[发明专利]基于形状记忆合金的饮水机蓄冷装置及蓄冷方法

权利要求书

1.一种基于形状记忆合金的饮水机蓄冷装置，其特征在于：包括平行设置的两根丝杠，两根丝杠上均设置有齿轮(107)，且两根丝杠上的齿轮(107)相互啮合，其中一根丝杠与电机(106)的转轴相连；所述两根丝杠上的同一位置加工有旋向相反的螺纹段，并且在两根丝杠的螺纹段上跨接一个丝杠滑块(104)，所述丝杠滑块(104)能够沿螺纹段进行平移；还包括与两根丝杠平行设置的形状记忆合金管束(105)，所述形状记忆合金管束(105)的一端连接在丝杠滑块(104)上，另一端保持固定；形状记忆合金管束(105)的两端分别连接导流管(109)形成入水端与出水端；所述形状记忆合金管束(105)在电机(106)正转时被丝杠滑块(104)压缩并向环境散热，形状记忆合金管束(105)在电机(106)反转时恢复原长并向管内水流吸热；所述两根丝杠固定在底座(101)上，底座(101)包括底面以及相对设置在底面两端的竖直侧壁，丝杠的两端通过轴承安装在底座(101)的两个竖直侧壁上；所述形状记忆合金管束(105)保持固定的一端连接在底座(101)的竖直侧壁上，丝杠滑块(104)以及底座(101)的竖直侧壁分别开设有与形状记忆合金管束(105)连通的孔口，导流管(109)设置在孔口的外部；水流从底座(101)的竖直侧壁孔口外侧的导流管(109)依次流经底座(101)的竖直侧壁孔口、形状记忆合金管束(105)、丝杠滑块(104)孔口，最后由丝杠滑块(104)孔口外侧的导流管(109)流出；所述形状记忆合金管束(105)的两端分别通过卡槽(108)与丝杠滑块(104)以及底座(101)的竖直侧壁固定；通过卡槽(108)使形状记忆合金管束(105)的两端分别与丝杠滑块(104)以及底座(101)的竖直侧壁孔口正对。

2.根据权利要求1所述基于形状记忆合金的饮水机蓄冷装置，其特征在于：所述齿轮(107)均通过键连接固定在两根丝杠的一端。

3.根据权利要求1所述基于形状记忆合金的饮水机蓄冷装置，其特征在于：所述形状记忆合金管束(105)的奥氏体终止温度低于-5℃，电机(106)未启动时处于奥氏体状态，被丝杠滑块(104)压缩后处于马氏体状态。

4.一种如权利要求1-3中任意一项所述基于形状记忆合金的饮水机蓄冷装置的蓄冷方法，其特征在于，包括以下步骤：

不需要冷水时的形状记忆合金管束(105)储能过程：控制电机(106)正转，带动与电机(106)转轴相连的一根丝杠旋转，再通过两根丝杠上的齿轮(107)啮合传动，丝杠滑块(104)被两根丝杠带动沿螺纹段进行平移，形状记忆合金管束(105)被丝杠滑块(104)压缩而产生形变，丝杠滑块(104)水平移动到指定位置时电机(106)停机，形状记忆合金管束(105)保持在受压状态；在压应力的驱动下，形状记忆合金管束(105)发生相变，由奥氏体相变为马氏体相，相变过程形状记忆合金管束(105)将潜热释放到环境中，最终复原到环境温度；

需要饮用冷水时的形状记忆合金管束(105)冷量释放过程：控制电机(106)反转，带动与电机(106)转轴相连的一根丝杠旋转，再通过两根丝杠上的齿轮(107)啮合传动，丝杠滑块(104)被两根丝杠带动沿螺纹段进行平移，形状记忆合金管束(105)的应力卸载并恢复原长，应力卸载过程的形状记忆合金管束(105)发生逆相变，由马氏体相变为奥氏体相，形状记忆合金管束(105)的温度降低，常温水流由入水端的导流管(109)流入形状记忆合金管束(105)，被形状记忆合金管束(105)冷却，再由出水端的导流管(109)流出。

5.根据权利要求4所述的蓄冷方法，其特征在于：所述需要饮用冷水时的形状记忆合金管束(105)冷量释放过程中，用户按下冷水按钮，在电机(106)反转的同时，水槽内的常温水流由入水端的导流管(109)流入形状记忆合金管束(105)。

6.根据权利要求4所述的蓄冷方法，其特征在于：流经形状记忆合金管束(105)的常温水流冷却后在出水端温度进入设定出水温区时开始出水，完成一次出水任务时停止出水。