JP6572509B2 - 廃熱発電システム - Google Patents

Description

本発明は、廃熱発電システムに関する。

従来から、工場及び焼却施設等においては、放出される廃熱の熱エネルギー（廃熱エネルギー）を回収して発電を行い、この発電によって得られた電気エネルギーを再利用することで省エネルギーが図られている。このような工場及び施設では、発電機を駆動するための高圧の蒸気を生成しやすいということから約３００℃以上（場合によっては１０００℃近く）の廃熱が発電に用いられており、約３００℃以下の低温廃熱はその多くが依然として大気中に放出されていた。このため、従来は殆ど回収されていなかった低温廃熱の廃熱エネルギーを回収して発電を行えば、更なる省エネルギーを実現することができると考えられる。

以下の特許文献１には、低沸点作動媒体を用いたランキンサイクルによって、３００℃以下の低温廃熱の廃熱エネルギーを用いて発電を行う廃熱発電装置が開示されている。具体的に、この廃熱発電装置は、廃熱回収器、蒸気タービン、凝縮器、及び高圧ポンプを備えており、廃熱回収器で回収される低温の廃熱によって低沸点作動媒体の高圧蒸気を生成し、この高圧蒸気により蒸気タービンを駆動して発電を行っている。尚、蒸気タービンの排気は凝縮器により凝縮液化し、この液化した低沸点作動媒体を廃熱回収器に送り出して循環させるようにしている。

また、以下の特許文献２〜６には、上述した廃熱発電装置に関するものではないが、発電設備、冷凍機、ビル等の施設の状況を遠隔で監視する遠隔監視システムが開示されている。例えば、以下の特許文献４には、サンプリング周期が１分で、最大サンプリング数が９０件に設定された短期保管バッファと、サンプリング周期が１時間で、最大サンプリング数が２５件に設定された長期保管バッファとを備え、監視対象である冷凍機から得られるデータを間引いて送信する遠隔監視システムが開示されている。

特開２０００−１１０５１４号公報 特開２０１０−２６２４６８号公報 特開平１０−２０７５２７号公報 特開２００３−３２７６６号公報 特開２０１０−６１５３０号公報 国際公開第２０１２／０５６５５１号

ところで、上述した廃熱発電装置は、外部から供給される低温廃熱及び冷却水（凝縮器で用いられる冷却水）を用いて低沸点作動媒体を循環させることにより発電を行うものである。このため、上述した廃熱発電装置は、燃料を用いて発電する一般的な発電装置とは異なり、外部から供給される低温廃熱及び冷却水の条件（温度及び流量）に応じて運転状態が大きく変化する。従って、上述の廃熱発電装置の運転状態の異常やその兆候を適切に検知するためには、廃熱発電装置の内部状態（内部温度及び内部圧力等）を常に監視する必要がある。

ここで、上述した廃熱発電装置は、装置の特徴から、温泉地や工場等の遠隔地に分散して設置されることが多いため、監視員が廃熱発電装置の設置場所に赴いて廃熱発電装置の運転状態を常に監視することは困難である。このため、このような廃熱発電装置の運転状態を監視するには、例えば上記特許文献２〜６に開示された遠隔監視システムのような遠隔監視システムを用いる必要があると考えられる。

しかしながら、廃熱発電装置が設置される温泉地や工場等の遠隔地では通信手段が制限されることが多く、廃熱発電装置の内部状態を示すデータ（ログデータ）の全てを、消失することなく遠隔監視所に送信することは困難である。そこで、例えば上述の特許文献４に開示された遠隔監視システムのように予めログデータを間引いて送信すれば、間引かれたログデータの全てを消失することなく遠隔監視所に送信することは可能であると考えられる。しかしながら、このように間引かれてしまったログデータでは、上述の廃熱発電装置の運転状態の異常やその兆候を検知することはできない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、廃熱発電装置で得られるログデータの消失を防止しつつ、ログデータを遠隔地に送信することが可能な廃熱発電システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の廃熱発電システム（１〜３）は、ログデータを一時的に記憶する第１記憶部（ｍ１）と、該第１記憶部から吐出される前記ログデータを格納する第１格納部（Ｍ１）とを有する廃熱発電装置（１０）と、前記第１記憶部から前記第１格納部への前記ログデータの吐出を検知した場合に、前記第１記憶部から前記第１格納部に吐出される前記ログデータを、前記第１格納部から読み出して、予め規定された送信先（ＲＭ）に向けて送信するデータ収集装置（３０）とを備える。
また、本発明の廃熱発電システムは、前記第１格納部が、前記廃熱発電装置に対して着脱可能な記録媒体である。
また、本発明の廃熱発電システムは、前記第１記憶部に記憶された前記ログデータが、予め規定されたデータ量を超えた場合に前記第１格納部に吐出される。
また、本発明の廃熱発電システムは、ログデータを一時的に記憶する第２記憶部（ｍ２）と、該第２記憶部から吐出される前記ログデータを格納する第２格納部（Ｍ２）とを有し、前記廃熱発電装置に付帯して設けられる付帯設備（２０）を備えており、データ収集装置が、前記第２記憶部から前記第２格納部への前記ログデータの吐出を検知した場合に、前記第２記憶部から前記第２格納部に吐出される前記ログデータを、前記第２格納部から読み出して、前記送信先に向けて送信する。
また、本発明の廃熱発電システムは、前記第２格納部が、前記付帯設備に対して着脱可能な記録媒体である。
また、本発明の廃熱発電システムは、前記第２記憶部に記憶された前記ログデータは、予め規定されたデータ量を超えた場合に前記第２格納部に吐出される。
また、本発明の廃熱発電システムは、前記廃熱発電装置が、異常が生じた場合に前記送信先に向けてアラームを発報する。
また、本発明の廃熱発電システム（１〜３）は、ログデータを記憶する第１記憶部（ｍ１）、及び前記第１記憶部から吐出される前記ログデータを格納する第１格納部（Ｍ１）、を含む廃熱発電装置（１０）と、前記第１記憶部から前記第１格納部への前記ログデータの吐出を検知した場合に、前記第１記憶部から前記第１格納部に吐出される前記ログデータを、前記第１格納部から読み出して遠隔監視所（ＲＭ）に送信するデータ収集装置（３０）とを有する。

本発明によれば、第１記憶部から第１格納部へのログデータの吐出が検出された場合に、第１記憶部から第１格納部に吐出されるログデータをデータ収集装置によって予め規定された送信先に向けて送信するようにしているため、廃熱発電装置で得られるログデータの消失を防止しつつ、ログデータを遠隔地に送信することができるという効果がある。

本発明の第１実施形態による廃熱発電システムの要部構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態による廃熱発電システムに設けられる廃熱発電装置の構成を簡略化して示すブロック図である。 本発明の第２実施形態による廃熱発電システムの要部構成を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態による廃熱発電システムの要部構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態による廃熱発電システムについて詳細に説明する。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態による廃熱発電システムの要部構成を示すブロック図である。図１に示す通り、本実施形態の廃熱発電システム１は、廃熱発電装置１０、付帯設備２０、及びデータ収集装置３０を備えており、例えば温泉地や工場等に設置され、約３００℃以下の廃熱媒体の廃熱エネルギーを回収して発電を行う。また、本実施形態の廃熱発電システム１は、廃熱発電装置１０及び付帯設備２０の運転状態を示すログデータを作成し、作成したログデータの消失を防止しつつ、ログデータを遠隔地（例えば、遠隔監視所ＲＭ：予め規定された送信先）に送信することが可能である。

図２は、本発明の第１実施形態による廃熱発電システムに設けられる廃熱発電装置の構成を簡略化して示すブロック図である。図２に示す通り、廃熱発電装置１０は、蒸発器１１、膨張タービン発電機１２、凝縮器１３、リザーバタンク１４、及びポンプ１５を備えるランキンサイクルを利用した発電装置であり、例えば温泉地や工場等に設置され、約３００℃以下の廃熱媒体（本実施形態では「温水Ｘ」という）の廃熱エネルギーを回収して発電を行う。尚、廃熱媒体は、温水Ｘに限られるものではなく、工場等から放出されるガスを用いることもできる。

また、廃熱発電装置１０は、ＡＣ／ＤＣ変換器１６及びＤＣ／ＡＣ変換器１７を備えており、膨張タービン発電機１２で発電された電力を、商用電力と同仕様の三相交流電力に変換する。また、廃熱発電装置１０は、計測装置１８、制御装置１９、及びセンサＳ１を備えており、膨張タービン発電機１２の単位時間（例えば秒単位）当りの発電量、並びに膨張タービン発電機１２に供給される作動媒体Ｙの温度及び圧力の計測結果に基づいて、温水Ｘの廃熱エネルギーから最も多くの発電が可能となるようにポンプ１５の駆動を制御する。尚、廃熱発電装置１０は、上記のセンサＳ１に加えてセンサＳ２，Ｓ３を備える。

蒸発器１１は、工場等から放出される温水Ｘとポンプ１５から送出される作動媒体Ｙとが別経路にて供給され、内部にて熱交換を行うことで作動媒体Ｙの蒸気を生成する。つまり、蒸発器１１は、温水Ｘの廃熱エネルギーを回収して作動媒体Ｙの蒸気を生成する。尚、図２では、１つの蒸発器１１を図示しているが、蒸発器１１の数は、２つ以上であっても良い。

ここで、作動媒体Ｙは、沸点（大気圧条件下における沸点）が１５℃程度の媒体であり、且つ運転中の装置内部の圧力が最大で１ＭＰａ（Ｇ）（ゲージ圧で１ＭＰａ）以下であるのが望ましい。その理由は、例えば約１００℃以下の低温廃熱の廃熱エネルギーを利用した発電を可能とすべく低温廃熱から蒸気の生成を可能にするとともに、装置全体の圧力を低く抑えることで膨張タービン発電機１２の内部圧力を低く抑えるためである。このような作動媒体Ｙとしては、例えばハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）、フルオロカーボン、フルオロケトン、パーフルオロポリエーテル等を用いることができる。

膨張タービン発電機１２は、タービン１２ａ及び発電機１２ｂを備えており、蒸発器１１から供給された気化状態の作動媒体Ｙを用いて三相交流電力を発電する。タービン１２ａは、蒸発器１１からの作動媒体Ｙの供給によってタービンインペラを回転させる回転機械である。発電機１２ｂは、タービンインペラの軸と結合したロータ（回転子）と、ロータの外周を取り囲むように設けられたステータ（固定子）とを備えており、ロータがタービン１２ａによって回転駆動されることによって、三相交流電力を発電する。尚、発電機１２ｂが出力する三相交流電力は、周波数及び出力電圧の少なくとも一方が商用電力の仕様とは異なっている。

凝縮器１３は、膨張タービン発電機１２から排出された作動媒体Ｙと、冷却媒体（本実施形態では「冷却水Ｚ」という）とが別経路にて供給され、内部にて熱交換を行うことで作動媒体Ｙを冷却して凝縮する。尚、図２では、１つの凝縮器１３を図示しているが、凝縮器１３の数は、２つ以上であっても良い。リザーバタンク１４は、凝縮器１３で凝縮された作動媒体Ｙを一時的に蓄えるタンクである。ポンプ１５は、凝縮器１３で凝縮されてリザーバタンク１４に一時的に蓄えられた作動媒体Ｙを加圧して蒸発器１１に向けて送出する。

ＡＣ／ＤＣ変換器１６及びＤＣ／ＡＣ変換器１７は、発電機１２ｂが発電した三相交流電力を商用電力の仕様に適合した三相交流電力（例えば５０／６０Ｈｚ，２００Ｖ級）に変換するためのものである。ＡＣ／ＤＣ変換器１６は、発電機１２ｂから出力される三相交流電力を直流電力に変換してＤＣ／ＡＣ変換器１７に出力する。ＤＣ／ＡＣ変換器１７は、ＡＣ／ＤＣ変換器１６からの直流電力を商用電力の仕様に適合した三相交流電力に変換する。

計測装置１８は、ＤＣ／ＡＣ変換器１７に流れる電流を計測して膨張タービン発電機１２の単位時間（例えば秒単位）当りの発電量を計測する。ここで、計測装置１８は、ＡＣ／ＤＣ変換器１６に流れる電流を計測して膨張タービン発電機１２の単位時間当りの発電量を計測するものであっても良い。尚、計測装置１８は、発電量のノイズ（例えば、μｓｅｃオーダーのノイズ）を拾うことのないようノイズフィルタを有する。

センサＳ１は、温度センサＳ１１及び圧力センサＳ１２を備えており、蒸発器１１と膨張タービン発電機１２とを接続する配管に取り付けられて、膨張タービン発電機１２に供給される作動媒体Ｙの温度及び圧力を計測する。尚、センサＳ１は、蒸発器１１における作動媒体Ｙの出口、或いは膨張タービン発電機１２における作動媒体Ｙの入口に取り付けられていても良い。

センサＳ２は、温水Ｘを蒸発器１１に供給する配管に取り付けられて、温水Ｘの温度（蒸発器１１に供給される前の温水Ｘの温度）を計測する。センサＳ３は、冷却水Ｚを凝縮器１３に供給する配管に取り付けられて、冷却水Ｚの温度（凝縮器１３に供給される前の冷却水Ｚの温度）を計測する。

制御装置１９は、廃熱発電装置１０の動作を統括して制御する。例えば、制御装置１９は、計測装置１８及びセンサＳ１（温度センサＳ１１及び圧力センサＳ１２）の計測結果に基づいて、温水Ｘの廃熱エネルギーから最も多くの発電が可能となるようにポンプ１５の単位時間当たりの回転数（作動媒体Ｙの循環量）を制御する。また、制御装置１９は、廃熱発電装置１０の運転状態を示すログデータを作成する。

例えば、制御装置１９は、センサＳ１（温度センサＳ１１及び圧力センサＳ１２）、及びセンサＳ２，Ｓ３等から一定時間毎に得られる計測結果を示すデータ、廃熱発電装置１０の構成機器の動作状態を示すデータ（例えば、構成機器のオン状態又はオフ状態を示すデータ）、廃熱発電装置１０で用いられる信号の状態を示すデータ（例えば、信号のオン状態又はオフ状態を示すデータ）、アラームの発生状況を示すデータ等を用いてログデータを作成する。尚、制御装置１９で作成されるログデータの容量は、例えば１時間当たり１メガバイト程度である。また、制御装置１９は、廃熱発電装置１０の異常が生じた場合に、その旨を示すアラームを遠隔監視所ＲＭに向けて発報する。

図１に戻り、廃熱発電装置１０は、センサＳＡ、制御装置ＣＡ、表示操作機器Ｐ１、及び記録媒体Ｍ１（第１格納部）を備える。センサＳＡは、廃熱発電装置１０の運転状態を測定するために用いられるセンサであり、例えば図２に示すセンサＳ１〜Ｓ３等である。制御装置ＣＡは、廃熱発電装置１０を制御するための構成（図１に示す制御装置１９等）を備える。

表示操作機器Ｐ１は、例えば表示機能と操作機能とが一体に形成されたタッチパネルを備えており、制御装置ＣＡに接続されて、廃熱発電装置１０の運転状態等の表示や、作業者の指示に基づいた各種設定等を行う。また、表示操作機器Ｐ１は、付帯設備２０の接続装置Ｈ（例えば、ハブ）を介してデータ収集装置３０に接続されている。この表示操作機器Ｐ１は、制御装置１９で作成されたログデータを一時的に記憶する内部メモリｍ１（第１記憶部）を備える。この内部メモリｍ１としては、例えばフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリを用いることができる。

内部メモリｍ１に記憶されるログデータは、内部メモリｍ１に記憶されているログデータのデータ量が予め規定されたデータ量（例えば、１メガバイト）に達した場合に、記録媒体Ｍ１に吐出される（書き込まれる）ようになっている。尚、制御装置ＣＡで行われる処理と表示操作機器Ｐ１で行われる処理は互いに独立しているため、例えばログデータの吐出処理による割り込みが生じた結果、制御装置ＣＡでの演算処理に遅延が生ずるといった不具合は起きない。また、例えば表示操作機器Ｐ１に対する指示を行うことで、内部メモリｍ１に記憶されたログデータを、強制的に記録媒体Ｍ１に吐出させることも可能である。

尚、内部メモリｍ１では、記憶できる最大容量を超えてログデータが書き込まれる場合、先に書き込まれたログデータが上書きされる。そのため、内部メモリｍ１に書き込まれたログデータをそのままデータ収集装置３０から遠隔監視所ＲＭに送信する従来技術の発想では、通信速度等の通信環境が劣悪な場合においては、内部メモリｍ１内のログデータのデータ収集装置３０への送信が間に合わず、まだ送信が完了されていないログデータが新たに内部メモリｍ１に書き込まれるログデータで上書きされてしまい、ログデータが消失してしまう。この点は後述する内部メモリｍ２についても同じである。

記録媒体Ｍ１は、廃熱発電装置１０に対して着脱可能であり、制御装置１９で生成されたログデータが記録（格納）される媒体である。この記録媒体Ｍ１としては、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリやＳＤカード等の不揮発性の半導体メモリを用いることができる。尚、廃熱発電装置１０は、全体が筐体に覆われており、例えば表示操作機器Ｐ１の近傍に設けられた記録媒体Ｍ１の着脱部を覆う蓋部を、鍵等を用いて開放しなければ、着脱部が外部に露出しないようになっている。このため、鍵等を有しない第三者による記録媒体Ｍ１の盗難が防止される。

付帯設備２０は、廃熱発電装置１０に付帯して設けられ、廃熱発電装置１０を動作させるために必要な設備である。この付帯設備２０としては、例えば温水Ｘを廃熱発電装置１０に供給するポンプ、冷却水Ｚを廃熱発電装置１０に供給するポンプ、廃熱発電装置１０の凝縮器１３から排出される冷却水Ｚを冷却するための冷却塔等が挙げられる。また、付帯設備２０は、図１に示す通り、センサＳＢ、制御装置ＣＢ、接続装置Ｈ、表示操作機器Ｐ２、及び記録媒体Ｍ２（第２格納部）を備える。

センサＳＢは、付帯設備２０の運転状態を測定するために用いられるセンサであり、例えば上述したポンプ（温水Ｘや冷却水Ｙを廃熱発電装置１０に供給するポンプ）の回転数を測定するセンサ（図示省略）等である。制御装置ＣＢは、付帯設備２０を制御するための装置であり、例えばＰＬＣ（Programmable Logic Controller）である。また、制御装置ＣＢは、付帯設備２０の運転状態を示すログデータを作成する。例えば、制御装置ＣＢは、センサＳＢから一定時間毎に得られる計測結果を示すデータを用いてログデータを作成する。

表示操作機器Ｐ２は、廃熱発電装置１０に設けられた表示操作機器Ｐ１と同様のタッチパネルを備えており、接続装置Ｈを介して制御装置ＣＢに接続されて、付帯設備２０の運転状態等の表示や、作業者の指示に基づいた各種設定等を行う。この表示操作機器Ｐ２も、接続装置Ｈを介してデータ収集装置３０に接続されている。表示操作機器Ｐ２は、制御装置ＣＢで作成されたログデータを一時的に記憶する内部メモリｍ２（第２記憶部）を備える。この内部メモリｍ２としては、例えばフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリを用いることができる。

内部メモリｍ２に記憶されるログデータは、内部メモリｍ２に記憶されているログデータのデータ量が予め規定されたデータ量（例えば、１メガバイト）に達した場合に、記録媒体Ｍ２に吐出される（書き込まれる）ようになっている。また、例えば表示操作機器Ｐ２に対する指示を行うことで、内部メモリｍ２に記憶されたログデータを、強制的に記録媒体Ｍ２に吐出させる（書き込ませる）ことも可能である。

記録媒体Ｍ２は、付帯設備２０に対して着脱可能であり、制御装置ＣＢで生成されたログデータが記録（格納）される媒体である。この記録媒体Ｍ２としては、記録媒体Ｍ１と同様に、例えばＵＳＢメモリやＳＤカード等の不揮発性の半導体メモリを用いることができる。尚、表示操作機器Ｐ２は、表示部分を除いて筐体に覆われており、例えば表示操作機器Ｐ２の近傍に設けられた記録媒体Ｍ２の着脱部を覆う蓋部を、鍵等を用いて開放しなければ、着脱部が外部に露出しないようになっている。このため、鍵等を有しない第三者による記録媒体Ｍ２の盗難が防止される。

データ収集装置３０は、接続装置Ｈを介して表示操作機器Ｐ１，Ｐ２に接続されているとともに、例えば無線通信回線Ｎを介して遠隔監視所ＲＭに接続されている。このデータ収集装置３０は、廃熱発電装置１０及び付帯設備２０の運転状態を示すログデータを記録媒体Ｍ１或いは記録媒体Ｍ２から読み出して収集し、収集したログデータを遠隔監視所ＲＭに送信するものである。また、データ収集装置３０は、表示操作機器Ｐ１，Ｐ２の表示画面を転送することも可能である。

具体的に、データ収集装置３０は、廃熱発電装置１０に設けられた内部メモリｍ１から記録媒体Ｍ１へのログデータの吐出を検知した場合に、内部メモリｍ１から記録媒体Ｍ１に吐出され、記録媒体Ｍ１に書き込まれたログデータを当該記録媒体Ｍ１から読み出して（吸い出して）遠隔監視所ＲＭに送信する。また、データ収集装置３０は、付帯設備２０に設けられた内部メモリｍ２から記録媒体Ｍ２へのログデータの吐出を検知した場合に、内部メモリｍ２から記録媒体Ｍ２に吐出されて書き込まれたログデータを当該記録媒体Ｍ２から読み出して（吸い出して）遠隔監視所ＲＭに送信する。

尚、実際には、表示操作機器Ｐ１内にコントローラがそれぞれ内在しており、データ収集装置３０はコントローラに読み出しの要求を送り、当該コントローラが記録媒体Ｍ１からログデータを読み出して、これをデータ収集装置３０にログデータを送信する。即ち、データ収集装置３０は、表示操作機器Ｐ１を介して記録媒体Ｍ１からログデータを読み出す。この点はデータ収集装置３０と表示操作機器Ｐ２及び記録媒体Ｍ２との関係においても同じである。

ここで、データ収集装置３０は、内部メモリｍ１，ｍ２から記録媒体Ｍ１，Ｍ２へのログデータの吐出が開始された時点を検知するものであっても良く、内部メモリｍ１，ｍ２から記録媒体Ｍ１，Ｍ２への一定量のログデータの吐出が完了した時点を検知するものであっても良い。尚、データ収集装置３０は、例えば通信プロトコルとしてＦＴＰ（File Transfer Protocol）を用いてログデータの送信を行う。

遠隔監視所ＲＭは、例えば廃熱発電装置１０及び付帯設備２０の監視を行う監視員が待機する監視所である。この遠隔監視所ＲＭには、例えばデータ解析装置が設置されており、監視員がデータ解析装置を操作して、データ収集装置３０から無線通信回線Ｎを介して送信されてきたログデータの解析を行い、廃熱発電装置１０及び付帯設備２０の運転状態の確認、異常の有無の確認、異常発生の兆候の有無の確認等を行う。また、遠隔監視所ＲＭには、例えば遠隔制御装置が設置されており、監視員が遠隔制御装置を操作することで、廃熱発電装置１０及び付帯設備２０の遠隔制御（例えば、画面設定やパラメータ設定）が可能である。

次に、上記構成における廃熱発電システム１の動作について説明する。作業者が廃熱発電装置１０及び付帯設備２０を起動させると、作動媒体Ｙが、蒸発器１１→膨張タービン発電機１２→凝縮器１３→リザーバタンク１４→ポンプ１５→蒸発器１１の順で循環しつつ、作動媒体Ｙが液体と気体に状態変化することによって膨張タービン発電機１２における発電が行われる。

即ち、蒸発器１１に供給される温水Ｘの熱によって蒸発した作動媒体Ｙが、膨張タービン発電機１２に供給された後に凝縮器１３に供給される冷却水Ｚによって凝縮されて、リザーバタンク１４に一時に貯溜された後、再びポンプ１５を介して蒸発器１１に送出される。このような作動媒体Ｙの循環的な状態変化の過程において、作動媒体Ｙによって膨張タービン発電機１２が駆動されて発電が行われる。そして、膨張タービン発電機１２で発電された三相交流電力は、ＡＣ／ＤＣ変換器１６及びＤＣ／ＡＣ変換器１７によって商用電力の仕様に適合した三相交流電力に変換されて外部に供給される。

以上の動作が行われている間、廃熱発電装置１０に設けられた制御装置ＣＡでログデータが作成されて表示操作機器Ｐ１の内部メモリｍ１に順次記憶されるとともに、付帯設備２０に設けられた制御装置ＣＢでログデータが作成されて表示操作機器Ｐ２の内部メモリｍ２に順次記憶される。このような動作が繰り返されて、表示操作機器Ｐ１の内部メモリｍ１に記憶されているログデータのデータ量が予め規定されたデータ量（例えば、１メガバイト）に達すると、内部メモリｍ１から記録媒体Ｍ１に対してログデータの書き込み（吐出）が行われる。同様に、表示操作機器Ｐ２の内部メモリｍ２に記憶されているログデータのデータ量が予め規定されたデータ量に達すると、内部メモリｍ２から記録媒体Ｍ２に対してログデータの書き込み（吐出）が行われる。

廃熱発電装置１０に設けられた内部メモリｍ１から記録媒体Ｍ１へのログデータの書き込み（吐出）が行われると、ログデータの吐出が行われた旨がデータ収集装置３０によって検知される。すると、内部メモリｍ１から記録媒体Ｍ１に吐出され、記録媒体Ｍ１に書き込まれたログデータが、当該記録媒体Ｍ１からデータ収集装置３０によって読み出され（吸い出され）て遠隔監視所ＲＭに送信される。

ここで、廃熱発電装置１０は温泉地等の遠隔地に配置されることから、データ収集装置３０と遠隔監視所ＲＭの通信手段は、通信速度、容量制限等の観点で満足な品質が得られないことが多い。そのため、このような通信環境下では、内部メモリｍ１に書き込まれるログデータをリアルタイムに内部メモリｍ１から読み出し、これを遠隔監視所ＲＭに送信することは不可能である。これは次々に内部メモリｍ１に書き込まれていくログデータを遠隔監視所ＲＭに順次送信していくだけの通信品質が、遠隔地では確保できないからである。

しかし、廃熱発電装置の遠隔監視を行うためには内部メモリｍ１に格納されたログデータを間引くことなく、遠隔監視所に送信する必要がある。そこで本実施の形態では、内部メモリｍ１から記録媒体Ｍ１に吐出され、記録媒体Ｍ１に書き込まれたログデータが、当該記録媒体Ｍ１からデータ収集装置３０によって読み出され（吸い出され）て遠隔監視所ＲＭに送信されるという構成を採用している。これにより、内部メモリｍ１に記憶された一定量のログデータが、一旦、全て記録媒体Ｍ１に記録され、廃熱発電装置が配置された環境での通信品質に合わせてログデータを遠隔監視所ＲＭに送信することができる。

内部メモリｍ１に格納されるログデータをリアルタイムに遠隔監視所ＲＭに送信するというリアルタイム性は犠牲になるが、例えば通信速度が低く充分なものが得られない状況下でも、その通信速度に合わせて全てのログデータを確実に遠隔監視所ＲＭに送ることができる。しかも、通信の途中でログデータの一部が消失して廃熱発電装置の運転状態の異常や異常の兆候を検知できない状況に陥ったとしても、記憶媒体Ｍ１にログデータはすべてコピーされているため、再度ログデータを送信しなおすことも可能になる。尚、記録媒体Ｍ１は内部メモリｍ１からの吐出データを無限に記憶しておく必要はなく、例えば、検証に必要なログデータの量を取得できる有限の時間に対応したデータ容量を有していればよい。

同様に、付帯設備２０に設けられた内部メモリｍ２から記録媒体Ｍ２へのログデータの吐出が行われるとログデータの吐出が行われた旨がデータ収集装置３０によって検知される。すると、内部メモリｍ２から記録媒体Ｍ２に書き込まれ（吐出され）、当該記録媒体Ｍ２からログデータがデータ収集装置３０によって吸い出されて遠隔監視所ＲＭに送信される。これにより、内部メモリｍ２に記憶された一定量のログデータが、一旦、全て記録媒体Ｍ２に記録され、廃熱発電装置が配置された環境での通信品質に合わせてログデータを遠隔監視所ＲＭに送信することができる。内部メモリｍ２に格納されるログデータをリアルタイムに遠隔監視所ＲＭに送信するというリアルタイム性は犠牲になるが、例えば通信速度が低く充分なものが得られない状況下でも、その速度に合わせて全てのログデータを確実に遠隔監視所ＲＭに送ることができる。しかも、通信の途中でログデータの一部が消失して廃熱発電装置の運転状態の異常や異常の兆候を検知できない状況に陥ったとしても、記憶媒体Ｍ２にログデータはすべてコピーされているため、再度ログデータを送信しなおすことも可能になる。

データ収集装置３０から送信されたログデータは遠隔監視所ＲＭで受信されて解析される。そして、廃熱発電装置１０及び付帯設備２０の運転状態の確認、異常の有無の確認、異常発生の兆候の有無の確認等が行われる。廃熱発電装置１０及び付帯設備２０から得られたログデータは、無線通信回線Ｎの状態がよほどひどくなければ、消失することなく全て遠隔監視所ＲＭに送信されるため、廃熱発電装置１０及び付帯設備２０の運転状態の異常やその兆候を検知することができる。

また、廃熱発電装置１０で異常が生じた場合には、その旨を示すアラームが制御装置１９によって発報され、遠隔監視所ＲＭに向けて送信される。遠隔監視所ＲＭの監視員は、データ収集装置３０から送信されたログデータの解析結果に加えて、廃熱発電装置１０で発報されたアラームを参照することで、ログデータの解析結果が正しいか否かを判断することができる。

ここで、仮に廃熱発電装置１０及び付帯設備２０から得られたログデータが、データ収集装置３０から遠隔監視所ＲＭに送信される途中で消失してしまった場合には、ログデータの解析ができなくなる可能性が考えられる。このような場合には、廃熱発電装置１０及び付帯設備２０から得られたログデータは全て記録媒体Ｍ１，Ｍ２に記録されているため、監視員が廃熱発電システム１の設置場所に赴いて記録媒体Ｍ１，Ｍ２に記録されているデータを取得すればログデータの解析が可能になる。

尚、表示操作機器Ｐ１，Ｐ２の表示画面を転送する時間間隔をデータ収集装置３０に予め設定しておけば、表示操作機器Ｐ１，Ｐ２の表示画面が定期的にデータ収集装置３０で取得されて遠隔監視所ＲＭに転送される。また、遠隔監視所ＲＭの監視員が遠隔制御装置を操作すれば、その操作に応じた制御信号が遠隔監視所ＲＭからデータ収集装置３０に送信される。遠隔監視所ＲＭから送信されてきた制御信号は、接続装置Ｈを介して廃熱発電装置１０又は付帯設備２０に入力され、制御信号に応じた制御（例えば、廃熱発電装置１０及び付帯設備２０の画面設定やパラメータ設定等）が行われる。

以上の通り、本実施形態では、廃熱発電装置１０に設けられた内部メモリｍ１から記録媒体Ｍ１へのログデータの吐出を検出した場合に、データ収集装置３０が内部メモリｍ１から記録媒体Ｍ１に吐出されるログデータを当該記録媒体Ｍ１から読み出して遠隔監視所ＲＭに転送するようにしている。また、本実施形態では、付帯設備２０に設けられた内部メモリｍ２から記録媒体Ｍ２へのログデータの吐出を検出した場合に、データ収集装置３０が内部メモリｍ２から記録媒体Ｍ２に吐出されるログデータを当該記録媒体Ｍ２から読み出して遠隔監視所ＲＭに転送するようにしている。このため、廃熱発電装置１０及び付帯設備２０で得られるログデータの消失を防止しつつ、ログデータを遠隔監視所ＲＭに送信することが可能である。これにより、遠隔監視所ＲＭにおいて、廃熱発電装置１０及び付帯設備２０の運転状態の確認、異常の有無の確認、異常発生の兆候の有無の確認等を行うことができる。

〔第２実施形態〕
図３は、本発明の第２実施形態による廃熱発電システムの要部構成を示すブロック図である。図３に示す通り、本実施形態の廃熱発電システム２は、図１に示す廃熱発電システム１から付帯設備２０（ログデータの作成及び送信のための構成）を省略し、データ収集装置３０を廃熱発電システム１の表示操作機器Ｐ１に直接接続した構成である。

尚、付帯設備２０のうちの廃熱発電装置１０を動作させるために必須な構成（温水Ｘを廃熱発電装置１０に供給するポンプ、冷却水Ｚを廃熱発電装置１０に供給するポンプ、廃熱発電装置１０の凝縮器１３から排出される冷却水Ｚを冷却するための冷却塔等）が省略されると廃熱発電装置１０が動作しなくなる。図３では、便宜的に付帯設備２０を省略しているが、本実施形態の廃熱発電システム２は、付帯設備２０のうちのログデータの作成及び送信のための構成が省略されたものであり、付帯設備２０のうちの廃熱発電装置１０を動作させるために必須な構成は設けられている点に注意されたい。

本実施形態では、第１実施形態と同様に、廃熱発電装置１０に設けられた内部メモリｍ１から記録媒体Ｍ１へのログデータの吐出が検出された場合に、内部メモリｍ１から記録媒体Ｍ１に吐出されるログデータがデータ収集装置３０によって当該記録媒体Ｍ１から読み出され、遠隔監視所ＲＭに転送される。但し、本実施形態では、付帯設備２０でのログデータの作成及び送信は行われない。このように、本実施形態では、廃熱発電装置１０で得られるログデータの消失を防止しつつ、ログデータを遠隔監視所ＲＭに送信することが可能である。これにより遠隔監視所ＲＭにおいて、廃熱発電装置１０の運転状態の確認、異常の有無の確認、異常発生の兆候の有無の確認等を行うことができる。

〔第３実施形態〕
図４は、本発明の第３実施形態による廃熱発電システムの要部構成を示すブロック図である。図４に示す通り、本実施形態の廃熱発電システム３は、廃熱発電装置１０を複数備える点が、図１に示す廃熱発電システム１と異なる。複数の廃熱発電装置１０は、付帯設備２０の接続装置Ｈを介してデータ収集装置３０に接続されている。このような廃熱発電システム３は、例えば１台の廃熱発電装置１０で回収可能な廃熱エネルギーよりも多くの廃熱エネルギーが得られる温泉地等に設置される。

廃熱発電装置１０は、図１，２に示す構成と同様の構成であり、制御装置１９でのログデータの作成、内部メモリｍ１へのログデータの記憶、及び記録媒体Ｍ１へのログデータの記録等がそれぞれ行われる。また、廃熱発電装置１０の各々で行われるログデータの吐出がデータ収集装置３０によって検知され、吐出が検出された廃熱発電装置１０の内部メモリｍ１から記録媒体Ｍ１に吐出されるログデータが、データ収集装置３０によって当該記録媒体Ｍ１から読み出され（吸い出され）て遠隔監視所ＲＭに送信される。

尚、本実施形態では、廃熱発電装置１０の各々で行われるログデータの吐出のタイミングが重なると、データ収集装置３０から遠隔監視所ＲＭに送信されるログデータのデータ量が一時的に多くなって送信エラーが生ずる可能性が考えられる。このため、例えば内部メモリｍ１から記録媒体Ｍ１にログデータを吐出させる条件を廃熱発電装置１０毎に異ならせるのが好ましい。

本実施形態では、廃熱発電装置１０の各々に設けられた内部メモリｍ１から記録媒体Ｍ１へのログデータの吐出が検出された場合に、ログデータの吐出が検出された廃熱発電装置１０の内部メモリｍ１から記録媒体Ｍ１に吐出されるログデータがデータ収集装置３０によって当該記録媒体Ｍ１から読み出され、遠隔監視所ＲＭに転送される。尚、本実施形態では、第１実施形態と同様に、付帯設備２０に設けられた内部メモリｍ２から記録媒体Ｍ２へのログデータの吐出が検出された場合に、内部メモリｍ２から記録媒体Ｍ２に吐出されるログデータがデータ収集装置３０によって当該記録媒体Ｍ２から読み出され、遠隔監視所ＲＭに転送される。このため、本実施形態では、廃熱発電装置１０及び付帯設備２０で得られるログデータの消失を防止しつつ、ログデータを遠隔監視所ＲＭに送信することが可能である。

以上、本発明の実施形態による廃熱発電システムについて説明したが、本発明は上記実施形態に制限されず、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態では、データ収集装置３０が、通信プロトコルとしてＦＴＰを用いるものである例について説明したが、使用する通信プロトコルはＦＴＰに制限される訳ではなく、任意のプロトコルを用いることができる。

また、上記実施形態では、温水Ｘとなった廃熱エネルギーを電気エネルギーとして回収したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば熱源として廃ガスを用いてもよい。また、熱源は、廃ガスや廃温水などの廃熱に限定されない。また、上述した膨張タービン発電機１２として、遠心式膨張タービン発電機、斜流式膨張タービン発電機等のラジアルタービン発電機を用いることも可能である。

１〜３…廃熱発電システム、１０…廃熱発電装置、２０…付帯設備、３０…データ収集装置、ｍ１，ｍ２…内部メモリ、Ｍ１，Ｍ２…記録媒体、ＲＭ…遠隔監視所

Claims (8)

1. 自装置の運転状態を示すログデータを一時的に記憶する第１記憶部と、該第１記憶部から吐出される前記ログデータを格納する第１格納部とを有する廃熱発電装置と、
   前記第１記憶部から前記第１格納部への前記ログデータの吐出を検知した場合に、前記第１記憶部から前記第１格納部に吐出される前記ログデータを、前記第１格納部から読み出して、予め規定された送信先に向けて送信するデータ収集装置と
   を備える廃熱発電システム。
2. 前記第１格納部は、前記廃熱発電装置に対して着脱可能な記録媒体である請求項１記載の廃熱発電システム。
3. 前記第１記憶部に記憶された前記ログデータは、予め規定されたデータ量を超えた場合に前記第１格納部に吐出される請求項１又は請求項２記載の廃熱発電システム。
4. 自設備の運転状態を示すログデータを一時的に記憶する第２記憶部と、該第２記憶部から吐出される前記ログデータを格納する第２格納部とを有し、前記廃熱発電装置に付帯して設けられる付帯設備を備えており、
   データ収集装置は、前記第２記憶部から前記第２格納部への前記ログデータの吐出を検知した場合に、前記第２記憶部から前記第２格納部に吐出される前記ログデータを、前記第２格納部から読み出して、前記送信先に向けて送信する
   請求項１から請求項３の何れか一項に記載の廃熱発電システム。
5. 前記第２格納部は、前記付帯設備に対して着脱可能な記録媒体である請求項４記載の廃熱発電システム。
6. 前記第２記憶部に記憶された前記ログデータは、予め規定されたデータ量を超えた場合に前記第２格納部に吐出される請求項４又は請求項５記載の廃熱発電システム。
7. 前記廃熱発電装置は、異常が生じた場合に前記送信先に向けてアラームを発報する請求項１から請求項６の何れか一項に記載の廃熱発電システム。
8. 自装置の運転状態を示すログデータを記憶する第１記憶部、及び前記第１記憶部から吐出される前記ログデータを格納する第１格納部、を含む廃熱発電装置と、
   前記第１記憶部から前記第１格納部への前記ログデータの吐出を検知した場合に、前記第１記憶部から前記第１格納部に吐出される前記ログデータを、前記第１格納部から読み出して遠隔監視所に送信するデータ収集装置と
   を有する廃熱発電システム。

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