(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主燃焼用燃料と主燃焼用空気とが供給されてメイン火炎を形成する複数のメインバーナーを有し、各々の該メインバーナーが、メイン火炎を点火するためのパイロット火炎を形成するパイロットバーナーを有すると共に、複数の該各パイロットバーナーに、パイロット燃料供給源からパイロット燃料を供給する単一のパイロット燃料供給本管及びパイロット空気を供給する単一のパイロット空気供給本管が接続され、該パイロット燃料供給源に近い側よりも離れた位置の該各パイロットバーナーが、パイロット燃料が流れていくのに時間がかかり点火が遅くなる工業用炉であって、
上記単一のパイロット燃料供給本管に設けられ、パイロット燃料の供給を遮断可能なバルブと、
フロースイッチを有し、主燃焼用空気の流量を計測し、測定された主燃焼用空気の流量が設定値よりも少ないと直接上記バルブに閉じる信号を発する主燃焼空気流量計測器と、
炉内雰囲気中の燃料ガス濃度が燃焼下限値以上とならないように、上記パイロットバーナーの点火動作前に、主燃焼用空気の流量を調整する流量調整ダンパーと、
各々の上記パイロットバーナーに、上記単一のパイロット燃料供給本管からパイロット燃料を供給すると共に上記単一のパイロット空気供給本管からパイロット空気を供給してパイロット火炎を形成するときに、上記メインバーナーに主燃焼用空気を供給し、かつ、上記主燃焼空気流量計測器からの上記バルブを開く信号に基づき、
Ｘａ／（Ｘａ＋Ｙ）≧Ｚ    式（１）
ここで、Ｘａ：想定されるパイロット燃料の最大流量
Ｙ  ：上記主燃焼空気流量計測器で計測された主燃焼用空気の流量
Ｚ  ：燃焼下限値
により、炉内雰囲気中の燃料ガス濃度が該燃焼下限値より小さく上記式（１）を満たさないときだけ、該主燃焼空気流量計測器から発信される上記バルブを開く信号で、上記各パイロットバーナーにパイロット燃料を供給し、上記式（１）を満たすときには、該主燃焼用空気流量計測器から直接該バルブに閉じる信号を発するようにしてパイロット火炎の形成動作を停止する制御機構とを備えたことを特徴とする工業用炉。
【請求項２】
主燃焼用燃料と主燃焼用空気とが供給されてメイン火炎を形成する複数のメインバーナーを有し、各々の該メインバーナーが、メイン火炎を点火するためのパイロット火炎を形成するパイロットバーナーを有すると共に、複数の該各パイロットバーナーに、パイロット燃料供給源からパイロット燃料を供給する単一のパイロット燃料供給本管及びパイロット空気を供給する単一のパイロット空気供給本管が接続され、該パイロット燃料供給源に近い側よりも離れた位置の該各パイロットバーナーが、パイロット燃料が流れていくのに時間がかかり点火が遅くなる工業用炉であって、
上記単一のパイロット燃料供給本管に設けられ、パイロット燃料の供給を遮断可能なバルブと、
フロースイッチを有し、主燃焼用空気の流量を計測し、測定された主燃焼用空気の流量が設定値よりも少ないと直接上記バルブに閉じる信号を発する主燃焼空気流量計測器と、
パイロット燃料の流量を計測するパイロット燃料流量計測器と、
炉内雰囲気中の燃料ガス濃度が燃焼下限値以上とならないように、上記パイロットバーナーの点火動作前に、主燃焼用空気の流量を調整する流量調整ダンパーと、
各々の上記パイロットバーナーに、上記単一のパイロット燃料供給本管からパイロット燃料を供給すると共に上記単一のパイロット空気供給本管からパイロット空気を供給してパイロット火炎を形成するときに、上記メインバーナーに主燃焼用空気を供給し、かつ、上記主燃焼空気流量計測器からの上記バルブを開く信号に基づき、
Ｘｂ／（Ｘｂ＋Ｙ）≧Ｚ    式（２）
ここで、Ｘｂ：上記パイロット燃料流量計測器で実測されたパイロット燃料の流量
Ｙ  ：上記主燃焼空気流量計測器で計測された主燃焼用空気の流量
Ｚ  ：燃焼下限値
により、炉内雰囲気中の燃料ガス濃度が該燃焼下限値より小さく上記式（２）を満たさないときだけ、該主燃焼空気流量計測器から発信される上記バルブを開く信号で、上記各パイロットバーナーにパイロット燃料を供給し、上記式（２）を満たすときには、該主燃焼用空気流量計測器から直接該バルブに閉じる信号を発するようにしてパイロット火炎の形成動作を停止する制御機構とを備えたことを特徴とする工業用炉。
【請求項３】
パイロット火炎を検知する火炎検知器を備え、
該火炎検知器によりパイロット火炎が検知された後に、主燃焼用燃料が前記メインバーナーに供給されることを特徴とする請求項１または２に記載の工業用炉。
【請求項４】
主燃焼用燃料と主燃焼用空気とが供給されてメイン火炎を形成する複数のメインバーナーを有し、各々の該メインバーナーが、メイン火炎を点火するためのパイロット火炎を形成するパイロットバーナーを有すると共に、複数の該各パイロットバーナーに、パイロット燃料供給源からパイロット燃料を供給する単一のパイロット燃料供給本管及びパイロット空気を供給する単一のパイロット空気供給本管が接続され、該パイロット燃料供給源に近い側よりも離れた位置の該各パイロットバーナーが、パイロット燃料が流れていくのに時間がかかり点火が遅くなる工業用炉の点火方法であって、
上記単一のパイロット燃料供給本管に設けられ、パイロット燃料の供給を遮断可能なバルブと、
フロースイッチを有し、主燃焼用空気の流量を計測し、測定された主燃焼用空気の流量が設定値よりも少ないと直接上記バルブに閉じる信号を発する主燃焼空気流量計測器と、
炉内雰囲気中の燃料ガス濃度が燃焼下限値以上とならないように、上記パイロットバーナーの点火動作前に、主燃焼用空気の流量を調整する流量調整ダンパーとを備え、
上記メインバーナーに主燃焼用空気を供給しながら、上記パイロットバーナーにパイロット燃料とパイロット空気を供給してパイロット火炎を形成し、かつ、上記主燃焼空気流量計測器からの上記バルブを開く信号に基づき、
Ｘａ／（Ｘａ＋Ｙ）≧Ｚ    式（１）
ここで、Ｘａ：想定されるパイロット燃料の最大流量
Ｙ  ：上記主燃焼空気流量計測器で計測された主燃焼用空気の流量
Ｚ  ：燃焼下限値
により、炉内雰囲気中の燃料ガス濃度が該燃焼下限値より小さく上記式（１）を満たさないときだけ、該主燃焼空気流量計測器から発信される上記バルブを開く信号で、上記各パイロットバーナーにパイロット燃料を供給し、上記式（１）を満たすときには、該主燃焼用空気流量計測器から直接該バルブに閉じる信号を発するようにしてパイロット火炎の形成動作を停止することを特徴とする工業用炉の点火方法。
【請求項５】
主燃焼用燃料と主燃焼用空気とが供給されてメイン火炎を形成する複数のメインバーナーを有し、各々の該メインバーナーが、メイン火炎を点火するためのパイロット火炎を形成するパイロットバーナーを有すると共に、複数の該各パイロットバーナーに、パイロット燃料供給源からパイロット燃料を供給する単一のパイロット燃料供給本管及びパイロット空気を供給する単一のパイロット空気供給本管が接続され、該パイロット燃料供給源に近い側よりも離れた位置の該各パイロットバーナーが、パイロット燃料が流れていくのに時間がかかり点火が遅くなる工業用炉の点火方法であって、
上記単一のパイロット燃料供給本管に設けられ、パイロット燃料の供給を遮断可能なバルブと、
フロースイッチを有し、主燃焼用空気の流量を計測し、測定された主燃焼用空気の流量が設定値よりも少ないと直接上記バルブに閉じる信号を発する主燃焼空気流量計測器と、
パイロット燃料の流量を計測するパイロット燃料流量計測器と、
炉内雰囲気中の燃料ガス濃度が燃焼下限値以上とならないように、上記パイロットバーナーの点火動作前に、主燃焼用空気の流量を調整する流量調整ダンパーとを備え、
上記メインバーナーに主燃焼用空気を供給しながら、上記パイロットバーナーにパイロット燃料とパイロット空気を供給してパイロット火炎を形成し、かつ、上記主燃焼空気流量計測器からの上記バルブを開く信号に基づき、
Ｘｂ／（Ｘｂ＋Ｙ）≧Ｚ    式（２）
ここで、Ｘｂ：上記パイロット燃料流量計測器で実測されたパイロット燃料の流量
Ｙ  ：上記主燃焼空気流量計測器で計測された主燃焼用空気の流量
Ｚ  ：燃焼下限値
により、炉内雰囲気中の燃料ガス濃度が該燃焼下限値より小さく上記式（２）を満たさないときだけ、該主燃焼空気流量計測器から発信される上記バルブを開く信号で、上記各パイロットバーナーにパイロット燃料を供給し、上記式（２）を満たすときには、該主燃焼用空気流量計測器から直接該バルブに閉じる信号を発するようにしてパイロット火炎の形成動作を停止することを特徴とする工業用炉の点火方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、より長く点火動作を継続させることにより、パイロットバーナーの点火を一度で完了することが可能な工業用炉及び工業用炉の点火方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工業用炉において、メインバーナーを点火する際に、パイロットバーナーを用いることは知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。また、メインバーナーを複数備えた連続式加熱炉も知られている（例えば、特許文献４参照）。
【０００３】
複数のメインバーナーにはそれぞれ、パイロットバーナーが備えられている。各パイロットバーナーには、燃焼用空気と燃焼用燃料とがそれぞれ、単一の供給管を通じて供給されるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−１２６９１３号公報
【特許文献２】特開平６−３４３８５０号公報
【特許文献３】特開２００３−４２２９号公報
【特許文献４】特開２０１４−４８０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＪＩＳ規格の工業用燃焼炉の安全通則（JIS B 8415:2008 ）には、「工業用燃焼炉などの設備は、予測できる爆発を最小限にするように設計しなければならない」ことが定められている。具体的には、点火工程において、燃料供給開始から着火確認ができずに遮断されるまでの時間を１０秒以下にしなければならないことが定められており、それはメインバーナーの点火に用いるパイロットバーナーの着火についても該当する。
【０００６】
上記従来の工業用炉のように、複数のメインバーナーがそれぞれ備えるパイロットバーナーに単一の供給管にて燃焼用燃料及び燃焼用空気をそれぞれ供給する場合には、供給元から遠い位置に配置されたパイロットバーナーに燃焼用燃料が到達する時間は、供給元に近い位置に配置されたパイロットバーナーよりも長い時間がかかる。特に、燃焼用燃料がガスの場合は、顕著となる。このため、１０秒以内に全てのパイロットバーナーを点火することができない場合には、一旦遮断し、炉内パージを行った後で、再び点火する動作を繰り返さなければならない、あるいは、パイロットバーナーの近くに燃料供給弁を追加するなど、設備を改造しなければならないという課題がある。
【０００７】
本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、より長く点火動作を継続させることにより、パイロットバーナーの点火を一度で完了することが可能な工業用炉及び工業用炉の点火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】
【０００８】
本発明にかかる工業用炉は、主燃焼用燃料と主燃焼用空気とが供給されてメイン火炎を形成する複数のメインバーナーを有し、各々の該メインバーナーが、メイン火炎を点火するためのパイロット火炎を形成するパイロットバーナーを有すると共に、複数の該各パイロットバーナーに、パイロット燃料供給源からパイロット燃料を供給する単一のパイロット燃料供給本管及びパイロット空気を供給する単一のパイロット空気供給本管が接続され、該パイロット燃料供給源に近い側よりも離れた位置の該各パイロットバーナーが、パイロット燃料が流れていくのに時間がかかり点火が遅くなる工業用炉であって、上記単一のパイロット燃料供給本管に設けられ、パイロット燃料の供給を遮断可能なバルブと、フロースイッチを有し、主燃焼用空気の流量を計測し、測定された主燃焼用空気の流量が設定値よりも少ないと直接上記バルブに閉じる信号を発する主燃焼空気流量計測器と、炉内雰囲気中の燃料ガス濃度が燃焼下限値以上とならないように、上記パイロットバーナーの点火動作前に、主燃焼用空気の流量を調整する流量調整ダンパーと、各々の上記パイロットバーナーに、上記単一のパイロット燃料供給本管からパイロット燃料を供給すると共に上記単一のパイロット空気供給本管からパイロット空気を供給してパイロット火炎を形成するときに、上記メインバーナーに主燃焼用空気を供給し、かつ、上記主燃焼空気流量計測器からの上記バルブを開く信号に基づき、
Ｘａ／（Ｘａ＋Ｙ）≧Ｚ    式（１）
ここで、Ｘａ：想定されるパイロット燃料の最大流量
Ｙ  ：上記主燃焼空気流量計測器で計測された主燃焼用空気の流量
Ｚ  ：燃焼下限値
により、炉内雰囲気中の燃料ガス濃度が該燃焼下限値より小さく上記式（１）を満たさないときだけ、該主燃焼空気流量計測器から発信される上記バルブを開く信号で、上記各パイロットバーナーにパイロット燃料を供給し、上記式（１）を満たすときには、該主燃焼用空気流量計測器から直接該バルブに閉じる信号を発するようにしてパイロット火炎の形成動作を停止する制御機構とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明にかかる工業用炉は、主燃焼用燃料と主燃焼用空気とが供給されてメイン火炎を形成する複数のメインバーナーを有し、各々の該メインバーナーが、メイン火炎を点火するためのパイロット火炎を形成するパイロットバーナーを有すると共に、複数の該各パイロットバーナーに、パイロット燃料供給源からパイロット燃料を供給する単一のパイロット燃料供給本管及びパイロット空気を供給する単一のパイロット空気供給本管が接続され、該パイロット燃料供給源に近い側よりも離れた位置の該各パイロットバーナーが、パイロット燃料が流れていくのに時間がかかり点火が遅くなる工業用炉であって、上記単一のパイロット燃料供給本管に設けられ、パイロット燃料の供給を遮断可能なバルブと、フロースイッチを有し、主燃焼用空気の流量を計測し、測定された主燃焼用空気の流量が設定値よりも少ないと直接上記バルブに閉じる信号を発する主燃焼空気流量計測器と、パイロット燃料の流量を計測するパイロット燃料流量計測器と、炉内雰囲気中の燃料ガス濃度が燃焼下限値以上とならないように、上記パイロットバーナーの点火動作前に、主燃焼用空気の流量を調整する流量調整ダンパーと、各々の上記パイロットバーナーに、上記単一のパイロット燃料供給本管からパイロット燃料を供給すると共に上記単一のパイロット空気供給本管からパイロット空気を供給してパイロット火炎を形成するときに、上記メインバーナーに主燃焼用空気を供給し、かつ、上記主燃焼空気流量計測器からの上記バルブを開く信号に基づき、
Ｘｂ／（Ｘｂ＋Ｙ）≧Ｚ    式（２）
ここで、Ｘｂ：上記パイロット燃料流量計測器で実測されたパイロット燃料の流量
Ｙ  ：上記主燃焼空気流量計測器で計測された主燃焼用空気の流量
Ｚ  ：燃焼下限値
により、炉内雰囲気中の燃料ガス濃度が該燃焼下限値より小さく上記式（２）を満たさないときだけ、該主燃焼空気流量計測器から発信される上記バルブを開く信号で、上記各パイロットバーナーにパイロット燃料を供給し、上記式（２）を満たすときには、該主燃焼用空気流量計測器から直接該バルブに閉じる信号を発するようにしてパイロット火炎の形成動作を停止する制御機構とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
パイロット火炎を検知する火炎検知器を備え、該火炎検知器によりパイロット火炎が検知された後に、主燃焼用燃料が前記メインバーナーに供給されることを特徴とする。
【００１１】
本発明にかかる工業用炉の点火方法は、主燃焼用燃料と主燃焼用空気とが供給されてメイン火炎を形成する複数のメインバーナーを有し、各々の該メインバーナーが、メイン火炎を点火するためのパイロット火炎を形成するパイロットバーナーを有すると共に、複数の該各パイロットバーナーに、パイロット燃料供給源からパイロット燃料を供給する単一のパイロット燃料供給本管及びパイロット空気を供給する単一のパイロット空気供給本管が接続され、該パイロット燃料供給源に近い側よりも離れた位置の該各パイロットバーナーが、パイロット燃料が流れていくのに時間がかかり点火が遅くなる工業用炉の点火方法であって、上記単一のパイロット燃料供給本管に設けられ、パイロット燃料の供給を遮断可能なバルブと、フロースイッチを有し、主燃焼用空気の流量を計測し、測定された主燃焼用空気の流量が設定値よりも少ないと直接上記バルブに閉じる信号を発する主燃焼空気流量計測器と、炉内雰囲気中の燃料ガス濃度が燃焼下限値以上とならないように、上記パイロットバーナーの点火動作前に、主燃焼用空気の流量を調整する流量調整ダンパーとを備え、上記メインバーナーに主燃焼用空気を供給しながら、上記パイロットバーナーにパイロット燃料とパイロット空気を供給してパイロット火炎を形成し、かつ、上記主燃焼空気流量計測器からの上記バルブを開く信号に基づき、
Ｘａ／（Ｘａ＋Ｙ）≧Ｚ    式（１）
ここで、Ｘａ：想定されるパイロット燃料の最大流量
Ｙ  ：上記主燃焼空気流量計測器で計測された主燃焼用空気の流量
Ｚ  ：燃焼下限値
により、炉内雰囲気中の燃料ガス濃度が該燃焼下限値より小さく上記式（１）を満たさないときだけ、該主燃焼空気流量計測器から発信される上記バルブを開く信号で、上記各パイロットバーナーにパイロット燃料を供給し、上記式（１）を満たすときには、該主燃焼用空気流量計測器から直接該バルブに閉じる信号を発するようにしてパイロット火炎の形成動作を停止することを特徴とする。
【００１２】
本発明にかかる工業用炉の点火方法は、主燃焼用燃料と主燃焼用空気とが供給されてメイン火炎を形成する複数のメインバーナーを有し、各々の該メインバーナーが、メイン火炎を点火するためのパイロット火炎を形成するパイロットバーナーを有すると共に、複数の該各パイロットバーナーに、パイロット燃料供給源からパイロット燃料を供給する単一のパイロット燃料供給本管及びパイロット空気を供給する単一のパイロット空気供給本管が接続され、該パイロット燃料供給源に近い側よりも離れた位置の該各パイロットバーナーが、パイロット燃料が流れていくのに時間がかかり点火が遅くなる工業用炉の点火方法であって、上記単一のパイロット燃料供給本管に設けられ、パイロット燃料の供給を遮断可能なバルブと、フロースイッチを有し、主燃焼用空気の流量を計測し、測定された主燃焼用空気の流量が設定値よりも少ないと直接上記バルブに閉じる信号を発する主燃焼空気流量計測器と、パイロット燃料の流量を計測するパイロット燃料流量計測器と、炉内雰囲気中の燃料ガス濃度が燃焼下限値以上とならないように、上記パイロットバーナーの点火動作前に、主燃焼用空気の流量を調整する流量調整ダンパーとを備え、上記メインバーナーに主燃焼用空気を供給しながら、上記パイロットバーナーにパイロット燃料とパイロット空気を供給してパイロット火炎を形成し、かつ、上記主燃焼空気流量計測器からの上記バルブを開く信号に基づき、
Ｘｂ／（Ｘｂ＋Ｙ）≧Ｚ    式（２）
ここで、Ｘｂ：上記パイロット燃料流量計測器で実測されたパイロット燃料の流量
Ｙ  ：上記主燃焼空気流量計測器で計測された主燃焼用空気の流量
Ｚ  ：燃焼下限値
により、炉内雰囲気中の燃料ガス濃度が該燃焼下限値より小さく上記式（２）を満たさないときだけ、該主燃焼空気流量計測器から発信される上記バルブを開く信号で、上記各パイロットバーナーにパイロット燃料を供給し、上記式（２）を満たすときには、該主燃焼用空気流量計測器から直接該バルブに閉じる信号を発するようにしてパイロット火炎の形成動作を停止することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明にかかる工業用炉及び工業用炉の点火方法にあっては、より長く点火動作を継続させることにより、パイロットバーナーの点火を一度で完了することができる。詳細には、メインバーナーの空気流量は、パイロットバーナーの空気流量と比べて遙かに大きいので、メインバーナーに供給される主燃焼用空気をパイロットバーナーの点火動作時に供給することにより、全部のパイロットバーナーが点火されるまでの間に炉内に供給されたパイロット燃料は希釈される。その濃度が燃焼下限値に達しなければ、パイロットバーナーの点火動作を継続したとしても、爆発は予測できない状態となり、パイロットバーナーの点火動作を、例えば１０秒以上継続することができる。そして、パイロットバーナーの点火動作を、全部のパイロットバーナーが点火するまで継続することができるので、複数のメインバーナーを備える工業用炉であっても、１回の起動により全てのパイロットバーナーを点火することが可能なため、点火動作を中断して炉内パージなどに時間を費やすことなく、効率良く工業用炉を稼働することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る工業用炉及び工業用炉の点火方法の好適な一実施形態を説明するための説明図である。
【図２】図１に示した構成において、いずれかのメインバーナー単体の点火動作を説明する説明図である。
【図３】本発明に係る工業用炉及び工業用炉の点火方法の他の実施形態を説明するための説明図である。
【図４】本発明に係る工業用炉及び工業用炉におけるパイロットバーナーの燃料と空気の噴射口周辺を示す要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明にかかる工業用炉及び工業用炉の点火方法の好適な一実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る工業用炉及び工業用炉の点火方法を説明するための説明図である。
【００１６】
本実施形態に係る工業用炉１は、図１に示すように、炉体１ａと、炉体１ａの燃焼室内を搬送されるワーク（図示せず）の搬送方向に沿って、ワークを加熱するためにメイン火炎を形成する複数のメインバーナー２と、各メインバーナー２を制御する制御機構（図示せず）とを備える。
【００１７】
メインバーナー２には、メイン火炎を検知するための火炎検知器（図示せず）が各メインバーナー２に対応させて設けられる。各メインバーナー２には、メイン火炎を形成するために、主燃焼用燃料を供給する主燃料供給支管３ａと、主燃焼用空気を供給する主空気供給支管４ａとがそれぞれ接続されている。各メインバーナー２に接続された主燃料供給支管３ａ及び主空気供給支管４ａはそれぞれ、単一の主燃料供給本管３及び単一の主空気供給本管４と接続されている。ガス等の主燃焼用燃料は、主燃料供給源１０１から圧送され、主燃焼用空気は送風機１０２で、流量調整ダンパー１０３を介して、圧送される。
【００１８】
各主燃料供給支管３ａには、主燃焼用燃料の供給を遮断可能な２つのバルブ３ｂが直列に設けられている。主空気供給本管４には、供給される主燃焼用空気の流量を計測するための空気流量計測器５１が設けられている。また、主空気供給本管４には、主燃焼用空気の流速を計測し、計測した値が予め設定した値以上の場合に信号を出力するフロースイッチ５２が設けられている。空気流量計測器５１とフロースイッチ５２は例えば、オリフィスと差圧発信器等から構成される。
【００１９】
複数のメインバーナー２にはそれぞれ、メインバーナー２を点火するためパイロット火炎を形成するパイロットバーナー６が設けられている。各パイロットバーナー６には、パイロット火炎を点火するためのスパークプラグ（図示せず）が付設されている。また、パイロットバーナー６には、パイロット火炎を形成するために、パイロット燃料を供給するパイロット燃料供給支管７ａと、パイロット空気を供給するためのパイロット空気供給支管８ａとがそれぞれ接続されている。ガス等のパイロット燃料は、パイロット燃料供給源１１１から圧送され、パイロット空気は送風機１１２で、流量調整ダンパー１１３を介して、圧送される。
【００２０】
各パイロットバーナー６に接続されたパイロット燃料供給支管７ａ及びパイロット空気供給支管８ａはそれぞれ、単一のパイロット燃料供給本管７及び単一のパイロット空気供給本管８と接続されている。パイロットバーナー６には、パイロット火炎を検知するための火炎検知器（図示せず）が各メインバーナー２に対応させて設けられている。
【００２１】
パイロット燃料供給本管７には、パイロット燃料の供給を遮断可能な２つのバルブ７ｂが直列に設けられている。
【００２２】
主燃焼用燃料支管３ａに設けられたバルブ３ｂ、パイロット燃料供給本管７に設けられたバルブ７ｂは、いずれも自動遮断弁（電磁弁等）である。また、パイロット燃料供給本管７のバルブ７ｂは、主空気供給本管４の空気流量計測器５１で測定された主燃焼用空気の流量が設定値よりも少ないと、フロースイッチ５２からの信号により、閉じられるように構成されている。
【００２３】
本実施形態の複数のメインバーナー２を備えた工業用炉１の点火動作を説明する前に、まず、単体のメインバーナーの点火動作について説明する。図２は、メインバーナー単体の点火動作を説明する説明図である。
【００２４】
単体のメインバーナー２の点火方法は図２（ａ）に示すように、主燃料供給管３ａ及び主空気供給管４ａ、並びにパイロット燃料供給管７ａ及びパイロット空気供給管８ａの各バルブ３ｂ，７ｂを閉じた状態（図中、(I) 参照）で、まず、スパークプラグにより繰り返し火花を発生させ、図２（ｂ）に示すように、パイロット燃料供給管７ａのバルブ７ｂを開き、パイロット火炎を点火させる。この際、パイロット空気供給管８ａからは、パイロット空気が常に流れ続けている。
【００２５】
このように、スパークプラグにより火花を発生させて、パイロット燃料とパイロット空気とをパイロットバーナー６に供給する動作が、パイロットバーナー６の点火動作に相当する（図中、(II)参照）。
【００２６】
次に、図２（ｃ）に示すように、主燃料供給管３ａのバルブ３ｂを開き、パイロットバーナー６の火炎を火移りさせて、メイン火炎を点火させる（図中、(III) 参照）。この際、主空気供給管４ａからは、主燃焼用空気が常に流れ続けている。このとき、メイン火炎が点火したか否かを火炎検知器により検知している。
【００２７】
メインバーナー２を消火するときは、バルブ３ｂを閉じ、図２（ｂ）の状態に戻る（図中、(IV)参照）。そして、工業用炉１の終業のときは、バルブ７ｂを閉じ、パイロットバーナー６も消火する（図中、(V) 参照）。なお、状態(III) から状態(IV)へ移行する動作では、温度調整等で、メインバーナー２が消火と再燃焼の動作を繰り返す（状態(III) と状態(IV)の繰り返し）ことに備え、パイロットバーナー６を、メイン火炎の燃焼時にも消火時にも点火している。しかしながら、メインバーナー２の点火が確認できれば、パイロットバーナー６は消火するようにしても良い。この場合は、メインバーナー２を再燃焼させる度に、状態(II)から動作させるようにする。
【００２８】
このように、メインバーナー２が単体の場合には、パイロットバーナー６に供給するパイロット燃料の供給元をパイロットバーナー６に近い位置に配置することができるため、パイロット燃料の供給開始から着火確認までを短時間で行うことが可能である。
【００２９】
一方、本実施形態に係る工業用炉１のように、複数設けられているメインバーナー２のパイロットバーナー６に接続された各パイロット燃料供給支管７ａが単一のパイロット燃料供給本管７に接続されている場合には、供給元に近い側に位置するパイロットバーナー６は早期に点火させることが可能であるが、供給元から離れた位置に配置されたパイロットバーナー６は、燃料が流れていくのに時間がかかり、当該パイロットバーナー６から噴射するのに時間がかかってしまって、点火が遅くなる場合がある。
【００３０】
このとき、パイロットバーナー６には、パイロット燃料の供給が開始されているので、一定の時間が経過すると、例えばバルブ７ｂを開けて燃料の供給を開始してから１０秒経過すると、まだ点火していないパイロットバーナー６の火炎検知器が着火失敗と判断し、ＪＩＳ規格の工業用燃焼炉の安全通則に従って、パイロットバーナー６の点火動作を停止しなければならず、バルブ７ｂが閉じられてしまう、あるいは閉じるようにしなければならない。すると、全部のパイロットバーナー６が消火してしまい、点火動作をやり直す結果となる。点火動作をやり直す場合には、炉内パージ（安全上、炉体１ａ内の未燃燃料を空気で追い出す動作）した後に再び点火動作を行うため、多大な時間を費やすことになる。従って、点火動作を停止してやり直すことなく、パイロットバーナー６の点火動作を長時間継続できることが望ましい。
【００３１】
本実施形態に係る工業用炉１及び工業用炉１の点火方法では、パイロットバーナー６の点火動作前に、メインバーナー２の主燃焼用空気の流量調整ダンパー１０３の開度を調節することにより、炉内雰囲気中の燃料ガス濃度が燃焼下限値以上にならないようにすることとし、それを点火動作中に確認するものである。ここで、燃焼下限値以上とならないこととしたのは、ＪＩＳ規格の工業用燃焼炉の安全通則に従い、予測できる爆発を防止すべく、炉内にて爆発が発生し得る、空気中における燃料の濃度（爆発限界）の下限値以下とするためであり、その値は、例えば燃料が都市ガス１３Ａの場合には、４．６％である。
【００３２】
具体的な工業用炉１の点火方法は、各主空気供給支管４ａとパイロット空気供給支管８ａに空気を流しながら、各主燃料供給支管３ａとパイロット燃料供給本管７の各バルブ３ｂ，７ｂを閉じた状態で、フロースイッチ５２を備えた空気流量計測器５１により、各主空気供給支管４ａから工業用炉１内に供給された主燃焼用空気の流量を計測する。そして、計測された主燃焼用空気の流量Ｙと各パイロットバーナー６の想定されるパイロット燃料の最大流量Ｘａの値とに基づいて、炉内雰囲気中の燃料ガス濃度が燃焼下限値Ｚより小さい場合（下記式（１）を満たさない場合）にだけ、スパークプラグにより火花の発生を開始した後に、パイロットバーナー６に接続されたパイロット燃料供給本管７のバルブ７ｂを開くための信号がフロースイッチ５２から制御機構に発信され、下記式（１）を満たす場合の制御としては、フロースイッチ５２からバルブ７ｂに信号を直接発信し、バルブ７ｂを閉じて、パイロット火炎の形成動作を停止する。
Ｘａ／（Ｘａ＋Ｙ）≧Ｚ    式（１）
ここで、Ｘａ：想定されるパイロット燃料の最大流量
Ｙ  ：主燃焼空気流量計測器で計測された主燃焼用空気の流量
Ｚ  ：燃焼下限値
制御機構は、入力された、パイロット燃料供給本管７のバルブ７ｂを開くための信号に基づいて、パイロット燃料供給本管７のバルブ７ｂを開けて、パイロットバーナー６にパイロット燃料を供給し、既に流れているパイロット空気に混合して、スパークプラグの火花によりパイロットバーナー６を着火させる。
【００３３】
その後、空気流量計測器５１により主燃焼用空気の流量の計測と計測値に基づく信号の発信が継続され、火炎検知器ですべてのパイロットバーナー６の着火が確認されるまでの間は、パイロットバーナー６の点火動作が継続される。このとき、主空気供給支管４ａから主燃焼用空気が常に供給されている。メインバーナー２の主空気供給支管４ａの空気流量は、パイロットバーナー６のパイロット空気供給支管８ａの空気流量と比べて遙かに大きいので、メインバーナー２に供給される主燃焼用空気をパイロットバーナー６の点火動作時に供給することにより、全部のパイロットバーナー６が点火されるまでの間に炉内に供給されたパイロット燃料は希釈される。その濃度が燃焼下限値Ｚに達しなければ、パイロットバーナー６の点火動作を継続したとしても、爆発は予測できない状態となり、ＪＩＳ規格の工業用燃焼炉の安全通則の基準に適合するため、パイロットバーナー６の点火動作を１０秒以上継続することができる。そして、パイロットバーナー６の点火動作を、全部のパイロットバーナー６が点火するまで継続することができるので、複数のメインバーナー２を備える工業用炉１であっても、１回の起動により全てのパイロットバーナー６を点火することが可能なため、点火動作を中断して炉内パージなどに時間を費やすことなく、効率良く工業用炉１を稼働することができる。
【００３４】
なお、パイロットバーナー６の燃料と空気の噴射口９０は図４に示すように、凹状の保炎部９１の内部に点火プラグ９２と共に存在するため、メインバーナー２に燃焼下限値Ｚ以下となるような大量の空気が流れた場合でも、点火後のパイロット火炎９３は、保炎部９１で保たれて消えることはない。
【００３５】
火炎検知器ですべてのパイロットバーナー６が点火したことが確認されたら、スパークプラグの火花の発生を止め、メインバーナー２に接続された主燃料供給支管３ａのバルブ３ｂを開き、パイロット火炎９３を火移りさせることで、全部のメインバーナー２にメイン火炎が点火される。
【００３６】
また、全部のパイロットバーナー６の点火が、あまりにも長い時間確認できない場合は、機械系のトラブルが考えられるため、バルブ７ｂを閉じるようにすることは、言うまでもない。
【００３７】
上記実施形態においては、空気流量計測器５１及びフロースイッチ５２を主空気供給本管４に設けて主燃焼用空気の流量を計測する例について説明したが、図３に示すように各メインバーナー２に接続された主空気供給支管４ａにそれぞれ空気流量計測器５１及びフロースイッチ５２を備える構成としてもよい。この場合には、主燃焼用空気の流量を、メインバーナー２の近辺で個々に、より正確に計測することが可能となり、安全性をより向上させることができる。
【００３８】
本実施形態に係る工業用炉１及び工業用炉１の点火方法は、メインバーナーを複数備えた従来の工業用炉が有する主燃焼用空気を計測する空気流量計測器５１に、フロースイッチ５２を追加し、設定した流量以下の場合にバルブ７ｂを閉じてパイロットバーナーの点火動作を停止するプログラムを制御機構に追加するだけで、実現することができる。
【００３９】
上記実施形態においては、パイロットバーナー６に供給されるパイロット燃料の流量を、想定されるパイロット燃料の最大流量Ｘａとした例について説明したが、これに限らず、他の実施形態として、例えば、図１における主燃料供給本管３や図３における主燃料供給支管３ａに実際に流れるパイロット燃料の量を計測（実測）する流量計を備え、計測したパイロット燃料の流量Ｘｂと計測した主燃焼用空気の流量Ｙとに基づいて、下記式（２）を満たす場合に、パイロット火炎の形成動作を停止することもできる。
Ｘｂ／（Ｘｂ＋Ｙ）≧Ｚ    式（２）
ここで、Ｘｂ：パイロット燃料流量計測器で実測されたパイロット燃料の流量
Ｙ  ：主燃焼空気流量計測器で計測された主燃焼用空気の流量
Ｚ  ：燃焼下限値
なお、これらの流量については、実際に用いる圧力と温度に換算した数値を適用する。また、主燃焼用空気の他に、パイロット空気も同時に流すようにしているが、パイロット空気は、パイロットバーナー６の燃焼に使用するため、計算からは除外する。
【符号の説明】
【００４０】
１  工業用炉
１ａ  炉体
２  メインバーナー
３  主燃料供給本管
３ａ  主燃料供給支管
３ｂ  バルブ
４  主空気供給本管
４ａ  主空気供給支管
６  パイロットバーナー
７  パイロット燃料供給本管
７ａ  パイロット燃料供給支管
７ｂ  バルブ
８  パイロット空気供給本管
８ａ  パイロット空気供給支管
５１  空気流量計測器
５２  フロースイッチ
９０  パイロットバーナーの燃料と空気の噴射口
９１  保炎部
９２  点火プラグ
９３  パイロット火炎
１０１  主燃料供給源
１０２  送風機
１０３  流量調整ダンパー
１１１  パイロット燃料供給源
１１２  送風機
１１３  流量調整ダンパー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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