TW201326705A

TW201326705A - 複合式熱發電裝置

Info

Publication number: TW201326705A
Application number: TW100147198A
Authority: TW
Inventors: Chang-Hsien Tai; Shi-Wei Lo; Jr-Ming Miao
Original assignee: Univ Nat Pingtung Sci & Tech
Priority date: 2011-12-19
Filing date: 2011-12-19
Publication date: 2013-07-01
Also published as: TWI434016B

Abstract

一種複合式熱發電裝置，包含一初級發電模組、次級發電模組及一氣液循環槽，該次級發電模組與該初級發電模組及氣液循環槽相互連通，且該氣液循環槽係以數管路與該初級發電模組熱交換。如此，遂能透過該初級發電模組的作動高熱，供給該次級發電模組適當之高溫氣體，以於該次級發電模組內因氣體衝擊之高熱而產出氣態高熱離子，並使作用後之殘餘氣體重新導入該氣液循環槽，且經與氣液循環槽熱交換後，再次循環至該初級發電模組；同時，遂可將該次級發電模組殘餘之高熱離子導入另一再生發電模組，以由多級方式有效重複循環再利用。

Description

複合式熱發電裝置

本發明係關於一種複合發電裝置，特別是一種利用產出之高熱聚熱生電，且同時將生電後之殘餘氣體加以回收，以應用於後續多級生電設備之複合式熱發電裝置。

現今發電裝置多半仰賴熱電轉換方式，以透過高熱產出中間型態之熱蒸氣，使得熱能可以順利轉變為動能，無論是常見之核能發電、熱離子發電、鹼金屬發電、磁流體發電、…等，皆須透過熱電轉換效應，方能達到熱電轉換而生電之目的。

然而，該些經由熱電轉換方式所生電之技術，皆容易存在有產製電能後之熱能無法加以利用之窘況，以致耗費極高的能源產生高熱後，僅能將部份高熱用於後續的熱電轉換，而無法再將殘餘之熱能有效使用，相對造成作業成本上之浪費，更可能因高熱排放而造成環境之負荷。

以核能發電為例，其核反應之流程不外乎係為核能生熱、熱生蒸氣及蒸氣發電等步驟，主要多係透過中子高速撞擊燃料核[如鈾-235或鈽-239]，使燃料核產生核分裂而釋出高熱能，再經由高熱能與水進行熱交換後，生成高溫水蒸氣，便可透過高溫水蒸氣推動渦輪機或發電機，以由動能輸出電能。承上，由於燃料核所產出之熱能大多相當可觀，不論是透過輕水反應堆、重水反應堆、高溫氣冷堆、石墨慢化壓管式沸水反應堆或快中子增值反應堆等，皆同樣可於一次的核反應過程產出極為大量之高熱能。如此，於傳統核能發電之下，若僅著重於燃料核產熱後的熱生電效應，而未對大量高熱能加以有效處理，遂容易因熱能的利用不佳而造成熱能無端之耗損，無疑是核能發電過程存在之一大隱憂。

反觀傳統熱離子發電裝置，則必須依靠大量的熱源作用，以將發射極的溫度提高至1200~1600℃，且使發射極長時間處於高溫環境下，方能使熱離子發電裝置之熱電轉換效率依循理想熱機卡諾循環原理，達到有效提高熱離子發電的熱電轉換效率。如此，於加熱發射極達熱電子發散之過程無疑需耗費大量之熱能，且更必須維持持續性的高溫，而相對造成作業成本的負擔；再且，加上為達高溫加熱及持溫之效果，通常係以礦物燃料之燃燒作為熱源，但面對現今全球燃料貧乏之情形，遂無法再隨意取用自然環境中之燃料，無疑對傳統熱離子發電裝置造成無限之衝擊，而可能面臨嚴苛之考驗。

儘管如中國公告第100593281號專利案，已經整合集光、溫差和熱離子電轉換於一體，而別於傳統僅熱離子發電之裝置設計。但，其中的熱離子發電元件卻仍是採用傳統熱離子發電裝置的典型工作參數，例如：發射極工作溫度為1600~2000K；集電極工作溫度為800~1100K；功率密度為1~10瓦/平方厘米…等，故於熱離子熱電轉換的過程中，勢必仍須以高熱源加熱發射極至其中電子逸出，方能進行後續熱電子產電之作業。

該習知專利案不僅仍存在有如上述相同之問題，倘若以電力取代燃料燃燒作為熱源，更必須負擔龐大的設備成本，亦同樣需支出高耗電量才能達到高溫加熱金屬製發射極之目的。非但無法具有節能之效果，更因此加大傳統熱離子發電裝置之體積，且於民生用電方面始終沒有足夠的熱能供給，而導致熱離子發電技術遲遲未能落實於民生小型發電機之用，以致相對降低其使用之廣泛性。

綜上所述，該些熱電轉換裝置之通病，皆係容易因高溫的作業環境而造成能源的耗損，非但無法由如核能發電等高產熱技術加以回收熱能，以有效回收熱電轉換過程可能殘餘之熱能，而落實現今能源回收再利用之概念，更無法改變如熱離子發電等高耗熱技術的熱能取得途徑，以致始終存在熱能過度耗損，或者過度仰賴石化燃料燃燒，而加劇熱電轉換過程成本負擔之疑慮。甚至，更可能現今能源短缺之衝擊下，而必須面對且接受更嚴苛之考驗，以致降低各種熱電轉換裝置於工業上之實用性。

有鑑於此，確實有必要發展一種可整合上述各種熱電轉換裝置，以有效利用產出之高熱聚熱生電，且同時將生電後之殘餘氣體加以回收，以應用於後續多級生電設備之複合式熱發電裝置。

本發明主要目的乃改善上述缺點，以提供一種複合式熱發電裝置，其係能夠使產出之高熱經熱輻射聚熱，並同時將熱電轉換後之殘餘氣體加以回收，再透過高效能震波衝擊產出高熱，以應用於後續多級設備而生電者。

本發明次一目的係提供一種複合式熱發電裝置，係能夠由正向震波與反射震波共同聚焦或反覆衝擊之原理產生超壓倍增衝擊能，以透過較低起始能量耗損，維持較佳衝擊能，並由衝擊能之高熱提升熱電轉換效率者。

本發明再一目的係提供一種複合式熱發電裝置，係能夠透過高壓氣體之高能震波反覆衝擊，或以震波聚焦型態所超壓倍增之能量，省去傳統經燃料燃燒所產生的熱能耗損，以相對降低熱電轉換過程所需耗費之成本，並同時縮短產電所需之時間者。

為達到前述發明目的，本發明之複合式熱發電裝置，包含：一初級發電模組，具有一基體、一供熱件及一初級生電組，該供熱件及初級生電組皆容置於該基體內，該基體形成一輻射空間及一全反射面，該全反射面相對該輻射空間呈一凹面狀，該供熱件係由燃料材填充而成，且該供熱件所供之熱係經該全反射面聚集而形成一聚熱區，該初級生電組設置於該聚熱區；一次級發電模組，係與該初級發電模組之供熱件相連通，該次級發電模組具有一管體及一次級產電組，該管體具有一衝擊空間及一聚焦面，該聚焦面相對該衝擊空間成一凹面狀，且該衝擊空間由外至內區分為一氣體填充區、一震波區及一熱離子區，且該次級發電組設置於該熱離子區；及一氣液循環槽，係以數管路與該初級發電模組熱交換，並與該次級發電模組相連通。

再者，本發明複合式熱發電裝置還可以選擇另設一再生發電模組，該再生發電模組包含有一第一級再生電組及一第二級再生電組，該第一級再生電組與該次級發電模組相連通，且於該第一再生電組與第二再生電組之間另設有一氣液分離槽。

其中，該供熱件係供一第一管路貫穿，且該第一管路係與該氣液循環槽及次級發電模組相連通，並透過該第一管路與該供熱件進行熱交換。且，該初級生電組係供一第二管路貫穿，且該第二管路係與該氣液循環槽相連通，並透過該第二管路與初級生電組進行熱交換。

另外，本發明還可以於該次級發電模組與氣液循環槽之間連接一預混槽，該預混槽係以一第三管路分別連通該次級發電模組及氣液循環槽，且該預混槽另以一第四管路連通該氣液循環槽，並與該第三管路熱交換。

其中，該初級生電組包含一鹼金屬件、一固態電解件及一導電件，該固態電解件係成一中空管狀，且該鹼金屬件圍設於該固態電解件之外，並與固態電解件圈圍出一熱離子發散區，該固態電解件內部則另形成一金屬回收區，且該導電件電連通於該熱離子發散區及金屬回收區。且，該初級生電組之導電件係由正、負電極所組成，該導電件之正電極特別係位於該熱離子發散區，該導電件之負電極則位於該金屬回收區。

其中，該基體之全反射面係呈球面、拋物面、弧面或曲面，且相對應於該初級生電組之鹼金屬件。且，該初級生電組之鹼金屬件係為鋰、鈉、鉀、銣或銫等鹼金屬。

其中，該次級生電組包含一鹼金屬件、一固態電解件及一導電件，該固態電解件係成一中空管狀，該鹼金屬件圍設於該固態電解件之外，並位於該震波區與熱離子區之間，且由該固態電解件再將該熱離子區分為一發散區及一回收區，該導電件電連通於該發散區及回收區。且，該次級生電組之導電件係由正、負電極所組成，該導電件之正電極特別係位於該發散區，該導電件之負電極則位於該回收區。

其中，該管體之聚焦面係呈球面、拋物面、弧面或曲面，且相對應於該次級生電組之鹼金屬件。且，該次級生電組之鹼金屬件係為鋰、鈉、鉀、銣或銫等鹼金屬。

於該次級發電模組之管體內還可選擇另設有一分隔件，該分隔件係位於該氣體填充區及震波區之間，以由該分隔件控制該震波區與氣體填充區之連通。

其中，該氣液循環槽係以一第一管路貫穿該初級發電模組之供熱件，並與該次級發電模組之氣體填充區相連通，且透過一第三管路之相接而形成一迴路，該氣液循環槽另以一第二管路貫穿該初級生電組之回收區，並於貫穿後重新相接於該氣液循環槽，而形成另一迴路。

再者，該第一級再生電組包含一第一缸體、一第一調控組件及一第一產電組件，該第一調控組件係可活動地設置於該第一缸體，且該第一產電組件設置於該第一缸體內，用以產出電流並將電流加以輸出。

承上，該第一缸體係具有一容置空間、一氣體充填口、一第一排出口及一第二排出口，且該氣體充填口、第一排出口及第二排出口皆與該容置空間相連通，且該氣體充填口係對應該第一缸體之高壓氣體充填區，該第一排出口及第二排出口係對應該第一缸體之高能震波生成區。

該第一調控組件具有一前段分隔體、一後段分隔體及一驅動件，該前段分隔體及後段分隔係將該第一缸體之容置空間分為一高壓氣體充填區、一高能震波生成區及一高能震波衝擊區，該第一缸體之高能震波生成區位於該前段分隔體與後段分隔體之間，且該第一缸體之高壓氣體充填區相鄰於該第一缸體之高能震波生成區之一側，並對應於該氣體充填口，該第一缸體之高能震波衝擊區則相鄰於該第一缸體之高能震波生成區之另一側，並對應於該第一排出口及第二排出口，該驅動件用以帶動該前段分隔體及後段分隔體，以控制該第一缸體之高壓氣體充填區、高能震波生成區及高能震波衝擊區之連通。

其中，該第一調控組件之前段分隔體設有二開槽，且該第一調控組件之後段分隔體設有一開槽，該後段分隔體所設之開槽係與該前段分隔體所設之其中一開槽相互對位。或者，該第一調控組件之前段分隔體設有數列開槽，且該第一調控組件之後段隔體設有一開槽，且該後段分隔體之開槽相互對位於該前段分隔體之其中一開槽。

其中，該第一產電組件設有一固態電解件及一導電件，該固態電解件係將該第一缸體之高能震波衝擊區分為一衝擊區及一再回收區，該衝擊區及再回收區係與該次級發電模組相互連通，且該導電件係跨設於該衝擊區及再回收區，用以導出該第一再生電組所生成之電。

且，該第一產電組件之導電件係為正、負電極所組成，且電連接於該第一缸體之高能震波衝擊區，該第一產電組件之導電件的正電極係位於該衝擊區，且該第一產電組件之導電件的負電極則位於該再回收區。

其中，該衝擊區位於該第一調控組件之後段分隔體與第一產電組件之固態電解件之間，且對應該第一缸體之第一排出口，且該再回收區位於該第一產電組件之固態電解件與第一缸體端壁之間，且對應該第一缸體之第二排出口。

其中，該第一缸體之第一排出口及第二排出口係連接一排氣管路，且該排氣管路係貫穿該氣液分離槽，並與該次級發電模組、衝擊區及回收區相互連通。

另外，該第二級再生電組包含一第二缸體、一第二調控組件及一第二產電組件，該第二調控組件係可活動地設置於該第二缸體，且該第二產電組件設置於該第二缸體內，用以產出電流並將電流加以輸出。

承上，該第二缸體具有一容置空間、一氣體充填口及一排出口，該氣體充填口及排出口皆與該容置空間相連通，且該容置空間係設有一分子篩，該分子篩係將容置空間區分為一作動區及一回收區。

該第二調控組件具有一前段分隔體、一後段分隔體及一驅動件，該前段分隔體及後段分隔體共同將該作動區分為一高壓氣體充填區、一高能震波生成區及一高能震波衝擊區，該第二缸體之高能震波生成區位於該前段分隔體與後段分隔體之間，且該第二缸體之高壓氣體充填區相鄰於該第二缸體之高能震波生成區之一側，並對應於該氣體充填口，該第二缸體之高能震波衝擊區則相鄰於該第二缸體之高能震波生成區之另一側，並位於該後段分隔體與分子篩之間，用以充填導磁粒子，該驅動件用以帶動該前段分隔體及後段分隔體，以控制該第二缸體之高壓氣體充填區、高能震波生成區及高能震波衝擊區之連通。

其中，該第二調控組件之後段分隔體設有二開槽，且該第二調控組件之後段分隔體設有一開槽，該後段分隔體所設之開槽係與該前段分隔體所設之其中一開槽相互對位。或者，該第二調控組件之前段分隔體設有數列開槽，且該第二調控組件之後段分隔體設有一開槽，且該後段分隔體之開槽相互對位於該前段分隔體之其中一開槽。

其中，該第二產電組件係包含一磁性件及一導電件，該磁性件係環設於該第二缸體之外壁，且位於該第二缸體之高能震波衝擊區之處，該第二產電組件之導電件係為正、負電極所組成，且電連接於富含導磁粒子之第二級再生電組之高能震波衝擊區。

其中，該第二缸體之排出口係連接一排出管路，該排氣管路係與該回收區與氣液分離槽相互連通，該排出管路另設有一增壓件。且，本發明還可以另設有一第一熱交換件及一第二熱交換件，該第一熱交換件及第二熱交換件係設置於該第二再生電組與氣液分離槽之間，並位於該第二缸體之排出管路上。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：請參照第1圖所示，其係為本發明一較佳實施例，該複合式熱發電裝置係包含一初級發電模組1、次級發電模組2及一氣液循環槽3。該次級發電模組2係與該初級發電模組1及氣液循環槽3相互連通，且該氣液循環槽3係以數管路與該初級發電模組1熱交換。

如此，遂能透過該初級發電模組1的作動高熱，供給該次級發電模組2適當之高溫高壓氣體，以於該次級發電模組2內因氣體衝擊之高熱而產出氣態高熱離子，並使作用後之殘餘氣體重新導入該氣液循環槽3，且經與該氣液循環槽3熱交換後，再次循環至該初級發電模組1；同時，遂可將該次級發電模組2殘餘的高熱離子導入另一再生發電模組4[詳參閱第2圖所示]，以由多級方式將各階段產出之能量發揮極致。

請配合參照第1及2圖所示，以分別針對該初級發電模組1、次級發電模組2及再生發電模組4之細部結構、配置，以及該初級發電模組1、次級發電模組2與氣液循環槽3間的連結關係，闡述如下：該初級發電模組1特別係選擇以熱離子發電為主要技術範疇，由於熱離子發電所需耗費之熱能較高[溫度約需達到1200℃以上]，於下係選擇以熱輻射聚熱方式滿足所需高熱能，且為了達到較佳的聚熱效果，更以燃料核生熱方式作為該初級發電模組1所需之高熱來源。

該初級發電模組1具有一基體11、一供熱件12及一初級生電組13，該供熱件12及初級生電組13皆容置於該基體11內。該基體11形成一輻射空間111及一全反射面112，該全反射面112相對該輻射空間111呈一凹面狀，以於作動時，係能由該全反射面112產生較佳之熱輻射聚熱效果。於本實施例中，該基體11係可以選擇為圓管體、矩形體、六面體、…等結構，特別係使該基體11之全反射面112[即如第1圖所示之基體11內周面]呈現如球面、拋物面、弧面或其他曲面等型態，以於熱輻射發散時，能夠使熱輻射經該全反射面112作用而反射聚熱，以具有較佳熱源聚集之效果。其中，該輻射空間111之形狀及大小設計，係以可供熱輻射能於內產生全反射而聚熱於特定區域為主要原則，且該輻射空間111之長度需適當設計，以便同時有效供熱輻射經該全反射面112反射後，而可聚熱於該初級生電組13較為適當。

該供熱件12係由燃料材填充而成，且該供熱件12所供之熱係經該全反射面112聚集而形成一聚熱區Z，該聚熱區Z用以供該初級生電組13設置。於本實施例中，該供熱件12係供一第一管路T1貫穿，且該第一管路T1係與該氣液循環槽3及次級發電模組2相連通，並透過該第一管路T1與該供熱件12進行熱交換。特別的是，該供熱件12係為任意可經放熱反應而釋出高熱之燃料材填充而成，本實施例尤其係選擇以核反應之高溫氣冷堆堆砌而成，該高溫氣冷堆係由氧化鈾為主要燃料核，並以具有化學惰性和反應性惰性的氦氣為冷卻劑，而透過核能生熱原理產出高熱能。其中，該高溫氣冷堆的產熱模式係參照運用於核發電之原理，僅為本發明其一燃料材之態樣，屬熟習該技藝者可輕易理解，並不加以限制。

該初級生電組13設置於該聚熱區Z，並與一第二管路T2進行熱交換，且該第二管路T2係與該氣液循環槽3相連通，使得流經該初級生電組13之較低溫液體，經與該初級生電組13熱交換轉為較高溫液體後，遂能再回流至該氣液循環槽3，以重新供熱於該氣體循環槽3。於本實施例中，該初級生電組13係選擇為熱離子發電之配置，該初級生電組13包含一鹼金屬件131、一固態電解件132及一導電件133，該固態電解件132較佳係成一中空管狀，且該鹼金屬件131係圍設於該固態電解件132之外，並與固態電解件132圈圍出一熱離子發散區A1，且該固態電解件132之內部則另形成一金屬回收區A2，該導電件132係電連通於該熱離子發散區A1及金屬回收區A2。其中，該鹼金屬件131係可選擇為鋰、鈉、鉀…等金屬，以此作為發射金屬電極之用。且，該固態電解件132可以選擇為三氧化二鋁[β-Al₂O₃]製成之固態電解質，以增加通透鹼金屬離子且阻隔自由電子之效果。

承上所述，本實施例之導電件133係由正、負電極所組成，該導電件133之正電極特別係位於該熱離子發散區A1，該導電件133之負電極則位於該金屬回收區A2。如此一來，當該鹼金屬件132受高熱能作用而產出游離電子及鹼金屬離子時，便可經由該導電件133之正電極導出游離之電子，而作為其他用途之發電用；同時，鹼金屬離子遂能通過該固態電解件132，以於該金屬回收區A2內，再與經由該導電件133之正電極游移至該導電件133之負電極而釋出之自由電子重新結合，以生成鹼金屬原子作為其他用途。

請再參閱第1圖所示，該次級發電模組2係與該初級發電模組1之供熱件12相連通，該次級發電模組2具有一管體21及一次級生電組22，該管體21具有一衝擊空間211及一聚焦面212，該聚焦面相212對該衝擊空間211成一凹面狀，該衝擊空間211係由外至內區分為一氣體填充區B1、一震波區B2及一熱離子區B3，且該次級生電組22係設置於該熱離子區B3。於本實施例中，該管體21係開設有一進氣口213及一排氣口214，該進氣口213係以該第一管路T1連通該氣液循環槽3，用以導入高溫高壓氣體至該氣體填充區B1，且該第一管路T1另可連通一儲氣槽S，以於該儲氣槽S內暫存高溫高壓氣體；該排氣口214係以一第三管路T3連通該氣液循環槽3，用以自該氣體填充區B1導出經作用後之殘氣。再者，該管體21內還另設有一分隔件215，該分隔件215係位於該氣體填充區B1及震波區B2之間，以由該分隔件215控制該震波區B2與氣體填充區B1之連通。

承上所述，該次級生電組22係相同於該初級生電組13，皆係選擇為熱離子發電之配置，該次級生電組22包含一鹼金屬件221、一固態電解件222及一導電件223，該固態電解件222較佳係成一中空管狀，該鹼金屬件221係圍設於該固態電解件222之外，並位於該震波區B2與熱離子區B3之間，且由該固態電解件222再將該熱離子區B3分為一發散區B31及一回收區B32，該導電件223係電連通於該發散區B31及回收區B32。其中，該鹼金屬件221係可選擇為鋰、鈉、鉀…等金屬，以此作為發射金屬電極之用。且，該固態電解件222可以選擇為三氧化二鋁[β-Al₂O₃]製成之固態電解質，以增加通透鹼金屬離子且阻隔自由電子之效果。且，本實施例之導電件223係由正、負電極所組成，該導電件223之正電極特別係位於該發散區B31，該導電件223之負電極則位於該回收區B32。

值得注意的是，該次級生電組22之設計係相同於該初級生電組13，且皆以達到如上該初級生電組13所述之目的為較佳原則。其中，該初級生電組13與次級生電組22的細部結構及詳細作動原理，皆係雷同於傳統之熱離子發電配置，本發明僅以能供該初級生電組13與次級生電組22之鹼金屬件131、221分別受高熱作用，進而發散出高溫游離電子為較佳，並於後續配合第3圖說明作動時，再對其作動原理予以詳細說明。

除上述之外，本發明另可於該次級發電模組2與氣液循環槽3之間連接一預混槽M，該預混槽M係以該第三管路T3分別連通該次級發電模組2及氣液循環槽3，且該預混槽M另以一第四管路T4連通該氣液循環槽3，並與該第三管路T3熱交換。於本實施例中，係選擇於該第三管路T3及第四管路T4之間設有一熱交換件H，並於該第四管路T4上另設一加壓件P。於作動時，遂可由該加壓件P將該氣液循環槽3內之液體注入該預混槽M，並由該第三管路T3重新送出混合液至該氣液循環槽3。如此，遂能透過該預混槽M之設置，提升該次級發電模組2作用後之殘氣重新溶解於液體之效率，以重新循環再利用。

請接續參照第1圖所示，該氣液循環槽3係以數管路T與該初級發電模組1熱交換，並與該次級發電模組2相連通。其中，該氣液循環槽3內係填充有液態溶液，該液態溶液可以選擇為各種具氣體溶解效果之溶液，本實施例較佳係選擇於氨水[NH₃]中溶解有大量之氦氣[He]，以達到較佳氣體溶解之效果。於本實施例中，該氣液循環槽3係以該第一管路T1貫穿該初級發電模組1之供熱件12，並與該次級發電模組2之氣體填充區B1相連通，且透過該第三管路T3之相接而形成一迴路；再者，該氣液循環槽3係另以該第二管路T2貫穿該初級生電組13之回收區A2，並於貫穿後重新相接於該氣液循環槽3，而形成另一迴路。承上，該氣液循環槽3還可以另設有一升溫件[未繪示]，例如：該升溫件係可設置於該氣液循環槽3內，並連接於一供電件[未繪示]，用以透過外加電力達到該升溫件加熱之目的，以透過該升溫件的加熱，輔助該氣液循環槽3完成氣液分離之效果。

請配合參照第1及2圖所示，為了有效將該次級發電模組2所殘餘之高熱離子充分加以利用，以可由多級方式將各階段產出之能量發揮至極致。本發明複合式熱發電裝置還可以另設一再生發電模組4，該再生發電模組4係與該次級發電模組2相連通，用以承接自該次級發電模組2作動產出之高溫金屬離子，並作為再生發電之動力來源。於本實施例中，該再生發電模組4係包含有一第一級再生電組4a及一第二級再生電組4b，該第一級再生電組4a係與該次級發電模組2相連通，且於該第一再生電組4a與第二再生電組4b之間再設有一氣液分離槽5。藉此，係可以再將自該第一級再生電組4a作動後之金屬離子，經由該氣液分離槽5熱交換後重新導回該次級發電模組2，並同時提升該氣液分離槽5內的氣體分離效果，以應用於該第二級再生電組4b，使得本發明確實能透過多級方式將各階段產出之能量發揮極致。於此，對該第一級再生電組4a及一第二級再生電組4b係分別說明如下。

請參照第2圖所示，該第一級再生電組4a特別係選擇以鹼金屬發電為主要技術範疇，由於鹼金屬發電所需耗費之熱能相對低於熱離子發電[溫度約需達到1000℃以上]，故可承接來自該次級發電模組2之熱能，並選擇以震波衝擊方式滿足適當熱能之產出，且為了達到較佳的發電效率，更以高壓高溫鈉氣體的填充為該第一級再生電組4a的產電動力源。

該第一級再生電組4a係包含一第一缸體41a、一第一調控組件42a及一第一產電組件43a，該第一調控組件42a係可活動地設置於該第一缸體41a，且該第一產電組件43a係設置於該第一缸體41a內，用以產出電流並將電流加以輸出。其中，該第一缸體41a係與該次級發電組2之回收區B32相連通，以由該回收區B32內所儲存之高溫高壓鈉氣體[亦即經該次級發電模組2作動產出之高溫金屬離子]填充於該第一缸體41a內，並可供該第一產電組件43a作用後之可回收氣體，再經管路流通於該氣液分離槽5，以透過熱交換之工作原理，冷卻管路中之可回收氣體並重新液化後，再送至該次級發電模組2之回收區B32加以儲存，藉此具備鈉氣體回收再利用且為連續循環性之設計配置為較佳。於此，係以該第一再生電組4a的較佳實施態樣，詳細說明如下。

請再參閱第1圖所示，該第一缸體41a具有一容置空間411a，該容置空間411a係用以供高壓氣體於內產生反覆衝擊，而蓄積逐步累加之震波能。其中，該第一缸體41a之容置空間411a設計係以可增加高壓氣體於內反覆衝擊之距離，進而蓄積逐步累加之較高衝擊震波能，達到提升後續氣體受震波能之高溫高壓形成離子化而生電之功效為主，不再贅述。

該第一缸體41a具有一氣體充填口412a、第一排出口413a及第二排出口414a，該氣體充填口412a、第一排出口413a及第二排出口414a皆連通於該容置空間411a，並以該氣體充填口412a導入高壓高溫鈉氣體，或以該第一及二排出口413a、414a共同導出作用後之可回收氣體。於本實施例中，該氣體充填口412a係設於該第一缸體41a之適當位置，特別開設於該第一缸體41a的其中一端部[即如第2圖所示之第一缸體41a左端]，並與該容置空間411a相連通。該氣體充填口412a係可以選擇設有一充填管路T5，該充填管路T5係連接於該次級發電模組2之回收區B32，並使該回收區B32與該第一缸體41a之容置空間411a相互連通，以於需要時，再將該該回收區B32內回收儲存之高壓高溫鈉氣體導入該第一缸體41a內，藉此透過持續性地高溫高壓鈉氣體儲存，便可達到該第一級再生電組4a連續作動之功效。其中，該氣體充填口412a可另選擇設有一閥體V，用以控制該氣體充填口412a之啟閉，而適時補充高壓高溫鈉氣體於該第一缸體41a內，以發揮高壓高溫鈉氣體於該第一缸體41a內的較佳震波生成之效果。

再者，本實施例之第一排出口413a及第二排出口414a係共同設於該第一缸體41a之適當位置，特別開設於該第一缸體41a的另一端部[即如第2圖所示之第一缸體41a右端]，並對應該氣體充填口412a且與該容置空間411a相連通。其中，該第一排出口413a及第二排出口414a特別係開設於該第一產電組件43a之對應二側，且該第一排出口413a及第二排出口414a係可共同連接於一排氣管路T6，較佳係使該排氣管路T6貫穿該氣液分離槽5且連接於該次級發電模組2，藉以由該氣液分離槽5與排氣管路T6進行熱交換，並使流通於該排氣管路T6內的可回收氣體達到冷卻液化之效果。特別的是，該排氣管路T6上另架設有一增壓件P，該增壓件P設置於該氣液分離槽5與次級發電模組2之間，且該增壓件P特別係鄰近於該次級發電模組2，以透過該增壓件P使流通於該排氣管路T6內之可回收氣體，能再次呈現高壓液態為主要原則，其之間的配置及各構件的實施態樣，係屬熟習該技藝之人士所能理解，於此不加以限制亦不多加贅述。

請再如第2圖所示，該第一調控組件42a係可活動地設置於該第一缸體41a之適當位置。詳言之，該第一調控組件42a具有一前段分隔體421a、一後段分隔體422a及一驅動件423a，該前段分隔體421a與後段分隔體422a係共同設置於該第一缸體41a之容置空間411a，以將該第一缸體41a之容置空間411a區分為一高壓氣體充填區C1、一高能震波生成區C2及一高能震波衝擊區C3。該高能震波生成區C2係位於該前段分隔體421a與後段分隔體422a之間，且該高壓氣體充填區C1相鄰於該高能震波生成區C2之一側，並對應於該氣體充填口412a，該高能震波衝擊區C3則相鄰於該高能震波生成區C2之另一側，並對應於該第一排出口413a及第二排出口414a。其中，該高壓氣體充填區C1係用以充填高壓高溫鈉氣體，以使該高壓氣體充填區C1與高能震波生成區C2之間具有顯著壓力差，且該高能震波衝擊區C3特別又稱為一震波列車發展與推進區，以於後續作動時供該第一產電組件43a設置。如此，當該高壓高溫鈉氣體瞬間釋放而生成正向震波，且經該高能震波生成區C2內之正向震波與反射震波反覆衝擊提高其超壓蓄能後，便能於該高能震波衝擊區C3發展成為馬赫列車[Mach Train]之震波模式結構，以便透過高能震波衝擊過程所產生之高溫高壓，使得鈉氣體分子因高溫高壓之熱能而快速達到離子化之情形。

本實施例之前段分隔體421a及後段分隔體422a特別係選擇為可旋轉之輪盤體，以由各該輪盤體共同連接該驅動件423a而組成該第一調控組件42a，便於該驅動件423a可連續性的帶動該前段分隔體421a及後段分隔體422a之轉動，達到有效控制各該區域[C1~C3]相互連通之功效。其中，以該第一調控組件42a之設計，係可允許該高壓氣體充填區C1、高能震波生成區C2及高能震波衝擊區C3之連通，而使高壓高溫鈉氣體能夠於該高能震波生成區C2產生正向震波，且經正向震波與反射震波多次交會而提高其超壓，進而生成震波列車之流場結構，再由該蓄有高能震波之鈉氣體衝擊至該高能震波衝擊區C3，以使鈉氣體受高溫高壓作用而形成離子化即可。因此，該第一調控組件42a並不侷限於隔板、轉盤或任何具啟閉功能之機構，屬熟悉該項技藝之人士所能輕易理解，容不詳加贅述。

續參照第1圖所示，該前段分隔體421a及後段分隔體422a係分別設有至少一開槽W1、W2，該至少一開槽W1、W2之外徑較佳係等同於該第一缸體41a之內徑寬，以由該前段分隔體421a及後段分隔體422a之開槽W1、W2，啟閉該高壓氣體充填區C1、高能震波生成區C2及高能震波衝擊區C3之連通。於本實施例中，該前段分隔體421a可以選擇設有二開槽W1，且該後段分隔體422a則選擇設有一開槽W2，該後段分隔體422a所設之開槽W2較佳係與該前段分隔體421a所設之其中一開槽W1相互對位，使該前段分隔體a21a及後段分隔體422a具有一次同步開啟之機會；或者，該前段分隔體421a亦可以選擇設有數列開槽W1，且該後段分隔體422a則僅選擇設有一開槽W2，特別係使該後段分隔體422a之開槽W2對位於該前段分隔體421a之其中一開槽W1。藉此，於該驅動件423a帶動該前段分隔體421a及後段分隔體422a旋轉時，較佳係能於最終同步開啟該前段分隔體421a與後段分隔體422a，以由高壓高溫鈉氣體加速該高能震波生成區C2之高能震波發展成為震波列車之流場結構，而可強力衝擊至該高能震波衝擊區C3，以使鈉氣體受高熱能作用而形成離子化。

其中，該驅動件423a係可以選擇如驅動馬達等任意可驅動之構件，屬熟悉該項技藝者所能理解，故不以此為限。藉此，該驅動件423a係用以帶動該前段分隔體421a及後段分隔體422a以透過該前段分隔體421a及後段分隔體422a之開槽W1、W2對位於該第一缸體41a之容置空間411a，而達成該高壓氣體充填區C1、高能震波生成區C2及高能震波衝擊區C3之連通或各成為一獨立空間。

請接續參照第2圖所示，該第一產電組件43a係設置於該第一缸體41a，較佳係位於該第一缸體41a之高能震波衝擊區C3之處。於本實施例中，該第一產電組件43a係選擇為常見鹼金屬發電之配置，該第一產電組件43a係包含一固態電解件431a及一導電件432a，該固態電解件431a係容置於該第一缸體41a之高能震波衝擊區C3內，以將該高能震波衝擊區C3區分為一衝擊區C31及一再回收區C32，特別係使該衝擊區C31位於該第一調控組件42a之後段分隔體422a與固態電解件431a之間，且對應於該第一排出口413a；該再回收區C32係位於該固態電解件431a與第一缸體41a端壁之間，且對應於該第二排出口414a，以供殘留於該衝擊區C31及再回收區C32內的可回收氣體能再經該排氣管路T6循環經該氣液分離槽5，重新與該氣液分離槽5熱交換，且由該增壓件P轉變為高壓鈉液體後，再流通於該次級發電模組2之回收區B32內，並加以儲存。其中，該固態電解件431a係可以選擇為習知常用之三氧化二鋁固態電解質[β-Al₂O₃]，以增加鹼金屬離子通透且自由電子阻隔之效果。再者，該導電件432a係為正、負電極所組成，以電連接於該第一缸體41a之高能震波衝擊區C3，於本實施例中，該導電件432a之正電極特別係位於該二級衝擊區C31，該導電件432a之負電極則位於該二級回收區C32，使得鈉氣體受高熱能離子化後，可經由該導電件432a之正電極導出游離之電子，而作為其他用途之發電用。其中，該第一產電組件43a之細部結構及詳細作動原理，係為熟悉該技藝之人士所能理解，容不於此加以贅述其細部結構。

請接續參閱第2圖所示，該第二級再生電組4b特別係選擇以磁流體發電為主要技術範疇，由於磁流體發電所需耗費之熱能相對低於鹼金屬發電[溫度約需達到700℃以上]，故可利用來自該第一級再生電組2之熱能，提升該氣液分離槽5的氣體分離溫度，以增加氣體導入該第二級再生電組4b之效率，並選擇以震波衝擊方式滿足適當熱能之產出，且為了達到較佳的發電效率，更以高壓高溫氦氣體的填充為該第二級再生電組4b的產電動力源。

該第二級再生電組4b係與該氣液分離槽5相連通，且該第二級再生電組4b與第一級再生電組4a同樣包含一第二缸體41b、一第二調控組件42b及一第二產電組件43b，該第二調控組件42b係可活動地設置於該第二缸體41b，且該第二產電組件43b係設置於該第二缸體41b之外或內，用以產出電流並將電流加以輸出。其中，該第二缸體41b內係可填充自該氣液分離槽5產出之高溫高壓氦氣，並可供該第二產電組件43b作用後之可回收氣體，再經管路回收至該氣液分離槽5，以由該氣液分離槽5重新產出高壓高溫氦氣體後，再送至該第二缸體41b加以作動，藉此具備氦氣體回收再利用且為連續循環性之設計配置為較佳。於此，係以該第二再生電組4b的較佳實施態樣，並針對與上述該第一再生電組4a之相異處，詳細說明如下，其餘相似處容不詳加贅述。

該第二缸體41b係相同於該第一缸體41a，亦同樣具有一容置空間411b，且該容置空間411b亦用以供高壓氣體於內產生反覆衝擊，而蓄積逐步累加之震波能。其中，該第二缸體41b之容置空間411b設計係與上述第一缸體41a之容置空間411a相同，皆係以可供高壓氣體於內產生反覆衝擊且蓄積震波能為主要原則，以達提升後續衝擊導磁粒子使其通過強磁場受磁力作用而產電之功效，於此不再多加贅述。不同的是，該第二缸體41b之容置空間411b內另設有一分子篩412b，該分子篩412b係將該第二缸體41b之容置空間411b分為一作動區D1及一回收區D2。其中，該分子篩412b之設計係可允許特定分子大小之氣體通過為較佳原則，屬熟習該技藝者可輕易理解。

該第二缸體41b具有一氣體充填口413b及一排出口414b，該氣體充填口413b及排出口414b皆連通於該容置空間411b，並以該氣體充填口413b導入高壓氦氣體，或以該排出口414b導出作用後之可回收氣體。

於本實施例中，該氣體充填口413b係設於該第二缸體41b之適當位置，特別開設於該第二缸體41b的其中一端部[即如第2圖所示之第二缸體41b左端]，並與該作動區D1相連通。該氣體充填口413b係可以選擇設有一充填管路T7，該充填管路T7係連接於該氣液分離槽5，並使該氣液分離槽5與該第二缸體41b之容置空間411b相互連通，以於需要時，再將自該氣液分離槽5產出之高壓高溫氦氣體導入該第二缸體41b之作動區D1內，藉此可透過該氣液分離槽5持續性地產出高溫高壓氦氣體，而達到該第二級再生電組4b連續作動之功效。其中，該氣體充填口413b可另選擇設有一閥體V，用以控制該氣體充填口413b之啟閉，而適時補充高壓高溫氦氣體於該第二缸體41b之作動區D1，以發揮高壓高溫氦氣體於該第二缸體41b內的較佳震波生成之效果。

再者，本實施例之排出口414b係設於該第二缸體41b之適當位置，特別開設於該第二缸體41b的另一端部[即如第2圖所示之第二缸體41b右端]，並對應該氣體充填口413b且與該回收區D2相連通。該排出口414b亦可以選擇設有一排出管路T8，較佳係使該排出管路T8連接於該氣液分離槽5，並供該氣液分離槽5與該第二缸體41b之回收區D2相連通，藉以將作用後之可回收氣體導入該氣液分離槽5內，以重新經該氣液分離槽5作用而產出高壓高溫氦氣。其中，該排出管路T8上另架設有另一增壓件P，用以加壓流通於該排出管路T8內之可回收氣體。

此外，該第二缸體41b另設有一進液口415b，該進液口415b係連通於該容置空間411b，並用以注入適量液態溶液，特別係選擇注入氨水[NH₃]，藉此提升氦氣體之溶解效率。於本實施例中，該進液口415b係設於該第二缸體41b之適當位置，特別開設於鄰近該排出口415b之第二缸體41b一端部[即亦如第2圖所示之第二缸體41b右端]，並與該回收區D2相連通。該進液口415b係可以選擇設有一進液管路T9，較佳係使該進液管路T9連接於該氣液分離槽5，並供該氣液分離槽5與該第二缸體41b之回收區D2相連通，藉以注入液態溶液於該回收區D2，並由液態溶液溶解作用後之可回收氣體。其中，該進液管路T9上另架設有一閥體V，使得流通於該進液管路T9內的液態溶液可經由該閥體V達到洩壓之功效，藉以提升該液態溶液溶解可回收氣體之效率。

且，該第二再生電組4b還可以選擇另設有數個熱交換件H，以由該熱交換件H達到吸熱或放熱之目的。於本實施例中，係選擇設有一第一熱交換件H1及一第二熱交換件H2，其中該第一熱交換件H1係由二單獨之熱交換件H並列而成，且該第一熱交換件H1共同架設於該排出管路T8與進液管路T9上，並用以交換流通於該排出管路T8與進液管路T9內的物質溫度，藉此透過流通於該進液管路T9內之高溫液態溶液所產出的熱能，使流通於該排出管路T8內之低溫混合溶液達到較佳之預熱效果；該第二熱交換件H2則接續設於該進液管路T9上，特別係位於該第一熱交換件H1與該進液管路T9之閥體V之間，再次將流通於該進液管路T9內的液態溶液溫度釋出，藉以提升該液態溶液溶解可回收氣體之效率。其中，該數熱交換件H[即該第二級再生電組4b之第一熱交換件H1及第二熱交換件H2]僅以達到二管間的熱交換為主要原則，並不以此限制該熱交換件H的實際實施態樣。

請再參照第2圖所示，該第二調控組件42b係可活動地設置於該第二缸體41b之適當位置。特別的是，該第二調控組件41b係與上述第一調控組件41a同樣具有一前段分隔體421b、一後段分隔體422b及一驅動件423b，該前段分隔體421b與後段分隔體422b係共同設置於該第二缸體41b之作動區D1，以將該第二缸體41b之作動區D1分為一高壓氣體充填區D11、一高能震波生成區D12及一高能震波衝擊區D13。其中，該第二缸體41b之高壓氣體充填區D11、高能震波生成區D12及高能震波衝擊區D13之間的對應關係，係相同於上述該第一缸體41a之高壓氣體充填區R1、高能震波生成區R2及高能震波衝擊區R3，容不再逐一贅述。差異僅在於，該第二缸體41b之高能震波衝擊區D13係位於該第二調控組件42b之後段分隔體422b與分子篩412b之間，且於後續作動時供該第二產電組件43b設置，並於內充滿導磁性高之金屬粒子[即如習知由強磁性粒子所組成之磁流體，於此並不限定其必為傳統之磁流體，故以下由〝導磁粒子〞稱之]。如此，當該高壓高溫氦氣體瞬間釋放而生成正向震波，且於該第二缸體41b之高能震波生成區D12內，使得正向震波與反射震波反覆衝擊提高其超壓蓄能後，便能於該第二高能震波衝擊區D13發展成為馬赫列車[Mach Train]之震波模式結構，以便直接撞擊該第二缸體41b之高能震波衝擊區D13內所充滿之導磁粒子，而使導磁粒子於高溫高壓之震波衝擊下產生震盪而形成等離子化之情形。

注意的是，該第二調控組件42b之前段分隔體421b及後段分隔體422b設計，係完全相同於上述該第一調控組件42a之前段分隔體421a及後段分隔體422a設計，並同樣由該驅動件423b帶動該前段分隔體421b及後段分隔體422b之轉動，以有效控制各該區域[D11、D12、D13]之相互連通。藉此，係能由高壓高溫氦氣體加速該第二缸體41b之高能震波生成區D12內的高能震波，以快速使高能震波發展成為震波列車之流場結構，而強力衝擊該第二缸體41b之高能震波衝擊區D13內所充滿的導磁粒子。其中之細部結構設計請參閱上述該第一調控組件42a之前段分隔體421a及後段分隔體422a之說明，容不於此再多加予以闡述。另，該驅動件423b亦如上所述可以選擇如驅動馬達等任意可驅動之構件，不以此為限且不再說明。

再者，該第二產電組件43b係設置於該第二缸體41b之內或外，較佳係位於該第二缸體41b之高能震波衝擊區D13之處。於本實施例中，該第二產電組件43b係選擇為常見磁流體發電之配備，該第二產電組件43b係包含一磁性件431b及一導電件432b，該磁性件431b係可選擇貼合於該第二缸體41b之外壁或內壁，特別係如第2圖所示環設於該第二缸體41b之外壁，且位於該第二缸體41b之高能震波衝擊區D13之處，以提升導磁粒子通過強磁場而受磁力作用之效果。該導電件432b係為正、負電極所組成，以電連接於富含導磁粒子之高能震波衝擊區D13，使得導磁粒子產電後可經由該導電件432b之正、負電極導出，而作為其他用途之發電用。其中，該第二產電組件43b之細部結構及詳細作動原理，係雷同於傳統之磁流體發電配置，故為熟悉該技藝者所能理解，於此不再詳加贅述。

請再次參照第1圖所示，該氣液分離槽5係與該第二再生電組4b相互連通，且供該第一級再生電組4a以一管路予以貫穿，特別係以連通該第一缸體41a之高能震波衝擊區C3的該排氣管路T6貫穿，且以另一管路連通該第二缸體41b之高壓氣體充填區D11及回收區D2。其中，該氣液分離槽5內係填充有液態溶液，該液態溶液可以選擇為各種具氣體溶解效果之溶液，本實施例較佳係選擇於氨水[NH₃]中溶解有大量之氦氣[He]，以達到較佳氦氣體溶解之效果。承上，該氣液分離槽5還可以另設有一升溫件[未繪示]，例如：該升溫件係可設置於該氣液分離槽5內，並連接於一供電件[未繪示]，用以透過外加電力達到該升溫件加熱之目的，以透過該升溫件的加熱，輔助該氣液分離槽5完成氣液分離之效果。

當本發明複合式熱發電裝置欲進行產電作業時，係可使該初級發電模組1、次級發電模組2及再生發電模組4呈同步或不同步之作動，特別係透過分階作動方式，由初級發電模組1殘餘之熱能供給次級發電模組2，再由次級發電模組2殘餘之熱能供給再生發電模組4，使得作動氣體能經由各發電組1、2、4及氣體循環槽3的持續循環，達到高溫高壓氣體具有較佳生成效率之功效，藉此不間斷地發揮較佳之產電效率，以完成本發明之產電作業。

承上，本發明複合式熱發電裝置的作動過程係配合該初級發電模組1、二級發電模組2及再生發電模組3，以簡單區分為一初階作動、一次階作動、一再階作動及一終階作動，並請參閱第3及4圖，分別於下進行詳細之說明。

當本發明複合式熱發電裝置欲透過該初級發電模組1，以進行初階作動產電時，請參照第3圖所示，在該供熱件12經所填充之燃料材作用產出高熱後，遂以熱輻射方式透過該基體11之全反射面112反射後，便可使該供熱件12所產出之高熱完全聚集於該聚熱區Z，而直接衝擊該初級生電組13，使得該鹼金屬件131受高輻射熱作用，而發散出自由電子及鹼金屬離子。此時高熱自由電子及鹼金屬離子係存在於該熱離子發散區A1，使得該熱離子發散區A1與金屬回收區A2之間具有顯著溫差，又由於該固態電解件132係為鹼金屬離子之導體，且同時為自由電子之絕緣體，故鹼金屬離子可輕易通過該固態電解件132到達該金屬回收區A2，而高熱自由電子則僅能夠留於該熱離子發散區A1內，以由該導電件133之正電極導出游離之高熱自由電子，且經外部負載發出直流電，藉此完成本發明熱離子發電裝置之生電作業。

同時，於初階作動進行時，該氣液循環槽3產出之高溫氣體[特別係指溫度為800K之氦氣]係可經一管路T1導入該初級發電模組1之供熱件12，使得該管路T1與供熱件進行熱交換，以由該供熱件12產出之高熱升溫該管路T1內所填充之氦氣，並將溫度高達1000K之氦氣導入該儲氣槽S，以待作為該次級發電模組2於次階作動時之動力來源。甚至，該氣液循環槽3另可透過一管路T2送出低溫液體[特別係指溫度為600K之氨水]，以流經該初級生電組13之金屬回收區A2後，亦透過熱交換方式加熱該管路T2內的氨水溫度，以重新回流至該氣液循環槽3，對該氣液循環槽3內的氨水進行加熱，以維持該氣液循環槽3的較佳氣液分離溫度。特別地，通過該固態電解件132之鹼金屬離子，係能再於該金屬回收區A2內，與經由該導電件133之正電極游移至該導電件133之負電極而釋出之自由電子重新結合，以生成鹼金屬原子，而重新導出供作其他用途。

注意的是，於上述初階作動過程中，經由該供熱件12升溫後的高溫氣體之溫度約可達到1000℃，恰可因應該次級發電模組2的作業溫度，再接續進行次階作動，如下。

請參照第3圖所示，驅動該分隔件215如圖所示箭頭方向抽離，使該高壓氣體填充區B1內所填充之高壓高溫氦氣強力衝擊至該震波區B2，以迫使高壓高溫氣體沿該管體21之聚焦面212與該鹼金屬件12之間呈現陣列型態推進之震波，並於該些震波反覆衝擊該聚焦面212後，以形成正向震波與反射震波，並使正向震波與反射震波反覆來回撞擊，以提高震波作動之超壓值，而能達超壓蓄能且發展成為馬赫列車[Mach Train]之震波模式。

藉此，係可以透過該聚焦面212使高能震波共同聚焦於該次級生電組22之鹼金屬件221，使得該鹼金屬件221受高能震波產出之高熱作用，而發散出自由電子及鹼金屬離子。此時，高熱自由電子及鹼金屬離子係存在於該發散區B31，使得該發散區B31與回收區B32之間具有顯著溫差，又由於該固態電解件222係為鹼金屬離子之導體，且同時為自由電子之絕緣體，故鹼金屬離子可輕易通過該固態電解件222到達該回收區B32，而高熱自由電子則僅能夠留於該發散區B31內，以由該導電件223之正電極導出游離之高熱自由電子，且經外部負載發出直流電，藉此完成本發明熱離子發電裝置之生電作業。

此外，通過該固態電解件222之鹼金屬離子，係能於該回收區B32內，與經由該導電件223之正電極游移至該導電件223之負電極而釋出之自由電子重新結合，以生成鹼金屬原子，以導入後續之再生發電模組3再利用。

待次階作動完成後，殘存的高壓高溫氣體[即經作用後之殘餘氦氣，以下簡稱為〝氦氣〞]，遂能自該排出口214送至該預混槽M，以直接由氨水的噴灑溶解氦氣。詳言之，當氦氣進入該預混槽M後，遂同時自該氣液循環槽3內導出高溫氨水於該預混槽M內，並透過高溫氨水的噴灑，使得低溫低壓之氦氣完全溶解於氨水之中，以提升氦氣溶解於氨水中之溶解度，再重新流通於管路T3並回收至該氣液循環槽3，以具備氣體回收再利用而可重複循環運轉之功效。

注意的是，於上述次階作動過程中，鹼金屬離子遂可輕易通過該固態電解件223到達該回收區B32，使得該回收區B32內暫存有大量高溫氣態鹼金屬離子。此時，該氣態鹼金屬離子之溫度仍可維持約1000℃，恰可因應該第一級再生電組4a的作業溫度，接續進行再階作動，如下。

請先參照第1圖所示，在該第一再生電組4a之第一調控組件42a尚未以驅動件423a帶動，而該前段分隔體421a及後段分隔體422a皆尚未開啟時，可先由該第一缸體41a之氣體充填口412a導入經該次級發電模組2作動回收之高溫鹼金屬離子氣體，以填充於該高壓氣體充填區C1內，使得該高壓氣體充填區C1與高能震波生成區C2之間形成相對壓力差。於本實施例中，更可以選擇預先開啟連接該氣體充填口412a之閥體V，以使自該次級發電模組2回收之高壓高溫鈉氣體，可經由該充填管路T5導入該第一缸體41a之高壓氣體充填區C1。藉此，係能透過重複回收之高壓氣體反覆填充作為該第一再生電組4a之動力源，以維持該第一再生電組4a生成高能震波而使氣體受高能震波衝擊之高熱能作用，以產生氣體離子化現象之連續性。

請參照第4圖所示，由該驅動件423a驅動該前段分隔體421a及後段分隔體422a，以呈現該前段分隔體421a開啟，且該後段分隔體422a關閉之狀態。此時，該高壓氣體充填區C1所填充之高壓氣體係可生成正向震波並於該高能震波生成區C2內發展，且於瞬間關閉該前段分隔體421a，以呈現該前段分隔體421a及後段分隔體422a皆關閉之狀態，迫使該正向震波能於該高能震波生成區C2內與反射震波來回撞擊，以提高震波作動之超壓值。

詳言之，該第一缸體41a內所填充之高壓高溫鈉氣體係於衝擊瞬間產生第一道正向震波，使得該高壓高溫鈉氣體之第一道正向震波快速通過該前段分隔體421a之開槽W1，而朝該第一缸體41a之高能震波生成區C2之下游前進，當第一道正向震波碰撞至該後段分隔體422a而產生一第一道反射震波，且第一道反射震波將撞擊至該前段分隔體421a時，係重新開啟該前段分隔體421a；反覆進行如如上所述之運作，以再由該第一缸體41a之高壓氣體充填區C1內填充之高壓高溫鈉氣體生成第二道衝擊正向震波，此時第二道正向震波係與第一道反射震波產生能量疊加之效果，當第二道合成之正向震波碰撞至該後段分隔體422a，而分別產生一第二道反射震波，且第二道反射震波即將再次撞擊至該前段分隔體421a時，係重新開啟該前段分隔體421a，以由該高壓高溫鈉氣體再產生第三道正向震波而送出，使得第三道正向震波係能與第二道反射震波再次產生能量疊加之效果。以此步驟重複數次後，係能迫使該高壓高溫鈉氣體所生成之震波列車結構於該第一缸體41a之高能震波生成區C2內持續來回交會，而逐步累加數道震波所富含之超壓值，達到震波壓力能可以於該第一缸體41a之高能震波生成區C2內逐漸倍增之功效。

待於該第一級再生電組4a之高能震波生成區C2蓄積有足夠之震波能量後，遂再次由該驅動件423a驅動該第一調控組件42a之前段分隔體421a及後段分隔體422a，較佳係呈現該前段分隔體421a及後段分隔體422a皆開啟之狀態[如第4圖所示]，以由高壓高溫氣體加速推進該高能震波生成區C2之高能震波。如此，生成於該高能震波生成區C2內的高能正向震波，遂可通過該第一調控組件42a之後段分隔體422b之開槽W2，而於該第一缸體41a下游處之高能震波衝擊區C3內發展為震波列車結構，以於高能震波衝擊之過程中，係使鈉氣體受高溫高壓之高熱能作用而產生電離，即所謂氣體離子化之現象，以獲得鹼金屬離子及自由電子，由於該固態電解件431a係為金屬離子之導體，且同時為自由電子之絕緣體，故鹼金屬離子可通過該固態電解件431a到達該再回收區C32，而自由電子則僅能留於該衝擊區C31，以由該導電件432a之正電極導出游離之自由電子，而經外部負載發出直流電，藉此完成該第一級再生電組4a之生電作業。

同時，通過該固態電解件431a之鈉金屬離子，係能於該再回收區C32內，與經由該導電件432a之正電極游移至該導電件432a之負電極而釋出之自由電子重新結合，以生成鈉金屬原子。此時，存在於該再回收區C32內之鈉金屬原子，與殘留於該衝擊區C31內未經電離之鈉金屬原子，係由該第二排出口414a及第一排出口413a分別導出，以共同流通於該排氣管路T6中，並加以回收且重複生成高溫高壓鈉氣體，以再利用於循環運轉之中。

特別的是，於上述再階作動過程中，自衝擊區C31及再回收區C32回收並流通該排氣管路T6之高溫氣態鹼金屬離子，遂可通過該氣液分離槽5。此時，流通於該排氣管路T6內的氣態鹼金屬離子溫度約為700℃，以透過熱交換方式，加熱該氣液分離槽5內之液態溶液，迫使該氣液分離槽5內之氣體受高溫作用而分離產出，恰可以此高溫氣體作為該第二級再生電組4b的動力來源，再接續進行終階作動，如下。

藉由如該第一級再生電組4a相同之操作方式，使得自該第一級再生電組4a回收之高壓高溫鈉氣體，經由該充填管路T7導入該第二缸體41b之高壓氣體充填區D11後，遂能透過如上所述之作動原理完成震波壓力能倍增之效果，詳閱該第一級再生電組4a之作動描述，不再贅述。

待於該第二再生電組4b之高能震波生成區D12內累加足夠之高能正向震波時，便可通過該第二調控組件42b之後段分隔體422b之開槽W2，而於該第二缸體41b下游處之高能震波衝擊區D13內發展為震波列車結構，以衝擊充滿於該第二缸體41b之高能震波衝擊區D13內的導磁粒子，使導磁粒子受高溫高壓之震波作用而產生頻繁之震盪，進而使導磁粒子呈現等離子化之現象，以由等離子化之導磁粒子快速通過該磁性件431b形成之強磁場區。此時，依電磁感應定律，等離子化之導磁粒子橫切穿過強磁場區受磁力作用，遂使其中之電子沿磁力線之垂直方向流向該第二產電組件43b之導電件432b之正、負電極，以發出直流電，藉此完成該第二級再生電組4b之產電作業。

同時，通過該第二缸體41b之高能震波衝擊區D13的高溫高壓氣體[即經作用後之殘餘氦氣，以下簡稱為〝氦氣〞]，遂能直接穿透該分子篩412b，以進入該第二缸體41b之回收區D2。詳言之，當氦氣通過該分子篩412b後，因分子運動空間變大且分子間的碰撞瞬間減緩，使得氦氣之溫度及壓力立即驟降，而形成低溫低壓之氦氣。此時，遂能將該氣液分離槽5內之氨水，經由該熱交換件H[即第一熱交換件H1及第二熱交換件H2]降溫且由該閥體V洩壓後，自該進液口415b注入於該回收區D2內，使得低溫低壓之氦氣能完全溶解於低溫低壓之氨水中，並重新流通於該排出管路T9，並經由該增壓件P增壓及熱交換件H吸收熱能後，再自該排出管路T9回收至該氣液分離槽4，以具備氣體回收再利用而可重複循環運轉之功效。

由上述，本發明複合式熱發電裝置之主要特徵在於：藉由該初級發電模組1及次級發電模組2的相互串接，以透過連續循環及熱能回收再利用之特性，持續加熱或冷卻作用氣體或液體，並利用該初級發電模組1的高放熱作用，搭配該全反射面112設計，而可有效聚熱於該初級生電組13，直接完成該初級生電組13的熱生電作業。同時，更可有效與流經該供熱件12之氣體進行熱交換，以達到提高氣體溫度並供給高壓高溫氣體於該次級發電模組2之功效，使得高壓高溫氣體能於該次級發電模組2產生震波聚焦作用，衝擊鹼金屬件12產生電子因高熱作用而發散之外，更可將該次級發電模組2作動殘餘之熱能供給於該氣體循環槽3，透過熱交換之基本原理，以節能方式再次產出高壓高溫氣體，並經由該初級發電模組1之高熱增溫後，再次作為該次級發電模組2之動力來源。甚至，還可重新將該次級發電模組2作動後之殘餘氣體回收至該再生發電模組4，以持續由高壓高溫氣體產生數道衝擊震波，迫使高壓高溫氣體之數道衝擊震波能於來回衝擊之過程中，逐步產生能量疊加效果，而分別衝擊該再生發電模組4中的不同配置，達到多級發電之功效。如此，本發明遂可利用分階作動且有效串接多級生電設備之原則，達到以低能源耗損提升生電效率之功效。

再且，對於該初級發電模組1及該次級發電模組2而言，皆係可由高熱作用發散熱電子，而達熱電轉換而生電之效果。以次級發電模組2為例，係可由該管體21之聚焦面212與鹼金屬件221的對應設計，使得衝擊震波共同聚焦於該鹼金屬件221表面，並因震波聚焦效應而產生高熱現象，以於衝擊能的高熱作用下，使該鹼金屬件221中的電子能夠獲得足夠之動能，以克服該鹼金屬件221的表面障礙，而擺脫金屬原子核的束縛，使得高熱自由電子及鹼金屬離子可輕易自該鹼金屬件221發散，而進入該發散區B31，以由該次級生電組22作用產出直流電；同時，更可以將殘存於該衝擊區B31內未電離之鈉原子，以及該回收區B32內經再結合之鈉原子，轉變為高壓高溫鈉氣體後加以回收，而於需要時重新導入該再生發電模組4之第一再生電組4a再利用。如此，係可達到提升衝擊能高熱誘發電子發散效率，以及因高度電位差而生電之功效。

另外，對於該第一及再生電組4a而言，係可以由衝擊能所挾帶之高溫高壓達到高熱能之生成，使得鈉氣體受高熱能的作用而產生電離，即所謂的氣體離子化現象，而獲得鈉金屬離子與自由電子，並由該固態電解件431a阻隔該自由電子的通透，而能經該導電件432a之正電極導出自由電子而生電；同時，更可以將殘存於該衝擊區C31內未電離之鈉原子，以及該再回收區C32內經再結合之鈉原子，轉變為高壓高溫鈉氣體後流經該氣液分離槽5，而於需要時透過熱交換原則加熱該氣液分離槽5內之液態溶液，以由低耗能產出高溫高壓氣體而作為該第二級再生電組4b之動力來源。如此，係可以達到提升鈉金屬氣體受熱作用而形成離子化之效率，以及由電離後自由電子經該導電件432a之正電極產電之功效。

此外，對於該第二級再生電組4b而言，係可以由倍增之衝擊能直接衝擊該第二缸體41b之高能震波衝擊區D13內的導磁粒子，使導磁粒子因衝擊能之高溫高壓產生頻繁震盪而形成等離子化之現象，並高速穿越該磁性件431b形成之強磁場而受磁力作用產出直流電。同時，更可以由降溫洩壓後之氨水重新溶解經作用後回收之低溫低壓氦氣，以導回該氣液分離槽5內與高溫高壓氨水混合後，重新產出高壓高溫氦氣體而加以回收，並於需要時重新再利用。如此，係可以達到提升導磁粒子因高溫氣體震盪而形成等離子化之效率，以及導磁粒子通過該磁性件431b受磁力作用而產出電能之功效。

如此一來，本發明複合式熱發電裝置係可以透過上述該初級發電模組1、二級發電模組2及再生發電模組4所達成之功效，而於短時間內具有較高產電效率。甚至，還可以將分階作動所產生的殘餘熱能多加利用，且由該氣液循環槽3的持續高溫作為回收氣體再次升溫之熱源，並以循環式的熱交換確保流通於該管路內及回收至該氣液循環槽3內之氣體，皆可再轉變為高壓高溫氣體而加以回收再利用，且透過該初級發電模組1的高放熱作用，維持後續作用於該次級發電模組2的氣體高溫，並以震波聚焦及震波反覆累加等原理所產生超壓倍增之衝擊能，使得該次級發電模組2可由較低起始能量耗損達到電子受熱作用發散，且於該第一級再生電組4a及第二級再生電組4b達到氣體高溫離子化等情形，進而使該初級發電模組1、次級發電模組2及再生發電模組4同時不間斷地進行產電作業，並以多級化的熱能循環利用，而於同一時間內生成倍增之電能，藉以達到提升本發明發電效率之功效。

綜上所述，本發明複合式熱發電裝置係能夠使產出之高熱經熱輻射聚熱，並同時將熱電轉換後之殘餘氣體加以回收，再透過高效能震波衝擊產出高熱，以應用於後續多級設備，而達到提升生電效率之功效。再者，本發明複合式熱發電裝置係能夠由正向震波與反射震波共同聚焦或反覆衝擊之原理產生超壓倍增衝擊能，以透過較低起始能量耗損，維持較佳衝擊能，並由衝擊能之高熱，達到提升熱電轉換效率之功效。甚至，本發明複合式熱發電裝置係能夠透過高壓氣體之高能震波反覆衝擊，或以震波聚焦型態所超壓倍增之能量，省去傳統經燃料燃燒所產生的熱能耗損，以達到降低熱電轉換過程所需耗費之成本，並同時縮短產電所需之時間等功效。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

[本發明]

1．．．初級發電模組

11．．．基體

111．．．輻射空間

112．．．全反射面

12．．．供熱件

13．．．初級生電組

131．．．鹼金屬件

132．．．固態電解件

133．．．導電件

2．．．次級發電模組

21．．．管體

211．．．衝擊空間

212．．．聚焦面

213．．．進氣口

214．．．排氣口

215．．．分隔件

22．．．次級生電組

221．．．鹼金屬件

222．．．固態電解件

223．．．導電件

3．．．氣液循環槽

4．．．再生發電模組

4a．．．第一級再生電組

41a．．．第一缸體

411a．．．容置空間

412a．．．氣體充填口

413a．．．第一排出口

414a．．．第二排出口

42a．．．第一調控組件

421a．．．前段分隔體

422a．．．後段分隔體

423a．．．驅動件

43a．．．二級產電組件

431a．．．固態電解件

432a．．．導電件

4b．．．第二級再生電組

41b．．．第二缸體

411b．．．容置空間

412b．．．分子篩

413b．．．氣體充填口

414b．．．排出口

415b．．．進液口

42b．．．第二調控組件

421b．．．前段分隔體

422b．．．後段分隔體

423b．．．驅動件

43b．．．三級產電組件

431b．．．磁性件

432b．．．導電件

5．．．氣體循環槽

A1．．．熱離子發散區

A2．．．金屬回收區

B1．．．氣體填充區

B2．．．震波區

B3．．．熱離子區

B31．．．發散區

B32．．．回收區

C1．．．高壓氣體充填區

C2．．．高能震波生成區

C3．．．高能震波衝擊區

C31．．．衝擊區

C32．．．再回收區

D1．．．作動區

D2．．．回收區

D11．．．高壓氣體充填區

D12．．．高能震波生成區

D13．．．高能震波衝擊區

M．．．預混槽

S．．．儲氣槽

P．．．增壓件

H、H1、H2．．．熱交換件

V．．．閥體

T1~T9．．．管路

Z．．．聚熱區

第1圖：本發明複合式熱發電裝置之結構示意圖。

第2圖：本發明複合式熱發電裝置之局部結構示意圖。

第3圖：本發明複合式熱發電裝置之作動圖一。

第4圖：本發明複合式熱發電裝置之作動圖二。