JPH09210557A

JPH09210557A - 熱風循環装置

Info

Publication number: JPH09210557A
Application number: JP1723396A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yamamoto; 本武司山; Masaru Uehara; 原優上
Original assignee: Trinity Industrial Corp
Current assignee: Trinity Industrial Corp
Priority date: 1996-02-02
Filing date: 1996-02-02
Publication date: 1997-08-12
Anticipated expiration: 2016-02-02
Also published as: JP3377152B2

Abstract

(57)【要約】【課題】直燃式バーナを介装した熱風循環径路に使用
すべきダンパの数を減らして、バーナの着火前及び消火
後のパージ運転を行うときの制御をより簡単にすると共
に、設備費やメンテナンスコストを軽減する。【解決手段】パージ運転の際に、バーナ（１）に燃焼
用空気を供給するブロア（７）を運転し、燃焼用空気配
管（８）からバーナ（１）を介して新鮮空気を熱風循環
径路（３）に送給するようにしたので、熱風循環径路
（３）には排気口（5a）が連通して形成されていればよ
く、空気取入口を形成する必要がない。また、排気口
（5a）は、パージ運転を行うときに熱風循環径路（３）
内の空気を排出するために開放することができると共
に、熱風循環運転を行うときに閉じることができればよ
く、したがって、単に排気口（5a）を開閉すれば足り、
複雑な流路の切換制御が一切不要となるので、熱風循環
径路（３）には他のダンパを設ける必要がない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、直燃式のバーナで
加熱された空気を熱交換器に循環供給する熱風循環装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車ボディ塗装用の塗装乾燥
炉等においては、直燃式のバーナを燃焼して得られた高
温の加熱空気をそのまま炉内に循環供給すると、炉内の
溶剤成分を含んだ空気が燃焼されて再び炉内に供給され
るので、次第に炉内の空気が汚染されて塗膜が黄変する
などの悪影響を及ぼす。このため、高温空気が循環供給
される熱風循環径路に熱交換器を介装すると共に、当該
熱交換器に炉内空気を循環させて炉内を間接的に加熱し
たり、炉内にヒートパイプ等を配することにより乾燥炉
自体を熱交換器に形成することにより直燃式のバーナに
より加熱された高温空気を直接炉内に導入することな
く、炉内を加熱するように成されている。

【０００３】図５はそのような塗装乾燥炉に使用される
従来の熱風循環装置を示すもので、直燃式のバーナ１で
加熱された空気を熱風循環径路３に介装された送風ファ
ン４により熱交換器２に熱媒として循環供給するように
なされている。そして、熱風循環径路３のバーナ１から
送風ファン４に至る流路３ａに前記熱交換器２が介装さ
れ、送風ファン４からバーナ１に至る流路３ｂには、径
路３内に新鮮空気を導く空気取入口４５が形成されると
共に、当該空気取入口４５と送風ファン４の間に、径路
３内の空気を外部に排出する排気口４６が形成されてい
る。前記空気取入口４５及び排気口４６は、吸気ダンパ
４７及び排気ダンパ４８により開閉可能に形成されると
共に、熱風循環径路３の流路３ｂは空気取入口４５と排
気口４６の間に切換ダンパ４９が介装されて流路の切換
えを行うように成されている。

【０００４】また、バーナ１には、ブロア５０により燃
焼用の新鮮空気を送給する燃焼用空気配管５１と、燃料
ガスを送給する燃料ガス配管５２が接続され、燃焼用空
気配管５１にはブロア５０の送風量を一定に維持する送
風量調整ダンパ５３が介装され、燃料ガス配管５２に
は、バーナ１への燃料ガスの供給を遮断するガス遮断弁
５４が介装されると共に、各配管５１及び５２には、空
燃比を一定に維持しつつ燃焼用空気供給量及び燃料ガス
の供給量を増減するように連動して開閉されるエアコン
トロールダンパ５５及びガスコントロールバルブ５６が
介装されている。なお、５７は前記各ダンパ４７，４
８，４９と、ガス遮断弁５４と、エアコントロールダン
パ５５及びガスコントロールバルブ５６を所定のタイミ
ングで開閉すると共に、ブロア５０及び送風ファン４を
所定のタイミングで起動／停止する制御装置である。

【０００５】そして、バーナ１の着火前及びバーナ１の
消火後には、防爆の目的で、熱風循環径路３内の汚染空
気を排気するパージ運転を行うようにしている。この場
合、切換ダンパ４９を閉じ、吸気ダンパ４７及び排気ダ
ンパ４８を開いて送風ファン４を運転すれば、空気取入
口４５から熱風循環径路３内に新鮮空気が導入されると
共に、熱風循環径路３内の汚染空気が排気口４６から排
出されて、当該熱風循環径路３内の空気が入れ替えられ
る。

【０００６】なお、バーナ１を着火する場合は、パージ
運転が終了した後、切換ダンパ４９を開いて熱風循環径
路３を導通させると共に、吸気ダンパ４７及び排気ダン
パ４８を閉じ、燃料ガス配管５２に介装されたガス遮断
弁５４を開いて着火させ、その後、エアコントロールダ
ンパ５５及びガスコントロールバルブ５６で燃焼用空気
及び燃料ガスの供給量を調整することにより温度制御を
行うように成されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように、熱風循環径路３に空気取入口４５及び排気口
４６を形成すると、流路を切り換えるために少なくとも
３つのダンパ４７，４８，４９を設ける必要があり、ま
た、直燃式のバーナ１に接続された各配管５１及び５２
には、ガス遮断弁５４，エアコントロールダンパ５５，
ガスコントロールバルブ５６が介装されているので、制
御すべきダンパや弁が多くなって、制御が複雑になるだ
けでなく、その分、設備費やメンテナンスコストが嵩む
という問題があった。そこで、本発明は、無駄な設備を
省くことにより、熱風循環径路に使用すべきダンパの数
を減らして制御をより簡単にし、その分、設備費やメン
テナンスコストを軽減することを技術的課題としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明は、直燃式のバーナで加熱された空気を熱媒
として熱交換器に循環供給する熱風循環装置において、
前記バーナで加熱された空気が循環される熱風循環径路
に連通して、当該径路内の空気を外部に排出する開閉可
能な排気口が形成され、前記バーナには、ブロアにより
燃焼用の新鮮空気を送給する燃焼用空気配管と、燃料ガ
スを送給する燃料ガス配管が接続されると共に、前記燃
料ガス配管には、バーナへの燃料ガスの供給を遮断する
ガス遮断弁が介装されて成り、バーナの着火前及び消火
後に、前記排気口を開放すると共に前記ガス遮断弁を閉
じた状態で、前記ブロアにより送給される新鮮空気をバ
ーナから熱風循環径路に導入して、当該熱風循環径路内
の空気を入れ替えるパージ運転を行う制御装置を備えた
ことを特徴とする。

【０００９】本発明によれば、パージ運転の際に、バー
ナに燃焼用空気を供給するブロアを運転し、当該バーナ
を介して新鮮空気を熱風循環径路に送給するようにした
ので、熱風循環径路に連通して排気口が形成されていれ
ばよく、空気取入口を形成する必要がなくなる。また、
排気口は、パージ運転を行うときに熱風循環径路内の空
気を排出するために開放することができると共に、熱風
循環運転を行うときは熱風を循環させるために閉じるこ
とができればよく、したがって、単に排気口を開閉すれ
ば足り、複雑な流路の切換制御は一切不要となるので、
熱風循環径路には他のダンパを設ける必要がない。な
お、パージ運転を行う場合に、前記排気口の開閉制御し
たり、送風ファンの運転制御を行う他、ブロアの運転制
御を行う必要があるが、これらは、従来より、熱風循環
運転を行う場合に制御されているものであり、したがっ
て、制御プログラムを変更することによりブロアの起動
／停止のタイミングだけ変更すればよく、制御が極めて
単純化される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施形
態に基づいて具体的に説明する。図１は本発明に係る熱
風循環装置の一例を示すフローシート、図２はバーナ着
火時の制御手順を示すフローチャート、図３はバーナ消
火時の制御手順を示すフローチャート、図４は着火時及
び消火時の動作を示すタイムチャートである。

【００１１】本例の熱風循環装置は、直燃式のバーナ１
で加熱された空気を熱風循環径路３に介装された送風フ
ァン４により熱交換器２に熱媒として循環供給するよう
になされている。前記熱風循環径路３には排気ダクト５
が分岐して接続され、当該ダクト５には開度調整自在な
排気ダンパ６が介装されており、排気ダクト５を介して
その先端に形成された排気口５ａが前記熱風循環径路３
に連通している。

【００１２】また、前記バーナ１には、ブロア７により
燃焼用の新鮮空気を送給する燃焼用空気配管８と、燃料
ガスを送給する燃料ガス配管９が接続され、燃焼用空気
配管８にはブロア７の送風量を一定に維持する送風量調
整ダンパ１０が介装され、燃料ガス配管９にはバーナ１
への燃料ガスの供給を遮断するガス遮断弁１１が介装さ
れると共に、各配管８及び９には、空燃比を一定に維持
しつつ燃焼用空気供給量及び燃料ガスの供給量を調整す
るエアコントロールダンパ１２及びガスコントロールバ
ルブ１３が介装されている。

【００１３】なお、前記排気ダンパ６は、熱風循環径路
３内の空気を入れ替えるパージ運転を行うときに開放さ
れると共に、バーナ１で加熱された空気を循環させる熱
風循環時には閉鎖されるが、閉鎖時においても排気ダク
ト５が完全に遮断されるのではなく、バーナ１から導入
される燃焼用空気の流量に応じて熱風循環径路３内の空
気を最小排気量で排気できるようにわずかに開いてい
る。

【００１４】１４は、前記送風ファン４，ブロア７を所
定のタイミングで起動／停止し、遮断弁１１を所定のタ
イミングで開閉し、さらに、エアコントロールダンパ１
２，ガスコントロールバルブ１３，排気ダンパ６の開度
を調整する制御装置である。制御装置１４は、バーナ１
の着火時及び消火時に、排気ダンパ６を開放すると共に
ガス遮断弁１１を閉じた状態で、前記ブロア７によりバ
ーナ１を介して新鮮空気を熱風循環径路３に送給して、
当該熱風循環径路３内の空気を入れ替えるパージ運転を
行うように成されている。なお、１５はバーナ１を着火
するためのパイロットバーナ、１６はパイロットバーナ
１５に燃料ガス送給する配管１７に介装されたパイロッ
ト遮断弁である。

【００１５】次に、バーナ１の着火時の制御手順及び動
作につき図２のフローチャート及び図４のタイムチャー
トを伴って説明する。まず、起動スイッチ（図示せず）
をオンすると、図２に示すフローチャートに従って制御
装置１４の制御が開始され、ステップ１(STP１）でガス
遮断弁１１が閉じていることを確認して（図４：
Ｔ₁）、ステップ２(STP２）でエアコントロールダンパ
１２及び排気ダンパ６を全開にする（図４：Ｔ₂）。な
お、このときエアコントロールダンパ１２とガスコント
ロールバルブ１３は空燃比を一定に維持するため連動し
て操作されるので、ガスコントロールバルブ１３も全開
されるが、遮断弁１１が閉じているので燃料ガスがバー
ナ１に供給されることはない。

【００１６】次いで、ステップ３(STP３）で、燃焼用空
気を送給するブロア７が最大送風量で運転開始されると
共に送風ファン４が起動してパージ運転を行う（図４：
Ｔ₃）。このとき、新鮮空気はブロア７から燃焼用空気
配管８内を通りバーナ１を介して熱風循環径路３に導入
され、その分、熱風循環径路３内の空気が排気ダクト５
を通って排気口５ａから外部に排出されるので、例え
ば、熱風循環径路３の全容量の４倍程度の新鮮空気を導
入することにより、熱風循環径路３内の空気が完全に入
れ替えられる。なお、本例では、新鮮空気の導入量はパ
ージ運転を行う時間により設定しており、必要量の新鮮
空気を導入するのに例えば３分かかる場合、ステップ４
(STP４）ではステップ３(STP３）までの操作が行われた
ことを確認してパージ運転タイマを起動させ、予め設定
された所定時間（例えば３分間）継続してパージ運転を
行った後、ステップ５(STP５）に移行する（図４：Ｔ₃
〜Ｔ₄）。

【００１７】ステップ５(STP５）からステップ９(STP
９）はバーナ１の着火動作を行い、まずステップ５(STP
５）で、エアコントロールダンパ１２及びガスコントロ
ールバルブ１３が最小供給量まで絞られると同時に、例
えばブロア７のモータのインバータ制御又はポールチェ
ンジ等によりブロア７の回転数が可変制御され、その風
量がバーナ１の燃焼に必要な所定風量まで低下されて
（図４：Ｔ₅）、ステップ６(STP６）に移行する。ステ
ップ６(STP６）では、パイロット遮断弁１６が開かれる
と同時に着火プラグ（図示せず）によりスパークがとば
されてパイロットバーナ１５が着火され（図４：
Ｔ₆）、その後、ステップ７(STP７）でガス遮断弁１１
が開かれて燃料ガスがバーナ１に供給され、当該バーナ
１が点火される（図４：Ｔ₇）。そして、ステップ８(S
TP８）の着火確認タイマが起動され、所定時間（例えば
１５秒間）経過後に、ステップ９(STP９）に移行して排
気ダンパ６を最小排気量まで絞り（図４：Ｔ₈）、ステ
ップ１０(STP10) に移行してバーナ運転を継続する。ス
テップ１０(STP10) では、例えば、熱交換器２により加
熱されて塗装乾燥炉等に供給される被加熱空気の温度を
検出し、その検出温度に基づいてエアコントロールダン
パ１２及びガスコントロールバルブ１３の開度を調整
し、燃焼用空気や燃料ガスの供給量を増減することによ
り温度制御する。

【００１８】次に、バーナ１の消火時の制御手順及び動
作につき図３のフローチャート及び図４のタイムチャー
トを伴って説明する。まず、消火スイッチ（図示せず）
を押すと、図３に示すフローチャートに従って制御装置
１４の制御が開始され、ステップ１１(STP11）で遮断弁
１１及びパイロット遮断弁１６が閉じられてバーナ１及
びパイロットバーナ１５が消火される（図４：Ｔ₁₁）。
次いで、ステップ１２(STP12) に移行し、エアコントロ
ールダンパ１２及び排気ダンパ６が全開にされ（図４：
Ｔ₁₂）、ステップ１３(STP13) でブロア７を最大風量に
設定してパージ運転が行なわれ、新鮮空気はブロア７か
ら燃焼用空気配管８内を通りバーナ１を介して熱風循環
径路３に導入され、その分、熱風循環径路３内の空気が
排気ダクト５を通って排気口５ａから外部に排出され
る。そして、ステップ１４(STP４）ではステップ１３(S
TP３）までの操作が行われたことを確認してパージ運転
タイマを起動させ（図４：Ｔ₁₃）、パージ及び冷却に必
要な所定時間（例えば３０分）を経過した後、ステップ
１５(STP15) に移行してブロア７及び送風ファン４を停
止させ（図４：Ｔ₁₄）、ステップ１６(STP16) でエアコ
ントロールダンパ１２及び排気ダンパ６を絞り込んで、
処理を終了する。

【００１９】なお、上述の説明では、空燃比を一定に維
持するため、エアコントロールダンパ１２とガスコント
ロールバルブ１３を連動して開閉制御する場合について
説明したが、ブロア７の出力を調整可能にして、ブロア
７の出力とガスコントロールバルブ１３の開度を連動さ
せて調整するようにしてもよい。また、燃料ガス配管９
にガス遮断弁１１及びガスコントロールバルブ１３を夫
々設ける場合について説明したが、ガス遮断弁とガスコ
ントロールバルブの機能を兼ね備えた一つの弁を用いる
場合であってもよい。

【００２０】

【発明の効果】以上述べたように、バーナの着火前及び
消火後にパージ運転を行うとき、ブロアを運転すること
により燃焼用空気配管からバーナを介して熱風循環径路
内に新鮮空気を導入するようにしたので、熱風循環径路
には空気取入口やこれに付随するダンパを設ける必要が
ないだけでなく、空気取入口を設けたときに流路を切り
換えるためのダンパを設ける必要もなく、したがって制
御も簡単になり、その分、設備費やメンテナンスコスト
を軽減することができるという大変優れた効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る熱風循環装置の一例を示すフロー
シート。

【図２】着火時の制御手順を示すフローチャート。

【図３】消火時の制御手順を示すフローチャート。

【図４】制御時及び消火時の動作を示すタイムチャー
ト。

【図５】従来装置を示すフローシート。

【符号の説明】

１・・・バーナ２・・・熱交換器３・・・熱風循環径路４・・・送風ファン５・・・排気ダクト５ａ・・排気口６・・・排気ダンパ７・・・ブロア８・・・燃焼用空気配管９・・・燃料ガス配管１１・・・ガス遮断弁１４・・・制御装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直燃式のバーナ（１）で加熱された空気
を熱媒として熱交換器（２）に循環供給する熱風循環装
置において、前記バーナ（１）で加熱された空気が循環される熱風循
環径路（３）に連通して、当該径路（３）内の空気を外
部に排出する開閉可能な排気口（5a）が形成され、前記バーナ（１）には、ブロア（７）により燃焼用の新
鮮空気を送給する燃焼用空気配管（８）と、燃料ガスを
送給する燃料ガス配管（９）が接続されると共に、前記
燃料ガス配管（９）には、バーナ（１）への燃料ガスの
供給を遮断するガス遮断弁（11）が介装されて成り、バーナ（１）の着火前及び消火後に、前記排気口（5a）
を開放すると共に前記ガス遮断弁（11）を閉じた状態
で、前記ブロア（７）により送給される新鮮空気をバー
ナ（１）から熱風循環径路（３）に導入して、当該熱風
循環径路（３）内の空気を入れ替えるパージ運転を行う
制御装置（14）を備えたことを特徴とする熱風循環装
置。