(57)【要約】【課題】予備燃料ガスの損失を抑制しつつ、燃焼装置の燃焼に適した混合気を供給することができる混合気供給システムを提供する。【解決手段】予備燃料ガスタンクから供給される予備燃料ガスＧ２に空気Ａを混合させた混合気Ｍを燃焼装置に供給する混合気供給路４を備え、燃焼装置が混合気供給路４にて供給される混合気Ｍで燃焼可能とされ、混合気供給路４から混合気Ｍを外部へ放出する放出路２２と、放出路２２を開閉自在な開閉手段２３と、放出路２２より外部へ放出する混合気Ｍの熱量を計測する熱量計測手段２４とが備えられ、熱量計測手段２４により計測される熱量が、燃焼装置の運転に適合する適合熱量範囲に属するが否かを判断する判断手段２７を備えた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通常燃料ガスの供給を受けて燃焼する燃焼装置及び、前記通常燃料ガスとは異なる予備燃料ガスを貯留する予備燃料ガスタンクに対し、その予備燃料ガスタンクから供給される前記予備燃料ガスに空気を混合させた混合気を前記燃焼装置に供給する混合気供給路を備え、
前記燃焼装置が前記混合気供給路にて供給される前記混合気で燃焼可能とする混合気供給システムであって、
前記混合気供給路から前記混合気を外部へ放出する放出路と、前記放出路を開閉自在な開閉手段と、前記放出路より外部へ放出する前記混合気の熱量を計測する熱量計測手段とが備えられ、
前記熱量計測手段により計測される熱量が、前記燃焼装置の運転に適合する適合熱量範囲に属するか否かを判断する判断手段を備えた混合気供給システム。
【請求項２】
前記混合気供給路から前記燃焼装置に前記混合気を供給する前に、前記混合気供給路に前記混合気を導入する状態で、前記開閉手段を開状態とし、前記開閉手段から前記混合気供給路内に残留する前記混合気の外部への放出を開始し、前記判断手段が前記混合気の熱量が前記適合熱量範囲に属すると判断することを条件として、前記開閉手段を閉状態として、前記混合気供給路から前記燃焼装置に前記混合気を供給する混合気供給制御手段が設けられた請求項１記載の混合気供給システム。
【請求項３】
前記混合気供給路は、当該混合気供給路に前記通常燃料ガスが流れる通常ガス用流路が接続される接続部と、
前記予備燃料ガスに空気を混合させて前記混合気を生成する混合気生成部と、
前記接続部と前記燃焼装置とを接続し、前記通常燃料ガス又は前記混合気が流れる共通供給路と、前記接続部と前記混合気生成部とを接続し、前記混合気が流れる混合気用流路とで構成され、
前記接続部に、前記共通供給路と前記混合気用流路とを接続して前記混合気を前記燃焼装置に供給する混合気供給状態と、前記共通供給路と前記通常ガス用流路とを接続して前記通常燃料ガスを前記燃焼装置に供給する通常燃料ガス供給状態との間で切替自在な切替手段を備え、
前記放出路が、前記混合気用流路において、前記接続部より前記切替手段に近接する位置に設けられている請求項１又は２に記載の混合気供給システム。
【請求項４】
前記判断手段の判断結果を出力する出力手段が設けられた請求項１〜３の何れか一項に記載の混合気供給システム。
【請求項５】
前記混合気生成部は、前記予備燃料ガスの供給により発生する吸引力によって空気を吸引して前記予備燃料ガスに前記空気を混合させて前記混合気を生成するベンチュリーミキサーによって構成されている請求項３記載の混合気生成システム。
【請求項６】
前記燃焼装置は、前記通常燃料ガス又は前記混合気を燃料として運転される内燃機関と、当該内燃機関を動力源として発電する発電装置と、前記内燃機関で発生した排熱を回収する排熱回収装置と、前記内燃機関から排出された排気ガスを浄化する排気浄化触媒とを備えているコージェネレーションシステムにて構成されている請求項１〜５の何れか一項に記載の混合気供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通常燃料ガスの供給を受けて燃焼する燃焼装置及び、前記通常燃料ガスとは異なる予備燃料ガスを貯留する予備燃料ガスタンクに対し、その予備燃料ガスタンクから供給される前記予備燃料ガスに空気を混合させた混合気を前記燃焼装置に供給する混合気供給路を備え、
前記燃焼装置が前記混合気供給路にて供給される前記混合気で燃焼可能とする混合気供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の混合気供給システムとして、例えば、特許文献１には、予備燃料ガスタンクとしての原料ガスボンベから供給される原料ガスに空気を混合して混合気を生成するベンチュリーミキサーと、ベンチュリーミキサーと燃焼装置等とを接続して混合気を燃焼装置等に供給する混合気供給路とを備えた混合気供給システムが開示されている。
【０００３】
また、この混合気供給システムは、可搬型のシステムとされ、自然災害等が発生して都市ガスの供給が停止した場合に、この混合気供給システムを災害地に搬送するとともに、都市ガスの既設配管に接続して、既設配管に接続されている燃焼装置等に、都市ガスに代えて原料ガスと空気との混合気を供給することができ、既設の燃焼装置を稼動させることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されている混合気供給システムでは、ベンチュリーミキサーで生成した混合気を燃焼装置に供給すると、ベンチュリーミキサーと燃焼装置の間の混合気供給路に混合気が残留する。そして、混合気が、このように混合気供給路に残留する状態で長期間放置されると混合気を構成する空気と原料ガスとが比重の違いによって分離する。よって、ある災害発生時に混合気供給路に残留した混合気が、次の災害発生時まで長期間に亘って混合気供給管に残留したままの状態となると、長期間の残留によって分離している混合気が燃焼装置に供給されることとなり、燃焼装置を適切に稼動させることができないという問題が発生することがあることを発明者らは見出した。
【０００６】
これに対し、発明者らは、燃焼装置を適切に稼動させるために、燃焼装置に混合気を供給する前に、混合気供給路に新たに生成した混合気を供給し、この新たに生成した混合気により残留している混合気を混合気供給路から押し出す状態で、混合気供給路に設けた放出路から外部に放出することで、残留している混合気を燃焼装置に供給することを回避することを考えた。
【０００７】
しかしながら、このような混合気供給システムは、その設置位置と燃焼装置との間の距離がまちまちであるため、混合気供給路の長さを特定することができない。さらに、混合気供給路内に残留する混合気の容量は、混合気が残留する混合気供給路内の圧力などによって異なるので、混合気供給路に残留している混合気を、放出路から放出するのに要する最適な放出期間を見出すのが困難である。従って、放出期間を過度に短くした場合は、混合気供給路に残留している混合気が完全に放出されずに、空気と原料ガスとが分離した混合気が燃焼装置に供給されるので、燃焼装置を適切に稼動させることができなくなる。一方、放出期間を過度に長くした場合は、混合気供給路に残留している混合気に加えて、新たに生成して混合気供給路に供給した混合気が外部に放出されることとなり、原料ガスの損失が発生する。
【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、予備燃料ガスの損失を抑制しつつ、燃焼装置の燃焼に適した混合気を供給することができる混合気供給システムを提供することにある。
【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混合気供給システムは、
通常燃料ガスの供給を受けて燃焼する燃焼装置及び、前記通常燃料ガスとは異なる予備燃料ガスを貯留する予備燃料ガスタンクに対し、その予備燃料ガスタンクから供給される前記予備燃料ガスに空気を混合させた混合気を前記燃焼装置に供給する混合気供給路を備え、
前記燃焼装置が前記混合気供給路にて供給される前記混合気で燃焼可能とする混合気供給システムであって、
前記混合気供給路から前記混合気を外部へ放出する放出路と、前記放出路を開閉自在な開閉手段と、前記放出路より外部へ放出する前記混合気の熱量を計測する熱量計測手段とが備えられ、
前記熱量計測手段により計測される熱量が、前記燃焼装置の運転に適合する適合熱量範囲に属するか否かを判断する判断手段を備えたことにある。
【００１０】
上記特徴構成によれば、熱量が燃焼装置の運転に適合する適合熱量範囲に属さない状態となっている混合気供給路に残留している混合気を、混合気供給路に導入した混合気で押し出す状態で放出路から放出することができる。そしてこの放出状態において、この判断結果を出力表示すると、混合気供給システムの使用者は、放出路から混合気を放出する状態から、燃焼装置へ混合気を供給する状態にシステムの状態を切換えて、混合気の放出を過不足なく行なって、燃焼装置を良好に運転できる。
【００１１】
さらに、判断手段による熱量範囲の判断を自動的に実行する構成に関し、
前記混合気供給路から前記燃焼装置に前記混合気を供給する前に、前記混合気供給路に前記混合気を導入する状態で、前記開閉手段を開状態とし、前記開閉手段から前記混合気供給路内に残留する前記混合気の外部への放出を開始し、前記判断手段が前記混合気の熱量が前記適合熱量範囲に属すると判断することを条件として、前記開閉手段を閉状態として、前記混合気供給路から前記燃焼装置に前記混合気を供給する混合気供給制御手段が設けられた点にある。
【００１２】
上記特徴構成によっても、熱量が燃焼装置の運転に適合する適合熱量範囲に属さない状態となっている混合気供給路に残留している混合気を、混合気供給路に導入した混合気で押し出す状態で放出路から放出することができる。そして、混合気の熱量が燃焼装置の燃焼に適した適合熱量範囲に属すると判断することを条件として、開閉手段を閉状態とするので、熱量が適合熱量範囲に属さない混合気のみを放出することができる。これにより、混合気の過剰な放出を防止して、予備燃料ガスの損失を抑制することができる。
また、このように、熱量が適合熱量範囲に属さない混合気を混合気供給路から放出することにより、熱量が適合熱量範囲に属する混合気で混合気供給路が満たされた状態となる。この状態で混合気供給路から燃焼装置に混合気を供給することで、熱量が燃焼装置の運転に適した適合熱量範囲とされた混合気が燃焼装置に供給されるので、燃焼装置を適切に稼動させることができる。
【００１３】
本発明に係る混合気供給システムの更なる特徴構成は、
前記混合気供給路は、当該混合気供給路に前記通常燃料ガスが流れる通常ガス用流路が接続される接続部と、
前記予備燃料ガスに空気を混合させて前記混合気を生成する混合気生成部と、
前記接続部と前記燃焼装置とを接続し、前記通常燃料ガス又は前記混合気が流れる共通供給路と、前記接続部と前記混合気生成部とを接続し、前記混合気が流れる混合気用流路とで構成され、
前記接続部に、前記共通供給路と前記混合気用流路とを接続して前記混合気を前記燃焼装置に供給する混合気供給状態と、前記共通供給路と前記通常ガス用流路とを接続して前記通常燃料ガスを前記燃焼装置に供給する通常燃料ガス供給状態との間で切替自在な切替手段を備え、
前記放出路が、前記混合気用流路において、前記接続部より前記切替手段に近接する位置に設けられている点にある。
【００１４】
上記特徴構成によれば、混合気供給路において、切替手段が設けられた接続部から燃焼装置までの共通供給路には通常燃料ガスが流れるので、混合気の残留する流路部分を混合気生成部から切替手段が設けられた接続部までの混合気用流路のみの範囲に限定することができる。
そして、混合気が残留する混合気生成部から切替手段までの混合気用流路において、接続部より切替手段に近接する位置に放出路が設けられているので、混合気生成部で新たに混合気を生成して混合気用流路に導入することで、残留している混合気を切替手段に近接する放出路に向かって押し出す状態、かつ、新たに生成した混合気を残留している混合気と置換する状態で、残留している混合気を放出部から放出することができる。
これにより、混合気用流路内を新たに生成した混合気で満たす状態で、残留している混合気が順次放出路より放出されるので、新たに生成した混合気の過剰な放出を防止して、予備燃料ガスの損失を抑制することができることに加え、混合気用流路から燃焼装置の燃焼に適した混合気を燃焼装置に供給することができ、燃焼装置を適切に稼動させることができる。
【００１５】
本発明に係る混合気供給システムの更なる特徴構成は、
前記判断手段の判断結果を出力する出力手段が設けられた点にある。
【００１６】
上記特徴構成によれば、出力手段によって混合気の熱量が適合熱量範囲に属する状態となったことを確認することができ、混合気用流路内が適合熱量範囲に属する状態の混合気で満たされ、混合気用流路内の混合気が燃焼装置に供給可能な状態となっていることを判断することができる。
【００１７】
本発明に係る混合気供給システムの更なる特徴構成は、
前記混合気生成部は、前記予備燃料ガスの供給により発生する吸引力によって空気を吸引して前記予備燃料ガスに前記空気を混合させて前記混合気を生成するベンチュリーミキサーによって構成されている点にある。
【００１８】
上記特徴構成によれば、予備燃料ガスを混合気生成部に供給することで混合気を生成して混合気供給路に導入されるので、予備燃料ガスを混合気生成部に供給するだけで、新たに生成した混合気によって混合気供給路に残留している混合気を放出路に向かって押し出す状態、かつ、新たに生成した混合気と混合気供給路に残留している混合気を置換する状態で、残留している混合気を放出部から放出することができる。
【００１９】
本発明に係る混合気供給システムの更なる特徴構成は、
前記燃焼装置は、前記通常燃料ガス又は前記混合気を燃料として運転される内燃機関と、当該内燃機関を動力源として発電する発電装置と、前記内燃機関で発生した排熱を回収する排熱回収装置と、前記内燃機関から排出された排気ガスを浄化する排気浄化触媒とを備えているコージェネレーションシステムにて構成されている点にある。
【００２０】
上記特徴構成によれば、混合気供給路に残留している混合気が放出されて、混合気生成部において新たに生成された内燃機関の燃焼に適した混合気が内燃機関に供給されるので、内燃機関の運転開始時から最適な運転状態とすることができ、この内燃機関を動力源として発電する発電装置によって高い熱効率で発電することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係る混合気供給システムの概略図
【図２】混合気放出装置及び混合気生成装置の構成図
【図３】混合気の発熱量が適合熱量範囲に属すると判断する時期を示す図
【図４】ガスエンジン用ウォッベ指数範囲及びバーナ用ウォッベ指数範囲を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る混合気供給システムを図面に基づいて説明する。
本実施形態に係る混合気供給システム１は、図１に示すように、都市ガス用流路２を流通する都市ガスＧ１（通常燃料ガスに相当する）の供給を受けて燃焼する複数の燃焼装置Ｓを混合気Ｍの供給対象とし、都市ガスＧ１とは異なるＬＰガスＧ２（予備燃料ガスに相当する）を貯留するＬＰガスタンク３（予備燃料ガスタンクに相当する）からＬＰガスＧ２の供給を受け、そのＬＰガスＧ２に空気Ａを混合させた混合気Ｍを燃焼装置Ｓに供給する混合気供給路４を備えている。そして、混合気Ｍは、混合気供給路４に設けられた混合気生成装置Ｎによって生成される。
これにより、都市ガス用流路２によって都市ガスＧ１の供給が受けられなくなった場合に、燃焼装置Ｓは、混合気供給路４にて供給されるＬＰガスＧ２と空気Ａとの混合気Ｍによって燃焼可能となる。
【００２３】
混合気供給システム１における都市ガスＧ１及びＬＰガスＧ２が流れるガス流路は、図１に示すように、都市ガス用流路２（通常ガス用流路に相当する）と混合気用流路２１とが接続部５において接続されており、接続部５から下流側に単一の共通流路６が形成されている。そして、共通流路６の下流側の分岐部７で共通流路６が分岐して、後述する燃焼装置ＳとしてのコージェネレーションシステムＳ１及び加熱装置Ｓ２と接続するガスエンジン用供給路８及びバーナ用供給路９が形成されている。ここで、共通供給路２０は、共通流路６、分岐部７、ガスエンジン用供給路８及びバーナ用供給路９で構成されている。
【００２４】
混合気Ｍを燃焼装置Ｓに供給する混合気供給路４は、都市ガスＧ１が流れる都市ガス用流路２が接続される接続部５と、ＬＰガスＧ２に空気Ａを混合させて混合気Ｍを生成する混合気生成装置Ｎのベンチュリーミキサー３１（混合気生成部に相当する。図２参照）と、接続部５とベンチュリーミキサー３１とを接続し、混合気Ｍが流れる混合気用流路２１と、接続部５と燃焼装置Ｓとを接続し、都市ガスＧ１又は混合気Ｍが流れる共通供給路２０とで構成されている。
【００２５】
接続部５には、共通供給路２０と混合気用流路２１とを接続して混合気供給路４を形成し、混合気Ｍを燃焼装置Ｓに供給する混合気供給状態と、共通供給路２０と都市ガス用流路２とを接続して都市ガスＧ１を燃焼装置Ｓに供給する都市ガス供給状態との間で切替自在な切替手段１０が備えられている。
【００２６】
混合気供給路４の混合気用流路２１には、混合気用流路２１に残留する混合気Ｍを外部に放出する放出路２２が接続されている。放出路２２は、混合気用流路２１の混合気生成装置Ｎと切替手段１０との間の範囲において切替手段１０に極力近接する接続位置２１ａに接続されている。また、放出路２２には、混合気Ｍの放出を制御する混合気放出装置Ｐが設けられている。
【００２７】
そして、燃焼装置Ｓとしては、混合気Ｍのウォッベ指数の適正燃焼範囲がガスエンジン用ウォッベ指数範囲Ｗ１であるガスエンジンＶ１（内燃機関に相当する）を有するコージェネレーションシステムＳ１（燃焼装置に相当する）と、適正燃焼範囲がガスエンジン用ウォッベ指数範囲Ｗ１と異なるバーナ用ウォッベ指数範囲Ｗ２であるバーナＶ２を有する加熱装置Ｓ２（燃焼装置に相当する）とが備えられる。
【００２８】
そして、ガスエンジンＶ１に都市ガスＧ１または混合気Ｍを供給するガスエンジン用供給路８と、バーナＶ２に都市ガスＧ１または混合気Ｍを供給するバーナ用供給路９が設けられるとともに、共通流路６の下流側の分岐部７には、共通流路６とガスエンジン用供給路８とを接続して都市ガスＧ１または混合気ＭをガスエンジンＶ１に供給可能なガスエンジン接続状態と、共通流路６とバーナ用供給路９とを接続して都市ガスＧ１または混合気ＭをバーナＶ２に供給可能なバーナ接続状態とを択一的に選択することができる燃焼装置側三方弁１１が設けられている。
【００２９】
コージェネレーションシステムＳ１は、ガスエンジンＶ１と、このガスエンジンＶ１の排ガスＥを浄化する排気浄化触媒１２を備えるとともに、ガスエンジンＶ１を動力源として発電する発電装置１３と、ガスエンジンＶ１で発生した排熱を回収する排熱回収装置１４とを備えて構成されている。一方、加熱装置Ｓ２は、バーナＶ２と、点火手段１５とを備えて構成されている。
【００３０】
また、コージェネレーションシステムＳ１において、ガスエンジンＶ１は、発電装置１３からの負荷に応じて、その出力を増減するようにスロットルバルブ（図示せず）の開度が調整される。また、発電装置１３は、ガスエンジンＶ１によって駆動され、商用電力系統（図示せず）と連系して発電した電力を商用電力系統に供給可能に構成されている。
一方、排熱回収装置１４は、ガスエンジンＶ１から排出された排ガスＥにて貯湯タンク１７に給水された水を循環加熱する排ガス熱交換器１９とを備えている。排熱回収装置１４は、循環ポンプ（図示せず）を作動させて貯湯タンク１７の水を排ガス熱交換器１９に循環させ、排ガスＥの排熱を回収可能に構成されている。そして、回収した排ガスＥの排熱により加熱された温水を貯湯タンク１７に貯留させ、その温水を給湯利用箇所や暖房機器等の熱負荷（図示せず）に給湯可能に構成されている。
【００３１】
一方、加熱装置Ｓ２において、バーナＶ２は、バーナ用供給路９によって供給される都市ガスＧ１または混合気Ｍに対して空気を予混合して、バーナＶ２の火炎ノズルで燃焼させるものである。例えば、バーナＶ２の火炎ノズルの直前に設けられて都市ガスＧ１または混合気Ｍに空気を予混合する方式のものなど、種々の方式の一般的なバーナが適用可能である。また、加熱装置Ｓ２には、バーナＶ２を点火することができる点火手段１５が設けられている。
【００３２】
また、ガスエンジンＶ１の排ガスＥを浄化する排気浄化触媒１２は、例えば、酸化ジルコニウムを主成分とする無機酸化物にイリジウムを担持して構成された三元触媒として構成することができる。これにより、排ガスＥが低温でも低温浄化性能に優れたものとしつつ、排ガスＥ中に排出された未燃の都市ガスＧ１の主成分であるメタンまたはＬＰガスＧ２の主成分であるプロパンを還元剤として排ガスＥ中の窒素酸化物を浄化することができる。
【００３３】
次に、混合気用流路２１から混合気Ｍを外部へ放出する放出路２２に備えられた混合気放出装置Ｐについて図２に基づいて説明する。
混合気放出装置Ｐは、放出路２２を開閉自在な開閉手段２３と、放出路２２より外部へ放出する混合気Ｍの発熱量Ｑ（熱量に相当する）を計測する熱量計測手段２４と、開閉手段２３を開閉制御する混合気供給制御手段２５と、熱量計測手段２４により計測される発熱量Ｑが、燃焼装置Ｓの運転に適合する適合熱量範囲Ｑｒに属するか否かを判断する判断手段２７と、判断手段２７の判断結果を出力する出力手段としての表示部２６とが設けられている。ここで、判断手段２７は、混合気供給制御手段２５と情報交換可能な状態で、混合気供給制御手段２５の内部に設けられている。
【００３４】
開閉手段２３は、混合気供給制御手段２５によって開閉制御される電磁弁で構成され、放出路２２において、熱量計測手段２４よりも放出路２２内の混合気Ｍの流れの上流側の位置に設けられている。
また、熱量計測手段２４は、放出路２２から外部に放出される混合気Ｍの発熱量Ｑを測定するものであり、計測の応答が速く安定性にすぐれているものである。例えば、熱したフィラメント等に混合気Ｍを流して、フィラメント等の温度上昇を検出して発熱量Ｑを測定するものとされる。また、測定した発熱量Ｑから、混合気Ｍのウォッベ指数を算出することも可能とするものである。
【００３５】
混合気供給制御手段２５は、混合気供給路４から燃焼装置Ｓに混合気Ｍを供給する前に、混合気供給路４に混合気Ｍを導入する状態で、開閉手段２３を開状態とし、放出路２２から混合気供給路４内に残留する混合気Ｍの外部への放出を開始する。
そして、判断手段２７における混合気Ｍの発熱量Ｑが適合熱量範囲Ｑｒに属するとの判断結果を伴って、表示部２６がその判断結果を出力することを条件として、開閉手段２３を閉状態として、残留している混合気Ｍの放出路２２からの放出を終了して混合気供給路４から燃焼装置Ｓに混合気Ｍを供給する。
【００３６】
具体的には、混合気供給制御手段２５は、切替手段１０を都市ガス供給状態として、混合気供給路４における共通供給路２０に混合気Ｍが流入しないようにして、混合気供給路４における混合気用流路２１の一端側に設けられたベンチュリーミキサー３１において混合気Ｍを生成して、その生成した混合気Ｍを混合気用流路２１に導入する状態で、混合気用流路２１の他端側に設けられた放出路２２の開閉手段２３を開状態とする。そうすると、混合気供給路４の混合気用流路２１に導入された混合気Ｍによって、混合気供給路４の混合気用流路２１内に残留していた混合気Ｍが押し出される状態で、放出路２２から放出される。
尚、放出路２２が接続される接続位置２１ａと切替手段１０との間に残留する混合気Ｍについては、混合気生成装置Ｎによる混合気用流路２１への混合気Ｍの導入によって、放出路２２から押し出すことが困難となる。そこで、混合気用流路２１において、放出路２２を切替手段１０に極力近接する接続位置２１ａに設けて、接続位置２１ａと切替手段１０との間の範囲の容量をできるだけ小さくすることで、放出路２２から放出されずに残留する混合気Ｍの量が少なくなる。
そして、判断手段２７によって、熱量計測手段２４により計測される発熱量Ｑが、燃焼装置Ｓの運転に適合する適合熱量範囲Ｑｒに属するか否かが判断され、発熱量Ｑが適合熱量範囲Ｑｒに属すると判断されると、その判断結果が混合気供給制御手段２５を介して表示部２６に出力される。
混合気供給制御手段２５は、混合気Ｍの発熱量Ｑが適合熱量範囲Ｑｒに属するとの判断結果が表示部２６に出力されると、開閉手段２３を閉状態とするとともに、切替手段１０を都市ガス供給状態から混合気供給状態として、混合気用流路２１と共通供給路２０とを接続して、混合気供給路４から燃焼装置Ｓに混合気Ｍを供給する。
【００３７】
適合熱量範囲Ｑｒは、分岐部７の燃焼装置側三方弁１１をガスエンジン接続状態として、混合気ＭをコージェネレーションシステムＳ１のガスエンジンＶ１に供給する場合は、混合気Ｍのウォッベ指数をガスエンジンＶ１の適正燃焼範囲であるガスエンジン用ウォッベ指数範囲Ｗ１から求められるガスエンジン用適合熱量範囲Ｑ１とされ、一方、分岐部７の燃焼装置側三方弁１１をバーナ接続状態として、混合気Ｍを加熱装置Ｓ２のバーナＶ２に供給する場合は、混合気Ｍのウォッベ指数をバーナＶ２の適正燃焼範囲であるバーナ用ウォッベ指数範囲Ｗ２から求められるバーナ用適合熱量範囲とされる。
【００３８】
燃焼装置側三方弁１１をガスエンジン接続状態とするか、バーナ接続状態とするかは、指令制御部３３に設けられた指令スイッチ３２を操作することで、指令制御部３３からガスエンジン接続状態とするか、バーナ接続状態とするかの信号が燃焼装置側三方弁１１に入力されて制御されている。その際に、燃焼装置側三方弁１１をガスエンジン接続状態とするか、バーナ接続状態とするかの信号が判断手段２７にも入力され、その入力された信号に対する適合熱量範囲Ｑｒが求められ、その求められた適合熱量範囲Ｑｒと、熱量計測手段２４によって計測されて入力される放出路２２から放出される混合気Ｍの発熱量Ｑとを比較して、計測された混合気Ｍの発熱量Ｑが適合熱量範囲Ｑｒに属するか否かを判断する。
【００３９】
判断手段２７による混合気Ｍが適合熱量範囲Ｑｒに属するか否かの判断は、熱量計測手段２４により計測された混合気Ｍの発熱量Ｑが、適合熱量範囲Ｑｒに到達した時刻に、混合気Ｍが適合熱量範囲Ｑｒに属すると判断する。
例えば、混合気ＭをコージェネレーションシステムＳ１のガスエンジンＶ１に供給する場合では、図３に示すように、熱量計測手段２４により計測された混合気Ｍの発熱量Ｑと放出路２２において混合気Ｍの放出を開始してからの時間Ｔの関係に基づいて、判断手段２７は、熱量計測手段２４によって計測された発熱量Ｑが、ガスエンジン用適合熱量範囲Ｑ１に到達した時刻Ｔ１に、ガスエンジンＶ１の燃焼に適したガスエンジン用適合熱量範囲Ｑ１に属する状態となったと判断している。なお、図示しないが、混合気Ｍを加熱装置Ｓ２のバーナＶ２に供給する場合も同様に、熱量計測手段２４により計測された混合気Ｍの発熱量Ｑと放出路２２において混合気Ｍの放出を開始してからの時間Ｔの関係に基づいて、判断手段２７は、熱量計測手段２４によって計測された発熱量Ｑが、バーナ用適合熱量範囲に到達した時刻に、バーナＶ２の燃焼に適したバーナ用適合熱量範囲に属する状態となったと判断している。
【００４０】
次に、混合気生成装置Ｎについて図２に基づいて説明する。混合気生成装置Ｎは図２に示すように、混合比調整弁３０および混合気供給路４に備えられたベンチュリーミキサー３１によって構成されている。混合気Ｍの混合比を調整自在な混合比調整弁３０は、混合気Ｍのウォッベ指数をガスエンジン用ウォッベ指数範囲Ｗ１内とするガスエンジン用混合比に混合比を調整するガスエンジン供給状態と、混合気Ｍのウォッベ指数をバーナ用ウォッベ指数範囲Ｗ２内とするバーナ用混合比に混合比を調整するバーナ供給状態とに切換自在に構成されている。なお、混合比調整弁３０は、例えばバタフライ式の流量調整弁で構成されている。
【００４１】
そして、ベンチュリーミキサー３１は、図２に示すように、混合気供給路４に設けられたベンチュリー管３１ａと、このベンチュリー管３１ａの入口開口部において、ガスの流動方向に向けてＬＰガスＧ２を噴射する噴射ノズル３１ｂと、この噴射ノズル３１ｂの近傍に設けられた空気Ａの空気供給口３１ｃより構成されている。
【００４２】
また、ベンチュリーミキサー３１は、ＬＰガスＧ２の通流により吸引力を発生して、その吸引力によって空気Ａを吸引してＬＰガスＧ２に空気Ａを混合させる構成とされており、混合比調整弁３０は、混合気供給路４におけるＬＰガスＧ２の流通状態としてのＬＰガスＧ２のガス流量またはガス圧力が維持された状態で、ベンチュリーミキサー３１に吸引される空気Ａの流量を調整することで、混合比を調整可能に構成されている。つまり、混合比調整弁３０は、その開度を、上述のように、ガスエンジン供給状態とバーナ供給状態とに切り替えて、ベンチュリーミキサー３１への空気Ａの吸入量を調整できるように構成されている。
【００４３】
具体的には、混合気Ｍはベンチュリーミキサー３１において、噴射ノズル３１ｂからＬＰガスＧ２がベンチュリー管３１ａへ吹き込まれ、その吹き込みによって、ベンチュリー管３１ａの入口近傍に設けられた空気供給口３１ｃより、空気Ａがエゼクタ作用による吸引力によって所定の割合でベンチュリー管３１ａに吸引されて、その空気ＡとＬＰガスＧ２とが混合されて混合気Ｍが生成される。その際、混合比調整弁３０によって、ガスエンジン供給状態とバーナ供給状態とに切り替えて、ベンチュリーミキサー３１への空気Ａの吸入量を調整できるように構成されている。
【００４４】
なお、ＬＰガスタンク３のガス圧力は０．１５〜１．５６ＭＰａ程度であって、このガス圧力を調圧弁３４によって減圧してベンチュリーミキサー３１内の噴射ノズル３１ｂに供給して混合気Ｍが生成されている。また、調整弁３５によって混合気Ｍの圧力を所望の圧力（例えば１．５〜２．５ｋＰａ）として燃焼装置Ｓに供給される。
【００４５】
また、混合気生成装置Ｎには、混合比調整弁３０に対してガスエンジン供給状態への切換及びバーナ供給状態への切換を指令する指令スイッチ３２が指令制御部３３に備えられ、指令制御部３３は、指令スイッチ３２による指令に基づいて、混合比調整弁３０を、混合気Ｍのウォッベ指数をガスエンジン用ウォッベ指数範囲Ｗ１内とするガスエンジン用混合比に混合比を調整するガスエンジン供給状態と、混合気Ｍのウォッベ指数をバーナ用ウォッベ指数範囲Ｗ２内とするバーナ用混合比に混合比を調整するバーナ供給状態との間で開度の切換を行うように構成されている。
【００４６】
図４は都市ガスＧ１および混合気Ｍのウォッベ指数（ＷＩ）と最大燃焼速度（ＭＣＰ）との関係を示す図である。バーナＶ２において適正燃焼を可能にする混合気Ｍのバーナ用ウォッベ指数範囲Ｗ２は、バーナＶ２の形式によって異なるものであるが、例えば、図４中の鎖線で示される範囲（ＷＩ＝５３．０〜５４．０）とされる。また、ガスエンジンＶ１において適正燃焼を可能にする混合気Ｍのガスエンジン用ウォッベ指数範囲Ｗ１は、ガスエンジンＶ１の形式によって異なるが、例えば、図４中の鎖線で示される範囲（ＷＩ＝５６．０〜５８．０）とされる。また、このガスエンジン用ウォッベ指数範囲Ｗ１は、さらに好ましくは５６．４〜５７．５３の範囲とされる。
【００４７】
ここで、ウォッベ指数ＷＩは、ＷＩ＝Ｑ／ＳＱＲＴ（Ｓ）によって表され、Ｑは混合気Ｍの発熱量であり、Ｓは混合気Ｍの比重である。発熱量Ｑを比重Ｓの２乗根で除するのは、ガスエンジンＶ１及びバーナＶ２の燃料ノズルからの混合気Ｍの噴出量が１／ＳＱＲＴ（Ｓ）に比例するからである。なお、ここで発熱量Ｑは総発熱量を意味する。よって、ウォッベ指数は、ガスエンジンＶ１及びバーナＶ２への混合気Ｍの入熱量を示す指数となっている。そして、ガスエンジンＶ１及びバーナＶ２は、その燃焼方式などによって最適な固有のウォッベ指数範囲を有している。従って、混合気ＭがガスエンジンＶ１及びバーナＶ２において適正に燃焼するために、ガスエンジンＶ１に供給する混合気Ｍは、ガスエンジン用ウォッベ指数範囲Ｗ１内に調整された混合気Ｍであり、バーナＶ２に供給する混合気Ｍは、バーナ用ウォッベ指数範囲Ｗ２内に調整された混合気Ｍであることが必要である。
【００４８】
一方で、最大燃焼速度とは、混合気Ｍをある空気比としたときに得られる燃焼速度の最大値であり、混合気Ｍに固有の値である。この最大燃焼速度が適正燃焼を得られる範囲を逸脱していると、例えば、火炎がバーナＶ２より浮き上がる現象や火炎がバーナＶ２内に燃え戻る現象が生じて、安定した燃焼の確保が困難となる。従って、バーナＶ２に供給する混合気Ｍの最大燃焼速度は、バーナＶ２において安定した燃焼が確保できるバーナ用燃焼速度範囲Ｃ２内の値であることが必要である。同様に、ガスエンジンＶ１に供給するガスエンジン用混合気Ｍ１の最大燃焼速度は、ガスエンジンＶ１において安定した燃焼が確保できるガスエンジン用燃焼速度範囲Ｃ１内の値であることが必要である。
【００４９】
このようにして、混合比調整弁３０の状態をガスエンジン供給状態又はバーナ供給状態として生成された混合気Ｍが、ガスエンジンＶ１又はバーナＶ２に供給されるのであるが、指令制御部３３において、バーナ供給状態又はガスエンジン供給状態が選択された時の混合気供給システム１の動作を以下に説明する。
【００５０】
指令制御部３３に設けられた指令スイッチ３２の操作によって、混合比調整弁３０をガスエンジン供給状態とすることが選択されると、
指令制御部３３によって混合比調整弁３０が、バーナ供給状態よりも開度が小さいガスエンジン供給状態とされ、バーナ供給状態としたときよりも、少量の空気Ａが混合気Ｍ中に供給されて、バーナ用混合気Ｍ２よりも発熱量Ｑが高いガスエンジン用混合気Ｍ１が生成される。これにより、例えば、図４に示すように、ウォッベ指数がバーナ用ウォッベ指数範囲Ｗ２より大きいガスエンジン用ウォッベ指数範囲Ｗ１内となるガスエンジン用ウォッベ指数Ｗａ（例えばＷａ＝５６．５）に調整されるとともに、最大燃焼速度がガスエンジン用燃焼速度範囲Ｃ１内とされるガスエンジン用混合気Ｍ１が生成される。ガスエンジン用ウォッベ指数Ｗａは、都市ガス供給状態において、都市ガス用流路２よりガスエンジンＶ１に供給される都市ガスＧ１のウォッベ指数と略同一の値とされている。
また、指令制御部３３によって燃焼装置側三方弁１１が制御されて、ガスエンジン用供給路８と共通流路６とが接続されたガスエンジン接続状態となる。
さらに、ガスエンジン供給状態が選択されたことが指令制御部３３から混合気供給制御手段２５に伝えられる。
【００５１】
指令制御部３３からガスエンジン供給状態が選択されたことが混合気供給制御手段２５に伝えられると、混合気供給制御手段２５は、開閉手段２３を開状態として、熱量計測手段２４により外部へ放出される混合気Ｍの発熱量Ｑの計測を開始する。
また、判断手段２７は、ガスエンジン用ウォッベ指数範囲Ｗ１に対応する適合熱量範囲Ｑｒであるガスエンジン用適合熱量範囲Ｑ１を求め、その求められたガスエンジン用適合熱量範囲Ｑ１と、熱量計測手段２４によって計測される混合気Ｍの発熱量Ｑとを比較して、計測された混合気Ｍの発熱量Ｑが求められたガスエンジン用適合熱量範囲Ｑ１に属するか否かを判断する。混合気Ｍの発熱量Ｑがガスエンジン用適合熱量範囲Ｑ１に属すると判断されると、その判断結果が表示部２６に表示される。
その判断結果が表示部２６に表示されると、混合気供給制御手段２５は、開閉手段２３を閉状態とするとともに、切替手段１０を都市ガス供給状態から混合気供給状態として、混合気用流路２１と共通供給路２０とを接続して、共通供給路２０に発熱量Ｑがガスエンジン用適合熱量範囲Ｑ１となっている混合気Ｍを流入させて、コージェネレーションシステムＳ１のガスエンジンＶ１に混合気Ｍを供給する。これにより、コージェネレーションシステムＳ１を適切に稼動させることができる。
【００５２】
一方、指令制御部３３に設けられた指令スイッチ３２の操作によって、混合比調整弁３０をバーナ供給状態とすることが選択されると、
指令制御部３３によって混合比調整弁３０が制御され、ガスエンジン供給状態よりも開度が大きいバーナ供給状態とされ、ガスエンジン供給状態としたときよりも、多くの空気Ａが供給されて、比較的発熱量Ｑが低い混合気Ｍが生成されて、例えば、図４に示すように、ウォッベ指数がバーナ用ウォッベ指数範囲Ｗ２内となるバーナ用ウォッベ指数Ｗｂ（例えばＷｂ＝５３．５）に調整されるとともに、最大燃焼速度がバーナ用燃焼速度範囲Ｃ２内とされるバーナ用混合気Ｍ２が生成される。
また、指令制御部３３によって燃焼装置側三方弁１１が制御されて、バーナ用供給路９と共通流路６とが接続されたバーナ接続状態となる。
さらに、バーナ供給状態が選択されたことが指令制御部３３から混合気供給制御手段２５に伝えられる。
【００５３】
指令制御部３３からバーナ供給状態が選択されたことが混合気供給制御手段２５に伝えられると、混合気供給制御手段２５は、開閉手段２３を開状態とすると同時に、熱量計測手段２４により外部へ放出される混合気Ｍの発熱量Ｑの計測を開始する。
また、判断手段２７は、バーナ用ウォッベ指数範囲Ｗ２に対応する適合熱量範囲Ｑｒであるバーナ用適合熱量範囲を求め、熱量計測手段２４によって計測された混合気Ｍの発熱量Ｑが求められたバーナ用適合熱量範囲に属すると判断されると、その判断結果が表示部２６に表示される。
そして、混合気供給制御手段２５は、開閉手段２３を閉状態とするとともに、切替手段１０を都市ガス供給状態から混合気供給状態として、混合気用流路２１と共通供給路２０と接続して、共通供給路２０に発熱量Ｑがバーナ用適合熱量範囲となっている混合気Ｍを流入させて、加熱装置Ｓ２のバーナＶ２に混合気Ｍを供給する。これにより、加熱装置Ｓ２を適切に稼動させることができる。
【００５４】
また、この混合気供給システム１は、上述のような構成とされて、地震時などの緊急時において、都市ガスＧ１の供給配管が切断されて、都市ガスＧ１が供給されなくなった場合においても、ＬＰガスタンク３に貯留されているＬＰガスＧ２と空気Ａとによって混合気Ｍを生成して燃焼装置Ｓに供給することで、燃焼装置Ｓを稼動させることを可能にするものである。
【００５５】
〔別実施形態〕
（Ａ）上記実施形態においては、混合比調整弁３０によって、空気Ａのベンチュリーミキサー３１への供給量を調整して、混合気Ｍの混合比を調整自在としたが、これに限らず、混合気供給路４に設けられたＬＰガスＧ２を噴射する噴射ノズル３１ｂの上流側において、ＬＰガスＧ２の流量を調整する流量調整弁を設けて、ＬＰガスＧ２のベンチュリーミキサー３１への供給量を調整して、混合気Ｍの混合比を調整自在としてもよいし、混合比調整弁３０およびＬＰガスＧ２の流量を調整する流量調整弁を両方設けて、空気ＡおよびＬＰガスＧ２のベンチュリーミキサー３１への供給量を調整して、混合気Ｍの混合比を調整自在に構成してもよい。
【００５６】
（Ｂ）上記実施形態においては、混合気供給路４のベンチュリーミキサー３１に供給される空気Ａは、ＬＰガスＧ２の通流により発生する吸引力によって空気供給口３１ｃから吸引されてＬＰガスＧ２に混合される構成とされているが、この空気Ａは加圧された状態で空気供給口３１ｃに供給されていてもよい。これにより、より混合気Ｍのウォッベ指数を広い範囲において迅速に調整することができる。
【００５７】
（Ｃ）上記実施形態においては、ベンチュリーミキサー３１と調整弁３５は、混合気供給路４でのみで接続されているが、これに限らず、混合気供給路４において、ベンチュリーミキサー３１と調整弁３５との間に、混合気Ｍが一時貯蔵される小型のクッションタンクを設けてもかまわない。
【００５８】
（Ｄ）上記実施形態においては、混合比調整弁３０における、ガスエンジン供給状態とバーナ供給状態との間での切換を、指令スイッチ３２の選択によるものとして説明したが、本来、この状態選択は、混合気Ｍの供給先の特性に起因するため、混合気Ｍを供給する燃焼装置Ｓが、コージェネレーションシステムＳ１か加熱装置Ｓ２かの情報を、コージェネレーションシステムＳ１、加熱装置Ｓ２から取得して、混合比調整弁３０に対して、ガスエンジン供給状態への切換及びバーナ供給状態への切換を指令する指令手段を設け、混合比調整弁３０は、この指令手段による指令に基づいて、ガスエンジン供給状態とバーナ供給状態との間での切換を行うようにしてもよい。
このようにすると、混合気Ｍを供給する燃焼装置Ｓから自動的に正確な情報を得て適正な燃焼を確保できる。
【００５９】
（Ｅ）上記実施形態においては、熱量計測手段２４によって計測された混合気Ｍの発熱量Ｑが、適合熱量範囲Ｑｒに到達した時刻に、混合気Ｍが適合熱量範囲Ｑｒに属すると判断したが、これに限らず、熱量計測手段２４によって計測された発熱量Ｑが、所定の一定期間の間、適合熱量範囲Ｑｒ内に安定している場合に、適合熱量範囲Ｑｒに属すると判断するように構成してもよい。
【００６０】
（Ｆ）上記実施形態においては、放出路２２において、開閉手段２３が熱量計測手段２４よりも放出路２２内の混合気Ｍの流れの上流側の位置に設けられたが、これに限らず、放出路２２において、開閉手段２３が熱量計測手段２４よりも放出路２２内の混合気Ｍの流れの下流側の位置に設けられてもよい。
【００６１】
（Ｇ）上記実施形態においては、放出路２２が、混合気供給路４における混合気用流路２１の切替手段１０に近接する位置に設けられたが、これに限らず、放出路２２が混合気供給路４における共通供給路２０の燃焼装置Ｓに近接する位置に設けられてもよい。
【００６２】
（Ｈ）上記実施形態においては、ガスエンジン用ウォッベ指数範囲Ｗ１又はバーナ用ウォッベ指数範囲Ｗ２に基づいて、適合熱量範囲Ｑｒが求められたが、これに限らず、ガスエンジン用ウォッベ指数Ｗａ又はバーナ用ウォッベ指数Ｗｂに基づいて適合熱量範囲Ｑｒが求められてもよい。
【００６３】
（Ｉ）上記実施形態においては、出力手段として表示部２６を設けて、判断手段２７の判断結果を表示部２６に表示する形態で出力するように構成したが、これに限らず、出力手段が判断手段２７の判断結果を音声等で出力するように構成してもよい。
【００６４】
（Ｊ）上記実施形態においては、放出路２２の開閉手段２３の開閉を熱量計測手段２４により計測される混合気Ｍの発熱量Ｑに係らしめ、混合気供給制御手段２５で自動的に行なう構成としたが、放出路２２の開閉手段２３の開閉に関しては、使用者がその任を担うものとすべく、これまで説明してきた判断手段２７及び出力手段を備えて、出力手段からの出力（例えば表示部２６における表示出力）を使用者が見て、放出路２２を開状態から閉状態に切換える構成を採用してもよい。
【００６５】
（Ｋ）上記実施形態においては、複数の燃焼装置Ｓを設け、混合気Ｍを供給する燃焼装置Ｓを燃焼装置側三方弁１１を切換えることで選択するものとしたが、本来、単一の燃焼装置のみが設けられた構成としてもよい。
【００６６】
（Ｌ）上記実施形態においては、判断手段２７における混合気Ｍの発熱量Ｑが適合熱量範囲Ｑｒに属するとの判断結果を伴って、表示部２６がその判断結果を出力することを条件として、開閉手段２３を閉状態としたが、これに限らず、判断手段２７が、混合気Ｍの発熱量Ｑが適合熱量範囲Ｑｒに属すると判断することを条件として、開閉手段２３を閉状態としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
以上説明したように、予備燃料ガスの損失を抑制しつつ、燃焼装置の燃焼に適した混合気を供給することができる混合気供給システムを提供することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１      混合気供給システム
２      都市ガス用流路（通常ガス用流路）
３      ＬＰガスタンク（予備燃料ガスタンク）
４      混合気供給路
５      接続部
１０    切替手段
１２    排気浄化触媒
１３    発電装置
１４    排熱回収装置
２０    共通供給路
２１    混合気用流路
２２    放出路
２３    開閉手段
２４    熱量計測手段
２５    混合気供給制御手段
２６    表示部（出力手段）
２７    判断手段
３１    混合気生成部
Ａ      空気
Ｇ１    都市ガス（通常燃料ガス）
Ｇ２    ＬＰガス（予備燃料ガス）
Ｍ      混合気
Ｑ      発熱量（熱量）
Ｑｒ    適合熱量範囲
Ｓ      燃焼装置
Ｖ１    ガスエンジン（内燃機関）
【図１】
2014181861.tif 000003
【図２】
2014181861.tif 000004
【図３】
2014181861.tif 000005
【図４】
2014181861.tif 000006