CN208672545U - 一种相变驱动装置 - Google Patents
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Abstract
一种相变驱动装置，该装置包括若干个相变容器，每个相变容器上连通有若干个用于对外做功的驱动容器，驱动容器内设置有用于往复移动进行动力输出的活塞；所述相变容器内设置有体积随温度变化的相变材料，相变容器与驱动容器内均流通有与相变材料配合在相变容器与驱动容器之间流动进行带动活塞在驱动容器内移动做功的液压流体。该装置结构简单、实用可靠，能够有效利用相变材料随着温度的变化进行的相变向外做功，从而实现外接某种状态进行改变。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种驱动装置，特别是一种相变驱动装置。
背景技术
当一种材料融化或冻结时，它会改变体积，随着材料膨胀，它取代了可用于做功的液压流体，相变材料就是这样一种在特定温度能吸收和释放大量热量而保持温度不变的储热材料，通过相变温度作为判断标准，可以选择性的确定做功终点，实现环境调节功能。
常规的相变材料主要分为有机相变材料和无机共晶盐类相变材料，无机共晶盐类相变材料潜热值高，但因为其对金属容器有一定的腐蚀性，相变材料可根据多种标准进行选择：熔化温度、可重复性能、容器相容性、可压缩性、位移百分比以及相容性液压介质；比如有机相变腊是一种经济实惠的相变材料，具有良好的特性，有机相变腊在相变温度发生熔化，体积膨胀一般超10％，并能在高压下产生功能膨胀；《太阳能学报》2009，第30卷第11期的上孔巧玲等对十六烷相变过程体积变化率进行了实验研究，表明十六烷在升降温相变过程中体积变化稳定在10％左右，且重复性好。再比如聚乙二醇可以通过改变烃的分子长度来改变材料的熔化温度，从而实现多样化选择，受温度影响的体积膨胀率也同样较大。在储能领域应用时，相变材料的大体积膨胀率往往被视为缺陷，容易对存储设备造成设备鼓胀，降低存储空间。
如何利用相变材料的随温度变化而发生的大体积变化率应用于向外做功，实现改变外界某项参数是一个难题。
发明内容
本实用新型提出了一种新型方案，利用现有相变材料相变温度固-液相转化大体积变化率与温度变化之间的响应关系，提供一种设计合理、应用方便，利用相变材料体积变化向外做功的相变驱动装置。
本实用新型所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本实用新型是一种相变驱动装置，该装置包括若干个相变容器，每个相变容器上连通有若干个用于对外做功的驱动容器，驱动容器内设置有用于往复移动进行动力输出的活塞；所述相变容器内设置有体积随温度变化的相变材料，相变容器与驱动容器内均流通有与相变材料配合在相变容器与驱动容器之间流动进行带动活塞在驱动容器内移动做功的液压流体。
本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的相变驱动装置，所述驱动容器设有1个，相变容器设有2个，1个或2个相变容器均通过流通管道与驱动容器连通。
本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的相变驱动装置，所述驱动容器设有2个，相变容器设有1个，1个相变容器分别通过流通管道与2个驱动容器连通。
本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的相变驱动装置，所述驱动容器与相变容器均设有1个，1个驱动容器与1个相变容器直接连通或通过流通管道间接连通。
本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的相变驱动装置，所述相变材料选自精炼石蜡、聚乙二醇、脂肪酸、脂肪酸脂中的任意一种。
本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的相变驱动装置，所述相变材料为精炼石蜡，液压流体为水或乙二醇防冻液。
本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的相变驱动装置，所述相变材料为聚乙二醇，液压流体为食用油。
本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的相变驱动装置，所述相变容器的形状为圆筒形、星形、带翅片圆筒形中的任意一种。
本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的相变驱动装置，所述驱动容器与相变容器的材质为玻璃、铝、铝合金、不锈钢或铜中的任意一种。
本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的相变驱动装置，所述相变容器为液压缸，驱动容器为活塞缸。
与现有技术相比，本实用新型利用相变容器内的相变材料随温度升高，体积膨胀，将相变容器内的液压流体挤入驱动容器内，推动驱动容器内的活塞移动做功，向外进行动力输出；温度下降时，相变材料体积缩小，驱动容器内的液压流体会回流回相变容器内，活塞再次移动，进行动力输出，如此反复，使得活塞在驱动容器内往复移动进行动力输出。该装置结构简单、实用可靠，能够有效利用相变材料随着温度的变化进行的相变向外做功，从而实现外接某种状态进行改变。
附图说明
图1为本实用新型的一种结构示意图；
图2为本实用新型一体式的结构示意图；
图3为本实用新型一个驱动容器连通多个相变容器的示意图；
图4为本实用新型一个相变容器连通多个驱动容器的示意图；
图5为本实用新型应用于遮阳伞的收紧状态图；
图6为本实用新型应用于遮阳伞的打开状态图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1-4，一种相变驱动装置，该装置包括若干个相变容器1，每个相变容器1上连通有若干个用于对外做功的驱动容器2，驱动容器2内设置有用于往复移动进行动力输出的活塞3；所述相变容器1内设置有体积随温度变化的相变材料4，相变容器1与驱动容器2内均流通有与相变材料4配合在相变容器1与驱动容器2之间流动进行带动活塞3在驱动容器2内移动做功的液压流体5。活塞3上连接有活塞3杆，活塞3杆上可安装转轴，便于更好的对外做功；初始时，活塞3在驱动容器2与相变容器1连通端的末端，液压流体5充满相变容器1与驱动容器2之间的连接腔，随着温度的升高，相变材料4体积膨胀，挤压液压流体5，液压流体5会向驱动容器2内流动，从而挤动活塞3移动，对外进行动力输出；温度下降时，相变材料4体积缩小，液压流体5回流相变容器1内，活塞3也随之移动，进行再次动力输出，如此往复，实现动力输出；一个相变容器1可以和多个驱动容器2连通，实现多个等效的活塞3运动量，从而可以同时改变多个外界状态；一个驱动容器2可以和多个相变容器1连通，从而实现多倍的活塞3运动量；不同大小的相变容器1与相同大小的驱动容器2或者不同大小的驱动容器2连通，可以实现不同的活塞3运动状态，可以根据实际需求进行自我配置。
该相变驱动装置中的相变材料4是从其周围环境接收能量，如果环境温度上升到阈值，即相变温度以上足够长的时间，该装置将被激活，对外做功，从而实现外界某种状态的改变；该装置中当相变材料4在固体和液体之间相变时发生的体积变化，相变驱动装置使用不溶于相变材料4的液压流体5将相变材料4体积位移传递给驱动容器2；当相变熔化时它会膨胀并产生水力；该相变驱动装置虽然效率低，但非常可靠；利用相变-体积变化用作热反馈机制，可以创建环境系统，通过本申请的装置可以实现对环境做出反应。
本申请的相变驱动装置可以被设计成由多种不同的环境激活，热传导和潜热容量决定了启动该相变驱动装置所需的时间和能量，通过设计高热通量、低潜热容量或两者兼有，改相变驱动装置可以在特定季节发挥日作用，如果该相变驱动装置计有低热通量、高热容量或两者兼有，则该相变驱动装置可以实现季节性地工作。
所述驱动容器2设有1个，相变容器1设有2个，1个或2个相变容器1均通过流通管道与驱动容器2连通。2个相变容器1驱动一个驱动容器2，可以实现2倍活塞3运动量，产生更多的输出。
所述驱动容器2设有2个，相变容器1设有1个，1个相变容器1分别通过流通管道与2个驱动容器2连通。1个相变容器1与2个驱动容器2连通，便于产生两个等效的活塞3运动量，进而可以产生两个末端相同的状态。
所述驱动容器2与相变容器1均设有1个，1个驱动容器2与1个相变容器1直接连通或通过流通管道间接连通。1个驱动容器2与1个相变容器1可以是一体式，也可以是分体式，便于根据实际的需求进行连通。
所述相变材料4选自精炼石蜡、聚乙二醇、脂肪酸、脂肪酸脂中的任意一种；所述相变材料4为精炼石蜡，液压流体5为水或乙二醇防冻液；所述相变材料4为聚乙二醇，液压流体5为食用油；液压流体5要不溶于相变材料4的液相，并且保持在该装置的工作温度内；相变材料4与液压流体5是分层的，防止相变材料4在相变容器1内凝固。
所述相变容器1的形状为圆筒形、星形、带翅片圆筒形中的任意一种，或者其他表面积较大的异形管。
所述驱动容器2与相变容器1的材质为玻璃、铝、铝合金、不锈钢或铜中的任意一种，或者其他能够抵抗横向膨胀的材质。
所述相变容器1为液压缸，驱动容器2为活塞3缸。
参照图5-6，具体应用，将本申请的相变驱动装置应用于遮阳装置，如遮阳伞6；利用带有集成活塞的单个一体式相变驱动装置，内部相变材料采用相变温度为25℃的有机相变腊，在环境温度低于25℃时，遮阳伞收紧，当环境上升到25℃以上，并使得相变材料充分发生相变时，相变材料发生膨胀10.4％，活塞发生位移，使得遮阳伞6打开，提供遮阳作用，遮阳伞6上也可以安装光伏面板，通过调节活塞连接器的旋转幅度和太阳最佳辐射时间形成有效匹配，实现零能耗最大程度的接收热辐射作用。
Claims (10)
1.一种相变驱动装置，其特征在于：该装置包括若干个相变容器，每个相变容器上连通有若干个用于对外做功的驱动容器，驱动容器内设置有用于往复移动进行动力输出的活塞；所述相变容器内设置有体积随温度变化的相变材料，相变容器与驱动容器内均流通有与相变材料配合在相变容器与驱动容器之间流动进行带动活塞在驱动容器内移动做功的液压流体。
2.根据权利要求1所述的相变驱动装置，其特征在于：所述驱动容器设有1个，相变容器设有2个，1个或2个相变容器均通过流通管道与驱动容器连通。
3.根据权利要求1所述的相变驱动装置，其特征在于：所述驱动容器设有2个，相变容器设有1个，1个相变容器分别通过流通管道与2个驱动容器连通。
4.根据权利要求1所述的相变驱动装置，其特征在于：所述驱动容器与相变容器均设有1个，1个驱动容器与1个相变容器直接连通或通过流通管道间接连通。
5.根据权利要求1所述的相变驱动装置，其特征在于：所述相变材料选自精炼石蜡、聚乙二醇、脂肪酸、脂肪酸脂中的任意一种。
6.根据权利要求1或5所述的相变驱动装置，其特征在于：所述相变材料为精炼石蜡，液压流体为水或乙二醇防冻液。
7.根据权利要求1或5所述的相变驱动装置，其特征在于：所述相变材料为聚乙二醇，液压流体为食用油。
8.根据权利要求1所述的相变驱动装置，其特征在于：所述相变容器的形状为圆筒形、星形、带翅片圆筒形中的任意一种。
9.根据权利要求1所述的相变驱动装置，其特征在于：所述驱动容器与相变容器的材质为玻璃、铝、铝合金、不锈钢或铜中的任意一种。
10.根据权利要求1所述的相变驱动装置，其特征在于：所述相变容器为液压缸，驱动容器为活塞缸。
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2018
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