Двигатель Стирлинга из жестяных банок

Уже давно наблюдаю за умельцами на данном ресурсе, а когда появилась статья «Двигатель Стирлинга из мусора: перевод» захотелось изготовить его самому. Но как всегда времени не было и я откладывал затею.
Но вот я, наконец, сдал диплом, закончил военную кафедру и появилось оно-время.
Как мне кажется сделать такой двигатель намного проще, чем флешку:)
Двигатель стирлинга из жестяных банок
Первым делом хочу покаяться перед гуру данного сайта, что человек в свои 20 лет занимается такой ерундой, но мне просто захотелось его сделать и это желание нечем не объяснить, надеюсь, следующим моим шагом все же станет флешка.
Итак нам понадобится:
1 Желание.
2 Три жестяных банки.
3 Медная проволока (я нашел сечением 2 мм).
4 Бумага (газета или офисная не важно).
5 Клей канцелярский(ПВА).
6 Супер клей (CYJANOPAN или любой другой в том же духе).
7 Резиновая перчатка или воздушный шарик.
8 Клеммы для электропроводки 3 шт.
9 Пробка от вина 1шт.
10 Немного лески.
11 Инструменты по вкусу.
Двигатель стирлинга из жестяных банок (Фото 2)
1- первая банка; 2- вторая; 3- третья; 3-крышка третьей банки; 4- мембрана; 5- вытеснитель; 6- клемма электропроводки; 7- коленвал; 8- жестяная деталька:) 9- шатун; 10- пробка; 11- диск; 12- леска.
Начнем с того, что отрежем у всех трех банок двух банок крышки. Я делал это самодельным дремелем, сперва хотел шилом колоть дырки по кругу и резать ножницами, но вспомнил про чудо аппарат.
Честно говоря, получилось не очень красиво и я нечаянно профрезеровал отверстие в стенке одной из банок, так что она на рабочую емкость уже не годилась (но у меня были еще две и их я сделал более аккуратно).
Двигатель стирлинга из жестяных банок (Фото 3)
Далее нам понадобится баночка, которая будет служить формой для вытеснителя(5).
Так как в понедельник базары не работали и все ближние автомагазины были закрыты, а сделать двигатель хотелось, я позволил себе изменить первоначальную конструкцию и сделать вытеснитель из бумаги, а не из стальной ваты.
Для этого я нашел баночку от рыбьего корма, которая наиболее подошла мне по размерам. Размер я выбрал исходя из того что диаметр банки от газировки был 53мм, так что я искал 48-51мм чтобы когда я намотаю бумагу на форму, получилось примерно 1-2мм расстояния между стенкой банки и вытеснителем(5) для прохода воздуха. (банку предварительно обклеил скотчем чтобы клей не приклеился).
Двигатель стирлинга из жестяных банок (Фото 4)
Дальше я разметил полоску листа А4 на 70 мм, а остальное порезал на полоски по 50 мм (как в статье). Сколько я намотал таких полосок, честно говоря, не помню, ну пусть будет 4-5 (полоски 50мм х 290мм, количество слоев делал на глаз, чтобы, когда клей схватится, вытеснитель не был мягким). Каждый слой промазывал клеем ПВА.
Двигатель стирлинга из жестяных банок (Фото 5)
Потом сделал крышки вытеснителя из 6-ти слоев бумаги (тоже все проклеивал и прижимал круглой ручкой, чтобы выдавить остатки клея и пузыри воздуха) когда приклеил все слои, прижал их сверху книгами, чтобы не выгибались.
Двигатель стирлинга из жестяных банок (Фото 6)
Еще я ножницами отрезал дно банки(2) которая была целая, на расстоянии примерно 10мм, так как вытеснитель через верхнее отверстие не проходил. Это и будет наша рабочая емкость.
Вот что в итоге получилось (я не сразу отрезал крышку у банки(3) но это все равно придется сделать чтобы ставить туда свечу).
Двигатель стирлинга из жестяных банок (Фото 7)
Дальше на расстоянии примерно 60мм от дна я отрезал и ту банку(3) которая у меня все еще была с крышкой. Это дно нам будет служить топкой.
Двигатель стирлинга из жестяных банок (Фото 8)
Потом отрезал дно у второй банки(1) с выпиленной крышкой, тоже на расстоянии 10мм (от дна). И составил все воедино.
Двигатель стирлинга из жестяных банок (Фото 9)
Далее мне показалось, что если на мембрану(4) рабочего цилиндра(2) вместо крышки приклеить объект поменьше, то конструкция улучшится и я вырезал из бумаги вот такой образец. В основе квадрат 15х15мм и «ушки» по 10мм каждое. И выкроил из образца детальку(8).
Двигатель стирлинга из жестяных банок (Фото 10)
Затем я просверлил в клеммах(6) отверстия диаметром 2,1 или 2,5мм (неважно), после чего я взял проволоку(сечением 2мм) отмерял 150мм это будет наш "коленвал" (7). И согнул ее по таким размерам: высота колена вытеснителя(5)-20мм высота колена мембраны(4)-5мм. между ними должно быть 90 градусов (неважно в какую сторону). Предварительно надевая клеммы на свои места. Также я сделал шайбочки и прикрепил их клеем, чтобы клеммы не болтались по коленвалу.
Сразу сделать ровно и точно по размерам не получилось, но я переделал заново(скорее для собственного успокоения).
Двигатель стирлинга из жестяных банок (Фото 11)
Потом я опять взял проволоку(2мм) и отрезал кусок, примерно 200мм, это будет шатун(9) мембраны(4), продел сквозь него деталь(8) и согнул (будет показано).
Взял банку(1) (ту, что немного дырявая) и проделал в ней отверстия под «коленвал»(7) на расстоянии 30мм от верха (но это не важно). И прорезал смотровое окошко ножницами.
Двигатель стирлинга из жестяных банок (Фото 12)
Затем, когда цилиндр вытеснителя(5) высох и окончательно приклеился, я стал приклеивать к нему крышки. Когда приклеил крышки продел свозь него проволоку сечения примерно пол миллиметра, для того чтобы присоединить леску(12).
Двигатель стирлинга из жестяных банок (Фото 13)
Далее я выточил из деревянной ручки ось(10) для соединения дисков(11) с коленвалом, но рекомендую использовать пробку от вина.
А теперь самое сложное(как для меня) я вырезал мембрану(4)из медицинских перчаток и приклеил к ней ту самую детальку(8) по центру. Разместил мембрану на рабочем цилиндре(2) и привязал по каемочке ниткой, а когда стал отрезать лишние части мембрана стала вылезать из под нитки (хотя я мембрану не натягивал) и когда она была полностью отрезана я стал ее перетягивать и мембрана слетела полностью.
Я взял супер клей и проклеил торец банки, а потом приклеил уже заново заготовленную мембрану, размещая ее строго по центру, подержал и дождался, пока застынет клей. Затем опять прижал, но на этот раз резинкой, отрезал края, снял резинку и проклеил еще раз (снаружи).
Вот что на тот момент получилось
Двигатель стирлинга из жестяных банок (Фото 14)
Двигатель стирлинга из жестяных банок (Фото 15)
Двигатель стирлинга из жестяных банок (Фото 16)
Далее я проколол иголочкой отверстие в мембране(4) и детальке(8) и продел в них леску(12)(что тоже было не просто).
Ну а когда я собрал все воедино, получилось вот что:
Двигатель стирлинга из жестяных банок (Фото 17)
Признаюсь сразу, сначала двигатель не работал, даже больше, мне показалось, что он вообще не будет работать, потому что крутить его (при горящей свечке) приходилось вручную и с довольно большим (как для самостоятельно крутящегося двигателя) усилием. Я совсем раскис и уже стал ругать себя, что сделал вытеснитель из бумаги, что взял не те банки, что допустил ошибку в длинне шатуна(9) или лески вытеснителя(5). Но через час мучений и разочарований окончательно сгорела моя свечка (та что в алюминиевом корпусе) и я взял оставшуюся с Нового Года(та что зеленая на фотке), горела она ЗНАЧИТЕЛЬНО сильнее и о чудо, у меня получилось его завести.
ВЫВОДЫ
1 Из чего сделан вытеснитель значения не имеет, как я вычитал на одном из сайтов «он должен быть легким и не теплопроводящим».
2 Изменение длинны шатуна(9) и длинны лески(12) вытеснителя(5) не имеет значения, как читал на одном из сайтов «главное чтобы вытеснитель во время работы не бился об верх или низ рабочей камеры», поэтому я выставил его примерно посередине. И мембрана в спокойном (холодном) состоянии должна быть ровной, а не вытянутой вниз или вверх.
Видео
Видео с работой двигателя. Я поставил 4 диска, они используются как маховик. При запуске стараюсь поднять вытеснитель в верхнее положение, так как все-таки боюсь, чтобы он не перегревался. Крутится, он должен так: сначала вытеснитель поднимается вверх, а за тем за ним поднимается и мембрана, вытеснитель опускается вниз, и за ним опускается мембрана.

ПС: может если от балансировать то будет и быстрее крутится, но у меня на скорую руку от балансировать не получилось :)

Видео с водяным охлаждением. Оно мало чем помогает в работе, и как видите, не особо ускоряет его вращение, но с таким охлаждением двигателем можно любоваться дольше, не боясь о его перегреве.

А вот примерный чертеж моего прототипа (большого размера):
s016.radikal.ru/i335/1108/3e/a42a0bdb9f32.jpg
Кому будет нужен оригинал(КОМПАС V 12) смогу скинуть на почту.

Возможно, вы спросите меня, зачем же все-таки он нужен и я отвечу. Как и все в нашем стимпанке в основном для души.
Прошу сильно не пинать это моя первая публикация.

30 комментариев

avatar
Любопытный результат «из того, что было»)
Теперь надо бы более основательную модель, для закрепления успехов;-)
+
avatar
Спасибо. Я уже подумываю, как бы создать еще один и устранить некоторые недостатки первого прототипа.
avatar
Обрати внимание на Двигатели Стирлинга ты не один поздравляю, что получилось создать рабочую модельку.
Если есть желание можно устроить обмен опытом по стирлигостроению.
steampunker.ru/blog/4700.html
steampunker.ru/blog/3939.html
И по поводу охлаждения ты не прав, чем лучше охлаждение и выше температура горячей зоны двигателя тем больше мощность на валу.
Удачи в изысканиях
avatar
Встречал вашу работу на форуме «стирлингостроениеукраинафорум» и здесь, тоже очень понравилось, Машинариум уже вовсю шагает колесит по миру
Вот заглядываюсь на модель низкотемпературного Стирлинг двигателя.
avatar
Доброго времени суток toxa_antoxa.
Могу посоветовать как сделать без станков втулку штока вытеснителя для низкотемпературного Стирлинга. Ведь леска которую вы использовали на модельке одна из причин тихоходности движка. Ведь при подъёме коленвал тянет вытеснитель довольно бодро. Леска работает на растяжение. А опускается вытеснитель под собственным весом довольно медленно.
Если будет жёсткий шток то маховик приобретя дополнительный толчок от рабочего поршня впихнёт вытеснитель в горячую зону. Обороты ощутимо возрастут.
И так нужен неисправный или :)) CD ROM DVD ROM, без разницы. Вскрываем донора извлекаем полозья по которым бегает лазер, ну и втулки это то, что доктор прописал. Аккуратно делаем пропил в крепёже бегунка, он из силумина, вашей бор машинкой стараясь не достать до втулочки. Затем по месту пропила пассатижами выламываем нужную нам латунную втулочку. Вторую эдентично.
Затем оба извлечённых артефакта оденем на пруток предварительно натёртому грифелем карандаша по которому он бегал с рождения и спаяем. Шток и идеально подогнанная втулка готовы. Капелька минерального масла в сочленение и ход идеальный и давление не травит.
Но собрать низкотемпературник это не фунт изюму для тех, кто понимает.
Вытеснитель лучще делать из плотного пенопласта (на стройке такой встречается) или бальзы, проклейка не всегда себя хорошо ведёт при нагревании. То пригорит то газ какой выделится.
Не бросай Продолжай Удачи Всем рукастым и головастым
avatar
А он сильно нагревается ???
avatar
Спасибо, получил истинное наслаждение от чтения и наблюдения за процессом воплощения в суровую действительность эфемерно-прекрасных теорий.
Конструкция — целиком и полностью плод самостоятельного творчества? Если так — я в восхищении!
Обращу внимание коллег на редчайший, по нашим временам, образчик грамотного и классного изложения, а равно на недюжинную изобретательность автора, проявленную в ходе решения возникающих проблем
avatar
И Вам спасибо. Конструкция изготовлена мной. А вот в описании есть некоторые ошибки, как оказалось, правильно описать, то что сделал тоже нужно уметь.
avatar
Браво! Работающий двигатель Стирлинга на сайте большая редкость, по моему всего лишь второй (могу ошибиться). В любом случае душа стимпанкера должна наполниться радостью. И это при несбалансированном маховике и кривом коленвале. Я, когда смотрел видео, переживал, чтобы он не остановился! :)) Кстати, второй конец трубочки водяного охлаждения (тот который со шприцом, можно просто опустить и сливать воду самотёком, а не гонять её, туда-сюда. Но это так, мелочи! А я так и не взялся за изготовление всё думал что не готов. Ваш пример вдохновляет!
А нужны ли вам флешки (их столько, что сложно будет выделиться со своей), может «стирлинги»? Сделайте ещё один, потом ещё, а потом прилепите ему механизм. Эх! Фантазии!
Поставлю плюс и в топик и в профиль, за грамотный мастер-класс, и чудо-дремель! :)
  • Trou
  • +2
avatar
Ну, тяжело сдержать гордость собой, когда хвалят известные мастера стимпанка. Постараюсь не зазнаваться :)
ПС: от Ваших проектов просто дух захватывает. И фиаско и фантастическая лампа вдохновляют на новые подвиги.
А с флешкой у меня вообще история смешная. Я нашел подходящую трубку(от водопроводного «гусака») и со шлифовал с нее хромированное покрытие и каково же было мое разочарование когда я стал ее сдавливать чтобы придать форму эллипса, а она согнулась совсем не равномерно(хотя я ее отжег заранее) оказывается стенки трубки были не равномерной толщины. Вот валялась и упрекала меня постоянно в неопытности, но двигатель меня переубедил в обратном:)
avatar
Великолепно! В Вас угадывается громадный потенциал в деле создания стим-техники! Не останавливайтесь!:))) Плюс, безусловно!!!:)))
avatar
Большое спасибо. Моей мечтой был и остается паровой двигатель, а у Вас как я посмотрю, есть опыт в его построении, но мечта пока останется только мечтой, ведь пока оборудования для его изготовления у меня нет. А вообще мне очень интересна эта тема, ведь моя специальность «гидро-пневмо автоматика» (обожаю всякие насосы, компрессоры, моторы и распределители)…
avatar
Особого оборудования и у меня не имеется...:)А п.машину можно сделать и без станков. Нужно только подобрать обрезки трубок нужного диаметра, для цилиндров и корпуса золотника(если он будет у Вас цилиндрическим, а не коробчатым); пруток- гвозди разного калибра, немного латуни (для красоты), кусок кровельного железа, и желание-вот и всё что требуется для постройки п.машинки..:))))
avatar
Да, поршневая группа это пол беды. но вот сам золотник нужно либо искать либо вытачивать, а коленвал, а шатуны…
ПС: давайте не будем флудить в комментариях. Как тут можно пообщаться, так сказать лично.
avatar
Пишите в личку...:)
avatar
толковая статья, + однозначно, тоже по вашим чертежам соберу штуку дома и буду думать о паре.
avatar
Спасибо. Рад что Вам понравилось.
avatar
просто супер! сам захотел собрать движок! +
avatar
На то я и рассчитывал. Так сказать «по двигателю в каждый дом!!!» :)
avatar
Отлично! Вы прям вдохновляете на подобные свершения! +
avatar
Меня вдохновили переводом статьи, а вот теперь и я вдохновляю, приятно ;)
avatar
Весьма любопытно. Никогда не скажешь, что из столь подручных материалов можно создать действующую модель чего либо. Твёрдый +.
avatar
Вот именно из-за простоты конструкции и доступности материалов я и выбрал именно его. Хотя есть намного более производительные модели.
Спасибо.
avatar
Отлично получилось! И причём из подручных средств! За видео отдельное спасибо!
Однозначно +.
avatar
На видео :) действительно, кажется, что он вот-вот перестанет работать. Но уж если запустить, он после затухания свечи еще некоторое время крутится дальше.
avatar
класс)но охлаждение всё таки прибавляет хода)
компас, если можно, скинь)antipoff@list.ru
avatar
Возможно добавлю в качестве охлаждения водяной кожух.
Скинул :)
avatar
На видекарточках от ПК встречается пассивное охлаждение без кулеров.
Тепловые трубки и радиаторы нам помогут обойтись без воды.
avatar
Будем рады — если вы разместите вашу статью у нас
avatar
Очень интересная работа,
Автор скинте пожалуйста компас
web_get@mail.ru
заранее плагодарю
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.