JP5314394B2 - 地熱及び温泉熱採取回収装置 - Google Patents

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本発明は、掘削孔井戸底部の地熱或いは温泉熱を利用し、低温水を降下させて井戸最深部から温熱水を汲み上げる地熱及び温泉熱採取回収装置に関する。
従来、汲み上げた地下水の地熱だけを利用した後、再び地下水を地下水系に戻すという地下水用の熱交換システムが知られている(特許文献1を参照)。
この公知技術では、単筒型ケーシングの下端側に通水領域部を形成し、この単筒形ケーシングを地下帯水層まで鉛直状に打設し、通水領域部筒内を管内上部空間と管内下端部空間と分離する隔壁体を配し、管内下端部空間に開口する注入パイプを地上側開口から導入すると共に、地上側開口から管内上部空間の地下水を汲み上げ可能な水中ポンプを組み込んだ揚水パイプを導入し、それら揚水パイプ及び注入パイプの地上側各端部間を、熱交換器の組み込まれた連結パイプで外部から隔絶状に接続してなる地下水熱交換システムである。
また、井戸掘削孔内にケーシングを装填し、該ケーシングと掘削孔内壁との間にパッカーを介装して、その上側の領域で湧出する低温水を遮断すると共に、断熱管を介して井戸底部からの高温水を揚水する温泉熱誘導法が知られている(特許文献2を参照)。
この公知技術では、井戸掘削孔内にケーシングを装填し、該ケーシングと掘削孔内壁との間にパッカーを介装して、その上側の領域で湧出する低温水を遮断すると共に、断熱管を介して井戸底部からの高温水を揚水し、その高温水揚湯部上側においてインサイドパッカーによりケーシング内を遮断し、ケーシング下部のスリットを形成したストレーナー領域に揚湯水の一部を循環させて注入し、低温水の浸出を抑制するための正圧を保持せしめる温泉熱誘導法である。
さらに、井戸底部の泉温を相当程度に維持した状態で、湯を取り出すことができるようにした温泉の揚湯設備が知られている(特許文献3を参照)。
この公知技術では、掘削孔内に設置されるケーシングと、該ケーシングを挿通して井戸底部まで挿入する揚湯管と、該揚湯管を介して井戸底部からの高温水を揚上するポンプとからなる温泉の揚湯設備において、井戸掘削孔内には上側ケーシングと下側ケーシングが貫入装着され、上側ケーシングは井戸掘削孔の内壁との間にフルホールセメントが施工され、井戸掘削孔の内壁からの湧出が防止され、上側ケーシングと下側ケーシングとの間にはパッカーが充填され、下側ケーシングの上端から湧水がケーシング内へ浸入するのを防止している温泉の揚湯設備である。
特開2008−69576号公報 特開平8−4469号公報 登録実用新案第3057479号公報
本発明は、二重ケーシングを用いることなく、井戸最深部の地熱或いは温泉水の熱を利用し、低温水を降下させて井戸最深部から温熱水を汲み上げ、然も低温水還元管の送水量を増減することにより温泉層からの温泉水の湧出を増減することができる地熱及び温泉熱採取回収装置を提供することを目的とする。
本発明の地熱及び温泉熱採取回収装置は、井戸掘削孔内には井戸側ケーシングが貫入装着され、該井戸側ケーシングの中間にはパッカーを装着して上方空間と下方空間に分断して、前記パッカーには、上下に貫通する複数個の貫通孔が設けられ、一方の貫通孔は地上側からの低温水還元管を貫入装着し、他方の貫通孔は井戸最深部からの高温水引湯管を貫入装着し、前記井戸側ケーシングの上方空間内には地上側から揚湯管が吊り下げられ、該揚湯管の下端には揚湯ポンプが接続されたものである。
本発明の地熱及び温泉熱採取回収装置は、前記井戸側ケーシングの温泉層より上部にパッカーを設置し、地上側から低温となった温泉水が低温水還元管を介してパッカーを経て、井戸側ケーシングの下方空間内の温泉層より上方に給湯されて降下し、一方前記パッカーから井戸最深部まで高温水引湯管を接続降下し、温泉層よりの温泉水を最深部まで降下させ揚湯し、最高温の温泉水及び地熱を採取するものである。
本発明の地熱及び温泉熱採取回収装置は、井戸掘削孔内には井戸側ケーシングが貫入装着され、該井戸側ケーシングの中間にはパッカーを装着して上方空間と下方空間に分断して、前記パッカーには、上下に貫通する複数個の貫通孔が設けられ、一方の貫通孔は地上側からの低温水還元管を貫入装着し、他方の貫通孔は井戸最深部からの高温水引湯管を貫入装着し、前記井戸側ケーシングの上方空間内には地上側から揚湯管が吊り下げられ、該揚湯管の下端には揚湯ポンプが接続されたものであるため、二重管を用いることなく容易に井戸最深部の地熱及び温泉熱を採取できる効果がある。
本発明の高温地熱及び温泉熱採取回収装置は、前記井戸側ケーシングの温泉層より上部にパッカーを設置し、地上側から低温となった温泉水が低温水還元管を介してパッカーを経て、井戸側ケーシングの下方空間内の温泉層より上方に給湯されて降下し、一方前記パッカーから井戸最深部まで高温水引湯管を接続降下し、温泉層よりの温泉水を最深部まで降下させ揚湯し、最高温の温泉水及び地熱を採取するものであるため、効率よく地熱及び温泉熱を採取することができる。また、前記低温水還元管の送水量を増減することにより温泉層からの温泉水の湧出を増減することができる。
本発明の高温地熱及び温泉熱採取回収装置の一実施例を添付図面に基づいて、以下に説明する。
図1に示すように、井戸掘削孔は通常のように所定深さ(例えば、1500m程度)まで掘削され、井戸掘削孔内には井戸側ケーシング1が貫入装着され、温泉層2より上部の井戸側ケーシング1は井戸掘削孔の内壁との間にフルホールセメントが施工されて、上部の冷温泉の湧出が防止される。
前記井戸側ケーシング1の中間にはパッカー4が装着されて上方空間と下方空間に分断して、前記井戸側ケーシング1の温泉層2に位置する個所にはストレーナー3を設け、温泉層2から高温の温泉水を導入するようになっている。
前記パッカー4には、上下に貫通する複数個、本実施例では2個の貫通孔が設けられ、一方の貫通孔は地上側からの低温水還元管5を貫入装着し、他方の貫通孔は井戸最深部からの高温水引湯管6を貫入装着する。
前記井戸側ケーシング1の上方空間内には地上側から揚湯管7が吊り下げられ、該揚湯管7の下端には揚湯ポンプ8が接続され、井戸側ケーシング1の上方空間内の高温水を揚湯するようになっている。
次に、本発明の地熱及び温泉熱採取回収装置の操作動作を添付図面に基づいて、以下に説明する。
図1に示すように、井戸掘削孔は、温泉層2より深く(例えば、1500m程度)掘削され、温泉層2より上部の井戸側ケーシング1は井戸掘削孔の内壁との間にフルホールセメンチング9が施工されて、井戸掘削孔の内壁からの冷温水の湧出が防止されるが、フルホールセメンチング9が施工されなくてもよい。
前記井戸側ケーシング1の中間にはパッカー4が装着され、該パッカー4の2個の貫通孔にはそれぞれ低温水還元管5と高温水引湯管6とが貫入装着されて、特に高温水引湯管6の下端は温泉層2より下方に設置される。
地上側から風呂、暖房、給湯設備等の熱交換器(図示せず)により低温となった温泉水が低温水還元管5を介してパッカー4を経て、井戸側ケーシング1の下方空間内の温泉層2より上方に給湯されて降下し、井戸側ケーシング1のストレーナー3から流入する高熱温泉水と混合される。
このように、井戸側ケーシング1の温泉層2より上方にパッカー4を装着し、該パッカー4の貫通孔に井戸最深部まで高温水引湯管6を接続降下し、温泉層2より上方の温泉水を最深部まで降下させ揚湯し、最高温の温泉水及び地熱を採取することができる。
そして、地上側から揚湯管7及び揚湯ポンプ8を吊り下げ、該揚湯ポンプ8を作動させて上側ケーシング1の上方空間内の高温水を揚湯すると、井戸側ケーシング1の最深部の高温水が高温水引湯管6により汲み上げられてパッカー4を経て上側ケーシング1に揚湯され、揚湯ポンプ8、揚湯管7を介して地上側の風呂、暖房、給湯設備等の熱交換器(図示せず)に揚湯することができる。
揚湯した温熱水が地表で放熱した後は、予めパッカー4まで降下設置した低温水還元管5により井戸側ケーシング1の下方空間内まで流入せしめ、再循環揚湯する。また、前記低温水還元管5の送水量を増減することにより温泉層2からの温泉水の湧出を増減することができる。
なお、より高温水を必要とする時は、図1に示すように高温水引湯管6の出口付近に揚湯ポンプ8を配置すると良い。
本発明の地熱及び温泉熱採取回収装置の概略説明図である。
符号の説明
1 井戸側ケーシング
2 温泉層
3 ストレーナー
4 パッカー
5 低温水還元管
6 高温水引湯管
7 揚湯管
8 揚湯ポンプ
9 フルホールセメンチング

Claims (1)

  1. 井戸掘削孔内には井戸側ケーシングが貫入装着され、該井戸側ケーシングの温泉層より上部にパッカーを装着して上方空間と下方空間に分断して、前記パッカーには、上下に貫通する個の貫通孔が設けられ、一方の貫通孔は地上側からの低温水還元管を貫入装着し、地上側から低温となった温泉水が低温水還元管を介してパッカーを経て井戸側ケーシングの下方空間内の温泉層より上方に給湯し、他方の貫通孔は井戸最深部からの高温水引湯管を貫入装着し、温泉層より上部の温泉水を最深部まで降下させ揚湯し、前記井戸側ケーシングの上方空間内には地上側から揚湯管が吊り下げられ、該揚湯管の下端には揚湯ポンプが接続され、井戸側ケーシングの上方空間内の高温水を揚湯するようにし、より高温水を必要とする時は前記高温水引湯管の出口付近に配置することを特徴とする地熱及び温泉熱採取回収装置。
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