記憶合金彈簧熱機的製作方法

2023-12-03 05:20:46

專利名稱：記憶合金彈簧熱機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及到熱機，尤其是一種用記憶合金彈簧驅動的熱機。
背景技術：
記憶合金〔形狀記憶合金〕是一種新型的功能性金屬材料，它產生於20世紀60年 代初，目前已被廣泛應用於包括電子、機械、宇航、醫療以及日常生活的許多領域。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為目的的應用，例如醫療中用於人體 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製成 的記憶合金水車教學模型等等。
發明內容本實用新型的目的主要是利用記憶合金在相變時會產生較大的恢復力這一特點、 製作一種以記憶合金彈簧為動力的、大型的、用廣譜能源作燃料和節能的記憶合金熱機。本實用新型的目的是這樣實現的它包括有熱水槽、記憶合金彈簧熱機、水冷卻裝 置、增速發電裝置組成，其特徵是熱水槽2由熱水槽支架1支撐置放在由記憶合金彈簧3、記 憶合金彈簧外端擋圈4、記憶合金彈簧伸縮連杆5、記憶合金彈簧內擋圈6、固定支臂7、同心 圓盤8、軸承輪轂9、偏心曲軸10、軸擋11構成的熱機下部，熱水槽2的上方記憶合金彈簧 出水一側安置由擋水板13、扇齒槓桿14、冷卻水槽15、齒輪槓桿16、冷卻水閥17、冷卻水噴 淋管18、冷卻水箱19、冷卻水隔板20、重力水盤21、接水槽22構成的記憶合金彈簧水冷卻 裝置，軸承輪轂9與大齒輪23同心安置，與大齒輪23嚙合的小齒輪24、增速裝置25、發電 機26設置在熱機支架12上部，熱機支架12上部設有主軸套，下部設為底座。熱水槽底部 為加熱區，在加熱區可以使用各種可以加熱的燃料或熱源，當熱水槽內的水達到使記憶合 金彈簧發生相變的溫度後，壓縮的記憶合金彈簧便會相變伸長推動熱機轉動。本實用新型的有益效果是，根據上述目的製成的記憶合金彈簧熱機可以使用廣譜 能源或熱源，由於記憶合金相變的溫度都比較低，因此節省能源，在記憶合金彈簧相變恢復 力的驅動下，熱機產生的動力除完成驅動水冷卻的各種動作外，還通過齒輪帶動發電機轉 動，熱機運行安靜無噪聲。
以下結合附圖對本實用新型作進一步描述


圖1是本實用新型的正面結構示意圖；圖2是本實用新型的側面結構示意圖。
具體實施方式
以上附圖所示的結構是本實用新型的實施例，圖中1為熱水槽支架、2為熱水槽、3 為記憶合金彈簧、4為記憶合金彈簧外端擋圈、5為記憶合金彈簧伸縮連杆、6為記憶合金彈
3簧內擋圈、7為固定支臂、8為同心圓盤、9為軸承輪轂、10為偏心曲軸、11為軸擋、12為熱機 支架、13為擋水板、14為扇齒槓桿、15為冷卻水槽、16為齒輪槓桿、17為冷卻水閥、18為冷 卻水噴淋管、19為冷卻水箱、20為冷卻水隔板、21為重力水盤、22為冷卻水接水槽。熱水槽2由熱水槽支架1支撐置放在由記憶合金彈簧3、記憶合金彈簧外端擋圈 4、記憶合金彈簧伸縮連杆5、記憶合金彈簧內擋圈6、固定支臂7、同心圓盤8、軸承輪轂9、偏 心曲軸10、軸擋11構成的熱機下部，熱水槽支架1為帶有防風板的框架，熱水槽2上方記憶 合金彈簧出水一側安置由擋水板13、扇齒槓桿14、冷卻水槽15、齒輪槓桿16、冷卻水閥17、 冷卻水噴淋管18、冷卻水箱19、冷卻水隔板20、重力水盤21、接水槽22構成的記憶合金彈 簧水冷卻裝置，軸承輪轂9與大齒輪23同心安置，與大齒輪23嚙合的小齒輪24、增速裝置 25、發電機26設置在熱機支架12上部，熱機支架12上部設有主軸套，下部設為底座。軸承輪轂9同心安置大齒輪23，同心圓盤8與軸承輪轂9同心裝配，偏心曲軸10 通過曲臂分為主軸端和偏心軸端，主軸從同心圓盤8正面中心孔穿入，通過軸承輪轂9、大 齒輪23固定於熱機支架12上端的主軸套內，固定支臂7外端設有鉸軸，記憶合金彈簧伸縮 連杆5上設有記憶合金彈簧外端擋圈4、記憶合金內擋圈6，記憶合金彈簧伸縮連杆5設計 為套筒伸縮，靠固定支臂7鉸軸一側設有鉸套，靠偏心曲軸10偏心軸側設有帶孔鉸耳，固定 支臂7在同心圓盤8上均布，固定支臂7的外端鉸軸與記憶合金彈簧伸縮連杆5的鉸套鉸 接，記憶合金彈簧伸縮連杆5的鉸耳與偏心曲軸10的偏心軸鉸接，鉸接後在圓周上形成若 幹組以固定支臂7以及偏心曲軸10曲臂為固定邊、以記憶合金彈簧伸縮連杆5為活動邊的 三角形，組裝後的熱機與熱水槽組合，當熱水槽2內的水通過加熱達到記憶合金彈簧3的相 變溫度後，熱水中的記憶合金彈簧由壓縮狀態向膨脹伸長狀態轉變，轉變過程中產生的相 變恢復力使三角形的活動邊伸長，此時伸縮連杆以與偏心曲軸10的偏心軸為轉動支點推 動固定支臂7繞圓盤中心轉動，轉動移出熱水槽的記憶合金彈簧隨著冷卻被依次壓縮，壓 縮後又旋轉進入熱水中，實現熱機的連續旋轉，熱機的旋轉方向視偏心軸的位置而定。記憶合金彈簧3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8上圓周等分分布的固定支臂7以及記憶合金彈簧伸縮連杆5的數 量視要實現熱機的轉速以及功率大小而定。熱水槽2設計為半圓型或長方形，底部為加熱區，為了保溫和節能，除加熱區外， 其餘熱水槽壁包覆保溫隔熱材料。為使熱機膨脹出水的記憶合金彈簧較快冷卻，熱機設置水冷卻裝置在熱水槽2上 方記憶合金彈簧出水一側，熱水槽2上部邊緣設有擋水板13和中間對開傾斜搭接的冷卻水 隔板20，熱水槽2上部設有扇齒槓桿14、冷卻水接水槽15、齒輪槓桿16、冷卻水閥17、冷卻 水噴淋管18以及重力水盤21。扇齒槓桿14的扇齒與齒輪槓桿16的齒輪嚙合，齒輪與冷卻 水接水槽15同軸，冷卻水接水槽15沿與記憶合金彈簧伸縮連杆5平行安置，在未動作時呈 下垂狀態，當記憶合金彈簧3熱膨脹後移出熱水槽2時，固定支臂7的鉸軸端推動扇齒槓桿 14向上抬起，扇齒帶動齒輪槓桿16的齒輪順時針轉動抬起冷卻水接水槽15將處於熱膨脹 狀態的記憶合金彈簧兜住、齒輪槓桿16的槓桿下壓打開冷卻水閥17，來自冷卻水箱19的冷 卻水經過連接水管從冷卻水噴淋管18噴向記憶合金彈簧3，冷卻後帶有餘溫的冷卻水沿斜 置的冷卻水隔板20經由重力水盤21流向冷卻水接水槽22，冷卻時間由重力水盤21定量控制，重力水盤21 —端與擋水板13鉸接，當重力水盤內的水達到一定重量後，它拉動與扇齒 槓桿14連接的拉繩將扇齒槓桿14從固定支臂7的鉸鏈端脫離，使冷卻水接水槽22下垂歸 位、冷卻水閥17關閉，等待下一個熱膨脹後記憶合金彈簧的到來。冷卻水接水槽22內的水 可以在自然冷卻後由水泵抽向冷卻水箱19重複使用。 為了讓熱機轉動發電，熱機設置由大齒輪23與小齒輪24嚙合驅動的增速裝置25、 發電機26，安置在熱機支架12上部。發電機的轉速以及增速裝置的速比視熱機的轉速和所 做的功而定。
權利要求一種記憶合金彈簧熱機，它包括有熱水槽、記憶合金彈簧熱機、水冷卻裝置、增速發電裝置組成，其特徵是熱水槽(2)由熱水槽支架(1)支撐置放在由記憶合金彈簧(3)、記憶合金彈簧外端擋圈(4)、記憶合金彈簧伸縮連杆(5)、記憶合金彈簧內擋圈(6)、固定支臂(7)、同心圓盤(8)、軸承輪轂(9)、偏心曲軸(10)、軸擋(11)構成的熱機下部，熱水槽(2)上方記憶合金彈簧出水一側安置由擋水板(13)、扇齒槓桿(14)、冷卻水槽(15)、齒輪槓桿(16)、冷卻水閥(17)、冷卻水噴淋管(18)、冷卻水箱(19)、冷卻水隔板(20)、重力水盤(21)、接水槽(22)構成的記憶合金彈簧水冷卻裝置，軸承輪轂(9)與大齒輪(23)同心安置，與大齒輪(23)嚙合的小齒輪(24)、增速裝置(25)、發電機(26)設置在熱機支架(12)上部。
2.根據權利要求1所述的記憶合金彈簧熱機，其特徵在於熱水槽(2)設計為半圓型或 長方形，底部為加熱區，除加熱區外，槽壁外包覆保溫隔熱材料。
3.根據權利要求1所述的記憶合金彈簧熱機，其特徵在於記憶合金彈簧(3)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.根據權利要求1所述的記憶合金彈簧熱機，其特徵在於記憶合金彈簧伸縮連杆(5) 上設有記憶合金彈簧外端擋圈(4)、記憶合金內擋圈(6)，記憶合金彈簧伸縮連杆(5)設計 為套筒伸縮，靠固定支臂(7)鉸軸端一側設有鉸套，靠偏心曲軸(10)偏心軸端設有帶孔鉸 耳。
5.根據權利要求1所述的記憶合金彈簧熱機，其特徵在於固定支臂(7)外端設有鉸軸， 固定支臂(7)在同心圓盤(8)的圓周上等分固接，等分數量視熱機的轉速和功率而定。
6.根據權利要求1所述的記憶合金彈簧熱機，其特徵在於軸承輪轂(9)與同心圓盤(8)同心安裝，偏心曲軸(10)的主軸穿過軸承輪轂(9)和同心圓盤(8)的中心孔固定在熱 機支架(12)上端的主軸套內。
7.根據權利要求1所述的記憶合金彈簧熱機，其特徵在於偏心曲軸(10)在曲臂兩端分 別設有主軸和偏心軸，主軸與軸承輪轂(9)和同心圓盤(8)的中心孔配合，偏心軸與記憶合 金彈簧伸縮連杆(5)的鉸耳鉸合，偏心軸的位置決定熱機的旋轉方向。
8.根據權利要求1所述的記憶合金彈簧熱機，其特徵在於熱機支架(12)上部設有主軸 套，下部設為底座。
9.根據權利要求1所述的記憶合金彈簧熱機，其特徵在於熱水槽(2)上部邊緣設有擋 水板(13)和中間對開傾斜搭接的冷卻水隔板(20)，熱水槽(2)上部設有扇齒槓桿(14)、冷 卻水接水槽(15)、齒輪槓桿(16)、冷卻水閥(17)、冷卻水噴淋管(18)以及重力水盤(21)。
10.根據權利要求1所述的記憶合金彈簧熱機，其特徵在於軸承輪轂(9)與大齒輪 (23)同心安置，與大齒輪(23)嚙合的小齒輪(24)、增速裝置(25)、發電機(26)設置在熱機 支架(12)上部。
專利摘要本實用新型涉及到熱機，尤其是一種用記憶合金彈簧驅動的熱機。它包括有熱水槽、記憶合金彈簧熱機、水冷卻裝置、增速發電裝置組成。熱水槽(2)由熱水槽支架(1)支撐置放在由記憶合金彈簧熱機下部，熱水槽(2)的上方記憶合金彈簧出水一側為記憶合金彈簧水冷卻裝置，軸承輪轂(9)與大齒輪(23)同心安置，與大齒輪(23)嚙合的小齒輪(24)、增速裝置(25)、發電機(26)設置在熱機支架(12)上部。熱水槽底部為加熱區，在加熱區可以使用各種可以加熱的燃料或熱源，當水槽內的水達到使記憶合金彈簧發生相變的溫度後，壓縮的記憶合金彈簧便會相變伸長推動熱機轉動。
文檔編號F03G7/00GK201621024SQ20102012728
公開日2010年11月3日 申請日期2010年3月10日 優先權日2010年3月10日
發明者祁喜林 申請人:祁喜林