JP7412210B2 - ランキンサイクル装置及びその運転方法 - Google Patents

Description

本開示は、ランキンサイクル装置及びその運転方法に関する。

ランキンサイクル装置は、熱エネルギーを電気エネルギーに変換するための装置である。特許文献１は、所定時間内における目標温度と検出温度との乖離状態、又は、所定時間内における目標圧力と検出圧力との乖離状態に基づき、ランキンサイクルでの異常の発生の有無を判定することを開示している。

特許文献２は、バイパス経路を備えたランキンサイクル装置を開示する。バイパス経路は、膨張機を迂回するように、膨張機の入口と膨張機の出口とを接続している。バイパス経路には、バイパス弁が設けられている。

特許第５７４１５２４号公報 特許第６２３３７８３号公報

バイパス弁（流量調整器）は、通常、制御装置によって電気的に制御される。ところが、バイパス弁を閉じる指令を出したにもかかわらず、膨張機の出口と膨張機の入口との間の圧力差が十分に増えないことがある。原因の１つとして、バイパス弁に何らかの不具合が生じ、バイパス経路が完全に閉鎖されていないことが考えられる。

本開示は、バイパス経路及び流量調整器を備えたランキンサイクル装置の信頼性を向上させるための技術を提供する。

本開示におけるランキンサイクル装置は、
膨張機と、
前記膨張機を迂回するバイパス経路と、
前記バイパス経路に設けられた流量調整器と、
前記流量調整器を制御する制御装置と、
を備え、
前記膨張機の入口圧力と前記膨張機の出口圧力との圧力差を目標値から減じることによって得られる偏差が所定時間にわたって閾値以上である場合、又は、前記膨張機の入口圧力を目標値から減じることによって得られる偏差が所定時間にわたって閾値以上である場合、前記制御装置は、前記流量調整器を開動作させる処理及び前記流量調整器を閉動作させる処理からなる群より選ばれる少なくとも１つの処理を実行する。

本開示のランキンサイクル装置の運転方法は、
膨張機と、前記膨張機を迂回するバイパス経路と、前記バイパス経路に設けられた流量調整器と、を備えたランキンサイクル装置の運転方法であって、
前記膨張機の入口圧力を特定することと、
前記膨張機の出口圧力を特定することと、
前記入口圧力と前記出口圧力との圧力差を目標値から減じることによって得られる偏差が所定時間にわたって閾値以上である場合、又は、前記入口圧力を目標値から減じることによって得られる偏差が所定時間にわたって閾値以上である場合、前記流量調整器を開動作させること及び前記流量調整器を閉動作させることからなる群より選ばれる少なくとも１つを実行することと、
を含む。

本開示によれば、膨張機の運転を開始しても膨張機の入口圧力と膨張機の出口圧力との圧力差が十分に増えないとき、流量調整器を動作させて流量調整器の不具合を解消する試みがなされる。試みが成功すれば圧力差が増加する。これにより、ランキンサイクル装置の信頼性が向上する。

実施の形態における熱発電システムの構成図 作動流体回路における作動流体の状態を示すモリエル線図 実施の形態における基本制御を示すフローチャート 実施の形態における故障診断／復旧制御を示すフローチャート 変形例１における故障診断／復旧制御を示すフローチャート 変形例２における故障診断／復旧制御を示すフローチャート

（本開示の基礎となった知見等）
バイパス経路及び流量調整器を使用することによって、膨張機を円滑に起動できる。そのため、バイパス経路及び流量調整器は、ランキンサイクル装置にとって有用である。

一方、膨張機の運転を開始しても膨張機の入口圧力と膨張機の出口圧力との圧力差が目標値に到達しないことがある。本発明者らがその原因を探った結果、流量調整器が完全に閉じられていない場合があることを突き止めた。流量調整器の開閉状態と圧力差との間には強い相関性がある。流量調整器が完全に閉じられない１つの理由としては、異物によって内部の流路が塞がれることが挙げられる。他の１つの理由としては、何らかの理由によって制御装置に記憶された流量調整器の開度と実際の流量調整器の開度との間に不一致が生じることが挙げられる。何らかの理由としては、開度を調節するためのステップモータのバックラッシュの影響が考えられる。

上記の知見に基づき、本発明者らは、ランキンサイクル装置の異常の有無を判断するとともに、異常状態から正常状態への復旧を図るための制御について鋭意検討を進めた。その結果、本開示の主題を構成するに至った。

本開示は、バイパス経路及び流量調整器を備えたランキンサイクル装置の信頼性を向上させるための技術を提供する。

以下、図面を参照しながら実施の形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、又は、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。

添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。

（実施の形態）
以下、図１から図４Ａを用いて、実施の形態を説明する。

［１－１．構成］
図１は、本実施の形態における熱発電システム１００の構成図である。熱発電システム１００は、熱流路４０及びランキンサイクル装置５０を備えている。

熱流路４０は、熱源３０で生成された加熱媒体Ｇをランキンサイクル装置５０に供給するための流路である。熱流路４０は、典型的には、ダクトである。熱源３０は、工場などの設備でありうる。加熱媒体Ｇは、設備から排出される排ガスでありうる。

ランキンサイクル装置５０は、ポンプ１、蒸発器２、膨張機３及び凝縮器４を備えている。ポンプ１、蒸発器２、膨張機３及び凝縮器４は、配管によって環状に接続されて作動流体回路１４を形成している。作動流体回路１４には、作動流体が充填されている。蒸発器２が熱流路４０に配置されている。蒸発器２において、加熱媒体Ｇの熱が作動流体に与えられる。

作動流体の種類は特に限定されない。作動流体は、無機作動流体であってもよく、有機作動流体であってもよい。無機作動流体としては、水が挙げられる。加熱媒体Ｇの温度が比較的低温であるとき、作動流体として、有機作動流体が適している。有機作動流体としては、ハイドロフルオロオレフィン（ＨＦＯ）系の作動流体が挙げられる。ＨＦＯ系の作動流体は、ＨＦＯを含む作動流体を意味する。作動流体におけるＨＦＯの含有率は、例えば、５０質量％以上であり、８０質量％以上であってもよい。ＨＦＯとしては、ＨＦＯ１３３６ｍｚｚ（Ｚ）、ＨＦＯ１３３６ｍｚｚ（Ｅ）、これらの混合物が挙げられる。作動流体として、ＨＦＯを含まない公知の冷媒を採用することもできる。

ポンプ１は、作動流体を搬送する役割を担う。ポンプ１において、作動流体は加圧される。ポンプ１は、回転数可変のポンプであってもよい。

蒸発器２は、加熱媒体Ｇの熱を受け取って作動流体を蒸発させる。蒸発器２は、例えば、フィンアンドチューブ熱交換器である。蒸発器２は、加熱媒体Ｇの温度及び流量に応じて所定量の熱を回収して作動流体に付与する。

工場などの設備から加熱媒体Ｇが排出されるとき、設備の稼働中における加熱媒体Ｇの温度及び流量は、経時的に大きく変動しない傾向にある。即ち、蒸発器２に供給されるべき加熱媒体Ｇの温度及び流量は、概ね安定状態にある。工場での乾燥工程を例に考えると、製品の品質（乾燥状態）を均一に保つためには、乾燥用の熱源３０の状態を安定させる必要がある。即ち、加熱媒体Ｇの温度及び流量を安定させる必要がある。そのような安定状態において、加熱媒体Ｇから作動流体へと所定量の熱を移動させるための熱交換がなされるように、蒸発器２が設計されている。即ち、外気温度に応じて予め設定された回転数でポンプ１を運転したときに蒸発器２から流出する作動流体の温度が所定温度に達し、膨張機３に流入する作動流体の状態が所定状態となるように、加熱媒体Ｇの温度及び流量を考慮に入れて、蒸発器２が設計されている。具体的には、蒸発器２において、伝熱管の段数、伝熱管の列数、伝熱管の長さ、フィンのピッチ、フィンの枚数などが定められている。

膨張機３は、作動流体を膨張させて圧力エネルギーを機械エネルギーに変換する。膨張機３は、容積型の膨張機であってもよく、速度型の膨張機であってもよい。容積型の膨張機としては、ロータリ膨張機、スクロール膨張機などが挙げられる。速度型の膨張機としては、半径流タービン、斜流タービン、軸流タービンなどが挙げられる。

膨張機３には発電機１８が接続されている。発電機１８は、膨張機３によって回転させられ、機械エネルギーを電気エネルギーに変換する。発電機１８のコンバータを介して膨張機３の回転数を制御することができる。

凝縮器４は、作動流体を凝縮させる。具体的には、凝縮器４は、冷却媒体によって作動流体を冷却して作動流体を凝縮させる。凝縮器４としては、フィンアンドチューブ熱交換器、プレート熱交換器、二重管式熱交換器などが挙げられる。冷却媒体は、液体であってもよく、気体であってもよい。凝縮器４は、典型的には、フィンアンドチューブ熱交換器である。凝縮器４に冷却媒体としての空気を供給するためのファン７が設けられていてもよい。液体の冷却媒体としては、水、及び、ブラインなどの不凍液が挙げられる。

作動流体回路１４は、循環経路１５及びバイパス経路１６を有する。

循環経路１５は、第１流路１５ａ及び第２流路１５ｂを含む。第１流路１５ａは、ポンプ１から蒸発器２を経由して膨張機３に至る流路である。第２流路１５ｂは、膨張機３から凝縮器４を経由してポンプ１に至る流路である。

バイパス経路１６は、膨張機３を迂回する流路であり、循環経路１５における膨張機３の入口側の部分と循環経路１５における膨張機３の出口側の部分とを接続している。詳細には、バイパス経路１６は、循環経路１５における蒸発器２よりも下流側かつ膨張機３よりも上流側の部分と、循環経路１５における膨張機３よりも下流側かつ凝縮器４よりも上流側の部分と、を接続している。

バイパス経路１６には、流量調整器５が設けられている。流量調整器５は、典型的には、弁である。流量調整器５は、０％（全閉）及び１００％（全開）の開度をとりうる弁であってもよく、０％（全閉）及び１００％（全開）の開度に加えて０％よりも大きく１００％よりも小さい開度をとりうる弁であってもよい。前者の弁は、開閉弁である。後者の弁は、流量調整弁である。流量調整器５は、膨張機３を流れる作動流体の流量とバイパス経路１６を流れる作動流体の流量との比率を調整する。

ランキンサイクル装置５０は、再熱器６をさらに備えている。再熱器６は、第１部分６ａ及び第２部分６ｂを含む。第１部分６ａは、循環経路１５におけるポンプ１よりも下流側かつ蒸発器２よりも上流側の部分である。第２部分６ｂは、循環経路１５における膨張機３よりも下流側かつ凝縮器４よりも上流側の部分である。再熱器６において、第１部分６ａを流れる作動流体と第２部分６ｂを流れる作動流体との間で熱交換が行われる。この熱交換によって、第１部分６ａを流れる作動流体の温度が上昇し、第２部分６ｂを流れる作動流体の温度が低下する。

ランキンサイクル装置５０は、第１圧力センサ８ａ、第２圧力センサ８ｂ及び第３圧力センサ８ｃをさらに備えている。第１圧力センサ８ａは、第１流路１５ａに設けられている。第２圧力センサ８ｂ及び第３圧力センサ８ｃは、第２流路１５ｂに設けられている。本実施の形態では、第１圧力センサ８ａは、循環経路１５における蒸発器２よりも下流側かつ膨張機３よりも上流側の部分に設けられている。第２圧力センサ８ｂは、循環経路１５における膨張機３よりも下流側かつ再熱器６よりも上流側の部分に設けられている。第３圧力センサ８ｃは、循環経路１５における凝縮器４よりも下流側かつポンプ１よりも上流側の部分に設けられている。

第１圧力センサ８ａは、第１流路１５ａにおける作動流体の圧力を検出する。第２圧力センサ８ｂ及び第３圧力センサ８ｃは、第２流路１５ｂにおける作動流体の圧力を検出する。詳細には、第１圧力センサ８ａは、膨張機３の入口における作動流体の圧力である入口圧力を検出する。第２圧力センサ８ｂは、膨張機３の出口における作動流体の圧力である出口圧力を検出する。第３圧力センサ８ｃは、凝縮器４の出口における作動流体の圧力である出口圧力を検出する。入口圧力及び出口圧力から、サイクルの高圧とサイクルの低圧との圧力差を特定することができる。

第１圧力センサ８ａは、循環経路１５におけるポンプ１よりも下流側かつ蒸発器２よりも上流側の部分に設けられていてもよい。第１圧力センサ８ａは、バイパス経路１６における流量調整器５よりも上流側の部分に設けられていてもよい。バイパス経路１６における流量調整器５よりも上流側の部分に設けられた第１圧力センサ８ａも、膨張機３の入口圧力を検出しうる。

第２圧力センサ８ｂは、バイパス経路１６における流量調整器５よりも下流側の部分に設けられていてもよい。バイパス経路１６における流量調整器５よりも下流側の部分に設けられた第２圧力センサ８ｂも、膨張機３の出口圧力を検出しうる。第２圧力センサ８ｂは、循環経路１５における凝縮器４よりも下流側かつポンプ１よりも上流側、即ち第３圧力センサ８ｃの位置に設けられていてもよい。

ランキンサイクル装置５０は、第１温度センサ９ａ、第２温度センサ９ｂ、第３温度センサ９ｃ、第４温度センサ９ｄ及び第５温度センサ９ｅをさらに備えている。

第１温度センサ９ａは、循環経路１５における蒸発器２よりも下流側かつ膨張機３よりも上流側の部分における作動流体の温度を検出する。本実施の形態では、第１温度センサ９ａは、この部分に設けられている。第１温度センサ９ａは、膨張機３の入口における作動流体の温度を検出しうる。

第２温度センサ９ｂは、循環経路１５における膨張機３よりも下流側かつ凝縮器４よりも上流側の部分における作動流体の温度を検出する。本実施の形態では、第２温度センサ９ｂは、循環経路１５における膨張機３よりも下流側かつ再熱器６よりも上流側の部分に設けられている。第２温度センサ９ｂは、膨張機３の出口における作動流体の温度を検出しうる。

第３温度センサ９ｃは、循環経路１５における凝縮器４よりも下流側かつポンプ１よりも上流側の部分における作動流体の温度を検出する。本実施の形態では、第３温度センサ９ｃは、この部分に設けられている。第３温度センサ９ｃは、凝縮器４の出口における作動流体の温度を検出しうる。

第４温度センサ９ｄは、凝縮器４に供給されるべき冷却媒体の温度、即ち、外気温度を検出する。第４温度センサ９ｄは、外気温度センサである。本実施の形態では、第４温度センサ９ｄは、凝縮器４における冷却媒体（空気）の吸い込み部に配置されている。

第５温度センサ９ｅは、蒸発器２に供給されるべき加熱媒体Ｇの温度を検出する。本実施の形態では、第５温度センサ９ｅは、蒸発器２における加熱媒体Ｇの吸い込み部に配置されている。言い換えれば、第５温度センサ９ｅは、熱流路４０に配置されており、熱流路４０において、蒸発器２よりも上流側に位置している。

ランキンサイクル装置５０は、制御装置２０をさらに備えている。制御装置２０は、各センサから取得した信号に基づき、ポンプ１、膨張機３、発電機１８、ファン７、流量調整器５などの制御対象を制御する。

［１－２．動作］
図２は、作動流体回路１４における作動流体の状態を示すモリエル線図である。ランキンサイクル装置５０が定常運転を行っているとき、作動流体の状態は、図２に示すモリエル線図に沿って変化する。

図２において、横軸は、エンタルピである。縦軸は、圧力である。一点鎖線Ｌ１は、飽和液線である。二点鎖線Ｌ２は、飽和蒸気線である。

矢印ＰＵＭは、ポンプ１による昇圧を表す。矢印ＲＨ１は、再熱器６による加熱を表す。矢印ＥＶは、蒸発器２による加熱を表す。矢印ＥＸは、膨張機３による膨張を表す。矢印ＲＨ２は、再熱器６による冷却を表す。矢印ＣＯＮは、凝縮器４による冷却を表す。これらの矢印が表す作用によって、作動流体の状態は、状態（１）、状態（２）、状態（３）、状態（４）、状態（５）及び状態（６）の順に変化する。

状態（１）は、循環経路１５における凝縮器４よりも下流側かつポンプ１よりも上流側の部分における作動流体の状態である。状態（１）は、過冷却液の状態である。ブロック矢印ＳＣは、作動流体の過冷却度を模式的に表している。状態（１）は、状態（６）に比べ、エンタルピが低い。

状態（２）は、循環経路１５におけるポンプ１よりも下流側かつ再熱器６の第１部分６ａよりも上流側の部分における作動流体の状態である。状態（２）は、過冷却液の状態である。状態（２）は、状態（１）に比べ、圧力が高い。

状態（３）は、循環経路１５における再熱器６の第１部分６ａよりも下流側かつ蒸発器２よりも上流側の部分における作動流体の状態である。状態（３）は、過冷却液の状態である。状態（３）は、状態（２）に比べ、エンタルピが高い。ただし、再熱器６における熱交換量が更に増加すると、状態（３）は、飽和液線Ｌ１の右側に移る、即ち、気液２相状態になることもありうる。

状態（４）は、循環経路１５における蒸発器２よりも下流側かつ膨張機３よりも上流側の部分における作動流体の状態である。状態（４）は、過熱蒸気の状態である。ブロック矢印ＳＨは、作動流体の過熱度を模式的に表している。状態（４）は、状態（３）に比べ、エンタルピが高い。

状態（５）は、循環経路１５における膨張機３よりも下流側かつ再熱器６の第２部分６ｂよりも上流側の部分における作動流体の状態である。状態（５）は、過熱蒸気の状態である。状態（５）は、状態（４）に比べ、圧力及びエンタルピが低い。

状態（６）は、循環経路１５における再熱器６の第２部分６ｂよりも下流側かつ凝縮器４よりも上流側の部分における作動流体の状態である。状態（６）は、気液２相の状態である。ただし、再熱器６における熱交換量が更に減少すると、状態（６）は、飽和蒸気線Ｌ２の右側、即ち、過熱蒸気の状態になることもありうる。状態（６）は、状態（５）に比べ、エンタルピが低い。

状態（２）、状態（３）及び状態（４）は、第１流路１５ａにおける作動流体の状態であり、相対的に高圧の状態である。状態（５）、状態（６）及び状態（１）は、第２流路１５ｂにおける作動流体の状態であり、相対的に低圧の状態である。ブロック矢印ＰＤは、第１流路１５ａにおける作動流体と第２流路１５ｂにおける作動流体との圧力差を表す。以下、第１流路１５ａにおける作動流体の圧力を、高圧ＰＨと称することがある。第２流路１５ｂにおける作動流体の圧力を、低圧ＰＬと称することがある。高圧ＰＨと低圧ＰＬの圧力差を、圧力差ＰＤと称することがある。

上述の通り、本実施の形態では、ランキンサイクル装置５０の構成要素が、制御装置２０によって制御される。具体的には、制御装置２０は、起動制御、通常制御、停止制御、及び故障診断／復旧制御を行う。起動制御は、ランキンサイクル装置５０を起動させるための制御である。通常制御は、ランキンサイクル装置５０のサイクルの安定時に行われる制御である。停止制御は、ランキンサイクル装置５０を停止させるための制御である。故障診断／復旧制御は、流量調整器５の不具合の有無を診断するとともに、その不具合を解消するための制御である。詳細には、故障診断制御は、膨張機３の入口圧力と膨張機３の出口圧力との間の圧力差からランキンサイクル装置５０の異常の有無を判断する制御である。復旧制御は、ランキンサイクル装置５０に異常がある場合に実行される制御であって、流量調整器５を開動作及び／又は閉動作させて膨張機３の入口圧力と膨張機３の出口圧力との間の圧力差の拡大を図る制御である。

以下、制御装置２０が行う制御について、図３及び表１から表５を参照しながら説明する。以下の説明では、各アクチュエータの起動制御における目標回転数を初期目標回転数と称することがある。

図３は、ランキンサイクル装置５０の基本制御を示すフローチャートである。

ステップＳ１において、制御装置２０は、ランキンサイクル装置５０に運転信号が入力されたか否かを判断する。運転信号が入力されている場合、ステップＳ２に進む。運転信号が入力されていない場合、再度ステップＳ１が行われる。

ステップＳ２において、制御装置２０は、ファン７を所定回転数で所定時間だけ運転する。

ステップＳ２の後、ステップＳ３において、制御装置２０は、第４温度センサ９ｄの検出値Ｔｃを取得する。検出値Ｔｃは、外気温度Ｔａｉｒに対応する。

ステップＳ３の後、ステップＳ４において、制御装置２０は、各アクチュエータの初期目標回転数を設定する。

具体的には、制御装置２０には、表１に示すテーブルデータが格納されている。このテーブルデータでは、ポンプ１の初期目標回転数Ｒｐ０と外気温度Ｔａｉｒとが対応付けられている。制御装置２０は、このテーブルデータから、外気温度Ｔａｉｒに対応付けられた初期目標回転数Ｒｐ０を選択する。

また、制御装置２０には、表２に示すテーブルデータが格納されている。このテーブルデータでは、ファン７の初期目標回転数Ｒｆ０と外気温度Ｔａｉｒとが対応付けられている。制御装置２０は、このテーブルデータから、外気温度Ｔａｉｒに対応付けられた初期目標回転数Ｒｆ０を選択する。

また、制御装置２０には、表３に示すテーブルデータが格納されている。このテーブルデータでは、膨張機３の初期目標回転数Ｒｅ０と外気温度Ｔａｉｒとが対応付けられている。制御装置２０は、このテーブルデータから、外気温度Ｔａｉｒに対応付けられた初期目標回転数Ｒｅ０を選択する。

ステップＳ４の後、ステップＳ５において、制御装置２０は、ランキンサイクル装置５０の起動制御を実行する。

起動制御において、制御装置２０は、流量調整器５の開度を小さくする。具体的には、制御装置２０は、流量調整器５の開度を全開（１００％）から全閉（０％）まで、徐々に変更する。

起動制御において、制御装置２０は、ポンプ１の回転数を、ゼロから初期目標回転数Ｒｐ０へと制御する。具体的には、制御装置２０は、ポンプ１の回転数を、徐々に上昇させる。初期目標回転数Ｒｐ０は、ステップＳ４で設定された値であり、具体的にはステップＳ４で選択された値である。

起動制御において、制御装置２０は、膨張機３の回転数を、ゼロから初期目標回転数Ｒｅ０へと制御する。具体的には、制御装置２０は、膨張機３の回転数を、徐々に上昇させる。初期目標回転数Ｒｅ０は、ステップＳ４で設定された値であり、具体的にはステップＳ４で選択された値である。

起動制御において、制御装置２０は、ファン７の回転数を、ゼロから初期目標回転数Ｒｆ０へと制御する。具体的には、制御装置２０は、ポンプ１の回転数を初期目標回転数Ｒｐ０に到達させ、ファン７の回転数を初期目標回転数Ｒｆ０に到達させる。また、制御装置２０は、膨張機３の回転数を初期目標回転数Ｒｅ０に到達させる。初期目標回転数Ｒｆ０は、ステップＳ４で設定された値であり、具体的にはステップＳ４で選択された値である。

制御装置２０は、流量調整器５の開度の制御が完了し、かつ、ポンプ１、ファン７及び膨張機３の回転数が初期目標値に達すると、起動制御を終了させる。

起動制御の終了後、ステップＳ６において、制御装置２０は、通常制御を実行する。

通常制御において、制御装置２０は、流量調整器５の開度を、起動制御で小さくした値に維持する。具体的には、制御装置２０は、流量調整器５の開度を全閉に維持する。

通常制御において、制御装置２０は、第１温度センサ９ａの検出値Ｔａを取得する。先の説明から理解されるように、検出値Ｔａから、膨張機３の入口における作動流体の温度を検出できる。

通常制御において、制御装置２０は、検出値Ｔａが所定の目標値となるように、ポンプ１の回転数を制御する。

通常制御において、制御装置２０は、第１圧力センサ８ａの検出値を取得する。この検出値から、膨張機３の入口における作動流体の圧力（入口圧力）を検出できる。

通常制御において、制御装置２０は、第２圧力センサ８ｂの検出値を取得する。この検出値から、膨張機３の出口における作動流体の圧力（出口圧力）を検出できる。

通常制御において、制御装置２０は、第１圧力センサ８ａの検出値から第２圧力センサ８ｂの検出値を差し引いた差分を計算する。以下では、この差分を、圧力差ΔＰ１と称することがある。圧力差ΔＰ１から、高圧と低圧との圧力差ＰＤを把握できる。

通常制御において、制御装置２０は、膨張機３の目標圧力差ΔＰ０を設定する。

具体的には、制御装置２０には、表４に示すテーブルデータが格納されている。このテーブルデータでは、膨張機３の目標圧力差ΔＰ０と外気温度Ｔａｉｒとが対応付けられている。制御装置２０は、このテーブルデータから、外気温度Ｔａｉｒに対応付けられた目標圧力差ΔＰ０を選択する。例えば、第４温度センサ９ｄの検出値Ｔｃが２５℃のとき、対応する目標圧力差ΔＰ０は１．３ＭＰａである。

通常制御において、制御装置２０は、圧力差ΔＰ１が目標圧力差ΔＰ０に追従するように、膨張機３の回転数を制御する。具体的には、圧力差ΔＰ１が目標圧力差ΔＰ０よりも大きい場合、膨張機３の回転数を増加させる。制御装置２０は、圧力差ΔＰ１が目標圧力差ΔＰ０よりも小さい場合、膨張機３の回転数を減少させる。

ステップＳ７において、制御装置２０は、ランキンサイクル装置５０に停止信号が入力されたか否かを判断する。停止信号が入力されている場合、ステップＳ８に進む。停止信号が入力されていない場合、再度ステップＳ７が行われる。

ステップ８において、制御装置２０は、ランキンサイクル装置２１の停止制御を行う。具体的には、流量調整器５を開くとともに、ポンプ１及び膨張機３の回転数を減少させて最終的に停止させる。これにより、ランキンサイクル装置５０が停止する。

次に、図４Ａを参照して制御装置２０が実行する故障診断／復旧制御について説明する。図４Ａは、故障診断／復旧制御を示すフローチャートである。

ステップＳＳ１の起動制御及びステップＳＳ２の通常制御は、図３を参照して説明した基本制御の一部である。ステップＳＳ１及びステップＳＳ２を経て、流量調整器５が全閉となるように制御されて膨張機３が運転を開始する。膨張機３の運転開始後において、ステップＳＳ３からステップＳＳ９までの処理が実行される。

ステップＳＳ３及びステップＳＳ４は、ランキンサイクル装置５０の故障の有無を確かめるための故障診断制御に相当する。

ステップＳＳ３において、膨張機３の入口圧力Ｐ１及び膨張機３の出口圧力Ｐ２を検出する。膨張機３の入口圧力Ｐ１は、第１圧力センサ８ａの検出値である。膨張機３の出口圧力Ｐ２は、第２圧力センサ８ｂの検出値である。膨張機３の入口圧力Ｐ１及び膨張機３の出口圧力Ｐ２より、現在の圧力差ΔＰ１を算出する。圧力差ΔＰ１は、膨張機３の入口圧力Ｐ１と膨張機３の出口圧力Ｐ２との偏差である。

ステップＳＳ４において、（ΔＰ０－ΔＰ１）≧αを満たす状態が所定時間継続したかどうかを判断する。つまり、圧力差ΔＰ１を目標値ΔＰ０から減じることによって得られる偏差（ΔＰ０－ΔＰ１）が所定時間にわたって閾値α以上であるかどうかを判断する。目標値ΔＰ０は、表４に示す目標圧力差ΔＰ０である。閾値αは、定数であってもよく、変数であってもよい。閾値αは、目標圧力差ΔＰ０を基準として決定される変数であってもよい。

バイパス経路１６が完全に閉鎖されている場合、膨張機３の運転開始時から暫く時間が経過すると圧力差ΔＰ１が目標値ΔＰ０に十分に近づく。ステップＳＳ４の「所定時間」は、膨張機３の運転開始後に圧力差ΔＰ１が目標値ΔＰ０に十分に近づくために必要な時間であり、ランキンサイクル装置５０の出力、作動流体の種類などに応じて実験的に決定されうる。ステップＳＳ４の「所定時間」は、外気温度、加熱媒体Ｇの温度などに応じて決定される変数であってもよい。ステップＳＳ４の「所定時間」の計測は、ステップＳＳ４の処理を最初に実行した時点から開始されてもよく、膨張機３の回転数が初期目標回転数Ｒｅ０に達した時点から開始されてもよい。

一方、流量調整器５に何らかの不具合が生じてバイパス経路１６が完全に閉鎖されていない場合、作動流体の一部がバイパス経路１６を通じて第１流路１５ａから第２流路１５ｂに流入する。そのため、ランキンサイクル装置５０の運転を続けても圧力差ΔＰ１は目標値ΔＰ０に到達しない。あるいは、圧力差ΔＰ１が目標値ΔＰ０に到達するのに非常に長い時間がかかる。本実施の形態では、圧力差ΔＰ１を目標値ΔＰ０から減じることによって得られる偏差（ΔＰ０－ΔＰ１）が所定時間にわたって閾値α以上であるとき、圧力差ΔＰ１に異常があると判断してステップＳＳ５に移行する。即ち、圧力差ΔＰ１が十分に確保されていないとき、圧力差ΔＰ１に異常があると判断してステップＳＳ５に移行する。

ステップＳＳ５からステップＳＳ８は、流量調整器５を正常な状態に復旧させるための復旧制御に相当する。

ステップＳＳ５において、制御装置２０は、流量調整器５を所定開度だけ閉動作させる処理を実行する。流量調整器５を閉動作させるには、例えば、流量調整器５に閉動作の指令を与える。流量調整器５が開度可変の流量調整弁であるとき、閉動作の指令は、流量調整器５の内部のステップモータを駆動させるための駆動パルスでありうる。ステップＳＳ５における「所定開度」は特に限定されず、流量調整器５の設計等に応じて決定される。ステップＳＳ５における「所定開度」は、例えば、流量調整器５の内部のステップモータの１００ステップの回転動作に対応する開度である。流量調整器５が開閉弁であるとき、閉動作の指令は、流量調整器５を閉じるための電気信号である。さらに、ステップＳＳ５において、流量調整器５の動作回数ｎをインクリメントする。動作回数ｎは、流量調整器５に閉動作の指令を与えた回数であって、ステップＳＳ５からステップＳＳ８のループの回数である。

流量調整器５に閉動作の指令を１回与えるだけで、流量調整器５の不具合が解消され、圧力差ΔＰ１が速やかに増加する可能性もある。その理由は次の通りである。流量調整器５が開度可変の流量調整弁であるとき、流量調整器５の開度は、ステップモータによって調節される。流量調整器５の開度は、制御装置２０のメモリに記憶される。先に説明したように、ステップモータのバックラッシュの影響等によって、制御装置２０に記憶された流量調整器５の開度と実際の流量調整器５の開度との間に不一致が生じることがある。この場合、制御装置２０に記憶された開度が「全閉」であったとしても、実際の流量調整器５が僅かに開いている可能性がある。ステップＳＳ５において、所定開度の閉動作の指令を流量調整器５に与えると、流量調整器５が完全に閉まり、圧力差ΔＰ１は上昇する。あるいは、異物によって流量調整器５の内部の流路が塞がれている場合において、流量調整器５の内部の部品に閉方向の力が加わることによって、異物が速やかに除去される可能性もある。流量調整器５の内部の部品には、ニードル、ボールバルブなどが含まれる。

ステップＳＳ６において、サイクルの状態が安定するまで所定時間Ｔ１だけ待機する。流量調整器５が完全に閉じられても圧力差ΔＰ１は瞬時に増えない。所定時間Ｔ１は、圧力差ΔＰ１が目標値ΔＰ０に近づくのに十分な時間でありうる。

ステップＳＳ７において、流量調整器５の動作回数ｎが上限回数Ｎｍａｘ以上であるかどうか判断する。動作回数ｎが上限回数Ｎｍａｘ未満である場合、ステップＳＳ８に移行する。

ステップＳＳ８において、再度、（ΔＰ０－ΔＰ１）≧αを満たす状態が所定時間継続したかどうかを判断する。つまり、圧力差ΔＰ１を目標値ΔＰ０から減じることによって得られる偏差（ΔＰ０－ΔＰ１）が所定時間にわたって閾値α以上であるかどうかを判断する。ステップＳＳ８の処理は、ステップＳＳ４と同じ処理である。ステップＳＳ８の「所定時間」は、ステップＳＳ４の「所定時間」と同じ長さの時間であってもよく、異なる長さの時間であってもよい。ステップＳＳ８の「所定時間」は、所定時間Ｔ１と同じ長さの時間であってもよく、所定時間Ｔ１よりも少し長い時間であってもよい。ステップＳＳ８の「所定時間」の計測は、ステップＳＳ５の処理を実行した時点から開始されうる。

ステップＳＳ８において、（ΔＰ０－ΔＰ１）≧αを満たす状態が所定時間継続した場合、ステップＳＳ５に戻り、ステップＳＳ５からステップＳＳ７の処理を繰り返す。つまり、制御装置２０は、流量調整器５を開動作させる処理を繰り返し実行する。１回の閉動作では流量調整器５を正常な状態に復旧できなかったとしても、複数回の閉動作で正常な状態に復旧できる可能性がある。したがって、閉動作を繰り返すことは復旧の可能性を高めるうえで有効である。

ステップＳＳ５及びステップＳＳ８において、偏差（ΔＰ０－ΔＰ１）が所定時間にわたって閾値α以上でないとき、圧力差ΔＰ１が正常であると判断してステップＳＳ２の通常制御に戻る。つまり、不具合が解消されたと判断してステップＳＳ２の通常制御に戻り、圧力差ΔＰ１の監視を継続する。動作回数ｎもリセットしてゼロに戻す。

ステップＳＳ７において、流量調整器５の動作回数ｎが上限回数Ｎｍａｘに達したかどうかを判断する。つまり、圧力差ΔＰ１を目標値ΔＰ０から減じることによって得られる偏差が閾値α以上であり続けるとき、制御装置２０は、流量調整器５を閉動作させる処理を上限回数Ｎｍａｘまで繰り返し実行する。異常の原因が流量調整器５でない場合、あるいは、閉動作を繰り返しても流量調整器５を正常な状態に復旧できない場合、速やかに別の措置を講ずるべきである。上限回数Ｎｍａｘを設定することによって、速やかに別の措置に移ることができる。

ステップＳＳ７において、流量調整器５の動作回数ｎが上限回数Ｎｍａｘに達した場合、流量調整器５の動作によって圧力差ΔＰ１を正常な状態に復旧させることができないと判断する。つまり、流量調整器５を閉動作させる処理を繰り返し実行しても依然として（ΔＰ０－ΔＰ１）≧αを満たす状態が続く場合、制御装置２０は、ステップＳＳ９の処理を実行する。

ステップＳＳ９において、ランキンサイクル装置５０を再起動する。これにより、流量調整器５を正常な状態に復旧できる可能性がある。ランキンサイクル装置５０を停止させてもよく、外部に異常を報知してもよい。ステップＳＳ９の処理は、ランキンサイクル装置５０を再起動すること、ランキンサイクル装置５０を停止させること、及び、外部に異常を報知すること、からなる群より選ばれる少なくとも１つを含む。ランキンサイクル装置５０を再起動することによって不具合が解消する可能性がある。ランキンサイクル装置５０を停止させることは、安全性の観点で優れている。外部に異常を報知することによって、オペレータは、不具合の発生を速やかに認識し、点検、修理などの措置を講ずることができる。外部に異常を報知するための方法は特に限定されない。外部への異常の報知としては、エラーメッセージを操作パネルに表示すること、エラー音声を出力すること、エラーランプを点灯させることなどが挙げられる。

図４Ｂは、変形例１における故障診断／復旧制御を示すフローチャートである。変形例１では、流量調整器５を閉動作させる処理に代えて、流量調整器５を開動作及び閉動作させる処理である開閉処理が採用されている。図４ＢのフローチャートのステップＳＴ１からステップＳＴ４及びステップＳＴ６からステップＳＴ９は、それぞれ、図４ＡのフローチャートのステップＳＳ１からステップＳＳ４及びステップＳＳ６からステップＳＳ９に対応している。

ステップＳＴ４において、圧力差ΔＰ１を目標値ΔＰ０から減じることによって得られる偏差が所定時間にわたって閾値α以上である場合、ステップＳＴ５において、制御装置２０は、開閉処理を実行する。開閉処理は、流量調整器５を開動作させること及び流量調整器５を閉動作させることの両方を含む処理である。例えば、流量調整器５の内部の流路が異物によって塞がれている場合、流量調整器５を一旦開けば異物が除去されやすい。開閉処理では、例えば、開動作によって半開となり、閉動作によって全閉となるように流量調整器５が制御される。この場合、ステップＳＴ５における「所定開度」は、流量調整器５の５０％の開度に対応する。ステップＳＴ５における「所定開度」は、１００％の開度であってもよい。また、ステップＳＴ５における「所定開度」を１０％程度の開度に設定すれば、流量調整器５の操作によるサイクル状態の変動を小さく抑えつつ、異物を除去できる可能性がある。ステップＳＴ５において、開動作及び閉動作の組が実行されたら動作回数ｎがインクリメントされる。

ステップＳＴ５からステップＳＴ８をループすることによって、制御装置２０は、流量調整器５を開動作させる処理と流量調整器５を閉動作させる処理とを交互に繰り返し実行する。１回の開閉動作では流量調整器５を正常な状態に復旧できなかったとしても、複数回の開閉動作で正常な状態に復旧できる可能性がある。したがって、開閉動作を繰り返すことは復旧の可能性を高めるうえで有効である。

図４Ｃは、変形例２における故障診断／復旧制御を示すフローチャートである。変形例１は、図４Ａを参照して説明した実施の形態と図４Ｂを参照して説明した変形例１との組み合わせである。変形例２では、流量調整器５の閉動作を実行したとしても圧力差ΔＰ１が十分に増えない場合、流量調整器５を開閉動作させる。図４ＣのフローチャートのステップＳＵ１からステップＳＵ４及びステップＳＵ７からステップＳＵ１０は、それぞれ、図４ＡのフローチャートのステップＳＳ１からステップＳＳ４及びステップＳＳ６からステップＳＳ９に対応している。

ステップＳＵ４において、圧力差ΔＰ１を目標値ΔＰ０から減じることによって得られる偏差が所定時間にわたって閾値α以上である場合、ステップＳＵ５において、制御装置２０は、流量調整器５を所定開度だけ動作させる処理を実行する。流量調整器５の動作回数ｎが設定値ｋより小さいとき、流量調整器５を閉動作させる閉処理を実行する。流量調整器５の動作回数ｎが設定値ｋ以上のとき、流量調整器５を開動作させること及び流量調整器５を閉動作させることの両方を含む開閉処理を実行する。開閉処理は、閉処理が少なくとも１回実行された後に実行されるべき処理である。設定値ｋは、１≦ｋ＜Ｎｍａｘの関係を満たす整数である。

変形例２によれば、閉処理が少なくとも１回実行される可能性があり、その後、開閉処理が少なくとも１回実行される可能性がある。設定値ｋが１のとき、閉処理が１回のみ実行され、開閉処理が１回又は複数回実行される可能性がある。設定値ｋが２以上のとき、閉処理が複数回実行される可能性があり、開閉処理が１回又は複数回実行される可能性がある。このようにすれば、流量調整器５を正常な状態に復旧できる可能性が更に高まる。

ステップＳＵ６において、流量調整器５の動作回数ｎがインクリメントされる。

ステップＳＵ５からステップＳＵ９をループすることによって、制御装置２０は、流量調整器５を開動作させる処理と流量調整器５を閉動作させる処理とを交互に繰り返し実行する。１回の開閉動作では流量調整器５を正常な状態に復旧できなかったとしても、複数回の開閉動作で正常な状態に復旧できる可能性がある。したがって、開閉動作を繰り返すことは復旧の可能性を高めるうえで有効である。

［１－３．効果等］
以上のように、本実施の形態のランキンサイクル装置５０は、膨張機３と、膨張機３を迂回するバイパス経路１６と、バイパス経路１６に設けられた流量調整器５と、流量調整器５を制御する制御装置２０とを備えている。膨張機３の入口圧力Ｐ１と膨張機３の出口圧力Ｐ２との圧力差ΔＰ１を目標値ΔＰ０から減じることによって得られる偏差が所定時間にわたって閾値α以上である場合、制御装置２０は、流量調整器５を開動作させること及び流量調整器５を閉動作させることからなる群より選ばれる少なくとも１つを含む復旧制御を実行する。

本開示によれば、圧力差ΔＰ１の異常の有無を判断する。圧力差ΔＰ１に異常があるとき、流量調整器５を動作させて流量調整器５の不具合を解消する試みがなされる。異常の原因が流量調整器５にあり、異常の原因を流量調整器５から取り除くことができれば、圧力差ΔＰ１が増加する。ランキンサイクル装置５０を正常な状態へと復旧させることができる。結果として、ランキンサイクル装置５０の信頼性が向上する。専用の部品を追加する必要も無いので、コスト面でも有利である。

また、本実施の形態において、制御装置２０は、流量調整器５を開動作させる処理及び流量調整器５を閉動作させる処理からなる群より選ばれる少なくとも１つの処理を繰り返し実行してもよい。閉動作を繰り返すことは復旧の可能性を高めるうえで有効である。

また、本実施の形態において、少なくとも１つの処理は、流量調整器５を閉動作させる閉処理と、閉処理が少なくとも１回実行された後に実行されるべき処理であって、流量調整器５を開動作させること及び流量調整器５を閉動作させることの両方を含む開閉処理と、を含んでいてもよい。このようにすれば、流量調整器５を正常な状態に復旧できる可能性が更に高まる。

また、本実施の形態において、制御装置２０は、流量調整器５を開動作させる処理と流量調整器５を閉動作させる処理とを交互に繰り返し実行してもよい。１回の開閉動作では流量調整器５を正常な状態に復旧できなかったとしても、複数回の開閉動作で正常な状態に復旧できる可能性がある。したがって、開閉動作を繰り返すことは復旧の可能性を高めるうえで有効である。

また、本実施の形態において、流量調整器５を開動作させる処理及び流量調整器５を閉動作させる処理からなる群より選ばれる少なくとも１つの処理は、流量調整器５を開動作させること及び流量調整器５を閉動作させることの両方を含む開閉処理であってもよい。例えば、流量調整器５の内部の流路が異物によって塞がれている場合、流量調整器５を開閉すれば異物が除去されやすい。

また、本実施の形態において、制御装置２０は、流量調整器５を開動作させる処理と流量調整器５を閉動作させる処理とを交互に繰り返し実行してもよい。１回の開閉動作では流量調整器５を正常な状態に復旧できなかったとしても、複数回の開閉動作で正常な状態に復旧できる可能性がある。したがって、開閉動作を繰り返すことは復旧の可能性を高めるうえで有効である。

また、本実施の形態において、圧力差ΔＰ１を目標値ΔＰ１から減じることによって得られる偏差が閾値α以上であり続けるとき、制御装置２０は、流量調整器５を開動作させる処理及び流量調整器５を閉動作させる処理からなる群より選ばれる少なくとも１つの処理を上限回数まで繰り返し実行してもよい。異常の原因が流量調整器５でない場合、あるいは、閉動作を繰り返しても流量調整器５を正常な状態に復旧できない場合、速やかに別の措置を講ずるべきである。上限回数Ｎｍａｘを設定することによって、速やかに別の措置に移ることができる。

また、本実施の形態において、流量調整器５を開動作させる処理及び流量調整器５を閉動作させる処理からなる群より選ばれる少なくとも１つの処理を実行しても偏差（ΔＰ０－ΔＰ１）が依然として閾値α以上であるとき、制御装置２０は、ランキンサイクル装置５０を再起動させること、ランキンサイクル装置５０を停止させること、及び、外部に異常を報知すること、からなる群より選ばれる少なくとも１つを含む処理を実行してもよい。ランキンサイクル装置５０を再起動することによって不具合が解消する可能性がある。ランキンサイクル装置５０を停止させることは、安全性の観点で優れている。外部に異常を報知することによって、オペレータは、不具合の発生を速やかに認識し、点検、修理などの措置を講ずることができる。

膨張機３の入口圧力Ｐ１と膨張機３の出口圧力Ｐ２との圧力差ΔＰ１に代えて、膨張機３の入口圧力Ｐ１を用い、流量調整器５の不具合の有無を診断することも可能である。この方法は、膨張機３の入口圧力Ｐ１が目標値Ｐ０に収斂するようにランキンサイクル装置５０が制御される場合に有用である。流量調整器５に不具合がある場合、圧力差ΔＰ１と同様に膨張機３の入口圧力Ｐ１も上がりにくい。そのため、圧力差ΔＰ１に代えて入口圧力Ｐ１を採用できる。

具体的には、図４ＡのフローチャートのステップＳＳ３において、膨張機３の入口圧力Ｐ１を検出する。ステップＳＳ４において、（Ｐ０－Ｐ１）≧βを満たす状態が所定時間継続したかどうかを判断する。つまり、入口圧力Ｐ１を目標値Ｐ０から減じることによって得られる偏差（Ｐ０－Ｐ１）が所定時間にわたって閾値β以上であるかどうかを判断する。目標値Ｐ０は、目標入口圧力Ｐ０である。目標入口圧力Ｐ０は、表４に示す目標圧力差ΔＰ０と同じように、外気温度に応じて設定されうる。閾値βは、定数であってもよく、変数であってもよい。閾値βは、目標入口圧力Ｐ０を基準として決定される変数であってもよい。これらの変更は、ステップＳＳ８にも適用されうる。これらの変更は、さらに、図４Ｂ及び図４Ｃのフローチャートにも適用されうる。

以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態を説明した。しかし、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。

そこで、以下、他の実施の形態を例示する。

流量調整器５として、ニードル弁だけでなく、電動ボールバルブも採用可能である。電動ボールバルブは、弁の部分と弁前後の配管とで流路断面積の変化が小さい。このため、電動ボールバルブによれば、作動流体を循環させる際の流路抵抗を小さくすることができる。

膨張機３の入口圧力Ｐ１は、蒸発器２における作動流体の蒸発温度から特定してもよい。膨張機３の出口圧力Ｐ２は、再熱器６又は凝縮器４における作動流体の凝縮温度から特定してもよい。ただし、第１圧力センサ８ａの検出値及び第２圧力センサ８ｂの検出値を用いて圧力差ΔＰ１の異常の有無を判断することによって、異常の有無をより正確に判断することができる。

ランキンサイクルの状態変化は、図２に示す態様のものに限定されない。図２では、配管における圧力損失、配管における放熱損失などの各種の損失が無視されている。現実には、モリエル線図はこれらが反映された形状をとる。

表１から表４の外気温度の区間の分割の仕方は、一例に過ぎず、本開示を限定するものではない。表１から表４の数値は、ポンプ１、ファン７及び膨張機３の仕様によって変化しうる。

表１から表４のＲｐ０、Ｒｆ０、Ｒｅ０及びΔＰ０を、外気温度及び別のパラメータに依存させることも可能である。別のパラメータの例は、蒸発器２に流入する加熱媒体Ｇの温度の検出値である。この検出値は、第４温度センサ９ｄによって得られる。Ｒｐ０、Ｒｆ０、Ｒｅ０及びΔＰ０を第４温度センサ９ｄの検出値に応じて細かく設定することにより、ランキンサイクル装置５０の運転効率が向上しうる。

外気温度と蒸発器２に流入する加熱媒体Ｇの温度との両方を考慮して各アクチュエータの目標値を設定することにより、ランキンサイクル装置５０の運転効率が更に向上しうる。加熱媒体Ｇの温度に限らず、風量及び／又は風速を考慮すれば、ランキンサイクル装置５０の運転効率が更に向上しうる。

ランキンサイクルにおけるエンタルピの変化幅が適切となるように蒸発器２を構成することは必須ではない。そのように蒸発器２が構成されていない場合であっても、ランキンサイクルにおける圧力の変化幅が適切となるようにランキンサイクル装置５０を制御することによって、ランキンサイクルが安定するという効果が得られる。

蒸発器２は、フィンアンドチューブ熱交換器以外の熱交換器であってもよい。加熱媒体Ｇは、気体（排ガス）以外の流体であってもよい。例えば、蒸発器２がプレート熱交換器であり、加熱媒体Ｇが液体（例えば水）であってもよい。この場合、ランキンサイクル装置５０は、バイナリ式ランキンサイクル装置でありうる。

ランキンサイクル装置が、図示した要素の全てを有していることは必須ではない。例えば、流量調整器５及び／又は再熱器６は省略可能である。

本開示に係る技術は、バイパス経路を有するランキンサイクル装置に適用されうる。また、本開示に係る技術は、蒸発器が加熱媒体に直接接触する直接接触型ランキンサイクル装置、及び、蒸発器と加熱媒体との間に水冷媒回路などの別のサイクルを有するバイナリ式ランキンサイクル装置にも適用されうる。

１ ポンプ
２ 蒸発器
３ 膨張機
４ 凝縮器
５ 流量調整器
６ 再熱器
６ａ 第１部分
６ｂ 第２部分
７ ファン
８ａ 第１圧力センサ
８ｂ 第２圧力センサ
８ｃ 第３圧力センサ
９ａ 第１温度センサ
９ｂ 第２温度センサ
９ｃ 第３温度センサ
９ｄ 第４温度センサ
９ｅ 第５温度センサ
１４ 作動流体回路
１５ 循環経路
１５ａ 第１流路
１５ｂ 第２流路
１６ バイパス経路
１８ 発電機
２０ 制御装置
３０ 熱源
４０ 熱流路
５０ ランキンサイクル装置
１００ 熱発電システム
Ｇ 加熱媒体

Claims (9)

1. 膨張機と、
   前記膨張機を迂回するバイパス経路と、
   前記バイパス経路に設けられた流量調整器と、
   前記流量調整器を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記膨張機の入口圧力と前記膨張機の出口圧力との圧力差を目標値から減じることによって得られる偏差が所定時間にわたって閾値以上である場合、又は、前記膨張機の入口圧力を目標値から減じることによって得られる偏差が所定時間にわたって閾値以上である場合、前記制御装置は、前記流量調整器を開動作させる処理及び前記流量調整器を閉動作させる処理からなる群より選ばれる少なくとも１つの処理を実行する、
   ランキンサイクル装置。
2. 前記制御装置は、前記少なくとも１つの処理を繰り返し実行する、
   請求項１に記載のランキンサイクル装置。
3. 前記少なくとも１つの処理は、前記流量調整器を閉動作させる閉処理と、前記閉処理が少なくとも１回実行された後に実行されるべき処理であって、前記流量調整器を開動作させること及び前記流量調整器を閉動作させることの両方を含む開閉処理と、を含む、
   請求項１又は２に記載のランキンサイクル装置。
4. 前記制御装置は、前記開閉処理として、前記流量調整器を開動作させる処理と前記流量調整器を閉動作させる処理とを交互に繰り返し実行する、
   請求項３に記載のランキンサイクル装置。
5. 前記少なくとも１つの処理は、前記流量調整器を開動作させること及び前記流量調整器を閉動作させることの両方を含む開閉処理である、
   請求項１に記載のランキンサイクル装置。
6. 前記制御装置は、前記開閉処理として、前記流量調整器を開動作させる処理と前記流量調整器を閉動作させる処理とを交互に繰り返し実行する、
   請求項５に記載のランキンサイクル装置。
7. 前記偏差が前記閾値以上であり続けるとき、前記制御装置は、前記少なくとも１つの処理を上限回数まで繰り返し実行する、
   請求項１から６のいずれか１項に記載のランキンサイクル装置。
8. 前記少なくとも１つの処理を実行したとしても前記偏差が前記閾値以上であり続けるとき、前記制御装置は、前記ランキンサイクル装置を再起動させること、前記ランキンサイクル装置を停止させること、及び、外部に異常を報知すること、からなる群より選ばれる少なくとも１つを含む処理を実行する、
   請求項１から７のいずれか１項に記載のランキンサイクル装置。
9. 膨張機と、前記膨張機を迂回するバイパス経路と、前記バイパス経路に設けられた流量調整器と、を備えたランキンサイクル装置の運転方法であって、
   前記膨張機の入口圧力を特定することと、
   前記膨張機の出口圧力を特定することと、
   前記入口圧力と前記出口圧力との圧力差を目標値から減じることによって得られる偏差が所定時間にわたって閾値以上である場合、又は、前記入口圧力を目標値から減じることによって得られる偏差が所定時間にわたって閾値以上である場合、前記流量調整器を開動作させること及び前記流量調整器を閉動作させることからなる群より選ばれる少なくとも１つを実行することと、
   を含む、ランキンサイクル装置の運転方法。

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