形状记忆合金热力发动机和能量收集系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102650274A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102650274A(43)申请公布日2012.08.29(21)申请号201210048079.6(74)专利代理机构北京市柳沈律师事务所(22)申请日2012.02.2811105代理人葛青(30)优先权数据(51)Int.Cl.61/447,3172011.02.28US61/447,3242011.02.28USF03G7/06(2006.01)61/447,3062011.02.28US61/447,3212011.02.28US61/447,3282011.02.28US61/447,3152011.02.28US13/340,9642011.12.30US(71)申请人通用汽车环球科技运作有限责任公司地址美国密歇根州申请人合金力学公司密歇根大学董事会(72)发明人A.L.布朗N.L.约翰逊P.W.亚历山大J.A.肖C.B.邱吉尔A.C.基夫G.P.麦克奈特G.A.赫里拉J.W.布朗J.R.耶茨权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书1818页页附图附图1010页(54)发明名称形状记忆合金热力发动机和能量收集系统(57)摘要本发明提供一种形状记忆合金热力发动机和能量收集系统。热力发动机包括第一可旋转带轮和与第一可旋转带轮间隔开的第二可旋转带轮。形状记忆合金(SMA)绕带轮的相应部分以SMA带轮比设置。SMA元件包括：第一丝；第二丝，与第一丝并行；基质，连结第一丝和第二丝。第一丝和第二丝与带轮接触，但基质不与带轮接触。正时线缆以正时带轮比绕带轮的相应部分设置。SMA元件将热区域和冷区域之间热能梯度转换成机械能。CN1026574ACN102650274A权利要求书1/2页1.一种热力发动机，包括：第一可旋转带轮；第二可旋转带轮，与第一可旋转带轮间隔开；形状记忆合金(SMA)元件，以第一径向距离绕第一可旋转带轮的一部分设置并以第二径向距离绕第二可旋转带轮的一部分设置，第一和第二径向距离限定了一SMA带轮比，其中SMA元件包括：第一丝；第二丝，与第一丝并行；基质，连结第一丝和第二丝；其中第一丝和第二丝与第一可旋转带轮和第二可旋转带轮接触；和其中基质不与第一可旋转带轮和第二可旋转带轮接触；正时线缆，以第三径向距离绕第一可旋转带轮的一部分设置并以第四径向距离绕第二可旋转带轮的一部分设置，第三和第四径向距离限定了一正时带轮比，该正时带轮比与所述SMA带轮比不同；其中SMA元件配置为被置于与第一温度下的热区域热连通并与比第一温度低的第二温度下的冷区域热连通；和其中SMA元件配置为在马氏体和奥氏体之间选择性地改变结晶相并由此响应于暴露至第一温度进行收缩和扩张中之一，和响应于暴露至第二温度进行扩张和收缩中之一，由此将热区域和冷区域之间的热能梯度转换成机械能。2.如权利要求1所述的热力发动机，进一步包括：第三丝，与第一丝和第二丝并行；第四丝，与第一丝和第二丝并行；和其中基质将第一丝、第二丝、第三丝和第四丝连结。3.如权利要求2所述的热力发动机，其中基质用热传导性材料形成。4.如权利要求2所述的热力发动机，进一步包括悬在基质中的掺杂物，其中掺杂物用热传导性材料形成。5.一种热力发动机，包括：第一可旋转带轮；第二可旋转带轮，与第一可旋转带轮间隔开；堕轮，与第一可旋转带轮和第二可旋转带轮间隔开；形状记忆合金(SMA)元件，以第一径向距离绕第一可旋转带轮的一部分设置并以第二径向距离绕第二可旋转带轮的一部分设置，第一和第二径向距离限定了一SMA带轮比，其中SMA元件包括：第一末端；第二末端；至少三个回环，至少三个回环每一个外接于第一可旋转带轮、第二可旋转带轮和堕轮；第一接头，连接将第一末端连结到至少三个回环的一侧；第二接头，连接将第二末端连结到至少三个回环的相对侧；2CN102650274A权利要求书2/2页正时线缆，以第三径向距离绕第一可旋转带轮的一部分设置并以第四径向距离绕第二可旋转带轮的一部分设置，第三和第四径向距离限定了一正时带轮比，该正时带轮比与SMA带轮比不同；其中SMA元件配置为被置于与第一温度下的热区域热连通并与比第一温度低的第二温度下的冷区域热连通；和其中SMA元件配置为在马氏体和奥氏体之间选择性地改变结晶相并由此响应于暴露至第一温度进行收缩和扩张中之一，和响应于暴露至第二温度进行扩张和收缩中之一，由此将热区域和冷区域之间的热能梯度转换成机械能。6.如权利要求5所述的热力发动机，其中第一接头和第二接头是焊接接头。3CN102650274A说明书1/18页形状记忆合金热力发动机和能量收集系统技术领域[0001]本发明通常涉及能量收集系统，且更具体地涉及使用形状记忆合金的热力发动机的能量收集系统。背景技术[0002]热能可以