(57)【要約】【課題】簡単な構成で、ガス燃焼処理炉の排熱を効率的に回収して利用し、加熱炉の温度を精度よく制御し、加熱手段の省エネルギ化を図る。【解決手段】加熱炉１から排出した熱風を設定温度となるよう所定の出力で加熱して加熱炉に還流させる加熱手段２と、加熱炉１で発生したガスを捕集して燃焼処理するガス燃焼処理炉６と、ガス燃焼処理炉６から排出された排気の熱を加熱炉１から加熱手段２へ送られる熱風に伝熱させる循環熱風加熱用熱交換器７と、ガス燃焼処理炉６から排出された排気の循環熱風加熱用熱交換器７への供給を制御する排気供給制御ダンパ８および排気バランスダンパ９とを備え、加熱手段２の出力に基づいて排気供給制御ダンパ８の開閉を制御し、排気供給制御ダンパ８と関連してガス燃焼処理炉６から排出された排気の風量を制御するよう排気バランスダンパ９の開閉を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に所定の温度の熱風が供給される加熱炉と、
該加熱炉から排出した熱風を設定温度となるよう所定の出力で加熱して前記加熱炉に還流させる加熱手段と、
前記加熱炉で発生したガスを捕集して燃焼処理するガス燃焼処理炉と、
を備えた加熱設備の温度制御システムであって、
前記ガス燃焼処理炉から排出された排気の熱を、前記加熱炉から前記加熱手段へ送られる熱風に伝熱させる循環熱風加熱用熱交換器と、
前記ガス燃焼処理炉から排出された排気の前記循環熱風加熱用熱交換器への供給を制御する排気供給制御ダンパと、
前記ガス燃焼処理炉から排出された排気を前記循環熱風加熱用熱交換器に送るための流路に設けられた排気バランスダンパと、
前記加熱手段の出力に基づいて前記排気供給制御ダンパの開閉を制御し、また、前記ガス燃焼処理炉から排出される排気の風量を調整するように前記排気バランスダンパの開閉を制御するダンパ制御手段と
を備えていることを特徴とする加熱設備の温度制御システム。
【請求項２】
前記ダンパ制御手段は、前記加熱手段の出力と、前記排気供給制御ダンパの開閉を判断するために予め設定された加熱手段の出力の上限値および下限値とを比較することにより、前記排気供給制御ダンパの開閉を制御し、また、前記ガス燃焼処理炉から排出される排気の風量を調整するよう前記排気バランスダンパの開閉を制御するものであることを特徴とする請求項１に記載の加熱設備の温度制御システム。
【請求項３】
前記ダンパ制御手段は、前記ガス燃焼処理炉から排出される排気の風量が一定値または所定の範囲となるように前記排気バランスダンパの開閉を調整するものであることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の加熱設備の温度制御システム。
【請求項４】
前記ガス燃焼処理炉から排出される排気の熱を、前記加熱炉から捕集し前記ガス燃焼処理炉で燃焼処理するガスに伝熱させるガス加熱用熱交換器をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の加熱設備の温度制御システム。
【請求項５】
前記加熱炉から排出され前記循環熱風加熱用熱交換器に送られる熱風に大気中の空気を制御可能に添加する空気添加手段と、
前記ガス燃焼処理炉から排出され前記循環熱風加熱用熱交換器で前記加熱炉から前記加熱手段に送られる熱風に伝熱させた排気の熱を、前記空気添加手段により添加される空気に伝熱させる添加空気加熱用熱交換器とをさらに備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の加熱設備の温度制御システム。
【請求項６】
前記加熱炉がそれぞれ所定の温度の熱風が供給される複数のゾーンに区分されており、
各ゾーン毎に、前記加熱手段と、前記循環熱風加熱用熱交換器と、前記排気供給制御ダンパとを備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の加熱設備の温度制御システム。
【請求項７】
前記ガス燃焼処理炉から排出された排気の熱を、前記複数のゾーンのうちの熱需要の多いゾーンから順に前記循環熱風加熱用熱交換器に供給して、各ゾーンからその加熱手段に送られる熱風にそれぞれ伝熱させることを特徴とする請求項６に記載の加熱設備の温度制御システム。
【請求項８】
前記ガス燃焼処理炉から排出された排気の熱を、前記複数のゾーンの前記循環熱風加熱用熱交換器に並列で分配供給して、各ゾーンからその加熱手段に送られる熱風にそれぞれ伝熱させることを特徴とする請求項６に記載の加熱設備の温度制御システム。
【請求項９】
前記加熱炉から排出した熱風の温度を測定する排出温度測定手段と、前記加熱炉に還流させる熱風の温度を測定する還流温度測定手段との少なくともいずれか一方を備え、
前記加熱手段は、前記排出温度測定手段および前記還流温度測定手段の少なくともいずれか一方の測定結果に基づいて、その出力が調整されるものであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の加熱設備の温度制御システム。
【請求項１０】
前記ガス燃焼処理炉と前記排気バランスダンパとの間の排気を前記循環熱風加熱用熱交換器に送るための流路に、該排気の風量を測定する風量測定手段をさらに有しており、
前記ダンパ制御手段は、前記加熱手段の出力に基づいて前記排気供給制御ダンパの開閉を制御するとともに、前記風量測定手段の測定結果に基づいて前記排気バランスダンパの開閉を制御するものであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の加熱設備の温度制御システム。
【請求項１１】
前記ダンパ制御手段は、前記風量測定手段により測定された排気の風量の測定結果と、前記排気バランスダンパの開閉を判断するために予め設定された前記ガス燃焼処理炉と前記排気バランスダンパとの間における排気の風量の上限値および下限値とを比較することにより、前記排気バランスダンパの開閉を制御するものであることを特徴とする請求項１０に記載の加熱設備の温度制御システム。
【請求項１２】
前記ダンパ制御手段は、前記排気供給制御ダンパの開閉と逆に前記排気バランスダンパの開閉を制御するものであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の加熱設備の温度制御システム。
【請求項１３】
内部に所定の温度の熱風が供給される加熱炉と、
該加熱炉から排出した熱風を設定温度となるよう所定の出力で加熱して前記加熱炉に還流させる加熱手段と、
前記加熱炉で発生したガスを捕集して燃焼処理するガス燃焼処理炉と
を備えた加熱設備の温度制御方法であって、
前記ガス燃焼処理炉から排出された排気の熱を、前記加熱炉から前記加熱手段へ送られる熱風に伝熱させる循環熱風加熱用熱交換器と、
前記ガス燃焼処理炉から排出された排気の前記循環熱風加熱用熱交換器への供給を制御する排気供給制御ダンパと、
前記ガス燃焼処理炉から排出された排気を前記循環熱風加熱用熱交換器に送るための流路に設けられて、前記循環熱風加熱用熱交換器に送る排気の風量を調整する排気バランスダンパと、
を設けておき、
前記加熱手段の出力に基づいて前記排気供給制御ダンパおよび排気バランスダンパの開閉を制御することを特徴とする加熱設備の温度制御方法。
【請求項１４】
前記排気供給制御ダンパの開閉を判断するための前記加熱手段の出力の上限値および下限値を予め設定しておき、
前記加熱手段の出力と、前記加熱手段の出力の上限値および下限値とを比較することにより、前記排気供給制御ダンパの開閉を制御して前記ガス燃焼処理炉から排出された排気の前記循環熱風加熱用熱交換器への供給量を制御するとともに、排気バランスダンパの開閉を制御して前記循環熱風加熱用熱交換器に送る排気の風量を調整することを特徴とする請求項１３に記載の加熱設備の温度制御方法。
【請求項１５】
前記循環熱風加熱用熱交換器に送る排気の風量が一定値または所定の範囲となるように排気バランスダンパの開閉を制御することを特徴とする請求項１３または１４のいずれかに記載の加熱設備の温度制御方法。
【請求項１６】
前記ガス燃焼処理炉から排出される排気の熱を、前記加熱炉から捕集し前記ガス燃焼処理炉で燃焼処理するガスに伝熱させることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の加熱設備の温度制御方法。
【請求項１７】
前記加熱炉から排出され前記循環熱風加熱用熱交換器に送られる熱風に大気中の空気を制御可能に添加し、
前記ガス燃焼処理炉から排出され前記循環熱風加熱用熱交換器で前記加熱炉から前記加熱手段に送られる熱風に伝熱させた排気の熱を、前記空気に伝熱させることを特徴とする請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の加熱設備の温度制御方法。
【請求項１８】
前記加熱炉を、それぞれ所定の温度の熱風が供給される複数のゾーンに区分し、
各ゾーン毎に、前記加熱手段と、前記循環熱風加熱用熱交換器と、前記排気供給制御ダンパおよび排気バランスダンパとを設けておき、
各ゾーン毎に設定された温度にしたがって、各ゾーンの前記熱風の温度に基づいて前記加熱手段の出力をそれぞれ制御し、該加熱手段の出力に基づいて前記排気供給制御ダンパの開閉を制御して前記ガス燃焼処理炉から排出された排気の前記循環熱風加熱用熱交換器への供給量を制御するとともに、排気バランスダンパの開閉を制御して前記循環熱風加熱用熱交換器に送る排気の風量を調整することを特徴とする請求項１３〜１７のいずれか１項に記載の加熱設備の温度制御方法。
【請求項１９】
前記ガス燃焼処理炉から排出された排気の熱を、前記複数のゾーンのうちの設定温度が高いゾーンから順に前記循環熱風加熱用熱交換器に供給して、各ゾーンからその加熱手段に送られる熱風にそれぞれ伝熱させることを特徴とする請求項１８に記載の加熱設備の温度制御方法。
【請求項２０】
前記ガス燃焼処理炉から排出された排気の熱を、前記複数のゾーンの前記循環熱風加熱用熱交換器に並列で分配供給して、各ゾーンからその加熱手段に送られる熱風にそれぞれ伝熱させることを特徴とする請求項１８に記載の加熱設備の温度制御方法。
【請求項２１】
前記加熱炉から排出した熱風の温度と、前記加熱炉に還流させる熱風の温度との少なくともいずれか一方を測定し、
該測定結果に基づいて前記加熱手段の出力を調整することを特徴とする請求項１３〜２０のいずれか１項に記載の加熱設備の温度制御方法。
【請求項２２】
前記ガス燃焼処理炉と前記排気バランスダンパとの間の排気の風量を測定し、
該排気の風量の測定結果に基づいて前記排気バランスダンパの開閉を制御することを特徴とする請求項１３〜２１のいずれか１項に記載の加熱設備の温度制御方法。
【請求項２３】
前記排気バランスダンパの開閉を判断するために前記ガス燃焼処理炉と前記排気バランスダンパとの間における排気の風量の上限値および下限値を予め設定しておき、
前記測定された排気の風量の測定結果と、前記排気の風量の上限値および下限値とを比較することにより、前記排気バランスダンパの開閉を制御することを特徴とする請求項２２に記載の加熱設備の温度制御方法。
【請求項２４】
前記排気供給制御ダンパの開閉と逆に前記排気バランスダンパの開閉を制御することを特徴とする請求項１３〜２３のいずれか１項に記載の加熱設備の温度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱設備の温度制御システムおよびその温度制御方法に関し、特に、内部に所定の温度の熱風が供給される加熱炉と、該加熱炉から排出した熱風を加熱して前記加熱炉に還流させる加熱手段と、該加熱手段の出力を制御して前記加熱炉に還流する熱風を所定の温度に加熱させる制御手段と、前記加熱炉で発生したガスを捕集して燃焼処理するガス燃焼処理炉とを備えた加熱設備の温度制御システムと、前記加熱設備の温度制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、加熱炉内で加熱されるワークとして、塗装を終了した自動車のボデーなどの焼付け乾燥する塗装乾燥工程においては、所定の温度に制御された熱風が供給されている加熱炉の内部に自動車のボデーなどのワークを移動させている。そして、一般に、加熱炉の内部に所定温度の熱風を効率よく供給するため、加熱炉から排出した熱風を加熱手段により所定温度に制御して加熱し、加熱炉に還流させている。加熱手段は、たとえば、間接加熱炉と間接加熱炉熱交換器とを有し、あるいは、直火加熱炉を有する構成とされる。これらの加熱手段は、比較的大きく変動する加熱炉の熱需要に応じて加熱炉に供給する熱風の温度を精度よく制御するために、出力が制御される。
【０００３】
ところで、上記塗装乾燥工程においては、ワークに塗装された塗料から揮発成分が発生する。そのため、揮発成分を捕集してガス燃焼処理炉で燃焼処理することも従来から行われている。そして、この場合には、ガス燃焼処理炉から排出される排熱を回収して加熱炉に循環供給する熱風の温度を制御するために、たとえば特許文献１に開示されているように蓄熱体を用いることが知られている。
【０００４】
特許文献１は、乾燥炉や発泡炉などの比較的中低温の気流を熱源として利用して所定の処理を行う熱設備で発生する臭気を取り除く脱臭システムに関するものである（０００１）。
特許文献１には、その従来の技術として、乾燥炉あるいは発泡炉などの中低温の熱で稼働される熱設備１０１に対して中低温の熱風を供給する熱風炉１０２と、この熱風炉１０２から供給される熱風を利用してワークＷに対して所定の乾燥や発泡作業を実施する熱設備１０１で発生した臭気ガスを取り出して燃焼ないし熱分解させて脱臭する脱臭炉１０３とから構成された脱臭システムが記載されている（０００２）。
【０００５】
そして、特許文献１には、中低温の気流を熱源として利用する熱設備から発生する臭気を取り除く脱臭システムにおいて、臭気ガスを含む前記熱設備からの排気を火炎中に混入させて交互に燃焼させる少なくとも一対のバーナを備える脱臭炉と、前記熱設備及び循環ファンを少なくとも含み前記脱臭炉内の燃焼排ガスを前記バーナの近傍あるいはバーナを経て炉外に取り出すと共に前記熱設備を通過させてから前記脱臭炉内へ他方のバーナの近傍あるいはバーナを経て還流させる炉外循環系路を備え、かつ前記炉外循環系路の脱臭炉の一対の循環口に近い部分にそれぞれ蓄熱器を備えると共に前記循環ファンと前記脱臭炉の一対の循環口との間での気流の方向を反転させて前記蓄熱器を介して前記脱臭炉内からの燃焼ガスの取り出しと脱臭炉内への還流を行う循環口を周期的に切り替える流路切替装置とを設け、前記バーナを交互に燃焼させると共にそれに同調させて前記流路切替装置を切り替えることによって前記脱臭炉に対する気流の流れ方向を周期的に反転させて通過する前記蓄熱器を交互に切替えながら前記脱臭炉から取り出した燃焼排ガスを前記中低温の熱設備に供給しつつ前記熱設備内で発生した臭気を含む排気を前記蓄熱体を経て前記脱臭炉内へ還流させて燃焼させることなどを特徴とする脱臭システムが開示されている。
【０００６】
そして、特許文献１には、当該発明の脱臭システムによれば、臭気成分の焼却ないし熱分解に使われた脱臭炉内の燃焼排ガスは、炉外循環系路吸入側で蓄熱器を通過する際にその顕熱の一部を蓄熱体に回収させて熱設備で利用される中低温の気流としてから熱設備へ供給され、熱設備で所定の仕事を完了した後には炉外循環系路吐出側の蓄熱器で回収熱を利用して再び高温としてから脱臭炉内へ戻すようにしたので、脱臭炉内で発生した熱のうち、蓄熱体で十分に回収しきれずに廃棄される熱を熱設備の熱源として利用し、熱設備のための熱風炉を別途必要とせずに設備のコンパクト化と低コスト化を可能としているなどと記載されている。
【０００７】
また、蓄熱体を設けるものとは別の従来の技術として、ガス燃焼処理炉の排熱を加熱炉に供給する熱風に伝熱させて回収する循環熱風加熱用熱交換器を設けたものもある。なお、一般に、ガス燃焼処理炉の排熱の温度は、一定の風量と一定の温度を有しており、また、加熱炉に供給する熱風の温度と比較して高温である。この温度の一例としては、ガス燃焼処理炉の排熱の温度が８００〜１０００゜Ｃであるのに対して、加熱炉に供給する熱風の温度は８０〜１００゜Ｃである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−１７８１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の技術のうち、特許文献１にあっては、炉外循環系路の熱設備の上流側に集塵機を設けて、臭気成分の焼却ないし熱分解に使われた脱臭炉内の燃焼排ガスを集塵機を介して熱設備へ供給するものであったため、熱設備に導入される循環気流の中に含まれているダスト分を完全に除去することができない場合に、かかるダスト分が熱設備内でワークに付着する可能性があるという問題があった。
【００１０】
また、上記特許文献１のように脱臭炉内の燃焼排ガスの顕熱を蓄熱体によって回収するものにあっては、かかる蓄熱体の顕熱を回収する容量は蓄熱体の容積に比例する。したがって、脱臭炉（本発明ではガス燃焼処理炉）内の燃焼排ガスの顕熱を効率よく回収するためには、蓄熱体を大きくする必要がある。そのため、蓄熱体を使用するものである場合には、蓄熱体の設置スペースが大型化し、また、設備コストがかかるなどの問題があった。
【００１１】
さらに、上記特許文献１のように熱設備（本発明では加熱炉）に供給する気流の温度を蓄熱体により調整するものにあっては、加熱炉に供給する熱風の温度制御の即応性が遅いことから、加熱炉の熱需要に応じて熱風の温度を精度よく制御することができないという問題があった。
【００１２】
一方、上記従来の技術のうち、熱交換器によりガス燃焼処理炉の排熱を加熱炉に供給する熱風に伝熱させて回収するものにあっては、加熱炉の加熱負荷が比較的大きく変動する状況において、熱交換器によりガス燃焼処理炉の排熱を積極的に回収しようとすると、かかる排熱の回収が加熱手段による温度制御に大きな外乱となり、その結果加熱炉に供給する熱風の温度制御が不安定となるとい問題があった。そしてこの問題から、ガス燃焼処理炉の排熱の回収を加熱手段の最低出力よりも小さい値となるように設定しなければならず、ガス燃焼処理炉の排熱を効率的に回収して利用することに制約があるという問題があった。
【００１３】
本発明は、上述した問題を優位に解決するためになされたもので、簡単な構成で、ガス燃焼処理炉の排熱を効率的に回収して利用し、加熱炉の温度を精度よく制御することができるとともに、加熱手段の省エネルギー化を図ることができる加熱設備の温度制御システムおよびその温度制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１の加熱設備の温度制御システムに係る発明は、上記目的を達成するため、内部に所定の温度の熱風が供給される加熱炉と、該加熱炉から排出した熱風を設定温度となるよう所定の出力で加熱して前記加熱炉に還流させる加熱手段と、前記加熱炉で発生したガスを捕集して燃焼処理するガス燃焼処理炉と、を備えた加熱設備の温度制御システムであって、前記ガス燃焼処理炉から排出された排気の熱を、前記加熱炉から前記加熱手段へ送られる熱風に伝熱させる循環熱風加熱用熱交換器と、前記ガス燃焼処理炉から排出された排気の前記循環熱風加熱用熱交換器への供給を制御する排気供給制御ダンパと、前記ガス燃焼処理炉から排出された排気を前記循環熱風加熱用熱交換器に送るための流路に設けられた排気バランスダンパと、前記加熱手段の出力に基づいて前記排気供給制御ダンパの開閉を制御し、また、前記ガス燃焼処理炉から排出される排気の風量を調整するように前記排気バランスダンパの開閉を制御するダンパ制御手段とを備えていることを特徴とする。
また、請求項１３の加熱設備の温度制御方法に係る発明は、上記目的を達成するため、内部に所定の温度の熱風が供給される加熱炉と、該加熱炉から排出した熱風を設定温度となるよう所定の出力で加熱して前記加熱炉に還流させる加熱手段と、前記加熱炉で発生したガスを捕集して燃焼処理するガス燃焼処理炉とを備えた加熱設備の温度制御方法であって、前記ガス燃焼処理炉から排出された排気の熱を、前記加熱炉から前記加熱手段へ送られる熱風に伝熱させる循環熱風加熱用熱交換器と、前記ガス燃焼処理炉から排出された排気の前記循環熱風加熱用熱交換器への供給を制御する排気供給制御ダンパと、前記ガス燃焼処理炉から排出された排気を前記循環熱風加熱用熱交換器に送るための流路に設けられて、前記循環熱風加熱用熱交換器に送る排気の流量を調整する排気バランスダンパと、を設けておき、前記加熱手段の出力に基づいて前記排気供給制御ダンパおよび排気バランスダンパの開閉を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の加熱設備の温度制御システムに係る発明では、加熱炉の設定温度に対して加熱手段によって加熱されて加熱炉に還流される熱風の温度により、加熱手段の出力を制御する。そして、ダンパ制御手段は、この加熱手段の出力に基づいて排気供給制御ダンパの開閉を制御し、また、前記ガス燃焼処理炉から排出される排気の風量を調整するように前記排気バランスダンパの開閉を制御する。このとき、排気供給制御ダンパが開くよう制御されると、ガス燃焼処理炉から排出される排気の風量が減少するよう変動し、排気供給制御ダンパが閉じるよう制御されると、ガス燃焼処理炉から排出される排気の風量が増大するよう変動する傾向が生じる。しかしながら、これらの変動の傾向は、いずれの場合でも、排気バランスダンパが補正調整するようその開閉が制御されることにより回避され、ガス燃焼処理炉から排出され循環熱風加熱用熱交換器に供給される排気の風量が大きく変動することなく、安定した風量に保たれる。
請求項１の加熱設備の温度制御システムに係る発明によれば、設定温度に対して加熱手段によって加熱されて加熱炉に還流される熱風の温度に応じて、加熱手段の出力を制御するとともに、この出力に応じて排気供給制御ダンパの開閉を制御し、またガス燃焼処理炉の風量を調整して安定して保つよう排気バランスダンパの開閉を制御するため、簡単な構成で、ガス燃焼処理炉から排出された排気の熱を効率よく回収して利用することができ、したがって、加熱手段の出力を必要最小限に抑えることができ、また、加熱炉の温度を応答性がよく高い精度で制御することができる。そして、従来の技術のように蓄熱体を設けることに起因して必要であった大きなスペースや設備コストを低減することができる。
また、請求項１３の加熱設備の温度制御方法に係る発明では、循環熱風加熱用熱交換器と、排気供給制御ダンパおよび排気バランスダンパとを設けておき、設定温度に対して加熱手段によって加熱されて加熱炉に還流される熱風の温度に応じて、加熱手段の出力を制御する。そして、前記加熱手段の出力に基づいて前記排気供給制御ダンパおよび排気バランスダンパの開閉を制御する。このとき、排気供給制御ダンパを開くよう制御すると、ガス燃焼処理炉から排出される排気の風量が減少するよう変動し、排気供給制御ダンパを閉じるよう制御すると、ガス燃焼処理炉から排出される排気の風量が増大するよう変動する傾向が生じる。しかしながら、これらの変動の傾向は、いずれの場合でも、排気バランスダンパを補正調整するようその開閉を制御することにより回避され、ガス燃焼処理炉から排出され循環熱風加熱用熱交換器に供給される排気の風量が大きく変動することなく、安定した風量に保たれる。
請求項１３の加熱設備の温度制御方法に係る発明によれば、設定温度に対して加熱手段によって加熱されて加熱炉に還流される熱風の温度に応じて、加熱手段の出力を制御するとともに、この出力に応じて排気供給制御ダンパの開閉を制御し、またガス燃焼処理炉の風量を安定して保つよう排気バランスダンパの開閉を制御するため、簡単な構成で、ガス燃焼処理炉から排出された排気の熱を効率よく回収して利用することができ、したがって、加熱手段の出力を必要最小限に抑えることができ、また、加熱炉の温度を応答性がよく高い精度で制御することができる。そして、従来の技術のように蓄熱体を設けることに起因して必要であった大きなスペースや設備コストを低減することができる。
【００１６】
（発明の態様）
請求項２の加熱設備の温度制御システムに係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記ダンパ制御手段は、前記加熱手段の出力と、前記排気供給制御ダンパの開閉を判断するために予め設定された加熱手段の出力の上限値および下限値とを比較することにより、前記排気供給制御ダンパの開閉を制御し、また、前記ガス燃焼処理炉から排出される排気の風量を調整するよう前記排気バランスダンパの開閉を制御するものであることを特徴とする。
請求項２の発明では、排気供給制御ダンパの開閉を判断するために、加熱手段の出力の上限値および下限値を予め設定し、ダンパ制御手段に入力しておく。ダンパ制御手段は、設定温度に対して加熱炉から排出した熱風と加熱手段によって加熱されて加熱炉に還流される熱風との温度に基づいて制御される加熱手段の出力を、その上限値および下限値と比較する。加熱手段の出力が設定された下限値よりも低い場合には、ダンパ制御手段によって排気供給制御ダンパを閉じるように制御し、ガス燃焼処理炉から排出される排気の循環熱風加熱用熱交換器への供給量を減少させる。加熱手段の出力が設定された上限値よりも高い場合には、ダンパ制御手段によって排気供給制御ダンパを開くように制御し、ガス燃焼処理炉から排出される排気の循環熱風加熱用熱交換器への供給量を増大させる。また、加熱手段の出力が設定された下限値以上上限値以下の範囲にある場合には、ダンパ制御手段によって排気供給制御ダンパの動作を禁止するよう制御する。排気供給制御ダンパの開閉を容易に且つ確実に応答性よく高い精度で制御することが具現化できる。また、上記のいずれの場合でも、排気供給制御ダンパの動作によって引き起こされたガス燃焼処理炉から排出される排気の風量の変化は、ダンパ制御手段によって排気バランスダンパが補正動作することにより、予め決められた上限値と下限値とによって定められた変動範囲に収束される。そのため、ガス燃焼処理炉の風量が大きく変動することなく、安定した状態に保たれる。
【００１７】
請求項３の加熱設備の温度制御システムに係る発明は、請求項１または２のいずれかに記載の発明において、前記ダンパ制御手段は、前記ガス燃焼処理炉から排出される排気の風量が一定値または所定の範囲となるように前記排気バランスダンパの開閉を調整するものであることを特徴とする。
請求項３の発明では、ダンパ制御手段に、一定値または所定の範囲のガス燃焼処理炉から排出される排気の風量が設定され、入力されている。この風量を所定の範囲とする場合には、その風量の上限値および下限値が設定される。ガス燃焼処理炉から排出される排気の風量が設定された下限値よりも低い場合には、ダンパ制御手段によって排気バランスダンパを閉じるように制御し、ガス燃焼処理炉から排出される排気の循環熱風加熱用熱交換器への供給量を増大させる。風量が設定された上限値よりも高い場合には、ダンパ制御手段によって排気バランスダンパを開くように制御し、ガス燃焼処理炉から排出される排気の循環熱風加熱用熱交換器への供給量を減少させる。また、風量が設定された下限値以上上限値以下の範囲にある場合には、ダンパ制御手段によって排気バランスダンパの動作を禁止するよう制御する。これにより、排気供給制御ダンパの動作によって引き起こされることとなるガス燃焼処理炉から排出される排気の風量の変化を補正して、風量を予め決められた変動範囲に収束させ、安定に保つことが具現化できる。
【００１８】
請求項４の加熱設備の温度制御システムに係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、前記ガス燃焼処理炉から排出される排気の熱を、前記加熱炉から捕集し前記ガス燃焼処理炉で燃焼処理するガスに伝熱させるガス加熱用熱交換器をさらに備えていることを特徴とする。
請求項４の発明では、ガス加熱用熱交換器により、ガス燃焼処理炉から排出される排気の熱を、加熱炉から捕集してガス燃焼処理炉で燃焼処理するガスに伝熱させる。加熱炉から捕集したガスを予め加熱した状態となることから、かかるガスをガス燃焼処理炉で確実に燃焼処理することができるとともに、ガス燃焼処理炉に必要なエネルギーを低減させることができる。
【００１９】
請求項５の加熱設備の温度制御システムに係る発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、前記加熱炉から排出され前記循環熱風加熱用熱交換器に送られる熱風に大気中の空気を制御可能に添加する空気添加手段と、前記ガス燃焼処理炉から排出され前記循環熱風加熱用熱交換器で前記加熱炉から前記加熱手段に送られる熱風に伝熱させた排気の熱を、前記空気添加手段により添加される空気に伝熱させる添加空気加熱用熱交換器とをさらに備えていることを特徴とする。
請求項５の発明では、空気添加手段により加熱炉から排出され循環熱風加熱用熱交換器に送られる熱風に大気中の新鮮な空気を添加する場合に、添加空気加熱用熱交換器が、ガス燃焼処理炉から排出され循環熱風加熱用熱交換器で加熱炉から加熱手段に送られる熱風に伝熱させた排気の熱を、さらに、空気添加手段により添加される空気に伝熱させることから、ガス燃焼処理炉から排出された排気の熱をさらに効率よく回収して利用することができ、したがって、加熱手段の出力を必要最小限に抑えることができ、また、加熱炉の温度を精度よく制御することができる。
【００２０】
請求項６の加熱設備の温度制御システムに係る発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の発明において、前記加熱炉がそれぞれ所定の温度の熱風が供給される複数のゾーンに区分されており、各ゾーン毎に、前記加熱手段と、前記循環熱風加熱用熱交換器と、前記排気供給制御ダンパとを備えていることを特徴とする。
請求項６の発明では、加熱炉がその熱需要によって区分された複数のゾーンを設定され、各ゾーン毎の熱需要に応じて設定された温度の熱風を供給する。そのため、各ゾーン毎に、前記加熱手段と、前記循環熱風加熱用熱交換器と、前記排気供給制御ダンパとがそれぞれ設けられる。各ゾーンの加熱手段が設定値よりも高い場合には、そのゾーンと対応する排気供給制御ダンパを開くように制御して、ガス燃焼処理炉から排出される排気をそのゾーンと対応する循環熱風加熱用熱交換器に供給し、ガス燃焼処理炉から排出された排気の熱をそのゾーンから加熱手段に送られる熱風に伝熱させる。一方、各ゾーンの加熱手段の出力が設定値とほぼ等しい場合には、排気供給制御ダンパの開度を維持して、ガス燃焼処理炉から排出される排気の熱を循環熱風加熱用熱交換器によってそのゾーンから対応する加熱手段に送られる熱風に伝熱させる量を維持する。また、各ゾーンの加熱手段の出力が設定値よりも低い場合には、そのゾーンと対応する排気供給制御ダンパを閉じるように制御して開度を低下させ、ガス燃焼処理炉から排出された排気の熱を、そのゾーンから対応する加熱手段に送られる熱風に対して循環熱風加熱用熱交換器によって伝熱させる量を減少させる。上記いずれの場合でも、各ゾーンにおいて、排気バランスダンパを補正調整するようその開閉を制御することにより、排気供給制御ダンパの開閉に伴って風量が大きく変動することなく、安定した風量に保たれる。
請求項６によれば、熱需要の大きさによって区分された各ゾーンの加熱手段によって加熱されて加熱炉に還流される熱風との温度に応じて、排気供給制御ダンパの開閉を制御することによって、ガス燃焼処理炉から排出された排気を循環熱風加熱用熱交換器に供給して各ゾーンから対応する加熱手段へ送られる熱風に伝熱させることができる。そのため、簡単な構成で、加熱炉を区分され設定された複数のゾーンの熱需要に応じて、ガス燃焼処理炉から排出された排気の熱を効率よく回収して利用することができ、したがって、加熱手段の出力を必要最小限に抑えることができ、また、各ゾーンの温度を応答性よく高い精度で制御することができる。
【００２１】
請求項７の加熱設備の温度制御システムに係る発明は、請求項６に記載の発明において、前記ガス燃焼処理炉から排出された排気の熱を、前記複数のゾーンのうちの熱需要の多いゾーンから順に前記循環熱風加熱用熱交換器に供給して、各ゾーンからその加熱手段に送られる熱風にそれぞれ伝熱させることを特徴とする。
請求項７の発明では、加熱炉の区分された複数のゾーンによって熱需要が異なる場合、かかるゾーンのうちで熱需要の多いゾーンと対応する循環熱風加熱用熱交換器から順に、ガス燃焼処理炉から排出された排気を供給して、必要に応じてその熱を各ゾーンから加熱手段へ送られる熱風に順に伝熱させることができ、したがって、加熱炉内のゾーンによって異なる熱需要に応じて、ガス燃焼処理炉から排出された排気の熱を効率よく回収して利用して熱風の温度を調整し、各ゾーンに供給することができる。
【００２２】
請求項８の加熱設備の温度制御システムに係る発明は、請求項６に記載の発明において、前記ガス燃焼処理炉から排出された排気の熱を、前記複数のゾーンの前記循環熱風加熱用熱交換器に並列で分配供給して、各ゾーンからその加熱手段に送られる熱風にそれぞれ伝熱させることを特徴とする。
請求項８の発明では、加熱炉の区分された複数のゾーンの熱需要が同じである場合、ガス燃焼処理炉から排出された排気の熱を、複数のゾーンの前記循環熱風加熱用熱交換器に並列で分配供給することにより、各ゾーンの循環熱風加熱用熱交換器にガス燃焼処理炉から排出された排気を均等に供給して、必要に応じてその熱を各ゾーンから加熱手段へ送られる熱風に均等に伝熱させることができ、したがって、ガス燃焼処理炉から排出された排気の熱を効率よく回収して利用して熱風の温度を調整し、各ゾーンに供給することができる。
【００２３】
請求項９の加熱設備の温度制御システムに係る発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の発明において、前記加熱炉から排出した熱風の温度を測定する排出温度測定手段と、前記加熱炉に還流させる熱風の温度を測定する還流温度測定手段との少なくともいずれか一方を備え、前記加熱手段は、前記排出温度測定手段および前記還流温度測定手段の少なくともいずれか一方の測定結果に基づいて、その出力が調整されるものであることを特徴とする。
請求項９の発明では、加熱手段の出力を、前記加熱炉から排出した熱風の温度を測定する排出温度測定手段と、前記加熱炉に還流させる熱風の温度を測定する還流温度測定手段との少なくともいずれか一方の測定結果に基づいて調整する。そのため、加熱手段の出力を正確に調整して、加熱炉に還流させる熱風の温度を精度よく制御することが具現化できる。
【００２４】
請求項１０の加熱設備の温度制御システムに係る発明は、請求項１〜９のいずれか１項に記載の発明において、前記ガス燃焼処理炉と前記排気バランスダンパとの間の排気を前記循環熱風加熱用熱交換器に送るための流路に、該排気の風量を測定する風量測定手段をさらに有しており、前記ダンパ制御手段は、前記加熱手段の出力に基づいて前記排気供給制御ダンパの開閉を制御するとともに、前記風量測定手段の測定結果に基づいて前記排気バランスダンパの開閉を制御するものであることを特徴とする。
請求項１０の発明では、風量測定手段により前記ガス燃焼処理炉と前記排気バランスダンパとの間の経路により前記循環熱風加熱用熱交換器に送られる排気の風量を測定する。そして、前記ダンパ制御手段は、前記加熱手段の出力に基づいて前記排気供給制御ダンパの開閉を制御するとともに、前記風量測定手段の測定結果に基づいて前記排気バランスダンパの開閉を制御する。これにより、ガス燃焼処理炉から排出される排気を安定した風量で送ることが具現化される。
【００２５】
請求項１１の加熱設備の温度制御システムに係る発明は、請求項１０に記載の発明において、前記ダンパ制御手段は、前記流量測定手段により測定された排気の流量の測定結果と、前記排気バランスダンパの開閉を判断するために予め設定された前記ガス燃焼処理炉と前記排気バランスダンパとの間における排気の流量の上限値および下限値とを比較することにより、前記排気バランスダンパの開閉を制御するものであることを特徴とする。
請求項１１の発明では、排気バランスダンパの開閉を判断するために、前記ガス燃焼処理炉と前記排気バランスダンパとの間における排気の流量の上限値および下限値を予め設定し、ダンパ制御手段に入力しておく。風量測定手段により測定された前記ガス燃焼処理炉と前記排気バランスダンパとの間の経路により送られる排気の風量の測定結果を、予め入力された風量の上限値および下限値と比較する。風量の測定結果が設定された下限値よりも低い場合には、ダンパ制御手段によって排気バランスダンパを閉じるように制御し、ガス燃焼処理炉から排出され循環熱風加熱用熱交換器および排気供給制御ダンパに送られる排気の風量を増大させる。風量の測定結果が設定された上限値よりも高い場合には、ダンパ制御手段によって排気バランスダンパを開くように制御し、ガス燃焼処理炉から排出され循環熱風加熱用熱交換器および排気供給制御ダンパに送られる排気の風量を減少させる。また、風量の測定結果が設定された下限値以上上限値以下の範囲にある場合には、ダンパ制御手段によって排気バランスダンパを閉じるように制御し、ガス燃焼処理炉から排出され循環熱風加熱用熱交換器および排気供給制御ダンパに送られる排気の風量を増大させる。ダンパ制御手段によって排気バランスダンパの動作を禁止するよう制御する。排気バランスダンパの開閉を容易に且つ確実に応答性よく高い精度で制御して、排気供給制御ダンパの動作に関わらず、排気を上限値と下限値との間の範囲の安定した風量で送ることが具現化できる。
【００２６】
請求項１２の加熱設備の温度制御システムに係る発明は、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の発明において、前記ダンパ制御手段は、前記排気供給制御ダンパの開閉と逆に前記排気バランスダンパの開閉を制御するものであることを特徴とする。
請求項１２の発明では、前記排気供給制御ダンパの開閉による排気の風量の変化と、前記排気バランスダンパの開閉による排気の風量の変化とが反比例することを利用して、前記ダンパ制御手段は、前記排気供給制御ダンパの開閉動作と前記排気バランスダンパの開閉動作とが逆となるよう制御する。そのため、排気供給制御ダンパと排気バランスダンパとを開閉させる制御が単純化され容易となる。
【００２７】
また、請求項１４の加熱設備の温度制御方法に係る発明は、請求項１３に記載の発明において、前記排気供給制御ダンパの開閉を判断するための前記加熱手段の出力の上限値および下限値を予め設定しておき、前記加熱手段の出力と、前記加熱手段の出力の上限値および下限値とを比較することにより、前記排気供給制御ダンパの開閉を制御して前記ガス燃焼処理炉から排出された排気の前記循環熱風加熱用熱交換器への供給量を制御するとともに、排気バランスダンパの開閉を制御して前記循環熱風加熱用熱交換器に送る排気の風量を調整することを特徴とする。
請求項１４の発明では、排気供給制御ダンパの開閉を判断するために、加熱手段の出力の上限値および下限値を予め設定しておく。設定温度に対して加熱炉から排出した熱風と加熱手段によって加熱されて加熱炉に還流される熱風との温度にに基づいて加熱手段の出力を制御し、そして、この加熱手段の出力とその上限値および下限値とを比較する。加熱手段の出力が設定された下限値よりも低い場合には、排気供給制御ダンパを閉じるように制御し、ガス燃焼処理炉から排出される排気の循環熱風加熱用熱交換器への供給量を減少させる。加熱手段の出力が設定された上限値よりも高い場合には、排気供給制御ダンパを開くように制御し、ガス燃焼処理炉から排出される排気の循環熱風加熱用熱交換器への供給量を増大させる。また、加熱手段の出力が設定された下限値以上上限値以下の範囲にある場合には、排気供給制御ダンパの動作を禁止するよう制御する。により、排気供給制御ダンパの開閉を容易に且つ確実に応答性よく高い精度で制御することが具現化できる。また、上記のいずれの場合でも、排気供給制御ダンパの動作によって引き起こされたガス燃焼処理炉から排出される排気の風量の変化は、排気バランスダンパが補正動作することにより、予め決められた上限値と下限値とによって定められた変動範囲に収束される。そのため、ガス燃焼処理炉の風量が大きく変動することなく、安定した状態に保たれる。
【００２８】
請求項１５の加熱設備の温度制御方法に係る発明は、請求項１３または１４のいずれかに記載の発明において、前記循環熱風加熱用熱交換器に送る排気の風量が一定値または所定の範囲となるように排気バランスダンパの開閉を制御することを特徴とする。
請求項１５の発明では、ガス燃焼処理炉から排出される排気の風量を一定値または所定の範囲で予め設定しておく。この風量を所定の範囲とする場合には、その風量の上限値および下限値が設定される。ガス燃焼処理炉から排出される排気の風量が設定された下限値よりも低い場合には、排気バランスダンパを閉じるように制御し、ガス燃焼処理炉から排出される排気の循環熱風加熱用熱交換器への供給量を増大させる。風量が設定された上限値よりも高い場合には、排気バランスダンパを開くように制御し、ガス燃焼処理炉から排出される排気の循環熱風加熱用熱交換器への供給量を減少させる。また、風量が設定された下限値以上上限値以下の範囲にある場合には、排気バランスダンパの動作を禁止するよう制御する。これにより、排気供給制御ダンパの動作によって引き起こされるガス燃焼処理炉から排出される排気の風量の変化を補正して、風量を予め決められた変動範囲に収束させ、安定に保つことが具現化できる。
【００２９】
請求項１６の加熱設備の温度制御方法に係る発明は、請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の発明において、前記ガス燃焼処理炉から排出される排気の熱を、前記加熱炉から捕集し前記ガス燃焼処理炉で燃焼処理するガスに伝熱させることを特徴とする。
請求項１６の発明では、ガス燃焼処理炉から排出される排気の熱を、加熱炉から捕集してガス燃焼処理炉で燃焼処理するガスに伝熱させることにより、加熱炉から捕集したガスを予め加熱し燃焼処理することとなる。そのため、加熱炉から捕集したガスをガス燃焼処理炉で確実に燃焼処理することができ、また、ガス燃焼処理炉に必要なエネルギーを低減させることができる。
【００３０】
請求項１７の加熱設備の温度制御方法に係る発明は、請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の発明において、前記加熱炉から排出され前記循環熱風加熱用熱交換器に送られる熱風に大気中の空気を制御可能に添加し、前記ガス燃焼処理炉から排出され前記循環熱風加熱用熱交換器で前記加熱炉から前記加熱手段に送られる熱風に伝熱させた排気の熱を、前記空気に伝熱させることを特徴とする。
請求項１７の発明では、加熱炉から排出され循環熱風加熱用熱交換器に送られる熱風に大気中の新鮮な空気を添加する場合に、ガス燃焼処理炉から排出され循環熱風加熱用熱交換器で加熱炉から加熱手段に送られる熱風に伝熱させた排気の熱を、さらに添加される空気に伝熱させることから、ガス燃焼処理炉から排出された排気の熱をさらに効率よく回収して利用することができ、したがって、加熱手段の出力を必要最小限に抑えることができ、また、加熱炉の温度を精度よく制御することができる。
【００３１】
請求項１８の加熱設備の温度制御方法に係る発明は、請求項１３〜１７のいずれか１項に記載の発明において、前記加熱炉を、それぞれ所定の温度の熱風が供給される複数のゾーンに区分し、各ゾーン毎に、前記加熱手段と、前記循環熱風加熱用熱交換器と、前記排気供給制御ダンパおよび排気バランスダンパとを設けておき、各ゾーン毎に設定された温度にしたがって、各ゾーンの前記熱風の温度に基づいて前記加熱手段の出力をそれぞれ制御し、該加熱手段の出力に基づいて前記排気供給制御ダンパの開閉を制御して前記ガス燃焼処理炉から排出された排気の前記循環熱風加熱用熱交換器への供給量を制御するとともに、排気バランスダンパの開閉を制御して前記循環熱風加熱用熱交換器に送る排気の風量を調整することを特徴とする。
請求項１８の発明では、加熱炉の熱需要によって区分した複数のゾーンを設定し、各ゾーン毎の熱需要に応じて設定された温度の熱風を供給する。そのため、前記加熱手段と、前記循環熱風加熱用熱交換器と、前記排気供給制御ダンパおよび排気バランスダンパとをそれぞれ設ける。加熱炉に供給する熱風の温度を制御する際には、各ゾーンから排出させた熱風と各加熱手段によって加熱して各ゾーンに還流させる熱風との温度をそれぞれ検出する。各ゾーンの加熱手段が設定値よりも高い場合には、そのゾーンと対応する排気供給制御ダンパを開くように制御して、ガス燃焼処理炉から排出される排気をそのゾーンと対応する循環熱風加熱用熱交換器に供給し、ガス燃焼処理炉から排出された排気の熱をそのゾーンから加熱手段に送られる熱風に伝熱させる。一方、各ゾーンの加熱手段の出力が設定値とほぼ等しい場合には、排気供給制御ダンパの開度を維持して、ガス燃焼処理炉から排出される排気の熱を循環熱風加熱用熱交換器によってそのゾーンから対応する加熱手段に送られる熱風に伝熱させる量を維持する。また、各ゾーンの加熱手段の出力が設定値よりも低い場合には、そのゾーンと対応する排気供給制御ダンパを閉じるように制御して開度を低下させ、ガス燃焼処理炉から排出された排気の熱を、そのゾーンから対応する加熱手段に送られる熱風に対して循環熱風加熱用熱交換器によって伝熱させる量を減少させる。上記いずれの場合でも、各ゾーンにおいて、排気バランスダンパを補正調整するようその開閉を制御することにより、排気供給制御ダンパの開閉に伴って風量が大きく変動することなく、安定した風量に保たれる。
請求項１８によれば、熱需要の大きさによって区分した各ゾーン毎にそれぞれ、検出した加熱炉から排出させた熱風と加熱手段によって加熱して加熱炉に還流させる熱風との温度に応じて、排気供給制御ダンパを開閉制御することによって、ガス燃焼処理炉から排出させた排気を循環熱風加熱用熱交換器に供給して、各ゾーンから対応する加熱手段へ送られる熱風に伝熱させることができる。そのため、簡単な構成で、加熱炉を区分され設定された複数のゾーンの熱需要に応じて、ガス燃焼処理炉から排出された排気の熱を効率よく回収して利用することができ、したがって、加熱手段の出力を必要最小限に抑えることができ、また、各ゾーンの温度を応答性よく高い精度で制御することができる。
【００３２】
請求項１９の加熱設備の温度制御方法に係る発明は、請求項１８に記載の発明において、前記ガス燃焼処理炉から排出された排気の熱を、前記複数のゾーンのうちの設定温度が高いゾーンから順に前記循環熱風加熱用熱交換器に供給して、各ゾーンからその加熱手段に送られる熱風にそれぞれ伝熱させることを特徴とする。
請求項１９の発明では、加熱炉の区分した複数のゾーンによって熱需要が異なる場合、かかるゾーンのうちで熱需要の多いゾーンと対応する循環熱風加熱用熱交換器から順に、ガス燃焼処理炉から排出された排気を供給して、必要に応じてその熱を各ゾーンから加熱手段に送る熱風に順に伝熱させることができ、したがって、加熱炉内のゾーンによって異なる熱需要に応じて、ガス燃焼処理炉から排出された排気の熱を効率よく回収して利用して熱風の温度を調整し、各ゾーンに供給することができる。
【００３３】
請求項２０の加熱設備の温度制御方法に係る発明は、請求項１８に記載の発明において、前記ガス燃焼処理炉から排出された排気の熱を、前記複数のゾーンの前記循環熱風加熱用熱交換器に並列で分配供給して、各ゾーンからその加熱手段に送られる熱風にそれぞれ伝熱させることを特徴とする。
請求項２０の発明では、加熱炉の区分した複数のゾーンの熱需要が同じである場合、ガス燃焼処理炉から排出された排気の熱を、複数のゾーンの循環熱風加熱用熱交換器に並列で分配供給することにより、各ゾーンの循環熱風加熱用熱交換器にガス燃焼処理炉から排出した排気を均等に供給して、必要に応じてその熱を各ゾーンから加熱手段に送る熱風に均等に伝熱させることができ、したがって、ガス燃焼処理炉から排出させた排気の熱を効率よく回収して利用して熱風の温度を調整し、各ゾーンに供給することができる。
【００３４】
請求項２１の加熱設備の温度制御方法に係る発明は、請求項１３〜２０のいずれか１項に記載の発明において、前記加熱炉から排出した熱風の温度と、前記加熱炉に還流させる熱風の温度との少なくともいずれか一方を測定し、該測定結果に基づいて前記加熱手段の出力を調整することを特徴とする。
請求項２１の発明では、前記加熱炉から排出した熱風の温度と、前記加熱炉に還流させる熱風の温度との少なくともいずれか一方を測定し、該測定結果に基づいて前記加熱手段の出力を調整することにより、加熱手段の出力を正確に調整して、加熱炉に還流させる熱風の温度を精度よく制御することが具現化できる。
【００３５】
請求項２２の加熱設備の温度制御方法に係る発明は、請求項１３〜２１のいずれか１項に記載の発明において、前記ガス燃焼処理炉と前記排気バランスダンパとの間の排気の風量を測定し、該排気の風量の測定結果に基づいて前記排気バランスダンパの開閉を制御することを特徴とする。
請求項２２の発明では、前記ガス燃焼処理炉と前記排気バランスダンパとの間の排気の風量を測定し、該排気の風量の測定結果に基づいて前記排気バランスダンパの開閉を制御することにより、ガス燃焼処理炉から排出される排気を安定した風量で送ることが具現化される。
【００３６】
請求項２３の加熱設備の温度制御方法に係る発明は、請求項２２に記載の発明において、前記排気バランスダンパの開閉を判断するためにガス燃焼処理炉と前記排気バランスダンパとの間における排気の風量の上限値および下限値を予め設定しておき、前記測定された排気の風量の測定結果と、前記排気の風量の上限値および下限値とを比較することにより、前記排気バランスダンパの開閉を制御することを特徴とする。
請求項２３の発明では、排気バランスダンパの開閉を判断するために、ガス燃焼処理炉と前記排気バランスダンパとの間における排気の流量の上限値および下限値を予め設定しておく。そして、測定された前記ガス燃焼処理炉と前記排気バランスダンパとの間の排気の風量の測定結果を、予め入力された風量の上限値および下限値と比較する。風量の測定結果が設定された下限値よりも低い場合には、排気バランスダンパを閉じるように制御し、ガス燃焼処理炉から排出され循環熱風加熱用熱交換器および排気供給制御ダンパに送られる排気の風量を増大させる。風量の測定結果が設定された上限値よりも高い場合には、排気バランスダンパを開くように制御し、ガス燃焼処理炉から排出され循環熱風加熱用熱交換器および排気供給制御ダンパに送られる排気の風量を減少させる。また、風量の測定結果が設定された下限値以上上限値以下の範囲にある場合には、排気バランスダンパを閉じるように制御し、ガス燃焼処理炉から排出され循環熱風加熱用熱交換器および排気供給制御ダンパに送られる排気の風量を増大させる。ダンパ制御手段によって排気バランスダンパの動作を禁止するよう制御する。排気バランスダンパの開閉を容易に且つ確実に応答性よく高い精度で制御して、排気供給制御ダンパの動作に関わらず、排気を上限値と下限値との間の範囲の安定した風量で送ることが具現化できる。
【００３７】
請求項２４の加熱設備の温度制御システムに係る発明は、請求項１３〜２３のいずれか１項に記載の発明において、前記排気供給制御ダンパの開閉と逆に前記排気バランスダンパの開閉を制御することを特徴とする。
請求項２４の発明では、前記排気供給制御ダンパの開閉による排気の風量の変化と、前記排気バランスダンパの開閉による排気の風量の変化とが反比例することを利用して、前記ダンパ制御手段は、前記排気供給制御ダンパの開閉動作と前記排気バランスダンパの開閉動作とが逆となるよう制御する。そのため、排気供給制御ダンパと排気バランスダンパとを開閉させる制御が単純化され容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の加熱設備の温度制御システムの第１の実施の形態を説明するために概念的に示したブロック図である。
【図２】本発明の加熱設備の温度制御方法の基本的な構成を説明するために示したタイミングチャートである。
【図３】本発明の加熱設備の温度制御方法の実施の一形態を説明するために示したフローチャートである。
【図４】図２に示した温度制御方法によりダンパの開閉を説明するために示したタイミングチャートである。
【図５】図２に示した温度制御方法により温度制御の実験を行った結果の一例を示すグラフである。
【図６】本発明の加熱設備の温度制御システムの第２の実施の形態を説明するために概念的に示したブロック図である。
【図７】本発明の加熱設備の温度制御システムの第３の実施の形態を説明するために概念的に示したブロック図である。
【図８】本発明の加熱設備の温度制御システムの第４の実施の形態を説明するために概念的に示したブロック図である。
【図９】図３のフローチャートに示した排気バランスダンパの開閉度を排気供給制御ダンパと逆に操作する工程（Ｓ９）の代わりに、脱臭炉と排気バランスダンパとの間の排気の流量を測定して、この測定結果と、排気バランスダンパの開閉を判断するために予め設定されたガス燃焼処理炉と前記排気バランスダンパとの間における排気の流量の上限値および下限値とを比較することにより、前記排気バランスダンパの開閉を制御する場合のアルゴリズムを説明するために示したタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
最初に、本発明の加熱設備の温度制御システムの第１の実施の形態を、図１に基づいて説明する。
本発明の加熱設備の温度制御システムは、概略、内部に所定の温度の熱風が供給される加熱炉１と、加熱炉１から排出した熱風を設定温度となるよう所定の出力で加熱して加熱炉１に還流させる加熱手段２と、加熱手段２の出力を制御して加熱炉１に還流する熱風を所定の温度に加熱させる制御手段３と、加熱炉１から排出した熱風と加熱手段２によって加熱されて加熱炉１に還流される熱風との温度をそれぞれ検出する排出温度測定手段および還流温度測定手段としてセンサ４、５と、加熱炉１で発生したガスを捕集して燃焼処理するガス燃焼処理炉６と、ガス燃焼処理炉６から排出された排気の熱を、加熱炉１から加熱手段２へ送られる熱風に伝熱させる循環熱風加熱用熱交換器７と、ガス燃焼処理炉６から排出された排気の循環熱風加熱用熱交換器７への供給を制御する排気供給制御ダンパ８と、ガス燃焼処理炉６から排出された排気を循環熱風加熱用熱交換器７に送るための流路３２に設けられて、循環熱風加熱用熱交換器７に送る排気の流量を調整する排気バランスダンパ９と、加熱手段２の出力に基づいて排気供給制御ダンパ８および排気バランスダンパ９の開閉を制御するダンパ制御手段１０とを備えている。
そして、ダンパ制御手段１０は、加熱手段２の出力と、排気供給制御ダンパ８の開閉を判断するために予め設定された加熱手段２の出力の上限値および下限値とを比較することにより、排気供給制御ダンパ８の開閉を制御してガス燃焼処理炉６から排出された排気の循環熱風加熱用熱交換器７への供給量を制御するとともに、排気バランスダンパ９の開閉を制御して循環熱風加熱用熱交換器７に送る排気の流量を調整するよう構成されている。
さらに、この実施の形態においては、ガス燃焼処理炉６から排出される排気の熱を、加熱炉１から捕集しガス燃焼処理炉６で燃焼処理するガスに伝熱させるガス加熱用熱交換器１１を備えている。
さらにまた、この実施の形態においては、加熱炉１から排出され循環熱風加熱用熱交換器７に送られる熱風に大気中の空気を制御可能に添加する空気添加手段１２と、ガス燃焼処理炉６から排出され循環熱風加熱用熱交換器７で加熱炉１から加熱手段２に送られる熱風に伝熱させた排気の熱を、空気添加手段１２により添加される空気に伝熱させる添加空気加熱用熱交換器１３とを備えている。
【００４０】
この実施の形態における加熱炉１は、塗装を終了した自動車のボデーなどのワークＷを焼付け乾燥するための乾燥炉を構成している。以下の説明では、加熱炉を乾燥炉１と称する。乾燥炉１では、ワークＷに塗装した塗料を乾燥させる際に揮発成分のガスが発生する。そのため、この揮発成分のガスを捕集してガス燃焼処理炉６で燃焼処理させることにより脱臭する。以下の説明ではガス燃焼処理炉を脱臭炉６と称する。
【００４１】
乾燥炉１内には、ワークＷを矢印の方向に搬送するための搬送装置１５と、加熱手段２から供給される熱風を吹き出す熱風吹き出しヘッダ１６と、乾燥炉１内から熱風を吸い込んで排出させ加熱手段２に送る熱風吸い込みヘッダ１７とが設けられている。乾燥炉１の入口１ａと中間部１ｂおよび出口１ｃには、乾燥炉１内で発生するガスを捕集するための捕集ダクト１８がそれぞれ設けられている。各捕集ダクト１８は、その途中に捕集ダンパ１９がそれぞれ設けられており、捕集ダクト２０に接続されている。捕集ダクト２０は、その中間部に捕集ファン２１と、ガス加熱用熱交換器１１とが介装され、脱臭炉６に接続されている。
【００４２】
熱風吹き出しヘッダ１６と熱風吸い込みヘッダ１７は、熱風循環ダクト２２により接続されている。熱風循環ダクト２２は、循環熱風加熱用熱交換器７と、加熱手段２の間接加熱炉熱交換器２３と、循環熱風フィルタ２４と、熱風循環ファン２５とが介装されている。また、熱風循環ダクト２２の、熱風吹き出しヘッダ１６と熱風吸い込みヘッダ１７の近傍には、熱風の温度を検出するためのセンサ４、５がそれぞれ設けられている。
【００４３】
加熱手段２は、この実施の形態の場合、バーナ２６ａを有する間接加熱炉２６と間接加熱炉熱交換器２３と、循環熱風フィルタ２４および熱風循環ファン２５を備えた構成とされている。間接加熱炉２６と間接加熱炉熱交換器２３との間には間接加熱炉循環ダクト２７が設けられており、間接加熱炉循環ダクト２７には間接加熱炉循環ファン２８と間接加熱炉循環空気ダンパ２９が介装されている。また、間接加熱炉循環ファン２８と間接加熱炉循環空気ダンパ２９との間の間接加熱炉循環ダクト２７が分岐されて間接加熱炉排気ダクト３０が形成されている。間接加熱炉排気ダクト３０には、間接加熱炉排気ダンパ３１が設けられている。
【００４４】
脱臭炉６は、その内部に設けられた助燃バーナ５０と、助燃バーナ５０に燃料を供給するための配管５１と、脱臭炉温度制御バルブ５２と、脱臭炉制御ユニット５３と、脱臭炉制御出力装置５４と、脱臭炉温度センサ５５とを有している。脱臭炉温度センサ５５によって検出された脱臭炉６内の温度が脱臭炉制御ユニット５３に出力され、脱臭炉６内の温度が所定の一定の温度となるよう助燃バーナ５０の出力が制御される。なお、脱臭炉６の温度は、たとえば８００〜１０００°Ｃなど、乾燥炉１に供給される熱風の温度（たとえば８０〜１００°Ｃなどに設定される）と比較して高温である。
【００４５】
脱臭炉６には、排熱供給ダクト３２が接続されている。排熱供給ダクト３２は、ガス加熱用熱交換器１１と、循環熱風加熱用熱交換器７と、添加空気加熱用熱交換器１３を通っており、ガス加熱用熱交換器１１と循環熱風加熱用熱交換器７との間に排熱供給手動ダンパ３３が介装され、また添加空気加熱用熱交換器１３の下流側に排熱供給制御ダンパ８が設けられている。さらに、排熱供給ダクト３２のガス加熱用熱交換器１１と排熱供給手動ダンパ３３との間が分岐して排熱排出ダクト３４が形成されている。排熱排出ダクト３４に排気バランスダンパ９が設けられている。
【００４６】
空気添加手段１２は、添加空気加熱用熱交換器１３を通る添加空気導入ダクト３５と、添加空気フィルタ３６と添加空気調整ダンパ３７とを備えている。添加空気導入ダクト３５は、熱風循環ダクト２２の熱風吸い込みヘッド１７近傍のセンサ４と循環熱風加熱用熱交換器７との間に接続されている。
【００４７】
加熱手段２の出力を制御する制御手段３は、間接加熱炉２６のバーナ２６ａに燃料を制御可能に供給するために配管４０に設けられた燃料供給制御バルブ４１と、センサ４、５によって検出された熱風の温度が入力されて間接加熱炉２６のバーナ２６ａの出力を決定する間接加熱炉制御ユニット４２と、この乾燥炉温度制御ユニット４２によって決定された出力にしたがって燃料供給制御バルブ４１を制御する間接加熱炉制御実行ユニット４３とを備えている。
【００４８】
ダンパ制御手段１０は、間接加熱炉制御ユニット４２によって決定された間接加熱炉２６のバーナ２６ａの出力の制御信号を受け取って排気供給制御ダンパ８と排気バランスダンパ９との開閉を決定する排熱供給制御装置４４と、この排熱供給制御装置４４から出力される制御信号を受け取って排気供給制御ダンパ８と排気バランスダンパ９とをそれぞれ開閉制御する排気供給制御ダンパ開閉制御実行装置４５と排気バランスダンパ開閉制御実行装置４６とを備えている。
【００４９】
次に、本発明の加熱設備の温度制御方法の実施の一形態を、上述したように構成された加熱設備の温度制御装置を用いる場合によって、その作動とともに図１〜図５に基づいて説明する。
本発明における加熱設備は、概略、内部に所定の温度の熱風が供給される加熱炉１と、加熱炉１から排出した熱風を設定温度となるよう所定の出力で加熱して加熱炉１に還流させる加熱手段２と、加熱炉１で発生したガスを捕集して燃焼処理するガス燃焼処理炉６と
を備えているもので、その温度を制御するために、ガス燃焼処理炉６から排出された排気の熱を、加熱炉１から加熱手段２へ送られる熱風に伝熱させる循環熱風加熱用熱交換器７と、ガス燃焼処理炉６から排出された排気の循環熱風加熱用熱交換器７への供給を制御する排気供給制御ダンパ８と、ガス燃焼処理炉６から排出され循環熱風加熱用熱交換器７に送られる排気の流量を調整する排気バランスダンパ９とを予め設けておき、加熱手段２の出力に基づいて排気供給制御ダンパ８および排気バランスダンパ９の開閉を制御して、循環熱風加熱用熱交換器７で、ガス燃焼処理炉６から排出された排気の熱を、加熱炉１から加熱手段２へ送られる熱風に伝熱させることを可能とするものである。
そして、排気供給制御ダンパ８の開閉を判断するための、加熱手段２の出力の上限値および下限値を予め設定しておき、加熱手段２の出力と、加熱手段２の出力の上限値および下限値とを比較することにより、排気供給制御ダンパ８の開閉を制御する。
さらに、ガス燃焼処理炉６から排出される排気の熱を、加熱炉１から捕集しガス燃焼処理炉６で燃焼処理するガスに伝熱させる。
さらにまた、加熱炉１から排出され循環熱風加熱用熱交換器７に送られる熱風に大気中の空気を制御可能に添加する場合に、ガス燃焼処理炉６から排出され循環熱風加熱用熱交換器７で加熱炉１から加熱手段２に送られる熱風に伝熱させた排気の熱を、空気に伝熱させる。
【００５０】
この実施の形態の場合、上述したように加熱炉として乾燥炉１を構成し、ガス燃焼処理炉として脱臭炉６を構成し、加熱手段２が間接加熱炉２６と間接加熱炉熱交換器２３とを備えている。塗装を終了した自動車のボデーなどのワークＷを焼付け乾燥するに際して、ワークＷは、搬送装置１５により乾燥炉１内を矢印で示したように移動される。このとき、間接加熱炉熱交換器２３で所定の温度に加熱された熱風が熱風循環ファン２５によって熱風吹き出しヘッド１６に供給されて乾燥炉１内に供給されるとともに、乾燥炉１内に設けられた熱風吸い込みヘッド１７から吸い込まれて、間接加熱炉熱交換器２３を介して間接加熱炉２６により所定の温度に加熱され、再び乾燥炉１内に還流される。またこのとき、ワークＷを加熱することにより発生する揮発成分などのガスは、捕集ファン２１の駆動により、乾燥炉１の入口１ａと中間部１ｂおよび出口１ｃにそれぞれ設けられた捕集ダクト１８から捕集され、捕集ダンパ１９を介して捕集ダクト２０に合流して脱臭炉６に送られ、助燃バーナ５０により燃焼処理される。
【００５１】
乾燥炉１の熱風吸い込みヘッド１７から吸い込まれた熱風の温度と熱風吹き出しヘッド１６に供給される熱風の温度は、それぞれセンサ４、５によって検知されて、プロセスの方式によって、そのうちの一方の温度信号が、加熱制御手段３の間接加熱炉温度制御ユニット４２に送られる。間接加熱炉温度制御ユニット４２では、乾燥炉１に供給される熱風の温度が設定された温度となるようにバーナ２６ａの出力を決定し、その制御信号を間接加熱炉制御実行ユニット４３に出力して、燃料供給制御バルブ４１を制御する。
【００５２】
一方、捕集したガスを燃焼処理した後の排気は、排熱供給ダクト３２により脱臭炉６から排出される。この実施の形態では、ガス加熱用熱交換器１１により、脱臭炉６から排出された排気の熱が、最初に捕集ダクト２０により脱臭炉６に供給されるガスに伝熱される。これにより、乾燥炉１で発生し捕集されたガスは、燃焼処理される前にガス加熱用熱交換器１１により加熱された状態で脱臭炉６に供給される。
【００５３】
排気バランスダンパ９は、排気供給制御ダンパ８の開閉度の変化に関わらず、脱臭炉６から排出される排気を循環熱風加熱用熱交換器７等に安定した流量（風量）で供給するためのものである。したがって、排気バランスダンパ９を自動制御することなく一定の開度を保った状態とすることを想定した場合には、排気供給制御ダンパ８が開くと、脱臭炉６から排出された排気が循環熱風加熱用熱交換器７等を通過する量は減少する。しかし、このときに脱臭炉６から排出される排気の流量も変化する。このように排気の流量が変化することが加熱設備の温度制御システムとして許容できない場合には、排気供給制御ダンパ８の開閉度の変化に伴って、排気バランスダンパ９の開閉度も強制的に変化させる必要がある。そこで、排気供給制御ダンパ８の開閉と逆に排気バランスダンパ９の開閉を制御したり、あるいは、脱臭炉６から排気を送る流路３２のガス加熱用熱交換器１１よりも下流で且つ排気バランスダンパ９よりも上流に、この排気の流量を測定するために、圧力センサまたは風速センサからなる流量測定手段７０を設けて、排気の流量が予め設定された上限値と下限値の間に収まるように、ダンパ制御手段１０が排気バランスダンパ９の開閉を制御するよう構成する。脱臭炉６から排出されガス加熱用熱交換器１１を通過した排気は、排気供給制御ダンパ８と排気バランスダンパ９とに向かって２つに分配される。一方の排気供給制御ダンパ８に向かう排気は、循環熱風加熱用熱交換器７を通り、続いて添加空気加熱用熱交換器１３を通り、最終的に排気供給制御ダンパ８から大気に放出される。他方の排気バランスダンパ９に向かう排気は、最終的に排気バランスダンパ９を通過して大気に放出される。このように、脱臭炉６から排出される排気の流量を安定させるために、排気供給制御ダンパ８と排気バランスダンパ９との開閉動作は相反するよう制御される。そして、排気供給制御ダンパ８と排気バランスダンパ９とを相反する開閉動作に制御することにより、上述したように排気バランスダンパ９を一定の開度に保った状態とすることを想定した場合と比較して、より効果的にガス加熱用熱交換器１１から流出した脱臭炉６からの排気が循環熱風加熱用熱交換器７と添加空気加熱用熱交換器１３を通る量（すなわち、乾燥炉１から排出された熱風を加熱手段２で加熱する前に循環熱風加熱用熱交換器７によって加熱する度合いと、空気添加手段１２の添加空気導入ダクト３５から吸い込んだ室温の空気を乾燥炉１から排出された熱風に添加する前に添加空気加熱用熱交換器１３によって加熱する度合い）を調整することができる。
【００５４】
ここで、加熱制御手段３と、脱臭炉６の排熱を回収し利用するダンパ制御手段１０とにより、乾燥炉１の温度を調整するための本発明の基本的な考え方を図２および図３に基づいて説明する。
【００５５】
ダンパ制御手段１０の排熱供給制御装置４４は、加熱制御手段３の間接加熱炉温度制御ユニット４２が決定する間接加熱炉２６のバーナ２６ａの出力の設定された上限値と下限値が入力されている。この上限値と下限値は、排気供給制御ダンパ８の開閉を判断するためのもので、排気供給制御ダンパ８の開度と対応して脱臭炉６から排出された排気の熱が循環熱風加熱用熱交換器７で乾燥炉１から排出された熱風を加熱する熱量を経験則に基づいて設定することができる。排熱供給制御装置４４は、間接加熱炉温度制御ユニット４２が決定した間接加熱炉２６のバーナ２６ａの出力(Ａ１)を受け取り（図３のＳ１）、この出力（Ａ１）が上限値と下限値との間（この範囲を「不感帯」と称することとする）から外れているか否かを判定する（図３のＳ２）。なお、図５に参照されるように、乾燥炉１の温度を制御するための間接加熱炉２６のバーナ２６ａの出力(Ａ１)の変動が大きく、この変動に応じて排気供給制御ダンパ８の開閉制御信号（Ａ２）を出力することは実際には困難であるだけでなく、温度制御に適切なことではない。そのため、排熱供給制御装置４４は、バーナ２６ａの出力(Ａ１)が不感帯から外れている場合（図３のＳ２でＹＥＳの場合）に排気供給制御ダンパ８の開閉制御信号（Ａ２）の判定出力を遅延させるためのＡ１タイマ機能を有している。そのため、バーナ２６ａの出力(Ａ１)が不感帯から外れていると判定した場合（図３のＳ２でＹＥＳの場合）には、このタイマがタイムアップしたか、すなわち不感帯から外れている状態が継続しているかを判定し（図３のＳ３）、タイムアップしないうちに不感帯に再入した場合（図３のＳ３でＮＯの場合）には、タイマをリセットして再びバーナ２６ａの出力(Ａ１)が不感帯から外れているか否かの判定（図３のＳ２）に戻る。また、タイムアップした場合には（図３のＳ３でＹＥＳの場合）には、次に、バーナ２６ａの出力(Ａ１)が不感帯の下限値以下であるかを判定する（図３のＳ４）。
【００５６】
ここで、排熱供給制御装置４４は、図２の上段に示すようにバーナ２６ａの出力(Ａ１)が不感帯から外れている場合（図３のＳ２でＹＥＳの場合）には、図２の中段に示すように排気供給制御ダンパ８の開閉を制御するためのパルスを一定間隔で出力する。そして、このパルスの出力は、バーナ２６ａの出力(Ａ１)が不感帯から外れている場合（図３のＳ２でＹＥＳの場合）において、不感帯の下限値以下である場合（図３のＳ４でＹＥＳの場合）には排気供給制御ダンパ８を閉じる方向の制御信号を出力し（便宜上、この閉じる方向の制御信号をマイナス方向制御信号とし、このマイナス方向制御信号の出力を「排気供給制御ダンパ８の開出力パルスを減算」と表現する。図３におけるＳ５を参照）、不感帯の下限値以下でない場合（図３のＳ４でＮＯの場合、すなわち、バーナ２６ａの出力(Ａ１)が不感帯の上限値を超えている場合）には排気供給制御ダンパ８を開く方向の制御信号を出力する（便宜上、この閉じる方向の制御信号をプラス方向制御信号とし、このプラス方向制御信号の出力を「排気供給制御ダンパ８の開出力パルスを加算」と表現する。図３におけるＳ６を参照）。そして、図２では、出力されるパルスとパルスの間が判定遅延（タイマによるタイムアップ）を構成する。また、バーナ２６ａの出力(Ａ１)が不感帯から外れていない場合（図３のＳ２でＮＯの場合）には、図２に示すように、排気供給制御ダンパ８の開閉を制御するためのパルスを出力することなく、排気供給制御ダンパ８を作動させることなく、それまでの開閉状態を維持または停止する（便宜上、開閉状態を維持することを、「排気供給制御ダンパ８の開出力パルス＝ゼロ」と表現する。図３におけるＳ７を参照）。この制御信号の出力により、図２の下段に示すように、排気供給制御ダンパ８は、バーナ２６ａの出力(Ａ１)が不感帯の上限値を超えている場合には開出力パルスの加算により段階的に開くよう動作し、バーナ２６ａの出力(Ａ１)が不感帯の範囲内では直前の状態を維持し、バーナ２６ａの出力(Ａ１)が不感帯の下限値以下の場合には開出力パルスの減算により段階的に閉じるよう動作する。
【００５７】
その後、排熱供給制御装置４４は、排気供給制御ダンパ８の開閉度を更新し（図３のＳ８）、この実施の形態では排気バランスダンパ９の開閉度を排気供給制御ダンパ８の開閉度と相反させるように逆に操作する（図３のＳ９）。なお、この実施の形態では排気供給制御ダンパ８と排気バランスダンパ９をそれぞれ独立して操作するよう構成しため、排気供給制御ダンパ８を操作した後にこれとは逆に排気バランスダンパ９を操作することとしたが、本発明はこの実施の形態に限定されることはなく、排気供給制御ダンパ８への制御信号の出力と並行して排気バランスダンパ９への相反する開閉度の制御信号を出力してもよく、また、排気供給制御ダンパ８と排気バランスダンパ９との開閉度が逆となるように、排気供給制御ダンパ８と排気バランスダンパ９とを連結させた構成として、排気供給制御ダンパ８の操作にしたがって排気バランスダンパ９も操作されるように構成することもできる。
【００５８】
このように、間接加熱炉２６のバーナ２６ａの出力（Ａ１）が上限値を超える場合には、排気供給制御ダンパ８を開くとともに排気バランスダンパ９を閉じるように動作させて、脱臭炉６からの排気が排気バランスダンパ９から放出される量を減少させるとともに循環熱風加熱用熱交換器７を通る量を増大させて、乾燥炉１で発生したガスの燃焼処理の排熱を効率的に回収して、乾燥炉１から間接加熱炉熱交換器２３に送られる熱風に伝熱させ、間接加熱炉熱交換器２３で加熱される前に熱風を適切に加熱する。そのため、乾燥炉１に還流される熱風の温度を精度よく制御するとともに、間接加熱炉２６のバーナ２６ａによる加熱量を低減させることができるため、バーナ２６ａの燃料コストを削減して省エネルギー化を図ることができる。また、空気添加手段１２を設けて乾燥炉１から排出され循環熱風加熱用熱交換器７に送られる熱風に室温の新鮮な空気を添加する場合であっても、添加空気加熱用熱交換器１３が、脱臭炉６から排出され循環熱風加熱用熱交換器７で乾燥炉１から加熱手段２に送られる熱風に伝熱させた排気の熱を、さらに、空気添加手段１２により添加される室温の空気に伝熱させることから、脱臭炉６から排出された排気の熱をさらに効率よく回収して利用することができ、したがって、乾燥炉１の温度を精度よく制御することができるとともに、間接加熱炉２６のバーナ２６ａの出力を必要最小限に抑えることができる。
【００５９】
一方、間接加熱炉２６のバーナ２６ａの出力（Ａ１）が下限値以下の場合には、排気供給制御ダンパ８を閉じるとともに排気バランスダンパ９を開くように動作させて、脱臭炉６からの排気が排気バランスダンパ９から放出される量を増大させるとともに循環熱風加熱用熱交換器７を通る量を減少させて、乾燥炉１で発生したガスの燃焼処理の排熱の回収量を減少させることにより、乾燥炉１から間接加熱炉熱交換器２３に送られる熱風へ伝熱を減少さて加熱させないようにする。そのため、乾燥炉１に還流される熱風の温度を精度よく制御することができる。
【００６０】
また、間接加熱炉２６のバーナ２６ａの出力（Ａ１）が上限値と下限値との間である不感帯の範囲にある場合には、排気供給制御ダンパ８と排気バランスダンパ９を動作させることなくそれまでの状態を維持させ、脱臭炉６からの排気が排気バランスダンパ９から放出される量と循環熱風加熱用熱交換器７を通る量とを維持させて、乾燥炉１で発生したガスの燃焼処理の排熱を回収して乾燥炉１から間接加熱炉熱交換器２３に送られる熱風に伝熱させることにより間接加熱炉熱交換器２３で加熱される前の熱風の加熱を、それまでの状態に維持する。そのため、乾燥炉１に還流される熱風の温度を精度よく制御するとともに、間接加熱炉２６のバーナ２６ａによる加熱量を低減させることができ、したがって、乾燥炉１の温度を精度よく制御することができるとともに、間接加熱炉２６のバーナ２６ａの出力を必要最小限に抑えることができる。
なお、図３のＳ９は、排気供給制御ダンパ８の開閉動作に伴い脱臭炉６からの排気の流量（風量）が変化するのを抑制して加熱設備全体の熱系が不安定になるのを回避することができればよく、排気バランスダンパ９の開閉度を排気供給制御ダンパ８の開閉度と相反させる逆の操作に代えて、上述したように脱臭炉６と排気バランスダンパ９との間の排気を送るための流路に、この排気の流量を測定するために、圧力センサまたは風速センサからなる流量測定手段７０を設けて、図９に示す制御アルゴリズムを適用して排気バランスダンパ９の開閉を制御することもできる。ここで、図９に示した排気バランスダンパ９の開閉動作のための制御アルゴリズムを、排気供給制御ダンパ８と比較しつつ説明する。排気供給制御ダンパ８の開閉動作の制御は、熱風の温度によって決定される間接加熱炉２６の出力に基づく。この熱風の温度の変化は、比較的緩慢であり、排気供給制御ダンパ８の開閉動作から遅延する。そして、間接加熱炉制御ユニット４２が決定する間接加熱炉２６の出力の信号に含まれるノイズはほとんどないといえる。これに対して、流路３２を流れる排気の、流量測定手段７０により検出される圧力または風速の測定値は、排気供給制御ダンパ８の開閉動作に従って比較的急激に変化し、また、排気の流れの乱れにより、比較的広い周波数帯域のノイズを常時含んでいる。そのため、排気バランスダンパ９を適切に開閉動作させるために、図９に示すように、流量測定手段７０により検出される圧力または風速の測定値に対して、不感帯上限値と不感帯下限値によって決定される不感帯には、不感帯上限値から所定の値だけ低い幅を有する上限動作隙間と、不感帯下限値から所定の値だけ高い幅を有する下限動作隙間とが設定されている。そして、流量測定手段７０により検出される圧力または風速の測定値が、上限動作隙間よりも下の値から不感帯上限値を越えて増加する場合には、タイマにより不感帯上限値を越えてから所定時間経過後に排気バランスダンパ９を開動作させ（開回転ＯＮ）、また、不感帯上限値よりも上の値から上限動作隙間を越えて減少する場合には、タイマにより不感帯上限値を越えてから所定時間経過後に排気バランスダンパ９の閉動作を停止させる（開回転ＯＦＦ）。さらに、流量測定手段７０により検出される圧力または風速の測定値が、下限動作隙間よりも上の値から不感帯下限値を越えて減少する場合には、タイマにより不感帯下限値を越えてから所定時間経過後に排気バランスダンパ９を閉動作させ（閉回転ＯＮ）、また、不感帯下限値よりも下の値から下限動作隙間を越えて増加する場合には、タイマにより不感帯下限値を越えてから所定時間経過後に排気バランスダンパ９の閉動作を停止させる（閉回転ＯＦＦ）。このように、図９に示した排気バランスダンパ９の開閉動作の制御アルゴリズムは、図３に示した排気供給制御ダンパ８の開閉動作の制御アルゴリズムとは異なる。そのため、図９に示した制御アルゴリズムを適用することにより、流量測定手段７０により検出される排気の圧力または風速の測定値から上限値および下限値付近での細かい変動によるチャタリングを回避させて、排気の流量が予め設定された上限値と下限値の間に収まるように、排気バランスダンパ９の開閉を適切に制御することができる。
【００６１】
次に、本発明の温度制御方法の、図２に示した実施の形態の変形例を、図４に基づいて説明する。図４に示した実施の形態では、間接加熱炉温度制御ユニット４２は、決定した間接加熱炉２６のバーナ２６ａの出力(Ａ１)を受け取る（図４の（ａ））。出力（Ａ１）が不感帯の上限値を超えている場合に、間接加熱炉温度制御ユニット４２の判定遅延部（タイマ）によって所定時間が経過するまで、間接加熱炉温度制御ユニット４２のバーナ出力判定部による判定を遅延させ、出力（Ａ１）の不感帯の上限値を超えた状態が継続している場合に、図３のＳ６（開出力パルス加算）に参照されるように、排気供給制御ダンパ８の判定（ａ１）を開方向とする。また、出力（Ａ１）が不感帯の範囲内の場合に、図３のＳ７（開出力パルス＝ゼロ）に参照されるように、排気供給制御ダンパ８の判定(ａ１)をゼロとする。さらに、出力（Ａ１）が不感帯の下限値以下の場合に、間接加熱炉温度制御ユニット４２の判定遅延部（タイマ）によって所定時間が経過するまで、間接加熱炉温度制御ユニット４２のバーナ出力判定部による判定を遅延させ、出力（Ａ１）の不感帯の下限値以下の状態が継続している場合に、図３のＳ５（開出力パルス減算）に参照されるように、排気供給制御ダンパ８の判定（ａ１）を閉方向とする（図４の（ｂ））。なお、所定時間を遅延させている間にバーナ２６ａの出力が不感帯から外れた状態が変化した場合には、間接加熱炉温度制御ユニット４２のタイマがリセットされ、その時点から所定時間の遅延が再度開始される。
【００６２】
また、間接加熱炉温度制御ユニット４２は、制御クロック部が図４の（ｃ）に示すように所定の時間幅のオンデューティと周期でパルスＰを発生させており、出力演算部が図４の（ｂ）の判定ａ１とパルスＰとを掛け合わす演算を行うことにより、図４の(ｄ)に示すように排熱供給制御ダンパ８の開閉制御信号Ａ２を所定時間幅で出力する。この開閉制御信号Ａ２の出力により、排熱供給制御ダンパ８は、図４の(ｅ)に示すように段階的に開閉されることとなる。
【００６３】
図５は、乾燥炉１の設定温度を８５°Ｃから９１°Ｃに変化させた場合の、本発明による温度制御の結果を示すグラフである。図５においては、脱臭炉６から排出されガス加熱用熱交換器１１を通った排気を送るための流路３２から分岐した排熱バランスダンパ９を有する排熱排出ダクト３４の分岐点よりも上流に流量測定手段として圧力センサ７０を取り付けて、脱臭炉６から排出される排気の圧力を測定した結果が示されている。この場合では、排熱供給制御装置４４により、図９に示した制御アルゴリズムにしたがって圧力センサ７０の測定信号を処理し、排気の圧力がたとえば上限値が０．４８０ＫＰａで、下限値が０．４５０ＫＰａの制御範囲に収まるよう排気バランスダンパ９の開閉を制御している。左の縦軸は乾燥炉１の制御温度であり、右の縦軸は間接加熱炉２６のバーナ２６ａの全出力に対する実際の出力の比率（％）および、排熱供給制御ダンパ８の全閉を０％で全開を１００％とした場合に対する実際の開度（％）を示している。このグラフで示した実施例では、バーナ２６ａの出力の上限値を１０％、下限値を５％に設定している。
【００６４】
上述した実施の形態と同様に、バーナ２６ａの出力が上限値である１０％を超えた状態が続くと、排熱供給制御装置４４は、排熱供給制御ダンパ８を開くとともに排熱バランスダンパ９を閉じる方向に動作させるよう制御し、また、バーナ２６ａの出力が上限値である１０％と下限値である５％の不感帯の範囲にある状態では、排熱供給制御ダンパ８と排熱バランスダンパ９を動作させることなく、それまでの状態を維持させる。そして、バーナ２６ａの出力が下限値である５％以下の状態が続くと、排熱供給制御装置４４は、排熱供給制御ダンパ８を閉じるとともに排熱バランスダンパ９を開く方向に動作させるよう制御する。
【００６５】
図５に示した実施例では、最初に乾燥炉１の温度を８５°Ｃに設定した状態では、実際に８５〜８７°Ｃの範囲で乾燥炉１内の温度を安定して制御することができ、途中で乾燥炉１の温度を８５°Ｃから９１°Ｃに設定を変更したら、１分５３秒で実際の温度が９１°Ｃとなり、その後９０〜９３°Ｃの範囲で乾燥炉１内の温度を安定して制御することができた。
【００６６】
次に、本発明の加熱設備の温度制御システムの第２の実施の形態を、図６に基づいて説明する。なお、上述した実施の形態と同様または相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分についてのみ説明することとする。また、図６においては、上述した実施の形態の構成が一部省略されている。
この実施の形態における加熱設備の温度制御システムは、概略、乾燥炉１内が複数のゾーン（図６では昇温ゾーン１Ａと温度保持ゾーン１Ｂの２つのゾーン）に区分されており、各ゾーン１Ａ、１Ｂ毎に、加熱手段２Ａ、２Ｂと、循環熱風加熱用熱交換器７Ａ、７Ｂと、排気供給制御ダンパ８Ａ、８Ｂおよび排気バランスダンパ９Ａ、９Ｂとをそれぞれ備えている。
【００６７】
乾燥炉１の内部には、区分された昇温ゾーン１Ａと温度保持ゾーン１Ｂとに応じて、図７、図８に参照されるように、熱風吹き出しヘッド１６Ａ、１６Ｂと、熱風吸い込みヘッド１７Ａ、１７Ｂとがそれぞれ設けられている。乾燥炉１内で発生したガスを捕集して送るための捕集ダクト２０は、その途中がガス加熱用熱交換器１１を通って、脱臭炉６に接続されている。また、脱臭炉６から排出される排気を送る排熱供給ダクト３２は、ガス加熱用熱交換器１１を通って、それぞれ分岐した排熱供給ダクト４８Ａ、４８Ｂと接続されている。各排熱供給ダクト４８Ａ、４８Ｂは、その途中に排熱供給制御ダンパ８Ａ、８Ｂが介装されており、循環熱風加熱用熱交換器７Ａ、７Ｂを通って排熱供給ダクト３２と再び合流するよう接続されている。そして、排熱供給ダクト３２の、各排熱供給ダクト４８Ａ、４８Ｂの分岐点と合流点との間には、排気バランスダンパ９Ａと９Ｂがそれぞれ介装されている。
【００６８】
加熱手段２Ａ、２Ｂは、昇温ゾーン１Ａと温度保持ゾーン１Ｂの各熱風吸い込みヘッド１６Ａ、１６Ｂ（図７、図８を参照）から吸い込まれた熱風をそれぞれ熱風吹き出しヘッド１７Ａ、１７Ｂ（図７、図８を参照）に循環供給するための熱風循環ダクト２２Ａ、２２Ｂと、この熱風循環ダクト２２Ａ、２２Ｂの途中にそれぞれ介装された直火加熱炉２６Ａ、２６Ｂ、循環熱風加熱用熱交換器７Ａ、７Ｂ、熱風循環ファン２５Ａ、２５Ｂとを備えている。すなわち、上述した実施の形態における加熱手段２は、間接加熱炉２６と間接加熱炉熱交換器２３とを有する構成とされていたのに対して、この実施の形態における加熱手段２Ａ、２Ｂは、直火加熱炉２６Ａ、２６Ｂ、を有している。
【００６９】
次に、本発明の加熱設備の温度制御方法の第２の実施の形態を、図６に示したように構成されたシステムを用いる場合により、その作動とともに説明する。なお、上述した実施の形態と同様または相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分についてのみ説明することとする。また、上述した実施の形態の構成を一部省略して図６が示されている。
本発明における加熱設備は、概略、乾燥炉１内が複数のゾーン１Ａ、１Ｂに区分されており、各ゾーン１Ａ、１Ｂ毎に、加熱手段２Ａ、２Ｂと、循環熱風加熱用熱交換器７Ａ、７Ｂと、排気供給制御ダンパ８Ａ、８Ｂを設けておき、各ゾーン１Ａ、１Ｂ毎に設定された温度にしたがって、各ゾーン１Ａ、１Ｂから加熱手段２Ａ、２Ｂに送られる熱風と加熱手段２Ａ、２Ｂから各ゾーン１Ａ、１Ｂに還流される熱風との温度に基づいて加熱手段２Ａ、２Ｂの出力をそれぞれ制御するとともに、この加熱手段２Ａ、２Ｂの出力に基づいて排気供給制御ダンパ８Ａ、８Ｂおよび排気バランスダンパ９Ａ、９Ｂの開閉をそれぞれ制御して、各ゾーン１Ａ、１Ｂと対応する循環熱風加熱用熱交換器７Ａ、７Ｂで、ガス燃焼処理炉６から排出された排気の熱を、乾燥炉１Ａ、１Ｂから加熱手段２Ａ、２Ｂへ送られる熱風にそれぞれ伝熱させることを可能とする。
【００７０】
塗装を終了した自動車のボデーなどのワークＷを焼付け乾燥するに際して、ワークＷは、搬送装置１５により乾燥炉１内を昇温ゾーン１Ａから温度保持ゾーン１Ｂへと移動される。このとき、直火加熱炉２６Ａ、２６Ｂにより、各ゾーン１Ａ、１Ｂに応じて設定された所定の温度にそれぞれ加熱された熱風が熱風循環ファン２５Ａ、２５Ｂによって各ゾーン１Ａ、１Ｂの熱風吹き出しヘッド１６Ａ、１６Ｂ（図７、図８を参照）に供給されるとともに、各ゾーン１Ａ、１Ｂに設けられた熱風吸い込みヘッド１７Ａ、１７Ｂ（図７、図８を参照）から吸い込まれて、循環熱風用熱交換器７Ａ、７Ｂを通って再び各ゾーン１Ａ、１Ｂに還流される。この各ゾーン１Ａ、１Ｂから吸い込まれた熱風と各ゾーン１Ａ、１Ｂに還流される熱風の温度を検知して、この温度に基づいて直火加熱炉２６Ａ、２６Ｂのバーナ２６ａの出力をそれぞれ制御することは、上述した実施の形態と同様である。これと同時に、ワークＷを加熱することにより発生する揮発成分などのガスは、捕集ダクト２０を介して脱臭炉６に送られ、助燃バーナ５０により燃焼処理される。そして、捕集ダクト２０を介して脱臭炉６に送られるガスは、ガス加熱用熱交換器１１で、脱臭炉６から排出される排気の熱が伝熱されることにより、加熱されてから助燃バーナ５０により燃焼処理される。
【００７１】
各ゾーン１Ａ、１Ｂと対応する加熱手段２Ａ、２Ｂは、図３に参照されるように、その直火加熱炉２６Ａ、２６Ｂのバーナ２６ａの出力が不感帯から外れているか否かをそれぞれ判定され（図３のＳ２を参照）、不感帯から外れている場合には遅延タイマがタイムアップしたか否かを判定され（図３のＳ３を参照）、不感帯の下限値以下の場合には各排気供給制御ダンパ８Ａ、８Ｂを閉じるように動作させ（図３のＳ５を参照）、不感帯の上限値を越えている場合には各排気供給制御ダンパ８Ａ、８Ｂを開くように動作させ（図３のＳ６を参照）、不感帯の上限値と下限値間の範囲の場合には各排気供給制御ダンパ８Ａ、８Ｂを作動させることなくそれまでの状態を維持させる（図３のＳ７を参照）。
【００７２】
この実施の形態では、脱臭炉６から排出されガス加熱用熱交換器１１を通った排気を送るための流路３２の、排熱供給ダクト４８Ａ、４８Ｂとに接続される分岐点よりも上流に、圧力センサまたは風速センサからなる流量測定手段７０が取り付けられている。また、各分岐点の下流にはそれぞれ排熱バランスダンパ９Ａ、９Ｂを有する排熱排出ダクト３４Ａ、３４Ｂがそれぞれ分岐して接続されている。各排熱バランスダンパ９Ａ、９Ｂは、図９に示した制御アルゴリズムにしたがってその開閉動作を制御される。このように構成されていることにより、各ゾーン１Ａ、１Ｂの熱需要に応じて排気供給制御ダンパ８Ａ、８Ｂの開閉動作に伴って、脱臭炉６から送られる排気の流量（風量）が変動するのを、図９に示した上限値と下限値の間の範囲に抑えるよう、それぞれ制御することができる。その結果、各ゾーン１Ａ、１Ｂの排気供給制御ダンパ８Ａ、８Ｂによる、各循環熱風加熱用熱交換器７Ａ、７Ｂへの排気の供給を安定させ、加熱設備全体の温度の制御精度を高めることができる。なお、図６に示した実施の形態においても、後述する他の実施の形態（図７、図８を参照）で説明するように、各ゾーン１Ａ、１Ｂにおける各循環熱風加熱用熱交換器７Ａ、７Ｂの下流に添加空気加熱用熱交換器１３Ａ、１３Ｂをそれぞれ設けることもできる。この場合には、各循環熱風加熱用熱交換器７Ａ、７Ｂを通った後に添加空気加熱用熱交換器１３Ａ、１３Ｂへ供給される排気も安定させることができる。
【００７３】
次に、本発明の加熱設備の温度制御システムの第３の実施の形態を、図７に基づいて説明する。なお、上述した実施の形態と同様または相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分についてのみ説明することとする。
この実施の形態における加熱設備の温度制御システムは、図６に示した実施の形態と同様に、乾燥炉１内が複数のゾーン１Ａ、１Ｂに区分されている。しかしながら、この実施の形態では、図６に示した実施の形態のように機能や目的などによって各ゾーン１Ａ、１Ｂの名称を付けることなく、便宜上、第１ゾーン１Ａおよび第２ゾーン１Ｂと称することとする。第１ゾーン１Ａは、第２ゾーン１Ｂと比較して、熱需要が多いものとする。なお、上述した実施の形態と同様または相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略し、また、各ゾーン１Ａ、１Ｂにおける同じ構成については符号の後にＡ、Ｂを付して区別することとして、異なる部分についてのみ説明することとする。
【００７４】
この実施の形態における各ゾーン１Ａ、１Ｂと対応する加熱手段２Ａ、２Ｂは、図１に示した実施の形態と同様に、間接加熱炉２６Ａ、２６Ｂと間接加熱炉熱交換器２３Ａ、２３Ｂとをそれぞれ備えている。
【００７５】
また、この実施の形態では、脱臭炉６に接続されてガス加熱用熱交換器１１を通る排熱供給ダクト３２は、第１ゾーン１Ａと対応する循環熱風加熱用熱交換器７Ａと、添加空気加熱用熱交換器１３Ａを通って排熱供給制御ダンパ８Ａに接続されており、ガス加熱用熱交換器１１の下流が分岐して、排熱バランスダンパ９を有する排熱排出ダクト３４と接続されている。また、排熱供給制御ダンパ８Ａの下流側には排熱排出ダクト３４Ａが接続されており、排熱排出ダクト３４Ａは、余剰排熱ダンパ６８が先端に設けられているとともに、途中で分岐されて第２ゾーン１Ｂと対応する排熱供給ダクト３２Ｂとなり、第２ゾーン１Ｂと対応する循環熱風加熱用熱交換器７Ｂと、添加空気加熱用熱交換器１３Ｂとを通って、排熱供給制御ダンパ８Ｂに接続されている。そして、排熱供給制御ダンパ８Ｂの下流側は排熱排出ダクト３４Ｂが接続されており、排熱排出ダクト３４Ｂは余剰排熱ダンパ６８を有する余剰排熱ダクト６９と接続されている。また、第１ゾーン１Ａと対応する排熱供給ダクト３２Ａと排熱排出ダクト３４Ａ、および、第２ゾーン１Ｂと対応する排熱供給ダクト３２Ｂと排熱排出ダクト３４Ｂとの間は、それぞれ、排熱送りダンパ６０Ａ、６０Ｂを有する管路６１Ａ、６１Ｂにより接続されている。
【００７６】
次に、本発明の加熱設備の温度制御方法の第３の実施の形態を、図７に示したように構成された加熱設備の温度制御システムを用いる場合により、その作動とともに説明する。なお、上述した実施の形態と同様または相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分についてのみ説明することとする。
本発明における加熱設備は、概略、乾燥炉１内が第１ゾーン１Ａと第２ゾーン１Ｂの複数に区分されており、各ゾーン１Ａ、１Ｂ毎に、加熱手段２Ａ、２Ｂと、循環熱風加熱用熱交換器７Ａ、７Ｂは、図６に示した実施の形態と同様である。そして、この実施の形態では、第１ゾーン１Ａが第２ゾーン１Ｂと比較して熱需要が高い、すなわち設定温度が高いため、脱臭炉６から排出された排気を、第１ゾーン１Ａと対応する循環熱風加熱用熱交換器７Ａに供給し、その後、第２ゾーン１Ｂと対応する循環熱風加熱用熱交換器７Ｂに供給して、各ゾーン１Ａ、１Ｂからその加熱手段２Ａ、２Ｂに送られる熱風に脱臭炉６の排熱を順次伝熱させる。
【００７７】
塗装を終了した自動車のボデーなどのワークＷを焼付け乾燥するに際して、ワークＷは、搬送装置１５により乾燥炉１内を第１ゾーン１Ａから第２ゾーン１Ｂへと移動される。このとき、間接加熱炉２６Ａ、２６Ｂにより、各ゾーン１Ａ、１Ｂに設定された所定の温度にそれぞれ加熱された熱風が熱風循環ファン２５Ａ、２５Ｂによって各ゾーン１Ａ、１Ｂの熱風吹き出しヘッド１６Ａ、１６Ｂに供給されるとともに、各ゾーン１Ａ、１Ｂに設けられた熱風吸い込みヘッド１７Ａ、１７Ｂから吸い込まれて、循環熱風用熱交換器７Ａ、７Ｂを通って再び各ゾーン１Ａ、１Ｂにそれぞれ還流される。この各ゾーン１Ａ、１Ｂから吸い込まれた熱風と各ゾーン１Ａ、１Ｂに還流される熱風の温度をセンサ４Ａ、５Ａおよび４Ｂ、５Ｂにより検知して、この温度に基づいて間接加熱炉２６Ａ、２６Ｂのバーナ２６ａの出力をそれぞれ制御することは、上述した実施の形態と同様である。これと同時に、ワークＷを加熱することにより発生する揮発成分などのガスは、乾燥炉１の入口１ａと第１ゾーンの後端部１ｂ、および、第２ゾーン１Ｂの前端部１ｂと出口１ｃにそれぞれ設けられた捕集ダクト１８から捕集され、捕集ダンパ１９を介して捕集ダクト２０に合流して脱臭炉６に送られ、助燃バーナ５０により燃焼処理される。そして、捕集ダクト２０を介して脱臭炉６に送られるガスは、ガス加熱用熱交換器１１で、脱臭炉６から排出される排気の熱が伝熱されることにより、加熱されてから助燃バーナ５０により燃焼処理される。
【００７８】
第１ゾーン１Ａと対応する加熱手段２Ａは、図３に参照されるように、その間接加熱炉２６Ａのバーナ２６ａの出力が不感帯から外れているか否かをそれぞれ判定され（図３のＳ２を参照）、不感帯から外れている場合には遅延タイマがタイムアップしたか否かを判定され（図３のＳ３を参照）、不感帯の下限値以下の場合には排気供給制御ダンパ８Ａを閉じるように動作させ（図３のＳ５を参照）、不感帯の上限値を越えている場合には排気供給制御ダンパ８Ａを開くように動作させ（図３のＳ６を参照）、不感帯の上限値と下限値間の範囲の場合には排気供給制御ダンパ８Ａを作動させることなくそれまでの状態を維持させる（図３のＳ７を参照）。
【００７９】
その後、第２ゾーン１Ｂと対応する加熱手段２Ｂは、図３に参照されるように、その間接加熱炉２６Ａのバーナ２６ａの出力が不感帯から外れているか否かをそれぞれ判定され（図３のＳ２を参照）、不感帯から外れている場合には遅延タイマがタイムアップしたか否かを判定され（図３のＳ３を参照）、不感帯の下限値以下の場合には排気供給制御ダンパ８Ｂを閉じるように動作させ（図３のＳ５を参照）、不感帯の上限値を越えている場合には排気供給制御ダンパ８Ｂを開くように動作させ（図３のＳ６を参照）、不感帯の上限値と下限値間の範囲の場合には排気供給制御ダンパ８Ｂを作動させることなくそれまでの状態を維持させる（図３のＳ７を参照）。
この実施の形態では、脱臭炉６から排出されガス加熱用熱交換器１１を通った排気を送るための流路の、各ゾーン１Ａ、１Ｂと対応して排熱供給ダクト３２Ａ、３２Ｂに分岐する分岐点３２ａよりも上流に、圧力センサまたは風速センサからなる流量測定手段７０が取り付けられている。また、分岐点３２ａと流量測定手段７０との間には、排熱バランスダンパ９を有する排熱排出ダクト３４が分岐して接続されている。排熱バランスダンパ９は、図９に示した制御アルゴリズムにしたがってその開閉動作を制御される。このように構成されていることにより、各ゾーン１Ａ、１Ｂの熱需要に応じて排気供給制御ダンパ８Ａ、８Ｂの開閉動作に伴って、脱臭炉６から送られる排気の流量（風量）が変動するのを、図９に示した上限値と下限値の間の範囲に抑えるよう、それぞれ制御することができる。その結果、各ゾーン１Ａ、１Ｂの排気供給制御ダンパ８Ａ、８Ｂによる、各循環熱風加熱用熱交換器７Ａ、７Ｂおよび添加空気加熱用熱交換器１３Ａ、１３Ｂへの排気の供給を安定させ、加熱設備全体の温度の制御精度を高めることができる。
【００８０】
このように、この実施の形態では、脱臭炉６から排出された排気を、熱需要が比較的高い第１ゾーン１Ａと対応する循環熱風加熱用熱交換器７Ａに先に供給し、その後、循環熱風加熱用熱交換器７Ａを通った脱臭炉６の排気を、熱需要が比較的低い第２ゾーン１Ｂと対応する循環熱風加熱用熱交換器７Ｂに供給することとした、すなわち、脱臭炉６から排出された排気の熱を、比較的熱需要の多い第１ゾーン１Ａと対応する循環熱風加熱用熱交換器７Ａから、比較的熱需要の少ない第２ゾーン１Ｂと対応する循環熱風加熱用熱交換器７Ｂに、順に供給して乾燥炉１の各ゾーン１Ａ、１Ｂから加熱手段２Ａ、２Ｂに送られる前の熱風に伝熱させて予め加熱することとしたことにより、第１ゾーン１Ａと第２ゾーン２Ａの温度をそれぞれの設定に応じて精度よく制御することができ、また、脱臭炉６の排熱を効率よく回収することができる。
【００８１】
次に、本発明の加熱設備の温度制御システムの第４の実施の形態を図８に基づいて説明する。なお、上述した実施の形態と同様または相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分についてのみ説明することとする。
この実施の形態における加熱設備の温度制御システムは、図７に示した実施の形態と同様に、乾燥炉１内が第１ゾーン１Ａと第２ゾーン１Ｂの複数に区分されている。しかしながら、図７に示した実施の形態では、乾燥炉１内の熱需要が第１ゾーン１Ａと第２ゾーン１Ｂとで異なっており、脱臭炉６から排出された排気の熱を、比較的熱需要の多い第１ゾーン１Ａと対応する循環熱風加熱用熱交換器７Ａから、比較的熱需要の少ない第２ゾーン１Ｂと対応する循環熱風加熱用熱交換器７Ｂに、順に供給するよう構成されていたのに対し、この実施の形態では、乾燥炉１内の熱需要が第１ゾーン１Ａと第２ゾーン１Ｂとで同じであり、脱臭炉６から排出された排気の熱を、第１ゾーン１Ａと対応する循環熱風加熱用熱交換器７Ａと、第２ゾーン１Ｂと対応する循環熱風加熱用熱交換器７Ｂとで、並列に分配供給して、各ゾーン１Ａ、１Ｂからそれぞれ対応する加熱手段２Ａ、２Ｂに送られる熱風にそれぞれ伝熱させるよう構成されている。
【００８２】
この実施の形態における各ゾーン１Ａ、１Ｂと対応する加熱手段２は、図１に示した実施の形態と同様に、間接加熱炉２６Ａ、２６Ｂと間接加熱炉熱交換器２３Ａ、２３Ｂとをそれぞれ備えている。
【００８３】
また、この実施の形態では、脱臭炉６に接続されてガス加熱用熱交換器１１を通る排熱供給ダクト３２は、第１ゾーン１Ａと対応する循環熱風加熱用熱交換器７Ａ、添加空気加熱用熱交換器１３Ａを通って排熱供給制御ダンパ８Ａに接続される排熱供給ダクト３２Ａと、第２ゾーン１Ｂと対応する循環熱風加熱用熱交換器７Ｂ、添加空気加熱用熱交換器１３Ｂを通って排熱供給制御ダンパ８Ｂに接続される排熱供給ダクト３２Ｂとに分岐している。
【００８４】
次に、本発明の加熱設備の温度制御方法の第４の実施の形態を、図８に示したように構成された加熱設備の温度制御システムを用いる場合により、その作動とともに説明する。なお、上述した実施の形態と同様または相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分についてのみ説明することとする。
本発明における加熱設備は、概略、乾燥炉１内が第１ゾーン１Ａと第２ゾーン１Ｂの複数に区分されており、各ゾーン１Ａ、１Ｂ毎に、加熱手段２Ａ、２Ｂと、循環熱風加熱用熱交換器７Ａ、７Ｂと、排気供給制御ダンパ８Ａ、８Ｂを設けておくことは、図７に示した実施の形態と同様である。そして、この実施の形態では、第１ゾーン１Ａと第２ゾーン１Ｂとで、熱需要が同程度であり、脱臭炉６から排出された排気の熱を、第１ゾーン１Ａと対応する循環熱風加熱用熱交換器７Ａと、第２ゾーン１Ｂと対応する循環熱風加熱用熱交換器７Ｂとで、並列に分配供給して、各ゾーン１Ａ、１Ｂからそれぞれ対応する加熱手段２Ａ、２Ｂに送られる熱風にそれぞれ伝熱させる。
【００８５】
塗装を終了した自動車のボデーなどのワークＷを焼付け乾燥するに際して、ワークＷは、搬送装置１５により乾燥炉１内を第１ゾーン１Ａから第２ゾーン１Ｂへと移動される。このとき、間接加熱炉２６Ａ、２６Ｂにより、各ゾーン１Ａ、１Ｂに設定された所定の温度にそれぞれ加熱された熱風が熱風循環ファン２５Ａ、２５Ｂによって各ゾーン１Ａ、１Ｂの熱風吹き出しヘッド１６Ａ、１６Ｂに供給されるとともに、各ゾーン１Ａ、１Ｂに設けられた熱風吸い込みヘッド１７Ａ、１７Ｂから吸い込まれて、循環熱風用熱交換器７Ａ、７Ｂを通って再び各ゾーン１Ａ、１Ｂに還流される。この各ゾーン１Ａ、１Ｂから吸い込まれた熱風と各ゾーン１Ａ、１Ｂに還流される熱風の温度をセンサ４Ａ、５Ａおよび４Ｂ、５Ｂによりそれぞれ検知して、この温度に基づいて間接加熱炉２６Ａ、２６Ｂのバーナ２６ａの出力をそれぞれ制御することは、上述した実施の形態と同様である。
【００８６】
また、これと同時に、ワークＷを加熱することにより発生する揮発成分などのガスは、乾燥炉１の入口１ａと第１ゾーンの後端部１ｂ、および、第２ゾーン１Ｂの前端部１ｂと出口１ｃにそれぞれ設けられた捕集ダクト１８から捕集され、捕集ダンパ１９を介して捕集ダクト２０に合流して脱臭炉６に送られ、助燃バーナ５０により燃焼処理される。そして、捕集ダクト２０を介して脱臭炉６に送られるガスは、ガス加熱用熱交換器１１で、脱臭炉６から排出される排気の熱が伝熱されることにより、加熱されてから助燃バーナ５０により燃焼処理される。燃焼処理され脱臭炉６から排出された排気は、排熱供給ダクト３２を通り、分岐した排熱供給ダクト３２Ａ、３２Ｂに分かれて、それぞれ第１ゾーン１Ａと対応する循環熱風加熱用熱交換器７Ａと、第２ゾーン１Ｂと対応する循環熱風加熱用熱交換器７Ｂとに、並列に分配供給される。
【００８７】
各ゾーン１Ａ、１Ｂと対応する加熱手段２Ａ、２Ｂは、各センサ４Ａ、５Ａ、および、４Ｂ、５Ｂによって検出された熱風の温度に基づいて決定されたその間接加熱炉２６Ａのバーナ２６ａの出力と、不感帯の上限値および下限値とがそれぞれ比較され、この比較に基づいて、排気供給制御ダンパ８Ａ、８Ｂの開度が決定される。一方、排気バランスダンパ９は、図９に示した制御アルゴリズムにしたがってその開閉動作を制御される。この排気バランスダンパ９の開閉動作の制御により、脱臭炉６から送られる排気の流量（風量）を制御することができる。この結果、各ゾーン１Ａ、１Ｂの排気供給制御ダンパ８Ａ、８Ｂによる各循環熱風加熱用熱交換器７Ａ、７Ｂおよび添加空気加熱用熱交換器１３Ａ、１３Ｂへの排気の供給が安定して、加熱設備全体の温度の制御精度を高めることができる。これにより、脱臭炉６から排出された排気が排熱供給ダクト３２Ａ、３２Ｂによりそれぞれ循環熱風加熱用熱交換器７Ａ、７Ｂに分配供給されて、各ゾーン１Ａ、１Ｂから加熱手段２Ａ、２Ｂの間接加熱炉熱交換器２３Ａ、２３Ｂに送られる前の熱風を加熱することが可能となる。そして、脱臭炉６から排出された排気は、排熱供給ダクト３２Ａ、３２Ｂによりそれぞれ循環熱風加熱用熱交換器７Ａ、７Ｂを通った後に、添加空気加熱用熱交換器１３Ａ、１３Ｂに流れるので、各ゾーン１Ａ、１Ｂから加熱手段２Ａ、２Ｂの間接加熱炉熱交換器２３Ａ、２３Ｂへと送られる熱風に空気を添加する場合に、かかる熱風に添加される空気を予め加熱することもでき、したがって、各ゾーン１Ａ、１Ｂに還流させる熱風の温度を精度よく制御することができ、また、脱臭炉６の排熱を効率的に回収することができることから、加熱手段２Ａ、２Ｂの間接加熱炉２６Ａ、２６Ｂの出力を低減させ、その結果、バーナ２６ａに必要な送る燃料の量を低減させて省エネルギー化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、加熱設備として内部に所定の温度の熱風が供給される加熱炉と、この加熱炉から排出した熱風を設定温度となるよう所定の出力で加熱して加熱炉に還流させる加熱手段と、前記加熱炉で発生したガスを捕集して燃焼処理するガス燃焼処理炉と、を備えた加熱設備の温度を制御するものであれば、上述した実施の形態に限定されることはなく、たとえば、加熱することにより素材を発泡させる発泡加熱炉などにも適用することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１：乾燥炉（加熱炉）、  ２：加熱手段、  ３：制御手段、  ４、５：温度センサ、  ６：脱臭炉（ガス燃焼処理炉）、  ７：循環熱風加熱用熱交換器、  ８：排気供給制御ダンパ、  ９：排気バランスダンパ、  １０：ダンパ制御手段、  １１：ガス加熱用熱交換器、  １２：空気添加手段、  １３：添加空気加熱用熱交換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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