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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】2022-12-26
(45)【発行日】2023-01-10
(54)【発明の名称】発電装置及び発電装置の制御方法
(51)【国際特許分類】
F01K 23/10 20060101AFI20221227BHJP
F01D 17/00 20060101ALI20221227BHJP
【ＦＩ】
F01K23/10 Q
F01D17/00 N
F01D17/00 P
F01D17/00 Q
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2019177135
(22)【出願日】2019-09-27
(65)【公開番号】P2021055568
(43)【公開日】2021-04-08
【審査請求日】2021-10-13
(73)【特許権者】
【識別番号】000001199
【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所
(74)【代理人】
【識別番号】100115381
【弁理士】
【氏名又は名称】小谷 昌崇
(74)【代理人】
【識別番号】100137143
【弁理士】
【氏名又は名称】玉串 幸久
(73)【特許権者】
【識別番号】521362885
【氏名又は名称】コベルコ・コンプレッサ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100115381
【弁理士】
【氏名又は名称】小谷 昌崇
(74)【代理人】
【識別番号】100137143
【弁理士】
【氏名又は名称】玉串 幸久
(72)【発明者】
【氏名】壷井 昇
(72)【発明者】
【氏名】桑原 英明
(72)【発明者】
【氏名】山本 祐介
(72)【発明者】
【氏名】富岡 佑介
【審査官】高吉 統久
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２００５／０２４７０５６（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１４－２３８０４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－００７３７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－１００８０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０１３０４６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ０１Ｄ １７／００
Ｆ０１Ｋ ２３／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
媒体ポンプによって送り出された作動媒体を、蒸発器、膨張機及び凝縮器の順に通過させた後に前記媒体ポンプに戻すように循環させることにより、前記蒸発器に供給された加熱媒体の熱を回収する熱回収部と、前記膨張機によって駆動される発電機と、
前記蒸発器と前記膨張機とを繋ぐ管路の管内圧力が所定の上限閾値を上回っているか否かを判定する上限判定処理と、前記管路内の前記作動媒体の過熱度が所定の制御目標範囲に収まっているか否かを判定する過熱度判定処理と、前記媒体ポンプの回転数が所定の回転数閾値を上回っているか否かを判定する回転数判定処理と、を実行する判定処理部と、
前記判定処理部の判定処理の結果に基づいて、前記蒸発器への前記作動媒体の流入量を制御する流入制御部と、を備え、
前記上限判定処理において、前記管内圧力が前記上限閾値以下であるとの判定結果が得られたときに、前記流入制御部は、前記過熱度判定処理の判定結果に基づいて、前記過熱度が前記制御目標範囲に収まるように前記流入量を制御し、
前記上限判定処理において、前記管内圧力が前記上限閾値を上回っているとの判定結果が得られたときに、前記流入制御部は、前記管内圧力が前記上限閾値以下になるように前記流入量を低減させた上で、前記過熱度判定処理の前記判定結果に基づいて、前記過熱度が前記制御目標範囲に収まるように前記流入量を制御し、
前記上限判定処理において、前記管内圧力が前記上限閾値以下であるとの判定結果が得られ、且つ、前記回転数判定処理において、前記媒体ポンプの前記回転数が前記回転数閾値以下であるとの判定結果が得られたときに、前記流入制御部は、前記過熱度判定処理の前記判定結果に基づいて、前記過熱度が前記制御目標範囲に収まるように前記流入量を制御し、
前記回転数判定処理において、前記媒体ポンプの前記回転数が前記回転数閾値を上回っているとの判定結果が得られたときに、前記流入制御部は、前記媒体ポンプの前記回転数を前記回転数閾値以下の値に減らして、前記流入量を減らす、発電装置。
【請求項2】
前記判定処理部は、前記管内圧力が所定の下限閾値を下回っているか否かを判定する下限判定処理を更に実行し、前記管内圧力が、前記下限閾値と前記上限閾値とによって定められた圧力範囲にあるときに、前記流入制御部は、前記過熱度判定処理の前記判定結果に基づいて、前記過熱度が前記制御目標範囲に収まるように、前記流入量を制御し、
前記管内圧力が、前記圧力範囲の外にあるときに、前記流入制御部は、前記管内圧力が前記圧力範囲に収まるように前記流入量を調整した上で、前記過熱度判定処理の前記判定結果に基づいて、前記過熱度が前記制御目標範囲に収まるように前記流入量を制御する
請求項１に記載の発電装置。
【請求項3】
媒体ポンプによって送り出された作動媒体を、蒸発器、膨張機及び凝縮器の順に通過させた後に前記媒体ポンプに戻すように循環させることにより、前記蒸発器に供給された加熱媒体の熱を回収する熱回収部と、前記膨張機によって駆動される発電機と、
前記蒸発器で前記作動媒体と熱交換して、前記作動媒体を蒸発させる前記加熱媒体の温度が所定の温度閾値を上回っているか否かを判定する温度判定処理と、前記温度判定処理において、前記加熱媒体の前記温度が前記温度閾値を上回っているとの判定結果が得られたとき、前記蒸発器と前記膨張機とを繋ぐ管路中の前記作動媒体の過熱度の制御目標範囲を上げて、前記過熱度が当該制御目標範囲に収まっているか否かを判定する過熱度判定処理と、を実行する判定処理部と、
前記過熱度判定処理の結果に基づいて、前記作動媒体の前記過熱度が前記制御目標範囲に収まるように、前記蒸発器への前記作動媒体の流入量を制御する流入制御部と、を備えている
発電装置。
【請求項4】
媒体ポンプによって送り出された作動媒体を、蒸発器、膨張機及び凝縮器の順に通過させた後に前記媒体ポンプに戻すように循環させることにより、前記蒸発器に供給された加熱媒体の熱を回収する熱回収部と、前記膨張機によって駆動される発電機と、
前記蒸発器で前記作動媒体と熱交換して、前記作動媒体を蒸発させる前記加熱媒体の温度が所定の温度閾値を上回っているか否かを判定する温度判定処理と、前記温度判定処理において、前記加熱媒体の前記温度が前記温度閾値以下であるとの判定結果が得られたとき、前記蒸発器と前記膨張機とを繋ぐ管路中の前記作動媒体の過熱度が前記過熱度の第１制御目標範囲に収まっているか否かを判定し、前記加熱媒体の前記温度が前記温度閾値を上回っているとの判定結果が得られたとき、前記第１制御目標範囲よりも高い第２制御目標範囲に前記過熱度が収まっているか否かを判定する過熱度判定処理と、を実行する判定処理部と、
前記加熱媒体の前記温度が前記温度閾値以下であるとの前記判定結果が得られたとき、前記過熱度判定処理の結果に基づいて、前記過熱度が前記第１制御目標範囲に収まるように、前記蒸発器への前記作動媒体の流入量を制御し、前記加熱媒体の前記温度が前記温度閾値を上回っているとの前記判定結果が得られたとき、前記過熱度が前記第２制御目標範囲に収まるように、前記流入量を制御する流入制御部と、を備えている
発電装置。
【請求項5】
媒体ポンプによって送り出された作動媒体を、蒸発器、膨張機及び凝縮器の順に通過させた後に前記媒体ポンプに戻すように循環させるとともに、前記膨張機を用いて発電機を駆動する発電装置の制御方法であって、前記蒸発器と前記膨張機とを繋ぐ管路の管内圧力が所定の上限閾値を上回っているか否かを判定する上限判定処理を実行することと、
前記媒体ポンプの回転数が所定の回転数閾値を上回っているか否かを判定する回転数判定処理を実行することと、
前記管路内の前記作動媒体の過熱度が所定の制御目標範囲に収まっているか否かを判定する過熱度判定処理を実行することと、
前記上限判定処理において、前記管内圧力が前記上限閾値以下であるとの判定結果が得られたときに、前記管路内の前記作動媒体の前記過熱度が前記制御目標範囲に収まるように、前記蒸発器への前記作動媒体の流入量を制御することと、
前記上限判定処理において、前記管内圧力が前記上限閾値を上回っているとの判定結果が得られたときに、前記管内圧力が前記上限閾値以下になるように前記流入量を低減させた後、前記過熱度が前記制御目標範囲に収まるように前記流入量を制御することと、
前記上限判定処理において、前記管内圧力が前記上限閾値以下であるとの判定結果が得られ、且つ、前記回転数判定処理において、前記媒体ポンプの前記回転数が前記回転数閾値以下であるとの判定結果が得られたときに、前記過熱度判定処理の前記判定結果に基づいて、前記過熱度が前記制御目標範囲に収まるように前記流入量を制御することと、
前記回転数判定処理において、前記媒体ポンプの前記回転数が前記回転数閾値を上回っているとの判定結果が得られたときに、前記媒体ポンプの前記回転数を前記回転数閾値以下の値に減らして、前記流入量を減らすことと、を備えている
発電装置の制御方法。
【請求項6】
媒体ポンプによって送り出された作動媒体を、蒸発器、膨張機及び凝縮器の順に通過させた後に前記媒体ポンプに戻すように循環させるとともに、前記膨張機を用いて発電機を駆動する発電装置の制御方法であって、前記蒸発器で前記作動媒体と熱交換し、前記作動媒体を蒸発させる加熱媒体の温度が所定の温度閾値を上回っているか否かを判定する温度判定処理を実行することと、
前記温度判定処理において、前記加熱媒体の前記温度が前記温度閾値を上回っているとの判定結果が得られたとき、前記蒸発器と前記膨張機とを繋ぐ管路中の前記作動媒体の過熱度に対する制御目標範囲を上げて、前記制御目標範囲に前記過熱度が収まっているか否かを判定する過熱度判定処理を実行することと、
前記過熱度判定処理の結果に基づいて、前記作動媒体の前記過熱度が前記制御目標範囲に収まるように前記蒸発器への前記作動媒体の流入量を制御することと、を備えている
発電装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発電装置及び発電装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
蒸発器での加熱媒体との熱交換により気化した作動媒体を、発電機に接続された膨張機に供給し、作動媒体の膨張作用を用いて膨張機及び発電機を駆動する発電装置が開発されている（特許文献１を参照）。発電装置は、蒸発器、発電機及び膨張機に加えて、膨張機で膨張した作動媒体を凝縮する凝縮器と、凝縮した作動媒体を蒸発器へ送出する媒体ポンプとを有している。蒸発器から膨張機へ供給される作動媒体の過熱度が、所定の目標値に近づくように、媒体ポンプから蒸発器への作動媒体の流入量が調整されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１４－４７６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
加熱媒体の温度が高いとき、作動媒体の過熱度が上昇し、目標値を上回ることがある。このとき、過熱度を下げるために、蒸発器への作動媒体の流入量が増やされる。蒸発器への作動媒体の流入量の増加に伴って、高温の加熱媒体との熱交換の下で蒸発する作動媒体の量も増える。作動媒体の蒸発量の増加の結果、蒸発器から膨張機へ作動媒体を案内する管路の管内圧力が増加する。管内圧力が既に高い値に達しているときに、蒸発器への流入量が増やされると、管内圧力は、過度に大きくなる。
【0005】
本発明は、管内圧力を過度に大きくすることなく、高い発電量を達成する発電技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一の局面に係る発電装置は、媒体ポンプによって送り出された作動媒体を、蒸発器、膨張機及び凝縮器の順に通過させた後に前記媒体ポンプに戻すように循環させることにより、前記蒸発器に供給された加熱媒体の熱を回収する熱回収部と、前記膨張機によって駆動される発電機と、前記蒸発器と前記膨張機とを繋ぐ管路の管内圧力が所定の上限閾値を上回っているか否かを判定する上限判定処理と、前記管路内の前記作動媒体の過熱度が所定の制御目標範囲に収まっているか否かを判定する過熱度判定処理と、前記媒体ポンプの回転数が所定の回転数閾値を上回っているか否かを判定する回転数判定処理と、を実行する判定処理部と、前記判定処理部の判定処理の結果に基づいて、前記蒸発器への前記作動媒体の流入量を制御する流入制御部と、を備えている。前記上限判定処理において、前記管内圧力が前記上限閾値以下であるとの判定結果が得られたときに、前記流入制御部は、前記過熱度判定処理の判定結果に基づいて、前記過熱度が前記制御目標範囲に収まるように前記流入量を制御している。前記上限判定処理において、前記管内圧力が前記上限閾値を上回っているとの判定結果が得られたときに、前記流入制御部は、前記管内圧力が前記上限閾値以下になるように前記流入量を低減させた上で、前記過熱度判定処理の前記判定結果に基づいて、前記過熱度が前記制御目標範囲に収まるように前記流入量を制御する。前記上限判定処理において、前記管内圧力が前記上限閾値以下であるとの判定結果が得られ、且つ、前記回転数判定処理において、前記媒体ポンプの前記回転数が前記回転数閾値以下であるとの判定結果が得られたときに、前記流入制御部は、前記過熱度判定処理の前記判定結果に基づいて、前記過熱度が前記制御目標範囲に収まるように前記流入量を制御する。前記回転数判定処理において、前記媒体ポンプの前記回転数が前記回転数閾値を上回っているとの判定結果が得られたときに、前記流入制御部は、前記媒体ポンプの前記回転数を前記回転数閾値以下の値に減らして、前記流入量を減らす。
【0007】
上記の構成によれば、管内圧力が上限閾値を上回っているとの判定結果が得られたときには、流入制御部は、管内圧力が上限閾値以下になるように蒸発器への作動媒体の流入量を低減させる。したがって、管内圧力は、過度に大きくならない。
【0008】
過熱度判定処理の判定結果に基づく流入量の制御は、管内圧力が上限閾値以下となっている条件下で行われる。したがって、過熱度判定処理の判定結果に基づく流入量の制御の結果、流入量が増やされても、管内圧力は、上限閾値以下の値で増加するにすぎず、過度に大きな値を取りにくい。したがって、管内圧力を過度に大きくすることなく、流入量を増やし、蒸発器での作動媒体の蒸発量を増やすことができる。作動媒体の蒸発量の増加の結果、発電機の発電量が増える。すなわち、管内圧力を過度に大きくすることなく、高い発電量を得ることができる。
【0009】
過熱度判定処理は、上限判定処理の後に行われる。仮に、過熱度判定処理に基づく流入量の制御が、上限判定処理の前に行われると、過熱度判定処理に基づく流入量の制御は、管内圧力が既に高い状態の下で行われることもある。過熱度判定処理において、過熱度が制御目標範囲の上限を上回っているとの判定結果が得られた場合、過熱度を制御目標範囲に収めるために蒸発器への作動媒体の流入量が増やされる。この場合、管内圧力が、更に増え、過度に高い値を取ることが想定される。一方、上限判定処理が、過熱度判定処理の前に行われると、管内圧力を上限閾値以下にした上で、過熱度が調整されるので、上述の如く、管内圧力が過度に大きな値を取ることが防止される。上限判定処理において、管内圧力が上限閾値以下であるとの判定結果が得られたとしても、媒体ポンプの回転数が高い状態が続くならば、管内圧力は、その後、過度に高い値を取りうる。上記の構成によれば、回転数判定処理において、媒体ポンプの回転数が回転数閾値を上回っているとの判定結果が得られたときに、流入制御部は、媒体ポンプの回転数を回転数閾値以下の値に減らす。この結果、管内圧力が過度に高い値を取ることが未然に防がれる。
【0010】
上記の構成に関して、前記判定処理部は、前記管内圧力が所定の下限閾値を下回っているか否かを判定する下限判定処理を更に実行してもよい。前記管内圧力が、前記下限閾値と前記上限閾値とによって定められた圧力範囲にあるときに、前記流入制御部は、前記過熱度判定処理の前記判定結果に基づいて、前記過熱度が前記制御目標範囲に収まるように、前記流入量を制御してもよい。前記管内圧力が、前記圧力範囲の外にあるときに、前記流入制御部は、前記管内圧力が前記圧力範囲に収まるように前記流入量を調整した上で、前記過熱度判定処理の前記判定結果に基づいて、前記過熱度が前記制御目標範囲に収まるように前記流入量を制御してもよい。
【0011】
上記の構成によれば、管内圧力が下限閾値と上限閾値とによって定められた圧力範囲の外にあるとき、流入制御部は、管内圧力が圧力範囲内に収まるように流入量を調整する。したがって、管内圧力が、過度に高い値を取ることもないし、過度に低い値を取ることもない。管内圧力が、下限閾値よりも低い場合、管内圧力を圧力範囲に収めるために、流入制御部は、蒸発器への作動媒体の流入量を増やす。この結果、膨張機によって駆動される発電機から出力される電力も増加する。
【0012】
過熱度判定処理における判定結果に基づく流入量の制御は、管内圧力が圧力範囲内に収まっているときに行われる。すなわち、過熱度判定処理における判定結果に基づく流入量の制御が行われるときには、管内圧力は、下限閾値を上回っている。過熱度判定処理における判定結果に基づく流入量の制御の結果、流入量が低減されても、管内圧力は、下限閾値以上の値から低減するにすぎず、過度に小さな値を取りにくい。したがって、膨張機の駆動力は、ある程度の水準以上に保たれ、膨張機によって駆動される発電機からの発電量もある程度の水準以上に保たれる。
【0015】
本発明の他の局面に係る発電装置は、媒体ポンプによって送り出された作動媒体を、蒸発器、膨張機及び凝縮器の順に通過させた後に前記媒体ポンプに戻すように循環させることにより、前記蒸発器に供給された加熱媒体の熱を回収する熱回収部と、前記膨張機によって駆動される発電機と、前記蒸発器で前記作動媒体と熱交換して、前記作動媒体を蒸発させる前記加熱媒体の温度が所定の温度閾値を上回っているか否かを判定する温度判定処理と、前記温度判定処理において、前記加熱媒体の前記温度が前記温度閾値を上回っているとの判定結果が得られたとき、前記蒸発器と前記膨張機とを繋ぐ管路中の前記作動媒体の過熱度の制御目標範囲を上げて、前記過熱度が当該制御目標範囲に収まっているか否かを判定する過熱度判定処理と、を実行する判定処理部と、前記過熱度判定処理の結果に基づいて、前記作動媒体の前記過熱度が前記制御目標範囲に収まるように、前記蒸発器への前記作動媒体の流入量を制御する流入制御部と、を備えている。
【0016】
上記の構成によれば、温度判定処理において、加熱媒体の温度が温度閾値を上回っているとの判定結果が得られると、作動媒体の過熱度に対する制御目標範囲が上げられる。上限が高い値を有しているとき、過熱度は、上限を超えにくくなる。すなわち、過熱度が上限を超えたときにおける流入量を増加させる制御が行われにくくなる。一方、下限が高い値を有しているとき、過熱度は下限を下回りやすくなる。すなわち、過熱度が下回ったときにおける流入量を低減させる制御が行われやすくなる。したがって、加熱媒体の温度が温度閾値を上回っているとの判定結果が得られると、蒸発器への作動媒体の流入量の増加が抑制される。
【0017】
上述の制御目標範囲の設定は、加熱媒体の温度が大きく変化するときに有用である。加熱媒体の温度が高くなればなるほど、蒸発器での作動媒体の蒸発量が増え、蒸発器と膨張機とを繋ぐ管路の管内圧力が高くなりやすくなる。しかしながら、加熱媒体の温度が温度閾値を超えたときには、上述の如く、流入量の増加が抑制されるので、蒸発器内での作動媒体の蒸発量の増加も抑制される。したがって、管内圧力は過度に高くなりにくい。
【0018】
本発明の他の局面に係る発電装置は、媒体ポンプによって送り出された作動媒体を、蒸発器、膨張機及び凝縮器の順に通過させた後に前記媒体ポンプに戻すように循環させることにより、前記蒸発器に供給された加熱媒体の熱を回収する熱回収部と、前記膨張機によって駆動される発電機と、前記蒸発器で前記作動媒体と熱交換して、前記作動媒体を蒸発させる前記加熱媒体の温度が所定の温度閾値を上回っているか否かを判定する温度判定処理と、前記温度判定処理において、前記加熱媒体の前記温度が前記温度閾値以下であるとの判定結果が得られたとき、前記蒸発器と前記膨張機とを繋ぐ管路中の前記作動媒体の過熱度が前記過熱度の第１制御目標範囲に収まっているか否かを判定し、前記加熱媒体の前記温度が前記温度閾値を上回っているとの判定結果が得られたとき、前記第１制御目標範囲よりも高い第２制御目標範囲に前記過熱度が収まっているか否かを判定する過熱度判定処理と、を実行する判定処理部と、前記加熱媒体の前記温度が前記温度閾値以下であるとの前記判定結果が得られたとき、前記過熱度判定処理の結果に基づいて、前記過熱度が前記第１制御目標範囲に収まるように、前記蒸発器への前記作動媒体の流入量を制御し、前記加熱媒体の前記温度が前記温度閾値を上回っているとの前記判定結果が得られたとき、前記過熱度が前記第２制御目標範囲に収まるように、前記流入量を制御する流入制御部と、を備えている。
【0019】
本発明の更に他の局面に係る制御方法は、媒体ポンプによって送り出された作動媒体を、蒸発器、膨張機及び凝縮器の順に通過させた後に前記媒体ポンプに戻すように循環させるとともに、前記膨張機を用いて発電機を駆動する発電装置の制御に利用可能である。制御方法は、前記蒸発器と前記膨張機とを繋ぐ管路の管内圧力が所定の上限閾値を上回っているか否かを判定する上限判定処理を実行することと、前記媒体ポンプの回転数が所定の回転数閾値を上回っているか否かを判定する回転数判定処理を実行することと、前記管路内の前記作動媒体の過熱度が所定の制御目標範囲に収まっているか否かを判定する過熱度判定処理を実行することと、前記上限判定処理において、前記管内圧力が前記上限閾値以下であるとの判定結果が得られたときに、前記管路内の前記作動媒体の前記過熱度が前記制御目標範囲に収まるように、前記蒸発器への前記作動媒体の流入量を制御することと、前記上限判定処理において、前記管内圧力が前記上限閾値を上回っているとの判定結果が得られたときに、前記管内圧力が前記上限閾値以下になるように前記流入量を低減させた後、前記過熱度が前記制御目標範囲に収まるように前記流入量を制御することと、前記上限判定処理において、前記管内圧力が前記上限閾値以下であるとの判定結果が得られ、且つ、前記回転数判定処理において、前記媒体ポンプの前記回転数が前記回転数閾値以下であるとの判定結果が得られたときに、前記過熱度判定処理の前記判定結果に基づいて、前記過熱度が前記制御目標範囲に収まるように前記流入量を制御することと、前記回転数判定処理において、前記媒体ポンプの前記回転数が前記回転数閾値を上回っているとの判定結果が得られたときに、前記媒体ポンプの前記回転数を前記回転数閾値以下の値に減らして、前記流入量を減らすことと、を備えている。
【0020】
本発明の更に他の局面に係る制御方法は、媒体ポンプによって送り出された作動媒体を、蒸発器、膨張機及び凝縮器の順に通過させた後に前記媒体ポンプに戻すように循環させるとともに、前記膨張機を用いて発電機を駆動する発電装置の制御に利用可能である。制御方法は、前記蒸発器で前記作動媒体と熱交換し、前記作動媒体を蒸発させる加熱媒体の温度が所定の温度閾値を上回っているか否かを判定する温度判定処理を実行することと、前記温度判定処理において、前記加熱媒体の前記温度が前記温度閾値を上回っているとの判定結果が得られたとき、前記蒸発器と前記膨張機とを繋ぐ管路中の前記作動媒体の過熱度に対する制御目標範囲を上げて、前記制御目標範囲に前記過熱度が収まっているか否かを判定する過熱度判定処理を実行することと、前記過熱度判定処理の結果に基づいて、前記作動媒体の前記過熱度が前記制御目標範囲に収まるように前記蒸発器への前記作動媒体の流入量を制御することと、を備えている。
【発明の効果】
【0021】
上述の発電技術は、管内圧力を過度に大きくすることなく、高い発電量を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】第１実施形態の発電装置の概略図である。
【図2】発電装置の判定処理部及び流入制御部の例示的な動作を表す概略的なフローチャートである。
【図3】判定処理部及び流入制御部の他の例示的な動作を表す概略的なフローチャートである。
【図4】回転数判定処理を行う発電装置の概略図である。
【図5】回転数判定処理を行う判定処理部の例示的な動作を表す概略的なフローチャートである。
【図6】第２実施形態の発電装置の概略図である。
【図7】判定処理部の過熱度判定処理において用いられる判定基準の概念的なグラフである。
【図8】判定処理部及び流入制御部の例示的な動作を表す概略的なフローチャートである。
【図9】過熱度判定処理において用いられる判定基準の概念的なグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0023】
【0024】
発電装置１００は、作動媒体を用いて、作動媒体より高温の加熱媒体から熱を回収するように構成された熱回収部１１０と、発電機１２０とを備えている。
【0025】
熱回収部１１０は、ランキンサイクルを実行するように構成されている。熱回収部１１０は、作動媒体を吐出する媒体ポンプ１１１と、媒体ポンプ１１１の吐出口と吸込口とに接続され、作動媒体が循環する循環経路を形成している循環路１１２とを備えている。熱回収部１１０は、循環路１１２上に配置された蒸発器１１３、膨張機１１４及び凝縮器１１５を更に備えている。蒸発器１１３、膨張機１１４及び凝縮器１１５は、媒体ポンプ１１１から送り出された作動媒体が、これらを順次通過するように配置されている。
【0026】
蒸発器１１３は、作動媒体を加熱媒体と熱交換させ、加熱媒体の熱を作動媒体に回収させるように構成されている。加熱媒体は、作動媒体を気化させるのに十分な高温の流体であり、発電装置１００の外部から供給されている。加熱媒体は、エンジンからの排ガスや、作動媒体を気化させるのに十分に高い温度を有する他の流体であってもよい。
【0027】
膨張機１１４は、蒸発器１１３で気化した作動媒体を吸い込み、作動媒体の膨張作用によって、内部のロータが回転するように構成されている。膨張機１１４のロータは、発電機１２０に接続され、発電機１２０を駆動する。
【0028】
凝縮器１１５は、膨張機１１４から流出した作動媒体を、発電装置１００の外部から供給された冷却媒体と熱交換させるように構成されている。冷却媒体として、作動媒体を液化させるのに十分に低い温度を有する流体（たとえば、海水、水やクーラントなど）が用いられている。
【0029】
媒体ポンプ１１１は、蒸発器１１３と膨張機１１４とを繋ぐ管路１１６（上述の循環路１１２の一部）の管内圧力（すなわち、蒸発器１１３の出口から膨張機１１４の入口へ至る循環路１１２の管内圧力）と、管路１１６を流れる作動媒体の過熱度とに基づいて制御される。媒体ポンプ１１１の制御に利用される制御関連部位として、発電装置１００は、流入制御部１３１、圧力検出部１３２、温度検出部１３３及び判定処理部１３４を備えている。
【0030】
圧力検出部１３２及び温度検出部１３３はともに、管路１１６に取り付けられている。圧力検出部１３２として、管路１１６の管内圧力を検出可能な圧力センサが利用可能である。温度検出部１３３として、管路１１６を流れる作動媒体の温度を検出可能な温度センサが利用可能である。
【0031】
判定処理部１３４は、管内圧力及び作動媒体の温度を表す検出信号を圧力検出部１３２及び温度検出部１３３からそれぞれ受信するように、圧力検出部１３２及び温度検出部１３３に、有線式又は無線式に接続されている。判定処理部１３４は、圧力検出部１３２及び温度検出部１３３からの検出信号によって表される情報を用いて、所定の判定処理を行うように構成されている。加えて、判定処理部１３４は、判定処理から得られた判定結果を、流入制御部１３１に伝達するように構成されている。
【0032】
流入制御部１３１は、判定処理部１３４から伝達された判定結果に基づいて、媒体ポンプ１１１の回転数を維持するか、増加するか、低減するかのいずれかの動作内容を決定するように構成されている。流入制御部１３１は、媒体ポンプ１１１が、決定された動作内容で動作するように、駆動信号を生成するように構成されている。すなわち、流入制御部１３１は、判定処理部１３４から得られた判定結果に基づいて、媒体ポンプ１１１を制御するように構成されている。媒体ポンプ１１１に対する制御を通じて、蒸発器１１３への作動媒体の流入量が制御される。判定処理部１３４及び流入制御部１３１は、上述の判定処理及び動作内容の決定を行うプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）及び駆動信号を生成する信号生成回路を用いて形成されてもよい。
【0033】
発電装置１００内の作動媒体の流れが以下に説明される。
【0034】
液相の作動媒体が、媒体ポンプ１１１によって、蒸発器１１３へ送り出される。作動媒体は、蒸発器１１３に流入し、加熱媒体と熱交換する。この結果、作動媒体は気化する。気化した作動媒体は、膨張機１１４に流入し、膨張機１１４内で膨張する。膨張機１１４内での作動媒体の膨張の結果、膨張機１１４のロータが回転し、ロータに接続された発電機１２０は、電力を生成する。膨張機１１４での仕事に利用された作動媒体は、膨張機１１４から凝縮器１１５に流入する。作動媒体は、凝縮器１１５で、冷却媒体と熱交換し、液相に戻る。液相の作動媒体は、媒体ポンプ１１１によって吸い込まれた後、蒸発器１１３へ再度送り込まれる。
【0035】
【0036】
判定処理部１３４の判定処理のために、管路１１６の管内圧力に対して上限閾値が設定されている。上限閾値は、管内圧力が管路１１６の耐圧能力を上回らないように、管路１１６が許容する最大の内圧よりも小さな値に設定されている。上限閾値と管路１１６の最大内圧との間の差は、上限閾値を超えて増加する管内圧力が取ることが予測される最大値を考慮して定められることが好ましい。
【0037】
加えて、管路１１６を流れる作動媒体の過熱度に対して、制御目標範囲が設定されている。例えば、制御目標範囲の下限は、発電機１２０の発電量が下限許容値（発電量に対して許容される下限値又は発電機１２０の回転数が発電機１２０が安定して発電を行うことができる回転数の下限値）を下回らないように設定された所定の値を取っていてもよい。制御目標範囲の上限は、膨張機１１４及び発電機１２０の能力の上限を考慮して設定された所定の値を取っている。
【0038】
判定処理部１３４は、圧力検出部１３２及び温度検出部１３３からの検出信号の受信を待つ（ステップＳ１１０）。判定処理部１３４が、検出信号を受信すると、これらの検出信号が表す管内圧力及び作動媒体の温度から作動媒体の過熱度を算出する（ステップＳ１２０）。判定処理部１３４は、その後、上述の上限閾値を用いた上限判定処理を実行する（ステップＳ１３０）。上限判定処理に関して、判定処理部１３４は、圧力検出部１３２からの検出信号が表す管内圧力を、上限閾値と比較し、管内圧力が上限閾値を上回っているか否かを判定する。管内圧力が、上限閾値を上回っていれば（ステップＳ１３０：Ｙｅｓ）、管内圧力が、上限閾値を上回っていることを表す判定結果が、判定処理部１３４から流入制御部１３１に伝達される。この場合、流入制御部１３１は、媒体ポンプ１１１の回転数を低減することを決定する（ステップＳ１５０）。流入制御部１３１は、媒体ポンプ１１１の回転数が下がるように、駆動信号を生成する。駆動信号は、流入制御部１３１から媒体ポンプ１１１へ出力され、媒体ポンプ１１１は、低減された回転数で回転する。媒体ポンプ１１１の回転数が減らされると、蒸発器１１３への作動媒体の流入量及び蒸発器１１３での作動媒体の気化量が減り、管路１１６の管内圧力が減少する。その後、ステップＳ１１０が再度実行される。ステップＳ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１３０及びＳ１５０からなる処理ループは、ステップＳ１３０の上限判定処理において、管内圧力が上限閾値を上回っていないとの判定結果が得られるまで繰り返される。
【0039】
管内圧力が、上限閾値を上回っていなければ（ステップＳ１３０：Ｎｏ）、判定処理部１３４は、上述の制御目標範囲を用いた過熱度判定処理を実行する（ステップＳ１４０）。過熱度判定処理に関して、判定処理部１３４は、上述の制御目標範囲の下限及び上限を、ステップＳ１２０で算出された過熱度と比較し、管路１１６内の作動媒体の過熱度が、制御目標範囲に収まっているか否かを判定する。過熱度が、制御目標範囲の下限以上上限以下であれば（ステップＳ１４０：Ｙｅｓ）、過熱度が制御目標範囲内にあるという判定結果が、判定処理部１３４から流入制御部１３１に伝達される。この場合、流入制御部１３１は、媒体ポンプ１１１の回転数を維持することを決定する（ステップＳ１６０）。流入制御部１３１は、流入制御部１３１の回転数を維持するように、駆動信号を生成する。駆動信号は、流入制御部１３１から媒体ポンプ１１１へ出力され、媒体ポンプ１１１は、回転数を変えることなく、作動媒体を蒸発器１１３へ吐出する。この結果、管路１１６内の作動媒体の過熱度は、制御目標範囲内に留まる。その後、ステップＳ１１０が再度実行される。
【0040】
過熱度が、制御目標範囲の下限を下回っていれば（ステップＳ１４０：Ｎｏ，下）、過熱度が、制御目標範囲の下限を下回っているという判定結果が、判定処理部１３４から流入制御部１３１に伝達される。この場合、流入制御部１３１は、媒体ポンプ１１１の回転数を低減することを決定する（ステップＳ１５０）。流入制御部１３１は、媒体ポンプ１１１の回転数が下がるように、駆動信号を生成する。駆動信号は、流入制御部１３１から媒体ポンプ１１１へ出力され、媒体ポンプ１１１は、低減された回転数で回転する。媒体ポンプ１１１の回転数が減らされると、媒体ポンプ１１１から蒸発器１１３への作動媒体の流入量が減るので、管路１１６内の作動媒体の過熱度が増加する。この結果、作動媒体の過熱度は、制御目標範囲に収まる。その後、ステップＳ１１０が再度実行される。
【0041】
過熱度が、制御目標範囲の上限を上回っていれば（ステップＳ１４０：Ｎｏ，上）、過熱度が、制御目標範囲の上限を上回っているという判定結果が、判定処理部１３４から流入制御部１３１に伝達される。この場合、流入制御部１３１は、媒体ポンプ１１１の回転数を増加することを決定する（ステップＳ１７０）。流入制御部１３１は、流入制御部１３１の回転数を増加するように、駆動信号を生成する。駆動信号は、流入制御部１３１から媒体ポンプ１１１へ出力され、媒体ポンプ１１１は、増加された回転数で回転する。媒体ポンプ１１１から蒸発器１１３への作動媒体の流入量が増えるので、管路１１６内の作動媒体の過熱度が低下する。この結果、作動媒体の過熱度は、制御目標範囲に収まる。その後、ステップＳ１１０が再度実行される。
【0042】
上述の如く、ステップＳ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１３０及びＳ１５０からなる処理ループは、ステップＳ１３０の上限判定処理において、管内圧力が上限閾値を上回っていないとの判定結果が得られるまで繰り返される。したがって、ステップＳ１４０の過熱度判定処理は、管内圧力が上限閾値を上回っていないという条件の下で行われる。すなわち、過熱度判定処理に基づく作動媒体の流入量の制御は、管内圧力が上限閾値を上回っていないという条件の下で行われる。過熱度判定処理に基づく作動媒体の流入量の制御が行われるときに、蒸発器１１３への流入量が増やされても、管内圧力は、上限閾値以下の値から増加するにすぎず、管内圧力は、過度に大きな値にならない。
【0043】
過熱度判定処理に用いられる制御目標範囲の下限は、発電機１２０の発電量が、下限許容値を下回らないように設定されている。したがって、過熱度が制御目標範囲の下限以上であるときは、発電機１２０は、下限許容値を上回る電力を生成することができる。
【0044】
過熱度が、制御目標範囲の下限を下回っている状況の下で、過熱度を上昇させると、発電機１２０の発電量が増加する。図２を参照して説明された制御によれば、過熱度が、制御目標範囲の下限を下回っているとき、ステップＳ１５０が実行され、媒体ポンプ１１１の回転数が下げられる（すなわち、蒸発器１１３への作動媒体の流入量が減らされる）。この結果、蒸発器１１３から流出する作動媒体の過熱度が増加する。過熱度の増加の結果、発電機１２０の発電量は増加する。したがって、発電機１２０の発電量は、ある程度高い水準に保たれ得る。
【0045】
上限判定処理は、過熱度判定処理の前に行われる。仮に、過熱度判定処理が、上限判定処理の前に行われると、過熱度判定処理に基づく作動媒体の流入量の制御は、管内圧力が既に高い値に達している状況の下で行われうる。この場合、過熱度判定処理において、過熱度が制御目標範囲の上限よりも高いとの判定結果が得られるならば、蒸発器１１３への作動媒体の流入量が増やされ、管内圧力が更に増加する。一方、図２を参照して説明された制御によれば、上限判定処理が、過熱度判定処理の前に行われる。したがって、管内圧力が上限閾値を超えているときには、ステップＳ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１３０及びＳ１５０からなる処理ループの下で、蒸発器１１３への作動媒体の流入量が減らされ、管内圧力が低減される。管内圧力の低減がなされた上で、過熱度判定処理に基づく作動媒体の流入量の制御が実行されるので、管内圧力は、過度に高い値を取らない。
【0046】
図２に示される判定処理において、管内圧力は、上限閾値と比較されている。しかしながら、管内圧力は、追加的に、所定の下限閾値と比較され、管内圧力が下限閾値を下回っているか否かが判定されてもよい（下限判定処理）。下限閾値は、管内圧力が下限閾値を下回ったとしても、発電機１２０の発電量が、下限許容値を下回らないように設定されていてもよい。加えて、過熱度の算出は、過熱度判定処理が行われるときに実行されてもよい。図３は、これらの変更が加えられた判定処理を表す概略的なフローチャートである。
【0047】
下限判定処理（ステップＳ１３１）は、ステップＳ１１０の後に、判定処理部１３４によって上限判定処理とともに行われる。下限判定処理において、管内圧力が下限閾値を下回っているとの判定結果が得られれば（ステップＳ１３１：Ｎｏ，下限閾値＞管内圧力）、当該判定結果が、判定処理部１３４から流入制御部１３１へ出力される。流入制御部１３１は、判定結果に基づき、媒体ポンプ１１１の回転数を増加する（ステップＳ１７０）。
【0048】
下限判定処理において、管内圧力が下限閾値以上であるとの判定結果が得られ、且つ、上限判定処理において、管内圧力が上限閾値以下であるとの判定結果が得られたことを条件として（ステップＳ１３１：Ｙｅｓ）、過熱度の算出（ステップＳ１３２）及び過熱度判定処理（ステップＳ１４０）が行われる。ステップＳ１３２の過熱度の演算処理は、図２を参照して説明されたステップＳ１２０と同様である。
【0049】
上限判定処理に加えて、下限判定処理が行われるので、下限判定処理において、管内圧力が下限閾値よりも低いとの判定結果が得られたときには、流入制御部１３１は、媒体ポンプ１１１の回転数が増加される。この結果、媒体ポンプ１１１から蒸発器１１３への作動媒体の流入量が増える。作動媒体の流入量の増加の結果、発電量が増加する。
【0050】
過熱度の算出は、過熱度判定処理が行われる条件（すなわち、管内圧力が下限閾値以上上限閾値以下の圧力範囲内にあるとの条件）が整ったときに行われる。過熱度判定処理が行われないときには、過熱度の算出は行われない。この結果、不必要な演算処理が削減され、判定処理部１３４の演算負荷が低減される。
【0051】
判定処理部１３４は、上限判定処理に加えて、媒体ポンプ１１１の回転数が、所定の回転数閾値を上回っているか否かを判定してもよい（回転数判定処理）。回転数閾値は、媒体ポンプ１１１の回転数が回転数閾値を超えて増加したときの予測される最大値を考慮して設定されている。媒体ポンプ１１１が、予測された最大値で回転しても、管内圧力が、管路１１６の耐圧能力以下に設定された所定の値を超えないように、回転数閾値の大きさが定められていてもよい。回転数判定処理を実行する発電装置１００の概略図が、図４に示されている。回転数判定処理を含む判定処理部１３４の動作を表すフローチャートが、図５に示されている。図１及び図５を参照して、回転数判定処理が説明される。
【0052】
判定処理部１３４が、回転数判定処理を行う場合、媒体ポンプ１１１の回転数を表す回転数信号が、判定処理部１３４に出力される。回転数信号は、たとえば、媒体ポンプ１１１の回転数を検出するように媒体ポンプ１１１に取り付けられたエンコーダといった速度検出器１３６によって生成されてもよい。この場合、回転数信号は、速度検出器１３６から判定処理部１３４へ出力される。
【0053】
判定処理部１３４は、回転数信号を、圧力検出部１３２及び温度検出部１３３からの検出信号とともに受信する（ステップＳ１１１）。その後、過熱度の算出（ステップＳ１２０）及び上限判定処理（ステップＳ１３０）が順次実行される。上限判定処理の後に、回転数判定処理が実行される（ステップＳ１３３）。
【0054】
回転数判定処理に関して、判定処理部１３４は、回転数信号が表す回転数を、回転数閾値と比較する。媒体ポンプ１１１の回転数が、回転数閾値を上回っていれば（ステップＳ１３３：Ｎｏ）、回転数が、回転数閾値を上回っていることを表す判定結果が、判定処理部１３４から流入制御部１３１に伝達される。流入制御部１３１は、判定結果に基づいて、媒体ポンプ１１１の回転数を回転数閾値以下の値まで低減し（ステップＳ１５０）、媒体ポンプ１１１から蒸発器１１３への作動媒体の流入量を減らす。回転数判定処理において、回転数が、回転数閾値を上回っていないとの判定結果が得られたことを条件として（ステップＳ１３３：Ｙｅｓ）、判定処理部１３４は、過熱度判定処理（ステップＳ１４０）を実行する。
【0055】
媒体ポンプ１１１の回転数が、回転数閾値を超えている場合、圧力検出部１３２が検出している管内圧力が低くとも、管内圧力が、その後増加し、上限閾値を上回ることが予測される。しかしながら、回転数判定処理が行われ、媒体ポンプ１１１の回転数が、回転数閾値を超えている場合には、回転数が下げられるので、管内圧力が、上限閾値を上回ることが未然に防止される。
【0056】
図５に示される一連の処理において、回転数判定処理は、上限判定処理の後に行われている。しかしながら、回転数判定処理は、上限判定処理の前に行われてもよいし、上限判定処理と同時に行われてもよい。
【0057】
【0058】
上述の実施形態に関して、過熱度判定処理は、上限判定処理の後に行われている。しかしながら、過熱度は、発電装置１００が作動している間において常時監視されていてもよい。過熱度判定処理に基づく作動媒体の流入量の制御が、上限判定処理の後に行われている限り、管内圧力の過度の上昇が上述の如く抑制される。
【0059】
上述の実施形態に関して、熱回収部１１０は、蒸発器１１３で蒸発された作動媒体を更に加熱する過熱器を更に有していてもよい。
【0060】
上述の実施形態に関して、速度検出器１３６は、媒体ポンプ１１１の回転数を検出している。しかしながら、速度検出器１３６は、媒体ポンプ１１１を駆動するモータのインバータ周波数を検出してもよい。
【0061】
上述の実施形態に関して、蒸発器１１３への作動媒体の流入量は、媒体ポンプ１１１の回転数の制御を通じて調整されている。回転数に対する制御に加えて、媒体ポンプ１１１から吐出された作動媒体の一部が流入するとともに、流入した作動媒体が媒体ポンプ１１１を迂回して媒体ポンプ１１１の上流に戻るように構成されたバイパス流路を用いて、蒸発器１１３への流入量が調整されてもよい。この場合、バイパス流路に設けられた弁体の開度を制御することによって、蒸発器１１３への作動媒体の流入量が調整される。
【0062】
【0063】
発電装置１００Ａは、蒸発器１１３に流入する加熱媒体の温度を検出する温度検出部１３５を更に備えている点及び判定処理部１３４の判定処理において、発電装置１００とは相違している。これらの相違点を除いて、発電装置１００の説明は、発電装置１００Ａに援用される。
【0064】
温度検出部１３５は、加熱媒体の流れ方向において、蒸発器１１３の上流で配管された管路に取り付けられている。温度検出部１３５は、蒸発器１１３の上流の管路を流れる加熱媒体の温度を検出可能な温度センサが利用可能である。
【0065】
温度検出部１３５は、加熱媒体の温度を表す検出信号を生成するように構成されている。検出信号が、温度検出部１３５から判定処理部１３４へ出力されるように、温度検出部１３５は、判定処理部１３４に有線式又は無線式に接続されている。
【0066】
判定処理部１３４は、上述の上限判定処理に代えて、温度判定処理を実行する。判定処理部１３４は、温度判定処理において、温度検出部１３５からの検出信号が表している加熱媒体の温度を、所定の温度閾値と比較し、加熱媒体の温度が温度閾値を上回っているか否かを判定する。
【0067】
判定処理部１３４は、温度判定処理の後に、過熱度判定処理を実行する。過熱度判定処理において、判定処理部１３４は、温度判定処理の結果に応じて相異なる判定基準を用いる。図７は、過熱度判定処理において用いられる判定基準の概念的なグラフである。図２、図６及び図７を参照して、判定処理部１３４の過熱度判定処理が説明される。
【0068】
【0069】
温度判定処理において、加熱媒体の温度が、温度閾値以下であるとの判定結果（ステップＳ１３４：Ｎｏ）が得られたとき、判定処理部１３４は、第１制御目標範囲を用いて、過熱度が第１制御目標範囲内に収まっているか否かを判定する。第１制御目標範囲の下限及び上限は、加熱媒体の温度によらず一定値を取っている。第１制御目標範囲は、図２を参照して説明された制御目標範囲と同様である。図２を参照して説明された制御目標範囲に関する説明は、第１制御目標範囲に援用される。
【0070】
温度判定処理において、加熱媒体の温度が、温度閾値を上回っているとの判定結果（ステップＳ１３４：Ｙｅｓ）が得られたとき、判定処理部１３４は、第１制御目標範囲よりも高い第２制御目標範囲を用いて、過熱度が第２制御目標範囲内に収まっているか否かを判定する。第２制御目標範囲の下限は、第１制御目標範囲の下限よりも大きな値に設定されている。第２制御目標範囲の上限は、第１制御目標範囲の上限よりも大きな値に設定されている。第２制御目標範囲の下限及び上限は、加熱媒体の温度が温度閾値よりも大きくなればなるほど、大きな値を取っている。図７において、加熱媒体の温度が温度閾値にあるとき、第１制御目標範囲の上限値は、第２制御目標範囲の上限値に一致し、第１制御目標範囲の下限値は、第２制御目標範囲の下限値に一致している。代替的に、加熱媒体の温度が温度閾値にあるとき、第２制御目標範囲の上限値は、第１制御目標範囲の上限値よりも大きくてもよく、第２制御目標範囲の下限値は、第１制御目標範囲の下限値よりも大きくてもよい。図７において、第２制御目標範囲の下限及び上限は、線形的に増加しているけれども、非線形的に増加してもよい。図７の第２制御目標範囲の上限と下限との差は、図７の第１制御目標範囲の上限と下限との差に等しい。代替的に、第２制御目標範囲の上限と下限との差は、第１制御目標範囲の上限と下限との差よりも大きくてもよいし、小さくてもよい。
【0071】
温度閾値及び第２制御目標範囲の設定に関して、第１制御目標範囲を用いた過熱度判定処理の下では、管路１１６の管内圧力が、管路１１６の耐圧能力を考慮して設定された設定圧力に近づきすぎる虞がある作動媒体の単位時間当たりの蒸発量が考慮されている。すなわち、温度閾値は、第１制御目標範囲を用いた過熱度判定処理の下では、単位時間の作動媒体の蒸発量が大きくなりすぎると予測される値に設定されている。第２制御目標範囲の下限及び上限は、温度閾値を超える加熱媒体の温度の下で、単位時間当たりの作動媒体の蒸発量が大きくなりすぎないように設定されている。
【0072】
【0073】
判定処理部１３４は、温度検出部１３３，１３５及び圧力検出部１３２からの検出信号の受信を待ち（ステップＳ１１２）、これらの検出信号の受信の後、過熱度が算出される（ステップＳ１２０）。過熱度の算出の後、温度判定処理（ステップＳ１３４）が実行される。
【0074】
温度判定処理（ステップＳ１３４）において、判定処理部１３４は、温度検出部１３５からの検出信号が表している加熱媒体の温度を、温度閾値と比較する。加熱媒体の温度が温度閾値を上回っていないとの判定結果（ステップＳ１３４：Ｎｏ）が得られれば、判定処理部１３４は、第１制御目標範囲を用いて、過熱度判定処理（ステップＳ１４１）を実行する。加熱媒体の温度が温度閾値を上回っているとの判定結果（ステップＳ１３４：Ｙｅｓ）が得られれば、判定処理部１３４は、第２制御目標範囲を用いて、過熱度判定処理（ステップＳ１４２）を実行する。
【0075】
過熱度判定処理（ステップＳ１４１，Ｓ１４２）において、以下のいずれかの判定結果が得られる。
（判定結果１）算出された過熱度（ステップＳ１２０）が、第１制御目標範囲又は第２制御目標範囲の下限を下回っているとの判定結果（ステップＳ１４１：Ｎｏ，下、又は、ステップＳ１４２：Ｎｏ，下）。
（判定結果２）算出された過熱度（ステップＳ１２０）が、第１制御目標範囲又は第２制御目標範囲の範囲内に収まっているとの判定結果（ステップＳ１４１：Ｙｅｓ、又は、ステップＳ１４２：Ｙｅｓ）。
（判定結果３）算出された過熱度（ステップＳ１２０）が、第１制御目標範囲又は第２制御目標範囲の範囲を上回っているとの判定結果（ステップＳ１４１：Ｎｏ，上、又は、ステップＳ１４２：Ｎｏ，上）。
（判定結果１）算出された過熱度（ステップＳ１２０）が、第１制御目標範囲又は第２制御目標範囲の下限を下回っているとの判定結果（ステップＳ１４１：Ｎｏ，下、又は、ステップＳ１４２：Ｎｏ，下）。
（判定結果２）算出された過熱度（ステップＳ１２０）が、第１制御目標範囲又は第２制御目標範囲の範囲内に収まっているとの判定結果（ステップＳ１４１：Ｙｅｓ、又は、ステップＳ１４２：Ｙｅｓ）。
（判定結果３）算出された過熱度（ステップＳ１２０）が、第１制御目標範囲又は第２制御目標範囲の範囲を上回っているとの判定結果（ステップＳ１４１：Ｎｏ，上、又は、ステップＳ１４２：Ｎｏ，上）。
【0076】
得られた判定結果は、判定処理部１３４から流入制御部１３１へ伝達される。上述の判定結果１が、流入制御部１３１へ出力されると、流入制御部１３１は、媒体ポンプ１１１の回転数を下げる（ステップＳ１５０）。この場合、蒸発器１１３への作動媒体の流入量が減るので、管路１１６での作動媒体の過熱度が増加し、制御目標範囲に収まる。上述の判定結果２が、流入制御部１３１へ出力されると、流入制御部１３１は、媒体ポンプ１１１の回転数を維持する（ステップＳ１６０）。この場合、管路１１６での作動媒体の過熱度は、制御目標範囲内に留まる。上述の判定結果３が、流入制御部１３１へ出力されると、流入制御部１３１は、媒体ポンプ１１１の回転数を上げる（ステップＳ１７０）。この場合、蒸発器１１３への作動媒体の流入量が増えるので、管路１１６での作動媒体の過熱度が低下し、制御目標範囲に収まる。
【0077】
温度閾値よりも高い温度範囲では、第２制御目標範囲の上限は、第１制御目標範囲の上限よりも大きな値に設定されているので、判定結果３は、第２制御目標範囲が用いられているとき（ステップＳ１４２）において、第１制御目標範囲が用いられているとき（ステップＳ１４１）よりも得られにくい。一方、第２制御目標範囲の下限は、第１制御目標範囲の下限よりも大きな値に設定されている。したがって、判定結果１は、第２制御目標範囲が用いられているとき（ステップＳ１４２）において、第１制御目標範囲が用いられているとき（ステップＳ１４１）よりも得られやすい。したがって、ステップＳ１４２が実行されたときには、媒体ポンプ１１１の回転数を上げる制御（ステップＳ１７０）が行われにくくなっている一方で、媒体ポンプ１１１の回転数を下げる制御（ステップＳ１５０）が行われやすくなっている。すなわち、ステップＳ１４２が実行されたときには、媒体ポンプ１１１から蒸発器１１３への作動媒体の供給が抑制される。この結果、蒸発器１１３での作動媒体の蒸発及び管路１１６の管内圧力の増加も抑制される。
【0078】
上述の実施形態に関して、判定処理部１３４は、１つの温度閾値を用いて、判定処理を行っている。しかしながら、判定処理部１３４は、複数の温度閾値を用いて、判定処理を行ってもよい。複数の温度閾値が用いられたときの判定処理部１３４の判定処理が、図６及び図９を参照して説明される。図９は、過熱度判定処理において用いられる判定基準の概念的なグラフである。
【0079】
【0080】
図９に示されている記号「Ｔ１」～「Ｔ４」は、温度判定処理に用いられる温度閾値である（Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３＜Ｔ４）。過熱度判定処理において、温度閾値Ｔ１～Ｔ４によって区分された５つの制御目標範囲が用いられる。温度判定処理において、加熱媒体の温度が、温度閾値Ｔ１以下であるとの判定結果が得られたときに、過熱度判定処理において用いられる制御目標範囲は、以下の説明において、「第１制御目標範囲」と称される。温度判定処理において、加熱媒体の温度が、温度閾値Ｔ１より大きく温度閾値Ｔ２以下であるとの判定結果が得られたときに、過熱度判定処理において用いられる制御目標範囲は、以下の説明において、「第２制御目標範囲」と称される。温度判定処理において、加熱媒体の温度が、温度閾値Ｔ２より大きく温度閾値Ｔ３以下であるとの判定結果が得られたときに、過熱度判定処理において用いられる制御目標範囲は、以下の説明において、「第３制御目標範囲」と称される。温度判定処理において、加熱媒体の温度が、温度閾値Ｔ３より大きく温度閾値Ｔ４以下であるとの判定結果が得られたときに、過熱度判定処理において用いられる制御目標範囲は、以下の説明において、「第４制御目標範囲」と称される。温度判定処理において、加熱媒体の温度が、温度閾値Ｔ４を上回っているとの判定結果が得られたときに、過熱度判定処理において用いられる制御目標範囲は、以下の説明において、「第５制御目標範囲」と称される。
【0081】
第１制御目標範囲乃至第５制御目標範囲それぞれの下限及び上限は、一定である。しかしながら、下限及び上限は、第１制御目標範囲乃至第５制御目標範囲間で互いに相違している。第２制御目標範囲の下限及び上限は、第１制御目標範囲の下限及び上限よりも大きい。第３制御目標範囲の下限及び上限は、第２制御目標範囲の下限及び上限よりも大きい。第４制御目標範囲の下限及び上限は、第３制御目標範囲の下限及び上限よりも大きい。第５制御目標範囲の下限及び上限は、第４制御目標範囲の下限及び上限よりも大きい。
【0082】
過熱度判定処理において、第１制御目標範囲乃至第５制御目標範囲のうちいずれか１つが、加熱媒体の温度（温度検出部１３５によって検出された温度）に基づいて選択される。過熱度判定処理において、過熱度が、選択された制御目標範囲の下限を下回っているとの判定結果が得られると、流入制御部１３１は、媒体ポンプ１１１の回転数を下げる。過熱度判定処理において、過熱度が、選択された制御目標範囲の上限を上回っているとの判定結果が得られると、流入制御部１３１は、媒体ポンプ１１１の回転数を上げる。図９に示される制御目標範囲の設定の下でも、加熱媒体の温度が増加するにつれて、媒体ポンプ１１１から蒸発器１１３への作動媒体の流入量及び管路１１６の管内圧力の増加が抑制される。
【0083】
上述の実施形態において、温度検出部１３５は、蒸発器１１３の上流で配管された管路を流れる加熱媒体の温度を検出している。しかしながら、温度検出部１３５は、蒸発器１１３の下流で配管された管路を流れる加熱媒体の温度を検出してもよい。
【産業上の利用可能性】
【0084】
上述の実施形態の技術は、電力の生成が必要とされる様々な技術分野に好適に利用される。
【符号の説明】
【0085】
１００，１００Ａ・・・・・発電装置
１１０・・・・・・・・・・熱回収部
１１１・・・・・・・・・・媒体ポンプ
１１３・・・・・・・・・・蒸発器
１１４・・・・・・・・・・膨張機
１１５・・・・・・・・・・凝縮器
１２０・・・・・・・・・・発電機
１３１・・・・・・・・・・流入制御部
１３４・・・・・・・・・・判定処理部
１１０・・・・・・・・・・熱回収部
１１１・・・・・・・・・・媒体ポンプ
１１３・・・・・・・・・・蒸発器
１１４・・・・・・・・・・膨張機
１１５・・・・・・・・・・凝縮器
１２０・・・・・・・・・・発電機
１３１・・・・・・・・・・流入制御部
１３４・・・・・・・・・・判定処理部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】