利用流体收集能量

文档序号:621049 发布日期:2021-05-07 浏览:39次 >En<

阅读说明:本技术 利用流体收集能量 (Harvesting energy using fluids ) 是由 阿兰·杰卡得 约翰·罗纳 吕克·马夫利 于 2019-09-13 设计创作,主要内容包括:系统管理流体对其环境变化的反应,以将这些反应转化为能量,从而收集该能量,同时当环境条件超过预定的阈值时,保护设备免受破坏或故障。(The system manages the reaction of the fluid to its environmental changes to convert these reactions into energy to harvest the energy while protecting the equipment from damage or malfunction when the environmental conditions exceed a predetermined threshold.)

利用流体收集能量

对相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年9月13日提交的美国临时专利申请62/730,854的权益,其全部内容明确地通过引用并入本文,并依靠该申请来定义可在此寻求保护的特征,因为相信其全部内容有助于解决本发明的基本技术问题,在下文中可能提及的一些特征特别重要。

版权和法律声明

本专利文件的部分公开内容包含受版权保护的材料。申请人不反对任何人对专利文件或专利公开内容进行传真复制,因为它出现在专利商标局的专利档案或记录中,但在其他方面保留所有的版权权利。此外,本文对第三方专利或文章的任何引用都不能被解释为承认本发明无权通过优先权发明而先于这些材料。

背景技术

本发明涉及通过液体对其环境的变化作出反应来收集可从环境中自由获得的能量的装置和方法,这种变化可以是温度变化、相对于重力的方向变化、冲击和/或辐射等。

近年来,为了能够为越来越多的便携式或可穿戴设备供电,以及避免将电信号或电源电缆用于远程动作或传感设备,可从环境中自由获得的能量的收集遇到了越来越多的兴趣。本发明涉及利用流体对其环境变化的反应收集能量,这种变化可以是温度变化、相对于重力的方向变化、冲击和/或辐射等。

发明内容

本发明提供了管理流体对其环境变化的反应的手段,以将这些反应转化为能量收集,同时保护装置在环境条件超过预定阈值时不被破坏或失灵。

附图说明

附图以示例的方式表示本发明主题的不同实施例。

图1A-1G是本发明优选实施例的视图。

图2A-2C是本发明另一实施例的视图。

图3A-3D是可添加到本发明任何实施例的可选特征的视图。

图4是本发明又一实施例的剖视图。

图5是集成本发明的可穿戴设备的示意图。

本领域技术人员将理解,图中的元素是为了简单和清晰而说明的,不一定按比例绘制。例如,尺寸可以相对于其他元素被夸大,以帮助加强对发明及其实施例的理解。此外,当本文使用“第一”、“第二”等术语时,它们的使用是为了区分类似元素,而不一定是为了描述顺序或时间顺序。此外,说明书和/或权利要求书中的诸如“前”、“后”、“顶部”、“底部”之类的相对术语不一定用于描述排他的相对位置。因此,本领域技术人员将理解,这些术语可以与其他术语互换,并且本文描述的实施例能够以比明确说明或以其他方式描述的那些方向更多的方式操作。

具体实施方式

下面的描述并不意欲以任何方式限制本发明的范围,因为它是示例性的,用于描述在本申请日发明人已知的本发明的最佳模式。因此,在不偏离本发明的精神和范围的情况下,可以对本文所公开的示例性实施例中描述的任何元素的布置和/或功能进行改变。

在图1A所示的实施例中,示出了用流体进行能量收集。能量收集系统100包括:包含在刚性储存器4内的流体2,以及温度范围设置系统30。储存器与活塞系统10进行流体连通,该活塞系统将流体2的体积变化转化为机械运动。温度范围设置系统30包括:(a)柔性腔室22和(b)范围设置机构20,该范围设置机构确保能量转换在工作温度范围内是有效的,并在工作温度范围外时保护系统不受欠压/过压影响。活塞系统10所产生的机械运动通过微机械工业中众所周知的传动装置50转化为适当的运动,以便例如通过压缩或膨胀弹簧、卷绕发条盒弹簧(barrel spring)、弯曲挠性梁弹簧(flexural beam spring未示出)、齿条和小齿轮以机械能的形式储存起来,或通过发电机58直接用于发电,或在可穿戴设备如手表或怀表或手提包中赋予机械功能动画(animate mechanical functions)。在一个变型中,能量收集系统仅在一个方向上运行,在这种情况下,活塞系统10产生的机械运动可主要用于温度升高时,温度降低时用于调节温度范围设置系统30,因为缩回波纹管所需的最大可用压力主要来自环境和它们自身的刚度,这种变型方案为简单的能量存储机构(例如通过传动装置50卷绕发条盒弹簧)提供了解决方案。在另一个变型中,活塞系统10可以包括一个或多个预紧弹簧,使得温度升高和温度降低时都可以利用活塞系统10产生的机械运动。对于能量的机械储存,这种变型方案需要更复杂的传动机构50,包括可能增加机械游隙和损耗的机械方向转换器,以便卷绕发条盒弹簧,例如在钟表行业中众所周知的发条盒弹簧(barrel spring)。对于其它用途,如旋转双向发电机,这种变型方案可能更有效。

流体2是液体、胶体液体、气体或任何数量的这些元素的任何组合或混合物,并且可以包括经设计以对其环境变化有反应的固体元素,例如颗粒、晶格结构、压载重物或搅动器,它们,该变化可以是温度变化、相对于重力的方向变化,冲击和/或辐射等等。可以选择流体2来呈现其一种或多种组分的溶解度的突然变化,或者在达到系统工作范围内的温度阈值时产生可逆的化学反应。选择和/或设计流体2以呈现可压缩性和热膨胀特性的组合,其针对能量收集系统而优化并且根据各种实施例在本文中进行了描述。

现在参考图1B-1C,活塞系统10需要非常有效地将流体体积变化转换为机械运动,并且为了安装在可穿戴设备中,该系统必须被构造得尽可能紧凑。波纹管132、136、142和146提供了活塞的功能以及非常高的流体密封性,但是由于波纹形成其柔性侧壁所使用的空间而具有显著的足迹。另外,它们的刚度与所述波纹的尺寸直接相关。为了针对相对低的流体体积差152获得相对长的运动12,较小的工作表面是优选的。可以找到针对特定应用的优化构造,其重点是针对较短的长度获得相对较宽的系统,或针对较长的长度获得较窄的主体。

现在参考图1B,通过将具有小的有效表面134的小波纹管132安装在具有较大的有效表面144的大波纹管142的内部,然后将它们一起紧密地附接到基部122,来获得针对短长度优化的活塞系统10的设计。然后,两个波纹管132、142之间的体积可以用作活塞。紧紧地附接在两个波纹管132、142上的活动部件124呈现出用于将流体体积变化152转换为运动12的所得的有效表面,该有效表面小于大活塞142的有效表面,因为其是较大的有效表面144和较小的有效表面134之间的差。

现在参考图1C,通过在具有较大有效表面144的大波纹管142的前面安装具有较小有效表面134的小波纹管132,并将它们一起紧密地连接在通过杆126传递机械运动12的活动部件124上,可以获得针对狭窄主体优化的活塞系统10构造。波纹管132、142的另一端紧密地附接在系统主体162内。系统主体162的内部与波纹管132、142之间的体积接收流体并作为活塞,具有用于将流体体积体积变化152转换为运动12的有效表面,该有效表面小于大活塞142的有效表面。这是因为其是较大的有效表面144与较小的有效表面134之间的差。当目标是要达到非常小的所得有效表面时,这种结构是优选的,因为它允许小波纹管132和大波纹管142具有几乎相同的尺寸。

现在参考图1D,针对狭窄主体优化的活塞系统10的构造可能存在波纹管塌陷(buckling)的风险,因为内部压力可能会升高,并伴随着较小的所得有效作用面和与波纹管的长度相比较长的机械运动12。一种解决方案涉及将小波纹管132和大波纹管142分成两部分或更多部分,分别为波纹管136、146。这允许插入可移动连接元件164,该可移动连接元件164使波纹管横向于其延伸方向坚固并提供引导以确保通过杆172和导向器174的直线运动。必须使导向元件172、174之间的摩擦最小化,以使转化为运动的能量最大化。包括使波纹管横向于其延伸方向坚固的连接元件的这种构造也可以用于实现非直线活塞系统,例如用于跟随圆形装置内的集成的圆周或半径。

现在参考图1E,例如,范围设置机构20例如如业界所公知,构造成凸轮、随动件、杠杆、弹簧、锁紧器和/或触发器的组合。柔性腔室22实现为波纹管24,在其膨胀中被搁置在范围设置凸轮34上的从动件32限制,这种范围设置凸轮通过其自身形状、从动件32的形状、导向机构(未示出)和提供预紧力矩的螺旋或扭簧36的组合来保持位置。从动件32和范围设置凸轮之间的界面可以是简单的机械接触,但在任何情况下,都需要很好地控制摩擦力,以使范围设置凸轮即使在压力下也能保持旋转,并使切换阈值得到很好的定义。控制这种摩擦力的一个好方法是使用可以放入沟槽特征中的滚子。范围设置凸轮34具有几个位置,其具有不同高度形成台阶,以便定义柔性腔室22的几个填充水平。这些填充水平对应于能量收集系统100中的流体2的总体积。不同填充水平之间的切换点被设计成处理范围设置凸轮34的压力限制,以便在指部42对次级凸轮44的作用下旋转。流体2的总体积与流体2的温度相对应。除了当温度很低时(在这种情况下,流体的收缩量可能超过系统的最小体积且可能发生蒸发),至少在预期的工作温度范围内,流体2的体积应与系统100的内部体积相匹配。

只要柔性腔室22的膨胀受到搁置在范围设置凸轮34上的从动件32的限制,柔性腔室的行为就像刚性腔室,流体2的体积的任何增加都被活塞系统10转化为机械膨胀运动。如果流体2的温度增加,则流体2的体积增加,这种体积增加由活塞系统10转化为机械膨胀运动12。如果流体2的温度增加,直到机械运动12达到接近其最大高度,则附接到活塞系统的轴126的指部42直接或通过次级凸轮44和/或杠杆(未示出)触发范围设置凸轮34的旋转。随着活塞系统10的刚性和柔性腔室22的刚性的仔细选择,加上可选的预紧弹簧,柔性腔室22膨胀,直到达到由范围设置凸轮34定义的下一个体积台阶。从这一点看,柔性腔室22表现得像刚性腔室。流体2的体积的任何进一步增加都由活塞系统10转化为机械运动。当流体2的温度降低时,流体2的体积减小,流体2的体积的任何减小都由活塞系统10和柔性腔室22转化为与它们的相对刚度和有效表面成比例的机械回缩运动。如果流体2的温度降低,直到机械运动12达到由硬止点定义的最小高度,例如,指部42接触活塞系统的主体162,则流体2的进一步收缩完全转换到柔性腔室22的收缩。由扭簧36提供的范围设置凸轮34的角度预紧力确保范围设置凸轮34跟随柔性腔室22的收缩,并在从动件32前呈现最近的凸轮台阶,以便一旦流体2的温度再次升高,系统就能再次工作。

现在参考图1F-1G,范围设置机构20例如如微机械行业所公知,构建为例如凸轮、从动件、杠杆、弹簧、锁紧器和/或触发器的组合。柔性腔室22实现为波纹管24,在其膨胀中由止动板66限制,该止动板66与附接在一起的膝杆62、64连接,并通过枢轴与结构连接,形成膝杆机构60。在能量收集系统100的正常工作过程中,膝杆62、64通过弹簧74和止动件72保持在伸展位置,为波纹管止动板66提供刚性固定,从而为活塞系统10将流体2体积变化转化为机械运动12提供最大效率。如果流体2温度升高超过预定的阈值,则活塞系统的轴126触发膝杆62、64的偏移。这可以通过附接到活塞系统的轴126上的凸轮52通过滑动指54推动膝杆62、64,或者通过微机械行业中公知的任何其它机械传动系统来实现。一旦膝杆62、64从其伸展位置偏移,波纹管止动板66的固定装置的刚性就会下降,从而使柔性腔室22伸展,避免系统中的过压。一旦温度降低到预定的阈值以下,弹簧74就会使膝杆62、64回到位置上,柔性腔室又由其止动板66变得刚性。

可以并联使用一个以上这样的膝杆机构60,每个机构60具有不同的延伸长度并依次激活,从而提供几个有效的工作范围和安全阈值,以避免系统100中的过压。在这种情况下,几个范围的顺序可以通过例如微机械行业中公知的凸轮、从动件、杠杆、弹簧、锁紧器和/或触发器的组合来确保。

在图2A所示的实施例中,流体202被包含在刚性储存器204中,储存器204与主波纹管210和安全波纹管222流体连通。主波纹管210的尺寸为具有比安全波纹管222的刚度低的刚度。因此,流体202在对环境变化的反应中的体积变化以与波纹管210、222的刚度比及其有效表面成反比的方式转化。主波纹管210附接到阻挡臂212和机械传动臂220上,机械传动臂220调动传动系统230。在流体202的体积增加超过主波纹管210的最大允许延伸的情况下,通过阻挡臂212达到上止点216来避免主波纹管210的过度延伸。由于主波纹管210不能再延伸,所有的体积增加都转移到安全波纹管222上。与没有安全波纹管222的腔室系统相比,由于安全波纹管222的存在,每个温度增量的压力增加被强烈降低。以同样的方式,当发生流体体积收缩时,通过阻挡臂212达到下止动件218,避免了主波纹管212的过度压缩。安全波纹管222吸收剩余的流体体积减少。或者,如果液体压力变得足够低,处于液相的流体202可能会汽化,通过形成气相使流体顺应,限制压力下降并保护系统免受低温损坏。这里所描述的系统易于构造,并且由于安全波纹管222(其以由波纹管210、222的刚度比和它们的有效面积所限定的比例不断地吸收流体体积变化的一部分),因此效率受到损失。

现在参考图2B-2C,通过增加非线性刚度系统从而修改安全波纹管222的通常线性刚度行为,可以获得系统效率的改进。这种非线性刚度系统可以采取如上所述的膝杆机构的形式,或行业中任何其它通常已知的系统,或如这里所描述的那样,作为安装在枢轴226上的压缩弹簧224。只要流体222的温度保持在系统的工作范围内(图2B),阻挡臂212不接触上止动件216,安全波纹管222的刚度就会因为压缩弹簧224的加入而增加,提高系统的效率。压缩弹簧224的屈曲刚度选择为如果流体222的温度升高超过主波纹管210的最大允许伸长量(图2C),则阻挡臂212到达上止动件216,增加了流体222的压力升高对温度单位的敏感度,导致压缩弹簧224上的力迅速增加,引发压缩弹簧224的屈曲。当压缩弹簧屈曲时其刚度下降,安全波纹管222和压缩弹簧224组合的全局刚度下降到几乎只有安全波纹管222的刚度,保证了系统的保护。

现在参考图3A,可选的可变热交换器可以添加到本发明在此公开和描述的任何一个实施例中,以加强系统对温度变化的敏感性。流体储存器301含有对温度变化敏感的流体,其中的体积变化被转化为其他实施例中所述的机械运动。这种产生的机械能的一部分用于移动热交换器302,以使环境和流体储存器301之间的热导率有规律地变化。热交换器通过靠近储存器301的频率必须根据系统的热动力学来设定。例如,如果可变热交换器用于挂钟或腕表中,则热交换器302可以与表机构的分针、时针或任何其它相对缓慢移动的部件以相同的速度旋转。参照图3B、3C、3D,主热源303是佩戴者的手腕。在循环开始时,如图3B所示,热交换器302并不位于热源303和流体储存器301之间的热路径上。这样,流体储存器301的温度向环境温度演变。如图3C所示,经过四分之一的循环后,热交换器302半接合在热源303和流体储存器301之间,有利于从热源303到流体储存器301的热力路径。如图3D所示,在半个循环之后,热交换器302完全接合在热源303和流体储存器301之间,因此流体储存器301的温度接近热源303的温度。再经过四分之一的循环后,热交换器302与热源303和流体储存器301之间的热路半脱离,并且流体储存器301的温度接近环境温度。为了系统的最佳运行,热交换器302必须具有低热容量和高传导性。由于真空或气体屏障是良好的热绝缘体,可变热交换器也可以实现为空容器,在含有一种或多种高导热性流体的储存器内旋转。

在图4所示的实施例中,流体401被包含在主容器402中。主容器402与主波纹管403并且通过至少两个布置在相反方向的止回阀410、411与次级容器420进行流体连通。流体401响应于其环境(即实施例400周围环境)的变化的体积变化被转化为主波纹管403的移动面404的运动。这种运动可以通过机械系统的方式用于机械储能系统的收卷,或者通过发电机系统转化为电能,或者用于触发任何后续系统的动作(在此未示出)。主波纹管403由机械止动件405保护,防止过度压缩,并由另一机械止动件406保护,防止过度拉伸。随着温度的升高,主波纹管403膨胀,直到达到机械止动件406。在温度进一步升高的情况下,主容器402内的压力迅速增加,有可能超过系统400的最大压力极限。然后,压力释放止回阀410将打开与次级容器420的流体连通,释放腔室402内的压力。释放止回阀410的开启压力必须选择为在压力增加即将超过容器402和波纹管403的阻力之前打开释放止回阀410。次级容器420连接到次级波纹管421,以适应压力释放,以避免对系统400的损坏。波纹管421可以用具有类似于224的线性或非线性弹簧和类似于226的固定装置的类似于图2B-2C的波纹管222的方式,或如图1E-1G中所述的范围设置机构来预载。在这样激活释放止回阀410后,主波纹管403的工作范围向更高的总流体体积转移,因为波纹管403远离机械止动件406,如果温度继续升高,则能够收集更多的能量。如果整个系统的温度下降,在腔室420的容积小于腔室402的容积的前提下,腔室420的压力下降速度会比腔室402的压力下降速度慢。因此,当容器420与主容器402之间的压力差达到止回阀411的开启压力时,系统自动恢复到原来的工作范围。或者,也可以根据用户的要求,通过在次级波纹管421的表面412施加外部复位力以达到阀411的开启压力,从而触发复位。只要次级容器420和主容器402之间的压力差高于复位止回阀411的关闭压力,流体401就会流经复位止回阀411,直到主容器402中恢复较低的压力。当使用在钟表或其它高精度仪器中时,需要对系统进行精心设计,以设定其工作范围,在该范围内可以获得对环境变化的最大反应。

因为在实践中,申请人不可能知道技术状况,所以这里所要求的发明应该被解释为功能独立的元素的任何组合,这些元素后来通过审查发现是新颖的和创造性的。

当流体是由至少一种液体和至少一种溶解在所述流体中的气体的组合制成时,上述这里描述的所有实施例也适用。该液体还可以含有固体颗粒、着色剂、染料、盐类或任何其它溶解的材料。该流体还可以包含处于不同物理状态(例如固体、液体和/或气体)的相同材料的部分。在这种情况下,流体的体积变化可以通过流体对其环境条件变化的几种反应的组合来增加。例如,冲击和振动可能会引发溶解气体从液体中释放出来;辐射可能会引发流体的组分之间的化学反应,温度变化可能会导致材料的不同物理状态之间的相平衡变化,温度变化可能会导致不同流体之间的化学平衡变化,以及其它效应。

根据集成本发明系统的装置的预期用途,可采用可逆反应或不可逆反应。

辐射,例如太阳提供的自然紫外线或某些类型的照明,可以被用来触发化学反应,在这种情况下,流体容器的至少一部分可由紫外光可透材料制成。

在此通过引用并入且依据的是2014年3月17日申请的美国专利第10,031,481号的内容,名称为“温度驱动卷绕系统”。

应当理解的是,所示和在此描述的特定实施例是本发明及其最佳模式的代表,并不意欲以任何方式限制本发明的范围。

本发明可以概括为包括以下特征集:

1.一种能量收集系统(100),包括刚性储存器(4、204)、活塞系统(10)和温度范围设置系统(30),所述能量收集系统(100)包含流体(2),所述储存器与以下构件流体连通:

(a)活塞系统(10),其将所述流体的体积变化转化为机械运动,以及

(b)温度范围设置系统(30),其至少包括柔性腔室(22)和范围设置机构(20),其中柔性腔室(22)与范围设置机构(20)连接,以在给定的温度范围内接合活塞系统(10)的运动,从而管理流体对其环境变化的反应,以将这些反应转化为收集能量,同时当环境条件超过预定阈值时保护装置不被破坏或发生故障,从而自动确保在工作温度范围内能量转换是有效的,并在工作温度范围外保护系统不受欠压/过压。

2.根据特征集1的系统,其中活塞系统(10)包括波纹管(132、136、142、146)。

3.根据特征集1的系统,其中活塞系统(10)包括具有不同有效表面的至少两个波纹管(132、136、142、146),布置成使活塞系统的所得有效表面为所述至少两个波纹管的有效表面之差。

4.根据特征集1的系统,其中所述至少两个波纹管(132、136、142、146)是同心的。

5.根据特征集1的系统,其中由活塞系统(10)产生的机械运动之后以潜在机械能的形式存储。

6.根据特征集5的系统,其中潜在机械能是通过压缩或膨胀弹簧(36)来存储的。

7.根据特征集5的系统,其中通过卷绕发条盒弹簧(74)或弯曲挠性梁弹簧(224)来存储潜在机械能。

8.根据特征集1、2、3或4中的任何一个的系统,其中机械能用于直接通过发电机(58)发电或用于在可穿戴设备(500)中赋予机械功能动画。

9.根据上述特征集中的任何一个的系统,其中,可穿戴设备(500)是钟表(500)。

10.根据上述任一特征集的系统,其中柔性腔室(22)包括波纹管(24),该波纹管(24)在其膨胀中被搁置在范围设置凸轮(34)上的从动件(32)限制,该范围设置凸轮被保持在规定的位置。

11.根据特征集10的系统,其中所述规定的位置由其自身形状、从动件(32)的形状和提供预紧力矩的扭簧(36)的组合来保持。

12.根据特征集10或11中的任何一个的系统,其中从动件(32)和范围设置凸轮(34)之间的界面是简单的机械接触。

13.根据特征集10、11或12中的任何一个的系统,其中,摩擦力被控制,使得即使在压力下,范围设置凸轮(34)仍然可以旋转。

14.根据特征集10至13中的任何一个的系统,其中范围设置凸轮(34)具备具有不同高度形成台阶的几个位置,以定义柔性腔室(22)的几个填充水平。

15.根据特征集14的系统,其中所述填充水平对应于能量收集系统(100)中的流体(2)的总体积或腔室(22)预定的压力阈值。

16.根据上述任一特征集的系统,其中流体(2)的总体积对应于流体(2)的温度,使得只要柔性腔室(22)在其膨胀中受到搁置在范围设置凸轮(34)上的从动件(32)的限制,柔性腔室(22)就表现得像刚性腔室,流体(2)体积的任何增加都被活塞系统(10)转化为机械膨胀运动。

17.根据上述任一特征集的系统,其中,如果流体(2)的温度增加,则流体(2)的体积增加,这种体积增加通过受制于要卷绕的机构的反作用力的轴(126)的膨胀运动(12)由活塞系统(10)转化为机械功。

18.根据上述任一特征集的系统,其中,如果流体(2)的温度增加直到机械运动(12)接近其最大高度,则附接到活塞系统的轴(126)上的指部(42)直接或通过次级装置(44)触发范围设置凸轮(34)的旋转,使得随着活塞系统(10)的刚度和表面以及柔性腔室(22)的刚度和表面的仔细选择,以及可选的预紧弹簧和扭簧(36),柔性腔室膨胀直到达到由范围设置凸轮(34)定义的下一个体积台阶,此时柔性腔室表现得像刚性腔室。

19.根据特征集18的系统,其中流体(2)体积的任何进一步增加都由活塞系统(10)转化为机械运动,从而当流体(2)的温度降低时,流体(2)的体积减少,并且流体(2)体积的任何减少都转化为活塞系统(10)和柔性腔室(22)的机械回缩运动。

20.根据特征集19的系统,其中,进一步地,如果流体(2)的温度降低直到机械运动12达到由硬止点定义的最小高度,例如,指部(42)接触活塞系统的主体(162),则流体(2)的进一步收缩完全转换到柔性腔室(22)的收缩。

21.根据特征集17或18中的任何一个的系统,其中,当指部(42)接触活塞系统的主体(162)时,达到硬止点。

22.根据上述任一特征集的系统,其中,由扭簧(36)提供的范围设置凸轮(34)的预紧力矩确保范围设置凸轮(34)跟随柔性腔室(22)的缩回,并在从动件(32)前呈现最近的凸轮台阶,从而使系统返回到其先前的具有较低的柔性腔室(22)容积的容积范围设置。

23.根据上述任一特征集的系统,其中,范围设置机构(20)构建为多个膝杆机构(60),当达到最大位置时,膝部由附接在活塞系统(10)上的指部(42)偏移,并且一旦柔性腔室(22)在流体(2)的温度降低后缩回,就由弹簧复位。

24.根据上述任一特征集的系统,其中流体(2)选自包括液体、胶体液体、气体或任何数量的这些元素的任意组合或混合物的流体组中的一种。

25.根据上述任一特征集的系统,其中流体(2)包括被设计以对其环境的变化作出反应固体元素,所述固体元素选自包括颗粒、着色剂、染料、盐类、任何其它溶解材料、晶格结构、压载重量和搅动器的固体元素组中的一种。

26.根据上述任一特征集的系统,其中温度范围设置系统(30)是柔性腔室(222),柔性腔室的刚度高于活塞系统的刚度。

27.根据特征集26的系统,其中温度范围设置系统(30)是柔性腔室(222),当环境温度在工作范围内时,由具有非线性特性的弹簧系统(224、226)维持在第一位置,当温度升高且由此产生的系统内压力超过预定阈值时,所述弹簧系统的刚度会突然丧失,当温度降低且由此产生的系统内压力降低到预定阈值以下时,所述弹簧系统恢复其初始位置。

28.根据上述任一特征集的系统,其中可变热交换器在流体(2)和其环境之间产生导热率变化。

29.根据上述任一特征集的系统,其中温度范围设置系统(30)是通过被动安全阀连接到主流体储存器(402)的柔性腔室(420,421)。

正如本领域技术人员将理解的那样,本发明可以体现为系统、装置或方法。

此外,该系统设想使用、销售和/或分发具有与本文所述功能类似的任何商品、服务或信息。

说明书和附图应以说明性的方式而不是限制性的方式来考虑,这里描述的所有修改都旨在包括在所要求的发明范围内。因此,本发明的范围应根据所附的权利要求书(目前存在的权利要求书或后来修改或添加的权利要求书,以及它们的法律等同物)来确定,而不是仅仅通过上述的示例。在任何方法或过程权利要求中所叙述的步骤,除非另有明确说明,可以以任何顺序执行,而不限于任何权利要求中提出的具体顺序。此外,设备权利要求中所叙述的元件和/或组件可以以各种排列组合的方式组装或以其他方式进行功能配置,以产生与本发明基本相同的结果。因此,本发明不应被解释为仅限于权利要求中所叙述的特定配置。

这里提到的益处、其他优点和技术方案不应解释为任何或所有权利要求中的关键、必需或基本特征或成分。

如本文所使用的术语“包括”或其变体,旨在指非排他性的元素列表,这样,包括元素列表的本发明的任何设备、过程、方法、物品或组合物不只包括所叙述的那些元素,还可以包括其他元素,例如本说明书中所描述的那些元素。除非另有明确说明,使用术语“包含”或“含有”或“基本上含有”,并不是要将本发明的范围限制在此后所列举的元素上,除非另有说明。在本发明实践中使用的上述元素、材料或结构的其它组合和/或修改,可由本领域技术人员在不背离本发明的一般原理的情况下改变或适应其它设计。

除非另有说明,上述专利和文章在与本公开不相抵触的范围内,在此通过引用纳入本公开。

本发明的其他特征和实施方式在所附权利要求中进行了描述。

此外,本发明应被视为包括本说明书、所附权利要求书和/或附图中描述的每一个特征的所有可能的组合,其可被认为是新的、创造性的和工业上适用的。

本发明的附加特征和功能在本说明书所附权利要求和/或摘要中描述。这样的权利要求和/或摘要在此通过引用而全部并入本说明书中,并应被视为提交的申请的一部分。

在这里描述的发明实施例中可能有多种变化和修改。虽然这里已经展示和描述了本发明的某些示例性实施例,但在前述公开中设想了广泛的变化、修改和替换。虽然上述描述包含许多具体细节,但这些不应被解释为对发明范围的限制,而是对其一个或另一个优选实施例进行例示。在某些情况下,可以采用本发明的某些特征,而不需要相应地使用其他特征。因此,适当的是,前述描述应被宽泛地解释,并理解为仅是说明性的,本发明的精神和范围仅受最终在本申请中发出的权利要求的限制。

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