Stirlingov motor kod kuće. Stirlingov motor napravljen od limenki

Stirlingov motor, nekada poznat, dugo je bio zaboravljen zbog raširene uporabe drugog motora (s unutarnjim izgaranjem). Ali danas sve više čujemo o njemu. Možda ima priliku postati popularniji i pronaći svoje mjesto u novoj modifikaciji u modernom svijetu?

Priča

Stirlingov motor je toplotna mašina, koji je izumljen početkom devetnaestog stoljeća. Autor je, kao što je jasno, izvjesni Stirling po imenu Robert, svećenik iz Škotske. Uređaj je motor s vanjskim izgaranjem, gdje se tijelo kreće u zatvorenom spremniku, stalno mijenjajući svoju temperaturu.

Zbog širenja druge vrste motora, gotovo je zaboravljen. Ipak, zahvaljujući svojim prednostima, danas se Stirlingov motor (mnogi amateri ga grade kod kuće vlastitim rukama) ponovno vraća.

Glavna razlika u odnosu na motor s unutarnjim izgaranjem je u tome što toplinska energija dolazi izvana, a ne stvara se u samom motoru, kao kod motora s unutarnjim izgaranjem.

Princip rada

Možete zamisliti zatvoreni volumen zraka zatvoren u kućištu s membranom, odnosno klipom. Kada se kućište zagrije, zrak se širi i vrši rad, savijajući klip. Zatim dolazi do hlađenja i ponovno se savija. Ovo je ciklus rada mehanizma.

Nije ni čudo da mnogi ljudi sami izrađuju svoj termoakustički Stirlingov motor kod kuće. Za to je potreban minimum alata i materijala koji se mogu naći u svačijem domu. Razmotrimo dva različiti putevi kako ga je jednostavno stvoriti.

Materijali za rad

Za izradu Stirlingovog motora vlastitim rukama trebat će vam sljedeći materijali:

• kositar;
• čelična žbica;
• mjedena cijev;
• pila za metal;
• datoteka;
• drveni stalak;
• škare za metal;
• dijelovi za pričvršćivanje;
• lemilica;
• lemljenje;
• lem;
• mašina.

Ovo je sve. Ostalo je stvar jednostavne tehnike.

Kako to učiniti

Ložište i dva cilindra za bazu pripremaju se od kositra, od kojih će se sastojati Stirlingov motor, izrađen vlastitim rukama. Dimenzije se odabiru neovisno, uzimajući u obzir svrhe za koje je ovaj uređaj namijenjen. Pretpostavimo da se motor radi za demonstraciju. Tada će razvoj glavnog cilindra biti od dvadeset do dvadeset pet centimetara, ne više. Preostali dijelovi moraju mu se prilagoditi.

Na vrhu cilindra napravljene su dvije izbočine i rupe promjera četiri do pet milimetara za pomicanje klipa. Elementi će djelovati kao ležajevi za položaj koljenastog uređaja.

Zatim čine radnu tekućinu motora (postat će obična voda). Kositreni krugovi zalemljeni su na cilindar koji je smotan u cijev. U njima se prave rupe i umeću mjedene cijevi od dvadeset pet do trideset pet centimetara duljine i promjera od četiri do pet milimetara. Na kraju provjeravaju koliko je komora zabrtvljena punjenjem vodom.

Zatim dolazi red na istiskivač. Za proizvodnju se uzima drveni komad. Stroj se koristi kako bi se osiguralo da poprimi oblik pravilnog cilindra. Displacer treba biti nešto manji od promjera cilindra. Optimalna visina odabire se nakon što je Stirlingov motor napravljen vlastitim rukama. Stoga bi u ovoj fazi duljina trebala uključivati ​​određenu marginu.

Žbica je pretvorena u šipku cilindra. U sredini drvene posude koja odgovara šipki napravi se rupa i ona se umetne. U gornjem dijelu šipke potrebno je osigurati prostor za uređaj klipnjače.

Zatim uzimaju bakrene cijevi dužine četiri i pol centimetra i promjera dva i pol centimetra. Na cilindar je zalemljen krug od kositra. Na stranama zidova napravljena je rupa za spajanje spremnika s cilindrom.

Klip je također prilagođen tokarilica na promjer velikog cilindra iznutra. Šipka je spojena na vrhu na zglobni način.

Montaža je završena i mehanizam je podešen. Da biste to učinili, klip je umetnut u cilindar veća veličina a potonji spojite na drugi manji cilindar.

Mehanizam radilice izgrađen je na velikom cilindru. Popravite dio motora pomoću lemilice. Glavni dijelovi su pričvršćeni na drvenu podlogu.

Cilindar se napuni vodom, a ispod dna se stavi svijeća. Stirlingov motor, izrađen ručno od početka do kraja, testiran je na performanse.

Druga metoda: materijali

Motor se može napraviti i na drugi način. Da biste to učinili, trebat će vam sljedeći materijali:

• kositar;
• pjena;
• Spajalice;
• diskovi;
• dva vijka.

Kako to učiniti

Pjenasta guma se vrlo često koristi za izradu jednostavnog Stirlingovog motora male snage kod kuće vlastitim rukama. Iz njega se priprema istiskivač za motor. Izrežite krug od pjene. Promjer bi trebao biti nešto manji od limenke, a visina nešto veća od polovine.

U sredini poklopca napravljena je rupa za buduću klipnjaču. Kako bi osigurali neometani rad, spajalica je zamotana u spiralu i zalemljena na poklopac.

Krug od pjene se probuši u sredini tankom žicom i vijkom i učvrsti na vrhu podloškom. Zatim se komad spajalice spaja lemljenjem.

Displacer se ugura u rupu na poklopcu i spoji na limenku lemljenjem kako bi se zabrtvio. Na spajalici se napravi mala omča, a na poklopcu se napravi još jedna, veća rupa.

Lim se smota u cilindar i zalemi, a zatim pričvrsti za limenku tako da uopće ne ostanu pukotine.

Spajalica se pretvara u radilicu. Razmak bi trebao biti točno devedeset stupnjeva. Koljeno iznad cilindra je malo veće od drugog.

Preostale spajalice pretvaraju se u postolje za osovine. Membrana se izrađuje na sljedeći način: cilindar se omota polietilenskom folijom, preša i učvrsti navojem.

Klipnjača se izrađuje od spajalice koja se umetne u komad gume, a gotov dio se pričvrsti na membranu. Duljina klipnjače je takva da je na donjoj točki osovine membrana uvučena u cilindar, a na najvišoj točki je produžena. Drugi dio klipnjače izrađen je na isti način.

Jedan se zatim lijepi na membranu, a drugi na istiskivač.

Noge za staklenku također se mogu napraviti od spajalica i zalemiti. Za ručicu se koristi CD.

Sada je cijeli mehanizam spreman. Ostaje samo postaviti i zapaliti svijeću ispod njega, a zatim dati guranje kroz zamašnjak.

Zaključak

Ovo je niskotemperaturni Stirlingov motor (sagrađen vlastitim rukama). Naravno, u industrijsko mjerilo Takvi uređaji su napravljeni na potpuno drugačiji način. Međutim, princip ostaje isti: volumen zraka se zagrijava, a zatim hladi. I to se stalno ponavlja.

Na kraju, pogledajte ove crteže Stirlingovog motora (možete ga napraviti sami bez posebnih vještina). Možda ste već dobili ideju i želite napraviti nešto slično?

Stirlingov motor. Za gotovo svaku domaću osobu ova prekrasna stvar može postati prava droga. Dovoljno je to učiniti jednom i vidjeti na djelu, i poželjet ćete to učiniti opet i opet. Relativna jednostavnost ovih motora omogućuje njihovu izradu doslovno od smeća. Neću tu stati generalni principi i uređaj. O tome ima puno informacija na internetu. Na primjer: Wikipedia. Prijeđimo odmah na konstrukciju najjednostavnijeg niskotemperaturnog gama-Stirlinga.

Za izradu motora vlastitim rukama trebat će nam dva poklopca staklene posude. Oni će poslužiti kao hladni i topli dio. Rub ovih poklopaca je odrezan škarama.

U sredini jednog poklopca napravljena je rupa. Veličina rupe trebala bi biti nešto manja od promjera budućeg cilindra.

Kućište Stirlingovog motora je izrezano plastična boca ispod mlijeka. Ove boce su samo podijeljene na prstenove. Trebat će nam jedan. Treba napomenuti da različite sorte boce za mlijeko mogu se malo razlikovati.

Tijelo je zalijepljeno na poklopac plastičnim epoksidom ili brtvilom.

Tijelo markera je savršeno kao cilindar. Ovaj model ima kapicu koja je manjeg promjera od samog markera i može postati klip.

Mali dio je odsječen od markera. Dio s vrha kapice se odreže.

Ovo je istiskivač. Kada Stirlingov motor radi, on pomiče zrak unutar kućišta iz vrućeg dijela u hladni dio i natrag. Izrađena od spužvice za pranje posuđa. U sredini je zalijepljen magnet.

Budući da je gornji poklopac izrađen od kositra, može ga privući magnet. Displacer se može zaglaviti. Kako se to ne bi dogodilo, magnet je potrebno dodatno učvrstiti kartonskim krugom.

Čep je ispunjen epoksidnom masom. Na oba kraja su izbušene rupe za pričvršćivanje magneta i držača klipnjače. Navoji u rupama se režu izravno vijkom. Ovi vijci su potrebni za fino podešavanje motora. Magnet u klipu zalijepljen je na vijak i podešen tako da, budući da se nalazi na dnu cilindra, privlači istiskivač. Također ćete morati zalijepiti gumeni čep na ovaj magnet. Dovoljan je komad zračnice bicikla ili gumica za brisanje. Ograničivač je potreban kako bi se spriječilo prejako privlačenje magneta klipa i istiskivača. Inače, pritisak možda neće biti dovoljan da prekine magnetsku vezu.

Na vrhu klipa je zalijepljena gumena brtva. Potrebno je za nepropusnost i zaštitu kućišta od pucanja.

Kućište klipa izrađeno je od gumene rukavice. Trebate odsjeći mali prst.

Nakon što je kućište zalijepljeno, na vrhu se lijepi još jedna gumena brtva. Kroz gumene brtve i kućište šilom se probuši rupa. U ovu rupu je uvrnut držač klipnjače. Ovaj držač je napravljen od vijka i zalemljene podloške.

Epoksidno pakiranje savršeno je poslužilo kao držač radilice. Točno ista staklenka može se uzeti iz šumećih vitamina ili aspirina.

Ovoj staklenki se odreže dno i naprave se rupe. U gornjem dijelu - za držanje radilice. Na dnu - za pristup nosaču klipnjače.

Radilica i klipnjača izrađeni su od žice. Bijele stvari su limitator. Izrađen od Chupa Chups cijevi. Iz ove cijevi se izrezuju mali komadići i dobiveni dijelovi se režu po dužini. To ih čini lakšim za stavljanje. Visina koljena određena je polovicom udaljenosti koju cilindar mora prijeći od najniže do najviše točke na kojoj magnetska veza prestaje djelovati.

Dakle, svi smo spremni za prve testove. Prvo morate provjeriti nepropusnost. Trebate puhati u cilindar. Na sve fuge možete nanijeti pjenu od sredstva za pranje posuđa. Najmanje curenje zraka i motor neće raditi. Ako je sve u redu s brtvom, možete umetnuti klip i pričvrstiti kućište gumicom.

U donjem položaju cilindra, istiskivač treba povući prema gore. Zatim se cijela struktura postavlja na šalicu s Vruća voda. Nakon nekog vremena, zrak unutar motora će se početi zagrijavati i izgurati klip van. U određenom trenutku magnetska veza će se prekinuti i pomak će pasti na dno. Na taj način će zrak u motoru prestati dodirivati ​​grijani dio i počet će se hladiti. Klip će se početi uvlačiti. U idealnom slučaju, klip bi se trebao početi kretati gore-dolje. Ali to se možda neće dogoditi. Ili pritisak neće biti dovoljan da pomakne klip ili će se zrak previše zagrijati i klip se neće uvući do kraja. Sukladno tome, ovaj motor može imati mrtve zone. Nije osobito strašno. Glavno je da mrtve zone nisu prevelike. Za kompenzaciju mrtvih točaka potreban je zamašnjak.

Još jedan vrlo važan dio ove faze je to što se ovdje može osjetiti princip rada Stirlingovog motora. Sjećam se svog prvog stirlinga koji nije radio samo zato što nisam mogao shvatiti kako i zašto ta stvar radi. Ovdje, pomažući klipu da se kreće gore-dolje rukama, možete osjetiti kako tlak raste i pada.

Ovaj se dizajn može malo poboljšati dodavanjem šprice na gornji poklopac. Ovu štrcaljku također treba staviti na epoksid, držač igle treba malo podrezati. Položaj klipa u štrcaljki trebao bi biti u srednjem položaju. Ova štrcaljka se može koristiti za regulaciju volumena zraka unutar motora. Pokretanje i podešavanje bit će puno lakše.

Tako možete instalirati držač radilice. Visina pričvršćenja klipnjače na cilindar podešava se vijkom.

Zamašnjak je napravljen od CD-a. Rupa je zapečaćena plastičnim epoksidom. Zatim morate izbušiti rupu točno u sredini. Pronalaženje centra je vrlo jednostavno. Korištenje svojstava pravokutni trokut upisane u krug. Njegova hipotenuza prolazi kroz središte. Morate pričvrstiti list papira pod pravim kutom na rub diska. Orijentacija nije važna. Postavite oznake na mjesta gdje se strane lista sijeku s rubom diska. Linija povučena kroz ove oznake proći će kroz središte. Ako nacrtamo drugu liniju na drugom mjestu, tada ćemo na raskrižju dobiti točno središte.

Motor je spreman.

Stavite Stirlingov motor na šalicu kipuće vode. Pričekamo malo i trebalo bi raditi samo od sebe. Ako se to ne dogodi, trebate mu malo pomoći rukom.

Proces proizvodnje na videu.

Stirlingov motor na djelu

Stirlingov motor je vrsta motora koji počinje raditi iz toplinske energije. U ovom slučaju, izvor energije je potpuno nevažan. Glavno da postoji razlika temperaturni režim, u ovom slučaju, takav motor će raditi. Sada ćemo pogledati kako možete izraditi model takvog niskotemperaturnog motora od limenke Coca-Cole.

Materijali i pribor

Sada ćemo pogledati što trebamo poduzeti za izradu motora kod kuće. Što trebamo uzeti za miješanje:

• Balon.
• Tri limenke kole.
• Specijalne stezaljke pet komada (5A).
• Bradavice za pričvršćivanje žbica bicikla (dva komada).
• Metalna vuna.
• Komad čelične žice duljine trideset cm i presjeka 1 mm.
• Komad velike čelične ili bakrene žice promjera 1,6 do 2 mm.
• Drvena igla promjera dvadeset mm (dužina jedan cm).
• Čep za bocu (plastični).
• Električna instalacija (trideset cm).
• Posebno ljepilo.
• Vulkanizirana guma (oko 2 centimetra).
• Ribolovna linija (duljina trideset cm).
• Nekoliko utega za balansiranje (na primjer, nikal).
• CD-i (tri komada).
• Posebni gumbi.
• Limenka za izradu ložišta.
• Silikonska i limenka otporna na toplinu za izradu vodenog hlađenja.

Opis procesa stvaranja

Faza 1. Priprema staklenki.

Prvo biste trebali uzeti 2 limenke i odrezati im vrh. Ako se vrhovi odrežu škarama, rezultujuće zareze morat ćete izbrusiti turpijom.

Faza 2. Izrada dijafragme.

Kao dijafragmu možete koristiti balon koji treba ojačati vulkaniziranom gumom. Lopta se mora rezati i navući na staklenku. Zatim zalijepimo komad specijalne gume na središnji dio dijafragme. Nakon što se ljepilo stvrdne, u sredini dijafragme probušit ćemo rupu za ugradnju žice. Najlakši način za to je korištenje posebnog gumba, koji se može ostaviti u rupi do montaže.

Korak 3: Rezanje i stvaranje rupa u poklopcu.

U zidovima poklopca potrebno je napraviti dvije rupe od po dva mm; potrebne su za ugradnju rotacijske osi poluga. Na dnu poklopca mora se napraviti još jedna rupa; kroz nju će proći žica koja će biti spojena na istiskivač.

U posljednjoj fazi, poklopac mora biti odrezan. To je učinjeno kako bi se spriječilo da se žica za pomicanje uhvati za rubove poklopca. Za takav rad možete uzeti kućanske škare.

Faza 4. Bušenje.

Morate izbušiti dvije rupe u teglu za ležajeve. U našem slučaju to je učinjeno bušilicom od 3,5 mm.

Faza 5. Izrada prozora za gledanje.

U kućištu motora mora se izrezati poseban prozor. Sada možete promatrati kako rade sve komponente uređaja.

Faza 6. Modifikacija terminala.

Morate uzeti stezaljke i ukloniti plastičnu izolaciju s njih. Zatim ćemo uzeti bušilicu i napraviti rupe na rubovima terminala. Potrebno je izbušiti ukupno tri terminala. Ostavimo dva terminala neizbušena.

Faza 7. Stvaranje poluge.

Materijal za izradu poluga je bakrena žica promjera samo 1,88 mm. Vrijedno je potražiti na internetu kako točno savijati igle za pletenje. Također možete uzeti čelična žica, samo s bakrenom žicom, prikladnije je raditi.

Faza 8. Izrada ležajeva.

Za izradu ležajeva trebat će vam dvije bradavice za bicikl. Potrebno je provjeriti promjer rupa. Autor ih je probušio svrdlom od dva mm.

Faza 9. Ugradnja poluga i ležajeva.

Poluge se mogu postaviti izravno kroz prozor za gledanje. Jedan kraj žice trebao bi biti dug; zamašnjak će se oslanjati na njega. Ležajevi moraju biti čvrsto postavljeni na pravim mjestima. Ako ima zračnosti, mogu se zalijepiti.

Faza 10. Izrada istiskivača.

Displacer je izrađen od čelične vune za poliranje. Za izradu istiskivača uzima se čelična žica, na njoj se napravi kuka, a zatim se na žicu namota određena količina vate. Displacer mora biti iste veličine kako bi se glatko kretao u posudi. Cjelokupna visina pomaka ne smije biti veća od pet centimetara.

Na kraju s jedne strane vate potrebno je napraviti spiralu od žice da ne izlazi iz vate, a s druge strane žice napravimo omčicu. Zatim ćemo na ovu petlju vezati konac za pecanje, koji će se naknadno privući kroz središnji dio dijafragme. Vulkanizirana guma treba biti u sredini posude.

Faza 11. Izrada tlačnog spremnika

Dno tegle potrebno je zarezati na određeni način tako da od njenog dna ostane oko 2,5 cm. Istiskač zajedno s dijafragmom mora se premjestiti u spremnik. Nakon toga cijeli ovaj mehanizam se prenosi na kraj limenke. Dijafragmu treba malo zategnuti tako da ne popusti.

Zatim morate uzeti terminal koji nije izbušen i provući ribarsku liniju kroz njega. Čvor mora biti zalijepljen tako da se ne pomiče. Žica mora biti pravilno podmazana uljem i istovremeno osigurati da displacer može lako povući uže za sobom.

Faza 12. Izrada potisnih šipki.

Ove posebne šipke povezuju dijafragmu i poluge. Napravljen je od komada bakrene žice dužine petnaest cm.

Faza 13. Izrada i ugradnja zamašnjaka

Za izradu zamašnjaka uzimamo tri stara CD-a. Uzmimo drvenu šipku kao središte. Nakon ugradnje zamašnjaka, savijte šipku radilice kako zamašnjak ne bi otpao.

U posljednjoj fazi, cijeli mehanizam je potpuno sastavljen.

Posljednji korak, stvaranje ložišta

Sada smo došli do posljednjeg koraka u stvaranju motora.

U kojem se radni fluid (plinoviti ili tekući) kreće u zatvorenom volumenu, to je u biti vrsta motora s vanjskim izgaranjem. Ovaj mehanizam se temelji na principu periodično zagrijavanje i hlađenje radnog fluida. Energija se izdvaja iz nastalog volumena radne tekućine. Stirlingov motor radi ne samo iz energije izgaranja goriva, već i iz gotovo bilo kojeg izvora. Ovaj mehanizam patentirao je Škot Robert Stirling 1816. godine.

Opisani mehanizam, unatoč niskoj učinkovitosti, ima niz prednosti, prije svega, to je jednostavnost i nepretencioznost. Zahvaljujući tome, mnogi dizajneri amateri pokušavaju sastaviti Stirlingov motor vlastitim rukama. Neki uspiju, a neki ne.

U ovom članku ćemo pogledati DIY Stirling od otpadnog materijala. Trebat će nam sljedeći dijelovi i alati: limenka (može biti od papalina), metalni lim, spajalice, pjenasta guma, gumica, torba, rezači žice, kliješta, škare, lemilo,

Sada počnimo sastavljati. Ovdje detaljne upute kako napraviti Stirlingov motor vlastitim rukama. Najprije je potrebno oprati staklenku i izbrusiti rubove. Od lima izrežemo krug tako da stane na unutarnje rubove limenke. Određujemo središte (za to koristimo čeljust ili ravnalo), napravimo rupu škarama. Sljedeći uzimamo bakrene žice i spajalicu, ispravite spajalicu i napravite prsten na kraju. Namotamo žicu oko spajalice - četiri čvrsta zavoja. Zatim pomoću lemilice pokositrite dobivenu spiralu malom količinom lema. Zatim trebate pažljivo zalemiti spiralu na rupu u poklopcu tako da šipka bude okomita na poklopac. Spajalica bi se trebala slobodno kretati.

Nakon toga morate napraviti spojnu rupu u poklopcu. Izrađujemo istiskivač od pjenaste gume. Njegov promjer trebao bi biti nešto manji od promjera limenke, ali ne bi trebao biti veliki razmak. Visina istiskivača je malo veća od polovice limenke. Izrežemo rupu u sredini pjenaste gume za rukav; potonji može biti izrađen od gume ili pluta. Umetnemo šipku u dobivenu čahuru i sve zapečatimo. Displacer mora biti postavljen paralelno s poklopcem, ovo važan uvjet. Zatim ostaje samo zatvoriti staklenku i zatvoriti rubove. Šav mora biti zapečaćen. Sada počnimo s izradom radnog cilindra. Da biste to učinili, izrežite traku od kositra duljine 60 mm i širine 25 mm, savijte rub 2 mm kliještima. Oblikujemo čahuru, zatim lemimo rub, a zatim morate lemiti čahuru na poklopac (iznad rupe).

Sada možete početi s izradom membrane. Da biste to učinili, iz vrećice izrežite komad folije, prstom je malo pritisnite prema unutra, a rubove pritisnite gumicom. Zatim morate provjeriti ispravan sklop. Zagrijte dno staklenke na vatri i povucite peteljku. Kao rezultat toga, membrana bi se trebala savijati prema van, a ako se šipka otpusti, istiskivač bi se trebao spustiti pod vlastitom težinom i sukladno tome membrana se vraća na svoje mjesto. Ako displacer nije pravilno napravljen ili lemljenje limenke nije hermetično, šipka se neće vratiti na svoje mjesto. Nakon toga izrađujemo radilicu i podupirače (razmak radilice treba biti 90 stupnjeva). Visina koljena treba biti 7 mm, a visina pomaka 5 mm. Duljina klipnjača određena je položajem koljenastog vratila. Kraj poluge je umetnut u čep. Pa smo pogledali kako sastaviti Stirlingov motor vlastitim rukama.

Takav mehanizam će raditi od obične svijeće. Ako pričvrstite magnete na zamašnjak i uzmete zavojnicu akvarijskog kompresora, tada takav uređaj može zamijeniti jednostavan električni motor. Kao što vidite, napraviti takav uređaj vlastitim rukama nije nimalo teško. Postojala bi želja.

Dugo sam tražio radni dijagram. Našao sam ga, ali to je uvijek bilo zbog činjenice da je bilo problema s opremom ili s materijalima, odlučio sam ga napraviti kao samostrel. Nakon što sam pogledao mnoge opcije i shvatio što imam na zalihama i što mogu sam napraviti koristeći svoju opremu, shvatio sam odmah, kada sastavljen uređaj Nije mi se svidjelo preširoko. Morao sam skratiti okvir cilindra. I zamašnjak treba postaviti na jedan ležaj (na jedan pilon, klipnjače, protuuteg, brtvena podloška, ​​lampa i radni cilindar su brončani, radni klip, hladnjak okvira cilindra i podloška). toplinska komora je aluminijska osovina i potisna šipka od nehrđajućeg čelika. I izložit ću ga vama da procijenite.