(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低発熱量ガス及び都市ガスのうちのいずれを用いても発電可能であり、低発熱量ガスを用いた発電時において所定の最小電力量を発電可能である第１発電機と、
低発熱量ガス及び都市ガスのうちのいずれを用いても発電可能な第２発電機と、
第１発電機に低発熱量ガスを供給する第１低発熱量ガス供給手段と、
第２発電機に低発熱量ガスを供給する第２低発熱量ガス供給手段と、
第１発電機に都市ガスを供給する第１都市ガス供給手段と、
第２発電機に都市ガスを供給する第２都市ガス供給手段と、
第１低発熱量ガス供給手段、第２低発熱量ガス供給手段、第１都市ガス供給手段及び第２都市ガス供給手段を制御する制御手段と、
を備え、
制御手段は、第１低発熱量ガス供給手段及び第２低発熱量ガス供給手段が作動していると共に第１都市ガス供給手段及び第２都市ガス供給手段が作動していない第１の状態から、第２低発熱量ガス供給手段の作動を停止させ、第２都市ガス供給手段を作動させて、第１低発熱量ガス供給手段及び第２都市ガス供給手段が作動していると共に第１都市ガス供給手段及び第２低発熱量ガス供給手段が作動していない第２の状態に切り換えることが可能となっている
ことを特徴とするガスエンジン発電機システム。
【請求項２】
制御手段は、前記第２の状態から、第１低発熱量ガス供給手段の作動を停止させ、第１都市ガス供給手段を作動させて、第１都市ガス供給手段及び第２都市ガス供給手段が作動していると共に第１低発熱量ガス供給手段及び第２低発熱量ガス供給手段が作動していない第３の状態に切り換えることが可能となっている
ことを特徴とする請求項１に記載のガスエンジン発電機システム。
【請求項３】
制御手段は、前記第１の状態から前記第２の状態への切り替え制御の途中において、第２低発熱量ガス供給手段の作動を停止させる際に、第１発電機での所定の最小電力量の発電がなされるように第１低発熱量ガス供給手段を制御するようになっている
ことを特徴とする請求項１または２に記載のガスエンジン発電機システム。
【請求項４】
制御手段は、低発熱量ガスによる第１発電機及び第２発電機の発電量が不足する可能性があると判断した場合において、低発熱量ガスを用いた第１発電機での所定の最小電力量の発電がなされるように第１低発熱量ガス供給手段を制御しつつ、前記第１の状態から前記第２の状態への切り替え制御を実施するようになっている
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のガスエンジン発電機システム。
【請求項５】
第１低発熱量ガス供給手段は、
低発熱量ガス発生装置と、
低発熱量ガス貯蔵タンクと、
を有している
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のガスエンジン発電機システム。
【請求項６】
制御手段は、低発熱量ガス発生装置における低発熱量ガスの発生が停止した場合において、低発熱量ガス貯蔵タンク内に貯留されている低発熱量ガスを用いて第１発電機での所定の最小電力量の発電がなされるように第１低発熱量ガス供給手段を制御しつつ、前記第１の状態から前記第２の状態への切り替え制御を実施するようになっている
ことを特徴とする請求項５に記載のガスエンジン発電機システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物処理プラント等から発生する低発熱量ガスを燃料として発電に利用するガスエンジン発電機システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般廃棄物及び産業廃棄物等を処理する熱分解ガス化処理システムに、ガスエンジン発電機が接続されている。そのような例の構成の概略を、図６に示す。
【０００３】
図６において、熱分解ガスを発生させる熱分解ガス化処理システム５１の内部構成は、詳細に描かれていない。熱分解ガス化処理システム５１について概略だけ説明すれば、廃棄物の破砕機、乾燥機、熱分解炉、ガス改質器、ガス冷却器、バグフィルタ、ガス洗浄装置及び脱硫塔が、上流から直列に接続されている。
【０００４】
廃棄物は、破砕機及び乾燥機にて、破砕され乾燥される。その後、廃棄物は熱分解炉で熱分解されて、熱分解ガスを発生させる。この熱分解ガスは、ガス改質器でクラッキングされ、ガス冷却器で急冷され、バグフィルタでバグダストを除去される。さらに、ガス洗浄装置で、塩化水素などの成分が除去され、脱硫塔で脱硫される。この時点で、ガスは無害化されており、クリーンガスと呼ばれる。
【０００５】
このクリーンガスの一部が、ブロアによってガスエンジン１０１、１０２に供給されるようになっている。残りのクリーンガスは、他の用途に使用されたり、再燃炉５２で燃焼されたりする。ガス洗浄装置が湿式ガス洗浄装置である時は、洗浄に用いた水を洗浄化する水処理装置が設けられ得る。
【０００６】
ガスエンジン１０１、１０２は、クリーンガスを燃料として運転され、これらに接続された発電機１０３、１０４を回転駆動させて電力を発生させる。ガスエンジン１０１、１０２の燃焼排ガスは、脱硝装置１０５を通過して脱硝された後、大気に排ガスとして放出される。クリーンガスの発生量は変動するため、クリーンガス配管途中にクリーンガスタンク１０６が設けられ得る。この場合、クリーンガスの圧力変動は当該タンク１０６により吸収されて、クリーンガスが安定的にガスエンジン１０１、１０２に供給され得る。
【０００７】
プラント内の電力は、一般に、電力会社からの商用電源からの電気とガスエンジン発電機で発電した電気とが系統連係されて使用される。ガスエンジン１０１、１０２を運転していない時は、商用電源からの供給電力が変動するだけであり、電力不足となることはない。
【０００８】
商用電源の停電時には、プラントへの廃棄物投入が中止される。しかし、既に投入されてしまった廃棄物については、無害化処理を実施する必要がある。また、高温箇所の冷却など、プラントの健全性を確保するための処理を実施する必要がある。従って、ガスエンジン発電機により発電した電力を用いて、必要最小限の電力が供給可能であることが望ましい。即ち、低発熱量ガスであるクリーンガスでも、プラントに必要最小限の電力が発電できるようなガスエンジン発電機を設置しておくことが望ましい。
【０００９】
例えば、停電と同時に電気の系統連係が切り離される。この時、ガスエンジン発電機の電気系統は、必要最小限の負荷しか接続されていない状態になる。当該電気系統が、停電時に高負荷になることはなく、従って、停電直後に負荷遮断器が作動する事もない。
【００１０】
しかしながら、停電のような非常事態には、クリーンガスタンクの上流の弁さえ全閉とされることが一般である。この場合、クリーンガスタンク内のクリーンガスでしか運転の続行ができず、すなわち、短時間しか運転できない。仮に、タンクの上流の弁を閉じない場合であっても、プラントへの廃棄物投入が中止された後は、時間経過と共にクリーンガス発生量が減っていき、成分濃度の都合で発熱量も減っていき、やがてはゼロになる。従って、弁の開閉状態に拘わらず、短時間しか運転できない。すなわち、プラントに投入済みの廃棄物を処理完了する時間まで電気を供給し続ける事ができない、あるいは、保証できない。
【００１１】
クリーンガスタンク１０６を大きくすれば、比較的長時間の発電が可能となる。しかしながら、低発熱量ガスでは、その分だけ流量が増えるので、タンク容積が激しく巨大になる。停電時のためだけに大きなタンクを設けることは、好ましくない。
【００１２】
ところで、エンジンや発電機や排ガス脱硝装置の点検等のため、ガスエンジン１０１、１０２には都市ガス配管が接続されており、都市ガスを燃料として供給可能となっている。従って、ガスエンジン１０１、１０２を都市ガス運転に切換えれば、時間制限なく電力供給を継続することができる。
【００１３】
このためには、ガスエンジン１０１、１０２において、都市ガスのような高発熱量ガスで運転する場合とクリーンガスのような低発熱量ガスで運転する場合とで、燃料ガス供給ラインの状態を変える必要がある。高発熱量ガス用のガス供給ラインに低発熱量ガスを供給しても好適な運転はできないし、低発熱量ガス用のガス供給ラインに高発熱量ガスを供給しても好適な運転はできないからである。
【００１４】
高発熱量ガスに適した燃料ガスラインに低発熱量ガスを流すと、流量不足状態となり、時間あたりの総発熱量、即ち、発熱量×流量が、不足になる。一方、低発熱量ガスに適した燃料ガスラインに高発熱量ガスを流すと、流量が多すぎるためうまく燃焼せず、起動が特にしにくくなる。
【００１５】
また、空気比が一定になるように、空気比調整用の燃料ガスの調整弁が自動制御され得る。ここで、一方のガスに適当な調整弁は、他方のガスでは弁開度範囲を逸脱する事が多く、適切な空気比が実現できない。
【００１６】
さらには、高発熱量ガスまたは低発熱量ガスに適した燃料ガス系統とは、具体的には、例えば、管内径の大きさによって調製され得る。高発熱量ガスに適した管内径の配管に低発熱量ガスを流すと、流量不足になり得る。低発熱量ガスのためには、より管内径の大きい配管を採用して、圧損を低減し、流量が不足しないようにする必要がある。
【００１７】
そこで、例えば、１つのガスエンジンに対して都市ガス供給ラインとクリーンガス供給ラインの２つを設け、開閉弁の開閉等により適当な一方を選択するようにすれば、都市ガスでもクリーンガスでも運転可能な態様とすることができる。
【００１８】
なお、都市ガスでなくても、液化プロパンガスのような高発熱量ガスが充分入ったＣＥタンクまたは大量ボンベを具備し、そこから高発熱量ガスを供給するようなシステムでも同様である。プラントへの廃棄物投入は中断しているので、燃料ガスは既に投入されてある廃棄物を無害化処理完了するまでの量があれば十分である。液化プロパンガス等は、高発熱量かつ液化ガスであるため好適である。
【００１９】
さて、クリーンガスによる運転状態から都市ガスによる運転状態に切換えるためには、主に以下の２つの方法がある。
【００２０】
１つめの方法は、クリーンガスで運転中のガスエンジンを停止させた後、都市ガスでの運転を起動させる方法である。この場合、クリーンガスでの停止ルーチンを開始してから都市ガスでの起動ルーチンが終了するまでの間、発電はなされない。
【００２１】
２つめの方法では、都市ガス燃料ラインの開閉弁を全開から全閉まで閉めながら、クリーンガス燃料ラインの開閉弁を全閉から全開まで開いていく。
【００２２】
ここで、都市ガス及びクリーンガスの両方の開閉弁を急激に駆動させると、ガスエンジンに流入する燃料ガスの流量、圧力、発熱量が、急激に変化する事になる。例えば、燃料ガスと大気を混合する混合器に流入する燃料ガス配管に設けられている空気比調整弁は、混合器から流出する混合気が所定の空気比になるように弁開度を調節する物であるが、その駆動制御は急激な変化に適切に追従できない。また、混合器から燃焼室に流入させる混合気を流量調節するスロットル弁がある。これは、ガスエンジン発電機の回転数を検知しながら、その回転数を一定に保つ調速機であるが、燃料ガスの発熱量や流量が急激に変化すると、スロットル弁の開度制御がうまく追従しない。例えば、スロットル弁動作がハンチングし、その結果、ガスエンジン発電機の回転数が変動し続ける。このようなスロットル弁や空気比調整弁の制御不具合により、燃焼室内で失火に到ったり、ガスエンジンが停止する事も生じ得る。
【００２３】
従って、２つめの方法では、都市ガス及びクリーンガスの両方の開閉弁を、非常にゆっくりと、例えば数分程度かけて、駆動させることが必要である。さらに、確実に健全運転するために、以下のような態様を採用する事が好ましい。すなわち、ます発電負荷を軽減し、その後、都市ガス及びクリーンガスの両方の開閉弁を非常にゆっくり駆動させ、当該駆動による切り替えが完了した後、発電負荷を元に戻すのである。
【００２４】
なお、廃棄物処理プラントにおける熱分解ガス化処理システムは、下水汚泥や家畜汚泥の嫌気性処理システム、食品工場等の廃水処理システム、生ゴミのメタン発酵処理システム等に置換され得る。即ち、燃料ガスとしては、バイオガスも利用されている。更には、廃棄物埋立地からの発生ガスであるランドヒルガスも利用され得る。
【００２５】
また、廃棄物でなくても、半導体や液晶等の洗浄に使用したメタノールを改質して得られるガスや、シリコンウエハ製造過程の副生水素なども、低発熱量ガスとして利用可能である。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
さて、前述のように、従来の廃棄物処理プラントでは、商用電源が停電となっても処理途中の廃棄物を無害化処理できるように、当該無害化処理の実施のために必要最小限の電力をクリーンガスを燃料としたガスエンジン発電機からの発電電力で賄う事ができるように構成されている。
【００２７】
しかしながら、クリーンガスタンク内のクリーンガスが尽きる前に、クリーンガス運転から都市ガス運転への切換えを完了しなければならない。この間に、ガスエンジンによる発電を停止させてはならない。また、切換えに時間を要するからといって、クリーンガスタンクを巨大にすることはできる限り回避したい。
【００２８】
この課題を一般化すると、以下のようになる。すなわち、都市ガスより低発熱量であるガスを燃料として運転するガスエンジン発電機において、当該発電機による発電量が需要に対して不足である、あるいは、不足になると予想される際に、必要最小限以上の電力を発電し続けながら都市ガス運転に切換えられることが望まれている。
【００２９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、必要最小限以上の電力の発電を続けることが可能で、かつ、巨大な発生ガスタンクが不要であるような、ガスエンジン発電機システムを提供する事を目的とする。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、低発熱量ガス及び都市ガスのうちのいずれを用いても発電可能であり、低発熱量ガスを用いた発電時において所定の最小電力量を発電可能である第１発電機と、低発熱量ガス及び都市ガスのうちのいずれを用いても発電可能な第２発電機と、第１発電機に低発熱量ガスを供給する第１低発熱量ガス供給手段と、第２発電機に低発熱量ガスを供給する第２低発熱量ガス供給手段と、第１発電機に都市ガスを供給する第１都市ガス供給手段と、第２発電機に都市ガスを供給する第２都市ガス供給手段と、第１低発熱量ガス供給手段、第２低発熱量ガス供給手段、第１都市ガス供給手段及び第２都市ガス供給手段を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、第１低発熱量ガス供給手段及び第２低発熱量ガス供給手段が作動していると共に第１都市ガス供給手段及び第２都市ガス供給手段が作動していない第１の状態から、第２低発熱量ガス供給手段の作動を停止させ、第２都市ガス供給手段を作動させて、第１低発熱量ガス供給手段及び第２都市ガス供給手段が作動していると共に第１都市ガス供給手段及び第２低発熱量ガス供給手段が作動していない第２の状態に切り換えることが可能となっていることを特徴とするガスエンジン発電機システムである。
【００３１】
本発明によれば、第１低発熱量ガス供給手段を作動させたままの状態で第１の状態から第２の状態への切り替えが実施される。ここで、第２都市ガス供給手段の作動は、第２低発熱量ガス供給手段が停止した状態で行われるため、第１の状態から第２の状態への切り替えが比較的迅速に行われ得る。
【００３２】
好ましくは、制御手段は、前記第２の状態から、第１低発熱量ガス供給手段の作動を停止させ、第１都市ガス供給手段を作動させて、第１都市ガス供給手段及び第２都市ガス供給手段が作動していると共に第１低発熱量ガス供給手段及び第２低発熱量ガス供給手段が作動していない第３の状態に切り換えることが可能となっている。ここで、第２の状態から第３の状態への切り替えは、特に迅速に行われる必要が無い。
【００３３】
また、好ましくは、制御手段は、前記第１の状態から前記第２の状態への切り替え制御の途中において、第２低発熱量ガス供給手段の作動を停止させる際に、第１発電機での所定の最小電力量の発電がなされるように第１低発熱量ガス供給手段を制御するようになっている。
【００３４】
また、好ましくは、制御手段は、低発熱量ガスによる第１発電機及び第２発電機の発電量が不足する可能性があると判断した場合において、低発熱量ガスを用いた第１発電機での所定の最小電力量の発電がなされるように第１低発熱量ガス供給手段を制御しつつ、前記第１の状態から前記第２の状態への切り替え制御を実施するようになっている。
【００３５】
また、好ましくは、第１低発熱量ガス供給手段は、低発熱量ガス発生装置と、低発熱量ガス貯蔵タンクと、を有している。
【００３６】
この場合、好ましくは、制御手段は、低発熱量ガス発生装置における低発熱量ガスの発生が停止した場合において、低発熱量ガス貯蔵タンク内に貯留されている低発熱量ガスを用いて第１発電機での所定の最小電力量の発電がなされるように第１低発熱量ガス供給手段を制御しつつ、前記第１の状態から前記第２の状態への切り替え制御を実施するようになっている。
【００３７】
【発明の実施の形態】
まず、第１の実施の形態について、図１を用いて説明する。
【００３８】
第１及び第２のガスエンジン１、２は、それぞれ第１及び第２の発電機３、４に接続されている。ガス発生装置７０から、都市ガスよりも低発熱量である低発熱量ガスが発生して、第１及び第２のガスエンジン１、２に供給される。第１のガスエンジン１及び第１の発電機３のみで、必要最小限の電力が発電可能である。
【００３９】
ここで、第１及び第２の発電機３、４による発電電力は、ガス発生装置７０で使用している電力より小さい。従って、ガス発生装置７０は、当該発電電力と商用電源とを系統連係して作動されている。
【００４０】
ガスエンジン１、２の燃焼排ガスは、脱硝装置５を通過して脱硝され、その後に大気に放出される。ガス発生装置７０からの低発熱量ガスの発生量は変動し得るため、低発熱量ガスの配管途中に低発熱量ガスタンク６を設けている。これにより、低発熱量ガスの発生量変動による圧力変動が吸収され、低発熱量ガスは、常に圧力変動が小さい状態でガスエンジン１、２に供給され得る。
【００４１】
低発熱量ガスの元配管１２は、第１及び第２の低発熱量ガス配管１３、１４に分岐し、その各々が第１及び第２のガスエンジン１、２に連通するように接続されている。また、都市ガス元配管１５も、第１及び第２の都市ガス配管１６、１７に分岐し、その各々が第１及び第２の低発熱量ガス配管１３、１４に合流するよう接続されている。各都市ガス配管と各低発熱量ガス配管とは、管内径が異なる。例えば、第１及び第２の低発熱量ガス配管１３、１４の管内径は、充分に大きくなっており、ガスが流れる際の圧損が極めて小さい。
【００４２】
第１及び第２の低発熱量ガス配管１３、１４と、第１及び第２の都市ガス配管１６、１７には、それらが合流する位置よりも上流の位置において、４本の配管の各々に、第１乃至第４の開閉弁７乃至１０が設けられている。更に、低発熱量ガスタンク６の上流位置に、第５の開閉弁１１が設けられている。
【００４３】
通常は、第１、第２及び第５の開閉弁７、８及び１１が開き、第３及び第４の開閉弁９及び１０が閉じた状態とされている（第１の状態）。この場合、第１及び第２のガスエンジン１、２が低発熱量ガスで運転され得る。
【００４４】
以上の構成により、ガス発生装置７０、低発熱量ガスの元配管１２、第１の低発熱量ガス配管１３、第５の開閉弁１１及び第１の開閉弁７が、第１低発熱量ガス供給手段を形成している。また、ガス発生装置７０、低発熱量ガスの元配管１２、第２の低発熱量ガス配管１４、第５の開閉弁１１及び第２の開閉弁８が、第２低発熱量ガス供給手段を形成している。また、都市ガスの元配管１５、第１の都市ガス配管１６及び第３の開閉弁９が、第１都市ガス供給手段を形成している。また、都市ガスの元配管１５、第２の都市ガス配管１７及び第４の開閉弁１０が、第２都市ガス供給手段を形成している。
【００４５】
そして、第１乃至第５の開閉弁７〜１１は、制御装置８０に接続されており、当該制御装置８０によって制御されるようになっている。
【００４６】
次に、本実施の形態において、商用電源が停電した時の動作について説明する。
【００４７】
停電と同時に、商用電源と第１及び第２のガスエンジン発電機３、４との系統連係が切り離される。そして、低発熱量ガスの濃度（発熱量）を維持するため、更には、ガス発生装置７０の側に悪影響が出ないようにするため、低発熱量ガスタンク６の上流位置にある第５の開閉弁１１が閉じる。
【００４８】
続いて、第２のガスエンジン２が停止され、第２の開閉弁８が閉じ、第４の開閉弁１０が開く。この時、第２及び第４の開閉弁８及び１０の動作は、第２ガスエンジン２が運転されていない状態で実施されるので、素早く実施され得る。
【００４９】
これにより、第２のガスエンジン２が都市ガスによって運転され、第２の発電機４における発電が再開される（第２の状態）。その後、低発熱量ガスタンク６内の低発熱量ガスが減少していくが、本実施の形態では、第１のガスエンジン１が停止に到るより前に、第２のガスエンジン２による発電が開始されるようになっている。
【００５０】
従って、本実施の形態において、必要最小限の電力発電量が確保されない期間は存在しない。なお、低発熱量ガスタンク６の上流の第５の開閉弁１１が閉じない場合でも、停電のためにガス発生装置７０からのガスの発生及び供給が不足していく事になるので、状況は同様である。
【００５１】
その後、第１のガスエンジン１が停止される。そして、第１の開閉弁７が閉じ、第３の開閉弁９が開いて、第１のガスエンジン１が都市ガスにより運転されるようになる（第３の状態）。この時の第３の開閉弁９の動作は、第１のガスエンジン１が運転されていない状態で実施されるので、素早く実施され得る。
【００５２】
以上のような本実施の形態によれば、従来技術の場合と比較して、低発熱量ガスタンク６を顕著に小型化することができる。
【００５３】
なお、本実施の形態の第１及び第３の開閉弁７及び９は、第１及び第３の流量調整弁として機能することができる。
【００５４】
例えば、この場合、停電発生後に、前記と同様の手順で第２のガスエンジン２の運転が都市ガス運転状態に切換えられるが、その後に第１のガスエンジン１が停止されず、その運転が継続される。
【００５５】
すなわち、第１の流量調整弁（第１の開閉弁７）がゆっくり閉じながら、同時に、第３の流量調整弁（第３の開閉弁９）がゆっくり開くことができる。第１の流量調整弁が全閉になる一方、第３の流量調整弁が全開あるいは適当な開度になる。これにより、第１のガスエンジン１は、停止する事なく、低発熱量ガス運転から都市ガス運転に切換えられ得る。
【００５６】
また、この場合、第２のガスエンジン２の運転が都市ガス運転状態に切換えられた後、第１の発電機３の負荷が下げられることも好ましい。この場合においても、その後に、第１の流量調整弁（第１の開閉弁７）がゆっくり閉じながら、同時に、第３の流量調整弁（第３の開閉弁９）がゆっくり開くことができる。第１の流量調整弁が全閉になる一方、第３の流量調整弁が全開あるいは適当な開度になる。そして、その後に、第１の発電機３の負荷が元に戻される。
【００５７】
次に、第２の実施の形態について、図２を用いて説明する。図２において、図１に示す第１の実施の形態と略同一の部分には、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５８】
本実施の形態においても、第１及び第２のガスエンジン１、２は、それぞれ第１及び第２の発電機３、４に接続されている。ガス発生装置７０から、都市ガスよりも低発熱量である低発熱量ガスが発生して、第１及び第２のガスエンジン１、２に供給される。第１のガスエンジン１及び第１の発電機３のみで、必要最小限の電力が発電可能である。
【００５９】
ここで、第１及び第２の発電機３、４による発電電力は、ガス発生装置７０で使用している電力より小さい。従って、ガス発生装置７０は、当該発電電力と商用電源とを系統連係して作動されている。
【００６０】
低発熱量ガスの元配管１２は、第１及び第２の低発熱量ガス配管１３、１４に分岐し、その各々が第１及び第２のガスエンジン１、２に連通するように接続されている。
【００６１】
第１及び第２の低発熱量ガス配管１３、１４には、それぞれ第６及び第７の流量調整弁２１、２２が設けられている。また。低発熱量ガスの元配管１２の分岐位置と低発熱量ガスタンク６との間に、第８の開閉弁２３が設けられている。そして、低発熱量ガスの元配管１２の分岐位置と第７の流量調整弁２２との間に、第９の開閉弁２４が設けられている。
【００６２】
また、本実施の形態の都市ガス元配管１５は、第２の低発熱量ガス配管１４に対して、第９の開閉弁２４及び第７の流量調整弁２２との間で連通している。都市ガス元配管１５の、第２の低発熱量ガス配管１４との合流位置よりも上流位置に、第１０の流量調整弁２５が設けられている。
【００６３】
各低発熱量ガス配管１２乃至１４は、都市ガス元配管１５と比べて、管内径が異なる。例えば、各低発熱量ガス配管１２乃至１４は、充分に大きくなっており、ガスが流れる際の圧損が極めて小さい。
【００６４】
通常は、第５、第８及び第９の開閉弁１１、２３及び２４が開き、第６及び第７の流量調整弁２１及び２２が開き、第１０の開閉弁２５が閉じた状態とされている（第１の状態）。この場合、第１及び第２のガスエンジン１、２が低発熱量ガスで運転され得る。
【００６５】
以上の構成により、ガス発生装置７０、低発熱量ガスの元配管１２、第１の低発熱量ガス配管１３、第５の開閉弁１１、第８の開閉弁２３及び第６の流量調整弁２１が、第１低発熱量ガス供給手段を形成している。また、ガス発生装置７０、低発熱量ガスの元配管１２、第２の低発熱量ガス配管１４、第５の開閉弁１１、８の開閉弁２３、第９の開閉弁２４及び第７の流量調製弁２２が、第２低発熱量ガス供給手段を形成している。また、都市ガスの元配管１５、第２の低発熱量ガス配管１４、第１の低発熱量ガス配管１３、第１０の開閉弁２５、第９の開閉弁２４及び第６の流量調整弁２１が、第１都市ガス供給手段を形成している。また、都市ガスの元配管１５、第２の低発熱量ガス配管１４、第１０の開閉弁２５及び第７の流量調整弁２２が、第２都市ガス供給手段を形成している。
【００６６】
そして、各流量調整弁及び各開閉弁１１、２１〜２５は、制御装置８０に接続されており、当該制御装置８０によって制御されるようになっている。
【００６７】
次に、本実施の形態において、商用電源が停電した時の動作について説明する。
【００６８】
停電と同時に、商用電源と第１及び第２のガスエンジン発電機３、４との系統連係が切り離される。そして、低発熱量ガスの濃度（発熱量）を維持するため、更には、ガス発生装置７０の側に悪影響が出ないようにするため、低発熱量ガスタンク６の上流位置にある第５の開閉弁１１が閉じる。
【００６９】
続いて、第２のガスエンジン２が停止され、第９の開閉弁２４が閉じ、第７の流量調整弁２２が、都市ガス運転に適した開度まで狭まる。第１及び２の低発熱量ガス配管１３及び１４は、都市ガス運転には適さないほど管内径が大きいが、第７の流量調整弁２２の開度を充分に小さくする事により、ガス流れの圧損が増大して、都市ガス運転に適した都市ガスの流量調節が可能となる。この時、第７の流量調整弁２２の動作は、第２ガスエンジン２が運転されていない状態で実施されるので、素早く実施され得る。
【００７０】
その後、第１０の開閉弁２５が開いて、第２のガスエンジン２が都市ガスによって運転され、第２の発電機４における発電が再開される（第２の状態）。その後、低発熱量ガスタンク６内の低発熱量ガスが減少していくが、本実施の形態では、第１のガスエンジン１が停止に到るより前に、第２のガスエンジン２による発電が開始されるようになっている。
【００７１】
従って、本実施の形態において、必要最小限の電力発電量が確保されない期間は存在しない。なお、低発熱量ガスタンク６の上流の第５の開閉弁１１が閉じない場合でも、停電のためにガス発生装置７０からのガスの発生及び供給が不足していく事になるので、状況は同様である。
【００７２】
その後、第１のガスエンジン１が停止される。そして、第８の開閉弁２３が閉じ、第６の流量調製弁２１が都市ガス運転に適した開度まで狭まる。第１及び２の低発熱量ガス配管１３及び１４は、都市ガス運転には適さないほど管内径が大きいが、第６の流量調整弁２１の開度を充分に小さくする事により、ガス流れの圧損が増大して、都市ガス運転に適した都市ガスの流量調節が可能となる。この時、第６の流量調整弁２１の動作は、第１ガスエンジン１が運転されていない状態で実施されるので、素早く実施され得る。
【００７３】
その後、第９の開閉弁２４が開いて、第１のガスエンジン２が都市ガスによって運転され、第１の発電機３における発電が再開される（第３の状態）。
【００７４】
以上のような本実施の形態によれば、従来技術の場合と比較して、低発熱量ガスタンク６を顕著に小型化することができる。
【００７５】
なお、本実施の形態の第８及び第９の開閉弁２３及び２４は、流量調整弁として機能することができる。
【００７６】
例えば、この場合、停電発生後に、前記と同様の手順で第２のガスエンジン２の運転が都市ガス運転状態に切換えられるが、その後に第１のガスエンジン１が停止されず、その運転が継続される。
【００７７】
すなわち、第８の開閉弁２３がゆっくり閉じながら、同時に、第９の開閉弁２４がゆっくり開くことができる。さらに同時に、第６の流量調製弁の開度が、ゆっくりと適当な開度にまで狭まり得る。そして、第８の開閉弁２３が全閉になる一方、第９の開閉弁２４が全開あるいは適当な開度になる。これにより、第１のガスエンジン１は、停止する事なく、低発熱量ガス運転から都市ガス運転に切換えられ得る。
【００７８】
また、この場合、第２のガスエンジン２の運転が都市ガス運転状態に切換えられた後、第１の発電機３の負荷が下げられることも好ましい。この場合においても、その後に、第８の開閉弁２３がゆっくり閉じながら、同時に、第９の開閉弁２４がゆっくり開くことができる。第８の開閉弁が全閉になる一方、第９の開閉弁が全開あるいは適当な開度になる。そして、その後に、第１の発電機３の負荷が元に戻される。
【００７９】
次に、第３の実施の形態について、図３を用いて説明する。図３において、図１に示す第１の実施の形態と略同一の部分には、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８０】
本実施の形態において、第１及び第２のガスエンジン１、２の内部は、以下のような構成となっている。すなわち、第１のガスエンジン１は、燃料ガスと空気を混同して第１ガスエンジン本体部２６に流入させるための、低発熱量ガス運転に適した第１の混合器２８と、都市ガス運転に適した第２の混合器２９と、を備えており、第２のガスエンジン２は、同様に、燃料ガスと空気を混同して第２ガスエンジン本体部２７に流入させるための、低発熱量ガス運転に適した第３の混合器３０と、都市ガス運転に適した第４の混合器３１と、を備えている。
【００８１】
第１の混合器２８及び第３の混合器３０は、第２の混合器２９及び第４の混合器３１よりも、燃料ガス流路が広くなっていて燃料ガスが流入しやすい形状になっており、低発熱量ガス運転に適するようになっている。第１の混合器２８及び第２の混合器２９にて混合された各混合気は、合流してから、第１のエンジン本体部２６に流入する。第３の混合器３０及び第４の混合器３１にて混合された各混合気は、合流してから、第２のガスエンジン本体部２６に流入する。なお、図３では、空気比調整弁や混合気の流量調節を行うスロットル弁等は省略してある。
【００８２】
低発熱量ガスの元配管１２は、第１及び第２の低発熱量ガス配管１３、１４に分岐し、その各々が第１及び第３の混合器２８、３０に連通するように接続されている。また、都市ガス元配管１５も、第１及び第２の都市ガス配管１６、１７に分岐し、その各々が第２及び第４の混合器２９、３１に連通するように接続されている。各都市ガス配管と各低発熱量ガス配管とは、管内径が異なる。例えば、第１及び第２の低発熱量ガス配管１３、１４の管内径は、充分に大きくなっており、ガスが流れる際の圧損が極めて小さい。
【００８３】
第１及び第２の低発熱量ガス配管１３、１４と、第１及び第２の都市ガス配管１６、１７には、それぞれ第１乃至第４の混合器よりも上流の位置において、４本の配管の各々に、第１乃至第４の開閉弁７乃至１０が設けられている。更に、低発熱量ガスタンク６の上流位置に、第５の開閉弁１１が設けられている。
【００８４】
通常は、第１、第２及び第５の開閉弁７、８及び１１が開き、第３及び第４の開閉弁９及び１０が閉じた状態とされている（第１の状態）。この場合、第１及び第２のガスエンジン１、２が低発熱量ガスで運転され得る。
【００８５】
本実施の形態において、商用電源が停電した時の動作については、第１の実施の形態と略同様である。
【００８６】
次に、第４の実施の形態について、図４を用いて説明する。図４において、図１に示す第１の実施の形態と略同一の部分には、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８７】
本実施の形態において、第１及び第２のガスエンジン１、２の内部は、以下のような構成となっている。すなわち、第１のガスエンジン１は、燃料ガスと空気を混同して第１ガスエンジン本体部２６に流入させるための、第５の混合器３２及び都市ガス運転に適した第６の混合器３３を備えており、第２のガスエンジン２は、同様に、燃料ガスと空気を混同して第２ガスエンジン本体部２７に流入させるための、第７の混合器３４及び都市ガス運転に適した第８の混合器３５を備えている。
【００８８】
第５の混合器３２及び第６の混合器３３は、燃料ガスに対して並列かつ空気に対して当該順で直列となるように接続されて配置されている。接続される混合器の数は、２個に限られない。同様に、第７の混合器３４及び第８の混合器３５は、燃料ガスに対して並列かつ空気に対して当該順で直列となるように接続されて配置されている。接続される混合器の数は、２個に限られない。
【００８９】
本実施の形態では、低発熱量ガスの元配管１２は、第１及び第２の低発熱量ガス配管１３、１４に分岐し、その各々が第１及び第２のガスエンジン１及び２に接続されている。第１のガスエンジン１において、第１の低発熱量ガス配管１３は第３及び第４の低発熱量ガス配管３８及び３９に分岐して、第５及び第６の混合器３２、３３に連通するように接続されている。第２のガスエンジン２において、第２の低発熱量ガス配管１４は第５及び第６の低発熱量ガス配管４０及び４１に分岐して、第７及び第８の混合器３４、３５に連通するように接続されている。
【００９０】
第５の混合器３２及び第７の混合器３４は、都市ガス運転に適している必要がない。第３の低発熱量ガス配管３８には第１１の開閉弁３６が設けられ、第５の低発熱量ガス配管４０には第１２の開閉弁３７が設けられている。なお、図では、空気比調整弁や、混合気の流量調節を行うスロットル弁は、省略されている。
【００９１】
第１及び第２の低発熱量ガス配管１３、１４の管内径は、充分に大きくなっており、ガスが流れる際の圧損が極めて小さい。
【００９２】
第１及び第２の低発熱量ガス配管１３、１４と、第１及び第２の都市ガス配管１６、１７には、それらが合流する位置よりも上流の位置において、４本の配管の各々に、第１乃至第４の開閉弁７乃至１０が設けられている。更に、低発熱量ガスタンク６の上流位置に、第５の開閉弁１１が設けられている。
【００９３】
通常は、第１、第２、第５、第１１及び第１２の開閉弁７、８、１１、３６及び３７が開き、第３及び第４の開閉弁９及び１０が閉じた状態とされている（第１の状態）。この場合、第１及び第２のガスエンジン１、２が低発熱量ガスで運転され得る。
【００９４】
第５の混合器３２に空気が吸込まれると、第５の混合器はベンチェリ管に似た絞り形状になっているため、第５の混合器３２内部で空気は減圧される。この圧力差により、低発熱量ガスが、第３の低発熱量ガス配管３８から第５の混合器３２内の空気流路に吸込まれる。
【００９５】
第６の混合器３３には、第５の混合器３２から出た低発熱量ガス及び空気から成る第１の混合気が、第１のガスエンジン本体部２６の方向に吸込まれる。第６の混合器３３内は、第５の混合器３２と同様に減圧されるため、低発熱量ガスが第４の低発熱量ガス配管３９から第６の混合器３３に吸込まれる。第６の混合器３３から出た第２の混合気は、第１のガスエンジン本体部２６に流入する。このように、空気の吸込み量は増やさないで、低発熱量ガスを多量に供給できる。
【００９６】
第８の混合器３５には、第７の混合器３４から出た低発熱量ガス及び空気から成る第１の混合気が、第２のガスエンジン本体部２７の方向に吸込まれる。第８の混合器３５内は、第７の混合器３４と同様に減圧されるため、低発熱量ガスが第６の低発熱量ガス配管４１から第８の混合器３５に吸込まれる。第８の混合器３５から出た第２の混合気は、第２のガスエンジン本体部２７に流入する。このように、空気の吸込み量は増やさないで、低発熱量ガスを多量に供給できる。
【００９７】
次に、本実施の形態において、商用電源が停電した時の動作について説明する。
【００９８】
停電と同時に、商用電源と第１及び第２のガスエンジン発電機３、４との系統連係が切り離される。そして、低発熱量ガスの濃度（発熱量）を維持するため、更には、ガス発生装置４０の側に悪影響が出ないようにするため、低発熱量ガスタンク６の上流位置にある第５の開閉弁１１が閉じる。
【００９９】
続いて、第２のガスエンジン２が停止され、第２及び第１２の開閉弁８及び３７が閉じ、第４の開閉弁１０が開く。第１２の開閉弁３７が閉じると、第７の混合器３４は単なる空気流路となる。従って、都市ガスは都市ガスに適した第８の混合器３５のみを流れるため、ガスエンジン２は好適な都市ガス運転状態となる。この時、第２、第４及び第１２の開閉弁８、１０及び３７の動作は、第２ガスエンジン２が運転されていない状態で実施されるので、素早く実施され得る。
【０１００】
これにより、第２のガスエンジン２が都市ガスによって運転され、第２の発電機４における発電が再開される（第２の状態）。その後、低発熱量ガスタンク６内の低発熱量ガスが減少していくが、本実施の形態では、第１のガスエンジン１が停止に到るより前に、第２のガスエンジン２による発電が開始されるようになっている。
【０１０１】
従って、本実施の形態において、必要最小限の電力発電量が確保されない期間は存在しない。なお、低発熱量ガスタンク６の上流の第５の開閉弁１１が閉じない場合でも、停電のためにガス発生装置７０からのガスの発生及び供給が不足していく事になるので、状況は同様である。
【０１０２】
その後、第１のガスエンジン１が停止される。そして、第１及び第１１の開閉弁７及び３６が閉じ、第３の開閉弁９が開いて、第１のガスエンジン１が都市ガスにより運転されるようになる（第３の状態）。第１１の開閉弁３６が閉じると、第５の混合器３２は単なる空気流路となる。従って、都市ガスは都市ガスに適した第６の混合器３３のみを流れるため、ガスエンジン１は好適な都市ガス運転状態となる。この時の第３及び第１１の開閉弁９及び３６の動作は、第１のガスエンジン１が運転されていない状態で実施されるので、素早く実施され得る。
【０１０３】
以上のような本実施の形態によれば、従来技術の場合と比較して、低発熱量ガスタンク６を顕著に小型化することができる。
【０１０４】
次に、第５の実施の形態について、図５を用いて説明する。図５において、図１に示す第１の実施の形態と略同一の部分には、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１０５】
本実施の形態において、第１及び第２のガスエンジン１、２の内部は、以下のような構成となっている。すなわち、第１のガスエンジン１は、燃料ガスと空気を混同して第１ガスエンジン本体部２６に流入させるための第９の混合器４６を備えており、第２のガスエンジン２は、同様に燃料ガスと空気を混同して第２ガスエンジン本体部２７に流入させるための第１０の混合器４７を備えている。
【０１０６】
第９の混合器４６及び第１０の混合器４７は、部品駆動により、混合器内部の燃料ガス流路を広げることで、燃料ガスの流量を調節可能となっている。例えば、都市ガスに適した流路状態と比べて、低発熱量ガスに適した流路状態は、広くすることができる。なお、図５では、空気比調整弁や混合気の流量調節を行うスロットル弁等は省略してある。また、第１及び第２の低発熱量ガス配管１３、１４の管内径は、充分に大きくなっており、ガスが流れる際の圧損が極めて小さい。
【０１０７】
第１及び第２の低発熱量ガス配管１３、１４と、第１及び第２の都市ガス配管１６、１７には、それらが合流する位置よりも上流の位置において、４本の配管の各々に、第１乃至第４の開閉弁７乃至１０が設けられている。更に、低発熱量ガスタンク６の上流位置に、第５の開閉弁１１が設けられている。
【０１０８】
通常は、第１、第２及び第５の開閉弁７、８及び１１が開き、第３及び第４の開閉弁９及び１０が閉じた状態とされている（第１の状態）。この場合、第１及び第２のガスエンジン１、２が低発熱量ガスで運転され得る。この時、第９の混合器４６及び第１０の混合器４７の内部の燃料ガス流路は、低発熱量ガスに適する状態となっている。
【０１０９】
次に、本実施の形態において、商用電源が停電した時の動作について説明する。
【０１１０】
停電と同時に、商用電源と第１及び第２のガスエンジン発電機３、４との系統連係が切り離される。そして、低発熱量ガスの濃度（発熱量）を維持するため、更には、ガス発生装置７０の側に悪影響が出ないようにするため、低発熱量ガスタンク６の上流位置にある第５の開閉弁１１が閉じる。
【０１１１】
続いて、第２のガスエンジン２が停止され、第２の開閉弁８が閉じ、第４の開閉弁１０が開く。さらに、第１０の混合器４７を部品駆動させて、その燃料ガス流路を狭め、都市ガス運転に適した状態とする。この時、第２及び第４の開閉弁８及び１０の動作及び第１０の混合器４７の部品駆動動作は、第２ガスエンジン２が運転されていない状態で実施されるので、素早く実施され得る。
【０１１２】
これにより、第２のガスエンジン２が都市ガスによって運転され、第２の発電機４における発電が再開される（第２の状態）。その後、低発熱量ガスタンク６内の低発熱量ガスが減少していくが、本実施の形態では、第１のガスエンジン１が停止に到るより前に、第２のガスエンジン２による発電が開始されるようになっている。
【０１１３】
従って、本実施の形態において、必要最小限の電力発電量が確保されない期間は存在しない。なお、低発熱量ガスタンク６の上流の第５の開閉弁１１が閉じない場合でも、停電のためにガス発生装置７０からのガスの発生及び供給が不足していく事になるので、状況は同様である。
【０１１４】
その後、第１のガスエンジン１が停止される。そして、第１の開閉弁７が閉じ、第３の開閉弁９が開いて、第１のガスエンジン１が都市ガスにより運転されるようになる（第３の状態）。この時、第９の混合器４６を部品駆動させて、その燃料ガス流路を狭め、都市ガス運転に適した状態とする。この時の第３１の開閉弁９の動作及び第９の混合器４６の部品駆動動作は、第１のガスエンジン１が運転されていない状態で実施されるので、素早く実施され得る。
【０１１５】
以上のような本実施の形態によれば、従来技術の場合と比較して、低発熱量ガスタンク６を顕著に小型化することができる。
【０１１６】
【発明の効果】
本発明によれば、第１低発熱量ガス供給手段を作動させたままの状態で第１の状態から第２の状態への切り替えが実施される。ここで、第２都市ガス供給手段の作動は、第２低発熱量ガス供給手段が停止した状態で行われるため、第１の状態から第２の状態への切り替えが比較的迅速に行われ得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガスエンジン発電機システムの第１の実施の形態を示す概略ブロック図。
【図２】本発明のガスエンジン発電機システムの第２の実施の形態を示す概略ブロック図。
【図３】本発明のガスエンジン発電機システムの第３の実施の形態を示す概略ブロック図。
【図４】本発明のガスエンジン発電機システムの第４の実施の形態を示す概略ブロック図。
【図５】本発明のガスエンジン発電機システムの第５の実施の形態を示す概略ブロック図。
【図６】従来のガスエンジン発電機システムを示す概略ブロック図。
【符号の説明】
１  第１のガスエンジン
２  第２のガスエンジン
３  第１の発電機
４  第２の発電機
５  脱硝装置
６  低発熱量ガスタンク
７  第１の開閉弁
８  第２の開閉弁
９  第３の開閉弁
１０  第４の開閉弁
１１  第５の開閉弁
１２  低発熱量ガスの元配管
１３  第１の低発熱量ガス配管
１４  第２の低発熱量ガス配管
１５  都市ガスの元配管
１６  第１の都市ガス配管
１７  第２の都市ガス配管
２１  第６の流量調整弁
２２  第７の流量調整弁
２３  第８の開閉弁
２４  第９の開閉弁
２５  第１０の開閉弁
２６  害１のガスエンジン本体部
２７  第２のガスエンジン本体部
２８  第１の混合器
２９  第２の混合器
３０  第３の混合器
３１  第４の混合器
３２  第５の混合器
３３  第６の混合器
３４  第７の混合器
３５  第８の混合器
３６  第１１の開閉弁
３７  第１２の開閉弁
３８  第３の低発熱量ガス配管
３９  第４の低発熱量ガス配管
４０  第５の低発熱量ガス配管
４１  第６の低発熱量ガス配管
４６  第９の混合器
４７  第１０の混合器
【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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