(57)【要約】【課題】冷熱を用いて運動エネルギを発生させる形状記憶合金エンジンを提供する。【解決手段】形状記憶合金エンジン１００は、高温輪１１０および低温輪１２０と、高温輪１１０および低温輪１２０の双方に巻き掛けられた環状の形状記憶合金ベルト１３０と、内部を冷却するように構成された冷却部１４０とを備えている。この形状記憶合金エンジン１００では、少なくとも低温輪１２０が冷却部１４０の内部に配置されているとともに、高温輪１１０が冷却部１４０の外部に配置されている。【選択図】図１
2012225318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
形状記憶合金エンジンであって、
高温輪および低温輪と、
前記高温輪および前記低温輪の双方に巻き掛けられた環状の形状記憶合金ベルトと、
内部を冷却するように構成された冷却部と
を備え、
少なくとも前記低温輪を前記冷却部の内部に配置するとともに、前記高温輪を前記冷却部の外部に配置した
形状記憶合金エンジン。
【請求項２】
前記冷却部は、前記低温輪の外端から前記高温輪の内端までを覆うように構成されている、請求項１記載の形状記憶合金エンジン。
【請求項３】
前記冷却部は、液化ガスを貯留可能に構成されており、前記液化ガスの蒸発により生じる冷熱により前記冷却部の内部を冷却する、請求項１または２記載の形状記憶合金エンジン。
【請求項４】
前記低温輪の少なくとも一部は、前記冷却部に貯留された前記液化ガスに浸漬されている、請求項３記載の形状記憶合金エンジン。
【請求項５】
前記形状記憶合金ベルトは、母相への変態点が５℃以下である形状記憶合金からなる、請求項３または４記載の形状記憶合金エンジン。
【請求項６】
前記形状記憶合金ベルトは、Ｎｉ−Ｔｉ系形状記憶合金からなる、請求項１ないし５のいずれか記載の形状記憶合金エンジン。
【請求項７】
前記形状記憶合金ベルトは、ＮｉおよびＴｉが化学量論的に１：１のＮｉ−Ｔｉ合金におけるＮｉおよびＴｉの少なくとも一方の一部を、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｎからなる群から選択された少なくとも１種の元素に置き換えたＮｉ−Ｔｉ系形状記憶合金からなる、請求項６記載の形状記憶合金エンジン。
【請求項８】
前記形状記憶合金ベルトは、４００〜５００℃で形状記憶処理が行われたＮｉ−Ｔｉ系形状記憶合金からなる、請求項６または７記載の形状記憶合金エンジン。
【請求項９】
形状記憶合金エンジンであって、さらに、
前記高温輪に送風するファンを備える、
請求項１ないし８のいずれか記載の形状記憶合金エンジン。
【請求項１０】
前記高温輪の外径は、前記低温輪の外径よりも小さい、請求項１ないし９のいずれか記載の形状記憶合金エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、形状記憶合金に温度差を付与することにより運動エネルギを発生させる形状記憶合金エンジンに関し、特に冷熱を用いて運動エネルギを発生させる形状記憶合金エンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
形状記憶合金は、変態点（Ａｆ）以下の温度で変形させても、変態点（Ａｆ）以上の温度に昇温することにより、予め記憶された形状（記憶形状）に回復する性質を有している。このような形状記憶合金の性質を用いて、低温（例えば、１００℃以下）の熱源を用いて形状記憶合金に温度差を付与し、運動エネルギを発生させる技術が、種々提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、形状記憶合金の一部に熱エネルギを供給して形状記憶合金に温度差を付与する形状記憶合金の応用素子が提案されている。この形状記憶合金の応用素子では、熱源としての太陽光を形状記憶合金の一部に照射し、太陽熱エネルギを機械的エネルギに変換している。また、特許文献２には、形状記憶合金のエネルギ変換性を用いた種々の形状記憶熱エンジンが提案されている。これらの形状記憶熱エンジンでは、熱源として温水が利用されている。
【０００４】
図３は、温水の熱エネルギを利用した形状記憶合金エンジンの一例を示す模式図である。形状記憶合金エンジン２００は、軸心２１２を中心に回転自在な小径のプーリ２１０と、軸心２２２を中心に回転自在な大径のプーリ２２０と、形状記憶合金からなるベルト２３０と、温水槽２４０とを備えている。ベルト２３０は、小径のプーリ２１０および大径のプーリ２２０に巻き掛けられている。そして、小径のプーリ２１０を、温水槽２４０に張られた温水ＨＷに浸漬することにより、プーリ２１０，２２０とベルト２３０とが一定方向に回転する。図３に示す形状記憶合金エンジン２００は、元々はお湯で回転する玩具として市場に出回ったものであるが、この形状記憶合金エンジン２００を活用して、低温の廃熱を使用して発電を行い、廃熱の有効活用を図る試みが多くなされてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６０−１１６８８０号公報
【特許文献２】特開平５−２１５０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、低温熱源の熱エネルギの活用は種々提案されてきたが、液化天然ガスの蒸発等で生じる冷熱を用いることについては、従来、検討されてこなかった。また、従来の形状記憶合金エンジンにおいて、熱エネルギを与えて加熱する代わりに、熱エネルギを奪って冷却しても、形状記憶合金エンジンを駆動させることは困難であった。
【０００７】
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、冷熱を用いて運動エネルギを発生させる形状記憶合金エンジンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的の少なくとも一部を達成するために、本発明は、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］
形状記憶合金エンジンであって、高温輪および低温輪と、前記高温輪および前記低温輪の双方に巻き掛けられた環状の形状記憶合金ベルトと、内部を冷却するように構成された冷却部とを備え、少なくとも前記低温輪を前記冷却部の内部に配置するとともに、前記高温輪を前記冷却部の外部に配置した形状記憶合金エンジン。
【００１０】
少なくとも低温輪を冷却部の内部に配置するとともに、高温輪を冷却部の外部に配置することにより、高温輪から繰り出された形状記憶合金ベルトは、低温輪に巻き込まれる前に冷却される。これにより、冷却部の冷熱を用いて運動エネルギを発生させる形状記憶合金エンジンを実現することができる。
【００１１】
［適用例２］
前記冷却部は、前記低温輪の外端から前記高温輪の内端までを覆うように構成されている、適用例１記載の形状記憶合金エンジン。
【００１２】
低温輪の外端から高温輪の内端までを覆うように冷却部を構成することにより、高温輪から繰り出された形状記憶合金ベルトは、速やかに冷却される。そのため、低温輪に巻き込まれる際の形状記憶合金ベルトの温度をより低くすることができ、低温輪に巻き込まれる際に逆回転方向に作用する回復力や弾性力をより小さくできるので、形状記憶合金エンジンの出力をより高くすることが可能となる。
【００１３】
［適用例３］
前記冷却部は、液化ガスを貯留可能に構成されており、前記液化ガスの蒸発により生じる冷熱により前記冷却部の内部を冷却する、適用例１または２記載の形状記憶合金エンジン。
【００１４】
液化ガスを貯留するように冷却部を構成することにより、内部を冷却する冷却部をより容易に実現することが可能となる。
【００１５】
［適用例４］
前記低温輪の少なくとも一部は、前記冷却部に貯留された前記液化ガスに浸漬されている、適用例３記載の形状記憶合金エンジン。
【００１６】
低温輪の少なくとも一部を冷却部に貯留された液化ガスに浸漬させることにより、低温輪の温度はほぼ液化ガスの温度に維持される。そのため、形状記憶合金ベルトがより速やかに冷却され、低温輪に巻き込まれる際に回復力や弾性力が逆回転方向に作用することを抑制できるので、形状記憶合金エンジンの出力をより高くすることが容易となる。
【００１７】
［適用例５］
前記形状記憶合金ベルトは、母相への変態点が５℃以下である形状記憶合金からなる、適用例３または４のいずれか記載の形状記憶合金エンジン。
【００１８】
この適用例によれば、液化ガスの蒸発で生じる冷熱を利用した形状記憶合金エンジンをより確実に稼働させることができる。
［適用例６］
前記形状記憶合金ベルトは、Ｎｉ−Ｔｉ系形状記憶合金からなる、適用例１ないし５のいずれか記載の形状記憶合金エンジン。
【００１９】
一般に、Ｎｉ−Ｔｉ系形状記憶合金は、他の形状記憶合金よりも記憶形状への回復力が大きい。そのため、形状記憶合金ベルトをＮｉ−Ｔｉ系形状記憶合金で形成することにより、形状記憶合金エンジンの出力をより高くすることが可能となる。
【００２０】
［適用例７］
前記形状記憶合金ベルトは、ＮｉおよびＴｉが化学量論的に１：１のＮｉ−Ｔｉ合金におけるＮｉおよびＴｉの少なくとも一方の一部を、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｎからなる群から選択された少なくとも１種の元素に置き換えたＮｉ−Ｔｉ系形状記憶合金からなる、適用例６記載の形状記憶合金エンジン。
【００２１】
この適用例によれば、形状記憶合金ベルトの変態点をより低くすることができるので、冷熱を利用した形状記憶合金エンジンをより容易に実現することができる。
【００２２】
［適用例８］
前記形状記憶合金ベルトは、４００〜５００℃で形状記憶処理が行われたＮｉ−Ｔｉ系形状記憶合金からなる、適用例６または７記載の形状記憶合金エンジン。
【００２３】
形状記憶合金ベルトとして形状記憶処理を４００〜５００℃で行ったＮｉ−Ｔｉ系形状記憶合金を用いることにより、繰り返し特性の悪化を抑制することができるので、形状記憶合金エンジンの稼働時間をより長くすることが可能となる。
【００２４】
［適用例９］
形状記憶合金エンジンであって、さらに、前記高温輪に送風するファンを備える、適用例１ないし８のいずれか記載の形状記憶合金エンジン。
【００２５】
この適用例によれば、形状記憶合金ベルトを介した熱伝導等により高温輪が冷却されるのを抑制することが可能となる。そのため、高温輪の温度を形状記憶合金ベルトの変態点（Ａｆ）以上に維持して、継続的に形状記憶合金エンジンを稼働させることがより容易となる。
【００２６】
［適用例１０］
前記高温輪の外径は、前記低温輪の外径よりも小さい、適用例１ないし９のいずれか記載の形状記憶合金エンジン。
【００２７】
この適用例によれば、形状記憶合金エンジンの出力をより高くすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１実施形態における形状記憶合金エンジンの構成を示す模式図。
【図２】第２実施形態における形状記憶合金エンジンの構成を示す模式図。
【図３】形状記憶合金エンジンの一例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を実施するための形態を以下の順序で説明する。
Ａ．第１実施形態：
Ａ１．形状記憶合金エンジンの構成：
Ａ２．形状記憶合金ベルトの材質：
Ａ３．第１実施形態の実施例：
Ｂ．第２実施形態：
Ｃ．変形例：
【００３０】
Ａ．第１実施形態：
Ａ１．形状記憶合金エンジンの構成：
図１は、第１実施形態における形状記憶合金エンジン１００の構成を示す模式図である。形状記憶合金エンジン１００は、第１のプーリ１１０と、第２のプーリ１２０と、形状記憶合金ベルト１３０と、冷却槽１４０とを備えている。
【００３１】
第１のプーリ１１０と第２のプーリ１２０とは、それぞれ、互いに平行な軸心１１２，１２２を中心に回転自在となるように、図示しない支持部材に支持されている。軸心１１２，１２２間の距離は、調整可能に構成されている。なお、一般的には、第１および第２のプーリ１１０，１２０には、形状記憶合金ベルト１３０の脱離を抑制するためのフランジが設けられているが、図１では、便宜上、その図示を省略している。
【００３２】
図１の例では、第１のプーリ１１０が第２のプーリ１２０よりも小径となっているが、第１と第２のプーリ１１０，１２０の外径の大小関係は、適宜変更することができる。但し、形状記憶合金エンジン１００の出力をより高くすることが容易である点で、第１のプーリ１１０は、第２のプーリ１２０よりも小径であるのが好ましい。
【００３３】
形状記憶合金ベルト１３０は、環状に形成されており、第１と第２のプーリ１１０，１２０の双方に巻き掛けられている。第１実施形態では、形状記憶合金ベルト１３０を断面が円形の丸ベルトとしている。但し、形状記憶合金ベルト１３０の断面は、楕円形、三角形、台形、長方形、正方形等、種々の形状とすることができる。形状記憶合金ベルト１３０は、所定の変態点（Ａｆ：マルテンサイト相から母相への変態終了温度）以上で直線状となるように形状記憶処理が施されている。形状記憶合金ベルト１３０の材質については、後述する。
【００３４】
なお、形状記憶合金ベルト１３０の記憶形状は、直線状の他、種々変更することも可能である。例えば、形状記憶合金ベルト１３０の記憶形状を、曲率半径が第１のプーリ１１０に巻き付けられている状態よりも大きい形状としても良く、曲率中心がプーリ１１０，１２０とは反対側となるようにしても良い。また、形状記憶合金ベルト１３０の記憶形状は、均一でなくともよい。
【００３５】
冷却槽１４０は、第２のプーリ１２０の外端から第１のプーリ１１０の内端までを覆うように構成されている。ここで、プーリの外端とは、当該プーリにおいて、他方のプーリから最も遠い点のことをいう。また、プーリの内端とは、当該プーリにおいて、他方のプーリに最も近い点のことをいう。
【００３６】
冷却槽１４０は、液化天然ガスや液体窒素等の液化ガスを貯留できるように構成されている。冷却槽１４０に貯留された液化ガスＬＧには、第２のプーリ１２０の一部が浸漬されている。冷却槽１４０に貯留された液化ガスが気化することにより、液化ガスＬＧおよび冷却槽１４０の内部は、室温（約２５℃）よりも温度が低くなる。低温の冷却槽１４０内部では、第２のプーリ１２０と形状記憶合金ベルト１３０とが冷却される。これにより、形状記憶合金ベルト１３０の温度は、冷却槽１４０内部を移動する間に、変態点（Ａｆ）以下となる。
【００３７】
冷却槽１４０は、その上端（すなわち、第１のプーリ１１０側の端部）が解放されており、第１のプーリ１１０は、冷却槽１４０の外部に配置されている。そのため、第１のプーリ１１０は、室温の雰囲気にさらされて、温度がほぼ室温となる。形状記憶合金ベルト１３０は、ほぼ室温の第１のプーリ１１０と接触することにより温度が上昇し、第１のプーリ１１０の外周部を移動する間に変態点（Ａｆ）以上の温度となる。形状記憶合金ベルト１３０の温度が変態点（Ａｆ）以上となることにより、形状記憶合金ベルト１３０には、記憶形状である直線状に回復するように回復力が発生する。このように、形状記憶合金ベルト１３０に回復力が生じることにより、第１のプーリ１１０は回転駆動される。
【００３８】
第１実施形態では、冷却槽１４０が第２のプーリ１２０の外端から第１のプーリ１１０の内端を覆っているため、形状記憶合金ベルト１３０は、第１のプーリ１１０から繰り出された後、すぐに冷却槽１４０に入る。このように構成することにより、第１実施形態の形状記憶合金エンジン１００は、液化ガスＬＧの冷熱を運動エネルギに変換することが可能となる。これは、形状記憶合金ベルト１３０が第２のプーリ１２０に巻き込まれるまでに十分に冷却され、第２のプーリ１２０に巻き込まれる際の形状記憶合金ベルト１３０の温度が変態点（Ａｆ）以下となることで、第２のプーリ１２０において回転を止める方向に作用する回復力が小さくなるためと推定される。
【００３９】
なお、第１実施形態では、冷却槽１４０が第２のプーリ１２０の外端から第１のプーリ１１０の内端までを覆うように構成されているが、形状記憶合金ベルト１３０が第２のプーリ１２０に巻き込まれる前に冷却可能であればよい。例えば、冷却槽１４０の上端が第２のプーリ１２０の内端に位置するように構成してもよく、また、冷却槽１４０の上端が第２のプーリ１２０の内端と第１のプーリ１１０の内端との間に位置するように構成してもよい。すなわち、冷却槽１４０は、少なくとも第２のプーリ１２０を覆うように構成することも可能である。このようにしても、形状記憶合金ベルト１３０は、第２のプーリに巻き込まれる前に冷却されるので、第２のプーリ１２０において回転を止める方向に作用する回復力が小さくなり、液化ガスＬＧの冷熱を運動エネルギに変換することが可能となる。
【００４０】
但し、第２のプーリ１２０に巻き込まれる際の形状記憶合金ベルト１３０の温度をより低くし、第２のプーリにおいて回転を止める方向に作用する回復力をより小さくできる点で、冷却槽１４０の上端が第２のプーリ１２０の内端と第１のプーリ１１０の内端との間に位置するように構成するのが好ましく、冷却槽１４０の上端が第１のプーリ１１０の内端に位置するように構成するのがより好ましい。
【００４１】
なお、上述のように、ほぼ室温となる第１のプーリ１１０は、冷却槽１４０内で冷却されている第２のプーリ１２０よりも温度が高い。そのため、第１のプーリ１１０は「高温輪」とも呼ぶことができ、第２のプーリ１２０は「低温輪」とも呼ぶことができる。
【００４２】
Ａ２．形状記憶合金ベルトの材質：
形状記憶合金エンジン１００では、上述のように、形状記憶合金ベルト１３０が記憶形状に回復する際の回復力により、第１のプーリ１１０が駆動される。そのため、形状記憶合金ベルト１３０は、回復力がより大きい材料を用いて形成するのが好ましい。
【００４３】
また、第１のプーリ１１０が室温雰囲気中にあるため、第１のプーリ１１０は、ほぼ室温となっている。そのため、形状記憶合金ベルト１３０が第１のプーリ１１０に接触している間に変態点（Ａｆ）以上の温度となるように、変態点（Ａｆ）は室温よりも十分に低いのが好ましい。一方、変態点（Ａｆ）が低すぎると、形状記憶合金ベルト１３０の記憶形状への回復が早くなりすぎ、回復力が逆回転方向に作用するおそれがある。そのため、形状記憶合金ベルト１３０は、変態点（Ａｆ）が５℃以下の材料で形成するのが好ましい。但し、変態点（Ａｆ）は、第１のプーリ１１０の雰囲気温度や、冷却槽１４０内の温度に応じて適宜変更することが可能である。
【００４４】
第１実施形態では、回復力が大きく、かつ変態点（Ａｆ）が５℃以下となる材料として、ニッケル（Ｎｉ）およびチタン（Ｔｉ）が化学量論的に１：１のＮｉ−Ｔｉ合金をベースとし、ＮｉおよびＴｉの一部をコバルト（Ｃｏ）に置き換えたＮｉ−Ｔｉ系形状記憶合金を用いて形状記憶合金ベルト１３０を形成している。
【００４５】
具体的には、Ｎｉが５２〜５７重量％、Ｃｏが０．５〜２．５重量％、残部がＴｉおよび不純物であるＮｉ−Ｔｉ系形状記憶合金を用いて形状記憶合金ベルト１３０が形成される。ＮｉおよびＣｏは、いずれもその組成を多くすることにより、変態点（Ａｆ）を低くすることが可能である。しかしながら、ＮｉおよびＣｏが多くなりすぎると、形状記憶合金の加工性が低下する。そこで、Ｎｉの上限を５７重量％とし、Ｃｏの上限を２．５重量％とする。上記化学成分を含有する形状記憶合金は、線状に加工された後、特定の形を覚えさせるための熱処理（形状記憶処理）が施される。
【００４６】
形状記憶処理は、加工歪みが残留し形状記憶特性をより確実に発現させることができる点と、温度ヒステリシスをより小さくできる点とで、再結晶しない程度の高温で行うのが好ましい。ここで、温度ヒステリシスとは、マルテンサイト相から母相への変態終了温度Ａｆと、母相からマルテンサイト相への変態終了温度Ｍｆとの差をいう。Ｎｉ−Ｔｉ系形状記憶合金では、再結晶温度が約６００℃であるため、形状記憶処理は６００℃以下で行われる。温度ヒステリシスを小さくすることにより、形状記憶合金ベルト１３０は、冷却槽１４０内においてより速やかにヤング率の低いマルテンサイト相に相変態する。これにより、形状記憶合金ベルト１３０が第２のプーリ１２０に巻き込まれる際に逆回転方向に作用する弾性力をより小さくすることでき、形状記憶合金エンジン１００の出力を高くすることが容易となる。また、５００℃以上で形状記憶処理を行うと、繰り返し特性が悪くなり、容易に劣化する。そのため、形状記憶処理は、４００〜５００℃で行うのが好ましい。
【００４７】
Ａ３．第１実施形態の実施例：
Ｎｉを５４．５４重量％、Ｔｉを４４．０２重量％、Ｃｏを１．４４重量％に配合して溶解することにより、Ｎｉ−Ｔｉ系形状記憶合金インゴットを準備した。準備した形状記憶合金インゴットを鍛造−圧延−線引加工して、断面が円形の形状記憶合金線材（以下、単に「線材」とも呼ぶ）を得た。次いで、直線状の形状を記憶させるために、直線状に引っ張った状態で４５０℃の炉の中を通して直線形状記憶処理を施した。形状記憶処理を施した線材を所定の長さに切断した後、線材の端部を接合することにより、形状記憶合金ベルト１３０を得た。
【００４８】
得られた形状記憶合金ベルト１３０を第１と第２のプーリ１１０，１２０の双方に巻き掛けた後、形状記憶合金ベルト１３０に適度な張力が加わるように、軸心１１２，１２２の間隔を調整した。
【００４９】
次いで、第１のプーリ１１０の内端が冷却槽１４０の上端に位置するように、第２のプーリ１２０を冷却槽１４０に挿入した。第２のプーリ１２０の挿入の後、冷却槽１４０に、液化ガスＬＧとして、液体窒素を入れた。なお、冷却槽１４０に入れる液体窒素の量は、第２のプーリ１２０の約半分が冷却槽１４０に貯留された液体窒素に浸かるように、調整した。これにより、第１と第２のプーリ１１０，１２０と形状記憶合金ベルト１３０とは、継続的に回転した。
【００５０】
このように、第１実施形態の形状記憶合金エンジン１００では、少なくとも第２のプーリ１２０を覆うように冷却槽１４０を構成することにより、より確実に冷熱と室温との温度差から運動エネルギを発生させることが可能となる。
【００５１】
Ｂ．第２実施形態：
図２は、第２実施形態における形状記憶合金エンジン１００ａの構成を示す模式図である。第２実施形態の形状記憶合金エンジン１００ａは、第１のプーリ１１０に向けて送風するファン１５０が設けられている点で、第１実施形態の形状記憶合金エンジン１００と異なっている。他の点は、第１実施形態と同様である。
【００５２】
第２実施形態では、ファン１５０を設けることにより、形状記憶合金ベルト１３０を介した熱伝導や冷却槽１４０上端での放熱等により第１のプーリ１１０が冷却されるのを抑制することが可能となる。そのため、第１のプーリ１１０の温度を形状記憶合金ベルト１３０の変態点（Ａｆ）以上に維持して、継続的に形状記憶合金エンジン１００ａを稼働させることがより容易となる。
【００５３】
Ｃ．変形例：
なお、本発明は上記実施形態や実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００５４】
Ｃ１．変形例１：
上記各実施形態では、液化ガスＬＧを冷却槽１４０に貯留し、貯留した液化ガスＬＧに第２のプーリ１２０の一部分を浸漬しているが、液化ガスＬＧの量を適宜変更することも可能である。例えば、液化ガスを冷却槽１４０の上端まで充填するものとしても良く、液化ガスＬＧに第２のプーリ１２０を浸漬しないものとしても良い。
【００５５】
但し、以下の理由で、液化ガスＬＧに第２のプーリ１２０の少なくとも一部を浸漬するのが、より好ましい。一般に、冷却槽１４０内部においては、形状記憶合金ベルト１３０は、冷却槽１４０内部のガスへの放熱と、第２のプーリ１２０への熱伝導とにより冷却される。また、液化ガスＬＧに第２のプーリ１２０の少なくとも一部を浸漬することにより、第２のプーリ１２０の温度は、ほぼ液化ガスＬＧの温度に維持される。そのため、形状記憶合金ベルト１３０がより速やかに冷却され、第２のプーリ１２０に巻き込まれるまでの間に、より確実に形状記憶合金ベルト１３０をマルテンサイト相に相変態させることができる。従って、第２のプーリ１２０に巻き込まれる際に回復力や弾性力が逆回転方向に作用することをより確実に抑制できるので、形状記憶合金エンジン１００の出力をより高くすることが容易となる。
【００５６】
Ｃ２．変形例２：
上記各実施形態では、第２のプーリ１２０と形状記憶合金ベルト１３０を冷却する冷却部を、冷却槽１４０に液化ガスを貯留することにより実現しているが、一般的には、冷却部は、その内部を冷却するように構成されていればよい。例えば、液化ガスＬＧに換えて外部で冷却された冷媒を冷却槽１４０に貯留するものとしても良く、冷却槽１４０自体を所定の温度以下に冷却するものとしても良い。後者の場合、液化ガスＬＧや冷媒を貯留する必要がなくなるため、冷却部の形状を槽形状でない形状（例えば、円筒形状）とすることができる。さらに、冷却のための冷熱としては、液化ガスＬＧの蒸発によって生じる冷熱に限らず、種々の冷熱を利用することも可能である。例えば、ヒートポンプ式温水器の吸熱部に生じる冷熱を使用することも可能である。但し、冷却槽１４０に液化ガスＬＧを貯留することにより、冷却部をより容易に実現することが可能となる。
【００５７】
Ｃ３．変形例３：
上記各実施形態では、形状記憶合金ベルト１３０を、ＮｉおよびＴｉが化学量論的に１：１のＮｉ−Ｔｉ合金をベースとし、ＮｉおよびＴｉの一部をＣｏに置き換えたＮｉ−Ｔｉ系形状記憶合金を用いて形成しているが、Ｃｏに換えて、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）等でＮｉおよびＴｉの一部を置き換えるものとしても良い。また、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｎから選択された２種以上の元素で、ＮｉおよびＴｉの一部を置き換えるものとしても良い。
【００５８】
また、上記各実施形態では、形状記憶合金ベルト１３０を形成するＮｉ−Ｔｉ系形状記憶合金として、Ｎｉ−Ｔｉ合金のＮｉおよびＴｉの一部をＣｏに置き換えているが、ＮｉあるいはＴｉの一部をＣｏに置き換えるものとしても良い。一般的には、ＮｉおよびＴｉが化学量論的に１:１のＮｉ−Ｔｉ合金において、ＮｉおよびＴｉの少なくとも一方の一部を、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｎからなる群から選択された少なくとも１種の元素に置き換えたＮｉ−Ｔｉ系形状記憶合金により、形状記憶合金ベルト１３０を形成するものとしてもよい。
【００５９】
さらに、形状記憶合金ベルト１３０を、銅（Ｃｕ）−亜鉛（Ｚｎ）−アルミニウム（Ａｌ）系の形状記憶合金等のＮｉ−Ｔｉ系形状記憶合金以外の形状記憶合金を用いて形成するものとしても良い。但し、形状記憶合金エンジン１００の出力をより高くすることができる点で、回復力が大きいＮｉ−Ｔｉ系形状記憶合金を用いるのが好ましい。
【符号の説明】
【００６０】
１００，１００ａ…形状記憶合金エンジン
１１０…第１のプーリ
１２０…第２のプーリ
１１２，１２２…軸心
１３０…形状記憶合金ベルト
１４０…冷却槽
１５０…ファン
ＬＧ…液化ガス
２００…形状記憶合金エンジン
２１０，２２０…プーリ
２１２，２２２…軸心
２３０…ベルト
２４０…温水槽
ＨＷ…温水
【図１】
2012225318.tif 000003
【図２】
2012225318.tif 000004
【図３】
2012225318.tif 000005