Двигатель стирлинга своими руками альфа

Двигатель стирлинга своими руками альфа

Двигатель стирлинга своими руками альфа
Двигатель стирлинга своими руками альфа

Двигатель Стирлинга — тепловая машина, в которой жидкое или газообразное рабочее тело движется в замкнутом объёме, разновидность двигателя внешнего сгорания. Основан на периодическом нагреве и охлаждении рабочего тела с извлечением энергии из возникающего при этом изменения объёма рабочего тела. Может работать не только от сжигания топлива, но и от любого источника тепла.

Смотрим под катом подробное объяснение, как сделать его своими руками

История

Двигатель Стирлинга был впервые запатентован шотландским священником Робертом Стирлингом 27 сентября 1816 года (английский патент № 4081). Однако первые элементарные «двигатели горячего воздуха» были известны ещё в конце XVII века, задолго до Стирлинга. Достижением Стирлинга является добавление очистителя, который он назвал «эконом».

В современной научной литературе этот очиститель называется «регенератор». Он увеличивает производительность двигателя, удерживая тепло в тёплой части двигателя, в то время как рабочее тело охлаждается. Этот процесс намного повышает эффективность системы. Чаще всего рекуператор представляет собой камеру, заполненную проволокой, гранулами, гофрированной фольгой (гофры идут вдоль направления потока газа). Газ, проходя через наполнитель рекуператора в одну сторону, отдаёт (или приобретает) тепло, а при движении в другую сторону отбирает (отдаёт) его. Рекуператор может быть внешним по отношению к цилиндрам, а может быть размещён на поршне-вытеснителе в бета- и гамма-конфигурациях. В последнем случае габариты и вес машины оказываются меньше. Частично роль рекуператора выполняет зазор между вытеснителем и стенками цилиндра (при длинном цилиндре надобность в таком устройстве вообще исчезает, но появляются значительные потери из-за вязкости газа). В альфа-стирлинге рекуператор может быть только внешним. Он монтируется последовательно с теплообменником, в котором происходит нагрев рабочего тела, со стороны холодного поршня.

В 1843 году Джеймс Стирлинг использовал этот двигатель на заводе, где он в то время работал инженером. В 1938 году фирма «Филипс» инвестировала в мотор Стирлинга мощностью более двухсот лошадиных сил и отдачей более 30 %. Двигатель Стирлинга имеет много преимуществ и был широко распространён в эпоху паровых машин.

Все подробности об этом двигателе ЗДЕСЬ

Для постройки двигателя понядобится:

  • Банка из под шпрот
  • Жесть 
  • Скрепки
  • Поролон
  • Пакет
  • Резинка

Инструменты:

  • Кусачки
  • Плоскогубцы
  • Паяльник
  • Ножницы
  • Наждачная бумага

Начинаем сборку:

Нужно вымыть банку и зачисть края наждачной бумагой


photo145965710_275044977

Дальше вырежем круг из жести, так что бы он лежал на внутренних краях банки


photo145965710_275045007

С помощью линейки или штангель циркуля найдём центр


photo145965710_275045020

Сделаем отверстие ножницами по центру


photo145965710_275045040

Дальше возьмём кусок медной проволоки и скрепку


photo145965710_275045064

выпрямим скрепку 


photo145965710_275045161

сделаем на конце кольцо


photo145965710_275045194

Дальше намотаем на неё проволоку 4 витка виток к витку


photo145965710_275045209

Скрепка должна ходить свободно.

Дальше облудим верхний слой спирали из проволоки без большого количества флюса и припоя прямо на скрепке.

Потом аккуратно припаиваеи к отвертию в крышке так чтобы шток был перпендикулярен крышке.


photo145965710_275045217



Скрепка должна ходить свободно, если нет, то нужно всё сделать заново.

Дальше сделаем сообщающее отверстие в крышке.


photo145965710_275104423

потом нужно сделать вытеснитель, он будет из поролона.

Диаметр его должен быть таким, чтобы он ходил свободно, но не было большого зазора, высотой чуть больше половины внутренней высоты банки.


photo145965710_275044924




photo145965710_275044942

Дальше прорезаем в центре вытеснители отверстие под втулку из пробки или резины, дальше вставляем во втулку шток, всё заклеиваем.


photo145965710_275103522

Вытеснитель должен быть паралелен крышке!! ЭТО КРИТИЧНО ДЛЯ РАБОТЫ!!!


photo145965710_275104447

Закрываем банку и запаеваем края. ВСЁ ДОЛЖНО БЫТЬ ГЕРМЕТИЧНО!!!!!!!!!!


photo145965710_275104467

Далее делаем рабочий цилиндр

Вырезаем полоску длиной 60 мм (6 см) и шириной 25 мм (2,5 см) 


photo145965710_275104605

Загибаем край на 2 мм (0,2 см) плоскогубцами


photo145965710_275104682

Формируем гильзу и спаиваем край


photo145965710_275104800

Припаиваем гильзу над отверстием в крышке


photo145965710_275104927




photo145965710_275104989




photo145965710_275105032

Дальше делаем мембрану

Берём пакет и отрезаем от него кусок

photo145965710_275105076




photo145965710_275105117

Продавливая немного плёнку пальцем внутрь прижмите края резинкой


photo145965710_275105145

Должно получится так


photo145965710_275105182

МОМЕНТ ОПРЕДЕЛЯЮЩИЙ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ДВИГАТЕЛЯ!!!

Нужно нагреть свечкой дно банки и потянуть за шток, мембрана должна выгнуться наружу, а если отпустить вытеснитель со штоком должен опустится под собственным весом и мембрана вернётся на место, если этого не произошло, то вытеснитель сделан не правильно и/или  не герметична пайка.


photo145965710_275105235




photo145965710_275105285

Если всё в порядке, то нужно сделать колен вал и стойки. Рзнос по кривошипам должен быть 90 град!


photo145965710_275104068

Кривошип мембраны должен быть высотой 7 мм, а вытеснителя  5 мм ( в пределах+0,1мм  - 1мм)!


photo145965710_275105469

Делаем стойки, тут можно сделать что угодно, можно взять трубки с проволочными подшипниками, можно сделать из скрепок как тут.


photo145965710_275132762




photo145965710_275133001





Теперь о шатунах. 

Длина их определяется положением коленвала, нужно отмерить расстояние от штока/мембраны и нижней мёртвой точкой кривошипа.

Кривошип мембраны крепится к ней через пробку или резиновую втулку диаметром около половины гильзы.

Конец кривошипа вставляетс в пробку.


photo145965710_275132798



СБОРКА ОКОНЧЕНА!!!!! Двигатель должен заработать сразу от двух "чайных" свечек. 

Температурный гардиент составляет 80-85 град целсия. Хорошо собраный двигатель может работать от температуры кипятка с кусочкам льда на верхней крышке.


photo145965710_275105538




photo145965710_275105573




photo145965710_275105586




photo145965710_275103485



 

Можно прикрепить к маховику несколько магнитов и взять катушку от аквариумного компрессора, подключить через простую схему светодиод или несколько

Здесь можно убедиться, что он работает от любого источника тепла:

источник

Рекомендуется к просмотру: 



Двигатель стирлинга своими руками альфа

Двигатель стирлинга своими руками альфа

Двигатель стирлинга своими руками альфа

Двигатель стирлинга своими руками альфа

Двигатель стирлинга своими руками альфа

Двигатель стирлинга своими руками альфа

Двигатель стирлинга своими руками альфа

Двигатель стирлинга своими руками альфа

Двигатель стирлинга своими руками альфа