(57)【要約】【目的】地熱との熱交換のために地中に流される流体を効率的に地熱と熱交換できる、３本以上のＵ字状内管を含む地熱回収装置を提供する。【構成】地下において地熱が伝導される外管であって少なくとも底部を含む下方部分が閉塞されている外管と、前記外管内に配置される３本以上のＵ字状内管とを備えており、前記３本以上のＵ字状内管は、それぞれ、流体が自らの内部で地熱と熱交換されながら地上の負荷機器との間を循環的に流通するように構成されている。前記３本以上のＵ字状内管は、前記外管内において、互いに重力方向に位置をずらしながら且つ互いに水平方向に交差しながら配置されている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下において地熱が伝導される外管であって少なくとも底部を含む下方部分が閉塞されている外管と、前記外管内に配置される３本以上のＵ字状内管とを備えており、前記３本以上のＵ字状内管は、それぞれ、流体が、地熱と熱交換されるように、自らの内部と地上の負荷機器との間を循環的に流通するように、構成されている、３本以上のＵ字状内管を備えた地熱回収装置。
【請求項２】
前記３本以上のＵ字状内管は、それぞれ、その各外側の側面が前記外管の内壁面に近接又は当接するように且つその各底部が前記外管の底部又はその近傍に位置するように、配置されている、請求項１に記載の３本以上のＵ字状内管を備えた地熱回収装置。
【請求項３】
前記３本以上のＵ字状内管は、前記外管内において、互いに重力方向に位置をずらしながら且つ互いに水平方向において交差しながら、配置されている、請求項１又は２に記載の３本以上のＵ字状内管を備えた地熱回収装置。
【請求項４】
前記外管と前記３本以上のＵ字状内管との間の隙間には、熱伝導性の良い材料が充填されている、請求項１，２又は３に記載の３本以上のＵ字状内管を備えた地熱回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は地熱発電システムなどに使用可能な地熱回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、地熱貯留層まで掘削した生産井から地熱による蒸気や熱水を採取して地上での発電に利用する地熱発電システムが実用化されている。図５はこのような従来の地熱発電システムの一例を示す図である。図５に示す従来例では、生産井１から取り出した熱水と地熱蒸気をセパレータ３により分離し、分離した蒸気によりタービン４を駆動して発電機５により発電を行い、発電に使用された後の蒸気は、復水器６において冷却水で冷却されて復水され、セパレータ３からの熱水と共に還元井２から地中に還元される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２７０６７９号公報
【特許文献２】特許第４４８５４６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の図５に示すような従来の地熱発電システムにおいては、地熱貯留層からの熱水又は蒸気を生産井１のストレーナ（多数のスリット又は穴を有する部分）を通して生産井１の内部に直接取り入れ、これを地上に汲み上げて発電に使用する（一部は還元井２で地中に戻す）ようにしていたので、近くの温泉を枯渇させるなど地熱貯留層周辺の地下水系に悪影響を与えてしまう、地熱発電の過程で地熱貯留層からの熱水又は蒸気中の硫黄等の成分が地熱発電に使用する装置にスケールとして固着・堆積し配管等が劣化したりスケールを取り除くために多額のメンテナンス費用が発生してしまうなどの問題があった。
【０００５】
ところで、このような問題点を解決するために、まだ公知ではないが図６に示すような循環型地熱発電システムが発明されている（特願２０１４−２３９２３６）。図６において、１１は地中の例えば約３００〜６００ｍ深さ、例えば約５００ｍ深さの地熱貯留層１３まで埋設された例えばステンレス鋼製（良熱伝導性材料ならば他の素材でもよい）の外管（この外管１１は、地中に埋設された温泉井用管であって過去には温泉井用に使用されていたが現在は温泉井用として使用されていない温泉井用管の内部に配置されるものでもよい）、１２は前記外管１１内に配置される例えばステンレス鋼製の内管であってその底部１２ｃ又はその近傍部分が開放されている内管である。図６において、前記外管１１は、内径が例えば３０ｍｍに形成され側方及び下方部分は全て閉塞されている。前記内管１２は、内径が例えば１５ｍｍに形成され上端側開口部１２ｂと底部（下端部）１２ａが共に開口部となっている。前記内管１２の底部１２ｃは、前記外管１１の底部１１ａ（又はその上面１１ａａ）の近傍の位置（例えば約１００ｍだけ上方の位置）に配置されている。
【０００６】
図６の地熱発電システムでは、流体、例えば工業用水（熱媒体でもよい）が、前記外管１１と内管１２との間の隙間１５内を下降させられ、前記内管１２の底部１２ｃと前記外管１１の底部１１ａとの間が例えば約１００ｍの長さを有する底部近傍領域１４に送られて前記底部近傍領域１４の中を流動している間に、外部の地熱貯留層１３中の地熱と熱交換されて高温の熱水となった後、前記内管１２内を地上方向へ上昇する。
【０００７】
また図６のシステムにおいて、１６は、前記内管１２中を下降した後に前記外管１１内の底部近傍領域１４において地熱と熱交換されて前記内管１２内を地上まで上昇した熱水が前記内管１２の上端側開口部１２ｂを介して供給される蒸発器であって前記熱水を加熱（及び減圧）して蒸気を発生させる蒸発器、１７は前記蒸発器１６からの蒸気により駆動される発電用タービン、１７ａは前記タービン１７により駆動される発電機、１８は前記タービン１７の駆動に使用された蒸気を水に戻す復水器、１９ａは前記復水器からの水及び前記蒸発器１６において蒸気と分離された熱水をいったん貯留する貯水槽、１９は前記貯水槽１９ａからの熱水を上端側開口部１１ｂから前記外管１１と内管１２との間の隙間１５内に加圧注入する循環ポンプである。また図６の地熱発電システムにおいて、２０は、前記内管１２、前記外管１１内の底部近傍領域１４、前記内管１２と外管１１の隙間１５、前記蒸発器１６、前記タービン１７、前記復水器１８、及び前記貯水槽１９ａを繋ぐ閉流路であって、前記循環ポンプ１９により前記熱水が循環される閉流路である。
【０００８】
ところで、前述のような循環型地熱発電システム（図６）においては、地熱貯留層１３中の熱水又は蒸気そのものを地上に汲み上げることがないので近くの温泉を枯渇させるなど地熱貯留層１３周辺の地下水系に悪影響を与えることを避けることができる、地熱発電の過程で地熱貯留層１３中の熱水又は蒸気中に含まれている硫黄等の成分が装置にスケールとして固着・堆積してしまうことによる配管等の劣化やスケールを除去するためのランニングコストの増大化を防ぐことができるなどのメリットが存在する。しかし、上記の循環型地熱発電システム（図６）においても、循環される水等が前記外管１１と内管１２との間の隙間１５と外管１１内の底部近傍領域１４とにおいて地熱と熱交換される際の熱交換効率をさらに大きく向上させることが強く要請されていた。
【０００９】
本発明はこのような課題に着目して為されたものであって、地熱との熱交換のために流通される水等の流体が地下パイプ中でより効率的に地熱と熱交換されるようにした地熱回収装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以上のような課題を解決するための本発明による３本以上のＵ字状内管を備えた地熱回収装置は、地下において地熱が伝導される外管であって少なくとも底部を含む下方部分が閉塞されている外管と、前記外管内に配置される３本以上のＵ字状内管とを備えており、前記３本以上のＵ字状内管は、それぞれ、流体（例えば、発電用タービンを駆動する蒸気となる流体又は発電用タービンを駆動する蒸気を生成するための流体）が、自らの内部で地熱と熱交換されながら、地上の負荷機器（例えば前記発電用タービン）との間を循環的に流通するように、構成されてなるものである。
【００１１】
また本発明において、前記３本以上のＵ字状内管は、それぞれ、その各側面が前記外管の内壁面に近接又は当接するように且つその各底部が前記外管の底部又はその近傍（前記外管１１の底部から上方に数十〜２００ｍ前後の範囲内を含む）に位置するように、配置されているものであってもよい。
【００１２】
また本発明において、前記３本以上のＵ字状内管は、前記外管内において、互いに重力方向に位置をずらしながら且つ互いに水平方向に交差しながら、配置されているものであってもよい。
【００１３】
さらに本発明において、前記外管と前記３本以上のＵ字状内管との間の隙間には、熱伝導性の良い材料が充填されていてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明においては、地下において地熱が伝導される外管の内部に３本以上のＵ字状内管が配置され、前記各Ｕ字状内管内を流体が流通しながら、外管に伝導された地熱と熱交換される。この場合、本発明によるときは、前記各Ｕ字状内管内を流体が流通しながら外管に伝導・保持された地熱と熱交換されるときの流体の流通距離は、例えば「外管とその内部に配置された直線状の（Ｕ字管でない）内管との間の隙間」内に流体を流通させる場合（図６に示す場合。この場合の流体が熱交換されるときの流体の流通距離は外管の重力方向の長さ以下に止まる）と比較して、約２倍に大幅に延びることになる。よって、本発明によれば、例えば外管とその内部に配置された直線状の（Ｕ字管でない）内管との間の隙間中に流体を流通させる場合（図６に示す場合）と比較して、前記外管内での前記流体（前記各Ｕ字状内管内を流通する流体）の地熱との熱交換効率を、大幅に向上させることができる。
【００１５】
また、本発明において、前記３本以上のＵ字状内管を、それぞれ、その各外側の側面が前記外管の内壁面にそれぞれ近接又は当接するように且つその各底部が前記外管の底部又はその近傍に位置するように配置するようにしたときは、前記外管に伝導・保持された地熱を前記３本以上のＵ字状内管及びその内部の流体に効率的に伝導することができるので、前記外管内での前記流体（前記各Ｕ字状内管内を流通する流体）の地熱との熱交換効率をより高めることができる。
【００１６】
また、本発明において、前記３本以上のＵ字状内管を、前記外管内において互いに重力方向に位置をずらしながら且つ互いに水平方向に交差しながら配置するようにしたときは、前記外管内の空間において複数のＵ字状内管を効率的に配置することができる結果、前記外管内に配置できるＵ字状内管の個数をより多くすることができるので、前記外管内での前記流体（前記各Ｕ字状内管内を流通する流体）の地熱との熱交換効率をより高めることができる。
【００１７】
さらに本発明において、前記外管と前記３本以上のＵ字状内管との間の隙間に熱伝導性の良い材料（水などの物質）を充填するようにしたときは、前記外管に伝導・保持された地熱を前記３本以上のＵ字状内管及びその内部の流体に、前記隙間内に充填された物質を介して、より効率的に伝導できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態に係る３本のＵ字状内管を備えた地熱回収装置を説明するための一部に断面を含む概略図、（ｂ）はそのＡ−Ａ’線断面図である。
【図２】本実施形態の製造に使用される３本のＵ字状内管及びそれらの外管内での配置方法を説明するための図である。
【図３】本実施形態の製造に使用される３本のＵ字状内管及びそれらの外管内での配置方法を説明するための図である。
【図４】本実施形態の製造に使用される３本のＵ字状内管及びそれらの外管内での配置方法を説明するための図である。
【図５】従来の地熱発電システムの一例を説明するための概略図である。
【図６】まだ公知ではないが発明されている循環型地熱発電システム（特願２０１４−２３９２３６）を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態に掛かる地熱回収装置を図面を参照して説明する（なお、図１などにおいて図６と共通する部分には同一の符号を付している）。図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る３本のＵ字状内管を備えた地熱回収装置を説明するための一部に断面を含む概略図、同（ｂ）はそのＡ−Ａ’線断面図である。図１（ａ）において、１１は地中の５０〜１５００ｍ、例えば５００ｍの深さまで埋設された外管である。前記外管１１の外径は、例えば約２００〜３００ｍｍである。
【００２０】
また図１において、１２は、前記外管１１内に配置される内管であって、互いに平行で細長い２つの側管１２ａ，１２ｂが底部１２ｃにおいて折れ曲げられて形成されて成る１本のＵ字状内管である。前記Ｕ字状内管１２の底部１２ｃは、前記外管１１の底部１１ａの近傍に配置されている。前記Ｕ字状内管１２中の互いに平行で細長い２つの側管１２ａ，１２ｂは、それぞれの外側の側面（外壁面）１２ａａ，１２ｂａが外管１１の内壁面に近接（又は当接）するように配置されている。以上の構成は、他の２つのＵ字状内管１３，１４についても同様である（他の２つのＵ字状内管１３，１４については、図１では詳しく示していないが、図２以下に関して後述する）。
【００２１】
図１は、本実施形態が例えば図６に示すような循環型地熱発電システムに適用された例を示している。図１において、前記Ｕ字状内管１２は、その一方の上端側開口部１２ａｂに循環ポンプ１９がパイプ２０で接続され、その他方の上端側開口部１２ｂｂに蒸発器１６が接続されている。前記循環ポンプ１９と蒸発器１６は、発電用タービン１７及び復水器１８を介して互いにパイプ２０で接続されている。これにより、前記の蒸発器１６、発電用タービン１７、復水器１８、貯水槽１９ａ、循環ポンプ１９、及びＵ字状内管１２により閉流路が形成されている。他の２つのＵ字状内管１３，１４についても同様である。
【００２２】
前記外管１１内に配置される他の２つのＵ字状内管１３，１４の中、Ｕ字状内管１３は、図１の外管１１内の下方に示すように、前記Ｕ字状内管１２の底部１２ｃの上方に（すなわち、重力方向において少し位置を上方にずらして）、且つ側方の２つの側管が前記Ｕ字状内管１２に対して水平方向において約１２０度だけ交差する方向となるように（図１（ｂ）参照）、配置されている。また前記他の２つのＵ字状内管１３，１４の中、Ｕ字状内管１４は、前記Ｕ字状内管１３の底部の上方に（すなわち、重力方向において少し位置を上方にずらして）、且つ側方の２つの側管が前記各Ｕ字状内管１２及び１３に対して水平方向において約１２０度だけ交差する方向となるように（図１（ｂ）参照）、配置されている（なお、前記他の２つのＵ字状内管１３，１４については、図１では詳しく示していないが、図２以下に関して後述する）。
【００２３】
また、前記外管１１と前記３本のＵ字状内管１２〜１４との間の隙間には、外管１１に伝導・保持されている地熱を各Ｕ字状内管１２〜１４に伝導し易いように、熱伝導性の良い物質、例えば水などが充填されている。
【００２４】
次に、前記３本のＵ字状内管１２〜１４の構成について図２〜４を参照して説明する。なお図２〜４においては、図示の便宜上、外管１１及び３本のＵ字状内管１２〜１４の重力方向の長さを実際よりも短く示している。
【００２５】
図２（ａ）は３本のＵ字状内管１２〜１４中の１つのＵ字状内管１２を示す斜視図、同（ｂ）はこのＵ字状内管１２が配置される外管１１の側断面図、同（ｃ）は外管１１内に前記Ｕ字状内管１２だけをとりあえず配置した状態を示す平面図である。図１（ｃ）に示すように、前記Ｕ字状内管１２の２つの側管１２ａ，１２ｂの各外側の側面（外壁面）１２ａａ，１２ｂａは、外管１１の内壁面１１ｂと近接（又は当接）するように配置されている。
【００２６】
次に、図３（ａ）は３本のＵ字状内管１２〜１４中の２つのＵ字状内管１２，１３を示す斜視図、同（ｂ）は前記２つのＵ字状内管１２，１３が配置される外管１１の側断面図、同（ｃ）は外管１１内に前記２つのＵ字状内管１２，１３をとりあえず配置した状態を示す平面図である。図３（ａ）に示すように、前記２つのＵ字状内管１２，１３の中、Ｕ字状内管１３の底部１３ｃは、Ｕ字状内管１２の底部１２ｃに対してその上方の位置に（すなわち、重力方向において上方に少しズレた位置に）配置されている。
【００２７】
また図３（ｃ）に示すように、前記２つのＵ字状内管１２，１３は、互いに水平方向に約１２０度だけ交差するように配置されている。その結果、前記Ｕ字状内管１３の２つの側管１３ａ，１３ｂの各外側の側面（外壁面）１３ａａ，１３ｂａは、前記Ｕ字状内管１２の２つの側管１２ａ，１２ｂの各外側の側面（外壁面）１２ａａ，１２ｂａと同様に、外管１１の内壁面１１ｂと近接（又は当接）するように配置されている。
【００２８】
次に、図４（ａ）は３本のＵ字状内管１２〜１４を示す斜視図、同（ｂ）は前記３本のＵ字状内管１２〜１４が配置される外管１１の側断面図、同（ｃ）は外管１１内に前記３本のＵ字状内管１２〜１４を配置した状態を示す平面図である。図４（ａ）に示すように、前記３本のＵ字状内管１２〜１４の中、Ｕ字状内管１４の底部１４ｃは、Ｕ字状内管１３の底部１３ｃに対してその上方の位置に（すなわち、重力方向において上方に少しズレた位置に）配置されている。
【００２９】
また図４（ｃ）に示すように、前記３つのＵ字状内管１２，１３，１４は、互いに水平方向に、約１２０度ずつ順次、交差するように配置されている。その結果、図４（ｃ）に示すように、前記３本のＵ字状内管１２〜１４の各側管の外側の側面（外壁面）の全てが、すなわち、（ｉ）前記Ｕ字状内管１２の２つの側管１２ａ，１２ｂの各外側の側面（外壁面）１２ａａ，１２ｂａ、（ｉｉ）前記Ｕ字状内管１３の２つの側管１３ａ，１３ｂの各外側の側面（外壁面）１３ａａ，１３ｂａ、及び（ｉｉｉ）前記Ｕ字状内管１４の２つの側管１４ａ，１４ｂの各外側の側面（外壁面）１４ａａ，１４ｂａのいずれもが、前記外管１１の内壁面１１ｂと近接（又は当接）するように、配置されている。
【００３０】
次に本実施形態の動作を図１を参照して説明する。本実施形態においては、前記循環ポンプ１９により、前記各３本のＵ字状内管１２〜１４のそれぞれの一方の上端側開口部（例えば図１の符号１２ａｂ参照）から水が加圧注水される（図１の矢印Ａ参照）。Ｕ字状内管１２について説明すると、前記加圧注水された水は、前記Ｕ字状内管１２の一方の側管１２ａ内を下降して（図１の矢印Ｂ参照）底部１２ｃ（外管１１の底部近傍領域１１ｃ内）まで下降した後（図１の矢印Ｃ参照）、反転して、他方の側管１２ｂ内を上昇する（図１の矢印Ｄ参照）。前記水は、前述のように一方の側管１２ａ内を下降して（図１の矢印Ｂ参照）底部１２ｃまで下降し（図１の矢印Ｃ参照）さらに他方の側管１２ｂ内を上昇する（図１の矢印Ｄ参照）過程で、外管１１に伝導・保持された地熱（地下の地熱貯留層から外管１１に伝導され保持された地熱）と熱交換されて熱水となる。
【００３１】
前記のようにして熱交換された熱水は、前記循環ポンプ１９の力により、前記他方の側管１２ｂ内を上昇した後、前記Ｕ字状内管１２の他方の上端側開口部１２ｂｂから蒸発器１６に供給される。前記蒸発器１６に供給された熱水は、そこで蒸気に変換されて発電用タービン１７を回転させた後、復水器１８から前記貯水槽１９ａを経て循環ポンプ１９へと流通する。この熱水は、前記循環ポンプ１９により、さらに前記Ｕ字状内管１２の上端側開口部１２ａｂから前記Ｕ字状内管１２の一方の側管１２ａ内に加圧注水され、以後は前記の閉流路中を前記と同様に循環する。なお、本実施形態では、前記のように熱水を連続的に循環させる場合、循環される熱水の温度は概ね５０〜６０℃となる。
【００３２】
以上はＵ字状内管１２に関して説明したが、他の２つのＵ字状内管１３，１４に関しても、上記と同様の動作が行われ、前記水が前記の閉流路中を前記と同様に循環する。
【００３３】
以上のように、本実施形態によれば、従来例（図５に示す例）のように地熱貯留層１３中の熱水又は蒸気を直接に地上に汲み上げることがないので、従来のように近くの温泉を枯渇させるなど地熱貯留層近傍の地下水系に悪影響を与えてしまうという不都合を避けることができる。また本実施形態によれば、従来例（図５に示す例）のように地熱貯留層１３中の熱水又は蒸気を直接に地上に汲み上げることがないので、従来のように地熱発電の過程で地熱貯留層からの熱水又は蒸気中に含まれている硫黄等の成分が地熱発電などに使用する装置にスケールとして固着・堆積して配管等が劣化したり前記スケールを取り除くために多額のメンテナンス費用が発生してしまうという不都合を避けることができる。
【００３４】
また本実施形態では、地下において地熱が伝導される外管１１の内部に３本のＵ字状内管１２〜１４が配置され、前記各Ｕ字状内管１２〜１４内を水が流通しながら、外管１１に伝導された地熱と熱交換される。この場合、本実施形態によるときは、前記各Ｕ字状内管１２〜１４内を水が流通しながら外管１１に伝導された地熱と熱交換されるときの水の流通距離は、例えば「外管１１とその内部に配置された直線状の（Ｕ字管でない）内管との間の隙間」内に流体を流通させる場合（図６に示す場合。この場合の水が熱交換されるときの水の流通距離は外管１１の重力方向の長さ以下に止まる）と比較して、約２倍に大幅に延びることになる。よって、本実施形態によれば、例えば「外管１１とその内部に配置された直線状の（Ｕ字管でない）内管との間の隙間」内に流体を流通させる場合（図６に示す場合）と比較して、前記外管１１内での水（前記各Ｕ字状内管１２〜１４内を流通する水）の地熱との熱交換効率を、大幅に向上させることができる。
【００３５】
また、本実施形態においては、前記３本のＵ字状内管１２〜１４を、それぞれ、その各外側の側面（例えば図４（ｃ）の符号１２ａａ，１２ｂａ，１３ａａ，１３ｂａ，１４ａａ，１４ｂａを参照）が前記外管１１の内壁面１１ｂにそれぞれ近接（又は当接）するように、且つその各底部（例えば図４（ａ）の符号１２ｃ，１３ｃ，１４ｃを参照）が前記外管１１の底部１１ａ又はその近傍に位置するように、配置するようにしたので、前記外管１１に伝導された地熱を前記３本のＵ字状内管１２〜１４及びその内部の水に対して効率的に伝導することができ、前記外管１１内での前記水（前記各Ｕ字状内管１２〜１４内を流通する水）の地熱との熱交換効率をより高めることができる。
【００３６】
また、本実施形態においては、前記３本のＵ字状内管１２〜１４を、前記外管１１内において互いに重力方向に位置をずらしながら且つ互いに水平方向に交差しながら配置するようにした（図４（ａ）参照）ので、前記外管１１内の空間において３本のＵ字状内管１２〜１４を効率的に配置することができ、前記外管１１内での前記水（前記各Ｕ字状内管１２〜１４内を流通する水）の地熱との熱交換効率をより高めることができる。
【００３７】
さらに本実施形態において、前記外管１１と前記３本のＵ字状内管１２〜１４との間の隙間に熱伝導性の良い材料、例えば水を充填するようにしたので、前記外管に伝導・保持された地熱を前記３本のＵ字状内管１２〜１４及びその内部の水に、より効率的に伝導できるようになる。
【００３８】
以上本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、前記実施形態では、水などの流体を流通させながら外管１１に伝導・保持されている地熱と熱交換させるためのＵ字状内管を３本のＵ字状内管１２〜１４としたが、本発明ではこれに限られることなく、例えば４本、６本、８本などの任意の複数の本数とすることができる。
【００３９】
また、例えば、前記実施形態では、地中に対して直接に外管１１を埋設した例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、地中の例えば５００ｍ以上の深さまで埋設された温泉井用管であって過去には温泉井用に使用されていたが現在は温泉井用として使用されていない温泉井用管（その下方部分には、外部の地熱貯留層１３中の熱水及び蒸気を自ら（温泉井用管）の内部に導入するための多数のスリット又は穴を有するストレーナが形成されている）の内部に、前記外管１１などを配置するようにしてもよい。
【００４０】
また、前記図１に示す例（前記実施形態が図６に示すような循環型地熱発電システムに適用された例）では、前記３本のＵ字状内管１２〜１４を流通する過程で地熱（地熱貯留層から外管１１に伝導され保持された地熱）と熱交換された熱水を地上に上昇させて前記蒸発器１６で蒸気化し、この蒸気により発電用タービン１７を駆動する方式を採用した例を示したが、本発明が適用可能な地熱発電システムはこれに限定されるものではなく、例えば、前記地熱と熱交換された熱水を地上に上昇させた後は、この熱水を低沸点の熱媒体を蒸気化する蒸発器の１次側に供給し、前記蒸発器の２次側から低沸点の熱媒体の蒸気を取り出し、この低沸点の熱媒体の蒸気により発電用タービンを駆動するバイナリー発電方式を採用することも可能である（この場合、前記３本のＵ字状内管１２〜１４の内部で地熱と熱交換された熱水は、例えば前記３本のＵ字状内管１２〜１４内を地上まで上昇した後、蒸発器（熱交換器）に送られて熱媒体を蒸気化するために使用され、その後、循環ポンプにより例えば前記３本のＵ字状内管１２〜１４内に圧入されるので、前記地熱と熱交換された後の熱水は、前記のような３本のＵ字状内管１２〜１４、蒸発器及び循環ポンプなどが設けられた閉流路中を循環するだけで、発電用タービンの駆動には直接には利用されない。このようにした場合は、前記外管１１の外側の地熱貯留層１３中に存在する地熱エネルギーが弱いため前記熱水に含まれる地熱エネルギーが比較的小さなものに止まるような場合でも、蒸発器により低沸点の熱媒体を蒸気化させることにより発電用タービンを駆動して発電することが容易に可能になる）。
【００４１】
また、前記実施形態においては、前記循環ポンプ１９により圧入されて３本のＵ字状内管１２〜１４内で地熱と熱交換される流体を水としたが、本発明では他の様々な種類の流体（熱媒体を含む）を使用することができる。また、前記実施形態では、外管１１が地中の５０〜１５００ｍ、例えば５００ｍ程度まで埋設されている場合について説明したが、本発明においてはこのような場合に限られるものではなく、例えば外管１１が１００〜４００ｍ程度の深さに埋設される場合や６００〜１０００ｍの深さに埋設される場合でもよい。また、本発明による地熱回収装置は、典型的には図６に示すような循環型地熱発電システムに適用されることを予定しているが、これに限られるものではなく他の用途、例えば住宅の冷暖房システムなどにも適用できることは勿論である。
【符号の説明】
【００４２】
１１  外管
１１ａ 外管の底部
１１ａａ    上面
１１ｂ 外管の上端側開口部
１１ｂ 外管の内壁面
１１ｃ 外管の底部近傍領域
１２，１３，１４   Ｕ字状内管
１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ        Ｕ字状内管の側管
１２ａａ，１２ｂａ，１３ａａ，１３ｂａ，１４ａａ，１４ｂａ  Ｕ字状内管中の側管の外壁面
１２ａｂ，１２ｂｂ Ｕ字状内管の上端側開口部
１２ｃ，１３ｃ，１４ｃ   Ｕ字状内管の底部
１３，１４   字状内管
１６  蒸発器
１７  発電用タービン
１７ａ 発電機
１８  復水器
１９  循環ポンプ
１９ａ 貯水槽
【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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