JP2967186B2 - オープンサイクル海洋温度差発電用の淡水製造装置ならびに淡水製造方法 - Google Patents
オープンサイクル海洋温度差発電用の淡水製造装置ならびに淡水製造方法Info
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- JP2967186B2 JP2967186B2 JP8316533A JP31653396A JP2967186B2 JP 2967186 B2 JP2967186 B2 JP 2967186B2 JP 8316533 A JP8316533 A JP 8316533A JP 31653396 A JP31653396 A JP 31653396A JP 2967186 B2 JP2967186 B2 JP 2967186B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、オープンサイクル
海洋温度差発電に用いられる淡水製造装置ならびに淡水
製造方法に関するものである。
海洋温度差発電に用いられる淡水製造装置ならびに淡水
製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】オープンサイクル海洋温度差発電は、発
電電力とともに副生成物として、飲料水や工業用水とし
て用いることができる淡水が得られるという利点があ
る。このため、離島用電力および淡水供給システムとし
ての実用性が可能と考えられている。しかし、淡水を得
るためには、隔壁型凝縮器や、特許第１９９１５１３号
「オープンサイクル海洋温度差発電用の凝縮装置並びに
凝縮方法」で示されるような板状部材の表裏を用いた直
接接触凝縮器を設け、そこに復水させて淡水を得ること
が必要とされる。
電電力とともに副生成物として、飲料水や工業用水とし
て用いることができる淡水が得られるという利点があ
る。このため、離島用電力および淡水供給システムとし
ての実用性が可能と考えられている。しかし、淡水を得
るためには、隔壁型凝縮器や、特許第１９９１５１３号
「オープンサイクル海洋温度差発電用の凝縮装置並びに
凝縮方法」で示されるような板状部材の表裏を用いた直
接接触凝縮器を設け、そこに復水させて淡水を得ること
が必要とされる。
【０００３】前者の従来のオープンサイクル海洋温度差
発電システムの概念図を図４に示す。
発電システムの概念図を図４に示す。
【０００４】図４において、１は表層の例えば２０〜２
８℃の温海水、２は蒸気、３は例えば深度約８００ｍの
深層の冷海水（温度は例えば、５〜７℃）、５，６は排
水、１０は蒸発器、２０はタービン発電機、３０は凝縮
装置で、隔壁型凝縮器３０Ａと直接接触型凝縮器３０Ｂ
で構成されている。
８℃の温海水、２は蒸気、３は例えば深度約８００ｍの
深層の冷海水（温度は例えば、５〜７℃）、５，６は排
水、１０は蒸発器、２０はタービン発電機、３０は凝縮
装置で、隔壁型凝縮器３０Ａと直接接触型凝縮器３０Ｂ
で構成されている。
【０００５】従来のオープンサイクル海洋温度差発電シ
ステムは、隔壁型凝縮器３０Ａと直接接触型凝縮器３０
Ｂによる多段構成の凝縮装置を含むシステムか、また
は、前記特許第１９９１５１３号の方式のような板状部
材の表裏を用いた直接接触凝縮器を用いている。
ステムは、隔壁型凝縮器３０Ａと直接接触型凝縮器３０
Ｂによる多段構成の凝縮装置を含むシステムか、また
は、前記特許第１９９１５１３号の方式のような板状部
材の表裏を用いた直接接触凝縮器を用いている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のシステムでは、淡水を得るための凝縮装置が
図４の場合の隔壁型凝縮器３０Ａにしてもパイプ内を通
る冷海水３とパイプ外の蒸気との熱交換であり、特許第
１９９１５１３号の方式では板状部材の表裏を用いるも
のであって、いずれの場合も原理的には隔壁型であり、
熱伝達において固体伝熱面の熱抵抗を受け、効率を上げ
ることができない。
うな従来のシステムでは、淡水を得るための凝縮装置が
図４の場合の隔壁型凝縮器３０Ａにしてもパイプ内を通
る冷海水３とパイプ外の蒸気との熱交換であり、特許第
１９９１５１３号の方式では板状部材の表裏を用いるも
のであって、いずれの場合も原理的には隔壁型であり、
熱伝達において固体伝熱面の熱抵抗を受け、効率を上げ
ることができない。
【０００７】本発明の目的は、特に、オープンサイクル
方式の海洋温度差発電での淡水製造において、固体伝熱
面の熱抵抗を無くし、効率の高い淡水製造装置と淡水製
造方法を提供することにある。
方式の海洋温度差発電での淡水製造において、固体伝熱
面の熱抵抗を無くし、効率の高い淡水製造装置と淡水製
造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明は、蒸発器を出た一部の蒸
気が導かれ、逆浸透圧により冷海水から淡水を作る材料
で作られた管状、または、板状で表面に前記蒸気が直接
接触する冷たい淡水膜が形成される伝熱面を持ち、前記
深層水取水管に組み込まれるものである。
めに、請求項１に記載の発明は、蒸発器を出た一部の蒸
気が導かれ、逆浸透圧により冷海水から淡水を作る材料
で作られた管状、または、板状で表面に前記蒸気が直接
接触する冷たい淡水膜が形成される伝熱面を持ち、前記
深層水取水管に組み込まれるものである。
【０００９】請求項２に記載の発明は、深層水から逆浸
透圧で冷たい淡水を製造する装置を逆浸透圧現象を生ず
る圧力まで上げるために、同圧力が生ずる深さの海水中
に設置するか、または陸上において前記逆浸透圧を得る
ためのポンプを設置するものである。
透圧で冷たい淡水を製造する装置を逆浸透圧現象を生ず
る圧力まで上げるために、同圧力が生ずる深さの海水中
に設置するか、または陸上において前記逆浸透圧を得る
ためのポンプを設置するものである。
【００１０】請求項３に記載の発明は、逆浸透圧により
冷海水から淡水を作る材料で作られた伝熱面に、深層の
冷海水を前記逆浸透圧により淡水を作ることができる圧
力を加えて流して前記伝熱面の表面に冷たい淡水膜を作
り、この淡水膜の表面で前記蒸発器から出た蒸気の一部
より熱を奪い凝縮させ淡水を得るものである。
冷海水から淡水を作る材料で作られた伝熱面に、深層の
冷海水を前記逆浸透圧により淡水を作ることができる圧
力を加えて流して前記伝熱面の表面に冷たい淡水膜を作
り、この淡水膜の表面で前記蒸発器から出た蒸気の一部
より熱を奪い凝縮させ淡水を得るものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面を参照しつつ説明する。図１に本発明を適用したオ
ープンサイクル海洋温度差発電システムを表す概要図を
示す。
図面を参照しつつ説明する。図１に本発明を適用したオ
ープンサイクル海洋温度差発電システムを表す概要図を
示す。
【００１２】その基本構成要素は、蒸発器１０，タービ
ン発電機２０，凝縮器３０および淡水製造装置４０であ
る。
ン発電機２０，凝縮器３０および淡水製造装置４０であ
る。
【００１３】蒸発器１０は、ポンプ１１等により温海水
１が導入される温海水室１２と、その上方の蒸気室１３
とを備えている。温海水室１２と蒸気室１３との隔壁１
４には蒸気室１３側に突出させて多数の噴流管１５が形
成され、温海水１を蒸気室１３内に噴流させる。
１が導入される温海水室１２と、その上方の蒸気室１３
とを備えている。温海水室１２と蒸気室１３との隔壁１
４には蒸気室１３側に突出させて多数の噴流管１５が形
成され、温海水１を蒸気室１３内に噴流させる。
【００１４】タービン発電機２０においては、蒸気室１
３と連結するタービン２１が設けられ、タービン２１の
出口側は、凝縮器３０に配管２２で連結する。タービン
２１に駆動される発電機２３は、タービン２１のシャフ
トを介して接続されている。
３と連結するタービン２１が設けられ、タービン２１の
出口側は、凝縮器３０に配管２２で連結する。タービン
２１に駆動される発電機２３は、タービン２１のシャフ
トを介して接続されている。
【００１５】凝縮器３０は、タービン２１から出た蒸気
２が導入される室と、深層の冷海水３を水滴状にして落
下させるディストリビュータ３１を、凝縮器３０の上方
に備えている。ディストリビュータ３１は、深層水取水
管３２が接続されており、ポンプ３３等により深層の冷
海水３が供給される。また、脱気ポンプ３４により脱気
が行われる。深層水取水管３２の取水口側には、淡水製
造装置４０が接続している。
２が導入される室と、深層の冷海水３を水滴状にして落
下させるディストリビュータ３１を、凝縮器３０の上方
に備えている。ディストリビュータ３１は、深層水取水
管３２が接続されており、ポンプ３３等により深層の冷
海水３が供給される。また、脱気ポンプ３４により脱気
が行われる。深層水取水管３２の取水口側には、淡水製
造装置４０が接続している。
【００１６】淡水製造装置４０は、逆浸透圧膜で作られ
た伝熱管４１を有しており、伝熱管４１の内側を冷海水
３が流れている。淡水製造装置４０の設置場所は、管内
を流れる冷海水３が逆浸透圧により、逆浸透圧膜で作ら
れた伝熱管４１で淡水４が作られる圧力に達する水圧を
受ける深さの位置まで沈めて設置されている。一方、淡
水製造装置４０には、蒸気室１３と配管４２で連結さ
れ、蒸気２の一部が淡水製造装置４０に導かれる。４３
は淡水４を取り出す配管で、ポンプ４４，逆止弁４５，
蛇口４６を備えている。
た伝熱管４１を有しており、伝熱管４１の内側を冷海水
３が流れている。淡水製造装置４０の設置場所は、管内
を流れる冷海水３が逆浸透圧により、逆浸透圧膜で作ら
れた伝熱管４１で淡水４が作られる圧力に達する水圧を
受ける深さの位置まで沈めて設置されている。一方、淡
水製造装置４０には、蒸気室１３と配管４２で連結さ
れ、蒸気２の一部が淡水製造装置４０に導かれる。４３
は淡水４を取り出す配管で、ポンプ４４，逆止弁４５，
蛇口４６を備えている。
【００１７】図２は、淡水製造装置４０の原理説明図を
示す。この図で７は冷たい淡水膜である。
示す。この図で７は冷たい淡水膜である。
【００１８】淡水製造装置４０の設置場所は、図３の実
施形態に示すように、陸上に設置してもよい。この場
合、淡水製造装置４０に導かれる深層の冷海水３は、逆
浸透圧により淡水４が作られる圧力に達するまで、ポン
プ４７により加圧されなければならない。
施形態に示すように、陸上に設置してもよい。この場
合、淡水製造装置４０に導かれる深層の冷海水３は、逆
浸透圧により淡水４が作られる圧力に達するまで、ポン
プ４７により加圧されなければならない。
【００１９】図１，図３において生産した淡水４は、逆
止弁４５の後方に取り付けられたポンプ４４等により汲
み上げられる。
止弁４５の後方に取り付けられたポンプ４４等により汲
み上げられる。
【００２０】次に、動作について説明する。上記構成に
なる各実施形態においては、ポンプ１１により蒸発器１
０の温海水室１２に海洋の表層水である温海水（約２７
℃程度）１が供給され、蒸気室１３において、その０．
５％程度が蒸気２になる。その蒸気圧は、約０．０３気
圧であり、凝縮器３０における蒸気圧約０．０１５気圧
になるように膨張する間に、タービン２１を回し発電を
行う。
なる各実施形態においては、ポンプ１１により蒸発器１
０の温海水室１２に海洋の表層水である温海水（約２７
℃程度）１が供給され、蒸気室１３において、その０．
５％程度が蒸気２になる。その蒸気圧は、約０．０３気
圧であり、凝縮器３０における蒸気圧約０．０１５気圧
になるように膨張する間に、タービン２１を回し発電を
行う。
【００２１】凝縮器３０では、ディストリビュータ３１
に供給された海洋の深層水である冷海水３は、水滴状に
なり落下している。ここに導入された蒸気２は、冷海水
３と直接接触を行い、熱を奪われ凝縮する。
に供給された海洋の深層水である冷海水３は、水滴状に
なり落下している。ここに導入された蒸気２は、冷海水
３と直接接触を行い、熱を奪われ凝縮する。
【００２２】一部の蒸気２は蒸発器１０より配管４２を
介して、淡水製造装置４０に導かれる。淡水製造装置４
０では、逆浸透圧膜で作られた伝熱管４１で淡水４が作
られるとともに、伝熱管４１の表面に冷たい淡水膜７を
作る（図２参照）。この淡水膜７は、冷海水３の温度と
ほぼ等しく冷たいので、導かれた蒸気２は、蒸気２の持
っていた熱を奪われ、淡水４の表面に凝縮し、これによ
っても淡水４が生産される。このようにして、伝熱管４
１の逆浸透膜による淡水４と冷たい淡水膜７による淡水
４とが同時に得られる。
介して、淡水製造装置４０に導かれる。淡水製造装置４
０では、逆浸透圧膜で作られた伝熱管４１で淡水４が作
られるとともに、伝熱管４１の表面に冷たい淡水膜７を
作る（図２参照）。この淡水膜７は、冷海水３の温度と
ほぼ等しく冷たいので、導かれた蒸気２は、蒸気２の持
っていた熱を奪われ、淡水４の表面に凝縮し、これによ
っても淡水４が生産される。このようにして、伝熱管４
１の逆浸透膜による淡水４と冷たい淡水膜７による淡水
４とが同時に得られる。
【００２３】
【発明の効果】本発明の淡水製造装置は、蒸発器を出た
一部の蒸気が導かれ、逆浸透圧により冷海水から淡水を
作る材料で作られた管状、または、板状で表面に前記蒸
気が直接接触する冷たい淡水膜が形成される伝熱面を持
ち、前記深層水取水管に組み込まれるので、淡水製造に
おいて、伝熱面上に冷たい淡水の液膜ができ、この液膜
面と蒸気とが直接接触して蒸気から熱を奪い凝縮させ
る。このことで、熱伝達において固体伝熱面の熱抵抗を
無くし、蒸発の凝縮の効率が上がる。
一部の蒸気が導かれ、逆浸透圧により冷海水から淡水を
作る材料で作られた管状、または、板状で表面に前記蒸
気が直接接触する冷たい淡水膜が形成される伝熱面を持
ち、前記深層水取水管に組み込まれるので、淡水製造に
おいて、伝熱面上に冷たい淡水の液膜ができ、この液膜
面と蒸気とが直接接触して蒸気から熱を奪い凝縮させ
る。このことで、熱伝達において固体伝熱面の熱抵抗を
無くし、蒸発の凝縮の効率が上がる。
【００２４】また、逆浸透圧を得るためのポンプを備え
た淡水製造装置は、淡水製造装置を陸上に設置できるの
で、取り扱いが簡便である。
た淡水製造装置は、淡水製造装置を陸上に設置できるの
で、取り扱いが簡便である。
【００２５】さらに、本発明による淡水製造方法は、逆
浸透圧により冷海水から淡水を作る材料で作られた伝熱
面に、深層の冷海水を前記逆浸透圧により淡水を作るこ
とができる圧力を加えて流して前記伝熱面の表面に冷た
い淡水膜を作り、この淡水膜の表面で前記蒸発器から出
た蒸気の一部より熱を奪い凝縮させ淡水を得るようにし
たので、蒸気淡水製造装置と同様に固体伝熱面の熱抵抗
がなく、効率よく淡水が得られる。
浸透圧により冷海水から淡水を作る材料で作られた伝熱
面に、深層の冷海水を前記逆浸透圧により淡水を作るこ
とができる圧力を加えて流して前記伝熱面の表面に冷た
い淡水膜を作り、この淡水膜の表面で前記蒸発器から出
た蒸気の一部より熱を奪い凝縮させ淡水を得るようにし
たので、蒸気淡水製造装置と同様に固体伝熱面の熱抵抗
がなく、効率よく淡水が得られる。
【図１】本発明の一実施形態を示すもので、本発明を適
用したオープンサイクル海洋温度差発電システムの概要
を示す構成図である。
用したオープンサイクル海洋温度差発電システムの概要
を示す構成図である。
【図２】図１の実施形態中の淡水製造装置の原理説明の
ための断面略図である。
ための断面略図である。
【図３】本発明の他の実施形態の図１と同様な構成図で
ある。
ある。
【図４】オープンサイクル海洋温度差発電システムの従
来の一例の概要を示す構成図である。
来の一例の概要を示す構成図である。
１ 温海水 ２ 蒸気 ３ 冷海水 ４ 淡水 ５ 排水 ６ 排水 ７ 冷たい淡水膜 １０ 蒸発器 １１ ポンプ １２ 温海水室 １３ 蒸気室 １４ 隔壁 １５ 噴流管 ２０ タービン発電機 ２１ タービン ２２ 配管 ２３ 発電機 ３０ 凝縮器 ３１ ディストリビュータ ３２ 深層水取水管 ３３ ポンプ ３４ 脱気ポンプ ４０ 淡水製造装置 ４１ 伝熱管 ４２ 配管 ４３ 配管 ４４ ポンプ ４５ 逆止弁 ４６ 蛇口 ５１ 海面
Claims (3)
- 【請求項１】 表層の温海水を導入し蒸発器で発生させ
た蒸気によりタービン発電機を駆動し、駆動後の蒸気を
深層水取水管から導入した深層の冷海水を用いた凝縮器
により凝縮して排水するオープンサイクル海洋温度差発
電システムに用いる淡水製造装置であって、前記蒸発器
を出た一部の蒸気が導かれ、逆浸透圧により冷海水から
淡水を作る材料で作られた管状、または、板状で表面に
前記蒸気が直接接触する冷たい淡水膜が形成される伝熱
面を持ち、前記深層水取水管に組み込まれることを特徴
とするオープンサイクル海洋温度差発電用の淡水製造装
置。 - 【請求項２】 前記逆浸透圧を得るため、前記伝熱面を
同圧力が生ずる深さの海水中に設置するか、または、陸
上に前記逆浸透圧を得るためのポンプを設置することを
特徴とする請求項１に記載のオープンサイクル海洋温度
差発電用の淡水製造装置。 - 【請求項３】 表層の温海水を導入し蒸発器で発生させ
た蒸気によりタービン発電機を駆動し、駆動後の蒸気を
深層水取水管から導入した深層の冷海水を用いた凝縮器
により凝縮して排水するオープンサイクル海洋温度差発
電システムにおける淡水製造方法であって、逆浸透圧に
より冷海水から淡水を作る材料で作られた伝熱面に、深
層の冷海水を前記逆浸透圧により淡水を作ることができ
る圧力を加えて流して前記伝熱面の表面に冷たい淡水膜
を作り、この淡水膜の表面で前記蒸発器から出た蒸気の
一部より熱を奪い凝縮させ淡水を得ることを特徴とする
オープンサイクル海洋温度差発電用の淡水製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8316533A JP2967186B2 (ja) | 1996-11-27 | 1996-11-27 | オープンサイクル海洋温度差発電用の淡水製造装置ならびに淡水製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8316533A JP2967186B2 (ja) | 1996-11-27 | 1996-11-27 | オープンサイクル海洋温度差発電用の淡水製造装置ならびに淡水製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10159709A JPH10159709A (ja) | 1998-06-16 |
| JP2967186B2 true JP2967186B2 (ja) | 1999-10-25 |
Family
ID=18078172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8316533A Expired - Lifetime JP2967186B2 (ja) | 1996-11-27 | 1996-11-27 | オープンサイクル海洋温度差発電用の淡水製造装置ならびに淡水製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2967186B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4762048B2 (ja) * | 2006-05-22 | 2011-08-31 | 株式会社東芝 | 淡水化発電プラント |
| JP5477639B2 (ja) * | 2009-03-12 | 2014-04-23 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 淡水化装置付きバロメトリック型オープンサイクル海洋温度差発電装置 |
| KR100982053B1 (ko) | 2009-09-29 | 2010-09-13 | 유동호 | 수증기를 이용한 담수화장치 |
| JP2013146642A (ja) * | 2010-04-21 | 2013-08-01 | Nitto Denko Corp | 流体膜分離発電システム |
| CA2734638A1 (en) * | 2011-03-16 | 2012-09-16 | James Russell Baird | Ocean thermal energy conversion counter-current heat transfer system |
| KR101481010B1 (ko) * | 2013-05-20 | 2015-01-14 | 한국과학기술원 | 해양온도차발전 시스템 및 그 작동방법 |
| CN113775494A (zh) * | 2021-10-15 | 2021-12-10 | 中国船舶重工集团公司第七0四研究所 | 一种海洋温差发电冷海水梯级利用系统 |
| CN114109751B (zh) * | 2021-11-29 | 2023-04-07 | 东南大学 | 海洋温差能发电与综合利用系统 |
-
1996
- 1996-11-27 JP JP8316533A patent/JP2967186B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10159709A (ja) | 1998-06-16 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |