專利名稱：陣列式熱能動(dòng)力裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的裝置，尤其涉及一種陣列式熱能動(dòng)力裝置。
背景技術(shù)：
隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源的消耗量也大大增加。就目前而言，以石油為主的能源由于供求嚴(yán)重失衡，價(jià)格暴漲，影響和波及世界各地的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，給世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來極大風(fēng)險(xiǎn)的情況。因此，人們也開始致力于新能源的開發(fā)與利用，而太陽能作為一種干凈的可再生的新能源，也越來越受到人們的重視。申請人申請的專利號為201110291011. 5的發(fā)明專利，公開了一種能夠?qū)崮苻D(zhuǎn)化為動(dòng)能的熱動(dòng)力裝置，但是，該裝置中的合金板采用單片結(jié)構(gòu)，吸收的熱能有限，導(dǎo)致熱能轉(zhuǎn)化效率低，應(yīng)用在熱能轉(zhuǎn)化中也是同樣的道理，合金板形變小，受到阻力作用容易導(dǎo)致動(dòng)力不足
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中石油等傳統(tǒng)能源的短缺，對環(huán)境的污染嚴(yán)重，而普通的太陽能利用裝置單位面積太陽能的利用率低等缺點(diǎn)，提供了一種通過利用記憶合金的記憶功能，將熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能輸出，具有結(jié)構(gòu)簡單，提高轉(zhuǎn)化為效率等優(yōu)點(diǎn)的陣列式熱能動(dòng)力裝置。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案得以解決一種陣列式熱能動(dòng)力裝置，包括外殼和設(shè)置在外殼上的擋板殼，以及設(shè)置在外殼內(nèi)的傳動(dòng)軸，所述的擋板殼上設(shè)有熱源接口和廢熱出口，其特征在于所述的傳動(dòng)軸上連接有若干轉(zhuǎn)軸，每一個(gè)轉(zhuǎn)軸上設(shè)有若干記憶合金片。轉(zhuǎn)軸設(shè)置在外殼內(nèi)，并與記憶合金片連接，避免了外部雜質(zhì)的進(jìn)入，降低了轉(zhuǎn)軸的磨損，延長了設(shè)備的使用壽命；每一個(gè)轉(zhuǎn)軸上均設(shè)有若干記憶合金片，拓展了記憶合金片的受熱面積，優(yōu)化了熱的利用率，提高設(shè)備的工作效率。作為優(yōu)選，所述的陣列式熱能動(dòng)力裝置的側(cè)剖面為梯形結(jié)構(gòu)，所述的擋板殼上設(shè)有熱源接口的一面面積小于設(shè)有廢熱出口的一面面積；所述轉(zhuǎn)軸上設(shè)有的記憶合金片的長度為靠近熱源接口的記憶合金片短于靠近廢熱出口的記憶合金片。本裝置的進(jìn)熱口即熱源接口一端通入的熱量較大，面積較小，以適應(yīng)設(shè)置的較短的記憶合金片，記憶合金片在受熱強(qiáng)度大的情況下發(fā)生形變，帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)；隨著熱能的損耗，通入本裝置中愈靠近廢熱出口的一端熱能愈小，較小的熱量使記憶合金片的形變也較小，這時(shí)將裝置的橫截面擴(kuò)大，相適應(yīng)的設(shè)置較長的記憶合金片，較長的記憶合金片受熱面積加大，在受到相對較小熱能的時(shí)候也能發(fā)生較大形變，從而產(chǎn)生較大動(dòng)能，帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。作為優(yōu)選，所述的記憶合金片為一面板，經(jīng)過逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)大于或等于90°折彎后形成第一彎折面板與第二彎折面板，第二彎折面板再經(jīng)過順時(shí)針旋轉(zhuǎn)大于或等于90°折彎后形成第三彎折面板，折彎完成后的記憶合金片的第一彎折面板與第三彎折面板所在的平面互相平行。記憶合金片為記憶合金，且通過兩次折疊，因此在受熱后記憶合金片會產(chǎn)生形變伸直展開，記憶合金片在伸直展開的過程中受到外殼上部的擋板殼擋并作用在擋板殼上，同時(shí)擋板殼給記憶合金片一個(gè)推動(dòng)記憶合金片轉(zhuǎn)動(dòng)的反作用力，若干個(gè)記憶合金片先后作用時(shí)，便會由量變產(chǎn)生質(zhì)變，從而推動(dòng)記憶合金片帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。作為優(yōu)選，所述的記憶合金片與轉(zhuǎn)軸固定連接，記憶合金片的第一彎折面板與轉(zhuǎn)軸軸向投影所成的圓相切。記憶合金片與轉(zhuǎn)軸相切并固定連接，因此當(dāng)記憶合金片受熱伸展開時(shí)便會作用在擋板殼上，擋板殼受到記憶合金片的擠壓后給記憶合金片一個(gè)反作用力，從而產(chǎn)生力矩，推動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。作為優(yōu)選，所述的外殼的上部為與受熱膨脹后的記憶合金片接觸的擋板殼，外殼的下部為裝有冷卻液的溶液殼。作為優(yōu)選，所述的記憶合金片為記憶合金。記憶合金在外力作用下會產(chǎn)生變形，當(dāng)把外力去掉，在一定的溫度條件下，能恢復(fù)原來的形狀。所述的記憶合金片經(jīng)過冷卻液的冷卻，恢復(fù)到發(fā)生形變前的長度，受到轉(zhuǎn)軸的帶動(dòng)，再次受熱，發(fā)生形變，推動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，形成良性循環(huán)。作為優(yōu)選，所述的擋板殼內(nèi)壁設(shè)有棘齒。棘齒防止記憶合金片逆向轉(zhuǎn)動(dòng)。作為優(yōu)選，所述記憶合金片彎折時(shí)的徑向長度小于擋板殼到轉(zhuǎn)軸之間的距離，記憶合金片受熱伸展后的徑向長度大于擋板殼到轉(zhuǎn)軸之間的距離；溶液殼的深度大于記憶合 金片受熱伸展后的徑向長度。由于棘齒設(shè)置在擋板殼的內(nèi)壁上，熱風(fēng)或熱氣通過熱源接口進(jìn)入外殼內(nèi)，輻射在殼體內(nèi)的記憶合金片上，從而使得記憶合金片受熱伸展開來，合金受到擋板殼的擠壓發(fā)生彈性形變，進(jìn)而推動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。溶液殼的深度大于記憶合金片受熱伸展后的徑向長度，因此，記憶合金片可以完全浸沒在溶液殼內(nèi)，不會與溶液殼內(nèi)壁接觸。作為優(yōu)選，所述的擋板殼上沒有熱源輻射的半邊半徑大于或等于擋板殼上帶有熱源接口的半邊半徑。由于記憶合金片受熱發(fā)生伸展后與擋板殼接觸，在發(fā)生形變的同時(shí)也受到擋板殼的阻力作用，為減少阻力，可以將沒有熱源輻射的半邊半徑增大。作為優(yōu)選，所述的記憶合金片為四或四片以上，以轉(zhuǎn)軸的幾何中心為圓心均勻分布在轉(zhuǎn)軸上。本發(fā)明通過利用記憶合金的記憶功能，將熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能輸出，本裝置的結(jié)構(gòu)簡單，單位面積熱能利用率高，產(chǎn)生的能源清潔可再生，對環(huán)境的保護(hù)以及新能源的開發(fā)與利用具有重大意義。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例I的結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明實(shí)施例I的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；其中I-外殼、2-轉(zhuǎn)軸、3-記憶合金片、4-傳動(dòng)軸、5-擋板殼、11-冷卻液、12-溶液殼、13-棘齒、31-第一彎折面板、32-第二彎折面板、33-第三彎折面板、51-熱源接口、52-廢熱出口、Rl-擋板殼上帶有熱源接口的半邊半徑、R2-擋板殼上沒有熱源輻射的半邊半徑。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合圖I與具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述陣列式熱能動(dòng)力裝置實(shí)施例，如圖I、圖2所示，包括外殼I和設(shè)置在外殼I上的擋板殼5，以及設(shè)置在外殼I內(nèi)的傳動(dòng)軸4，所述的傳動(dòng)軸4上設(shè)置有十個(gè)轉(zhuǎn)軸2，所述的每個(gè)轉(zhuǎn)軸2上設(shè)有八片記憶合金片3 ;所述的擋板殼5上設(shè)有熱源接口 51和用于排放廢熱的廢熱出口 52。外殼I上設(shè)有具有鎖止功能的棘齒13，因此記憶合金片3只能夠順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；當(dāng)記憶合金片3通過熱源接口 51受熱發(fā)生形變伸展后，推動(dòng)轉(zhuǎn)軸2順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，而轉(zhuǎn)軸2順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)又會帶動(dòng)設(shè)置在轉(zhuǎn)軸2上的記憶合金片3跟著同步順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，這樣，整個(gè)陣列式熱能動(dòng)力裝置就轉(zhuǎn)動(dòng)起來了。由于記憶合金片3為片狀記憶合金，受熱面積有限，熱能損耗后，記憶合金片3的伸展形變小，熱能利用率低。本發(fā)明為解決這一問題，將陣列式熱能動(dòng)力裝置的側(cè)剖面設(shè)置為梯形結(jié)構(gòu)，所述的擋板殼上5設(shè)有熱源接口 51的一面面積小于設(shè)有廢熱出口 52的一面 面積；所述轉(zhuǎn)軸2上設(shè)有的記憶合金片3的長度為靠近熱源接口 51的記憶合金片3短于靠近廢熱出口 52的記憶合金片3。本裝置的進(jìn)熱口即熱源接口 51 —端通入的熱量較大，面積較小，以適應(yīng)設(shè)置的較短的記憶合金片3，記憶合金片3在受熱強(qiáng)度大的情況下發(fā)生形變，帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸2轉(zhuǎn)動(dòng)；隨著熱能的損耗，通入本裝置中愈靠近廢熱出口 52的一端熱能愈小，較小的熱量使記憶合金片3的形變也交小，這時(shí)將裝置的橫截面擴(kuò)大，相適應(yīng)的設(shè)置較長的記憶合金片3，較長的記憶合金片3受熱面積加大，在受到相對較小熱能的時(shí)候也能發(fā)生較大形變，從而產(chǎn)生較大動(dòng)能，帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸2轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而帶動(dòng)傳動(dòng)軸4轉(zhuǎn)動(dòng)。記憶合金片3為一面板，經(jīng)過逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)120°折彎后形成第一彎折面板31與第二彎折面板32，第二彎折面板32再經(jīng)過順時(shí)針旋轉(zhuǎn)120°折彎后形成第三彎折面板33，折彎完成后的記憶合金片3的第一彎折面板31與第三彎折面板33所在的平面互相平行。記憶合金片3與轉(zhuǎn)軸2固定連接,八片記憶合金片3以轉(zhuǎn)軸2的幾何中心為圓心均勻分布在轉(zhuǎn)軸2上。記憶合金片3的第一彎折面板31與轉(zhuǎn)軸2軸向投影所成的圓相切。記憶合金片3在受熱后會發(fā)生形變，處于伸展?fàn)顟B(tài)，記憶合金片3在伸展開的過程中受到外殼I上部的擋板殼5阻擋并作用在擋板殼5上，同時(shí)擋板殼5給記憶合金片3 —個(gè)推動(dòng)記憶合金片3轉(zhuǎn)動(dòng)的反作用力，從而產(chǎn)生力矩，由于記憶合金片3與轉(zhuǎn)軸2相切且固定連接，八個(gè)記憶合金片3先后作用，便會由量變產(chǎn)生質(zhì)變，帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸2轉(zhuǎn)動(dòng)。所述的棘齒13設(shè)置在擋板殼5的內(nèi)壁中部，記憶合金片3彎折時(shí)的徑向長度小于擋板殼5到轉(zhuǎn)軸2之間的距離，記憶合金片3受熱伸展后的徑向長度大于擋板殼5到轉(zhuǎn)軸2之間的距離；溶液殼12的深度大于記憶合金片3受熱伸展后的徑向長度。棘齒13設(shè)置在擋板殼5的內(nèi)壁上,熱風(fēng)或熱氣通過擋板殼5射入外殼I內(nèi)，福射在記憶合金片3上,從而使得記憶合金片3受熱伸展開來，進(jìn)而推動(dòng)轉(zhuǎn)軸2轉(zhuǎn)動(dòng)。外殼I的上部為與受熱膨脹后的記憶合金片3接觸的擋板殼5，外殼I的下部為裝有冷卻液11的溶液殼12。記憶合金片3在旋轉(zhuǎn)至外殼I的下半部分時(shí)，與溶液殼12內(nèi)的冷卻液11接觸，記憶合金片3通過冷卻液11的冷卻降溫，記憶合金片3恢復(fù)原來的形態(tài)。所述的記憶合金片3為記憶合金，例如可以為鈦-鎳合金。記憶合金在外力作用下會產(chǎn)生變形，當(dāng)把外力去掉，在一定的溫度條件下，能恢復(fù)原來的形狀，且具有百萬次以上的恢復(fù)功能。所述的記憶合金片3經(jīng)過冷卻液11的冷卻，恢復(fù)到發(fā)生形變前的長度，受到轉(zhuǎn)軸2的帶動(dòng)，再次受熱，發(fā)生形變，推動(dòng)轉(zhuǎn)軸2轉(zhuǎn)動(dòng)，形成良性循環(huán)。所述的擋板殼5上沒有熱源輻射的半邊半徑R2大于或等于擋板殼上帶有熱源接口的半邊半徑R1。由于記憶合金片3受熱發(fā)生伸展后與擋板殼5接觸，在發(fā)生形變的同時(shí)也受到擋板殼5的阻力作用，為減少阻力，本實(shí)施例中將沒有熱源輻射的半邊半徑增大。熱源接口 51傳入熱能，記憶記憶合金片3因受熱而膨脹，膨脹后記憶合金片3勢必會伸長，從而擠壓到金屬外殼1，因?yàn)榻饘偻鈿由異常堅(jiān)硬金屬制造，不會因?yàn)閿D壓而變形。相反，其會給記憶記憶合金片3—個(gè)反作用力，這個(gè)反作用力會通過記憶記憶合金片3作用在轉(zhuǎn)軸2上，從而轉(zhuǎn)軸2的 旋轉(zhuǎn)。因?yàn)榻饘偻鈿的結(jié)構(gòu)是一個(gè)上半部半徑小，下半部半徑大的裝置，當(dāng)記憶記憶合金片3旋轉(zhuǎn)到底部的時(shí)候，就會浸入冷卻液11中，從而記憶記憶合金片3收縮，為第二次的受熱膨脹做好準(zhǔn)備。這樣在有熱的情況下，記憶合金片3帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸2源源不斷的旋轉(zhuǎn)，為傳動(dòng)軸4帶來源源不斷的動(dòng)力?？傊?，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所作的均等變化與修飾，例如熱源接口 51所設(shè)置在外殼I上的位置可以有不同方式，只要能使記憶合金片3受熱產(chǎn)生變形即可，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種陣列式熱能動(dòng)力裝置，包括外殼(I)和設(shè)置在外殼(I)上的擋板殼(5)，以及設(shè)置在外殼(I)內(nèi)的傳動(dòng)軸(4)，所述的擋板殼(5)上設(shè)有熱源接口(51)和廢熱出口(52)，其特征在于所述的傳動(dòng)軸(4)上連接有若干轉(zhuǎn)軸(2)，每一個(gè)轉(zhuǎn)軸(2)上設(shè)有若干記憶合金片⑶。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的陣列式熱能動(dòng)力裝置，其特征在于所述的陣列式熱能動(dòng)力裝置的側(cè)剖面為梯形結(jié)構(gòu)，所述的擋板殼(5)上設(shè)有熱源接口(51)的一面面積小于設(shè)有廢熱出口(52)的一面面積；所述轉(zhuǎn)軸(2)上設(shè)有的記憶合金片(3)的長度為靠近熱源接口(51)的記憶合金片(3)短于靠近廢熱出口(52)的記憶合金片(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的陣列式熱能動(dòng)力裝置，其特征在于所述的記憶合金片(3)為一面板，經(jīng)過逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)大于或等于90°折彎后形成第一彎折面板(31)與第二彎折面板(32)，第二彎折面板(32)再經(jīng)過順時(shí)針旋轉(zhuǎn)大于或等于90°折彎后形成第三彎折面板(33)，折彎完成后的記憶合金片(3)的第一彎折面板(31)與第三彎折面板(33)所在的平面互相平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的陣列式熱能動(dòng)力裝置，其特征在于所述的記憶合金片(3)·與轉(zhuǎn)軸(2)固定連接，記憶合金片(3)的第一彎折面板(31)與轉(zhuǎn)軸(2)軸向投影所成的圓相切。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的陣列式熱能動(dòng)力裝置，其特征在于所述的外殼(I)的上部為與受熱膨脹后的記憶合金片(3)接觸的擋板殼(5)，外殼(I)的下部為裝有冷卻液(11)的溶液殼(12)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的陣列式熱能動(dòng)力裝置，其特征在于所述的記憶合金片(3)為記憶合金。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的陣列式熱能動(dòng)力裝置，其特征在于所述的擋板殼(5)內(nèi)壁設(shè)有若干棘齒(13)，位置與轉(zhuǎn)軸(2)位置相對應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的陣列式熱能動(dòng)力裝置，其特征在于所述記憶合金片(3)彎折時(shí)的徑向長度小于擋板殼(5)到轉(zhuǎn)軸⑵之間的距離，記憶合金片(3)受熱伸展后的徑向長度大于擋板殼(5)到轉(zhuǎn)軸⑵之間的距離；溶液殼(12)的深度大于記憶合金片(3)受熱伸展后的徑向長度。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的陣列式熱能動(dòng)力裝置，其特征在于所述的擋板殼(5)上沒有熱源輻射的半邊半徑(R2)可以大于或等于擋板殼(5)上帶有熱源接口(51)的半邊半徑(Rl)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的陣列式熱能動(dòng)力裝置，其特征在于所述的記憶合金片(3)為四片或四片以上，以轉(zhuǎn)軸(2)的幾何中心為圓心均勻分布在轉(zhuǎn)軸(2)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種將熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的裝置，公開了一種陣列式熱能動(dòng)力裝置。包括外殼和設(shè)置在外殼上的擋板殼，以及設(shè)置在外殼內(nèi)的傳動(dòng)軸，所述的擋板殼上設(shè)有熱源接口和廢熱出口，其特征在于所述的傳動(dòng)軸上連接有若干轉(zhuǎn)軸，每一個(gè)轉(zhuǎn)軸上設(shè)有若干記憶合金片。本發(fā)明通過利用記憶合金的記憶功能，將熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能輸出，本裝置的結(jié)構(gòu)簡單，單位面積熱能利用率高，產(chǎn)生的能源清潔可再生，對環(huán)境的保護(hù)以及新能源的開發(fā)與利用具有重大意義。
文檔編號F03G7/06GK102748261SQ20121017081
公開日2012年10月24日 申請日期2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月23日
發(fā)明者李同強(qiáng) 申請人:浙江工商大學(xué)