JPH11159744A - 蓄熱式バーナ燃焼装置の燃焼制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な構成と制御でバーナの燃焼切替時におけ
る燃焼空気の空気供給管から排ガス排出管へ流れ込む状
態を抑制し、常に適正な空気比で燃焼させる。 【解決手段】各蓄熱式バーナ３を燃焼状態から蓄熱状態
に移行するときに、燃焼空気を送っている空気切替弁５
を燃焼と蓄熱を繰り返す切替周期より短い時間で閉に
し、各蓄熱式バーナ３を蓄熱状態から燃焼状態に移行す
るときに、排ガス切替弁７を切替周期より短い時間で閉
にして、各蓄熱式バーナ３の空気切替弁５と排ガス切替
弁７とが同時に開状態になっている時間を短くしたり、
空気切替弁５と排ガス切替弁７が同時に開状態になるこ
とを防ぎ、燃焼空気が排ガス切替弁７から排ガス放出管
７１に流れ込むことを防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、蓄熱体を内蔵し
た少なくとも一対のバーナを交互に燃焼させて蓄熱体に
蓄熱した排ガスの熱で燃焼空気を加熱する蓄熱式バーナ
燃焼装置の燃焼制御方法、特に排ガス放出経路に燃焼空
気が流れ込むことを抑制し、加熱効率の向上を図るもの
である。

【０００２】

【従来の技術】排ガスの熱を有効に利用する蓄熱式バー
ナ燃焼装置が開発されている。蓄熱式バーナ燃焼装置
は、図８の構成図に示すように、加熱炉２の両側に対向
して設けた一対のバーナ３ａ，３ｂにそれぞれ蓄熱体４
を内蔵し、各バーナ３ａ，３ｂは燃焼空気を供給する空
気供給管６１に空気開閉弁６ａ，６ｂを介して接続さ
れ、排ガスを排出する排ガス放出管７１に排ガス開閉弁
７ａ，７ｂを介して接続されている。この一対のバーナ
３ａ，３ｂに燃料供給装置から送られる燃料を燃料開閉
弁５ａ，５ｂで切替て供給して交互に燃焼させ、空気開
閉弁６ａが開で排ガス開閉弁７ａが閉となった燃焼バー
ナ３ａの燃焼で生じた排ガスを空気開閉弁６ｂが閉で排
ガス開閉弁７ｂが開の状態の非燃焼バーナ３ｂから排ガ
ス放出管７１に排出するようにしている。この非燃焼バ
ーナ３ｂから排出する排ガスの熱を蓄熱体４に蓄熱し、
非燃焼バーナ３ｂの空気開閉弁６ａが開になり排ガス開
閉弁７ｂが閉となって燃焼状態になったときに、蓄熱体
４に蓄積された熱で燃焼空気を加熱している。

【０００３】この蓄熱式バーナ燃焼装置でバーナ３ａ，
３ｂの燃焼を切替るときの各開閉弁の制御は、図９のタ
イムチャーに示すように、一方のバーナ３ａの燃焼開始
信号を出力したときに他方のバーナ３ｂには蓄熱開始信
号を出力し、各バーナ３ａ，３ｂの燃焼開始信号と蓄熱
開始信号を一定周期Ｔ１毎に切替て各バーナ３ａ，３ｂ
の燃焼状態と蓄熱状態を切替ている。燃焼状態になるバ
ーナ３ａの空気開閉弁６ａは燃焼開始信号を受けると直
ちに開となって空気供給管６１から送られる燃焼空気を
バーナ３ａに供給し、燃焼空気の供給が開始してから一
定タイミングをおいて燃料開閉弁５ａを開にしてバーナ
３ａに燃料を供給し所定の空燃比で燃焼させる。この燃
焼状態にあるバーナ５ａの排ガス開閉弁７ａは閉になっ
て燃焼空気が排ガス放出管７１に流れないようにしてい
る。蓄熱状態になるバーナ３ｂの排ガス開閉弁７ｂは蓄
熱開始信号を受けると直ちに開となって、加熱炉２と排
ガス放出管７１を導通させる。そして燃焼して生じた排
ガスを排ガス放出管７１を通して放出させている。この
ように各開閉弁の制御を行うときに、燃焼状態になるバ
ーナと蓄熱状態になるバーナの空気開閉弁と排ガス開閉
弁は同じタイミングで動作を開始するようになってい
る。

【０００４】また、蓄熱体に蓄積された熱を効率良く利
用するために、バーナの燃焼を例えば30秒毎に切替る蓄
熱式バーナ燃焼装置では、空気開閉弁と排ガス開閉弁を
頻繁に動作させるため、空気開閉弁と排ガス開閉弁とし
ては、例えば実開平４−33826号公報や特再平６−81514
9号公報に示されているように、安定した動作を行い信
頼性の高いシリンダ駆動の開閉弁が多く使用されてい
る。

【０００５】上記のようにシリンダ駆動の空気開閉弁と
排ガス開閉弁を同じタイミングで開閉して燃焼するバー
ナを切り替えていると、空気開閉弁が閉で排ガス開閉弁
が開で蓄熱状態になっているバーナの空気開閉弁を開に
して排ガス開閉弁を閉にし、空気開閉弁が開で排ガス開
閉弁が閉で燃焼状態になっているバーナの空気開閉弁を
閉にして排ガス開閉弁を開にするする動作中に、空気供
給管と排ガス放出管が連通した状態が発生する。その間
は、燃焼空気は空気供給管から排ガス放出管へ流れ込
み、燃焼に必要な燃焼空気の一部がバーナに流れない状
況となる。このため燃焼開始するバーナは、その間、空
気比が低下した状態、すなわち燃焼空気が不足する未燃
焼状態となり、適正な空気量での燃焼が不可能な状態に
なってしまう。このため燃料が持つエネルギーを充分に
熱量に変換することができず加熱効率の低下を招いた
り、燃焼排ガスに燃料の未燃成分が含まれるため、例え
ば、一時的にバーナが失火し、加熱炉内での未燃成分の
濃度が高くなった場合には爆発の危険性が生じる。

【０００６】このような加熱炉内に未燃焼状態が発生す
ることを防止し、適正な燃焼状態を維持するため、加熱
炉内に酸素濃度検知手段を取り付け、所定の酸素濃度と
なるように燃焼空気の供給量を調整したり、例えば特開
平７−103435号公報に示されているように、バーナの燃
焼を切り替える前に供給する空気量を多くして、切替後
の燃料の未燃成分を燃焼させて不完全燃焼が生じないよ
うにしたり、特開平７−103461号公報に示されているよ
うに、バーナの燃焼を切り替えた直後の一定時間につい
て、バーナに対する燃焼空気の供給量と燃料の供給量を
一定割合になるようにしたり、あるいは特再平６−8151
49号公報に示されているように、燃焼切替直後に燃焼側
となったバーナに酸素を投入して排ガスに含まれる燃料
の未燃成分を燃焼させるようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように加熱炉内
の酸素濃度を検知して空気流量調整機構で所定の燃焼空
気量に調整する方法では、燃焼空気量に調整するまでに
一定の時間遅れが存在してしまうため、燃焼切替時の空
気開閉弁と排ガス開閉弁の動作中に発生する燃焼空気が
排ガス放出管に流れる状態においては、依然として急激
な燃焼空気量の変動が発生してしまい、適正な燃焼空気
量での燃焼状態を維持することは困難である。この燃焼
切替時の急激な燃焼空気量の変動は、バーナの燃焼を切
り替えた直後に燃焼空気の供給量と燃料の供給量を一定
割合に制御する場合にも生じてしまう。また、バーナの
燃焼を切り替える前に燃焼空気の供給量を多くする方法
では不完全燃焼は防止できるが、空気供給量の制御が複
雑になってしまう。さらに、燃焼切替直後に燃焼側とな
ったバーナに酸素を投入して排ガスに含まれる燃料の未
燃成分を燃焼させる方法は、蓄熱式バーナ燃焼装置の構
造と制御が複雑になってしまう。

【０００８】この発明はかかる問題を解消し、簡単な構
成と制御でバーナの燃焼切替時における燃焼空気の空気
供給管から排ガス排出管へ流れ込む状態を抑制し、常に
適正な空気比で燃焼させることができる蓄熱式バーナ燃
焼装置の燃焼制御方法を提供することを目的とするもの
である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る蓄熱式バ
ーナ燃焼装置の燃焼制御方法は、蓄熱体を内蔵した少な
くとも一対のバーナと、各バーナに燃焼空気を供給する
空気供給管と、各バーナからの排ガスを排出する排ガス
放出管と、各バーナにそれぞれ接続された空気開閉機構
と排ガス開閉機構とを有し、一対のバーナを交互に燃焼
させ、空気開閉機構が閉で排ガス開閉機構が開の状態の
非燃焼バーナから排出される排ガスの熱を蓄熱体に蓄熱
し、空気開閉機構が開で排ガス開閉機構が閉となった燃
焼状態になったときに蓄熱体に蓄積された熱で燃焼空気
を加熱する蓄熱式バーナ燃焼装置において、一対のバー
ナを燃焼及び蓄熱動作に移行するときの空気開閉機構と
排ガス開閉機構の動作タイミングを個々に制御すること
を特徴とする。

【００１０】この発明に係る蓄熱式バーナ燃焼装置の第
２の燃焼制御方法は、上記蓄熱式バーナ燃焼装置におい
て、空気開閉機構が閉で排ガス開閉機構が開の状態の非
燃焼バーナが燃焼動作を開始するとき、排ガス開閉機構
の閉を検知してから空気開閉機構を開にし、空気開閉機
構が開で排ガス開閉機構が閉の状態の燃焼バーナが蓄熱
動作を開始するとき、空気開閉機構の閉を検知してから
排ガス開閉機構を開にすることを特徴とする。

【００１１】この発明に係る蓄熱式バーナ燃焼装置の第
３の燃焼制御方法は、上記蓄熱式バーナ燃焼装置におい
て、空気開閉機構が閉で排ガス開閉機構が開の状態の非
燃焼バーナが燃焼動作を開始するとき、排ガス開閉機構
の開から閉へ切替動作を行った時点から一定タイミング
をおいて空気開閉機構を開にし、空気開閉機構が開で排
ガス開閉機構が閉の状態の燃焼バーナが蓄熱動作を開始
するとき、空気開閉機構の開から閉へ切替動作を行った
時点から一定タイミングをおいて排ガス開閉機構を開に
することを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】この発明の蓄熱式バーナ燃焼装置
は、加熱炉の両側壁に対向して設けた１対の蓄熱式バー
ナを例えば２組有する。各蓄熱式バーナはそれぞれ蓄熱
体を内蔵している。各蓄熱式バーナの燃料供給口は燃料
切替弁に接続され、各蓄熱式バーナの蓄熱体側に接続さ
れた配管は分岐されて、一方が燃料空気を供給する空気
切替弁に接続され、他方が排ガスを放出する排ガス切替
弁に接続されている。この蓄熱式バーナ装置の燃焼制御
装置には、装置全体の動作を管理する中央制御部と、あ
らかじめ制御プログラムが記憶され、運転中の各種デー
タを格納する記憶部と、燃料と燃焼空気及び排ガスの流
量を制御する流量制御部と、燃料切替制御部と空気切替
制御部及び排ガス切替制御部を有する。燃料切替制御部
と空気切替制御部及び排ガス切替制御部は、各蓄熱式バ
ーナに接続した燃料切替弁と空気切替弁と排ガス切替弁
をそれぞれ交互に切り替えて、燃焼状態と蓄熱状態を一
定周期で繰り返させる。

【００１３】そして、各蓄熱式バーナで燃焼状態と蓄熱
状態を繰り返すときに、空気切替制御部と排ガス切替制
御部は各蓄熱式バーナの空気切替弁と排ガス切替弁を独
立して開閉し、かつ燃焼状態から蓄熱状態に移行すると
きに、燃焼空気を送っている空気切替弁を燃焼と蓄熱を
繰り返す切替周期より短い時間で閉にし、各蓄熱式バー
ナを蓄熱状態から燃焼状態に移行するときに、排ガス切
替弁を切替周期より短い時間で閉にして、各蓄熱式バー
ナの空気切替弁と排ガス切替弁とが同時に開状態になっ
ている時間を短くしたり、空気切替弁と排ガス切替弁が
同時に開状態になることを防ぎ、燃焼空気が排ガス切替
弁から排ガス放出管に流れ込むことを防ぐ。

【００１４】

【実施例】図１はこの発明の一実施例の蓄熱式バーナ装
置の構成図である。図に示すように、蓄熱式バーナ装置
１は加熱炉２と、加熱炉２の両側壁に対向して設けた１
対の蓄熱式バーナ３ａ，３ｂ及び１対の蓄熱式バーナ３
ｃ，３ｄを有する。各蓄熱式バーナ３ａ〜３ｄはそれぞ
れ蓄熱体４を内蔵し、燃料供給口が燃料切替弁５ａ〜５
ｄに接続されている。各燃料切替弁５ａ〜５ｄは共通の
燃料供給管５１と燃料流量調整部５２及び燃料流量計５
３を経て燃料供給源に接続されている。各蓄熱式バーナ
３ａ〜３ｄの蓄熱体４側に接続された配管は分岐され
て、一方が空気切替弁６ａ〜６ｄに接続され、他方が排
ガス切替弁７ａ〜７ｄに接続されている。空気切替弁６
ａ〜６ｄは共通の空気供給管６１と空気流量調整部６２
及び空気流量計６３を経て燃焼空気供給源に接続されて
いる。排ガス切替弁７ａ〜７ｄは共通の排ガス放出管７
１と排ガス流量調整部７２及び排ガス流量計７３を経て
排ガス処理設備に接続されている。

【００１５】この蓄熱式バーナ装置１の燃焼制御装置８
には、図２のブロック図に示すように、装置全体の動作
を管理する中央制御部８１と、あらかじめ制御プログラ
ムが記憶され、運転中の各種データを格納する記憶部８
２と、燃料と燃焼空気及び排ガスの流量を制御する流量
制御部８３と、燃料切替制御部８４と空気切替制御部８
５及び排ガス切替制御部８６を有する。燃料切替制御部
８４と空気切替制御部８５及び排ガス切替制御部８６
は、蓄熱式バーナ３ａ〜３ｄに接続した燃料切替弁５ａ
〜５ｄと空気切替弁６ａ〜６ｄと排ガス切替弁７ａ〜７
ｄをそれぞれ交互に切り替えて、蓄熱式バーナ３ａが燃
焼しているときは蓄熱式バーナ３ｂで燃焼により生じた
排ガスを排出しながら、排ガスに含まれる熱を蓄熱式バ
ーナ３ｂの蓄熱体４に蓄積し、蓄熱式バーナ３ｂが燃焼
状態になったときは蓄熱体４に蓄積した熱で燃焼空気を
加熱して燃焼し、蓄熱式バーナ３ａで燃焼により生じた
排ガスを排出しながら、排ガスに含まれる熱を蓄熱式バ
ーナ３ａの蓄熱体４に蓄積する動作を交互に繰り返させ
る。また、蓄熱式バーナ３ｃ，３ｄに接続した燃料切替
弁５ｃ，５ｄと空気切替弁６ｃ，６ｄと排ガス切替弁７
ｃ，７ｄも同様に交互に切り替えて蓄熱式バーナ３ｃ，
３ｄを交番燃焼させる。そして、加熱炉２の一方の側壁
に設けた蓄熱式バーナ３ａで燃焼しているときは蓄熱式
バーナ３ｃを蓄積状態としている。

【００１６】上記のように構成された蓄熱式バーナ装置
１で、加熱炉２の一方の側壁に設けた蓄熱式バーナ３
ａ，３ｃの燃焼と蓄熱を交互に切替るときの動作を図３
のタイムチャートを参照して説明する。

【００１７】加熱炉２の燃焼を開始すると燃焼制御装置
８の中央制御部８１はあらかじめ記憶部８２に記憶した
制御プログラムにしたがって一定周期Ｔ１毎に燃焼と蓄
熱の切替信号を燃料切替制御部８４と空気切替制御部８
５及び排ガス切替制御部８６に送る。燃料切替制御部８
４と空気切替制御部８５及び排ガス切替制御部８６は切
替信号が入力されるたびに一方の蓄熱式バーナ３ａの燃
料切替弁５ａと空気切替弁６ａ及び排ガス切替弁７ａを
燃焼動作と蓄熱動作に切り替え、他方の蓄熱式バーナ３
ｃの燃料切替弁５ｃと空気切替弁６ｃ及び排ガス切替弁
７ｃを蓄熱動作と燃焼動作に切り替える。すなわち中央
制御部８１から切替信号が出力されて、蓄熱式バーナ３
ａが燃焼状態になるとき、空気切替制御部８５は切替信
号が入力すると直ちに、蓄熱式バーナ３ａの空気切替弁
６ａを開にして蓄熱式バーナ３ａに燃焼空気を供給す
る。排ガス切替制御部８６も切替信号が入力すると直ち
に、蓄熱式バーナ３ｃの排ガス切替弁７ｃを開にする。
また、燃料切替制御部８４は切替信号が入力すると、あ
らかじめ設定された一定時間ΔＴＬｇ１をおいて燃料切
替弁５ａを開にして燃焼空気が供給されている蓄熱式バ
ーナ３ａに燃料を供給して燃焼を開始させる。この蓄熱
式バーナ３ａの燃焼により生じた排ガスは蓄熱式バーナ
３ｂから排ガス切替弁７ｂを通って排出される。燃料切
替制御部８４は蓄熱式バーナ３ａの燃焼が開始し、かつ
切替信号が入力してから切替周期Ｔ１に対してＴ１＞Δ
Ｔｇ１の関係にある一定時間ΔＴｇ１が経過すると燃料
切替弁５ａを閉にして蓄熱式バーナ３ａに供給している
燃料を遮断する。また空気切替制御部８５は切替信号は
入力して、Ｔ１＞ΔＴａ１＞ΔＴｇ１の関係にある一定
時間ΔＴａ１が経過すると空気切替弁６ａを閉にして蓄
熱式バーナ３ａに供給している燃焼空気を遮断する。排
ガス切替制御部８６も切替信号が入力してＴ１＞ΔＴｈ
１＞ΔＴｇ１の関係にある一定時間ΔＴｈ１が経過する
と蓄熱式バーナ３ｃの排ガス切替弁７ｃを閉にする。

【００１８】この状態で一定周期Ｔ１が経過後に中央制
御部８１から燃焼と蓄熱の切替信号が出力され、蓄熱式
バーナ３ｃが燃焼状態になるとき、空気切替制御部８５
は切替信号が入力すると直ちに、蓄熱式バーナ３ｃの空
気切替弁６ｃを開にして蓄熱式バーナ３ｃに燃焼空気を
供給する。蓄熱式バーナ３ｃに供給された燃焼空気は蓄
熱体４に蓄積された排ガスの熱により加熱される。排ガ
ス切替制御部８６も切替信号が入力すると直ちに、蓄熱
式バーナ３ａの排ガス切替弁７ａを開にする。また、燃
料切替制御部８４は切替信号が入力すると、一定時間Δ
ＴＬｇ１をおいて蓄熱式バーナ３ｃの燃料切替弁５ｃを
開にして燃焼空気が供給されている蓄熱式バーナ３ｃに
燃料を供給して燃焼を開始させる。燃料切替制御部８４
は蓄熱式バーナ３ｃの燃焼が開始し、かつ切替信号が入
力してから一定時間ΔＴｇ１が経過すると燃料切替弁５
ｃを閉にして蓄熱式バーナ３ｃに供給している燃料を遮
断する。また空気切替制御部８５は切替信号は入力して
から一定時間ΔＴａ１が経過すると空気切替弁６ｃを閉
にして蓄熱式バーナ３ｃに供給している燃焼空気を遮断
する。排ガス切替制御部８６も切替信号が入力してから
一定時間ΔＴｈ１が経過すると蓄熱式バーナ３ａの排ガ
ス切替弁７ａを閉にする。この動作を一定周期Ｔ１ごと
に繰り返す。

【００１９】また、加熱炉２の一方の側壁に設けられた
蓄熱式バーナ３ａ，３ｃの燃焼と蓄熱を交互に切り替え
ているときに、他方の側壁に設けた蓄熱式バーナ３ｂ，
３ｄは蓄熱と燃焼を交互に切り替える。すなわち、蓄熱
式バーナ３ａが燃焼状態のときに対向して設けられた蓄
熱式バーナ３ｂが蓄熱状態となり、蓄熱式バーナ３ｃが
蓄熱状態のときに対向して設けられた蓄熱式バーナ３ｄ
が燃焼状態になり、上記と同じタイミングで蓄熱と燃焼
を交互に切り替える。

【００２０】このように、蓄熱式バーナ３ａ〜３ｄの空
気切替弁６ａ〜６ｄと排ガス切替弁７ａ〜７ｄを独立し
て開閉し、かつ燃焼状態から蓄熱状態に移行するとき
に、燃焼空気を送っている空気切替弁６ａ〜６ｄを燃焼
と蓄熱を繰り返す切替周期Ｔ１より短い時間ΔＴａ１で
閉にするから、例えば蓄熱式バーナ３ａを燃焼状態から
蓄熱状態に移行するため空気切替弁６ａが開から閉状態
になるときと排ガス切替弁７ａが閉から開状態になると
きに、空気切替弁６ａと排ガス切替弁７ａが同時に開状
態になっている時間△ＴＬ１を短くすることができる。
したがって空気供給管６１と排ガス放出管７１が連通状
態となる時間を短くすることができ、燃焼空気が排ガス
放出管７１に放出される量を減少することができ、切替
周期Ｔ１になって蓄熱式バーナ３ｃの空気切替弁６ｃを
開にして蓄熱式バーナ３ｃに供給する燃焼空気の量が減
少することを防ぎ、蓄熱式バーナ３ｃに燃料が供給され
る前に供給する燃焼空気量を所定の量にすることができ
る。また、蓄熱式バーナ３ａを蓄熱状態から燃焼状態に
移行するときに、排ガス切替弁７ａを切替周期Ｔ１より
短い時間ΔＴｈ１で閉にするから、排ガス切替弁７ａと
空気切替弁６ａが同時に開状態になっている時間△ＴＬ
２を短くすることができる。

【００２１】また、切替周期Ｔ１に対して時間ΔＴａ１
と時間ΔＴｈ１を適当に設定すると、空気切替弁６ａと
排ガス切替弁７ａが同時に開状態になっている時間△Ｔ
Ｌ１，△ＴＬ２を「０」にすることができ、空気切替弁
６ａと排ガス切替弁７ａが同時に開状態になることを防
ぐことができる。例えば切替周期Ｔ１を30秒とし、空気
切替弁６ａと排ガス切替弁７ａを開閉するときの動作開
始信号が出力されてから動作が完了するまでの時間をそ
れぞれ1.5秒とすると、時間ΔＴａ１と時間ΔＴｈ１を2
8秒に設定すると、空気切替弁６ａと排ガス切替弁７ａ
が同時に開状態になることを確実に防ぐことができる。

【００２２】上記実施例は、燃料切替制御部８４と空気
切替制御部８５及び排ガス切替制御部８６で燃焼と蓄熱
の切替信号が入力されるたびにあらかじめ定められたタ
イミングで各蓄熱式バーナ３ａ〜３ｄの燃料切替弁５ａ
〜５ｄと空気切替弁６ａ〜６ｄ及び排ガス切替弁７ａ〜
７ｄの開閉を切り替えを燃焼動作と蓄熱動作に切り替え
る場合について説明したが、図４のブロック図に示すよ
うに、空気切替弁６ａ〜６ｄに閉検知センサ６４ａ〜６
４ｄを設け、排ガス切替弁７ａ〜７ｄに閉検知センサ７
４ａ〜７４ｄを設け、閉検知センサ６４ａ〜６４ｄで空
気切替弁６ａ〜６ｄの閉を検知してから排ガス切替弁７
ａ〜７ｄを開にし、閉検知センサ７４ａ〜７４ｄで排ガ
ス切替弁７ａ〜７ｄの閉を検知してから空気切替弁５ａ
〜５ｄを開にするようにしても良い。

【００２３】この実施例で一方の側壁に設けた蓄熱式バ
ーナ３ａ，３ｃの燃焼と蓄熱を交互に切替るときの動作
を図５のタイムチャートを参照して説明する。蓄熱式バ
ーナ３ａが燃焼状態になるとき、空気切替制御部８５ａ
は切替信号が入力すると直ちに、蓄熱式バーナ３ａの空
気切替弁６ａを開にして蓄熱式バーナ３ａに燃焼空気を
供給し、排ガス切替制御部８６ａも切替信号が入力する
と直ちに、蓄熱式バーナ３ｃの排ガス切替弁７ｃを開に
する。燃料切替制御部８４は切替信号が入力すると、一
定時間ΔＴＬｇ１をおいて燃料切替弁５ａを開にして燃
焼空気が供給されている蓄熱式バーナ３ａに燃料を供給
して燃焼を開始させる。燃料切替制御部８４は蓄熱式バ
ーナ３ａの燃焼が開始し、かつ切替信号が入力してから
一定時間ΔＴｇ１が経過すると燃料切替弁５ａを閉にし
て蓄熱式バーナ３ａに供給している燃料を遮断する。ま
た空気切替制御部８５ａは切替信号は入力して一定時間
ΔＴａ１が経過すると空気切替弁６ａを閉にして蓄熱式
バーナ３ａに供給している燃焼空気を遮断する。閉検知
センサ６４ａは空気切替弁６ａが完全に閉になったこと
を検知すると、空気切替弁閉信号を排ガス切替制御部８
６ａに送る。排ガス切替制御部８６ａも切替信号が入力
して一定時間ΔＴｈ１が経過すると蓄熱式バーナ３ｃの
排ガス切替弁７ｃを閉にする。閉検知センサ７４ｃは排
ガス切替弁７ｃが完全に閉になったことを検知すると、
排ガス切替弁閉信号を空気切替制御部８５ａに送る。

【００２４】この状態で一定周期Ｔ１が経過後に中央制
御部８１から燃焼と蓄熱の切替信号が出力され、蓄熱式
バーナ３ｃが燃焼状態になるとき、空気切替制御部８５
ａは切替信号が入力し、かつ排ガス切替弁７ｃの閉信号
が送られると蓄熱式バーナ３ｃの空気切替弁６ｃを開に
して蓄熱式バーナ３ｃに燃焼空気を供給する。蓄熱式バ
ーナ３ｃに供給された燃焼空気は蓄熱体５に蓄積された
排ガスの熱により加熱される。排ガス切替制御部８６ａ
も切替信号が入力し、空気切替弁６ａの閉信号が送られ
ると蓄熱式バーナ３ａの排ガス切替弁７ａを開にする。
また、燃料切替制御部８４は切替信号が入力すると、一
定時間ΔＴＬｇ１をおいて蓄熱式バーナ３ｃの燃料切替
弁５ｃを開にして燃焼空気が供給されている蓄熱式バー
ナ３ｃに燃料を供給して燃焼を開始させ、蓄熱式バーナ
３ｃの燃焼が開始し、かつ切替信号が入力してから一定
時間ΔＴｇ１が経過すると燃料切替弁５ｃを閉にして蓄
熱式バーナ３ｃに供給している燃料を遮断する。また空
気切替制御部８５ａは切替信号は入力してから一定時間
ΔＴａ１が経過すると空気切替弁６ｃを閉にして蓄熱式
バーナ３ｃに供給している燃焼空気を遮断し、閉検知セ
ンサ６４ｃは空気切替弁６ｃが完全に閉になったことを
検知すると、空気切替弁閉信号を排ガス切替制御部８６
ａに送る。排ガス切替制御部８６ａも切替信号が入力し
て一定時間ΔＴｈ１が経過すると蓄熱式バーナ３ａの排
ガス切替弁７ａを閉にし、閉検知センサ７４ａは排ガス
切替弁７ａが完全に閉になったことを検知すると、排ガ
ス切替弁閉信号を空気切替制御部８５ａに送る。この動
作を一定周期Ｔ１ごとに繰り返す。

【００２５】このように、閉検知センサ６４ａ〜６４ｄ
で空気切替弁６ａ〜６ｄの閉を検知してから排ガス切替
弁７ａ〜７ｄを開にし、閉検知センサ７４ａ〜７４ｄで
排ガス切替弁７ａ〜７ｄの閉を検知してから空気切替弁
５ａ〜５ｄを開にするから、蓄熱式バーナ３ａ，３ｄの
燃焼と蓄積を切替るときに空気供給管６１と排ガス放出
管７１が連通状態となることを確実に防止することがで
き、燃焼状態に切替られた蓄熱式バーナに所定量の燃焼
空気を安定して供給することができる。

【００２６】上記実施例は空気切替弁６ａ〜６ｄの閉を
検知してから排ガス切替弁７ａ〜７ｄを開にし、排ガス
切替弁７ａ〜７ｄの閉を検知してから空気切替弁５ａ〜
５ｄを開にする場合について説明したが、図６のブロッ
ク図に示すように、空気切替制御部８５ｂで閉動作信号
を空気切替弁６ａ〜６ｄとともに排ガス切替制御部８６
ｂにも送り、排ガス切替制御部８６ｂで閉動作信号を排
ガス切替弁７ａ〜７ｄとともに空気切替制御部８５ｂに
も送るようにして、空気切替弁６ａ〜６ｄの閉動作が開
始してから一定タイミングをおいて排ガス切替弁７ａ〜
７ｄを開にし、排ガス切替弁７ａ〜７ｄの閉動作が開始
してから空気切替弁５ａ〜５ｄを開にするようにしても
良い。

【００２７】この場合の実施例の動作を、図７のタイム
チャートを参照し説明する。蓄熱式バーナ３ａが燃焼状
態になるとき、空気切替制御部８５ｂは切替信号が入力
したときに排ガス切替弁７ａの閉動作信号を確認する
と、一定時間ΔＴｉ１をおいて蓄熱式バーナ３ａの空気
切替弁６ａを開にして蓄熱式バーナ３ａに燃焼空気を供
給する。排ガス切替制御部８６ｂも切替信号が入力した
ときに蓄熱式バーナ３ｃの空気切替弁６ｃの閉動作信号
を確認すると、一定時間ΔＴｉ２をおいて排ガス切替弁
７ｃを開にする。燃料切替制御部８４は切替信号が入力
すると、ΔＴｉ１＜ΔＴＬｇ１の一定時間ΔＴＬｇ１を
おいて燃料切替弁５ａを開にして燃焼空気が供給されて
いる蓄熱式バーナ３ａに燃料を供給して燃焼を開始させ
る。燃料切替制御部８４は蓄熱式バーナ３ａの燃焼が開
始し、かつ切替信号が入力してから一定時間ΔＴｇ１が
経過すると燃料切替弁５ａを閉にして蓄熱式バーナ３ａ
に供給している燃料を遮断する。また空気切替制御部８
５ｂは切替信号は入力して一定時間ΔＴａ１が経過する
と空気切替弁６ａを閉にして蓄熱式バーナ３ａに供給し
ている燃焼空気を遮断し、空気切替弁６ａの閉動作信号
を排ガス切替制御部８６ｂに送る。排ガス切替制御部８
６ｂも切替信号が入力して一定時間ΔＴｈ１が経過する
と蓄熱式バーナ３ｃの排ガス切替弁７ｃを閉にし、排ガ
ス切替弁７ｃの閉動作信号を空気切替制御部８５ｂに送
る。

【００２８】この状態で一定周期Ｔ１が経過後に中央制
御部８１から燃焼と蓄熱の切替信号が出力され、蓄熱式
バーナ３ｃが燃焼状態になるとき、空気切替制御部８５
ａは切替信号が入力し、かつ排ガス切替弁７ｃの閉動作
信号が送られてから一定時間ΔＴｉ１をおいて蓄熱式バ
ーナ３ｃの空気切替弁６ｃを開にして蓄熱式バーナ３ｃ
に燃焼空気を供給する。蓄熱式バーナ３ｃに供給された
燃焼空気は蓄熱体５に蓄積された排ガスの熱により加熱
される。排ガス切替制御部８６ｂも切替信号が入力し、
空気切替弁６ａの閉動作信号が送られてから一定時間Δ
Ｔｉ２をおいて蓄熱式バーナ３ａの排ガス切替弁７ａを
開にする。また、燃料切替制御部８４は切替信号が入力
すると、一定時間ΔＴＬｇ１をおいて蓄熱式バーナ３ｃ
の燃料切替弁５ｃを開にして燃焼空気が供給されている
蓄熱式バーナ３ｃに燃料を供給して燃焼を開始させ、蓄
熱式バーナ３ｃの燃焼が開始し、かつ切替信号が入力し
てから一定時間ΔＴｇ１が経過すると燃料切替弁５ｃを
閉にして蓄熱式バーナ３ｃに供給している燃料を遮断す
る。また空気切替制御部８５ｂは切替信号は入力してか
ら一定時間ΔＴａ１が経過すると空気切替弁６ｃを閉に
して蓄熱式バーナ３ｃに供給している燃焼空気を遮断
し、空気切替弁６ｃの閉動作信号を排ガス切替制御部８
６ｂに送る。排ガス切替制御部８６ｂも切替信号が入力
して一定時間ΔＴｈ１が経過すると蓄熱式バーナ３ａの
排ガス切替弁７ａを閉にし、排ガス切替弁７ａの閉動作
信号を空気切替制御部８５ｂに送る。この動作を一定周
期Ｔ１ごとに繰り返す。

【００２９】このように、空気切替弁６ａ〜６ｄの閉動
作を開始してから一定タイミングをおいて排ガス切替弁
７ａ〜７ｄを開にし、排ガス切替弁７ａ〜７ｄの閉動作
を開始してから空気切替弁５ａ〜５ｄを開にすることに
より、燃焼状態から蓄熱状態に移行するときに、空気供
給管６１と排ガス放出管７１が連通状態となる時間を簡
単な構成で大幅に短縮することができる。

【００３０】また、燃焼動作と蓄熱動作を繰り返す一定
周期Ｔ１に対して時間ΔＴａ１と時間ΔＴｈ１と時間Δ
Ｔｉ１及び時間ΔＴｉ２を適当に設定すると、燃焼状態
と蓄熱状態を切替るときに、空気供給管６１と排ガス放
出管７１が連通状態になることを防止することができ
る。例えば切替周期Ｔ１を30秒とし、空気切替弁６ａと
排ガス切替弁７ａを開閉するときの動作開始信号が出力
されてから動作が完了するまでの時間をそれぞれ1.5秒
とすると、時間ΔＴａ１と時間ΔＴｈ１を28秒に設定
し、時間ΔＴｉ１と時間ΔＴｉ２を２秒に設定すると、
空気切替弁６ａと排ガス切替弁７ａが同時に開状態にな
ることを確実に防ぐことができる。

【００３１】

【発明の効果】この発明は以上説明したように、蓄熱式
バーナの空気開閉機構と排ガス開閉機構を個々に制御す
るようにしたから、空気開閉機構と排ガス開閉機構の動
作タイミングを任意に設定することができ、燃焼状態か
ら蓄熱状態に移行するときや、蓄熱状態から燃焼状態に
移行するときに、空気供給管と排ガス放出管が連通状態
になることを簡単な制御で低減したり防止することがで
きる。したがって、蓄熱式バーナに適正な燃焼空気を安
定して供給することができ、加熱効率の向上をはかると
ともに未燃成分の発生による爆発の危険の発生を防止す
ることができる。

【００３２】また、空気開閉機構の閉を検知してから排
ガス開閉機構を開にし、排ガス開閉機構の閉を検知して
から空気開閉機構を開にすることにより、蓄熱式バーナ
の燃焼と蓄積を切替るときに空気供給管と排ガス放出管
が連通状態となることを確実に防止することができ、燃
焼状態に切替られた蓄熱式バーナに所定量の燃焼空気を
安定して供給することができる。

【００３３】さらに、空気開閉機構の閉動作を開始して
から一定タイミングをおいて排ガス開閉機構を開にし、
排ガス開閉機構の閉動作を開始してから空気開閉機構を
開にすることにより、燃焼状態から蓄熱状態に移行する
ときに、空気供給管と排ガス放出管が連通状態となる時
間を簡単な構成で大幅に短縮したり防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の蓄熱式バーナ装置の構成図
である。

【図２】燃焼制御装置の構成を示すブロック図である。

【図３】上記実施例の動作を示すタイムチャートであ
る。

【図４】この発明の第２の実施例の燃焼制御装置の構成
を示すブロック図である。

【図５】上記第２の実施例の動作を示すタイムチャート
である。

【図６】この発明の第３の実施例の燃焼制御装置の構成
を示すブロック図である。

【図７】上記第３の実施例の動作を示すタイムチャート
である。

【図８】従来例の構成図である。

【図９】従来例の動作を示すタイムチャートである。

【符号の説明】

１ 蓄熱式バーナ装置 ２ 加熱炉 ３ 蓄熱式バーナ ４ 蓄熱体 ５ 燃料切替弁 ６ 空気切替弁 ７ 排ガス切替弁 ８ 燃焼制御装置 ６１ 空気供給管 ７１ 排ガス放出管 ８１ 中央制御部 ８３ 流量制御部 ８４ 燃料切替制御部 ８５ 空気切替制御部 ８６ 排ガス切替制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 潤 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 高原 勉 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蓄熱体を内蔵した少なくとも一対のバー
   ナと、各バーナに燃焼空気を供給する空気供給管と、各
   バーナからの排ガスを排出する排ガス放出管と、各バー
   ナにそれぞれ接続された空気開閉機構と排ガス開閉機構
   とを有し、一対のバーナを交互に燃焼させ、空気開閉機
   構が閉で排ガス開閉機構が開の状態の非燃焼バーナから
   排出される排ガスの熱を蓄熱体に蓄熱し、空気開閉機構
   が開で排ガス開閉機構が閉となった燃焼状態になったと
   きに蓄熱体に蓄積された熱で燃焼空気を加熱する蓄熱式
   バーナ燃焼装置において、 一対のバーナを燃焼及び蓄熱動作に移行するときの空気
   開閉機構と排ガス開閉機構の動作タイミングを個々に制
   御することを特徴とする蓄熱式バーナ燃焼装置の燃焼制
   御方法。
2. 【請求項２】 蓄熱体を内蔵した少なくとも一対のバー
   ナと、各バーナに燃焼空気を供給する空気供給管と、各
   バーナからの排ガスを排出する排ガス放出管と、各バー
   ナにそれぞれ接続された空気開閉機構と排ガス開閉機構
   とを有し、一対のバーナを交互に燃焼させ、空気開閉機
   構が閉で排ガス開閉機構が開の状態の非燃焼バーナから
   排出される排ガスの熱を蓄熱体に蓄熱し、空気開閉機構
   が開で排ガス開閉機構が閉となった燃焼状態になったと
   きに蓄熱体に蓄積された熱で燃焼空気を加熱する蓄熱式
   バーナ燃焼装置において、 空気開閉機構が閉で排ガス開閉機構が開の状態の非燃焼
   バーナが燃焼動作を開始するとき、排ガス開閉機構の閉
   を検知してから空気開閉機構を開にし、 空気開閉機構が開で排ガス開閉機構が閉の状態の燃焼バ
   ーナが蓄熱動作を開始するとき、空気開閉機構の閉を検
   知してから排ガス開閉機構を開にすることを特徴とする
   蓄熱式バーナ燃焼装置の燃焼制御方法。
3. 【請求項３】 蓄熱体を内蔵した少なくとも一対のバー
   ナと、各バーナに燃焼空気を供給する空気供給管と、各
   バーナからの排ガスを排出する排ガス放出管と、各バー
   ナにそれぞれ接続された空気開閉機構と排ガス開閉機構
   とを有し、一対のバーナを交互に燃焼させ、空気開閉機
   構が閉で排ガス開閉機構が開の状態の非燃焼バーナから
   排出される排ガスの熱を蓄熱体に蓄熱し、空気開閉機構
   が開で排ガス開閉機構が閉となった燃焼状態になったと
   きに蓄熱体に蓄積された熱で燃焼空気を加熱する蓄熱式
   バーナ燃焼装置において、 空気開閉機構が閉で排ガス開閉機構が開の状態の非燃焼
   バーナが燃焼動作を開始するとき、排ガス開閉機構を開
   から閉へ切替動作を行った時点から一定タイミングをお
   いて空気開閉機構を開にし、 空気開閉機構が開で排ガス開閉機構が閉の状態の燃焼バ
   ーナが蓄熱動作を開始するとき、空気開閉機構の開から
   閉へ切替動作を行った時点から一定タイミングをおいて
   排ガス開閉機構を開にすることを特徴とする蓄熱式バー
   ナ燃焼装置の燃焼制御方法。