JP2002147752A - ガス成分監視によるガス設備の燃焼制御方法 - Google Patents
ガス成分監視によるガス設備の燃焼制御方法Info
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- JP2002147752A JP2002147752A JP2000347740A JP2000347740A JP2002147752A JP 2002147752 A JP2002147752 A JP 2002147752A JP 2000347740 A JP2000347740 A JP 2000347740A JP 2000347740 A JP2000347740 A JP 2000347740A JP 2002147752 A JP2002147752 A JP 2002147752A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】複数種類の燃料ガスがガス導管網に導入されて
も，ガス設備での燃焼制御が所望の燃焼出力を得ること
ができるようにする。 【解決手段】複数種類の燃料ガスが導入されるガス導管
網１に接続されるガス設備２において，ガス設備２が消
費する燃料ガスの体積流量を計測する計量部１１を有す
るガスメータ１０が，ガス導管網１との接続経路５内に
設けられ，計量部１１により燃料ガスの成分が同時に監
視され，計量部１１により検出された燃料ガスの成分変
化に応じて，ガス設備の燃焼器２０における燃焼調整が
行われ，燃焼出力を所望の値に維持することを特徴とす
る。好ましい実施例では，燃焼器２０に供給される燃料
ガス量と燃焼空気量とを制御する燃焼制御部２１に，ガ
スメータ１０から燃料ガスの成分データが送信され，燃
焼制御部２１にて，その成分データに応じて，燃焼出力
が所望の値になるように燃料ガスの供給量が制御され
る。
も，ガス設備での燃焼制御が所望の燃焼出力を得ること
ができるようにする。 【解決手段】複数種類の燃料ガスが導入されるガス導管
網１に接続されるガス設備２において，ガス設備２が消
費する燃料ガスの体積流量を計測する計量部１１を有す
るガスメータ１０が，ガス導管網１との接続経路５内に
設けられ，計量部１１により燃料ガスの成分が同時に監
視され，計量部１１により検出された燃料ガスの成分変
化に応じて，ガス設備の燃焼器２０における燃焼調整が
行われ，燃焼出力を所望の値に維持することを特徴とす
る。好ましい実施例では，燃焼器２０に供給される燃料
ガス量と燃焼空気量とを制御する燃焼制御部２１に，ガ
スメータ１０から燃料ガスの成分データが送信され，燃
焼制御部２１にて，その成分データに応じて，燃焼出力
が所望の値になるように燃料ガスの供給量が制御され
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，複数種類の燃料ガ
スが流されるガス導管網からの供給ガスを監視して，ガ
ス成分の変化に応じてガス設備の燃焼制御を行うガス設
備の燃焼制御方法に関する。
スが流されるガス導管網からの供給ガスを監視して，ガ
ス成分の変化に応じてガス設備の燃焼制御を行うガス設
備の燃焼制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】都市ガスは，メタンなどの天然ガス，Ｌ
ＰＧ，ブタンガス，プロパンガスなどを一定の組成に混
合して，地域に張り巡らせたガス導管網経由でガス設備
に供給される。ガス導管網には，複数のガス供給口が設
けられ，それぞれのガス供給口から燃料ガスがガス導管
網に導入される。また，ガス導管網は，複数のガス設備
に接続され，燃料ガスがそれらのガス設備に供給され
る。
ＰＧ，ブタンガス，プロパンガスなどを一定の組成に混
合して，地域に張り巡らせたガス導管網経由でガス設備
に供給される。ガス導管網には，複数のガス供給口が設
けられ，それぞれのガス供給口から燃料ガスがガス導管
網に導入される。また，ガス導管網は，複数のガス設備
に接続され，燃料ガスがそれらのガス設備に供給され
る。
【０００３】我が国は，都市ガス用の天然ガスの供給を
主に外国からの輸入に頼っており，複数の地域から異な
る天然ガスが液化されて主にタンカーによって輸入さ
れ，都市のガス導管網に導入される。複数の地域から産
出される天然ガスは，組成にバラツキがあり，単位体積
当たりの熱量が異なる。従って，ガス導管網に導入され
る前に，メタンなどの天然ガスにＬＰＧ，ブタン，プロ
パンなどを混合して熱量が一定になるように調整してい
る。通常，熱量を下げるように調整することが技術的に
困難であることから，輸入されてきた天然ガスの熱量を
増加させる熱量調整が行われている。
主に外国からの輸入に頼っており，複数の地域から異な
る天然ガスが液化されて主にタンカーによって輸入さ
れ，都市のガス導管網に導入される。複数の地域から産
出される天然ガスは，組成にバラツキがあり，単位体積
当たりの熱量が異なる。従って，ガス導管網に導入され
る前に，メタンなどの天然ガスにＬＰＧ，ブタン，プロ
パンなどを混合して熱量が一定になるように調整してい
る。通常，熱量を下げるように調整することが技術的に
困難であることから，輸入されてきた天然ガスの熱量を
増加させる熱量調整が行われている。
【０００４】このように，従来の都市ガスでは，ガス導
管網に導入される燃料ガスを一定の熱量に熱量調整して
いるので，ガス導管網に接続されたガス設備には，常に
一定の熱量の燃料ガスが供給される。
管網に導入される燃料ガスを一定の熱量に熱量調整して
いるので，ガス導管網に接続されたガス設備には，常に
一定の熱量の燃料ガスが供給される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，エネル
ギーの多様化の要請に伴い，タンカーによる液化された
天然ガスの輸入だけでなく，複数の地域から産出した天
然ガスをそのまま都市ガス用のガス導管網に導入するこ
となどが必要になる。従って，熱量がそれぞれ異なる複
数種類の天然ガスが，ガス導管網に導入されることが予
想される。
ギーの多様化の要請に伴い，タンカーによる液化された
天然ガスの輸入だけでなく，複数の地域から産出した天
然ガスをそのまま都市ガス用のガス導管網に導入するこ
となどが必要になる。従って，熱量がそれぞれ異なる複
数種類の天然ガスが，ガス導管網に導入されることが予
想される。
【０００６】その場合，ガス導管網に接続されたガス設
備に供給される燃料ガスは，時間的に，かつ地域的に組
成が変動し，単位体積当たりの熱量が変動することが予
想される。厳密な熱量管理を必要とする製造ラインを有
するガス設備では，このような供給される燃料ガスの組
成変動は，生産品の品質低下を招き好ましくない。或い
は，ガスエンジンにより発電，空調を行うガス設備にお
いては，供給燃料ガスの組成変動は，燃焼出力の変動を
伴い，ガスエンジンのノッキングや高NOx化を招き好ま
しくない。
備に供給される燃料ガスは，時間的に，かつ地域的に組
成が変動し，単位体積当たりの熱量が変動することが予
想される。厳密な熱量管理を必要とする製造ラインを有
するガス設備では，このような供給される燃料ガスの組
成変動は，生産品の品質低下を招き好ましくない。或い
は，ガスエンジンにより発電，空調を行うガス設備にお
いては，供給燃料ガスの組成変動は，燃焼出力の変動を
伴い，ガスエンジンのノッキングや高NOx化を招き好ま
しくない。
【０００７】そこで，本発明の目的は，複数種類の燃料
ガスが導入されるガス導管網に接続されるガス設備にお
いて，一定の燃焼状態を維持することができる燃焼制御
方法を提供することにある。
ガスが導入されるガス導管網に接続されるガス設備にお
いて，一定の燃焼状態を維持することができる燃焼制御
方法を提供することにある。
【０００８】更に，本発明の目的は，複数種類の燃料ガ
スが導入されるガス導管網に接続されるガス設備におい
て，一定の燃焼状態を維持することができる燃料ガス供
給方法を提供することにある。
スが導入されるガス導管網に接続されるガス設備におい
て，一定の燃焼状態を維持することができる燃料ガス供
給方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに，本発明の一つの側面は，複数種類の燃料ガスが導
入されるガス導管網に接続されるガス設備において，ガ
ス設備が消費する燃料ガスの体積流量を計測する計量部
を有するガスメータが，ガス導管網との接続経路内に設
けられ，計量部により燃料ガスの成分が同時に監視さ
れ，計量部により検出された燃料ガスの成分変化に応じ
て，ガス設備の燃焼器における燃焼調整が行われ，燃焼
出力を所望の値に維持することを特徴とする。
めに，本発明の一つの側面は，複数種類の燃料ガスが導
入されるガス導管網に接続されるガス設備において，ガ
ス設備が消費する燃料ガスの体積流量を計測する計量部
を有するガスメータが，ガス導管網との接続経路内に設
けられ，計量部により燃料ガスの成分が同時に監視さ
れ，計量部により検出された燃料ガスの成分変化に応じ
て，ガス設備の燃焼器における燃焼調整が行われ，燃焼
出力を所望の値に維持することを特徴とする。
【００１０】より好ましい実施例では，上記の発明にお
いて，燃焼器に供給される燃料ガス量と燃焼空気量とを
制御する燃焼制御部に，前記のガスメータから燃料ガス
の成分データが送信され，燃焼制御部にて，その成分デ
ータに応じて，燃焼出力が所望の値になるように燃料ガ
スの供給量が制御される。
いて，燃焼器に供給される燃料ガス量と燃焼空気量とを
制御する燃焼制御部に，前記のガスメータから燃料ガス
の成分データが送信され，燃焼制御部にて，その成分デ
ータに応じて，燃焼出力が所望の値になるように燃料ガ
スの供給量が制御される。
【００１１】別の実施例では，上記の発明において，ガ
ス設備がセンタ装置から遠隔制御される場合は，ガスメ
ータから燃焼ガスの成分データがセンタ装置に送信さ
れ，センタ装置から燃料ガスの成分変化に応じた制御デ
ータが，燃焼制御部に送信される。燃焼制御部では，当
該制御データにしたがって，燃焼器に供給される燃料ガ
ス量と燃焼空気量とが制御され，燃料ガスの供給量が燃
焼出力を所望の値にするように制御される。
ス設備がセンタ装置から遠隔制御される場合は，ガスメ
ータから燃焼ガスの成分データがセンタ装置に送信さ
れ，センタ装置から燃料ガスの成分変化に応じた制御デ
ータが，燃焼制御部に送信される。燃焼制御部では，当
該制御データにしたがって，燃焼器に供給される燃料ガ
ス量と燃焼空気量とが制御され，燃料ガスの供給量が燃
焼出力を所望の値にするように制御される。
【００１２】より好ましい実施例では，ガスメータの計
量部は，燃料ガスの流体に超音波を伝播させて流量を検
出する超音波流量計を有し，超音波の流体内での速度に
したがって燃料ガスの質量が求められ，当該質量にした
がって燃料ガスの成分が検出されることを特徴とする。
量部は，燃料ガスの流体に超音波を伝播させて流量を検
出する超音波流量計を有し，超音波の流体内での速度に
したがって燃料ガスの質量が求められ，当該質量にした
がって燃料ガスの成分が検出されることを特徴とする。
【００１３】より好ましい実施例では，ガスメータの計
量部は，前記燃料ガスの流体に加熱体を露出させて前記
流体の流量及び質量を検出する熱式質量流量計を有し，
当該質量にしたがって燃料ガスの成分が検出されること
を特徴とする。
量部は，前記燃料ガスの流体に加熱体を露出させて前記
流体の流量及び質量を検出する熱式質量流量計を有し，
当該質量にしたがって燃料ガスの成分が検出されること
を特徴とする。
【００１４】上記の目的を達成するために，本発明の別
の側面は，複数種類の燃料ガスが導入されるガス導管網
に接続されるガス設備において，ガス設備が消費する燃
料ガスの成分を監視するガス成分監視部が，ガス導管網
との接続経路内に設けられ，前記ガス成分監視部により
検出された燃料ガスの成分変化に応じて，ガス設備の燃
焼器における燃焼調整が行われ，燃焼出力を所望の値に
維持することを特徴とする。
の側面は，複数種類の燃料ガスが導入されるガス導管網
に接続されるガス設備において，ガス設備が消費する燃
料ガスの成分を監視するガス成分監視部が，ガス導管網
との接続経路内に設けられ，前記ガス成分監視部により
検出された燃料ガスの成分変化に応じて，ガス設備の燃
焼器における燃焼調整が行われ，燃焼出力を所望の値に
維持することを特徴とする。
【００１５】より好ましい実施例では，上記の発明にお
いて，前記ガス成分監視部は，燃料ガスの流体に超音波
を伝播させて超音波の流体内での速度を検出する超音波
速度計を有し，当該超音波の速度にしたがって燃料ガス
の質量が求められ，当該質量にしたがって燃料ガスの成
分が検出されることを特徴とする。
いて，前記ガス成分監視部は，燃料ガスの流体に超音波
を伝播させて超音波の流体内での速度を検出する超音波
速度計を有し，当該超音波の速度にしたがって燃料ガス
の質量が求められ，当該質量にしたがって燃料ガスの成
分が検出されることを特徴とする。
【００１６】より好ましい実施例では，上記の発明にお
いて，前記ガス成分監視部は，前記燃料ガスの流体に加
熱体を露出させて前記流体の流量及び質量を検出する熱
式質量流量計を有し，当該質量にしたがって燃料ガスの
成分が検出されることを特徴とする。
いて，前記ガス成分監視部は，前記燃料ガスの流体に加
熱体を露出させて前記流体の流量及び質量を検出する熱
式質量流量計を有し，当該質量にしたがって燃料ガスの
成分が検出されることを特徴とする。
【００１７】上記の目的を達成するために，本発明の別
の側面は，ガス導管網の複数の位置に接続された複数の
ガス設備に，当該ガス導管網を経由して燃料ガスを供給
する燃料ガス供給方法において，ガス導管網に複数の供
給口から組成が異なる複数の燃料ガスを供給する工程
と，前記ガス導管網の複数の位置に設けられたガス成分
監視部により，それぞれの位置における燃料ガスの成分
を検出する工程と，前記複数のガス成分監視部に共通に
設けられたセンタ装置で，前記検出された燃料ガスの成
分にしたがって前記複数のガス設備に供給される燃料ガ
ス成分予測値を求め，それぞれのガス設備に当該燃料ガ
ス成分予測値を供給する工程とを有することを特徴とす
る。
の側面は，ガス導管網の複数の位置に接続された複数の
ガス設備に，当該ガス導管網を経由して燃料ガスを供給
する燃料ガス供給方法において，ガス導管網に複数の供
給口から組成が異なる複数の燃料ガスを供給する工程
と，前記ガス導管網の複数の位置に設けられたガス成分
監視部により，それぞれの位置における燃料ガスの成分
を検出する工程と，前記複数のガス成分監視部に共通に
設けられたセンタ装置で，前記検出された燃料ガスの成
分にしたがって前記複数のガス設備に供給される燃料ガ
ス成分予測値を求め，それぞれのガス設備に当該燃料ガ
ス成分予測値を供給する工程とを有することを特徴とす
る。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下，図面を参照して本発明の実
施の形態例を説明する。しかしながら，かかる実施の形
態例が，本発明の技術的範囲を限定するものではない。
施の形態例を説明する。しかしながら，かかる実施の形
態例が，本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１９】図１は，本実施の形態におけるガス導管網
を示す図である。ガス導管網１は，ガス供給地域内に張
り巡らされている。ガス導管網１には，複数の位置に複
数のガス設備2A〜2Eが接続され，それらのガス設備に燃
料ガスが供給される。図１には示されないが，ガス導管
網１にはガス圧を制御するガバナが設けられ，個人需要
者に対してはガス圧を低下させて供給される。ここでの
ガス設備2A〜2Eは，例えば発電所，生産工場，ビルなど
の比較的大口のガス需要者であり，それぞれが燃料ガス
を燃焼する燃焼設備を有する。
を示す図である。ガス導管網１は，ガス供給地域内に張
り巡らされている。ガス導管網１には，複数の位置に複
数のガス設備2A〜2Eが接続され，それらのガス設備に燃
料ガスが供給される。図１には示されないが，ガス導管
網１にはガス圧を制御するガバナが設けられ，個人需要
者に対してはガス圧を低下させて供給される。ここでの
ガス設備2A〜2Eは，例えば発電所，生産工場，ビルなど
の比較的大口のガス需要者であり，それぞれが燃料ガス
を燃焼する燃焼設備を有する。
【００２０】ガス導管網１には，複数の供給箇所3A〜3D
から燃料ガス4A〜4Dが導入される。この複数の燃料ガス
供給箇所3A〜3Dでは，例えばタンカーで運んできた液化
天然ガスを気化し，そのまま若しくは熱量調節してガス
導管網に導入したり，或いは，複数の天然ガス産出地か
らパイプラインにて運んできた天然ガスを，そのまま若
しくは熱量調整してガス導管網に導入したりされる。従
って，各供給箇所から導入される燃料ガス4A〜4Dの成分
は，それぞれ異なる場合がある。
から燃料ガス4A〜4Dが導入される。この複数の燃料ガス
供給箇所3A〜3Dでは，例えばタンカーで運んできた液化
天然ガスを気化し，そのまま若しくは熱量調節してガス
導管網に導入したり，或いは，複数の天然ガス産出地か
らパイプラインにて運んできた天然ガスを，そのまま若
しくは熱量調整してガス導管網に導入したりされる。従
って，各供給箇所から導入される燃料ガス4A〜4Dの成分
は，それぞれ異なる場合がある。
【００２１】そして，導入された燃料ガスがガス導管網
内を流れると，ガス導管網に従って混合され，ガス導管
網１内では，時間的及び地域的に成分が異なる燃料ガス
が流れることになる。その結果，ガス導管網から燃料ガ
スを供給される複数のガス設備2A〜2Eには，それぞれ異
なる成分の燃料ガスが供給されると共に，それぞれのガ
ス設備に供給される燃料ガスの成分は，時間的に変動す
る。
内を流れると，ガス導管網に従って混合され，ガス導管
網１内では，時間的及び地域的に成分が異なる燃料ガス
が流れることになる。その結果，ガス導管網から燃料ガ
スを供給される複数のガス設備2A〜2Eには，それぞれ異
なる成分の燃料ガスが供給されると共に，それぞれのガ
ス設備に供給される燃料ガスの成分は，時間的に変動す
る。
【００２２】図２は，本実施の形態例におけるガスメー
タとガス設備を示す図である。この例は，ガスメータを
利用してガス成分を監視して燃料制御を行う例である。
ガスメータ１０は，ガス導管網１とガス設備２との間の
ガス配管に配置され，ガス設備２で使用される燃料ガス
の流量を計測する。ガスメータ１０は，ガス配管の途中
に配置される計量部１１と，その上流側に設けられた遮
断弁１２と，下流側に設けられた圧力センサ１３とを有
する。
タとガス設備を示す図である。この例は，ガスメータを
利用してガス成分を監視して燃料制御を行う例である。
ガスメータ１０は，ガス導管網１とガス設備２との間の
ガス配管に配置され，ガス設備２で使用される燃料ガス
の流量を計測する。ガスメータ１０は，ガス配管の途中
に配置される計量部１１と，その上流側に設けられた遮
断弁１２と，下流側に設けられた圧力センサ１３とを有
する。
【００２３】更に，ガスメータ１０は，マイクロコンピ
ュータからなる制御部１４と，液晶ディスプレイなどの
表示部１６と，電池からなる電源１５と，外部とのデー
タ通信を行う通信部１７とを有する。制御部１４は，計
測部１１により検出される流量に応じて，消費される流
量を計測すると共に，保安上の問題が生じたことを検出
して遮断弁１２を閉じたりする。圧力センサ１３は，ガ
スメータの二次側のガス圧力を検出し，ガス圧データを
制御部１４に供給する。ガス圧力は，遮断弁１２の開閉
制御に利用される。また，表示部１６は，例えば消費さ
れたガス流量を表示し，遮断弁１２の開閉状態を表示す
る。
ュータからなる制御部１４と，液晶ディスプレイなどの
表示部１６と，電池からなる電源１５と，外部とのデー
タ通信を行う通信部１７とを有する。制御部１４は，計
測部１１により検出される流量に応じて，消費される流
量を計測すると共に，保安上の問題が生じたことを検出
して遮断弁１２を閉じたりする。圧力センサ１３は，ガ
スメータの二次側のガス圧力を検出し，ガス圧データを
制御部１４に供給する。ガス圧力は，遮断弁１２の開閉
制御に利用される。また，表示部１６は，例えば消費さ
れたガス流量を表示し，遮断弁１２の開閉状態を表示す
る。
【００２４】計量部１１は，ガス配管を流れる燃料ガス
の流量を計測するものであり，例えば超音波流量計や熱
式質量流量計が利用される。超音波流量計は，配管の流
体内の流れ方向に沿って超音波を伝播させ，流速によっ
て変動する超音波の伝播時間から流体の速度を求める。
この流体の速度にガス配管の断面積を乗算することによ
り，単位時間当たりの流量を求めることができる。超音
波の流体内の速度は，流体の質量によっても影響を受け
る。燃料ガスの質量は，燃料ガスの分子量に対応し，メ
タン，ブタン，プロパンなどの炭化水素系ガスのみで燃
料ガスが構成されるなど燃料ガスの成分の変動がある程
度予想される場合は，その分子量から燃料ガスの成分を
対応付けて検出することができる。
の流量を計測するものであり，例えば超音波流量計や熱
式質量流量計が利用される。超音波流量計は，配管の流
体内の流れ方向に沿って超音波を伝播させ，流速によっ
て変動する超音波の伝播時間から流体の速度を求める。
この流体の速度にガス配管の断面積を乗算することによ
り，単位時間当たりの流量を求めることができる。超音
波の流体内の速度は，流体の質量によっても影響を受け
る。燃料ガスの質量は，燃料ガスの分子量に対応し，メ
タン，ブタン，プロパンなどの炭化水素系ガスのみで燃
料ガスが構成されるなど燃料ガスの成分の変動がある程
度予想される場合は，その分子量から燃料ガスの成分を
対応付けて検出することができる。
【００２５】従って，超音波流量計の場合は，流量を計
量することができると共にガス成分を検出することも可
能になる。
量することができると共にガス成分を検出することも可
能になる。
【００２６】熱式質量流量計も同様に流量の計量とガス
成分の検出とを同時に行うことができる。熱式質量流量
計は，例えば流体内に加熱された物体を挿入した場合，
流体と物体の間で熱交換が行われ，加熱された物体が冷
却される。この冷却率は流体の流速の関数になるので，
加熱物体の温度を測定することにより流速を求めること
ができる。流速にガス配管の断面積を乗算することによ
り，単位時間当たりの流量が求められる。更に，上記の
冷却率は，流体の質量によっても影響を受けるので，同
様に，熱式質量流量計は，燃料ガスの成分も同時に検出
することができる。
成分の検出とを同時に行うことができる。熱式質量流量
計は，例えば流体内に加熱された物体を挿入した場合，
流体と物体の間で熱交換が行われ，加熱された物体が冷
却される。この冷却率は流体の流速の関数になるので，
加熱物体の温度を測定することにより流速を求めること
ができる。流速にガス配管の断面積を乗算することによ
り，単位時間当たりの流量が求められる。更に，上記の
冷却率は，流体の質量によっても影響を受けるので，同
様に，熱式質量流量計は，燃料ガスの成分も同時に検出
することができる。
【００２７】制御部１４は，計量部１１が計量した流量
と成分の履歴を記憶する。記憶された流量と成分は，ガ
ス料金の計算に利用される。また，制御部１４は，計量
部１１が検出したガス成分が，許容範囲ないか否かをチ
ェックし，例えば第１の許容範囲を超える場合は，通信
部１７を介してガス設備２内の燃焼制御部に警告を与
え，更に，第２の許容範囲を超える場合は，保安上など
の理由から遮断弁１２を遮断制御する。これにより成分
変動が許容範囲を超える場合の危険な燃焼状態を回避す
ることができる。
と成分の履歴を記憶する。記憶された流量と成分は，ガ
ス料金の計算に利用される。また，制御部１４は，計量
部１１が検出したガス成分が，許容範囲ないか否かをチ
ェックし，例えば第１の許容範囲を超える場合は，通信
部１７を介してガス設備２内の燃焼制御部に警告を与
え，更に，第２の許容範囲を超える場合は，保安上など
の理由から遮断弁１２を遮断制御する。これにより成分
変動が許容範囲を超える場合の危険な燃焼状態を回避す
ることができる。
【００２８】制御部１４は，検出した燃料ガスの成分デ
ータを，通信部１７を介して，ガス設備２内の通信部２
２に送信する。ガス設備２は，更に，ガス配管５から供
給される燃料ガスに燃焼空気を混ぜて燃焼させる燃焼器
２０と，燃焼器２０への供給ガス量と燃焼空気量を制御
する燃焼制御部２１とを有する。燃焼制御部２１は，例
えばガス配管５に接続される比例弁開度を制御すること
により供給ガス圧力を調整して供給ガス量を制御する。
例えば，燃焼器２０がブンデスバーナの場合は，供給ガ
ス圧力に応じて燃焼空気量が制御される。
ータを，通信部１７を介して，ガス設備２内の通信部２
２に送信する。ガス設備２は，更に，ガス配管５から供
給される燃料ガスに燃焼空気を混ぜて燃焼させる燃焼器
２０と，燃焼器２０への供給ガス量と燃焼空気量を制御
する燃焼制御部２１とを有する。燃焼制御部２１は，例
えばガス配管５に接続される比例弁開度を制御すること
により供給ガス圧力を調整して供給ガス量を制御する。
例えば，燃焼器２０がブンデスバーナの場合は，供給ガ
ス圧力に応じて燃焼空気量が制御される。
【００２９】ガス設備２内の燃焼制御部２１は，ガスメ
ータから送信されるガス成分データに従って，所望の燃
焼出力が得られるように燃焼器２１の燃焼制御を行う。
ガス成分が変化しても燃焼器２０の燃料出力が所望値に
維持されるように燃焼制御を行うことが望ましい。
ータから送信されるガス成分データに従って，所望の燃
焼出力が得られるように燃焼器２１の燃焼制御を行う。
ガス成分が変化しても燃焼器２０の燃料出力が所望値に
維持されるように燃焼制御を行うことが望ましい。
【００３０】ガス成分の変動にしたがう燃焼制御の例を
以下に説明する。例えば，現在都市ガスとして広く使用
されているガス種１３Ａの燃料ガスは，約４６MJ/m3の
熱量を有する。かかる燃料ガスは，ウオッベ・インデッ
クス（発熱量／比重の平方根）と燃焼速度が一定の範囲
になるように熱量調整されている。しかし，かかる熱量
調整せずに成分が異なる複数の燃料ガスがガス導管網に
導入されると，ガス設備に供給される燃料ガスの成分が
変動する。
以下に説明する。例えば，現在都市ガスとして広く使用
されているガス種１３Ａの燃料ガスは，約４６MJ/m3の
熱量を有する。かかる燃料ガスは，ウオッベ・インデッ
クス（発熱量／比重の平方根）と燃焼速度が一定の範囲
になるように熱量調整されている。しかし，かかる熱量
調整せずに成分が異なる複数の燃料ガスがガス導管網に
導入されると，ガス設備に供給される燃料ガスの成分が
変動する。
【００３１】例えば，上記の約４６MJ/m3の熱量を有す
る燃料ガスが供給されている時に，単位時間当たりに１
m3を燃焼する燃焼器は，燃焼出力４６MJ/ｈを有する。
その場合，燃料ガスの成分が変動してその熱量が５％増
加した場合は，燃焼制御部２１は，比例弁の二次ガス圧
力を調整し，或いはバーナのノズル径を調整して，ガス
供給量を５％の熱量増加に対応した量だけ減らすように
制御する。これにより，同じ燃焼出力を維持することが
できる。
る燃料ガスが供給されている時に，単位時間当たりに１
m3を燃焼する燃焼器は，燃焼出力４６MJ/ｈを有する。
その場合，燃料ガスの成分が変動してその熱量が５％増
加した場合は，燃焼制御部２１は，比例弁の二次ガス圧
力を調整し，或いはバーナのノズル径を調整して，ガス
供給量を５％の熱量増加に対応した量だけ減らすように
制御する。これにより，同じ燃焼出力を維持することが
できる。
【００３２】燃焼制御の例は，上記のガス供給量を調整
するインプット調整の他に，空気・燃料比の調整，被燃
料加工物に対するバーナ位置の調整，ＬＰガスなどの熱
量調整用ガスの添加量の調整など種々の例が適用可能で
ある。
するインプット調整の他に，空気・燃料比の調整，被燃
料加工物に対するバーナ位置の調整，ＬＰガスなどの熱
量調整用ガスの添加量の調整など種々の例が適用可能で
ある。
【００３３】ガス導管網内のガス成分の変動は，比較的
ゆるやかであると予想されるので，たとえガスメータ１
０とガス設備２内の燃焼器２０との間に一定の距離が存
在しても，上記のガス成分の変動にしたがう燃焼制御は
それほど困難ではない。
ゆるやかであると予想されるので，たとえガスメータ１
０とガス設備２内の燃焼器２０との間に一定の距離が存
在しても，上記のガス成分の変動にしたがう燃焼制御は
それほど困難ではない。
【００３４】なお，ガスメータの通信部１７とガス設備
２の通信部２２との間の通信方法は，例えば有線または
無線で行うことができ，無線の場合は，特定小電力，Ｐ
ＨＳなどのトランシーバ，ブルーツース（BlueTooth）
などが利用可能である。
２の通信部２２との間の通信方法は，例えば有線または
無線で行うことができ，無線の場合は，特定小電力，Ｐ
ＨＳなどのトランシーバ，ブルーツース（BlueTooth）
などが利用可能である。
【００３５】図３は，本実施の形態例におけるガスメー
タ，ガス設備，センタ装置を示す図である。ガスメータ
１０の構成は，図２と同じである。図３の例では，ガス
設備２内の燃焼器２０が，センタ装置３０から遠隔制御
される例である。従って，センタ装置３０とガス設備２
とは通信ネットワークにより接続され，センタ装置３０
からの燃焼制御指令に応答して，燃焼制御部２１が燃焼
器２０の燃焼制御を行う。
タ，ガス設備，センタ装置を示す図である。ガスメータ
１０の構成は，図２と同じである。図３の例では，ガス
設備２内の燃焼器２０が，センタ装置３０から遠隔制御
される例である。従って，センタ装置３０とガス設備２
とは通信ネットワークにより接続され，センタ装置３０
からの燃焼制御指令に応答して，燃焼制御部２１が燃焼
器２０の燃焼制御を行う。
【００３６】従って，図３の例では，センタ装置３０が
ガス設備２の燃焼器を遠隔制御するので，それに対応し
て，ガスメータ１０が検出した燃料ガスの成分データ
が，通信部１７からセンタ装置３０に送信される。セン
タ装置３０は，受信した成分データの変動にしたがっ
て，所望の燃焼出力が得られるような燃焼制御指令を生
成し，ガス設備２に送信する。燃焼制御の方法は，上記
の例と同じである。また，センタ装置３０との通信方法
は，例えば電話回線やインターネットが使用可能であ
る。
ガス設備２の燃焼器を遠隔制御するので，それに対応し
て，ガスメータ１０が検出した燃料ガスの成分データ
が，通信部１７からセンタ装置３０に送信される。セン
タ装置３０は，受信した成分データの変動にしたがっ
て，所望の燃焼出力が得られるような燃焼制御指令を生
成し，ガス設備２に送信する。燃焼制御の方法は，上記
の例と同じである。また，センタ装置３０との通信方法
は，例えば電話回線やインターネットが使用可能であ
る。
【００３７】図４は，本実施の形態例におけるガス設備
の例を示す図である。この例では，燃料ガスの成分の監
視が，ガス設備内の成分監視部４０により行われる。ガ
ス設備２の燃焼器２０に接続されるガス配管５に，供給
される燃料ガスの成分を検出する成分監視部４０が設け
られる。成分監視部４０は，前述の例と同様に，超音波
流量計や熱式質量流量計を利用することにより，流体の
質量や比重を検出し，供給される燃料ガスの成分を特定
することができる。
の例を示す図である。この例では，燃料ガスの成分の監
視が，ガス設備内の成分監視部４０により行われる。ガ
ス設備２の燃焼器２０に接続されるガス配管５に，供給
される燃料ガスの成分を検出する成分監視部４０が設け
られる。成分監視部４０は，前述の例と同様に，超音波
流量計や熱式質量流量計を利用することにより，流体の
質量や比重を検出し，供給される燃料ガスの成分を特定
することができる。
【００３８】成分監視制御部４１は，例えばマイクロコ
ンピュータで構成され，成分監視部４０を制御して検出
される成分データを受信し，燃焼器２０を燃焼制御する
燃焼制御部２１にその成分データを送信する。燃焼制御
部２１は，その燃料ガスの成分の変動に応じて，燃焼器
２０が所望の燃焼出力を維持することができるように，
燃焼制御を行う。燃焼制御の方法は，前述の方法と同じ
である。
ンピュータで構成され，成分監視部４０を制御して検出
される成分データを受信し，燃焼器２０を燃焼制御する
燃焼制御部２１にその成分データを送信する。燃焼制御
部２１は，その燃料ガスの成分の変動に応じて，燃焼器
２０が所望の燃焼出力を維持することができるように，
燃焼制御を行う。燃焼制御の方法は，前述の方法と同じ
である。
【００３９】尚，図４のガス設備２は，通信部２２を有
する。通信部２２は，例えば遠隔のセンタ装置と通信可
能に接続され，センタ装置から燃焼制御指令を受信す
る。その場合は，燃焼制御部２１が，センタ装置からの
燃焼制御指令と成分監視制御部４１からの成分データと
によって，所望の燃焼出力が得られるように燃焼器２０
を制御する。或いは，成分監視制御部４１が，通信部２
２を介してセンタ装置にガス成分データを送信しても良
い。その場合は，図３の例と同様に，センタ装置がガス
成分の変動に応じて燃焼制御指令を生成し，燃焼制御部
２１に当該指令を供給する。
する。通信部２２は，例えば遠隔のセンタ装置と通信可
能に接続され，センタ装置から燃焼制御指令を受信す
る。その場合は，燃焼制御部２１が，センタ装置からの
燃焼制御指令と成分監視制御部４１からの成分データと
によって，所望の燃焼出力が得られるように燃焼器２０
を制御する。或いは，成分監視制御部４１が，通信部２
２を介してセンタ装置にガス成分データを送信しても良
い。その場合は，図３の例と同様に，センタ装置がガス
成分の変動に応じて燃焼制御指令を生成し，燃焼制御部
２１に当該指令を供給する。
【００４０】図４の例の場合は，ガス配管５の前段にガ
ス消費量を計量するガスメータが設けられる。ガスメー
タの構成は，図２，３に示した通りである。
ス消費量を計量するガスメータが設けられる。ガスメー
タの構成は，図２，３に示した通りである。
【００４１】図５は，本実施の形態例における燃料ガス
供給方法を説明する図である。図５には，図１と同じガ
ス導管網１が示され，複数のガス設備2A〜2Eに燃料ガス
が供給される。そして，ガス導管網１の複数の地点にガ
ス成分監視手段6A〜6Fが設けられ，それぞれの地点での
ガス成分が検出される。ガス成分監視手段6A〜6Fは，遠
隔に設けられたセンタ装置３０と通信可能な機能を有
し，所定時間毎に検出したガス成分データを，センタ装
置３０に送信する。この通信方法は，電話回線やインタ
ーネットが利用される。
供給方法を説明する図である。図５には，図１と同じガ
ス導管網１が示され，複数のガス設備2A〜2Eに燃料ガス
が供給される。そして，ガス導管網１の複数の地点にガ
ス成分監視手段6A〜6Fが設けられ，それぞれの地点での
ガス成分が検出される。ガス成分監視手段6A〜6Fは，遠
隔に設けられたセンタ装置３０と通信可能な機能を有
し，所定時間毎に検出したガス成分データを，センタ装
置３０に送信する。この通信方法は，電話回線やインタ
ーネットが利用される。
【００４２】ガス導管網１には，複数のガス導入箇所3A
〜3Dから異なる成分の燃料ガスが導入されるので，ガス
導管網１内の燃料ガスの成分は，地域的に及び時間的に
変動する。従って，図５の例では，ガス導管網１の複数
の箇所でガス成分を監視し，センタ装置３０にそのガス
成分データを収集する。ガス導管網１に共通のセンタ装
置３０に各地のガス成分データが集められることによ
り，センタ装置３０は，ガス導管網内のガス成分分布を
取得することができる。
〜3Dから異なる成分の燃料ガスが導入されるので，ガス
導管網１内の燃料ガスの成分は，地域的に及び時間的に
変動する。従って，図５の例では，ガス導管網１の複数
の箇所でガス成分を監視し，センタ装置３０にそのガス
成分データを収集する。ガス導管網１に共通のセンタ装
置３０に各地のガス成分データが集められることによ
り，センタ装置３０は，ガス導管網内のガス成分分布を
取得することができる。
【００４３】従って，このガス成分分布によって，ガス
導管網に接続される複数のガス設備に供給されるガス成
分を予測することができる。即ち，センタ装置３０は，
どこのガス設備２にいつ頃どのようなガス成分の燃料ガ
スが供給されるかについての予測情報を生成することが
できる。このようにして生成されたガス成分予測情報
が，センタ装置３０から各ガス設備２に通信手段により
送信される。ガス設備２では，かかるガス成分予測情報
に従って，燃焼制御に必要な処置を行うことができる。
導管網に接続される複数のガス設備に供給されるガス成
分を予測することができる。即ち，センタ装置３０は，
どこのガス設備２にいつ頃どのようなガス成分の燃料ガ
スが供給されるかについての予測情報を生成することが
できる。このようにして生成されたガス成分予測情報
が，センタ装置３０から各ガス設備２に通信手段により
送信される。ガス設備２では，かかるガス成分予測情報
に従って，燃焼制御に必要な処置を行うことができる。
【００４４】ガス設備２が，ガス成分に基づいて厳密に
燃焼制御を行う必要性がそれほど高くない場合は，ガス
設備２において，センタ装置３０から供給されるガス成
分予測情報に応じて，所望の燃焼出力が得られるように
燃焼制御をおこなっても良い。または，ガス設備２の燃
焼制御が，遠隔にあるセンタ装置３０から行われる場合
であって，ガス成分に基づいて厳密に燃焼制御を行う必
要性がそれほど高くない場合は，センタ装置３０が，ガ
ス成分予測情報に応じて燃焼制御指令を作成し，ガス設
備２に送信する。ガス設備２では，その予測されるガス
成分を反映した燃焼制御指令に応じて，必要な燃焼制御
が行われる。
燃焼制御を行う必要性がそれほど高くない場合は，ガス
設備２において，センタ装置３０から供給されるガス成
分予測情報に応じて，所望の燃焼出力が得られるように
燃焼制御をおこなっても良い。または，ガス設備２の燃
焼制御が，遠隔にあるセンタ装置３０から行われる場合
であって，ガス成分に基づいて厳密に燃焼制御を行う必
要性がそれほど高くない場合は，センタ装置３０が，ガ
ス成分予測情報に応じて燃焼制御指令を作成し，ガス設
備２に送信する。ガス設備２では，その予測されるガス
成分を反映した燃焼制御指令に応じて，必要な燃焼制御
が行われる。
【００４５】
【発明の効果】以上，本発明によれば，ガス導管網にガ
ス成分が異なる複数種類の燃料ガスが導入された場合
に，各ガス設備に供給されるガス成分に応じて，所望の
燃焼出力が得られるように燃焼制御が行われるので，多
様化した燃焼ガスの輸入体制下でも，燃焼制御を厳密に
管理することができる。
ス成分が異なる複数種類の燃料ガスが導入された場合
に，各ガス設備に供給されるガス成分に応じて，所望の
燃焼出力が得られるように燃焼制御が行われるので，多
様化した燃焼ガスの輸入体制下でも，燃焼制御を厳密に
管理することができる。
【００４６】以上，本発明の保護範囲は，上記の実施の
形態例に限定されるものではなく，特許請求の範囲に記
載された発明とその均等物にまで及ぶものである。
形態例に限定されるものではなく，特許請求の範囲に記
載された発明とその均等物にまで及ぶものである。
【図１】本実施の形態におけるガス導管網を示す図であ
る。
る。
【図２】本実施の形態例におけるガスメータとガス設備
を示す図である。
を示す図である。
【図３】本実施の形態例におけるガスメータ，ガス設
備，センタ装置を示す図である。
備，センタ装置を示す図である。
【図４】本実施の形態例におけるガス設備の例を示す図
である。
である。
【図５】本実施の形態例における燃料ガス供給方法を説
明する図である。
明する図である。
１ ガス導管網 ２ ガス設備 ３ 燃料ガス導入箇所 ４ 燃料ガス １０ ガスメータ １１ 計量部，成分監視部 ４０ 成分監視部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 守 東京都港区海岸一丁目５番20号 東京瓦斯 株式会社内 Ｆターム(参考） 2F030 CA03 CA10 CC13 CE09 CF05 CF11 3J071 AA02 BB11 DD36 EE06 EE25 EE28 FF16 3K003 FA10 FB01 FB04 FB05 GA03 HA01 3K068 AA01 AA02 AB02 AB04 AB10 BB02 BB12 BB23 BB24 CA04 DA11 EA03
Claims (10)
- 【請求項１】複数種類の燃料ガスが導入されるガス導管
網に接続されるガス設備の燃焼制御方法において，前記
ガス設備とガス導管網との接続経路内に設けられ，前記
ガス設備が消費する燃料ガスの体積流量を計測する計量
部を有するガスメータにおいて，前記計量部により前記
燃料ガスの成分が監視され，前記ガスメータの計量部に
より検出された燃料ガスの成分変化に応じて，燃焼出力
を所望の値に維持するように，前記ガス設備の燃焼器に
おける燃焼調整が行われることを特徴とするガス設備の
燃焼制御方法。 - 【請求項２】請求項１において，前記燃焼器に供給され
る燃料ガス量と燃焼空気量とを制御する燃焼制御部に，
前記のガスメータから燃料ガスの成分データが送信さ
れ，前記燃焼制御部にて，当該成分データに応じて燃料
ガスの供給量が制御されることを特徴とするガス設備の
燃焼制御方法。 - 【請求項３】請求項１において，前記ガス設備が遠隔に
位置するセンタ装置から遠隔制御され，前記ガスメータ
から燃焼ガスの成分データが前記センタ装置に送信さ
れ，前記センタ装置から当該燃料ガスの成分変化に応じ
た制御データが，前記ガス設備に送信され，前記燃焼器
に供給される燃料ガス量と燃焼空気量とを制御する燃焼
制御部にて，当該制御データにしたがって，前記燃料ガ
スの供給量が制御されることを特徴とするガス設備の燃
焼制御方法。 - 【請求項４】請求項１乃至３のいずれかにおいて，前記
ガスメータの計量部は，前記燃料ガスの流体に超音波を
伝播させて流量を検出する超音波流量計を有し，当該超
音波の流体内での速度にしたがって燃料ガスの質量が求
められ，当該質量にしたがって燃料ガスの成分が検出さ
れることを特徴とするガス設備の燃焼制御方法。 - 【請求項５】請求項１乃至３のいずれかにおいて，前記
ガスメータの計量部は，前記燃料ガスの流体に加熱体を
露出させて前記流体の流量及び質量を検出する熱式質量
流量計を有し，当該質量にしたがって燃料ガスの成分が
検出されることを特徴とするガス設備の燃焼制御方法。 - 【請求項６】複数種類の燃料ガスが導入されるガス導管
網に接続されるガス設備の燃焼制御方法において，前記
ガス設備とガス導管網との接続経路内に設けられたガス
成分監視部において，前記ガス設備が消費する燃料ガス
の成分が監視され，前記ガス成分監視部により検出され
た燃料ガスの成分変化に応じて，燃焼出力を所望の値に
維持するように，前記ガス設備の燃焼器における燃焼調
整が行われることを特徴とするガス設備の燃焼制御方
法。 - 【請求項７】請求項６において，前記ガス成分監視部
は，前記燃料ガスの流体に超音波を伝播させて流量を検
出する超音波流量計を有し，当該超音波の流体内での速
度にしたがって燃料ガスの質量が求められ，当該質量に
したがって燃料ガスの成分が検出されることを特徴とす
るガス設備の燃焼制御方法。 - 【請求項８】請求項６において，前記ガス成分監視部
は，前記燃料ガスの流体に加熱体を露出させて前記流体
の流量及び質量を検出する熱式質量流量計を有し，当該
質量にしたがって燃料ガスの成分が検出されることを特
徴とするガス設備の燃焼制御方法。 - 【請求項９】ガス導管網の複数の位置に接続された複数
のガス設備に，当該ガス導管網を経由して燃料ガスを供
給する燃料ガス供給方法において，前記ガス導管網に複
数の供給口から組成が異なる複数の燃料ガスを供給する
工程と，前記ガス導管網の複数の位置に設けられたガス
成分監視部により，それぞれの位置における燃料ガスの
成分を検出する工程と，前記ガス成分監視部から前記複
数のガス成分監視部に共通に設けられたセンタ装置に前
記検出した燃料ガスの成分データを送信する工程と，前
記センタ装置により，前記検出された燃料ガスの成分に
したがって前記複数のガス設備に供給される燃料ガス成
分予測値を求める工程と，前記センタ装置からそれぞれ
のガス設備に，当該燃料ガス成分予測値を通信により供
給する工程とを有することを特徴とする燃料ガス供給方
法。 - 【請求項１０】ガス導管網の複数の位置に接続された複
数のガス設備に，当該ガス導管網を経由して燃料ガスを
供給する燃料ガス供給方法において，前記ガス導管網に
複数の供給口から組成が異なる複数の燃料ガスを供給す
る工程と，前記ガス導管網の複数の位置に設けられたガ
ス成分監視部により，それぞれの位置における燃料ガス
の成分を検出する工程と，前記ガス成分監視部から前記
複数のガス成分監視部に共通に設けられたセンタ装置に
前記検出した燃料ガスの成分データを送信する工程と，
前記センタ装置により，前記検出された燃料ガスの成分
にしたがって前記複数のガス設備に供給される燃料ガス
成分予測値を求める工程と前記センタ装置により，当該
燃料ガス成分予測値に応じた燃焼指令データを前記ガス
設備に送信して，前記ガス設備に設けられた前記燃焼器
に供給される燃料ガス量と燃焼空気量とを制御する燃焼
制御部にて，当該燃焼指令データにしたがって，前記燃
料ガスの供給量が制御されることを可能にする工程とを
有することを特徴とする燃料ガス供給方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000347740A JP4205300B2 (ja) | 2000-11-15 | 2000-11-15 | ガス成分監視によるガス設備の燃焼制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000347740A JP4205300B2 (ja) | 2000-11-15 | 2000-11-15 | ガス成分監視によるガス設備の燃焼制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002147752A true JP2002147752A (ja) | 2002-05-22 |
| JP4205300B2 JP4205300B2 (ja) | 2009-01-07 |
Family
ID=18821423
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|---|---|---|---|
| JP2000347740A Expired - Fee Related JP4205300B2 (ja) | 2000-11-15 | 2000-11-15 | ガス成分監視によるガス設備の燃焼制御方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4205300B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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-
2000
- 2000-11-15 JP JP2000347740A patent/JP4205300B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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