Silnik Stirlinga typ Alfa czyli „Klekot” 2018

Silnik Stirlinga typ Alfa czyli „Klekot” 2018

Witam Państwa. Jako, że jest to moja pierwsza relacja/tutorial na portalu majsterkowo.pl proszę o wyrozumiałość 😊

Od dłuższego czasu chodził mi po głowie pomysł skonstruowania modelu silnika cieplnego opartego o pomysły niejakiego Pana Stirlinga. Miałem kilka prób zmierzenia się z tematem lecz z racji braku zaplecza warsztatowego i umiejętności, wszystkie były nieudane. Największym problemem przy konstruowaniu tego urządzeń jest zachowanie szczelności tłoków oraz likwidacja oporów układu. Przeczesując kazamaty Internetu oraz stoisk w marketach budowlanych poszukiwałem inspiracji. Podjąłem decyzję, że pierwszy porządny silnik będzie wersją wysokotemperaturową Alfa wyposażoną w dwa cylindry (gorący oraz zimny). *

Zasada działania oraz konstrukcja:

Zasada działania silnika Stirlinga typ Alfa – Cykle pracy:

1.Ogrzewanie

Silnik Stirlinga typ Alfa czyli „Klekot” 2018

2.Rozprężanie

Silnik Stirlinga typ Alfa czyli „Klekot” 2018

3.Chłodzenie

Silnik Stirlinga typ Alfa czyli „Klekot” 2018

4.Sprężanie

Silnik Stirlinga typ Alfa czyli „Klekot” 2018

*grafika ze strony http://www.stirling.fc.pl

Model silnika oparty jest o współpracujące ze sobą dwa cylindry (z tłokami) wykonane ze szklanych strzykawek 10ml.

Silnik Stirlinga typ Alfa czyli „Klekot” 2018

oraz dwóch kół zamachowych o średnicy 120mm z ułożyskowaną osią i przeciwwagami.

Silnik Stirlinga typ Alfa czyli „Klekot” 2018

Koła zamachowe oraz cylindry osadzone na niezależnych podporach posadowionych na drewnianej podstawie.

Silnik Stirlinga typ Alfa czyli „Klekot” 2018

Konstruowanie:

Projekt rozpocząłem od rozrysowania wszystkiego w AutoCadzie. Następnie wykonałem podstawę ze sklejki o grubości 18mm i wymiarach
267 x 130mm (taką akurat miałem pod ręką 😊 )

Za pomocą prostego szablonu oznaczyłem miejsca na otwory pod śruby mocujące podstawę kół zamachowych, tłoków oraz zagłębienie pod palnik.

Silnik Stirlinga typ Alfa czyli „Klekot” 2018

Wykonałem otworowanie. Podczas wiercenia wpadł mi do głowy pomysł na przeniesienie nadruku z nazwą modelu na sklejkę. Do tego celu wystarczy drukarka atramentowa i Denatural (ew. Aceton). Przygotowałem napis jako odbicie lustrzane w osi pionowej, wydrukowałem i wyciąłem zaznaczony zakres.

Silnik Stirlinga typ Alfa czyli „Klekot” 2018

Tak przygotowany wydruk przyłożyłem do sklejki (nadrukiem w dół) i zabezpieczyłem taśmą malarską aby się nie ruszał. Następnie przetarłem Denaturalem i za pomocą łyżki wtarłem całość napisu. Poszczególne litery dociskałem gładką częścią długopisu (okrągłym końcem). Efekt mnie zaskoczył.

Silnik Stirlinga typ Alfa czyli „Klekot” 2018

czyli jednak da się wykonać transfer nadruku z „atramentówki”.

Za pomocą lutownicy gazowej wykonałem pirografię na przeniesionym napisie. Całość przeszlifowałem fazując krawędzie oraz polakierowałem lakierem akrylowym.

Silnik Stirlinga typ Alfa czyli „Klekot” 2018

Pozostała kwestia z czego wykonać palnik. Przeszukałem swoje „graty” i odnalazłem złączki do rur tworzywowych używane do podłączenia grzejników dolnozasilanych. Do tego dołożyłem uszczelkę, nypel mosiężny, podkładkę, nakrętkę ślepą oraz knot. Całość uszczelniłem na gwincie nitką na smarze. Nie miałem konopi 😊

Silnik Stirlinga typ Alfa czyli „Klekot” 2018

I test szczelności.

Silnik Stirlinga typ Alfa czyli „Klekot” 2018

Na tłoku zimnym zamontowałem chłodnicę wykonaną z blachy miedzianej 1,5mm wygiętej w „falę” na dwóch wiertłach fi 5mm oraz fi 3mm. Całość zlutowałem palnikiem oraz cyną.

Silnik Stirlinga typ Alfa czyli „Klekot” 2018

Silnik Stirlinga typ Alfa czyli „Klekot” 2018

Wąż sylikonowy łączący tłoki zabezpieczyłem przed nadmiernym wzrostem temperatury chłodnicą wykonaną z blachy miedzianej 1,5mm, na którą nawinąłem drut miedziany fi 1,2mm

Silnik Stirlinga typ Alfa czyli „Klekot” 2018

Przyszedł czas na modelowanie 3D. Do tego celu użyłem darmowego programu Autodesku 123D Design z racji jego kompatybilności z moim oprogramowaniem.

Silnik Stirlinga typ Alfa czyli „Klekot” 2018

Silnik Stirlinga typ Alfa czyli „Klekot” 2018

Silnik Stirlinga typ Alfa czyli „Klekot” 2018

Silnik Stirlinga typ Alfa czyli „Klekot” 2018

Silnik Stirlinga typ Alfa czyli „Klekot” 2018

Silnik Stirlinga typ Alfa czyli „Klekot” 2018

Wszystkie elementy silnika za wyjątkiem mocowania tłoków są mojego autorstwa. Mocowanie tłoków pochodzi od internauty petrzmax z portalu https://www.thingiverse.com. Uważam je za jedne z najlepszych.

Druk wykonałem na drukarce i3 MEGA Anycubic z użyciem czarnego filamentu PLA. Niektóre z wydrukowanych elementów pomalowałem farbą modelarską Tamiya Enamel X-7 Red Gloss.

Silnik Stirlinga typ Alfa czyli „Klekot” 2018

Silnik Stirlinga typ Alfa czyli „Klekot” 2018

Po wyschnięciu farby zmontowałem silnik w całość. Jako, że cylinder gorący nagrzewa się do wysokiej temperatury odseparowałem go od wydrukowanego mocowania. W miejscu styku cylindrów z PLA zamontowałem gumę separującą wykonaną ze starej dętki rowerowej. Dociska ona cylindry jednocześnie niwelując luzy.

A tak prezentuje się gotowy model.

Silnik Stirlinga typ Alfa czyli „Klekot” 2018

Silnik Stirlinga typ Alfa czyli „Klekot” 2018

Silnik Stirlinga typ Alfa czyli „Klekot” 2018

Silnik podczas pracy.

Docelowo chciałbym zasilić małą prądnicę stąd na jednym z kół zamachowych jest widoczny rowek pod koło pasowe. Pracuję nad tym.

Zestawienie materiałów:

Podstawa

1x Sklejka 267x130x18 [mm]

4x Podkładki sylikonowe 10mm

Silnik – elementy drukowane

1x Podpora kół zamachowych

1x Koło zamachowe proste

1x Koło zamachowe pasowe

1x Przeciwwaga lewa

1x Przeciwwaga prawa

1x Podpora cylindrów

1x Mocowanie cylindrów

2x Mocowanie tłoków

2x Dekiel mocowania tłoków

2x Popychacz tłoków

Silnik – elementy pozostałe

2x Strzykawki szklane 10ml

1x Wężyk sylikonowy zbrojony fi 5mm L=~150mm

1x Chłodnica miedziana tłoka zimnego

1x Chłodnica miedziana wężyka sylikonowego

Palnik spirytusowy

1x Złączka do rur

1x Knot

1x Czopuch aluminiowy

1x Uszczelka gumowa

1x Nypel mosiężny

1x Podkładka

1x Nakrętka ślepa

Pozostałe

2x Łożysko kulkowe 604 ZZ 4x12x4mm

4x Łożysko kulkowe 683 ZZ 3x7x3mm

2x Śruba z łbem sześciokątnym M8x25

1x Śruba M4x60 (oś kół zamachowych)

16x Śruba M4x12

8x Śruba z łbem walcowym M3x20

2x Śruba imbusowa M3x20

8x Śruba imbusowa M3x12

2x Śruba imbusowa M3x10

2x Śruba M2x10

2x Nakrętka ślepa M8

16x Nakrętka ślepa M4

14x Nakrętka sześciokątna M3

2x Nakrętka sześciokątna M2

1x Nakrętka samohamowna M4

2x Nakrętka samohamowna M3

2x Podkładka M8

2x Podkładka M4

8x Nakrętka kołpakowa M3

2x Kawałek dętki rowerowej (~30 x 70 mm)

Lakier akrylowy – wg potrzeb.

Razem: 128 części

Dziękuję za uwagę i zapraszam do komentowania. Wszelkie uwagi mile widziane.

Krzychu

  *Pierwsze prototypy zostały wykonane za pomocą odlewów z żywicy epoksydowej RenCast FC 52 wykonanych ręcznie. Pozwolę sobie zrobić o tym osobny artykuł i podzielić się z Wami moimi doświadczeniami i spostrzeżeniami z procesu odlewania żywicą j.w.

Pliki załączone do artykułu:

Ocena: 5/5 (głosów: 9)
print-ME.pl - patron działu Druk 3D

Podobne posty

10 komentarzy do “Silnik Stirlinga typ Alfa czyli „Klekot” 2018

    • Nie próbowałem ale max co wg. mnie da się wyciągnąć z mojego modelu to zasilenie LED’a, co zresztą jest moim celem :).
      Są silniki (modele) wykonane na frezarce CNC i Tokarce (m.in. z aluminium), które bez problemu zasilają ładowarkę do telefonu. To kwestia odpowiednich narzędzi, których niestety nie posiadam. Ale małymi krokami… kto wie – może uda mi się coś wykombinować. Z pomocą przyszedł druk 3D, który dał mi możliwość realizacji fazy prototypowej :)
      Co do sprawności samych Stirlingów to jest całkiem niezła (~40%). Stosuje się je m.in. na łodziach podwodnych – transformacja ciepła na energię elektryczną.

      Odpowiedz
  • „z racji braku zaplecza warsztatowego i umiejętności…” No to ładny brak zaplecza: Auto CAD, lutownica, drukarka 3D, stara dętka rowerowa, słownictwo techniczne… Aż strach pomyśleć co byś spłodził gdybyś rzeczywiście miał zaplecze ;-)

    Odpowiedz
    • Heh – w sumie jak popatrzy się z boku… trochę tych gratów nazbierałem. Ale wszystko mam upchane w mieszkaniu. Np Drukarka 3D jest wciśnięta w szafie. Niebawem zrobię projekt „kuwety” dla ww. lub buńczucznie – stanowisko robocze :P :) Gdybym miał więcej czasu i warsztat szło by znacznie szybciej :)

      Odpowiedz
  • Takie pytanko odnośnie filamentów. Posiadam kilka filamentów (0,25kg) zakupionych w PRINT-ME z serii PLA ECOLINE. Chciałbym dokupić kolor biały w takim samym rozmiarze ale nie ma go w ofercie. Występuje tylko w szpuli 1kg. Mniejsze, w kolorze białym, są tylko w PLA SmartFit. Jako, że różnica cenowa jest minimalna zastanawiam się czym się różnią ww. serie. Wiecie może ? :)

    K.Kalita

    Odpowiedz

Odpowiedz

anuluj

Silnik Stirlinga typ Alfa czyli „Klekot” 2018

Nie przegap nowych projektów!

Zapisując się na nasz Newsletter będziesz miał pewność, że nie przegapisz żadnego nowego projektu opublikowanego w Majsterkowie!

Od teraz nie przegapisz żadnego projektu!

Masz uwagi?