一种斯特林机演示装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种斯特林机演示装置，包括支架、外壳、转子、连接叶片、扇叶、挡板、酒精灯，两个所述的支架之间设有外壳，外壳两侧分别设有挡板，挡板同外壳以及支架一同构成储水槽；所述的酒精灯位于外壳下方；所述的转子和至少三个的连接叶片置于外壳中，连接叶片一端与转子连接，另一端与外壳连接。本实用新型利用水冷和火焰加热，使得壳体形成很大的温差，输出动力强劲；连接叶片、转子和外壳将冷腔换热器分割成至少三个个封闭空腔，转子转动时，每个空腔的容积发生周期性变化，且每个空腔的容积变化是交替进行的；当外壳上产生温差时，高温部分的空腔将会膨胀，低温部分的空腔将会收缩，推动转子定向旋转，以带动风扇叶旋转。
【专利说明】
一种斯特林机演示装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种物理实验教学演示装置，尤其涉及的是一种斯特林机演示装置。
【背景技术】
[0002]热气机是一种由外部供热使气体在不同温度下作周期性压缩和膨胀的闭式循环往复式发动机，由苏格兰牧师罗巴特.斯特林于1816年发明的，所以又称斯特林发动机。相对于内燃机燃料在气缸内燃烧的特点，热气机又被称作外燃机。热气机特指按闭式回热循环工作的热机，不包括斯特林热栗或斯特林制冷机。斯特林发动机是独特的热机，因为他们实际上的效率几乎等于理论最大效率，称为卡诺循环效率。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。由于外燃机避免了传统内燃机的震爆做功问题，从而实现了高效率、低噪音、低污染和低运行成本。外燃机可以燃烧各种可燃气体，如:天然气、沼气、石油气、氢气、煤气等，也可燃烧柴油、液化石油气等液体燃料，还可以燃烧木材，以及利用太阳能等。只要热腔达到700°C，设备即可做功运行，环境温度越低，发电效率越高。外燃机最大的优点是其使用不受气压大小影响(对内燃机而言气压低会影响进气)，非常适合于高海拔地区使用。
[0003]目前斯特林机的演示装置种类很多，但都有一个共同的缺点，气体室容积占装置总体积的比例很小，使得输出功率难以提高。另外工作过程中依靠飞轮惯性完成气体的冷热交换，使得动力输出不具有良好的连续性。故亟待开发一种斯特林机演示装置。
[0004]授权公告号CN204791704公开了一种斯特林机演示装置，包括水槽、置于水槽中的冷腔换热器和风扇叶，该技术方案利用冷热水槽，使得壳体温度不同。上述技术方案不足之处在于，热水时间久了会冷却，演示装置存在不能长时间连续工作的问题。现提供一种全新的技术方案。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种斯特林机演示装置。
[0006]本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0007]—种斯特林机演示装置，包括支架、外壳、转子、连接叶片、扇叶、挡板、酒精灯，两个所述的支架之间设有外壳，外壳两侧分别设有挡板，挡板同外壳以及支架一同构成储水槽;所述的酒精灯位于外壳下方;所述的转子和至少三个的连接叶片置于外壳中，连接叶片一端与转子连接，另一端与外壳连接。
[0008]所述的支架为薄板，其一面刻有环形槽，下端部切有两条腿，两个支架呈镜像对称。
[0009]所述的外壳为圆管形状，其两端嵌于支架的环形槽中，且外壳外壁恰好与支架的环形槽贴合。
[0010]所述的转子为圆柱形，其中心设有一转轴，转子的侧面圆周上设有若干个将转子的外圆周等分的圆柱形槽口；圆柱形槽口优选为六个。
[0011]所述的连接叶片为方形叶片，优选为六个;连接叶片的两端设有圆柱形的第一连接杆和第二连接杆，第一连接杆置于圆柱形槽口中，第二连接杆固定连接于壳体的内表面上。
[0012]所述的挡板为L形形状，两个挡板密封安装在外壳两侧及两个支架上部之间。
[0013]在偏离所述的环形槽中心的位置有一通孔，环形槽中心与通孔中心在同一水平线上，所述转轴置于通孔内，转轴一端安装扇叶。
[0014]本实用新型相比现有技术，有益效果体现在:
[0015]1、本实用新型提供的一种斯特林机演示装置，利用水冷和火焰加热，使得壳体形成很大的温差，输出动力强劲;连接叶片、转子和外壳将冷腔换热器分割成至少三个个封闭空腔，转子转动时，每个空腔的容积发生周期性变化，且每个空腔的容积变化是交替进行的；当外壳上产生温差时，高温部分的空腔将会膨胀，低温部分的空腔将会收缩，推动转子定向旋转，以带动风扇叶旋转；
[0016]2、本实用新型提供的一种斯特林机演示装置，转子内置于所述冷腔换热器中，有效的增加了循环空腔的容积占装置总体积的比例；
[0017]3、本实用新型提供的一种斯特林机演示装置，以旋片式工作方式，有效的加强了转子转动过程中的稳定性，且增强了动力输出的连续性；
[0018]4、工作工程总壳体温差更大，动力强，火焰加热持续时间长，可使斯特林机演示装置长时间连续工作，不必担心时间久了热水冷却的问题。
【附图说明】
[0019]为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0020]图1是本实用新型一种斯特林机演示装置的结构示意图；
[0021]图2是本实用新型一种斯特林机演示装置的支架、挡板、外壳、连接叶片和转子配合示意图；
[0022]图3是本实用新型支架、转子和叶片的爆炸视图。
【具体实施方式】
[0023]下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
[0024]参见图1、图2，一种斯特林机演示装置，包括支架1、外壳2、转子3、连接叶片4、扇叶5、挡板6、酒精灯7;
[0025]支架I为薄板，其下端切有两条腿，支架I有两个，呈镜像对称，其相对的一面刻有环形槽11，在偏离环形槽中心的位置有一通孔12，环形槽11中心与通孔12中心在同一水平线上，参见图3;
[0026]外壳2为圆管形状，其两端可分别嵌于两个支架I的环形槽11中，且外壳2外壁恰好与支架I的环形槽11贴合，参见图2;
[0027]参见图2，挡板6为L形形状，两个挡板6密封安装在外壳2两侧，及两个支架I上部之间，挡板6同外壳2、以及支架I一同构成上部储水槽，上部储水槽用于储水，冷却降温；
[0028]酒精灯7位于外壳2下方，用于给外壳2加热，提供热能；
[0029]其中，转子3和连接叶片4置于外壳2中，转子3为圆柱形，转子3的中心设有转轴31，转子3的侧面圆周上设有若干个圆柱形槽口 32，若干个圆柱形槽口32将转子3的外圆周等分，本实用新型优选实施例中转子3有六个圆柱形槽口 32将转子3的外圆周等分为六等分；转轴31两端是置于通孔12中；
[°03°]连接叶片4为方形叶片，至少为三个，本实用新型优选实施例中包括六个连接叶片4;连接叶片4的两端设有圆柱形连接杆:为第一连接杆41和第二连接杆42;六个连接叶片4的第一连接杆41对应置于六个转子3的圆柱形槽口 32中，第二连接杆42固定连接于壳体2的内表面上，连接叶片4、转子3和壳体2将冷腔换热器分割成六个密封的空腔，形成六个独立的气室。
[0031]工作方式:上部由支架、外壳和挡板构成储水槽，用于降温，外壳下面用酒精灯加热，可使得外壳上下形成较大的温差，热量通过外壳传导，使得下部空腔内的气体膨胀，上部气体收缩，推动转子旋转，空腔容积发生周期性变化，从而带动扇叶旋转。
[0032]本实用新型利用挡板6、外壳2以及支架I一同构成上部储水槽储水，进行水冷和利用酒精灯7火焰加热，使得壳体形成很大的温差，输出动力强劲;连接叶片、转子和外壳将冷腔换热器分割成至少三个个封闭空腔，转子转动时，每个空腔的容积发生周期性变化，且每个空腔的容积变化是交替进行的；当外壳上产生温差时，高温部分的空腔将会膨胀，低温部分的空腔将会收缩，推动转子定向旋转，以带动风扇叶旋转；转子内置于所述冷腔换热器中，有效的增加了循环空腔的容积占装置总体积的比例；以旋片式工作方式，有效的加强了转子转动过程中的稳定性，且增强了动力输出的连续性。
[0033]以上内容仅仅是对本实用新型所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离实用新型或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种斯特林机演示装置，包括支架(I)、外壳(2)、转子(3)、连接叶片(4)、扇叶(5)、挡板(6)、酒精灯(7)，其特征在于: 两个所述的支架(I)之间设有外壳(2)，外壳(2)两侧分别设有挡板(6)，挡板(6)同外壳(2)以及支架(I) 一同构成储水槽； 所述的酒精灯(7)位于外壳(2)下方； 所述的转子(3)和至少三个的连接叶片(4)置于外壳(2)中。2.根据权利要求1所述的一种斯特林机演示装置，其特征在于:所述的支架(I)为薄板，其一面刻有环形槽(11)，下端部切有两条腿，两个支架呈镜像对称。3.根据权利要求1所述的一种斯特林机演示装置，其特征在于:所述的外壳(2)为圆管形状，其两端嵌于支架(I)的环形槽(11)中，且外壳(2)外壁恰好与支架(I)的环形槽(11)贴入口4.根据权利要求1所述的一种斯特林机演示装置，其特征在于:所述的转子(3)为圆柱形，其中心设有一转轴(31)，转子(3)的侧面圆周上设有若干个将转子(3)的外圆周等分的圆柱形槽口(32);圆柱形槽口(32)为六个。5.根据权利要求1所述的一种斯特林机演示装置，其特征在于:所述的连接叶片(4)为方形叶片，为六个;连接叶片(4)的两端设有圆柱形的第一连接杆(41)和第二连接杆(42)，第一连接杆(41)置于圆柱形槽口(32)中，第二连接杆(42)固定连接于外壳(2)的内表面上。6.根据权利要求1所述的一种斯特林机演示装置，其特征在于:所述的挡板(6)为L形形状，两个挡板(6)密封安装在外壳(2)两侧及两个支架(I)上部之间。7.根据权利要求2所述的一种斯特林机演示装置，其特征在于:在偏离所述的环形槽中心的位置有一通孔(12)，环形槽(11)中心与通孔(12)中心在同一水平线上。
【文档编号】G09B23/06GK205508223SQ201620046615
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年1月18日
【发明人】张波, 刘向远, 刘丹丹, 陈家宝, 夏礼福
【申请人】皖西学院