JPS6053677A - シ−ソ−式重心移動型熱エンジン - Google Patents

シ−ソ−式重心移動型熱エンジン

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JPS6053677A
JPS6053677A JP16203883A JP16203883A JPS6053677A JP S6053677 A JPS6053677 A JP S6053677A JP 16203883 A JP16203883 A JP 16203883A JP 16203883 A JP16203883 A JP 16203883A JP S6053677 A JPS6053677 A JP S6053677A
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JP
Japan
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seesaw
swing
swing rod
rod
center
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Pending
Application number
JP16203883A
Other languages
English (en)
Inventor
Fumio Munekata
宗方 二三夫
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Individual
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03GSPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/06Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like
    • F03G7/065Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like using a shape memory element

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、温度差を利用して熱エネルギーを機械的エネ
ルギーに変換するシーン一式重心移動型熱エンジンの改
良に関する。
これは本発明者が出願したシーソ一式重心移動型熱エン
ジン即ち静止状態において、左右に重力が均等にかかる
ように中央を支えられた揺動体の端部に支点の稍下方に
水平面を有する液体と上方の大気との温度差によ多形状
が変化する形状記憶合金素子を取付け、それ等の変化で
揺動体の重心を移動させてシーソー運動をお次え、その
上下運動を回転運動としてとシ出すようにしたシーン一
式重心移動型熱エンジンの改良を提供するものである。
以下本発明に係る重力移動型エンジンの実施例を添付図
面に基いて具体的に説明する。
第1図、第一図はバイメタルを素子としたシーンの一例
で、lは揺動棒で、との揺動棒lはその中央を基台a上
の支柱3に@tによって均等に軸受けされて支えられて
いる。揺動棒/の両端には、加熱すれば反シ返る性質の
バイメタル素子3.Aの外端が固定してあシ、また素子
3、Aの反対側は揺動棒lに遊嵌されたM錘7、rの外
側に固定している。
シーソAはバイメタル素子を変形させるに足る温度の大
気q fk液IO中にあシ、その水位Wは軸≠よシ僅か
に下方になるようにしである。第1図の如く、シーソA
の揺動棒lが大気中にある時は平衡状態にあシ、その時
左右のパイメタル素子5.Aは反らないで重@7.tを
揺動棒lの両端に引きつけている。
しかし、第、2図の如く、揺動棒lt−傾けると、下降
側の素子6は湯水IO内に浸って加熱され上下端を結ん
だ2枚のバイメタルでなるこの素子6は反シ返シ、重錘
ざを軸tの方向に押すためシーソAの重心は軸ψよシ左
側に移動する。そうすると均衡がくずれ左側が下降し素
子!が湯水10に浸って加熱され重錘7を軸を方向に押
す反対側の大気9方向え上昇した素子tは大気によシ冷
されて再び硬直し重錘rを揺動棒lの右端末方向に引き
つけx@q、rの移動作用で重心も素子tの側に移動し
右側が下降しこれを繰返す、斯して冷い大気と熱い湯水
が素子S、6を変形させるに足る温度差を有する限シシ
ーソーは揺動を続けることになる。
因よルこのシーソは熱エンジンの一種であ仄前記の如く
素子が温度差エネルギーを得て加熱冷却によシ運動する
ものであるが、運動による装置の1#擦によシ得たエネ
ルギーの相当量を自ら消費するため、素子の力が弱いか
、温度差が少いとシーソーは漸次平衡状態になろうとし
て素子が十分に湯に浸らなくなル従って運動を停止する
殊に形状記憶合金(ShapIIMgvhory Ef
fIIctAlloy ) (sng合金とも称す)を
用いる場合には、加熱時と冷却時に於ける素子の形状変
化の速度が異る場合が多いので、第3図に示す如く加熱
で伸長する素子/2が下降して湯水10の中で既に伸長
しているにも拘らず左側の素子//が冷気中で未だ十分
縮まらずにいるようなことが生じる。するとシーソーは
斯様な動作を繰返しつ\上下Itbが少なくなシ、漸次
左右均衡の状態となシ停止する。
依ってそのようなことの発生を防ぐためにシーソーが運
動中平衡状態になるのを阻害する装置を以下に若干列挙
して説明する。
第3図に示す5MR1合金素子//、/コを備え次シー
ン−Bに於て揺動棒lを支える軸弘の左方側面に突起/
3を出し、他方支柱3よ勺軸弘と同準準の位置から根元
を支柱3と直角に固定し、左方に伸びるコイル状揺動バ
ネ/弘の先端に半円型の障害帯15の裏面中央を固定す
る。これは一種のカム作用をするもので第を図はこの装
置を備えたシーン−Bの俯鰍図である。
突起/3はシーソーBの揺動棒lの左側が下降し第S図
の状態になるためには下降の途中揺動棒/が水平となる
位置附近では障害帯15を押しやシ、はねのけねばなら
ない。揺動バネ/Gで支えられた障害帯/Sは突起13
との接触が外れ\ば第S図の如く父兄の位置に戻る。こ
れによって揺動棒lけ水平の状態を瞬間的にしか推持し
得ない。突起13が上昇する場合も同様である。
第6図は弾み車の慣性を利用して揺動棒lが長時間水平
の侭である事を困難にするものである。揺動棒lの軸ダ
よシ左右等距離の位置に連結杆/4 、 /7の下方を
枢支し、上端を二個の動輪/ざ、/9若くはクランクシ
ャフト等に連結し、シーソーの上下動を回転運動に換え
、これに回転の慣性を生じるフライホイルIを連結して
揺動棒lが水平位置で停止しないように、即ち素子//
7/コが常に十分に湯中7OK浸るようにする。
素子の一方が十分に大気に曝され他方が十分湯水に浸れ
ば常に温度差エネルギーには不足しない。従ってシーソ
ーは停止しない。
第7.を図はメトロノーム方式を応用した場合である。
揺動棒/の両端近くに素子の支持枝2/ 、 2−1を
突出させそれにバイメタル素子巻くはSMK合金素子々
、Jの一端を固定し、素子の反対側の端は振子棒3/ 
、 32の下端5,3若くは軸孔、15’、 、24’
に連結しておく。揺動棒lの両端の軸27、uは前記振
子棒3/ 、 32の中間下方を軸支し、その上方には
重錘コ9,30がある。
第9図で示すように支持枝nに孔35を開け、それらと
EMB合金素子力、Jの輪の中、若くはそれらに代って
バイメタルを用いる場合には第70図に示すようなバイ
メタル素子の孔36の中を通して軸孔、15’、 g’
の間に棒又は連結索33を張シ、その両端を軸孔2!f
、 、u’に連結しておく。
さすれば下方の素子幻、2りの伸縮中が小さくとも上方
の重両コ9..:10の左右への振れ幅は大となるゆえ
シーソーの上下動が確実となる。素子が小さくとも強力
である場合この方法は便利であるし、又メトロノーム弐
に下方を支点とするため、重@29.30が中央で静止
し難く、従って両重錘が同時に同方向へ傾きつ\左右に
首を振れば揺動棒/が水平で停止する仁とはない。
又、索33は素子の一方が伸びれば必ず他方の素子を引
張って縮める作用があるゆえ、重錘2り、 JOが同時
に左右に分れて傾く事を防ぐ作用を有するし、加熱時と
冷却時とで力の生じ方が異なる素子、殊に一方向性形状
記憶合金をこのシーソーの素子として用うる場合反対方
向に戻る時に用いるバイアスバネ等を不用とする故頗る
有効である。
第10図はバイメタル素子の使用例を示すものである。
温度変化で反シ返るバイメタル片3t。
3φ′を2枚宛向い合せとし、上下端J713Iを固定
したものを複数並べ夫々中央に孔3A 、 36’を穿
ち、その孔のものを背中合せに固定し、索33若くは大
を大きくして揺動棒lをそれらの中央孔に貫通させれば
第1/図の如くバイメタルでもSMK合金に劣らぬ伸縮
中の大きい形状変化を得る事ができる。
上記は大気が冷たく液が熱いものとして説明したが勿論
その反対でもよく、要は素子を動かすに足る温度差があ
ればよい訳である。上下動が先づ得られる故、熱帯地の
地下水汲み揚げ用には適当であろう。自然、代替エネル
ギー源とし7ても有望と信じる。
又、前記第7.、S’、9図に於ける連結索33の作用
を生かせば、シーソー運動を介せずとも温贋差によシ素
子よシーソー運動を得ることが用米る。第1.2図の如
く素子棒lの袖ケよシ等距離の位置にWE端39.、j
9’を固定した、周辺の温度差によシ伸縮するコイルバ
ネ素子ケ。、tびは、その外端り/ 、 +!/’を後
記する重錘クク、W、連結索り2、弘!′″′C結ばれ
ている。従って外端4/ 、 Q/’は素子り0.IA
びの伸縮に伴い連結索に引がれてN錘l#。
件′はS動する。
他方軸ヶの位置で揺動棒lと直角、即ちそれと十字形に
交叉する重シ棒弘3には前記重錘体。
qが遊嵌されておシ、各重錘間には牽引索4I−3が連
結され、またそれぞれ各素子の外i+/、≠7′に連結
しであるから、素子の伸縦に伴い牽引索を介して重錘体
2件′は軌道を往復する。
次にこの第7−2図顛示す十字形の遊動体を同一軸上に
等角度等間隔で多数配置し水車状にする。
図の場合の素子旬、グびは力a熱で膨張し、冷却で縮む
か、力を減殺され或は無力になるものとする。これはバ
イメタルやSMB合金の一般的特性である。
上記の水車を軸≠の位置が水面Wとなるように湯水犯に
浸す。その上方の大気j3は冷気であるとすると、此の
場合の水車の素子のみをとって図にすると第73図の如
<wi以下では常に伸びており、上方大気中では縮んで
いるが、重り倖〜が揺動棒/中央から直角に伸びでいる
ゆえ、袖ケを通る垂線A −A’よシ左側に来る重錘は
常に第1コ図の重錘に於けるが如く、皆、@tに近い位
置Vc寄〃、A−A’線の右側のX趣は全て袖ケよシ遠
ざかシ揺動棒の端に至り、従って此の水車の重錘のみを
観すれば第1+図の如く常に重心が4 a/線の右側に
偏在する状態となる。従って此の水車は常に矢印方向に
回転する。
上記の場合素子の方が弱ければ重錘を−りに減じてよく
、連結索は勿論棒でもよ白9に一奔−1,−。
温度差による駆動装置は既に本発明者が出願しているが
、前記の通シ湯水中と冷気中、若くは熱気中と冷水中等
に於けるバイメタル或はSME合金の反応の速度と刀が
同じ素子でも頗る異る場合が多く、殊に一方向性SME
合金の如きは湯水中では反応しても冷水或は冷気中では
無力無反応となる。二方向性の素子でも戻るカが起す力
の半分乃至5分の1位の事が多い。素子の反応が喰違い
、又鈍ければ回転力も弱い、或は停止する。
然る処上記に示す如く相対する素子を相互に索で連結し
、双方が同時に行動するように改良すれは此の問題は解
決するのみならず、従来使用が困難であったニッケル、
チタンその他による一方向性SME合金の素子も此の熱
エンジンに頗る有効となってくる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明に係るシーソ一式重心移動型熱エンジンの
実施例を示すもので、第1図はバイメタル素子を用いた
シーソーの水平時の正面図、第2図は第1図の一方バイ
メタルが反って重錘が移動した瞬間の正面図、第3図は
揺動棒に平衡防止機構を設けたシーソーの傾いた時の正
面図、第を図は同平面図、第S図は第、?図の反対に傾
いた時の正面図、第を図はフライホイルの平衡防止機構
を用いた正面図、第7図はメトロノーム方式を応用した
シーソ・−の正面図、第に図は第7図の反対に傾いた時
の正面図、第9図は第7図の一部拡大図、第1O図はバ
イメタルの組合せの拡大図、第1/図は第70図のバイ
メタルを用いたシーソーの正面図、第7.2図は十字状
に組合せた単体の正面図、第13図は水車状に単体を配
し伸縮素子だけを取出した説明図、第1を図は複数の単
体を配してX鋒だけの説明図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. バイメタル或は形状記憶合金からなる伸m素子と、移動
    可能な重錘を設けた揺動体を中央で左右均等に支持させ
    、更に揺動棒には平衡防止機構を備え、伸m素子の加熱
    、冷却による伸縮で重錘を移動させ岑シーソー運動をあ
    たえ、このシーソー運動で回動をあたえることを特徴と
    したシーソ一式重心移動型熱エンジン。
JP16203883A 1983-09-05 1983-09-05 シ−ソ−式重心移動型熱エンジン Pending JPS6053677A (ja)

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JPS6053677A true JPS6053677A (ja) 1985-03-27

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Cited By (5)

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JPS6299082U (ja) * 1985-12-10 1987-06-24
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