(57)【要約】【課題】環境負荷を発生することなく閉鎖水域の表層水と深層水を循環させ温度成層を解消することのできる温度成層解消システムを提供する。【解決手段】閉鎖水域内に設けられた浮遊構造体２内に設けられ、水よりも低い沸点を有する低沸点媒体を循環して前記閉鎖水域の表層水と深層水の温度差を利用して電力を発生する低沸点媒体発電システム１２と、前記電力によって駆動され前記表層水１８あるいは前記深層水１９を前記低沸点媒体発電システム１２へ供給するとともに前記閉鎖水域へ還流させる表層水取水ポンプ１０および深層水取水ポンプ９を備えた構成とする。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉鎖水域内に設けられた浮遊構造体内に設けられ、水よりも低い沸点を有する低沸点媒体を循環して前記閉鎖水域の表層水と深層水の温度差を利用して電力を発生する低沸点媒体発電システムと、前記電力によって駆動され、前記表層水あるいは前記深層水を前記低沸点媒体発電システムへ供給するとともに前記閉鎖水域へ還流させる表層水取水ポンプおよび深層水取水ポンプを備えたことを特徴とする温度成層解消システム。
【請求項２】
前記低沸点媒体発電システムは、低沸点媒体を加熱する太陽熱加熱装置を備えていることを特徴とする請求項１記載の温度成層解消システム。
【請求項３】
前記低沸点媒体発電システムは、低沸点媒体の潜熱を貯蔵する潜熱貯蔵装置を備えていることを特徴とする請求項１記載の温度成層解消システム。
【請求項４】
前記浮遊構造体は、表層水によって低沸点媒体を加熱する加熱器とタービンと発電機と表層水取水ポンプとを備え水面に設けられた水面浮遊構造体と、深層水によって低沸点媒体蒸気を復液する復液器と加圧ポンプと深層水取水ポンプとを備え深層部に設けられた深層部遊泳構造体とからなることを特徴とする請求項１記載の温度成層解消システム。
【請求項５】
前記低沸点媒体発電システムにおいて熱交換を行った表層水および深層水は、それぞれ深層部方向および表層部方向に放出されるようになっていることを特徴とする請求項１記載の温度成層解消システム。
【請求項６】
前記低沸点媒体発電システムにおいて熱交換を行った深層水は、一度気中に放出されて閉鎖水域水面に落ちるようになっていることを特徴とする請求項１記載の温度成層解消システム。
【請求項７】
前記低沸点媒体発電システムにおいて熱交換を行った表層水および深層水を混合して温度成層界面に放出する混合噴出ノズルまたはエジェクターを備えていることを特徴とする請求項１記載の温度成層解消システム。
【請求項８】
前記混合噴出ノズルまたはエジェクターにおいて温度成層界面に放出される水に空気のマイクロバブルを注入するマイクロバブル発生装置を備えていることを特徴とする請求項７記載の温度成層解消システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、湖、池、沼等の閉鎖水域の表層水と深層水の温度差を利用して発電を行い、深層水を汲み上げて表層水との間に循環流を発生させて閉鎖水域の温度成層の解消を行う温度成層解消システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
夏期には、閉鎖水域の表面の水は温度が上昇して軽くなり、温度成層が形成され表層部の水と深層部の水との混合が困難になり、深層部の水は溶存酸素の補給が断たれ、酸欠状態が発生し、魚介類の生息が難しくなり、生物が死滅する恐れがある。
【０００３】
このような現象を回避するために特開平１１−７０３９６号公報の発明では、「水域のうつろ」を利用してサンライトホールを形成し、水底での光合成作用を促進させて大量の溶存酸素を供給して生態環境や底質環境の保全を図っている。しかしながらヘドロ化が進行している場合にはヘドロ化の解消に対しては効果が小さい。一方、三菱重工技報　Ｖｏｌ．３１　Ｎｏ．４　（１９９４年７月）によると、水域の流動促進を図ることが、有機物負荷の水底への沈積を軽減させる有効な対策であると言われている。
【０００４】
また、現実に陸上型海洋温度差発電の１００ｋＷパイロットプラントが設置されて実験研究が行われた（火力原子力発電　Ｖｏｌ．３２　Ｎｏ．１０　１９８１年１０月参照）が、このプラントにおいては、深層水が５〜１０℃、表層水２５〜３０℃であり、発電端出力１００ｋＷ、送電端出力１１．１ｋＷ、所内動力８８．９ｋＷであった。また、フロンの循環流量に対して深層水取水量および表層水取水量は、１９倍の量であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、閉鎖水域においては、特に夏期に発生する温度成層による深層部の酸欠状態の発生を防ぎ、深層部への過剰な有機物沈積を防ぎ、水域の浄化を行うために、水域の流動促進を行う必要がある。しかし、そのために商用電力や石油等の燃料を消費することは環境負荷を発生するので好ましくない。
【０００６】
そこで本発明は、環境負荷を発生することなく閉鎖水域の表層水と深層水を循環させ温度成層を解消することのできる温度成層解消システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、閉鎖水域内に設けられた浮遊構造体内に設けられ、水よりも低い沸点を有する低沸点媒体を循環して前記閉鎖水域の表層水と深層水の温度差を利用して電力を発生する低沸点媒体発電システムと、前記電力によって駆動され、前記表層水あるいは前記深層水を前記低沸点媒体発電システムへ供給するとともに前記閉鎖水域へ還流させる表層水取水ポンプおよび深層水取水ポンプを備えた構成とする。
【０００８】
請求項２の発明は、前記低沸点媒体発電システムは、低沸点媒体を加熱する太陽熱加熱装置を備えている構成とする。
請求項３の発明は、前記低沸点媒体発電システムは、低沸点媒体の潜熱を貯蔵する潜熱貯蔵装置を備えている構成とする。
【０００９】
請求項４の発明は、前記浮遊構造体は、表層水によって低沸点媒体を加熱する加熱器とタービンと発電機と表層水取水ポンプとを備え水面に設けられた水面浮遊構造体と、深層水によって低沸点媒体蒸気を復液する復液器と加圧ポンプと深層水取水ポンプとを備え深層部に設けられた深層部遊泳構造体とからなる構成とする。
【００１０】
請求項５の発明は、前記低沸点媒体発電システムにおいて熱交換を行った表層水および深層水は、それぞれ深層部方向および表層部方向に放出されるようになっている構成とする。
請求項６の発明は、前記低沸点媒体発電システムにおいて熱交換を行った深層水は、一度気中に放出されて閉鎖水域水面に落ちるようになっている構成とする。
【００１１】
請求項７の発明は、前記低沸点媒体発電システムにおいて熱交換を行った表層水および深層水を混合して温度成層界面に放出する混合噴出ノズルまたはエジェクターを備えている構成とする。
【００１２】
請求項８の発明は、前記混合噴出ノズルまたはエジェクターにおいて温度成層界面に放出される水に空気のマイクロバブルを注入するマイクロバブル発生装置を備えている構成とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１，２，３を参照して本発明の第１の実施の形態の温度成層解消システムを説明する。本実施の形態の温度成層解消システムは、閉鎖水域の水面１に設けられた浮遊構造体２内に収納された加熱器３、タービン４、発電機５、復液器６、加圧ポンプ７等を備えている。また、浮遊構造体２の外部に配管接続された深層水取水ポンプ９および表層水取水ポンプ１０を備えている。
【００１４】
加圧ポンプ７の出口は、加熱器３に結合され、加熱器３の出口はタービン４の入口に結合され、タービン４に同軸に発電機５が結合され、タービン４の出口は復液器６の入口に結合され、復液器６の出口は加圧ポンプ７の入口に結合されて、これらは、低沸点媒体であるアンモニアが流れる低沸点媒体発電システム１２を構成している。加圧ポンプ７にはモータ８が同軸に結合されている。水底１１近くに沈められた深層水取水ポンプ９は、取水配管１７で復液器６の水側入口に結合されている。
【００１５】
高温の表層水を取水する取水配管１６が表層水取水ポンプ１０に結合され、表層水取水ポンプ１０の出口が加熱器３の水側入口に結合され、加熱器３の水側出口が放水配管１４に結合されている。また、低温の深層水を取水する取水配管１７が復液器６の水側入口に結合され、復液器６の水側出口が放水配管１５に結合されている。
【００１６】
低沸点媒体発電システム１２は、加熱器３、タービン４、発電機５、復液器６、加圧ポンプ７等で構成され、低沸点媒体のアンモニアが循環する。加熱器３には高温の表層水１８が、表層水取水ポンプ１０で導入され、熱交換後に閉鎖水域の水面１に放流される。また、低温の深層水１９が、深層水取水ポンプ９で取水され、復液器６に導かれて熱交換を行い、閉鎖水域水面１に放流される。
【００１７】
以上のような構成とした本発明の第１の実施の形態の温度成層解消システムは、閉鎖水域の高温の表層水１８を表層水取水ポンプ１０で取水し、低沸点媒体発電システム１２の加熱器３に導き、加熱器３において低沸点媒体液と熱交換を行った後、閉鎖水域の表層に放流を行う。低沸点媒体液が加熱器３において高温の表層水１８と熱交換を行って生成した低沸点媒体蒸気を、タービン４に導いてこれを駆動し、同軸に結合された発電機５で発電を行う。タービン４の排気蒸気は復液器６に導かれ、深層水取水ポンプ９で取水された低温の深層水１９と熱交換を行って復液する。この復液は加圧ポンプ７によって再び加熱器３へ圧送される。
【００１８】
低沸点媒体発電システム１２で循環するアンモニアの量を５ｋｇ／ｓとし、表層水１８の温度を２７℃、深層水１９の温度を８℃とし、加熱器３と復液器６の熱交換部の最少温度差が２℃になる構成とした場合、表層水１８の取水量を１００ｋｇ／ｓとし、深層水１９の取水量を２６６ｋｇ／ｓとすると、表層水取水ポンプ１０、深層水取水ポンプ９、加圧ポンプ７等の動力に使用後の発電量は１６ｋＷｅとなる。深層水１９の取水量を最大にしてこの発電量がゼロになるようにしてこのシステムを閉鎖水域温度成層解消にのみ用いるとした場合、深層水１９の最大取水量は、４６９ｋｇ／ｓとなる。
【００１９】
本実施の形態の温度成層解消システムによれば、アンモニアを作動媒体とする低沸点媒体発電システム１２を用いて閉鎖水域の高温の表層水１８と低温の深層水１９とで温度差発電を行い、低沸点媒体循環流量の約９０倍の深層水を取水して閉鎖水域の表層に放流することができ、閉鎖水域の温度成層を自然エネルギーを利用して解消することができる。なお、低沸点媒体発電システム１２において熱交換を行った後の深層水は、水面１の上の気中に放出して、その後水面１に落ちるようにすると、深層水への酸素溶解を速めることができる。
【００２０】
つぎに本発明の第２の実施の形態を説明する。この実施の形態の温度成層解消システムにおける低沸点媒体発電システム１２ａは、図４に示すように、加熱器３、タービン４、発電機５、復液器６、加圧ポンプ７のほかに、太陽熱加熱器２１と低沸点媒体液貯蔵槽２２を備えている。その他の構成は第１の実施の形態（図１，２，３）と同じである。
【００２１】
加熱器３で加熱された低沸点媒体（アンモニア）は、三方弁２３によってタービン４に導かれるものと、太陽熱加熱器２１に導かれるものに分岐される。太陽熱加熱器２１は、太陽熱２０を集束させる反射鏡の集束点に低沸点媒体が流れる配管が設置された構成であり、配管表面には熱吸収を良くする表面処理が施されている。また、反射鏡表面はゴミ等の付着が起きにくくするために光触媒が塗布されている。太陽熱加熱器２１で低沸点媒体を過熱蒸気にして、タービン４に導いてこれを駆動する。
【００２２】
この第２の実施の形態の温度成層解消システムは、前記第１の実施の形態の温度成層解消システムと同様に作用するが、さらに、太陽熱加熱器２１で低沸点媒体を蒸気にする場合には加圧ポンプ７の吐出圧力を高くし、また流量も増やして加熱器３で低沸点媒体が蒸発しない条件にし、加熱器３より全ての低沸点媒体が太陽加熱器２１に導かれるようにし、太陽加熱器２１で蒸発するようにする。太陽熱加熱器２１で蒸気を生成しない場合には、加熱器３で蒸発するように加圧ポンプ７の吐出圧力を下げ、流量を減らし、生成した蒸気を全てタービン４に導いて発電を行う。
【００２３】
この第２の実施の形態の温度成層解消システムによれば前記第１の実施の形態の温度成層解消システムと同様の効果が得られるが、さらに、太陽熱加熱器２１を用いて低沸点媒体蒸気温度を高くすることができ、発電出力を増大することができ、深層部からの取水量を増やすことができるので、温度成層解消を迅速に行うことができる。
【００２４】
つぎに本発明の第３の実施の形態を説明する。この実施の形態の温度成層解消システムにおける低沸点媒体発電システム１２ｂは、図５に示すように、加熱器３、タービン４、発電機５、復液器６、加圧ポンプ７および太陽熱加熱器２１のほかに、エリスリトール系蓄熱材を用いた潜熱貯蔵装置２６、圧力調整弁２８、熱交換器２９および膨張弁３０を備えている。その他の構成は第１の実施の形態（図１，２，３）とほぼ同じである。
【００２５】
加圧ポンプ７で加圧された低沸点媒体（アンモニア）液は、分岐されて熱交換器２９と圧力調整弁２８に導かれる。熱交換器２９で熱交換して加熱された低沸点媒体液は、太陽熱加熱器２１の加熱部に導かれる。太陽熱加熱器２１の加熱部で更に加熱され蒸気となった低沸点媒体は潜熱貯蔵装置２６に導かれ、蓄熱材と熱交換をした後に熱交換器２９の熱交換部に導かれる。熱交換器２９の熱交換部で熱交換を行って冷却された低沸点媒体液は、膨張弁３０に導かれて断熱膨張をして、タービン４の出口側に導かれる。
【００２６】
一方、圧力調整弁２８で減圧された低沸点媒体液は、加熱器３の熱交換部に導かれ表層水１８によって加熱される。加熱された低沸点媒体が潜熱貯蔵装置２６の熱交換部に導かれ更に加熱されて蒸気になってタービン４に導かれる。
【００２７】
この第３の実施の形態の温度成層解消システムは前記第２の実施の形態の温度成層解消システムと同様に作用するが、さらに次のような作用を行う。すなわち、太陽熱で低沸点媒体を加熱できる時には、加圧ポンプ７の吐出圧を高くし、低沸点媒体を熱交換器２９にも分岐する。そして熱交換器２９で加熱された低沸点媒体を太陽熱加熱器２１の熱交換部に導いて高圧の低沸点媒体蒸気を生成する。生成された高圧の低沸点媒体蒸気を潜熱貯蔵装置２６に導いて潜熱蓄熱剤に熱を与え、引き続き熱交換器２９の熱交換部に導く。熱交換器２９の熱交換部で冷却された低沸点媒体液を膨張弁３０に導いて断熱膨張させて低温の低沸点媒体としてタービン４の出口側に導く。
【００２８】
一方、圧力調整弁２８に導かれた低沸点媒体液は、加熱器３の熱交換部に導かれ、高温の表層水１８と熱交換を行って加熱され、潜熱貯蔵装置２６の熱交換部に導かれて潜熱蓄熱材と熱交換を行ってさらに加熱されて低沸点媒体蒸気を生成する。生成された蒸気をタービン４に導いてこれを駆動して同軸に結合された発電機５で発電を行う。
【００２９】
太陽熱で低沸点媒体を加熱できない時には、加圧ポンプ７の吐出圧を低くし、熱交換器２９への分岐をせずに低沸点媒体液の全量が、圧力調整弁２８を経由して加熱器３の熱交換部に導かれるようにする。加熱器３の熱交換部に導かれた低沸点媒体液は、高温の表層水１８と熱交換を行って蒸気となる。この蒸気を潜熱貯蔵装置２６の熱交換部に導いて潜熱貯蔵材と熱交換を行って過熱蒸気とし、タービン４に導いて、これを駆動して発電を行う。
【００３０】
この第３の実施の形態の温度成層解消システムによれば前記第２の実施の形態の温度成層解消システムと同様の効果が得られるが、さらに、太陽熱加熱器２１を用いて生成した低沸点媒体蒸気を潜熱貯蔵装置２６に送って蓄熱し、加熱器３で熱交換を行って高温になった低沸点媒体蒸気を潜熱貯蔵装置２６に送って過熱蒸気としてからタービン４に送って発電をすることができるため、利用できる太陽熱に変動があっても発生電力の変動を緩和することができる。そのためにほぼ一定の出力で低沸点媒体発電システム１２ｂを運転することができ、温度成層解消をコンスタントに行うことができる。
【００３１】
また、太陽熱で加熱された高圧の低沸点媒体液を断熱膨張させて得られる低温の低沸点媒体をタービン４の排気側に導くので、タービン４の出力を増大させることができ、深層水の取水量を増やすことができ、温度成層解消を迅速に行うことができる。
【００３２】
つぎに本発明の第４の実施の形態の温度成層解消システムを図６，図７を参照して説明する。本実施の形態の温度成層解消システムは、ケーブル３１と配管３２，３９によって結合された水面浮遊構造体２４と深層部浮遊構造体２５とから構成されている。
【００３３】
水面浮遊構造体２４は、タービン４、発電機５、表層水移送装置４３等で構成される。表層水移送装置４３は、表層水取水ポンプ３３、水中モータ３４、加熱器３、偏流構造３５等で構成され、支持構造４１に取付けられている。水中モータ３４で表層水取水ポンプ３３を駆動し、表層水を加熱器３に導き、熱交換部４０で熱交換を行わせて、偏流構造３５で流れの向きを深層部方向に向けて表層水移送装置４３より放出する。
【００３４】
深層部浮遊構造体２５は、加圧ポンプ７、深層水移送装置４４等で構成される。深層水移送装置４４は、深層水取水ポンプ３６、水中モータ３７、復液器６、偏流構造３８等で構成され、支持構造４２に取付けられている。水中モータ３７で深層水取水ポンプ３６を駆動し、深層水を復液器６に導き、熱交換部で熱交換を行わせて、偏流構造３８で流れの向きを表層方向に向けて深層水移送装置４４より放出する。
水面浮遊構造体２４の加熱器３およびタービン４と深層部浮遊構造体２５の加圧ポンプ７および復液器６はそれぞれ配管３２および配管３９で接続されている。
【００３５】
この第４の実施の形態の温度成層解消システムは前記第１の実施の形態の温度成層解消システムと同様に作用するが、さらに次のような作用を行う。すなわち、表層水を水平方向に表層水取水ポンプ３３で取水し、加熱器３で熱交換を行ったものを深層に向かって放水する。偏流構造３５で水底１１に向けて放流する場合を図６では示しているが、水平方向に放流してもよい。その場合には、表層水移送装置４３を複数用いて水面浮遊構造体２４に偶力が発生しないようにする。また、深層水を水平方向に深層水取水ポンプ３６で取水し、復液器６で熱交換を行ったものを水面１に向かって放水する。偏流構造３８で水面１に向けて放流する場合を図６では示しているが、水平方向に放流してもよい。その場合には、深層水移送装置４４を複数用いて深層部浮遊構造体２５に偶力が発生しないようにする。
【００３６】
この第４の実施の形態の温度成層解消システムは前記第１の実施の形態の温度成層解消システムと同様の効果を生じるが、さらに次のような効果を生じる。すなわち、表層水と深層水を取水するための配管および加熱器３と復液器６等への配管をなくすことができ、取水部の構造を単純な形状にすることができ、工場で一体構造として組み立てることができるために建設費を低く抑えることができる。
【００３７】
なお、この第４の実施の形態においては、深層部浮遊構造体２５を中性浮力構造としてもよい。その場合にはケーブル３１を省略することができるとともに、水面浮遊構造体２４と深層部浮遊構造体２５の水平方向の位置関係が自由になる。
【００３８】
つぎに本発明の第５の実施の形態の温度成層解消システムを図８を参照して説明する。すなわち、加熱器３、タービン４、発電機５、復液器６、加圧ポンプ７等で構成される低沸点媒体発電システム、および表層水取水ポンプ１０、深層水取水ポンプ９等を搭載する水面浮遊構造体４７を水面１に浮遊させ、この水面浮遊構造体４７から温度成層界面４６付近に吊り下ろした成層界面遊泳構造体４８に、熱交換を行った後の表層水と深層水を混合して温度成層界面４６方向に放出する混合噴出ノズル４９を搭載した構成である。
【００３９】
水面浮遊構造体４７においては、加圧ポンプ７の出口が加熱器３に結合され、加熱器３の出口がタービン４の入口に結合され、タービン４の出口が復液器６の入口に結合され、復液器６の出口が加圧ポンプ７の入口に結合されて、低沸点媒体（アンモニア）が流れる低沸点媒体発電システムを構成する。タービン４には同軸に発電機５が結合され、加圧ポンプ７にはモータ８が同軸に結合されている。閉鎖水域の水底１１近くに取水配管の取水口が設けられ、深層水１９の取水ポンプ９に接続されている。
【００４０】
また、温度成層界面４６付近に成層界面浮遊構造体４８を水面浮遊構造体４７よりワイヤー５０で吊り下ろし、成層界面浮遊構造体４８に混合噴出ノズル４９を設け、温度成層界面４６方向に混合水を噴出する。水面浮遊構造体４７の復液器６および加熱器３は混合噴出ノズル４９と伸縮配管５１，５２で接続されている。
【００４１】
図９は第６の実施の形態を示し、図８に示した第５の実施の形態における混合噴出ノズル４９の代りにエジェクター５４を設け、水面浮遊構造体４７の復液器６および加熱器３とエジェクター５４の吸引室５６および駆動ノズル５５をそれぞれ伸縮配管５１，５２で接続した構成である。
【００４２】
図１０は本発明の第７の実施の形態を示し、図９に示した第６の実施の形態におけるエジェクター５４への配管接続を変えて、水面浮遊構造体４７の復液器６および加熱器３とエジェクター５４の駆動ノズル５５および吸引室５６をそれぞれ伸縮配管５１，５２で接続した構成である。
【００４３】
以上のような構成とした本発明の第５，第６，第７の実施の形態の温度成層解消システムにおいては、復液器６に貯溜された低沸点媒体液（アンモニア液）を加圧ポンプ７で加圧して加熱器３に導き、高温の表層水１８と熱交換を行って低沸点媒体蒸気（アンモニア蒸気）を生成し、タービン４に導いてこれを駆動し、同軸に結合された発電機５で発電を行う。タービン４の排気蒸気は復液器６に導かれ、深層水取水ポンプ９で取水された水底１１付近の低温の深層水１９と熱交換を行って復液する。
【００４４】
復液器６で熱交換を行って加熱された深層水１９は混合噴出ノズル４９に導かれる。加熱器３で熱交換を行って冷却された表層水１８も混合噴出ノズル４９に導かれて、加熱された深層水と混合されて温度成層界面４６方向に放出される。
【００４５】
混合噴出ノズル４９の代りにエジェクター５４を備えている場合には、駆動ノズル５５に加熱された深層水あるいは冷却された表層水を導き、冷却された表層水あるいは加熱された深層水を吸引混合して温度成層界面４６方向に混合水を放出する。温度成層界面４６の位置の変化に従い、ワイヤー５０の長さを変えて成層界面浮遊構造体４８が温度成層界面４６に位置するように調整する。
【００４６】
低沸点媒体発電システムで循環するアンモニアの量を５ｋｇ／ｓとし、表層水１８の温度を２７℃、深層水１９の温度を８℃とし、加熱器３と復液器６の熱交換部の最少温度差が２℃になる構成とした場合、表層水１８の取水量を１００ｋｇ／ｓとし、深層水１９の取水量を２６６ｋｇ／ｓとすると、表層水取水ポンプ１０、深層水取水ポンプ９、加圧ポンプ７等の動力に使用後の発電量は１６ｋＷｅとなる。深層水１９の取水量を最大にしてこの発電量がゼロになるようにしてこのシステムを閉鎖水域温度成層解消にのみ用いるとした場合、深層水１９の最大取水量は、４６９ｋｇ／ｓとなる。
【００４７】
これら第５，第６，第７の実施の形態の温度成層解消システムによれば、アンモニアを作動媒体とする低沸点媒体発電システムを用いて閉鎖水域の表層水と深層水とで温度差発電を行い低沸点媒体循環流量の約９０倍の深層水を取水して閉鎖水域の温度成層界面に放流することができ、自然エネルギーを利用して閉鎖水域の温度成層の解消を行うことができる。
【００４８】
つぎに本発明の第８の実施の形態を説明する。この実施の形態の温度成層解消システムは、図１１に示すように、成層界面浮遊構造体４８に大気のマイクロバブル発生装置５７を搭載した構成である。
【００４９】
マイクロバブル発生装置５７を混合噴出ノズル４９に接続し、加熱された深層水あるいは冷却された表層水にマイクロバブル大気を注入し、混合流体を温度成層界面４６の方向に放出する。
【００５０】
この第８の実施の形態の温度成層解消システムによれば、マイクロバブル発生装置５７で発生したマイクロバブル大気を混合噴出ノズル４９に導いて、加熱された深層水あるいは冷却された表層水と混合させて温度成層界面４６の方向に噴出することで温度成層界面を解消するとともに、低酸素になっている深層の水に酸素を補給することができ、水域浄化を行うことができる。
【００５１】
なお、前記第６、第７の実施の形態においてエジェクター５４の前に第８の実施の形態におけると同様のマイクロバブル発生装置を設けてもよい。
また、上記各実施の形態において、低沸点媒体発電システム１２，１２ａ，１２ｂの作動媒体は、アンモニアのほかにアルコールや代替フロンであってもよい。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、環境負荷を発生することなく閉鎖水域の表層水と深層水を循環させ温度成層を解消することのできる温度成層解消システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の温度成層解消システムの縦断面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う平断面図。
【図３】本発明の第１の実施の形態の温度成層解消システムにおける低沸点媒体発電システムの構成図。
【図４】本発明の第２の実施の形態の温度成層解消システムにおける低沸点媒体発電システムの構成図。
【図５】本発明の第３の実施の形態の温度成層解消システムにおける低沸点媒体発電システムの構成図。
【図６】本発明の第４の実施の形態の温度成層解消システムの縦断面図。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う平断面図。
【図８】本発明の第５の実施の形態の温度成層解消システムの構成図。
【図９】本発明の第６の実施の形態の温度成層解消システムの構成図。
【図１０】本発明の第７の実施の形態の温度成層解消システムの構成図。
【図１１】本発明の第８の実施の形態の温度成層解消システムの構成図。
【符号の説明】
１…水面、２…浮遊構造体、３…加熱器、４…タービン、５…発電機、６…復液器、７…加圧ポンプ、８…モータ、９…深層水取水ポンプ、１０…表層水取水ポンプ、１１…水底、１２，１２ａ，１２ｂ…低沸点媒体発電システム、１３…モータ、１４，１５…放水配管、１６，１７…取水配管、１８…表層水、１９…深層水、２０…太陽熱、２１…太陽熱加熱器、２２…低沸点媒体液貯蔵槽、２４…水面浮遊構造体、２５…深層部浮遊構造体、２６…潜熱貯蔵装置、２８…圧力調整弁、２９…熱交換器、３０…膨張弁、３１…ケーブル、３２，３９…配管、３３…表層水取水ポンプ、３４，３７…水中モータ、３５，３８…偏流構造、３６…深層水取水ポンプ、３９…配管、４０…熱交換部、４１，４２…支持構造体、４３…表層水移送装置、４４…深層水移送装置、４６…温度成層界面、４７…水面浮遊構造体、４８…成層界面浮遊構造体、４９…混合噴出ノズル、５０…ワイヤー、５１，５２…伸縮配管、５３…取水配管、５４…エジェクター、５５…駆動ノズル、５６…吸引室、５７…マイクロバブル発生装置。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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