Egyszerű free piston stirling modell 2

Egy nagyon egyszerű és gyors free piston Stirling modell:

Ez a modell alkalmas arra, hogy szemléltessük és tapasztaljuk ezen géptípus működését!

 Néhány perc alatt elkészíthető!

Hozzávalók:
-2db 0,5 literes sörös doboz
-1 db 0,33 literes sörös doboz
-2db lufi
-némi pillanat ragasztó

 Egy sörös doboz tetejét vágjuk le úgy, hogy egy kicsi rész maradjon a szűkülő vállból  ( kb. 1mm), hogy később egy másik dobozt rá tudjunk tolni:

Egy másik sörös doboz tetejét vágjuk le a tetejétől 45 mm-re

Egy keskeny, de erősebb lemezt (pld. májkrémes konzerv oldalából vágott lemez) befelé hajlítva ragasszunk ebbe a sörös doboz tetőbe. Ennek kb. 25- 27 mm mélyen kell legyen az alsó pontja a doboztetőtől. Majd rakjunk egy lufit a 0,33-as dobozra feszesen. Egy lufi szájának vastag gumigyűrűjével rögzíthetjük, hogy ne csússzon le. Majd a lufi membránt a közepénél ragasszuk oda a lemez közepéhez. Egy nagyon pici, tűhegynyi szúrást ejtsünk a kiszorító dobozon és a sörös doboz felső részén is valahol, hogy melegítéskor ezekeen keresztül beállhasson a középnyomás. 

Ezután rakjuk össze, azaz toljuk össze a sörös dobozt, a sörös doboz tetővel, amin a kiszorító doboz csüng!

Majd a gépre feszítsük rá a másik lufit, amit szintén egy lufi szájának vastag gumigyűrűjével rögzíthetünk, hogy ne csússzon le. Majd ragasszunk rá egy megfelelő súlyt, ez ki kell tapasztalni, de 25-50g között legyen. Amennyiben kisebb súlyt használunk a frekvencia magasabb lesz, de a löketek kisebbek, míg nagyobb súlynál a kisebb frekvencia, de nagyobb löketek a jellemzőek. 

A gép a legkisebb gázlángon szinte azonnal magától indul és kb. 10-30 Hz-el rezeg. 

Nekem közepes gyertyával is működik. A doboz felső felére feltekerhetünk vizes papírzsebkendőt,  vagy wc papírt hűtésként, ha hosszabb ideig, vagy stabilan akarjuk működtetni. A gép nem működik kézben, levegőbe tartva! Le kell támasztani! 

Videó egy ilyen gépről, a különbség a fenntebb leírtakhoz képest, hogy ez kívül 0,33-as, belül 0,25-ös dobozból van, és hogy működés közben kilyukadt sajnos a lufi:

Ugyanez a felépítésű gép átlátszó verzióban, a könnyebb megértést segíti. 

Készítette BladeAttila néhány apró változtatással:

1. Melegítés nélkül, csak kézzel mozgatva azért, hogy látható legyen a munkadugattyú és a kiszorító dugattyú mozgásának időbeni eltérése:

2. alacsony és nagyobb hőterhelés alatti működés:

Itt pedig egy szintén hazai, nagyon igényes elkészítésű free gép Katona Lászlótól:

https://www.youtube.com/watch?v=WTs4QxyCtN4

Hibalehetőségek:
Nem 0,33-as dobozt használsz a 0,5-ös sörösdobozba, hanem pl. energiaitalost, vagyis 0,25-öst.
Az nem lesz jó, mert túl nagy a rés a két doboz fala között. Cseréld le 0,33-asra, vagy tekerd (ragaszd némi pill. ragasztóval) körül fémgyapottal, de csak annyira, hogy ne súrlódjon/szoruljon.
Ha fémgyapotot használsz, erősebb lesz a gép! Regenerátorként fog működni, ezért nő a gép hatékonysága, ereje, sebessége. Amennyiben 0,33-ast használsz, akkor magától is indul, mivel az nem fog súrlódni, azonban a regenerálás nem lesz megfelelő, ezért gyengébb lesz.
A másik hiba, hogy nincs elég rugózó tömeg a lufira ragasztva. (lufi és nem valami más!) Ha kicsi a súly, nem fog működni, ha nagy, nem olyan jól fog működni, tehát van egy optimális tömeg. Ha megütöd a súlyt, akkor érezned kell, hogy belül a doboz megmozdul.  Harmadik hiba, hogy nem fix a gép. Kézben tartva nem működik, csak ha letámasztod. Tedd rá a kis lángú gázra, majd miután ráérzel menni fog gyertyával is... Épp hogy feszesek legyenek a lufik.
Írj levelet, ha elakadsz valahol és nem megy, szívesen segítek!
Üzenetet a blog alján megtalálható kapcsolat felvételi űrlap segítségével küldhettek.
Tibsim

Stirling gyerekeknek, kezdőknek, iskolai projekt feladatnak

                                

Gyerekeknek, iskolai projektfeladatnak, vagy akár kezdőknek a Hubert Stierhof által kitalált Rocky stirling gép megépítését ajánljuk, mivel nincs nyílt láng használata, a melegítés napenergiával történik, az elkészítéséhez pedig nincs szükség felszerszámozott műhelyre, vagy speciális alkatrészekre. Kiemelkedő kézügyességet sem követel meg. A legfontosabb feltétel talán az, hogy ne télen, napsütésben szegény időszakban építsük meg! Átlag 20-40 fok hőmérséklet különbséggel fog működni a gép, az érzékenységét pedig nagy mértékben növelhetjük, ha nedves papír zsebkendőt, vagy szövetet teszünk a hátsó (hideg) oldalára.
 Szerintem akár Ultra LTD -is lehet készíteni, ami 10 fok alatti hőmérséklet különbséget jelent a két oldal között. Ekkor szélesebb, de laposabb gépet kell építenünk, és csupán egy nedves ronggyal a hátlapján is működhet anélkül, hogy napfény érné, csupán a szoba hőmérséklete és a párolgó víz hűtötte oldal közti hőmérséklet-különbség hajtaná. Amennyiben felfüggesztjük a terelődugattyút, (én az alsó rajzon lévőt próbáltam ki) akkor a kiszorítónak még kisebb lesz a súrlódása, kisebb lesz az ellen ütemben mozgó súly, amitől szintén nagy mértékben nő az érzékenysége!

Egy mini gép:

https://www.youtube.com/watch?v=wtJwbu67yog&feature=youtu.be

Evvel a design-nal valószínűleg nagyméretű LTD gépet is könnyen lehet készíteni! A gép működési elmélete:

http://stirlingtechnology.blogspot.com/2012/01/rocky-egzotikus-mc-k.html 

Tanácsként annyi elmondható, hogy próbáljunk minél könnyebb anyagokból építeni, és az érzékenységet növelhetjük, ha nem csak jobb-bal irányban súlyozzuk ki a gépet, hanem az alja és a teteje között is. Nem baj, ha kicsit szivárog a gép, sőt kell is, hogy a folyamatos melegedés miatt ne nyomódjon ki a víz és állítódjon el egy idő után az egyensúly. Ezt úgy érdemes megoldani, hogy teljesen szivárgásmentesre építjük, majd egy apró, tűszúrásnyi lyukat szúrunk rá. A vízcsövet úgy hajlítsuk, hogy a legmélyebb pontja a hengerünkkel egy vonalba essen, mert különben a víz szép lassan hol az egyik, hol a másik oldalra tolódik, így mindig elállítja az egyensúlyt. A gép néhány másodperc, vagy perc működés után vagy az orrára, vagy a hátára fog dőlni, és nem lehet beállítani az egyensúlyát. Ha csúcsosra íveljük, akkor megbízhatóan fog működni. Az érzékenységét úgy növelhetjük, hogy csökkentjük a gép teteje és alja közötti súlyelosztást, vagyis pici súlyt teszünk a gép tetejére!, így könnyebben, nagyobbakat tud billegni, de lassabb lesz a működési frekvencia. Ráadásul elállíthatja a cső csúcsosságának a mértékét, így túl nagy súly használatával szintén állandóan elállítódhat az egyensúly. Ha a cső aljára (csúcsára) tesszük a súlyt, a gép súlypontja alacsonyabbra kerül, stabilabb lesz, gyorsabb is, de kevésbé érzékeny. Nem árt, ha a gépet könnyen bonthatóra építjük, különösen, ha víz folyik bele, szükség lehet rá! Dolgozzunk a lehetőségeinkhez mérten a legpontosabban és ne végezzünk férc munkát... például, ha csak szigetelő szalaggal rögzítjük a fedőket, az nem elég, ugyanis a szigetelőszalag, bár jó légszigetelő, de jól nyúlik, így tágulásával mozogni engedi a fedőt a gép oldalához képest. Mivel a fedők felülete nagy, a nyomásingadozások erősen hatnak rá, és ez az erő itt fog elnyelődni, nem a folyadékdugattyút fogja mozgatni. Mivel a jelenség alig látható, csak nézünk majd, mint borjú az új kapura, miért ilyen gyenge a produkció! Ha a szigetelőszalag körbetekerése előtt  kevés pillanatragasztóval körbepontozzuk a fedőt úgy, hogy az később könnyedén kitörhető legyen a gép alkatrészeinek sérülése nélkül, akkor elkerülhetjük a fedő nagymértékű, káros mozgását, "légzését"! A fentiekből adódóan, ha választani lehet, olyan konzerv doboz fedőket használjunk, amelyek merevebbek. Minél merevebb a gép oldala, annál kevesebb veszteség lesz a szuszogásából adódóan! Hogy ez milyen fontos, próbáljátok ki! A hüvelyk és a mutatóujjatokkal fogjátok át az első és hátsó fedőt, és nyomogassátok össze a gépet. Láthatjátok, hogy szemmel nem látható deformációra, a folyadék mennyit mozdul kifelé. A nap felőli fedőt be kell festeni feketére, ha lehet matt festéket használjatok, vagy a fényes fekete, már megszáradt festéket finom csiszolópapírral tegyétek mattá. Lehet használni üveglapokat, vagy petri csészét is oldalra, ekkor a belső terelődugattyú nap felőli oldalát kell feketére készíteni. Persze az egyéb kreatív ötletek, megoldások száma végtelen! A Stirling gépekre jellemző, hogy ilyen apróságokon múlik a működésük!
A gép egyensúlyát úgy állítom be, hogy a gép alján a műanyag csövet tartó drótban a műanyag cső mozgatható előre-hátra. Ajánlom még, ha tovább akarjátok tökéletesíteni, hogy olvassátok el a Stirling gép működése menűpontban a holttérre utaló részt is.
A gép méretei: 10 cm átmérőjű (konzerv tető), 4 cm magas karika (2l-es üdítős flakon) a henger, 7mm belső átmérőjű PVC cső a vízdugattyúnak használt cső.

http://www.youtube.com/watch?v=WnHH6BKk7yA&feature=youtu.be

 A felhasználható anyagok: Elég széles a skála, de az alábbi anyagok bárki számára elérhetőek. Konzerves doboz (pl. halkonzerv), szigetelőszalag, drót, lehetőleg átlátszó műanyag cső, kiszorítónak hungarocell darab, vagy hullámkarton darab, pillanatragasztó, szilikon ragasztó (pl. F.BS, Mester)
A hengert 2l-es PET palackból vághatjuk ( a visszaválthatós jobb). Hőcsapdát is szerelhetünk a gépre, amit én átlátszó CD tokból készítettem, erre szeles, hűvösebb időben lehet szükség.

Szükséges szerszámok, egyebek: olló, kés( sniccer), fűrészlap, védőszemüveg, kesztyű.

A kiszorító elkészítése: Egy lapos Hungarocell darabot ék alakúra kell vágni, hogy tudjon billegni, ill. átbillenve illeszkedjen a konzerves doboz felső oldalához, aljához. Gyerekeknél, de felnőtteknél is nehézséget okozhat ennek pontos kivitelezése, így általában könnyebb, ha alufólia galacsint gyűrűnk megfelelő alakra. Még egyszerűbb, ha (hullámkartonból, vagy más könnyű anyagból) két karikát vágunk ki (könnyen mozogjanak a hengerben), és közéjük távtartót teszünk úgy, hogy szabadon tudjanak billegni a karikák, vagy fellógatjuk őket a két oldalhoz. Esetleg a két körlapot össze is lehet ragasztani az egyik szélénél, a távtartót a másikba, és annál fogva cérnával felfüggeszteni. Így mindig magától indul, és a vékonyabb (1-2mm) hullámkartonból készített karika terelőkkel működik a legjobban a gépem, hiába van közöttük holttér!

 Veszélyforrások: Az egyik legveszélyesebb a pillanatragasztó, főleg akkor, amikor még az új flakonnak kinyomjuk a zárt tetejét, vagy a beszáradt elejét akarjuk kiszúrni tűvel. Azt javasolom, hogy a ragasztást inkább felnőttek végezzék, mégpedig védőszemüveggel, mert a ragasztó ilyenkor kispriccel és ha magunk felé tartjuk (amit soha ne csináljunk), akár a szemünkbe.  A másik dolog, amire nagyon oda kell figyelni, az ujjak összeragadása. A fűrész, olló, kés használatával pedig vágási sérülések történhetnek. Az erős napsütésen őrizetlenül hagyott gép, akár 150 fok Celsiusra is felmelegedhet, olyannyira, hogy megolvadhatnak a műanyag részek. A fentiek miatt a gépek elkészítését és használatát mindenki saját felelősségére végzi!

 A Stirling-gépek szerepe az oktatásban:  A gyermekek ma már tisztában vannak az alternatív energia fontosságával, ezért természetes érdeklődést mutatnak ezen szerkezetek irányában! Elnyeri a tanulók tetszését, és a gépek megismerése, főleg építése közben felébred az érdeklődősük a kapcsolódó , mélyebb tudás elsajátítása, majd később a fizika, a mérnöki tudás iránt. Segíti a fizikaórák érdekesebbé tételét és rámutat a fizika gyakorlati hasznára! Ráébreszti a tanulókat az energia fontosságára, az energetikai problémákra, hogy mennyi energiát használunk, illetve spórolhatunk és energiatakarékosságra nevel!

 Példa: Japán

Japánban már a kisiskolásokkal építettnek különböző Stirling gépeket, nem hiába érzékenyek a tudományra és technikára, és nem hiába járnak előttünk ezen területeken.
http://members.jcom.home.ne.jp/rikaken/stirling.html

 Amennyiben elkészítettétek ezt az egyszerű gépet jelezzétek nekünk, illetve küldjetek nekünk e-mailt a blog alján megtalálható, kapcsolatfelvételi űrlap segítségével, hogy mi is együtt örülhessünk veletek!

 Jó szórakozást!

A metronóm gép

Kezdőknek ajánlok elsőre egy gyertyával is működő, sörös doboz gépet. Ez egy folyadékdugattyús free, Ringbom típusú masina, melyet akár egy óra alatt meg lehet építeni (plusz szilikon száradási idő). Szerintem sokkal nagyobb az esély, hogy elsőre működjön, így sikerélményben lesz részed, látod hogy megy, és ez energiát, kedvet és lendületed ad a komolyabb, akár nem modell szintű gépekhez is! Ezen kívül más fajta szemléletet ad, ami kiegészítheti majd a későbbi tudásod.

Először körben levágom egy sörös doboznak a felső részét kisollóval, hogy a henger és az alja maradjon csak (de azért nagyon ne rövidítsük le, mert úgy még nem próbáltam :-) )
Lehet kapni barkácsboltokban fa csiszoláshoz használható fémszivacsot. 1-5-ig a finomságnak megfelelő jelzésűt. Ebből 2-est és 4-est használunk. 

A kezemmel nagyjából hengeresre nyomkodok a 4-es gyapotból egy jó maréknyit, majd a finomabbal körbetekerem, hogy épp akkora legyen az átmérője, hogy csak finoman súrlódjon, de már ne lötyögjön a sörös dobozban!
Csak úgy nagyjából, nem kell sokat görcsölni vele! Én abba hiszek, ha hosszabb valamivel, mint a sörös doboz, vagyis a hengerünk fele! Azért rakok kívülre a finom szivacsból, mert az jobban csúszik, és nehezebben megy át rajta a levegő, ezért nem lesz rés a kiszorító, és a hengerfal között. Akkor jó, ha finoman súrlódik! Aztán egy vékony dróttal átszúrom alulról hosszában két helyen (kb. 3 cm-re a egymástól) a kiszorító fémszivacsot, a drót végeit fent összetekerem, ahogy kijönnek felül, és ez fogja tartani a rúdján a kiszorítót! Elég gagyi dolog, de nem kell rajta sokat gondolkozni, és modellhez megteszi. Én  úgy rögzítem az esernyő merevítőhőz, hogy annak a végén van egy lyuk, és azon átfűzöm azt a vékony drótot amivel átszúrtam a szivacsot hosszában, és azután sodrom össze őket, így a kiszorító már a rúd végén csüng. Ennyi a kiszorító, 10 perc.

A következő lépés a harmonika dugattyú. (vagy szilárd dugattyú)  Ez azért jó, mert ettől az amúgy is steampunk-os jellegű gép, méginkább az lesz. Barna széles cellux, (mert jó vékony) papírzsebkendő, meg egy olyan papírhenger kell hozzá. (25-27mm átmérő kb.), ami 5 mm vastag, mert ettől lesz szép a dugattyú (szépen élezi) Az elkészítéséről a dugattyúk készítése oldalon  olvashattok bővebben, de itt egy segéd-videó, bár ezen nem papírhengert használok...

http://www.youtube.com/watch?v=b_SdiDrFIwk

Igazából 2 vagy három ragasztócsík van egymás mellett, mert különben a harmonika nem lesz elég hosszú, tehát a ragasztócsíkra egy , vagy kettő másikat is ragasztunk, kb. 5mm átfedéssel.

Annyival egészíteném még ki, hogy a harmonika két végeit szigetelőszalaggal rögzítem a papírhengerekhez, amikről aztán levágom a rögzített végű harmonikát! Ez után én még ráragasztok a szigetelőszalagra egy papírmatrica karikát is, mert a szilikon nem ragad a szigetelőszalagra! Ennek az elkészítése, egy kis gyakorlat után, szintén tíz perc, na jó, max. tizenöt!

Egy másik sörös doboz alját levágom (kb. 2,5-3 cm magasan, középre lyukat rá, és arra fogom a harmonikát ráragasztani szilikonnal. Azt fogom belenyomni a sörös dobozba! De innen szerintem már egyértelmű:

Még csak annyi, hogy sörös doboznál persze oldalról könnyebb csövet hozzáilleszteni a csövet, ami kb. 10mm belső átmérőjű legyen, hogy a víz jól tudjon mozogni benne, de a 20mm ideálisabb. Mivel a harmonika dugattyú a szélesebb, ezért a gép ott fogja leadni az erőt, a folyadék dugattyú inkább csak vezérel. Két kis teamécsessel (vagy egy nagyobb gyertyával, a gép felmelegedési ideje után megy, le-fel mint a veszedelem, de ha valaki megcsinálja, kötelező bemutatni a fórumba!

Ami még fontos, hogy a kiszorítónak nyugalmi helyzetben középen kell állnia a hengerben. Ezért egy laprugóval, amit én ásványvizes flakonbol vágtam ki, középen kell tartani. Ez a videón látható. Mivel a kiszorító középen áll, ezért a gép önstartolós! Ha eléggé melegítjük akkor megy a laprugó nélkül is, de szerintem avval jobb.
Jó építést!

MC avagy TMG stirling készítése

Ez a gép tulajdonképpen egy Jumping stirling szilárd dugattyúval., illetve egy TMG is.

Egy egymásba illő 18-as és 16-os kémcsőpárra van szükségünk. A 18-asnak, ha van belső pereme, ki kell reszelni. Annyira kell egymásba illeniük, hogy nyomásra, húzásra rugózzanak, működjön a légrugó effektus. Ha a 16-os kémcső vékonyabb, barna széles ragasztószalagot kell rá köbetekerni, kb. 2 cm hossz pontosságal, ami néhány ezredmillimétert jelenthet. Bővebben a munkadugattyúk készítése oldalon olvashatsz erről. A kiszorítót úgy kell elkészíteni, mint egy Jumping stirlingnek. Háromszor hosszabb legyen, mint a szélessége. Szitaszövetből, én például a 100 forintos boltba vettem tésztaszűrőt. amiből levágunk egy megfelelő darabot, és valamire feltekerjük,ami olyan széles, hogy pont belefér majd a ksizorítónk a kémcsőbe. A kiálló szálakat én visszahajtom, hogy ne zavarjanak. Vékony dróttal 3 helyen körbekötöm a hengert, hogy ne menjen szét. Ha kész van, fémvattával, vagy fémszivaccsal megtömöm. Ne a legfinomabb vattát használd, mert az elég, és szétfoszlik. A szűkítőt egy vízcsap tömítőből készítettem, az a jó, ha nem fér bele, és egy ék alakot kivágok belőle, így bele tudom tolni a kémcsőbe, de be is feszül. A többi magáért beszél:

Ha a szűkítőt nem teszed bele, akkor fejjel lefelé, vagy 45 fokban lefelé fog működni a gép. Ekkor inkább már TMG-ről beszélhetünk. Ennek előnye, hogy a szűkítő és a dugattyú között nem marad károstér. Jobb lesz  működés, ha egy fél tollrugót beletekersz a kiszorító hideg végébe, vagyis a dugattyúhoz.
Ha kérdés merűl fel, tedd fel Infrared fórumában. Jó szórakozást!
A kész gép:

Milyen arányai legyenek a gépemnek?

Kiindulhatunk abból, hogy mivel szeretnéd fűteni, illetve mire szeretnéd használni.

A kiszorító dugattyúkról itt olvashatsz:
http://stirlingtechnology.blogspot.hu/2012/09/a-kiszorito-dugattyu.html

Minél több gáz van a gépben, annál nagyobb lesz a teljesítménye, de annál nagyobb lesz a kiszorító súlya és a forgattyús szerkezet súrlódása.

Ha kis hőmérséklet különbséggel akarod működtetni a gépedet, akkor lapos gépet csinálj, mert a kiszorító így könnyű marad, a rövid mozgatás miatt is, kisebb forgattyús szerkezetet kell ráépítened, amitől kicsi marad a súrlódása, így a kis teljesítménytől is fog tudni működni. Ha azt akarod, hogy még kisebb hőmérsékletre működjön, inkább szélesítsd. A másik, ha nem lenne lapos a géped, hanem hosszúkás, a kis hőbevitelt a sok levegővel tovább hígítod, ami rontja a hatásfokot! Lapos gépnél viszont a levegő mennyiségéhez képest nagy a felület, amitől jobban megmarad az a  kis energiasűrűség.

Ha nagy hőmérséklet különbséggel akarod meghajtani a gépedet, akkor a lapos gép nem lesz jó, mivel hőálló anyagokat kell használnod. Általában fémet hengernek, esetleg kiszorítónak is, és mivel közel van a hideg és a meleg oldal, ezért az átvezeti a hőt, anélkül, hogy munkába fogtuk volna. Ezért a HTD gépek hosszabb alakúak. A nagy hőmérséklet különbség miatt nagyobb az ereje, ezért a nagyobb forgattyús szerkezet nagyobb súrlódása aranyaiban kisebb jelentőségű. Ha nagy hőmérsékletre lapos, széles gépet csinálnánk, akkor különlegesebb hőszigetelő anyagokat kellene használni, speciálisabb építési módokat, melyek az amatőrök számára nehezebben elérhetőek. A nagy lapos felületek a nagy nyomásváltozásokra domborodhat, homoríthat (lélegezhet), és ez elvehet a hatásfokból. Ha vastagabb lemezt használsz, akkor kisebb lesz valamivel a hővezetése, ha meg merevítéseket raknál rá, bonyolódik az építés. Másrészt, a nagy felület viszont pozitív hatású lenne, de egyenletesen kell fűtened. Tehát, nem érdemes lapos széles gépet építeni, ha vihargyújtóval akarod fűteni, mert a hőmérséklet hiába lesz magas, ha a hőmennyiség eloszlik.  

Minél magasabb a hőmérséklet különbség, azaz minél koncentráltabban visszük be a hőmennyiséget, hőenergiát, annál magasabb hatásfokkal lehet mozgási energiává alakítani. Törekedj, rá, hogy minél kevesebb holt tér legyen a gépedben (a regenerátor belső tere is holt térnek számít)!

LTD készítése Hudák Gábortól!

LTD Stirling modell építése!

Ezt a leírást azért készítettem, hogy aki első LTD motorját szeretné megépíteni magyar nyelvű leírást találjon képekkel és méretekkel.
A felhasznált anyagok a lehető legegyszerűbbek, hogy minél olcsóbb legyen a beszerzésük. (Kb.: 1500-2000Ft)



Anyagszükséglet:
-2 db. Befőttesüveg fedő (10 cm-es)
-1 db. Orvosi gumikesztyű vagy lufi (kipróbáltam a folpakot is)
-1 cs. Hústű v. gémkapocs (tengelyeknek)
-2 db.Hurkapálcika
-2 db. Szívószál (vastagabb fajta)
-2 db. Sörös doboz (a sört meg kell inni)
-1 db. Műanyag golyóstől külseje
-kb. 10 db. Gyöngy
- Egy kis darab depron vagy hungarocell
-Különböző vastagságú konzervdoboz (kell az alsó-felső fedele és a hengertest)

Ragasztók:
- Szilikon tömítő (ecetsavas)
- Több tubus pillanatragasztó
-Epoxi ragasztó (gyors kötésű)




Építés:
1 lépés:
Az egyik fedőre fúrunk egy kb. 12mm-es lyukat, a széle kb. 12mm-re legyen a fedő szélétől. Majd a fedő belső peremén a menetek bütykeit kihajtjuk.
-Ez lesz a felső fedő.

2. lépés:
Egy vastagabb kartonból kivágunk egy 93mm átmérőjű korongot sablonnak, majd kartonból kivágunk egy 24x297 mm-es csíkot és egy 24x20mm-es darabot. A hosszú csík felénél (12mm) egy vonalat húzunk, majd a vonallal befelé a sablon köré hajlítjuk és a kis papírdarabbal összeragasztjuk.






3.lépés:
Ha megszáradt a papírhenger beletesszük a sablont úgy, hogy mindenhol a  vonalon legyen, majd megkenjük az élét ragasztóval és a felső fedőbe ragasztjuk.

4.lépés:
Ha már biztosan tart a ragasztó a henger és a felső pereme közti rést feltöltjük szilikon pasztával. Ha már megkötött a belső sablont letoljuk a henger aljára és a közepét átjelöljük a fedőre, majd a fedőt átszúrjuk. A lyuk épp akkora legyen, hogy a tengelynek való rúd könnyen mozogjon benne.

5.lépés
A kiszorító egy 87mm átmérőjű és 12mm magas henger, én depronból készítettem (2x6mm vastag) de jó a  hungarocel is. A közepét kifúrom, majd a lyukat kitöltöm epoxival és beállítom a tengelyt.
-Mikor már öntartó a ragasztó, de még lehet mozgatni, akkor pontosan merőlegesre állítom a tengelyt a kiszorító síkjára.











6. lépés:
-A műanyag tollból levágunk egy 15mm-es darabot
-a konzervdoboz fedeléből kivágunk 1db. tollcső átmérőjű korongot, majd átszúrjuk úgy, hogy a kiszorító tengelye könnyen mozogjon.
-A korongot felragasztjuk a tollszárra epoxival.







7.lépés:
-A kiszorítót beletesszük a hengerbe, majd a tengelyre ráhúzzuk a megvezetőt és körbekenjük epoxival.
-Mikor már öntartó a ragasztó, de még állítható, akkor megfordítjuk a gépet és megnézzük, hogy szabadon mozog-e a kiszorító (pont középen van-e és nem ér a falhoz), majd a henger tetejéig toljuk és megnézzük, hogy síkban van vele és nem ferde. Ha igen, állítunk a megvezetőn.







8.lépés:

-A kiszorítót a helyére tesszük, majd az egészet rárakjuk a másik fedőre (a fedő belseje lefelé nézzen) majd néhány csepp pillanatragasztóval ideiglenesen rögzítjük a helyén.
- A széleit körbekenjük epoxival, majd miután megkötött, ez fogja légmentesen szigetelni a hengert.

9.lépés:

-A ragasztó kikeményedése után a képen látható formára hajlítjuk a kiszorító tengelyét.

10.lépés:
-Kartonból kivágunk 33mm külső és 24mm belső átmérőjű karikákat (5-8db.). Majd pillanatragasztóval egymásra ragasztjuk őket úgy, hogy egy 4mm magas csövet kapjunk.





11. lépés:
-Az orvosi kesztyűből kivágunk egy darabot, majd kartonból csinálunk 2db. 17mm átmérőjű korongot, majd a membrán két oldalára egymás fölé ragasztjuk pillanatragasztóval (vigyázzunk, hogy ne jöjjön ki oldalt a ragasztó, mert ferdén mozoghat a membrán).
Én itt orvosi kesztyűt használok, de ki lehet próbálni a lufit is, ha esetleg a használat közben elszakad a membrán, érdemes a 9-13 lépést újra megcsinálni, vagy a szakadásra egy kis szilikon tömítőt kenni.





12. lépés:
-Keressünk valamit ami 3mm magas és ideiglenesen ráragasztjuk az egyik 17mm-es korongra. Majd az alátéttel lefelé egy sima felületre tesszük. Ezután a 9. lépésben elkészült gyűrű egyik felét megkenjük pillanatragasztóval, majd rányomjuk a membránra (igyekezzünk úgy csinálni, hogy pont középre kerüljön a fekete papírgyűrű, mert különben ferdén fog mozogni a membrán)

13.lépés:
-Levágjuk a felesleges anyagot, majd a 9. lépésben lévő mérettel kivágunk egy karikát és a  membránra ragasztjuk.













14.lépés:
-A membrántartó alját vastagon megkenjük epoxi ragasztóval, és a gépre rakjuk, majd a lyuk fölé ragasztjuk.
-Ha elég alaposan megkentük, akkor a ragasztás nem ereszti a levegőt, ha megnyomjuk a fedőt, mozog a membrán.
-Miután megkötött a ragasztó, vizet forralunk és egy pohárba önjük, majd rátesszük a gépet. Egy kicsit várunk, majd megmozgatjuk a kiszorítót, és a membrán szépen elkezd mozogni (Ha nem  mozog, akkor valahol ereszt minden ragasztást kenjünk be újra).

LTD készítése 2. oldal

LTD készítése 3. oldal

LTD készítése-3

26. lépés: a hővezető felrakása.

-a májkrémes doboz palástján körbe 10 mm-es bevágásokat csinálunk, majd derékszögben kihajlítjuk őket, és a gép aljára rakjuk, a kihajtások tetejére epoxit kenünk. (Ne kerüljön a fedő és a kihajtások tetejére, mert kell a fémes érintkezés!)

-Én a kihajtott füleket megkentem az alaplap és a hővezető borda között használt pasztával..







27. lépés: A z LTD beindítása.
-Az elkészült modellt most próbáljuk beindítani. Először az összes tengelyre és súrlódó részre cseppentsünk műszerolajat (olaj nélkül is megy, csak lassabban).
-egy edénybe forraljunk fel vizet és öntsük bele egy olyan pohárba, amire éppen rá lehet tenni a gépet (belefér az alsó fedőbe).
Néhány pillanatot várjunk, aztán kézzel megpörgetjük a gépet. Csak az egyik irányba fog elindulni, a másik irányban nehezebben mozog.
-Ezekkel a beállításokkal a motor valószínűleg elsőre be fog indulni, és körülbelül 1 órát fog forogni.

Néhány beállítási tanács:
-A lendkerék:

Én először egy DVD lemezt használtam, de az túl nehéznek tűnt, ezért csináltam a papír lendkereket, mert lehet, hogy így könnyű, de lehet rá tenni  , hogy a gép teljesen leálljon. (A végén már látszik, hogy a holtponton meg akar állni.) Majd felragasztok a lendkerékre egymással szemben 2db. kis fém nehezéket (forrasztóón) és megpróbálom újra beindítani. Ha még fut néhány percet, fennmaradhat a nehezék.

A méretezésről:
-A gép azért lett 24 mm magas, mert a kiszorítómnak 12 mm-es magassága volt. A kiszorító mindig fele a gép magasságának, tehát, ha 10 mm-es anyagod van, akkor a gép magassága 20 mm lesz. De ekkor változik a lendkeréken a kiszorító mozgató rúdjának a helye.
Mérete: Magasság-Kiszorító/2 -1mm.
Példa: (m-k) /2-1 =kiszorítót mozgató rúd helye, (24-12)/2-1=5mm.

Ez a modell a lehető legegyszerűbb, szinte alig kell szerszám az elkészítéséhez, kezdőknek ideállis.
A modell működés közben:



-Ha valaki elkészíti, örülnék, ha csinálna róla fényképet és videót, és felrakná Infrared fórumára!

Érdemes megnézni Gábor Youtube csatornáján a többi gépeit is, Ő egy igazi művész! (Tibsim)



Mindenkinek kellemes barkácsolást kívánok!
Gábor

LTD készítése 1 oldal

LTD készítése 2 oldal

LTD készítése-2

15. lépés:
-Kartonból kivágunk 2db. 30X90mm-es és 1db. 25X50mm-es darabot, mindhárom szélétől húzzunk egy 10-10 mm-es csíkot és éles késsel bevágjuk, majd mindegyiket háromszög alakra hajlítjuk és a széleinél összeragasztjuk. Így kapunk 2db. 10-10-10 mm-es és 1db. 10-10-5 mm oldalú oszlopot.
-A három darabot összeragasztjuk úgy, hogy az 50 mm-es darab kerüljön középre és a 90mm-es darabok tetejével egy vonalba.













16 lépés:-Ha megkötött a ragasztó, akkor az állványt felragasztjuk a gépre, körülbelül a kép szerinti helyzetben (epoxival)








17.lépés:A lendkerék.

 










-A lendkerék anyaga 2db. 110mm átmérőjű kartonpapír összeragasztva (pillanatragasztó), majd a szélére 2db. 80 mm belső 110 mm külső átmérőjű kartongyűrűt ragasztunk.













-A kivágásokat a lendkerékből csak dísznek csináltam, ha nem vágjuk ki, akkor az egyik külső gyűrű elhagyható.

-A lendkerék közepére 2db. 16mm átmérőjű korongot ragasztunk, ezek tartják a beragasztott tengelyt.

-Ha megkötött a ragasztó, átszúrjuk a lendkereket a tengely helyén, majd fúrunk még egy lyukat a tengelytől 5 mm-re, ez lesz a kiszorító mozgató rúd helye.










-Levágunk egy 20 mm hosszú darabot a tengely anyagából (ez lesz a kiszorítót mozgató rúd), majd pillanatragasztóval beragasztjuk a helyére.










18. lépés: a főtengely elkészítése.
-A tengelyt hústűből vagy gémkapocsból készítettem (a gémkapcsot könnyebb hajlítani). A lépcső kb. 2 mm (2-3 mm a szélső határ). A két oldala kb. 30-30 mm.
-Majd az egyik oldalára ráhúzunk egy gyöngyöt egészen a hajlatig, és ott pillanatragasztóval rögzítjük.










19. lépés: A főtengely csapágya:
-A tollszárból levágunk egy 10 mm-es darabot. A konzervdoboz fedeléből kivágunk 2db. a toll szélességének megfelelő darabot, majd akkora lyukat fúrunk rá (ár vagy tű), hogy a főtengely könnyen forogjon, de még ne lötyögjön. Ezután felragasztjuk őket a cső két oldalára pillanatragasztóval.








20. lépés: A tengely és a lendkerék összeállítása.
-A csapágyat ráhúzzuk a tengelyre a rögzített gyöngy mellé, majd felrakunk még egy gyöngyöt, és rárakjuk a lendkereket (olyan szorosan, hogy könnyen forogjon, de ne lötyögjön a gyöngyök között).

















-Addig forgatjuk a tengelyt, míg a kiszorító és a membrán 90 fokban áll egymáshoz képest.




-Most a lendkerék csapággyal ellentétes irányú oldalán, pillanatragasztóval ideiglenesen rögzítjük a tengelyt, majd ha jól áll, epoxival körbekenjük. Ha kikeményedett, a fölös tengelydarabot fogóval lecsípjük.

21. lépés: A lendkerék és a tengely rögzítése.
-a tengelytartó állvány közepét megjelöljük, majd néhány csepp pillanatragasztót teszünk oda.
-Ráhelyezzük a csapágyat az állványra, majd felülről nézve úgy állítjuk be, hogy pont a kiszorító rúdjával és a membrán közepével egy vonalban legyen, a lendkerék pedig  3-4 mm-rel beljebb kerüljön a kiszorító tengelyénél, és vízszintesen álljon. (Lehet, hogy többször le kell szedni, és újra kezdeni)
-Ha sikerült kb. jó helyre tenni körbekenjük epoxival, és megvárjuk míg megköt.





















22. lépés: A kiszorító mozgatója.
-A sörösdoboz oldalából kivágunk egy 6x80 mm méretű darabot, majd a két végétől 5-5 mm-re két lyukat fúrunk és a két végét lekerekítjük.
-Most a lyukaktól 5-5 mm-re két L alakú hajtást csinálunk ezek hajlítgatásával állítjuk be a pontos méretet.
.





23. lépés: A kiszorító beállítása.
-A mozgatórudat felrakjuk a helyére, majd megforgatjuk a lendkereket és megnézzük, hogy alul-felül szabadon mozog-e a kiszorító. Ha alul akad, akkor rövidebbre hajlítjuk, ha felül, akkor kissé széthúzzuk.
-A következő lépés a lendkerék kiegyensúlyozása, mert a kiszorító miatt mindig az alsó holtponton áll meg. Néhány fémdarabot ragasztunk a kiszorító rúdjával ellentétes oldalra, míg szabadon nem forog.

24. lépés: Az erőátvitel a tengelyre a membránról.
-levágunk egy 10 mm széles papírcsíkot, megkenjük ragasztóval és felcsavarjuk egy darab hurkapálcikára. Annyit tekerünk rá, hogy egy szívószálban szorosan mozogjon. Majd a pálcika végét a papírnál levágjuk, és a másik végén meghagyunk egy 5 mm-es darabot, majd hosszában a papírig behasítjuk.
Sörösdobozból kivágunk egy 6x15mm lemezt, majd az egyik végét kilyukasztjuk és a sarkokat lekerekítjük, majd a behasított hurkapálcikába toljuk, pillanatragasztóval rögzítjük.
-Egy másik 10 mm széles papírcsíkot szintén feltekerünk a pálcára, majd a két szélét levágjuk.
-Ezt a darabot felragasztjuk a membránon lévő 17 mm-es lemez közepére (pillanatragasztó).
-Végül n a szívószálból egy 75 mm-es darabot.



25. lépés: Felrakjuk és beállítjuk a rudat.
-A szívószálat felrakjuk a membránon lévő tartóra, majd a másik végébe csúsztatjuk a kifúrt végű részt, és az egészet ráhúzzuk a főtengelyre,
-Most beállítjuk a főtengelyt, hogy a meghajlított rész vízszintesen álljon (középállásban), majd a rúd hosszát állítva a membránt is középállásba igazítjuk.













 Akkor jó az beállítás, ha a lendkereket megforgatva a membrán se az alsó, se a felső holtponton nem feszül meg.

LTD készítése 1 oldal

LTD készítése 3. oldal

Béta stirling (alaptípus)

Ugyan azon 4 ciklus zajlik le itt is, mint a gamma típusú gépnél. Különbség, hogy  a munkadugattyú a henger hideg oldalán, magában a fő cilinderben helyezkedik el, tehát nincs külön hengere, ami alatt holtér keletkezne a tágulási folyamat során. Így ennél a gépnél minimalizálva van a káros tér, amitől jobb hatásfokot várhatunk, és a gép összességében is kompaktabb. Amatőröknek nehézkes a munkadugattyún keresztül megvezetni a kiszorítót és forgattyús tengely hajlítása is nehezebb, ezért ritkábban is építik. Forgattyús szerkezetnek általában rombusz megvezetést használnak (lásd. a forgattyús mechanizmus menüpontot), ami egy egymással szembeforgó fogaskerékpárból áll. 

Rombusz forgattyús szerkezettel

Képek forrásai:

http://www.robertstirlingengine.com/beta_uk.php

http://en.wikipedia.org/wiki/Rhombic_drive

Alfa Stirling (alaptípus)

Alpha Stirling (alaptípus) A gép egy hideg és egy melegített dugattyús hengerből épül fel. A gáz a két henger között közlekedik, általában a közéjük rakott regenerálón keresztül. Ennél a gépnél alapban nagy a kompresszió, ami a működéséből adódik. Ezért leginkább csak HTD módban üzemeltethető, bár van egy konzerves doboz LTD játék konfiguráció is. A két dugattyú egymáshoz képest 90 fokos eltéréssel mozog, illetve van bekötve a forgattyús tengelyre. A gép nehézsége a meleg dugattyús henger, amit iparilag nehezebb elkészíteni. Ezért újabban egy kiszorítót raknak a meleg dugattyúra, megvédve azt a hőterheléstől, de erről később. A motor csak egy irányban működik. Forgatva pedig az egyik henger melegszik, a másik hűl, tehát hűtőgépként, hőszivattyúként is jól funkciónál. A működése ennek a gépnek is négy ciklusból áll. 1 A meleg dugattyú be van nyomódva, a hideg is benyomódik, közben megnő a nyomás. (Ez munkát emészt fel) 2A meleg dugattyú kinyomódik a felmelegedő és bővülő gáztól. (ilyenkor a gép munkát végez.) 3 A hideg dugattyú is kinyomódik, a nyomás csökken. (Ez munkát emészt fel.) 4 A meleg dugattyú benyomódik, mivel a gáz egyre nagyobb része lehűl és térfogata zsugorodik. (Ez némi munkát végez) http://www.steidle.com/bilder/stirling-ablauf3.gif Az utóbbi időben a meleg dugattyúra hővédő kiszorítót helyeznek. Ez meghosszabbítja a dugattyús hengert. A lecsatlakozás a hideg dugattyúhoz így már a dugattyú közepe táján megtörténik. A dugattyú végét melegítik a kiszorító oldala és a szemben lévő henger fala már a regeneráló felület, a meleg dugattyú tömítéséért felelős alsó része már hidegebb, így kevésbé van kitéve hőterhelésnek. Az általam ismert egyik legjobb amatőr stirling-gép is ilyen: LTD konzervesdoboz alfa gép: http://www.sulinet.hu/fizika/hoero.htm Az alfa stirling-motor P-v diagramja: A kép erről a weboldalról származik: http://www.robertstirlingengine.com/alpha_uk.php LTD alfa stirling-gép: https://www.youtube.com/watch?v=yiERGFKs2bA&feature=youtu.be

Ringbom stirling

Ossian Ringbom alkotta meg ezt a típust 1905-ben. Lényegében egy free típusú gép, amelynek a munkadugattyúja lendkerékhez kötött, a terelődugattyúja pedig szabadon mozog, egy harmadik, jóval kisebb segéddugattyúnak köszönhetően.

Ez a motor tehát 3 dugattyúval rendelkezik: 1. kiszorító 2. munkadugattyú 3. A kiszorítót mozgató dugattyú, ami nincs bekötve forgattyús szerkezethez. tehát az free, vagyis szabadon rugózik egy puha rugón, esetleg palackba zárt gázrugón. A munkadugattyú jóval nagyobb felületű a kiszorítót mozgató free dugattyúnál, ezért ez az erősebb. A kiszorítót mozgató dugattyúnak csak akkora felületűnek kell lennie, hogy tudja mozgatni a kiszorítót.

Működése: Általában a kiszorító egy finom rugóval középállásba van állítva. A gépet melegítjük, a nyomás megnő, a dugattyúk kimozdulnak. A kiszorító dugattyúja eléri a felső holtppontját, míg a lendkerék tovább mozdítva a munkadugattyút, kissé megszívja a motort, lecsökkentve evvel a benti nyomást.

A csökkenő nyomás nem elegendő a kiszorító segéddugattyújának, hogy fent tudja tartani a kiszorítót és lefele mozdul. Ennek hatására egyre több levegő áramlik a hideg oldalra, így vákuum keletkezik. Ettől a vákuumtól a munkadugattyú is visszahúzódik, de a lendkerék tovább tolja lefelé és megnöveli a nyomást, ezáltal a kiszorító újra felfelé mozdul. Tehát a nagy mozgástartományú munkadugattyú által kiváltott nyomásváltások irányítják a segéddugattyút, s vele a kiszorítót. Csak a munkadugattyúval ellentétes oldalon melegítve működik!

A Ringbom-gép elméleti és gyakorlati P-V diagramja:

Egy tanulmány a Ringbom stirling gépről