JPS63280900A - エアリフト装置におけるエネルギ−回収装置 - Google Patents

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、エアリフト装置で発生するエネルギーの有効
利用を図るエネルギー回収装置に関する。

従来の技術 １］１゛えば台船）から海底に降下されるとともに下端
に空気供給装置と、採取管から排出される空気、海水、
固形物をそれぞれに分離する分離槽とから構成されてお
巾、さらに上記空気供給装置は、複数段に設けられたニ
アコンプレッサと、このニアコンプレッサを回転駆動さ
せるモータと、上記ニアコンプレッサによシ圧縮された
空気を冷却する空気冷却器とから構成されている。この
エアリフト装置において、空気供給装置により採取管内
に空気が供給されると、採取管内で空気が上昇し、同時
に海水も上昇するため、コレクタより固形物が海水と一
緒に採取管内に吸込まれて海面上に引揚げられる。引揚
げられ九混合物は分＃Ｉ摺内に入ジ、ここで空気、海水
、固形物にそれぞれ分離される。

発明が解決しようとする問題点 上記従来の構成によると、空気冷却器で圧縮空気を冷却
するが、ここで奪われた熱は利用されずそのまま放出さ
れており、また引揚げられた混合；ＩＨ’：、”、Ａと
もに、まだ圧力が残っている空気（５〜１０Ｋｇ／ｄ；
３ゝ 程度）も大気に放出されておシ、エネルギーが無駄に消
費されているという問題があった。

そこで、本発明は上記問題を解消し得るエアリフト装置
におけるエネルギー回収装置を提供することを目的とす
る。

問題を解決するための手段 上記問題を解決するため、本発明のエアリフト装置にお
けるエネルギー回収装置は、下端が水底に開口されると
ともに上端が水面上に開口された採取管と、この採取管
途中に空気を供給する空気圧縮機と、上記採取管を介し
て引揚げられる気固液の混合物音それぞれに分離する気
固液分離装置とから構成されたエアリフト装置のエネル
ギー回収装置であって、発電機に連結され九タービンと
、このタービンの出口と入口との間でタービン作動流体
を循環させる循環路と、この循環路途中のタービン入口
寄シに介装されて上記空気圧縮機で圧縮された空気の持
つ熱により作動流体を加熱して蒸発させる蒸発器と、上
記循環路途中のタービン出口寄りに介装されてタービン
を通過した作動流腔空気を上記空気圧縮機に戻す空気移
送路とから二ゝ １成したものである。

□；作　用 、、ｉｆ上記構成におｈては、エアリフト装置側の空気
圧縮機で圧縮された空気の持つ熱によジタービン作動流
体を蒸発させて、この蒸気によりタービンを作動させて
発電を行なうとともに、タービンから出た蒸気をエアリ
フト装置側の分離装置で分離された低温水により凝縮さ
せて再使用し、一方分離装置で分離された圧力のある空
気は空気圧縮機に戻されて再使用され、それぞれエネル
ギーの回収が行なわれる。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。

１はエアリフト装置で、例えば海底から鉱物を引揚げる
ためのものである。このエアリフト装置１は、下端がコ
レクタ（掻寄せ具）２に接続されて海底に開口されると
ともに上端が海面上の浮遊構造物（図示せず）上に開口
された採取管３と、この採取管３の下部途中に空気を供
給する空気供゛：″”袷装置４と、上記採取管３を介し
て引揚げられる一気固液の混合物をそれぞれ分離する気
固液の分離°・；いる。また上記空気供給袋ｆｆ１４は
コンプレッサ（空□気圧縮機）６と、このコンプレッサ
６を駆動するモータ７と、上記コンプレッサ６にフィμ
ター８を介して空気を導く空気導入管９と、上記コンプ
レッサ８から出た空９ＩＣｔ−採取管３に供給する空気
供給管１０とから構成されている。１１は上記エアリフ
ト装置１で発生したエネルギーの回収を図るためのエネ
ルギー回収装置で、発電機１，２に連結され九タービン
１３と、このタービン１３の出口と入口との間でタービ
ン作動流体例えばフロンを循環させる循環管（循環路）
１４と、この循環管１４途中のタービン人口寄りに介装
されて上記コンプレッサ６の中間段から引出された空気
引出管１５内を流れる空気の熱によりフロン液を加熱し
て蒸発させる第１蒸発器１６と、同じく循環管１４途中
のさらにタービン入口寄りに介装されて上記コンプレッ
サ６の終段すなわち空気供給管１０内を流れる空気の熱
によシフロン液を加熱して蒸発させる第２蒸発器１７と
、上記循環管１４途中のタービン出口寄りに介装によシ
凝縮させる凝縮器１８と、この凝縮器１８と第斤マ蒸発
器１６との間の循環管１４途中に介装されたフロン用ポ
ンプ１９と、さらに途中にフィルターサイレンサ２０を
有して上記分離槽５内で分離された圧力が伐っている空
気をコンプレッサ６の中間段に戻す空気移送管（空気移
送路）２１とから構成されている。また分離槽５と凝縮
器１８との間には、海水移送管２２が設けられている。

次に、作用について説明する。

まず、エアリフト装置１側について説明する。

モータ７が回転している状態において、空気導入管９よ
シ吸込まれた空気は、コンプレッサ６で圧力が高められ
、空気供給管１０を介して採取管３途中に供給される。

採取管３内に入った高圧空気は、管内を上昇すると同時
に海水も上昇させ、下端のコレクタ２から海水とともに
固形物例えば鉱物を吸込む。採取管３内に吸込まれた鉱
物および海水は圧縮空気と一緒に海面上に上昇されて気
固液の分離槽５内に入り、ここでそれぞれ圧縮空気、海
水および鉱物に分離される。

次に、エネルギー回収装置１１側について説明すの高圧
空気の持つ熱により加熱蒸発が促進される。

このフロン蒸気はタービン１３に入り、発電機１２を回
転させた後、凝縮器１８で分離槽５から海水移送管２２
を介して送られる低温の海水により凝縮再生される。そ
して、この凝縮された７ｏン液は、ポンプ１９により再
び蒸発器１６．１７に送られて上記発ｗＬ作用が繰返し
て行なわれる。

一方、気固液の分離槽５内で分離され念圧力がまだ残っ
ている空気は、空気移送管２１を介してコンプレッサ６
の中間段に戻されて、圧縮されて再使用される。このよ
うに、コンプレッサ６の中間段および終段での空気の持
つ熱を高熱源とするとともに分離［５からの海底近くの
低温度の海水を低熱源として、フロンの熱サイクルを構
成し、この熱サイクμによジタービンを回転させて発電
を行なうように成し、しかも分離槽で分離された圧力の
ある空気をコンプレッサ６に戻して再使用するようにし
たので、エアリフト装置１側が発生するエネルギーを回
収することができる。

１ｉらにこの凝縮されたフロン液を海面近くの温度と一
゛ の高い海水により加熱して、フロン液の温度を高めてか
ら蒸発器に送るようにしてもよい。ま之、上記実施例に
おいては、コンプレッサからの圧縮空気を、直接、各蒸
発器に導いたが、圧縮空気の持つ熱を一旦別の熱媒体に
与え、そしてこの熱媒体を各蒸発器に導いてフロン液を
加熱蒸発させるようにしてもよい。さらに、上記実施例
においては、コンプレッサを１台しか設けなかったが、
複数台例えば低圧コンプレッサ、中圧コンプレッサおよ
び高圧コンプレッサを直列に接続して多段に圧縮を行な
うようにしてもよい。勿論、この場合、各コンプレッサ
の中間段から空気が引出されて、その空気の持つ熱がフ
ロン液の加熱蒸発に利用される。なお、タービン作動流
体の一例としてフロンを説明したが、このものに限定さ
れることはない。

発明の効果 上記本発明の構成によると、空気圧縮機で圧縮された空
気の持つ熱を高熱源とするとともに気固液分離装置から
の低温水を低熱源として、作動流で、従来放出されてい
た空気冷却器で生じる熱エネルギー、分離装置からの空
気の持つ圧力エネルギーおよび低温水の持つ熱エネルギ
ーを有効に利用でき、すなわちエネルギーの回収を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例全示す全体概略構成図である。 １・・・エアリフト装置、３・・・採取管、４・・・空
気供給装置、５・・・分離槽（気固液分離装置）、６・
・・コンプレッサ（空気圧縮器）、１１・・・エネμギ
ー回収装置、１２・・・発電機、１３・・・タービン、
１４・・・循環管（循環路）、１６・・・第１蒸発器、
１７・・・第２蒸発器、１８・・・凝縮器、２１・・・
空気移送管（空気移送路）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、下端が水底に開口されるとともに上端が水面上に開
   口された採取管と、この採取管途中に空気を供給する空
   気圧縮機と、上記採取管を介して引揚げられる気固液の
   混合物をそれぞれに分離する気固液分離装置とから構成
   されたエアリフト装置のエネルギー回収装置であって、
   発電機に連結されたタービンと、このタービンの出口と
   入口との間でタービン作動流体を循環させる循環路と、
   この循環路途中のタービン入口寄りに介装されて上記空
   気圧縮機で圧縮された空気の持つ熱により作動流体を加
   熱して蒸発させる蒸発器と、上記循環路途中のタービン
   出口寄りに介装されてタービンを通過した作動流体蒸気
   を、上記分離装置で分離された低温水により凝縮させる
   凝縮器と、上記気固液分離装置からの空気を上記空気圧
   縮機に戻す空気移送路とから構成したことを特徴とする
   エアリフト装置におけるエネルギー回収装置。