CN2410440Y - 一种温差热能与机械能的转换装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是一种温差热能与机械能的转换装置。它包括有定盘和动盘,动盘上具有一输出轴,动盘可转动地安在定盘上,在动盘与定盘间具有一温敏推杆,动盘由在温差变化时的温敏推杆的变化来驱动动盘相对定盘转动。本实用新型根据温度变化可传输出一个单方向的、间断的、不均匀的转动。作为金属发条动力装置的自动上弦机构,可以获得连续的机械力距输出,可满足各类场合的要求。可应用于机械钟表上。前景广阔。
Description
本实用新型涉及一种利用温差变化获得机械转动的能量转换装置，特别为一种温差热能与机械能的转换装置。
二十世纪初，德国的某公司曾利用气体的热胀冷缩原理，将气体置于密封的橡胶皮腔内，通过气体在温度变化时的体积变化，以获得机械的活塞活动，完成热能到机械能的转换。这种热能与机械能的转换，靠气体的温度变化来推动活塞移动所获得，由于在较小的温差变化时，其气体体积变化较小，而且其灵敏度也不太理想，因此这种能热转换原理不适合一些精密仪表，在其应用方面受到一定的限制。随着技术的发展，在20世纪60年代兴起了形状记忆合金，这种技术在航空、医学方面有着广泛的应用。在特种发动机方面，日本和美国发展较快，其基本思路是以外加一定的热能，通过形状记忆合金的变化获得连续的机械转动，以完成热能—机械能的转换。这种利用记忆合金在外加热能时的变化所获得的机械能的前题是必须有外加的热能。
本实用新型的目的是根据温敏材料在气侯温差变化时的变化而提供一种温差热能与机械能的转换装置。
本实用新型的技术方案是通过温敏材料在气侯温差变化时的变化以带动动盘转动并传输机械能的原理来实现的。其具体结构如下，它包括有定盘和动盘，动盘上具有一输出轴，动盘可转动地安在定盘上，在动盘与定盘间具有温敏推杆，动盘由在温差变化时的温敏推杆的变化来驱动动盘相对定盘转动。
本实用新型根据温度变化可传输出一个单方向的、间断的、不均匀的转动。作为金属发条动力装置的自动上弦机构，可以获得连续的机械力距输出，可满足各类场合的要求。应用于机械钟表上，则可制成以温度变化为能源的温差能量钟表，前景广阔。
下面结合附图对本实用新型的技术内容及其结构作进一步的描述：
图1为本实用新型的一种结构示意图；
图2为图1的A-A剖视结构图；
图3为本实用新型的另一种结构示意图；
图4为图3的B-B剖视结构图；
图5为本实用新型的再一种结构示意图。
参见图1～图5，本实用新型的温差热能与机械能的转换装置，包括有定盘1和动盘2，动盘2上具有一传输轴，动盘2可转动地安在定盘1上，在动盘2与定盘1间具有温敏推杆3，动盘2由在温差变化时的温敏推杆3的变化来驱动动盘2相对定盘1转动。
所述的温敏推杆3是由记忆合金材料制成，这种合金具有双程或全程形状记忆效应。每一根温敏推杆是由不同的相变温度的记忆合金制成的。其温敏推杆的数量可根据其使用要求和条件来确定。在实际应用时，可设定每二、三根或更多数量的温敏推杆是由同一相变温度的记忆合金制成，即这些温敏推杆只有一个共同的相变温度。为了保证本实用新型的实现，这种由记忆合金制成的温敏推杆对它的形状记忆要求如下：1、发生记忆效应后的温敏推杆两端距离大于(参见图1～4)或小于(参见图5)未发生记忆效应时的距离；2、在其形变过程中具有相应的强度，以保证其力的输出。
再参见图1和图2，所述的动盘2的园周上均布有齿槽，动盘2通过其自身的传输轴安在定盘1的中心轴孔中，以保证动盘平稳转动。具有不同相变温度的记忆合金制成的多根温敏推杆3的一端被均匀分布且固定在定盘1上的一个同动盘转动轴线同心的园周上或台阶上；其另一端为自由伸展端，且指向动盘的齿槽。该技术方案的工作原理和工作过程如下：在温度低于相变温度时，温敏推杆3的两端连线的延长线到动盘园心的距离不小于动盘半径的三分之一，并且自由伸展端和动盘的齿槽轻轻相触，当温度高于某温敏推杆3所采用的记忆合金相变温度时，该记忆合金发生形状效应，使温敏推杆3两端距离增大，由于其一端已固定在定盘1的园周上，而自由伸展端在动盘2的齿槽中，因此两端距离增大将推动动盘2转动，与此同时，未发生记忆合金的温敏推杆3则在动盘转动过程中滑过齿背，而不影响动盘的转动，动盘的动力通过其传输轴输出。在温度下降至该温敏推杆的记忆合金逆变温度以下时，该温敏推杆两端的距离恢复到原先未发生记忆效应时的距离，在此过程中，虽然有反转的力作用于动盘的齿背上，但由于其它温敏推杆都在动盘的齿槽中。故而抵消了使动盘2反转的力。这样当温度在设定的温度范围内变化时，由已设定好的具有不同的相变温度的多个温敏推杆3将依序发生形状记忆效应，推动动盘2转动，动盘通过其轴输出一个单方向的、间断的、不均匀的转动，从而完成了从温度变化到机械转动的能量转换，实现本实用新型的目的。
参见图3和图4，所述的定盘1具有环型的内齿槽。动盘2通过其轴安装在定盘1的中心轴孔中，且能平稳转动。动盘2与定盘1的环型内齿具有共同的园心，即为同心安装。多根温敏推杆3的一端能转动地均匀安在动盘2的园周上或其园周台阶上，其另一端为温敏推杆3的自由伸展端，该端在扭簧5的作用下和环型内齿槽相触。该实施方案的工作原理和工作过程同上面的一致。
再参见图5，图5所反映的温敏推杆3的自由端具有拉钩，该温敏推杆3的形状记忆要求是发生记忆效应后两端的距离小于发生记忆效应前的距离。该温敏推杆在应用时可采用图1和图2的实施方案，也可采用图3和图4的实施方案，所不同的是对该温敏推杆自由伸展端配合的齿槽方向必须反向，以便与该温敏推杆的拉钩配合，达到温差热能与机械能转换的目的。
Claims (5)
1、一种温差热能与机械能的转换装置，它包括有定盘(1)和动盘(2)，动盘(2)上具有一输出轴，其特征在于：所述动盘(2)可转动地安在定盘(1)上，在动盘(2)与定盘(1)间具有温敏推杆(3)，动盘(2)由在温差变化时温敏推杆(3)的变化来驱动动盘(2)相对定盘(1)转动。
2、根据权利要求1所述的转换装置，其特征在于：所述的动盘(2)的园周上均布有齿槽，动盘(2)通过其自身的传输轴安在定盘1的中心轴孔中；具有不同相变温度的记忆合金制成的多根温敏推杆(3)的一端被均匀分布且固定在定盘(1)上的一个同动盘转动轴线同心的园周上或台阶上；其另一端为自由伸展端，且指向动盘的齿槽和齿槽轻轻相触。
3、根据权利要求1所述的转换装置，其特征在于：所述的定盘(1)具有环型的内齿槽；动盘(2)通过其轴安装在定盘(1)的中心轴孔中，且能平稳转动；动盘(2)与定盘(1)的环型内齿具有共同的园心；多根温敏推杆(3)的一端能转动地均匀安在动盘(2)的园周上或其园周台阶上，其另一端为温敏推杆(3)的自由伸展端，该端在扭簧(5)的作用下和环型内齿槽相触。
4、根据权利要求1或2或3所述的转换装置，其特征在于：所述的温敏推杆(3)的自由端具有拉钩，该温敏推杆3的形状记忆要求是发生记忆效应后两端的距离小于发生记忆效应前的距离。
5、根据权利要求1或2或3所述的转换装置，其特征在于：所述的温敏推杆是由形状记忆合金材料制成。
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