JPH073283B2

JPH073283B2 - 加熱炉

Info

Publication number: JPH073283B2
Application number: JP61120760A
Authority: JP
Inventors: 正史立森; 道明河東; 武彦三科
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1986-05-26
Filing date: 1986-05-26
Publication date: 1995-01-18
Anticipated expiration: 2010-01-18
Also published as: JPS62280517A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、燃料を供給する第１管路、及び、燃焼用酸素
含有ガスを供給する第２管路をバーナに接続し、前記第
１管路に均圧弁をかつ前記第２管路にダンパーを設け、
前記均圧弁と前記第２管路を導圧管で接続して、燃料供
給量と燃焼用酸素含有ガス供給量の比をほぼ一定に維持
するための操作圧を前記導圧管で前記均圧弁に付与する
ように形成した加熱炉に関する。

〔従来技術〕

従来、第４図に示すように、均圧弁（５）に対する導圧
管（12）からの操作圧付与によつて第５図に示すよう
に、昇温時（t₀〜t₂）の全体にわたつて、バーナ（２）
への燃料供給量（Q₆〜Q₅）及び燃焼用酸素含有ガス供給
量（Q₇〜Q₄）を燃焼に好適なほぼ一定比で徐々に増大さ
せ、炉内温度の割には過剰の燃料を供給することによる
燃料の無駄を抑えていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、昇温初期において燃料供給量及び燃焼用酸素含
有ガス供給量のいずれもが少なくなるために、高温燃焼
ガスの発生量が少なくなり、高温燃焼ガスによる炉内攪
拌が不十分になつて、炉内の被加熱物に対する対流伝熱
効率が悪くなり、総合的には熱効率が余り向上せずに、
むしろ加熱性能面での問題を生じていた。

その上、昇温初期において、温度調節のために燃焼用酸
素含有ガス供給量をダンパーで微調整しても、ダンパー
あるいは制御器等の特性に起因して、燃料及び燃焼用酸
素含有ガスの供給量変動割合が大きくなり、炉内温度変
化が所望範囲を大きく越える危険性が大きく、正確な炉
内温度調節が不可能あるいは極めて困難であつた。

本発明の目的は、燃料の無駄を抑えようとする従来の技
術思想をそのまま活かしながら、昇温初期において加熱
性能を向上できると共に炉内温度調節を正確にかつ容易
に行えるように、かつ、そのことによつて燃料ロスが増
大しないようにする点にある。

〔問題を解決するための手段〕

本発明の特徴手段は、均圧弁を有する燃料供給用の第１
管路にダンパーを設け、炉内に対する温度センサーから
の情報に基いて、炉内温度が昇温途中の第２設定温度に
達するまでの昇温初期に、燃料が第１設定量から第２設
定量に徐々に増大されるように、前記第１管路のダンパ
ーを開度増大させ、かつ、前記第２設定温度から第１設
定温度に達するまでの昇温期に、その第２設定温度に見
合つた開度以上に前記第１管路のダンパーを維持する第
１制御器を設け、前記温度センサーからの情報に基い
て、前記昇温初期に燃焼用酸素含有ガス供給量が前記燃
料の第２設定量に見合つた第３設定量に維持されるよう
に、かつ、前記昇温期に燃焼用酸素含有ガス供給量が前
記第３設定量から第４設定量に徐々に増大されるよう
に、前記均圧弁に操作圧を付与する燃焼用酸素含有ガス
用の第２管路のダンパーを自動操作する第２制御器を設
けたことにあり、その作用効果は次の通りである。

〔作用〕つまり、昇温初期（t₀〜t₁）には、第２制御器の作用で
燃料用酸素含有ガスの供給量を第３設定量（Q₃）に維持
して、均圧弁を燃料供給量が第２設定量（Q₂）に見合つ
た開度に維持し、そして、第１制御器で第１管路のダン
パーの開度を徐々に増大させる。

さらに詳述すると、第３図に示すように、昇温初期（t₀
〜t₁）において、炉内温度が時間（t₁）時に相当する第
２設定温度（T₂）になる状態に見合つた第３設定量
（Q₃）に燃焼用酸素含有ガス供給量を維持し、かつ、燃
料供給量を第１設定量（Q₁）から第２設定量（Q₂）に徐
々に増大させ、高温燃焼ガスを、炉内温度の上昇に伴つ
て徐々に昇温させると共に、極力大量発生させい、高温
燃焼ガスが炉内温度の割に高温過ぎるために排ガスが高
温になつて熱ロスが増大することを抑制し、かつ、大量
の高温燃焼ガスによる十分な炉内攪拌で被加熱物を効率
良く対流加熱する。

また、炉内温度を調節するに、燃焼用酸素含有ガス供給
量を過剰にかつ一定に維持して、燃料供給量だけを変
え、燃料消費量を少なくすると共に、燃料の供給量変化
の割には温度変化を少くして、炉内温度制御におけるハ
ンチングやチヤタリングを無くし、炉内温度を所望通り
正確にかつ容易に上昇させる。

そして、昇温期（t₁〜t₂）には、第１制御器の作用で第
１管路のダンパーを大きな開度に維持して、均圧弁によ
り燃料供給量が調節されるようにし、かつ、第２制御器
で第２管路のダンパーの開度を徐々に増大させる。

さらに詳述すると、第３図に示すように、昇温期（t₁〜
t₂）において、燃料供給量と燃焼用酸素含有ガス供給量
を、共に徐々に増大させて、炉内温度が昇温目標である
第１設定温度（T₁）になる状態で具合つた最大量（Q₄）
又は（Q₅）にまで増加させ、高温燃焼ガスの過剰供給に
よる熱ロスを抑制し、かつ、大量の高温燃焼ガスによる
効率良い対流加熱を行う。

〔発明の効果〕

その結果、燃焼開始から炉内温度が所望の第１設定温度
に昇温されるまでの間、常に、燃料の無駄をできるだけ
少なくできるばかりでなく、被加熱物の対流加熱を効率
良好に行えて、総合的な熱効率向上を十分に図ることが
でき、かつ、炉内温度を所定通り正確に上昇させて、良
好な加熱処理を確実に施すことができる、性能及び運転
経費において極めて優れた加熱炉を提供できるようにな
つた。

〔実施例〕

次に実施例を示す。

第１図に示すように、加熱炉（１）のバーナ（２）に、
ガス燃料を供給する第１管路（３）と、燃焼用空気を供
給する第２管路（４）を接続し、均圧弁（５）とダンパ
ー（11）を第１管路（３）に、かつ、ダンパー（６）を
第２管路（４）に設け、炉内温度を検出する温度センサ
ー（Ｓ）を加熱炉（１）に設けてある。

均圧弁（５）を形成するに、第１圧力室（5d）と第２圧
力室（5f）を第１ダイアフラム（5e）で、かつ、第２圧
力室（5f）と弁体（5c）の上流側を第２ダイアフラム
（5h）で隔絶形成し、第１ダイアフラム（5e）に作用す
る引張りスプリング（5a）を設け、第１及び第２ダイア
フラム（5e），（5h）をロツド（5b）により弁体（5c）
に一体移動するように連結し、第２圧力室（5f）に弁体
（5c）の下流側を導圧路（5g）で接続し、引張りスプリ
ング（5a）の作用力を一定にした状態で、第２管路
（４）に接続した導圧管（12）からの圧力、弁体（5c）
の上流側の圧力、弁体（5c）の下流側の圧力のバランス
によつて、空燃比が自動的に設定範囲内に維持されるよ
うに構成してある。

炉内温度の変化を設定するプログラマー（7a）、及び、
プログラマー（7a）と温度センサー（Ｓ）からの情報で
制御形態を判断する判定手段（7b）を設定器（７）に設
け、判定手段（7b）からの情報で第１管路（３）のダン
パー（11）を自動操作する第１制御器（８）、及び、第
２管路（４）のダンパー（６）を自動操作する第２制御
器（10）を設け、以下に示すように炉内温度がプログラ
ムに従つて自動調節されるように構成してある。

つまり、第２図に示すように、炉内温度を第１設定温度
（T₁）に昇温させるために、炉内温度と時間の相関をプ
ログラマー（7a）に設定すると、バーナ（２）を点火し
た後、温度センサー（Ｓ）からの炉内温度が昇温途中の
第２設定温度（T₂）に達するまでの昇温初期（t₀〜t₁）
において、判定手段（7b）から第１及び第２制御器
（８），（10）への指令に基いて、第１管路（３）のダ
ンパー（11）を徐々に開度増大させて、第３図に示すよ
うに、燃料供給量を第１設定量（Q₁）から第２設定量
（Q₂）に徐々に増大させ、かつ、第２管路（４）のダン
パー（６）を設定開度にして、第３図に示すように、燃
焼用空気供給量を燃料の第２設定量（Q₂）に見合つた第
３設定量（Q₃）に維持し、炉内温度の上昇に見合つてバ
ーナ（２）による高温燃焼ガスの温度を上昇させるよう
にしてある。

また、温度センサー（Ｓ）からの炉内温度が第２設定温
度（T₂）に達する、判定手段（7b）から第１及び第２制
御器（８），（10）への指令に基いて、第１管路（３）
のダンパー（11）を第２設定温度（T₂）に見合つた開度
以上の設定開度に開き、かつ、第２管路（４）のダンパ
ー（６）を徐々に開度増大させて、均圧弁（５）の開度
を徐々に増大させ、均圧弁（５）の開度を徐々に増大さ
せ、第３図に示すように、温度センサー（Ｓ）からの炉
内温度が第１設定温度（T₁）に達する迄の昇温期（t₁〜
t₂）において、燃焼用空気供給量を第３設定量（Q₃）か
ら第４設定量（Q₄）に徐々に増大させ、燃料供給量を第
１設定量（Q₁）から第５設定量（Q₅）に徐々に増大さ
せ、炉内温度の上昇に見合つて、空燃比をほぼ一定に維
持しながら、バーナ（２）の発熱量を増大させるように
してある。そして、温度センサー（Ｓ）による炉内温度
が第１設定温度（T₁）に達すると、第２制御器（10）に
よつて、炉内温度をほぼ一定温度に設定時間維持させる
ようにダンパー（６）を操作させたり、又は、直ちにダ
ンパー（６）を全開にしてバーナ（２）を消火するよう
にしてある。

〔別実施例〕

次に別実施例を示す。

炉内温度を第１設定温度（T₁）に昇温させるに、昇温カ
ーブの形状は適当に選定でき、また、第２設定温度
（T₂）は炉内の被加熱物に対する対流加熱特性に見合つ
て適当に設定できる。

燃料供給量の第１設定量（Q₁）及び第５設定量（Q₅）は
燃料の発熱量や空気比、その他の必要条件に見合つて適
当に設定でき、また、燃焼用空気供給量の第２設定量
（Q₂）、第３設定量（Q₃）及び第４設定量（Q₄）は、燃
焼安定性、対流加熱特性、空気比、その他の必要条件に
見合つて選定できる。そして、昇温初期（t₀〜t₁）の終
点はタイマーによる時間設定でもよい。

燃料の種類は、都市ガス、天然ガス、プロパンガス等の
各種ガス燃料、各種の油、その他適当なものを選択で
き、また、バーナ（２）の型式は燃料の種類や炉構造、
その他の条件に見合つて適当に選択できる。

空気に代えて酸素富化空気や酸素等を利用してもよく、
それらを燃焼用酸素含有ガスと総称する。

ダンパー（６），（11）、均圧弁（５）等の具体構造は
適宜変更自在であり、また、設定器（７）、第１及び第
２制御器（８），（10）の具体構成、自動制御における
プログラム型式、その他自動制御手段の具体形態は適当
に選択できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の実施例を示し、第１図は
炉の概念図、第２図は炉内温度変化を示すグラフ、第３
図は燃料供給量及び燃焼用空気供給量の変化を示すグラ
フである。第４図及び第５図は従来例を示し、第４図は炉の概略
図、第５図は第３図に相当するグラフである。（２）……バーナ、（３）……第１管路、（４）……第
２管路、（５）……均圧弁、（６）……ダンパー、
（８）……第１制御器、（10）……第２制御器、（11）
……ダンパー、（12）……導圧管。

フロントページの続き (56)参考文献特開昭62−248915（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−248916（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−72921（ＪＰ，Ａ) 特公昭58−23448（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料を供給する第１管路（３）、及び、燃
焼用酸素含有ガスを供給する第２管路（４）をバーナ
（２）に接続し、前記第１管路（３）に均圧弁（５）を
かつ前記第２管路（４）にダンパー（６）を設け、前記
均圧弁（５）と前記第２管路（４）を導圧管（12）で接
続して、燃料供給量と燃焼用酸素含有ガス供給量の比を
ほぼ一定に維持するための操作圧を前記導圧管（12）で
前記均圧弁（５）に付与するように形成した加熱炉であ
つて、前記第１管路（３）にダンパー（11）を設け、炉
内に対する温度センサー（Ｓ）からの情報に基いて、炉
内温度が昇温途中の第２設定温度（T₂）に達するまでの
昇温初期（t₀〜t₁）に、燃料が第１設定量（Q₁）から第
２設定量（Q₂）に徐々に増大されるように、前記第１管
路（３）のダンパー（11）を開度増大させ、かつ、前記
第２設定温度（T₂）から第１設定温度（T₁）に達するま
での昇温期（t₁〜t₂）に、その第２設定温度（T₁）に見
合つた開度以上に前記第１管路（３）のダンパー（11）
を維持する第１制御器（８）を設け、前記温度センサー
（Ｓ）からの情報に基いて、前記昇温初期（t₀〜t₁）に
燃焼用酸素含有ガス供給量が前記燃料の第２設定量
（Q₂）に見合つた第３設定量（Q₃）に維持されるよう
に、かつ、前記昇温期（t₁〜t₂）に燃焼用酸素含有ガス
供給量が前記第３設定量（Q₃）から第４設定量（Q₄）に
徐々に増大されるように、前記第２管路（４）のダンパ
ー（６）を自動操作する第２制御器（10）を設けてある
加熱炉。