JP2005069109A - バッファタンクを備えた燃料ガス供給装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】圧縮機の回転数をインバータ制御するなどしても低圧燃料ガス供給ラインや排出・供給ライン内に脈動が発生せず、かつ停止時に低平衡圧が得られる安全性および信頼性の高い燃料ガス供給装置の提供。
【解決手段】低圧の燃料ガス源１、低圧燃料ガス供給ラインＬ１、低圧燃料ガス供給ラインＬ１から供給される燃料ガスを吸入して所定の高圧力まで圧縮する圧縮機７、圧縮機７で圧縮した燃料ガスの排出・供給ラインＬ２を順次接続した燃料ガス供給装置において、低圧燃料ガス供給ラインＬ１に低圧側バッファタンク６を設けるとともに、排出・供給ラインＬ２に高圧側バッファタンク１０を設けることにより課題を解決できる。
【選択図】図１
【解決手段】低圧の燃料ガス源１、低圧燃料ガス供給ラインＬ１、低圧燃料ガス供給ラインＬ１から供給される燃料ガスを吸入して所定の高圧力まで圧縮する圧縮機７、圧縮機７で圧縮した燃料ガスの排出・供給ラインＬ２を順次接続した燃料ガス供給装置において、低圧燃料ガス供給ラインＬ１に低圧側バッファタンク６を設けるとともに、排出・供給ラインＬ２に高圧側バッファタンク１０を設けることにより課題を解決できる。
【選択図】図１
Description
本発明はバッファタンクを備えた燃料ガス供給装置に関するものであり、さらに詳しくは天然ガス、ＬＰＧなどの炭化水素、水素ガスなどの低圧の燃料ガスを所定の高圧力まで圧縮して自動車、マイクロガスタービン装置などに供給する燃料ガス供給装置に関するものである。
従来、低圧の燃料ガス源から供給される天然ガス、ＬＰＧなどの炭化水素などの燃料ガスを所定の高圧力まで圧縮して自動車、マイクロガスタービン装置などに供給する燃料ガス供給装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
図３は、従来の燃料ガス供給装置のシステムの説明図である。
図３において、１は低圧の燃料ガス源、Ｌ１は燃料ガス源１に接続された低圧燃料ガス供給ライン、２は低圧燃料ガス供給ラインＬ１に備えられた図示しない圧力検出部を有する低圧圧力スイッチ、３は燃料ガス中の塵埃などを除去するためのストレーナ、４は吸入遮断電磁弁、５は逆止弁、７は低圧燃料ガス供給ラインＬ１から供給される燃料ガスを吸入して所定の高圧力まで圧縮する圧縮機、Ｌ２は圧縮機７で圧縮した燃料ガスを排出してマイクロガスタービン装置（ＭＧＴ）１６へ供給するための排出・供給ラインである。
排出・供給ラインＬ２には、図示しない圧力検出部を有する高圧圧力スイッチ９、排出管路１３が備えられている。１１はバイパスガス容量制御機構であり、１２はリリーフ弁、１４は圧縮機７を冷却するための冷却用ファン、１５は圧縮機７のインバータなどの制御回路を示す。
図３において、１は低圧の燃料ガス源、Ｌ１は燃料ガス源１に接続された低圧燃料ガス供給ライン、２は低圧燃料ガス供給ラインＬ１に備えられた図示しない圧力検出部を有する低圧圧力スイッチ、３は燃料ガス中の塵埃などを除去するためのストレーナ、４は吸入遮断電磁弁、５は逆止弁、７は低圧燃料ガス供給ラインＬ１から供給される燃料ガスを吸入して所定の高圧力まで圧縮する圧縮機、Ｌ２は圧縮機７で圧縮した燃料ガスを排出してマイクロガスタービン装置（ＭＧＴ）１６へ供給するための排出・供給ラインである。
排出・供給ラインＬ２には、図示しない圧力検出部を有する高圧圧力スイッチ９、排出管路１３が備えられている。１１はバイパスガス容量制御機構であり、１２はリリーフ弁、１４は圧縮機７を冷却するための冷却用ファン、１５は圧縮機７のインバータなどの制御回路を示す。
そして、低圧の燃料ガス源１（例えば、約２〜４０ｋＰａ）から低圧燃料ガス供給ラインＬ１を経て供給される燃料ガスを圧縮機７で吸入して所定の高圧力（例えば、約５００〜７００ｋＰａ）まで圧縮した後、圧縮した燃料ガスを排出・供給ラインＬ２から排出管路１３を経てマイクロガスタービン装置（ＭＧＴ）１６へ供給するようになっている。矢印は燃料ガスの流れを示す。
低圧圧力スイッチ２は低圧側の燃料ガスの圧力を検出して所定の範囲内にあれば上記のように燃料ガス源１から低圧燃料ガス供給ラインＬ１を経て燃料ガスを圧縮機７に供給するが、例えば燃料ガス源１からの燃料ガス供給が少なくなったり、途絶えたり、あるいは高圧側から燃料ガスが逆流したりするなどにより検出した圧力が上記範囲外の場合は吸入遮断電磁弁４を閉めたり、圧縮機７を停止させたりする。
一方、高圧圧力スイッチ９は高圧側の燃料ガスの圧力を検出して所定の範囲内にあれば所定量の圧縮した燃料ガスを排出・供給ラインＬ２から排出管路１３を経てマイクロガスタービン装置（ＭＧＴ）１６へ供給するが、検出した圧力が上記範囲外の場合は制御回路１５を経て信号を圧縮機７に送り圧縮機７の回転数をインバータ制御するなどして段階制御あるいは無段階制御して所定量の圧縮した燃料ガスを排出・供給ラインＬ２から排出管路１３を経てマイクロガスタービン装置（ＭＧＴ）１６へ供給することが行われる。
しかし、このようにインバータ制御するなどして圧縮機７の回転数を変化させると低圧燃料ガス供給ラインＬ１および排出・供給ラインＬ２内に脈動が発生する。低圧燃料ガス供給ラインＬ１内に脈動が発生すると、燃料ガス源１側のメーターなどの計器類が壊れたり損傷を受けるなどの悪影響が発生する問題が起きる恐れがあり、排出・供給ラインＬ２内に脈動が発生すると、マイクロガスタービン装置（ＭＧＴ）１６側の圧力弁、計器類が壊れるなどの悪影響が発生する問題が起きる恐れがある。
また、燃料ガス供給装置を停止すると、高圧側から低圧側へ燃料ガスが逆流して高い平衡圧のまま停止状態を続けることになり不安全となるので、安全性および信頼性の観点から平衡圧をなるべく低くすることが求められている。
特開平８−１３５８９５号公報
本発明の目的は、従来の問題を解決し、圧縮機の回転数をインバータ制御するなどして変化させても低圧燃料ガス供給ラインＬ１および排出・供給ラインＬ２内に脈動が発生するのを防止ないし抑制できる上、停止時に低平衡圧が得られる安全性および信頼性の高い燃料ガス供給装置を提供することである。
前記課題を解決するための本発明の請求項１記載の燃料ガス供給装置は、低圧の燃料ガス源、低圧燃料ガス供給ライン、前記低圧燃料ガス供給ラインから供給される燃料ガスを吸入して所定の高圧力まで圧縮する圧縮機、前記圧縮機で圧縮した燃料ガスの排出・供給ラインを順次接続した燃料ガス供給装置において、前記低圧燃料ガス供給ラインに低圧側バッファタンクを設けるとともに、前記排出・供給ラインに高圧側バッファタンクを設けたことを特徴とする。
本発明の請求項２記載の燃料ガス供給装置は、請求項１記載の燃料ガス供給装置において、前記低圧側バッファタンクの必要最小容量Ｖ１と前記高圧側バッファタンクの必要最小容量Ｖ２とがＶ１≧Ｖ２となるように両バッファタンクを設置することを特徴とする。
本発明の請求項１記載の燃料ガス供給装置は、低圧の燃料ガス源、低圧燃料ガス供給ライン、前記低圧燃料ガス供給ラインから供給される燃料ガスを吸入して所定の高圧力まで圧縮する圧縮機、前記圧縮機で圧縮した燃料ガスの排出・供給ラインを順次接続した燃料ガス供給装置において、前記低圧燃料ガス供給ラインに低圧側バッファタンクを設けるとともに、前記排出・供給ラインに高圧側バッファタンクを設けたことを特徴とするものであり、低圧燃料ガス供給ラインに低圧側バッファタンクを設けたことにより、圧縮機の回転数をインバータ制御するなどして変化させても低圧燃料ガス供給ライン内に脈動が発生するのを防止ないし抑制でき、燃料ガス源側のメーターなどの計器類が壊れたり損傷を受けるなどの悪影響が発生するのを容易に防止できるとともに、排出・供給ラインに高圧側バッファタンクを設けたことにより排出・供給ライン内に脈動が発生するのを防止ないし抑制でき、高圧縮した燃料ガスの供給先の圧力弁、計器類が壊れるなどの悪影響が発生するのを容易に防止することができるという利点がある。
本発明の燃料ガス供給装置は、構成が簡単で安価で操作性がよい上、これらのバッファタンクを設けたので装置停止時に低平衡圧が得られ、安全性および信頼性が高いという利点がある。
本発明の燃料ガス供給装置は、構成が簡単で安価で操作性がよい上、これらのバッファタンクを設けたので装置停止時に低平衡圧が得られ、安全性および信頼性が高いという利点がある。
本発明の請求項２記載の燃料ガス供給装置は、請求項１記載の燃料ガス供給装置において、前記低圧側バッファタンクの必要最小容量Ｖ１と前記高圧側バッファタンクの必要最小容量Ｖ２とがＶ１≧Ｖ２となるように両バッファタンクを設置することを特徴とするものであり、両バッファタンクの容量を必要以上に大きくせず、特に高圧側バッファタンクの容量を必要以上に大きくしなくても、装置停止時に低平衡圧が得られる上、小型化できるという利点がある。
以下、本発明の実施の形態を図１に基づいて詳細に説明する。
図１において、図３と同じ符号のものは図３に示した符号のものと同じものを示す。
図１において、本発明の燃料ガス供給装置は、圧縮機７の燃料ガス吸入側の低圧燃料ガス供給ラインＬ１に低圧側バッファタンク６を設けるとともに、圧縮機７で所定の高圧力まで圧縮した燃料ガスの吐出側の排出・供給ラインＬ２に高圧側バッファタンク１０を設けたこと以外は、図３に示した燃料ガス供給装置と同様になっている。矢印は燃料ガスの流れを示す。
図１において、図３と同じ符号のものは図３に示した符号のものと同じものを示す。
図１において、本発明の燃料ガス供給装置は、圧縮機７の燃料ガス吸入側の低圧燃料ガス供給ラインＬ１に低圧側バッファタンク６を設けるとともに、圧縮機７で所定の高圧力まで圧縮した燃料ガスの吐出側の排出・供給ラインＬ２に高圧側バッファタンク１０を設けたこと以外は、図３に示した燃料ガス供給装置と同様になっている。矢印は燃料ガスの流れを示す。
圧縮機の回転数をインバータ制御するなどして変化させても、低圧燃料ガス供給ラインＬ１に低圧側バッファタンク６を設けたことにより低圧燃料ガス供給ラインＬ１内に脈動が発生するのを防止ないし抑制でき、燃料ガス源１側の図示しないメーターなどの計器類が壊れたり損傷を受けるなどの悪影響が発生するのを容易に防止できる。そして、排出・供給ラインＬ２に高圧側バッファタンク１０を設けたことにより排出・供給ラインＬ２内に脈動が発生するのを防止ないし抑制でき、高圧縮した燃料ガスの供給先（ＭＧＴ１６）の図示しない圧力弁、計器類が壊れるなどの悪影響が発生するのを容易に防止することができる。
低圧側バッファタンク６および高圧側バッファタンク１０を設けたことにより本発明の燃料ガス供給装置停止時に低平衡圧が得られる。その結果、安全性および信頼性を向上できる。
例えば、燃料ガス源１の圧力が、約２〜４０ｋＰａであり、この燃料ガスを圧縮機７で吸入して約５００〜７００ｋＰａの高圧力まで圧縮した後、圧縮した燃料ガスを排出・供給ラインＬ２から排出管路１３を経てマイクロガスタービン装置（ＭＧＴ）１６へ供給する場合、燃料ガス源１側に悪影響が発生するのを防止するためには、低圧燃料ガス供給ラインＬ１内の脈動は０．４ｋＰａ以下にすることが必要であり、一方、マイクロガスタービン装置（ＭＧＴ）１６側に悪影響が発生するのを防止するためには、排出・供給ラインＬ２内の脈動は５０ｋＰａ以下にすることが必要となる。
次に、両ラインにおける脈動を防止ないし抑制するとともに、本発明の燃料ガス供給装置停止時になるべく低い平衡圧が得られ、高い安全性および信頼性が確保される低圧側バッファタンク６の必要最小容量Ｖ１および高圧側バッファタンク１０の必要最小容量Ｖ２について述べる。
なお、両バッファタンクの必要最小容量は、燃料ガス流路の容量、圧縮機の大きさなど本発明の燃料ガス供給装置の各部の容量や各部の材質や構造など、脈動発生限界圧力などから計算および実験によって求めることができる。
なお、両バッファタンクの必要最小容量は、燃料ガス流路の容量、圧縮機の大きさなど本発明の燃料ガス供給装置の各部の容量や各部の材質や構造など、脈動発生限界圧力などから計算および実験によって求めることができる。
圧縮機７の吐出量（ｍ3 ／ｈｒ）が小（１〜１２ｍ3 ／ｈｒ）の場合は、Ｖ１は３〜２０Ｌ（リットル）の範囲であり、好ましくは４±３Ｌ、Ｖ２は３〜２０Ｌの範囲にあり、好ましくは４±３Ｌである。
そして、圧縮機７の吐出量（ｍ3 ／ｈｒ）が中（２４〜３４ｍ3 ／ｈｒ）の場合は、Ｖ１は３〜２０Ｌの範囲であり、好ましくは５±２Ｌ、Ｖ２は３〜１０Ｌの範囲にあり、好ましくは５±２Ｌである。
そして、圧縮機７の吐出量（ｍ3 ／ｈｒ）が大（３８〜５４ｍ3 ／ｈｒ）の場合は、Ｖ１は３〜２０Ｌの範囲であり、好ましくは８±３Ｌ、Ｖ２は３〜２０Ｌの範囲にあり、好ましくは８±３Ｌである。
以上の圧縮機７の吐出量と両バッファタンクの必要最小容量Ｖ１、Ｖ２との関係の内、本発明において特に好ましく使用できる関係を図２に示す。
図２は、圧縮機の吐出量と両バッファタンクの必要最小容量との特に好ましい関係を示すグラフである。
図２に示すように、Ｖ１とＶ２とがＶ１≧Ｖ２となるように両バッファタンクを設置することにより、両バッファタンクの容量を必要以上に大きくせず、特に高圧側バッファタンクの容量を必要以上に大きくしなくても、本発明の燃料ガス供給装置停止時に低平衡圧が得られるので、本発明の燃料ガス供給装置の小型化を図ることができる。
図２は、圧縮機の吐出量と両バッファタンクの必要最小容量との特に好ましい関係を示すグラフである。
図２に示すように、Ｖ１とＶ２とがＶ１≧Ｖ２となるように両バッファタンクを設置することにより、両バッファタンクの容量を必要以上に大きくせず、特に高圧側バッファタンクの容量を必要以上に大きくしなくても、本発明の燃料ガス供給装置停止時に低平衡圧が得られるので、本発明の燃料ガス供給装置の小型化を図ることができる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱しない範囲で各種の変形実施が可能である。
上記実施態様においては燃料ガスとして都市ガスの例を挙げたが、燃料ガスは都市ガスに限定されず、例えば天然ガス、ＬＰＧなどの炭化水素、水素ガスなどの燃料ガスを用いることができる。また上記実施態様においては、高圧力に圧縮した燃料ガスをマイクロガスタービン装置に供給する例を挙げたが、供給先はこれに限定されず、例えば自動車、飛行機などの乗り物、ボンベなどの圧力容器、各種工場など高圧燃料ガスを必要とするところへ供給できる。
上記実施態様においては燃料ガスとして都市ガスの例を挙げたが、燃料ガスは都市ガスに限定されず、例えば天然ガス、ＬＰＧなどの炭化水素、水素ガスなどの燃料ガスを用いることができる。また上記実施態様においては、高圧力に圧縮した燃料ガスをマイクロガスタービン装置に供給する例を挙げたが、供給先はこれに限定されず、例えば自動車、飛行機などの乗り物、ボンベなどの圧力容器、各種工場など高圧燃料ガスを必要とするところへ供給できる。
本発明の燃料ガス供給装置は、低圧の燃料ガス源、低圧燃料ガス供給ライン、前記低圧燃料ガス供給ラインから供給される燃料ガスを吸入して所定の高圧力まで圧縮する圧縮機、前記圧縮機で圧縮した燃料ガスの排出・供給ラインを順次接続した燃料ガス供給装置において、前記低圧燃料ガス供給ラインに低圧側バッファタンクを設けるとともに、前記排出・供給ラインに高圧側バッファタンクを設けたことを特徴とするものであり、低圧燃料ガス供給ラインに低圧側バッファタンクを設けたことにより、圧縮機の回転数をインバータ制御するなどして変化させても低圧燃料ガス供給ライン内に脈動が発生するのを防止ないし抑制でき、燃料ガス源側のメーターなどの計器類が壊れたり損傷を受けるなどの悪影響が発生するのを容易に防止できるとともに、排出・供給ラインに高圧側バッファタンクを設けたことにより排出・供給ライン内に脈動が発生するのを防止ないし抑制でき、高圧縮した燃料ガスの供給先の圧力弁、計器類が壊れるなどの悪影響が発生するのを容易に防止することができるので産業上の利用価値が高い。
また、本発明の燃料ガス供給装置は、構成が簡単で安価で操作性がよい上、これらのバッファタンクを設けたので装置停止時に低平衡圧が得られ、安全性および信頼性が高い。
本発明において、前記低圧側バッファタンクの必要最小容量Ｖ１と前記高圧側バッファタンクの必要最小容量Ｖ２とがＶ１≧Ｖ２となるように両バッファタンクを設置すると、両バッファタンクの容量を必要以上に大きくせず、特に高圧側バッファタンクの容量を必要以上に大きくしなくても、装置停止時に低平衡圧が得られる上、小型化できる。
また、本発明の燃料ガス供給装置は、構成が簡単で安価で操作性がよい上、これらのバッファタンクを設けたので装置停止時に低平衡圧が得られ、安全性および信頼性が高い。
本発明において、前記低圧側バッファタンクの必要最小容量Ｖ１と前記高圧側バッファタンクの必要最小容量Ｖ２とがＶ１≧Ｖ２となるように両バッファタンクを設置すると、両バッファタンクの容量を必要以上に大きくせず、特に高圧側バッファタンクの容量を必要以上に大きくしなくても、装置停止時に低平衡圧が得られる上、小型化できる。
Ｌ１ 低圧燃料ガス供給ライン
Ｌ２ 排出・供給ライン
１ 低圧の燃料ガス源
２ 低圧圧力スイッチ
３ ストレーナ
４ 吸入遮断電磁弁
５ 逆止弁
６ 低圧側バッファタンク
７ 圧縮機
９ 高圧圧力スイッチ
１０ 高圧側バッファタンク
１１ バイパスガス容量制御機構
１２ リリーフ弁
１３ 排出管路
１４ 冷却用ファン
１５ 制御回路
１６ マイクロガスタービン装置（ＭＧＴ）
Ｌ２ 排出・供給ライン
１ 低圧の燃料ガス源
２ 低圧圧力スイッチ
３ ストレーナ
４ 吸入遮断電磁弁
５ 逆止弁
６ 低圧側バッファタンク
７ 圧縮機
９ 高圧圧力スイッチ
１０ 高圧側バッファタンク
１１ バイパスガス容量制御機構
１２ リリーフ弁
１３ 排出管路
１４ 冷却用ファン
１５ 制御回路
１６ マイクロガスタービン装置（ＭＧＴ）
Claims (2)
- 低圧の燃料ガス源、低圧燃料ガス供給ライン、前記低圧燃料ガス供給ラインから供給される燃料ガスを吸入して所定の高圧力まで圧縮する圧縮機、前記圧縮機で圧縮した燃料ガスの排出・供給ラインを順次接続した燃料ガス供給装置において、前記低圧燃料ガス供給ラインに低圧側バッファタンクを設けるとともに、前記排出・供給ラインに高圧側バッファタンクを設けたことを特徴とする燃料ガス供給装置。
- 前記低圧側バッファタンクの必要最小容量Ｖ１と前記高圧側バッファタンクの必要最小容量Ｖ２とがＶ１≧Ｖ２となるように両バッファタンクを設置することを特徴とする請求項１記載の燃料ガス供給装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003300462A JP2005069109A (ja) | 2003-08-25 | 2003-08-25 | バッファタンクを備えた燃料ガス供給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2003300462A JP2005069109A (ja) | 2003-08-25 | 2003-08-25 | バッファタンクを備えた燃料ガス供給装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005069109A true JP2005069109A (ja) | 2005-03-17 |
Family
ID=34405388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2003300462A Pending JP2005069109A (ja) | 2003-08-25 | 2003-08-25 | バッファタンクを備えた燃料ガス供給装置 |
Country Status (1)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2003
- 2003-08-25 JP JP2003300462A patent/JP2005069109A/ja active Pending
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