【事件の表示】
　特許第２９３６４４９号「蓄熱式交番燃焼バーナシステムを備えた加熱炉の操炉方法」の請求項１ないし３に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第２９３６４４９号の請求項１ないし３に係る特許を取り消す。
【理　由】
１．手続の経緯
　特許第２９３６４４９号に係る発明は、平成５年１０月２５日に特許出願され、平成１１年６月１１日にその特許権の設定登録がなされ、その後、新日本製鐵株式会社より特許異議の申立てがなされ、取消の理由が通知され、その指定期間内である平成１２年１１月２１日に訂正請求がなされたものである。
　
２．訂正の適否についての判断
（１）訂正の内容
ア．訂正事項ａ
　特許請求の範囲の請求項１の記載について、「所定炉温」とあるのを、「蓄熱体出側の配管内に燃焼排ガスの結露が生じない下限の温度」と訂正し、全体を
「【請求項１】　一対のバーナを交互に燃焼させてその燃焼排ガスの熱を非燃焼バーナを通して高温のまま蓄熱体で回収し燃焼用空気の予熱源に使用する蓄熱式交番燃焼バーナシステムを備えた加熱炉において炉を停止し、再び炉の操業を開始する場合に、予め炉温を所定温度まで昇温立ち上げてから操業を開始する操炉方法において、昇温立ち上げ時に、蓄熱体出側の配管内に燃焼排ガスの結露が生じない下限の温度に達するまでは、通常の連続燃焼方式で昇温を行い、このときに発生する全ての燃焼排ガスを炉体に設けられた蓄熱体を備えていない煙道から排出し、蓄熱体出側の配管内に燃焼排ガスの結露が生じない下限の温度に達した以降は、蓄熱交番燃焼方式により昇温を行うことを特徴とする蓄熱式交番燃焼バーナシステムを備えた加熱炉の操炉方法。」と訂正する。
　
イ．訂正事項ｂ
　明細書の段落【００１１】の記載について、「昇温立ち上げ時に、所定炉温に達するまでは、通常の連続燃焼方式で昇温を行い、このときに発生する全ての燃焼排ガスを炉体に設けられた蓄熱体を備えていない煙道から排出し、所定炉温に達した以降」とあるのを、
「昇温立ち上げ時に、蓄熱体出側の配管内に燃焼排ガスの結露が生じない下限の温度に達するまでは、通常の連続燃焼方式で昇温を行い、このときに発生する全ての燃焼排ガスを炉体に設けられた蓄熱体を備えていない煙道から排出し、蓄熱体出側の配管内に燃焼排ガスの結露が生じない下限の温度に達した以降」と訂正する。
　
ウ．訂正事項ｃ
　明細書の段落【００１４】の記載について、「昇温立ち上げ時に、所定炉温（例えば燃焼排ガスの結霧が生じない下限の温度）に達するまでは通常の連続燃焼方式で昇温を行い、このときに発生する全ての燃焼排ガスを炉体に設けられた蓄熱体を備えていない煙道から排出し、所定炉温に達した以降」とあるのを、
「昇温立ち上げ時に、蓄熱体出側の配管内に燃焼排ガスの結露が生じない下限の温度に達するまでは通常の連続燃焼方式で昇温を行い、このときに発生する全ての燃焼排ガスを炉体に設けられた蓄熱体を備えていない煙道から排出し、蓄熱体出側の配管内に燃焼排ガスの結露が生じない下限の温度に達した以降」と訂正する。
　
エ．訂正事項ｄ
　明細書の段落【００２７】の記載について、「昇温立ち上げ時に、所定炉温に達するまでは通常の連続燃焼方式で昇温を行い、このときに発生する全ての燃焼排ガスを炉体に設けられた蓄熱体を備えていない煙道から排出し、定炉温に達した以降」とあるのを、
「昇温立ち上げ時に、蓄熱体出側の配管内に燃焼排ガスの結露が生じない下限の温度に達するまでは通常の連続燃焼方式で昇温を行い、このときに発生する全ての燃焼排ガスを炉体に設けられた蓄熱体を備えていない煙道から排出し、蓄熱体出側の配管内に燃焼排ガスの結露が生じない下限の温度に達した以降」と訂正する。
　
（２）訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　上記訂正事項ａは、「所定炉温」をこれに含まれる事項である「蓄熱体出側の配管内に燃焼排ガスの結露が生じない下限の温度」に変更するものであって、しかも、「蓄熱体出側の配管内に燃焼排ガスの結露が生じない下限の温度」については、願書に添付された明細書の段落【００１４】に「【作用】本発明においては、昇温立ち上げ時に、所定炉温（例えば燃焼排ガスの結露が生じない下限の温度）に達するまでは」と記載されている他、段落【０００３】には「・・・燃焼排ガスの蓄熱体出口温度は、定常状態の操業中の温度（１００〜１５０℃程度）をかなり下回るようになる。このため、排ガス中の水分が凝縮する温度の露点以下となり、結露する可能性が極めて高くなる。」と、また段落【０００４】には「配管内で結露すると、・・・」と記載されているから、特許請求の範囲の減縮を目的とした明細書の訂正に該当し、また、上記訂正事項ｂないしｄは、上記訂正事項ａの特許請求の範囲の減縮を目的とした明細書の訂正と整合するように発明の詳細な説明の記載を訂正するものであるから、明りょうでない記載の釈明を目的とした明細書の訂正に該当し、いずれも、新規事項の追加に該当せず、願書に添付した明細書に記載した事項の範囲内の訂正であって、実質上特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
　
（３）むすび
　したがって、上記ａないしｄの訂正事項は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項で準用する第１２６条第２項及び第３項の規定に適合するので、訂正を認める。
　
　
３．特許異議の申立てについての判断
（１）本件の請求項１ないし３に係る発明
　上記２．で示したように上記訂正が認められるから、本件の請求項１に係る発明（以下、「本件発明１」という。）は、上記訂正に係る訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１に記載されたとおりのものである。（上記２．（１）ア．訂正事項ａ参照。）
　また、本件発明２ないし３は、特許公報に記載されたとおりの次のものである。
【請求項２】昇温立ち上げ時に、加熱炉に設置された全てのバーナを連続燃焼させることを特徴とする請求項１記載の蓄熱式交番燃焼バーナシステムを備えた加熱炉の操炉方法。
【請求項３】加熱炉として、複数のゾーンを有する連続式加熱炉を使用し、連続燃焼方式による昇温により所定炉温に達したゾーンから順次、蓄熱交番燃焼方式に切り換えていくことを特徴とする請求項１または２記載の蓄熱式交番燃焼バーナシステムを備えた加熱炉の操炉方法。
　
（２）引用刊行物に記載された発明
　当審で通知した取消しの理由で引用した刊行物１ないし４には、各々、以下のような事項が記載されている。
　
刊行物１：第８回日本燃焼学会−ＪＦＲＣ合同研究会、平成５年６月１１日「わが国の工業炉におけるリジェネレイティブシステムの実践的活用法」
　
ア．「リジェネレイティブバーナの工業炉での実績は、欧米を中心に２５０基以上あり、使用されたバーナは４０００セットともいわれている。これらの内約半数が反射炉などのアルミ溶解炉であり、残りの大半は圧延加熱炉や鋳造加熱炉など鉄鋼関連である。」（第１頁「概要」第１行目〜第３行目）
　
イ．「図はＡバーナが燃焼している状態を表している。ガスおよび空気はＡバーナに供給され炉内で燃焼した後Ｂバーナを通って外部へ排出される。その際排気ガスは自分の持つ顕熱の大半を蓄熱媒体に与え、排気ファンにより大気に排気される時には排気ガスの温度は２００℃以下となっている。蓄熱部が十分に加熱されると、切り替えシステムが作動しこれまでと反対の動き、つまりＢバーナが燃焼し、Ａバーナから排気となる。この時燃焼用空気はＢの蓄熱媒体から熱を受けとり、高温の予熱空気となってバーナへ供給される。切り替え間隔つまり片側のバーナが燃焼している時間は２０秒から３分程度まて様々てあるが、これは炉内温度やバーナ容量、蓄熱媒体の形状や充填量また希望する予熱空気温度により異なる。」（第５頁Ｆｉｇ１及び第６頁第１行目〜第８行目）
　
ウ．「炉体の初期昇温時も同様であるが昇温を急ぐ時には交番燃焼ではなく、全てのバーナをオンにする必要があり、これをダイレクトモードと呼ぶ。このモードはリジェネレイティブバーナのメンテナンス時や緊急時にも使う事ができる。特に反射炉では、材料の投入時にフラックスの投入も行う事から、過度の蓄熱体への吸引を避けたい場合このモードでの運転がリーズナブルである。この際排気は炉体に設置された補助煙道から排出される。」（第１４頁第２８行目〜第１５頁第１行目）
　
　これらの記載事項によれば、刊行物１には、
「Ａバーナを燃焼させてその燃焼排ガスをＢバーナを通じて排気する際に、その燃焼排ガスの熱を蓄熱媒体で回収し、次に、反対にＢバーナを燃焼させてＡバーナから排気する際に、先に蓄熱媒体で回収した熱を燃焼用空気の予熱源に使用するリジェネレイティブバーナシステムを備えた加熱炉の操炉方法において、炉体の初期昇温時に、全てのバーナをオンにするダイレクトモードで昇温を行い、この時に発生する燃焼排ガスを炉体に設けられた補助煙道から排出する操炉方法。」（以下、「引用発明１」という。）
が記載されていると認められる。
　
刊行物２：ＡＬＵＭＩＮＵＭ　ＩＮＤＵＳＴＲＹ　ＥＮＥＲＧＹ　ＣＯＮＳＥＲＶＡＴＩＯＮ　ＷＯＲＫＳＨＯＰ　Ｘ
ＲＥＧＥＮＥＲＡＴＩＶＥ　ＢＵＲＮＥＲＳ　ＡＳ　ＭＥＬＴＥＲＳ−ＴＨＥＯＲＹ　ＶＳ　ＲＥＡＬＩＴＹ
Ｏｃｔｏｂｅｒ　２０−２１　１９８７
　
エ．第９６頁Ｆｉｇｕｒｅ　５の記載から、「一対のバーナを交互に燃焼させてその燃焼排ガスの熱を非燃焼バーナを通して高温のまま蓄熱体で回収し燃焼用空気の予熱源に使用する蓄熱式交番燃焼バーナシステムを備えた加熱炉」が看取できる。
　
オ．第９８頁第３４行目〜第４０行目、ＦＩｇｕｒｅ　９及びＦｉｇｕｒｅ　１０の記載から、「バーナの燃焼モードをサイクリングモード（一対のバーナを交互に燃焼するモード）とするかダイレクトモード（一対のバーナを同時に燃焼するモード）とするかはモード制御器が決定する。モード切替えは煙道ガス温度に基づく。すなわち、煙道ガス温度が設定値（通常１４００°Ｆと１６００°Ｆとの間）以下であれば、バーナはダイレクトモードで、各々１８，０００，０００Ｂｔｕ／ｈｒで燃焼する。その様子は図９に示される。この場合、可及的最短時間で最大限のＢｔｕを装入物に対し投入するので、あまり効率を犠牲にすることがない。設定値に到達したら、バーナは自動的に通常のツインヘッドサイクリングモードに切り替わり、溶解終了まで燃焼する（図１０）。」点を読み取ることができる。
　
カ．第１００頁Ｆｉｇｕｒｅ　９から、「ダイレクトモードで燃焼する際に発生する全ての燃焼排ガスは炉体に設けられた蓄熱体を備えていない煙道から排出される」点が看取できる。
　
キ．第１０１頁Ｆｉｇｕｒｅ　１０から、「サイクリングモードで燃焼する際に発生する燃焼排ガスは非燃焼バーナを介して排出される」点が看取できる。
　
　これらの記載事項によれば、刊行物２には、
「煙道ガス温度が設定値に達するまではバーナはダイレクトモード（一対のバーナを同時に燃焼するモード）で燃焼させ昇温を行い、その際、発生する燃焼排ガスを炉体に設けられた蓄熱体を備えていない煙道から排出し、温度が設定値に達した以降は通常のサイクリングモード（一対のバーナを交互に燃焼するモード）に切り替えて燃焼させる蓄熱式交番燃焼バーナシステムを備えた加熱炉の操炉方法。」（以下、「引用発明２」という。）
が記載されていると認められる。
　
刊行物３：特許第２５２１３８６号公報
ク．「一連の熱処理を完了するのに十分な長さの１つの炉体を形成し、その炉内を例えば天井から垂下する隔壁状の壁部などによって複数のゾーンに区画し、各ゾーン毎に少なくとも１システム以上、好ましくは対向配置された２基のバーナ間で燃焼ガスのやり取りを行う蓄熱型交番燃焼バーナシステムを２システム以上設置すると共に各ゾーン毎に燃焼ガスを直接炉外へ排出する炉圧制御手段を設けるようにしても良い。」（公報第６欄〜第７欄段落【００１８】）
　
ケ．【図１】から、「蓄熱式交番燃焼バーナシステムを備えた加熱炉の操業方法に関し、ゾーン毎に蓄熱式交番燃焼バーナシステムを備えた連続式加熱炉を使用する方法」が看取できる。
　
コ．「炉圧制御手段５としては、例えば開閉ダンパ６を有するダクト７が採用されている。ダクト７には必要に応じてファン（図示省略）が設けられて誘引排気が行われたり、あるいは煙突が接続されてトンネル効果によって排気するように設けられている。本実施例の場合、・・・、５は集合煙突８にそれぞれ連結されている。」（公報段落【００１３】、【図１】及び【図３】）
　
　これらの記載事項によれば、刊行物３には、以下のとおりの発明が記載されていると認められる。
「蓄熱式交番燃焼バーナシステムを備えた加熱炉の操炉方法において、加熱炉として、複数のゾ−ンを有する連続式加熱炉を使用する方法。」（以下、「引用発明３」という。）
　
刊行物４：特開昭５２−１０７６３６号公報
　「ボイラや炉の起動時もしくは停止時のごときボイラや炉の温度が低いときとか、寒冷時には燃焼排ガス中に含まれる水蒸気が凝縮して排ガスダクト内壁に結露を生じ、ドレンが溜まりやすく運転を妨げるばかりでなく排ガスダクト、バーナやファン等の機器の腐食を生じさせ寿命を早める欠点があった。この発明は前記欠点を除くものであって、・・・本体の保有熱によって停止時及び起動時の水蒸気の凝縮による結露を防止できると共にダクト、バーナ等の腐蝕や運転時の障害を防止するようにしたものである。」（第１頁右下欄第３行目〜第１７行目）
　
　
（３）対比・判断
　本件発明１と引用発明１を対比する。
　引用発明１における「Ａバーナを燃焼させてその燃焼排ガスをＢバーナを通じて排気する際に、その燃焼排ガスの熱を蓄熱媒体で回収し、次に、反対にＢバーナを燃焼させてＡバーナから排気する際に、先に蓄熱媒体で回収した熱を燃焼用空気の予熱源に使用するリジェネレイティブバーナシステム」は、本件発明１における「一対のバーナを交互に燃焼させてその燃焼排ガスの熱を非燃焼バーナを通して高温のまま蓄熱体で回収し燃焼用空気の予熱源に使用する蓄熱式交番燃焼バーナシステム」に相当し、引用発明１における「炉体の初期昇温時」は、本件発明１における「炉を停止し、再び炉の操業を開始する場合に、予め炉温を所定温度まで昇温立ち上げてから操業を開始する」時に相当し、また、本件発明１の実施例に関する段落【００２１】の記載「・・・、通常の連続燃焼方式による昇温が開始される。この際、本実施例では全てのバーナ９を連続燃焼させるように設定して、燃焼排ガスの結露が生じない下限の温度までの昇温時間をできるだけ短縮できるようにしているが、これに限るものではなく、一部のバーナ９あるいは一部のゾーンのバーナ９を連続燃焼させるようにしてもよい。要するに、昇温立ち上げ時は燃焼排ガスを非燃焼バーナを通して系外へ排出しないようにすることが重要であり、所期の目的は達成される。」からみれば、引用発明１における「全てのバーナをオンにするダイレクトモード」は「通常の連続燃焼方式」の態様の一つであることが明らかであるから、本件発明１と引用発明１とは、「一対のバーナを交互に燃焼させてその燃焼排ガスの熱を非燃焼バーナを通して高温のまま蓄熱体で回収し燃焼用空気の予熱源に使用する蓄熱式交番燃焼バーナシステムを備えた加熱炉において炉を停止し、再び炉の操業を開始する場合に、予め炉温を所定温度まで昇温立ち上げてから操業を開始する操炉方法において、昇温立ち上げ時に、通常の連続燃焼方式で昇温を行い、このときに発生する全ての燃焼排ガスを炉体に設けられた煙道から排出する蓄熱式交番燃焼バーナシステムを備えた加熱炉の操炉方法。」である点で一致し、
ア．本件発明１が、通常の連続燃焼方式で昇温を行う時期を「蓄熱体出側の配管内に燃焼排ガスの結露が生じない下限の温度に達するまで」と限定し、「下限の温度に達した以降は、蓄熱交番燃焼方式により昇温を行う」としているのに対し、引用発明１には、通常の連続燃焼方式で昇温を行う上記時期の限定がなく、蓄熱交番燃焼方式に切り替える時点が示されていない点、
イ．昇温立ち上げ時の燃焼排ガスを排出する煙道に関し、本件発明１では「蓄熱体を備えていない」ものと規定しているが、引用発明１では、補助煙道とあるだけで、蓄熱体を備えていないことが示されていない点、
で相違する。
　
　そこで、これらの相違点について検討する。
　
　相違点ア．について
　刊行物４に、解決すべき技術的課題として「ボイラや炉の起動時もしくは停止時のごときボイラや炉の温度が低いときとか、寒冷時には燃焼排ガス中に含まれる水蒸気が凝縮して排ガスダクト内壁に結露を生じ、ドレンが溜まりやすく運転を妨げるばかりでなく排ガスダクト、バーナやファン等の機器の腐食を生じさせ寿命を早める欠点があった。」と記載され、その欠点を解消する結露防止の手段を採用することが示されている以上、およそ炉の操業時、特に昇温時には、ある程度の長さのある排ガス用配管内のどの部位においても結露が生じないこと、すなわち、昇温過程にある配管内の最低温度の部位において結露が生じないように配慮する必要があることは当然に理解されるところであると認められる。
　してみれば、蓄熱体の機能からみて、その出側配管内の温度が入側配管内の温度よりも低いことは当然のことであるから、蓄熱体を介する排ガス用配管を備えたシステムである引用発明１において、昇温過程の結露防止のために蓄熱体出側配管内の最低温度部分でも結露が生ずる最低温度より高くなるようにシステム全体を操作することを想到することは格別困難なことではない。
　そして、そもそも蓄熱式交番燃焼バーナシステムを備えた加熱炉は、熱効率の高い省エネモードでの燃焼が可能な炉として知られている以上、効率の高い操炉方法は当然に追求されるところであり、また、引用発明２には、その効率をあまり犠牲にすることなく迅速な昇温を実現する操炉方法として、「煙道ガス温度が設定値に達するまではバーナはダイレクトモード（一対のバーナを同時に燃焼するモード）で燃焼させ昇温を行い、その際、発生する燃焼排ガスを炉体に設けられた蓄熱体を備えていない煙道から排出し、温度が設定値に達した以降は通常のサイクリングモード（一対のバーナを交互に燃焼するモード）に切り替えて燃焼させる蓄熱式交番燃焼バーナシステムを備えた加熱炉の操炉方法。」が開示されているから、蓄熱式交番燃焼バーナシステムを備えた加熱炉の操業、特に昇温に際して、熱効率の高さを可及的最大限に発揮させることを前提として、昇温時間の短縮により生産性の向上を図ることと、昇温時の排ガス配管内の結露防止により装置寿命の長期化を図ることとの兼ね合いで、ダイレクトモード（通常の連続燃焼方式）とサイクリングモード（蓄熱交番燃焼方式）とを切り替える温度を設定し、通常の連続燃焼方式で昇温を行う時期を「蓄熱体出側の配管内に燃焼排ガスの結露が生じない下限の温度に達するまで」とし、上記「下限の温度に達した以降は、蓄熱交番燃焼方式により昇温を行う」ようにすることは当業者が容易になし得るものである。
　
　相違点イ．について
　排ガス用煙道に関し、引用発明１においては、昇温を急ぐ時の運転モードとして、全てのバーナをオンにするダイレクトモードが説明され、特に過度の蓄熱体への吸引を避けたい場合に合理的であると説明された上で、この際の排気として炉外に設置された補助煙道に言及されていることから、蓄熱式交番燃焼バーナシステムを定常運転する際には使用されることがないこの補助煙道にあえて蓄熱体を設けることは示唆されておらず、むしろ、蓄熱体を備えない煙道を設けることが示唆されているものと認められる。
　この点に関しては、刊行物２の第１００頁Ｆｉｇｕｒｅ　９から、前記３．（２）カ．のとおり、「ダイレクトモードで燃焼する際に発生する全ての燃焼排ガスは炉体に設けられた蓄熱体を備えていない煙道から排出される」点が看取でき、また、刊行物３には、炉圧制御手段としてではあるが、各炉には集合煙突に連結するダクトが設けられた蓄熱型交番燃焼バーナシステムが記載されており、蓄熱体を備えていない煙道としてのダクトは通常のものであるから、引用発明１が、煙道に「蓄熱体を備えていない」ことを積極的に排除しているとは認められない。したがって、本件発明１は、「蓄熱体を備えていない」点で引用発明１と実質的に相違するものではない。
　
　相違点ア．及びイ．については以上のとおりであるから、本件発明１は刊行物１〜４に記載された発明に基づいて容易に発明をすることができたものである。
　
　
　本件発明２に関しては次のとおりである。
  刊行物１には、前記３．（２）ウ．のとおり、「炉体の初期昇温時も同様であるが昇温を急ぐ時には交番燃焼ではなく、全てのバーナをオンにする必要があり、これをダイレクトモードと呼ぶ。」点が記載され、また、刊行物２には、前記３．（２）オ．のとおり、「煙道ガス温度が設定値（通常１４００°Ｆと１６００°Ｆとの間）以下であれば、バーナはダイレクトモードで、各々１８，０００，０００Ｂｔｕ／ｈｒで燃焼する。」点が記載されているから、本件発明１の蓄熱式交番燃焼バーナシステムを備えた加熱炉の操炉方法に関し、その昇温立ち上げ時に「全てのバーナを連続燃焼させる」点を規定した本件発明２は本件発明１と同様の理由により当業者の容易になし得たものである。
　
　
　また、本件発明３に関しては次のとおりである。
　引用発明３には、「蓄熱式交番燃焼バーナシステムを備えた加熱炉の操炉方法において、加熱炉として、複数のゾ−ンを有する連続式加熱炉を使用する方法。」が開示されており、そして、蓄熱式交番燃焼バーナシステムを備えた加熱炉は省エネルギーの観点から熱効率を高めた装置であり、その操業においても熱エネルギー効率の可及的最大化を図ることは当然に指向されるところであるから、加熱炉として、引用発明３のような複数のゾ−ンを有する連続式加熱炉を使用する場合に、「連続燃焼方式による昇温により所定炉温に達したゾーンから順次、蓄熱交番燃焼方式に切り換えていく」本件発明３の操炉方法を採用することは当業者が適宜なし得るものである。
　
　
（４）むすび
　以上のとおり、本件発明１〜３は、上記刊行物１〜４に基いて当業者が容易に発明することができたものであるから、本件発明１〜３の特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反してされたものであり、同第１１３条第２号に該当し、取り消されるべきものである。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１３年５月２５日（２００１．５．２５）
【訂正の要旨】
特許第２９３６４４９号に関する訂正の要旨
　本件訂正請求は、次のａないしｄの訂正事項をその内容とするものである。
１．訂正事項ａ
　特許請求の範囲の減縮を目的として、特許請求の範囲の請求項１の記載について、「所定炉温」とあるのを、「蓄熱体出側の配管内に燃焼排ガスの結露が生じない下限の温度」と訂正し、全体を
「【請求項１】　一対のバーナを交互に燃焼させてその燃焼排ガスの熱を非燃焼バーナを通して高温のまま蓄熱体で回収し燃焼用空気の予熱源に使用する蓄熱式交番燃焼バーナシステムを備えた加熱炉において炉を停止し、再び炉の操業を開始する場合に、予め炉温を所定温度まで昇温立ち上げてから操業を開始する操炉方法において、昇温立ち上げ時に、蓄熱体出側の配管内に燃焼排ガスの結露が生じない下限の温度に達するまでは、通常の連続燃焼方式で昇温を行い、このときに発生する全ての燃焼排ガスを炉体に設けられた蓄熱体を備えていない煙道から排出し、蓄熱体出側の配管内に燃焼排ガスの結露が生じない下限の温度に達した以降は、蓄熱交番燃焼方式により昇温を行うことを特徴とする蓄熱式交番燃焼バーナシステムを備えた加熱炉の操炉方法。」と訂正する。
２．上記訂正事項ａの特許請求の範囲の減縮を目的とした明細書の訂正と整合するように発明の詳細な説明の記載を訂正するべく、明りょうでない記載の釈明を目的とした下記事項ｂないしｄ。
　訂正事項ｂ
　明細書の段落【００１１】の記載について、「昇温立ち上げ時に、所定炉温に達するまでは、通常の連続燃焼方式で昇温を行い、このときに発生する全ての燃焼排ガスを炉体に設けられた蓄熱体を備えていない煙道から排出し、所定炉温に達した以降」とあるのを、
「昇温立ち上げ時に、蓄熱体出側の配管内に燃焼排ガスの結露が生じない下限の温度に達するまでは、通常の連続燃焼方式で昇温を行い、このときに発生する全ての燃焼排ガスを炉体に設けられた蓄熱体を備えていない煙道から排出し、蓄熱体出側の配管内に燃焼排ガスの結露が生じない下限の温度に達した以降」と訂正する。
　訂正事項ｃ
　明細書の段落【００１４】の記載について、「昇温立ち上げ時に、所定炉温（例えば燃焼排ガスの結霧が生じない下限の温度）に達するまでは通常の連続燃焼方式で昇温を行い、このときに発生する全ての燃焼排ガスを炉体に設けられた蓄熱体を備えていない煙道から排出し、所定炉温に達した以降」とあるのを、
「昇温立ち上げ時に、蓄熱体出側の配管内に燃焼排ガスの結露か生じない下限の温度に達するまでは通常の連続燃焼方式で昇温を行い、このときに発生する全ての燃焼排ガスを炉体に設けられた蓄熱体を備えていない煙道から排出し、蓄熱体出側の配管内に燃焼排ガスの結露が生じない下限の温度に達した以降」と訂正する。
　訂正事項ｄ
　明細書の段落【００２７】の記載について、「昇温立ち上げ時に、所定炉温に達するまでは通常の連続燃焼方式で昇温を行い、このときに発生する全ての燃焼排ガスを炉体に設けられた蓄熱体を備えていない煙道から排出し、定炉温に達した以降」とあるのを、
「昇温立ち上げ時に、蓄熱体出側の配管内に燃焼排ガスの結露が生じない下限の温度に達するまでは通常の連続燃焼方式で昇温を行い、このときに発生する全ての燃焼排ガスを炉体に設けられた蓄熱体を備えていない煙道から排出し、蓄熱体出側の配管内に燃焼排ガスの結露が生じない下限の温度に達した以降」と訂正する。
（５４）【発明の名称】
蓄熱式交番燃焼バーナシステムを備えた加熱炉の操炉方法
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　一対のバーナを交互に燃焼させてその燃焼排ガスの熱を非燃焼バーナを通して高温のまま蓄熱体で回収し燃焼用空気の予熱源に使用する蓄熱式交番燃焼バーナシステムを備えた加熱炉において炉を停止し、再び炉の操業を開始する場合に、予め炉温を所定温度まで昇温立ち上げてから操業を開始する操炉方法において、
　昇温立ち上げ時に、
蓄熱体出側の配管内に燃焼排ガスの結露が生じない下限の温度
　
蓄熱体出側の配管内に燃焼排ガスの結露が生じない下限の温度
　【請求項２】　昇温立ち上げ時に、加熱炉に設置された全てのバーナを連続燃焼させることを特徴とする請求項１記載の蓄熱式交番燃焼バーナシステムを備えた加熱炉の操炉方法。
　【請求項３】　加熱炉として、複数のゾーンを有する連続式加熱炉を使用し、連続燃焼方式による昇温により所定炉温に達したゾーンから順次、蓄熱交番燃焼方式に切換えていくことを特徴とする請求項１または請求項２記載の蓄熱式交番燃焼バーナシステムを備えた加熱炉の操炉方法。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【産業上の利用分野】
　本発明は、蓄熱式交番燃焼バーナシステムを備えた加熱炉において炉の昇温立ち上げ時に発生する排ガスの結露を防止し、かつ立ち上げ時間を短縮できる操炉方法に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】
　近年開発された蓄熱式交番燃焼バーナシステムは、一対のバーナを交互に燃焼させてその燃焼排ガスの熱を非燃焼バーナを通して高温のまま蓄熱体で回収し、燃焼用空気の予熱源に使用するので、従来の加熱バーナシステムに比べて熱効率が非常に高くなる。即ち、蓄熱体出口から系外へ排出される燃焼排ガスの温度を１００〜１５０℃程度のかなり低い温度にすることが可能であり、その結果、排ガス熱損失が小さくなる。
　【０００３】
　しかしながら、熱効率の面で優れたこの特性が、炉の立ち上げ時に問題を生じる。ここで、炉の立ち上げとは、炉を停止した後、しばらく時間が経過し、再び炉の操業を開始しようとするとき、炉が冷えた状態から目標の炉温まで、炉に設置されたバーナにより昇温する工程をいう。この立ち上げ時は、炉内が冷えた状態（長時間停止した場合は室温近くになる）にあるため、燃焼排ガスの温度が降下しやすく、蓄熱体に吸引される燃焼排ガスの温度は通常操業時よりかなり低下する。また、炉体と同様に蓄熱体そのものも冷えているため、蓄熱体内を流れる燃焼排ガスの冷却熱量も通常より大きくなり、温度は低下傾向となる。更に、蓄熱体そのものが燃焼排ガスの顕熱を充分に吸収するように設計されており、前述の２点の影響とあわせた相乗効果で燃焼排ガスの蓄熱体出口温度は、定常状態の操業中の温度（１００〜１５０℃程度）をかなり下回るようになる。このため、排ガス中の水分が凝縮する温度の露点以下となり、結露する可能性が極めて高くなる。
　【０００４】
　配管内で結露すると、凝縮した水分により配管や弁の内面の金属が酸化され、スケールが発生する。このスケール片が弁の可動部の隙間などに詰まって、噛み込み状態となり、弁の正常な作動が困難となる。この状態が進行すると、弁が作動しなくなったり、弁体の損傷が生ずるようになる。また、スケールの発生が局部的に集中すると、配管の損傷が著しくなり、配管に亀裂や穴が発生してしまう。
　【０００５】
　このような問題は、硫黄、窒素分の比較的多い燃料を用いる場合、影響が大きくなる。即ち、燃焼排ガス中の酸化硫黄、酸化窒素と水分が、結露した際に反応して酸液を生成する。この酸液が、配管、弁内面の金属を急速に腐食する。この酸液による腐食の速度は、水分だけによる腐食速度よりはるかに大きく、損傷の進行は早まることになる。特に、炉が長時間停止する場合は、結露した水分がドレインとして配管、弁に溜まり易く、影響が更に大きくなる。
　【０００６】
　そこで、このような問題への対策として、従来は炉の操業停止中に、間歇的にバーナを燃焼させてドレインの発生を抑制する方法や、例えば特開昭６２ー１５５９２２号公報に開示されているように、生成ドレインを物理的に系外へ除去する方法を採用し、問題の解決を図っている。
　【０００７】
　【発明が解決しようとする課題】
　しかしながら、操業停止中の間歇運転は、応急的な対策でドレインの発生を完全に防止することは無理であるばかりでなく、間歇運転そのものも常時可能であるとは限らない。
　【０００８】
　また、ドレインの系外への除去についても、全てのドレインを排出することは不可能であるし、ドレイン抜き弁そのものの詰まり、腐食などの問題もある。
　【０００９】
　いずれにしても、従来の排ガス結露対策では問題の解決が不充分であり、燃焼排ガスが流れる系統の配管補修、弁の取換えなどを短い周期で行わざるを得なかった。
　【００１０】
　本発明は、叙上の点に鑑み、蓄熱式交番燃焼バーナシステムの利点を損なうことなしに、結露を生じさせず、かつ炉の立ち上げ時間の短縮化が図れる蓄熱式交番燃焼バーナシステムを備えた加熱炉の操炉方法を提供することを目的とする。
　【００１１】
　【課題を解決するための手段】
　本発明の蓄熱式交番燃焼バーナシステムを備えた加熱炉の操炉方法は、下記の構成からなるものである。すなわち、一対のバーナを交互に燃焼させてその燃焼排ガスの熱を非燃焼バーナを通して高温のまま蓄熱体で回収し燃焼用空気の予熱源に使用する蓄熱式交番燃焼バーナシステムを備えた加熱炉において炉を停止し、再び炉の操業を開始する場合に、予め炉温を所定温度まで昇温立ち上げてから操業を開始する操炉方法において、昇温立ち上げ時に、
蓄熱体出側の配管内に燃焼排ガスの結露が生じない下限の温度
蓄熱体出側の配管内に燃焼排ガスの結露が生じない下限の温度
　【００１２】
　また、昇温立ち上げ時には、加熱炉に設置された全てのバーナを連続燃焼させるものとする。
　【００１３】
　また、加熱炉としては、複数のゾーンを有する連続式加熱炉を使用し、連続燃焼方式による昇温により所定炉温に達したゾーンから順次、蓄熱交番燃焼方式に切換えていくものとする。
　【００１４】
　【作用】
　本発明においては、昇温立ち上げ時に、
蓄熱体出側の配管内に
に達
蓄熱体出側の配管内に燃焼排ガスの結露が生じない下限の温度
　【００１５】
　また、本発明においては、昇温立ち上げ時に、加熱炉に設置された全てのバーナを連続燃焼させるようにしているので、原理上、炉に設置されたバーナ総数の中で最大半分のバーナしか燃焼させることができない蓄熱交番燃焼方式に比べて燃焼するバーナの個数を増やすことができる（最大２倍にできる）。このため、所定炉温までの昇熱時間を短縮でき、これによって総昇熱時間も短縮できる。
　【００１６】
　また、本発明において、加熱炉として、複数のゾーンを有する連続式加熱炉を使用し、連続燃焼方式による昇温により所定炉温に達したゾーンから順次、蓄熱交番燃焼方式に切換えていくことの理由は、昇温立ち上げ時に、燃焼排ガスを炉体に設けられた煙道から排出することにより、例えば燃焼排ガスを全て連続式加熱炉の一端側の炉尻付近（被加熱物の装入部付近）へ流すことができるので、各ゾーン間でのガス流が発生しにくい蓄熱式交番燃焼バーナシステムを使用した連続式加熱炉であっても、従来のバーナシステム（蓄熱式交番燃焼バーナシステムでない）からなる連続式加熱炉と同様に、燃焼排ガスが流れる距離あるいは時間を比較的長くとることができること、および所定炉温に達した後に蓄熱交番燃焼方式に切換えることにより、熱効率の面で優れた蓄熱式交番燃焼バーナシステムの利点が活かされることによる効果が大きいからである。したがって、蓄熱式交番燃焼バーナシステムを備えた加熱炉であれば、単一炉方式の加熱炉やバッチ式の加熱炉にも本発明の操炉方法を適用することができる。
　【００１７】
　【実施例】
　以下、図示実施例に基づき本発明を説明する。
　図１は本発明の一実施例による蓄熱式交番燃焼バーナシステムを備えた加熱炉の操炉方法を説明するための連続式加熱炉の概略構成を示すブロック図である。また、図２及び図３はその連続式加熱炉の単位炉毎に装備された蓄熱式交番燃焼バーナシステムを示す概略構成図であり、図２は単位炉の側面断面図、図３は単位炉の正面図である。
　【００１８】
　連続式加熱炉１は、被加熱物Ｗの装入口３と搬出口４を有する単位炉２を複数個連結して構成したものである。本実施例では４個の単位炉２からなっており、したがって被加熱物を連続的に加熱する４個のゾーンを有する。
　単位炉２には、炉体の上部及び下部に、並びに各部の左右に、それぞれ一対の蓄熱式燃焼バーナ９が炉長方向に対向して設置されている。そして各バーナ９は、図２、図３に示すように、バーナ本体に設けた蓄熱体１１を通して供給された燃焼用予熱空気と、燃料とを混合する空間１０を有し、さらに各々一対のバーナ９は周期的に交互に燃焼と排気を行うようになっており、一方のバーナ９が燃焼を停止し、一つの四方弁１４で排気ガスをそのバーナの蓄熱体１１を通して炉から引き出している間に、他方のバーナ９が燃焼を開始し、高温の燃焼ガスを炉内部に向けて吹き出すようになっている。なお、図３において、１２は押込みファン１５により燃焼用空気を供給する空気供給系、１３は誘引ファン１６により排気ガスの排出を行う排気ガス排気系で、空気供給系１２と排気ガス排気系１３に四方弁１４を設けている。１８はスライドスプール形の方向制御弁１７を介して燃料を供給する燃料供給系である６方向制御弁１７は、図４乃至図６に示す如く、スプール１７ａが３段階に切換えられるようになっている。つまり、一対のバーナ９の双方に燃料を供給する位置（図４）と、一対のバーナ９のうちの一方に燃料を供給する位置（図５）と、一対のバーナ９のうちの他方に燃料を供給する位置（図６）とに切換え可能となっている。また、図１、図２において、５は単位炉２毎に設けた炉圧制御手段で、集合煙突８に連通するダクト７に設けたダンパー６の開度を調節し、通常操業時においては各ゾーンの炉圧を一定に制御するとともに、炉の立ち上げ時には連続式加熱炉１の炉尻付近のダンパー６のみを開にして、燃焼排ガスが全て炉内を炉尻付近へ流れるように制御するものである。
　【００１９】
　以上のように構成された蓄熱式交番燃焼バーナシステム１００を少なくとも一対以上、単位炉２毎に設置して、図１に示すように連続式加熱炉１を構成する。したがって、連続式加熱炉１の各ゾーンは単位炉２毎に構成され、蓄熱交番燃焼方式による燃焼時には蓄熱式交番燃焼バーナ９により前後の隣接ゾーンへ排気ガスが流出することがほとんどないものとなる。
　また、各ゾーンの蓄熱式交番燃焼バーナシステム１００毎に、バーナ９に供給する燃料を制御する燃料流量制御装置１０１が設けられている。燃料流量制御装置１０１は、燃料投入設定手段１０２からの燃焼パターン信号に基づき、蓄熱式交番燃焼バーナシステム１００に燃料流量制御信号を出力するとともに、炉圧制御手段５に対し、現在の燃料投入パターンが連続燃焼パターン（炉の立ち上げ）であるか蓄熱交番燃焼パターン（通常操業）であるかを知らせるよう構成されている。
　【００２０】
　燃料投入設定手段１０２は、立ち上げ判定手段１０３と、燃料投入パターン演算手段１０４とから構成される。
　立ち上げ判定手段１０３は、各ゾーン毎に設けた図示しない温度センサからの各炉内温度情報１０５と切換え温度設定値（例えば燃焼排ガスの結露が生じない下限の温度）とを順次比較し、炉内温度が切換え温度設定値より低い場合には立ち上げと判定し、燃料投入パターン演算手段１０４に対してそのゾーンの番号と立ち上げであることを知らせる信号を出力するとともに、炉内温度が切換え温度設定値より高い場合には、燃料投入パターン演算手段１０４に対してそのゾーンの番号と交番燃焼許可信号を出力するものである。
　燃料投入パターン演算手段１０４は、立ち上げ判定手段１０３から立ち上げであることを知らせる信号と対応するゾーンの番号が入力すると、そのゾーン内の蓄熱式交番燃焼バーナシステム１００の燃料流量制御装置１０１に対して燃料投入パターンを通常の連続燃焼パターンとするよう設定するとともに、立ち上げ判定手段１０３から交番燃焼許可信号と対応するゾーンの番号が入力すると、そのゾーン内の蓄熱式交番燃焼バーナシステム１００の燃料流量制御装置１０１に対して燃料投入パターンを蓄熱交番燃焼パターンとするよう設定するものである。
　【００２１】
　したがって、本実施例において、炉を停止し、暫く時間が経過した後、再び炉の操業を開始する場合には、昇温立ち上げであることが立ち上げ判定手段１０３によって自動的に判定され、その判定結果に基づいて燃料投入パターン演算手段１０４が各蓄熱式交番燃焼バーナシステム１００の燃料流量制御装置１０１に対してそれぞれの燃料投入パターンを通常の連続燃焼パターンとするよう設定する。そして燃料流量制御装置１０１の制御により蓄熱式交番燃焼バーナシステム１００のバーナ９に供給する燃料が制御され、通常の連続燃焼方式による昇温が開始される。この際、本実施例では全てのバーナ９を連続燃焼させるように設定して、燃焼排ガスの結露が生じない下限の温度までの昇熱時間をできるだけ短縮できるようにしているが、これに限るものでなく、一部のバーナ９あるいは一部のゾーンのバーナ９を連続燃焼させるようにしてもよい。要するに、昇温立ち上げ時は燃焼排ガスを非燃焼バーナを通して系外へ排出しないようにすることが重要であり、所期の目的は達成される。
　【００２２】
　通常の連続燃焼方式による昇温が開始されると、これに同期して炉圧制御手段５は、集合煙突８に連通する各ダクト７に設けたダンパー６のうち、連続式加熱炉１の炉尻付近のダンパー６のみを開にし、それ以外のダンパー６を全て閉にし、燃焼排ガスが全てのゾーンを通過して炉尻付近へ流れるように制御する。これにより、燃焼排ガスが流れる距離あるいは時間が比較的長くとれ、更に昇温立ち上げ時の炉体内部は冷えていて、炉体内を通過する燃焼排ガスからの熱吸収効率が極めてよいため、効率よく昇温が行われる。また、燃焼排ガスは炉尻付近のダンパー６から蓄熱体を備えていない集合煙突８を経て高温のまま排出されるので、集合煙突８内での結露の発生も防止される。
　【００２３】
　立ち上げ判定手段１０３は、常に各ゾーン毎の炉内温度情報１０５と切換え温度設定値とを比較してみているので、連続燃焼方式による昇温で炉内温度が切換え温度設定値より高くなったか否かを各ゾーン毎に判定でき、炉内温度が切換え温度設定値より高くなったと判定されたゾーンから順次、燃料投入パターン演算手段１０４に対して知らせることができる。燃料投入パターン演算手段１０４は、立ち上げ判定手段１０３の判定結果に基づいて順次、切換え温度設定値に達したゾーンの蓄熱式交番燃焼バーナシステム１００の燃料流量制御装置１０１に設定する燃料投入パターンを通常の連続燃焼パターンから蓄熱交番燃焼パターンに切換えさせる。そして燃料流量制御装置１０１の制御により蓄熱式交番燃焼バーナシステム１００のバーナ９に供給する燃料が制御され、切換え温度設定値に達したゾーンから順次、燃焼方式が蓄熱交番燃焼方式に切換えられる。このようにして、燃焼方式が通常の連続燃焼方式から順次、蓄熱交番燃焼方式に切換えられ、最後のゾーンが切換え温度設定値に達したら、全ゾーンが蓄熱交番燃焼方式による昇熱状態となり、熱効率の面で優れた蓄熱式交番燃焼バーナシステムの利点が活かされ、従来に比し総昇熱時間も短縮される。
　【００２４】
　また、昇温立ち上げ時に一部のゾーンのバーナ９を連続燃焼させるようにしている場合は、燃焼ゾーンの炉温が切換え温度設定値に達し、この燃焼ゾーンの燃焼方式が連続燃焼方式から蓄熱交番燃焼方式に切換えられた時点で、非燃焼ゾーンの一部を点火して通常の連続燃焼方式で燃焼させ、この方式で順次、切換え、点火を行っていき、最後のゾーンが切換え温度設定値に達したとき、全ゾーンが蓄熱交番燃焼方式による昇熱状態となるようにしてもよい。
　【００２５】
　ところで、前述した実施例では本発明の操炉方法を連続式加熱炉に用いたものを示したが、蓄熱式交番燃焼バーナシステムを備えた加熱炉であればそれ以外の方式の加熱炉、例えば単一炉方式の加熱炉やバッチ式の加熱炉にも本発明の操炉方法を適用することができる。この場合、昇温立ち上げ時の連続燃焼方式による燃焼排ガスが流れる距離は長くとれないが、燃焼量を低減すれば燃焼排ガスの容量が小さくなるので、炉内通過時間が増大し、熱交換量を増すことができる。その結果、熱効率の改善が期待できる。即ち、昇熱時間の短縮を図りながら熱効率の調節も可能となる訳で、両者の優先比重をある範囲で任意に選択できる。また、熱効率が劣ることになったとしても、ある定められた炉温（切換え温度設定値）までの昇熱の範囲だけであり、最終目標炉温までの全体の昇熱を対象とした熱効率は実質的に従来の加熱方式（全昇熱が蓄熱式交番燃焼によるもの）と差がないものとなる。
　【００２６】
　最終目標炉温に達するまでに本発明の操炉方法を適用した場合と従来の加熱方式による場合とでどのくらいの時間を要したかを具体的に比較して示したのが図７である。図７は縦軸に炉温を、横軸に時間を取ったもので、本発明の操炉方法によるものを実線で、従来の加熱方式によるものを破線で示してある。また、切換え温度設定値を６００℃、最終目標炉温を１２００℃に設定し、本発明の操炉方法では切換え温度設定値までの立ち上げ時に各ゾーンの全てのバーナを連続燃焼させ、従来の加熱方式では最終目標炉温に達するまでの全昇熱を各ゾーンの全てのバーナを蓄熱式交番燃焼させることにより行ったものである。図から明らかなように、最終目標炉温（１２００℃）に達するまでに、従来の加熱方式では８時間必要としていたのに対し、本発明の操炉方法を用いた場合には７時間となり、１０％強の時間短縮効果が得られた。
　【００２７】
　【発明の効果】
　以上述べたように、本発明によれば、昇温立ち上げ時に、
蓄熱体出側の配管内に燃焼排ガスの結露が生じない下限の温度
蓄熱体出側の配管内に燃焼排ガスの結露が生じない下限の温度
　【００２８】
　また、本発明によれば、昇温立ち上げ時に、加熱炉に設置された全てのバーナを連続燃焼させるようにしたので、原理上、炉に設置されたバーナ総数の中で最大半分のバーナしか燃焼させることができない蓄熱交番燃焼方式に比べて燃焼するバーナの個数を増やすことができる（最大２倍にできる）とともに、所定炉温までの昇熱時間を短縮でき、これによって総昇熱時間も短縮することができる。
　【００２９】
　また、本発明によれば、加熱炉として、複数のゾーンを有する連続式加熱炉を使用し、連続燃焼方式による昇温により所定炉温に達したゾーンから順次、蓄熱交番燃焼方式に切換えていくようにしたので、昇温立ち上げ時の連続燃焼による燃焼排ガスを、例えば連続式加熱炉の一端側の炉尻付近（被加熱物の装入部付近）へ流すことができ、各ゾーン間でのガス流が発生しにくい蓄熱式交番燃焼バーナシステムを使用した連続式加熱炉であっても、従来のバーナシステム（蓄熱式交番燃焼バーナシステムでない）からなる連続式加熱炉と同様に、燃焼排ガスが流れる距離あるいは時間を比較的長くとることができるとともに、熱効率の面で優れた蓄熱式交番燃焼バーナシステムの利点を活かすことができる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　本発明の一実施例による蓄熱式交番燃焼バーナシステムを備えた加熱炉の操炉方法を説明するための連続式加熱炉の概略構成を示すブロック図である。
　【図２】
　図１の連続式加熱炉の単位炉の断面側面図である。
　【図３】
　図２の単位炉の正面図である。
　【図４】
　図２の単位炉の燃料供給系内に配置された方向制御弁を拡大して示す断面図である。
　【図５】
　図４の方向制御弁の異なる態様を示す断面図である。
　【図６】
　図４の方向制御弁の異なる態様を示す断面図である。
　【図７】
　最終目標炉温に達するまでに要する時間を本発明の操炉方法によるものと従来の加熱方式によるものとで比較して示す線図である。
　【符号の説明】
　１　連続式加熱炉
　６　ダンパー
　７　ダクト
　８　集合煙突
　９　蓄熱式燃焼バーナ
　１１　蓄熱体
　１００　蓄熱式交番燃焼バーナシステム
　１０１　燃料流量制御装置
　１０２　燃料投入設定手段
　１０３　立ち上げ判定手段
　１０４　燃料投入パターン演算手段