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公開番号2024165749
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-28
出願番号2023082229
出願日2023-05-18
発明の名称発電システム及び発電方法
出願人ダイハツ工業株式会社
代理人個人
主分類F02D 19/00 20060101AFI20241121BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】別途にボイラー等を設ける必要がなく、バイオガスを効率良く利用して発電できる発電システムを提供することを目的とする。
【解決手段】発電システム1は、ガスエンジン2により発電するものであり、バイオガス供給源からガスエンジン2へのバイオガスの供給を調整するための燃料バルブ5と、ガスエンジン2におけるEGR排出部6からインテークマニホールド3に亘って設けられた第一配管20と、第一配管20に配されたEGR装置10とを備える。EGR装置10は、第一配管20に配され、バイオガスとは異なる第二ガスを供給するためのEGRバルブ11と、第一配管20において、EGR排出部6及びEGRバルブ11の間に配された第一制御バルブV1とを備え、第一制御バルブV1は、バイオガスの供給量や濃度に基づいて、EGR排出部6から排出されたEGRガスの流量を制御する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ガスエンジンの出力によって発電機を駆動する発電システムであって、
バイオガスの供給源から前記ガスエンジンへのバイオガスの供給を調整するための燃料バルブと、
前記ガスエンジンにおけるＥＧＲ排出部から前記ガスエンジンにおけるインテークマニホールドに亘って設けられた第一配管と、
前記第一配管に配されたＥＧＲ装置と、
を備え、
前記ＥＧＲ装置は、
前記第一配管に配され、前記バイオガスとは異なる第二ガスを供給するためのＥＧＲバルブと、
前記第一配管において、前記ＥＧＲ排出部及び前記ＥＧＲバルブの間に配された第一制御バルブと、
を備え、
前記第一制御バルブは、
前記バイオガスの供給量及び濃度のいずれか一方又は双方に基づいて、前記ＥＧＲ排出部から排出され、前記第一配管を介して前記インテークマニホールドに向けて流通するＥＧＲガスの流量を制御すること、を特徴とする発電システム。
続きを表示（約 380 文字）【請求項２】
前記燃料バルブから供給する前記バイオガスの供給量が、所定の閾値に満たないことを条件として前記第一制御バルブを全閉状態又は一部閉塞状態にすると共に、前記第一配管における前記第一制御バルブ及び前記ＥＧＲバルブの間に分岐接続された第二配管を通じて前記第二ガスが供給されること、を特徴とする請求項１に記載の発電システム。
【請求項３】
前記ＥＧＲ装置が、前記第一配管及び前記第二配管の接続部に配された温度調節装置を備えており、
前記温度調節装置が、前記ＥＧＲバルブを流通する前記第二ガスを加温するものであること、を特徴とする請求項２に記載の発電システム。
【請求項４】
前記温度調節装置は、前記ガスエンジンから排出される前記ＥＧＲガスを冷却するものであること、を特徴とする請求項３に記載の発電システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスエンジンを用いた発電システム及び発電方法に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、環境問題（例えば、カーボンニュートラルに対する取り組み）から、バイオマス、太陽光、風力等の再生可能エネルギーを利用した発電が行われている。なかでも、バイオマスは、比較的太陽光や風力に比べて安定した供給が望めることから、安定な発電を行える再生可能エネルギーとして注目されている。
【０００３】
そこで、バイオマスを由来とするバイオガスを用いた発電が行われている（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載の発明は、バイオガスを燃料としてガスエンジン（ガスエンジン発電機に相当）を駆動することにより発電するものとされている。一般的に、バイオガスの生成は、動物の糞尿等を発酵槽で発酵させることにより行われている。発生したバイオガスは、上述したガスエンジンに供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１９－１４７７２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、バイオガスのみを燃料としてガスエンジン発電機を駆動する場合は、バイオガスの発酵槽に不具合が生じるとバイオガス（例えば、メタン６０％）が不足し、発電機を安定して稼働できない。また、ガスエンジン発電機の駆動により生じた熱を、例えば発酵槽の加温に再利用する場合は、当該熱の回収もできなくなる懸念がある。かかる懸念に備えて、発酵槽の加温のために、灯油ボイラー等を設置する必要があり、ボイラー設置費用やボイラーのメンテナンス費用等のコスト増大の懸念があった。また、かかる場合の応急運転代替燃料として、都市ガス（メタン略１００％）やプロパンガスを、バイオガスに適合させたガスバルブからガスエンジンにそのまま投入（供給）した場合は、ガスバルブ開度に対して燃焼感度が高くなり、安定した燃焼が困難となる懸念がある。また、プロパンガスを用いた場合は、空気量が不足する懸念があり、安定に燃焼させることが困難となる懸念がある。
【０００６】
そこで、本発明は、別途にボイラー等を設ける必要がなく、バイオガスを効率良く利用して発電できる発電システム及び発電方法を提供することを目的とする。また、本発明は、バイオガスの供給が途絶えた場合であっても、バイオガス以外の都市ガスやプロパンガス等のガスを利用して発電できる発電システム及び発電方法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）上述した課題を解決すべく提供される本発明の発電システムは、ガスエンジンの出力によって発電機を駆動する発電システムであって、バイオガスの供給源から前記ガスエンジンへのバイオガスの供給を調整するための燃料バルブと、前記ガスエンジンにおけるＥＧＲ排出部から前記ガスエンジンにおけるインテークマニホールドに亘って設けられた第一配管と、前記第一配管に配されたＥＧＲ装置と、を備え、前記ＥＧＲ装置は、前記第一配管に配され、前記バイオガスとは異なる第二ガスを供給するためのＥＧＲバルブと、前記第一配管において、前記ＥＧＲ排出部及び前記ＥＧＲバルブの間に配された第一制御バルブと、を備え、前記第一制御バルブは、前記バイオガスの供給量及び濃度のいずれか一方又は双方に基づいて、前記ＥＧＲ排出部から排出され、前記第一配管を介して前記インテークマニホールドに向けて流通するＥＧＲガスの流量を制御すること、を特徴とするものである。
【０００８】
上述した発電システムは、ＥＧＲ（ＥｘｈａｕｓｔＧａｓＲｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置を有するガスエンジンを、バイオガスの燃焼によって駆動することにより、発電を行うものとされている。また、上述した発電システムは、上述の構成とすることにより、バイオガスの供給量及び濃度のいずれか一方又は双方に基づいて、ガスエンジン２から排出されたＥＧＲガス（排気ガス）の流量を第一制御バルブによって制御することができる。ここで、第一配管は、ガスエンジンにおけるＥＧＲ排出部からインテークマニホールドに亘って設けられたＥＧＲ配管に相当するものとされている。したがって、上述した発電システムは、ＥＧＲ配管を流通するＥＧＲガスの流量を制御することにより、ガスエンジンにおける燃焼効率を高めることができる。これにより、上述した発電システムは、バイオガスを効率良く燃焼させて、安定な発電を行うことができる。また、上述した発電システムは、バイオガスとは異なる第二ガスを、ＥＧＲバルブを通じてガスエンジンに供給できるので、バイオガスの供給が不十分であってもガスエンジンを駆動することができる。これにより、上述した発電システムは、安定に発電を行うことができる。
【０００９】
（２）上述した本発明の発電システムは、前記燃料バルブから供給する前記バイオガスの供給量が、所定の閾値に満たないことを条件として前記第一制御バルブを全閉状態又は一部閉塞状態にすると共に、前記第一配管における前記第一制御バルブ及び前記ＥＧＲバルブの間に分岐接続された第二配管を通じて前記第二ガスが供給されること、を特徴とするとよい。
【００１０】
上述した発電システムは、かかる構成とすることにより、バイオガスの供給量が低下した場合に、第一配管（ＥＧＲ配管）に接続された第二配管を通じてガスエンジンに第二ガスを供給することができる。すなわち、上述した発電システムは、ガスエンジンが、バイオマスによって駆動できない場合に、バイオガスとは異なる第二ガスを併用することで安定に発電を行うことができる。ここで、第二ガスは、例えば、都市ガス（メタン略１００％）及びプロパンガスのいずれか一方又は双方で構成するとよい。また、上述した発電システムは、ガスエンジンを安定に駆動できるので、ガスエンジンで発生した熱の安定な回収（利用）が期待できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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