(57)【要約】      （修正有）【課題】熱回収装置の停止後における労力を低減する技術を提供する。【解決手段】熱回収装置１００は、媒体ポンプ１１１によって送り出された作動媒体を、蒸発器１１２、膨張機１１３、凝縮器１１４及びレシーバ１１５の順に通過させた後に媒体ポンプ１１１に戻すように構成された循環流路と、作動媒体との熱交換の下で作動媒体を凝縮させる冷却流体を凝縮器１１４へ供給する冷却ポンプ１１７と、レシーバ１１５と凝縮器１１４との間において、循環流路を開閉する上流バルブ１２２と、レシーバ１１５と媒体ポンプ１１１との間において、循環流路を開閉する下流バルブ１２１と、熱回収装置１００の停止動作を制御する停止制御部１２３とを備え、停止制御部１２３は、媒体ポンプ１１１を停止するとともに下流バルブ１２１を閉じ、下流バルブ１２１が閉じられた後において、予め設定された条件が満たされたときに、上流バルブ１２２を閉じる。【選択図】図１
2020186691.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源の熱を回収する熱回収装置であって、
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、凝縮器及びレシーバの順に通過させた後に前記媒体ポンプに戻すように構成された循環流路と、
前記作動媒体との熱交換の下で前記作動媒体を凝縮させる冷却流体を前記凝縮器へ供給する冷却ポンプと、
前記レシーバと前記凝縮器との間において、前記循環流路を開閉する上流バルブと、
前記レシーバと前記媒体ポンプとの間において、前記循環流路を開閉する下流バルブと、
前記熱回収装置の停止動作を制御する停止制御部と、を備え、
前記冷却ポンプは、前記停止動作の開始後も前記凝縮器への前記冷却流体の供給を継続し、
前記停止制御部は、前記媒体ポンプを停止するとともに前記下流バルブを閉じ、前記下流バルブが閉じられた後において、予め設定された条件が満たされたときに、前記上流バルブを閉じる
熱回収装置。
【請求項２】
前記蒸発器の少なくとも一部は、前記レシーバ内において前記作動媒体が貯留される収容空間に重なっている
請求項１に記載の熱回収装置。
【請求項３】
前記予め設定された条件は、前記凝縮器に向かって前記作動媒体が流れる流路中の前記作動媒体の飽和温度が前記冷却流体の温度まで低下すること、又は、前記作動媒体の圧力が、前記作動媒体の温度が前記冷却流体の温度と同じ場合の作動媒体の飽和蒸気圧まで低下することである
請求項１又は２に記載の熱回収装置。
【請求項４】
前記予め設定された条件は、前記凝縮器に向かって前記作動媒体が流れる流路中の前記作動媒体の温度が前記熱回収装置の周囲の温度と略同じであり、且つ、前記流路中の前記作動媒体の過熱度が、０℃以上であることである
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の熱回収装置。
【請求項５】
前記予め設定された条件は、前記レシーバ内の前記作動媒体内の液位が所定の閾値に達したことである
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の熱回収装置。
【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、凝縮器及びレシーバ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熱を前記作動媒体に回収させる熱回収装置中の前記作動媒体を収集する方法であって、
前記媒体ポンプを停止するとともに、前記レシーバから前記媒体ポンプへの前記作動媒体の流出を停止することと、
前記媒体ポンプの停止後も、前記凝縮器への冷却流体の供給を継続することにより、前記凝縮器での前記作動媒体の凝縮を継続することと、
前記レシーバからの前記作動媒体の前記流出を停止した後において、予め設定された条件が満たされたときに、前記凝縮器から前記レシーバへの前記凝縮した作動媒体の流出を停止することと、を備えている
作動媒体の収集方法。
【請求項７】
前記予め設定された条件は、前記凝縮器に向かって前記作動媒体が流れる流路中の前記作動媒体の飽和温度が前記冷却流体の温度まで低下すること、又は、前記作動媒体の温度が前記冷却流体の温度と同じ場合の作動媒体の飽和蒸気圧まで、前記作動媒体の圧力が低下することである
請求項６に記載の収集方法。
【請求項８】
前記予め設定された条件は、前記凝縮器に向かって前記作動媒体が流れる流路中の前記作動媒体の温度が前記熱回収装置の周囲の温度と略同じであり、且つ、前記流路中の前記作動媒体の過熱度が、０℃以上であることである
請求項６又は７に記載の収集方法。
【請求項９】
前記予め設定された条件は、前記レシーバ内の前記作動媒体内の液位が所定の閾値に達したことである
請求項６乃至８のいずれか１項に記載の収集方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作動媒体を用いて、熱源の熱を回収する熱回収装置及び作動媒体の収集方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
作動媒体を用いて、熱源の熱を回収する熱回収装置は既知である（特許文献１を参照）。熱回収装置は、作動媒体を吐出する媒体ポンプと、媒体ポンプの吐出口及び吸込口に接続された循環流路と、循環流路に配置された蒸発器、膨張機、凝縮器及びレシーバとを有している。媒体ポンプから送り出された作動媒体は、蒸発器、膨張機、凝縮器及びレシーバを順次通過し、媒体ポンプに戻る。作動媒体は、蒸発器での熱源との熱交換の下で気化する。気化した作動媒体は、膨張機内で膨張し、所定の仕事を行う。膨張機での仕事を終えた作動媒体は、凝縮器によって凝縮され、凝縮した作動媒体は、レシーバに流入する。レシーバに溜められた作動媒体は、媒体ポンプによって、蒸発器へ再度送り出される。
【０００３】
熱回収装置が停止したとき、熱回収装置からの作動媒体の漏出を抑制するために、作動媒体は、所定の場所に集められ、管理される必要がある。特許文献１は、停止下にある熱回収装置に回収ボンベを取り付け、熱回収装置中の作動媒体を回収ボンベに回収することを提案している。この場合、回収ボンベは、作動媒体の回収後に所定の場所に集められ、適切に管理される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１９−７３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
回収ボンベが用いられる場合には、熱回収装置から回収ボンベへの作動媒体の抜き取り作業が必要とされる。作動媒体の抜き取り作業の後には、熱回収装置に対する点検及び回収ボンベの適切な管理が必要とされる。すなわち、熱回収装置の停止後において、様々な作業が必要とされ、これらの作業の係る労力は多大である。
【０００６】
本発明は、熱回収装置の停止後における労力を低減する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】
【０００７】
本発明の一の局面に係る熱回収装置は、熱源の熱を回収するように構成されている。熱回収装置は、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、凝縮器及びレシーバの順に通過させた後に前記媒体ポンプに戻すように構成された循環流路と、前記作動媒体との熱交換の下で前記作動媒体を凝縮させる冷却流体を前記凝縮器へ供給する冷却ポンプと、前記レシーバと前記凝縮器との間において、前記循環流路を開閉する上流バルブと、前記レシーバと前記媒体ポンプとの間において、前記循環流路を開閉する下流バルブと、前記熱回収装置の停止動作を制御する停止制御部と、を備えている。前記冷却ポンプは、前記停止動作の開始後も前記凝縮器への前記冷却流体の供給を継続する。前記停止制御部は、前記媒体ポンプを停止するとともに前記下流バルブを閉じ、前記下流バルブが閉じられた後において、予め設定された条件が満たされたときに、前記上流バルブを閉じる。
【０００８】
上記の構成によれば、作動媒体は、レシーバに収集されるので、回収ボンベは必要とされない。したがって、熱回収装置から回収ボンベへの作動媒体の抜き取り作業及び回収ボンベを管理する管理作業といった労力は必要とされない。
【０００９】
上記の構成に関して、前記蒸発器の少なくとも一部は、前記レシーバ内において前記作動媒体が貯留される収容空間に重なっていてもよい。
【００１０】
上記の構成によれば、下流バルブが閉じるので、蒸発器の少なくとも一部が、レシーバ内において作動媒体が貯留される収容空間に重なっていても、レシーバ内の作動媒体が、蒸発器に流入することが防止される。
【００１１】
上記の構成に関して、前記予め設定された条件は、前記凝縮器に向かって前記作動媒体が流れる流路中の前記作動媒体の飽和温度が前記冷却流体の温度まで低下すること、又は、前記作動媒体の圧力が、前記作動媒体の温度が前記冷却流体の温度と同じ場合の作動媒体の飽和蒸気圧まで低下することであってもよい。
【００１２】
上記の構成によれば、上流バルブが閉じられるので、レシーバ内に貯留された作動媒体が、不必要に長期間に亘って熱回収装置の循環流路に開放された状態とはならない。
【００１３】
前記予め設定された条件は、前記凝縮器に向かって前記作動媒体が流れる流路中の前記作動媒体の温度が前記熱回収装置の周囲の温度と略同じであり、且つ、前記流路中の前記作動媒体の過熱度が、０℃以上であることであってもよい。
【００１４】
上記の構成によれば、上流バルブが閉じられるので、レシーバ内に貯留された作動媒体が、不必要に長期間に亘って熱回収装置の循環流路に開放された状態とはならない。
【００１５】
前記予め設定された条件は、前記レシーバ内の前記作動媒体内の液位が所定の閾値に達したことであってもよい。
【００１６】
上記の構成によれば、上流バルブが閉じるタイミングは、レシーバ内での作動媒体の貯留量に基づいて決定されるので、十分な量の作動媒体がレシーバに集められたときに、上流バルブが閉じられるように、上流バルブの閉タイミングが設定され得る。
【００１７】
本発明の他の局面に係る収集方法は、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、凝縮器及びレシーバ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熱を前記作動媒体に回収させる熱回収装置中の作動媒体の収集に利用される。収集方法は、前記媒体ポンプを停止するとともに、前記レシーバから前記媒体ポンプへの前記作動媒体の流出を停止することと、前記媒体ポンプの停止後も、前記凝縮器への冷却流体の供給を継続することにより、前記凝縮器での前記作動媒体の凝縮を継続することと、前記レシーバからの前記作動媒体の前記流出を停止した後において、予め設定された条件が満たされたときに、前記凝縮器から前記レシーバへの前記凝縮した作動媒体の流出を停止することと、を備えている。
【００１８】
上記の構成に関して、前記予め設定された条件は、前記凝縮器に向かって前記作動媒体が流れる流路中の前記作動媒体の飽和温度が前記冷却流体の温度まで低下すること、又は、前記作動媒体の温度が前記冷却流体の温度と同じ場合の作動媒体の飽和蒸気圧まで、前記作動媒体の圧力が低下することであってもよい。
【００１９】
上記の構成に関して、前記予め設定された条件は、前記凝縮器に向かって前記作動媒体が流れる流路中の前記作動媒体の温度が前記熱回収装置の周囲の温度と略同じであり、且つ、前記流路中の前記作動媒体の過熱度が、０℃以上であることであってもよい。
【００２０】
上記の構成に関して、前記予め設定された条件は、前記レシーバ内の前記作動媒体内の液位が所定の閾値に達したことであってもよい。
【発明の効果】
【００２１】
上述の技術は、熱回収装置の停止後における労力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】熱源から熱を回収するように構成された熱回収装置の概略図である。
【図２】熱回収装置の停止制御部の制御処理を表す概略的なフローチャートである。
【図３】熱回収装置の概略図である。
【図４】熱回収装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、熱源（たとえば、高温の空気、高温のガス、蒸気や温水）から熱を回収するように構成された熱回収装置（バイナリ発電装置）１００の概略図である。図１を参照して熱回収装置１００が説明される。
【００２４】
熱回収装置１００は、作動媒体が流れる循環流路１１０と、循環流路１１０上に配置された媒体ポンプ１１１、蒸発器１１２、膨張機１１３、凝縮器１１４及びレシーバ１１５とを備えている。熱回収装置１００は、作動媒体及び熱回収装置１００の周囲の温度よりも低温の冷却流体（たとえば、海水）を凝縮器１１４へ供給する冷却ポンプ１１７を更に備えている。媒体ポンプ１１１は、循環流路１１０が接続された吸込口及び吐出口を有している。媒体ポンプ１１１は、蒸発器１１２、膨張機１１３、凝縮器１１４及びレシーバ１１５の配置位置よりも低い位置で固定されている。蒸発器１１２、膨張機１１３、凝縮器１１４及びレシーバ１１５は、媒体ポンプ１１１によって吐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。
【００２５】
蒸発器１１２には、作動媒体よりも高温の熱源が連続的又は断続的に流入している。蒸発器１１２は、媒体ポンプ１１１によって吐出された液相の作動媒体を、熱源と熱交換の下で蒸発させるように構成されている。蒸発器１１２内での熱源及び作動媒体の間の熱交換が行われる熱交換区間は、略鉛直方向に延びている。
【００２６】
膨張機１１３は、蒸発器１１２で気化した作動媒体の膨張作用によって回転する内部ロータ（図示せず）を有している。内部ロータは、発電機１１６に接続されている。発電機１１６は、内部ロータの回転下で電力を生成する。
【００２７】
凝縮器１１４は、膨張機１１３で仕事をした作動媒体を、冷却ポンプ１１７によって供給された冷却流体と熱交換させ、液相の作動媒体を生成するように構成されている。
【００２８】
レシーバ１１５は、凝縮器１１４から流出した液相の作動媒体が貯留される収容空間を形成している。レシーバ１１５の高さ位置は、レシーバ１１５の収容空間のうち少なくとも一部が、水平方向に見て、蒸発器１１２内の熱交換区間（すなわち、作動媒体と熱源との間の熱交換が行われる区間）と重なるように設定されている。したがって、レシーバ１１５の収容空間内で形成される作動媒体の液面の高さ位置は、水平方向に見て、蒸発器１１２内の熱交換区間に重なる。
【００２９】
熱回収装置１００は、熱回収装置１００の停止動作に対する制御に利用される制御関連部位を更に有している。制御関連部位は、下流バルブ１２１と、上流バルブ１２２と、停止制御部１２３と、圧力検出部１２４（圧力計）と、２つの温度検出部１２５，１２６（温度計）と、バイパス流路１２７と、開閉弁１２８とを含んでいる。
【００３０】
下流バルブ１２１は、レシーバ１１５の下流側且つ媒体ポンプ１１１の上流側において、循環流路１１０に取り付けられている。下流バルブ１２１は、停止制御部１２３に電気的に接続されている。下流バルブ１２１は、停止制御部１２３の制御下で、レシーバ１１５から媒体ポンプ１１１へ流れる作動媒体の流路を、開いたり閉じたりするように構成されている。下流バルブ１２１として、高い閉塞性能を有するボール弁が好適に利用可能である。しかしながら、下流バルブ１２１は、ゲート弁であってもよいし、バタフライ弁であってもよい。
【００３１】
上流バルブ１２２は、凝縮器１１４の下流側且つレシーバ１１５の上流側において、循環流路１１０に取り付けられている。上流バルブ１２２は、停止制御部１２３に電気的に接続されている。上流バルブ１２２は、停止制御部１２３の制御下で、凝縮器１１４からレシーバ１１５へ流れる作動媒体の流路を、開いたり閉じたりするように構成されている。上流バルブ１２２として、高い閉塞性能を有するボール弁が好適に利用可能である。しかしながら、上流バルブ１２２は、ゲート弁であってもよいし、バタフライ弁であってもよい。
【００３２】
圧力検出部１２４及び温度検出部１２５は、蒸発器１１２の下流側且つ膨張機１１３の上流（吸込）側において、循環流路１１０に取り付けられている。圧力検出部１２４及び温度検出部１２５は、蒸発器１１２から膨張機１１３に向けて流れる作動媒体の圧力及び温度をそれぞれ検出するように構成されている。圧力検出部１２４及び温度検出部１２５は、検出された圧力及び温度を表す検出信号をそれぞれ生成するように構成されている。圧力検出部１２４及び温度検出部１２５は、これらの検出信号が停止制御部１２３に入力されるように、停止制御部１２３に電気的に接続されている。
【００３３】
温度検出部１２６は、冷媒ポンプから凝縮器１１４に向けて流れる冷却流体の温度を検出するように、冷却流体の流路に取り付けられている。温度検出部１２６は、検出された温度を表す検出信号を生成するように構成されている。温度検出部１２６は、検出信号が停止制御部１２３に入力されるように、停止制御部１２３に電気的に接続されている。
【００３４】
バイパス流路１２７は、蒸発器１１２と膨張機１１３との間の流路区間において循環流路１１０から分岐し、バイパス流路１２７の下流端は、膨張機１１３と凝縮器１１４との間の流路区間において循環流路１１０に接続されている。
【００３５】
開閉弁１２８は、バイパス流路１２７に取り付けられている。開閉弁１２８は、停止制御部１２３に電気的に接続され、停止制御部１２３の制御下で、バイパス流路１２７を閉じたり開いたりするように構成されている。
【００３６】
停止制御部１２３は、上述の検出信号に加えて、様々な外部信号を受け取るように構成されている。停止制御部１２３は、外部信号が熱回収装置１００の停止動作を要求しているとき、所定の制御プログラムにしたがって、媒体ポンプ１１１、冷却ポンプ１１７、下流バルブ１２１及び上流バルブ１２２への制御信号を生成及び出力するように構成されている。停止制御部１２３からの制御信号に基づいて、熱回収装置１００の停止動作が制御される。停止制御部１２３は、所定の制御プログラムに従って制御信号を生成するように生成された信号生成回路であってもよい。
【００３７】
熱回収装置１００の停止動作を要求する外部信号は、熱回収装置１００の異常の有無を検出するために設けられた様々なセンサから発せられた信号であってもよいし、熱回収装置１００を操作する作業者の操作に応じて生成されてもよい。
【００３８】
熱回収装置１００の停止動作が要求される前において、熱回収装置１００では、作動媒体が循環流路１１０に沿って循環し、熱源から熱を回収するための熱回収動作が行われている。熱回収動作が行われている間、下流バルブ１２１及び上流バルブ１２２はともに開状態にある。一方、開閉弁１２８は、閉じられている。この間、媒体ポンプ１１１及び冷却ポンプ１１７は、作動媒体及び冷却流体をそれぞれ吐出している。
【００３９】
媒体ポンプ１１１から吐出された作動媒体は、蒸発器１１２に流入する。作動媒体は、蒸発器１１２内で熱源と熱交換する。この結果、作動媒体が蒸発するとともに熱源の温度が低下する。蒸発器１１２から流出した気相の作動媒体は、膨張機１１３に流入する。
【００４０】
膨張機１１３内での作動媒体の膨張作用の下で、膨張機１１３の内部ロータが回転する。この結果、内部ロータに接続された発電機１１６は発電する。膨張機１１３で仕事をした後の作動媒体は、凝縮器１１４に流入する。
【００４１】
凝縮器１１４に流入した作動媒体は、冷却ポンプ１１７から供給された冷却流体と熱交換する。この結果、作動媒体の温度が下がり、作動媒体の凝縮が生ずる一方で、冷却流体は昇温される。温度降下の結果凝縮した作動媒体は、レシーバ１１５に流入し、レシーバ１１５内で貯留される。
【００４２】
レシーバ１１５内で貯留された作動媒体は、媒体ポンプ１１１によって吸い出され、蒸発器１１２へ再度供給される。
【００４３】
熱回収装置１００の停止時の動作が、図１及び図２を参照して説明される。図２は、停止制御部１２３の制御処理を表す概略的なフローチャートである。熱回収装置１００の停止時の動作においても、熱源は、蒸発器１１２に連続的又は断続的に流入している。
【００４４】
停止制御部１２３が、熱回収装置１００の停止動作を要求する外部信号を受信するまで、上述の熱回収動作が継続される（ステップＳ１１０）。停止制御部１２３が、熱回収装置１００の停止動作を要求する外部信号を受信すると（ステップＳ１２０）、停止制御部１２３は、熱回収装置１００の停止動作のための停止制御を開始する。停止制御部１２３は、まず、媒体ポンプ１１１を停止させるための制御信号、下流バルブ１２１を閉じるための制御信号及び開閉弁１２８を開くための制御信号を生成する。これらの制御信号は、媒体ポンプ１１１、下流バルブ１２１及び開閉弁１２８へ出力される（ステップＳ１３０）。媒体ポンプ１１１は、停止制御部１２３からの制御信号に応じて停止する。下流バルブ１２１は、停止制御部１２３からの制御信号に応じて閉じる。開閉弁１２８は、停止制御部１２３からの制御信号に応じて開く。開閉弁１２８は、熱回収装置１００の停止動作が完了するまでの間、開状態を維持する。媒体ポンプ１１１の停止タイミングは、下流バルブ１２１が閉じる時刻よりも前であってもよいし、後であってもよい。あるいは、媒体ポンプ１１１は、下流バルブ１２１が閉じるのと同時に停止してもよい。
【００４５】
媒体ポンプ１１１が停止し、下流バルブ１２１も閉じられるので、蒸発器１１２への作動媒体の流入が止まる。蒸発器１１２への熱源の供給は継続しているので、蒸発器１１２内の作動媒体が熱源によって気化するにつれて、蒸発器１１２内の作動媒体の量が減っていく。
【００４６】
媒体ポンプ１１１が停止される一方で、冷却ポンプ１１７は、作動媒体の凝縮を継続させるために、冷却流体を凝縮器１１４へ供給し続ける。凝縮器１１４が作動媒体の凝縮を継続する結果、液相の作動媒体が凝縮器１１４から流出する。凝縮器１１４からレシーバ１１５への作動媒体の流入を許容するために、上流バルブ１２２は開状態を維持する。
【００４７】
媒体ポンプ１１１及び下流バルブ１２１への制御信号の出力の後、停止制御部１２３は、圧力検出部１２４及び温度検出部１２６からの検出信号によって表される圧力及び温度を参照し、上流バルブ１２２を開状態から閉状態にするための所定の条件（以下、「閉塞条件」と称される）が成立したか否かを判定する（ステップＳ１４０）。停止制御部１２３は、圧力検出部１２４からの検出信号に基づき、作動媒体の飽和温度を算出する。蒸発器１１２内での作動媒体の蒸発量が減少すると圧力検出部１２４によって検出される圧力は低くなる。圧力降下の結果、飽和温度の算出値も低減傾向を示す。
【００４８】
停止制御部１２３は、温度検出部１２６からの検出信号を参照し、作動媒体の飽和温度が冷却流体の温度と略同じとなったか（換言すれば、冷却流体の温度まで低下したか）否かを繰り返し判定する。作動媒体の飽和温度が冷却流体の温度に略同じになったとき、凝縮器１１４内で作動媒体の凝縮が一気に進む。レシーバ１１５に流入した作動媒体は、レシーバ１１５内に貯留される。
【００４９】
作動媒体の飽和温度が冷却流体の温度に略同じになったと判断されると、停止制御部１２３は、上流バルブ１２２を閉じるための制御信号を生成する。制御信号は、停止制御部１２３から上流バルブ１２２へ出力される。上流バルブ１２２は、制御信号に応じて閉状態になる（ステップＳ１５０）。
【００５０】
停止制御部１２３は、上流バルブ１２２を閉じるための制御に併行して、冷却ポンプ１１７を停止させるための制御を実行してもよい。この場合、停止制御部１２３は、冷却ポンプ１１７を停止させるための制御信号を生成し、冷却ポンプ１１７は、制御信号に応じて停止する。
【００５１】
なお、閉塞条件が成立したか否かの判定処理（ステップＳ１４０）は、作動媒体の圧力と飽和蒸気圧との間の関係に基づいて行われてもよい。具体的には、停止制御部１２３は、温度検出部１２６から冷却流体の温度を取得し、作動媒体の温度が冷却流体の温度に等しくなった場合における作動媒体の飽和蒸気圧を算定する。停止制御部１２３は、圧力検出部１２４によって検出された圧力（すなわち、作動媒体の圧力）が、上述の算定された飽和蒸気圧と略同じとなったか（換言すれば、上述の飽和蒸気圧まで低下したか）否かを繰り返し判定する。作動媒体の圧力が作動媒体の飽和蒸気圧と略同じになったと判断されると、上流バルブ１２２を閉じるための制御信号が生成される。
【００５２】
図２に示される処理の結果、熱回収装置１００の停止時において、熱回収装置１００の熱回収動作に用いられていた作動媒体の多くの部分が、レシーバ１１５内に閉じ込められていることとなる。これにより、熱回収装置１００の停止後に循環流路１１０から作動媒体が漏出してしまうことを抑制することができる。
【００５３】
作動媒体はレシーバ１１５に収集されるので、作動媒体を回収するための専用の回収ボンベが不要となる。したがって、熱回収装置１００から回収ボンベへの作動媒体の抜き取り作業及び作動媒体の回収後の回収ボンベの管理も必要されない。
【００５４】
回収ボンベを用いて作動媒体が回収しようとすると停止後の熱回収装置１００の点検とは別異に回収ボンベの管理が必要とされる。これに対して、本実施形態では、レシーバ１１５の点検を通じて、作動媒体がレシーバ１１５内に作動媒体が適切に貯留されているか否かを点検することができる。
【００５５】
上述の如く、上流バルブ１２２が閉じられることによりレシーバ１１５内に収集された作動媒体は、不必要に長期間に亘って、循環流路１１０に開放された状態にならない。したがって、レシーバ１１５から循環流路１１０への作動媒体の戻りが抑制される。
【００５６】
熱回収装置１００の停止を要求する外部信号が停止制御部１２３に入力されると、下流バルブ１２１が閉じられる。したがって、レシーバ１１５内に貯留された作動媒体は下流に流出しない。
【００５７】
本実施形態において、レシーバ１１５内の収容空間の高さ位置は、水平方向に見て、蒸発器１１２の熱交換区間に重なっている。仮に、下流バルブ１２１が存在しなかったとすると、媒体ポンプ１１１が停止されたとしても、レシーバ１１５内の作動媒体の水頭によって、作動媒体が蒸発器１１２に流入する可能性がある。そして、蒸発器１１２への熱源の供給が継続されているならば、蒸発器１１２での作動媒体の蒸発も継続され、蒸発器１１２の下流での管内圧力が高くなる。これに対して、本実施形態では、下流バルブ１２１が閉じられることにより蒸発器１１２への作動媒体の新たな流入が防止され、蒸発器１１２での昇圧が抑制される。
【００５８】
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００５９】
上述の実施形態に関して、熱回収装置１００は、過熱器や予熱器を有していてもよい。
【００６０】
上述の実施形態に関して、ステップＳ１５０において、冷却ポンプ１１７が停止される。しかしながら、閉塞条件の成立後も、冷却ポンプ１１７の動作は継続されてもよい。この場合、冷却ポンプ１１７に対する停止制御は、冷却ポンプ１１７の停止を要求する外部信号が停止制御部１２３に入力されたときに実行されてもよい。
【００６１】
ステップＳ１４０において、圧力検出部１２４によって検出された圧力が算定された飽和蒸気圧に略等しいとの判定結果が得られると、ステップＳ１５０が実行される。
【００６２】
上述の実施形態に関して、冷却流体の温度が温度検出部１２６によって検出されている。しかしながら、図３に示されるように、温度検出部１２６に代えて、熱回収装置１００の周囲の温度（以下、周囲温度と称される）を検出する周囲温検出部１２９が用いられてもよい。周囲温検出部１２９は、熱回収装置１００の周囲の温度を検出するように配置されている。周囲温検出部１２９は、検出された周囲温度を表す検出信号を生成するように構成されている。周囲温検出部１２９は、停止制御部１２３に電気的に接続され、検出信号は、周囲温検出部１２９から停止制御部１２３へ出力される。
【００６３】
停止制御部１２３は、図２を参照して説明されたステップＳ１４０において、温度検出部１２５及び周囲温検出部１２９から出力された検出信号が表す温度を比較する。停止制御部１２３は、これらの温度が略等しいか否かを判定する。加えて、停止制御部１２３は、圧力検出部１２４及び温度検出部１２５から出力された検出信号を用いて、作動媒体の過熱度を算出する。停止制御部１２３は、算出された過熱度が０℃以上であるか否かを判定する。これらの判定処理において、温度検出部１２５及び周囲温検出部１２９によって検出された温度が略等しく、且つ、過熱度が０℃以上であるとの判定結果が得られるならば、ステップＳ１５０が実行される。他の場合には、ステップＳ１４０の判定処理が繰り返される。
【００６４】
作動媒体の温度が熱回収装置１００の周囲温度に略等しく、且つ、作動媒体の過熱度が０℃以上であるならば、凝縮器１１４で作動媒体がほとんど凝縮したことが判る。
【００６５】
この状態が得られたとき、熱回収装置１００内の作動媒体の多くは、レシーバ１１５内に収集されることとなる。
【００６６】
周囲温検出部１２９は、温度検出部１２６とともに用いられてもよい。この場合、周囲温検出部１２９からの検出信号を利用した判定処理及び温度検出部１２６からの検出信号を利用した判定処理は併行して行われてもよい。これらの判定処理の少なくとも一方において、閉塞条件が成立しているとの判定結果が得られるならば、ステップＳ１５０が実行される。
【００６７】
停止制御部１２３は、より簡易的に、温度検出部１２５によって検出された温度が周囲温度まで下がったときに閉塞条件が成立したと判定してもよい。また、停止制御部１２３は、周囲温検出部１２９によって検出された周囲温度に基づいて、周囲温度に対応する作動媒体の飽和蒸気圧を算出してもよい。圧力検出部１２４によって検出された圧力が、算出された飽和蒸気圧まで低下したときに、停止制御部１２３は閉塞条件が成立したと判定してもよい。
【００６８】
上述の実施形態では、図４に示されるように、レシーバ１１５内の作動媒体の液位を検出する液位計１３０（フロートスイッチ）に基づき、上流バルブ１２２が閉じられてもよい。
【００６９】
液位計１３０は、レシーバ１１５内の作動媒体の液位が所定の高さになったときに、液位が所定の閾値（高さ）になったことを表す検出信号を生成するように構成されている。液位計１３０は、停止制御部１２３に電気的に接続されている。液位計１３０が検出信号を生成する液位は、熱回収装置１００内の作動媒体全体のうちかなりの部分がレシーバ１１５内に収容されたときに得られる液面の高さ位置に設定されている。
【００７０】
レシーバ１１５内の作動媒体の液位が所定の高さになったとき、検出信号が、液位計１３０から停止制御部１２３へ出力される。停止制御部１２３は、液位計１３０からの検出信号の受信があったときに、ステップＳ１４０の閉塞条件が成立したと判定する。
【００７１】
液位計１３０が用いられる場合には、レシーバ１１５内に収集された作動媒体の量が液位計１３０によって直接的に検出される。したがって、作動媒体の状態（作動媒体の温度や圧力）、冷却流体の温度や熱回収装置１００の周囲の温度に影響されることなく、所定量の作動媒体がレシーバ１１５内に収集される。
【００７２】
液位計１３０は、圧力検出部１２４、温度検出部１２５，１２６及び／又は周囲温検出部１２９とともに用いられてもよい。これらの検出装置を用いた上述の判定処理のうち何れかにおいて、閉塞条件が成立しているとの判定結果が得られたときに、ステップＳ１５０が実行されてもよい。
【００７３】
閉塞条件が成立しているか否かに関する様々な判定処理に代えて、下流バルブ１２１が閉じられてからの経過期間が閉塞条件の判定処理に利用されてもよい。経過期間が所定の閾値を超えたときに、停止制御部１２３は閉塞条件が成立したと判定してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
上述の実施形態の技術は、熱源から熱を回収し、回収された熱エネルギを用いて動力を得る様々な用途に好適に利用される。
【符号の説明】
【００７５】
１００・・・・・・・・・・・・・・・熱回収装置
１１１・・・・・・・・・・・・・・・媒体ポンプ
１１２・・・・・・・・・・・・・・・蒸発器
１１３・・・・・・・・・・・・・・・膨張機
１１４・・・・・・・・・・・・・・・凝縮器
１１５・・・・・・・・・・・・・・・レシーバ
１１７・・・・・・・・・・・・・・・冷却ポンプ
１２１・・・・・・・・・・・・・・・下流バルブ
１２２・・・・・・・・・・・・・・・上流バルブ
１２３・・・・・・・・・・・・・・・停止制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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