Stirling motor

2013.12.26 17:50

 

A stirling motort az interneten számtalan oldal bemutatja, így csak egy rövid összefoglalót írnék. Az 1800-as években találták fel, mert akkoriban a gőzgépek nagyon veszélyesek voltak. Később a gőzgépek, majd a belső égésű motorok kiszorították. Mai változatai hi-techek sorát vonultatják fel. Különleges anyagokból készült gázzal feltöltött típusokat építenek be az autóktól az űrhajókig. Hogy jön akkor ez az önfenntartáshoz?

 

Az eredeti motorokat használták a mezőgazdaságokban, gazdaságokban. Egyszerű felépítésük és üzemeltetésük miatt fordultunk ebbe az irányba. Az interneten sok makettet, működő kis szerkezetet találhatunk, de előfordul egy-két komolyabb munkára fogható darab. Látszólag egyszerű elkészíteni.

 

A stirling motor tulajdonképpen úgy működik, hogy kívülről melegíted, mondjuk egy kályhára teszed, mire az elindul.

 

Mi a saját fejlesztésünkről számolunk be.

 

         

 

Az első motort egy barátunk - hívjuk egyszerűen Budainak - fejlesztette. Különlegessége, hogy valóban működik, és hogy vastelepeken összebogarászott hulladékból építette.

                  

                                            Budai-stirling

 

Már ez a motor is több átépítésen ment keresztül, míg megépítettük a jelenlegi verziót.

 

                          Budai-stirling a Mária napi talákozón

 

 

A motorral szemben az alábbi követelményeket támasztottuk:

- a motort otthon, egy közepesen felszerelt műhelyben meg tudjuk építeni

- bármikor javítható legyen a későbbiek során

- a környezetünkből egyszerűen összeszedhető, vagy olcsón beszerezhető alkatrészekből kerüljön megépítésre

- hatásfok tekintetében képes legyen áramtermelésre, akkumulátortöltésre, szivattyú, daráló meghajtására, illetve mosógép hajtására

- kialakításában alkalmas legyen a melegvíz leadására és arra, hogy a háztartásban a fűtőtest átalakítása nélkül üzemeltetni tudjuk

 

A fenti követelmények az alábbiakban valósultak meg:

- az építéshez flexet, állványos fúrót és hegesztőt használtunk, egyéb precíziós gépünk nem volt

- a motort azóta javítottuk; megfőztük, befagyasztottuk, üzemeltettük víz nélkül igen magas hőfokon; hosszú távú állás sem okoz neki gondot

- az alkatrészeket a közeli vastelepről szedtük össze; boltban csak egy kerékpár-hajtóművet és pár csapágyat vettünk, az áruk nem haladta meg a tízezer forintot

 

Hatásfoka:

- a motor terhelés alatt képes meghajtani kerékpár agydinamót, vagy rollermotorból épített generátort, ezzel akkumulátorokat tölteni vagy ledes világítást működtetni

- képes mechanikusan meghajtani a Forgatag elnevezésű mosógépünket

- képes terhelés alatt meghajtani „flexibilis fúrószárat” ezzel konyhai munkákat végezni, mint habverés vagy vajköpülés

- a motor nem képes darálót meghajtani terhelés alatt

- a szivattyú kifejlesztése még folyamatban van, reményeink szerint norton szivattyút fog működtetni

- kialakításában bármilyen hagyományos kályhára, vagy sparheltre ráhelyezhető, amennyiben azok levehető karikákkal rendelkeznek. A motorunk 1/3-ad sparhelt felületet foglal el.

 

A motor építése:

Mint említettem a motor alkatrészeit a közeli vastelepen guberáltam össze, illetve pár dolgot vásároltam.

A motor fő részeinek megnevezése (alkatrészjegyzék), beszerzési helye:

    Víztér - 25 literes négyszögletes fém edény - vastelep.

    Meleghenger - 6kg-os tűzoltó készülékből - vastelep.

    Hideghenger -  IFA légkompresszor hengere - vastelep.

    Meleghenger-dugattyú I. - alumínium, teflon lábas - vastelep.

    Meleghenger-dugattyú II. - fémszivacs - Metróban vásárolt.

    Hideghenger-dugattyú - IFA légkompresszor dugattyúja - vastelep.

    Alaplap -  5 mm-es vaslemez  - vastelep.

    Levegőátvezető-egység a két henger között - keményfa - lépcsőből.

    Tartókonzol - fűtéstechnikai konzol - Bauhausban vásárolt.

    Tengely - kerékpár-hajtómű, négyszögletes - kerékpárboltban vásárolt.

    Tengelytartó-konzol - kerékpárváz középső része - vastelep.

    Hajtószárak 90 fokban a tengelyre - kerékpárpedálok - kerékpárboltban vásárolt.

    Kihajtások - lánckerék, szíjtárcsa, dörzshajtás - kerékpárboltban vásárolt, illetve vastelepen egy varrógépből kiszerelt.

    Melegdugattyú hajtószára - gépkocsi csomagtér nyitó teleszkóp - vaterán vásárolt.

    Hidegdugattyú hajtószára - menetesszár - Bauhausban vásárolt.

    Csapágyak a hajtószárakhoz - csapágyboltból.

    Csapágytartó - csőbilincs - Bauhausban vásárolt.

    Gumitömítés - futószalag gumi - szeméttelep.

    Vízleeresztés - 1/2" os cső és csap - Bauhausban vásárolt.

    Továbbá - gumian tömítő paszta, csavarok, hőálló festék spray, olaj, 30-as szögvas,

 

                    

Első ütem:

    - a meleghenger és a víztér összeépítése hegesztéssel

    - vízelvezetés beépítése hegesztéssel

    - alaplap lefogatáshoz szögvas felszerelése a víztérre csavarozással

 

               A víztér pereme egy gumicsőből készült szigetelést kapott.

 

                  Az alaplap a felszerelt tengellyel és melegdugattyúval.

 

Második ütem:

    - az alaplapot rászereljük a víztérre, a szögvas és 6-os csavarok, szárnyasanyák segítségével

    - szárnyasanyákat használunk a könnyebb szét- és összeszerelés végett

    - bejelöljük és kifúrjuk az alaplap közepét

 

 

Harmadik ütem:

    - elkészítjük a meleghengert és a hajtószárát

    - két lukacsosra fúrt alumínium tárcsa közé fémszivacsokat teszünk

    - menetesszárral összeszorítjuk

    - a menetesszárat összekötjük a csomagtérnyitó teleszkóppal (menetesszár-toldót használtam)

    - az alaplapba beszereljük a teleszkóp szár-vezető részét 

 

                        

 

Negyedik ütem:

    - az alaplapra felszereljük a tartókonzolt

    - a tartókonzolra felkerül a tengely

    - a tengelyre felkerülnek a hajtószárak

    - ezek alapján kijelöljük a hideghenger helyét

    - az alaplapon elkészítjuk a levegőáteresztő-nyílást

    - elkészítjük a hideghengert és megelghengert összekötő légjáratot (fából)

    - összeszereljük az eddigieket az alaplapra

 

                        

 

Ötödik ütem:

    - összeállítás (jelenleg két fő darabunk van, a víztér a meleghengerrel és az alaplap a többivel)

    - az alaplapra egy vastag szállítószallagból készült tömítést ragasztunk gumiánnal

    - összerakjuk a két fő egységet

    - ezek után elkezdjük a csuklós hajtószárakat kialakítani

    - a hajtószárak méretezésénél beállítjuk a dugattyúk végpontjait

 

Ezzel elkészült a motorunk.

 

                         

 

Tudom, hogy sok kérdést hagytam nyitva, de ez az "Így-e!" kategória. Az építés sorrendje nagyban függ az összeszedett alkatrészektől, ezért ez a leírás erre a motorra vonatkozik. Az építést jól át kell gondolni, én is követtem el hibákat.

A meleghenger nem tökéletesen 90 fokban lett behegesztve a víztérbe, valamint a meleghenger tetejét is többször át kellett köszörülnöm. Így is jelentős illesztési hézagom keletkezett, ezért használtam a vastag gumi szigetelést.

 

                          

 

A tengelyre a legmegfelelőbb a kerékpár hajtómű, így a jövőben is ezt alkalmazom. Ezek a hajtóművek szögletes és kerek tengelyvéggel is készülnek. 

Eredetileg pedálokkal terveztem megoldani a kihajtást, ezeket a szögletes tengelyvégeken könnyű 90 fokban beállítani. Ha tárcsákat alkalmazunk, célszerű a kerek tengelyvégű hajtóművet alkalmaznunk.

 

                           

 

Az elkészült motorra tehetünk füleket, hőmérőt, a vízbeöntő nyílásra dugót. 

Ez a típusú fűtés-tartókonzol pedig azért kiváló, mert számtalan kiegészítő kapható hozzá, így a generátor vagy egyéb szerkezet felszerelése nagyon könnyű, nem kell utólag furkálnunk az alaplapot.

Az a tapasztalatom, hogy pár perc alatt - akár működés közben - ki tudom cserélni a generátorokat.

 

 

VIDEÓK - Stirling motor működés közben:

 

Stirling motor sparhelten - http://youtu.be/QQpzwPg1dn4

 

MAG-energia találkozóhttp://youtu.be/CkyVqKEF030

 

Kerékpár dinamóval 3W terheléssel - http://youtu.be/oZKvwdYAM0U

 

Budai-stirlinggel vajköpülés - http://youtu.be/t2XCNvez8i8

 

Budai-stirling áramtermelés - http://youtu.be/NfyMJG9KF44

 

 

 

 

 

 

 

 

- folyt. köv. -