[发明专利]基于形状记忆驱动的电卡制冷装置及其方法

权利要求书

1.一种基于形状记忆驱动的电卡制冷装置，其特征在于包括冷端（1）、端盖（2）、热端（3）、绝热层（4）、轴用弹簧挡圈（5）、形状记忆电卡制冷器（6）；冷端（1）呈轴状，端盖（2）同轴固定于冷端（1）上；热端（3）呈中空筒状，热端（3）的一侧通过定位键和轴用弹簧挡圈（5）同轴固定于冷端（1）上，且热端（3）与冷端（1）之间通过绝热层（4）隔离，热端（3）的另一侧与端盖（2）通过固定件连接；冷端（1）、端盖（2）和热端（3）之间形成一个环绕冷端（1）的环形腔体；所述的端盖（2）上设有连通环形腔体的进气孔；所述的热端（3）底部设有连通环形腔体的出气孔；所述的形状记忆电卡制冷器（6）呈开口圆环形，一端固定于冷端（1）上，且在非工作状态下与热端（3）接触但与冷端（1）不直接接触。

2.如权利要求1所述的基于形状记忆驱动的电卡制冷装置，其特征在于所述的形状记忆电卡制冷器（6）为四层依次紧贴的环形结构，由外至内依次为聚乙烯醇层（6.1）、上电极（6.3）、聚偏氟乙烯层（6.2）和下电极（6.4）；且聚偏氟乙烯层（6.2）内表面设有沿圆周方向排列的凹槽结构，下电极（6.4）也呈匹配的凹槽结构并紧贴聚偏氟乙烯层（6.2）。

3.如权利要求1所述的基于形状记忆驱动的电卡制冷装置，其特征在于所述的形状记忆电卡制冷器（6）通过固定件和紧固件与冷端（1）连接。

4.如权利要求3所述的基于形状记忆驱动的电卡制冷装置，其特征在于所述的固定件为螺钉，所述的紧固件为垫片。

5.如权利要求1所述的基于形状记忆驱动的电卡制冷装置，其特征在于所述的冷端（1）和热端（3）采用金属材料制成。

6.如权利要求5所述的基于形状记忆驱动的电卡制冷装置，其特征在于所述的冷端（1）和热端（3）采用铜或铝制成。

7.如权利要求1所述的基于形状记忆驱动的电卡制冷装置，其特征在于所述的端盖（2）采用隔热塑料制成。

8.如权利要求7所述的基于形状记忆驱动的电卡制冷装置，其特征在于所述的端盖（2）采用聚氨酯制成。

9.如权利要求1所述的基于形状记忆驱动的电卡制冷装置，其特征在于所述的绝热层（4）通过胶水粘结在热端（3）内圈。

10.如权利要求1所述的基于形状记忆驱动的电卡制冷装置，其特征在于所述的绝热层（4）采用绝热材料制成。

11.如权利要求10所述的基于形状记忆驱动的电卡制冷装置，其特征在于所述的绝热层（4）采用石棉制成。

12.如权利要求2所述的基于形状记忆驱动的电卡制冷装置，其特征在于所述的上电极（6.3）和下电极（6.4）采用金电极。

13.一种使用如权利要求2所述基于形状记忆驱动的电卡制冷装置的基于形状记忆驱动的电卡制冷控制方法，其特征在于：初始状态时形状记忆电卡制冷器（6）与热端（3）接触，在上电极（6.3）和下电极（6.4）之间施加直流电压并一直保持，聚偏氟乙烯层（6.2）在电场的作用下内部极化趋向一致并产生热量，产生的热量通过热端（3）传导到外界中；当达到热平衡时通过端盖（2）上的进气孔通入丙酮蒸汽，聚乙烯醇层（6.1）在丙酮蒸汽的作用下不发生收缩，聚偏氟乙烯层（6.2）吸附丙酮蒸汽并收缩，由于聚乙烯醇层（6.1）和聚偏氟乙烯层（6.2）的收缩率不同，并且聚偏氟乙烯层（6.2）具有凹槽结构，使形状记忆电卡制冷器（6）发生卷曲并与冷端（1）接触，此时控制上电极（6.3）和下电极（6.4）之间的直流电压降为零，聚偏氟乙烯层（6.2）去极化并从冷端（1）吸收热量，然后通过热端（3）上的排气孔将丙酮蒸汽抽出，聚偏氟乙烯层（6.2）恢复初始形状，形状记忆电卡制冷器（6）恢复到与热端接触的初始状态；不断重复该过程，从而将热量的从冷端（1）不断传递到热端（3）并最终趋于稳定，实现形状记忆电卡制冷。