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专利号: 2023113660738
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种废弃矿山地热利用装置,其特征在于,其包括

与矿山热井相连接的储水巷(1),其内具有一分隔板(11)且其通过该分隔板(11)将其分割为上下两个独立的腔室,在位于其下腔室中布设有一定位环(12),且在该定位环(12)中布设有一用于对下腔室加热的加热管(2),在其分隔板(11)上布设有一连接柱(13)且该连接柱(13)穿入至下腔室中,在定位环(12)中布设有一加热管(2);

发电构件(3),其具有一发电段及一与发电段相连接的驱动段,其发电段可拆卸的布设于该上腔室中,其驱动段位于该上腔室中且可穿入至该下腔室中;

热能转换构件(4),其可拆卸的布设于该下腔室中,且其与该发电构件(3)所穿入该下腔室中的一端相连接;

通风泄压构件(5),其可拆卸的布设于该分隔板(11)上,其一端与上腔室及地面相连通,其另一端可穿入至该下腔室中并与该热能转换构件(4)相连通;以及降温构件(6),其可拆卸的布设于该上腔室中,其用于对该通风泄压构件(5)中的气体进行降温;

其中,当加热加热管(2)时,使得该加热管(2)及位于下腔室中的热气膨胀以使得下腔室中的压强大于上腔室中的压强,使得热能转换构件(4)作用于发电构件(3)的驱动段用于发电构件(3)的发电段进行发电。

2.根据权利要求1所述的废弃矿山地热利用装置,其特征在于,该发电构件(3)的发电段包括发电机(35),其可拆卸的安装于该储水巷(1)上,在其输出端上布设有一连接杆(36),该连接杆(36)可穿入至该上腔室中;以及齿轮(37),其可拆卸的安装于该连接杆(36)上;

该发电构件(3)的驱动段包括

液压油柱(31),其可拆卸的布设于该分隔板(11)上,在其内可滑动的布设有一齿板(32),该齿板(32)位于上腔室中且与齿轮(37)相啮合连接;

封闭块(33),其一体成型的布设于该齿板(32)插入至该液压油柱(31)的一端,在该封闭块(33)上可拆卸的布设有一第一胶圈(34),且该第一胶圈(34)与该液压油柱(31)的内腔壁相贴合;以及油管(38),其可拆卸的安装于该液压油柱(31)穿入至下腔室的一端,且其与该液压油柱(31)相连通。

3.根据权利要求2所述的废弃矿山地热利用装置,其特征在于,该通风泄压构件(5)包括泄压管(51),其可拆卸的布设于该分隔板(11)上,其一端与上腔室及地面相连通,其另一端可穿入至该下腔室中;

连接管(52),其可拆卸的布设于该泄压管(51)上,其位于该下腔室中,其与该热能转换构件(4)可拆卸连接,且其分别与该泄压管(51)及该热能转换构件(4)相连通;以及风量调节构件(53),其可拆卸的布设于该泄压管(51)的出气口,其用于对出气口的风量进行调节。

4.根据权利要求3所述的废弃矿山地热利用装置,其特征在于,该风量调节构件(53)包括外管(531),其可拆卸的安装于该风量调节构件(53)上;

套环(532),其可移除的套设于该外管(531)上,其内具有一空腔且其空腔与该泄压管(51)相连通;

多组密封插块(533),均可移除的插设于该外管(531)中,多组该密封插块(533)共同合围的形状为圆盘状,在每组该密封插块(533)上均一体成型的布设有一立柱(534);以及绷带(535),其一端与该立柱(534)可拆卸连接,其另一端与该套环(532)可拆卸连接。

5.根据权利要求4所述的废弃矿山地热利用装置,其特征在于,该热能转换构件(4)包括底柱(41),其可拆卸的布设于该连接柱(13)上,且其位于该下腔室中,其内具有一第一腔室,且该第一腔室与该连接管(52)相连通;

顶柱(42),其一体成型的布设于该底柱(41)上,其内具有一第二腔室,其第二腔室中布设有液压油,且液压油与油管(38)相连通;

滑杆(43),其可滑动的布设于该顶柱(42)所具有的第二腔室中;

滑块(45),其一体成型的布设于该滑杆(43)上,且其可在该第一腔室中进行滑动;在其内具有一缺口;

摆动件(47),其可转动的布设于该滑块(45)所具有的缺口内,且其用于对该缺口进行开启或封闭;

第一抵触柱(48),其可拆卸的安装于该底柱(41)的上内腔壁中;以及

第二抵触柱(49),其可拆卸的安装于该底柱(41)的下内腔壁中;

在该滑块(45)上还开设有一可供第一抵触柱(48)所穿过的通孔;

其中,当加热加热管(2)时,使得该加热管(2)及位于下腔室中的热气膨胀以使得下腔室中的压强大于上腔室中的压强,使得下腔室的气体顶升滑块(45),以使得滑杆(43)上升推动顶柱(42)内的液压油上升以推动齿板(32)上升且带动齿轮(37)旋转,以带动发电机(35)发电。

6.根据权利要求5所述的废弃矿山地热利用装置,其特征在于,该摆动件(47)包括转轴(471),其可拆卸的安装于该滑块(45)所具有的缺口内;

斜板(472),其可转动的安装于该转轴(471)内;

第一平衡板(473),其一体成型的布设于该斜板(472)的一端,且其与该滑块(45)的上端面所接触;以及第二平衡板(474),其一体成型的布设于该斜板(472)的另一端,且其与该滑块(45)的下端面相接触;

该第一平衡板(473)与该第二平衡板(474)分别位于该缺口的两侧,该第一平衡板(473)的质量大于该第二平衡板(474)的质量;

其中,当该滑块(45)上升以使得第一抵触柱(48)穿入至通孔内,在当第一抵触柱(48)顶住第二平衡板(474)时,以使得该缺口开启并与该泄压管(51)所连通,以使得第一腔室中的气压与上腔室中的气压相同,该齿板(32)下落以推动液压油倒灌入第二腔室中,以驱动滑块(45)下降,当该第二平衡板(474)碰触至该第二抵触柱(49)时,用于使得第二平衡板(474)与该滑块(45)的下端面相接触以关闭该缺口。

7.根据权利要求6所述的废弃矿山地热利用装置,其特征在于,在该滑杆(43)上还套设有一第二胶圈(44),该第二胶圈(44)的尺寸大小与该滑杆(43)的尺寸大小相适配,且该第二胶圈(44)可在该第二腔室中滑动,在该滑块(45)上还套设有一第三胶圈(46),该第三胶圈(46)的尺寸大小与该滑块(45)的尺寸大小相适配,且该第三胶圈(46)可在该第一腔室中滑动。

8.根据权利要求7所述的废弃矿山地热利用装置,其特征在于,该降温构件(6)包括挡板(61),其可拆卸的安装于该上腔室中;

风机(62),其可拆卸的安装于该挡板(61)上,在其出风口可拆卸的安装有一风管(63),且该风管(63)与该风机(62)相连通;以及波纹管(64),其可拆卸的安装于该风管(63)中,且其与该风管(63)相连通;

其中,当该风机(62)的输出端输出时,用于对该通风泄压构件(5)中的气体进行降温。

9.根据权利要求8所述的废弃矿山地热利用装置,其特征在于,该波纹管(64)的尺寸大小与该风管(63)的尺寸大小相适配,且该波纹管(64)的长度为该风管(63)长度的五倍。

10.根据权利要求9所述的废弃矿山地热利用装置的使用方法,其特征在于,

S1、对通风泄压构件(5)通风量的调节:拉动绷带(535),以使得密封插块(533)从外管(531)中所脱离,以使得泄压管(51)与底柱(41)相连通,在改变泄压管(51)的通风量时,由于是多组密封插块(533)对泄压管(51)进行封堵,在扩大泄压管(51)通风量时,对应取下一组或多组密封插块(533),以实现对泄压管(51)的通风量的调节;

S2、对下腔室的加压:打开加热管(2),以使得加热管(2)对下腔室中所通入的地热气体进行加热,以使得下腔室中的气压大于上腔室的气压;

S3、对发电构件(3)整体的单次发电:打开加热管(2)后,使得该加热管(2)及位于下腔室中的热气膨胀以使得下腔室中的压强大于上腔室中的压强,使得下腔室的气体顶升滑块(45),以使得滑杆(43)上升推动顶柱(42)内的液压油上升以推动齿板(32)上升且带动齿轮(37)旋转,以带动发电机(35)发电;

S4、对发电构件(3)整体的持续发电:在滑块(45)上升的同时,以使得第一抵触柱(48)穿入至通孔内,第一抵触柱(48)顶住第二平衡板(474)时,以使得该缺口开启并与泄压管(51)所连通,以使得第一腔室中的气压与上腔室中的气压相同,达到气压平衡后,齿板(32)下落以推动液压油倒灌入第二腔室中,以驱动滑块(45)下降,当第二平衡板(474)碰触至第二抵触柱(49)时,即可用于使得第二平衡板(474)与该滑块(45)的下端面相接触以关闭该缺口,再次进行开启加热管(2)的开关,以对下腔室中的地热气体膨胀以使得下腔室中的压强大于上腔室中的压强,再次使得发电构件(3)单次的发电,且可以使得齿板(32)往复的进行滑动,以达到对发电构件(3)整体的持续发电;

S5、对通风泄压构件(5)中的气体进行降温:开启降温构件(6),以使得风机(62)的输出端输出,以用于对该通风泄压构件(5)中的气体进行降温,以使得在齿板(32)上升的阶段中,控制上腔室中的气压是小于下腔室中的气压。