502 形状記憶合金ヒートエンジンのメカニズム と出力測定システム

502 形状記憶合金ヒートエンジンのメカニズム
と出力測定システム
Study on Mechanism of Heat Engine Using SMA
and Measurement System for Engine Power
正 石橋達弥 (新潟大) ○学 竹内知之 (新潟大) 高橋学 ((株)三條機械製作所)
正 大木基史 (新潟大) 山本太一 (光洋精王株式会社)
Tatsuya ISHIBASHI, Tomoyuki TAKEUCHI, Motofumi OHKI:
Faculty of Engineering, Niigata University 8050 2-no-cho Ikarashi, Niigata 950-2181, JAPAN
Manabu TAKAHASHI: Sanjyo Machinery Co., Ltd Taichi YAMAMOTO: Koyo Seiko Co., Ltd
This paper describes the mechanism of a SMA(Shape Memory Alloy) heat engine and the measurement system for this engine
power. If is manufactured
two types of a heat engine : Synchronized
Rotating Heat Sdurces{SRHS)
and Rotary Valve(RV)s
which are different
for the way of supplying
hot and cold water. The most important feature of RV type heat engine is to
supply hot and cold water for SMA by using rotary valve which is synchronized
with the movement of driving parts.
While*
SRHS type is to supply water for SMA by rotating hot and cold water tanks. These engines have a lot of SMA formed coilspring as a driving element, and convert low level thermal energy into mechanical
energy.
As a result, RV type heat engine
achieves decline of power loss compared with SRHS type.
Key Words: SMA(Shape Memory Alloy) Heat engine, Synchronized
rotating heat sources, Rotary valve
重．緒言
現在工場や原子力・火力・地熱発電所選び温泉などかち排
出されている低位熱エネルギーである温排水は未使用のま
ま捨てられている。
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熱源同期回転式（S艶H笠きヒートエンジンは温水槽と冷凍槽
掛血随となったド｝チッ状の水槽を出力軸と結合すること
ニンシンを製作した。F唱．1にその全体図をホす。エンジン＿上
狛こは回転数測定用のフォトセンサとスリノトディスクを
取り付けてぁる。
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ふたつの方式によるヒートエンジンを設計・製作し、その性
能検定試験を行った結果について報告する。
3・1．ロータリーバルブ式ヒートエンジン鹿本構成
熱源同期回転式ヒ】トエンジンに掛チる問題点を改善す
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較的争塩の温水と冷水がある場合を想定して長時聞連続闇
転可能なヒートエンジンの開発を目的としている。本論文で
は、駆動素ずとしてコイルスプリング状のSMA素子を用いた
3・ロータリーバルブ式ヒートエンジン
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本研究はこれらの低位熱エネルギーを、資源として有効に
ルギーを与え、動力の損失になることと、温冷水の供給時間
が短いという問題点があった。
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Fig.I
Schematic
Illustration
of Heat Engine
(Front
View)
3．ヱ．ロータリ｝バルブ式ヒートエンジン動作原理
Fig．2にロー轟タリーーノりレア式ヒ鵬トエンジンの軸什脚lがをホ
す。図は1駆動部のみで示してある。SMA寂Jrに冷水がかか
り冷却された状態で出力軸を回虹させると、クランクを介し
て小さな力でSMA素：￣−rが変形され、最大ひずみになった時点
でロー一夕リーバルアにより冷水が温水に切り替わる。そして
SMA轟▼・て√に温水がかかり、配賦回復を起こし大きな力でクラ
ンクを押し、出力軸を回配させる。再び混水が冷水に切り替
わ誓鼻祖の様態に戻る￠
これを1サイクルとしてエンジンは回転する。
また、米瞭には馳軌ぎ制ま4個あり、各駆軌鮒にSMAが5本
ずつ取り付けられている。
E軋鱒ト2］日本横磯学会東北支部 薬沢地方講演会講演論度魔宥相関．掛2郎
−173−
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