[發明專利]地熱能旋轉驅動裝置

有效

• 申請號: 201210063619.8
• 申請日: 2012-03-13
• 公開（公告）號: CN102562497A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 龔智勇
• 申請（專利權）人: 龔智勇
• 主分類號: F03G4/00
• 分類號: F03G4/00
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所 23118
• 代理人: 曹愛華

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技術領域：本發明涉及的是利用地下干熱巖體中存在的地熱能進行旋轉驅動的裝置，具體涉及的是地熱能旋轉驅動裝置。

背景技術：從現今淺層地下熱水開發和地熱異常區噴泉（蒸汽泉）的應用情況來看，地下的熱能是存在連續性的（火山噴發例外）。從打鉆油井的過程中（超深井），人們也發現地下深處的高溫熱源，而且越深越熱，越深巖層壓力越高，巖體的密度物體間的分子間接觸更緊密是有利于熱傳導的。巖體的熱導率，導熱系數在常壓下是每平方米2瓦左右。在高壓下以大理石為例，50兆帕下每平方米可達12.1瓦（見土耳其三軸壓力試驗數據），依據經驗公式可推算出150兆帕下可以達到每平方米14.1瓦。目前地熱能利用多采用地面多管二次換熱發電裝置，首先需要將從地下傳導上來的蒸汽收集起來，然后再利用蒸汽推動汽輪機發電，并且需要二次換熱，還要考慮回水（液）溫度，以溫差換取熱量，這樣做計算起來環節多比較繁瑣，還不十分準確，同時熱能損失大。

發明內容：本發明的目的是提供地熱能旋轉驅動裝置，這種地熱能旋轉驅動裝置用于解決目前地熱能推動汽輪機運轉運行時存在的熱能損失的問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：這種地熱能旋轉驅動裝置是由吸熱蒸發器、地熱井、驅動腔構成的封閉體，驅動腔安裝在地面上，蒸汽傳輸管安裝在地熱井內，蒸汽傳輸管下端連接錐形的金屬網眼支撐板，吸熱蒸發器與吸熱蒸發器內的蒸汽傳輸管間充滿金屬空芯網眼支撐球；蒸汽傳輸管下端插入吸熱蒸發器，上端伸入到驅動腔內，蒸汽傳輸管的上部是緩沖室，緩沖室帶有一個向上翹起的弧形噴管，弧形噴管的頭部是汽泉噴嘴，驅動腔設置有葉片，葉片與汽泉噴嘴對應設置，汽泉噴嘴噴出的氣流剛好能夠推動葉片旋轉。

上述方案中的地熱井井壁與蒸汽傳輸管之間的環形空間為回液通道，回液通道的下端設置有單向閥，通過回液通道冷卻的液體可沿回液通道流回到吸熱蒸發器中，而吸熱蒸發器中的液體或氣體不能通過回液通道進入到驅動腔內。

上述方案中驅動腔上設置有抽真空口，以方便于將吸熱蒸發器、地熱井、驅動腔構成的封閉體抽真空。

上述方案中蒸汽傳輸管為真空夾層防輻射管。

上述方案中驅動腔的容積至少是吸熱蒸發器容積十倍。

上述方案中吸熱蒸發器出口蒸汽流速為340m/s，蒸汽傳輸管直徑170mm。

1、本發明在地下采取被動式吸收熱能營造吸熱蒸發環境，在地下吸熱蒸發器中采取金屬空芯網眼支撐球填充的辦法防止地下井壁塌陷，技術上可實現擴大導熱面積，增加吸熱蒸發器儲蓄熱能總量，使回流液轉變成高壓飽和蒸汽，通過蒸汽傳輸管將高壓氣柱源源不斷推向地面管口處噴入比地下吸熱蒸發器面積大十倍以上的預先抽成真空的驅動腔中，驅動腔中為負壓環境，以達到超音速傳遞熱能（蒸汽）形成自然噴氣泉井，在驅動腔內將熱能轉變為推動葉片旋轉的動能，通過氣流直接推動葉片旋轉，同時冷凝的液體將順著蒸汽傳輸管與地熱井井壁之間形成的環形空間，使液態（水）形成液柱在自身重力的作用下高速流入吸熱蒸發環境進行下一次再循環；

2、本發明可廣泛的應用在地熱井發電工程等領域，利用本發明推動汽輪機發電，不需要二次換熱，熱能損失小。

附圖說明：

圖1是本發明的結構示意圖。

1吸熱蒸發器、?2驅動腔、?3蒸汽傳輸管、?4緩沖室、?5弧形噴管、?6汽泉噴嘴、??7葉片、?8回液通道、?9金屬網眼支撐板、?10金屬空芯網眼支撐球、?11地熱井、?12抽真空口。

具體實施方式：

結合附圖對本發明做進一步說明：

這種地熱能旋轉驅動裝置是由吸熱蒸發器1、地熱井11、驅動腔2構成的封閉體，驅動腔2安裝在地面上，驅動腔2殼體由鐵制作而成，蒸汽傳輸管3安裝在地熱井11內，蒸汽傳輸管3下端連接錐形的金屬網眼支撐板9，吸熱蒸發器1與吸熱蒸發器內的蒸汽傳輸管3間充滿金屬空芯網眼支撐球10；蒸汽傳輸管3下端插入吸熱蒸發器1，上端伸入到驅動腔2內；蒸汽傳輸管3為真空夾層防輻射管，地熱井11井壁與蒸汽傳輸管3之間的環形空間為回液通道8，回液通道8的下端設置有單向閥；蒸汽傳輸管3的上部是緩沖室4，緩沖室4帶有一個向上翹起的弧形噴管5，弧形噴管5的頭部是汽泉噴嘴6，驅動腔2設置有葉片7，葉片7與汽泉噴嘴6對應設置，汽泉噴嘴6噴出的氣流剛好能夠推動葉片7旋轉。葉片7安裝在緩沖室4的頂上，緩沖室4相當于安裝葉片7的底座，這可使本發明的結構緊湊，布局巧妙，節省了空間，降低了制造成本。