JP2003232276A - 高速回転する形状記憶合金熱エンジン - Google Patents
高速回転する形状記憶合金熱エンジンInfo
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- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 12
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 機構が簡単で、高速回転が可能になる画期的
な高速回転する形状記憶合金熱エンジンを提供するこ
と。 【解決手段】 大小２個のプーリ１，２間にエンドレス
の形状記憶合金ワイヤ５を架けて小プーリ２の一部を加
熱することにより両プーリ１，２を回転させる熱エンジ
ンであって、前記プーリ１，２軸間を８０ｃｍ以上長く
取り、両プーリ１，２の直径比を７：１以上と大きくし
て、冷却部を要せず大プーリ１側では空気中での自然冷
却とし、小プーリ２側では円周に沿って変形される前記
ワイヤ５の変形量が大きく、よって加熱による回復量が
大きく駆動力が増加する構成として、前記小プーリ２側
を高温蒸気により加熱することで、前記大プーリ１側を
自然冷却としても１０００ｒｐｍ以上となり回転速度の
高速化が可能となるように構成した高速回転する形状記
憶合金熱エンジン。
な高速回転する形状記憶合金熱エンジンを提供するこ
と。 【解決手段】 大小２個のプーリ１，２間にエンドレス
の形状記憶合金ワイヤ５を架けて小プーリ２の一部を加
熱することにより両プーリ１，２を回転させる熱エンジ
ンであって、前記プーリ１，２軸間を８０ｃｍ以上長く
取り、両プーリ１，２の直径比を７：１以上と大きくし
て、冷却部を要せず大プーリ１側では空気中での自然冷
却とし、小プーリ２側では円周に沿って変形される前記
ワイヤ５の変形量が大きく、よって加熱による回復量が
大きく駆動力が増加する構成として、前記小プーリ２側
を高温蒸気により加熱することで、前記大プーリ１側を
自然冷却としても１０００ｒｐｍ以上となり回転速度の
高速化が可能となるように構成した高速回転する形状記
憶合金熱エンジン。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、形状記憶合金ワイ
ヤを用いて大小のプーリの高速回転を行うものである。 【０００２】 【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】形状記
憶合金を利用した熱エンジンは直線状に記憶させたワイ
ヤを２個のプーリに架けた構造であるが、従来のものは
駆動力を得るために高温の加熱部、低温の冷却部を設け
ており、構造を複雑にする。高温蒸気のみで加熱すれば
装置の簡素化が図れる。また、従来、回転速度には触れ
ていない。 【０００３】本発明は、高速回転する形状記憶合金熱エ
ンジンについて更に研究を進め、このような問題点を解
決し、機構が簡単で、高速回転が可能になる画期的な高
速回転する形状記憶合金熱エンジンを提供することを目
的としている。 【０００４】 【課題を解決するための手段】添付図面を参照して本発
明の要旨を説明する。 【０００５】大小２個のプーリ１，２間にエンドレスの
形状記憶合金ワイヤ５を架けて小プーリ２の一部を加熱
することにより両プーリ１，２を回転させる熱エンジン
であって、前記プーリ１，２軸間を８０ｃｍ以上長く取
り、両プーリ１，２の直径比を７：１以上と大きくする
ことにより、冷却部を要せず大プーリ１側では空気中で
の自然冷却とし、小プーリ２側では小径であるため円周
に沿って変形される前記ワイヤ５の変形量が大きく、よ
って加熱による回復量が大きくなるため駆動力が増加す
る構成として、前記小プーリ２側を高温蒸気により加熱
することで、前記大プーリ１側を自然冷却としても１０
００ｒｐｍ以上となり回転速度の高速化が可能となるよ
うに構成したことを特徴とする高速回転する形状記憶合
金熱エンジンに係るものである。 【０００６】 【発明の実施の形態】好適と考える本発明の実施の形態
（発明をどのように実施するか）を、図面に基づいてそ
の作用効果を示して簡単に説明する。 【０００７】大小２個のプーリ１，２間にエンドレスの
形状記憶合金ワイヤ５を架けて小プーリ２の一部を加熱
することにより両プーリ１，２を回転させる熱エンジン
であり、２個のプーリ１，２軸間を長く取るため、ま
た、両プーリ１，２の直径比が７：１以上と大きいた
め、冷却は自然になされ冷却部は必要としない。このよ
うに大プーリ１側では空気中での自然冷却を可能にし、
小プーリ２側においては直径が小（７０ｍｍ）なるた
め、この円周に沿って変形させられるワイヤ５の変形量
が大きくなる。従って加熱による回復量が大きくなるた
め、駆動力が増加し、１０００ｒｐｍ以上の回転速度の
高速化が可能となる。加熱源は通常の水の沸騰による高
温蒸気とする。 【０００８】 【実施例】本発明の具体的な実施例について図面に基づ
いて説明する。 【０００９】図１に試作機の例を示す。 【００１０】この図１のように小プーリ２の斜め下４５
度（符号３で示す加熱位置）から加熱すると回転は図の
矢印４の向きに発生する。 【００１１】加熱は高温蒸気を利用する。小プーリの回
転速度は１０００ｒｐｍ以上となる。 【００１２】ワイヤ５の寿命はきわめて長く、半日回転
しても異常はない。ワイヤ５の接続は径の小さい、長さ
が４〜５ｍｍの銅パイプに両端を入れて外から圧着固定
しており、切断しても交換は容易である。 【００１３】以下に試作機の仕様を示す。 仕 様：形状記憶合金ワイヤ：ＮｉＴｉの市販品、径
１.０ｍｍ 小プーリ：アルミ製で径７０ｍｍ、厚さ８.０ｍｍ 大プーリ：自転車のリム利用、径５２０ｍｍ 軸間距離：８００ｍｍ以上、車軸支持スタンド２個 【００１４】尚、本発明は、本実施例に限られるもので
はなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るもの
である。 【００１５】 【発明の効果】本発明は上述のように構成したから、形
状記憶合金熱エンジン自体がほとんど実用化されている
ものがない現状で、このように機構が簡単で、高速回転
が可能になり、用途例が広がることとなり、極めて実用
性に秀れた画期的な高速回転する形状記憶合金熱エンジ
ンとなる。 【００１６】即ち、熱源については６０℃以上であれば
よく、本装置は高温蒸気を利用すれば十分であり、冷却
部は不要で自然冷却で良く、簡易な構成で高速回転を実
現できる画期的な高速回転する形状記憶合金熱エンジン
となる。
ヤを用いて大小のプーリの高速回転を行うものである。 【０００２】 【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】形状記
憶合金を利用した熱エンジンは直線状に記憶させたワイ
ヤを２個のプーリに架けた構造であるが、従来のものは
駆動力を得るために高温の加熱部、低温の冷却部を設け
ており、構造を複雑にする。高温蒸気のみで加熱すれば
装置の簡素化が図れる。また、従来、回転速度には触れ
ていない。 【０００３】本発明は、高速回転する形状記憶合金熱エ
ンジンについて更に研究を進め、このような問題点を解
決し、機構が簡単で、高速回転が可能になる画期的な高
速回転する形状記憶合金熱エンジンを提供することを目
的としている。 【０００４】 【課題を解決するための手段】添付図面を参照して本発
明の要旨を説明する。 【０００５】大小２個のプーリ１，２間にエンドレスの
形状記憶合金ワイヤ５を架けて小プーリ２の一部を加熱
することにより両プーリ１，２を回転させる熱エンジン
であって、前記プーリ１，２軸間を８０ｃｍ以上長く取
り、両プーリ１，２の直径比を７：１以上と大きくする
ことにより、冷却部を要せず大プーリ１側では空気中で
の自然冷却とし、小プーリ２側では小径であるため円周
に沿って変形される前記ワイヤ５の変形量が大きく、よ
って加熱による回復量が大きくなるため駆動力が増加す
る構成として、前記小プーリ２側を高温蒸気により加熱
することで、前記大プーリ１側を自然冷却としても１０
００ｒｐｍ以上となり回転速度の高速化が可能となるよ
うに構成したことを特徴とする高速回転する形状記憶合
金熱エンジンに係るものである。 【０００６】 【発明の実施の形態】好適と考える本発明の実施の形態
（発明をどのように実施するか）を、図面に基づいてそ
の作用効果を示して簡単に説明する。 【０００７】大小２個のプーリ１，２間にエンドレスの
形状記憶合金ワイヤ５を架けて小プーリ２の一部を加熱
することにより両プーリ１，２を回転させる熱エンジン
であり、２個のプーリ１，２軸間を長く取るため、ま
た、両プーリ１，２の直径比が７：１以上と大きいた
め、冷却は自然になされ冷却部は必要としない。このよ
うに大プーリ１側では空気中での自然冷却を可能にし、
小プーリ２側においては直径が小（７０ｍｍ）なるた
め、この円周に沿って変形させられるワイヤ５の変形量
が大きくなる。従って加熱による回復量が大きくなるた
め、駆動力が増加し、１０００ｒｐｍ以上の回転速度の
高速化が可能となる。加熱源は通常の水の沸騰による高
温蒸気とする。 【０００８】 【実施例】本発明の具体的な実施例について図面に基づ
いて説明する。 【０００９】図１に試作機の例を示す。 【００１０】この図１のように小プーリ２の斜め下４５
度（符号３で示す加熱位置）から加熱すると回転は図の
矢印４の向きに発生する。 【００１１】加熱は高温蒸気を利用する。小プーリの回
転速度は１０００ｒｐｍ以上となる。 【００１２】ワイヤ５の寿命はきわめて長く、半日回転
しても異常はない。ワイヤ５の接続は径の小さい、長さ
が４〜５ｍｍの銅パイプに両端を入れて外から圧着固定
しており、切断しても交換は容易である。 【００１３】以下に試作機の仕様を示す。 仕 様：形状記憶合金ワイヤ：ＮｉＴｉの市販品、径
１.０ｍｍ 小プーリ：アルミ製で径７０ｍｍ、厚さ８.０ｍｍ 大プーリ：自転車のリム利用、径５２０ｍｍ 軸間距離：８００ｍｍ以上、車軸支持スタンド２個 【００１４】尚、本発明は、本実施例に限られるもので
はなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るもの
である。 【００１５】 【発明の効果】本発明は上述のように構成したから、形
状記憶合金熱エンジン自体がほとんど実用化されている
ものがない現状で、このように機構が簡単で、高速回転
が可能になり、用途例が広がることとなり、極めて実用
性に秀れた画期的な高速回転する形状記憶合金熱エンジ
ンとなる。 【００１６】即ち、熱源については６０℃以上であれば
よく、本装置は高温蒸気を利用すれば十分であり、冷却
部は不要で自然冷却で良く、簡易な構成で高速回転を実
現できる画期的な高速回転する形状記憶合金熱エンジン
となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の基本的な構造を示す概略構成説明図
(試作機の「概略構成説明図」)であって、符号３で示す
加熱位置で矢印の向きに回転することを示すものであ
る。 【符号の説明】 １ 小プーリ ２ 大プーリ ５ ワイヤ
(試作機の「概略構成説明図」)であって、符号３で示す
加熱位置で矢印の向きに回転することを示すものであ
る。 【符号の説明】 １ 小プーリ ２ 大プーリ ５ ワイヤ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】 【提出日】平成１４年２月１８日（２００２．２．１
８） 【手続補正１】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】符号の説明 【補正方法】変更 【補正内容】 【符号の説明】 １ 大プーリ ２ 小プーリ ５ ワイヤ
【手続補正書】 【提出日】平成１４年２月１８日（２００２．２．１
８） 【手続補正１】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】符号の説明 【補正方法】変更 【補正内容】 【符号の説明】 １ 大プーリ ２ 小プーリ ５ ワイヤ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 大小２個のプーリ間にエンドレスの形状
記憶合金ワイヤを架けて小プーリの一部を加熱すること
により両プーリを回転させる熱エンジンであって、前記
プーリ軸間を８０ｃｍ以上長く取り、両プーリの直径比
を７：１以上と大きくすることにより、冷却部を要せず
大プーリ側では空気中での自然冷却とし、小プーリ側で
は小径であるため円周に沿って変形される前記ワイヤの
変形量が大きく、よって加熱による回復量が大きくなる
ため駆動力が増加する構成として、前記小プーリ側を高
温蒸気により加熱することで、前記大プーリ側を自然冷
却としても１０００ｒｐｍ以上となり回転速度の高速化
が可能となるように構成したことを特徴とする高速回転
する形状記憶合金熱エンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002032668A JP2003232276A (ja) | 2002-02-08 | 2002-02-08 | 高速回転する形状記憶合金熱エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002032668A JP2003232276A (ja) | 2002-02-08 | 2002-02-08 | 高速回転する形状記憶合金熱エンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003232276A true JP2003232276A (ja) | 2003-08-22 |
Family
ID=27775718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002032668A Pending JP2003232276A (ja) | 2002-02-08 | 2002-02-08 | 高速回転する形状記憶合金熱エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003232276A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102072124A (zh) * | 2009-11-20 | 2011-05-25 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 具有形状记忆合金材料连续环的车辆能量收集装置 |
| CN102072120A (zh) * | 2009-11-20 | 2011-05-25 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 一种具有形状记忆合金的连续环的车辆能量收集装置 |
| CN102072121A (zh) * | 2009-11-20 | 2011-05-25 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 起动热机的方法 |
| CN102101425A (zh) * | 2009-12-16 | 2011-06-22 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 热输送系统及方法 |
| CN102121464A (zh) * | 2009-11-20 | 2011-07-13 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 具有形状记忆合金连续环的车辆能量收集装置 |
| CN102121463A (zh) * | 2009-11-20 | 2011-07-13 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 热力发动机系统 |
| WO2013044653A1 (zh) * | 2011-09-29 | 2013-04-04 | 浙江工商大学 | 光动力装置 |
| WO2013044654A1 (zh) * | 2011-09-29 | 2013-04-04 | 浙江工商大学 | 热动力装置 |
| US8555633B2 (en) | 2009-11-20 | 2013-10-15 | GM Global Technology Operations LLC | Vehicle energy harvesting device having a continuous loop of shape memory alloy material |
| US8590303B2 (en) | 2009-11-20 | 2013-11-26 | GM Global Technology Operations LLC | Vehicle energy harvesting device having a continuous loop of shape memory alloy |
| US8800282B2 (en) | 2009-11-20 | 2014-08-12 | GM Global Technology Operations LLC | Vehicle energy harvesting device having discrete sections of shape memory alloy |
-
2002
- 2002-02-08 JP JP2002032668A patent/JP2003232276A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102121464B (zh) * | 2009-11-20 | 2013-07-24 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 具有形状记忆合金连续环的车辆能量收集装置 |
| CN102121463B (zh) * | 2009-11-20 | 2013-08-07 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 热力发动机系统 |
| CN102072121A (zh) * | 2009-11-20 | 2011-05-25 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 起动热机的方法 |
| US9003788B2 (en) | 2009-11-20 | 2015-04-14 | GM Global Technology Operations LLC | Vehicle energy harvesting device having a continuous loop of shape memory alloy |
| CN102121464A (zh) * | 2009-11-20 | 2011-07-13 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 具有形状记忆合金连续环的车辆能量收集装置 |
| CN102121463A (zh) * | 2009-11-20 | 2011-07-13 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 热力发动机系统 |
| CN102072120A (zh) * | 2009-11-20 | 2011-05-25 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 一种具有形状记忆合金的连续环的车辆能量收集装置 |
| US8800282B2 (en) | 2009-11-20 | 2014-08-12 | GM Global Technology Operations LLC | Vehicle energy harvesting device having discrete sections of shape memory alloy |
| CN102072124A (zh) * | 2009-11-20 | 2011-05-25 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 具有形状记忆合金材料连续环的车辆能量收集装置 |
| US8707693B2 (en) | 2009-11-20 | 2014-04-29 | GM Global Technology Operations LLC | Vehicle energy harvesting device having a continuous loop of shape memory alloy |
| US8555633B2 (en) | 2009-11-20 | 2013-10-15 | GM Global Technology Operations LLC | Vehicle energy harvesting device having a continuous loop of shape memory alloy material |
| US8590303B2 (en) | 2009-11-20 | 2013-11-26 | GM Global Technology Operations LLC | Vehicle energy harvesting device having a continuous loop of shape memory alloy |
| US8631652B2 (en) | 2009-11-20 | 2014-01-21 | GM Global Technology Operations LLC | Heat engine system |
| CN102101425A (zh) * | 2009-12-16 | 2011-06-22 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 热输送系统及方法 |
| WO2013044654A1 (zh) * | 2011-09-29 | 2013-04-04 | 浙江工商大学 | 热动力装置 |
| WO2013044653A1 (zh) * | 2011-09-29 | 2013-04-04 | 浙江工商大学 | 光动力装置 |
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