CN201218999Y - 斯特林发动机模型 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于模型的技术领域，涉及以斯特林发动机原理制备活塞式热气发动机模型、教具产品；本实用新型提供的模型运行状态符合活塞式热气发动机工作原理斯特林发动机原理，接近理想状态，运行时转速可接近1000转/分，采用普通玻璃注射器做热气缸活塞及冷气缸活塞和用玻璃管做热气缸活塞及冷气缸活塞，该模型的结构简化、透明、美观，可广泛应用于教学课件和青少年的智力开发。
Description
技术领域
本实用新型属于模型的技术领域，涉及以斯特林发动机原理制备活塞式热气发动机模型、教具产品。
背景技术
有记载的斯特林发动机，如图1、2、3、4所示是由两个带活塞A26活塞B活塞B的气缸、一个加热器24、一个冷却器22和一个回热器23组成，如图1所示。两个活塞连在同一轴上，通过特殊的曲轴机构使它们的移动规律符合一定的要求，气缸内充有一定的工作介质例如氢气、氦气、氮气等，由于两个活塞的相互移动，使工作介质在热气室和冷气室之间来回流动，循环由下列四个过程组成：
1.定温压缩过程，如图1过程1所示，活塞A处于上止点位置不动，活塞B由下止点开始上行，压缩冷气室里的低温工质，冷却器起低温热源作用，吸收工质放出的热量q2，维持工质温度TL不变。
2.定容吸热过程。如图2过程2所示，活塞B和活塞A以同样的速度分别上升和下降。实现定容情况下将冷气室中的工质推入热气室。低温工质流经回热器时吸热，使压力由p2升至p3，温度由TL升至TH，如图2的过程2-3。
3.定温膨胀过程。如图3过程3所示，活塞B处于上止点位置不动，活塞A继续下行至下死点，其间工质通过起高温热源作用的加热器，吸收热量q1，维持工质温度TH不变。
4.定容放热过程。如图4过程4所示，活塞B和活塞A以同样的速度分别下行和上行整个冲程，各自达到下止点和上止点，在定容情况下将工质从热气室推回冷气室。经过回热器时，工质放出热量给回热器。使温度由TH降为TL。如图4的过程4-1。这样工质回复到初始状态完成一次闭合循环。
目前尚未有根据斯特林发动机工作原理制造的模型、教具产品，在玩具及教育行业需要研发的一种方便实用、流通和展示的一种科普性模型、教具产品。
发明内容
本实用新型的目的是根据斯特林发动机工作原理制造模型产品。
为达到本实用新型的目的我们选择铝合金、市售注射器等材料，精巧设计提供一种符合斯特林发动机原理的斯特林发动机模型，设计提供一种符合斯特林发动机原理的斯特林发动机模型，其特征在于在底盘19的左侧有间隔地设置一对形状、大小相同的气缸支架5，通过气缸支架5孔内设置玻璃气缸A3、玻璃气缸B15，在玻璃气缸A3、玻璃气缸B15左侧设置导气管1连通；在玻璃气缸A3、玻璃气缸B15右侧的活塞A4、活塞B14的开口处放置连接装置17，连接装置17分别连接连杆A6、连杆B12，连杆A6、连杆B12分别于曲轴A7和曲轴B11连接；曲轴A7和曲轴B11以垂直90度角的关系固定在飞轮轴8上；飞轮9固定在飞轮轴8上；飞轮轴8固定在19底盘的右侧有间隔地设置一对形状、大小相同的飞轮支架10上；在玻璃气缸A3或者玻璃气缸B15其中的一个玻璃气缸下面放置达到能200～300℃的热源本实施例用酒精灯20构成。
所述的斯特林发动机模型，其特征在于采用两个相同大小的市场销售的玻璃注射器，储药管做作为玻璃气缸A3、玻璃气缸B15，玻璃气缸A3、玻璃气缸B15的左侧顶部分别放置金属丝团2、金属丝团16，切掉储药管中的活塞推把柄后，在开口处放置连接装置17形成活塞A4、活塞B14；
所述的斯特林发动机模型，其特征在于连接装置17采用金属铝合金制成的圆柱体，在圆柱体的一端中部切割成“∪”，“∪”的大小以可放置连杆为准，在“U”两侧打孔，孔径与轴销18的外径紧密配合。
所述的斯特林发动机模型，其特征在于连杆A6、连杆B12是采用金属铁制成的铁片，在铁片两侧端打孔，孔径与轴销18、曲轴A7、曲轴B11的外径活配合。
所述的斯特林发动机模型，其特征在于飞轮轴8、飞轮9、飞轮支架10、曲轴A7、曲轴B11、气缸支架5、19底盘均是采用金属铝合金制成，飞轮轴8的外径与飞轮支架10的内径紧密配合，飞轮轴8的外径与飞轮9、曲轴A7、曲轴B11的内径活配合，曲轴A7。
所述的斯特林发动机模型，其特征在于轴销18采用铁制成。
本实用新型的效果：本实用新型的斯特林发动机模型运行状态符合活塞式热气发动机工作原理斯特林发动机原理，接近理想状态，运行时转速可接近1000转/分。采用普通玻璃注射器做热气缸活塞及冷气缸活塞和用玻璃管做热气缸活塞及冷气缸活塞，该模型的结构简化、透明、美观。可广泛应用于教学课件和青少年的智力开发。
附图说明
图1是斯特林发动机工作原理过程1示意图。
图2是斯特林发动机工作原理过程2示意图。
图3是斯特林发动机工作原理过程3示意图。
图4是斯特林发动机工作原理过程4示意图。
图5是斯特林发动机模型的主视图。
图6是斯特林发动机模型的俯视图。
图7是斯特林发动机模型的左视图。
图8是斯特林发动机模型的右视图。
附图符号说明：
1：导气管 2：金属丝团
3：玻璃气缸A 4：活塞A
5：气缸支架 6：连杆A：
7：曲轴A 8：飞轮轴
9：飞轮 10：飞轮支架
11：曲轴B 12：连杆B
13：底盘 14：活塞B
15：玻璃气缸B 16：金属丝团
17：连接装置 18：轴销
19：酒精灯 20：活塞B
21冷气室 22：冷却器
23：回热器 24：加热器
25：热气室 26：活塞A
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型斯特林发动机模型的结构，图5是斯特林发动机模型的主视图。图6是斯特林发动机模型的俯视图。图7是斯特林发动机模型的左视图。图8是斯特林发动机模型的右视图。如图5-8所示，本实用新型斯特林发动机模型是由导气管1、金属丝团2、金属丝团16、玻璃气缸A3、玻璃气缸B15、活塞A4、活塞B14、气缸支架5、连杆A6、连杆B12、曲轴A7、曲轴B11、飞轮轴8、飞轮9、飞轮支架10、连接装置17、轴销18、底盘13、酒精灯19构成。
采用两个相同大小的市场销售的玻璃注射器，储药管做作为玻璃气缸A3、玻璃气缸B15，玻璃气缸A3、玻璃气缸B15的左侧顶部分别放置金属丝团2、金属丝团16，金属丝团2可使玻璃气缸在加热时均匀受热，也启到回热器的效果；切掉储药管中的活塞推把柄后，在开口处放置连接装置17形成活塞A4、活塞B14；
连接装置17采用金属铝合金制成的圆柱体，在圆柱体的一端中部切割成“∪”，“∪”的大小以可放置连杆为准，在“U”两侧打孔，孔径与轴销18的外径紧密配合。
连杆A6、连杆B12是采用金属铁制成的铁片，在铁片两侧端打孔，孔径与轴销18、曲轴A7、曲轴B11的外径活配合。
飞轮轴8、飞轮9、飞轮支架10、曲轴A7、曲轴B11、气缸支架5、19底盘均是采用金属铝合金制成，飞轮轴8的外径与飞轮支架10的内径紧密配合，飞轮轴8的外径与飞轮9、曲轴A7、曲轴B11的内径活配合，曲轴A7。
轴销18采用金属铁制成。
在底盘13的左侧有间隔地设置一对形状、大小相同的气缸支架5，通过气缸支架5孔内设置玻璃气缸A3、玻璃气缸B15，在玻璃气缸A3、玻璃气缸B15左侧设置导气管1连通；在玻璃气缸A3、玻璃气缸B15右侧的活塞A4、活塞B14的开口处放置连接装置17，连接装置17分别连接连杆A6、连杆B12，连杆A6、连杆B12分别于曲轴A7和曲轴B11连接；曲轴A7和曲轴B11以垂直90度角的关系固定在飞轮轴8上；飞轮9固定在飞轮轴8上；飞轮轴8固定在19底盘的右侧有间隔地设置一对形状、大小相同的飞轮支架10上；在玻璃气缸A3或者玻璃气缸B15其中的一个玻璃气缸下面放置达到能200～300℃的热源本实施例用酒精灯20构成。
使用时，用酒精灯加热玻璃气缸A3，使玻璃气缸A3和玻璃气缸B15产生温差，形成热气缸和冷气缸，通过垂直90度的曲轴A7和曲轴B11实现如下循环：
1、定温压缩过程。活塞A接近上止点位置，活塞B由下止点开始上行，压缩玻璃气缸B15里的空气，压缩玻璃气缸B15，空气压力为P1，向外界释放热量q1，维持工质温度T1不变。
2、定容吸热过程。活塞B和活塞A以同样的速度分别上升和下降。实现定容情况下将压缩玻璃气缸B15中的空气通过导气连管1推入玻璃气缸A3。空气被瞬间加热，使压力由P2升至P3，温度由T1升至T2。
3、定温膨胀过程。活塞B接近上止点位置，活塞A继续下行至下死点，其间空气通过玻璃气缸A3的加热，吸收热量q1，维持工质温度T2不变。
4、定容放热过程。活塞B和活塞A以同样的速度分别下行和上行整个冲程，各自达到下止点和上止点，在定容情况下将空气从玻璃气缸A3推回玻璃气缸B15。玻璃气缸B15向外界放出热量。使温度由T2降为T1。这样回复到初始状态完成一次闭合循环。
该模型运行状态符合斯特林发动机工作原理接近理想状态，运行时转速可接近1000转/分。采用普通玻璃注射器做热气缸活塞及冷气缸活塞和用玻璃管做热气缸活塞及冷气缸活塞，该模型的结构简化、透明。可广泛应用于教学课件和青少年的智力开发。
Claims (6)
1、一种斯特林发动机模型，其特征在于在底盘(19)的左侧有间隔地设置一对形状、大小相同的气缸支架(5)，通过气缸支架(5)孔内设置玻璃气缸A(3)、玻璃气缸B(15)，在玻璃气缸A(3)、玻璃气缸B(15)左侧设置导气管1连通；在玻璃气缸A(3)、玻璃气缸B(15)右侧的活塞A(4)、活塞B(14)的开口处放置连接装置(17)，连接装置(17)分别连接连杆A(6)、连杆B(12)，连杆A(6)、连杆B(12)分别于曲轴A(7)和曲轴B(11)连接；曲轴A(7)和曲轴B(11)以垂直90度角的关系固定在飞轮轴(8)上；飞轮(9)固定在飞轮轴(8)上；飞轮轴(8)固定在19底盘的右侧有间隔地设置一对形状、大小相同的飞轮支架10上；在玻璃气缸A3或者玻璃气缸B(15)其中的一个玻璃气缸下面放置达到能200～300℃的热源(本实施例用酒精灯20)构成。
2、根据权利要求1所述的斯特林发动机模型，其特征在于采用两个相同大小的市场销售的玻璃注射器，储药管做作为玻璃气缸A(3)、玻璃气缸B(15)，玻璃气缸A(3)、玻璃气缸B(15)的左侧顶部分别放置金属丝团2、金属丝团16，切掉储药管中的活塞推把柄后，在开口处放置连接装置17形成活塞A(4)、活塞B(14)。
3、根据权利要求1所述的斯特林发动机模型，其特征在于连接装置(17)采用金属(铝合金)制成的圆柱体，在圆柱体的一端中部切割成“∪”，“∪”的大小以可放置连杆为准，在“U”两侧打孔，孔径与轴销(18)的外径紧密配合。
4、根据权利要求1所述的斯特林发动机模型，其特征在于连杆A(6)、连杆B(12)是采用金属(铁)制成的铁片，在铁片两侧端打孔，孔径与轴销(18)、曲轴A(7)、曲轴B(11)的外径活配合。
5、根据权利要求1所述的斯特林发动机模型，其特征在于飞轮轴(8)、飞轮(9)、飞轮支架10、曲轴A(7)、曲轴B(11)、气缸支架5、19底盘均是采用金属(铝合金)制成，飞轮轴(8)的外径与飞轮支架10的内径紧密配合，飞轮轴(8)的外径与飞轮(9)、曲轴A(7)、曲轴B(11)的内径活配合，曲轴A(7)。
6、根据权利要求1所述的斯特林发动机模型，其特征在于轴销(18)采用铁制成。
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