[发明专利]复叠式重力场做功方法及所用装置

权利要求书

1.利用复叠式重力场做功装置进行的复叠式重力场做功方法，其特征是：

复叠式重力场做功装置由至少两级的重力场做功子系统组成；在相邻两级的重力场做功子系统之间设置级间循环系统，级间循环系统包括级间循环泵(4)；

每级的重力场做功子系统包括高位冷凝器(1)、低位液体涡轮(2)和低位蒸发器(3)，高位冷凝器(1)放置在高位，低位液体涡轮(2)和低位蒸发器(3)放置在低位；

高位冷凝器(1)的冷凝放热通道、低位液体涡轮(2)、低位蒸发器(3)的吸热通道依次相连形成闭合式循环；

上一级的重力场做功子系统的高位冷凝器(1)的吸热通道、下一级的重力场做功子系统的低位蒸发器(3)的放热通道、级间循环泵(4)依次相连形成闭合式循环；

首级重力场做功子系统的低位蒸发器(3)的放热通道与外部热源连接；末级重力场做功子系统的高位冷凝器(1)的吸热通道与外部冷源连接

复叠式重力场做功方法为以下任一：

方法一，方形循环方法：

每级重力场做功子系统内的制冷剂循环状态在T-S图上表示为方形循环；

方法二，方形、三角形循环方法：

首级重力场做功子系统内的制冷剂循环状态在T-S图上表示为方形循环；其余各级重力场做功子系统内的制冷剂循环状态在T-S图上表示为三角循环；

方法三，三角循环方法：

每级重力场做功子系统内的制冷剂循环状态在T-S图上表示为三角循环；

方法四，三角、方形循环方法：

首级重力场做功子系统内的制冷剂循环状态在T-S图上表示为三角循环；其余各级重力场做功子系统内的制冷剂循环状态在T-S图上表示为方形循环。

2.根据权利要求1所述的复叠式重力场做功方法，其特征是：

方形循环时：

从高位冷凝器(1)的冷凝放热通道流出的制冷剂为低温低压气液混合物，在重力和压差的共同作用下绝热流动到低位液体涡轮(2)入口处，形成超高压液体工质进入低位液体涡轮(2)，释放其液体压力能对外做功，成为高压工质；高压工质继续流入低位蒸发器(3)的蒸发吸热通道，吸收低位蒸发器(3)的放热通道流体所释放的热量后，成为高温高压气液混合物；所述高温高压气液混合物在压差的作用下、克服重力向高位冷凝器(1)的冷凝放热通道进口绝热流动，当到达高位冷凝器(1)冷凝放热通道进口时，成为低温低压气液混合物；所述低温低压气液混合物在高位冷凝器(1)冷凝放热通道中向高位冷凝器(1)吸热通道中的流体释放潜热后，成为干度降低后的低温低压气液混合物流出高位冷凝器(1)冷凝放热通道，再流向液体涡轮(2)；如此循环。

3.根据权利要求1所述的复叠式重力场做功方法，其特征是：

三角形循环时：

从高位冷凝器(1)的冷凝放热通道流出的制冷剂为低温低压饱和/或过冷液体工质，在重力和压差的共同作用下绝热流动到低位液体涡轮(2)入口处，形成超高压液体工质进入低位液体涡轮(2)，释放其液体压力能对外做功，成为高压工质；高压工质继续流入低位蒸发器(3)的蒸发吸热通道，吸收低位蒸发器(3)的放热通道流体所释放的热量后，成为高温高压气液混合物；高温高压气液混合物在压差的作用下、克服重力向高位冷凝器(1)的冷凝放热通道进口绝热流动，当到达高位冷凝器(1)冷凝放热通道进口时，成为低温低压气液混合物；所述低温低压气液混合物在高位冷凝器(1)冷凝放热通道中向高位冷凝器(1)吸热通道中的流体释放潜热后，成为低温低压饱和/或过冷液体工质后流出高位冷凝器(1)冷凝放热通道，再流向液体涡轮(2)；如此循环。

4.根据权利要求1～3任一所述的复叠式重力场做功方法，其特征是：

级间循环系统内：上一级高位冷凝器(1)吸热通道内的载冷剂吸收该级高位冷凝器(1)冷凝放热通道内的低温低压气液混合物放出的潜热后温度升高，在级间循环泵(4)的作用下，流入下一级低位蒸发器(3)的放热通道内，向所述低位蒸发器(3)蒸发吸热通道内的高压工质放热；温度降低，再依靠级间循环泵(4)加压后流入上一级高位冷凝器(1)吸热通道内，如此循环。

5.根据权利要求4所述的复叠式重力场做功方法，其特征是：同级重力场做功子系统中，高位冷凝器(1)与低位蒸发器(3)之间的落差＞100米。

6.根据权利要求5所述的复叠式重力场做功方法，其特征是：以低品位热源作为外部热源，以空气作为外部冷源。