[实用新型]一种冷热分区的扭转制冷装置

说明书

本实用新型公开了一种冷热分区的扭转制冷装置。所述装置包括伺服电机、步进电机、中心轴、圆环、导电滑环、控制装置、扭转机构、冷热分隔支架、行星传动机构、内圆环，通过步进电机对扭转机构施加单轴应力由奥氏体相状态转变为马氏体相状态导致熵减小并向外界放出热量；与此相反，步进电机反向旋转可以去除应力会发生由马氏体相向奥氏体相转变的逆向相变，逆向的相变导致熵增大，从周围环境中吸取热量，由此产生制冷效应；同时应用行星传动机构大大增加制冷量。本装置能够实现扭转制冷过程的连续性，并使得冷热分区。

技术领域

本实用新型涉及一种冷热分区的扭转制冷装置，属于制冷技术领域。

背景技术

制冷是从低于环境温度的空间或物体中吸取热量，并将其转移给环境介质的过程。制冷技术是为适用人们对低于环境温度条件的需要而产生和发展起来的。目前所利用的常见的制冷技术是蒸汽压缩式制冷，蒸汽压缩式制冷系统是由压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器等四个主要部分组成，用管道依次连接，形成一个完全封闭的系统，制冷剂在这个封闭的制冷系统中以流体状态循环，通过相变，连续不断地从蒸发器中吸取热量，并在冷凝器中放出热量，从而实现制冷的目的。蒸汽压缩式制冷技术利用的CFC、HCFC类制冷剂具有臭氧层破坏效应，并且制冷剂泄漏会危害人体和环境，这类传统的制冷剂根据《蒙特利尔议定书》已经或将要逐步淘汰。目前人们使用HFC类制冷剂来取代它们，然而HFC类制冷剂具有温室效应，对全球变暖有不利的影响。HC类制冷剂虽然环保性能好，但是普遍存在易燃易爆的缺点，对制冷系统的安全运行带来隐患。

固态冷却技术是一种新型的非蒸汽压缩制冷技术，该技术主要是利用特定类别材料所表现出的显著的热效应来实现的，其中弹热效应是近年来科研者致力于研究探索的新型制冷技术之一。对材料施加单轴应力，材料在外部应力的作用下可由奥氏体相状态转变为马氏体相状态，导致熵减小并向外界放出热量；与此相反，去除应力，材料将会发生由马氏体相向奥氏体相转变的逆向相变，逆向的相变导致熵增大，从周围环境中吸取热量，由此可以产生制冷效应，此过程为弹热效应。在弹热制冷系统中想要取得较好的冷却效果，至少需要将适用于弹热制冷的扭转材料预拉伸数倍，然后收缩回去，这意味着弹热制冷需要较大的体积，对于机器设备的尺寸是一个严重的挑战。

扭转制冷技术是一种新型的固态制冷方法，不使用制冷剂，不存在GWP（全球变暖潜能值）、ODP（消耗臭氧潜能值）问题，且无毒性、无可燃性。扭转制冷是通过改变纱线、纤维、合金丝等材料的扭转程度来实现制冷。利用扭转实现奥氏体相状态与马氏体相状态的变化，从而产生制冷或制热的目的。有文献报道称，用扭转制冷代替弹性制冷，材料冷却效率提高了一倍（到65%），制冷材料的体积缩小到了七分之二。像合金丝这样的扭转固体材料，需要固定在一个特定的位置，如何让它只从制冷区吸收热量，并且只向制冷区以外释放热量成为了棘手的难题，这也是阻碍扭转热制冷发展的瓶颈。

实用新型内容

本发明的目的在于克服先前扭转制冷设备制冷量不足的问题，提供一种冷热分区的扭转制冷装置。

本发明提供的技术方案如下：

一种冷热分区的扭转制冷装置，包括伺服电机1、步进电机2、中心轴3、圆环4、导电滑环5、控制装置6、扭转机构7、冷热分隔支架8、行星传动机构9、内圆环10，

圆环4包括第一圆环4-1和第二圆环4-2，第一圆环4-1与内圆环10杆焊接固定并能够随内圆环10转动，第二圆环4-2和制冷放热分隔支架8固定不动，伺服电机1的输出轴与中心轴3通过键槽连接，中心轴3通过螺栓与内圆环10固定，伺服电机1通过中心轴3驱动内圆环10转动，

内圆环10上固定若干个步进电机2，导电滑环5固定在内圆环10上与步进电机2接电连接并随着内圆环10转动，步进电机2的输出轴与行星传动机构9的中心齿轮9-2连接，扭转机构7两端分别连接行星传动机构9的副齿轮和第一圆环4-1，步进电机2在内圆环10转动过程中对扭转机构7施加旋转应力，使扭转机构7发生扭转螺旋或者解旋等变化进而吸收或释放热量，