[發明專利]一種利用形狀記憶合金實現熱能-機械能轉換的熱機裝置

有效

• 申請號: 201910926987.2
• 申請日: 2019-09-27
• 公開（公告）號: CN110529348B
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 董桂馥;閆語童;尤博;林楠;楊浩
• 申請（專利權）人: 大連大學
• 主分類號: F03G7/06
• 分類號: F03G7/06
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 李猛

一種利用形狀記憶合金實現熱能?機械能轉換的熱機裝置，屬于動力裝置領域。包括活塞式固態熱能轉換裝置；活塞式固態熱能轉換裝置包括外殼、上活塞、下活塞和SMA彈簧；外殼的底部封閉，頂部開口，側壁上設有熱水入口、冷水入口、熱水出口和冷水出口；上活塞和下活塞均位于外殼內，SMA彈簧位于上活塞和下活塞之間，上活塞頂部設有連接軸。本發明通過將熱水和冷水交替通入活塞式固態熱能轉換裝置內，SMA彈簧受冷伸展受熱收縮，往復推動活塞輸出動力。

技術領域

本發明涉及動力裝置領域，尤其涉及一種利用形狀記憶合金實現熱能-機械能轉換的熱機裝置。

背景技術

汽輪機和燃氣輪機這類傳統的能量轉化器主要利用氣體的物態變化來完成能量轉換，因此低溫區域的熱效率較低，特別是利用發電廠和廢物焚燒裝置產生的熱量，例如長距離輸送熱能則熱量損失極大，因此這樣的熱量只限于鄰近地區利用，但是如果熱機的工作物質換成固體，利用固體物質的原子結合能變化而實現的化學能轉換器，即使在低溫范圍內熱效率也相當高，因此利用低溫范圍下不能利用的能量來開發發電技術是十分有必要的。

發明內容

為解決現有傳統能量轉化器低溫區域的熱效率較低的問題，本發明提供了一種利用形狀記憶合金實現熱能-機械能轉換的熱機裝置。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種利用形狀記憶合金實現熱能-機械能轉換的熱機裝置，包括活塞式固態熱能轉換裝置；所述活塞式固態熱能轉換裝置包括外殼、上活塞、下活塞和SMA彈簧；外殼的底部封閉，頂部開口，側壁上設有熱水入口、冷水入口、熱水出口和冷水出口；上活塞和下活塞均位于外殼內，SMA彈簧位于上活塞和下活塞之間，上活塞頂部設有連接軸。

進一步的，所述SMA彈簧中部通過固定架與外殼固定，上活塞和下活塞的側壁均與外殼貼合，上活塞和下活塞內部設有通路，上活塞上方設有上擋板，上擋板側壁與外殼貼合，上活塞和下活塞在外殼內的伸展位置和收縮位置之間滑動。

進一步的，當上活塞和下活塞位于所述收縮位置時，SMA彈簧為收縮狀態，上活塞封閉熱水入口，熱水出口位于上活塞上方，上擋板位于熱水出口上方，下活塞封閉冷水出口，冷水入口位于下活塞下方。

進一步的，當上活塞和下活塞位于所述伸展位置時，SMA彈簧為伸展狀態，上活塞封閉熱水出口，熱水入口位于上活塞下方，下活塞封閉冷水入口，冷水出口位于下活塞上方。

進一步的，所述下活塞底部伸出固定軸，固定軸底部設有下擋板，下擋板側壁與外殼貼合，當下活塞位于收縮位置時，冷水入口位于下擋板上方，當下活塞位于伸展位置時，下擋板與外殼底部貼合。

進一步的，所述活塞式固態熱能轉換裝置成對設置并分別與杠桿轉動連接，油壓機的伸縮軸也與杠桿轉動連接，杠桿與兩個活塞式固態熱能轉換裝置的連接點之間設有支點。

進一步的，所述熱水入口和熱水出口分別通過管道與熱水箱相連，熱水箱與熱水入口之間設有微型泵，冷水入口和冷水出口分別通過管道與冷水箱相連，冷水入口與冷水箱之間設有微型泵。

本發明的有益效果是：熱水和冷水交替通入活塞式固態熱能轉換裝置內，SMA彈簧受冷伸展受熱收縮，往復推動活塞輸出動力。

附圖說明

圖1為本發明的部分結構示意圖；

圖2為本發明的結構示意圖；

圖3為本發明活塞式固態熱能轉換裝置的結構示意圖；

圖4為本發明的右視圖；

圖5為本發明的正視圖；

圖6為本發明的左視圖；

圖7為本發明的俯視圖。