[實用新型]熱風式重力熱機裝置

有效

• 申請號: 201220720741.3
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN203097978U
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 呂懷民;尹凌青;楊晉;張來武;魏立毅;呂屾;李建鋒;呂伯濤;徐曉東;梁亞卓;呂晨;徐曉玲;賈丁莉;呂軍
• 申請（專利權）人: 呂懷民;呂屾
• 主分類號: F01K27/00
• 分類號: F01K27/00;F03D9/00;F03G6/06;F01D15/10;F03B13/06;H02N6/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術領域。?

本發明涉及能源工程、動力工程、熱能工程、熱機工程、發電工程、土木工程、水工工程、海洋工程、海水淡化工程、航空工程的技術領域，尤其是重力熱機、火力發電、核能發電、燃氣輪機發電、余熱發電、火力熱風發電、太陽能熱風(即熱氣流)發電、太陽能光伏發電、抽水蓄能發電、風力發電、超高層房屋建設、海水淡化工程的技術領域。?

二、背景技術。?

傳統的熱機是脹力熱機。脹力熱機是指利用氣體受熱的膨脹力來推動機構做功的動力機器，如凝汽式發電廠(火電廠、核電廠)、燃氣輪機發電廠、燃氣?蒸汽聯合電站。重力熱機裝置是指利用大氣壓的勢能重力，擠壓比常溫空氣輕的熱空氣(14.10)在抽風豎筒(2.1)(即下述的重力壓升工質通道系統(2))內上升成為熱風(10)(或稱為熱氣流)，形成抽風囪筒內部抽力來做功的動力機器?，F有的重力熱機裝置有太陽能熱風發電廠(或稱為太陽能熱氣流發電廠)、火電、核電凝汽余熱熱風發電廠?，F有的太陽能熱風發電廠具有前后兩種做功過程，第一個做功過程是太陽能加熱常溫氣體成為膨脹熱氣體并且克服大氣壓力做功過程；然后第二個做功過程是熱氣體形成抽風囪筒內的上升熱風流來推動或者抽動機械做功過程。上述這兩種傳統的脹力熱機和太陽能重力熱機裝置存在以下缺點：?

1、首先太陽能熱風發電廠發電狀態不穩定，無或弱太陽能時，發電能力很小。其次熱風溫度小于45℃，溫度太低，太陽能熱風發電廠的單位面積輸出功率太低，發電成本高。?

2、太陽能重力熱機裝置的抽風囪筒高度低于250米，抽風囪筒頂部與下部抽力面之間存在高度差ΔH比較小，造成發電熱效率、單位面積輸出功率、單位面積輸出功率的造價太低。?

3、太陽能熱風發電廠的抽風囪筒、太陽能集熱棚的功能單一，造價和發電成本無法降低。?

4、重力熱機裝置沒有開發其它生產、生活、工農業、民用的各種用熱設備設施的排放的全部高溫廢棄熱量，使這部分熱量沒有得到充分利用。?

5、太陽能熱風發電廠、凝汽余熱熱風發電廠的熱風工質溫度不高在40?60℃之間，限制熱效率大幅度提高。它們還沒有設置能量回輸系統(8)，包括電能回輸系統(41)、熱量回輸系統(42)。由于把熱風的熱量全部排出浪費掉，造成其發電熱效率無法進一步提高。而且沒有形成可自生能源模式。?

5、太陽能熱風發電廠、凝汽余熱熱風發電廠的熱風工質溫度不高在40?60℃之間，限制熱效率大幅度提高。它們還沒有設置能量回輸系統(8)，包括電能回輸系統(41)、熱量回輸系統(42)。由于把熱風的熱量全部排出浪費掉，造成其發電熱效率無法進一步提高。而且沒有形成可自生能源模式。?

6、太陽能熱風發電廠以及制冷、降溫、空調等行業沒有充分利用開發地面500米以上高空冷空氣的冷能資源。例如1000米高抽風囪筒頂部的高空冷空氣的溫度比地面的空氣溫度低10度左右，是優質冷資源。高空冷空氣既可以降低熱風的溫度差ΔT，也可以作為建筑制冷空調的免費冷源，一物兩用。?

7、脹力熱機的工質溫度不高，限制熱效率大幅度提高。工程熱力學指出，做功工質溫度越高，熱機的熱效率就越大。但是，由于耐高溫材料限制，做功工質(如燃氣、熱風)的溫度一般不超過250℃，不可能突破進入1050℃?2500℃之間的超高溫領域。所以脹力熱機無法大幅度提高熱效率、熱電轉換率。?

8、凝汽式發電廠(火力發電、核能發電)，有以下缺點：8.1、熱電轉換率低，一般不超過35％；大約有三分之二的熱能要浪費掉。82、耗水量大。8.3、調峰能力差，大約有30％的谷期電力要浪費掉。?

9、傳統的燃氣輪機發電廠存在以下缺點：9.1、熱電轉換率低，燃氣單循環機組一般不超過40％，燃氣?蒸汽聯合機組一般不超過60％；大約有40?60％的熱能要浪費掉。9.2、燃氣?蒸汽聯合機組的耗水量大。9.3、燃氣?蒸汽聯合機組的調峰能力差，大約有30％的谷期電力要浪費掉。?

10、傳統的抽水蓄能電站技術存在以下缺點：勢能小、投資大、費用高。?

11、在風力發電行業沒有充分利用和開發地面200米以上的高空風力能資源。?