(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウォッベ指数の異なる第一燃料ガスと第二燃料ガスとを混合して家庭用ガス引込口に供給するガス供給装置であって、
第一燃料ガスを液化して封入した第一ガスボンベを接続する第一接続口と、
第二燃料ガスを液化して封入した第二ガスボンベを接続する第二接続口と、
上記第一接続口から供給される第一燃料ガスと上記第二接続口から供給される第二燃料ガスとを所定の混合比で混合する混合比調整手段と
を備え、
上記混合した燃料ガスを上記家庭用ガス引込口に供給することを特徴とするガス供給装置。
【請求項２】
上記第一接続口と上記第二接続口とが異なる径で設けられていることを特徴とする請求項１記載のガス供給装置。
【請求項３】
上記第一燃料ガスはＬＰＧであり、上記第二燃料ガスはＤＭＥであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のガス供給装置。
【請求項４】
ＬＰＧ用のガス器具が対応できるウォッベ指数の範囲内となるように、上記ＬＰＧと上記ＤＭＥとを所定の混合比で混合することを特徴とする請求項３記載のガス供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はウォッベ指数の異なる第一燃料ガスと第二燃料ガスとを混合して家庭用ガス引込口に供給するガス供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、家庭用のガス種としては、主に都市ガスとＬＰＧ（液化石油ガス）が用いられているが、ＬＰＧはやや高価である。そこで、最近、安価なガスであるＤＭＥ（ジメチルエーテル）をＬＰＧの代替燃料として使用することが検討されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＤＭＥとＬＰＧとはウォッベ指数（ＷＩ）が大幅に異なるために、ＬＰＧ用のガス器具にそのままＤＭＥを供給すると、単位時間あたりの発熱量（インプット）が大幅に変化してガス器具の燃焼や出力などの性能が悪化してしまうので、ＤＭＥを使いたい家庭では、ＤＭＥ用の新たなガス器具を購入しなければならない。
本発明のガス供給装置は上記課題を解決し、従来のＬＰＧ用のガス器具でもＤＭＥを利用できることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の請求項１記載のガス供給装置は、
ウォッベ指数の異なる第一燃料ガスと第二燃料ガスとを混合して家庭用ガス引込口に供給するガス供給装置であって、
第一燃料ガスを液化して封入した第一ガスボンベを接続する第一接続口と、
第二燃料ガスを液化して封入した第二ガスボンベを接続する第二接続口と、
上記第一接続口から供給される第一燃料ガスと上記第二接続口から供給される第二燃料ガスとを所定の混合比で混合する混合比調整手段と
を備え、
上記混合した燃料ガスを上記家庭用ガス引込口に供給することを要旨とする。
【０００５】
また、本発明の請求項２記載のガス供給装置は、上記請求項１記載のガス供給装置において、
上記第一接続口と上記第二接続口とが異なる径で設けられていることを要旨とする。
【０００６】
また、本発明の請求項３記載のガス供給装置は、上記請求項１又は請求項２記載のガス供給装置において、
上記第一燃料ガスはＬＰＧであり、上記第二燃料ガスはＤＭＥであることを要旨とする。
【０００７】
また、本発明の請求項４記載のガス供給装置は、上記請求項３記載のガス供給装置において、
ＬＰＧ用のガス器具が対応できるウォッベ指数の範囲内となるように、上記ＬＰＧと上記ＤＭＥとを所定の混合比で混合することを要旨とする。
【０００８】
上記構成を有する本発明の請求項１記載のガス供給装置では、第一燃料ガスと第二燃料ガスとが混合比調整手段により所定の混合比で混合された後に、家庭用ガス引込口に供給される。従って、既存の家庭用ガス器具には、そのまま使用できないようなウォッベ指数の燃料ガスであっても、他の燃料ガスと混合させることにより、良好に燃焼するウォッベ指数の混合ガスをつくり供給することが可能となる。
【０００９】
また、本発明の請求項２記載のガス供給装置は、第一接続口と第二接続口とが異径であるため、第一ガスボンベと第二ガスボンベとを接続し間違うことを防止できる。
【００１０】
また、本発明の請求項３記載のガス供給装置では、ＬＰＧとＤＭＥとの同時使用が可能となる。
【００１１】
また、本発明の請求項４記載のガス供給装置では、ＬＰＧとＤＭＥとの混合ガスを家庭用のＬＰＧ仕様のガス器具で使用することが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするために、以下本発明のガス供給装置の好適な実施形態について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態としてのガス供給装置１の概略構成図である。
ガス供給装置１は、ＬＰＧボンベ２と接続される第一ガス配管３とＤＭＥボンベ６と接続される第二ガス配管７とを備える。尚、本実施形態ではＬＰＧとして、７５％プロパン−２５％ブタンの混合ガスを用いるので、以下、ＬＰＧといえば、７５％プロパン−２５％ブタンのことである。
第一ガス配管３には、上流側から順に、ＬＰＧボンベ２の接続口に接続する第一接続口４と第一ガス配管３を流れるＬＰＧの供給ガス圧を一定の大きさに設定する第一ガスガバナ５とガス流路を開閉する第一開閉弁１３とＬＰＧの流量を所定の値に設定する第一オリフィス１４とが設けられ、第二ガス配管７には、上流側から順に、ＤＭＥボンベ６の接続口に接続する第二接続口８と第二ガス配管７を流れるＤＭＥの供給ガス圧を一定の大きさに設定する第二ガスガバナ９とガス流路を開閉する第二開閉弁１５とＤＭＥの流量を所定の値に設定する第二オリフィス１６とが設けられる。
第一接続口４と第二接続口８とは、径が異なるように形成される。つまり、それぞれの接続口は、対応するボンベとの接続径に形成されており、逆には接続できないようになっている。
【００１４】
第一ガス配管３と第二ガス配管７とは、その先端で混合管２１で接続する。混合管２１は、ガス混合器１１に接続され、ガス混合器１１は家庭用ガス引込口１２に接続される。家庭用ガス引込口１２には、家庭内の主ガス配管１０が接続され、その下流側で複数のガス配管に分岐してそれぞれガス器具が接続される。
ガス混合器１１について詳述する。ガス混合器１１は、一端が閉じられた円筒状の混合タンク１７がその閉じられた一端を上側にして水が満たされたケーシング１８内に置かれたものである。そして、混合タンク１７内に第一ガス配管３と第二ガス配管７とが接続した混合管２１が導かれ、混合タンク１７内から家庭用引込口１２に接続する引出配管１９がのびる。
【００１５】
また、混合タンク１７の上には、混合タンク１７内の混合ガスの圧力を所定の大きさに設定するための重り２０が設けられる。すなわち、供給されたガス量によって混合タンク１７がケーシング１８内の水中を上下動するので混合タンク１７内のガス圧は重り２０の重さと混合タンク１７の重さと混合タンク１７の断面積によって決まる。従って、第一ガス配管３と第二ガス配管７とから導かれたＬＰＧとＤＭＥとの混合ガスは、引出配管１９から所定の圧力でガス器具に供給される。
尚、ガス混合器１１には混合タンク１７の上下動と連動して作動する図示しないリミッタースイッチが設けられており、混合タンク１７内にＬＰＧとＤＭＥとが充分に供給され所定値以上に上昇するとリミッタースイッチがＯＮし、第一開閉弁１３と第二開閉弁１５とを閉弁してガスの供給を停止する。一方、混合タンク１７内の混合ガスが使われ混合タンク１７が所定値以下に下がるとリミッタースイッチがＯＦＦして第一開閉弁１３と第二開閉弁１５とが開弁されガスの供給が再開される。
【００１６】
また、従来からあるＬＰＧ仕様のガス器具は、図２に示す領域Ａのガス種に対して能力及び安全性が担保できるように設計されている。すなわち、ウォッベ指数が２２１７０ｋｃａｌ／Ｎｍ３のブタンから１８５００ｋｃａｌ／Ｎｍ３のプロピレンのガス種に対応している。これに対して、ウォッベ指数が１２４２０ｋｃａｌ／Ｎｍ３と大幅に異なるＤＭＥは、ＬＰＧ用のガス器具では能力及び安全性が担保できないので使用することができない。尚、ＭＣＰとは、燃焼速度指数のことである。
【００１７】
しかしながら、このようなＬＰＧ用のガス器具は対応できるウォッベ指数に幅があるので、ＬＰＧに多少のＤＭＥを混ぜても良好に使用することができる。例えば、本実施形態のガス供給装置では、７５％プロパン−２５％ブタンのＬＰＧとＤＭＥとを混合して、ウォッベ指数が１００％プロパンと等しい混合ガスをつくってＬＰＧ用のガス器具に供給する。この場合の、ＬＰＧとＤＭＥとの混合割合の計算方法について述べる。
【００１８】
一般に、発熱量：Ｈと比重：ｄとウォッベ指数：ＷＩとの間には、
【数１】
0004631020.tif 000002
という関係がある。
第一ガス配管３を流れるＬＰＧの流量と第二ガス配管７を流れるＤＭＥの流量との比をＸ：１−Ｘとし、ＬＰＧの発熱量をＨ１、比重をｄ１とし、ＤＭＥの発熱量をＨ２、比重をｄ２とすると、その混合ガスのウォッベ指数が１９０００ｋｃａ／Ｎｍ３となれば良いので、
【数２】
0004631020.tif 000003
である。ここで、ＤＭＥ、プロパン、ブタンの比重は、それぞれ、１．５９、１．５２、２．０７であるから、ｄ１＝１．６６、ｄ２＝１．５９となり、この値と図２中のＤＭＥとＬＰＧのウォッベ指数の値より式（１）を用いて、Ｈ１＝２５９４９ｋｃａ／Ｎｍ３、Ｈ２＝１５６６１ｋｃａ／Ｎｍ３となるので、これらの値を式（２）に代入して解くと、Ｘ＝０．８４９が求まる。すなわち、ガス混合器１１に導かれるＬＰＧとＤＭＥとの流量比が０．８４９：０．１５１となる必要がある。
【００１９】
ガス流量は供給ガス圧が同じならば、流路面積に比例するので、第一ガス配管３と第二ガス配管７とは第一オリフィス１４と第二オリフィス１６によって流路面積が０．８４９：０．１５１となるように絞られる。尚、ＬＰＧとＤＭＥとの供給ガス圧は、第一ガスガバナ５と第二ガスガバナ９とによって同じ圧力に設定されている。この供給ガス圧は本実施形態では、例えば３３０ｍｍＨ２Ｏに設定される。
そして、混合タンク１７内で混合された混合ガスは、混合タンク１７の断面積をＸｃｍ２、混合タンク１７の重さをＹ’ｋｇ、重り２０の重さをＹｋｇとすると（Ｙ’＋Ｙ）／Ｘｋｇｆ／ｃｍ２＝｛（Ｙ’＋Ｙ）／Ｘ｝×１０４ｍｍＨ２Ｏで引出配管１９から供給される。但し、混合タンク１７の浮力は無視している。この供給ガス圧は本実施形態では、例えば、Ｘ＝１０００ｃｍ２、Ｙ’＝８ｋｇ、Ｙ＝２０ｋｇとすることにより２８０ｍｍＨ２Ｏに設定される。尚、２８０ｍｍＨ２Ｏという混合ガスの供給ガス圧は、従来のＬＰＧの供給ガス圧に揃えたものである。
【００２０】
この様に構成されたガス供給装置１では、第一ガス配管３からのＬＰＧと第二ガス配管７からのＤＭＥとが混合管２１で合流してガス混合器１１に導かれ均一に混合された後に、引出配管１９を通り、家庭用ガス引出口１２から主ガス配管１０に導かれ、ガス器具に供給される。
この際、ＬＰＧとＤＭＥとは、ガス混合器１１へ０．８４９：０．１５１の割合で供給されており、重り２０によって混合タンク１７内のガス圧は２８０ｍｍＨ２Ｏに設定されているので、混合ガスは２８０ｍｍＨ２Ｏで供給され、そのウォッベ指数は１９０００ｋｃａｌ／Ｎｍ３である。このウォッベ指数は、図２の領域Ａに入るので、従来からのＬＰＧ用のガス器具は、この混合ガスで良好に使用できる。したがって、従来からあるＬＰＧ用のガス器具に、ＬＰＧに安価なＤＭＥを混ぜた混合ガスを使用することができるので、燃料費を節約できる。
【００２１】
また、間違ってＬＰＧボンベ２を第二接続口８に、ＤＭＥボンベ６を第一接続口４に接続してしまうと、せっかくガス器具の燃焼や出力等の性能が良好になるように設定しているＬＰＧとＤＭＥの混合割合が変化して、ガス器具が燃焼不良をおこしてしまう。そこで、このようなボンベのつなぎ間違いを防止するために、本実施形態のガス供給装置１では、第一接続口４と第二接続口８とが径の大きさを変えて形成されており、第一接続口４にはＬＰＧボンベ２のみが接続でき、第二接続口８にはＤＭＥボンベ６のみが接続できるようにしてあるので誤接続を防止できる。
【００２２】
以上本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
例えば、本実施形態では、ウォッベ指数の異なるガス種としてＬＰＧ（７５％プロパン−２５％ブタン）とＤＭＥとが用いられているが、これに限られるものではない。
また、混合するＬＰＧとＤＭＥの割合は、自由である。例えば、ＤＭＥに少量のＬＰＧを混ぜて、ＤＭＥとウォッベ指数がほぼ同じである１３Ａ用のガス器具に用いるようにしてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の請求項１記載のガス供給装置によれば、既存の家庭用ガス器具には、そのまま使用できないようなウォッベ指数の第二ガスを第一ガスと混合することにより、良好に燃焼するウォッベ指数の混合ガスをつくり供給することが可能となる。このため、単独では使用することができなかった安価なガスを他のガスと混ぜることにより使用が可能となるので経済的である。
【００２４】
更に、本発明の請求項２記載のガス供給装置によれば、第一ガスボンベと第二ガスボンベとのつなぎ間違いによるガス器具の燃焼不良を防止できる。
【００２５】
更に、本発明の請求項３記載のガス供給装置によれば、ＬＰＧに安価なＤＭＥを混ぜて使うことができるので経済的である。
【００２６】
更に、本発明の請求項４記載のガス供給装置によれば、新たなＤＭＥ用のガス器具を開発することなしに、従来のＬＰＧ用のガス器具に安価なＤＭＥを使用することができるのでよりいっそう経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態としてのガス供給装置の概略構成図である。
【図２】ＬＰＧ及びＤＭＥのウォッベ指数と燃焼速度指数を表すグラフである。
【符号の説明】
１…ガス供給装置、２…ＬＰＧボンベ、３…第一ガス配管、４…第一接続口、５…第一ガスガバナ、６…ＤＭＥボンベ、７…第二ガス配管、８…第二接続口、９…第二ガスガバナ、１０…主ガス配管、１１…ガス混合器、１２…家庭用ガス引込口、１３…第一開閉弁、１４…第一オリフィス、１５…第二開閉弁、１６…第二オリフィス、１７…混合タンク、１８…ケーシング、１９…引出配管、２０…重り、２１…混合管。
【図１】
0004631020.tif 000004
【図２】
0004631020.tif 000005