(57)【要約】【課題】混合気の酸素比が所定の値となるように流量調整弁の開度を調整する際に、混合気の酸素比が所定の値から大きく乱れるのを抑制できる酸素比制御システムを提供する。【解決手段】燃料ガス流量調整弁５を有した燃料ガス供給手段２と、燃焼用空気流量調整弁１３を有した燃焼用空気供給手段１０と、制御装置２５とを備えており、制御装置２５は、酸素比が所定の値となる燃料ガス流量調整弁５及び燃焼用空気流量調整弁１３の各目標開度を算出する開度算出部２６と、所定開度から各目標開度までの開時間が同じとなるように、燃料ガス流量調整弁５及び燃焼用空気流量調整弁１３の動作を制御する調整弁制御部２８とを備えている。【選択図】図１
2020118357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも燃料ガスと燃焼用空気とを含む混合気を燃焼する燃焼機器に付設され、前記混合気の酸素比を制御する酸素比制御システムであって、
供給流量を調整する燃料ガス流量調整弁を有し、前記燃焼機器に前記燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、
供給流量を調整する燃焼用空気流量調整弁を有し、前記燃焼機器に前記燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給手段と、
制御手段とを備えており、
前記制御手段は、
前記酸素比が所定の値となる前記燃料ガス流量調整弁及び前記燃焼用空気流量調整弁の各目標開度を算出する開度算出部と、
所定開度から前記各目標開度までの開時間が同じとなるように、前記燃料ガス流量調整弁及び前記燃焼用空気流量調整弁の動作を制御する調整弁制御部とを備えている酸素比制御システム。
【請求項２】
供給流量を調整する酸素流量調整弁を有し、前記燃焼機器に酸素を供給する酸素供給手段を更に備え、
前記開度算出部は、前記酸素比が所定の値となる前記酸素流量調整弁の目標開度を更に算出し、
前記調整弁制御部は、所定開度から前記各目標開度までの開時間が同じとなるように、前記燃料ガス流量調整弁、前記燃焼用空気流量調整弁、及び前記酸素流量調整弁の動作を制御する請求項１に記載の酸素比制御システム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記燃焼用空気の温度に応じて、前記燃焼用空気流量調整弁の前記目標開度を補正する開度補正部を備えている請求項１又は２に記載の酸素比制御システム。
【請求項４】
前記調整弁制御部は、０％から前記各目標開度までの開時間が同じとなるように、前記各流量調整弁の動作を制御する請求項１〜３のいずれか一項に記載の酸素比制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混合気を燃焼する燃焼機器に付設され、混合気の酸素比を制御する酸素比制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、混合気を燃焼するバーナなどの燃焼機器に供給される混合気の酸素比を調整する種々の方法が提案されており、その一つとして、燃焼機器に供給する燃料ガスや燃焼用空気、酸素などの供給流量を流量調整弁によって調整する方法がある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、バーナに供給される燃料ガスの流量を調整可能な燃料流量調整弁及び酸素含有ガスの流量を調整可能な空気流量調整弁を備えた複合管状火炎バーナが開示されており、当該複合管状火炎バーナにおいては、燃料流量調整弁及び空気流量調整弁の開度を適宜選択して調整することで各ガスの流量を変化させ、混合気中に含まれる酸素比を調整できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１９１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、燃焼機器に供給される気体の供給流量を流量調整弁によって調整する場合、流量調整弁ごとに流量特性（開度に応じた流量）が異なったり、流量調整弁ごとに目標開度に到達するまでに要する時間が異なったりすることが要因となって、以下のような問題が生じる。
【０００６】
例えば、ある２つのガス種からなる混合気の酸素比が所定の値となるような２つの流量調整弁の目標開度が大きく異なる場合、これら２つの流量調整弁をそれぞれ目標開度まで同じように開動作させると、一方の流量調整弁が目標開度に達し、他方の流量調整弁が目標開度に達していないという状態になり得る。この場合、一方の気体は所定の流量で供給された状態であるにもかかわらず、他方の気体は未だ所定の流量で供給されていない状態となる。そのため、他方の流量調整弁が目標開度に達するまでの間は、一方の気体が過剰に供給された状態となって混合気の酸素比が所定の値から大きく乱れることになり、更に、流量調整弁ごとの流量特性に違いがある場合には、酸素比が所定の値からより一層大きく乱れる場合もある。このような問題は、燃焼用空気に加えて酸素を供給する酸素富化を行う場合にも同様に起こり得る。
【０００７】
したがって、例えば、燃焼機器を利用して加熱炉内を昇温する場合、混合気の酸素比が所定の値となるように複数のガスを供給しているにもかかわらず、昇温中に酸素比が所定の値から大きく乱れることになり、その結果、炉内温度の変化による処理物への悪影響や設備自体の劣化速度が速まるといった問題が生じる。
【０００８】
本発明は以上の実情に鑑みなされたものであり、混合気の酸素比が所定の値となるように流量調整弁の開度を調整する際に、混合気の酸素比が所定の値から大きく乱れるのを抑制できる酸素比制御システムの提供を、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明に係る酸素比制御システムの特徴構成は、
少なくとも燃料ガスと燃焼用空気とを含む混合気を燃焼する燃焼機器に付設され、前記混合気の酸素比を制御する酸素比制御システムであって、
供給流量を調整する燃料ガス流量調整弁を有し、前記燃焼機器に前記燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、
供給流量を調整する燃焼用空気流量調整弁を有し、前記燃焼機器に前記燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給手段と、
制御手段とを備えており、
前記制御手段は、
前記酸素比が所定の値となる前記燃料ガス流量調整弁及び前記燃焼用空気流量調整弁の各目標開度を算出する開度算出部と、
所定開度から前記各目標開度までの開時間が同じとなるように、前記燃料ガス流量調整弁及び前記燃焼用空気流量調整弁の動作を制御する調整弁制御部とを備えている点にある。
【００１０】
上記特徴構成によれば、燃料ガスと燃焼用空気を燃焼機器に供給する際に、酸素比が所定の値となる燃料ガス流量調整弁の目標開度及び燃焼用空気流量調整弁の目標開度を開度算出部にて算出し、各流量調整弁が所定開度から各目標開度に到達するまでの開時間が同じとなるように、調整弁制御部によって各流量調整弁の動作を制御するようにしていることで、例えば、酸素比が所定の値となる燃料ガス流量調整弁の目標開度が燃焼用空気流量調整弁の目標開度より小さい場合であっても、燃料ガス流量調整弁と燃焼用空気流量調整弁とを同じタイミングで各目標開度に到達させることができる。
【００１１】
したがって、燃料ガス流量調整弁及び燃焼用空気流量調整弁の開度を調整して混合気の酸素比が所定の値となるように調整する際に、その調整途中で燃料ガス及び燃焼用空気のいずれか一方が他方に対して極端に流量が多くなり、酸素比が所定の値から大きく乱れるという問題の発生を抑制できる。
【００１２】
尚、本願において、「酸素比」とは、理論酸素量に対する供給酸素量の比である。
【００１３】
また、本発明に係る酸素比制御システムの更なる特徴構成は、供給流量を調整する酸素流量調整弁を有し、前記燃焼機器に酸素を供給する酸素供給手段を更に備え、
前記開度算出部は、前記酸素比が所定の値となる前記酸素流量調整弁の目標開度を更に算出し、
前記調整弁制御部は、所定開度から前記各目標開度までの開時間が同じとなるように、前記燃料ガス流量調整弁、前記燃焼用空気流量調整弁、及び前記酸素流量調整弁の動作を制御する点にある。
【００１４】
上記特徴構成においては、燃料ガス、燃焼用空気及び酸素を燃焼機器に供給する際に、酸素比が所定の値となる燃料ガス流量調整弁の目標開度、燃焼用空気流量調整弁の目標開度、及び酸素流量調整弁の目標開度を開度算出部にて算出し、各流量調整弁が所定開度から各目標開度に到達するまでの開時間が同じとなるように、調整弁制御部によって各流量調整弁の動作を制御するようにしている。これにより、酸素比が所定の値となる各燃料調整弁の目標開度が異なる場合であっても、各燃料調整弁の全てを同じタイミングで各目標開度に到達させることができる。
【００１５】
したがって、燃料ガス流量調整弁、燃焼用空気流量調整弁、及び酸素流量調整弁の開度を調整して混合気の酸素比が所定の値となるように調整している途中で、燃料ガス、燃焼用空気及び酸素のいずれか一又は二のガスの流量が他のガスの流量と比較して極端に多くなり、酸素比が所定の値から大きく乱れるという問題の発生を抑制できる。
【００１６】
ところで、燃焼機器に供給する燃焼用空気は、例えば燃焼機器によって加熱炉内を所定の目標温度まで昇温させるのに使用する場合に予め加熱する場合がある。燃焼用空気流量調整弁の前後での差圧は燃焼用空気の温度によって変動し、差圧が変われば燃焼用空気流量調整弁の開度に応じた流量も変化する。そのため、ある一定の温度において所定の酸素比となるように燃焼用空気流量調整弁の目標開度を算出し、この算出した目標開度となるように燃焼用空気流量調整弁を動作させたのでは、最終的に目標開度に到達しているにもかかわらず、燃焼用空気の過不足が生じて酸素比が所定の値から乱れる虞がある。そこで、酸素比が所定の値から乱れるのを極力抑制するためには、燃焼用空気の温度に応じて燃焼用空気流量調整弁の目標開度を補正することが好ましい。
【００１７】
即ち、本発明に係る酸素比制御システムの更なる特徴構成は、前記制御手段は、前記燃焼用空気の温度に応じて、前記燃焼用空気流量調整弁の前記目標開度を補正する開度補正部を備えている点にある。
【００１８】
上記特徴構成によれば、開度補正部において、開度算出部で算出された燃焼用空気流量調整弁の目標開度を、燃焼用空気の温度に応じた目標開度に補正することができる。
【００１９】
したがって、燃焼用空気の温度に応じた目標開度となるように燃焼用空気流量調整弁を動作させることで、燃焼用空気の過不足が発生し難くなり、混合気の酸素比が所定の値から大きく乱れるのを抑制できる。
【００２０】
ところで、燃料ガスと燃焼用空気とを混合気の酸素比が所定の値となるように燃焼機器に供給する際に、又は、燃料ガスと燃焼用空気と酸素とを混合気の酸素比が所定の値となるように燃焼機器に供給する際に、混合気の酸素比が所定の値から乱れる度合いは、開動作を開始した時点での各流量調整弁の開度によって変化する。即ち、例えば、一の流量調整弁の開動作開始時の開度が４０％であり、他の流量調整弁の開動作開始時の開度が０％であった場合、一の流量調整弁に対応する気体が所定の流量で供給されている状態であるにもかかわらず、他の流量調整弁に対応する気体が未だ所定の流量で供給されていない状態となる時間が長くなり、その結果、混合気の酸素比が所定の値から大きく乱れることになる。したがって、混合気の酸素比が所定の値から大きく乱れるのを抑制するという観点からすると、各流量調整弁の開動作開始時の開度が０％であることが好ましい。
【００２１】
即ち、本発明に係る酸素比制御システムの更なる特徴構成は、前記調整弁制御部は、０％から前記各目標開度までの開時間が同じとなるように、前記各流量調整弁の動作を制御する点にある。
【００２２】
上記特徴構成によれば、燃料ガスと燃焼用空気とを燃焼機器に供給する際に、又は、燃料ガスと燃焼用空気と酸素とを燃焼機器に供給する際に、各流量調整弁が０％から各目標開度に到達するまでの開時間が同じとなるように、調整弁制御部によって各流量調整弁の動作を制御できるため、混合気の酸素比が所定の値から大きく乱れるという問題の発生をより抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態に係る酸素比制御システムの概略構成を示した図である。
【図２】燃料ガス流量調整弁の流量特性を示すグラフである。
【図３】燃焼用空気流量調整弁の流量特性を示すグラフである。
【図４】酸素流量調整弁の流量特性を示すグラフである。
【図５】酸素比を調整する態様を説明するための図である。
【図６】酸素比を調整する態様を説明するための図である。
【図７】酸素比を調整する態様を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る酸素比制御システムについて説明する。尚、本実施形態では、加熱炉内を加熱するバーナ（燃焼機器）に付設された場合を例示して説明する。
【００２５】
図１に示すように、本実施形態における酸素比制御システム１は、加熱炉Ｒにおける複数の炉壁の１つに内外に貫通して設けられたバーナＢに燃料ガス（１３Ａ）を供給する燃料ガス供給手段２と、バーナＢに燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給手段１０と、バーナＢに酸素を供給する酸素供給手段２０と、制御装置（制御手段）２５とを備えている。
【００２６】
尚、本実施形態において、バーナＢには、点火用のパイロットバーナＢ１が設けられており、当該パイロットバーナＢ１には、燃料ガス及び燃焼用空気が供給されるようになっている。また、本実施形態では、供給された燃料ガス、燃焼用空気及び酸素からなる混合気をバーナＢで燃焼させることで、加熱炉Ｒ内を加熱できるようになっており、加熱炉Ｒ内の温度を炉内温度計Ｔによって計測できるようになっている。
【００２７】
燃料ガス供給手段２は、燃料ガスを供給する燃料ガス供給部３、一端が燃料ガス供給部３に接続し、他端がバーナＢの燃料噴射部Ｂ２に接続した主燃料ガス供給路４、及び主燃料ガス供給路４に設けられ、バーナＢに供給される燃料ガスの供給流量を調整する燃料ガス流量調整弁５を備えている。
【００２８】
また、燃料ガス供給手段２は、主燃料ガス供給路４における燃料ガス供給部３と燃料ガス流量調整弁５との間から分岐し、パイロットバーナＢ１に接続した副燃料ガス供給路６を備えており、当該副燃料ガス供給路６には、パイロットバーナＢ１への燃料ガスの供給流量を調整するための調整弁７が設けられている。
【００２９】
燃焼用空気供給手段１０は、燃焼用空気を供給する給気ブロア１１、及び一端が給気ブロア１１に接続し、他端がバーナＢに接続した主燃焼用空気供給路１２を備えており、主燃焼用空気供給路１２は、第１主燃焼用空気供給路１２ａと当該第１主燃焼用空気供給路１２ａを迂回する状態で接続された第２主燃焼用空気供給路１２ｂとからなる。また、第１主燃焼用空気供給路１２ａには、給気ブロア１１側から順に、バーナＢに供給される燃焼用空気の供給流量を調整する燃焼用空気流量調整弁１３、第１主燃焼用空気供給路１２ａ内を流通する燃焼用空気を加熱する熱交換器１４、及び主燃焼用空気供給路１２内を流通する燃焼用空気の温度を計測する空気用温度計１５が設けられており、燃焼用空気流量調整弁１３と熱交換器１４との間には、熱交換器１４よりも下流へ流れる燃焼用空気の流量を調整するための調整弁１６が設けられている。
【００３０】
尚、第２主燃焼用空気供給路１２ｂは、一端が燃焼用空気流量調整弁１３と調整弁１６との間に接続し、他端が熱交換器１４と空気用温度計１５との間に接続しており、第２主燃焼用空気供給路１２ｂには、当該第２主燃焼用空気供給路１２ｂを通して下流へ流れる燃焼用空気の流量を調整するための調整弁１７が設けられている。
【００３１】
燃焼用空気供給手段１０において、第１主燃焼用空気供給路１２ａを流通する燃焼用空気は、加熱炉Ｒ内から排出された高温の排気ガス等を加熱媒体として利用した熱交換器１４で加熱されてバーナＢに供給される一方、第２主燃焼用空気供給路１２ｂを流通する燃焼用空気は、熱交換器１４により加熱されることなくバーナＢに供給される。したがって、第１主燃焼用空気供給路１２ａに流通する燃焼用空気の量と第２主燃焼用空気供給路１２ｂに流通する燃焼用空気の量とを調整、即ち、調整弁１６，１７の開度を調整することで、バーナＢに供給される燃焼用空気の温度を調整することができる。
【００３２】
更に、燃焼用空気供給手段１０は、主燃焼用空気供給路１２における給気ブロア１１と燃焼用空気流量調整弁１３との間から分岐し、パイロットバーナＢ１に接続した副燃焼用空気供給路１８を備えており、当該副燃焼用空気供給路１８には、パイロットバーナＢ１への燃焼用空気の供給流量を調整するための調整弁１９が設けられている。
【００３３】
酸素供給手段２０は、酸素を供給する酸素供給部２１、一端が酸素供給部２１に接続し、他端が主燃焼用空気供給路１２におけるバーナＢと温度計１５との間に接続した酸素供給路２２、及び酸素供給路２２に設けられ、バーナＢに供給される酸素の供給流量を調整する酸素流量調整弁２３を備えている。
【００３４】
制御装置２５は、混合気の空気比及び／又は酸素富化率が所定の値となる（言い換えれば、混合気の酸素比が所定の値となる）燃料ガス流量調整弁５、燃焼用空気流量調整弁１３及び酸素流量調整弁２３の各目標開度を算出する開度算出部２６と、バーナＢへ供給する燃焼用空気の温度に応じて、燃焼用空気流量調整弁１３の目標開度を補正する開度補正部２７と、０％から各目標温度までの開時間が同じとなるように、燃料ガス流量調整弁５、燃焼用空気流量調整弁１３及び酸素流量調整弁２３の動作を制御する調整弁制御部２８とを有している。また、制御装置２５は、作業者が加熱炉Ｒ内の目標温度などを入力する操作部２９や、操作部２９から入力された目標温度に応じた空気比・酸素富化率及び供給する燃焼用空気の温度を決定する条件決定部３０、有線又は無線でバーナＢや各流量調整弁５，１３，２３、温度計１５，Ｔなどとデータを送受信可能な通信機等からなる通信部（図示せず）を有している。尚、空気比とは、理論空気量に対する、燃焼用空気及び酸素の混合気体の供給量であり、酸素富化率とは、燃焼用空気及び酸素の混合気体の酸素濃度である。
【００３５】
また、制御装置２５は、バーナＢの作動や調整弁７，１６，１７，１９の開閉を制御する各種制御部（図示せず）を備えており、調整弁７の開度を調整することで、パイロットバーナＢ１への燃料ガスの供給流量の調整や供給の開始・停止を切り換えたり、調整弁１６の開度を調整することで、パイロットバーナＢ１への燃焼用空気の供給流量の調整や供給の開始・停止を切り換えたり、調整弁１６，１７の開度を調整することで、バーナＢへ供給する燃焼用空気の温度を調整したりすることができる。
【００３６】
開度算出部２６は、まず、混合気の空気比及び／又は酸素富化率が所定の値となる燃料ガス、燃焼用空気及び酸素の供給流量を基に、下記数式１又は数式２によりＣｖ値を算出する。尚、数式１及び数式２において、ＱＧは、標準状態（１５℃、０．１０１３ＭＰａ）における気体の流量［ｍ３／ｈ］、ＧＧは、空気を１としたときの気体の比重、ｔは流体の温度［℃］、Ｐ１は、１次側（流量調整弁５，１３，２３の上流側）の絶対圧力［ＭＰａ］、Ｐ２は、２次側（流量調整弁５，１３，２３の下流側）の絶対圧力［ＭＰａ］である。Ｐ２＞（Ｐ１／２）の場合には数式１によりＣｖ値を算出でき、Ｐ２≦（Ｐ１／２）の場合には数式２によりＣｖ値を算出できる。
【００３７】
【数１】
2020118357.tif 000003
【００３８】
【数２】
2020118357.tif 000004
【００３９】
ついで、算出したＣｖ値を基に、燃料ガス流量調整弁５、燃焼用空気流量調整弁１３及び酸素流量調整弁２３に関するＣｖ値と開度との関係（流量特性）から目標開度を算出する。尚、一例として、図２に燃料ガス流量調整弁５、図３に燃焼用空気流量調整弁１３、図４に酸素流量調整弁２３に関する流量特性のグラフを示した。
【００４０】
ところで、燃焼用空気流量調整弁１３の前後での差圧は燃焼用空気の温度によって変動し、差圧が変われば、燃焼用空気流量調整弁１３の開度が同じであっても実際の流量が変化するため、燃焼用空気流量調整弁１３の目標開度は、バーナＢに供給する燃焼用空気の温度を考慮したものであることが好ましい。
【００４１】
そこで、開度補正部２７は、燃焼用空気の温度に応じた開度補正係数がまとめられた係数テーブルを参照して、条件決定部３０において決定された燃焼用空気の温度に対応する開度補正係数を抽出し、開度補正係数を開度算出部２６で算出された燃焼用空気流量調整弁１３の目標開度に掛けることで、燃焼用空気の温度が考慮された目標開度に補正する。尚、係数テーブルは、例えば、予め実験等を行い、その結果を基に作成しておくことができ、燃焼用空気の温度が５０℃のときは開度補正係数が１．００、１００℃のときは１．１０、１５０℃のときは１．２０というように、燃焼用空気の温度が５０℃高くなるごとに開度補正係数が０．１０ずつ増加する場合を例示できる。
【００４２】
調整弁制御部２８は、燃料ガス流量調整弁５の開度が０％から開度算出部２６で算出された目標開度に到達するまでの時間（開時間）と、燃焼用空気流量調整弁１３の開度が０％から開度補正部２７で補正された目標開度に到達するまでの時間（開時間）と、酸素流量調整弁２３の開度が０％から開度算出部２６で算出された目標開度に到達するまでの時間（開時間）とが全て同じ時間となるように、燃料ガス流量調整弁５、燃焼用空気流量調整弁１３及び酸素流量調整弁２３の動作を制御する。そのような制御の方法としては、ある所定時間で目標開度に到達するように、各流量調整弁５，１３，２３の動作速度（例えば、一定の動作速度）を決定し、決定した動作速度で各流量調整弁５，１３，２３を動作させる方法を例示できる。
【００４３】
次に、本実施形態に係る酸素比制御システム１において、酸素富化率を所定の値に調整する過程について、図５に示すように、操作部２９で入力された加熱炉Ｒの目標温度に応じて、混合気の空気比を理論空気比λｓに保ったまま酸素富化率をある特定の酸素富化率Ｈ１から酸素富化率Ｈ２へ増加させるとともに、所定温度に加熱した燃焼用空気をバーナＢへ供給する状態に変更する場合を例にとって説明する。尚、図５中の各流量調整弁５，１３，２３の開度は一例である。
【００４４】
この場合、まず、開度算出部２６において、混合気の空気比を理論空気比λｓに保ったまま酸素富化率Ｈ２となるようにバーナＢに供給するために必要な燃料ガス、燃焼用空気及び酸素の供給流量を基にして、各流量調整弁５，１３，２３についてＣｖ値を算出し、算出したＣｖ値及び図２〜図４に示す流量特性のグラフを基に、各流量調整弁５，１３，２３の目標開度を算出する。
【００４５】
ついで、開度補正部２７において、開度算出部２６で算出された燃焼用空気流量調整弁１３の目標開度に、バーナＢに供給する燃焼用空気の温度（操作部２９に入力された目標温度に応じて条件決定部３０で決定された燃焼用空気の温度）に対応した開度補正係数を掛けることで、供給する燃焼用空気の温度が考慮された目標開度に補正する。しかる後、調整弁制御部２８は、所定時間で各流量調整弁５，１３，２３が０％から各目標開度に到達するように、各流量調整弁５，１３，２３の動作速度を決定する。
【００４６】
しかる後、調整弁制御部２８は、所定時間（例えば、８秒）で各流量調整弁５，１３，２３が０％から目標開度（図５において燃料ガス流量調整弁５は７０％、燃焼用空気流量調整弁１３は８０％、酸素流量調整弁２３は６０％）に到達するように、各流量調整弁５，１３，２３の動作速度を決定する。その後、開状態（図５において燃料ガス流量調整弁５は７０％、燃焼用空気流量調整弁１３は７０％、酸素流量調整弁２３は５０％）となっている各流量調整弁５，１３，２３を閉状態（開度が０％）にし、決定した動作速度で各流量調整弁５，１３，２３を各目標開度となるように動作させる。即ち、各流量調整弁５，１３，２３を開度が０％の状態から同時に開動作を開始し、各流量調整弁５，１３，２３を同じ所定時間で各目標開度に到達させる。
【００４７】
これにより、各流量調整弁５，１３，２３の目標開度が異なるにもかかわらず、各流量調整弁５，１３，２３の全てを同じタイミングで各目標開度に到達させることができる。
【００４８】
したがって、本実施形態に係る酸素比制御システム１によれば、混合気の空気比又は酸素富化率が所定の値となるように調整する際に、その調整途中で燃料ガス、燃焼用空気及び酸素のいずれか一又は二のガスの流量が他のガスの流量と比較して極端に多くなり、空気比又は酸素富化率が所定の値から大きく乱れる、言い換えれば、酸素比が所定の値から大きく乱れるという問題の発生を抑制できる。
【００４９】
〔別実施形態〕
〔１〕上記実施形態においては、操作部２９で入力された加熱炉Ｒの目標温度に応じて、混合気の空気比を理論空気比λｓに保ったまま酸素富化率を増加させるとともに、バーナＢへ加熱した燃焼用空気を供給する状態に変更する場合を例示したが、例えば、図６に示すように、操作部２９で入力された加熱炉Ｒの目標温度に応じて、混合気の空気比を理論空気比λｓに保ったまま酸素富化率を酸素富化率Ｈ１から酸素富化率Ｈ２に増加させ、燃焼用空気は常温のものを使用する場合もある。
この場合、まず、開度算出部２６において、混合気の空気比を理論空気比λｓに保ったまま酸素富化率Ｈ２となるようにバーナＢに供給するために必要な燃料ガス、燃焼用空気及び酸素の供給流量を基に、各流量調整弁５，１３，２３についてＣｖ値を算出し、算出したＣｖ値及び図２〜図４に示す流量特性のグラフを基に、各流量調整弁５，１３，２３の目標開度を算出する。
ついで、調整弁制御部２８において、所定時間（例えば、８秒）で各流量調整弁５，１３，２３が目標開度（図６において、燃料ガス流量調整弁５は７０％、燃焼用空気流量調整弁１３は６０％、酸素流量調整弁２３は６０％）に到達するように、各流量調整弁５，１３，２３の動作速度を決定する。その後、開状態（図６において燃料ガス流量調整弁５は７０％、燃焼用空気流量調整弁１３は７０％、酸素流量調整弁２３は５０％）となっている各流量調整弁５，１３，２３を閉状態（開度が０％）にし、決定した動作速度で各流量調整弁５，１３，２３を動作させる。
これにより、各流量調整弁５，１３，２３の目標開度が異なるにもかかわらず、各流量調整弁５，１３，２３の全てを同じタイミングで各目標開度に到達させることができる。
【００５０】
〔２〕上記実施形態において、例えば、図７に示すように、操作部２９で入力された加熱炉Ｒの目標温度に応じて、混合気の空気比を理論空気比λｓとし、且つ酸素富化燃焼を行うことなく（酸素富化率０％）、所定温度に加熱した燃焼用空気をバーナＢへ供給する状態に変更する場合もある。
この場合、まず、開度算出部２６において、混合気の空気比が理論空気比λｓとなるようにバーナＢに供給するために必要な燃料ガス、燃焼用空気の供給流量を基にして、各流量調整弁５，１３についてＣｖ値を算出し、算出したＣｖ値並びに図２及び図３に示す流量特性のグラフを基に、各流量調整弁５，１３の目標開度を算出する。
ついで、開度補正部２７において、開度算出部２６で算出された燃焼用空気流量調整弁１３の目標開度に、バーナＢに供給する燃焼用空気の温度（操作部２９に入力された目標温度に応じて条件決定部３０で決定された燃焼用空気の温度）に対応した開度補正係数を掛けることで、供給する燃焼用空気の温度が考慮された目標開度に補正する。
しかる後、調整弁制御部２８において、所定時間（例えば、８秒）で各流量調整弁５，１３が目標開度（図７において、燃料ガス流量調整弁５は７０％、燃焼用空気流量調整弁１３は９０％）に到達するように、各流量調整弁５，１３の動作速度を決定する。その後、開状態（図７において燃料ガス流量調整弁５は７０％、燃焼用空気流量調整弁１３は８０％）となっている各流量調整弁５，１３を閉状態（開度が０％）にし、決定した動作速度で各流量調整弁５，１３を動作させる。
これにより、各流量調整弁５，１３の目標開度が異なるにもかかわらず、各流量調整弁５，１３の全てを同じタイミングで各目標開度に到達させることができる。
【００５１】
〔３〕上記実施形態においては、酸素供給手段２０を設けた構成としたが、酸素供給手段２０を設けていない構成を採用しても良い。
【００５２】
〔４〕上記実施形態においては、燃焼用空気流量調整弁１３の目標開度を補正する開度補正部２７を設けた構成としたが、開度補正部２７を設けていない構成を採用しても良い。
【００５３】
〔５〕上記実施形態においては、条件決定部３０で決定された燃焼用空気の温度に応じて、開度算出部２６で算出された燃焼用空気流量調整弁１３の目標開度を補正するようにしているが、これに限られるものではない。
加熱した燃焼用空気をバーナＢへ供給する場合であっても、まず、各流量調整弁５，１３，２３の開度が０％から開度算出部２６で算出した各目標開度に到達するまでの開時間が全て同じ時間となるように、各流量調整弁５，１３，２３の動作速度を決定し、決定した動作速度で各流量調整弁５，１３，２３の動作を開始する。その後、空気用温度計１５で燃焼用空気の温度を計測し、開度補正部２７において、計測された燃焼用空気の温度に対応する開度補正係数が係数テーブルから抽出され、開度算出部２６で算出された燃焼用空気流量調整弁１３の目標開度に抽出された開度補正係数を掛けることで目標開度が補正され、燃焼用空気流量調整弁１３については、補正した目標開度に到達するまでの開時間が他の流量調整弁５，２３が目標開度に到達するまでの開時間と同じとなるように、調整弁制御部２８がその時点から動作速度を変えるようにしても良い。
【００５４】
〔６〕上記実施形態においては、調整弁制御部２８が、各流量調整弁５，１３，２３の開度が０％から開度算出部２６で算出された各目標開度に到達するまでの時間が同じとなるように、各流量調整弁５，１３，２３の動作を制御するようにしたが、これに限られるものではない。
調整弁制御部２８は、各流量調整弁５，１３，２３の開度が０％以外の所定開度から各目標開度に到達するまでの時間が同じとなるように、各流量調整弁５，１３，２３の動作を制御しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、混合気の空気比及び／又は酸素富化率が所定の値となるように、言い換えれば、酸素比が所定の値となるように流量調整弁の開度を調整する際に、混合気の空気比又は酸素富化率、即ち、酸素比が所定の値から大きく乱れるのを抑制できる酸素比制御システムに利用できる。
【符号の説明】
【００５６】
１    酸素比制御システム
２    燃料ガス供給手段
５    燃料ガス流量調整弁
１０  燃焼用空気供給手段
１３  燃焼用空気流量調整弁
２０  酸素供給手段
２３  酸素流量調整弁
２５  制御装置（制御手段）
２６  開度算出部
２７  開度補正部
２８  調整弁制御部
Ｂ    バーナ（加熱機器）
【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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【図６】
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【図７】
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