JP2004060910A

JP2004060910A - 火炎燃焼状態の制御

Info

Publication number: JP2004060910A
Application number: JP2002216102A
Authority: JP
Inventors: Shinji Houchiyou; 庖丁　伸次; Akira Yamanaka; 山中　章; Kokichi Doi; 土井　孝吉
Original assignee: Nippon Soken Inc; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Soken Inc
Priority date: 2002-07-25
Filing date: 2002-07-25
Publication date: 2004-02-26

Abstract

【課題】冷却用水を用いて燃焼ガス温度を調整する燃焼システムにおいて、火炎燃焼状態をより正確に検出し、検出結果に応じた処理を実行し、適正な燃焼状態を維持すること。
【解決手段】制御ユニット６０は、エア流量調整ポンプ３１２に加えて水流量調整ポンプ３２１を作動させて、混合室２１内に噴霧水を供給する。したがって、混合室２１内には、燃料、燃焼用空気および噴霧水の混合気が形成され、かかる混合気が燃焼室２２において火炎燃焼する。制御ユニット６０は、酸素濃度および第３の温度センサ５３により検出された温度Ｔ３をパラメータとして、供給すべき燃料量、空気量、および噴霧水量を調整して燃焼制御を実行する。良好な燃焼を実現するために、空燃比λは、１．１〜１．３となるように、また、燃焼ガス温度Ｔ３は約７００度となるように制御される。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼装置における火炎燃焼状態を適正な燃焼状態に維持するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、燃焼器における燃焼ガス温度を調整するために、冷却用エア（空気）または、冷却用水を燃焼室に導入するシステムが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
冷却用エアを用いるシステムでは、冷却用エアの導入量は、燃焼ガスに冷却用エアを混合させた後の燃焼ガス温度のみによって簡単に制御することができるという利点を有している。その一方で、冷却用エアを燃焼室に導入するためには、別途エアポンプが必要であり、圧縮流体であるエア（気体）を圧送するためにはキロワットオーダーの動力が必要であり、システム全体のエネルギ効率が低下するという問題がある。
【０００４】
これに対して、冷却用水を用いるシステムでは、水の圧送に要する動力は数十ワット程度であり、システム全体のエネルギ効率を高いレベルにて維持することができる。しかしながら、冷却用水を用いるシステムでは、噴霧する水の量を適切に調整しなければ失火、燃焼ガス温度の不安定化をもたらすという問題がある。さらに、冷却用水を用いるシステムでは、水が気化する際の潜熱を利用して燃焼ガス温度を低下させるので、燃焼ガス温度が変動する領域では、冷却用エアを用いる場合のように燃焼ガス温度のみで冷却用水の噴霧量を調整すると、冷却の程度を正確に調整することが困難であると共に、応答遅れが生じるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、冷却用水を用いて燃焼ガス温度を調整する燃焼システムにおいて、火炎燃焼状態をより正確に検出し、検出結果に応じた処理を実行し、適正な燃焼状態を維持することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記課題を解決するために本発明の第１の態様は、燃焼器における燃焼熱を利用して水蒸気を発生させる蒸発装置を提供する。本発明の第１の態様に係る蒸発装置は、前記燃焼器内部に燃焼用燃料を供給する燃料供給器と、前記燃焼器内部に燃焼用空気を供給する空気供給器と、前記燃焼器内部に冷却用水を供給する水供給器と、燃焼排ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサと、燃焼ガスの温度を検出する１つ以上の温度センサと、前記検出された酸素濃度および燃焼ガス温度に基づいて、前記燃焼器内部に供給される燃焼用燃料量、燃焼用空気量、および冷却用水量を制御して、前記燃焼器における火炎燃焼状態を適正な燃焼状態に維持する制御手段と、前記燃焼器における燃焼熱を用いて水蒸気を生成する熱交換器とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明の第１の態様に係る蒸発装置によれば、検出された酸素濃度および燃焼ガス温度に基づいて、燃焼器内部に供給される燃焼用燃料量、燃焼用空気量、および冷却用水量を制御して、燃焼器における火炎燃焼状態を適正な燃焼状態に維持するので、冷却用水を用いて燃焼ガス温度を調整する燃焼システムにおいて、火炎燃焼状態をより正確に検出し、検出結果に応じた処理を実行し、適正な燃焼状態を維持することができる。
【０００８】
本発明の第１の態様に係る蒸発装置において、前記水供給器は、前記供給された燃焼用燃料および前記供給された燃焼用空気の混合気に対して冷却用水を供給しても良い。かかる場合には、冷却用水をより分散された状態で燃焼器内部に供給することができる。
【０００９】
本発明の第１の態様に係る蒸発装置において、前記燃焼器は、供給された燃焼用燃料および燃焼用空気を混合して混合気を生成する混合室、前記混合された燃焼用燃料および燃焼用空気が燃焼する燃焼室、前記混合室および前記燃焼室の間に配置された保炎板を有し、前記水供給器は、前記混合室を介して前記保炎板に向けて冷却用水を供給しても良い。かかる場合には、冷却用水が保炎板に接触して気化（蒸発）するので、冷却用水をより確実に気化させることが可能となり、気化潜熱を利用する燃焼ガス温度制御の精度を向上させることができる。
【００１０】
本発明の第１の態様に係る蒸発装置は水素を消費する水素消費装置と共に用いられ、前記蒸発装置はさらに、前記水素消費装置において消費されなかった水素オフガスを前記燃焼器内部に供給するオフガス供給器と、前記オフガス供給器内の圧力と前記燃焼器内の圧力との差圧を検出する圧力センサとを備え、前記制御手段は、前記検出された差圧に基づいて、前記燃焼器内の圧力が前記オフガス供給器内の圧力よりも低い場合には、前記オフガス供給器を制御して前記水素オフガスを前記燃焼器内部に導入しても良い。かかる場合には、オフガスは、オフガス供給器から燃焼器へと流れる場合にだけ燃焼用燃料として供給されるので、燃焼火炎が燃焼器からオフガス供給器へと流動する逆火現象を防止することができる。また、オフガスを燃焼用燃料として用いることにより、システムにおけるエネルギ効率を向上させることができる。
【００１１】
本発明の第１の態様に係る蒸発装置において、前記水素オフガスは前記混合室に導入されても良い。
【００１２】
本発明の第１の態様に係る蒸発装置において、前記制御手段は、前記水素オフガスを燃焼器内部に導入する際には、前記水供給器による前記燃焼室への冷却用水の供給を行わなくても良い。水素オフガス中には、ＣＯ_２やＨ_２Ｏ等の不燃ガスが多く含まれており、一般的に燃焼温度が低い。したがって、かかる構成を備えることにより、冷却用水を用いることによる過冷却を防止することができる。
【００１３】
本発明の第１の態様に係る蒸発装置において、前記温度センサには、前記混合室温度を検出する第１の温度センサ、前記保炎板温度を検出する第２の温度センサ、前記燃焼室温度検出する第３の温度センサ、および前記燃焼室に面した前記熱交換器の壁面温度を検出する第４の温度センサが含まれ、前記制御手段は、前記空気供給器により供給される前記燃焼用空気量を微増させることにより、火炎燃焼状態が、前記第３の温度センサにより検出される温度が低下し且つ所定温度以上であると共に前記酸素センサにより検出される酸素濃度が増加する適正な燃焼状態にあるか否かを判定し、前記制御手段は、前記火炎燃焼状態が前記適正な燃焼状態にないと判断した場合には、前記空気供給器により前記微増させた燃焼用空気量を継続して前記燃焼器内部に供給させる燃焼処理を実行しても良い。かかる場合には、燃焼用空気の不足に伴う適正でない火炎燃焼状態を改善することができる。
【００１４】
本発明の第１の態様に係る蒸発装置はさらに、前記第２の温度センサにより検出される温度が所定の変化率よりも大きく低下する場合には、前記火炎燃焼状態は失火状態にあると判定する失火判定手段を備え、前記制御手段は、前記火炎燃焼状態は失火状態にあると判定された場合には、前記燃焼処理に代えて、再着火処理を実行しても良い。かかる場合には、失火状態を簡易かつ適切に検出することができると共に、通常の燃焼状態への移行を円滑に実行することができる。
【００１５】
本発明の第１の態様に係る蒸発装置はさらに、前記第１の温度センサにより検出される温度が所定の変化率よりも大きく上昇する場合には、前記火炎燃焼状態は逆火状態にあると判定する逆火判定手段を備え、前記制御手段は、前記火炎燃焼状態は逆火状態にあると判定された場合には、前記燃焼処理に代えて、前記燃料供給器による燃焼用燃料の供給および前記オフガス供給器によるオフガスの供給を停止すると共に再着火処理を実行しても良い。かかる場合には、逆火状態を簡易かつ適切に検出することができると共に、通常の燃焼状態への移行を円滑に実行することができる。
【００１６】
本発明の第１の態様に係る蒸発装置において、前記制御手段は、前記火炎燃焼状態が適切であるにもかかわらず、前記第４の温度センサにより検出される温度が所定温度以上の場合には、異常を報知しても良い。かかる場合には、熱交換器に発生している可能性のある異常を報知することができる。
【００１７】
本発明の第１の態様に係る蒸発装置において、前記温度センサには、さらに前記熱交換器から排出される水蒸気温度を検出することにより前記燃焼ガス温度を検出する第５の温度センサが含まれ、前記制御手段は、前記第５の温度センサにより検出された水蒸気温度が所定値以下の場合には、前記燃料供給器による供給燃料量を増加させても良い。かかる場合には、燃焼熱量を増加させることによって、不足する熱量を補い、所定値以上の温度を有する水蒸気を排出させることができる。
【００１８】
本発明の第２の態様は、燃焼装置を提供する。本発明の第２の態様に係る燃焼装置は、前記燃焼装置に燃焼用燃料を供給する燃料供給器と、前記燃焼装置に燃焼用空気を供給する空気供給器と、前記燃焼装置に冷却用水を供給する水供給器と、燃焼排ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサと、燃焼ガスの温度を検出する温度センサと、前記検出された酸素濃度および燃焼ガス温度に基づいて、前記燃焼装置に供給される燃焼用燃料量、燃焼用空気量、および冷却用水量を制御して、前記燃焼装置における火炎燃焼状態を適正な燃焼状態に維持する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明の第２の態様に係る燃焼装置によれば、検出された酸素濃度および燃焼ガス温度に基づいて、燃焼装置に供給される燃焼用燃料量、燃焼用空気量、および冷却用水量を制御して、燃焼装置における火炎燃焼状態を適正な燃焼状態に維持するので、冷却用水を用いて燃焼ガス温度を調整する燃焼装置において、火炎燃焼状態をより正確に検出し、検出結果に応じた処理を実行し、適正な燃焼状態を維持することができる。
【００２０】
本発明の第２の態様に係る燃焼装置は、本発明の第１の態様に係る蒸発装置と同様にして種々の態様にて実現され得る。かかる場合には、本発明の第２の態様に係る燃焼装置は、本発明の第１の態様に係る蒸発装置と同様の作用効果を奏することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ実施例に基づいて本発明に係る蒸発装置について説明する。
【００２２】
図１を参照して本実施例に係る蒸発装置の概略構成について説明する。図１は、本実施例に係る蒸発装置の一構成例を示す概略構成図である。蒸発装置１０は、燃焼器２０、燃焼器２０の先端と結合されていると共に燃焼器２０燃焼熱を利用して水蒸気を生成する熱交換器４０を備えている。
【００２３】
燃焼器２０は、燃焼用燃料および燃焼用空気を混合して混合気を生成する混合室２１、混合気が火炎燃焼する燃焼室２２、混合室２１および燃焼室２２の間に配置され、火炎の位置を適切な位置に規制する保炎板２３を備えている。混合室２１には、燃焼用燃料を混合室２１へ供給するための燃料供給管３０、燃焼用空気を混合室２１へ供給するための空気供給管３１、冷却用水を混合室２１へ供給するための水供給管３２、燃料電池（図示しない）において消費されなかった水素を含む水素オフガスを混合室２１へ供給するためのオフガス供給管３３が接続されている。混合室２１にはさらに、混合気に着火するための着火装置２４が配置されている。着火装置２４としては、例えば、スパークプラグ、グロープラグ、パイロットバーナが用いられる。
【００２４】
燃料供給管３０の中間には、燃料流量計３０１、燃料流量調整バルブ３０２がそれぞれ配置されており、燃料供給管３０の下流端部は混合室２１と連通されている。空気供給管３１の中間には、エア流量計３１１、エア流量調整ポンプ３１２がそれぞれ配置されており、空気供給管３１の下流端部は混合室２１と連通されている。
【００２５】
水供給管３２の中間には、水流量調整ポンプ３２１が配置されており、水供給管３２の下流端部には混合室２１の壁面に内装されている噴霧ノズル（図示しない）が接続されている。噴射ノズルの態様としては、供給圧力によって噴霧流量を調整可能なノズルであってもよく、あるいは、アクチュエータを作動させて予め加圧された流体を噴霧するインジェクタタイプのノズルであっても良い。
【００２６】
オフガス供給管３３の上流端部は、図示しない燃料電池、より具体的には燃料極のオフガス排出口と連通され、オフガス供給管３３の中間にはオフガス流量調整バルブ３３１が配置されている。オフガス供給管３３の下流端部は混合室２１と連通されている。
【００２７】
熱交換器４０は、熱交換器４０へ改質水を供給する改質水供給管４１、熱交換器４０から排出される改質用水蒸気を改質器（図示しない）へと供給する改質用水蒸気管４２を備えている。熱交換器内を流動する改質水は、熱交換器を通過する燃焼ガスおよび燃焼火炎の輻射熱によって加熱され、水蒸気化される。熱交換器４０を通過した燃焼ガスは、燃焼排ガスとして排ガス排出管４３から大気中へと放出される。
【００２８】
蒸発装置１０に備えられている各種センサについて説明する、混合室２１の略中央には混合室温度を検出するための第１の温度センサ５１が備えられ、保炎板２３の燃焼室側には保炎板２３の表面温度を検出するための第２の温度センサ５２が備えられ、燃焼室２２の略中央には燃焼室温度を検出するための第３の温度センサ５３が備えられている。さらに、燃焼室２２に直面する熱交換器４０の前縁には、熱交換器４０において最も高温下にさらされる前縁の温度を検出するための第４の温度センサ５４が備えられ、改質用水蒸気管４２には、水蒸気温度を検出するための第５の温度センサ５５が配置されている。各温度センサ５１〜５５には、例えば、熱電対、白金測温抵抗素子が用いられる。
【００２９】
排ガス排出管４３には、燃焼排ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ５０が配置されている。酸素濃度センサ５０には、例えば、ジルコニア酸素センサが用いられる。オフガス流量調整バルブ３３１の配置位置よりも上流のオフガス供給管３３と混合室２１との間には、オフガス供給管３３内の圧力と混合室２１内の圧力との差圧を検出するための差圧センサ５６が備えられている。
【００３０】
蒸発装置１０は、制御ユニット６０によってその稼働状態が制御されている。制御ユニット６０は、酸素濃度センサ５０、第１〜第５の温度センサ５１〜５５、差圧センサ５６、各流量計３０１，３１１と検出信号線を介して接続されている。制御ユニット６０は、各流量調整バルブ３０２、３３１、流量調整ポンプ３１２、３２１、着火装置２４と制御信号線を介して接続されている。制御ユニット６０は、各センサからの検出信号に基づいて燃焼器２０における火炎燃焼状態を判定し、その判定結果に基づいて駆動制御信号を各アクチュエータに送出して燃料量、エア量等を調整して適切な燃焼状態を維持する。
【００３１】
なお、噴霧ノズルとしてインジェクタタイプのノズルが用いられる場合には、制御ユニット６０には、噴射ノズルに対して駆動信号を送出する制御信号線がさらに接続される。
【００３２】
図２〜図４を参照して、本実施例に係る蒸発装置１０において実行される燃焼制御処理について説明する。図２は本実施例に係る蒸発装置１０において実行される燃焼制御処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。図３は図２における燃焼制御処理の詳細を示すフローチャートである。図４は本実施例に従う燃焼制御処理に際して用いられる噴霧水量を決定するために用いられるマップを示す説明図である。
【００３３】
制御ユニット６０は、燃料電池の起動要求を検出すると、本実施例を開始する。制御ユニット６０は、エア流量調整ポンプ３１２を作動させて混合室２１および燃焼室２２に燃焼用空気を導入してプレパージを実行し（ステップＳ１００）、酸素濃度センサ５０に通電を開始する（ステップＳ１１０）。
【００３４】
制御ユニット６０は、着火処理を実行する（ステップＳ１２０）。着火処理では、例えば、着火装置２４としてのグロープラグが用いられる場合には、制御ユニット６０は、グロープラグに通電して適切な温度まで加熱する。続いて、制御ユニット６０は、流量調整バルブ３０２を開いて混合室２１内に燃料を供給し、また、エア流量計３１１からの検出信号に基づいてエア流量調整ポンプ３１２を調整して混合室内２１に着火時に適当な燃焼用空気を供給する。なお、着火装置２４としてパイロットバーナが用いられる場合には、パイロットバーナが着火され、パイロットバーナが着火された後に燃料および燃焼用空気が供給される。また、着火装置２４としてスパークプラグが用いられる場合には、燃料および燃焼用空気が供給されると同時にスパークプラグによって火花点火が実行される。
【００３５】
制御ユニット６０は、酸素濃度センサ５０および各温度センサ５１〜５５から酸素濃度および燃焼ガス温度を含む各部位の温度を取得する（ステップＳ１３０）。制御ユニット６０は、第２〜第４の温度センサ５２，５３，５４により検出された温度値が所定時間、例えば、３秒間の間に増加傾向を示す場合には、着火が完了したものと判断して（ステップＳ１４０：Ｙｅｓ）、取得した酸素濃度および各温度をパラメータとして用いて燃焼制御処理を実行する（ステップＳ１５０）。
【００３６】
制御ユニット６０は、第２〜第４の温度センサ５２，５３，５４により検出された温度値が所定時間の間に増加傾向を示さない場合には、着火が失敗に終わったものと判断して（ステップＳ１４０：Ｎｏ）、再度、着火処理を実行する（ステップＳ１２０）。
【００３７】
図３を参照して燃焼制御処理について詳述する。制御ユニット６０は、燃焼制御処理を実行する（ステップＳ２００）。燃焼制御処理では、制御ユニット６０は、エア流量調整ポンプ３１２に加えて水流量調整ポンプ３２１を作動させて、混合室２１内に噴霧水を供給する。したがって、混合室２１内には、燃料、燃焼用空気および噴霧水の混合気が形成され、かかる混合気が燃焼室２２において火炎燃焼する。制御ユニット６０は、酸素濃度および第３の温度センサ５３により検出された温度Ｔ３をパラメータとして、図４に示すようなマップに基づき、供給すべき噴霧水量を調整して燃焼制御を実行する。図４（ａ）は空燃比λと燃焼温度Ｔ３との関係を規定するマップであり、図４（ｂ）は燃焼温度Ｔ３（空燃比λ）と水噴霧量との関係を規定するマップである。
【００３８】
先ず、本実施例における燃料量、空気量および噴霧水量の決定プロセスについて簡単に説明する。燃料電池の要求出力に応じて、改質器出力が決定され、改質器出力に応じて蒸発器の水量が決定される。蒸発器水量が決定されると、その蒸発器水量を目標とする蒸気温度まで加熱するために必要な熱量が決まるので、燃料量が決まる。この値を燃料量の初期値とし、第５の温度センサ５５により検出される蒸気温度Ｔ５に応じて補正する。燃料量が決まると、その燃料量を目標とする空燃比λで燃焼させるための空気量が決まる。良好な燃焼を実現するためには、空燃比λは、１．１〜１．３であることが好ましい。この値を空気量の初期値とし、酸素濃度センサ５０の出力（酸素濃度）に応じて空気量を補正する。これらの制御により、燃焼は失火・逆化することなく維持される。空燃比λと燃焼温度Ｔ３とは図４（ａ）に示す関係を有する。
【００３９】
一方、噴霧水量は、燃料量と空気量に応じて発熱量と燃焼後のガスの熱容量が決まるため、第３の温度センサ５３によって検出される燃焼温度Ｔ３を目標温度にするために噴霧すべき水の絶対量が決まる。燃焼ガス温度Ｔ３は約７００度となるように制御されることが好ましい。この値を水噴霧量の初期値とし、第３の温度センサ５３によって検出される燃焼温度Ｔ３に応じて補正する。すなわち、燃焼温度Ｔ３は、図４（ａ）に示すように空燃比λによって規定され、噴霧水量もまた空燃比λによって規定される。したがって、噴霧水量は、空燃比λを介して燃焼温度Ｔ３によって制御（補正）される。また、燃焼温度Ｔ３は空燃比λが同一であっても単位時間当たりの燃料量および空気量が増加すれば上昇するので、図４（ｂ）に示すように燃料量の増加と共に噴霧水量も増加させて燃焼温度Ｔ３を低下させる。
【００４０】
制御ユニット６０は、供給すべき燃料量、空気量、および噴霧水量を調整した後、燃料電池の運転状態が定常状態にあるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。燃料電池の運転状態が定常状態にあるか否かは、例えば、オフガス流量が所定流量以上であるか否かを検出することにより、あるいは、燃料電池の起電力が所定値以上であるか否かを検出することにより判定することができる。
【００４１】
制御ユニット６０は、燃料電池の運転状態が定常状態にないと判定した場合には（ステップＳ２１０：Ｎｏ）、ステップＳ２００に戻り燃焼制御処理を継続する。制御ユニット６０は、燃料電池の運転状態が定常状態にあると判定した場合には（ステップＳ２１０：Ｙｅｓ）、オフガス供給管３３の圧力が混合室２１の圧力よりも高いか否か、すなわち、オフガス供給管３３の圧力に対する混合室２１の圧力の差圧ΔＰ＝Ｐ_３３−Ｐ_２１が正値を取るか否かを判定する（ステップＳ２２０）。
【００４２】
制御ユニット６０は、ΔＰ＞０であると判定した場合には（ステップＳ２２０：Ｙｅｓ）、水流量調整ポンプ３２１を停止させて、混合室２１内への水噴霧を停止して（ステップＳ２３０）、水素オフガスを利用するオフガス導入燃焼制御処理を実行する（ステップＳ２４０）。一方、制御ユニット６０は、ΔＰ≦０であると判定した場合には（ステップＳ２２０：Ｎｏ）、ステップＳ２００に戻り燃焼制御処理を継続する。
【００４３】
オフガス供給管３３の圧力Ｐ_３３が混合室２１の圧力Ｐ_２１よりも低い場合（ΔＰが負値の場合）には、オフガス供給管３３と混合室２１とを連通すると、混合室２１（燃焼室２２）内の燃焼ガス（燃料、燃焼用空気）がオフガス供給管３３へと逆流し、水素の逆火現象が生じるおそれがある。そこで、かかる事態を防止するために、ΔＰが正値の場合にのみ水素オフガスを利用するオフガス導入燃焼制御処理を実行する。また、水素オフガスを用いる燃焼制御処理では、燃焼ガス温度は、熱交換器４０の許容温度を超えるほど上昇しないので、水噴霧による燃焼ガス温度制御は実行されない。
【００４４】
オフガス導入燃焼制御処理では、制御ユニット６０は、原則として燃料流量調整バルブ３０２を閉じ、水素オフガスを燃焼用燃料として用いる。制御ユニット６０は、例えば、燃料電池に対する要求出力と水素オフガス中に含まれる水素濃度との関係を予めマップとして備え、空燃比λが１．１程度の値を取るようにエア流量調整ポンプ３１２を制御して燃焼用空気量を調整する。
【００４５】
制御ユニット６０は、水素オフガスのみでは、所望の燃焼温度を得ることができない場合には、燃料流量調整バルブ３０２を開き、燃料を混合室２１に投入する。このとき導入される燃料、および燃料の導入に伴い導入される燃焼用空気量の初期導入量は、例えば、前記した水素オフガス中に含まれる水素濃度のマップと、熱交換器４０を流動する水（改質水）に投入すべき熱量との差から算出される。
【００４６】
制御ユニット６０は、燃料電池の停止要求を検出するまで（ステップＳ２５０：Ｎｏ）、オフガス導入燃焼制御処理を実行し、燃料電池の停止要求を検出したところで（ステップＳ２５０：Ｙｅｓ）、図２に示すメインルーチンにリターンする。
【００４７】
図２に戻り、説明を続けると、制御ユニット６０は、燃料流量調整バルブ３０２、オフガス流量調整バルブ３３１を閉じて混合室２１に対する燃料および燃焼用空気の導入を停止し（ステップＳ１６０）、ポストパージの後、エア流量調整ポンプ３１２を停止させて混合室２１に対する燃焼用空気の導入を停止し、燃焼制御処理を終了する。
【００４８】
以上説明したとおり、本実施例に係る蒸発装置１０における燃焼制御処理によれば、水噴霧による燃焼ガス温度の制御に際して、燃焼ガス温度のみならず燃焼排ガス中に含まれる残留酸素濃度を制御パラメータとして用いるので、適切な燃焼ガス温度管理を実行することができる。燃焼ガス温度のみを制御パラメータとして用いる場合には、蒸発に伴う応答遅れ、水の潜熱による冷却特性に対して上手く対応することができなかったが、酸素濃度を制御パラメータに加えることによって、燃焼状態を適切に取得することが可能となり、適切な燃焼ガス温度管理を行うことができる。すなわち、専らエア流量は酸素濃度を制御パラメータとして決定され、水噴霧量は専ら燃焼ガス温度を制御パラメータとして決定される。これに対し、燃焼ガス温度のみを制御パラメータにすると、エア流量と水噴霧量は一意的に決定できなくなる。仮に水噴霧量を燃焼ガス温度で制御すると、λは固定せざるを得なくなり、極めて不安定な制御となってしまう。逆にエア流量を燃焼ガス温度で制御するにしても、水噴霧量を固定することになり、失火につながりやすい。
【００４９】
また、本実施例に係る蒸発装置１０における燃焼制御処理では、冷却用空気に代えて冷却用水を用いて燃焼ガス温度管理を実行するので、燃焼ガス温度管理に要するエネルギ量を低減することができる。冷却用空気を燃焼室に導入するためには、別途エアポンプが必要であり、圧縮流体であるエア（気体）を圧送するためにはキロワットオーダーの動力が必要であるのに対して、冷却用水を用いるシステムでは、水の圧送に要する動力は数十ワット程度である。したがって、システム全体のエネルギ効率を高いレベルにて維持することができる。
【００５０】
さらに、本実施例に係る蒸発装置１０における燃焼制御処理では、燃料電池が相当量の水素オフガスを排出する、定常運転状態となった後であって、オフガス供給管３３の圧力が混合室２１の圧力よりも高くなった時点で、水素オフガスを燃焼用燃料として用いる。したがって、混合室２１からオフガス供給管３３へ火炎が逆流（逆火）する事態を避けることができると共に、水素オフガスを利用して改質用蒸気を生成することができる。また、水素オフガスの燃焼熱では必要な蒸気温度を得ることができない場合には、水素オフガス中に含まれる水素濃度を考慮した上で、燃焼用燃料および燃焼用空気を供給するので、要求される蒸気温度を適切かつ効率的に維持することができる。
【００５１】
・燃焼状態判定処理：
図５を参照して、燃焼制御処理またはオフガス導入燃焼制御処理にて、燃焼状態が適正であるか否かを判定するために実行される燃焼状態判定処理について説明する。図５は本実施例に係る蒸発装置１０において実行される燃焼状態判定処理にて実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。本処理ルーチンは、図２および図３を参照して説明した燃焼制御処理に、例えば、所定のタイミングにて割り込んで実行される。
【００５２】
制御ユニット６０は、エア流量調整ポンプ３１２を作動させて、エア流量を微増させる（ステップＳ３００）。制御ユニット６０は、酸素濃度センサ５０を介して燃焼排ガス中に含まれる残留酸素濃度を、第３の温度センサ５３を介して燃焼ガス温度Ｔ３を取得する（ステップＳ３１０）。制御ユニット６０は、エア流量を微増させた結果、燃焼排ガス中に含まれる酸素濃度が増加し、且つ燃焼ガス温度Ｔ３が低下したか否かを判定する（ステップＳ３２０）。
【００５３】
制御ユニット６０は、燃焼排ガス中に含まれる酸素濃度が増加しないか、あるいは、燃焼ガス温度Ｔ３が低下しなかったと判定した場合には（ステップＳ３２０：Ｎｏ）、失火検出処理を実行する（ステップＳ３３０）。制御ユニット６０は、失火を検出した場合には（ステップＳ３３０：Ｙｅｓ）、失火が発生している旨（エラー）を報知して（ステップＳ３４０）、本処理ルーチンを終了する。失火の判定は、例えば、保炎板２３の表面温度Ｔ２を取得し、表面温度Ｔ２の温度低下率Ｔ２ｖが所定の温度低下率Ｔ２ｖｒｅｆよりも大きいか否かによって判定することができる。すなわち、燃焼状態が適正な状態にあれば、保炎板２３には火炎および燃焼ガスが接触するため、表面温度Ｔ２が著しく低下することはあり得ず、表面温度の温度低下率Ｔ２ｖが所定の温度低下率Ｔ２ｖｒｅｆよりも大きい場合には、失火状態にあると判定することができる。
【００５４】
一方、制御ユニット６０は。失火を検出しなかった場合には（ステップＳ３３０：Ｎｏ）、燃焼状態が適正でない、すなわち、不完全燃焼であると判定し、燃焼用空気の供給量を増加させて、不完全燃焼を完全燃焼へ移行させる処理を実行する。一般的に、不完全燃焼は、燃焼用空気が不足しているために生じる現象であるから、燃焼用空気量を増加させることによって回復させることができる。したがって、やがてステップＳ３２０における判定がＹｅｓとなる。
【００５５】
燃焼状態が適正であれば、エア流量を微増させることによって空燃比が大きくなるため一般的に燃焼温度は低下し、よって第３の温度センサ５３によって検出される燃焼ガス温度Ｔ３は低下する。また、既に燃焼に必要な空気量が供給されているため、微増された燃焼用空気に含まれる酸素は燃焼に寄与せず、燃焼排ガスと共に排出され、残留酸素濃度は増加する。したがって、燃焼排ガス中に含まれる酸素濃度が増加せず、あるいは、燃焼ガス温度Ｔ３が低下しない場合には、燃焼状態が不完全燃焼状態にあると判定することができる。
【００５６】
制御ユニット６０は、燃焼排ガス中に含まれる酸素濃度が増加し、且つ燃焼ガス温度Ｔ３が低下したと判定した場合には（ステップＳ３２０：Ｙｅｓ）、燃焼ガス温度Ｔ３が７００℃未満であるか否かを判定する（ステップ３５０）。制御ユニット６０は、燃焼ガス温度Ｔ３が７００℃以上であると判定した場合には（ステップＳ３５０：Ｎｏ）、燃焼状態は適正な燃焼状態にあると判定し本処理ルーチンを終了する。
【００５７】
制御ユニット６０は、燃焼ガス温度Ｔ３が７００℃未満であると判定した場合には（ステップＳ３５０：Ｙｅｓ）、第５の温度センサ５５によって検出される蒸気温度Ｔ５を取得する（ステップＳ３６０）。第３の温度センサ５３が検出不良状態にあることも考えられ、検出された燃焼ガス温度Ｔ３が所定値、本実施例では７００℃を下回る場合であっても、熱交換器４０から排出される蒸気温度Ｔ５が所望の温度に達していれば燃焼状態は適正であると判定することができるからである。
【００５８】
制御ユニット６０は、検出された蒸気温度Ｔ５が所定値Ｔ５ｒｅｆよりも高いか否かを判定し（ステップＳ３７０）、Ｔ５＞Ｔ５ｒｅｆであると判定した場合には（ステップＳ３７０：Ｙｅｓ）、燃焼状態は適正な燃焼状態にあると判定し本処理ルーチンを終了する。
【００５９】
制御ユニット６０は、Ｔ５≦Ｔ５ｒｅｆであると判定した場合には（ステップＳ３７０：Ｎｏ）、燃料流量調整バルブ３０２の開度を増加させ、エア流量調整ポンプ３１２による燃焼用空気流量の供給流量を増大させて（ステップＳ３８０）、燃焼熱量を増大させる。制御ユニット６０は、Ｔ５＞Ｔ５ｒｅｆとなるまで、ステップＳ３５０〜Ｓ３７０の処理を繰り返し実行する。
【００６０】
以上説明したように、本実施例に係る蒸発装置１０における燃焼状態判定処理によれば、燃焼用空気の供給量を微増させると共に、燃焼排ガス中の残留酸素濃度および燃焼ガス温度Ｔ３、蒸気温度Ｔ５の３つのパラメータに基づいて燃焼状態を判定することができる。特に、燃焼ガス温度Ｔ３、蒸気温度Ｔ５の２つの温度パラメータを用いているので、第３の温度センサ５３の不良に伴う燃焼状態の誤判定を防止することができる。
【００６１】
・失火検出処理：
図６を参照して、燃焼制御処理またはオフガス導入燃焼制御処理にて、燃焼状態が失火状態にあるか否かを検出するために実行される失火検出処理について説明する。図６は本実施例に係る蒸発装置１０において実行される失火検出処理にて実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。本処理ルーチンは、図２および図３を参照して説明した燃焼制御処理に、例えば、所定のタイミングにて割り込んで実行される。
【００６２】
制御ユニット６０は、保炎板２３の燃焼室側に配置されている第２の温度センサ５２から、保炎板２３の表面温度Ｔ２を取得し、表面温度Ｔ２の温度低下率Ｔ２ｖが所定の温度低下率Ｔ２ｖｒｅｆよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ４００）。制御ユニット６０は、Ｔ２ｖ≦Ｔ２ｖｒｅｆであると判定した場合には（ステップＳ４００：Ｎｏ）、燃焼状態は失火状態にないと判定して本処理ルーチンを終了する。
【００６３】
制御ユニット６０は、Ｔ２ｖ＞Ｔ２ｖｒｅｆであると判定した場合には（ステップＳ４００：Ｙｅｓ）、燃焼状態は失火状態にあると判定する（ステップＳ４１０）。すなわち、燃焼状態が適正な状態にあれば、保炎板２３には火炎および燃焼ガスが接触するため、表面温度Ｔ２が著しく低下することはあり得ず、表面温度の温度低下率Ｔ２ｖが所定の温度低下率Ｔ２ｖｒｅｆよりも大きい場合には、失火状態にあると判定することができる。
【００６４】
制御ユニット６０は、次の着火処理に備えるため水流量調整ポンプ３２１に対して停止制御信号を送出し、水流量調整ポンプ３２１が稼働している場合には、その稼働を停止させる（ステップＳ４２０）。水噴霧による着火処理の妨げを防止するためである。
【００６５】
制御ユニット６０は、着火処理を実行し（ステップＳ４３０）、着火を確認することができた場合には（ステップＳ４４０：Ｙｅｓ）、水噴霧を再開して（ステップＳ４５０）、本処理ルーチンを終了する。一方、制御ユニット６０は、着火を確認することができなかった場合には（ステップＳ４４０：Ｎｏ）、蒸発装置１０の燃焼系に何らかの問題があると判定し、エラーを報知して（ステップＳ４６０）、本処理ルーチンを終了する。
【００６６】
以上説明したように、本実施例に係る蒸発装置１０における失火検出処理によれば、保炎板の表面温度Ｔ２の温度低下率Ｔ２ｖをパラメータとして、燃焼状態が失火状態にあるか否かを判定することができる。したがって、容易であると共に適切に失火を検出することができる。また、失火検出後には、着火処理を実行するので、速やかに通常の燃焼制御処理へと移行することができる。
【００６７】
・逆火検出処理：
図７を参照して、燃焼制御処理またはオフガス導入燃焼制御処理にて、燃焼状態が逆火状態にあるか否かを検出するために実行される逆火検出処理について説明する。図７は本実施例に係る蒸発装置１０において実行される逆火検出処理にて実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。本処理ルーチンは、図２および図３を参照して説明した燃焼制御処理に、例えば、所定のタイミングにて割り込んで実行される。
【００６８】
制御ユニット６０は、混合室２１の略中央に配置されている第１の温度センサ５１から、混合室２１の温度である混合室温度Ｔ１を取得し、混合室温度Ｔ１の温度上昇率Ｔ１ｖが所定の温度上昇率Ｔ１ｖｒｅｆよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ５００）。制御ユニット６０は、Ｔ１ｖ≦Ｔ１ｖｒｅｆであると判定した場合には（ステップＳ５００：Ｎｏ）、燃焼状態は逆火状態にないと判定して本処理ルーチンを終了する。
【００６９】
制御ユニット６０は、Ｔ１ｖ＞Ｔ１ｖｒｅｆであると判定した場合には（ステップＳ５００：Ｙｅｓ）、燃焼状態は逆火状態にあると判定する（ステップＳ５１０）。すなわち、燃焼状態が適正な状態にあれば、混合室温度Ｔ１が著しい割合にて上昇することはないが、燃焼室２２から混合室２１へと燃焼火炎が逆流している状態にあっては、混合室温度Ｔ１は、著しく上昇する。したがって、混合室温度の温度上昇率Ｔ１ｖが所定の温度上昇率Ｔ１ｖｒｅｆよりも大きい場合には、逆火状態にあると判定することができる。
【００７０】
制御ユニット６０は、逆火の判定に基づいて、燃料流量調整バルブ３０２およびオフガス流量調整バルブ３３１を閉じ、混合室２１内への燃料の導入を停止させる（ステップＳ５２０）。制御ユニット６０は、逆火の停止を確認することができた場合には（ステップＳ５３０：Ｙｅｓ）、燃料量調整バルブ３０２およびオフガス流量調整バルブ３３１を再度開いて着火処理を実行し（ステップＳ５４０）、本処理ルーチンを終了する。一方、制御ユニット６０は、逆火の停止を確認することができなかった場合には（ステップＳ５３０：Ｎｏ）、蒸発装置１０の燃焼系に何らかの問題があると判定し、エラーを報知して（ステップＳ５５０）、本処理ルーチンを終了する。
【００７１】
逆火の停止は、所定時間待機した後に、混合室２１の温度Ｔ１が所定温度以下まで低下することにより検出することができる。すなわち、燃料の供給停止後も混合室２１には、継続して燃焼用空気が供給されており、逆火が停止した混合室２１は燃焼用空気によって冷却されるからである。
【００７２】
以上説明したように、本実施例に係る蒸発装置１０における逆火検出処理によれば、混合室２１の温度Ｔ１の温度上昇率Ｔ１ｖをパラメータとして、燃焼状態が逆火状態にあるか否かを判定することができる。したがって、容易であると共に適切に逆火を検出することができる。また、逆火検出後には、逆火燃焼の停止を待って、着火処理を実行するので、速やかに通常の燃焼制御処理へと移行することができる。
【００７３】
以上、実施例に基づき本発明に係る蒸発装置を説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【００７４】
・その他の実施例：
上記逆火検出処理において、しばしば逆火が検出される場合には、要求されている燃焼量が、燃焼器２０の設計燃焼量を下回っていることが考えられる。かかる場合には、保炎板２３を通過する混合気の流速を上げるために燃焼用空気の供給量を増加させても良い。空燃比λが小さくなり燃焼効率は低下するが、逆火を防止することができる。
【００７５】
上記実施例では、熱交換器４０の前縁に配置されている第４の温度センサ５４による検出温度値Ｔ４が用いられていないが、次のようにして用いることができる。燃焼器２０が適切に燃焼制御されている場合には、温度Ｔ４が蒸発器４０の上限温度Ｔ４ｕｐｌｉｍを超えることはない。したがって、燃焼器２０の燃焼制御に異常がないにもかかわらず、温度Ｔ４が上限温度をＴ４ｕｐｌｉｍを超える場合には、熱交換器４０を流れる改質水の流量不足が発生していると判定し、エラーの報知を行っても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例に係る蒸発装置の一構成例を示す概略構成図である
【図２】本実施例に係る蒸発装置１０において実行される燃焼制御処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】図２における燃焼制御処理の詳細を示すフローチャートである。
【図４】本実施例に従う燃焼制御処理に際して用いられる噴霧水量を決定するために用いられるマップを示す説明図である。
【図５】本実施例に係る蒸発装置１０において実行される燃焼状態判定処理にて実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】本実施例に係る蒸発装置１０において実行される失火検出処理にて実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】本実施例に係る蒸発装置１０において実行される逆火検出処理にて実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０…蒸発装置
２０…燃焼器
２１…混合室
２２…燃焼室
２３…保炎板
２４…着火装置
３０…燃料供給管
３０１…燃料流量計
３０２…燃料流量調整バルブ
３１…空気供給管
３１１…エア流量計
３１２…エア流量調整ポンプ
３２…水供給管
３２１…水流量調整ポンプ
３３…オフガス供給管
３３１…オフガス流量調整バルブ
４０…熱交換器
４１…改質水供給管
４２…改質用水蒸気管
４３…排ガス排出管
５０…酸素濃度センサ
５１…第１の温度センサ
５２…第２の温度センサ
５３…第３の温度センサ
５４…第４の温度センサ
５５…第５の温度センサ
５６…差圧センサ
６０…制御ユニット

Claims

燃焼器における燃焼熱を利用して水蒸気を発生させる蒸発装置であって、
前記燃焼器内部に燃焼用燃料を供給する燃料供給器と、
前記燃焼器内部に燃焼用空気を供給する空気供給器と、
前記燃焼器内部に冷却用水を供給する水供給器と、
燃焼排ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサと、
燃焼ガスの温度を検出する１つ以上の温度センサと、
前記検出された酸素濃度および燃焼ガス温度に基づいて、前記燃焼器内部に供給される燃焼用燃料量、燃焼用空気量、および冷却用水量を制御して、前記燃焼器における火炎燃焼状態を適正な燃焼状態に維持する制御手段と、
前記燃焼器における燃焼熱を用いて水蒸気を生成する熱交換器とを備える蒸発装置。
請求項１に記載の蒸発装置において、
前記水供給器は、前記供給された燃焼用燃料および前記供給された燃焼用空気の混合気に対して冷却用水を供給する蒸発装置。
請求項１に記載の蒸発装置において、
前記燃焼器は、供給された燃焼用燃料および燃焼用空気を混合して混合気を生成する混合室、前記混合された燃焼用燃料および燃焼用空気が燃焼する燃焼室、前記混合室および前記燃焼室の間に配置された保炎板を有し、
前記水供給器は、前記混合室を介して前記保炎板に向けて冷却用水を供給する蒸発装置。
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の蒸発装置は水素を消費する水素消費装置と共に用いられ、
前記蒸発装置はさらに、
前記水素消費装置において消費されなかった水素オフガスを前記燃焼器内部に供給するオフガス供給器と、
前記オフガス供給器内の圧力と前記燃焼器内の圧力との差圧を検出する圧力センサとを備え、
前記制御手段は、前記検出された差圧に基づいて、前記燃焼器内の圧力が前記オフガス供給器内の圧力よりも低い場合には、前記オフガス供給器を制御して前記水素オフガスを前記燃焼器内部に導入する蒸発装置。
請求項４に記載の蒸発装置において、
前記水素オフガスは前記混合室に導入される蒸発装置。
請求項４または請求項５に記載の蒸発装置において、
前記制御手段は、前記水素オフガスを燃焼器内部に導入する際には、前記水供給器による前記燃焼室への冷却用水の供給を行わない蒸発装置。
請求項４に記載の蒸発装置において、
前記温度センサには、前記混合室温度を検出する第１の温度センサ、前記保炎板温度を検出する第２の温度センサ、前記燃焼室温度検出する第３の温度センサ、および前記燃焼室に面した前記熱交換器の壁面温度を検出する第４の温度センサが含まれ、
前記制御手段は、前記空気供給器により供給される前記燃焼用空気量を微増させることにより、火炎燃焼状態が、前記第３の温度センサにより検出される温度が低下し且つ所定温度以上であると共に前記酸素センサにより検出される酸素濃度が増加する適正な燃焼状態にあるか否かを判定し、
前記制御手段は、前記火炎燃焼状態が前記適正な燃焼状態にないと判断した場合には、前記空気供給器により前記微増させた燃焼用空気量を継続して前記燃焼器内部に供給させる燃焼処理を実行する蒸発装置。
請求項７に記載の蒸発装置はさらに、
前記第２の温度センサにより検出される温度が所定の変化率よりも大きく低下する場合には、前記火炎燃焼状態は失火状態にあると判定する失火判定手段を備え、
前記制御手段は、前記火炎燃焼状態は失火状態にあると判定された場合には、前記燃焼処理に代えて、再着火処理を実行する蒸発装置。
請求項７に記載の蒸発装置はさらに、
前記第１の温度センサにより検出される温度が所定の変化率よりも大きく上昇する場合には、前記火炎燃焼状態は逆火状態にあると判定する逆火判定手段を備え、
前記制御手段は、前記火炎燃焼状態は逆火状態にあると判定された場合には、前記燃焼処理に代えて、記燃料供給器による燃焼用燃料の供給および前記オフガス供給器によるオフガスの供給を停止すると共に再着火処理を実行する蒸発装置。
請求項７に記載の蒸発装置において、
前記制御手段は、前記火炎燃焼状態が適切であるにもかかわらず、前記第４の温度センサにより検出される温度が所定温度以上の場合には、異常を報知する蒸発装置。
請求項４に記載の蒸発装置において、
前記温度センサには、さらに前記熱交換器から排出される水蒸気温度を検出することにより前記燃焼ガス温度を検出する第５の温度センサが含まれ、
前記制御手段は、前記第５の温度センサにより検出された水蒸気温度が所定値以下の場合には、前記燃料供給器による供給燃料量を増加させる蒸発装置。
燃焼装置であって、
前記燃焼装置に燃焼用燃料を供給する燃料供給器と、
前記燃焼装置に燃焼用空気を供給する空気供給器と、
前記燃焼装置に冷却用水を供給する水供給器と、
燃焼排ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサと、
燃焼ガスの温度を検出する温度センサと、
前記検出された酸素濃度および燃焼ガス温度に基づいて、前記燃焼装置に供給される燃焼用燃料量、燃焼用空気量、および冷却用水量を制御して、前記燃焼装置における火炎燃焼状態を適正な燃焼状態に維持する制御手段とを備える燃焼装置。
請求項１２に記載の燃焼装置において、
前記水供給器は、前記供給された燃焼用燃料および前記供給された燃焼用空気の混合気に対して冷却用水を供給する燃焼装置。
請求項１２に記載の燃焼装置において、
前記燃焼装置は、供給された燃焼用燃料および燃焼用空気を混合して混合気を生成する混合室、前記混合された燃焼用燃料および燃焼用空気が燃焼する燃焼室、前記混合室および前記燃焼室の間に配置された保炎板を有し、
前記水供給器は、前記混合室を介して前記保炎板に向けて冷却用水を供給する燃焼装置。
請求項１３または請求項１４に記載の燃焼装置において、
前記制御手段は、前記酸素センサにより検出された酸素濃度に基づいて前記混合気の空燃比を所定値に調整し、前記温度センサにより検出された温度に基づいて前記火炎燃焼温度を所定値に調整することにより、前記火炎燃焼状態を前記適正な燃焼状態に維持する燃焼装置。
請求項１４に記載の燃焼装置において、
前記温度センサには、前記混合室温度を検出する第１の温度センサ、前記保炎板温度を検出する第２の温度センサ、および前記燃焼室温度検出する第３の温度センサが含まれ、
前記制御手段は、前記空気供給器により供給される前記燃焼用空気量を微増させることにより、火炎燃焼状態が、前記第３の温度センサにより検出される温度が低下し且つ所定温度以上であると共に前記酸素センサにより検出される酸素濃度が増加する適正な燃焼状態にあるか否かを判定し、
前記制御手段は、前記火炎燃焼状態が前記適正な燃焼状態にないと判断した場合には、前記空気供給器により前記微増させた燃焼用空気量を継続して前記燃焼器内部に供給させる燃焼処理を実行する燃焼装置。
請求項１６に記載の燃焼装置はさらに、
前記第２の温度センサにより検出される温度が所定の変化率よりも大きく低下する場合には、前記火炎燃焼状態は失火状態にあると判定する失火判定手段を備え、
前記制御手段は、前記火炎燃焼状態は失火状態にあると判定された場合には、前記燃焼処理に代えて、再着火処理を実行する燃焼装置。
請求項１６に記載の燃焼装置はさらに、
前記第１の温度センサにより検出される温度が所定の変化率よりも大きく上昇する場合には、前記火炎燃焼状態は逆火状態にあると判定する逆火判定手段を備え、
前記制御手段は、前記火炎燃焼状態は逆火状態にあると判定された場合には、前記燃焼処理に代えて、前記燃料供給器による燃焼用燃料の供給を停止すると共に再着火処理を実行する燃焼装置。