(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発器において外部から供給される加熱媒体によって作動媒体を蒸発させ、蒸発した作動媒体を発電機に接続した膨張機に導入して前記膨張機を駆動することにより発電し、前記膨張機から排出された作動媒体を凝縮器に導入し、前記凝縮器において外部から供給される冷却媒体によって作動媒体を冷却して凝縮させ、凝縮した作動媒体をポンプによって前記蒸発器に再供給する発電サイクルを複数有し、
熱源から加熱媒体が供給される共通の加熱媒体供給共通流路から分岐して、それぞれの前記発電サイクルの前記蒸発器に加熱媒体を供給する加熱媒体供給分岐流路と、
それぞれの前記発電サイクルの前記蒸発器から作動媒体と熱交換した加熱媒体を排出する加熱媒体排出分岐流路と、
冷却源から冷却媒体が供給される共通の冷却媒体供給共通流路から分岐して、それぞれの前記発電サイクルの前記凝縮器に冷却媒体を供給する冷却媒体供給分岐流路と、
それぞれの前記発電サイクルの前記凝縮器から作動媒体と熱交換した冷却媒体を排出する冷却媒体排出分岐流路とを備え、
前記加熱媒体供給分岐流路および前記加熱媒体排出分岐流路の少なくともいずれかに設けられ、加熱媒体の流れを遮断する加熱媒体遮断弁と、
前記冷却媒体供給分岐流路および前記冷却媒体排出分岐流路の少なくともいずれかに設けられ、冷却媒体の流れを遮断する冷却媒体遮断弁と、
少なくともいずれかの前記発電サイクルの前記加熱媒体供給分岐流路および前記加熱媒体排出分岐流路に設けられ、それぞれ加熱媒体の温度を検出する加熱媒体供給温度検出器および加熱媒体排出温度検出器と、
それぞれの前記発電機の発電量を検出する電力検出器と、
前記加熱媒体供給温度検出器の検出値と前記加熱媒体排出温度検出器の検出値との差分および前記電力検出器の検出値に基づいて、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を開閉する制御装置とを有することを特徴とする発電装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記加熱媒体供給温度検出器の検出値と加熱媒体排出温度検出器の検出値との差分が所定の加熱温度差下限値より小さくなったとき、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁が閉じている前記発電サイクルのいずれか１つの前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を開き、
前記加熱媒体供給温度検出器の検出値と加熱媒体排出温度検出器の検出値との差分が前記加熱温度差下限値以上で、且つ、前記電力検出器の検出値が所定の電力下限値より小さくなったとき、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁が開いている前記発電サイクルのいずれか１つの前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を閉じ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】
蒸発器において外部から供給される加熱媒体によって作動媒体を蒸発させ、蒸発した作動媒体を発電機に接続した膨張機に導入して前記膨張機を駆動することにより発電し、前記膨張機から排出された作動媒体を凝縮器に導入し、前記凝縮器において外部から供給される冷却媒体によって作動媒体を冷却して凝縮させ、凝縮した作動媒体をポンプによって前記蒸発器に再供給する発電サイクルを複数有し、
熱源から加熱媒体が供給される共通の加熱媒体供給共通流路から分岐して、それぞれの前記発電サイクルの前記蒸発器に加熱媒体を供給する加熱媒体供給分岐流路と、
それぞれの前記発電サイクルの前記蒸発器から作動媒体と熱交換した加熱媒体を排出する加熱媒体排出分岐流路と、
冷却源から冷却媒体が供給される共通の冷却媒体供給共通流路から分岐して、それぞれの前記発電サイクルの前記凝縮器に冷却媒体を供給する冷却媒体供給分岐流路と、
それぞれの前記発電サイクルの前記凝縮器から作動媒体と熱交換した冷却媒体を排出する冷却媒体排出分岐流路とを備え、
前記加熱媒体供給分岐流路および前記加熱媒体排出分岐流路の少なくともいずれかに設けられ、加熱媒体の流れを遮断する加熱媒体遮断弁と、
前記冷却媒体供給分岐流路および前記冷却媒体排出分岐流路の少なくともいずれかに設けられ、冷却媒体の流れを遮断する冷却媒体遮断弁と、
少なくともいずれかの前記発電サイクルの前記冷却媒体供給分岐流路および前記冷却媒体排出分岐流路に設けられ、それぞれ冷却媒体の温度を検出する冷却媒体供給温度検出器および冷却媒体排出温度検出器と、
それぞれの前記発電機の発電量を検出する電力検出器と、
前記冷却媒体供給温度検出器の検出値と前記冷却媒体排出温度検出器の検出値との差分および前記電力検出器の検出値に基づいて、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を開閉する制御装置とを有することを特徴とする発電装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記冷却媒体供給温度検出器の検出値と冷却媒体排出温度検出器の検出値との差分が所定の冷却温度差下限値より小さくなったとき、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁が閉じている前記発電サイクルのいずれか１つの前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を開き、
前記冷却媒体供給温度検出器の検出値と冷却媒体排出温度検出器の検出値との差分が前記冷却温度差下限値以上で、且つ、前記電力検出器の検出値が所定の電力下限値より小さくなったとき、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁が開いている前記発電サイクルのいずれか１つの前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を閉じることを特徴とする請求項３に記載の発電装置。
【請求項５】
蒸発器において外部から供給される加熱媒体によって作動媒体を蒸発させ、蒸発した作動媒体を発電機に接続した膨張機に導入して前記膨張機を駆動することにより発電し、前記膨張機から排出された作動媒体を凝縮器に導入し、前記凝縮器において外部から供給される冷却媒体によって作動媒体を冷却して凝縮させ、凝縮した作動媒体をポンプによって前記蒸発器に再供給する発電サイクルを複数有し、
熱源から加熱媒体が供給される共通の加熱媒体供給共通流路から分岐して、それぞれの前記発電サイクルの前記蒸発器に加熱媒体を供給する加熱媒体供給分岐流路と、
それぞれの前記発電サイクルの前記蒸発器から作動媒体と熱交換した加熱媒体を排出する加熱媒体排出分岐流路と、
冷却源から冷却媒体が供給される共通の冷却媒体供給共通流路から分岐して、それぞれの前記発電サイクルの前記凝縮器に冷却媒体を供給する冷却媒体供給分岐流路と、
それぞれの前記発電サイクルの前記凝縮器から作動媒体と熱交換した冷却媒体を排出する冷却媒体排出分岐流路とを備え、
前記加熱媒体供給分岐流路および前記加熱媒体排出分岐流路の少なくともいずれかに設けられ、加熱媒体の流れを遮断する加熱媒体遮断弁と、
前記冷却媒体供給分岐流路および前記冷却媒体排出分岐流路の少なくともいずれかに設けられ、冷却媒体の流れを遮断する冷却媒体遮断弁と、
少なくともいずれかの前記発電サイクルの前記蒸発器の上流および下流に配設され、それぞれ前記作動媒体の温度を検出する作動媒体蒸発前温度検出器および作動媒体蒸発後温度検出器と、
それぞれの前記発電機の発電量を検出する電力検出器と、
前記作動媒体蒸発前温度検出器の検出値と前記作動媒体蒸発後温度検出器の検出値との差分および前記電力検出器の検出値に基づいて、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を開閉する制御装置とを有することを特徴とする発電装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記作動媒体蒸発前温度検出器の検出値と前記作動媒体蒸発後温度検出器の検出値との差分が所定の蒸発温度差下限値より小さくなったとき、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁が閉じている前記発電サイクルのいずれか１つの前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を開き、
前記作動媒体蒸発前温度検出器の検出値と前記作動媒体蒸発後温度検出器の検出値との差分が前記蒸発温度差下限値以上で、且つ、前記電力検出器の検出値が所定の電力下限値より小さくなったとき、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁が開いている前記発電サイクルのいずれか１つの前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を閉じることを特徴とする請求項５に記載の発電装置。
【請求項７】
蒸発器において外部から供給される加熱媒体によって作動媒体を蒸発させ、蒸発した作動媒体を発電機に接続した膨張機に導入して前記膨張機を駆動することにより発電し、前記膨張機から排出された作動媒体を凝縮器に導入し、前記凝縮器において外部から供給される冷却媒体によって作動媒体を冷却して凝縮させ、凝縮した作動媒体をポンプによって前記蒸発器に再供給する発電サイクルを複数有し、
熱源から加熱媒体が供給される共通の加熱媒体供給共通流路から分岐して、それぞれの前記発電サイクルの前記蒸発器に加熱媒体を供給する加熱媒体供給分岐流路と、
それぞれの前記発電サイクルの前記蒸発器から作動媒体と熱交換した加熱媒体を排出する加熱媒体排出分岐流路と、
冷却源から冷却媒体が供給される共通の冷却媒体供給共通流路から分岐して、それぞれの前記発電サイクルの前記凝縮器に冷却媒体を供給する冷却媒体供給分岐流路と、
それぞれの前記発電サイクルの前記凝縮器から作動媒体と熱交換した冷却媒体を排出する冷却媒体排出分岐流路とを備え、
前記加熱媒体供給分岐流路および前記加熱媒体排出分岐流路の少なくともいずれかに設けられ、加熱媒体の流れを遮断する加熱媒体遮断弁と、
前記冷却媒体供給分岐流路および前記冷却媒体排出分岐流路の少なくともいずれかに設けられ、冷却媒体の流れを遮断する冷却媒体遮断弁と、
少なくともいずれかの前記発電サイクルの前記凝縮器の上流および下流に配設され、それぞれ前記作動媒体の温度を検出する作動媒体凝縮前温度検出器および作動媒体凝縮後温度検出器と、
それぞれの前記発電機の発電量を検出する電力検出器と、
前記作動媒体凝縮前温度検出器の検出値と前記作動媒体凝縮後温度検出器の検出値との差分および前記電力検出器の検出値に基づいて、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を開閉する制御装置とを有することを特徴とする発電装置。
【請求項８】
前記作動媒体凝縮前温度検出器の検出値と前記作動媒体凝縮後温度検出器の検出値との差分が所定の凝縮温度差下限値より小さくなったとき、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁が閉じている前記発電サイクルのいずれか１つの前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を開き、
前記作動媒体凝縮前温度検出器の検出値と前記作動媒体凝縮後温度検出器の検出値との差分が前記凝縮温度差下限値以上で、且つ、前記電力検出器の検出値が所定の電力下限値より小さくなったとき、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁が開いている前記発電サイクルのいずれか１つの前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を閉じることを特徴とする請求項７に記載の発電装置。
【請求項９】
蒸発器において外部から供給される加熱媒体によって作動媒体を蒸発させ、蒸発した作動媒体を発電機に接続した膨張機に導入して前記膨張機を駆動することにより発電し、前記膨張機から排出された作動媒体を凝縮器に導入し、前記凝縮器において外部から供給される冷却媒体によって作動媒体を冷却して凝縮させ、凝縮した作動媒体をポンプによって前記蒸発器に再供給する発電サイクルを複数有し、
熱源から加熱媒体が供給される共通の加熱媒体供給共通流路から分岐して、それぞれの前記発電サイクルの前記蒸発器に加熱媒体を供給する加熱媒体供給分岐流路と、
それぞれの前記発電サイクルの前記蒸発器から作動媒体と熱交換した加熱媒体を排出する加熱媒体排出分岐流路と、
冷却源から冷却媒体が供給される共通の冷却媒体供給共通流路から分岐して、それぞれの前記発電サイクルの前記凝縮器に冷却媒体を供給する冷却媒体供給分岐流路と、
それぞれの前記発電サイクルの前記凝縮器から作動媒体と熱交換した冷却媒体を排出する冷却媒体排出分岐流路とを備え、
前記加熱媒体供給分岐流路および前記加熱媒体排出分岐流路の少なくともいずれかに設けられ、加熱媒体の流れを遮断する加熱媒体遮断弁と、
前記冷却媒体供給分岐流路および前記冷却媒体排出分岐流路の少なくともいずれかに設けられ、冷却媒体の流れを遮断する冷却媒体遮断弁と、
少なくともいずれかの前記発電サイクルに設けられ、作動媒体の流量を検出する作動媒体流量検出器と、
それぞれの前記発電機の発電量を検出する電力検出器と、
前記作動媒体流量検出器の検出値および前記電力検出器の検出値に基づいて、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を開閉する制御装置とを有することを特徴とする発電装置。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記作動媒体流量検出器の検出値が所定の流量上限値より大きくなったとき、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁が閉じている前記発電サイクルのいずれか１つの前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を開き、
前記作動媒体流量検出器の検出値が前記流量上限値以下であり、且つ、前記電力検出器の検出値が所定の電力下限値より小さくなったとき、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁が開いている前記発電サイクルのいずれか１つの前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を閉じることを特徴とする請求項９に記載の発電装置。
【請求項１１】
前記制御装置は、それぞれの前記発電サイクルの運転時間の積算時間を記憶し、
前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を開くときには、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁が閉じている前記発電サイクル中で、前記積算時間が最も短い前記発電サイクルの前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を開き、
前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を閉じるときには、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁が開いている前記発電サイクル中で、前記積算時間が最も長い前記発電サイクルの前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を閉じることを特徴とする請求項２，４，６，８，１０のいずれかに記載の発電装置。
【請求項１２】
前記電力下限値は、現在、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁が開けられている前記発電サイクルの最大発電量の和と、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁が開けられている前記発電サイクルの最大発電量の和から次に前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を閉じるべき前記発電サイクルの最大発電量を減じた値との間の値であることを特徴とする請求項２，４，６，８，１０のいずれかに記載の発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電装置としては、水蒸気のフラッシュによって発電機を駆動するフラッシュ発電が広く導入されている。しかし、近年、省エネルギーの観点から、排熱回収等に利用するために、フラッシュ発電が利用できないような低温の熱によって発電できるシステムへのニーズが高まっている。
【０００３】
そのような発電装置として、例えば特許文献１に記載されているように、低沸点の作動媒体によってタービンや膨張機（エキスパンダ）を駆動するために、作動流体の蒸発器と、作動流体蒸気に膨張仕事をさせるためのスクリュータービンと、作動流体蒸気を凝縮させるための凝縮器と、作動流体を循環させるための循環ポンプとを直列に接続した閉ループ内で作動流体を循環させる熱サイクルであるランキンサイクルを利用したバイナリ発電システムがある。
【０００４】
通常、バイナリ発電システムでは、地熱発電のように大容量の熱源（坑井、蒸気井など）から蒸気等の加熱媒体が蒸発器に供給される。ただ、その熱源から供給される蒸気等の加熱媒体の流量等、すなわち、熱源から供給される熱量は状況に応じて大きく変化する場合が多い。従って、従来のバイナリ発電システムでは、大きく変動する熱源の状況に適切に対応するための種々の技術が提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１のバイナリ発電システムは、ランキンサイクルによってスクリュータービンを回して発電機を駆動するようにしたバイナリ発電装置に、蒸発器の作動流体の液面を調節することによってスクリュータービンの出力を制御する構成を備えている。これにより熱源の状況、ひいては蒸発器に供給される熱量の増減に係わらず、蒸発器の作動流体液面を適正に調節して、蒸発器の伝熱性能を適正に保持し、また、急激な作動流体循環量の増大に伴うポンプ動力が増大するといった不具合を回避することができる。
【０００６】
ところで、大容量の熱源から供給される熱量が十二分に存在する場合には、蒸発器を複数構成し、それに伴って、蒸発器と、スクリュータービン（スクリュエキスパンダ）等の膨張機と、凝縮器と、循環ポンプとを直列に接続した閉ループ内で作動流体を循環させて熱サイクルを複数構成することが考えられる。
【０００７】
しかしながら、単に、上述のような熱サイクルを複数構成するのみでは、いずれの熱サイクルにどの程度の熱量を分配して供給するかが考慮されておらず、非効率な熱回収となり、変動する熱源の状況に適切に対応し得ない場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−１０３０２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記問題点に鑑みて、熱源の変動に応じて、複数の熱サイクルに熱量を適切に分配して発電できる発電装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、本発明による発電装置は、蒸発器において外部から供給される加熱媒体によって作動媒体を蒸発させ、蒸発した作動媒体を発電機に接続した膨張機に導入して前記膨張機を駆動することにより発電し、前記膨張機から排出された作動媒体を凝縮器に導入し、前記凝縮器において外部から供給される冷却媒体によって作動媒体を冷却して凝縮させ、凝縮した作動媒体をポンプによって前記蒸発器に再供給する発電サイクルを複数有し、熱源から加熱媒体が供給される共通の加熱媒体供給共通流路から分岐して、それぞれの前記発電サイクルの前記蒸発器に加熱媒体を供給する加熱媒体供給分岐流路と、それぞれの前記発電サイクルの前記蒸発器から作動媒体と熱交換した加熱媒体を排出する加熱媒体排出分岐流路と、冷却源から冷却媒体が供給される共通の冷却媒体供給共通流路から分岐して、それぞれの前記発電サイクルの前記凝縮器に冷却媒体を供給する冷却媒体供給分岐流路と、それぞれの前記発電サイクルの前記凝縮器から作動媒体と熱交換した冷却媒体を排出する冷却媒体排出分岐流路とを備え、前記加熱媒体供給分岐流路および前記加熱媒体排出分岐流路の少なくともいずれかに設けられ、加熱媒体の流れを遮断する加熱媒体遮断弁と、前記冷却媒体供給分岐流路および前記冷却媒体排出分岐流路の少なくともいずれかに設けられ、冷却媒体の流れを遮断する冷却媒体遮断弁と、少なくともいずれかの前記発電サイクルの前記加熱媒体供給分岐流路および前記加熱媒体排出分岐流路に設けられ、それぞれ加熱媒体の温度を検出する加熱媒体供給温度検出器および加熱媒体排出温度検出器と、それぞれの前記発電機の発電量を検出する電力検出器と、前記加熱媒体供給温度検出器の検出値と前記加熱媒体排出温度検出器の検出値との差分および前記電力検出器の検出値に基づいて、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を開閉する制御装置とを有するものとする。
【００１１】
この構成によれば、加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を閉鎖することで、発電サイクルへの熱の出入りを個別に遮断して、発電サイクルを完全に停止させられる。これにより、変動する熱源の状況に応じて、最適な発電サイクルの組み合わせを選択して運転することができ、発電サイクルのエネルギー変換効率を高く維持し、供給される熱エネルギーを最大限に電力に変換できる。
【００１３】
この構成によれば、蒸発器に供給される熱量と発電量とのバランスに基づいて、運転する発電システムの合計容量が適切であるか否かを判断し、発電システムの容量を調整するので、供給される熱エネルギーを最大限に電力に変換できる。
【００１４】
この発電装置において、前記制御装置は、前記加熱媒体供給温度検出器の検出値と加熱媒体排出温度検出器の検出値との差分が所定の加熱温度差下限値より小さくなったとき、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁が閉じている前記発電サイクルのいずれか１つの前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を開き、前記加熱媒体供給温度検出器の検出値と加熱媒体排出温度検出器の検出値との差分が前記加熱温度差下限値以上で、且つ、前記電力検出器の検出値が所定の電力下限値より小さくなったとき、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁が開いている前記発電サイクルのいずれか１つの前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を閉じることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の発電装置は、蒸発器において外部から供給される加熱媒体によって作動媒体を蒸発させ、蒸発した作動媒体を発電機に接続した膨張機に導入して前記膨張機を駆動することにより発電し、前記膨張機から排出された作動媒体を凝縮器に導入し、前記凝縮器において外部から供給される冷却媒体によって作動媒体を冷却して凝縮させ、凝縮した作動媒体をポンプによって前記蒸発器に再供給する発電サイクルを複数有し、熱源から加熱媒体が供給される共通の加熱媒体供給共通流路から分岐して、それぞれの前記発電サイクルの前記蒸発器に加熱媒体を供給する加熱媒体供給分岐流路と、それぞれの前記発電サイクルの前記蒸発器から作動媒体と熱交換した加熱媒体を排出する加熱媒体排出分岐流路と、冷却源から冷却媒体が供給される共通の冷却媒体供給共通流路から分岐して、それぞれの前記発電サイクルの前記凝縮器に冷却媒体を供給する冷却媒体供給分岐流路と、それぞれの前記発電サイクルの前記凝縮器から作動媒体と熱交換した冷却媒体を排出する冷却媒体排出分岐流路とを備え、前記加熱媒体供給分岐流路および前記加熱媒体排出分岐流路の少なくともいずれかに設けられ、加熱媒体の流れを遮断する加熱媒体遮断弁と、前記冷却媒体供給分岐流路および前記冷却媒体排出分岐流路の少なくともいずれかに設けられ、冷却媒体の流れを遮断する冷却媒体遮断弁と、少なくともいずれかの前記発電サイクルの前記冷却媒体供給分岐流路および前記冷却媒体排出分岐流路に設けられ、それぞれ冷却媒体の温度を検出する冷却媒体供給温度検出器および冷却媒体排出温度検出器と、それぞれの前記発電機の発電量を検出する電力検出器と、前記冷却媒体供給温度検出器の検出値と前記冷却媒体排出温度検出器の検出値との差分および前記電力検出器の検出値に基づいて、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を開閉する制御装置とを有してもよい。
【００１６】
この構成によれば、凝縮器に供給される冷熱量と発電量とのバランスに基づいて、運転する発電システムの合計容量が適切であるか否かを判断し、発電システムの容量を調整するので、供給される冷熱エネルギーを最大限に利用して発電できる。
【００１７】
この発電装置において、前記制御装置は、前記冷却媒体供給温度検出器の検出値と冷却媒体排出温度検出器の検出値との差分が所定の冷却温度差下限値より小さくなったとき、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁が閉じている前記発電サイクルのいずれか１つの前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を開き、前記冷却媒体供給温度検出器の検出値と冷却媒体排出温度検出器の検出値との差分が前記冷却温度差下限値以上で、且つ、前記電力検出器の検出値が所定の電力下限値より小さくなったとき、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁が開いている前記発電サイクルのいずれか１つの前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を閉じることが好ましい。
【００１８】
また、本発明の発電装置は、蒸発器において外部から供給される加熱媒体によって作動媒体を蒸発させ、蒸発した作動媒体を発電機に接続した膨張機に導入して前記膨張機を駆動することにより発電し、前記膨張機から排出された作動媒体を凝縮器に導入し、前記凝縮器において外部から供給される冷却媒体によって作動媒体を冷却して凝縮させ、凝縮した作動媒体をポンプによって前記蒸発器に再供給する発電サイクルを複数有し、熱源から加熱媒体が供給される共通の加熱媒体供給共通流路から分岐して、それぞれの前記発電サイクルの前記蒸発器に加熱媒体を供給する加熱媒体供給分岐流路と、それぞれの前記発電サイクルの前記蒸発器から作動媒体と熱交換した加熱媒体を排出する加熱媒体排出分岐流路と、冷却源から冷却媒体が供給される共通の冷却媒体供給共通流路から分岐して、それぞれの前記発電サイクルの前記凝縮器に冷却媒体を供給する冷却媒体供給分岐流路と、それぞれの前記発電サイクルの前記凝縮器から作動媒体と熱交換した冷却媒体を排出する冷却媒体排出分岐流路とを備え、前記加熱媒体供給分岐流路および前記加熱媒体排出分岐流路の少なくともいずれかに設けられ、加熱媒体の流れを遮断する加熱媒体遮断弁と、前記冷却媒体供給分岐流路および前記冷却媒体排出分岐流路の少なくともいずれかに設けられ、冷却媒体の流れを遮断する冷却媒体遮断弁と、少なくともいずれかの前記発電サイクルの前記蒸発器の上流および下流に配設され、それぞれ前記作動媒体の温度を検出する作動媒体蒸発前温度検出器および作動媒体蒸発後温度検出器と、それぞれの前記発電機の発電量を検出する電力検出器と、前記作動媒体蒸発前温度検出器の検出値と前記作動媒体蒸発後温度検出器の検出値との差分および前記電力検出器の検出値に基づいて、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を開閉する制御装置とを有してもよい。
【００１９】
この構成によれば、作動媒体が加熱媒体から受け取った熱量と発電量とのバランスに基づいて、運転する発電システムの合計容量が適切であるか否かを判断し、発電システムの容量を調整するので、供給される冷熱エネルギーを最大限に利用して発電できる。
【００２０】
この発電装置において、前記制御装置は、前記作動媒体蒸発前温度検出器の検出値と前記作動媒体蒸発後温度検出器の検出値との差分が所定の蒸発温度差下限値より小さくなったとき、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁が閉じている前記発電サイクルのいずれか１つの前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を開き、前記作動媒体蒸発前温度検出器の検出値と前記作動媒体蒸発後温度検出器の検出値との差分が前記蒸発温度差下限値以上で、且つ、前記電力検出器の検出値が所定の電力下限値より小さくなったとき、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁が開いている前記発電サイクルのいずれか１つの前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を閉じることが好ましい。
【００２１】
また、本発明の発電装置は、蒸発器において外部から供給される加熱媒体によって作動媒体を蒸発させ、蒸発した作動媒体を発電機に接続した膨張機に導入して前記膨張機を駆動することにより発電し、前記膨張機から排出された作動媒体を凝縮器に導入し、前記凝縮器において外部から供給される冷却媒体によって作動媒体を冷却して凝縮させ、凝縮した作動媒体をポンプによって前記蒸発器に再供給する発電サイクルを複数有し、熱源から加熱媒体が供給される共通の加熱媒体供給共通流路から分岐して、それぞれの前記発電サイクルの前記蒸発器に加熱媒体を供給する加熱媒体供給分岐流路と、それぞれの前記発電サイクルの前記蒸発器から作動媒体と熱交換した加熱媒体を排出する加熱媒体排出分岐流路と、冷却源から冷却媒体が供給される共通の冷却媒体供給共通流路から分岐して、それぞれの前記発電サイクルの前記凝縮器に冷却媒体を供給する冷却媒体供給分岐流路と、それぞれの前記発電サイクルの前記凝縮器から作動媒体と熱交換した冷却媒体を排出する冷却媒体排出分岐流路とを備え、前記加熱媒体供給分岐流路および前記加熱媒体排出分岐流路の少なくともいずれかに設けられ、加熱媒体の流れを遮断する加熱媒体遮断弁と、前記冷却媒体供給分岐流路および前記冷却媒体排出分岐流路の少なくともいずれかに設けられ、冷却媒体の流れを遮断する冷却媒体遮断弁と、少なくともいずれかの前記発電サイクルの前記凝縮器の上流および下流に配設され、それぞれ前記作動媒体の温度を検出する作動媒体凝縮前温度検出器および作動媒体凝縮後温度検出器と、それぞれの前記発電機の発電量を検出する電力検出器と、前記作動媒体凝縮前温度検出器の検出値と前記作動媒体凝縮後温度検出器の検出値との差分および前記電力検出器の検出値に基づいて、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を開閉する制御装置とを有してもよい。
【００２２】
この構成によれば、作動媒体が冷却媒体に放出した熱量と発電量とのバランスに基づいて、運転する発電システムの合計容量が適切であるか否かを判断し、発電システムの容量を調整するので、供給される冷熱エネルギーを最大限に利用して発電できる。
【００２３】
この発電装置において、前記作動媒体凝縮前温度検出器の検出値と前記作動媒体凝縮後温度検出器の検出値との差分が所定の凝縮温度差下限値より小さくなったとき、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁が閉じている前記発電サイクルのいずれか１つの前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を開き、前記作動媒体凝縮前温度検出器の検出値と前記作動媒体凝縮後温度検出器の検出値との差分が前記凝縮温度差下限値以上で、且つ、前記電力検出器の検出値が所定の電力下限値より小さくなったとき、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁が開いている前記発電サイクルのいずれか１つの前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を閉じることが好ましい。
【００２４】
また、本発明の発電装置は、蒸発器において外部から供給される加熱媒体によって作動媒体を蒸発させ、蒸発した作動媒体を発電機に接続した膨張機に導入して前記膨張機を駆動することにより発電し、前記膨張機から排出された作動媒体を凝縮器に導入し、前記凝縮器において外部から供給される冷却媒体によって作動媒体を冷却して凝縮させ、凝縮した作動媒体をポンプによって前記蒸発器に再供給する発電サイクルを複数有し、熱源から加熱媒体が供給される共通の加熱媒体供給共通流路から分岐して、それぞれの前記発電サイクルの前記蒸発器に加熱媒体を供給する加熱媒体供給分岐流路と、それぞれの前記発電サイクルの前記蒸発器から作動媒体と熱交換した加熱媒体を排出する加熱媒体排出分岐流路と、冷却源から冷却媒体が供給される共通の冷却媒体供給共通流路から分岐して、それぞれの前記発電サイクルの前記凝縮器に冷却媒体を供給する冷却媒体供給分岐流路と、それぞれの前記発電サイクルの前記凝縮器から作動媒体と熱交換した冷却媒体を排出する冷却媒体排出分岐流路とを備え、前記加熱媒体供給分岐流路および前記加熱媒体排出分岐流路の少なくともいずれかに設けられ、加熱媒体の流れを遮断する加熱媒体遮断弁と、前記冷却媒体供給分岐流路および前記冷却媒体排出分岐流路の少なくともいずれかに設けられ、冷却媒体の流れを遮断する冷却媒体遮断弁と、少なくともいずれかの前記発電サイクルに設けられ、作動媒体の流量を検出する作動媒体流量検出器と、それぞれの前記発電機の発電量を検出する電力検出器と、前記作動媒体流量検出器の検出値および前記電力検出器の検出値に基づいて、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を開閉する制御装置とを有してもよい。
【００２５】
この構成によれば、作動媒体の流量と発電量とのバランスに基づいて、運転する発電システムの合計容量が適切であるか否かを判断し、発電システムの容量を調整するので、供給される冷熱エネルギーを最大限に利用して発電できる。
【００２６】
また、この発電装置において、前記制御装置は、前記作動媒体流量検出器の検出値が所定の流量上限値より大きくなったとき、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁が閉じている前記発電サイクルのいずれか１つの前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を開き、前記作動媒体流量検出器の検出値が前記流量上限値以下で、且つ、前記電力検出器の検出値が所定の電力下限値より小さくなったとき、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁が開いている前記発電サイクルのいずれか１つの前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を閉じることが好ましい。
【００２７】
また、本発明の発電装置において、前記制御装置は、それぞれの前記発電サイクルの運転時間の積算時間を記憶し、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を開くときには、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁が閉じている前記発電サイクル中で、前記積算時間が最も短い前記発電サイクルの前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を開き、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を閉じるときには、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁が開いている前記発電サイクル中で、前記積算時間が最も長い前記発電サイクルの前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を閉じることが好ましい。
【００２８】
また、本発明の発電装置において、前記電力下限値は、現在、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁が開けられている前記発電サイクルの最大発電量の和と、前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁が開けられている前記発電サイクルの最大発電量の和から次に前記加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を閉じるべき前記発電サイクルの最大発電量を減じた値との間の値であることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態の発電装置の構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態の発電装置の構成図である。
【図３】図２の発電装置の制御の流れ図である。
【図４】本発明の第３実施形態の発電装置の構成図である。
【図５】図４の発電装置の制御の流れ図である。
【図６】本発明の第４実施形態の発電装置の構成図である。
【図７】図６の発電装置の制御の流れ図である。
【図８】本発明の第５実施形態の発電装置の構成図である。
【図９】本発明の第６実施形態の発電装置の構成図である。
【図１０】本発明の第７実施形態の発電装置の構成図である。
【図１１】本発明の第８実施形態の発電装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。先ず、図１に、本発明の第１実施形態である発電装置１００の構成を示す。発電装置１００は、２つの発電サイクル１ａ，１ｂを有する。発電サイクル１ａ，１ｂは、それぞれ、蒸発器２、スクリュ膨張機３、凝縮器４およびポンプ５が介設され、作動媒体（例えばＲ２４５ｆａ等のフロン系熱媒体）が封入された閉鎖した循環流路６からなるランキンサイクル熱機関である。
【００３１】
蒸発器２は、装置外部の熱源から供給される加熱媒体（例えば坑井から採取される蒸気やボイラで製造した蒸気）と熱交換して、作動媒体を蒸発させる熱交換器である。蒸発器２において蒸発した作動媒体は、スクリュ膨張機３に導入され、スクリュ膨張機３内で膨張することにより、スクリュ膨張機３を回転駆動する。スクリュ膨張機３で膨張して圧力が低下した状態で排出される作動媒体は、凝縮器４に導入される。凝縮器４は、装置外部の冷却源から供給される冷却媒体（例えば河川やクーリングタワーから供給される冷却水）と熱交換することによって作動媒体を冷却して凝縮させる熱交換器である。凝縮器４で凝縮して液体となった作動媒体は、ポンプ５によって蒸発器２に再供給される。
【００３２】
スクリュ膨張機３の回転軸には、発電機７が接続されている。この発電機７が、スクリュ膨張機３の回転エネルギーを、電気エネルギーに変換、つまり、発電をする。発電機７の発電量は、電力検出器８によってそれぞれ検出され、その検出値が制御装置９に入力されるようになっている。
【００３３】
加熱媒体は、加熱媒体供給共通流路１０に供給され、加熱媒体外排出共通流路１１を通じて熱源に環流、或いは、外部で２次利用または廃棄される。各発電サイクル１の蒸発器２には、それぞれ、加熱媒体供給共通流路１０から分岐した加熱媒体供給分岐流路１２を介して加熱媒体が供給される。蒸発器２を通過した加熱媒体は、加熱媒体排出共通流路１１に合流する加熱媒体排出分岐流路１３を介して排出されるようになっている。
【００３４】
冷却媒体は、冷却媒体供給共通流路１４に供給され、冷却媒体排出共通流路１５を通じて冷却源に環流または廃棄される。各発電サイクル１ａ，１ｂの凝縮器４には、冷却媒体供給共通流路１４から分岐した冷却媒体供給分岐流路１６を介して冷却媒体が供給される。凝縮器４を通過した冷却媒体は、冷却媒体排出共通流路１６に合流する冷却媒体排出分岐流路１７を介して排出されるようになっている。
【００３５】
第２の発電サイクル１ｂには、加熱媒体供給分岐流路１２に加熱媒体遮断弁１８が設けられ、冷却媒体供給分岐流路１６に冷却媒体遮断弁１９が設けられている。加熱媒体遮断弁１８および冷却媒体遮断弁１９は、オペレータが制御装置９を操作することによって略同時に開閉できるようになっている。
【００３６】
本実施形態の発電装置１００では、発電サイクル１ａ，１ｂの電力検出器８の検出値が低下したときに、第２の発電サイクル１ｂのポンプ５を停止し、且つ、加熱媒体遮断弁１８および冷却媒体遮断弁１９を閉鎖することで、第２の発電サイクル１ｂの循環流路６内の作動媒体の循環および加熱媒体や冷却媒体との熱交換を完全に停止することができる。
【００３７】
これにより、加熱媒体や冷却媒体の供給量が低下したとき、第１の発電サイクル１ａのみに加熱媒体や冷却媒体を供給することで、第１の発電サイクル１ａに供給される熱量を確保し、第１の発電サイクル１ａの発電効率を高く維持することができる。つまり、加熱媒体や冷却媒体の供給量に応じて、運転している発電サイクル１ａ，１ｂの合計容量が最適な値になるように、発電サイクル１ａ，１ｂの運転サイクル数を調整することで、発電容量に対して大幅に小さい電力の発電を行うことによる発電効率の低下を防止できる。
【００３８】
発電装置１００では、逆に、第１の発電サイクル１ａのみを運転しているときに電力検出器８の検出値上昇したときは、第２の発電サイクル１ｂのポンプ５を起動し、且つ、加熱媒体遮断弁１８および冷却媒体遮断弁１９を開放することで、第２の発電サイクル１ｂの運転を開始する。これにより、第１の発電サイクル１ａ単体の容量を超えて供給される熱エネルギーを、第２の発電サイクル１ｂにも分散して電力に変換できる。
【００３９】
続いて、図２に、本発明の第２実施形態の発電装置２００を示す。尚、これ以降の実施形態の説明では、先に説明した実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付して、重複する説明を省略する。
【００４０】
本実施形態の発電装置２００の第１の発電サイクル１ａでは、加熱媒体供給分岐流路１２に、蒸発器２に供給される加熱媒体の温度を検出する加熱媒体供給温度検出器２０が設けられ、加熱媒体排出分岐流路１３に、蒸発器２から排出される加熱媒体の温度を検出する加熱媒体排出温度検出器２１が設けられている。加熱媒体供給温度検出器２０および加熱媒体排出温度検出器２１の検出値は、制御装置９に入力されるようになっている。
【００４１】
また、本実施形態において、加熱媒体遮断弁１８は、加熱媒体排出分岐流路１３に設けられ、冷却媒体遮断弁１９は、冷却媒体排出分岐流路１７に設けられている。本実施形態の加熱媒体遮断弁１８および冷却媒体遮断弁１９は、制御装置９によって自動的に開閉される。
【００４２】
図３に、発電装置２００の制御装置９による加熱媒体遮断弁１８および冷却媒体遮断弁１９の開閉に係る制御の流れを示す。本実施形態において、制御装置９は、ステップＳ１において、第１の発電サイクル１ａの加熱媒体供給温度検出器２０の検出値と加熱媒体排出温度検出器２１の検出値との差分（加熱温度差）ΔＴｈを算出し、予め設定されている加熱温度差下限値Ｓｔｈと比較する。
【００４３】
ステップＳ１において、加熱温度差ΔＴｈが加熱温度差下限値Ｓｔｈより小さければ、制御装置９は、ステップＳ２で第２の発電サイクル１ｂのポンプ５を起動し、ステップＳ３で第２の発電サイクル１ｂの加熱媒体遮断弁１８および冷却媒体遮断弁１９を開放することによって、第２の発電サイクル１ｂの運転を開始する。
【００４４】
ステップＳ１において、加熱温度差ΔＴｈが加熱温度差下限値Ｓｔｈ以上であれば、ステップＳ４に進んで、第１の発電サイクル１ａの電力検出器８の検出値Ｗ１と第２の発電サイクル１ｂの電力検出器８の検出値Ｗ２との合計値を算出し、この合計値を、予め設定されている電力下限値Ｓｐと比較する。
【００４５】
ステップＳ４において、電力検出器８の検出値の合計値（Ｗ１＋Ｗ２）が、電力下限値Ｓｐ以上であれば、ステップＳ１に戻る。ステップＳ４において、電力検出器８の検出値の合計値（Ｗ１＋Ｗ２）が、電力下限値Ｓｐより小さければ、制御装置９は、ステップＳ５で第２の発電サイクル１ｂのポンプ５を停止し、ステップＳ３で第２の発電サイクル１ｂの加熱媒体遮断弁１８および冷却媒体遮断弁１９を閉鎖することによって、第２の発電サイクル１ｂの運転を停止する。
【００４６】
ステップＳ２およびＳ３で第２の発電サイクル１ｂの運転を開始、或いは、ステップＳ５およびＳ６で第２の発電サイクル１ｂの運転を停止したときは、ステップＳ７に進んで、発電装置２００全体の運転が安定するために必要であると考えられる値に予め設定された待ち時間が経過してから、ステップＳ１に戻って、制御を継続する。
【００４７】
本実施形態において、第１の発電サイクル１ａの蒸発器２において作動流体が加熱媒体から単位時間当たりに受け取る熱量は、第１の発電サイクル１ａの容量によって制約される。このため、運転している発電サイクル１ａ，１ｂの合計容量に対して加熱媒体供給共通流路１０に供給される加熱媒体の流量が大きくなっても、蒸発器２において作動媒体が加熱媒体から受け取る単位時間当たりの熱量は大きくならない。従って、各蒸発器２を通過する過熱媒体の流量が設計値よりも大きくなると、熱媒体供給温度検出器２０と加熱媒体排出温度検出器２１との検出温度の差分ΔＴｈは、設計値よりも小さな値となる。
【００４８】
このため、第１の発電サイクル１ａだけで発電した方が高効率となる加熱媒体の流量の上限値に対応する、媒体供給温度検出器２０と加熱媒体排出温度検出器２１との検出温度の差分ΔＴｈの値を、予め、加熱温度差下限値Ｓｔｈとして制御装置９に記憶させておくことで、加熱媒体の流量の上昇に応じて、第２の発電サイクル１ｂを自動的に追加運転して、加熱媒体の熱エネルギーを最大限に電力に変換することができる。尚、第１の発電サイクル１ａの発電機７と第２の発電サイクル１ｂの発電機７との連携（共通の電力系統への給電するための同期）は、発電機７の形式等に応じて、公知の方法が採用される。
【００４９】
また、蒸発器２を通過する加熱媒体の流量が減少してくると、蒸発器２において作動媒体に供給できる熱量が小さくなる。すると、スクリュ膨張機３において動力に変換できる熱エネルギーが減少するので、発電機７の出力が低下する。このため、電力下限値Ｓｐを、第１の発電サイクル１ａおよび第２の発電サイクル１ｂを共に運転するよりも、第１の発電サイクル１ａを単独で運転した方が最終的に多くの電力を得られると考えられる加熱媒体の流量において、電力検出器８の検出値の合計（Ｗ１＋Ｗ２）として観測される値に設定することで、加熱媒体供給共通流路１０に供給される加熱媒体の流量の減少に対して、発電装置２００全体の容量を適切に減少させて、発電効率の低下を防止できる。
【００５０】
このように、本実施形態では、制御装置９が、第１の発電サイクル１ａの単独での運転と、第１および第２の発電サイクル１ａ，１ｂの並列運転とを適切に切り換えるので、加熱媒体供給共通流路１０に供給される加熱媒体の流量が変動しても、常に、高効率の発電を行うことができる。
【００５１】
尚、本実施形態において、ステップＳ２とステップＳ３、および、ステップＳ５とステップＳ６は、略時間差なく実行される手順であり、それぞれ、順番を入れ替えても問題ない。
【００５２】
さらに、図４に、本発明の第３実施形態の発電装置３００を示す。本実施形態の発電装置３００は、合計ｎ（３以上の任意の自然数）組の発電サイクル１ａ〜１ｎを有する。発電サイクル１ａ〜１ｎは、主に使用される第１番目の発電サイクル１ａと、複数の出力調整用の補助発電サイクル１ｂ〜１ｎとからなる。第２番目の発電サイクル１ｂから第ｎ番目の発電サイクルまでは、全て第２実施形態の第２の発電サイクル１ｂと同じ構成である。
【００５３】
本実施形態の制御装置９は、第２の発電サイクル１ｂから第ｎの発電サイクル１ｎまでの、それぞれの運転時間の積算値を個別に記憶し、加熱媒体供給共通流路１０に供給される加熱媒体の流量の変化に対して、運転時間の積算値に応じて起動する発電サイクル１ｘおよび停止する発電サイクル１ｙを決定する。
【００５４】
図５に、本実施形態の制御装置９による制御の流れを示す。ステップＳ１１において、第１の発電サイクル１ａの加熱媒体供給温度検出器２０の検出値と加熱媒体排出温度検出器２１の検出値との差分（加熱温度差）ΔＴｈが予め設定した加熱温度差下限値Ｓｔｈより小さければ、制御装置９は、ステップＳ１２で、予め決定されている第ｘ番目の発電サイクル１ｘのポンプ５を起動し、ステップＳ１３で第ｘ番目の発電サイクル１ｘの加熱媒体遮断弁１８および冷却媒体遮断弁１９を開放することによって、第ｘ番目の発電サイクル１ｘの運転を開始する。
【００５５】
制御装置９は、ステップＳ１２およびＳ１３で第ｘ番目の発電サイクル１ｘの運転を開始した後、ステップＳ１４において、さらに加熱媒体の流量が増加したときに始動すべき次の発電サイクルの番号ｘを改めて決定する。具体的には、制御装置９は、その時点で停止している発電サイクル１ｉ（ｉ＝２〜ｎ）の中で最も運転時間の積算値が小さいものを次に起動する発電サイクル１ｘとする。
【００５６】
また、本実施形態の制御装置９は、ステップＳ１１において、加熱温度差ΔＴｈが加熱温度差下限値Ｓｔｈ以上であれば、ステップＳ１５に進んで、全ての発電サイクル１ａから１ｎの電力検出器８の検出値の合計値（ΣＷｉ）を、各発電サイクル１ｉの最大発電量Ｐｉ（定格出力）と各発電サイクル１ｉの運転状態のステイタスｆｉ（運転中は１、停止中は０）とを掛け合わせた値の合計値から次に停止する第ｙ番目の発電システム１ｙの最大発電量Ｐｙに所定の係数ｋ（０≦ｋ＜１）を掛け合わせた値を差し引いた値である電力下限値（Σ（ｆｉ・Ｐｉ）−ｋ・Ｐｙ）と比較する。
【００５７】
つまり、制御装置９は、発電装置３００の現時点の合計発電量（ΣＷｉ）と、現在運転している発電サイクル１ｉの最大発電量の合計値（Σ（ｆｉ・Ｐｉ））と、現在運転している発電サイクル１ｉの最大発電量の合計値から次に停止する第ｙ番目の発電サイクル１ｙの発電量を減じた値（Σ（ｆｉ・Ｐｉ）−Ｐｙ）との間の係数ｋによって決まる電力下限値（Σ（ｆｉ・Ｐｉ）−ｋ・Ｐｙ）と比較することで、運転中の発電サイクル１ｉの容量が、加熱媒体供給共通流路１０に供給されている加熱媒体の流量に対して過剰であるか否かを判定する。
【００５８】
ステップＳ１５において、その時点の発電装置３００の合計発電量（ΣＷｉ）が電力下限値（Σ（ｆｉ・Ｐｉ）−ｋ・Ｐｙ）以上であれば、運転中の発電サイクル１ｉの容量の合計が、加熱媒体供給共通流路１０に供給されている加熱媒体の流量に対して適切であるのでステップＳ１１に戻り、加熱媒体の流量（加熱温度差ΔＴｈ）の確認を行う。
【００５９】
ステップＳ１５において、その時点の発電装置３００の合計発電量（ΣＷｉ）が電力下限値（Σ（ｆｉ・Ｐｉ）−ｋ・Ｐｙ）より小さければ、運転中の発電サイクル１ｉの容量が過剰であるので、制御装置９は、ステップＳ１６およびＳ１７において、第ｙ番目の発電サイクル１ｙのポンプ５の停止並びに加熱媒体遮断弁１８および冷却媒体遮断弁１９の閉鎖を行って、第ｙ番目の発電サイクルを停止する。さらに、制御装置９はステップＳ１８において、第１番目の発電サイクル１ａを除いてその時点で運転しているすべての発電サイクル１ｉ（ｉ＝２〜ｎ）の中で運転時間の積算値が最も大きいものを次に停止する発電サイクル１ｙとする。
【００６０】
第ｘ番目の発電サイクル１ｘを起動した場合、および、第ｙ番目の発電サイクル１ｙを停止した場合は、ステップＳ１９において時間待ちをしてから、ステップＳ１１に戻る。
【００６１】
本実施形態では、第２番目の発電サイクル１ｂから第ｎ番目の発電サイクル１ｎまでの積算運転時間が平均して増加するように、運転または停止する発電サイクル１ｉが選択されるので、各発電サイクル１ｉの損耗が平均化される。
【００６２】
さらに、図６に、本発明の第４実施形態の発電装置４００を示す。本実施形態の発電装置４００は、全て同じ構成からなる合計ｎ組の発電サイクル１ａ〜１ｎを有する。つまり、全ての発電サイクル１ａ〜１ｎは、加熱媒体遮断弁１８および冷却媒体遮断弁１９、並びに、加熱媒体供給温度検出器２０および加熱媒体排出温度検出器２１を有する。
【００６３】
図７に、本実施形態の制御装置９による制御の流れを示す。本実施形態では、ステップＳ２１において、次に停止すべき第ｙ番目の発電サイクル１ａの加熱媒体供給温度検出器２０の検出値と加熱媒体排出温度検出器２１の検出値との差分（加熱温度差）ΔＴｈｙが予め設定した加熱温度差下限値Ｓｔｈより小さければ、制御装置９は、ステップＳ２２で、予め決定されている第ｘ番目の発電サイクル１ｘのポンプ５を起動し、ステップＳ２３で第ｘ番目の発電サイクル１ｘの加熱媒体遮断弁１８および冷却媒体遮断弁１９を開放することによって、第ｘ番目の発電サイクル１ｘの運転を開始し、ステップＳ２４でその時点で停止している発電サイクル１ｉ（ｉ＝１〜ｎ）の中で最も運転時間の積算値が小さいものを次に起動する発電サイクル１ｘとする。
【００６４】
また、本実施形態の制御装置９は、ステップＳ２１において、加熱温度差ΔＴｈｙが加熱温度差下限値Ｓｔｈ以上であれば、ステップＳ２５に進んで、全ての発電サイクル１ａから１ｎの電力検出器８の検出値の合計値（ΣＷｉ）を、各発電サイクル１ｉの最大発電量と各発電サイクル１ｉの運転状態のステイタスとを掛け合わせた値の合計値から次に停止する第ｙ番目の発電システム１ｙの最大発電量に所定の係数ｋを掛け合わせた値を差し引いた電力下限値（Σ（ｆｉ・Ｐｉ）−ｋ・Ｐｙ）と比較する。
【００６５】
ステップＳ２５において、その時点の発電装置４００の合計発電量（ΣＷｉ）が電力下限値（Σ（ｆｉ・Ｐｉ）−ｋ・Ｐｙ）以上であれば、ステップＳ２１に戻る。ステップＳ２５において、その時点の発電装置３００の合計発電量（ΣＷｉ）が電力下限値（Σ（ｆｉ・Ｐｉ）−ｋ・Ｐｙ）より小さければ、制御装置９は、ステップＳ２６およびＳ２７において、第ｙ番目の発電サイクルのポンプ５の停止並びに加熱媒体遮断弁１８および冷却媒体遮断弁１９の閉鎖を行う。さらに、制御装置９はステップＳ２８において、第１番目の発電サイクル１ａを含めてその時点で運転している発電サイクル１ｉ（ｉ＝１〜ｎ）の中で最も運転時間の積算値が大きいものを次に停止する発電サイクル１ｙとする。
【００６６】
第ｘ番目の発電サイクル１ｘを起動した場合、および、第ｙ番目の発電サイクル１ｙを停止した場合は、ステップＳ２９において時間待ちをしてから、ステップＳ２１に戻る。
【００６７】
続いて、図８に、本発明の第５実施形態の発電装置５００を示す。本実施形態の発電装置５００は、主たる第１の発電サイクル１ａと、補助的な第２乃至第ｎ番目の発電サイクル１ｂ〜１ｎを有する。本実施形態の第１の発電サイクル１ａ〜１ｎは、冷却媒体供給分岐流路１６および冷却媒体排出１７に、それぞれの冷却媒体の温度を検出する冷却媒体供給温度検出器２２および冷却媒体排出温度検出器２３が設けられている。
【００６８】
本実施形態において、制御装置９は、冷却媒体供給温度検出器２２の検出値と冷却媒体排出温度検出器２３の検出値との差分（冷却温度差）ΔＴｃを算出し、予め設定した冷却温度差下限値Ｓｔｃと比較する。そして、制御装置９は、冷却温度差ΔＴｃが冷却温度差下限値Ｓｔｃよりも小さい場合は、予め決定しておいた第ｘ番目の発電サイクル１ｘのポンプ５を始動し、加熱媒体遮断弁１８および冷却媒体遮断弁１９を開放することによって、第ｘ番目の発電システム１ｘの運転を開始する。
【００６９】
また、制御装置９は、冷却温度差ΔＴｃが冷却温度差下限値Ｓｔｃ以上であり、且つ、全ての発電サイクル１ａ〜１ｎの電力検出器８の検出値の合計値（ΣＷｉ）が、その時点で運転している発電サイクル１ｉの最大発電量の合計値から次に停止する第ｙ番目の発電システム１ｙの最大発電量に所定の係数ｋを掛け合わせた値を差し引いた電力下限値（Σ（ｆｉ・Ｐｉ）−ｋ・Ｐｙ）より小さい場合には、予め決定しておいた第ｙ番目の発電サイクル１ｘのポンプ５を停止し、加熱媒体遮断弁１８および冷却媒体遮断弁１９を閉鎖することによって、第ｙ番目の発電システム１ｙの運転を停止する。
【００７０】
本実施形態は、冷却媒体の流量に応じて発電サイクル１ｉの運転数を調整する。つまり、本実施形態は、加熱媒体の流量は豊富であるが、冷却媒体の流量や温度がボトルネックとなる場合に適用されるものである。また、主従のない複数の発電サイクル１ｉを並列に接続した発電装置においても、冷却媒体の凝縮器４前後の温度差に応じて発電サイクル１ｉの運転数を調整してもよい。
【００７１】
続いて、図９に、本発明の第６実施形態の発電装置６００を示す。本実施形態の発電装置６００は、主たる第１の発電サイクル１ａと、補助的な第２乃至第ｎ番目の発電サイクル１ｂ〜１ｎを有する。本実施形態の第１の発電サイクル１ａは、蒸発器２の上流側および下流側の循環流路６においてそれぞれ作動媒体の温度を検出する作動媒体蒸発前温度検出器２４および作動媒体蒸発後温度検出器２５が設けられている。
【００７２】
本実施形態において、制御装置９は、作動媒体蒸発前温度検出器２４の検出値と作動媒体蒸発後温度検出器２５の検出値との差分（蒸発温度差）ΔＴｅを算出し、予め設定した蒸発温度差下限値Ｓｔｅと比較する。そして、制御装置９は、蒸発温度差ΔＴｅが冷却温度差下限値Ｓｔｅよりも小さい場合は、予め決定しておいた第ｘ番目の発電サイクル１ｘのポンプ５を始動し、加熱媒体遮断弁１８および冷却媒体遮断弁１９を開放することによって、第ｘ番目の発電システム１ｘの運転を開始する。
【００７３】
また、制御装置９は、蒸発温度差ΔＴｅが蒸発温度差下限値Ｓｔｅ以上であり、且つ、全ての発電サイクル１ａ〜１ｎの電力検出器８の検出値の合計値（ΣＷｉ）が、その時点で運転している発電サイクル１ｉの最大発電量の合計値から次に停止する第ｙ番目の発電システム１ｙの最大発電量に所定の係数ｋを掛け合わせた値を差し引いた電力下限値（Σ（ｆｉ・Ｐｉ）−ｋ・Ｐｙ）より小さい場合には、予め決定しておいた第ｙ番目の発電サイクル１ｘのポンプ５を停止し、加熱媒体遮断弁１８および冷却媒体遮断弁１９を閉鎖することによって、第ｙ番目の発電システム１ｙの運転を停止する。
【００７４】
本実施形態は、蒸発器２における熱交換量に応じて発電サイクル１ｉの運転数を調整する。また、主従のない複数の発電サイクル１ｉを並列に接続した発電装置においても、蒸発器２における熱交換量（蒸発温度差）に応じて発電サイクル１ｉの運転数を調整してもよい。
【００７５】
続いて、図１０に、本発明の第７実施形態の発電装置７００を示す。本実施形態の発電装置７００は、主たる第１の発電サイクル１ａと、補助的な第２乃至第ｎ番目の発電サイクル１ｂ〜１ｎを有する。本実施形態の第１の発電サイクル１ａは、凝縮器４の上流側および下流側の循環流路６においてそれぞれ作動媒体の温度を検出する作動媒体凝縮前温度検出器２６および作動媒体凝縮後温度検出器２７が設けられている。
【００７６】
本実施形態において、制御装置９は、作動媒体凝縮前温度検出器２６の検出値と作動媒体凝縮後温度検出器２５の検出値との差分（凝縮温度差）ΔＴｄを算出し、予め設定した凝縮温度差下限値Ｓｔｄと比較する。そして、制御装置９は、凝縮温度差ΔＴｄが凝縮温度差下限値Ｓｔｄよりも小さい場合は、予め決定しておいた第ｘ番目の発電サイクル１ｘのポンプ５を始動し、加熱媒体遮断弁１８および冷却媒体遮断弁１９を開放することによって、第ｘ番目の発電システム１ｘの運転を開始する。
【００７７】
また、制御装置９は、凝縮温度差ΔＴｄが凝縮温度差下限値Ｓｔｄ以上であり、且つ、全ての発電サイクル１ａ〜１ｎの電力検出器８の検出値の合計値（ΣＷｉ）が、その時点で運転している発電サイクル１ｉの最大発電量の合計値から次に停止する第ｙ番目の発電システム１ｙの最大発電量に所定の係数ｋを掛け合わせた値を差し引いた電力下限値（Σ（ｆｉ・Ｐｉ）−ｋ・Ｐｙ）より小さい場合には、予め決定しておいた第ｙ番目の発電サイクル１ｘのポンプ５を停止し、加熱媒体遮断弁１８および冷却媒体遮断弁１９を閉鎖することによって、第ｙ番目の発電システム１ｙの運転を停止する。
【００７８】
本実施形態は、凝縮器４における熱交換量に応じて発電サイクル１ｉの運転数を調整する。また、主従のない複数の発電サイクル１ｉを並列に接続した発電装置においても、凝縮器４における熱交換量（凝縮温度差）に応じて発電サイクル１ｉの運転数を調整してもよい。
【００７９】
続いて、図１１に、本発明の第８実施形態の発電装置８００を示す。本実施形態の発電装置８００は、主たる第１の発電サイクル１ａと、補助的な第２乃至第ｎ番目の発電サイクル１ｂ〜１ｎを有する。本実施形態の第１の発電サイクル１ａは、循環流路６に、ポンプ５が吐出した作動媒体の流量を検出する作動媒体流量検出器２８が設けられている。また、ポンプ５は、蒸発器２の液面を一定に保つように回転数制御される。
【００８０】
本実施形態において、制御装置９は、作動媒体流量検出器２８の検出値Ｆと、予め設定した流量上限値Ｓｆとを比較する。そして、制御装置９は、作動媒体の流量Ｆが流量上限値Ｓｆよりも大きい場合は、予め決定しておいた第ｘ番目の発電サイクル１ｘのポンプ５を始動し、加熱媒体遮断弁１８および冷却媒体遮断弁１９を開放することによって、第ｘ番目の発電システム１ｘの運転を開始する。
【００８１】
また、制御装置９は、作動媒体の流量Ｆが流量上限値Ｓｆ以下であり、且つ、全ての発電サイクル１ａ〜１ｎの電力検出器８の検出値の合計値（ΣＷｉ）が、その時点で運転している発電サイクル１ｉの最大発電量の合計値から次に停止する第ｙ番目の発電システム１ｙの最大発電量に所定の係数ｋを掛け合わせた値を差し引いた電力下限値（Σ（ｆｉ・Ｐｉ）−ｋ・Ｐｙ）より小さい場合には、予め決定しておいた第ｙ番目の発電サイクル１ｘのポンプ５を停止し、加熱媒体遮断弁１８および冷却媒体遮断弁１９を閉鎖することによって、第ｙ番目の発電システム１ｙの運転を停止する。
【００８２】
本実施形態は、凝循環流路６の作動媒体の流量に応じて発電サイクル１ｉの運転数を調整する。また、主従のない複数の発電サイクル１ｉを並列に接続した発電装置においても、循環流路６の作動媒体の流量に応じて発電サイクル１ｉの運転数を調整してもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００，８００…発電装置
１ａ，１ｂ，１ｎ…発電サイクル
２…蒸発器
３…スクリュ膨張機
４…凝縮器
５…ポンプ
６…循環流路
７…発電機
８…電力検出器
９…制御装置
１０…加熱媒体供給共通流路
１１…加熱媒体排出共通流路
１２…加熱媒体供給分岐流路
１３…加熱媒体排出分岐流路
１４…冷却媒体供給共通流路
１５…冷却媒体排出共通流路
１６…冷却媒体供給分岐流路
１７…冷却媒体排分岐流路
１８…加熱媒体遮断弁
１９…冷却媒体遮断弁
２０…加熱媒体供給温度検出器
２１…加熱媒体排出温度検出器
２２…冷却媒体供給温度検出器
２３…冷却媒体排出温度検出器
２４…作動媒体蒸発前温度検出器
２５…作動媒体蒸発後温度検出器
２６…作動媒体凝縮前温度検出器
２７…作動媒体凝縮後温度検出器
２８…作動媒体流量検出器
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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