一種用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)的能量轉(zhuǎn)化演示裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)的能量轉(zhuǎn)化演示裝置，所述能量轉(zhuǎn)化演示裝置包括支架、酒精燈、鍋爐、葉輪和注射器針頭，所述酒精燈置于所述支架上，所述鍋爐裝設(shè)于所述支架上且位于所述酒精燈的上方，所述鍋爐上設(shè)有注水口和出氣管，所述出氣管通過(guò)一導(dǎo)氣管與所述注射器針頭連接，所述葉輪裝設(shè)于所述支架上，并能夠在所述注射器針頭噴射的蒸汽的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明采用鍋爐代替試管，降低了試管暴裂的危險(xiǎn)性；鍋爐中的水燒開(kāi)后，通過(guò)高壓水蒸氣，葉輪就可以持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，便于學(xué)生觀察，同時(shí)鍋爐的使用提高了熱量的吸收效率，且本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)的能量轉(zhuǎn)化演示裝置【
技術(shù)領(lǐng)域
】
[0001]本發(fā)明涉及能量轉(zhuǎn)化裝置，具體涉及一種用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)的能量轉(zhuǎn)化演示裝置。【【背景技術(shù)】】
[0002]熱機(jī)中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能是我們教學(xué)的一個(gè)具體內(nèi)容，也是生活中常用的一種能量轉(zhuǎn)換方式，而目前初中物理課本上熱機(jī)演示實(shí)驗(yàn)是對(duì)裝水后用膠塞密閉的試管加熱，然后讓高壓水蒸氣將膠塞推出，且膠塞塞緊程度要靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)把握，塞太緊試管會(huì)爆裂，造成實(shí)驗(yàn)事故，塞松了膠塞沒(méi)有噴射的效果，沒(méi)有震撼的效果。上述熱機(jī)演示實(shí)驗(yàn)有一定的危險(xiǎn)性，實(shí)驗(yàn)操作難把控，易造成實(shí)驗(yàn)事故，且實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象短暫，不便學(xué)生持續(xù)觀察。
[0003]目前已有對(duì)初中物理課本上熱機(jī)演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)器材有鐵架臺(tái)，500ml的塑料量筒(量筒底部打孔連接導(dǎo)管，內(nèi)部塞入了一個(gè)彩色塑料桶，相當(dāng)于汽缸和活塞)，去掉限壓閥與導(dǎo)管連接的高壓鍋，電磁爐，插排等，實(shí)驗(yàn)時(shí)先利用電磁爐給高壓鍋中的水加熱到沸騰，再利用導(dǎo)管把產(chǎn)生的水蒸氣通過(guò)限壓閥的排氣孔導(dǎo)到量筒中去推動(dòng)里面的彩色塑料桶做運(yùn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)效果總體上還可以，跟課本中的實(shí)驗(yàn)也差不多，優(yōu)點(diǎn)是方便多次重復(fù)操作。但是實(shí)驗(yàn)器材量龐大，不適合實(shí)際教學(xué)中使用。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)的能量轉(zhuǎn)化演示裝置。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為:
[0006]—種用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)的能量轉(zhuǎn)化演示裝置，包括支架、酒精燈、鍋爐、葉輪和注射器針頭，所述酒精燈置于所述支架上，所述鍋爐裝設(shè)于所述支架上且位于所述酒精燈的上方；所述鍋爐上設(shè)有注水口和出氣管，所述出氣管通過(guò)一導(dǎo)氣管與所述注射器針頭連接，所述葉輪裝設(shè)于所述支架上，并能夠在所述注射器針頭噴射的蒸汽的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0007]進(jìn)一步地，所述鍋爐內(nèi)還設(shè)有加熱橫管，以提高水的熱吸收效率，縮短水的沸騰時(shí)間。
[0008]進(jìn)一步地，還包括一支撐桿和夾持件，所述夾持件通過(guò)所述支撐桿與所述支架連接，用于夾持固定所述注射器針頭。
[0009]優(yōu)選地，所述鍋爐為多塊銅片焊接而成。
[0010]優(yōu)選地，所述導(dǎo)氣管為膠管。
[0011 ]優(yōu)選地，所述鍋爐底部的中心位置貫通開(kāi)設(shè)有供所述酒精燈火焰通過(guò)的通孔，所述鍋爐上還設(shè)有煙囪，所述煙囪的一端連接于所述通孔處，所述煙囪的另一端貫通所述鍋爐的頂部并伸出所述鍋爐外。
[0012]進(jìn)一步地，所述葉輪和支架的材料均為鋁板。
[0013]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:
[0014]1、本發(fā)明采用鍋爐代替試管，降低了試管暴裂的危險(xiǎn)性，同時(shí)采用小型鍋爐為加熱裝置，提高對(duì)酒精燈火焰的吸收利用率。
[0015]2、本發(fā)明中導(dǎo)氣管使用了膠管，安全性更好，若針管口堵住，膠管連接處首先會(huì)滑脫，即使不滑脫，膠管因?yàn)闅鈮焊邥?huì)鼓起，讓實(shí)驗(yàn)者發(fā)現(xiàn)裝置氣壓異常及時(shí)打開(kāi)注水口排氣減壓，防止鍋爐氣壓高而爆炸、損壞。
[0016]3、鍋爐中的水燒開(kāi)后，葉輪就可以持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，便于學(xué)生觀察本發(fā)明，特別適用于教學(xué)。且本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作。
【【附圖說(shuō)明】】
[0017]圖1為本發(fā)明實(shí)施方式的能量轉(zhuǎn)化演示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]附圖中，1-酒精燈;2-支架;3-鍋爐;4-加熱橫管;5-煙囪；6_出氣管;7_注水口； 8_導(dǎo)氣管;9-注射器針頭;10-夾持件;11-支撐桿;12-葉輪;13-支撐架。
【【具體實(shí)施方式】】
[0019]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0020]除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。
[0021]如圖1所示，一種用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)的能量轉(zhuǎn)化演示裝置，包括支架2、酒精燈1、鍋爐3、葉輪12和注射器針頭9。
[0022]所述酒精燈I置于支架2上。鍋爐3固定于支架2上且位于酒精燈I的上方，用于收容液體。鍋爐3底部的中心位置貫通開(kāi)設(shè)有供所述酒精燈I火焰通過(guò)的通孔。鍋爐3上還設(shè)有煙囪5，所述煙囪5的一端連接于通孔處，煙囪5的另一端貫通鍋爐3的頂部并伸出鍋爐3外，用于排煙和觀察酒精燈I的火焰位置，如火焰是否對(duì)準(zhǔn)通孔，以提高熱吸收效率。在本實(shí)施方式中，鍋爐3內(nèi)所盛放的液體為水。所述鍋爐3內(nèi)設(shè)有加熱橫管4，用于在酒精燈I的作用下加熱鍋爐3內(nèi)的水時(shí)提高水的熱吸收效率，縮短水的沸騰時(shí)間，從而將鍋爐3內(nèi)的水轉(zhuǎn)換為水蒸汽。鍋爐3上間隔設(shè)有注水口 7和出氣管6。其中，注水口 7能夠允許操作人員向鍋爐3內(nèi)添加水。出氣管6用于供鍋爐3內(nèi)的水沸騰后所形成的水蒸汽流出。出氣管6與一導(dǎo)氣管8的一端連接。所述導(dǎo)氣管8的遠(yuǎn)離出氣管6的一端連接有注射器針頭9。當(dāng)鍋爐3中的水沸騰后，則將注水口 7封住，使鍋爐3內(nèi)的水蒸氣從出氣管6流出至注射器針頭9，并從注射器針頭9噴出。本實(shí)施例中，導(dǎo)氣管8優(yōu)選為膠管。當(dāng)注射器針頭9堵住時(shí)，導(dǎo)氣管8內(nèi)的氣壓增加。由于導(dǎo)氣管8為膠管，因此，導(dǎo)氣管8內(nèi)的氣壓增加會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)氣管8膨脹進(jìn)而使得導(dǎo)氣管8從與出氣管6的連接處滑脫。即使導(dǎo)氣管8尚未從出氣管6上滑脫，導(dǎo)氣管8也會(huì)由于其內(nèi)部的氣壓高而膨脹鼓起，讓實(shí)驗(yàn)者發(fā)現(xiàn)裝置內(nèi)的氣壓異常，及時(shí)打開(kāi)注水口 6排氣減壓，防止鍋爐3由于氣壓過(guò)高而損壞。
[0023]本發(fā)明的能量轉(zhuǎn)化演示裝置還包括一支撐桿11和夾持件10，夾持件10通過(guò)支撐桿11與支架2連接，用于夾住注射器針頭9使其固定。葉輪12通過(guò)一支撐架13裝設(shè)在支架2上，并設(shè)于注射器針頭9下方，使其能夠在注射器針頭9射出的高壓水蒸汽的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化。
[0024]本發(fā)明的制作過(guò)程中，考慮到器材的使用年限，鍋爐3采用純銅制作，使鍋爐3不易損壞，安全性更高。鍋爐3使用銅片裁剪焊接而成，由于整片銅片面積大、導(dǎo)熱性好，因此在焊接時(shí)，即使直接使用大功率的電烙鐵也較難使焊錫很好熔化，從而將銅片順利進(jìn)行焊接。在本發(fā)明中，為順利焊接銅片，首先對(duì)銅片邊沿連接處進(jìn)行拋光，上焊錫膏;然后，利用大功率電烙鐵上一層薄薄的錫，接著再把銅片連接處彎折銜接咬緊;最后再用酒精燈I對(duì)銜接處加熱，同時(shí)插入錫條注錫，此時(shí)注意錫一定要足量，使焊縫飽滿(mǎn)，否則鍋爐3容易漏氣。鍋爐3中間的加熱橫管4采用廢棄收音機(jī)天線(xiàn)裁切而成(廢棄收音機(jī)天線(xiàn)的材料為純黃銅)，達(dá)到廢物回收利用的效果。對(duì)鍋爐3打孔時(shí)一定要使用與加熱橫管具有相同直徑的鉆頭打孔，否則孔過(guò)大時(shí)難以焊接，且加熱橫管的兩頭拋光一定要拋光至看到黃銅顏色為止，否則上錫不好也會(huì)導(dǎo)致鍋爐3漏氣。葉輪12和支架2則為鋁板裁剪而成，葉輪12的轉(zhuǎn)動(dòng)更像一個(gè)小水車(chē)的轉(zhuǎn)動(dòng)，這也讓學(xué)生更容易理解葉輪12的工作原理。
[0025]使用時(shí)，點(diǎn)燃酒精燈I，酒精燈I內(nèi)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為火焰的熱能；酒精燈I的火焰給鍋爐3加熱，實(shí)現(xiàn)熱量傳遞;鍋爐3中的高壓水蒸氣通過(guò)出氣管6經(jīng)導(dǎo)氣管8從注射器針頭9噴出，進(jìn)而推動(dòng)葉輪12轉(zhuǎn)動(dòng)，此過(guò)程為內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能(動(dòng)能)，從而實(shí)現(xiàn)了能量轉(zhuǎn)化的演不O
[0026]上述說(shuō)明是針對(duì)本發(fā)明較佳可行實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，但實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明的專(zhuān)利申請(qǐng)范圍，凡本發(fā)明所提示的技術(shù)精神下所完成的同等變化或修飾變更，均應(yīng)屬于本發(fā)明所涵蓋專(zhuān)利范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)的能量轉(zhuǎn)化演示裝置，其特征在于，包括支架、酒精燈、鍋爐、葉輪和注射器針頭，所述酒精燈置于所述支架上，所述鍋爐裝設(shè)于所述支架上且位于所述酒精燈的上方;所述鍋爐上設(shè)有注水口和出氣管，所述出氣管通過(guò)一導(dǎo)氣管與所述注射器針頭連接，所述葉輪裝設(shè)于所述支架上，并能夠在所述注射器針頭噴射的蒸汽的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)的能量轉(zhuǎn)化演示裝置，其特征在于，所述鍋爐內(nèi)還設(shè)有加熱橫管。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)的能量轉(zhuǎn)化演示裝置，其特征在于，還包括一支撐桿和夾持件，所述夾持件通過(guò)所述支撐桿與所述支架連接，用于夾持固定所述注射器針頭。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)的能量轉(zhuǎn)化演示裝置，其特征在于，所述鍋爐為多塊銅片焊接而成。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)的能量轉(zhuǎn)化演示裝置，其特征在于，所述導(dǎo)氣管為膠管。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)的能量轉(zhuǎn)化演示裝置，其特征在于，所述鍋爐底部的中心位置貫通開(kāi)設(shè)有供所述酒精燈火焰通過(guò)的通孔，所述鍋爐上還設(shè)有煙囪，所述煙囪的一端連接于所述通孔處，所述煙囪的另一端貫通所述鍋爐的頂部并伸出所述鍋爐外。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)的能量轉(zhuǎn)化演示裝置，其特征在于，所述葉輪和支架的材料均為鋁板。
【文檔編號(hào)】G09B23/16GK105931539SQ201610520526
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年6月29日
【發(fā)明人】覃文峰
【申請(qǐng)人】覃文峰