(57)【要約】【課題】熱源と作動流体との熱交換を行うための熱交換器における晶析物の発生を抑制し得るバイナリ発電装置及びバイナリ発電方法を提供する。【解決手段】バイナリ発電装置１は、発電機２と、発電機２に接続された回転軸を有する膨張機４と、作動流体を蒸発させるための熱交換器６と、作動流体を循環させるように構成された循環ライン８と、晶析性物質が溶解した熱水を減圧させるためのフラッシュタンク２０と、フラッシュタンク２０に晶析性物質が溶解した熱水を供給するための供給ライン２２と、供給ライン２２に設けられる第１流量調整弁２４を備える。熱交換器６は、フラッシュタンク２０において分離された蒸気との熱交換により作動流体を蒸発させるように構成される。【選択図】図１
2015203351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機と、
前記発電機に接続された回転軸を有する膨張機と、
作動流体を蒸発させるための熱交換器と、
前記熱交換器及び前記膨張機を通して前記作動流体を循環させるように構成された循環ラインと、を備え、
前記熱交換器において蒸発した前記作動流体を前記膨張機により膨張させて前記回転軸を回転させることにより前記発電機を駆動するように構成されたバイナリ発電装置であって、
晶析性物質が溶解した熱水を減圧して、前記晶析性物質を析出させるとともに前記熱水を前記熱水よりも低温の蒸気と前記熱水よりも低温の温水とに分離するためのフラッシュタンクと、
前記フラッシュタンクに前記熱水を供給するための供給ラインと、
前記供給ラインに設けられ、前記フラッシュタンクに供給する前記熱水の流量を調整するための第１流量調整弁と、を備え、
前記熱交換器は、前記蒸気との熱交換により前記作動流体を蒸発するように構成されたバイナリ発電装置。
【請求項２】
前記フラッシュタンクから前記温水を排出するための排出ラインと、
前記排出ラインに設けられ、前記フラッシュタンクから排出される前記温水の流量を調整するための第２流量調整弁と、をさらに備える請求項１に記載のバイナリ発電装置。
【請求項３】
前記晶析性物質が炭酸カルシウムである請求項１又は２に記載のバイナリ発電装置。
【請求項４】
温泉井戸と、
前記温泉井戸内における温泉水の鉛直上向き方向の上昇速度が、地表面の高さにおいて１．５ｍ／ｓ以上となるように、前記温泉井戸から湧出した温泉水の一部を、前記温泉井戸内の地表面よりも深い部分に圧送する圧送手段をさらに備え、
前記熱水は前記温泉井戸から取得した温泉水である請求項１乃至３の何れか一項に記載のバイナリ発電装置。
【請求項５】
作動流体によって発電機を駆動するバイナリ発電方法であって、
晶析性物質が溶解した熱水を減圧して、前記晶析性物質を析出させるとともに前記熱水を前記熱水よりも低温の蒸気と前記熱水よりも低温の温水とに分離する減圧工程と、
前記作動流体を前記蒸気との熱交換により蒸発させる熱交換工程と、
前記蒸発した作動流体を膨張機により膨張させて前記膨張機の回転軸を回転させることにより前記発電機を駆動する発電工程と、を備えるバイナリ発電方法。
【請求項６】
前記熱水は温泉井戸から取得した温泉水であり、
前記減圧工程の前に、前記温泉井戸内における温泉水の鉛直上向き方向の上昇速度が、地表面の高さにおいて１．５ｍ／ｓ以上となるように、前記温泉井戸から湧出した温泉水の一部を、前記温泉井戸内の地表面よりも深い部分に圧送する圧送工程をさらに備える請求項５に記載のバイナリ発電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、バイナリ発電装置及びバイナリ発電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
バイナリ発電は、加熱源により低沸点媒体を加熱及び蒸発させて、その蒸気で膨張機を回転させて発電機を駆動する発電方式である。加熱源として１００℃以下の流体を用いることができ、工場からの低温排熱（排水や排ガス）や、地熱によって生成された温水等を有効利用できることが特徴の一つである。
特許文献１には、熱源の熱により作動媒体を蒸発及び過熱させる２つの熱交換器と、熱交換器で過熱された作動媒体の蒸気を膨張させて回転駆動力を発生する膨張機を備え、この回転駆動力を用いて発電機を駆動するバイナリー発電装置が記載されている。また、このバイナリー発電装置では、熱源としては工場排熱や温泉からの温水が用いられ、作動媒体としては、ペンタン、ヘキサン、代替フロン（Ｒ２４５ｆａ）等の低沸点の有機媒体が用いられることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１８５７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、バイナリ発電装置で用いられる熱交換器では、熱源の流体と低沸点の作動流体との熱交換が行われる。この際、熱源として晶析性物質が溶解した流体を用いると、流体の流路における圧力損失に起因して、流路において晶析物が生成する場合がある。この場合、晶析物により流路が詰まる可能性があるため、頻繁なメンテナンスが必要となる。また、バイナリ発電装置の作動媒体として冷媒が用いられているので、メンテナンスの際に熱交換器を分解することが困難であり、メンテナンスを行うこと自体が難しい場合もある。
バイナリ発電装置の熱源として晶析性物質が溶解した場合に熱交換器内の流路における晶析物の析出を抑制することができれば、熱交換器のメンテナンスの頻度や作業負担を低減し、バイナリ発電装置の稼働率を向上させることができる。
【０００５】
本発明の少なくとも一実施形態の目的は、熱源と作動流体との熱交換を行うための熱交換器における晶析物の発生を抑制し得るバイナリ発電装置及びバイナリ発電方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の少なくとも一実施形態に係るバイナリ発電装置は、
発電機と、
前記発電機に接続された回転軸を有する膨張機と、
作動流体を蒸発させるための熱交換器と、
前記熱交換器及び前記膨張機を通して前記作動流体を循環させるように構成された循環ラインと、を備え、
前記熱交換器において蒸発した前記作動流体を前記膨張機により膨張させて前記回転軸を回転させることにより前記発電機を駆動するように構成されたバイナリ発電装置であって、
晶析性物質が溶解した熱水を減圧して、前記晶析性物質を析出させるとともに前記熱水を前記熱水よりも低温の蒸気と前記熱水よりも低温の温水とに分離するためのフラッシュタンクと、
前記フラッシュタンクに前記熱水を供給するための供給ラインと、
前記供給ラインに設けられ、前記フラッシュタンクに供給する前記熱水の流量を調整するための第１流量調整弁と、を備え、
前記熱交換器は、前記蒸気との熱交換により前記作動流体を蒸発するように構成される。
【０００７】
熱交換器にて作動流体を蒸発させるために作動流体と熱交換する熱源として晶析性物質が溶解した熱水を用いる場合、この熱水をそのまま熱交換器に導入すると、熱交換器の流路にて発生する圧力損失に起因して晶析物が析出する場合がある。
これに対し、上記バイナリ発電装置によれば、第１流量調整弁の開度を制御してフラッシュタンクに供給する熱水の流量を調整することにより、晶析性物質が溶解した熱水をフラッシュタンクにおいて減圧させて、晶析性物質を析出させるとともに、熱水をより低温の蒸気と温水とに分離して、この分離された蒸気を熱交換器に導入することができる。このため、熱交換器に導入される蒸気に含まれる晶析性物質の含有量が、分離前の熱水よりも大幅に低減されるので、熱交換器における晶析物の発生が抑制される。
【０００８】
幾つかの実施形態では、前記バイナリ発電装置は、前記フラッシュタンクから前記温水を排出するための排出ラインと、
前記排出ラインに設けられ、前記フラッシュタンクから排出される前記温水の流量を調整するための第２流量調整弁と、をさらに備える。
この場合、第２流量調整弁の開度を制御してフラッシュタンクから排出される温水の流量を調節することにより、より柔軟にフラッシュタンク内の圧力を調節することができる。
【０００９】
幾つかの実施形態では、前記晶析性物質が炭酸カルシウムである。
すなわち、熱交換器にて作動流体を蒸発させるために作動流体と熱交換する熱源としての晶析性物質が溶解した熱水として、晶析性物質である炭酸カルシウムを含む熱水（例えば温泉水等）を用いることができる。
【００１０】
幾つかの実施形態では、前記バイナリ発電装置は、温泉井戸と、
前記温泉井戸内における温泉水の鉛直上向き方向の上昇速度が、地表面において１．５ｍ／ｓ以上となるように、前記温泉井戸から湧出した温泉水の一部を、前記温泉井戸内の地表面よりも深い部分に圧送する圧送手段をさらに備え、
前記熱水は前記温泉井戸から取得した温泉水である。
【００１１】
晶析性物質が溶解した温泉の温泉井戸においては、地下深くの温泉脈から温泉水が上昇して地表に近付くにつれて圧力が低下するため、地表近辺（例えば地下０〜３０ｍ）において晶析物（いわゆるスケール）が析出する。この状態を放置すると、温泉井戸内において晶析物の析出が進み、晶析物どうしが結合すると、温泉井戸を詰まらせる原因となる。このため、定期的に晶析物を除去するメンテナンスが必要となり、メンテナンス費用や作業負担が発生する。
上記圧送手段を備えたバイナリ発電装置によれば、温泉井戸内における温泉水の鉛直上向き方向の上昇速度が、地表面において１．５ｍ／ｓ以上となるように、温泉井戸から湧出した温泉水の一部を、前記温泉井戸内の地表面よりも深い部分に圧送する圧送手段を備えるので、温泉井戸における晶析物の滞留及び結合が低減される。このため温泉井戸が詰まりにくくなり、メンテナンスの頻度や作業負担を低減することができる。
【００１２】
本発明の少なくとも一実施形態に係るバイナリ発電方法は、
作動流体によって発電機を駆動するバイナリ発電方法であって、
晶析性物質が溶解した熱水を減圧して、前記晶析性物質を析出させるとともに前記熱水を前記熱水よりも低温の蒸気と前記熱水よりも低温の温水とに分離する減圧工程と、
前記作動流体を前記蒸気との熱交換により蒸発させる熱交換工程と、
前記蒸発した作動流体を膨張機により膨張させて前記膨張機の回転軸を回転させることにより前記発電機を駆動する発電工程と、を備える。
【００１３】
熱交換手段（例えば熱交換器）を用いて作動流体を蒸発させるために作動流体と熱交換する熱源として晶析性物質が溶解した熱水を用いる場合、この熱水をそのまま熱交換手段に導入すると、熱交換手段において発生する圧力損失に起因して晶析物が析出する場合がある。
これに対し、上記バイナリ発電方法によれば、晶析性物質が溶解した熱水を減圧させて、晶析性物質を析出させるとともに、熱水をより低温の蒸気と温水とに分離して、この分離された蒸気を熱交換手段に導入することができる。このため、熱交換手段に導入される蒸気に含まれる晶析性物質の含有量が、分離前の熱水よりも大幅に低減されるので、熱交換手段における晶析物の発生が抑制される。
【００１４】
幾つかの実施形態では、前記熱水は温泉井戸から取得した温泉水であり、
前記減圧工程の前に、前記温泉井戸内における温泉水の鉛直上向き方向の上昇速度が、地表面において１．５ｍ／ｓ以上となるように、前記温泉井戸から湧出した温泉水の一部を、前記温泉井戸内の地表面よりも深い部分に圧送する圧送工程をさらに備える。
上記バイナリ発電方法によれば、温泉井戸内における温泉水の鉛直上向き方向の上昇速度が、地表面において１．５ｍ／s以上となるように、温泉井戸から湧出した温泉水の一部を、前記温泉井戸内の地表面よりも深い部分に圧送する圧送工程を備えるので、温泉井戸が詰まりにくくなり、メンテナンスの頻度や作業負担を低減することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、熱源と作動流体との熱交換を行うための熱交換器における晶析物の発生を抑制し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態に係るバイナリ発電装置を示す図である。
【図２】一実施形態に係るバイナリ発電装置の温泉井戸周辺の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面に従って本発明の実施形態について説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００１８】
図１は、一実施形態に係るバイナリ発電装置を示す図である。
同図に示すように、バイナリ発電装置１は、発電機２と、発電機２に接続された回転軸を有する膨張機４と、作動流体を蒸発させるための熱交換器６と、作動流体を循環させるように構成された循環ライン８とを備える。
循環ライン８は、熱交換器６及び膨張機４を通して作動流体を循環させるように構成される。
循環ライン８を循環する作動流体は、熱交換器６において後述する熱水の減圧後の蒸気と熱交換することにより蒸発する。蒸発した作動流体は膨張機４を通過する間に膨張し、これにより膨張機４の回転軸を回転させる。膨張機４の回転軸に接続された発電機２は、膨張機４の回転軸が回転することにより駆動される。このようにして、バイナリ発電装置１により発電が行われる。
なお、膨張機４を通過して膨張された作動流体は、循環ライン８において凝縮されて液体となって再び熱交換器６に導入される。なお、図１に示すように、循環ライン８には、膨張された作動流体を凝縮するための凝縮器１０を設けてもよい。また、循環ライン８には、作動流体を熱交換器６に向けて圧送するためのポンプ１２を設けてもよい。
【００１９】
バイナリ発電装置１は、循環ライン８外に、フラッシュタンク２０と、フラッシュタンク２０に晶析性物質が溶解した熱水を供給するための供給ライン２２と、供給ライン２２に設けられる第１流量調整弁２４をさらに備える。
供給ライン２２からフラッシュタンク２０に供給された晶析性物質が溶解した熱水を含む熱水（例えば約１００℃）が、フラッシュタンク２０で減圧されると、晶析性物質が析出するとともに、該熱水よりも低温（例えば、約８０℃）の蒸気と温水とが生成する。このように生成した温水は、重力によりフラッシュタンク２０内で下方に移動し、蒸気は比重が軽いため上方に移動する。このようにして蒸気と温水が分離される。そして、このように分離された蒸気は熱交換器６に送られ、作動流体と熱交換することにより作動流体を蒸発させる。すなわち、熱交換器６は、上述のように分離された蒸気との熱交換により前記作動流体を蒸発させるように構成される。
一実施形態では、フラッシュタンク２０内の圧力が、上述した晶析性物質の析出及び熱水よりも低温の蒸気及び温水の生成に適切な圧力となるように、第１流量調整弁２４の開度を調節する。これにより供給ライン２２からフラッシュタンク２０に供給される熱水の流量を調整してフラッシュタンク２０内の圧力を適切な値とすることができる。
【００２０】
なお、フラッシュタンク２０を用いない従来のバイナリ発電装置では、温水を熱交換器６に導くためにポンプを使用する必要があった。この場合、温水を熱交換器６（蒸発器）に導くために多量のポンプ動力を必要とし、このためにバイナリ発電装置による発電量を圧迫していた。
しかし、上記のようにフラッシュタンク２０を用いることで、熱交換器６において蒸気が凝縮して熱交換器６内の圧力が低下することで蒸気が熱交換器６に導かれるので、熱交換器６に温水を導くためのポンプが不要となり、その分の動力が低減する。このため、従来に比べてバイナリ発電装置１の発電量を向上させることができる。
【００２１】
凝縮器１０は、水（図１に示す例では湧水）等の流体との熱交換により作動流体を凝縮するように構成されてもよい。また、作動流体と熱交換させるための水等の流体を凝縮器１０に導くためにポンプを使用してもよい。
また、凝縮器１０として、蒸発式凝縮器（いわゆるエバコン）を用いてもよい。この場合、作動流体の凝縮温度を低下させることができるため、また、上記ポンプを使用している場合には該ポンプの動力を低減することができるため、バイナリ発電装置１の発電量を向上させることができる。
【００２２】
バイナリ発電装置において、熱交換器にて作動流体を蒸発させるために作動流体と熱交換する熱源として晶析性物質が溶解した熱水を用いる場合、上述のように熱水を減圧して晶析物を析出させることなくそのまま熱交換器に導入すると、熱交換器の流路にて発生する圧力損失に起因して晶析物が析出する場合がある。例えば、晶析性物質が炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）である場合についてより具体的に説明すると、熱交換器内における圧力損失によって、熱水に溶存できるＣＯ２ガスが減少して、ＣＯ２ガスの遊離が進む（２ＨＣＯ３−→ＣＯ３２−＋ＣＯ２↑＋Ｈ２Ｏ）。その結果、熱水中に存在するＣＯ３２−イオンの量が増加し、これが熱水中のＣａ２＋イオンと結合してＣａＣＯ３が析出する（Ｃａ２＋＋ＣＯ３２−→ＣａＣＯ３↓）。
これに対し、上述の実施形態に係るバイナリ発電装置１によれば、第１流量調整弁２４の開度を制御してフラッシュタンク２０に供給する熱水の流量を調整することにより、晶析性物質が溶解した熱水をフラッシュタンク２０において減圧させて、晶析性物質を析出させるとともに、熱水をより低温の蒸気と温水とに分離して、この分離された蒸気を熱交換器６に導入することができる。このため、熱交換器６に導入される蒸気に含まれる晶析性物質の含有量が、分離前の熱水よりも大幅に低減されるので、熱交換器における晶析物の発生が抑制される。
【００２３】
実施形態における晶析性物質が溶解した熱水は、とくに限定されず、例えば地熱によって生成される温泉水や工場からの低温排熱（排水や排ガス）を用いることができる。また、晶析性物質も特に限定されず、例えば炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）が挙げられる。なお、図１に示すバイナリ発電装置１では、源泉から揚水した温泉水を晶析性物質が溶解した熱水として用いている。
【００２４】
循環ライン８を循環する作動流体としては、熱交換器６において晶析性物質が溶解した熱水との熱交換により蒸発可能なものであれば特に限定されずに用いることができる。中でも、比較的低沸点（例えば８０℃程度以下）を有する物質を用いることが好ましく、例としては、Ｒ−２４５ｆａ等のハロゲン化炭化水素系冷媒や、ペンタン、ヘキサン等の有機媒体が挙げられる。
【００２５】
幾つかの実施形態では、バイナリ発電装置１は、図１に示すように、フラッシュタンク２０から前記温水を排出するための排出ライン２６と、排出ライン２６に設けられる第２流量調整弁２８をさらに備える。
この場合、フラッシュタンク２０内の圧力が、上述した晶析性物質の析出及び熱水よりも低温の蒸気及び温水の生成に適切な圧力となるように、第１流量調整弁２４の開度と同時に第２流量調整弁２８の開度を調節できる。これにより供給ライン２２からフラッシュタンク２０に供給される熱水の流量及びフラッシュタンク２０から排出される熱水の流量を調整して、フラッシュタンク２０内の圧力をより柔軟に調節することができる。
【００２６】
熱交換器６での熱交換により作動流体を蒸発させた蒸気の一部は、熱交換で熱を奪われて凝縮して温水となる。
幾つかの実施形態では、図１に示すように、熱交換器６での熱交換により作動流体を蒸発させた蒸気を凝縮させるための凝縮器３２を設けてもよい。凝縮器３２においては、該蒸気は、循環ライン８を循環する作動流体と熱交換することにより凝縮されてもよい。
【００２７】
また、幾つかの実施形態では、図１に示すように、熱交換器６を通過した蒸気及び凝縮により生成した温水を、温水と、凝縮せずに残存した蒸気を含むガス成分とに分離する分離器３４を設けてもよい。凝縮せずに残存した蒸気を含むガス成分とは、蒸気の他には、例えば、熱水から遊離したＣＯ２ガスや、温泉水に含まれる硫化水素（Ｈ２Ｓ）ガス等が挙げられる。これらのガス成分は、分離器３４に接続された真空ポンプ３５によりバイナリ発電装置１の外部に除去してもよい。
【００２８】
図１に示すように、フラッシュタンク２０において分離され、排出ライン２６から排出された温水や、熱交換器６を通過した蒸気が凝縮することにより生成した温水は、第１貯湯槽３６を経由して又は経由せずに、第２貯湯槽３８で貯湯されてもよい。また、第２貯湯槽３８に注湯する際に、水で温度調整をして、入浴に適した温度としてもよい。幾つかの実施形態では、図１に示すように、湧水を凝縮器１０における作動流体との熱交換に用いた後、貯湯等に注湯する温水と混合させることによって温水の温度調整をしてもよい。このようにして第２貯湯槽３８に溜まった温水は入浴用として用いることができ、配管及びポンプ等を用いて入浴施設や家庭に配送することができる。
【００２９】
図２は、一実施形態に係るバイナリ発電装置の温泉井戸周辺（フラッシュタンク２０よりも上流側）の構成を示す図である。
幾つかの実施形態では、バイナリ発電装置１は、図２に示すように、温泉井戸４０と、温泉井戸４０から湧出した温泉水の一部を、温泉井戸４０内の地表面よりも深い部分に圧送する圧送手段５０をさらに備える。そして、温泉井戸４０から取得した温泉水を、晶析性物質が溶解した熱水としてフラッシュタンク２０に供給する。なお、温泉井戸４０は、温泉成分により腐食しにくい材質（例えば鉄等）から形成されるパイプで構成されていてもよい。
図２に示す例示的な実施形態では、圧送手段５０は、温泉井戸４０から湧出した温泉水を貯留するための貯留タンク５２と、温泉水を貯留タンク５２から地下に送るための圧送流路５６と、所望の温泉水の上昇速度が得られるように適切な流量の温泉水を貯留タンク５２から圧送流路５６に送るためのポンプ５４を含む。
圧送手段４２で温泉井戸４０から湧出した温泉水の一部を圧送する際、温泉井戸４０内における温泉水の鉛直上向き方向の上昇速度が、地表面の高さにおいて１．５ｍ／ｓ以上となるように、圧送してもよい。このような上昇速度であれば、温泉井戸４０内における晶析物（スケール）の滞留及び結合を抑制しやすい。
【００３０】
温泉井戸においてスケールが析出及び結合する理由、並びに、上述のように圧送手段を用いることでスケールの結合を抑制することができる理由は、以下のように考えられる。
一般的に、晶析性物質が溶解した温泉の温泉井戸においては、地下深くの温泉脈から温泉水が上昇して地表に近付くにつれて圧力が低下するため、地表近辺（例えば地下０〜３０ｍ）において晶析物（いわゆるスケール）が析出する場合がある。すなわち、地下の深部において高圧下にあった温泉水が、地表に向かって上昇するにつれて圧力が低下し、温泉水に溶存できるＣＯ２ガスが減少して、ＣＯ２ガスの遊離が進む（２ＨＣＯ３−→ＣＯ３２−＋ＣＯ２↑＋Ｈ２Ｏ）。その結果、熱水中に存在するＣＯ３２−イオンの量が増加し、これが熱水中のＣａ２＋イオンと結合してＣａＣＯ３が析出する（Ｃａ２＋＋ＣＯ３２−→ＣａＣＯ３↓）。  また、温泉水に硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）が含まれると、硫酸カルシウムが、析出したＣａＣＯ３を結合するバインダーとしての機能を有すると考えられる。したがって、この状態を放置すると、温泉井戸内において晶析物の析出が進み、析出物どうしが結合して、温泉井戸を詰まらせる原因となる。
【００３１】
上述の実施形態に係るバイナリ発電装置１では、圧送手段５０により、温泉井戸４０から湧出した温泉水の一部を地表面よりも深い部分に圧送して、温泉井戸内４０内における温泉水の上昇速度を増加させるので、温泉水及び析出したＣａＣＯ３の滞留を抑制することができる。このため、温泉井戸４０内で、析出したＣａＣＯ３が温泉水に含まれるＣａＳＯ４等のバインダー成分により結合されることを抑制することができ、温泉井戸４０が詰まることを防止又は抑制することができると考えられる。
また、上述の実施形態に係るバイナリ発電装置１では、圧送手段５０により、温泉井戸４０から湧出した温泉水の一部を圧送するので、温泉井戸４０内の温度低下を最小限に抑えることができる。ＣａＣＯ３は、高温のほうが水に対する溶解量が大きくなるため、これによりＣａＣＯ３の析出を低減することができると考えられる。
【００３２】
温泉井戸４０から湧出した温泉水の一部は、地下１０〜３０ｍの深さまで圧送してもよい。図２に示す例示的な実施形態でいうと、圧送流路５６は、地下１０〜３０ｍの深さまで設けてもよい。経験的に、地下１０〜２０ｍ付近においてスケールの析出が生じることが分かっている。上記深さまで温泉水の圧送を行うことで、温泉井戸４０内におけるスケールの滞留及び結合を効果的に抑制することができる。
なお、図２に示すように、温泉井戸４０から湧出した温泉水は、大気圧下に開放するとＣＯ２等の遊離が起こるため、ＣａＣＯ３等の晶析物５９が析出する場合がある。貯留タンク５２においてこのような晶析物５９を温泉水から除去するため、メッシュフィルター５８を用いてもよい。
また、バイナリ発電装置１のフラッシュタンク２０には、図２に示すように、貯留タンク５２に貯留された温泉水を、ポンプ５１等を用いて供給してもよいし、図１に示すように、貯留タンク等を経由せずに温泉井戸４０から直接供給してもよい。
【００３３】
一実施形態に係るバイナリ発電方法は、作動流体によって発電機を駆動するバイナリ発電方法であって、減圧工程と、熱交換工程と、発電工程と、を備える。
【００３４】
減圧工程では、晶析性物質が溶解した熱水を減圧して、前記晶析性物質を析出させるとともに前記熱水を前記熱水よりも低温の蒸気と前記熱水よりも低温の温水とに分離する。
幾つかの実施形態では、図１に示すフラッシュタンク３４を用いて晶析性物質が溶解した熱水を減圧してもよい。また、図１に示す第１流量調整弁２４を用いてフラッシュタンク３４内の圧力を適切な値となるように調節してもよい。
【００３５】
熱交換工程では、作動流体を蒸気との熱交換により蒸発させる。
幾つかの実施形態では、図１に示す熱効果に６を用いて作動流体と上記との熱交換を行ってもよい。
【００３６】
発電工程では、蒸発した作動流体を膨張機により膨張させて膨張機の回転軸を回転させることにより発電機を駆動する。
【００３７】
一実施形態に係るバイナリ発電方法は、図１に示すバイナリ発電装置１により実施してもよい。
【００３８】
幾つかの実施形態では、減圧工程で用いる熱水として、温泉井戸から取得した温泉水を用いてもよい。
【００３９】
幾つかの実施形態では、減圧工程の前に圧送工程を備える。
圧送工程では、温泉井戸内における温泉水の鉛直上向き方向の上昇速度が、地表面において１．５ｍ／ｓ以上となるように、温泉井戸から湧出した温泉水の一部を、前記温泉井戸内の地表面よりも深い部分に圧送する。
幾つかの実施形態では、圧送工程において温泉水を温泉井戸内の深い部分に圧送するために、図２に示す圧送手段５０を用いてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１            バイナリ発電装置
２            発電機
４            膨張機
６            熱交換器
８            循環ライン
１０            凝縮器
１２            ポンプ
２０            フラッシュタンク
２２            供給ライン
２４            第１流量調整弁
２６            排出ライン
２８            第２流量調整弁
３２            凝縮器
３４            分離器
３５            真空ポンプ
４０            温泉井戸
５０            圧送手段
【図１】
2015203351.tif 000003
【図２】
2015203351.tif 000004