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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-11-21
(45)【発行日】2023-11-30
(54)【発明の名称】流体混合装置
(51)【国際特許分類】
B01F 25/31 20220101AFI20231122BHJP
B01F 23/2326 20220101ALI20231122BHJP
B01F 25/313 20220101ALI20231122BHJP
B01F 35/83 20220101ALI20231122BHJP
【ＦＩ】
B01F25/31
B01F23/2326
B01F25/313
B01F35/83
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2020048616
(22)【出願日】2020-03-19
(65)【公開番号】P2021146273
(43)【公開日】2021-09-27
【審査請求日】2022-08-24
(73)【特許権者】
【識別番号】000004123
【氏名又は名称】ＪＦＥエンジニアリング株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100127845
【弁理士】
【氏名又は名称】石川 壽彦
(72)【発明者】
【氏名】浦部 治貴
(72)【発明者】
【氏名】淺香 竜太
(72)【発明者】
【氏名】山口 以昌
(72)【発明者】
【氏名】松本 繁則
【審査官】山田 陸翠
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１２－２０６０７１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－０５６４００（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５９－１７９２６６（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０１２－０３０２００（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－２０８５５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０３００００（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－００７０３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－０３７０５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１５８６２１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ０１Ｆ ２１／００－２５／９０
Ｂ０１Ｆ ３５／００－３５／９５
Ｂ０５Ｂ ７／００－ ７／３２
Ｃ１０Ｌ ３／００－ ３／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
主流管を流れるガス状の第１流体に、前記主流管の途中で液状の第２流体を供給することによって両流体を混合する流体混合装置であって、前記主流管内に配設された前記主流管よりも小径の副流管と、該副流管に前記第２流体を供給する第２流体供給管と、前記主流管と前記副流管によって挟まれた隙間主流路の流路断面積を調整することで前記副流管に流入する前記第１流体の流量を調整する流路断面積調整弁を備えたことを特徴とする流体混合装置。
【請求項2】
前記主流管にベンチュリ管を設け、前記副流管の出口側を前記ベンチュリ管ののど部またはその上流側に配置したことを特徴とする請求項１記載の流体混合装置。
【請求項3】
前記流路断面積調整弁を操作するアクチュエータと、前記流路断面積調整弁よりも上流側及び／又は下流側を流れる流体の圧力を検知する検知装置と、該検知装置の検知信号に基づいて前記アクチュエータを制御する制御部を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の流体混合装置。
【請求項4】
前記流路断面積調整弁を操作するアクチュエータと、前記副流管を流れる流体の流量又は流速を検知する検知装置と、該検知装置の検知信号に基づいて前記アクチュエータを制御する制御部を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の流体混合装置。
【請求項5】
前記流路断面積調整弁を操作するアクチュエータと、前記流路断面積調整弁よりも上流側を流れる流体の流量を検知する第１流量検知装置と、前記隙間主流路を流れる流体の流量を検知する第２流量検知装置と、前記第１流量検知装置及び前記第２流量検知装置の検知信号に基づいて前記アクチュエータを制御する制御部を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の流体混合装置。
【請求項6】
前記流路断面積調整弁は、前記隙間主流路を閉止可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の流体混合装置。
【請求項7】
前記流路断面積調整弁は、主流路に交差方向に板状体を移動可能なシャッター弁であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の流体混合装置。
【請求項8】
前記流路断面積調整弁は、前記隙間主流路に直交する軸を中心に板状の弁体を回転するバタフライ弁であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の流体混合装置。
【請求項9】
前記バタフライ弁は、閉止状態で前記副流管の入口に相当する部位に開口を有することを特徴とする請求項８記載の流体混合装置。
【請求項10】
前記副流管の上流側の端部は前記主流管の管壁側に屈曲していることを特徴とする請求項９記載の流体混合装置。
【請求項11】
前記副流管の入口は、前記主流管の中央部に配置され、前記副流管の入口近傍の管壁には、前記バタフライ弁を閉止した際に、該バタフライ弁と前記副流管の管壁との隙間を閉止するバッフル板が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の流体混合装置。
【請求項12】
前記バタフライ弁は、前記副流管を挟む２枚の板状の弁体によって構成されていることを特徴とする請求項８に記載の流体混合装置。
【請求項13】
前記副流管の入口は扁平状に拡径する拡径部を有し、該拡径部の上流端の側面が前記主流管の管壁に当接しており、前記バタフライ弁の２枚の弁体は前記拡径部を挟むように設けられていることを特徴とする請求項１２記載の流体混合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、主流管を流れるガス状の流体に液状の流体を添加して混合を行う流体混合装置に関する。
【背景技術】
【0002】
液化天然ガス（以下、「ＬＮＧ」という）を気化して都市ガスとして供給する際、熱量調整を行っている。近年はシェールガスなどメタン成分の多いＬＮＧの輸入が増加しており、都市ガス用に増熱する場合が多い。熱量調整はＬＮＧを気化させた天然ガス（以下、「ＮＧ」という）に熱量調整用の熱調剤（例えば、ＬＰＧ）を混合することにより行う。
【0003】
このようにＮＧに熱調剤を混合する場合、ＮＧの流量が都市ガス需要量に応じて変動するため、ＮＧ流量が変動しても一定の熱量調整ができるようにする必要がある。
このような工夫をしたものとして、例えば特許文献１に開示された「流体混合装置」がある。
特許文献１に開示のものは、「主流管を流れる第１流体に、主流管の途中で第２流体を供給することによって両流体を混合する流体混合装置であって、前記主流管から分岐して設けられ、流路断面が前記主流管よりも小さい小径部を有すると共に出口側を前記主流路における前記分岐流路の分岐位置よりも下流側に接続された分岐管と、該分岐管の前記小径部又はその近傍に設けられて前記第２流体を供給する第２流体供給口と、前記主流管における前記分岐管の分岐部よりも下流側かつ前記分岐管の出口部より上流側に設けられて前記主流管を流れる流量を調整する流量調整弁とを備えたことを特徴とする流体混合装置。」である（特許文献１の請求項４参照）。
このような工夫をしたものとして、例えば特許文献１に開示された「流体混合装置」がある。
特許文献１に開示のものは、「主流管を流れる第１流体に、主流管の途中で第２流体を供給することによって両流体を混合する流体混合装置であって、前記主流管から分岐して設けられ、流路断面が前記主流管よりも小さい小径部を有すると共に出口側を前記主流路における前記分岐流路の分岐位置よりも下流側に接続された分岐管と、該分岐管の前記小径部又はその近傍に設けられて前記第２流体を供給する第２流体供給口と、前記主流管における前記分岐管の分岐部よりも下流側かつ前記分岐管の出口部より上流側に設けられて前記主流管を流れる流量を調整する流量調整弁とを備えたことを特徴とする流体混合装置。」である（特許文献１の請求項４参照）。
【0004】
そして、上記の特許文献１の流体混合装置においては、「主流路よりも流路断面が小さい小径部を有する分岐流路を前記主流路から分岐して設け、該分岐流路の出口側を主流管に配置し、該分岐流路における前記小径部又はその近傍に前記第２流体の供給部を設け、前記主流路の流量を調整することにより前記分岐流路の前記小径部を流れる前記第１流体の流速を、前記第１流体と前記第２流体の混合に必要な流速に保つようにしたので、広い流量範囲に対して高い混合効果を確実に得ることが可能となる。」としている（特許文献１の［００２０］参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１１－５６４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献１の流体混合装置においては、分岐流路を主流路より分岐させ、主流路の外側から再び導入しているため、分岐流路を設けるための分岐管が必要となりその分だけ装置サイズが大きくなり、実プラントでの設置エリアが増大してしまうという問題がある。
また、分岐流路を形成する分岐管を主流路の外側で引き回しており、圧力損失が増大し、その分だけＮＧ輸送動力コストが増加してしまうという問題もある。
また、分岐流路を形成する分岐管を主流路の外側で引き回しており、圧力損失が増大し、その分だけＮＧ輸送動力コストが増加してしまうという問題もある。
【0007】
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、圧力損失を抑制できると共に装置サイズを大きくすることなく、主流管を流れるガス状の流体の流量変動があっても、高い混合効果を得られる流体混合装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
（１）本発明に係る流体混合装置は、主流管を流れるガス状の第１流体に、前記主流管の途中で液状の第２流体を供給することによって両流体を混合する流体混合装置であって、
前記主流管内に配設された前記主流管よりも小径の副流管と、該副流管に前記第２流体を供給する第２流体供給管と、前記主流管の主流路の流路断面積を調整することで前記副流管に流入する前記第１流体の流量を調整する流路断面積調整弁を備えたことを特徴とするものである。
前記主流管内に配設された前記主流管よりも小径の副流管と、該副流管に前記第２流体を供給する第２流体供給管と、前記主流管の主流路の流路断面積を調整することで前記副流管に流入する前記第１流体の流量を調整する流路断面積調整弁を備えたことを特徴とするものである。
【0009】
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記主流路にベンチュリ管を設け、前記副流管の出口側を前記ベンチュリ管ののど部またはその上流側に配置したことを特徴とするものである。
【0010】
（３）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記流路断面積調整弁を操作するアクチュエータと、前記流路断面積調整弁よりも上流側及び／又は下流側を流れる流体の圧力を検知する検知装置と、該検知装置の検知信号に基づいて前記アクチュエータを制御する制御部を備えたことを特徴とするものである。
【0011】
（４）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記流路断面積調整弁を操作するアクチュエータと、前記副流管を流れる流体の流量又は流速を検知する検知装置と、該検知装置の検知信号に基づいて前記アクチュエータを制御する制御部を備えたことを特徴とするものである。
【0012】
（５）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記流路断面積調整弁を操作するアクチュエータと、前記流路断面積調整弁よりも上流側を流れる流体の流量を検知する第１流量検知装置と、前記副流管と前記主流管の隙間の主流路を流れる流体の流量を検知する第２流量検知装置と、前記第１流量検知装置及び前記第２流量検知装置の検知信号に基づいて前記アクチュエータを制御する制御部を備えたことを特徴とするものである。
【0013】
（６）また、上記（１）乃至（５）のいずれかに記載のものにおいて、前記流路断面積調整弁は、主流路を閉止可能に構成されていることを特徴とするものである。
【0014】
（７）また、上記（１）乃至（６）のいずれかに記載のものにおいて、前記流路断面積調整弁は、主流路に交差方向に板状体を移動可能なシャッター弁であることを特徴とするものである。
【0015】
（８）また、上記（１）乃至（６）のいずれかに記載のものにおいて、前記流路断面積調整弁は、主流路に直交する軸を中心に板状の弁体を回転するバタフライ弁であることを特徴とするものである。
【0016】
（９）また、上記（８）に記載のものにおいて、前記バタフライ弁は、閉止状態で前記副流管の入口に相当する部位に開口を有することを特徴とするものである。
【0017】
（１０）また、上記（９）に記載のものにおいて、前記副流管の入口は、前記主流管の管壁近傍に配置されていることを特徴とするものである。
【0018】
（１１）また、上記（９）に記載のものにおいて、前記副流管の入口は、前記主流路の中央部に配置され、前記副流管の入口近傍の管壁には、前記バタフライ弁を閉止した際に、該バタフライ弁と前記副流管の管壁との隙間を閉止するバッフル板が設けられていることを特徴とするものである。
【0019】
（１２）また、上記（８）に記載のものにおいて、前記バタフライ弁は、前記副流管を挟む２枚の板状の弁体によって構成されていることを特徴とするものである。
【0020】
（１３）また、上記（１２）に記載のものにおいて、前記副流管の入口は扁平状に拡径する拡径部を有し、該拡径部の上流端の側面が前記主流管の管壁に当接しており、前記バタフライ弁の２枚の弁体は前記拡径部を挟むように設けられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0021】
本発明においては、主流管内に配設された前記主流管よりも小径の副流管と、該副流管に液状の第２流体を供給する第２流体供給管と、前記主流管の主流路の流路断面積を調整することで前記副流管に流入するガス状の第１流体の流量を調整する流路断面積調整弁を備えたことにより、主流管を流れるガス状の流体の流量変動があっても高い混合効果を得られると共に、従来例のように、分岐管を設ける必要がなく省スペースであり、かつ、分岐管のように、主流路の外側で引き回す必要がなく、分岐管のような大きな圧力損失も発生せず、ガス輸送動力コストの増加を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】実施の形態１に係る流体混合装置の平断面図である。
【図9】実施の形態２に係る流体混合装置の平断面図である。
【図11】実施の形態２に係る流体混合装置の他の態様の平断面図である（その１）。
【図14】実施の形態２に係る流体混合装置の他の態様の平断面図である（その２）。
【図17】実施の形態２に係る流体混合装置の他の態様の平断面図である（その３）。
【発明を実施するための形態】
【0023】
［実施の形態１］
本発明の一実施の形態に係る流体混合装置１は、図１に示すように、主流管３を流れるガス状の第１流体に、主流管３の途中で液状の第２流体（添加剤）を供給することによって両流体を混合するものであって、主流管３内に配設された主流管３よりも小径の副流管５と、副流管５に第２流体を供給する第２流体供給管７と、主流管３の主流路８、８ａの流路断面積を調整することで副流管５に流入する第１流体の流量を調整する流路断面積調整弁としてのシャッター弁９を備えたものである。
本実施の形態１においては、主流管３にベンチュリ管１１を設置してベンチュリ型混合装置として構成したものである。
なお、本実施の形態に係る流体混合装置１は、例えば、第１流体としてＬＮＧを気化したＮＧに、第２流体としてＬＰＧを添加することにより増熱して都市ガスを製造する際に用いられるものである。
以下、各構成を詳細に説明する。
本発明の一実施の形態に係る流体混合装置１は、図１に示すように、主流管３を流れるガス状の第１流体に、主流管３の途中で液状の第２流体（添加剤）を供給することによって両流体を混合するものであって、主流管３内に配設された主流管３よりも小径の副流管５と、副流管５に第２流体を供給する第２流体供給管７と、主流管３の主流路８、８ａの流路断面積を調整することで副流管５に流入する第１流体の流量を調整する流路断面積調整弁としてのシャッター弁９を備えたものである。
本実施の形態１においては、主流管３にベンチュリ管１１を設置してベンチュリ型混合装置として構成したものである。
なお、本実施の形態に係る流体混合装置１は、例えば、第１流体としてＬＮＧを気化したＮＧに、第２流体としてＬＰＧを添加することにより増熱して都市ガスを製造する際に用いられるものである。
以下、各構成を詳細に説明する。
【0024】
＜主流管＞
主流管３は、ガス状の第１流体（例えばＮＧ）が流れる管である。主流管３の形状は特に限定されるものではなく、本実施の形態では、図２、図３に示すように軸方向直交断面が矩形状であるが、軸方向直交断面が円形であってもよい。
本発明の主流路は、主流管３によって形成される流路であり、副流管５が配置されている部位では、主流管３と副流管５によって挟まれた流路が主流路となる。そのため、本実施の形態では、主流管３と副流管５によって挟まれた主流路を隙間主流路８ａと表記し、それ以外の主流路を主流路８と表記している。
主流管３は、ガス状の第１流体（例えばＮＧ）が流れる管である。主流管３の形状は特に限定されるものではなく、本実施の形態では、図２、図３に示すように軸方向直交断面が矩形状であるが、軸方向直交断面が円形であってもよい。
本発明の主流路は、主流管３によって形成される流路であり、副流管５が配置されている部位では、主流管３と副流管５によって挟まれた流路が主流路となる。そのため、本実施の形態では、主流管３と副流管５によって挟まれた主流路を隙間主流路８ａと表記し、それ以外の主流路を主流路８と表記している。
【0025】
＜副流管＞
副流管５は、主流管３内に配設され、主流管３よりも小径の管である。
副流管５は、図示しないステー等によって主流管３内に配設されるが、図１に示すように、主流管と平行となるように配置されるのが好ましい。
副流管５は主流管３よりも小径で、その流路断面積は主流管３よりも小さいため、主流路８を流れるＮＧ流量が一定の場合、隙間主流路８ａを流れるＮＧ流量を相対的に減少させて副流管５を流れるＮＧ流量を増加させることで、副流管５を流れるＮＧの流速が主流路８の流速よりも速くなる。このため、副流管５に第２流体供給管７を介して供給される液状の第２流体（例えば、ＬＰＧ）の微粒化が促進される。
副流管５は、主流管３内に配設され、主流管３よりも小径の管である。
副流管５は、図示しないステー等によって主流管３内に配設されるが、図１に示すように、主流管と平行となるように配置されるのが好ましい。
副流管５は主流管３よりも小径で、その流路断面積は主流管３よりも小さいため、主流路８を流れるＮＧ流量が一定の場合、隙間主流路８ａを流れるＮＧ流量を相対的に減少させて副流管５を流れるＮＧ流量を増加させることで、副流管５を流れるＮＧの流速が主流路８の流速よりも速くなる。このため、副流管５に第２流体供給管７を介して供給される液状の第２流体（例えば、ＬＰＧ）の微粒化が促進される。
【0026】
＜第２流体供給管＞
第２流体供給管７は、副流管５に第２流体を供給する管である。第２流体供給管７から供給される液状の第２流体は、副流管５を流れる第１流体のガス流れによって微粒化されて第１流体と混合される。
第２流体供給管７における第２流体の出口部７ａは、図１に示すように、副流管５の管壁に設けられ、副流管５の管軸と第２流体供給管７の出口部７ａの管軸が直交するようになっている。
もっとも、第２流体供給管７の出口部７ａの形状は、図１に示すものに限られず、先端部分を屈曲して副流管５の管軸と平行にしてもよい。
第２流体供給管７は、副流管５に第２流体を供給する管である。第２流体供給管７から供給される液状の第２流体は、副流管５を流れる第１流体のガス流れによって微粒化されて第１流体と混合される。
第２流体供給管７における第２流体の出口部７ａは、図１に示すように、副流管５の管壁に設けられ、副流管５の管軸と第２流体供給管７の出口部７ａの管軸が直交するようになっている。
もっとも、第２流体供給管７の出口部７ａの形状は、図１に示すものに限られず、先端部分を屈曲して副流管５の管軸と平行にしてもよい。
【0027】
＜シャッター弁＞
シャッター弁９は、本発明の流路断面積調整弁の一態様であり、主流管３の隙間主流路８ａの流路断面積を調整することで副流管５に流入する第１流体の流量を調整する弁である。
シャッター弁９は、図１、図２、図３に示すように、副流管５の周壁に沿う円弧状の凹部１３ａを有する２枚の板状体１３を有し、この２枚の板状体１３が副流管５を挟んで図中上下に移動可能に構成されている。
シャッター弁９を全閉した状態では、図１、図２に示すように、隙間主流路８ａが全閉状態となり、副流管５の上流側から流れてくる第１流体は全てが副流管５を通過することになる。
シャッター弁９は、本発明の流路断面積調整弁の一態様であり、主流管３の隙間主流路８ａの流路断面積を調整することで副流管５に流入する第１流体の流量を調整する弁である。
シャッター弁９は、図１、図２、図３に示すように、副流管５の周壁に沿う円弧状の凹部１３ａを有する２枚の板状体１３を有し、この２枚の板状体１３が副流管５を挟んで図中上下に移動可能に構成されている。
シャッター弁９を全閉した状態では、図１、図２に示すように、隙間主流路８ａが全閉状態となり、副流管５の上流側から流れてくる第１流体は全てが副流管５を通過することになる。
【0028】
他方、シャッター弁９を全開した状態では、図３に示すように、隙間主流路８ａが全開状態となり、副流管５の上流側から流れてくる第１流体は、副流管５の外側の隙間主流路８ａと、副流管５の内側の両方を通過することになる。
そして、シャッター弁９の開度を調整することで、隙間主流路８ａを通過する第１流体の流量を調整することで、副流管５を通過する第１流体の流量を調整できる。すなわち、第１流体の総流量が同じであれば、シャッター弁９の開度を小さくすれば副流管５を流れる第１流体の流量が相対的に増加し、逆にシャッター弁９の開度を大きくすれば副流管５を流れる第１流体の流量が相対的に減少する。
そして、シャッター弁９の開度を調整することで、隙間主流路８ａを通過する第１流体の流量を調整することで、副流管５を通過する第１流体の流量を調整できる。すなわち、第１流体の総流量が同じであれば、シャッター弁９の開度を小さくすれば副流管５を流れる第１流体の流量が相対的に増加し、逆にシャッター弁９の開度を大きくすれば副流管５を流れる第１流体の流量が相対的に減少する。
【0029】
逆に言えば、第１流体の流量が変化する場合に、シャッター弁９の開度を調整することで、副流管５を流れる第１流体の流量を一定にすることができる。すなわち、第１流体の総流量が減少すると、シャッター弁９の開度を小さくして副流管５を流れる第１流体の流量を相対的に増加させることで副流管５を流れる第１流体の流量を総流量の変化前と同じ流量にすることができ、また、第１流体の総流量が増加すると、シャッター弁９の開度を大きくして副流管５を流れる第１流体の流量を相対的に減少させることで副流管５を流れる第１流体の流量を総流量の変化前と同じ流量にすることができる。
【0030】
このようにしているのは、特許文献１でも開示されているように、副流管５を通過する第１流体の流量を一定にして副流管５を流れる第１流体の流速を一定にすることで、第１流体の流量変化があった場合にも副流管５に供給される液状の第２流体の微粒化を確実に行えるようにするためである。
【0031】
シャッター弁９の操作は手動でもよいが、図４に示すように、シャッター弁９の上流側と下流側の両方に設けられてシャッター弁９の一次圧および二次圧を検知する圧力検知装置１５、シャッター弁９を操作するアクチュエータ１７、圧力検知装置１５の検知信号を入力してアクチュエータ１７を制御する制御部１９を設けて、自動制御するようにしてもよい。
この場合、圧力検知装置１５によって検知される一次圧と二次圧の差圧が予め定めた所定値になるように、シャッター弁９の開度を調整する。
この場合、圧力検知装置１５によって検知される一次圧と二次圧の差圧が予め定めた所定値になるように、シャッター弁９の開度を調整する。
【0032】
＜動作説明＞
上記のように構成された本実施の形態の動作について、シャッター弁９を自動制御する場合を例に挙げて説明する。なお、第１流体がＮＧ、第２流体がＬＰＧ、混合流体が都市ガスとする。
ＮＧ流量は都市ガスの需要量によって変動するが、ＮＧ流量が多い場合には、シャッター弁９は図３に示すように開いた状態になっている。
上記のように構成された本実施の形態の動作について、シャッター弁９を自動制御する場合を例に挙げて説明する。なお、第１流体がＮＧ、第２流体がＬＰＧ、混合流体が都市ガスとする。
ＮＧ流量は都市ガスの需要量によって変動するが、ＮＧ流量が多い場合には、シャッター弁９は図３に示すように開いた状態になっている。
【0033】
上流側から供給されるＮＧは、副流管５を通過する際に副流管５の内側及び副流管５の外側の隙間主流路８ａを流れる。副流管５には第２流体供給管７からＬＰＧが供給されており、副流管５を流れるＮＧのガス流れによってＬＰＧの微粒化・混合が行われ、ベンチュリ管１１ののど部１１ａに流入する。
他方、隙間主流路８ａを流れるＮＧものど部１１ａに流入し、のど部１１ａにおいて、ＬＰＧの混合が促進される。
他方、隙間主流路８ａを流れるＮＧものど部１１ａに流入し、のど部１１ａにおいて、ＬＰＧの混合が促進される。
【0034】
ＮＧの流量は都市ガスの需要量に応じて成り行きで増減する。例えば、都市ガス需要量が減少し、主流路８を流れるＮＧの流量が減少すると、副流管５を流れるＮＧ流量が所定値よりも減少し、副流管５内の流速が低下するためＬＰＧの微粒化・混合が不十分になることが懸念される。
この場合、主流路８を流れるＮＧの圧力損失が小さくなり、圧力検知装置１５で検知される一次圧と二次圧の差圧が低下する。そこで、圧力検知装置１５で検知される一次圧と二次圧の差圧が所定値Ａよりも低くなったら、シャッター弁９を閉止方向に動かし、隙間主流路８ａ流路断面積を小さくすることによって副流管５を流れるＮＧ流量が所定値を維持するようにする。
副流管５を流れるＮＧ流量を所定値以上に維持することで、副流管５における流速が維持されＬＰＧの微粒化・混合効果を確保することができる。
この場合、主流路８を流れるＮＧの圧力損失が小さくなり、圧力検知装置１５で検知される一次圧と二次圧の差圧が低下する。そこで、圧力検知装置１５で検知される一次圧と二次圧の差圧が所定値Ａよりも低くなったら、シャッター弁９を閉止方向に動かし、隙間主流路８ａ流路断面積を小さくすることによって副流管５を流れるＮＧ流量が所定値を維持するようにする。
副流管５を流れるＮＧ流量を所定値以上に維持することで、副流管５における流速が維持されＬＰＧの微粒化・混合効果を確保することができる。
【0035】
逆に、都市ガス需要量が増加し、主流路８を流れるＮＧの流量が増加し、副流管５を流れるＮＧ流量が所定量よりも増加すると圧力損失が大きくなり、圧力検知装置１５で検知される一次圧と二次圧の差圧が上昇する。
そこで、圧力検知装置１５で検知される一次圧と二次圧の差圧が所定値Ｂよりも高くなったら、シャッター弁９の開度を大きくして隙間主流路８ａを流れる量を増やし、副流管５を流れるＮＧ流量を減少させる。ここで、所定値Ｂ≧所定値Ａの関係にある。
主流管３を流れるＮＧの圧力検知装置１５で検知される一次圧と二次圧の差圧を所定値Ａ以上Ｂ以下にすることで、副流管５における流速が所定の範囲に維持されＬＰＧの微粒化・混合を十分にすることができる。
そこで、圧力検知装置１５で検知される一次圧と二次圧の差圧が所定値Ｂよりも高くなったら、シャッター弁９の開度を大きくして隙間主流路８ａを流れる量を増やし、副流管５を流れるＮＧ流量を減少させる。ここで、所定値Ｂ≧所定値Ａの関係にある。
主流管３を流れるＮＧの圧力検知装置１５で検知される一次圧と二次圧の差圧を所定値Ａ以上Ｂ以下にすることで、副流管５における流速が所定の範囲に維持されＬＰＧの微粒化・混合を十分にすることができる。
【0036】
以上のように、本実施の形態によれば、主流路８を流れる流量が大きく変化してもＬＰＧが供給される副流管５のＮＧ流速を所定の流速に維持することができ、ＬＰＧの微粒化・混合効果が得られる。
しかも、副流管５が主流管３の内部に配設されているので、従来例のように、分岐管を設ける必要がなく省スペースであると共に、分岐管のように、主流管３の外側で引き回す必要がなく、分岐管のような大きな圧力損失も発生せず、流体輸送動力コストの増加を抑制できる。
しかも、副流管５が主流管３の内部に配設されているので、従来例のように、分岐管を設ける必要がなく省スペースであると共に、分岐管のように、主流管３の外側で引き回す必要がなく、分岐管のような大きな圧力損失も発生せず、流体輸送動力コストの増加を抑制できる。
【0037】
なお、シャッター弁９の自動制御の場合には、系が一次圧一定の場合、図５に示すように、シャッター弁９の下流側に圧力検知装置１５を設け、シャッター弁９の下流側の二次圧を検知し、この圧力に基づいてアクチュエータ１７を制御するようにしてもよい。この場合、主流路８を流れるＮＧの流量が減少すると圧力損失が低下し、圧力検知装置１５で検知される二次圧が上昇するから、シャッター弁９を閉止方向に動かし、隙間主流路８ａ流路断面積を小さくすることによって副流管５を流れるＮＧ流量が所定値を維持するようにする。逆に、主流路８を流れるＮＧの流量が増加すると圧力損失が大きくなり、圧力検知装置１５で検知される二次圧が低下するから、シャッター弁９の開度を大きくして隙間主流路８ａを流れる量を増やし、副流管５を流れるＮＧ流量を減少させる。
さらには、系が二次圧一定の場合、図６に示すように、圧力検知装置１５をシャッター弁９の上流側に設け、シャッター弁９の上流側の一次圧を検知し、この圧力に基づいてアクチュエータ１７を制御するようにしてもよい。この場合、主流路８を流れるＮＧの流量が減少すると圧力損失が低下し、圧力検知装置１５で検知される一次圧が低下するから、シャッター弁９を閉止方向に動かし、隙間主流路８ａ流路断面積を小さくすることによって副流管５を流れるＮＧ流量が所定値を維持するようにする。逆に、主流路８を流れるＮＧの流量が増加すると圧力損失が大きくなり、圧力検知装置１５で検知される一次圧が上昇するから、シャッター弁９の開度を大きくして隙間主流路８ａを流れる量を増やし、副流管５を流れるＮＧ流量を減少させる。
さらには、系が二次圧一定の場合、図６に示すように、圧力検知装置１５をシャッター弁９の上流側に設け、シャッター弁９の上流側の一次圧を検知し、この圧力に基づいてアクチュエータ１７を制御するようにしてもよい。この場合、主流路８を流れるＮＧの流量が減少すると圧力損失が低下し、圧力検知装置１５で検知される一次圧が低下するから、シャッター弁９を閉止方向に動かし、隙間主流路８ａ流路断面積を小さくすることによって副流管５を流れるＮＧ流量が所定値を維持するようにする。逆に、主流路８を流れるＮＧの流量が増加すると圧力損失が大きくなり、圧力検知装置１５で検知される一次圧が上昇するから、シャッター弁９の開度を大きくして隙間主流路８ａを流れる量を増やし、副流管５を流れるＮＧ流量を減少させる。
【0038】
また、圧力検知装置１５に代えて、流量を検知する流量検知装置１６を設けて、流量検知装置１６の検知信号に基づいてアクチュエータ１７を操作するようにしてもよい。この場合には、副流管５を流れる流体の流量を検知するように流量検知装置１６を設け（図７参照）、流量を一定値に保つようにアクチュエータ１７を操作する。
【0039】
また、流量を検知する流量検知装置１６に代えて、流速を検知する流速検知装置を設けてもよく、この場合、流速検知装置は、図７に示す流量検知装置１６と同じ位置に設け、この流速検知装置の検知信号に基づいて、流速を一定値に保つようにアクチュエータ１７を操作すればよい。
【0040】
さらには、図８に示すように、流量検知装置１６をシャッター弁９の上流側の主流路８と下流側の隙間主流路８ａの両方に設けて、これら２つの流量検知装置１６（本発明の第１流量検知装置、第２流量検知装置）の検知信号に基づいて、一次側と二次側の流量差が一定になるようにアクチュエータ１７を制御するようにしてもよい。
【0041】
［実施の形態２］
実施の形態１においては、流路断面積調整弁としてシャッター弁９を挙げたが、本発明の流路断面積調整弁はこれに限られず、主流路８に直交する軸を中心に回転するバタフライ弁であってもよい。
流路断面積調整弁としてバタフライ弁を用いた流体混合装置２０について、図９、図１０に基づいて説明する。図９（ａ）は、流体混合装置２０の平断面図であり、図９（ｂ）はバタフライ弁を示している。なお、図９、図１０において、図１と同一部分には同一の符号が付してある。
実施の形態１においては、流路断面積調整弁としてシャッター弁９を挙げたが、本発明の流路断面積調整弁はこれに限られず、主流路８に直交する軸を中心に回転するバタフライ弁であってもよい。
流路断面積調整弁としてバタフライ弁を用いた流体混合装置２０について、図９、図１０に基づいて説明する。図９（ａ）は、流体混合装置２０の平断面図であり、図９（ｂ）はバタフライ弁を示している。なお、図９、図１０において、図１と同一部分には同一の符号が付してある。
【0042】
本実施の形態のバタフライ弁２１は、円形板からなる弁体２３と、弁体２３を回転させる回転軸２５と、回転軸２５を操作する操作部２７とを有し、弁体２３における周縁側に偏った位置に円形の開口部２３ａが設けられている。
開口部２３ａは、弁体２３で隙間主流路８ａを閉止した際に、第１流体が副流管５に向かって通過する通路を形成するものである。
副流管５の上流側の端部は、図９、図１０に示すように、主流管３の管壁側に屈曲しており、その上流端が弁体２３の開口部２３ａに位置するようになっている。副流管５の上流側の端部を主流管３の管壁側に屈曲させているのは、弁体２３を回動するときに弁体２３が副流管５に干渉するのを避けるためである。
開口部２３ａは、弁体２３で隙間主流路８ａを閉止した際に、第１流体が副流管５に向かって通過する通路を形成するものである。
副流管５の上流側の端部は、図９、図１０に示すように、主流管３の管壁側に屈曲しており、その上流端が弁体２３の開口部２３ａに位置するようになっている。副流管５の上流側の端部を主流管３の管壁側に屈曲させているのは、弁体２３を回動するときに弁体２３が副流管５に干渉するのを避けるためである。
【0043】
上記のように構成されたバタフライ弁２１においては、閉止状態では、図９に示すように、隙間主流路８ａが弁体２３で閉じられて、弁体２３の開口部２３ａが副流管５と連通している。この状態では、第１流体は全て副流管５を流れることになる。
操作部２７を操作して、図９の矢印で示す方向に回転軸２５を回転することで、図１０に示すように、弁体２３と主流管３の管壁との間に隙間が形成される。この状態では、第１流体は隙間主流路８ａと副流管５の両方を流れることができる。
操作部２７を操作して、図９の矢印で示す方向に回転軸２５を回転することで、図１０に示すように、弁体２３と主流管３の管壁との間に隙間が形成される。この状態では、第１流体は隙間主流路８ａと副流管５の両方を流れることができる。
【0044】
図９、図１０に示す例では、副流管５の上流側の端部を主流管３の管壁側に屈曲させて弁体２３との干渉を避けるようにしているが、同様の目的を達成するために、図１１～図１３に示すように、副流管５を直管として、弁体２３に設ける開口部２３ａを楕円形にしてもよい。
この場合、バタフライ弁２１を全閉にした状態でも、図１２の斜線で示す部分には隙間２９が形成され、全ての第１流体が副流管５を通過するようにすることはできない。しかし、副流管５を直管とすることができ、構造が簡単である。
この場合、バタフライ弁２１を全閉にした状態でも、図１２の斜線で示す部分には隙間２９が形成され、全ての第１流体が副流管５を通過するようにすることはできない。しかし、副流管５を直管とすることができ、構造が簡単である。
【0045】
もっとも、バタフライ弁２１を閉じた状態で図１２に示すような隙間２９が形成されるのを防止するために、図１４～図１６に示すように、副流管５の上流端部に隙間２９を覆うバッフル板３１を設けるようにしてもよい。このようにすれば、図１５に示すように、バタフライ弁２１を閉じた状態で隙間２９が形成されず、全ての第１流体を副流管５に流すことができる。
【0046】
本発明に係るバタフライ弁２１の他の態様として、図１７～図１９に示すように、弁体を、副流管５を挟む２枚の板状の弁体３３によって構成してもよい。
この場合、副流管５の上流端の入口は扁平状に拡径する拡径部３５を有し（図１８参照）、拡径部３５の上流端の側面が主流管３の管壁に当接しており、バタフライ弁２１の２枚の弁体３３は拡径部３５の上下を挟むように設けられている。
このような構造であれば、バタフライ弁２１を全閉にした際に全ての第１流体を副流管５に流すことができる。
この場合、副流管５の上流端の入口は扁平状に拡径する拡径部３５を有し（図１８参照）、拡径部３５の上流端の側面が主流管３の管壁に当接しており、バタフライ弁２１の２枚の弁体３３は拡径部３５の上下を挟むように設けられている。
このような構造であれば、バタフライ弁２１を全閉にした際に全ての第１流体を副流管５に流すことができる。
【0047】
バタフライ弁２１の操作は手動でもよいが、シャッター弁９の操作（図４～図８参照）と同様に、圧力検知装置、流量検知装置、流速検知装置、アクチュエータ、制御部を設けて自動制御するようにしてもよいことはいうまでもない。
【0048】
なお、上記の実施の形態で示した流路断面積調整弁（シャッター弁９、バタフライ弁２１）は、主流路のうちの隙間主流路８ａの流路断面積を調整する態様のものであり、そのため、シャッター弁９は隙間主流路８ａに配置され、バタフライ弁２１は副流管５の上流端に接するように配置されていた。
しかしながら、本発明の流路断面積調整弁は、例えば副流管の上流端の近傍であれば、副流管の上流端よりもさらに上流側の主流路８で前記上流端との間に隙間を空けた状態で配置してもよい。この場合でも、流路断面積調整弁を配置した位置で主流路８の流路断面積を調整することで、副流管５に流入する第１流体の流量を調整できる。
同様の理由で、本発明の流路断面積調整弁は、副流管の下流端に接するように配置したものや、副流管の下流端の近傍に配置したものであってもよい。
しかしながら、本発明の流路断面積調整弁は、例えば副流管の上流端の近傍であれば、副流管の上流端よりもさらに上流側の主流路８で前記上流端との間に隙間を空けた状態で配置してもよい。この場合でも、流路断面積調整弁を配置した位置で主流路８の流路断面積を調整することで、副流管５に流入する第１流体の流量を調整できる。
同様の理由で、本発明の流路断面積調整弁は、副流管の下流端に接するように配置したものや、副流管の下流端の近傍に配置したものであってもよい。
【符号の説明】
【0049】
１ 流体混合装置（実施の形態１）
３ 主流管
５ 副流管
７ 第２流体供給管
７ａ 出口部
８ 主流路
８ａ 隙間主流路
９ シャッター弁
１１ ベンチュリ管
１１ａ のど部
１３ 板状体
１３ａ 凹部
１５ 圧力検知装置
１６ 流量検知装置
１７ アクチュエータ
１９ 制御部
２０ 流体混合装置（実施の形態２）
２１ バタフライ弁
２３ 弁体
２３ａ 開口部
２５ 回転軸
２７ 操作部
２９ 隙間
３１ バッフル板
３３ 弁体
３５ 拡径部
３ 主流管
５ 副流管
７ 第２流体供給管
７ａ 出口部
８ 主流路
８ａ 隙間主流路
９ シャッター弁
１１ ベンチュリ管
１１ａ のど部
１３ 板状体
１３ａ 凹部
１５ 圧力検知装置
１６ 流量検知装置
１７ アクチュエータ
１９ 制御部
２０ 流体混合装置（実施の形態２）
２１ バタフライ弁
２３ 弁体
２３ａ 開口部
２５ 回転軸
２７ 操作部
２９ 隙間
３１ バッフル板
３３ 弁体
３５ 拡径部
【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16】
【図17】
【図18】
【図19】
