專利名稱：陣列式熱能動力裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種將熱能轉化為動能的裝置，尤其涉及一種陣列式熱能動力裝置。
背景技術：
隨著世界經濟的發(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重失衡，價格暴漲，影響和波及世界各地的經濟發(fā)展，給世界經濟發(fā)展帶來極大風險的情況。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，公開了一種能夠將熱能轉化為動能的熱動力裝置，但是，該裝置中的合金板采用單片結構，吸收的熱能有限，導致熱能轉化效率低，應用在熱能轉化中也是同樣的道理，合金板形變小，受到阻力作用容易導致動力不足
發(fā)明內容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中石油等傳統(tǒng)能源的短缺，對環(huán)境的污染嚴重，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，提供了一種通過利用記憶合金的記憶功能，將熱能轉化為動能輸出，具有結構簡單，提高轉化為效率等優(yōu)點的陣列式熱能動力裝置。為了解決上述技術問題，本發(fā)明通過下述技術方案得以解決一種陣列式熱能動力裝置，包括外殼和設置在外殼上的擋板殼，以及設置在外殼內的傳動軸，所述的擋板殼上設有熱源接口和廢熱出口，其特征在于所述的傳動軸上連接有若干轉軸，每一個轉軸上設有若干記憶合金片。轉軸設置在外殼內，并與記憶合金片連接，避免了外部雜質的進入，降低了轉軸的磨損，延長了設備的使用壽命；每一個轉軸上均設有若干記憶合金片，拓展了記憶合金片的受熱面積，優(yōu)化了熱的利用率，提高設備的工作效率。作為優(yōu)選，所述的陣列式熱能動力裝置的側剖面為梯形結構，所述的擋板殼上設有熱源接口的一面面積小于設有廢熱出口的一面面積；所述轉軸上設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。本裝置的進熱口即熱源接口一端通入的熱量較大，面積較小，以適應設置的較短的記憶合金片，記憶合金片在受熱強度大的情況下發(fā)生形變，帶動轉軸轉動；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，這時將裝置的橫截面擴大，相適應的設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候也能發(fā)生較大形變，從而產生較大動能，帶動轉軸轉動，進而帶動傳動軸轉動。作為優(yōu)選，所述的記憶合金片為一面板，經過逆時針旋轉大于或等于90°折彎后形成第一彎折面板與第二彎折面板，第二彎折面板再經過順時針旋轉大于或等于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，同時擋板殼給記憶合金片一個推動記憶合金片轉動的反作用力，若干個記憶合金片先后作用時，便會由量變產生質變，從而推動記憶合金片帶動轉軸轉動。作為優(yōu)選，所述的記憶合金片與轉軸固定連接，記憶合金片的第一彎折面板與轉軸軸向投影所成的圓相切。記憶合金片與轉軸相切并固定連接，因此當記憶合金片受熱伸展開時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反作用力，從而產生力矩，推動轉軸轉動。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生變形，當把外力去掉，在一定的溫度條件下，能恢復原來的形狀。所述的記憶合金片經過冷卻液的冷卻，恢復到發(fā)生形變前的長度，受到轉軸的帶動，再次受熱，發(fā)生形變，推動轉軸轉動，形成良性循環(huán)。作為優(yōu)選，所述的擋板殼內壁設有棘齒。棘齒防止記憶合金片逆向轉動。作為優(yōu)選，所述記憶合金片彎折時的徑向長度小于擋板殼到轉軸之間的距離，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。由于棘齒設置在擋板殼的內壁上，熱風或熱氣通過熱源接口進入外殼內，輻射在殼體內的記憶合金片上，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，進而推動轉軸轉動。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，不會與溶液殼內壁接觸。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，以轉軸的幾何中心為圓心均勻分布在轉軸上。本發(fā)明通過利用記憶合金的記憶功能，將熱能轉化為動能輸出，本裝置的結構簡單，單位面積熱能利用率高，產生的能源清潔可再生，對環(huán)境的保護以及新能源的開發(fā)與利用具有重大意義。


圖I為本發(fā)明實施例I的結構示意 圖2為本發(fā)明實施例I的側面結構示意圖；其中I-外殼、2-轉軸、3-記憶合金片、4-傳動軸、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。
具體實施例方式下面結合圖I與具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細描述陣列式熱能動力裝置實施例，如圖I、圖2所示，包括外殼I和設置在外殼I上的擋板殼5，以及設置在外殼I內的傳動軸4，所述的傳動軸4上設置有十個轉軸2，所述的每個轉軸2上設有八片記憶合金片3 ;所述的擋板殼5上設有熱源接口 51和用于排放廢熱的廢熱出口 52。外殼I上設有具有鎖止功能的棘齒13，因此記憶合金片3只能夠順時針旋轉；當記憶合金片3通過熱源接口 51受熱發(fā)生形變伸展后，推動轉軸2順時針旋轉，而轉軸2順時針旋轉時又會帶動設置在轉軸2上的記憶合金片3跟著同步順時針旋轉，這樣，整個陣列式熱能動力裝置就轉動起來了。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，將陣列式熱能動力裝置的側剖面設置為梯形結構，所述的擋板殼上5設有熱源接口 51的一面面積小于設有廢熱出口 52的一面 面積；所述轉軸2上設有的記憶合金片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。本裝置的進熱口即熱源接口 51 —端通入的熱量較大，面積較小，以適應設置的較短的記憶合金片3，記憶合金片3在受熱強度大的情況下發(fā)生形變，帶動轉軸2轉動；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，這時將裝置的橫截面擴大，相適應的設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候也能發(fā)生較大形變，從而產生較大動能，帶動轉軸2轉動,進而帶動傳動軸4轉動。記憶合金片3為一面板，經過逆時針旋轉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再經過順時針旋轉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與轉軸2固定連接,八片記憶合金片3以轉軸2的幾何中心為圓心均勻分布在轉軸2上。記憶合金片3的第一彎折面板31與轉軸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，處于伸展狀態(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，同時擋板殼5給記憶合金片3 —個推動記憶合金片3轉動的反作用力，從而產生力矩，由于記憶合金片3與轉軸2相切且固定連接，八個記憶合金片3先后作用，便會由量變產生質變，帶動轉軸2轉動。所述的棘齒13設置在擋板殼5的內壁中部，記憶合金片3彎折時的徑向長度小于擋板殼5到轉軸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設置在擋板殼5的內壁上,熱風或熱氣通過擋板殼5射入外殼I內，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，進而推動轉軸2轉動。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在旋轉至外殼I的下半部分時，與溶液殼12內的冷卻液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生變形，當把外力去掉，在一定的溫度條件下，能恢復原來的形狀，且具有百萬次以上的恢復功能。所述的記憶合金片3經過冷卻液11的冷卻，恢復到發(fā)生形變前的長度，受到轉軸2的帶動，再次受熱，發(fā)生形變，推動轉軸2轉動，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)生形變的同時也受到擋板殼5的阻力作用，為減少阻力，本實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，因為金屬外殼I由異常堅硬金屬制造，不會因為擠壓而變形。相反，其會給記憶記憶合金片3—個反作用力，這個反作用力會通過記憶記憶合金片3作用在轉軸2上，從而轉軸2的 旋轉。因為金屬外殼I的結構是一個上半部半徑小，下半部半徑大的裝置，當記憶記憶合金片3旋轉到底部的時候，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備。這樣在有熱的情況下，記憶合金片3帶動轉軸2源源不斷的旋轉，為傳動軸4帶來源源不斷的動力?？傊陨纤鰞H為本發(fā)明的較佳實施例，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受熱產生變形即可，皆應屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
權利要求
1.一種陣列式熱能動力裝置，包括外殼(I)和設置在外殼(I)上的擋板殼(5)，以及設置在外殼(I)內的傳動軸(4)，所述的擋板殼(5)上設有熱源接口(51)和廢熱出口(52)，其特征在于所述的傳動軸(4)上連接有若干轉軸(2)，每一個轉軸(2)上設有若干記憶合金片⑶。
2.根據權利要求I所述的陣列式熱能動力裝置，其特征在于所述的陣列式熱能動力裝置的側剖面為梯形結構，所述的擋板殼(5)上設有熱源接口(51)的一面面積小于設有廢熱出口(52)的一面面積；所述轉軸(2)上設有的記憶合金片(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.根據權利要求I所述的陣列式熱能動力裝置，其特征在于所述的記憶合金片(3)為一面板，經過逆時針旋轉大于或等于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)再經過順時針旋轉大于或等于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.根據權利要求I所述的陣列式熱能動力裝置，其特征在于所述的記憶合金片(3)·與轉軸(2)固定連接，記憶合金片(3)的第一彎折面板(31)與轉軸(2)軸向投影所成的圓相切。
5.根據權利要求I所述的陣列式熱能動力裝置，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.根據權利要求I所述的陣列式熱能動力裝置，其特征在于所述的記憶合金片(3)為記憶合金。
7.根據權利要求I所述的陣列式熱能動力裝置，其特征在于所述的擋板殼(5)內壁設有若干棘齒(13)，位置與轉軸(2)位置相對應。
8.根據權利要求6所述的陣列式熱能動力裝置，其特征在于所述記憶合金片(3)彎折時的徑向長度小于擋板殼(5)到轉軸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.根據權利要求I所述的陣列式熱能動力裝置，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.根據權利要求I所述的陣列式熱能動力裝置，其特征在于所述的記憶合金片(3)為四片或四片以上，以轉軸(2)的幾何中心為圓心均勻分布在轉軸(2)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種將熱能轉化為動能的裝置，公開了一種陣列式熱能動力裝置。包括外殼和設置在外殼上的擋板殼，以及設置在外殼內的傳動軸，所述的擋板殼上設有熱源接口和廢熱出口，其特征在于所述的傳動軸上連接有若干轉軸，每一個轉軸上設有若干記憶合金片。本發(fā)明通過利用記憶合金的記憶功能，將熱能轉化為動能輸出，本裝置的結構簡單，單位面積熱能利用率高，產生的能源清潔可再生，對環(huán)境的保護以及新能源的開發(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)先權日2012年5月23日
發(fā)明者李同強 申請人:浙江工商大學