วิธีทำเครื่องยนต์สเตอร์ลิงที่บ้าน? โรงไฟฟ้าเครื่องยนต์สเตอร์ลิง - ความเรียบง่าย ประสิทธิภาพ และความปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อม เครื่องยนต์สเตอร์ลิงทำเอง

สวัสดี! วันนี้ฉันอยากจะแจ้งให้คุณทราบ เครื่องยนต์ทำเองซึ่งแปลงความแตกต่างของอุณหภูมิให้เป็นงานเครื่องกล:

เครื่องยนต์ของสเตอร์ลิง- เครื่องยนต์ความร้อนซึ่งของเหลวทำงานหรือของเหลวทำงานที่เป็นก๊าซเคลื่อนที่ในปริมาตรปิด ซึ่งเป็นเครื่องยนต์สันดาปภายนอกชนิดหนึ่ง มันขึ้นอยู่กับการให้ความร้อนและความเย็นเป็นระยะของของไหลทำงานด้วยการดึงพลังงานจากการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในปริมาตรของของไหลทำงาน สามารถทำงานได้ไม่เพียงแค่จากการเผาไหม้เชื้อเพลิงเท่านั้น แต่ยังทำงานได้จากแหล่งความร้อนอีกด้วย

ฉันขอเสนอเครื่องยนต์ของฉันซึ่งทำจากรูปภาพจากอินเทอร์เน็ต:

เมื่อเห็นปาฏิหาริย์นี้ ฉันก็อยากจะสร้างมันขึ้นมา)) นอกจากนี้ อินเทอร์เน็ตยังมีภาพวาดและการออกแบบเครื่องยนต์มากมาย ฉันจะบอกทันทีว่า: ไม่ยากที่จะทำ แต่การปรับและบรรลุการทำงานปกตินั้นมีปัญหาเล็กน้อย มันใช้ได้ดีสำหรับฉันเพียงครั้งที่สาม (ฉันหวังว่าคุณจะไม่ต้องทนทุกข์ทรมานแบบนั้น))))

หลักการทำงานของเครื่องยนต์สเตอร์ลิง:

ทุกสิ่งถูกสร้างขึ้นจากวัสดุที่มีให้สำหรับสมองทุกคน:

แล้วไม่มีขนาดล่ะ)))

โครงเครื่องเป็นลวดจากคลิปหนีบกระดาษ การต่อสายแบบตายตัวทั้งหมดถูกบัดกรี ()

ดิสเพลสเซอร์ (ดิสก์ที่เคลื่อนย้ายอากาศภายในเครื่องยนต์) ทำจากกระดาษวาดรูปและติดกาวซุปเปอร์กลู (ด้านในกลวง):

ยิ่งช่องว่างระหว่างฝาครอบและ displacer ในตำแหน่งบนและล่างเล็กลงเท่าใด ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

Displacer rod - จากหมุดย้ำ (การผลิต: ดึงชิ้นส่วนด้านในออกอย่างระมัดระวังและทำความสะอาดหากจำเป็น กระดาษทรายศูนย์; กาวส่วนนอกกับฝาครอบ "เย็น" ด้านบนโดยให้ฝาปิดเข้าด้านใน) แต่ตัวเลือกนี้มีข้อเสีย - ไม่มีความรัดกุมสมบูรณ์และมีการเสียดสีเล็กน้อยแม้ว่าจะลดลง น้ำมันเครื่องช่วยกำจัดมัน

ลูกสูบ-คอ จากธรรมดา ขวดพลาสติก:

ปลอกลูกสูบทำจากถุงมือแพทย์และยึดด้วยเกลียว ซึ่งหลังจากม้วนแล้ว จะต้องชุบด้วยซุปเปอร์กลูเพื่อความน่าเชื่อถือ ดิสก์ที่ทำจากกระดาษแข็งหลายชั้นติดกาวที่กึ่งกลางของเคสซึ่งยึดก้านสูบไว้

เพลาข้อเหวี่ยงทำมาจากคลิปหนีบกระดาษเดียวกันกับโครงเครื่องยนต์ทั้งหมด มุมระหว่างเข่าของลูกสูบกับ displacer คือ 90 องศา จังหวะการทำงานของ displacer คือ 5 มม. ลูกสูบ - 8 มม.

มู่เล่ - ประกอบด้วยแผ่นซีดีสองแผ่นที่ติดอยู่บนกระบอกกระดาษแข็งและปลูกบนแกนเพลาข้อเหวี่ยง

ดังนั้น หยุดพูดไร้สาระได้แล้ว ฉันขอเสนอให้คุณ วิดีโอการทำงานของเครื่องยนต์:

ความยากลำบากที่ฉันมีส่วนใหญ่เกิดจากการเสียดสีมากเกินไปและขาด ขนาดที่แน่นอนการออกแบบ ในกรณีแรกน้ำมันเครื่องหนึ่งหยดและการจัดตำแหน่งเพลาข้อเหวี่ยงช่วยแก้ไขสถานการณ์ จากนั้นในครั้งที่สอง คุณต้องพึ่งพาสัญชาตญาณ))) แต่อย่างที่คุณเห็น ทุกอย่างกลับกลายเป็น (แม้ว่าฉันจะทำให้เครื่องยนต์แดง 3 ครั้ง) )))

หากคุณมีคำถามใด ๆ - เขียนความคิดเห็นเราจะหาคำตอบ)))

ขอขอบคุณสำหรับความสนใจของคุณ)))

เครื่องยนต์ของสเตอร์ลิง สำหรับผู้ทำเองเกือบทุกคน สิ่งมหัศจรรย์นี้สามารถกลายเป็นยาจริงได้ แค่ทำครั้งเดียวแล้วเห็นผลจริง อย่างที่อยากทำครั้งแล้วครั้งเล่า ความเรียบง่ายสัมพัทธ์ของเอ็นจิ้นเหล่านี้ทำให้คุณสามารถสร้างมันขึ้นมาจากขยะได้อย่างแท้จริง ฉันจะไม่อาศัยอยู่บน หลักการทั่วไปและอุปกรณ์ มีข้อมูลมากมายเกี่ยวกับเรื่องนี้บนอินเทอร์เน็ต ตัวอย่างเช่น วิกิพีเดีย มาดำเนินการสร้างแกมม่าสเตอร์ลิงอุณหภูมิต่ำที่ง่ายที่สุดทันที

ในการสร้างเครื่องยนต์ด้วยมือของเราเอง เราต้องการสองฝาครอบสำหรับ เหยือกแก้ว. พวกเขาจะทำหน้าที่เป็นส่วนที่เย็นและร้อน ขอบถูกตัดด้วยกรรไกร

ทำรูตรงกลางฝาเดียว ขนาดของรูควรเล็กกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของกระบอกสูบในอนาคตเล็กน้อย

ร่างกายของเครื่องยนต์สเตอร์ลิงถูกตัดออกจากขวดนมพลาสติก ขวดเหล่านี้ถูกแบ่งออกเป็นวงแหวน เราต้องการหนึ่ง ควรสังเกตว่าที่ หลากหลายพันธุ์ขวดนมอาจแตกต่างกันเล็กน้อย

ตัวเคสติดกาวที่หน้าปกด้วยสารประกอบพลาสติกอีพ็อกซี่หรือยาแนว

ตัวมาร์กเกอร์สมบูรณ์แบบเหมือนทรงกระบอก ในรุ่นนี้ ฝาครอบมีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าตัวมาร์กเกอร์และสามารถเปลี่ยนเป็นลูกสูบได้

ส่วนเล็ก ๆ ถูกตัดออกจากเครื่องหมาย ที่ฝาส่วนหนึ่งถูกตัดออกจากด้านบน

นี่คือ displacer ระหว่างการทำงานของเครื่องยนต์สเตอร์ลิง เครื่องยนต์จะเคลื่อนอากาศภายในเคสจากส่วนที่ร้อนไปยังส่วนที่เย็น และในทางกลับกัน ทำจากฟองน้ำสำหรับล้างจาน มีแม่เหล็กติดไว้ตรงกลาง

เนื่องจากฝาครอบด้านบนทำมาจากแผ่นโลหะ แม่เหล็กจึงสามารถดึงดูดได้ displacer อาจติดขัด เพื่อป้องกันไม่ให้สิ่งนี้เกิดขึ้น แม่เหล็กจะต้องได้รับการแก้ไขเพิ่มเติมด้วยวงกลมกระดาษแข็ง

ฝาปิดเต็มไปด้วยอีพ็อกซี่ เจาะรูที่ปลายทั้งสองข้างเพื่อติดแม่เหล็กและที่ยึดก้านสูบ เกลียวในรูถูกตัดด้วยสกรูโดยตรง สกรูเหล่านี้มีไว้สำหรับ ปรับจูนเครื่องยนต์. แม่เหล็กในลูกสูบติดกับสกรูและถูกปรับในลักษณะที่ดึงดูด displacer ที่ส่วนล่างของกระบอกสูบ คุณจะต้องติดกาวลิมิตเตอร์ยางบนแม่เหล็กนี้ด้วย ชิ้นส่วนของท่อจักรยานหรือยางลบจะทำ จำเป็นต้องใช้ลิมิตเตอร์เพื่อไม่ให้แม่เหล็กลูกสูบและดิสเพลสเซอร์ดึงดูดมากเกินไป มิฉะนั้น อาจไม่มีแรงกดเพียงพอที่จะทำลายพันธะแม่เหล็ก

บน ส่วนบนลูกสูบติดกาวด้วยปะเก็นยาง จำเป็นสำหรับความรัดกุมและเพื่อป้องกันเคสแตก

ปลอกลูกสูบทำจากถุงมือยาง คุณต้องตัดนิ้วก้อยออก

หลังจากติดปลอกแล้ว ปะเก็นยางอีกอันจะติดกาวที่ด้านบน ผ่าน ปะเก็นยางและปลอกหุ้มด้วยสว่าน ที่ยึดก้านสูบถูกขันเข้ากับรูนี้ ที่ยึดนี้ทำจากสกรูและแหวนรองบัดกรี

ในฐานะผู้ถือเพลาข้อเหวี่ยง บรรจุภัณฑ์อีพ็อกซี่จึงสมบูรณ์แบบ ขวดเดียวกันนั้นสามารถนำมาจากวิตามินหรือแอสไพรินที่ฟู่

ก้นขวดนี้ถูกตัดและทำรู ในส่วนบน - เพื่อยึดเพลาข้อเหวี่ยง ที่ด้านล่าง - สำหรับการเข้าถึงที่ยึดก้านสูบ

เพลาข้อเหวี่ยงและก้านสูบทำจากลวด ชิ้นส่วนสีขาวเป็นตัวจำกัด ทำจากหลอดอมยิ้ม ชิ้นเล็ก ๆ ถูกตัดออกจากหลอดนี้และชิ้นส่วนที่ได้จะถูกตัดตามยาว ทำให้สวมใส่ได้ง่ายขึ้น ความสูงของเข่าพิจารณาจากระยะครึ่งหนึ่งของระยะที่กระบอกสูบต้องเดินทางจากจุดต่ำสุดไปยังจุดสูงสุดที่จุดเชื่อมต่อแม่เหล็กหยุดทำงาน

ดังนั้น เราพร้อมแล้วสำหรับการทดสอบครั้งแรก ก่อนอื่นคุณต้องตรวจสอบความรัดกุม คุณต้องเป่าเข้าไปในกระบอกสูบ ข้อต่อทั้งหมดสามารถฟอกด้วยน้ำยาล้างจาน การรั่วไหลของอากาศเพียงเล็กน้อยและเครื่องยนต์จะไม่ทำงาน หากทุกอย่างเรียบร้อยดีแล้ว คุณสามารถใส่ลูกสูบและรัดปลอกด้วยหนังยาง

ในตำแหน่งด้านล่างของกระบอกสูบ ควรดึงดูด displacer ไปที่ด้านบน จากนั้นวางโครงสร้างทั้งหมดบนถ้วยด้วย น้ำร้อน. ผ่านไปครู่หนึ่ง อากาศภายในเครื่องยนต์จะเริ่มร้อนขึ้นและดันลูกสูบออกมา ในช่วงเวลาหนึ่ง การเชื่อมต่อแบบแม่เหล็กจะขาดและตัวกระจัดกระจายจะตกลงไปที่ด้านล่าง ดังนั้นอากาศในเครื่องยนต์จะไม่สัมผัสกับชิ้นส่วนที่ร้อนอีกต่อไปและเริ่มเย็นลง ลูกสูบจะเริ่มหดกลับ ตามหลักการแล้วลูกสูบควรเริ่มขยับขึ้นและลง แต่สิ่งนี้อาจไม่เกิดขึ้น แรงดันอาจไม่เพียงพอที่จะเคลื่อนลูกสูบ หรืออากาศจะร้อนขึ้นมากเกินไปและลูกสูบจะไม่หดกลับจนสุด ดังนั้นเครื่องยนต์นี้อาจมีโซนตาย มันไม่ได้น่ากลัวเป็นพิเศษ สิ่งสำคัญคือเดดโซนไม่ใหญ่เกินไป จำเป็นต้องใช้มู่เล่เพื่อชดเชยโซนตาย

อีกส่วนที่สำคัญมากของขั้นตอนนี้คือคุณสามารถสัมผัสถึงหลักการของเครื่องยนต์สเตอร์ลิงได้ที่นี่ ฉันจำการกวนครั้งแรกของฉันที่ไม่ได้ผลเพียงเพราะฉันไม่รู้ว่าสิ่งนี้ทำงานอย่างไรและทำไม ที่นี่ช่วยให้ลูกสูบขึ้นและลงได้ด้วยมือของคุณ คุณจะสัมผัสได้ถึงแรงดันที่เพิ่มขึ้นและลดลง

การออกแบบนี้สามารถปรับปรุงได้เล็กน้อยโดยการเพิ่มหลอดฉีดยาเข้ากับฝาครอบด้านบน ต้องใส่หลอดฉีดยานี้ด้วยอีพ็อกซี่ด้วยควรตัดที่ยึดเข็มเล็กน้อย ตำแหน่งของลูกสูบในกระบอกฉีดยาควรอยู่ตรงกลาง กระบอกฉีดยานี้สามารถควบคุมปริมาณอากาศภายในเครื่องยนต์ได้ การเริ่มต้นและการปรับจะง่ายขึ้นมาก

คุณจึงสามารถใส่ตัวยึดเพลาข้อเหวี่ยงได้ ความสูงของก้านสูบกับกระบอกสูบถูกปรับด้วยสกรู

มู่เล่ทำจากแผ่นซีดี รูถูกปิดผนึกด้วยอีพ็อกซี่พลาสติก จากนั้นคุณต้องเจาะรูตรงกลาง การหาศูนย์กลางนั้นง่ายมาก การใช้คุณสมบัติ สามเหลี่ยมมุมฉากจารึกไว้ในวงกลม ด้านตรงข้ามมุมฉากของเขาผ่านจุดศูนย์กลาง จำเป็นต้องแนบแผ่นกระดาษที่มุมฉากกับขอบของดิสก์ การปฐมนิเทศไม่สำคัญ ในสถานที่ที่ด้านข้างของแผ่นตัดกับขอบของดิสก์เราใส่เครื่องหมาย เส้นที่ลากผ่านเครื่องหมายเหล่านี้จะผ่านตรงกลาง หากเราลากเส้นที่สองในตำแหน่งอื่น ที่ทางแยกเราจะได้จุดศูนย์กลางที่แน่นอน

เครื่องยนต์ทั้งหมดพร้อม

เราใส่เครื่องยนต์สเตอร์ลิงลงในถ้วยน้ำเดือด เรารออีกหน่อยและเขาควรจะหารายได้ด้วยตัวเอง หากสิ่งนี้ไม่เกิดขึ้น คุณต้องช่วยเขาด้วยมือของคุณ

กระบวนการผลิตวิดีโอ

เครื่องยนต์สเตอร์ลิงในที่ทำงาน

เครื่องยนต์สเตอร์ลิงเป็นเครื่องยนต์ที่ใช้พลังงานความร้อนได้ ในกรณีนี้ แหล่งความร้อนไม่สำคัญอย่างยิ่ง สิ่งสำคัญคือมีความแตกต่างของอุณหภูมิซึ่งในกรณีนี้เครื่องยนต์จะทำงาน ผู้เขียนค้นพบวิธีสร้างแบบจำลองเครื่องยนต์ดังกล่าวจากกระป๋องโคคา-โคลา

วัสดุและเครื่องมือ
- หนึ่ง บอลลูน;
- โคล่า 3 กระป๋อง
- ขั้วไฟฟ้าห้าชิ้น (สำหรับ 5A)
- จุกสำหรับติดซี่ล้อจักรยาน (2 ชิ้น)
- ขนโลหะ
- ลวดเหล็กเส้นยาว 30 ซม. และหน้าตัด 1 มม.
- ลวดหนาที่ทำจากเหล็กหรือทองแดงที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 1.6 ถึง 2 มม.
- หมุดทำจากไม้ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 20 มม. (ยาว 1 ซม.)
- ฝาขวด (พลาสติก);
- เดินสายไฟฟ้า (30 ซม.)
- กาวซุปเปอร์
- ยางวัลคาไนซ์ (ประมาณ 2 ตารางเซนติเมตร)
- สายเบ็ด (ยาวประมาณ 30 ซม.)
- ตุ้มน้ำหนักสำหรับการทรงตัว (เช่น นิกเกิล)
- ซีดี (3 ชิ้น);
- หมุด;
- อีกอันหนึ่ง สามารถสำหรับการผลิตเรือนไฟ
- ซิลิโคนทนความร้อนและกระป๋องเพื่อสร้างน้ำหล่อเย็น

ขั้นตอนแรก. การเตรียมขวด
ก่อนอื่นคุณต้องเอาขวดสองใบแล้วตัดยอดออก หากยอดถูกตัดด้วยกรรไกร รอยบากที่ได้จะต้องถูกกราวด์ด้วยตะไบ
ถัดไปคุณต้องตัดส่วนล่างของโถ สามารถทำได้ด้วยมีด

ขั้นตอนที่สอง การสร้างรูรับแสง
ผู้เขียนใช้บอลลูนซึ่งเสริมด้วยยางวัลคาไนซ์ในฐานะไดอะแฟรม ลูกบอลจะต้องถูกตัดและดึงเหนือโถตามที่ระบุในภาพ จากนั้นนำยางวัลคาไนซ์ชิ้นหนึ่งมาติดตรงกลางไดอะแฟรม หลังจากที่กาวแข็งตัวแล้ว จะมีการเจาะรูตรงกลางไดอะแฟรมเพื่อติดตั้งลวด วิธีที่ง่ายที่สุดในการทำเช่นนี้คือใช้หมุดปัก ซึ่งสามารถทิ้งไว้ในรูจนกว่าจะประกอบเข้าด้วยกัน

ขั้นตอนที่สาม การตัดและสร้างรูในฝา
ในผนังของฝาครอบคุณต้องเจาะรูสองรูละ 2 มม. เพื่อติดตั้งแกนเดือยของคันโยก ต้องเจาะรูอีกอันที่ด้านล่างของฝาปิดลวดจะผ่านเข้าไปซึ่งจะเชื่อมต่อกับ displacer

บน ขั้นตอนสุดท้ายต้องตัดปกตามที่แสดงในภาพ ทำเช่นนี้เพื่อไม่ให้ลวด displacer ยึดติดกับขอบของฝาครอบ กรรไกรอเนกประสงค์เหมาะสำหรับงานดังกล่าว

ขั้นตอนที่สี่ เจาะ
ในโถคุณต้องเจาะรูสองรูสำหรับตลับลูกปืน ในกรณีนี้ ใช้สว่านขนาด 3.5 มม.

ขั้นตอนที่ห้า การสร้างหน้าต่างดู
ต้องตัดหน้าต่างดูเข้าไปในเรือนเครื่องยนต์ ตอนนี้จะสามารถสังเกตได้ว่าโหนดทั้งหมดของอุปกรณ์ทำงานอย่างไร

ขั้นตอนที่หก การปรับเปลี่ยนเทอร์มินัล
คุณต้องนำขั้วต่อและถอดฉนวนพลาสติกออกจากขั้วต่อ จากนั้นทำการเจาะและทำรูผ่านที่ขอบของขั้ว โดยรวมแล้ว คุณต้องเจาะขั้ว 3 ขั้ว ในขณะที่อีก 2 ขั้วไม่ควรเจาะ

ขั้นตอนที่เจ็ด การสร้างเลเวอเรจ
ลวดทองแดงถูกใช้เป็นวัสดุสำหรับสร้างคันโยกซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.88 มม. วิธีงอเข็มถักจะแสดงในภาพอย่างไร คุณสามารถใช้ลวดเหล็กได้เช่นกันการทำงานกับลวดทองแดงทำได้ดีกว่า

ขั้นตอนที่แปด การสร้างแบริ่ง
ในการสร้างตลับลูกปืน คุณจะต้องมีจุกนมสำหรับจักรยานสองอัน ต้องตรวจสอบเส้นผ่านศูนย์กลางรู ผู้เขียนเจาะเข้าไปด้วยสว่านขนาด 2 มม.

ขั้นตอนที่เก้า การติดตั้งคันโยกและแบริ่ง
คันโยกสามารถติดตั้งได้โดยตรงผ่านหน้าต่างดู ปลายลวดด้านหนึ่งควรยาวก็จะมีมู่เล่ ตลับลูกปืนต้องเข้าที่อย่างแน่นหนา หากมีฟันเฟืองก็สามารถติดกาวได้

ขั้นตอนที่สิบ การสร้าง Displacer
displacer ทำจากขนเหล็กสำหรับขัดเงา ในการสร้าง displacer ให้ใช้ลวดเหล็กทำตะขอแล้วพันสำลีตามจำนวนที่ต้องการ displacer ต้องมีขนาดใหญ่พอที่จะเคลื่อนย้ายได้อย่างอิสระในกระป๋อง ความสูงรวมของ displacer ไม่ควรเกิน 5 ซม.

เป็นผลให้ด้านหนึ่งของสำลีจำเป็นต้องสร้างเกลียวลวดเพื่อไม่ให้ออกมาจากสำลีและอีกด้านหนึ่งมีห่วงทำด้วยลวด ต่อไปจะผูกสายเบ็ดเข้ากับห่วงนี้ ซึ่งต่อมาถูกดึงผ่านจุดศูนย์กลางของไดอะแฟรม ยางวัลคาไนซ์ควรอยู่ตรงกลางของภาชนะ

ขั้นตอนที่ 11 สร้างถังแรงดัน
มีความจำเป็นต้องตัดก้นขวดให้ห่างจากฐานประมาณ 2.5 ซม. ต้องวาง displacer พร้อมกับไดอะแฟรมไว้ในถัง หลังจากนั้นกลไกทั้งหมดนี้จะถูกติดตั้งที่ส่วนท้ายของกระป๋อง ไดอะแฟรมต้องขันให้แน่นเล็กน้อยเพื่อไม่ให้หย่อนคล้อย

จากนั้นคุณต้องใช้ท่าเทียบเรือที่ไม่ได้เจาะแล้วลากสายเบ็ดลอดเข้าไป ปมจะต้องติดกาวเพื่อไม่ให้ขยับ ลวดต้องหล่อลื่นด้วยน้ำมันอย่างดีและในขณะเดียวกันก็ตรวจสอบให้แน่ใจว่าตัวเปลี่ยนรางดึงสายได้ง่าย
ขั้นตอนที่ 12 สร้าง Push Rods
แท่งกดเชื่อมต่อไดอะแฟรมและคันโยก ทำด้วยลวดทองแดงยาว 15 ซม.

ขั้นตอนที่ 13 สร้างและติดตั้งมู่เล่
ในการสร้างมู่เล่จะใช้ซีดีเก่า 3 แผ่น ใช้แท่งไม้เป็นแกนกลาง หลังจากติดตั้งมู่เล่แล้ว แกนเพลาข้อเหวี่ยงจะงอ เพื่อไม่ให้มู่เล่หลุดออก

ในขั้นตอนสุดท้าย กลไกทั้งหมดจะถูกประกอบเข้าด้วยกัน

ที่ของเหลวทำงาน (ก๊าซหรือของเหลว) เคลื่อนที่ในปริมาตรปิด อันที่จริงมันเป็นเครื่องยนต์สันดาปภายนอกชนิดหนึ่ง กลไกนี้ขึ้นอยู่กับหลักการให้ความร้อนและความเย็นเป็นระยะของของไหลทำงาน การสกัดพลังงานเกิดขึ้นจากปริมาตรที่เกิดขึ้นของของไหลทำงาน เครื่องยนต์สเตอร์ลิงทำงานไม่เพียงแค่จากพลังงานของการเผาไหม้เชื้อเพลิงเท่านั้นแต่ยังทำงานจากแหล่งต่างๆ อีกด้วย กลไกนี้ได้รับการจดสิทธิบัตรโดยชาวสก็อตโรเบิร์ต สเตอร์ลิงในปี พ.ศ. 2359

กลไกที่อธิบายไว้แม้จะมีประสิทธิภาพต่ำ แต่ก็มีข้อดีหลายประการประการแรกคือความเรียบง่ายและไม่โอ้อวด ด้วยเหตุนี้นักออกแบบมือสมัครเล่นหลายคนจึงพยายามประกอบเครื่องยนต์สเตอร์ลิงด้วยมือของพวกเขาเอง บางคนประสบความสำเร็จและบางคนไม่

ในบทความนี้เราจะพิจารณาสเตอร์ลิงด้วยมือของเราเองจากวัสดุชั่วคราว เราต้องการช่องว่างและเครื่องมือดังต่อไปนี้: กระป๋อง (คุณสามารถใช้มันจากใต้ sprats), แผ่นโลหะ, คลิปหนีบกระดาษ, ยางโฟม, ยางยืด, ถุง, คีมตัดลวด, คีม, กรรไกร, หัวแร้ง,

ตอนนี้เรามาเริ่มประกอบกัน ที่นี่ คำแนะนำโดยละเอียดวิธีทำเครื่องยนต์สเตอร์ลิงด้วยมือของคุณเอง ก่อนอื่นคุณต้องล้างโถทำความสะอาดขอบด้วยกระดาษทราย เราตัดวงกลมออกจากแผ่นโลหะเพื่อให้มันอยู่ที่ขอบด้านในของกระป๋อง เรากำหนดจุดศูนย์กลาง (สำหรับสิ่งนี้เราใช้คาลิปเปอร์หรือไม้บรรทัด) ทำรูด้วยกรรไกร ต่อไปเราจะพา ลวดทองแดงและคลิปหนีบกระดาษ หนีบกระดาษให้ตรง ทำเป็นวงแหวนที่ปลาย เราม้วนลวดบนคลิปหนีบกระดาษ - สี่รอบแน่น ต่อไปเราประสานเกลียวที่เกิดขึ้นด้วยการบัดกรีจำนวนเล็กน้อย จากนั้นจึงจำเป็นต้องประสานเกลียวกับรูในฝาครอบอย่างระมัดระวังเพื่อให้ก้านตั้งฉากกับฝาครอบ คลิปหนีบกระดาษควรเคลื่อนที่อย่างอิสระ

หลังจากนั้นจำเป็นต้องทำรูสื่อสารที่ฝา เราทำ displacer จากยางโฟม เส้นผ่านศูนย์กลางควรเล็กกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของกระป๋องเล็กน้อย แต่ไม่ควรมีช่องว่างขนาดใหญ่ ความสูงของ displacer มากกว่าครึ่งหนึ่งของกระป๋องเล็กน้อย เราเจาะรูตรงกลางยางโฟมสำหรับปลอกหุ้มส่วนหลังสามารถทำจากยางหรือไม้ก๊อก เราใส่แท่งเข้าไปในปลอกที่ได้และทากาวทุกอย่าง ต้องวาง displacer ขนานกับฝาครอบนี้ เงื่อนไขสำคัญ. ถัดไปยังคงปิดโถและประสานขอบ ตะเข็บจะต้องปิดผนึก ตอนนี้เราดำเนินการผลิตกระบอกสูบทำงาน ในการทำเช่นนี้ให้ตัดแถบยาว 60 มม. และกว้าง 25 มม. จากกระป๋องออกแล้วงอขอบ 2 มม. ด้วยคีม เราสร้างแขนเสื้อหลังจากนั้นเราประสานขอบจากนั้นจึงจำเป็นต้องประสานปลอกหุ้มเข้ากับฝาครอบ (เหนือรู)

ตอนนี้คุณสามารถเริ่มทำเมมเบรนได้ ในการทำเช่นนี้ให้ตัดฟิล์มออกจากบรรจุภัณฑ์แล้วกดนิ้วเข้าไปเล็กน้อยกดขอบด้วยแถบยางยืด ถัดไปคุณต้องตรวจสอบความถูกต้องของการประกอบ เราอุ่นก้นกระป๋องบนกองไฟแล้วดึงก้าน เป็นผลให้เมมเบรนควรงอออกด้านนอกและหากปล่อยก้าน displacer ควรลดลงภายใต้น้ำหนักของตัวเองตามลำดับเมมเบรนจะกลับสู่ตำแหน่ง ในกรณีที่ displacer ทำไม่ถูกต้องหรือบัดกรีกระป๋องไม่แน่น แท่งจะไม่กลับไปที่เดิม หลังจากนั้นเราทำเพลาข้อเหวี่ยงและชั้นวาง (ระยะห่างของข้อเหวี่ยงควรเป็น 90 องศา) ความสูงของข้อเหวี่ยงควรเป็น 7 มม. และดิสเพลสเซอร์ 5 มม. ความยาวของก้านสูบถูกกำหนดโดยตำแหน่งของเพลาข้อเหวี่ยง ปลายข้อเหวี่ยงถูกสอดเข้าไปในจุกไม้ก๊อก ดังนั้นเราจึงดูวิธีการประกอบเครื่องยนต์สเตอร์ลิงด้วยมือของเราเอง

กลไกดังกล่าวจะทำงานจากเทียนธรรมดา หากคุณติดแม่เหล็กเข้ากับมู่เล่แล้วเอาคอยล์ คอมเพรสเซอร์ตู้ปลาจากนั้นอุปกรณ์ดังกล่าวสามารถแทนที่มอเตอร์ไฟฟ้าอย่างง่ายได้ ด้วยมือของคุณเองอย่างที่คุณเห็นการสร้างอุปกรณ์ดังกล่าวไม่ยากเลย ก็จะมีความปรารถนา

นิเวศวิทยาของการบริโภค วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี: มอเตอร์สเตอร์ลิงมักใช้ในสถานการณ์ที่จำเป็นต้องมีอุปกรณ์สำหรับแปลงพลังงานความร้อนซึ่งเรียบง่ายและมีประสิทธิภาพ

น้อยกว่าร้อยปีที่ผ่านมา เครื่องยนต์สันดาปภายในพยายามที่จะเอาชนะตำแหน่งที่ถูกต้องในการแข่งขันระหว่างเครื่องจักรอื่นๆ และกลไกการเคลื่อนที่ที่มีอยู่ ในขณะเดียวกัน ในสมัยนั้น ความเหนือกว่าของเครื่องยนต์เบนซินก็ไม่ชัดเจนนัก เครื่องจักรพลังไอน้ำที่มีอยู่นั้นโดดเด่นด้วยความเงียบ ลักษณะกำลังที่ดีเยี่ยมในขณะนั้น บำรุงรักษาง่าย ความสามารถในการใช้งาน ชนิดที่แตกต่างเชื้อเพลิง. ในการต่อสู้เพื่อแย่งชิงตลาด เครื่องยนต์สันดาปภายในได้รับชัยชนะเนื่องจากประสิทธิภาพ ความน่าเชื่อถือ และความเรียบง่าย

การแข่งขันต่อไปสำหรับการปรับปรุงมวลรวมและกลไกการขับเคลื่อนซึ่งกังหันก๊าซและเครื่องยนต์โรตารี่สายพันธุ์ต่างๆ เข้ามาในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 นำไปสู่ความจริงที่ว่าแม้จะมีเครื่องยนต์เบนซินสูงสุดก็ตามความพยายามที่จะแนะนำอย่างสมบูรณ์ ชนิดใหม่เครื่องยนต์ - ระบายความร้อน คิดค้นครั้งแรกในปี 2404 โดยนักบวชชาวสก็อตชื่อโรเบิร์ต สเตอร์ลิง เครื่องยนต์ได้รับการตั้งชื่อตามผู้สร้าง

เครื่องยนต์สเตอร์ลิง: ด้านกายภาพของปัญหา

เพื่อให้เข้าใจว่าโรงไฟฟ้าตั้งโต๊ะสเตอร์ลิงทำงานอย่างไร เราควรเข้าใจ ข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับหลักการทำงานของเครื่องยนต์ความร้อน ทางกายภาพ หลักการทำงานคือการใช้พลังงานกล ซึ่งได้มาจากการขยายก๊าซในระหว่างการให้ความร้อนและการบีบอัดภายหลังในระหว่างการทำความเย็น เพื่อสาธิตหลักการทำงาน สามารถยกตัวอย่างโดยใช้ขวดพลาสติกธรรมดาและหม้อสองใบ หม้อหนึ่งมีน้ำเย็น อีกหม้อร้อน

เมื่อลดขวดลงใน น้ำเย็นอุณหภูมิที่ใกล้เคียงกับอุณหภูมิของการก่อตัวของน้ำแข็งโดยที่อากาศภายในภาชนะพลาสติกเย็นลงเพียงพอควรปิดด้วยจุก นอกจากนี้ เมื่อวางขวดลงในน้ำเดือด หลังจากนั้นครู่หนึ่งจุกจะ "ยิง" ด้วยแรง เนื่องจากในกรณีนี้ งานที่ทำโดยลมร้อนนั้นมากกว่าที่ทำในระหว่างการทำความเย็นหลายเท่า เมื่อทำการทดสอบซ้ำหลายครั้งผลลัพธ์จะไม่เปลี่ยนแปลง

เครื่องจักรเครื่องแรกที่สร้างขึ้นโดยใช้เครื่องยนต์สเตอร์ลิงได้ทำซ้ำกระบวนการที่แสดงในการทดลองอย่างซื่อสัตย์ โดยธรรมชาติแล้ว กลไกดังกล่าวจำเป็นต้องได้รับการปรับปรุง ซึ่งประกอบด้วยการใช้ความร้อนส่วนหนึ่งของก๊าซที่สูญเสียไปในระหว่างกระบวนการทำความเย็นเพื่อให้ความร้อนเพิ่มเติม ซึ่งช่วยให้ความร้อนถูกส่งกลับไปยังก๊าซเพื่อเร่งความร้อน

แต่แม้แต่การนำนวัตกรรมนี้ไปใช้ก็ไม่สามารถรักษาสถานการณ์ได้ เนื่องจากสเตอร์ลิงตัวแรกต่างกัน ขนาดใหญ่ที่เอาต์พุตพลังงานต่ำ ในอนาคต มีความพยายามมากกว่าหนึ่งครั้งในการปรับปรุงการออกแบบให้ทันสมัยเพื่อให้ได้พละกำลัง 250 แรงม้า นำไปสู่ความจริงที่ว่าในการปรากฏตัวของกระบอกสูบที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 4.2 เมตร กำลังขับจริงที่โรงไฟฟ้าสเตอร์ลิงผลิตที่ 183 กิโลวัตต์จริง ๆ แล้วมีเพียง 73 กิโลวัตต์เท่านั้น

เครื่องยนต์สเตอร์ลิงทั้งหมดทำงานบนหลักการของวัฏจักรสเตอร์ลิง ซึ่งประกอบด้วยเฟสหลักสี่เฟสและเฟสกลางสองเฟส ปัจจัยหลักคือการให้ความร้อน การขยายตัว การทำความเย็นและการบีบอัด เป็นช่วงการเปลี่ยนภาพ การเปลี่ยนผ่านไปยังเครื่องกำเนิดความเย็นและการเปลี่ยนสถานะเป็น องค์ประกอบความร้อน. งานที่มีประโยชน์ซึ่งดำเนินการโดยเครื่องยนต์ ขึ้นอยู่กับความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างชิ้นส่วนทำความร้อนและความเย็นเท่านั้น

การกำหนดค่าที่ทันสมัย

วิศวกรรมสมัยใหม่แยกแยะเครื่องยนต์สามประเภทหลัก:

• อัลฟ่าสเตอร์ลิงซึ่งแตกต่างอยู่ในลูกสูบสองตัวที่ทำงานอยู่ในกระบอกสูบอิสระ จากทั้งสามตัวเลือก รุ่นนี้มีกำลังสูงสุด โดยมีอุณหภูมิสูงสุดของลูกสูบแบบทำความร้อน
• เบต้าสเตอร์ลิงขึ้นอยู่กับกระบอกสูบส่วนหนึ่งซึ่งส่วนหนึ่งร้อนและอีกส่วนหนึ่งเย็น
• แกมมาสเตอร์ลิงซึ่งนอกจากลูกสูบแล้วยังมีตัวกระจัดกระจายอีกด้วย

การผลิตโรงไฟฟ้าที่สเตอร์ลิงจะขึ้นอยู่กับการเลือกรุ่นเครื่องยนต์ ซึ่งจะคำนึงถึงด้านบวกและด้านลบทั้งหมดของโครงการดังกล่าว

ข้อดีและข้อเสีย

ขอบคุณพวกเขา คุณสมบัติการออกแบบเครื่องยนต์เหล่านี้มีข้อดีหลายประการ แต่ก็ไม่มีข้อเสีย

โรงไฟฟ้าเดสก์ท็อปของสเตอร์ลิงซึ่งไม่สามารถซื้อได้ในร้านค้า แต่เฉพาะจากมือสมัครเล่นที่รวบรวมอย่างอิสระ อุปกรณ์ที่คล้ายกัน, เกี่ยวข้อง:

• ขนาดใหญ่ซึ่งเกิดจากความจำเป็นในการระบายความร้อนของลูกสูบทำงานอย่างต่อเนื่อง
• การใช้งาน ความดันสูงสิ่งที่จำเป็นในการปรับปรุงประสิทธิภาพและพลังของเครื่องยนต์
• การสูญเสียความร้อนซึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากความร้อนที่สร้างขึ้นจะไม่ถูกถ่ายเทไปยังของเหลวทำงาน แต่ผ่านระบบแลกเปลี่ยนความร้อนซึ่งความร้อนนำไปสู่การสูญเสียประสิทธิภาพ
• การใช้พลังงานลดลงอย่างรวดเร็วต้องใช้ หลักการพิเศษแตกต่างจากเครื่องยนต์เบนซินทั่วไป

นอกจากข้อเสียแล้ว โรงไฟฟ้าที่ทำงานบนหน่วยสเตอร์ลิงยังมีข้อดีที่ปฏิเสธไม่ได้:

• เชื้อเพลิงชนิดใดก็ได้ เนื่องจากเช่นเดียวกับเครื่องยนต์ใดๆ ที่ใช้พลังงานความร้อน เครื่องยนต์นี้สามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิต่างกันในทุกสภาพแวดล้อม
• เศรษฐกิจ. อุปกรณ์เหล่านี้สามารถทดแทนหน่วยไอน้ำได้อย่างดีเยี่ยมในกรณีที่จำเป็นต้องแปรรูปพลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งให้ประสิทธิภาพที่สูงขึ้น 30%
• ความปลอดภัยด้านสิ่งแวดล้อม เนื่องจากโรงไฟฟ้าแบบตั้งโต๊ะขนาด kW ไม่สร้างแรงบิดไอเสีย จึงไม่สร้างเสียงรบกวนและไม่ปล่อยสู่บรรยากาศ สารอันตราย. ความร้อนธรรมดาทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานและเชื้อเพลิงเผาไหม้เกือบหมด
• ความเรียบง่ายที่สร้างสรรค์ สำหรับงานของเขา สเตอร์ลิงไม่ต้องการชิ้นส่วนหรือส่วนประกอบเพิ่มเติม สามารถสตาร์ทได้เองโดยไม่ต้องใช้สตาร์ทเตอร์
• เพิ่มทรัพยากรของความสามารถในการทำงาน ด้วยความเรียบง่าย เครื่องยนต์จึงสามารถทำงานต่อเนื่องได้มากกว่าหนึ่งร้อยชั่วโมง

การใช้งานเครื่องยนต์สเตอร์ลิง

มอเตอร์สเตอร์ลิงมักใช้ในสถานการณ์ที่จำเป็นต้องมีอุปกรณ์สำหรับแปลงพลังงานความร้อน ซึ่งทำได้ง่าย ในขณะที่ประสิทธิภาพของหน่วยความร้อนประเภทอื่น ๆ จะลดลงอย่างมากภายใต้สภาวะที่คล้ายคลึงกัน บ่อยครั้งที่หน่วยดังกล่าวใช้ในอาหาร อุปกรณ์สูบน้ำ, ห้องเย็น,เรือดำน้ำ,แบตเตอรี่เก็บพลังงาน

หนึ่งใน ทิศทางที่สดใสพื้นที่ใช้งานสำหรับเครื่องยนต์สเตอร์ลิงคือโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ เนื่องจากหน่วยนี้สามารถใช้แปลงพลังงานจากแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าได้สำเร็จ ในการดำเนินการตามขั้นตอนนี้ เครื่องยนต์จะอยู่ในโฟกัสของกระจกที่สะสมรังสีดวงอาทิตย์ ซึ่งให้แสงสว่างถาวรในบริเวณที่ต้องการความร้อน วิธีนี้ทำให้คุณสามารถโฟกัสพลังงานแสงอาทิตย์บนพื้นที่ขนาดเล็กได้ เชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์ในกรณีนี้คือฮีเลียมหรือไฮโดรเจน ที่ตีพิมพ์