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公開番号2024179588
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-26
出願番号2023098554
出願日2023-06-15
発明の名称混合燃料供給装置
出願人東邦瓦斯株式会社
代理人弁理士法人あいち国際特許事務所
主分類F23K 5/00 20060101AFI20241219BHJP(燃焼装置;燃焼方法)
要約【課題】従来に比べ、副燃料ガスの流量を正確に制御可能な混合燃料供給装置を提供する。
【解決手段】混合燃料供給装置1は、主燃料ガスGmに対して副燃料ガスGsを混合した混合燃料ガスGの燃焼により動力を発生するガスエンジン41と、ガスエンジン41により駆動される発電機42と、発電機42の発電出力を検知する電力計43とを備えたガスエンジン発電システム4に用いられる。混合燃料供給装置1の制御部14は、予め設定した主燃料ガスGmと副燃料ガスGsとの熱量ベースの目標混合比と、電力計43により検知された発電出力と、発電機42の発電効率とに基づいて、主燃料ガスGmの流量に対して混合すべき副燃料ガスGsの流量を算出し、算出された副燃料ガスGsの流量となるように副燃料ガス用流量調整弁13を制御する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
主燃料ガスに対して副燃料ガスを混合した混合燃料ガスの燃焼により動力を発生するガスエンジンと、前記ガスエンジンにより駆動される発電機と、前記発電機の発電出力を検知する電力計と、を備えたガスエンジン発電システムに前記混合燃料ガスを供給するための混合燃料供給装置であって、
前記主燃料ガスが供給される主燃料ガス配管と、
主燃料ガス配管に接続され、前記副燃料ガスが供給される副燃料ガス配管と、
前記副燃料ガス配管に設けられ、前記主燃料ガスに対して混合する前記副燃料ガスの流量を調整する副燃料ガス用流量調整弁と、
前記副燃料ガス用流量調整弁を制御する制御部と、を有しており、
前記制御部は、
予め設定した前記主燃料ガスと前記副燃料ガスとの熱量ベースの目標混合比と、前記電力計により検知された前記発電出力と、前記発電機の発電効率とに基づいて、前記主燃料ガスの流量に対して混合すべき前記副燃料ガスの流量を算出し、算出された前記副燃料ガスの流量となるように前記副燃料ガス用流量調整弁を制御する、
混合燃料供給装置。
続きを表示（約 960 文字）【請求項２】
前記制御部は、
前記発電出力をＰ、前記発電効率をηとしたとき、前記Ｐ÷前記ηの式から、前記ガスエンジンに投入する１秒当たりの投入熱量Ｑを求め、
前記目標混合比における前記副燃料ガスの混合比をＲｓとしたとき、前記Ｑ×前記Ｒｓの式から、混合すべき前記副燃料ガスの熱量Ｑｓを求め、
前記副燃料ガスの真発熱量をＨｓとしたとき、前記Ｑｓ／前記Ｈｓの式から、混合すべき前記副燃料ガスの流量Ｖｓを算出するよう構成されている、
請求項１に記載の混合燃料供給装置。
【請求項３】
前記発電機の発電効率として、前記発電機の公称発電効率を用いる、
請求項１または請求項２に記載の混合燃料供給装置。
【請求項４】
前記ガスエンジン発電システムは、前記混合燃料ガスの燃焼のために前記ガスエンジンに供給される燃焼用空気の絶対湿度を検知する湿度計を備えており、
前記制御部は、
前記電力計により検知された前記発電出力と、前記目標混合比における前記副燃料ガスの混合比と、前記湿度計により検知された前記絶対湿度とに基づいて、前記発電機の公称発電効率からの差を補正した補正発電効率を算出し、この補正発電効率を、前記発電機の発電効率として用いる、
請求項１または請求項２に記載の混合燃料供給装置。
【請求項５】
前記ガスエンジン発電システムは、前記混合燃料ガスの燃焼のために前記ガスエンジンに供給される燃焼用空気の絶対湿度を検知する湿度計を備えており、
前記制御部は、
前記目標混合比における前記副燃料ガスの混合比ごとに、前記発電出力と前記絶対湿度とから定まる前記発電機の公称発電効率からの差を表した発電効率補正マップが予め記憶されており、
前記電力計により検知された前記発電出力と、前記目標混合比における前記副燃料ガスの混合比と、前記湿度計により検知された前記絶対湿度とから、前記発電効率補正マップに基づいて前記発電機の公称発電効率からの差を求め、この差を用いて前記公称発電効率を補正した補正発電効率を、前記発電機の発電効率として用いる、
請求項１または請求項２に記載の混合燃料供給装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、混合燃料供給装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、都市ガスなどの主燃料ガスに対して水素などの副燃料ガスを混合した混合燃料ガスをガスエンジン発電システムのガスエンジンに供給し、混焼運転することが行われている。
【０００３】
ガスエンジン発電システムとしては、都市ガスなどの主燃料ガスに対して水素などの副燃料ガスを混合した混合燃料ガスの燃焼により動力を発生するガスエンジンと、ガスエンジンにより駆動される発電機とを備えた、コージェネレーションシステムなどのガスエンジン発電システムが知られている。ガスエンジン発電システムでは、ガスエンジンに混合燃料ガスを供給するために混合燃料供給装置が用いられている。
【０００４】
この種の混合燃料供給装置は、一般に、主燃料ガスの供給量変化に応じて副燃料ガスの供給量を制御することにより、主燃料ガスの流量に対して適切な流量の副燃料ガスを混合して混合燃料ガスを生成させる。この場合、主燃料ガスの流量を計測するための流量計をガスエンジン発電システムに直接組み込むことが難しいため、主燃料ガスが供給される主燃料ガス配管に上記流量計を設置し、これを用いて計測した主燃料ガスの流量をもとに副燃料ガスの制御を行うことが行われている。
【０００５】
また、先行する特許文献１には、主燃料ガスと副燃料ガスとを混合した混合ガスの燃焼により動力を発生するガスエンジンと、ガスエンジンにより発生される動力により電力を発生させる発電機とが組み合わされたガス燃焼設備において混合ガスを燃焼させるにあたり、上述のような主燃料ガスの流量を計測する流量計を用いず、検知した発電機の発電電力量を用いて主燃料ガスに対する副燃料ガスの流量を調整する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１１－１５７８６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の技術では、発電機の発電電力量をそのまま用いて主燃料ガスに対する副燃料ガスの流量を調整するため、副燃料ガスの流量を正確に算出することが難しいという課題がある。
【０００８】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、従来に比べ、副燃料ガスの流量を正確に制御可能な混合燃料供給装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る混合燃料供給装置は、以下の通りである。
【００１０】
［１］
主燃料ガスに対して副燃料ガスを混合した混合燃料ガスの燃焼により動力を発生するガスエンジンと、前記ガスエンジンにより駆動される発電機と、前記発電機の発電出力を検知する電力計と、を備えたガスエンジン発電システムに前記混合燃料ガスを供給するための混合燃料供給装置であって、
前記主燃料ガスが供給される主燃料ガス配管と、
主燃料ガス配管に接続され、前記副燃料ガスが供給される副燃料ガス配管と、
前記副燃料ガス配管に設けられ、前記主燃料ガスに対して混合する前記副燃料ガスの流量を調整する副燃料ガス用流量調整弁と、
前記副燃料ガス用流量調整弁を制御する制御部と、を有しており、
前記制御部は、
予め設定した前記主燃料ガスと前記副燃料ガスとの熱量ベースの目標混合比と、前記電力計により検知された前記発電出力と、前記発電機の発電効率とに基づいて、前記主燃料ガスの流量に対して混合すべき前記副燃料ガスの流量を算出し、算出された前記副燃料ガスの流量となるように前記副燃料ガス用流量調整弁を制御する、
混合燃料供給装置。
（【００１１】以降は省略されています）

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