(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料ガス供給源から送り込まれる原料ガスの流量を、使用対象に送り込まれる変成ガスの組成比が一定になるように調節する手段と、
その流量調節された原料ガスを空気と混合して混合ガスを生成する手段と、
その混合ガスを変成して変成ガスを生成する変成炉とを備え、
その変成ガスを使用対象に送り込む変成ガスの製造装置において、
その原料ガス流量調節手段は、その原料ガス供給源に接続される第１流量制御バルブと、その原料ガス供給源に接続されると共に第１流量制御バルブに並列に接続される第２流量制御バルブと、その使用対象に送り込まれる変成ガスの少なくとも一つの組成の濃度を検出する手段と、変成ガスの組成濃度の検出値と目標値とに基づき前記各流量制御バルブの開度を予め設定した調節量ずつ調節する制御手段とを有し、
その制御手段により、変成ガスの組成濃度が目標値を含む一定範囲の値になるように第１流量制御バルブの開度が調節された後に、その組成濃度が目標値になるように第２流量制御バルブの開度が調節され、その第１流量制御バルブの各開度調節により調節される流量は、第２流量制御バルブの各開度調節により調節される流量よりも多くされていることを特徴とする変成ガスの製造装置。
【請求項２】
両流量制御バルブを通過した原料ガスの流量検出手段と、
その混合ガス生成手段に送り込まれる空気流量の検出手段とを備え、
検出された原料ガス流量と検出された空気流量との比が、変成ガスの組成濃度の目標値に応じて設定された一定範囲の値になるように、第１流量制御バルブの開度が調節され、その後に、変成ガスの組成濃度が目標値を含む一定範囲の値になるように第１流量制御バルブの開度が調節される請求項１に記載の変成ガスの製造装置。
【請求項３】
その使用対象に送り込まれる変成ガス圧力に応じて、その混合ガスの流路面積を変更する手段が設けられることで、その使用対象に送り込まれる変成ガス流量の変化に応じて、その変成炉に送り込まれる混合ガス流量が自動的に変更可能とされている請求項１または２に記載の変成ガスの製造装置。
【請求項４】
両流量制御バルブと混合ガス生成手段との間に、その混合ガス生成手段に送り込まれる空気量に応じて、原料ガスの流路面積を変更する手段が設けられ、その両流量制御バルブと混合ガス生成手段との間の原料ガスの流路面積は、その混合ガス生成手段に送り込まれる原料ガス流量が、変成ガスの組成濃度を目標値にするのに必要な流量よりも少なくならないように設定される請求項１〜３の中の何れかに記載の変成ガスの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原料ガスと空気との混合ガスを変成する変成炉を備えるガス変成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
天然ガス、プロパンガス、ブタンガス等の原料ガスと空気とを混合し、その混合ガスを変成炉により部分燃焼させることで、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素（Ｎ2 ）、二酸化炭素（ＣＯ2 ）等を含む変成ガスを生成する変成ガスの製造装置が従来から用いられている。その変成ガスは、例えば熱処理炉において金属加工部材の熱処理用雰囲気として用いられる。
【０００３】
その熱処理炉等の使用対象における変成ガスの使用量は、常に一定ではなく変動がある。特に、設備投資効率を向上するため、一つの変成ガス製造装置から複数の熱処理炉等の使用対象に変成ガスを供給する場合、その使用量の変動は大きくなる。
【０００４】
その変成ガスの使用量が変動した場合は、原料ガス流量と空気流量とを調節することで対応する必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来は手動により流量制御バルブの開度を調節することで、原料ガス流量と空気流量を調節していた。そのため、変成ガスの組成比を目標値にするには、熟練者の経験や勘に頼る必要があった。
【０００６】
また、その使用対象において変成ガス使用量が減少した場合、原料ガス流量と空気流量が調節されるまでに変成炉から吐出される変成ガスは過剰になる。従来、その余剰の変成ガスを無駄に燃焼させていたため、省資源化に反していた。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決することのできる変成ガスの製造装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の特徴は、原料ガスを空気と混合して混合ガスを生成する手段と、その混合ガスを変成して変成ガスを生成する変成炉とを備え、その変成ガスを使用対象に送り込む変成ガスの製造装置において、その使用対象に送り込まれる変成ガス圧力に応じて、その混合ガスの流路面積を変更する手段が設けられることで、その使用対象に送り込まれる変成ガス流量の変化に応じて、その変成炉に送り込まれる混合ガス流量を自動的に変更可能な点にある。
この構成によれば、使用対象に送り込まれる変成ガス流量が減少した場合、変成炉の下流側配管での圧力上昇により、変成炉に送り込まれる混合ガス流量を、その使用対象に送り込まれる変成ガス流量に見合った量にすることができる。これにより、変成ガスを無駄に燃焼させる必要がなくなる。また、その使用対象に送り込まれる変成ガス流量が増加した場合、変成炉の下流側配管での圧力降下により変成炉に送り込まれる混合ガス流量を、その使用対象に送り込まれる変成ガス流量に見合った量にすることができる。よって、変成ガスが不足するのを防止できる。
【０００９】
本発明の第２の特徴は、原料ガス供給源から送り込まれる原料ガスの流量を、使用対象に送り込まれる変成ガスの組成比が一定になるように調節する手段と、その流量調節された原料ガスを空気と混合して混合ガスを生成する手段と、その混合ガスを変成して変成ガスを生成する変成炉とを備え、その変成ガスを使用対象に送り込む変成ガスの製造装置において、その原料ガス流量調節手段は、その原料ガス供給源に接続される第１流量制御バルブと、その原料ガス供給源に接続されると共に第１流量制御バルブに並列に接続される第２流量制御バルブと、その使用対象に送り込まれる変成ガスの少なくとも一つの組成の濃度を検出する手段と、変成ガスの組成濃度の検出値と目標値とに基づき前記各流量制御バルブの開度を予め設定した調節量ずつ調節する制御手段とを有し、その制御手段により、変成ガスの組成濃度が目標値を含む一定範囲の値になるように第１流量制御バルブの開度が調節された後に、その組成濃度が目標値になるように第２流量制御バルブの開度が調節され、その第１流量制御バルブの各開度調節により調節される流量は、第２流量制御バルブの各開度調節により調節される流量よりも多くされている点にある。
これにより、経験者の熟練や勘に頼ることなく、迅速かつ正確に変成ガスの組成比を目標値に制御することができる。
【００１０】
また、両流量制御バルブを通過した原料ガスの流量検出手段と、その混合ガス生成手段に送り込まれる空気流量の検出手段とを備え、検出された原料ガス流量と検出された空気流量との比が、変成ガスの組成濃度の目標値に応じて設定された一定範囲の値になるように、第１流量制御バルブの開度が調節され、その後に、変成ガスの組成濃度が目標値を含む一定範囲の値になるように第１流量制御バルブの開度が調節されるのが好ましい。
これによって、より迅速に変成ガスの組成比を目標値に制御することができる。
【００１１】
さらに、両流量制御バルブと混合ガス生成手段との間に、その混合ガス生成手段に送り込まれる空気量に応じて、原料ガスの流路面積を変更する手段が設けられ、その両流量制御バルブと混合ガス生成手段との間の原料ガスの流路面積は、その混合ガス生成手段に送り込まれる原料ガス流量が、変成ガスの組成濃度を目標値にするのに必要な流量よりも少なくならないように設定されるのが好ましい。
これにより、使用対象に送り込まれる平成ガス流量の変動により混合ガス生成手段に送り込まれる空気流量が変動した場合に、その空気流量の変動に応じて変成ガス流量を変化させることで、変成ガスの組成を目標値に近接させることができ、変成ガスの組成制御の迅速化を図ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１３】
図１に示すガス変成装置は、例えば液化天然ガス、プロパンガス、ブタンガス等の高圧の原料ガス供給源１に、開閉弁２、レギュレータ３を介して配管接続される第１流量制御バルブ４ａと、同様にして原料ガス供給源１に接続されると共に第１流量制御バルブ４ａに並列に接続される第２流量制御バルブ４ｂとを備える。そのレギュレータ３は、各流量制御バルブ４ａ、４ｂに送り込まれる原料ガス圧力を一定圧力にする。
【００１４】
両流量制御バルブ４ａ、４ｂは原料ガス流量センサー４ｃ、第１圧力比例弁１１を介してキャブレター６の原料ガス導入口６ａに配管接続される。その第１流量制御バルブ４ａと第２流量制御バルブ４ｂは、制御装置１０からの制御信号に応じて原料ガス流量を変更できるように開度変更可能なものである。本実施形態では、その第１流量制御バルブ４ａは電子バルブにより構成され、その第２流量制御バルブ４ｂは第１流量制御バルブ４ａよりも流量の微調節が可能なモータバルブにより構成される。その原料ガス流量センサー４ｃは、原料ガス流量に対応する信号を制御装置１０に出力する。その制御装置１０は、例えばプログラマブルコントローラにより構成できる。
【００１５】
そのキャブレター６は、空気導入口６ｂと混合ガス導出口６ｃとを有する。その空気導入口６ｂは空気流量センサ７を介して空気フィルター８に配管接続される。その空気導出口６ｃは、一定の気体吸引力を発生するブロアー１２に配管接続される。そのキャブレター６は、そのブロアー１２により吸引されることで送り込まれる空気と流量調節された原料ガスとを混合し、その混合ガスを導出口６ｃから導出する。その空気流量センサ７は、空気流量に対応する信号を制御装置１０に出力する。
【００１６】
その第１圧力比例弁１１の開度は、そのキャブレター６に送り込まれる空気の圧力に応じて変化する。
【００１７】
そのブロアー１２の吸引側と吐出側とを接続するバイパス配管に、そのブロアー１２の過負荷防止用バイパスレギュレータ１４が設けられている。
【００１８】
その変成炉２０は、触媒の存在下で混合ガスを加熱することにより、例えば、天然ガスと空気との混合ガスを、一酸化炭素（ＣＯ）と窒素（Ｎ2 ）と二酸化炭素（ＣＯ2 ）とから構成される変成ガスと水とに変成する。
【００１９】
その変成炉２０はガスクーラー２５を介して出口弁３１に配管接続される。そのガスクーラー２５において変成ガスが急冷されて反応が凍結されると同時に変成ガスから水分が除去される。このガスクーラー２５の出口における変成ガスの圧力に応じて開度が変化する第２圧力比例弁３０が、変成炉２０とブロアー１２との間の配管に設けられている。使用対象に送り込まれる変成ガス圧力が大きくなると、その第２圧力比例弁３０の開度は小さくなり、その配管の流路面積は小さくなるので、変成炉２０に送り込まれる混合ガス流量が減少する。また、使用対象に送り込まれる変成ガス圧力が小さくなると、第２圧力比例弁３０の開度は大きくなり、その配管の流路面積は大きくなるので、変成炉２０に送り込まれる混合ガス流量が増加する。
【００２０】
その出口弁３１から配管を介して変成ガスが使用対象に送り込まれる。その使用対象への変成ガスの供給配管に、その変成ガスに含まれる二酸化炭素の濃度の検出装置５０が接続されている。その検出装置５０は、例えば赤外線ＣＯ2 分析計により構成できる。その検出装置５０は上記制御装置１０に接続される。
【００２１】
そのガスクーラー２５と出口弁３１との間が、背圧調節弁６０と、この背圧調節弁６０に並列に配置される開閉弁６１とを介して、ガスブリーダ６２に配管接続される。そのガスブリーダ６２の出口に、パイロットバーナー６３が設けられる。そのパイロットバーナー６３に上記原料ガス供給源１が、種火用の原料ガスを供給するために開閉弁６４を介して配管接続される。その背圧調節弁６０により、ガスブリーダ６２に送り込まれる変成ガスの圧力が設定される。
【００２２】
上記構成によれば、原料ガス供給源１から原料ガスが、開閉弁２、レギュレータ３、原料ガス流量調節機構４、第１圧力比例弁１１を介してキャブレター６に導入され、また、ブロアー１２の吸引力により、空気が空気フィルター８、空気流量センサ７を介してキャブレター６に送り込まれ、そのキャブレター６において原料ガスと空気との混合ガスが生成される。その混合ガスは、ブロアー１２、レギュレータ１４、第２圧力比例弁３０を介して変成炉２０に導入され、その変成炉２０において変成されることで変成ガスになる。その変成ガスは、この変成装置の運転開始当初においては組成が安定していないことから、当初は出口弁３１が閉鎖され、開閉弁６１が開かれることで、ガスブリーダ６２から吐出される。その吐出された変成ガスは、パイロットバーナー６３の種火により着火されて燃焼される。その変成ガスの組成が安定するのに要する時間の経過後に、その開閉弁６１が閉鎖され、出口弁３１が開かれる。これにより、その変成ガスの圧力が、予め設定した背圧調節弁６０による設定圧力に調節されることにより、変成ガスはガスブリーダ６２からの僅かの排出が許容されつつ、その大部分が使用対象に送り込まれる。よって、変成ガスの無駄を極力なくし、且つ、安定した運転が確保できる。
【００２３】
その使用対象に送り込まれる変成ガスに含まれる二酸化炭素の濃度が検出装置５０により検出され、その検出値が制御装置１０に入力される。また、原料ガス流量センサー４ｃによる原料ガスの流量の検出値と、空気流量センサ７による空気の流量の検出値とが制御装置１０に入力される。また、その制御装置１０に入力装置９が接続され、この入力装置９から、変成ガスに含まれる二酸化炭素の濃度の目標値が制御装置１０に入力される。その制御装置１０は、記憶したプログラムに従い、その二酸化炭素の濃度の検出値および目標値、原料ガス流量の検出値、空気流量の検出値に基づき、第１流量制御バルブ４ａと第２流量制御バルブ４ｂの開度を制御し、変成ガスの組成を制御する。
【００２４】
図２〜図４のフローチャートを参照し、その制御装置１０による制御手順を説明する。
【００２５】
まず、上記各流量センサー４ｃ、７からの信号に基づき、空気流量と原料ガス流量の比率Ａを演算し、その値Ａが二酸化炭素の濃度の目標値に応じて予め定めた第１比率設定値Ａ１未満か否かを判断する（ステップ１）。
【００２６】
その空気流量と原料ガス流量の比率Ａが第１比率設定値Ａ１未満である場合は、上記第１流量制御バルブ４ａの開度を、予め設定した第１開度調節量Ｂ１だけ減少させ、原料ガス流量を減少させる（ステップ２）。次に、第２流量制御バルブ４ｂの開度を予め設定した第１基準開度Ｄ１に設定する（ステップ３）。次に、予め設定した待機時間Ｔ（例えば６０秒）だけ待機し（ステップ４）、しかる後にステップ１に戻る。その待機時間Ｔは、原料ガス流量調節機構４による原料ガス流量の調節時点から、実際に原料ガス流量が調節されるまでの遅れ時間以上に設定する。
【００２７】
ステップ１において空気流量と原料ガス流量の比率Ａが第１比率設定値Ａ１以上である場合は、その比率Ａが、第１比率設定値Ａ１以上であって二酸化炭素の濃度の目標値に応じて予め定めた第２比率設定値Ａ２以下か否かを判断する（ステップ５）。その比率Ａが第２比率設定値Ａ２を超える場合は、上記第１流量制御バルブ４ａの開度を、予め設定した第２開度調節量Ｂ２だけ増加させ、原料ガス流量を増加させ（ステップ６）、しかる後に上記ステップ３に進む。
【００２８】
ステップ５において空気流量と原料ガス流量の比率Ａが第１比率設定値Ａ１以上であって第２比率設定値Ａ２以下である場合は、待機時間Ｔだけ待機する（ステップ７）。しかる後に、検出装置５０からの信号に基づき、変成ガスに含まれる二酸化炭素の濃度Ｃが、二酸化炭素の濃度の目標値に応じて予め定めた第１濃度設定値Ｃ１未満か否か、あるいは、第２流量制御バルブ４ｂが全閉か否かを判断する（ステップ８）。
【００２９】
ステップ８において、変成ガスに含まれる二酸化炭素の濃度Ｃが第１濃度設定値Ｃ１未満であり、あるいは、第２流量制御バルブ４ｂが全閉である場合、第１流量制御バルブ４ａの開度を小さくすることで、原料ガス流量を減少させる（ステップ９）。この場合、その第１流量制御バルブ４ａの開度調節量は、その検出した二酸化炭素の濃度と予め設定した濃度の目標値との偏差に比例した量であって、ステップ１０での第２流量制御バルブ４ｂの開度変更を見込んだ量とされる。しかる後に、第２流量制御バルブ４ｂの開度を予め設定した第１基準開度Ｄ１に設定する（ステップ１０）。しかる後にステップ７に戻る。
【００３０】
ステップ８において、変成ガスに含まれる二酸化炭素の濃度Ｃが第１濃度設定値Ｃ１以上であり、かつ、第２流量制御バルブ４ｂが全閉でなければ、その二酸化炭素の濃度Ｃが、第１濃度設定値Ｃ１以上であって、二酸化炭素の濃度の目標値に応じて予め定めた第２濃度設定値Ｃ２未満か否かを判断する（ステップ１１）。そのステップ１１において、二酸化炭素の濃度Ｃが第２濃度設定値Ｃ２以上の場合は、第２流量制御バルブ４ｂが全開か否かを判断し（ステップ１２）、全開である場合、第１流量制御バルブ４ａの開度を大きくすることで、原料ガス流量を増加させる（ステップ１３）。この場合、その第１流量制御バルブ４ａの開度調節量は、その検出した二酸化炭素の濃度と予め設定した濃度の目標値との偏差に比例した量であって、ステップ１０での第２流量制御バルブ４ｂの開度変更を見込んだ量とされる。しかる後にステップ１０において第２流量制御バルブ４ｂの開度を予め設定した第１基準開度Ｄ１に設定し、ステップ７に戻る。
【００３１】
ステップ１１において、二酸化炭素濃度Ｃが第１濃度設定値Ｃ１以上であって第２濃度設定値Ｃ２未満である場合、あるいは、ステップ１２において第２流量制御バルブ４ｂが全開でない場合、変成ガスに含まれる二酸化炭素の濃度Ｃが、第１濃度設定値Ｃ１以上であって、二酸化炭素の濃度の目標値に応じて予め定めた第３濃度設定値Ｃ３未満か否かを判断する（ステップ１４）。そのステップ１４において、二酸化炭素の濃度Ｃが第１濃度設定値Ｃ１以上であって第３濃度設定値Ｃ３未満の場合は、第１流量制御バルブ４ａの開度を、予め設定した第３開度調節量Ｂ３だけ小さくすることで原料ガス流量を減少させ（ステップ１５）、ステップ７に進む。
【００３２】
そのステップ１４において、二酸化炭素の濃度Ｃが第３濃度設定値Ｃ３以上の場合は、変成ガスに含まれる二酸化炭素の濃度Ｃが、第３濃度設定値Ｃ３以上であって、二酸化炭素の濃度の目標値に応じて予め定めた第４濃度設定値Ｃ４未満か否かを判断する（ステップ１６）。そのステップ１６において、二酸化炭素の濃度Ｃが第４濃度設定値Ｃ４以上の場合は、第１流量制御バルブ４ａの開度を、予め設定した第４開度調節量Ｂ４だけ大きくすることで原料ガス流量を増加させ（ステップ１７）、ステップ７に進む。その第３、第４開度調節量Ｂ３、Ｂ４は、上記第１、第２開度調節量Ｂ１、Ｂ２よりも少なくされ、第３、第４開度調節量Ｂ３、Ｂ４に対応する調節流量は、第１、第２開度調節量Ｂ１、Ｂ２に対応する調節流量よりも少なくされる。
【００３３】
その第４濃度設定値Ｃ４は上記第２濃度設定値Ｃ２よりも小さくされ、ステップ１〜ステップ６により変成ガスの組成の第１段階の調節が行われ、ステップ８〜ステップ１３により第１段階の調節よりも細かい第２段階の調節が行われ、ステップ１４〜ステップ１７により第２段階の調節よりも細かい第３段階の調節が行われ、以下のステップ１８〜２３により第３段階の調節よりも細かい第４段階の最終調節が行われる。
【００３４】
すなわち、そのステップ１６において、変成ガスの二酸化炭素の濃度Ｃが第３濃度設定値Ｃ３以上であって第４濃度設定値Ｃ４未満である場合、第２流量制御バルブ４ｂの開度増加フラグがオンか否かを判断する（ステップ１８）。その開度増加フラグは、変成ガスに含まれる二酸化炭素の濃度Ｃが予め設定した目標値より低い場合にオンされる。その開度増加フラグがオンされている場合、第２流量制御バルブ４ｂの開度が第２基準開度Ｄ２以下か否かを判断する（ステップ１９）。その第２流量制御バルブ４ｂの開度が第２基準開度Ｄ２以下であれば、第２流量制御バルブ４ｂの開度を、予め設定した第１微小開度調節量Ｅ１だけ増加させて原料ガス流量を増加させ（ステップ２０）、しかる後にステップ７に進む。
【００３５】
その第２基準開度Ｄ２は、第２流量制御バルブ４ｂの原料ガス流量の調節性能に応じて定められるもので、原料ガス流量を開度に応じて調節できる範囲の最大開度よりも小さい値に設定される。ステップ１９において、その第２流量制御バルブ４ｂの開度が第２基準開度Ｄ２を超える場合、ステップ１５に進み、原料ガス流量を増加させ、ステップ１０において第２流量制御バルブ４ｂの開度が第１基準開度Ｄ１になるようにする。
【００３６】
そのステップ１８において第２流量制御バルブ４ｂの開度増加フラグがオンされていない場合、第２流量制御バルブ４ｂの開度減少フラグがオンか否かを判断する（ステップ２１）。その開度減少フラグは、変成ガスに含まれる二酸化炭素の濃度Ｃが予め設定した目標値より高い場合にオンされる。その開度減少フラグがオンされている場合、第２流量制御バルブ４ｂの開度が第３基準開度Ｄ３以上か否かを判断する（ステップ２２）。その第２流量制御バルブ４ｂの開度が第３基準開度Ｄ３以上であれば、第２流量制御バルブ４ｂの開度を、予め設定した第２微小開度調節量Ｅ２だけ減少させて原料ガス流量を減少させ（ステップ２３）、しかる後にステップ７に進む。その第１、第２微小開度調節量Ｅ１、Ｅ２は、上記第３、第４開度調節量Ｂ３、Ｂ４よりも少なくされ、第１、第２微小開度調節量Ｅ１、Ｅ２に対応する調節流量は、第３、第４開度調節量Ｂ３、Ｂ４に対応する調節流量よりも少なくされる。
【００３７】
その第３基準開度Ｄ３は、第２流量制御バルブ４ｂの原料ガス流量の調節性能に応じて定められるもので、原料ガス流量を開度に応じて調節できる範囲の最小開度よりも大きい値に設定される。ステップ２２において、その第２流量制御バルブ４ｂの開度が第３基準開度Ｄ３未満の場合、ステップ１７に進み、原料ガス流量を減少させ、ステップ１０において第２流量制御バルブ４ｂの開度が第１基準開度Ｄ１になるようにする。
【００３８】
そのステップ２１において第２流量制御バルブ４ｂの開度減少フラグがオンされていない場合、変成ガスに含まれる二酸化炭素の濃度Ｃが予め設定した目標値であるので、第２流量制御バルブ４ｂの開度は変更されることなく（ステップ２４）、ステップ７に進む。
【００３９】
上記構成によれば、使用対象に送り込まれる変成ガス流量が減少した場合、変成炉の下流側配管での圧力上昇により第２圧力比例弁３０の開度が減少する。これにより、変成炉２０に送り込まれる混合ガス流量を、その使用対象に送り込まれる変成ガス流量に見合った量にすることができ、変成ガスを無駄に燃焼させる必要はない。また、その使用対象に送り込まれる変成ガス流量が増加した場合、変成炉の下流側配管での圧力降下により第２圧力比例弁３０の開度が増加する。これにより、変成炉２０に送り込まれる混合ガス流量を、その使用対象に送り込まれる変成ガス流量に見合った量にすることができ、変成ガスが不足するのを防止できる。
【００４０】
その変成炉２０に送り込まれる混合ガスが減少した場合、キャブレター６に送り込まれる空気流量が減少することで、第１圧力比例弁１１の開度が減少し、原料ガスの流路面積が減少する。また、その変成炉２０に送り込まれる混合ガスが増加した場合、キャブレター６に送り込まれる空気流量が増加することで、第１圧力比例弁１１の開度が増加し、原料ガスの流路面積が増加する。これにより、使用対象に送り込まれる変成ガス流量が変動した場合に、その変成ガスの組成が大きく変化するのを防止できる。その第１圧力比例弁１１の開度に応じて設定される原料ガス流路面積は、キャブレター６に送り込まれる原料ガス流量が、変成ガスの二酸化炭素濃度を目標値にするのに必要な流量よりも少なくならないように設定される。これにより、使用対象に送り込まれる平成ガス流量の変動によりキャブレター６に送り込まれる空気流量が変動した場合に、その空気流量の変動に応じて変成ガス流量を変化させることで、第１流量制御バルブ４ａと第２流量制御バルブ４ｂの開度制御により変成ガスの組成を正確に目標値にする前に、変成ガスの組成を目標値に近接させることができ、変成ガスの組成制御の迅速化を図ることができる。
【００４１】
また、第１流量制御バルブ４ａと第２流量制御バルブ４ｂの開度が、検出装置５０により検出された変成ガスの二酸化炭素の濃度と、原料ガス流量センサー４ｃにより検出された原料ガス流量と、空気流量センサ７により検出された空気流量と、変成ガスの二酸化炭素の濃度の目標値に基づき制御される。これにより、使用対象に送り込まれる変成ガス流量の変動により変成ガスの組成が変動しても、その変動を打ち消すように原料ガス流量が制御され、変成ガスの組成比を正確に目標値に制御することができる。その制御は、変成ガスの成分である二酸化炭素濃度が目標値を含む一定範囲の値になるように上記フローチャートのステップ１４〜１７により第１流量制御バルブ４ａの開度が予め設定した調節量Ｂ３、Ｂ４ずつ調節された後に、その濃度が目標値になるように上記フローチャートのステップ１８〜２３により第２流量制御バルブ４ｂの開度が予め設定した調節量Ｅ１、Ｅ２ずつ調節されることで行われる。その第１流量制御バルブ４ａの各開度調節量Ｂ３、Ｂ４は、第２流量制御バルブ４ｂの各開度調節量Ｅ１、Ｅ２よりも多くされ、その第１流量制御バルブ４ａの各開度調節により調節される流量は、第２流量制御バルブ４ｂの各開度調節により調節される流量よりも多くされている。これにより、経験者の熟練や勘に頼ることなく、迅速かつ正確に変成ガスの組成比を目標値に制御することができる。また、その検出された原料ガス流量と検出された空気流量との比が、変成ガスの二酸化炭素濃度の目標値に応じて設定された一定範囲の値になるように、上記フローチャートのステップ１〜６により第１流量制御バルブ４ａの開度が調節され、その後に、その二酸化炭素濃度が目標値を含む一定範囲の値になるように上記フローチャートのステップ８〜１７により第１流量制御バルブ４ａの開度が調節されるので、より迅速に変成ガスの組成比を目標値に制御することができる。
【００４２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、変成ガスの組成は特に限定されず、濃度制御される変成ガスの成分も二酸化炭素に限定されない。また、変成ガスの組成濃度の具体的制御手順は上記フローチャートに基づくものに限定されない。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、使用対象に送り込まれる変成ガス流量が変動した場合に変成ガスを無駄にすることなく、経験者の熟練や勘に頼ることなく、迅速かつ正確に変成ガスの組成比を目標値に制御することができる変成ガスの製造装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の変成ガスの製造装置の構成説明図
【図２】本発明の実施形態の変成ガスの製造装置の制御手順を示すフローチャート
【図３】本発明の実施形態の変成ガスの製造装置の制御手順を示すフローチャート
【図４】本発明の実施形態の変成ガスの製造装置の制御手順を示すフローチャート
【符号の説明】
１  原料ガス供給源
４  原料ガス流量調節機構
４ａ  第１流量制御バルブ
４ｂ  第２流量制御バルブ
４ｃ  原料ガス流量センサー
６  キャブレター
７  空気流量センサ
１０  制御装置
１１  第１圧力比例弁
１２  ブロアー
２０  変成炉
３０  第２圧力比例弁
５０  検知装置
【図１】
0003934188.tif 000002
【図２】
0003934188.tif 000003
【図３】
0003934188.tif 000004
【図４】
0003934188.tif 000005