Високотемпературний двигун стірлінга

Вирішив трохи вдосконалити, що стала класичною, конструкцію саморобного двигуна Стірлінга. В інтернеті можна знайти велику кількість двигунів виготовлених за цією схемою.

У більшості конструкцій використовується корпус повністю виготовлений з металевої банки. На мій погляд це не дуже добре. Так як верхня і нижня частини двигуна повинні бути максимально ізольовані один від одного. Для цієї мети ідеально підійшла баночка від чіпсів. Вона виготовлена ​​з картону, а внутрішня частина покрита фольгою. Таких баночок знадобиться дві.

Високотемпературний двигун стірлінга

В якості арматури, яка буде утримувати колінвал і маховик, підійде будь-яка консервна банка. Головне щоб збігалися розміри донця і входили один в одного.

Високотемпературний двигун стірлінга

Від стрижня кулькової ручки знадобиться пишучий вузол. Таких деталей нам потрібно три.

Високотемпературний двигун стірлінга

Та частина в якій був кульку сточується на наждачним папері так, щоб вільно пролізала скріпка. Скріпки потрібно брати поліровані.

Високотемпературний двигун стірлінга

Обидві банки з під чіпсів обрізаються. На який розмір - не знаю. Все робив на око. У мене вийшло приблизно 5 мм. У верхній частині однієї банки робиться посередині отвір. У нього вставляється опудало пишучий вузол від кулькової ручки.

Високотемпературний двигун стірлінга

У класичних конструкціях в якості поршня використовується гумова мембрана. Але потужність і ККД такого двигуна буде невелика. Тому краще виготовити нормальний поршень. Після деяких експериментів, схоже знайшов ідеальний варіант. Нам знадобиться графітовий стрижень з олівця. Його, за допомогою напилка або шкурки потрібно стерти порошок.

Високотемпературний двигун стірлінга

Далі беремо пластичну епоксидку (кращий результат дає "Момент Епоксілін"), розминаємо і обвалюють у графітним порошку. Після чого формуємо циліндр всередині якої-небудь трубки. Я використовував сантехнічний з'єднувальний бочонок на 1/2 ". Поки епоксидка не застиг поршень потрібно постійно переміщати всередині трубки. Переміщення має бути вільним, але без великих зазорів.

Високотемпературний двигун стірлінга

Тепер готуємо витіснювач. Ідеально підходять целюлозні губки. Їх роблять і для посуду і для макіяжу і багато для чого.

Високотемпературний двигун стірлінга

Витіснювач повинен вільно переміщатися всередині корпусу двигуна Стірлінга. Зазор між стінкою і витіснювачем приблизно 1-2 мм.

Високотемпературний двигун стірлінга

Від скріпки відкушується відрізок. Довжини цього відрізка має вистачати на вільне переміщення витіснювача. Важливо, що б частину, яка буде переміщатися всередині втулок, була ідеально рівна.

Високотемпературний двигун стірлінга

Відрізок скріпки вклеюється по центру витіснювача.

Високотемпературний двигун стірлінга

У верхній кришці, на середині відстані від центру до краю, робиться отвір приблизно 5 мм.

Високотемпературний двигун стірлінга

Над отвором, за допомогою того ж "Епоксіліна", кріпиться циліндр.

Високотемпературний двигун стірлінга

У поршні робиться отвір і вклеюється тяга з скріпки.

Високотемпературний двигун стірлінга

У банку, яка утримує всю конструкцію, зверху робиться підшипник. Підшипник також виготовляється з пише вузла ручки. Технологія така: робимо дві дірки навпроти один одного; зачищаємо від фарби; вставляємо отримані трубочки; в трубочки вставляємо розігнуту і ідеально пряму скріпку (для співвісності); припаюємо трубочки до банку.

Високотемпературний двигун стірлінга

У банку також робимо технологічний отвір. Це щоб полегшити доступ до кріплення поршня і витискувача.

Високотемпературний двигун стірлінга

Далі дуже важлива операція. Виготовлення клонували. Колінвал виготовляється з довгою сталевий скріпки. Коліна приводу поршня і витискувача двигуна Стірлінга розгортають на 90 градусів. Причому в залежності від того в яку сторону коліна будуть розгорнуті, буде залежати напрямок обертання. На знімку, коліно яке лежить - наводить поршень. Двигун, якщо дивитися з його боку, буде обертатися за годинниковою стрілкою. Відстань на яке потрібно відгинати коліно дорівнює половині відстані яке проходить поршень або витіснювач. У мене висота підйому поршня 8 мм. Відповідно висота коліна поршня 4 мм. Висоту коліна витіснювача краще обчислювати за місцем.

Високотемпературний двигун стірлінга

Шатуни також робляться з скріпок. На кінці насаджуються трубочки термоусадки.

Високотемпературний двигун стірлінга

Щоб шатуни не бовталися на коленвале, робляться обмежувачі з тієї ж термоусадки.

Високотемпературний двигун стірлінга

Колінвал з шатунами встановлюється в утримувач.

Високотемпературний двигун стірлінга

Насаджуючи трубочки на тяги витіснювача і поршня, потрібно щоб коліна на валу знаходилися в нижньому положенні, а самі поршень і витіснювач лежали на дні.

Високотемпературний двигун стірлінга

Конструкція підставки може бути будь-хто.

Високотемпературний двигун стірлінга

Підставку, корпус. держатель клонували досить спаяти в двох точках. Спаюється деталі необхідно зачистити. Обидві половинки робочої камери двигуна з'єднуються скотчем.

Високотемпературний двигун стірлінга

Двигун Стірлінга готовий. Залишилося насадити маховик.

Високотемпературний двигун стірлінга

як ви вважаєте, скільки оборотів необхідно, щоб генератор заробив і скільки приблизно видасть стірлінг (з навантаженням і без). (Ваше припущення) До речі, що краще використовувати в якості поршня: вилити поршень з епоксидки або гумова мембрана! Просто в інтернеті радять мембрану, пояснюють тим що немає втрат повітря, а значить більше потужність.

Для наколінних саморобок, мембрана дійсно краще. Щоб крутив генератор, потрібно робити камеру більше. Після виготовлення кількох робочих моделей самому спроектувати і побудувати стірлінг буде значно легше.

Тобто для моїх цілей краще використовувати мембрану. І яку камеру робити більше ?? де ходить поршень або витіснювач ??

Я провів тест з поршнем з епоксидки, є невеликі зазори, але поршень вистрибує, коли рухається витіснювач !! Шкода банку від консерви довелося взяти! Стінки товсті і тому гріється вся банку, а не тільки нижня частина. Думаю верхню кришку на герметик посадити, вона, сподіваюся, з'їсть частину тепла))))

Я б не став робити поршень з епоксидки, тому що чим більше маса поршня, тим більше втрат потужності на його переміщення. Спробуй до верхньої кришки витесніттеля пристосувати радіатор від кулера комп'ютера.
Нижня дно витіснювача я зробив з обрізанням по висоті консервної банки, а циліндр витіснювача з обрізанням скляною пляшки, з'єднував між собою пастою з ПВА і гіпсу, верхня кришка теж з бляшаної банки.

Я так зрозумів розділили ви, щоб не нагрівалася вся банку як у мене ??)) Поршень ходить взагалі вільно))) вистрибує, коли витіснювач піднімається)) Ну якщо вже зробив, то спробую, адже замінити поршень на мембрану хвилинна справа, витягнув поршень , одягнув палець від рукавички, і одягнув на колінвал відповідно.

Виглядає цілком заліково. Треба шукати витік. Пензликом обмазати мильною водою і дути в дірку. Дивитися де з'являються бульбашки. Поршень повинен рухатися вільно, але не пропускати повітря. Як варіант - замінити поршень мембраною.
І ще. В Стірлінг важливий не обсяг, а площа контакту холодної і гарячої частини робочої камери з повітрям і швидкість теплообміну. Обсяг повинен бути достатнім для заповнення циліндра. Можна спробувати не змінювати обсяг камери, але збільшити обсяг витіснювача. В цьому випадку теплообмін прискориться. Як тільки буде видно рух поршня або мембрани, заміряти висоту подёма і на половину цієї висоти вигнути колінвал. Ця висота може бути незначною. 2-3 мм.

Після промазування сальника герметиком, подвоєнням витіснювача і заміни поршня на мембрану, я отримав вже видимий ефект. Що далі? Спробувати зібрати з поршнем? Як мені здається, тиск всередині не вистачить, щоб крутити коленвал.

Високотемпературний двигун стірлінга

Пробувати зібрати з мембраною. Колінвал і маховик повинні обертатися абсолютно вільно. Як тільки перший стірлінг хоч якось заробить, сенсей буде не потрібен. Розпочнеться свій шлях. )

Заодно хотів підкинути пару ідей для нових проектів, може зацікавить. Перше, це водяний насос. Якраз зручно робити з сантехнічних фітингів. Можна ручної або з приводом від Стірлінга. Друге, це зробити одну з т.зв. "Marble machine" теж з приводом від Стірлінга.

Схожі статті