[发明专利]一种形状记忆合金热发电系统

说明书

本发明提供一种形状记忆合金热机装置，包括有上下相对的主动轮及传动轮，所述主动轮及传动轮上缠绕有形状记忆合金丝，所述传动轮的下部外设有水浴。本发明进一步提供一种形状记忆合金热发电系统及其使用方法。本发明提供的一种形状记忆合金热发电系统，利用形状记忆合金的可逆马氏体相变，采用温差作为发电能量供应，具有结构简单，能量转化效率高的优点，可对工业废热进行再利用，也有助于节能减排。

技术领域

本发明属于热机及发电机的技术领域，涉及一种形状记忆合金热发电系统，具体涉及一种利用形状记忆合金将热能转换为动能和电能的系统。

背景技术

汽车发动机，工业炉，空调等设备在使用过程中会产生大量废热，废热在我国工业用能中占比近60-65％。废热利用有多种途径和多种方法，但最重要、最有意义的还是发电，但因废热发电特别是低温余热发电的技术相对落后，制约着它的进一步发展。

形状记忆合金能够将废热转化为动能。形状记忆合金在温度低于马氏体转变结束温度时，合金易于拉伸、弯曲等变形；当温度升高到奥氏体转变开始温度以上时，形状记忆合金的马氏体相会转变成奥氏体相，同时合金之前的拉伸、弯曲等变形会回复，并记住初始的热定形形状，且形状记忆合金的马氏体转变是可逆过程。利用形状记忆合金可逆的马氏体相变，可以将形状记忆合金作为执行器件，利用发动机尾喷管、工业炉等设备不同区域的温度差，将热能转变为动能。相比于其他执行材料，形状记忆合金作为执行器件使用时，具有结构简单，能量转化率高的优点。而且目前综合性能最为优异的钛镍形状记忆合金，其相变温度可以从80摄氏度到液氮温度这一广泛的范围内进行调节，因而在低温余热利用领域具有极大的优势。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种形状记忆合金热发电系统，用于解决现有技术中低温余热利用效率低、热机结构复杂的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一方面提供一种形状记忆合金热机装置，包括有上下相对的传动轮及主动轮，所述传动轮及主动轮上缠绕有形状记忆合金丝，所述主动轮的下部外设有废液池。

优选地，所述传动轮的半径大于所述主动轮的半径。

优选地，所述传动轮转动经形状记忆合金丝传动，从而带动主动轮转动。

优选地，所述传动轮及主动轮的外圈设有凹槽。

更优选地，所述凹槽的形状选自U型或V型中的一种。

优选地，所述传动轮及主动轮的材质选自铝合金或者铜合金中的一种。

所述传动轮位于上方，所述主动轮位于传动轮的相对下方。

优选地，所述形状记忆合金丝的材质选自钛镍合金(TiNi)、钛镍锆合金(TiNiZr)、钛镍铪合金(TiNiHf)、钛镍铁合金(TiNiFe)、钛镍铜合金(TiNiCu)、钛镍铜铝合金(TiNiCuAl)、铜铝锰合金(CuAlMn)、铜铝镍合金(CuAlNi)、铜锌铝合金(CuZnAl)、铁镍钴钛合金(FeNiCoTi)、铁镍钴铝合金(FeNiCoAl)、铁锰硅合金(FeMnSi)中一种。

更优选地，所述形状记忆合金丝的材质为钛镍合金(TiNi)。

进一步优选地，所述钛镍合金，按质量百分比计，包括以下组分：

钛 44％；

镍 56％。

优选地，所述形状记忆合金丝通过拉拔制成形状记忆合金丝材。

更优选地，所述形状记忆合金丝材的直径为0.1-1mm。

更优选地，所述形状记忆合金丝材的马氏体转变起始温度(Ms)高于室温。进一步优选地，所述形状记忆合金丝材的马氏体转变起始温度(Ms)为80℃。