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公開番号2025042834
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-28
出願番号2023149996
出願日2023-09-15
発明の名称地熱発電システム
出願人東洋エンジニアリング株式会社
代理人弁理士法人翔和国際特許事務所
主分類F03G 4/00 20060101AFI20250321BHJP(液体用機械または機関;風力原動機,ばね原動機,重力原動機;他類に属さない機械動力または反動推進力を発生するもの)
要約【課題】より効率的に地熱帯からの熱エネルギーを回収して、発電効率を高める地熱発電を実現する。
【解決手段】地熱帯に有する熱エネルギーを利用して発電する地熱発電システムにおいて、少なくとも2つ以上の坑井と、地熱帯で生成される地熱流体を2つ以上の坑井の何れかから取り出して地熱流体に含まれる熱エネルギーを利用して発電する発電設備と、閉ループ型に構成されている流路内で循環する流体を地熱帯で熱交換する地熱交換器と、を備え、地熱交換器は、2つ以上の坑井の間の何れかの地点に設けられている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
地熱帯に有する熱エネルギーを利用して発電する地熱発電システムにおいて、
少なくとも２つ以上の坑井と、
前記地熱帯で生成される地熱流体を前記２つ以上の坑井の何れかから取り出して前記地熱流体に含まれる前記熱エネルギーを利用して発電する発電設備と、
閉ループ型に構成されている流路内で循環する流体を前記地熱帯で熱交換する地熱交換器と、
を備え、
前記地熱交換器は、前記２つ以上の坑井の間の何れかの地点に設けられている地熱発電システム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記地熱交換器は、前記地熱帯に向けて地中に埋設される外管と、前記外管の内側に設けられる内管との二重管構造の閉ループ型の流路を構成しており、前記外管と前記内管との間に流体を圧入して、前記流体を前記地熱帯で加熱して得られた加熱流体が前記内管を上昇しながら移送される請求項１に記載の地熱発電システム。
【請求項３】
前記地熱交換器には、前記外管の外面側又は前記内管の外面側の少なくとも何れかに前記地中の温度を計測可能な温度センサが設けられている請求項２に記載の地熱発電システム。
【請求項４】
前記地熱交換器は、前記温度センサの計測温度が所定の閾値以下の場合には、熱交換の動作を停止し、前記温度センサの前記計測温度が所定の他の閾値以上まで回復した場合には、前記熱交換の動作を再開するように切換制御される請求項３に記載の地熱発電システム。
【請求項５】
前記地熱交換器は、前記２つ以上の坑井の間の何れかの地点に複数設けられており、複数の前記地熱交換器のそれぞれが前記温度センサの前記計測温度に基づいて、前記熱交換の動作のオン・オフの切換制御が行われる請求項４に記載の地熱発電システム。
【請求項６】
前記地熱交換器は、更に音響センサ又は歪みセンサの少なくとも何れかを備えており、前記温度センサ、前記音響センサ及び前記歪みセンサの何れかの検知データに基づいて前記地熱交換器の前記熱交換の動作を制御する請求項３に記載の地熱発電システム。
【請求項７】
前記地熱交換器は、前記温度センサの計測温度が所定の閾値以下の場合には、所定温度以上の前記流体を前記流路内に循環させる請求項３に記載の地熱発電システム。
【請求項８】
前記地熱交換器は、前記流路内に循環させる前記流体として、二酸化炭素ガスを使用する請求項１に記載の地熱発電システム。
【請求項９】
前記地熱交換器が設置される坑井は、傾斜井又は水平井の何れかを含む請求項１に記載の地熱発電システム。
【請求項１０】
前記発電設備は、
前記２つ以上の坑井の何れかから取り出した前記地熱流体に含まれる前記熱エネルギーを利用して発電する第１地熱発電設備と、
前記地熱交換器から移送された前記加熱流体に含まれる前記熱エネルギーを利用して発電する第２地熱発電設備と、を有する請求項２に記載の地熱発電システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、地熱発電システムに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
地熱帯における地熱蒸気や高温岩体等の地熱を利用して発電を行う地熱発電は、地球の高温マグマ層を熱源として、発電の過程における燃料消費や温室効果ガスの排出を伴わない発電手段である。このため、地熱発電は、エネルギー自給率や地球温暖化対策の観点からも、再生可能エネルギーとして注目されている。
【０００３】
地熱発電に関する関連技術として、特許文献１には、地熱地帯に生産井を掘削して地熱貯留層から得られる高温・高圧の熱水や蒸気等の地熱流体に含まれる熱エネルギーを利用して発電するフラッシュ方式の地熱発電システムについて開示されている。また、特許文献２には、内管と外管の二重管からなる閉ループ循環流路を地下に設置して、地上から水等の流体を循環させることによって、地下の熱を回収して発電するクローズドループ方式の地熱発電システムについて開示されている。さらに、特許文献３には、クローズドループ方式の熱交換液体用地熱井の周囲に、他の地熱発電設備用の生産井を設けることによって、より効率的な地熱発電を実現させる地熱発電システムについて開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－０３７９８２号公報
特開２０１４－２０２１４９号公報
特開２０１６－１６４３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
地熱発電システムに関しては、地熱帯から熱エネルギーをより多く回収して、発電量を増加させることが好ましい。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、地熱帯からの熱回収量を向上させて、発電量の増加を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、地熱帯に有する熱エネルギーを利用して発電する地熱発電システムにおいて、少なくとも２つ以上の坑井と、前記地熱帯で生成される地熱流体を前記２つ以上の坑井の何れかから取り出して前記地熱流体に含まれる前記熱エネルギーを利用して発電する発電設備と、閉ループ型に構成されている流路内で循環する流体を前記地熱帯で熱交換する地熱交換器と、を備え、前記地熱交換器は、前記２つ以上の坑井の間の何れかに設けられている。
【０００８】
本発明の一態様によれば、閉ループ型に構成する流路を有する地熱交換器を２つ以上の坑井の間に設けることによって、地熱帯からの熱回収量を向上させて、それ伴う発電量の増加を図ることができる。
【０００９】
本発明の他の態様は、地熱帯に有する熱エネルギーを利用して発電する地熱発電方法において、前記地熱帯で生成される地熱流体を少なくとも２つ以上の坑井の何れかから取り出して前記地熱流体に含まれる前記熱エネルギーを利用して発電する発電設備における前記２つ以上の坑井の間の何れかの地点に、閉ループ型に構成されている流路内で循環する流体を前記地熱帯で熱交換する地熱交換器を設けて、前記地熱交換器での熱交換で得られた加熱流体に含まれる前記熱エネルギーを利用して発電する。
【００１０】
本発明の他の態様によれば、閉ループ型に構成する流路を有する地熱交換器を２つ以上の坑井の間に設けることによって、地熱交換器の地熱帯からの熱回収量を向上させて、それ伴う発電量の増加を図ることができる。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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