CN101487457A

CN101487457A - 一种智能温差发动机及其应用

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Publication number: CN101487457A
Application number: CNA2009101055015A
Authority: CN
Inventors: 凌广
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-02-20
Filing date: 2009-02-20
Publication date: 2009-07-22

Abstract

本发明公开一种采用记忆金属的形变产生动力的智能温差发动机及其应用。发动机包括作为动力源的记忆金属体，作用于记忆金属体并使其形变的冷热调节件，以及完成记忆金属体通过冷热调节件使其变形并输出形变所产生动力的发动机体。本发明结构简单，实现容易，制造成本极其低廉。而其利用合金金属的形状记忆特性作为动力输出源，利用海水、江水、湖水等自然水对其制冷，用太阳能对其加热，利用的都是可再生环保能源，环保性好，为动力能源的发展提出一个全新的理念和发展方向。另外，记忆金属恢复原状的能力几乎是100％，采用本发明作为动力机构制成的设备，不仅使用成本低，而且使用寿命长。

Description

一种智能温差发动机及其应用

技术领域

本发明公开一种发动机及其应用，特别是一种采用记忆金属的形变产生动力的智能温差发动机及其应用。

背景技术

形状记忆金属早在上世纪六七十年代就已经为人们所认识，形状记忆金属具有形状记忆效应，所谓形状记忆效应是指某些合金材料在一定条件下，虽然经过变形但仍然能够恢复到变形前原始形状的能力。形状记忆合金是一种耐疲劳的材料，它可以反复使用5000000次而不会产生疲劳断裂，而且形状记忆金属恢复原状几乎可以达到100％。由于记忆金属的形状记忆效应，现有技术中，已经将其应用在功能连接，可使连接紧密，还有用在医学上，做接骨板、人工关节、人造心脏等等。现有技术中对形状记忆金属的应用多停留在其静态效果上。

另一方面，随着煤炭、石油等不可再生能源的日渐衰竭，石油储备仅够全球消耗40年，煤炭也仅仅够消耗200年，世界各国都在积极的寻找新的替代能源，寻求新的能源成为人们研究的新课题，风能、地热、太阳能、海洋能量等的开发利用步伐也在加快。然而，其能源利用都还处于研发阶段，且受地理环境限制，另外，其机器构架都很大，使用不够方便。

发明内容

针对上述提到的现有技术中的形状记忆金属发展日趋成熟，却未得到充分利用的缺陷，本发明提供一种利用形状记忆金属制成的发动机，发动机中设有作为动力源的记忆金属体，作用于记忆金属体并使其形变的冷热调节件，以及完成记忆金属体通过冷热调节件使其变形并输出形变所产生动力的发动机体，利用冷热调节件对记忆金属体进行加热或加冷，当其对记忆金属体进行加热时，使记忆金属体处于一种形状状态，当其对记忆金属体进行加冷时，使记忆金属体处于另一种形状状态，记忆金属体在两种状态之间来回变化时，即产生动能，利用动力输出体进行输出。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种智能温差发动机，发动机包括作为动力源的记忆金属体，作用于记忆金属体并使其形变的冷热调节件，以及完成记忆金属体通过冷热调节件使其变形并输出形变所产生动力的发动机体。

一种智能温差发动机的应用，其中冷热调节件分成输冷端和输热端，输冷端与冷水管连接，冷水管通过水泵伸入冷水中，所述的输热端与热水管连接，热水管与太阳能加热装置连接。

本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：

所述的发动机体包括固定安装记忆金属体用的支撑体和动力输出体，记忆金属体设置安装在支撑体上，动力输出体与记忆金属体固定安装在一起。

所述的支撑体呈空腔结构，记忆金属体设置在支撑体内，支撑体外侧分别设有对记忆金属体加热的输热接口和对记忆金属体加冷的输冷接口。

所述的支撑体内部固定设有支撑杆，记忆金属体套装在支撑杆上。

所述的支撑杆上开有一条以上的导流槽。

所述的记忆金属体呈螺旋弹簧状或呈“Z”字形。

所述的动力输出体上开有导流槽。

所述的支撑体出口处设有水回收装置，水回收装置上设有能够分时开启或关闭的冷热水分流装置，冷热水分流装置中的热水槽通过水管与太阳能加热装置连接。

所述的太阳能加热装置与支撑体输热接口之间设有辅助加热装置，辅助加热装置一端通过水管与太阳能加热装置连接，另一端连接有水泵，水泵通过水管与支撑体输热接口连接，所述的冷热水分流装置中设有冷水槽，冷水槽通过水管与辅助制冷装置连接，辅助制冷装置上连接有冷水泵，冷水泵通过水管与支撑体上输冷接口连接。

本发明的有益效果是：本发明结构简单，实现容易，制造成本极其低廉。而其利用合金金属的形状记忆特性作为动力输出源，利用海水、江水、湖水等自然水对其制冷，用太阳能对其加热，利用的都是可再生环保能源，环保性好，为动力能源的发展提出一个全新的理念和发展方向。另外，记忆金属恢复原状的能力几乎是100％，采用本发明作为动力机构制成的设备，不仅使用成本低，而且使用寿命长，而且工作时没有噪声，不会对周边环境产生任何影响。

下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1为本发明原理结构示意图。

图2为本发明使用状态立体结构示意图。

图3为本发明使用状态分解状态示意图。

图4为本发明非使用状态立体结构示意图。

图5为本发明非使用状态分解结构示意图。

图6为本发明支撑体俯视结构示意图。

图7为本发明使用实施例一原理结构示意图。

图8为本发明应用实施例二主视结构示意图。

图9为本发明应用实施例二立体结构示意图。

图中，1-记忆金属体，2-支撑体，3-动力输出体，4-输冷接口，5-输热接口，6-冷水泵，7-水管，8-热水泵，9-太阳能加热装置，10-辅助加热装置，11-水回收装置，12-支撑杆，13-导流槽，14-分水板，15-热水槽，16-冷水槽，17-控制箱，18-电动阀，19-支架，20-加冷装置，21-出水口。

具体实施方式

本实施例为本发明优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本发明保护范围之内。

请参看附图1，本发明主要是利用形状记忆合金的形状记忆效应产生动力，进行输出。为了使本发明可以重复循环使用，本发明中采用的记忆金属体1选用加热和冷却均可发生形变的双程记忆效应合金或全程记忆效应合金，如：镍钛合金。记忆金属体1与冷热调节件相互安装在一起，通过温度调节件可对记忆金属体1进行加热或加冷，以使记忆金属体1发生形变，从而使记忆金属体1推动动力输出体3运动，输出动力。

请参看附图2、附图3、附图4、附图5和附图6，附图2、附图3为本发明伸展开时的结构示意图，附图4、附图5为本发明收缩时的结构示意图。本实施例中，支撑体2呈筒状，记忆金属体1呈螺旋弹簧状，支撑体2内固定安装有支撑杆12，记忆金属体1套装在支撑杆12上，以使其固定安装在支撑体2内，动力输出体3切面呈“T”形，较细部分直径与支撑体2的内径相吻合，使其可***支撑体2内，上部较粗部分露于支撑体2外侧，以便于输出动力。支撑体2上分别设有输冷接口5和输热接口4，输冷接口5和输热接口4分别通入支撑体2内部，可通过输冷接口5向支撑体2内部通入冷气、冷水等对记忆金属体1进行制冷，通过输热接口4向支撑体2内部通入热气、热水等对记忆金属体1进行加热，以使其发生形变。记忆金属体1一端抵住动力输出体3，另一端抵住支撑体2内部。当记忆金属体1收缩时，动力输出体3会随之收入支撑体2内。本实施例中，记忆金属体1伸长时刚好上边缘位于输冷接口5和输热接口4边缘，可使输冷接口5和输热接口4输入的冷水或热水完全有效，记忆金属体1收缩时的长度刚好与支撑杆12长度相同，既可以是支撑体12最大范围的起到支撑作用，又可以保证动力输出体3不会碰到支撑体12。为了便于冷热水等从支撑体2内流出，动力输出体3和支撑杆12上相应开有导流槽13，支撑体2下端开有出水口21。当记忆金属体1发生形变时，记忆金属体1带动动力输出体3运动，从而输出动力。

以上实施例意在举例说明本发明的原理，本发明还有其他可变形结构，如：记忆金属体1并不仅限于螺旋弹簧状，其还可为“Z”字形或其他冷热时形状不同，并可作为动力输出的形状均可；支撑体2也不限于筒状，只要可以固定支撑记忆金属体1，供其加热或制冷即可；温度调节件也不限于利用冷\热水、冷\热气，也可以采用电热丝、制冷芯片等进行加热或制冷。

请参看附图7，附图7中提供一种本发明的应用方法，由于一般的形状记忆合金的形变温度，高温转变温度为40℃左右，低温转变温度为25℃左右，所以，本实施例中采用海水对记忆金属体1进行冷却，将冷水泵6置于海水内，冷水泵6通过水管7连接在支撑体2的输冷接口4上；本实施例中，采用太阳能加热装置9对水进行加热，进而通过热水对记忆金属体1进行加热即可满足记忆金属体1对加热的要求，为了放置阴天下雨或者太阳能不足时，不能完全靠太阳能对记忆金属体1加热的要求，本实施例中，还设有辅助加热装置10，太阳能加热装置9通过水管7与辅助加热装置10的进水口连接，辅助加热装置10的出水口上连接有热水泵8，热水泵8通过水管7与支撑体2上的输热接口5连接，当太阳能加热装置9对水进行加热能满足记忆金属体1对加热的要求时，辅助加热装置10不工作，当太阳能加热装置9对水进行加热不能满足记忆金属体1对加热的要求时，辅助加热装置10进行辅助加热，使输热接口5进入的热水能够满足记忆金属体1对加热的要求。本实施例中，在支撑体2的出水口21下方设有分水板14，分水板14下方设有水回收装置11，水回收装置11分为冷水槽16和热水槽15，分别对冷水和热水进行回收，由于本实施例中采用的冷水为海水，冷水槽16也可不设置，直接将冷水排回大海中即可。分水板14可由控制器控制分时左右倾斜，以分别对冷热水进行回收。回收后的热水(也可以是回收后的冷水具体采用冷水回收口还是热水回收口的水进行再次加热，要看两个回收口回收的水哪个温度高，选择温度高的一个进行再次加热，另一直接排回大海。)可通过水管7通至太阳能加热装置9内，一方面可使热水循环利用，另一方面对记忆金属体1进行加热过的热水尚留有余温，再次加热时可节约加热时间和节省加热能源。本实施例中，采用海水进行冷却，具体实施时，可采用江、河、湖泊等在内的水进行冷却，也可采用鼓风机鼓入冷风进行冷却。本实施例中所举示例事宜在近海或近江等地区进行发电、舂米等使用。

请参看附图8和附图9，附图8和附图9中提供本发明另一种应用方法。其主体结构与附图7中实施例相似，不同之处在于，通过水管将冷水槽16与加冷装置20连接，冷水泵6安装在冷水槽16上，冷水泵6通过水管7与支撑体2连通。本实施例适用于机车或远离江河湖海等自然制冷资源的地方使用，可通过加冷装置20对使用后的冷水进行冷却，使其循环利用。

本发明在使用时，通过循环向支撑体2内冲入冷水和热水，反复对记忆金属体1加热或制冷，使记忆金属体1不停的反复发生形变，通过动力输出体3输出动力。

本发明通过太阳能对水进行加热，进而对记忆金属体1进行加热，通过海水对记忆金属体1进行制冷，然后根据记忆金属体1的形变产生动力进行输出，可以为人们提供环保的清洁动力能源，且本发明结构简单，实现容易，制造成本极其低廉，而且使用寿命长，而且工作时没有噪声，不会对周边环境产生任何影响，为动力能源的发展提出一个全新的理念和发展方向。

Claims

1、一种智能温差发动机，其特征是：所述的发动机包括作为动力源的记忆金属体，作用于记忆金属体并使其形变的冷热调节件，以及完成记忆金属体通过冷热调节件使其变形并输出形变所产生动力的发动机体。

2、根据权利要求1所述的智能温差发动机，其特征是：所述的发动机体包括固定安装记忆金属体用的支撑体和动力输出体，记忆金属体设置安装在支撑体上，动力输出体与记忆金属体固定安装在一起。

3、根据权利要求2所述的智能温差发动机，其特征是：所述的支撑体呈空腔结构，记忆金属体设置在支撑体内，支撑体外侧分别设有对记忆金属体加热的输热接口和对记忆金属体加冷的输冷接口。

4、根据权利要求3所述的智能温差发动机，其特征是：所述的支撑体内部固定设有支撑杆，记忆金属体套装在支撑杆上。

5、根据权利要求4所述的智能温差发动机，其特征是：所述的支撑杆上开有一条以上的导流槽。

6、根据权利要求1至5中任意一项所述的智能温差发动机，其特征是：所述的记忆金属体呈螺旋弹簧状或呈“Z”字形。

7、根据权利要求2至5中任意一项所述的智能温差发动机，其特征是：所述的动力输出体上开有导流槽。

8、一种如权利要求1所述的智能温差发动机的应用，其特征是：所述的冷热调节件分成输冷端和输热端，输冷端与冷水管连接，冷水管通过水泵伸入冷水中，所述的输热端与热水管连接，热水管与太阳能加热装置连接。

9、根据权利要求8所述的智能温差发动机的应用，其特征是：所述的支撑体出口处设有水回收装置，水回收装置上设有能够分时开启或关闭的冷热水分流装置，冷热水分流装置中的热水槽通过水管与太阳能加热装置连接。

10、根据权利要求9所述的智能温差发动机的应用，其特征是：所述的太阳能加热装置与支撑体输热接口之间设有辅助加热装置，辅助加热装置一端通过水管与太阳能加热装置连接，另一端连接有水泵，水泵通过水管与支撑体输热接口连接，所述的冷热水分流装置中设有冷水槽，冷水槽通过水管与辅助制冷装置连接，辅助制冷装置上连接有冷水泵，冷水泵通过水管与支撑体上输冷接口连接。