特許 6096768 熱エネルギーシステムおよび熱エネルギーシステムの動作方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6096768

(24)【登録日】2017年2月24日

(45)【発行日】2017年3月15日

(54)【発明の名称】熱エネルギーシステムおよび熱エネルギーシステムの動作方法

(51)【国際特許分類】

   F03G 7/05 20060101AFI20170306BHJP

   F28G 9/00 20060101ALI20170306BHJP

   F01K 25/10 20060101ALI20170306BHJP

【ＦＩ】

   F03G7/05 511

   F28G9/00 B

   F03G7/05 531

   F01K25/10 R

   F01K25/10 S

【請求項の数】17

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-517675(P2014-517675)

(86)(22)【出願日】2012年6月27日

(65)【公表番号】特表2014-526009(P2014-526009A)

(43)【公表日】2014年10月2日

(86)【国際出願番号】EP2012062436

(87)【国際公開番号】WO2013000948

(87)【国際公開日】20130103

【審査請求日】2015年5月27日

(31)【優先権主張番号】1101993

(32)【優先日】2011年6月27日

(33)【優先権主張国】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】511093144

【氏名又は名称】デ・セ・エヌ・エス

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100108383

【弁理士】

【氏名又は名称】下道 晶久

(74)【代理人】

【識別番号】100141162

【弁理士】

【氏名又は名称】森 啓

(72)【発明者】

【氏名】ブリス ウルマン

(72)【発明者】

【氏名】クリストフ ロワヌ

(72)【発明者】

【氏名】ティエリ ブシェ

【審査官】 齊藤 公志郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０４−１９４３７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−２０４６８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５４−０９７９８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−０１８４７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−２１２６０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０３Ｇ ７／０５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１つの熱交換器を各々有する少なくとも２つの交換器モジュールであって、各モジュールは、通常動作モードにおいて前記熱交換器を主要な流れ方向で通過する第１流体用の少なくとも１つの第１回路と、前記第１流体と第２流体との間で熱エネルギーを交換するための前記第２流体用の第２回路と、前記第１流体を前記主要な流れ方向で駆動するための流体駆動装置を有する少なくとも１つのポンプと、を有する、少なくとも２つの交換器モジュールを有し、
前記各駆動装置は、前記主要な流れ方向に沿って前記各少なくとも１つの熱交換器の上流に配置され、
清掃モードにおいて、前記第１流体が、前記交換器モジュールの１つの少なくとも１つの第１回路を前記主要な流れ方向で通過し、他の交換器モジュールの少なくとも１つの第１回路を前記主要な流れ方向と反対方向で通過するように、前記少なくとも２つの交換器モジュールの前記第１回路を直列に接続するように適合されている、
ことを特徴とする熱エネルギーシステム。

【請求項2】

配水室が、前記主要な流れ方向に沿って前記駆動装置の下流で、前記少なくとも１つの熱交換器の上流に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

吸引パイプが前記配水室から延伸し、前記駆動装置は前記吸引パイプ中に配置されることを特徴とする、請求項２に記載のシステム。

【請求項4】

前記吸引パイプは、前記吸引パイプの呼び径の４倍未満の長さを有することを特徴とする、請求項３に記載のシステム。

【請求項5】

前記配水室は、少なくとも部分的に前記第１流体用の水槽の上方に配置されることを特徴とする、請求項２〜４のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項6】

前記ポンプは、少なくとも部分的に前記配水室を通過する運動伝達装置により、前記駆動装置に連結されているモータを有することを特徴とする、請求項２〜５のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項7】

濾過手段が、前記駆動装置により吸引可能な前記第１流体を濾過するために、前記主要な流れ方向に沿って前記駆動装置の上流に配置され、前記濾過手段は、前記配水室から、前記第１流体用の水槽の底部まで延伸していることを特徴とする、請求項２〜６のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項8】

前記熱交換器の少なくとも１つは、プレート熱交換器タイプであることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項9】

隔離弁が、前記直列に接続された第１回路において、前記主要な流れ方向に沿って前記熱交換器の下流で、前記少なくとも２つの交換器モジュールの前記第１回路間の連通を可能にするよう配置されることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。

【請求項10】

前記第１回路のそれぞれは、前記通常動作モードにおいて前記第１流体が前記交換器モジュールのそれぞれから排出されるように、出口弁を有することを特徴とする、請求項１に記載のシステム。

【請求項11】

前記少なくとも２つのモジュールは、同一の機能を有することを特徴とする、請求項１に記載のシステム。

【請求項12】

請求項１〜１１のいずれか一項に記載のシステムを動作させる方法であって、
前記熱交換器の上流に存在する前記第１流体を、前記駆動装置により前記主要な流れ方向に沿って駆動することと、
前記少なくとも２つの交換器モジュールの前記第１回路が、前記第１流体が、前記交換器モジュールの１つの少なくとも１つの第１回路を前記主要な流れ方向で通過し、他の交換器モジュールの少なくとも１つの第１回路を前記主要な流れ方向と反対方向で通過するように、直列に接続される清掃モードをアクティブ化することと、
を有することを特徴とする方法。

【請求項13】

前記清掃モードをアクティブ化することは、
前記直列に接続された前記第１回路において、前記第１回路を連通させるように、前記主要な流れ方向に沿って前記２つの熱交換器の下流にそれぞれ配置された少なくとも１つの隔離弁を開くこと、
を有することを特徴とする、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記第１回路のそれぞれは、前記通常動作モードにおいて前記第１流体が前記交換器モジュールのそれぞれから排出される出口弁を有し、前記清掃モードをアクティブ化することは、前記第１回路のそれぞれにおいて前記出口弁を閉じることを有することを特徴とする、請求項１２または１３に記載の方法。

【請求項15】

前記清掃モードにおいて、前記直列に接続された第１回路を有する前記交換器モジュールに関連付けられた前記ポンプの１つを非アクティブ化することを更に有することを特徴とする、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項16】

前記非アクティブ化されたポンプの速度を決定することと、
前記速度を、予め定められた基準速度と比較することと、
前記非アクティブ化されたポンプの前記速度を、前記予め定められた基準速度に制限することと、
を更に有することを特徴とする、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

前記清掃モードは、予め定められた時間、アクティブ化されることを特徴とする、請求項１２〜１６のいずれか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、少なくとも１つの熱交換器を有する少なくとも１つの交換器モジュールを有する熱エネルギーシステムに関する。特に、本発明は、海洋熱エネルギー変換システムに関する。更に、本発明は、海洋熱エネルギー変換システムの動作方法に関する。

【背景技術】

【0002】

これらのシステムおよび方法は、代表的には、海洋熱エネルギー変換システムにおいて使用され、このシステムにおいては、表面の海水と深海の海水との間の温度差を利用して、発電機を駆動して電気を生成する。例えば、表面の海水の温度は摂氏２５度に到達またはこれを超えることもあり、一方、日光が当たらない深海の海水は１，０００ｍの深さでは摂氏４度付近に留まっている。

【0003】

代表的には、この熱エネルギーシステムは、システム効率が低いため、温かいまたは冷たい海水の非常に大量の流れを必要とする。海水の大量の流れを扱うために、大規模な熱交換器が使用される。しかしながら、これらの熱交換器を清掃することは困難である。例えば、熱交換器の入口と出口の間に弁のセットを使用すると、圧力損失が引き起こされる。

【0004】

仏国特許出願公開第２４７７２７８号明細書（ＦＲ ２ ４７７ ２７８ Ａ）は、熱交換器用の可動清掃装置を開示している。この清掃は、交換器が動作していないときに機械的に行われる。

【0005】

欧州特許出願公開第１４８６２６４号明細書（ＥＰ １ ４８６ ２６４ Ａ１）は、熱交換器用の自動清掃装置を開示している。代表的には、ＥＰ １４８６２６４ Ａ１に記載されている熱交換器は、冷却器に関する。

【0006】

従来、海洋熱エネルギー変換システム用のプレート熱交換器は、集水器に存在するポンプにより給水されており、集水器はプールに開口しており、それにより熱交換器に給水することが可能になる。更に、以前の設置では、ポンプと交換器との間と、熱交換器の下流とにポンプを設けていた。熱交換器の下流のポンプの配置は、幅または呼び径の約５倍の直線の長さを必要としており、これは、海洋熱エネルギー変換システム（ＯＴＥＣ）を利用するプラットフォームの据え付けおよびレイアウトを非常に制限するものである。実際、この活用は高い流量率を必要とし、従って、相当に大きなパイプラインの幅（呼び径）を必要とする。

【0007】

更に、既知の熱システムはマット濾過処理を使用しており、沖合での設置には適切ではなく、特に、空間の必要条件および設置の制約を考慮すると適切ではない。それに加えて、そのようなマットはフィルタ表面のサイズが小さいために、相当な圧力損失を誘発する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明の目的は、最新技術の欠点を克服し、特に、フィルタの清掃頻度を少なくすると共に、より優れた効率を有し、清掃がより容易な熱エネルギーシステムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

第１の形態によれば、本発明は、熱エネルギーシステムに関し、特に２つの熱交換器などの少なくとも１つの熱交換器を有する少なくとも１つの交換器モジュールであって、各モジュールは、動作の通常モードにおいて熱交換器を主要な流れ方向で通過する第１流体用の少なくとも１つの第１回路と、第１流体と第２流体との間で熱エネルギーを交換するための第２流体用の第２回路と、第１流体を主要な流れ方向で駆動するための流体駆動装置を有する少なくとも１つのポンプと、を有する交換器モジュールを有し、駆動装置は、主要な流れ方向に沿って熱交換器の上流に配置される。

【0010】

本発明は、特に熱交換器の上流に駆動装置が配置されるため、より小さな体積の配置において供給される電力出力を最大にすることにより、海洋熱エネルギー変換システムの経済的収益性を高めることができる。例えば、プールに設置することにより、システムが占める体積を低減することと、特に熱交換器の下流におけるパイプの据え付けに関連する圧力損失を最小限にすることとの両方が可能となる。更に、例えば、毎時２、３千立方米の大流量ポンプなどの大流量ポンプは、プールに設置した場合、低速吸引（例えば、約０．８ｍ／秒）を必要とする。

【0011】

一実施形態において、配水室が、主要な流れの方向に沿って駆動装置の下流、並びに、上記もしくは各熱交換器の上流に配置される。例えば、配水室により、第１流体を少なくとも２つの熱交換器に配水することが可能になる。しかしながら、配水室は、単一の熱交換器を有する交換器モジュールの場合にも使用可能である。

【0012】

有利な特有の特徴によれば、吸引パイプが配水室から延伸し、駆動装置は特にこのパイプ中に配置される。

【0013】

特別な実施形態において、吸引パイプは、特に例えばその呼び径の１から１．５倍の間などのその呼び径の３倍未満などのその呼び径の４倍未満の長さを有する。一実施形態において、吸引パイプは実質的に直線的におよび／または第１流体用の水槽の中へ開口している。このようにして、吸引パイプおよび特に駆動装置を第１流体に浸すと同時に、第１流体の表面上方に配水室を設置することが可能となる。

【0014】

他の有利な特有の特徴によれば、配水室は、少なくとも部分的に、例えば完全に、第１流体用の水槽の上方に配置される。これにより、空間に対する必要条件が低減された熱エネルギーシステムを得ることができる。

【0015】

１つの有利な特有の特徴によれば、ポンプは、少なくとも部分的に配水室を通過する運動伝達装置により、駆動装置に連結されているモータを有する。一実施形態において、モータは外側に配置され、特に配水室の上方に配置される。

【0016】

例えば、一実施形態において、配水室は第１流体を少なくとも４５°、例えば少なくとも６０°回転させ、特に流れの実質的に垂直な方向から、流れの実質的に水平な方向に回転させる。

【0017】

一実施形態において、第１流体用の水槽は、プールおよび／または海の表面上の温水の層である。例えば、第１流体用の水槽は２０メートル未満、特に１０メートル未満の深さを有する。

【0018】

有利な特有の特徴によれば、濾過手段が、駆動装置により吸引可能な第１流体を濾過するために、特に吸引パイプの周囲などの主要な流れ方向に沿って駆動装置の上流に配置され、この濾過手段は、特に配水室から、例えば第１流体用の水槽の底部まで延伸している。一実施形態において、濾過手段の濾過表面は、１０ｍ²を超え、特に１５ｍ²を超える。

【0019】

１つの特別な実施形態において、システムは少なくとも２つの交換器モジュールを有することができる。例えば、少なくとも２つのモジュールは、同一の機能および／または特徴を有することができる。

【0020】

他の有利な特有の特徴によれば、一実施形態に係るシステムは、清掃モードにおいて、少なくとも２つの交換器モジュールの第１回路が、第１流体が、交換器モジュールの１つの少なくとも１つの第１回路を主要な流れ方向で通過し、他の交換器モジュールの少なくとも１つの第１回路を主要な流れ方向と反対方向で通過するように、直列に接続されるよう適合される。

【0021】

熱交換器モジュールの逆流動作により、同じ機能を行う他の回路が使用可能であることを利用して、逆流状態において、例えば主要な流れの方向と反対方向において、動作するため起こり得る弁の追加により占められる体積を最小にすることが可能になる。関連する流量率の観点からは、これにより弁の実装により誘発される圧力損失を最小にすることが可能となる。

【0022】

更に、この解決法により、第１モジュールの交換器ラインを通過した水の流れは、その熱交換器を有する第２モジュールでも連続して使用できるので、例えばプレート熱交換器などの熱交換器の詰まりを連続動作により取り除くことが可能になり、システムにより生成される電力を少量しか損失しないようにすることが可能となる。更に、プレート熱交換器におけるプレートの形状により、「汚れ止め」処理によってもデッドゾーンの存在のために表面を全面的に清掃することはできない。本発明の実施形態に従って提供される解決法により、逆流動作のフェーズにおいてこれらのデッドゾーンを掃除することが可能となる。これにより、頻繁にシャットダウンするため海洋熱エネルギー変換システムの維持を不可能にする可能性のある、システムがシャットダウンしている間に行う交換器の清掃を回避できる。

【0023】

他の有利な特有の特徴によれば、特に熱交換器のすべてなどの熱交換器の少なくとも１つは、プレート熱交換器タイプである。

【0024】

特別な実施形態において、隔離弁が、直列に接続された第１回路において、主要な流れ方向に沿って熱交換器の下流で、少なくとも２つの交換器モジュールの第１回路間の連通を可能にするよう配置される。

【0025】

有利な特有の特徴によれば、第１回路のそれぞれは、通常動作モードにおいて第１流体が交換器モジュールのそれぞれから排出されるように、出口弁を有する。

【0026】

有利な特有の特徴によれば、少なくとも２つのモジュールは、同一の機能を有する。

【0027】

例えば、一実施形態において、第１流体は海水である。

【0028】

本発明は、本発明の一実施形態に係るシステムを動作させる方法にも関し、該方法は、
熱交換器の上流に存在する第１流体を、駆動装置により主要な流れ方向に沿って駆動することと、
少なくとも２つの交換器モジュールの第１回路が、第１流体が交換器モジュールの１つの少なくとも１つの第１回路を主要な流れ方向で通過し、他の交換器モジュールの少なくとも１つの第１回路を主要な流れ方向と反対方向で通過するように、直列に接続される清掃モードをアクティブ化することと、を有する。

【0029】

幾つかのモジュールの存在を利用することにより、２つの第１回路が共同し、それにより他方のモジュールの熱交換器が逆流状態で動作することが可能になる。

【0030】

プラットフォームのレイアウトおよび位置、従ってそのサイズに関する影響を低減することにより、この方法は、動作中に熱交換器の清掃動作を行うことを可能にする。

【0031】

一実施形態において、システムは同一機能を有する少なくとも２つの回路を必要とし、それにより、その２つの回路が共同することができる。逆流モードで動作するシステムおよび／または方法のモジュールの動作は、わずかに機能性が低下するように見える。

【0032】

他の有利な特徴によれば、清掃モードをアクティブ化することは、
直列に接続された第１回路において、前記第１回路を連通させるように、主要な流れ方向に沿って２つの熱交換器の下流にそれぞれ配置された少なくとも１つの隔離弁を開くことを有する。

【0033】

他の有利な特有の特徴によれば、第１回路のそれぞれは、それにより通常動作モードにおいて第１流体が交換器モジュールのそれぞれから排出される出口弁を有し、清掃モードをアクティブ化することは、第１回路のそれぞれにおいて出口弁を閉じることを有する。

【0034】

例えば、一実施形態において、この方法は、清掃モードにおいて、
特に第１流体が主要な流れ方向と反対方向で通過するモジュールに関連付けられたポンプなどの直列に接続された第１回路を有する交換器モジュールに関連付けられたポンプの１つを非アクティブ化することを更に有する。

【0035】

有利な特有の特徴によれば、この方法は、
非アクティブ化されたポンプの速度を決定することと、
速度を予め定められた基準速度と比較することと、
非アクティブ化されたポンプの速度を、予め定められた基準速度に制限することと、を更に有する。これにより、ポンプは制御された逆回転で動作する。

【0036】

一実施形態において、清掃モードは、特に例えば通常動作モードがアクティブである時間の５％未満などの通常動作モードがアクティブである時間の１０％未満の時間などの予め定められた時間、アクティブ化される。

【0037】

一実施形態において、第１流体は海水である。一実施形態において、特に熱交換器のすべてなどの熱交換器の少なくとも１つは、凝縮器である。

【0038】

一実施形態において、各交換器モジュールは、それぞれが熱交換器に関連付けられた２つの第１回路を有する。

【図面の簡単な説明】

【0039】

【図1】一実施形態に係る閉サイクルにおける海洋熱エネルギー変換システムの概略図である。

【図2】一実施形態に係る熱交換器モジュールの透視図の概略図である。

【図3】図２の交換器モジュールの概略断面図である。

【図4】通常動作モードにおける、他の実施形態の交換器モジュールの概略図である。

【図5】一実施形態に係る、第１清掃モードにおいて共同する２つの交換器モジュールの概略図である。

【図6】第２清掃モードにおいて、図５の共同する２つの交換器モジュールの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0040】

本発明の追加的な特有の特徴および利点は、制限的でない方法で実施形態の例を例示する図面を参照して、および付属書類において下記に記載される記述から明白となろう。

【0041】

図１は、閉サイクルの海洋熱エネルギー変換システムの概略図である。明白なことであるが、本発明は開サイクルまたはハイブリッドサイクルの熱エネルギーシステムにも適用可能である。図１に示されている熱エネルギーシステム１は、供給パイプ１２により、温かい流体、例えば、表面の海水が供給される蒸発器１０を有する。温流体を蒸発器１０で使用することによって、パイプ回路２０において熱エネルギーシステムを循環する作動流体を蒸発させる。この作動流体は、例えば、アンモニアであり、作動流体ポンプ２２により回路内で駆動される。

【0042】

蒸発器１０を通過後、温流体は排出パイプ１４を通して排出される。

【0043】

蒸発器１０で蒸発された作動流体は、シャフト３４により電流生成器３２に連結されているタービン３０に供給される。タービンにおいて、作動流体は膨張される。そして、作動流体は、凝集器４０に送られて凝縮され、その後、作動流体ポンプ２２により蒸発器１０に再び送られる。凝集器４０には、深海の海水のような冷流体が供給される。冷流体はポンプ４２により駆動され、ポンプ４２により流体は凝集器４０に送られる。その後、凝集器４０における交換により加熱された流体は、排出パイプ４４を通して排出される。

【0044】

図２は、熱交換器モジュール１００の実施形態を透視図で概略的に示し、図３は、この実施形態を断面図で示している。交換器モジュール１００は、例えば、吸引プールなどの第１流体用の水槽の上方に配置されている２つの熱交換器ライン１１０ａおよび１１０ｂを有する。他の実施形態は、１つのみの熱交換器ラインを含んでもよく、または少なくとも３つの熱交換器ラインを含んでもよい。例えば、熱交換器１１０ａおよび１１０ｂは、海洋熱エネルギー変換システムの凝縮器または蒸発器であってよい。従って、第１流体は冷海水または温海水でもよい。好ましくは、第１流体は、海の表面または非常に浅い場所に位置している温水から構成される。一実施形態において、熱交換器１１０ａおよび１１０ｂはプレート熱交換器でもよい。

【0045】

よく知られているように、プレート熱交換器は、略平らな形状の複数の流路を画定する複数の平行なプレートにより構成される。これらの流路は、スペーサウェブにより境界を定められており、波形スペーサを含んでいる。熱交換器全体は、炉においてろう付けにより組み立てられる。各流路に対する入力−供給、および出力−排出は、交換器の表面に溶接された略半円筒形の収水器により行われる。

【0046】

熱交換器１１０ａおよび１１０ｂは同じレベルに配置され、配水室１３０がその間に配置され、特に、第１流体を２つの熱交換器１１０ａおよび１１０ｂに供給する。

【0047】

配水室１３０は、第１交換器１１０ａおよび第２交換器１１０ｂにそれぞれ流体接続により接続されている。配水室１３０は、流体水槽１２０の方向に吸引開口部１３１を有しており、第１流体を配水室１３０に汲み上げ、第１流体を第１交換器１１０ａおよび第２交換器１１０ｂに配水する。この実施形態において、吸引パイプ１３２は、吸引開口部１３１から下方へ向けて延伸し、例えば、水槽１２０に存在する第１流体の表面１２１の下を通過する（例えば、図３参照）。示されているように、吸引パイプ１３２は、パイプの下端１３４において広がっている吸引ベルの形状であってよく、第１流体に浸されている。

【0048】

図４は、名目動作モードにおける交換器モジュールの概略図である。モジュール１００は、平行に配置されている２つの第１回路１４０ａおよび１４０ｂを有する。各第１回路は、熱交換器１１０ａおよび１１０ｂにおける熱を、示されていない第２回路内を流れる第２流体と交換、または第２流体に転送する。第１回路１４０ａおよび１４０ｂは、特に、吸引パイプ１３２と、配水室１３０と、各熱交換器１１０ａおよび１１０ｂと、出口パイプ１５２ａおよび１５２ｂに接続されている出口室１５０ａおよび１５０ｂと、を有する。更に、例えば、図５および図６に示されるように、交換器モジュール１００、特にこのモジュール１００の第１回路１４０ａおよび１４０ｂの１つを、他の交換器モジュール、特に他の交換器モジュールの第１回路に接続するために、出口室１５０ａおよび１５０ｂは接続パイプ１５４ａおよび１５４ｂに接続されている。出口室１５０ａおよび１５０ｂは、パイプの分岐点の形状で設計することができる。

【0049】

出口パイプ１５２ａおよび１５２ｂには、一時的に開閉可能な弁１５６ａおよび１５６ｂがそれぞれ設けられている。接続パイプ１５４ａおよび１５４ｂにもまた、一時的に開くことが可能な隔離弁１５８ａおよび１５８ｂがそれぞれ設けられている。動作の通常または名目モードにおいて、出口弁１５６ａおよび１５６ｂは開いており、隔離弁１５８ａおよび１５８ｂは閉じている。図４から図６において、白い弁は開いている弁を示し、黒い弁は閉じている弁を示している。

【0050】

交換器モジュール１００はポンプ１６０を有している。ポンプ１６０は、水を駆動するための装置１６２、例えばプロペラを有し、この装置は、吸引パイプ１３２または配水室１３０の吸引開口部１３１に配置されている。駆動装置はプロペラに制限されず、第１流体を駆動するポンプの他の実施形態、例えば、遠心回転ポンプを使用できる。図に示されている実施形態においては、軸回転ポンプが使用されている。駆動装置１６２は、シャフト１６６を介してモータ１６４により動作する。モータ１６４は、配水室１３０の上方に配置され、駆動装置１６２は配水室１３０の底部またはその下部に配置される。このようにして、シャフト１６６は配水室１３０を、例えば垂直に通過する。他の運動伝達装置は、例えば、直線運動を伝達するための装置であってよい。シャフト１６６のシールドベアリングを配水室１３０の壁に設けることもできる。ポンプ１６０のモータ１６４は、保守のために容易にアクセスできる。動作の通常モードにおいて、第１流体は、ポンプ１６０、特に駆動装置１６２により吸引され、１つのおよび／または他の熱交換器１１０ａおよび１１０ｂへ押され、出口室１５０ａおよび１５０ｂ、出口パイプ１５２ａおよび１５２ｂ、および出口弁１５６ａおよび１５６ｂを通過して、交換器モジュールの外側、例えば、海または水処理装置に排出される。

【0051】

図４において、矢印は、第１流体の主要な流れ方向、ここでは海水の流れ方向を示している。この主要な流れ方向は、通常動作モードにおける熱エネルギーシステムの動作中の第１流体の流れの方向である。上記に示したように、熱交換器は、第１流体が温流体であるかまたは冷流体であるかによって凝縮器または蒸発器であってよい。図３において、供給ポンプ１６０は、水槽１２０またはプールにおける第１流体を吸引するように設定されている。ポンプ１６０のシャフト１６６は配水室を通過し、そのため第１流体は吸み上げられ、その後、ポンプ１６０のシャフト１６６の周りに配水されて熱交換器ライン１１０ａおよび１１０ｂに送られる。流体が第１熱交換器を通過すると、流体は出口室１５０ａおよび１５０ｂにおいて収集される。

【0052】

一実施形態においては、図３から分かるように、濾過装置１２２は、配水室１３０の外部壁１３６から、第１流体水槽１２０の底部１２４に向けて下方に、または底部１２４に向けて延伸している。例えば、濾過装置１２２は、吸引開口部１３１または吸引パイプ１３２の周りで延伸する円筒形を有している。このようにして、吸引パイプ１３２またはポンプ１６０の吸引アンブレラ（傘状部）を取り囲む濾過表面により濾過が行われる。第１流体用水槽１２０の第１流体が空になると、フィルタ本体の内部と外部の両方にアクセス可能なために、濾過装置を清掃することが可能である。

【0053】

図３に示されている実施形態において、濾過装置は、吸引水槽の底部１２４に、交換器モジュール１００、例えば、配水室１３０または熱交換器１１０ａおよび１１０ｂの下側の壁に固定されている。しかしながら、大きな濾過表面を提供する濾過装置を開発する他の可能性もある。例えば、ポンプの周りに剛性ケージを構築して、濾過手段をこのケージに固定することができる。このようにして、吸引パイプ１３２を海の任意の地点に沈めることもでき、それにより、例えば、温かい海水を汲み上げることができる。図３の場合において、濾過装置は吸引プールに位置しており、誘発される圧力損失を制限するために大きな濾過表面を有することができる。フィルタの表面が大きいと、これらのフィルタの清掃周期の間隔を更に拡大することが可能になり、その結果、海洋熱エネルギー変換システムの利用可能性を高めることができる。

【0054】

図５および図６は、類似または同一の機能を有する２つの交換器モジュール２００および３００、すなわち、第１交換器モジュール２００と第２交換器モジュール３００を有する熱エネルギーシステムを図示している。各モジュール２００および３００は、図４の交換器モジュールに類似している。このようにして、第１モジュール２００の参照番号は図４のモジュールと比較して１００増加されており、第２モジュール３００の参照番号は図４のモジュールと比較して２００増加されている。他の実施形態では、例えば、３つ以上の交換器モジュールを有することができる。

【0055】

第１モジュール２００と第２モジュール３００とは、流体が第１モジュール２００の出口室２５０ａおよび２５０ｂから第２交換器モジュール３００の出口室３５０ａおよび３５０ｂへ、隔離弁２５８ａおよび２５８ｂを通して通過できるように互いに接続されている。これらの弁２５８ａおよび２５８ｂは、両者のモジュール２００および３００に共通の要素である。

【0056】

図４に示されている動作の通常モードにおいて、隔離弁２５８ａおよび２５８ｂは閉じており、出口弁２５６ａ、２５６ｂ、３５６ａ、および３５６ｂは開いている。このようにして、各交換器モジュール２００および３００は、互いに独立してまたは並行に動作する。更に、各交換器モジュール２００および３００は、図４〜図６には示されていないそれ自体の第１流体水槽を有している。

【0057】

清掃モードにおいては、第１モジュール２００と第２モジュール３００を、隔離弁２５８ａおよび２５８ｂの開口部により直列に接続可能である。このため、海洋熱エネルギー変換プラントのモジュールが、隔離弁２５８ａおよび２５８ｂにより平行且つ分離して配置されていると仮定すれば、モジュール２００および３００の１つにおいて逆流を実現することが可能である。

【0058】

第１清掃モード（図５）において、隔離弁２５８ａおよび２５８ｂは開いており、出口弁もしくは外殻弁（ｈｕｌｌ ｖａｌｖｅ）２５６ａ、２５６ｂ、３５６ａ、および３５６ｂは閉じている。第２モジュール３００のポンプは非アクティブ化されており、下記に説明する制御バック駆動モードで動作している。このようにして、第１流体は第１モジュール２００のポンプにより吸引され、配水室２３０と、第１モジュールの熱交換器２１０ａおよび２１０ｂと、それぞれの出口室２５０ａおよび２５０ｂ並びに接続パイプ２５４ａおよび２５４ｂとを通過し、それにより、それぞれの隔離弁２５８ａおよび２５８ｂ並びに接続パイプ３５４ａおよび３５４ｂと、第２モジュール３００のそれぞれの出口室３５０ａおよび３５０ｂとを、主要な流れ方向と反対方向で通過し、第２交換器モジュール３００のそれぞれの熱交換器３１０ａおよび３１０ｂを主要な流れ方向と反対方向で通過し、第２モジュール３００の配水室３３０および吸引パイプ３３２を通過する。このようにして、第１流体は、第２モジュール３００の熱交換器３１０ａおよび３１０ｂを主要な流れ方向と反対方向で通過する。このため、第２交換器モジュール３００の熱交換器３１０ａおよび３１０ｂの詰まりを除去することが可能である。第１モジュールの吸引ポンプは動作の通常モードにおいてと同様に、名目速度で動作する。隔離弁２５８ａおよび２５８ｂは開いており、水は逆の流れにおいて、第２モジュール３００の熱交換器に押し込められる。第２モジュール３００のポンプは停止し、反対方向の流れにより駆動される。参考のために、第２モジュール３００のポンプは、速度が予め定められた速度を超えないように制御され、これにより、例えばその絶対名目回転速度を超えない。これが動作の制御バック駆動モードとして知られているものである。清掃モードにおいては、熱エネルギーシステムは停止されず、依然としてエネルギーを生成するが、システム効率は清掃モードの間は減少する。

【0059】

図６は、第２清掃モードにおける熱エネルギーシステムを示している。この第２清掃モードにおいて、弁は図５と同じ状態であるが、定格速度で動作しているのは第２交換器モジュール３００のポンプであり、一方、第１モジュール２００のポンプは停止され、逆方向の流れにより駆動され、制御バック駆動モードで制御された速度で動作している。

【0060】

このようにして、第１モジュール２００および第２モジュール３００の熱交換器２１０ａ、２１０ｂ、３１０ａおよび３１０ｂが直列に接続され、それにより、第１清掃モードで第２モジュール３００の熱交換器３１０ａおよび３１０ｂの清掃を行い、第２清掃モードで第１交換器モジュール２００の熱交換器２１０ａおよび２１０ｂの清掃を行う。清掃モードにおいて、第１流体は動作の通常モードにおいてと同様に、第１交換器モジュールの第１回路に流入し、主要な流れ方向と反対方向で第２熱交換器に流入する。第２清掃モードにおいて、流体は逆の流れ方向において両者の熱交換器を通過する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】