(57)【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予備混合気供給路を備え、
前記燃焼装置が前記予備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ガス混合気供給システムであって、
前記燃焼装置としての、前記混合気のウォッベ指数の適正燃焼範囲が第１ウォッベ指数範囲である第１燃焼器を有する第１燃焼装置あるいは前記適正燃焼範囲が前記第１ウォッベ指数範囲と異なる第２ウォッベ指数範囲である第２燃焼器を有する第２燃焼装置に対し、前記予備混合気供給路にて供給する前記混合気に於ける、前記予備燃料ガスと空気との混合比を調整自在な混合比調整手段を備え、
その混合比調整手段は、前記混合気のウォッベ指数を前記第１ウォッベ指数範囲内とする第１燃焼器用混合比に混合比を調整する第１燃焼器供給状態と、前記混合気のウォッベ指数を前記第２ウォッベ指数範囲内とする第２燃焼器用混合比に混合比を調整する第２燃焼器供給状態とに切換自在に構成されているガス混合気供給システム。
【請求項２】
前記混合比調整手段が、前記予備混合気供給路に供給される空気量又は予備燃料ガス量或はそれらの両方の量を調整する調整弁を備え、前記第１燃焼器供給状態と前記第２燃焼器供給状態との間で、前記調整弁の開度を切換指令する請求項１記載のガス混合気供給システム。
【請求項３】
前記混合比調整手段が、前記予備混合気供給路に供給される空気量又は予備燃料ガス量或はそれらの両方の量を制限する貫通孔を備えた制限部材を備え、
前記第１燃焼器供給状態と前記第２燃焼器供給状態との間で、前記空気量を調整する異なった貫通孔径の制限部材を備える構成、又は、前記第１燃焼器供給状態と前記第２燃焼器供給状態との間で、前記予備燃料ガス量を調整する異なった貫通孔径の制限部材を備える構成、或はそれらの両方の構成を有し、
前記第１燃焼器供給状態と前記第２燃焼器供給状態との間で、使用する制限部材を選択切換自在に構成されている請求項１記載のガス混合気供給システム。
【請求項４】
前記第１燃焼器は内燃機関であり、前記第１燃焼装置は、前記内燃機関の排ガスを浄化する排気浄化触媒を備えており、前記第２燃焼器は前記内燃機関以外の燃焼器である請求項１〜３の何れか１項に記載のガス混合気供給システム。
【請求項５】
前記第１燃焼装置は、前記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を備えているコージェネレーションシステムまたは前記内燃機関を動力源として駆動するコンプレッサを備えたヒートポンプシステムにて構成されている請求項４に記載のガス混合気供給システム。
【請求項６】
前記予備混合気供給路に、前記予備燃料ガスの流通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空気を混合させるベンチュリーミキサーが備えられ、前記混合比調整手段は、前記予備燃料ガスの流通状態が維持された状態で、前記ベンチュリーミキサーに吸引される空気の流量を調整して、前記予備燃料ガスと空気との混合比を調整自在に構成されている請求項１〜５の何れか１項に記載のガス混合気供給システム。
【請求項７】
前記混合比調整手段に対して、前記第１燃焼器供給状態への切換及び前記第２燃焼器供給状態への切換を指令する指令スイッチが備えられ、前記混合比調整手段は、前記指令スイッチによる指令に基づいて、前記第１燃焼器供給状態と前記第２燃焼器供給状態との間での切換を行うように構成されている請求項１〜６の何れか１項に記載のガス混合気供給システム。
【請求項８】
前記混合気を供給する供給対象燃焼器が、前記第１燃焼器か前記第２燃焼器かの情報を取得して、前記混合比調整手段に対して、前記第１燃焼器供給状態への切換及び前記第２燃焼器供給状態への切換を指令する指令手段が備えられ、前記混合比調整手段は、前記指令手段による指令に基づいて、前記第１燃焼器供給状態と前記第２燃焼器供給状態との間での切換を行うように構成されている請求項１〜７の何れか１項に記載のガス混合気供給システム。
【請求項９】
前記予備燃料ガスタンクに貯留されている前記予備燃料ガスの残量を計測若しくは推定する予備燃料ガス残量導出手段を備え、
前記予備燃料ガスの残量が所定の第１レベルになると警告を出力し、前記予備燃料ガスの残量が前記所定の第１レベルより低い所定の第２レベルになると前記混合気が供給されている前記燃焼装置の運転を停止させる停止情報を出力する制御部を備えた請求項１〜８の何れか１項に記載のガス混合気供給システム。
【請求項１０】
前記予備燃料ガスタンクに貯留されている前記予備燃料ガスの残量を計測若しくは推定する予備燃料ガス残量導出手段を備え、
前記予備燃料ガスの残量が所定のウォッベ指数調整レベルになると、前記混合比調整手段を調整して、前記混合気のウォッベ指数を当該混合気が供給されている前記燃焼装置における前記適正燃焼範囲内の下限の値に調整する制御部を備えた請求項１〜９の何れか１項に記載のガス混合気供給システム。
【請求項１１】
前記予備燃料ガス残量導出手段が、
前記混合気が供給されている前記燃焼装置の運転状況から、当該燃焼装置が消費した前記予備燃料ガス消費量を推定する消費量推定部と、
前記燃焼装置への前記混合気の供給が開始される前の前記予備燃料ガスの残量から前記予備燃料ガス消費量を差し引いて、前記予備燃料ガスの残量を導出する残量導出部とを備えている請求項９又は１０に記載のガス混合気供給システム。
【請求項１２】
前記消費量推定部によって推定された前記予備燃料ガス消費量を表示する消費量表示部と、前記残量導出部によって算出された前記予備燃料ガスの残量を表示する残量表示部とが前記燃焼装置に設けられた請求項１１に記載のガス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予備混合気供給路を備え、
前記燃焼装置が前記予備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ガス混合気供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のガス混合気供給システムとして、例えば、特許文献１には、予備燃料ガスとしてのＬＰガスを貯蔵する予備燃料ガスタンクと、その予備燃料ガスタンクから供給されるＬＰガスに空気を混合して混合気をベンチュリーミキサーによって生成する混合部とが一体に形成され、生成された混合気を燃焼装置等に供給することができるガス混合気供給システムが開示されている。
【０００３】
また、他の従来のガス混合気供給システムとして、図７に示すガス混合気供給システムがある。このガス混合気供給システムは、原料ガスとしてのＬＰガスＦを貯蔵する原料ガスタンク５１と、この原料ガスタンク５１のガス圧力を減圧する中圧調整器５２と、この中圧調整器５２によって減圧されたＬＰガスＦを空気Ａと混合して混合気Ｍを生成するベンチュリーミキサー５３と、この混合気Ｍを一時的に貯蔵するクッションタンク５４とを有しており、クッションタンク５４に貯蔵された混合気Ｍを燃焼装置等に供給することができるとされる。
【０００４】
この原料ガスタンク５１、遮断弁６０、中圧調整器５２、開閉弁６３、ベンチュリーミキサー５３、及び、クッションタンク５４は高圧ホース５７又はガス導管５８に順次接続されている。この高圧ホース５７には原料ガス開閉バルブ５９が設けられ、緊急時や原料ガスタンク５１の交換時に、この原料ガス開閉バルブ５９を閉めてＬＰガスＦの供給を停止することができる。また、この高圧ホース５７の先端には、ＬＰガスＦの供給を遮断する遮断弁６０が設けられている。そして、遮断弁６０を通過したＬＰガスＦは中圧調整器５２を介してガス導管５８に導入されるように構成されている。そして、ガス導管５８は、ベンチュリーミキサー５３へのＬＰガスＦの供給を制御する開閉弁６３と、ベンチュリーミキサー５３が備えられて、クッションタンク５４に接続されている。ベンチュリーミキサー５３には、ＬＰガスＦへの空気Ａの導入を制御する空気弁６５が設けられている。また、ガス導管５８には、ガス導管５８内の圧力によって遮断弁６０を制御する上下限圧遮断コントローラ６１、７１、及び、ガス導管５８内の圧力によって開閉弁６３を制御する開閉弁コントローラ６４が接続されている。そして、クッションタンク５４には、クッションタンク５４の圧力によって遮断弁６０を制御する昇圧防止弁６２が接続されるとともに、クッションタンク５４内の混合気Ｍを外部に供給する出口バルブ５６を有する供給配管が備えられている。
【０００５】
原料ガスタンク５１から供給されたＬＰガスＦは、まず、遮断弁６０を経由して、中圧調整器５２に送り込まれる。この中圧調整器５２のダイヤフラム５２ｂは、大気開放状態とされるバネ室５２ｃ側からバネ５２ａによって付勢される一方で、ダイヤフラム室５２ｄ側からガス導管５８内のＬＰガスＦの圧力（中圧調整器５２の出口側圧力）によって付勢されている。従って、両付勢力のバランスによって弁体５２ｅの開弁度が決まり、その出口側圧力が相対的に低くなると、この弁体５２ｅが開弁状態となり、中圧調整器５２をＬＰガスＦが通過する。
【０００６】
この中圧調整器５２を通過したＬＰガスＦは、次に開閉弁６３に送り込まれる。この開閉弁６３のダイヤフラム６３ｂは、大気開放状態とされるバネ室６３ｃ側からバネ６３ａによって付勢される一方で、ダイヤフラム室６３ｄ側からは、ダイヤフラム室６３ｄと連通路６７によって接続される開閉弁コントローラ６４から伝えられるクッションタンク５４内の混合気Ｍのガス圧力、又は、中圧調整器５２の出口側のＬＰガスＦのガス圧力によって付勢される。
そして、ダイヤフラム室６３ｄ側にクッションタンク５４の混合気Ｍのガス圧力が伝達される状態となった場合は、ダイヤフラム６３ｂが下方に変位して弁体６３ｅが開弁するように構成される。そして、弁体６３ｅの開弁により開閉弁６３を通過したＬＰガスＦはベンチュリーミキサー５３に導入される。
【０００７】
一方、空気導入管６６は空気弁６５の空気吸入口６５ｆに設けられて、空気Ａを取入れる空気取入口６６ａを有する。この空気弁６５を通過した空気Ａはベンチュリーミキサー５３に導入されている。
【０００８】
そして、混合気Ｍを生成するベンチュリーミキサー５３は、管状部材の内側に、ＬＰガスＦを噴射する噴射口（噴射口径数ｍｍ程度）を有する噴射ノズル５３ａを設けたものである。また、ベンチュリーミキサー５３に空気Ａを導入する空気弁６５は、ベンチュリーミキサー５３に接続して設けられており、そのダイヤフラム６５ｂは、バネ室６５ｃ側からバネ６５ａによって付勢される一方で、ダイヤフラム室６５ｄ側からはガス導管５８のＬＰガスＦのガス圧力によって付勢される。
従って、このＬＰガスＦのガス圧力が高くなると、ダイヤフラム６５ｂが上方に変位し弁体６５ｅが開弁方向に動く。一方、ＬＰガスＦのガス圧力が低くなると、ダイヤフラム６５ｂが下方に変位し弁体６５ｅが閉弁方向に動く。これによって、空気Ａのベンチュリーミキサー５３への吸入量が調整され、ＬＰガスＦと空気Ａとの混合比が一定に保たれる。このようにして生成された混合気Ｍが、クッションタンク５４内に流入して一時的に貯蔵され、必要に応じて、低圧ガバナ５５及び出口バルブ５６を介して混合気Ｍを消費する燃焼装置に供給されている。
【０００９】
また、ベンチュリーミキサー５３内に固定されて設けられるＬＰガスＦを噴出する噴射ノズル５３ａを、異なる噴射口径を有する別の噴射ノズル５３ａに交換することで、生成される混合気ＭにおけるＬＰガスＦと空気Ａとの混合比を変更することができるように構成されている。
【００１０】
一方、ＬＰガスＦの供給圧力が異常となった際に、ＬＰガスＦの供給を遮断する遮断弁６０が高圧ホース５７に設けられている。そのダイヤフラム６０ｂのバネ室６０ｃ側には、空気吸入口６５ｆより吸入された空気Ａの圧力が連通路６８によって伝達される一方で、ダイヤフラム室６０ｄ側には、上下限圧遮断コントローラ６１、７１又は昇圧防止弁６２が作動した際に、それらの弁におけるダイヤフラム室における圧力が連通路６９によって伝達されるように構成されている。これにより、例えば、空気吸入口６５ｆより吸入された空気Ａの圧力が所定値よりも低くなったときや、クッションタンク５４内およびガス導管５８内のガス圧力が、所定の圧力範囲を外れる場合に遮断弁６０が作動して、原料ガスタンク５１から中圧調整器５２へのＬＰガスＦの供給が遮断されるように構成されている。
【００１１】
上述の特許文献１に開示されるガス混合気供給システムおよび図７に示されるガス混合気供給システムは、いずれも可搬型のシステムとされ、地震などの災害地において都市ガスの供給が停止した場合に、このガス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、混合気Ｍを消費する既設の燃焼装置等に、都市ガスに代えて混合気Ｍ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。
この場合、既設配管に設けられている既設の燃焼装置として、燃焼器を動力源とするコージェネレーション設備や加熱設備などに混合気Ｍを供給することが必要になると考えられ、例えば、そのコージェネレーション設備がガスエンジンなどの内燃機関を有しており、その加熱設備がバーナなどの燃焼器を有する場合では、ガスエンジンとバーナとに混合気Ｍを供給する必要がある。ここで、ガスエンジンとバーナでは必要とされる混合気Ｍの状態が異なるために、ガス混合気供給システムは、それぞれの燃焼器において適正な燃焼が行われる状態に混合気Ｍを調整して供給する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００５−２１４３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１には、コージェネレーション設備や加熱設備などの燃焼装置に供給する混合気を、それらの燃焼装置の燃焼器であるガスエンジンやバーナのそれぞれに適した状態に調整して供給することが開示されておらず、燃焼器に供給された混合気が、その燃焼器に適した状態ではない場合は、混合気が適正に燃焼しない可能性がある。例えば、バーナにおいて適正な燃焼が得られる混合気を、そのままガスエンジンに供給すると、ガスエンジンにおいては必ずしも適正な燃焼が行なわれずに、排ガス中にＮＯｘなどの排気規制物質が増加するという問題や、失火が発生してガスエンジンが停止するという問題が発生することがある。
【００１４】
また、失火の発生によってエンジンが停止するに至らない場合でも、失火によって燃焼室内で燃焼しなかった燃料が、排気管に設けられた排気浄化触媒で燃焼するなどして触媒の温度が高くなる。これにより、触媒での排気浄化反応が困難となることに加え、触媒のシンタリングが発生して、触媒機能を低下させるという問題がある。さらに、例えば、エンジンシステムが排気温度異常を検知するとエンジンを強制停止させる触媒保護装置を備える場合、図８に示すように、ガスエンジンが強制的に停止されるという問題が発生する。図８は、時刻Ｔ１においてガスエンジンへ供給するガス燃料を都市ガスから、ＬＰガスに変更した場合の触媒入口の排気温度Ｔｅの履歴を示している。この結果によると、都市ガスからＬＰガスに変更することで、失火によって燃焼室内で燃焼しなかった燃料が、排気浄化触媒で燃焼するなどして排気温度Ｔｅが上昇していることがわかる。そして、排気温度Ｔｅが、触媒保護装置において予め設定されたエンジン強制停止温度Ｔｓ以上となる時刻Ｔ２において、ガス燃料遮断手段等によってガス燃料の供給が遮断されて、ガスエンジンが強制停止されるという問題が発生する。
【００１５】
一方、ガスエンジンにおいて最適な燃焼が得られる混合気を、バーナに供給すると、バーナでの燃焼状態が酸素不足の状態となって、火炎が赤黄色となるイエローチップの問題が発生する。
【００１６】
また、図７に示されるガス混合気供給システムにおいては、上述の如く、ＬＰガスＦの噴射ノズル５３ａを噴射口径の異なる別の噴射ノズル５３ａに交換することで混合気Ｍにおける混合比を調整することができるものの、噴射ノズル５３ａはベンチュリーミキサー５３内に固定されて設けられているものであるため、噴射ノズル５３ａを交換するためには、ベンチュリーミキサー５３からの噴射ノズル５３ａの取り外しおよび別の噴射ノズル５３ａの取り付け作業が必要となるため、その作業に時間を要するという問題が発生する。
【００１７】
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、複数の燃焼装置において適正燃焼を実現するために、予備燃料ガスと空気との混合気の状態を迅速に燃焼装置に適した状態に変化させて供給することができるガス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】
【００１８】
上記目的を達成するための本発明に係るガス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予備混合気供給路を備え、
前記燃焼装置が前記予備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ガス混合気供給システムであって、その特徴構成は、
前記燃焼装置としての、前記混合気のウォッベ指数の適正燃焼範囲が第１ウォッベ指数範囲である第１燃焼器を有する第１燃焼装置あるいは前記適正燃焼範囲が前記第１ウォッベ指数範囲と異なる第２ウォッベ指数範囲である第２燃焼器を有する第２燃焼装置に対し、前記予備混合気供給路にて供給する前記混合気に於ける、前記予備燃料ガスと空気との混合比を調整自在な混合比調整手段を備え、
その混合比調整手段は、前記混合気のウォッベ指数を前記第１ウォッベ指数範囲内とする第１燃焼器用混合比に混合比を調整する第１燃焼器供給状態と、前記混合気のウォッベ指数を前記第２ウォッベ指数範囲内とする第２燃焼器用混合比に混合比を調整する第２燃焼器供給状態とに切換自在に構成されている点にある。
【００１９】
上記特徴構成によれば、予備燃料ガスに空気が混合された混合気を、適正燃焼範囲が第１ウォッベ指数範囲である第１燃焼器を有する第１燃焼装置と、適正燃焼範囲が前記第１ウォッベ指数範囲と異なる第２ウォッベ指数範囲である第２燃焼器を有する第２燃焼装置に供給して燃焼させることができる。
また、混合比調整手段は、混合気が第１ウォッベ指数範囲内となる第１燃焼器供給状態と第２ウォッベ指数範囲内となる第２燃焼器供給状態とに切換自在に構成されているので、混合比調整手段を第１燃焼器供給状態または第２燃焼器供給状態とすることで、混合気の混合比を調整して、その混合気を第１燃焼装置または第２燃焼装置に供給して適正に燃焼させることができる。つまり、混合比調整手段を第１燃焼器供給状態とすることで、混合気が第１ウォッベ指数範囲内とする第１燃焼器用混合比に調整されるので、その混合気によって、第１燃焼器を適正に燃焼させることができる。また、混合比調整手段を第２燃焼器供給状態とすることで、混合気が第２ウォッベ指数範囲内とする第２燃焼器用混合比に調整されるので、その混合気によって、第２燃焼器を適正に燃焼させることができる。このように、混合気の状態を燃焼装置の燃焼器に適した状態に変化させて供給することで、第１燃焼装置および第２燃焼装置のそれぞれの燃焼器において適正燃焼を実現させることができる。
【００２０】
本発明に係るガス混合気供給システムの更なる特徴構成は、
前記混合比調整手段が、前記予備混合気供給路に供給される空気量又は予備燃料ガス量或はそれらの両方の量を調整する調整弁を備え、前記第１燃焼器供給状態と前記第２燃焼器供給状態との間で、前記調整弁の開度を切換指令する点にある。
【００２１】
上記特徴構成によれば、予備混合気供給路に供給される空気量又は予備燃料ガス量或はそれらの両方の量を調整する調整弁を備えるので、調整弁の開度を切換指令することで、容易に空気と予備燃料ガスとの混合比を調整することができる。そして、調整弁の開度を第１燃焼器供給状態に切換指令することで、第１ウォッベ指数範囲内とする第１燃焼器用混合比に混合気が調整されるので、その混合気によって、第１燃焼器を適正に燃焼させることができる。また、調整弁の開度を第２燃焼器供給状態に切換指令することで、第２ウォッベ指数範囲内とする第２燃焼器用混合比に混合気が調整されるので、その混合気によって、第２燃焼器を適正に燃焼させることができる。
【００２２】
本発明に係るガス混合気供給システムの更なる特徴構成は、
前記混合比調整手段が、前記予備混合気供給路に供給される空気量又は予備燃料ガス量或はそれらの両方の量を制限する貫通孔を備えた制限部材を備え、
前記第１燃焼器供給状態と前記第２燃焼器供給状態との間で、前記空気量を調整する異なった貫通孔径の制限部材を備える構成、又は、前記第１燃焼器供給状態と前記第２燃焼器供給状態との間で、前記予備燃料ガス量を調整する異なった貫通孔径の制限部材を備える構成、或はそれらの両方の構成を有し、
前記第１燃焼器供給状態と前記第２燃焼器供給状態との間で、使用する制限部材を選択切換自在に構成されている点にある。
【００２３】
上記特徴構成によれば、予備混合気供給路に供給される空気量又は予備燃料ガス量或はそれらの両方の量を制限する貫通孔を備えた制限部材が設けられ、制限部材が選択切換自在に構成されているので、制限部材を選択切換することで、空気量又は予備燃料ガス量或はそれらの両方の量を調整して混合気の混合比を調整することができる。
また、第１燃焼器供給状態と第２燃焼器供給状態との間で、使用する制限部材を選択切換自在に構成されているので、使用する制限部材を選択切換して第１燃焼器供給状態とすることで、第１ウォッベ指数範囲内とする第１燃焼器用混合比に混合気が調整されるので、その混合気によって、第１燃焼器を適正に燃焼させることができる。また、使用する制限部材を選択切換して第２燃焼器供給状態とすることで、第２ウォッベ指数範囲内とする第２燃焼器用混合比に混合気が調整されるので、その混合気によって、第２燃焼器を適正に燃焼させることができる。
【００２４】
本発明に係るガス混合気供給システムの更なる特徴構成は、
前記第１燃焼器は内燃機関であり、前記第１燃焼装置は、前記内燃機関の排ガスを浄化する排気浄化触媒を備えており、前記第２燃焼器は前記内燃機関以外の燃焼器である点にある。
【００２５】
上記特徴構成によれば、第１燃焼器は内燃機関であり、第２燃焼器は内燃機関以外の燃焼器であるので、燃焼方法が異なり、最適な混合気の状態が異なる内燃機関または内燃機関以外の燃焼器のそれぞれに、適正燃焼を実現することができる混合気を供給することができる。
【００２６】
また、第１燃焼装置は、内燃機関の排ガスを浄化する排気浄化触媒を備えているので、内燃機関の適正燃焼によって排出される排ガスに含まれる排気規制物質を排気浄化触媒によって浄化することができる。そして、この排気浄化触媒が、排気温度異常を検知するとガスエンジンを強制停止させる触媒保護装置を備える場合でも、第１燃焼器用混合比に調整された混合気が第１燃焼器である内燃機関に供給されるので、ガスエンジンへ供給するガス燃料を都市ガスから混合気に変更することによって、排気温度の上昇による排気温度異常が検知されることはなく、ガスエンジンが強制停止されることを防止することができる。さらに、ガスエンジンが強制停止するに至らない場合でも、排気温度が上昇すると、排気浄化触媒での排気浄化反応が困難になることに加え、触媒のシンタリングが発生するが、第１燃焼器用混合比に調整された混合気が第１燃焼器である内燃機関に供給されるので、排気温度の上昇が発生せずに、触媒機能が低下することを防止することができる。
【００２７】
本発明に係るガス混合気供給システムの更なる特徴構成は、
前記第１燃焼装置は、前記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を備えているコージェネレーションシステムまたは前記内燃機関を動力源として駆動するコンプレッサを備えたヒートポンプシステムにて構成されている点にある。
【００２８】
上記特徴構成によれば、第１燃焼装置は、内燃機関を動力源として発電する発電装置を備えているコージェネレーションシステムまたは内燃機関を動力源として駆動するコンプレッサを備えたヒートポンプシステムにて構成されているので、第１ウォッベ指数範囲内に調整された混合気が内燃機関で適正燃焼されることによって、コージェネレーションシステムとした場合には、高い発電効率において発電が可能となる。一方、ヒートポンプシステムとした場合には、高いエネルギー効率を得ることができ、例えば、ヒートポンプシステムを空調設備に利用することで優れた暖房または冷房能力を得ることができる。さらに、コージェネレーションシステムとする場合には、内燃機関で発生した排熱を回収する排熱回収装置が備えられるので、例えば、内燃機関で発生する冷却水や排ガスによる排熱を排熱回収装置で回収することができ、高い総合効率を実現することができる。
【００２９】
本発明に係るガス混合気供給システムの更なる特徴構成は、
前記予備混合気供給路に、前記予備燃料ガスの通流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空気を混合させるベンチュリーミキサーが備えられ、前記混合比調整手段は、前記予備燃料ガスの流通状態が維持された状態で、前記ベンチュリーミキサーに吸引される空気の流量を調整して、前記予備燃料ガスと空気との混合比を調整自在に構成されている点にある。
【００３０】
上記特徴構成によれば、予備混合気供給路に、ベンチュリーミキサーが備えられるので、予備燃料ガスがベンチュリーミキサーを通流することによって発生する吸引力によって、例えば、そのベンチュリーミキサーの入口近傍に空気供給口を設けることで、空気をベンチュリーミキサーに吸引して予備燃料ガスに空気を混合させることができる。
また、混合比調整手段は、予備燃料ガスの流通状態が維持された状態で、ベンチュリーミキサーに吸引される空気の流量（即ち、ベンチュリーミキサーにおいて吸引力を発生している予備燃料ガスの流量に対する空気の吸入量）を調整して、混合比を調整自在とするように構成されているので、混合比調整手段によって、空気の吸入量を調整するだけで、予備燃料ガスと空気との混合比を迅速に燃焼装置の燃焼器に適した状態に調整することができる。従って、迅速に混合気のウォッベ指数を第１ウォッベ指数範囲内または第２ウォッベ指数範囲内に調整することができるとともに、第１ウォッベ指数範囲内に調整した混合気を第１燃焼器に、第２ウォッベ指数範囲内に調整した混合気を第２燃焼器にそれぞれ供給することで、それぞれの燃焼器において適正燃焼を実現することができる。
【００３１】
本発明に係るガス混合気供給システムの更なる特徴構成は、
前記混合比調整手段に対して、前記第１燃焼器供給状態への切換及び前記第２燃焼器供給状態への切換を指令する指令スイッチが備えられ、前記混合比調整手段は、前記指令スイッチによる指令に基づいて、前記第１燃焼器供給状態と前記第２燃焼器供給状態との間での切換を行うように構成されている点にある。
【００３２】
上記特徴構成によれば、指令スイッチによる指令に基づいて、混合比調整手段を、第１燃焼器供給状態と第２燃焼器供給状態との間での切換を行う指令スイッチが備えられるので、指令スイッチの操作によって、混合比調整手段を、第１燃焼器供給状態と第２燃焼器供給状態との間で簡単かつ迅速に切換えることができる。
【００３３】
本発明に係るガス混合気供給システムの更なる特徴構成は、
前記混合気を供給する供給対象燃焼器が、前記第１燃焼器か前記第２燃焼器かの情報を取得して、前記混合比調整手段に対して、前記第１燃焼器供給状態への切換及び前記第２燃焼器供給状態への切換を指令する指令手段が備えられ、前記混合比調整手段は、前記指令手段による指令に基づいて、前記第１燃焼器供給状態と前記第２燃焼器供給状態との間での切換を行うように構成されている点にある。
【００３４】
この構成では、混合気の供給対象である供給対象燃焼器に関する情報を、指令手段が取得し、取得された情報に従って、混合比調整手段における、第１燃焼器供給状態と第２燃焼器供給状態の選択を行える。結果、各燃焼器を適切な状態で燃焼させることが可能となる。この構成において、特に、混合気の供給対象である燃焼装置（具体的には燃焼器）から、指令手段へ、第１燃焼器であるか第２燃焼器であるかの情報を送るように構成しておくと、非常時等に、自動的に適切な混合気を燃焼器へ送ることができる。
【００３５】
本発明に係るガス混合気供給システムの更なる特徴構成は、
前記予備燃料ガスタンクに貯留されている前記予備燃料ガスの残量を計測若しくは推定する予備燃料ガス残量導出手段を備え、
前記予備燃料ガスの残量が所定の第１レベルになると警告を出力し、前記予備燃料ガスの残量が前記所定の第１レベルより低い所定の第２レベルになると前記混合気が供給されている前記燃焼装置の運転を停止させる停止情報を出力する制御部を備えた点にある。
【００３６】
上記特徴構成によれば、予備燃料ガスの残量が所定の第１レベルとなると、警告を出力するので、予備燃料ガスの残量が所定の第１レベルにまで減少したことを外部に知らせることができ、これにより予備燃料を補給するなどの処置を行うことができる。また、予備燃料ガスの残量が所定の第２レベルとなると、燃焼装置の運転を停止させる停止情報を出力するので、燃焼装置が燃料切れによる異常な状態で停止する前に、所定の第２レベルで燃焼装置の運転を停止することができる。
【００３７】
本発明に係るガス混合気供給システムの更なる特徴構成は、
前記予備燃料ガスタンクに貯留されている前記予備燃料ガスの残量を計測若しくは推定する予備燃料ガス残量導出手段を備え、
前記予備燃料ガスの残量が所定のウォッベ指数調整レベルになると、前記混合比調整手段を調整して、前記混合気のウォッベ指数を当該混合気が供給されている前記燃焼装置における前記適正燃焼範囲内の下限の値に調整する制御部を備えた点にある。
【００３８】
上記特徴構成によれば、予備燃料ガスの残量が所定のウォッベ指数調整レベルになると、混合気のウォッベ指数が燃焼装置の適正燃焼範囲内の下限の値に調整される。つまり、予備燃料ガスの残量が所定のウォッベ指数調整レベルになると、混合気が、燃焼装置の適正燃焼が可能な範囲で、できるだけ燃料希薄な状態に調整されるので、予備燃料ガスの消費量が抑えられ、予備燃料ガスの供給時間を引き伸ばすことができる。よって、混合気が供給されている燃焼装置の運転時間を引き伸ばすことができる。
【００３９】
本発明に係るガス混合気供給システムの更なる特徴構成は、
前記予備燃料ガス残量導出手段が、
前記混合気が供給されている前記燃焼装置の運転状況から、当該燃焼装置が消費した前記予備燃料ガス消費量を推定する消費量推定部と、
前記燃焼装置への前記混合気の供給が開始される前の前記予備燃料ガスの残量から前記予備燃料ガス消費量を差し引いて、前記予備燃料ガスの残量を導出する残量導出部とを備えている点にある。
【００４０】
上記特徴構成によれば、燃焼装置の運転状況から予備燃料ガスの残量を導出することができるので、予備燃料ガスタンクにおいて燃料の残量を直接計測することを必要とせずに、予備燃料ガスの残量を導出することができる。
【００４１】
本発明に係るガス混合気供給システムの更なる特徴構成は、
前記消費量推定部によって推定された前記予備燃料ガス消費量を表示する消費量表示部と、前記残量導出部によって導出された前記予備燃料ガスの残量を表示する残量表示部とが前記燃焼装置に設けられた点にある。
【００４２】
上記特徴構成によれば、燃焼装置に推定された予備燃料ガス消費量及び予備燃料ガスの残量が表示されるので、燃焼装置を操作及び監視しながら、予備燃料ガス消費量及び予備燃料ガスの残量を確認することができ、この確認した予備燃料ガスの残量から、燃焼装置の運転可能時間を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第１実施形態に係るガス混合気供給システムの概略図
【図２】第１実施形態に係る混合気生成装置の概略図
【図３】都市ガスおよび混合気のウォッベ指数と燃焼速度との関係を示す図
【図４】第２実施形態に係る混合気生成装置の概略図
【図５】第２実施形態に係る混合比調整手段の概略図
【図６】混合気のウォッベ指数と吸入空気制限手段の貫通孔径との関係を示す図
【図７】従来のガス混合気供給システムの概略図
【図８】従来のガス混合気供給システムにおけるガスエンジンの排気温度を示す図
【発明を実施するための形態】
【００４４】
〔第１実施形態〕
以下、本発明に係るガス混合気供給システムを図面に基づいて説明する。
第１実施形態に係るガス混合気供給システム１は、図１に示すように、都市ガス供給路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ＬＰガス混合気供給路４（予備混合気供給路に相当する）を備えている。そして、混合気Ｍは、ＬＰガス混合気供給路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、都市ガス供給路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、ＬＰガス混合気供給路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。
【００４５】
都市ガス供給路２とＬＰガス混合気供給路４とは接続部５において接続されて一本の共通流路６を形成して、共通流路６の下流側の分岐部７で再び分岐されて、複数の燃焼装置Ｓへと接続されている。
そして、接続部５には、都市ガス供給路２と共通流路６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、ＬＰガス混合気供給路４と共通流路６を接続して混合気Ｍを燃焼装置Ｓに供給する混合気供給状態とを択一的に選択することができる供給路側三方弁１０が設けられている。
【００４６】
また、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（第１ウォッベ指数範囲に相当する）であるガスエンジンＶ１（第１燃焼器に相当する）を有するコージェネレーションシステムＳ１（第１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（第２ウォッベ指数範囲に相当する）であるバーナＶ２（第２燃焼器に相当する）を有する加熱装置Ｓ２（第２燃焼装置に相当する）とが備えられる。
【００４７】
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。
【００４８】
コージェネレーションシステムＳ１は、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。
【００４９】
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。
【００５０】
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Ａ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Ａ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。
【００５１】
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。
【００５２】
また、コージェネレーションシステムＳ１及び加熱装置Ｓ２の夫々には、予備燃料ガス残量導出手段１８が設けられている。この予備燃料ガス残量導出手段１８は、混合気Ｍが供給されている燃焼装置Ｓの運転状況から、燃焼装置Ｓが消費した予備燃料ガス消費量を推定する消費量推定部１６と、燃焼装置Ｓへの混合気Ｍの供給が開始される前のＬＰガスＧ２の残量から予備燃料ガス消費量を差し引いて、ＬＰガスＧ２の残量を導出する残量導出部２０とを備えている。
【００５３】
混合気Ｍが供給されている燃焼装置ＳがコージェネレーションシステムＳ１の場合、消費量推定部１６は、例えば、コージェネレーションシステムＳ１の運転状況として、コージェネレーションシステムＳ１内の発電装置１３の発電量、部分負荷効率及び運転時間を測定して蓄積し、これらの測定結果を用いて、コージェネレーションシステムＳ１におけるＬＰガスＧ２の消費量を算出して、その算出されたＬＰガスＧ２の消費量を、コージェネレーションシステムＳ１が実際に消費したＬＰガスＧ２の消費量として推定する。
また、混合気Ｍが供給されている燃焼装置Ｓが加熱装置Ｓ２の場合、消費量推定部１６は、例えば、加熱装置Ｓ２の運転状況として、バーナＶ２に設けられた混合気供給弁（図示せず）の開度、運転時間等を測定して蓄積し、これらの測定結果を用いて、加熱装置Ｓ２におけるＬＰガスＧ２の消費量を算出して、その算出されたＬＰガスＧ２の消費量を、加熱装置Ｓ２が実際に消費したＬＰガスＧ２の消費量として推定する。
【００５４】
一方、残量導出部２０は、例えば、ＬＰガスタンク３において、ＬＰガスＧ２をその貯留量が分かる一定のレベルまで供給された際に、その貯留量を残量導出部２０に入力するように構成されている。そして、残量導出部２０は、その入力された貯留量から消費量推定部１６において算出されたＬＰガスＧ２の消費量を差し引くことで、ＬＰガスタンク３のＬＰガスＧ２の残量を導出している。
【００５５】
また、コージェネレーションシステムＳ１及び加熱装置Ｓ２の夫々の予備燃料ガス残量導出手段１８は、夫々の消費量推定部１６で推定されたＬＰガスＧ２の消費量の情報を交換可能に構成されているので、コージェネレーションシステムＳ１及び加熱装置Ｓ２において推定されたＬＰガスＧ２の消費量を考慮して、ＬＰガスタンク３のＬＰガスＧ２の残量を導出している。
【００５６】
そして、消費量推定部１６によって推定された予備燃料ガス消費量が消費量表示部１６ａに表示され、残量導出部２０によって算出されたＬＰガスＧ２の残量が残量表示部２０ａに表示されるように構成されている。
【００５７】
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、混合比調整手段としての混合比調整弁３０（調整弁に相当する）、ＬＰガス混合気供給路４に備えられたベンチュリーミキサー３１及び後述する指令制御部３３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（第１燃焼器用混合比に相当する）に混合比を調整するガスエンジン供給状態（第１燃焼器供給状態に相当する）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（第２燃焼器用混合比に相当する）に混合比を調整するバーナ供給状態（第２燃焼器供給状態に相当する）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。
【００５８】
そして、ベンチュリーミキサー３１は、図２に示すように、ＬＰガス混合気供給路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。
【００５９】
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、ＬＰガス混合気供給路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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
また、ガス混合気供給システム１の主要構成機構となっている混合気生成装置Ｎの指令制御部３３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を切換指令するように構成されている。
【００６３】
ここで、ウォッベ指数ＷＩは、ＷＩ＝Ｈ／ＳＱＲＴ（Ｓ）によって表され、Ｈは混合気Ｍの総発熱量であり、Ｓは混合気Ｍの比重である。総発熱量Ｈを比重Ｓの２乗根で除するのは、燃焼器Ｖ１、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。よって、ウォッベ指数は、燃焼器Ｖ１、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、それぞれの燃焼器Ｖ１、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Ｗ１、Ｗ２を有している。従って、混合気Ｍが燃焼器Ｖ１、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。
【００６４】
そして、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の開度の切換が行われると、指令制御部３３は、それに応じて分岐部７の燃焼装置側三方弁１１が制御されるように構成されている。つまり、指令スイッチ３２によって混合比調整弁３０をガスエンジン供給状態とした場合は、それに連動して分岐部７に設けられた燃焼装置側三方弁１１が制御されて、ガスエンジン用供給路８と共通流路６を接続するガスエンジン接続状態となるように制御される。一方、指令スイッチ３２によって混合比調整弁３０をバーナ供給状態とした場合は、それに連動して分岐部７の燃焼装置側三方弁１１が制御されて、バーナ用供給路９と共通流路６を接続するバーナ接続状態となるように制御される。
【００６５】
また、指令制御部３３は、予備燃料ガス残量導出手段１８で測定されたＬＰガスＧ２の残量が所定の第１レベルになると警告を出力し、ＬＰガスＧ２の残量が第１レベルより低い第２レベルになると混合気Ｍが供給されている燃焼装置Ｓの運転を停止させる停止情報を出力する制御部として機能するように構成されている。
【００６６】
ここで、所定の第１レベルとは、例えば、所定の第１レベルからＬＰガスタンク３内にＬＰガスＧ２が無くなるまでに、ＬＰガスＧ２をＬＰガスタンク３に補給する時間を十分に確保できる残量レベルとされる。この所定の第１レベルで、指令制御部３３は、指令制御部３３に設けられている警告出力部３６から警告を出力する。この警告の内容は、例えば、ＬＰガスＧ２をＬＰガスタンク３に補給することを促す内容とすることができる。
【００６７】
また、所定の第２レベルとは、所定の第１レベルより少ないＬＰガスＧ２の残量レベルとされ、ＬＰガスタンク３内にＬＰガスＧ２が無くなって、燃焼装置Ｓに適切な混合気Ｍが供給されなくなり、燃焼装置Ｓが異常停止することを回避するために設けられているものであり、ＬＰガスタンク３内にＬＰガスＧ２が無くなる直前の残量レベルとされている。この所定の第２レベルで、指令制御部３３は燃焼装置Ｓの運転を停止する停止情報を出力し、この停止情報に伴って、燃焼装置Ｓが停止される。
【００６８】
このようにして、予備燃料ガス残量導出手段１８でＬＰガスＧ２の残量を推定しつつ、混合気生成装置Ｎにおいて生成された混合気Ｍを、混合比調整弁３０の開度を調整して、ガスエンジンＶ１またはバーナＶ２に供給して燃焼させるのであるが、図３に基づいて、混合気Ｍの供給先をバーナＶ２からガスエンジンＶ１に変更する場合、すなわち、混合比調整弁３０の開度をバーナ供給状態からガスエンジン供給状態へ変更する時の混合気Ｍの状態の変化の一例について説明する。
図３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３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３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。
【００６９】
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。
【００７０】
そして、バーナ供給状態においては、上述のように混合比調整弁３０が指令制御部３３によって制御され、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に維持される。これにより、ガスエンジン供給状態としたときよりも、多くの空気Ａが混合気Ｍ中に供給されて、比較的発熱量が低い混合気Ｍが生成されて、図３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。同時に、指令制御部３３によって燃焼装置側三方弁１１が制御され、バーナ用供給路９と共通流路６とが流通可能に接続されたバーナ接続状態となって、混合気ＭがバーナＶ２に供給されて、バーナＶ２において適正に燃焼される。
【００７１】
次に、混合気ＭをガスエンジンＶ１に供給するには、混合気生成装置Ｎの指令制御部３３の指令スイッチ３２を操作して、混合比調整弁３０の状態を、バーナ供給状態からガスエンジン供給状態に変更する。ガスエンジン供給状態に変更すると、上述したように混合比調整弁３０は、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る。そして、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、図３に破線矢印で示すように、ウォッベ指数がバーナ用混合気Ｍ２おける値から上昇して、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。そして、このＬＰガスＧ２のガスエンジン用混合気Ｍ１におけ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、都市ガス供給路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なっている。
また、上述のように混合比調整弁３０が調整されると同時に、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って、混合気ＭがガスエンジンＶ１に供給されて、ガスエンジンＶ１において適正に燃焼される。
【００７２】
そして、このガス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。
【００７３】
〔第２実施形態〕
以下、本発明に係るガス混合気供給システム１の第２実施形態を、図４および図５に基づいて説明する。
図４に第２実施形態に係るガス混合気供給システム１の混合気生成装置Ｎを示す。上述の第１実施形態では、混合気Ｍの空気ＡとＬＰガスＧ２との混合比率を調整する混合比調整手段として混合比調整弁３０が設けられたが、この第２実施形態では、混合比調整手段として吸入空気量制限部材３８（制限部材に相当する）が設けられている点で異なっている。ここにいう、吸入空気量制限部材３８は、ＬＰガスＧ２に混合する空気Ａの量を、部材の選択的な切換により調整するものである。
【００７４】
吸入空気量制限部材３８の一例を図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す。
吸入空気量制限部材３８は複数設けられて、その複数の吸入空気量制限部材３８の夫々は、空気Ａが流通可能な貫通孔３８ａを備えている。また、複数の吸入空気量制限部材３８において、貫通孔３８ａの貫通孔径Ｄが小径、大径と異なる寸法に加工されて構成されている。
そして、吸入空気量制限部材３８は、貫通孔３８ａを通過した空気Ａが空気供給流路３７に流入する状態、かつ、吸入空気量制限部材３８と空気流入側端部３７ａとの間から空気Ａが吸入されない状態として、空気供給流路３７に空気Ａが流入する空気流入側端部３７ａに着脱自在に取り付け可能とされている。
【００７５】
従って、吸入空気量制限部材３８にネジ部３８ｂを形成して、これを及び空気流入側端部３７ａに設けられたネジ部３７ｂに螺合することで、吸入空気量制限部材３８が空気流入側端部３７ａに着脱自在に取り付けられており、予め用意されている複数の吸入空気量制限部材３８が、空気流入側端部３７ａにおいて、取替え可能とされている。
【００７６】
次に、複数の吸入空気量制限部材３８の貫通孔径Ｄとウォッベ指数ＷＩとの関係を図６に示す。この貫通孔径Ｄとウォッベ指数ＷＩとの関係は、予め計算又は実験等により求めることができる。これにより、ウォッベ指数を調整する際は、所望のウォッベ指数に対応する貫通孔径Ｄを有する吸入空気量制限部材３８を選択して、空気流入側端部３７ａに取り付けることで、所望のウォッベ指数となる混合気Ｍを生成することができる。
【００７７】
つまり、ガスエンジン用貫通孔径範囲Ｄ１内のガスエンジン用貫通孔径Ｄａの貫通孔３８ａを有する吸入空気量制限部材３８（図５（ａ）参照）を選択して、空気流入側端部３７ａに取り付けることで、空気供給流路３７に流入する空気量が制限され、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内に調整することすることができる。一方、ガスエンジン用貫通孔径範囲Ｄ１よりも大きいバーナ用貫通孔径範囲Ｄ２内のバーナ用貫通孔径Ｄｂの貫通孔３８ａを有する吸入空気量制限部材３８（図５（ｂ）参照）を選択して、空気流入側端部３７ａに取り付けることで、空気供給流路３７に流入する空気量が、ガスエンジン用貫通孔径Ｄａの吸入空気量制限部材３８を取り付けた場合よりも増加して、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内に調整することができる。
【００７８】
このように、複数の吸入空気量制限部材３８は、複数の吸入空気量制限部材３８から混合気Ｍのウォッベ指数を所望のウォッベ指数とする吸入空気量制限部材３８を選択して空気流入側端部３７ａに付け替えて使用する形態で、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選択切換自在に構成されている。
【００７９】
よって、混合気ＭをバーナＶ２に供給するには、バーナ用貫通孔径Ｄｂの貫通孔３８ａを有する吸入空気量制限部材３８を空気流入側端部３７ａに取り付ける。そして、混合気生成装置Ｎの指令制御部３３の指令スイッチ３２を操作することで、指令制御部３３によって燃焼装置側三方弁１１が制御され、バーナ用供給路９と共通流路６とが流通可能に接続されたバーナ接続状態となって、混合気ＭをバーナＶ２に供給することができる。
一方、混合気ＭをガスエンジンＶ１に供給するには、ガスエンジン用貫通孔径Ｄａの貫通孔３８ａを有する吸入空気量制限部材３８を空気流入側端部３７ａに取り付ける。そして、混合気生成装置Ｎの指令制御部３３の指令スイッチ３２を操作することで、指令制御部３３によって燃焼装置側三方弁１１が制御され、ガスエンジン用供給路８と共通流路６とが流通可能に接続されたガスエンジン接続状態となって、混合気ＭをガスエンジンＶ１に供給することができる。
【００８０】
〔別実施形態〕
（Ａ）上記実施形態においては、混合比調整弁３０又は吸入空気量制限部材３８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、ＬＰガス混合気供給路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、空気Ａの流量を調整する混合比調整弁３０又は吸入空気量制限部材３８、及び、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。
【００８１】
（Ｂ）上記実施形態においては、ＬＰガス混合気供給路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。
【００８２】
（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、ＬＰガス混合気供給路４でのみで接続されているが、これに限らず、ＬＰガス混合気供給路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。
【００８３】
（Ｄ）上記実施形態においては、第１燃焼装置は、内燃機関を動力源として発電する発電装置１３を備えているコージェネレーションシステムＳ１としたが、これに限らず、第１燃焼装置は、内燃機関を動力源として駆動するコンプレッサを備えたヒートポンプシステムにより構成されていてもよい。
【００８４】
（Ｅ）上記第１実施形態においては、混合比調整弁３０における、第１燃焼器供給状態と第２燃焼器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を供給する供給対象燃焼器が、第１燃焼器か第２燃焼器かの情報を、第１燃焼器（第１燃焼装置）、第２燃焼器（第２燃焼装置）から取得して、混合比調整弁３０に対して、第１燃焼器供給状態への切換及び第２燃焼器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、第１燃焼器供給状態と第２燃焼器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の供給対象燃焼器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。なお、上記実施形態においては、第１燃焼装置をコージェネレーションシステムＳ１とし、第２燃焼装置を加熱装置Ｓ２として構成するとともに、第１燃焼器をガスエンジンＶ１とし、第２燃焼器をバーナＶ２として構成されている。
【００８５】
（Ｆ）上記実施形態においては、第２燃焼装置は、バーナＶ２を有する加熱装置Ｓ２としたが、これに限らず、第２燃焼装置を、バーナＶ２によって加熱される再生器を備えた吸収式冷凍機としてもよい。
【００８６】
（Ｇ）上記第１実施形態においては、指令制御部３３は、予備燃料ガス残量導出手段１８で測定されたＬＰガスＧ２の残量が所定の第１レベルになると警告を出力し、ＬＰガスＧ２の残量が所定の第１レベルより低い所定の第２レベルになると混合気Ｍが供給されている燃焼装置Ｓの運転を停止させるように構成されたが、これに限らず、指令制御部３３は、ＬＰガスＧ２の残量が所定のウォッベ指数調整レベルになると、混合比調整弁３０を調整して、混合気Ｍのウォッベ指数を混合気Ｍが供給されている燃焼装置Ｓにおける適正燃焼範囲内の下限の値に調整する制御部として機能するように構成してもよい。また、所定の第１レベル及び所定の第２レベルの制御に加えて、ウォッベ指数調整レベルの制御を行なうように構成してもよい。
【００８７】
（Ｈ）上記実施形態においては、ＬＰガスＧ２の残量を推定する予備燃料ガス残量導出手段１８を備えたが、これに限らず、ＬＰガスＧ２の残量を計測する予備燃料ガス残量導出手段１８を備えてもよい。この場合、ＬＰガスタンク３に、ＬＰガスタンク３内のＬＰガスＧ２の残量を計測可能な燃料残量計を設けて、この燃料残量計によって計測された燃料残量の計測結果が指令制御部３３に入力されるように構成されていてもよい。
【００８８】
（Ｉ）上記第１実施形態においては、ＬＰガス混合気供給路４に供給される空気量を調整する混合比調整弁３０を備え、ガスエンジン供給状態とバーナ供給状態との間で、混合比調整弁３０の開度が切換指令されるように構成されたが、これに限らず、ＬＰガス混合気供給路４に供給されるＬＰガス量、を調整する調整弁を備え、ガスエンジン供給状態とバーナ供給状態との間で、調整弁の開度が切換指令されるように構成してもよい。また、ＬＰガス混合気供給路４に供給される空気量を調整する混合比調整弁３０とＬＰガス量を調整する調整弁との両方を備え、ガスエンジン供給状態とバーナ供給状態との間で、夫々の調整弁の開度が切換指令されるように構成してもよい。
【００８９】
（Ｊ）上記第２実施形態においては、ＬＰガス混合気供給路４に供給される空気量を制限する貫通孔３８ａを備えた吸入空気量制限部材３８を備え、ガスエンジン供給状態とバーナ供給状態との間で、空気量を調整する異なった貫通孔径Ｄの吸入空気量制限部材３８を備える構成を有し、ガスエンジン供給状態とバーナ供給状態との間で、使用する吸入空気量制限部材３８を選択切換自在に構成されたが、これに限らず、ＬＰガス混合気供給路４に供給されるＬＰガス量を制限する貫通孔を備えた制限部材を備え、ガスエンジン供給状態とバーナ供給状態との間で、ＬＰガス量を調整する異なった貫通孔径の制限部材を備える構成を有し、ガスエンジン供給状態とバーナ供給状態との間で、使用する制限部材を選択切換自在に構成されていてもよい。
また、ＬＰガス混合気供給路４に供給される空気量を制限する貫通孔３８ａを備えた吸入空気量制限部材３８とＬＰガス量を制限する貫通孔を備えた制限部材とを備え、ガスエンジン供給状態とバーナ供給状態との間で、空気量を調整する異なった貫通孔径Ｄの吸入空気量制限部材３８を備える構成とＬＰガス量を調整する異なった貫通孔径の制限部材を備える構成との両方の構成を有し、ガスエンジン供給状態とバーナ供給状態との間で、使用する吸入空気量制限部材３８及び制限部材を選択切換自在に構成されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
以上説明したように、複数の燃焼装置において適正燃焼を実現するために、予備燃料ガスと空気との混合気の状態を迅速に燃焼装置に適した状態に変化させて供給することができるガス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】
【００９１】
１      ガス混合気供給システム
３      ＬＰガスタンク（予備燃料ガスタンク）
４      ＬＰガス混合気供給路（予備混合気供給路）
１２    排気浄化触媒
１３    発電装置
１４    排熱回収装置
１６    消費量推定部
１６ａ  消費量表示部
１８    予備燃料ガス残量導出手段
２０    残量導出部
２０ａ  残量表示部
３０    混合比調整弁（調整弁）
３１    ベンチュリーミキサー
３２    指令スイッチ
３８    吸入空気量制限部材（制限部材）
３８ａ  貫通孔
Ａ      空気
Ｄ      貫通孔径
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
Ｓ      燃焼装置
Ｓ１    コージェネレーションシステム（第１燃焼装置）
Ｓ２    加熱装置（第２燃焼装置）
Ｖ１    ガスエンジン（第１燃焼器）
Ｖ２    バーナ（第２燃焼器）
Ｗ１    ガスエンジン用ウォッベ指数範囲（第１ウォッベ指数範囲）
Ｗ２    バーナ用ウォッベ指数範囲（第２ウォッベ指数範囲）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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