(57)【要約】【課題】混合ガス製造装置のクッションタンク内の混合ガスの燃焼特性を簡便に所定の範囲内に保つこと。【解決手段】原料ガスｇを貯蔵する原料ガスタンク１０と、原料ガスｇと空気ａを混合して混合ガスｍを生成するベンチュリーミキサー１１と、原料ガスタンク１０からベンチュリーミキサー１１に原料ガスｇを送り込む原料ガス配管１２に設けられ、この原料ガスｇの流れを遮断可能な電磁弁２４と、電磁弁２４の開弁時間を計測する開弁時間計測手段１４と、開弁時間計測手段１４で計測した開弁時間から、原料ガスタンク１０から送出された原料ガスｇの送出量を算出し、この送出量が予め定めた所定送出量に到達したら、原料ガスタンク１０からベンチュリーミキサー１１への原料ガスｇの送出を制御する制御信号を発する制御部１５と、ベンチュリーミキサー１１で混合された混合ガスｍを一時的に貯蔵するクッションタンク１６とを備えた構成とする。【選択図】図１
2017207272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料ガス（ｇ）を貯蔵する原料ガスタンク（１０）と、
前記原料ガスタンク（１０）から送られた原料ガス（ｇ）と空気（ａ）を混合して混合ガス（ｍ）を生成するベンチュリーミキサー（１１）と、
前記原料ガスタンク（１０）から前記ベンチュリーミキサー（１１）に原料ガス（ｇ）を送り込む原料ガス配管（１２）に設けられ、この原料ガス（ｇ）の流れを遮断可能な電磁弁（２４）と、
前記電磁弁（２４）の開弁時間を計測する開弁時間計測手段（１４）と、
前記開弁時間計測手段（１４）で計測した開弁時間から、前記原料ガスタンク（１０）から送出された原料ガス（ｇ）の送出量を算出し、この送出量が予め定めた所定送出量に到達したら、前記原料ガスタンク（１０）から前記ベンチュリーミキサー（１１）への原料ガス（ｇ）の送出を制御する制御信号を発する制御部（１５）と、
前記ベンチュリーミキサー（１１）で混合された混合ガス（ｍ）を一時的に貯蔵するクッションタンク（１６）とを備えた混合ガス製造装置。
【請求項２】
原料ガス（ｇ）を貯蔵する原料ガスタンク（１０）と、
前記原料ガスタンク（１０）から送られた原料ガス（ｇ）と空気（ａ）を混合して混合ガス（ｍ）を生成するベンチュリーミキサー（１１）と、
前記ベンチュリーミキサー（１１）に空気（ａ）を送り込む空気配管（２５）に設けられ、この空気（ａ）の流れを遮断可能な空気遮断弁（３７）と、
前記空気遮断弁（３７）の開弁時間を計測する開弁時間計測手段（１４）と、
前記開弁時間計測手段（１４）で計測した開弁時間から、前記原料ガスタンク（１０）から送出された原料ガス（ｇ）の送出量を算出し、この送出量が予め定めた所定送出量に到達したら、前記原料ガスタンク（１０）から前記ベンチュリーミキサー（１１）への原料ガス（ｇ）の送出を停止する制御信号を発する制御部（１５）と、
前記ベンチュリーミキサー（１１）で混合された混合ガス（ｍ）を一時的に貯蔵するクッションタンク（１６）と、
を備えた混合ガス製造装置。
【請求項３】
前記クッションタンク（１６）内の混合ガス（ｍ）の濃度を測定するガス濃度計（４２）をさらに備え、前記ガス濃度計（４２）で測定した混合ガス（ｍ）の濃度が予め定めた所定濃度よりも低いときに前記空気遮断弁（３７）が閉じられて空気（ａ）の取り込みを遮断する一方で、前記濃度が前記所定濃度以上のときに前記空気遮断弁（３７）が開かれて前記ベンチュリーミキサー（１１）の作動によって生じた負圧による空気（ａ）の取り込みを許容する請求項２に記載の混合ガス製造装置。
【請求項４】
前記ガス濃度計（４２）で測定した前記クッションタンク（１６）内の混合ガス（ｍ）の濃度が予め定めたガス放散濃度以下のときに、前記クッションタンク（１６）内の混合ガス（ｍ）をパージ用配管を通って前記クッションタンク（１６）内から放散する請求項３に記載の混合ガス製造装置。
【請求項５】
前記空気遮断弁（３７）が、前記制御部（１５）からの制御信号を受けて作動する電磁弁である請求項２又は３に記載の混合ガス製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、原料ガスと空気を混合して、都市ガスの代替となる混合ガスを製造する混合ガス製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
混合ガス製造装置は、地震等の災害時や、都市ガス配管の夜間工事等において、都市ガス（１２Ａ、１３Ａ等）の供給が一時的に停止したときに、原料ガスと空気を混合して、都市ガスに相当する燃焼特性（ウォツベ指数、燃焼速度）の混合ガスを製造する装置である。
【０００３】
この混合ガス製造装置は、例えば特許文献１の図１に示すように、原料ガスが充填された原料ガスタンク、原料ガスと空気を混合して混合ガスとするベンチュリーミキサー、ベンチュリーミキサーによって製造した混合ガスを一時的に貯蔵するクッションタンクを主要な構成要素としている。原料ガスタンクに充填される原料ガスとして、プロパン等の液化石油ガス（ＬＰＧ）が一般的に用いられる。この原料ガスは、ベンチュリーミキサーのノズルからスロートに向けて噴射される。すると、この噴射に伴って負圧が生じ、このスロートに併設された空気取り込み口から空気が取り込まれる。噴射された原料ガスと取り込まれた空気は、ベンチュリーミキサー内で混合されて混合ガスとなる。この混合ガスを構成する原料ガスと空気の比率は、ノズルとスロートの断面積の比によって決まる。混合ガスと都市ガスの燃焼特性を整合させるべく、原料ガスと空気の混合割合を６：４程度とすることが多い。混合ガスが貯蔵されたクッションタンクには、クッションタンク内の混合ガスのガス圧力を減圧する減圧弁を介して、空調機器、コンロ等の調理機器、発電を行うとともに熱源としても機能するコジェネレーションシステム等の各種機器が接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４６０４１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の構成においては、原料ガスとして、プロパンを主成分とし、ブタン等の他の成分が含まれるＬＰＧが使用される。これらの各成分は蒸気圧が異なっているため、原料ガスの気化に伴って、原料タンク内の成分比が次第に変化する。各成分は固有の燃焼特性を有し、しかも、ベンチュリーミキサーで混合される原料ガスと空気の混合割合は常に一定であることから、時間の経過とともに、所定の燃焼特性からのずれが次第に大きくなる。
【０００６】
混合ガス製造装置は、従来、ガス事業法に基づいて都市ガス事業者が取り扱うのが一般的であったが、高圧ガス保安法に基づいて病院、福祉施設、地方自治体等のエンドユーザー側に平常時から常設され、災害時等においてエンドユーザーが自ら本装置を操作することも想定される。この場合、ガスの取り扱いについて専門知識を有しないエンドユーザーが燃焼特性の管理を行うのは非常に難しく、装置の運用上、大きな問題があった。
【０００７】
そこで、本願発明は、簡便にクッションタンク内の混合ガスの燃焼特性を所定の範囲内に保つことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、この発明は、原料ガスを貯蔵する原料ガスタンクと、前記原料ガスタンクから送られた原料ガスと空気を混合して混合ガスを生成するベンチュリーミキサーと、前記原料ガスタンクから前記ベンチュリーミキサーに原料ガスを送り込む原料ガス配管に設けられ、この原料ガスの流れを遮断可能な電磁弁と、前記電磁弁の開弁時間を計測する開弁時間計測手段と、前記開弁時間計測手段で計測した開弁時間から、前記原料ガスタンクから送出された原料ガスの送出量を算出し、この送出量が予め定めた所定送出量に到達したら、前記原料ガスタンクから前記ベンチュリーミキサーへの原料ガスの送出を制御する制御信号を発する制御部と、前記ベンチュリーミキサーで混合された混合ガスを一時的に貯蔵するクッションタンクとを備えた混合ガス製造装置を構成した。
【０００９】
このように、電磁弁の開弁時間に基づいて、制御部から原料ガスの送出を停止する停止信号を発することによって、エンドユーザーが特段の管理を行うことなく、クッションタンク内の混合ガスの燃焼特性を簡便に所定の範囲内に保つことができる。原料ガスタンクから送出される原料ガスの所定送出量は、原料ガスタンク容量の８０％等、適宜決定することができる。この制御部による制御として、原料ガスの送出の停止、送出量の減量等の種々の制御の中から適したものを選択することができる。
【００１０】
また、上記の課題を解決するため、この発明は、原料ガスを貯蔵する原料ガスタンクと、前記原料ガスタンクから送られた原料ガスと空気を混合して混合ガスを生成するベンチュリーミキサーと、前記ベンチュリーミキサーに空気を送り込む空気配管に設けられ、この空気の流れを遮断可能な空気遮断弁と、前記空気遮断弁の開弁時間を計測する開弁時間計測手段と、前記開弁時間計測手段で計測した開弁時間から、原料ガスタンクから送出された原料ガスの送出量を算出し、この送出量が予め定めた所定送出量に到達したら、前記原料ガスタンクから前記ベンチュリーミキサーへの原料ガスの送出を停止する制御信号を発する制御部と、前記ベンチュリーミキサーで混合された混合ガスを一時的に貯蔵するクッションタンクと、を備えた混合ガス製造装置を構成した。
【００１１】
このように、空気遮断弁の開弁時間に基づいて、制御部から原料ガスの送出を停止する制御信号を発することによって、エンドユーザーが特段の管理を行うことなく、クッションタンク内の混合ガスの燃焼特性を簡便に所定の範囲内に保つことができる。原料ガスタンクから送出される原料ガスの所定送出量は、原料ガスタンク容量の８０％等、適宜決定することができる。
【００１２】
前記構成においては、前記クッションタンク内の混合ガスの濃度を測定するガス濃度計をさらに備え、前記ガス濃度計で測定した混合ガスの濃度が予め定めた所定濃度よりも低いときに前記空気遮断弁が閉じられて空気の取り込みを遮断する一方で、前記濃度が前記所定濃度以上のときに前記空気遮断弁が開かれて前記ベンチュリーミキサーの作動によって生じた負圧による空気の取り込みを許容する構成とすることができる。
【００１３】
例えば、クッションタンクがほとんど空の場合には、クッションタンク内の混合ガスの濃度は、所定濃度（例えば、原料ガスのガス濃度が６０％）よりも大幅に低いことがある。このとき、ベンチュリーミキサーで混合した前記所定濃度の混合ガスをクッションタンクに送り込んでも、クッションタンク内に元々入っている低濃度の混合ガスによって薄められて、その所定濃度になかなか到達しない。
【００１４】
そこで、クッションタンク内の混合ガスの濃度が所定濃度よりも低いときに、空気を取り込む流路に設けた空気遮断弁を閉じて、原料ガスを空気と混合することなくクッションタンク内に直接貯蔵することにより、クッションタンク内のガス濃度を速やかに所定濃度まで高めることができる。また、ガス濃度を速やかに高めることにより、原料ガスの爆発限界とされる領域（プロパンの場合、約２．２〜９．５ｖｏｌ％の範囲）を短時間で通過させることができ、クッションタンク内の混合ガスの安全性を確保することもできる。
【００１５】
前記構成においては、前記ガス濃度計で測定した前記クッションタンク内の混合ガスの濃度が予め定めたガス放散濃度以下のときに、前記クッションタンク内の混合ガスをパージ用配管を通って前記クッションタンク内から放散する構成とすることができる。
【００１６】
このように、所定の濃度よりも低い濃度の混合ガスをクッションタンク内から放散するとともに、所定のガス濃度（例えば６０％）の混合ガスを新たにクッションタンク内に貯蔵することにより、クッションタンク内の混合ガスの濃度を速やかに所定濃度に近付けることができる。上記のガス放散濃度は、放散に伴うガスの無駄をできるだけ防止しつつ、速やかにクッションタンク内のガス濃度を高める必要があり、例えば４０％とすることができる。
【００１７】
前記構成においては、前記空気遮断弁が、前記制御部からの制御信号を受けて作動する電磁弁である構成とするのが好ましい。
【００１８】
このように、空気遮断弁を電磁弁とすることにより、制御部からの電気信号によってこの空気遮断弁を作動させることができるため、空気遮断弁の制御性を一段と向上することができる。しかも、空気遮断弁を電磁弁としたことにより、空気遮断弁の開弁状態を容易に電気信号に置き換えることができ、空気遮断弁の開弁時間から原料ガスの送出量の算出を一層簡便に行うことができる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明は、ベンチュリーミキサーに空気を送り込む空気配管に空気遮断弁を設け、この空気遮断弁の開弁時間から算出される原料ガスの送出量が予め定めた所定送出量に到達したら、原料ガスタンクからベンチュリーミキサーへの原料ガスの送出を停止する構成とした。これにより、クッションタンク内の混合ガスの燃焼特性を簡便に所定の範囲内に保ち、安定した燃焼状態を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明に係る混合ガス製造装置の第一実施形態を示す全体構成図
【図２】この発明に係る混合ガス製造装置の第二実施形態を示す全体構成図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
この発明に係る混合ガス製造装置の第一実施形態を図１に示す。この混合ガス製造装置は、地震等の災害時や、都市ガス配管の夜間工事等において、都市ガスの供給が一時的に停止したときに、原料ガスｇと空気ａを混合して、都市ガス（１２Ａ、１３Ａ等）に相当する燃焼特性（ウォツベ指数、燃焼速度）の混合ガスｍを製造するためのものであり、空調機器、調理機器、コジェネレーションシステム等、種々のガス消費機器が接続される。この混合ガス製造装置は、高圧ガス保安法に基づいて、病院、福祉施設、地方自治体等のエンドユーザー側に平常時から常設されるものであって、災害時等において、都市ガス事業者ではなくエンドユーザーが自ら操作することを想定している。
【００２２】
この混合ガス製造装置は、原料ガスｇを貯蔵する原料ガスタンク１０と、原料ガスタンク１０から送られた原料ガスｇと空気ａを混合して混合ガスｍを生成するベンチュリーミキサー１１と、原料ガスタンク１０からベンチュリーミキサー１１に原料ガスｇを送り込む原料ガス配管１２に設けられ、この原料ガスｇの流れを遮断可能な電磁弁（後述する第二電磁弁２４）と、第二電磁弁２４の開弁時間を計測する開弁時間計測手段１４と、開弁時間計測手段１４で計測した開弁時間から、原料ガスタンク１０から送出された原料ガスｇの送出量を算出し、この送出量が予め定めた所定送出量に到達したら、原料ガスタンク１０からベンチュリーミキサー１１への原料ガスｇの送出を停止する制御信号を発する制御部１５と、ベンチュリーミキサー１１で混合された混合ガスｍを一時的に貯蔵するクッションタンク１６とを主要な構成要素としている。以下において、図１を用いてこの混合ガス製造装置を説明する。
【００２３】
原料ガスタンク１０には、原料ガスｇが液化された状態で貯蔵されている。この原料ガスｇとして、プロパン、ブタン等の液化石油ガスが通常用いられる。この原料ガスタンク１０の気相側には、原料ガスｇをベンチュリーミキサー１１に送る原料ガス配管１２が接続されている。この原料ガス配管１２には、第一中圧調整器１７が設けられている。この第一中圧調整器１７によって、原料ガスタンク１０から供給される原料ガスｇの圧力を減圧することにより、原料ガス配管１２内で原料ガスｇが再液化するのを防止している。
【００２４】
第一中圧調整器１７の上流側及び下流側にはそれぞれ第一圧力計１８、第二圧力計１９が設けられており、原料ガスタンク１０内及び第一中圧調整器１７による減圧後の原料ガス圧力をモニタすることができるようになっている。原料ガスタンク１０、第一中圧調整器１７、第一及び第二圧力計１８、１９は、例えば、屋外の貯蔵設備２０内に設置されている。
【００２５】
第二圧力計１９の下流側には、第一手動バルブ２１が設けられている。この第一手動バルブ２１は、通常は開いた状態となっており、何らかの異常が生じた際に、使用者が手動で閉めて、原料ガスｇの供給を遮断することができるようになっている。
【００２６】
第一手動バルブ２１の下流側には、第二中圧調整器２２が設けられている。この第二中圧調整器２２は、第一中圧調整器１７で減圧した原料ガスｇの圧力を、ベンチュリーミキサー１１における原料ガスｇの噴射圧までさらに減圧するためのものである。
【００２７】
第二中圧調整器２２の上流側には第一電磁弁１３が、下流側には第一圧力センサ２３がそれぞれ設けられている。この第一圧力センサ２３で、原料ガスｇの圧力が、ベンチュリーミキサー１１における噴射圧まで適切に減圧されているかモニタしている。この減圧が適切になされていない場合、第二中圧調整器２２に何らかの異常が発生していると考えられる。このため、第一圧力センサ２３から制御部１５に異常信号が送られ、この異常信号を受けた制御部１５から第一電磁弁１３を閉じる制御信号が発せられて、原料ガスｇの供給が遮断される。
【００２８】
第一圧力センサ２３の下流側には、第二電磁弁２４が設けられている。第二電磁弁２４は、クッションタンク１６内の混合ガスｍのガス圧力が所定圧力以下のときに開き、この所定圧力に到達したら閉じるように制御部１５によって制御される。これにより、混合ガスｍの使用に伴ってクッションタンク１６内のガス残量が少なくなったら、自動的に新たに原料ガスｇがベンチュリーミキサー１１に供給され、生成された混合ガスｍがクッションタンク１６に補充される。
【００２９】
第二電磁弁２４には、この第二電磁弁２４の開弁時間を計測する開弁時間計測手段１４が接続されている。開弁時間計測手段１４は、制御部１５に接続されている。
【００３０】
制御部１５は、開弁時間計測手段１４で計測した第二電磁弁２４の開弁時間から、原料ガスタンク１０から送出した原料ガスｇの送出量を算出する。そして、この送出量が予め定めた所定送出量に到達したら（例えば、原料ガスタンク１０の残量が２０％になったとき）、原料ガスタンク１０からベンチュリーミキサー１１への原料ガスｇの送出を制御する制御信号を第二電磁弁２４に対して発する。この制御として、原料ガスｇの送出の停止、送出量の減量等の種々の制御の中から適したものを選択することができる。図１においては、開弁時間計測手段１４と制御部１５は別部材として記載されているが、開弁時間計測手段１４が制御部１５の一部をなす構成としてもよい。
【００３１】
このように、原料ガスｇの送出を停止することにより、混合ガスｍの燃焼特性が所定範囲から大きくずれるのを防止することができ、この混合ガスｍが供給される燃焼機器において、安定した燃焼状態を維持することができる。原料ガスｇを停止する前に（例えば、原料ガスタンク１０の残量が４０％になったとき）、その停止が近いことを使用者に予め通知するようにしてもよい。
【００３２】
原料ガス配管１２の終端部（第二電磁弁２４の下流側）には、ベンチュリーミキサー１１が設けられている。このベンチュリーミキサー１１は、原料ガスｇを噴射するノズル１１ａと、このノズル１１ａと同軸に、かつ少し離間して配置されたコーン状のスロート１１ｂを備えている。スロート１１ｂの入口側には、原料ガスｇと混合される空気ａを供給する空気配管２５が接続されている。ノズル１１ａには、原料ガス配管１２を通って原料ガスｇが供給される。また、スロート１１ｂには、空気配管２５を通って空気ａが供給される。
【００３３】
ノズル１１ａからスロート１１ｂに向けて原料ガスｇを噴射すると、このスロート１１ｂの入口付近が負圧となって、スロート１１ｂ側に接続された空気配管２５を通って、スロート１１ｂ内に空気ａが吸い込まれる。この空気ａは原料ガスｇと混合されて混合ガスｍとなる。原料ガスｇと空気ａの混合割合は、ノズル１１ａ及びスロート１１ｂの断面積比によってほぼ決まる。原料ガスｇとしてプロパンを主成分とするＬＰＧを採用する場合は、原料ガスｇと空気ａの混合割合が６：４程度（ガス濃度が約６０％）となるようにノズル１１ａ及びスロート１１ｂを設計することが多い。ベンチュリーミキサー１１には、混合ガスｍをクッションタンク１６に送る混合ガス配管２６が接続されている。
【００３４】
原料ガスタンク１０に充填された原料ガスｇとして、プロパンを主成分とし、ブタン等の他の成分が含まれるＬＰＧが使用されている。これらの各成分は蒸気圧が異なっているため、原料ガスの気化に伴って、原料ガスタンク１０内の成分比が次第に変化する。各成分は固有の燃焼特性を有し、しかも、ベンチュリーミキサー１１で混合される原料ガスｇと空気ａの混合割合は常に一定であることから、時間の経過とともに、所定の燃焼特性からのずれが大きくなる。
【００３５】
本実施形態に係る混合ガス製造装置においては、開弁時間計測手段１４で計測した第二電磁弁２４の開弁時間から、原料ガスタンク１０から送出された原料ガスｇの送出量を算出する。そして、この送出量が予め定めた所定送出量に到達したら、制御部１５に搭載された制御プログラムに基づいて、第二電磁弁２４に対して、原料ガスタンク１０からベンチュリーミキサー１１への原料ガスｇの送出を制御する制御信号が発せられる。
【００３６】
クッションタンク１６には、ベンチュリーミキサー１１で生成した混合ガスｍを送る混合ガス配管２６と、混合ガスｍをガス消費機器側に送る混合ガス供給配管２７が接続されている。クッションタンク１６には、混合ガスｍの貯蔵前には空気ａが入っている。そして、ベンチュリーミキサー１１から混合ガスｍが送り込まれるのに伴って、クッションタンク１６内のガス圧力が高まるとともに、ガス濃度がベンチュリーミキサー１１によって生成される所定濃度（例えば６０％）に次第に近づく。
【００３７】
クッションタンク１６に接続された混合ガス供給配管２７には、第二圧力センサ２８が設けられている。第二圧力センサ２８で検出された混合ガスｍのガス圧力に基づいて、第二電磁弁２４が制御される。すなわち、クッションタンク１６内のガス残量が少なくなって、ガス圧力が所定圧力以下となると、第二圧力センサ２８から制御部１５に圧力低下信号が送られる。そして、この信号を受けた制御部１５から第二電磁弁２４に対し、この第二電磁弁２４を開く制御信号が発せられる。第二電磁弁２４を開くことによって、ベンチュリーミキサー１１に原料ガスｇが送られる。
【００３８】
その一方で、ガス圧力が所定圧力に達すると、第二圧力センサ２８から制御部１５に満充填信号が送られる。そして、この信号を受けた制御部１５から第一電磁弁１３及び第二電磁弁２４に対し、この第二電磁弁２４を閉じる制御信号が発せられる。第二電磁弁２４を閉じることによって、ベンチュリーミキサー１１への原料ガスｇの供給が遮断される。この第二圧力センサ２８と第二電磁弁２４との間の連携によって、クッションタンク１６内のガス圧力が所定の圧力範囲内に保たれる。
【００３９】
第二圧力センサ２８の下流側には、ガバナ２９が設けられている。このガバナ２９は、クッションタンク１６内のガス圧力を、ガス消費機器で使用するガス圧力まで減圧する役目を有している。
【００４０】
ガバナ２９の下流側には、第二手動バルブ３０が設けられている。この第二手動バルブ３０は、通常は開いた状態となっており、例えば、クッションタンク１６からの混合ガスｍの供給状態に何らかの異常が生じた際に、使用者が手動で閉めて、ガス消費機器への混合ガスｍの供給を遮断することができるようになっている。上記の第一手動バルブ２１から第二手動バルブ３０までの一連の構成要素は、筐体３１内に収納されている。
【００４１】
第二手動バルブ３０の下流側には、混合ガスｍの漏洩を検知する漏洩検知用ガスメータ３２が設けられている。この漏洩検知用ガスメータ３２の出入り口には、メータ前後バルブ３３、３３が設けられている。このメータ前後バルブ３３は、通常は開いた状態となっており、何らかの異常が生じた際に、使用者が手動で閉めることができるようになっている。
【００４２】
漏洩検知用ガスメータ３２の下流側には、パージ用バルブ３４と、三方バルブ３５が順に設けられている。この三方バルブ３５は、都市ガスが供給されているときは、都市ガスの供給配管からガス消費機器に都市ガスが直接流れるように切り替えられる一方で、都市ガスの供給が一時的に停止したときには、混合ガス供給配管２７からガス消費機器に混合ガスｍが流れるように切り替えられる。この三方バルブ３５が、都市ガスの供給配管からガス消費機器側に切り替えられている状態でパージ用バルブ３４を開くことによって、混合ガス供給配管２７内に溜まっている混合ガスｍを大気開放することもできる。
【００４３】
都市ガスの供給配管と三方弁３５との接続部には、逆止弁３６が設けられている。この逆止弁３６により、混合ガスｍが都市ガスの供給配管側に逆流するのを確実に防止している。
【００４４】
第一実施形態に係る混合ガス製造装置では、原料ガスタンク１０からの原料ガスｇの送出量（タンク残量）に基づいて、原料ガスｇの送出を制御するようにしたので、混合ガスｍの製造やガス濃度の管理について知識を有しない一般のエンドユーザーでも、容易にこの混合ガス製造装置を使用することができる。
【００４５】
この発明に係る混合ガス製造装置の第二実施形態を図２に示す。
【００４６】
この混合ガス製造装置は、原料ガスｇを貯蔵する原料ガスタンク１０と、原料ガスタンク１０から送られた原料ガスｇと空気ａを混合して混合ガスｍを生成するベンチュリーミキサー１１と、ベンチュリーミキサー１１に空気ａを送り込む空気配管２５に設けられ、この空気ａの流れを遮断可能な空気遮断弁３７（後述する第三電磁弁）と、空気遮断弁３７の開弁時間を計測する開弁時間計測手段１４と、開弁時間計測手段１４で計測した開弁時間から、原料ガスタンク１０から送出された原料ガスｇの送出量を算出し、この送出量が予め定めた所定送出量に到達したら、原料ガスタンク１０からベンチュリーミキサー１１への原料ガスｇの送出を停止する制御信号を発する制御部１５と、ベンチュリーミキサー１１で混合された混合ガスｍを一時的に貯蔵するクッションタンク１６とを主要な構成要素としている。以下において、図２を用いてこの混合ガス製造装置を説明する。
【００４７】
原料ガスタンク１０には、原料ガスｇが液化された状態で貯蔵されている。この原料ガスｇとして、プロパン、ブタン等の液化石油ガスが通常用いられる。この原料ガスタンク１０の気相側には、原料ガスｇをベンチュリーミキサー１１に送る原料ガス配管１２が接続されている。この原料ガス配管１２には、第一中圧調整器１７が設けられている。この第一中圧調整器１７によって、原料ガスタンク１０から供給される原料ガスｇの圧力を減圧することにより、原料ガス配管１２内で原料ガスｇが再液化するのを防止している。
【００４８】
第一中圧調整器１７の上流側及び下流側にはそれぞれ第一圧力計１８、第二圧力計１９が設けられており、原料ガスタンク１０内及び第一中圧調整器１７による減圧後の原料ガス圧力をモニタすることができるようになっている。原料ガスタンク１０、第一中圧調整器１７、第一及び第二圧力計１８、１９は、例えば、屋外の貯蔵設備２０内に設置されている。
【００４９】
第二圧力計１９の下流側には、第一手動バルブ２１が設けられている。この第一手動バルブ２１は、通常は開いた状態となっており、何らかの異常が生じた際に、使用者が手動で閉めて、原料ガスｇの供給を遮断することができるようになっている。
【００５０】
第一手動バルブ２１の下流側には、第二中圧調整器２２が設けられている。この第二中圧調整器２２は、第一中圧調整器１７で減圧した原料ガスｇの圧力を、ベンチュリーミキサー１１における原料ガスｇの噴射圧までさらに減圧するためのものである。
【００５１】
第二中圧調整器２２の上流側には第一電磁弁１３が、下流側には第一圧力センサ２３がそれぞれ設けられている。この第一圧力センサ２３で、原料ガスｇの圧力が、ベンチュリーミキサー１１における噴射圧まで適切に減圧されているかモニタしている。この減圧が適切になされていない場合、第二中圧調整器２２に何らかの異常が発生していると考えられる。このため、第一圧力センサ２３から制御部１５に異常信号が送られ、この異常信号を受けた制御部１５から第一電磁弁１３を閉じる制御信号が発せられて、原料ガスｇの供給が遮断される。
【００５２】
第一圧力センサ２３の下流側には、第二電磁弁２４及び第三圧力計３８が順に設けられている。第二電磁弁２４は、後述するようにクッションタンク１６内の混合ガスｍのガス圧力が所定圧力以下のときに開き、この所定圧力に到達したら閉じるように制御部１５によって制御される。これにより、混合ガスｍの使用に伴ってクッションタンク１６内のガス残量が少なくなったら、自動的に新たに原料ガスｇがベンチュリーミキサー１１に供給され、生成された混合ガスｍがクッションタンク１６に補充される。第三圧力計３８は、ベンチュリーミキサー１１に供給される原料ガスｇの最終圧力をモニタしている。
【００５３】
原料ガス配管１２の終端部（第三圧力計３８の下流側）には、ベンチュリーミキサー１１が設けられている。このベンチュリーミキサー１１は、原料ガスｇを噴射するノズル１１ａと、このノズル１１ａと同軸に、かつ少し離間して配置されたコーン状のスロート１１ｂを備えている。スロート１１ｂの入口側には、原料ガスｇと混合される空気ａを供給する空気配管２５が接続されている。ノズル１１ａには、原料ガス配管１２を通って原料ガスｇが供給される。また、スロート１１ｂには、空気配管２５を通って空気ａが供給される。
【００５４】
ノズル１１ａからスロート１１ｂに向けて原料ガスｇを噴射すると、このスロート１１ｂの入口付近が負圧となって、スロート１１ｂ側に接続された空気配管２５を通って、スロート１１ｂ内に空気ａが吸い込まれる。この空気ａは原料ガスｇと混合されて混合ガスｍとなる。原料ガスｇと空気ａの混合割合は、ノズル１１ａ及びスロート１１ｂの断面積比によってほぼ決まる。原料ガスｇとしてプロパンを主成分とするＬＰＧを採用する場合は、原料ガスｇと空気ａの混合割合が６：４程度（ガス濃度が約６０％）となるようにノズル１１ａ及びスロート１１ｂを設計することが多い。ベンチュリーミキサー１１には、混合ガスｍをクッションタンク１６に送る混合ガス配管２６が接続されている。
【００５５】
空気配管２５の空気取り入れ口には、第三電磁弁３７が設けられている。この第三電磁弁３７は、空気配管２５を通る空気ａを遮断可能な空気遮断弁３７である。この第三電磁弁３７は、クッションタンク１６内の混合ガスｍの濃度が予め定めた所定濃度よりも低いときに閉じられて、空気ａの取り込みを遮断する一方で、混合ガスｍの濃度が前記所定濃度以上のときに開かれて、ベンチュリーミキサー１１の作動によって生じた負圧によって空気ａの取り込みを許容するように構成されている。このように、混合ガスｍの濃度に対応して、第三電磁弁３７の開閉を制御する代わりに、ベンチュリーミキサー１１への原料ガスｇの噴射に伴って、第三電磁弁３７を通って常に空気ａが流れる構成とすることもできる。
【００５６】
第三電磁弁３７には、この第三電磁弁３７の開弁時間を計測する開弁時間計測手段１４が接続されている。図２においては、開弁時間計測手段１４と制御部１５は別部材として記載されているが、開弁時間計測手段１４が制御部１５の一部をなす構成としてもよい。制御部１５には、開弁時間計測手段１４で計測した開弁時間（原料ガスｇの送出量）に基づいて、第三電磁弁３７の開閉を制御する制御プログラムが搭載されている。
【００５７】
原料ガスタンク１０に充填された原料ガスｇとして、プロパンを主成分とし、ブタン等の他の成分が含まれるＬＰＧが使用されている。これらの各成分は蒸気圧が異なっているため、原料ガスの気化に伴って、原料ガスタンク１０内の成分比が次第に変化する。各成分は固有の燃焼特性を有し、しかも、ベンチュリーミキサー１１で混合される原料ガスｇと空気ａの混合割合は常に一定であることから、時間の経過とともに、所定の燃焼特性からのずれが大きくなる。
【００５８】
本実施形態に係る混合ガス製造装置においては、開弁時間計測手段１４で計測した第三電磁弁３７の開弁時間から、原料ガスタンク１０から送出された原料ガスｇの送出量を算出する。そして、この送出量が予め定めた所定送出量に到達したら、制御部１５に搭載された制御プログラムに基づいて、第二電磁弁２４に対して、原料ガスタンク１０からベンチュリーミキサー１１への原料ガスｇの送出を停止する制御信号が発せられる。この制御信号を第二電磁弁２４よりも上流側にある第一電磁弁１３に対して発して、第一電磁弁１３を閉じるようにしてもよい。
【００５９】
このように、原料ガスｇの噴射を停止することにより、混合ガスｍの燃焼特性が所定範囲から大きくずれるのを防止することができ、安定した燃焼状態を維持することができる。原料ガスｇを停止する前に、その停止が近いことを使用者に予め通知するようにしてもよい。
【００６０】
クッションタンク１６には、ベンチュリーミキサー１１で生成した混合ガスｍを送る混合ガス配管２６と、混合ガスｍをガス消費機器側に送る混合ガス供給配管２７が接続されている。クッションタンク１６には、混合ガスｍの貯蔵前には空気ａが入っている。そして、ベンチュリーミキサー１１から混合ガスｍが送り込まれるのに伴って、クッションタンク１６内のガス圧力が高まるとともに、ガス濃度がベンチュリーミキサー１１によって生成される所定濃度（例えば６０％）に次第に近づく。
【００６１】
クッションタンク１６に接続された混合ガス供給配管２７には、第四圧力計３９及び第二圧力センサ２８が順に設けられている。この第四圧力計３９で、クッションタンク１６の出口側における混合ガスｍの圧力をモニタする。第二圧力センサ２８は、第二電磁弁２４を制御する機能を有している。すなわち、クッションタンク１６内のガス残量が少なくなって、ガス圧力が所定圧力以下となると、第二圧力センサ２８から制御部１５に圧力低下信号が送られ、この信号を受けた制御部１５から第二電磁弁２４を開く制御信号が発せられ、ベンチュリーミキサー１１に原料ガスｇが送られる。その一方で、ガス圧力が所定圧力に達すると、第二圧力センサ２８から制御部１５に満充填信号が送られ、この信号を受けた制御部１５から第二電磁弁２４を閉じる制御信号が発せられ、ベンチュリーミキサー１１への原料ガスｇの供給が遮断される。この第二圧力センサ２８と第二電磁弁２４との間の連携によって、クッションタンク１６内のガス圧力が所定の圧力範囲内に保たれる。
【００６２】
第二圧力センサ２８の下流側には、第四電磁弁４０が設けられている。この第四電磁弁４０は、この混合ガス製造装置の使用時は開いた状態となっており、都市ガスの供給が再開して混合ガスｍの供給が不要となったときには閉じられる。このとき、第四電磁弁４０とともに、第二電磁弁２４及び第三電磁弁３７もともに閉じられる。
【００６３】
各電磁弁２４、３７、４０を全て閉じるのは、第二中圧調整器２２、ベンチュリーミキサー１１には、僅かにガス透過性を有するゴム製のダイヤフラム（図示せず）が内蔵されており、第四電磁弁４０を閉じただけでは、この第二中圧調整器２２、ベンチュリーミキサー１１のダイヤフラムを通って、クッションタンク１６に貯蔵した混合ガスｍが少しずつ漏れることがあるためである。この漏れ量は、非常に僅かずつなので安全性の面では全く問題はないが、クッションタンク１６内の混合ガスｍの貯蔵量が減少するため、不経済となる問題がある。そこで、第四電磁弁４０とともに第二電磁弁２４及び第三電磁弁３７を閉じることにより、この閉じられた配管内に漏れの原因となるダイヤフラムが介在しないようにすることができ、クッションタンク１６内の混合ガスｍの貯蔵量の減少を確実に防止することができる。
【００６４】
第四電磁弁４０の下流側には、ガバナ２９が設けられている。このガバナ２９は、クッションタンク１６内のガス圧力を、ガス消費機器で使用するガス圧力まで減圧する役目を有している。このガバナ２９の下流側には、混合ガス供給配管２７から分岐するパージ用配管４１が接続されている。このパージ用配管４１には、クッションタンク１６内の混合ガスｍの濃度を自動的に測定するガス濃度計４２が設けられている。このガス濃度計４２の下流側には、第五電磁弁４３及び第六電磁弁４４が直列に設けられている。両電磁弁４３、４４は、通常は閉じられた状態となっている。このように、両電磁弁４３、４４を直列に設けることにより、万が一、一方の電磁弁が故障して開いたままの状態となっても、他方の電磁弁によって混合ガスｍの漏洩を確実に防止することができる。
【００６５】
ガス濃度計４２で測定した混合ガスｍのガス濃度が、所定濃度（例えば４０％）よりも低いときは、ガス濃度計４２から制御部１５にガス濃度信号が送られ、この信号を受けた制御部１５から第五電磁弁４３及び第六電磁弁４４を開く制御信号が発せられ、パージ用配管４１の先端に設けられた放散口４５から、クッションタンク１６内の混合ガスｍの一部が放散される。この放散によってクッションタンク１６内のガス圧力がある程度低下したら、制御部１５からの制御信号によって両電磁弁４３、４４を閉じる。このように、混合ガスｍのガス濃度が所定濃度よりも低いときに、その一部をクッションタンク１６から放散した上で、さらにベンチュリーミキサー１１で生成した混合ガスｍを充填することにより、クッションタンク１６内の混合ガスｍの濃度を速やかに所定濃度とすることができる。
【００６６】
第六電磁弁４４の下流側には、第三手動バルブ４６が設けられている。この第三手動バルブ４６は、通常は開いた状態となっており、例えば、第五電磁弁４３及び第六電磁弁４４の両方が故障する等の異常が生じた際に、使用者が手動で閉めて、混合ガスｍの放散を遮断することができるようになっている。
【００６７】
上記のように、混合ガスｍの濃度を自動的に測定するガス濃度計４２を設け、このガス濃度計４２の測定結果に基づいて、混合ガスｍの放散を自動的に行ってクッションタンク１６内の混合ガスｍのガス濃度を所定濃度に保つようにしたことにより、混合ガスｍの製造やガス濃度の管理について知識を有しない一般のエンドユーザーでも、容易にこの混合ガス製造装置を使用することができる。
【００６８】
ガバナ２９の下流側には、第五圧力計４７が設けられている。この第五圧力計４７で、ガバナ２９で減圧した混合ガスｍの圧力をモニタする。この第五圧力計４７の下流側には、第七電磁弁４８が設けられている。この第七電磁弁４８は、通常は閉じた状態となっており、混合ガスｍをガス消費機器に送るときにのみ、制御部１５からの制御信号を受けて開かれる。また、何らかの異常が検知されたとき（例えば、後述する漏洩検知用ガスメータ３２によってガス漏れが検知されたとき）には、制御部１５からの制御信号を受けて閉じられるようになっている。
【００６９】
第七電磁弁４８の下流側には、第二手動バルブ３０が設けられている。この第二手動バルブ３０は、通常は開いた状態となっており、例えば、第七電磁弁４８が故障する等の異常が生じた際に、使用者が手動で閉めて、ガス消費機器への混合ガスｍの供給を遮断することができるようになっている。
【００７０】
第二手動バルブ３０の下流側には、混合ガスｍの漏洩を検知する漏洩検知用ガスメータ３２と、混合ガスｍの流量を計量するガス流量計４９が順に設けられ、さらにその下流側には、三方バルブ３５が設けられている。この三方バルブ３５は、都市ガスが供給されているときは、都市ガスの供給配管からガス消費機器に都市ガスが直接流れるように切り替えられる一方で、都市ガスの供給が一時的に停止したときには、混合ガス供給配管２７からガス消費機器に混合ガスｍが流れるように切り替えられる。
【００７１】
上記において説明した混合ガス製造装置はあくまでも例示であって、簡便にクッションタンク１６内の混合ガスｍの燃焼特性を所定の範囲内に保つ、というこの発明の課題を解決し得る限りにおいて、各種の圧力調整器、圧力センサ、電磁弁等の配置や数等を適宜変更することもできる。また、上記の各実施形態（図１、図２）の一方において採用されている構成は、互いに他方にも採用することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１０  原料ガスタンク
１１  ベンチュリーミキサー
１１ａ  ノズル
１１ｂ  スロート
１２  原料ガス配管
１３  第一電磁弁
１４  開弁時間計測手段
１５  制御部
１６  クッションタンク
１７  第一中圧調整器
１８  第一圧力計
１９  第二圧力計
２０  貯蔵設備
２１  第一手動バルブ
２２  第二中圧調整器
２３  第一圧力センサ
２４  電磁弁（第二電磁弁）
２５  空気配管
２６  混合ガス配管
２７  混合ガス供給配管
２８  第二圧力センサ
２９  ガバナ
３０  第二手動バルブ
３１  筐体
３２  漏洩検知用ガスメータ
３３  メータ前後バルブ
３４  パージ用バルブ
３５  三方バルブ
３６  逆止弁
３７  空気遮断弁（第三電磁弁）
３８  第三圧力計
３９  第四圧力計
４０  第四電磁弁
４１  パージ用配管
４２  ガス濃度計
４３  第五電磁弁
４４  第六電磁弁
４５  放散口
４６  第三手動バルブ
４７  第五圧力計
４８  第七電磁弁
４９  ガス流量計
ａ  空気
ｇ  原料ガス
ｍ  混合ガス
【図１】
2017207272.tif 000003
【図２】
2017207272.tif 000004