KR102494767B1

KR102494767B1 - 공업용 로 및 공업용 로의 점화 방법

Info

Publication number: KR102494767B1
Application number: KR1020160101932A
Authority: KR
Inventors: 도시오 하시즈메
Original assignee: 쥬가이로 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2015-08-13
Filing date: 2016-08-10
Publication date: 2023-02-02
Also published as: TWI685634B; JP2017036901A; TW201712275A; JP6480287B2; KR20170020255A

Abstract

[과제] 보다 길게 점화 동작을 계속시키는 것에 의해, 파일럿 버너의 점화를 한 번에 완료하는 것이 가능한 공업용 로 및 공업용 로의 점화 방법을 제공한다.
[해결 수단] 주연소용 연료와 주연소용 공기가 공급되어 메인 화염을 형성하는 메인 버너(2)의 각각에 마련되며, 메인 화염을 점화하기 위한 파일럿 화염을 형성하는 파일럿 버너(6)와, 주연소용 공기의 유량을 계측하는 플로우 스위치(5)와, 각각의 파일럿 버너에, 단일의 연료 공급관(7)으로부터 파일럿 연료를 공급함과 아울러 단일의 공기 공급관(8)으로부터 파일럿 공기를 공급하여 파일럿 화염을 형성할 때에, 메인 버너에 주연소용 공기를 공급하고, 또한, 《Xa/(Xa＋Y)≥Z　식 (1) 여기서, Xa：상정되는 파일럿 연료의 최대 유량　Y：주연소 공기 유량 계측기에서 계측된 주연소용 공기의 유량　Z：연소 하한치》를 만족했을 때에 파일럿 화염의 형성 동작을 정지하는 제어 기구를 구비했다.

Description

공업용 로 및 공업용 로의 점화 방법{INDUSTRIAL FURNACE AND INDUSTRIAL FURNACE IGNITION METHOD}

본 발명은, 보다 길게 점화 동작을 계속시키는 것에 의해, 파일럿(pilot) 버너의 점화를 한 번에 완료하는 것이 가능한 공업용 로(爐) 및 공업용 로의 점화 방법에 관한 것이다.

공업용 로에서, 메인 버너를 점화할 때에, 파일럿 버너를 이용하는 것은 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1~3 참조). 또, 메인 버너를 복수개 구비한 연속식 가열로도 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 4 참조).

복수의 메인 버너에는 각각, 파일럿 버너가 구비되어 있다. 각 파일럿 버너에는, 연소용 공기와 연소용 연료가 각각, 단일의 공급관을 통하여 공급되도록 구성되어 있다.

특허 문헌 1 : 일본특허공개 평4－126913호 공보 특허 문헌 2 : 일본특허공개 평6－343850호 공보 특허 문헌 3 : 일본특허공개 제2003－4229호 공보 특허 문헌 4 : 일본특허공개 제2014－48020호 공보

JIS 규격의 공업용 연소로(燃燒爐)의 안전 통칙(通則)(JIS B 8415:2008)에는, 「공업용 연소로 등의 설비는, 예측할 수 있는 폭발을 최소한으로 하도록 설계하지 않으면 안된다」는 것이 규정되어 있다. 구체적으로는, 점화 공정에서, 연료 공급 개시로부터 착화(着火) 확인을 못하여 차단될 때까지의 시간을 10초 이하로 하지 않으면 안 되는 것이 규정되어 있으며, 그것은 메인 버너의 점화에 이용하는 파일럿 버너의 착화에 대해서도 해당한다.

상기 종래의 공업용 로와 같이, 복수의 메인 버너가 각각 구비하는 파일럿 버너에 단일의 공급관에 의해 연소용 연료 및 연소용 공기를 각각 공급하는 경우에는, 공급원으로부터 먼 위치에 배치된 파일럿 버너에 연소용 연료가 도달하는 시간은, 공급원에 가까운 위치에 배치된 파일럿 버너 보다도 긴 시간이 걸린다. 특히, 연소용 연료가 가스인 경우는, 현저하게 된다. 이 때문에, 10초 이내에 모든 파일럿 버너를 점화할 수 없는 경우에는, 일단 차단하고, 로 내 퍼지(purge)를 행한 후에, 다시 점화하는 동작을 반복하지 않으면 안되거나, 혹은, 파일럿 버너의 근처에 연료 공급 밸브를 추가하는 등, 설비를 개조하지 않으면 안되는 과제가 있다.

본 발명은 상기 종래의 과제를 감안하여 창안된 것으로서, 보다 길게 점화 동작을 계속시키는 것에 의해, 파일럿 버너의 점화를 한 번에 완료하는 것이 가능한 공업용 로 및 공업용 로의 점화 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 공업용 로는, 주(主)연소용 연료와 주(主)연소용 공기가 공급되어 메인 화염을 형성하는 복수의 메인 버너를 갖고, 각각의 상기 메인 버너가, 메인 화염을 점화하기 위한 파일럿(pilot) 화염을 형성하는 파일럿 버너를 가짐과 아울러, 복수의 각각의 상기 파일럿 버너에, 파일럿 연료 공급원으로부터 파일럿 연료를 공급하는 단일의 파일럿 연료 공급 본관 및 파일럿 공기를 공급하는 단일의 파일럿 공기 공급 본관이 접속되어, 상기 파일럿 연료 공급원에 가까운 측보다도 떨어진 위치의 각각의 상기 파일럿 버너가, 파일럿 연료가 흘러가는데에 시간이 걸려 점화가 늦어지는 공업용 로로서, 상기 단일의 파일럿 연료 공급 본관에 마련되어, 파일럿 연료의 공급을 차단 가능한 밸브와, 플로우 스위치를 갖고, 주연소용 공기의 유량을 계측하고, 측정된 주연소용 공기의 유량이 설정치보다도 적으면 직접 상기 밸브에 닫는 신호를 발하는 주연소 공기 유량 계측기와, 로 내 분위기 중의 연료 가스 농도가 연소 하한치 이상이 되지 않도록, 상기 파일럿 버너의 점화 동작 전에, 주연소용 공기의 유량을 조정하는 유량 조정 댐퍼와, 각각의 상기 파일럿 버너에, 상기 단일의 파일럿 연료 공급 본관으로부터 파일럿 연료를 공급함과 아울러 상기 단일의 파일럿 공급 본관으로부터 파일럿 공기를 공급하여 파일럿 화염을 형성할 때에, 상기 메인 버너에 주연소용 공기를 공급하고, 또한, 상기 주연소 공기 유량 계측기로부터의 상기 밸브를 여는 신호에 기초하여,

Xa/(Xa＋Y)≥Z　　식 (1)

여기서, Xa：상정(想定)되는 파일럿 연료의 최대 유량

Y : 상기 주연소 공기 유량 계측기에서 계측된 주연소용 공기의 유량

Z : 연소 하한치

에 의해, 로 내 분위기 중의 연료 가스 농도가 상기 연소 하한치보다 작고 상기 식 (1)을 만족시키지 않을 때에만, 상기 주연소 공기 유량 계측기로부터 발신되는 상기 밸브를 여는 신호로, 각각의 상기 파일럿 버너에 파일럿 연료를 공급하고, 상기 식 (1)을 만족했을 때에는, 상기 주연소 공기 유량 계측기로부터 직접 상기 밸브에 닫는 신호를 발하도록 하여 파일럿 화염의 형성 동작을 정지하는 제어 기구를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 공업용 로는, 주연소용 연료와 주연소용 공기가 공급되어 메인 화염을 형성하는 복수의 메인 버너를 갖고, 각각의 상기 메인 버너가, 메인 화염을 점화하기 위한 파일럿 화염을 형성하는 파일럿 버너를 가짐과 아울러, 복수의 각각의 상기 파일럿 버너에, 파일럿 연료 공급원으로부터 파일럿 연료를 공급하는 단일의 파일럿 연료 공급 본관 및 파일럿 공기를 공급하는 단일의 파일럿 공기 공급 본관이 접속되어, 상기 파일럿 연료 공급원에 가까운 측보다도 떨어진 위치의 각각의 상기 파일럿 버너가, 파일럿 연료가 흘러가는데에 시간이 걸려 점화가 늦어지는 공업용 로로서, 상기 단일의 파일럿 연료 공급 본관에 마련되어, 파일럿 연료의 공급을 차단 가능한 밸브와, 플로우 스위치를 갖고, 주연소용 공기의 유량을 계측하고, 측정된 주연소용 공기의 유량이 설정치보다도 적으면 직접 상기 밸브에 닫는 신호를 발하는 주연소 공기 유량 계측기와, 파일럿 연료의 유량을 계측하는 파일럿 연료 유량 계측기와, 로 내 분위기 중의 연료 가스 농도가 연소 하한치 이상이 되지 않도록, 상기 파일럿 버너의 점화 동작 전에, 주연소용 공기의 유량을 조정하는 유량 조정 댐퍼와, 각각의 상기 파일럿 버너에, 상기 단일의 파일럿 연료 공급 본관으로부터 파일럿 연료를 공급함과 아울러 상기 단일의 파일럿 공급 본관으로부터 파일럿 공기를 공급하여 파일럿 화염을 형성할 때에, 상기 메인 버너에 주연소용 공기를 공급하고, 또한, 상기 주연소 공기 유량 계측기로부터의 상기 밸브를 여는 신호에 기초하여,

Xb/(Xb＋Y)≥Z　　식 (2)

여기서, Xb：상기 파일럿 연료 유량 계측기에서 실측된 파일럿 연료의 유량

　　　　 Z : 연소 하한치

에 의해, 로 내 분위기 중의 연료 가스 농도가 상기 연소 하한치보다 작고 상기 식 (2)를 만족시키지 않을 때에만, 상기 주연소 공기 유량 계측기로부터 발신되는 상기 밸브를 여는 신호로, 각각의 상기 파일럿 버너에 파일럿 연료를 공급하고, 상기 식 (2)를 만족했을 때에는, 상기 주연소 공기 유량 계측기로부터 직접 상기 밸브에 닫는 신호를 발하도록 하여 파일럿 화염의 형성 동작을 정지하는 제어 기구를 구비한 것을 특징으로 한다.

파일럿 화염을 검지하는 화염 검지기를 구비하며, 상기 화염 검지기에 의해 파일럿 화염이 검지된 후에, 주연소용 연료가 상기 메인 버너에 공급되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 공업용 로의 점화 방법은, 주연소용 연료와 주연소용 공기가 공급되어 메인 화염을 형성하는 복수의 메인 버너를 가지며, 각각의 상기 메인 버너가, 메인 화염을 점화하기 위한 파일럿 화염을 형성하는 파일럿 버너를 가짐과 아울러, 복수의 각각의 상기 파일럿 버너에, 파일럿 연료 공급원으로부터 파일럿 연료를 공급하는 단일의 파일럿 연료 공급 본관 및 파일럿 공기를 공급하는 단일의 파일럿 공기 공급 본관이 접속되어, 상기 파일럿 연료 공급원에 가까운 측보다도 떨어진 위치의 각각의 상기 파일럿 버너가, 파일럿 연료가 흘러가는데에 시간이 걸려 점화가 늦어지는 공업용 로의 점화 방법으로서, 상기 단일의 파일럿 연료 공급 본관에 마련되어, 파일럿 연료의 공급을 차단 가능한 밸브와, 플로우 스위치를 갖고, 주연소용 공기의 유량을 계측하고, 측정된 주연소용 공기의 유량이 설정치보다도 적으면 직접 상기 밸브에 닫는 신호를 발하는 주연소 공기 유량 계측기와, 로 내 분위기 중의 연료 가스 농도가 연소 하한치 이상이 되지 않도록, 상기 파일럿 버너의 점화 동작 전에, 주연소용 공기의 유량을 조정하는 유량 조정 댐퍼를 구비하며, 상기 메인 버너에 주연소용 공기를 공급하면서, 상기 파일럿 버너에 파일럿 연료와 파일럿 공기를 공급하여 파일럿 화염을 형성하고, 또한,상기 주연소 공기 유량 계측기로부터의 상기 밸브를 여는 신호에 기초하여,

Xa/(Xa＋Y)≥Z　　식 (1)

여기서, Xa：상정되는 파일럿 연료의 최대 유량

Z : 연소 하한치

에 의해, 로 내 분위기 중의 연료 가스 농도가 상기 연소 하한치보다 작고 상기 식 (1)을 만족시키지 않을 때에만, 상기 주연소 공기 유량 계측기로부터 발신되는 상기 밸브를 여는 신호로, 각각의 상기 파일럿 버너에 파일럿 연료를 공급하고, 상기 식 (1)을 만족했을 때에는, 상기 주연소 공기 유량 계측기로부터 직접 상기 밸브에 닫는 신호를 발하도록 하여 파일럿 화염의 형성 동작을 정지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 공업용 로의 점화 방법은, 주연소용 연료와 주연소용 공기가 공급되어 메인 화염을 형성하는 복수의 메인 버너를 가지며, 각각의 상기 메인 버너가, 메인 화염을 점화하기 위한 파일럿 화염을 형성하는 파일럿 버너를 가짐과 아울러, 복수의 각각의 상기 파일럿 버너에, 파일럿 연료 공급원으로부터 파일럿 연료를 공급하는 단일의 파일럿 연료 공급 본관 및 파일럿 공기를 공급하는 단일의 파일럿 공기 공급 본관이 접속되어, 상기 파일럿 연료 공급원에 가까운 측보다도 떨어진 위치의 각각의 상기 파일럿 버너가, 파일럿 연료가 흘러가는데에 시간이 걸려 점화가 늦어지는 공업용 로의 점화 방법으로서, 상기 단일의 파일럿 연료 공급 본관에 마련되어, 파일럿 연료의 공급을 차단 가능한 밸브와, 플로우 스위치를 갖고, 주연소용 공기의 유량을 계측하고, 측정된 주연소용 공기의 유량이 설정치보다도 적으면 직접 상기 밸브에 닫는 신호를 발하는 주연소 공기 유량 계측기와, 파일럿 연료의 유량을 계측하는 파일럿 연료 유량 계측기와, 로 내 분위기 중의 연료 가스 농도가 연소 하한치 이상이 되지 않도록, 상기 파일럿 버너의 점화 동작 전에, 주연소용 공기의 유량을 조정하는 유량 조정 댐퍼를 구비하며, 상기 메인 버너에 주연소용 공기를 공급하면서, 상기 파일럿 버너에 파일럿 연료와 파일럿 공기를 공급하여 파일럿 화염을 형성하고, 또한, 상기 주연소 공기 유량 계측기로부터의 상기 밸브를 여는 신호에 기초하여,

　Xb/(Xb＋Y)≥Z　　식 (2)

Z : 연소 하한치

에 의해, 로 내 분위기 중의 연료 가스 농도가 상기 연소 하한치보다 작고 상기 식 (2)를 만족시키지 않을 때에만, 상기 주연소 공기 유량 계측기로부터 발신되는 상기 밸브를 여는 신호로, 각각의 상기 파일럿 버너에 파일럿 연료를 공급하고, 상기 식 (2)를 만족했을 때에는, 상기 주연소 공기 유량 계측기로부터 직접 상기 밸브에 닫는 신호를 발하도록 하여 파일럿 화염의 형성 동작을 정지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 공업용 로 및 공업용 로의 점화 방법에 있어서는, 보다 길게 점화 동작을 계속시키는 것에 의해, 파일럿 버너의 점화를 한 번에 완료할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 공업용 로 및 공업용 로의 점화 방법의 바람직한 일실시 형태를 설명하기 위한 설명도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 구성에서, 어느 하나의 메인 버너 단체(單體)의 점화 동작을 설명하는 설명도이다.
도 3은 본 발명에 관한 공업용 로 및 공업용 로의 점화 방법의 다른 실시 형태를 설명하기 위한 설명도이다.
도 4는 본 발명에 관한 공업용 로 및 공업용 로에서의 파일럿 버너의 연료와 공기의 분사구 주변을 나타내는 요부 확대도이다.

이하에, 본 발명에 관한 공업용 로(爐) 및 공업용 로의 점화 방법의 바람직한 일 실시 형태를, 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태에 관한 공업용 로 및 공업용 로의 점화 방법을 설명하기 위한 설명도이다.

본 실시 형태에 관한 공업용 로(1)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 로체(爐體)(1a)와, 로체(1a)의 연소실 내에서 반송되는 워크(work)(도시하지 않음)의 반송 방향을 따라서, 워크를 가열하기 위해서 메인 화염을 형성하는 복수의 메인 버너(2)와, 각 메인 버너(2)를 제어하는 제어 기구(도시하지 않음)를 구비한다.

메인 버너(2)에는, 메인 화염을 검지하기 위한 화염 검지기(도시하지 않음)가 각 메인 버너(2)에 대응시켜 마련된다. 각 메인 버너(2)에는, 메인 화염을 형성하기 위해서, 주(主)연소용 연료를 공급하는 주(主)연료 공급 지관(支管)(3a)과, 주(主)연소용 공기를 공급하는 주(主)공기 공급 지관(4a)이 각각 접속되어 있다. 각 메인 버너(2)에 접속된 주연료 공급 지관(3a) 및 주공기 공급 지관(4a)은 각각, 단일의 주연료 공급 본관(本管)(3) 및 단일의 주공기 공급 본관(4)과 접속되어 있다. 가스 등의 주연소용 연료는, 주연료 공급원(101)으로부터 압송되고, 주연소용 공기는 송풍기(102)에서, 유량 조정 댐퍼(103)를 매개로 하여, 압송된다.

각 주연료 공급 지관(3a)에는, 주연소용 연료의 공급을 차단할 수 있는 2개의 밸브(3b)가 직렬로 마련되어 있다. 주공기 공급 본관(4)에는, 공급되는 주연소용 공기의 유량을 계측하기 위한 공기 유량 계측기(51)가 마련되어 있다. 또, 주공기 공급 본관(4)에는, 주연소용 공기의 유속을 계측하고, 계측한 값이 미리 설정한 값 이상인 경우에 신호를 출력하는 플로우 스위치(flow switch)(52)가 마련되어 있다. 공기 유량 계측기(51)와 플로우 스위치(52)는 예를 들면, 오리피스(orifice)와 차압(差壓) 발신기 등으로 구성된다.

복수의 메인 버너(2)에는 각각, 메인 버너(2)를 점화하기 위해 파일럿(pilot) 화염을 형성하는 파일럿 버너(6)가 마련되어 있다. 각 파일럿 버너(6)에는, 파일럿 화염을 점화하기 위한 스파크 플러그(도시하지 않음)가 부설되어 있다. 또, 파일럿 버너(6)에는, 파일럿 화염을 형성하기 위해서, 파일럿 연료를 공급하는 파일럿 연료 공급 지관(7a)과, 파일럿 공기를 공급하기 위한 파일럿 공기 공급 지관(8a)이 각각 접속되어 있다. 가스 등의 파일럿 연료는, 파일럿 연료 공급원(111)으로부터 압송되고, 파일럿 공기는 송풍기(112)에서, 유량 조정 댐퍼(113)를 매개로 하여, 압송된다.

각 파일럿 버너(6)에 접속된 파일럿 연료 공급 지관(7a) 및 파일럿 공기 공급 지관(8a)은 각각, 단일의 파일럿 연료 공급 본관(7) 및 단일의 파일럿 공기 공급 본관(8)과 접속되어 있다. 파일럿 버너(6)에는, 파일럿 화염을 검지하기 위한 화염 검지기(도시하지 않음)가 각 메인 버너(2)에 대응시켜서 마련되어 있다.

파일럿 연료 공급 본관(7)에는, 파일럿 연료의 공급을 차단할 수 있는 2개의 밸브(7b)가 직렬로 마련되어 있다.

주연소용 연료 지관(3a)에 마련된 밸브(3b), 파일럿 연료 공급 본관(7)에 마련된 밸브(7b)는, 모두 자동 차단 밸브(전자(電磁) 밸브 등)이다. 또, 파일럿 연료 공급 본관(7)의 밸브(7b)는, 주공기 공급 본관(4)의 공기 유량 계측기(51)에서 측정된 주연소용 공기의 유량이 설정치 보다도 적으면, 플로우 스위치(52)로부터의 신호에 의해, 닫혀지도록 구성되어 있다.

본 실시 형태의 복수의 메인 버너(2)를 구비한 공업용 로(1)의 점화 동작을 설명하기 전에, 먼저, 단체(單體)의 메인 버너의 점화 동작에 대해 설명한다. 도 2는, 메인 버너 단체(單體)의 점화 동작을 설명하는 설명도이다.

단체(單體)의 메인 버너(2)의 점화 방법은 도 2의 (a)에 나타내는 바와 같이, 주연료 공급관(3a) 및 주공기 공급관(4a), 그리고 파일럿 연료 공급관(7a) 및 파일럿 공기 공급관(8a)의 각 밸브(3b, 7b)를 닫은 상태(도면 중, (I) 참조)에서, 먼저, 스파크 플러그에 의해 반복하여 불꽃을 발생시키고, 도 2의 (b)에 나타내는 바와 같이, 파일럿 연료 공급관(7a)의 밸브(7b)를 열어, 파일럿 화염을 점화시킨다. 이 때, 파일럿 공기 공급관(8a)으로부터는, 파일럿 공기가 항상 계속 흐르고 있다.

이와 같이, 스파크 플러그에 의해 불꽃을 발생시켜, 파일럿 연료와 파일럿 공기를 파일럿 버너(6)에 공급하는 동작이, 파일럿 버너(6)의 점화 동작에 상당하다(도면 중, (II) 참조).

다음으로, 도 2의 (c)에 나타내는 바와 같이, 주연료 공급관(3a)의 밸브(3b)를 열어, 파일럿 버너(6)의 불길을 번지게 하여, 메인 화염을 점화시킨다(도면 중, (III) 참조). 이 때, 주공기 공급관(4a)으로부터는, 주연소용 공기가 항상 계속 흐르고 있다. 이 때, 메인 화염이 점화했는지 아닌지를 화염 검지기에 의해 검지하고 있다.

메인 버너(2)를 소화(消火)할 때에는, 밸브(3b)를 닫고, 도 2의 (b)의 상태에 되돌아온다(도면 중, (IV) 참조). 그리고, 공업용 로(1)의 종업(終業)일 때에는, 밸브(7b)를 닫아, 파일럿 버너(6)도 소화한다(도면 중, (V) 참조). 또, 상태 (III)으로부터 상태 (IV)로 이행하는 동작에서는, 온도 조정 등에 의해, 메인 버너(2)가 소화와 재연소의 동작을 반복하는(상태 (III)과 상태 (IV)의 반복) 것에 구비하며, 파일럿 버너(6)를, 메인 화염의 연소시에도 소화시에도 점화하고 있다. 그렇지만, 메인 버너(2)의 점화를 확인할 수 있으면, 파일럿 버너(6)는 소화하도록 해도 괜찮다. 이 경우는, 메인 버너(2)를 재연소시킬 때마다, 상태 (II)로부터 동작시키도록 한다.

이와 같이, 메인 버너(2)가 단체(單體)인 경우에는, 파일럿 버너(6)에 공급하는 파일럿 연료의 공급원을 파일럿 버너(6)에 가까운 위치에 배치할 수 있기 때문에, 파일럿 연료의 공급 개시로부터 착화 확인까지를 단시간에 행하는 것이 가능하다.

한편, 본 실시 형태에 관한 공업용 로(1)과 같이, 복수개 마련되어 있는 메인 버너(2)의 파일럿 버너(6)에 접속된 각 파일럿 연료 공급 지관(7a)이 단일의 파일럿 연료 공급 본관(7)에 접속되어 있는 경우에는, 공급원에 가까운 측에 위치하는 파일럿 버너(6)는 조기에 점화시키는 것이 가능하지만, 공급원으로부터 떨어진 위치에 배치된 파일럿 버너(6)는, 연료가 흘러가는데에 시간이 걸려, 상기 파일럿 버너(6)로부터 분사하는데에 시간이 걸려 버려, 점화가 늦어지는 경우가 있다.

이 때, 파일럿 버너(6)에는, 파일럿 연료의 공급이 개시되어 있으므로, 일정한 시간이 경과하면, 예를 들면 밸브(7b)를 열어 연료의 공급을 개시하고 나서 10초 경과하면, 아직 점화하고 있지 않은 파일럿 버너(6)의 화염 검지기가 착화 실패라고 판단하고, JIS 규격의 공업용 연소로의 안전 통칙에 따라서, 파일럿 버너(6)의 점화 동작을 정지하지 않으면 안되어, 밸브(7b)가 닫혀져 버리거나, 혹은 닫히도록 하지 않으면 안된다. 그러면, 전부의 파일럿 버너(6)가 소화해 버려, 점화 동작을 다시 하는 결과가 된다. 점화 동작을 다시 하는 경우에는, 로 내 퍼지(purge)(안전상, 로체(1a) 내의 미연(未然) 연료를 공기에 의해 내보내는 동작)한 후에 다시 점화 동작을 행하기 때문에, 다대(多大)한 시간을 소비하게 된다. 따라서, 점화 동작을 정지하고 다시 하는 것이 아니라, 파일럿 버너(6)의 점화 동작을 장시간 계속할 수 있는 것이 바람직하다.

본 실시 형태에 관한 공업용 로(1) 및 공업용 로(1)의 점화 방법에서는, 파일럿 버너(6)의 점화 동작 전에, 메인 버너(2)의 주연소용 공기의 유량 조정 댐퍼(103)의 개도(開度)를 조절하는 것에 의해, 로 내 분위기 중의 연료 가스 농도가 연소 하한치 이상이 되지 않도록 하는 것으로 하고, 그것을 점화 동작 중에 확인하는 것이다. 여기서, 연소 하한치 이상이 되지 않는 것으로 한 것은, JIS 규격의 공업용 연소로의 안전 통칙에 따라, 예측할 수 있는 폭발을 방지할 수 있도록, 로 내에서 폭발이 발생할 수 있는, 공기 중에서의 연료의 농도(폭발 한계)의 하한치 이하로 하기 위한 것이며, 그 값은, 예를 들면 연료가 도시가스 13A인 경우에는, 4.6%이다.

구체적인 공업용 로(1)의 점화 방법은, 각 주공기 공급 지관(4a)과 파일럿 공기 공급 지관(8a)에 공기를 흘리면서, 각 주연료 공급 지관(3a)과 파일럿 연료 공급 본관(7)의 각 밸브(3b, 7b)를 닫은 상태에서, 플로우 스위치(52)를 구비한 공기 유량 계측기(51)에 의해, 각 주공기 공급 지관(4a)으로부터 공업용 로(1) 내에 공급된 주연소용 공기의 유량을 계측한다. 그리고, 계측된 주연소용 공기의 유량 Y와 각 파일럿 버너(6)의 상정(想定)되는 파일럿 연료의 최대 유량 Xa의 값에 근거하여, 로 내 분위기 중의 연료 가스 농도가 연소 하한치 Z보다 작은 경우(하기 식 (1)을 만족시키지 않은 경우)에만, 스파크 플러그에 의해 불꽃의 발생을 개시한 후에, 파일럿 버너(6)에 접속된 파일럿 연료 공급 본관(7)의 밸브(7b)를 열기 위한 신호가 플로우 스위치(52)로부터 제어 기구로 발신되며, 하기 식 (1)을 만족하는 경우의 제어로서는, 플로우 스위치(52)로부터 밸브(7b)로 신호를 직접 발신하여, 밸브(7b)를 닫아, 파일럿 화염의 형성 동작을 정지한다.

Xa/(Xa＋Y)≥Z　　식 (1)

여기서, Xa：상정되는 파일럿 연료의 최대 유량

Y : 주연소 공기 유량 계측기에서 계측된 주연소용 공기의 유량

Z : 연소 하한치

제어 기구는, 입력된, 파일럿 연료 공급 본관(7)의 밸브(7b)를 열기 위한 신호에 근거하여, 파일럿 연료 공급 본관(7)의 밸브(7b)를 열어, 파일럿 버너(6)에 파일럿 연료를 공급하고, 이미 흐르고 있는 파일럿 공기에 혼합하여, 스파크 플러그의 불꽃에 의해 파일럿 버너(6)를 착화시킨다.

그 후, 공기 유량 계측기(51)에 의해 주연소용 공기의 유량의 계측과 계측치에 근거하는 신호의 발신이 계속되어, 화염 검지기에서 모든 파일럿 버너(6)의 착화가 확인될 때까지의 동안은, 파일럿 버너(6)의 점화 동작이 계속된다. 이 때, 주공기 공급 지관(4a)으로부터 주연소용 공기가 항상 공급되고 있다. 메인 버너(2)의 주공기 공급 지관(4a)의 공기 유량은, 파일럿 버너(6)의 파일럿 공기 공급 지관(8a)의 공기 유량과 비교하여 꽤 크기 때문에, 메인 버너(2)에 공급되는 주연소용 공기를 파일럿 버너(6)의 점화 동작시에 공급하는 것에 의해, 전부의 파일럿 버너(6)가 점화될 때까지의 동안에 로 내에 공급된 파일럿 연료는 희석된다. 그 농도가 연소 하한치 Z에 이르지 않으면, 파일럿 버너(6)의 점화 동작을 계속했다고 해도, 폭발은 예측할 수 없는 상태가 되어, JIS 규격의 공업용 연소로의 안전 통칙의 기준에 적합하기 때문에, 파일럿 버너(6)의 점화 동작을 10초 이상 계속할 수 있다. 그리고, 파일럿 버너(6)의 점화 동작을, 전부의 파일럿 버너(6)가 점화할 때까지 계속할 수 있으므로, 복수의 메인 버너(2)를 구비하는 공업용 로(1)라도, 1회의 기동(起動)에 의해 모든 파일럿 버너(6)를 점화하는 것이 가능하기 때문에, 점화 동작을 중단하여 로 내 퍼지 등에 시간을 소비하지 않고, 효율 좋게 공업용 로(1)를 가동할 수 있다.

또, 파일럿 버너(6)의 연료와 공기의 분사구(90)는 도 4에 나타내는 바와 같이, 오목한 모양의 보염부(保炎部)(flame holding part)(91)의 내부에 점화 플러그(92)와 함께 존재하기 때문에, 메인 버너(2)에 연소 하한치 Z 이하가 되는 대량의 공기가 흐른 경우에서도, 점화 후의 파일럿 화염(93)은, 보염부(91)에서 유지되어 꺼지지는 않는다.

화염 검지기에서 모든 파일럿 버너(6)가 점화한 것이 확인되면, 스파크 플러그의 불꽃의 발생을 멈추고, 메인 버너(2)에 접속된 주연료 공급 지관(3a)의 밸브(3b)를 열어, 파일럿 화염(93)을 퍼지게 함으로써, 전부의 메인 버너(2)에 메인 화염이 점화된다.

또, 전부의 파일럿 버너(6)의 점화가, 너무 긴 시간 확인할 수 없는 경우는, 기계계(機械系)의 트러블이 생각되기 때문에, 밸브(7b)를 닫도록 하는 것은, 말할 필요도 없다.

상기 실시 형태에서는, 공기 유량 계측기(51) 및 플로우 스위치(52)를 주공기 공급 본관(4)에 마련하여 주연소용 공기의 유량을 계측하는 예에 대해 설명했지만, 도 3에 나타내는 바와 같이 각 메인 버너(2)에 접속된 주공기 공급 지관(4a)에 각각 공기 유량 계측기(51) 및 플로우 스위치(52)를 구비하는 구성으로 해도 좋다. 이 경우에는, 주연소용 공기의 유량을, 메인 버너(2)의 부근에서 개개로, 보다 정확하게 계측하는 것이 가능해져, 안전성을 보다 향상시킬 수 있다.

본 실시 형태에 관한 공업용 로(1) 및 공업용 로(1)의 점화 방법은, 메인 버너를 복수 구비한 종래의 공업용 로가 가지는 주연소용 공기를 계측하는 공기 유량 계측기(51)에, 플로우 스위치(52)를 추가하여, 설정한 유량 이하의 경우에 밸브(7b)를 닫아 파일럿 버너의 점화 동작을 정지하는 프로그램을 제어 기구에 추가하는 것만으로, 실현할 수 있다.

상기 실시 형태에서는, 파일럿 버너(6)에 공급되는 파일럿 연료의 유량을, 상정되는 파일럿 연료의 최대 유량 Xa로 한 예에 대해 설명했지만, 이것에 한정하지 않고, 다른 실시 형태로서, 예를 들면, 도 1에서의 파일럿 연료 공급 본관(7)이나 도 3에서의 파일럿 연료 공급 지관(7a)에 실제로 흐르는 파일럿 연료의 양을 계측(실측)하는 유량계를 구비하며, 계측한 파일럿 연료의 유량 Xb와 계측한 주연소용 공기의 유량 Y에 근거하여, 하기 식 (2)를 만족하는 경우에, 파일럿 화염의 형성 동작을 정지하는 것도 가능하다.

Xb/(Xb＋Y)≥Z　　식 (2)

여기서, Xb：파일럿 연료 유량 계측기에서 실측된 파일럿 연료의 유량

　　　　　 Z : 연소 하한치

또, 이들 유량에 대해서는, 실제로 이용하는 압력과 온도로 환산한 수치를 적용한다. 또, 주연소용 공기 외에, 파일럿 공기도 동시에 흐르도록 하고 있지만, 파일럿 공기는, 파일럿 버너(6)의 연소에 사용하기 때문에, 계산으로부터는 제외한다.

1 : 공업용 로(爐) 1a : 로체(爐體)
2 : 메인 버너 3 : 주연료 공급 본관
3a : 주연료 공급 지관 3b : 밸브
3c : 주연료 공급관 4 : 주공기 공급 본관
4a : 주공기 공급 지관 4c : 주공기 공급관
6 : 파일럿 버너 7 : 파일럿 연료 공급 본관
7a : 파일럿 연료 공급 지관 7b : 밸브
8 : 파일럿 공기 공급 본관 8a : 파일럿 공기 공급 지관
51 : 공기 유량 계측기 52 : 플로우 스위치
90 : 파일럿 버너의 연료와 공기의 분사구
91 : 보염부 92 : 점화 플러그
93 : 파일럿 화염 101 : 주연료 공급원
102 : 송풍기 103 : 유량 조정 댐퍼
111 : 파일럿 연료 공급원 112　송풍기
113 : 유량 조정 댐퍼

Claims

주(主)연소용 연료와 주(主)연소용 공기가 공급되어 메인 화염을 형성하는 복수의 메인 버너를 갖고, 각각의 상기 메인 버너가, 메인 화염을 점화하기 위한 파일럿(pilot) 화염을 형성하는 파일럿 버너를 가짐과 아울러, 복수의 각각의 상기 파일럿 버너에, 파일럿 연료 공급원으로부터 파일럿 연료를 공급하는 단일의 파일럿 연료 공급 본관 및 파일럿 공기를 공급하는 단일의 파일럿 공기 공급 본관이 접속되어, 상기 파일럿 연료 공급원에 가까운 측보다도 떨어진 위치의 각각의 상기 파일럿 버너가, 파일럿 연료가 흘러가는데에 시간이 걸려 점화가 늦어지는 공업용 로(爐)로서,
상기 단일의 파일럿 연료 공급 본관에 마련되어, 파일럿 연료의 공급을 차단 가능한 밸브와,
플로우 스위치를 갖고, 주연소용 공기의 유량을 계측하고, 측정된 주연소용 공기의 유량이 설정치보다도 적으면 직접 상기 밸브에 닫는 신호를 발하는 주연소 공기 유량 계측기와,
로 내 분위기 중의 연료 가스 농도가 연소 하한치 이상이 되지 않도록, 상기 파일럿 버너의 점화 동작 전에, 주연소용 공기의 유량을 조정하는 유량 조정 댐퍼와,
각각의 상기 파일럿 버너에, 상기 단일의 파일럿 연료 공급 본관으로부터 파일럿 연료를 공급함과 아울러 상기 단일의 파일럿 공급 본관으로부터 파일럿 공기를 공급하여 파일럿 화염을 형성할 때에, 상기 메인 버너에 주연소용 공기를 공급하고, 또한, 상기 주연소 공기 유량 계측기로부터의 상기 밸브를 여는 신호에 기초하여,
Xa/(Xa＋Y)≥Z　　식 (1)
여기서, Xa：상정(想定)되는 파일럿 연료의 최대 유량
Y : 상기 주연소 공기 유량 계측기에서 계측된 주연소용 공기의 유량
Z : 연소 하한치
에 의해, 로 내 분위기 중의 연료 가스 농도가 상기 연소 하한치보다 작고 상기 식 (1)을 만족시키지 않을 때에만, 상기 주연소 공기 유량 계측기로부터 발신되는 상기 밸브를 여는 신호로, 각각의 상기 파일럿 버너에 파일럿 연료를 공급하고, 상기 식 (1)을 만족했을 때에는, 상기 주연소 공기 유량 계측기로부터 직접 상기 밸브에 닫는 신호를 발하도록 하여 파일럿 화염의 형성 동작을 정지하는 제어 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 공업용 로.
주연소용 연료와 주연소용 공기가 공급되어 메인 화염을 형성하는 복수의 메인 버너를 갖고, 각각의 상기 메인 버너가, 메인 화염을 점화하기 위한 파일럿 화염을 형성하는 파일럿 버너를 가짐과 아울러, 복수의 각각의 상기 파일럿 버너에, 파일럿 연료 공급원으로부터 파일럿 연료를 공급하는 단일의 파일럿 연료 공급 본관 및 파일럿 공기를 공급하는 단일의 파일럿 공기 공급 본관이 접속되어, 상기 파일럿 연료 공급원에 가까운 측보다도 떨어진 위치의 각각의 상기 파일럿 버너가, 파일럿 연료가 흘러가는데에 시간이 걸려 점화가 늦어지는 공업용 로로서,
상기 단일의 파일럿 연료 공급 본관에 마련되어, 파일럿 연료의 공급을 차단 가능한 밸브와,
플로우 스위치를 갖고, 주연소용 공기의 유량을 계측하고, 측정된 주연소용 공기의 유량이 설정치보다도 적으면 직접 상기 밸브에 닫는 신호를 발하는 주연소 공기 유량 계측기와,
파일럿 연료의 유량을 계측하는 파일럿 연료 유량 계측기와,
로 내 분위기 중의 연료 가스 농도가 연소 하한치 이상이 되지 않도록, 상기 파일럿 버너의 점화 동작 전에, 주연소용 공기의 유량을 조정하는 유량 조정 댐퍼와,
각각의 상기 파일럿 버너에, 상기 단일의 파일럿 연료 공급 본관으로부터 파일럿 연료를 공급함과 아울러 상기 단일의 파일럿 공급 본관으로부터 파일럿 공기를 공급하여 파일럿 화염을 형성할 때에, 상기 메인 버너에 주연소용 공기를 공급하고, 또한, 상기 주연소 공기 유량 계측기로부터의 상기 밸브를 여는 신호에 기초하여,
Xb/(Xb＋Y)≥Z　　식 (2)
여기서, Xb：상기 파일럿 연료 유량 계측기에서 실측된 파일럿 연료의 유량
Y : 상기 주연소 공기 유량 계측기에서 계측된 주연소용 공기의 유량
Z : 연소 하한치
에 의해, 로 내 분위기 중의 연료 가스 농도가 상기 연소 하한치보다 작고 상기 식 (2)를 만족시키지 않을 때에만, 상기 주연소 공기 유량 계측기로부터 발신되는 상기 밸브를 여는 신호로, 각각의 상기 파일럿 버너에 파일럿 연료를 공급하고, 상기 식 (2)를 만족했을 때에는, 상기 주연소 공기 유량 계측기로부터 직접 상기 밸브에 닫는 신호를 발하도록 하여 파일럿 화염의 형성 동작을 정지하는 제어 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 공업용 로.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
파일럿 화염을 검지하는 화염 검지기를 구비하며,
상기 화염 검지기에 의해 파일럿 화염이 검지된 후에, 주연소용 연료가 상기 메인 버너에 공급되는 것을 특징으로 하는 공업용 로.
주연소용 연료와 주연소용 공기가 공급되어 메인 화염을 형성하는 복수의 메인 버너를 가지며, 각각의 상기 메인 버너가, 메인 화염을 점화하기 위한 파일럿 화염을 형성하는 파일럿 버너를 가짐과 아울러, 복수의 각각의 상기 파일럿 버너에, 파일럿 연료 공급원으로부터 파일럿 연료를 공급하는 단일의 파일럿 연료 공급 본관 및 파일럿 공기를 공급하는 단일의 파일럿 공기 공급 본관이 접속되어, 상기 파일럿 연료 공급원에 가까운 측보다도 떨어진 위치의 각각의 상기 파일럿 버너가, 파일럿 연료가 흘러가는데에 시간이 걸려 점화가 늦어지는 공업용 로의 점화 방법으로서,
상기 단일의 파일럿 연료 공급 본관에 마련되어, 파일럿 연료의 공급을 차단 가능한 밸브와,
플로우 스위치를 갖고, 주연소용 공기의 유량을 계측하고, 측정된 주연소용 공기의 유량이 설정치보다도 적으면 직접 상기 밸브에 닫는 신호를 발하는 주연소 공기 유량 계측기와,
로 내 분위기 중의 연료 가스 농도가 연소 하한치 이상이 되지 않도록, 상기 파일럿 버너의 점화 동작 전에, 주연소용 공기의 유량을 조정하는 유량 조정 댐퍼를 구비하며,
상기 메인 버너에 주연소용 공기를 공급하면서, 상기 파일럿 버너에 파일럿 연료와 파일럿 공기를 공급하여 파일럿 화염을 형성하고, 또한, 상기 주연소 공기 유량 계측기로부터의 상기 밸브를 여는 신호에 기초하여,
Xa/(Xa＋Y)≥Z　　식 (1)
여기서, Xa：상정되는 파일럿 연료의 최대 유량
Y : 상기 주연소 공기 유량 계측기에서 계측된 주연소용 공기의 유량
Z : 연소 하한치
에 의해, 로 내 분위기 중의 연료 가스 농도가 상기 연소 하한치보다 작고 상기 식 (1)을 만족시키지 않을 때에만, 상기 주연소 공기 유량 계측기로부터 발신되는 상기 밸브를 여는 신호로, 각각의 상기 파일럿 버너에 파일럿 연료를 공급하고, 상기 식 (1)을 만족했을 때에는, 상기 주연소 공기 유량 계측기로부터 직접 상기 밸브에 닫는 신호를 발하도록 하여 파일럿 화염의 형성 동작을 정지하는 것을 특징으로 하는 공업용 로의 점화 방법.
주연소용 연료와 주연소용 공기가 공급되어 메인 화염을 형성하는 복수의 메인 버너를 가지며, 각각의 상기 메인 버너가, 메인 화염을 점화하기 위한 파일럿 화염을 형성하는 파일럿 버너를 가짐과 아울러, 복수의 각각의 상기 파일럿 버너에, 파일럿 연료 공급원으로부터 파일럿 연료를 공급하는 단일의 파일럿 연료 공급 본관 및 파일럿 공기를 공급하는 단일의 파일럿 공기 공급 본관이 접속되어, 상기 파일럿 연료 공급원에 가까운 측보다도 떨어진 위치의 각각의 상기 파일럿 버너가, 파일럿 연료가 흘러가는데에 시간이 걸려 점화가 늦어지는 공업용 로의 점화 방법으로서,
상기 단일의 파일럿 연료 공급 본관에 마련되어, 파일럿 연료의 공급을 차단 가능한 밸브와,
플로우 스위치를 갖고, 주연소용 공기의 유량을 계측하고, 측정된 주연소용 공기의 유량이 설정치보다도 적으면 직접 상기 밸브에 닫는 신호를 발하는 주연소 공기 유량 계측기와,
파일럿 연료의 유량을 계측하는 파일럿 연료 유량 계측기와,
로 내 분위기 중의 연료 가스 농도가 연소 하한치 이상이 되지 않도록, 상기 파일럿 버너의 점화 동작 전에, 주연소용 공기의 유량을 조정하는 유량 조정 댐퍼를 구비하며,
상기 메인 버너에 주연소용 공기를 공급하면서, 상기 파일럿 버너에 파일럿 연료와 파일럿 공기를 공급하여 파일럿 화염을 형성하고, 또한, 상기 주연소 공기 유량 계측기로부터의 상기 밸브를 여는 신호에 기초하여,
Xb/(Xb＋Y)≥Z　　식 (2)
여기서, Xb：상기 파일럿 연료 유량 계측기에서 실측된 파일럿 연료의 유량
　　 Y : 상기 주연소 공기 유량 계측기에서 계측된 주연소용 공기의 유량
　　 Z : 연소 하한치
에 의해, 로 내 분위기 중의 연료 가스 농도가 상기 연소 하한치보다 작고 상기 식 (2)를 만족시키지 않을 때에만, 상기 주연소 공기 유량 계측기로부터 발신되는 상기 밸브를 여는 신호로, 각각의 상기 파일럿 버너에 파일럿 연료를 공급하고, 상기 식 (2)를 만족했을 때에는, 상기 주연소 공기 유량 계측기로부터 직접 상기 밸브에 닫는 신호를 발하도록 하여 파일럿 화염의 형성 동작을 정지하는 것을 특징으로 하는 공업용 로의 점화 방법.