一種斯特林機(jī)演示裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種斯特林機(jī)演示裝置，包括支架、外殼、轉(zhuǎn)子、連接葉片、扇葉、擋板、酒精燈，兩個(gè)所述的支架之間設(shè)有外殼，外殼兩側(cè)分別設(shè)有擋板，擋板同外殼以及支架一同構(gòu)成儲(chǔ)水槽；所述的酒精燈位于外殼下方；所述的轉(zhuǎn)子和至少三個(gè)的連接葉片置于外殼中，連接葉片一端與轉(zhuǎn)子連接，另一端與外殼連接。本實(shí)用新型利用水冷和火焰加熱，使得殼體形成很大的溫差，輸出動(dòng)力強(qiáng)勁；連接葉片、轉(zhuǎn)子和外殼將冷腔換熱器分割成至少三個(gè)個(gè)封閉空腔，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，每個(gè)空腔的容積發(fā)生周期性變化，且每個(gè)空腔的容積變化是交替進(jìn)行的；當(dāng)外殼上產(chǎn)生溫差時(shí)，高溫部分的空腔將會(huì)膨脹，低溫部分的空腔將會(huì)收縮，推動(dòng)轉(zhuǎn)子定向旋轉(zhuǎn)，以帶動(dòng)風(fēng)扇葉旋轉(zhuǎn)。
【專利說明】
一種斯特林機(jī)演示裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)演示裝置，尤其涉及的是一種斯特林機(jī)演示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]熱氣機(jī)是一種由外部供熱使氣體在不同溫度下作周期性壓縮和膨脹的閉式循環(huán)往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，由蘇格蘭牧師羅巴特.斯特林于1816年發(fā)明的，所以又稱斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)。相對于內(nèi)燃機(jī)燃料在氣缸內(nèi)燃燒的特點(diǎn)，熱氣機(jī)又被稱作外燃機(jī)。熱氣機(jī)特指按閉式回?zé)嵫h(huán)工作的熱機(jī)，不包括斯特林熱栗或斯特林制冷機(jī)。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)是獨(dú)特的熱機(jī)，因?yàn)樗麄儗?shí)際上的效率幾乎等于理論最大效率，稱為卡諾循環(huán)效率。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)是通過氣體受熱膨脹、遇冷壓縮而產(chǎn)生動(dòng)力的。這是一種外燃發(fā)動(dòng)機(jī)，使燃料連續(xù)地燃燒，蒸發(fā)的膨脹氫氣(或氦)作為動(dòng)力氣體使活塞運(yùn)動(dòng)，膨脹氣體在冷氣室冷卻，反復(fù)地進(jìn)行這樣的循環(huán)過程。由于外燃機(jī)避免了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的震爆做功問題，從而實(shí)現(xiàn)了高效率、低噪音、低污染和低運(yùn)行成本。外燃機(jī)可以燃燒各種可燃?xì)怏w，如:天然氣、沼氣、石油氣、氫氣、煤氣等，也可燃燒柴油、液化石油氣等液體燃料，還可以燃燒木材，以及利用太陽能等。只要熱腔達(dá)到700°C，設(shè)備即可做功運(yùn)行，環(huán)境溫度越低，發(fā)電效率越高。外燃機(jī)最大的優(yōu)點(diǎn)是其使用不受氣壓大小影響(對內(nèi)燃機(jī)而言氣壓低會(huì)影響進(jìn)氣)，非常適合于高海拔地區(qū)使用。
[0003]目前斯特林機(jī)的演示裝置種類很多，但都有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，氣體室容積占裝置總體積的比例很小，使得輸出功率難以提高。另外工作過程中依靠飛輪慣性完成氣體的冷熱交換，使得動(dòng)力輸出不具有良好的連續(xù)性。故亟待開發(fā)一種斯特林機(jī)演示裝置。
[0004]授權(quán)公告號CN204791704公開了一種斯特林機(jī)演示裝置，包括水槽、置于水槽中的冷腔換熱器和風(fēng)扇葉，該技術(shù)方案利用冷熱水槽，使得殼體溫度不同。上述技術(shù)方案不足之處在于，熱水時(shí)間久了會(huì)冷卻，演示裝置存在不能長時(shí)間連續(xù)工作的問題。現(xiàn)提供一種全新的技術(shù)方案。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種斯特林機(jī)演示裝置。
[0006]本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]—種斯特林機(jī)演示裝置，包括支架、外殼、轉(zhuǎn)子、連接葉片、扇葉、擋板、酒精燈，兩個(gè)所述的支架之間設(shè)有外殼，外殼兩側(cè)分別設(shè)有擋板，擋板同外殼以及支架一同構(gòu)成儲(chǔ)水槽;所述的酒精燈位于外殼下方;所述的轉(zhuǎn)子和至少三個(gè)的連接葉片置于外殼中，連接葉片一端與轉(zhuǎn)子連接，另一端與外殼連接。
[0008]所述的支架為薄板，其一面刻有環(huán)形槽，下端部切有兩條腿，兩個(gè)支架呈鏡像對稱。
[0009]所述的外殼為圓管形狀，其兩端嵌于支架的環(huán)形槽中，且外殼外壁恰好與支架的環(huán)形槽貼合。
[0010]所述的轉(zhuǎn)子為圓柱形，其中心設(shè)有一轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)子的側(cè)面圓周上設(shè)有若干個(gè)將轉(zhuǎn)子的外圓周等分的圓柱形槽口；圓柱形槽口優(yōu)選為六個(gè)。
[0011]所述的連接葉片為方形葉片，優(yōu)選為六個(gè);連接葉片的兩端設(shè)有圓柱形的第一連接桿和第二連接桿，第一連接桿置于圓柱形槽口中，第二連接桿固定連接于殼體的內(nèi)表面上。
[0012]所述的擋板為L形形狀，兩個(gè)擋板密封安裝在外殼兩側(cè)及兩個(gè)支架上部之間。
[0013]在偏離所述的環(huán)形槽中心的位置有一通孔，環(huán)形槽中心與通孔中心在同一水平線上，所述轉(zhuǎn)軸置于通孔內(nèi)，轉(zhuǎn)軸一端安裝扇葉。
[0014]本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)，有益效果體現(xiàn)在:
[0015]1、本實(shí)用新型提供的一種斯特林機(jī)演示裝置，利用水冷和火焰加熱，使得殼體形成很大的溫差，輸出動(dòng)力強(qiáng)勁;連接葉片、轉(zhuǎn)子和外殼將冷腔換熱器分割成至少三個(gè)個(gè)封閉空腔，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，每個(gè)空腔的容積發(fā)生周期性變化，且每個(gè)空腔的容積變化是交替進(jìn)行的；當(dāng)外殼上產(chǎn)生溫差時(shí)，高溫部分的空腔將會(huì)膨脹，低溫部分的空腔將會(huì)收縮，推動(dòng)轉(zhuǎn)子定向旋轉(zhuǎn)，以帶動(dòng)風(fēng)扇葉旋轉(zhuǎn)；
[0016]2、本實(shí)用新型提供的一種斯特林機(jī)演示裝置，轉(zhuǎn)子內(nèi)置于所述冷腔換熱器中，有效的增加了循環(huán)空腔的容積占裝置總體積的比例；
[0017]3、本實(shí)用新型提供的一種斯特林機(jī)演示裝置，以旋片式工作方式，有效的加強(qiáng)了轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的穩(wěn)定性，且增強(qiáng)了動(dòng)力輸出的連續(xù)性；
[0018]4、工作工程總殼體溫差更大，動(dòng)力強(qiáng)，火焰加熱持續(xù)時(shí)間長，可使斯特林機(jī)演示裝置長時(shí)間連續(xù)工作，不必?fù)?dān)心時(shí)間久了熱水冷卻的問題。
【附圖說明】
[0019]為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0020]圖1是本實(shí)用新型一種斯特林機(jī)演示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本實(shí)用新型一種斯特林機(jī)演示裝置的支架、擋板、外殼、連接葉片和轉(zhuǎn)子配合示意圖；
[0022]圖3是本實(shí)用新型支架、轉(zhuǎn)子和葉片的爆炸視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面對本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0024]參見圖1、圖2，一種斯特林機(jī)演示裝置，包括支架1、外殼2、轉(zhuǎn)子3、連接葉片4、扇葉5、擋板6、酒精燈7;
[0025]支架I為薄板，其下端切有兩條腿，支架I有兩個(gè)，呈鏡像對稱，其相對的一面刻有環(huán)形槽11，在偏離環(huán)形槽中心的位置有一通孔12，環(huán)形槽11中心與通孔12中心在同一水平線上，參見圖3;
[0026]外殼2為圓管形狀，其兩端可分別嵌于兩個(gè)支架I的環(huán)形槽11中，且外殼2外壁恰好與支架I的環(huán)形槽11貼合，參見圖2;
[0027]參見圖2，擋板6為L形形狀，兩個(gè)擋板6密封安裝在外殼2兩側(cè)，及兩個(gè)支架I上部之間，擋板6同外殼2、以及支架I一同構(gòu)成上部儲(chǔ)水槽，上部儲(chǔ)水槽用于儲(chǔ)水，冷卻降溫；
[0028]酒精燈7位于外殼2下方，用于給外殼2加熱，提供熱能；
[0029]其中，轉(zhuǎn)子3和連接葉片4置于外殼2中，轉(zhuǎn)子3為圓柱形，轉(zhuǎn)子3的中心設(shè)有轉(zhuǎn)軸31，轉(zhuǎn)子3的側(cè)面圓周上設(shè)有若干個(gè)圓柱形槽口 32，若干個(gè)圓柱形槽口32將轉(zhuǎn)子3的外圓周等分，本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例中轉(zhuǎn)子3有六個(gè)圓柱形槽口 32將轉(zhuǎn)子3的外圓周等分為六等分；轉(zhuǎn)軸31兩端是置于通孔12中；
[°03°]連接葉片4為方形葉片，至少為三個(gè)，本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例中包括六個(gè)連接葉片4;連接葉片4的兩端設(shè)有圓柱形連接桿:為第一連接桿41和第二連接桿42;六個(gè)連接葉片4的第一連接桿41對應(yīng)置于六個(gè)轉(zhuǎn)子3的圓柱形槽口 32中，第二連接桿42固定連接于殼體2的內(nèi)表面上，連接葉片4、轉(zhuǎn)子3和殼體2將冷腔換熱器分割成六個(gè)密封的空腔，形成六個(gè)獨(dú)立的氣室。
[0031]工作方式:上部由支架、外殼和擋板構(gòu)成儲(chǔ)水槽，用于降溫，外殼下面用酒精燈加熱，可使得外殼上下形成較大的溫差，熱量通過外殼傳導(dǎo)，使得下部空腔內(nèi)的氣體膨脹，上部氣體收縮，推動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，空腔容積發(fā)生周期性變化，從而帶動(dòng)扇葉旋轉(zhuǎn)。
[0032]本實(shí)用新型利用擋板6、外殼2以及支架I一同構(gòu)成上部儲(chǔ)水槽儲(chǔ)水，進(jìn)行水冷和利用酒精燈7火焰加熱，使得殼體形成很大的溫差，輸出動(dòng)力強(qiáng)勁;連接葉片、轉(zhuǎn)子和外殼將冷腔換熱器分割成至少三個(gè)個(gè)封閉空腔，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，每個(gè)空腔的容積發(fā)生周期性變化，且每個(gè)空腔的容積變化是交替進(jìn)行的；當(dāng)外殼上產(chǎn)生溫差時(shí)，高溫部分的空腔將會(huì)膨脹，低溫部分的空腔將會(huì)收縮，推動(dòng)轉(zhuǎn)子定向旋轉(zhuǎn)，以帶動(dòng)風(fēng)扇葉旋轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)子內(nèi)置于所述冷腔換熱器中，有效的增加了循環(huán)空腔的容積占裝置總體積的比例；以旋片式工作方式，有效的加強(qiáng)了轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的穩(wěn)定性，且增強(qiáng)了動(dòng)力輸出的連續(xù)性。
[0033]以上內(nèi)容僅僅是對本實(shí)用新型所作的舉例和說明，所屬本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離實(shí)用新型或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種斯特林機(jī)演示裝置，包括支架(I)、外殼(2)、轉(zhuǎn)子(3)、連接葉片(4)、扇葉(5)、擋板(6)、酒精燈(7)，其特征在于: 兩個(gè)所述的支架(I)之間設(shè)有外殼(2)，外殼(2)兩側(cè)分別設(shè)有擋板(6)，擋板(6)同外殼(2)以及支架(I) 一同構(gòu)成儲(chǔ)水槽； 所述的酒精燈(7)位于外殼(2)下方； 所述的轉(zhuǎn)子(3)和至少三個(gè)的連接葉片(4)置于外殼(2)中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種斯特林機(jī)演示裝置，其特征在于:所述的支架(I)為薄板，其一面刻有環(huán)形槽(11)，下端部切有兩條腿，兩個(gè)支架呈鏡像對稱。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種斯特林機(jī)演示裝置，其特征在于:所述的外殼(2)為圓管形狀，其兩端嵌于支架(I)的環(huán)形槽(11)中，且外殼(2)外壁恰好與支架(I)的環(huán)形槽(11)貼入口4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種斯特林機(jī)演示裝置，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)子(3)為圓柱形，其中心設(shè)有一轉(zhuǎn)軸(31)，轉(zhuǎn)子(3)的側(cè)面圓周上設(shè)有若干個(gè)將轉(zhuǎn)子(3)的外圓周等分的圓柱形槽口(32);圓柱形槽口(32)為六個(gè)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種斯特林機(jī)演示裝置，其特征在于:所述的連接葉片(4)為方形葉片，為六個(gè);連接葉片(4)的兩端設(shè)有圓柱形的第一連接桿(41)和第二連接桿(42)，第一連接桿(41)置于圓柱形槽口(32)中，第二連接桿(42)固定連接于外殼(2)的內(nèi)表面上。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種斯特林機(jī)演示裝置，其特征在于:所述的擋板(6)為L形形狀，兩個(gè)擋板(6)密封安裝在外殼(2)兩側(cè)及兩個(gè)支架(I)上部之間。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種斯特林機(jī)演示裝置，其特征在于:在偏離所述的環(huán)形槽中心的位置有一通孔(12)，環(huán)形槽(11)中心與通孔(12)中心在同一水平線上。
【文檔編號】G09B23/06GK205508223SQ201620046615
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年1月18日
【發(fā)明人】張波, 劉向遠(yuǎn), 劉丹丹, 陳家寶, 夏禮福
【申請人】皖西學(xué)院