JPH02205621A - 温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、加熱炉内の温度を上部に取付けられた燃焼バ
ーナと下部に取付けられた燃焼バーナでＩｌｌ　Ｉする
温度＄＋１１１装置に関する。

（従来の技術） 例えば、金属材料の焼なまし工程では、加熱炉内に送り
込まれた金属材料を上部、及び下部に取付けられた燃焼
バーナによって炉内温度が均一となるように加熱してい
る。

第４図は、このような焼なまし工程における温度制御系
の従来例を示すものであり、加熱炉１の上部、及び下部
にはそれぞれバーナ２ａ　、２ｂが設置されている。各
バーナ２ａ　、２ｂには、それぞれ空気調節弁３ａ　１
３ｂを介して空気が供給されており、また、燃料調節弁
４ａ　、４ｂを介して燃料が供給されている。

各空気調節弁３ａ　、３ｂは、それぞれ空気コントロー
ラ５ａ、５ｂと接続され、空気流ｍが設定値となるよう
に制御される。各燃料調節弁４ａ１４ｂは、それぞれ燃
料コントローラ６ａ　、６ｂと接続され、燃料流量が設
定値となるように制御される。

また、加熱炉１内上部、及び下部にはそれぞれ温度検出
器７ａ、７ｂが設置されており、温度コントローラ８ａ
　１８ｂに接続されている。そして、上部の温度を調節
する温度コントローラ８ａは、温度測定値が設定値と等
しくなるように、空気コントローラ５ａ、及び燃料コン
トローラ６ａの設定値を求め、これを操作信号として出
力している。

両コントローラ５ａ　、５ａはこの操作信号に基づいて
空気流量、及び燃料流山が設定値となるように空気調節
弁３ａ、及び燃料調節弁４ａを調節し、加熱炉１内の温
度を制御している。

一方、温度コントローラ８ａから出力された操作信号は
比率演算器９に供給され、所定の係数（１，１〜１．３
程度の大きさ）が乗じられた後に切換スイッチ１０の一
端に導びかれている。また、加熱炉１下部の温度コント
ローラ８ｂから出力された操作信号は切換スイッチ１０
の他端に接続され、どちらか一方が選択されて空気コン
トローラ５ｂ、及び燃料コントローラ６ｂに操作信号が
供給されるようになっている。なお、通常運転時にはこ
の切換スイッチ１０は比率演算器９側に接続されている
。

いま、加熱炉１内に金属材料１３が送り込まれると、上
部・下部のバーナ２ａ、２ｂによって加熱される。そし
て、加熱炉１上部の温度が温度検出Ｒ７ａによって検出
され、温度コントローラ８ａでは設定値と検出値との偏
差が零となるように操作信号を出力する。

空気コントローラ５ａ、及び燃料コントローラ６ａは、
この操作信号に基づいてバーナ２ａに供給する空気流量
、及び燃料流量を調節している。

また、比率演算器９では、温度コントローラ８ａから出
力された操作信号に所定の係数を乗じ、この出力信号に
よって、空気コントローラ５ｂ。

及び燃料コントローラ６ｂではバーナ２ｂに供給づる空
気流量、及び燃料流量を調節している。これによって、
下部のバーナ２ｂの方が上部のバーナ２ａよりも燃焼量
が若干多くなり、通常上部の方が高温となる加熱炉１内
の温度が一定に保持される。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような温度制御方法では、下部のバ
ーナ２ｂの燃焼量は上部のバーナ２ａの燃焼量に対して
常に一定の割合となるように制御されるため、加熱炉１
内に新たな金属材料１３が送り込まれた時など、内部の
温度が急変した場合には、下部の温度制御が上部の温度
制御に追従できなくなり、その結果、第５図に示すよう
に加熱炉１内の下部温度は図中ＰＭのように設定値Ｓｖ
から逸１１ＲＬ、でしまう。

このため、加熱される金属材料１３に温度差が発生し、
材料の品質が低下してしまうという課題があった。

この発明は、このような従来の課題を解決するためにな
されたもので、その目的とするところは。

加熱炉内の温度が急変した場合でも、上部、及び下部の
温度を安定に制御することのできる温度ｉｌ制御装置を
提供することにある。

［発明の構成］ （８１題を解決するだめの手段） 上記目的を達成するために本発明は、加熱炉の上部を加
熱する上部燃焼バーナと、前記加熱炉の下部を加熱する
下部燃焼バーナと、前記上部燃焼バーナに供給される燃
料流量・空気流量を調節する上部燃焼制御手段と、前記
下部燃焼バーナに供給される燃料流山・空気流量を調節
する下部燃焼制御手段と、前記加熱炉の上部温度を測定
し、測定された温度が設定温度と等しくなるように前記
上部燃焼ｆｊｌｌｌ１手段に操作信号を出力する上部温
度調節手段と、前記操作信号に所定の係数を乗じ、係数
が乗じられた操作信号を前記下部燃焼制御手段に供給す
る比率演算手段と、を有する温度υ１ｔＩｌ装置におい
て、前記加熱炉の下部温度を測定し、測定された温度が
設定値と等しくなるように操作信号を出力する下部温度
調節手段と、前記上部温度調節手段から出力される操作
信号が所定値よりも大きいか否かを判定する操作信号判
定手段と、前記操作信号判定手段にて大きいと判定され
たときに、前記比率演算手段から出力される操作信号に
前記下部温度調節手段から出力される操作信号を加算す
る加算手段と、を備えたことが特徴である。

（作用） 本発明による温度制御装置では、操作信号判定手段によ
って上部温度調節手段から出力される操作信号が所定値
よりも大きいか否かを判定している。そして、大きいと
判定された場合には、比率演算手段から出力される操作
信号に、下部温度調節手段から出力される操作信号を加
算し補正している。

そして、補正された操作信号によって、下部燃焼バーナ
の燃焼化を調節している。したがって、炉内温度が急変
した場合でも、加熱炉内を均一な温度に保持づることが
できる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示す構成図である。

同図において、加熱炉１は内部に送り込まれる金属材料
１３に熱処理を加えるものであり、炉内上部、及び下部
にそれぞれバーナ２ａ、２ｂが設置されている。各バー
ナ２ａ１２ｂには管路を通じて空気、及び燃料が供給さ
れており、空気供給管には空気調節弁３ａ　、３ｂ燃料
供給管には燃料調節弁４ａ　１４ｂがそれぞれ取付けら
れている。

空気調節弁３ａ　、３ｂの入口部には空気流量計１１ａ
、１１ｂが取付けられており、この検出値はフィードバ
ック信号として空気調節弁３ａ１３ｂを調節する空気コ
ントローラ５ａ　１５ｂに供給されている。

燃料調節弁４ａ　、４ｂの入口部には燃料流量計１２ａ
、１２ｂが取付けられており、この検出値はフィードバ
ック信号として燃料調節弁４ａ、４ｂを調節する燃料コ
ントローラ６ａ　、６ｂに供給されている。

また、加熱炉１の上部、及び下部にはそれぞれ温度検出
器７ａ　、７ｂが設置されており、炉内温度を制御する
温度コントローラ８ａ、８ｂに接続されている。

温度コントローラ８ａ、８ｂは、加熱炉１内の上部温度
、下部温度が設定値と等しくなるようにバーナ２ａ、２
ｂに供給する空気流量・燃料流量の設定値を求め、これ
を操作信号として出力するものである。

上部温度を調節する温度コントローラ８ａから出力され
た操作信号は、空気コントローラ５ａと、燃料コントロ
ーラ６ａと、この操作信号に所定の係数を乗じる比率演
算器９と、この操作信号が所定値よりも大きいか否かを
判定する操作信号判定器１４に供給されている。

比率演算器９によって係数が乗じられた操作信号は、加
算器１５を介して切換スイッチ１０の一端に供給され、
切換スイッチ１０の他端には温度コントローラ８ｂから
出力された操作信号が供給されている。なお、通常運転
の場合には切換スイッチ１０は加算器側に接続される。

操作信号判定器１４は、温度コントローラ８ａから出力
された操作信号が所定値以上である場合には接点１６を
「閉」とすることによって、温度コントローラ８ｂから
出力される操作信号が加算器１５に供給されるようにし
ている。

次に動作について説明する。

いま、加熱炉１内に金属材料１３が送り込まれ、バーナ
２ａ１２ｂによる加熱が開始されると、温度検出器７ａ
によって炉内上部の温度が検出され、この検出信号は温
度コントローラ８ａに供給される。

温度コントローラ８ａでは、検出された温度が設定値と
等しくなるようにバーナ２ａに供給する空気流量、及び
燃料流量の設定値を求め、これを操作信号として空気コ
ントローラ５ａ、燃料コントローラ６ａに供給する。

空気コントローラ５ａでは、空気流量計１１ａで検出さ
れた空気Ｒ量が、与えられた空気流量設定値と等しくな
るように空気調節弁３ａを操作する。同様に、燃料コン
トローラ６ａでは、燃料流量計１２ａで検出された燃料
流量が、与えられた燃料流量設定値と等しくなるように
燃料調節弁４ａを操作する。

また、通常、加熱炉１内の下部温度の方が上部温度より
も低くなるので、比率演算器９では、上部のバーナ２ａ
よりも下部のバーナ２ｂの方が燃焼量が多くなるように
、温度コントローラ８ａから出力される操作信号に所定
の係数（１，１〜１゜３程度の大きさ）を乗じており、
これを操作信号として加Ｉｔ３！１１５に出力する。

また、加熱炉１が安定に運転されているときには、温度
コントローラ８ａから出力される操作信号は小さい値で
あり、操作信号判定器１４では接点１６が「開」となる
ように操作する。このため、比率演算器９から出力され
た操作信号はそのまま加算器１５、切換スイッチ１０を
介して空気コントローラ５ｂ、及び燃料コント０−５６
ｂに供給され、バーナ２ｂの燃焼がＩＩＩ御される。

一方、加熱炉１内に新たな金属材料１３が送り込まれた
ときなど、炉内温度が急激に変動した場合には、温度コ
ントローラ８ａから出力される操作信号は大きい値とな
り、操作信号判定器１４ではこれを検出し、接点１６が
「閉」となるように操作する。

これによって、温度コントローラ８ｂから出力される操
作信号が接点１６を通じて加算器１５に供給され、比率
演算器９から出力された操作信号と加算された後、空気
コントローラ５ｂ、及び燃料コントローラ６ｂに供給さ
れ、バーナ２ｂの燃焼がυｆｔｍ１される。

このときの上部炉温、及び下部炉温の特性図は第３図に
示されており、加熱炉１内の温度が急変した場合でも、
上部炉温、及び下部炉温ともに安定に制御される。

このようにして、本実施例では、加熱炉１内の温度が急
変した場合には比率演算器９から出力される操作信号が
、温度コントローラ８ｂから出力される操作信号によっ
て補正され、これによって、下部炉温がＩＩＩ御される
。

したがって、炉内温度が急変した場合でも上部炉温、及
び下部炉温を安定に制御することができ、金属材料１３
を均一な温度に保持することができるようになる。

第２図は本発明の他の実施例を示す構成図である。この
実施例では上部か温の測定値と設定値の偏差を求める偏
差演算器１７が設けられており、求められた偏差が所定
値よりも大きいか否かが操作信号判定器１４において判
定された接点１６を操作している。

したがって、第１図に示した実施例と同様に、炉内温度
が急変した場合でも、安定なυ制御が可能となる。

［発明の効果１ 以上説明したように、本発明では、加熱炉内の温度が急
変した場合には、比率演算手段から出力される操作信号
が、下部温度調節手段から出力される操作信号によって
補正され、補正された操作信号によって下部炉温がｍ１
節される。

したがって、炉内温度が急変した場合に、下部か温の制
御が乱れることはなく、安定に制御することができる。

その結果、金属材料を一定の温度で加熱することができ
るようになり、材料の品質が飛躍的に向上するという効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は本発
明の他の実施例を示す構成図、第３図は加熱炉内の温度
を示す特性図である。 また、第４図は従来例を示す構成図、第５図は従来にお
ける加熱炉内の温度を示す特性図である。 １・・・加熱炉　　　　２ａ　、２ｂ・・・バーナ５ａ
　１５ｂ・・・空気コントローラ ５ａ　、５ｂ・・・燃料コントローラ ７ａ、７ｂ・・・温度検出器 ｆ３ａ　、３ｂ・・・温度コントローラ９・・・比率演
算器　　１４・・・操作信号判定器１５・・・加算器　
　　１６・・・接点１７・・・偏差演算器 （ｙｒ５）人ｆ＋’理士三好秀和 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 加熱炉の上部を加熱する上部燃焼バーナと、前記加熱炉
   の下部を加熱する下部燃焼バーナと、前記上部燃焼バー
   ナに供給される燃料流量・空気流量を調節する上部燃焼
   制御手段と、 前記下部燃焼バーナに供給される燃料流量・空気流量を
   調節する下部燃焼制御手段と、 前記加熱炉の上部温度を測定し、測定された温度が設定
   温度と等しくなるように前記上部燃焼制御手段に操作信
   号を出力する上部温度調節手段と、前記操作信号に所定
   の係数を乗じ、係数が乗じられた操作信号を前記下部燃
   焼制御手段に供給する比率演算手段と、 を有する温度制御装置において、 前記加熱炉の下部温度を測定し、測定された温度が設定
   値と等しくなるように操作信号を出力する下部温度調節
   手段と、 前記上部温度調節手段から出力される操作信号が所定値
   よりも大きいか否かを判定する操作信号判定手段と、 前記操作信号判定手段にて大きいと判定されたときに、
   前記比率演算手段から出力される操作信号に前記下部温
   度調節手段から出力される操作信号を加算する加算手段
   と、 を備えたことを特徴とする温度制御装置。