[發(fā)明專利]基于車輪與摩擦輪直徑比變速傳動的自行車制冷裝置

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• 申請日: 2020-08-03
• 公開（公告）號: CN111846053A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設計）人: 高明;汪群慧;張桐;馮妍卉;張明寶;胡志昊;王繹成
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: B62J9/20
• 分類號: B62J9/20;B62J9/28;B62J50/00;B62L1/00;F25B9/14
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發(fā)明提供一種基于車輪與摩擦輪直徑比變速傳動的自行車制冷裝置，屬于摩擦輪與斯特林制冷機應用技術領域。該裝置包括摩擦輪、斯特林制冷機、冷藏箱以及控制開關，自行車輪胎連接摩擦輪，摩擦輪通過轉子連接斯特林制冷機，斯特林制冷機連接冷藏箱，控制開關安裝與車把上，通過金屬線、控制杠桿連接斯特林制冷機，該裝置利用機械能產生冷量，出于人性化的設計，在騎行減速過程中通過控制裝置壓緊開關使摩擦輪與后輪貼合制冷，也可達到減速的效果，上坡時可解除二者之間的貼合，減少人體的負荷。該發(fā)明可用于在野外游玩時冷藏飲料、冷卻食物，輕巧簡潔，高效節(jié)能。

技術領域

本發(fā)明涉及摩擦輪與斯特林制冷機應用技術領域，特別是指一種基于車輪與摩擦輪直徑比變速傳動的自行車制冷裝置。

背景技術

隨著人們生活水平的提高，越來越多的人們注重生活的質量問題。因自行車是一種健康環(huán)保、方便易學的交通工具，成為了人們短途出行的常備選項。尤其是近幾年來綠色出行的觀念深入人心，且隨著此次新冠疫情趨于緩和，“復工”大幕逐漸拉開，人們在通勤工具上也會偏向于通風性好的自行車。但自行車的簡單的機械結構不足以滿足人們其他的需求，人們往往希望能騎行到人煙稀少的地方做一頓美食，吃著烤肉、喝著冰鎮(zhèn)飲料邊欣賞身旁美景。騎行自行車經過長途跋涉耗費時間久，炎熱的天氣也會造成食物的不新鮮以及冷飲的回熱。常規(guī)的電源和電冰箱明顯不易攜帶，若是電源電量耗盡冰箱的運轉也會隨之停止，這會帶來極大的不便。與此同時，自行車在騎行過程中往往會間斷性地使用剎車來調控車速，而在以往的自行車剎車系統(tǒng)中，自行車的動能會全部轉為熱能，這種能量白白的浪費在空氣中，沒有得到合理的應用。如果能將原本浪費的機械能直接進行制冷，不僅可以充分地利用機械能，還可以使自行車的功能趨于多元化，給人們在出游時帶來了極大的便利。綜合以上考慮，本團隊設計了一款能夠利用摩擦輪變速帶動制冷機制冷的裝置，既實現(xiàn)了回收剎車時原本無法利用的能量，又體現(xiàn)了綠色環(huán)保的理念，為自行車高效節(jié)能、人性化設計提供了一個新思路。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是提出一種基于車輪與摩擦輪直徑比變速傳動的自行車制冷裝置。

該裝置包括摩擦輪、斯特林制冷機、冷藏箱以及控制系統(tǒng)，其中，斯特林制冷機包括回熱器、制冷缸、散熱缸、壓縮活塞及膨脹活塞、中心轉軸，冷藏箱包括保溫層、鋁制內膽及鋁制肋片，控制系統(tǒng)包括控制杠桿、控制開關、金屬線及彈簧裝置，自行車的輪胎與摩擦輪相連，摩擦輪通過轉子與斯特林制冷機相連，斯特林制冷機冷端連接冷藏箱，回熱器連接制冷缸和散熱缸，壓縮活塞和膨脹活塞通過連桿分別連接到兩個飛輪上，兩個飛輪又與中心轉軸相連，中心轉軸轉動帶動壓縮活塞和膨脹活塞在散熱缸和制冷缸內完成循環(huán)過程，控制開關位于車把手處，控制開關通過金屬線連接控制杠桿，控制杠桿一端連接摩擦輪，另一端被金屬線拉動，通過彈簧裝置控制摩擦輪與輪胎的分合；冷藏箱外部為保溫層，保溫層內部為鋁制內膽，冷藏箱側壁設置鋁制肋片。

自行車為斯特林制冷機提供機械能，自行車車輪與摩擦輪直徑的比變速傳動將自行車車輪的低轉速轉化為制冷機轉子所需的高轉速，其中，低轉速為100～300r/min，高轉速為2000～4000r/min。

摩擦輪的直徑為2.5cm，摩擦輪表面采用橡膠材料。

保溫層由發(fā)泡硬質聚氨酯泡沫塑料和表觀密度在20～23kg/m³的泡沫板組成，發(fā)泡硬質聚氨酯泡沫塑料密度為35～40kg/m³時，導熱系數為0.018～0.024W/(m·k)。

壓縮活塞和膨脹活塞在制冷缸和散熱缸內完成循環(huán)過程，其中每個循環(huán)過程包括等溫壓縮、等容放熱、等溫膨脹、等容吸熱四個過程。

回熱器內部填充堆積金屬絲網，是多孔介質，由絲網片先成型后堆積而成。

本發(fā)明的上述技術方案的有益效果如下：