(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
復水容器（５）及び、前置冷却装置及び、ヒートポンプ装置及び、復水装置からなる能動的復水器において、
復水容器（５）は、タービンで仕事を終えた作動流体の排気である湿り蒸気が排出されてくる復水器空間（１０）を擁し、下部は液体の水が溜まる冷水プール（１）とし、冷水プール（１）の1部を隔壁（４）で隔てられているが水が連通している暖水プール（２）とし、当該暖水プール（２）の水面上を上蓋（３）で覆い復水器空間（１０）と隔て、
前置冷却装置は、復水容器（５）外に配置せる外界雰囲気ポンプ（２１）及び、外延管（１２２）及び、外界雰囲気ポンプ（２１）によって外延管（１２２）から吸引された外界雰囲気が復水容器（５）外に放出されるまで貫流する外界雰囲気管（２２）からなり、外界雰囲気管（２２）を高温暖水管（４１）のうちタービン排気口で引回した部分と、蒸発器（１３）の間に配置し湿り蒸気を冷却し液体の水に変化し易くし、
ヒートポンプ装置は、モータ（１５）で駆動する圧縮機（１４）及び、凝縮器（１１）及び、膨張弁（１２）及び、蒸発器（１３）及び、前記各機器に接続して冷媒を循環させる冷媒管（１６）からなり、
圧縮機（１４）を復水容器（５）の外に配置し、凝縮器（１１）及び、膨張弁（１２）及び、蒸発器（１３）を復水容器（５）の内に配置し、
圧縮機（１４）によって高圧高温にされ循環力を与えられた冷媒が冷媒管（１６）を通って流入してくる凝縮器（１１）を暖水プール（２）水中に配置し、冷水プール（１）から暖水プール（２）に流入した作動流体たる水に冷媒の熱を放熱して水を昇温し、凝縮器（１１）を循環する冷媒を暖水プール（２）の水により冷却し、
膨張弁（１２）を冷水プール（１）水面と蒸発器（１３）の間の復水器空間（１０）に配置し、凝縮器（１１）から冷媒管（１６）を通って送られてきた冷媒を低圧にすると共に低温にし、
膨張弁（１２）から冷媒管（１６）を通って送られて来た低温低圧の冷媒が流入してくる蒸発器（１３）を外界雰囲気管（２２）と冷水プール（１）水面の間の復水器空間（１０）に配置し、外界雰囲気管（２２）によって予め冷却された湿り蒸気を冷やし液体の水に変換し、冷媒を湿り蒸気の熱により高温にし、
変換された液体の水は冷水プール（１）に溜め、
復水装置は、復水容器（５）外に配置せる復水ポンプ（２４）及び、暖水プール（２）中を入口としてタービン排気口で引回した後復水ポンプ（２４）に接続せる高温暖水管（４１）からなり、復水ポンプ（２４）で暖水プール（２）の水を高温暖水管（４１）に吸引しタービン排気で昇温した水を復水としてボイラーに向わせ、
作動流体たるタ−ビン排気蒸気を復水にすることを特徴とする能動的復水器。
【請求項２】
復水容器（５）及び、前置冷却装置及び、ヒートポンプ装置及び、復水装置からなる能動的復水器において、
復水容器（５）は、復水器空間（１０）を擁し、下部は液体の水が溜まる冷水プール（１）とし、
ヒートポンプ装置は、モータ（１５）で駆動する圧縮機（１４）及び、凝縮器（１１）及び、膨張弁（１２）及び、蒸発器（１３）及び、前記各機器に接続して冷媒を循環させる冷媒管（１６）からなり、
圧縮機（１４）を復水容器（５）の外に配置し、凝縮器（１１）及び、膨張弁（１２）及び、蒸発器（１３）も復水容器（５）の外に配置し、
圧縮機（１４）によって高圧高温にされ循環力を与えられた冷媒が冷媒管（１６）を通って流入してくる凝縮器（１１）の裸管を外部高温暖水管（１４１）の外周に接触させて外部高温暖水管（１４１）中を通る水を昇温し、凝縮器（１１）の裸管を循環する冷媒を外部高温暖水管（１４１）により冷却し、
膨張弁（１２）を凝縮器（１１）と蒸発器（１３）の間に配置し、凝縮器（１１）から冷媒管（１６）を通って送られてきた冷媒を低圧低温にし、
膨張弁（１２）から冷媒管（１６）を通って送られて来た低圧低温の冷媒が流入してくる蒸発器（１３）を外部冷水管（１９）と外延管（１２２）の間に配置して、外界雰囲気ポンプ（２１）によって外延管（１２２）に吸引する直前の外界雰囲気を外部冷水管（１９）によって予め冷却してから蒸発器（１３）で当該予冷された外界雰囲気を冷却し、
前置冷却装置は、復水容器（５）外に配置せる外界雰囲気ポンプ（２１）及び、外延管（１２２）及び、外界雰囲気ポンプ（２１）によって外延管（１２２）から吸引された外界雰囲気が復水容器（５）外に放出されるまで貫流する外界雰囲気管（２２）からなり、外界雰囲気管（２２）を高温暖水管（４１）と冷水プール（１）水面の間の湿り蒸気が充満する復水器空間（１０）に配置し湿り蒸気を冷却し液体の水に変換し、
変換された液体の水は冷水プール（１）に溜め、
復水装置は、復水容器（５）外に配置せる復水ポンプ（２４）及び、冷水プール（１）中を入口として冷水プール（１）水面上から復水容器（５）外に出て外部雰囲気中を通って復水ポンプ（２４）に接続し当該復水ポンプ（２４）により水を吸引するための外部冷水管（１９）及び、復水容器（５）内のタービン排気口で引回した後復水容器（５）外に出る高温暖水管（４１）及び、高温暖水管（４１）の延長部である復水容器（５）外に配置せる外部高温暖水管（１４１）からなり、
外部冷水管（１９）出口は復水ポンプ（２４）に接続され、復水ポンプ（２４）出口は高温暖水管（４１）に接続されており、
外部冷水管（１９）中に吸引した冷水プール（１）からの水を外部冷水管（１９）が外界雰囲気中を通る間に昇温した後高温暖水管（４１）に送り、高温暖水管（４１）をタービン排気に曝し当該水を更に昇温し、続いて外部高温暖水管（１４１）の外周に接触されたる凝縮器（１１）により水を昇温し復水としてボイラーに向わせ、
作動流体たるタ−ビン排気蒸気を復水にすることを特徴とする能動的復水器。
【請求項３】
復水容器（５）及び、前置冷却装置及び、ヒートポンプ装置及び、復水装置からなる能動的復水器において、
復水容器（５）は、復水器空間（１０）を擁し、下部は液体の水が溜まる冷水プール（１）とし、
ヒートポンプ装置は、モータ（１５）で駆動する圧縮機（１４）及び、凝縮器（１１）及び、膨張弁（１２）及び、蒸発器（１３）及び、前記各機器に接続して冷媒を循環させる冷媒管（１６）からなり、
圧縮機（１４）を復水容器（５）の外に配置し、凝縮器（１１）及び、膨張弁（１２）及び、蒸発器（１３）も復水容器（５）の外に配置し、
圧縮機（１４）によって高圧高温にされ循環力を与えられた冷媒が冷媒管（１６）を通って流入してくる凝縮器（１１）の裸管を高温外部冷水管（１１９）の外周に接触させ、外部冷水管（１９）から高温外部冷水管（１１９）に流入する水を昇温し、凝縮器（１１）の裸管を循環する冷媒を高温外部冷水管（１１９）により冷却し、
膨張弁（１２）を凝縮器（１１）と蒸発器（１３）の間に配置し、凝縮器（１１）から冷媒管（１６）を通って送られてきた冷媒を低圧低温にし、
膨張弁（１２）から冷媒管（１６）を通って送られて来た低圧低温の冷媒が流入してくる蒸発器（１３）を外部冷水管（１９）と外延管（１２２）の間に配置して、外界雰囲気ポンプ（２１）によって外延管（１２２）に吸引する直前の外界雰囲気を外部冷水管（１９）によって予め冷却してから蒸発器（１３）で当該予冷された外界雰囲気を冷却し、
前置冷却装置は、復水容器（５）外に配置せる外界雰囲気ポンプ（２１）及び、外延管（１２２）及び、外界雰囲気ポンプ（２１）によって外延管（１２２）から吸引された外界雰囲気が復水容器（５）外に放出されるまで貫流する外界雰囲気管（２２）からなり、外界雰囲気管（２２）を高温暖水管（４１）と冷水プール（１）水面の間の湿り蒸気が充満する復水器空間（１０）に配置し湿り蒸気を冷却し液体の水に変換し、
変換された液体の水は冷水プール（１）に溜め、
復水装置は、復水容器（５）外に配置せる復水ポンプ（２４）及び、冷水プール（１）中を入口として冷水プール（１）水面上から復水容器（５）外に出て外部雰囲気中を通って復水ポンプ（２４）に接続し当該復水ポンプ（２４）により水を吸引するための外部冷水管（１９）及び、復水容器（５）内のタービン排気口で引回した後復水容器（５）外に出る高温暖水管（４１）及び、外部冷水管（１９）出口と高温暖水管（４１）入口とを繋ぐ復水容器（５）外に配置せる高温外部冷水管（１１９）からなり、
外部冷水管（１９）出口は高温外部冷水管（１１９）に接続され、高温外部冷水管（１１９）出口は復水ポンプ（２４）に接続され、復水ポンプ（２４）出口は高温暖水管（４１）に接続されており、
外部冷水管（１９）中に吸引した冷水プール（１）からの水を外部冷水管（１９）が外界雰囲気中を通る間に昇温してから高温外部冷水管（１１９）に送り、高温外部冷水管（１１９）外周に配置された凝縮器（１１）により当該水を更に昇温してから高温暖水管（４１）中に貫流させ、高温暖水管（４１）をタービン排気に曝し水を昇温し復水としてボイラーに向わせ、
作動流体たるタ−ビン排気蒸気を復水にすることを特徴とする能動的復水器。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラーで生成された高温高圧の作動流体をタービンに導き仕事をさせ、仕事し終わった作動流体を冷却凝縮して低温低圧の作動流体にし、当該作動流体を再びタービンへ戻すべく回収する復水器に係る。
【背景技術】
【０００２】
液体を加熱することで発生する蒸気の圧力を利用して機械的な仕事を取り出す気液ニ相サイクルによる熱機関は、液体に比べて気体蒸気の比体積が非常に大きいから容易に高圧の蒸気が得られることと、相変化に伴う熱移動の熱伝達が大きいから定温加熱並びに定温冷却に近い熱移動が実現し得ることから効率が高い等、昔から利用されてきた。
特に、ランキンサイクルの密封サイクルが広く利用されている。ランキンサイクルの密封サイクルは、低温低圧の作動流体（例えば水）をボイラーによって加熱して高温高圧の蒸気を作成し、これをタービンに通して機械的仕事を取り出し、その後の作動流体（例えば中温中圧の湿り蒸気。水滴を含む気液ニ相流）を冷却して再び液体の水に戻す気液ニ相サイクルである。
タービンは、水、蒸気、ガス、空気などの運動エネルギーを有用な機械的仕事に変換する回転型の機械である。
ボイラーで生成された高温高圧の作動流体をタービンに導き仕事をさせ、仕事し終わった作動流体を外界雰囲気（例えば海水）との熱交換によって冷却凝縮して液体の水にして体積を減少させることにより真空状態を作り作動蒸気の終圧を下げ蒸気の流れを良くすると共に、再びボイラーへ戻すべく作動流体を回収する装置を復水器という。凝縮して低温低圧となった作動流体の液体の水をボイラーで加熱し直接高温高圧の蒸気にするか蒸気発生器を介して高温高圧の蒸気にして再びタービンへ戻す。蒸気の流れを良くするとタービンの効率が上がる。
図１に水を作動流体としたランキンサイクルの基礎的構成を示した（非特許文献1）。ボイラーで化石燃料を燃焼させて作動流体である水を加熱して高温高圧の蒸気を作成する。図では、ボイラーから蒸気が発生しているが、ボイラーで発生させた熱水を蒸気発生器に導いて蒸気を発生させることもある。
高圧の蒸気をタービンに導いて機械的仕事である出力を取り出す。当該出力を発電機に伝えて電力に変換する場合が多い。
タービンでの仕事を終わった低温低圧の排気湿り蒸気は、復水器で冷却凝縮されて液体の水になる。復水器を出た液体の水を復水と呼ぶ。復水器を出た復水は復水ポンプで昇圧され給水管に送られる。給水ポンプで昇圧されて給水としてボイラーに入り、再びタービンに戻る。
ボイラーに入る前に給水加熱器で給水温度を高くするのが一般である。ボイラー効率が高くなる。強いては発電効率向上になる。
復水器の温度が低い程真空度が上がるからタービン排気が排出し易くなり、タービン効率が向上し強いては発電効率向上になる。
ボイラーの燃料には化石燃料の他に核燃料がある。核燃料を用いるボイラーを原子炉と呼ぶ。
【０００３】
図2は、従来の復水器の模式図である。タービンで仕事を終えた湿り蒸気は復水容器（５）に流れ込んでくる。復水容器（５）内上部の湿り蒸気に満ちた復水器空間（１０）に外界雰囲気（海水）を外界雰囲気ポンプ（２１）により外延管（１２２）を介して海水管に貫通させる。蒸気を海水管で冷却して水へ変換することにより、体積を減少させて真空度を高めタービン排気の排出を促進する。湿り蒸気は水滴となって冷水プール（１）に溜まる。冷水プール（１）にも海水管を配して水温を低くするのが一般である。冷水プール（１）と復水器空間（１０）とがほぼ熱的平衡であるようにしている。ただし、復水器空間（１０）の上部は比較的温度が高く、冷水プール（１）近傍の下部では海水温度程度の低温になっている。
海水温度程度の冷水プール（１）の水は復水ポンプ（２４）によって復水として出て行く。復水はボイラーまたは蒸気発生器の給水となる。復水温度は冷水プール（１）温度と同じで低い。給水温度は高い程発電効率が高くなるから、復水から給水までに給水加熱器で温度を上げるのが一般である。大きなエネルギー投入無しに、復水温度を高くすることができれば、給水加熱器による温度上昇分を小さくすることができるから、発電所の熱効率を上昇させ得る。
【非特許文献１】昭41年、谷下、裳華房「大学演習工業熱力学」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、地球温暖化により海水温が上昇するとして問題視されている。海水温が上昇すると復水器内温度を十分低くすることが難しくなり、真空度が十分でないためにタービン効率が低下するといわれている。
今でも、夏場には海水温が上昇するためにタービン効率が低下して発電効率が低下する。電力需要の高い夏場に発電効率が低下するのは問題である。
タービンで発生させた全電力を使って海水ポンプにより冷水管（９）の中に海水を大量に貫通させ復水器空間を冷却したとしても、復水器空間の温度は海水温度以下には下がらない。
復水器の冷却のために海水を使うことは、漁業権の問題や、事故時での海の汚染や、適地の不足や、海からのテロにより環境汚染を招く可能性があることも問題である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
冷暖房兼用の家庭用エアコンは、外部から電気や熱等の駆動エネルギーによって熱を低温の部分から高温の部分に移す装置であるヒートポンプ装置を用いている。
暖房時の家庭用エアコンでは、熱を低温の大気から高温の室内に移し大気中の熱を暖房に供する。コンプレッサ（圧縮機）に使用された電力は熱になるがその熱も暖房に供する。したがって、ヒートポンプ装置による暖房は単純な電熱器よりも熱効率がよい。
ヒートポンプ装置は、エアコンだけではなく給湯器にも使われる。
図３は、ヒートポンプ装置による家庭用給湯器の模式図である。モータで駆動することによって外界雰囲気（例えば外気）から熱を受取った冷媒に循環力を与えると共に冷媒を高温にする圧縮機及び、冷媒の熱を水に伝える凝縮器及び、冷媒を低圧にすると共に低温にする膨張弁及び、外界雰囲気の熱を冷媒に吸熱する蒸発器及び、前記各機器に接続して冷媒を循環させる冷媒管からなる。
本発明で述べるヒートポンプ装置と言うのは、低い温度の部分から温度の高い部分へ熱を移動させるために、蒸発器から出た冷媒を電気によりモータを回転させて駆動する圧縮機によって高圧にすると共に冷媒に循環力を与えて凝縮器へ送り膨張弁経由で蒸発器に送った後再び圧縮機に戻す冷媒循環装置である。冷媒は、前記各機器に繋がっている冷媒管を通って循環する。
圧縮機は一種の加熱機である。冷媒である流体を圧縮すると、冷媒は高圧になると共に高温になる。
凝縮器は冷媒管を通って圧縮機から送られてきた高温高圧の冷媒が流入してくる裸管からなる。裸管の表面は断熱材で覆わない。熱の授受をし易いようにしている。フィンを付ければ熱交換がし易くなる。
裸管を介して水に冷媒の熱を放熱して水を高温の水にする一種の熱交換器である。管壁を介して冷媒と雰囲気との間で熱交換をする。冷媒は水により冷却され中温中圧になる。
膨張弁は、流体の絞り弁である。凝縮器から冷媒管を通って流入してきた中温になった冷媒を弁で絞ってから大きい容器内に膨張させると急激に減圧するから、冷媒は低圧になると共に低温になる。膨張弁（１２）は一種の冷却器である。
蒸発器は、膨張弁から冷媒管を通って送られて来た低温低圧の冷媒が流入してくる裸管からなる。裸管を介して外界雰囲気（例えば外気）の熱を冷媒に吸熱する一種の熱交換器である。管壁を介して冷媒と外界雰囲気との間で熱交換をする。冷媒は外気からの熱により昇温し中温中圧になる。外気は放熱して本来の外気温度よりも低温の外気になる（このことは取り上げられることが少ない）。
【０００６】
本発明の能動的復水器は、従来の復水器にヒートポンプ装置を追加することを特徴とする。
復水器空間（１０）に流入した作動流体であるタービン排気の湿り蒸気は、まず、外界雰囲気（例えば海水）によって熱を奪われ温度が下げられ、次に、ヒートポンプ装置によって熱を奪われ温度が下げられ水に変換される。水は冷水プール（１）に溜まる。
冷水プール（１）の液体の水に、ヒートポンプ装置から熱を供給することにより液体の水を昇温する。
昇温された液体の水を、タービン排気に曝して昇温して復水とし、ボイラーに送り加熱してタービンに戻す。
ヒートポンプ装置を追加したことにより、外界雰囲気温度が上昇しても無理なく発電所を運用することができる。
本発明の能動的復水器では、タービン排気の熱の他に、コンプレッサ（圧縮機）に使用された電力の熱も暖房に供される。
外界雰囲気による冷却作用に加えてヒートポンプ装置の冷却作用によって、蒸気から変換された水の温度を外界雰囲気温度以下にもすることができる。水が少ない高温の砂漠地帯でも空冷の発電所が建設可能である。水が凍る低温の極地でも空冷の発電所が建設可能である。
【０００７】
図４にヒートポンプ装置を敷設した本発明の能動的復水器の模式図を示した。本発明の能動的復水器は、復水容器（５）及び、前置冷却装置及び、ヒートポンプ装置及び、復水装置からなる。
復水容器（５）は、タービンで仕事を終えた作動流体の排気である湿り蒸気が排出されてくる復水器空間（１０）を擁し、下部は湿り蒸気から変化した液体の水が溜まる冷水プール（１）となっている。冷水プール（１）の1部は隔壁（４）で隔てられているが水が連通している暖水プール（２）となっていて、当該暖水プール（２）の水面上は上蓋（３）で覆われていて復水器空間（１０）とは隔てられている。
前置冷却装置は、復水容器（５）外に配置せる外界雰囲気ポンプ（２１）及び、外延管（１２２）及び、外界雰囲気ポンプ（２１）によって外延管（１２２）から吸引された外界雰囲気が復水容器（５）外に放出されるまで貫流する外界雰囲気管（２２）からなる。外界雰囲気管（２２）は高温暖水管（４１）と蒸発器（１３）の間の湿り蒸気が充満する復水器空間（１０）に配置し、湿り蒸気を冷却して液体の水に変化し易くする。外界雰囲気ポンプ（２１）は、外界雰囲気管（２２）の出口側に配置してもよい。
ヒートポンプ装置は、モータ（１５）で駆動する圧縮機（１４）及び、凝縮器（１１）及び、膨張弁（１２）及び、蒸発器（１３）及び、前記各機器に接続して冷媒を循環させる冷媒管（１６）からなる。
圧縮機（１４）を復水容器（５）の外に配置し、凝縮器（１１）及び、膨張弁（１２）及び、蒸発器（１３）を復水容器（５）の内に配置し、
圧縮機（１４）によって高圧高温にされ循環力を与えられた冷媒が冷媒管（１６）を通って流入してくる凝縮器（１１）を暖水プール（２）水中に配置し、冷水プール（１）から暖水プール（２）に流入した作動流体たる水に冷媒の熱を放熱して水温を上昇させる。外界雰囲気温度よりも高い温度の水にすることも可能である。凝縮器（１１）を循環する冷媒は暖水プール（２）水により冷却される。
膨張弁（１２）を冷水プール（１）水面と蒸発器（１３）の間の復水器空間（１０）に配置する。凝縮器（１１）から冷媒管（１６）を通って送られてきた冷媒を低圧にすると共に低温にする。
膨張弁（１２）から冷媒管（１６）を通って送られて来た低温低圧の冷媒が流入してくる蒸発器（１３）を外界雰囲気管（２２）と冷水プール（１）水面の間の復水器空間（１０）に配置し、外界雰囲気管（２２）によって予め冷却された湿り蒸気を冷やし液体の水に変換する。外界雰囲気温度よりも低い液体の水に変換することも可能である。冷媒は湿り蒸気の熱により高温になる。
変換された液体の水は冷水プール（１）に溜まる。
復水装置は、復水容器（５）外に配置せる復水ポンプ（２４）及び、暖水プール（２）中を入口としてタービン排気口で引回した後復水ポンプ（２４）に接続せる高温暖水管（４１）からなる。
復水装置は、復水ポンプ（２４）で暖水プール（２）の水を高温暖水管（４１）に吸引した後復水としてボイラーに向わせる。
高温暖水管（４１）をタービン排気口で引回すことにより、暖水プール（２）から吸引した水はタービン排気から吸熱して昇温する。
本発明の能動的復水器は、作動流体たるタ−ビン排気蒸気を復水にする。外界雰囲気温度よりも高温の復水にすることも可能である。
ヘリウム等を作動流体とした気体単相の密封サイクルにおいても、タービン内で作動し終わった中温中圧の作動流体を冷却凝縮し低温低圧にすると共に、低温低圧の作動流体がボイラーで加熱されて高温高圧の作動流体として再びタービンへ戻すべく作動流体を回収する場合には、熱交換器とも呼ばれる復水器が使われる。その場合にも上記本発明の能動的復水器が有効である。
【０００８】
ヒートポンプ装置の冷媒には、家庭用エアコンやヒートポンプ式給湯器に使用されている冷媒を使うのが手っ取り早いが、アンモニアまたは二酸化イオウまたはフレオン（オゾン層を破壊するらしいとは言われている）を用いると効率が上がる。温室効果ガスである炭酸ガスを放出しないという社会状況から用い難いが、炭酸ガスも考えられる。安全性上用い難いがプロパンガスのような可燃性物もあり得る。その他、ヘリウムや窒素ガスや低圧水も考えられる。
液バック現象から圧縮機（１４）を保護するために、蒸発器（１３）の出口と圧縮機（１４）の入口との間に気液分離タンクを敷設する場合が多い。
【０００９】
図５は、ヒートポンプ装置を復水容器（５）の外に置き凝縮器（１１）を外部高温暖水管（1４１）に配置して、復水温度をタービン排気蒸気温度よりも高くした本発明の能動的復水器の模式図である。
モータ（１５）で駆動する圧縮機（１４）は元より、凝縮器（１１）及び、膨張弁（１２）及び、蒸発器（１３）も復水容器（５）の外に置きメンテナンスしやすくする。ヒートポンプ装置は構成要素が多いから、メンテナンスが重要である。
能動的復水器は、前例と同様に、復水容器（５）及び、前置冷却装置及び、ヒートポンプ装置及び、復水装置からなる。
復水容器（５）は、タービンで仕事を終えた作動流体の排気である湿り蒸気が排出されてくる復水器空間（１０）を擁し、下部は液体の水が溜まる冷水プール（１）とする。暖水プール（２）は設けない。
ヒートポンプ装置は、モータ（１５）で駆動する圧縮機（１４）及び、凝縮器（１１）及び、膨張弁（１２）及び、蒸発器（１３）及び、前記各機器に接続して冷媒を循環させる冷媒管（１６）からなる。
圧縮機（１４）を復水容器（５）の外に配置し、凝縮器（１１）及び、膨張弁（１２）及び、蒸発器（１３）も復水容器（５）の内に配置する。
圧縮機（１４）によって高圧高温にされ循環力を与えられた冷媒が冷媒管（１６）を通って流入してくる凝縮器（１１）の裸管を外部高温暖水管（１４１）  の外周に接触させ、外部高温暖水管（１４１）中を通る水の温度を昇温する。水の温度をタービン排気蒸気の温度よりも高くすることも可能である。凝縮器（１１）の裸管を循環する冷媒は外部高温暖水管（１４１）により冷却され低温になる。
膨張弁（１２）は、蒸発器（１３）と凝縮器（１１）の間に配置する。凝縮器（１１）から冷媒管（１６）を通って送られてきた冷媒を低圧低温にする。
凝縮器（１１）と膨張弁（１２）とを繋ぐ冷媒管（１６）表面にはフィン（２３）を付ければ外界雰囲気によって、凝縮器（１１）から出た高温の冷媒の温度を外界雰囲気の温度程度まで下げることができる。
膨張弁（１２）から冷媒管（１６）を通って送られて来た低圧低温の冷媒が流入してくる蒸発器（１３）は外部冷水管（１９）と外延管（１２２）の間に配置する。外界雰囲気ポンプ（２１）によって外延管（１２２）に吸引する直前の外界雰囲気を外部冷水管（１９）によって予め冷却してから蒸発器（１３）で当該予冷された外界雰囲気を冷却する。
前置冷却装置は、復水容器（５）外に配置せる外界雰囲気ポンプ（２１）及び、外延管（１２２）及び、外界雰囲気ポンプ（２１）によって外延管（１２２）から吸引された外界雰囲気が復水容器（５）外に放出されるまで貫流する外界雰囲気管（２２）からなる。外界雰囲気管（２２）は、高温暖水管（４１）と冷水プール（１）水面の間の湿り蒸気が充満する復水器空間（１０）に配置し湿り蒸気を冷却し液体の水に変換する。外界雰囲気温度よりも低温の水に変換することも可能である。
外界雰囲気ポンプ（２１）は、外界雰囲気管（２２）の出口側に配置してもよい。
変換された液体の水は冷水プール（１）に溜める。
復水装置は、復水容器（５）外に配置せる復水ポンプ（２４）及び、冷水プール（１）中を入口として冷水プール（１）水面上から復水容器（５）外に出て外部雰囲気中を通って復水ポンプ（２４）に接続し当該復水ポンプ（２４）により水を吸引するための外部冷水管（１９）及び、復水容器（５）内のタービン排気口で引回した後復水容器（５）外に出る高温暖水管（４１）及び、高温暖水管（４１）の延長部である復水容器（５）外に配置せる外部高温暖水管（１４１）からなる。
外部冷水管（１９）中に吸引した冷水プール（１）からの水を外部冷水管（１９）が外界雰囲気中を通る間に昇温してから高温暖水管（４１）に送り、高温暖水管（４１）をタービン排気に曝し当該水を更に昇温し、続いて外部高温暖水管（１４１）の外周に接触されたる凝縮器（１１）により水を昇温し復水としてボイラーに向わせる。
能動的復水器は、作動流体たるタ−ビン排気蒸気を復水にすることを特徴とする。
復水ポンプ（２４）は、高温暖水管（４１）の出口側に配置してもよい。外界雰囲気ポンプ（２１）は、外界雰囲気管（２２）の出口側に配置してもよい。
高温暖水管（４１）をタービン排気に曝し引回すことにより高温暖水管（４１）を貫流する水を昇温する。続いて外部高温暖水管（１４１）の外周に接触されたる凝縮器（１１）により水を昇温し復水としてボイラーに向わせるから、タービン排気蒸気温度よりも高温の復水とすることも可能である。
【００１０】
図６は、ヒートポンプ装置を復水容器（５）の外に置き凝縮器（１１）を高温外部冷水管（１１９）に配置して、復水温度を外界雰囲気温度よりも高くした本発明の能動的復水器の模式図である。
能動的復水器は、前例と同様に、復水容器（５）及び、前置冷却装置及び、ヒートポンプ装置及び、復水装置からなる。
復水容器（５）は、タービンで仕事を終えた作動流体の排気である湿り蒸気が排出されてくる復水器空間（１０）を擁し、下部は液体の水が溜まる冷水プール（１）とする。暖水プール（２）は設けない。
ヒートポンプ装置は、モータ（１５）で駆動する圧縮機（１４）及び、凝縮器（１１）及び、膨張弁（１２）及び、蒸発器（１３）及び、前記各機器に接続して冷媒を循環させる冷媒管（１６）からなる。
圧縮機（１４）を復水容器（５）の外に配置し、凝縮器（１１）及び、膨張弁（１２）及び、蒸発器（１３）も復水容器（５）の外に配置する。
圧縮機（１４）によって高圧高温にされ循環力を与えられた冷媒が冷媒管（１６）を通って流入してくる凝縮器（１１）の裸管を高温外部冷水管（１１９）の外周に接触させ、高温外部冷水管（１１９）から高温暖水管（４１）に流れる水の温度を外界雰囲気の温度よりも高くする。凝縮器（１１）の裸管を循環する冷媒は高温外部冷水管（１１９）により冷却され低温になる。
膨張弁（１２）は、蒸発器（１３）と凝縮器（１１）の間に配置する。凝縮器（１１）で冷やされた冷媒は、冷媒管（１６）を通って膨張弁（１２）で低圧低温にされて蒸発器（１３）に行く。凝縮器（１１）と膨張弁（１２）とを繋ぐ冷媒管（１６）表面にはフィン（２３）を付ければ外界雰囲気によって、凝縮器（１１）から出た高温の冷媒の温度を外界雰囲気の温度程度まで下げることができる。
膨張弁（１２）から冷媒管（１６）を通って送られて来た低圧低温の冷媒が流入してくる蒸発器（１３）は外部冷水管（１９）と外延管（１２２）の間に配置する。外界雰囲気ポンプ（２１）によって外延管（１２２）に吸引する直前の外界雰囲気を外部冷水管（１９）によって予め冷却してから蒸発器（１３）で当該予冷された外界雰囲気を冷却する。
前置冷却装置は、復水容器（５）外に配置せる外界雰囲気ポンプ（２１）及び、外延管（１２２）及び、外界雰囲気ポンプ（２１）によって外延管（１２２）から吸引された外界雰囲気が復水容器（５）外に放出されるまで貫流する外界雰囲気管（２２）からなる。外界雰囲気管（２２）は、高温暖水管（４１）と冷水プール（１）水面の間の湿り蒸気が充満する復水器空間（１０）に配置し湿り蒸気を冷却し液体の水に変換する。タービン排気湿り蒸気を外界雰囲気の温度よりも低温の水に変換することも可能である。
外界雰囲気ポンプ（２１）は、外界雰囲気管（２２）の出口側に配置してもよい。
変換された液体の水は冷水プール（１）に溜める。
復水装置は、復水容器（５）外に配置せる復水ポンプ（２４）及び、冷水プール（１）中を入口として冷水プール（１）水面上から復水容器（５）外に出て外部雰囲気中を通って復水ポンプ（２４）に接続し当該復水ポンプ（２４）により水を吸引するための外部冷水管（１９）及び、復水容器（５）内のタービン排気口で引回した後復水容器（５）外に出る高温暖水管（４１）及び、外部冷水管（１９）出口と高温暖水管（４１）入口とを繋ぐ復水容器（５）外に配置せる高温外部冷水管（１１９）からなる。
外部冷水管（１９）中に吸引した冷水プール（１）からの水を外部冷水管（１９）が外界雰囲気中を通る間に昇温してから高温外部冷水管（１１９）に送る。高温外部冷水管（１１９）に送られて来た当該水を高温外部冷水管（１１９）外周に配置された凝縮器（１１）により更に昇温してから高温暖水管（４１）中に貫流させる。
高温暖水管（４１）をタービン排気に曝し引回すことにより高温暖水管（４１）を貫流する水を昇温し復水としてボイラーに向わせる。
復水ポンプ（２４）は、高温暖水管（４１）の出口側に配置してもよい。
能動的復水器は、作動流体たるタ−ビン排気蒸気を復水にすることを特徴とする。外界雰囲気温度よりも高温の復水にすることも可能である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の能動的復水器は、ヒートポンプ装置を導入したことにより、外界雰囲気の温度に大きく左右されることなく、復水器の性能を高く維持することができる。  
ヒートポンプ装置を構成する凝縮器を適切に配置したから、復水温度を外界雰囲気温度よりも高めることができる。したがって、給水温度上昇に寄与することができるから発電効率が向上する。
ヒートポンプ装置を構成する蒸発器を適切に配置したから、復水器空間(10)の温度を外界雰囲気温度よりも低めることができる。したがって、外界雰囲気温度が高くなる夏場でも発電効率が低下するのを抑制することができる。
冷やすべき箇所から熱を奪って、暖房すべき箇所に熱を運んだため復水性能が向上し、発電効率が向上する。熱移動に消費された電力は、熱として外部に捨てられることなく、その熱を暖めるべき箇所に移動したので無駄の少ない復水器とすることができる。
電力需要の大きい夏場に、海水温度よりも高温になる傾向にある空気を外界雰囲気として利用しても、発電効率が大幅に低下するのを抑制できるため内陸部に発電所を設置することができる。
タービン排気蒸気の熱で昇温してボイラーに再び戻すことができるから経済性を損なうことが無い。
タービン排気蒸気を空気温度よりも低温の液体の水に変換できる。その液体の水を高温の空気で昇温し復水を昇温してボイラーに再び戻すことができるから経済性を損なうことが無い。
冬季に海または湖または貯水池が凍った場合にも、外界雰囲気として大気を使えば発電が可能である。
外界雰囲気として海または湖または貯水池の水を使いたい場合には、外延管（１２２）からの高温になった外界雰囲気排気を海または湖または貯水池に戻し、氷を融解させればよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
冷水プール（１）温度が外界雰囲気温度よりも低い能動的復水器を提供できた。
【実施例１】
【００１３】
図4に示した、本発明の能動的復水器の模式図に従って温度に関する説明をする。
例えば、外界雰囲気温度T0を30℃とし、タービン排気温度TBを６０℃とする。
６０℃のタービン排気湿り蒸気は、32℃の暖水プール（２）から吸引した水が貫流する
高温暖水管（４１）によって予め冷却され40℃( TB-b)になる。
40℃になった湿り蒸気は、30℃の外界雰囲気が貫流する外界雰囲気管（２２）によって冷却され、35℃( TB-b-c)の低温湿り蒸気になる。
35℃の低温湿り蒸気は、蒸発器（１３）によって冷却されて２5℃( T0-a)の水に変換される。２5℃の水は冷水プール（１）に溜まる。
冷水プール（１）の２5℃の水は、暖水プール（２）に行く。暖水プール（２）で凝縮器（１１）によって加熱されて32℃( T0-a+d)になる。
暖水プール（２）の３２℃の水は、復水ポンプ（２４）によって高温暖水管（４１）に吸引される。高温暖水管（４１）は、６０℃のタービン排気に曝されているから、３２℃の水は45℃( T0-a+d+e) になる。
高温暖水管（４１）の45℃の水は、復水ポンプ（２４）を経て45℃の暖かい復水となってボイラーに送られる。
冷水プール（１）の水温よりも高温の復水となるから、ボイラーに至るまでに途中加熱する割合は少なくて済む。その分、熱効率が向上する。
ボイラーに至る途中加熱されてからボイラーに至る。ボイラーで加熱され発生した蒸気はタービンに至る。
ヒートポンプ装置の冷媒の挙動について以下に説明する。
蒸発器（１３）の裸管の中を貫流する冷媒は復水器空間（１０）の湿り蒸気から熱を奪い、冷媒温度が上昇する。蒸発器（１３）の中で温度が上昇した冷媒は、冷媒管（１６）を通って圧縮機（１４）に入ってくる。冷媒は圧縮機（１４）によって圧縮されて温度が上昇し高温高圧になる。
圧縮機（１４）からの高温高圧の冷媒は、冷媒管（１６）を通って凝縮器（１１）に送られる。
凝縮器（１１）は、冷媒が貫流する裸管からなる。凝縮器（１１）は暖水プール（２）に配置され、冷媒の熱を暖水プール（２）に放熱し暖水プール（２）の水温を高める。凝縮器（１１）の冷媒は暖水プール（２）の水によって冷却される。
凝縮器（１１）で水によって冷却された冷媒は冷媒管（１６）を通って膨張弁（１２）に行く。
膨張弁（１２）は、高圧の冷媒を絞ってから膨張させて減圧し冷媒を低圧低温にする。膨張弁（１２）は、暖水プール（２）の上蓋（３）よりも上に配置され、低圧低温の冷媒は冷媒管（１６）を通って蒸発器（１３）に行く。
蒸発器（１３）は冷媒が貫流する裸管からなる。蒸発器（１３）は、上蓋（３）よりも上であるが外界雰囲気管（２２）よりも下の復水器空間（１０）に配置され、外界雰囲気管（２２）で或る程度冷却された湿り蒸気から熱を冷媒に吸熱し、湿り蒸気を液体の水にする。冷媒は湿り蒸気によって加熱されて温度が上昇する。
凝縮器（１１）で暖水プール（２）の水温度を上げることは発電効率向上になる。
外部冷水（例えば海水）温度が夏場に上昇しても、当該ヒートポンプ装置により復水器空間（１０）温度を低く保つことができ適切な真空度を維持することができる。圧縮機（１４）を動かすモータ（１５）に消費された電力は熱となるがその熱は凝縮器（１１）に加えられる。凝縮器（１１）が暖水プール（２）を暖めることによりかなり回収することができる。
【実施例２】
【００１４】
実施例１では、蒸発器（１３）及び、凝縮器（１１）及び、膨張弁（１２）を復水器空間（１０）内に配置したが、本実施例２では蒸発器（１３）及び、凝縮器（１１）及び、膨張弁（１２）を復水容器（５）外に配置した。
図５に示した、ヒートポンプ装置を復水容器（５）の外に置いたことを特徴とする本発明の能動的復水器の模式図に従って温度に関する説明をする。
例えば、外界雰囲気温度T0を30℃とし、タービン排気温度TBを６０℃とする。
６０℃のタービン排気湿り蒸気は、外部冷水管（１９）を通ってきた29℃( T0-a+x+y)の水が貫流する高温暖水管（４１）によって予め冷却され45℃( TB-b)の湿り蒸気になる。
45℃になった湿り蒸気は、外延管（１２２）を通ってきた22℃( T0-a-e)の外界雰囲気が貫流する外界雰囲気管（２２）によって冷却され、25℃( TB-b-c またはT0-a)の水に変換される。２5℃の水は冷水プール（１）に溜まる。
冷水プール（１）から外部冷水管（１９）中に吸引された水は外部冷水管（１９）が外界雰囲気中を通る間に26℃(T0-a+x)を超えて外界雰囲気程度の29℃( T0-a+x+y)まで昇温する。昇温した水は、復水ポンプ（２４）で吸引されて高温暖水管（４１）に送られる。
高温暖水管（４１）は、６０℃のタービン排気に曝されているから、29℃の水は45℃( T0-a+x+y+u) に昇温する。45℃の水は、復水容器（５）外に延びた外部高温暖水管（１４１）に送られ、外部高温暖水管（１４１）に接触した凝縮器（１１）の裸管から受熱して65℃( T0-a+x+y+u+v)の復水となってボイラーに送られる。
タービン排気を冷却するための外界雰囲気の温度変化を述べる。30℃の外界雰囲気は、T0-aの２5℃の水が貫流する外部冷水管（１９）を横切る間に冷やされてT0からT0-aの間の２８℃に低下する（この時、外部冷水管（１９）を貫流する水はT0-a+xの２6℃に上昇する）。外延管（１２２）に流入した２8℃の外界雰囲気は、外延管（１２２）直前の蒸発器（１３）の裸管に熱を渡して、22℃（T0-a-e）に低下する。22℃に低下した外界雰囲気が貫流する外界雰囲気管（２２）が、復水器空間（１０）の湿り蒸気を25℃( TB-b-c またはT0-a)の水に変換する。外界雰囲気管（２２）を通った外界雰囲気の温度は、3７℃である。
冷水プール（１）から蒸発器（１３）高さまでの外部冷水管（１９）の外表面は断熱材で覆い水温度の上昇を抑える。蒸発器（１３）高さ周辺の外部冷水管（１９）の外表面にはフィン（２３）を付けて、外界雰囲気温度を水で低下させる。
蒸発器（１３）高さから復水ポンプ（２４）までの外部冷水管（１９）の外表面にもフィン（２３）を付けて水温度を外界雰囲気で上昇させる。
ヒートポンプ装置の冷媒管（１６）の温度変化を述べる。
圧縮機（１４）で圧縮され６８℃の高温になった冷媒は冷媒管（１６）を通って凝縮器（１１）に送られる。凝縮器（１１）の冷媒は、４５℃の水が貫流する外部高温暖水管（１４１）を介して水に放熱して50℃になる。この間に水は６５℃の復水になる。
50℃の冷媒は、冷媒管（１６）を通って膨張弁（１２）に送られる間に外界雰囲気で冷却されて３９℃に下がる。
膨張弁（１２）によって２０℃になった冷媒は冷媒管（１６）を通って蒸発器（１３）に送られる。
蒸発器（１３）の２０℃の冷媒は、２８℃に冷却された外界雰囲気が貫流する外延管（１２２）を介して受熱して2６℃程度に昇温し、更に、冷媒管（１６）を通って圧縮機（１４）に送られる間に外界雰囲気から受熱して２９℃に昇温する。
【実施例３】
【００１５】
本実施例３でも実施例２同様に、蒸発器（１３）及び、凝縮器（１１）及び、膨張弁（１２）を復水容器（５）外に配置した。
図６に示した、ヒートポンプ装置を復水容器（５）の外に置いたことを特徴とする本発明の能動的復水器の他の実施例の模式図に従って温度に関する説明をする。
例えば、外界雰囲気温度T0を30℃とし、タービン排気温度TBを６０℃とする。
６０℃のタービン排気湿り蒸気は、外部冷水管（１９）を通ってきた35℃( T0-a+x+y+z)の水が貫流する高温暖水管（４１）によって予め冷却され45℃( TB-b)の湿り蒸気になる。
45℃になった湿り蒸気は、外延管（１２２）を通ってきた22℃( T0-a-e)の外界雰囲気が貫流する外界雰囲気管（２２）によって冷却され、25℃( TB-b-c またはT0-a)の水に変換される。２5℃の水は冷水プール（１）に溜まる。
冷水プール（１）から外部冷水管（１９）中に吸引された水は外部冷水管（１９）が外界雰囲気中を通る間に26℃(T0-a+x)を超えて外界雰囲気程度の29℃( T0-a+x+y)まで昇温する。昇温した水は、高温外部冷水管（１１９）外周に配置された凝縮器（１１）により昇温され35℃( T0-a+x+y+z)になる。復水ポンプ（２４）で吸引されて高温暖水管（４１）に送られる。
高温暖水管（４１）は、６０℃のタービン排気に曝されているから、３５℃の水は５０℃( T0-a+x+y+z+w) の復水となってボイラーに送られる。
タービン排気を冷却するための外界雰囲気の温度変化を述べる。30℃の外界雰囲気は、T0-aの２5℃の水が貫流する外部冷水管（１９）を通過する間に冷やされてT0からT0-aの間の２５℃に低下する（この時、外部冷水管（１９）を貫流する水はT0-a+xの２6℃に上昇する）。外延管（１２２）に流入した２8℃の外界雰囲気は、外延管（１２２）直前の蒸発器（１３）の裸管に熱を渡して、22℃（T0-a-e）に低下する。22℃に低下した外界雰囲気が貫流する外界雰囲気管（２２）が、復水器空間（１０）の湿り蒸気を25℃( TB-b-c またはT0-a)の水に変換する。外界雰囲気管（２２）を通った外界雰囲気の温度は、3７℃である。
蒸発器（１３）の上を太陽電池で覆えば太陽熱を遮るから、外界雰囲気温度を若干低下させることができる。太陽電池からの電力は発電所の電力にカウントできる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
季節変化により外界雰囲気の海水温度が大きく変わる地域での発電所に採用すれば、１年を通して発電効率を高率に保つことができる。特に、日本では冷房用電力需要が高くなる夏の電力供給が必要な時期には、海水温度が上昇し発電効率が低下する。海水温度の上昇による発電効率低下をヒートポンプ装置により補えるから日本に適している。
海岸から離れた内陸部でも、海水の代わりに空気を外界雰囲気とした復水器にヒートポンプ装置を敷設した発電所が建設可能となる。立地難の解消をもたらす。
高温で水の少ない砂漠や低温で水の少ない北極圏でも熱効率が高い発電が可能となるから、海外への輸出に有利である。
なお、隕石が降り注ぐ月においても、石油の如く水が岩石中に含有されているなら、その水で地下発電が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図1は、水を作動流体としたランキンサイクルの基礎的構成を示したモデル図。
【図２】図2は、従来の復水器の模式図。
【図３】図3は、ヒートポンプ装置による家庭用給湯器の模式図。
【図４】図４は、ヒートポンプ装置を敷設した本発明の能動的復水器の模式図。
【図５】図５は、ヒートポンプ装置を復水容器（５）の外に置き凝縮器（１１）を外部高温暖水管（1４１）に配置して、復水温度をタービン排気蒸気温度よりも高くした本発明の能動的復水器の模式図。
【図６】図６は、ヒートポンプ装置を復水容器（５）の外に置き凝縮器（１１）を高温外部冷水管（１１９）に配置して、復水温度を外界雰囲気温度よりも高くした本発明の能動的復水器の模式図。
【符号の説明】
【００１８】
１は冷水プール。
２は暖水プール。
３は上蓋。
４は隔壁。
５は復水容器。
９は冷水管。
１０は復水器空間。
１１は凝縮器。
１２は膨張弁。
１３は蒸発器。
１４は圧縮機。
１５はモータ。
１６は冷媒管。
１９は外部冷水管。
２１は外界雰囲気ポンプ。
２２は外界雰囲気管。
２３は吸熱フィン。
２４は復水ポンプ。
４１は高温暖水管。
１１９は高温外部冷水管。
１２２は外延管。
１４１は外部高温暖水管。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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