TWM496061U - 地熱發電單元 - Google Patents

Description

地熱發電單元

本創作係與地熱發電有關；特別是指一種地熱發電單元。

按，長期以來人們使用使用煤、天然氣和石油來作為產生能源的原料，然而該些原料是有限的，終有耗盡之一天，且燃燒該些原料的過程中將會產生大量的灰渣、粉塵或廢氣，不僅汙染環境，還會改變大氣性質，造成嚴重溫室效應。

根據聯合國氣候變化政府間專家委員會(IPCC)的第3次評估報告指出，20世紀全球平均地表溫度已增加0.6℃，海平面已上升0.1至0.2公尺，若再不採取任何防制措施，到了2100年，全球平均地面氣溫將比1990年增加1.4-5.8℃，海平面將上升0.09-0.88公尺，對於地勢不高的沿海低窪地區及島嶼國家，將造成嚴重威脅。另外，溫室效應對於整個生態環境及全球氣候，也將造成深遠而不可知的影響。

是以，相關的環保議題開始倍受重視，在這股環保潮流的帶動下，為了取代一些傳統上人類長期依賴的資源，目前業界積極以各種方式來尋找動力來源，例如最為大家熟知的太陽能發電技術，然而，太陽能的利用裝置必須具有相當大的面積，才能收集到足夠的功率，但如此一來該些利用裝置的造價將隨之提高。

而根據調查，地球表面每年散失的熱量高達2.4×10¹⁷ 千卡，相當於燃燒1.68×10¹⁰ (168億)桶石油的熱當量，所放出潛在可供使用的熱量約為205EJth/y(每年1018，即百京焦耳熱能)，等於全世界一年所消耗能源的43%，而越往地心溫度越高，在正常的地溫梯度下，每往下1公里，溫度可上升約攝氏30度。因此，若能善加利用地熱的資源，將能有效地解決目前遇到之能源問題。

有鑑於此，本創作之目的在於提供一種地熱發電單元，用以吸收地熱之能量進而將地熱轉化為電力使用或儲存。

緣以達成上述目的，本創作所提供之地熱發電單元，部分埋設於地表下而部分裸露於地表上，並利用地熱發電而將產生之電力傳送至一集電器以儲存，包含有一主體以及至少一發電風扇。其中該主體包含有一腔體與一隔離筒，其中該腔體為一封閉的殼體，且該腔體內之底部儲存有液態的工作流體，該工作流體受熱汽化成熱蒸氣；該隔離筒裝設於該腔體內部，且與該腔體內壁之間形成有一通道，該隔離筒具有相連通之一上開口與一下開口，熱蒸氣係自該下開口進入該隔離筒中，再通過該上開口後冷凝為液體並進入該通道；以及該發電風扇係裝設於熱蒸氣上升的路徑上，而該發電風扇具有一風扇受熱蒸氣作用而轉動，於風扇轉動時產生電力，而後傳送至該集電器以儲存電力。

本創作之效果在於利用儲存於該地熱發電單元內之工作流體，於吸熱後會汽化為熱蒸氣之方式帶動發電風扇發動，達到有效利用地熱發電之效果。

100‧‧‧地熱發電單元

10‧‧‧腔體

20‧‧‧隔離筒

20a‧‧‧上開口

20b‧‧‧下開口

30‧‧‧冷媒

40‧‧‧發電風扇

41‧‧‧引導板

42‧‧‧引導板

50‧‧‧集電器

60‧‧‧發電風扇

圖1係本創作一較佳實施例地熱發電單元之剖面示意圖。

圖2係發電風扇之立體圖。

圖3揭示地熱發電單元與集電器電性連接之示意圖。

為能更清楚地說明本創作，茲舉較佳實施例並配合圖示詳細說明如后，請參圖1至圖3所示，為本創作一較佳實施例之地熱發電單元100。

該地熱發電單元100部分埋設於地表下而部分裸露於地表外，而該地熱發電單元100係利用當太陽照射到地球，而對地殼進行加溫後，進而吸收地殼所儲存之熱能，而達到利用地熱發電之功效，而在本實施例中該地熱發電單元100之下方更具有一地熱井，因此能讓該地熱發電單元100吸收更多熱能。

而該地熱發電單元100包含有一主體，該主體更包含有一腔體10，其中該腔體10為一封閉的殼體，且該腔體10內部裝設有一隔離筒20，該隔離筒20與該腔體10內壁之間形成有一通道，且該隔離筒20具有相連通之一上開口20a與一下開口20b，其中該上開口20a之口徑小於下開口20b，而該腔體10內之底部儲存有液態的工作流體，且該工作流體之液面低於該隔離筒20之下開口20b，在本實施例中該工作流體係以冷煤30為例，而該冷煤30受地熱汽化後成為熱蒸氣進入該隔離筒20之下開口20b。

請續參圖2，隔離筒20內裝設有複數個發電風扇40，而該些發電風扇40連接至該隔離筒20外壁之發電 馬達(圖未式)，且各該發電風扇40下方皆設置有一引導件，該引導件包含有外擴弧形之二引導板41,42，該二引導板41,42垂直裝設於該隔離筒20之內壁並形成一通道，且該通道面對冷煤之一端之直徑大於該通道靠近該發電風扇60之一端之直徑，藉此將熱蒸氣匯聚至各該發電風扇40之一處，據以增強熱蒸氣推動各該發電風扇40之風扇之效果，藉此使該些發電風扇40產生電力，而該些發電風扇40所產生之電力透過電纜線而傳送至一集電器50(圖3參照)，該集電器50用以收集該些發電風扇40所產生之電力。

而當冷煤30之熱蒸氣帶動裝設於該隔離筒內20之各該發電風扇40發電後，該冷煤30之熱蒸氣繼續上升而碰觸至該腔體10之頂部11而冷凝為液體，且該腔體10之頂部在本實施例中係呈現圓頂狀，而冷凝為液體之冷煤30將沿著圓弧狀之壁緣順勢而向下流進該隔離筒20與該腔體10內壁之間形成之該通道。

而該通道內也設置有複數個發電風扇60，當冷凝為液體之冷媒30進入該通道時，落下的液體將帶動該通道內之該些發電風扇60之風扇轉動，進而產生電力，同樣地，該通道內之該些發電風扇60也與該集電器50以電纜線之方式連接，將產生之電力傳送至該集電器50以儲存電力。

最後，冷凝為液體之冷煤30於通過裝設於該通道內之該些發電風扇60後，而回流至該腔體10之底部(即原本儲存液態冷煤30之處)，如此一來，該回收後冷煤30即可再次吸收地熱而汽化成熱蒸氣，達到循環利用以吸收地熱而產生電力之功效。

另外值得一提的是，該隔離筒20之頂部具有一向上收束的管段，該管段末端周緣所圍繞者形成該上開口，因此上述之管口設計除了能防止該腔體10頂部所冷凝之冷 煤30回滴至該隔離筒20，進而影響該些發電風扇40發電之效率外，更能接住欲往下回滴之液態冷煤30，而引導該些冷凝之冷媒30進入該通道，更彰該通道內之發電風扇之發電效果。

再者，該隔離筒20底部具有一外擴管段，該管段之周緣接近該腔體內壁，該管段末端周緣所圍繞者形成該下開口，而前述下開口之設計係以防止儲存於該腔體10底部之該液體冷媒30吸收地熱汽化為熱蒸氣後從下方進入該通道，進而影響該通道內之發電風扇60發電之功效。

除此之外，本創作之地熱發熱單元之主體亦可只包含一腔體，而不具有如先前實施例所述之隔離筒構造，其中該腔體底部亦儲存有以冷煤為例之工作流體，而當冷煤吸收地熱汽化為熱蒸氣上升而接觸該腔體之頂部後，同樣地冷凝為液體而順著該腔體內壁流下，而冷凝流下的路徑上裝設有複數個發電風扇，受到沿該腔體內壁流下之冷煤推動而進行發電，最後產生之電力透過電纜線儲存於一集電器內。

以上所述僅為本創作較佳可行實施例而已，舉凡應用本創作說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本創作之專利範圍內。

100‧‧‧地熱發電單元

10‧‧‧腔體

20‧‧‧隔離筒

20a‧‧‧上開口

20b‧‧‧下開口

30‧‧‧冷媒

40‧‧‧發電風扇

41‧‧‧引導板

42‧‧‧引導板

50‧‧‧集電器

60‧‧‧發電風扇

Claims (9)

1. 一種地熱發電單元，部分埋設於地表下而部分裸露於地表上，並利用地熱發電而將產生之電力傳送至一集電器以儲存，包含有：一主體，包含有一腔體與一隔離筒，其中該腔體為一封閉的殼體，且該腔體內之底部儲存有液態的工作流體，該工作流體受熱汽化成熱蒸氣；該隔離筒，裝設於該腔體內部，且與該腔體內壁之間形成有一通道，該隔離筒具有相連通之一上開口與一下開口，熱蒸氣係自該下開口進入該隔離筒中，再通過該上開口後冷凝為液體並進入該通道；以及至少一發電風扇，係裝設於熱蒸氣上升的路徑上，而該發電風扇具有一風扇受熱蒸氣作用而轉動，於風扇轉動時產生電力，而後傳送至該集電器以儲存電力。
2. 如請求項1所述之地熱發電單元，包括至少有一發電風扇裝設於該通道，而透過進入該通道之冷凝液體，據以帶動該通道內之該發電風扇之風扇轉動以產生電力並傳送至該集電器以儲存電力。
3. 如請求項1所述之地熱發電單元，其中熱蒸氣上升至該腔體之頂部後冷凝為液體，而沿著該腔體內壁流進該通道。
4. 如請求項3所述之地熱發電單元，其中該腔體之頂部為圓弧狀。
5. 如請求項1所述之地熱發電單元，其中有一引導件設置於該發電風扇下方，用以引導熱蒸氣作用於該發電風扇之風扇。
6. 如請求項5所述之地熱發電單元，其中該引導件包含有兩片引導板，垂直裝設於該隔離筒之內壁上，該二引導板之上端之間的距離，小於該二引導板下端之間的距離。
7. 如請求項1所述之地熱發電單元，其中該隔離筒之上開口的口徑小於該下開口的口徑。
8. 如請求項7所述之地熱發電單元，其中該隔離筒頂部具有一向上收束的管段，該管段末端周緣所圍繞者形成該上開口。
9. 如請求項7所述之地熱發電單元，其中該隔離筒底部具有一外擴管段，該管段之周緣接近該腔體內壁，該管段末端周緣所圍繞者形成該下開口。