混合ガス供給装置及びその組成変動抑制方法
【課題】都市ガス等、燃料ガスの発熱量安定化に好適な混合ガス供給装置及びその組成変動抑制方法を提供する。
【解決手段】気化器３から出た混合ガス（流量Ｆ０、圧力Ｐ０）は、分岐位置Ａにおいて並列配管Ｌａ側と並列配管Ｌｂ側に分流し、流量弁Ｖ１ａ、Ｖ１ｂにより流量比Ｒｆ＝Ｆａ／Ｆｂに分配される。その後、並列配管Ｌａ側の混合ガスは直接タンク２ａに流入し、タンク内圧力はＰａとなる。一方、並列配管Ｌｂ側を流れる混合ガスは減圧弁Ｖ２ｂにより減圧され、タンク内圧力はＰｂ（Ｐａ＞Ｐｂ）となる。
流量比Ｒｆ＝Ｆａ／Ｆｂ、圧力比Ｒｐ＝Ｐａ／Ｐｂを適宜設定することにより、発熱量変動指数（ΔＨ＝（Ｈｍax−Ｈmin）／２）について、ΔＨ０＞ΔＨｂ＞ΔＨａとなるように調整されており、さらにＨａ、Ｈｂの合成波形であるＨ１について、ΔＨ１＜ΔＨａとなるように調整されている。
【解決手段】気化器３から出た混合ガス（流量Ｆ０、圧力Ｐ０）は、分岐位置Ａにおいて並列配管Ｌａ側と並列配管Ｌｂ側に分流し、流量弁Ｖ１ａ、Ｖ１ｂにより流量比Ｒｆ＝Ｆａ／Ｆｂに分配される。その後、並列配管Ｌａ側の混合ガスは直接タンク２ａに流入し、タンク内圧力はＰａとなる。一方、並列配管Ｌｂ側を流れる混合ガスは減圧弁Ｖ２ｂにより減圧され、タンク内圧力はＰｂ（Ｐａ＞Ｐｂ）となる。
流量比Ｒｆ＝Ｆａ／Ｆｂ、圧力比Ｒｐ＝Ｐａ／Ｐｂを適宜設定することにより、発熱量変動指数（ΔＨ＝（Ｈｍax−Ｈmin）／２）について、ΔＨ０＞ΔＨｂ＞ΔＨａとなるように調整されており、さらにＨａ、Ｈｂの合成波形であるＨ１について、ΔＨ１＜ΔＨａとなるように調整されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混合ガス供給装置及びその組成変動抑制方法に係り、特に、都市ガス等、燃料ガスの発熱量安定化に好適な混合ガス供給装置及びその組成変動抑制方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大都市圏から離れた地方における都市ガス需要の増加に伴い、ＬＮＧ（液化天然ガス）サテライト基地が多く建設されている。ＬＮＧサテライト基地は、ＬＮＧ貯槽と気化器を備えた設備であり、沿岸のＬＮＧ受入基地からローリーでＬＮＧを輸送し、ＬＮＧ貯槽に一旦貯蔵した後に、ＬＮＧを気化して工業団地や住宅地などに都市ガスとして供給するためのものである。
このようなＬＮＧサテライト供給方式においては、気化器稼動開始時や負荷変動、気温変化等に伴う供給ガスの発熱量変動が問題となる場合があり、このため供給ガスの発熱量安定化のための種々の技術が開示されている。気化器自体の改良としては、ＬＮＧ気化器の停止時にパージラインからＬＰＧをパージする技術が提案されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
また、吸着材を用いた発熱量調整装置として、気化器下流側に活性炭を充填した吸着材充填タンクを設けて、発熱量変動を抑制する技術が提案されている（例えば特許文献２）。図１５は、この方式による従来のサテライト基地１００を示すものである。サテライト基地１００は、ＬＮＧ貯槽１０１、外気を加熱源とする気化器１０２、吸着材充填タンク１０３を主要構成とする。充填タンク１０３内には細孔直径２．０〜３．０ｎｍの活性炭が充填されている。このような構成により、タンクローリ１０５、ライン１０６を介して供給されるＬＮＧをＬＮＧ貯槽１０１に一旦貯蔵し、気化器１０２で気化して天然ガスとし、さらに充填タンク１０３を通過させる。これにより、気化器出側において高沸点（重質炭化水素）成分の組成比が高くガス発熱量が高いときには、高沸点成分を吸着材で吸着し、また低沸点成分であるメタンの組成比が高くガス発熱量が低いときには、吸着した高沸点成分を脱着させて発熱量変動を抑制する。
【特許文献１】特開平７−１０９４７６号公報
【特許文献２】特開２００５-２７３７５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の吸着材を用いた発熱量調整方法においては、吸着材の吸着量に限界があるため、吸着材充填タンクの単位体積当たりガス処理量が制限される。従って、例えば下流側にガスエンジンが存在するような高度の発熱量安定化が必要とされる場合には、吸着材充填量を増やすことが必要となり、吸着材充填タンク容積の大型化、建設作業や設置作業の煩雑化が避けられないという問題がある。
このように、ＬＮＧサテライト基地を始めとする混合ガス供給装置において、吸着材充填タンクの小型化、混合ガスの組成変動抑制効果の改善が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願発明者らは鋭意研究の結果、吸着材充填タンク内圧力が高くなるに従い組成変動抑制効果が大きくなり、かつ、吐出されるガスの変動の位相のずれが大きくなることを見出した。さらに、充填タンク内に吸着材を充填しない状態でも、同様の組成変動抑制効果があることを見出した。
これらの知見に基づいて、本発明は、混合ガス供給装置において、より小さなバッファータンク又は吸着材充填タンクを用いても、組成変動を所望の範囲に抑えることを可能とする技術を提供するものである。本発明は、以下の内容を要旨とする。
すなわち、本発明に係る混合ガス供給装置は、
【０００６】
（１）ガス組成が時間経過とともに変動する混合ガスを供給する供給ラインと、供給ライン経路中に複数の並列配管部と、各並列配管部に配設され、混合ガスを一時的に貯蔵するためのバッファータンクと、各バッファータンクを異なる圧力に調整可能とする圧力調整手段と、を備えて成ることを特徴とする。
本発明において、「ガス組成が時間経過ともに変動」とは、必ずしも周期的な変動のみを意味せず、非周期的変動をも含み、また連続的な変動のみならず単発的な変動も含む。
本発明において、「混合ガス」は、化学工業における原料ガス、副生ガス、排気ガス、バイオマスによる生成ガス等を含む概念である。
【０００７】
（２）上記発明において、それぞれの並列配管部に分配される混合ガスを、所定の流量比に調整する流量比調整手段を、さらに備えて成ることを特徴とする。
（３）少なくとも１以上の前記バッファータンクには、吸着材が充填されて成ることを特徴とする。
本発明に用いる「吸着材」としては、活性炭、ゼオライト、シリカゲル、メソポーラスシリカ、活性アルミナ、有機金属錯体などを用いることができる。また、活性炭としては、石炭原料活性炭、ヤシガラ活性炭、木炭、石油原料活性炭、竹炭、フェノール樹脂活性炭、レーヨン由来活性炭、アクロニトリル由来活性炭、草炭、おがくず炭、泥炭などがある。
各バッファータンクに吸着材を充填することにより、さらなる変動幅抑制が可能となる。
また、本発明に係る混合ガス供給装置における組成変動抑制方法は、
（４）上記の各混合ガス供給装置において、各バッファータンク内を所定の異なる圧力に設定して、各バッファータンクから流出する混合ガスの組成変動に適宜、位相差を生じさせることにより、ガス組成変動幅を所望の範囲に抑制することを特徴とする。
【０００８】
本発明において、「位相」とは周期的あるいは非周期的な組成変動が起きたときに、下流側にその結果が現れるまでの時間及びタイミングを意味する概念である。また、「位相差」とは、位相のずれを意味する概念である。
本来、バッファータンク（以下、タンクと略記することがある）の容積によりガス組成変動幅の抑制量は定まるが、同一容積であっても各バッファータンク内圧力をタンクごとに変えることにより変動幅が変化し、また、タンク出口におけるガス組成変動に位相差を生じさせることができる。このような変動幅、位相差が異なるガスをタンク下流側で混合することにより、ガス組成変動幅を所望の範囲に抑制することが可能となる。
【０００９】
（５）上記（４）において、さらに、それぞれの前記並列配管部に分配される混合ガスの流量比を適宜設定することにより、合流後の混合ガスの組成変動幅を、最小変動幅のバッファータンクにおける組成変動幅以下に抑制することを特徴とする。
以下、上記各発明の作用について説明する。各バッファータンクの圧力、流量の相違及び吸着材の吸脱着作用が相乗的に作用して、各タンク出口におけるガスの組成変動幅、位相に差が生じる。この場合、バッファータンク容積が同一のとき、タンク圧力が高いほど組成変動抑制効果が大きく、また吐出されるガスの変動の位相のずれも大きくなる。今、図１３に示すように、並列に配管したバッファータンクＴａ、Ｔｂに、ガス組成が周期的に変動する混合ガスを送り、合流させる装置を想定する。当該装置には流量・圧力調整手段Ｒａ、Ｒｂが設けられており、タンクＴａ側について流量Ｆａ、内圧Ｐａ、タンクＴｂ側について流量Ｆｂ、内圧Ｐｂとなるように調整（Ｐａ＜Ｐｂとする）されるものとする。当該装置において、タンクＴａ、Ｔｂの圧力、流量の相違により、分岐位置Ａ、タンク出口位置Ｂａ・Ｂｂにおける混合ガスの組成変動に基づく物理量変化波形は、図１４のＷ０、Ｗａ、Ｗｂのように示される。この場合、Ｗａ、ＷｂはＷ０に対して周期は同一で、それぞれ位相差Δωａ、Δωｂ（Δωａ＜Δωｂ）が生じる。また、変動指数ΔＷ＝（Ｗｍax−Ｗmin）／２とするとき、ΔＷ０＞ΔＷａ＞ΔＷｂとなる。ここに、物理量とは、例えば発熱量、着目成分の濃度、組成比等の計測量をいう。
【００１０】
さらに、合流後の位置Ｃにおける組成変動波形は、Ｗａ、Ｗｂの合成波形Ｗ１となる。そして、組成変動指数ΔＷ１は、流量比Ｒｆ＝Ｆａ／Ｆｂ、圧力比Ｒｐ＝Ｐａ／Ｐｂに対応して定まり、Ｒｆ、Ｒｐを適宜調整することにより、ΔＷ１＜ΔＷｂにすることができる。なお、説明の便宜上、図１４では変動波形を正弦波で表現したが、実際には正弦波のような滑らかな波形ではなく、不整形な波形になるのが一般的である。
【００１１】
（６）上記（４）（５）において、混合ガスが燃料ガスであり、かつ、前記組成変動に替えて発熱量変動であることを特徴とする。
（７）上記（６）において、燃料ガスがメタンを主成分とする天然ガス又は都市ガスであることを特徴とする。
現在、全国の都市ガスはウオッベ指数及び燃焼速度指数に基づいて１３種類のガスグループに分類され、都市ガス事業者は特定したガス種の都市ガスを供給域内の需要家に対して供給することが、ガス事業法により義務付けられている。例えば、ＣＨ４を主成分とする１３Ａ都市ガスについては、５２．７≦ＷＩ≦５７．８、３５≦ＭＣＰ≦４７と定められている。ここにウオッベ指数（ＷＩ）は、ガスの発熱量Ｈ（ＭＪ／ｍ３）をガスの空気に対する比重ｓの平方根で割った数値（ＷＩ＝Ｈ／√ｓ）で表され、ガス機器の完全燃焼性の指標となるものである。また、燃焼速度指数（ＭＣＰ）は、都市ガス中の各可燃性ガスの燃焼速度の関数として表される（詳細はガス事業法に示されているため、説明を省略する）。
従って、本発明による混合ガス供給装置を用いて、混合ガスのＷＩ及びＭＣＰを上記１３Ａ都市ガスの範囲に制御することにより、供給域内で都市ガス１３Ａ用機器を良好に燃焼させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、バッファータンクの容積を増やすことなく、組成変動を一定範囲に抑えてガス供給を可能とする混合ガス供給装置が可能となる。
また、バッファータンクとして吸着材充填タンクを用いる発明にあっては、さらに組成変動抑制効果を高めることが可能となる。
また、混合ガスとして燃料ガスを用いる発明にあっては、供給元から発熱量変動を伴うガスが供給された場合であっても、発熱量変動を一定範囲に抑制して需要家に供給することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図１乃至４を参照してさらに詳細に説明する。なお、重複説明を回避するため、各図において同一構成には同一符号を用いて示している。なお、本発明の範囲は特許請求の範囲記載のものであって、以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。
（第一の実施形態）
本実施形態は、「混合ガス」として組成が時間経過とともに変動する燃料ガス（ＬＮＧ原料）を用い、異なる圧力に設定されたバッファータンクを並列配管部に配置することにより、組成変動（発熱量変動）の抑制を図るものである。
図１は、本実施形態に係る燃料ガス供給装置１の全体構成を示す図である。燃料ガス供給装置１は、ＬＮＧ貯槽４と、気化器３と、並列配管Ｌａ、Ｌｂの経路中に設けられた２基のバッファータンク２ａ、２ｂと、供給配管Ｌ３の末端側に負荷装置５（例えばガスエンジン）を備えている。ＬＮＧ貯槽４には、不図示のタンクローリ等により運ばれるＬＮＧが貯蔵されている。これら装置間は供給配管Ｌ１乃至Ｌ３により接続されている。気化器３からは組成が変動（これに伴い発熱量も時間経過とともに変動）するＬＮＧ気化ガスが供給される。
タンク２ａ、２ｂには同一の吸着材（例えば石炭原料活性炭、ヤシガラ原料活性炭等）が充填されている。並列配管Ｌａのタンク２ａ上流側には流量弁（流量調整弁）Ｖ１ａ、下流側には減圧弁（圧力調整弁）Ｖ２ａが、また並列配管Ｌｂのタンク２ｂ上流側には流量弁Ｖ１ｂ及び減圧弁Ｖ２ｂが、それぞれ配設されている。
燃料ガス供給装置１は、供給ガスの発熱量制御を行う制御部６を備えている。制御部６は、供給配管Ｌ３経路中に配設された熱量計７の計測値に基づいて、各流量弁Ｖ１ａ、Ｖ１ｂ及び減圧弁Ｖ２ａ、Ｖ２ｂの開度を適宜調節し、発熱量変動を所定範囲以下に抑制するように制御する。
【００１４】
以上の構成により、燃料ガス供給装置１は、ＬＮＧ貯槽４内のＬＮＧを気化器３で気化して天然ガスとし、タンク２ａ、２ｂにおいて発熱量変動を抑制させた後に、供給配管Ｌ３を経由して負荷装置５に供給する。
次に、燃料ガス供給装置１における発熱量変動抑制方法について説明する。気化器３から出た混合ガス（流量Ｆ０、圧力Ｐ０）は、分岐位置Ａにおいて並列配管Ｌａ側と並列配管Ｌｂ側に分流し、流量弁Ｖ１ａ、Ｖ１ｂにより流量比Ｒｆ＝Ｆａ／Ｆｂに分配される。その後、並列配管Ｌａ側の混合ガスは直接タンク２ａに流入し、タンク内圧力はＰａとなる。一方、並列配管Ｌｂ側を流れる混合ガスは減圧弁Ｖ２ｂにより減圧され、タンク内圧力はＰｂ（Ｐａ＞Ｐｂ）となる。
【００１５】
図２は、各位置における発熱量変動の時間的推移を示す図である。Ｈ０、Ｈａ、Ｈｂ、Ｈ１は、それぞれ分岐位置Ａ、タンク２ａ出口位置Ｂａ、タンク２ｂ出口位置Ｂｂ、合流後の位置Ｃにおける発熱量変動波形である。上述のように、流量比Ｒｆ＝Ｆａ／Ｆｂ、圧力比Ｒｐ＝Ｐａ／Ｐｂを適宜設定することにより、発熱量変動指数（ΔＨ＝（Ｈｍax−Ｈmin）／２）について、ΔＨ０＞ΔＨｂ＞ΔＨａとなるように調整されている。さらにＨａ、Ｈｂの合成波形であるＨ１について、ΔＨ１＜ΔＨａとなるように調整されている。なお、説明の便宜上、図２では変動波形を正弦波で表現したが、実際には正弦波のような滑らかな波形ではなく、不整形な波形になるのが一般的である。
また、本実施形態では、両方のタンクに吸着材を充填する形態としたが、図３（ａ）に示すように一方のバッファータンク２ｃに吸着材を充填し、他方のバッファータンク２ｄには吸着材を充填しない形態、又は図３（ｂ）に示すように両方のタンク２ｅ、２ｆを空タンクとする形態とすることもできる。いずれの形態においても、流量比Ｒｆ、圧力比Ｒｐを適宜設定することにより、最小の発熱量変動幅のタンク以下の変動幅に抑制することができる。
【００１６】
（第二の実施形態）
次に、本発明の他の実施形態について説明する。図４は、本実施形態に係る燃料ガス供給装置２０の全体構成を示す図である。燃料ガス供給装置２０が上述の燃料ガス供給装置１と異なる点は、バッファータンクを３基備えていることである。すなわち、並列配管Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３の経路中に吸着材が充填されたタンク２１ａ、２１ｂ、２１ｃを備えている。各並列配管のタンク上流側には流量弁Ｖ３ａ乃至Ｖ３ｃが配設されている。また、タンク２１ａの下流側には減圧弁Ｖ４ａが、タンク２１ｂの上流側には減圧弁Ｖ４ｂ、下流側には減圧弁Ｖ４ｄが、タンク２１ｃの上流側には減圧弁Ｖ４ｃが、それぞれ配設されている。
以上の構成により、各タンク内吸着材の吸脱着及び圧力相違の相乗作用により、発熱量変動抑制が行われるが、上述の実施形態と同様、流量比、圧力比を適切に設定することにより、最小の発熱量変動幅のタンク以下の変動幅に抑制することができる。
なお、本実施形態では３基のタンクを並列に配置する形態としたが、さらに多数のタンクを並設することにより、さらなる発熱量抑制が可能となる。理論的にはタンクを増やすに伴い、変動が０に近づくことになる。
【実施例】
【００１７】
以下、本発明の効果確認のために行った試験の内容について説明する。実施例１〜３はバッファータンク単体での試験であり、実施例４、５は２つのバッファータンクを並列に配置して行った試験である。それぞれの試験条件の比較を表１、２に示す。
【表１】
【表２】
【００１８】
ａ．実施例１
（試験ガス）
２分間、ＬＮＧ気化ガス（組成：CH4：90.8%、C2H6：5.0%、C3H8：3.0%、i-C4H10：0.6%、n-C4H10：0.6%）を流し、その後１分間、このガスに添加ガスとしてプロパンガスを添加するサイクルを繰り返すことにより、周期的に組成（発熱量）が変動するガスを調製した（以下、試験ガス１という）。試験ガス１の発熱量変動は、最小４４．６ＭＪ/ｍ３、最大５０．１ＭＪ/ｍ３であり、発熱量変動指数ΔＨ０＝２．７５ＭＪ/ｍ３であった。
（試験方法）
バッファータンクとして、吸着材（石炭原料活性炭）を充填した試験容器（内容積３０ｃｃ）を用いた。温度２５℃、空塔速度２０００ｈ−１、圧力０ＭＰａ〜０．５ＭＰａ（ゲージ圧）の流入条件で、試験容器に試験ガス１を流して、容器出口におけるガス発熱量を熱量計（Advantica社製、製品名：GasPT）で測定した。
【００１９】
（測定結果）
図５に、それぞれの圧力のときの発熱量変動の時間的推移を示す。０ＭＰａのときのΔＨは０．４１ＭＪ/ｍ３であり、タンクなしのときのΔＨ０＝２．７５ＭＪ/ｍ３と比較して、約１／７に抑制されている。図６はΔＨの圧力依存性を示すグラフである。圧力が高くなるに従って、変動抑制効果が顕著になることが分かる。また、圧力増加に伴い変動の位相が変化していることも確認された。
【００２０】
ｂ．実施例２
（試験方法）
添加ガスとしてプロパン：ブタン＝１：１のガス（以下、試験ガス２という）を用いた。試験ガス２の発熱量変動は、最小４４．５ＭＪ/ｍ３、最大５１．０ＭＪ/ｍ３、ΔＨ＝３．２５ＭＪ/ｍ３であった。他の試験条件は実施例１と同一である。
（測定結果）
図７に、発熱量変動の時間的推移を示す。また、図８にΔＨの圧力依存性グラフを示す。０ＭＰａのときのΔＨは０．５７ＭＪ/ｍ３であり、タンクなしのときのΔＨ０＝３．２５ＭＪ/ｍ３と比較して、約１／６に抑制されている。変動抑制効果、圧力依存性、タンク内圧と吐出ガスの変動波形の位相遅れの関係のいずれについても、実施例１と同様の傾向を示した。図９は、図７の部分拡大図である。タンク内圧の増加に伴って、周期は同一で変動の位相が遅れていくことが分かる。
【００２１】
ｃ．実施例３
（試験方法）
バッファータンクとして、活性炭を充填せず空の状態にした試験容器（内容積１０００ｃｃ）を用い、試験ガス２を実施例１と同一条件で流して、容器出口におけるガスの発熱量を測定した。
（測定結果）
図１０に、発熱量変動の測定結果を示す。また、表３に各条件でのΔＨの比較を示す。タンクなしの場合は、圧力変化に関わらず変動幅が変わらないのに対し、タンクを用いた場合には、圧力増加に伴って変動幅が減少することが確認された。また、実施例１又は２と同様、圧力増加に伴い変動の位相が変化していることも確認された。
【表３】
【００２２】
ｄ．実施例４
（試験方法）
タンクとして、２つの容器（内容積合計３０ｃｃ）に石炭原料活性炭充填量合計１２ｇを充填した試験装置を用いて、全体の空塔速度２０００ｈ−１、容器圧力をそれぞれ０．５ＭＰａ、０ＭＰａとし、流量比を８０：２０とした流入条件で容器に試験ガス１を流して、容器出口におけるガスの発熱量を測定した。
（測定結果）
２つの容器から吐出後に混合したガスの発熱量を図１１に示す。比較のため、同図には単一の容器を用いて、圧力０ＭＰａおよび０．５ＭＰａの条件で試験ガスを流した場合の発熱量をも示してある。単一の容器を用いた場合のΔＨは、圧力０ＭＰａのときに０．４７ＭＪ/ｍ３、圧力０．５ＭＰａのときに０．１９ＭＪ/ｍ３となるのに対し、２つの容器を用いた場合、圧力の違いにより発熱量変動に位相差を発生させ、合流後のΔＨは０．１１ＭＪ/ｍ３となり、発熱量がさらに抑制されていることが分かる。
【００２３】
ｅ．実施例５
実施例３より、タンクに活性炭を充填しない条件であっても、圧力増加に伴い位相が変化することが確認された。本実施例はこれを利用して、活性炭充填タンクと空タンクを組み合わせて発熱量変動を抑制する実証試験である。活性炭充填タンク及び空タンクの容器圧力はそれぞれ０．４ＭＰａ、０．２ＭＰａとした。
（試験方法）
一方の試験容器に活性炭を充填し、他方の試験容器は空タンクとした試験装置を用いた。活性炭充填容器の体積は３０ｃｃの７９％（２４ｃｃ）とし、空タンクの体積は１０００ｃｃの２１％（２１０ｃｃ）となるようにした。この試験装置に試験ガス２を流した。このとき、活性炭充填容器側に全体の７９％、空タンク側には全体の２１％流れるようにした。
発熱量変動の測定結果を図１２に示す。それぞれ単体で用いる場合（同図（１）又は（２））に比べて、位相差の組み合わせを利用することにより（同図（３））、さらなる変動抑制が可能となることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、燃料ガスの発熱量抑制に限らず、化学工業における原料ガス、副生ガス、排気ガス、バイオマスによる生成ガス等、組成変動する複数のガス成分からなる混合ガスの組成変動抑制に広く利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第一の実施形態に係る燃料ガス供給装置１の構成を示す図である。
【図２】各位置における発熱量変動の時間的推移を示す図である。
【図３】燃料ガス供給装置１の他のタンク配置バリエーションを示す図である。
【図４】第二の実施形態に係る燃料ガス供給装置２０の構成を示す図である。
【図５】実施例１における発熱量変動の時間的推移を示す図である。
【図６】実施例１におけるΔＨの圧力依存性を示す図である。
【図７】実施例２における発熱量変動の時間的推移を示す図である。
【図８】実施例２におけるΔＨの圧力依存性を示す図である。
【図９】図７の部分拡大図である。
【図１０】実施例３における発熱量変動の時間的推移を示す図である。
【図１１】実施例４における発熱量変動の時間的推移を示す図である。
【図１２】実施例５における発熱量変動の時間的推移を示す図である。
【図１３】本発明に係る混合ガス供給装置を示す図である。
【図１４】本発明に係る装置の各部における混合ガスの組成変動の時間的推移を示す図である。
【図１５】従来のサテライト基地１００の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１、２０・・・・燃料ガス供給装置
２ａ〜２ｆ、２１ａ〜２１ｃ・・・・バッファータンク
３・・・・気化器
４・・・・ＬＮＧ貯槽
５・・・・負荷装置
７・・・・熱量計
Ｌ１〜Ｌ３・・・・供給ライン
６・・・・制御部
７・・・・熱量計
Ｌ１〜Ｌ３・・・・供給配管
Ｌａ、Ｌｂ、Ｌ２１〜Ｌ２３・・・・並列配管
Ｖ１ａ、Ｖ１ｂ、Ｖ３ａ〜Ｖ３ｃ・・・・流量弁
Ｖ２ａ、Ｖ２ｂ、Ｖ４ａ〜Ｖ４ｄ・・・・減圧弁
Ｒａ、Ｒｂ・・・・流量・圧力調整手段
Ｔａ、Ｔｂ・・・・バッファータンク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混合ガス供給装置及びその組成変動抑制方法に係り、特に、都市ガス等、燃料ガスの発熱量安定化に好適な混合ガス供給装置及びその組成変動抑制方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大都市圏から離れた地方における都市ガス需要の増加に伴い、ＬＮＧ（液化天然ガス）サテライト基地が多く建設されている。ＬＮＧサテライト基地は、ＬＮＧ貯槽と気化器を備えた設備であり、沿岸のＬＮＧ受入基地からローリーでＬＮＧを輸送し、ＬＮＧ貯槽に一旦貯蔵した後に、ＬＮＧを気化して工業団地や住宅地などに都市ガスとして供給するためのものである。
このようなＬＮＧサテライト供給方式においては、気化器稼動開始時や負荷変動、気温変化等に伴う供給ガスの発熱量変動が問題となる場合があり、このため供給ガスの発熱量安定化のための種々の技術が開示されている。気化器自体の改良としては、ＬＮＧ気化器の停止時にパージラインからＬＰＧをパージする技術が提案されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
また、吸着材を用いた発熱量調整装置として、気化器下流側に活性炭を充填した吸着材充填タンクを設けて、発熱量変動を抑制する技術が提案されている（例えば特許文献２）。図１５は、この方式による従来のサテライト基地１００を示すものである。サテライト基地１００は、ＬＮＧ貯槽１０１、外気を加熱源とする気化器１０２、吸着材充填タンク１０３を主要構成とする。充填タンク１０３内には細孔直径２．０〜３．０ｎｍの活性炭が充填されている。このような構成により、タンクローリ１０５、ライン１０６を介して供給されるＬＮＧをＬＮＧ貯槽１０１に一旦貯蔵し、気化器１０２で気化して天然ガスとし、さらに充填タンク１０３を通過させる。これにより、気化器出側において高沸点（重質炭化水素）成分の組成比が高くガス発熱量が高いときには、高沸点成分を吸着材で吸着し、また低沸点成分であるメタンの組成比が高くガス発熱量が低いときには、吸着した高沸点成分を脱着させて発熱量変動を抑制する。
【特許文献１】特開平７−１０９４７６号公報
【特許文献２】特開２００５-２７３７５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の吸着材を用いた発熱量調整方法においては、吸着材の吸着量に限界があるため、吸着材充填タンクの単位体積当たりガス処理量が制限される。従って、例えば下流側にガスエンジンが存在するような高度の発熱量安定化が必要とされる場合には、吸着材充填量を増やすことが必要となり、吸着材充填タンク容積の大型化、建設作業や設置作業の煩雑化が避けられないという問題がある。
このように、ＬＮＧサテライト基地を始めとする混合ガス供給装置において、吸着材充填タンクの小型化、混合ガスの組成変動抑制効果の改善が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願発明者らは鋭意研究の結果、吸着材充填タンク内圧力が高くなるに従い組成変動抑制効果が大きくなり、かつ、吐出されるガスの変動の位相のずれが大きくなることを見出した。さらに、充填タンク内に吸着材を充填しない状態でも、同様の組成変動抑制効果があることを見出した。
これらの知見に基づいて、本発明は、混合ガス供給装置において、より小さなバッファータンク又は吸着材充填タンクを用いても、組成変動を所望の範囲に抑えることを可能とする技術を提供するものである。本発明は、以下の内容を要旨とする。
すなわち、本発明に係る混合ガス供給装置は、
【０００６】
（１）ガス組成が時間経過とともに変動する混合ガスを供給する供給ラインと、供給ライン経路中に複数の並列配管部と、各並列配管部に配設され、混合ガスを一時的に貯蔵するためのバッファータンクと、各バッファータンクを異なる圧力に調整可能とする圧力調整手段と、を備えて成ることを特徴とする。
本発明において、「ガス組成が時間経過ともに変動」とは、必ずしも周期的な変動のみを意味せず、非周期的変動をも含み、また連続的な変動のみならず単発的な変動も含む。
本発明において、「混合ガス」は、化学工業における原料ガス、副生ガス、排気ガス、バイオマスによる生成ガス等を含む概念である。
【０００７】
（２）上記発明において、それぞれの並列配管部に分配される混合ガスを、所定の流量比に調整する流量比調整手段を、さらに備えて成ることを特徴とする。
（３）少なくとも１以上の前記バッファータンクには、吸着材が充填されて成ることを特徴とする。
本発明に用いる「吸着材」としては、活性炭、ゼオライト、シリカゲル、メソポーラスシリカ、活性アルミナ、有機金属錯体などを用いることができる。また、活性炭としては、石炭原料活性炭、ヤシガラ活性炭、木炭、石油原料活性炭、竹炭、フェノール樹脂活性炭、レーヨン由来活性炭、アクロニトリル由来活性炭、草炭、おがくず炭、泥炭などがある。
各バッファータンクに吸着材を充填することにより、さらなる変動幅抑制が可能となる。
また、本発明に係る混合ガス供給装置における組成変動抑制方法は、
（４）上記の各混合ガス供給装置において、各バッファータンク内を所定の異なる圧力に設定して、各バッファータンクから流出する混合ガスの組成変動に適宜、位相差を生じさせることにより、ガス組成変動幅を所望の範囲に抑制することを特徴とする。
【０００８】
本発明において、「位相」とは周期的あるいは非周期的な組成変動が起きたときに、下流側にその結果が現れるまでの時間及びタイミングを意味する概念である。また、「位相差」とは、位相のずれを意味する概念である。
本来、バッファータンク（以下、タンクと略記することがある）の容積によりガス組成変動幅の抑制量は定まるが、同一容積であっても各バッファータンク内圧力をタンクごとに変えることにより変動幅が変化し、また、タンク出口におけるガス組成変動に位相差を生じさせることができる。このような変動幅、位相差が異なるガスをタンク下流側で混合することにより、ガス組成変動幅を所望の範囲に抑制することが可能となる。
【０００９】
（５）上記（４）において、さらに、それぞれの前記並列配管部に分配される混合ガスの流量比を適宜設定することにより、合流後の混合ガスの組成変動幅を、最小変動幅のバッファータンクにおける組成変動幅以下に抑制することを特徴とする。
以下、上記各発明の作用について説明する。各バッファータンクの圧力、流量の相違及び吸着材の吸脱着作用が相乗的に作用して、各タンク出口におけるガスの組成変動幅、位相に差が生じる。この場合、バッファータンク容積が同一のとき、タンク圧力が高いほど組成変動抑制効果が大きく、また吐出されるガスの変動の位相のずれも大きくなる。今、図１３に示すように、並列に配管したバッファータンクＴａ、Ｔｂに、ガス組成が周期的に変動する混合ガスを送り、合流させる装置を想定する。当該装置には流量・圧力調整手段Ｒａ、Ｒｂが設けられており、タンクＴａ側について流量Ｆａ、内圧Ｐａ、タンクＴｂ側について流量Ｆｂ、内圧Ｐｂとなるように調整（Ｐａ＜Ｐｂとする）されるものとする。当該装置において、タンクＴａ、Ｔｂの圧力、流量の相違により、分岐位置Ａ、タンク出口位置Ｂａ・Ｂｂにおける混合ガスの組成変動に基づく物理量変化波形は、図１４のＷ０、Ｗａ、Ｗｂのように示される。この場合、Ｗａ、ＷｂはＷ０に対して周期は同一で、それぞれ位相差Δωａ、Δωｂ（Δωａ＜Δωｂ）が生じる。また、変動指数ΔＷ＝（Ｗｍax−Ｗmin）／２とするとき、ΔＷ０＞ΔＷａ＞ΔＷｂとなる。ここに、物理量とは、例えば発熱量、着目成分の濃度、組成比等の計測量をいう。
【００１０】
さらに、合流後の位置Ｃにおける組成変動波形は、Ｗａ、Ｗｂの合成波形Ｗ１となる。そして、組成変動指数ΔＷ１は、流量比Ｒｆ＝Ｆａ／Ｆｂ、圧力比Ｒｐ＝Ｐａ／Ｐｂに対応して定まり、Ｒｆ、Ｒｐを適宜調整することにより、ΔＷ１＜ΔＷｂにすることができる。なお、説明の便宜上、図１４では変動波形を正弦波で表現したが、実際には正弦波のような滑らかな波形ではなく、不整形な波形になるのが一般的である。
【００１１】
（６）上記（４）（５）において、混合ガスが燃料ガスであり、かつ、前記組成変動に替えて発熱量変動であることを特徴とする。
（７）上記（６）において、燃料ガスがメタンを主成分とする天然ガス又は都市ガスであることを特徴とする。
現在、全国の都市ガスはウオッベ指数及び燃焼速度指数に基づいて１３種類のガスグループに分類され、都市ガス事業者は特定したガス種の都市ガスを供給域内の需要家に対して供給することが、ガス事業法により義務付けられている。例えば、ＣＨ４を主成分とする１３Ａ都市ガスについては、５２．７≦ＷＩ≦５７．８、３５≦ＭＣＰ≦４７と定められている。ここにウオッベ指数（ＷＩ）は、ガスの発熱量Ｈ（ＭＪ／ｍ３）をガスの空気に対する比重ｓの平方根で割った数値（ＷＩ＝Ｈ／√ｓ）で表され、ガス機器の完全燃焼性の指標となるものである。また、燃焼速度指数（ＭＣＰ）は、都市ガス中の各可燃性ガスの燃焼速度の関数として表される（詳細はガス事業法に示されているため、説明を省略する）。
従って、本発明による混合ガス供給装置を用いて、混合ガスのＷＩ及びＭＣＰを上記１３Ａ都市ガスの範囲に制御することにより、供給域内で都市ガス１３Ａ用機器を良好に燃焼させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、バッファータンクの容積を増やすことなく、組成変動を一定範囲に抑えてガス供給を可能とする混合ガス供給装置が可能となる。
また、バッファータンクとして吸着材充填タンクを用いる発明にあっては、さらに組成変動抑制効果を高めることが可能となる。
また、混合ガスとして燃料ガスを用いる発明にあっては、供給元から発熱量変動を伴うガスが供給された場合であっても、発熱量変動を一定範囲に抑制して需要家に供給することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図１乃至４を参照してさらに詳細に説明する。なお、重複説明を回避するため、各図において同一構成には同一符号を用いて示している。なお、本発明の範囲は特許請求の範囲記載のものであって、以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。
（第一の実施形態）
本実施形態は、「混合ガス」として組成が時間経過とともに変動する燃料ガス（ＬＮＧ原料）を用い、異なる圧力に設定されたバッファータンクを並列配管部に配置することにより、組成変動（発熱量変動）の抑制を図るものである。
図１は、本実施形態に係る燃料ガス供給装置１の全体構成を示す図である。燃料ガス供給装置１は、ＬＮＧ貯槽４と、気化器３と、並列配管Ｌａ、Ｌｂの経路中に設けられた２基のバッファータンク２ａ、２ｂと、供給配管Ｌ３の末端側に負荷装置５（例えばガスエンジン）を備えている。ＬＮＧ貯槽４には、不図示のタンクローリ等により運ばれるＬＮＧが貯蔵されている。これら装置間は供給配管Ｌ１乃至Ｌ３により接続されている。気化器３からは組成が変動（これに伴い発熱量も時間経過とともに変動）するＬＮＧ気化ガスが供給される。
タンク２ａ、２ｂには同一の吸着材（例えば石炭原料活性炭、ヤシガラ原料活性炭等）が充填されている。並列配管Ｌａのタンク２ａ上流側には流量弁（流量調整弁）Ｖ１ａ、下流側には減圧弁（圧力調整弁）Ｖ２ａが、また並列配管Ｌｂのタンク２ｂ上流側には流量弁Ｖ１ｂ及び減圧弁Ｖ２ｂが、それぞれ配設されている。
燃料ガス供給装置１は、供給ガスの発熱量制御を行う制御部６を備えている。制御部６は、供給配管Ｌ３経路中に配設された熱量計７の計測値に基づいて、各流量弁Ｖ１ａ、Ｖ１ｂ及び減圧弁Ｖ２ａ、Ｖ２ｂの開度を適宜調節し、発熱量変動を所定範囲以下に抑制するように制御する。
【００１４】
以上の構成により、燃料ガス供給装置１は、ＬＮＧ貯槽４内のＬＮＧを気化器３で気化して天然ガスとし、タンク２ａ、２ｂにおいて発熱量変動を抑制させた後に、供給配管Ｌ３を経由して負荷装置５に供給する。
次に、燃料ガス供給装置１における発熱量変動抑制方法について説明する。気化器３から出た混合ガス（流量Ｆ０、圧力Ｐ０）は、分岐位置Ａにおいて並列配管Ｌａ側と並列配管Ｌｂ側に分流し、流量弁Ｖ１ａ、Ｖ１ｂにより流量比Ｒｆ＝Ｆａ／Ｆｂに分配される。その後、並列配管Ｌａ側の混合ガスは直接タンク２ａに流入し、タンク内圧力はＰａとなる。一方、並列配管Ｌｂ側を流れる混合ガスは減圧弁Ｖ２ｂにより減圧され、タンク内圧力はＰｂ（Ｐａ＞Ｐｂ）となる。
【００１５】
図２は、各位置における発熱量変動の時間的推移を示す図である。Ｈ０、Ｈａ、Ｈｂ、Ｈ１は、それぞれ分岐位置Ａ、タンク２ａ出口位置Ｂａ、タンク２ｂ出口位置Ｂｂ、合流後の位置Ｃにおける発熱量変動波形である。上述のように、流量比Ｒｆ＝Ｆａ／Ｆｂ、圧力比Ｒｐ＝Ｐａ／Ｐｂを適宜設定することにより、発熱量変動指数（ΔＨ＝（Ｈｍax−Ｈmin）／２）について、ΔＨ０＞ΔＨｂ＞ΔＨａとなるように調整されている。さらにＨａ、Ｈｂの合成波形であるＨ１について、ΔＨ１＜ΔＨａとなるように調整されている。なお、説明の便宜上、図２では変動波形を正弦波で表現したが、実際には正弦波のような滑らかな波形ではなく、不整形な波形になるのが一般的である。
また、本実施形態では、両方のタンクに吸着材を充填する形態としたが、図３（ａ）に示すように一方のバッファータンク２ｃに吸着材を充填し、他方のバッファータンク２ｄには吸着材を充填しない形態、又は図３（ｂ）に示すように両方のタンク２ｅ、２ｆを空タンクとする形態とすることもできる。いずれの形態においても、流量比Ｒｆ、圧力比Ｒｐを適宜設定することにより、最小の発熱量変動幅のタンク以下の変動幅に抑制することができる。
【００１６】
（第二の実施形態）
次に、本発明の他の実施形態について説明する。図４は、本実施形態に係る燃料ガス供給装置２０の全体構成を示す図である。燃料ガス供給装置２０が上述の燃料ガス供給装置１と異なる点は、バッファータンクを３基備えていることである。すなわち、並列配管Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３の経路中に吸着材が充填されたタンク２１ａ、２１ｂ、２１ｃを備えている。各並列配管のタンク上流側には流量弁Ｖ３ａ乃至Ｖ３ｃが配設されている。また、タンク２１ａの下流側には減圧弁Ｖ４ａが、タンク２１ｂの上流側には減圧弁Ｖ４ｂ、下流側には減圧弁Ｖ４ｄが、タンク２１ｃの上流側には減圧弁Ｖ４ｃが、それぞれ配設されている。
以上の構成により、各タンク内吸着材の吸脱着及び圧力相違の相乗作用により、発熱量変動抑制が行われるが、上述の実施形態と同様、流量比、圧力比を適切に設定することにより、最小の発熱量変動幅のタンク以下の変動幅に抑制することができる。
なお、本実施形態では３基のタンクを並列に配置する形態としたが、さらに多数のタンクを並設することにより、さらなる発熱量抑制が可能となる。理論的にはタンクを増やすに伴い、変動が０に近づくことになる。
【実施例】
【００１７】
以下、本発明の効果確認のために行った試験の内容について説明する。実施例１〜３はバッファータンク単体での試験であり、実施例４、５は２つのバッファータンクを並列に配置して行った試験である。それぞれの試験条件の比較を表１、２に示す。
【表１】
【表２】
【００１８】
ａ．実施例１
（試験ガス）
２分間、ＬＮＧ気化ガス（組成：CH4：90.8%、C2H6：5.0%、C3H8：3.0%、i-C4H10：0.6%、n-C4H10：0.6%）を流し、その後１分間、このガスに添加ガスとしてプロパンガスを添加するサイクルを繰り返すことにより、周期的に組成（発熱量）が変動するガスを調製した（以下、試験ガス１という）。試験ガス１の発熱量変動は、最小４４．６ＭＪ/ｍ３、最大５０．１ＭＪ/ｍ３であり、発熱量変動指数ΔＨ０＝２．７５ＭＪ/ｍ３であった。
（試験方法）
バッファータンクとして、吸着材（石炭原料活性炭）を充填した試験容器（内容積３０ｃｃ）を用いた。温度２５℃、空塔速度２０００ｈ−１、圧力０ＭＰａ〜０．５ＭＰａ（ゲージ圧）の流入条件で、試験容器に試験ガス１を流して、容器出口におけるガス発熱量を熱量計（Advantica社製、製品名：GasPT）で測定した。
【００１９】
（測定結果）
図５に、それぞれの圧力のときの発熱量変動の時間的推移を示す。０ＭＰａのときのΔＨは０．４１ＭＪ/ｍ３であり、タンクなしのときのΔＨ０＝２．７５ＭＪ/ｍ３と比較して、約１／７に抑制されている。図６はΔＨの圧力依存性を示すグラフである。圧力が高くなるに従って、変動抑制効果が顕著になることが分かる。また、圧力増加に伴い変動の位相が変化していることも確認された。
【００２０】
ｂ．実施例２
（試験方法）
添加ガスとしてプロパン：ブタン＝１：１のガス（以下、試験ガス２という）を用いた。試験ガス２の発熱量変動は、最小４４．５ＭＪ/ｍ３、最大５１．０ＭＪ/ｍ３、ΔＨ＝３．２５ＭＪ/ｍ３であった。他の試験条件は実施例１と同一である。
（測定結果）
図７に、発熱量変動の時間的推移を示す。また、図８にΔＨの圧力依存性グラフを示す。０ＭＰａのときのΔＨは０．５７ＭＪ/ｍ３であり、タンクなしのときのΔＨ０＝３．２５ＭＪ/ｍ３と比較して、約１／６に抑制されている。変動抑制効果、圧力依存性、タンク内圧と吐出ガスの変動波形の位相遅れの関係のいずれについても、実施例１と同様の傾向を示した。図９は、図７の部分拡大図である。タンク内圧の増加に伴って、周期は同一で変動の位相が遅れていくことが分かる。
【００２１】
ｃ．実施例３
（試験方法）
バッファータンクとして、活性炭を充填せず空の状態にした試験容器（内容積１０００ｃｃ）を用い、試験ガス２を実施例１と同一条件で流して、容器出口におけるガスの発熱量を測定した。
（測定結果）
図１０に、発熱量変動の測定結果を示す。また、表３に各条件でのΔＨの比較を示す。タンクなしの場合は、圧力変化に関わらず変動幅が変わらないのに対し、タンクを用いた場合には、圧力増加に伴って変動幅が減少することが確認された。また、実施例１又は２と同様、圧力増加に伴い変動の位相が変化していることも確認された。
【表３】
【００２２】
ｄ．実施例４
（試験方法）
タンクとして、２つの容器（内容積合計３０ｃｃ）に石炭原料活性炭充填量合計１２ｇを充填した試験装置を用いて、全体の空塔速度２０００ｈ−１、容器圧力をそれぞれ０．５ＭＰａ、０ＭＰａとし、流量比を８０：２０とした流入条件で容器に試験ガス１を流して、容器出口におけるガスの発熱量を測定した。
（測定結果）
２つの容器から吐出後に混合したガスの発熱量を図１１に示す。比較のため、同図には単一の容器を用いて、圧力０ＭＰａおよび０．５ＭＰａの条件で試験ガスを流した場合の発熱量をも示してある。単一の容器を用いた場合のΔＨは、圧力０ＭＰａのときに０．４７ＭＪ/ｍ３、圧力０．５ＭＰａのときに０．１９ＭＪ/ｍ３となるのに対し、２つの容器を用いた場合、圧力の違いにより発熱量変動に位相差を発生させ、合流後のΔＨは０．１１ＭＪ/ｍ３となり、発熱量がさらに抑制されていることが分かる。
【００２３】
ｅ．実施例５
実施例３より、タンクに活性炭を充填しない条件であっても、圧力増加に伴い位相が変化することが確認された。本実施例はこれを利用して、活性炭充填タンクと空タンクを組み合わせて発熱量変動を抑制する実証試験である。活性炭充填タンク及び空タンクの容器圧力はそれぞれ０．４ＭＰａ、０．２ＭＰａとした。
（試験方法）
一方の試験容器に活性炭を充填し、他方の試験容器は空タンクとした試験装置を用いた。活性炭充填容器の体積は３０ｃｃの７９％（２４ｃｃ）とし、空タンクの体積は１０００ｃｃの２１％（２１０ｃｃ）となるようにした。この試験装置に試験ガス２を流した。このとき、活性炭充填容器側に全体の７９％、空タンク側には全体の２１％流れるようにした。
発熱量変動の測定結果を図１２に示す。それぞれ単体で用いる場合（同図（１）又は（２））に比べて、位相差の組み合わせを利用することにより（同図（３））、さらなる変動抑制が可能となることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、燃料ガスの発熱量抑制に限らず、化学工業における原料ガス、副生ガス、排気ガス、バイオマスによる生成ガス等、組成変動する複数のガス成分からなる混合ガスの組成変動抑制に広く利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第一の実施形態に係る燃料ガス供給装置１の構成を示す図である。
【図２】各位置における発熱量変動の時間的推移を示す図である。
【図３】燃料ガス供給装置１の他のタンク配置バリエーションを示す図である。
【図４】第二の実施形態に係る燃料ガス供給装置２０の構成を示す図である。
【図５】実施例１における発熱量変動の時間的推移を示す図である。
【図６】実施例１におけるΔＨの圧力依存性を示す図である。
【図７】実施例２における発熱量変動の時間的推移を示す図である。
【図８】実施例２におけるΔＨの圧力依存性を示す図である。
【図９】図７の部分拡大図である。
【図１０】実施例３における発熱量変動の時間的推移を示す図である。
【図１１】実施例４における発熱量変動の時間的推移を示す図である。
【図１２】実施例５における発熱量変動の時間的推移を示す図である。
【図１３】本発明に係る混合ガス供給装置を示す図である。
【図１４】本発明に係る装置の各部における混合ガスの組成変動の時間的推移を示す図である。
【図１５】従来のサテライト基地１００の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１、２０・・・・燃料ガス供給装置
２ａ〜２ｆ、２１ａ〜２１ｃ・・・・バッファータンク
３・・・・気化器
４・・・・ＬＮＧ貯槽
５・・・・負荷装置
７・・・・熱量計
Ｌ１〜Ｌ３・・・・供給ライン
６・・・・制御部
７・・・・熱量計
Ｌ１〜Ｌ３・・・・供給配管
Ｌａ、Ｌｂ、Ｌ２１〜Ｌ２３・・・・並列配管
Ｖ１ａ、Ｖ１ｂ、Ｖ３ａ〜Ｖ３ｃ・・・・流量弁
Ｖ２ａ、Ｖ２ｂ、Ｖ４ａ〜Ｖ４ｄ・・・・減圧弁
Ｒａ、Ｒｂ・・・・流量・圧力調整手段
Ｔａ、Ｔｂ・・・・バッファータンク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス組成が時間経過とともに変動する混合ガスを供給する供給ラインと、
供給ライン経路中に複数の並列配管部と、
各並列配管部に配設され、混合ガスを一時的に貯蔵するためのバッファータンクと、
各バッファータンクを異なる圧力に調整可能とする圧力調整手段と、
を備えて成ることを特徴とする混合ガス供給装置。
【請求項２】
それぞれの前記並列配管部に分配される混合ガスを、所定の流量比に調整する流量比調整手段を、さらに備えて成ることを特徴とする請求項１に記載の混合ガス供給装置。
【請求項３】
少なくとも１以上の前記バッファータンクには、吸着材が充填されて成ることを特徴とする請求項１に記載の混合ガス供給装置。
【請求項４】
請求項１乃至３に記載の混合ガス供給装置において、
各バッファータンク内を所定の異なる圧力に設定して、各バッファータンクから流出する混合ガスの組成変動に適宜、位相差を生じさせることにより、ガス組成変動幅を所望の範囲に抑制することを特徴とする混合ガス供給装置における組成変動抑制方法。
【請求項５】
請求項４において、さらに、
それぞれの前記並列配管部に分配される混合ガスの流量比を適宜設定することにより、合流後の混合ガスの組成変動幅を、最小変動幅のバッファータンクにおける組成変動幅以下に抑制することを特徴とする混合ガス供給装置における組成変動抑制方法。
【請求項６】
前記混合ガスが燃料ガスであり、かつ、前記組成変動に替えて発熱量変動であることを特徴とする請求項５に記載の混合ガス供給装置における組成変動抑制方法。
【請求項７】
前記燃料ガスが、メタンを主成分とする天然ガス又は都市ガスであることを特徴とする請求項６に記載の混合ガス供給装置における組成変動抑制方法。
【請求項１】
ガス組成が時間経過とともに変動する混合ガスを供給する供給ラインと、
供給ライン経路中に複数の並列配管部と、
各並列配管部に配設され、混合ガスを一時的に貯蔵するためのバッファータンクと、
各バッファータンクを異なる圧力に調整可能とする圧力調整手段と、
を備えて成ることを特徴とする混合ガス供給装置。
【請求項２】
それぞれの前記並列配管部に分配される混合ガスを、所定の流量比に調整する流量比調整手段を、さらに備えて成ることを特徴とする請求項１に記載の混合ガス供給装置。
【請求項３】
少なくとも１以上の前記バッファータンクには、吸着材が充填されて成ることを特徴とする請求項１に記載の混合ガス供給装置。
【請求項４】
請求項１乃至３に記載の混合ガス供給装置において、
各バッファータンク内を所定の異なる圧力に設定して、各バッファータンクから流出する混合ガスの組成変動に適宜、位相差を生じさせることにより、ガス組成変動幅を所望の範囲に抑制することを特徴とする混合ガス供給装置における組成変動抑制方法。
【請求項５】
請求項４において、さらに、
それぞれの前記並列配管部に分配される混合ガスの流量比を適宜設定することにより、合流後の混合ガスの組成変動幅を、最小変動幅のバッファータンクにおける組成変動幅以下に抑制することを特徴とする混合ガス供給装置における組成変動抑制方法。
【請求項６】
前記混合ガスが燃料ガスであり、かつ、前記組成変動に替えて発熱量変動であることを特徴とする請求項５に記載の混合ガス供給装置における組成変動抑制方法。
【請求項７】
前記燃料ガスが、メタンを主成分とする天然ガス又は都市ガスであることを特徴とする請求項６に記載の混合ガス供給装置における組成変動抑制方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００９−１３８９５８（Ｐ２００９−１３８９５８Ａ）
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３１３２１８（Ｐ２００７−３１３２１８）
【出願日】平成１９年１２月４日（２００７．１２．４）
【出願人】（０００２２０２６２）東京瓦斯株式会社 (1,166)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月４日（２００７．１２．４）
【出願人】（０００２２０２６２）東京瓦斯株式会社 (1,166)
【Ｆターム（参考）】
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