Potężny silnik stirlinga zrób to sam
Słynny niegdyś silnik Stirlinga przez długi czas został zapomniany ze względu na powszechne stosowanie innego silnika (spalinowego). Ale dziś coraz więcej o nim słyszymy. Może ma szansę stać się bardziej popularnym i odnaleźć swoje miejsce w nowej modyfikacji we współczesnym świecie?
Fabuła
Silnik Stirlinga to silnik cieplny wynaleziony na początku XIX wieku. Autorem, jak wiecie, był niejaki Stirling o imieniu Robert, ksiądz ze Szkocji. Urządzenie to silnik spalinowy, w którym ciało porusza się w zamkniętym pojemniku, stale zmieniając jego temperaturę.
Ze względu na rozpowszechnienie się innego typu silnika prawie zapomniano o nim. Niemniej jednak, dzięki swoim zaletom, dziś silnik Stirlinga (wielu amatorów buduje go w domu własnymi rękami) powraca.
Główną różnicą w stosunku do silnika spalinowego jest to, że energia cieplna pochodzi z zewnątrz i nie jest wytwarzana w samym silniku, jak w silniku spalinowym.
Zasada działania
Można sobie wyobrazić zamkniętą objętość powietrza zamkniętą w obudowie posiadającej membranę, czyli tłok. Kiedy ciało jest ogrzewane, powietrze rozszerza się i działa, wyginając w ten sposób tłok. Następnie następuje ochłodzenie i ponownie się ugina. To jest cykl mechanizmu.
Nic dziwnego, że wiele termoakustycznych silników Stirlinga do samodzielnego wykonania jest tworzonych w domu. Narzędzia i materiały do tego wymagają minimum, które każdy ma w swoim domu. Przyjrzyjmy się dwóm różnym sposobom, jak łatwo jest tworzyć.
Materiały do pracy
Aby zrobić silnik Stirlinga własnymi rękami, będziesz potrzebować następujących materiałów:
- cyna;
- stalowa szprycha;
- mosiężna rurka;
- brzeszczot;
- plik;
- drewniany stojak;
- nożyczki metalowe;
- szczegóły zapięcia;
- lutownica;
- lutowanie;
- lutować;
- maszyna.
To wszystko. Reszta to kwestia prostej techniki.
Jak zrobić
Palenisko i dwa cylindry podstawy są przygotowane z cyny, z której będzie składał się ręcznie wykonany silnik Stirlinga. Wymiary są wybierane niezależnie, biorąc pod uwagę cele, do których przeznaczone jest to urządzenie. Załóżmy, że silnik jest produkowany w celach demonstracyjnych. Wtedy skok głównego cylindra wyniesie od dwudziestu do dwudziestu pięciu centymetrów, nie więcej. Reszta części powinna do niego pasować.
W górnej części cylindra do poruszania tłokiem wykonane są dwa występy i otwory o średnicy od czterech do pięciu milimetrów. Elementy będą działać jako łożyska do lokalizacji urządzenia korbowego.
Następnie powstaje korpus roboczy silnika (staje się zwykłą wodą). Cyny są przylutowane do cylindra, który jest zwinięty w rurę. Wykonuje się w nich otwory i wkłada mosiężne rurki o długości od dwudziestu pięciu do trzydziestu pięciu centymetrów i średnicy od czterech do pięciu milimetrów. Na koniec sprawdzają szczelność komory, napełniając ją wodą.
Następnie przychodzi kolej na wypieracz. Do produkcji wykrojnik pobierany jest z drewna. Na maszynie osiągają one formę zwykłego cylindra. Wypornik powinien być nieco mniejszy niż średnica cylindra. Optymalną wysokość wybiera się po ręcznym wykonaniu silnika Stirlinga. Dlatego na tym etapie długość powinna mieć pewien margines.
Szprycha zamienia się w pręt cylindryczny. Na środku drewnianego pojemnika wykonaj otwór odpowiedni na łodygę, włóż go. W górnej części pręta konieczne jest zapewnienie miejsca na urządzenie korbowodu.
Następnie biorą miedziane rurki o długości czterech i pół centymetra i średnicy dwóch i pół centymetra. Do cylindra przylutowany jest krąg z cyny. Po bokach na ścianach wykonany jest otwór do komunikacji pojemnika z butlą.
Tłok jest również dopasowywany na tokarce do średnicy dużego cylindra od wewnątrz. U góry pręt jest połączony zawiasowo.
Montaż jest zakończony, a mechanizm wyregulowany. W tym celu tłok wkłada się do większego cylindra, a ten ostatni łączy się z innym, mniejszym cylindrem.
Mechanizm korbowy zbudowany jest na dużym cylindrze. Napraw część silnika za pomocą lutownicy. Główne części są zamocowane na drewnianej podstawie.
Cylinder jest wypełniony wodą, a pod dnem umieszcza się świecę. Silnik Stirlinga, wykonany ręcznie od początku do końca, jest sprawdzany pod kątem wydajności.
Drugi sposób: materiały
Silnik można wykonać w inny sposób. Do tego potrzebne będą następujące materiały:
- cyna;
- guma piankowa;
- spinacze;
- dyski;
- dwie śruby.
Jak zrobić
Guma piankowa jest bardzo często używana do samodzielnego wykonania prostego, niezbyt mocnego silnika Stirlinga w domu. Przygotowuje się z niego wypieracz silnika. Wytnij kółko z pianki. Średnica powinna być nieco mniejsza niż puszka, a wysokość powinna być nieco większa niż połowa.
W środku pokrywy wykonany jest otwór na przyszły korbowód. Aby wszystko przebiegało sprawnie, spinacz do papieru zwija się w spiralę i przylutowuje do wieczka.
Koło piankowe pośrodku jest przebite cienkim drutem za pomocą śruby i przymocowane na górze podkładką. Następnie połącz kawałek spinacza do papieru przez lutowanie.
Wypornik jest wciskany w otwór w pokrywce i słoik jest połączony z pokrywką przez lutowanie w celu uszczelnienia. Na spinaczu wykonuje się małą pętlę, a w wieczku robi się kolejny, większy otwór.
Blacha blaszana jest zwijana w cylinder i lutowana, a następnie mocowana do puszki tak, aby nie było żadnych szczelin.
Spinacz do papieru zamienia się w wał korbowy. Odstęp powinien wynosić dokładnie dziewięćdziesiąt stopni. Kolano nad cylindrem jest nieco większe od drugiego.
Pozostałe spinacze do papieru zamieniają się w stojaki na wał. Membrana jest wykonana w następujący sposób: cylinder jest owinięty folią polietylenową, przeciśnięty i przymocowany nitką.
Korbowód wykonany jest ze spinacza do papieru, który wkłada się w kawałek gumy, a wykończoną część mocuje się do membrany. Długość korbowodu jest tak dobrana, że w dolnym punkcie wału membrana jest wciągana do cylindra, aw najwyższym punkcie jest rozciągana. Druga część korbowodu jest wykonana w ten sam sposób.
Następnie jeden jest przyklejany do membrany, a drugi do wypieracza.
Nogi puszki mogą być również wykonane ze spinaczy i przylutowane. Do korby używana jest płyta CD.
Oto cały mechanizm. Pozostaje tylko zastąpić i zapalić pod nim świecę, a następnie popchnąć koło zamachowe.
Wniosek
Taki jest niskotemperaturowy silnik Stirlinga (zbudowany własnymi rękami). Oczywiście na skalę przemysłową takie urządzenia są produkowane w zupełnie inny sposób. Jednak zasada pozostaje taka sama: objętość powietrza jest podgrzewana, a następnie chłodzona. I to się ciągle powtarza.
Na koniec spójrz na te rysunki silnika Stirlinga (możesz to zrobić samodzielnie, bez specjalnych umiejętności). Może już się rozpala pomysł i chcesz zrobić coś podobnego?