JPS6111567A - 地下水の熱回収装置 - Google Patents

地下水の熱回収装置

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JPS6111567A
JPS6111567A JP59132213A JP13221384A JPS6111567A JP S6111567 A JPS6111567 A JP S6111567A JP 59132213 A JP59132213 A JP 59132213A JP 13221384 A JP13221384 A JP 13221384A JP S6111567 A JPS6111567 A JP S6111567A
Authority
JP
Japan
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water
pipe
underground
groundwater
well
Prior art date
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Pending
Application number
JP59132213A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsumi Fujima
藤間 克巳
Makoto Yamamoto
山本 允
Keisuke Kasahara
敬介 笠原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mayekawa Manufacturing Co
Original Assignee
Mayekawa Manufacturing Co
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Publication date
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Publication of JPS6111567A publication Critical patent/JPS6111567A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24TGEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
    • F24T10/00Geothermal collectors
    • F24T10/20Geothermal collectors using underground water as working fluid; using working fluid injected directly into the ground, e.g. using injection wells and recovery wells
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/10Geothermal energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野] 本発明は地下水4地上に汲み上げ地下水を111東する
ことなく地下水から熱を回収する装置に関する。
〔従来の技術〕
地下水の熱を利用する場合、従来は地下に豊富な渇水が
存在するとぎは、井戸ポンプを利用してこれを地上に汲
み上げて熱交換により該地下水の有する熱を利用した後
、河川等に放流していた。
また、汲み上げた温水は顕熱熱交換器で熱回収を行なっ
ていた。
〔発明が解決しようどする問題点〕
従来の技術では、地下の自然水位が低いとき(よ過大な
ポンプ動力が必要であり、しかも汲み上げた渇水の熱交
換は顕熱熱交換器で行なうので、水頭、流速を出すため
と多量の水量を汲み上げる!ごめのポンプ動力が大どな
り、かつ熱交換器の寸法も大型とならざるを得なかった
。また従来の技術(1,1,II田川後IIl!lll
河川に流して棄てでしまってい!、二の(・地下水資源
の枯渇、地盤沈下の原因と1)/Nつでいた1、また法
的規制ににり次第に汲み」−げることが困Nilになっ
て来ている。
本発明はこのような従来技術の問題点を解決(ることを
目的ど1゛る。
〔問題点を解決゛りるための手段〕
本発明の地下水の熱回収装置は、地下帯水層及び地下)
7元層にそれぞれ連通する通水[1を有し、かつこの内
通水口のそれぞれの位置の中間部分において内部がL下
に仕切られる仕切板を有する井戸管ど、1戸管内にあっ
て前記仕切板を貫通し地下帯水層からの地下水を地上に
導く導水管と、この導水管に連結する蒸発凝縮器と、蒸
発凝縮器において凝縮熱をhx出した地下水を再び井戸
管に還流させる戻し管とからなる(第1の発明)。
また本発明の地下水の熱回収装置は、地下帯水層及び地
下還元層にイれぞれ連通する通水口を右し、かつこの内
通水[1のそれぞれの位置の中間部分において内部が上
下に仕切られる仕切板を有する井戸管と、J−t j1
管内の水面よりトI)におい(Ill下水を7ラツシー
7蒸発さI!る装置と、フラッシュ蒸発した蒸気をIt
!i I lll <導管と、導管に連結する凝縮器と
、凝縮器において凝縮熱を放出した地下水を井戸管に還
流させる戻し管とからなる(第2の発明)。
更に本発明の地下水の熱回収装置は、地下帯水層に連通
ずる通水口を有する第1の井戸管と、地下還元層に連通
ずる通水口を有する第2の井戸管と、第1の井戸管から
地下水を地上に導く導水管と、導水管に連結する蒸発凝
縮器と、蒸発凝縮器において凝縮熱を放出した地下水を
第2の井戸管に還流させる戻し管とからなる(第3の発
明)。
〔作用〕
本発明は、地下帯水層と地下還元層に連通させた井戸管
により地下水を先ず地下帯水層から汲み出し、これを減
圧区域においてフラッシュ蒸発させ、得られた蒸気の保
有する潜熱をヒートポンプサイクルの蒸発器の熱源とし
て利用して冷媒を蒸発させるとともに、前記蒸気を凝縮
させ、この凝縮地上水を出び地下3ψ元層に戻Jように
作用が行イ1わhイ)。
(実施例) 第1図131、第1の発明の実施例であって、月導管1
は■ブラの地下帯水層2に連通する通水口4ど上方の地
下′Jψ元層3に連通する通水n 5を有づる。
月導管1内の通水口4と通水口50両(1′l fFl
の中間の適宜のイず!置には月導管1内を1下に仕切る
イl切板6が設【)られる。7は深月戸ポンプで仕切板
6を貞通する導水管8により地下帯水層2から地下水を
汲み上げ導水管8に連通する蒸発凝縮器11に流入さゼ
る。
蒸発凝縮器11は隔壁12によりフラッシコ蒸発室13
ど凝縮室14に区分される。各室は多段の区分室に形成
され隔壁12には画室を連絡り−る通気[115がある
導水管8からフラッジ」蒸発室13に流入された地下水
(渇水)はノズル16からフラッシュ蒸発しつつ順次上
段より下段へとカスケード式に流れ最下段の区分室17
に不純分水である濃縮水が貯溜する。
各区分室でフラッジI蒸発しIC蒸気は通気1−11!
iを通過する際に水分を除去され凝縮室14の各1メ分
室において熱をh’l出し75縮りる。
凝縮室14の各IX分至を1−下にc1通しC蒸発管1
8が段重Jられる3、この175.発tへ、181;I
llニートボン−シリ−Cクルの冷媒蒸発の!1川を宋
りるどこ6でル)−)で、凝縮室14内に流入しl、:
蒸気は蒸発?rylB中の冷媒に蒸発潜熱を与えること
により凝縮し凝縮室1/l内の各区分室は減圧状態に保
持され、蒸発室13を減月−下におぎフラッシュ蒸発の
次々の流入を促進覆る。
真空ポンプ27は各区分室を適宜の減圧に保ち、蒸発室
13の蒸発を促進させ、凝縮量を増加させる。
ヒートポンプ勺イクルは次のように形成される。
圧縮機21により圧縮された冷媒は冷媒凝縮器22で凝
縮した後、膨張弁23、サージドラム24の下部を経て
凝縮室14の下部から蒸発管18に流入し管内を上昇し
つつ蒸発し上部からサージドラム24に流入した後、再
び圧縮機21に戻る。冷媒凝縮器22において加熱管2
5により他の負荷媒体に熱が与えられる。凝縮室14の
各区分室内の凝縮水は順次落下口20」、すF方に落ノ
)る。28はフラッシコ蒸発室13の各区分室の掃除口
である。掃除口2Bから各区分室内のヘト1−1等を除
去J−ることができる。
フシッシ71蒸発室13の最下段の区分室17に貯溜し
lζ淵縮水(+戻し管31より1(導管1内に還流し、
水頭に、J、り地下還元層3に戻される。また凝縮室1
4のJi小段の区分室19に貯溜した冷却凝縮水はポン
プ32にJ:り戻1〕管33を経て月導管1に運流し、
水頭にJ:すIt!i ’F 還元層3に戻される。
前記のように地下41シ水層2から深月戸ポンプ7にに
り汲み上げられた地下水の量と略同量の水が再び地下還
元層3に戻される。しかし場合により冷却凝縮水は清水
として用いられるので地下に戻さず取出して別個の目的
に利用することも勿論できる。
本発明は特に地下水が汚れている場合には利用されるが
濃縮水は戻し管31の中間に汚泥除去槽を設けて還元層
の目づまりをなくすJ:うにすることで清浄水として還
元される。
第2図は第2の発明の実施例Cあ・)’−(、第1図と
同一符号の部分は均等な構造、作用を右し−(いる。
本実施例では、第1図の実施例の蒸発凝縮器11の機能
を2つに分t〕で分担さ1!ている。すイrわら、深井
戸ポンプ7により地下帯水層2から汲み上げられた地下
水は井戸管1内に設(すられた導水管40の多数のノズ
ル41から地下水面にり子方に形成される減圧区域にお
いてフラッシュ蒸発し、蒸気だけが導管42中を導かれ
て地−にの凝縮器43に導入される。凝縮器43は内部
にヒートポンプサイクルの蒸発器44を設けであるので
蒸気は凝縮し内部を減圧状態に保持されるとともに熱を
蒸発器44の冷媒に与え、凝縮した清水は導管45を経
て貯水槽46に貯溜され、戻し管47を経て井戸管1内
のノズル41より下方に戻される。場合により清水を取
tij管11より外部に取出し適宜の用途に利用するこ
ともできる。
49は真空ポンプである。ヒートポンプサイクルの蒸発
器44で冷媒の吸収した熱量は加熱管25内を流れる仙
の?’+ 7ji !l!I!体に放出される。
本実施例は、第1図の実施例J:す11戸の浅い場合に
適()ている、。
第3図は本発明の第3の発明の実施例であって、第1図
と同一符号の部分は均等な構造、作用を有している。
本実施例では、吸入するための第1の11戸導管1ど戻
すための第2のJ十導管52とが設けられる。すなわり
、月導管51により地下帯水層2から地下水が汲み十げ
られ熱を放出した後、月導管52から地下還元層3に戻
される。
本実施例は、第1図の実施例のように11!l下帯水層
2ど地下19元層3どに一本のj1戸菅にJ:り連絡で
きない場合に適している。
〔発明の効1! ) 本発明に。1、れば、地下水を汲み上げて該地下水の温
熱だ【フ吸熱し、その後【ま地下水をrIJび11!!
下に還流させるのであるから地下資源の枯渇、地盤沈下
などの弊害を起すことがない。
また、本発明にJ:れば、地下水の温熱を顕然利用のh
法χ゛取出C1のでは41り潜熱どしτ取出(1のであ
るから、It!1 F水の水吊す少1M−(”よ(、し
lこがってポンプf’JI :h 4)小ざく1号む。
また、本発明によれば、不純分ヤ)ス))−ルの多い地
下水からヘト【1を取り除い−(,111! ’T;に
3!元!l−ることもでき、II!I ’F水J、すb
クリーンイ「清水を1!することもでさる。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図及び第3図はそれぞれ本発明の異なる実
施例のフローシードダイヤグラムである。 1・・1戸管、2・・地下帯水層、3・・地下還元層、
4,5・・通水口、6・・仕切板、8・・導水管、11
・・蒸発凝縮器、31.33・・戻し管、40・・「フ
ラッシュ蒸発させる装置」のための導水管、41・・「
フラッシュ蒸発させる装置」のためのノズル、42・・
導管、43・・凝縮器、47・・戻し管、51・・第1
の井戸管、52・・第2の11戸管。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)地下帯水層及び地下還元層にそれぞれ連通する通
    水口を有し、かつ両通水口位置の中間部において内部が
    上下に仕切られる仕切板を有する井戸管、井戸管内にあ
    って前記仕切板を貫通し地下帯水層からの地下水を地上
    に導く導水管、導水管に連結する蒸発凝縮器、蒸発凝縮
    器において凝縮熱を放出した地下水を井戸管に還流させ
    る戻し管からなることを特徴とする地下水の熱回収装置
  2. (2)導水管の下部に深井戸ポンプを設け、蒸発凝縮器
    内の濃縮水を井戸管に還流させる戻し管を有することを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の地下水の熱回収
    装置。
  3. (3)蒸発凝縮器を隔壁によりフラッシュ蒸発室と凝縮
    室に区分し、隔壁に蒸気のみを凝縮室に導く通気口を設
    け、凝縮室にはヒートポンプサイクルの冷媒蒸発管を設
    けたことを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項
    記載の地下水の熱回収装置。
  4. (4)フラッシュ蒸発室と凝縮室とを多段に形成し、フ
    ラッシュ蒸発室には掃除口を設けたことを特徴とする特
    許請求の範囲第1項、第2項又は第3項記載の地下水の
    熱回収装置。
  5. (5)地下帯水層及び地下還元層にそれぞれ連通する通
    水口を有し、かつ両通水口位置の中間部において内部が
    上下に仕切られる仕切板を有する井戸管、井戸管内の水
    面より上方において地下水をフラッシュ蒸発させる装置
    、フラッシュ蒸発した蒸気を地上に導く導管、導管に連
    結する凝縮器、凝縮器において凝縮熱を放出した地下水
    を井戸管に還流させる戻し管からなることを特徴とする
    地下水の熱回収装置。
  6. (6)井戸管内にあって仕切板を貫通し地下帯水層の地
    下水を井戸管内の水面より上方に導く導水管、導水管の
    下部に設けられた井戸ポンプ、前記水面より上方におい
    て地下水をフラッシュ蒸発させるため前記導水管に設け
    られた噴出口を有するフラッシュ蒸発装置からなること
    を特徴とする特許請求の範囲第5項記載の地下水の熱回
    収装置。
  7. (7)凝縮器内にヒートポンプサイクルの冷媒蒸発管を
    設け、戻し管の井戸管内の開口を噴出口より下方に設け
    ることを特徴とする特許請求の範囲第5項又は第6項記
    載の地下水の熱回収装置。
  8. (8)地下帯水層に連通する通水口を有する第1の井戸
    管、地下還元層に連通する通水口を有する第2の井戸管
    、第1の井戸管から地下水を地上に導く導水管、導水管
    に連結する蒸発凝縮器、蒸発凝縮器において凝縮熱を放
    出した地下水を第2の井戸管に還流させる戻し管からな
    ることを特徴とする地下水の熱回収装置。
  9. (9)導水管の下部に深井戸ポンプを設け、蒸発凝縮器
    を隔壁によりフラッシュ蒸発室と凝縮室に区分し、隔壁
    に蒸気のみを凝縮室に導く通気口を設け、凝縮室にはヒ
    ートポンプサイクルの冷媒蒸発管を設けたことを特徴と
    する特許請求の範囲第8項記載の地下水の熱回収装置。
JP59132213A 1984-06-27 1984-06-27 地下水の熱回収装置 Pending JPS6111567A (ja)

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