(57)【要約】【課題】  スターリングエンジンを用いた発電装置において、熱制御装置と電力制御装置の間で、緊急停止信号を迅速かつ確実に送受信することが可能な技術を提供する。【解決手段】  本発明の発電装置は、スターリングエンジンと、スターリングエンジンの加熱部を加熱する燃焼装置と、燃焼装置を制御する熱制御装置と、スターリングエンジンの発電部と商用電源を系統連系する系統連系装置と、系統連系装置を制御する電力制御装置と、電力制御装置と熱制御装置の間で別個に設けられた、シリアル通信によってデータを送受信するデータ通信線と、緊急停止信号を送受信する緊急通信線を備えている。その発電装置では、熱制御装置および／または電力制御装置が、緊急通信線の信号を監視しており、所定の頻度で緊急停止信号を検知した場合に、緊急停止動作を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スターリングエンジンと、
スターリングエンジンの加熱部を加熱する燃焼装置と、
燃焼装置を制御する熱制御装置と、
スターリングエンジンの発電部と商用電源を系統連系する系統連系装置と、
系統連系装置を制御する電力制御装置と、
電力制御装置と熱制御装置の間で別個に設けられた、シリアル通信によってデータを送受信するデータ通信線と、緊急停止信号を送受信する緊急通信線を備えており、
熱制御装置および／または電力制御装置が、緊急通信線の信号を監視しており、所定の頻度で緊急停止信号を検知した場合に、緊急停止動作を行うことを特徴とする発電装置。
【請求項２】
電力制御装置が、発電部からの電力の品質が所定の範囲から外れた場合に、熱制御装置へ緊急停止信号を送信して緊急停止動作を行う請求項１の発電装置。
【請求項３】
熱制御装置が、加熱部の温度が所定の範囲から外れた場合に、電力制御装置へ緊急停止信号を送信して緊急停止動作を行う請求項１または２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。
【背景技術】
【０００２】
スターリングエンジンを用いた発電装置が例えば特許文献１に開示されている。スターリングエンジンを用いた発電装置には、以下のような利点がある。
（１）熱負荷の変動に対する応答が速い。
（２）加熱源が発電装置の外部にあり、熱回収がしやすい。
（３）外燃機関であるので燃料の種類を問わない。
（４）装置そのものが小型であり、静粛性が高い。
（５）部分負荷効率が高い。
【０００３】
スターリングエンジンを用いた家庭用の発電装置では、商用電源との系統連系を制御する電力制御装置と、加熱源を制御する熱制御装置の間で、シリアル通信を行うことでシステムの協調を図っている。
【０００４】
一般的に、シリアル通信を行う場合、マイコンのＵＡＲＴ（非同期式シリアル通信回路網）を使用する。ＵＡＲＴでは、最初に現れるＬｏ電位のパルスを通信データのスタートビットと認識し、以降は通信レートにより設定された周期タイミングでレベル判定を行う。その１つ１つがビット列となり、通信プロトコルで定める各種のデータを構成する。一般的に使用されているマイコンでは、通信レートは９６００ｂｐｓ、エラーチェックサイクルは３００ｍｓ程度である。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１１３４２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
スターリングエンジンを用いた発電装置においては、電力制御装置が異常を検知した場合、熱制御装置は速やかに燃焼装置の燃焼を停止させる必要がある。通常の運転ではスターリングエンジンの加熱部の温度は６００℃程度に維持されている。電力制御装置によって適切に電力が取り出されずに燃焼装置の燃焼を継続させると、加熱部の温度は５秒程度で７００℃まで上昇する。加熱部の温度が７００℃まで上昇すると、材料特性が著しく劣化し、エンジンの全ての部品を取り替える必要が生じる。そのままさらに燃焼装置が燃焼を継続すると、１５秒程度で９００℃まで上昇する。加熱部の温度が９００℃まで上昇すると、インコネル製のエンジンにクリープ破壊が発生し、部分破断により高温高圧の作動ガスが噴出してしまう。異常発生時には、速やかに熱制御装置に異常の発生を通知し、燃焼を停止しなければならない。
【０００７】
しかしながら、電力制御装置と熱制御装置の間でシリアル通信のみが行われていると、異常が発生した際に速やかに通知することができない場合がある。スターリングエンジンを用いた発電装置では、通信線の近傍にエンジンや燃焼装置などのノイズ発生源が存在することから、通信線の信号にスパイクが重畳することがある。図６はシリアル通信の信号にスパイクが重畳する様子を示している。図６に示すように、電力制御装置と熱制御装置の間のシリアル通信のレベル判定のタイミングでスパイクが重畳すると、そのビット・データが誤判定される。その結果、１ビットの誤りによってそのビットを含むデータ群が全て無効とされてしまう。シリアル通信におけるデータ群の長さは３００ｍｓ程度であり、スパイクの重畳による誤判定が生じると、データの送信に３００ｍｓの遅延を生じることになる。このような場合、データを再送信する際にさらにスパイクの重畳による誤判定が生じると、データの送信はさらに３００ｍｓ遅延することになる。電力制御装置と熱制御装置の間でシリアル通信のみを行う構成とすると、スパイクの重畳による誤判定が生じた場合に、異常の発生を相手側に通知するまでに大きな遅延を生じてしまうことになる。
【０００８】
本発明は上記の課題を解決する。本発明は、スターリングエンジンを用いた発電装置において、熱制御装置と電力制御装置の間で、緊急停止信号を迅速かつ確実に送受信することが可能な技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の発電装置は、スターリングエンジンと、スターリングエンジンの加熱部を加熱する燃焼装置と、燃焼装置を制御する熱制御装置と、スターリングエンジンの発電部と商用電源を系統連系する系統連系装置と、系統連系装置を制御する電力制御装置と、電力制御装置と熱制御装置の間で別個に設けられた、シリアル通信によってデータを送受信するデータ通信線と、緊急停止信号を送受信する緊急通信線を備えている。その発電装置では、熱制御装置および／または電力制御装置が、緊急通信線の信号を監視しており、所定の頻度で緊急停止信号を検知した場合に、緊急停止動作を行う。
【００１０】
上記の発電装置では、緊急を要さない通常のデータについては、シリアル通信を行うデータ通信線により通信し、緊急を要する緊急停止信号については、緊急通信線により通信する。熱制御装置および／または電力制御装置は、緊急通信線の信号を常時監視しており、所定の頻度で緊急停止信号を検知した場合に、緊急停止動作を行う。図７は緊急通信線の信号にスパイクが重畳する様子を例示している。図７に示す例では、緊急停止信号が送信されていない場合は緊急通信線の信号はＬｏ電位となっており、緊急停止信号が送信されている場合は緊急通信線の信号はＨｉ電位となっている。図７に示すように、緊急通信線に緊急停止信号が送信されている状況において、レベル判定のタイミングでスパイクの重畳による誤判定が生じた場合でも、このような誤判定は連続して繰り返し生じることはないから、相手側で緊急停止信号を検知する頻度は大きく変化しない。従って、熱制御装置や電力制御装置において、所定の頻度で緊急停止信号を検知した場合に緊急停止動作を行う構成とすることで、相手側での異常の発生を速やかに検知して、緊急停止動作を行うことができる。
【００１１】
上記の発電装置では、電力制御装置が、発電部からの電力の品質が所定の範囲から外れた場合に、熱制御装置へ緊急停止信号を送信して緊急停止動作を行うことが好ましい。
【００１２】
このような構成とすることによって、電力制御装置においてスターリングエンジンに何らかの異常が発生していることを検知した場合に、熱制御装置と電力制御装置を協調させながら緊急停止動作を行うことができる。
【００１３】
上記の発電装置では、熱制御装置が、加熱部の温度が所定の範囲から外れた場合に、電力制御装置へ緊急停止信号を送信して緊急停止動作を行うことが好ましい。
【００１４】
このような構成とすることによって、熱制御装置においてスターリングエンジンに何らかの異常が発生していることを検知した場合に、熱制御装置と電力制御装置を協調させながら緊急停止動作を行うことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、スターリングエンジンを用いた発電装置において、熱制御装置と電力制御装置の間で、緊急停止信号を迅速かつ確実に送受信することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。
（形態１）スターリングエンジンはフリーピストン形スターリングエンジンである。
【実施例】
【００１７】
図面を参照しながら、本発明の発電装置を具現化した実施例を説明する。図１は本実施例の発電装置１００の構成を示している。発電装置１００は、フリーピストン形スターリングエンジン（ＦＰＳＥ）１０２と、燃焼装置１０４と、冷却装置１０６と、系統連系装置１０８と、熱制御装置１１０と、電力制御装置１１２を備えている。発電装置１００は、発電した電力を商用電源１５０へ供給する。
【００１８】
図２はＦＰＳＥ１０２の概略の構成を示している。ＦＰＳＥ１０２は、いわゆるβ形のスターリングエンジンであり、外形が略円柱形状をしているハウジング２０２と、ハウジング２０２内で膨張空間２０４と圧縮空間２０６を区画するディスプレーサ２０８と、圧縮空間２０６とバウンス空間２１０を区画する出力ピストン２１２を備えている。膨張空間２０４、圧縮空間２０６、バウンス空間２１０には、作動ガスであるヘリウムガスが充填されている。
【００１９】
ディスプレーサ２０８は、ハウジング２０２内に設けられたシリンダ２１４に収容されているとともに、ハウジング２０２に固定されているシャフト２１６に摺動可能に支持されている。ディスプレーサ２０８とシャフト２１６は２つの板ばね２１８を介して接続されており、ディスプレーサ２０８はシリンダ２１４の内面に沿って往復運動する。ディスプレーサ２０８の固有振動数は、ディスプレーサ２０８の重量と板ばね２１８のバネ定数によって調整される。シャフト２１６は固定プレート２２０を介してハウジング２０２に固定されており、固定プレート２２０には複数の孔２２０ａが形成されている。
【００２０】
シリンダ２１４の外面とハウジング２０２の内面の間には、膨張空間２０４と圧縮空間２０６を連通する経路２２２が形成される。この経路２２２には、通過するヘリウムガスをハウジング２０２の外部の燃焼装置１０４によって加熱する加熱部２２６と、蓄熱体が敷設された再生部２２８と、通過するヘリウムガスをハウジング２０２の外部の冷却装置１０６によって冷却する冷却部２３２が形成されている。加熱部２２６には経路２２２に沿ったヘリウムガスの移動を妨げない形状の加熱部フィン２２７が設けられている。冷却部２３２には経路２２２に沿ったヘリウムガスの移動を妨げない形状の冷却部フィン２３３が設けられている。燃焼装置１０４は、加熱部２２６をハウジング２０２の外側で囲うように配置されたリングバーナ２２４と、リングバーナ２２４に供給する燃料ガス量を調整する燃料ガス調整弁２５２と、ハウジング２０２の外側から加熱部２２６の温度を計測する加熱部温度センサ２４８を備えている。リングバーナ２２４には図示しない着火検知センサが設けられている。冷却装置１０６は、冷却部２３２を収容するハウジング２０２の外面に沿って冷却水を流す冷却水配管２３０と、冷却水配管２３０に循環させる冷却水の流量を調整する冷却水調整弁２５４と、冷却水配管２３０を循環する冷却水の温度を計測する冷却部温度センサ２５６を備えている。燃焼装置１０４と冷却装置１０６の動作は、熱制御装置１１０によって制御される。再生部２２８は蓄熱体の吸熱／放熱によって、ヘリウムガスが通過する際に予冷／予熱を行う。膨張空間２０４の高温のヘリウムガスが圧縮空間２０６へ移動する際には、ヘリウムガスは再生部２２８で蓄熱体の吸熱により予冷された後、冷却部２３２で冷却される。圧縮空間２０６の低温のヘリウムガスが膨張空間２０４へ移動する際には、ヘリウムガスは再生部２２８で蓄熱体の放熱により予熱された後、加熱部２２６で加熱される。
【００２１】
出力ピストン２１２にはムーバーロッド２３４が固定されており、出力ピストン２１２とムーバーロッド２３４は一体的に運動する。ムーバーロッド２３４は２つの板ばね２３６を介してハウジング２０２に支持されており、出力ピストン２１２とムーバーロッド２３４は、ハウジング２０２の内面に形成されたガイド２３８に沿って往復運動する。出力ピストン２１２の固有振動数は、出力ピストン２１２とムーバーロッド２３４と磁石２４０等の重量と、板ばね２３６のバネ定数によって調整されるが、後述するように、本実施例の発電装置１００では出力ピストン２１２やムーバーロッド２３４や磁石２４０や板ばね２３６の部品性状のばらつきを許容することができる。本実施例では、ディスプレーサ２０８の固有振動数を出力ピストン２１２の固有振動数よりも幾分大きくして、両者に位相差を持たせている。
【００２２】
ムーバーロッド２３４には複数の磁石２４０が配設されている。また、ハウジング２０２側には、複数の磁石２４０と対向する位置に鉄心２４２とコイル２４４が設けられている。ムーバーロッド２３４が往復運動することによって、コイル２４４に誘導起電圧が発生し、交流電力を生成することができる。このときに発電される交流電力の周波数は、出力ピストン２１２の往復運動の周波数に等しい。この場合、ムーバーロッド２３４の磁石２４０とハウジング２０２の鉄心２４２およびコイル２４４は、リニア発電機として機能する。
【００２３】
またムーバーロッド２３４が停止しているときに、コイル２４４に交流電圧を印加することで、ムーバーロッド２３４が加振され、ムーバーロッド２３４が往復運動させることができる。この場合、ムーバーロッド２３４の磁石２４０とハウジング２０２の鉄心２４２およびコイル２４４は、リニア電動機として機能する。
【００２４】
ＦＰＳＥ１０２では、ディスプレーサ２０８が往復運動すると、膨張空間２０４の容積と圧縮空間２０６の容積の割合が変化する。例えばディスプレーサ２０８が膨張空間２０４側に移動すると、膨張空間２０４の容積が減少するとともに圧縮空間２０６の容積が増大する。このとき、膨張空間２０４内のヘリウムガスは、経路２２２を通って圧縮空間２０６へと移動する。逆に、ディスプレーサ２０８が圧縮空間２０６側に移動すると、圧縮空間２０６の容積が減少するとともに膨張空間２０４の容積が増大する。このとき、圧縮空間２０６内のヘリウムガスが経路２２２を通って膨張空間２０４へと移動する。膨張空間２０４の容積と圧縮空間２０６の容積の割合が変化すると、高温状態のヘリウムガスと低温状態のヘリウムガスの割合が変化し、膨張空間２０４と圧縮空間２０６の圧力が変化する。圧縮空間２０６の圧力変化によって、出力ピストン２１２が加振される。
【００２５】
出力ピストン２１２は、圧縮空間２０６に生じる圧力変化によって加振されつつ、往復運動する。このときのディスプレーサ２０８の往復運動の周波数は出力ピストン２１２の往復運動の周波数よりも幾分大きくなるように設定されているので、両者の間に位相差が生じて熱力学的仕事を生成する。
【００２６】
ＦＰＳＥ１０２は、燃焼装置１０４による連続的な加熱と冷却装置１０６による連続的な冷却によって、ディスプレーサ２０８と出力ピストン２１２を振動させ続けて、交流電力を発電する。
【００２７】
ＦＰＳＥ１０２が発電した電力は、コイル２４４から図１の系統連系装置１０８に送られる。系統連系装置１０８は、ＦＰＳＥ１０２から供給される交流電力を変換して商用電源１５０へ供給する。本実施例では、ＦＰＳＥ１０２からの電力は単相２線式の２３０Ｖ、５０Ｈｚの交流電力である。系統連系装置１０８はこの電力を、単相３線式の１００／２００Ｖ、５０／６０Ｈｚの交流電力に変換して、商用電源１５０へと供給する。
【００２８】
図３は系統連系装置１０８の構成を示している。系統連系装置１０８は、第１品質監視回路３０２、電力変換回路３０４、第２品質監視回路３０６、駆動回路３０８、スイッチ３１０、ダンプロード３１２を備えている。
【００２９】
第１品質監視回路３０２は、ＦＰＳＥ１０２から供給される交流電力の品質（電圧実効値と周波数）を計測する。第１品質監視回路３０２は、計測した電圧実効値と周波数を電力制御装置１１２へ送信する。
【００３０】
電力変換回路３０４は、ＦＰＳＥ１０２から供給される交流電力を直流電力に一旦変換して、直流電力の状態で所定電圧まで昇圧した後に、再び交流電力に変換する。これによって、ＦＰＳＥ１０２から供給された交流電力は、商用電源１５０と電圧および周波数が一致する交流電力に変換される。
【００３１】
第２品質監視回路３０６は、商用電源１５０の交流電力の品質（電圧実効値と周波数）を計測する。第２品質監視回路３０６は、計測した電圧実効値と周波数を電力制御装置１１２へ送信する。
【００３２】
駆動回路３０８は、ＦＰＳＥ１０２による発電を開始する際に、商用電源１５０からの交流電力を用いて、ＦＰＳＥ１０２を始動させるためのトリガ電圧を生成する。駆動回路３０８で生成されたトリガ電圧はＦＰＳＥ１０２のコイル２４４に印加される。
【００３３】
ダンプロード３１２は、大電流を通電可能なヒータである。スイッチ３１０を導通させることで、ＦＰＳＥ１０２が発電した電力の供給先が商用電源１５０からダンプロード３１２に切り替えられる。ＦＰＳＥ１０２の緊急停止を行う必要がある場合に、電力制御装置１１２は、スイッチ３１０を導通させて、電力の供給先をダンプロード３１２に切替える。ダンプロード３１２での電力の消費によって、ＦＰＳＥ１０２の出力ピストン２１２に対して大きな減衰力が作用する。これによって、ＦＰＳＥ１０２のディスプレーサ２０８や出力ピストン２１２の振動を停止させることができる。
【００３４】
図１に示すように、熱制御装置１１０と電力制御装置１１２は、シリアル通信によってデータの送受信を行うデータ通信線１１４と、熱制御装置１１０から電力制御装置１１２に緊急停止信号を送信する第１緊急通信線１１６と、電力制御装置１１２から熱制御装置１１０に緊急停止信号を送信する第２緊急通信線１１８で接続されている。
【００３５】
データ通信線１１４では、シリアル通信によってデータの送受信が行われる。本実施例では、データ通信線１１４の通信レートは９６００ｂｐｓであり、エラーチェックサイクルは３００ｍｓ程度である。また、データ通信線１１４での通信においては、連続して２０回の誤判定が生じた場合に、データ通信線１１４での通信エラーが確定する。
【００３６】
第１緊急通信線１１６および第２緊急通信線１１８では、緊急停止信号のみが送受信される。本実施例では、第１緊急通信線１１６および第２緊急通信線１１８の信号は、緊急停止信号が送信されていなければＬｏ電位となっており、緊急停止信号が送信されているとＨｉ電位となる。第１緊急通信線１１６と第２緊急通信線１１８についてのレベル判定は、１０ｍｓ毎に行われる。電力制御装置１１２は、第１緊急通信線１１６において、５０回のレベル判定のうち４５回の頻度で緊急停止信号が検知されると、熱制御装置１１０から緊急停止信号を受信したものと判断する。熱制御装置１１０は、第２緊急通信線１１８において、５０回のレベル判定のうち４５回の頻度で緊急停止信号が検知されると、電力制御装置１１２から緊急停止信号を受信したものと判断する。
【００３７】
以下では図４および図５を参照しながら、熱制御装置１１０と電力制御装置１１２の協調動作について説明する。図４は熱制御装置１１０が行う処理を説明するフローチャートである。
【００３８】
ステップＳ４０２では、発電装置１００の運転スイッチがオンにされるまで待機する。発電装置１００の運転スイッチがオンにされると、ステップＳ４０４へ進む。
【００３９】
ステップＳ４０４では、燃焼装置１０４による加熱部２２６の加熱と、冷却装置１０６による冷却部２３２の冷却を開始する。
【００４０】
ステップＳ４０６では、燃焼装置１０４におけるリングバーナ２２４の着火が検知されるまで待機する。リングバーナ２２４の着火が検知されると、ステップＳ４０８へ進む。
【００４１】
ステップＳ４０８では、電力制御装置１１２へ、運転の開始を指示する信号を送信する。ステップＳ４０８での信号の送信は、データ通信線１１４を用いて行われる。
【００４２】
ステップＳ４１０では、燃焼装置１０４および冷却装置１０６での異常の有無を判断する。熱制御装置１１０は、加熱部温度センサ２４８で計測される加熱部２２６の温度や、冷却部温度センサ２５６で計測される冷却水の温度を監視している。加熱部温度センサ２４８で計測される温度や、冷却部温度センサ２５６で計測される温度が、所定の範囲から外れている場合に、熱制御装置１１０は燃焼装置１０４や冷却装置１０６で異常が発生したものと判断する。ステップＳ４１０で異常が検知されない場合（ＮＯの場合）には、ステップＳ４１２へ進む。
【００４３】
ステップＳ４１２では、電力制御装置１１２との間でのデータ通信線１１４を用いたシリアル通信で通信エラーが確定したか否かを判断する。ステップＳ４１２で通信エラーが確定していなければ（ＮＯであれば）、ステップＳ４１４へ進む。
【００４４】
ステップＳ４１４では、電力制御装置１１２から緊急停止指示を受信したか否かを判断する。電力制御装置１１２からの緊急停止の指示は、データ通信線１１４を用いた通信と、第２緊急通信線１１８を用いた通信の双方によって送信される。データ通信線１１４と第２緊急通信線１１８のいずれについても緊急停止の指示を受信していなければ（ステップＳ４１４でＮＯであれば）、処理はステップＳ４１６へ進む。
【００４５】
ステップＳ４１６では、発電装置１００の運転スイッチがオフにされたか否かを判断する。発電装置１００の運転スイッチがオフにされた場合（ステップＳ４１６でＹＥＳの場合）には、ステップＳ４１８へ移行する。運転スイッチがオンのままの場合（ステップＳ４１６でＮＯの場合）には、処理はステップＳ４１０へ戻り、上述した一連の判定処理を繰り返す。
【００４６】
ステップＳ４１８では、電力制御装置１１２に、運転停止信号を送信する。ステップＳ４１８の処理は、発電装置１００の運転スイッチがオフにされた場合にのみ行うものであり、緊急を要するものではないので、運転停止信号は、データ通信線１１４のみで送信される。
【００４７】
ステップＳ４２４では、燃焼装置１０４による加熱部２２６の加熱と、冷却装置１０６による冷却部２３２の冷却を停止して、処理を終了する。
【００４８】
ステップＳ４１０で燃焼装置１０４あるいは冷却装置１０６で異常が検知された場合（ＹＥＳの場合）、あるいはステップＳ４１２でデータ通信線１１４のシリアル通信において通信エラーが確定した場合（ＹＥＳの場合）には、処理はステップＳ４２０へ移行し、電力制御装置１１２へ緊急停止指示を送信する。ステップＳ４２０では、熱制御装置１１０から電力制御装置１１２へ、データ通信線１１４を用いて緊急停止の指示を送信しつつ、第１緊急通信線１１６を用いて緊急停止信号を送信する。
【００４９】
ステップＳ４２０で電力制御装置１１２へ緊急停止指示を送信した後、あるいはステップＳ４１４で電力制御装置１１２から緊急停止指示を受信した場合（ＹＥＳの場合）には、処理はステップＳ４２２へ移行し、発電装置１００の再始動をロックする。これによって、発電装置１００の運転スイッチが再びオンとされた場合でも、適切なメンテナンスが行われてロックが解除されるまでは、発電装置１００が再始動することがない。ステップＳ４２２の後、処理はステップＳ４２４へ移行し、燃焼装置１０４による加熱部２２６の加熱と、冷却装置１０６による冷却部２３２の冷却を停止して、処理を終了する。
【００５０】
図５は電力制御装置１１２が行う処理を説明するフローチャートである。
【００５１】
ステップＳ５０２では、熱制御装置１１０から運転の開始を指示する信号を受信するまで待機する。熱制御装置１１０から運転の開始を指示する信号を受信すると、ステップＳ５０４へ進む。
【００５２】
ステップＳ５０４では、系統連系装置１０８の駆動回路３０８によってトリガ電圧を生成し、ＦＰＳＥ１０２のコイル２４４に印加する。これによって、ＦＰＳＥ１０２の出力ピストン２１２が加振されて、ＦＰＳＥ１０２が発電を開始する。
【００５３】
ステップＳ５０６では、系統連系装置１０８の電力変換回路３０４によってＦＰＳＥ１０２を商用電源１５０と接続する。これによって、ＦＰＳＥ１０２で発電した交流電力が、系統連系装置１０８を介して、商用電源１５０へ供給される。
【００５４】
ステップＳ５０８では、ＦＰＳＥ１０２の交流電力の品質に異常があるか否かを判断する。電力制御装置１１２は、第１品質監視回路３０２で計測されるＦＰＳＥ１０２からの電力の電圧実効値と周波数が所定の範囲から外れている場合に、ＦＰＳＥ１０２の交流電力に品質の異常があると判断する。ＦＰＳＥ１０２の交流電力の品質に異常がなければ（ステップＳ５０８でＮＯであれば）、処理はステップＳ５１０へ進む。
【００５５】
ステップＳ５１０では、商用電源１５０の交流電力の品質に異常があるか否かを判断する。ステップＳ５０８と同様に、電力制御装置１１２は、第２品質監視回路３０６で計測される商用電源１５０の交流電力の電圧実効値と周波数が所定の範囲から外れている場合に、商用電源１５０の交流電力に品質の異常があると判断する。商用電源１５０の交流電力の品質に異常がなければ（ステップＳ５１０でＮＯであれば）、処理はステップＳ５１２へ進む。
【００５６】
ステップＳ５１２では、熱制御装置１１０との間でのデータ通信線１１４を用いたシリアル通信で通信エラーが確定したか否かを判断する。ステップＳ５１２で通信エラーが確定していなければ（ＮＯであれば）、ステップＳ５１４へ進む。
【００５７】
ステップＳ５１４では、熱制御装置１１０から停止指示を受信したか否かを判断する。熱制御装置１１０からの停止指示は、データ通信線１１４と第１緊急通信線１１６を併用した緊急停止の指示である場合もあるし、データ通信線１１４のみを用いた運転停止指示の場合もある。熱制御装置１１０から停止指示を受信していない場合（ステップＳ５１４でＮＯの場合）には、ステップＳ５０８へ戻り、上述した一連の判定処理を繰り返す。熱制御装置１１０から停止信号を受信している場合（ステップＳ５１４でＹＥＳの場合）には、処理はステップＳ５１８へ移行する。
【００５８】
ステップＳ５１８では、系統連系装置１０８のスイッチ３１０を導通させて、ＦＰＳＥ１０２からの電力の供給先をダンプロード３１２へ切り替える。ダンプロード３１２に大電流が流れることで、ＦＰＳＥ１０２の出力ピストン２１２に大きな減衰力が作用して、出力ピストン２１２とディスプレーサ２０８の往復運動が停止する。これによって、ＦＰＳＥ１０２の動作が完全に停止し、処理を終了する。
【００５９】
ステップＳ５０８でＦＰＳＥ１０２の交流電力の品質に異常があった場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ５１０で商用電源１５０の交流電力の品質に異常があった場合（ＹＥＳの場合）、あるいはステップＳ５１２でデータ通信線１１４のシリアル通信において通信エラーが確定した場合（ＹＥＳの場合）には、処理はステップＳ５１６へ移行し、熱制御装置１１０へ緊急停止指示を送信する。ステップＳ５１６では、電力制御装置１１２から熱制御装置１１０へ、データ通信線１１４を用いて緊急停止の指示を送信しつつ、第２緊急通信線１１８を用いて緊急停止信号を送信する。
【００６０】
ステップＳ５１６で熱制御装置１１０へ緊急停止指示を送信した後、処理はステップＳ５１８へ移行し、ＦＰＳＥ１０２からの電力の供給先をダンプロード３１２へ切り替えて、ＦＰＳＥ１０２の動作を停止させて、処理を終了する。
【００６１】
以上のように、本実施例の発電装置１００によれば、熱制御装置１１０と電力制御装置１１２の間に、シリアル通信によってデータを送受信するデータ通信線１１４とは別個に、緊急停止信号を送受信する第１緊急通信線１１６および第２緊急通信線１１８が設けられている。電力制御装置１１２は、第１緊急通信線１１６の信号を監視しており、所定の頻度で緊急停止信号を検知した場合には、緊急停止動作を行う。熱制御装置１１０は、第２緊急通信線１１８の信号を監視しており、所定の頻度で緊急停止信号を検知した場合には、緊急停止動作を行う。このような構成とすることによって、熱制御装置１１０と電力制御装置１１２の何れかで異常の発生を検知した場合に、速やかに緊急停止信号を相手側に送信して、熱制御装置１１０と電力制御装置１１２を協調させて緊急停止動作を行うことができる。これによって、例えば電力制御装置１１２が系統連系装置１０８に停止動作をさせているにも関わらず熱制御装置１１０が燃焼装置１０４の動作を継続させてしまったり、熱制御装置１１０が燃焼装置１０４の燃焼を停止させたにも関わらず電力制御装置１１２が系統連系装置１０８による緊急停止を行わずにＦＰＳＥ１０２の動作を継続させてしまうことがない。
【００６２】
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様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書又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、本明細書又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】
【００６３】
【図１】図１は発電装置１００の構成を示す図である。
【図２】図２はＦＰＳＥ１０２の構成を示す図である。
【図３】図３は系統連系装置１０８の構成を示す図である。
【図４】図４は熱制御装置１１０の動作を説明するフローチャートである。
【図５】図５は電力制御装置１１２の動作を説明するフローチャートである。
【図６】図６はデータ通信線にスパイクが重畳する様子を例示する図である。
【図７】図７は緊急通信線にスパイクが重畳する様子を例示する図である。
【符号の説明】
【００６４】
１００ 発電装置
１０４ 燃焼装置
１０６ 冷却装置
１０８ 系統連系装置
１１０ 熱制御装置
１１２ 電力制御装置
１１４ データ通信線
１１６ 第１緊急通信線
１１８ 第２緊急通信線
１５０ 商用電源
２０２ ハウジング
２０４ 膨張空間
２０６ 圧縮空間
２０８ ディスプレーサ
２１０ バウンス空間
２１２ 出力ピストン
２１４ シリンダ
２１６ シャフト
２２０ 固定プレート
２２０ａ      孔
２２２ 経路
２２４ リングバーナ
２２６ 加熱部
２２７ 加熱部フィン
２２８ 再生部
２３０ 冷却水配管
２３２ 冷却部
２３３ 冷却部フィン
２３４ ムーバーロッド
２３８ ガイド
２４０ 磁石
２４２ 鉄心
２４４ コイル
２４８ 加熱部温度センサ
２５２ 燃料ガス調整弁
２５４ 冷却水調整弁
２５６ 冷却部温度センサ
３０２ 第１品質監視回路
３０４ 電力変換回路
３０６ 第２品質監視回路
３０８ 駆動回路
３１０ スイッチ
３１２ ダンプロード
【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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【図７】
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