低温差磁连斯特林发动机模型的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种低温差磁连斯特林发动机模型，包括热气缸，移气活塞，两个磁铁，动力气缸，动力活塞，飞轮支柱，飞轮轴，飞轮，曲轴，连杆；移气活塞中心有磁铁置于热气缸内，热气缸上端面中心处装配动力气缸，两气缸内联通，动力气缸内的动力活塞下端中心处有磁铁，上端有轴孔，有轴孔端通过转轴连接于连杆下端，连杆上端连接于飞轮非圆心处设置的曲轴上，飞轮中心固定在飞轮轴一端，飞轮轴另一端通过轴承装配于飞轮支柱上端轴侧通孔内，形成转动，飞轮支柱下端面固定于热气缸上端面上与动力气缸平行；其特征在于，利用磁力技术代替移气轴和连杆的运动，单连杆传动减少机械摩擦阻力和机械密封问题；作为科技启发、教学实验、教学演示用。
【专利说明】低温差磁连斯特林发动机模型
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种教学模型，具体涉及一种低温差磁连斯特林发动机模型。
【背景技术】
[0002]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动力，如氮气、氢气等气体。充入的气体工质，还可以加热压力，视封闭系统的情况，能够采用远远热于热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，减动力发动机的体积和重量。
[0003]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。
[0004]现在教学中，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气机的原理和工作过程，得不到预想的教学效果。
【发明内容】
[0005]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磁连斯特林发动机模型。
[0006]本实用新型为解决这一问题所采取的技术方案是:
[0007]本实用新型的低温差磁连斯特林发动机模型，包括热气缸，移气活塞，两个磁铁，动力气缸，动力活塞，飞轮支柱，飞轮轴，飞轮，曲轴，连杆；移气活塞中心有磁铁置于热气缸内，热气缸上端面中心处装配动力气缸，两气缸内联通，动力气缸内的动力活塞下端中心处有磁铁，上端有轴孔，有轴孔端通过转轴连接于连杆下端，连杆上端连接于飞轮非圆心处设置的曲轴上，飞轮中心固定在飞轮轴一端，另一端通过轴承装配于飞轮支柱上端轴侧通孔内，形成转动，飞轮支柱下端面固定于热气缸上端面上，并与动力气缸平行。
[0008]动力活塞的一端中心处设置有磁铁，另一端设置有轴孔，动力活塞有轴孔端通过连接轴与连杆连接。[0009]飞轮轴一端从飞轮的中心孔穿过，轴端面与飞轮带曲轴的侧面平齐紧固，飞轮轴通过轴承装配于飞轮支柱上端轴侧通孔中形成转动，飞轮支柱下端面固定于热气缸上端面上，飞轮支柱垂直于热气缸上端面与动力气缸平行。
[0010]热气缸的上端面和下端面分别设置有金属材料的热气缸上端面和热气缸下端面。
[0011]热气缸为透明材料，两端有凹槽，凹槽内放密封圈，密封圈由热气缸上端面和热气缸下端面压着，并用螺钉固定。
[0012]动力气缸设置在热气缸上端面的中心部位，用动力气缸连接件由密封圈密封装配垂直于热气缸上端面上，可以直接装上取下。
[0013]动力活塞与动力气缸形成直线运动，由机械精度密封。
[0014]移气活塞和动力活塞中心处设置有磁铁。
[0015]移气活塞磁铁两极和动力活塞磁铁两极设置有区分标志。
[0016]活塞与飞轮之间用一根连杆传递运动。
[0017]本实用 新型具有的优点和积极效果是:
[0018]本实用新型的低温差磁连斯特林发动机模型，磁铁连动代替移气活塞轴和移气活塞连杆工作，用单连杆连接于飞轮，减少机械摩擦的面积和机械密封问题，使模型的启动更快速，运转更加顺畅。热气缸和动力气缸采用透明设计，可以直观的观察斯特林发动机的工作原理及工作过程，让青少年更易于理解和接受其工作原理，了解磁连的作用。该模型作教学用演示实验及教学用分组实验，操作简单，易实现。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型的低温差磁连斯特林发动机模型立体结构示意图；
[0020]图2是本实用新型的低温差磁连斯特林发动机模型的结构示意图。
[0021]附图中主要部件符号说明:
[0022]1:热气缸2:飞轮支柱
[0023]3:飞轮轴4:曲柄
[0024]5:飞轮6:曲轴
[0025]7:连杆8:动力气缸
[0026]9:热气缸上端面 10:热气缸下端面
[0027]11:螺钉12:动力活塞
[0028]13:动力活塞磁铁 14:移气活塞磁铁
[0029]15:移气活塞
【具体实施方式】
[0030]以下参照附图及实施例对本实用新型进行详细的说明，本实用新型与现有技术相同的部件使用了相同的符号。
[0031]图1是本实用新型的低温差磁连斯特林发动机模型立体结构示意图；图2是本实用新型的低温差磁连斯特林发动机模型的结构示意图。如图1和图2所示，本实用新型的低温差磁连斯特林发动机模型，包括设置在下方的热气缸1，以及与热气缸内部I连通的动力气缸8。热气缸I的上侧和下侧分别设置有金属材料的热气缸上端面9和热气缸下端面10,热气缸上端面9和热气缸下端面10均为圆形,热气缸I两端有凹槽，凹槽内放密封圈，密封圈由热气缸上端面和热气缸下端面压着，并用螺钉11固定。动力气缸8设置在热气缸上端面9的中心部位，动力气缸8由密封圈密封装配在热气缸上端面9上，可以直接装上取下。
[0032]飞轮轴3 —端从飞轮5的中心孔穿过，轴端面与飞轮带曲轴的侧面平齐紧固，飞轮轴3通过轴承装配于飞轮支柱2上端轴侧通孔中形成转动，飞轮支柱2下端面固定于热气缸上端面上，飞轮支柱2垂直于热气缸上端面与动力气缸8平行。
[0033]移气活塞15中心有磁铁置于热气缸I内，动力气缸8内的动力活塞12下端中心处有磁铁，上端有轴孔，有轴孔端通过转轴连接于连杆7下端，连杆7上端连接于飞轮5非圆心处设置的曲轴6上，飞轮5中心固定在飞轮轴3 —端，另一端通过轴承装配于飞轮支柱2上端轴侧通孔内，形成转动，飞轮支柱2下端面固定于热气缸I上端面上，并与动力气缸8平行。
[0034]动力活塞12的一端中心处设置有磁铁，另一端设置有轴孔，动力活塞12有轴孔端通过连接轴与连杆7连接。
[0035]热气缸I的上截面和下截面分别用大于热气缸外径的金属圆片用螺钉将大于热气缸外径处的金属圆片固定为热气缸上端面9和热气缸下端面10。
[0036]动力活塞12与动力气缸8形成直线运动，由机械精度密封。
[0037]移气活塞和动力活塞中心处设置有磁铁。
[0038]移气活塞磁铁13两极和动力活塞磁铁14两极设置有区分标志。
[0039]活塞与飞轮之间用一根连杆传递运动。
[0040]移气活塞15由轻质耐摩擦的物质制成，如海绵。
[0041]使用时，只需将本实用新型的低温差磁连斯特林发动机模型放在手掌内，利用掌心温度与室温之间的温度差，几分钟后，热气缸下端面受热，气缸内空气受热膨胀推动动力活塞，动力活塞通过连杆传动飞轮运转，飞轮运转使动力活塞做功，动力活塞到热气缸上端时动力活塞上的磁铁与移气活塞上的磁铁相互吸引做功，使移气活塞向上运动，热气缸内空气被移动，飞轮运转动力活塞运动，磁铁力被拉开，移气活塞向下运动，从而循环做功运动。
[0042]本实用新型用磁铁连动代替移气活塞轴和移气活塞连杆工作，用单连杆连接于飞轮，减少了机械摩擦的面积和机械密封问题，使模型的启动更快速，运转更加顺畅。所述的热气缸和动力气缸采用透明设计，可以直观的观察斯特林发动机的工作原理及工作过程，让青少年更易于理解和接受其工作原理，了解磁连的作用。
【权利要求】
1.一种低温差磁连斯特林发动机模型,包括热气缸(1)，移气活塞(15),两个活塞磁铁，动力气缸(8)，动力活塞(12)，飞轮支柱(2)，飞轮轴(3)，飞轮(5)，曲轴(6)，连杆(7)；其特征在于:移气活塞(15 )中心有磁铁置于热气缸(I)内，热气缸(I)上端面中心处装配动力气缸(8)，两气缸内联通，动力气缸(8)内的动力活塞(12)下端中心处有磁铁，上端有轴孔，有轴孔端通过转轴连接于连杆(7)下端，连杆(7)上端连接于飞轮(5)非圆心处设置的曲轴(6)上，飞轮(5)中心固定在飞轮轴(3)—端，另一端通过轴承装配于飞轮支柱(2)上端轴侧通孔内，形成转动，飞轮支柱(2)下端面固定于热气缸(I)上端面上，并与动力气缸(8)平行。
2.根据权利要求1所述的低温差磁连斯特林发动机模型，其特征在于:动力活塞(12)的一端中心处设置有磁铁，另一端设置有轴孔，动力活塞(12)有轴孔端通过连接轴与连杆(7)连接。
3.根据权利要求1所述的低温差磁连斯特林发动机模型，其特征在于:飞轮轴(3)—端从飞轮(5)的中心孔穿过，轴端面与飞轮带曲轴的侧面平齐紧固，飞轮轴(3)通过轴承装配于飞轮支柱(2)上端轴侧通孔中形成转动，飞轮支柱(2)下端面固定于热气缸上端面上，飞轮支柱(2)垂直于热气缸上端面与动力气缸(8)平行。
4.根据权利要求1所述的低温差磁连斯特林发动机模型，其特征在于:热气缸(I)的上截面和下截面分别用大于热气缸外径的金属圆片用螺钉将大于热气缸外径处的金属圆片固定为热气缸上端面(9)和热气缸下端面(10)。
5.根据权利要求1所述的低温差磁连斯特林发动机模型，其特征在于:热气缸(I)为透明材料，两端有凹槽，凹槽内放密封圈，密封圈由热气缸上端面和热气缸下端面压着，并用螺钉(11)将两端面金属片固定紧。
6.根据权利要求1所述的低温差磁连斯特林发动机模型，其特征在于:动力气缸(8)设置在热气缸上端面(9)的中心部位，用动力气缸连接件(8)由密封圈密封装配垂直于热气缸上端面上，可以直接装上取下。
7.根据权利要求1所述的低温差磁连斯特林发动机模型，其特征在于:动力活塞与动力气缸形成直线运动，由机械精度密封。
8.根据权利要求7所述的低温差磁连斯特林发动机模型，其特征在于:移气活塞和动力活塞中心处设置有磁铁。
9.根据权利要求1所述的低温差磁连斯特林发动机模型，其特征在于:移气活塞磁铁(13)两极和动力活塞磁铁(14)两极设置有区分标志。
10.根据权利要求1所述的低温差磁连斯特林发动机模型，其特征在于:活塞与飞轮之间用一根连杆传递运动。
【文档编号】G09B25/02GK203552584SQ201320689352
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年11月5日 优先权日:2013年11月5日
【发明者】常金星, 陈安丽 申请人:天津启星动力科技有限公司