[发明专利]燃烧加热炉的空气燃料比控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及在各种窑业制品、陶瓷制品的加热、烧成等中所使用的燃烧加热炉的空气燃料比控制系统，特别涉及能够还原烧成的燃烧加热炉的空气燃料比控制系统。

背景技术

上述燃烧加热炉具备作为加热源的多个燃气燃烧器，通过控制供给于燃气燃烧器的燃气流量和空气流量，得到想要的温度曲线。这样的燃烧加热炉的运转控制在过去是通过人工方式进行的，但由于要求严格的烧成条件的制品的增加、希望夜间无人运转等原因，近年来，由温度控制用计算机所进行的自动控制渐趋普遍。另外，在烧成需要还原烧成的制品时，自动控制温度和空气燃料比(空燃比)使燃烧器还原燃烧。

作为以往所知的空气燃料比控制系统的常用的系统，可以例举出均压阀控制系统、(空气/燃气)前馈系统、利用氧浓度计的反馈控制系统这三种。

均压阀控制系统如图1所示，其为在燃气供给管上设置燃气均压阀，利用温度控制用计算机使燃气均压阀自动开闭的系统，使得在开闭空气流量控制阀时，空气压和燃气压相等。但是，该系统不能进行还原烧成。

(空气/燃气)前馈系统如图2所示，是利用温度控制用计算机同时控制空气流量控制阀和燃气流量控制阀的系统，做出两者的开度比率程序，使其强制地进行还原燃烧。但是，由于季节、昼夜、炉压、机器的经年变化等，使得空气或燃气的流量特性发生变化，因此，如果不频繁地进行机器调整，就不能进行高精度的控制。

利用氧浓度计的前馈控制系统如图3所示，其为利用温度控制用计算机开闭燃气流量控制阀的同时，由氧浓度控制计算机开闭空气流量控制阀的系统，使得由炉内设置的氧浓度计测定的氧浓度达到目标值。但是由于氧浓度计相应性差、故障多，因此缺乏实用性。

无论使用哪种系统，在低温区域中，燃气量、空气量都少，炉内的循环燃气量不足。其结果为，在低温区域中，炉内的温度分布容易变得不均一，在制品中也存在使烧成品质产生参差不齐的问题。此外，如专利文献1所示，也有通过向燃烧用空气中混入氮气进行空气燃料比控制的方法，但由于需要氮气源且花费成本，因此除了特殊的陶瓷制品的烧成之外，不太使用此方法。

专利文献1：日本特开2003-214603号公报

发明内容

为了解决上述的以往的问题点，本发明的主要目的是提供一种燃烧加热炉的空气燃料比控制系统，使得利用空气燃料比的调整能够从氧化烧成至还原烧成进行广泛的燃烧控制，并且即使是缺乏技术知识的作业员也能够简便地进行氧浓度的设定。另外，本发明的其他目的是提供一种即使在低温区域也能够回避炉内的温度分布不均一的燃烧加热炉的空气燃料比控制系统。

用于解决上述课题的本发明的特征为，其包含设置在燃烧加热炉的燃烧器、具备燃气流量计以及燃气流量控制阀且向燃烧器供给燃料气体的燃气供给管、具备空气流量计以及空气流量控制阀且向燃烧器供给燃料用空气的空气供给管以及温度控制用计算机，该温度控制用计算机预先记忆(燃烧空气量＝燃气流量×理论空气量×空气燃料比)的第1式、(空气燃料比＝20.6/20.6-氧浓度)的第2式，具备当输入氧浓度时基于上述式，根据燃气流量自动控制燃烧空气量的功能。

如果温度控制用计算机具备为了在低温区域中能供给大量的空气而进行其它控制，达到规定温度后，基于上述式，自动控制燃烧空气量的功能，则即使在低温区域中，也能够回避炉内的温度分布的不均一。

本发明的燃烧加热炉的空气燃料比控制系统在向温度控制用计算机输入希望的氧浓度时，根据该输入，温度控制用计算机基于(燃烧空气量＝燃气流量×理论空气量×空气燃料比)的第1式、(空气燃料比＝20.6/20.6-氧浓度)的第2式，对应燃气流量来自动控制燃烧空气量。因此，即使是缺乏技术知识的作业员，也能够在目标氧浓度条件下进行制品的加热烧成。

另外，如技术方案2所示，在达到规定的温度前，如果组合其它控制使得供给大量空气，则即使在低温区域也能够确保炉内的循环燃气量，能够防止由于温度分布的不均一所引起的烧成品质的参差不齐。

附图说明

图1是以往的均压阀控制系统的说明图。

图2是以往的(空气/燃气)前馈系统的说明图。

图3是以往的利用氧浓度计的反馈控制系统的说明图。

图4是表示本发明的实施方式的说明图。

图5是概念地表示通常运转时的温度变化以及流量变化的曲线图。

图6是概念地表示技术方案2的发明的温度变化以及流量变化的曲线图。

符号说明

1燃烧加热炉的炉体

2燃烧器

3燃气供给管

4空气供给管

5燃气流量计