉床部等に配設された排
気口８５及び廃熱回収装置等（図示せず）を介して、排
気路８６及びスタック（図示せず）等により大気放出さ
れる。
１熱交換装置１１で加熱された高温の加熱空気流Ｈは、
分流域１５にて所定の流量割合の第１加熱空気流Ｈ１及
び第２加熱空気流Ｈ２に分流し、第１加熱空気流Ｈ１
は、第２燃焼域１４において燃焼反応し、高温の燃焼排
ガスとして第２熱交換装置１２を流通し、第２熱交換装
置１２を所定温度に加熱する。流路切換装置２１の第２
位置において、第２熱交換装置１２で加熱された高温の
加熱空気流Ｈは、分流域１５にて所定の流量割合の第１
加熱空気流Ｈ１及び第２加熱空気流Ｈ２に分流し、第１
加熱空気流Ｈ１は、第１燃焼域１３にて燃焼反応し、高
温の燃焼排ガスとして第１熱交換装置１１を流通し、第
１熱交換装置１１を所定温度に加熱する。８００℃乃至
１０００℃以上の高温に加熱された高温の第２加熱空気
流Ｈ２は、給気路ＨＦ及び給気導入口８２（図１１）を
介して炉内領域に流入し、炉内温度を所望の温度に昇温
させる。予熱工程又は酸化炎焼成工程において、所望に
より、炭化水素系燃料が、燃料噴射装置８４から吐出さ
れ、吐出した燃料は、給気導入口８２の近傍において高
速且つ高温の燃焼用空気流に混合し、炉内燃焼火炎を形
成する。窯炉ＢＫの排ガスは、炉床部等に配設された排
気口８５及び廃熱回収装置等（図示せず）を介して、排
気路８６及びスタック（図示せず）等により大気放出さ
れる。
【００７４】第２運転モード（還元炎生成モ−ド）で
は、第１及び第２バーナ４７、４８が供給する炭化水素
系燃料の所要の供給量に対して、理論空気量（当量比）
未満の空気比、例えば、０．６乃至０．７程度の空気比
に相当する流量の燃焼用空気が、強制給気ファン２０に
より第１又は第２熱交換装置１１、１２に給送される。
第１バーナ４７は、第１位置（図１２Ａ：図１３Ａ）に
おいて燃料を第１燃焼域１３に吹込み、図１３（Ａ）に
実線で示す如く、第１燃焼域１３に還元炎を生成し、流
路切換装置２１の第２位置（図１２Ｂ：図１３Ｂ）にお
いて燃料吹込みを停止する。他方、第２バーナ４８は、
流路切換装置２１の第２位置（図１２Ｂ：図１３Ｂ）に
おいて燃料を第２燃焼域１４に吹込み、図１３（Ｂ）に
実線で示す如く、第２燃焼域１４に還元炎を生成し、第
１位置（図１２Ａ：図１３Ａ）において燃料吹込みを停
止する。
は、第１及び第２バーナ４７、４８が供給する炭化水素
系燃料の所要の供給量に対して、理論空気量（当量比）
未満の空気比、例えば、０．６乃至０．７程度の空気比
に相当する流量の燃焼用空気が、強制給気ファン２０に
より第１又は第２熱交換装置１１、１２に給送される。
第１バーナ４７は、第１位置（図１２Ａ：図１３Ａ）に
おいて燃料を第１燃焼域１３に吹込み、図１３（Ａ）に
実線で示す如く、第１燃焼域１３に還元炎を生成し、流
路切換装置２１の第２位置（図１２Ｂ：図１３Ｂ）にお
いて燃料吹込みを停止する。他方、第２バーナ４８は、
流路切換装置２１の第２位置（図１２Ｂ：図１３Ｂ）に
おいて燃料を第２燃焼域１４に吹込み、図１３（Ｂ）に
実線で示す如く、第２燃焼域１４に還元炎を生成し、第
１位置（図１２Ａ：図１３Ａ）において燃料吹込みを停
止する。
【００７５】流路切換装置２１の第１位置（図１２Ａ：
図１３Ａ）において、第１熱交換装置１１により８００
℃乃至１０００℃以上の高温に加熱された加熱空気流Ｈ
は、第１燃焼域１３の還元炎燃焼反応により生成した高
温の還元性燃焼ガスとして、分流域１５にて分流し、所
定の流量割合の第１加熱空気流Ｈ１は、第２燃焼域１４
において再燃焼反応し、高温の燃焼排ガスとして第２熱
交換装置１２を流通し、第２熱交換装置１２を所定温度
に加熱する。流路切換装置２１の第２位置（図１２Ｂ：
図１３Ｂ）において、第２熱交換装置１２により８００
℃乃至１０００℃以上に加熱された高温の加熱空気流Ｈ
は、第２燃焼域１４の還元炎燃焼反応により生成した還
元性燃焼ガスとして分流域１５にて分流し、所定の流量
割合の第１加熱空気流Ｈ１は、第１燃焼域１３において
再燃焼反応し、高温の燃焼排ガスとして第１熱交換装置
１１を流通し、第１熱交換装置１１を所定温度に加熱す
る。
図１３Ａ）において、第１熱交換装置１１により８００
℃乃至１０００℃以上の高温に加熱された加熱空気流Ｈ
は、第１燃焼域１３の還元炎燃焼反応により生成した高
温の還元性燃焼ガスとして、分流域１５にて分流し、所
定の流量割合の第１加熱空気流Ｈ１は、第２燃焼域１４
において再燃焼反応し、高温の燃焼排ガスとして第２熱
交換装置１２を流通し、第２熱交換装置１２を所定温度
に加熱する。流路切換装置２１の第２位置（図１２Ｂ：
図１３Ｂ）において、第２熱交換装置１２により８００
℃乃至１０００℃以上に加熱された高温の加熱空気流Ｈ
は、第２燃焼域１４の還元炎燃焼反応により生成した還
元性燃焼ガスとして分流域１５にて分流し、所定の流量
割合の第１加熱空気流Ｈ１は、第１燃焼域１３において
再燃焼反応し、高温の燃焼排ガスとして第１熱交換装置
１１を流通し、第１熱交換装置１１を所定温度に加熱す
る。
【００７６】一酸化炭素及び水素を含有する高温の第２
加熱空気流（還元性燃焼ガス）Ｈ２は、給気路ＨＦ及び
給気導入口８２を介して連続的に炉内領域に流入し、炉
内に高温の還元性雰囲気を形成し、原料Ｗに対する還元
焼成工程を実行する。比較的多量の未燃成分を含む窯炉
ＢＫの排ガスは、排気導出口８３及び排気路ＨＧを介し
て燃焼排ガス処理装置８に導入され、上記第１実施例に
おいて詳述した燃焼排ガス処理装置３の再燃焼作用と実
質的に同じ燃焼排ガス処理装置８の再燃焼作用を受け、
実質的に完全燃焼し、しかる後、強制排気ファン３０に
誘引され、排気送出路Ｅ１及び制御弁装置５０を介して
高温給気流導入装置７に導入される。かくして、バッチ
式単独窯炉ＢＫに配設された上記構成の高温給気流導入
装置７及び燃焼排ガス処理装置８によれば、窯内領域に
予熱雰囲気、酸化炎焼成雰囲気、中性炎焼成雰囲気、還
元炎焼成雰囲気、徐冷雰囲気および急冷雰囲気等の各種
加熱／焼成／冷却雰囲気を選択的に形成することができ
る。従って、高温給気流導入装置７及び燃焼排ガス処理
装置８の経時的制御により窯炉ＢＫの一連の焼成工程を
全工程に亘って所望の如く可変制御することが可能とな
る。
加熱空気流（還元性燃焼ガス）Ｈ２は、給気路ＨＦ及び
給気導入口８２を介して連続的に炉内領域に流入し、炉
内に高温の還元性雰囲気を形成し、原料Ｗに対する還元
焼成工程を実行する。比較的多量の未燃成分を含む窯炉
ＢＫの排ガスは、排気導出口８３及び排気路ＨＧを介し
て燃焼排ガス処理装置８に導入され、上記第１実施例に
おいて詳述した燃焼排ガス処理装置３の再燃焼作用と実
質的に同じ燃焼排ガス処理装置８の再燃焼作用を受け、
実質的に完全燃焼し、しかる後、強制排気ファン３０に
誘引され、排気送出路Ｅ１及び制御弁装置５０を介して
高温給気流導入装置７に導入される。かくして、バッチ
式単独窯炉ＢＫに配設された上記構成の高温給気流導入
装置７及び燃焼排ガス処理装置８によれば、窯内領域に
予熱雰囲気、酸化炎焼成雰囲気、中性炎焼成雰囲気、還
元炎焼成雰囲気、徐冷雰囲気および急冷雰囲気等の各種
加熱／焼成／冷却雰囲気を選択的に形成することができ
る。従って、高温給気流導入装置７及び燃焼排ガス処理
装置８の経時的制御により窯炉ＢＫの一連の焼成工程を
全工程に亘って所望の如く可変制御することが可能とな
る。
【００７７】また、高温給気流導入装置７は、所望によ
り、二次流体を第１及び第２燃焼域１３、１４に導入可
能な補助流体導入ノズル５３、５４を備える。二次流体
として、第１及び第２燃焼域１３、１４の燃焼反応を助
勢する助燃空気又は助燃ガス、（高温給気流導入装置７
を構成する）切換式蓄熱型熱交換システム１０の流量バ
ランスを調整する流量調整流体、或いは、不活性ガス等
の特殊流体などを例示し得る。補助流体導入ノズル５
３、５４は、流体管路ＦＡ１、ＦＡ２を介して制御弁５
７、５８に連結され、助燃空気供給源等を含む補助流体
供給系ＦＡに連結される。
り、二次流体を第１及び第２燃焼域１３、１４に導入可
能な補助流体導入ノズル５３、５４を備える。二次流体
として、第１及び第２燃焼域１３、１４の燃焼反応を助
勢する助燃空気又は助燃ガス、（高温給気流導入装置７
を構成する）切換式蓄熱型熱交換システム１０の流量バ
ランスを調整する流量調整流体、或いは、不活性ガス等
の特殊流体などを例示し得る。補助流体導入ノズル５
３、５４は、流体管路ＦＡ１、ＦＡ２を介して制御弁５
７、５８に連結され、助燃空気供給源等を含む補助流体
供給系ＦＡに連結される。
【００７８】図１４乃至図１６は、本発明の第３乃至第
５実施例を示すローラーハースキルンＲＨの概略縦断面
図であり、これらの実施例では、上記第２実施例におけ
る高温給気流導入装置７及び／又は焼排ガス処理装置８
は、焼成生地又は素地Ｗの局部的な窯変性焼成手段とし
て使用される。図１４に示す第３実施例において、高温
給気流導入装置７の給気路ＨＪは、炉内領域に延びる調
整気流給送管８７を有し、給送管８７は、炉内領域の焼
成生地又は素地Ｗに対して吐出気流を差し向ける吐出ノ
ズル８８を備える。高温給気流導入装置７は、比較的高
酸素濃度の高温気流、還元性燃焼ガス、或いは、弱酸化
性ガス、弱還元性ガス又は中性炎ガス等の高温調整気流
を給送管８７に給送し、各吐出ノズル８８を介して、焼
成生地又は素地Ｗの部分領域に局所的に吹付ける。
５実施例を示すローラーハースキルンＲＨの概略縦断面
図であり、これらの実施例では、上記第２実施例におけ
る高温給気流導入装置７及び／又は焼排ガス処理装置８
は、焼成生地又は素地Ｗの局部的な窯変性焼成手段とし
て使用される。図１４に示す第３実施例において、高温
給気流導入装置７の給気路ＨＪは、炉内領域に延びる調
整気流給送管８７を有し、給送管８７は、炉内領域の焼
成生地又は素地Ｗに対して吐出気流を差し向ける吐出ノ
ズル８８を備える。高温給気流導入装置７は、比較的高
酸素濃度の高温気流、還元性燃焼ガス、或いは、弱酸化
性ガス、弱還元性ガス又は中性炎ガス等の高温調整気流
を給送管８７に給送し、各吐出ノズル８８を介して、焼
成生地又は素地Ｗの部分領域に局所的に吹付ける。
【００７９】高温給気流導入装置７により調整され且つ
吐出ノズル８８より吐出する高温調整気流は、炉内領域
の雰囲気と異なる焼成雰囲気を焼成生地又は素地Ｗの一
部に局部的に生じさせ、この結果、部分的な酸化発色又
は還元発色等による所謂ボカシ模様、燻銀模様又は斑模
様等の窯変性発色が、焼成生地又は素地Ｗに発現する。
例えば、炉内領域を還元焼成雰囲気に維持するととも
に、上記高温給気流導入装置７により生成された高温且
つ酸化雰囲気の焼成ガスを吐出ノズル８８より焼成生地
又は素地Ｗに吹付け、これにより、新規な発色又は模様
等が、焼成生地又は素地Ｗに発現し得る。窯炉ＢＫの燃
焼排ガスは、排気導出口８９及び排気路ＨＫを介して燃
焼排ガス処理装置８に導入され、燃焼排ガス中の未燃成
分は、燃焼排ガス処理装置８の再燃焼作用により完全燃
焼する。燃焼排ガス処理装置８の排ガスは、強制排気フ
ァン３０に誘引され、排気送出路Ｅ１及び制御弁装置５
０を介して、少なくとも部分的に高温給気流導入装置７
に導入される。
吐出ノズル８８より吐出する高温調整気流は、炉内領域
の雰囲気と異なる焼成雰囲気を焼成生地又は素地Ｗの一
部に局部的に生じさせ、この結果、部分的な酸化発色又
は還元発色等による所謂ボカシ模様、燻銀模様又は斑模
様等の窯変性発色が、焼成生地又は素地Ｗに発現する。
例えば、炉内領域を還元焼成雰囲気に維持するととも
に、上記高温給気流導入装置７により生成された高温且
つ酸化雰囲気の焼成ガスを吐出ノズル８８より焼成生地
又は素地Ｗに吹付け、これにより、新規な発色又は模様
等が、焼成生地又は素地Ｗに発現し得る。窯炉ＢＫの燃
焼排ガスは、排気導出口８９及び排気路ＨＫを介して燃
焼排ガス処理装置８に導入され、燃焼排ガス中の未燃成
分は、燃焼排ガス処理装置８の再燃焼作用により完全燃
焼する。燃焼排ガス処理装置８の排ガスは、強制排気フ
ァン３０に誘引され、排気送出路Ｅ１及び制御弁装置５
０を介して、少なくとも部分的に高温給気流導入装置７
に導入される。
【００８０】図１５に示す第４実施例において、高温給
気流導入装置７の給気路ＨＬは、酸化炎焼成雰囲気の炉
内領域に延びる調整気流給送管８７に連結され、調整気
流給送管８７は、吐出ノズル８８を介して、高温の還元
性燃焼ガス又は弱還元性燃焼ガスを焼成生地又は素地Ｗ
の部分領域に局所的に吹付ける。吐出ノズル８８より吐
出する高温の還元性ガス流は、焼成生地又は素地Ｗに対
して、局部的な還元炎焼成作用を及ぼし、酸化焼成雰囲
気下に所謂低温ボカシ還元焼成を実行する。かくして、
低温ボカシ還元による所望の発色が、焼成生地又は素地
Ｗに少なくとも部分的に発現し、この結果、所謂ボカシ
模様又は燻銀模様等の特定の窯変性発色効果が、焼成生
地又は素地Ｗに表出する。
気流導入装置７の給気路ＨＬは、酸化炎焼成雰囲気の炉
内領域に延びる調整気流給送管８７に連結され、調整気
流給送管８７は、吐出ノズル８８を介して、高温の還元
性燃焼ガス又は弱還元性燃焼ガスを焼成生地又は素地Ｗ
の部分領域に局所的に吹付ける。吐出ノズル８８より吐
出する高温の還元性ガス流は、焼成生地又は素地Ｗに対
して、局部的な還元炎焼成作用を及ぼし、酸化焼成雰囲
気下に所謂低温ボカシ還元焼成を実行する。かくして、
低温ボカシ還元による所望の発色が、焼成生地又は素地
Ｗに少なくとも部分的に発現し、この結果、所謂ボカシ
模様又は燻銀模様等の特定の窯変性発色効果が、焼成生
地又は素地Ｗに表出する。
【００８１】図１６に示す第５実施例において、炉体６
０の頂壁に配設された従来構造のバーナ９が、炉内領域
の焼成生地又は素地Ｗに対して火炎を差し向け、焼成生
地又は素地Ｗの焙り焼き工程を実行する。高温に予熱さ
れた燃焼用空気を給送する高温空気導入路ＨＮが、バー
ナ９の給気流路に連結され、燃料供給系ＦＳに接続され
た燃料供給管Ｆ６が、バーナ９の燃料噴射部に連結され
る。高温空気導入路ＨＮは、高温給気流導入装置７の分
流域に連結されており、高温給気流導入装置７により８
００℃乃至１０００℃以上の高温域に予熱された燃焼用
空気が、高温空気導入路ＨＮを介してバーナ９に給送さ
れる。バーナ９は、高温空気導入路ＨＮ及び燃料供給管
Ｆ６を介して供給される高温燃焼用空気及び炭化水素系
燃料により炉内燃焼火炎を形成し、ローラー式搬送装置
６１上の焼成生地又は素地Ｗを部分的に焙り、焼成生地
又は素地Ｗの所定部分を局所的に焼成する。
０の頂壁に配設された従来構造のバーナ９が、炉内領域
の焼成生地又は素地Ｗに対して火炎を差し向け、焼成生
地又は素地Ｗの焙り焼き工程を実行する。高温に予熱さ
れた燃焼用空気を給送する高温空気導入路ＨＮが、バー
ナ９の給気流路に連結され、燃料供給系ＦＳに接続され
た燃料供給管Ｆ６が、バーナ９の燃料噴射部に連結され
る。高温空気導入路ＨＮは、高温給気流導入装置７の分
流域に連結されており、高温給気流導入装置７により８
００℃乃至１０００℃以上の高温域に予熱された燃焼用
空気が、高温空気導入路ＨＮを介してバーナ９に給送さ
れる。バーナ９は、高温空気導入路ＨＮ及び燃料供給管
Ｆ６を介して供給される高温燃焼用空気及び炭化水素系
燃料により炉内燃焼火炎を形成し、ローラー式搬送装置
６１上の焼成生地又は素地Ｗを部分的に焙り、焼成生地
又は素地Ｗの所定部分を局所的に焼成する。
【００８２】本例において、炉内雰囲気は、上記第１実
施例の還元燃焼炎生成装置２等（図示せず）により、全
体的に弱還元性雰囲気に維持される。一方、燃料供給管
Ｆ６の燃料供給量及び高温空気導入路ＨＮの燃焼用空気
供給量が、相対的に調節され、バーナ９に対する燃焼用
空気及び炭化水素系燃料の各供給量は、１．０未満の空
気比、例えば、０．６乃至０．７程度の空気比に相当す
るように設定される。この結果、バーナ９は、炉内領域
に還元炎を生成し、殊に火炎の中心領域に形成される還
元炎部分により、焼成生地又は素地Ｗを局部的に還元炎
焼成し、焼成生地又は素地Ｗの所謂焙り焼成を実行す
る。炉内領域に生成した比較的多量の一酸化炭素及び水
素は、排気導出口８９及び排気路ＨＭを介して上記燃焼
排ガス処理装置８に導入され、燃焼排ガス処理装置８の
再燃焼作用により完全燃焼した後、燃焼排ガス導出路Ｅ
Ａ及び強制排気ファン３０を介して排気される。
施例の還元燃焼炎生成装置２等（図示せず）により、全
体的に弱還元性雰囲気に維持される。一方、燃料供給管
Ｆ６の燃料供給量及び高温空気導入路ＨＮの燃焼用空気
供給量が、相対的に調節され、バーナ９に対する燃焼用
空気及び炭化水素系燃料の各供給量は、１．０未満の空
気比、例えば、０．６乃至０．７程度の空気比に相当す
るように設定される。この結果、バーナ９は、炉内領域
に還元炎を生成し、殊に火炎の中心領域に形成される還
元炎部分により、焼成生地又は素地Ｗを局部的に還元炎
焼成し、焼成生地又は素地Ｗの所謂焙り焼成を実行す
る。炉内領域に生成した比較的多量の一酸化炭素及び水
素は、排気導出口８９及び排気路ＨＭを介して上記燃焼
排ガス処理装置８に導入され、燃焼排ガス処理装置８の
再燃焼作用により完全燃焼した後、燃焼排ガス導出路Ｅ
Ａ及び強制排気ファン３０を介して排気される。
【００８３】以上、本発明の好適な実施例について詳細
に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で
種々の変形又は変更が可能であり、該変形例又は変更例
も又、本発明の範囲内に含まれるものであることは、い
うまでもない。例えば、上記第１実施例における還元燃
焼炎生成装置２は、第１又は第２燃焼域１３、１４に還
元炎を生成し得るのみならず、空気比及び燃料供給量の
適当な調整又は可変制御により、所望の特性を有する火
炎、例えば、弱還元性炎、中性炎又は弱酸化性炎を任意
に第１又は第２燃焼域に生成することができる。これに
より、中性炎燃焼ガス又は弱酸化性炎燃焼ガスを窯炉に
継続的に供給可能な窯炉の焼成制御装置を提供すること
が可能となる。
に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で
種々の変形又は変更が可能であり、該変形例又は変更例
も又、本発明の範囲内に含まれるものであることは、い
うまでもない。例えば、上記第１実施例における還元燃
焼炎生成装置２は、第１又は第２燃焼域１３、１４に還
元炎を生成し得るのみならず、空気比及び燃料供給量の
適当な調整又は可変制御により、所望の特性を有する火
炎、例えば、弱還元性炎、中性炎又は弱酸化性炎を任意
に第１又は第２燃焼域に生成することができる。これに
より、中性炎燃焼ガス又は弱酸化性炎燃焼ガスを窯炉に
継続的に供給可能な窯炉の焼成制御装置を提供すること
が可能となる。
【００８４】また、上記第１実施例のローラーハースキ
ルンＲＨにおいて予熱帯Ａに配置された切換蓄熱型バー
ナシステム６４と実質的に同じ構造を有する切換蓄熱型
バーナシステムを焼成帯Ｂに配設するとともに、還元燃
焼炎生成装置２及び／又は高温空気導入装置１を焼成帯
Ｂに配置し、焼成帯Ｂの各区画域の焼成雰囲気を切換蓄
熱型バーナシステム、還元燃焼炎生成装置及び高温空気
導入装置により任意にゾーン制御することも可能であ
る。更に、上記第１実施例のローラーハースキルンＲＨ
は、連続高温還元焼成により焼成生地又は素地Ｗの焼成
を実施するように運転条件を設定したものとして例示さ
れているが、切換蓄熱型バーナシステムの適当な配設等
により、ローラーハースキルンＲＨの予熱帯及び連続還
元帯を連続酸化焼成ゾーンとして設定するとともに、上
記再酸化帯を１０００℃乃至１１００℃程度の所謂低温
還元ゾーンとして設定することも可能である。これによ
り、酸化焼成ゾーンにて焼成反応した焼成生地又は素地
Ｗの芯部は、黄色系統又は赤色系統に発色し、他方、焼
成生地又は素地Ｗの表層部は、低温還元ゾーンにおける
還元雰囲気により還元焼成ないし部分ボカシ還元焼成さ
れ、黒色系統の色彩を少なくとも部分的に発現し得る。
ルンＲＨにおいて予熱帯Ａに配置された切換蓄熱型バー
ナシステム６４と実質的に同じ構造を有する切換蓄熱型
バーナシステムを焼成帯Ｂに配設するとともに、還元燃
焼炎生成装置２及び／又は高温空気導入装置１を焼成帯
Ｂに配置し、焼成帯Ｂの各区画域の焼成雰囲気を切換蓄
熱型バーナシステム、還元燃焼炎生成装置及び高温空気
導入装置により任意にゾーン制御することも可能であ
る。更に、上記第１実施例のローラーハースキルンＲＨ
は、連続高温還元焼成により焼成生地又は素地Ｗの焼成
を実施するように運転条件を設定したものとして例示さ
れているが、切換蓄熱型バーナシステムの適当な配設等
により、ローラーハースキルンＲＨの予熱帯及び連続還
元帯を連続酸化焼成ゾーンとして設定するとともに、上
記再酸化帯を１０００℃乃至１１００℃程度の所謂低温
還元ゾーンとして設定することも可能である。これによ
り、酸化焼成ゾーンにて焼成反応した焼成生地又は素地
Ｗの芯部は、黄色系統又は赤色系統に発色し、他方、焼
成生地又は素地Ｗの表層部は、低温還元ゾーンにおける
還元雰囲気により還元焼成ないし部分ボカシ還元焼成さ
れ、黒色系統の色彩を少なくとも部分的に発現し得る。
【００８５】また、上記熱交換装置の蓄熱体を構成する
ハニカム構造は、流体通路を分割して蜂の巣状に配列し
た構造のものを広く包含しており、ハニカム構造の流路
断面性状は、図１０に示す方形断面形状に限定されるも
のではなく、種々の形式ないし形態の流路断面、例え
ば、三角形、円形、正方形、長方形、六角形等の他、円
管、板体などを組合せた形態の流路断面等に任意に設計
し得る。
ハニカム構造は、流体通路を分割して蜂の巣状に配列し
た構造のものを広く包含しており、ハニカム構造の流路
断面性状は、図１０に示す方形断面形状に限定されるも
のではなく、種々の形式ないし形態の流路断面、例え
ば、三角形、円形、正方形、長方形、六角形等の他、円
管、板体などを組合せた形態の流路断面等に任意に設計
し得る。
【００８６】
【発明の効果】以上説明した如く、請求項１及び１１に
記載された本発明の構成によれば、窯炉の温度及び／又
は焼成雰囲気を制御する焼成制御装置及び焼成制御方法
において、比較的簡単な構成により、窯炉の温度及び／
又は焼成雰囲気の安定した可変制御を可能にする焼成制
御装置及び焼成制御方法を提供することが可能となる。
また、請求項２、５及び１２に記載された本発明の構成
によれば、高温且つ高酸素濃度の徐冷雰囲気を窯炉内に
形成し得る焼成制御装置及び焼成制御方法を提供するこ
とが可能となる。
記載された本発明の構成によれば、窯炉の温度及び／又
は焼成雰囲気を制御する焼成制御装置及び焼成制御方法
において、比較的簡単な構成により、窯炉の温度及び／
又は焼成雰囲気の安定した可変制御を可能にする焼成制
御装置及び焼成制御方法を提供することが可能となる。
また、請求項２、５及び１２に記載された本発明の構成
によれば、高温且つ高酸素濃度の徐冷雰囲気を窯炉内に
形成し得る焼成制御装置及び焼成制御方法を提供するこ
とが可能となる。
【００８７】更に、請求項３、６及び１３に記載された
本発明の構成によれば、還元焼成雰囲気又は中性炎焼成
雰囲気等の各種焼成雰囲気を比較的簡単な構成により任
意に形成し得る焼成制御装置及び焼成制御方法を提供す
ることが可能となる。また、請求項４、７及び１４に記
載された本発明の構成によれば、還元焼成領域の還元性
排ガスに含有される未燃成分を酸化し、還元性排ガスを
比較的容易に排気可能に改質し得る簡単な構成の焼成制
御装置又は焼成制御方法を提供することが可能となる。
本発明の構成によれば、還元焼成雰囲気又は中性炎焼成
雰囲気等の各種焼成雰囲気を比較的簡単な構成により任
意に形成し得る焼成制御装置及び焼成制御方法を提供す
ることが可能となる。また、請求項４、７及び１４に記
載された本発明の構成によれば、還元焼成領域の還元性
排ガスに含有される未燃成分を酸化し、還元性排ガスを
比較的容易に排気可能に改質し得る簡単な構成の焼成制
御装置又は焼成制御方法を提供することが可能となる。
【図１】本発明の実施例に係る炉内温度制御装置及び炉
内燃焼制御装置を備えた陶磁器タイル焼成用ローラーハ
ースキルンの全体構成及び窯炉内温度条件を示す概略フ
ロー図及び温度線図である。
内燃焼制御装置を備えた陶磁器タイル焼成用ローラーハ
ースキルンの全体構成及び窯炉内温度条件を示す概略フ
ロー図及び温度線図である。
【図２】図１に示す予熱帯の炉幅方向及び炉長方向の概
略縦断面図である。
略縦断面図である。
【図３】図１に示す焼成帯及び発色帯の炉幅方向の概略
縦断面図である。
縦断面図である。
【図４】図１に示す発色帯に配設された高温空気導入装
置の全体構成及び作動態様を示す概略ブロックフロー図
である。
置の全体構成及び作動態様を示す概略ブロックフロー図
である。
【図５】図１に示す発色帯に配設された高温空気導入装
置の全体構成及び作動態様を示す概略断面図である。
置の全体構成及び作動態様を示す概略断面図である。
【図６】ローラーハースキルンの連続還元帯に配設され
た還元燃焼炎生成装置の全体構成及び作動態様を示す概
略ブロックフロー図である。
た還元燃焼炎生成装置の全体構成及び作動態様を示す概
略ブロックフロー図である。
【図７】ローラーハースキルンの連続還元帯に配設され
た還元燃焼炎生成装置の全体構成及び作動態様を示す概
略断面図である。
た還元燃焼炎生成装置の全体構成及び作動態様を示す概
略断面図である。
【図８】ローラーハースキルンの連続還元帯に配設され
た燃焼排ガス処理装置の全体構成及び作動態様を示す概
略ブロックフロー図である。
た燃焼排ガス処理装置の全体構成及び作動態様を示す概
略ブロックフロー図である。
【図９】ローラーハースキルンの連続還元帯に配設され
た燃焼排ガス処理装置の全体構成及び作動態様を示す概
略断面図である。
た燃焼排ガス処理装置の全体構成及び作動態様を示す概
略断面図である。
【図１０】高温空気導入装置、還元燃焼炎生成装置及び
燃焼排ガス処理装置において第１及び第２熱交換装置を
構成する蓄熱体の全体斜視図（図１０Ａ）及び部分拡大
斜視図（図１０Ｂ）である。
燃焼排ガス処理装置において第１及び第２熱交換装置を
構成する蓄熱体の全体斜視図（図１０Ａ）及び部分拡大
斜視図（図１０Ｂ）である。
【図１１】本発明の第２実施例に係る炉内温度／燃焼制
御装置を備えたバッチ式単独窯炉の全体構成を示す概略
縦断面図である。
御装置を備えたバッチ式単独窯炉の全体構成を示す概略
縦断面図である。
【図１２】図１１に示す窯炉に配設された炉内温度／燃
焼制御装置の全体構成を示す概略ブロックフロー図であ
る。
焼制御装置の全体構成を示す概略ブロックフロー図であ
る。
【図１３】図１１に示す窯炉に配設された炉内温度／燃
焼制御装置の全体構成を示す概略断面図である。
焼制御装置の全体構成を示す概略断面図である。
【図１４】本発明の第３実施例を示すローラーハースキ
ルンの概略縦断面図であり、上記第２実施例における高
温給気流導入装置及び焼排ガス処理装置を焼成生地又は
素地の局部的な窯変性焼成手段として使用した構成が示
されている。
ルンの概略縦断面図であり、上記第２実施例における高
温給気流導入装置及び焼排ガス処理装置を焼成生地又は
素地の局部的な窯変性焼成手段として使用した構成が示
されている。
【図１５】本発明の第４実施例を示すローラーハースキ
ルンの概略縦断面図であり、上記第２実施例における高
温給気流導入装置を焼成生地又は素地の局部的な窯変性
焼成手段として使用した構成が示されている。
ルンの概略縦断面図であり、上記第２実施例における高
温給気流導入装置を焼成生地又は素地の局部的な窯変性
焼成手段として使用した構成が示されている。
【図１６】本発明の第５実施例を示すローラーハースキ
ルンの概略縦断面図であり、従来構造の燃焼バーナと、
上記第２実施例の高温給気流導入装置及び焼排ガス処理
装置とを焼成生地又は素地の局部的な窯変性焼成手段と
して使用した構成が示されている。
ルンの概略縦断面図であり、従来構造の燃焼バーナと、
上記第２実施例の高温給気流導入装置及び焼排ガス処理
装置とを焼成生地又は素地の局部的な窯変性焼成手段と
して使用した構成が示されている。
１ 高温空気導入装置 ２ 還元燃焼炎生成装置 ３、８ 燃焼排ガス処理装置 ４ 還元燃焼ガス導入口 ５ 燃焼排ガス導出口 ６ 高温空気吐出口 ７ 高温給気流導入装置 ９ バーナ １０ 切換式蓄熱型熱交換システム １０Ａ 第１加熱炉 １０Ｂ 第２加熱炉 １０Ｃ 連通部 １１ 第１熱交換装置（蓄熱体） １２ 第２熱交換装置（蓄熱体） １３ 第１燃焼域 １４ 第２燃焼域 １５ 分流域又は合流域 １７ 流路 １８ セル壁 ２０ 強制給気ファン又は給気押込ファン ２１ 流路切換装置 ３０ 強制排気ファン又は排気誘引ファン ４０ 燃料供給制御装置 ５０ 制御弁装置 ６０ 炉体 ６１ ローラー式搬送装置 ＲＨ ローラーハースキルン Ｗ 生地、素地、原材料 Ａ 予熱帯 Ｂ 焼成帯 Ｃ 発色帯 Ｄ 急冷帯 Ｅ 転移点域 Ｆ 冷却帯 ＨＡ、ＨＮ 高温空気導入路 ＨＢ 燃焼ガス流路 ＨＣ 排ガス流路 ＨＧ、ＨＫ、ＨＭ 排気路 ＨＦ、ＨＪ、ＨＬ 給気路 ＯＡ 外気導入路 ＣＡ 給気給送路 ＥＡ 排気導出路 Ｅ１ 排気送出路 ＦＳ 燃料供給系 ＦＡ 補助流体供給系
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０５Ｄ 23/00 Ｃ０４Ｂ 35/64 Ｃ
Claims (17)
- 【請求項１】 窯炉の温度及び／又は焼成雰囲気を制御
する焼成制御装置において、 直列に配置された第１熱交換装置及び第１燃焼域と、直
列に配置された第２熱交換装置及び第２燃焼域と、第１
及び第２燃焼域を相互連通する連通部と、低温給気流及
び燃焼排ガス流の各流路を選択的に切換可能な流路切換
装置とを有し、 前記流路切換装置は、前記第１熱交換装置に低温給気流
を導入し且つ第２熱交換装置から前記第２燃焼域の燃焼
排ガスを導出する第１位置と、前記第２熱交換装置に低
温給気流を導入し且つ第１熱交換装置から前記第１燃焼
域の燃焼排ガスを導出する第２位置とに交互に切換制御
され、 前記窯炉と相互連通可能な連通流路が、前記連通部に連
結され、 前記第１位置において前記第１熱交換装置により加熱さ
れ且つ前記連通部を介して前記第２燃焼域に流入した高
温気流は、該第２燃焼域において燃焼反応し、前記第２
位置において前記第２熱交換装置により加熱され且つ前
記連通部を介して前記第１燃焼域に流入した高温気流
は、該第１燃焼域にて燃焼反応し、 前記燃焼域の燃焼反応により生成した燃焼排ガスと、前
記流路切換装置を介して導入された低温給気流とが交互
に流通する蓄熱体が、前記第１及び第２熱交換装置に夫
々配置され、該蓄熱体は、前記燃焼排ガスに伝熱接触し
て蓄熱するとともに、前記低温給気流に伝熱接触して放
熱し、該低温給気流を高温給気流に加熱することを特徴
とする焼成制御装置。 - 【請求項２】 前記連通部は、前記高温気流を第１及び
第２給気流に分流する分流域を有し、前記第１給気流
は、前記流路切換装置の第１位置において前記第２燃焼
域に導入され、前記流路切換装置の第２位置において前
記第１燃焼域に導入され、 前記第１及び第２燃焼域は、燃焼用燃料を前記第１給気
流に供給可能な燃料供給手段を有し、 前記第２給気流は、前記連通流路に導入され、前記窯炉
の温度を制御する高温の調温給気流として前記窯炉の所
定領域に供給されることを特徴とする請求項１に記載の
焼成制御装置。 - 【請求項３】 前記第１及び第２燃焼域は、前記第１及
び第２熱交換装置により加熱された高温気流に対して燃
焼用燃料を供給する燃料供給手段を有し、前記高温気流
及び燃料の燃焼反応により還元炎又は中性炎を前記燃焼
域に生成し、前記高温気流は、前記還元炎又は中性炎の
燃焼反応により還元性又は中性の燃焼ガス流に改質さ
れ、 前記連通部は、前記燃焼ガス流を第１及び第２高温気流
に分流する分流域を有し、 前記第１位置において前記連通部を介して前記第２燃焼
域に流入した前記第１高温気流は、該第２燃焼域におい
て再燃焼反応し、前記第２位置において前記連通部を介
して前記第１燃焼域に流入した第１高温気流は、該第１
燃焼域にて再燃焼反応し、 前記第２高温気流は、前記連通流路に導入され、前記窯
炉の焼成雰囲気を制御する還元性又は中性の高温燃焼ガ
スとして該窯炉の所定領域に供給されることを特徴とす
る請求項１に記載の焼成制御装置。 - 【請求項４】 前記窯炉の排ガスは、前記連通流路を介
して前記連通部に導入され、該連通部は、該排ガスと前
記高温気流とを合流させる合流域を有し、 前記排ガス及び高温気流の混合気流は、前記第１位置に
おいて前記第２燃焼域に流入し、該第２燃焼域において
再燃焼反応し、前記混合気流は、前記第２位置において
前記第１燃焼域に流入し、該第１燃焼域にて再燃焼反応
し、前記排ガスの未燃成分は、前記第１又は第２燃焼域
において燃焼することを特徴とする請求項１に記載の焼
成制御装置。 - 【請求項５】 窯炉内の温度を制御する炉内温度制御装
置において、 低温給気流を高温給気流に加熱可能な第１及び第２熱交
換装置と、該熱交換装置により加熱された高温給気流を
第１及び第２給気流に分流する分流域と、前記第１熱交
換装置と前記分流域との間に配置された第１燃焼域と、
前記第２熱交換装置と前記分流域との間に配置された第
２燃焼域と、前記熱交換装置に供給すべき低温給気流及
び前記燃焼域の燃焼排ガス流の各流路を選択的に切換可
能な流路切換装置と、燃焼用燃料を前記燃焼域に供給可
能な燃料供給手段とを有し、 前記流路切換装置は、前記第１熱交換装置に低温給気流
を導入し且つ第２熱交換装置を介して前記第２燃焼域の
燃焼排ガス流を導出する第１位置と、前記第２熱交換装
置に低温給気流を導入し且つ第１熱交換装置を介して前
記第１燃焼域の燃焼排ガス流を導出する第２位置とに交
互に切換制御され、 前記第２給気流は、高温の調温気流として前記分流域か
ら前記窯炉の所定領域に供給され、 前記第１給気流は、前記第１位置にて前記第２燃焼域に
導入され、前記燃料供給手段の供給燃料により第２燃焼
域にて燃焼反応し、前記第１給気流は、前記第２位置に
て前記第１燃焼域に導入され、前記燃料供給手段の供給
燃料により第１燃焼域にて燃焼反応し、 前記熱交換装置は、前記燃焼域の燃焼排ガスに伝熱接触
して蓄熱するとともに、前記低温給気流に伝熱接触して
放熱する蓄熱体を備えることを特徴とする炉内温度制御
装置。 - 【請求項６】 窯炉内の焼成雰囲気を改質する焼成ガス
生成装置において、 低温給気流を高温給気流に加熱可能な第１及び第２熱交
換装置と、該熱交換装置により加熱された高温給気流を
第１及び第２給気流に分流する分流域と、前記第１熱交
換装置と前記分流域との間に配置された第１燃焼域と、
前記第２熱交換装置と前記分流域との間に配置された第
２燃焼域と、前記熱交換装置に供給すべき低温給気流及
び前記燃焼域の燃焼排ガス流の各流路を選択的に切換可
能な流路切換装置と、燃焼用燃料を前記燃焼域に供給可
能な燃料供給手段とを有し、 前記流路切換装置は、前記第１熱交換装置に低温給気流
を導入し且つ第２熱交換装置を介して前記第２燃焼域の
燃焼排ガス流を導出する第１位置と、前記第２熱交換装
置に低温給気流を導入し且つ第１熱交換装置を介して前
記第１燃焼域の燃焼排ガス流を導出する第２位置とに交
互に切換制御され、 前記燃料供給手段は、前記高温給気流に対して燃焼用燃
料を供給し、該高温給気流の一次燃焼反応により前記燃
焼域に還元炎又は中性炎を生成し、 前記第２給気流は、酸素濃度及び／又は一酸化炭素濃度
を調整された高温の還元性又は中性焼成ガス流として前
記分流域から前記窯炉の所定領域に供給され、 前記第１給気流は、前記第１位置にて前記第２燃焼域に
導入され、第２燃焼域にて再燃焼反応し、前記第２位置
にて前記第１燃焼域に導入され、第１燃焼域にて再燃焼
反応し、 前記熱交換装置は、前記燃焼域の再燃焼排ガスに伝熱接
触して蓄熱するとともに、前記低温給気流に伝熱接触し
て放熱する蓄熱体を備えることを特徴とする焼成ガス生
成装置。 - 【請求項７】 未燃焼成分を含む窯炉の排ガスを再燃焼
させる排ガス処理装置において、 低温給気流を高温給気流に加熱可能な第１及び第２熱交
換装置と、該熱交換装置により加熱された高温給気流と
前記窯炉の排ガスと合流させる合流域と、前記第１熱交
換装置と前記合流域との間に配置された第１燃焼域と、
前記第２熱交換装置と前記合流域との間に配置された第
２燃焼域と、前記熱交換装置に供給すべき低温給気流及
び前記燃焼域の燃焼排ガス流の各流路を選択的に切換可
能な流路切換装置とを有し、 前記流路切換装置は、前記第１熱交換装置に低温給気流
を導入し且つ第２熱交換装置を介して前記第２燃焼域の
燃焼排ガス流を導出する第１位置と、前記第２熱交換装
置に低温給気流を導入し且つ第１熱交換装置を介して前
記第１燃焼域の燃焼排ガス流を導出する第２位置とに交
互に切換制御され、 前記合流域にて前記高温給気流と混合した前記窯炉排ガ
スは、前記第１位置にて前記第２燃焼域に導入され、第
２燃焼域にて燃焼反応し、前記窯炉排ガスは、前記第２
位置にて前記第１燃焼域に導入され、第１燃焼域にて燃
焼反応し、 前記熱交換装置は、前記燃焼域の燃焼排ガスに伝熱接触
して蓄熱するとともに、前記低温給気流に伝熱接触して
放熱する蓄熱体を備えることを特徴とする排ガス処理装
置。 - 【請求項８】 請求項６に記載の焼成ガス生成装置と、
請求項７に記載された排ガス処理装置とを有し、該排ガ
ス処理装置の燃焼排ガスを前記焼成ガス生成装置の燃焼
域に導入可能な排気送出路を備えることを特徴とする焼
成制御装置。 - 【請求項９】 前記連通部は、前記連通流路の流路端開
口部と、該開口部と対向する連通路縮小手段とを備え、
該縮小手段は、前記高温給気流の流体圧力を規制するオ
リフィスとして機能するとともに、気流の分流方向又は
合流方向を規制する気流配向手段として機能することを
特徴とする請求項１乃至４又は８のいずれか１項に記載
の焼成制御装置。 - 【請求項１０】 前記蓄熱体は、前記低温給気流と前記
燃焼排ガスとが交互に流通可能な多数の流路を備えたハ
ニカム型蓄熱体からなり、前記流路切換手段の切換時間
間隔は、６０秒以下の所定時間に設定されることを特徴
とする請求項１乃至４、８又は９のいずれか１項に記載
の焼成制御装置。 - 【請求項１１】 焼成温度及び／又は焼成雰囲気を制御
する焼成制御方法において、 高温の第１熱交換装置を介して低温給気流を導入し、該
低温給気流と前記第１熱交換装置との伝熱接触による熱
交換作用により、低温給気流を高温に加熱し、連通部を
介して、高温気流を第２燃焼域に導入し、該第２燃焼域
において燃焼反応せしめ、前記第２燃焼域の燃焼反応に
より生成した燃焼排ガスを第２熱交換装置を介して排気
し、該燃焼排ガスと前記第２熱交換装置との伝熱接触に
よる熱交換作用により、燃焼排ガスの顕熱を前記第２熱
交換装置の蓄熱体に蓄熱する第１加熱工程と、 高温の第２熱交換装置を介して低温給気流を導入し、該
低温給気流と前記第２熱交換装置との伝熱接触による熱
交換作用により、低温給気流を高温に加熱し、連通部を
介して、高温気流を第１燃焼域に導入し、該第１燃焼域
において燃焼反応せしめ、前記第１燃焼域の燃焼反応に
より生成した燃焼排ガスを第１熱交換装置を介して排気
し、該燃焼排ガスと前記第１熱交換装置との伝熱接触に
よる熱交換作用により、燃焼排ガスの顕熱を前記第１熱
交換装置の蓄熱体に蓄熱する第２加熱工程とを有し、 連通流路を介して前記連通部を前記窯炉の所定領域と相
互連通させるとともに、前記第１加熱工程及び第２加熱
工程を所定の時間間隔にて交互に切換え、前記低温給気
流を継続的に高温加熱することを特徴とする焼成制御方
法。 - 【請求項１２】 前記第１加熱工程において、高温の加
熱給気流を第１加熱給気流及び第２加熱給気流に分流
し、該第２加熱給気流を前記窯炉の所定領域に供給する
とともに、前記第１加熱給気流を第２燃焼域に導入し、 前記第２加熱工程において、高温の加熱給気流を第１加
熱給気流及び第２加熱給気流に分流し、該第２加熱給気
流を前記窯炉の所定領域に供給するとともに、前記第１
加熱給気流を第１燃焼域に導入することを特徴とする請
求項１１に記載の焼成制御方法。 - 【請求項１３】 前記第１加熱工程において、燃焼用燃
料の供給により前記第１燃焼域に還元炎又は中性炎を生
成し、第１燃焼域の燃焼反応により生成した還元性又は
中性雰囲気の燃焼ガスを第１ガス流及び第２ガス流に分
流し、該第２ガス流を前記窯炉の所定領域に供給すると
ともに、前記第１ガス流を前記第２燃焼域に導入し、該
第２燃焼域において再燃焼反応せしめ、前記第２燃焼域
の再燃焼反応により生成した再燃焼排ガスを第２熱交換
装置を介して排気し、 前記第２加熱工程において、燃焼用燃料の供給により前
記第２燃焼域に還元炎又は中性炎を生成し、第２燃焼域
の燃焼反応により生成した還元性又は中性雰囲気の燃焼
ガスを第１ガス流及び第２ガス流に分流し、該第２ガス
流を前記窯炉の所定領域に供給するとともに、前記第１
ガス流を第１燃焼域に導入し、該第１燃焼域において再
燃焼反応せしめ、前記第１燃焼域の再燃焼反応により生
成した再燃焼排ガスを第１熱交換装置を介して排気する
ことを特徴とする請求項１１に記載の焼成制御方法。 - 【請求項１４】 前記第１加熱工程において、前記第１
熱交換装置により前記低温給気流を高温に加熱した後、
高温の加熱給気流に対して前記窯炉の所定領域の排ガス
を合流せしめ、該加熱給気流及び排ガスの混合流を第２
燃焼域に導入し、該第２燃焼域において前記排ガスの未
燃成分の再燃焼反応を促し、該未燃成分を実質的に完全
燃焼させ、前記第２燃焼域の再燃焼反応により生成した
再燃焼排ガスを第２熱交換装置に導入し、該第２熱交換
装置を介して排気し、 前記第２加熱工程において、前記第２熱交換装置により
前記低温給気流を高温に加熱した後、高温の加熱給気流
に対して前記窯炉の所定領域の排ガスを合流せしめ、該
加熱給気流及び排ガスの混合流を第１燃焼域に導入し、
該第１燃焼域において前記排ガスの未燃成分の再燃焼反
応を促し、該未燃成分を実質的に完全燃焼させ、前記第
１燃焼域の再燃焼反応により生成した再燃焼排ガスを第
１熱交換装置に導入し、該第１熱交換装置を介して排気
することを特徴とする請求項１１に記載の焼成制御方
法。 - 【請求項１５】 前記時間間隔は、６０秒以下の所定時
間に設定され、前記第１及び第２熱交換装置の各蓄熱体
は、該時間間隔に相応して蓄熱又は放熱を反覆し、前記
低温給気流を加熱し且つ前記燃焼排ガスを冷却すること
を特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載
の焼成制御方法。 - 【請求項１６】 前記低温給気流は、外界雰囲気の常態
空気からなり、前記熱交換装置により、８００℃以上の
高温に加熱されることを特徴とする請求項１１乃至１５
のいずれか１項に記載の焼成制御方法。 - 【請求項１７】 助燃空気を前記燃焼域に導入し、該燃
焼域の燃焼反応を助勢することを特徴とする請求項１１
乃至１６のいずれか１項に記載の焼成制御方法。
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