專利名稱：地熱能或太陽能溫差發(fā)動機裝置、其發(fā)電方法及應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是利用地球自身深處中高溫層熱能或太陽能與地層冷源 之間的溫差驅動發(fā)電的裝置，具體涉及的是地熱能或太陽能溫差發(fā)動機裝置、其發(fā)電方法 及應用。
背景技術：
地熱能有著它獨有的優(yōu)勢，第一，地熱能是100%可控能源；第二，地熱能儲量充 足；第三，地熱能取白地下，對環(huán)境潛在污染小。由于上述優(yōu)勢，地熱能的利用發(fā)展十分迅 速，已廣泛應用于工業(yè)加工、民用采暖、洗浴等各個方面，收到了良好的經濟技術效益，節(jié)約 了能源。隨著地熱能的廣泛應用，利用地熱能發(fā)電越來越得到人們的重視，地熱發(fā)電不象 火力發(fā)電那樣要備有龐大的鍋爐，也不需要消耗燃料，它所用的能源就是地熱能，現(xiàn)有的利 用地熱發(fā)電的裝置，多是將地熱通過井引導至地面，利用地殼中的熱量使水或其它液體蒸 發(fā)獲得蒸汽，蒸汽再推動汽輪機做功來發(fā)電，但由于蒸汽送至地面時，要損失很大一部分熱 量，這樣就必須將大量的蒸汽輸送到地面以便發(fā)出足夠的電力，結果只限于現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的地 熱溫泉區(qū)域，制約地熱能技術的發(fā)展。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種地熱能或太陽能溫差發(fā)動機裝置，它利用不 同地層的溫差來驅動發(fā)電，是將來自地球的熱能和來自太陽光熱能與大自然的冷能進行冷 熱交換，產生動能的裝置，開辟了能源利用新途徑；同時本發(fā)明還提供了這種地熱能或太陽 能溫差發(fā)動機裝置發(fā)電方法及應用。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種地熱能溫差發(fā)動機裝置包括深層地熱井、重力熱管取 熱器、熱能蓄能器、蒸汽動力機、同軸同步抽壓機、發(fā)電機、熱交換器、冷源水井，重力熱管取 熱器的吸熱段置入深層地熱井中，重力熱管取熱器的放熱段插入地面的熱能蓄能器中；熱 能蓄能器與蒸汽動力機之間安裝進氣管，蒸汽動力機、熱交換器、同軸同步抽壓機、熱能蓄 能器之間安裝回氣管，由蒸汽驅動蒸汽動力機，蒸汽動力機再帶動發(fā)電機運轉發(fā)電；冷源水 井、同軸同步抽壓機、熱交換器之間安裝進水管，冷源水井為熱交換器提供低溫介質；同軸 同步抽壓機分兩個以上腔。上述方案中熱能蓄能器與蒸汽動力機之間安裝太陽能蒸發(fā)器，太陽能蒸發(fā)器通過 進氣管、回氣管與熱能蓄能器并聯(lián)。上述方案中蒸汽動力機為直線蒸汽動力機，發(fā)電機為直線發(fā)電機；直線蒸汽動力 機與進、回氣管通過自動換向閥連接，直線蒸汽動力機、同軸同步抽壓機、直線發(fā)電機串聯(lián)， 直線蒸汽動力機由氣動缸內安裝多個活塞桿形成，同軸同步抽壓機也由氣動缸內安裝多個 活塞桿形成，活塞桿為同軸的，活塞桿連接至直線發(fā)電機。上述方案中蒸汽動力機為旋轉蒸汽動力機，發(fā)電機為旋轉發(fā)電機；旋轉蒸汽動力 機、同軸同步抽壓機、旋轉發(fā)電機串聯(lián)。上述方案中熱能蓄能器、太陽能蒸發(fā)器、蒸汽動力機、同軸同步抽壓機之間的連接 管線上安有單向閥，冷源水井內安有單向閥。上述方案中熱交換器通過循環(huán)管連接至冷凝器，冷凝器的出水管連接至同軸同步抽壓機，為抽壓機提供低溫水，冷凝器安裝在地下低溫處或安裝在江、河、湖、海中。上述方案中熱交換器通過循環(huán)管連接至冷卻塔，冷卻塔的出水管連接至同軸同步 抽壓機，為抽壓機提供低溫水。上述方案中熱交換器通過管線連接至地下排水散熱井。上述方案中熱能蓄能器中安裝采暖取熱器，采暖取熱器與用戶采暖散熱器連接， 為用戶提供取暖。上述方案中的熱能蓄能器中裝有低沸點介質或水，太陽能蒸發(fā)器中裝有低沸點介 質或水；深層地熱井在地下三千米左右，冷源水井與排水散熱井中均為8-10°C地表水，地 下冷凝器埋在8-10°C地表層。一種地熱能溫差發(fā)動機裝置包括深層地熱井、重力熱管取熱器、熱能蓄能器、蒸汽 動力機、抽壓機、發(fā)電機、熱交換器、冷源水井，重力熱管取熱器的吸熱段置入深層地熱井 中，重力熱管取熱器的放熱段插入地面的熱能蓄能器中；熱能蓄能器與蒸汽動力機之間安 裝進氣管，蒸汽動力機、熱交換器、第一抽壓機、熱能蓄能器之間安裝回氣管，由蒸汽驅動蒸 汽動力機，蒸汽動力機再帶動發(fā)電機運轉發(fā)電；冷源水井、第二抽壓機、熱交換器之間安裝 進水管，冷源水井為熱交換器提供低溫介質；第一抽壓機連接一個電機，第二抽壓機連接另 一個電機，兩個電機并聯(lián)后連接變壓器，變壓器連接發(fā)電機。上述地熱能溫差發(fā)動機裝置發(fā)電方法，通過重力熱管取熱器將地層深處中高溫熱 能傳遞至熱能蓄能器，熱能蓄能器中的低沸點介質汽化后攜帶熱能去驅動蒸汽動力機運 動，蒸汽動力機驅動發(fā)電機運轉發(fā)電，介質通過蒸汽動力機做功后去熱交換器降溫，再通過 同軸同步抽壓機將冷凝后的液體壓回熱能蓄能器，完成熱能蓄能器中的低沸點介質循環(huán)； 冷源水井中的水被同軸同步抽壓機抽壓至熱交換器中作為冷源水，冷卻低沸點介質。一種太陽能溫差發(fā)動機裝置包括太陽能吸熱器、太陽能蒸發(fā)器、蒸汽動力機、同軸 同步抽壓機、發(fā)電機、熱交換器、冷源水井，太陽能吸熱器為重力熱管取熱器；太陽能蒸發(fā)器 與蒸汽動力機之間安裝進氣管，蒸汽動力機、熱交換器、同軸同步抽壓機、太陽能蒸發(fā)器之 間安裝回氣管，由蒸汽驅動蒸汽動力機，蒸汽動力機再帶動發(fā)電機運轉發(fā)電；冷源水井、同 軸同步抽壓機、熱交換器之間安裝進水管，冷源水井為熱交換器提供低溫介質；同軸同步抽 壓機分兩個以上腔。上述地熱能溫差發(fā)動機裝置發(fā)電方法，應用于電冶煉、電力加工與鑄造、電解氫 氣、蓄電池充電站、民用電及油田采油供電。有益效果1、本發(fā)明通過重力熱管取熱器把地熱能傳遞至地面，實現(xiàn)遠距離傳遞熱能，熱量 損失小，能有效地利用地熱能發(fā)電；本發(fā)明在利用地熱能推動蒸汽動力機做功的同時，又相 應將地下大自然冷源利用起來，給熱交換器提供冷源介質，為來自蒸汽動力機的介質降溫， 如此周而復始地利用地下大自然的能源的溫差循環(huán)做功發(fā)電，為改變能源供給方式提供了 一項新技術、新方法、新途徑，可以取代現(xiàn)有的石油或煤等能源。2、本發(fā)明實現(xiàn)了將太陽能與地熱能聯(lián)合利用的先例，造價低、無污染，輸出能量 大，實現(xiàn)較低成本發(fā)電。


圖1是本發(fā)明第一種實施方式的結構示意圖；圖2是本發(fā)明第二種實施方式的結構示意圖；圖3是本發(fā)明第三種實施方式的結構示意圖；圖4是本發(fā)明第四種實施方式的結構示意圖；圖5是本發(fā)明第五種實施方式的結構示意圖；圖6是本發(fā)明中重力熱管取熱器的結構示意圖；圖7是圖6中A-A剖視圖；圖8是圖6中B-B剖視圖。圖中1重力熱管取熱器、2熱能蓄能器、3太陽能蒸發(fā)器、4蒸汽動力機、5同軸同 步抽壓機、6發(fā)電機、7熱交換器、8冷卻塔、9冷凝器、10深層地熱井、11冷源水井、12排水散 熱井、13采暖取熱器、14采暖散熱器、15自動換向閥、16吸熱段、17真空隔溫層、18單向閥、 19汽液導流管、20支撐片、21保溫層、22放熱段23抽壓機24抽壓機25潛水泵26 進氣管27回氣管28回液通道29太陽能吸熱器
具體實施例方式結合附圖對本發(fā)明做進一步說明實施例1 圖1是本發(fā)明第一種實施方式的結構示意圖，如圖所示，這種地熱能溫差發(fā)動機 裝置包括深層地熱井10、重力熱管取熱器1、熱能蓄能器2、直線蒸汽動力機4、同軸同步抽 壓機5、直線發(fā)電機6、熱交換器7、冷源水井11。直線蒸汽動力機4、同軸同步抽壓機5、直線 發(fā)電機6串聯(lián)，直線蒸汽動力機4由氣動缸內安裝活塞桿形成，同軸同步抽壓機5也由氣動 缸內安裝活塞桿形成，同軸同步抽壓機5的活塞桿由直線蒸汽動力機4的活塞桿延伸形成， 即二個活塞桿為同軸的，該活塞桿連接至直線發(fā)電機6，可驅動直線發(fā)電機6作直線往復運 動，實際使用中，根據(jù)需要，可將直線蒸汽動力機4的活塞桿設計為多個，稱為多級動力機， 同軸同步抽壓機5的活塞桿也設計為多個；重力熱管取熱器的吸熱段16置入深層地熱井 10中，重力熱管取熱器的放熱段22插入地面的熱能蓄能器2中，本實施方式中有三個重力 熱管取熱器1，每個重力熱管取熱器的吸熱段16和絕熱段放置在相應的深層地熱井10中， 深層地熱井10套管可由金屬或非金屬制成，三個重力熱管取熱器的放熱段22均插入同一 個熱能蓄能器2中，當然，實際上，可根據(jù)需要設計更多個重力熱管取熱器1，相應地可設計 更多口深層地熱井10并聯(lián)使用；熱能蓄能器2由罐中裝低沸點介質或水構成，罐設有保溫 層，熱能蓄能器2與直線蒸汽動力機4之間安裝進氣管26，進氣管26中安有單向閥18防止 液體回流，直線蒸汽動力機4、熱交換器7、同軸同步抽壓機5、熱能蓄能器2之間安裝回氣管 27，同軸同步抽壓機5與熱能蓄能器2之間的回氣管27上安裝單向閥18，直線蒸汽動力機 4與進、回氣管通過自動換向閥18連接，通過自動換向閥18的自動切換可實現(xiàn)直線蒸汽動 力機4的運轉，自動換向閥18可采用壓力換向閥也可采用電力換向閥；由蒸汽驅動蒸汽動 力機4，蒸汽動力機4再帶動發(fā)電機6運轉發(fā)電，冷源水井11、同軸同步抽壓機5、熱交換器 7之間安裝進水管，管線上安有單向閥18，冷源水井11為熱交換器7提供低溫介質，同軸同 步抽壓機5將冷源水井11中的冷水抽壓至熱交換器7內，用于冷卻來自直線蒸汽動力機4 6的蒸汽，冷源水井11內安裝單向閥18，熱交換器7通過管線連接至地下排水散熱井12，熱 交換器7中的水介質被排至地下排水散熱井12中；本實施方式中同軸同步抽壓機5分兩 腔，其中一個腔用于將驅動蒸汽動力機4運動的介質壓回熱能蓄能器2，為介質在熱能蓄能 器2、蒸汽動力機4、熱交換器7之間往復循環(huán)提供動力；另一個腔用于將冷源水井11中的 冷水抽壓至熱交換器7為冷介質提供動力，實際上，當同軸同步抽壓機5的活塞桿設計為多 個時，就會產生多個腔室，那么多個腔室將根據(jù)用途被分為兩類，一類用于將驅動蒸汽動力 機4運動的介質壓回熱能蓄能器2，另一類腔用于將冷源水井11中的冷水抽壓至熱交換器 7為冷介質提供動力。圖6、圖7、圖8提供了本發(fā)明中重力熱管取熱器的結構示意圖，如圖所示，這種重 力熱管取熱器1由吸熱段16、絕熱段、放熱段22組成，吸熱段16在下端，放熱段22在上端， 中間為絕熱段，絕熱段部分從內到外有三層同心管，最內層的封閉管體為汽液導流管19，是 工質工作的環(huán)境，汽液導流管19由管內裝一定量工質，管內抽真空后加以密閉而成；中間 層的環(huán)形空間為回液通道28，介質在吸熱段吸熱汽化后沿汽液導流管19上升，上升至放熱 段22放熱冷凝后從回液通道28流下來，回液通道28中有支撐片20，回液通道28的下端 與汽液導流管19的吸熱部分通過單向閥18連通；最外層的管外裹有保溫層21，該保溫層 為防輻射保溫層，保溫層21以內的環(huán)形空間為真空隔溫層17。超導液體將地下熱能傳送 至地上放熱段22散出，真空隔溫層17負責汽液導流管19的保溫，汽液導流管19在支撐片 20的支撐下傳遞熱能。當重力熱管取熱器在吸熱段16吸熱時，介質蒸發(fā)汽化，蒸汽在微小 的壓差下流向放熱段22，并在放熱段22放出熱量凝結成為液體，冷凝液在自身重力作用下 沿管壁向下返回至吸熱段16，如此循環(huán)不已，熱量就由地下被傳送到地面上，大量熱量可以 通過很小的橫截面積實現(xiàn)遠距離輸送而無需外加動力，又由于絕熱段有真空隔溫層17和 最外層的保溫層21，地下熱能傳遞至地上時熱量損失很小，能充分地利用地熱能。本實施方式中的熱能蓄能器2中裝有的低沸點介質可為乙醚、甲醇等，還可以使用 水。深層地熱井10在地下三千米左右，冷源水井11與排水散熱井12中均為8-10°C地表水。這種地熱能溫差發(fā)動機裝置發(fā)電方法，通過重力熱管取熱器1將地層深處中高溫 熱能傳遞至熱能蓄能器2，重力熱管取熱器1中超導液體將吸收上來的熱能在放熱段22放 熱，使熱能蓄能器2中的低沸點介質汽化變成壓力蒸汽，蒸汽攜帶熱能去驅動蒸汽動力機4 運動，蒸汽動力機4驅動發(fā)電機6運轉發(fā)電，蒸汽介質通過蒸汽動力機4做功后去熱交換器 7降溫，再通過同軸同步抽壓機5將冷凝后的液體壓回熱能蓄能器2，完成熱能蓄能器2中 的低沸點介質循環(huán)；冷源水井11中的水被同軸同步抽壓機5抽壓至熱交換器7中作為冷源 水，冷卻低沸點介質，熱交換器7中的水介質被排至地下排水散熱井12中。實施例2 圖2是本發(fā)明第二種實施方式的結構示意圖，如圖所示，這種地熱能溫差發(fā)動機 裝置與實施例1所示的不同點有三個第一，為了實現(xiàn)將太陽能與地熱能聯(lián)合利用發(fā)電，在 熱能蓄能器2與蒸汽動力機4之間還安裝太陽能蒸發(fā)器3，太陽能蒸發(fā)器3通過進氣管26、 回氣管27與熱能蓄能器2并聯(lián)在一起。第二，熱能蓄能器2中安裝采暖取熱器13，采暖取 熱器13與用戶采暖散熱器14連接，為用戶提供取暖。第三，熱交換器7除了通過管線連接 至地下排水散熱井12外，熱交換器7的出水還增加了兩條路徑，其一，熱交換器7通過循環(huán) 管連接至冷凝器9，冷凝器9的出水管連接至同軸同步抽壓機5，為抽壓機提供低溫水，冷凝器9安裝在地下低溫處；其二，熱交換器7通過循環(huán)管連接至冷卻塔8，冷卻塔8的出水管 連接至同軸同步抽壓機5，為抽壓機提供低溫水。本實施例將地熱能與太陽能聯(lián)合起來發(fā)電，使發(fā)電量更大，另外，本實施例還實現(xiàn) 了將地熱能應用于用戶采暖，實現(xiàn)將地熱能同時應用于發(fā)電和采暖，充分利用了地熱資源， 本實施方式中太陽能蒸發(fā)器3中的介質為低沸點介質或水，本實施方式尤其適合氣候寒冷 的冬季使用，因為此方式中，熱交換器7中的冷卻介質不僅來自冷源水井11，還來自冷卻塔 8，當氣溫低，寒冷時，可不使用冷源水井11，采用冷卻塔8提供冷源水介質。這種地熱能溫差發(fā)動機裝置發(fā)電方法，通過重力熱管取熱器1將地層深處中高溫 熱能傳遞至熱能蓄能器2，重力熱管取熱器1中超導液體吸收上來的熱能在放熱段22放熱， 使熱能蓄能器2中的低沸點介質汽化變成壓力蒸汽，來自熱能蓄能器2的蒸汽和來自太陽 能蒸發(fā)器2的蒸汽共同攜帶熱能去驅動蒸汽動力機4運動，蒸汽動力機4驅動發(fā)電機6運 轉發(fā)電，蒸汽介質通過蒸汽動力機4后去熱交換器7降溫，再通過同軸同步抽壓機5將冷凝 后的液體壓回熱能蓄能器2，完成熱能蓄能器2中的低沸點介質循環(huán)；冷源水井11中的水 被同軸同步抽壓機5抽壓至熱交換器7中作為冷卻水，冷卻低沸點介質，熱交換器7中的水 介質一是被排至地下排水散熱井12中；二是被排至地下冷凝器9中，再經同軸同步抽壓機 5抽壓至熱交換器7中作為冷卻水，進行循環(huán)；三是被排至冷卻塔8中，再經同軸同步抽壓 機5抽壓至熱交換器7中作為冷卻水，進行循環(huán)。實施例3 圖3是本發(fā)明第三種實施方式的結構示意圖，如圖所示，這種地熱能溫差發(fā)動機 裝置與實施例2所示的不同之處在于，蒸汽動力機4為旋轉蒸汽動力機，發(fā)電機6為旋轉發(fā) 電機；旋轉蒸汽動力機4、同軸同步抽壓機5、旋轉發(fā)電機6串聯(lián)，進氣管26、排氣管27分別 與蒸汽動力機4直接連接，不需要自動換向閥15。其它結構與實施例2相同。同軸同步抽 壓機5為抽液泵，它有兩個腔，其中一個腔用于將驅動蒸汽動力機4運動的介質壓回熱能蓄 能器2，為介質在熱能蓄能器2、蒸汽動力機4、熱交換器7之間往復循環(huán)提供動力；另一個 腔用于將冷源水井11中的冷水抽壓至熱交換器7為冷介質提供動力。當然，旋轉蒸汽動力 機4、同軸同步抽壓機5都可設計為多級的。旋轉蒸汽動力機可選擇汽輪機或氣動馬達。實施例4 圖4是本發(fā)明第四種實施方式的結構示意圖，如圖所示，這種地熱能溫差發(fā)動機 裝置包括深層地熱井10、重力熱管取熱器1、熱能蓄能器2、太陽能蒸發(fā)器3、蒸汽動力機4、 抽壓機、發(fā)電機6、熱交換器7、冷源水井11，重力熱管取熱器的吸熱段16置入深層地熱井 10中，重力熱管取熱器的放熱段22插入地面的熱能蓄能器2中；太陽能蒸發(fā)器3、熱能蓄能 器2并聯(lián)在一起后，通過進氣管26與蒸汽動力機4連接，蒸汽動力機4、熱交換器7、第一抽 壓機23、太陽能蒸發(fā)器3、熱能蓄能器2之間安裝回氣管27，由蒸汽驅動蒸汽動力機4，蒸汽 動力機4再帶動發(fā)電機6運轉發(fā)電；冷源水井11、第二抽壓機24、熱交換器7之間安裝進水 管，冷源水井11為熱交換器7提供低溫介質，冷源水井11內安裝有潛水泵25 ；第一抽壓機 23連接一個電機，第二抽壓機24連接另一個電機，兩電機并聯(lián)后連接變壓器，變壓器連接 發(fā)電機6。本實施方式中熱能蓄能器2中安裝采暖取熱器13，采暖取熱器13與用戶采暖散 熱器14連接，為用戶提供取暖。另外，熱交換器7除了通過管線連接至地下排水散熱井12外，熱交換器7的出水還增加了兩條路徑，其一，熱交換器7通過循環(huán)管連接至冷凝器9，冷 凝器9的出水管連接至第二抽壓機24，冷凝器9安裝在地下低溫處；其二，熱交換器7通過 循環(huán)管連接至冷卻塔8，冷卻塔8的出水管連接至第二抽壓機24，為抽壓機提供低溫水。這種地熱能溫差發(fā)動機裝置發(fā)電方法，通過重力熱管取熱器1將地層深處中高溫 熱能傳遞至熱能蓄能器2，重力熱管取熱器1中超導液體吸收上來的熱能在放熱段22放熱， 使熱能蓄能器2中的低沸點介質汽化變成壓力蒸汽，來自熱能蓄能器2的蒸汽和來自太陽 能蒸發(fā)器3的蒸汽共同攜帶熱能去驅動蒸汽動力機4運動，蒸汽動力機4驅動發(fā)電機6運 轉發(fā)電，蒸汽介質通過蒸汽動力機4后去熱交換器7降溫，再通過第一抽壓機23將冷凝后 的液體壓回熱能蓄能器2，完成熱能蓄能器2中的低沸點介質循環(huán)；冷源水井11中的水被 第二抽壓機24抽壓至熱交換器7中作為冷卻水，冷卻低沸點介質，熱交換器7中的水介質 一是被排至地下排水散熱井12中；二是被排至地下冷凝器9中，再經第二抽壓機24抽壓至 熱交換器7中作為冷卻水，進行循環(huán)；三是被排至冷卻塔8中，再經第二抽壓機24抽壓至熱 交換器7中作為冷卻水，進行循環(huán)。本實施方式中兩個抽壓機(23、24)由發(fā)電機6供電，通 過電機帶動運轉工作。實施例5 圖5是本發(fā)明第五種實施方式的結構示意圖，如圖所示，這種太陽能溫差發(fā)動機 裝置包括太陽能吸熱器29、太陽能蒸發(fā)器3、旋轉蒸汽動力機4、同軸同步抽壓機5、旋轉發(fā) 電機6、熱交換器7、冷源水井11，太陽能吸熱器29為一種重力熱管取熱器，它能吸收太陽 能，這種重力熱管取熱器由吸熱段和放熱段構成；太陽能蒸發(fā)器3與旋轉蒸汽動力機4之間 安裝進氣管26，旋轉蒸汽動力機4、熱交換器7、同軸同步抽壓機5、太陽能蒸發(fā)器3之間安 裝回氣管27，由蒸汽驅動旋轉蒸汽動力機4，旋轉蒸汽動力機4再帶動旋轉發(fā)電機6運轉發(fā) 電；冷源水井11、同軸同步抽壓機5、熱交換器7之間安裝進水管，冷源水井11為熱交換器7 提供低溫介質。旋轉蒸汽動力機4、同軸同步抽壓機5、旋轉發(fā)電機6串聯(lián)，進氣管26、排氣 管27分別與蒸汽動力機4直接連接，不需要自動換向閥15。同軸同步抽壓機5為抽液泵， 它有兩個腔，其中一個腔用于將驅動蒸汽動力機4運動的介質壓回太陽能蒸發(fā)器3，為介質 在太陽能蒸發(fā)器3、蒸汽動力機4、熱交換器7之間往復循環(huán)提供動力；另一個腔用于將冷源 水井11中的冷水抽壓至熱交換器7為冷介質提供動力。這種太陽能溫差發(fā)動機裝置發(fā)電方法，太陽能吸熱器29中超導液體吸收上來的 熱能在放熱段放熱后，使太陽能蒸發(fā)器3中的低沸點介質汽化變成壓力蒸汽，蒸汽攜帶熱 能去驅動蒸汽動力機4運動，蒸汽動力機4驅動發(fā)電機6運轉發(fā)電，蒸汽介質通過蒸汽動力 機4后去熱交換器7降溫，再通過同軸同步抽壓機5將冷凝后的液體壓回太陽能蒸發(fā)器3， 完成太陽能蒸發(fā)器3中的低沸點介質循環(huán)；冷源水井11中的水被同軸同步抽壓機5抽壓至 熱交換器7中作為冷卻水，冷卻低沸點介質，熱交換器7中的水介質一是被排至地下排水散 熱井12中；二是被排至地下冷凝器9中，再經同軸同步抽壓機5抽壓至熱交換器7中作為 冷卻水，進行循環(huán)；三是被排至冷卻塔8中，再經同軸同步抽壓機5抽壓至熱交換器7中作 為冷卻水，進行循環(huán)。
權利要求
一種地熱能溫差發(fā)動機裝置，其特征在于這種地熱能溫差發(fā)動機裝置包括深層地熱井(10)、重力熱管取熱器(1)、熱能蓄能器(2)、蒸汽動力機(4)、同軸同步抽壓機(5)、發(fā)電機(6)、熱交換器(7)、冷源水井(11)，重力熱管取熱器的吸熱段(16)置入深層地熱井(10)中，重力熱管取熱器的放熱段(22)插入地面的熱能蓄能器(2)中；熱能蓄能器(2)與蒸汽動力機(4)之間安裝進氣管(26)，蒸汽動力機(4)、熱交換器(7)、同軸同步抽壓機(5)、熱能蓄能器(2)之間安裝回氣管(27)，由蒸汽驅動蒸汽動力機(4)，蒸汽動力機(4)再帶動發(fā)電機(6)運轉發(fā)電；冷源水井(11)、同軸同步抽壓機(5)、熱交換器(7)之間安裝進水管，冷源水井(11)為熱交換器(7)提供低溫介質；同軸同步抽壓機(5)分兩個以上腔。
2.根據(jù)權利要求1所述的地熱能溫差發(fā)動機裝置，其特征在于所述的熱能蓄能器(2) 與蒸汽動力機(4)之間安裝太陽能蒸發(fā)器(3)，太陽能蒸發(fā)器(3)通過進氣管(26)、回氣管 (27)與熱能蓄能器(2)并聯(lián)。
3.根據(jù)權利要求2所述的地熱能溫差發(fā)動機裝置，其特征在于所述的蒸汽動力機(4) 為直線蒸汽動力機，發(fā)電機(6)為直線發(fā)電機；直線蒸汽動力機(4)與進、回氣管通過自動 換向閥(15)連接，直線蒸汽動力機(4)、同軸同步抽壓機(5)、直線發(fā)電機(6)串聯(lián)，直線蒸 汽動力機(4)由氣動缸內安裝多個活塞桿形成，同軸同步抽壓機(5)也由氣動缸內安裝多 個活塞桿形成，各個活塞桿為同軸的，活塞桿連接至直線發(fā)電機(6)。
4.根據(jù)權利要求2所述的地熱能溫差發(fā)動機裝置，其特征在于所述的蒸汽動力機(4) 為旋轉蒸汽動力機，發(fā)電機(6)為旋轉發(fā)電機；旋轉蒸汽動力機(4)、同軸同步抽壓機(5)、 旋轉發(fā)電機(6)串聯(lián)。
5.一種地熱能溫差發(fā)動機裝置，其特征在于它包括深層地熱井(10)、重力熱管取 熱器(1)、熱能蓄能器(2)、蒸汽動力機(4)、抽壓機、發(fā)電機(6)、熱交換器(7)、冷源水井 (11)，重力熱管取熱器的吸熱段(16)置入深層地熱井(10)中，重力熱管取熱器的放熱段 (22)插入地面的熱能蓄能器(2)中；熱能蓄能器(2)與蒸汽動力機(4)之間安裝進氣管(26)，蒸汽動力機(4)、熱交換器(7)、第一抽壓機(23)、熱能蓄能器(2)之間安裝回氣管(27)，由蒸汽驅動蒸汽動力機(4)，蒸汽動力機(4)再帶動發(fā)電機(6)運轉發(fā)電；冷源水井 (11)、第二抽壓機(24)、熱交換器(7)之間安裝進水管，冷源水井(11)為熱交換器(7)提供 低溫介質；第一抽壓機(23)連接一個電機，第二抽壓機(24)連接另一個電機，兩個電機并 聯(lián)后連接變壓器，變壓器連接發(fā)電機(6)。
6.根據(jù)權利要求5所述的地熱能溫差發(fā)動機裝置，其特征在于所述的熱能蓄能器(2) 與蒸汽動力機(4)間安裝太陽能蒸發(fā)器(3)，太陽能蒸發(fā)器(3)通過進氣管(26)、回氣管 (27)與熱能蓄能器(2)并聯(lián)。
7.根據(jù)權利要求1或5所述的地熱能溫差發(fā)動機裝置，其特征在于所述的熱能蓄能 器(2)、蒸汽動力機(4)、抽壓機之間的連接管線上安有單向閥(18)，冷源水井(11)內安有 單向閥(18)。
8.根據(jù)權利要求1或5所述的地熱能溫差發(fā)動機裝置，其特征在于所述的熱交換器 (7)通過循環(huán)管連接至冷凝器(9)，冷凝器(9)的出水管連接至抽壓機，為抽壓機提供低溫 水，冷凝器(9)安裝在地下低溫處或安裝在江、河、湖、海中。
9.根據(jù)權利要求1或5所述的地熱能溫差發(fā)動機裝置，其特征在于所述的熱交換器 (7)通過循環(huán)管連接至冷卻塔(8)，冷卻塔(8)的出水管連接至抽壓機，為抽壓機提供低溫水。
10.根據(jù)權利要求1或5所述的地熱能溫差發(fā)動機裝置，其特征在于，其特征在于 所述的熱交換器(7)通過管線連接至地下排水散熱井(12)。
11.根據(jù)權利要求1或5所述的地熱能溫差發(fā)動機裝置，其特征在于所述的熱能蓄能 器(2)中安裝采暖取熱器(13)，采暖取熱器(13)與用戶采暖散熱器(14)連接，為用戶提供 取暖。
12.根據(jù)權利要求1或5所述的地熱能溫差發(fā)動機裝置，其特征在于所述的重力熱管 取熱器(1)由吸熱段(16)、絕熱段、放熱段(22)組成，吸熱段(16)在下端，放熱段(22)在 上端，中間為絕熱段，絕熱段部分從內到外有三層同心管，最內層的封閉管體為汽液導流管 (19)，汽液導流管(19)由管內裝一定量工質，管內抽真空后加以密閉而成；中間層的環(huán)形 空間為回液通道(28)，回液通道(28)中有支撐片(20)，回液通道(28)的下端與汽液導流 管(19)的吸熱段部分通過單向閥(18)連通；最外層的環(huán)形空間為真空隔溫層(17)，最外 層的管有保溫層(21)。
13.—種太陽能溫差發(fā)動機裝置，其特征在于它包括太陽能吸熱器(29)、太陽能蒸發(fā) 器(3)、蒸汽動力機(4)、同軸同步抽壓機(5)、發(fā)電機(6)、熱交換器(7)、冷源水井(11)，太 陽能吸熱器(29)為重力熱管取熱器；太陽能蒸發(fā)器(3)與蒸汽動力機(4)之間安裝進氣管 (26)，蒸汽動力機(4)、熱交換器(7)、同軸同步抽壓機(5)、太陽能蒸發(fā)器(3)之間安裝回 氣管(27)，由蒸汽驅動蒸汽動力機(4)，蒸汽動力機(4)再帶動發(fā)電機(6)運轉發(fā)電；冷源 水井(11)、同軸同步抽壓機(5)、熱交換器(7)之間安裝進水管，冷源水井(11)為熱交換器 (7)提供低溫介質；同軸同步抽壓機(5)分兩個以上腔。
14.一種權利要求1或5所述的地熱能溫差發(fā)動機裝置發(fā)電方法，其特征在于通過重 力熱管取熱器(1)將地層深處中高溫熱能傳遞至熱能蓄能器(2)，熱能蓄能器(2)中的低沸 點介質汽化后攜帶熱能去驅動蒸汽動力機(4)運動，蒸汽動力機(4)驅動發(fā)電機(6)運轉 發(fā)電，介質通過蒸汽動力機(4)做功后去熱交換器(7)降溫，再通過抽壓機將冷凝后的液體 壓回熱能蓄能器(2)，完成熱能蓄能器(2)中的低沸點介質循環(huán)；冷源水井(11)中的水被 抽壓機抽壓至熱交換器(7)中作為冷源水，冷卻低沸點介質。
15.一種權利要求14所述的地熱能溫差發(fā)動機裝置發(fā)電方法的應用，其特征在于所 述的地熱能溫差發(fā)動機裝置的發(fā)電方法應用于電冶煉、電力加工與鑄造、電解氫氣、蓄電池 充電站、民用電及油田采油供電。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是地熱能或太陽能溫差發(fā)動機裝置、其發(fā)電方法及應用，其中的地熱能溫差發(fā)動機裝置包括深層地熱井、重力熱管取熱器、熱能蓄能器、蒸汽動力機、同軸同步抽壓機、發(fā)電機、熱交換器、冷源水井，重力熱管取熱器的吸熱段置入深層地熱井中，重力熱管取熱器的放熱段插入地面的熱能蓄能器中；熱能蓄能器與蒸汽動力機之間安裝進氣管，蒸汽動力機、熱交換器、同軸同步抽壓機、熱能蓄能器之間安裝回氣管，由蒸汽驅動蒸汽動力機，蒸汽動力機再帶動發(fā)電機運轉發(fā)電；冷源水井、同軸同步抽壓機、熱交換器之間安裝進水管，冷源水井為熱交換器提供低溫介質；同軸同步抽壓機分兩個以上腔。本發(fā)明利用地下大自然的能源的溫差循環(huán)做功發(fā)電，為改變能源供給方式提供了一項新技術、新方法、新途徑。
文檔編號F03G4/00GK101956679SQ20091007253
公開日2011年1月26日 申請日期2009年7月17日 優(yōu)先權日2009年7月17日
發(fā)明者龔智勇 申請人:龔智勇