(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラジアントチューブバーナによって炉内温度が所定に維持され、かつ炉内雰囲気中のＯ2ガス濃度を検出するためのＯ2分析計を備えた雰囲気熱処理炉において、炉内雰囲気ガスとラジアントチューブバーナの排気ガスの切替流路を設けて、炉操業中に、前記排気ガスを前記Ｏ2分析計に流通させてバーナ燃焼状態の良否を判定するようにし、かつ前記ラジアントチューブバーナは複数設けられ、各ラジアントチューブバーナの排気ガスを順次切り替えて前記切替流路に流通させるようにした雰囲気熱処理炉のバーナ燃焼状態判定方法。
【請求項２】
ラジアントチューブバーナによって炉内温度が所定に維持され、かつ炉内雰囲気中のＯ2ガス濃度を検出するためのＯ2分析計を備えた雰囲気熱処理炉において、炉内雰囲気ガスとラジアントチューブバーナの排気ガスを前記Ｏ2分析計に切替え接続する切替手段を設けた切替流路と、炉操業中に、前記切替手段によって前記排気ガスを前記Ｏ2分析計に流通させるとともに、前記Ｏ2分析計のＯ2濃度出力に基づいてバーナ燃焼状態の良否を判定する判定手段とを備え、かつ前記ラジアントチューブバーナは複数設けられ、各ラジアントチューブバーナの排気ガスを順次切り替えて前記切替流路に流通させる開閉弁を設けた雰囲気熱処理炉のバーナ燃焼状態判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は雰囲気熱処理炉に設けられた各バーナの燃焼状態の良否を判定する雰囲気熱処理炉のバーナ燃焼状態判定方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
雰囲気熱処理炉は炉内を非酸化あるいは還元性の雰囲気にして、処理材の表面酸化を防止しつつ適正な熱処理を行うもので、密閉されたラジアントチューブ内でバーナを燃焼させて（ラジアントチューブバーナ）雰囲気が汚染されるのを防止している。このような熱処理炉において各ラジアントチューブバーナの燃焼状態の良否を判定して最適な燃焼を確保したいという要請があるが、各バーナに排ガス分析計を設けることはコストや設置スペースの点で現実的でない。
【０００３】
そこで、特許文献１では、ラジアントチューブバーナの、各燃焼排ガス排気配管系統に取り付けられた圧力検出器の値が同一になるように各燃焼排ガス排気配管系統に設けた排気量調整用圧力制御弁開度をそれぞれ制御することによって、燃焼排ガス排気配管単位でのバーナ間の燃焼空気流量の精度良いバランス自動制御を行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２４５６３２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の従来の装置では、個々のラジアントチューブバーナの燃焼状態の良否を判定することができないという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、過大なコストの上昇や設置スペースの過大な増大を招くことなく個々のラジアントチューブバーナの燃焼状態を適正に判定することが可能な雰囲気熱処理炉のバーナ燃焼状態判定方法および装置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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本第１発明の雰囲気熱処理炉のバーナ燃焼状態判定方法では、ラジアントチューブバーナ（７）によって炉内温度が所定に維持され、かつ炉内雰囲気中のＯ2ガス濃度を検出するためのＯ2分析計（６２）を備えた雰囲気熱処理炉において、炉内雰囲気ガスとラジアントチューブバーナの排気ガスの切替流路（５）を設けて、炉操業中に、前記排気ガスを前記Ｏ2分析計（６２）に流通させてバーナ燃焼状態の良否を判定するようにし、前記ラジアントチューブバーナ（７）は複数設けられ、各ラジアントチューブバーナ（７）の排気ガスを順次切り替えて前記切替流路（５）に流通させるようにする。
【０００８】
本第１発明においては、操業開始時のＯ2パージの良否を判定するため等に従来設けられており操業時には殆ど休止状態となっているＯ2分析計を利用して、ラジアントチューブバーナの排気ガスを上記Ｏ2分析計に流通させてそのＯ2濃度を測定することによりバーナ燃焼状態の良否を判定することができる。本第１発明によれば、従来設置されているＯ2分析計を利用するから、過大なコストの上昇や設置スペースの過大な増大を招くことがない。加えて、複数設けられているラジアントチューブバーナのそれぞれの燃焼状態の良否を安価かつ小スペースで判定することができる。
【００１１】
本発明は自動判定装置としても構成することができ、本第２発明の雰囲気熱処理炉のバーナ燃焼状態判定装置では、ラジアントバーナチューブによって炉内温度が所定に維持され、かつ炉内雰囲気中のＯ2ガス濃度を検出するためのＯ2分析計を備えた雰囲気熱処理炉において、炉内雰囲気ガスとラジアントチューブバーナの排気ガスを前記Ｏ2分析計に切替え接続する切替手段を設けた切替流路と、炉操業中に、前記切替手段によって前記排気ガスを前記Ｏ2分析計に流通させるとともに、前記Ｏ2分析計のＯ2濃度出力に基づいてバーナ燃焼状態の良否を判定する判定手段とを備え、かつ前記ラジアントチューブバーナは複数設けられ、各ラジアントチューブバーナの排気ガスを順次切り替えて前記切替流路に流通させる開閉弁を設ける。
【００１２】
上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を参考的に示すものである。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明の雰囲気熱処理炉のバーナ燃焼状態判定方法および装置によれば、過大なコストの上昇や設置スペースの過大な増大を招くことなく個々のラジアントチューブバーナの燃焼状態を適正に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明方法を実施する雰囲気熱処理炉の配管系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
なお、以下に説明する実施形態はあくまで一例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が行う種々の設計的改良も本発明の範囲に含まれる。
【００１６】
図１には本発明の雰囲気熱処理炉の一例を示す。雰囲気熱処理炉は横長の炉体１を備えており、一端の扉付き開口１１から炉内へ被処理ワークが搬入され、処理完了後は再び上記開口１１から被処理ワークが炉外へ搬出される。雰囲気熱処理炉の炉内へは操業開始時にＮ2が送給されてＯ2パージがなされ、その後、炉内に還元性の雰囲気ガスが供給される。この際、炉内の還元性雰囲気を、被処理ワークの脱浸炭が無い平衡状態とするために、炉内のＣＯ2およびＣＯの各濃度が分析される。
【００１７】
そこで、実施例では炉体１の長手方向三箇所に手動弁２１を介して雰囲気ガス吸引枝管３１が連結されている。各雰囲気ガス吸引枝管３１は雰囲気ガス吸引主管３に合流させられ、雰囲気ガス吸引主管３は三方切換弁４に接続されている。三方切換弁４からはガス切替管５が綿フィルタ５１、焼結フィルタ５２を介してガス分析計盤６内に延びて、吸引ポンプ６１を経てガス分析計６２に至っている。ガス分析計６２はＯ2、ＣＯ2、ＣＯの各分析が可能なものである。
【００１８】
炉体１には長手方向へ上下二段（一方のみ図示）で各１２本づつのラジアントチューブバーナ７が設けられている。ラジアントチューブバーナ７のチューブ体７１は、そのうちの一つについて破線で示すように、バーナ本体を接続した一端から炉内へ延び、Ｕ字状に折り返してチューブ体７１の他端は排気管７２に連結されている。そして本実施形態では、各排気管７２にそれぞれ、電磁開閉弁２２を備えた排気ガス吸引支管８１が接続されており、これら排気ガス吸引支管８１は合流させられて排気ガス吸引本管８となって上記三方切換弁４に接続されている。
【００１９】
上記構造の雰囲気熱処理炉において、炉内に被処理ワークを搬入して処理炉の操業を開始する際には三方切換弁４によって切替流路たるガス切替管５を雰囲気ガス吸引主管３に連通させるとともに、各雰囲気ガス吸引枝管３１の手動弁２１を開放しておく。これによってガス分析計６２が炉内に連通する。操業開始時に炉内にＮ2を送給してＯ2パージを行うが、この場合には上記ガス分析計６２で炉内のＯ2濃度を測定してパージ状態を確認する。
【００２０】
次に、ラジアントチューブバーナ７に点火して炉温を上昇させつつ還元性雰囲気ガスを炉内へ供給して操業状態とする。この操業状態では、ガス分析計６２で炉内のＣＯ2およびＣＯの各濃度を測定して、被処理ワークの脱浸炭が無い平衡状態となるように雰囲気ガスやＮ2の供給量を制御する。なお、この操業時には従来は、ガス分析計６２での炉内Ｏ2濃度の測定は原則不要であり、Ｏ2濃度測定部は炉内への空気の漏れ等を監視する以外は殆ど休止状態であった。
【００２１】
そこで、本実施形態では、操業時に各ラジアントチューブバーナの燃焼状態が適正か否かを判定するために、休止状態のＯ2濃度測定部を利用する。すなわち、各ラジアントチューブバーナの燃焼状態の良否を判定する場合には、三方切換弁４を切替えて、ガス切替管５を雰囲気ガス吸引主管３に代えて排気ガス吸引本管８に連通させる。そして、各ラジアントチューブバーナ７に接続された排気ガス吸引支管８１の電磁開閉弁２２を順次択一的に開放させて、各ラジアントチューブバーナ７の排気ガスの一部をガス分析計６２に流通させる。そして、ガス分析計６２で排気ガス中のＯ2濃度を測定して、適性空燃比で各ラジアントチューブバーナ７が燃焼しているか否かを判定する。
【００２２】
なお、適性空燃比での燃焼時のＯ2濃度の一例は、排気ガス中の水分の影響を考慮して２〜５％とするのが良い。また、この際の各電磁開閉弁２２の開閉は、各ラジアントチューブバーナ７につき、配管内の残存ガスの存在を考慮して、電磁開閉弁２２を約１分程度開放した後に１０秒程度の測定を行うと良い。
【００２３】
なお、三方切換弁４を自動弁にして、ガス分析計６２のＯ2濃度を電気信号で入力して適正範囲内か否かの判定出力を出すようなバーナ燃焼状態自動判定装置として構成し、必要時には押しボタン操作によって三方切換弁４が作動して排気ガス吸引本管８がガス切替管５に連通し、各ラジアントチューブバーナ７に接続された排気ガス吸引支管８１の電磁開閉弁２２が順次択一的に開放されてバーナ排気ガス中のＯ2濃度が測定され、各ラジアントチューブバーナ７が適正燃焼状態か否かの判定出力が自動的に出されるようにしても良い。
【００２４】
上記実施形態において、ＣＯ2およびＣＯのガス分析計とＯ2の分析計を別体に設けてももちろん良い。また、上記実施形態ではバッチ炉について説明したが、連続炉であっても本発明が適用できることはもちろんである。
【符号の説明】
【００２５】
１…炉体、３…雰囲気ガス吸引枝管、４…三方切換弁、５…ガス切替管（切替流路）、６…ガス分析計盤、６１…吸引ポンプ、６２…Ｏ2分析計、７…ラジアントチューブバーナ、８…排気ガス吸引本管。
【図１】
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