[实用新型]温差热机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种做功机械，更具体的说，本实用新型涉及一种利用金属温差将热能转化为机械能的做功机械。

背景技术

目前的各种做功机械，除手动以外，大多采用电气驱动，因此，电驱动设置是其不可缺少的一个部分。

实用新型内容

本实用新型所要解决的问题，就是打破以上限制，提供一种不需要电驱动设置，而利用温差效应将热能转化为机械能的做功机械——温差热机。

本实用新型的温差热机，包括支架，所述支架的上端设置有双金属片和通过滚动轴承设置的轴，所述的轴上由后至前顺序设置齿轮、单向棘轮装置和滑轮；所述的双金属片设置为螺旋状，且其螺旋中心与所述轴后端的固定板相固定；所述的齿轮通过滚动轴承设置在所述双金属片的前部，且其边缘连接所述双金属片形成的螺旋外端；所述的单向棘轮装置由径向中心对称固定在所述齿轮端面上的两个棘爪和一个固定在所述轴上的单向棘轮组成；所述的滑轮固定在所述轴的前端并通过与其连接的绳索连接重物。

所述的双金属片可以由铝和铜组成，或者由铅和钢组成。

本实用新型的有益效果是：利用构成双金属片的两种金属热膨胀系数不同的特点进行设计，使所述的温差热机实现将热能转化为机械能的设计目的。

附图说明

图1是本实用新型温差热机的整体结构示意图；

图2是从图1的左视图方向可见的单向棘轮装置的安装示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型的温差热机进行详细描述。

参见图1、图2，本实用新型的温差热机，包括支架1、齿轮2、双金属片4、组成单向棘轮装置的棘爪6和棘轮7、以及轴8、滑轮9与重物10。所述的轴8由滚动轴承支撑设置在所述支架1的上端；所述的双金属片4卷成螺旋状并以其螺旋中心固定在所述轴8后端的固定板3上；所述的齿轮2通过滚动轴承设置在所述双金属片4的前部且其边缘通过一个可拆卸的卡式连接块5与所述双金属片4的螺旋状外端相连接；所述的单向棘轮装置由一个棘轮7和两个棘爪6组成，所述的两个棘爪6径向中心对称固定在所述齿轮2的端面上，所述的一个棘轮7与所述的轴8固定，所述棘轮7的边缘设置有单向轮齿，可使所述的棘爪6和所述的棘轮7构成单向运动副；所述的滑轮9固定安装于所述轴8的前端，并通过其上设置的绳索连接重物10，所述的重物10在系统做功时可被逐渐提起。

为了确保所述的棘轮7不会因为偏转到某一特定角度而停止运动，本实用新型特别在所述的两个棘爪6和所述的齿轮2之间安装了弹性钢丝和橡皮筋。

所述的双金属片4由两种具有不同热膨胀系数的金属材料组成，所述两种具有不同热膨胀系数的金属材料可以是铝和铜，也可以是铅和钢，比如市售的各种型号的标准双金属片。本实施例选用了有较高灵敏度的TD5J1480型双金属片。

由于本实用新型中的双金属片4由两种不同热膨胀系数的金属制成，所以，当其吸收热能时，构成所述双金属片4的两种金属会发生明显不同的热膨胀现象，以使卷成螺旋状的双金属片4因两种金属之间热变形的不同而产生位移效果。

又由于本实用新型中所用的双金属片4采用了将具有较高热膨胀系数的材料放在外圈的设置方式，所以，其吸收的热量越高就卷得越紧，积聚的能量也就越大。该原理与常见的双金属温度计一样，均是利用双金属具有不同热膨胀系数的特点将其螺旋状的中心固定，以使其外圈在温度变化时能够产生定向偏转。

本实用新型的温差热机将热能转化为机械能的过程是：

(1)初始时，所述的温差热机处于平衡位置；

(2)当固定于所述支架1上的双金属片4的外端随温度升高产生舒张变形而发生偏转时，与其连接的齿轮2将随之产生转动，所述齿轮2的转动将带动与所述轴8固定安装的棘轮7和滑轮9以同一角速度ω转动，并通过与所述滑轮9连接的绳索提起重物10向上移动h距离；

(3)当固定于所述支架1上的双金属片4的外端随温度降低产生收缩变形而发生反向偏转时，与其连接的齿轮2将随之产生反向转动，由于所述棘轮7外缘的轮齿为单向设置，故其反向转动会被所述的棘爪6阻止，并同时阻止了所述轴8的反向转动，从而使与所述轴8固定安装的棘轮7和滑轮9保持了先前所转过的角度，以使被所述的滑轮9提起的重物10保持了向上移动的h距离；

(4)当固定于所述支架1上的双金属片4的外端随温度升高再次产生舒张变形而发生偏转时，本实用新型将重复步骤(2)中的做功状况；

(5)当固定于所述支架1上的双金属片4的外端随温度降低再次产生收缩变形而发生反向偏转时，本实用新型将重复(3)中的保持状况……