(57)【要約】【課題】炉体の後部に、４本のバーナのそれぞれを上下左右に設けて構成したリジェネバーナにおいて、炉内の全体を均一に加熱することのできる制御方法及び制御システムを提供する。【解決手段】一対のペアとなる２本のバーナ２を交互に燃焼させ、一方のバーナの燃焼によって得た廃熱を他方のバーナの蓄熱器で蓄え、その廃熱を他方のバーナを燃焼させる際に使用するリジェネバーナ１を、二組、計４本のバーナ２のそれぞれを上下左右に配置した金属または非鉄金属の加熱炉や熱処理炉等の炉１０において、前記二組のリジェネバーナ１の燃焼を制御する方法であって、前記４本のバーナ２のうち、前記一対のペアとなる２本のバーナ２の組合せを、上下、左右、および斜め方向に位置する２本のバーナ２の組合せから、適宜選択して切り替える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のペアとなる２本のバーナを交互に燃焼させ、一方のバーナの燃焼によって得た廃熱を他方のバーナの蓄熱器で蓄え、その廃熱を、前記他方のバーナを燃焼させる際に使用するリジェネバーナを、二組、計４本のバーナのそれぞれを上下左右に配置した金属または非鉄金属の加熱炉や熱処理炉等の炉において、前記二組のリジェネバーナの燃焼を制御する方法であって、
前記４本のバーナのうち、前記一対のペアとなる２本のバーナの組合せを、上下、左右、および斜め方向に位置する２本のバーナの組合せから、適宜選択して切り替えることを特徴とするリジェネバーナの制御方法。
【請求項２】
前記一対のペアとなる２本のバーナの組合せを、所定時間毎に切り替えることを特徴とする請求項１に記載のリジェネバーナ制御方法。
【請求項３】
前記一対のペアとなる２本のバーナの組合せを、炉内の温度に応じて切り替えることを特徴とする請求項１に記載のリジェネバーナ制御方法。
【請求項４】
一対のペアとなる２本のバーナを交互に燃焼させ、一方のバーナの燃焼によって得た廃熱を他方のバーナの蓄熱器で蓄え、その廃熱を、前記他方のバーナを燃焼させる際に使用するリジェネバーナを、二組、計４本のバーナのそれぞれを上下左右に配置した金属または非鉄金属の加熱炉や熱処理炉等の炉において、前記二組のリジェネバーナの燃焼を制御するシステムであって、
前記４本のバーナのうち、前記一対のペアとなる２本のバーナの組合せを、上下、左右、および斜め方向に位置する２本のバーナの組合せから、適宜選択して切り替え可能にしたことを特徴とするリジェネバーナの制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属または非鉄金属の加熱炉や熱処理炉等の工業炉の炉体に、少なくとも４本のバーナを設けて構成したリジェネバーナを制御する方法及びそのリジェネバーナを制御するシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属または非鉄金属の加熱炉や熱処理炉等の一般工業炉において、図５に示すように、炉体１０の後部に４本のバーナ１２のそれぞれを上下左右に設け、上位２本のバーナ１２ａ、１２ｂを上部ペアとし、下位２本のバーナ１２ｃ、１２ｄを下部ペアとして構成したリジェネバーナ１１が使用されている。
【０００３】
このリジェネバーナ１１は、上部ペアの左右に位置する２本のバーナ１２ａ、１２ｂを交互に燃焼させ、一方のバーナ１２ａの燃焼で発生した高温の排熱を他方のバーナ１２ｂ側に送って熱を蓄え、その蓄えた排熱を、他方のバーナ１２ｂを燃焼させる際に使用すると共に、同時に下部ペアの同じく左右に位置する２本のバーナ１２ｃ、１２ｄを交互に燃焼させ、一方のバーナ１２ｃの燃焼で発生した高温の排熱を他方のバーナ１２ｄに送って熱を蓄え、その蓄えた排熱を、他方のバーナ１２ｄを燃焼させる際に使用するようになっている。
このように構成されるリジェネバーナ１１は燃焼効率が高いといった特徴を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この従来のリジェネバーナ１１は、上部ペアの２本のバーナ１２ａ、１２ｂとの間、および下部ペアのバーナ１２ｃ、１２ｄの２本のバーナ１２ｃ、１２ｄとの間のみにおいて交互に燃焼するので、図５に示すように、高熱空気の流れＦが左右方向のみに限定される。
そのため、高熱空気の流れＦが少ない箇所が発生し、そこに低温域Ｌが生じることによって、炉内の全体が均一に加熱されないといった問題が発生する。
【０００５】
そこで、本発明の目的とするところは、炉体に、少なくとも４本のバーナのそれぞれを上下左右に設けて構成したリジェネバーナにおいて、炉内の全体を均一に加熱することのできる制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、一対のペアとなる２本のバーナ（２）を交互に燃焼させ、一方のバーナの燃焼によって得た廃熱を他方のバーナの蓄熱器で蓄え、その廃熱を、前記他方のバーナを燃焼させる際に使用するリジェネバーナ（１）を、二組、計４本のバーナ（２）のそれぞれを上下左右に配置した金属または非鉄金属の加熱炉や熱処理炉等の炉（１０）において、前記二組のリジェネバーナ（１）の燃焼を制御する方法であって、
前記４本のバーナ（２）のうち、前記一対のペアとなる２本のバーナ（２）の組合せを、上下、左右、および斜め方向に位置する２本のバーナ（２）の組合せから、適宜選択して切り替えることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、前記一対のペアとなる２本のバーナ（２）の組合せを、所定時間毎に切り替えることを特徴とする。
【０００８】
さらに、請求項３に記載の発明は、前記一対のペアとなる２本のバーナ（２）の組合せを、炉内の温度に応じて切り替えることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明は、一対のペアとなる２本のバーナ（２）を交互に燃焼させ、一方のバーナの燃焼によって得た廃熱を他方のバーナの蓄熱器で蓄え、その廃熱を、前記他方のバーナを燃焼させる際に使用するリジェネバーナ（１）を、二組、計４本のバーナ（２）のそれぞれを上下左右に配置した金属または非鉄金属の加熱炉や熱処理炉等の炉（１０）において、前記二組のリジェネバーナ（１）の燃焼を制御するシステムであって、
前記４本のバーナ（２）のうち、前記一対のペアとなる２本のバーナ（２）の組合せを、上下、左右、および斜め方向に位置する２本のバーナ（２）の組合せから、適宜選択して切り替え可能にしたことを特徴とする。
【００１０】
なお、カッコ内の記号は、図面および後述する発明を実施するための最良の形態に記載された対応要素または対応事項を示す。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、炉体の後部に、４本のバーナのそれぞれを上下左右に配置して構成したリジェネバーナを制御する方法において、４本のバーナのうち、一対のペアとなる２本のバーナの組合せを、上下、左右、および斜め方向に位置するバーナに、適宜設定するので、炉内の高熱空気の流れを、上下方向、左右方向および斜め方向に位置する２本のバーナの組合せから、適宜選択して切り替えるので、これにより、炉内の全体に高熱空気の流れを供給することができる。
よって、従来技術のように低温域が形成されず、炉内の全体を均一に加熱することができる。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用効果に加えて、一対のペアとなる２本のバーナの組合せを、所定時間毎に変更するので、炉内の全体に高熱空気の流れを確実に供給することができる。これにより、炉内の全体をより均一に加熱することができる。
【００１３】
さらに、請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用効果に加えて、一対のペアとなる２本のバーナの組合せを、炉内の温度に応じて、例えば温度の変調によって変更するので、炉内の全体に高熱空気の流れ確実に供給することができる。これにより、炉内の全体をさらに均一に加熱することができる。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明によれば、炉体の後部に、４本のバーナのそれぞれを上下左右に配置して構成したリジェネバーナを制御するシステムにおいて、４本のバーナのうち、一対のペアとなる２本のバーナの組合せを、上下、左右、および斜め方向に位置するバーナに、適宜設定するので、炉内の高熱空気の流れを、上下方向、左右方向および斜め方向に位置する２本のバーナの組合せから、適宜選択して切り替え可能とするので、これにより、炉内の全体に高熱空気の流れを供給することができる。
よって、従来技術のように低温域が形成されず、炉内の全体を均一に加熱することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１乃至図４を参照して、本発明の実施形態に係るリジェネバーナ制御方法及び制御システムについて説明する。図１は、本実施形態にかかる制御方法を実施する制御システムとしてのリジェネバーナ１を示す概略構成図である。また、図２乃至図４は、本実施形態に係るリジェネバーナ制御方法を示す説明図である。従来例で示したものと同一部分には同一符号を付した。
【００１６】
このリジェネバーナ制御方法及びリジェネバーナ制御システムは、金属または非鉄金属の加熱炉や熱処理炉等の一般工業炉の炉体１０の後部に、４本のバーナ２のそれぞれを上下左右に配置して構成した二組のリジェネバーナ１を制御するものである。
そして、このリジェネバーナ１は、４本のバーナのうち、一対のペアとなる２本のバーナの組合せを、上下、左右、および斜め方向に位置する２本のバーナの組合せから、適宜選択して切り替えるようになっている。
【００１７】
ここで、リジェネバーナ１は、一対のペアとなる２本のバーナ２を交互に燃焼させ、一方のバーナの燃焼によって得た廃熱を他方のバーナの蓄熱器で蓄え、その廃熱を他方のバーナを燃焼させる際に使用するものであり、本実施形態では、この一対のペアとなる２本のバーナ２の組合せを４本のバーナから選択して切り替えるようにしたものである。
【００１８】
なお、本実施形態では、図１に示すように、炉体１０の上位左右に配置した二つのバーナ２をそれぞれ第一バーナ２ａおよび第二バーナ２ｂとし、下位左右に位置した二つのバーナ２をそれぞれ第三バーナ２ｃおよび第四バーナ２ｄとしている。各バーナ２には、燃料を供給する燃料パイプ３、燃焼用の空気を供給するエアーパイプ４、および高温の排熱を排出する排熱パイプ５を連結しており、また、各パイプ４，５，６には弁の開度によって空気，排ガス，燃料の流量を制御することのできるバルブ６ａ，６ｂ，６ｃを設けている。これらバルブ６ａ，６ｂ，６ｃの開閉は、ＣＰＵ（コントローラ）７で制御する。また、各バーナ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄには、それぞれ、燃料の供給を閉じる遮断弁８ａ１，８ｂ１，８ｃ１，８ｄ１と、空気の供給を閉じる遮断弁８ａ２，８ｂ２，８ｃ２，８ｄ２と、排ガスの排出を閉じる遮断弁８ａ３，８ｂ３，８ｃ３，８ｄ３が設けられ、これらに入力されたＣＰＵ（コントローラ）７からのオンオフ制御用の信号によって、４本のバーナ２の中から２組の一対のバーナを選択して各バーナをリジェネバーナとしてオンオフ制御することが可能になっている。
【００１９】
本実施形態に係るリジェネバーナ制御方法は、ＣＰＵ（コントローラ）７を制御によって、例えばまず、図２に示すように、上下（左側）に位置する第一バーナ２ａと第三バーナ２ｃを一対のペアとして一組のリジェネバーナ１を構成すると共に、同じく上下（右側）に位置する第二バーナ２ｂと第四バーナ２ｄを別の一対のペアとして別の一組のリジェネバーナ１を構成する。そして、各ペアの２本のバーナを交互に燃焼して、上下方向に高熱空気の流れＦを形成する。
【００２０】
この際、例えば、図２（ａ）に示すように、最初に、炉体１０の上位左側に位置する第一バーナ２ａと、炉体１０の下位右側に位置する第四バーナ２ｄを同時に燃焼させる（ここで、炎を符号Ｈで示している）。このとき、上位左側のバーナ２ａの燃焼によって得た廃熱を下位左側のバーナ２ｃの蓄熱器で蓄え、その廃熱を下位左側のバーナ２ｃを燃焼させる際に使用し、また下位右側のバーナ２ｄの燃焼によって得た廃熱を上位右側のバーナ２ｂの蓄熱器で蓄え、その廃熱を上位右側のバーナ２ｂを燃焼させる際に使用するようにされている。
その後、図２（ｂ）に示すように、炉体１０の下位左側に位置する第三バーナ２ｃと、炉体１０の上位右側に位置する第二バーナ２ｂを燃焼させることができる。
【００２１】
このように、炉体１０の上位に位置するバーナ２と下位に位置するバーナ２を同時に燃焼させることによって、高熱空気の流れＦを上から下方向と、下から上方向の二方向に発生させることができる。
そして、この二方向の流れＦが部分的に交錯することによって、高熱空気が炉内のすみずみまで達し、これにより、炉内の全体をより均一に加熱することができる。
【００２２】
次に、図３に示すように、斜め方向に位置する第一バーナ２ａと第四バーナ２ｄを一対のペアとして一組のリジェネバーナ１を構成すると共に、前記斜め方向に直交する方向となる斜め方向に位置する第二バーナ２ｂと第三バーナ２ｃを別の一対のペアとして別の一組のリジェネバーナ１を構成する。そして、各ペアの２本のバーナを交互に燃焼して、斜め方向に高熱空気の流れＦを形成する。
【００２３】
この際、例えば、図３（ａ）に示すように、最初に、炉体１０の下位右側に位置する第四バーナ２ｄと、炉体１０の上位右側に位置する第二バーナ２ｂを同時に燃焼させる（ここで、炎を符号Ｈで示している）。このとき、下位右側のバーナ２ｄの燃焼によって得た廃熱を上位左側のバーナ２ａの蓄熱器で蓄え、その廃熱を上位左側のバーナ２ａを燃焼させる際に使用し、また上位右側のバーナ２ｂの燃焼によって得た廃熱を下位左側のバーナ２ｃの蓄熱器で蓄え、その廃熱を下位左側のバーナ２ｃを燃焼させる際に使用するようにされている。
その後、図３（ｂ）に示すように、炉体１０の上位左側に位置する第一バーナ２ａと、炉体１０の下位左側に位置する第三バーナ２ｃを燃焼させることができる。
【００２４】
このように、炉体１０の上位に位置するバーナ２と、その斜め下位に位置するバーナ２を同時に燃焼させることによって、高熱空気の流れＦを、上から斜め下方向と、下から斜め上方向の二方向に発生させることができるので、炉内の全体をより均一に加熱することができる。
【００２５】
続いて、図４に示すように、上位左側に位置する第一バーナ２ａと上位右側に位置する第二バーナ２ｂを一対のペアとして一組のリジェネバーナ１を構成すると共に、下位右側に位置する第四バーナ２ｄと下位左側に位置する第三バーナ２ｃを別の一対のペアとして別の一組のリジェネバーナ１を構成する。そして、各ペアの２本のバーナを交互に燃焼して、左右方向に高熱空気の流れＦを形成する。
【００２６】
この際、例えば、図４（ａ）に示すように、最初に、炉体１０の上位左側に位置する第一バーナ２ａと、炉体１０の下位右側に位置する第四バーナ２ｄを同時に燃焼させる（ここで、炎を符号Ｈで示している）。このとき、上位左側のバーナ２ａの燃焼によって得た廃熱を上位右側のバーナ２ｂの蓄熱器で蓄え、その廃熱を上位右側のバーナ２ｂを燃焼させる際に使用し、また下位右側のバーナ２ｄの燃焼によって得た廃熱を下位左側のバーナ２ｃの蓄熱器で蓄え、その廃熱を下位左側のバーナ２ｃを燃焼させる際に使用するようにされている。
その後、図４（ｂ）に示すように、炉体１０の上位右側に位置する第二バーナ２ａと、炉体１０の下位左側に位置する第三バーナ２ｃを燃焼させることができる。
【００２７】
このように、炉体１０の左側に位置するバーナ２と、右側に位置するバーナ２を同時に燃焼させることによって、高熱空気の流れＦを、左から右方向と、右から左方向の二方向に発生させることができるので、炉内の全体をより均一に加熱することができる。
【００２８】
こうした方法でバーナ２の燃焼をＣＰＵ７でオンオフ制御によってリジェネバーナ１の一対のバーナ２となる組合せを上下の組合せ，斜めの組合せ，左右の組合せの中から適宜選択して制御することによって、高熱空気の流れＦを上下方向、斜め方向、および左右方向に順次変更することができ、炉内の全体を、低温域を発生させることなく均一に加熱することができる。
【００２９】
なお、リジェネバーナ１の一対のペアとなる２本のバーナ２の組合せは、タッチパネル画面を指で押すことによって手動で設定することができ、切り替えも容易に行える。また、所定時間毎に自動制御によって、例えば、上下，斜め，左右といった組合せに所定時間毎に切り替えることによって変更することや、炉内の温度変調によって、例えば、温度の変化が所定の変位幅を超えた場合に、上下，斜め，左右といった組合せに切り替えることによって変更することもできる。
また、リジェネバーナ１の一対のペアとなる２本のバーナ２の組合せの制御については、所定時間毎あるいは温度変調に応じて、上下，斜め，左右といった３つの組合せを順次自動的に切り替えるようにすることはもちろんのこと、その３つの組合せから２つの組合せだけを選択して、すなわち、上下と斜めの組合せを繰り返して行ったり、上下と左右の組合せを繰り返して行ったり、あるいは、斜めと左右の組合せを繰り返して行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態に係るリジェネバーナ制御方法を実施するリジェネバーナ制御システムを示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係るリジェネバーナ制御方法において、上下方向に高熱空気の流れを発生させている状態を示す説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係るリジェネバーナ制御方法において、斜め方向に高熱空気の流れを発生させている状態を示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係るリジェネバーナ制御方法において、左右方向に高熱空気の流れを発生させている状態を示す説明図である。
【図５】従来例に係るリジェネバーナ制御方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１        リジェネバーナ
２        バーナ
２ａ      第一バーナ
２ｂ      第二バーナ
２ｃ      第三バーナ
２ｄ      第四バーナ
３        燃料パイプ
４        エアーパイプ
５        排熱パイプ
６ａ，６ｂ，６ｃ      バルブ
７        ＣＰＵ
８ａ１，８ａ２，８ａ３      遮断弁
８ｂ１，８ｂ２，８ｂ３      遮断弁
８ｃ１，８ｃ２，８ｃ３      遮断弁
８ｄ１，８ｄ２，８ｄ３      遮断弁
１０        炉体
１１        リジェネバーナ
１２        バーナ
１２ａ，１２ｂ      上部ペアのバーナ
１２ｃ，１２ｄ      下部ペアのバーナ
Ｆ        高熱空気の流れ
Ｈ        炎
Ｌ        低温域
【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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