[实用新型]低温差斯特林发动机模型有效

专利信息
申请号: 201220515491.X 申请日: 2012-10-10
公开(公告)号: CN202795860U 公开(公告)日: 2013-03-13
发明(设计)人: 常金星;陈贤;陈安丽 申请(专利权)人: 天津启星动力科技有限公司
主分类号: G09B23/18 分类号: G09B23/18
代理公司: 天津市杰盈专利代理有限公司 12207 代理人: 朱红星
地址: 300380 天津市西*** 国省代码: 天津;12
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摘要:
搜索关键词: 温差 斯特林 发动机 模型
【说明书】:

技术领域

本实用新型涉及一种教学教学仪器,具体涉及一种低温差斯特林发动机模型。

背景技术

斯特林发动机是通过气体受热膨胀、遇冷压缩而产生动力的。这是一种外燃发动机,使燃料连续地燃烧,蒸发的膨胀氢气(或氦)作为动力气体使活塞运动,膨胀气体在冷气室冷却,反复地进行这样的循环过程。这个过程又称为斯特林循环,是封闭式的,采用定容下吸热的气体循环方式。循环过程是:①定温压缩过程;②定容吸热过程;③定温膨胀过程;④定容放热过程,完成一个循环。在理想吸热的条件下,这种循环的热效率,等于温度上下限相同的卡诺循环。发动机使用氢气作为工质,在封闭的气缸内充有一定容积的工质。气缸一端为热腔,另一端为冷腔。工质在低温冷腔中压缩,然后流到高温热腔中迅速加热,膨胀做功。燃料在气缸外的燃烧室内连续燃烧,通过加热器传给工质,工质不直接参与燃烧,也不更换。由于这种循环是封闭式循环,可采用传热性能好的工质,同时,工质的腐蚀性也可以很小,如氮气、氢气等气体。充入的气体工质,还可以加大压力,视封闭系统的情况,能够采用远远大于大气压力的高压气体工作,这样可以提高发动机的单位重量的功率,减小发动机的体积和重量。

斯特林发动机分为单缸、双缸、四缸的形式。斯特林发动机在运行时,由于燃料在气缸外的燃烧室内连续燃烧,独立于燃气的工质通过加热器吸热,并按斯特林循环对外做功,因此避免了类似内燃机的震爆做功和间歇燃烧过程,从而实现了高效、低噪和低排放运行。

在中学教学中,有关斯特林发动机的工作原理和工作过程的内容,一直是非常重要的一部分。但是,没有模型,枯燥的文字无法激发学生们的学习兴趣,也很难让学生们真正理解蒸汽机的原理和工作过程,得不到预想的教学效果。

发明内容

本实用新型为了解决上述问题而提供一种向学生演示斯特林发动机结构和工作原理低温差斯特林发动机模型。

本实用新型为解决这一问题所采取的技术方案是:

本实用新型的低温差斯特林发动机模型,包括设置在下方的第一汽缸,以及与第一汽缸内部连通的第二汽缸;第一汽缸的上侧面上设置有由支架支撑的飞轮,飞轮的两侧分别连接有第一曲柄和第二曲柄,飞轮中心处设置的飞轮轴两端分别连接在第一曲柄和第二曲柄的圆心处;下端与第一汽缸内的第一活塞连接的第一连杆上端连接在第一曲柄非圆心处设置的第一曲柄轴上,下端与第二汽缸内的第二活塞连接的第二连杆上端连接在第二曲柄非圆心处设置的第二曲柄轴上。

所述的第二汽缸设置在第一汽缸的上侧面上;第一活塞将第一汽缸分为上下两部分,第二活塞将第二汽缸分为上下两部分,第二汽缸的下部分与第一汽缸的上部分连通。

所述的第一活塞由轻质耐摩擦的物质制成。

所述的第一活塞的上侧中央设置有活塞杆,活塞杆穿过第一汽缸上侧面上的固定装置,上端与第一连杆连接。

所述的第一连杆由细金属丝制成,细金属丝的下端连接在活塞杆上端形成的孔内,上端连接在第一曲柄轴的连接孔内。

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轴具有90°的相位差。

本实用新型具有的优点和积极效果是:

本实用新型的低温差斯特林发动机模型,所有的传动结构都进行外置,汽缸采用透明设计,让学生可以直观的观察斯特林发动机的工作过程,使学生易于理解和接受斯特林发动机的工作原理,并能激发学生的学习兴趣,启发学生的想象力和创造性思维,有利于青少年的智力开发;且在实验过程中,学生可以亲自动手参与,达到教学互动的效果,也能拓宽学生机械运动学方面的视野,有助于学生综合能力的培养。

附图说明               

图1是本实用新型的第一实施例的前视立体结构示意图;

图2是本实用新型的第一实施例的后视立体结构示意图;

图3是本实用新型的第二实施例的前视立体结构示意图;

图4是本实用新型的第二实施例的后视立体结构示意图;                                                                                 

附图中主要部件符号说明:

1:第一汽缸          2:第一连杆

3:第一曲柄轴        4:飞轮

5:第一曲柄          6:支架

7:活塞杆            8:第一活塞

9:飞轮轴           10:第二汽缸

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