[发明专利]基于车轮与摩擦轮直径比变速传动的自行车制冷装置

说明书

本发明提供一种基于车轮与摩擦轮直径比变速传动的自行车制冷装置，属于摩擦轮与斯特林制冷机应用技术领域。该装置包括摩擦轮、斯特林制冷机、冷藏箱以及控制开关，自行车轮胎连接摩擦轮，摩擦轮通过转子连接斯特林制冷机，斯特林制冷机连接冷藏箱，控制开关安装与车把上，通过金属线、控制杠杆连接斯特林制冷机，该装置利用机械能产生冷量，出于人性化的设计，在骑行减速过程中通过控制装置压紧开关使摩擦轮与后轮贴合制冷，也可达到减速的效果，上坡时可解除二者之间的贴合，减少人体的负荷。该发明可用于在野外游玩时冷藏饮料、冷却食物，轻巧简洁，高效节能。

技术领域

本发明涉及摩擦轮与斯特林制冷机应用技术领域，特别是指一种基于车轮与摩擦轮直径比变速传动的自行车制冷装置。

背景技术

随着人们生活水平的提高，越来越多的人们注重生活的质量问题。因自行车是一种健康环保、方便易学的交通工具，成为了人们短途出行的常备选项。尤其是近几年来绿色出行的观念深入人心，且随着此次新冠疫情趋于缓和，“复工”大幕逐渐拉开，人们在通勤工具上也会偏向于通风性好的自行车。但自行车的简单的机械结构不足以满足人们其他的需求，人们往往希望能骑行到人烟稀少的地方做一顿美食，吃着烤肉、喝着冰镇饮料边欣赏身旁美景。骑行自行车经过长途跋涉耗费时间久，炎热的天气也会造成食物的不新鲜以及冷饮的回热。常规的电源和电冰箱明显不易携带，若是电源电量耗尽冰箱的运转也会随之停止，这会带来极大的不便。与此同时，自行车在骑行过程中往往会间断性地使用刹车来调控车速，而在以往的自行车刹车系统中，自行车的动能会全部转为热能，这种能量白白的浪费在空气中，没有得到合理的应用。如果能将原本浪费的机械能直接进行制冷，不仅可以充分地利用机械能，还可以使自行车的功能趋于多元化，给人们在出游时带来了极大的便利。综合以上考虑，本团队设计了一款能够利用摩擦轮变速带动制冷机制冷的装置，既实现了回收刹车时原本无法利用的能量，又体现了绿色环保的理念，为自行车高效节能、人性化设计提供了一个新思路。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种基于车轮与摩擦轮直径比变速传动的自行车制冷装置。

该装置包括摩擦轮、斯特林制冷机、冷藏箱以及控制系统，其中，斯特林制冷机包括回热器、制冷缸、散热缸、压缩活塞及膨胀活塞、中心转轴，冷藏箱包括保温层、铝制内胆及铝制肋片，控制系统包括控制杠杆、控制开关、金属线及弹簧装置，自行车的轮胎与摩擦轮相连，摩擦轮通过转子与斯特林制冷机相连，斯特林制冷机冷端连接冷藏箱，回热器连接制冷缸和散热缸，压缩活塞和膨胀活塞通过连杆分别连接到两个飞轮上，两个飞轮又与中心转轴相连，中心转轴转动带动压缩活塞和膨胀活塞在散热缸和制冷缸内完成循环过程，控制开关位于车把手处，控制开关通过金属线连接控制杠杆，控制杠杆一端连接摩擦轮，另一端被金属线拉动，通过弹簧装置控制摩擦轮与轮胎的分合；冷藏箱外部为保温层，保温层内部为铝制内胆，冷藏箱侧壁设置铝制肋片。

自行车为斯特林制冷机提供机械能，自行车车轮与摩擦轮直径的比变速传动将自行车车轮的低转速转化为制冷机转子所需的高转速，其中，低转速为100～300r/min，高转速为2000～4000r/min。

摩擦轮的直径为2.5cm，摩擦轮表面采用橡胶材料。

保温层由发泡硬质聚氨酯泡沫塑料和表观密度在20～23kg/m³的泡沫板组成，发泡硬质聚氨酯泡沫塑料密度为35～40kg/m³时，导热系数为0.018～0.024W/(m·k)。

压缩活塞和膨胀活塞在制冷缸和散热缸内完成循环过程，其中每个循环过程包括等温压缩、等容放热、等温膨胀、等容吸热四个过程。

回热器内部填充堆积金属丝网，是多孔介质，由丝网片先成型后堆积而成。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：