專利名稱：記憶合金熱機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到熱機，尤其是一種用記憶合金驅動的熱機。
背景技術：
記憶合金〔形狀記憶合金〕是一種在加熱升溫后能完全消除其在較低的溫度下發(fā)生的變形，恢復其變形前原始形狀的合金材料。除上述形狀記憶效應外，這種合金的另一個獨特性質是在高溫下發(fā)生的“超彈性”行為，表現(xiàn)為這種合金能承載比一般金屬大幾倍甚至幾十倍的可恢復應變。這種合金材料產(chǎn)生于20世紀60年代初，目前已被廣泛應用于包括電子、機械、宇航、醫(yī)療以及日常生活的諸多領域。記憶合金在這些領域中主要是以小型的、溫差變化而形狀改變?yōu)槟康牡膽?，例如醫(yī)療中用于人體內腔的各種支架、消防用的火災報警器、可任意變形的眼鏡架以及用細小記憶合金絲制成的記憶合金水車教學模型等等。30多年來，人們一直提出和探索用形狀記憶合金為基礎的、節(jié)能環(huán)保、可以驅動發(fā)電機的動力。2009年11月美國國家能源部撥付給美國通用汽車一筆專項資金，用以開發(fā)利用記憶合金將多余熱能轉化為電能的技術模型。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的主要是利用記憶合金在在高溫下(100°C以下)發(fā)生的“超彈性”能承載比一般金屬大幾倍甚至幾十倍的可恢復應變這一特點、制作一種以大記憶合金為基礎的、大型的、用廣譜能源作燃料和節(jié)能、低碳、環(huán)保的熱機。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的它由冷水槽、熱水槽、記憶合金熱機組成，其特征是由移動滑套4、導桿5、記憶合金彈簧6、擺動支撐座7、固定滑套8、雙面齒條9、小齒輪組10、固定齒輪11、同心圓盤12、軸承輪轂13以及立軸14和底座15構成的記憶合金熱機置放在由冷水槽I和熱水槽2組合成的同心圓中央。熱水槽內的水可以使用各種可以加熱的燃料或熱源，如煤炭、石油、天然氣、生物質能、太陽能、各種工業(yè)余熱。當熱水槽內的水達到使記憶合金彈簧發(fā)生相變的溫度后，壓縮的記憶合金彈簧便會相變伸長推動熱機轉動。本發(fā)明的有益效果是，根據(jù)上述目的制成的記憶合金熱機突破了以往幾十年只能用I毫米以下的記憶合金絲制作熱機的局限，可以使用大直徑記憶合金絲、自然環(huán)境水冷、可以使用廣譜能源或各種熱源，由于記憶合金相變的溫度都比較低(100°c以下)，是一種節(jié)能、低排放的綠色能源。在記憶合金彈簧相變恢復力的驅動下熱機可以帶動發(fā)電裝置運行，熱機運行平穩(wěn)、安靜無噪聲。


下面結合附圖對本發(fā)明作進一步描述圖I是本發(fā)明的正面示意圖；圖2是本發(fā)明的側面示意圖。
具體實施例方式以上附圖所示是本發(fā)明的實施例，圖中I為冷水槽2為熱水槽、3為導向板、4為移動滑套5為導桿、6為記憶合金彈簧、7為擺動支撐座、8為固定滑套、9為雙面齒條、10為小齒輪組、11為固定齒輪、12為同心圓盤、13為軸承輪轂、14為立軸、15為底座由移動滑套4、導桿5、記憶合金彈簧6、擺動支撐座7、固定滑套8、雙面齒條9、小齒輪組10、固定齒輪11、同心圓盤12、軸承輪轂13以及立軸14和底座15構成的記憶合金熱機置放在由冷水槽I和熱水槽2組合成的同心圓中央。軸承輪轂13與同心圓盤12同心固接裝配，立軸14與軸承輪轂13同軸配合后，頂端與固定齒輪11固接，同心圓盤12上方根據(jù)熱機動力大小的需要，等分對稱布置安裝小齒輪組10和固定滑套8，小齒輪組10的下部齒輪通過單向軸承及軸承座安裝在同心圓盤12上并與固定齒輪11嚙合，上部齒輪與穿入固定滑套8的雙面齒條9嚙合，擺動支撐座7上端與固定滑套8活動裝配，下端與穿入移動滑套4后的導桿5 —端固接，移動滑套4上端與雙面齒條9頂端活動鉸接。由移動滑套4、導桿5、記憶合金彈簧6、擺動支撐座7、固定滑套8、雙面齒條9、小齒輪組10、固定齒輪11、同心圓盤12、軸承輪轂13以及立軸14和底座15構成的記憶合金熱機，熱水側套在導桿5上的記憶合金彈簧6受熱膨脹后推動移動滑套4帶動雙面齒條9移動，在移動的同時，雙面齒條9帶動小齒輪組10轉動，由于固定齒輪11固定不動，小齒輪組10則帶動同心圓盤12、軸承輪轂13繞圓周轉動，冷水側的記憶合金彈簧同時被壓縮。隨著轉動，在冷熱水分界處擺動支撐座7下端被斜置的導向板3抬起，膨脹的記憶合金彈簧落入冷水中，冷卻壓縮的記憶合金彈簧落入熱水中，周而復始形成連續(xù)轉動。記憶合金彈簧6使用記憶合金絲材繞制，視熱機的出力要求選取繞制彈簧絲材直徑，繞制出的彈簧熱處理成受熱膨脹伸長的單程型或受熱膨脹伸長、遇冷收縮的雙程型。熱機同心圓盤12上圓周等分對稱分布的固定滑套8以及小齒輪組10的數(shù)量視要實現(xiàn)熱機的轉速以及功率大小而定。為便于熱機的安裝和旋轉運行，冷水槽I和熱水槽2可設計成一個同心圓，冷熱水由隔板隔開或設計成兩個半圓形的同心圓拼裝，水槽內圓可以設計安置發(fā)電等裝置。為了保溫和節(jié)能，熱水槽壁可包覆保溫隔熱材料。本發(fā)明為綠色能源，結構簡單，生產(chǎn)熱機所需的各種原材料在國內均可采購得到。
權利要求
1.一種記憶合金熱機，它由冷水槽、熱水槽、記憶合金熱機組成，其特征是由移動滑套(4)、導桿(5)、記憶合金彈簧￠)、擺動支撐座(7)、固定滑套(8)、雙面齒條(9)、小齒輪組(10)、固定齒輪(11)、同心圓盤(12)、軸承輪轂(13)以及立軸(14)和底座(15)構成的記憶合金熱機置放在由冷水槽(I)和熱水槽(2)組合成的同心圓中央。
2.根據(jù)權利要求I所述的記憶合金熱機，其特征在于冷水槽(I)和熱水槽(2)設計成一個同心圓，冷熱水由隔板隔開或設計成兩個半圓形的同心圓拼裝，為便于記憶合金彈簧(6)的抬起，水槽內設有導向板(3)，為保溫和節(jié)能，熱水槽外壁包覆保溫隔熱材料。
3.根據(jù)權利要求I所述的記憶合金熱機，其特征在于記憶合金彈簧(6)使用記憶合金絲材繞制，繞制出的彈簧熱處理成受熱膨脹伸長的單程型或受熱膨脹伸長、遇冷收縮的雙程型。
4.根據(jù)權利要求I所述的記憶合金熱機，其特征在于安裝有記憶合金彈簧(6)的導桿(5)穿過移動滑套(4)后，一端與擺動支撐座(7)下部固接。
5.根據(jù)權利要求I所述的記憶合金熱機，其特征在于穿過固定滑套(8)的雙面齒條(9)，齒面與小齒輪組(10)上端小齒輪嚙合，端部與移動滑套(4)活動鉸接。
6.根據(jù)權利要求I所述的記憶合金熱機，其特征在于固定滑套(8)與同心圓盤(12)對稱等分固接，等分數(shù)量視熱機的轉速以及功率大小而定。
7.根據(jù)權利要求I所述的記憶合金熱機，其特征在于小齒輪組(10)的下端齒輪通過單向軸承和軸承座對稱等分安裝在同心圓盤(12)上并與固定齒輪(11)嚙合，等分數(shù)量視熱機的轉速以及功率大小而定。
8.根據(jù)權利要求I所述的記憶合金熱機，其特征在于同心圓盤(12)與軸承輪轂(13)同心固接、軸承輪轂(13)與立軸(14)同軸配合安置在固定齒輪(11)下部。
9.根據(jù)權利要求I所述的記憶合金熱機，其特征在于立軸(14)頂端與固定齒輪(11)固接，下部與底座(15)固接。全文摘要
本發(fā)明涉及到熱機，尤其是一種用記憶合金驅動的熱機。它由冷水槽、熱水槽、記憶合金熱機組成，其特征是由移動滑套(4)、導桿(5)、記憶合金彈簧(6)、擺動支撐座(7)、固定滑套(8)、雙面齒條(9)、小齒輪組(10)、固定齒輪(11)、同心圓盤(12)、軸承輪轂(13)以及立軸(14)和底座(15)構成的記憶合金熱機置放在由冷水槽(1)和熱水槽(2)組合成的同心圓中央。本發(fā)明突破了只能用1毫米以下的記憶合金絲制作熱機的局限，可以使用大直徑記憶合金絲、使用廣譜能源，記憶合金相變溫度都比較低，是一種節(jié)能、低排放的綠色能源。在記憶合金彈簧相變力驅動下熱機可以帶動發(fā)電裝置運行，熱機運行平穩(wěn)、安靜無噪聲。
文檔編號F03G7/06GK102635526SQ201110034620
公開日2012年8月15日 申請日期2011年2月9日 優(yōu)先權日2011年2月9日
發(fā)明者祁喜林 申請人:祁喜林