JP3922931B2 - 情報提供システム及びガス燃料供給方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、供給先にガス燃料を供給する供給元において実行されるガス燃料供給方法、及び、その供給業者等の供給元に設けられた情報提供システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記のように供給業者側（供給元）から需要者側（供給先）に供給されたガス燃料は、一般的に、需要者側において、エンジンで消費される。
【０００３】
また、供給元において、例えば、ガス燃料としての天然ガスを原料とした都市ガスは、プロパンの添加量調整により、その単位流量当たりの発熱量が調整され、一方、ガス燃料としての自動車エンジン用等のガソリン又は軽油は、オクタン価やセタン価等が調整されている。
よって、このようなガス燃料の発熱量、燃焼速度、自己着火温度、オクタン価などの燃焼特性が調整されたガス燃料が供給されるエンジンは、各種動作条件として、エンジンの点火時期等やガス燃料流路の形状等がそのガス燃料の燃焼特性を想定して予め決定されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、例えば、想定していたものと異なる燃焼特性のガス燃料がエンジンに供給されたり、安価なガス燃料として将来的に供給されることが考えられる燃焼特性の調整を省略又は簡略化したガス燃料がエンジンに供給された場合に、そのままでは、エンジンの運転状態が不安定となる。
即ち、エンジンにおいてガス燃料のオクタン価又はセタン価の変動はノッキング又は失火の発生及び効率低下の原因となり、エンジン等においてガス燃料の発熱量の変動は出力の変動の原因となる。
【０００５】
また、このような不安定な運転状態を回避するために、例えばエンジンにおいては、不安定な運転状態としてノッキング又は失火の発生を検出した後に、点火時期を遅角化又は進角化することにより、ノッキング又は失火を回避するなどの制御を行なう場合がある。
しかし、このような不安定な運転状態を回避するための制御は、不安定な運転状態となった後に安定した運転状態に戻すものであり、不安定な運転状態を未然に防止するものではない。
【０００６】
従って、本発明は、上記の事情に鑑みて、供給元から供給先に供給されるガス燃料の組成等の燃焼特性が変化しても、供給先のエンジンが安定した運転状態を維持することができる技術を確立することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成するための本発明に係る情報提供システムの第一特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項１に記載した如く、供給元の導管に設けられた分析装置による導管内を介して供給先に供給されるガス燃料の燃焼特性の分析結果から、前記ガス燃料の燃焼特性に関する燃焼特性データを生成するデータ生成手段と、
前記データ生成手段で生成した燃焼特性データを、通信ネットワークを介して、前記供給先の情報端末に送信するデータ提供手段とを備え、
前記供給先に設けられたエンジンの運転制御用コンピュータは、前記データ提供手段により提供された前記燃焼特性データが入力され、前記入力された燃焼特性データに基づいて、前記エンジンの動作条件を調整して、前記エンジンの運転制御を行なうように構成されている点にある。
【０００８】
同第二特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項２に記載した如く、上記第一の特徴構成に加えて、前記燃焼特性データが、前記ガス燃料の発熱量、前記ガス燃料の燃焼速度、前記ガス燃料の自己着火温度、又は、前記ガス燃料のアンチノック性に関するデータである点にある。
【０００９】
即ち、本発明に係る情報提供システムの上記第一の特徴構成によれば、ガス燃料を供給する供給元の導管に設けられた分析装置において、供給元の導管内におけるガス燃料の発熱量、組成等のガス燃料の燃焼特性を認識するための分析が行われ、データ生成手段により、その分析結果を用いて上記ガス燃料の燃焼特性に関する燃焼特性データを生成し、データ提供手段により、生成した燃焼特性データを、エンジン及びその運転制御用コンピュータが設けられた供給先へ、通信ネットワークを介してオンラインで提供することができる。
よって、供給先においては、このように提供された燃焼特性データは、エンジンの運転制御用コンピュータに入力されて、運転制御用コンピュータは、その入力された燃焼制御用データからエンジンに供給されるガス燃料の燃焼特性を認識することができ、その燃焼特性に合わせて、エンジンの各種運転条件を調整して、エンジンの運転状態を常に安定したものとすることができる。
【００１０】
更に、供給先に設けられたエンジンの燃焼制御用コンピュータは、通信ネットワークを介して提供されたガス燃料の燃焼特性データが自動で入力され、その入力された燃焼特性データに基づいて、点火時期調整によりエンジンのノッキング又は失火を防止するノッキング防止制御又は失火回避制御等のエンジンの運転制御を行なうように構成することができる。
よって、供給先のエンジンは、ガス燃料の組成等の燃焼特性が変動しても、上記のような燃焼制御用コンピュータにより、常に良好な運転状態を維持することができる。
【００１１】
また、上記第二の特徴構成のごとく、ガス燃料の燃焼特性としてのガス燃料の発熱量、ガス燃料の燃焼速度、ガス燃料の自己着火温度、又は、前記ガス燃料のアンチノック性が変動した場合にエンジンの動作状態が変動し安定した運転状態を維持することが困難となる可能性が高いので、特にその燃焼特性データを供給先に提供することが好ましい。
即ち、このような燃焼特性に関する燃焼特性データを供給先に提供することにより、供給先においては、エンジンの各種運転条件をその燃焼特性データに合わせて調整することで、エンジンの運転状態を一層安定したものとすることができる。
【００１２】
従って、上記のような特徴構成により、供給元から供給先に供給されるガス燃料の組成等の燃焼特性が変化しても、供給先にそのガス燃料の燃焼特性データを提供して、供給先のエンジンに安定した運転状態を維持させることができる。
【００１３】
更に、ガス燃料が供給元と供給先との間に設けられた導管を介して各供給先に供給される場合に、上記データ提供手段は、インターネット網や電話回線等の公衆ネットワーク、又はガスメータの自動検針用等の専用ネットワーク等の通信ネットワークを介して、供給先のパソコン等の情報端末に送信することができ、情報端末は、その受信した燃焼特性データをエンジンの運転制御用コンピュータに入力することができる。
よって、導管を介してガス燃料が供給される供給先においては、情報端末において、供給元の導管に設けられた分析装置の分析結果から生成されたガス燃料の燃焼特性データを、常時、その導管から供給されるガス燃料の燃焼特性データとして受信することができる。そして、このように受信した燃焼特性データを運転制御用コンピュータに入力することで、運転制御用コンピュータは、エンジンの各種運転条件を、導管を介してエンジンに供給されるガス燃料の燃焼特性に合ったものに調整して、エンジンの運転状態を常に安定したものとすることができる。
なお、この情報端末は、エンジンの運転制御用コンピュータ自身でも構わない。
【００１４】
同第四特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項３に記載した如く、上記第一又は二の特徴構成に加えて、前記燃焼特性データが、前記ガス燃料のアンチノック性に関するデータであり、
前記運転制御用コンピュータは、前記データ提供手段により提供された前記燃焼特性データが自動的に入力され、前記入力された燃焼特性データに基づいて、前記エンジンの動作条件を調整して、前記エンジンのノッキング防止制御又は失火回避制御を行なうように構成されている点にある。
【００１５】
供給先に設けられたエンジンがコジェネレーション用等のエンジンである場合において、ガス燃料の燃焼特性の変動が大きい場合に、そのままでは、ノッキング又は失火等の発生原因となり、安定した運転状態を維持することが困難となるが、このような場合でも、上記第四特徴構成の如く、本発明の情報提供システムによれば、ガス燃料の燃焼特性の変動によるノッキング及び失火等を防止して、エンジンの運転状態を良好なものに維持することができる。
【００１６】
前述の目的を達成するための本発明に係るガス燃料供給方法の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項４に記載した如く、供給先にガス燃料を供給する供給元が、上記第一から四の何れかの特徴構成を有する報提供システムを用いて、前記ガス燃料の燃焼特性データを、前記供給先に提供する点にある。
【００１７】
即ち、本発明に係るガス燃料供給方法の特徴構成によれば、供給業者は、供給先にガス燃料を供給すると共に、前述の本発明に係る情報提供システムを用いて、供給先にそのガス燃料の燃焼特性データを提供するので、前述の本発明に係る情報提供システムと同様の作用効果を発揮することができる。
さらに、供給業者は、供給先にガス燃料の燃焼特性データを提供することで、エンジンにおいて燃焼特性が変動するガス燃料を使用しても良好な運転状態を維持することができるようにして、供給先に供給するガス燃料の燃焼特性の調整を省略又は簡略化してガス燃料の低コスト化を図ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態を図１に基づいて説明する。
図１には、供給業者１（供給元）が、ガスタンク２内に貯蔵して保有するガス燃料としての天然ガス系都市ガスを導管３を介して複数の需要者２０（供給先）側に供給するガス燃料供給方法における、供給業者１側及び各需要者２０側の状態を示す図である。
尚、供給業者１である供給元と複数の需要者２０である供給先は、互いに別の場所に存在するのが一般的であるが、例えば、同一の施設において、ガス燃料を複数の供給先に分配供給するような場合において、供給元と供給先が同一の場所等に存在しても構わない。
【００１９】
図１において、供給業者１は、ガスタンク２内に貯蔵して保有する天然ガス系都市ガスを導管３を介して需要者２０側に供給するガス供給業者である。また、需要者側において、このように供給された都市ガスは、主に、例えば、コジェネレーション用のエンジン２１において消費される。
【００２０】
また、需要者２０には、このようなエンジン２１の運転制御を行なうための運転制御用コンピュータ２３が設けられている。
詳しくは、例えばエンジン２１がエンジンの場合には、運転制御用コンピュータ２３は、所定のプログラムを実行することにより、燃焼室へのガス燃料供給量又は空気供給量を調整して燃焼室で燃焼させる混合気の空燃比を制御する空燃比制御や、エンジンのノッキング又は失火検出したときに火花点火時期や新気温度及び圧力等を調整してエンジンのノッキング又は失火を回避するノッキング防止制御又は失火回避制御等を行なうように構成されている。
また、運転制御用コンピュータ２３は、前述の各種制御を行なうために、エンジン２１のガス燃料供給量や点火時期等の各種運転条件を設定可能に構成されており、このようにエンジン２１の各種運転条件を設定する手段を運転条件設定手段２５と呼ぶ。
尚、この運転制御用コンピュータ２３は、エンジン２１内に内蔵又は外付けされているコンピュータで構成することができる。
また、これまで説明してきた供給業者による都市ガスの供給構成、及び需要者におけるエンジン２１や運転制御用コンピュータ２３の構成は、従来において実施されているものを用いることができる。
【００２１】
次に、本発明の特徴構成について説明する。
供給業者１側には、ガスタンク２から供給された導管３内の都市ガスの組成を分析する分析装置４が設けられている。
詳しくは、分析装置４は、ガスクロマトグラフ法を利用した組成分析装置や、ガス燃料Ｇ中を伝播する音速とガス燃料Ｇの発熱量との相関関係を利用した発熱量分析装置や、ガス燃料Ｇ中を伝播する音速及び熱伝導率からガス燃料Ｇの組成割合を導出する分析装置等として構成されている。
【００２２】
また、供給業者１側には、コンピュータで構成された情報提供システム６が設けられている。
即ち、情報提供システム６は、所定のプログラムを実行することにより、分析装置４を働かせて導管３に供給された都市ガスの組成分析や熱量分析を行ない、その分析結果から、導管３内の都市ガスの発熱量、燃焼速度、自己着火温度、オクタン価又はセタン価等のアンチノック性等の燃焼特性を認識して、その燃焼特性に関する燃焼特性データを生成するデータ生成手段７として機能する。
また、情報提供システム６は、上記のようにデータ生成手段７により生成した燃焼特性データを、そのときの日時情報に関連付けてハードディスク等の記憶手段８に格納する。
【００２３】
また、この情報提供システム６は、前述の需要者２０側に設けられた運転制御用コンピュータ２３との間で、インターネット網３０（通信ネットワークの一例）を介して通信可能に構成されている。
【００２４】
そして、情報提供システム６は、データ生成手段７が生成した現時点の燃焼特性データや、記憶手段８に格納されている過去の燃焼特性データを、インターネット網３０を介して、情報提供システム６にアクセスした運転制御用コンピュータ２３に、送信して、燃焼特性データを需要者２０に提供するデータ提供手段９として機能する。
【００２５】
即ち、需要者２０側に設けられた運転制御用コンピュータ２３は、１日毎又は１時間毎等の所定のタイミング毎に、又は、エンジン２１の運転を開始する時点に、インターネット網３０を介して、供給業者１側の情報提供システム６から、直前に分析装置４の分析結果により生成された燃焼特性データ、又は、導管３における都市ガスの流通時間を考慮して、現時点でエンジン２１に供給されていると予測される過去の燃焼特性データを受信し、その受信した燃焼特性データをデータ入力手段２４により入力する。
また、このようなデータ入力手段２４は、情報提供システム６から送信された燃焼特性データを受信するパソコンなどの情報端末から、通信線等を介してその受信した燃焼特性データを自動的に入力するように構成することもできる。
【００２６】
そして、運転制御用コンピュータ２０は、前述のように入力された燃焼特性データに基づいて、そのような都市ガスがエンジン２１に供給されると仮定して、エンジン２１が良好な運転状態を維持することができる各種運転条件を決定し、運転条件設定手段２５を働かせその運転条件を設定する。
【００２７】
例えば、エンジン２１がエンジンであるとすると、運転制御用コンピュータ２３は、受信した燃焼特性データから認識した都市ガスの自己着火温度やオクタン価又はセタン価等のアンチノック性に関する値が低下して、ノッキングが発生する可能性が高くなった場合には、運転条件としての火花点火時期を遅角化させたり、運転条件としての吸気温度や圧力を低下させたりして、ノッキングを防止するように各種運転条件を設定することができる。
また、運転制御用コンピュータ２３は、受信した燃焼特性データから認識した都市ガスの発熱量が変動した場合には、エンジンの所定の出力を維持するように都市ガスの供給量を調整することができる。
【００２８】
従って、供給業者１は、導管３を介して各需要者２０側に都市ガスを供給するガス燃料供給方法において、前述の情報提供システム６を利用して、各需要者２０側にその都市ガスの燃焼特性データを提供することにより、需要者２０側の運転制御用コンピュータ２３は、供給業者１側から供給される都市ガスの組成等の燃焼特性が変化しても、その都市ガスの燃焼特性データに基づいて、エンジン２１の運転条件を設定することができるので、エンジン２１を安定した運転状態で運転させることができる。
【００２９】
〔別実施の形態〕
次に、本発明の別の実施の形態を説明する。
〈１〉 上記の実施形態において、ガス燃料として天然ガスやＬＰガスを用いたが、別に、天然ガス以外の炭化水素系気体燃料、又は水素等を燃料とした場合でも、本発明を実施することができる。
【００３０】
〈２〉 上記実施形態において、分析装置４としては、別に、実際のオクタン価測定用のエンジンを設けて、そのエンジンの点火時期を変化させながらノッキングの発生時期を検出することで上記オクタン価又はその相当量を検出するようなオクタン価測定装置等を用いても構わない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態を示す概略構成図
【符号の説明】
１ 供給業者
３ 導管
４ 分析装置
６ 情報提供システム
７ データ生成手段
９ データ提供手段
２０ 需要者
２１ エンジン
２３ 運転制御用コンピュータ
２４ データ入力手段
２５ 運転条件設定手段
３０ インターネット網（通信ネットワーク）

Claims (5)

1. 供給元の導管に設けられた分析装置による導管内を介して供給先に供給されるガス燃料の燃焼特性の分析結果から、前記ガス燃料の燃焼特性に関する燃焼特性データを生成するデータ生成手段と、
   前記データ生成手段で生成した燃焼特性データを、通信ネットワークを介して、前記供給先の情報端末に送信するデータ提供手段とを備え、
   前記供給先に設けられたエンジンの運転制御用コンピュータは、前記データ提供手段により提供された前記燃焼特性データが入力され、前記入力された燃焼特性データに基づいて、前記エンジンの動作条件を調整して、前記エンジンの運転制御を行なうように構成されている情報提供システム。
2. 前記燃焼特性データが、前記ガス燃料の発熱量、前記ガス燃料の燃焼速度、前記ガス燃料の自己着火温度、又は、前記ガス燃料のアンチノック性に関するデータである請求項１に記載の情報提供システム。
3. 前記運転制御用コンピュータが、直前に前記分析装置の分析結果により生成された燃焼特性データ、又は、前記導管におけるガス燃料の流通時間を考慮して現時点で前記エンジンに供給されていると予測される過去の燃焼特性データを受信する請求項１又は２に記載の情報提供システム。
4. 前記燃焼特性データが、前記ガス燃料のアンチノック性に関するデータであり、
   前記運転制御用コンピュータは、前記データ提供手段により提供された前記燃焼特性データが自動的に入力され、前記入力された燃焼特性データに基づいて、前記エンジンの動作条件を調整して、前記エンジンのノッキング防止制御又は失火回避制御を行なうように構成されている請求項１から３の何れか１項に記載の情報提供システム。
5. 供給先にガス燃料を供給する供給元が、請求項１から４の何れか１項に記載の情報提供システムを用いて、前記ガス燃料の燃焼特性データを、前記供給先に提供するガス燃料供給方法。

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