JPS6030429B2

JPS6030429B2 - 熱水造成設備

Info

Publication number: JPS6030429B2
Application number: JP56069695A
Authority: JP
Inventors: 昌洋黒河; 有孝山田; 英樹古林
Original assignee: Hitachi Shipbuilding and Engineering Co Ltd
Current assignee: Kanadevia Corp
Priority date: 1981-05-08
Filing date: 1981-05-08
Publication date: 1985-07-16
Also published as: JPS57184886A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は熱水造成設備に関する。

近年、地熱水は発電等に利用されており、この地熱水は
熱供給源として利用できればよいが、しかしながらこの
地熱水中には、枇素、カルシウム、シリカ等が多量に含
まれているので直接供給することができない。

そこで、この地熱水を利用して河川水、井戸水等の熱水
に熱交換することが考えられている。ところで、従来の
熱水造成設備の熱交換装置は、第１図及び第２図に示す
ように、一個の横直円筒容器１内にその藤心方向の且つ
上部開口の仕切板２が立設されて、加熱流体ａの蒸発室
３と被加熱流体ｂの加熱室４とがそれぞれ達通自在に形
成され、更に該円筒容器１は鞠心方向で複数個の横隔壁
５により区切られて多段式に且つ直接接触式にされてい
る。上記熱交換装置を地熱水と河川水との熱交換に適用
する場合、それぞれ金属に対する腐食の機構が異なるた
め、容器材料選定及び地熱水に含まれる有害成分除去等
に問題がある。

本発明は上記問題を解消し得る熱水造成設備を提供する
ものである。

以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。

先ず、第３図のフローシートにより熱水造成設備の概略
を説明すると、加熱流体である地熱水Ａは一且地熱水貯
湯槽１１に入った後、熱交換装置１２に送られる。一方
被加熱流体である河川水Ｂはその貯水槽１３からポンプ
１４により上記熱交換装置１２に送られる。そして、上
記熱交換装置１２内で、蒸気による直接接触式熱交換が
行なわれ、熱が奪われた地熱水は貯湯槽１５及びポンプ
１６を介して地中Ｃに戻され、また熱せられた河川水は
熱水Ｄとなり一旦熱水貯湯槽１７に送られた後消費地に
供給される。次に、各機器を図面に基づき詳細に説明す
る。

熱交換装置１２は、第４図〜第６図に示すように、地熱
水の蒸発器１８と、河川水の加熱器１９とから構成され
ている。上記蒸発器１８は、第７図及び第８図に示すよ
うに、一個の藤層円筒容器２０内に４個の仕切板２１に
より５個の蒸発室２２が形成されて多段フラッシュ式に
されている。即ち、地熱水の入口２３側から出口２４側
に向かって、各蒸発室２２は順次減圧されている。上記
仕切板２１の下部には隣鞍する蒸発室２２，２２を互い
に蓮通可能にすると共に上手側の蒸発室２２内に突出す
る蓮通管２５が設けられている。議運通管２５にはその
蒸発室２２内の地熱水液面を制御する液面目勤制御弁２
６が内蔵されている。なお、該液面目動制御弁２６は、
第７図に示すように、最終段蒸発室２２ｅを除き、同じ
室内に設けられた液面指示計（第１１図に示す）２７か
らの信号により作動させられて、流出側制御が成されて
いる。更に、上記連通管２５を介して、地熱水が次段の
蒸発室２２内に吸引移送された際に生じる液面の動揺を
防止するために、蓮通管開口２５ａ前面に邪魔板２８が
立設されると共に、その上方には仕切板２１から傾斜板
２９が突設されている。そして、最終段蒸発室２２ｅ内
の地熱水はその水頭により自然排水可能なようにされて
いる。即ち、地熱水の出口２４には地熱水排出管（第１
１図参照）３０の上端が接続され、またその下端は十分
な垂直距離を有して設けられた貯傷槽１５内に開□され
ている。３１は各蒸発室２２の上部に設けられた蒸気取
出口で後述する加熱器１９に接続されている。３２は蒸
発器１８の前後に設けられた通気口、３３はマンホール
、３４はハンドホール、３５はのぞき窓、３６は液面指
示計２７取付口である。

次に、加熱器１９は、第９図及び第１０図に示すように
、一個の機暦円筒容器３７内に４個の仕切板３８‘こよ
り５個の加熱室３９ａ〜３９ｅが形成され、上記蒸発器
１８の各蒸発室３９に対応する多段式にされている。即
ち、各蒸発室３９の上部には蒸気取入口４０が設けられ
、蒸発管４１を介してそれぞれ蒸発室２２と、これに対
応する加熱室３９とが連通されている。そして、各加熱
室３９の上部には、散水ノズル４２を有する散水管４３
が設けられて、河川水を散水するようにされている。従
って、蒸発室２２で地熱水の一部が蒸発して蒸気となり
、この蒸気は蒸気管４１を介して加熱室３９に入り、散
水させられた河川水と接触して河川水を熱する。なお、
４４は散水板、４５は通気口、４６はマンホール、４７
はのぞき窓、４８は液面計４９の取付口である。ここで
、加熱器１９の河川水の流れを第１１図に基づき説明す
ると、上記蒸発器１８内の地熱水Ａは右方向ｃに流れる
が、河川水Ｂは逆方向則ち左方向ｄに流れるようにされ
ている。即ち、河川水Ｂは、先ずポンプ１４を介して供
給管５０より、その入口５１から一段目加熱室３９ａに
供孫台散水されて、最終段の蒸発室２２ｅからの蒸気に
より熱せられ、次に下部出口５２より移送用供給管５３
を介して２段目加熱室３９ｂに移送散水されて、４段目
蒸発室２２ｄからの蒸気により熱せられる。このように
、順次、各加熱室３９で地熱水Ａの蒸気Ｅにより加熱さ
れた河川水は熱水となり、後述する熱水貯湯槽１７に移
送される。５４は河川水の供給管５３及び熱水取出管５
５途中に設けられたポンプである。

そして、熱水の出口温度を一定に保っために、地熱水と
熱水（河川水）との流量が制御されている。即ち、地熱
水供給管５６には流量比自動制御弁５７が介菱されて、
流量比較器５８により、熱水流量に応じた地熱水が蒸発
器１８内に供給されるようにしている。また、５９は熱
水の流量を監視すると共にその流量を制御する流量自動
制御弁である。なお、６０，６１は上記自動制御弁５７
，５９の制御部である。そして、更に各加熱室３９の熱
水（河川水）出口温度を一定に保っために、次段加熱室
３９をバイパスするバイパス管６２が設けられている。
即ち、該バイパス管６２は一端が上手側河川水供給管５
０，５３に接続されると共に、他端が温度自動制御弁６
３を介して一つ下手の河川水供給管〔最終段では熱水取
出管５５〕５３に接続されている。上記温度制御弁６３
は各加熱室３９出口の熱水温度により制御されている。
また、上記加熱室３９内の熱水の液面を一定に保つため
に、各河川水供給管５０，５３途中には、上記加熱室３
９内に設けられた液面計４９からの信号により制御され
る液面目勤制御弁６４が介装されている。なお、６５，
６６，６７は上言己各自勤制御弁２６，６３，６４の信
号発信部である。次に、地熱水貯湯槽１１及び熱水貯湯
槽１７は、第１２図及び第１３図に示すように、一個の
横置同筒容器６８の上部に一個の縦型小円筒フラッシュ
室６９を設けたものである。そして、地熱水及び熱水は
フラッシュ室６９から横贋円筒容器６８内にその入口７
０から供給されるが、上記フラッシュ室６９内では、地
熱水及び熱水に含まれる比Ｓ分が蒸発気化され、その通
気口７１から取出されるようにしている。なお、７２は
出口、７３はマンホールである。次に、その流れ則ち熱
水造成工程を第３図に基づき説明する。

先ず、地熱水Ａは地熱水貯湯槽１１に送られて比Ｓ分が
ある程度除去されると共に通気口７１から放出Ｆされる
。

そして、地熱水貯湯槽１１を出た地熱水は蒸発器１８に
供給され、各蒸発室２２で順次蒸発されて、最終段蒸発
室２２ｅから地熱水排出管３０を介して貯水槽１５に自
然排出される。一方、河川水Ｂは河川水貯水槽１３から
河川水供給管５０を介してポンプ１４により、加熱器１
９内に供給される。そして、該加熱器１９の加熱室３９
内において、蒸発器１８から移動して来た地熱水の蒸気
Ｅにより河川水は熱せられ、順次ポンプ５４により各加
熱室３９内を移動して、熱水取出管５５からポンプ５４
を介して熱水貯湯槽１７に送られる。また、上記各加熱
器１９の通気口４５からは蒸気に含まれる日ぶが大気に
放出Ｇされ、加熱器１９内が負圧になる場合には、その
ペント管路７４途中に設けられた真空ポンプ７５により
放出される。なお、上記したように、各蒸発室２２及び
各加熱室３９内の液面は流出側制御がされ、また各加熱
室３９の出口５２における熱水温度も制御されている。
更に、熱水の消費量に応じて地熱水の供給量を変化させ
て、常に熱水取出管５５における温度を一定に保つよう
にされている。そして、上記熱水貯湯槽１７に送られた
熱水は、さらにその内に含まれるＨぶ分が通気口７１よ
り放出日されて、清浄な熱水Ｄとなり、消費地に送られ
る。従って、上記実施例のものによると下記の利点を有
する。

■ 地熱水の蒸発器と河川水の加熱器とを別個にしたの
で、それぞれの腐食機構に対処し得る。

■ 蒸発器内の各蒸発室間同士の地熱水移送用運通管を
内部に設けたので、例えば外部に配管した場合に生じる
欠点、即ち制御弁後流では地熱水が蒸発するので配管径
が大きくなるという欠点を除去し得る。■ 蒸発器から
の地熱水取出しを、その最終段蒸発室における地熱水の
水頭により自然排出するようにしたので、例えばポンプ
等により排出する場合に生じる欠点、即ち地熱水出口温
度がスケールの発生し易すし、６０ｑ○位になるため、
バルブ、ポンプ等にスケールが発生する欠点を除去し得
る。

■ 加熱器の各段加熱室内に河川水若しくは熱水を順次
供給する供給管をバイパス管を介して順次接続すると共
に該バイパス管に一つ下手の加熱室内熱水温度により制
御される温度自動制御弁並びに熱水取出管流量に応じて
地熱水供給管流量を制御する流量比自動制御弁を設けた
ので、熱水消費量が変動しても常に一定温度の熱水を消
費地に供給することができる。

■ 地熱水供給管及び熱水取出管途中にフラッシュ室を
有する貯湯槽をそれぞれ設けたので、地熱水及び蒸気を
介して熱水に溶け込んだ日ぶ分を大気に放出することが
でき、従って極めて清浄な熱水を消費地に供給すること
ができる。

以上のように本発明の熱水造成設備によれば、蒸発器と
加熱器とを別個に設けたので、容器材料に対する腐食機
構が異なる２流体の熱交換に対処し得ることができ、蒸
発器への加熱流体供給管路及び被加熱流体取出管路にフ
ラッシュ室を有する貯槽をそれぞれ設けたので、各流体
中に含まれる有害成分を取除くことができ、従って清浄
な被加熱流体即ち熱水を得ることができる。図面の簡単
な説明第１図は従釆例の概略斜視図、第２図は同横断面
図、第３図〜第１３図は本発明の一実施例を示すもので
、第３図はフローシート図、第４図は熱交換装置の正面
図、第５図は第４図の１−１矢視図、第６図は第４図の
Ｄ−ロ矢視図、第７図は第５図の一部断面図、第８図は
第７図のｍ−ｍ矢視断面図、第９図は第６図の一部断面
図、第１０図は第９図のＷ−Ｗ矢視断面図、第１１図は
要部フローシート図、第１２図は貯傷槽の断面図、第１
３図は第１２図のＶ−Ｖ矢視図である。

１１・・・・・・地熱水貯湯槽（加熱流体貯槽）、１２
・・・・・・熱交換装置、１７・・・・・・熱水貯湯槽
（被加熱流体貯槽）、１８・・・・・・蒸発器、１９・
・・・・・加熱器、２１・・・・・・仕切板、２２…・
・・蒸発室、２５・・・・・・達通管、２５ａ・・・・
・・関口、２６・・・・・・液面目動制御弁、３０・・
・・・・地熱水排出管、３１・・・・・・蒸気取出口、
３２・・・・・・通気口、３８・・・・・・仕切板、３
９・・・・・・加熱室、４０・・・・・・蒸気取入口、
４１・・・・・・蒸気管、４５・・・・・・通気口、５
０，５３・・・・・・供給管、５５・・・・・・熱水取
出管、５６・・・・・・地熱水供給管、５７・・・・・
・流量比自動制御弁、５９・・・・・・流量自動制御弁
、６２・・・・・・バイパス管、６３・・・・・・温度
自動制御弁、６４・・・・・・液面目動制御弁、６９・
・・…フラッシュ室、７１・・・・・・通気口。

第１図第２図第４図第８図第１０図図の船第５図第６図第１３図図ト船図〇球第１１図第１２図

Claims

【特許請求の範囲】

１多段フラツシユ型直接接触式熱水造成設備において
、加熱流体の蒸発器と被加熱流体の加熱器とを別個に設
け、上記蒸発器の蒸発室と該蒸発室に対応する上記加熱
器の加熱室との各気相部を蒸気管により連通させ、上記
蒸発器への加熱流体供給管路にフラツシユ室を有する加
熱流体貯槽を設け、上記加熱器から被加熱流体取出管路
にフラツシユ室を有する被加熱流体貯槽を設けたことを
特徴とする熱水造成設備。