(57)【要約】【課題】従来の海洋温度差発電の表層温海水及び、深層冷海水の汲み上げに消費するポンプ動力を大幅に削減し、発電の正味出力を高めるための水位差作動循環式熱交換器を提供する。【解決手段】海洋温度差発電の凝縮器あるいは、蒸発器に要する海水の循環方法に於いて、高水位タンク（５）、低水位タンク（６）の間を高圧配管（７）、熱交換器（２）、低圧配管（８）、凝縮器（１）または蒸発器を介して作動流体（９）の流路を結び、作動流体（９）が常時、高水位タンク（５）から熱交換器（２）、凝縮器（１）または蒸発器を経て低水位タンク（６）へ循環するようポンプ（３）で常時、水位差（４）を作り出す構成としていることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
海洋温度差発電の凝縮器に要する冷却水の循環方法に於いて、高水位タンク（５）、低水位タンク（６）の間を高圧配管（７）、熱交換器（２）、低圧配管（８）、凝縮器（１）を介して作動流体（９）の流路を結び、作動流体（９）が常時、高水位タンク（５）から熱交換器（２）を経て凝縮器（１）、低水位タンク（６）へ循環するよう、ポンプ（３）で常時、水位差（４）を作り出していることを特徴とする水位差作動循環式熱交換器。
【請求項２】
海洋温度差発電の蒸発器に要する加熱水の循環方法に於いて、高水位タンク、低水位タンクの間を高圧配管、熱交換器、低圧配管、蒸発器を介して作動流体の流路を結び、作動流体が常時、高水位タンクから熱交換器を経て蒸発器、低水位タンクへ循環するよう、ポンプで常時、水位差を作り出していることを特徴とする水位差作動循環式熱交換器。
【請求項３】
火力発電または、原子力発電の腹水器に要する冷却水の循環方法に於いて、高水位タンク、低水位タンクの間を高圧配管、熱交換器、低圧配管、腹水器を介して作動流体の流路を結び、作動流体が常時、高水位タンクから熱交換器を経て腹水器、低水位タンクへ循環するよう、ポンプで常時、水位差を作り出していることを特徴とする水位差作動循環式熱交換器。
【請求項４】
熱交換効率を高めるために、配管の形状を波状にし、接触面積を多くしたことを特徴とする水位差作動循環式熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は熱交換器に関するものであり、詳しくは海中あるいは、水中での冷却及び、加熱を目的とする熱交換器に関する分野である。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術に於いて現在、実用化に向けて開発が進められている海洋温度差発電などに用いられる加熱水、冷却水は直接、大型ポンプで表層温海水、深層冷海水を汲み上げて蒸発器あるいは、凝縮器それぞれに使用している。
【０００３】
また、従来の火力発電や原子力発電の復水器に用いる冷海水も上記に同じく直接、大型ポンプで汲み上げ使用している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べたように現在、実用化に向けて開発が進められている海洋温度差発電などに用いられる加熱水、冷却水は直接、大型ポンプで表層温海水、深層冷海水を汲み上げて蒸発器あるいは、凝縮器それぞれに使用している。
【０００５】
そのため、発電出力の半分以上がポンプ動力に消費され、正味出力が半分以下になると言う、発電設備としては致命的な欠点を有している。
【０００６】
また、従来の火力発電や原子力発電の復水器に用いる大量の冷海水も上記に同じく直接、大型ポンプにて汲み上げ使用している。
【０００７】
そのため魚介類、海草除去対策に講じる設備やメンテナンスなど、多くの設備コストを要しているのが現状である。
【０００８】
本発明はこれらの課題を、水位差の有する性質を応用して、クリーンエネルギーによる熱交換器を用いることで効率よく解決することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するために、本発明の水位差作動循環式熱交換器について説明する。
【００１０】
請求項１に記載する発明は、海洋温度差発電の凝縮器に要する冷却水の循環方法に於いて、高水位タンク（５）、低水位タンク（６）の間を高圧配管（７）、熱交換器（２）、低圧配管（８）、凝縮器（１）を介して作動流体（９）の流路を結び、作動流体（９）が常時、高水位タンク（５）から熱交換器（２）、凝縮器（１）を経て低水位タンク（６）へ循環するようポンプ（３）で常時、水位差（４）を作り出す構成としている。
【００１１】
上記の構成は高水位タンク（５）と低水位タンク（６）にわずかの水位差（４）が存在すれば、その水位差（４）が無くなるまで配管の距離、形状に関係なく作動流体（９）は流路を自然に高水位タンク（５）から低水位タンク（６）へ流れ始める。
【００１２】
ポンプ（３）で常時、高水位タンク（５）と低水位タンク（６）間にわずかの水位差（４）を作り続ければ作動流体（９）を常時、循環させることが出来る。
【００１３】
従来の海洋温度差発電では、深層冷海部６００メートルから１０００メートルの深層冷海水を大型ポンプで汲み上げ凝縮器で冷却熱交換を行っているため、ポンプ動力に多大な消費電力を必要としていた。
【００１４】
この場合、凝縮器に本当に必要なのは深層冷海水では無く、深層冷海水の有する冷熱エネルギーであり、本発明の構成を用いることで高水位タンク（５）から低水位タンク（６）へ作動流体（９）が自然循環する過程で、深層冷海部に設けている熱交換器（２）そして、凝縮器（１）を通過させることで深層冷海水の有する冷熱エネルギーのみを効率よく循環利用することが出来るようになる。
【００１５】
上記の一連の過程は、全く電力を必要とせず、水位差によって自然に行われるものであり、電力は、わずかな水位差（４）を作るためのポンプ（３）に消費される電力だけとなり、従来の海洋温度差発電のポンプ動力の消費電力と比較すると飛躍的な電力の節約となり、相対して発電の正味出力を飛躍的に高めることになる。
【００１６】
請求項２に記載するように本発明の構成は、海洋温度差発電の蒸発器にも応用することが可能であり、熱交換器（２）を表層温海部に設け、凝縮器（１）を蒸発器に置き換えることで成立する。
【００１７】
さらに請求項３に記載するように本発明の構成は、原子力発電、火力発電の腹水器にも応用することが可能であり、凝縮器（１）を腹水器に置き換えることで成立する。
【００１８】
この場合、魚介類、海草除去対策に多くの設備やメンテナンスなどに要してきたコストが削減され、節電だけでなく、ローコスト化、設備簡略化を図ることが出来る。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、熱交換効率を高めるために、配管の形状を波状にし、熱源との接触面積が広くなるよう構成している。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００２１】
図１に記載の発明は、海洋温度差発電の凝縮器の構成を示す簡略図である。
【００２２】
海洋温度差発電の凝縮器に要する冷却水の循環方法に於いて、高水位タンク（５）、低水位タンク（６）の間を高圧配管（７）、熱交換器（２）、低圧配管（８）、凝縮器（１）を介して作動流体（９）の流路を結び、作動流体（９）が常時、高水位タンク（５）から熱交換器（２）、凝縮器（１）を経て低水位タンク（６）へ循環するようポンプ（３）で常時、水位差（４）を作り出す構成としている。
【００２３】
上記の構成は高水位タンク（５）と低水位タンク（６）にわずかの水位差（４）が存在すれば、その水位差（４）が無くなるまで配管の距離、形状に関係なく作動流体（９）は流路を自然に高水位タンク（５）から低水位タンク（６）へ流れ始める。
【００２４】
ポンプ（３）で常時、高水位タンク（５）と低水位タンク（６）間にわずかの水位差（４）を作り続ければ作動流体（９）を常時、循環させることが出来る。
【００２５】
自然循環する作動流体（９）は、深層冷海部に設けられた熱交換器（２）を通過する際に深層冷海水に冷やされ凝縮器（１）に送られ、低水位タンク（６）に至る。
【００２６】
凝縮器（１）では、タービン室より送られてきた蒸気が熱交換によって液体に戻り蒸発器に送られ常時、発電工程に至る。
【００２７】
図２に記載の発明は、熱交換部配管の形状を示す断面図である。
【００２８】
作動流体（９）の熱交換効率を高めるために配管の形状を波状にし、熱源との接触面積を広くしたものである。
【００２９】
図１に記載する海洋温度差発電の凝縮器の場合、高圧配管（７）に図２に記載の配管形状を用いることで、作動流体（９）が熱交換器（２）に至るまでに予め熱交換を行うことが出来るため、熱交換効率が良くなる。
【００３０】
また、低圧配管（７）には断熱材による保温あるいは、２重管による保温構造の配管を用いると効果的である。
【００３１】
【発明の効果】本発明の水位差作動循環式熱交換器は、以上説明した構成からなるため、以下に記載するような効果を奏する。
【００３２】
請求項１、２に記載するように海洋温度差発電の凝縮器または蒸発器に本発明の水位差作動循環式熱交換器を設けることで、従来の海洋温度差発電に消費されていたポンプ動力を大幅に削減することができ、これまで困難であった発電の正味出力を飛躍的に高めることが出来る。
【００３３】
請求項３に記載するように火力発電あるいは原子力発電の腹水器に本発明の水位差作動循環式熱交換器を設けることで、これまで魚介類、海草除去対策に多くの設備やメンテナンスなどに要してきたコストが削減され、節電だけでなく、ローコスト化、設備簡略化を図ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による海洋温度差発電の凝縮器の構成を示す簡略図である。
【図２】本発明の熱交換部配管の形状を示す断面図である。
【符号の説明】
１  凝縮器
２  熱交換器
３  ポンプ
４  水位差
５  高水位タンク
６  低水位タンク
７  高圧配管
８  低圧配管
９  作動流体
【図１】
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【図２】
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