NO20140101A1

NO20140101A1 - Hukommelseslegeringtermostat for undervannsutstyr

Info

Publication number: NO20140101A1
Application number: NO20140101A
Authority: NO
Inventors: Christopher G Kocurek; Chelsea Green
Original assignee: Cameron Int Corp
Priority date: 2011-07-14
Filing date: 2014-01-29
Publication date: 2014-01-29
Also published as: US20130015376A1; GB2506791A; GB201400641D0; WO2013010131A1; GB2506791B; NO341600B1; BR112014000939A2; US9727062B2

Description

BAKGRUNN

[0001] Dette avsnittet er ment for å introdusere leseren for forskjellige tekniske aspekter som kan være beslektet med forskjellige aspekter ved foreliggende oppfinnelse, som beskrives og/eller kreves beskyttelse for nedenfor. Denne redegjørelsen antas å være nyttig for å gi leseren bakgrunnsinformasjon for å lette en bedre forståelse av de forskjellige aspekter ved foreliggende oppfinnelse. Det må derfor forstås at denne teksten skal leses i dette lys, og ikke som innrømmelse av kjent teknikk.

[0002] En rekke forskjellig undervannsutstyr, så som mineral utvin ningsutstyr, kan bli utsatt for både høye temperaturer og lave temperaturer. For eksempel kan mineralutvinningsutstyr, så som ventiler og andre strømningsregulerings-mekanismer, bli gjenstand for forhøyede temperaturer mens fluider strømmer gjennom utstyret. Videre er sjøvannet ofte veldig kaldt på steder hvor mineralutvinningsutstyr befinner seg, og utsetter dermed utstyret for kalde temperaturer i tillegg til de forhøyede temperaturene. Ekstrem varme og kulde kan dessverre utsette utstyret for termisk belastning, nedbrytning eller slitasje. Foreksempel kan visse typer elektronikk etter hvert bli overopphetet eller brutt ned ved ekstreme temperaturer eller som følge av temperatursvingninger. Det foreligger således et behov for å holde temperaturer innenfor et akseptabelt variasjonsområde for å redusere muligheten for overoppheting, slitasje eller nedbrytning.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0003] Forskjellige trekk, aspekter og fordeler med foreliggende oppfinnelse vil bli bedre forstått når den følgende detaljerte beskrivelsen leses med støtte i de vedlagte figurene, der like henvisningstegn representerer like deler i alle figurene, hvor:

[0004] Figur 1 er en undervanns BOP-stabelenhet, som kan inkludere én eller flere formhukommelseslegeringstermostater (SMA-(Shape Memory Alloy)-termostater);

[0005] Figur 2 er et eksempel på en SMA-tråd som anvendes for å løfte en vekt;

[0006] Figur 3 er en SMA-legering som skifter fra austenittfasen til martensittfasen og tilbake;

[0007] Figur 4 er en utførelsesform av en isolert undervannsstruktur med en SMA-termostat;

[0008] Figur 5 er et perspektivriss av en utførelsesform av en SMA-termostat;

[0009] Figur 6 er et lengdesnitt gjennom en utførelsesform av SMA-termostaten i figur 5, tatt langs linjen 6-6 i figur 5, og illustrerer SMA-termostaten i en lukket posisjon;

[0010] Figur 7 er et lengdesnitt gjennom en utførelsesform av SMA-termostaten i figur 5, tatt langs linjen 6-6 i figur 5, og illustrerer SMA-termostaten i en åpen posisjon;

[0011] Figur 8 er et skjematisk snitt gjennom en utførelsesform av SMA-termostaten i figur 5, hvor SMA-termostaten innbefatter to SMA-fjærsammenstillinger i en parallell anordning;

[0012] Figur 9 er et skjematisk snitt gjennom en utførelsesform av SMA-termostaten i figur 5, hvor SMA-termostaten har en SMA-fjærsammenstilling med to SMA-fjærer i en seriell anordning; og

[0013] Figur 10 er et skjematisk snitt gjennom en utførelsesform av SMA-termostaten i figur 5, hvor SMA-termostaten har en SMA-fjærsammenstilling med to SMA-fjærer i en nestet anordning.

DETALJERT BESKRIVELSE AV SPESIFIKKE UTFØRELSESFORMER

[0014] Én eller flere spesifikke utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse vil bli beskrevet nedenfor. Disse beskrevne utførelsesformene er kun eksempler på foreliggende oppfinnelse. I et forsøk på å gi en konsis beskrivelse av disse utførelseseksemplene er heller ikke alle trekk ved en faktisk utførelse nødvendigvis beskrevet her. Det må forstås at i utviklingen av en hvilken som helst slik faktisk utførelse, som i ethvert utviklings- eller konstruksjonsprosjekt, en rekke utførelsesspesifikke beslutninger må tas for å oppnå utviklerens spesifikke mål, så som overhold av systemrelaterte og forretningsrelaterte føringer, som kan variere fra én utførelse til en annen. Videre må det forstås at en slik utviklingsjobb kan være komplisert og tidkrevende, men likevel vil være en rutinemessig utviklings-, konstruksjons- og produksjonsjobb for fagmannen på bakgrunn av denne beskrivelsen.

[0015] Ved innføringen av elementer i forskjellige utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse er bruken av bestemte og ubestemte entallsformer og "nevnte" ment å bety at det kan være ett eller flere av elementene. Ord som "omfatte", "innbefatte", "inkludere", "ha" og variasjoner av disse er ment inkluderende og betyr at det kan være ytterligere elementer utover de angitte elementene. Videre er ord som "øvre", "nedre", "ovenfor", "nedenfor" og variasjoner av disse anvendt for å lette beskrivelsen, men innebærer ingen bestemt orientering av komponentene.

[0016] Undervannsutstyr kan inkludere isolerte strukturer med rør eller kanaler som strekker seg gjennom de isolerte strukturene. Rørene fører forskjellige system- eller driftsfluider som kan være under forhøyede temperaturer. Rørene kan videre inkludere strømningsventiler, strupinger og annet inne i de isolerte strukturene. I tillegg til fluidrørene og andre kanaler er de isolerte strukturene fylt med sjøvann. Når oppvarmede fluider føres gjennom rørene absorberer sjøvannet inne i de isolerte strukturene varme overført fra fluidene som strømmer gjennom rørene. I tillegg holder de isolerte strukturene på varmen som absorberes av sjøvannet, og hindrer med det at varmen og energien som genereres av under-vannssystemet frigjøres ut i det omkringliggende sjøvannsmiljøet. De isolerte strukturene kan videre inkludere elektroniske enheter med prosessorer, minne-kretser, kommunikasjonsenheter, kraftforsyninger og annet. Et problem er at som følge av varmen som gjenholdes av de isolerte strukturene, sjøvannet inne i de isolerte strukturene kan nå i temperaturer som gjør at de elektroniske enhetene svikter og overopphetes.

[0017] For å hindre at sjøvannet inne i en isolert struktur kommer opp i temperaturer som gjør at de elektroniske enhetene og deres delkomponenter overopphetes, kan den isolerte strukturen innbefatte en SMA-termostat. SMA-termostaten har én eller flere SMA-fjærer som er utformet og laget for å gjennomgå en faseovergang ved en spesifisert temperatur (f.eks. en temperatur som er lavere enn temperaturen hvor de elektroniske enhetene kan svikte eller overopphetes som følge av høye temperaturer). Videre er SMA-fjæren i SMA-termostaten eksponert for sjøvannet inne i den isolerte strukturen. Når sjøvannet i den isolerte strukturen når den spesifiserte temperaturen, gjennomgår SMA-fjæren faseovergangen og påvirker en muffe i SMA-termostaten. Gjennom påvirkning av muffen presser SMA-fjæren sammen en belastningsfjær og åpner én eller flere utgangsporter for å skape en strømningspassasje mellom det indre av den isolerte strukturen og sjøvannsmiljøet rundt den isolerte strukturen. I andre utførelses-former kan SMA-fjæren ha en strekkutførelse. Med andre ord, når SMA-fjæren gjennomgår faseovergangen og påvirker muffen i SMA-termostaten, trekker SMA-fjæren i belastningsfjæren og skaper med det en strekk i belastningsfjæren. Når utgangsportene er åpne, gjør naturlig konvensjon og oppdriftsforskjeller mellom det oppvarmede sjøvannet inne i den isolerte strukturen og det kalde sjøvannet som omgir den isolerte strukturen at det oppvarmede sjøvannet strømmer ut av den isolerte strukturen. Med andre ord strømmer det oppvarmede sjøvannet ut i de kaldere omgivelsene (dvs. sjøvannet rundt den isolerte strukturen). Videre har den isolerte strukturen et innløp som lar kaldt sjøvann rundt den isolerte strukturen komme inn i den isolerte strukturen og med det senke temperaturen i sjøvannet inne i den isolerte strukturen som omgir SMA-termostaten. Som vil bli beskrevet nedenfor, når temperaturen til sjøvannet inne i den isolerte strukturen avtar til et bestemt nivå, vil SMA-fjæren i SMA-termostaten omvandles tilbake til sin opprinnelige fase. Med denne omvandlingen vil belastningsfjæren i SMA-termostaten gripe inn i muffen i SMA-termostaten, og med det lukke utgangsportene. Med utgangsportene lukket begynner sjøvannet inne i den isolerte strukturen å varmes opp fra varme som overføres av fluidene som strømmer gjennom rørene inne i den isolerte strukturen.

[0018] SMA-termostaten kan bli anvendt i forskjellige typer utstyr. For eksempel viser figur 1 en undervanns BOP-stabelenhet 10, som kan inkludere én eller flere isolerte strukturer 12 (dvs. undervannskomponenter) med SMA-termostater 14. For eksempel kan SMA-termostatene 14 være termostater til undervannsutstyr, termostater til mineralutvinningsutstyr eller termostater til strømningsregulerings-anordninger. Som illustrert kan BOP-stabelenheten 10 være montert på en brønn-hodeenhet 16 på havbunnen 18. BOP-stabelenheten 10 kan være koblet inline mellom brønnhodeenheten 16 og en flytende rigg 20 gjennom et undervannsstige-rør 22. BOP-stabelenheten 10 kan sørge for sikkerhetsinneslutning av fluidtrykk dersom et plutselig trykkspark kommer seg ut fra brønnhullet 24. BOP-stabelenheten 10 kan derfor være innrettet for å hindre skade på den flytende riggen 20 og undervannsstigerøret 22 fra fluidtrykk som overstiger den dimensjonerende kapasiteten. BOP-stabelenheten 10 kan også innbefatte en nedre BOP-stigerørs-pakke 26, som kan koble undervannsstigerøret 22 til en BOP-pakke 28.

[0019] I noen utførelsesformer kan BOP-pakken 28 innbefatte en ramme 30 og isolerte strukturer 12 med SMA-termostater 14. Som nevnt over kan de isolerte strukturene 12 inkludere rør som fører forskjellige system- eller driftsfluider ved forhøyede temperaturer. Varme fra rørene blir overført til sjøvannet som omgir rørene inne i de isolerte strukturene 12. Som angitt over er de isolerte strukturene 12 isolert for å hindre unødvendig varme- og energitap fra BOP-pakken 28 til det omkringliggende sjøvannet. Temperaturen til sjøvannet inne i de isolerte strukturene 12 øker derfor gradvis etter hvert som varme fra rørene absorberes av sjøvannet i de isolerte strukturene 12. Etter hvert som temperaturen til sjøvannet inne i de isolerte strukturene 12 fortsetter å stige kan temperaturen nå et nivå som kan føre til at elektroniske enheter inne i de isolerte strukturene 12 svikter eller overopphetes. I tillegg kan den høye varmen også forårsake annen nedbrytning. For eksempel kan varmen gjøre at de forskjellige komponentene inne i de isolerte strukturene 12 blir gjenstand for termisk nedbrytning, hvor høyere temperaturer kan resultere i materialsvekkelse. Hver av de isolerte strukturene 12 kan derfor innbefatte en SMA-termostat 14 for å regulere temperaturen inne i de isolerte strukturene 12 på måten som beskrives nedenfor.

[0020] I sin alminnelighet er formhukommelseslegeringer (SMA-legeringer) materialer som har evne til å returnere til en forbestemt form når de varmes opp. Mer spesifikt, når SMA-legeringer er kaldere enn sin omvandlingstemperatur, har de forholdsvis lave elastisitetsmoduler og flytestyrke og kan bli deformert til og beholde en hvilken som helst ny form forholdsvis enkelt. Når SMA-legeringer varmes opp til over deres omvandlingstemperatur, derimot, gjennomgår de en endring i krystallstruktur som gjør at de returnerer til sin opprinnelige form med mye større kraft enn fra deres lavtemperaturtilstand. Under faseomvandling kan SMA-legeringer enten generere en forholdsvis stor kraft mot eventuell motstand de møter eller gjennomgå en betydelig dimensjonsendring dersom de er uhindret. Denne formhukommelsesegenskapen kan tilveiebringe en unik mekanisme for temperaturfølsom fjernaktivering.

[0021] Ett spesifikt formhukommelsesmateriale er en legering av nikkel og titan kalt Nitinol. Denne bestemte legeringen kjennetegnes blant annet ved lang levetid før utmatting og høy korrosjonsbestandighet. Den kan derfor være spesielt nyttig som en utløsningsmekanisme for en termostat under de tøffe driftsforholdene som møtes i undersjøiske mineralutvinningsanvendelser. Som en utløsnings-mekanisme er den i stand til opptil omtrent 5% tøyningsgjenopprettelse eller omtrent 500 MPa tilbakeføringsspenning med mange sykluser, avhengig av materialsammensetningen. For eksempel kan en Nitinol-tråd med en diameter på 0,5 mm generere så mye som omtrent 6,8 kilogram (15 pund) kraft. Nitinol har også motstandsegenskaper som gjør at den kan bli aktivert ved oppvarming. Selv om Nitinol er ett eksempel på en SMA-legering som kan bli anvendt i SMA-termostatene 14 i de viste utførelsesformene, kan hvilke som helst SMA-legeringer med passende overgangstemperaturer og andre egenskaper også bli anvendt. Videre kan sammensetningen til Nitinol justeres for å oppnå en ønsket overgangstemperatur. Spesifikt kan mengden nikkel eller titan i Nitinol justeres for å heve eller senke overgangstemperaturen.

[0022] De unike egenskapene til SMA-legeringer gjør dem til et mulig valg for termostater. For eksempel, sammenliknet med elektriske termostater, kan SMA-termostater for eksempel gi en fordel i at de er i stand til å fungere uten elektriske følere eller utstyr. I tillegg kan SMA-legeringer bli laget i forskjellige former, så som tråder og tynne filmer. Spesielt kan SMA-tråder med diamtre mindre enn omtrent

0,5 mm -1,0 mm, 0,6 mm - 0,9 mm eller 0,7 mm - 0,8 mm bli anvendt for å danne fjærer til bruk i SMA-termostatene 14. Termostater, så som SMA-termostatene 14 som beskrives her, kan således brukes til en lang rekke formål. For eksempel kan SMA-trådene som beskrives nedenfor bli anvendt i SMA-termostater til bruk til undervannsformål, luftfartøy, bilerog annet. Som vil bli beskrevet her kan imidlertid bruk av SMA-tråder gi visse fordeler i tilknytning til undervannsutstyret, så som SMA-termostatene 14 beskrevet i figur 1.

[0023] Figur 2 viser et eksempel på en SMA-tråd 32 som blir anvendt for å løfte en vekt 34. Nærmere bestemt, sett fra venstre mot høyre, illustrerer figur 2 en tidsserie hvorved en elektrisk strøm tilføres gjennom SMA-tråden 32 for gradvis å varme opp SMA-tråden 32 og så gradvis avkjøle SMA-tråden 32. Spesielt, innledningsvis ved tiden to, går det ingen elektrisk strøm gjennom SMA-tråden 32. Ved tiden to har SMA-tråden 32 en temperatur som er lavere enn overgangstemperaturen til SMA-tråden 32. Følgelig kan SMA-tråden 32 ha blitt forlenget til en deformert form av kraften som påføres på SMA-tråden 32 av vekten 34. Når elektrisk strøm blir påtrykket på SMA-tråden 32, øker temperaturen i SMA-tråden 32 gradvis slik at overgangstemperaturen til SMA-tråden 32 overstiges. Når dette skjer, begynner SMA-tråden 32 å returnere til sin forbestemte form slik at kraften som påføres av vekten 34 overvinnes og SMA-tråden 32 løfter vekten 34, som vist ved tiden ti. På et tidspunkt, for eksempel tiden t2, vil kraften som påføres av vekten 34 overvinnes helt slik at SMA-tråden 32 returnerer til sin forbestemte form. Fra tiden to til tiden tz blir SMA-tråden 32 derfor varmet opp, og vil som følge av dette trekke seg sammen og overvinne kraften fra vekten 34. Som beskrevet over, når temperaturen til SMA-tråden 32 øker til over overgangstemperaturen, vil SMA-tråden 32 enten generere en forholdsvis stor kraft mot eventuell motstand som møtes (f.eks. mot kraften fra vekten 34), gjennomgå en betydelig dimensjonsendring dersom den er uhindret (f.eks. løfte vekten 34), eller generere en viss kraft og gjennomgå en viss dimensjonsendring samtidig (f.eks. løfte vekten 34 til en høyde under dens forbestemte tilstand).

[0024] Omvendt, ved tiden t3, slutter den elektriske strømmen å gå gjennom SMA-tråden 32. Når den elektriske strømmen slutter å gå gjennom SMA-tråden 32, avtar temperaturen til SMA-tråden 32 gradvis til under overgangstemperaturen til SMA-tråden 32. Når dette skjer, begynner kraften fra vekten 34 å deformere SMA-tråden 32, som vist ved tiden U. På et tidspunkt, for eksempel tiden ts, overvinner kraften som påføres av vekten 34 helt SMA-tråden 32, og forlenger den til den deformerte formen fra tiden to. Fra tiden t3til tiden ts kjøles derfor SMA-tråden 32 ned, og vil som et resultat av dette forlenges på grunn av kraften fra vekten 34. Når temperaturen til SMA-tråden 32 avtar til under overgangstemperaturen, gjennomgår SMA-tråden 32 en betydelig dimensjonsendring dersom den er uhindret (f.eks. ved at den lar vekten 34 synke).

[0025] De unike egenskapene til SMA-legeringer er et resultat av den reversible faseomvandlingen mellom deres krystallstrukturer, for eksempel den sterkere, høytemperatur austenittfasen og den svakere, lavtemperatur martensittfasen. Figur 3 viser en SMA-legering som skifter fra austenittfasen (dvs. en første fase) til martensittfasen (dvs. en andre fase) og tilbake. Når den avkjøles fra sin høytemperatur austenittfase 36 (dvs. den første fasen), gjennomgår SMA-legeringen en omvandling 39 (dvs. en faseendring) til en tvilling-martensittfase 38. Tvilling-martensittfasen 38 kan enkelt deformeres av en ytre kraft. Denne prosessen kalles ofte reversert tvillingdannelse. Martensittfasen 40 (dvs. den andre fasen) blir så reversert når den reverserte tvillingstrukturen skifter tilbake ved oppvarming til austenittfasen 36. Den unike evnen til en reversibel krystallinsk faseomvandling gjør at et SMA-objekt enten kan gjeninnta sin innledende varmebehandlede form (opptil omtrent 5% tøyning) når det varmes opp til over en kritisk overgangstemperatur, eller alternativt generere høye gjenopprettelses-spenninger (over 500 MPa). Som vist i figur 3 utviser transformasjonen 39 en hystereseeffekt, ved at omvandlingene ved oppvarming og ved nedkjøling ikke overlapper. Denne hystereseeffekten kan bli hensyntatt ved utforming og valg av egenskaper for et SMA-materiale for bruk i en SMA-termostat 14.

[0026] Figur 4 er et skjematisk riss av en utførelsesform av én av de isolerte strukturene 12 vist i figur 1 innbefattende rør 50 som strekker seg gjennom den isolerte strukturen 12, en elektronikkenhet 52 (dvs. en intern komponent) og SMA-termostaten 14.1 den illustrerte utførelsesformen har den isolerte strukturen 12 et legeme 56 og et lokk 58. Legemet 56 og lokket 58 til den isolerte strukturen 12 har begge et isolerende lag 62 og eventuelt et strukturelt lag 60. Som omtalt over tjener det isolerende laget 62 til å holde varme og energi inne i den isolerende strukturen 12. For eksempel, i tidsperioder mens BOP-pakken 28 er stengt ned, kan den isolerende strukturen 12 holde energi og/eller varme inne i den isolerende strukturen 12 for å redusere unødvendig energi- og/eller varmetap fra BOP-pakken 28.

[0027] Rørene 50 fører et fluid 64, så som et system- eller driftsfluid, som kan være under en forhøyet temperatur (dvs. oppvarmet). I den illustrerte utførelses-formen inkluderer rørene 50 også en strømningsreguleringsanordning 66. Strømningsreguleringsanordningen 66 kan for eksempel være en ventil eller en struping og kan være innrettet for å regulere en strømningsmengde av fluidet 64. Strømningsreguleringsanordningen 66 kan være elektrisk drevet, trykkluftdrevet, hydraulisk drevet eller annet. I andre utførelsesformer kan strømningsregulerings-anordningen 66 være erstattet av et vinklet passtykke, reduksjonsrør eller en annen forbindelse mellom rørene 50. Siden den isolerte strukturen 12 er anordnet under vann, blir den isolerte strukturen 12 naturlig fylt med indre sjøvann 68 som omgir SMA-termostaten 14, rørene 50 og elektronikkenheten 52. Som angitt over tar det indre sjøvannet 68 opp varme fra en varmekilde (f.eks. rørene 50 og strømningsreguleringsanordningen 66 som fører fluidet 64). Det indre sjøvannet 68 vil derfor gradvis øke i temperatur. Likeledes vil temperaturen til det indre sjøvannet 68 stige som følge av det isloerende laget 62 i den isolerte strukturen 12 som holder på varmen overført fra fluidet 64 som strømmer gjennom rørene 50. I fravær av temperaturregulering i den isolerte strukturen 12 kan det indre sjøvannet 68 for eksempel komme opp i temperaturer på omtrent 30°C - 140°C, 40°C - 130°C, 50°C -120°C, 60°C -110°C, 70°C -100°C, 80°C - 90°C eller høyere.

[0028] Som nevnt over innbefatter den illustrerte utførelsesformen av den isolerte strukturen 12 også elektronikkenheten 52, som innbefatter flere delenheter. Spesielt har elektronikkenheten 52 en styringsenhet 70, en posisjonsanviser 72 og en kommunikasjonsenhet 74. Styringsenheten 70 er innrettet for å regulere driften av strømningsreguleringsanordningen 66. For eksempel kan styringsenheten 70 styre driften av en ventil i strømningsreguleringsanordningen 66, og med det regulere strømningsmengden av fluidet 64 i rørene 50. Som nevnt over kan i noen utførelsesformer strømningsreguleringsanordningen være elektrisk, pneumatisk eller hydraulisk drevet. Styringsenheten 70 er også innrettet for å motta informasjon fra følere 76 anbragt rundt om på den isolerte strukturen 12. For eksempel kan følere 76 koblet til rørene 50 være innrettet for å detektere temperatur, strømningsmengde, trykk, viskositet, spenning eller tøyning, kjemisk sammensetning eller en annen parameter vedrørende fluidet 64. Posisjonsanviseren 72 kan tilveiebringe informasjon eller inkludere data vedrørende posisjonen til BOP-stabelenheten 10. Informasjonen som tilveiebringes av styringsenheten 70 og posisjonsanviseren 72 kan bli sendt til andre systemer i BOP-stabelenheten 10 og/eller til en operatør av BOP-stabelenheten 10 av kommunikasjonsenheten 74. Som vist er elektronikkenheten 52 og dens forskjellige komponenter drevet av en kraftforsyning 78. Som nevnt over er elektronikkenheten 52 og dens delkomponenter omgitt av det indre sjøvannet 68 og kan svikte eller overopphetes dersom temperaturen i det indre sjøvannet 68 er for høy. For eksempel kan elektronikkenheten 52 og dens delkomponenter begynne å overopphetes dersom temperaturen til det indre sjøvannet 68 er høyere enn omtrent 30°C - 80°C, 40°C - 70°C eller 50°C - 60°C.

[0029] For å regulere temperaturen til det indre sjøvannet 68 innbefatter den isolerte strukturen 12 SMA-termostaten 14.1 den illustrerte utførelsesformen er SMA-termostaten 14 anordnet nær (f.eks. inne i) lokket 62 til den isolerte strukturen 12. Som vil bli beskrevet i detalj nedenfor tjener SMA-termostaten 14 til å slippe ut i hvert fall en del av det indre sjøvannet 68 gjennom en utløpskanal 80, som angitt av pilen 82, når temperaturen til det indre sjøvannet 68 kommer til et bestemt nivå. For eksempel kan SMA-termostaten 14 være innrettet for å opprettholde en temperatur inne i den isolerte strukturen 12 som er under en øvre terskel eller og/eller over en nedre terskel. For å erstatte det indre sjøvannet 68 som forlater den isolerte strukturen 12 gjennom SMA-termostaten 14, kommer ytre sjøvann 84 (dvs. sjøvann fra utsiden av den isolerte strukturen 12) inn i den isolerte strukturen 12 gjennom en innløpskanal 86, som angitt av pilen 88. Mer spesifikt, etter hvert som det indre sjøvannet 68 forlater den isolerte strukturen 12 gjennom utløpskanalen 80, skapes det et vakuum inne i den isolerte strukturen 12. Dette vakuumet genererer en strømning av ytre sjøvann 84 inn i den isolerte strukturen 12 gjennom innløpskanalen 86. Det ytre sjøvannnet 84 kan ha en temperatur på omtrent 1 °C - 6°C, 2°C - 5°C eller 3°C - 4°C. Etter hvert som oppvarmet, indre sjøvann 68 forlater den isolerte strukturen 12 og erstattes av ytre sjøvann 84, vil gjennomsnittstemperaturen til det indre sjøvannet 68 avta. Som vil bli beskrevet nedenfor, når temperaturen i det indre sjøvannet 68 har avtatt til et bestemt nivå, sørger SMA-termostaten 14 for å sperre for strømning av det indre sjøvannet 68 gjennom utløpskanalen 80.

[0030] Figur 5 er et perspektivriss av en utførelsesform av SMA-termostaten 14 i figur 4 i en lukket posisjon, og illustrerer et legeme 120 (dvs. en stasjonær andel) og en muffe 122 (dvs. en bevegelig andel) på SMA-termostaten 14. Som vil bli beskrevet i detalj nedenfor er legemet 120 og muffen 122 til SMA-termostaten 14 hovedsakelig hule og er begge innrettet for å motta en strømning av det indre sjøvannet 68 inne i den isolerte strukturen 12. I den illustrerte utførelsesformen er legemet 120 og muffen 122 hovedsakelig konsentriske og/eller koaksiale. Legemet 120 og muffen 122 er laget av materialer som er egnet for undervannsmiljøer. For eksempel kan legemet 120 og muffen 122 være laget av rustfritt stål, et nikkelbasert metall eller plastbelagt stål. Som vil bli beskrevet nedenfor er innsiden av legemet 120 og innsiden av muffen 122 atskilt. I den illustrerte utførelsesformen innbefatter legemet 120 til SMA-termostaten 14 en flens 124 med åpninger 126. Spesifikt er flensen 124 innrettet for å ligge an mot utløps-kanalen 80 fra den isolerte strukturen 12. Åpningene 126 i flensen 126 mottar festeanordningerfor å fastgjøre SMA-termostaten 14 til utløpskanalen 80. På denne måten kan SMA-termostaten 14 henges opp inne i den isolerte strukturen 12 for å overvåke temperaturen til det indre sjøvannet 68. Videre omskriver flensen 124 en åpning 128 i legemet 120 gjennom hvilken det indre sjøvannet 68 kan strømme fra inne i den isolerte strukturen 12 til utløpskanalen 80, som angitt av pilen 130. Som vil bli beskrevet nedenfor inneholder legemet 120 minst én belastningsfjær for SMA-termostaten 14. I den illustrerte utførelsesformen har legemet 120 en hovedsakelig sylindrisk form. I andre utførelsesformer kan legemet 120 ha en kvadratisk eller annen mangekantet form. Legemet 120 har videre en første flenskant 132, som er anlagt mot en andre flenskant 134 på muffen 122. Som vist er de første og andre kantene 132 og 134 tilstøtende hverandre når SMA-termostaten 14 er i den lukkede posisjonen. Som vil bli beskrevet nedenfor kan en tetningsring være anbragt mellom de første og andre kantene 132 og 134.

[0031] Muffen 122 er et hovedsakelig hult legeme som er i hvert fall delvis anbragt rundt legemet 120 til SMA-termostaten 14. Som nevnt over er muffen 122 og legemet 120 hovedsakelig konsentriske. Muffen 122 huser minst én SMA-fjær for SMA-termostaten 14. Videre inkluderer muffen 122 fluidkanaler 136 gjennom hvilke det indre sjøvannet 68 kan strømme inn i det indre av muffen 122. Som vil bli beskrevet nedenfor går det indre sjøvannet 68 i kontakt med SMA-fjæren inne i muffen 122. Når det indre sjøvannet 68 kommer til en faseovergangstemperatur for SMA-fjæren, gjennomgår SMA-fjæren en faseovergang, og utløser med det teleskopisk bevegelse, i en retning 138, av muffen 122 i forhold til legemet 120 til SMA-termostaten 14. I den illustrerte utførelsesformen innbefatter SMA-termostaten 14 en stang 140, som strekker seg gjennom det indre av muffen 122 og det indre av legemet 120 i aksial retning. Som vil bli beskrevet nedenfor er en belastningsfjær inne i legemet 120 og SMA-fjæren inne i muffen 122 anbragt rundt stangen 140, idet fjærene kan være motstående hverandre. I noen utførelses-former kan stangen 140 være en bolt laget av rustfritt stål eller et nikkelbasert metall. Stangen 140 er delvis fastgjort til muffen 122 av en mutter 142.

[0032] Figur 6 er et lengdesnitt gjennom en utførelsesform av SMA-termostaten 14 i figur 5, tatt langs linjen 6-6 i figur 5, og illustrerer SMA-termostaten 14 i en lukket posisjon. Som nevnt over inkluderer SMA-termostaten 14 legemet 120 og muffen 122, som er delvis anbragt rundt legemet 120 i en konsentrisk anordning. I den lukkede posisjonen er strømningsporter 158 i legemet 120 til SMA-termostaten 14 dekket og blokkert av muffen 122. Som følge av dette hindres det indre sjøvannet 68 i den isolerte strukturen 12 i å strømme gjennom strømningsportene 158 og ut av den isolerte strukturen 12. I den illustrerte utførelsesformen kobler stangen 140 legemet 120 til muffen 122. Spesifikt strekker stangen 140 seg gjennom en innside 160 av legemet 120, en åpning 162 i legemet 120, en innside 164 av muffen 122 og en åpning 166 i muffen 122. Mutteren 142 fastgjør en ende 170 av stangen 140 til en utvendig overflate 168 av muffen 122. I tillegg er en underlagsskive 172 anbragt mellom mutteren 142 og den utvendige overflaten 168 av muffen 122. Tilsvarende er en mutter 174 fastgjort til en ende 176 av stangen 140 inne i det indre 160 av legemet 120.

[0033] SMA-termostaten 14 har også en fjærsammenstilling 177, som inkluderer stangen 140. Som nevnt over er en belastningsfjær 178 anbragt rundt stangen 140 inne i det indre 160 av legemet 120 til SMA-termostaten 14. Mer spesifikt er belastningsfjæren 178 anbragt rundt stangen 140 mellom en underlagsskive 180, som ligger an mot mutteren 174 (dvs. en fjærholder), og en underlagsskive 182, som ligger an mot en innvendig overflate 184 av legemet 120. Belastningsfjæren 178 er laget av et materiale egnet for et undervannsmiljø. For eksempel kan belastningsfjæren 178 være laget av et nikkelbasert metall eller plastbelagt stål. I tillegg er en SMA-fjær 186 anbragt rundt stangen 140 inne i det indre 164 av muffen 122. Mer spesifikt er SMA-fjæren 186 anbragt rundt stangen 140 mellom en underlagsskive 188, som ligger an mot en utvendig overflate 190 av legemet 120, og en underlagsskive 192, som ligger an mot en innvendig overflate 194 av muffen 122. Som nevnt over er SMA-fjæren 186 laget av et formhukommelsesmateriale så som Nitinol.

[0034] I den illustrerte utførelsesformen er SMA-termostaten 14 i en lukket posisjon og SMA-fjæren 186 er i martensittfasen. Som angitt over kan, i martensittfasen, SMA-materialet enkelt deformeres av en ytre kraft. I den illustrerte utførelsesformen gjør forspenningskraften fra belastningsfjæren 178 at SMA-fjæren 186 sammenpresses. Som en vil forstå, når en belastningsfjær 178 skal velges for bruk i SMA-termostaten 14, kan det være viktig å velge en belastningsfjær 178 som utøver en forspenningskraft som er større enn forspenningskraften som utøves av SMA-fjæren 186 i martensittfasen, og med det gjør at SMA-fjæren 186 presses sammen. Som vist, når SMA-fjæren 186 er sammenpresset, er SMA-termostaten 14 lukket ettersom muffen 122 og legemet 120 hviler mot hverandre i de respektive kantene 132 og 134. Kanten 134 på muffen 122 har en ringformet fordypning 196 som støtter en ringtetning 198. I noen utførelsesformer kan ringtetningen 198 være en elastomerbasert tetning. Når SMA-termostaten 14 er i den lukkede posisjonen, og kantene 132 og 134 hviler mot hverandre, tjener ringtetningen 198 til å blokkere det indre sjøvannet 68 fra å komme inn i det indre 160 av legemet 120 gjennom strømningsportene 158.

[0035] Figur 7 er et lengdesnitt gjennom en utførelsesform av SMA-termostaten 14 i figur 6, tatt langs linjen 6-6 i figur 5, og illustrerer SMA-termostaten 14 i en åpen posisjon. Nærmere bestemt viser den illustrerte utførelsesformen SMA-fjæren 186 i austenittfasen, der SMA-fjæren 186 ekspanderer og presser sammen belastningsfjæren 178. Under ekspansjonen forskyver SMA-fjæren 186 muffen 122 i retningen 138, og blottlegger med det strømningsportene 158 for det indre sjøvannet 68. Den illustrerte utførelsesformen inkluderer tilsvarende elementer og elementantall som utførelsesformen vist i figur 6.

[0036] Det indre sjøvannet 68 strømmer inn i det indre 164 av muffen 122 gjennom åpningene 136, som angitt av pilene 220. Som angitt over absorberer det indre sjøvannet 68 varme fra fluidet 64 som strømmer gjennom rørene 50 som strekker seg gjennom den isolerte strukturen 12. Temperaturen til det indre sjøvannet 68 kan til slutt stige til en faseovergangstemperatur for SMA-fjæren 186. For eksempel kan faseovergangstemperaturen til SMA-fjæren 186 være omtrent 40°C

- 70°C, 45°C - 65°C eller 50°C - 60°C. SMA-fjæren 186 kan imidlertid utformes for å ha en bestemt faseovergangstemperatur. Spesifikt kan SMA-materialets sammensetning bli justert for å oppnå en ønsket faseovergangstemperatur. For eksempel, for SMA-fjærer 186 laget av Nitinol, kan Nitinolens nikkelsammen-setning bli økt eller redusert i inkrementer på omtrent 0,01 % - 0,3%, 0,02% - 0,25%, 0,03% - 0,20%, 0,04% -0,15% eller 0,05% - 0,1% for å justere Nitinolens faseovergangstemperatur. Etter hvert som SMA-fjæren 186 gjennomgår faseovergangen fra martensittfasen til austenittfasen endres materialegenskapene og mikrostrukturen til SMA-fjæren 186. Endringene i materialegenskaper og mikro-struktur gjør at SMA-fjæren 186 ekspanderes og utøver en kraft på belastningsfjæren 178. Som en vil forstå er forspenningskraften som utøves på belastningsfjæren 178 av SMA-fjæren 186 i austenittfasen større enn forspenningskraften

som utøves av belastningsfjæren 178 på SMA-fjæren 186. Følgelig presses belastningsfjæren 178 sammen og muffen 122 forskyves i retningen 138. I den illustrerte utførelsesformen gjør forspenningskraften som utøves av SMA-fjæren 186 at muffen 122 forskyves en avstand 222, og med det blottlegger strømnings-portene 158 for det indre sjøvannet 68. Med strømningsportene 158 åpnet strømmer det indre sjøvannet 68 inn i det indre 160 av legemet 120 til SMA-termostaten 14, som representert av pilene 224. Deretter stiger det indre sjøvannet 68 mot åpningen 128 i legemet 120, som angitt av pilen 130, som følge av oppdriftsforskjeller og naturlig konveksjon. Nærmere bestemt, siden det indre sjøvannet 68 er varmet opp til en temperatur høyere enn det ytre sjøvannet 84, har det indre sjøvannet 68 mer oppdrift enn det ytre sjøvannet 84 som omgir den isolerte strukturen 12. Det indre sjøvannet 68 vil derfor stige naturlig mot åpningen 128 i legemet 120 og utløpskanalen 80 fra den isolerte strukturen 12. Med andre

ord opptrer strømningen uten pumper eller andre komponenter som krever energi for å fungere. SMA-termostaten 14 vil fungere uten elektrisitet, hydraulikkfluid eller liknende. Som følge av dette kan SMA-termostaten 14 ha lang driftslevetid, gi høy pålitelighet og kreve lite vedlikehold.

[0037] Som angitt over erstattes det indre sjøvannet 68 som strømmer gjennom legemet 120 til SMA-termostaten 14 av ytre sjøvann 84 som strømmer inn i den isolerte strukturen 12 gjennom innløpskanalen 86 til den isolerte strukturen 12. Etter hvert som ytre sjøvann 84 strømmer inn i den isolerte strukturen 12 og erstatter det indre sjøvannet 68 som har forlatt den isolerte strukturen 12 gjennom SMA-termostaten 14, avtar gjennomsnittstemperaturen til det indre sjøvannet 68 gradvis. Etter hvert vil temperaturen til det indre sjøvannet 68 falle under faseovergangstemperaturen til SMA-fjæren 186, og da vil SMA-fjæren 186 gjennomgå en faseovergang fra austenittfasen tilbake til martensittfasen. Faseovergangen fra austenittfasen til martensittfasen reduserer forspenningskraften fra SMA-fjæren 186. Når SMA-fjæren 186 har returnert til martensittfasen, vil forspenningskraften fra belastningsfjæren 178 på SMA-fjæren 186 overvinne forspenningskraften fra SMA-fjæren 186 på belastningsfjæren 178. Som følge av dette vil SMA-fjæren 186 presses sammen slik at muffen 122 og SMA-termostaten 14 forskyves tilbake til den lukkede posisjonen vist i figur 6 og sperrer for ytterligere strømning av sjøvann.

[0038] Figurene 8-10 er skjematiske snitt gjennom utførelsesformer av SMA-termostaten 14 i figur 6, og illustrerer forskjellige utførelser av fjærsammenstillinger 177 inne i SMA-termostaten 14. Utførelsesformene illustrert i figurene 8-10 inkluderer tilsvarende elementer og elementantall som utførelsesformen vist i figur 6. Figur 8 illustrerer en utførelsesform av SMA-termostaten 14 med en første fjærsammenstilling 250 og en andre fjærsammenstilling 252 i en parallell anordning, hvor hver sammenstilling 250 og 252 har et flertall fjærer i en serieanordning. Spesifikt har den første fjærsammenstillingen 250 en første belastningsfjær 254 og en første SMA-fjær 256 i en første rekke, og den andre fjærsammenstillingen 252 har en andre belastningsfjær 258 og en andre SMA-fjær 260 i en andre rekke. Som vist er de første og andre fjærsammenstillingene 250 og 252 anbragt rundt en senterakse 262 til SMA-termostaten 14. Andre utførelsesformer kan ha ytterligere fjærsammenstillinger 177 anordnet i serie og/eller parallelt med hverandre rundt senteraksen 262. For eksempel kan noen utførelsesformer inkludere 2-10, 3-9, 4-7 eller 5-6 fjærsammenstillinger 177 anordnet rundt senteraksen 262. Som en vil forstå fungerer SMA-termostaten 14 vist i figur 8 på en tilsvarende måte som SMA-termostaten 14 vist i figurene 6 og 7. For eksempel kan de første og andre SMA-fjærene 256 og 260 ha like faseovergangstemperaturer. Som følge av dette kan de første og andre SMA-fjærene 256 og 260 gjennomgå faseovergangen fra martensitt til austenitt samtidig, og med det sammen forskyve muffen 122 til den åpne posisjonen vist i figur 7. I andre utførelsesformer kan de første og andre SMA-fjærene 256 og 260 ha forskjellige faseovergangstemperaturer. For eksempel kan den første SMA-fjæren 256 ha en faseovergangstemperatur på omtrent 40 til 50°C, 42 til 48°C eller 44 til 46°C, og den andre SMA-fjæren 260 kan ha en faseovergangstemperatur på omtrent 50 til 60°C, 52 til 58°C eller 54 til 56°C. Videre kan i noen utførelsesformer faseovergangstemperaturene til den første SMA-fjæren 256 og den andre SMA-fjæren 260 ha en valgt temperaturdifferanse. For eksempel kan faseovergangstemperaturene til den første SMA-fjæren 256 og den andre SMA-fjæren 260 ha en temperaturdifferanse på omtrent 1 til 20, 1 til 15, 1 til 10 eller 1 til 5°C. Som en vil forstå, i utførelsesformer hvor de første og andre SMA-fjærene 256 og 260 har forskjellige faseovergangstemperaturer, vil de første og andre SMA-fjærene 256 og 260 gjennomgå faseovergangen fra martensitt til austenitt ved forskjellige tidspunkter. For eksempel kan den første SMA-fjæren 256 gjennomgå faseovergangen fra martensitt til austenitt ved en første temperatur, og med det delvis presse sammen de første og andre belastningsfjærene 254 og 258 og gjøre at muffen 122 forskyves en avstand 264. I noen utførelsesformer kan det at muffen 122 forskyves avstanden 264 delvis blottlegge strømningsportene 158 for det indre sjøvannet 68, og med det la indre sjøvann 68 strømme med en første strømningsmengde inn i det indre 160 av legemet 120 til SMA-termostaten 14 og forlate den isolerte strukturen 12 gjennom utløpskanalen 80. Deretter kan temperaturen til det indre sjøvannet 68 stige videre til faseovergangstemperaturen til den andre SMA-fjæren 260 (f.eks. en andre temperatur), og med det gjøre at den andre SMA-fjæren 260 gjennomgår faseovergangen fra martensitt til austenitt. I noen utførelsesformer kan den andre temperaturen være omtrent til 1 til 50, 1 til 40, 1 til 30, 1 til 20 eller 1 til 10°C høyere enn den første temperaturen. Faseovergangen til den andre SMA-fjæren 260 gjør at de første og andre belastningsfjærene 254 og 258 presses ytterligere sammen, og med det forskyver muffen 122 en ytterligere avstand 266. Etter forskyvning den ytterligere avstanden 266 kan muffen 122 fullt blottlegge strømningsportene 158 for det indre sjøvannet 68, og med det tillate ytterligere strømning av det indre sjøvannet 68 inn i legemet 120 til SMA-termostaten 14. Strømningsmengden kan således øke fra den første strømningsmengden til en andre strømningsmengde, som kan være betydelig større enn den første strømningsmengden. For eksempel kan den andre strømningsmengden være omtrent 10 til 500%, 10 til 250%, 10 til 100% eller 10 til 50% større enn den første strømningsmengden.

[0039] Figur 9 illustrerer SMA-termostaten 14 med en fjærsammenstilling 280 med SMA-fjærer i en serieanordning. Spesifikt har fjærsammenstillingen 280 en stang 140 som støtter en belastningsfjær 282, en første SMA-fjær 284 og en andre SMA-fjær 286 i serie med hverandre og koaksialt med stangen 140. I den illustrerte utførelsesformen er de første og andre SMA-fjærene 284 og 286 anbragt rundt stangen 140 inne i det indre 164 av muffen 122 og er atskilt av en underlagsskive 288. Som en vil forstå fungerer SMA-termostaten 14 vist i figur 9 på en tilsvarende måte som SMA-termostaten 14 vist i figurene 6 og 7. For eksempel kan de første og andre SMA-fjærene 284 og 286 ha like faseovergangstemperaturer. Som følge av dette kan de første og andre SMA- fjærene 284 og 286 gjennomgå faseovergangen fra martensittfasen til austenittfasen samtidig, og med det sammen forskyve muffen 122 til den åpne posisjonen vist i figur 7. I andre utførelsesformer kan de første og andre SMA-fjærene 284 og 286 ha forskjellige faseovergangstemperaturer. For eksempel kan den første SMA-fjæren 284 ha en faseovergangstemperatur på omtrent 40 til 50°C, 42 til 48°C eller 44 til 46°C, og den andre SMA-fjæren 286 kan ha en faseovergangstemperatur på omtrent 50 til 60°C, 52 til 58°C eller 54 til 56°C. Som en vil forstå, i utførelsesformer hvor de første og andre SMA-fjærene 284 og 286 har forskjellige faseovergangstemperaturer, vil de første og andre SMA-fjærene 284 og 286 gjennomgå faseovergangen fra martensittfasen til austenittfasen ved forskjellige tidspunkter. For eksempel kan den første SMA-fjæren 284 gjennomgå faseovergangen fra martensitt til austenitt ved en første temperatur, og med det delvis presse sammen belastningsfjæren 282 og gjøre at muffen 122 forskyves en avstand 290. I noen utførelsesformer kan det at muffen 122 forskyves avstanden 290 delvis blottlegge strømningsportene 158 for det indre sjøvannet 68, og med det la innvendig sjøvann 68 strømme med en første strømningsmengde inn i legemet 120 til SMA-termostaten 14 og forlate den isolerte strukturen 12 gjennom utløpskanalen 80. Deretter kan temperaturen til det indre sjøvannet 68 stige videre til faseovergangstemperaturen til den andre SMA-fjæren 286 (f.eks. en andre temperatur), og med det gjøre at den andre SMA-fjæren 286 gjennomgår faseovergangen fra martensitt til austenitt. I noen utførelsesformer kan den andre temperaturen være omtrent 1 til 50, 1 til 40, 1 til 30, 1 til 20 eller 1 til 10°C høyere enn den første temperaturen. Faseovergangen til den andre SMA-fjæren 286 gjør at belastningsfjærene 282 presses ytterligere sammen, og med det forskyver muffen 122 en ytterligere avstand 292. Ved at den forskyves den ytterligere avstanden 292 kan muffen 122 blottlegge strømningsportene 158 helt for det indre sjøvannet 68, og med det tillate ytterligere strømning av det indre sjøvannet 68 inn i legemet 120 til SMA-termostaten 14. Strømningsmengden kan således øke fra den første strømningsmengden til en andre strømningsmengde, som kan være betydelig større enn den første strømningsmengden. For eksempel kan den andre strømningsmengden være omtrent 10 til 500%, 10 til 250%, 10 til 100% eller 10 til 50% større enn den første strømningsmengden.

[0040] Figur 10 illustrerer SMA-termostaten 14 med en fjærsammenstilling 310 med en nestet oppstilling. Spesifikt har fjærsammenstillingen 310 stangen 140, som støtter en første belastningsfjær 312, en andre belastningsfjær 314 og en SMA-fjær 316. I den illustrerte utførelsesformen er den andre belastningsfjæren 314 og SMA-fjæren 316 anbragt rundt stangen 140 inne i det indre 164 av muffen 122. Mer spesifikt er SMA-fjæren 316 anbragt rundt stangen 140, og den andre belastningsfjæren 314 er anbragt rundt stangen 140 og SMA-fjæren 316 (dvs. at stangen 140, SMA-fjæren 316 og den andre belastningsfjæren 314 er hovedsakelig konsentriske). Når SMA-termostaten 14 er i den fullt lukkede posisjonen, ligger den første belastningsfjæren 312 an mot den innvendige overflaten 184 av legemet 120, og den andre belastningsfjæren 314 ligger an mot den utvendige overflaten 190 av legemet 120.1 tillegg ligger også SMA-fjæren 316 an mot den utvendige overflaten 190 av legemet 120.1 noen utførelsesformer kan de første og andre belastningsfjærene 312 og 314 være like, og påføre like krefter på legemet 120. Med andre ord kan de første og andre belastningsfjærene 312 og 314 være valgt slik at muffen 122 og SMA-termostaten 14 er i en likevektstilstand og i den lukkede posisjonen når SMA-fjæren 316 er i martensittfasen. For eksempel kan de første og andre belastningsfjærene 312 og 314 påføre tilnæmet like krefter på legemet 120 (dvs. på den innvendige overflaten 184 og den utvendige overflaten 190) når SMA-termostaten 14 er i den lukkede posisjonen, og kraften nødvendig for å forskyve muffen 122 kan således være liten. Nærmere bestemt kan i noen utførelsesformer fjærkraften fra den første belastningsfjæren 312 være tilnærmet lik summen av fjærkreftene fra den andre belastningsfjæren 314 og SMA-fjæren 316 nedenfor overgangstemperaturen til SMA-fjæren 316. I andre utførelsesformer kan fjærkraften fra den første belastningsfjæren 312 være noe større enn de kombinerte fjærkreftene fra den andre belastningsfjæren 314 og SMA-fjæren 314. For eksempel kan fjærkraften fra den første belastningsfjæren 312 være omtrent 100 til 120%, 100 til 115%, 100 til 110% eller 100 til 105% av summen av fjærkreftene fra den andre belastningsfjæren 314 og SMA-fjæren 316 nedenfor overgangstemperaturen til SMA-fjæren 316.

[0041] Når det indre sjøvannet 68 når faseovergangstemperaturen til SMA-fjæren 316 og SMA-fjæren 316 skifter fra martensittfasen til austenittfasen, kan kraften som påføres av den ekspanderte SMA-fjæren 316 raskt gjøre at muffen 122 begynner å forskyves. Nærmere bestemt, når SMA-fjæren 316 skifter til austenittfasen, ekspanderer og begynner å utøve en kraft på den utvendige overflaten 190 av legemet 120, trenger ikke SMA-fjæren 316 nødvendigvis å måtte overvinne hele kraften som påføres på den innvendige overflaten 184 av legemet 120 av den første belastningsfjæren 312. Dette er fordi at den andre belastningsfjæren 314 kan utøve en lik og motsatt rettet kraft på den utvendige overflaten 190 av legemet 120, og med det motveie kraften påført av belastningsfjæren 312. Med andre ord, etter at SMA-fjæren 316 har nådd overgangstemperaturen, vil SMA-fjæren 316, hjulpet av fjærkraften fra den andre belastningsfjæren 314, enkelt overvinne fjærkraften fra den første belastningsfjæren 312.

[0042] Ved å innlemme en SMA-termostat 14 kan temperaturen til det indre sjøvannet 68 overvåkes og reguleres inne i den isolerte strukturen 12. Dessuten muliggjør SMA-termostaten 14 overvåkning og regulering av temperaturen inne i den isolerte strukturen 12 uten bruk av følere eller elektronisk overvåkningsutstyr. Regulering av temperaturen til det indre sjøvannet 68 bidrar til å hindre at elektronikkenheten 52 utsettes for høye temperaturer som kan gjøre at elektronikkenheten 52 og dens delkomponenter svikter eller overopphetes. Videre krever driften av SMA-termostaten 14 ingen elektrisitet, hydraulikk, trykkluft eller liknende. Likeledes krever ikke SMA-termostaten 14 noe som helst eksternt utstyr så som pumper, aktuatorer etc. Nærmere bestemt er SMA-termostaten 14 selvdrevet og uavhengig. SMA-termostaten 14 kan derfor ha en lang driftslevetid, gi høy pålitelighet og kreve lite vedlikehold.

[0043] Selv om oppfinnelsen kan realiseres med forskjellige modifikasjoner og i alternative former, har spesifikke utførelsesformer blitt vist som et eksempel i tegningene og beskrevet i detalj her. Imidlertid må det forstås at oppfinnelsen ikke er ment å begrenses til de konkrete formene som er vist. Tvert imot skal oppfinnelsen dekke alle modifikasjoner, ekvivalenter og alternativer som faller innenfor oppfinnelsens ramme og idé som definert av de følgende vedføyde kravene.

Claims

1. System, omfattende: en undervannskomponent; og en formhukommelseslegeringstermostat koblet til undervannskomponenten, hvor formhukommelseslegeringstermostaten omfatter et formhukommelseslegeringsmateriale innrettet for å gjennomgå en faseendring mellom en første fase og en andre fase som reaksjon på en temperaturendring, og formhukommelseslegeringsmaterialet er innrettet for å åpne eller lukke et fluidløp som reaksjon på faseendringen.

2. System ifølge krav 1, hvor formhukommelseslegeringsmaterialet er innrettet for å åpne fluidløpet som reaksjon på faseendringen.

3. System ifølge krav 1, hvor formhukommelseslegeringsmaterialet er innrettet for å lukke fluidløpet som reaksjon på faseendringen.

4. System ifølge krav 1, hvor fluidløpet strekker seg mellom en innside av undervannskomponenten og en utside av undervannskomponenten, og fluidløpet omfatter et vannløp.

5. System ifølge krav 4, hvor undervannskomponenten omfatter en varmeisolert innkapsling som har innsiden og utsiden, en intern komponent anbragt inne i innsiden av den varmeisolerte innkapslingen, og en varmekilde anbragt inne i innsiden.

6. System ifølge krav 5, hvor den interne komponenten omfatter elektronikk.

7. System ifølge krav 5, hvor varmekilden omfatter en fluidkanal, en strømningsreguleringsanordning eller en kombinasjon av dette.

8. System ifølge krav 1, hvor formhukommelseslegeringstermostaten omfatter et første belastningselement laget av formhukommelseslegeringsmaterialet, hvor det første belastningselementet er innrettet for å tilveiebringe en første forspenningskraft i den første fasen, det første belastningselementet er innrettet for å tilveiebringe en andre forspenningskraft i den andre fasen, og de første og andre forspenningskreftene er forskjellige fra hverandre.

9. System ifølge krav 8, hvor formhukommelseslegeringstermostaten omfatter et andre belastningselement motstående det første belastningselementet, og det andre belastningselementet er innrettet for å tilveiebringe en tredje forspenningskraft som er større enn den første forspenningskraften og mindre enn den andre forspenningskraften.

10. System ifølge krav 9, hvor formhukommelseslegeringstermostaten omfatter en stasjonær andel og en bevegelig andel, og de første og andre belastnings-elementene er anbragt mellom de stasjonære og bevegelige andelene for å styre bevegelse av den bevegelige andelen i forhold til den stasjonære andelen for å åpne eller lukke fluidløpet.

11. System ifølge krav 10, hvor den stasjonære andelen omfatter et stasjonært rør, den bevegelige andelen omfatter et bevegelig rør, de stasjonære og bevegelige rørene er konsentriske med hverandre, det første belastningselementet er innrettet for å bevege den bevegelige andelen i en første retning i formhukommelseslegeringsmaterialets andre fase, og det andre belastningselementet er innrettet for å bevege den bevegelige andelen i en andre retning i formhukommelseslegeringsmaterialets første fase.

12. System ifølge krav 11, hvor formhukommelseslegeringstermostaten omfatter en aksel koblet til en første endeandel av det bevegelige røret og forløpende gjennom en andre endeandel av det stasjonære røret, det første belastningselementet er anbragt i et første volum rundt akselen inne i det bevegelige røret mellom de første og andre endeandelene, og det andre belastningselementet er anbragt i et andre volum rundt akselen inne i det stasjonære røret mellom den andre endeandelen og en fjærholder koblet til akselen.

13. System ifølge krav 12, hvor det stasjonære røret omfatter fluidløpet, og det bevegelige røret omfatter en fluidport inn i det første volumet.

14. System ifølge krav 1, hvor undervannskomponenten omfatter en undervannskomponent, en mineralutvinningskomponent, en strømnings-reguleringsanordning, en styringsenhet, en føler, elektronikk eller en kombinasjon av dette.

15. System, omfattende: en formhukommelseslegeringstermostat, hvor formhukommelseslegeringstermostaten omfatter et formhukommelseslegeringsmateriale innrettet for å gjennomgå en faseendring mellom en første fase og en andre fase som reaksjon på en temperaturendring, og formhukommelseslegeringsmaterialet er innrettet for å åpne eller lukke et fluidløp som reaksjon på faseendringen.

16. System ifølge krav 15, hvor den første fasen omfatter en martensittfase og den andre fasen omfatter en austenittfase, og faseendringen er innrettet for å finne sted ved en overgangstemperatur.

17. System ifølge krav 16, hvor overgangstemperaturen er lavere enn en terskeltemperatur for å beskytte en materialstyrke til utstyr eller for å beskytte elektronikk mot overoppheting.

18. System ifølge krav 15, hvor formhukommelseslegeringstermostaten er en termostat til undervannsutstyr, en termostat til mineralutvinningsutstyr, en termostat til en strømningsreguleringsanordning eller en kombinasjon av dette.

19. System, omfattende: en formhukommelseslegeringstermostat, omfattende: et første belastningselement omfattende et formhukommelseslegeringsmateriale, hvor det første belastningselementet er innrettet for å tilveiebringe en variabel første forspenningskraft basert på en fase til formhukommelseslegeringsmaterialet; et andre belastningselement innrettet for å tilveiebringe en andre forspenningskraft som motvirker den variable første forspenningskraften; og en bevegelig ventilandel innrettet for å åpne eller lukke avhengig av om den variable første forspenningskraften er mindre enn eller større enn den andre forspenningskraften.

20. System ifølge krav 19, hvor formhukommelseslegeringstermostaten er en termostat til undervannsutstyr, en termostat til mineralutvinningsutstyr, en termostat til en strømningsreguleringsanordning eller en kombinasjon av dette.