JPS6332376Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、形状記憶ベルトの加熱冷却により回
転駆動がなされる熱駆動エンジンに関する。

形状記憶合金の一つの性質である形状記憶効果
とは、文字どおり材料が元の形を記憶している性
質のことで、ある温度で変形したものが温度を上
げると元の形状に戻る現象を言う。この現象が熱
弾性型マルテンサイト変態に起因する点について
はよく知られており、この様な形状記憶合金の元
の形に戻る際の回復力を機械的エネルギーとして
取り出す装置として代表的なものが熱駆動エンジ
ンである。

上記マルテンサイト変態をする温度は、形状記
憶合金の組成、加工条件、熱処理条件を適当に選
ぶことにより殆んど任意に設定でき、また変態・
逆変態を数10℃の温度範囲で起こさせることもで
きる。この様な形状記憶合金を用いた熱駆動エン
ジンは、地熱、工場排熱、太陽熱等の熱エネルギ
ー、あるいはそれらによる温排水の低質熱エネル
ギーを有効に回収でき、現在の様にエネルギ枯渇
がさけばれている時に非常に有効な手段といえ
る。

第１図は本出願人より既に出願した実願昭55−
152500（実開昭57−73381号）に記載される熱駆動
エンジンの側面図である。同一径（又は異なる
径）のプーリ１，２間に形状記憶合金で出来た形
状記憶ベルト３が掛けられ、プーリ１，２と各々
同軸上に固定された異なる径（又は同一径）の駆
動プーリ４，５間に熱による収縮の少ない材質か
らなる駆動ベルト６が掛けられている。アイドラ
プーリ７，８は形状記憶ベルト３が冷水槽９内の
冷却水に充分つかる様に形状記憶ベルト３の一部
を押える為のプーリである。温水槽１０には形状
記憶ベルト３を加熱する為の温水が供給される。
プーリ１，２間に掛けられた形状記憶ベルト３は
形状記憶した形より伸びた状態で掛けられており
温水槽１０に温水が供給された時温水につかつて
いる形状記憶ベルト３は収縮すると同時に形状回
復力を発生する。この形状回復力は、プーリ１，
２を経て軸から駆動プーリ４，５に伝わり、更に
駆動ベルト６に伝達される。この際駆動プーリ
４，５は互いに径が異なる為、小径側の駆動プー
リ５側の駆動ベルトの張力が、大径側の駆動プー
リ４側の駆動ベルトの張力を上廻り熱駆動エンジ
ンは矢印方向に回転する。加熱部を通過した形状
記憶ベルト３は、エンジンの回転にともなつて冷
却部に到るが、プーリ１，２の回転数は駆動プー
リ４，５の径比により異なつており、プーリ１に
比してプーリ２の方が多く回転する為、形状記憶
ベルト３は冷水槽９を通過時に冷却され、低温相
の状態で引伸ばされる。引伸ばしに要する力は、
形状回復力に比してかなり小さな力である。以上
の如く形状記憶ベルト３は、加熱、冷却を繰返し
受け収縮と伸長を繰返し行ない、加熱源、冷却源
が有る限り連続的に回転する。

さて、前記形状記憶ベルト３はその変態温度と
運転時の温度との関係で高温相における形状だけ
ではなしに低温相における形状をも記憶してしま
う事がある。即ち、エンジンを停止した場合（形
状記憶ベルト３の加熱部分が冷えた場合）加熱部
分の形状記憶ベルト３は自然に伸び（伸長形状に
復帰）プーリ１，２から外れたり、更に多数の形
状記憶ベルト３を掛けてエンジンを構成した場合
では各形状記憶ベルト３がからまる為に再起動が
困難となり実用上非常に問題となつていた。

本考案はこれ等の欠点を解消し、簡単な構造で
エンジン停止時のたるみを防止する実用的な熱駆
動エンジンを提案することを目的とする。

以下、本考案の実施例を図面に従つて詳細に説
明する。

第２図は本考案に係わるたるみ防止機構付熱駆
動エンジンの一実施例の側面図である。第１図の
熱駆動エンジンと同一部分は同一符号にて示して
おり回転原理は第１図のエンジンと同じである為
駆動機構についての詳細な説明は省略する。熱駆
動エンジン回転中プーリ１，２間に掛けられた形
状記憶ベルト３はプーリ１，２間下部で収縮、同
上部で伸長状態にある。しかし熱駆動エンジンが
停止した時前記形状記憶ベルト３はプーリ１，２
間下部でも伸長する。このたるみを防止するのが
固定板１１及び移動板１２である。この固定板１
１及び移動板１２には第３図ａに示されるように
形状記憶ベルト３に接する個所に弾力性及び摩擦
係数の大きなスポンジ１３が設けられる。前記固
定板１１及び移動板１２は第３図ｂに示されるよ
うに形状記憶ベルト３に接する個所に突起１４を
設けた構造としてもよい。熱駆動エンジンが停止
した時前記移動板１２の移動がなされ該移動板１
２と前記固定板１１とで形状記憶ベルト３が挾持
される。前記移動はワイヤとコイルバネを組合わ
せてなるつり上げ機構としてもよいし、前記移動
板１２の下部からカム等で押上げる機構としても
よい。又、前記固定板１１と前記移動板１２の位
置は逆転させてもよいし、その両方を移動可能な
移動板としてもよい。更には前記冷水槽９の底部
を降下せしめ前記固定板１１の代わりとしてもよ
い。

エンジンを再起動するときには、前記温水槽１
０に温水の供給を開始すると同時或いは温水の貯
蔵が行なわれた後に前記移動板１２を下降して形
状記憶ベルトの挾持を解除すればエンジンは容易
に起動できる。

以上本考案に係る実施例を詳細に説明したが、
本考案によれば形状記憶ベルトの外れやからみが
防止でき再起動を容易にすることができるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の熱駆動エンジンの側面図、第２
図は本考案に係わるたるみ防止機構付熱駆動エン
ジンの一実施例の側面図、第３図ａ，ｂは固定板
と移動板の一部側面図を示す。 図中、１，２：プーリ、３：形状記憶ベルト、
４，５：駆動プーリ、６：駆動ベルト、７，８：
アイドラプーリ、９：冷水槽、１０：温水槽、１
１：固定板、１２：移動板、１３：スポンジ、１
４：突起。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 回転可能な２つのプーリ間に形状記憶合金素子
   からなるベルトを掛け、該ベルトの一部を加熱、
   他の一部を冷却することで前記プーリを回転させ
   る熱駆動エンジンにおいて、前記ベルトの一部を
   浸し該ベルトの一部を加熱する高温液体を貯える
   第１の液体槽と、前記ベルトの他の一部を浸し該
   ベルトの他の一部を冷却する低温液体を貯える第
   ２の液体槽と、エンジン停止時に前記第１の液体
   槽内に位置する前記ベルトを挾持し固定するたる
   み防止手段とを備えたことを特徴とするたるみ防
   止機構付熱駆動エンジン。