(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022176607
(43)【公開日】2022-11-30
(54)【発明の名称】燃焼システム
(51)【国際特許分類】
F23N 5/24 20060101AFI20221122BHJP
F23N 5/00 20060101ALI20221122BHJP
【ＦＩ】
F23N5/24 106Z
F23N5/24 107Z
F23N5/00 S
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021083121
(22)【出願日】2021-05-17
(71)【出願人】
【識別番号】000220262
【氏名又は名称】東京瓦斯株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000936
【氏名又は名称】弁理士法人青海国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】菊池 賢太
(72)【発明者】
【氏名】茂木 徹
【テーマコード（参考）】
3K003
【Ｆターム（参考）】
3K003EA07
3K003EA08
3K003FA04
3K003FB03
3K003FB10
3K003GA03
3K003SC08
3K003TC07
(57)【要約】
【課題】酸素センサもしくは燃焼機器に異常が生じた場合であっても、燃焼を継続する。
【解決手段】燃焼システムは、燃焼機器（バーナ１１２）と、燃焼機器に空気を供給する空気供給部２１０と、燃焼機器に燃料ガスを供給するガス供給部２３０と、燃焼機器で生じた排気ガス中の酸素濃度を測定する酸素センサと、酸素センサの測定値に基づき、空気供給部２１０およびガス供給部２３０のいずれか一方または双方を制御して、燃焼機器に供給される空気と燃料ガスとの比を調整する空気比調整部１４２と、異常を検知する異常検知部１４４と、異常検知部１４４によって異常が検知されると、空気比調整部１４２による調整を無効化する無効化部１４６と、を備える。
【選択図】図２
【解決手段】燃焼システムは、燃焼機器（バーナ１１２）と、燃焼機器に空気を供給する空気供給部２１０と、燃焼機器に燃料ガスを供給するガス供給部２３０と、燃焼機器で生じた排気ガス中の酸素濃度を測定する酸素センサと、酸素センサの測定値に基づき、空気供給部２１０およびガス供給部２３０のいずれか一方または双方を制御して、燃焼機器に供給される空気と燃料ガスとの比を調整する空気比調整部１４２と、異常を検知する異常検知部１４４と、異常検知部１４４によって異常が検知されると、空気比調整部１４２による調整を無効化する無効化部１４６と、を備える。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
燃焼機器と、
前記燃焼機器に空気を供給する空気供給部と、
前記燃焼機器に燃料ガスを供給するガス供給部と、
前記燃焼機器で生じた排気ガス中の酸素濃度を測定する酸素センサと、
前記酸素センサの測定値に基づき、前記空気供給部および前記ガス供給部のいずれか一方または双方を制御して、前記燃焼機器に供給される前記空気と前記燃料ガスとの比を調整する空気比調整部と、
異常を検知する異常検知部と、
前記異常検知部によって異常が検知されると、前記空気比調整部による調整を無効化する無効化部と、
を備える燃焼システム。
前記燃焼機器に空気を供給する空気供給部と、
前記燃焼機器に燃料ガスを供給するガス供給部と、
前記燃焼機器で生じた排気ガス中の酸素濃度を測定する酸素センサと、
前記酸素センサの測定値に基づき、前記空気供給部および前記ガス供給部のいずれか一方または双方を制御して、前記燃焼機器に供給される前記空気と前記燃料ガスとの比を調整する空気比調整部と、
異常を検知する異常検知部と、
前記異常検知部によって異常が検知されると、前記空気比調整部による調整を無効化する無効化部と、
を備える燃焼システム。
【請求項2】
前記ガス供給部は、
第１トリミングバルブが設けられるガス供給路を備え、
前記空気比調整部は、前記酸素センサの測定値に基づき、前記第１トリミングバルブの開度を調整し、
前記異常検知部は、前記酸素センサの異常、および、前記燃焼機器の異常のうちのいずれか一方または双方を検知し、
前記無効化部は、前記異常検知部によって異常が検知されると、前記第１トリミングバルブの開度を設定値に維持する請求項１に記載の燃焼システム。
第１トリミングバルブが設けられるガス供給路を備え、
前記空気比調整部は、前記酸素センサの測定値に基づき、前記第１トリミングバルブの開度を調整し、
前記異常検知部は、前記酸素センサの異常、および、前記燃焼機器の異常のうちのいずれか一方または双方を検知し、
前記無効化部は、前記異常検知部によって異常が検知されると、前記第１トリミングバルブの開度を設定値に維持する請求項１に記載の燃焼システム。
【請求項3】
前記ガス供給部は、
第１トリミングバルブが設けられるガス供給路を備え、
前記空気比調整部は、前記酸素センサの測定値に基づき、前記第１トリミングバルブの開度を調整し、
前記異常検知部は、前記第１トリミングバルブの異常を検知し、
前記無効化部は、前記異常検知部によって異常が検知されると、前記ガス供給部を制御して前記燃料ガスの前記燃焼機器への供給を遮断する請求項１または２に記載の燃焼システム。
第１トリミングバルブが設けられるガス供給路を備え、
前記空気比調整部は、前記酸素センサの測定値に基づき、前記第１トリミングバルブの開度を調整し、
前記異常検知部は、前記第１トリミングバルブの異常を検知し、
前記無効化部は、前記異常検知部によって異常が検知されると、前記ガス供給部を制御して前記燃料ガスの前記燃焼機器への供給を遮断する請求項１または２に記載の燃焼システム。
【請求項4】
前記ガス供給部は、
固定バルブが設けられる第１流路と、
前記固定バルブをバイパスして前記第１流路に接続され、遮断弁、および、第１トリミングバルブが設けられる第２流路と、
を備え、
前記空気比調整部は、前記酸素センサの測定値に基づき、前記第１トリミングバルブの開度を調整し、
前記異常検知部は、前記酸素センサの異常、前記燃焼機器の異常、および、前記第１トリミングバルブの異常のうちのいずれか１または複数の異常を検知し、
前記無効化部は、前記異常検知部によって異常が検知されると、前記遮断弁を閉弁する請求項１に記載の燃焼システム。
固定バルブが設けられる第１流路と、
前記固定バルブをバイパスして前記第１流路に接続され、遮断弁、および、第１トリミングバルブが設けられる第２流路と、
を備え、
前記空気比調整部は、前記酸素センサの測定値に基づき、前記第１トリミングバルブの開度を調整し、
前記異常検知部は、前記酸素センサの異常、前記燃焼機器の異常、および、前記第１トリミングバルブの異常のうちのいずれか１または複数の異常を検知し、
前記無効化部は、前記異常検知部によって異常が検知されると、前記遮断弁を閉弁する請求項１に記載の燃焼システム。
【請求項5】
前記異常検知部は、前記酸素センサの測定値の異常を検知し、
前記無効化部は、前記異常検知部によって異常が検知されると、前記空気比調整部による前記第１トリミングバルブの調整範囲である目標酸素範囲よりも狭い制限酸素範囲内で、前記第１トリミングバルブの開度を調整する請求項２から４のいずれか１項に記載の燃焼システム。
前記無効化部は、前記異常検知部によって異常が検知されると、前記空気比調整部による前記第１トリミングバルブの調整範囲である目標酸素範囲よりも狭い制限酸素範囲内で、前記第１トリミングバルブの開度を調整する請求項２から４のいずれか１項に記載の燃焼システム。
【請求項6】
前記空気供給部は、
第２トリミングバルブが設けられる空気供給路を備え、
前記空気比調整部は、前記酸素センサの測定値に基づき、前記第２トリミングバルブの開度を調整し、
前記異常検知部は、前記酸素センサの異常、および、前記燃焼機器の異常のうちのいずれか一方または双方を検知し、
前記無効化部は、前記異常検知部によって異常が検知されると、前記第２トリミングバルブの開度を設定値に維持する請求項１から５のいずれか１項に記載の燃焼システム。
第２トリミングバルブが設けられる空気供給路を備え、
前記空気比調整部は、前記酸素センサの測定値に基づき、前記第２トリミングバルブの開度を調整し、
前記異常検知部は、前記酸素センサの異常、および、前記燃焼機器の異常のうちのいずれか一方または双方を検知し、
前記無効化部は、前記異常検知部によって異常が検知されると、前記第２トリミングバルブの開度を設定値に維持する請求項１から５のいずれか１項に記載の燃焼システム。
【請求項7】
前記空気供給部は、
第２トリミングバルブが設けられる空気供給路を備え、
前記空気比調整部は、前記酸素センサの測定値に基づき、前記第２トリミングバルブの開度を調整し、
前記異常検知部は、前記第２トリミングバルブの異常を検知し、
前記無効化部は、前記異常検知部によって異常が検知されると、前記ガス供給部を制御して前記燃料ガスの前記燃焼機器への供給を遮断する請求項１から６のいずれか１項に記載の燃焼システム。
第２トリミングバルブが設けられる空気供給路を備え、
前記空気比調整部は、前記酸素センサの測定値に基づき、前記第２トリミングバルブの開度を調整し、
前記異常検知部は、前記第２トリミングバルブの異常を検知し、
前記無効化部は、前記異常検知部によって異常が検知されると、前記ガス供給部を制御して前記燃料ガスの前記燃焼機器への供給を遮断する請求項１から６のいずれか１項に記載の燃焼システム。
【請求項8】
前記空気供給部は、
固定弁が設けられる第３流路と、
前記固定弁をバイパスして前記第３流路に接続され、遮断弁、および、第２トリミングバルブが設けられる第４流路と、
を備え、
前記空気比調整部は、前記酸素センサの測定値に基づき、前記第２トリミングバルブの開度を調整し、
前記異常検知部は、前記酸素センサの異常、前記燃焼機器の異常、および、前記第２トリミングバルブの異常のうちのいずれか１または複数の異常を検知し、
前記無効化部は、前記異常検知部によって異常が検知されると、前記遮断弁を閉弁する請求項１から５のいずれか１項に記載の燃焼システム。
固定弁が設けられる第３流路と、
前記固定弁をバイパスして前記第３流路に接続され、遮断弁、および、第２トリミングバルブが設けられる第４流路と、
を備え、
前記空気比調整部は、前記酸素センサの測定値に基づき、前記第２トリミングバルブの開度を調整し、
前記異常検知部は、前記酸素センサの異常、前記燃焼機器の異常、および、前記第２トリミングバルブの異常のうちのいずれか１または複数の異常を検知し、
前記無効化部は、前記異常検知部によって異常が検知されると、前記遮断弁を閉弁する請求項１から５のいずれか１項に記載の燃焼システム。
【請求項9】
前記異常検知部は、前記酸素センサの測定値の異常を検知し、
前記無効化部は、前記異常検知部によって異常が検知されると、前記空気比調整部による前記第２トリミングバルブの調整範囲である目標酸素範囲よりも狭い制限酸素範囲内で、前記第２トリミングバルブの開度を調整する請求項６から８のいずれか１項に記載の燃焼システム。
前記無効化部は、前記異常検知部によって異常が検知されると、前記空気比調整部による前記第２トリミングバルブの調整範囲である目標酸素範囲よりも狭い制限酸素範囲内で、前記第２トリミングバルブの開度を調整する請求項６から８のいずれか１項に記載の燃焼システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、工業炉、ボイラ等の燃焼システムに関する。
【背景技術】
【0002】
工業炉、ボイラ等の燃焼機器には、バタフライバルブが設けられた空気供給路と、ニードルバルブが設けられたガス供給路が接続される。燃焼機器に供給される空気とガスとの流量比が、目標空気比に基づく固定値となるように、バタフライバルブおよびニードルバルブの開度は設定される。
【0003】
しかし、空気の温度が変化すると、単位体積当たりの空気量が変動する。このため、空気とガスとの流量比を固定値とすると、空気の温度変化によって空気比が変動してしまう。例えば、夏場等の空気の温度が高いときに、目標空気比に基づいて固定値が決定されると、冬場等の空気の温度が低いときに、空気比が上昇してしまう。同様に、冬場等の空気の温度が低いときに、目標空気比に基づいて固定値が決定されると、夏場等の空気の温度が高いときに、空気比が低下してしまう。空気比が目標空気比よりも高くなると、失火したり、燃焼効率が低下したりする。一方、空気比が目標空気比よりも低くなると、不完全燃焼してしまう。
【0004】
そこで、燃焼機器において生じる排気ガス中の酸素濃度に基づいて、空気とガスとの流量比を制御するＯ２トリミングが開発されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１１－１６９４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
Ｏ２トリミングを実行可能な燃焼システムには、排気ガス中の酸素濃度を測定する酸素センサが設けられる。ここで、酸素センサもしくは燃焼機器に異常が生じた場合に、Ｏ２トリミングを実行すると、燃焼を継続できなくなるおそれがある。
【0007】
本発明は、酸素センサもしくは燃焼機器に異常が生じた場合であっても、燃焼を継続することが可能な燃焼システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するために、本発明の燃焼システムは、燃焼機器と、燃焼機器に空気を供給する空気供給部と、燃焼機器に燃料ガスを供給するガス供給部と、燃焼機器で生じた排気ガス中の酸素濃度を測定する酸素センサと、酸素センサの測定値に基づき、空気供給部およびガス供給部のいずれか一方または双方を制御して、燃焼機器に供給される空気と燃料ガスとの比を調整する空気比調整部と、異常を検知する異常検知部と、異常検知部によって異常が検知されると、空気比調整部による調整を無効化する無効化部と、を備える。
【0009】
また、ガス供給部は、第１トリミングバルブが設けられるガス供給路を備え、空気比調整部は、酸素センサの測定値に基づき、第１トリミングバルブの開度を調整し、異常検知部は、酸素センサの異常、または、燃焼機器の異常を検知し、無効化部は、異常検知部によって異常が検知されると、第１トリミングバルブの開度を設定値に維持してもよい。
【0010】
また、ガス供給部は、第１トリミングバルブが設けられるガス供給路を備え、空気比調整部は、酸素センサの測定値に基づき、第１トリミングバルブの開度を調整し、異常検知部は、第１トリミングバルブの異常を検知し、無効化部は、異常検知部によって異常が検知されると、ガス供給部を制御して燃料ガスの燃焼機器への供給を遮断してもよい。
【0011】
また、ガス供給部は、固定バルブが設けられる第１流路と、固定バルブをバイパスして第１流路に接続され、遮断弁、および、第１トリミングバルブが設けられる第２流路と、を備え、空気比調整部は、酸素センサの測定値に基づき、第１トリミングバルブの開度を調整し、異常検知部は、酸素センサの異常、燃焼機器の異常、および、第１トリミングバルブの異常のうちのいずれか１または複数の異常を検知し、無効化部は、異常検知部によって異常が検知されると、遮断弁を閉弁してもよい。
【0012】
また、異常検知部は、酸素センサの測定値の異常を検知し、無効化部は、異常検知部によって異常が検知されると、空気比調整部による第１トリミングバルブの調整範囲である目標酸素範囲よりも狭い制限酸素範囲内で、第１トリミングバルブの開度を調整してもよい。
【0013】
また、空気供給部は、第２トリミングバルブが設けられる空気供給路を備え、空気比調整部は、酸素センサの測定値に基づき、第２トリミングバルブの開度を調整し、異常検知部は、酸素センサの異常、および、燃焼機器の異常のうちのいずれか一方または双方を検知し、無効化部は、異常検知部によって異常が検知されると、第２トリミングバルブの開度を設定値に維持してもよい。
【0014】
また、空気供給部は、第２トリミングバルブが設けられる空気供給路を備え、空気比調整部は、酸素センサの測定値に基づき、第２トリミングバルブの開度を調整し、異常検知部は、第２トリミングバルブの異常を検知し、無効化部は、異常検知部によって異常が検知されると、ガス供給部を制御して燃料ガスの燃焼機器への供給を遮断してもよい。
【0015】
また、空気供給部は、固定弁が設けられる第３流路と、固定弁をバイパスして第３流路に接続され、遮断弁、および、第２トリミングバルブが設けられる第４流路と、を備え、空気比調整部は、酸素センサの測定値に基づき、第２トリミングバルブの開度を調整し、異常検知部は、酸素センサの異常、燃焼機器の異常、および、第２トリミングバルブの異常のうちのいずれか１または複数の異常を検知し、無効化部は、異常検知部によって異常が検知されると、遮断弁を閉弁してもよい。
【0016】
また、異常検知部は、酸素センサの測定値の異常を検知し、無効化部は、異常検知部によって異常が検知されると、空気比調整部による第２トリミングバルブの調整範囲である目標酸素範囲よりも狭い制限酸素範囲内で、第２トリミングバルブの開度を調整してもよい。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、酸素センサもしくは燃焼機器に異常が生じた場合であっても、燃焼を継続することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】第１の実施形態に係る燃焼システムを説明する図である。
【図2】第１の実施形態に係る燃料供給部を説明する図である。
【図3】第１の実施形態に係る空気比調整部による制御を説明するフローチャートである。
【図4】第１の実施形態に係る異常検知部および無効化部による制御を説明するフローチャートである。
【図5】第２の実施形態に係る燃料供給部を説明する図である。
【図6】第２の実施形態に係る空気比調整部による制御を説明する図である。
【図7】第２の実施形態に係る空気比調整部による制御を説明するフローチャートである。
【図8】第２の実施形態に係る異常検知部および無効化部による制御を説明するフローチャートである。
【図9】第３の実施形態に係る燃料供給部を説明する図である。
【図10】第３の実施形態に係る空気比調整部による制御を説明する図である。
【図11】第３の実施形態に係る異常検知部および無効化部による制御を説明するフローチャートである。
【図12】第４の実施形態に係る燃料供給部を説明する図である。
【図13】第４の実施形態に係る空気比調整部による制御を説明するフローチャートである。
【図14】第４の実施形態に係る異常検知部および無効化部による制御を説明するフローチャートである。
【図15】第５の実施形態に係る燃料供給部を説明する図である。
【図16】第５の実施形態に係る空気比調整部による制御を説明する図である。
【図17】第５の実施形態に係る空気比調整部による制御を説明するフローチャートである。
【図18】第５の実施形態に係る異常検知部および無効化部による制御を説明するフローチャートである。
【図19】第６の実施形態に係る燃料供給部を説明する図である。
【図20】第６の実施形態に係る空気比調整部による制御を説明するフローチャートである。
【図21】第６の実施形態に係る異常検知部および無効化部による制御を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【0020】
［第１の実施形態：燃焼システム１００］
図１は、第１の実施形態に係る燃焼システム１００を説明する図である。図１中、破線の矢印は、信号の流れを示す。図１に示すように、燃焼システム１００は、燃焼機器１１０と、燃料供給部１２０と、酸素センサ１３０と、中央制御部１４０とを含む。
図１は、第１の実施形態に係る燃焼システム１００を説明する図である。図１中、破線の矢印は、信号の流れを示す。図１に示すように、燃焼システム１００は、燃焼機器１１０と、燃料供給部１２０と、酸素センサ１３０と、中央制御部１４０とを含む。
【0021】
燃焼機器１１０は、燃料を燃焼させる炉である。燃焼機器１１０は、例えば、ボイラを構成する火炉、工業炉等である。燃焼機器１１０は、１または複数のバーナ１１２を備える。
【0022】
燃料供給部１２０は、燃料ガスおよび空気をバーナ１１２に供給する。燃料ガスは、例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン等の炭化水素、一酸化炭素、水素、アンモニア等の気体燃料である。本実施形態において、燃料供給部１２０は、バーナ１１２ごとに設けられる。燃料供給部１２０には、燃料ガスの供給源１２２が接続される。燃料ガスの供給源１２２と燃料供給部１２０との間には、主幹遮断弁１２４が設けられる。主幹遮断弁１２４は、燃料ガスの供給源１２２と燃料供給部１２０との間に形成される流路を開閉する。燃焼システム１００の運転中、主幹遮断弁１２４は開状態に維持される。燃料供給部１２０の詳細については、後に説明する。
【0023】
酸素センサ１３０は、燃焼機器１１０で生じた排気ガス中の酸素濃度を測定する。
【0024】
中央制御部１４０は、ＣＰＵ（中央処理装置）を含む半導体集積回路で構成される。中央制御部１４０は、ＲＯＭからＣＰＵを動作させるためのプログラムやパラメータ等を読み出す。中央制御部１４０は、ワークエリアとしてのＲＡＭや他の電子回路と協働して燃焼システム１００全体を管理および制御する。
【0025】
本実施形態において、中央制御部１４０は、空気比調整部１４２、異常検知部１４４、無効化部１４６として機能する。空気比調整部１４２は、燃料供給部１２０を制御する。異常検知部１４４は、燃焼システム１００の異常を検知する。本実施形態において、異常検知部１４４は、酸素センサ１３０の異常、燃焼機器１１０の異常、および、後述する第１トリミングバルブ２５０の異常を検知する。無効化部１４６は、異常検知部１４４によって異常が検知された場合、空気比調整部１４２による調整を無効化（Ｏ２トリミングを無効化）し、第１トリミングバルブ２５０の開度を調整したり、ブロワ２１４および主遮断弁２４２ａ、２４２ｂを制御したりする。空気比調整部１４２、異常検知部１４４、無効化部１４６の詳細については、後に説明する。
【0026】
［燃料供給部１２０］
図２は、第１の実施形態に係る燃料供給部１２０を説明する図である。図２中、破線の矢印は、信号の流れを示す。図２に示すように、燃料供給部１２０は、空気供給部２１０と、ガス供給部２３０とを含む。
図２は、第１の実施形態に係る燃料供給部１２０を説明する図である。図２中、破線の矢印は、信号の流れを示す。図２に示すように、燃料供給部１２０は、空気供給部２１０と、ガス供給部２３０とを含む。
【0027】
空気供給部２１０は、バーナ１１２に空気を供給する。本実施形態において、空気供給部２１０は、空気供給路２１２と、ブロワ２１４と、流量調整弁２１６と、固定弁２１８とを含む。
【0028】
空気供給路２１２は、ブロワ２１４と、バーナ１１２とを接続する流路である。ブロワ２１４の吸入側は、大気開放される。ブロワ２１４の吐出側は、空気供給路２１２に接続される。ブロワ２１４は、空気供給路２１２を通じて、空気をバーナ１１２に供給する。
【0029】
流量調整弁２１６は、空気供給路２１２に設けられる。流量調整弁２１６は、例えば、コントロールモータ付きバタフライバルブである。流量調整弁２１６は、空気比調整部１４２によって開度が調整される。
【0030】
固定弁２１８は、空気供給路２１２における流量調整弁２１６とバーナ１１２との間に設けられる。固定弁２１８は、燃焼システム１００の運転開始時に設定された開度（設定値）に維持される。設定値は、例えば、不完全燃焼および失火を回避できる開度である。固定弁２１８は、例えば、バタフライバルブである。
【0031】
ガス供給部２３０は、バーナ１１２に燃料ガスを供給する。ガス供給部２３０は、ガス供給路２３２と、整圧器２４０と、主遮断弁２４２ａ、２４２ｂと、均圧弁２４４と、第１トリミングバルブ２５０とを含む。
【0032】
ガス供給路２３２は、主幹遮断弁１２４とバーナ１１２とを接続する流路である。整圧器２４０、主遮断弁２４２ａ、２４２ｂ、均圧弁２４４、および、第１トリミングバルブ２５０は、ガス供給路２３２に設けられる。
【0033】
整圧器２４０は、下流に供給される燃料ガスの圧力を、予め設定された圧力に整圧する。主遮断弁２４２ａ、２４２ｂは、整圧器２４０の下流側に設けられる。主遮断弁２４２ａ、２４２ｂは、ガス供給路２３２を開閉する。燃焼システム１００の運転中、主遮断弁２４２ａ、２４２ｂは、開状態に維持される。
【0034】
均圧弁２４４は、例えば、主遮断弁２４２ｂの下流側に設けられる。均圧弁２４４は、空気供給路２１２とガス供給路２３２とを均圧する。均圧弁２４４を備えることにより、空気供給路２１２における流量調整弁２１６の下流側（流量調整弁２１６とバーナ１１２との間）と、ガス供給路２３２における均圧弁２４４の下流側（均圧弁２４４とバーナ１１２との間）の圧力を、実質的に等しい圧力（例えば、２ｋＰａＧ）とすることができる。均圧弁２４４は、主遮断弁２４２ａの上流側に設けられていてもよい。
【0035】
第１トリミングバルブ２５０は、均圧弁２４４の下流側に設けられる。第１トリミングバルブ２５０は、例えば、コントロールモータ付きバタフライバルブである。第１トリミングバルブ２５０は、空気比調整部１４２によって開度が調整される。
【0036】
［空気比調整部１４２による制御］
続いて、本実施形態に係る、空気比調整部１４２による、流量調整弁２１６および第１トリミングバルブ２５０の制御について説明する。
続いて、本実施形態に係る、空気比調整部１４２による、流量調整弁２１６および第１トリミングバルブ２５０の制御について説明する。
【0037】
図３は、第１の実施形態に係る空気比調整部１４２による制御を説明するフローチャートである。
【0038】
図３に示すように、空気比調整部１４２は、Ｏ２トリミングを不実行とする旨の操作入力を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１１０）。その結果、Ｏ２トリミングを不実行とする旨の操作入力を受け付けたと判定した場合（ステップＳ１１０におけるＹＥＳ）、空気比調整部１４２は、第１トリミングバルブ２５０の開度を、燃焼システム１００の運転開始時に設定された開度（設定値）として（ステップＳ１１２）、ステップＳ１１０に処理を移す。
【0039】
一方、Ｏ２トリミングを不実行とする旨の操作入力を受け付けていないと判定した場合（ステップＳ１１０におけるＮＯ）、空気比調整部１４２は、Ｏ２トリミングの実行中であるか否かを判定する（ステップＳ１１４）。その結果、Ｏ２トリミングの実行中であると判定した場合（ステップＳ１１４におけるＹＥＳ）、空気比調整部１４２は、ステップＳ１２０に処理を移す。
【0040】
一方、Ｏ２トリミングの実行中ではないと判定した場合（ステップＳ１１４におけるＮＯ）、空気比調整部１４２は、Ｏ２トリミングを実行する旨の操作入力を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１１６）。その結果、Ｏ２トリミングを実行する旨の操作入力を受け付けていないと判定した場合（ステップＳ１１６におけるＮＯ）、空気比調整部１４２は、ステップＳ１１０に処理を移す。一方、Ｏ２トリミングを実行する旨の操作入力を受け付けたと判定した場合（ステップＳ１１６におけるＹＥＳ）、空気比調整部１４２は、ステップＳ１２０に処理を移す。
【0041】
空気比調整部１４２は、酸素センサ１３０の測定値（排気ガス中の酸素濃度）が、目標酸素範囲の上限値超であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。目標酸素範囲は、第１トリミングバルブ２５０および後述する第２トリミングバルブ５３２の調整範囲であり、燃焼機器１１０の燃焼効率が目標値以上となる、排気ガス中の酸素濃度の範囲である。その結果、酸素センサ１３０の測定値が上限値超であると判定した場合（ステップＳ１２０におけるＹＥＳ）、空気比調整部１４２は、第１トリミングバルブ２５０の開度を増加させて（ステップＳ１２２）、ステップＳ１１０に処理を移す。
【0042】
一方、酸素センサ１３０の測定値が上限値超ではないと判定した場合（ステップＳ１２０におけるＮＯ）、空気比調整部１４２は、酸素センサ１３０の測定値が、目標酸素範囲の下限値未満であるか否かを判定する（ステップＳ１２４）。その結果、酸素センサ１３０の測定値が下限値未満であると判定した場合（ステップＳ１２４におけるＹＥＳ）、空気比調整部１４２は、第１トリミングバルブ２５０の開度を減少させて（ステップＳ１２６）、ステップＳ１１０に処理を移す。
【0043】
一方、酸素センサ１３０の測定値が下限値未満ではないと判定した場合（ステップＳ１２４におけるＮＯ）、つまり、酸素センサ１３０の測定値が目標酸素範囲内であると判定した場合、空気比調整部１４２は、ステップＳ１１０に処理を移す。
【0044】
また、空気比調整部１４２は、Ｏ２トリミングを実行するか否かに拘わらず、燃焼機器１１０の炉内温度を測定する不図示の温度センサの測定値に基づいて、流量調整弁２１６の開度を調整する。例えば、空気比調整部１４２は、温度センサの測定値が目標温度未満である場合、流量調整弁２１６の開度を増加させる。また、空気比調整部１４２は、温度センサの測定値が目標温度超である場合、流量調整弁２１６の開度を減少させる。
【0045】
［異常検知部１４４および無効化部１４６による制御］
続いて、本実施形態に係る異常検知部１４４および無効化部１４６による制御について説明する。
続いて、本実施形態に係る異常検知部１４４および無効化部１４６による制御について説明する。
【0046】
上記したように、異常検知部１４４は、酸素センサ１３０の異常、燃焼機器１１０の異常、および、第１トリミングバルブ２５０の異常を検知する。具体的に説明すると、異常検知部１４４は、酸素センサ１３０の出力信号を取得できない場合、酸素センサ１３０に異常が生じていると検知する。酸素センサ１３０の出力信号は、酸素センサ１３０による酸素濃度の測定値を示す信号である。また、異常検知部１４４は、排気ガスに代えて、酸素濃度が既知である指標ガスの酸素濃度を酸素センサ１３０によって測定させ、測定値に基づいて異常を検知する。例えば、酸素センサ１３０の測定値が、指標ガスの酸素濃度よりも高かったり、低かったりする場合に、異常検知部１４４は、酸素センサ１３０に異常が生じていると検知する。指標ガスは、例えば、外気（空気、酸素濃度約２１％）または標準ガス（例えば、酸素濃度６％）である。
【0047】
また、異常検知部１４４は、燃焼機器１１０から扉開信号を受信した場合に、燃焼機器１１０に異常が生じていると検知する。扉開信号は、燃焼機器１１０の炉体に設けられた扉が開いている場合に出力される信号である。また、異常検知部１４４は、燃焼機器１１０の炉圧が負圧である場合に、燃焼機器１１０に異常が生じていると検知する。
【0048】
また、異常検知部１４４は、不図示のメモリに保持された設計値マップを参照し、第１トリミングバルブ２５０から出力される開度信号が示す値および酸素センサ１３０の出力信号が示す値に基づいて、第１トリミングバルブ２５０の異常を検知する。開度信号は、第１トリミングバルブ２５０の開度を示す信号である。設計値マップは、第１トリミングバルブ２５０の開度と、排気ガス中の酸素濃度とが関連付けられたものである。例えば、異常検知部１４４は、設計値マップにおいて、第１トリミングバルブ２５０から出力される開度信号が示す値が関連付けられた酸素濃度と、酸素センサ１３０の出力信号が示す値とを比較し、差異がある場合に、第１トリミングバルブ２５０に異常が生じていると検知する。
【0049】
また、異常検知部１４４は、第１トリミングバルブ２５０に入力された開度信号が示す値と、第１トリミングバルブ２５０から出力される開度信号が示す値とに差異がある場合に、第１トリミングバルブ２５０に異常が生じていると検知してもよい。
【0050】
図４は、第１の実施形態に係る異常検知部１４４および無効化部１４６による制御を説明するフローチャートである。異常検知部１４４および無効化部１４６は、Ｏ２トリミングの実行中に、所定の時間間隔毎に生じる割込によって図４に示す処理を繰り返し実行する。
【0051】
図４に示すように、異常検知部１４４は、酸素センサ１３０の出力信号を取得していないかどうかを判定する（ステップＳ１５０）。その結果、酸素センサ１３０の出力信号を取得したと判定した場合（ステップＳ１５０におけるＮＯ）、異常検知部１４４は、燃焼機器１１０の異常を検知したか否かを判定する（ステップＳ１５２）。
【0052】
その結果、燃焼機器１１０の異常を検知していないと判定した場合（ステップＳ１５２におけるＮＯ）、異常検知部１４４は、第１トリミングバルブ２５０の異常を検知したか否かを判定する（ステップＳ１５４）。
【0053】
その結果、第１トリミングバルブ２５０の異常を検知していないと判定した場合（ステップＳ１５４におけるＮＯ）、異常検知部１４４は、酸素センサ１３０の測定値の異常を検知したかを判定する（ステップＳ１５６）。
【0054】
その結果、酸素センサ１３０の測定値の異常を検知していないと判定した場合（ステップＳ１５６におけるＮＯ）、異常検知部１４４は、ステップＳ１５０に処理を移す。
【0055】
一方、異常検知部１４４が、酸素センサ１３０の出力信号を取得していないと判定した場合（ステップＳ１５０におけるＹＥＳ）、または、異常検知部１４４が、燃焼機器１１０の異常を検知したと判定した場合（ステップＳ１５２におけるＹＥＳ）、無効化部１４６は、空気比調整部１４２によるＯ２トリミングを無効化し、第１トリミングバルブ２５０を、燃焼システム１００の運転開始時に設定された開度（設定値）とする（ステップＳ１６０）。設定値は、例えば、不完全燃焼および失火を回避できる開度である。
【0056】
また、異常検知部１４４が、第１トリミングバルブ２５０の異常を検知したと判定した場合（ステップＳ１５４におけるＹＥＳ）、無効化部１４６は、ガス供給部２３０を制御して、燃料ガスの燃焼機器１１０への供給を遮断する。本実施形態において、無効化部１４６は、主遮断弁２４２ａ、２４２ｂを閉弁して、バーナ１１２による燃焼を遮断する（ステップＳ１６２）。
【0057】
また、異常検知部１４４が、酸素センサ１３０の測定値の異常を検知したと判定した場合（ステップＳ１５６におけるＹＥＳ）、無効化部１４６は、空気比調整部１４２によるＯ２トリミングを無効化する（第１トリミングバルブ２５０を、燃焼システム１００の運転開始時に設定された開度（設定値）とする）、もしくは、酸素センサ１３０の測定値が、制限酸素範囲となるように、第１トリミングバルブ２５０の開度を制御する（ステップＳ１６４）。制限酸素範囲は、上記目標酸素範囲内の範囲であり、目標酸素範囲より狭い範囲である。例えば、酸素センサ１３０の測定値が指標ガスの酸素濃度よりも高い場合、制限酸素範囲の下限値は、目標酸素範囲の下限値超に設定される。また、酸素センサ１３０の測定値が指標ガスの酸素濃度よりも低い場合、制限酸素範囲の上限値は、目標酸素範囲の上限値未満に設定される。
【0058】
ステップＳ１６４において、無効化部１４６は、酸素センサ１３０の測定値が、制限酸素範囲の上限値超である場合、第１トリミングバルブ２５０の開度を増加させる。また、ステップＳ１６４において、無効化部１４６は、酸素センサ１３０の測定値が、制限酸素範囲の下限値未満である場合、第１トリミングバルブ２５０の開度を減少させる。また、ステップＳ１６４において、無効化部１４６は、酸素センサ１３０の測定値が、制限酸素範囲内である場合、第１トリミングバルブ２５０の開度を維持する。
【0059】
なお、異常検知部１４４が異常を検知した場合、その旨を報知してもよい。そして、酸素センサ１３０の異常が報知された場合、酸素センサ１３０は、新たな酸素センサ１３０に交換される。また、燃焼機器１１０の異常が報知された場合、燃焼機器１１０の炉体に設けられた扉を閉じるように操作、または、修理される。また、第１トリミングバルブ２５０の異常が報知された場合、第１トリミングバルブ２５０は、新たな第１トリミングバルブ２５０に交換される。
【0060】
以上説明したように、本実施形態に係る燃焼システム１００は、異常検知部１４４および無効化部１４６を備える。したがって、酸素センサ１３０もしくは燃焼機器１１０に異常が生じた場合であっても、燃焼を継続することが可能となる。
【0061】
また、上記したように、酸素センサ１３０の出力信号を取得できない場合、無効化部１４６は、空気比調整部１４２によるＯ２トリミングを無効化し、第１トリミングバルブ２５０の開度を設定値とする。これにより、無効化部１４６は、燃焼機器１１０における不完全燃焼、失火、および、燃焼効率の低下を回避することができる。
【0062】
また、上記したように、燃焼機器１１０の異常が検知された場合、無効化部１４６は、空気比調整部１４２によるＯ２トリミングを無効化し、第１トリミングバルブ２５０の開度を設定値とする。これにより、無効化部１４６は、燃焼機器１１０における不完全燃焼、および、失火を回避することができる。
【0063】
また、上記したように、第１トリミングバルブ２５０の異常が検知された場合、無効化部１４６は、バーナ１１２による燃焼を遮断する。これにより、無効化部１４６は、燃焼機器１１０における不完全燃焼、および、失火を回避することができる。
【0064】
また、上記したように、酸素センサ１３０の測定値が指標ガスの酸素濃度よりも高い場合、無効化部１４６は、目標酸素範囲の下限値超に下限値が設定された制限酸素範囲内となるように、第１トリミングバルブ２５０の開度を制御する。これにより、無効化部１４６は、燃焼機器１１０における不完全燃焼、および、失火を回避することができる。
【0065】
また、上記したように、酸素センサ１３０の測定値が指標ガスの酸素濃度よりも低い場合、無効化部１４６は、目標酸素範囲の上限値未満に上限値が設定された制限酸素範囲内となるように、第１トリミングバルブ２５０の開度を制御する。これにより、無効化部１４６は、燃焼機器１１０における失火、および、燃焼効率の低下を回避することができる。
【0066】
［第２の実施形態：燃料供給部３２０］
図５は、第２の実施形態に係る燃料供給部３２０を説明する図である。なお、上記燃料供給部１２０と実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。また、本実施形態では、燃焼機器１１０、燃料ガスの供給源１２２、主幹遮断弁１２４、酸素センサ１３０、中央制御部１４０、および、空気供給部２１０といったガス供給部３３０以外の構成は、第１の実施形態と実質的に等しい。
図５は、第２の実施形態に係る燃料供給部３２０を説明する図である。なお、上記燃料供給部１２０と実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。また、本実施形態では、燃焼機器１１０、燃料ガスの供給源１２２、主幹遮断弁１２４、酸素センサ１３０、中央制御部１４０、および、空気供給部２１０といったガス供給部３３０以外の構成は、第１の実施形態と実質的に等しい。
【0067】
図５に示すように、燃料供給部３２０は、空気供給部２１０と、ガス供給部３３０とを含む。ガス供給部３３０は、ガス供給路３３２と、整圧器２４０と、主遮断弁２４２ａ、２４２ｂと、均圧弁２４４と、第１遮断弁３４０ａ、３４０ｂと、固定バルブ３４２と、第２遮断弁３５０ａ、３５０ｂと、第１トリミングバルブ２５０とを含む。なお、燃料供給部３２０は、第１遮断弁３４０ａ、３４０ｂを備えるため、主遮断弁２４２ａ、２４２ｂを省略してもよい。
【0068】
ガス供給路３３２は、燃料ガスの供給源１２２とバーナ１１２とを接続する流路である。本実施形態において、ガス供給路３３２は、第１流路３３４と、第２流路３３６とを含む。第１流路３３４は、燃料ガスの供給源１２２（主幹遮断弁１２４）とバーナ１１２とを接続する流路である。第１流路３３４には、後述する第１遮断弁３４０ａ、３４０ｂ、および、固定バルブ３４２が設けられる。第２流路３３６は、第１遮断弁３４０ａ、３４０ｂ、および、固定バルブ３４２をバイパスして第１流路３３４に接続される流路である。本実施形態において、第１流路３３４は、第２流路３３６と流路断面積が略等しい。なお、第１流路３３４および第２流路３３６は、空気供給路２１２よりも流路断面積が小さい。
【0069】
整圧器２４０、主遮断弁２４２ａ、２４２ｂ、および、均圧弁２４４は、第１流路３３４における、主幹遮断弁１２４と、第２流路３３６の分岐箇所との間に設けられる。
【0070】
第１遮断弁３４０ａ、３４０ｂ、および、固定バルブ３４２は、第１流路３３４における第２流路３３６の分岐箇所と、第２流路３３６の再接続箇所との間に設けられる。換言すれば、第２流路３３６は、第１流路３３４における均圧弁２４４と第１遮断弁３４０ａとの間から分岐され、固定バルブ３４２とバーナ１１２との間に再接続される。
【0071】
第１遮断弁３４０ａ、３４０ｂは、均圧弁２４４の下流側に設けられる。第１遮断弁３４０ａ、３４０ｂは、第１流路３３４を開閉する。第１遮断弁３４０ａ、３４０ｂは、燃料ガスの流路を二重で遮断できるように第１流路３３４に設けられる。
【0072】
固定バルブ３４２は、第１遮断弁３４０ａ、３４０ｂの下流側に設けられる。固定バルブ３４２は、燃焼システム１００の運転開始時に設定された開度（設定値）に維持される。設定値は、例えば、不完全燃焼および失火を回避できる開度である。固定バルブ３４２は、例えば、ニードルバルブである。
【0073】
第２遮断弁３５０ａ、３５０ｂ、および、第１トリミングバルブ２５０は、第２流路３３６に設けられる。第２遮断弁３５０ａ、３５０ｂ（遮断弁）は、第２流路３３６を開閉する。第２遮断弁３５０ａ、３５０ｂは、燃料ガスの流路を二重で遮断できるように第２流路３３６に設けられる。
【0074】
第１トリミングバルブ２５０は、第２流路３３６における第２遮断弁３５０ｂの下流側に設けられる。
【0075】
［空気比調整部１４２による制御］
続いて、本実施形態に係る、空気比調整部１４２による、第１遮断弁３４０ａ、３４０ｂ、第２遮断弁３５０ａ、３５０ｂ、および、第１トリミングバルブ２５０の制御について説明する。
続いて、本実施形態に係る、空気比調整部１４２による、第１遮断弁３４０ａ、３４０ｂ、第２遮断弁３５０ａ、３５０ｂ、および、第１トリミングバルブ２５０の制御について説明する。
【0076】
図６は、第２の実施形態に係る空気比調整部１４２による制御を説明する図である。図６に示すように、空気比調整部１４２は、Ｏ２トリミングを実行する際、第１遮断弁３４０ａ、３４０ｂを閉弁し、第２遮断弁３５０ａ、３５０ｂを開弁する。また、空気比調整部１４２は、Ｏ２トリミングを実行する場合、酸素センサ１３０の測定値に基づき、第１トリミングバルブ２５０の開度を調整する。例えば、空気比調整部１４２は、酸素センサ１３０の測定値が、所定の目標酸素範囲内に維持されるように、第１トリミングバルブ２５０の開度を調整する。したがって、Ｏ２トリミングを実行する場合、燃料ガスは、第２流路３３６を通じて、バーナ１１２に供給される。
【0077】
Ｏ２トリミングを行わない場合、空気比調整部１４２は、第１遮断弁３４０ａ、３４０ｂを開弁し、第２遮断弁３５０ａ、３５０ｂを閉弁する。したがって、Ｏ２トリミングを行わない場合、燃料ガスは、第１流路３３４を通じて、バーナ１１２に供給される。また、Ｏ２トリミングを行わない場合、空気比調整部１４２は、第１トリミングバルブ２５０の開度調整を行わず、燃焼システム１００の運転開始時に設定された開度（設定値）に固定する。したがって、Ｏ２トリミングを行わない場合、固定バルブ３４２の、予め設定された開度に応じた流量の燃料ガスがバーナ１１２に供給される。
【0078】
図７は、第２の実施形態に係る空気比調整部１４２による制御を説明するフローチャートである。
【0079】
図７に示すように、空気比調整部１４２は、Ｏ２トリミングを実行する旨の操作入力を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ２１０）。その結果、Ｏ２トリミングを実行する旨の操作入力を受け付けたと判定した場合（ステップＳ２１０におけるＹＥＳ）、空気比調整部１４２は、第１遮断弁３４０ａ、３４０ｂを閉弁し、第２遮断弁３５０ａ、３５０ｂを開弁して（ステップＳ２１２）、ステップＳ２１０に処理を移す。
【0080】
一方、Ｏ２トリミングを実行する旨の操作入力を受け付けていないと判定した場合（ステップＳ２１０におけるＮＯ）、空気比調整部１４２は、Ｏ２トリミングを不実行とする旨の操作入力を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ２１４）。その結果、Ｏ２トリミングを不実行とする旨の操作入力を受け付けたと判定した場合（ステップＳ２１４におけるＹＥＳ）、空気比調整部１４２は、第１遮断弁３４０ａ、３４０ｂを開弁し、第２遮断弁３５０ａ、３５０ｂを閉弁して（ステップＳ２１６）、ステップＳ２１０に処理を移す。
【0081】
また、Ｏ２トリミングを不実行とする旨の操作入力を受け付けていないと判定した場合（ステップＳ２１４におけるＮＯ）、空気比調整部１４２は、Ｏ２トリミングの実行中であるか否かを判定する（ステップＳ２２０）。その結果、Ｏ２トリミングの実行中であると判定した場合（ステップＳ２２０におけるＹＥＳ）、空気比調整部１４２は、酸素センサ１３０の測定値（排気ガス中の酸素濃度）が、目標酸素範囲の上限値超であるか否かを判定する（ステップＳ２２２）。
【0082】
その結果、酸素センサ１３０の測定値が上限値超であると判定した場合（ステップＳ２２２におけるＹＥＳ）、空気比調整部１４２は、第１トリミングバルブ２５０の開度を増加させて（ステップＳ２２４）、ステップＳ２１０に処理を移す。
【0083】
一方、酸素センサ１３０の測定値が上限値超ではないと判定した場合（ステップＳ２２２におけるＮＯ）、空気比調整部１４２は、酸素センサ１３０の測定値が、目標酸素範囲の下限値未満であるか否かを判定する（ステップＳ２２６）。その結果、酸素センサ１３０の測定値が下限値未満であると判定した場合（ステップＳ２２６におけるＹＥＳ）、空気比調整部１４２は、第１トリミングバルブ２５０の開度を減少させて（ステップＳ２２８）、ステップＳ２１０に処理を移す。
【0084】
一方、酸素センサ１３０の測定値が下限値未満ではないと判定した場合（ステップＳ２２６におけるＮＯ）、つまり、酸素センサ１３０の測定値が目標酸素範囲内であると判定した場合、空気比調整部１４２は、ステップＳ２１０に処理を移す。
【0085】
また、Ｏ２トリミングの実行中ではない（不実行中である）と判定した場合（ステップＳ２２０におけるＮＯ）、空気比調整部１４２は、ステップＳ２１０に処理を移す。
【0086】
［異常検知部１４４および無効化部１４６による制御］
続いて、本実施形態に係る異常検知部１４４および無効化部１４６による制御について説明する。
続いて、本実施形態に係る異常検知部１４４および無効化部１４６による制御について説明する。
【0087】
図８は、第２の実施形態に係る異常検知部１４４および無効化部１４６による制御を説明するフローチャートである。異常検知部１４４および無効化部１４６は、Ｏ２トリミングの実行中に、所定の時間間隔毎に生じる割込によって図８に示す処理を繰り返し実行する。また、図８において、図４に示す処理と実質的に等しい処理については、同一の符号を付して説明を省略する。つまり、第２の実施形態において、ステップＳ１５０、ステップＳ１５２、ステップＳ１５４、および、ステップＳ１５６の処理は、第１の実施形態と実質的に等しい。
【0088】
本実施形態において、異常検知部１４４が、酸素センサ１３０の出力信号を取得していないと判定した場合（ステップＳ１５０におけるＹＥＳ）、燃焼機器１１０の異常を検知したと判定した場合（ステップＳ１５２におけるＹＥＳ）、または、第１トリミングバルブ２５０の異常を検知したと判定した場合（ステップＳ１５４におけるＹＥＳ）、無効化部１４６は、空気比調整部１４２によるＯ２トリミングを無効化する（ステップＳ２６０）。
【0089】
本実施形態におけるステップＳ２６０では、無効化部１４６は、空気比調整部１４２によるＯ２トリミングを無効化し、第１遮断弁３４０ａ、３４０ｂを開弁し、第２遮断弁３５０ａ、３５０ｂを閉弁する。
【0090】
また、本実施形態において、異常検知部１４４が、酸素センサ１３０の測定値の異常を検知したと判定した場合（ステップＳ１５６におけるＹＥＳ）、無効化部１４６は、空気比調整部１４２によるＯ２トリミングを無効化する、もしくは、酸素センサ１３０の測定値が、制限酸素範囲となるように、第１トリミングバルブ２５０の開度を制御する（ステップＳ２６４）。本実施形態における制限酸素範囲の上限値は、目標酸素範囲の上限値未満に設定される。
【0091】
以上説明したように、本実施形態において、酸素センサ１３０の出力信号を取得できない場合、無効化部１４６は、空気比調整部１４２によるＯ２トリミングを無効化し、第１遮断弁３４０ａ、３４０ｂを開弁し、第２遮断弁３５０ａ、３５０ｂを閉弁する。これにより、無効化部１４６は、燃焼機器１１０における不完全燃焼、失火、および、燃焼効率の低下を回避することができる。
【0092】
また、上記したように、燃焼機器１１０の異常が検知された場合、無効化部１４６は、空気比調整部１４２によるＯ２トリミングを無効化し、第１遮断弁３４０ａ、３４０ｂを開弁し、第２遮断弁３５０ａ、３５０ｂを閉弁する。これにより、無効化部１４６は、燃焼機器１１０における不完全燃焼、および、失火を回避することができる。
【0093】
なお、例えば、燃焼機器１１０の炉体に設けられた扉が一時的に開き、炉圧が一時的に負圧になった場合、無効化部１４６は、Ｏ２トリミングを無効化せずに、第１トリミングバルブ２５０の開度制御を一時的に停止させてもよい。
【0094】
また、上記したように、第１トリミングバルブ２５０の異常が検知された場合、無効化部１４６は、空気比調整部１４２によるＯ２トリミングを無効化し、第１遮断弁３４０ａ、３４０ｂを開弁し、第２遮断弁３５０ａ、３５０ｂを閉弁する。これにより、無効化部１４６は、燃焼機器１１０における不完全燃焼、失火、および、燃焼効率の低下を回避することができる。
【0095】
また、上記したように、酸素センサ１３０の測定値の異常を検知した場合、無効化部１４６は、目標酸素範囲の上限値未満に上限値が設定された制限酸素範囲内となるように、第１トリミングバルブ２５０の開度を制御する。これにより、無効化部１４６は、燃焼機器１１０における不完全燃焼、失火、および、燃焼効率の低下を回避することができる。
【0096】
［第３の実施形態：燃料供給部４２０］
図９は、第３の実施形態に係る燃料供給部４２０を説明する図である。なお、上記燃料供給部３２０と実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。また、本実施形態では、燃焼機器１１０、燃料ガスの供給源１２２、主幹遮断弁１２４、酸素センサ１３０、中央制御部１４０、および、空気供給部２１０といったガス供給部４３０以外の構成は、第１の実施形態と実質的に等しい。
図９は、第３の実施形態に係る燃料供給部４２０を説明する図である。なお、上記燃料供給部３２０と実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。また、本実施形態では、燃焼機器１１０、燃料ガスの供給源１２２、主幹遮断弁１２４、酸素センサ１３０、中央制御部１４０、および、空気供給部２１０といったガス供給部４３０以外の構成は、第１の実施形態と実質的に等しい。
【0097】
図９に示すように、燃料供給部４２０は、空気供給部２１０と、ガス供給部４３０とを含む。ガス供給部４３０は、ガス供給路３３２と、整圧器２４０と、主遮断弁２４２ａ、２４２ｂと、均圧弁２４４と、固定バルブ３４２と、第２遮断弁３５０ａ、３５０ｂと、第１トリミングバルブ２５０とを含む。つまり、本実施形態に係るガス供給部４３０は、上記ガス供給部２３０とは異なり、第１遮断弁３４０ａ、３４０ｂを備えない。
【0098】
また、本実施形態において、第２流路３３６は、第１流路３３４よりも流路断面積が小さい。
【0099】
［空気比調整部１４２による制御］
続いて、本実施形態に係る、空気比調整部１４２による、第２遮断弁３５０ａ、３５０ｂ、および、第１トリミングバルブ２５０の制御について説明する。
続いて、本実施形態に係る、空気比調整部１４２による、第２遮断弁３５０ａ、３５０ｂ、および、第１トリミングバルブ２５０の制御について説明する。
【0100】
図１０は、第３の実施形態に係る空気比調整部１４２による制御を説明する図である。図１０に示すように、空気比調整部１４２は、Ｏ２トリミングを実行する際、第２遮断弁３５０ａ、３５０ｂを開弁する。また、空気比調整部１４２は、Ｏ２トリミングを実行する場合、酸素センサ１３０の測定値に基づき、第１トリミングバルブ２５０の開度を調整する。したがって、Ｏ２トリミングを実行する場合、燃料ガスは、第１流路３３４および第２流路３３６を通じて、バーナ１１２に供給される。
【0101】
一方、Ｏ２トリミングを行わない場合、空気比調整部１４２は、第２遮断弁３５０ａ、３５０ｂを閉弁する。したがって、Ｏ２トリミングを行わない場合、燃料ガスは、第１流路３３４を通じて、バーナ１１２に供給される。また、Ｏ２トリミングを行わない場合、空気比調整部１４２は、第１トリミングバルブ２５０の開度調整を行わない。したがって、Ｏ２トリミングを行わない場合、固定バルブ３４２の、予め設定された開度に応じた流量の燃料ガスがバーナ１１２に供給される。
【0102】
［異常検知部１４４および無効化部１４６による制御］
続いて、本実施形態に係る異常検知部１４４および無効化部１４６による制御について説明する。
続いて、本実施形態に係る異常検知部１４４および無効化部１４６による制御について説明する。
【0103】
図１１は、第３の実施形態に係る異常検知部１４４および無効化部１４６による制御を説明するフローチャートである。異常検知部１４４および無効化部１４６は、Ｏ２トリミングの実行中に、所定の時間間隔毎に生じる割込によって図１１に示す処理を繰り返し実行する。また、図１１において、図４に示す処理と実質的に等しい処理、および、図８に示す処理と実質的に等しい処理については、同一の符号を付して説明を省略する。つまり、第３の実施形態において、ステップＳ１５０、ステップＳ１５２、ステップＳ１５４、および、ステップＳ１５６の処理は、第１の実施形態と実質的に等しく、ステップＳ２６４の処理は、第２の実施形態と実質的に等しい。
【0104】
本実施形態において、異常検知部１４４が、酸素センサ１３０の出力信号を取得していないと判定した場合（ステップＳ１５０におけるＹＥＳ）、燃焼機器１１０の異常を検知したと判定した場合（ステップＳ１５２におけるＹＥＳ）、または、第１トリミングバルブ２５０の異常を検知したと判定した場合（ステップＳ１５４におけるＹＥＳ）、無効化部１４６は、空気比調整部１４２によるＯ２トリミングを無効化する（ステップＳ３６０）。
【0105】
本実施形態におけるステップＳ３６０では、無効化部１４６は、空気比調整部１４２によるＯ２トリミングを無効化し、第２遮断弁３５０ａ、３５０ｂを閉弁する。
【0106】
以上説明したように、本実施形態において、酸素センサ１３０の出力信号を取得できない場合、無効化部１４６は、空気比調整部１４２によるＯ２トリミングを無効化し、第２遮断弁３５０ａ、３５０ｂを閉弁する。これにより、無効化部１４６は、燃焼機器１１０における不完全燃焼、失火、および、燃焼効率の低下を回避することができる。
【0107】
また、上記したように、燃焼機器１１０の異常が検知された場合、無効化部１４６は、空気比調整部１４２によるＯ２トリミングを無効化し、第２遮断弁３５０ａ、３５０ｂを閉弁する。これにより、無効化部１４６は、燃焼機器１１０における不完全燃焼、および、失火を回避することができる。
【0108】
なお、例えば、燃焼機器１１０の炉体に設けられた扉が一時的に開き、炉圧が一時的に負圧になった場合、無効化部１４６は、Ｏ２トリミングを無効化せずに、第１トリミングバルブ２５０の開度制御を一時的に停止させてもよい。
【0109】
また、上記したように、第１トリミングバルブ２５０の異常が検知された場合、無効化部１４６は、空気比調整部１４２によるＯ２トリミングを無効化し、第２遮断弁３５０ａ、３５０ｂを閉弁する。これにより、無効化部１４６は、燃焼機器１１０における不完全燃焼、失火、および、燃焼効率の低下を回避することができる。
【0110】
［第４の実施形態：燃料供給部５２０］
図１２は、第４の実施形態に係る燃料供給部５２０を説明する図である。なお、上記燃料供給部１２０、３２０と実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。また、本実施形態では、燃焼機器１１０、燃料ガスの供給源１２２、主幹遮断弁１２４、酸素センサ１３０、中央制御部１４０といった燃料供給部５２０以外の構成は、第１の実施形態と実質的に等しい。
図１２は、第４の実施形態に係る燃料供給部５２０を説明する図である。なお、上記燃料供給部１２０、３２０と実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。また、本実施形態では、燃焼機器１１０、燃料ガスの供給源１２２、主幹遮断弁１２４、酸素センサ１３０、中央制御部１４０といった燃料供給部５２０以外の構成は、第１の実施形態と実質的に等しい。
【0111】
図１２に示すように、燃料供給部５２０は、空気供給部５３０と、ガス供給部５４０とを備える。空気供給部５３０は、空気供給路２１２と、ブロワ２１４と、流量調整弁２１６と、第２トリミングバルブ５３２とを含む。
【0112】
第２トリミングバルブ５３２は、空気供給路２１２における流量調整弁２１６の下流側に設けられる。つまり、空気供給部５３０は、上記空気供給部２１０の固定弁２１８に代えて、第２トリミングバルブ５３２を備えたものである。
【0113】
第２トリミングバルブ５３２は、例えば、コントロールモータ付きバタフライバルブである。第２トリミングバルブ５３２は、空気比調整部１４２によって開度が調整される。
【0114】
ガス供給部５４０は、ガス供給路２３２と、整圧器２４０と、主遮断弁２４２ａ、２４２ｂと、均圧弁２４４と、固定バルブ３４２とを含む。
【0115】
固定バルブ３４２は、ガス供給路２３２における均圧弁２４４の下流側に設けられる。つまり、ガス供給部５４０は、上記ガス供給部２３０の第１トリミングバルブ２５０に代えて、固定バルブ３４２を備えたものである。
【0116】
［空気比調整部１４２による制御］
続いて、第４の実施形態に係る、空気比調整部１４２による第２トリミングバルブ５３２の制御について説明する。
続いて、第４の実施形態に係る、空気比調整部１４２による第２トリミングバルブ５３２の制御について説明する。
【0117】
図１３は、第４の実施形態に係る空気比調整部１４２による制御を説明するフローチャートである。
【0118】
図１３に示すように、空気比調整部１４２は、Ｏ２トリミングを不実行とする旨の操作入力を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ４１０）。その結果、Ｏ２トリミングを不実行とする旨の操作入力を受け付けたと判定した場合（ステップＳ４１０におけるＹＥＳ）、空気比調整部１４２は、第２トリミングバルブ５３２の開度を全開にして（ステップＳ４１２）、ステップＳ４１０に処理を移す。
【0119】
一方、Ｏ２トリミングを不実行とする旨の操作入力を受け付けていないと判定した場合（ステップＳ４１０におけるＮＯ）、空気比調整部１４２は、Ｏ２トリミングの実行中であるか否かを判定する（ステップＳ４１４）。その結果、Ｏ２トリミングの実行中であると判定した場合（ステップＳ４１４におけるＹＥＳ）、空気比調整部１４２は、ステップＳ４２０に処理を移す。
【0120】
一方、Ｏ２トリミングの実行中ではないと判定した場合（ステップＳ４１４におけるＮＯ）、空気比調整部１４２は、Ｏ２トリミングを実行する旨の操作入力を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ４１６）。その結果、Ｏ２トリミングを実行する旨の操作入力を受け付けていないと判定した場合（ステップＳ４１６におけるＮＯ）、空気比調整部１４２は、ステップＳ４１０に処理を移す。一方、Ｏ２トリミングを実行する旨の操作入力を受け付けたと判定した場合（ステップＳ４１６におけるＹＥＳ）、空気比調整部１４２は、ステップＳ４２０に処理を移す。
【0121】
空気比調整部１４２は、酸素センサ１３０の測定値（排気ガス中の酸素濃度）が、目標酸素範囲の上限値超であるか否かを判定する（ステップＳ４２０）。その結果、酸素センサ１３０の測定値が上限値超であると判定した場合（ステップＳ４２０におけるＹＥＳ）、空気比調整部１４２は、第２トリミングバルブ５３２の開度を減少させて（ステップＳ４２２）、ステップＳ４１０に処理を移す。
【0122】
一方、酸素センサ１３０の測定値が上限値超ではないと判定した場合（ステップＳ４２０におけるＮＯ）、空気比調整部１４２は、酸素センサ１３０の測定値が、目標酸素範囲の下限値未満であるか否かを判定する（ステップＳ４２４）。その結果、酸素センサ１３０の測定値が下限値未満であると判定した場合（ステップＳ４２４におけるＹＥＳ）、空気比調整部１４２は、第２トリミングバルブ５３２の開度を増加させて（ステップＳ４２６）、ステップＳ４１０に処理を移す。
【0123】
一方、酸素センサ１３０の測定値が下限値未満ではないと判定した場合（ステップＳ４２４におけるＮＯ）、つまり、酸素センサ１３０の測定値が目標酸素範囲内であると判定した場合、空気比調整部１４２は、ステップＳ４１０に処理を移す。
【0124】
［異常検知部１４４および無効化部１４６による制御］
続いて、本実施形態に係る異常検知部１４４および無効化部１４６による制御について説明する。
続いて、本実施形態に係る異常検知部１４４および無効化部１４６による制御について説明する。
【0125】
図１４は、第４の実施形態に係る異常検知部１４４および無効化部１４６による制御を説明するフローチャートである。異常検知部１４４および無効化部１４６は、Ｏ２トリミングの実行中に、所定の時間間隔毎に生じる割込によって図１４に示す処理を繰り返し実行する。また、図１１において、図４に示す処理と実質的に等しい処理については、同一の符号を付して説明を省略する。つまり、第４の実施形態において、ステップＳ１５０、ステップＳ１５２、ステップＳ１５６、および、ステップＳ１６２の処理は、第１の実施形態と実質的に等しい。
【0126】
図１４に示すように、異常検知部１４４は、燃焼機器１１０の異常を検知していないと判定した場合（ステップＳ１５２におけるＮＯ）、第２トリミングバルブ５３２の異常を検知したか否かを判定する（ステップＳ４５４）。
【0127】
その結果、第２トリミングバルブ５３２の異常を検知していないと判定した場合（ステップＳ４５４におけるＮＯ）、異常検知部１４４は、酸素センサ１３０の測定値の異常を検知したかを判定する（ステップＳ１５６）。一方、第２トリミングバルブ５３２の異常を検知したと判定した場合（ステップＳ４５４におけるＹＥＳ）、無効化部１４６は、ガス供給部５４０を制御して、燃料ガスの燃焼機器１１０への供給を遮断する。本実施形態において、無効化部１４６は、主遮断弁２４２ａ、２４２ｂを閉弁して、バーナ１１２による燃焼を遮断する（ステップＳ１６２）。
【0128】
また、異常検知部１４４が、酸素センサ１３０の出力信号を取得していないと判定した場合（ステップＳ１５０におけるＹＥＳ）、または、異常検知部１４４が、燃焼機器１１０の異常を検知したと判定した場合（ステップＳ１５２におけるＹＥＳ）、無効化部１４６は、空気比調整部１４２によるＯ２トリミングを無効化し、第２トリミングバルブ５３２を、燃焼システム１００の運転開始時に設定された開度（設定値）とする（ステップＳ４６０）。設定値は、例えば、不完全燃焼および失火を回避できる開度である。
【0129】
また、異常検知部１４４が、酸素センサ１３０の測定値の異常を検知したと判定した場合（ステップＳ１５６におけるＹＥＳ）、無効化部１４６は、空気比調整部１４２によるＯ２トリミングを無効化する、もしくは、酸素センサ１３０の測定値が、制限酸素範囲となるように、第２トリミングバルブ５３２の開度を制御する（ステップＳ４６４）。制限酸素範囲の下限値は、目標酸素範囲の下限値超に設定される。
【0130】
ステップＳ４６４において、無効化部１４６は、酸素センサ１３０の測定値が、制限酸素範囲の上限値超である場合、第２トリミングバルブ５３２の開度を減少させる。また、ステップＳ４６４において、無効化部１４６は、酸素センサ１３０の測定値が、制限酸素範囲の下限値未満である場合、第２トリミングバルブ５３２の開度を増加させる。また、ステップＳ４６４において、無効化部１４６は、酸素センサ１３０の測定値が、制限酸素範囲内である場合、第２トリミングバルブ５３２の開度を維持する。
【0131】
以上説明したように、本実施形態において、酸素センサ１３０の出力信号を取得できない場合、無効化部１４６は、空気比調整部１４２によるＯ２トリミングを無効化し、第２トリミングバルブ５３２の開度を設定値とする。これにより、無効化部１４６は、燃焼機器１１０における不完全燃焼、失火、および、燃焼効率の低下を回避することができる。
【0132】
また、上記したように、燃焼機器１１０の異常が検知された場合、無効化部１４６は、空気比調整部１４２によるＯ２トリミングを無効化し、第２トリミングバルブ５３２の開度を設定値とする。これにより、無効化部１４６は、燃焼機器１１０における不完全燃焼、および、失火を回避することができる。
【0133】
また、上記したように、第２トリミングバルブ５３２の異常が検知された場合、無効化部１４６は、バーナ１１２による燃焼を遮断する。これにより、無効化部１４６は、燃焼機器１１０における不完全燃焼、および、失火を回避することができる。
【0134】
また、上記したように、酸素センサ１３０の測定値の異常を検知した場合、無効化部１４６は、目標酸素範囲の下限値超に下限値が設定された制限酸素範囲内となるように、第２トリミングバルブ５３２の開度を制御する。これにより、無効化部１４６は、燃焼機器１１０における不完全燃焼、失火、および、燃焼効率の低下を回避することができる。
【0135】
［第５の実施形態：燃料供給部６２０］
図１５は、第５の実施形態に係る燃料供給部６２０を説明する図である。なお、上記燃料供給部５２０と実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。また、本実施形態では、燃焼機器１１０、燃料ガスの供給源１２２、主幹遮断弁１２４、酸素センサ１３０、中央制御部１４０、および、ガス供給部５４０といった空気供給部６３０以外の構成は、第１の実施形態および第４の実施形態と実質的に等しい。
図１５は、第５の実施形態に係る燃料供給部６２０を説明する図である。なお、上記燃料供給部５２０と実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。また、本実施形態では、燃焼機器１１０、燃料ガスの供給源１２２、主幹遮断弁１２４、酸素センサ１３０、中央制御部１４０、および、ガス供給部５４０といった空気供給部６３０以外の構成は、第１の実施形態および第４の実施形態と実質的に等しい。
【0136】
図１５に示すように、燃料供給部６２０は、空気供給部６３０と、ガス供給部５４０とを含む。空気供給部６３０は、空気供給路６３２と、ブロワ２１４と、流量調整弁２１６と、第３遮断弁６４０と、固定弁２１８と、第４遮断弁６５０と、第２トリミングバルブ５３２とを含む。
【0137】
空気供給路６３２は、ブロワ２１４と、バーナ１１２とを接続する流路である。本実施形態において、空気供給路６３２は、第３流路６３４と、第４流路６３６とを含む。第３流路６３４は、ブロワ２１４とバーナ１１２とを接続する流路である。第３流路６３４には、後述する第３遮断弁６４０および固定弁２１８が設けられる。第４流路６３６は、第３遮断弁６４０および固定弁２１８をバイパスして第３流路６３４に接続される流路である。本実施形態において、第３流路６３４は、第４流路６３６と流路断面積が略等しい。
【0138】
流量調整弁２１６は、第３流路６３４における、バーナ１１２と、第４流路６３６の分岐箇所との間に設けられる。
【0139】
第３遮断弁６４０および固定弁２１８は、第３流路６３４における第４流路６３６の分岐箇所と、第４流路６３６の再接続箇所との間に設けられる。換言すれば、第４流路６３６は、第３流路６３４における流量調整弁２１６と第３遮断弁６４０との間から分岐され、固定弁２１８とバーナ１１２との間に再接続される。第３遮断弁６４０は、第３流路６３４を開閉する。固定弁２１８は、第３遮断弁６４０の下流側に設けられる。
【0140】
第４遮断弁６５０および第２トリミングバルブ５３２は、第４流路６３６に設けられる。第４遮断弁６５０（遮断弁）は、第４流路６３６を開閉する。第２トリミングバルブ５３２は、第４遮断弁６５０の下流側に設けられる。
【0141】
［空気比調整部１４２による制御］
続いて、本実施形態に係る、空気比調整部１４２による、第３遮断弁６４０、第４遮断弁６５０、および、第２トリミングバルブ５３２の制御について説明する。
続いて、本実施形態に係る、空気比調整部１４２による、第３遮断弁６４０、第４遮断弁６５０、および、第２トリミングバルブ５３２の制御について説明する。
【0142】
図１６は、第５の実施形態に係る空気比調整部１４２による制御を説明する図である。図１６に示すように、空気比調整部１４２は、Ｏ２トリミングを行う際、第３遮断弁６４０を閉弁し、第４遮断弁６５０を開弁する。また、空気比調整部１４２は、Ｏ２トリミングを行う場合、酸素センサ１３０の測定値に基づき、第２トリミングバルブ５３２の開度を調整する。例えば、空気比調整部１４２は、酸素センサ１３０の測定値が、目標酸素範囲内に維持されるように、第２トリミングバルブ５３２の開度を調整する。したがって、Ｏ２トリミングを行う場合、空気は、第４流路６３６を通じて、バーナ１１２に供給される。
【0143】
一方、Ｏ２トリミングを行わない場合、空気比調整部１４２は、第３遮断弁６４０を開弁し、第４遮断弁６５０を閉弁する。したがって、Ｏ２トリミングを行わない場合、空気は、第３流路６３４を通じて、バーナ１１２に供給される。また、Ｏ２トリミングを行わない場合、空気比調整部１４２は、第２トリミングバルブ５３２の開度調整を行わず、燃焼システム１００の運転開始時に設定された開度（設定値）に固定する。したがって、Ｏ２トリミングを行わない場合、固定弁２１８の、予め設定された開度に応じた流量の空気がバーナ１１２に供給される。
【0144】
図１７は、第５の実施形態に係る空気比調整部１４２による制御を説明するフローチャートである。
【0145】
図１７に示すように、空気比調整部１４２は、Ｏ２トリミングを実行する旨の操作入力を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ５１０）。その結果、Ｏ２トリミングを実行する旨の操作入力を受け付けたと判定した場合（ステップＳ５１０におけるＹＥＳ）、空気比調整部１４２は、第３遮断弁６４０を閉弁し、第４遮断弁６５０を開弁して（ステップＳ５１２）、ステップＳ５１０に処理を移す。
【0146】
一方、Ｏ２トリミングを実行する旨の操作入力を受け付けていないと判定した場合（ステップＳ５１０におけるＮＯ）、空気比調整部１４２は、Ｏ２トリミングを不実行とする旨の操作入力を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ５１４）。その結果、Ｏ２トリミングを不実行とする旨の操作入力を受け付けたと判定した場合（ステップＳ５１４におけるＹＥＳ）、空気比調整部１４２は、第３遮断弁６４０を開弁し、第４遮断弁６５０を閉弁して（ステップＳ５１６）、ステップＳ５１０に処理を移す。
【0147】
また、Ｏ２トリミングを不実行とする旨の操作入力を受け付けていないと判定した場合（ステップＳ５１４におけるＮＯ）、空気比調整部１４２は、Ｏ２トリミングの実行中であるか否かを判定する（ステップＳ５２０）。その結果、Ｏ２トリミングの実行中であると判定した場合（ステップＳ５２０におけるＹＥＳ）、空気比調整部１４２は、酸素センサ１３０の測定値（排気ガス中の酸素濃度）が、目標酸素範囲の上限値超であるか否かを判定する（ステップＳ５２２）。
【0148】
その結果、酸素センサ１３０の測定値が上限値超であると判定した場合（ステップＳ５２２におけるＹＥＳ）、空気比調整部１４２は、第２トリミングバルブ５３２の開度を減少させて（ステップＳ５２４）、ステップＳ５１０に処理を移す。
【0149】
一方、酸素センサ１３０の測定値が上限値超ではないと判定した場合（ステップＳ５２２におけるＮＯ）、空気比調整部１４２は、酸素センサ１３０の測定値が、目標酸素範囲の下限値未満であるか否かを判定する（ステップＳ５２６）。その結果、酸素センサ１３０の測定値が下限値未満であると判定した場合（ステップＳ５２６におけるＹＥＳ）、空気比調整部１４２は、第２トリミングバルブ５３２の開度を増加させて（ステップＳ５２８）、ステップＳ５１０に処理を移す。
【0150】
一方、酸素センサ１３０の測定値が下限値未満ではないと判定した場合（ステップＳ５２６におけるＮＯ）、つまり、酸素センサ１３０の測定値が目標酸素範囲内であると判定した場合、空気比調整部１４２は、ステップＳ５１０に処理を移す。
【0151】
また、Ｏ２トリミングの実行中ではない（不実行中である）と判定した場合（ステップＳ５２０におけるＮＯ）、空気比調整部１４２は、ステップＳ５１０に処理を移す。
【0152】
［異常検知部１４４および無効化部１４６による制御］
続いて、本実施形態に係る異常検知部１４４および無効化部１４６による制御について説明する。
続いて、本実施形態に係る異常検知部１４４および無効化部１４６による制御について説明する。
【0153】
図１８は、第５の実施形態に係る異常検知部１４４および無効化部１４６による制御を説明するフローチャートである。異常検知部１４４および無効化部１４６は、Ｏ２トリミングの実行中に、所定の時間間隔毎に生じる割込によって図１８に示す処理を繰り返し実行する。また、図１８において、図４に示す処理、および、図１４に示す処理と実質的に等しい処理については、同一の符号を付して説明を省略する。つまり、第５の実施形態において、ステップＳ１５０、ステップＳ１５２、ステップＳ１５６、および、ステップＳ１６２の処理は、第１の実施形態と実質的に等しく、ステップＳ４５４、および、ステップＳ４６４の処理は、第４の実施形態と実質的に等しい。
【0154】
本実施形態において、異常検知部１４４が、酸素センサ１３０の出力信号を取得していないと判定した場合（ステップＳ１５０におけるＹＥＳ）、燃焼機器１１０の異常を検知したと判定した場合（ステップＳ１５２におけるＹＥＳ）、または、第１トリミングバルブ２５０の異常を検知したと判定した場合（ステップＳ１５４におけるＹＥＳ）、無効化部１４６は、空気比調整部１４２によるＯ２トリミングを無効化する（ステップＳ５６０）。
【0155】
本実施形態におけるステップＳ５６０では、無効化部１４６は、空気比調整部１４２によるＯ２トリミングを無効化し、第３遮断弁６４０を開弁し、第４遮断弁６５０を閉弁する。
【0156】
本実施形態において、酸素センサ１３０の出力信号を取得できない場合、無効化部１４６は、空気比調整部１４２によるＯ２トリミングを無効化し、第３遮断弁６４０を開弁し、第４遮断弁６５０を閉弁する。これにより、無効化部１４６は、燃焼機器１１０における不完全燃焼、失火、および、燃焼効率の低下を回避することができる。
【0157】
また、上記したように、燃焼機器１１０の異常が検知された場合、無効化部１４６は、空気比調整部１４２によるＯ２トリミングを無効化し、第３遮断弁６４０を開弁し、第４遮断弁６５０を閉弁する。これにより、無効化部１４６は、燃焼機器１１０における不完全燃焼、および、失火を回避することができる。
【0158】
なお、例えば、燃焼機器１１０の炉体に設けられた扉が一時的に開き、炉圧が一時的に負圧になった場合、無効化部１４６は、Ｏ２トリミングを無効化せずに、第２トリミングバルブ５３２の開度制御を一時的に停止させてもよい。
【0159】
また、上記したように、第２トリミングバルブ５３２の異常が検知された場合、無効化部１４６は、空気比調整部１４２によるＯ２トリミングを無効化し、第３遮断弁６４０を開弁し、第４遮断弁６５０を閉弁する。これにより、無効化部１４６は、燃焼機器１１０における不完全燃焼、失火、および、燃焼効率の低下を回避することができる。
【0160】
［第６の実施形態：燃料供給部７２０］
図１９は、第６の実施形態に係る燃料供給部７２０を説明する図である。なお、上記燃料供給部６２０と実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。また、本実施形態では、燃焼機器１１０、燃料ガスの供給源１２２、主幹遮断弁１２４、酸素センサ１３０、中央制御部１４０、および、ガス供給部５４０といった空気供給部７３０以外の構成は、第１の実施形態および第４の実施形態と実質的に等しい。
図１９は、第６の実施形態に係る燃料供給部７２０を説明する図である。なお、上記燃料供給部６２０と実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。また、本実施形態では、燃焼機器１１０、燃料ガスの供給源１２２、主幹遮断弁１２４、酸素センサ１３０、中央制御部１４０、および、ガス供給部５４０といった空気供給部７３０以外の構成は、第１の実施形態および第４の実施形態と実質的に等しい。
【0161】
図１９に示すように、燃料供給部７２０は、空気供給部７３０と、ガス供給部５４０とを含む。空気供給部７３０は、空気供給路６３２と、ブロワ２１４と、流量調整弁２１６と、固定弁２１８と、第２トリミングバルブ５３２とを含む。つまり、本実施形態に係る空気供給部７３０は、上記空気供給部６３０とは異なり、第３遮断弁６４０および第４遮断弁６５０を備えない。
【0162】
また、本実施形態において、第４流路６３６は、第３流路６３４よりも流路断面積が小さい。例えば、第３流路６３４および第４流路６３６の流路断面積の合計を１００％とすると、第３流路６３４の流路断面積は、８０％程度であり、第４流路６３６の流路断面積は、２０％程度である。
【0163】
［空気比調整部１４２による制御］
続いて、第６の実施形態に係る、空気比調整部１４２による第２トリミングバルブ５３２の制御について説明する。
続いて、第６の実施形態に係る、空気比調整部１４２による第２トリミングバルブ５３２の制御について説明する。
【0164】
図２０は、第６の実施形態に係る空気比調整部１４２による制御を説明するフローチャートである。
【0165】
図２０に示すように、空気比調整部１４２は、Ｏ２トリミングを不実行とする旨の操作入力を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ６１０）。その結果、Ｏ２トリミングを不実行とする旨の操作入力を受け付けたと判定した場合（ステップＳ６１０におけるＹＥＳ）、空気比調整部１４２は、第２トリミングバルブ５３２の開度を、燃焼システム１００の運転開始時に設定された開度（設定値）として（ステップＳ６１２）、ステップＳ６１０に処理を移す。
【0166】
一方、Ｏ２トリミングを不実行とする旨の操作入力を受け付けていないと判定した場合（ステップＳ６１０におけるＮＯ）、空気比調整部１４２は、Ｏ２トリミングの実行中であるか否かを判定する（ステップＳ６１４）。その結果、Ｏ２トリミングの実行中であると判定した場合（ステップＳ６１４におけるＹＥＳ）、空気比調整部１４２は、ステップＳ６２０に処理を移す。
【0167】
一方、Ｏ２トリミングの実行中ではないと判定した場合（ステップＳ６１４におけるＮＯ）、空気比調整部１４２は、Ｏ２トリミングを実行する旨の操作入力を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ６１６）。その結果、Ｏ２トリミングを実行する旨の操作入力を受け付けていないと判定した場合（ステップＳ６１６におけるＮＯ）、空気比調整部１４２は、ステップＳ６１０に処理を移す。一方、Ｏ２トリミングを実行する旨の操作入力を受け付けたと判定した場合（ステップＳ６１６におけるＹＥＳ）、空気比調整部１４２は、ステップＳ６２０に処理を移す。
【0168】
空気比調整部１４２は、酸素センサ１３０の測定値（排気ガス中の酸素濃度）が、目標酸素範囲の上限値超であるか否かを判定する（ステップＳ６２０）。その結果、酸素センサ１３０の測定値が上限値超であると判定した場合（ステップＳ６２０におけるＹＥＳ）、空気比調整部１４２は、第２トリミングバルブ５３２の開度を減少させて（ステップＳ６２２）、ステップＳ６１０に処理を移す。
【0169】
一方、酸素センサ１３０の測定値が上限値超ではないと判定した場合（ステップＳ６２０におけるＮＯ）、空気比調整部１４２は、酸素センサ１３０の測定値が、目標酸素範囲の下限値未満であるか否かを判定する（ステップＳ６２４）。その結果、酸素センサ１３０の測定値が下限値未満であると判定した場合（ステップＳ６２４におけるＹＥＳ）、空気比調整部１４２は、第２トリミングバルブ５３２の開度を増加させて（ステップＳ６２６）、ステップＳ６１０に処理を移す。
【0170】
一方、酸素センサ１３０の測定値が下限値未満ではないと判定した場合（ステップＳ６２４におけるＮＯ）、つまり、酸素センサ１３０の測定値が目標酸素範囲内であると判定した場合、空気比調整部１４２は、ステップＳ６１０に処理を移す。
［異常検知部１４４および無効化部１４６による制御］
続いて、本実施形態に係る異常検知部１４４および無効化部１４６による制御について説明する。
［異常検知部１４４および無効化部１４６による制御］
続いて、本実施形態に係る異常検知部１４４および無効化部１４６による制御について説明する。
【0171】
図２１は、第６の実施形態に係る異常検知部１４４および無効化部１４６による制御を説明するフローチャートである。異常検知部１４４および無効化部１４６は、Ｏ２トリミングの実行中に、所定の時間間隔毎に生じる割込によって図２１に示す処理を繰り返し実行する。また、図２１において、図４に示す処理、および、図１４に示す処理と実質的に等しい処理については、同一の符号を付して説明を省略する。つまり、第６の実施形態において、ステップＳ１５０、ステップＳ１５２、ステップＳ１５６、および、ステップＳ１６２の処理は、第１の実施形態と実質的に等しく、ステップＳ４５４、および、ステップＳ４６４の処理は、第４の実施形態と実質的に等しい。
【0172】
本実施形態において、異常検知部１４４が、酸素センサ１３０の出力信号を取得していないと判定した場合（ステップＳ１５０におけるＹＥＳ）、または、異常検知部１４４が、燃焼機器１１０の異常を検知したと判定した場合（ステップＳ１５２におけるＹＥＳ）、無効化部１４６は、空気比調整部１４２によるＯ２トリミングを無効化し、第２トリミングバルブ５３２を最大開度に維持する（ステップＳ６６０）。
【0173】
本実施形態において、酸素センサ１３０の出力信号を取得できない場合、無効化部１４６は、空気比調整部１４２によるＯ２トリミングを無効化し、第２トリミングバルブ５３２の開度を最大値とする。これにより、無効化部１４６は、燃焼機器１１０における不完全燃焼、失火、および、燃焼効率の低下を回避することができる。
【0174】
また、上記したように、燃焼機器１１０の異常が検知された場合、無効化部１４６は、空気比調整部１４２によるＯ２トリミングを無効化し、第２トリミングバルブ５３２の開度を最大値とする。これにより、無効化部１４６は、燃焼機器１１０における不完全燃焼、および、失火を回避することができる。
【0175】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【0176】
例えば、上述した第１の実施形態のステップＳ１６４において、無効化部１４６は、酸素センサ１３０の測定値が、制限酸素範囲となるように、第１トリミングバルブ２５０の開度を制御する場合を例に挙げた。しかし、ステップＳ１６４において、無効化部１４６は、第１トリミングバルブ２５０を、燃焼システム１００の運転開始時に設定された開度（設定値）としてもよい。同様に、第４および第６の実施形態のステップＳ４６４において、無効化部１４６は、酸素センサ１３０の測定値が、制限酸素範囲となるように、第２トリミングバルブ５３２の開度を制御する場合を例に挙げた。しかし、ステップＳ４６４において、無効化部１４６は、第２トリミングバルブ５３２を、燃焼システム１００の運転開始時に設定された開度（設定値）としてもよい。
【0177】
また、上記第２および第３の実施形態のステップＳ２６４において、無効化部１４６は、酸素センサ１３０の測定値が、制限酸素範囲となるように、第１トリミングバルブ２５０の開度を制御する場合を例に挙げた。しかし、ステップＳ２６４において、無効化部１４６は、空気比調整部１４２によるＯ２トリミングを無効化し、第１遮断弁３４０ａ、３４０ｂを開弁し、第２遮断弁３５０ａ、３５０ｂを閉弁してもよい。同様に、第５の実施形態のステップＳ４６４において、無効化部１４６は、酸素センサ１３０の測定値が、制限酸素範囲となるように、第２トリミングバルブ５３２の開度を制御する場合を例に挙げた。しかし、ステップＳ４６４において、無効化部１４６は、空気比調整部１４２によるＯ２トリミングを無効化し、第３遮断弁６４０を開弁し、第４遮断弁６５０を閉弁してもよい。
【0178】
また、燃焼システムは、空気供給部５３０、６３０、７３０のうちのいずれか１と、ガス供給部２３０、３３０、４３０のうちのいずれか１とを備えていてもよい。
【0179】
また、空気供給路２１２、第１流路３３４、第２流路３３６、ガス供給路２３２、第３流路６３４、第４流路６３６の流路断面積および寸法関係は、上記第１～第６の実施形態における例示に限定されない。したがって、空気供給路２１２、第１流路３３４、第２流路３３６、ガス供給路２３２、第３流路６３４、第４流路６３６の流路断面積は、略等しくてもよいし、上記第１～第６の実施形態における例示と大小関係が逆であってもよい。
【0180】
また、上記実施形態において、異常検知部１４４は、酸素センサ１３０の異常、燃焼機器１１０の異常、第１トリミングバルブ２５０の異常、および、第２トリミングバルブ５３２の異常を検知する場合を例に挙げた。しかし、異常検知部１４４は、酸素センサ１３０の異常、燃焼機器１１０の異常、第１トリミングバルブ２５０の異常、および、第２トリミングバルブ５３２の異常のうち、いずれか１または複数の異常を検知してもよい。
【0181】
また、上記燃料供給部１２０、３２０、４２０、５２０、６２０、７２０において、整圧器２４０を省略してもよい。
【符号の説明】
【0182】
１００ 燃焼システム
１１０ 燃焼機器
１２０ 燃料供給部
１３０ 酸素センサ
１４２ 空気比調整部
１４４ 異常検知部
１４６ 無効化部
２１０ 空気供給部
２１２ 空気供給路
２１８ 固定弁
２３０ ガス供給部
２３２ ガス供給路
２５０ 第１トリミングバルブ
３２０ 燃料供給部
３３０ ガス供給部
３３２ ガス供給路
３３４ 第１流路
３３６ 第２流路
３４２ 固定バルブ
３５０ａ 第２遮断弁（遮断弁）
３５０ｂ 第２遮断弁（遮断弁）
４２０ 燃料供給部
４３０ ガス供給部
５２０ 燃料供給部
５３０ 空気供給部
５３２ 第２トリミングバルブ
５４０ ガス供給部
６３０ 空気供給部
６３２ 空気供給路
６３４ 第３流路
６３６ 第４流路
６５０ 第４遮断弁（遮断弁）
７２０ 燃料供給部
７３０ 空気供給部
１１０ 燃焼機器
１２０ 燃料供給部
１３０ 酸素センサ
１４２ 空気比調整部
１４４ 異常検知部
１４６ 無効化部
２１０ 空気供給部
２１２ 空気供給路
２１８ 固定弁
２３０ ガス供給部
２３２ ガス供給路
２５０ 第１トリミングバルブ
３２０ 燃料供給部
３３０ ガス供給部
３３２ ガス供給路
３３４ 第１流路
３３６ 第２流路
３４２ 固定バルブ
３５０ａ 第２遮断弁（遮断弁）
３５０ｂ 第２遮断弁（遮断弁）
４２０ 燃料供給部
４３０ ガス供給部
５２０ 燃料供給部
５３０ 空気供給部
５３２ 第２トリミングバルブ
５４０ ガス供給部
６３０ 空気供給部
６３２ 空気供給路
６３４ 第３流路
６３６ 第４流路
６５０ 第４遮断弁（遮断弁）
７２０ 燃料供給部
７３０ 空気供給部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】