低溫差磁連斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)模型的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種低溫差磁連斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)模型，包括熱氣缸，移氣活塞，兩個(gè)磁鐵，動(dòng)力氣缸，動(dòng)力活塞，飛輪支柱，飛輪軸，飛輪，曲軸，連桿；移氣活塞中心有磁鐵置于熱氣缸內(nèi)，熱氣缸上端面中心處裝配動(dòng)力氣缸，兩氣缸內(nèi)聯(lián)通，動(dòng)力氣缸內(nèi)的動(dòng)力活塞下端中心處有磁鐵，上端有軸孔，有軸孔端通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接于連桿下端，連桿上端連接于飛輪非圓心處設(shè)置的曲軸上，飛輪中心固定在飛輪軸一端，飛輪軸另一端通過(guò)軸承裝配于飛輪支柱上端軸側(cè)通孔內(nèi)，形成轉(zhuǎn)動(dòng)，飛輪支柱下端面固定于熱氣缸上端面上與動(dòng)力氣缸平行；其特征在于，利用磁力技術(shù)代替移氣軸和連桿的運(yùn)動(dòng)，單連桿傳動(dòng)減少機(jī)械摩擦阻力和機(jī)械密封問(wèn)題；作為科技啟發(fā)、教學(xué)實(shí)驗(yàn)、教學(xué)演示用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】低溫差磁連斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)模型
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)模型，具體涉及一種低溫差磁連斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)模型。
【背景技術(shù)】
[0002]斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)是通過(guò)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(guò)程。這個(gè)過(guò)程又稱(chēng)為斯特林循環(huán)，是封閉式的，采用定容下吸熱的氣體循環(huán)方式。循環(huán)過(guò)程是:①定溫壓縮過(guò)程定容吸熱過(guò)程；③定溫膨脹過(guò)程；④定容放熱過(guò)程，完成一個(gè)循環(huán)。在理想吸熱的條件下，這種循環(huán)的熱效率，等于溫度上下限相同的卡諾循環(huán)。發(fā)動(dòng)機(jī)使用氫氣作為工質(zhì)，在封閉的氣缸內(nèi)充有一定容積的工質(zhì)。氣缸一端為熱腔，另一端為冷腔。工質(zhì)在低溫冷腔中壓縮，然后流到高溫?zé)崆恢醒杆偌訜?，膨脹做功。燃料在氣缸外的燃燒室?nèi)連續(xù)燃燒，通過(guò)加熱器傳給工質(zhì)，工質(zhì)不直接參與燃燒，也不更換。由于這種循環(huán)是封閉式循環(huán)，可采用傳熱性能好的工質(zhì)，同時(shí)，工質(zhì)的腐蝕性也可以很動(dòng)力，如氮?dú)?、氫氣等氣體。充入的氣體工質(zhì)，還可以加熱壓力，視封閉系統(tǒng)的情況，能夠采用遠(yuǎn)遠(yuǎn)熱于熱氣壓力的高壓氣體工作，這樣可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的單位重量的功率，減動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的體積和重量。
[0003]斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)分為單缸、雙缸、四缸的形式。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)，由于燃料在氣缸外的燃燒室內(nèi)連續(xù)燃燒，獨(dú)立于燃?xì)獾墓べ|(zhì)通過(guò)加熱器吸熱，并按斯特林循環(huán)對(duì)外做功，因此避免了類(lèi)似內(nèi)燃機(jī)的震爆做功和間歇燃燒過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)了高效、低噪和低排放運(yùn)行。
[0004]現(xiàn)在教學(xué)中，有關(guān)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理和工作過(guò)程的內(nèi)容，一直是非常重要的一部分。但是，沒(méi)有模型，枯燥的文字無(wú)法激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，也很難讓學(xué)生們真正理解蒸氣機(jī)的原理和工作過(guò)程，得不到預(yù)想的教學(xué)效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型為了解決上述問(wèn)題而提供一種向?qū)W生演示斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理低溫差磁連斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)模型。
[0006]本實(shí)用新型為解決這一問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是:
[0007]本實(shí)用新型的低溫差磁連斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)模型，包括熱氣缸，移氣活塞，兩個(gè)磁鐵，動(dòng)力氣缸，動(dòng)力活塞，飛輪支柱，飛輪軸，飛輪，曲軸，連桿；移氣活塞中心有磁鐵置于熱氣缸內(nèi)，熱氣缸上端面中心處裝配動(dòng)力氣缸，兩氣缸內(nèi)聯(lián)通，動(dòng)力氣缸內(nèi)的動(dòng)力活塞下端中心處有磁鐵，上端有軸孔，有軸孔端通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接于連桿下端，連桿上端連接于飛輪非圓心處設(shè)置的曲軸上，飛輪中心固定在飛輪軸一端，另一端通過(guò)軸承裝配于飛輪支柱上端軸側(cè)通孔內(nèi)，形成轉(zhuǎn)動(dòng)，飛輪支柱下端面固定于熱氣缸上端面上，并與動(dòng)力氣缸平行。
[0008]動(dòng)力活塞的一端中心處設(shè)置有磁鐵，另一端設(shè)置有軸孔，動(dòng)力活塞有軸孔端通過(guò)連接軸與連桿連接。[0009]飛輪軸一端從飛輪的中心孔穿過(guò)，軸端面與飛輪帶曲軸的側(cè)面平齊緊固，飛輪軸通過(guò)軸承裝配于飛輪支柱上端軸側(cè)通孔中形成轉(zhuǎn)動(dòng)，飛輪支柱下端面固定于熱氣缸上端面上，飛輪支柱垂直于熱氣缸上端面與動(dòng)力氣缸平行。
[0010]熱氣缸的上端面和下端面分別設(shè)置有金屬材料的熱氣缸上端面和熱氣缸下端面。
[0011]熱氣缸為透明材料，兩端有凹槽，凹槽內(nèi)放密封圈，密封圈由熱氣缸上端面和熱氣缸下端面壓著，并用螺釘固定。
[0012]動(dòng)力氣缸設(shè)置在熱氣缸上端面的中心部位，用動(dòng)力氣缸連接件由密封圈密封裝配垂直于熱氣缸上端面上，可以直接裝上取下。
[0013]動(dòng)力活塞與動(dòng)力氣缸形成直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，由機(jī)械精度密封。
[0014]移氣活塞和動(dòng)力活塞中心處設(shè)置有磁鐵。
[0015]移氣活塞磁鐵兩極和動(dòng)力活塞磁鐵兩極設(shè)置有區(qū)分標(biāo)志。
[0016]活塞與飛輪之間用一根連桿傳遞運(yùn)動(dòng)。
[0017]本實(shí)用 新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0018]本實(shí)用新型的低溫差磁連斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)模型，磁鐵連動(dòng)代替移氣活塞軸和移氣活塞連桿工作，用單連桿連接于飛輪，減少機(jī)械摩擦的面積和機(jī)械密封問(wèn)題，使模型的啟動(dòng)更快速，運(yùn)轉(zhuǎn)更加順暢。熱氣缸和動(dòng)力氣缸采用透明設(shè)計(jì)，可以直觀(guān)的觀(guān)察斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理及工作過(guò)程，讓青少年更易于理解和接受其工作原理，了解磁連的作用。該模型作教學(xué)用演示實(shí)驗(yàn)及教學(xué)用分組實(shí)驗(yàn)，操作簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型的低溫差磁連斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)模型立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本實(shí)用新型的低溫差磁連斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)模型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]附圖中主要部件符號(hào)說(shuō)明:
[0022]1:熱氣缸2:飛輪支柱
[0023]3:飛輪軸4:曲柄
[0024]5:飛輪6:曲軸
[0025]7:連桿8:動(dòng)力氣缸
[0026]9:熱氣缸上端面 10:熱氣缸下端面
[0027]11:螺釘12:動(dòng)力活塞
[0028]13:動(dòng)力活塞磁鐵 14:移氣活塞磁鐵
[0029]15:移氣活塞
【具體實(shí)施方式】
[0030]以下參照附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相同的部件使用了相同的符號(hào)。
[0031]圖1是本實(shí)用新型的低溫差磁連斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)模型立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的低溫差磁連斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)模型的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型的低溫差磁連斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)模型，包括設(shè)置在下方的熱氣缸1，以及與熱氣缸內(nèi)部I連通的動(dòng)力氣缸8。熱氣缸I的上側(cè)和下側(cè)分別設(shè)置有金屬材料的熱氣缸上端面9和熱氣缸下端面10,熱氣缸上端面9和熱氣缸下端面10均為圓形,熱氣缸I兩端有凹槽，凹槽內(nèi)放密封圈，密封圈由熱氣缸上端面和熱氣缸下端面壓著，并用螺釘11固定。動(dòng)力氣缸8設(shè)置在熱氣缸上端面9的中心部位，動(dòng)力氣缸8由密封圈密封裝配在熱氣缸上端面9上，可以直接裝上取下。
[0032]飛輪軸3 —端從飛輪5的中心孔穿過(guò)，軸端面與飛輪帶曲軸的側(cè)面平齊緊固，飛輪軸3通過(guò)軸承裝配于飛輪支柱2上端軸側(cè)通孔中形成轉(zhuǎn)動(dòng)，飛輪支柱2下端面固定于熱氣缸上端面上，飛輪支柱2垂直于熱氣缸上端面與動(dòng)力氣缸8平行。
[0033]移氣活塞15中心有磁鐵置于熱氣缸I內(nèi)，動(dòng)力氣缸8內(nèi)的動(dòng)力活塞12下端中心處有磁鐵，上端有軸孔，有軸孔端通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接于連桿7下端，連桿7上端連接于飛輪5非圓心處設(shè)置的曲軸6上，飛輪5中心固定在飛輪軸3 —端，另一端通過(guò)軸承裝配于飛輪支柱2上端軸側(cè)通孔內(nèi)，形成轉(zhuǎn)動(dòng)，飛輪支柱2下端面固定于熱氣缸I上端面上，并與動(dòng)力氣缸8平行。
[0034]動(dòng)力活塞12的一端中心處設(shè)置有磁鐵，另一端設(shè)置有軸孔，動(dòng)力活塞12有軸孔端通過(guò)連接軸與連桿7連接。
[0035]熱氣缸I的上截面和下截面分別用大于熱氣缸外徑的金屬圓片用螺釘將大于熱氣缸外徑處的金屬圓片固定為熱氣缸上端面9和熱氣缸下端面10。
[0036]動(dòng)力活塞12與動(dòng)力氣缸8形成直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，由機(jī)械精度密封。
[0037]移氣活塞和動(dòng)力活塞中心處設(shè)置有磁鐵。
[0038]移氣活塞磁鐵13兩極和動(dòng)力活塞磁鐵14兩極設(shè)置有區(qū)分標(biāo)志。
[0039]活塞與飛輪之間用一根連桿傳遞運(yùn)動(dòng)。
[0040]移氣活塞15由輕質(zhì)耐摩擦的物質(zhì)制成，如海綿。
[0041]使用時(shí)，只需將本實(shí)用新型的低溫差磁連斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)模型放在手掌內(nèi)，利用掌心溫度與室溫之間的溫度差，幾分鐘后，熱氣缸下端面受熱，氣缸內(nèi)空氣受熱膨脹推動(dòng)動(dòng)力活塞，動(dòng)力活塞通過(guò)連桿傳動(dòng)飛輪運(yùn)轉(zhuǎn)，飛輪運(yùn)轉(zhuǎn)使動(dòng)力活塞做功，動(dòng)力活塞到熱氣缸上端時(shí)動(dòng)力活塞上的磁鐵與移氣活塞上的磁鐵相互吸引做功，使移氣活塞向上運(yùn)動(dòng)，熱氣缸內(nèi)空氣被移動(dòng)，飛輪運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力活塞運(yùn)動(dòng)，磁鐵力被拉開(kāi)，移氣活塞向下運(yùn)動(dòng)，從而循環(huán)做功運(yùn)動(dòng)。
[0042]本實(shí)用新型用磁鐵連動(dòng)代替移氣活塞軸和移氣活塞連桿工作，用單連桿連接于飛輪，減少了機(jī)械摩擦的面積和機(jī)械密封問(wèn)題，使模型的啟動(dòng)更快速，運(yùn)轉(zhuǎn)更加順暢。所述的熱氣缸和動(dòng)力氣缸采用透明設(shè)計(jì)，可以直觀(guān)的觀(guān)察斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理及工作過(guò)程，讓青少年更易于理解和接受其工作原理，了解磁連的作用。
【權(quán)利要求】
1.一種低溫差磁連斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)模型,包括熱氣缸(1)，移氣活塞(15),兩個(gè)活塞磁鐵，動(dòng)力氣缸(8)，動(dòng)力活塞(12)，飛輪支柱(2)，飛輪軸(3)，飛輪(5)，曲軸(6)，連桿(7)；其特征在于:移氣活塞(15 )中心有磁鐵置于熱氣缸(I)內(nèi)，熱氣缸(I)上端面中心處裝配動(dòng)力氣缸(8)，兩氣缸內(nèi)聯(lián)通，動(dòng)力氣缸(8)內(nèi)的動(dòng)力活塞(12)下端中心處有磁鐵，上端有軸孔，有軸孔端通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接于連桿(7)下端，連桿(7)上端連接于飛輪(5)非圓心處設(shè)置的曲軸(6)上，飛輪(5)中心固定在飛輪軸(3)—端，另一端通過(guò)軸承裝配于飛輪支柱(2)上端軸側(cè)通孔內(nèi)，形成轉(zhuǎn)動(dòng)，飛輪支柱(2)下端面固定于熱氣缸(I)上端面上，并與動(dòng)力氣缸(8)平行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫差磁連斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)模型，其特征在于:動(dòng)力活塞(12)的一端中心處設(shè)置有磁鐵，另一端設(shè)置有軸孔，動(dòng)力活塞(12)有軸孔端通過(guò)連接軸與連桿(7)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫差磁連斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)模型，其特征在于:飛輪軸(3)—端從飛輪(5)的中心孔穿過(guò)，軸端面與飛輪帶曲軸的側(cè)面平齊緊固，飛輪軸(3)通過(guò)軸承裝配于飛輪支柱(2)上端軸側(cè)通孔中形成轉(zhuǎn)動(dòng)，飛輪支柱(2)下端面固定于熱氣缸上端面上，飛輪支柱(2)垂直于熱氣缸上端面與動(dòng)力氣缸(8)平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫差磁連斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)模型，其特征在于:熱氣缸(I)的上截面和下截面分別用大于熱氣缸外徑的金屬圓片用螺釘將大于熱氣缸外徑處的金屬圓片固定為熱氣缸上端面(9)和熱氣缸下端面(10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫差磁連斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)模型，其特征在于:熱氣缸(I)為透明材料，兩端有凹槽，凹槽內(nèi)放密封圈，密封圈由熱氣缸上端面和熱氣缸下端面壓著，并用螺釘(11)將兩端面金屬片固定緊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫差磁連斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)模型，其特征在于:動(dòng)力氣缸(8)設(shè)置在熱氣缸上端面(9)的中心部位，用動(dòng)力氣缸連接件(8)由密封圈密封裝配垂直于熱氣缸上端面上，可以直接裝上取下。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫差磁連斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)模型，其特征在于:動(dòng)力活塞與動(dòng)力氣缸形成直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，由機(jī)械精度密封。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的低溫差磁連斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)模型，其特征在于:移氣活塞和動(dòng)力活塞中心處設(shè)置有磁鐵。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫差磁連斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)模型，其特征在于:移氣活塞磁鐵(13)兩極和動(dòng)力活塞磁鐵(14)兩極設(shè)置有區(qū)分標(biāo)志。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫差磁連斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)模型，其特征在于:活塞與飛輪之間用一根連桿傳遞運(yùn)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】G09B25/02GK203552584SQ201320689352
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月5日
【發(fā)明者】常金星, 陳安麗 申請(qǐng)人:天津啟星動(dòng)力科技有限公司