专利名称：地热能旋转驱动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是利用地下干热岩体中存在的地热能进行旋转驱动的装置，具体涉及的是地热能旋转驱动装置。
背景技术：
从现今浅层地下热水开发和地热异常区喷泉(蒸汽泉)的应用情况来看，地下的热能是存在连续性的(火山喷发例外)。从打钻油井的过程中(超深井)，人们也发现地下深处的高温热源，而且越深越热，越深岩层压力越高，岩体的密度物体间的分子间接触更紧密是有利于热传导的。岩体的热导率，导热系数在常压下是每平方米2瓦左右。在高压下以大理石为例，50兆帕下每平方米可达12. I瓦(见土耳其三轴压力试验数据)，依据经验公式可推算出150兆帕下可以达到每平方米14. I瓦。目前地热能利用多采用地面多管二次换热发电装置，首先需要将从地下传导上来的蒸汽收集起来，然后再利用蒸汽推动汽轮机发电，并且需要二次换热，还要考虑回水(液)温度，以温差换取热量，这样做计算起来环节多比较繁琐，还不十分准确，同时热能损失大。发明内容本实用新型的目的是提供地热能旋转驱动装置，这种地热能旋转驱动装置用于解决目前地热能推动汽轮机运转运行时存在的热能损失的问题。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是这种地热能旋转驱动装置是由吸热蒸发器、地热井、驱动腔构成的封闭体，驱动腔安装在地面上，蒸汽传输管安装在地热井内；蒸汽传输管下端插入吸热蒸发器，上端伸入到驱动腔内，蒸汽传输管的上部是缓冲室，缓冲室带有一个向上翘起的弧形喷管，弧形喷管的头部是汽泉喷嘴，驱动腔设置有叶片，叶片与汽泉喷嘴对应设置，汽泉喷嘴喷出的气流刚好能够推动叶片旋转。上述方案中蒸汽传输管下端连接锥形的金属网眼支撑板，吸热蒸发器与吸热蒸发器内的蒸汽传输管间充满金属空芯网眼支撑球。上述方案中的地热井井壁与蒸汽传输管之间的环形空间为回液通道，回液通道的下端设置有单向阀，通过回液通道冷却的液体可沿回液通道流回到吸热蒸发器中，而吸热蒸发器中的液体或气体不能通过回液通道进入到驱动腔内。上述方案中驱动腔上设置有抽真空口，以方便于将吸热蒸发器、地热井、驱动腔构成的封闭体抽真空。上述方案中蒸汽传输管为真空夹层防辐射管。上述方案中驱动腔的容积至少是吸热蒸发器容积十倍。I、本实用新型在地下采取被动式吸收热能营造吸热蒸发环境，在地下吸热蒸发器中采取金属空芯网眼支撑球填充的办法防止地下井壁塌陷，技术上可实现扩大导热面积，增加吸热蒸发器储蓄热能总量，使回流液转变成高压饱和蒸汽，通过蒸汽传输管将高压气柱源源不断推向地面管口处喷入比地下吸热蒸发器面积大十倍以上的预先抽成真空的驱动腔中，驱动腔中为负压环境，以达到超音速传递热能(蒸汽)形成自然喷气泉井，在驱动腔内将热能转变为推动叶片旋转的动能，通过气流直接推动叶片旋转，同时冷凝的液体将顺着蒸汽传输管与地热井井壁之间形成的环形空间，使液态(水)形成液柱在自身重力的作用下高速流入吸热蒸发环境进行下一次再循环。2、本实用新型可广泛的应用在地热井发电工程等领域，利用本实用新型推动汽轮机发电，不需要二次换热，热能损失小。
图I是本实用新型的结构示意图。I吸热蒸发器、2驱动腔、3蒸汽传输管、4缓冲室、5弧形喷管、6汽泉喷嘴、7叶片、8回液通道、9金属网眼支撑板、10金属空芯网眼支撑球、11地热井、12抽真空□。
具体实施方式
结合附图对本实用新型做进一步说明这种地热能旋转驱动装置是由吸热蒸发器I、地热井11、驱动腔2构成的封闭体，驱动腔2安装在地面上，驱动腔2壳体由铁制作而成，蒸汽传输管3安装在地热井11内，蒸汽传输管3下端连接锥形的金属网眼支撑板9，吸热蒸发器I与吸热蒸发器内的蒸汽传输管3间充满金属空芯网眼支撑球10 ;蒸汽传输管3下端插入吸热蒸发器1，上端伸入到驱动腔2内；蒸汽传输管3为真空夹层防辐射管，地热井11井壁与蒸汽传输管3之间的环形空间为回液通道8，回液通道8的下端设置有单向阀；蒸汽传输管3的上部是缓冲室4，缓冲室4带有一个向上翘起的弧形喷管5，弧形喷管5的头部是汽泉喷嘴6，驱动腔2设置有叶片7，叶片7与汽泉喷嘴6对应设置，汽泉喷嘴6喷出的气流刚好能够推动叶片7旋转。叶片7安装在缓冲室4的顶上，缓冲室4相当于安装叶片7的底座，这可使本实用新型的结构紧凑，布局巧妙，节省了空间，降低了制造成本。本实用新型驱动腔上设置有抽真空口 12，通过抽真空口 12可将由吸热蒸发器I、地热井11、驱动腔2构成的封闭体抽真空，驱动腔2的容积是吸热蒸发器I的容积的十倍以上，吸热蒸发器I内的低温易挥发介质吸收外界热量形成高压气柱，蒸汽泉上升到驱动腔2中，推动叶片7旋转做功，蒸汽做功后，能在驱动腔2内温度降低下来冷凝为液体，在液体自身的重力下经回液通道8回到吸热腔I内，以便进行下一个循环。本实施方式中吸热蒸发器I内的低温易挥发介质为水。从微观上理解热与冷，热会膨胀，冷会缩小，这样就会形成温差与压差，热会增压，冷会降压，而大气层的风流、风压风就是这样形成的。传导是过程不意味着做功，就像地下高温层向低温层传热一样，蒸汽喷泉当有一定量的水系连通大地高处和无规则缝隙流入浅层地热导热岩体高温裂隙，岩水被汽化变成蒸汽，在压力积聚的作用下就会在某一时刻某一缝隙孔域人工钻孔就会从地下喷出形成高压气柱。气柱可高达百米几十米之间，景象十分壮观。直到水流干枯或岩囊体温度降低时这一现象将消失。通过实验看出，本实用新型是在这样一个宏观环境下建立起来的。从设计理念上说，一是抛开传统的用泵压入抽吸的方法，它是主动式获得浅层地下热能强行循环的办法，这主要表现在节能方面已广泛的在应用。二是打破传统的技术常规，在地下采取扩孔充填金属网珠的办法防止地下井壁塌陷，技术上可实现扩大导热面积，增加吸热蒸发器储蓄热能总量。三是建造巨型人工喷汽泉体系，植入重力超导热管汽液两项流吸热放热机制，本实用新型由吸热蒸发器、地热井、驱动腔构成的真空封闭体相当于重力超导热管装置。本实用新型又创造性的引入风洞超音速原理设计，靠下冲上吸便可形成很大的压差从而产生M ^ 5的超高音速气流，提高蒸汽携带传热速度，提供压差环境优化设计基础。本实用新型在地面上有了驱动腔2巨大的体积空间，这样可将汽轮发电机组安装在巨大冷凝体负压环境中，不需二次换热，用蒸汽压力推动汽轮机做功后气体直接排入巨大壳体内部的压差环境里，以提高发电效率，以巨大壳体取代了冷凝塔降低了一次性投资。·
权利要求1.一种地热能旋转驱动装置，其特征在于这种地热能旋转驱动装置是由吸热蒸发器(I)、地热井(11)、驱动腔(2)构成的封闭体，驱动腔(2)安装在地面上，蒸汽传输管(3)安装在地热井(11)内；蒸汽传输管(3)下端插入吸热蒸发器(1)，上端伸入到驱动腔(2)内，蒸汽传输管(3)的上部是缓冲室(4)，缓冲室(4)带有一个向上翘起的弧形喷管(5)，弧形喷管(5)的头部是汽泉喷嘴(6)，驱动腔(2)设置有叶片(7)，叶片(7)与汽泉喷嘴(6)对应设置，汽泉喷嘴(6)喷出的气流刚好能够推动叶片(7)旋转。
2.根据权利要求I所述的地热能旋转驱动装置，其特征在于所述的蒸汽传输管(3)下端连接锥形的金属网眼支撑板(9 )，吸热蒸发器(I)与吸热蒸发器内的蒸汽传输管(3 )间充满金属空芯网眼支撑球(10)。
3.根据权利要求2所述的地热能旋转驱动装置，其特征在于所述的地热井(11)井壁与 蒸汽传输管(3)之间的环形空间为回液通道(8)，回液通道(8)的下端设置有单向阀。
4.根据权利要求3所述的地热能旋转驱动装置，其特征在于所述的驱动腔(2)上设置有抽真空口(12)。
5.根据权利要求I或4所述的地热能旋转驱动装置，其特征在于所述的蒸汽传输管(3)为真空夹层防辐射管。
6.根据权利要求5所述的地热能旋转驱动装置，其特征在于所述的驱动腔(2)的容积至少是吸热蒸发器(I)容积十倍。
专利摘要本实用新型涉及的是地热能旋转驱动装置，这种地热能旋转驱动装置是由吸热蒸发器、地热井、驱动腔构成的封闭体，驱动腔安装在地面上，蒸汽传输管安装在地热井内；蒸汽传输管下端插入吸热蒸发器，上端伸入到驱动腔内，蒸汽传输管的上部是缓冲室，缓冲室带有一个向上翘起的弧形喷管，弧形喷管的头部是汽泉喷嘴，驱动腔设置有叶片，叶片与汽泉喷嘴对应设置，汽泉喷嘴喷出的气流刚好能够推动叶片旋转。本实用新型可广泛的应用在地热井发电工程等领域，利用本实用新型推动汽轮机发电，不需要二次换热，热能损失小。
文档编号F03G4/00GK202531370SQ201220090768
公开日2012年11月14日 申请日期2012年3月13日 优先权日2012年3月13日
发明者龚智勇 申请人:龚智勇