[發明專利]燃燒加熱爐的空氣燃料比控制系統

有效

• 申請號: 200810086051.5
• 申請日: 2008-03-14
• 公開（公告）號: CN101270880A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發明（設計）人: 中浴運雄
• 申請（專利權）人: 日本礙子株式會社
• 主分類號: F23N1/02
• 分類號: F23N1/02
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司
• 代理人: 鐘晶

技術領域

本發明涉及在各種窯業制品、陶瓷制品的加熱、燒成等中所使用的燃燒加熱爐的空氣燃料比控制系統，特別涉及能夠還原燒成的燃燒加熱爐的空氣燃料比控制系統。

背景技術

上述燃燒加熱爐具備作為加熱源的多個燃氣燃燒器，通過控制供給于燃氣燃燒器的燃氣流量和空氣流量，得到想要的溫度曲線。這樣的燃燒加熱爐的運轉控制在過去是通過人工方式進行的，但由于要求嚴格的燒成條件的制品的增加、希望夜間無人運轉等原因，近年來，由溫度控制用計算機所進行的自動控制漸趨普遍。另外，在燒成需要還原燒成的制品時，自動控制溫度和空氣燃料比(空燃比)使燃燒器還原燃燒。

作為以往所知的空氣燃料比控制系統的常用的系統，可以例舉出均壓閥控制系統、(空氣/燃氣)前饋系統、利用氧濃度計的反饋控制系統這三種。

均壓閥控制系統如圖1所示，其為在燃氣供給管上設置燃氣均壓閥，利用溫度控制用計算機使燃氣均壓閥自動開閉的系統，使得在開閉空氣流量控制閥時，空氣壓和燃氣壓相等。但是，該系統不能進行還原燒成。

(空氣/燃氣)前饋系統如圖2所示，是利用溫度控制用計算機同時控制空氣流量控制閥和燃氣流量控制閥的系統，做出兩者的開度比率程序，使其強制地進行還原燃燒。但是，由于季節、晝夜、爐壓、機器的經年變化等，使得空氣或燃氣的流量特性發生變化，因此，如果不頻繁地進行機器調整，就不能進行高精度的控制。

利用氧濃度計的前饋控制系統如圖3所示，其為利用溫度控制用計算機開閉燃氣流量控制閥的同時，由氧濃度控制計算機開閉空氣流量控制閥的系統，使得由爐內設置的氧濃度計測定的氧濃度達到目標值。但是由于氧濃度計相應性差、故障多，因此缺乏實用性。

無論使用哪種系統，在低溫區域中，燃氣量、空氣量都少，爐內的循環燃氣量不足。其結果為，在低溫區域中，爐內的溫度分布容易變得不均一，在制品中也存在使燒成品質產生參差不齊的問題。此外，如專利文獻1所示，也有通過向燃燒用空氣中混入氮氣進行空氣燃料比控制的方法，但由于需要氮氣源且花費成本，因此除了特殊的陶瓷制品的燒成之外，不太使用此方法。

專利文獻1：日本特開2003-214603號公報

發明內容

為了解決上述的以往的問題點，本發明的主要目的是提供一種燃燒加熱爐的空氣燃料比控制系統，使得利用空氣燃料比的調整能夠從氧化燒成至還原燒成進行廣泛的燃燒控制，并且即使是缺乏技術知識的作業員也能夠簡便地進行氧濃度的設定。另外，本發明的其他目的是提供一種即使在低溫區域也能夠回避爐內的溫度分布不均一的燃燒加熱爐的空氣燃料比控制系統。

用于解決上述課題的本發明的特征為，其包含設置在燃燒加熱爐的燃燒器、具備燃氣流量計以及燃氣流量控制閥且向燃燒器供給燃料氣體的燃氣供給管、具備空氣流量計以及空氣流量控制閥且向燃燒器供給燃料用空氣的空氣供給管以及溫度控制用計算機，該溫度控制用計算機預先記憶(燃燒空氣量＝燃氣流量×理論空氣量×空氣燃料比)的第1式、(空氣燃料比＝20.6/20.6-氧濃度)的第2式，具備當輸入氧濃度時基于上述式，根據燃氣流量自動控制燃燒空氣量的功能。

如果溫度控制用計算機具備為了在低溫區域中能供給大量的空氣而進行其它控制，達到規定溫度后，基于上述式，自動控制燃燒空氣量的功能，則即使在低溫區域中，也能夠回避爐內的溫度分布的不均一。

本發明的燃燒加熱爐的空氣燃料比控制系統在向溫度控制用計算機輸入希望的氧濃度時，根據該輸入，溫度控制用計算機基于(燃燒空氣量＝燃氣流量×理論空氣量×空氣燃料比)的第1式、(空氣燃料比＝20.6/20.6-氧濃度)的第2式，對應燃氣流量來自動控制燃燒空氣量。因此，即使是缺乏技術知識的作業員，也能夠在目標氧濃度條件下進行制品的加熱燒成。

另外，如技術方案2所示，在達到規定的溫度前，如果組合其它控制使得供給大量空氣，則即使在低溫區域也能夠確保爐內的循環燃氣量，能夠防止由于溫度分布的不均一所引起的燒成品質的參差不齊。

附圖說明

圖1是以往的均壓閥控制系統的說明圖。

圖2是以往的(空氣/燃氣)前饋系統的說明圖。

圖3是以往的利用氧濃度計的反饋控制系統的說明圖。

圖4是表示本發明的實施方式的說明圖。

圖5是概念地表示通常運轉時的溫度變化以及流量變化的曲線圖。

圖6是概念地表示技術方案2的發明的溫度變化以及流量變化的曲線圖。

符號說明

1燃燒加熱爐的爐體

2燃燒器

3燃氣供給管

4空氣供給管

5燃氣流量計