(57)【要約】【課題】  商用電源に系統連系しており、スターリングエンジンを用いて発電する発電装置において、商用電源の電圧値が大きく変化した場合でも、高温室の温度を適切に制御することができる技術を提供する。【解決手段】  発電装置１０は、出力調整装置３２と、電圧測定装置３６を備えている。出力調整装置３２はコントローラ４６に内蔵され、加熱装置４２に接続されており、加熱装置４２の出力を調整している。電圧測定装置３６は、グリッドボックス４８に内蔵されており、商用電源５０の電圧値を測定している。出力調整装置３２と電圧測定装置３６は接続されており、電圧測定装置３６が測定した電圧値がコントローラ４６に伝達される。発電装置１０では、電圧測定装置３６が測定した電圧値に基づいて、出力調整装置３２が加熱装置４２の出力を調整する。これによって、スターリングエンジン２０の高温室の温度を一定に保つことができる。【選択図】図１
2010127169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源に系統連系しており、スターリングエンジンのヒータ部を加熱装置によって加熱することによって発電する発電装置であって、
商用電源の電圧値を測定する電圧測定手段と、
電圧測定手段の測定した電圧値に基づいて加熱装置の出力を調整する出力調整手段と、
を備えた発電装置。
【請求項２】
出力調整手段は、電圧測定手段の測定した電圧値が増加した場合に加熱装置の出力を増加させ、電圧測定手段の測定した電圧値が減少した場合に加熱装置の出力を減少させることを特徴とする請求項１に記載の発電装置。
【請求項３】
出力調整手段は、商用電源の電圧水準と加熱装置の出力を対応付けた対応情報の複数個を記憶しており、
対応情報は、商用電源の電圧水準が増大するにつれて加熱装置の出力が増加し、商用電源の電圧水準が縮小するにつれて加熱装置の出力が減少するように設定されており、
出力調整手段は、電圧測定手段の測定した電圧値と対応情報に含まれる商用電源の電圧水準を比較し、商用電源の電圧水準に電圧測定手段の測定した電圧値を含む対応情報を特定し、特定した対応情報に基づいて加熱装置の出力を決定することを特徴とする請求項２に記載の発電装置。
【請求項４】
所定のタイミングにおける電圧測定手段の測定した電圧値の変化量を算出する算出手段と、
算出手段の算出した電圧値の変化量から加熱装置の出力の変化量を特定する特定手段を備えており、
出力調整手段は、特定手段の特定した出力の変化量と所定のタイミングにおける加熱装置の出力に基づいて、所定のタイミングより後の加熱装置の出力を決定することを特徴とする請求項２に記載の発電装置。
【請求項５】
出力調整手段は、電圧測定手段の測定した電圧値が所定の基準値から継続して外れた時間を測定するタイマーを備えており、
出力調整手段は、タイマーの測定した時間が所定の基準時間を越えた場合に限り、加熱装置の出力を調整することを目的とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スターリングエンジンを用いた発電装置に関する。特に、商用電源に系統連系しており、スターリングエンジンのヒータ部を加熱装置によって加熱することによって発電する発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、スターリングエンジンを利用するコージェネレーションシステムが開示されている。このシステムでは、スターリングエンジンを用いて発電するとともに、発電の際に発生する熱を回収して温水を生成し、必要に応じて給湯や暖房に利用する。特許文献１のコージェネレーションシステムでは、発電の際に発生する熱を回収することによって、システム全体のエネルギー効率が高められている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１１３７９９号公報
【０００４】
図２に、特許文献１に記載されているフリーピストン型のスターリングエンジンの概略の構成を示す。図２を用いて、スターリングエンジンの発電の仕組みを説明する。
スターリングエンジン２０の内部には、作動流体が充填された高温室５２と低温室５４が形成されており、高温室５２と低温室５４はディスプレーサ５８によって隔てられている。ディスプレーサ５８は、ばね６０を介してスターリングエンジン２０本体に接続されている。ディスプレーサ５８が振動すると、高温室５２と低温室５４の容積が周期的に変化する。高温室５２の容積が減少し、低温室５４の容積が増加する際には、作動流体は流路５６を経由して高温室５２から低温室５４へ移動する。一方、高温室５２の容積が増加し、低温室５４の容積が減少する際には、作動流体は流路５６を経由して低温室５４から高温室５２へ移動する。
【０００５】
高温室５２と低温室５４を接続する流路５６には、クーラ部２４と再生部２３とヒータ部２２が設けられている。作動流体が低温室５４から高温室５２へ移動する際に、作動流体はヒータ部２２において加熱される。その結果、作動流体の圧力が増大し、パワーピストン６２が低温室５４側から押し出される。一方、作動流体が高温室５２から低温室５４へ移動する際に、作動流体はクーラ部２４において冷却される。その結果、作動流体の圧力が低下し、パワーピストン６２が低温室５４側に引き込まれる。つまり、パワーピストン６２が作動流体の圧力変化を受けて加振される。ヒータ部２２では連続的に加熱がなされており、クーラ部２４では連続的に冷却がなされており、高温室５２と低温室５４の間での作動流体の往復移動に伴ってパワーピストン６２は連続的に加振される。パワーピストン６２が振動することによって、作動流体からの反力を受けてディスプレーサ５８も加振される。加振されたディスプレーサ５８の振動によって、作動流体の圧力がさらに変動し、パワーピストン６２はさらに加振される。
【０００６】
パワーピストン６２は、永久磁石を備えるピストンロッド６６と接続されている。パワーピストン６２が振動することによって、ピストンロッド６６の周囲に設けられたコイル６８に誘導起電力が生じ、スターリングエンジン２０が発電する。スターリングエンジン２０が発電している間、パワーピストン６２やディスプレーサ５８は、ヒータ部２２の加熱およびクーラ部２４の冷却による加振と、コイル６８における電磁誘導に伴う抵抗力による減衰が釣り合って、安定して振動し続ける。
【０００７】
以上のように、スターリングエンジンでは、ヒータ部の連続的な加熱と、クーラ部の連続的な冷却によって、高温室と低温室に充填された作動流体に圧力変化を生じさせ、ディスプレーサとパワーピストンを振動させる。パワーピストンの振動を発電に利用することで、交流電力を生成することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
スターリングエンジンを用いた発電装置は、しばしば商用電源に系統連系されることがある。このような場合、コイルに生起する誘導起電力は、商用電源の電圧値に影響を受ける。商用電源の電圧値が大きく変化すると、コイルに生起する誘導起電力が大きく変化し、コイルからピストンロッドに作用する抵抗力も大きく変化する。コイルからピストンロッドに作用する抵抗力が大きく変化すると、ディスプレーサやパワーピストンの振幅も大きく変化し、高温室における作動流体の温度も大きく変化する。
【０００９】
例えば、商用電源の電圧値が基準電圧値から増大した場合、ディスプレーサの振幅が基準振幅から増大する。これによって高温室と低温室の容積の変化量が増大する。スターリングエンジンのヒータ部を加熱する加熱装置の出力が変化しない場合、高温室と低温室の容積の変化量が増大すると、低温室から高温室へ移動する作動流体を十分に加熱することができない。従って高温室の作動流体の温度が低いものとなる。高温室の作動流体の温度が低いものとなると、作動流体の圧力変化が小さなものとなり、パワーピストンを大きく振動させることができない。これによって、発電量が減少し、発電効率が悪化する
また、商用電源の電圧値が基準電圧値から減少した場合、ディスプレーサの振幅が基準振幅から減少する。これによって高温室と低温室の容積の変化量が減少する。スターリングエンジンのヒータ部を加熱する加熱装置の出力が変化しない場合、高温室と低温室の容積の変化量が減少すると、低温室から高温室へ移動する作動流体が必要以上に加熱されてしまう。従って、高温室の作動流体の温度が高いものとなる。高温室の作動流体の温度が高いものとなると、スターリングエンジン本体やディスプレーサが過熱されてしまい、機器の劣化を早めてしまうことになる。
【００１０】
このように、従来のスターリングエンジンでは、商用電源の電圧値が基準電圧値から大きく変化した場合に、高温室の温度を適切に制御することができず、発電効率が悪化したり、耐久性が悪化してしまう。このような事態を回避するために、高温室の外側に温度を計測する温度センサを設置し、温度センサによって高温室の外側の温度を監視して、温度センサの測定値に応じて加熱装置の出力を制御することも考えられる。しかしながら、高温室に設置した温度センサを用いて加熱装置の出力を制御することは、温度センサの出力の信頼性や耐久性の観点から見て、あまり好ましいものではない。
【００１１】
本発明は上記の問題を解決する。すなわち本発明は、商用電源に系統連系しており、スターリングエンジンを用いて発電する発電装置において、商用電源の電圧値が大きく変化した場合でも、高温室の温度を適切に制御することが可能な技術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】
【００１２】
本発明は、商用電源に系統連系しており、スターリングエンジンのヒータ部を加熱装置によって加熱することによって発電する発電装置を提供する。この発電装置は、電圧測定手段と、出力調整手段を備えている。電圧測定手段は、商用電源の電圧値を測定する。出力調整手段は、電圧測定手段の測定した電圧値に基づいて加熱装置の出力を調整する。
【００１３】
本発明の発電装置では、商用電源の電圧値を測定し、測定された商用電源の電圧値に基づいて加熱装置の出力を調整する。そのため、商用電源の電圧値が変動した場合に、変動した商用電源の電圧値にあわせて加熱装置の出力を変動させることができる。
本発明の発電装置によれば、商用電源の電圧値が変動した場合に、スターリングエンジンの高温室を加熱する加熱装置の出力が過不足することがない。これによって、スターリングエンジンの高温室の温度を適切に制御することができ、所望の発電効率を維持できる。
【００１４】
具体的には、出力調整手段が、電圧測定手段の測定した商用電源の電圧値が増加した場合に加熱装置の出力を増大させ、電圧測定手段の測定した商用電源の電圧値が減少した場合に加熱装置の出力を減少させる。
この発電装置によれば、商用電源の電圧値の増加にともなってスターリングエンジン内部のディスプレーサの振幅が増大し、高温室の容積の変化量が増大する場合に、加熱装置の出力を増大させる。これによって、低温室から高温室へ移動する作動流体が十分に加熱されない事態を防ぎ、高温室の温度を適切に制御することができる。また、商用電源の電圧値の減少にともなってスターリングエンジン内部のディスプレーサの振幅が減少し、高温室の容積の変化量が減少する場合に、加熱装置の出力を減少させる。これによって、低温室から高温室へ移動する作動流体が必要以上に加熱されてしまう事態を防ぎ、高温室の温度を適切に制御することができる。
【００１５】
この発電装置では、出力調整手段が、商用電源の電圧水準と加熱装置の出力を対応付けた対応情報の複数個を記憶していることが好ましい。対応情報は、商用電源の電圧水準が増大するにつれて加熱装置の出力が増加し、商用電源の電圧水準が縮小するにつれて加熱装置の出力が減少するように設定されている。出力調整手段は、電圧測定手段の測定した電圧値と対応情報に含まれる商用電源の電圧水準を比較し、商用電源の電圧水準に電圧測定手段の測定した電圧値を含む対応情報を特定し、特定した対応情報に基づいて加熱装置の出力を決定する。
この発電装置によれば、電圧測定手段の測定した電圧値に基づいて、加熱装置の出力を定量的に決定することができる。これによって、スターリングエンジンの高温室の温度を所定の範囲に維持することができ、スターリングエンジンの高温室の温度を精度よく制御することができる。
【００１６】
あるいは、この発電装置では、所定のタイミングにおける電圧測定手段の測定した電圧値の変化量を算出する算出手段と、算出手段の算出した電圧値の変化量から加熱装置の出力の変化量を特定する特定手段をさらに備えていることが好ましい。出力調整手段は、特定手段の特定した出力の変化量と所定のタイミングにおける加熱装置の出力に基づいて、所定のタイミングより後の加熱装置の出力を決定する。
この発電装置では、電圧測定手段の測定した電圧値の変化量に基づいて、加熱装置の出力を調整する。そのため、電圧測定手段の測定した電圧値がオフセット値を含んでいる場合でも、オフセット値の影響を受けることなく加熱装置の出力を調整することができる。オフセット値によって加熱装置の出力が変化し、加熱装置の出力が過剰である状態が維持されたり、加熱装置の出力が不足である状態が維持されたりすることがない。これによって、スターリングエンジンの高温室の温度を精度よく制御することができる。
【００１７】
上記の発電装置の出力調整手段は、電圧測定手段の測定した電圧値が所定の基準値から継続して外れた時間を測定するタイマーを備えていることが好ましい。出力調整手段は、タイマーの測定した時間が所定の基準時間を越えた場合に限り、加熱装置の出力を調整する。
【００１８】
商用電源の電圧値は、時間的・地理的な送電量の変化に起因して継続して大きく変化する場合と、ノイズ等に起因して一時的に大きく変化する場合がある。商用電源の電圧値が一時的に変化する場合、加熱装置の出力を調整する必要がないことが多い。
この発電装置では、電圧測定手段の測定した電圧値が所定の基準値から継続して外れた時間を測定するタイマーを備えており、タイマーが測定した時間が所定の基準時間を越えた場合に限り、加熱装置の出力を調整する。これによって、商用電源の電圧値がノイズ等に起因して一時的に所定の基準値から外れた場合には、加熱装置の出力の調整を行わない。加熱装置の出力の不必要な調整を省略することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、商用電源に系統連系しており、スターリングエンジンを用いて発電する発電装置において、商用電源の電圧値が大きく変化した場合でも、高温室の温度を適切に制御することができ、所望の発電効率を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
下記に詳細に説明する実施例の構成を列記する。
（特徴１）スターリングエンジンはフリーピストン型のスターリングエンジンである。
（特徴２）発電装置は、スターリングエンジンのヒータ部を加熱する加熱装置と、電圧測定手段の測定した電圧値に基づいて加熱装置の出力を調整する出力調整手段をさらに備えている。
（特徴３）出力調整手段は、電圧測定手段の測定した電圧値が増加した場合に加熱装置の出力を増加させ、電圧測定手段の測定した電圧値が減少した場合に加熱装置の出力を減少させる。
【実施例】
【００２１】
本発明の実施例に係る発電装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、発電装置１０を用いて発電を行う際の概略構成を示している。発電装置１０は、スターリングエンジン２０と、加熱装置４２と、冷却装置４４と、コントローラ４６と、グリッドボックス４８を備えている。
【００２２】
スターリングエンジン２０はフリーピストン型のスターリングエンジンである。加熱装置４２は、スターリングエンジン２０のヒータ部２２を囲うように配置されており、ヒータ部２２を加熱している。コントローラ４６には、出力調整装置３２が内蔵されている。出力調整装置３２は加熱装置４２に接続されており、加熱装置４２の出力を調整している。冷却装置４４は、スターリングエンジン２０のクーラ部２４の外側に沿って配置されており、クーラ部２４を冷却している。スターリングエンジン２０の接続口２８は、発電装置１０外部のグリッドボックス４８に接続されており、グリッドボックス４８は商用電源５０に接続されている。これによって、発電装置１０で発電される電力の電圧値が、発電所等からグリッドボックス４８に供給される商用電源５０の電圧値と等しく維持される。電圧測定装置３６は、グリッドボックス４８に内蔵されている。電圧測定装置３６は、商用電源５０の電圧値を測定している。出力調整装置３２と電圧測定装置３６は接続されており、電圧測定装置３６で測定された商用電源５０の電圧値が出力調整装置３２へと伝達される。コントローラ４６は、タイマー３８を内在しており、タイマー３８は所定時間からの経過時間を測定する。
【００２３】
図２に、スターリングエンジン２０の概略の構成を示す。スターリングエンジン２０の内部には、作動流体が充填された高温室５２と低温室５４が形成されている。高温室５２と低温室５４は流路５６で接続されており、ディスプレーサ５８が移動することによって、高温室５２と低温室５４の容積が変化する。高温室５２の容積が減少し、低温室５４の容積が増加すると、作動流体は流路５６を経由して高温室５２から低温室５４へ移動する。それとは逆に、高温室５２の容積が増加し、低温室５４の容積が減少すると、作動流体は流路５６を経由して低温室５４から高温室５２へ移動する。ディスプレーサ５８は、ばね６０を介してスターリングエンジン２０本体に接続されている。ばね６０の振動に伴って、ディスプレーサ５８が振動すると、高温室５２と低温室５４の容積が周期的に増減する。
【００２４】
流路５６には、ヒータ部２２と、再生部２３と、クーラ部２４が設けられている。高温室５２から低温室５４へ移動する作動流体は、再生部２３とクーラ部２４によって冷却されて、低温室５４へ流入する。低温室５４から高温室５２へ移動する作動流体は、再生部２３とヒータ部２２によって加熱されて、高温室５２へ流入する。スターリングエンジン２０では、ヒータ部２２とクーラ部２４の他に再生部２３を備えることで、高温室５２と低温室５４の間を移動する作動流体を効率よく加熱及び冷却することができる。
【００２５】
高温室５２の容積が減少し、低温室５４の容積が増大すると、スターリングエンジン２０の内部で低温の作動流体が増加する。低温の作動流体が増加することによって、作動流体の圧力が低減する。それとは逆に、高温室５２の容積が増大し、低温室５４の容積が減少すると、スターリングエンジン２０の内部で高温の作動流体が増加する。高温の作動流体が増加することによって、作動流体の圧力が増加する。このような作動流体の圧力変動はディスプレーサ５８の振動に伴って生起される。
【００２６】
パワーピストン６２は、ばね６４を介してスターリングエンジン２０本体に接続されており、作動流体の圧力変動を受けて振動する。パワーピストン６２が振動することによって、ディスプレーサ５８も加振される。つまり、ディスプレーサロッド５５に受ける低温室５４とバウンス空間６５の圧力差によって、ディスプレーサ５８がさらに加振される。加振されたディスプレーサ５８の振動によって、作動流体の圧力変動がさらに生起され、パワーピストン６２はさらに加振される。上記のようにして、ディスプレーサ５８とパワーピストン６２はスターリングエンジン２０の内部で共振する。
パワーピストン６２には永久磁石を備えるピストンロッド６６が接続されている。パワーピストン６２が作動流体の圧力変動によって振動することによって、ピストンロッド６６の周囲に設けられたコイル６８に誘導起電力が生じる。つまり、スターリングエンジン２０のコイル６８に電力が発生する。コイル６８は、接続口２８を介してグリッドボックス４８に接続されており、コイル６８で発生した電力がグリッドボックス４８を介して電力使用箇所に供給される。
【００２７】
コイル６８に電力が発生している間、パワーピストン６２の振動が、コイル６８の電磁誘導に伴う抵抗力によって減衰する。減衰したパワーピストン６２の振動によって、ディスプレーサ５８の振動も減衰する。ディスプレーサ５８とパワーピストン６２は、ヒータ部２２の加熱およびクーラ部２４の冷却による加振と、コイル６８における電磁誘導に伴う抵抗力による減衰が釣り合って、安定して振動し続ける。つまり、ディスプレーサ５８とパワーピストン６２が基準振幅で振動を続け、スターリングエンジン２０内の高温室５２と低温室５４の容積変化が基準変化量に保たれる。
【００２８】
出力調整装置３２は、商用電源５０の電圧、ひいては高温室５２の容積の基準変化量に基づいて、加熱装置４２の基準加熱出力が決定されている。これによって、高温室５２の作動流体の温度が基準温度に保たれ、最適な発電効率を維持する。
【００２９】
商用電源５０は、時間的・地理的な送電量の変化に起因して、その電圧値が大きく変化する場合がある。従来のスターリングエンジンでは、商用電源５０の電圧値が基準電圧値から大きく変化すると、コイル６８に発生する誘導起電力が大きく変化し、コイル６８からピストンロッド６６に作用する抵抗力が大きく変化する。そのため、スターリングエンジン内のディスプレーサ５８とパワーピストン６２において、コイル６８における電磁誘導に伴う抵抗力による減衰とヒータ部２２の加熱およびクーラ部２４の冷却による加振を釣り合わせることができない。つまり、ヒータ部２２の加熱に過不足が発生し、高温室５２の作動流体の温度を基準温度に保つことができない。作動流体の温度が基準温度よりも低下した場合に、作動流体を基準圧力まで上昇させることができず、発電装置１０の発電効率が悪化してしまう。また、作動流体の温度が基準温度よりも上昇した場合に、スターリングエンジン本体やディスプレーサ５８が過熱されてしまい、機器の劣化を早めてしまう。
【００３０】
本実施例の発電装置１０では、出力調整装置３２と電圧測定装置３６を備えており、電圧測定装置３６が測定した商用電源５０の電圧値に基づいて、出力調整装置３２が加熱装置４２の出力を調整する。図３は、出力調整装置３２と電圧測定装置３６が実行する加熱装置４２の出力調整処理のフローチャートである。以下、図３を用いて、本実施例の加熱装置４２の出力調整処理の動作について説明する。
発電装置１０では発電を開始すると、タイマー３８が発電開始からの時間を測定する。タイマー３８の測定時間が一定時間（本実施例では３分）を経過すると（Ｓ２）、出力調整装置３２と電圧測定装置３６は、商用電源５０の電圧値に基づいて加熱装置４２の出力の調整を開始する。
【００３１】
電圧測定装置３６は、商用電源５０の電圧値を測定し、出力調整装置３２は電圧測定装置３６が測定した電圧値を出力調整装置３２に記憶されている対応情報群と比較を行う。対応情報群は、商用電源５０の電圧水準と加熱装置の出力を対応付けた情報であり、例えば図３のステップＳ１２，Ｓ１６に示すように、商用電源５０の電圧水準に対して加熱装置の出力が定量的に決定されている。
出力調整装置３２は、電圧測定装置３６の測定した電圧値が、基準電圧値の１０２．５％から１０５％の水準まで上昇していることを検出した場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、タイマー３８は上記を検出してから継続して上記水準まで上昇している時間を測定する（Ｓ１４）。タイマー３８の経過時間が一定時間（本実施例では２０秒）を経過すると（Ｓ１４でＹＥＳ）、出力調整装置３２は加熱装置４２のガスインプット量を標準ガス量の１０５％へと増加させる（Ｓ１６）。電圧測定装置３６の測定した電圧値が一定時間内に上記水準外へと変化した場合には（Ｓ１４でＮＯ）、出力調整装置３２は加熱装置４２のガスインプット量を変化させない。
【００３２】
出力調整装置３２は、電圧測定装置３６の測定した電圧値が、基準電圧値の９５％から９７．５％の水準まで下降していることを検出した場合（Ｓ１２でＮＯであり、Ｓ２２でＹＥＳ）、タイマー３８は上記を検出してから継続して上記水準まで下降している時間を測定する（Ｓ２４）。タイマー３８の経過時間が一定時間（本実施例では２０秒）を経過すると（Ｓ２４でＹＥＳ）、出力調整装置３２は加熱装置４２のガスインプット量を標準ガス量の９５％へと減少させる（Ｓ２６）。電圧測定装置３６の測定した電圧値が一定時間内に上記水準外へと変化した場合には（Ｓ２４でＮＯ）、出力調整装置３２は加熱装置４２のガスインプット量を変化させない。
【００３３】
出力調整装置３２は、電圧測定装置３６の測定した電圧値が、基準電圧値の１０５％以上の水準まで上昇していることを検出した場合（Ｓ１２、Ｓ２２でＮＯであり、Ｓ３２でＹＥＳ）、タイマー３８は上記を検出してから継続して上記水準まで上昇している時間を測定する（Ｓ３４）。タイマー３８の経過時間が一定時間（本実施例では２０秒）を経過すると（Ｓ３４でＹＥＳ）、出力調整装置３２は加熱装置４２のガスインプット量を標準ガス量の１１０％へと増加させる（Ｓ３６）。電圧測定装置３６の測定した電圧値が一定時間内に上記水準外へと変化した場合には（Ｓ３４でＮＯ）、出力調整装置３２は加熱装置４２のガスインプット量を変化させない。
【００３４】
出力調整装置３２は、電圧測定装置３６の測定した電圧値が、基準値の９５％よりも低い水準まで下降していることを検出した場合（Ｓ１２、Ｓ２２、Ｓ３２でＮＯであり、Ｓ４２でＹＥＳ）、タイマー３８は上記を検出してから継続して上記水準まで下降している時間を測定する（Ｓ４４）。タイマー３８の経過時間が一定時間（本実施例では２０秒）を経過すると（Ｓ４４でＹＥＳ）、出力調整装置３２は加熱装置４２のガスインプット量を標準ガス量の９０％へと減少させる（Ｓ４６）。電圧測定装置３６の測定した電圧値が一定時間内に上記水準外へと変化した場合には（Ｓ４４でＮＯ）、出力調整装置３２は加熱装置４２のガスインプット量を変化させない。
【００３５】
出力調整装置３２は、電圧測定装置３６の測定した電圧値が基準値の９７．５％から１０２．５％の水準に維持されている場合（Ｓ１２、Ｓ２２、Ｓ３２、Ｓ４２でＮＯ）、加熱装置４２のガスインプット量を変化させない。
【００３６】
以上のように、本実施例の発電装置１０では、出力調整装置３２に記憶されている対応情報群に基づいて、電圧測定装置３６の測定した電圧値が増加した場合に出力調整装置３２が加熱装置４２の出力を増加させ、電圧測定装置３６の測定した電圧値が減少した場合に出力調整装置３２が加熱装置４２の出力を減少させる。例えば、図４に示すように、発電装置１０が安定して発電電力１０００Ｗを出力している状態において、グリッドボックス４８に供給される商用電源５０の電圧値Ｖが減少（２３０Ｖ⇒２００Ｖ）した場合、それに伴って高温室５２の外側の温度Ｔ１〜３が上昇（Ｔ１において６２０℃⇒６６０℃）するので、出力調整装置３２が加熱装置４２のガスインプット量Ｐ２を減少（８．４ｋＷ⇒６．５ｋＷ）させる。これによって、高温室５２の加熱が抑制され、高温室５２の外側の温度が低下（６６０℃⇒６２０℃）する。また、図５に示すように、発電装置１０が安定して発電電力１０００Ｗを出力している状態において、グリッドボックス４８に供給される商用電源５０の電圧値Ｖが増大（２３０Ｖ⇒２５０Ｖ）した場合、それに伴って高温室５２の外側の温度Ｔ１〜３が下降（Ｔ１において６３０℃⇒５７０℃）するので、出力調整装置３２が加熱装置４２のガスインプット量Ｐ２を増大（９．０ｋＷ⇒１０．０ｋＷ）させる。これによって、高温室５２の加熱が増強され、高温室５２の外側の温度が上昇（５７０℃⇒５８５℃）する。
【００３７】
本実施例の発電装置によれば、商用電源５０の電圧値の変化に伴って高温室５２の温度が変化した場合でも、高温室５２の温度を回復することができ、高温室５２の温度を適切に制御することができる。これにより、高温室５２の温度が低下し、発電効率が低下することもなければ、高温室５２の温度が上昇し、機器の劣化を早めることもない。発電効率と耐久性が向上した発電装置１０を実現することができる。
【００３８】
図３に示すように、本実施例の発電装置１０では、商用電源５０の電圧値がある商用電源５０の電圧水準にまで変動した場合に、タイマー３８を用いて継続してその電圧水準に変動している経過時間を測定する。そして、経過時間が一定時間を越えた場合に限り、出力調整装置３２が加熱装置４２のガスインプット量を変化させる。これによって、例えばノイズ等によって商用電源５０の電圧値が変化した場合に、出力調整装置３２が加熱装置４２のガスインプット量を変化させることがない。出力調整装置３２による加熱装置４２のガスインプット量の調整が容易となる。
【００３９】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。
出力調整装置３２が加熱装置４２の出力を調整する方法は図３で示した方法に限られない。例えば、発電装置は、所定のタイミングにおける電圧測定装置３６の測定した電圧値の変化量ΔＶを算出する算出手段７２と、算出手段７２の算出した電圧値の変化量ΔＶから加熱装置４２の出力の変化量ΔPを特定する特定手段７４をさらに備えていてもよい。図６に、算出手段７２と特定手段７４を備えた発電装置７０を示す。この発電装置７０では、算出手段７２と特定手段７４を用いて加熱装置４２の出力を調整する。
【００４０】
発電装置７０では、出力調整装置３２が、特定手段７４の特定した出力の変化量ΔPを所定のタイミングにおける加熱装置４２の出力に加えることで、所定のタイミングより後の加熱装置の出力を決定する。これによって、電圧測定装置３６の測定した電圧値Ｖにオフセット値が含まれている場合でも、オフセット値の影響を受けることがない。高温室５２の温度を適切に制御することができる。但し、この場合には決定した所定のタイミングより後の加熱装置の出力がガスインプット量の上限値または下限値を超えて変化しないように制御を行う必要がある。
【００４１】
また、発電装置は冷却装置の出力を調整する第２の出力調整装置をさらに備えていていてもよい。第２の出力調整装置は、電圧測定装置３６の測定した電圧値に基づいて冷却装置４４の出力を調整する。これによって、冷温室の温度を適切に制御することができ、発電装置の発電効率をさらに向上させることができる。
【００４２】
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】発電装置１０の模式図。
【図２】スターリングエンジン２０の断面図。
【図３】出力調整装置３２による加熱装置４２の出力制御を示すフローチャート。
【図４】出力調整装置３２による加熱装置４２の出力制御の様子を示すグラフ。
【図５】出力調整装置３２による加熱装置４２の出力制御の様子を示すグラフ。
【図６】発電装置７０の模式図。
【符号の説明】
【００４４】
１０：発電装置
２０：スターリングエンジン
２２：ヒータ部
２３：再生部
２４：クーラ部
２８：接続口
３２：出力調整装置
３６：電圧測定装置
３８：タイマー
４２：加熱装置
４４：冷却装置
４６：コントローラ
４８：グリッドボックス
５０：商用電源
５２：高温室
５４：低温室
５５：ディスプレーサロッド
５６：流路
５８：ディスプレーサ
６０：ばね
６２：パワーピストン
６４：ばね
６５：バウンス空間
６６：ピストンロッド
６８：コイル
７０：発電装置
７２：算出手段
７４：特定手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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