[實(shí)用新型]低溫差斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)模型

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220515491.X
• 申請(qǐng)日: 2012-10-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202795860U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 常金星;陳賢;陳安麗
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津啟星動(dòng)力科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G09B23/18
• 分類(lèi)號(hào): G09B23/18
• 代理公司: 天津市杰盈專(zhuān)利代理有限公司 12207
• 代理人: 朱紅星

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)教學(xué)儀器，具體涉及一種低溫差斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)模型。

背景技術(shù)

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；②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)的腐蝕性也可以很小，如氮?dú)?、氫氣等氣體。充入的氣體工質(zhì)，還可以加大壓力，視封閉系統(tǒng)的情況，能夠采用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于大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，減小發(fā)動(dòng)機(jī)的體積和重量。

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。

在中學(xué)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)生們真正理解蒸汽機(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

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)和工作原理低溫差斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)模型。

本實(shí)用新型為解決這一問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是:

本實(shí)用新型的低溫差斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)模型，包括設(shè)置在下方的第一汽缸，以及與第一汽缸內(nèi)部連通的第二汽缸；第一汽缸的上側(cè)面上設(shè)置有由支架支撐的飛輪，飛輪的兩側(cè)分別連接有第一曲柄和第二曲柄，飛輪中心處設(shè)置的飛輪軸兩端分別連接在第一曲柄和第二曲柄的圓心處；下端與第一汽缸內(nèi)的第一活塞連接的第一連桿上端連接在第一曲柄非圓心處設(shè)置的第一曲柄軸上，下端與第二汽缸內(nèi)的第二活塞連接的第二連桿上端連接在第二曲柄非圓心處設(shè)置的第二曲柄軸上。

所述的第二汽缸設(shè)置在第一汽缸的上側(cè)面上；第一活塞將第一汽缸分為上下兩部分，第二活塞將第二汽缸分為上下兩部分，第二汽缸的下部分與第一汽缸的上部分連通。

所述的第一活塞由輕質(zhì)耐摩擦的物質(zhì)制成。

所述的第一活塞的上側(cè)中央設(shè)置有活塞桿，活塞桿穿過(guò)第一汽缸上側(cè)面上的固定裝置，上端與第一連桿連接。

所述的第一連桿由細(xì)金屬絲制成，細(xì)金屬絲的下端連接在活塞桿上端形成的孔內(nèi)，上端連接在第一曲柄軸的連接孔內(nèi)。

所述的第一汽缸和第二汽缸均由透明的玻璃材料制成。

所述的第一曲柄和第二曲柄的曲柄軸具有90°的相位差。

本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:

本實(shí)用新型的低溫差斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)模型，所有的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)都進(jìn)行外置，汽缸采用透明設(shè)計(jì)，讓學(xué)生可以直觀的觀察斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程，使學(xué)生易于理解和接受斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理，并能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造性思維，有利于青少年的智力開(kāi)發(fā)；且在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生可以親自動(dòng)手參與，達(dá)到教學(xué)互動(dòng)的效果，也能拓寬學(xué)生機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)方面的視野，有助于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。

附圖說(shuō)明???????????????

圖1是本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的前視立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的后視立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型的第二實(shí)施例的前視立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型的第二實(shí)施例的后視立體結(jié)構(gòu)示意圖；?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????

附圖中主要部件符號(hào)說(shuō)明:

1：第一汽缸??????????2：第一連桿

3：第一曲柄軸????????4：飛輪

5：第一曲柄??????????6：支架

7：活塞桿????????????8：第一活塞

9：飛輪軸???????????10：第二汽缸