CN102192116A - 记忆合金弹簧热机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到热机，尤其是一种用记忆合金弹簧驱动的热机。它包括有热水槽、记忆合金弹簧热机、水冷却装置、增速发电装置组成，其特征是热水槽2由热水槽支架1支撑置放在由记忆合金弹簧3～轴挡11构成的热机下部，热水槽2的上方记忆合金弹簧出水一侧安置由遮水板13～接水槽22构成的记忆合金弹簧水冷却装置，轴承轮毂9与大齿轮23同心安置，与大齿轮23啮合的小齿轮24、增速装置25、发电机26设置在热机支架12上部。热水槽底部为加热区，在加热区可以使用各种可以加热的燃料或热源，当水槽内的水达到使记忆合金弹簧发生相变的温度后，压缩的记忆合金弹簧便会相变伸长推动热机转动。

Description

记忆合金弹簧热机

技术领域

本发明涉及到热机，尤其是一种用记忆合金弹簧驱动的热机。

背景技术

记忆合金〔形状记忆合金〕是一种新型的功能性金属材料，它产生于20世纪60年代初，目前已被广泛应用于包括电子、机械、宇航、医疗以及日常生活的许多领域。记忆合金在这些领域中主要是以小型的、温差变化而形状改变为目的的应用，例如医疗中用于人体内腔的各种支架、消防用的火灾报警器、可任意变形的眼镜架以及用细小记忆合金丝制成的记忆合金水车教学模型等等。

发明内容

本发明的目的主要是利用记忆合金在相变时会产生较大的恢复力这一特点、制作一种以记忆合金弹簧为动力的、大型的、用广谱能源作燃料和节能的记忆合金热机。

本发明的目的是这样实现的：它包括有热水槽、记忆合金弹簧热机、水冷却装置、增速发电装置组成，其特征是热水槽2由热水槽支架1支撑置放在由记忆合金弹簧3～轴挡11构成的热机下部，热水槽2的上方记忆合金弹簧出水一侧安置由挡水板13～接水槽22构成的记忆合金弹簧水冷却装置，轴承轮毂9与大齿轮23同心安置，与大齿轮23啮合的小齿轮24、增速装置25、发电机26设置在热机支架12上部。热水槽底部为加热区，在加热区可以使用各种可以加热的燃料或热源，当热水槽内的水达到使记忆合金弹簧发生相变的温度后，压缩的记忆合金弹簧便会相变伸长推动热机转动。

本发明的有益效果是，根据上述目的制成的记忆合金弹簧热机可以使用广谱能源或热源，由于记忆合金相变的温度都比较低，因此节省能源，在记忆合金弹簧相变恢复力的驱动下，热机产生的动力除完成驱动水冷却的各种动作外，还通过齿轮带动发电机转动，热机运行安静无噪声。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步描述：

图1是本发明的正面结构示意图；

图2是本发明的侧面结构示意图。

具体实施方式

以上附图所示的结构是本发明的实施例，图中1为热水槽支架、2为热水槽、3为记忆合金弹簧、4为记忆合金弹簧外端挡圈、5为记忆合金弹簧伸缩连杆、6为记忆合金弹簧内挡圈、7为固定支臂、8为同心圆盘、9为轴承轮毂、10为偏心曲轴、11为轴挡、12为热机支架、13为挡水板、14为扇齿杠杆、15为冷却水槽、16为齿轮杠杆、17为冷却水阀、18为冷却水喷淋管、19为冷却水箱、20为冷却水隔板、21为重力水盘、22为冷却水接水槽。

热水槽2由热水槽支架1支撑置放在由记忆合金弹簧3～轴挡11构成的热机下部，热水槽支架1为带有防风板的框架，热水槽2上方记忆合金弹簧出水一侧安置由挡水板13～冷却水接水槽22构成的记忆合金弹簧水冷却装置，轴承轮毂9与大齿轮23同心安置，与大齿轮23啮合的小齿轮24、增速装置25、发电机26设置在热机支架12上部。

轴承轮毂9同心安置大齿轮23，同心圆盘8与轴承轮毂9同心装配，偏心曲轴10通过曲臂分为主轴端和偏心轴端，主轴从同心圆盘8正面中心孔穿入，通过轴承轮毂9、大齿轮23固定于热机支架12上端的主轴套内，固定支臂7外端设有铰轴，记忆合金弹簧伸缩连杆5上设有记忆合金弹簧外端挡圈4、记忆合金内挡圈6，记忆合金弹簧伸缩连杆5设计为套筒伸缩，靠固定支臂7铰轴一侧设有铰套，靠偏心曲轴10偏心轴侧设有带孔铰耳，固定支臂7在同心圆盘8上均布，固定支臂7的外端铰轴与记忆合金弹簧伸缩连杆5的铰套铰接，记忆合金弹簧伸缩连杆5的铰耳与偏心曲轴10的偏心轴铰接，铰接后在圆周上形成若干组以固定支臂7以及偏心曲轴10曲臂为固定边、以记忆合金弹簧伸缩连杆5为活动边的三角形，组装后的热机与热水槽组合，当热水槽2内的水通过加热达到记忆合金弹簧3的相变温度后，热水中的记忆合金弹簧由压缩状态向膨胀伸长状态转变，转变过程中产生的相变恢复力使三角形的活动边伸长，此时伸缩连杆以与偏心曲轴10的偏心轴为转动支点推动固定支臂7绕圆盘中心转动，转动移出热水槽的记忆合金弹簧随着冷却被依次压缩，压缩后又旋转进入热水中，实现热机的连续旋转，热机的旋转方向视偏心轴的位置而定。

记忆合金弹簧3使用记忆合金丝材绕制，视热机的出力要求选取绕制弹簧丝材直径，绕制出的弹簧热处理成受热膨胀伸长的单程型或受热膨胀伸长、遇冷收缩的双程型。

热机同心圆盘8上圆周等分分布的固定支臂7以及记忆合金弹簧伸缩连杆5的数量视要实现热机的转速以及功率大小而定。

热水槽2设计为半圆型或长方形，底部为加热区，为了保温和节能，除加热区外，其余热水槽壁包覆保温隔热材料。

为使热机膨胀出水的记忆合金弹簧较快冷却，热机设置水冷却装置在热水槽2上方记忆合金弹簧出水一侧，热水槽2上部边缘设有挡水板13和中间对开倾斜搭接的冷却水隔板20，热水槽2上部设有扇齿杠杆14、冷却水接水槽15、齿轮杠杆16、冷却水阀17、冷却水喷淋管18以及重力水盘21。扇齿杠杆14的扇齿与齿轮杠杆16的齿轮啮合，齿轮与冷却水接水槽15同轴，冷却水接水槽15沿与记忆合金弹簧伸缩连杆5平行安置，在未动作时呈下垂状态，当记忆合金弹簧3热膨胀后移出热水槽2时，固定支臂7的铰轴端推动扇齿杠杆14向上抬起，扇齿带动齿轮杠杆16的齿轮顺时针转动抬起冷却水接水槽15将处于热膨胀状态的记忆合金弹簧兜住、齿轮杠杆16的杠杆下压打开冷却水阀17，来自冷却水箱19的冷却水经过连接水管从冷却水喷淋管18喷向记忆合金弹簧3，冷却后带有余温的冷却水沿斜置的冷却水隔板20经由重力水盘21流向冷却水接水槽22，冷却时间由重力水盘21定量控制，重力水21盘一端与挡水板13铰接，当重力水盘内的水达到一定重量后，它拉动与扇齿杠杆14连接的拉绳将扇齿杠杆14从固定支臂7的铰链端脱离，使冷却水接水槽22下垂归位、冷却水阀17关闭，等待下一个热膨胀后记忆合金弹簧的到来。冷却水接水槽22内的水可以在自然冷却后由水泵抽向冷却水箱19重复使用。

为了让热机转动发电，热机设置由大齿轮23与小齿轮24啮合驱动的增速装置25、发电机26，安置在热机支架12上部。发电机的转速以及增速装置的速比视热机的转速和所做的功而定。

Claims (10)

1.一种记忆合金弹簧热机，它包括有热水槽、记忆合金弹簧热机、水冷却装置、增速发电装置组成，其特征是热水槽2由热水槽支架1支撑置放在由记忆合金弹簧3～轴挡11构成的热机下部，热水槽2上方记忆合金弹簧出水一侧安置由挡水板13～接水槽22构成的记忆合金弹簧水冷却装置，轴承轮毂9与大齿轮23同心安置，与大齿轮23啮合的小齿轮24、增速装置25、发电机26设置在热机支架12上部。

2.根据权利要求1所述的记忆合金弹簧热机，其特征在于热水槽2由热水槽支架1支撑置放在由记忆合金弹簧3～轴挡11构成的热机下部，热水槽设计为半圆型或长方形，底部为加热区，除加热区外，槽壁外包覆保温隔热材料。

3.根据权利要求1所述的记忆合金弹簧热机，其特征在于记忆合金弹簧3使用记忆合金丝材绕制，绕制出的弹簧热处理成受热膨胀伸长的单程型或受热膨胀伸长、遇冷收缩的双程型。

4.根据权利要求1所述的记忆合金弹簧热机，其特征在于记忆合金弹簧伸缩连杆5上设有记忆合金弹簧外端挡圈4、记忆合金内挡圈6，记忆合金弹簧伸缩连杆5设计为套筒伸缩，靠固定支臂7铰轴端一侧设有铰套，靠偏心曲轴10偏心轴端设有带孔铰耳。

5.根据权利要求1所述的记忆合金弹簧热机，其特征在于固定支臂7外端设有铰轴，固定支臂7在同心圆盘8的圆周上等分固接，等分数量视热机的转速和功率而定。

6.根据权利要求1所述的记忆合金弹簧热机，其特征在于轴承轮毂9与同心圆盘8同心安装，偏心曲轴10的主轴穿过轴承轮毂9和同心圆盘8的中心孔固定在热机支架12上端的主轴套内。

7.根据权利要求1所述的记忆合金弹簧热机，其特征在于偏心曲轴10在曲臂两端分别设有主轴和偏心轴，主轴与轴承轮毂9和同心圆盘8的中心孔配合，偏心轴与记忆合金弹簧伸缩连杆5的铰耳铰合，偏心轴的位置决定热机的旋转方向。

8.根据权利要求1所述的记忆合金弹簧热机，其特征在于热机支架12上部设有主轴套，下部设为底座。

9.根据权利要求1所述的记忆合金弹簧热机，其特征在于由挡水板13～接水槽22构成的记忆合金弹簧水冷却装置，热水槽2上部边缘设有挡水板13和中间对开倾斜搭接的冷却水隔板20，热水槽2上部设有扇齿杠杆14、冷却水接水槽15、齿轮杠杆16、冷却水阀17、冷却水喷淋管18以及重力水盘21。

10.根据权利要求1所述的记忆合金弹簧热机，其特征在于轴承轮毂9与大齿轮23同心安置，与大齿轮23啮合的小齿轮24、增速装置25、发电机26设置在热机支架12上部。

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