(57)【要約】【課題】ガスの成分濃度が変動する成分濃度変動ガスを含む燃料ガスを燃料とした場合であっても、燃焼装置における燃焼異常の発生を抑制可能な燃焼機関を提供する。【解決手段】燃焼機関は、ガスの成分濃度が変動する成分濃度変動ガスを含む燃料ガスを燃焼させる燃焼機関であって、燃料ガスを燃焼させる燃焼装置と、燃料ガスの燃焼装置への供給を制御可能に設けられる燃料ガス供給制御装置と、光学分析手法、質量分析手法、又は振動分析手法を用いて対象となるガスの成分濃度を検出するガス成分濃度検出装置であって、成分濃度変動ガスの成分濃度を検出するガス成分濃度検出装置と、ガス成分濃度検出装置の検出結果から、燃料ガスのメタン価又は熱量の少なくともいずれか一つを算出するとともに算出結果に応じた制御を、燃焼装置又は燃料ガス供給制御装置の少なくともいずれか一方に対して行う制御部と、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスの成分濃度が変動する成分濃度変動ガスを含む燃料ガスを燃焼させる燃焼機関であって、
前記燃料ガスを燃焼させる燃焼装置と、
前記燃料ガスの前記燃焼装置への供給を制御可能に設けられる燃料ガス供給制御装置と、
光学分析手法、質量分析手法、又は振動分析手法を用いて対象となるガスの成分濃度を検出するガス成分濃度検出装置であって、前記成分濃度変動ガスの成分濃度を検出するガス成分濃度検出装置と、
前記ガス成分濃度検出装置の検出結果から、前記燃料ガスのメタン価又は熱量の少なくともいずれか一つを算出するとともに算出結果に応じた制御を、前記燃焼装置又は前記燃料ガス供給制御装置の少なくともいずれか一方に対して行う制御部と、を備える、ことを特徴とする燃焼機関。
【請求項２】
前記燃料ガス供給制御装置は、
前記成分濃度変動ガスと前記成分濃度変動ガスに添加される添加ガスとを混合させる混合装置と、
前記成分濃度変動ガスの前記混合装置への供給量を調整可能に設けられる成分濃度変動ガス供給量調整装置と、
前記添加ガスの前記混合装置への供給量を調整可能に設けられる添加ガス供給量調整装置と、を含み、
前記制御部は、前記燃料ガスのメタン価又は熱量の少なくともいずれか一つの算出結果に応じた制御を、前記成分濃度変動ガス供給量調整装置又は前記添加ガス供給量調整装置の少なくともいずれか一方に対して行うことを特徴とする請求項１に記載の燃焼機関。
【請求項３】
前記添加ガスは、メタン価調整ガスを含み、
前記制御部は、
前記燃料ガスのメタン価を算出し、
前記メタン価の算出結果に応じて、前記成分濃度変動ガス又は前記添加ガスの少なくともいずれか一方の前記混合装置への供給量を調整することを特徴とする請求項２に記載の燃焼機関。
【請求項４】
前記燃焼機関は、前記燃焼装置において前記燃料ガスを燃焼させることにより電力を発生させる発電機関を含み、
前記燃焼機関は、補助発電機をさらに備え、
前記制御部は、
前記燃料ガスの熱量を算出し、
前記熱量の算出結果に応じて、前記燃焼装置及び前記補助発電機の制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の燃焼機関。
【請求項５】
前記添加ガスは、高熱量ガスを含み、
前記制御部は、
前記燃料ガスの熱量を算出し、
前記熱量の算出結果に応じて、前記成分濃度変動ガス又は前記添加ガスの少なくともいずれか一方の前記混合装置への供給量を調整することを特徴とする請求項２に記載の燃焼機関。
【請求項６】
前記燃焼装置は、燃焼室を有し、前記燃焼室への前記燃料ガスの供給速度、供給時期、供給量又は供給圧の少なくともいずれか一つを調整可能に構成され、
前記制御部は、前記燃料ガスのメタン価を算出し、
前記メタン価の算出結果に応じて、前記燃焼室への前記燃料ガスの供給速度、供給時期、供給量又は供給圧の少なくともいずれか一つを制御することを特徴とする請求項５に記載の燃焼機関。
【請求項７】
前記制御部は、
前記メタン価の算出結果に対応する制御マップであって、前記メタン価の算出値に対応する、前記燃焼装置における前記燃料ガスの供給速度、供給時期、供給量又は供給圧の少なくともいずれか一つの制御量が設定された制御マップを複数有し、
前記メタン価の算出結果に応じて前記制御マップに則る制御を行うことを特徴とする請求項６に記載の燃焼機関。
【請求項８】
前記燃焼装置は、燃焼室を有し、前記燃焼室への前記燃料ガスの供給速度、供給時期、供給量又は供給圧の少なくともいずれか一つを調整可能に構成され、
前記制御部は、前記メタン価又は前記熱量の少なくともいずれか一つの算出結果に応じて、前記燃焼装置における前記燃料ガスの供給速度、供給時期、供給量又は供給圧の少なくともいずれか一つを制御することを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の燃焼機関。
【請求項９】
前記制御部は、
前記メタン価又は前記熱量の少なくともいずれか一つの算出結果に対応する制御マップであって、前記メタン価又は前記熱量の少なくともいずれか一つの算出値に対応する、前記燃焼装置における前記燃料ガスの供給速度、供給時期、供給量又は供給圧の少なくともいずれか一つの制御量が設定された制御マップを複数有し、
前記メタン価又は前記熱量の少なくともいずれか一つの算出結果に応じて前記制御マップに則る制御を行うことを特徴とする請求項８に記載の燃焼機関。
【請求項１０】
前記ガス成分濃度検出装置は、前記混合装置の上流側に設けられることを特徴とする請求項２〜９のいずれか１項に記載の燃焼機関。
【請求項１１】
前記ガス成分濃度検出装置は、前記混合装置の下流側に設けられることを特徴とする請求項２〜９のいずれか１項に記載の燃焼機関。
【請求項１２】
前記燃焼装置は、燃焼室を有し、前記燃焼室への前記燃料ガスの供給速度、供給時期、供給量又は供給圧の少なくともいずれか一つを調整可能に構成され、
前記制御部は、前記メタン価又は前記熱量の少なくともいずれか一つの算出結果に応じて、前記燃焼装置における前記燃料ガスの供給速度、供給時期、供給量又は供給圧の少なくともいずれか一つを制御することを特徴とする請求項１に記載の燃焼機関。
【請求項１３】
前記制御部は、
前記メタン価又は前記熱量の少なくともいずれか一つの算出結果に対応する制御マップであって、前記メタン価又は前記熱量の少なくともいずれか一つの算出値に対応する、前記燃焼装置における前記燃料ガスの供給速度、供給時期、供給量又は供給圧の少なくともいずれか一つの制御量が設定された制御マップを複数有し、
前記メタン価又は前記熱量の少なくともいずれか一つの算出結果に応じて前記制御マップに則る制御を行うことを特徴とする請求項１２に記載の燃焼機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、例えばプロセス副生ガスやバイオガスなどのガスの成分濃度が変動する成分濃度変動ガスを含む燃料ガスを燃料として燃焼させる燃焼機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギ資源の有効活用を図るために、プロセス副生ガスやバイオガスなどを含む燃料ガスを燃料として利用することが行われている（例えば、特許文献１）。ここで、プロセス副生ガスやバイオガスは、発生源の状態の変動に応じて、ガスの成分濃度が時間や季節単位で変動するものである。このため、プロセス副生ガスやバイオガスなどを含む燃料ガスは、上述した成分濃度の変動に伴いメタン価や熱量が変動する。そして、プロセス副生ガスやバイオガスなどを含む燃料ガスを燃料として燃焼させる際において、熱量が不足する場合には、燃焼異常の発生原因となるとともに、燃焼機関の出力が不足するという問題がある。また、メタン価は、ガソリンのオクタン価に相当するものであり、ノッキングの発生のしにくさ（アンチノック性能）を示す指標である。メタン価が低い燃料ガスは、ノッキングを引き起こしやすいので、燃焼異常の発生原因となる。そして、メタン価が高い燃料ガスもまた燃焼異常の発生原因となる。このため、メタン価が高すぎる場合又は低すぎる場合には燃焼異常の発生原因となるという問題がある。
【０００３】
特許文献１には、バイオガスの供給量や成分に応じて、バイオガスに対し補助燃料ガスと空気を混合してそれらの混合量を調整することにより、バイオガスを含みかつ熱量が一定の混合ガスを調整してその混合ガスを燃料ガスとしての利用を図るバイオガスの利用方法及び利用設備が開示されている。より詳細には、ＣＯ２濃度計によりバイオガスに含まれるＣＯ２の濃度を検出して、ＣＯ２以外の成分を可燃成分として概略的にバイオガスの熱量を把握して、それに基づき、補助燃料ガスであるＬＰＧと空気の混合量を微調整して熱量が一定の混合ガスを製造することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２２６８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のような、ＣＯ２濃度計によりバイオガスに含まれるＣＯ２の濃度を検出する方法では、一般的にＣＯ２濃度計の応答性が低いので応答遅れが生じ、燃焼において必要とする熱量と実際に供給される熱量との間に差異が生じる。また、特許文献１においては、ＣＯ２以外のガス成分の熱量は常時一定と仮定しているため、ＣＯ２以外の不活成分の比率のばらつきにより、ＣＯ２濃度計における検出結果に基づく推算熱量と実際に供給される熱量との間に差異が生じる。さらに、特許文献１においては、混合ガスの供給先である発電装置が、上述した差異を低減させる構成にはなっていない。したがって、特許文献１のような、ＣＯ２濃度計によりバイオガスに含まれるＣＯ２の濃度を検出する方法では、上述した差異により燃焼において必要な熱量を供給することができないので、燃焼異常が発生するおそれがある。
【０００６】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、ガスの成分濃度が変動する成分濃度変動ガスを含む燃料ガスを燃料とした場合であっても、燃焼装置における燃焼異常の発生を抑制することができる燃焼機関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】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る燃焼機関は、
ガスの成分濃度が変動する成分濃度変動ガスを含む燃料ガスを燃焼させる燃焼機関であって、
前記燃料ガスを燃焼させる燃焼装置と、
前記燃料ガスの前記燃焼装置への供給を制御可能に設けられる燃料ガス供給制御装置と、
光学分析手法、質量分析手法、又は振動分析手法を用いて対象となるガスの成分濃度を検出するガス成分濃度検出装置であって、前記成分濃度変動ガスの成分濃度を検出するガス成分濃度検出装置と、
前記ガス成分濃度検出装置の検出結果から、前記燃料ガスのメタン価又は熱量の少なくともいずれか一つを算出するとともに算出結果に応じた制御を、前記燃焼装置又は前記燃料ガス供給制御装置の少なくともいずれか一方に対して行う制御部と、を備える。
【０００８】
上記（１）の構成によれば、光学分析手法、質量分析手法、又は振動分析手法を用いて対象となる成分濃度変動ガスの成分を検出するため、従来のＣＯ２濃度計により成分を検出するものと比べて、応答性が高く応答遅れを防止することができる。また、応答性が高いので、燃焼装置における燃焼において必要とするメタン価、熱量と実際に供給されるメタン価、熱量との間の差異を小さくできる。また、制御部は、成分濃度変動ガスの成分の検出結果から燃料ガスのメタン価、熱量を算出するとともに、当該算出結果に応じた制御を、燃焼装置、燃料ガス供給制御装置に対して行うため、ＣＯ２以外の不活成分の比率のばらつきに対応することができ、上述した算出結果に基づくメタン価、熱量と実際に供給されるメタン価、熱量との間の差異を小さくできる。
【０００９】
したがって、ガス成分濃度検出装置の応答性が高いとともに、
燃焼装置における燃焼において必要とするメタン価、熱量と実際に供給されるメタン価、熱量との間の差異を小さくでき、かつ、上述した算出結果に基づくメタン価、熱量と実際に供給されるメタン価、熱量との間の差異を小さくできるので、ガスの成分濃度が変動する成分濃度変動ガスを含む燃料ガスを燃料とした場合であっても、燃焼装置における燃焼異常の発生を抑制することができる。
【００１０】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記燃料ガス供給制御装置は、
前記成分濃度変動ガスと前記成分濃度変動ガスに添加される添加ガスとを混合させる混合装置と、
前記成分濃度変動ガスの前記混合装置への供給量を調整可能に設けられる成分濃度変動ガス供給量調整装置と、
前記添加ガスの前記混合装置への供給量を調整可能に設けられる添加ガス供給量調整装置と、を含み、
前記制御部は、前記燃料ガスのメタン価又は熱量の少なくともいずれか一つの算出結果に応じた制御を、前記成分濃度変動ガス供給量調整装置又は前記添加ガス供給量調整装置の少なくともいずれか一方に対して行う。
【００１１】
上記（２）の構成によれば、燃料ガスのメタン価及び熱量の少なくともいずれか一つの算出結果に応じて、成分濃度変動ガス供給量又は添加ガス供給量の少なくともいずれか一方を調整することができる。そして、少なくともいずれか一方の供給量が調整された成分濃度変動ガスと添加ガスを混合させることにより、燃料ガスのメタン価又は熱量の少なくともいずれか一つを必要とする値に近づけることができる。このため、ガスの成分濃度が変動する成分濃度変動ガスを含む燃料ガスを燃料とした場合であっても、燃焼装置における燃焼異常の発生を抑制することができる。
【００１２】
（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、
前記添加ガスは、メタン価調整ガスを含み、
前記制御部は、
前記燃料ガスのメタン価を算出し、
前記メタン価の算出結果に応じて、前記成分濃度変動ガス又は前記添加ガスの少なくともいずれか一方の前記混合装置への供給量を調整する。
【００１３】
上記（３）の構成によれば、燃料ガスのメタン価の算出結果に応じて、成分濃度変動ガス又はメタン価調整ガス（添加ガス）の少なくともいずれか一方の供給量を調整することができる。そして、少なくともいずれか一方の供給量が調整された成分濃度変動ガスとメタン価調整ガスを混合させることにより、メタン価調整ガスが混合された燃料ガスのメタン価を必要とする値になるよう調整することができるので、メタン価が過大又は過小であることに起因する燃焼異常の発生を抑制することができる。
【００１４】
（４）幾つかの実施形態では、上記（３）の構成において、
前記燃焼機関は、前記燃焼装置において前記燃料ガスを燃焼させることにより電力を発生させる発電機関を含み、
前記燃焼機関は、補助発電機をさらに備え、
前記制御部は、
前記燃料ガスの熱量を算出し、
前記熱量の算出結果に応じて、前記燃焼装置及び前記補助発電機の制御を行う。
【００１５】
上記（４）の構成によれば、燃焼機関は、燃焼装置において燃料ガスを燃焼させることにより電力を発生させる発電機関を含むとともに、補助発電機を備えている。そして、制御部は、燃料ガスの熱量を算出し、その算出結果に応じて燃焼装置及び補助発電機の制御を行うので、算出された燃料ガスの熱量が要求される熱量に満たない場合には、補助発電機を起動させることができる。このため、発電機関は、燃焼装置及び補助発電機により電力を安定して供給することができる。
【００１６】
（５）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、
前記添加ガスは、高熱量ガスを含み、
前記制御部は、
前記燃料ガスの熱量を算出し、
前記熱量の算出結果に応じて、前記成分濃度変動ガス又は前記添加ガスの少なくともいずれか一方の前記混合装置への供給量を調整する。
【００１７】
上記（５）の構成によれば、燃料ガスの熱量の算出結果に応じて、成分濃度変動ガス又は高熱量ガス（添加ガス）の少なくともいずれか一方の供給量を調整することができる。そして、少なくともいずれか一方の供給量が調整された成分濃度変動ガスと高熱量ガスを混合させることにより、高熱量ガスが混合された燃料ガスの熱量を必要する値になるよう調整することができるので、燃焼機関の出力不足や熱量不足に起因する燃焼異常の発生を抑制することができる。
【００１８】
（６）幾つかの実施形態では、上記（５）の構成において、
前記燃焼装置は、燃焼室を有し、前記燃焼室への前記燃料ガスの供給速度、供給時期、供給量又は供給圧の少なくともいずれか一つを調整可能に構成され、
前記制御部は、前記燃料ガスのメタン価を算出し、
前記メタン価の算出結果に応じて、前記燃焼室への前記燃料ガスの供給速度、供給時期、供給量又は供給圧の少なくともいずれか一つを制御する。
【００１９】
上記（６）の構成によれば、燃焼装置は、燃焼室を有し、該燃焼室への燃料ガスの供給速度、供給時期、供給量又は供給圧の少なくともいずれか一つを調整可能に構成されている。そして、制御部は、燃料ガスのメタン価を算出して、該メタン価の算出結果に応じて、燃焼室への燃料ガスの供給速度、供給時期、供給量又は供給圧の少なくともいずれか一つを制御するため、メタン価が過大又は過小であることに起因する燃焼異常の発生を抑制することができる。
【００２０】
（７）幾つかの実施形態では、上記（６）の構成において、
前記制御部は、
前記メタン価の算出結果に対応する制御マップであって、前記メタン価の算出値に対応する、前記燃焼装置における前記燃料ガスの供給速度、供給時期、供給量又は供給圧の少なくともいずれか一つの制御量が設定された制御マップを複数有し、
前記メタン価の算出結果に応じて前記制御マップに則る制御を行う。
【００２１】
上記（７）の構成によれば、制御部によりメタン価の算出値に対応した制御マップが選択されて、この選択された制御マップに設定された制御を行うため、メタン価が過大又は過小であることに起因する燃焼異常の発生を効率よく抑制することができる。
【００２２】
（８）幾つかの実施形態では、上記（２）〜（５）の構成において、
前記燃焼装置は、燃焼室を有し、前記燃焼室への前記燃料ガスの供給速度、供給時期、供給量又は供給圧の少なくともいずれか一つを調整可能に構成され、
前記制御部は、前記メタン価又は前記熱量の少なくともいずれか一つの算出結果に応じて、前記燃焼装置における前記燃料ガスの供給速度、供給時期、供給量又は供給圧の少なくともいずれか一つを制御する。
【００２３】
上記（８）の構成によれば、燃焼装置は、燃焼室を有し、該燃焼室への燃料ガスの供給速度、供給時期、供給量又は供給圧の少なくともいずれか一つを調整可能に構成されている。そして、制御部は、燃料ガスのメタン価又は熱量の少なくともいずれか一つの算出結果に応じて、燃焼室への燃料ガスの供給速度、供給時期、供給量又は供給圧の少なくともいずれか一つを制御するため、メタン価が過大若しくは過小であること、又は熱量不足の少なくともいずれか一つに起因する燃焼異常の発生を抑制することができる。
【００２４】
（９）幾つかの実施形態では、上記（８）の構成において、
前記制御部は、
前記メタン価又は前記熱量の少なくともいずれか一つの算出結果に対応する制御マップであって、前記メタン価又は前記熱量の少なくともいずれか一つの算出値に対応する、前記燃焼装置における前記燃料ガスの供給速度、供給時期、供給量又は供給圧の少なくともいずれか一つの制御量が設定された制御マップを複数有し、
前記メタン価又は前記熱量の少なくともいずれか一つの算出結果に応じて前記制御マップに則る制御を行う。
【００２５】
上記（９）の構成によれば、制御部によりメタン価又は熱量の少なくともいずれか一つの算出値に対応した制御マップが選択されて、この選択された制御マップに設定された制御を行うため、メタン価が過大若しくは過小であること、又は熱量不足の少なくともいずれか一つに起因する燃焼異常の発生を効率よく抑制することができる。
【００２６】
（１０）幾つかの実施形態では、上記（２）〜（９）の構成において、
前記ガス成分濃度検出装置は、前記混合装置の上流側に設けられる。
上記（１０）の構成によれば、成分濃度変動ガスの成分濃度を混合装置の上流側において検出することができるので、混合装置において混合される成分濃度変動ガスの供給量又は添加ガスの供給量の少なくともいずれか一方を予め調整することができる。
【００２７】
（１１）幾つかの実施形態では、上記（２）〜（９）の構成において、
前記ガス成分濃度検出装置は、前記混合装置の下流側に設けられる。
上記（１１）の構成によれば、ガス成分濃度検出装置は、添加ガスの成分濃度及び添加ガスが混合された後の燃料ガスの成分濃度により、成分濃度変動ガスの成分濃度を検出できる。また、添加ガスが混合された後の燃料ガスの成分濃度を検出することができるので、燃焼装置における燃焼に的確に対応することができる。
【００２８】
（１２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記燃焼装置は、燃焼室を有し、前記燃焼室への前記燃料ガスの供給速度、供給時期、供給量又は供給圧の少なくともいずれか一つを調整可能に構成され、
前記制御部は、前記メタン価又は前記熱量の少なくともいずれか一つの算出結果に応じて、前記燃焼装置における前記燃料ガスの供給速度、供給時期、供給量又は供給圧の少なくともいずれか一つを制御する。
【００２９】
上記（１２）の構成によれば、燃焼装置は、燃焼室を有し、該燃焼室への燃料ガスの供給速度、供給時期、供給量又は供給圧の少なくともいずれか一つを調整可能に構成されている。そして、制御部は、燃料ガスのメタン価又は熱量の少なくともいずれか一つの算出結果に応じて、燃焼室への燃料ガスの供給速度、供給時期、供給量又は供給圧の少なくともいずれか一つを制御するため、メタン価が過大若しくは過小であること、又は熱量不足の少なくともいずれか一つに起因する燃焼異常の発生を抑制することができる。
【００３０】
（１３）幾つかの実施形態では、上記（１２）の構成において、
前記制御部は、
前記メタン価又は前記熱量の少なくともいずれか一つの算出結果に対応する制御マップであって、前記メタン価又は前記熱量の少なくともいずれか一つの算出値に対応する、前記燃焼装置における前記燃料ガスの供給速度、供給時期、供給量又は供給圧の少なくともいずれか一つの制御量が設定された制御マップを複数有し、
前記メタン価又は前記熱量の少なくともいずれか一つの算出結果に応じて前記制御マップに則る制御を行う。
【００３１】
上記（１３）の構成によれば、制御部によりメタン価又は熱量の少なくともいずれか一つの算出値に対応した制御マップが選択されて、この選択された制御マップに設定された制御を行うため、メタン価が過大若しくは過小であること、又は熱量不足の少なくともいずれか一つに起因する燃焼異常の発生を効率よく抑制することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、ガスの成分濃度が変動する成分濃度変動ガスを含む燃料ガスを燃料とした場合であっても、燃焼装置における燃焼異常の発生を抑制可能な燃焼機関が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態にかかる燃焼機関を説明するための説明図である。
【図２】図１に示す燃焼機関における制御部を説明するための説明図である。
【図３】図１に示す燃焼機関における、ガス成分濃度検出装置の検出結果に応じた制御部による制御の一例を示すフローチャートである。
【図４】成分濃度変動ガス及び添加ガスの成分の一例を示す図であって、ＲＨＣＲ及びメタン価を併せて示す図である。
【図５】本発明の他の一実施形態にかかる燃焼機関を説明するための説明図である。
【図６】図５に示す燃焼機関における、ガス成分濃度検出装置の検出結果に応じた制御部による制御の一例を示すフローチャートである。
【図７】成分濃度変動ガス及び添加ガスの成分の一例を示す図であって、熱量を併せて示す図である。
【図８】本発明の他の一実施形態にかかる燃焼機関を説明するための説明図であって、燃焼機関が添加ガスを混合させる混合装置を備えない場合を示す図である。
【図９】図８に示す燃焼機関における、ガス成分濃度検出装置の検出結果に応じた制御部による制御の一例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の他の一実施形態にかかる燃焼機関を説明するための説明図であって、燃焼機関に補助発電機を備える場合を示す図である。
【図１１】図１０に示す燃焼機関における、ガス成分濃度検出装置の検出結果に応じた制御部による制御の一例を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の他の一実施形態にかかる燃焼機関を説明するための説明図であって、燃焼機関に燃焼装置、成分濃度変動ガス供給量調整装置及び添加ガス供給量調整装置を制御する制御部を備える場合を示す図である。
【図１３】図１２に示す燃焼機関における、ガス成分濃度検出装置の検出結果に応じた制御部による制御の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００３５】
図１は、本発明の一実施形態にかかる燃焼機関を説明するための説明図である。図２は、図１に示す燃焼機関における制御部を説明するための説明図である。図３は、図１に示す燃焼機関における、ガス成分濃度検出装置の検出結果に応じた制御部による制御の一例を示すフローチャートである。図４は、成分濃度変動ガス及び添加ガスの成分濃度の一例を示す図であって、ＲＨＣＲ及びメタン価を併せて示す図である。図５は、本発明の他の一実施形態にかかる燃焼機関を説明するための説明図である。図６は、図５に示す燃焼機関における、ガス成分濃度検出装置の検出結果に応じた制御部による制御の一例を示すフローチャートである。図７は、成分濃度変動ガス及び添加ガスの成分濃度の一例を示す図であって、熱量を併せて示す図である。図８は、本発明の他の一実施形態にかかる燃焼機関を説明するための説明図であって、燃焼機関が添加ガスを混合させる混合装置を備えない場合を示す図である。図９は、図８に示す燃焼機関における、ガス成分濃度検出装置の検出結果に応じた制御部による制御の一例を示すフローチャートである。図１０は、本発明の他の一実施形態にかかる燃焼機関を説明するための説明図であって、燃焼機関に補助発電機を備える場合を示す図である。図１１は、図１０に示す燃焼機関における、ガス成分濃度検出装置の検出結果に応じた制御部による制御の一例を示すフローチャートである。図１２は、本発明の他の一実施形態にかかる燃焼機関を説明するための説明図であって、燃焼装置、成分濃度変動ガス供給量調整装置及び添加ガス供給量調整装置を制御する制御部を備える場合を示す図である。図１３は、図１２に示す燃焼機関における、ガス成分濃度検出装置の検出結果に応じた制御部による制御の一例を示すフローチャートである。
以下、燃焼機関１が備える上記の各々の構成について、それぞれ説明する。
【００３６】
図１〜図１３に示される実施形態では、燃焼機関１は、図１、５、８、１０、１２に示されるような、プロセス４と、成分濃度変動ガスタンク３と、成分濃度変動ガス供給量測定装置１３（燃料ガス供給制御装置１２）と、成分濃度変動ガス供給量調整装置１５と、燃焼装置１１と、制御部１９と、を備えている。管路８１は、その上流側の一端がプロセス４に連結されるとともに、その下流側の一端が燃焼装置１１に連結されている。そして、管路８１は、上流から順にプロセス４、成分濃度変動ガスタンク３、成分濃度変動ガス供給量測定装置１３、成分濃度変動ガス供給量調整装置１５及び燃焼装置１１を直列に連結している。また、ポンプＰ１は、管路８１の、成分濃度変動ガスタンク３の下流側かつ成分濃度変動ガス供給量測定装置１３の上流側に設けられている。
【００３７】
また、燃焼機関１は、図１、５、８、１０、１２に示されるような、バルブＶ１と、ガス成分濃度検出装置１４と、バルブＶ２と、をさらに備えている。管路８２は、その上流側の一端が、管路８１の、成分濃度変動ガス供給量測定装置１３の下流側であり、成分濃度変動ガス供給量調整装置１５の上流側に連結されている。また、管路８２は、その下流側の一端が成分濃度変動ガスタンク３に連結されている。そして、管路８２は、上流から順にバルブＶ１、ガス成分濃度検出装置１４、バルブＶ２及び成分濃度変動ガスタンク３を直列に連結している。
【００３８】
幾つかの実施形態においては、燃焼機関１は、図１、５、１０、１２に示されるような、混合装置１６（燃料ガス供給制御装置１２）をさらに備えている。混合装置１６は、管路８１の、成分濃度変動ガス供給量調整装置１５の下流側かつ燃焼装置１１の上流側に設けられている。管路８１は、混合装置１６により２つに区分されている。そして、管路８１は、上流側の一端がプロセス４に連結されるとともに、下流側の一端が混合装置１６に連結される管路８１ａと、上流側の一端が混合装置１６に連結されるとともに、下流側の一端が燃焼装置１１に連結される管路８１ｂと、を含んでいる。
【００３９】
また、幾つかの実施形態においては、燃焼機関１は、図１、５、１０、１２に示されるような、添加ガスタンク６と、添加ガス供給量測定装置１８と、添加ガス供給量調整装置１７（燃料ガス供給制御装置１２）と、をさらに備えている。管路８３は、上流側の一端が添加ガスタンク６に連結されるとともに、下流側の一端が混合装置１６に連結されている。そして、管路８３は、上流から順に添加ガスタンク６、添加ガス供給量測定装置１８、添加ガス供給量調整装置１７及び混合装置１６を直列に連結している。また、ポンプＰ２は、管路８３の、添加ガスタンク６の下流側かつ添加ガス供給量測定装置１８の上流側に設けられている。
【００４０】
プロセス４は、図１、５、８、１０、１２に示されるように、生産物４１を生産するための処理が行われるものであり、生産物４１の生産処理の際に副生物としてプロセス副生ガス（成分濃度変動ガス２）を発生させるものである。ここで、本発明における成分濃度変動ガス２は、発生源の状態の変動に応じて、ガスの成分濃度が時間や季節単位で変動するガスであり、プロセス副生ガスやバイオガスを含むものである。また、本発明におけるプロセス副生ガスは、例えば製鉄所などのプラントにおいて、原料や燃料として利用されるもののうち、製品として出荷されるものとは別に副次的に発生するガスであり、例えば、高炉の運転時に発生する高炉ガス（ＢＦＧ）、コークス炉の運転時に発生するコークス炉ガス（ＣＯＧ）、転炉の運転時に発生する転炉ガス（ＬＤＧ）などを含むものである。また、本発明におけるバイオガスは、例えば生ゴミなどの有機材料の発酵、嫌気性消化により発生するガスをいう。
【００４１】
成分濃度変動ガスタンク３は、図１、５、８、１０、１２に示されるように、プロセス４において発生して、管路８１を通り送られてきた成分濃度変動ガス２を蓄えるものである。また、成分濃度変動ガス供給量測定装置１３は、図１、５、８、１０、１２に示されるように、管路８１における成分濃度変動ガス２の供給量を測定可能に構成されており、その測定結果を電気的に接続されている制御部１９に対して送るようになっている。
【００４２】
ガス成分濃度検出装置１４は、図１、５、８、１０、１２に示されるように、例えば赤外吸収法やラマン分光法などの光学分析手法、又は、例えば質量分析法などの質量分析手法、を用いて対象となるガスの成分濃度を検出するものであり、図４、７に示されるような、成分濃度変動ガス２の成分濃度を成分ごとに検出するものである。また、ガス成分濃度検出装置１４は、振動分析手法や熱伝導度検出手法などを用いるものであってもよい。ここで、振動分析手法は、例えば振動式ガス密度計に用いられる検出手法であり、薄肉の円筒状などの振動子の共振周波数が周囲のガス密度により変化することを利用して、対象となるガスのガス密度や成分濃度を検出する方法である。また、熱伝導度検出手法は、例えば熱伝導度検出器に用いられる検出手法であり、対象となるガスとキャリアガスとの熱伝導度の違いから対象となるガスの成分濃度を検出する方法である。また、ガス成分濃度検出装置１４は、図１、５、８、１０、１２に示されるように、成分濃度変動ガス２の成分濃度の検出結果を電気的に接続されている制御部１９に対して送るようになっている。
【００４３】
次に、燃料ガス供給制御装置１２は、電気的に接続されている制御部１９からの制御に応じて、燃料ガス８の燃焼装置１１への供給を制御可能に設けられるものであり、図１、５、８、１０、１２に示されるような成分濃度変動ガス供給量調整装置１５と、図１、５、１０、１２に示されるような混合装置１６と、図１、５、１０、１２に示されるような添加ガス供給量調整装置１７と、を含むものである。
【００４４】
成分濃度変動ガス供給量調整装置１５は、図１、５、１０、１２に示されるような、電気的に接続されている制御部１９からの制御に応じて、成分濃度変動ガス２の混合装置１６への供給量を調整可能に設けられるものであり、開度により供給量を調整可能なバルブＶ３を含むものである。また、成分濃度変動ガス供給量調整装置１５は、図８に示されるような、混合装置１６を備えない構成においては、電気的に接続されている制御部１９からの制御に応じて、成分濃度変動ガス２の燃焼装置１１への供給量を調整可能に設けられるものである。
【００４５】
混合装置１６は、成分濃度変動ガス２と、成分濃度変動ガス２に添加される添加ガス５と、を混合させるものである。ここで、燃料ガス８は、燃焼装置１１において燃焼されるものであって、ガスの成分濃度が変動する成分濃度変動ガス２を含むものである。また、燃料ガス８は、成分濃度変動ガス２に添加ガス５が混合された混合ガスを含むものである。
【００４６】
添加ガス供給量調整装置１７は、図１、５、１０、１２に示されるような、電気的に接続されている制御部１９からの制御に応じて、添加ガス５の混合装置１６への供給量を調整可能に設けられるものであり、開度により供給量を調整可能なバルブＶ４を含むものである。
【００４７】
また、添加ガスタンク６は、図１、５、１０、１２に示されるように、添加ガス５を蓄えるものである。ここで、添加ガス５は、図１、１０に示されるようなメタン価調整ガス５ａと、図５、１２に示されるような高熱量ガス５ｂと、を含むものであり、ガスの成分濃度が時間や季節単位で変動しない、ガスの成分濃度が安定したガスが好ましい。また、添加ガス５は、ガスの成分濃度が時間や季節単位で変動する場合には、ガスの成分濃度を検出することが好ましい。また、メタン価調整ガス５ａは、成分濃度変動ガス２に添加されることにより成分濃度変動ガス２のメタン価Ｍｐを高低させることができるガスであればよく、例えばメタンガスやプロパンガスなどの高メタン価ガスや、例えばＣＯ２やＮ２などの不燃ガスを含むものである。また、高熱量ガス５ｂは、成分濃度変動ガス２に添加されることにより成分濃度変動ガス２の熱量Ｃｐを上昇させることができるガスであればよく、例えば液化天然ガス（ＬＮＧ）を含むものである。
【００４８】
また、添加ガス供給量測定装置１８は、図１、５、１０、１２に示されるように、管路８３における添加ガス５の供給量を測定可能に構成されており、その測定結果を電気的に接続されている制御部１９に対して送るようになっている。また、燃焼機関１は、図１、５、８、１０、１２に示されるような、燃焼装置１１において燃料ガス８を燃焼させることにより電力Ｅｐを発生させる発電機関１ａを含むものである。そして、燃焼装置１１は、図１、５、８、１０、１２に示されるような、燃料ガス８を燃焼させるための燃焼室１１ｂを有している。さらに、燃焼装置１１は、燃焼室１１ｂにおいて燃料ガス８を燃焼させることにより電力Ｅｐを発生させる発電装置１１ａを含むものである。
【００４９】
また、図１〜図１３に示される実施形態では、制御部１９は、図２に示されるような、入力部１９１と、記憶部１９２と、演算部１９３と、出力部１９４と、を備えている。入力部１９１は、成分濃度変動ガス供給量測定装置１３の測定結果、添加ガス供給量測定装置１８の測定結果及びガス成分濃度検出装置１４の検出結果をそれぞれの装置から受け取り、これらの測定結果や検出結果を記憶部１９２に送る。
【００５０】
記憶部１９２は、入力部１９１から送られた測定結果や検出結果と、要求メタン価Ｍｄ、要求熱量Ｃｄ及び燃料体積Ｖｍなどの設定値と、メタン価基準値Ｍｃ１、Ｍｃ２、Ｍｃ３などの基準値と、後述する演算部１９３の算出値と、図２に示されるような、制御プログラム１９ａと、を有している。また、幾つかの実施形態においては、記憶部１９２は、図２に示されるような、複数の制御マップ１９ｂ（第１制御マップ１９ｃ、第２制御マップ１９ｄ、第３制御マップ１９ｅ）をさらに有している。
【００５１】
出力部１９４は、演算部１９３による、制御部１９の外部の燃焼装置１１や燃料ガス供給制御装置１２などの各装置に対する指示を各装置に対して出力可能に構成されている。ここで、各装置に対する指示には、例えば、燃焼装置１１における燃焼室１１ｂへの供給速度、及び、成分濃度変動ガス供給量調整装置１５や添加ガス供給量調整装置１７による供給量の調整に関する指示などが含まれる。
【００５２】
演算部１９３は、記憶部１９２が有する制御プログラム１９ａに則り、図３、６、９、１１、１３に示すような制御を行うものである。また、演算部１９３は、記憶部１９２が有する成分濃度変動ガス供給量測定装置１３の測定結果、添加ガス供給量測定装置１８の測定結果及びガス成分濃度検出装置１４の検出結果から、成分濃度変動ガス２のメタン価Ｍｐ、メタン価Ｍｐに基づく成分濃度変動ガス２の供給量Ｖｐ１及び添加ガス５の供給量Ｖｈ１、成分濃度変動ガス２の熱量Ｃｐ、熱量Ｃｐに基づく成分濃度変動ガス２の供給量Ｖｐ２及び添加ガス５の供給量Ｖｈ２などを算出する。
【００５３】
次に、幾つかの実施形態において制御部１９により算出される、成分濃度変動ガス２のメタン価Ｍｐの算出方法について説明する。
【００５４】
Ｍｐ≒１．６２４×（−４０６．１４＋５０８．０４×ＲＨＣＲ−１７３．５５×ＲＨＣＲ２＋２０．１７×ＲＨＣＲ３）−１１９．１  ・・・（１−１）
【００５５】
成分濃度変動ガス２のメタン価Ｍｐは、上記式（１−１）により算出される。ここで、上記式（１−１）におけるＲＨＣＲは、下記式（１−２）により算出される。
【００５６】
ＲＨＣＲ＝（４×ａ＋６×ｂ＋８×ｃ＋１０×ｄ）／（１×ａ＋２×ｂ＋３×ｃ＋４×ｄ）  ・・・（１−２）
【００５７】
上記式（１−２）におけるａ〜ｄは、図４、７に示されるような、成分濃度変動ガス２の各成分の濃度を示す値である。ここで、図４、７に示されるａ〜ｉは、ガス成分濃度検出装置１４により算出される算出値であり、成分濃度変動ガス２の各成分の濃度を示す値である。そして、ａはメタンの濃度、ｂはエタンの濃度、ｃはプロパンの濃度、ｄはブタンの濃度、ｅは炭酸ガスの濃度、ｆは酸素の濃度、ｇは窒素の濃度、ｈは水素の濃度、ｉは一酸化炭素の濃度、を示す値である。
【００５８】
次に、幾つかの実施形態において制御部１９により算出される、メタン価Ｍｐに基づく成分濃度変動ガス２の供給量Ｖｐ１、及び、メタン価Ｍｐに基づく添加ガス５の供給量Ｖｈ１の算出方法について説明する。
【００５９】
Ｍｄ≒（Ｍｈ×Ｖｈ１＋Ｍｐ×Ｖｐ１）／（Ｖｈ１＋Ｖｐ１）
Ｖｈ１≒（（Ｍｄ−Ｍｐ）／（Ｍｈ−Ｍｄ））×Ｖｐ１
Ｖｐ１／Ｖｈ１＝（Ｍｈ−Ｍｄ）／（Ｍｄ−Ｍｐ）  ・・・（１−３）
Ｖｈ１：メタン価Ｍｐに基づく添加ガス５の供給量  ｍ３／ｓｅｃ
Ｖｐ１：メタン価Ｍｐに基づく成分濃度変動ガス２の供給量  ｍ３／ｓｅｃ
Ｍｄ  ：要求メタン価  ＭＪ／ｍ３
Ｍｈ  ：添加ガス５のメタン価  ＭＪ／ｍ３
Ｍｐ  ：成分濃度変動ガス２のメタン価  ＭＪ／ｍ３
【００６０】
添加ガス５の供給量Ｖｈ１に対する成分濃度変動ガス２の供給量Ｖｐ１の比は、上記式（１−３）により算出される。ここで、上記式（１−３）に示される、要求メタン価Ｍｄは、燃焼装置１１における燃焼に必要とされるメタン価であって、予め設定されている設定値である。そして、添加ガス５のメタン価Ｍｈは、図４に示されるような成分濃度から予め算出された値や設定された値が用いられる。また、成分濃度変動ガス２のメタン価Ｍｐは、上記式（１−１）及び上記式（１−２）により算出される算出値である。
【００６１】
Ｖｈ１＋Ｖｐ１＝Ｖｔ１≦Ｖｍ  ・・・（１−４）
Ｖｔ１：単位時間に燃焼装置１１に供給する成分濃度変動ガス２の合計  ｍ３／ｓｅｃ
Ｖｍ  ：単位時間に燃焼装置１１が処理可能な燃料体積  ｍ３／ｓｅｃ
【００６２】
成分濃度変動ガス２の供給量Ｖｐ１及び添加ガス５の供給量Ｖｈ１は、上記式（１−３）及び上記式（１−４）を同時に満足するような値であり、制御部１９により一の値に決定される。ここで、燃料体積Ｖｍは、単位時間に燃焼装置１１が処理可能な燃焼体積を示すものであり、予め設定されている設定値である。
【００６３】
次に、幾つかの実施形態において制御部１９により算出される、成分濃度変動ガス２の熱量Ｃｐの算出方法について説明する。
【００６４】
Ｃｐ＝３５．７×ａ＋６４．０×ｂ＋９１．０×ｃ＋１１８．５×ｄ＋１０．８×ｈ＋３５３．８×ｉ  ・・・（２−１）
【００６５】
成分濃度変動ガス２の熱量Ｃｐは、上記式（２−１）により算出される。ここで、上記式（２−１）におけるａ〜ｄ、ｈ、ｉは、図４、７に示されるような、上述した成分濃度変動ガス２の各成分の濃度を示す値である。
【００６６】
次に、幾つかの実施形態において制御部１９により算出される、熱量Ｃｐに基づく成分濃度変動ガス２の供給量Ｖｐ２、及び、熱量Ｃｐに基づく添加ガス５の供給量Ｖｈ２の算出方法について説明する。
【００６７】
Ｃｄ≒（Ｃｈ×Ｖｈ２＋Ｃｐ×Ｖｐ２）／（Ｖｈ２＋Ｖｐ２）
Ｖｈ２≒（（Ｃｄ−Ｃｐ）／（Ｃｈ−Ｃｄ））×Ｖｐ２
Ｖｐ２／Ｖｈ２＝（Ｃｈ−Ｃｄ）／（Ｃｄ−Ｃｐ）  ・・・（２−２）
Ｖｈ２：熱量Ｃｐに基づく添加ガス５の供給量  ｍ３／ｓｅｃ
Ｖｐ２：熱量Ｃｐに基づく成分濃度変動ガス２の供給量  ｍ３／ｓｅｃ
Ｃｄ  ：要求熱量  ＭＪ／ｍ３
Ｃｈ  ：添加ガス５の熱量  ＭＪ／ｍ３
Ｃｐ  ：成分濃度変動ガス２の熱量  ＭＪ／ｍ３
【００６８】
添加ガス５の供給量Ｖｈ２に対する成分濃度変動ガス２の供給量Ｖｐ２の比は、上記式（２−２）により算出される。ここで、上記式（２−２）に示される、要求熱量Ｃｄは、燃焼装置１１における燃焼に必要とされる熱量であって、予め設定されている設定値である。そして、添加ガス５の熱量Ｃｈは、図７に示されるような成分濃度から予め算出された値や設定された値が用いられる。また、成分濃度変動ガス２の熱量Ｃｐは、上記式（２−１）により算出される算出値である。
【００６９】
Ｖｈ２＋Ｖｐ２＝Ｖｔ２≦Ｖｍ  ・・・（２−３）
Ｖｔ２：単位時間に燃焼装置１１に供給する成分濃度変動ガス２の合計  ｍ３／ｓｅｃ
Ｖｍ  ：単位時間に燃焼装置１１が処理可能な燃料体積  ｍ３／ｓｅｃ
【００７０】
成分濃度変動ガス２の供給量Ｖｐ２及び添加ガス５の供給量Ｖｈ２は、上記式（２−２）及び上記式（２−３）を同時に満足するような値であり、制御部１９により一の値に決定される。ここで、燃料体積Ｖｍは、単位時間に燃焼装置１１が処理可能な燃焼体積を示すものであり、予め設定されている設定値である。
【００７１】
幾つかの実施形態では、燃焼機関１は、図１、５、８、１０、１２に示されるような、ガスの成分濃度が変動する成分濃度変動ガス２を含む燃料ガス８を燃焼させるものであって、上述した燃焼装置１１と、燃料ガス８の燃焼装置１１への供給を制御可能に設けられる燃料ガス供給制御装置１２と、光学分析手法、質量分析手法、又は振動分析手法を用いて対象となるガスの成分濃度を検出するガス成分濃度検出装置１４であって、成分濃度変動ガス２の成分濃度を検出するガス成分濃度検出装置１４と、ガス成分濃度検出装置１４の検出結果から、燃料ガス８のメタン価Ｍｐ又は熱量Ｃｐの少なくともいずれか一つを算出するとともに算出結果に応じた制御を、燃焼装置１１又は燃料ガス供給制御装置１２の少なくともいずれか一方に対して行う制御部１９と、を備えるものである。
【００７２】
上記の構成によれば、光学分析手法、質量分析手法、又は振動分析手法を用いて対象となる成分濃度変動ガス２の成分を検出するため、従来のＣＯ２濃度計により成分を検出するものと比べて、応答性が高く応答遅れを防止することができる。また、応答性が高いので、燃焼装置１１における燃焼において必要とする要求メタン価Ｍｄ、要求熱量Ｃｄと実際に供給されるとメタン価、熱量との間の差異を小さくできる。また、制御部１９は、成分濃度変動ガス２の成分の検出結果から燃料ガス８のメタン価Ｍｐ、熱量Ｃｐを算出するとともに、当該算出結果に応じた制御を、燃焼装置１１、燃料ガス供給制御装置１２に対して行うため、ＣＯ２以外の不活成分の比率のばらつきに対応することができ、上述した算出結果に基づくメタン価Ｍｐ、熱量Ｃｐと実際に供給されるメタン価、熱量との間の差異を小さくできる。
【００７３】
したがって、ガス成分濃度検出装置１４の応答性が高いとともに、燃焼装置１１における燃焼において必要とする要求メタン価Ｍｄ、要求熱量Ｃｄと実際に供給されるメタン価、熱量との間の差異を小さくでき、かつ、上述した算出結果に基づくメタン価Ｍｐ、熱量Ｃｐと実際に供給されるメタン価、熱量との間の差異を小さくできるので、ガスの成分濃度が変動する成分濃度変動ガス２を含む燃料ガス８を燃料とした場合であっても、燃焼装置１１における燃焼異常の発生を抑制することができる。
【００７４】
また、幾つかの実施形態では、燃料ガス供給制御装置１２は、図１、５、１０、１２に示されるような、上述した混合装置１６と、上述した成分濃度変動ガス供給量調整装置１５と、上述した添加ガス供給量調整装置１７と、を含むものであり、制御部１９は、燃料ガス８のメタン価Ｍｐ又は熱量Ｃｐの少なくともいずれか一つの算出結果に応じた制御を、成分濃度変動ガス供給量調整装置１５又は添加ガス供給量調整装置１７の少なくともいずれか一方に対して行うものである。
【００７５】
上記の構成によれば、燃料ガス８のメタン価Ｍｐ又は熱量Ｃｐの少なくともいずれか一つの算出結果に応じて、成分濃度変動ガス２の供給量Ｖｐ１、Ｖｐ２又は添加ガス５の供給量Ｖｈ１、Ｖｈ２の少なくともいずれか一方を調整することができる。そして、少なくともいずれか一方の供給量が調整された成分濃度変動ガス２と添加ガス５を混合させることにより、燃料ガス８のメタン価Ｍｍ又は熱量Ｃｍの少なくともいずれか一つを必要とする値に近づけることができる。このため、ガスの成分濃度が変動する成分濃度変動ガス２を含む燃料ガス８を燃料とした場合であっても、燃焼装置１１における燃焼異常の発生を抑制することができる。
【００７６】
また、幾つかの実施形態では、図１、１０に示されるように、燃焼機関１は、上述した燃焼装置１１と、上述したガス成分濃度検出装置１４と、上述した混合装置１６と、上述した成分濃度変動ガス供給量調整装置１５と、上述した添加ガス供給量調整装置１７と、上述した制御部１９と、を備えるものである。そして、添加ガス５は、メタン価調整ガス５ａを含み、制御部１９は、燃料ガス８のメタン価Ｍｐを算出し、メタン価Ｍｐの算出結果に応じて、成分濃度変動ガス２又は添加ガス５の少なくともいずれか一方の混合装置１６への供給量を調整するものである。
【００７７】
制御部１９による制御の一例を図３に示す。図３における、Ｍｐは、成分濃度変動ガス２のメタン価を示す算出値である。また、Ｖｐ１は、成分濃度変動ガス２の供給量を示す算出値である。Ｖｈ１は、添加ガス５の供給量を示す算出値である。
【００７８】
次に、図３に基づいて制御部１９の制御を説明する。まず、制御部１９は、ガス成分濃度検出装置１４により成分濃度変動ガス２の成分濃度を検出するために、バルブＶ１、Ｖ２を開き、ポンプＰ１を起動する（ステップＳ１０１）。また、制御部１９は、バルブＶ３、Ｖ４を閉じる（ステップＳ１０１）。このため、成分濃度変動ガス２は、ポンプＰ１により送られて、成分濃度変動ガスタンク３から管路８１を通り、その後に管路８１の、成分濃度変動ガス供給量測定装置１３の下流側かつ成分濃度変動ガス供給量調整装置１５の上流側に位置する、管路８２との連結部から管路８２を通った後に、成分濃度変動ガスタンク３に戻される。
【００７９】
次に、ガス成分濃度検出装置１４は、成分濃度変動ガス２の成分濃度を検出する（ステップＳ１０２）。ガス成分濃度検出装置１４により検出される成分濃度の一例を図４、７に示す。ガス成分濃度検出装置１４における、成分濃度変動ガス２の成分濃度の検出結果は制御部１９に送られる。
【００８０】
制御部１９は、ガス成分濃度検出装置１４から送られた成分濃度変動ガス２の成分濃度の検出結果から、上記式（１−１）及び上記式（１−２）を用いて、成分濃度変動ガス２のメタン価Ｍｐを算出する（ステップＳ１０３）。また、制御部１９は、算出された成分濃度変動ガス２のメタン価Ｍｐから、上記式（１−３）を用いて、添加ガス５の供給量Ｖｈ１に対する成分濃度変動ガス２の供給量Ｖｐ１の比を算出する。そして、制御部１９は、上記式（１−３）と上記式（１−４）を同時に満足するような成分濃度変動ガス２の供給量Ｖｐ１及び添加ガス５の供給量Ｖｈ１を決定する（ステップＳ１０３）。
【００８１】
次に、制御部１９は、バルブＶ２を閉じるとともに、バルブＶ３、Ｖ４を開き、ポンプＰ２を起動する（ステップＳ１０４）。このため、成分濃度変動ガス２は、ポンプＰ１により送られて、成分濃度変動ガスタンク３から管路８１を通り、混合装置１６を経由した後に燃焼装置１１に供給される。添加ガス５は、ポンプＰ２により送られて、添加ガスタンク６から管路８２を通り、混合装置１６を経由した後に燃焼装置１１に供給される。ここで、ガス成分濃度検出装置１４は、バルブＶ１が開かれて成分濃度変動ガス２の一部が送られるので、成分濃度変動ガス２の成分濃度を検出可能になっている。
【００８２】
次に、制御部１９は、燃焼装置１１を起動する（ステップＳ１０５）。そして、混合装置１６において添加ガス５が混合された成分濃度変動ガス２は、燃焼装置１１において燃料として燃焼される。
【００８３】
制御部１９は、決定された成分濃度変動ガス２の供給量Ｖｐ１及び添加ガス５の供給量Ｖｈ１になるように、成分濃度変動ガス供給量調整装置１５及び添加ガス供給量調整装置１７を制御する。より具体的には、制御部１９は、決定された成分濃度変動ガス２の供給量Ｖｐ１及び添加ガス５の供給量Ｖｈ１になるように、バルブＶ３、Ｖ４の開度を調整する（ステップＳ１０６）。
【００８４】
次に、制御部１９は、供給終了の信号が外部から送られているか確認する（ステップＳ１０７）。制御部１９は、供給終了の信号の確認ができた場合には（ステップＳ１０７にて「Ｙｅｓ」の場合）、燃焼装置１１を停止する（ステップＳ１０８）。そして、制御部１９は、バルブＶ１、Ｖ３、Ｖ４を閉じるとともに、ポンプＰ１、Ｐ２を停止させる（ステップＳ１０９）。
【００８５】
また、制御部１９は、供給終了の信号の確認ができない場合には（ステップＳ１０７にて「Ｎｏ」の場合）、供給終了の信号の確認ができるまで、成分濃度変動ガス供給量調整装置１５及び添加ガス供給量調整装置１７に対する制御を継続する。より具体的には、ガス成分濃度検出装置１４は、成分濃度変動ガス２の成分濃度を検出する（ステップＳ１１０）。そして、制御部１９は、ステップＳ１０３と同様に、成分濃度変動ガス２のメタン価Ｍｐを算出するとともに（ステップＳ１１１）、成分濃度変動ガス２の供給量Ｖｐ１及び添加ガス５の供給量Ｖｈ１を決定する（ステップＳ１１１）。そして、新たに決定された成分濃度変動ガス２の供給量Ｖｐ１及び添加ガス５の供給量Ｖｈ１になるように、バルブＶ３、Ｖ４の開度を調整する（ステップＳ１０６）。
【００８６】
なお、上述した図３に示す制御の一例においては、制御部１９は、成分濃度変動ガス供給量調整装置１５及び添加ガス供給量調整装置１７の両方を制御するようになっていたが、成分濃度変動ガス供給量調整装置１５又は添加ガス供給量調整装置１７のいずれか一方を制御するようになっていてもよい。
【００８７】
上記の構成によれば、燃料ガス８のメタン価Ｍｐの算出結果に応じて、成分濃度変動ガス２又はメタン価調整ガス５ａ（添加ガス５）の少なくともいずれか一方の供給量を調整することができる。そして、少なくともいずれか一方の供給量が調整された成分濃度変動ガス２とメタン価調整ガス５ａを混合させることにより、メタン価調整ガス５ａが混合された燃料ガス８のメタン価Ｍｍを必要とする値になるよう調整することができるので、メタン価Ｍｍの過大又は過小に起因する燃焼異常の発生を抑制することができる。
【００８８】
なお、上述した実施形態においては、特に言及していないが、低メタン価の燃料ガス８に高メタン価の添加ガス５を混合させる構成にしても、高メタン価の燃料ガス８に低メタン価の添加ガス５を混合させる構成にしてもよい。また、これらの両方の構成を備えるように、管路８３や添加ガス供給量調整装置１７などを複数備える構成にしてもよい。
【００８９】
また、他の幾つかの実施形態では、図５、１２に示されるように、燃焼機関１は、上述した燃焼装置１１と、上述したガス成分濃度検出装置１４と、上述した混合装置１６と、上述した成分濃度変動ガス供給量調整装置１５と、上述した添加ガス供給量調整装置１７と、上述した制御部１９と、を備えるものである。そして、添加ガス５は、高熱量ガス５ｂを含み、制御部１９は、燃料ガス８の熱量Ｃｐを算出し、熱量Ｃｐの算出結果に応じて、成分濃度変動ガス２又は添加ガス５の少なくともいずれか一方の混合装置１６への供給量を調整するものである。
【００９０】
制御部１９による制御の一例を図６に示す。図６における、Ｃｐは、成分濃度変動ガス２の熱量を示す算出値である。また、Ｖｐ２は、成分濃度変動ガス２の供給量を示す算出値である。Ｖｈ２は、添加ガス５の供給量を示す算出値である。
【００９１】
図６に基づいて制御部１９の制御を説明する。まず、図３、６に示されるように、ステップＳ２０１、Ｓ２０２、Ｓ２０４、Ｓ２０５、Ｓ２０７〜Ｓ２１０は、ステップＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０４、Ｓ１０５、Ｓ１０７〜Ｓ１１０と同様の制御がされる。
【００９２】
すなわち、制御部１９は、ガス成分濃度検出装置１４により成分濃度変動ガス２の成分濃度を検出するために、バルブＶ１、Ｖ２を開き、ポンプＰ１を起動する（ステップＳ２０１）。また、制御部１９は、バルブＶ３、Ｖ４を閉じる（ステップＳ２０１）。このため、成分濃度変動ガス２は、ポンプＰ１により送られて、成分濃度変動ガスタンク３から管路８１を通り、その後に管路８１の、成分濃度変動ガス供給量測定装置１３の下流側かつ成分濃度変動ガス供給量調整装置１５の上流側に位置する、管路８２との連結部から管路８２を通った後に、成分濃度変動ガスタンク３に戻される。
【００９３】
次に、ガス成分濃度検出装置１４は、成分濃度変動ガス２の成分濃度を検出する（ステップＳ２０２）。ガス成分濃度検出装置１４により検出される成分濃度の一例を図４、７に示す。ガス成分濃度検出装置１４における、成分濃度変動ガス２の成分濃度の検出結果は制御部１９に送られる。
【００９４】
制御部１９は、ガス成分濃度検出装置１４から送られた成分濃度変動ガス２の成分濃度の検出結果から、上記式（２−１）を用いて、成分濃度変動ガス２の熱量Ｃｐを算出する（ステップＳ２０３）。また、制御部１９は、算出された成分濃度変動ガス２の熱量Ｃｐから、上記式（２−２）を用いて、添加ガス５の供給量Ｖｈ２に対する成分濃度変動ガス２の供給量Ｖｐ２の比を算出する。そして、制御部１９は、上記式（２−２）と上記式（２−３）を同時に満足するような成分濃度変動ガス２の供給量Ｖｐ２及び添加ガス５の供給量Ｖｈ２を決定する（ステップＳ２０３）。
【００９５】
次に、制御部１９は、バルブＶ２を閉じるとともに、バルブＶ３、Ｖ４を開き、ポンプＰ２を起動する（ステップＳ２０４）。このため、成分濃度変動ガス２は、ポンプＰ１により送られて、成分濃度変動ガスタンク３から管路８１を通り、混合装置１６を経由した後に燃焼装置１１に供給される。添加ガス５は、ポンプＰ２により送られて、添加ガスタンク６から管路８２を通り、混合装置１６を経由した後に燃焼装置１１に供給される。ここで、ガス成分濃度検出装置１４は、バルブＶ１が開かれて成分濃度変動ガス２の一部が送られるので、成分濃度変動ガス２の成分濃度を検出可能になっている。
【００９６】
次に、制御部１９は、燃焼装置１１を起動する（ステップＳ２０５）。そして、混合装置１６において添加ガス５が混合された成分濃度変動ガス２は、燃焼装置１１において燃料として燃焼される。
【００９７】
制御部１９は、決定された成分濃度変動ガス２の供給量Ｖｐ２及び添加ガス５の供給量Ｖｈ２になるように、成分濃度変動ガス供給量調整装置１５及び添加ガス供給量調整装置１７を制御する。より具体的には、制御部１９は、決定された成分濃度変動ガス２の供給量Ｖｐ２及び添加ガス５の供給量Ｖｈ２になるように、バルブＶ３、Ｖ４の開度を調整する（ステップＳ２０６）。
【００９８】
次に、制御部１９は、供給終了の信号が外部から送られているか確認する（ステップＳ２０７）。制御部１９は、供給終了の信号の確認ができた場合には（ステップＳ２０７にて「Ｙｅｓ」の場合）、燃焼装置１１を停止する（ステップＳ２０８）。そして、制御部１９は、バルブＶ１、Ｖ３、Ｖ４を閉じるとともに、ポンプＰ１、Ｐ２を停止させる（ステップＳ２０９）。
【００９９】
また、制御部１９は、供給終了の信号の確認ができない場合には（ステップＳ２０７にて「Ｎｏ」の場合）、供給終了の信号の確認ができるまで、成分濃度変動ガス供給量調整装置１５及び添加ガス供給量調整装置１７に対する制御を継続する。より具体的には、ガス成分濃度検出装置１４は、成分濃度変動ガス２の成分濃度を検出する（ステップＳ２１０）。そして、制御部１９は、ステップＳ２０３と同様に、成分濃度変動ガス２の熱量Ｃｐを算出するとともに（ステップＳ２１１）、成分濃度変動ガス２の供給量Ｖｐ２及び添加ガス５の供給量Ｖｈ２を決定する（ステップＳ２１１）。そして、新たに決定された成分濃度変動ガス２の供給量Ｖｐ２及び添加ガス５の供給量Ｖｈ２になるように、バルブＶ３、Ｖ４の開度を調整する（ステップＳ２０６）。
【０１００】
なお、上述した図６に示す制御の一例においては、制御部１９は、成分濃度変動ガス供給量調整装置１５及び添加ガス供給量調整装置１７の両方を制御するようになっていたが、成分濃度変動ガス供給量調整装置１５又は添加ガス供給量調整装置１７のいずれか一方を制御するようになっていてもよい。
【０１０１】
上記の構成によれば、成分濃度変動ガス２（燃料ガス８）の熱量Ｃｐの算出結果に応じて、成分濃度変動ガス２又は高熱量ガス５ｂ（添加ガス５）の少なくともいずれか一方の供給量Ｖｐ２、Ｖｈ２を調整することができる。そして、少なくともいずれか一方の供給量が調整された成分濃度変動ガス２と高熱量ガス５ｂを混合させることにより、高熱量ガス５ｂが混合された燃料ガス８の熱量Ｃｍを必要する値になるよう調整することができるので、燃焼機関１の出力不足や熱量Ｃｍ不足に起因する燃焼異常の発生を抑制することができる。
【０１０２】
また、他の幾つかの実施形態では、図８に示されるように、燃焼機関１は、上述した燃焼装置１１と、上述したガス成分濃度検出装置１４と、上述した成分濃度変動ガス供給量調整装置１５と、上述した制御部１９と、を備えるものである。そして、燃焼装置１１は、燃焼室１１ｂを有し、燃焼室１１ｂへの燃料ガス８の供給速度、供給時期、供給量又は供給圧の少なくともいずれか一つを調整可能に構成されている。制御部１９は、メタン価Ｍｐ又は熱量Ｃｐの少なくともいずれか一つの算出結果に応じて、燃焼装置１１における燃料ガス８の供給速度、供給時期、供給量又は供給圧の少なくともいずれか一つを制御するものである。
【０１０３】
ここで、燃焼装置１１における燃料ガス８の供給速度を上げたり、供給量を多くしたり、供給圧を高くしたりすることにより、その分だけ燃焼室１１ｂ内の燃料ガス８が増えるので燃焼装置１１の出力を向上させることができ、燃焼機関１の出力の不足を抑制するとともに、熱量Ｃｐ不足に起因する燃焼異常の発生を抑制することができる。また、燃焼装置１１における燃料ガス８の供給速度を上げたり、供給時期を早くしたり、燃料ガス８の供給圧を高くしたりすることにより、その分だけ燃焼室１１ｂ内における燃料ガス８の燃焼速度が速くなるので、メタン価Ｍｐが過大又は過小であることに起因する燃焼異常の発生を抑制することができる。
【０１０４】
上記の構成によれば、燃焼装置１１は、燃焼室１１ｂを有し、該燃焼室１１ｂへの燃料ガス８の供給速度、供給時期、供給量又は供給圧の少なくともいずれか一つを調整可能に構成されている。そして、制御部１９は、燃料ガス８のメタン価Ｍｐ又は熱量Ｃｐの少なくともいずれか一つの算出結果に応じて、燃焼室１１ｂへの燃料ガス８の供給速度、供給時期、供給量又は供給圧の少なくともいずれか一つを制御するため、メタン価Ｍｐが過大若しくは過小であること、又は熱量Ｃｐ不足の少なくともいずれか一つに起因する燃焼異常の発生を抑制することができる。
【０１０５】
また、他の幾つかの実施形態では、図８に示されるように、燃焼機関１は、上述した燃焼室１１ｂを有する燃焼装置１１と、上述したガス成分濃度検出装置１４と、上述した成分濃度変動ガス供給量調整装置１５と、上述した制御部１９と、を備えるものである。そして、燃焼装置１１は、燃焼室１１ｂへの燃料ガス８の供給速度、供給時期、供給量又は供給圧の少なくともいずれか一つを調整可能に構成されている。制御部１９は、メタン価Ｍｐ又は熱量Ｃｐの少なくともいずれか一つの算出結果に対応する制御マップ１９ｂであって、メタン価Ｍｐ又は熱量Ｃｐの少なくともいずれか一つの算出結果に対応する、燃焼装置１１における燃料ガス８の供給速度、供給時期、供給量又は供給圧の少なくともいずれか一つの制御量が設定された制御マップ１９ｂを複数有している。そして、制御部１９は、メタン価Ｍｐ又は熱量Ｃｐの少なくともいずれか一つの算出結果に応じて制御マップ１９ｂに則る制御を行う。
【０１０６】
制御部１９による制御の一例を図９に示す。図９に基づいて制御部１９の制御を説明する。まず、制御部１９は、ガス成分濃度検出装置１４により成分濃度変動ガス２の成分濃度を検出するために、バルブＶ１、Ｖ２を開き、ポンプＰ１を起動する（ステップＳ３０１）。このため、成分濃度変動ガス２は、ポンプＰ１により送られて、成分濃度変動ガスタンク３から管路８１を通り、その後に管路８１の、成分濃度変動ガス供給量測定装置１３の下流側かつ成分濃度変動ガス供給量調整装置１５の上流側に位置する、管路８２との連結部から管路８２を通った後に、成分濃度変動ガスタンク３に戻される。
【０１０７】
次に、ガス成分濃度検出装置１４は、成分濃度変動ガス２の成分濃度を検出する（ステップＳ３０２）。ガス成分濃度検出装置１４により検出される成分濃度の一例を図４、７に示す。ガス成分濃度検出装置１４における、成分濃度変動ガス２の成分濃度の検出結果は制御部１９に送られる。
【０１０８】
制御部１９は、ガス成分濃度検出装置１４から送られた成分濃度変動ガス２の成分濃度の検出結果から、成分濃度変動ガス２のメタン価Ｍｐを算出する（ステップＳ３０３）。
【０１０９】
次に、制御部１９は、バルブＶ２を閉じるとともに、バルブＶ３を開く（ステップＳ３０４）。このため、成分濃度変動ガス２は、ポンプＰ１により送られて、成分濃度変動ガスタンク３から管路８１を通り、混合装置１６を経由した後に燃焼装置１１に供給される。ここで、ガス成分濃度検出装置１４は、バルブＶ１が開かれて成分濃度変動ガス２の一部が送られるので、成分濃度変動ガス２の成分濃度を検出可能になっている。
【０１１０】
制御部１９は、燃焼装置１１を起動する（ステップＳ３０５）。そして、混合装置１６において添加ガス５が混合された成分濃度変動ガス２は、燃焼装置１１において燃料として燃焼される。
【０１１１】
次に、制御部１９は、成分濃度変動ガス２のメタン価Ｍｐと、メタン価基準値Ｍｃ１、Ｍｃ２、Ｍｃ３と、を比較することにより、最適な制御マップ１９ｂを選択する（ステップＳ３０６〜Ｓ３１１）。より具体的には、制御部１９は、成分濃度変動ガス２のメタン価Ｍｐの値がメタン価基準値Ｍｃ１の値以上であるか判定する（ステップＳ３０６）。制御部１９は、成分濃度変動ガス２のメタン価Ｍｐの値がメタン価基準値Ｍｃ１の値以上の場合には（ステップＳ３０６にて「Ｙｅｓ」の場合）、第１制御マップ１９ｃを選択して、燃焼装置１１に対して第１制御マップ１９ｃに則る制御を行う（ステップＳ３０７）。
【０１１２】
ここで、第２制御マップ１９ｄは、燃焼装置１１に対してメタン価Ｍｐが適切な燃料ガス８を対象とするものである。これに対して、第１制御マップ１９ｃは、メタン価Ｍｐが高い燃料ガス８を対象とするものであり、第２制御マップ１９ｄよりも燃料ガス８の燃焼速度が遅くなるように、燃焼装置１１における燃料ガス８の供給速度、供給時期、供給量及び供給圧の制御量が設定されている。より具体的には、燃料ガス８の供給速度及び供給時期は、第２制御マップ１９ｄよりも遅い値が設定されている。また、燃料ガス８の供給量は、第２制御マップ１９ｄよりも少ない値が設定されている。また、燃料ガス８の供給圧は、第２制御マップ１９ｄよりも低い値が設定されている。
【０１１３】
そして、制御部１９は、成分濃度変動ガス２のメタン価Ｍｐの値がメタン価基準値Ｍｃ１の値未満の場合には（ステップＳ３０６にて「Ｎｏ」の場合）、成分濃度変動ガス２のメタン価Ｍｐの値がメタン価基準値Ｍｃ２の値以上であるか判定する（ステップＳ３０８）。制御部１９は、成分濃度変動ガス２のメタン価Ｍｐの値がメタン価基準値Ｍｃ２の値以上の場合には（ステップＳ３０８にて「Ｙｅｓ」の場合）、第２制御マップ１９ｄを選択して、燃焼装置１１に対して第２制御マップ１９ｄに則る制御を行う（ステップＳ３０９）。上述したように、第２制御マップ１９ｄは、燃焼装置１１に対してメタン価Ｍｐが適切な燃料ガス８を対象とするものであり、燃焼装置１１における燃焼が十分になされるように、燃焼装置１１における燃料ガス８の供給速度、供給時期、供給量及び供給圧の制御量が設定されている。
【０１１４】
さらに、制御部１９は、成分濃度変動ガス２のメタン価Ｍｐの値がメタン価基準値Ｍｃ２の値未満の場合には（ステップＳ３０８にて「Ｎｏ」の場合）、成分濃度変動ガス２のメタン価Ｍｐの値がメタン価基準値Ｍｃ３の値以上であるか判定する（ステップＳ３１０）。制御部１９は、成分濃度変動ガス２のメタン価Ｍｐの値がメタン価基準値Ｍｃ３の値以上の場合には（ステップＳ３１０にて「Ｙｅｓ」の場合）、第３制御マップ１９ｅを選択して、燃焼装置１１に対して第３制御マップ１９ｅに則る制御を行う（ステップＳ３１１）。
【０１１５】
第３制御マップ１９ｅは、メタン価Ｍｐが低い燃料ガス８を対象とするものであり、第２制御マップ１９ｄよりも燃料ガス８の燃焼速度が速くなるように、燃焼装置１１における燃料ガス８の供給速度、供給時期、供給量及び供給圧の制御量が設定されている。より具体的には、燃料ガス８の供給速度及び供給時期は、第２制御マップ１９ｄよりも速い値が設定されている。また、燃料ガス８の供給量は、第２制御マップ１９ｄよりも多い値が設定されている。また、燃料ガス８の供給圧は、第２制御マップ１９ｄよりも高い値が設定されている。
【０１１６】
制御部１９は、成分濃度変動ガス２のメタン価Ｍｐの値がメタン価基準値Ｍｃ３の値未満の場合には（ステップＳ３１０にて「Ｎｏ」の場合）、燃焼装置１１において要求される出力にすることができないので、燃焼機関１の停止処理を行う（ステップＳ３１２）。より具体的には、制御部１９は、燃焼装置１１及びポンプＰ１を停止させるとともに、バルブＶ１、Ｖ３を閉じる。
【０１１７】
制御部１９は、複数の制御マップ１９ｂの中から一の制御マップ１９ｂを選択した後に、燃焼装置１１における実際の出力である実出力Ｐｒが、燃焼装置１１において要求される要求出力Ｐｄに近似するか、換言すると、要求出力Ｐｄに対して所定範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ３１３）。そして、実出力Ｐｒが、要求出力Ｐｄに対して所定範囲内である場合には（ステップＳ３１３にて「Ｙｅｓ」の場合）、制御部１９は、燃焼装置１１に対して選択された制御マップ１９ｂに則る制御を継続する。
【０１１８】
また、実出力Ｐｒが、要求出力Ｐｄに対して所定範囲外である場合には（ステップＳ３１３にて「Ｎｏ」の場合）、制御部１９は、実出力Ｐｒと要求出力Ｐｄとの差が、ガバナ機構により調整可能か否かを判定する（ステップＳ３１４）。そして、制御部１９は、ガバナ機構により調整可能であると判断した場合には（ステップＳ３１４にて「Ｙｅｓ」の場合）、燃焼装置１１に対して選択された制御マップ１９ｂに則る制御を継続する。この際、燃焼装置１１は、自身が有するガバナ機構により出力の調整を行う（ステップＳ３１５）。
【０１１９】
また、制御部１９は、ガバナ機構により調整可能ではないと判断した場合には（ステップＳ３１４にて「Ｎｏ」の場合）、燃焼装置１１において要求される出力にすることができないので、燃焼機関１の停止処理を行う（ステップＳ３１２）。
【０１２０】
次に、制御部１９は、供給終了の信号が外部から送られているか確認する（ステップＳ３１６）。制御部１９は、供給終了の信号の確認ができた場合には（ステップＳ３１６にて「Ｙｅｓ」の場合）、燃焼装置１１を停止する（ステップＳ３１２）。
【０１２１】
また、制御部１９は、供給終了の信号の確認ができない場合には（ステップＳ３１６にて「Ｎｏ」の場合）、供給終了の信号の確認ができるまで、燃焼装置１１に対して選択された制御マップ１９ｂに則る制御を継続する。より具体的には、ガス成分濃度検出装置１４は、成分濃度変動ガス２の成分濃度を検出する（ステップＳ３１７）。また、制御部１９は、ステップＳ３０３と同様に、成分濃度変動ガス２のメタン価Ｍｐを算出する（ステップＳ３１８）。そして、制御部１９は、新たに算出された成分濃度変動ガス２のメタン価Ｍｐに最適な制御マップ１９ｂを選択して、選択された制御マップ１９ｂに応じた制御を燃焼装置１１に対して行う。
【０１２２】
なお、上述した図９に示す制御の一例においては、制御部１９は、メタン価Ｍｐの算出結果に応じて制御マップ１９ｂに則る制御を行うようになっていたが、熱量Ｃｐの算出結果に応じて制御マップ１９ｂに則る制御を行うようになっていてもよい。
【０１２３】
上記の構成によれば、制御部１９により成分濃度変動ガス２のメタン価Ｍｐ又は熱量Ｃｐの少なくともいずれか一つの算出値に対応した制御マップ１９ｂが選択されて、この選択された制御マップ１９ｂに設定された制御を行うため、燃料ガス８のメタン価Ｍｐが過大若しくは過小であること、又は熱量Ｃｐ不足の少なくともいずれか一つに起因する燃焼異常の発生を効率よく抑制することができる。
【０１２４】
また、他の幾つかの実施形態では、図１０に示されるように、燃焼機関１は、上述した燃焼装置１１と、上述したガス成分濃度検出装置１４と、上述した混合装置１６と、上述した成分濃度変動ガス供給量調整装置１５と、上述した添加ガス供給量調整装置１７と、上述した制御部１９と、を備えるものである。そして、添加ガス５は、メタン価調整ガス５ａを含み、制御部１９は、燃料ガス８のメタン価Ｍｐを算出し、メタン価Ｍｐの算出結果に応じて、成分濃度変動ガス２又は添加ガス５の少なくともいずれか一方の混合装置１６への供給量を調整するものである。
【０１２５】
そして、図１０に示されるように、燃焼機関１は、燃焼装置１１において燃料ガス８を燃焼させることにより電力を発生させる発電機関１ａを含むものである。また、図１０に示されるように、燃焼機関１は、補助発電機７をさらに備えるものである。さらに制御部１９は、燃料ガス８の熱量Ｃｍを算出し、熱量Ｃｍの算出結果に応じて、燃焼装置１１及び補助発電機７の制御を行うものである。
【０１２６】
制御部１９による制御の一例を図１１に示す。図１１に基づいて制御部１９の制御を説明する。前提として制御部１９は、図３に示すような、メタン価Ｍｐを算出するとともに、成分濃度変動ガス２の供給量Ｖｐ１及び添加ガス５の供給量Ｖｈ１を決定した上で、成分濃度変動ガス供給量調整装置１５及び添加ガス供給量調整装置１７の供給量を調整する制御を行っている。
【０１２７】
まず、ガス成分濃度検出装置１４は、成分濃度変動ガス２の成分濃度を検出する（ステップＳ４０１）。また、制御部１９は、成分濃度変動ガス２の熱量Ｃｐを算出する（ステップＳ４０２）。そして、制御部１９は、下記式（３−１）により、添加ガス５が混合された成分濃度変動ガス２（混合ガス）の熱量Ｃｍを算出する（ステップＳ４０３）。
【０１２８】
Ｃｍ≒（Ｃｈ×Ｖｈ１＋Ｃｐ×Ｖｐ１）／（Ｖｈ１＋Ｖｐ１）  ・・・（３−１）
Ｖｈ１：メタン価Ｍｐに基づく添加ガス５の供給量  ｍ３／ｓｅｃ
Ｖｐ１：メタン価Ｍｐに基づく成分濃度変動ガス２の供給量  ｍ３／ｓｅｃ
Ｃｍ  ：混合ガスの熱量  ＭＪ／ｍ３
Ｃｈ  ：添加ガス５の熱量  ＭＪ／ｍ３
Ｃｐ  ：成分濃度変動ガス２の熱量  ＭＪ／ｍ３
【０１２９】
次に、混合ガスの熱量Ｃｍと、燃焼装置１１において要求される要求熱量Ｃｄとの比較を行う（ステップＳ４０４）。制御部１９は、混合ガスの熱量Ｃｍの値が、燃焼装置１１において要求される要求熱量Ｃｄの値以上の場合には（ステップＳ４０４にて「Ｙｅｓ」の場合）、燃料ガス８は燃焼装置１１により燃料されて、燃焼装置１１は電力Ｅｐを出力する。また、制御部１９は、混合ガスの熱量Ｃｍの値が、燃焼装置１１において要求される要求熱量Ｃｄの値未満の場合には（ステップＳ４０４にて「Ｎｏ」の場合）、燃焼装置１１に対して出力制限を行うとともに（ステップＳ４０７）、補助発電機７を起動して（ステップＳ４０８）、補助発電機７により電力Ｅｐを発生させる。
【０１３０】
そして、再度混合ガスの熱量Ｃｍと、要求熱量Ｃｄとの比較を行う（ステップＳ４０９）。制御部１９は、混合ガスの熱量Ｃｍの値が、要求熱量Ｃｄの値以上の場合には（ステップＳ４０９にて「Ｙｅｓ」の場合）、補助発電機７を停止させるとともに（ステップＳ４１０）、燃焼装置１１に対して出力制限を解除して出力させる（ステップＳ４１１）。また、制御部１９は、混合ガスの熱量Ｃｍの値が、要求熱量Ｃｄの値未満の場合には（ステップＳ４０９にて「Ｎｏ」の場合）、混合ガスの熱量Ｃｍの値が、要求熱量Ｃｄの値以上になるまで、燃焼装置１１に対する出力制限を継続するとともに、補助発電機７に電力Ｅｐを発生させ続ける。
【０１３１】
次に、制御部１９は、供給終了の信号が外部から送られているか確認する（ステップＳ４０５）。制御部１９は、供給終了の信号の確認ができた場合には（ステップＳ４０５にて「Ｙｅｓ」の場合）、停止処理を行い（ステップＳ４０６）、燃焼装置１１を停止させる。また、制御部１９は、供給終了の信号の確認ができない場合には（ステップＳ４０５にて「Ｎｏ」の場合）、供給終了の信号の確認ができるまで、再度混合ガスの熱量Ｃｍを算出して、燃焼装置１１に対して混合ガスの熱量Ｃｍに対応する制御を行う。
【０１３２】
上記の構成によれば、燃焼機関１は、燃焼装置１１において燃料ガス８を燃焼させることにより電力を発生させる発電機関１ａを含むとともに、補助発電機７を備えている。そして、制御部１９は、燃料ガス８の熱量Ｃｍを算出し、その算出結果に応じて燃焼装置１１及び補助発電機７の制御を行うので、算出された燃料ガス８の熱量Ｃｍが要求される要求熱量Ｃｄに満たない場合には、補助発電機７を起動させることができる。このため、発電機関１ａは、燃焼装置１１及び補助発電機７により電力を安定して供給することができる。
【０１３３】
また、他の幾つかの実施形態では、図１２に示されるように、燃焼機関１は、上述した燃焼装置１１と、上述したガス成分濃度検出装置１４と、上述した混合装置１６と、上述した成分濃度変動ガス供給量調整装置１５と、上述した添加ガス供給量調整装置１７と、上述した制御部１９と、を備えるものである。そして、添加ガス５は、高熱量ガス５ｂを含み、制御部１９は、燃料ガス８の熱量Ｃｐを算出し、熱量Ｃｐの算出結果に応じて、成分濃度変動ガス２又は添加ガス５の少なくともいずれか一方の混合装置１６への供給量を調整するものである。
【０１３４】
そして、図１２に示されるように、燃焼装置１１は、燃焼室１１ｂを有し、燃焼室１１ｂへの燃料ガス８の供給速度、供給時期、供給量又は供給圧の少なくともいずれか一つを調整可能に構成されている。制御部１９は、メタン価Ｍｍを算出し、メタン価Ｍｍの算出結果に応じて、燃焼装置１１における燃料ガス８の供給速度、供給時期、供給量又は供給圧の少なくともいずれか一つを制御するものである。ここで、メタン価Ｍｍは、下記式（４−１）により算出されるものである。
【０１３５】
Ｍｍ≒（Ｍｈ×ｖｈ２＋Ｍｐ×Ｖｐ２）／（Ｖｈ２＋Ｖｐ２）  ・・・（４−１）
Ｖｈ２：熱量Ｃｐに基づく添加ガス５の供給量  ｍ３／ｓｅｃ
Ｖｐ２：熱量Ｃｐに基づく成分濃度変動ガス２の供給量  ｍ３／ｓｅｃ
Ｍｍ  ：混合ガスのメタン価  ＭＪ／ｍ３
Ｍｈ  ：添加ガス５のメタン価  ＭＪ／ｍ３
Ｍｐ  ：成分濃度変動ガス２のメタン価  ＭＪ／ｍ３
【０１３６】
上記の構成によれば、燃焼装置１１は、燃焼室１１ｂを有し、該燃焼室１１ｂへの燃料ガス８の供給速度、供給時期、供給量又は供給圧の少なくともいずれか一つを調整可能に構成されている。そして、制御部１９は、燃料ガス８のメタン価Ｍｍを算出して、該メタン価Ｍｍの算出結果に応じて、燃焼室１１ｂへの燃料ガス８の供給速度、供給時期、供給量又は供給圧の少なくともいずれか一つを制御するため、メタン価Ｍｍの過大又は過小に起因する燃焼異常の発生を抑制することができる。
【０１３７】
なお、上述した幾つかの実施形態においては、制御部１９は、燃料ガス８の熱量Ｃｐの算出結果に応じて成分濃度変動ガス２や添加ガス５の混合装置１６への供給量を調整するとともに、メタン価Ｍｍの算出結果に応じて燃焼室１１ｂへの燃料ガス８の供給速度などの制御を行うようになっていたが、燃料ガス８のメタン価Ｍｐの算出結果に応じて成分濃度変動ガス２や添加ガス５の混合装置１６への供給量を調整する構成にしてもよい。また、熱量Ｃｍの算出結果に応じて燃焼室１１ｂへの燃料ガス８の供給速度などの制御を行う構成にしてもよい。これらの構成によっても、制御部１９は、燃料ガス８のメタン価Ｍｍ又は熱量Ｃｍの少なくともいずれか一つの算出結果に応じて、燃焼室１１ｂへの燃料ガス８の供給速度、供給時期、供給量又は供給圧の少なくともいずれか一つを制御するため、メタン価Ｍｍが過大若しくは過小であること、又は熱量Ｃｍ不足の少なくともいずれか一つに起因する燃焼異常の発生を抑制することができる。
【０１３８】
また、他の幾つかの実施形態では、図１２に示されるように、燃焼機関１は、上述した燃焼室１１ｂを有する燃焼装置１１と、上述したガス成分濃度検出装置１４と、上述した混合装置１６と、上述した成分濃度変動ガス供給量調整装置１５と、上述した添加ガス供給量調整装置１７と、上述した制御部１９と、を備えるものである。そして、添加ガス５は、高熱量ガス５ｂを含み、制御部１９は、燃料ガス８の熱量Ｃｐを算出し、熱量Ｃｐの算出結果に応じて、成分濃度変動ガス２又は添加ガス５の少なくともいずれか一方の混合装置１６への供給量を調整するものである。
【０１３９】
そして、図１２に示されるように、燃焼装置１１は、燃焼室１１ｂへの燃料ガス８の供給速度、供給時期、供給量又は供給圧の少なくともいずれか一つを調整可能に構成されている。また、制御部１９は、メタン価Ｍｍの算出結果に対応する制御マップ１９ｂであって、メタン価Ｍｍの算出値に対応する、燃焼装置１１における燃料ガス８の供給速度、供給時期、供給量又は供給圧の少なくともいずれか一つの制御量が設定された制御マップ１９ｂを複数有している。そして、制御部１９は、メタン価Ｍｍの算出結果に応じて制御マップ１９ｂに則る制御を行う。
【０１４０】
制御部１９による制御の一例を図１３に示す。図１３に基づいて制御部１９の制御を説明する。前提として制御部１９は、図６に示すような、熱量Ｃｐを算出するとともに、成分濃度変動ガス２の供給量Ｖｐ２及び添加ガス５の供給量Ｖｈ２を決定した上で、成分濃度変動ガス供給量調整装置１５及び添加ガス供給量調整装置１７の供給量を調整する制御を行っている。
【０１４１】
まず、ガス成分濃度検出装置１４は、成分濃度変動ガス２の成分濃度を検出する（ステップＳ５０１）。また、制御部１９は、成分濃度変動ガス２のメタン価Ｍｐを算出する（ステップＳ５０２）。そして、制御部１９は、上記式（４−１）により、添加ガス５が混合された成分濃度変動ガス２（混合ガス）のメタン価Ｍｍを算出する（ステップＳ５０３）。
【０１４２】
次に、混合ガスのメタン価Ｍｍと、メタン価基準値Ｍｃ１、Ｍｃ２、Ｍｃ３と、を比較することにより、最適な制御マップ１９ｂを選択する（ステップＳ５０４〜Ｓ５０９）。より具体的には、制御部１９は、混合ガスのメタン価Ｍｍの値がメタン価基準値Ｍｃ１の値以上であるか判定する（ステップＳ５０４）。制御部１９は、混合ガスのメタン価Ｍｍの値がメタン価基準値Ｍｃ１の値以上の場合には（ステップＳ５０４にて「Ｙｅｓ」の場合）、第１制御マップ１９ｃを選択して、燃焼装置１１に対して第１制御マップ１９ｃに則る制御を行う（ステップＳ５０５）。
【０１４３】
ここで、第２制御マップ１９ｄは、燃焼装置１１に対してメタン価Ｍｍが適切な燃料ガス８を対象とするものである。これに対して、第１制御マップ１９ｃは、メタン価Ｍｍが高い燃料ガス８を対象とするものであり、第２制御マップ１９ｄよりも燃料ガス８の燃焼速度が遅くなるように、燃焼装置１１における燃料ガス８の供給速度、供給時期、供給量及び供給圧の制御量が設定されている。より具体的には、燃料ガス８の供給速度及び供給時期は、第２制御マップ１９ｄよりも遅い値が設定されている。また、燃料ガス８の供給量は、第２制御マップ１９ｄよりも少ない値が設定されている。また、燃料ガス８の供給圧は、第２制御マップ１９ｄよりも低い値が設定されている。
【０１４４】
そして、制御部１９は、混合ガスのメタン価Ｍｍの値がメタン価基準値Ｍｃ１の値未満の場合には（ステップＳ５０４にて「Ｎｏ」の場合）、混合ガスのメタン価Ｍｍの値がメタン価基準値Ｍｃ２の値以上であるか判定する（ステップＳ５０６）。制御部１９は、混合ガスのメタン価Ｍｍの値がメタン価基準値Ｍｃ２の値以上の場合には（ステップＳ５０６にて「Ｙｅｓ」の場合）、第２制御マップ１９ｄを選択して、燃焼装置１１に対して第２制御マップ１９ｄに則る制御を行う（ステップＳ５０７）。上述したように、第２制御マップ１９ｄは、燃焼装置１１に対してメタン価Ｍｍが適切な燃料ガス８を対象とするものであり、燃焼装置１１における燃焼が十分になされるように、燃焼装置１１における燃料ガス８の供給速度、供給時期、供給量及び供給圧の制御量が設定されている。
【０１４５】
さらに、制御部１９は、混合ガスのメタン価Ｍｍの値がメタン価基準値Ｍｃ２の値未満の場合には（ステップＳ５０６にて「Ｎｏ」の場合）、混合ガスのメタン価Ｍｍの値がメタン価基準値Ｍｃ３の値以上であるか判定する（ステップＳ５０８）。制御部１９は、混合ガスのメタン価Ｍｍの値がメタン価基準値Ｍｃ３の値以上の場合には（ステップＳ５０８にて「Ｙｅｓ」の場合）、第３制御マップ１９ｅを選択して、燃焼装置１１に対して第３制御マップ１９ｅに則る制御を行う（ステップＳ５０９）。
【０１４６】
第３制御マップ１９ｅは、メタン価Ｍｍが低い燃料ガス８を対象とするものであり、第２制御マップ１９ｄよりも燃料ガス８の燃焼速度が速くなるように、燃焼装置１１における燃料ガス８の供給速度、供給時期、供給量及び供給圧の制御量が設定されている。より具体的には、燃料ガス８の供給速度及び供給時期は、第２制御マップ１９ｄよりも速い値が設定されている。また、燃料ガス８の供給量は、第２制御マップ１９ｄよりも多い値が設定されている。また、燃料ガス８の供給圧は、第２制御マップ１９ｄよりも高い値が設定されている。
【０１４７】
制御部１９は、混合ガスのメタン価Ｍｍの値がメタン価基準値Ｍｃ３の値未満の場合には（ステップＳ５０８にて「Ｎｏ」の場合）、燃焼装置１１において要求される出力にすることができないので、燃焼機関１の停止処理を行う（ステップＳ５１１）。
【０１４８】
次に、制御部１９は、供給終了の信号が外部から送られているか確認する（ステップＳ５１０）。制御部１９は、供給終了の信号の確認ができた場合には（ステップＳ５１０にて「Ｙｅｓ」の場合）、停止処理を行い（ステップＳ５１１）、燃焼装置１１を停止させる。また、制御部１９は、供給終了の信号の確認ができない場合には（ステップＳ５１０にて「Ｎｏ」の場合）、供給終了の信号の確認ができるまで、混合ガスのメタン価Ｍｍを算出して、新たに算出された混合ガスのメタン価Ｍｍに最適な制御マップ１９ｂを選択して、選択された制御マップ１９ｂに応じた制御を燃焼装置１１に対して行う。
【０１４９】
上記の構成によれば、制御部１９によりメタン価Ｍｍの算出値に対応した制御マップ１９ｂが選択されて、この選択された制御マップ１９ｂに設定された制御を行うため、メタン価Ｍｍが過大又は過小であることに起因する燃焼異常の発生を効率よく抑制することができる。
【０１５０】
なお、上述した幾つかの実施形態においては、制御部１９は、燃料ガス８の熱量Ｃｐの算出結果に応じて成分濃度変動ガス２や添加ガス５の混合装置１６への供給量を調整するとともに、メタン価Ｍｍの算出結果に対応する制御マップ１９ｂを複数有し、これらの制御マップ１９ｂに則る制御を行うようになっていたが、燃料ガス８のメタン価Ｍｐの算出結果に応じて成分濃度変動ガス２や添加ガス５の混合装置１６への供給量を調整する構成にしてもよい。また、熱量Ｃｍの算出結果に対応する制御マップ１９ｂを複数有し、これらの制御マップ１９ｂに則る制御を行う構成にしてもよい。これらの構成によっても、制御部１９によりメタン価Ｍｍ又は熱量Ｃｍの少なくともいずれか一つの算出値に対応した制御マップ１９ｂが選択されて、この選択された制御マップ１９ｂに設定された制御を行うため、メタン価Ｍｍが過大若しくは過小であること、又は熱量Ｃｍ不足の少なくともいずれか一つに起因する燃焼異常の発生を効率よく抑制することができる。
【０１５１】
また、上述した各々の実施形態（図１、５、１０、１２参照）において、ガス成分濃度検出装置１４は、混合装置１６の上流側に設けられている。上記の構成によれば、成分濃度変動ガス２の成分濃度を混合装置１６の上流側において検出することができるので、混合装置１６において混合される成分濃度変動ガス２の供給量又は添加ガス５の供給量の少なくともいずれか一方を予め調整することができる。
【０１５２】
これに対して、他の幾つかの実施形態においては、ガス成分濃度検出装置１４は、混合装置１６の下流側に設けられる。より詳細には、ガス成分濃度検出装置１４は、混合装置１６の下流側かつ燃焼装置１１の上流側に設けられる。上記の構成によれば、ガス成分濃度検出装置１４は、添加ガス５が混合された後の燃料ガス８の成分濃度を直接検出することができ、また、添加ガス５が混合された後の燃料ガス８の成分濃度及び添加ガス５の成分濃度から間接的に成分濃度変動ガス２の成分濃度を検出できる。また、このようなガス成分濃度検出装置１４は、添加ガス５が混合された後の燃料ガス８の成分濃度を直接検出することができるので、燃焼装置１１における燃焼に的確に対応することができる。
【０１５３】
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
【０１５４】
なお、上述した実施形態においては、添加ガス５はメタン価調整ガス５ａ及び高熱量ガス５ｂのいずれか一方を含むようになっていたが、メタン価調整ガス５ａ及び高熱量ガス５ｂの両方を含むようになっていてもよい。この場合には、管路８３や添加ガス供給量調整装置１７などを複数備える構成にしてもよく、また、メタン価Ｍｐ、Ｍｍ及び熱量Ｃｐ、Ｃｍの両方を調整するようになっていてもよい。
【０１５５】
また、上述した実施形態においては、成分濃度変動ガス供給量調整装置１５は、バルブＶ３を含むものであったが、バルブＶ３だけでなくポンプＰ１を含むようになっていてもよい。同様に、添加ガス供給量調整装置１７は、バルブＶ４を含むものであったが、バルブＶ４だけでなくポンプＰ２を含むようになっていてもよい。
【符号の説明】
【０１５６】
１      燃焼機関
１ａ    発電機関
１１    燃焼装置
１１ａ  発電装置
１１ｂ  燃焼室
１２    燃料ガス供給制御装置
１３    燃料ガス供給量測定装置
１４    ガス成分濃度検出装置
１５  成分濃度変動ガス供給量調整装置
１６    混合装置
１７    添加ガス供給量調整装置
１８    添加ガス供給量測定装置
１９    制御部
１９１  入力部
１９２  記憶部
１９３  演算部
１９４  出力部
１９ａ  制御プログラム
１９ｂ  制御マップ
１９ｃ  第１制御マップ
１９ｄ  第２制御マップ
１９ｅ  第３制御マップ
２      成分濃度変動ガス
３      成分濃度変動ガスタンク
４      プロセス
４１    生産物
５      添加ガス
５ａ    メタン価調整ガス
５ｂ    高熱量ガス
６      添加ガスタンク
７      補助発電機
８      燃料ガス
８１，８１ａ，８１ｂ，８２，８３  管路
Ｃｄ    要求熱量
Ｃｈ    添加ガスの熱量
Ｃｍ    燃料ガスの熱量
Ｃｐ    成分濃度変動ガスの熱量
Ｅｐ    電力
Ｍｃ１，Ｍｃ２，Ｍｃ３  メタン価基準値
Ｍｄ    要求メタン価
Ｍｈ    添加ガスのメタン価
Ｍｍ    燃料ガスのメタン価
Ｍｐ    成分濃度変動ガスのメタン価
Ｐｄ    要求出力
Ｐｒ    実出力
Ｖｈ１，Ｖｈ２  添加ガスの供給量
Ｖｐ１，Ｖｐ２  成分濃度変動ガスの供給量
Ｖｍ    燃料体積
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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