本申請(qǐng)涉及能量回收領(lǐng)域，并且特別地涉及將形狀記憶合金(sma)或負(fù)熱膨脹(nte)材料用于能量回收。

背景技術(shù)：

通常所認(rèn)為的低于100度的低等級(jí)熱代表著在工業(yè)過程、發(fā)電和運(yùn)輸應(yīng)用中的顯著浪費(fèi)的能量流?；厥蘸驮偈褂眠@些浪費(fèi)的流是所期望的。為了這個(gè)目的已提出的技術(shù)的示例是熱電發(fā)電機(jī)(thermoelectricgenerator，teg)。遺憾的是，teg相當(dāng)昂貴。另一已提出用于回收這種能量的主要為實(shí)驗(yàn)性的方案是使用形狀記憶合金。

形狀記憶合金(shapememoryalloy，sma)是“記住”其原始冷鍛形狀的合金，其在變形后，在加熱時(shí)恢復(fù)到其預(yù)變形的形狀。這種材料是對(duì)諸如液壓、氣動(dòng)或基于馬達(dá)的系統(tǒng)之類的常規(guī)致動(dòng)器的輕重量、固態(tài)的替代方式。

三種主要類型的形狀記憶合金是銅－鋅－鋁－鎳、銅－鋁－鎳和鎳－鈦(niti)合金，但是也可以例如通過使鋅、銅、金和鐵成為合金或者使用其他合適元素來形成sma。

自從1970年代早期就已采用或提出了將這種材料的記憶用于熱回收過程中，并且特別地通過構(gòu)建sma發(fā)動(dòng)機(jī)來使用，sma發(fā)動(dòng)機(jī)從熱回收能量為運(yùn)動(dòng)。關(guān)于能量回收設(shè)備的近來的公開物包括pct專利公開號(hào)wo2013/087490，該專利轉(zhuǎn)讓予本發(fā)明的受讓人。在現(xiàn)有技術(shù)中的其他專利公開包括霍克斯坦(hochstein)的us4,306,415和聯(lián)合技術(shù)(unitedtechnologies)的us2005/150223。期望的是，將sma或nte材料的收縮以高效方式轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械力。同樣期望的是，以高效方式來定位和設(shè)計(jì)sma或nte材料。這并非簡(jiǎn)單的任務(wù)，而是通常比較復(fù)雜并且涉及大量的能量損失。

因此，本發(fā)明的目的在于提供能量回收設(shè)備中改進(jìn)的系統(tǒng)和方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明，如在所附權(quán)利要求中所陳述，提供一種能量回收設(shè)備，包括：

驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；

發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括多個(gè)形狀記憶合金(sma)元件或者負(fù)熱膨脹(nte)元件，形狀記憶合金(sma)元件或者負(fù)熱膨脹(nte)元件在第一端固定并且在第二端連接到驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，nte元件布置于束摩擦配合配置中，以確保nte元件緊密地?cái)D靠在一起。

在一實(shí)施例中，提供支架，其適于將sma或nte元件以束摩擦配合配置夾持在一起。

在一實(shí)施例中，至少一個(gè)sma或nte元件在一端被型鍛(swaged)以形成機(jī)械障礙物，從而在使用中防止元件滑動(dòng)。

在一實(shí)施例中，能量回收設(shè)備包括摩擦配合設(shè)備。

在一實(shí)施例中，該設(shè)備包括卡盤，卡盤適于以摩擦配合配置固連sma或nte元件。

在一實(shí)施例中，卡盤包括夾具和調(diào)整器，調(diào)整器被配置成調(diào)整施加到sma或nte元件上的力。

在一實(shí)施例中，能量回收設(shè)備包括摩擦配合設(shè)備，其中，該設(shè)備包括鏈條，鏈條適于使用鉤環(huán)圍繞sma或nte元件張緊。

在一實(shí)施例中，提供一種摩擦配合設(shè)備，其中，該設(shè)備包括彈簧夾，以確保sma或nte元件緊密地?cái)D靠在一起。

在一實(shí)施例中，彈簧夾包括剛性材料，剛性材料以圓形方式纏繞并且返回穿過槽裝配。

在一實(shí)施例中，提供一種摩擦配合設(shè)備，其中，該設(shè)備包括夾具，該夾具適于將sma或nte元件以摩擦配合配置固連，其中，該夾具由至少一個(gè)彈簧偏壓，以迫使夾具圍繞sma或nte元件。

在一實(shí)施例中，提供一種摩擦配合設(shè)備，其中，該設(shè)備包括纜線夾套，以將sma或nte元件以摩擦配合配置固連。

在一實(shí)施例中，提供一種摩擦配合設(shè)備，其中，該設(shè)備包括加壓彈性管狀環(huán)，以將nte元件以摩擦配合配置固連。

在一實(shí)施例中，彈性管狀環(huán)是可充脹的。

在一實(shí)施例中，提供一種摩擦配合設(shè)備，其中，該設(shè)備包括壓縮環(huán)，該壓縮環(huán)被配置成保持sma或nte元件就位。

在一實(shí)施例中，該設(shè)備包括至少一個(gè)凹槽支承件。凹槽支承件起到增加表面積以增進(jìn)在束保持器與緊鄰束保持器的線元件之間的摩擦結(jié)合的功能。凹槽也可以用來引導(dǎo)線并且確保相鄰線之間的干涉最小。

在一實(shí)施例中，至少一個(gè)sma或nte元件包括帶螺紋的線。

在一實(shí)施例中，帶螺紋的線包括直螺旋螺紋或者錐形螺旋螺紋。

在另一實(shí)施例中，提供用于能量回收設(shè)備中的多個(gè)線元件，多個(gè)線元件包括形狀記憶合金或者其他負(fù)熱膨脹(nte)材料，其中，至少一個(gè)線元件在一端固定并且在第二端自由運(yùn)動(dòng)，使得各線元件相鄰排列且彼此摩擦或干涉接觸，并利用固連裝置在線的外周界處固連。

附圖說明

通過以下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的描述，將更清楚地理解本發(fā)明，僅以舉例的方式并參考附圖給出這些實(shí)施例，在附圖中：

圖1示出了使用sma或nte材料的示例性能量回收設(shè)備；

圖2示出了本發(fā)明的第一實(shí)施例，展示了可以如何使用摩擦裝配來固連sma或nte線；

圖3示出了本發(fā)明的第一實(shí)施例，展示了可以如何使用型鍛配件來固連sma或nte線；

圖4示出了通過摩擦配合，例如使用卡盤來固連線束的方法；

圖5示出了一實(shí)施例，該實(shí)施例用來在線束之間形成摩擦配合，以防止在使用期間任何線由于豎直力而被移除；

圖6示出了形成摩擦配合以將兩個(gè)或更多個(gè)實(shí)心/空心線保持在一起的方法；

圖7示出了通過摩擦配合，例如使用基于彈簧的卡盤來固連線束的方法；

圖8、圖9和圖10示出了根據(jù)一實(shí)施例使用纜線夾套來將線束固連在一起；

圖11、圖12、圖13和圖14示出了根據(jù)一實(shí)施例使用加壓空氣或流體和彈性管狀環(huán)來將線束固連在一起；

圖15和圖16示出了根據(jù)一實(shí)施例的束固連方法，其可消除對(duì)于型鍛的或有隆起部的線的需要；

圖17和圖18示出了繞一組線的環(huán)，并且然后使用壓機(jī)來圍繞線壓縮環(huán)，以形成緊密并且緊湊的束；

圖19是用于sma的凹槽支承件和a)處于打開位置和b)處于閉合位置的夾具的示意圖；

圖20示出了用于sma線的螺紋類型：a)直螺旋螺紋；b)錐形螺旋螺紋；

圖21示出了當(dāng)力施加到束中的線并且夾頭和錐形部將螺紋壓緊在一起時(shí)在束中的多個(gè)sma線；

圖22示出了在錐形夾頭布置中的多個(gè)sma線；

圖23a和23b示出了根據(jù)另一實(shí)施例的多個(gè)帶螺紋的線設(shè)計(jì)；以及

圖24示出了芯的實(shí)施例，其中，多個(gè)sma線在使用中平行地布置于能量回收設(shè)備中。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明涉及一種在開發(fā)中的熱回收系統(tǒng)，這種熱回收系統(tǒng)可以使用形狀記憶合金(sma)或負(fù)熱膨脹材料(nte)來從低等級(jí)熱生成動(dòng)力。

現(xiàn)將參考圖1來描述能量回收設(shè)備的示例性已知實(shí)施例，圖1提供了采用由附圖標(biāo)記1所表示的sma發(fā)動(dòng)機(jī)的能量回收設(shè)備。sma發(fā)動(dòng)機(jī)1包括sma致動(dòng)芯。sma致動(dòng)芯包括sma材料，sma材料在固定的第一點(diǎn)處被夾持或以其他方式固連。在相對(duì)端，sma材料被夾持或其他方式固連到驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2。因此，當(dāng)?shù)谝稽c(diǎn)被錨固時(shí)，第二點(diǎn)自由運(yùn)動(dòng)，即使這樣會(huì)拉動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3。浸沒腔室4適于容納sma發(fā)動(dòng)機(jī)，并且適于隨后填充流體，以允許加熱和/或冷卻sma發(fā)動(dòng)機(jī)。因此，在熱施加到sma芯時(shí)，sma芯自由收縮。合適地，sma芯包括多個(gè)sma材料的平行線、條帶或片。通常，4％和大約4％的變形量對(duì)于這種芯是常見的。因此，當(dāng)采用1m長(zhǎng)度的sma材料時(shí)，可預(yù)期可能獲得大約4cm的線性運(yùn)動(dòng)。還可能獲得更多的運(yùn)動(dòng)。將理解到，所提供的力取決于所用的線的質(zhì)量。這種能量回收設(shè)備描述于pct專利公開號(hào)wo2013/087490中，該專利公開轉(zhuǎn)讓予本發(fā)明的受讓人，并且以引用的方式全部并入到本文中。

對(duì)于這種應(yīng)用，這種材料在暴露至熱源時(shí)的收縮被捕捉(利用)并且被轉(zhuǎn)換成可用的機(jī)械功。適用于這種發(fā)動(dòng)機(jī)的工作元件的材料已被證明為鎳鈦合金(niti)。這種合金是熟知的形狀記憶合金并且在不同行業(yè)中具有許多用途。

經(jīng)由活塞和傳輸機(jī)構(gòu)，通過這種合金(呈現(xiàn)為多根線)在工作芯內(nèi)的收縮和膨脹來生成力。這種系統(tǒng)的最重要方面在于能在兩端固連niti元件，使得形成可靠的組件，從而使得能夠在最多次數(shù)的工作循環(huán)中執(zhí)行大力、小位移做功。因此，取決于特定配置的要求和所需的sma材料的質(zhì)量，多根線可以一起用于單個(gè)芯中。

線末端必須呈現(xiàn)使得它們能牢固地固定于金屬支承件中，金屬支承件在下文中被稱作束保持器。

因此，到現(xiàn)在為止，已發(fā)現(xiàn)這種工作質(zhì)量的適用材料為鎳鈦合金(niti)。這種合金是熟知的形狀記憶合金并且在不同行業(yè)中具有許多用途。

niti線形成發(fā)動(dòng)機(jī)的工作元件。經(jīng)由活塞和機(jī)械/液壓傳遞系統(tǒng)，這些元件在工作芯內(nèi)的收縮和膨脹生成力。在一實(shí)施例中，可以使用活塞和曲柄機(jī)構(gòu)。該系統(tǒng)的重要方面在于能使niti元件在兩端固連，使得形成強(qiáng)且可靠的聯(lián)合，從而允許在最大次數(shù)的工作循環(huán)中執(zhí)行大力、小位移做功。

為了將niti線固連在發(fā)動(dòng)機(jī)中，需要開發(fā)一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)能在兩端處錨固每根線，從而將允許線在高負(fù)荷下操作。這種系統(tǒng)被指定為“束保持器”。束保持器必須克服兩個(gè)具體問題：

1)在操作期間傳遞niti線的大力、小位移負(fù)荷。這是單自由度(dof)系統(tǒng)，其中，束的一端被固連并且保持靜止，而相對(duì)端在一個(gè)移動(dòng)軸線上自由運(yùn)動(dòng)以允許活塞的運(yùn)動(dòng)和功的控制。

2)使得各線能夠盡可能緊密擠靠，從而允許從傳遞水到線以及從線到傳遞水的最大傳熱。

第一實(shí)施例

在一個(gè)方案中，圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第一方面用于確保工作線的緊密擠靠的摩擦配合方法。通過使用支架機(jī)構(gòu)20，各線10被聚集在一起并且被夾持。支架可以由金屬或其他材料構(gòu)成，并且繞線束被壓縮，從而允許施加到線上或者由線施加的任何力通過摩擦或過盈配合而經(jīng)由支架傳遞。實(shí)質(zhì)上，這種支架保持線緊密地?cái)D靠在一起，同時(shí)也使得力能夠通過支架與線的摩擦配合而傳遞。以此方式，各線的緊密擠靠提供最小化系統(tǒng)的總體尺寸和確保能量回收設(shè)備的緊湊實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。

該實(shí)施例允許固定sma或niti線，使得由其收縮所形成的大力能安全地傳遞，從而能產(chǎn)生機(jī)械功。

第二實(shí)施例

如一般理解的那樣，形狀記憶合金(sma)或負(fù)熱膨脹(nte)材料將不僅縱向地(沿著中心軸線)收縮，而且也側(cè)向地(在直徑平面中)收縮。因此，可以預(yù)見到包括這種材料的任何工作元件束將可能在側(cè)向方向上遇到緊縮。這種緊縮可能對(duì)基于摩擦的固定系統(tǒng)的整體性帶來不利的影響，因?yàn)槭慕孛娣e的減損，即使較小，也將允許摩擦結(jié)合的放松，因而導(dǎo)致粘合的滑動(dòng)或者總體損失。

在圖3中示出了避免這種情形的一個(gè)實(shí)施例。型鍛部或擴(kuò)大部被添加到線10的末端。簡(jiǎn)單的型鍛系統(tǒng)11形成針對(duì)線元件穿過束保持器中指定引導(dǎo)孔滑動(dòng)的機(jī)械障礙物。在這種設(shè)置中，每根線具有其自己的單獨(dú)的引導(dǎo)孔，從而得到“鹽瓶”型束保持器系統(tǒng)，其中，固體材料板被刺穿多次(然而，在給定發(fā)動(dòng)機(jī)中需要許多線)，以允許在發(fā)動(dòng)機(jī)中利用給定數(shù)量的線。在這種布置中，型鍛部提供機(jī)械障礙物本身，收縮力直接通過型鍛部與束保持器的交界部傳遞。

通過將niti線11的端部型鍛或使其向外展開，并且根據(jù)在先前構(gòu)思中陳述的原理將它們聚集，可以在線的末端處獲得累積的擴(kuò)張效果。一旦擴(kuò)大的末端被固連到位(圖3c)，單獨(dú)的線材以此方式的擴(kuò)張通過向與其相鄰的線穿過保持器本身傳遞提供障礙，而防止可能由于材料側(cè)向緊縮而發(fā)生的滑動(dòng)。實(shí)質(zhì)上，形成了集合的擴(kuò)大部，從而抵抗任何單獨(dú)的線的滑動(dòng)，并且這樣一來，保持了束作為一個(gè)整體的完整性。

這個(gè)實(shí)施例允許niti線被固定以便能安全地傳遞由于niti線收縮而形成的大力，從而能產(chǎn)生機(jī)械功。

第三實(shí)施例

適用于這種發(fā)動(dòng)機(jī)的工作元件的材料已證明為鎳鈦合金(niti)。這種合金是熟知的形狀記憶合金并且在不同產(chǎn)業(yè)中具有許多用途。

如上文所描述，經(jīng)由活塞和傳動(dòng)系統(tǒng)，通過這種合金(呈現(xiàn)為多根線)在工作芯內(nèi)的收縮和膨脹而生成這種力。這種系統(tǒng)最重要的方面是能在兩端固連niti元件，使得形成可靠的組件，從而允許在最多次數(shù)的工作循環(huán)執(zhí)行中大力、小位移做功。

為了使鎳鈦諾芯能致動(dòng)活塞，必須確定一種固定線束的方法，使得一端固定于芯頂部上，而另一端附連到活塞。

摩擦配合是將線固連在一起的一種可能方式?；旧希谀Σ僚浜现?，使用兩個(gè)表面的粗糙度來防止物體的滑動(dòng)或運(yùn)動(dòng)。配合的效果由每個(gè)表面的摩擦系數(shù)、接觸面積和各表面之間的壓力來決定。

圖4示出了通過摩擦配合來固連線束的方法。由以類似于柱式鉆頭卡盤的方式工作的設(shè)備來形成摩擦配合。然而，標(biāo)準(zhǔn)卡盤僅被設(shè)計(jì)成保持一塊材料。

在圖4中可以看出，卡盤包括兩個(gè)部件：夾具30和調(diào)整器31。調(diào)整器由單個(gè)圓形塊制成，而夾具可以包括若干單元以便增加與線束的表面接觸。調(diào)整器通過成角度的螺紋部段連接到夾具。當(dāng)調(diào)整器以順時(shí)針方式旋轉(zhuǎn)時(shí)，其造成夾具的成角度部段向下移動(dòng)。夾具還具有豎直平坦部段，豎直平坦部段平行于線束。隨著成角度部段向下運(yùn)動(dòng)，其造成平坦部段水平運(yùn)動(dòng)，從而向束的外表面施加力。結(jié)果導(dǎo)致單獨(dú)的線被推在一起，從而增加了在它們之間的摩擦，并且?guī)в凶銐虻淖饔昧?，從而防止單?dú)的線從束中被牽拉出來。

這個(gè)實(shí)施例的主要優(yōu)點(diǎn)在于卡盤允許利用諸如卡盤鑰匙之類的工具來手動(dòng)調(diào)整施加到束上的力。

卡盤可由諸如不銹鋼或鋁之類的在水中具有高度抗腐蝕性的材料制成。給夾具和調(diào)整器上的螺紋涂潤(rùn)滑油脂還可以對(duì)抗單元卡住。

產(chǎn)生此實(shí)施例的動(dòng)機(jī)在于能固定線，使得由這些線收縮所形成的大力能安全地傳遞從而能產(chǎn)生機(jī)械功。

第四實(shí)施例

如先前所提到的那樣，適用于這種發(fā)動(dòng)機(jī)的工作元件的材料已被證明為鎳鈦合金(niti)。這種合金是熟知的形狀記憶合金并且在不同產(chǎn)業(yè)中具有許多用途。

經(jīng)由活塞和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過這種合金(呈現(xiàn)為多根線)在工作芯內(nèi)的收縮和膨脹而生成這種力。這種系統(tǒng)最重要方面是能在兩端固連niti元件，使得形成可靠的組件，從而允許在最多次數(shù)的工作循環(huán)中執(zhí)行大力、小位移做功。

為了使鎳鈦諾芯能致動(dòng)活塞，必須確定一種固定線束的方法，使得一端固定于芯頂部上，而另一端附連到活塞。

摩擦配合是將線固連在一起的一種可能方式。基本上，在摩擦配合中，使用兩個(gè)表面的粗糙度來防止物體的滑動(dòng)或運(yùn)動(dòng)。配合的效果由每個(gè)表面的摩擦系數(shù)、接觸面積和各表面之間的壓力來決定。

圖5示出了一種構(gòu)思40，用于在線束之間形成摩擦配合，以防止運(yùn)行期間由豎直力所導(dǎo)致的任何線被移除?？梢钥闯?，設(shè)置有鏈條41，鏈條41由鋼或其他材料制成。鉤環(huán)42連接到鏈條，鉤環(huán)42的尺寸允許鏈條完全穿過。

這個(gè)實(shí)施例允許通過繞束纏繞鏈條并且然后使鏈條穿過鉤環(huán)而形成摩擦配合。穿過鉤環(huán)的鏈條被張緊，以便迫使各線在一起，并且因此增加它們之間的摩擦。當(dāng)鏈條完全張緊時(shí)，鎖定銷穿過最靠近鉤環(huán)的鏈條內(nèi)孔放置。這防止鏈條被拉動(dòng)穿過鉤環(huán)，因此維持鏈條中的張力。

因?yàn)閮H須切割線，故而此實(shí)施例減少了制造束所需的步驟。而且，這種方法允許通過移除銷而使線束快速地打開，從而將縮短運(yùn)行期間移除或插入線所需的時(shí)間。

產(chǎn)生這種構(gòu)思的動(dòng)機(jī)是為了能固定niti線使得通過它們收縮形成的大力能安全地傳遞從而能產(chǎn)生機(jī)械功。

第五實(shí)施例

為了使鎳鈦諾芯致動(dòng)活塞，必須確定一種固定線束的方法，使得一端固定到芯頂部，而另一端附連到活塞。

摩擦配合是將線固連在一起的一種可能方式?；旧希谀Σ僚浜现?，使用兩個(gè)表面的粗糙度來防止物體的滑動(dòng)或運(yùn)動(dòng)。配合的效果由每個(gè)表面的摩擦系數(shù)、接觸面積和各表面之間的壓力來決定。

圖6示出了為了將兩個(gè)或更多個(gè)實(shí)心/空心線保持在一起而形成摩擦配合的方法?？梢钥闯觯褂脧椈蓨A50可以適于以緊密配合的布置將各線端部夾緊和保持在一起。

彈簧夾50通常是剛性彈性材料的連續(xù)件，其以圓形方式纏繞并且返回穿過槽裝配。每個(gè)端部由豎直調(diào)整點(diǎn)組成。當(dāng)這些點(diǎn)被拉在一起時(shí)，造成了夾的直徑增加。為了在線束之間形成摩擦配合，當(dāng)束已擴(kuò)展到較大直徑時(shí)，束將被擠進(jìn)到夾內(nèi)。當(dāng)?shù)轿粫r(shí)，釋放調(diào)整點(diǎn)，從而造成直徑減小。直徑的該減小造成夾迫使線在一起，并且因此增加每根線之間的摩擦。施加到線束的力由在夾中所用材料的彈性剛度決定。如果力足夠大，這將在操作期間防止單獨(dú)的線被拉出。

而且，這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)發(fā)生相變時(shí)，隨著線直徑減小，夾子將減小其內(nèi)半徑，并且因此維持將束保持在一起的力。

產(chǎn)生此實(shí)施例的動(dòng)機(jī)是為了能固定線，使得通過它們收縮形成的大力能安全地傳遞，從而能產(chǎn)生機(jī)械功。

第六實(shí)施例

為了使芯致動(dòng)活塞，必須確定一種固定線束的方法，使得一端固定到芯頂部，而另一端附連到活塞。

摩擦配合是將線固連在一起的一種可能方式?；旧?，在摩擦配合中，使用兩個(gè)表面的粗糙度來防止物體的滑動(dòng)或運(yùn)動(dòng)。配合的效果由每個(gè)表面的摩擦系數(shù)、接觸面積和各表面之間的壓力來決定。

圖7示出了用于形成摩擦配合的另一實(shí)施例。這個(gè)實(shí)施例是基于先前論述的卡盤構(gòu)思。類似于卡盤構(gòu)思，這種構(gòu)思通過使用至少一個(gè)夾具60向內(nèi)壓靠在線束的外表面上而形成摩擦配合。然而，對(duì)于卡盤構(gòu)思，卡盤被手動(dòng)調(diào)整，這造成卡盤在運(yùn)行期間變松或者在維護(hù)期間卡盤意外被忘記而保持松動(dòng)的可能風(fēng)險(xiǎn)。

此實(shí)施例通過使用彈簧62來迫使夾具抵靠表面從而增加各線之間的摩擦來避免這個(gè)問題。在圖7中，還示出了俯視圖，其中，使用三個(gè)夾具接觸線束。在安裝期間，夾具60被往回拉并且保持。然后將束插入芯。一旦就位，釋放夾具，這樣，它們封閉束的外側(cè)。所施加的力取決于所用彈簧的剛度。

第七實(shí)施例

此實(shí)施例提供了針對(duì)在以束組裝期間無需對(duì)線個(gè)別定位的方式固連形狀記憶合金(sma)線中所涉及的問題的解決方案。目前所采用的方法涉及使用“鹽瓶”的實(shí)施例，“鹽瓶”包括金屬板，金屬板被鉆出用于束中所包含的每根線的單獨(dú)的孔。這個(gè)方法需要較長(zhǎng)的手工組裝時(shí)間，從而造成在組裝期間較長(zhǎng)的生產(chǎn)周期和成本。本文所論述的實(shí)施例描述了一種固連線束的方法，其中，安裝線束的次序可能是隨機(jī)的，因此允許sma線束的更自主和更快速的組裝。

此實(shí)施例還提供一種束固連方法，其能消除對(duì)于型鍛或有隆起的線的需要，并且，施加在線上的摩擦力足以固連它。相比于鹽瓶構(gòu)思，這將是有利的，因?yàn)閷?huì)去除sma線加工步驟，從而降低了制造成本。

此實(shí)施例涉及使用纜線夾套70來將線束固連在一起。纜線夾套通常用于將電線固連在容器中以便防止外部環(huán)境影響內(nèi)部的電氣部件。此實(shí)施例提出了這種裝置的替代用途。纜線夾套部件在圖8中示出，并且包括兩件(兩部分)：基座71和帽72。

基座71部件包括柔性翅片73或齒和螺紋特征部74?？梢钥闯?，帽72包含與基座匹配的內(nèi)螺紋，以及漸縮的內(nèi)部幾何形狀。當(dāng)旋轉(zhuǎn)到基座上時(shí)，下降的帽造成翅片被迫在徑向上朝向彼此。這些閉合的且可能具有內(nèi)襯來增加摩擦的齒被用來固連穿過中空中心部伸展的線。這種操作在圖9中示出。

所提出的使用這種部件來固連線束的應(yīng)用可能需要更牢固的設(shè)備型式，例如由鋼制成的型式。圖10示出了在這種將線束固連在一起的應(yīng)用中的設(shè)備。

第八實(shí)施例

經(jīng)由活塞和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過這種合金(呈現(xiàn)為多根線)在工作芯內(nèi)的收縮和膨脹來生成力。這種系統(tǒng)的最重要方面在于能在兩端固連niti元件，使得形成可靠組件，從而允許在最多次數(shù)的工作循環(huán)中執(zhí)行大力、小位移做功。

此實(shí)施例提供了針對(duì)在以束組裝期間無需對(duì)線個(gè)別定位的方式固連形狀記憶合金(sma)線中所涉及的問題的解決方案。目前所采用的方法涉及使用“鹽瓶”的實(shí)施例，“鹽瓶”包括金屬板，金屬板被鉆出用于束中所包含的每根線的單獨(dú)的孔。這個(gè)方法需要較長(zhǎng)的手動(dòng)組裝時(shí)間，從而造成在組裝期間較長(zhǎng)的生產(chǎn)周期和成本。該實(shí)施例提供了一種固連線束的方法，其中，安裝線束的次序可能是隨機(jī)的，因此允許sma線束的更自主和更快速的組裝。

此實(shí)施例還提供一種束固連方法，其能消除對(duì)于型鍛或有隆起的線的需要，并且，施加在線上的摩擦力足以固連它。相比于鹽瓶構(gòu)思，這將是有利的，因?yàn)閷?huì)去除sma線加工步驟，從而降低了制造成本。

此實(shí)施例涉及使用加壓空氣或流體和彈性管狀環(huán)80以將線束固連在一起。當(dāng)癟縮時(shí)，這個(gè)環(huán)的內(nèi)徑將大于環(huán)完全充脹時(shí)的內(nèi)徑。通過在充脹前將線緊密地放置于環(huán)內(nèi)，這種性質(zhì)能固連線。此時(shí)，環(huán)的充脹將造成徑向壓力施加到包含于其中心的各線上，從而導(dǎo)致它們通過摩擦被固定就位。圖11示出了這個(gè)實(shí)施例的操作。

如從上面的圖11可以看出，81示出了處于其癟縮狀態(tài)的環(huán)，而82示出了處于其充脹狀態(tài)的環(huán)。初始地，環(huán)被示出為較高并且較薄。然而，隨著引入壓力，環(huán)的高度減小，其寬度和管狀厚度增加。這主要在上面的平面圖83和84中示出，其中，t是充脹之前的厚度，而t是充脹之后的厚度。在此示例中，可以說t>t，并且環(huán)將適合用于將鎳鈦諾束固連于其內(nèi)徑中。該固連在圖12中示出，圖12示出了由大致管狀環(huán)81、82固連的線的平面圖。

用來制造環(huán)的材料應(yīng)具有足夠的彈回力以耐受固連線所需的力，同時(shí)具有足夠的彈性，以提供增加其內(nèi)徑所需的位移。一種材料可以是尼龍，其能提供這些屬性，類似于施加用于洞眼手術(shù)中的血管成形(心臟)球囊中的屬性。也可以有利地為這種環(huán)構(gòu)造一容器，該容器將限制環(huán)的外徑膨脹，從而進(jìn)一步向其內(nèi)部膨脹提供更多的力/位移。這種容器也可以用于在充脹前加載線束，因?yàn)榕c相對(duì)柔性的可充脹環(huán)相比，該容器提供實(shí)心的引導(dǎo)件。這些內(nèi)容在圖13和圖14中示出，其中，分別示出了帶有和不帶有線束的實(shí)施例。

第九實(shí)施例

經(jīng)由活塞和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過這種合金(呈現(xiàn)為多根線)在工作芯內(nèi)的收縮和膨脹來生成力。這種系統(tǒng)的最重要方面在于能在兩端固連線元件，使得形成可靠的組件，從而允許在最多次數(shù)的工作循環(huán)中執(zhí)行大力、小位移做功。

此實(shí)施例提供一種束固連方法，其能排除對(duì)于型鍛或有隆起的線的需要，并且，施加在線上的摩擦力足以固連它。這將是有利的，因?yàn)槌擞貌粡?fù)雜的零件構(gòu)建之外，還去除了sma線加工步驟，從而降低了制造成本。

可以通過使用直支架90、螺釘和螺母來實(shí)現(xiàn)一種固連線束的方法。支架將用來通過擰緊螺釘而在線10上提供力。這些支架也可以具有作為間隔件的次要功能。圖15示出了這種實(shí)施例的多個(gè)視圖，其中，示出了俯視圖(a)和側(cè)視圖(b)和(c)。

支架充當(dāng)夾具，從而增加了在轉(zhuǎn)動(dòng)和擰緊螺釘時(shí)施加到鎳鈦諾線上的力。此實(shí)施例是有利的，因?yàn)槠湓试S立即固連大量線而不需要復(fù)雜的零件。與sma線接觸的支架的表面也可以粗糙化以增加所施加的摩擦力并且因此進(jìn)一步固連線。在使用這種方法固連線之后，可以使用保持器槽100將束在芯內(nèi)保持就位，如圖16所示。

第十實(shí)施例

經(jīng)由活塞和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過這種合金(呈現(xiàn)為多根線)在工作芯內(nèi)的收縮和膨脹來生成力。這種系統(tǒng)的最重要方面在于能在兩端固連線元件，使得形成可靠的組件，從而允許在最多次數(shù)的工作循環(huán)中執(zhí)行大力、小位移做功。

為了以可靠并且耐用的方式來固連多根線，必須開發(fā)出一種能在兩端錨固線的系統(tǒng)/設(shè)備。這種系統(tǒng)必須在高負(fù)荷下操作。這種組件可以被稱作“束保持器”。

束保持器必須克服某些具體問題：

1)在操作期間，傳遞線的大力、小位移負(fù)荷。

2)允許線盡可能緊密地?cái)D靠，以允許從傳遞水到線和從線到傳遞水的最大傳熱。

3)從制造的角度來看，必須消除將數(shù)百根線放置于某種支承件中的繁瑣且費(fèi)力的過程，并且要減少生產(chǎn)時(shí)間和成本。

以下是在加載條件下將線組夾緊在束中而不需要制造復(fù)雜零件的方法，該方法也可在兩端都有隆起或被型鍛的線上使用。

可將金屬環(huán)110放置于線組周圍，然后使用壓機(jī)來圍繞線壓縮環(huán)，之后，線將形成緊致并且緊湊的束。如在圖17和圖18中所示，因?yàn)槁∑鸩?11或型鍛部111比線的其余部分略寬，這種布置并不允許一根線經(jīng)過另一根線。

壓縮環(huán)用來將線保持在位，并且維持各線之間的間隙，這些間隙在任何階段都小于型鍛部或隆起部的直徑。這防止(線被)牽拉穿過。在負(fù)荷下的復(fù)合效果是施加到壓縮環(huán)上的負(fù)荷的徑向傳遞，壓縮環(huán)可以被設(shè)計(jì)成安置于框架上。

而且，為了在對(duì)環(huán)進(jìn)行壓縮之前將線保持到位，可以初始地向線施加能凝固成固體形式的陶瓷基液體或橡膠。當(dāng)凝固時(shí)，線被保持在位。然后壓縮環(huán)施加到新凝固的固體外側(cè)并且被壓縮，如圖18所示。聚合物/橡膠/陶瓷材料是非承載的，并且負(fù)荷再次在徑向轉(zhuǎn)移到壓縮環(huán)上。

第十一實(shí)施例

為了以可靠并且耐用的方式來固連多根線，必須開發(fā)出一種能在兩端錨固線的系統(tǒng)/設(shè)備。這種系統(tǒng)必須在高負(fù)荷下操作。這種組件已被稱作“束保持器”。

束保持器必須克服某些具體問題：

1)在操作期間，傳遞線的大力、小位移負(fù)荷。

2)允許線盡可能緊密地?cái)D靠，以允許從傳遞水到線和從線到傳遞水的最大傳熱。

3)從制造的角度來看，必須消除將數(shù)百根線放置于某種支承件中的繁重且費(fèi)力的過程，并且要縮短生產(chǎn)時(shí)間和成本。

對(duì)于這種束保持器實(shí)施例，線可以安裝于支承零件上，支承零件具有多個(gè)凹槽120。凹槽起到兩個(gè)作用：

1、增加線與支承件接觸的表面，使得摩擦將不允許線運(yùn)動(dòng)。

2、引導(dǎo)線的作用，使得它們將不會(huì)一個(gè)在另一個(gè)頂部上(甚至在夾緊線并將線路徑分開時(shí)張緊)。

圖19是用于sma線的帶凹槽的支承件120和(a)處于打開位置和(b)處于閉合位置的夾具的示意圖。夾具可以具有在內(nèi)側(cè)上的附加彈性張緊器，以確保線將不會(huì)隨著時(shí)間過去而變松。

支承件的底部較寬，使得其能分開線并且改善傳熱。支承件可安裝于板中以用作束保持器。

此實(shí)施例解決了單獨(dú)地型鍛線的問題，并且其將使用具有彈性張緊元件的擰緊元件來將它們固定就位。

第十二實(shí)施例

這個(gè)束保持器設(shè)計(jì)解決了將線固定在一起所引發(fā)的許多問題，同時(shí)保持其結(jié)構(gòu)完整性不受破壞。

束保持器包括多個(gè)帶螺紋的線，多個(gè)帶螺紋的線固定在一起并且緊密地放置到錐形孔內(nèi)和夾頭布置內(nèi)。螺紋用來維持各線之間的良好接觸并且在循環(huán)時(shí)不允許它們從束滑動(dòng)。

圖20展示了用于sma線10的螺紋130的類型：a)直螺旋螺紋131；b)錐形螺旋螺紋132。圖21示出了在一束中的多個(gè)螺紋sma線140。當(dāng)力施加到束中的線上時(shí)，夾頭和錐形部將螺紋壓緊在一起。圖22示出了在錐形夾頭中的sma線，錐形夾頭由附圖標(biāo)記150所示。

螺紋的直徑選擇為該結(jié)構(gòu)的最薄部分將是線的接合部分(浸沒于冷/熱流體中的部段)，接合部分緊鄰于螺紋的下方。

與流體流相互作用的線的長(zhǎng)度被拉伸或軋制為更小直徑，因此，在各線之間引入了間隙以便于流體流動(dòng)。

減小的直徑可以優(yōu)化，以允許在流體與sma線之間最佳傳熱。

圖23a和圖23b示出了根據(jù)另一實(shí)施例的多個(gè)帶螺紋的線設(shè)計(jì)160。如圖23a所示，線161的端部具有螺紋并且加粗(butted)，以便將它們實(shí)施于壓縮束配件中。如圖23b所示，在一實(shí)施例中，沿著線的整個(gè)長(zhǎng)度162形成螺紋。螺紋增加了線的表面積，以及增加了在通過工作流體循環(huán)加熱和冷卻期間沿著這個(gè)表面的湍流。這種增加的表面積和湍流將用來提高線的熱力學(xué)性能。

期望的是要最小化由于流動(dòng)路徑增加的復(fù)雜性而導(dǎo)致的摩擦損失。減小這種效果的方法可以是優(yōu)化線束內(nèi)的線布局，由此，該束的外線可以是平滑的(其中，工作流體可以容易地傳熱)，并且內(nèi)線將具有帶螺紋的長(zhǎng)度，因?yàn)樵谙蛘麄€(gè)束傳熱期間，內(nèi)線將最難達(dá)到。此外更進(jìn)一步地，螺紋的尺寸逐漸增加，其中，外線開始變得平滑，但是隨著線伸展到中心，逐漸具有更深的螺紋。

圖24示出了芯的實(shí)施例，其中，多個(gè)sma線10在使用中平行地布置于能量回收設(shè)備中。芯容納于腔室中并且經(jīng)由閥170和歧管171、172連接到流體源。sma線10在兩端由底部束保持器172和頂部束保持器173固連。芯一端與活塞174連通，活塞174可以響應(yīng)于sma線的膨脹和收縮而運(yùn)動(dòng)以生成能量。

在說明書中，術(shù)語“包括、包括有、包括了、正包括”或其任何變型以及術(shù)語“包含、包含有、包含了、正包含”和其任何變型被認(rèn)為完全是可互換的并且它們應(yīng)提供最廣泛可能的解釋并且反之亦然。

本發(fā)明并不限于在上文中所描述的實(shí)施例，而是可以在構(gòu)造和細(xì)節(jié)兩方面都做出變化。