一种用于教学实验的能量转化演示装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于教学实验的能量转化演示装置，所述能量转化演示装置包括支架、酒精灯、锅炉、叶轮和注射器针头，所述酒精灯置于所述支架上，所述锅炉装设于所述支架上且位于所述酒精灯的上方，所述锅炉上设有注水口和出气管，所述出气管通过一导气管与所述注射器针头连接，所述叶轮装设于所述支架上，并能够在所述注射器针头喷射的蒸汽的带动下转动。本发明采用锅炉代替试管，降低了试管暴裂的危险性；锅炉中的水烧开后，通过高压水蒸气，叶轮就可以持续转动，实验现象持续时间长，便于学生观察，同时锅炉的使用提高了热量的吸收效率，且本发明结构简单，便于操作。
【专利说明】
一种用于教学实验的能量转化演示装置【
技术领域
】
[0001]本发明涉及能量转化装置，具体涉及一种用于教学实验的能量转化演示装置。【【背景技术】】
[0002]热机中化学能转化为机械能是我们教学的一个具体内容，也是生活中常用的一种能量转换方式，而目前初中物理课本上热机演示实验是对装水后用胶塞密闭的试管加热，然后让高压水蒸气将胶塞推出，且胶塞塞紧程度要靠经验来把握，塞太紧试管会爆裂，造成实验事故，塞松了胶塞没有喷射的效果，没有震撼的效果。上述热机演示实验有一定的危险性，实验操作难把控，易造成实验事故，且实验现象短暂，不便学生持续观察。
[0003]目前已有对初中物理课本上热机演示实验的改进实验，改进实验的实验器材有铁架台，500ml的塑料量筒(量筒底部打孔连接导管，内部塞入了一个彩色塑料桶，相当于汽缸和活塞)，去掉限压阀与导管连接的高压锅，电磁炉，插排等，实验时先利用电磁炉给高压锅中的水加热到沸腾，再利用导管把产生的水蒸气通过限压阀的排气孔导到量筒中去推动里面的彩色塑料桶做运动，实验效果总体上还可以，跟课本中的实验也差不多，优点是方便多次重复操作。但是实验器材量庞大，不适合实际教学中使用。
【
【发明内容】
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[0004]本发明的目的是针对上述问题，提供一种用于教学实验的能量转化演示装置。
[0005]实现本发明目的的技术方案为:
[0006]—种用于教学实验的能量转化演示装置，包括支架、酒精灯、锅炉、叶轮和注射器针头，所述酒精灯置于所述支架上，所述锅炉装设于所述支架上且位于所述酒精灯的上方；所述锅炉上设有注水口和出气管，所述出气管通过一导气管与所述注射器针头连接，所述叶轮装设于所述支架上，并能够在所述注射器针头喷射的蒸汽的带动下转动。
[0007]进一步地，所述锅炉内还设有加热横管，以提高水的热吸收效率，缩短水的沸腾时间。
[0008]进一步地，还包括一支撑杆和夹持件，所述夹持件通过所述支撑杆与所述支架连接，用于夹持固定所述注射器针头。
[0009]优选地，所述锅炉为多块铜片焊接而成。
[0010]优选地，所述导气管为胶管。
[0011 ]优选地，所述锅炉底部的中心位置贯通开设有供所述酒精灯火焰通过的通孔，所述锅炉上还设有烟囱，所述烟囱的一端连接于所述通孔处，所述烟囱的另一端贯通所述锅炉的顶部并伸出所述锅炉外。
[0012]进一步地，所述叶轮和支架的材料均为铝板。
[0013]综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是:
[0014]1、本发明采用锅炉代替试管，降低了试管暴裂的危险性，同时采用小型锅炉为加热装置，提高对酒精灯火焰的吸收利用率。
[0015]2、本发明中导气管使用了胶管，安全性更好，若针管口堵住，胶管连接处首先会滑脱，即使不滑脱，胶管因为气压高会鼓起，让实验者发现装置气压异常及时打开注水口排气减压，防止锅炉气压高而爆炸、损坏。
[0016]3、锅炉中的水烧开后，叶轮就可以持续转动，实验现象持续时间长，便于学生观察本发明，特别适用于教学。且本发明结构简单，便于操作。
【【附图说明】】
[0017]图1为本发明实施方式的能量转化演示装置的结构示意图。
[0018]附图中，1-酒精灯;2-支架;3-锅炉;4-加热横管;5-烟囱；6_出气管;7_注水口； 8_导气管;9-注射器针头;10-夹持件;11-支撑杆;12-叶轮;13-支撑架。
【【具体实施方式】】
[0019]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0020]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0021]如图1所示，一种用于教学实验的能量转化演示装置，包括支架2、酒精灯1、锅炉3、叶轮12和注射器针头9。
[0022]所述酒精灯I置于支架2上。锅炉3固定于支架2上且位于酒精灯I的上方，用于收容液体。锅炉3底部的中心位置贯通开设有供所述酒精灯I火焰通过的通孔。锅炉3上还设有烟囱5，所述烟囱5的一端连接于通孔处，烟囱5的另一端贯通锅炉3的顶部并伸出锅炉3外，用于排烟和观察酒精灯I的火焰位置，如火焰是否对准通孔，以提高热吸收效率。在本实施方式中，锅炉3内所盛放的液体为水。所述锅炉3内设有加热横管4，用于在酒精灯I的作用下加热锅炉3内的水时提高水的热吸收效率，缩短水的沸腾时间，从而将锅炉3内的水转换为水蒸汽。锅炉3上间隔设有注水口 7和出气管6。其中，注水口 7能够允许操作人员向锅炉3内添加水。出气管6用于供锅炉3内的水沸腾后所形成的水蒸汽流出。出气管6与一导气管8的一端连接。所述导气管8的远离出气管6的一端连接有注射器针头9。当锅炉3中的水沸腾后，则将注水口 7封住，使锅炉3内的水蒸气从出气管6流出至注射器针头9，并从注射器针头9喷出。本实施例中，导气管8优选为胶管。当注射器针头9堵住时，导气管8内的气压增加。由于导气管8为胶管，因此，导气管8内的气压增加会导致导气管8膨胀进而使得导气管8从与出气管6的连接处滑脱。即使导气管8尚未从出气管6上滑脱，导气管8也会由于其内部的气压高而膨胀鼓起，让实验者发现装置内的气压异常，及时打开注水口 6排气减压，防止锅炉3由于气压过高而损坏。
[0023]本发明的能量转化演示装置还包括一支撑杆11和夹持件10，夹持件10通过支撑杆11与支架2连接，用于夹住注射器针头9使其固定。叶轮12通过一支撑架13装设在支架2上，并设于注射器针头9下方，使其能够在注射器针头9射出的高压水蒸汽的带动下转动，实现内能向机械能的转化。
[0024]本发明的制作过程中，考虑到器材的使用年限，锅炉3采用纯铜制作，使锅炉3不易损坏，安全性更高。锅炉3使用铜片裁剪焊接而成，由于整片铜片面积大、导热性好，因此在焊接时，即使直接使用大功率的电烙铁也较难使焊锡很好熔化，从而将铜片顺利进行焊接。在本发明中，为顺利焊接铜片，首先对铜片边沿连接处进行抛光，上焊锡膏;然后，利用大功率电烙铁上一层薄薄的锡，接着再把铜片连接处弯折衔接咬紧;最后再用酒精灯I对衔接处加热，同时插入锡条注锡，此时注意锡一定要足量，使焊缝饱满，否则锅炉3容易漏气。锅炉3中间的加热横管4采用废弃收音机天线裁切而成(废弃收音机天线的材料为纯黄铜)，达到废物回收利用的效果。对锅炉3打孔时一定要使用与加热横管具有相同直径的钻头打孔，否则孔过大时难以焊接，且加热横管的两头抛光一定要抛光至看到黄铜颜色为止，否则上锡不好也会导致锅炉3漏气。叶轮12和支架2则为铝板裁剪而成，叶轮12的转动更像一个小水车的转动，这也让学生更容易理解叶轮12的工作原理。
[0025]使用时，点燃酒精灯I，酒精灯I内的化学能转化为火焰的热能；酒精灯I的火焰给锅炉3加热，实现热量传递;锅炉3中的高压水蒸气通过出气管6经导气管8从注射器针头9喷出，进而推动叶轮12转动，此过程为内能转化为机械能(动能)，从而实现了能量转化的演不O
[0026]上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。
【主权项】
1.一种用于教学实验的能量转化演示装置，其特征在于，包括支架、酒精灯、锅炉、叶轮和注射器针头，所述酒精灯置于所述支架上，所述锅炉装设于所述支架上且位于所述酒精灯的上方;所述锅炉上设有注水口和出气管，所述出气管通过一导气管与所述注射器针头连接，所述叶轮装设于所述支架上，并能够在所述注射器针头喷射的蒸汽的带动下转动。2.根据权利要求1所述的用于教学实验的能量转化演示装置，其特征在于，所述锅炉内还设有加热横管。3.根据权利要求1所述的用于教学实验的能量转化演示装置，其特征在于，还包括一支撑杆和夹持件，所述夹持件通过所述支撑杆与所述支架连接，用于夹持固定所述注射器针头。4.根据权利要求1所述的用于教学实验的能量转化演示装置，其特征在于，所述锅炉为多块铜片焊接而成。5.根据权利要求1所述的用于教学实验的能量转化演示装置，其特征在于，所述导气管为胶管。6.根据权利要求1所述的用于教学实验的能量转化演示装置，其特征在于，所述锅炉底部的中心位置贯通开设有供所述酒精灯火焰通过的通孔，所述锅炉上还设有烟囱，所述烟囱的一端连接于所述通孔处，所述烟囱的另一端贯通所述锅炉的顶部并伸出所述锅炉外。7.根据权利要求1所述的用于教学实验的能量转化演示装置，其特征在于，所述叶轮和支架的材料均为铝板。
【文档编号】G09B23/16GK105931539SQ201610520526
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月29日
【发明人】覃文峰
【申请人】覃文峰