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公開番号2025086806
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-09
出願番号2023201106
出願日2023-11-28
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 20060101AFI20250602BHJP(燃焼装置;燃焼方法)
要約【課題】目標時間により近い時間にて目標体積混合率により近い体積混合率となるように、副燃料ガスの流量を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、主燃料ガス配管11に供給される主燃料ガスGmに対して、副燃料ガス配管13から供給される副燃料ガスGsを混合した混合燃料ガスGを混合燃料利用機器2に供給するためのものである。制御部15は、Z=α/100×A×Qm/{(1-α/100)×Qm+α/100×Qs}の式により副燃料ガスGsの流量Zを算出し、算出された目標とする副燃料ガスGsの流量Zを流量コントローラ14に指示する。但し、A:主燃料ガス流量、B:制御後の主燃料ガス流量、Z:制御後の副燃料ガス流量、α:100×Z/(B+Z)の式にて定義される、副燃料ガスの目標体積混合率、Qm:主燃料ガス熱量、Qs:副燃料ガス熱量である。
【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を混合燃料利用機器に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、
前記主燃料ガス配管に設けられ、前記主燃料ガスの流量を計測する流量計と、
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流量コントローラと、
前記流量コントローラを制御する制御部と、を有しており、
前記制御部は、
少なくとも、外部から入力された前記副燃料ガスの目標体積混合率と、前記流量計により計測された初期の前記主燃料ガスの流量と、前記主燃料ガスの熱量と、前記副燃料ガスの熱量とを用いて、目標とする前記副燃料ガスの流量を算出し、
算出された目標とする前記副燃料ガスの流量を前記流量コントローラに指示するよう構成されている、
混合燃料供給装置。
続きを表示（約 870 文字）【請求項２】
前記制御部は、
初期の前記主燃料ガスの流量をＡ、
制御後の前記主燃料ガスの流量をＢ、
制御後の前記副燃料ガスの流量をＺ、
１００×Ｚ／（Ｂ＋Ｚ）の式にて定義され、外部から前記制御部に入力される、前記副燃料ガスの目標体積混合率をα、
前記主燃料ガスの熱量をＱｍ、
前記副燃料ガスの熱量をＱｓとしたとき、
Ｚ＝α／１００×Ａ×Ｑｍ／｛（１－α／１００）×Ｑｍ＋α／１００×Ｑｓ｝の式により前記副燃料ガスの流量Ｚを算出する、
請求項１に記載の混合燃料供給装置。
【請求項３】
前記制御部は、
さらに、前記混合燃料利用機器に前記主燃料ガスのみを供給しているときの前記混合燃料利用機器の熱効率と、前記混合燃料利用機器に前記目標体積混合率でもって前記主燃料ガスに前記副燃料ガスを混合して供給しているときの前記混合燃料利用機器の熱効率とを用いて、目標とする前記副燃料ガスの流量を算出する、
請求項１に記載の混合燃料供給装置。
【請求項４】
前記制御部は、
初期の前記主燃料ガスの流量をＡ、
制御後の前記主燃料ガスの流量をＢ、
制御後の前記副燃料ガスの流量をＺ、
１００×Ｚ／（Ｂ＋Ｚ）の式にて定義され、外部から前記制御部に入力される、前記副燃料ガスの目標体積混合率をα、
前記主燃料ガスの熱量をＱｍ、
前記副燃料ガスの熱量をＱｓ、
前記混合燃料利用機器に前記主燃料ガスのみを供給しているときの前記混合燃料利用機器の熱効率をηａ、
前記混合燃料利用機器に前記目標体積混合率でもって前記主燃料ガスに前記副燃料ガスを混合して供給しているときの前記混合燃料利用機器の熱効率をηｂとしたとき、
Ｚ＝ηａ／ηｂ×α／１００×Ａ×Ｑｍ／｛（１－α／１００）×Ｑｍ＋α／１００×Ｑｓ｝の式により前記副燃料ガスの流量Ｚを算出する、
請求項３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 1,700 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、混合燃料供給装置を介して、ガスエンジンやバーナなどの混合燃料利用機器に供給し、混合燃料利用機器を混焼運転することが行われている。
【０００３】
なお、先行する特許文献１には、以下のようにしてガスエンジンを運転制御する技術が開示されている。先ず、第１燃料をガスエンジンに供給し、第１燃料に対応する第１運転パラメータに基づきガスエンジンを駆動する。次いで、第１燃料のガスエンジンへの供給量を連続的に減少させながら、第１燃料のガスエンジンへの供給量の減少割合に応じて定まる量に基づき、第１燃料とは異なる第２燃料をガスエンジンに供給し、第１燃料の供給量減少開始点から第１燃料の供給終了点までの時間に応じて定まる第３運転パラメータに基づきガスエンジンを運転する。次いで、第２燃料をガスエンジンに供給し、第２燃料に対応する第２運転パラメータに基づきガスエンジンを運転する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－１０１１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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による混焼運転が行われる混合燃料利用機器では、混合燃料供給装置を介して副燃料ガスを投入したことに起因する異常燃焼の発生を抑え、安定した状態で混焼運転できることが重要である。
【０００６】
しかしながら、従来、一般的に知られる混合燃料供給装置は、主燃料ガスへの副燃料ガスの混合を開始してから目標時間後に、副燃料ガスの体積混合率を目標体積混合率となるように副燃料ガスの流量制御を行っても、実際には、制御後の副燃料ガスの体積混合率が目標体積混合率よりも大きくなり、また、目標体積混合率に到達する時間も目標時間よりも早くなることがあった。そのため、従来、一般的に知られる混合燃料供給装置は、混合燃料ガスの異常燃焼が発生する可能性が極めて大きい。
【０００７】
これに対し、目標時間よりも十分に短い時間間隔毎に副燃料ガスの目標流量を再計算し、副燃料ガスの流量を制御する改善が考えられる。この改善によれば、制御後の体積混合率と目標体積混合率との乖離を小さくすることはできる。しかしながら、この改善によっても、目標時間よりも早く目標体積混合率に到達してしまうという問題は改善することができない。そのため、この改善案による混合燃料供給装置も、混合燃料ガスの異常燃焼が発生する可能性が大きい。
【０００８】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、目標時間により近い時間にて目標体積混合率により近い体積混合率となるように、副燃料ガスの流量を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を混合燃料利用機器に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、
前記主燃料ガス配管に設けられ、前記主燃料ガスの流量を計測する流量計と、
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流量コントローラと、
前記流量コントローラを制御する制御部と、を有しており、
前記制御部は、
少なくとも、外部から入力された前記副燃料ガスの目標体積混合率と、前記流量計により計測された初期の前記主燃料ガスの流量と、前記主燃料ガスの熱量と、前記副燃料ガスの熱量とを用いて、目標とする前記副燃料ガスの流量を算出し、
算出された目標とする前記副燃料ガスの流量を前記流量コントローラに指示するよう構成されている、
混合燃料供給装置。
（【００１１】以降は省略されています）

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