JPH0792046B2 - 地熱発電装置 - Google Patents
地熱発電装置Info
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- JPH0792046B2 JPH0792046B2 JP63084750A JP8475088A JPH0792046B2 JP H0792046 B2 JPH0792046 B2 JP H0792046B2 JP 63084750 A JP63084750 A JP 63084750A JP 8475088 A JP8475088 A JP 8475088A JP H0792046 B2 JPH0792046 B2 JP H0792046B2
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- turbine
- hot water
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
- F24T10/00—Geothermal collectors
- F24T10/40—Geothermal collectors operated without external energy sources, e.g. using thermosiphonic circulation or heat pipes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
- F03G7/04—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using pressure differences or thermal differences occurring in nature
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
- F24T10/00—Geothermal collectors
- F24T10/20—Geothermal collectors using underground water as working fluid; using working fluid injected directly into the ground, e.g. using injection wells and recovery wells
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
- Y02E10/10—Geothermal energy
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は地熱によって発電を行なう装置に関し、特に
地熱のエネルギによってタービンを駆動して発電を行な
う装置に関するものである。
地熱のエネルギによってタービンを駆動して発電を行な
う装置に関するものである。
従来の技術 地熱を利用した発電の一般的な形態は、高温高圧の熱水
を生産井を介して地中から汲み上げ、その熱水によって
加熱蒸気を得るとともに、その過熱蒸気によってタービ
ンならびに発電機を駆動して発電を行ない、また温度お
よび圧力の低下した熱水を還元井を介して再度地中に還
流させるものである。
を生産井を介して地中から汲み上げ、その熱水によって
加熱蒸気を得るとともに、その過熱蒸気によってタービ
ンならびに発電機を駆動して発電を行ない、また温度お
よび圧力の低下した熱水を還元井を介して再度地中に還
流させるものである。
また本出願人は、ヒートパイプを用いた直接発電方式と
称することのできる発電装置を既に提案した（実願昭60
−72716号）。これは直管状ヒートパイプの内部に、作
動流体蒸気によって回転させられるタービンを設けると
ともに、そのタービンに発電機を連結し、ヒートパイプ
の下端部を地中の高温部に挿入するとともに、ヒートパ
イプの上端部に冷却部を設け、これら高温部と冷却部と
の温度差に基づいてヒートパイプの内部に生じる作動流
体の蒸気流によってタービンを駆動し、発電を行なうよ
う構成したものである。
称することのできる発電装置を既に提案した（実願昭60
−72716号）。これは直管状ヒートパイプの内部に、作
動流体蒸気によって回転させられるタービンを設けると
ともに、そのタービンに発電機を連結し、ヒートパイプ
の下端部を地中の高温部に挿入するとともに、ヒートパ
イプの上端部に冷却部を設け、これら高温部と冷却部と
の温度差に基づいてヒートパイプの内部に生じる作動流
体の蒸気流によってタービンを駆動し、発電を行なうよ
う構成したものである。
発明が解決しようとする課題 しかるに上述した熱水から過熱蒸気を得て発電を行なう
従来の装置では、未だ多量のエネルギを有する熱水を還
元井から地中に還流させてしまうので、汲み上げた熱水
の有するエネルギを必ずしも充分に利用し得ていない問
題があった。
従来の装置では、未だ多量のエネルギを有する熱水を還
元井から地中に還流させてしまうので、汲み上げた熱水
の有するエネルギを必ずしも充分に利用し得ていない問
題があった。
またヒートパイプを用いた従来の発電装置では、ヒート
パイプのうち前記高温部に挿入されて蒸発部となる部分
が比較的長いにも拘らず、ヒートパイプが単純な直管を
コンテナとしているために、冷却部で凝縮した作動流体
をその蒸発部の全体に充分行き渡らせることが困難であ
り、発電効率が低い問題があった。
パイプのうち前記高温部に挿入されて蒸発部となる部分
が比較的長いにも拘らず、ヒートパイプが単純な直管を
コンテナとしているために、冷却部で凝縮した作動流体
をその蒸発部の全体に充分行き渡らせることが困難であ
り、発電効率が低い問題があった。
そこで本出願人等は、放熱して液化した作動流体をヒー
トパイプのうち蒸発部の内面に直接散布するよう構成し
たサーモサイホンを特願昭60−260924号によって提案し
た。このような構成のサーモサイホンを前述した発電装
置のヒートパイプとして使用すれば、タービンを通過し
た後の液相の作動流体を蒸発部の全体に散布できるの
で、実質的な蒸発面積を広くし、作動流体蒸気の発生量
を多くすることができる。しかしながらそのような構成
の発電装置での熱サイクルを検討してみると、作動液が
ヒートパイプの下端部すなわち蒸発部において加熱昇温
された後に蒸発し、そのエンタルピが高くなり、その蒸
気がタービンを通過する時点で断熱膨張して外部に対し
て仕事を行ない、同時に圧力の低下およびエンタルピの
低下を生じる。さらに作動流体はヒートパイプの冷却部
で放熱して飽和液まで凝縮し、重力を加圧源とした圧縮
過程を経て元の加熱過程に戻る。したがって加熱部には
飽和液以下に温度の下がった過冷却液が散布されること
になり、その結果、上記従来の装置では、作動流体が蒸
発し難く、蒸発部での熱伝達率が低い問題があった。
トパイプのうち蒸発部の内面に直接散布するよう構成し
たサーモサイホンを特願昭60−260924号によって提案し
た。このような構成のサーモサイホンを前述した発電装
置のヒートパイプとして使用すれば、タービンを通過し
た後の液相の作動流体を蒸発部の全体に散布できるの
で、実質的な蒸発面積を広くし、作動流体蒸気の発生量
を多くすることができる。しかしながらそのような構成
の発電装置での熱サイクルを検討してみると、作動液が
ヒートパイプの下端部すなわち蒸発部において加熱昇温
された後に蒸発し、そのエンタルピが高くなり、その蒸
気がタービンを通過する時点で断熱膨張して外部に対し
て仕事を行ない、同時に圧力の低下およびエンタルピの
低下を生じる。さらに作動流体はヒートパイプの冷却部
で放熱して飽和液まで凝縮し、重力を加圧源とした圧縮
過程を経て元の加熱過程に戻る。したがって加熱部には
飽和液以下に温度の下がった過冷却液が散布されること
になり、その結果、上記従来の装置では、作動流体が蒸
発し難く、蒸発部での熱伝達率が低い問題があった。
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、地中か
ら汲み上げた熱水の利用効率を高め、またヒートパイプ
での作動流体の蒸発を迅速に行なわせることのできる地
熱発電装置を提供することを目的とするものである。
ら汲み上げた熱水の利用効率を高め、またヒートパイプ
での作動流体の蒸発を迅速に行なわせることのできる地
熱発電装置を提供することを目的とするものである。
課題を解決するための手段 この発明は、上記の目的を達成するために、生産井から
汲み上げた熱水を発電設備に通して発電を行なうととも
に、発電設備を通過した熱水を還元井を介して地中に還
流させる地熱発電装置において、真空排気した密閉管の
内部に蒸発および凝縮を行なう作動流体を封入したヒー
トパイプの下端部を、前記還元井の内部に挿入し、かつ
前記ヒートパイプは、前記密閉管の上端部を下方に曲げ
返すとともに、その曲げ返した部分に液溜め部を設け、
さらにその液溜め部に散布管を接続するとともに、その
散布管の中間部に前記熱水の熱によって液相作動流体を
飽和液まで加熱する予熱部を形成し、かつその散布管の
端部を前記密閉管のうち前記還元井の内部に挿入されて
いる部分の内周面に向けて開口させ、さらに前記液溜め
部の上側に作動流体を飽和液となる温度以下に冷却する
冷却部を設けるとともにその冷却部より作動流体蒸気の
流動方向での上流側にタービンを配置した構成とし、さ
らに前記タービンを発電機に連結したことを特徴とする
ものである。
汲み上げた熱水を発電設備に通して発電を行なうととも
に、発電設備を通過した熱水を還元井を介して地中に還
流させる地熱発電装置において、真空排気した密閉管の
内部に蒸発および凝縮を行なう作動流体を封入したヒー
トパイプの下端部を、前記還元井の内部に挿入し、かつ
前記ヒートパイプは、前記密閉管の上端部を下方に曲げ
返すとともに、その曲げ返した部分に液溜め部を設け、
さらにその液溜め部に散布管を接続するとともに、その
散布管の中間部に前記熱水の熱によって液相作動流体を
飽和液まで加熱する予熱部を形成し、かつその散布管の
端部を前記密閉管のうち前記還元井の内部に挿入されて
いる部分の内周面に向けて開口させ、さらに前記液溜め
部の上側に作動流体を飽和液となる温度以下に冷却する
冷却部を設けるとともにその冷却部より作動流体蒸気の
流動方向での上流側にタービンを配置した構成とし、さ
らに前記タービンを発電機に連結したことを特徴とする
ものである。
作用 この発明の地熱発電装置では、還元井に戻された熱水に
よってヒートパイプの下端部が加熱され、その結果、ヒ
ートパイプの内部の作動流体が蒸発し、その蒸気が冷却
部に向けて流動する間に断熱膨張するとともにタービン
を駆動し、それに伴って発電機が回転して発電が行なわ
れる。すなわち還元井を介して地中に戻される熱水の有
するエネルギによって発電が行なわれる。
よってヒートパイプの下端部が加熱され、その結果、ヒ
ートパイプの内部の作動流体が蒸発し、その蒸気が冷却
部に向けて流動する間に断熱膨張するとともにタービン
を駆動し、それに伴って発電機が回転して発電が行なわ
れる。すなわち還元井を介して地中に戻される熱水の有
するエネルギによって発電が行なわれる。
ここで、タービンおよび冷却部を通過して液化した作動
流体は、液溜め部に一時貯溜された後に、散布管に流入
して密閉管のうち蒸発部とされる部分の内面に供給され
るが、作動流体はその散布管の内部を流れる間に予熱部
において飽和液まで加熱され、したがって蒸発部に散布
された作動液は外部からの熱すなわち還元井に戻された
熱水の熱によって直ちに蒸発する。
流体は、液溜め部に一時貯溜された後に、散布管に流入
して密閉管のうち蒸発部とされる部分の内面に供給され
るが、作動流体はその散布管の内部を流れる間に予熱部
において飽和液まで加熱され、したがって蒸発部に散布
された作動液は外部からの熱すなわち還元井に戻された
熱水の熱によって直ちに蒸発する。
実 施 例 つぎに実施例について説明する。
第１図はこの発明の一実施例を示す模式図であって、生
産井１は地中の高温部に達し、地熱によって高温高圧に
熱せられた熱水を生産井ポンプ２によって発電設備３に
汲み上げるようになっている。また還元井４は発電設備
３から排出された熱水を地中の高温部に還流させるため
のものであって、還元井ポンプ５を介して発電設備３に
接続されている。ここで発電設備３は従来から知られて
いる構成のものであって、生産井１から汲み上げた熱水
によって過熱蒸気を発生させる蒸気発生器およびその過
熱蒸気で駆動されるタービンならびにそのタービンによ
って回転させられて発電を行なう発電機（それぞれ図示
せず）を主体とするものである。なお以上の部分は、既
設の地熱発電装置をそのまま利用して良いことは勿論で
ある。
産井１は地中の高温部に達し、地熱によって高温高圧に
熱せられた熱水を生産井ポンプ２によって発電設備３に
汲み上げるようになっている。また還元井４は発電設備
３から排出された熱水を地中の高温部に還流させるため
のものであって、還元井ポンプ５を介して発電設備３に
接続されている。ここで発電設備３は従来から知られて
いる構成のものであって、生産井１から汲み上げた熱水
によって過熱蒸気を発生させる蒸気発生器およびその過
熱蒸気で駆動されるタービンならびにそのタービンによ
って回転させられて発電を行なう発電機（それぞれ図示
せず）を主体とするものである。なお以上の部分は、既
設の地熱発電装置をそのまま利用して良いことは勿論で
ある。
前記還元井４には、作動流体の蒸気流によって発電を行
なうことのできるヒートパイプ６の下端部が挿入されて
いる。すなわちこのヒートパイプ６は、下端部を還元井
４に挿入した密閉容器７の上端部を下方に向けて曲げ返
すとともに、その曲げ返した部分のうち湾曲部より下側
に液溜め部８を形成し、その液溜め部８の下側に液分配
ヘッダ９を介して複数本の散布管10を連通させるととも
に、それらの散布管10を前記密閉容器７のうち還元井４
に挿入されている部分の内部に差し込みかつその内面に
向けて開口させ、さらにこのようにループ状をなす密閉
容器７の内部から真空排気した後に目的とする温度で蒸
発および凝縮する水やフロン（商品名）などの凝縮性の
流体を作動流体11として封入した構成である。前記液溜
め部８の上側には、熱を外部に奪う冷却部12が形成され
ており、これは例えばクーリングタワー13との間で冷却
水を循環させる冷却コイル14によって構成され、作動流
体蒸気の有する熱を冷却コイル14を介して冷却水で奪っ
て作動流体11を凝縮させるようになっている。その冷却
部12の上側すなわち作動流体蒸気の流動方向での上流側
に、作動流体蒸気によって駆動されるタービン15が配置
されており、その回転軸はマグネットカップリング16を
介してヒートパイプ６の外部に設けた発電機17に非接触
状態で連結されている。
なうことのできるヒートパイプ６の下端部が挿入されて
いる。すなわちこのヒートパイプ６は、下端部を還元井
４に挿入した密閉容器７の上端部を下方に向けて曲げ返
すとともに、その曲げ返した部分のうち湾曲部より下側
に液溜め部８を形成し、その液溜め部８の下側に液分配
ヘッダ９を介して複数本の散布管10を連通させるととも
に、それらの散布管10を前記密閉容器７のうち還元井４
に挿入されている部分の内部に差し込みかつその内面に
向けて開口させ、さらにこのようにループ状をなす密閉
容器７の内部から真空排気した後に目的とする温度で蒸
発および凝縮する水やフロン（商品名）などの凝縮性の
流体を作動流体11として封入した構成である。前記液溜
め部８の上側には、熱を外部に奪う冷却部12が形成され
ており、これは例えばクーリングタワー13との間で冷却
水を循環させる冷却コイル14によって構成され、作動流
体蒸気の有する熱を冷却コイル14を介して冷却水で奪っ
て作動流体11を凝縮させるようになっている。その冷却
部12の上側すなわち作動流体蒸気の流動方向での上流側
に、作動流体蒸気によって駆動されるタービン15が配置
されており、その回転軸はマグネットカップリング16を
介してヒートパイプ６の外部に設けた発電機17に非接触
状態で連結されている。
また前記散布管10の中間部には、その内部を流れる液相
の作動流体11を飽和液まで加熱する予熱部18が形成され
ており、これは例えば各散布管10を前記密閉容器７のう
ち還元井４の内部に挿入されている部分の外周に密着し
て巻き付けた構成とされている。
の作動流体11を飽和液まで加熱する予熱部18が形成され
ており、これは例えば各散布管10を前記密閉容器７のう
ち還元井４の内部に挿入されている部分の外周に密着し
て巻き付けた構成とされている。
つぎに上記のように構成された装置の作用について説明
する。
する。
生産井１から汲み上げられた熱水は、発電設備３に送ら
れ、ここで過熱蒸気を発生させ、その過熱蒸気によって
タービンを介して発電機を駆動して発電が行なわれる。
また過熱蒸気を発生させた熱水は還元井ポンプ５によっ
て還元井４に戻される。その場合、還元井４に戻された
熱水は発電設備３を通過することにより温度および圧力
が低下しているものの未だ相当高温であり、したがって
ヒートパイプ６の下端部がその熱水によって加熱され
る。
れ、ここで過熱蒸気を発生させ、その過熱蒸気によって
タービンを介して発電機を駆動して発電が行なわれる。
また過熱蒸気を発生させた熱水は還元井ポンプ５によっ
て還元井４に戻される。その場合、還元井４に戻された
熱水は発電設備３を通過することにより温度および圧力
が低下しているものの未だ相当高温であり、したがって
ヒートパイプ６の下端部がその熱水によって加熱され
る。
熱水によって加熱されたヒートパイプ６では、還元井４
に挿入されている下端部の温度が高くなるのに対して、
タービン15より下側の冷却部12の温度が冷却コイル14に
よって冷されて温度が低くなるために、作動流体11の蒸
発および凝縮が生じる。すなわちヒートパイプ６の下端
部で作動流体11が蒸発し、その蒸気は、温度および圧力
の低い冷却部12に向けて高速で流動する。その間に作動
流体蒸気がタービン15の箇所を断熱膨張して通過し、そ
れに伴ってタービン15が駆動される。このタービン15に
は、マグネットカップリング16を介して発電機17が連結
されているので、発電機17が駆動されて発電が行なわれ
る。そしてタービン15を通過した作動流体蒸気は冷却部
12において熱を奪われて凝縮する。したがって冷却部12
がタービン15に対して背圧を与えており、その結果、タ
ービン15に対してはその入口側の初圧および出口側の背
圧が安定し、タービン15の回転すなわち発電が安定す
る。他方、冷却部12で凝縮した作動流体11は、液溜め部
８に一旦貯溜され、ここで重力を加圧源として圧縮を受
ける。しかる後、作動流体11は液分配ヘッダ９を介して
各散布管10に分配される。この時点での作動流体11は飽
和点以下に冷却された過冷却状態になっているが、散布
管10の内部を流れる間に作動流体11は予熱部18において
還元井４内の熱水によって直接もしくはヒートパイプ６
を介して間接的に加熱され、飽和液となる。そしてその
飽和状態の作動流体11は、各散布管10の先端部から、ヒ
ートパイプ６における蒸発部すなわち還元井４に挿入さ
れている部分の内面にスプレーされる。このようにスプ
レーされる作動流体11は予熱部18を通過して飽和液とな
っているので、ヒートパイプ６の内面に接触すると同時
に、外部からの熱で直ちに蒸発し、再度タービン15に向
けて流動する。
に挿入されている下端部の温度が高くなるのに対して、
タービン15より下側の冷却部12の温度が冷却コイル14に
よって冷されて温度が低くなるために、作動流体11の蒸
発および凝縮が生じる。すなわちヒートパイプ６の下端
部で作動流体11が蒸発し、その蒸気は、温度および圧力
の低い冷却部12に向けて高速で流動する。その間に作動
流体蒸気がタービン15の箇所を断熱膨張して通過し、そ
れに伴ってタービン15が駆動される。このタービン15に
は、マグネットカップリング16を介して発電機17が連結
されているので、発電機17が駆動されて発電が行なわれ
る。そしてタービン15を通過した作動流体蒸気は冷却部
12において熱を奪われて凝縮する。したがって冷却部12
がタービン15に対して背圧を与えており、その結果、タ
ービン15に対してはその入口側の初圧および出口側の背
圧が安定し、タービン15の回転すなわち発電が安定す
る。他方、冷却部12で凝縮した作動流体11は、液溜め部
８に一旦貯溜され、ここで重力を加圧源として圧縮を受
ける。しかる後、作動流体11は液分配ヘッダ９を介して
各散布管10に分配される。この時点での作動流体11は飽
和点以下に冷却された過冷却状態になっているが、散布
管10の内部を流れる間に作動流体11は予熱部18において
還元井４内の熱水によって直接もしくはヒートパイプ６
を介して間接的に加熱され、飽和液となる。そしてその
飽和状態の作動流体11は、各散布管10の先端部から、ヒ
ートパイプ６における蒸発部すなわち還元井４に挿入さ
れている部分の内面にスプレーされる。このようにスプ
レーされる作動流体11は予熱部18を通過して飽和液とな
っているので、ヒートパイプ６の内面に接触すると同時
に、外部からの熱で直ちに蒸発し、再度タービン15に向
けて流動する。
以上の作動流体11を介した熱サイクルを図に示せば第２
図のとうりであり、符号１で示す飽和液が熱水から熱を
受けて蒸発し、符号２で示す飽和蒸気となる。この状態
はタービン15の入口の状態であって、タービン15を通過
して断熱膨張し、符号３′で示す状態まで圧力およびエ
ンタルピを低下させる。そして冷却部12で熱を奪われる
ことにより作動流体11は等圧下でエネルギを失い、符号
４′で示す過冷却液となる。これは作動流体11が液溜め
部８に滴下する状態であり、しかる後に液溜め部８にお
いて重力により加圧されて符号５′で示す状態になる。
したがって液溜め部８における作動液は過冷却度の高い
液体であるから、気泡の混入が殆どなく、密度が高いた
めに液分配ヘッダ９の部分もしくはそれ以降の部分にお
ける圧縮の度合が高くなる。そして散布管10の途中に形
成した予熱部18を通過することにより、符号１で示す飽
和液まで加熱される。
図のとうりであり、符号１で示す飽和液が熱水から熱を
受けて蒸発し、符号２で示す飽和蒸気となる。この状態
はタービン15の入口の状態であって、タービン15を通過
して断熱膨張し、符号３′で示す状態まで圧力およびエ
ンタルピを低下させる。そして冷却部12で熱を奪われる
ことにより作動流体11は等圧下でエネルギを失い、符号
４′で示す過冷却液となる。これは作動流体11が液溜め
部８に滴下する状態であり、しかる後に液溜め部８にお
いて重力により加圧されて符号５′で示す状態になる。
したがって液溜め部８における作動液は過冷却度の高い
液体であるから、気泡の混入が殆どなく、密度が高いた
めに液分配ヘッダ９の部分もしくはそれ以降の部分にお
ける圧縮の度合が高くなる。そして散布管10の途中に形
成した予熱部18を通過することにより、符号１で示す飽
和液まで加熱される。
なお従来のヒートパイプ式発電機における熱サイクルを
第２図に併せて示せば、破線のとうりであり、放熱する
ことにより符号４で示す飽和液となった作動流体は重力
を加圧源として圧縮されて符号５で示す過冷却状態にな
り、そのまま直接ヒートパイプの蒸発部に向けてスプレ
ーされていた。その結果、従来では、符号５から符号１
までのエンタルピの増加の後に作動流体が蒸発すること
になり、作動流体の蒸発が迅速には生じず、そのため作
動流体の蒸発を生じる面が作動液に覆われて蒸発面が少
なくなっていた。また外部仕事すなわち発電に供される
熱量が符号２で示す状態から符号３で示す状態までの熱
量であるから、前記の装置と比較して効率が低い。
第２図に併せて示せば、破線のとうりであり、放熱する
ことにより符号４で示す飽和液となった作動流体は重力
を加圧源として圧縮されて符号５で示す過冷却状態にな
り、そのまま直接ヒートパイプの蒸発部に向けてスプレ
ーされていた。その結果、従来では、符号５から符号１
までのエンタルピの増加の後に作動流体が蒸発すること
になり、作動流体の蒸発が迅速には生じず、そのため作
動流体の蒸発を生じる面が作動液に覆われて蒸発面が少
なくなっていた。また外部仕事すなわち発電に供される
熱量が符号２で示す状態から符号３で示す状態までの熱
量であるから、前記の装置と比較して効率が低い。
発明の効果 以上の説明から明らかなようにこの発明の発電装置で
は、従来、単に還元井に還流させていた熱水からエネル
ギを取り出して発電を行なうことができるから、生産井
から汲み上げた熱水の有するエネルギのうち電気に変換
される割合が多くなり、全体としてのエネルギ効率が向
上する。またこの発明の装置では、液相の作動流体を飽
和液まで加熱する予熱部を設けたので、ヒートパイプの
うち還元井に挿入された部分の内面にスプレーした作動
流体の蒸発が迅速化され、その結果、ヒートパイプの所
謂蒸発部の内面が液相の作動流体で覆われることによる
熱伝達率の低下を防止することができる。さらにタービ
ンの出口側に冷却部を設けたことによりタービンの背圧
が安定してタービンの出力が安定し、また熱効率が向上
し、ひいては発電量を安定させることができる。
は、従来、単に還元井に還流させていた熱水からエネル
ギを取り出して発電を行なうことができるから、生産井
から汲み上げた熱水の有するエネルギのうち電気に変換
される割合が多くなり、全体としてのエネルギ効率が向
上する。またこの発明の装置では、液相の作動流体を飽
和液まで加熱する予熱部を設けたので、ヒートパイプの
うち還元井に挿入された部分の内面にスプレーした作動
流体の蒸発が迅速化され、その結果、ヒートパイプの所
謂蒸発部の内面が液相の作動流体で覆われることによる
熱伝達率の低下を防止することができる。さらにタービ
ンの出口側に冷却部を設けたことによりタービンの背圧
が安定してタービンの出力が安定し、また熱効率が向上
し、ひいては発電量を安定させることができる。
さらにこの発明の発電装置では、ヒートパイプを有する
閉ループの部分は、生産井から汲み上げた熱水を直接利
用して発電を行なう発電設備の部分とは全く別系路、別
配管となっているため、既設の地熱発電設備をそのまま
利用し、その還元井に単にヒートパイプの下端部を挿入
するだけでこの発明の装置全体を構成することができ、
したがって既設の地熱発電設備にほとんど手を加えるこ
となく、既設の設備の有効利用を図りながら、その熱水
の熱利用効率を簡単かつ容易に高めることができる。
閉ループの部分は、生産井から汲み上げた熱水を直接利
用して発電を行なう発電設備の部分とは全く別系路、別
配管となっているため、既設の地熱発電設備をそのまま
利用し、その還元井に単にヒートパイプの下端部を挿入
するだけでこの発明の装置全体を構成することができ、
したがって既設の地熱発電設備にほとんど手を加えるこ
となく、既設の設備の有効利用を図りながら、その熱水
の熱利用効率を簡単かつ容易に高めることができる。
第１図はこの発明の一実施例を示す模式図、第２図はそ
の熱サイクルを示す略解図である。 １……生産井、３……発電設備、４……還元井、６……
ヒートパイプ、７……密閉容器、８……液溜め部、10…
…散布管、11……作動流体、12……冷却部、15……ター
ビン、17……発電機。
の熱サイクルを示す略解図である。 １……生産井、３……発電設備、４……還元井、６……
ヒートパイプ、７……密閉容器、８……液溜め部、10…
…散布管、11……作動流体、12……冷却部、15……ター
ビン、17……発電機。
Claims (1)
- 【請求項１】生産井から汲み上げた熱水を発電設備に通
して発電を行なうとともに、発電設備を通過した熱水を
還元井を介して地中に還流させる地熱発電装置におい
て、 真空排気した密閉管の内部に蒸発および凝縮を行なう作
動流体を封入したヒートパイプの下端部を、前記還元井
の内部に挿入し、かつ前記ヒートパイプは、前記密閉管
の上端部を下方に曲げ返すとともに、その曲げ返した部
分に液溜め部を設け、さらにその液溜め部に散布管を接
続するとともに、その散布管の中間部に前記熱水の熱に
よって液相作動流体を飽和液まで加熱する予熱部を形成
し、かつその散布管の端部を前記密閉管のうち前記還元
井の内部に挿入されている部分の内周面に向けて開口さ
せ、さらに前記液溜め部の上側に作動流体を飽和液とな
る温度以下に冷却する冷却部を設けるとともにその冷却
部より作動流体蒸気の流動方向での上流側にタービンを
配置した構成とし、さらに前記タービンを発電機に連結
したことを特徴とする地熱発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63084750A JPH0792046B2 (ja) | 1988-04-06 | 1988-04-06 | 地熱発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63084750A JPH0792046B2 (ja) | 1988-04-06 | 1988-04-06 | 地熱発電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01259767A JPH01259767A (ja) | 1989-10-17 |
| JPH0792046B2 true JPH0792046B2 (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=13839369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63084750A Expired - Lifetime JPH0792046B2 (ja) | 1988-04-06 | 1988-04-06 | 地熱発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0792046B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105406768A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-03-16 | 沈阳化工大学 | 一种利用地暖温差发电的信号灯装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4927136B2 (ja) * | 2009-09-03 | 2012-05-09 | 株式会社九州パワーサービス | 地熱発電装置 |
| JP2012041832A (ja) * | 2010-08-17 | 2012-03-01 | Docon Co Ltd | 温度差発電システム |
| JP2013051769A (ja) | 2011-08-30 | 2013-03-14 | Kobe Steel Ltd | 動力発生装置および動力発生方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6165078A (ja) * | 1984-09-04 | 1986-04-03 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 地熱発電装置 |
| JPS6179942A (ja) * | 1984-09-26 | 1986-04-23 | Shimizu Constr Co Ltd | 地熱発電方法および装置 |
| JPS62214278A (ja) * | 1986-03-14 | 1987-09-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 地熱発電システム |
| JPS62298668A (ja) * | 1986-06-16 | 1987-12-25 | Fuji Electric Co Ltd | 地熱発電システム |
-
1988
- 1988-04-06 JP JP63084750A patent/JPH0792046B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105406768A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-03-16 | 沈阳化工大学 | 一种利用地暖温差发电的信号灯装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01259767A (ja) | 1989-10-17 |
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