JPS6263186A - 形状記憶合金を活用したポンプ - Google Patents

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】 イ、　発明の［］的 コイルバネ状の形状記憶合金に熱と水を交Ｕに加えコイ
ルバネ状の形状記憶合金の伸縮作用を利用し形状記憶合
金（２）の」二部に６、旧ノてイｊるピストン（３）を
上下に運動させ水を吸い上げるポンプに関りる。

従来の技術 従来、水を吸い上げる為のボン１は、動力としてエンジ
ン、モーターニア＠ｉｑ用した。

ブご明の解決しようと１゛る問題点 本発明（，１，コイルバ′、？！拭のＦ＋ｅ憶合金合金
）１こ集光された太錫光を凝縮し、光グ°−プルを通し
、コイルバネ状の記憶合金（熱を伝えごｌイルバネ状の
記憶合金（２）を伸ばし、ビス！・ン（３）を押し」−
げ１円筒シリンダー（１）下端部に設けである水を吸い
−１−げる？ｔ（６）を通して、地下水を３円筒シリン
ダー（１）内に導８゛汲み上げる。

地下水の温１αが、低い為にコイルバネ状の記憶合金（
２）が冷やされＣ縮む、縮む１１′ｔに円８１シリンダ
ー（１）下端部に；ｅ２Ｕで（ｉる吐出リブｔを通して
地下水が吐出されろ。

以上の様に自然エネルニ１゛−を利用し−（ポンプを１
驕木！ＦＪＪ　する為にエンジンや七−タ、−を必要と
しない。

１１７士の利用分野 太陽熱と地下水の温度′Ｘ、／！−利用して、コイルバ
ネ状の形状記憶合金（２）を伸縮８ｔ！ピストン（３）
を上下圧動さＵる事を１５徴とりる。

以上の様にエンジンや七−ターを必填としない為１こ、
どん／、ｊ場所でも容易に、　１＋２　！ＭＥできる。

ｉ、装置する為の；２椛費が友（＋Ｉ［ｉでｂ２買出来
る。

１−１．　　発明の構成 （１）　円筒シリンダー（１）は耐１−１：ガンスで円
６；１シリンダー内面は鏡で出来てあり、集光、凝縮ノ
、れた人間光線を光ケーブル（５）を通し１円筒シリン
ダー（′１）内に放ｏｒ１″ｌＩ−る。

（２）　円筒シリンダー（１）内、下部に、＝１イルバ
ネ状の形状記憶合金（２）の下端部を、取付【ノる。］
イルバネ状の形状記憶合３（２）表面を人１４；光線の
熱を吸容ざＵる為に黒く塗′Ａする、。

（３）　コイルバネ状の形状記憶合金（２）上端部に０
円筒シリンダー（１）に密接するビス！・シリング（１
／１）ピストン（３）を取トｊ覧プる。。

（４）　円筒シリンダー（１）の下端部に、地１・水を
吸い」二げる為のブｆ（６）とバイブ（７）をよ（プ取
付【）る。円筒シリンダー（１）下端部に地下水を吐出
す為の５７（８）とバイブ（９）をム２け取付【ノる。

（！５）　円筒シリンダー（１）上端部に、地下水をＩ
Ｇい上げる弁（１０）とバイブ（１１）、’−訝１ノ１
■イーＩｔノる。円筒シリンダー（１）１慢；；　９１
Ｓ　ＩＥ　ｔ’ｌｕ〒水乙・田川り為のブｉ’（１２）
バイブ（１３）を１２【ノ取イ・１　（）　る。

問題！！、ζを−Ｈ決覆るＩ：めのｒ「父従来、太陽光
線熱上ネル１゛−をＩＩ′Ｉ接、利用した駆Φｐｌ菰ｉ
ｔ”ｉとしでスフ−リン、土ンジンと、１う公知の駆動
具；’、１があるが、ピストンの」、下運動の力が小さ
いχ冒こ、太陽エネルギーを利用【ノたポンプの駆す」
用には、適用（−さ／Ｉ：かった、１昨今、公知の形状
記憶合金が発明、開発され形状記憶合金の応用分野の開
発が求められて４１つだ、。

本発明はこの形状記憶合金の１．１つＬ’ｉ　ｆ’ｌ／
！−利用したしの’Ｑ　、　１’＋　＋’＋ｉｉに、熱
を加えると；１イル状の形状記憶合金が伸びる状態と、
コイル状の形状記憶合金が一定の）ｊ、！磨」ス下にな
った場合に縮む状態に記憶さＵ、このコイル状の形状：
ｌｄ憶金合金１！１つ伸縮時の圧動エネルギーを直接ポ
ンプ内（二絹込／νでポンプ内のピストンど−・体とし
話用し・たｂのでイする。

ハ、　発明の効果 円筒シリンダー（１）の上端部に：１２け”Ｃ４＋６地
下水を１吸い」二げるブｆ（１０）とバイｆ（１１）、
地下水を吐出復ブ゛１（１２）バ’ｌ’；／’（１３）
の間に油（１−シーク−（１７）　’ｉ、−；、２け　
１１！！十永の代わりに油１’Ｅ　ＩＩＩ　ｆｌ動油’
ｉ　、　％％　ｌＱ　ｕ油ＩＥＥ−１−（１７）４ｉ駆
動ヅる゛ｊ１ム可能になり、この油）、Ｅ　Ｅ−クー（
１７）を１発電気−ｑの動力として用いる°ｊ１が出来
る。応用分野が、広い等の効果がイＩる

【図面の簡単な説明】

第一図正面図　　第二図上向図　　第三図形私記・ｉ＝
金合金縮み地下水を川−出りた状ｆ島国　　第四図形私
記１０合金が伸びて地下水を吸い目）゛ている払賜図第
１ｉ図吸い上げブ゛１ＮＯ）と１１１出′！Ｊ弁（１２
）の間に油１．ｔ−七一夕−（１／１）を、、２１°ノ
た図（′１）円１ｔ１シリンダー（２）：ｌイルバネ状
形状記憶含含　　（ご３）ビスＩ〜ン　　（巳））尤ク
ープル　　（（５）地下水を吸い［げ為の５？（７）バ
イブ　　（Ｅ３）地下水を吐出Ｖ釘　　（９）バｒブ　
　（１０”）吸い上げブ゛ｔ　　　（１’Ｉ　）ハ゛イ
ヅ　　（１２）吐出υ５？　　　（１３）バーｒブ（１
／Ｉ）ビス１−ン、リング　　（１１））油１１−１１
ンク （１（５）地１ζ水　　（１７）　ｉｌ＋　＋１：　’
Ｅ−ター　　（１Ｅ３）イ１動油 ｉ！＋　ｉ’＋Ｔ　　出願人　　　　　　　　潟１１】
　　秋大盲立凹 手続補正書（自発補正） 昭和６０年１０月１５日 １　事４′１の表示　　昭和６０年特訂出願番８第６０
−２０３９１７号 ２　発明の名称　　形状記憶合金を活用したポンプ３　
　ン＋ｆｉ　ｉＥ　４：する゛貨 ４　代理人 氏名 ５　補正命令の日イ」　自発 ６　補１により増加する発明の数　２ 、　明細書 １、発明の名称　形状記憶合金を活用したポンプ２、特
許請求の範囲 （１）シリンダー内に形状記憶合金を設け、形状光が反
射できるメッキとする。 高温熱源と低温熱源とを交互にシリンダー内にシシＧＪ
である形状記憶合金に加えポンプのピストンを往復動さ
Ｕる。Ｊス［〜の如く構成した形状記憶合金を活用した
ポンプ （２）形状記憶合金はコイル、バネ状であって。 設定湿度に達するとコイル、バネ状の形状記憶合金が伸
びて、往復動ポツプのピストンを変位させることを特徴
とする特許請求の範囲第一項記載の形状記憶合金を活用
したポンプ （３）高温熱源を太陽光あるいは赤外線とし光ケーブル
を通し形状記憶合金に照射することを特徴とする特許請
求の範囲第一項記載の形状記憶合金を活用したポンプ （４）上部ビス！ヘンと下部ピストンをロツＩ〜で結び
、一体としたことを特徴とする特許請求範囲第一項に古
ｄ戎の形状記憶合金を活用したポンプ（５）低熱源を外
気あるいは、地下水、池水としたことを特徴する特許請
求範囲第一項に記載の形状記憶合金を活用したポンプ （６）吸込み流体を外気あるいは作動油地下水。 池水とし、吐出される作動油、地下水池水をそのまま外
部で利用することを特徴とする特許請求範囲第一項に記
載の形状記憶合金を活用したポンプ３、発明の詳細な説
明 ［発明の属する技術分野１ 本発明は．高温熱源と低温熱源によって駆動される熱機
関のポンプに関し．特に形状記憶合金の持つ復元力を利
用したボン１に関する。 ［従来技術と問題点］ 従来．水を吸い上げる為のポンプは．動力としてエンジ
ン．モーター等を活用とした．この為ポンプを駆動する
ためには．石油や電力を必要とする．ポンプを設置する
場所が限られてしまうという欠点があった。 ［発明の１］．的］ 近年に４にって．形状記憶合金が発明開発され形状記憶
合金の持つ特性が確められるようになった形状記憶合金
は．設定温度に達ずると．あらかじめ記憶していた形状
に復元する力を有しており。 記憶を呼び戻し８２定温度を．広く任意に設定できる又
．記憶状態から変形状態になるよりも．変形状態から記
憶状態に回復する方が速度が速い等の特性が有する等を
確められるようになった。形状記憶合金を活用した応用
技術分野の開発が求められてめった。 本発明は．上述した形状記憶合金の持つ特性を活用した
熱機関に関したポンプである。すなわち、幅広い用途に
利用可能な圧力を得られるポンプである。 ［発明のＮ要］ 本発明は．高温熱源の赤外線あるいは．凝縮した太陽光
線を光ケーブルを通し変形状態にある形状記憶合金に照
射し形状記憶合金の回復動でピス１−ンを押し上げ．低
温熱源の外気あるいは地下水．池水等で記憶状態にある
形状記憶合金に加え変形状態に縮まぜる。本発明の上部
ピストンで吸込み吐出される上部シリンダー内の流体は
．作動油又は地下水．池水を使用し圧力を有する。吐出
される流体を外部Ｃ油圧モーター又は、水中タービンを
駆動する為の流体とする。 本発明中部シリンダーの高温熱源には．太陽光を使用し
．低温熱源には地下水を．吐出す流体として使用する。 ［発明の効果］ 本発明による形状記憶合金を活用したポンプでは．出力
として圧力を有する流体が得られるので、この流体を用
いて．水中タービン．油圧［一クー等を駆動すれば．任
意の回転数の軸出力が１７られるし．又．低温熱源の吸
込み流体を地下水とすれば吐出す流体そのものを飲１１
水や農業用水として利用できるなど．幅広い用途に利用
可能な出力を有するポンプ圧が実現ざれる。 ［発明の実施例］ 本発明の実施例を第一〜第十図．を引用しながら説明す
る。第一図は．本発明の正面図．第二図は．本発明の斜
視図．第一図第二図で同一構成要素には．同・一番号を
付し．これらの図をもとに以ド説明する。上部ピストン
（１）と下部ピストン（２）間をピストン．ロット（３
）で結び．上部ピストン（１）と、中部シリンダー（４
）下部の間に］イルバネ状の形状記憶合金（５）を設け
る、Ｆ部シリンダー（６）十端部に作動油．゛又は地下
水．池水等を吸入する吸入弁（７）と吐出すための弁（
８）を設ける。下部シリンダー（９）下端部には．低温
熱源の外気．又は地下水．池水等を吸入するための吸入
弁（１０）と吐出すための弁（１１）を設ける。下馳シ
リンダー（９）の吐出す弁（１１）と中部シリンダー、
（４）の１部側面との間に予圧タンク（１２）を段りる
。中部シリンダー（４）下部から一吐出される低温熱源
の外気又は、地下水．池水を吐出す弁（１３）を設ける
中部シリンダー（４）下部と低温熱源を吐出す弁（１３
）の間に空気室（１４）設け、空気室（１４）内にビス
］〜ン（１５）を設ける。予圧タンク（１２）内にピス
トン（１６）を設け、ピストン（１６）の上部と予圧タ
ンク（１２）上部との間に］イルバネ（１７）を設ける
。中部シリンダー（４）側面に光ケーブル（１８）を設
【プ、光ケーブル（１８）の先端に高温熱源の赤外線、
又は。 太陽光線を拡散するレンズ（１９）を設ける。（２０＞
は、低温熱源の吸込み流体。（２１）は。 低温熱源の吐出される流体。（２２）は、出力として外
部で利用する吸込み流体。（２３）出力として外部で利
用する圧力を有する吐出される流体。形状記憶合金（５
）は、］イルバネ状変形して必り設定温度に達するとワ
イヤー状に伸びるように形状を記憶している。 次にその作用について説明する。第三図〜第八図におい
て０本発明の形状記憶合金を活用したポンゾの上部及び
下部ピストンの往復動のサイクルを説明する。第三図〜
第五図状記憶合金（５）に赤外線又は、太陽光線を凝縮
した光を光ケーブル（１８）を通してレンズ（１９）で
、拡散され形状記憶記憶台（５）に照射し、中部シリン
ダー（６）内のメッキで光が反則し照射される。コイル
バネ状の形状記憶合金（５）か加熱され、設定温度に達
すると事前に記憶さ゛れているワイヤー状に回復しよう
とし、上部ビス１ヘン（１）を押し］−げろ。又、同時
に下部ピストン（２）″Ｃ′低温熱源（２０＞の外気又
は、地下水、池水笠を下部シリンダー（９）内に吸込み
弁（１０）を通り吸込まれる。この口）上品シリンダー
（６）内の外部で利用する出力流体、空気０作動油、水
等を吐出すｊ７　（２３）を通り圧力を有して吐出され
る。この吐出す弁（２３）を通して１ゴられる圧力を口
する流体を、外部に設けである駆動装置ｔこ利用でき、
又。 地下水を吸込み弁（７）を通し、吐出す弁（８）を通し
地下水を汲み上げ飲お１水、農業用水としてｂ利用でき
る。 第三図サイクル１．形状記憶合金（５）に赤外線又は、
太陽光線が照射され、形状記憶合金（５）が、加熱され
る。 第四図サイクル２．形状記憶合金（５）が、赤外線又は
、太陽光線で加熱され形状記憶合金（５）が上部ピスト
ン（１）を押し上げる。この時中部シリンダー（４）が
負圧になり、空気室（１４）の空気が、中部シリンダー
（４）に流れ込む。 空気室（１４）のピストン（１５）が降下する。 下部シリンダー（９）内に低温熱源の流体を吸込む。 第五図サイクル３．形状記憶合金（５）が上部ピストン
（１〉を押し上げる。この時、予圧タンク（１２）内の
低温熱源の流体が中部シリンダー（４）に流れ込む、予
圧タンク内の圧力が減少し予圧タンク内のピストン（６
）が」イルバネ（１７）Ｃ″押されピストン（１６）が
降下する。下部シリンダー（９）内に低温熱源の流体を
吸込む。 第六図サイクル４．形状記憶合金（５）が上部ピストン
（１）を押し上げる。予圧タンク（１２）内の低温熱源
の流体がピストン（１６）で押され低温熱源の流体が中
部シリンダー（／１）内に流れ込む。。 第七図り゛イクル５．形状記憶合金（５）が低湿熱源で
冷却され縮み上部ビス１−ン（１）が下がり中部シリン
ダー内の低温熱源の流体を吐出す、下部シリンダー（９
）内の低温熱源の流体を吐出す第八図サイクル６、形状
記憶合金（５）が低温熱源の流体で冷却され上部ピスト
ン（１）が降下する。中部シリンダー（４）内の低温熱
源の流体と空気が吐出される。この時、空気室（１４）
内のビス１−ン（１５）が上昇する。下部シリンダー（
９）内の低温熱源の流体が吐出され低温熱源の流体で予
圧タンク（１２）内のピストン（１６）がＦ界する。 第九図サイクル７．形状記憶 され上部ピストン（１）が降下する。中部シリンダー（
／１）内の低温熱源の流体と空気を吐出す。 空気室（１４）内のピストン（１５）が上昇する。下部
シリンダー内の低温熱源の流体を吐出し予圧タンク（１
２）内のビス１−ン（１６）を押し上げる。 このように、構成した本発明による形状記憶合金を活用
したポンプでは、上部シリンダー（６）内で・生じる高
圧の出力が有する流体を冑０幅広い用途に利用できる出
力が１７ることがて−きる。又。 中部シリンダー内に複数の形状記憶合金を設けることに
より、より高圧の出力流体を得ることかできる。 ４、図面の簡単な説明 第一図は０本発明による形状記憶合金を活用したポンプ
の実施例の正面図　第二図は６本発明の斜視図　第三図
番ま本発明の形状記憶合金を活用したポンプの上部及び
下部ピストンの往復動のサイクル１の正面図　第四図サ
イクル２の正面図　第五図１ナイクル３の正面図　第六
図サイクル４の正面図第七図はサイクル５の正面図　第
八図サイクル６の正面図　第九図サイクル７の正面図　
第十図は中部シリンダー内に形状記憶合金を複数８Ωけ
た正面図 １・・・中部ピストン　２・・・下部ピストン　３・・
・ピストン［１ツ１〜４・・・中部シリンダー５・・・
形状記憶合金　６・・・Ｖ部シリンダー７・・・吸入弁
　８・・・吐出す５゛１９・・・下部シリンダー１０・
・・吸入弁　１１・・・吐出すブ↑　１２・・・予圧タ
ンク　１３・・・吐出り一弁　１／１・・・空気室　１
５・・・ピストン　１６・・・ピストン　１７・・・］
イルバネ　１８・・・光、ケーブル　１９・・・拡散レ
ンズ　２０・・・低温熱源の吸込み流体２１・・・低温
熱源の吐出される流体　２２・・・出力とし・で外部で
利用する吸込み流体　２３・・・出力として外部で゛利
用する圧力を右する吐出される流体ヤＲ ワ ヤ９ 唄 減 Ａ（ 智 ν 情 ヤ９ 聾？ 回 ← 臓

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 円筒シリンダー（１）内に、コイルバネ状の形状記憶合
   金（２）設け形状記憶合金（２）の上部にピストン（３
   ）を設ける。円筒シリンダー（１）の下部に光ケーブル
   （１５）を設け、円筒シリンダー内面を光が反射できる
   メッキをする。 以上の如く構成した形状記憶合金を活用したポンプ