专利名称：地热发动机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是发动机，具体涉及的是利用地球自身深 处中高温层的热能来产生动力的地热发动机。
技术背景
发动机，又称为引擎，是一种能够把一种形式的能转化为另一种更有用 的能的机器，是产生动力的机械装置，通常是把化学能转化为机械能。随着 科技的进步，人们不断地研制出不同用途多种类型的发动机，但是，不管哪 种发动机，它的基本前提都是要以某种燃料燃烧来产生动力，而因石油、煤 炭等燃料的日趋贫乏，现有的发动机正面临着燃料方面的能源供给问题。为 了解决这个问题，人们开始寻找新能源，如太阳能、风能、地热能等。现在 也有利用地热作功来发电的装置，它们多是将地热通过井引导至地面，该井 要钻到足够深的的深度，以便能利用地壳中的热量使水或其它液体蒸发获得 蒸汽，蒸汽再推动蒸汽透平机做功来发电，但由于蒸汽送至地面时，要损失 很大一部分热量，这样就必须将大量的蒸汽输送到地面以便发出足够的电力， 结桌只限于现已发现的地热温泉区域，而且故障率高，适用范围小，维护费 用非常昂贵，制约地热能技术的发展。 '
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种地热发动机，这种地热发 动机不需要燃料燃烧提供动力，且能够解决现有的地热能装置需将大量的蒸 汽输送到地面，引起的能量损失大、适用范围小、费用昂贵的问题。
本实用新型是这样实现的这种地热发动机安装在地下的井内，它包括 取热蒸发器、自动换向阀、气动缸、驱动腔、换热器，取热蒸发器安装在井 的底部，取热蒸发器与自动换向阀联通，自动换向阀与气动缸间安装进、排 气管，气动缸的驱动杆伸入驱动腔；自动换向阀与换热器之间安装蒸汽排气 管，取热蒸发器与换热器之间安装冷凝回流隔温真空管。上述方案中的驱动腔内安装发电机，由驱动杆或液体马达驱动发电机运转。
上述方案中的驱动腔内安装采液泵，由驱动杆驱动采液泵的柱塞进行上 下吸液活动。
更进一步的方案是换热器通过循环管与散热器相连，循环管上安装循环 驱动泵，散热器安装在地下低温处。
有益效果本实用新型装入井内部推动发电机或采液泵工作，进行发电 或抽吸液体，由于直接在地下工作，无需将地热引导至地面，没有热量的损 朱，使得该装置的造价低、无污染，输出能量大，不仅可以发电还可以抽液， 可实现较低成本发电或采液，运行成本低、发电量大、投资少、适用范围广， 适用于海拔500米以下的广阔区域。
图1是本实用新型的结构示意图2是本实用新型第一种实施方式的结构示意图3是本实用新型第二种实施方式的结构示意图4是本实用新型第四种实施方式的结构示意图5是本实用新型中进、排气管安装在气动缸内部的结构示意图。 图中l取热蒸发器2自动换向阀3气动缸4驱动腔 5换热器6 井7进、排气管8蒸汽排汽管9冷凝回流隔温真空管 IO排水管 11 回水管12循环驱动泵13散热器14地面15直线发电机16采油泵 17驱动杆18塞片19旋转发电机20液体马达
具体实施方式
结合附图对本实用新型做进一步说明-
图1是本实用新型的结构示意图，图2是本实用新型第一种实施方式的 结构示意图，如图l、图2所示，这种地热发动机安装在地下的井内，它包括 取热蒸发器l、自动换向阀2、气动缸3、驱动腔4、换热器5，本实施方式中的井6为地热井，安装在地面14下，井筒由金属套管制成，井深以能够获得 地热为标准，取热蒸发器1安装在井6的底部，取热蒸发器1中的液体为易 挥发低沸点无腐蚀的液体，本实施方式中为乙醚，取热蒸发器1与自动换向 阀2通过蒸汽联通管联通，自动换向阀2与气动缸3间安装进、排气管7，气 动缸3为多级气动缸，气动缸3的驱动杆17伸入驱动腔4，驱动腔4内安装 直线发电机15，由驱动杆17驱动直线发电机15运转，产生电能；自动换向 阀2与换热器5之间安装蒸汽排气管8，气缸体中排出的气体通过连接自动换 向阀2的蒸汽排气管8，进入换热器5与低温介质进行热交换，取热蒸发器l 与换热器5之间安装冷凝回流隔温真空管9，在换热器5热交换后形成的冷的 液体乙醚回流到取热蒸发器1，进行下一次循环。换热器5通过排水管10和 回水管11与散热器3相连，本实施方式中散热器3为散热片，排水管10上 安装循环驱动泵12，直线发电机15给电机供电，电机带动循环驱动泵12工 作，散热片安装在浅层地表以下3—200米处的低温层，散热片中的介质为水。
这种地热发动机的发电方法，利用地层深处中高温热能加热取热蒸发器1 里的低沸点液体介质，如乙醚，使之产生蒸汽压力，蒸汽压力通过自动动换 向阀2进入气动缸3，推动塞片18在缸体中往复运动，驱动杆17再推动直线 发电机15运转，进行发电，气缸体中排出的气体通过连接自动换向阀2的蒸 汽排气管8，进入换热器5与低温介质水进行热交换，热交换后形成的液体乙 醚回流到取热蒸发器1进行下次再循环。
图3是本实用新型第二种实施方式的结构示意图，如图所示，这种地热 发动机包括取热蒸发器l、自动换向阀2、气动缸3、驱动腔4、换热器5，本 实施方式中的井6为油井，井筒由金属套管制成，取热蒸发器1安装在井6 的底部，取热蒸发器1与自动换向阀2联通，自动换向阀2与气动缸3间安 装进、排气管7，气动缸3为多级气动缸，气动缸3的驱动杆17伸入驱动腔 4，驱动腔4内安装采油泵16，由驱动杆17驱动采油泵16运转；自动换向阀 2与换热器5之间安装蒸汽排气管8，取热蒸发器1与换热器5之间安装冷凝回流隔温真空管9。换热器5通过排水管10和回水管11与散热器3相连，本 实施方式中散热器3为散热管，排水管10上安装循环驱动泵12，循环驱动泵 12由采油泵16排出液体驱动液体马达20运转，液体马达20驱动循环驱动泵 12运转，散热管安装在浅层地表以下4米处的低温层，散热管中的介质为水。
这种地热发动机的抽油的方法，利用地层深处中高温热能加热取热蒸发 器1里的液体介质乙醚，使之产生蒸汽压力，蒸汽压力通过自动换向阀2进 入气动缸3，推动塞片在缸体中往复运动，驱动杆17再推动采液泵16运转， 进行抽吸油品，气缸体中排出的气体乙醚通过连接自动换向阀2的蒸汽排气 管8，进入换热器5与低温介质进行热交换，热交换后形成的乙醚液体回流到 取热蒸发器1进行下次再循环。
本实用新型第三种实施方式中，井6为水井，井筒由水泥预制而成，为 长方体形状的，取热蒸发器1安装在井的底部，取热蒸发器1与自动换向阀2 联通，自动换向阀2与气动缸3间安装进、排气管7，气动缸3为单级气动缸， 气动缸3的驱动杆17伸入驱动腔4，驱动腔4内安装抽水泵，由驱动杆17驱 动抽水泵运转；自动换向阀2与换热器5之间安装蒸汽排气管8，取热蒸发器 1与换热器5之间安装冷凝回流隔温真空管9。换热器5通过循环管与散热水 箱相连，循环管上安装循环驱动泵12，循环驱动泵12由抽水泵排出液体驱动。 散热水箱安装在浅层地表以下200米处的低温层，散热水箱中的介质为水。
这种地热发动机的抽水的方法，利用地层深处中高温热能加热取热蒸发 器1里的低沸点液体介质乙醚，使之产生蒸汽压力，蒸汽压力通过自动换向 阀2进入气动缸3，推动塞片在缸体中往复运动，驱动杆17再推动抽水泵运 转，进行抽水，气缸体中排出的气体乙醚通过连接自动换向阀2的蒸汽排气 管8，进入换热器5与低温介质进行热交换，热交换后形成的乙醚液体回流到 取热蒸发器1进行下次再循环。
本实用新型第四种实施方式中，井6为油气井，井筒由金属套管制成， 取热蒸发器1安装在井6的底部，取热蒸发器1与自动换向阀2通过蒸汽联通管联通，自动换向阀2与气动缸3间安装进、排气管7，气动缸3为多级气 动缸，气动缸3的驱动杆伸入驱动腔4，驱动腔4内安装旋转发电机19，由 驱动杆17通过液体马达20驱动旋转发电机19运转，产生电能，同时旋转发 电机19给电机供电，电机带动循环驱动泵12工作，散热片安装在浅层地表 以下100米处的低温层，散热片中的介质为水。其它结构与第一种实施方式 相同。
本实用新型中的井6还可以由水泥预制成圆筒形状的。 图5是本实用新型中进、排气管安装在气动缸内部的结构示意图，如图 所示，本实用新型中的自动换向阀与气动缸间的进、排气管7安装在驱动杆 17和塞片18中，实现在气动缸3内部完成进排气。
本实用新型由于直接在地下工作，利用地球自身深处中高温层的热能使 取热蒸发器1里的液体介质蒸发来产生动力，再在浅层地表以下3—200米处 的低温层对上述蒸发后的介质降温，如此循环往复做功，无需将地热引导至 地面，没有热量的损失，使得该装置的造价低、无污染，输出能量大，不仅 可以发电还可以抽液，可实现较低成本发电或采液。
权利要求1、一种地热发动机，其特征在于这种地热发动机安装在地下的井内，它它包括取热蒸发器(1)、自动换向阀(2)、气动缸(3)、驱动腔(4)、换热器(5)，取热蒸发器(1)安装在井(6)的底部，取热蒸发器(1)与自动换向阀(2)联通，自动换向阀(2)与气动缸(3)间安装进、排气管(7)，气动缸(3)的驱动杆(17)伸入驱动腔(4)；自动换向阀(2)与换热器(5)之间安装蒸汽排气管(8)，取热蒸发器(1)与换热器(5)之间安装冷凝回流隔温真空管(9)。
2、 根据权利要求1所述的地热发动机，其特征在于所述的驱动腔(4) 内安装发电机，由驱动杆(17)或液体马达(20)驱动发电机运转。
3、 根据权利要求1所述的地热发动机，其特征在于所述的驱动腔(4) 内安装采液泵(16)，由驱动杆(17)驱动采液泵(16)的柱塞上下运动。
4、 根据权利要求2或3所述的地热发动机，其特征在于所述的换热器 (5)通过循环管与散热器(13)相连，循环管上安装循环驱动泵(12)，散热器(13)安装在地下。
5、 根据权利要求4所述的地热发动机，其特征在于所述的散热器(13) 安装在浅层地表以下3—200米处的低温层。
6、 根据权利要求1所述的地热发动机，其特征在于所述的气动缸(3) 为单级缸或多级缸，自动换向阔与气动缸间的进、排气管(7)安装在驱动杆(17)和塞片(18)中。
7、 根据权利要求1所述的地热发动机，其特征在于这种地热发动机安 装在油气井或水井或地热井中。
8、 根据权利要求1所述的地热发动机，其特征在于所述的散热器(13) 为散热片或散热管。
9、 根据权利要求1所述的地热发动机，其特征在于所述的井(6)由 金属套管制成，或由水泥预制成。
专利摘要本实用新型公开了地热发动机，是利用地球自身深处中高温层的热能进行驱动的装置，安装在地下的井内，它包括取热蒸发器、自动换向阀、气动缸、驱动腔、换热器，取热蒸发器安装在井的底部，取热蒸发器与自动换向阀联通，自动换向阀与气动缸间安装进、排气管，气动缸的驱动杆伸入驱动腔；自动换向阀与换热器之间安装蒸汽排气管，取热蒸发器与换热器之间安装冷凝回流隔温真空管。这种地热发动机不需要燃料燃烧提供动力，直接在地下工作，无需将地热引导至地面，没有热量的损失，装置造价低、无污染，投资少，适用范围广，适用于海拔500米以下的广阔区域。
文档编号H02K7/18GK201129276SQ20072011776
公开日2008年10月8日 申请日期2007年12月22日 优先权日2007年12月22日
发明者龚智勇 申请人:龚智勇