JP3294215B2 - バッチ式燃焼炉におけるバーナ燃焼制御方法 - Google Patents
バッチ式燃焼炉におけるバーナ燃焼制御方法Info
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- JP3294215B2 JP3294215B2 JP07747799A JP7747799A JP3294215B2 JP 3294215 B2 JP3294215 B2 JP 3294215B2 JP 07747799 A JP07747799 A JP 07747799A JP 7747799 A JP7747799 A JP 7747799A JP 3294215 B2 JP3294215 B2 JP 3294215B2
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- F23N5/10—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using thermocouples
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バーナの燃焼状態
を常に理論空燃比ｍ＝１以上に保ちながら、各バーナ毎
の燃焼制御を行うことができるバッチ式燃焼炉における
バーナ燃焼制御方法に関するものである。
を常に理論空燃比ｍ＝１以上に保ちながら、各バーナ毎
の燃焼制御を行うことができるバッチ式燃焼炉における
バーナ燃焼制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】バッチ式燃焼炉におけるバーナ燃焼制御
方法としては、均圧弁を使用する方法と、ガス・空気流
量を個別に測定して流量比率を制御する方法とが知られ
ている。このうち均圧弁を使用する方法は、図５に示す
ようにガス配管上に設けた均圧弁１によりガス圧Ｐｇを
常に空気配管の空気圧Ｐａと等しくなるようにし、それ
ぞれの流量を絞り弁２、３により調節して空気量に比例
したガス量となるようにしておく。温度調節器４により
空気コントロールダンパ５を開閉して燃焼制御を行う
が、空気比を変えたいときにはローディング圧逃がし弁
６により均圧弁１へのローディング圧の一部を逃がし、
その結果空気比を大きくすることができる。
方法としては、均圧弁を使用する方法と、ガス・空気流
量を個別に測定して流量比率を制御する方法とが知られ
ている。このうち均圧弁を使用する方法は、図５に示す
ようにガス配管上に設けた均圧弁１によりガス圧Ｐｇを
常に空気配管の空気圧Ｐａと等しくなるようにし、それ
ぞれの流量を絞り弁２、３により調節して空気量に比例
したガス量となるようにしておく。温度調節器４により
空気コントロールダンパ５を開閉して燃焼制御を行う
が、空気比を変えたいときにはローディング圧逃がし弁
６により均圧弁１へのローディング圧の一部を逃がし、
その結果空気比を大きくすることができる。
【０００３】この方法は制御系を比較的安価に構成でき
るので、各バーナを個別に制御するに適している。しか
し均圧弁１の性能上、ガス圧Ｐｇの可変範囲は２〜２０
ｋＰａと小さいため、空気比ｍの最大値も４．０程度と
小さい。このため低温度域で空気比ｍを１０以上とする
必要のあるバッチ式燃焼炉には適用することができない
という問題がある。
るので、各バーナを個別に制御するに適している。しか
し均圧弁１の性能上、ガス圧Ｐｇの可変範囲は２〜２０
ｋＰａと小さいため、空気比ｍの最大値も４．０程度と
小さい。このため低温度域で空気比ｍを１０以上とする
必要のあるバッチ式燃焼炉には適用することができない
という問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解決し、高空気比ｍ＝１０以上の制御を達成
し、しかも性能・価格においても適合したバッチ式燃焼
炉におけるバーナ燃焼制御方法を提供するためになされ
たものである。
の問題点を解決し、高空気比ｍ＝１０以上の制御を達成
し、しかも性能・価格においても適合したバッチ式燃焼
炉におけるバーナ燃焼制御方法を提供するためになされ
たものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明は、バッチ式燃焼炉の各バーナのガ
スコントロールバルブと空気コントロールバルブとを電
気的にリンクし、同一の電気信号が与えられたときに理
論空燃比となるようゼロスパン調整しておき、ガスコン
トロールバルブに温度調節計から電気信号を与えるとと
もに、空気コントロールバルブにはこの電気信号に過剰
空気量調節用の電気信号を加算した電気信号を与えて各
バーナの燃焼を制御することを特徴とするものである。
めになされた本発明は、バッチ式燃焼炉の各バーナのガ
スコントロールバルブと空気コントロールバルブとを電
気的にリンクし、同一の電気信号が与えられたときに理
論空燃比となるようゼロスパン調整しておき、ガスコン
トロールバルブに温度調節計から電気信号を与えるとと
もに、空気コントロールバルブにはこの電気信号に過剰
空気量調節用の電気信号を加算した電気信号を与えて各
バーナの燃焼を制御することを特徴とするものである。
【０００６】なお、過剰空気量調節用の電気信号を、炉
内の酸素濃度及び必要過剰空気量に基づいて決定するこ
とが好ましい。また、空気コントロールバルブに燃焼空
気を供給する空気源を空気圧一定制御することが好まし
い。また、ガスコントロールバルブ又は空気コントロー
ルバルブから故障信号が出たとき、そのバーナの燃焼を
遮断するようにしておくことが好ましい。
内の酸素濃度及び必要過剰空気量に基づいて決定するこ
とが好ましい。また、空気コントロールバルブに燃焼空
気を供給する空気源を空気圧一定制御することが好まし
い。また、ガスコントロールバルブ又は空気コントロー
ルバルブから故障信号が出たとき、そのバーナの燃焼を
遮断するようにしておくことが好ましい。
【０００７】本発明によれば、各バーナのガスコントロ
ールバルブと空気コントロールバルブとを電気的にリン
クする方式を採用したので、制御系を安価に構成するこ
とができる。また同一の電気信号が与えられたときに理
論空燃比となるようゼロスパン調整しておき、空気コン
トロールバルブにはガスコントロールバルブに与えられ
る電気信号に過剰空気量調節用の電気信号を加算した電
気信号を与えるようにしたので、空気比を電気的に自由
に制御することができる。
ールバルブと空気コントロールバルブとを電気的にリン
クする方式を採用したので、制御系を安価に構成するこ
とができる。また同一の電気信号が与えられたときに理
論空燃比となるようゼロスパン調整しておき、空気コン
トロールバルブにはガスコントロールバルブに与えられ
る電気信号に過剰空気量調節用の電気信号を加算した電
気信号を与えるようにしたので、空気比を電気的に自由
に制御することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を示す。
図１において、１０はバッチ式燃焼炉に設置されたバー
ナ、１１はそのガス配管、１２は空気配管である。１３
はガス配管１１に設けられたガスコントロールバルブ、
１４は空気配管１２に設けられた空気コントロールバル
ブである。ガスコントロールバルブ１３には温度調節計
１５から直接電気信号Ｓが与えられる。また空気コント
ロールバルブ１４にも温度調節計１５から同一の電気信
号Ｓが与えられ、両コントロールバルブは電気的にリン
クされているのであるが、この電気信号Ｓには加算器１
６により過剰空気量調節用の電気信号Ｘが加算される。
これらのガスコントロールバルブ１３と空気コントロー
ルバルブ１４は、同一の電気信号Ｓが与えられたときに
理論空気比で燃焼が行われるように、予めハード的にゼ
ロスパン調整を行っておく。このため過剰空気量調節用
の電気信号Ｘが０であるとバーナ１０は理論空気比で燃
焼する。
図１において、１０はバッチ式燃焼炉に設置されたバー
ナ、１１はそのガス配管、１２は空気配管である。１３
はガス配管１１に設けられたガスコントロールバルブ、
１４は空気配管１２に設けられた空気コントロールバル
ブである。ガスコントロールバルブ１３には温度調節計
１５から直接電気信号Ｓが与えられる。また空気コント
ロールバルブ１４にも温度調節計１５から同一の電気信
号Ｓが与えられ、両コントロールバルブは電気的にリン
クされているのであるが、この電気信号Ｓには加算器１
６により過剰空気量調節用の電気信号Ｘが加算される。
これらのガスコントロールバルブ１３と空気コントロー
ルバルブ１４は、同一の電気信号Ｓが与えられたときに
理論空気比で燃焼が行われるように、予めハード的にゼ
ロスパン調整を行っておく。このため過剰空気量調節用
の電気信号Ｘが０であるとバーナ１０は理論空気比で燃
焼する。
【０００９】温度調節計１５は、炉内に設置された熱電
対１７からの温度信号と、焼成温度プログラム１８から
の信号に応じて電気信号Ｓを出力する。従ってもし過剰
空気量調節用の電気信号Ｘが０のままであれば、理論空
気比のままで温度制御が行われる。しかしこのバッチ式
燃焼炉では、図２に示すように燃焼中に酸素濃度を大き
く変化させる必要がある。そこで本発明では、以下に述
べるように炉内の酸素濃度及び必要過剰空気量に基づい
て決定した過剰空気量調節用の電気信号Ｘを加算するこ
とにより、バーナ１０に送られる空気量を制御する。こ
のように本発明では空気量をソフト的に変化させること
ができるので、自由に且つ広範囲な空気比制御を達成す
ることができる。
対１７からの温度信号と、焼成温度プログラム１８から
の信号に応じて電気信号Ｓを出力する。従ってもし過剰
空気量調節用の電気信号Ｘが０のままであれば、理論空
気比のままで温度制御が行われる。しかしこのバッチ式
燃焼炉では、図２に示すように燃焼中に酸素濃度を大き
く変化させる必要がある。そこで本発明では、以下に述
べるように炉内の酸素濃度及び必要過剰空気量に基づい
て決定した過剰空気量調節用の電気信号Ｘを加算するこ
とにより、バーナ１０に送られる空気量を制御する。こ
のように本発明では空気量をソフト的に変化させること
ができるので、自由に且つ広範囲な空気比制御を達成す
ることができる。
【００１０】過剰空気量の決定においては、炉内の酸素
濃度から適正な過剰空気量を決定する。つまり炉内の酸
素分析装置２１の出力と、酸素濃度プログラム２２とを
酸素濃度調節器２０で比較して、酸素濃度が目標値以下
のときには過剰空気量を増加させ、目標値を越えたとき
には過剰空気量を減少させる方式と、燃焼時間と同期し
た過剰空気設定プログラム１９により決定する方式と
の、２通りの制御を実現可能としている。
濃度から適正な過剰空気量を決定する。つまり炉内の酸
素分析装置２１の出力と、酸素濃度プログラム２２とを
酸素濃度調節器２０で比較して、酸素濃度が目標値以下
のときには過剰空気量を増加させ、目標値を越えたとき
には過剰空気量を減少させる方式と、燃焼時間と同期し
た過剰空気設定プログラム１９により決定する方式と
の、２通りの制御を実現可能としている。
【００１１】この結果、ガスコントロールバルブ１３は
温度調節計１５からの電気信号Ｓによって、また空気コ
ントロールバルブ１４は過剰空気量調節用の電気信号Ｘ
が加算された電気信号Ｓ＋Ｘによって、それぞれガス量
と空気量とを制御する。図３にこれらの両コントロール
バルブの出力例を示す。このグラフに示されるように、
低温度域において過剰空気が供給され、図４に示すよう
に空気比ｍを１０以上とすることができる。しかし空気
コントロールバルブ１４の出力がガスコントロールバル
ブ１３の出力を下回ることはなく、理論空気比以下の燃
焼（還元燃焼）にはなるおそれがない。
温度調節計１５からの電気信号Ｓによって、また空気コ
ントロールバルブ１４は過剰空気量調節用の電気信号Ｘ
が加算された電気信号Ｓ＋Ｘによって、それぞれガス量
と空気量とを制御する。図３にこれらの両コントロール
バルブの出力例を示す。このグラフに示されるように、
低温度域において過剰空気が供給され、図４に示すよう
に空気比ｍを１０以上とすることができる。しかし空気
コントロールバルブ１４の出力がガスコントロールバル
ブ１３の出力を下回ることはなく、理論空気比以下の燃
焼（還元燃焼）にはなるおそれがない。
【００１２】なお、空気配管１２の空気源である燃焼空
気ブロワ２４の圧力は使用空気量によって変化し、空気
コントロールバルブ１４の特性変化によって空気比の不
安定を招くおそれがある。そこで図１のように空気圧調
節計２５で吸引コントロールダンパ２６を制御し、圧力
センサ２７の検出値を常に一定に保つよう空気圧一定制
御することが好ましい。
気ブロワ２４の圧力は使用空気量によって変化し、空気
コントロールバルブ１４の特性変化によって空気比の不
安定を招くおそれがある。そこで図１のように空気圧調
節計２５で吸引コントロールダンパ２６を制御し、圧力
センサ２７の検出値を常に一定に保つよう空気圧一定制
御することが好ましい。
【００１３】また、異物の侵入等によりコントロールバ
ルブ１３、１４が故障すると、理論空気比以下の燃焼等
が生じて重大な事故に至るおそれがある。そのため、ガ
スコントロールバルブ１３又は空気コントロールバルブ
１４から故障信号が出たとき、そのバーナ１０の燃焼を
遮断するようにしておくことが好ましい。
ルブ１３、１４が故障すると、理論空気比以下の燃焼等
が生じて重大な事故に至るおそれがある。そのため、ガ
スコントロールバルブ１３又は空気コントロールバルブ
１４から故障信号が出たとき、そのバーナ１０の燃焼を
遮断するようにしておくことが好ましい。
【００１４】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のバーナ
燃焼制御方法によればガスコントロールバルブと空気コ
ントロールバルブとを電気的にリンクする方式を採用
し、空気比の調整はソフト的に行うことにより、従来の
均圧弁方式では不可能であった高空気比ｍ＝１０以上の
制御を実現できる。また、従来の流量比率制御に比べ、
制御系を安価に構成できることから、バーナ毎の独立し
た燃焼制御を可能としている。従って本発明は、広範囲
な空気比と厳密な温度分布制御が必要なバッチ式燃焼炉
のバーナ燃焼制御に適したものである。
燃焼制御方法によればガスコントロールバルブと空気コ
ントロールバルブとを電気的にリンクする方式を採用
し、空気比の調整はソフト的に行うことにより、従来の
均圧弁方式では不可能であった高空気比ｍ＝１０以上の
制御を実現できる。また、従来の流量比率制御に比べ、
制御系を安価に構成できることから、バーナ毎の独立し
た燃焼制御を可能としている。従って本発明は、広範囲
な空気比と厳密な温度分布制御が必要なバッチ式燃焼炉
のバーナ燃焼制御に適したものである。
【図１】本発明の実施形態を示す制御系統図である。
【図２】酸素濃度の変化を示すグラフである。
【図３】コントロールバルブの出力を示すグラフであ
る。
る。
【図４】空気比の変化を示すグラフである。
【図５】従来の均圧弁方式のバーナ燃焼制御方法を示す
制御系統図である。
制御系統図である。
１ 均圧弁、２ 絞り弁、３ 絞り弁、４ 温度調節
器、５ 空気コントロールダンパ、６ ローディング圧
逃がし弁、１０ バーナ、１１ ガス配管、１２空気配
管、１３ ガスコントロールバルブ、１４ 空気コント
ロールバルブ、１５ 温度調節計、１６ 加算器、１７
熱電対、１８ 焼成温度プログラム、１９ 過剰空気
設定プログラム、２０ 酸素濃度調節器、２１ 酸素分
析装置、２２ 酸素濃度プログラム、２３ 高位信号選
択器、２４ 燃焼空気ブロワ、２５ 空気圧調節計、２
６ 吸引コントロールダンパ、２７ 圧力センサ
器、５ 空気コントロールダンパ、６ ローディング圧
逃がし弁、１０ バーナ、１１ ガス配管、１２空気配
管、１３ ガスコントロールバルブ、１４ 空気コント
ロールバルブ、１５ 温度調節計、１６ 加算器、１７
熱電対、１８ 焼成温度プログラム、１９ 過剰空気
設定プログラム、２０ 酸素濃度調節器、２１ 酸素分
析装置、２２ 酸素濃度プログラム、２３ 高位信号選
択器、２４ 燃焼空気ブロワ、２５ 空気圧調節計、２
６ 吸引コントロールダンパ、２７ 圧力センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥村 康 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日本碍子株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−197729（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−82226（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−212620（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】 バッチ式燃焼炉の各バーナのガスコント
ロールバルブと空気コントロールバルブとを電気的にリ
ンクし、同一の電気信号が与えられたときに理論空燃比
となるようゼロスパン調整しておき、ガスコントロール
バルブに温度調節計から電気信号を与えるとともに、空
気コントロールバルブにはこの電気信号に過剰空気量調
節用の電気信号を加算した電気信号を与えて各バーナの
燃焼を制御することを特徴とするバッチ式燃焼炉におけ
るバーナ燃焼制御方法。 - 【請求項２】 過剰空気量調節用の電気信号を、炉内の
酸素濃度及び必要過剰空気量に基づいて決定する請求項
１に記載のバッチ式燃焼炉におけるバーナ燃焼制御方
法。 - 【請求項３】 空気コントロールバルブに燃焼空気を供
給する空気源を空気圧一定制御する請求項１に記載のバ
ッチ式燃焼炉におけるバーナ燃焼制御方法。 - 【請求項４】 ガスコントロールバルブ又は空気コント
ロールバルブから故障信号が出たとき、そのバーナの燃
焼を遮断するようにした請求項１に記載のバッチ式燃焼
炉におけるバーナ燃焼制御方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07747799A JP3294215B2 (ja) | 1999-03-23 | 1999-03-23 | バッチ式燃焼炉におけるバーナ燃焼制御方法 |
| US09/532,051 US6371752B1 (en) | 1999-03-23 | 2000-03-21 | Method for controlling combustion of a burner in a batch-type combustion furnace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07747799A JP3294215B2 (ja) | 1999-03-23 | 1999-03-23 | バッチ式燃焼炉におけるバーナ燃焼制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000274670A JP2000274670A (ja) | 2000-10-03 |
| JP3294215B2 true JP3294215B2 (ja) | 2002-06-24 |
Family
ID=13635079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07747799A Expired - Lifetime JP3294215B2 (ja) | 1999-03-23 | 1999-03-23 | バッチ式燃焼炉におけるバーナ燃焼制御方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6371752B1 (ja) |
| JP (1) | JP3294215B2 (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2834780A1 (fr) * | 2002-01-11 | 2003-07-18 | Air Liquide | Four a dopage oxycombustible et dispositif de commande |
| DE102004055716C5 (de) * | 2004-06-23 | 2010-02-11 | Ebm-Papst Landshut Gmbh | Verfahren zur Regelung einer Feuerungseinrichtung und Feuerungseinrichtung (Elektronischer Verbund I) |
| US20080092754A1 (en) * | 2006-10-19 | 2008-04-24 | Wayne/Scott Fetzer Company | Conveyor oven |
| US8075304B2 (en) * | 2006-10-19 | 2011-12-13 | Wayne/Scott Fetzer Company | Modulated power burner system and method |
| US20090197212A1 (en) * | 2008-02-04 | 2009-08-06 | Maxitrol Company | Premix Burner Control System and Method |
| EP2141129A1 (fr) * | 2008-07-02 | 2010-01-06 | L'Air Liquide Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Ensemble brûleur à flexibilité renforcée |
| US8439667B2 (en) * | 2008-11-25 | 2013-05-14 | Utc Fire & Security Corporation | Oxygen trim controller tuning during combustion system commissioning |
| JP5451138B2 (ja) * | 2009-03-27 | 2014-03-26 | 大阪瓦斯株式会社 | ガス燃焼装置 |
| FR2953280B1 (fr) * | 2009-11-30 | 2014-10-10 | Fives Stein | Procede de correction des reglages de combustion d'un ensemble de chambres de combustion et installation mettant en oeuvre le procede |
| CN103256623B (zh) * | 2012-02-20 | 2015-06-17 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种灵活控制脉冲烧嘴空气过剩系数的方法 |
| CN103062790B (zh) * | 2012-12-29 | 2016-01-20 | 聚光科技(杭州)股份有限公司 | 加热炉内燃烧控制方法 |
| CN106196065B (zh) * | 2016-07-12 | 2018-07-03 | 中国石油化工股份有限公司 | 工业燃烧炉的精细化控制方法 |
| CN106338063B (zh) * | 2016-08-27 | 2019-04-02 | 淄博凯雷得汽车零部件有限公司 | 恒压燃烧的清洁燃烧器 |
| US10677469B2 (en) * | 2017-10-19 | 2020-06-09 | Haier Us Appliance Solutions, Inc. | Fuel supply system for a gas burner assembly |
| JP7210126B2 (ja) * | 2022-08-29 | 2023-01-23 | 中外炉工業株式会社 | 燃焼設備 |
| JP7210125B2 (ja) * | 2022-08-29 | 2023-01-23 | 中外炉工業株式会社 | 燃焼設備 |
| JP7220971B2 (ja) * | 2022-08-31 | 2023-02-13 | 中外炉工業株式会社 | 燃焼設備の燃焼制御方法 |
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