一種智能溫差發動機及其應用的製作方法

2023-08-07 16:31:26

專利名稱：一種智能溫差發動機及其應用的製作方法
技術領域：
本發明公開一種發動機及其應用，特別是一種採用記憶金屬的形變產生動 力的智能溫差發動機及其應用。
背景技術：
形狀記憶金屬早在上世紀六七十年代就已經為人們所認識，形狀記憶金屬 具有形狀記憶效應，所謂形狀記憶效應是指某些合金材料在一定條件下，雖然 經過變形但仍然能夠恢復到變形前原始形狀的能力。形狀記憶合金是一種耐疲
勞的材料，它可以反覆使用5000000次而不會產生疲勞斷裂，而且形狀記憶金 屬恢復原狀幾乎可以達到100%。由於記憶金屬的形狀記憶效應，現有技術中， 已經將其應用在功能連接，可使連接緊密，還有用在醫學上，做接骨板、人工 關節、人造心臟等等。現有技術中對形狀記憶金屬的應用多停留在其靜態效果 上。
另一方面，隨著煤炭、石油等不可再生能源的日漸衰竭，石油儲備僅夠全 球消耗40年，煤炭也僅僅夠消耗200年，世界各國都在積極的尋找新的替代能 源，尋求新的能源成為人們研究的新課題，風能、地熱、太陽能、海洋能量等 的開發利用步伐也在加快。然而，其能源利用都還處於研發階段，且受地理環 境限制，另外，其機器構架都很大，使用不夠方便。

發明內容
針對上述提到的現有技術中的形狀記憶金屬發展日趨成熟，卻未得到充分 利用的缺陷，本發明提供一種利用形狀記憶金屬製成的發動機，發動機中設有作為動力源的記憶金屬體，作用於記憶金屬體並使其形變的冷熱調節件，以及完成記憶金屬體通過冷熱調節件使其變形並輸出形變所產生動力的發動機體，利用冷熱調節件對記憶金屬體進行加熱或加冷，當其對記憶金屬體進行加熱時，使記憶金屬體處於一種形狀狀態，當其對記憶金屬體進行加冷時，使記憶金屬體處於另一種形狀狀態，記憶金屬體在兩種狀態之間來回變化時，即產生動能，利用動力輸出體進行輸出。
本發明解決其技術問題採用的技術方案是 一種智能溫差發動機，發動機包括作為動力源的記憶金屬體，作用於記憶金屬體並使其形變的冷熱調節件，以及完成記憶金屬體通過冷熱調節件使其變形並輸出形變所產生動力的發動機體。
一種智能溫差發動機的應用，其中冷熱調節件分成輸冷端和輸熱端，輸冷端與冷水管連接，冷水管通過水泵伸入冷水中，所述的輸熱端與熱水管連接，熱水管與太陽能加熱裝置連接。
本發明解決其技術問題採用的技術方案進一步還包括
所述的發動機體包括固定安裝記憶金屬體用的支撐體和動力輸出體，記憶金屬體設置安裝在支撐體上，動力輸出體與記憶金屬體固定安裝在一起。
所述的支撐體呈空腔結構，記憶金屬體設置在支撐體內，支撐體外側分別設有對記憶金屬體加熱的輸熱接口和對記憶金屬體加冷的輸冷接口。
所述的支撐體內部固定設有支撐杆，記憶金屬體套裝在支撐杆上。
所述的支撐杆上開有一條以上的導流槽。
所述的記憶金屬體呈螺旋彈簧狀或呈"Z"字形。
所述的動力輸出體上開有導流槽所述的支撐體出口處設有水回收裝置，水回收裝置上設有能夠分時開啟或關閉的冷熱水分流裝置，冷熱水分流裝置中的熱水槽通過水管與太陽能加熱裝置連接。
所述的太陽能加熱裝置與支撐體輸熱接口之間設有輔助加熱裝置，輔助加熱裝置一端通過水管與太陽能加熱裝置連接，另一端連接有水泵，水泵通過水管與支撐體輸熱接口連接，所述的冷熱水分流裝置中設有冷水槽，冷水槽通過水管與輔助製冷裝置連接，輔助製冷裝置上連接有冷水泵，冷水泵通過水管與支撐體上輸冷接口連接。
本發明的有益效果是本發明結構簡單，實現容易，製造成本極其低廉。而其利用合金金屬的形狀記憶特性作為動力輸出源，利用海水、江水、湖水等自然水對其製冷，用太陽能對其加熱，利用的都是可再生環保能源，環保性好，為動力能源的發展提出一個全新的理念和發展方向。另外，記憶金屬恢復原狀的能力幾乎是100%，採用本發明作為動力機構製成的設備，不僅使用成本低，而且使用壽命長，而且工作時沒有噪聲，不會對周邊環境產生任何影響。
下面將結合附圖和具體實施方式
對本發明做進一步說明。


圖l為本發明原理結構示意圖。
圖2為本發明使用狀態立體結構示意圖。圖3為本發明使用狀態分解狀態示意圖。圖4為本發明非使用狀態立體結構示意圖。圖5為本發明非使用狀態分解結構示意圖。圖6為本發明支撐體俯視結構示意圖。圖7為本發明使用實施例一原理結構示意圖。圖8為本發明應用實施例二主視結構示意圖。圖9為本發明應用實施例二立體結構示意圖。
圖中，1-記憶金屬體，2-支撐體，3-動力輸出體，4-輸冷接口， 5-輸熱接口，6-冷水泵，7-水管，8-熱水泵，9-太陽能加熱裝置，10-輔助加熱裝置，11-水回收裝置，12-支撐杆，13-導流槽，14-分水板，15-熱水槽，16-冷水槽，17-控制箱，18-電動閥，19-支架，20-加冷裝置，21-出水口。
具體實施例方式
本實施例為本發明優選實施方式，其他凡其原理和基本結構與本實施例相同或近似的，均在本發明保護範圍之內。
請參看附圖1，本發明主要是利用形狀記憶合金的形狀記憶效應產生動力，進行輸出。為了使本發明可以重複循環使用，本發明中採用的記憶金屬體1選用加熱和冷卻均可發生形變的雙程記憶效應合金或全程記憶效應合金，如鎳鈦合金。記憶金屬體1與冷熱調節件相互安裝在一起，通過溫度調節件可對記憶金屬體1進行加熱或加冷，以使記憶金屬體1發生形變，從而使記憶金屬體1推動動力輸出體3運動，輸出動力。
請參看附圖2、附圖3、附圖4、附圖5和附圖6，附圖2、附圖3為本發明伸展開時的結構示意圖，附圖4、附圖5為本發明收縮時的結構示意圖。本實施例中，支撐體2呈筒狀，記憶金屬體1呈螺旋彈簧狀，支撐體2內固定安裝有支撐杆12，記憶金屬體1套裝在支撐杆12上，以使其固定安裝在支撐體2內，動力輸出體3切面呈"T"形，較細部分直徑與支撐體2的內徑相吻合，使其可插入支撐體2內，上部較粗部分露於支撐體2外側，以便於輸出動力。支撐體2上分別設有輸冷接口 5和輸熱接口 4，輸冷接口 5和輸熱接口 4分別通入支撐體2內部，可通過輸冷接口 5向支撐體2內部通入冷氣、冷水等對記憶金屬體1進行製冷，通過輸熱接口 4向支撐體2內部通入熱氣、熱水等對記憶金屬體1進行加熱，以使其發生形變。記憶金屬體1一端抵住動力輸出體3，另一端抵住支撐體2內部。當記憶金屬體l收縮時，動力輸出體3會隨之收入支撐體2內。本實施例中，記憶金屬體1伸長時剛好上邊緣位於輸冷接口 5和輸熱接口 4邊緣，可使輸冷接口 5和輸熱接口 4輸入的冷水或熱水完全有效，記憶金屬體1收縮時的長度剛好與支撐杆12長度相同，既可以是支撐體12最大範圍的起到支撐作用，又可以保證動力輸出體3不會碰到支撐體12。為了便於冷熱水等從支撐體2內流出，動力輸出體3和支撐杆12上相應開有導流槽13，支撐體2下端開有出水口21。當記憶金屬體1發生形變時，記憶金屬體1帶動動力輸出體3運動，從而輸出動力。
以上實施例意在舉例說明本發明的原理，本發明還有其他可變形結構，如記憶金屬體1並不僅限於螺旋彈簧狀，其還可為"Z"字形或其他冷熱時形狀不同，並可作為動力輸出的形狀均可；支撐體2也不限於筒狀，只要可以固定支撐記憶金屬體1，供其加熱或製冷即可；溫度調節件也不限於利用冷\熱水、冷\熱氣，也可以採用電熱絲、製冷晶片等進行加熱或製冷。
請參看附圖7，附圖7中提供一種本發明的應用方法，由於一般的形狀記憶合金的形變溫度，高溫轉變溫度為40。 C左右，低溫轉變溫度為25。 C左右，所以，本實施例中採用海水對記憶金屬體1進行冷卻，將冷水泵6置於海水內，冷水泵6通過水管7連接在支撐體2的輸冷接口 4上；本實施例中，採用太陽能加熱裝置9對水進行加熱，進而通過熱水對記憶金屬體1進行加熱即可滿足記憶金屬體1對加熱的要求，為了放置陰天下雨或者太陽能不足時，不能完全
靠太陽能對記憶金屬體1加熱的要求，本實施例中，還設有輔助加熱裝置IO，太陽能加熱裝置9通過水管7與輔助加熱裝置10的進水口連接，輔助加熱裝置10的出水口上連接有熱水泵8，熱水泵8通過水管7與支撐體2上的輸熱接口 5連接，當太陽能加熱裝置9對水進行加熱能滿足記憶金屬體1對加熱的要求時，輔助加熱裝置10不工作，當太陽能加熱裝置9對水進行加熱不能滿足記憶金屬體l對加熱的要求時，輔助加熱裝置10進行輔助加熱，使輸熱接口5進入的熱水能夠滿足記憶金屬體1對加熱的要求。本實施例中，在支撐體2的出水口21下方設有分水板14，分水板14下方設有水回收裝置11，水回收裝置ll分為冷水槽16和熱水槽15，分別對冷水和熱水進行回收，由於本實施例中採用的冷水為海水，冷水槽16也可不設置，直接將冷水排回大海中即可。分水板14可由控制器控制分時左右傾斜，以分別對冷熱水進行回收。回收後的熱水(也可以是回收後的冷水具體採用冷水回收口還是熱水回收口的水進行再次加熱，要看兩個回收口回收的水哪個溫度高，選擇溫度高的一個進行再次加熱，另一直接排回大海。)可通過水管7通至太陽能加熱裝置9內， 一方面可使熱水循環利用，另一方面對記憶金屬體1進行加熱過的熱水尚留有餘溫，再次加熱時可節約加熱時間和節省加熱能源。本實施例中，採用海水進行冷卻，具體實施時，可採用江、河、湖泊等在內的水進行冷卻，也可採用鼓風機鼓入冷風進行冷卻。本實施例中所舉示例事宜在近海或近江等地區進行發電、舂米等使用。
請參看附圖8和附圖9，附圖8和附圖9中提供本發明另一種應用方法。其主體結構與附圖7中實施例相似，不同之處在於，通過水管將冷水槽16與加冷裝置20連接，冷水泵6安裝在冷水槽16上，冷水泵6通過水管7與支撐體2連通。本實施例適用於機車或遠離江河湖海等自然製冷資源的地方使用，可通
過加冷裝置20對使用後的冷水進行冷卻，使其循環利用。
本發明在使用時，通過循環向支撐體2內衝入冷水和熱水，反覆對記憶金 屬體1加熱或製冷，使記憶金屬體1不停的反覆發生形變，通過動力輸出體3 輸出動力。
本發明通過太陽能對水進行加熱，進而對記憶金屬體1進行加熱，通過海 水對記憶金屬體1進行製冷，然後根據記憶金屬體1的形變產生動力進行輸出， 可以為人們提供環保的清潔動力能源，且本發明結構簡單，實現容易，製造成 本極其低廉，而且使用壽命長，而且工作時沒有噪聲，不會對周邊環境產生任 何影響，為動力能源的發展提出一個全新的理念和發展方向。
權利要求
1、一種智能溫差發動機，其特徵是所述的發動機包括作為動力源的記憶金屬體，作用於記憶金屬體並使其形變的冷熱調節件，以及完成記憶金屬體通過冷熱調節件使其變形並輸出形變所產生動力的發動機體。
2、 根據權利要求1所述的智能溫差發動機，其特徵是所述的發動機體包括固定安裝記憶金屬體用的支撐體和動力輸出體，記憶金屬體設置安裝在支撐體上，動力輸出體與記憶金屬體固定安裝在一起。
3、 根據權利要求2所述的智能溫差發動機，其特徵是所述的支撐體呈空腔結構，記憶金.屬體設置在支撐體內，支撐體外側分別設有對記憶金屬體加熱的輸熱接口和對記憶金屬體加冷的輸冷接口。
4、 根據權利要求3所述的智能溫差發動機，其特徵是所述的支撐體內部固定設有支撐杆，記憶金屬體套裝在支撐杆上。
5、 根據權利要求4所述的智能溫差發動機，其特徵是所述的支撐杆上開有一條以上的導流槽。
6、 根據權利要求1至5中任意一項所述的智能溫差發動機，其特徵是所述的記憶金屬體呈螺旋彈簧狀或呈"Z"字形。
7、 根據權利要求2至5中任意一項所述的智能溫差發動機，其特徵是所述的動力輸出體上開有導流槽。
8、 一種如權利要求l所述的智能溫差發動機的應用，其特徵是所述的冷熱調節件分成輸冷端和輸熱端，輸冷端與冷水管連接，冷水管通過水泵伸入冷水中，所述的輸熱端與熱水管連接，熱水管與太陽能加熱裝置連接。
9、 根據權利要求8所述的智能溫差發動機的應用，其特徵是所述的支撐體出口處設有水回收裝置，水回收裝置上設有能夠分時開啟或關閉的冷熱水分流裝置，冷熱水分流裝置中的熱水槽通過水管與太陽能加熱裝置連接。
10、根據權利要求9所述的智能溫差發動機的應用，其特徵是所述的太陽能 加熱裝置與支撐體輸熱接口之間設有輔助加熱裝置，輔助加熱裝置一端通 過水管與太陽能加熱裝置連接，另一端連接有水泵，水泵通過水管與支撐 體輸熱接口連接，所述的冷熱水分流裝置中設有冷水槽，冷水槽通過水管 與輔助製冷裝置連接，輔助製冷裝置上連接有冷水泵，冷水泵通過水管與 支撐體上輸冷接口連接。
全文摘要
本發明公開一種採用記憶金屬的形變產生動力的智能溫差發動機及其應用。發動機包括作為動力源的記憶金屬體，作用於記憶金屬體並使其形變的冷熱調節件，以及完成記憶金屬體通過冷熱調節件使其變形並輸出形變所產生動力的發動機體。本發明結構簡單，實現容易，製造成本極其低廉。而其利用合金金屬的形狀記憶特性作為動力輸出源，利用海水、江水、湖水等自然水對其製冷，用太陽能對其加熱，利用的都是可再生環保能源，環保性好，為動力能源的發展提出一個全新的理念和發展方向。另外，記憶金屬恢復原狀的能力幾乎是100％，採用本發明作為動力機構製成的設備，不僅使用成本低，而且使用壽命長。
文檔編號F03G7/06GK101487457SQ20091010550
公開日2009年7月22日 申請日期2009年2月20日 優先權日2009年2月20日
發明者廣 凌 申請人:廣 凌