(57)【要約】【課題】簡単な装置の構成によって、バーナの燃焼運転に生じた異常を検知することができる燃焼監視装置及び燃焼制御システムを提供する。【解決手段】燃焼監視装置５は、加熱炉２内を加熱するバーナ３の燃焼状態を監視する。燃焼監視装置５は、制御弁３１又はバーナ制御装置６からオン信号Ｄ１及びオフ信号Ｄ２を受信可能なオン・オフ受信部５１、酸素センサ４１から酸素濃度のデータＤ３を受信するデータ受信部５２を備える。また、燃焼監視装置５は、オン・オフ受信部５１がオン信号Ｄ１を受信しているときに、酸素濃度のデータＤ３に基づいてバーナ３の空気過剰率が目標範囲Ｒ内にあるか否かの判定を可能にする一方、オン・オフ受信部５１がオフ信号Ｄ２を受信しているときに、前記判定を不能にする燃焼判定部５３を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナの燃焼状態を監視する燃焼監視装置であって、
前記バーナへの燃料の供給及び前記供給の停止を行う制御弁又は前記制御弁の動作を制御するバーナ制御装置から、前記供給の状態を示すオン信号及び前記供給の停止の状態を示すオフ信号を受信可能なオン・オフ受信部と、
前記バーナによる燃焼後の排ガスの酸素濃度を検出する酸素センサから、前記酸素濃度のデータを受信可能なデータ受信部と、
前記オン・オフ受信部が前記オン信号を受信しているときに、前記酸素濃度のデータに基づき、前記バーナの空気過剰率が目標範囲内にあるか否かの判定を可能にする一方、前記オン・オフ受信部が前記オフ信号を受信しているときには、前記判定を不能にする燃焼判定部と、を備える燃焼監視装置。
【請求項２】
前記バーナは、加熱炉内を加熱するよう構成されており、
前記酸素センサは、前記加熱炉の排気経路内を流れる排ガスの酸素濃度を検出するよう構成されている、請求項１に記載の燃焼監視装置。
【請求項３】
前記バーナは、ラジアントチューブ内において燃焼が行われた後の排ガスが、前記ラジアントチューブ外に排気されるラジアントチューブバーナであり、
前記酸素センサは、前記ラジアントチューブの排気経路内を流れる排ガスの酸素濃度を検出するよう構成されている、請求項１に記載の燃焼監視装置。
【請求項４】
前記燃焼判定部が前記バーナの空気過剰率が目標範囲内にないと判定した場合に、前記空気過剰率が前記目標範囲よりも高いこと、又は前記空気過剰率が前記目標範囲よりも低いことを表示又は警報可能な表示・警報部を更に備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃焼監視装置。
【請求項５】
前記オン・オフ受信部が前記オン信号を受信した後、前記バーナにおいて燃焼が行われた後の排ガスが前記酸素センサに到達するまでの待ち時間を経過するまで、前記燃焼判定部による前記判定を停止させ、前記待ち時間を経過した後、前記燃焼判定部による前記判定を開始させる時間管理部を更に備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃焼監視装置。
【請求項６】
前記酸素センサの周辺には、温度センサが配置されており、
前記温度センサによって測定される温度が、前記排ガス中の水分の凝縮が生じる凝縮温度を超える場合には、前記酸素センサの起動を可能にする一方、前記温度センサによって測定される温度が、前記凝縮温度以下の場合には、前記酸素センサの起動を可能にする起動判定部を更に備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃焼監視装置。
【請求項７】
前記燃焼判定部は、前記酸素センサが起動した後、前記酸素センサの固体電解質体及び一対の電極が活性温度になるまでの間においては、前記判定を不能にするよう構成されている、請求項６に記載の燃焼監視装置。
【請求項８】
燃料を燃焼させるバーナと、
前記バーナへの前記燃料の供給及び前記供給の停止を行う制御弁と、
前記バーナによる燃焼後の排ガスの酸素濃度を検出する酸素センサと、
前記制御弁の動作を制御するバーナ制御装置と、
前記バーナの燃焼状態を監視する燃焼監視装置と、を備え、
前記燃焼監視装置は、
前記制御弁又は前記バーナ制御装置から、前記供給の状態を示すオン信号及び前記供給の停止の状態を示すオフ信号を受信可能なオン・オフ受信部と、
前記酸素センサから、前記酸素濃度のデータを受信可能なデータ受信部と、
前記オン・オフ受信部が、前記オン信号を受信しているときに、前記酸素濃度のデータに基づき、前記バーナの空気過剰率が目標範囲内にあるか否かの判定を可能にする一方、前記オン・オフ受信部が、前記オフ信号を受信しているときには、前記判定を不能にする燃焼判定部と、を有する、燃焼制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バーナの燃焼状態を監視する燃焼監視装置及び燃焼制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
炉内の温度を所望の目標温度に制御して、種々の熱処理を行う加熱炉は、バーナ、ヒータ等によって加熱される。加熱炉内をバーナによって加熱する場合には、空気過剰率又は空気比を、未燃ガスの排出を防ぐために、空気過剰になるように設定している。そして、定期的にバーナのメンテナンスを行って、バーナに燃焼異常が生じないようにしている。
【０００３】
一般的に、自動車等においては、エンジンの排気管に配置された酸素センサによる酸素濃度を監視して、エンジンの空燃比を適切にフィードバック制御することが行われている。これに対し、加熱炉に用いられるバーナにおいては、空気過剰率又は空気比をフィードバック制御することは、ほとんど普及していない。
【０００４】
一方、特許文献１においては、加熱炉内又は煙道に酸素濃度を検出可能なセンサの検出子を設け、センサによって検出される酸素濃度に基づいて、バーナの空気比を制御する燃焼制御方法が記載されている。この燃焼制御方法においては、酸素濃度を示すセンサの出力電流値が所定値よりも高いと判定された場合には、燃焼用空気の給気量を減量する一方、出力電流値が所定値よりも低いと判定された場合には、燃焼用空気の給気量を増量して、バーナの空気比を制御している。また、センサの出力電流値を監視して、センサの劣化を検知することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３１０８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、加熱炉に用いられるバーナにおいては、エンジンにおいて行われるような空燃比のフィードバック制御は、信頼性、耐久性、コスト等の観点からほとんど行われていない。従って、加熱炉に用いられるバーナにおいては、バーナの空気過剰率又は空気比を制御するニーズは低く、現実的には、バーナにおける燃焼が正常に行われているか否かを確認することができれば十分である。そして、バーナにおける燃焼の異常が確認された場合には、メンテナンス等を行い、異常を解消すればよい。
【０００７】
特許文献１の燃焼制御方法は、バーナの空気比を制御することを前提とするものである。そのため、この空気比の制御を行うための制御装置の構成が複雑かつ高価になる。従って、加熱炉に用いられるバーナに要求される簡易的な構成で、バーナの燃焼運転に生じた異常を検知することができるバーナの燃焼監視装置の開発が望まれる。
【０００８】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたもので、簡単な装置の構成によって、バーナの燃焼運転に生じた異常を検知することができる燃焼監視装置及び燃焼制御システムを提供しようとして得られたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、バーナの燃焼状態を監視する燃焼監視装置であって、
前記バーナへの燃料の供給及び前記供給の停止を行う制御弁又は前記制御弁の動作を制御するバーナ制御装置から、前記供給の状態を示すオン信号及び前記供給の停止の状態を示すオフ信号を受信可能なオン・オフ受信部と、
前記バーナによる燃焼後の排ガスの酸素濃度を検出する酸素センサから、前記酸素濃度のデータを受信可能なデータ受信部と、
前記オン・オフ受信部が前記オン信号を受信しているときに、前記酸素濃度のデータに基づき、前記バーナの空気過剰率が目標範囲内にあるか否かの判定を可能にする一方、前記オン・オフ受信部が前記オフ信号を受信しているときには、前記判定を不能にする燃焼判定部と、を備える燃焼監視装置にある。
【００１０】
本発明の他の態様は、燃料を燃焼させるバーナと、
前記バーナへの前記燃料の供給及び前記供給の停止を行う制御弁と、
前記バーナによる燃焼後の排ガスの酸素濃度を検出する酸素センサと、
前記制御弁の動作を制御するバーナ制御装置と、
前記バーナの燃焼状態を監視する燃焼監視装置と、を備え、
前記燃焼監視装置は、
前記制御弁又は前記バーナ制御装置から、前記供給の状態を示すオン信号及び前記供給の停止の状態を示すオフ信号を受信可能なオン・オフ受信部と、
前記酸素センサから、前記酸素濃度のデータを受信可能なデータ受信部と、
前記オン・オフ受信部が、前記オン信号を受信しているときに、前記酸素濃度のデータに基づき、前記バーナの空気過剰率が目標範囲内にあるか否かの判定を可能にする一方、前記オン・オフ受信部が、前記オフ信号を受信しているときには、前記判定を不能にする燃焼判定部と、を有する、燃焼制御システムにある。
【発明の効果】
【００１１】
前記一態様の燃焼監視装置においては、燃焼判定部によって、制御弁又はバーナ制御装置からのオン信号及びオフ信号を受信可能なオン・オフ受信部と、酸素センサからの酸素濃度のデータを受信可能なデータ受信部とを利用して、バーナの燃焼状態を監視する。オン・オフ受信部がオフ信号を受信しているときには、制御弁からバーナへ燃料が供給されておらず、バーナにおいて燃焼が行われていない。そのため、このときには、バーナの燃焼状態の良否を判定する必要がなく、燃焼判定部による、バーナの空気過剰率が目標範囲内にあるか否かの判定を行わない。
【００１２】
一方、オン・オフ受信部がオン信号を受信しているときには、制御弁からバーナへ燃料が供給されており、バーナにおいて燃焼が行われている。そのため、このときには、燃焼判定部による、酸素濃度のデータに基づくバーナの空気過剰率が目標範囲内にあるか否かの判定を行うことが可能である。そして、バーナの空気過剰率が目標範囲内にある場合には、バーナにおける燃焼運転が正常に行われていると検知することができる。なお、空気過剰率の目標範囲内は、燃焼用空気が過不足なくバーナへ供給されていると判断できる、空気過剰率の正常範囲内とすることができる。また、酸素濃度のデータは、酸素センサから出力される、電圧、電流、デジタル通信等の種々のデータとすることができる。
【００１３】
また、バーナの空気過剰率が目標範囲内を外れた場合には、バーナにおける燃焼運転に何らかの異常が生じたと検知することができる。そのため、この場合には、バーナのメンテナンス等を行い、異常を解消することができる。このように、前記一態様の燃焼監視装置は、バーナの空気過剰率が目標範囲内にあるか否かを監視する構成を有すればよく、空気過剰率を積極的に変更する構成を有する必要はない。
【００１４】
それ故、前記一態様の燃焼監視装置によれば、簡単な装置の構成によって、バーナの燃焼運転に生じた異常を検知することができる。
【００１５】
前記他の態様の燃焼制御システムにおいても、前記一態様の燃焼監視装置の場合と同様にして、簡単な燃焼監視装置の構成によって、バーナの燃焼運転に生じた異常を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態１にかかる、燃焼監視装置を含む燃焼制御システムの機械的構成を示す説明図。
【図２】実施形態１にかかる、燃焼監視装置を含む燃焼制御システムの電気的構成を示す説明図。
【図３】実施形態１にかかる、排ガスの酸素濃度とバーナの空気過剰率との関係マップを簡易的に示す説明図。
【図４】実施形態１にかかる、他の燃焼監視装置を含む燃焼制御システムの機械的構成を示す説明図。
【図５】実施形態１にかかる、燃焼監視方法のメインルーチンを示すフローチャート。
【図６】実施形態１にかかる、燃焼監視方法の燃焼監視ルーチンを示すフローチャート。
【図７】実施形態１にかかる、燃焼監視の一例を示すタイムチャート。
【図８】実施形態２にかかる、燃焼監視装置を含む燃焼制御システムの機械的構成を示す説明図。
【図９】実施形態３にかかる、酸素センサに排気用温度センサを配置する例を示す説明図。
【図１０】実施形態３にかかる、酸素センサに排気用温度センサを配置する他の例を示す説明図。
【図１１】実施形態３にかかる、酸素センサに排気用温度センサを配置する他の例を示す説明図。
【図１２】実施形態３にかかる、酸素センサに排気用温度センサを配置する他の例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
前述した燃焼監視装置及び燃焼制御システムにかかる好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。
＜実施形態１＞
本形態の燃焼監視装置５は、図１及び図２に示すように、加熱炉２内の雰囲気ガスＧ１を加熱するバーナ３の燃焼状態を監視するものである。燃焼監視装置５は、オン・オフ受信部５１、データ受信部５２及び燃焼判定部５３を備える。オン・オフ受信部５１は、バーナ３への燃料Ｆの供給及び燃料Ｆの供給の停止を行う制御弁３１又は制御弁３１の動作を制御するバーナ制御装置６から、燃料Ｆの供給状態を示すオン信号Ｄ１及び燃料Ｆの供給停止の状態を示すオフ信号Ｄ２を受信可能な制御部位である。
【００１８】
データ受信部５２は、加熱炉２の排気経路２３内を流れる排ガスＧ２の酸素濃度を検出する酸素センサ４１から、酸素濃度のデータＤ３を受信する制御部位である。燃焼判定部５３は、オン・オフ受信部５１がオン信号Ｄ１を受信しているときには、酸素濃度のデータＤ３に基づき、バーナ３の空気過剰率が目標範囲Ｒ内にあるか否かの判定を可能にする一方、オン・オフ受信部５１がオフ信号Ｄ２を受信しているときには、前記判定を不能にする制御部位である。
【００１９】
ここで、「判定を可能にする」との意味は、オン・オフ受信部５１がオン信号Ｄ１を受信していることを、判定を行うための前提条件とする意味である。燃焼判定部５３は、オン・オフ受信部５１がオン信号Ｄ１を受信しているときであっても、他の条件によって判定を行わない場合がある。「判定を不能にする」との意味は、オン・オフ受信部５１がオフ信号Ｄ２を受信しているときには、必ず判定を行わないことを意味する。
【００２０】
図１に示すように、燃焼監視装置５は、燃焼制御システム１における燃焼監視用の制御装置として用いられる。燃焼制御システム１は、加熱炉２に配置されるバーナ３及び酸素センサ４１、バーナ３に配置された制御弁３１、制御弁３１の動作を制御するバーナ制御装置６、及びバーナ３の燃焼状態を監視する燃焼監視装置５を備える。バーナ３は、加熱炉２に配置されており、加熱炉２内の雰囲気ガスＧ１を、燃料Ｆ及び燃焼用空気Ａの燃焼によって加熱するものである。酸素センサ４１は、加熱炉２の排気経路２３内を流れる排ガスＧ２の酸素濃度を検出するものである。制御弁３１は、バーナ３への燃料Ｆの供給及び燃料Ｆの供給の停止を行うものである。
【００２１】
以下に、本形態の燃焼監視装置５及び燃焼制御システム１について詳説する。
（加熱炉２）
図１に示すように、燃焼監視装置５及び燃焼制御システム１が適用される加熱炉２は、加熱炉２内の雰囲気ガスＧ１の温度を目標温度に制御して、種々の熱処理等を行うために用いられる。加熱炉２には、バーナ３が配置される配置穴２１と、燃焼後の排ガスＧ２が排気される排気筒２２とが設けられている。排気経路２３は、排気筒２２内に形成されている。排気経路２３は、排ガスＧ２が通過する経路であれば、排気筒２２以外のものに形成されていてもよい。また、図示は省略するが、排気筒２２には、排ガスＧ２の排熱を回収するための熱交換器が設けられている。熱交換器においては、排ガスＧ２の排熱によってバーナ３に使用される燃焼用空気Ａを加熱することができる。
【００２２】
加熱炉２には、加熱炉２内の雰囲気ガスＧ１の温度を測定する炉内用温度センサ４２、及び排気経路２３内の温度、言い換えれば排気経路２３内に排気される排ガスＧ２の温度又は酸素センサ４１の近傍に位置する排気筒２２の部分の温度を測定する排気用温度センサ４３が配置されている。炉内用温度センサ４２は、加熱炉２内の雰囲気ガスＧ１の温度を目標温度にする際に用いられる。排気用温度センサ４３は酸素センサ４１の周辺に配置されている。排気用温度センサ４３は、排気経路２３内を流れる排ガスＧ２の温度又は酸素センサ４１の近傍に位置する排気筒２２の部分の温度が、酸素センサ４１の使用可能温度以上にあるかを検出する際に用いられる。
【００２３】
排気用温度センサ４３は、排気筒２２に対して取り付けることができ、酸素センサ４１に対して取り付けることもできる。排気用温度センサ４３を酸素センサ４１に対して取り付ける場合には、測定される酸素センサ４１の温度を、排気筒２２の排気経路２３内を流れる排ガスＧ２の温度とみなすことができる。
【００２４】
（バーナ３及び制御弁３１）
図１に示すように、バーナ３は、燃料Ｆと燃焼用空気Ａとを混合させて燃焼し、燃焼による火炎を形成するものである。燃料Ｆは、都市ガス等のガス燃料とすることができる。バーナ３には、燃料Ｆが供給される燃料供給管３３と、燃焼用空気Ａが供給される空気供給管３４とが接続されている。燃料供給管３３には、電気制御可能な電磁弁等の制御弁３１が配置されている。空気供給管３４には、燃焼用空気Ａをバーナ３へ送り込むための給気ブロア３２が配置されている。給気ブロア３２の流量は、バーナ３における目標とする空気過剰率に応じて適宜調整される。
【００２５】
本形態のバーナ３は、火炎の形成による熱対流及び熱放射によって加熱炉２内の雰囲気ガスＧ１を直接加熱する直接加熱方式のものである。バーナ３は、後述する実施形態２に示すラジアントチューブバーナとすることもできる。
【００２６】
制御弁３１は、オン動作として燃料供給管３３を開けているときに、オン信号Ｄ１を燃焼監視装置５へ送信するとともに、オフ動作として燃料供給管３３を閉じているときに、オフ信号Ｄ２を燃焼監視装置５へ送信する構成を有することができる。制御弁３１の開閉動作はバーナ制御装置６によって行われる。そのため、図２に示すように、本形態のオン信号Ｄ１及びオフ信号Ｄ２は、バーナ制御装置６から燃焼監視装置５へ送信される。
【００２７】
（酸素センサ４１）
図示は省略するが、酸素センサ４１は、活性温度において酸素イオンの伝導性を有する固体電解質体と、固体電解質体の両表面に設けられた、酸素に対する触媒活性を有する一対の電極とを有するものである。酸素センサ４１は、酸素濃度の変化に応じた出力が得られるよう構成されている。酸素センサ４１には、固体電解質体及び一対の電極の温度が活性温度になるよう加熱するヒータが配置されている。
【００２８】
（バーナ制御装置６）
図１及び図２に示すように、バーナ制御装置６は、炉内用温度センサ４２によって測定される雰囲気ガスＧ１の温度が目標温度になるようバーナ３の制御弁３１のオン・オフ制御を行うよう構成されている。バーナ制御装置６は、コンピュータ等によって構成される。バーナ制御装置６は、雰囲気ガスＧ１の温度が目標温度よりも低い場合には、制御弁３１によって燃料供給管３３を開けて、バーナ３の燃焼動作を行うよう構成されている。一方、バーナ制御装置６は、雰囲気ガスＧ１の温度が目標温度よりも高い場合には、制御弁３１によって燃料供給管３３を閉じて、バーナ３の燃焼動作を停止させるよう構成されている。バーナ制御装置６において、雰囲気ガスＧ１を加熱する目標温度は適宜変更される。バーナ制御装置６においては、種々の温度制御パターンに応じた目標温度の経時的変化の設定が、制御プログラムとして構築される。
【００２９】
（燃焼監視装置５）
図１及び図２に示すように、燃焼監視装置５は、バーナ３における燃焼運転が正常に行われているかを監視するために用いられる。燃焼監視装置５は、コンピュータ、リレー回路等によって構成される。燃焼監視装置５は、オン・オフ受信部５１及びデータ受信部５２によって、制御弁３１のオン信号Ｄ１及びオフ信号Ｄ２、並びに酸素濃度のデータＤ３を受信し、燃焼判定部５３によって、バーナ３に燃焼異常が生じていないかを判定する。
【００３０】
オン・オフ受信部５１及びデータ受信部５２は、信号入力回路等を備えるハードウェア、及びソフトウェアを利用して構築される。燃焼判定部５３は、主にソフトウェアとして構築される。
【００３１】
バーナ３における空気過剰率（空気比）の目標範囲Ｒは、１．１〜１．５に設定される。この目標範囲Ｒ内は、燃焼用空気Ａが過不足なくバーナ３へ供給されていると判断できる、空気過剰率の正常範囲内とする。そして、バーナ３において正常に燃焼運転がなされているときには、酸素センサ４１によって検出される酸素濃度は、例えば２．０〜７．０％の範囲内になる。なお、空気過剰率の目標範囲Ｒは、バーナ３において最適に燃焼制御される範囲とすることもできる。
【００３２】
図３に示すように、燃焼判定部５３においては、酸素センサ４１による排ガスＧ２の酸素濃度（出力値）と、バーナ３の空気過剰率（空気比）との関係を示す関係マップＭが設定されている。同図においては、関係マップＭを簡易的に示す。燃焼判定部５３は、データ受信部５２によって受信した酸素濃度（出力値）のデータを関係マップＭに照合し、関係マップＭに基づいて、検出される酸素濃度のデータＤ３に応じたバーナ３の空気過剰率を求めることができる。
【００３３】
空気過剰率は、空気比とも呼ばれ、バーナ３に実際に供給される燃焼用空気Ａの質量Ｓ１を、燃料Ｆを完全燃焼させるために理論上必要な最少の燃焼用空気Ａの質量Ｓ０で除した値のことをいう。空気過剰率λは、λ＝Ｓ１／Ｓ０として表される。空気過剰率は、バーナ３に供給される燃料Ｆと燃焼用空気Ａとの比である空燃比を、理論空燃比で除した値ともなる。
【００３４】
燃焼判定部５３は、酸素濃度のデータＤ３から求められる空気過剰率が、目標範囲Ｒ内にある場合には、バーナ３への燃焼用空気Ａの供給量に過不足がなく、バーナ３において正常運転がなされていることを検知することができる。また、燃焼判定部５３は、酸素濃度のデータＤ３から求められる空気過剰率が、目標範囲Ｒの上限値Ｒ１よりも高い場合には、燃焼用空気Ａの供給量が多く、バーナ３の燃焼状態が空気過剰の状態にあることを検知することができる。また、燃焼判定部５３は、酸素濃度のデータＤ３から求められる空気過剰率が、目標範囲Ｒの下限値Ｒ２よりも低い場合には、燃焼用空気Ａの供給量が少なく、バーナ３の燃焼状態が空気不足の状態にあることを検知することができる。
【００３５】
目標範囲Ｒの上限値Ｒ１は、バーナ３の燃焼において許容することができる空気過剰率の最大値を示す。また、目標範囲Ｒの下限値Ｒ２は、バーナ３の燃焼において許容することができる空気過剰率の最小値を示す。
【００３６】
酸素センサ４１からデータ受信部５２へ送られる酸素濃度のデータＤ３は、酸素センサ４１の電圧、電流、通信データ等の出力値とすることもできる。そして、燃焼判定部５３は、出力値が目標範囲Ｒ内にあるか否かを判定することができる。出力値は、酸素濃度に応じて変化するため、空気過剰率の大きさを示す尺度となる。そして、この場合には、燃焼判定部５３は、関係マップＭを用いずに、出力値を用いて、バーナ３の空気過剰率が空気過剰にあるか空気不足にあるかを判定することができる。
【００３７】
図１及び図２に示すように、燃焼監視装置５は、燃焼判定部５３による結果を受けて、判定結果を表示又は警報する表示・警報部５５を更に備える。表示・警報部５５は、燃焼判定部５３がバーナ３の空気過剰率が目標範囲Ｒ内にないと判定した場合に、空気過剰率が目標範囲Ｒよりも高いこと、又は空気過剰率が目標範囲Ｒよりも低いことを表示又は警報可能である。
【００３８】
本形態の表示・警報部５５は、空気過剰率が目標範囲Ｒよりも高く、バーナ３の燃焼状態が空気過剰の状態にあることを示す空気過剰表示５５１が可能である。また、本形態の表示・警報部５５は、空気過剰率が目標範囲Ｒよりも低く、バーナ３の燃焼状態が空気不足の状態にあることを示す空気不足表示５５２が可能である。表示・警報部５５を用いることにより、バーナ３の空気過剰率が目標範囲Ｒ内から外れ、バーナ３に燃焼異常があったことを、加熱炉２の運転を監視するオペレータに迅速に知らせることができる。
【００３９】
表示・警報部５５は、ソフトウェア、及び信号出力回路等を備えるハードウェアを利用して構築される。表示・警報部５５は、燃焼監視装置５の筐体等に配置されたランプ、液晶表示器、ブザー等を用いて構成することができる。例えば、空気過剰表示５５１を、赤ランプの点灯によって行い、空気不足表示５５２を、青ランプの点灯によって行うことができる。また、表示・警報部５５によって、空気過剰である場合と、空気不足である場合とに発する警報音を異ならせることもできる。
【００４０】
図１に示すように、バーナ３の燃焼は、加熱炉２内の雰囲気ガスＧ１を加熱する目標温度との関係で、断続的に行われる。雰囲気ガスＧ１の温度が目標温度よりも低い場合には、バーナ３による燃焼が行われ、雰囲気ガスＧ１の温度が目標温度よりも高い場合には、バーナ３による燃焼が停止される。なお、雰囲気ガスＧ１の温度は、炉内用温度センサ４２によって検出される。
【００４１】
バーナ３による燃焼が行われていないときには、給気ブロア３２の動作を停止しない限りは、排気経路２３には燃焼用空気Ａが流れ、バーナ３の燃焼が正常であるか否かを判定することはできない。そのため、燃焼監視装置５は、バーナ３の燃焼が行われていないときには、酸素センサ４１の出力値を判定しないようにすることができる。
【００４２】
具体的には、燃焼監視装置５は、オン・オフ受信部５１がオン信号Ｄ１を受信しているときに、酸素センサ４１による酸素濃度の検出を行わせる一方、オン・オフ受信部５１がオフ信号Ｄ２を受信しているときに、酸素センサ４１による酸素濃度の検出を停止させる検出管理部を更に備えていてもよい。検出管理部は、酸素センサ４１の電源をオン・オフする構成とすることができる。検出管理部を用いることにより、酸素センサ４１の継続使用時間を短縮することができ、酸素センサ４１の寿命を延ばすことが可能になる。
【００４３】
また、酸素センサ４１による酸素濃度の検出が停止されているときには、データ受信部５２が酸素センサ４１からの酸素濃度のデータＤ３を受信しないことになる。そのため、燃焼判定部５３による、燃焼異常の誤判定が生じないようにすることができる。
【００４４】
バーナ３による燃焼が行われた後、この燃焼後の排ガスＧ２が排気筒２２に配置された酸素センサ４１に到達するまでには、時間遅れ（タイムラグ）が生じる。この時間遅れが生じている間において、酸素センサ４１によって排気経路２３内の酸素濃度を検出すると、排ガスＧ２の酸素濃度を検出することにはならない。この場合には、酸素センサ４１が、排気経路２３内を流れる燃焼用空気Ａの酸素濃度を検出することになり、燃焼判定部５３による、燃焼異常の誤判定が生じるおそれがある。
【００４５】
この誤判定を防止するために、燃焼監視装置５は、オン・オフ受信部５１がオン信号Ｄ１を受信した後であって、オン信号Ｄ１の受信から所定時間Ｔ１が経過した後に、燃焼判定部５３による判定を開始させる時間管理部５４を更に備える。この所定時間Ｔ１は、バーナ３において燃焼が行われた後の排ガスＧ２が酸素センサ４１に到達するまでの待ち時間とする。そして、時間管理部５４は、待ち時間が経過するまでの間は、燃焼判定部５３による判定を停止させる。時間管理部５４を用いることにより、燃焼判定部５３による、燃焼異常の誤判定が生じないようにすることができる。
【００４６】
待ち時間は、時間管理部５４において設定される時間である。待ち時間は、加熱炉２の大きさ、形状等に応じて適宜異なる。そのため、待ち時間は、加熱炉２ごとに実験等を行って設定することができる。
【００４７】
本形態の燃焼監視装置５は、酸素センサを凝縮水等から保護するための起動判定部５６を備える。起動判定部５６は、排気用温度センサ４３によって測定される温度が、排ガスＧ２中の水分の凝縮が生じる凝縮温度を超える場合には、酸素センサ４１の起動を可能にする一方、排気用温度センサ４３によって測定される温度が、凝縮温度以下の場合には、酸素センサ４１の起動を可能にするよう構成されている。これにより、酸素センサ４１が、排ガスＧ２中に飛散する凝縮水によって、被水割れ等を生じることを防止することができる。なお、酸素センサ４１の起動とは、酸素センサ４１におけるヒータに通電を開始することとしてもよい。
【００４８】
また、燃焼判定部５３は、酸素センサ４１が起動した後、酸素センサ４１の固体電解質体及び一対の電極が活性温度になるまでの間においては、判定を不能にするよう構成されている。これにより、酸素センサ４１による出力が安定した状態において、燃焼判定部５３による燃焼の判定を行うことができる。
【００４９】
燃焼監視装置５及びバーナ制御装置６は、汎用コンピュータを用いず、図４に示すように、センサアンプ７１、タイマー７２、調節器７３、リレースイッチ７４等を、リレー回路として組み合わせることによって、構成することもできる。この場合には、既存製品を適宜利用して、燃焼監視装置５及びバーナ制御装置６構成することができ、その構成をより簡単にすることができる。
【００５０】
（燃焼監視方法）
次に、本形態の燃焼監視装置５及び燃焼制御システム１によってバーナ３の燃焼監視を行う方法について、図５及び図６のフローチャートを参照して説明する。
まず、図５に示すように、メインルーチンにおいて、バーナ制御装置６、制御弁３１、炉内用温度センサ４２、排気用温度センサ４３、給気ブロア３２等の電源が入れられる（ステップＳ１）。そして、バーナ制御装置６の指令を受けて制御弁３１が燃料供給管３３を開け、制御弁３１からバーナ３へ燃料Ｆが供給される（ステップＳ２）。これにより、バーナ３において、燃料供給管３３から供給される燃料Ｆと、空気供給管３４から供給される燃焼用空気Ａとが燃焼される。また、バーナ制御装置６は、炉内用温度センサ４２によって測定される雰囲気ガスＧ１の温度が、バーナ制御装置６に設定された目標温度になるよう、バーナ３の燃焼状態を制御する。
【００５１】
バーナ３の燃焼が開始された後、あまり時間が経過していないときには、排気経路２３内の温度が低く、排気経路２３内の温度が、酸素センサ４１による酸素濃度の検出に適さない温度にある。そして、バーナ３による燃焼後の排ガスＧ２が排気経路２３に到達すると、排気経路２３内の温度が上昇する。
【００５２】
次いで、燃焼監視装置５は、排気用温度センサ４３によって、排気経路２３内の排ガスＧ２の温度又は酸素センサ４１の近傍に位置する排気筒２２の部分の温度を測定する（ステップＳ３）。そして、燃焼監視装置５は、排ガスＧ２の温度が所定温度以上になったか否かを判定する（ステップＳ４）。そして、燃焼監視装置５は、排ガスＧ２の温度が所定温度以上になったときに、酸素センサ４１の電源を入れる（ステップＳ５）。この所定温度は、例えば、水滴が気化する１００℃とすることができる。また、この所定温度は、排ガスＧ２中の水分の凝縮が生じる凝縮温度としての１００℃とすることもできる。これにより、酸素センサ４１を水滴から保護することができる。
【００５３】
次いで、バーナ制御装置６は、炉内用温度センサ４２によって加熱炉２内の温度である炉内温度を測定する（ステップＳ６）。そして、バーナ制御装置６は、炉内温度が目標温度未満であるか否かを判定する（ステップＳ７）。炉内温度が目標温度未満である場合には、制御弁３１によるバーナ３への燃料Ｆの供給が継続される（ステップＳ８）。この場合には、制御弁３１又はバーナ制御装置６からオン・オフ受信部５１へオン信号Ｄ１が送信される（ステップＳ９）。
【００５４】
そして、メインルーチンから燃焼監視ルーチンへ移行し、燃焼監視ルーチンが実行される（ステップＳ１０）。図６に示すように、燃焼監視ルーチンにおいては、燃焼監視装置５の時間管理部５４によって、酸素センサ４１に電源が入った時点からの経過時間が所定時間Ｔ０を経過するまで、燃焼判定部５３による判定を待機する（ステップＳ１０１）。酸素センサ４１の電源が入った後には、酸素センサ４１に設けられたヒータによって、酸素センサ４１の固体電解質体及び一対の電極が活性温度になるまで加熱される。そして、所定時間Ｔ０は、固体電解質体及び一対の電極が活性温度になるまでの時間として定めることができる。
【００５５】
次いで、所定時間Ｔ０が経過した後には、燃焼監視装置５は、酸素センサ４１によって排気経路２３内の排ガスＧ２の酸素濃度を検出する（ステップＳ１０２）。次いで、燃焼監視装置５の燃焼判定部５３は、オン・オフ受信部５１がオン信号Ｄ１を受信していることを前提に、データ受信部５２によって受信した酸素濃度のデータＤ３を関係マップＭに照合し、関係マップＭから、酸素濃度に応じた空気過剰率を求める（ステップＳ１０３）。
【００５６】
次いで、燃焼判定部５３は、この求められた空気過剰率が目標範囲Ｒ内の上限値Ｒ１よりも高いか否かを判定する（ステップＳ１０４）。求められた空気過剰率が目標範囲Ｒの上限値Ｒ１よりも高い場合には、燃焼判定部５３は、バーナ３への燃焼用空気Ａの供給が過剰に行われ、バーナ３が空気過剰の状態にあることを検知することができる。このとき、表示・警報部５５は、空気過剰表示５５１をする（ステップＳ１０５）。これにより、加熱炉２の運転を監視するオペレータは、バーナ３に空気過剰の燃焼異常が生じたことを知ることができる。そして、オペレータは、バーナ３のメンテナンスを行って、空気過剰になる原因を解消することができる。
【００５７】
求められた空気過剰率が目標範囲Ｒの上限値Ｒ１よりも低い場合には、燃焼判定部５３は、求められた空気過剰率が目標範囲Ｒの下限値Ｒ２よりも低いか否かを判定する（ステップＳ１０６）。求められた空気過剰率が目標範囲Ｒの下限値Ｒ２よりも低い場合には、燃焼判定部５３は、バーナ３への燃焼用空気Ａの供給が不足しており、バーナ３が空気不足の状態にあることを検知することができる。このとき、表示・警報部５５は、空気不足表示５５２をする（ステップＳ１０７）。これにより、加熱炉２の運転を監視するオペレータは、バーナ３に空気不足の燃焼異常が生じたことを知ることができる。そして、オペレータは、バーナ３のメンテナンスを行って、空気不足になる原因を解消することができる。
【００５８】
また、求められた空気過剰率が目標範囲Ｒの上限値Ｒ１以下であり、かつ目標範囲Ｒの下限値Ｒ２以上である場合には、燃焼判定部５３は、求められた空気過剰率が目標範囲Ｒ内にあることを検知することができる。この場合には、表示・警報部５５による表示は行われない。こうして、燃焼監視ルーチンが終了し、メインルーチンに戻る。
【００５９】
一方、図５に示すように、ステップＳ７の判定において、炉内温度が目標温度以上になった場合には、制御弁３１によるバーナ３への燃料Ｆの供給が停止される（ステップＳ１１）。この場合には、制御弁３１又はバーナ制御装置６からオン・オフ受信部５１へオフ信号Ｄ２が送信される（ステップＳ１２）。そして、燃焼監視装置５の燃焼判定部５３は、オン・オフ受信部５１がオフ信号Ｄ２を受信しているときには、燃焼監視ルーチンが実行されない。そして、燃焼判定部５３によるバーナ３の空気過剰率の空気過剰又は空気不足の判定は行われない。
【００６０】
この場合には、バーナ３の燃焼が行われていないことにより、燃焼判定部５３によって、バーナ３の空気過剰率の空気過剰又は空気不足の判定を行うことはできない。また、この場合に、給気ブロア３２が継続して動作しているときには、酸素センサ４１によって検出される酸素濃度は、燃焼用空気Ａの酸素濃度となる。また、バーナ３の燃焼が行われていないときには、給気ブロア３２によるバーナ３への燃焼用空気Ａの供給を停止することもできる。
【００６１】
その後、バーナ制御装置６による加熱炉２の温度制御パターンに応じて、加熱炉２の温度制御（運転）を終了してよいかを判定する（ステップＳ１３）。そして、温度制御を終了する判定がなされるまでは、ステップＳ６〜Ｓ１２が繰り返される。
【００６２】
また、バーナ３の燃焼が停止され後には、炉内用温度センサ４２によって測定される雰囲気ガスＧ１の温度（炉内温度）が低下する。そして、ステップＳ７の判定において、炉内温度が目標温度未満になった場合には、バーナ制御装置６は、雰囲気ガスＧ１の温度が目標温度になるよう、制御弁３１によるバーナ３への燃料Ｆの供給を再開する（ステップＳ８）。
【００６３】
これにより、バーナ３に燃料Ｆ及び燃焼用空気Ａが再び供給され、バーナ３における燃焼運転が再開される。また、制御弁３１又はバーナ制御装置６からオン・オフ受信部５１へオン信号Ｄ１が送信される（ステップＳ９）。次いで、ステップＳ１０の燃焼監視ルーチンが再び実行される（ステップＳ１０）
【００６４】
次いで、図６に示すように、燃焼監視ルーチンにおいては、燃焼監視装置５の時間管理部５４によって、オン・オフ受信部５１がオン信号Ｄ１を受信した時点からの経過時間が所定時間Ｔ１を経過するまで、燃焼判定部５３による判定を待機する（ステップＳ１０１）。バーナ３において燃焼が再開されてから、燃焼後の排ガスＧ２が排気経路２３内の酸素センサ４１に到達するまでには、遅れ時間としての所定の時間が掛かる。そして、バーナ３の燃焼が再開された場合の所定時間Ｔ１は、遅れ時間に所定の余裕時間を足した、待ち時間とする。
【００６５】
また、ステップＳ１０１について別の言い方をすれば、時間管理部５４は、オン・オフ受信部５１がオン信号Ｄ１を受信した時点から、経過時間の計測を開始する。そして、時間管理部５４及び燃焼判定部５３は、経過時間が、設定された待ち時間を経過するまで待機する。
【００６６】
次いで、経過時間が所定時間Ｔ１としての待ち時間になり、待ち時間の経過が確認されたときには、酸素センサ４１によって酸素濃度が検出され（ステップＳ１０２）、燃焼監視装置５の燃焼判定部５３は、データ受信部５２が受信した酸素濃度のデータＤ３に基づく空気過剰率を求める（ステップＳ１０３）。そして、燃焼判定部５３は、ステップＳ１０４〜Ｓ１０７と同様に、求められた空気過剰率が目標範囲Ｒ内にあるか否かを判定し、表示・警報部５５は、この判定結果に応じて空気過剰表示又は空気不足表示をすることができる。
【００６７】
その後、バーナ３による燃焼と燃焼の停止とが適宜繰り返され、図５のステップＳ１３の加熱炉２の温度制御が終了するまで、燃焼監視装置５によるバーナ３の燃焼状態の監視が継続される。
【００６８】
（タイムチャート）
図７においては、本形態の燃焼監視装置５及び燃焼制御システム１によってバーナ３の燃焼監視を行った一例を、タイムチャートによって示す。
同図に示すように、経過時間帯ｔ１においては、制御弁３１の開動作を受けてバーナ３の燃焼が開始され、所定の時間が経過するまでは排気経路２３内の排ガスＧ２の温度が低く、酸素センサ４１の使用可能温度よりも低い。次いで、経過時間帯ｔ２においては、排ガスＧ２の温度が酸素センサ４１の使用可能温度以上になり、酸素センサ４１の電源が入れられる。このとき、酸素センサ４１の出力値が目標範囲（正常範囲）Ｒ内へ収束していく。同図においては、酸素濃度のデータＤ３及び空気過剰率のことを出力値として表す。
【００６９】
また、経過時間帯ｔ２においては、燃焼監視装置５は、所定時間Ｔ０の間、出力値の妥当性の判定、言い換えれば出力値に応じた空気過剰率の妥当性の判定を行わない。次いで、経過時間帯ｔ３においては、所定時間Ｔ０を経過し、酸素センサ４１の出力値が、排ガスＧ２の酸素濃度を正確に検出できるように安定したことにより、燃焼監視装置５は、出力値（又は空気過剰率）の妥当性の判定を行う。
【００７０】
経過時間帯ｔ３においては、出力値が目標範囲Ｒ（正常範囲）内にあることにより、燃焼監視装置５による空気過剰又は空気不足の異常表示は行われない。次いで、経過時間帯ｔ４においては、加熱炉２内の雰囲気ガスＧ１の温度が目標温度に到達したために、制御弁３１の閉動作を受けてバーナ３による燃焼が停止される。このとき、燃焼監視装置５による出力値（又は空気過剰率）の妥当性の判定は行われない。
【００７１】
次いで、経過時間帯ｔ５においては、加熱炉２内の温度が、目標温度よりも所定の温度低下したことにより、制御弁３１の開動作を受けてバーナ３による燃焼が再開される。このとき、燃焼監視装置５は、所定時間Ｔ１の間、出力値（又は空気過剰率）の妥当性の判定を行わない。
【００７２】
次いで、経過時間帯ｔ６においては、所定時間Ｔ１を経過し、酸素センサ４１の出力値が、排ガスＧ２の酸素濃度を正確に検出できるように安定したことにより、燃焼監視装置５は、出力値（又は空気過剰率）の妥当性の判定を行う。この経過時間帯ｔ６においては、出力値が目標範囲（正常範囲）Ｒの上限値Ｒ１よりも高くなったことにより、燃焼監視装置５によって空気過剰の異常表示が行われる。
【００７３】
次いで、経過時間帯ｔ７においては、加熱炉２内の雰囲気ガスＧ１の温度が目標温度に到達したために、制御弁３１の閉動作を受けてバーナ３による燃焼が停止される。このとき、燃焼監視装置５による出力値（又は空気過剰率）の妥当性の判定は行われない。
【００７４】
次いで、経過時間帯ｔ８においては、加熱炉２内の温度が、目標温度よりも所定の温度低下したことにより、制御弁３１の開動作を受けてバーナ３による燃焼が再開される。このとき、燃焼監視装置５は、所定時間Ｔ１の間、出力値（又は空気過剰率）の妥当性の判定を行わない。
【００７５】
次いで、経過時間帯ｔ９においては、所定時間Ｔ１を経過し、酸素センサ４１の出力値が、排ガスＧ２の酸素濃度を正確に検出できるように安定したことにより、燃焼監視装置５は、出力値（又は空気過剰率）の妥当性の判定を行う。この経過時間帯ｔ９においては、出力値が目標範囲（正常範囲）Ｒの下限値Ｒ２よりも低くなったことにより、燃焼監視装置５によって空気不足の異常表示が行われる。
【００７６】
その後、バーナ３の燃焼の開始及び燃焼の停止が行われるごとに、燃焼監視装置５による判定の有無が切り替わり、バーナ３の燃焼状態に、空気過剰又は空気不足の異常が発生していないかが監視される。
【００７７】
なお、図７のタイムチャートは、空気過剰又は空気不足の状態を説明するためのものであり、実際には、空気過剰又は空気不足の異常表示は、長期間使用したときに連続して行われると考えられる。
【００７８】
（作用効果）
本形態の燃焼監視装置５においては、燃焼判定部５３によって、制御弁３１又はバーナ制御装置６からのオン信号Ｄ１及びオフ信号Ｄ２を受信可能なオン・オフ受信部５１と、酸素センサ４１からの酸素濃度のデータＤ３を受信可能なデータ受信部５２とを利用して、バーナ３の燃焼状態を監視する。オン・オフ受信部５１がオフ信号Ｄ２を受信しているときには、制御弁３１からバーナ３へ燃料Ｆが供給されておらず、バーナ３において燃焼が行われていない。そのため、このときには、バーナ３の燃焼状態の良否を判定することができず、燃焼判定部５３によって、バーナ３の空気過剰率が目標範囲Ｒ内にあるか否かの判定が行われない。
【００７９】
一方、オン・オフ受信部５１がオン信号Ｄ１を受信しているときには、制御弁３１からバーナ３へ燃料Ｆが供給されており、バーナ３において燃焼が行われている。そのため、このときには、オン・オフ受信部５１がオン信号Ｄ１を受信してから、所定時間Ｔ１としての待ち時間が経過した後、燃焼判定部５３によって、酸素濃度のデータＤ３に基づくバーナ３の空気過剰率が目標範囲Ｒ内にあるか否かの判定が行われる。そして、バーナ３の空気過剰率が目標範囲Ｒ内にある場合には、バーナ３における燃焼運転が正常に行われていると検知することができる。なお、酸素濃度のデータＤ３は、酸素センサ４１から出力される、電圧、電流、デジタル通信等の種々のデータとすることができる。
【００８０】
また、バーナ３の空気過剰率が目標範囲Ｒ内を外れた場合には、バーナ３における燃焼運転に何らかの異常が生じたと検知することができる。そのため、この場合には、バーナ３のメンテナンス等を行い、異常を解消することができる。このように、本形態の燃焼監視装置５は、バーナ３の空気過剰率が目標範囲Ｒ内にあるか否かを監視する構成を有すればよく、空気過剰率を積極的に変更する構成を有する必要はない。
【００８１】
それ故、本形態の燃焼監視装置５及び燃焼制御システム１によれば、簡単な装置の構成によって、バーナ３の燃焼運転に生じた異常を検知することができる。
【００８２】
従来の加熱炉２においては、バーナ３の空気過剰率を高くし、空気過剰になる程度に燃焼用空気Ａをバーナ３へ供給している。そのため、加熱炉２の排気筒２２に、排ガスＧ２の排熱を回収する熱交換器が設けられていても、排ガスＧ２の流量が多くなるとともに排ガスＧ２の温度が低くなり、排熱の回収効率を高めることができない。
【００８３】
本形態の燃焼監視装置５を用いれば、バーナ３の空気過剰率が目標範囲Ｒを外れたことを迅速に検知することができる。そのため、バーナ３の空気過剰率の目標範囲Ｒを、空気過剰率が空気過剰になり過ぎない程度に適切に設定することができる。これにより、排ガスＧ２の排熱の回収効率を高めることができる。
【００８４】
＜実施形態２＞
本形態は、図８に示すように、バーナ３にラジアントチューブバーナを用い、ラジアントチューブバーナからの熱放射によって加熱炉２内を加熱する構成に、燃焼監視装置５及び燃焼制御システム１を採用した場合を示す。
ラジアントチューブバーナにおいては、ラジアントチューブ３５内において燃料Ｆと燃焼用空気Ａとによる燃焼が行われ、この燃焼後の排ガスＧ２がラジアントチューブ３５内を通って外部に排気される。また、ラジアントチューブバーナにおいては、排ガスＧ２が有する排熱を、燃焼用空気Ａを加熱するために利用することが行われている。
【００８５】
本形態の酸素センサ４１は、ラジアントチューブ３５の排気経路３５１内を流れる排ガスＧ２の酸素濃度を検出するよう構成されている。燃焼監視装置５の構成は、実施形態１に示した構成と同様にすることができる。本形態においては、排ガスＧ２が、加熱炉２に比べて容積が小さいラジアントチューブ３５内を流れるため、バーナ３による燃焼が開始された後、燃焼判定部５３によって燃焼の判定を開始するまでの待ち時間が短くなる。なお、各バーナ３の上方には、各バーナ３から排気される排ガスＧ２をまとめて排気する排気ダクト２４が配置されている。
【００８６】
また、加熱炉２には、複数のバーナ３（本形態においては第１〜第４のバーナ３）を配置することができる。そして、燃焼監視装置５は、各バーナ３及び酸素センサ４１等に対して個別に設けることができ、複数のバーナ３及び酸素センサ４１に対して共通して設けることもできる。また、各酸素センサ４１から燃焼監視装置５へは、酸素濃度のデータが送信される。そして、燃焼監視装置５は、各バーナ３に空気過剰率の異常が生じたか否かを、上限のランプ及び下限のランプを用いた表示・警報部５５によってオペレータに知らせることができる。
【００８７】
本形態においては、複数のバーナ３のラジアントチューブ３５の排気経路３５１に対してそれぞれ酸素センサ４１を配置した。これに対し、複数のバーナ３のラジアントチューブ３５の排気経路３５１が１つの合流経路に合流するようにし、この合流経路に酸素センサ４１を配置することもできる。この場合には、各排気経路３５１に切替弁を配置し、各切替弁の操作によって、各排気経路が１つずつ順次合流経路に接続されるようにすることができる。そして、１つン酸素センサ４１によって、複数のバーナ３から排気される排ガスＧ２の酸素濃度を検出することができる。
【００８８】
なお、図示は省略するが、各バーナ３の制御弁３１等は、バーナ制御装置６によって制御され、バーナ制御装置６から燃焼監視装置５へは、オン信号Ｄ１、オフ信号Ｄ２等の信号が送られる。
【００８９】
本形態の燃焼監視装置５及び燃焼制御システム１におけるその他の構成、作用効果等については、実施形態１の場合と同様である。また、本形態においても、実施形態１に示した符号と同一の符号が示す構成要素は、実施形態１の場合と同様である。
【００９０】
＜実施形態３＞
本形態においては、酸素センサ４１に排気用温度センサ４３を配置する場合の個々の具体例を示す。
排気用温度センサ４３は、熱電対、サーミスタ、白金抵抗体等を用いて構成することができる。排気用温度センサ４３は、図９に示すように、排ガスＧ２が接触する、酸素センサ４１の外周部の温度を測定するように配置することができる。酸素センサ４１は、排気筒２２の外周に設けられたソケット部２２１の取付穴２２２に取り付けることができる。排気用温度センサ４３は、排気筒２２又はソケット部２２１に設けられた貫通穴２２３に挿通して取り付けることができる。
【００９１】
酸素センサ４１は、図１０に示すように、温度検出先端部４１１が基端部４１２よりも下方に位置するよう、排気筒２２に対して傾斜して取り付けることができる。この場合には、酸素センサ４１の温度検出先端部４１１に、排気筒２２内に発生する凝縮水等が溜まりにくくすることができる。
【００９２】
排気用温度センサ４３は、図１１及び図１２に示すように、酸素センサ４１が取り付けられたソケット部２２１に取り付け、ソケット部２２１の温度を測定することもできる。この場合には、ソケット部２２１の温度を排ガスＧ２の温度とみなす。この場合、排気用温度センサ４３は、図１１に示すように、ソケット部２２１の外面に取り付けることができ、図１２に示すように、ソケット部２２１の内部に取り付けることもできる。
【００９３】
本形態の酸素センサ４１及び排気用温度センサ４３の各構成は、実施形態１，２に示した燃焼監視装置５及び燃焼制御システム１に適用することができる。本形態においても、実施形態１に示した符号と同一の符号が示す構成要素は、実施形態１に示す構成要素と同様である。
【００９４】
本発明は、各実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲においてさらに異なる実施形態を構成することが可能である。また、本発明は、様々な変形例、均等範囲内の変形例等を含む。
【符号の説明】
【００９５】
１  燃焼制御システム
２  加熱炉
２３  排気経路
３  バーナ
３１  制御弁
４１  酸素センサ
５  燃焼監視装置
５１  オン・オフ受信部
５２  データ受信部
５３  燃焼判定部
５４  時間管理部
５５  表示・警報部
６  バーナ制御装置
【図１】
2019168209.tif 000003
【図２】
2019168209.tif 000004
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2019168209.tif 000013
【図１２】
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