(57)【要約】【課題】  都市ガスパイプラインにより水素ガスを供給し、改質装置を必要とすることなく水素ガスを得ることができ、水素ガスを取り除いた後の都市ガスの発熱量等もほとんど変わらないようにした水素混合都市ガスとその製造方法並びに都市ガス供給方法を提供する。【解決手段】  都市ガスの燃焼規格に合致した混合ガスであって、天然ガスとＬＰガス及び空気を混合し、天然ガスを９０〜３９体積％、ＬＰガスを６〜２５体積％、空気或いは窒素等の不活性ガスを１〜１１体積％、及び水素ガスを３〜２５体積％含有し、これらの合計を１００％とする。都市ガスの燃焼規格に合致し天然ガスとＬＰガス、及び空気或いは窒素等の不活性ガスを混合した第一混合ガスと、都市ガスの燃焼規格に合致し水素ガスとＬＰガスを混合した第二混合ガスとを形成し、次に前記第一、第二混合ガスを、水素ガスの割合が３〜２５体積％になるような比率で混合する。【選択図】図１
2006169357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然ガス、ＬＰガス、及び水素ガスに空気或いは不活性ガスを混合し、パイプラインで供給される都市ガスの燃焼規格に合致した混合ガスであって、この混合ガスから水素ガスを取り出した後も前記都市ガスの燃焼規格内に入るように前記配合成分を調整した混合ガスであり、天然ガスを９０〜３９体積％、ＬＰガスを６〜２５体積％、空気或いは不活性ガスを１〜１１体積％、及び水素ガスを３〜２５体積％含有し、これらの合計が１００％となるように配合されたことを特徴とする水素混合都市ガス。
【請求項２】
天然ガス、ＬＰガス、及び水素ガスに空気或いは不活性ガスを混合し、パイプラインで供給される都市ガスの燃焼規格に合致した混合ガスであって、天然ガスを９３〜７５体積％、ＬＰガスを４〜１２体積％、空気或いは不活性ガスを０〜９体積％、及び水素ガスを３〜１４体積％含有し、これらの合計が１００％となるように配合されたことを特徴とする水素混合都市ガス。
【請求項３】
都市ガスの燃焼規格に合致し天然ガスとＬＰガス、及び空気或いは不活性ガスを混合した第一混合ガスと、都市ガスの燃焼規格に合致し水素ガスとＬＰガスを混合した第二混合ガスとを設け、次に前記第一、第二混合ガスを、最終混合後のガスに対して、水素ガスの割合が３〜２５体積％になるような比率で混合することを特徴とする水素混合都市ガスの製造方法。
【請求項４】
前記第一混合ガスを、最終混合後のガスに対して、天然ガスを９０〜３９体積％、ＬＰガスを３〜１１体積％、空気或いは不活性ガスを１〜１１体積％の比率で配合し、前記第二混合ガスを、最終混合後のガスに対して、ＬＰガスを３〜１４体積％、水素ガスを３〜２５体積％の比率で配合し、この第一、第二混合ガスを混ぜて、これらの合計が１００％となるように水素混合都市ガスを形成することを特徴とする請求項３記載の水素混合都市ガスの製造方法。
【請求項５】
都市ガスの燃焼規格に合致し天然ガスとＬＰガス、及び適宜の空気或いは不活性ガスを混合した第一混合ガスと、都市ガスの燃焼規格に合致し水素ガスとＬＰガスを混合した第二混合ガスとを設け、次に前記第一、第二混合ガスを、最終混合後のガスに対して、水素ガスの割合が３〜１４体積％になるような比率で混合することを特徴とする水素混合都市ガスの製造方法。
【請求項６】
前記第一混合ガスを、最終混合後のガスに対して、天然ガスを９３〜７５体積％、ＬＰガスを２〜８体積％、空気或いは不活性ガスを０〜９体積％の比率で配合し、前記第二混合ガスを最終混合後のガスに対して、ＬＰガスを２〜１０体積％、水素ガスを３〜１４体積％の比率で配合し、この第一、第二混合ガスを混ぜて、これらの合計が１００％となるように水素混合都市ガスを形成することを特徴とする請求項５記載の水素混合都市ガスの製造方法。
【請求項７】
前記水素混合都市ガスの燃焼規格は１３Ａガスであり、水素ガスを取り出す前の発熱量が約４５〜４６ＭＪ／ｍ３となるものであることを特徴とする請求項３，４，５または６記載の水素混合都市ガスの製造方法。
【請求項８】
天然ガス、ＬＰガス、及び水素ガスを混合し、パイプラインで供給される都市ガスの燃焼規格に合致した水素混合都市ガスを供給し、この水素混合都市ガスから水素ガスを取り出した後、前記混合都市ガスに空気或いは不活性ガスを混合して、前記水素除去後の混合ガスを都市ガスの燃焼規格内に入るようにし、この混合ガスを前記都市ガス供給パイプラインに戻すことを可能とすることを特徴とする都市ガス供給方法。
【請求項９】
前記水素混合都市ガスは、天然ガスを９３〜７５体積％、ＬＰガスを４〜１２体積％、空気或いは不活性ガスを０〜９体積％、及び水素ガスを３〜１４体積％含有し、これらの合計が１００％となるように配合された水素混合都市ガスであり、水素ガスを取り出した後の前記混合都市ガスに空気或いは不活性ガスを混合し、２〜１１体積％の空気或いは不活性ガスを含有した混合都市ガスとすることを特徴とする請求項８記載の都市ガス供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、水素ガスを含む都市ガスを、都市ガスを供給する導管ネットワークを介して供給するための水素混合都市ガスとその製造方法並びに都市ガス供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水素ガスの利用に際して、都市ガスを改質して水素を取り出す方法があった。この都市ガス改質には高温下での水蒸気改質が行われるもので、改質装置が複雑で大がかりとなり、個々の需要家や水素ステーション毎に改質装置を配置することは、効率が悪いものであった。
【０００３】
そこで、特許文献１に開示されているように、より効率的に水素を製造し、水素ガスを含む都市ガスを、都市ガスの導管ネットワークを介して供給する方法が提案されている。この都市ガス供給方法は、都市ガスの供給側で都市ガスに水素ガスを混合し、都市ガスを供給する導管ネットワークであるパイプラインに都市ガスとともに水素ガスを流し、都市ガスパイプラインの下流側で、需用者が水素ガスを分離抽出し、注出後の都市ガスを再び都市ガスパイプラインに戻すようにしたものである。
【特許文献１】特開２００２−２１３６９５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、都市ガスの導管ネットワークを利用して水素ガスを供給する場合、水素ガスを取り出した後のガスの燃焼性が変化し、その戻したガスを既存の都市ガス用機器で燃焼させたりして利用すると、効率が悪かったり所望の発熱量が得られなかったりするという問題がある。
【０００５】
また、特許文献１にも、水素混合都市ガスの水素を取り出した後の混合ガスについて、都市ガスの燃焼規格内に入るような都市ガス構成成分について詳しい開示は成されておらず、水素取り出し後も燃焼規格内に入るような水素混合都市ガスの形成は困難なものであった。
【０００６】
この発明は、上記従来の技術の問題点に鑑みて成されたものであり、都市ガスパイプラインにより水素ガスを供給し、改質装置を必要とすることなく水素ガスを得ることができ、水素ガスを取り除いた後の都市ガスの発熱量や燃焼性等もほとんど変わらないようにした水素混合都市ガスとその製造方法並びに都市ガス供給方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、天然ガス、プロパンガスやブタンガス等のＬＰガス、及び水素ガスに、空気或いは窒素等の不活性ガスを混合し、パイプラインで供給される都市ガスの燃焼規格に合致した混合ガスであって、この混合ガスから水素ガスを取り出した後も前記都市ガスの燃焼規格内に入るように前記配合成分を調整した混合ガスであり、天然ガスを９０〜３９体積％、ＬＰガスを６〜２５体積％、空気或いは不活性ガスを１〜１１体積％、及び水素ガスを３〜２５体積％含有し、これらの合計が１００％となるように配合された水素混合都市ガスである。
【０００８】
またこの発明は、天然ガス、ＬＰガス、及び水素ガスに、空気或いは不活性ガスを混合し、パイプラインで供給される都市ガスの燃焼規格に合致した混合ガスであって、天然ガスを９３〜７５体積％、ＬＰガスを４〜１２体積％、空気或いは不活性ガスを０〜９体積％、及び水素ガスを３〜１４体積％含有し、これらの合計が１００％となるように配合された水素混合都市ガスである。
【０００９】
またこの発明は、都市ガスの燃焼規格に合致し天然ガスとＬＰガス、及び空気或いは不活性ガスを混合した第一混合ガスと、都市ガスの燃焼規格に合致し水素ガスとＬＰガスを混合した第二混合ガスとを設け、次に前記第一、第二混合ガスを、最終混合後のガスに対して、水素ガスの割合が３〜２５体積％になるような比率で混合する水素混合都市ガスの製造方法である。
【００１０】
さらに、前記第一混合ガスを、最終混合後のガスに対して、天然ガスを９０〜３９体積％、ＬＰガスを３〜１１体積％、空気或いは不活性ガスを１〜１１体積％の比率で配合し、前記第二混合ガスを、最終混合後のガスに対して、ＬＰガスを３〜１４体積％、水素ガスを３〜２５体積％の比率で配合し、この第一、第二混合ガスを混ぜて、これらの合計が１００％となるように水素混合都市ガスを形成するものである。
【００１１】
またこの発明は、都市ガスの燃焼規格に合致し天然ガスとＬＰガス、及び適宜の空気或いは不活性ガスを混合した第一混合ガスと、都市ガスの燃焼規格に合致し水素ガスとＬＰガスを混合した第二混合ガスとを設け、次に前記第一、第二混合ガスを、最終混合後のガスに対して、水素ガスの割合が３〜１４体積％になるような比率で混合する水素混合都市ガスの製造方法である。
【００１２】
さらに、前記第一混合ガスを、最終混合後のガスに対して、天然ガスを９３〜７５体積％、ＬＰガスを２〜８体積％、空気或いは不活性ガスを０〜９体積％の比率で配合し、前記第二混合ガスを最終混合後のガスに対して、ＬＰガスを２〜１０体積％、水素ガスを３〜１４体積％の比率で配合し、この第一、第二混合ガスを混ぜて、これらの合計が１００％となるように水素混合都市ガスを形成するものである。
【００１３】
前記水素混合都市ガスの燃焼規格は１３Ａガスであり、水素ガスを取り出す前の発熱量が約４５〜４６ＭＪ／ｍ３となるものである。
【００１４】
またこの発明は、天然ガス、ＬＰガス、及び水素ガスを混合し、パイプラインで供給される都市ガスの燃焼規格に合致した水素混合都市ガスを供給し、この水素混合都市ガスから水素ガスを取り出した後、前記混合都市ガスに空気或いは不活性ガスを混合して、前記水素除去後の混合ガスを都市ガスの燃焼規格内に入るようにし、この混合ガスを前記都市ガス供給パイプラインに戻すことを可能とする都市ガス供給方法である。
【００１５】
前記水素混合都市ガスは、天然ガスを９３〜７５体積％、ＬＰガスを４〜１２体積％、空気或いは不活性ガスを０〜９体積％、及び水素ガスを３〜１４体積％含有し、これらの合計が１００％となるように配合された水素混合都市ガスであり、水素ガスを取り出した後の前記混合都市ガスに空気或いは不活性ガスを混合し、２〜１１体積％の空気或いは不活性ガスを含有した混合都市ガスとするものである。
【００１６】
前記混合都市ガスに混ぜるものは、空気以外に窒素等の不活性ガスでも良く、容易に入手可能なもので、都市ガスの燃焼性に与える影響の少ないものであれば良い。
【発明の効果】
【００１７】
この発明の水素混合都市ガスとその製造方法によれば、水素ガスの需用家において都市ガスの改質器等の大がかりな設備を要することなく、水素ガスを分離し利用することができ、水素ガスを取り出した後の都市ガスを都市ガス用機器により通常の使用状態で使用可能なものである。これにより、効率的に水素ガスを輸送することができ、水素ガス抽出後の都市ガスの無駄や質の変化もなく利用可能である。
【００１８】
また、この発明の都市ガス供給方法によれば、水素ガスを取り出した後のガスの燃焼性を都市ガスの規格に一致させることができ、熱量も正確に等しくすることができるので、水素ガスを取り出した後のガスを再び都市ガスパイプラインに戻すことが可能である。これにより、水素ガスを大量に搬送し、水素ガスを取り出した後のガスを大量に都市ガスパイプラインに戻しても、燃焼性の影響が全くないガスを下流側で使用することができ、水素ガスのパイプライン輸送の実用性を高めるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。まず、都市ガスの燃焼性を示すウオッベ指数（ＷＩ）と燃焼速度指数（ＭＣＰ）について説明する。都市ガスは、ウオッベ指数（ＷＩ）と燃焼速度指数（ＭＣＰ）が、それぞれ所定の範囲内の値になるように規格上定められている。現在、ガス事業法に基づいて、全国の都市ガスはウオッベ指数及び燃焼速度指数がそれぞれ所定の範囲内の１４種類のガスグループに分類され、都市ガス事業者は特定したガス種の都市ガスを供給域内の需要家に対して供給することが義務付けられている。ここで、ウオッベ指数（ＷＩ）は、ガスの発熱量Ｈ（ＭＪ／ｍ３）をガスの空気に対する比重ｓの平方根で割った数値であり、次式（１）で表される。ウオッベ指数は、ガス機器のインプットとノズルによる一次空気吸引量の関係を表し、ガス機器が完全燃焼可能か否かに関する指標となる。
ＷＩ＝Ｈ／ｓ１／２・・・（１）
【００２０】
また、燃焼速度指数（ＭＣＰ）は次式（２）で表される。
ＭＣＰ＝Σ（Ｓｉ・ｆｉ・Ａｉ）・（１−Ｋ）／Σ（ｆｉ・Ａｉ）・・・（２）
【００２１】
Ｓｉ、ｆｉはそれぞれ都市ガス中の各可燃性ガスの燃焼速度及び係数、Ａｉは都市ガス中の各可燃性ガスの含有率（体積百分率）、Ｋは減衰係数であって、次式（３）により算出した値である。
Ｋ＝ΣＡｉ／Σ（αｉ・Ａｉ）・［｛（２．５ＣＯ２＋Ｎ２−３．７７Ｏ２）／（１００−４．７７Ｏ２）｝＋｛（Ｎ２−３．７７Ｏ２）／（１００−４．７７Ｏ２）｝２］・・・（３）
【００２２】
式中、αｉは、各可燃性ガスの補正係数、ＣＯ２、Ｎ２、Ｏ２は、それぞれガス中の二酸化炭素、窒素、酸素の含有量（体積百分率）である。なお、Ｓｉ、ｆｉ、αｉの具体的数値についてはガス事業法に示されているものであるので省略する。
【００２３】
ＷＩとＭＣＰによりガス機器の燃焼特性を表現することが可能となる。図１に示す１３Ａガスは、この法定の規格内のガスを示す。１３Ａガスは、炭化水素系ガス、特にＬＮＧ（液化天然ガス）を原料とするメタンを主成分とする都市ガスである。なお、法律は、ＷＩ、ＭＣＰが一定の範囲内にある限り、都市ガスの組成については規制していない。従って、都市ガスに水素ガスを添加して供給する場合においても、都市ガス中の水素濃度を各ガス種について定められたＷＩ及びＭＣＰの範囲内に制御すれば、供給上も燃焼上も特に支障はない。従って、水素混合都市ガスを生成して供給し、水素ガスを分離して燃料電池等に使用し、分離後ガスのＷＩ及びＭＣＰが上記範囲内のものであれば、都市ガス用機器で水素分離後のガスを利用することができ、再度、ガスパイプラインに戻入することも可能である。この実施形態では、都市ガスの燃焼規格は、１３Ａガスであり、発熱量が約４５〜４６ＭＪ／ｍ３となるものである。
【００２４】
この実施形態の水素混合都市ガスの製造において、まず水素を作る場合、図１に示すように、例えば天然ガス（ＬＮＧ）を水蒸気改質して高温変性させ、さらに低温で変性させ、炭素及び一酸化炭素を酸化させる。これにより、水素と二酸化炭素が生成され、二酸化炭素を除去して、水素の分離が完了する。得られた水素は、一旦図示しないタンク等に貯蔵されて、所定の割合で通常の都市ガスと混ぜて利用する。
【００２５】
この実施形態の水素混合都市ガスは、都市ガスの燃焼規格に合致した混合ガスであって、天然ガスとプロパンガス及び空気を混合したものである。混合割合は、天然ガスを８６〜３９体積％含有しており、プロパンガスを８〜２５体積％、空気を３〜１１体積％、及び水素ガスを３〜２５体積％含有したものである。これらの各成分は、合計が１００％となるように配合され、水素混合都市ガスとして供給される。
【００２６】
この水素混合都市ガスの製造は、まず、都市ガスの燃焼規格１３Ａに合致し、天然ガスとプロパンガス、及び空気を混合した第一混合ガスαと、都市ガスの燃焼規格１３Ａに合致し、水素ガスとプロパンガスを混合した第二混合ガスβとを形成する。次に第一混合ガスαと第二混合ガスβを、水素ガスの割合が３〜２５体積％になるような比率で混合する。
【００２７】
混合割合は、第一混合ガスαを、最終混合後のガスに対して、天然ガスを８６〜３９体積％、プロパンガスを５〜１１体積％、空気を３〜１１体積％の比率で配合し、第二混合ガスβを、最終混合後のガスに対して、プロパンガスを３〜１４体積％、水素ガスを３〜２５体積％の比率で配合し、この第一、第二混合ガスαβを混ぜて、これらの合計が１００％となるように水素混合都市ガスを形成するものである。
【００２８】
この水素混合都市ガスは、図１に示すように、都市ガス供給地からガスパイプラインにより需要家側に供給されるものであり、需要家側では、ガスメータを経て公知の水素分離膜等の水素取り出し手段により水素混合都市ガスから水素を取り出す。取り出した水素ガスは、水素自動車用の水素ステーションや、燃料電池セルに供給される。
【００２９】
水素ガスを取り出した後の混合都市ガスは、この状態でも１３Ａガスとしての規格内のものであり、多少熱量が高くなっているが、１３Ａガス機器で使用することができ、需要家側で消費される。
【００３０】
次に、この発明の水素混合都市ガスの他の実施形態について説明する。この実施形態では、図２に示すように、天然ガス、プロパンガス、水素ガス、及び必要に応じて空気を混合し、都市ガスパイプラインで供給するものである。供給する水素混合都市ガスは、都市ガス燃焼規格に合致した１３Ａガスであり、天然ガスを９３〜７５体積％、プロパンガスを４〜１２体積％、空気を０〜９体積％、及び水素ガスを３〜１４体積％含有し、これらの合計が１００％となるように配合されたものである。
【００３１】
この水素混合都市ガスの製造は、まず、都市ガスの燃焼規格１３Ａに合致し、天然ガスとプロパンガス、及び適宜の空気を混合した第一混合ガスαと、都市ガスの燃焼規格に合致し水素ガスとプロパンガスを混合した第二混合ガスβとを設け、次に第一、第二混合ガスαβを、最終混合後のガスに対して、水素ガスの割合が３〜１４体積％になるような比率で混合する水素混合都市ガスの製造方法である。
【００３２】
混合割合は、第一混合ガスαを、最終混合後のガスに対して、天然ガスを９３〜７５体積％、プロパンガスを２〜８体積％、空気を０〜９体積％の比率で配合し、第二混合ガスβを最終混合後のガスに対して、プロパンガスを２〜１０体積％、水素ガスを３〜１４体積％の比率で配合し、この第一、第二混合ガスαβを混ぜて、これらの合計が１００％となるように水素混合都市ガスを形成するものである。
【００３３】
そして、この水素混合都市ガスはガスメータを介して上述と同様の方法により水素ガスを分離して取り出し、水素ステーションや燃料電池供給する。また、燃料電池に供給して水素を使用しても良い。水素を取り出した残りの混合都市ガスは、さらに空気を混合し、最終混合後の都市ガス体積に対して、空気を２〜１１体積％混合し、その混合都市ガスが都市ガスの燃焼規格内に入るとともに、発熱量が４５〜４６ＭＪ／ｍ３となるように熱量調整を行い、この混合都市ガスを都市ガス供給パイプラインに戻すことができる。また、水素ガスを取り出した後の混合都市ガスは、１３Ａガス機器で使用することができ、需要家側で消費することもできる。
【００３４】
この場合も、水素ガスを容易に効率的に需要家の下へ送ることができ、需要家側での処理も簡単なものであり、混合都市ガスを都市ガス供給パイプラインに戻すことができ、需要家側では、水素と必要な量のガスを使うことができ、効率的である。
【００３５】
前記混合都市ガスに混ぜるものは、空気以外に窒素等の不活性ガスでも良く、都市ガスの燃焼性に与える影響の少ないもので、コストが安価であり入手が容易なものであればなお良い。
【実施例１】
【００３６】
この発明の水素混合都市ガスの実施例について、以下に説明する。図３は、水素ガスの混合割合が少ない場合の例を示す。図中Ｌは天然ガス、Ｈは水素ガス、Ｐはプロパンガス、Ａは空気を指し、以下の図面について同様である。図３のａ点は、水素ガスを含まず、混合割合が天然ガス９０．０体積％、プロパンガス６．４体積％、空気３．６体積％の１３Ａガスで、発熱量が４６ＭＪ／ｍ３である。
【００３７】
発熱量を同じくして、水素を混合した図３のｂ点では、天然ガス８５．０体積％、水素３．５体積％、プロパンガス８．１体積％、空気３．４体積％の１３Ａガスで、発熱量が４６ＭＪ／ｍ３となる。この混合ガスを作る場合、表１に示すように、最終混合後の体積を１００として、天然ガス８５．０体積％、プロパンガス６．０体積％、及び空気３．４体積％を混合し、発熱量が４６ＭＪ／ｍ３となる第一混合ガスαを作る。さらに、都市ガスの燃焼規格に合致し発熱量が４６ＭＪ／ｍ３となるように、水素ガス３．５体積％と、プロパンガス２．１体積％を混合した第二混合ガスβを作り、第一混合ガスαを９４．４体積％、第二混合ガスβを５．６体積％混合して水素混合都市ガスを形成する。
【００３８】
【表１】
2006169357.tif 000003
【００３９】
この水素混合都市ガスは、水素ガスを取り出すと、図３のｃ点に位置する燃焼性を示す。ｃ点は、１３Ａガスの範囲内に位置し、１３Ａガス機器で使用可能である。
【００４０】
次に、発熱量を同じくして、水素をさらに混合した図３のｄ点では、天然ガス７５．０体積％、水素１０．５体積％、プロパンガス１１．５体積％、空気３．０体積％の１３Ａガスで、発熱量が４６ＭＪ／ｍ３となる。この混合ガスを作る場合、表２に示すように、最終混合後の体積を１００として、天然ガス７５．０体積％、プロパンガス５．３体積％、及び空気３．０体積％を混合し、発熱量が４６ＭＪ／ｍ３となる第一混合ガスαを作る。さらに、都市ガスの燃焼規格に合致し発熱量が４６ＭＪ／ｍ３となるように、水素ガス１０．４体積％と、プロパンガス６．２体積％を混合した第二混合ガスβを作り、第一混合ガスαを８３．３体積％、第二混合ガスβを１６．７体積％混合してこの水素混合都市ガスを形成する。
【００４１】
【表２】
2006169357.tif 000004
【００４２】
この水素混合都市ガスは、水素ガスを取り出すと、図３のｅ点に位置する燃焼性を示す。ｅ点は、１３Ａガスの範囲内に位置し、１３Ａガス機器で使用可能である。
【００４３】
さらに、発熱量を同じくして、水素をさらに混合した図３のｆ点では、天然ガス７０．０体積％、水素１３．９体積％、プロパンガス１３．３体積％、空気２．８体積％の１３Ａガスで、発熱量が４６ＭＪ／ｍ３である。この混合ガスを作る場合、表３に示すように、最終混合後の体積を１００として、天然ガス７０．０体積％、プロパンガス５．０体積％、及び空気２．８体積％を混合し、発熱量が４６ＭＪ／ｍ３となる第一混合ガスαを作る。さらに、都市ガスの燃焼規格に合致し発熱量が４６ＭＪ／ｍ３となるように、水素ガス１３．９体積％と、プロパンガス８．３体積％を混合した第二混合ガスβを作る。そして、第一混合ガスα７７．８体積％、第二混合ガスβを２２．２体積％を混合して水素混合都市ガスを形成する。
【００４４】
【表３】
2006169357.tif 000005
【００４５】
この水素混合都市ガスは、水素ガスを取り出すと、図３のｇ点に位置する燃焼性を示す。ｇ点は、ウオッベ指数ＷＩが１３Ａガスの範囲外となり、１３Ａガス機器では使用できないものとなる。
【００４６】
図４は、水素ガスの混合割合を多くした場合の例を示す。図４のｈ点は、水素ガスを含まず、混合割合が天然ガス６５．０体積％、プロパンガス１７．２体積％、空気１７．８体積％の１３Ａガスで、発熱量が４６ＭＪ／ｍ３である。
【００４７】
発熱量を同じくして、水素を混合した図３のｉ点では、天然ガス４０．０体積％、水素２４．１体積％、プロパンガス２４．９体積％、空気１１．０体積％の１３Ａガスで、発熱量が４６ＭＪ／ｍ３である。この混合ガスを作る場合、表４に示すように、天然ガス４０．０体積％、プロパンガス１０．５体積％、及び空気１１．０体積％を混合し、発熱量が４６ＭＪ／ｍ３となる第一混合ガスαを作る。さらに、都市ガスの燃焼規格に合致し発熱量が４６ＭＪ／ｍ３となるように、水素ガス２４．１体積％と、プロパンガス１４．４体積％を混合した第二混合ガスβを作る。そして第一混合ガスα６１．５体積％と、第二混合ガスβ３８．５体積％を混合して水素混合都市ガス形成する。
【００４８】
【表４】
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【００４９】
この水素混合都市ガスは、水素ガスを取り出すと、図４のｊ点に位置する燃焼性を示す。ｊ点は、１３Ａガスの範囲内に位置し、１３Ａガス機器で使用可能である。
【００５０】
一方、発熱量を同じくして、水素をさらに混合した図４のｋ点では、天然ガス３５．０体積％、水素２８．９体積％、プロパンガス２６．５体積％、空気９．６体積％の１３Ａガスで、発熱量が４６ＭＪ／ｍ３となる。この混合ガスを作る場合、表５に示すように、天然ガス３５．０体積％、プロパンガス９．２体積％、及び空気９．６体積％を混合し、発熱量が４６ＭＪ／ｍ３となる第一混合ガスαを作る。さらに、都市ガスの燃焼規格に合致し発熱量が４６ＭＪ／ｍ３となるように、水素ガス２８．９体積％と、プロパンガス１７．３体積％を混合した第二混合ガスβを作る。そして、第一混合ガスα５３．８体積％と第二混合ガスβを４６．２体積％混合して水素混合都市ガス形成する。
【００５１】
【表５】
2006169357.tif 000007
【００５２】
この水素混合都市ガスは、水素ガスを取り出すと、図４のｌ点に位置する燃焼性を示す。ｌ点は、ウオッベ指数ＷＩが１３Ａガスの範囲外となり、１３Ａガス機器では使用できない。
【００５３】
これらの結果より、この水素混合都市ガスの水素を取り出した後の混合都市ガスが１３Ａガスの範囲内に入る条件は、図５の太線で囲む台形の範囲内の燃焼速度指数（ＭＣＰ）及びウオッベ指数（ＷＩ）であって、天然ガスを８６〜３９体積％、プロパンガス等のＬＰガスを８〜２５体積％、空気を３〜１１体積％、及び水素ガスを３〜２５体積％含有し、これらの合計が１００％となるように配合された水素混合都市ガスであると言える。
【実施例２】
【００５４】
この発明の水素混合都市ガスの他の実施例について、以下に説明する。図６において、天然ガス、プロパンガス、及び水素ガスを混合した水素混合都市ガスの成分割合と、水素取り出し後の燃焼性について、各組成のガス毎に示す。供給する水素混合都市ガスは、燃焼規格に合致した発熱量が４６ＭＪ／ｍ３のガスである。この水素混合都市ガスから水素ガスを取り出した後、水素除去後の混合ガスの燃焼性と、その都市ガスに空気を混合したものの燃焼性について、矢印で示す。
【００５５】
図６の点ｍの水素混合都市ガスは、最終混合後の体積を１００として、天然ガス９０．０体積％、水素４．２体積％、プロパンガス５．８体積％の水素混合都市ガスである。この混合ガスを作る場合、表６に示すように、天然ガス９０．０体積％、プロパンガス３．４体積％、及び空気０．０体積％を混合し、発熱量が４６ＭＪ／ｍ３となる第一混合ガスαを作る。さらに、都市ガスの燃焼規格に合致し発熱量が４６ＭＪ／ｍ３となるように、水素ガス４．２体積％と、プロパンガス２．４体積％を混合した第二混合ガスβを作る。そして第一混合ガスαを９３．４体積％と、第二混合ガスβを６．６体積％を混合して水素混合都市ガス形成する。
【００５６】
【表６】
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【００５７】
この点ｍの水素混合都市ガスは、水素を取り出しても１３Ａガスの範囲内であるが、空気を３．０体積％混合した混合都市ガスとすることにより、発熱量が４６ＭＪ／ｍ３で燃焼速度指数ＭＣＰを一定にして、ウオッベ指数ＷＩを下げることができる。これにより、この混合都市ガスを都市ガス供給パイプラインに戻すことができ、１３Ａガス機器でも使用することができる。
【００５８】
また、  図６の点ｎの水素混合都市ガスは、最終混合後の体積を１００として、天然ガス８０．０体積％、水素１０．６体積％、プロパンガス９．４体積％の水素混合都市ガスである。この混合ガスを作る場合、表７に示すように、天然ガス８０．０体積％、プロパンガス３．０体積％、及び空気０．０体積％を混合し、発熱量が４６ＭＪ／ｍ３となる第一混合ガスαを作る。さらに、都市ガスの燃焼規格に合致し発熱量が４６ＭＪ／ｍ３となるように、水素ガス１０．６体積％と、プロパンガス６．４体積％を混合した第二混合ガスβを作る。そして第一混合ガスαを８３．０体積％と、第二混合ガスβを１７．０体積％を混合して水素混合都市ガス形成する。
【００５９】
【表７】
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【００６０】
図６の点ｎの水素混合都市ガスの場合、水素を取り出すと、ウオッベ指数ＷＩが１３Ａガスの範囲外に出てしまうが、空気を７．９体積％混合した混合都市ガスとすることにより、発熱量が４６ＭＪ／ｍ３で燃焼速度指数ＭＣＰを一定にして、ウオッベ指数ＷＩを下げ、１３Ａガスの範囲に位置させることができる。これにより、この混合都市ガスを都市ガス供給パイプラインに戻すことができ、１３Ａガス機器でも使用することができる。
【００６１】
さらに、図６の点ｏの水素混合都市ガスは、最終混合後の体積を１００として、天然ガス７０．０体積％、水素１７．１体積％、プロパンガス１２．９体積％の水素混合都市ガスである。この混合ガスを作る場合、表８に示すように、天然ガス７０．０体積％、プロパンガス２．６体積％、及び空気０．０体積％を混合し、発熱量が４６ＭＪ／ｍ３となる第一混合ガスαを作る。さらに、都市ガスの燃焼規格に合致し発熱量が４６ＭＪ／ｍ３となるように、水素ガス１７．１体積％と、プロパンガス１０．３体積％を混合した第二混合ガスβを作る。そして第一混合ガスαを７２．６体積％と、第二混合ガスβを２７．４体積％を混合して水素混合都市ガスを形成する。
【００６２】
【表８】
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【００６３】
図６の点ｏの水素混合都市ガスの場合も、水素を取り出すと、ウオッベ指数ＷＩが１３Ａガスの範囲外に出てしまう。この場合、空気を１３．０体積％混合した混合都市ガスとすることにより、燃焼速度指数ＭＣＰを一定にして、ウオッベ指数ＷＩを下げることができるが、１３Ａガスの範囲外となり、１３Ａガス機器では使用できず、この混合都市ガスを都市ガス供給パイプラインに戻すことはできない。
【００６４】
図７に示す例は、点ｐの水素混合都市ガスの場合、最終混合後の体積を１００として、天然ガス８０．０体積％、水素３．７体積％、プロパンガス１０．２体積％、空気６．１体積％の水素混合都市ガスである。この混合ガスを作る場合、表９に示すように、天然ガス８０．０体積％、プロパンガス８．０体積％、及び空気６．１体積％を混合し、発熱量が４６ＭＪ／ｍ３となる第一混合ガスαを作る。さらに、都市ガスの燃焼規格に合致し発熱量が４６ＭＪ／ｍ３となるように、水素ガス３．７体積％と、プロパンガス２．２体積％を混合した第二混合ガスβを作る。そして第一混合ガスαを９４．１体積％と、第二混合ガスβを５．９体積％を混合して水素混合都市ガスを形成する。
【００６５】
【表９】
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【００６６】
図７の点ｐの水素混合都市ガスの場合、水素を取り出しても１３Ａガスの範囲内であるが、空気を２．７体積％混合することにより、発熱量が４６ＭＪ／ｍ３で燃焼速度指数ＭＣＰを一定にして、ウオッベ指数ＷＩを下げることができる。この混合都市ガスは、都市ガス供給パイプラインに戻すことができ、１３Ａガス機器でも使用することができる。
【００６７】
また、図７の点ｑに示す水素混合都市ガスは、天然ガス７５．０体積％、水素７．４体積％、プロパンガス１１．９体積％、空気５．７体積％の水素混合都市ガスである。この混合ガスを作る場合、表１０に示すように、天然ガス７５．０体積％、プロパンガス５．３体積％、及び空気５．７体積％を混合し、発熱量が４６ＭＪ／ｍ３となる第一混合ガスαを作る。さらに、都市ガスの燃焼規格に合致し発熱量が４６ＭＪ／ｍ３となるように、水素ガス７．４体積％と、プロパンガス４．４体積％を混合した第二混合ガスβを作る。そして第一混合ガスαを８８．２体積％と、第二混合ガスβを１１．８体積％を混合して水素混合都市ガスを形成する。
【００６８】
【表１０】
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【００６９】
図７の点ｑのガスの場合、水素を取り出しても１３Ａガスの範囲内であるが、空気を５．４％混合することにより、燃焼速度指数ＭＣＰを一定にして、ウオッベ指数ＷＩを下げると、１３Ａガスの範囲外となる。従って、この場合は空気を混合せずに水素ガスを取り出した後のガズをそのまま都市ガス供給パイプラインに戻すことができ、１３Ａガス機器でも使用することができる。
【００７０】
これらの結果より、この水素混合都市ガスの水素を取り出した後、空気を混合した混合都市ガスが１３Ａガスの範囲内に入る条件は、図８の太線で囲む三角形の範囲内の燃焼速度指数（ＭＣＰ）及びウオッベ指数（ＷＩ）であって、天然ガスを９３〜７５体積％、ＬＰガスを４〜１２体積％、空気を０〜９体積％、及び水素ガスを３〜１４体積％含有し、これらの合計が１００％となるように配合された水素混合都市ガスであると言える。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】この発明の一実施形態の水素混合都市ガスの供給を示すフローチャートである。
【図２】この発明の他の実施形態の水素混合都市ガスの供給を示すフローチャートである。
【図３】この発明の水素混合都市ガスの一実施例の燃焼性を示すグラフである。
【図４】この発明の水素混合都市ガスの一実施例の他の条件での燃焼性を示すグラフである。
【図５】この発明の水素混合都市ガスの燃焼性の条件と各種ガスの混合割合の範囲を示すグラフである。
【図６】この発明の水素混合都市ガスの他の実施例の燃焼性を示すグラフである。
【図７】この発明の水素混合都市ガスの他の実施例の他の条件での燃焼性を示すグラフである。
【図８】この発明の水素混合都市ガスの燃焼性の条件と各種ガスの混合割合の範囲を示すグラフである。
【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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