CN104454229A - 一种具有自动旋转输出的杯盖 - Google Patents

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雷作胜
史永超
许春龙
韦如军
张海骄
宋昇阳
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
    • F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
    • F02G1/043—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47G—HOUSEHOLD OR TABLE EQUIPMENT
    • A47G19/00—Table service
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Abstract

本发明涉及一种具有自动旋转输出的杯盖，包括一个斯特林引擎装置、一个杯盖外壳和一个动力传输轴；所述斯特林引擎装置固定在杯盖外壳的底部，所述动力传输轴连接所述斯特林引擎装置的输出轴上；所述斯特林引擎装置通过底部外加热方式，使其内部气体周期性膨胀收缩，实现活塞往复运动，通过动力传输轴输出机械功，实现杯盖的旋转功能。本发明与现有装置相比，具有操作简单、重复性强等优点，能够在生活中增添更多的乐趣。

Description

一种具有自动旋转输出的杯盖
技术领域
本发明涉及一种具有自动旋转输出的杯盖。
背景技术
斯特林引擎是由英国牧师罗伯特-斯特林在1861年发明的热气引擎，它是一种外燃（或外部加热）式闭式循环活塞式引擎，也称为热气机，其热力循环为斯特林循环。斯特林循环是热气机的理想循环，是一个高度理想化了的热力循环，它是由两个定温过程（定温压缩和定温膨胀）和两个定容回热过程（定容吸热和定容放热）所组成。斯特林引擎工作原理为：用燃料在气缸外部的燃烧室加热工作气体（氢气或氦气），工作气体与外部完全封闭，工作气体受热膨胀后推动气缸内的活塞做功，膨胀后被冷却，体积缩小，再次进入燃烧室内加热，完成一次循环。引擎的转速可通过控制工作气体的流量来加以调节。各种燃料燃烧装置、太阳能、原子能、蓄热装置以及化学反应生成热装置等均可以成为其外部加热热源。斯特林引擎具有污染小、噪声低、热效率高以及运行成本低等优点，在生产实际中有广泛的用途。
常用的斯特林引擎有α型和β型引擎，α型引擎是由2个动力活塞构成的，具有高压缩比和高输出功率的特征；β型引擎的2个活塞用是同一气缸配置，相比于其他类型，β型引擎的最大特征在于引擎体积小，并且由于圆周上热交换器容易配置，所以热交换器内的工作气体容易形成均等的流动。
发明内容
基于现有技术，本发明的目的在于借助斯特林引擎装置提供的动力输出，进而提出一种具有自动旋转输出的杯盖。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种具有自动旋转输出的杯盖，包括一个斯特林引擎装置、一个杯盖外壳和一个动力传输轴；所述斯特林引擎装置固定在杯盖外壳的底部，所述动力传输轴连接所述斯特林引擎装置的输出轴上；所述斯特林引擎装置通过底部外加热方式，使其内部气体周期性膨胀收缩，实现活塞往复运动，通过动力传输轴输出机械功，实现杯盖的旋转功能。
斯特林引擎装置为β型斯特林引擎，其中密封的气体为氢气或氦气，固定于具有较大导热能力的杯盖外壳内，通过底部外壳加热，使引擎内部气体周期性膨胀和压缩，实现热能转化为机械能的能量转化过程，机械功再通过动力传输轴传输到外部。
杯盖外壳为具有较大导热系数和散热能力的材料，能够对杯盖进行及时冷却和降温。
本发明实现旋转功能杯盖的原理如下：
将杯盖置于开口热水杯上时，通过热传导方式加热斯特林引擎内的密闭气体，工作气体受热膨胀后，推动活塞运动，膨胀到一定程度，由于受到冷却作用，体积缩小，气体将再次回到加热区加热，完成一次循环。通过持续的加热，则可实现气体周期性的循环膨胀和压缩，来推动活塞的往复运动，实现能量连续转化和传输。
本发明与现有杯盖相比，具有如下显而易见的突出性特点和优点：
相比于现有实现旋转功能的杯盖，本发明借助斯特林引擎装置，将热能转化为机械能。本装置在普通的热水杯上即可实现机械功的输出，不需要额外的电能、机械能等其他形式的能量输入，操作简单，理论上具有无限可重复性和永久性。
附图说明
图1是本发明基于斯特林引擎的旋转功能杯盖示意图。
具体实施方式
本发明的优选实施方式结合附图说明如下：
如图1所示，一种具有自动旋转输出的杯盖，包括一个斯特林引擎装置1、一个杯盖外壳2和一个动力传输轴3；所述斯特林引擎装置1固定在杯盖外壳2的底部，所述动力传输轴3连接所述斯特林引擎装置1的输出轴上；所述斯特林引擎装置1通过底部外加热方式，使其内部气体周期性膨胀收缩，实现活塞往复运动，通过动力传输轴3输出机械功，实现杯盖的旋转功能。
在动力传输轴3套上一个圆盘，圆盘上可以贴上有趣的图片或字母，将杯盖置于一杯热水上，通过杯子内热水的加热促使斯特林引擎装置1的连续工作，圆盘开始转动起来，形成一系列有趣的图形或者字母排列。

Claims (3)

1.一种具有自动旋转输出的杯盖，其特征在于：包括一个斯特林引擎装置（1）、一个杯盖外壳（2）和一个动力传输轴（3）；所述斯特林引擎装置（1）固定在杯盖外壳（2）的底部，所述动力传输轴（3）连接所述斯特林引擎装置（1）的输出轴上；所述斯特林引擎装置（1）通过底部外加热方式，使其内部气体周期性膨胀收缩，实现活塞往复运动，通过动力传输轴（3）输出机械功，实现杯盖的旋转功能。
2.根据权利要求1所述的一种具有自动旋转输出的杯盖，其特征在于：所述斯特林引擎装置（1）为β型斯特林引擎；其中密封的气体为氢气或氦气。
3.根据权利要求1所述的一种具有自动旋转输出的杯盖，其特征在于：所述杯盖外壳（2）为具有较大导热系数和散热能力的材料，能够对杯盖进行及时冷却和降温。
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PB01 Publication
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
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