CN101319663A - 利用太阳能驱动记忆活塞发动机的方法 - Google Patents

Abstract

一种不需要消耗化石能源的新型发动机的制造方法。以太阳能为引擎，把永久磁铁的磁能和记忆合金升温变形产生的弹力转化成记忆活塞往复运动的有效机械能，带动发电机发电，或者推动其他机器工作。既节能，又清洁，功率可大可小，结构简单，小者可以驱动汽车，大者能够建造百万千瓦以上的电站。比任何传统发动机都容易制造。

Description

利用太阳能驱动记忆活塞发动机的方法

所属技术领域

一种不需要消耗化石能源的新型发动机的制造技术。本发明以太阳能为引擎，把永久磁铁蕴涵的巨大磁能和记忆合金升温变形所产生的弹力转化成记忆活塞往复运动的有效机械能，能够带动发电机发电，或者推动其他机器工作。

背景技术

发动机是现代社会的重要支柱之一，可以说没有发动机就没有现代工业文明。现代人除了享受到高度文明带来的优裕生活外，也切身感受到了环境恶化、灾害频发的痛苦。因为现有蒸汽机、涡轮机、内燃机、电动机大多使用煤炭、石油、天然气等不可再生的能源，这些发动机不仅在一天天饕餮地球亿万年积累起来的能量资源，而且不断制造着大量温室气体，使得人类唯一的家园——地球越来越不适于所有生物的生存。

这些化石能源总有枯竭的一天，那么人类将用什么样的能源来填补巨量的能耗空缺呢？有人寄希望于太阳能、水力、风力、地热、氢能等可再生能源，我个人认为对它们的期望不能过高。

太阳能是推动地球表面一切物质和能量运动(包括生命)的最主要能源，煤炭、石油、天然气、生物质能、水力、风力、海洋能都间接来自太阳能。来自地球内部的能量(如地热、地震、火山爆发)与太阳能相比微乎其微，可以忽略不计。太阳辐射每秒钟抛向地球的光和热总值约为8×10⁵亿千瓦，大约40％被反射到外空，16％被大气吸收，剩下44％左右能够到达地面。就是这44％左右至少可以发600亿度电，供全人类消费绰绰有余。然而太阳的直接辐射因为在地球表面分布太均匀，密度太低(到达大气表层的能量密度约为1·353千瓦/厘米²)，对于生物的生存与繁衍来说，这样的光强无疑是适宜的，但把太阳辐射能(下面都简称太阳能)集中起来做机械的动力源却是非常非常困难的。20世纪以来，不知多少有志之士孜孜以求从事太阳能的应用研究，但是进展极其缓慢，目前最成功的应用还只是一些中、小功率的太阳炉、太阳能热水器和光电池，十万千瓦以上的中、大型太阳能热机和发电系统至今没有实现。估计50年内太阳能只能作为一种小规模的补充能源，而且性价比高，经济性不如常规能源及核能，像太阳能汽车这样的产品就很难在大众中推广使用。

水力虽然拥有较高的机械功、电功的转化品位和效率，但还是极有限的，全球可开发水能资源总量约为2214700兆瓦，地理分布很不平衡，还受季节降雨量的影响，不可能作为支柱能源满足全人类不断增长的能源需求，顶多能成为地球1/6水力资源丰富的地区人们生产、生活的主要能源，而在其他地区只能用做辅助性能源。而风力、地热都因为过于分散、转化效率低，不便于大规模集中使用，它们更不可能顶替当今化石燃料能源支柱的地位，也只能用作辅助能源。我们再来看看氢能，许多人乐观地认为石油用尽之后就是清洁、方便的氢能时代。诚然，氢能无须对现有技术设备作重大改进，直接应用于现有的热机系统，方便、省力、没有污染，是一种汽油、柴油、天然气等最理想的替代能源。但是氢能并非自然界的一次能源，而是跟电能一样需要通过一次能源来制取的二次能源，短期内很难找到便宜的方法来取得氢，普遍用氢做能源是得不偿失的。

最有可能替代开采殆尽的化石能源的是核能。核能按来源可以分为两大类：其一是由铀等重元素的原子核发生分裂反应后释放的核裂变能；其二是由氘、氚等轻元素的原子核发生聚合反应后释放的核聚变能。上世纪50年代以来，人类开发出了多种多样的用于发电的核裂变反应堆，已经成为人类社会的重要能源之一。核裂变能是一种存在严重安全隐患的能源。虽然核电站大都采用分散的低浓度裂变燃料，一般不可能发生核爆炸，但是核燃料裂变时既能产生巨大能量，也会产生大量放射性裂变产物，一旦发生事故，放射性物质外逸，将会严重危及人民的生命和健康，严重污染自然环境。同时核裂变燃料有开采价值的富集矿并不多，50年内也会走向枯竭。

核聚变能清洁、方便，可以跟氢能相媲美，而作功效率比同质量的核裂变燃料高出4倍。核聚变燃料主要是氢的同位素氘和氚，仅以氘计，每公斤海水中约含氘0.034克，地球的汪洋大海之中储藏的氘有23.4万亿吨，足够人类使用几十亿年！但是核聚变反应技术非常复杂，各种方案筛选、试验、优化和示范的过程相当漫长，能不能在矿石能源和核裂变能源枯竭之际接上茬，还得打上一个大大的问号！万一不能够从化学能时代平稳地过渡到美妙的核聚变能时代，人类社会不是倾刻间崩溃了么？

综上所述，广拓清洁而又便宜的新型能源是人类迫在眉睫的重要命题。

本发明人少年时期就对磁铁发生了浓厚的兴趣，成天老想着如何把永久磁铁的天然磁力转化成一种机械能。本发明人第一次知道美国人发明了记忆合金时，就意识到这种广泛用于连接、密封和自动控制的优良材料，也是一种潜在的动力源。

永久磁铁既可以用天然磁铁矿加工而成，也能够用钢或合金钢磁化制成。人类已经通过切割永久磁铁的磁力线获得了电能，能不能永久磁铁恒定的巨大磁能直接转化成为机械能呢？如今人类制造的磁钢材料的磁场强度可以足够大，能够轻而易举地吸引住数吨数十吨重的铁磁性物体。就是难以将永久磁铁的磁能用做机械的推动力，原因就在于其磁力的恒定性：永久磁铁一旦把物体吸引住，就得花同样大的外力把物体拉回来，其机械功的效率便≤0！如果我们能够用一种便宜的方法中断/恢复永久磁铁的磁力，情况就会大为改观，其磁能本身就是一种巨大的机械能了。直接中断/恢复永久磁铁的磁力也许同样是一种得不偿失的劳动，然而把注意力放到被其吸引的物体上就会绝处逢生了。永久磁铁吸引的对象是铁、镍等铁磁性物质，这一类物质有一个共性：加热到一定程度便会失去磁性，永久磁铁便不再对它们起作用，这个温度叫做居里点。比如钴的居里点是1000℃，纯铁的是753℃，磁铁矿的是588℃，镍是376℃，某些合金的居里点可以低到36℃。大多数人造铁磁合金及铁磁性陶瓷材料的居里点温度是可调的，视掺入的铁磁性物质粉末的成分和数量而定。我们通常把居里点温度较低的铁磁性物质叫做感温磁体，人们还可以依据工作的需要在略大于和略小于常温的范围内决定感温磁体的居里点，比如能够把感温磁钢的居里点温度定在60℃。

记忆合金是一类超弹性合金，在常温下呈简单的立方晶体结构，跟普通金属一样具有较大的硬度和较强的稳定性，不能够随便改变形状。将记忆合金冷却到-10～-200℃，简单立方晶体结构就变成了复杂的菱形晶体结构。这一过程叫做“马氏体转变”。此时变得松软而有韧性，能够任意弯曲和变形。只要温度不升高，其形状就保持不变。虽然结构发生了转变，但在极小的基本晶格中原子的原来状态并未起变化，从而具备了“记忆”功能。一经加热到室温～数百℃，就会发生逆向马氏体转变，恢复到原来的形状。记忆合金在恢复原状时都会伴生极大的弹力，比如镍钛诺尔合金的伴生弹力高达6000千克/cm²，比原来变形时施加的外力大10倍以上。输出的能量远远大于输入的能量，好像不符合热力学定律，目前科学界还没有合理的解释。我想，记忆合金的“记忆”一定是以消耗某种我们还不知道的微观质粒而获得如此巨大的能量的。记忆合金的再结晶同样存在一个(或两个)居里点温度，一旦加热到居里点就不再“软弱可欺”，从新挺腰来。而且这个居里点温度也是可调的，比如改变镍钛合金镍与钛的比例，添加合金加成剂，就可以控制再结晶温度，使其在常温-300℃范围内变化。

让永久磁铁和记忆合金的能量释放为机械能，都跟温度有关，而且居里点温度都能够制定在60℃上下。而通过光学系统将太阳能集中起来，把一个体积不大的物体短时间加热到60-100℃并不难办到。

太阳能光学加热系统，永久磁铁与感温磁体随温度变化的磁感应关系，记忆合金的温度弹性特性构成了本发明的三大要素和物质基础。

发明内容

本发明的目的是借助太阳能的负热磁效应，不断中断/恢复永久磁铁对感温活塞的吸引，使永久磁铁释放出巨大的动力。同时借助太阳的热能，使冷却变形后的记忆合金恢复热加工时的形状，持续释放出巨大的弹力。将两者释放的机械能同时作用于发动机的感温活塞，一个拉，一个推，带动其他机器作功。

为了实现上述目的，发明人制定了多种技术路线，将分别申请发明专利。本发明采用了如下技术方案：

本发明由太阳能引擎机顶盒、记忆活塞发动机和支撑系统3大部分构成。本分明的技术核心是太阳能光学加热系统——太阳能引擎机顶盒、永久磁铁汽缸盖、记忆合金千斤顶和感温记忆活塞。

本发明的外观立体示意图如图1所示，从外部我们可以看到3个太阳能引擎机顶盒(1)搁在支架(4)上方，发动机(2)搁在支架中间，太阳能引擎机顶盒覆盖着发动机3个汽缸头上的透明窗(6)，其太阳辐射输出窗口正对着发动机内的感温记忆活塞头、记忆合金千斤顶(这个外观图看不到)；3个永久磁铁汽缸盖(3)分别粘接在汽缸头前；(外观图只能看到1个)；记忆合金千斤顶和感温记忆活塞因为安装在汽缸里面，这个图上也看不到；5为主传动轴支柱，7为连杆传动机构，8为连杆传动机构中的主传动轴，9为连接发电机或其他机器的能量输出轴，10为能量输出轴支柱。

太阳能引擎机顶盒最重要的器件是菲涅尔透镜，如图2所示。一般透镜的聚焦比正比于透镜直径与焦距之比，如果要获得高聚焦比，势必把透镜做得很厚，直径做得很大。制造短焦距的单一大透镜很困难。菲涅尔透镜克服了一般透镜的上述缺点，既能够把透镜的直径做得很大，获得较高的聚焦比，又可以做得很薄。菲涅尔透镜的每一个“锯齿”段，都能够把入射的太阳辐射聚集到目的物的中心位置上。

太阳能引擎机顶盒如图3所示，由电磁铁(1)、手柄移动窗(2)、弹簧(3)、遮阳板滑槽(4)、手柄转动轴承(5)、手柄上镶嵌的铁片(6)、手柄(7)、手柄拉杆(8)、遮阳板滑块(9)、太阳辐射输入窗口(10)、遮阳板(11)、菲涅尔透镜(12)、太阳辐射输出窗口(13)、箱体内部隔板(14)和机顶盒箱体(15)组成。太阳辐射输入窗口开在机顶盒箱体盖板的一端，太阳辐射输出窗口开在太阳辐射输入窗口正下方的箱体的底板上，菲涅尔透镜安装在太阳辐射输入窗口和太阳辐射输出窗口之间，手柄移动窗开在机顶盒箱体盖板另一端，电磁铁安装在机顶盒箱体另一侧挡板上的正中间，遮阳板机构安装在菲涅尔透镜的上方并且能够方便关闭或开启太阳辐射输入窗口，手柄安装在手柄移动窗内。

遮阳板滑块附着在遮阳板的末端，并通过手柄拉杆跟手柄连接在一起；滑槽安装在箱体中部的隔板上；弹簧则安装在滑槽中，一头抵住箱体一侧的挡板，一头顶着遮阳板滑块。当电磁铁切断电源，弹簧就会把遮阳板滑块以及遮阳板顶到箱体的另一侧，从而关闭太阳辐射输入窗口，阻挡太阳辐射的输入。

手柄的特征是铁片镶嵌在手柄上，手柄转动轴承位于手柄的根部并套在拉杆上，可使手柄绕着拉杆转动；拉动手柄压缩弹簧，可以带动遮阳板滑块在遮阳板滑槽来回滑动，并且带动遮阳板往复移动，从而开启或关闭太阳辐射输入窗口。

电磁铁正对着镶嵌在手柄上的铁片，接通电源，产生感应磁场，能够把手柄从箱体盖板的中部吸引到自己的这一侧，带动遮阳板朝自己一侧移动，从而开启太阳辐射输入窗口，让太阳辐射输入到太阳能引擎机顶盒的内部。

万一停电缺电，则可拉动手柄开启遮阳板，并且旋转手柄将其卡在手柄移动窗上。

输入太阳能引擎机顶盒的太阳辐射来自太阳能聚光-反射透镜系统。该系统的内核主要是一个计算机全球太阳辐射定位模拟自动控制光学系统，用户只要一次输入机器所在经度纬度和年月日时，机器便能够自动随着时间的推移模拟当地当时太阳辐射的入射角，并且自动调整跟踪反射光学系统的跟踪角，使阳光接受器的透镜表面与太阳辐射始终保持垂直关系，以达到跟踪反射的最优效果。这一系统发明人将另外申请专利，因为不属于本发明的技术特征，此不赘述。

图4和图5反映了太阳能引擎机顶盒的工作原理，图4表示电磁铁的电路断开时，太阳辐射被遮阳板阻挡在太阳辐射输入窗口之外。图5表示电磁铁的闭合时，遮阳板开启，太阳辐射经太阳辐射输入窗口投射到菲涅尔透镜上，菲涅尔透镜又将太阳辐射进一步聚集，投射到太阳辐射输出窗口外的目的物上。

记忆合金千斤顶可以加工成各种各样的形状，比如立方块、圆柱、圆棒和圆锥台等等，然后再将它们压扁或弯曲。

图6所示是一种中空圆锥台记忆合金千斤顶。其中1为千斤顶的实体，2为孔洞。

图7反映的是中空圆锥台记忆合金千斤顶的制作过程和工作原理：将一块记忆合金加热到居里点温度(比如60℃)以上，加工成中空的圆锥台；然后降温到-10℃以下将其压扁，常温下它会保持压扁了的形状；重新加热到居里点温度以上，压扁了的合金块圆锥台立即恢复到原始圆锥台形状，并且释放出巨大的弹力。

感温记忆活塞的活塞头表面镶嵌着感温铁磁材料(最好用磁钢)。遮阳板开启前，永久磁铁紧紧地吸住感温记忆活塞的活塞头。遮阳板开启后，来自太阳能引擎机顶盒的高温太阳辐射流射入太阳能引擎机顶盒，再通过菲涅尔透镜把高温太阳辐射流聚焦照射到活塞头表面的感温铁磁材料上，活塞头因受热失去磁性，永久磁铁便不再起作用，同时记忆合金千斤顶受热伸直，推动活塞下行。当活塞运动到顶端，冷却系统迅速将活塞头的温度降低到室温，感温活塞又恢复了磁性，永久磁铁将重新把感温活塞紧紧拉回来。

感温记忆活塞分为顺滑感温记忆活塞和逆滑感温记忆活塞两种。

图8是顺滑感温记忆活塞的三视图。活塞头(2)表面镶嵌着圆形感温磁钢片，(1)，3为活塞杆。

图9是顺滑感温记忆活塞的立体图。活塞头(2)表面镶嵌着圆形感温磁钢片，(1)，3为活塞杆。

图10是逆滑感温记忆活塞的立体图。活塞头(2)表面镶嵌着圆形感温磁钢片，(1)，3为活塞杆。

图11反映的是汽缸的结构。汽缸具有3个汽缸室(在外部则体现为3个汽缸头)和3个活塞杆轴承，3个永久磁铁汽缸盖分别安装在3个汽缸头前端。这是一种没有汽的汽缸，不用严格密封，也不用跟其他部件密配，只需起限制千斤顶和活塞的活动空间，为它们遮挡灰尘即可，这里只是习用汽缸这一名称而已。在高度洁净的环境中，甚至大部分缸体和冷却室都可以不要，只要保留3个缸头和活塞杆轴承即可，这样更有利于散热。循环冷却室(1)包裹着汽缸缸体(2)的中部，因为工作温差不大，降温幅度不大，最大不超过60℃，冷却室内只须循环常温或低温自来水。除了永久磁铁汽缸盖，汽缸缸体最好用透明高分子材料做成，至少3个汽缸缸头透明窗必须是透明的。汽缸被分割成3个汽缸室，其中7为第一汽缸室，8为第二汽缸室，9为第三汽缸室。3个汽缸室在外部则体现为3个汽缸头，相应地磁铁汽缸盖也有3个，分别安装在3个汽缸头前端。其中4为第二永久磁铁汽缸盖，5为第一永久磁铁汽缸盖，6为第三永久磁铁汽缸盖。活塞杆轴承(3)也有3个，其中10为第二顺滑活塞杆轴承，安装在第二汽缸室的末端；11为第一顺滑活塞杆轴承，安装在第一汽缸室的末端；12为逆滑活塞杆轴承，安装在第3按汽缸室的前端。

图12反映的是部件装配完整的发动机。从图中我们可以看到，3个永久磁铁汽缸盖分别安装在3个汽缸头前端，3个感温记忆活塞分别安装在3个汽缸室里，活塞杆穿过活塞杆轴承伸出汽缸外跟连杆传动机构相连接，3个记忆合金千斤顶分别安装在3个永久磁铁汽缸盖与3个感温记忆活塞头之间。其中1为第一永久磁铁汽缸盖，2为第一记忆合金千斤顶，3为第一顺滑活塞，4为汽缸缸体，5为循环冷却室，6为活塞杆轴承(共3个，其他在图11中已经标明，故略)，7为第一顺滑活塞杆，8为连杆传动机构，9为第二永久磁铁汽缸盖，10为第二记忆合金千斤顶，11为第二顺滑活塞，12为第二顺滑活塞杆，13为逆滑活塞，14为第三记忆合金千斤顶，15为第三永久磁铁汽缸盖，16为逆滑活塞杆，17为跟发电机或其他机器连接的的能量输出轴，18为主传动轴。

图14反映的是支撑系统的立体示意图。其中1为支架，2为主传动轴支柱，3为能量输出轴支柱。

图15-图19反映的是本发明的工作原。

常温下，发动机静止时如图15所示。3个活塞头表面的圆形感温磁钢片都具有磁性，都被各自临近的永久磁铁汽缸盖紧紧地吸住；3个记忆合金千斤顶也都保持着压扁后的形状。

当扳开太阳能引擎机顶盒的手柄，或者合上太阳能引擎机顶盒的电路开关，遮阳板被开启，高度积束的高温太阳辐射流通过汽缸缸头透明窗投射到3个活塞头表面的圆形感温磁钢片和3个记忆合金千斤顶上，圆形感温磁钢片瞬间被加热到60℃以上，失去了磁性，永久磁铁汽缸盖不再对它们起作用；与此同时，3个记忆合金千斤顶也被加热到60℃以上，开始恢复原来的圆锥台形状，并且释放出巨大的弹力，推着2个顺滑活塞朝外滑行，推着1个逆滑活塞朝内滑行。图16表达的是活塞滑行到第一冲程的前半个进程的情形。

当记忆合金千斤顶恢复到原始圆锥台形状时，活塞滑行完成了第一冲程，都运动到了被冷却室包裹着的汽缸中部。如图17所示。

活塞表面的圆形感温磁钢片很开冷却到常温，重新恢复了磁性，临近的永久磁铁重新把它们往回拉；记忆合金千斤顶也冷却到了常温，开始收缩成压扁后的形状。图18表达的是活塞滑行到第二冲程的前半个进程的情形。

当活塞表面的圆形感温磁钢片和记忆合金千斤顶完全冷却后，活塞滑行完成了第二冲程，被临近的永久磁铁重新紧紧地吸引到了原始位置；这时记忆合金千斤也完全恢复到了压扁后的形状。如图19所示。下一次的滑行在高温太阳辐射流的驱动下又将重新开始……

图20反映的是棒状-卷屈状记忆合金千斤顶的加工示意图。将记忆合金加热到居里点温度，加工成圆棒状；然后降温到-10℃将其弯曲成为卷屈状。

图21是应用棒状-卷屈状记忆合金千斤顶的发动机示意图。因为其结构与图12所示的发动机完全一样，故略去了序号标识。应用其他形状记忆合金千斤顶的发动机结构也与图12所示的发动机完全一样，不再举例。

本发明除了连接发电机之外，都应该配备蓄电池，以便将晴天白日所发的过剩电力储藏起来，供夜晚或雨雪天使用。因为发电机和蓄电池不是本发明的技术特征，此不赘述。

本发明可以将任意数量单机联结成机阵。虽然单机输出的能量是有限的，但是机阵的总功率是没有限制的。

本发明的元器件，除了永久磁铁汽缸盖、记忆合金千斤顶、感温记忆活塞头表面的圆形感温磁钢片、电磁铁及其电路需要特定的材料制造外，其他部分都可以选用质量轻、强度高、模量高、耐高压、耐腐蚀、耐热、耐疲劳、隔热性能良好、不易变形的高分子材料(如玻璃钢、芳纶纤复合材料、碳纤维复合材料等)来制造。其中汽缸最好用透光性好的透明高分子材料制成，就不必特制透明窗了。

本发明的有益效果是：

1.消耗任何化石燃料，既节能，又清洁，不会污染环境。

2.效率高，估计效率比现有同等规模的太阳能热机高出50％以上。

3.结构简单，工作温度在环境温度(指气温)-100℃之间(包括摩擦热)，

无须在全封闭的高温高压条件下工作，因而对材料性能和工艺精度要不高，比任何传统发动机都容易制造。当然它们也有自己的特殊要求，但解决难度远小于传统发动机。

4.功率可大可小，小者可以用来驱动汽车或家用发电设备等，大者能够建造百万千瓦以上的中、大型发电站。

附图说明

图1是本发明的外观立体示意图。其中1为太阳能引擎机顶盒，2为发动机外在的汽缸，3为永久磁铁汽缸盖，4为支架，5为主传动轴支柱，6为汽缸缸头透明窗(共3个，缸室缸头上方都有1个)，7为连杆传动机构，8为连杆传动机构中的主传动轴，9为连接发电机或其他机器的能量输出轴，10为能量输出轴支柱。

图2是磁菲涅尔透镜的三视图。

图3是太阳能引擎机顶盒的三视图。其中1为电磁铁，2为手柄移动窗，3为弹簧，4为遮阳板滑槽，5为手柄转动轴承，6为手柄上镶嵌的铁片，7为手柄，8为手柄拉杆，9为遮阳板滑块，10为太阳辐射输入窗口，11为遮阳板，12为菲涅尔透镜，13为太阳辐射输出窗口，14为箱体内部的隔板，15为机顶盒箱体。

图4是加装了电路的太阳能引擎机顶盒的示意图。其中1为电源，2为电路，3为开关，4为电磁铁的线圈，5为电磁铁的铁芯，6为机顶盒外壳，7为遮阳板滑槽，8为弹簧，9为手柄转动轴承，10为手柄上镶嵌的铁片，11为手柄，12为手柄拉杆，13为遮阳板滑块，14为太阳辐射输入窗口，15为遮阳板，16为来自太阳能聚光-反射透镜系统的太阳辐射，17为菲涅尔透镜，18为太阳辐射输出窗口，19为箱体内部的隔板，20为机顶盒箱体。

图5是电路闭合后的太阳能引擎机顶盒的示意图。

图6是一种中空圆锥台记忆合金千斤顶的三视图。其中1为千斤顶的实体，2为孔洞。

图7是记忆合金千斤顶的工作原理示意图。

图8是顺滑感温记忆活塞的三视图。其中1为镶嵌在活塞头表面的圆形感温磁钢片，2为活塞头，3为活塞杆。

图9是顺滑感温记忆活塞的立体图。其中1为镶嵌在活塞头表面的圆形感温磁钢片，2为活塞头，3为活塞杆。

图10是逆滑感温记忆活塞的立体图。其中1为镶嵌在活塞头表面的圆形感温磁钢片，2为活塞头，3为活塞杆。

图11是汽缸的三视图。其中1循环冷却室，2为汽缸缸体，3为活塞杆轴承，4为第二永久磁铁汽缸盖，5为第一永久磁铁汽缸盖，6为第三永久磁铁汽缸盖，7为第一汽缸室，8为第二汽缸室，9为第三汽缸室，10为第二顺滑活塞杆轴承，11为第一顺滑活塞杆轴承，12为逆滑活塞杆轴承。

图12是部件装配完整的发动机三视图。其中1为第一永久磁铁汽缸盖，2为第一记忆合金千斤顶，3为第一顺滑活塞，4为汽缸缸体，5为循环冷却室，6为活塞杆轴承(共3个，其他在图11中已经标明，故略)，7为第一顺滑活塞杆，8为连杆传动机构，9为第二永久磁铁汽缸盖，10为第二记忆合金千斤顶，11为第二顺滑活塞，12为第二顺滑活塞杆，13为逆滑活塞，14为第三记忆合金千斤顶，15为第三永久磁铁汽缸盖，16为逆滑活塞杆，17为跟发电机或其他机器连接的的能量输出轴，18为主传动轴。

图13是部件装配完整的汽缸立体示意图。其中1为永久磁铁汽缸盖(共3个，其他略)，2为汽缸缸头透明窗(共3个，其他略)，3为循环冷却室，4为汽缸缸体，5为连杆传动机构。

图14是支撑系统的立体示意图。其中1为支架，2为主传动轴支柱，3为能量输出轴支柱。

图15-图19是本发明的工作原理图。

图15是发动机静止时的情形。

图16是活塞滑行到第一冲程的前半个进程的情形。

图17是活塞滑行完成第一冲程的情形。

图18是活塞滑行到第二冲程的前半个进程的情形。

图19是活塞滑行完成第耳＝二冲程的情形。

图20是棒状-卷屈状记忆合金千斤顶的加工示意图。

图21是应用棒状-卷屈状记忆合金千斤顶的发动机示意图。

实现本发明的最好方式

一.按照图2所示的结构和形状，跟光学器件专业生产厂商订做玻璃菲涅尔透镜或透明高分子菲涅尔透镜。

二.按照图3所示的结构和形状，用芳纶纤维和铁片制作手柄、手柄转动轴承和手柄拉杆，并把它们连接在一起。

三.按照图3所示的结构和形状，用不透明的芳纶纤维制作遮阳板滑块和遮阳板，并把它们连接在一起。

四.按照图3所示的结构和形状，用芳纶纤维和铁片制作手柄、手柄转动轴承和手柄拉杆，并把它们粘接或连接在一起。

五.按照图3所示的结构和形状，用不锈钢丝制作弹簧。

六.按照图3所示的结构和形状，用玻璃钢或碳纤维复合材料制作开有手柄移动窗、太阳辐射输入窗口、太阳辐射输出窗口的机顶盒箱体、遮阳板滑槽和箱体内部的隔板，并把它们连接在一起。

七.按照图3所示的结构，跟电子电器专业生产厂商订做电磁铁极其电路。

八.按照图3、图4所示的结构，将上述太阳能引擎机顶盒零部件组装在一起。太阳能引擎机顶盒制造完成。

九.按照图6、图7所示的结构、形状和方法，用镍钛诺尔合金加工制作中空圆锥台记忆合金千斤顶，并将其压扁。

十.按照图8、图9、图10所示的结构和形状，用芳纶纤维制造顺滑、逆滑两种感温记忆活塞头和活塞杆，并把它们各自粘接在一起。

十一.按照图8所示的形状，从磁钢专业生产厂商，购买或者订做居里点温度在60-80℃的圆形感温磁钢片，按照图8、图9、图10所示用高强度的树脂胶把它粘牢在顺滑、逆滑两种感温记忆活塞头上。

十二.按照图11所示的形状，用透光性良好的玻璃钢制造汽缸，用芳纶复合材料制造活塞杆轴承，并把它们各自粘接在一起。

十三.按照图11所示的形状，跟磁铁专业生产厂商订做超强磁场的永久磁铁汽缸盖，并把3个永久磁铁汽缸盖分别粘接在3个汽缸室的缸头上。

十四.按照图12所示的结构和形状，用芳纶复合材料制造连杆传动机构(包括主传动轴和能量输出轴)。

十五.按照图12、图13所示的结构，把3个记忆合金千斤顶、2个顺滑活塞、1个逆滑活塞和连杆传动机构的全部，连接、组装到汽缸上。记忆活塞发动机制造完成。

十六.按照图14所示的结构和形状，用碳纤维制造支架、主传动轴支柱和能量输出轴支柱。

十七.按照图1所示的结构，把太阳能引擎机顶盒、记忆活塞发动机和支撑系统组装在一起。到此，本发明完整地物化成功。

Claims (8)

1.一种利用太阳能驱动记忆活塞发动机的方法，包括太阳能引擎机顶盒和记忆活塞发动机的制造技术，其特征是太阳能引擎机顶盒搁置在记忆活塞发动机的上部，太阳能引擎机顶盒的太阳辐射输出窗口正对着记忆活塞发动机透明窗内的感温记忆活塞头及记忆合金千斤顶。

2.权利要求1所述的太阳能引擎机顶盒，由机顶盒箱体、手柄移动窗、太阳辐射输入窗口、太阳辐射输出窗口、菲涅尔透镜、遮阳板机构、手柄和电磁铁组成，其特征是太阳辐射输入窗口开在机顶盒箱体盖板的一端，太阳辐射输出窗口开在太阳辐射输入窗口正下方的箱体底板上，菲涅尔透镜安装在太阳辐射输入窗口和太阳辐射输出窗口之间，手柄移动窗开在机顶盒箱体盖板另一端，电磁铁安装在机顶盒箱体另一侧挡板上的正中间，遮阳板机构安装在菲涅尔透镜的上方并且能够方便地关闭或开启太阳辐射输入窗口，手柄安装在手柄移动窗内。

3.权利要求2所述的遮阳板机构，由遮阳板、遮阳板滑块、遮阳板滑槽和弹簧组成，其特征是遮阳板滑块附着在遮阳板的末端，并通过手柄拉杆跟手柄连接在一起；遮阳板滑槽安装在箱体中部的隔板上；弹簧则安装在遮阳板滑槽中，一头抵住箱体一侧的挡板，一头顶着遮阳板滑块。

4.利要求2所述的手柄，由手柄、手柄转动轴承、拉杆和和铁片组成，其特征是铁片镶嵌在手柄上，手柄转动轴承位于手柄的根部并套在拉杆上，可使手柄绕着拉杆转动；拉动手柄可以带动遮阳板滑块在遮阳板滑槽里来回滑动，并且带动遮阳板往复移动，从而开启或关闭太阳辐射输入窗口。

5.权利要求2所述的安装在机顶盒箱体另一侧挡板上的电磁铁，其特征是正对着镶嵌在手柄上的铁片，接通电源，产生感应磁场，能够把手柄从箱体盖板的中部吸引到自己的这一侧，带动遮阳板朝自己一侧移动，从而开启太阳辐射输入窗口，让太阳辐射输入到太阳能引擎机顶盒的内部。

6.权利要求1所述的记忆活塞发动机，包括汽缸、循环冷却室、永久磁铁汽缸盖、感温记忆活塞、记忆合金千斤顶和连杆传动机构，其特征是汽缸具有3个汽缸室(在外部则体现为3个汽缸头)和3个活塞杆轴承，3个永久磁铁汽缸盖分别安装在3个汽缸头前端，3个感温记忆活塞分别安装在3个汽缸室里，活塞杆穿过活塞杆轴承伸出汽缸外跟连杆传动机构相连接，3个记忆合金千斤顶分别安装在3个永久磁铁汽缸盖与3个感温记忆活塞头之间。

7.权利要求6所述的记忆合金千斤顶，其特征是将记忆合金材料加热到居里点温度以上，加工成立方块、圆柱、圆棒和圆锥台等形状，然后降温到-10℃以下将其压扁或弯曲，常温下它会保持压扁或弯曲后的形状；重新加热到居里点温度以上，压扁或弯曲了的记忆合金千斤顶立即恢复到原始形状。

8.权利要求6所述的感温记忆活塞，包括感温铁磁材料、活塞头和活塞杆，其特征是感温铁磁材料镶嵌在活塞头的表面。

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